CN112868106A - 太阳能电池模块 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够提高外观设计性的太阳能电池模块。太阳能电池模块(100)具备多个太阳能电池单元(1)，上述太阳能电池模块具备：受光侧保护部件(3)，保护多个太阳能电池单元(1)的受光面侧；背侧保护部件(4)，保护多个太阳能电池单元(1)的背面侧；受光侧密封件(5)，配置在多个太阳能电池单元(1)与受光侧保护部件(3)之间，对多个太阳能电池单元(1)进行密封；以及背侧密封件(6)，配置在多个太阳能电池单元(1)与背侧保护部件(4)之间，对多个太阳能电池单元(1)进行密封，在受光侧保护部件(3)形成有与多个太阳能电池单元(1)之间的间隙重叠的第一受光侧图案(7)，第一受光侧图案(7)与太阳能电池单元(1)的受光面为相同颜色或相同色系颜色。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池模块。
背景技术
在太阳能电池模块中，为了确保多个太阳能电池单元之间的绝缘，将太阳能电池单元彼此分离地配置。因此，在太阳能电池单元之间产生间隙，外观设计性降低。
关于这一点，在专利文献1中，记载了在太阳能电池单元的背面侧，在与太阳能电池单元之间的间隙对应的区域设置有作为与太阳能电池单元相同色系颜色的黑色系图案的太阳能电池模块(例如，参照图7)。由此，太阳能电池模块的外观设计性提高。
专利文献1：日本特开2015-185712号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够提高外观设计性的太阳能电池模块。
本发明所涉及的太阳能电池模块是具备多个太阳能电池单元的太阳能电池模块，或者是具备多个使用叠瓦方式将多个太阳能电池单元电连接而成的太阳能电池串的太阳能电池模块，上述太阳能电池模块具备：受光侧保护部件，保护多个太阳能电池单元或太阳能电池串的受光面侧；背侧保护部件，保护多个太阳能电池单元或太阳能电池串的与受光面侧相反的背面侧；受光侧密封件，配置在多个太阳能电池单元或太阳能电池串与受光侧保护部件之间，对多个太阳能电池单元或太阳能电池串进行密封；以及背侧密封件，配置在多个太阳能电池单元或太阳能电池串与背侧保护部件之间，对多个太阳能电池单元或太阳能电池串进行密封，在受光侧保护部件形成有与多个太阳能电池单元之间的间隙或者多个太阳能电池串之间的间隙重叠的第一受光侧图案，第一受光侧图案与太阳能电池单元的受光面为相同颜色或相同色系颜色。
根据本发明，太阳能电池模块的外观设计性提高。
附图说明
图1是从受光面侧观察第一实施方式所涉及的太阳能电池模块的图。
图2是图1所示的第一实施方式所涉及的太阳能电池模块的II-II线剖视图。
图3是第一实施方式的变形例1所涉及的太阳能电池模块的剖视图，是相当于图1的II-II线的剖视图。
图4是第一实施方式的变形例2所涉及的太阳能电池模块的剖视图，是相当于图1的II-II线的剖视图。
图5是从受光面侧观察第二实施方式所涉及的太阳能电池模块的图。
图6是图5所示的第二实施方式所涉及的太阳能电池模块的VI-VI线剖视图。
图7是比较例所涉及的太阳能电池模块的剖视图，是相当于图1的II-II线的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式的一个例子进行说明。此外，对于各附图中相同或相当的部分标注相同的附图标记。另外，为了方便起见，有时省略阴影线、部件附图标记等，在上述情况下，参照其他附图。
(第一实施方式)
图1是从受光面侧观察第一实施方式所涉及的太阳能电池模块的图，图2是图1所示的第一实施方式所涉及的太阳能电池模块的II-II线剖视图。如图1及图2所示，太阳能电池模块100具备多个太阳能电池单元1、受光侧保护部件3、背侧保护部件4、受光侧密封件5、背侧密封件6以及第一受光侧图案7。
太阳能电池单元1例如是由将规定大小的大尺寸半导体基板分割后的其中之一构成的长方形的太阳能电池单元。规定大小是指由半导体晶片的规定大小(例如6英寸)确定的大小。例如，在6英寸的大尺寸半导体基板的情况下，将该大尺寸半导体基板沿规定的一个方向分割为2个以上10个以下。此外，太阳能电池单元1也可以是由规定大小的大尺寸半导体基板其本身构成的正方形的太阳能电池单元。
太阳能电池单元1可以是两面电极型，也可以是背面电极型。
多个太阳能电池单元1沿X方向及Y方向排列成二维状。为了确保太阳能电池单元1之间的绝缘，将多个太阳能电池单元1在X方向及Y方向上分离地配置。
太阳能电池单元1被受光侧保护部件3与背侧保护部件4夹持。在受光侧保护部件3与背侧保护部件4之间填充有液体状或固体状的密封件(受光侧密封件5及背侧密封件6)，由此，太阳能电池单元1被密封。
受光侧密封件5及背侧密封件6密封保护太阳能电池单元1。受光侧密封件5介于太阳能电池单元1的受光侧的面与受光侧保护部件3之间。背侧密封件6介于太阳能电池单元1的背侧的面与背侧保护部件4之间。
作为受光侧密封件5及背侧密封件6的形状，没有特别限定，例如可列举片状。这是因为，如果是片状，则容易包覆面状的太阳能电池单元1的表面及背面。
作为受光侧密封件5及背侧密封件6的材料，没有特别限定，但优选为具有使光透过的特性(透光性)的绝缘性材料。另外，受光侧密封件5及背侧密封件6的材料优选具有使太阳能电池单元1、受光侧保护部件3及背侧保护部件4粘接的粘接性。
作为这样的材料，例如可列举乙烯/乙酸乙烯酯共聚合物(EVA)、乙烯/α-烯烃共聚合物、乙烯/乙酸乙烯酯/异氰尿酸三烯丙酯(EVAT)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂或硅树脂等透光性树脂。
受光侧保护部件3隔着受光侧密封件5覆盖太阳能电池单元1的受光面，保护该太阳能电池单元1。
作为受光侧保护部件3的形状，没有特别限定，但从间接覆盖面状的受光面这一点出发，优选为板状或片状。
作为受光侧保护部件3的材料，没有特别限定，但与受光侧密封件5及背侧密封件6同样，优选为具有透光性且具有耐紫外光性的材料，例如可列举玻璃或者丙烯酸树脂或聚碳酸酯树脂等透明树脂。另外，受光侧保护部件3的表面可以被加工成凹凸状，也可以被防反射涂层包覆。这是因为，若这样构成，则受光侧保护部件3不易反射所接收到的光，而将更多的光导向太阳能电池单元1。
背侧保护部件4隔着背侧密封件6覆盖太阳能电池单元1的背面，保护该太阳能电池串2。
作为背侧保护部件4的形状，没有特别限定，但与受光侧保护部件3同样，从间接覆盖面状的背面的这一点出发，优选为板状或片状。
作为背侧保护部件4的材料，没有特别限定，但优选为防止水等浸入(阻水性高)的材料。例如可列举聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PE)、烯烃系树脂、含氟树脂或者是含硅树脂等树脂薄膜、或玻璃、聚碳酸酯、丙烯酸等具有透光性的板状的树脂部件与铝箔等金属箔的层叠体。
在受光侧保护部件3的受光侧密封件5侧配置有第一受光侧图案7。第一受光侧图案7形成为从受光侧观察，与相邻的太阳能电池单元1之间的间隙以及太阳能电池单元1的边缘部重叠。太阳能电池单元1的边缘部可以是太阳能电池单元1的周缘部的至少一部分，也可以是太阳能电池单元1的周缘部的全部。特别优选在与上述的大尺寸半导体基板的周缘部相当的太阳能电池单元1的边缘部重叠有第一受光侧图案7。
第一受光侧图案7的全部或者至少受光侧的面与太阳能电池单元1的受光面为相同颜色或相同色系颜色。例如，在太阳能电池单元1的受光面为黑色或黑色系的情况下，第一受光侧图案7为黑色或黑色系。更具体而言，黑色或黑色系的第一受光侧图案7在CIE1976L*a*b*表色系中，L*为50以下，a*为-50以上+50以下，b*为-50以上+50以下。
此外，在定量地评价颜色时，使用可见光区域的反射光谱，该可见光区域的反射光谱使用分光色度计、分光色差计、分光测色仪或紫外可见分光光度计等分析装置来测定。而且，关于基于反射光谱的颜色的数值化，使用由CIE(国际照明委员会)标准化的上述的CIE1976L*a*b*表色系(L*：明[+]～暗[-]，a*：红色[+]～绿色[-]，b*：黄[+]～蓝色[-])。
另外，反射色的测定法使用与人的目视评价相关性高的仅检测漫反射光的方法(SCE：Specular Component Exclude：排除镜面反射光)，测定光源使用D65。此外，用于计算反射色的视野没有特别限定，例如也可以使用由CIE规定的10度或2度。
作为第一受光侧图案7的材料，可列举陶瓷涂料、氟系薄膜、PET系薄膜等。第一受光侧图案7例如使用印刷法、喷墨法形成在受光侧保护部件3上。
第一受光侧图案7也可以配置于受光侧保护部件3的大气侧。此外，从耐候性(图案的劣化)的观点出发，优选第一受光侧图案7形成于受光侧保护部件3的受光侧密封件5侧。
这里，图7表示比较例所涉及的太阳能电池模块的剖视图。如图7所示，比较例的太阳能电池模块100X具备相当于图2所示的第一实施方式的太阳能电池模块100中的太阳能电池单元1、受光侧保护部件3、背侧保护部件4、受光侧密封件5以及背侧密封件6的太阳能电池单元1X、受光侧保护部件3X、背侧保护部件4X、受光侧密封件5X以及背侧密封件6X来代替它们。而且，比较例的太阳能电池模块100X在背侧保护部件4X形成有与多个太阳能电池单元1X之间的间隙重叠的背侧图案7X，在这一点上与第一实施方式不同。背侧图案7X与太阳能电池单元1X的受光面为相同颜色或相同色系颜色(例如，黑色或黑色系)。
与此相对，在第一实施方式的太阳能电池模块100中，在受光侧保护部件3形成有与多个太阳能电池单元1之间的间隙重叠的第一受光侧图案7，第一受光侧图案7与太阳能电池单元1的受光面为相同颜色或相同色系颜色(例如，黑色或黑色系)。这样，通过将第一受光侧图案7配置于比比较例的背侧图案7X靠受光侧，例如第一受光侧图案7的黑色系看起来比比较例的背侧图案7X的黑色系更黑色系。因此，与比较例相比，太阳能电池模块100的外观设计性提高。
另外，根据第一实施方式的太阳能电池模块100，能够减少入射到光电转换效率相对低的太阳能电池单元1的边缘部(详细内容如后所述)的光。因此，太阳能电池模块100的输出提高。
通常，太阳能电池单元通过在规定大小(例如，6英寸)的大尺寸半导体基板(例如，大致正方形)形成半导体层、TCO(Transparent Conductive Oxide：透明导电氧化物)层以及防反射层(例如SiO、SiN或SiON等)来制作。
在这些层的成膜时，大尺寸半导体基板的边缘部的膜厚往往比边缘部以外的大尺寸半导体基板的内部的膜厚薄。例如，在成膜时，若为了保持大尺寸半导体基板，使用销型的基板托盘，则大尺寸半导体基板的销附近的边缘部的膜厚往往会变薄。若这样膜厚变薄(例如，在两面电极侧的情况下防反射层或TCO层的膜厚变薄，或者在背面电极侧的情况下防反射层的膜厚变薄)，则颜色与其他部分不同，太阳能电池模块的外观设计性降低。
关于这一点，根据第一实施方式的太阳能电池模块100，第一受光侧图案7也与太阳能电池单元1的边缘部重叠。由此，膜厚往往会变薄的太阳能电池单元1的边缘部隐藏在第一受光侧图案7之下，太阳能电池模块100的外观设计性进一步提高。
另外，根据本申请发明人的见解，在大尺寸半导体基板的边缘附近，与其内部相比，光电转换效率低。
关于这一点，太阳能电池单元1的光电转换效率低的边缘部隐藏在第一受光侧图案7之下，太阳能电池模块100的输出进一步提高。
(变形例1)
图3是第一实施方式的变形例1所涉及的太阳能电池模块的剖视图，是相当于图1的II-II线的剖视图。如图3所示，也可以在背侧保护部件4的背侧密封件6侧配置有背侧图案9。背侧图案9形成为覆盖背侧保护部件4的表面的一部分或全部。
背侧图案9是相对于红外光具有反射特性的颜色。例如，背侧图案9为白色或白色系，或者红黑色或红黑色系。
作为背侧图案9的材料，可列举陶瓷涂料、氟系薄膜或PET系薄膜等。背侧图案9例如使用印刷法、喷墨法形成在背侧保护部件4上。
此外，代替在背侧保护部件4形成的背侧图案9，也可以是背侧密封件6中的至少背侧保护部件4侧的一部分6a包含对于红外光具有反射特性的材料。例如，背侧密封件6的一部分6a也可以包含白色或白色系，或者红黑色或红黑色系的材料。
由此，透过太阳能电池单元1的光在背侧保护部件4的背侧图案9或背侧密封件6的一部分6a反射，再次入射到太阳能电池单元1。因此，太阳能电池模块100的输出提高。
(变形例2)
图4是第一实施方式的变形例2所涉及的太阳能电池模块的剖视图，是相当于图1的II-II线的剖视图。如图4所示，也可以在受光侧保护部件3的受光侧密封件5侧配置有第二受光侧图案8。第二受光侧图案8形成于第一受光侧图案7的受光侧密封件5侧。
第二受光侧图案8与背侧图案9同样，是对于红外光具有反射特性的颜色。例如，第二受光侧图案8为白色或白色系，或者红黑色或红黑色系。
作为第二受光侧图案8的材料，与背侧图案9同样，可列举陶瓷涂料、氟系薄膜或PET系薄膜等。第二受光侧图案8例如使用印刷法、喷墨法形成在背侧保护部件4的第一受光侧图案7上。
由此，透过太阳能电池单元的光在受光侧保护部件3的第二受光侧图案8反射，再次入射到太阳能电池单元1。因此，能够保持第一受光侧图案7带来的外观设计性提高的效果，并且提高太阳能电池模块100的输出。
(第二实施方式)
在第一实施方式中，对具备多个太阳能电池单元的太阳能电池模块进行了说明。在第二实施方式中，也可以应用于具备多个使用叠瓦方式将多个太阳能电池单元电连接而成的太阳能电池串2的太阳能电池模块。
图5是从受光面侧观察第二实施方式所涉及的太阳能电池模块的图，图6是图5所示的第二实施方式所涉及的太阳能电池模块的VI-VI线剖视图。
在太阳能电池串2中，通过太阳能电池单元1的端部的一部分重叠，将太阳能电池单元1串联连接。具体而言，相邻的太阳能电池单元1、1中的一方的太阳能电池单元1的一端侧的一部分重叠于另一方的太阳能电池单元1的另一端侧的一部分之下。
这样，形成像在屋顶上铺瓦那样，多个太阳能电池单元1一律向某个方向整齐地倾斜的堆积构造，因此将这样将太阳能电池单元1电连接的方式称为叠瓦方式。另外，将连接成带状的多个太阳能电池单元1称为太阳能电池串。
太阳能电池串2被受光侧保护部件3与背侧保护部件4夹持。在受光侧保护部件3与背侧保护部件4之间填充有液体状或固体状的密封件(受光侧密封件5及背侧密封件6)，由此，太阳能电池单元1被密封。
受光侧密封件5及背侧密封件6密封保护太阳能电池串2。受光侧密封件5介于太阳能电池串2的受光侧的面与受光侧保护部件3之间。背侧密封件6介于太阳能电池串2的背侧的面与背侧保护部件4之间。
受光侧保护部件3隔着受光侧密封件5覆盖太阳能电池串2的受光面，保护该太阳能电池串2。
背侧保护部件4隔着背侧密封件6覆盖太阳能电池单元1的背面，保护该太阳能电池串2。
在受光侧保护部件3的受光侧密封件侧配置有第一受光侧图案7。第一受光侧图案7形成为从受光侧观察，与相邻的太阳能电池串2之间的间隙以及太阳能电池串2的边缘部重叠。太阳能电池串2的边缘部可以是太阳能电池串2的周缘部的至少一部分，也可以是太阳能电池串2的周缘部的全部。特别优选在与上述大尺寸半导体基板的周缘部相当的太阳能电池串2的边缘部重叠有第一受光侧图案7。
第一受光侧图案7与太阳能电池串2的太阳能电池单元1的受光面为相同颜色或相同色系颜色。例如，在太阳能电池单元1的受光面为黑色或黑色系的情况下，第一受光侧图案7为黑色或黑色系。
在该第二实施方式的太阳能电池模块100中，也与第一实施方式的太阳能电池模块100同样，太阳能电池模块100的外观设计性提高，太阳能电池模块100的输出提高。
此外，在第二实施方式的太阳能电池模块100中，也与第一实施方式的太阳能电池模块100同样，
·也可以在背侧保护部件4以覆盖其表面的一部分或全部的方式形成有上述的背侧图案9，
·代替在背侧保护部件4形成的背侧图案9，也可以是背侧密封件6包含上述的一部分6a，
·也可以在受光侧保护部件3的第一受光侧图案7的受光侧密封件5侧形成有上述的第二受光侧图案8。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，能够进行各种变更及变形。例如，在上述实施方式中，第一受光侧图案7不一定必须覆盖太阳能电池单元1的边缘部，也可以形成为至少覆盖太阳能电池单元1之间的间隙。
实施例
以下，基于实施例对本发明进行具体说明，但本发明并不限定于以下的实施例。
(实施例1)
制作图1及图2所示的太阳能电池模块100。实施例1的主要特征如以下及表1所示。
太阳能电池单元之间的间隙：2.0mm
黑色系图案的宽度：3.0mm
黑色系图案：以覆盖太阳能电池单元之间的间隙以及太阳能电池单元的边缘部的方式配置于受光侧
背侧保护部件：透明保护材料。
(实施例2)
在实施例1中，黑色系图案的宽度不同。实施例2的主要特征如以下及表1所示。
太阳能电池单元之间的间隙：2.0mm
黑色系图案的宽度：2.0mm
黑色系图案：以仅覆盖太阳能电池单元之间的间隙的方式配置于受光侧
背侧保护部件：透明保护材料。
(实施例3)
在实施例2中，背侧保护部件不同。实施例3的主要特征如以下及表1所示。
太阳能电池单元之间的间隙：2.0mm
黑色系图案的宽度：2.0mm
黑色系图案：以仅覆盖太阳能电池单元之间的间隙的方式配置于受光侧
背侧保护部件：整个面为白色系材料。
(比较例1)
如图7所示(相当于专利文献1)，制作在背侧具备黑色系图案的太阳能电池模块。比较例1的主要特征如以下及表1所示。
太阳能电池单元之间的间隙：2.0mm
黑色系图案的宽度：2.0mm
黑色系图案：以覆盖太阳能电池单元之间的间隙的方式配置于背侧
背侧保护部件：除了黑色系图案之外为透明。
(外观设计性)
目视观察如以上那样制作的实施例1、2、3以及比较例1的太阳能电池模块的受光面，将黑色度分为五个等级进行评价。评价结果如表2所示。此外，5是外观设计性最优的设计。
在实施例1中，与比较例1相比，确认了太阳能电池单元的边缘部的外观设计性提高。
此外，在实施例2中，与比较例1相比，也确认了更黑且外观设计性提高。在实施例3中，虽然在背面侧使用了白色系材料，但与比较例1相比，也显黑且外观设计性提高。
(输出特性)
使用具有AM1.5的光谱分布的脉冲太阳模拟器，在25℃下以100mW/cm2的能量密度照射伪太阳光，测定上述实施例及比较例的太阳能电池模块的性能特性(短路电流Isc、开路电压Voc、曲线因子FF以及最大输出功率Pmax)。测定结果如表2所示。
在表2中，通过以比较例1的输出特性结果为基准(1.000)，比较各实施例的评价结果，评价输出的相关度。
在实施例1中，与比较例1相比，输出提高。通过黑色系图案覆盖太阳能电池单元的边缘部，虽然由于发电面积减小导致Isc降低，但通过隐藏半导体层、TCO层以及防反射层的膜厚薄的区域，即隐藏发电效率低的区域，FF提高。结果，输出提高。
在实施例2中，与比较例1相比，输出也提高。黑色系图案配置于太阳能电池单元间隙，但由于模拟器的伪太阳光以各种角度入射，因此稍微覆盖太阳能电池单元边缘部。因此，虽然由于发电面积减小导致Isc降低，但由于发电效率低的区域被隐藏，从而输出提高。此外，由于太阳能电池单元的最边缘部是发电效率更低的区域，因此FF提高率变高。
在实施例3中，与比较例1相比，输出提高。除了与实施例2同样，Isc提高，FF提高之外，透过单元的太阳光被背面侧白色系材料反射，再次入射到太阳能电池单元，因此Isc进一步提高，输出也提高。
[表1]
[表2]
附图标记说明
1…太阳能电池单元；2…太阳能电池串；3…受光侧保护部件；4…背侧保护部件；5…受光侧密封件；6…背侧密封件；6a…背侧密封件的一部分；7…第一受光侧图案；8…第二受光侧图案；9…背侧图案；100…太阳能电池模块。
Claims (10)
1.一种太阳能电池模块，是具备多个太阳能电池单元的太阳能电池模块，或者是具备多个使用叠瓦方式将多个太阳能电池单元电连接而成的太阳能电池串的太阳能电池模块，其特征在于，具备：
受光侧保护部件，对多个所述太阳能电池单元或所述太阳能电池串的受光面侧进行保护；
背侧保护部件，对多个所述太阳能电池单元或所述太阳能电池串的与所述受光面侧相反的背面侧进行保护；
受光侧密封件，配置在多个所述太阳能电池单元或所述太阳能电池串与所述受光侧保护部件之间，对多个所述太阳能电池单元或所述太阳能电池串进行密封；以及
背侧密封件，配置在多个所述太阳能电池单元或所述太阳能电池串与所述背侧保护部件之间，对多个所述太阳能电池单元或所述太阳能电池串进行密封，
在所述受光侧保护部件形成有第一受光侧图案，所述第一受光侧图案与多个所述太阳能电池单元之间的间隙或者多个所述太阳能电池串之间的间隙重叠，
所述第一受光侧图案与所述太阳能电池单元的受光面为相同颜色或相同色系颜色。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，
所述第一受光侧图案为黑色或黑色系。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池模块，其特征在于，
所述第一受光侧图案覆盖多个所述太阳能电池单元的边缘部或多个所述太阳能电池串的边缘部。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的太阳能电池模块，其特征在于，在所述背侧保护部件形成有覆盖其表面的一部分或全部的背侧图案，
所述背侧图案是对于红外光具有反射特性的颜色。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池模块，其特征在于，
所述背侧图案为白色或白色系，或者为红黑色或红黑色系。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的太阳能电池模块，其特征在于，
所述背侧密封件的至少所述背侧保护部件的一侧的一部分包含对于红外光具有反射特性的材料。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池模块，其特征在于，
所述背侧密封件的至少所述背侧保护部件的一侧的一部分包含白色或白色系、或者红黑色或红黑色系的材料。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的太阳能电池模块，其特征在于，
所述第一受光侧图案形成于所述受光侧保护部件的所述受光侧密封件的一侧。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的太阳能电池模块，其特征在于，
在所述受光侧保护部件的所述第一受光侧图案的所述受光侧密封件的一侧形成有第二受光侧图案，
所述第二受光侧图案是对于红外光具有反射特性的颜色。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池模块，其特征在于，
所述第二受光侧图案为白色或白色系，或者为红黑色或红黑色系。
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