DE69722976T2 - Solarzellenmodul mit einer spezifischen Abdeckung der zeitlichen Oberflächen, die einen ausgezeichneten Widerstand gegen Feuchtigkeit sowie eine ausgezeichnete Durchsichtigkeit aufweist - Google Patents

Solarzellenmodul mit einer spezifischen Abdeckung der zeitlichen Oberflächen, die einen ausgezeichneten Widerstand gegen Feuchtigkeit sowie eine ausgezeichnete Durchsichtigkeit aufweist Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Solarzellenmodul, das insbesondere durch Feuchtigkeitswiderstand und Transparenz herausragt. Im Einzelnen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein verbessertes Solarzellenmodul, bei dem effektiv verhindert wird, dass sich die Solarzelleneigenschaften aufgrund einer Verringerung des Kurzschlusswiderstands und dergleichen des photovoltaischen Elementes verschlechtern, wenn sie unter Umweltbedingungen mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit über eine lange Zeitdauer verwendet werden.
  • Verwandter Stand der Technik
  • Kürzlich sind eine Anzahl von Solarzellmodulen vorgeschlagen worden. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht, die den Aufbau eines typischen Beispiels von diesen Solarzellenmodulen veranschaulicht.
  • In l gibt Bezugszeichen 1101 ein photovoltaisches Element (oder eine Solarzelle) an, die eine Sammelelektrode 1108 aufweist, Bezugszeichen 1102 einen Oberflächenseitenfüllstoff, Bezugszeichen 1103 eine Oberflächenschutzschicht (oder Film), Bezugszeichen 1105 einen rückseitigen Füllstoff, Bezugszeichen 1106 ein Isolierungselement, und Bezugszeichen 1107 ein Trägerelement (oder ein rückwärtiges Flächenverstärkungselement). Insbesondere die Oberflächenschutzschicht 1103 umfasst einen Fluorharzfilm, wie etwa einen Ethylen/Tetrafluorethylen-Copolymer (ETFE) Film oder Polyvinylfluorid (PVF) Film; der Oberflächenseitenfüllstoff 1102 umfasst Ethylen/Vinylacetat-Copolymer (EVA) oder Butyralharz; der rückseitige Füllstoff 1105 umfasst EVA (welcher der gleiche ist wie der Oberflächenseitenfüllstoff 1102) oder Ethylen/Ethylacrylat Copolymer (EEA); und das Isolierungselement 1106 umfasst einen Film oder ein organisches Harz, wie etwa Nylon oder Polyethylenterephthalat (PET) oder ein Element, das eine Aluminiumfolie, die sandwichartig mit Tedlar (Handelsname) eingeschlossen ist, umfasst. In diesem Solarzellenmodul dient der Oberflächenseitenfüllstoff 1102 auch als ein Bindemittel zwischen dem photovoltaischen Element 1101 und dem Fluorharzfilm als die Oberflächenschutzschicht 1103 und der rückseitige Füllstoff 1105 dient auch als ein Bindemittel zwischen dem photovoltaischen Element 1101 und dem Isolierungselement 1106. Der Fluorharzfilm als die Oberflächenschutzschicht 1103 zusammen mit dem Oberflächenseitenfüllstoff 1102 dient, um zu verhindern, dass das photovoltaische Element 1101 extern beschädigt wird und einen externen Schock erleidet. Das Isolierungselement 1106 ist angeordnet, um das Solarzellenmodul zu verstärken, während eine zweckmäßige Steifigkeit verliehen wird.
  • Die Sammelelektrode 1108 des photovoltaischen Elementes wird gewöhnlich gebildet, indem ein metallischer Draht verwendet wird, der durch eine elektrisch leitende Zusammensetzung beschichtet ist oder im Wege des Siebdrucks mit einer elektrisch leitenden Paste.
  • In einem derartigem Solarzellenmodul wird EVA gewöhnlich als der Oberflächenseitenfüllstoff 1102 verwendet. Und, um ausreichend das photovoltaische Element 1101 einzuschließen, wird ein Vernetzungsmittel, wie etwa 2,5-Dimethyl-2,5-bis t-butylperoxid)hexan (einstündige Halbwertslebensdauertemperatur: 138°C), in das EVA als der Oberflächenseitenfüllstoff eingebaut. Daneben ist es bekannt, eine Peroxidverbindung zu verwenden, die bei niedriger Temperatur als das Vernetzungsmittel für das EVA abgebaut werden kann, wo das EVA im Wege des Abbaus der Peroxidverbindung bei niedriger Temperatur vernetzt wird. In dem Fall des Verwendens der Peroxidverbindung als das Vernetzungmittel für das EVA als der Oberflächenseitenfüllstoff, schreitet in dem Laminierungsverfahren zum Herstellen eines Solarzellenmoduls die Vernetzung des EVA's als der Oberflächenseitenfüllstoff bei einer hohen Geschwindigkeit voran (dies wird nachstehend als Hochgeschwigkeits-EVA-Vernetzungsverfahren bezeichnet werden) und daher kann eine kurzzeitige Hitzebehandlung bei dem Laminierungsverfahren erreicht werden, was zu einer Verkürzung der für das Laminierungsverfahren benötigten Zeitdauer führt. Die Verwendung des Hochgeschwindigkeits-EVA-Vernetzungsverfahrens gewährleistet andere Vorteile darin, dass, da eine kurzzeitige Wärmebehandlung bei dem Laminierungsverfahren, wie vorstehend beschriebenen, erreicht werden kann, die Menge der Wärmeenergie, die angewendet wird, um Materialien, die EVA als der Oberflächenseitenfüllstoff und einen Fluorharzfilm als der Oberflächenschutzfilm einschließen, bei der Wärmebehandlung relativ klein ist, so dass verhindert wird, dass die Beschichtungsmaterialien aufgrund der angewendeten Wärmeenergie gelb werden und daher die Bildung der Oberflächenseitenbeschichtung, die durch optische Anfangseigenschaften besticht, für das photovoltaische Element erreicht werden kann.
  • In dem Fall eines Solarzellenmoduls mit der vorhergehenden Oberflächenseitenbeschichtung, die durch optische Anfangseigenschaften besticht, die im Wege des Hochgeschwindigkeits-EVA-Vernetzungsverfahrens gebildet wird, besitzt der Fluorharzfilm, welcher in der Oberflächenseitenbeschichtung auf der äußersten Oberflächenseite situierte Oberflächenschutzfilm vorhanden ist, einen ausreichenden Wasserabstoßungseffekt, der den Einfluss von Feuchtigkeit abhält, aber es ist schwierig, eine ausreichende Feuchtigkeitsbarrierenfunktion durch den Fluorharzfilm allein zu erreichen. Zudem wird das photovoltaische Element durch das EVA mit einer hohen Wasserabsorbierbarkeit versiegelt, welches unter dem Fluorharzfilm lokalisiert ist. Deswegen ist das Solarzellenmodul in Bezug auf die Sicherstellung von dessen Langzeitstabilität in dem Fall nicht adäquat, wo das Solarzellenmodul kontinuierlich unter Umweltbedingungen mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit verwendet wird. Ferner in dem Fall, wo die Sammelelektrode des photovoltaischen Elementes einen metallischen Draht umfasst, der durch eine elektrisch leitende Zusammensetzung beschichtet ist, die Teilchen aus einem elektrisch leitenden Material und einem Bindemittelharz umfasst, wird die Beschichtung des metallischen Drahtes unvermeidlicherweise durch Lücken begleitet, die unter den elektrisch leitenden Teilchen vorhanden sind, welche, ohne ausreichend durch das Bindemittelharz gefüllt zu werden, zurückbleiben, wo der metallische Draht nicht ausreichend in einem Zustand geschützt ist, dass es verhindert werden kann, dass dieser mit Feuchtigkeit in Kontakt kommt.
  • Nun ist das Hochgeschwindigkeits-EVA-Vernetzungsverfahren dadurch vorteilhaft, dass das EVA in einer kurzen Zeitdauer vernetzt wird, aber dieses ist dadurch problematisch, dass die Zeitdauer, während der das EVA in einem verflüssigtem Zustand gehalten wird, kurz ist, und deswegen die bei dem photovoltaischen Element vorhandenen Irregularitätenund die an der Sammelelektrode vorhandenen Lücken, die den metallischen Draht umfassen, der durch die elektrisch leitende Zusammensetzung beschichtet ist, nicht ausreichend durch das EVA gefüllt werden, um ungefüllte Defekte in dem Solarzellenmodul bereitzustellen. Diese Situation macht es wahrscheinlich, dass Probleme, wie sie in dem Folgenden beschrieben werden, verursacht werden. Wenn Feuchtigkeit in das Solarzellenmodul eindringt, tritt die Feuchtigkeit durch die ungefüllten Defekte, um den metallischen Draht der Sammelelektrode zu erreichen. In diesem Fall wird der metallische Draht oxidiert, um einen vergrößerten Serienwiderstand (Rs) zu verursachen, oder/und der Metall der Oberfläche des metallischen Drahtes wird ionisiert oder/und fällt aus, wo, wenn das photovoltaische Element in einem spannungsangelegten Zustand ist, das ionisierte oder ausgefallene Metall wandert, um sich in den Defekten des photovoltaischen Elementes abzuscheiden, was zur Verursachung von Kurzschlüssen (oder Shunts) in dem photovoltaischen Element führt. Diese verursachen eine Verschlechterung der photoelektrischen Umwandlungsleistung des Solarzellenmoduls, insbesondere dann, wenn das Solarzellenmodul kontinuierlich unter schwierigen Umweltbedingungen mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit über eine lange Zeitdauer verwendet wird.
  • Ferner besteht für die Sammelelektrode, die den mit der elektrisch leitenden Zusammensetzung beschichteten Metalldraht umfasst, wenn die Feuchtigkeit in die elektrisch leitende Zusammensetzung, wie vorstehend beschriebenen eindringt, eine Tendenz, dass die Adhäsion zwischen der Sammelelektrode und dem photovoltaischen Element allmählich schwächer wird, um einen vergrößerten Kontaktwiderstand zwischen diesen bereitzustellen, wo die durch das photovoltaische Element erzeugte elektrische Leistung nicht effizient über eine lange Zeitdauer verwendet werden kann.
  • Sogar im Fall der im Wege des Siebdrucks einer elektrische leitenden Paste gebildeten Sammelelektrode ist es wahrscheinlich, dass die aus der elektrisch leitenden Paste gebildete Sammelelektrode Lücken aufweist, genauso wie in dem Fall der Sammelelektrode, die den durch die elektrisch leitende Zusammensetzung beschichteten metallischen Draht umfasst. Daher treten beim Eindringen von Feuchtigkeit in das Solarzellenmodul in dem Fall der den mit der elektrisch leitenden Zusammensetzung beschichteten Metalldraht umfassenden Sammelelektrode Probleme auf, die zu den vorstehenden Problemen ähnlich sind, dass das Metallmaterial der Sammelelektrode ionisiert wird oder/und ausfällt, wo das ionisierte oder ausgefallene Metall wandert, um sich in den Defekten des photovoltaischen Elementes abzuscheiden, was zu Kurzschlüssen (oder Shunts) in dem photovoltaischen Element führt.
  • Zudem ist es im Fall, wo ein Glasfaserelement in dem das EVA umfassenden Oberflächenseitenfüllstoff enthalten ist, um der Oberflächenseitenbeschichtung einen verbesserten Kratzwiderstand zu verleihen, wahrscheinlich, dass ein Problem auftritt, dass Feuchtigkeit häufig durch die Grenzfläche zwischen dem Glasfaserelement und dem Oberflächenseitenfüllstoff eindringt, wo es schwierig ist, das photovoltaische Element ausreichend vor dem Eindringen von Feuchtigkeit zu schützen.
  • Nun wird im Fall der Verwendung von EVA und eines herkömmlichen Vernetzungsmittels in Kombination als der Oberflächenseitenfüllstoff bei der Herstellung eines Solarzellenmoduls, da die Zeitdauer, während das EVA durch das Vernetzungsmittel vernetzt wird, relativ lang gemacht wird, das EVA in einem verflüssigten Zustand für eine relativ lange Zeitdauer gehalten. Daher ist es möglich, dass die bei dem photovoltaischen Element und den in der Sammelelektrode vorhandenen Lücken vorhandenen Irregularitäten ausreichend durch das EVA gefüllt werden. Wenn jedoch die Lücke, die in der Sammelelektrode vorhanden sind, durch das EVA ausreichend gefüllt werden konnten, besteht eine Tendenz, dass, da das EVA selbst eine hohe Wasserabsorbierbarkeit, wie vorstehend beschrieben, besitzt, es schwierig ist, ausreichend zu verhindern, dass die Sammelelektrode an Feuchtigkeitseindringen leidet. Somit ist es schwierig, ein Solarzellenmodul mit einem verbessertem Feuchtigkeitswiderstand zu erreichen. Daneben gibt es, wenn das EVA, durch welches die Lücken der Sammelelektrode gefüllt werden, mit dem Metalldraht der Sammelelektrode in Kontakt kommt, eine Tendenz, dass das EVA gelb wird, um ein Problem zu verursachen, das die Menge an Licht, die in dem photovoltaischen Element ankommt, verringert wird, um eine Verminderung der photoelektrischen Umwandlungseffizienz zu verursachen, die durch das photovoltaische Element bereitgestellt wird.
  • Im Übrigen gibt es, um ein Solarzellenmodul mit einem verbessertem Feuchtigkeitswiderstand zu erreichen, eine Anzahl von Vorschlägen, ein Glaselement als das Beschichtungselement der äußersten Oberfläche für das Solarzellenmodul zu verwenden. Gemäß diesen Vorschlägen, ein Glaselement als das Beschichtungselement der äußerten Oberfläche des Solarzellenmoduls zu verwenden, ermöglicht dieses, das Eindringen von Feuchtigkeit in das Solarzellenmodul von der Oberflächenseite zu verhindern, aber es ist schwierig, ausreichend zu verhindern, dass Feuchtigkeit in das Solarzellenmodul von dessen Seitenflächen eindringt. Um das Eindringen von Feuchtigkeit von den Seitenflächen des Solarzellenmoduls zu verhindern, ist ein Verfahren zum Versiegeln der Seitenflächen des Solarzellenmoduls mittels einen Silicon-Versiegelungsmittels bekannt. Jedoch ist dieses Verfahren darin problematisch, dass die durch das Silicon-Versiegelungsmittel versiegelten Seitenflächen einen schlechten Langzeitfeuchtigkeitswiderstand besitzen und einmal in das Solarzellenmodul eingedrungene Feuchtigkeit kaum zur Außenseite freigesetzt wird. Und für das Solarzellenmodul, das die äußerste Oberflächenschicht aufweist, die das Glaselement umfasst, gibt es derartige Probleme, dass dieses eine schwächere Flexibilität und Schockwiderstand aufweist, und schwer und kostspielig ist.
  • Daneben ist, um ein Solarzellenmodul mit einem verbessertem Feuchtigkeitswiderstand zu erreichen, ein Verfahren zum Herstellen der Oberflächenschutzschicht, die einen organischen Harzfilm, wie etwa einen Fluorharzfilm, umfasst, bekannt, der einen verbesserten Feuchtigkeitswiderstand aufweist, indem ein SiO2-, SiOxoder ein Aluminiumoxid-Film auf wenigstens einer der entgegengesetzten Oberflächen des organischen Films mittels des CVD-Sputtering-Verfahrens abgeschieden wird. Jedoch wird der auf dem organischen Film als der Oberflächenschutzfilm abgeschiedene Film häufig verfärbt, so dass dieser eine schlechte Transparenz aufweist und deswegen das resultierende Solarzellenmodul schlechtere anfängliche Eigenschaften besitzt. Ferner ist in diesem Fall der auf dem organischen Film als der Oberflächenschutzfilm abgeschiedene Film gewöhnlich hoch kristallin und daher ist dieser hart. Folglich wird die Flexibilität, welche eine repräsentatives Merkmal des Filmmoduls ist, verringert, und der auf dem organischen Film als der Oberflächenschutzfilm abgeschiedene Film wird leicht in einem Zustand gebrochen, der das Eindringen von Feuchtigkeit erlaubt, wenn das Modul exzessiv gebogen wird. Daher ist dieses Verfahren nicht immer effektiv bei der Verbesserung des Feuchtigkeitswiderstands des Solarzellenmoduls.
  • Jetzt wird ein Solarzellenmodul häufig verwendet, indem dieses auf einem Dach eines Gebäudes installiert wird. Damit ein Solarzellenmodul in einem gegebenen Land verwendet wird, ist es in diesem Fall notwendig, dass das Solarzellenmodul die vorgeschriebenen Anforderungen in dem sich auf Dachmaterialien in dem Land beziehenden Standard erfüllt. Als eine der Anforderungen gibt es einen Verbrennungstest. Um den Verbrennungstest zu bestehen, muss die Menge des EVA's, die zu einem verbrennbaren Harz gehört, welches in dem Solarzellenmodul als das Versiegelungsmaterial verwendet wird, verringert werden. Jedoch wird, in dem Fall, wenn die Menge des in einem derartigen vorstehend beschriebenen Solarzellenmodul verwendeten EVA's verringert wird, die Schutzfähigkeit der Oberflächenseitenbeschichtung, um das photovoltaische Element zu schützen, entsprechend verringert. Um dieses Problem zu lösen, gibt es einen Vorschlag des Verstärkens des EVA's mittels eines Glasfaserelements. In diesem Vorschlag wird ein Verfahren des Anordnens des Glasfaserelements in der Oberflächenseitenbeschichtung verwendet, so dass die Oberflächenseitenbeschichtung eine Fähigkeit zum Schützen des photovoltaischen Elementes besitzt. In diesem Fall ist es notwendig, das EVA in einer derartigen Menge zu verwenden, dass das Glasfaserelement ausreichend in die Oberflächenseitenbeschichtung gepackt werden kann. Jedoch wir das Solarzellenmodul mit einem derartigem Oberflächeseitenbeschichtungsaufbau nur schwer als ein Dachmaterial zugelassen, das zur Klasse A in dem Verbrennungstest nach dem UL1703 Standard der USA gehört.
  • Die europäische Patentanmeldung Nr. 0536738 offenbart ein Solarzellenmodul, das eine Gitterelektrode verwendet, die aus pulverförmigen Ag und Bindemittelharz in der Form einer Paste gebildet ist. Die Gitterelektrode wird mit einer Beschichtung ausgestattet, die ein Epoxidharz umfasst, welches angeordnet ist, um so das gesamte ausgesetzte Äußere der Gitterelektrode zu bedecken.
  • Das US Patent Nr. 5,457,057 offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines photovoltaischen Moduls, in welchem eine Schutzbeschichtung, die eine Schicht aus Urethanpolymer oder Siliconpolymer umfasst, über die Stromsammelstruktur aufgetragen wird, um die Handhabung ohne gelegentliche Probleme, wie etwa Verschiebung der Gitterdrähte oder dergleichen, zu erleichtern.
  • Die europäische Patentanmeldung Nr. 0684652 offenbart eine photovoltaische Vorrichtung, die einen Draht einschließt, der mit einer elektroleitenden Harzschicht beschichtet ist und einen Harzfilm aufweist, der Adhäsion des elektroleitenden Klebstoffes an das Füllstoffharz verhindert und den Transfer von Öl oder dergleichen verhindert, der aus dem Füllstoffharz zu dem photovoltaischen Element freigesetzt wird.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Solarzellenmodul mit einer verbesserten Oberflächenseitenbeschichtung bereitzustellen, welches es ermöglicht, die vorhergehenden Probleme des Stands der Technik zu lösen.
  • Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Solarzellenmodul mit einer verbesserten Oberflächenseitenbeschichtung bereitzustellen, das insbesondere einen herausragenden Feuchtigkeitswiderstand und Transparenz aufweist.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein hoch zuverlässiges Solarzellenmodul bereitzustellen, welches geringfügig nicht nur an einer Verminderung des Kurzschlusswiderstands (Rsh) sondern auch an einem Anstieg des Serienwiderstands (Rs) leidet und kontinuierlich eine erwünschte photoelektrische Umwandlungsleistung zeigt, ohne verschlechtert zu werden, sogar bei der kontinuierlichen Verwendung über eine lange Zeitdauer unter schwierigen Umweltbedingungen mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Solarzellenmodul bereitgestellt, das folgendes umfasst: Ein photovoltaisches Element mit einer Lichtempfangsfläche, auf welcher angeordnet ist:
    eine Sammelelektrode, die einen mit einer elektrisch leitenden Beschichtung bedeckten Metalldraht umfasst, und
    eine Oberflächenseitenbeschichtung, die einen Füllstoff und einen Oberflächenschutzfilm umfasst,
    die aufeinander folgend auf der Lichteinfallsseite des photovoltaischen Elementes laminiert sind, wobei eine dünne Harzschicht zwischen dem photovoltaischen Element und dem Füllstoff liegt, so dass Lücken, die in der leitenden Beschichtung der Sammelelektrode vorhanden sind, durch die dünne Harzschicht gefüllt sind;
    dadurch gekennzeichnet, dass die dünne Harzschicht durch ein Harzmaterial zusammengesetzt ist, dass wenigstens ein Acrylharz und ein durch ein Blockiermittel blockiertes Isocyanat umfasst.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegend Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Solarzellenmoduls der Art bereitgestellt, die ein photovoltaisches Element umfasst, das eine Lichtempfangsfläche aufweist, auf welcher angeordnet ist:
    eine Sammelelektrode, die ein mit einer elektrisch leitenden Beschichtung bedeckten Metalldraht umfasst, und
    eine Oberflächenseitenbeschichtung, die einen Füllstoff und einen Oberflächenschutzfilm umfasst,
    die aufeinander folgend auf der Lichteinfallsseite des photovoltaischen Elements angeordnet sind, wobei das Verfahren folgendes umfasst:
    Einfügen einer dünnen Harzschicht zwischen das photovoltaische Element und den Füllstoff, so dass Lücken, die in den leitenden Beschichtungen der Sammelelektrode vorhanden sind, durch das Harz gefüllt werden, um den Metalldraht in einen stabilen Zustand ohne Feuchtigkeitseindringen beizubehalten, wobei die dünne Harzschicht gebildet wird, indem ein Harzmaterial auf die Lichtempfangsfläche des photovoltaischen Elementes mit der Sammelelektrode aufgetragen wird, um so die elektrisch leitende Beschichtung zu imprägnieren und das aufgetragene Harz zu härten;
    dadurch gekennzeichnet, dass die dünne Harzschicht durch ein Harzmaterial zusammengesetzt ist, das wenigstens ein Acrylharz und ein durch ein Blockiermittel blockiertes Isocyanat umfasst.
  • In der vorliegenden Erfindung gewährleistet die Verwendung in der spezifischen dünnen Harzschicht in der Oberflächenseitenbeschichtung eines Solarzellenmoduls verschiedene Vorteile, wie nachstehend beschrieben werden wird.
    • (1) Es kann eine Oberflächenseitenbeschichtung für ein Solarzellenmodul erreicht werden. Insbesondere die spezifische transparente dünne Harzschicht kann gebildet werden, indem ein gegebenes flüssiges Harz auf ein photovoltaisches Element (oder eine Solarzelle) mit einer Sammelelektrode, die einen Metalldraht umfasst, der mit einer elektrisch leitenden Zusammensetzung, die aus elektrisch leitenden Teilchen und einem Bindemittelharz zusammengesetzt ist, darauf beschichtet ist, um eine Beschichtung zu bilden, indem die Beschichtung gehärtet wird. In diesem Fall werden Lücken, die in der Beschichtung der Sammelelektrode vorhanden sind, die durch das Bindemittelharz nicht gefüllt worden sind, durch das flüssige Harz gefüllt und das flüssige Harz in den Lücken wird gehärtet, wo die Lücken, die in der Beschichtung der Sammelelektrode vorhanden sind, ausreichend gefüllt werden. Hierdurch wird verhindert, dass die Sammelelektrode an einem Eindringen von Feuchtigkeit leidet. Genauer wird verhindert, dass der Metalldraht, der die Sammelelektrode zusammensetzt, durch eingedrungene Feuchtigkeit oxidiert wird, wobei verhindert wird, dass die Sammelelektrode nicht nur an einer Verminderung des Kurzschlusswiderstands (Rsh) sondern auch an einem Anstieg des Serienwiderstands (Rs) leidet. Ähnliche Vorteile werden zudem in dem Fall bereitgestellt, wo die Sammelelektrode gebildet wird, indem eine elektrisch leitende Paste (eine Metallpaste) verwendet wird. Insbesondere wird effektiv verhindert, dass Feuchtigkeit in die Sammelelektrode eindringt, und zudem werden das Ausfallen eines Metallions und Metallwanderung effektiv verhindert.
    • (2) Es kann eine Oberflächenseitenbeschichtung erreicht werden, die eine herausragende anfängliche Lichtdurchlässigkeit aufweist. Insbesondere kann ein zweckmäßiges Harz selektiv als der Oberflächenseitenfüllstoff verwendet werden und die Wärmebehandlung bei dem Laminierungsverfahren zum Herstellen eines Solarzellenmodul kann in einer kurzen Zeitdauer erreicht werden, wobei verhindert wird, dass die zur Bildung einer Oberflächenseitenbeschichtung für das Solarzellenmodul verwendeten Materialien in dem Laminierungsverfahren gefärbt werden. Somit kann ein Solarzellenmodul mit einer verbesserten Oberflächenseitenbeschichtung, das eine herausragende anfängliche Lichtdurchlässigkeit aufweist, erreicht werden.
  • Zudem ist es möglich, ein Vernetzungsmittel zu verwenden, das sich bei niedriger Temperatur zum Vernetzen des Oberflächenseitenfüllstoffs zersetzt. In diesem Fall wird die Menge des Vernetzungsmittels, die verbleibt, ohne in dem Oberflächenseitenfüllstoff nach dem Laminierungsverfahren zersetzt zu werden, erheblich verringert und deswegen kann eine Oberflächenseitenbeschichtung für ein Solarzellenmodul erreicht werden, welches ohne ein Verfärbungsproblem aufgrund des verbleibenden Vernetzungsmittels ist.
  • Ferner ist es möglich, ein Glasfaserelement zusammen mit einem Klebemittel aus Acrylharz in der Oberflächenseitenbeschichtung zu verwenden. In diesem Fall wird verhindert, dass das als der Oberflächenseitenfüllstoff verwendete EVA verfärbt wird.
    • (3) Es kann eine Oberflächenseitenbeschichtung erreicht werden, die einen herausragenden Wärmewiderstand für ein Solarzellenmodul besitzt. Insbesondere gewährleistet die Verwendung der spezifischen transparenten dünnen Harzschicht in der Oberflächenseitenbeschichtung dadurch Vorteile, dass eine Oberflächenseitenbeschichtung mit einer verbesserten physikalischen Festigkeit der Oberfläche erreicht werden kann, und die Menge an EVA, die als der Oberflächenseitenfüllstoff verwendet wird, verringert werden kann, wobei ein gewünschtes Solarzellenmodul erreicht werden kann, welches als Dachmaterial, das zur Klasse A in dem Verbrennungstest nach UL 1703 Standard der USA gehört, zugelassen werden kann.
    • (4) Es kann eine Oberflächenseitenbeschichtung mit einem verbesserten Kratzwiderstand für ein Solarzellenmodul erreicht werden.
    • (5) Es kann eine Oberflächenseitenbeschichtung mit einer verbesserten elektrischen Isoliereigenschaft für ein Solarzellenmodul erreicht werden. Insbesondere wird effektiv verhindert, dass Feuchtigkeit von der Oberfläche des Solarzellmoduls auf der Lichteinfallseite eindringt und deswegen wird das Austreten des elektrischen Stromes zur Außenseite effektiv verhindert.
    • (6) Es kann eine Oberflächenseitenbeschichtung erreicht werden, die eine herausragende Flexibilität für ein Solarzellenmodul aufweist. Insbesondere ist es möglich, eine Oberflächenseitenbeschichtung zu erreichen, die einen herausragenden Feuchtigkeitswiderstand für ein Solarzellenmodul aufweist, ohne ein Glaselement, einen abgeschiedenen Film oder dergleichen, welche eine schlechte Flexibilität aufweisen, zu verwenden. Somit kann ein gewünschtes Solarzellenmodul erreicht werden, welches ein geringes Gewicht besitzt und einen herausragenden Stoßwiderstand und Feuchtigkeitswiderstand aufweist.
    • (7) Es kann eine Oberflächenseitenbeschichtung erreicht werden, die eine herausragende äußere Erscheinung für ein Solarzellenmodul aufweist. Insbesondere wird die spezifische transparente Dünnfilmharzschicht gebildet, indem das flüssige Harz, wie vorstehend beschriebenen, verwendet wird. Bei der Bildung dieser transparenten dünnen Harzschicht kann die unebene Oberfläche des photovoltaischen Elementes geglättet werden und daher kann eine Oberflächenseitenbeschichtung erreicht werden, die eine herausragende äußere Erscheinung aufweist. Deswegen wird, sogar in dem Fall, indem das vorstehend beschriebene Hochgeschwindigkeits-EVA-Vernetzungverfahren, in welchem die Zeitdauer, während welcher das EVA in einem verflüssigten Zustand gehalten wird, kurz ist, verwendet wird, eine Oberflächenseitenbeschichtung ohne Packungsmangel und welche eine herausragende äußere Erscheinung besitzt, erreicht werden.
  • Ferner wird der Metalldraht, der die Sammelelektrode zusammensetzt, nie mit EVA kontaktiert, das als der Oberflächenseitenfüllstoff verwendet wird und deswegen wird das EVA nicht gefärbt bzw. verfärbt. Somit kann ein Solarzellenmodul erreicht werden, dass eine gewünschte Oberflächenseitenbeschichtung mit einer herausragenden äußeren Erscheinung aufweist, welches beibehalten wird, ohne verschlechtert zu werden, da die Inhaltsstoffe der Oberflächenseitenbeschichtung nicht gefärbt werden, wobei das Solarzellenmodul kontinuierlich eine gewünschte photoelektrische Umwandlungsleistung zeigt, ohne verschlechtert zu werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Beispiel für ein herkömmliches Solarzellenmodul veranschaulicht.
  • 2 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Beispiel für ein Solarzellenmodul gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • 3 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Beispiel für ein photovoltaisches Element (oder einer Solarzelle) veranschaulicht, welche in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
  • 4 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Beispiel für eine Dünnfilm-Harzschicht veranschaulicht, die bei einer Sammelelektrode in der vorliegenden Erfindung gebildet ist.
  • 5 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine anderes Beispiel eines Solarzellenmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • Beschreibung der Erfindung und bevorzugten Ausführungsformen
  • Die vorliegende Erfindung wird anhand von nachstehend beschriebenen Ausführungsformen erläutert werden. Es sollte verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung durch diese Ausführungsformen nicht begrenzt wird.
  • 2 ist eine schematische Querschnittsansicht, die den Aufbau eines Beispiels für ein Solarzellenmodul gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • In 2 gibt Bezugszeichen 101 ein photovoltaisches Element (oder eine Solarzelle) mit einer Sammelelektrode 108 an, Bezugszeichen 102 eine transparente dünne Harzschicht, Bezugszeichen 103 einen Oberflächenseitenfüllstoff, der darin eine Glasfaser enthält, Bezugszeichen 104 einen transparenten oder im Wesentlichen transparenten Film, welcher an der äußersten Oberfläche positioniert ist (dieser Film wird nachstehend als ein Oberflächenschutzfilm oder Oberflächenschutzfilm bezeichnet werden), Bezugszeichen 105 einen Füllstoff auf der Rückseite des photovoltaischen Elementes 101 (dieser Film wird nachstehend als Rückseitenfüllstoff bezeichnet werden), Bezugszeichen 106 ein Isolierungsfilm (oder einen rückwärtigen Flächenschutzfilm), und Bezugszeichen 107 ein rückwärtiges Flächenverstärkungselement. Das rückwärtige Flächenverstärkungselement 107 muss nicht immer verwendet werden. Es kann, soweit notwendig, verwendet werden.
  • In dem in 2 gezeigten Solarzellenmodul trifft Licht 100 durch die Seite des Oberflächenschutzfilms 104 auf, und das aufgetroffene Licht tritt durch den Oberflächenschutzfilm 104, den Oberflächenseitenfüllstoff 103 und die transparente dünne Harzschicht 102, um in dem photovoltaischen Element 101 anzugelangen. Eine in dem photovoltaischen Element 101 erzeugte photoelektrotreibende Kraft wird durch Ausstoß-Enden (nicht gezeigt) ausgestoßen.
  • Das photovoltaische Element 101 umfasst wenigstens eine photoaktive Halbleiterschicht als ein photoelektrisches Umwandlungselement, das auf einem elektroleitenden Substrat angeordnet ist.
  • 3 ist ein schematische Querschnittsansicht, die den Aufbau eines derartigen photovoltaischen Elementes veranschaulicht.
  • In 3 zeigt Bezugszeichen 201 ein elektroleitendes Substrat an, Bezugszeichen 202 eine rückwärtige reflektierende Schicht, Bezugszeichen 203 eine photoaktive Halbleiterschicht, Bezugszeichen 204 eine transparente und elektrische leitende Schicht, Bezugszeichen 205 eine Sammelelektrode (oder eine Gitterelektrode), und Bezugszeichen 206 eine Schicht, die unter Verwendung einer elektrische leitenden Paste gebildet ist, durch welche die Sammelelektrode 205 beschichtet ist.
  • Das in 3 gezeigte photovoltaische Element umfasst die rückwärtige reflektierende Schicht 202, die photoaktive Halbleiterschicht 203, die transparente und elektrisch leitende Schicht 204, die in der angegebenen Reihenfolge auf dem elektroleitenden Substrat angeordnet sind. Die Sammelelektrode 205 mit der Beschichtung 206 ist auf der Oberfläche der transparenten und elektrisch leitenden Schicht 204 angeordnet. Und das photovoltaische Element, das in 3 gezeigt ist, besitzt ein Paar von Stromausgabeanschlüssen (nicht gezeigt). Einer der zwei Stromausstoßanschlüsse ist elektrisch mit der Sammelelektrode 205 verbunden und dieser erstreckt sich von der Sammelelektrode 205, während dieser von einem isolierenden Element (nicht gezeigt) isoliert ist, und der andere Stromausstoßanschluss ist elektrisch mit dem elektroleitenden Substrat 201 verbunden. In diesem Aufbau können der Stromausstoßanschluss der positiven Seite und der Stromausstoßanschluss der negativen Seite in einen Stromausstoßanschluss der negativen Seite und einen Stromausstoßanschluss der positiven Seite geändert werden, abhängig von dem Aufbau der photoaktiven Halbleiterschicht.
  • 4 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Beispiel für einen Aufbau in dem Fall veranschaulicht, wo die transparente dünne Harzschicht 102 (siehe 2) auf der Lichtempfangsoberfläche des photovoltaischen Elementes, das in 3 gezeigt ist, gebildet ist, um so die Sammelelektrode 205 mit der Beschichtung 206 einzuschließen. Wie in 4 gezeigt ist die transparente dünne Harzschicht 102 derart gebildet, dass Lücken, die in der Beschichtung 206 vorhanden sind, durch die transparente dünne Harzschicht gefüllt werden. Solange wie die in der Beschichtung 206 vorhandenen Lücken durch die transparente dünne Harzschicht gefüllt sind, ist es für die transparente dünne Harzschicht nicht notwendig, auf der gesamten Fläche der Lichtempfangsseite des photovoltaischen Elementes gebildet zu werden. Die Dicke der transparenten dünnen Harzschicht kann je nach der gegebenen Situation zweckmäßig ermittelt werden. Zum Beispiel kann diese dünner sein als die Dicke der Sammelelektrode, die die Beschichtung einschließt. Im Einzelnen ist es erwünscht, das die transparente dünne Harzschicht derart gebildet ist, dass diese eine Dicke in dem Bereich von 0,5 bis 150 μm über die Beschichtung aufweist, durch welche die Sammelelektrode beschichtet ist.
  • In dem Folgendem werden jeder der Inhaltsstoffe des erfindungsgemäßem Solarzellenmoduls erläutert werden.
  • Wie vorstehend beschrieben kann als das photovoltaische Element 101 in dem erfindungsgemäßen Solarzellenmodul ein photovoltaisches Element mit dem in 3 gezeigten Aufbau vorzugsweise verwendet werden.
  • Das in 3 gezeigte photovoltaische Element wird nachstehend erläutert werden.
  • Das elektrisch leitende Substrat 201 dient nicht nur als ein Substrat für das photovoltaische Element sondern auch als eine untere Elektrode. Wie für das elektrisch leitende Substrat 201 gibt es keine besondere Beschränkung solange wie dieses eine elektrisch leitende Oberfläche besitzt. Im Einzelnen kann dieses aus einem Metall, wie etwas Ta, Mo, W, Cu, Ti, Al oder dergleichen oder einer Legierung aus diesen Metallen, wie rostfreier Stahl, umfasst sein. Ansonsten kann das elektrisch leitende Substrat ein Kohlenstoffblatt oder ein Pbplattiertes Stahlblatt umfassen. Alternativ kann das elektrisch leitende Substrat einen Film oder Blatt aus einem synthetischen Harz oder einem Blatt aus Keramik sein. In diesem Fall wird das Substrat mit eine elektrisch leitenden Film aus SnO2, ZnO2, ITO oder dergleichen auf dessen Oberfläche abgeschieden sein.
  • Die rückwärtige reflektierende Schicht 202, die auf dem elektrisch leitenden Substrat 201 abgeschieden ist, kann eine Metallschicht, eine Metalloxidschicht, oder eine zweischichtige Struktur, die eine Metallschicht und eine Metalloxidschicht umfasst, umfassen. Die Metallschicht kann aus einem Metall zusammengesetzt sein, wie etwas Ti, Cr, Mo, W, Al, Ag, Ni oder dergleichen. Die Metalloxidschicht kann beliebige aus Oxiden der Metalle oder ein anderes Metalloxid, wie etwa ZnO, SnO2 oder dergleichen umfassen.
  • Die rückwärtige reflektierende Schicht 202 besitzt vorzugsweise ein aufgeraute Oberfläche, damit einfallendes Licht effektiv genützt wird.
  • Die rückwärtige reflektierende Schicht 202 kann durch eine herkömmliche filmbildende Technik, wie etwa Widerstandheizverdampfung, Elektronenstrahlverdampfung oder Sputtern gebildet werden.
  • Die photoaktive Halbleiterschicht 203 funktioniert, um photoelektrische Umwandlung auszuführen. Die photoaktive Halbleiterschicht kann zusammengesetzt sein aus: einem einkristallinem Siliciumhalbleitermaterial, einem nichteinkristallinem Siliciumhalbleitermaterial, wie etwa amorphem Siliciumhalbleitermaterial (einschließlich einem mikrokristallinem Siliciumhalbleitermaterial) oder polykristallinem Siliciumhalbleitermaterial, oder einem Verbindungshalbleitermaterial. Im jeden Fall kann die photoaktive Halbleiterschicht, die aus beliebigen von diesen Halbleitermaterialien umfasst ist, aus einer gestapelten Struktur mit einem pin-Übergang, einem pn-Übergang oder einem Übergang vom Shottky-Typ sein.
  • Spezifische Beispiele des Materials der Halbleiterverbindung sind: CuInSe2, CuInS2, GaAs, CdS/Cu2S, CdS/CdTe, CdS/InP, CdTe/Cu2Te, und dergleichen.
  • Die aus beliebigen der vorstehend erwähnten Halbleitermaterialien umfasste photoaktive Halbleiterschicht kann durch eine herkömmliche filmbildende Technik gebildet sein. Zum Beispiel kann die photoaktive Halbleiterschicht aus nicht einkristallinem Silicium durch eine herkömmliche Wachstumstechnik mit chemischer Dampfabscheidung gebildet werden, wie etwa Plasma-CVD oder lichtinduziertes CVD unter Verwendung eines zweckmäßigen filmbildenden Rohmaterialgases, das Siliciumatome verleihen kann, wie etwa Silangas, oder eine herkömmliche Technik der physikalischen Dampfphase, wie etwa Sputtering unter Verwendung eines Si-Targets. Die photoaktive Halbleiterschicht, die aus einem polykristallinem Siliciumhalbleitermaterial zusammengesetzt ist, kann durch ein herkömmliches polykristallines Siliciumfilm bildendes Verfahren des Bereitstellens eines geschmolzenen Siliciummaterials unter Unterziehens des geschmolzenen Siliciummaterials dem Filmherstellungsverfahren oder einem anderen herkömmlichen polykristallinen Siliciumfilm bildenden Verfahren des Unterziehens eines amorphen Siliciummaterials der Hitzebehandlung gebildet werden.
  • Die photoaktive Halbleiterschicht, die aus beliebigen der vorstehend erwähnten Materialien der Halbleiterverbindung zusammengesetzt ist, kann durch ein herkömmliches Ionenplatierungs-, Ionenstrahlabscheidungs-, Vakuumverdampfungs-, Sputtering-, oder elektrolytisches Verfahren gebildet werden.
  • Die transparente und elektrisch leitende Schicht 204 funktioniert als eine obere Elektrode. Die transparente und elektrisch leitende Schicht kann umfassen: In2O3, SnO2, ITO(In2O3-SnO2), ZnO, TiO2, oder CdSnO4. Ansonsten kann diese eine kristalline Halbleiterschicht umfassen, die mit einer zweckmäßigen Verunreinigung mit einer hohen Konzentration dotiert ist.
  • Die transparente und elektrisch leitende Schicht, die aus beliebigen der vorstehend erwähnten Materialien zusammengesetzt ist, kann durch eine herkömmliche Widerstanderhitzungsverdampfung, Elektronenstrahlverdampfung, Sputtering, Spraying oder CVD gebildet werden.
  • Die vorstehend beschriebene verunreinigungsdotierte kristalline Halbleiterschicht als die transparente und elektrisch leitende Schicht kann durch ein herkömmliches Verunreinigungsdiffusionsfilmbildungsverfahren gebildet werden.
  • Daneben kommt es bei einem photovoltaischen Element, das durch Bilden einer rückwärtigen reflektierenden Schicht, eine photoaktiven Halbleiterschicht und einer transparente und elektrisch leitenden Schicht in der angegebenen Reihenfolge auf einen elektrisch leitenden Substrat gebildet wurde, manchmal zu Kurzschlussdefekten, bei denen das elektrisch leitende Substrat und die transparente und elektrisch leitende Schicht -teilweise aufgrund der Ungleichförmigkeit des elektrisch leitenden Substrats oder/und Ungleichförmigkeit der photoaktiven Halbleiterschicht, die bei dessen Bildung auftreten, kurzgeschlossen werden. Es gibt eine Tendenz für das photovoltaische Element, das derartige Kurzschlussdefekte aufweist, einen Zustand mit einem geringen Austrittswiderstand (oder einem Kurzschlusswiderstand) aufzuweisen, das ein großer Leckstrom, bzw. Austrittsstrom im Verhältnis zu der Austrittsspannung fließt. Das US Patent Nr. 4,729,970 offenbart ein Verfahren zum Entfernen von Kurzschlussdefekten, die in einem photovoltaischen Element vorhanden sind. Es ist möglich, das photovoltaische Element in ein defektfreies photovoltaisches Element umzuwandeln, in dem dieses gemäß dem in der Patentdruckschrift beschriebenen Verfahren repariert wird. Im Allgemeinen ist ein photovoltaisches Element solange verwendbar, wie dieses einen Kurzschlusswiderstand wie benötigt aufweist, zum Beispiel von einem kΩ.cm2 oder mehr, vorzugsweise 10 kΩ.cm2 oder mehr.
  • Die Sammelelektrode (oder die Gitterelektrode) 205 ist auf der transparenten und elektrisch leitenden Schicht 204 angeordnet, um einen elektrischen Strom effektiv zu sammeln.
  • In dem in 3 gezeigten photovoltaischen Element ist die Sammelelektrode 205 durch die elektrische leitende Beschichtung 206 bedeckt. Diese kann durch ein Verfahren des Bereitstellens eines Metalldrahtes mit einem Widerstand von 10–4Ω.cm aus einem Metall, wie etwa Al, Ag, Au, Ni, Cu, Sn, oder Pt als die Sammelelektrode 205 und beschichten des Metalldrahtes durch eine elektrisch leitende Paste (als die elektrische leitende Beschichtung 206) die Teilchen eines elektrisch leitenden Materials (nachstehend als elektrisch leitende Teilchen), die in einem Bindemittelharz dispergiert sind, umfasst, gebildet werden. Als die elektrisch leitenden Teilchen können Ag-Feinpulver, Au-Feinpulver, Cu-Feinpulver, Ni-Feinpulver und Kohlenstoff-Feinpulver erwähnt werden. Als das Bindemittelharz können erwähnt werden: Polyesterharz, Epoxidharz, Acrylharz, Alkydharz, Polyvinylacetat, Kautschuk, Urethanharz, Phenolharz, Butyralharz, und Phenoxyharz.
  • Die Dicke der Beschichtung 206 ist vorzugsweise in dem Bereich von 1 μm bis 100 μm, weiter bevorzugt in dem Bereich von 1 μm bis 50 μm. In dem Fall, wo die Dicke der Beschichtung 206 weniger als 1 μm beträgt, ist es wahrscheinlich, dass ein Problem auftritt, wonach es schwierig ist, die Sammelelektrode 205, die den Metalldraht auf der transparenten und elektrisch leitenden Schicht 204 umfasst, mit einer ausreichenden Adhäsion zu fixieren. In dem Fall, wo die Dicke der Beschichtung 206 jenseits 100 μm ist, ist es wahrscheinlich, dass ein Problem auftritt, wonach die Lichtempfangsseite des photovoltaischen Elementes exzessiv abgeschirmt ist und folglich die Menge des auf das photovoltaische Element aufgetroffenen Lichtes verringert ist, um die photoelektrische Umwandlungseffizienz zu verringern.
  • Die Sammelelektrode in dem photovoltaischen Element, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist nicht auf die eine, die in 3 gezeigt wird, begrenzt, sondern kann eine durch ein anderes Verfahren gebildete Sammelelektrode sein.
  • Im Einzelnen zur Veranschaulichung: eine Sammelelektrode, die durch Siebdrucken einer elektrisch leitenden Paste aus einem Metall, wie etwa Ti, Cr, Mo, W, Al, Ag, Ni, Cu oder Sn unter Verwendung eines Maskenmusters gebildet wird; eine Sammelelektrode, die gebildet wird, indem der vorstehend beschriebene Metalldraht an die siebgedruckte elektrisch leitende Paste mittels eines Lötmittels fixiert wird; und eine Sammelelektrode, die durch ein Verfahren des Bildens eines Metallfilms aus beliebigen der vorstehend erwähnten Metalle über die gesamte Oberfläche durch das herkömmliche Sputtering- oder CVD-Verfahren und Unterziehen des Metallfilms der Ätzbehandlung gebildet wird, um ein gewünschtes Muster zu bilden.
  • Das vorstehende Paar von Stromausstoßanschlüssen (nicht in der Fig. gezeigt) dient zum Ausstoßen einer elektromotorischen Kraft. Eines der zwei Stromausstoßanschlüsse ist elektrisch mit der Sammelelektrode mittels zum Beispiel einer elektroleitenden Paste verbunden. Alternativ kann die elektrische Verbindung in diesem Fall unter Verwendung eines zweckmäßigen verbindenden Metallkörpers und einer elektroleitenden Paste oder Lötmittels durchgeführt werden.
  • Der verbleibende Stromausstoßanschluss ist elektrisch mit dem elektroleitenden Substrat mittels zum Beispiel eines Lötmittels verbunden. Alternativ kann die elektrische Verbindung in diesem Fall durch Punktschweißen oder Löten eines geeigneten Metallkörpers, wie etwa Kupferstab, durchgeführt werden.
  • Es werden eine Vielzahl von photovoltaischen Elementen mit dem vorstehenden Aufbau bereitgestellt, und sie sind in Serienverbindung oder in paralleler Verbindung integriert, abhängig von einer gewünschten Spannung oder elektrischem Strom. Es ist möglich, den integrierten Körper auf einem isolierenden Element anzuordnen, so dass eine gewünschte Spannung oder elektrischer Strom erhalten werden kann.
  • Nun werden die anderen Inhaltsstoffe, die sich von dem photovoltaischen Element 101 in 2 unterscheiden, erläutert werden.
  • Oberflächenschutzfilm
  • Der Oberflächenschutzfilm 104 ist an der äußersten Oberfläche des Solarzellenmoduls positioniert. Deswegen muss der Oberflächenschutzfilm eine herausragende Transparenz, Wetterfestigkeit, Wasserabstoßung, Verschmutzungswiderstand und physikalische Festigkeit aufweisen. Zudem muss, wenn das Solarzellenmodul draußen verwendet wird, der Oberflächenschutzfilm sicherstellen, dass das Solarzellenmodul eine ausreichende Haltbarkeit bei der kontinuierlichen Verwendung über eine lange Zeitdauer besitzt.
  • Daher ist der Oberflächenschutzfilm aus einem adäquaten transparenten Harzfilm umfasst, welcher diese Anforderungen erfüllt. Ein derartiger Film kann Filme aus Fluorharzen beinhalten, wie etwa: ETFE (Tetrafluorethylen/Ethylen-Copolymer), PVF (Polyvinylfluorid-Harz), PVDF (Polyvinylidenfluorid-Harz), TFE (Polytetrafluorethylen-Harz), FEP (Tetrafluorethylen/Hexafluorpropylen-Copolymer), und CTFE (Polychlortrifluorethylen-Harz). Von diesen ist der PVF-Film in Bezug auf die Wetterfestigkeit überlegen, sind der FEP-Film und der CTFE-Film in Bezug auf den Feuchtigkeitswiderstand überlegen, und der ETFE-Film in Bezug auf die Wetterfestigkeit und physikalische Festigkeit in Kombination überlegen.
  • Um eine weitere Verbesserung bei der Adhäsion des Oberflächenschutzfilms mit dem Oberflächenseitenfüllstoff zu erreichen, wird eine gegebene Oberfläche des Oberflächenschutzfilms, die mit dem Oberflächenseitenfüllstoff kontaktiert wird, zweckmäßigerweise einer Oberflächenbehandlung durch Corona-Entladungsbehandlung, Plasmabehandlung, Ozonbehandlung, UV-Bestrahlungsbehandlung, Elektronenstrahlbestrahlugsbehandlung, oder Flammenbehandlung unterzogen.
  • Oberflächenseitenfüllstoff
  • Der Oberflächenseitenfüllstoff 103 dient dazu, die Irregularitäten, die auf der Oberfläche des photovoltaischen Elements vorhanden sind, zu bedecken, zu verhindern, dass das photovoltaische Element durch externe Faktoren, wie etwa Temperaturänderungen oder/und Feuchtigkeitsänderungen in der externen Umgebung, extern ausgeübte Stöße oder dergleichen beeinflusst wird und eine ausreichende Adhäsion zwischen dem photovoltaischen Element und dem Oberflächenschutzfilm zu erreichen.
  • Folglich muss der Oberflächenseitenfüllstoff hochtransparent sein und insbesondere herausragende Wetterfestigkeit, Adhäsion, Packungsfähigkeit, Hitzewiderstand, Kältewiderstand und Schlagwiderstand aufweisen. Damit der Oberflächenseitenfüllstoff diese Anforderungen erfüllt, ist der Oberflächenseitenfüllstoff aus einem Harz umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Harzen aus Copolymeren besteht, die Ethylen und ungesättigtes Fettsäureester umfassen. Spezifische Beispiele für ein derartiges Copolymer-Harz sind: EVA (Ethylen/Vinylacetat-Copolymer), EMA (Ethylen/Methylacrylat-Copolymer, EEA (Ethylen/Ethylacrylat-Copolymer), und EEM (Ethylen/Ethylmethacrylat-Copolymer). Von diesen Harzen ist EVA am meisten bevorzugt, da dieses gut ausbalancierte, für eine Solarzelle geeignete physikalische Eigenschaften aufweist, wenn dieses als der Oberflächenseitenfüllstoff verwendet wird.
  • Jedes der vorstehend erwähnten Harze, die als der Oberflächenseitenfülltoff verwendbar sind (dieses Harz wird nachstehend als Füllstoffharz bezeichnet werden), besitzt eine geringe Wärmedeformierungstemperatur und es ist wahrscheinlich, dass diese sich leicht bei einer hohen Temperatur deformieren oder kriechen. Deswegen ist es erwünscht, dass das Füllstoffharz mit einem geeigneten Vernetzungsmittel vernetzt ist, so dass dieses einen erhöhten Wärmewiderstand und eine erhöhte Adhäsion aufweist. Als ein derartiges Vernetzungsmittel können Isocyanate, Melamine und organische Peroxide erwähnt werden.
  • In der vorliegenden Erfindung ist es erwünscht, ein derartiges Vernetzungsmittel, das eine ausreichend lange Topfzeit besitzt, eine schnelle Vernetzungsreaktion beim Vernetzen des Füllstoffharzes verursachen kann und kein freies Material oder nur eine geringfügige Menge des freien Materials verursacht, da der Oberflächenschutzfilm auf dem Füllstoffharz als der Oberflächenseitenfüllstoff laminiert wird.
  • Ein Vernetzungsmittel zu verwenden, das ein organisches Peroxid umfasst, ist am zweckmäßigsten, da das organische Peroxid die vorstehenden Bedingungen erfüllen kann.
  • Daher wird das organische Peroxid als das Vernetzungsmittel beschrieben werden.
  • Die Vernetzung des Füllstoffharzes, das als der Oberflächenseitenfüllstoff unter Verwendung des organischen Peroxids als das Vernetzungsmittel verwendet wird, wird mittels Abziehen von Wasserstoffatomen oder Halogenatomen in dem Harz mittels aus dem organischen Peroxid erzeugten, freien Radikalen durchgeführt, um C-C-Bindungen zu bilden.
  • Um das organische Peroxid derartige freie Radikale beim Vernetzen des Füllstoffharzes erzeugen zu lassen, ist es erwünscht, dass das organische Peroxid mittels des thermischen Zersetzungsverfahrens, Redox-Zersetzungsverfahrens oder Ionen-Zersetzungsverfahrens aktiviert wird. Von diesen Verfahren ist das thermische Zersetzungsverfahren am geeignetsten.
  • Die Zersetzungstemperatur des organischen Peroxid ist zweckmäßigerweise in dem Bereich von 100°C bis 130°C. Wenn die Zersetzungstemperatur weniger als 100°C beträgt, wenn EVA als der Oberflächenseitenfüllstoff verwendet wird, ist es wahrscheinlich, dass ein Problem auftritt, wonach, da die Auflösungstemperatur des EVA's nahe der Zersetzungstemperatur des organischen Peroxids ist, die Zeitdauer, während das EVA in einem verflüssigten Zustand gehalten wird, zu kurz ist, um die Irregularitäten, die an der Oberfläche des potovoltagen Elementes vorhanden sind, in einem gewünschten Zustand zu bedecken. Wenn die Zersetzung des organischen Peroxids jenseits 130°C ist, ist es wahrscheinlich, dass ein Problem auftritt, wonach die Temperatur der Wärmebehandlung zum Vernetzen des EVA's in dem Laminierungsverfahren zum Herstellen eines Solarzellenmoduls erhöht ist und die Zeitdauer für die Wärmebehandlung verlängert ist, wobei eine exzessive Menge der Wärmeenergie an das EVA angelegt wird und deswegen es wahrscheinlich ist, dass das EVA gelb wird.
  • Bevorzugte Beispiele des organischen Peroxids, das als das Vernetzungsmittel verwendet wird, sind: t-Butylperoxyisobutylcanboat, 1,1-Di-(t-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcycohexan und Di-tbutylperoxyhexahydroterephthalat.
  • Die Menge eines derartigen organischen Peroxids als das Vernetzungsmittel, das zu dem Füllstoffharz als der Oberflächenseitenfüllstoff zugegeben wird, ist vorzugsweise in dem Bereich von 0,1–5 Gewichtsprozent gegenüber dem Füllstoffharz.
  • Das organische Peroxid als das Vernetzungsmittel kann zusammen mit dem Füllstoffharz als der Oberflächenseitenfüllstoff beim thermischen Kompressionsbinden des Füllstoffs verwendet werden, wobei der Füllstoff an das photovoltaische Element und zudem an die Oberflächenschutzschicht gebunden wird, während mit dem organischen Peroxid vernetzt wird. Bedingungen der Temperatur und der Zeitdauer für die thermische Kompressionsbindungsbehandlung in diesem Fall kann zweckmäßig ermittelt werden, abhängig von der thermischen Zersetzungstemperatur des verwendeten organische Peroxids. Jedoch werden diese Bedingungen im Allgemeinen zweckmäßig ermittelt, um so zu sein, dass 60% oder mehr oder vorzugsweise 95% oder mehr des organischen Peroxid in dem Füllstoffharz thermisch zersetzt wird, wobei der Füllstoff einem thermischen Kompressionsbinden an das photovoltaische Element und an die Oberflächenschutzschicht unterzogen wird, während vernetzt wird. Die thermische Kompressionsbindungsbehandlung kann durch ein Kompressionsverfahren unter Verwendung einer erhitzten Walze oder heißen Presse oder durch ein thermisches Kompressionsverfahren unter Verwendung eines Laminierungsinstrumentes eines auf Luft basierenden Systems [air back system] durchgeführt werden, in welchem ein zu behandelndes Objekt in dem auf Luft basierenden System platziert wird und die Innenseite des auf Luft basierenden Systems vakuumiert wird, um das Objekt mittels atmosphärischem Druck zu pressen.
  • Um die Vernetzungsreaktion des Füllstoffharzes als den Oberflächenseitenfüllstoff mittels des Vernetzungsmittels zu erleichtern, ist es möglich, einen Vernetzungsbeschleuniger, wie etwa Triallyl Cyanurat zusammen mit dem Vernetzungsmittel zu verwenden. Bezüglich der Menge des Vernetzungsbeschleunigers, der zugegeben wird, ist dieser vorzugsweise in dem Bereich von 0,1 bis 5 Gewichtsprozent gegenüber der Menge des Füllstoffharzes als der Oberflächenseitenfüllstoff.
  • Zudem kann das Füllstoffharz als der Oberflächenseitenfüllstoff ein zweckmäßiges thermisches Oxidationsverhinderungsmittel (nachstehend als Antioxidationsmittel bezeichnet) enthalten, um das Füllstoffharz in einem stabilen Zustand unter der Bedingung einer hohen Temperatur zu halten. Für die Menge des Antioxidationsmittels, das für diesen Zweck zugegeben wird, ist es erwünscht, in dem Bereich von 0,1 bis 1 Teil Gewicht gegenüber 100 Gewichtsteilen des Füllstoffharzes als der Oberflächenseitenfüllstoff zu sein.
  • Ein derartiges Antioxidationsmittel kann ein Antioxidationsmittel aus der Monophenolgruppe, ein Antioxidationsmittel aus der Bisphenolgruppe, ein Antioxidationsmittel aus der hochmolekularen Phenolgruppe, ein Antioxidationsmittel aus der Schwefelgruppe und ein Antioxidationsmittel aus der Phosphorgruppe beinhalten:
    Spezifische Beispiele für das Antioxidationsmittel aus der Monophenolgruppe sind: 2,6-Di-tert-butyl-p-cresol, butyliertes Hydroxyanisol, und 2,6-Di-tert-butyl-4-ethylphenol.
  • Spezifische Beispiele für das Antioxidationsmittel aus der Bisphenolgruppe sind: 2,2'-Methylen-bis-(4-methyl-6- tert-butyphenol), 2,2'-Methylen-bis-(4-ethyl-6-tertbutylphenol) 4,4'-Thiobis-(3-methyl-6-tert-butylphenol), 4,4'-Butyliden-bis-(3-methyl-6-tert-butylphenol), und 3,9-Bis[1,1-dimethyl-2-{ß-83-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propyonyloxy}ethyl]2,4,8,10-tetraoxaspyro[5,5]undecan.
  • Spezifische Beispiele für das Antioxidationsmittel aus der hochmolelularen Phenolgruppe sind: 1,1,3-Tris-2(methyl-4-hydroxy-5-tert-butylphenyl)butan, 1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)benzol, Tetrakis-{methylen-3-(3',5'-ditert-butyl-4'-hydroxyphenyl)propionat}methan, Bis-3,3'bis-(4'-hydroxy-3'-tert-butylphenyl)buttersäureglucoseester, 1,3,5-tris(3',5'-di-tert-Butyl-4'hydroxylbenzyl)-s-triazin-2,4,6-(1H,3H,5H)trion, und Tocopherol (Vitamin E).
  • Spezifische Beispiele für das Antioxidationsmittel aus der Schwefelgruppe sind: Dilaurylthiodipropionat, Dimyristylthiodipropionat und Distearylthiopropionat.
  • Spezifische Beipiele für das Antioxidationsmittel aus der Phosphorgruppe sind: Triphenylphosphat, Diphenylisodecylphosphat, Phenyldiisodecylphosphat, 4,4'Butyliden-bis-(3-methyl-6-tert-butylphenyl-ditridecyl)phosphat, cyclisches Neopentantetrabis(octadecylphosphat), Tris(mono- oder di)phenylphosphat, Diisodecylpentaerythritoldiphosphat, 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphenanthren-10-oxid, 10-(3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)-9,10-dihydro-9-oxa-l0-phosphenanthren-l0-oxid, 10-Decyloxy-9, 10-dihydro-9-oxa-l0-phosphenanthren, cyclisches Neopentantetrabis(2,4-di-tertbutylphenyl)phosphat, cyclisches Neopentantetrabis(2,6-di-tert-methylphenyl)phosphat und 2,2-Methylenbis(4,6-tert-butylphenyl)octylphosphat.
  • Diese Antioxidationsmittel können entweder allein oder in Kombination von zwei oder mehreren von diesen verwendet werden.
  • Um ferner eine verbesserte Wetterfestigkeit für den Oberflächenseitenfüllstoff zu erreichen, so dass es ferner effektiv verhindert werden kann, dass dieser an Lichtverschlechterung leidet und zudem, um eine unter dem Oberflächenseitenfüllstoff situierte Schicht effektiv zu schützen, kann das Füllstoffharz als der Oberflächenseitenfüllstoff ein zweckmäßiges UV-Absorptionsmittel enthalten. Bezüglich der Menge des UV-Absorptionsmittels, das zugegeben wird, ist dieses vorzugsweise in dem Bereich von 0,1 bis 0,5 Gewichtsteilen gegenüber 100 Gewichtsteilen des Füllstoffharzes.
  • Als ein derartiges UV-Absorptionsmittel können chemische Verbindungen verwendet werden, die als ein UV-Absorptionsmittel verwendbar sind. Als eine derartige chemische Verbindung können Verbindungen der Salicylsäuregruppe, Verbindungen der Benzophenongruppe, Verbindungen der Benzotriazolgruppe, und Verbindungen der Cyanoacrylatgruppe erwähnt werden.
  • Spezifische Beispiele für die Verbindung aus der Salicylsäuregruppe sind Phenylsalicylat, p-tert-Butylsalicylat und p-Octylphenylsalicylat.
  • Spezifische Beispiele für eine derartige Verbindung der Benzophenongruppe sind: Dihydroxybenzophenon, 2-Hydroxy-4-methoxybenzophenon, 2-Hydroxy-4-octoxybenzophenon, 2-Hydroxy-4-dodecyloxybenzophenon, 2,2'-Dihydroxy-4-methoxybenzophenon, 2,2'-Dihydroxy-4,4'dimethoxybenzophenon, 2-Hydroxy-4-methoxy-5-sulfobenzophenon, und Bis (2-methoxy-4-hydroxy-5-benzophenon)methan.
  • Spezifische Beispiele für die Verbindung der Benzotriazolgruppe sind: 2-(2'-Hydroxy-5'methylphenyl)benzotriazol, 2-(2'Hydroxy-5'-tertbutylphenyl)benzotriazol, 2-(2'-Hydroxy-3',5'-di-tertbutylphenyl)benotriazol, 2-(2'-Hydroxy-3'tert-butyl-5-methylphenyl)-5-chlorbenzotriazol, 2-(2'-hydroxy-3',5'di-tert-butylphenyl)5-chlorbenzotriazol, 2-(2'Hydroxy-3',5'-di-tert-amylphenyl)benzotriazol, 2-[2'-hydroxy-3'(3'',4'',5'',6''-tetrahydrophthalimidomethyl)-5'methylphenyl)]benzotriazol, und 2,2-Methylenbis[4-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)-6-(2H-benzotriazol-2-yl)phenol].
  • Spezifische Beispiele für die Verbindung der Cyanoacrylatgruppe sind: 2-Ethylhexyl-2-cyano-3,3'diphenylacrylat, und Ethyl-2-cyano-3,3'-diphenylacrylat.
  • Diese Verbindungen können als das UV-Absorptionsmittel entweder allein oder in Kombination von zwei oder mehreren von diesen verwendet werden.
  • Neben dem UV-Absorptionsmittel ist es für das Füllstoffharz als der Oberflächenseitenfüllstoff möglich, ein zweckmäßiges Photo-Stabilisierungsmittel der gehinderten Amingruppe zu enthalten, um den Oberflächenseitenfüllstoff eine verbesserte Wetterfestigkeit zu verleihen.
  • Obwohl das Photo-Stabilisierungsmittel der gehinderten Amingruppe Ultraviolettstrahlen nicht absorbiert, wie dies das UV-Absorptionsmittel tut, wird ein beachtlicher Vorteil bereitgestellt, indem das Photo-Stabilisierungsmittel der gehinderten Amingruppe in Kombination mit dem UV-Absorptionsmittel verwendet wird.
  • Bezüglich der Menge des Photo-Stabilisierungmittels der gehinderten Amingruppe, das zugegeben wird, ist diese vorzugsweise in dem Bereich von 0,1 bis 0,3 Gesichtsteilen gegenüber 100 Gewichtsteilen des Füllstoffharzes als der Oberflächenseitenfüllstoff.
  • Neben dem Photo-Stabilisierungmittel aus der gehinderten Aminogruppe sind andere Photo-Stabiiisierungmittel bekannt. Jedoch sind diese Photo-Stabilisierungmittel nicht zur Verwendung in dem Oberflächenseitenfüllstoff erwünscht, da sie meistens gefärbt sind.
  • Spezifische Beispiele für das vorstehende Photo-Stabilisierungmittel aus der gehinderten Amingruppe sind: Succinsäuredimethyl-l-(2-hydroxyethyl)-4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-Polykondensationsprodukt, Poly[{6-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)amino-1,3,5-triazin-2,4-diyl}{(2,2,6,6-tetramethyl-6piperidylimino}hexamethylen {2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)imino}], N,N'-bis 3-aminopropyl)ethylendiamin-2,4-bis[N-butyl-N-(1,2,2,6,6-pentamethyl-4- piperidyl)amino]-6-chlor-1,3,5-triazin-Polykondensationsprodukt, Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)sebalat, und 2-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)-2-n-butylmalonsäure-bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl).
  • Im Übrigen ist in Anbetracht der Verwendung von Umweltbedingungen für ein Solarzellenmodul, in welchem der vorhergehende Oberflächenseitenfüllstoff verwendet wird, jedes der vorstehend beschriebenen UV-Absorptionsmittel, Photo-Stabilisierungmittel und Antioxidationsmittel erwünscht, eine niedrige Flüchtigkeit aufzuweisen.
  • Wenn ein Solarzellenmodul unter schwierigen Umweltbedingungen verwendet wird, ist es erwünscht, dass dieses eine erhebliche Adhäsion nicht nur zwischen dem Oberflächenseitenfüllstoff und dem photovoltaischen Element besitzt, sondern auch zwischen dem Oberflächenseitenfüllstoff und dem Oberflächenschutzfilm.
  • Um für den Oberflächenseitenfüllstoff eine derartige Adhäsion zu erreichen, ist es effektiv, ein zweckmäßiges Silan-Kupplungsmittel oder organisches Isocyanat in das Füllstoffharz als den Oberflächenseitenfüllstoff einzubauen.
  • Spezifische Beispiele für ein derartiges Silan-Kupplungsmittel sind: Vinyltrichlorsilan, Vinyltris(β-methoxy)silan, Vinyltriethoxysilan, Vinyltrimethoxysilan, γ-Metacryloxypropyltrimethoxysilan, β-(3,4-Epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilan, γ-Glycidoxypropylmethyldiethoxysilan, N-β(Aminoethyl)γ-aminopropyltrimethoxysilan, N-β-(Aminoethyl)-γ-aminopropylmethyldimethoxysilan, γ-Aminopropyltriethoxysilan, N-Phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilan, γ-Mercaptopropyltrimethoxysilan und γ-Chlorpropyltrimethoxysilan.
  • Nun ist es erwünscht, um eine Abnahme der Menge des einfallenden Lichtes, das in dem photovoltaischen Element ankommt, zu verhindern, dass der Oberflächenseitenfüllstoff im Wesentlichen transparent ist. Im Einzelnen ist es erwünscht, dass der Oberflächenseitenfüllstoff eine Lichtdurchlässigkeit von vorzugsweise 80% oder mehr und weiter bevorzugt 90% oder mehr in einem sichtbaren Lichtwellenbereich von 400 nm bis 800 nm aufweist. Um ferner zu erleichtern, dass das externe Licht leicht in das photovoltaische Element trifft, ist der Oberflächenseitenfüllstoff derart hergestellt, dass dieser einem Brechnungsindex von vorzugsweise 1,1 bis 2,0 unter weiter bevorzugt 1,1 bis 2,0 und weiter bevorzugt 1,1 bis 1,6 bei einer Temperatur von 25°C besitzt.
  • Dünne Harzschicht
  • Die dünne Harzschicht 102 ist auf der Lichtempfangsseite des photovoltaischen Elements 101 derart angeordnet, dass wenigstens die Sammelelektrode 108 durch die transparente Harzschicht in einem Zustand bedeckt ist, dass Lücken, die in der Sammelelektrode vorhanden sind, ausreichend durch die transparente Harzschicht bedeckt sind, so dass, sogar wenn Feuchtigkeit aus der Oberfläche des Solarzellenmoduls eindringen sollte, die Feuchtigkeit davon abgehalten wird, in die Sammelelektrode einzudringen, während auch verhindert wird, dass diese in das photovoltaische Element eindringt. Folglich muss die dünne Harzschicht 102 eine herausragende Transparenz besitzen und zudem muss diese einen hohen Feuchtigkeitswiderstand und ausreichend geringe Feuchtigkeitsdurchlässigkeit aufweisen. Insbesondere besitzt die dünne Harzschicht vorzugsweise eine Feuchtigkeitsdurchlässigkeit von 0,01 bis 20 g/m2.Tag oder weniger in einer Atmosphäre von 40°C und 90% relativer Feuchtigkeit.
  • Zudem ist es notwendig, dass sich die dünne Harzschicht nicht derart verhält, dass diese Licht daran hindert, in dem photovoltaischen Element anzukommen. Zu diesem Zweck ist es notwendig, dass die dünne Harzschicht eine Lichtdurchlässigkeit von vorzugsweise 80% oder mehr oder weiter bevorzugt 90% oder mehr in einem sichtbaren Wellenlängenbereich von 400 nm bis 800 nm besitzt. Um ferner zu erleichtern, dass externes Licht leicht in das photovoltaische Element trifft, ist die dünne Harzschicht derart hergestellt, dass sie einen Brechungsindex von vorzugsweise 1,1 bis 2,0 oder weiter bevorzugt 1,1, bis 1,6 bei einer Temperatur von 25°C besitzt.
  • Die dünne Harzschicht 102 ist aus einem Harzmaterial zusammengesetzt, das wenigstens ein Acrylharz und durch ein Blockierungsmittel blockiertes Isocyanat umfasst.
  • Damit die dünne Harzschicht 102 einen ausreichenden Feuchtigkeitswiderstand besitzt, ist es erwünscht, dass die dünne Harzschicht einen gehärteten Film mit einer vernetzten molekularen Netzwerkstruktur darin umfasst. Ein derartiger gehärteter Film kann mittels Feuchtigkeitshärtung, Härtung unter Verwendung eines Isocyanats oder Wärmehärtung unter Verwendung eines blockierten Isocyanats gebildet werden. In einer bevorzugter Ausführungsform wird die dünne Harzschicht durch thermisches Vernetzen eines Acrylharzes und eines anorganischen Polymers, das ein Organosiloxanpolymer mit einem durch ein Blockierungsmittel blockierten Isocyanat umfasst, gebildet. Es ist erwünscht, dass das Blockierungsmittel eine Dissoziationstemperatur von 80°C bis 220°C besitzt. Wenn die Dissoziationstemperatur weniger als 80°C beträgt, ist es wahrscheinlich, dass das resultierende Harz eine kurze Topfzeit besitzt. Wenn die Dissoziationstemperatur jenseits 220°C liegt, ist es wahrscheinlich, dass die Inhaltsstoffe, die das Acrylharz des resultierenden Harzes einschließen, sich thermisch verschlechtern und verfärben, was das photovoltaische Element als Folge beeinträchtigt. Nach der thermischen Dissoziation verbleibt das Blockierungsmittel teilweise in dem resultierenden Harz und daher ist es notwendig, ein adäquates Blockierungsmittel selektiv zu verwenden, welches keine Verfärbung mit den Inhaltsstoffen des resultierenden Harzes verursacht, sogar wenn das resultierende Harz einen Rest des Blockierungsmittels darin enthalten sollte. Damit die dünne Harzschicht eine verbesserte Adhäsion aufweist, ist es möglich, ein Kupplungsmittel der Silangruppe, Titangruppe oder Aluminiumgruppe in einer Menge von 0,05 bis 10 Gewichtsprozent gegenüber der Harzkomponenten zu verwenden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Kupplungsmittel der Silangruppe in einer Menge von 0,05 bis 8,0 Gewichtsprozent gegenüber der Menge der Harzkomponenten verwendet.
  • Die Bildung der dünnen Harzschicht auf dem photovoltaischen Element kann zum Beispiel durch ein Verfahren des Auftragens einer gegebenen Beschichtungsflüssigkeit auf das photovoltaische Element durch herkömmliches Sprühbeschichten, Spinbeschichten oder Vorhangsbeschichtungsverfahren, gefolgt von Trocknen zur Entfernung des Lösungsmittels, dann Härtungsbehandlungen durchgeführt werden. In diesem Fall wird die dünne Harzschicht, die auf der Lichtempfangsseite des photovoltaischen Elements in einem derartigem Zustand, dass in der elektrisch leitenden Schicht der Sammelelektrode vorhandene Lücken in erwünschter Weise durch die dünne Harzschicht gefüllt sind, gebildet.
  • Rückseitiger Füllstoff
  • Der rückseitige Füllstoff 105 dient zum Erreichen einer ausreichenden Adhäsion zwischen dem photovoltaischen Element 101 und dem Isolierungsfilm 106 (oder dem rückwärtigen Flächenschutzfilm). Wenn das rückwärtige Flächenverstärkungselement 107 verwendet wird, dient dieses zum Erreichen einer ausreichend Adhäsion zwischen dem Isolierungsfilm 106 und dem rückwärtigem Flächenverstärkungselement 107. Der rückseitige Füllstoff 105 umfasst vorzugsweise ein Material, das ausreichend die Adhäsion zwischen dem elektrisch leitenden Substrat des photovoltaischen Elementes 101 und des Isolierungsfilms 106 sicherstellen kann und welches herausragende Haltbarkeit besitzt, thermischer Expansion und thermischer Kontraktion widersteht, und herausragende Flexibilität besitzt. Spezifische Beispiele für ein derartiges Material sind hochschmelzende Materialien, wie etwa EVA, EEA und Polyvinylbutyral, und Epoxidklebemittel mit Flexibilität. Neben diesen können zudem doppelbeschichtete Bänder verwendbar sein.
  • Alternativ kann der Rückseitenfüllstoff 105 das gleiche Harzmaterial umfassen, das für den Oberflächenseitenfüllstoff 103 verwendet wird.
  • Isolierungsfilm
  • Der Isolierungsfilm 106 (oder der rückwärtige Flächenschutzfilm) ist zum Zweck des elektrischen Isolierens des elektrisch leitenden Substrats des photovoltaischen Elements 101 von der Außenseite angeordnet. Der Isolierungsfilm 106 ist vorzugsweise aus einem Material zusammengesetzt, welches das elektrisch leitende Substrat des photovioltaischen Elementes ausreichend elektrisch isolieren kann und herausragende Haltbarkeit besitzt, einer thermischen Expansion, thermischen Kontraktion widersteht, und Flexibilität besitzt. Spezifische Beispiele für ein derartiges Material sind: Harze aus der Polyolefingruppe, Harze aus der Acrylgruppe, Harze aus der Styrolgruppe, Nylon, und Polyethylenterephthalat (PET).
  • Rückwärtiges Flächenverstärkungselement
  • In der vorliegenden Erfindung ist das rückwärtige Flächenverstärkungselement 107 nicht immer notwendig. Es kann in Fällen verwendet werden, wo es notwendig ist, zum Beispiel abhängig von dem Ort, wo dieses eingebaut wird. Wie in 2 gezeigt, ist das rückwärtige Flächenverstärkungselement 107 außerhalb des Isolierungsfilms 106 durch den rückseitigen Füllstoff 105 angeordnet. Das rückwärtige Flächenverstärkungselement 107 wird verwendet, um die physikalische Festigkeit des Solarzellenmoduls zu verbessern, und, um zu verhindern, dass das Solarzellenmodul sich aufgrund von Änderungen der Umwelttemperatur verwindet oder verwölbt. Das rückwärtige Flächenverstärkungselement kann ein Stahlplatte, eine Kunststoffplatte oder eine glasfaserverstärkte Kunststoffplatte (oder eine so genannte FRP-Platte) umfassen.
  • Herstellung des Solarzellenmoduls
  • Nachstehend wird ein Verfahren zum Herstellen eine erfindungsgemäßen Solarzellenmoduls unter Verwendung des vorstehenden pholtovoltagen Elementes, transparenten organischen Polymerharzen und Oberflächenschutzfilm erläutert werden.
  • Um die Lichtempfangsfläche des photovoltaischen Elementes 101 durch den Oberflächenseitenfüllstoff 103 zu beschichten, ist es möglich folgende Verfahren durchzuführen:
    • (a) Ein Verfahren zum Auftragen einer Beschichtungsflüssigkeit, die ein in einem Lösungsmittel aufgelöstes Füllstoffmaterial umfasst, auf die Oberfläche eines photovoltaischen Elementes aufzutragen und das Lösungsmittel der aufgetragenen Beschichtungsflüssigkeit zu verdampfen,
    • (b) ein Verfahren zum gleichförmigen Abscheiden eines pulverförmigen Füllstoffmaterials auf die Oberfläche eines photovoltaischen Elementes und unter Unterziehen des abgeschiedenen pulverförmigen Füllstoffmaterials der Hitzeschmelzung,
    • (c) ein Verfahren des Bereitstellens eines hitzegeschmolzenen Produktes eines Füllstoffmaterials und Auftragen des hitzegeschmolzenen Produktes auf die Oberfläche eines photovoltaischen Elementes durch einen Schlitz, oder
    • (d) ein Verfahren des Bereitstellens eines Blattes eines Füllstoffmaterials, das unter Verwendung eines hitzegeschmolzenen Produktes des Füllstoffmaterials erhalten wurde, und Laminieren des Blattes auf die Oberfläche eines photovoltaischen Elementes im Wege des Thermokompressionsbindens.
  • Im Fall des Verfahrens (a) werden zunächst eines oder mehrere des vorhergehenden organischen Peroxids, Silankupplungmittels, UV-Absorptionsmittel, Antioxidationsmittel und dergleichen mit dem Lösungsmittel vor dem Auflösen des Füllstoffmaterials darin vermischt. Das Resultierende wird auf die Oberfläche des photovoltaischen Elementes aufgetragen, gefolgt von Trocknen. In dem Fall von beliebigen der Verfahren (b) und (c) werden diese Zusatzstoffe zunächst mit dem Ausgangsfüllstoffmaterial vermischt.
  • Wenn ein Oberflächenseitenfüllstoff 103 zunächst auf der Oberfläche eines photovoltaischen Elementes 101 gebildet wird, wird ein gestapelter Körper durch Laminieren eines Oberflächenschutzfilms 104 auf der Lichtempfangsflächenseite des photovoltaischen Elementes und Laminieren eines Rückseitenfüllstoffs 105 und eines Isolierungsfilms 106 in dieser Reihenfolge auf der rückwärtigen Fläche des photovoltaischen Elementes erhalten, und der gestapelte Körper wird der Termokompressionsbindungsbehandlung unterzogen, wodurch ein Solarzellenmodul erhalten werden kann. Wenn ein rückwärtiges Flächenverstärkungselement 107 angeordnet werden soll, kann diese auf dem Isolierungsfilm 106 mittels eines Klebemittels (eines Rückseitenfüllstoffs 105) laminiert werden. Die Laminierung kann in diesem Fall bei Durchführen der vorstehenden Thermokompressionsbindungsbehandlung durchgeführt werden oder dieser kann unabhängig durch ein zweckmäßiges Laminierungsmittels durchgeführt werden.
  • Wenn ein blattähnlicher Oberflächenseitenfüllstoff verwendet wird, wird dieser beim Erhalten des gestapelten Körpers auf die vorstehende Weise zwischen das photovoltaische Element und den Oberflächenschutzfilm eingefügt, gefolgt von Unterziehen der Thermokompressionsbindungsbehandlung, wodurch ein Solarzellenmodul erhalten werden kann.
  • Die Thermokompressionsbehandlung kann durch das herkömmliche Vakuumlaminierungsverfahren, Walzenlaminierungsverfahren oder dergleichen durchgeführt werden.
  • In dem Folgenden wird die vorliegende Erfindung in größerem Detail anhand von Beispielen beschrieben werden, welchen die Erfindung lediglich veranschaulichen und den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht beschränken sollen.
  • Beispiel 1
  • In diesem Beispiel wurde ein Solarzellenmodul mit dem in 5 gezeigten Aufbau hergestellt, welches umfasst: ein photovoltaisches Element 301 (einer Solarzelle), das mit einer Sammelelektrode 307 ausgestattet ist, die einen in 4 gezeigten Aufbau aufweist, wonach die einen metallischen Draht als Kern, der durch eine elektrische leitende Beschichtung beschichtet ist, umfassende Sammelelektrode, wobei eine spezifische transparente Harzschicht 308 mit einer relativ dünnen Dicke, ein Oberflächenseitenfüllstoff 302 und ein Oberflächenschutzfilm 303 in der genannten Reihenfolge auf der Vorderflächenseite des photovoltaischen Elementes gestapelt sind, und ein erster rückseitiger Füllstoff 304, eine Isolierungsfilm 305 (oder ein rückwärtiger Flächenschutzfilm), ein zweiter Rückseitenfüllstoff 304, und ein rückwärtiges Flächenverstärkungselement 306 in der genannten Reihenfolge auf der rückwärtigen Flächenseite des photovoltaischen Elementes 301 gestapelt sind. Und die ausgesetzte Fläche der Sammelelektrode 307 durch die transparente Harzschicht 308 bedeckt ist, so dass in der elektrisch leitenden Beschichtung vorhandene Lücken durch die transparente Harzschicht gefüllt sind. In 5 zeigt Bezugszeichen 300 Licht an, das auf das Solarzellenmodul trifft.
  • Das Solarzellenmodul wurde auf die folgende Weise hergestellt.
    • 1. Als das photovoltaische Element 301 wurde ein photovoltaisches Element mit dem in 3 gezeigten Aufbau bereitgestellt. Das photovoltaische Element wurde auf die folgende Weise hergestellt.
  • (1). Herstellung einer Sammelelektrode als die Sammelelektrode 307, die in 5 gezeigt ist:
  • Zunächst wurde ein metallischer Draht aus Cu, der um ein Abgaberad gewunden war, bereitgestellt.
  • Dann wurde eine elektrisch leitende Paste hergestellt, um zur Beschichtung des Metalldrahtes wie folgt verwendet zu werden. Ein gemischtes Lösungsmittel, das aus 2,5 g Ethylacetat und 2,5 g Isopropylalkohol zusammengesetzt war, wurde in den Dispergier- und Schüttelbehälter eingeführt und 22,0 g Urethanharz als eine Hauptkomponente wurde zu dem gemischten Lösungsmittel zugegeben, gefolgt von gutem Durchmischen unter Verwendung einer Kugelmühle. Dann wurden 1,1 g blockiertes Isocyanat und 10 g dispergierendes Glas zu der Mischung in dem Dispergier- und Schüttelbehälter zugeben, gefolgt von Zugeben von 2,5 g Russpulver mit einer durchschnittlichen primären Teilchengröße von 0,05 um (als ein elektrisch leitendes Material) zu der Mischung in dem Dispergier- und Schüttelbehälter. Danach wurde der Dispergier- und Schüttelbehälter 10 Stunden mittels eines Farbenschüttelgeräts (hergestellt von Tohyoseiki Seisakusho Kabushiki Kaisha) geschüttelt, um eine Paste herzustellen, in welcher die Feinteilchen des Rußes als das elektrisch leitende Material gut in dem Dispergier- und Schüttelbehälter dispergiert waren. Die resultierende Paste wurde aus dem Dispergier- und Schüttelbehälter genommen, und das Dispergierglas wurde aus der Paste entfernt. Hierdurch wurde eine elektrisch leitende Paste erhalten.
  • Der vorstehende Metalldraht wurde durch die resultierende elektrisch leitende Paste unter Verwendung einer herkömmlichen Drahtbeschichtungsvorrichtung auf die folgende Weise beschichtet. Der Metalldraht, der um das Abgaberad gewunden war, wurde geliefert und der Metalldraht wurde aufeinander folgend von dem Abgaberad abgenommen, wobei die Drahtbeschichtungsvorrichtung betrieben wurde, um die elektrisch leitende Paste auf den Metalldraht kontinuierlich aufzutragen, der sich von dem Abgaberad zu dem Aufnahmerad bewegte, während die elektrisch leitende Paste, die auf den Metalldraht aufgetragen wurde, getrocknet und gehärtet wurde.
  • Hierdurch wurde eine Sammelelektrode mit einem Kern erhalten, der den Kupferdraht umfasste, welcher durch ein elektrisch leitendes Material beschichtet ist. Die resultierende Sammelektrode wurde geschnitten, um eine Mehrzahl von Sammelelektroden zu erhalten.
  • (2) Herstellung eines photovoltaischen Elementes:
  • Es wurde zunächst eine gut gereinigte Stahlplatte als ein Substrat bereitgestellt. Auf den Substrat wurde eine zweischichtige rückwärtige reflektierende Schicht gebildet, die einen 500 nm (5000 A) dicken Al Film und einen 500 nm (5000 Å) dicken ZnO Film umfasste, mittels eines herkömmlichen Sputteringverfahren gebildet, gefolgt vom Bilden auf der rückwärtigen reflektierenden Schicht einer photoelektrischen Umwandlungshalbleiterschicht von Tandemtyp mit einer Berührungspunkt/ Berührungspunktstruktur, die eine 15 nm (150 Å) dicke Schicht vom n-Typ/eine 400 nm (4000 Å) dicke Schicht vom i-Typ/eine 10 nm (100 Å) dicke Schickt vom p-Typ/ eine 10 nm (100 Å) dicke Schicht vom n-Typ/eine 80 nm (800 Å) dicke Schicht vom i-Typ/eine 10 nm (100 Å) dicke Schicht vom p-Typ umfasste, die in der genannten Reihenfolge von der Substratseite mittels eines herkömmlichen Plasma CVD Verfahrens laminiert wurden, wobei ein a-Si Film als n-Typ als jede Schicht vom n-Typ aus einer Mischung von SiH4 Gas, PH3 Gas und H2 Gas gebildet wurde; ein a-Si Film vom i-Typ als jeder Schicht vom i-Typ aus einer Mischung aus SiH4 Gas und H2 Gas gebildet wurde; und ein μc-Si Film vom p-Typ als jede Schicht vom p-Typ aus einer Mischung aus SiH4 Gas, BF3 Gas und H2 Gas gebildet wurde. Dann wurde auf der photoelektrischen Umwandlungshalbleiterschicht ein 70 nm (700 Å) dicker In2O3 Film als eine transparente und elektrisch leitende Schicht mittels eines herkömmlichen Hitzewiderstandverdampfungsverfahrens gebildet, wobei eine In-Quelle in einer O2 Atmospäre verdampft wurde.
  • Auf der Oberfläche der transparenten und elektrisch leitenden Schicht wurden die Sammelelektroden, die in dem vorstehenden Schritt (1) erhalten wurden, mit einem gleichen Intervall angeordnet, gefolgt vom Unterziehen der Thermokompressionsbehandlung, wodurch die Sammelelektroden auf der Oberfläche der transparenten und elektrische leitenden Schicht fixiert wurden.
  • Die so auf den transparenten leitenden Schicht gebildeten Sammelelektroden wurden in Serie verbunden, indem ein Drahtbus-Stab an die Sammelelektroden gebunden wurde. Für das Resultierende wurde ein Kupferstab als ein Stromausgabeanschluss der negativen Seite an das Substrat mittels eines Lötmittels fixiert und ein Band aus einer Zinnfolie als ein Stromausgabeanschluss der positiven Seite wurde an die Sammelelektrode fixiert.
  • Auf diese Weise wurde ein photovoltaisches Element (eine Solarzelle), die als photovoltaische Element 301 verwendet wurde, erhalten.
    • 2. Bildung der dünnen Harzschicht: 52 Gewichtsteile eines Acrylharzes, das 2-Hydroxyethylmethacrylat umfasste, 30 Gewichtsteile durch ε-caprolactam blockiertes Hexamethylendiisocyanat, 13 Gewichtsteile Organosiloxanpolymer, und 5 Gewichtsteile, γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan wurden in einem gemischten Lösungsmittel aus Xylen und Methylisobutylketon mit einem Mischungsverhältnis von 1 : 1 vermischt, um eine Beschichtungsflüssigkeit mit einem Harzgehalt von 35 Gewichtsprozent zu erhalten. Die Beschichtungsflüssigkeit wurde auf die Lichtempfangsseite des photovoltaischen Elementes 301, das in dem vorstehenden Schritt 1 erhalten wurde, in einer Menge aufgetragen, um eine Dicke von 25 um, wenn gehärtet, zu erhalten, mittels eines herkömmlichen Sprühbeschichtungsverfahrens, um so die Sammelelektroden 307 zu bedecken, und die auf das photovoltaische Element aufgetragene Beschichtungsflüssigkeit wurde bei Raumtemperatur 15 Minuten getrocknet, gefolgt von Unterziehen einer Härtungsbehandlung bei 200°C für 10 Minuten. Hierdurch wurde eine 25 um dicke transparente Harzschicht als die transparente Harzschicht 308 auf der Lichtempfangsfläche des photovoltaischen Elementes gebildet, um so die Sammelelektroden zu bedecken.
    • 3. Der Oberflächenseitenfüllstoff 302 und der erste und zweite Rückseitenfüllstoff 304 wurden jeweils als ein 460 μm dickes Harzblatt bereitgestellt, das auf die folgende Weise hergestellt wurde.
  • 100 Gewichtsteile EVA (Ethylen/Vinylacetat-Copolymer; Vinylacetatgehalt: 33 Gewichtsprozent, Schmelzflussrate: 30 dg/min.), 1,5 Gewichtsteile 2,5-Dimethyl-2,5-bis(tbutylperoxid) als ein Vernetzungsmittel, 0,3 Gewichtsteile 2-Hydroxy-4-n-octoxybenzophenon als ein UV-Absorptionsmittel, 0,2 Gewichtsteile Tris/Monononylphenyl)phosphat als ein Antioxidationsmittel, und 0,1 Gewichtsteile (2,2,6,6-Tetramethyl-4-piperidyl)sebacat als ein Photostabilisierungsmittel wurden gut gemischt, gefolgt von Imprägnieren einer Glasfaser. Das Resultierende wurde einer T-Formextrusion unterzogen, um hierdurch ein 460 μm dickes Harzblatt zu erhalten.
  • Auf diese Weise wurden drei Harzblätter mit einer Dicke von 460 μm erhalten, die als der Oberflächenseitenfüllstoff 302 und die ersten und zweiten Rückseitenfüllstoffe 304 verwendet wurden.
    • 4. Als der Oberflächenschutzfilm 303 wurde ein 50 μm dicker nicht-orientierter Ethylen/Tetrafluorethylen-Copolymer (ETFE) Film mit einer mit Coronaentladungsbehandlung behandelter Oberfläche bereitgestellt, um mit dem Oberflächenseitenfüllstoff 302 kontaktiert zu werden.
    • 5. Als der Isolierungsfilm 305 wurde ein 50 μm dicker Nylonfilm (Handelsname: DARTEC, hergestellt von Du Pont Company) mit entgegengesetzten Oberflächen, die mit Coronaentladungsbehandlung behandelt wurden, bereitgestellt.
    • 6. Als das rückwärtige Flächenverstärkungselement 306 wurde eine 0,27 mm dicke galvanisierte Stahlplatte (Handelsname: TAIMACOLAR, hergestellt von Daidokohan Kabushiki Kaisha) bereitgestellt.
    • 7. Herstellung eines Solarzellenmoduls: Auf der Oberfläche einer Aluminiumplatte wurden die galvanisierte Stahlplatte als das rückwärtige Rückenverstärkungselement 306, das Harzblatt als der zweite rückseitige Füllstoff 304, der Nylonfilm als der Isolierungsfilm 305, das Harzblatt als der erste rückflüssige Füllstoff 304, das photovoltaische Element 301 mit der darauf gebildeten dünnen Harzschicht, das Harzblatt als der Oberflächenseitenfüllstoff 302 und der ETFE-Film als der Oberflächenschutzfilm 303 in der genannten Reihenfolge gestapelt, um einen gestapelten Körper zu bilden. Aufeinander folgend wurde ein Wärmewiderstandsfähiges Siliconkautschukblatt über den gestapelten Körper gelegt, um so den gestapelten Körper einzuschließen. Und der Raum, der den gestapelten Körper zwischen der Aluminiumplatte und dem Siliconkautschukblatt enthielt, wurde unter Verwendung eines O-Rings versiegelt (der hierin etablierte Körper wird als ein Laminierungsinstrument bezeichnet). Dann wurde unter Verwendung einer Vakuumpumpe der Raum, der den gestapelten Körper enthielt, so vakuumiert, dass die Innenseite des gestapelten Körpers 10 mm Hg betrug. Nachdem die Innenseite des gestapelten Körpers ausreichend vakuumiert wurde, wurde das Laminierungsinstrument in einen bei 150°C gehaltenen Ofen eingeführt und hierin für 45 Minuten gehalten, unter der Bedingung des kontinuierlichen Vakuumierungsbetriebs. Danach wurde, während der Vakuumierungsbetrieb noch fortgesetzt wurde, das Laminierungsinstrument aus dem Ofen genommen, gefolgt von Abkühlen auf Raumtemperatur.
  • Danach wurde der Innendruck des Laminierungsinstrumentes auf atmosphärischen Druck zurückgebracht, um einen vakummbehandelten gestapelten Körper zu erhalten. Folglich wurde ein Solarzellenmodul erhalten.
  • Die vorstehenden Verfahren wurden wiederholt um eine Mahrzahl von Solarzellenmodulen zu erhalten.
  • Hierbei wurde eines der Solarzellenmodule zufällig ausgewählt und für das Solarzellenmodul wurde eine Untersuchung durchgeführt, ob oder ob nicht Lücken in der elektrisch leitenden Schicht von jeder der Sammelelektroden 307 durch die dünne Harzschicht 308 vorhanden waren. Folglich wurde festgestellt, dass die in der elektrisch leitenden Beschichtung von jeder Sammelelektrode vorhandenen Lücken ausreichend durch die transparente Harzschicht gefüllt sind.
  • Bewertung
  • Unter Verwendung der resultierenden Solarzellenmodule wurde eine Bewertung hinsichtlich (1) anfänglicher Eigenschaften, (2) Hitzewiderstand, (3) Feuchtigkeitswiderstand, (4) Kratzwiderstand, (5) Wetterfestigkeit, und (6) elektrisch isolierende Eigenschaft durchgeführt.
  • Die erhaltenen Bewertungsergebnisse werden in Tabelle 1 gesammelt gezeigt.
  • Die Bewertung von jeder der vorstehenden Bewertungsgegenstände wurden auf die folgende Weise durchgeführt.
  • (1) Bewertung der anfänglichen Eigenschaften:
  • Unter Verwendung eines Solarzellensimulators (AM 1,5), wurde das Solarzellenmodul der Bestrahlung von Pseudosonnenlicht mit 100 mW/cm2 unterzogen, wobei dessen anfängliche Eigenschaften untersucht wurden. Das Untersuchungsergebnis wurde mit demjenigen des photovoltaischen Elementes, das nicht in ein Modul umgewandelt wurde, verglichen. Das Vergleichsergebnis wird in Tabelle 1 auf Basis der folgenden Kriterien gezeigt:
    Figure 00570001
    : Ein Fall, wo eine geringfügige Änderung gefunden wurde, und
    O: Ein Fall, wo eine unterscheidbare Änderung gefunden wurde, aber diese in der Praxis akzeptabel ist.
  • (2) Bewertung des Hitzewiderstands:
  • Das Solarzellenmodul wurde einer Atmosphäre von 150°C für 15 Minuten ausgesetzt, und danach dessen äußere Erscheinung beobachtet. Das beobachtete Ergebnis wird in Tabelle 1 auf der Basis der folgenden Kriterien gezeigt:
    Figure 00580001
    : Ein Fall, wo keine wesentliche Änderung gefunden wurde, und
    O: Ein Fall, wo eine geringfügige Änderung gefunden wurde, aber diese in der Praxis akzeptabel ist.
  • (3) Bewertung des Feuchtigkeitswiderstands:
    • (i) Verwendung eines Solarzellensimulators (AM 1,5), Pseudosonnenlicht mit 100 mW/cm2 wurde auf die Lichtempfangsflächenseite des Solarzellenmoduls für 24 Stunden gestrahlt, während dessen Bodenfläche in Wasser eingetaucht wurde und danach dessen Eigenschaften untersucht wurden. Das erhaltene Untersuchungsergebnis wurde mit demjenigen verglichen, das für das Solarzellenmodul vor dem Test erhalten wurde.
    • (ii) Das Solarzellenmodul wurde in einer Atmosphäre von 85°C/85% relative Feuchtigkeit für 10 Stunden gehalten, und danach ein umgekehrtes Bias von 0,85 V an das Solarzellenmodul für 10 Stunden angelegt. Danach wurden dessen Eigenschaften untersucht. Das erhaltene Untersuchungsergebnis wurde mit demjenigen verglichen, das für das Solarzellenmodul vor dem Test erhalten wurde.
  • Basierend auf den Ergebnissen, die in dem vorstehenden (i) und (ii) erhalten wurden, wurden Solarzellenmoduleigenschaften in Bezug auf eine Zunahme des Serienwiderstands (Rs) und einer Abnahme des Kurzschlusswiderstands (Rsh) beobachtet.
  • Das beobachtete Ergebnis wird in Tabelle 1 auf der Basis der vorliegenden Kriterien gezeigt:
    O: Ein Fall, wo eine geringfügige Verschlechterung des Solarzellenmoduls gefunden wurde, und
    X: Ein Fall, wo eine bemerkenswerte Verschlechterung in den Solarzellenmoduleigenschaften gefunden wurde und dies in der Praxis nicht akzeptabel ist.
  • (4) Bewertung des Kratzwiderstands:
  • Eine 1 mm dicke Kohlenstoffstahlplatte wurde durch dessen Ecke mit einem Irregularitäten tragenden Teil der Oberfläche des Solarzellenmoduls kontaktiert, und die Kohlenstoffstahlplatte wurde dann gezogen, während eine Last von 2 Pfund auf die Kohlenstoffstahlplatte ausgeübt wurde, um einen Kratzer zu bilden. Das so behandelte Solarzellenmodul wurde bewertet, ob oder ob nicht dessen gekratzter Teil der Oberflächenbeschichtung noch elektrisch isolierend beim Isolieren des photovoltaischen Elements von der Außenseite war. Diese Bewertung wurde durch ein Tauchen des behandelten Solarzellenmoduls in eine Elektrolytlösung von 3000 Ω.cm, und Anlegen einer Spannung von 2200 V zwischen dem photovoltaischen Element des Solarzellenmoduls und der Elektrolytlösung durchgeführt, um zu beobachten, ob ein Leckstrom auftrat. Das Bewertungsergebnis wird in Tabelle 1 auf der Basis der folgenden Kriterien gezeigt:
    O: Ein Fall, wo der Leckstrom 50 μA oder weniger beträgt, und
    X: Ein Fall, wo der Leckstrom anscheinend jenseits 50 μA liegt.
  • (5) Bewertung der Wetterfestigkeit:
  • Das Solarzellenmodul wurde in einem Kohlenstoff-Ofen-Sonnscheinwettermessgerät platziert, wo dieses mit Pseudosonnenlicht für 5000 Stunden unter Bedingungen von alternierendem Wiederholen eines Zyklus von Halten bei einer Schwarztafeltemperatur von 63°C für 68 Minuten und eines Zyklus aus reinem Wasserfall für 12 Minuten wiederholt wurde, danach wurde dessen äußere Erscheinung beobachtet.
  • Das Beobachtungsergebnis wird auf der Basis der folgenden Kriterien in Tabelle 1 gezeigt:
    O: Ein Fall, wo keine wesentliche Änderung gefunden wurde und
    X: Ein Fall, wo das Auftreten eines Defektes des Hinderns der Zuverlässigkeit, wie etwa Schichtabschälen, Rissbildung oder dergleichen gefunden wurde.
  • (6) Bewertung der elektrisch isolierenden Eigenschaft:
  • Die Oberflächenseite des Solarzellenmoduls wurde in einer Atmosphäre von 85°C/85% relativer Feuchtigkeit für 1000 Stunden gehalten, gefolgt vom elektrischen Verbinden der Anschlüsse der positiven und negativen Seite mittels eines Verbindungskabels, um diese kurzzuschließen. Das so behandelte Solarzellenmodul wurde in eine Elektrolytlösung mit einer elektrischen Leitfähigkeit von 3000 Ω.cm, das in einem Behälter mit einer darin angeordneten Gegenlenkelektrode enthalten war, eingetaucht, das Verbindungskabel wurde elektrisch mit einem Anschluss einer Gleichspannungsspannungsquelle und der verbleibende Anschluss der Gleichspannungsspannungsquelle wurde elektrisch mit der Gegenelektrode verbunden, und die Gleichspannung wurde geschaltet, um eine Gleichspannung von 2200 V anzulegen, wo ein elektrischer Stromfluss (Leckstrom) wurde gemessen. Das Messergebnis wird auf der Basis der folgenden Kriterien in Tabelle 1 gezeigt:
    O: Ein Fall, wo der Leckstrom 50 μA oder weniger beträgt, und
    X: Ein Fall, wo der Leckstrom anscheinend jenseits von 50 μA liegt.
  • Beispiel 2
  • Die Verfahren von Beispiel 1 wurden wiederholt bis darauf, dass der Kupferdraht als der Kern der Sammelelektrode durch einen Ag plattierten Draht ersetzt wurde, um hierdurch eine Mehrzahl von Solarzellenmodulen zu erhalten.
  • Unter Verwendung der resultierenden Solarzellenmodule, wurde eine Bewertung hinsichtlich der anfänglichen Eigenschaften, Wärmewiderstand, Feuchtigkeitswiderstand, Kratzwiderstand, Wetterfestigkeit, und elektrisch isolierende Eigenschaft auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt.
  • Die erhaltenen Bewertungsergebnisse werden gesammelt in Tabelle 1 gezeigt:
  • Beispiel 3
  • Die Verfahren von Beispiel 1 wurden wiederholt, bis darauf, dass der Kupferdraht als der Kern der Sammelelektrode durch einen Al-plattierten Draht ersetzt wurde, um hierdurch eine Mehrzahl von Solarzellenmodulen zu erhalten.
  • Unter Verwendung der resultierenden Solarzellenmodule, wurde eine Bewertung hinsichtlich der anfänglichen Eigenschaften, Hitzewiderstand, Feuchtigkeitswiderstand, Kratzwiderstand, Wetterfestigkeit, und elektrisch isolierende Eigenschaft auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt.
  • Die erhaltenen Bewertungsergebnisse werden gesammelt in Tabelle 1 gezeigt.
  • Beispiel 4
  • Die Verfahren von Beispiel 1 wurden wiederholt, bis darauf, dass das blockierte Isocyanat bei der Bildung der dünnen Harzschicht in dem Schritt 2 durch 1,3-Bis(isocyanatmethyl)cyclohexan, das durch ε-Caprolactam blockiert war, ersetzt wurde, um hierdurch eine Mehrzahl von Solarzellenmodulen zu erhalten.
  • Unter Verwendung der resultierenden Solarzellenmodule, wurde eine Bewertung hinsichtlich der anfänglichen Eigenschaften, Hitzewiderstand, Feuchtigkeitswiderstand, Feuchtigkeitswiderstand, Kratzwiderstand, Wetterfestigkeit, elektrisch isolierende Eigenschaft auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt.
  • Die erhaltenen Bewertungsergebnisse werden gesammelt in Tabelle 1 gezeigt.
  • Beispiel 5
  • Die Verfahren von Beispiel 1 wurden wiederholt, bis darauf, dass 2,5-Dimethy-1,5-bis t-butylperoxid)hexan als das Vernetzungsmittel für das EVA in dem Schritt 3 und die Thermokompressionsbehandlung in Schritt 7 bei 150°C für 100 Minuten durchgeführt wurde, um eine Mehrzahl von Solarzellenmodulen zu erhalten.
  • Unter Verwendung der resultierenden Solarzellenmodule wurde eine Bewertung hinsichtlich der anfänglichen Eigenschaften, Hitzewiderstand, Feuchtigkeitswiderstand, Kratzwiderstand, Wetterfestigkeit, und elektrisch isolierende Eigenschaft auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt.
  • Die erhaltenen Bewertungsergebnisse werden in Tabelle 1 gesammelt gezeigt.
  • Beispiel 6
  • Die Verfahren von Beispiel 1 wurden wiederholt, bis darauf, dass das blockierte Isocyanat bei der Bildung der dünnen Harzschicht in dem Schritt 2 durch Hexamethylendiisocyanat, das durch Methylethylketonoxim blockiert war, ersetzt wurde, um hierdurch eine Mehrzahl von Solarzellenmodulen zu erhalten.
  • Unter Verwendung er resultierenden Solarzellenmodule wurde eine Bewertung hinsichtlich der anfänglichen Eigenschaften, Hitzewiderstand, Feuchtigkeitswiderstand, Kratzwiderstand, Wetterfestigkeit, und elektrisch isolierende Eigenschaft auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt.
  • Die erhaltenen Bewertungsergebnisse werden in Tabelle 1 gesammelt gezeigt.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Die Verfahren von Beispiel 1 wurden wiederholt, bis darauf, dass keine dünne Harzschicht gebildet wurde, um hierdurch eine Mehrzahl von Solarzellenmodulen zu erhalten.
  • Unter Verwendung der resultierenden Solarzellenmodule, wurde eine Bewertung hinsichtlich der anfänglichen Eigenschaften, Hitzewiderstand, Feuchtigkeitswiderstand, Kratzwiderstand, Wetterfestigkeit, und elektrisch leitende Eigenschaft auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt.
  • Die erhaltenen Bewertungsergebnisse werden zusammengefasst in Tabelle 1 gezeigt.
  • Vergleichsbeispiel 2
  • Die Verfahren von Beispiel 5 wurden wiederholt bis darauf, dass keine dünne Harzschicht gebildet wurde, um hierdurch eine Mehrzahl von Solarzellenmodulen zu erhalten.
  • Unter Verwendung der resultierenden Solarzellenmodule, wurde eine Bewertung hinsichtlich der anfänglichen Eigenschaften, Hitzewiderstand, Feuchtigkeitswiderstand, Kratzwiderstand, Wetterfestigkeit, und elektrisch isolierende Eigenschaft auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt.
  • Die erhaltenen Bewertungsergebnisse werden in Tabelle 1 gesammelt gezeigt.
  • Vergleichsbeispiel 3
  • Die Verfahren von Beispiel 2 wurden wiederholt bis darauf, dass keine dünne Harzschicht gebildet wurde, um hierdurch eine Mehrzahl von Solarzellenmodulen zu erhalten.
  • Unter Verwendung der resultierenden Solarzellenmodule, wurde eine Bewertung hinsichtlich der anfänglichen Eigenschaften, Wärmewiderstand, Feuchtigkeitswiderstand, Kratzwiderstand, Wetterfestigkeit, und elektrisch isolierende Eigenschaft auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt.
  • Die erhaltenen Bewertungsergebnisse werden in Tabelle 1 gesammelt gezeigt.
  • Vergleichsbeispiel 4
  • Die Verfahren von Beispiel 3 wurden wiederholt bis darauf, dass keine dünne Harzschicht gebildet wurde, um hierdurch eine Mehrzahl von Solarzellenmodulen zu erhalten.
  • Unter Verwendung der resultierenden Solarzellenmodule, wurde eine Bewertung hinsichtlich der anfänglichen Eigenschaften, Wärmewiderstand, Feuchtigkeitswiderstand, Kratzwiderstand, Wetterfestigkeit, und elektrisch isolierende Eigenschaft auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt.
  • Die erhaltenen Bewertungsergebnisse werden in Tabelle 1 gesammelt gezeigt.
  • Tabelle 1
    Figure 00670001
  • Aus den in Tabelle 1 gezeigten Ergebnissen ist ersichtlich, dass die in der vorhergehenden Beispielen erhaltenen Solarzellenmodule, die zu der vorliegenden Erfindung gehören, in welchen die spezifische dünne Harzschicht ausreichend genug in allen Eigenschaften sind, die für ein Solarzellenmodul benötigt werden, und daher sind diese hoch zuverlässig.
  • Andererseits sind die in den vorhergehenden Vergleichsbeilspielen erhaltenen Solarzellenmodule, in welchen die spezifische dünne Harzschicht (die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird) nicht verwendet wird, in den anfänglichen Eigenschaften und Hitzewiderstand zufriedenstellend, aber sie sind anscheinend schwächer in Bezug auf den Feuchtigkeitswiderstand, Kratzwiderstand, Wetterfestigkeit, und elektrisch isolierende Eigenschaft. Insbesondere ist jede der Solarzellmodulen, die in den Vergleichsbeispielen erhalten wurden, in Bezug auf den Feuchtigkeitswiderstand darin unzureichend, dass, wenn Feuchtigkeit aus dessen Oberfläche eindringt, es wahrscheinlich ist, dass die Feuchtigkeit durch die in der elektrisch leitenden Beschichtung der Sammelelektrode vorhandenen Lücken durchtritt und den Kern, den Metalldraht der Sammelelektrode umfasst, erreicht, wo der Metalldraht durch die Feuchtigkeit oxidiert wird, um eine Zunahme des Serienwiderstands (Rs) oxidiert wird oder/und die Oberfläche des Kerns ionisiert wird und wandert, um eine Abnahme des Kurzschlusswiderstands (Rsh) zu erreichen. Zudem wird, wie aus den Ergebnissen, die in Tabelle 1 gezeigt werden, ersichtlich sind, jede der Solarzellenmodulen, die in den Vergleichsbeispielen erhalten wurden, in welchen die spezifische dünne Harzschicht (die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird) nicht verwendet wird, anscheinend schwächer gegenüber jeder der Solarzellenmodulen, die in den Beispielen, die zu der vorliegenden Erfindung gehören, erhalten wurden, in Bezug auf den Feuchtigkeitswiderstand, Kratzwiderstand, Wetterfestigkeit, und elektrisch isolierender Eigenschaft.

Claims (13)

  1. Solarzellenmodul, das ein fotovoltaisches Element (101, 301) mit einer Lichtempfangsfläche umfasst, auf welcher eine Sammelelektrode (108, 307) angeordnet ist, die einen durch eine elektrisch leitende Beschichtung bedeckten metallischen Draht und eine Oberflächenseitenbeschichtung umfasst, die einen Füllstoff (102, 302) und einen Oberflächenschutzfilm (104, 303) umfasst, die aufeinanderfolgend auf der Lichteinfallsseite des fotovoltaischen Elements (101, 301) laminiert sind, wobei eine dünne Harzschicht (103, 308) zwischen dem fotovoltaischen Element (101, 301) und dem Füllstoff (103, 302) liegt, so dass Lücken in der leitenden Beschichtung der Sammelelektrode (108, 307) durch die dünne Harzschicht (102, 308) ausgefüllt sind; dadurch gekennzeichnet, dass die dünne Harzschicht aus einem Harzmaterial zusammengesetzt ist, das wenigstens ein Acrylharz und ein durch ein blockierendes Mittel blockiertes Isocyanat umfasst.
  2. Solarzellenmodul gemäß Anspruch 1, wobei der Füllstoff (103, 302) ein organisches Peroxid mit einer einstündigen Halbwertstemperatur von 100°C bis 300°C zum Vernetzen des Füllstoffs enthält.
  3. Solarzellenmodul gemäß Anspruch 1, wobei der Füllstoff (103, 302) ein Copolymer aus Ethylen und Vinylacetat umfasst.
  4. Solarzellenmodul gemäß Anspruch 1, wobei die elektrisch leitende Beschichtung aus einer elektrisch leitenden Paste gebildet ist.
  5. Solarzellenmodul gemäß Anspruch 1, wobei der metallische Draht eine aus Silber oder Kupfer zusammengesetzte Oberfläche besitzt.
  6. Solarzellenmodul gemäß Anspruch 4, wobei die elektrisch leitende Paste elektrisch leitende Teilchen und ein Bindemittelharz umfasst.
  7. Solarzellenmodul gemäß Anspruch 1, wobei die elektrisch leitende Beschichtung eine Dicke von 1 um bis 100 um besitzt.
  8. Solarzellenmodul gemäß Anspruch 1, wobei die dünne Harzschicht (102, 308) eine Dicke von 0,5 um bis 150 um besitzt.
  9. Solarzellenmodul gemäß Anspruch 1, wobei die dünne Harzschicht (102, 308) ein transparentes organisches Harz enthält.
  10. Solarzellenmodul gemäß einem vorhergehenden Anspruch, wobei die dünne Harzschicht eine Feuchtigkeitsdurchlässigkeit von 0,01 bis 20 g/m2.Tag oder weniger in einer Atmosphäre von 40°C und 90% relativer Feuchtigkeit, eine Lichtdurchlässigkeit von 80% oder mehr in einem sichtbaren Lichtwellenlängenbereich von 400 nm bis 800 nm, und einen Brechungsindex von 1,1 bis 2,0 besitzt.
  11. Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls der Art, die ein fotovoltaisches Element (101, 301) umfasst, das eine Lichtempfangsoberfläche besitzt, auf welcher eine Sammelelektrode (108, 307) angeordnet ist, die einen durch eine elektrisch leitende Beschichtung bedeckten metallischen Draht, und eine Oberflächenseitenbeschichtung umfasst, die einen Füllstoff (103, 302) und einen Oberflächenschutzfilm (104, 303) umfasst, die aufeinanderfolgend auf der Lichteinfallsseite des fotovoltaischen Elements (101, 301) laminiert sind, wobei das Verfahren umfasst: Einfügen einer dünnen Harzschicht (102, 308) zwischen dem fotovoltaischen Element (101, 301) und dem Füllstoff (103, 302), so dass in der leitenden Schicht der Sammelelektrode (108, 307) vorhandene Lücken durch das Harz gefüllt werden, um den metallischen Draht in einem stabilen Zustand frei von Feuchtigkeitseindringen zu halten, wobei die dünne Harzschicht (102, 308) gebildet wird, indem ein Harzmaterial auf die Lichtempfangsseite des fotovoltaischen Elements (101, 301) mit der Sammelelektrode (108, 307) aufgetragen wird, um die elekrisch leitende Beschichtung zu imprägnieren, und das aufgetragene Harz gehärtet wird; dadurch gekennzeichnet, dass die dünne Harzschicht durch ein Harzmaterial zusammengesetzt ist, das wenigstens ein Acrylharz und ein durch ein Blockiermittels blockiertes Isocyanat umfasst.
  12. Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei die dünne Harzschicht (102, 308) gebildet wird, indem eine durch ein Lösungsmittel verdünnte Beschichtungsflüssigkeit, die ein transparentes Harz umfasst, auf der Lichtempfangsseite des fotovoltaischen Elements (101, 301) aufgetragen wird, und die aufgetragene Beschichtungsflüssigkeit gehärtet wird.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei der Füllstoff (103, 302) durch ein organischen Peroxid mit einer einstündigen Halbwertstemperatur von 100°C bis 300°C vernetzt wird.
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Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6375615B1 (en) * 1995-10-13 2002-04-23 Transvascular, Inc. Tissue penetrating catheters having integral imaging transducers and their methods of use
JPH10209474A (ja) * 1997-01-21 1998-08-07 Canon Inc 太陽電池モジュール及びその製造方法
JPH11317475A (ja) * 1998-02-27 1999-11-16 Canon Inc 半導体用封止材樹脂および半導体素子
EP0948004A1 (de) * 1998-03-26 1999-10-06 Akzo Nobel N.V. Herstellungsverfahren einer photovoltaischen Zelle mit einem Farbstoff
JP2003037281A (ja) * 2001-05-17 2003-02-07 Canon Inc 被覆材及び光起電力素子
US6648051B1 (en) * 2001-09-10 2003-11-18 Bellsouth Intellectual Property Corporation Foldable dry erase surface
US6682989B1 (en) * 2002-11-20 2004-01-27 Intel Corporation Plating a conductive material on a dielectric material
US7567318B2 (en) * 2002-11-28 2009-07-28 Alps Electric Co., Ltd. Reflector and liquid crystal display panel
JP2004228333A (ja) * 2003-01-23 2004-08-12 Canon Inc 光起電力セル、及びその製造方法
US8349967B2 (en) * 2005-12-22 2013-01-08 Bridgestone Corporation Sealing film for solar cell and solar cell prepared by using the same
EP1981088B1 (de) * 2006-01-31 2018-12-26 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Solarbatterieelement
US20090266412A1 (en) * 2006-03-31 2009-10-29 Antulio Tarazona Labrador Solar Cell, Prefabricated Base Part for a Solar Cell and Method for Manufacturing Such a Base Part and a Solar Cell
DE102006026481A1 (de) * 2006-06-07 2007-12-13 Siemens Ag Verfahren zum Anordnen einer Pulverschicht auf einem Substrat sowie Schichtaufbau mit mindestens einer Pulverschicht auf einem Substrat
US20080173349A1 (en) * 2007-01-22 2008-07-24 United Solar Ovonic Llc Solar cells for stratospheric and outer space use
US20080264411A1 (en) * 2007-04-26 2008-10-30 Beranek Gerald D Solar Collector with Hydrophilic Photocatalytic Coated Protective Pane
TWI452703B (zh) * 2007-11-16 2014-09-11 Semiconductor Energy Lab 光電轉換裝置及其製造方法
EP2075850A3 (de) * 2007-12-28 2011-08-24 Semiconductor Energy Laboratory Co, Ltd. Photoelektrische Umwandlungsvorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung
JP5094509B2 (ja) * 2008-03-31 2012-12-12 三洋電機株式会社 太陽電池モジュール
DE102008047965A1 (de) * 2008-09-18 2010-03-25 Tesa Se Haftklebeband für Solar Panels
JP2010165721A (ja) * 2009-01-13 2010-07-29 Honda Motor Co Ltd 太陽電池モジュール
KR101063886B1 (ko) * 2009-01-16 2011-09-15 주식회사 아이에스테크 태양전지 모듈용 접착시트 제조방법
KR20160091451A (ko) * 2009-09-23 2016-08-02 미쓰비시 쥬시 가부시끼가이샤 적층 폴리에스테르 필름
KR101130197B1 (ko) * 2009-09-28 2012-03-30 엘지전자 주식회사 태양전지 모듈 및 그 제조 방법
JP5753445B2 (ja) 2010-06-18 2015-07-22 株式会社半導体エネルギー研究所 光電変換装置
CN102244130A (zh) * 2011-06-17 2011-11-16 常州天合光能有限公司 轻量化的太阳能光伏组件
US9159939B2 (en) * 2011-07-21 2015-10-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photoelectric conversion device
JP2013058562A (ja) 2011-09-07 2013-03-28 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 光電変換装置
CN105103301A (zh) * 2013-04-17 2015-11-25 美国圣戈班性能塑料公司 用于光伏应用的多层层合物
US9947884B1 (en) * 2013-04-22 2018-04-17 Pison Stream Solutions, Llc Solar active powder for fusion powder coating
CN104854707B (zh) * 2013-05-29 2017-03-22 株式会社钟化 太阳能电池及其制造方法和太阳能电池模块及其制造方法
CN103319378B (zh) * 2013-06-27 2015-06-10 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 两性离子有机小分子太阳能电池阴极界面材料及其制法和用途
CN103367546A (zh) * 2013-07-12 2013-10-23 余小翠 一种光伏电池正面电极的制备工艺
US10840394B2 (en) * 2015-09-25 2020-11-17 Total Marketing Services Conductive strip based mask for metallization of semiconductor devices
CN107393990A (zh) * 2017-08-01 2017-11-24 安徽恒瑞新能源股份有限公司 一种太阳能电池封装方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2183256A (en) * 1936-11-30 1939-12-12 Zeiss Ikon Ag Photoelectric cell
US4729970A (en) 1986-09-15 1988-03-08 Energy Conversion Devices, Inc. Conversion process for passivating short circuit current paths in semiconductor devices
JP2938634B2 (ja) * 1991-10-08 1999-08-23 キヤノン株式会社 太陽電池モジュール
US5428249A (en) * 1992-07-15 1995-06-27 Canon Kabushiki Kaisha Photovoltaic device with improved collector electrode
JP3006783B2 (ja) * 1992-12-24 2000-02-07 キヤノン株式会社 太陽電池モジュールの製造方法
JP3017375B2 (ja) 1993-05-31 2000-03-06 キヤノン株式会社 太陽電池モジュールおよびその製造方法
CN1112734C (zh) * 1993-09-30 2003-06-25 佳能株式会社 具有三层结构表面覆盖材料的太阳能电池组件
JP3397443B2 (ja) * 1994-04-30 2003-04-14 キヤノン株式会社 太陽電池モジュール及びその製造方法
AU695669B2 (en) * 1994-05-19 1998-08-20 Canon Kabushiki Kaisha Photovoltaic element, electrode structure thereof, and process for producing the same
US5457057A (en) * 1994-06-28 1995-10-10 United Solar Systems Corporation Photovoltaic module fabrication process
JP2992464B2 (ja) * 1994-11-04 1999-12-20 キヤノン株式会社 集電電極用被覆ワイヤ、該集電電極用被覆ワイヤを用いた光起電力素子及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP0784348A3 (de) 1998-10-14
US6191353B1 (en) 2001-02-20
CN1168541A (zh) 1997-12-24
DE69722976D1 (de) 2003-07-31
EP0784348B1 (de) 2003-06-25
KR19980063242A (ko) 1998-10-07
CN1099136C (zh) 2003-01-15
EP0784348A2 (de) 1997-07-16
ES2197971T3 (es) 2004-01-16
KR100288861B1 (ko) 2001-06-01

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