JP2001237448A - 太陽電池モジュール - Google Patents
太陽電池モジュールInfo
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- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
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- H10F19/80—Encapsulations or containers for integrated devices, or assemblies of multiple devices, having photovoltaic cells
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F10/00—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells
- H10F10/10—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells having potential barriers
- H10F10/16—Photovoltaic cells having only PN heterojunction potential barriers
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 この発明は、耐湿性を改善することにより、
信頼性を向上させた太陽電池モジュールを提供すること
を目的とする。 【解決手段】 表面ガラス１と裏面透明フィルム２の間
に太陽電池素子３がＥＶＡ樹脂４で封止されてなる太陽
電池モジュールであって、表面ガラス１とは逆側に太陽
電池素子３の半導体接合が位置するように、太陽電池素
子３が配置されている。
信頼性を向上させた太陽電池モジュールを提供すること
を目的とする。 【解決手段】 表面ガラス１と裏面透明フィルム２の間
に太陽電池素子３がＥＶＡ樹脂４で封止されてなる太陽
電池モジュールであって、表面ガラス１とは逆側に太陽
電池素子３の半導体接合が位置するように、太陽電池素
子３が配置されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、太陽電池モジュ
ールに関するものであり、特に、表面部材及び裏面部材
が透光性を有することにより、表裏両面側からの光入射
を可能とした両面入射型太陽電池モジュールに用いて好
適なものである。
ールに関するものであり、特に、表面部材及び裏面部材
が透光性を有することにより、表裏両面側からの光入射
を可能とした両面入射型太陽電池モジュールに用いて好
適なものである。
【０００２】
【従来の技術】光エネルギーを直接電気エネルギーに変
換する太陽電池装置は、無尽蔵な太陽光をエネルギー源
としているため、環境問題等から石油・石炭等の化石エ
ネルギーに代わるエネルギー源として期待され、実用化
が進められている。かかる太陽電池装置を実際のエネル
ギー源として用いるためには、通常複数個の太陽電池素
子を電気的に直列、或いは並列に接続することによりそ
の出力を高めた太陽電池モジュールが使用されている。
換する太陽電池装置は、無尽蔵な太陽光をエネルギー源
としているため、環境問題等から石油・石炭等の化石エ
ネルギーに代わるエネルギー源として期待され、実用化
が進められている。かかる太陽電池装置を実際のエネル
ギー源として用いるためには、通常複数個の太陽電池素
子を電気的に直列、或いは並列に接続することによりそ
の出力を高めた太陽電池モジュールが使用されている。
【０００３】従来の太陽電池モジュールは、片面発電の
ものとしては、図３に示すように、表面ガラス１００と
裏面部材１０１との間に複数個の太陽電池素子１１０…
がＥＶＡ（エチレン・ビニル・アセテート）などの透光
性且つ絶縁性を有する樹脂１０２で封止された構造にな
っている。また、裏面部材１０１には裏面からの水分の
浸入を防ぐためにプラスチックフィルムでアルミニウム
（Ａｌ）箔などの金属箔をサンドイッチした積層フィル
ムが用いられている。
ものとしては、図３に示すように、表面ガラス１００と
裏面部材１０１との間に複数個の太陽電池素子１１０…
がＥＶＡ（エチレン・ビニル・アセテート）などの透光
性且つ絶縁性を有する樹脂１０２で封止された構造にな
っている。また、裏面部材１０１には裏面からの水分の
浸入を防ぐためにプラスチックフィルムでアルミニウム
（Ａｌ）箔などの金属箔をサンドイッチした積層フィル
ムが用いられている。
【０００４】太陽電池素子１１０は、単結晶シリコン、
多結晶シリコンなどから構成され、各太陽電池素子１１
０間は銅箔板などの金属薄板からなる接続部材１１１…
で直列に接続されている。これら太陽電池素子１１０
は、例えば、図４に示すように、ｐ型単結晶シリコン基
板１１０ａにｎ型不純物が拡散されてｎ型半導体層１１
０ｂが形成され、半導体接合が形成されている。そし
て、基板１１０ａの裏面側にはアルミニウム（Ａｌ）か
らなる裏面電極１１０ｄが設けられている。基板１１０
ａの裏面側には、裏面電極１１０ｄのＡｌが拡散されて
ｐ＋型拡散層１１０ｃが形成されている。表面側には、
銀（Ａｇ）からなる櫛形電極１１０ｅが設けられ、さら
に、反射防止層１１０ｆとして、二酸化シリコン（Ｓｉ
Ｏ2）膜が設けられている。
多結晶シリコンなどから構成され、各太陽電池素子１１
０間は銅箔板などの金属薄板からなる接続部材１１１…
で直列に接続されている。これら太陽電池素子１１０
は、例えば、図４に示すように、ｐ型単結晶シリコン基
板１１０ａにｎ型不純物が拡散されてｎ型半導体層１１
０ｂが形成され、半導体接合が形成されている。そし
て、基板１１０ａの裏面側にはアルミニウム（Ａｌ）か
らなる裏面電極１１０ｄが設けられている。基板１１０
ａの裏面側には、裏面電極１１０ｄのＡｌが拡散されて
ｐ＋型拡散層１１０ｃが形成されている。表面側には、
銀（Ａｇ）からなる櫛形電極１１０ｅが設けられ、さら
に、反射防止層１１０ｆとして、二酸化シリコン（Ｓｉ
Ｏ2）膜が設けられている。
【０００５】従来の太陽電池モジュールは、図４に示す
ように、光入射側の表面ガラス１００側に半導体接合が
配置される構造となっている。これは多くのキャリアが
光入射側で発生し、この部分で接合による強い電界を用
いてキャリア分離を行うためである。
ように、光入射側の表面ガラス１００側に半導体接合が
配置される構造となっている。これは多くのキャリアが
光入射側で発生し、この部分で接合による強い電界を用
いてキャリア分離を行うためである。
【０００６】また、太陽電池素子の光の有効利用を図る
べく、光入射側の電極のみならず裏面側の電極まで透明
電極の構成にし、太陽電池素子の表裏両面から光を入射
させるように構成した太陽電池素子が提案されている。
このような構造においては、裏面部材も透光性部材が用
いられる。
べく、光入射側の電極のみならず裏面側の電極まで透明
電極の構成にし、太陽電池素子の表裏両面から光を入射
させるように構成した太陽電池素子が提案されている。
このような構造においては、裏面部材も透光性部材が用
いられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、太陽電池モ
ジュールは、一般に屋外で長期間使用されるため耐候性
に優れている必要がある。上述した裏面部材１０１とし
て金属箔をプラスチックフィルムでサンドイッチした積
層フィルムを用いた場合には、外部からの水分侵入が抑
制され、長期間に亘って、高い発電性能を得ることがで
きる。
ジュールは、一般に屋外で長期間使用されるため耐候性
に優れている必要がある。上述した裏面部材１０１とし
て金属箔をプラスチックフィルムでサンドイッチした積
層フィルムを用いた場合には、外部からの水分侵入が抑
制され、長期間に亘って、高い発電性能を得ることがで
きる。
【０００８】しかしながら、裏面部材として透光性の樹
脂フィルムを用いた場合には、金属箔をプラスチックフ
ィルムでサンドイッチした積層フィルムに比べ水分が侵
入しやすくなるため、さらに水分侵入の対策の必要があ
る。また、かかる透光性の樹脂フィルムとして水分透過
率の小さいフイルムを用いることも提案されているが、
依然として改善の余地が残っていた。
脂フィルムを用いた場合には、金属箔をプラスチックフ
ィルムでサンドイッチした積層フィルムに比べ水分が侵
入しやすくなるため、さらに水分侵入の対策の必要があ
る。また、かかる透光性の樹脂フィルムとして水分透過
率の小さいフイルムを用いることも提案されているが、
依然として改善の余地が残っていた。
【０００９】この発明は、上述した従来の問題点を解消
するためになされたものにして、耐湿性を改善すること
により、信頼性を向上させた太陽電池モジュールを提供
することを目的とする。
するためになされたものにして、耐湿性を改善すること
により、信頼性を向上させた太陽電池モジュールを提供
することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】まず、この発明者らは上
述した水分の侵入による発電性能の低下の原因を調べる
ために、図３に示す構造において、裏面部材１０１にア
ルミニウム（Ａｌ）箔をＰＶＦ（ポリ弗化ビニル）でサ
ンドイッチした積層フィルムを用いた太陽電池モジュー
ルと、ＰＶＦフィルムだけを用いた太陽電池モジュール
の２種類のモジュールを作成し、それぞれについて耐湿
試験（ＪＩＳ Ｃ８９１７）を行った。なお、これら太
陽電池モジュール内に配置した太陽電池素子は、光入射
側の表面ガラス側に半導体接合が配置されている。ま
た、試験は、８５℃、湿度９３％に保持された恒温漕中
に１０００時間入れた前後での太陽電池特性を調べるも
ので、出力値が９５％以上であることが合格の基準とし
て定められている。ここでは、恒温漕中に入れる時間を
１０００時間として試験を行った。その結果、得られた
出力変化率は裏面部材に積層フィルムを用いた場合９
９．０％であり、ＰＶＦフィルムを用いた場合は、９
２．０％であった。そして、この２種類の太陽電池モジ
ュールについて鋭意検討したところ、太陽電池素子を封
止する樹脂１ｇ中に存在するナトリウム量が、積層フィ
ルムを用いた場合０．３μｇ／ｇであるのに対して、Ｐ
ＶＦフィルムを用いた場合は３μｇ／ｇであり、出力変
化率と相関関係があり、樹脂中のナトリウム量が多いほ
ど発電性能が低下することが分かった。
述した水分の侵入による発電性能の低下の原因を調べる
ために、図３に示す構造において、裏面部材１０１にア
ルミニウム（Ａｌ）箔をＰＶＦ（ポリ弗化ビニル）でサ
ンドイッチした積層フィルムを用いた太陽電池モジュー
ルと、ＰＶＦフィルムだけを用いた太陽電池モジュール
の２種類のモジュールを作成し、それぞれについて耐湿
試験（ＪＩＳ Ｃ８９１７）を行った。なお、これら太
陽電池モジュール内に配置した太陽電池素子は、光入射
側の表面ガラス側に半導体接合が配置されている。ま
た、試験は、８５℃、湿度９３％に保持された恒温漕中
に１０００時間入れた前後での太陽電池特性を調べるも
ので、出力値が９５％以上であることが合格の基準とし
て定められている。ここでは、恒温漕中に入れる時間を
１０００時間として試験を行った。その結果、得られた
出力変化率は裏面部材に積層フィルムを用いた場合９
９．０％であり、ＰＶＦフィルムを用いた場合は、９
２．０％であった。そして、この２種類の太陽電池モジ
ュールについて鋭意検討したところ、太陽電池素子を封
止する樹脂１ｇ中に存在するナトリウム量が、積層フィ
ルムを用いた場合０．３μｇ／ｇであるのに対して、Ｐ
ＶＦフィルムを用いた場合は３μｇ／ｇであり、出力変
化率と相関関係があり、樹脂中のナトリウム量が多いほ
ど発電性能が低下することが分かった。
【００１１】かかるナトリウム量の増加はモジュール中
に侵入した水分の存在によるものと考えられる。すなわ
ち、裏面部材に積層フィルムを用いた場合は太陽電池モ
ジュールの外周部から水分が侵入するが、裏面部材に樹
脂フィルムを用いた場合にはこの樹脂フィルムを透過し
ても水分が侵入することになるので、樹脂フィルムを裏
面部材に用いた方が太陽電池モジュール中に侵入する水
分量が多くなる。
に侵入した水分の存在によるものと考えられる。すなわ
ち、裏面部材に積層フィルムを用いた場合は太陽電池モ
ジュールの外周部から水分が侵入するが、裏面部材に樹
脂フィルムを用いた場合にはこの樹脂フィルムを透過し
ても水分が侵入することになるので、樹脂フィルムを裏
面部材に用いた方が太陽電池モジュール中に侵入する水
分量が多くなる。
【００１２】そして、太陽電池モジュール中に水分が侵
入すると、表面ガラスから析出したナトリウムイオンが
水分を含んだ樹脂内を移動して太陽電池素子表面まで達
し、太陽電池素子内でトラップ順位を形成してキャリア
ロスを引き起こし、太陽電池素子の発電性能を低下させ
るために、裏面に樹脂フィルムを用いた方が発電性能が
低下したものと推察される。この原因については、今の
ところ明らかではないが、ナトリウム（Ｎａ）はシリコ
ン（Ｓｉ）とは直接結合せず、酸素を介して影響を与え
るようである。したがって、表面に自然酸化膜を有する
不純物拡散層（ドープ層）、あるいは基板中の微存酸素
と結びついて作用すると予想される。ドープ層に順位を
形成した場合はキャリアの減少により作り込み電界を弱
めること、界面部分への影響では再結合を増加させて特
性を低下させる可能性があることなどが考えられる。
入すると、表面ガラスから析出したナトリウムイオンが
水分を含んだ樹脂内を移動して太陽電池素子表面まで達
し、太陽電池素子内でトラップ順位を形成してキャリア
ロスを引き起こし、太陽電池素子の発電性能を低下させ
るために、裏面に樹脂フィルムを用いた方が発電性能が
低下したものと推察される。この原因については、今の
ところ明らかではないが、ナトリウム（Ｎａ）はシリコ
ン（Ｓｉ）とは直接結合せず、酸素を介して影響を与え
るようである。したがって、表面に自然酸化膜を有する
不純物拡散層（ドープ層）、あるいは基板中の微存酸素
と結びついて作用すると予想される。ドープ層に順位を
形成した場合はキャリアの減少により作り込み電界を弱
めること、界面部分への影響では再結合を増加させて特
性を低下させる可能性があることなどが考えられる。
【００１３】この発明は、表面ガラスから析出されるナ
トリウムなどのアルカリ成分が太陽電池素子の半導体接
合に影響を及ぼさないようにし、信頼性を向上させるも
のである。
トリウムなどのアルカリ成分が太陽電池素子の半導体接
合に影響を及ぼさないようにし、信頼性を向上させるも
のである。
【００１４】この発明の太陽電池モジュールは、上述し
たことを考慮してなされたものにして、表面ガラス部材
と裏面部材の間に太陽電池素子が封止樹脂で封止されて
なる太陽電池モジュールであって、前記表面ガラス部材
とは逆側に太陽電池素子の半導体接合が位置するよう
に、太陽電池素子が配置されていることを特徴とする。
たことを考慮してなされたものにして、表面ガラス部材
と裏面部材の間に太陽電池素子が封止樹脂で封止されて
なる太陽電池モジュールであって、前記表面ガラス部材
とは逆側に太陽電池素子の半導体接合が位置するよう
に、太陽電池素子が配置されていることを特徴とする。
【００１５】前記太陽電池素子は接合形成側と逆側にお
いて光入射が可能に構成されていることを特徴とする。
いて光入射が可能に構成されていることを特徴とする。
【００１６】前記裏面部材を透光性部材で構成すること
ができる。
ができる。
【００１７】上記した構成によれば、ナトリウムイオン
などのアルカリ成分が厚いバルク半導体により遮られる
ため、電界形成に重要な接合部への影響が実質上なくす
ことができる。従って、太陽電池素子の発電性能の低下
を防ぐことができる。
などのアルカリ成分が厚いバルク半導体により遮られる
ため、電界形成に重要な接合部への影響が実質上なくす
ことができる。従って、太陽電池素子の発電性能の低下
を防ぐことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
き図面に従い説明する。図１は、この発明の第１の実施
形態にかかる太陽電池モジュールの模式的断面図であ
る。
き図面に従い説明する。図１は、この発明の第１の実施
形態にかかる太陽電池モジュールの模式的断面図であ
る。
【００１９】この実施の形態にかかる太陽電池モジュー
ルは、表裏両面発電のものとしては、図１に示すよう
に、表面ガラス１と裏面部材２との間に複数個の太陽電
池素子３…がＥＶＡ（エチレン・ビニル・アセテート）
などの透光性且つ絶縁性を有する樹脂４で封止された構
造になっている。また、裏面部材２には裏面からの光の
入射を可能にするためにＰＶＦ等からなる透明プラスチ
ックフィルムが用いられている。なお、この図１におい
ては、１つの太陽電池素子３部分だけを示しており、他
の太陽電池素子３との間は、銅箔などの接続リードによ
り、直列及び／又は並列に接続されている。
ルは、表裏両面発電のものとしては、図１に示すよう
に、表面ガラス１と裏面部材２との間に複数個の太陽電
池素子３…がＥＶＡ（エチレン・ビニル・アセテート）
などの透光性且つ絶縁性を有する樹脂４で封止された構
造になっている。また、裏面部材２には裏面からの光の
入射を可能にするためにＰＶＦ等からなる透明プラスチ
ックフィルムが用いられている。なお、この図１におい
ては、１つの太陽電池素子３部分だけを示しており、他
の太陽電池素子３との間は、銅箔などの接続リードによ
り、直列及び／又は並列に接続されている。
【００２０】この発明の太陽電池モジュールに用いられ
る太陽電池素子３は、ｐ型単結晶シリコン基板３１にｎ
型不純物が拡散されてｎ型半導体層３２が形成され、半
導体接合が形成されている。そして、ｎ型半導体層３２
上にＡｇからなる櫛形電極３３が設けられ、さらに、反
射防止層３４として、二酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜が
設けられている。
る太陽電池素子３は、ｐ型単結晶シリコン基板３１にｎ
型不純物が拡散されてｎ型半導体層３２が形成され、半
導体接合が形成されている。そして、ｎ型半導体層３２
上にＡｇからなる櫛形電極３３が設けられ、さらに、反
射防止層３４として、二酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜が
設けられている。
【００２１】この太陽電池素子３は、表面ガラス基板１
の逆側に太陽電池素子３の半導体接合が位置するよう
に、太陽電池モジュール内に配置される。このため、こ
の太陽電池素子３は、従来の太陽電池素子の接合形成側
とは逆側の面に光入射を可能にすることが必要である。
そこで、ガラス基板１側に位置することになるｐ＋型拡
散層３５をアルミニウム（Ａｌ）拡散により形成した
後、Ａｌを除去して光入射を可能に構成するか、成膜プ
ロセスによりｐ＋型アモルファス半導体層を基板３１に
形成することにより光入射可能に構成されている。そし
て、ｐ型半導体層３５上にＡｇからなる櫛形電極３６が
設けられ、さらに、反射防止層３７として、二酸化シリ
コン（ＳｉＯ2）膜が設けられている。
の逆側に太陽電池素子３の半導体接合が位置するよう
に、太陽電池モジュール内に配置される。このため、こ
の太陽電池素子３は、従来の太陽電池素子の接合形成側
とは逆側の面に光入射を可能にすることが必要である。
そこで、ガラス基板１側に位置することになるｐ＋型拡
散層３５をアルミニウム（Ａｌ）拡散により形成した
後、Ａｌを除去して光入射を可能に構成するか、成膜プ
ロセスによりｐ＋型アモルファス半導体層を基板３１に
形成することにより光入射可能に構成されている。そし
て、ｐ型半導体層３５上にＡｇからなる櫛形電極３６が
設けられ、さらに、反射防止層３７として、二酸化シリ
コン（ＳｉＯ2）膜が設けられている。
【００２２】上記した太陽電池モジュールは、表面ガラ
ス１と裏面部材２の間に表面ガラス１と逆側に太陽電池
素子３の半導体接合が位置するようにしてＥＶＡ樹脂シ
ートで挟み、減圧下で加熱することにより、一体化され
る。そして、図１に示すように、表面ガラス１と裏面部
材２との間に複数個の太陽電池素子３…が表面ガラス１
とは逆側に半導体接合が配置された状態でＥＶＡ樹脂で
封止されることになる。
ス１と裏面部材２の間に表面ガラス１と逆側に太陽電池
素子３の半導体接合が位置するようにしてＥＶＡ樹脂シ
ートで挟み、減圧下で加熱することにより、一体化され
る。そして、図１に示すように、表面ガラス１と裏面部
材２との間に複数個の太陽電池素子３…が表面ガラス１
とは逆側に半導体接合が配置された状態でＥＶＡ樹脂で
封止されることになる。
【００２３】このように、半導体接合を表面ガラス１よ
り遠ざけた場合には、ナトリウムイオンなどのアルカリ
成分が厚いバルク半導体により遮られるため、電界形成
に重要な接合部への影響が実質上なくすことができる。
従って、太陽電池素子３の発電性能の低下を防ぐことが
できる。この結果、屋外におけるさらに長期な使用に耐
えうる高い信頼性の太陽電池モジュールを供給すること
ができる。
り遠ざけた場合には、ナトリウムイオンなどのアルカリ
成分が厚いバルク半導体により遮られるため、電界形成
に重要な接合部への影響が実質上なくすことができる。
従って、太陽電池素子３の発電性能の低下を防ぐことが
できる。この結果、屋外におけるさらに長期な使用に耐
えうる高い信頼性の太陽電池モジュールを供給すること
ができる。
【００２４】次に、上記した構造のこの発明の太陽電池
モジュールと従来構造の太陽電池モジュールをそれぞれ
用意し、耐湿性試験を行った結果を示す。この試験は８
５℃、湿度９３％に保持された恒温漕中に１０００時間
入れた前後での太陽電池の特性を調べるもので、出力値
は９５％以上であることが合格の基準として定められて
いる。この結果を表１に示す。
モジュールと従来構造の太陽電池モジュールをそれぞれ
用意し、耐湿性試験を行った結果を示す。この試験は８
５℃、湿度９３％に保持された恒温漕中に１０００時間
入れた前後での太陽電池の特性を調べるもので、出力値
は９５％以上であることが合格の基準として定められて
いる。この結果を表１に示す。
【００２５】本発明のサンプルは、裏面部材２として、
裏面からの光の入射を可能とするためにＰＶＦ（ポリ弗
化ビニル）で構成された透明プラスチックフィルムを用
いた。また、従来例のサンプルは裏面部材として金属
（Ａｌ）箔をＰＶＦからなるプラスチックフィルムでサ
ンドイッチした積層フィルムを用いた。そして、従来例
と本発明とは、裏面部材の材料の違いと半導体接合をガ
ラス基板側に位置させたものと、ガラス基板とは逆の側
に位置させて配置した以外は同じ構成にした。
裏面からの光の入射を可能とするためにＰＶＦ（ポリ弗
化ビニル）で構成された透明プラスチックフィルムを用
いた。また、従来例のサンプルは裏面部材として金属
（Ａｌ）箔をＰＶＦからなるプラスチックフィルムでサ
ンドイッチした積層フィルムを用いた。そして、従来例
と本発明とは、裏面部材の材料の違いと半導体接合をガ
ラス基板側に位置させたものと、ガラス基板とは逆の側
に位置させて配置した以外は同じ構成にした。
【００２６】
【表１】
【００２７】表の各値は初期特性からの変化率を表して
いる。表１から明らかなように、表面ガラス１の反対側
の面側に半導体接合を配置したこの発明の実施形態にお
いては、水分の浸入が多いプラスチックフィルムを裏面
部材として用いたにもかかわらず特性の低下が少ないこ
とがわかる。
いる。表１から明らかなように、表面ガラス１の反対側
の面側に半導体接合を配置したこの発明の実施形態にお
いては、水分の浸入が多いプラスチックフィルムを裏面
部材として用いたにもかかわらず特性の低下が少ないこ
とがわかる。
【００２８】次に、この発明の第２の実施形態につき、
図２を参照して説明する。図２示すように、この実施形
態は、単結晶シリコン基板と非晶質シリコン層との間に
実質的に真性な非晶質シリコンを挟み、その界面での欠
陥を低減し、ヘテロ接合界面の特性を改善した構造（以
下、ＨＩＴ構造という）において、表裏両面から光を入
射可能にした太陽電池素子５を用いたものである。
図２を参照して説明する。図２示すように、この実施形
態は、単結晶シリコン基板と非晶質シリコン層との間に
実質的に真性な非晶質シリコンを挟み、その界面での欠
陥を低減し、ヘテロ接合界面の特性を改善した構造（以
下、ＨＩＴ構造という）において、表裏両面から光を入
射可能にした太陽電池素子５を用いたものである。
【００２９】図２に示すように、ｎ型単結晶シリコン基
板５１上に、真性非晶質シリコン層５２が形成され、そ
の上にｐ型非晶質シリコン層５３が形成されている。そ
して、ｐ型非晶質シリコン層５３の全面にＩＴＯなどか
らなる受光面側の透明電極５４が設けられ、この受光面
側透明電極５４上に銀（Ａｇ）等からなる櫛形集電極５
５が形成されている。また、基板５１の反対面側には基
板裏面に内部電界を導入したいわゆるＢＳＦ（Back Sur
face Field）型構造になっている。すなわち、基板５１
の反対面側に真性非晶質シリコン層５６を介してハイド
ープｎ型非晶質シリコン層５７が設けられている。この
ハイドープｎ型非晶質シリコン層５７の全面にＩＴＯな
どからなる裏面側透明電極５８が形成され、この上に銀
（Ａｇ）等からなる櫛形集電極５９が形成されている。
このように、裏面側も結晶シリコン基板とハイドープ非
晶質シリコン層との間に真性非晶質シリコン層を挟み、
その界面での欠陥を低減し、ヘテロ接合界面の特性を改
良したＢＳＦ構造になっている。
板５１上に、真性非晶質シリコン層５２が形成され、そ
の上にｐ型非晶質シリコン層５３が形成されている。そ
して、ｐ型非晶質シリコン層５３の全面にＩＴＯなどか
らなる受光面側の透明電極５４が設けられ、この受光面
側透明電極５４上に銀（Ａｇ）等からなる櫛形集電極５
５が形成されている。また、基板５１の反対面側には基
板裏面に内部電界を導入したいわゆるＢＳＦ（Back Sur
face Field）型構造になっている。すなわち、基板５１
の反対面側に真性非晶質シリコン層５６を介してハイド
ープｎ型非晶質シリコン層５７が設けられている。この
ハイドープｎ型非晶質シリコン層５７の全面にＩＴＯな
どからなる裏面側透明電極５８が形成され、この上に銀
（Ａｇ）等からなる櫛形集電極５９が形成されている。
このように、裏面側も結晶シリコン基板とハイドープ非
晶質シリコン層との間に真性非晶質シリコン層を挟み、
その界面での欠陥を低減し、ヘテロ接合界面の特性を改
良したＢＳＦ構造になっている。
【００３０】上記した太陽電池素子５が図示しない接続
部材により複数個直列に接続される。そして、この実施
形態においては、表面ガラス１側とは反対側に半導体接
合が位置するように太陽電池素子５が配置されている。
すなわち、ガラス基板１側には通常裏面側に相当する側
の櫛形集電極５９側を配置し、裏面フィルム２側に半導
体接合を形成するｐ型非晶質シリコン層５３が配置され
ている。
部材により複数個直列に接続される。そして、この実施
形態においては、表面ガラス１側とは反対側に半導体接
合が位置するように太陽電池素子５が配置されている。
すなわち、ガラス基板１側には通常裏面側に相当する側
の櫛形集電極５９側を配置し、裏面フィルム２側に半導
体接合を形成するｐ型非晶質シリコン層５３が配置され
ている。
【００３１】このように、表面ガラス１とＰＶＦなどの
透明裏面フィルム２との間に太陽電池素子５が半導体接
合をガラス基板１とは逆の位置に配置し、ＥＶＡ（エチ
レン・ビニル・アセテート）樹脂４を用いて封止され
て、太陽電池モジュールが形成される。
透明裏面フィルム２との間に太陽電池素子５が半導体接
合をガラス基板１とは逆の位置に配置し、ＥＶＡ（エチ
レン・ビニル・アセテート）樹脂４を用いて封止され
て、太陽電池モジュールが形成される。
【００３２】このように、半導体接合を表面ガラス１よ
り遠ざけた場合には、アルカリが厚いバルク半導体によ
り遮られるため、電界形成に重要な接合部への影響が実
質上なくすことができる。従って、太陽電池素子５の発
電性能の低下を防ぐことができる。この結果、屋外にお
けるさらに長期な使用に耐えうる高い信頼性の太陽電池
モジュールを供給することができる。
り遠ざけた場合には、アルカリが厚いバルク半導体によ
り遮られるため、電界形成に重要な接合部への影響が実
質上なくすことができる。従って、太陽電池素子５の発
電性能の低下を防ぐことができる。この結果、屋外にお
けるさらに長期な使用に耐えうる高い信頼性の太陽電池
モジュールを供給することができる。
【００３３】次に、上記した構造のこの発明の太陽電池
モジュールと従来構造の太陽電池モジュールをそれぞれ
用意し、耐湿性試験を行った結果を示す。この試験は８
５℃、湿度９３％に保持された恒温漕中に１０００時間
入れた前後での太陽電池の特性を調べるもので、出力値
は９５％以上であることが合格の基準として定められて
いる。この結果を表２に示す。
モジュールと従来構造の太陽電池モジュールをそれぞれ
用意し、耐湿性試験を行った結果を示す。この試験は８
５℃、湿度９３％に保持された恒温漕中に１０００時間
入れた前後での太陽電池の特性を調べるもので、出力値
は９５％以上であることが合格の基準として定められて
いる。この結果を表２に示す。
【００３４】本発明のサンプルは、裏面部材２として、
裏面からの光の入射を可能とするためにＰＶＦ（ポリ弗
化ビニル）で構成された透明プラスチックフィルムを用
いた。また、従来例のサンプルは裏面部材として金属
（Ａｌ）箔をＰＶＦからなるプラスチックフィルムでサ
ンドイッチした積層フィルムを用いた。そして、従来例
と本発明とは、裏面部材の材料の違いと半導体接合をガ
ラス基板側に位置させたものと、ガラス基板とは逆の側
に位置させて配置した以外は同じ構成にした。
裏面からの光の入射を可能とするためにＰＶＦ（ポリ弗
化ビニル）で構成された透明プラスチックフィルムを用
いた。また、従来例のサンプルは裏面部材として金属
（Ａｌ）箔をＰＶＦからなるプラスチックフィルムでサ
ンドイッチした積層フィルムを用いた。そして、従来例
と本発明とは、裏面部材の材料の違いと半導体接合をガ
ラス基板側に位置させたものと、ガラス基板とは逆の側
に位置させて配置した以外は同じ構成にした。
【００３５】
【表２】
【００３６】表の各値は初期特性からの変化率を表して
いる。表２から明らかなように、表面ガラス１の反対側
の面側に半導体接合を配置したこの発明の実施形態にお
いては、水分の浸入が多いプラスチックフィルムを裏面
部材として用いたにもかかわらず特性の低下が少ないこ
とがわかる。
いる。表２から明らかなように、表面ガラス１の反対側
の面側に半導体接合を配置したこの発明の実施形態にお
いては、水分の浸入が多いプラスチックフィルムを裏面
部材として用いたにもかかわらず特性の低下が少ないこ
とがわかる。
【００３７】上記した実施形態においては、太陽電池素
子として、熱拡散型の単結晶シリコン太陽電池素子、Ｈ
ＩＴ構造の太陽電池素子を用いた場合につき説明した
が、この発明は、他の単結晶シリコンや多結晶シリコン
を用いた結晶系太陽電池素子、非晶質系太陽電池素子を
用いた太陽電池モジュールにも適用することができる。
子として、熱拡散型の単結晶シリコン太陽電池素子、Ｈ
ＩＴ構造の太陽電池素子を用いた場合につき説明した
が、この発明は、他の単結晶シリコンや多結晶シリコン
を用いた結晶系太陽電池素子、非晶質系太陽電池素子を
用いた太陽電池モジュールにも適用することができる。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、表面ガラスから析出したナトリウムイオンが太陽電
池素子へ到達することが抑制され、太陽電池の素子発電
性能を低下させるまでの時間が延び、屋外におけるさら
に長期な使用に耐えうる高い信頼性の太陽電池モジュー
ルを提供することができる。
ば、表面ガラスから析出したナトリウムイオンが太陽電
池素子へ到達することが抑制され、太陽電池の素子発電
性能を低下させるまでの時間が延び、屋外におけるさら
に長期な使用に耐えうる高い信頼性の太陽電池モジュー
ルを提供することができる。
【図１】この発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュ
ールを示す模式的断面図である。
ールを示す模式的断面図である。
【図２】この発明の他の実施の形態にかかる太陽電池モ
ジュールを示す模式的断面図である。
ジュールを示す模式的断面図である。
【図３】従来の太陽電池モジュールを示す模式的断面図
である。
である。
【図４】従来の太陽電池モジュールを示す模式的断面図
である。
である。
１ 表面ガラス ２ 裏面部材 ３ 太陽電池素子
Claims (3)
- 【請求項１】 表面ガラス部材と裏面部材の間に太陽電
池素子が封止樹脂で封止されてなる太陽電池モジュール
であって、前記表面ガラス部材とは逆側に太陽電池素子
の半導体接合が位置するように、太陽電池素子が配置さ
れていることを特徴とする太陽電池モジュール。 - 【請求項２】 前記太陽電池素子は接合形成側と逆側に
おいて光入射が可能に構成されてい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。 - 【請求項３】 前記裏面部材が透光性部材であることを
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。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
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| EP01104045A EP1128444B1 (en) | 2000-02-21 | 2001-02-20 | Solar cell module |
| US09/788,339 US20010020486A1 (en) | 2000-02-21 | 2001-02-21 | Solar cell module |
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| JP2000042638A JP3557148B2 (ja) | 2000-02-21 | 2000-02-21 | 太陽電池モジュール |
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|---|---|
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| JP3557148B2 JP3557148B2 (ja) | 2004-08-25 |
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ID=18565686
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| JP2000042638A Expired - Lifetime JP3557148B2 (ja) | 2000-02-21 | 2000-02-21 | 太陽電池モジュール |
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| JP (1) | JP3557148B2 (ja) |
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