JP2000124491A - 太陽電池モジュールおよびその製造方法 - Google Patents

太陽電池モジュールおよびその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】太陽電池素子の樹脂フィルムによる被覆封止前
の出力を保持した太陽電池モジュールおよびその製造方
法を提供する。 【解決手段】絶縁性の基板S の一面に基板側より第1電
極E1、光電変換層Pおよび第2電極E2が積層されてなる
光電変換部が形成され、基板の他面上に裏面電極Erが設
けられており、少なくとも第2電極と裏面電極が基板を
貫通する集電孔H2を通じて接続される太陽電池素子が基
板の両側から樹脂フィルムJ1、J2により被覆封止された
太陽電池モジュールにおいて、前記集電孔の側面および
周縁部を前記樹脂フィルムとは別の樹脂からなる補強部
材F により被覆する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は基板の両面の電極が
基板を貫通する孔内で接続された太陽電池素子を両側か
ら樹脂フィルムにより被覆封止した太陽電池モジュール
に関する。
【0002】
【従来の技術】基板上に光電変換層とこれを挟む2つの
電極が積層されてなる面積の大きい太陽電池にはいくつ
かの電流収集方法があるが、基板の裏面の電極と基板を
貫通する小孔を利用して収集する大面積の薄膜太陽電池
は基板に対して占める太陽電池面積の割合が大きく太陽
光の利用効率が高い。
【0003】図4は基板の裏面に電極を有する太陽電池
素子を示し、(a)は透視平面図であり、(b)は
(a)におけるxX断面図である。絶縁性の基板S の一
面(光入射面)に基板側から順に、第1電極E1、光電変
換層 Pおよび透明な第2電極E2が積層された単位太陽電
池が1ないし複数形成されている。また基板S の他面
(裏面とする)上に第3電極E3および第4電極E4(両者
を一括して裏面電極Erとする)が設けられている。第2
電極E2と裏面電極Erは、基板を貫通する集電孔H2を通
じ、また第1電極E2と裏面電極Erは基板を貫通する接続
孔H1を通じて接続されている。2種の孔は、裏面電極
(第4電極)−集電孔−第2電極−光電変換層−第1電
極−接続孔−裏面電極(第3電極)の順の単位太陽電池
の直列接続に利用されている。単位太陽電池の直列接続
が不要の場合には、第1電極を裏面電極に接続する接続
孔H1は必ずしも必要ではない。全体を太陽電池素子とい
う。
【0004】こうした太陽電池素子の一種には、貫通孔
を光の透過部分として利用し採光のできるシースルータ
イプの太陽電池素子もある。
【0005】図5は太陽電池モジュールのラミネート工
程順に示す集電孔部の断面図であり、(a)は太陽電池
素子、(b)は樹脂フィルムを重ねた状態、(c)はラ
ミネートが終了した太陽電池モジュールである。太陽電
池素子を、光入射側を透明な樹脂フィルムJ1で、裏側を
他の樹脂フィルムJ2で挟み込み圧力を加え、樹脂フィル
ムが十分接着、硬化する加熱処理により、被覆封止して
太陽電池モジュールが形成される。加熱処理中に樹脂の
粘度は低下して、集電孔H2内部に樹脂は入り込み、樹脂
フィルムの境界付近では樹脂は互いに混ざり合う。シー
スルータイプの太陽電池モジュールでは裏面の樹脂フィ
ルムJ2は透明である。接続孔H1においても同様である。
【0006】樹脂としてはエチレン−酢酸ビニル共重合
体(以下EVA と記す)、塩化ビニル共重合体、またはポ
リビニルアルコール(PVA )またはポリビニルブチラー
ル(PVB )等が用いられる。またさらに、その外側を防
湿フィルムで被覆して耐候性を強化することもある。防
湿フィルムには、フッ素系樹脂、ポリメチルメタアクリ
レート、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリ塩
化ビニールまたはポリカーボネート等の樹脂を用いるこ
とができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】太陽電池の封止は、全
面をフィルム状の樹脂で覆い、熱および圧力を加えるこ
とにより行っていた。そのため集電孔の部分に、圧力を
受けて入り込む程度には粘性が低いが、液体よりは粘性
の高い樹脂が入り込む際に、突起を樹脂が押して変形さ
せるので、集電孔の内部またはその周縁の、第2電極、
光電変換層および裏面電極なる層構成が部分的に破損
し、第1電極と、第2電極または裏面電極との短絡、ま
たは第2電極と裏面電極の積層部の亀裂による高抵抗化
による出力の低下を生じていた。表1に太陽電池素子出
力に対する従来の太陽電池モジュールの出力の比の例を
示す。
【0008】
【表1】 平均で0.97とかなりの出力の低下を生じていた。
【0009】接続孔の場合は、第1電極と裏面電極の積
層部の亀裂による高抵抗化の恐れはあるが現実には問題
はなかった。
【0010】本発明の目的は、太陽電池素子の樹脂フィ
ルムによる被覆封止前の出力を保持した太陽電池モジュ
ールおよびその製造方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、絶縁性の基板の一面に基板側より第1電極、光電変
換層および第2電極が積層されてなる光電変換部が形成
され、基板の他面上に裏面電極が設けられており、少な
くとも第2電極と裏面電極が基板を貫通する集電孔を通
じて接続される太陽電池素子が基板の両側から樹脂フィ
ルムにより被覆封止された太陽電池モジュールにおい
て、前記集電孔の側面および周縁部は前記樹脂フィルム
とは別の樹脂からなる補強部材により被覆されているこ
ととする。前記補強部材および裏面側の樹脂フィルムは
共に透明であると良い。前記補強部材はシリコーン系、
ポリウレタン系、ブチルゴム系またはエラストマー系の
シーリング材からなると良い。上記の太陽電池モジュー
ルの製造方法において、液状のシーリング材を付着後、
硬化させ前記補強部材を形成した後、前記樹脂フィルム
を被覆封止させと良い。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は本発明に係る補強部材を有
する集電孔部の断面図であり、(a)は太陽電池素子で
あり、(b)は太陽電池モジュールである。この太陽電
池素子は図3に同じであり、同じ符号の説明は省略す
る。補強部材F は薄く、集電孔h2の内壁およびその周縁
の基板面を被覆している。樹脂フィルムJ1、J2は従来と
同様にラミネートされていて、集電孔h2の内部にも充填
されている。
【0013】図2は本発明に係る他の形状の補強部材を
有する集電孔部の断面図であり、(a)は太陽電池素子
であり、(b)は太陽電池モジュールである。補強部材
F は集電孔h2の内部も充填しており、集電孔h2の周縁の
基板面を薄く被覆している。従って、樹脂フィルムJ1、
J2は従来と同様にラミネートされていて、この場合は基
板S の両面に別れている。
【0014】補強部材F には常温、常湿で硬化する、シ
リコーン系、ポリウレタン系、ブチルゴム系またはエラ
ストマー系のシーリング材を用いることができる。これ
らのシーリング材は硬化後に弾性を有しており、可撓性
の基板が曲げられたとき、シーリング材は集電孔から剥
離することがなく、電極に損傷を生じない。
【0015】太陽電池素子の集電孔に液状のシーリング
材を塗布または滴下した後、常温、常湿の雰囲気中に放
置し、硬化させる。硬化前は液状であるために、集電孔
への付着の際に、集電孔に損傷は生じない。
【0016】次に、この太陽電池素子を樹脂フィルムJ
1、J2で両面から挟み、従来と同じ方法により、加熱、
加圧して被覆封止する。集電孔の開孔加工時に生じてい
たバリや小さな突起を被覆している補強部材は既に硬化
しているので、この際、粘性の高い樹脂フィルムが補強
部材を押したり擦っても、バリや小さな突起には変形は
生じない。従って、第1電極と第2電極または裏面電極
間の短絡や各電極の亀裂が新たに生ずることはなく、太
陽電池の出力の低下は生じない。
【0017】なお、シースルータイプの場合は、集電孔
は光を透過させなければならず、側面のみを覆う補強部
材では光透過率は問題にならないが、充填する補強部材
には光透過率の高い(透明な)シーリング材を用いなけ
ればならない。 実施例1 基板1は厚さ50μm のポリイミドフィルムを用い、スパ
ッタリングした銀膜を第1電極E1および裏面電極E3とし
た。また貫通孔 h(直径1.5mm の円形)はパンチングに
よって開け、光電変換層 Pにはプラズマ CVD成膜したア
モルファスシリコン膜、第2電極 E2 にはスパッタリン
グ成膜した ITOを用いた。図3は本発明に係る実施例の
太陽電池モジュールの集電孔部の断面図である。こうし
て得られた太陽電池素子の貫通孔の側面をシリコン系シ
ーリング材で覆い、常温、常湿の雰囲気中に12時間放置
して硬化させた。
【0018】次にこの両面に保護膜としてEVA の樹脂フ
ィルムJ1、J2を、さらにその外側に防湿フィルムJ3とし
てフッ素系樹脂であるETFE(エイレン・四フッ化エチレ
ン共重合体)フィルムを被せ、真空引き後、温度150 ℃
とし大気圧によるプレスにより、20分の加熱、加圧処理
を行うことにより硬化させた。表2に太陽電池素子出力
に対する本発明に係る太陽電池モジュールの出力の比の
例を示す。
【0019】
【表2】 従来の太陽電池モジュールにおける出力低下0.97に対
し、本発明に係る太陽電池モジュールおける出力低下は
1.00となく、改善されていることが確認できた。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、絶縁性の基板の一面に
基板側より第1電極、光電変換層および第2電極が積層
されてなる光電変換部が形成され、基板の他面上に裏面
電極が設けられており、少なくとも第2電極と裏面電極
が基板を貫通する集電孔を通じて接続される太陽電池素
子が基板の両側から樹脂フィルムにより被覆封止された
太陽電池モジュールにおいて、集電孔の側面および周縁
部を樹脂フィルムとは別の樹脂からなる補強部材により
被覆したため、集電孔の開孔加工時に生じていたバリや
小さな突起を被覆している補強部材は既に硬化している
ので、この際、粘性の高い樹脂フィルムが補強部材を押
したり擦っても、バリや小さな突起には変形は生じな
い。従って、第1電極と第2電極または裏面電極間の短
絡や各電極の亀裂が新たに生ずることはなく、太陽電池
素子の出力を保持した太陽電池モジュールが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る補強部材を有する集電孔部の断面
図であり、(a)は太陽電池素子、(b)は太陽電池モ
ジュール
【図2】本発明に係る他の形状の補強部材を有する集電
孔部の断面図であり、(a)は太陽電池素子、(b)は
太陽電池モジュール
【図3】本発明に係る実施例の太陽電池モジュールの集
電孔部の断面図
【図4】基板の裏面に電極を有する太陽電池素子を示
し、(a)は透視平面図であり、(b)は(a)におけ
るxX断面図
【図5】太陽電池モジュールのラミネート工程順に示す
集電孔部の断面図であり、(a)は太陽電池素子、
(b)は樹脂フィルムを重ねた状態、(c)はラミネー
トが終了した太陽電池モジュール
【符号の説明】
S 基板 E1 第1電極 E2 第2電極 E3 第3電極 E4 第4電極 Er 裏面電極 P 光電変換層 h1 接続孔 h2 集電孔 J1 入射光側の樹脂フィルム J2 裏面側の樹脂フィルム F 補強部材 J3 防湿フィルム

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁性の基板の一面に基板側より第1電
    極、光電変換層および第2電極が積層されてなる光電変
    換部が形成され、基板の他面上に裏面電極が設けられて
    おり、少なくとも第2電極と裏面電極が基板を貫通する
    集電孔を通じて接続される太陽電池素子が基板の両側か
    ら樹脂フィルムにより被覆封止された太陽電池モジュー
    ルにおいて、前記集電孔の側面および周縁部は前記樹脂
    フィルムとは別の樹脂からなる補強部材により被覆され
    ていることを特徴とする太陽電池モジュール。
  2. 【請求項2】前記補強部材および裏面側の樹脂フィルム
    は共に透明であることを特徴とする請求項1に記載の太
    陽電池モジュール。
  3. 【請求項3】前記補強部材はシリコーン系、ポリウレタ
    ン系、ブチルゴム系またはエラストマー系のシーリング
    材からなることを特徴とする請求項1または2に記載の
    太陽電池モジュール。
  4. 【請求項4】請求項1ないし3に記載の太陽電池モジュ
    ールの製造方法において、液状のシーリング材を付着
    後、硬化させ前記補強部材を形成した後、前記樹脂フィ
    ルムを被覆封止させることを特徴とする太陽電池モジュ
    ールの製造方法。
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