DE112010005793T5

DE112010005793T5 - Solarzellenmodul und Herstellungsverfahren für ein Solarzellenmodul

Info

Publication number: DE112010005793T5
Application number: DE112010005793T
Authority: DE
Inventors: Keiichiro Utsunomiya
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-08-05
Filing date: 2010-08-05
Publication date: 2013-05-16
Also published as: US8877540B2; US20130102104A1; WO2012017538A1; JPWO2012017538A1; CN103053029A; CN103053029B

Abstract

Ein Solarzellenmodul 10 enthält eine Struktur, bei der ein Rückflächenmaterial 5, ein rückflächenseitiges Abdichtungsharz 3, eine Solarzelle 1, ein lichtempfangsflächenseitiges Abdichtungsharz 2 und ein Vorderflächenmaterial 4 in Aufeinanderfolge geschichtet sind, wobei ein Schmelzpunkt eines Teils, der in Kontakt mit der Solarzelle 1 ist, von zumindest einem von dem lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharz 2 und dem rückflächenseitigen Abdichtungsharz 3 niedriger als ein Schmelzpunkt eines Teils des rückflächenseitigen Abdichtungsharzes 3, der in Kontakt mit dem Rückflächenmaterial 5 ist, ist.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Solarzellenmodul und ein Herstellungsverfahren hierfür und insbesondere auf ein Abdichtungsharz zum Schützen einer Solarzelle gegen Feuchtigkeit und eine äußere Kraft.
Hintergrund
Die Dicke von Siliziumsubstraten, die in Solarzellenmodulen verwendet werden, nimmt allmählich ab, um die Herstellungskosten zu verringern, und die Siliziumsubstrate, die gegenwärtig verwendet werden, haben eine Dicke gleich oder von weniger als 0,2 mm.
Auf der Lichtempfangsfläche eines Siliziumsubstrats wird eine Diffusionsschicht gebildet, und ein Antireflexionsfilm und eine Silberelektrode werden aufeinanderfolgend darauf gebildet. Auf der kein Licht empfangenden Oberfläche werden eine Aluminiumelektrode und eine Silberelektrode gebildet, wodurch eine Solarzelle mit einer Energieerzeugungsfunktion gebildet wird. Solarzellen werden elektrisch in Reihe miteinander verbunden durch in Lötmittel getauchte, flache rechteckige Kupferdrähte, wodurch eine Solarzellenreihe oder ein Feld gebildet wird.
Die Lichtempfangsflächenseite des Solarzellenfeldes ist mit einem Vorderflächenmaterial bedeckt, wobei ein Abdichtungsharz dazwischen angeordnet ist, und die Seite der kein Licht empfangenden Oberfläche ist mit einem Rückflächenmaterial bedeckt, wobei ein Abdichtungsharz dazwischen angeordnet ist. Die Teile werden integral geformt durch Wärmeabdichtung der Abdichtungsharze in einem Vakuum.
Typischerweise wird Ethylenvinylacetat (EVA) als das Abdichtungsharz verwendet, Glas wird als das Vorderflächenmaterial verwendet, und ein laminiertes Blatt aus einem PET-(Polyethylenterephthalat-)Film oder einem Fluorfilm wird als das Rückflächenmaterial verwendet.
Für einen Laminierungsvorgang, bei dem die vorgenannte Integralformung durchgeführt wird, werden eine eine Vakuumerwärmung und einen Druckmechanismus enthaltende Laminierungsvorrichtung verwendet. Die Einzelheiten des Laminierungsvorgangs werden als Nächstes erläutert.
Eine Schichtanordnung, bei der ein Vorderflächenmaterial, ein Abdichtungsharz, ein Solarzellenfeld, ein Abdichtungsharz und ein Rückflächenmaterial in Aufeinanderfolge übereinanderliegen, beginnend mit der Seite der Lichtempfangsfläche, wird in die Laminierungsvorrichtung eingebracht. Die Schichtanordnung wird durch eine Heizvorrichtung in der Laminierungsvorrichtung zu derselben Zeit, zu der ein Vakuumzustand erhalten wird, erwärmt. In einem Zustand, in welchem die Abdichtungsharze auf etwa ihre Schmelzpunkte erwärmt werden, wird ein Druck auf die Schichtanordnung ausgeübt. In diesem Zustand werden die Abdichtungsharze weiterhin auf etwa 150°C erwärmt, was während einer vorbestimmten Zeitperiode aufrechterhalten wird, und daher werden die Abdichtungsharze vernetzt, und die Schichtanordnung wird integral geformt.
Für die vorgenannte Technologie sind die Technologie (siehe zum Beispiel Patentdokument 1), bei der eine Abdichtungsharzschicht jeweils für die Lichtempfangsfläche und die kein Licht empfangende Fläche verwendet wird, und die Struktur einer Laminierungsvorrichtung (siehe zum Beispiel Patentdokument 2) bereits offenbart.
Zitierungsliste
Patentdokumente

Patentdokument 1: japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2007-281135
Patentdokument 2: japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2001-60706

Zusammenfassung
Technisches Problem
Bei dem Laminierungsvorgang, der einer der Herstellungsprozesse für ein Solarmodul ist, wird eine Struktur, bei der ein Vorderflächenmaterial, Abdichtungsharz, eine Solarzelle und ein Rückflächenmaterial laminiert werden, in einer Vakuumerwärmungskammer, die als Laminator bezeichnet wird, angeordnet. Danach wird die Struktur auf etwa den Schmelzpunkt des Abdichtungsharzes erwärmt, während Luft in der Kammer zusammen mit der Struktur evakuiert wird, ein Druck auf die Struktur ausgeübt wird, nachdem das erwärmte Abdichtungsharz erweicht ist, und die Struktur weiterhin erwärmt wird, während dieser Zustand aufrechterhalten wird, wodurch eine Abdichtungsstruktur gebildet wird, in der die Struktur integral geformt ist.
Jedoch besteht bei einer derartigen herkömmlichen Technologie bei dem Laminierungsvorgang, wenn die Struktur in einem Zustand zusammengedrückt wird, in welchem das Abdichtungsharz nicht ausreichend erweicht ist, da das Abdichtungsharz in einem Zustand ist, in welchem es einen hohen Elastizitätsmodul hat, das Problem, dass der ausgeübte Druck direkt auf die Zelle übertragen und die Zelle beschädigt wird.
Umgekehrt erhöht sich, wenn das Abdichtungsharz übermäßig erwärmt wird, die thermische Schrumpfung des Abdichtungsharzes. An diesem Punkt besteht, weil das Abdichtungsharz, das erweicht ist und eine adhäsive Kraft hat, zusammen mit der Zelle und dem Rückflächenmaterial schrumpft, das Problem, dass eine Verschlechterung der Qualität bewirkt wird aufgrund einer Versetzung der Zelle und einer Verformung des Rückflächenmaterials (Rückschicht).
Somit ist der zulässige Temperaturbereich der Temperatur des Abdichtungsharzes, wenn der Druckvorgang in dem Laminierungsprozess beginnt, begrenzt, und daher ist es erforderlich, die Temperatur innerhalb des zweckmäßigen Temperaturbereichs zu steuern. Wenn das Abdichtungsharz erwärmt ist, treten darüber hinaus Temperaturschwankungen über der Oberfläche des Abdichtungsharzes auf, und daher ist es schwierig, die Temperatur des Abdichtungsharzes innerhalb des gewünschten Temperaturbereichs zu steuern.
Um das Abdichtungsharz innerhalb des vorgenannten Temperaturbereichs zu steuern, gibt es ein Verfahren zum Verringern der Temperaturschwankungen über die Oberfläche des Abdichtungsharzes, indem das Abdichtungsharz über die Zeit mit einem leichten Temperaturgradienten erwärmt wird. Jedoch wird in diesem Fall die Produktivität beträchtlich herabgesetzt.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts des Vorstehenden gemacht, und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein Solarzellenmodul zu erhalten, das in der Lage ist, eine Beschädigung und Versetzung einer Solarzelle und eine Verformung eines Rückflächenmaterials zu unterdrücken sowie die Produktivität zu verbessern, und ein Herstellungsverfahren hierfür anzugeben.
Lösung des Problems
Um die vorgenannten Probleme zu vermeiden und die Aufgabe zu lösen, ist ein Solarzellenmodul gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen, welches Solarzellenmodul eine Struktur enthält, bei der ein Rückflächenmaterial, ein rückflächenseitiges Abdichtungsharz, eine Solarzelle, ein lichtempfangsflächenseitiges Abdichtungsharz und ein Vorderflächenmaterial in Aufeinanderfolge geschichtet sind, wobei ein Schmelzpunkt eines Teils, der in Kontakt mit der Solarzelle ist, von zumindest einem von dem lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharz und dem rückflächenseitigen Abdichtungsharz niedriger ist als ein Schmelzpunkt eines Teils des rückflächenseitigen Abdichtungsharzes, der in Kontakt mit dem Rückflächenmaterial ist.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß dieser Erfindung wird eine Wirkung, dass eine Beschädigung und eine Versetzung einer Solarzelle und eine Verformung eines Rückflächenmaterials unterdrückt werden können, erhalten.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Solarzellenmodul gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert.
2 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Solarzellenmodul gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert.
3 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Solarzellenmodul gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert.
4 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Solarzellenmodul gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Ausführungsbeispiele eines Solarzellenmoduls und eines Herstellungsverfahrens für dieses gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend im Einzelnen mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Diese Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt.
Erstes Ausführungsbeispiel
1 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine Konfiguration eines Solarzellenmoduls 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert. Das Solarzellenmodul 10 enthält eine Solarzelle 1, ein lichtempfangsflächenseitiges Abdichtungsharz 2, das die Lichtempfangsflächenseite der Solarzelle 1 abdichtet, ein Vorderflächenmaterial 4, das die Lichtempfangsflächenseite des lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharzes 2 bedeckt, ein rückflächenseitiges Abdichtungsharz 3, das die Seite der kein Licht empfangenden Oberfläche (Rückfläche) der Solarzelle 1 abdichtet, und ein Rückflächenmaterial 5, das die Rückflächenseite des rückflächenseitigen Abdichtungsharzes 3 bedeckt.
Als das lichtempfangsflächenseitige Abdichtungsharz 2 und das rückflächenseitige Abdichtungsharz 3 wird beispielsweise Ethylenvinylacetat (EVA) verwendet. Darüber hinaus wird beispielsweise Glas für das Vorderflächenmaterial 4 verwendet, und beispielsweise ein geschichtetes Blatt aus einem PET-(Polyethylenterephthalat-)Film oder einem Fluorfilm wird für das Rückflächenmaterial 5 verwendet. Jedoch sind die Materialien hierfür nicht auf diese Materialien beschränkt. Beispielsweise kann ein Material wie Polyvinylbutyral (PVB) und Silikonharz für das lichtempfangsflächenseitige Abdichtungsharz 2 und das rückflächenseitige Abdichtungsharz 3 verwendet werden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden für das lichtempfangsflächenseitige Abdichtungsharz 2 auf der Lichtempfangsflächenseite und das rückflächenseitige Abdichtungsharz 3 auf der Seite der kein Licht empfangenden Oberfläche, die in 1 gezeigt sind, Abdichtungsharze mit unterschiedlichen Schmelzpunkten oder unterschiedlichem Elastizitätsmodul verwendet.
Insbesondere wird ein Abdichtungsharz mit Eigenschaften, d. h. einem niedrigen Schmelzpunkt oder einem niedrigen Elastizitätsmodul, für das lichtempfangsflächenseitige Abdichtungsharz 2 verwendet. Ein Abdichtungsharz mit Eigenschaften, d. h. einem hohen Schmelzpunkt oder einem hohen Elastizitätsmodul, wird für das rückflächenseitige Abdichtungsharz 3 auf der Seite der kein Licht empfangenden Oberfläche verwendet.
Darüber hinaus wird die Temperatur so gesteuert, dass die Temperatur der Abdichtungsharze, wenn der Druckvorgang in dem Laminierungsprozess beginnt, zwischen den Schmelzpunkten des lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharzes 2 und des rückflächenseitigen Abdichtungsharzes 3 auf der Seite der kein Licht empfangenden Oberfläche aufrechterhalten wird. Folglich wird das lichtempfangsflächenseitige Abdichtungsharz 2 mit einem niedrigen Schmelzpunkt auf jeden Fall erweicht. Demgemäß zeigt, wenn die Solarzelle 1 gegen das Vorderflächenmaterial 4 durch Ausüben von Druck gedrückt wird, das lichtempfangsflächenseitige Abdichtungsharz 2, das zwischen dem Vorderflächenmaterial 4 und der Solarzelle 1 vorhanden ist, eine Polsterwirkung, und daher kann eine Beschädigung der Solarzelle 1 aufgrund der Druckausübung unterdrückt werden.
Demgegenüber wird, da das rückflächenseitige Abdichtungsharz 3 mit einem hohen Schmelzpunkt den Schmelzpunkt nicht erreicht, das rückflächenseitige Abdichtungsharz 3 nicht ausreichend erweicht und zeigt keine hohe Haftungskraft. Weiterhin kann, da der Betrag der thermischen Schrumpfung des rückflächenseitigen Abdichtungsharzes 3 klein ist, die thermische Schrumpfkraft aufgrund des Erweichens des lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharzes durch ein Material, wie Ethylenvinylacetat (EVA) mit einem hohen Schmelzpunkt, absorbiert werden, das das Material des auf der Seite des Rückflächenmaterials angeordneten rückflächenseitigen Abdichtungsharzes 3 ist, und daher kann eine Übertragung der thermischen Schrumpfkraft auf das Rückflächenmaterial 5 unterdrückt werden. Als eine Folge können die Versetzung und die Verformung der Solarzelle 1 und des Rückflächenmaterials 5 unterdrückt werden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es ausreichend, den zulässigen Temperaturbereich, wenn das Unterdrucksetzen begonnen hat, zwischen den Schmelzpunkten der beiden Abdichtungsharze, d. h. des lichtempfangsseitigen Abdichtungsharzes 2 und des rückflächenseitigen Abdichtungsharzes 3 zu steuern, und daher wird die Temperatursteuerung einfach, und die Produktivität kann verbessert werden.
Zweites Ausführungsbeispiel
2 ist ein schematische Querschnittsansicht, die eine Konfiguration eines Solarzellenmoduls 20 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert. In einer ähnlichen Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel nach 1 enthält die Konfiguration des Solarzellenmoduls 20 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auch das Vorderflächenmaterial 4, das lichtempfangsflächenseitige Abdichtungsharz 2, die Solarzelle 1, das rückflächenseitige Abdichtungsharz 3 und das Rückflächenmaterial 5, die beginnend mit der Lichtempfangsseite in Aufeinanderfolge angeordnet sind. Darüber hinaus können für das jede Schicht bildende Material die bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Materialien in einer ähnlichen Weise ausgewählt werden, jedoch sind die Materialien hierfür nicht auf diese Materialien beschränkt.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind als ein Verfahren zur weiteren Verbesserung der Herstellungsqualität und der Produktivität jeweils das lichtempfangsflächenseitige Abdichtungsharz 2 und das rückflächenseitige Abdichtungsharz 3, die Abdichtungsharze auf der Lichtempfangsflächenseite bzw. der Seite der kein Licht empfangenden Oberfläche sind, so ausgebildet, dass sie ein Mehrschicht-Abdichtungsharz sind, in welchem zwei oder mehr Schichten aus unterschiedlichen Typen von Abdichtungsharzen geschichtet sind, wie in 2 gezeigt ist.
Bei dem Beispiel nach 2 ist das lichtempfangsflächenseitige Abdichtungsharz 2 aus lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharzschichten 21, 22 und 23 zusammengesetzt, die beginnend von der der Solarzelle 1 am nächsten liegenden Seite aufeinanderfolgend angeordnet sind, und das rückflächenseitige Abdichtungsharz 3 ist aus rückflächenseitigen Abdichtungsharzschichten 31, 32 und 33 zusammengesetzt, die beginnend von der Seite, die der Solarzelle 1 am nächsten ist, aufeinanderfolgend angeordnet sind. Insbesondere werden für die lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharzschichten 21 bis 23 und die rückflächenseitigen Abdichtungsharzschichten 31 bis 33, die Abdichtungsharze der laminierten Schichten sind, Abdichtungsharze mit unterschiedlichen Schmelzpunkten oder unterschiedlichen Elastizitätsmoduln verwendet.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden Abdichtungsharze mit einem niedrigen Schmelzpunkt oder einem niedrigen Elastizitätsmodul für die lichtempfangsflächenseitige Abdichtungsharzschicht 21 oder die rückflächenseitige Abdichtungsharzschicht 31 auf der Seite, die der Solarzelle 1 am nächsten ist, verwendet, und Abdichtungsharze mit einem höheren Schmelzpunkt oder einem höheren Elastizitätsmodul sind mit zunehmendem Abstand von der Solarzelle 1 aufeinanderfolgend angeordnet.
Demgemäß hat die lichtempfangsflächenseitige Abdichtungsharzschicht 23 einen höheren Schmelzpunkt oder einen höheren Elastizitätsmodul als die lichtempfangsflächenseitige Abdichtungsharzschicht 21, und die rückflächenseitige Abdichtungsharzschicht 33 hat einen höheren Schmelzpunkt oder einen höheren Elastizitätsmodul als die rückflächenseitige Abdichtungsharzschicht 31. Es ist wünschenswerter, dass sie so angeordnet sind, dass die Schmelzpunkte der lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharzschicht 23 und der rückflächenseitigen Abdichtungsharzschicht 33 höher als die Schmelzpunkte der lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharzschicht 21 und der rückflächenseitigen Abdichtungsharzschicht 31 sind.
Mit Bezug auf die Struktur der Abdichtungsharze, die wie vorbeschrieben geschichtet sind, wird die Temperatur so gesteuert, dass die Temperatur der Abdichtungsharze, wenn das Unterdrucksetzen in dem Laminierungsprozess beginnt, zwischen dem niedrigsten Schmelzpunkt und dem höchsten Schmelzpunkt unter den Schmelzpunkten der Abdichtungsharze der Schichten auf der Lichtempfangsflächenseite und der Seite der kein Licht empfangenden Oberfläche liegt. Mit anderen Worten, die Temperatur wird so gesteuert, dass die Temperatur der Abdichtungsharze, wenn die Unterdrucksetzung beginnt, höher ist als die Schmelzpunkte der lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharzschicht 21 und der rückflächenseitigen Abdichtungsharzschicht 31 auf der der Solarzelle 1 am nächsten liegenden Seite und niedriger ist als die Schmelzpunkte der lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharzschicht 23 und der rückflächenseitigen Abdichtungsharzschicht 33 auf der Seite, die am entferntesten von der Solarzelle 1 ist.
Genauer gesagt wird die Temperatur derart gesteuert, dass die Temperatur der Abdichtungsharze, wenn das Unterdrucksetzen beginnt, zwischen einem höheren Schmelzpunkt T1 in dem Fall, in welchem eine Differenz zwischen Schmelzpunkten der lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharzschicht 21 und der rückflächenseitigen Abdichtungsharzschicht 31 besteht, und einem niedrigen Schmelzpunkt T2 in dem Fall, in welchem eine Differenz zwischen Schmelzpunkten der lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharzschicht 23 und der rückflächenseitigen Abdichtungsharzschicht 33 besteht, aufrechterhalten wird. Die Voraussetzung hierbei ist, dass die Schichtstruktur durch Auswählen von Harzen, die T1 < T2 genügen, gebildet ist.
Folglich werden, wenn das Unterdrucksetzen in dem Laminierungsprozess beginnt, die lichtempfangsflächenseitige Abdichtungsharzschicht 21 und die rückflächenseitige Abdichtungsharzschicht 31, die auf beiden Seiten angeordnet sind, d. h. der Seite der Lichtempfangsfläche bzw. der Seite der kein Licht empfangenden Oberfläche der Solarzelle 1, vollständig erweicht und zeigen eine Polstereigenschaft, so dass eine Beschädigung der Solarzelle 1 aufgrund des Unterdrucksetzens durch beide Seiten absorbiert werden kann.
Weiterhin kann die thermische Schrumpfkraft aufgrund des Erweichens der Abdichtungsharze (der lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharzschicht 21 und der rückflächenseitigen Abdichtungsharzschicht 31) durch ein Material, wie durch Ethylenvinylacetat (EVA) mit einem hohen Schmelzpunkt, das das Material der rückflächenseitigen Abdichtungsharzschicht 33, die auf der Seite des Rückflächenmaterials 5 angeordnet ist, absorbiert werden, wodurch eine Übertragung der thermischen Schrumpfkraft zu dem Rückflächenmaterial 5 unterdrückt werden kann. Als eine Folge können die Versetzung und die Verformung der Solarzelle 1 und des Rückflächenmaterials 5 unterdrückt werden.
Darüber hinaus ist es bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel möglich, den zulässigen Temperaturbereich der Abdichtungsharze, wenn das Unterdrucksetzen in dem Laminierungsprozess beginnt, im Vergleich zu der herkömmlichen Technologie zu vergrößern, wodurch die Produktivität weiter verbessert werden kann.
Wie vorstehend erläutert ist, können die lichtempfangsflächenseitige Abdichtungsharzschicht 21 und die rückflächenseitige Abdichtungsharzschicht 31, die Abdichtungsharze sind, die auf beiden Seiten der Solarzelle 1 am nächsten sind, vollständig erweicht werden, und daher kann eine Polstereigenschaft aufrechterhalten werden, selbst wenn die Gesamtdicke der Schichten auf beiden Seiten der Solarzelle 1 verringert wird im Vergleich zu dem herkömmlichen Abdichtungsharz.
Mit anderen Worten, die Dicke jeder der Abdichtungsharzschichten 21 bis 23 und 31 bis 33, die in 2 gezeigt sind, kann beliebig ausgewählt werden, während die vorgenannte Polstereigenschaft aufrechterhalten wird. Demgemäß können die Gesamtkosten gesenkt werden, während die vorgenannte Wirkung aufrechterhalten wird, indem die Gesamtdicke der Abdichtungsharze der Schichten bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel im Vergleich zu der Gesamtdicke eines herkömmlichen Abdichtungsharzes reduziert wird.
Darüber hinaus sind die lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharzschichten 21 bis 23 und die rückflächenseitigen Abdichtungsharzschichten 31 bis 33 in 2 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils aus drei Schichten zusammengesetzt, jedoch ist die Anzahl der Schichten nicht hierauf beschränkt, und es ist ausreichend, dass jede von diesen mehrere Schichten von zwei oder mehr Schichten in der Weise hat, dass die vorgenannte Wirkung erhalten werden kann. Demgemäß muss die Anzahl von Schichten des Mehrschicht-Abdichtungsharzes für die Seite der Lichtempfangsfläche und die Seite der Rückfläche nicht dieselbe sein, solange eine ähnliche Wirkung erhalten werden kann.
Auf diese Weise ist das Solarzellenmodul bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel derart, dass das auf der Seite der Lichtempfangsfläche oder der Seite der kein Licht empfangenden Oberfläche verwendete Abdichtungsharz aus mehreren Schichten von zwei oder mehr Schichten zusammengesetzt ist, und Abdichtungsharze mit den Eigenschaften eines niedrigen Schmelzpunkts oder eines niedrigen Elastizitätsmoduls werden auf den Seiten verwendet, die der Solarzelle am nächsten sind, und Abdichtungsharze mit Eigenschaften, d. h. einem höheren Schmelzpunkt oder einem höheren Elastizitätsmodul, werden in Aufeinanderfolge mit zunehmendem Abstand von der Solarzelle verwendet.
Weiterhin wird bei dem Herstellungsverfahren für das Solarzellenmodul bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Temperatur der Abdichtungsharze, wenn das Unterdrucksetzen in dem Laminierungsprozess beginnt, zwischen dem niedrigsten Schmelzpunkt und dem höchsten Schmelzpunkt gesteuert. Daher kann ein Reißen der Zelle verhindert werden, indem die Abdichtungsharze mit einem niedrigen Schmelzpunkt auf der Seite der Solarzelle sicher erweicht werden und eine Übertragung der Schrumpfkraft auf das Rückflächenmaterial dadurch verhindert werden kann, dass bewirkt wird, dass die thermische Schrumpfkraft, wenn die Abdichtungsharze erweicht sind, durch das Abdichtungsharz mit einem hohen Schmelzpunkt auf der Seite des Rückflächenmaterials absorbiert wird.
Mit anderen Worten, bei dem Solarzellenmodul und dem Herstellungsverfahren für dieses nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel können beispielsweise die Kosten für Ethylenvinylacetat (EVA), das ein Abdichtungsharzmaterial ist, herabgesetzt werden, und die Qualität kann verbessert werden durch Optimieren der Kombination aus der Dicke und dem Schmelzpunkt oder dem Elastizitätsmodul von jeder der mehrschichtigen Abdichtungsharzschichten. Weiterhin wird eine Temperatursteuerung in dem Laminierungsprozess einfach, und die Produktivität kann verbessert werden.
Drittes Ausführungsbeispiel
3 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine Konfiguration eines Solarzellenmoduls 30 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die in dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigten Strukturen kombiniert. Beispielsweise ist, wie in 3 gezeigt ist, das Abdichtungsharz auf der Lichtempfangsflächenseite aus einer Einzelschicht des lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharzes 2 mit einem niedrigen Schmelzpunkt in einer ähnlicher Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel zusammengesetzt, und das Abdichtungsharz auf der Rückflächenseite ist aus mehreren Schichten der rückflächenseitigen Abdichtungsharzschichten 31 bis 33 in einer ähnlichen Weise wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel zusammengesetzt. Die anderen Komponenten, die dieselbe Funktion wie diejenigen in 1 und 2 haben, sind mit denselben Bezugszahlen bezeichnet.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Material mit einem niedrigen Schmelzpunkt ähnlich dem des lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharzes 2 für die rückflächenseitige Abdichtungsharzschicht 31 ausgewählt, und ein Material mit einem Schmelzpunkt, der höher als der der rückflächenseitigen Abdichtungsharzschicht 31 und des lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharzes 2 ist, wird für die rückflächenseitige Abdichtungsharzschicht 33 ausgewählt.
In dem Laminierungsprozess, in welchem das Solarzellenmodul 30 mit einer derartigen Konfiguration hergestellt wird, wird die Temperatur der Abdichtungsharze, wenn das Unterdrucksetzen beginnt, so aufrechterhalten, dass sie höher als die Schmelzpunkte der rückflächenseitigen Abdichtungsharzschicht 31 und des lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharzes 2 und niedriger als der Schmelzpunkt der rückflächenseitigen Abdichtungsharzschicht 33 ist. Folglich wird in einer ähnlichen Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, da die rückflächenseitige Abdichtungsharzschicht 33 mit einem hohen Schmelzpunkt den Schmelzpunkt nicht erreicht, die rückflächenseitige Abdichtungsharzschicht 33 nicht ausreichend erweicht, und daher kann die Versetzung und die Verformung des Rückflächenmaterials 5 unterdrückt werden. Darüber hinaus werden in einer ähnlichen Weise wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die rückflächenseitige Abdichtungsharzschicht 31 und das lichtempfangsflächenseitige Abdichtungsharz 2 vollständig erweicht und zeigen eine Polstereigenschaft, und daher kann eine Beschädigung der Solarzelle 1 aufgrund des Unterdrucksetzens durch beide Seiten der Solarzelle 1 absorbiert werden. Demgemäß können die Gesamtkosten herabgesetzt werden, während eine Polsterwirkung aufrechterhalten wird durch Verringern der Gesamtdicke der Abdichtungsharze, während eine Polstereigenschaft aufrechterhalten wird.
Darüber hinaus ist es ausreichend, wenn Abdichtungsharze mit demselben Schmelzpunkt als die rückflächenseitige Abdichtungsharzschicht 31 und das lichtempfangsflächenseitige Abdichtungsharz 2 verwendet werden, den zulässigen Temperaturbereich, wenn das Unterdrucksetzen beginnt, zwischen dem Schmelzpunkt der Abdichtungsharze und dem Schmelzpunkt der rückflächenseitigen Abdichtungsharzschicht 33 zu steuern, und dadurch wird die Temperatursteuerung einfach, und die Produktivität kann verbessert werden.
Weiterhin kann die thermische Schrumpfkraft aufgrund des Erweichens der Abdichtungsharze (des lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharzes 2 und der rückflächenseitigen Abdichtungsharzschicht 31) durch ein Material, wie Ethylenvinylacetat (EVA) mit einem hohen Schmelzpunkt, das die auf der Seite des Rückflächenmaterials 5 angeordnete rückflächenseitige Abdichtungsharzschicht 33 ist, absorbiert werden, und daher kann eine Übertragung der thermischen Schrumpfkraft auf das Rückflächenmaterial 5 unterdrückt werden. Als eine Folge können die Versetzung und die Verformung der Solarzelle 1 und des Rückflächenmaterials 5 unterdrückt werden. Auf diese Weise können bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Wirkungen des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels erhalten werden.
Darüber hinaus kann bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn der Schmelzpunkt der rückflächenseitigen Abdichtungsharzschicht 31 niedrig ist, die vorbeschriebene Polstereigenschaft in dem Laminierungsprozess gezeigt werden, und daher ist der Schmelzpunkt des lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharzes 2 nicht notwendigerweise niedrig. Mit anderen Worten, selbst wenn ein Material mit einem hohen Schmelzpunkt für das lichtempfangsflächenseitige Abdichtungsharz 2 in einer ähnlichen Weise wie für die rückflächenseitige Abdichtungsharzschicht 33 ausgewählt wird, kann eine Wirkung ähnlich der vorbeschriebenen erhalten werden.
Viertes Ausführungsbeispiel
4 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine Konfiguration eines Solarzellenmoduls 40 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert. Auch bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigten Strukturen in einer ähnlichen Weise wie bei dem dritten Ausführungsbeispiel kombiniert. Jedoch ist im Gegensatz zu dem dritten Ausführungsbeispiel beispielsweise, wie in 4 gezeigt ist, das Abdichtungsharz auf der Seite der Lichtempfangsfläche aus mehreren Schichten der lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharzschichten 21 bis 23 in einer ähnlichen Weise wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel zusammengesetzt, und das Abdichtungsharz auf der Seite der Rückfläche ist aus einer einzelnen Schicht des rückflächenseitigen Abdichtungsharzes 3 mit einem hohen Schmelzpunkt in einer dem ersten Ausführungsbeispiel ähnlichen Weise zusammengesetzt. Die anderen Komponenten, die dieselbe Funktion wie diejenigen in 1 und 2 haben, sind durch dieselben Bezugszahlen bezeichnet.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Material mit einem hohen Schmelzpunkt ähnlich dem des rückflächenseitigen Abdichtungsharzes 3 für die lichtempfangsflächenseitige Abdichtungsharzschicht 23 ausgewählt, und ein Material mit einem Schmelzpunkt, der niedriger als der der lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharzschicht 23 und des rückflächenseitigen Abdichtungsharzes 3 ist, wird für die lichtempfangsflächenseitige Abdichtungsharzschicht 21 ausgewählt.
In dem Laminierungsprozess, in welchem das Solarzellenmodul 40 mit einer derartigen Konfiguration hergestellt wird, wird die Temperatur der Abdichtungsharze, wenn das Unterdrucksetzen beginnt, so aufrechterhalten, dass sie höher als der Schmelzpunkt der lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharzschicht 21 und niedriger als die Schmelzpunkte der lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharzschicht 23 und des rückflächenseitigen Abdichtungsharzes 3 ist. Folglich wird in einer ähnlichen Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, da das rückflächenseitige Abdichtungsharz 3 mit einem hohen Schmelzpunkt den Schmelzpunkt nicht erreicht, das rückflächenseitige Abdichtungsharz 3 nicht ausreichend erweicht und zeigt keine hohe Haftkraft. Weiterhin kann, da der Betrag der thermischen Schrumpfung klein ist, eine Wirkung erhalten werden, bei der die Versetzung und die Verformung der Solarzelle 1 und des Rückflächenmaterials 5 unterdrückt werden kann.
Demgegenüber wird die lichtempfangsflächenseitige Abdichtungsharzschicht 21 mit einem niedrigen Schmelzpunkt mit Bestimmtheit erweicht. Demgemäß zeigt, wenn die Solarzelle 1 gegen das Vorderflächenmaterial 4 durch Ausüben von Druck gedrückt wird, die lichtempfangsflächenseitige Abdichtungsharzschicht 21, die zwischen dem Vorderflächenmaterial 4 und der Solarzelle 1 vorhanden ist, eine Polsterwirkung, und daher kann eine Beschädigung der Solarzelle 1 aufgrund des Unterdrucksetzens unterdrückt werden.
Darüber hinaus ist es ausreichend, wenn Abdichtungsharze mit demselben Schmelzpunkt als das rückflächenseitige Abdichtungsharz 3 und die lichtempfangsflächenseitige Abdichtungsharzschicht 23 verwendet werden, den zulässigen Temperaturbereich, wenn das Unterdrucksetzen beginnt, zwischen dem Schmelzpunkt der Abdichtungsharze und dem Schmelzpunkt der lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharzschicht 21 zu steuern, und daher wird die Temperatursteuerung einfach, und die Produktivität kann verbessert werden.
Auf diese Weise kann auch bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Gesamtdicke im Vergleich mit der Gesamtdicke eines herkömmlichen Abdichtungsharzes verringert werden durch Verringerung der Gesamtdicke der Abdichtungsharze der Schichten, während eine Polstereigenschaft aufrechterhalten wird. Demgemäß können die Gesamtkosten herabgesetzt werden, während eine Polstereigenschaft aufrechterhalten wird. Auf diese Weise können auch bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Wirkungen des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels erhalten werden.
Weiterhin ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt und kann auf verschiedene Weise in der Ausführungsstufe modifiziert werden, ohne den Geist hiervon zu verlassen. Darüber hinaus enthalten die vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele Erfindungen in verschiedenen Stufen, und verschiedene Erfindungen können auch herausgezogen werden durch zweckmäßiges Kombinieren mehrerer offenbarter Komponenten.
Beispielsweise kann, selbst wenn mehrere Komponenten von sämtlichen in den vorbeschriebenen ersten bis vierten Ausführungsbeispielen gezeigten Komponenten weggelassen werden, eine Konfiguration, in der die mehreren Komponenten weggelassen sind, als eine Erfindung herausgezogen werden, solange das in dem Abschnitt ”Technisches Problem” beschriebene Problem gelöst werden kann und die in dem Abschnitt ”Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung” beschriebenen Wirkungen erhalten werden können. Weiterhin können die Komponenten in den vorbeschriebenen ersten bis vierten Ausführungsbeispielen zweckmäßig kombiniert werden.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Wie vorstehen beschrieben ist, sind ein Solarzellenmodul und ein Herstellungsverfahren für das Solarzellenmodul gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet für ein Solarzellenmodul, das durch Anordnen von Abdichtungsharzen auf beiden Seiten, d. h. der Seite einer Lichtempfangsfläche und der Seite einer kein Licht empfangenden Oberfläche, einer Solarzelle und Unterdrucksetzen und Verbinden der Abdichtungsharze in einem Laminierungsprozess gebildet ist, und ein Herstellungsverfahren für das Solarzellenmodul.
Bezugszeichenliste

1: Solarzelle
2: lichtempfangsflächenseitiges Abdichtungsharz
21, 22, 23: lichtempfangsflächenseitige Abdichtungsharzschicht
3: rückflächenseitiges Abdichtungsharz
31, 32, 33: rückflächenseitige Abdichtungsharzschicht
4: Vorderflächenmaterial
5: Rückflächenmaterial
10, 20, 30, 40: Solarzellenmodul

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2007-281135 [0008]
JP 2001-60706 [0008]

Claims

Solarzellenmodul, aufweisend eine Struktur, in der ein Rückflächenmaterial, ein rückflächenseitiges Abdichtungsharz, eine Solarzelle, ein lichtempfangsflächenseitiges Abdichtungsharz und ein Vorderflächenmaterial in Aufeinanderfolge geschichtet sind, wobei ein Schmelzpunkt eines Teils, der in Kontakt mit der Solarzelle ist, von zumindest einem von dem lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharz und dem rückflächenseitigen Abdichtungsharz niedriger als ein Schmelzpunkt eines Teils des rückflächenseitigen Abdichtungsharzes, der in Kontakt mit dem Rückflächenmaterial ist, ist.
Solarzellenmodul nach Anspruch 1, bei dem das lichtempfangsflächenseitige Abdichtungsharz mehrere lichtempfangsflächenseitige Abdichtungsharzschichten enthält und ein Schmelzpunkt einer lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharzschicht, die in Kontakt mit der Solarzelle ist, niedriger als ein Schmelzpunkt einer lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharzschicht, die in Kontakt mit dem Vorderflächenmaterial ist, ist.
Solarzellenmodul nach Anspruch 1, bei dem das rückflächenseitige Abdichtungsharz mehrere rückflächenseitige Abdichtungsharzschichten enthält und ein Schmelzpunkt einer rückflächenseitigen Abdichtungsharzschicht, die in Kontakt mit der Solarzelle ist, niedriger als ein Schmelzpunkt einer rückflächenseitigen Abdichtungsharzschicht, die in Kontakt mit dem Rückflächenmaterial ist, ist.
Solarzellenmodul nach Anspruch 1, bei dem das lichtempfangsflächenseitige Abdichtungsharz mehrere lichtempfangsflächenseitige Abdichtungsharzschichten enthält, das rückflächenseitige Abdichtungsharz mehrere rückflächenseitige Abdichtungsharzschichten enthält und ein höherer Schmelzpunkt zwischen einem Schmelzpunkt einer lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharzschicht, die in Kontakt mit der Solarzelle ist, und einem Schmelzpunkt einer rückflächenseitigen Abdichtungsharzschicht, die in Kontakt mit der Solarzelle ist, niedriger ist als ein niedrigerer Schmelzpunkt zwischen einem Schmelzpunkt einer lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharzschicht, die in Kontakt mit dem Vorderflächenmaterial ist, und einem Schmelzpunkt einer rückflächenseitigen Abdichtungsharzschicht, die in Kontakt mit dem Rückflächenmaterial ist.
Solarzellenmodul, aufweisend eine Struktur, bei der ein Rückflächenmaterial, ein rückflächenseitiges Abdichtungsharz, eine Solarzelle, ein lichtempfangsflächenseitiges Abdichtungsharz und ein Vorderflächenmaterial in Aufeinanderfolge geschichtet sind, bei der ein Elastizitätsmodul eines Teils, der in Kontakt mit der Solarzelle ist, von zumindest einem von dem lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharz und dem rückflächenseitigen Abdichtungsharz niedriger als ein Elastizitätsmodul eines Teils des rückflächenseitigen Abdichtungsharzes, der in Kontakt mit dem Rückflächenmaterial ist, ist.
Solarzellenmodul nach Anspruch 5, bei dem das lichtempfangsflächenseitige Abdichtungsharz mehrere lichtempfangsflächenseitige Abdichtungsharzschichten enthält und ein Elastizitätsmodul einer lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharzschicht, die in Kontakt mit der Solarzelle ist, niedriger als ein Elastizitätsmodul einer lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharzschicht, die in Kontakt mit dem Vorderflächenmaterial ist, ist.
Solarzellenmodul nach Anspruch 5, bei dem das rückflächenseitige Abdichtungsharz mehrere rückflächenseitige Abdichtungsharzschichten enthält und ein Elastizitätsmodul einer rückflächenseitigen Abdichtungsharzschicht, die in Kontakt mit der Solarzelle ist, niedriger als ein Elastizitätsmodul einer rückflächenseitigen Abdichtungsharzschicht, die in Kontakt mit dem Rückflächenmaterial ist, ist.
Solarzellenmodul nach Anspruch 5, bei dem das lichtempfangsflächenseitige Abdichtungsharz mehrere lichtempfangsflächenseitige Abdichtungsharzschichten enthält, das rückflächenseitige Abdichtungsharz mehrere rückflächenseitige Abdichtungsharzschichten enthält und ein höherer Elastizitätsmodul zwischen einem Elastizitätsmodul einer lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharzschicht, die in Kontakt mit der Solarzelle ist, und einem Elastizitätsmodul einer rückflächenseitigen Abdichtungsharzschicht, die in Kontakt mit der Solarzelle ist, niedriger als ein niedrigerer Elastizitätsmodul zwischen einem Elastizitätsmodul einer lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharzschicht, die in Kontakt mit dem Vorderflächenmaterial ist, und einem Elastizitätsmodul einer rückflächenseitigen Abdichtungsharzschicht, die in Kontakt mit dem Rückflächenmaterial ist, ist.
Solarzellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das lichtempfangsflächenseitige Abdichtungsharz und das rückflächenseitige Abdichtungsharz Ethylenvinylacetat (EVA) sind.
Herstellungsverfahren für ein Solarzellenmodul, bei dem in einem Laminierungsprozess, in welchem eine Struktur, bei der ein Rückflächenmaterial, ein rückflächenseitiges Abdichtungsharz, eine Solarzelle, ein lichtempfangsflächenseitiges Abdichtungsharz und ein Vorderflächenmaterial in Aufeinanderfolge geschichtet sind, durch Ausüben von Druck, während die Struktur erwärmt wird, integriert wird, die Temperatur des lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharzes und des rückflächenseitigen Abdichtungsharzes so gesteuert wird, dass sie höher als ein Schmelzpunkt eines Teils, der in Kontakt mit der Solarzelle ist, von zumindest einem von dem lichtempfangsflächenseitigen Abdichtungsharz und dem rückflächenseitigen Abdichtungsharz und niedriger als ein Schmelzpunkt eines Teils des rückflächenseitigen Abdichtungsharzes, der in Kontakt mit dem Rückflächenmaterial ist, ist.