JP2010092908A - Solar battery module - Google Patents

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Mitsuo Nakamura
充男 中村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively suppress an increase in temperature of a solar battery cell without complicating the configuration of the solar battery module. <P>SOLUTION: In the solar battery module, at least some of electrodes of the solar battery cell are formed of an alloy material which becomes a solid-liquid coexistence state within a predetermined temperature range. In this case, the temperature range causing the solid-liquid coexistence state of the alloy material may partially overlap on a temperature range causing the operation of the solar battery cell. Thus, when the temperature of the solar battery cell rises in usage state, at least some of the electrodes become the solid-liquid coexistence state and the heat of the solar battery cell is absorbed as latent heat. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、太陽電池モジュールに関する。   The present invention relates to a solar cell module.

特許文献1に、太陽電池モジュールが開示されている。この太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルと、その複数の太陽電池セルの電極を電気的に接続するリード線を備えている。複数の太陽電池セル及びそれらを電気的に接続するリード線は、樹脂材料層内に封入されている。
太陽電池セルは、その温度が上昇すると、発電能力が低下することが知られている。そのことから、太陽電池モジュールでは、太陽電池セルの温度上昇を抑制し、発電能力の低下を防止する必要がある。
上記の点に関して、特許文献1に記載の太陽電池モジュールでは、熱媒体が流れる集熱管を設け、太陽電池セルの冷却及び熱回収を行っている。この太陽電池モジュールのように、熱回収を併せて行う太陽電池モジュールは、一般にハイブリッド型の太陽電池モジュールと呼ばれている。
特開平11−243441号公報
Patent Document 1 discloses a solar cell module. This solar cell module includes a plurality of solar cells and lead wires that electrically connect the electrodes of the plurality of solar cells. The plurality of solar cells and lead wires that electrically connect them are enclosed in a resin material layer.
It is known that the power generation capacity of solar cells decreases as the temperature rises. Therefore, in the solar battery module, it is necessary to suppress the temperature rise of the solar battery cell and prevent the power generation capacity from being lowered.
Regarding the above points, in the solar cell module described in Patent Document 1, a heat collecting tube through which a heat medium flows is provided to cool and recover the solar cells. A solar cell module that performs heat recovery together with this solar cell module is generally called a hybrid solar cell module.
JP-A-11-243441

ハイブリッド型の太陽電池モジュールでは、集熱管による熱回収が行われることから、太陽電池セルの温度上昇を確実に防止することができる。しかしながら、集熱管や熱交換器を必要とするため、太陽電池モジュールの構成が比較的に複雑となってしまう。そのような構成を必要とすることなく、太陽電池セルの温度上昇を効果的に抑制することができる技術が必要とされている。
本発明は、上記の課題を解決する。即ち、本発明は、太陽電池モジュールの構成を複雑にすることなく、太陽電池セルの温度上昇を効果的に抑制することができる技術を提供する。
In the hybrid solar cell module, the heat recovery by the heat collecting tube is performed, so that the temperature rise of the solar cell can be surely prevented. However, since a heat collecting tube and a heat exchanger are required, the configuration of the solar cell module becomes relatively complicated. There is a need for a technique that can effectively suppress the temperature rise of a solar battery cell without requiring such a configuration.
The present invention solves the above problems. That is, this invention provides the technique which can suppress effectively the temperature rise of a photovoltaic cell, without making the structure of a photovoltaic module complicated.

本発明は、少なくとも一つの太陽電池セルを有する太陽電池モジュールに具現化される。この太陽電池モジュールでは、太陽電池セルの電極の少なくとも一部が、所定の温度範囲で固液共存状態となる合金材料で形成されている。そして、その合金材料の固液共存状態となる温度範囲が、太陽電池セルの動作可能な温度範囲と、少なくとも部分的に重複することを特徴とする。
この太陽電池モジュールでは、太陽電池セルが使用状態において温度上昇したときに、その電極の少なくとも一部が固液共存状態となり、太陽電池セルの熱が潜熱として吸収される。それにより、太陽電池セルの使用状態における温度上昇が効果的に防止される。このとき、太陽電池セルの電極は、完全に溶融するようなことはなく、固体部分が存在する固液共存状態となるに留まるので、その形状が失われるようなこともない。
この太陽電池モジュールによると、太陽電池セルの温度上昇が抑制され、発電能力の低下が防止される。太陽電池セルの電極の構成を変更するだけでよく、集熱管や熱交換器を必要とすることがないので、太陽電池モジュールの構成を比較的に簡素なものとすることができる。
The present invention is embodied in a solar cell module having at least one solar cell. In this solar battery module, at least a part of the electrodes of the solar battery cell is formed of an alloy material that is in a solid-liquid coexistence state in a predetermined temperature range. And the temperature range which becomes the solid-liquid coexistence state of the alloy material overlaps with the temperature range which can operate | move a solar cell at least partially, It is characterized by the above-mentioned.
In this solar cell module, when the temperature of the solar cell rises in use, at least a part of the electrode is in a solid-liquid coexistence state, and the heat of the solar cell is absorbed as latent heat. Thereby, the temperature rise in the use condition of a photovoltaic cell is prevented effectively. At this time, the electrode of the solar battery cell is not completely melted and remains in a solid-liquid coexistence state in which a solid portion is present, so that its shape is not lost.
According to this solar cell module, the temperature rise of the solar cells is suppressed, and the power generation capacity is prevented from being lowered. It is only necessary to change the configuration of the electrode of the solar battery cell, and no heat collecting tube or heat exchanger is required, so that the configuration of the solar battery module can be made relatively simple.

上記した太陽電池モジュールは、太陽電池セルの電極に電気的に接続されているリード線をさらに有することが好ましい。この場合、太陽電池セルの電極とリード線は、前記した合金材料を介して互いに接合されていることが好ましい。
この構成によると、前記した合金材料が、太陽電池セルの冷却する機能だけでなく、太陽電池セルの電極とリード線とを接合する機能も持つことになる。太陽電池セルの電極とリード線とを接合するための接合材料を別途設ける必要がない。
It is preferable that the above-described solar cell module further includes a lead wire that is electrically connected to the electrode of the solar cell. In this case, it is preferable that the electrode and the lead wire of the solar battery cell are joined to each other via the above-described alloy material.
According to this configuration, the above-described alloy material has not only a function of cooling the solar battery cell but also a function of joining the electrode of the solar battery cell and the lead wire. There is no need to separately provide a bonding material for bonding the electrode of the solar battery cell and the lead wire.

上記した太陽電池モジュールは、太陽電池セルとリード線が封入されている樹脂材料層をさらに有することが好ましい。この場合、合金材料の固液共存状態となる温度範囲は、樹脂材料層を構成する樹脂材料の熱圧着が可能な温度範囲と、少なくとも部分的に重複することが好ましい。
詳しくは後述するように、太陽電池モジュールの樹脂材料層は、熱圧着によって形成することができる。この場合、樹脂材料層を形成する際の加熱温度が、合金材料を固液共存状態とする温度であれば、樹脂材料層を熱圧着によって形成する際に、合金材料を固液共存状態とすることができる。このとき、リード線をその合金材料に隣接させておけば、樹脂材料層を熱圧着によって形成すると同時に、太陽電池セルの電極とリード線を互いに接合させることができる。従って、太陽電池セルの電極とリード線を予め接合しておく必要がなくなり、太陽電池モジュールの製造工程を簡素なものとすることができる。
The above-described solar cell module preferably further includes a resin material layer in which solar cells and lead wires are enclosed. In this case, the temperature range in which the alloy material is in a solid-liquid coexistence state preferably overlaps at least partially with the temperature range in which the resin material constituting the resin material layer can be thermocompression bonded.
As will be described in detail later, the resin material layer of the solar cell module can be formed by thermocompression bonding. In this case, if the heating temperature when forming the resin material layer is a temperature at which the alloy material is in a solid-liquid coexistence state, the alloy material is in a solid-liquid coexistence state when the resin material layer is formed by thermocompression bonding. be able to. At this time, if the lead wire is adjacent to the alloy material, the resin material layer is formed by thermocompression bonding, and at the same time, the electrode of the solar battery cell and the lead wire can be joined to each other. Therefore, it is not necessary to previously join the electrode of the solar battery cell and the lead wire, and the manufacturing process of the solar battery module can be simplified.

本発明は、上記からも明らかなように、新規で有用な太陽電池モジュールの製造方法にも具現化される。この製造方法は、少なくとも一つの太陽電池セルを有する太陽電池モジュールの製造方法であって、太陽電池セルの電極にリード線を隣接配置するとともに、その太陽電池及びリード線を一対の樹脂材料シート間に配置する配置工程と、前記太陽電池及び前記リード線を挟んで一対の樹脂材料シートを熱圧着するラミネート工程を備えている。この製造方法では、太陽電池セルの電極の少なくとも一部が、所定の温度範囲で固液共存状態となる合金材料で形成されており、その合金材料の固液共存状態となる温度範囲は、太陽電池セルの動作可能な温度範囲と少なくとも部分的に重複する。また、その合金材料の固液共存状態となる温度範囲は、ラミネート工程における加熱温度(到達温度)が含まれる範囲でもある。それにより、前記したラミネート工程では、固液共存状態となった前記合金材料によって、太陽電池セルの電極とリード線が互いに接合されることを特徴とする。
この製造方法によると、先に説明した本発明に係る太陽電池モジュールを、効率よく製造することができる。
As is clear from the above, the present invention is also embodied in a novel and useful method for manufacturing a solar cell module. This manufacturing method is a method for manufacturing a solar battery module having at least one solar battery cell, wherein a lead wire is disposed adjacent to an electrode of the solar battery cell, and the solar battery and the lead wire are disposed between a pair of resin material sheets. And a laminating step of thermocompression bonding a pair of resin material sheets with the solar cell and the lead wires interposed therebetween. In this manufacturing method, at least a part of the electrodes of the solar battery cell is formed of an alloy material that is in a solid-liquid coexistence state in a predetermined temperature range. At least partially overlaps the operable temperature range of the battery cell. Moreover, the temperature range in which the alloy material is in a solid-liquid coexistence state is also a range including the heating temperature (attainment temperature) in the laminating process. Thereby, in the above-described laminating step, the electrode of the solar battery cell and the lead wire are bonded to each other by the alloy material in a solid-liquid coexistence state.
According to this manufacturing method, the solar cell module according to the present invention described above can be efficiently manufactured.

本発明によると、比較的に簡素な構成でありながら、太陽電池セルの温度上昇が効果的に防止される太陽電池モジュールが実現される。本発明により、太陽電池モジュールの発電能力が顕著に改善され、太陽エネルギーの有効利用をより多くの分野で促進することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, although it is a comparatively simple structure, the solar cell module in which the temperature rise of a photovoltaic cell is prevented effectively is implement | achieved. According to the present invention, the power generation capability of the solar cell module is remarkably improved, and the effective use of solar energy can be promoted in more fields.

最初に、本発明を実施する好適な実施形態を列記する。
(形態1) 本発明は、様々なタイプの太陽電池モジュールに適用することができ、特に、太陽電池モジュールが有する太陽電池セルの種類(シリコン系、化合物系、有機系など)によって限定を受けることはない。太陽電池モジュールが有する太陽電池セルが、温度上昇に伴って発電能力が低下するものであれば、本発明を有効に実施することができる。
(形態2) 本発明を実施する際には、所定の温度範囲で固液共存状態となる合金材料として、錫(Sn)を主成分とする合金を採用することができる。特に、Sn−48In(固相線温度117℃、液相線温度131℃)、Sn−43Pb−14Bi(固相線温度135℃、液相線温度208℃)、Sn−20Bi(固相線温度144℃、液相線温度208℃)、Sn−40Bi(固相線温度139℃、液相線温度174℃)、Sn−50Bi(固相線温度139℃、液相線温度154℃)等を好適に採用することができる。これらの合金は、固液共存状態となる温度範囲の少なくとも一部が、150℃以下(一般的な太陽電池セルの動作可能な温度範囲であり、通常の使用時に太陽電池セルが取り得る温度範囲)にあり、太陽電池モジュールの使用時に状態変化(相変化)することによって、太陽電池セルの熱を潜熱として吸収することができる。
(形態3) 樹脂材料層を形成する樹脂材料には、透明な樹脂材料を採用することができ、例えばエチレンビニルアセテート(EVA)を採用することができる。また、樹脂材料層を形成する樹脂材料には、その強度を向上させるフィラーを含有させておくことが好ましい。
First, preferred embodiments for carrying out the present invention will be listed.
(Embodiment 1) The present invention can be applied to various types of solar cell modules, and is particularly limited by the types of solar cells (silicon-based, compound-based, organic-based, etc.) included in the solar cell modules. There is no. If the solar battery cell which a solar cell module has is a thing in which power generation capability falls with a temperature rise, this invention can be implemented effectively.
(Embodiment 2) When carrying out the present invention, an alloy containing tin (Sn) as a main component can be adopted as an alloy material that is in a solid-liquid coexistence state within a predetermined temperature range. In particular, Sn-48In (solidus temperature 117 ° C., liquidus temperature 131 ° C.), Sn-43Pb-14Bi (solidus temperature 135 ° C., liquidus temperature 208 ° C.), Sn-20Bi (solidus temperature) 144 ° C, liquidus temperature 208 ° C), Sn-40Bi (solidus temperature 139 ° C, liquidus temperature 174 ° C), Sn-50Bi (solidus temperature 139 ° C, liquidus temperature 154 ° C), etc. It can be suitably employed. In these alloys, at least a part of the temperature range in which the solid-liquid coexistence state is 150 ° C. or less (a temperature range in which a general solar cell can operate, and a temperature range that can be taken by the solar cell during normal use) ), And by changing the state (phase change) during use of the solar cell module, the heat of the solar cell can be absorbed as latent heat.
(Mode 3) As the resin material forming the resin material layer, a transparent resin material can be employed, for example, ethylene vinyl acetate (EVA) can be employed. Moreover, it is preferable to contain the filler which improves the intensity | strength in the resin material which forms a resin material layer.

本発明を実施した実施例について図面を参照しながら説明する。図1は、本実施例の太陽電池モジュール10の構成を模式的に示す。
太陽電池モジュール10は、主に、複数の太陽電池セル20と、複数の太陽電池セル20を電気的に接続する複数のリード線18と、互いに対向するフロントカバー12及びバックカバー16と、フロントカバー12とバックカバー16の間に充填されている樹脂材料層14を備えている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows the configuration of a solar cell module 10 of this example.
The solar cell module 10 mainly includes a plurality of solar cells 20, a plurality of lead wires 18 that electrically connect the plurality of solar cells 20, a front cover 12 and a back cover 16 that face each other, and a front cover. 12 and the back cover 16 are provided with a resin material layer 14 filled therein.

各々の太陽電池セル20は、太陽光や人工光等の光エネルギーを電力に変換する素子であり、太陽光や人工光が照射されると電力を発生する。複数の太陽電池セル20は、複数のリード線18によって直列に接続されている。複数の太陽電池セル20及び複数のリード線18は、フロントカバー12とバックカバー16の間に配置されており、樹脂材料層14内に封入されている。   Each solar cell 20 is an element that converts light energy such as sunlight or artificial light into electric power, and generates electric power when irradiated with sunlight or artificial light. The plurality of solar cells 20 are connected in series by a plurality of lead wires 18. The plurality of solar cells 20 and the plurality of lead wires 18 are disposed between the front cover 12 and the back cover 16 and are enclosed in the resin material layer 14.

フロントカバー12は、太陽電池モジュール10の表面を保護する保護シートである。フロントカバー12は、透明な材料で形成されている。フロントカバー12は、例えば、ガラス又は透光性の樹脂フィルムによって形成することができる。
バックカバー16は、太陽電池モジュール10の裏面を保護するとともに、太陽電池モジュール10の強度を確保するための保護シートである。バックカバー16は、例えば、ガラス、金属、又はPET(ポリエチレンテレフタレート)によって形成することができる。
The front cover 12 is a protective sheet that protects the surface of the solar cell module 10. The front cover 12 is made of a transparent material. The front cover 12 can be formed of, for example, glass or a translucent resin film.
The back cover 16 is a protective sheet for protecting the back surface of the solar cell module 10 and securing the strength of the solar cell module 10. The back cover 16 can be formed of, for example, glass, metal, or PET (polyethylene terephthalate).

樹脂材料層14は、複数の太陽電池セル20及び複数のリード線18を密閉しているとともに、フロントカバー12とバックカバー16を互いに接合している。樹脂材料層14は、透明な樹脂材料で形成されている。樹脂材料層14は、例えば、エチレンビニルアセテート(EVA)によって形成することができる。また、樹脂材料層14には、その強度を向上させるフィラーが含有されている。
フロントカバー12、バックカバー16、及び樹脂材料層14は、太陽電池セル20を収容する筐体を構成しており、太陽電池セル20を衝撃、水分、塵埃等から保護している。
The resin material layer 14 seals the plurality of solar cells 20 and the plurality of lead wires 18 and joins the front cover 12 and the back cover 16 to each other. The resin material layer 14 is formed of a transparent resin material. The resin material layer 14 can be formed of, for example, ethylene vinyl acetate (EVA). Further, the resin material layer 14 contains a filler for improving the strength.
The front cover 12, the back cover 16, and the resin material layer 14 constitute a housing that accommodates the solar cells 20, and protects the solar cells 20 from impact, moisture, dust, and the like.

図2に、一つの太陽電池セル20の構成を模式的に示す。太陽電池セル20は、単結晶のシリコン基板26を利用したシリコン系の太陽電池セルである。図2に示すように、太陽電池セル20は、主に、シリコン基板26と、シリコン基板26の表面(図2における上面)に形成された表面電極22と、シリコン基板26の裏面(図2における下面)に形成された裏面電極28を備えている。
シリコン基板26は、p型の導電性を示すp型層26aと、n型の導電性を示すn型層26bの二層構造を有している。p型層26aは、シリコン基板26の裏面側に位置しており、n型層26bは、シリコン基板26の表面側に位置している。このシリコン基板26の二層構造は、例えば、p型のシリコン基板を用意し、その表面にn型の不純物を導入することによって形成することができる。あるいは、p型のシリコン基板を用意し、その表面にn型のシリコン層を結晶成長させることによって形成することができる。
FIG. 2 schematically shows the configuration of one solar battery cell 20. The solar battery cell 20 is a silicon solar battery cell using a single crystal silicon substrate 26. As shown in FIG. 2, the solar battery cell 20 mainly includes a silicon substrate 26, a surface electrode 22 formed on the surface of the silicon substrate 26 (upper surface in FIG. 2), and a back surface of the silicon substrate 26 (in FIG. 2). A back electrode 28 formed on the lower surface is provided.
The silicon substrate 26 has a two-layer structure of a p-type layer 26a showing p-type conductivity and an n-type layer 26b showing n-type conductivity. The p-type layer 26 a is located on the back side of the silicon substrate 26, and the n-type layer 26 b is located on the front side of the silicon substrate 26. The two-layer structure of the silicon substrate 26 can be formed, for example, by preparing a p-type silicon substrate and introducing n-type impurities into the surface thereof. Alternatively, it can be formed by preparing a p-type silicon substrate and growing an n-type silicon layer on the surface thereof.

表面電極22は、シリコン基板26の表面の一部に形成されている。それにより、表面電極22が未形成の範囲において、太陽電池セル20に照射された太陽光(あるいは人工光)が、シリコン基板26へ入射できるようになっている。シリコン基板26の表面の表面電極22が未形成の範囲には、反射防止膜24が形成されている。
表面電極22は、主電極部22aと合金部22bを有している。主電極部22aは、単一種の金属(例えば銀)で形成されており、シリコン基板26のn型層26bにオーミック接触している。合金部22bは、主電極部22aの表面上に設けられており、主電極部22aとリード線18を互いに接合している。ここで、合金部22bは、所定の温度範囲で固液共存状態となる合金材料であって、その固液共存状態となる温度範囲の少なくとも一部が150℃以下である合金材料で形成されている。ここで、150℃以下という温度範囲は、太陽電池セル20の動作可能な温度範囲(上限温度)に一致する。即ち、合金部22bが固液共存状態となる温度範囲は、太陽電池セル20の動作可能な温度範囲と、少なくとも部分的に重複するように構成されている。
The surface electrode 22 is formed on a part of the surface of the silicon substrate 26. Thereby, sunlight (or artificial light) irradiated to the solar battery cell 20 can enter the silicon substrate 26 in a range where the surface electrode 22 is not formed. An antireflection film 24 is formed in a range where the surface electrode 22 is not formed on the surface of the silicon substrate 26.
The surface electrode 22 has a main electrode portion 22a and an alloy portion 22b. The main electrode portion 22a is formed of a single type of metal (for example, silver) and is in ohmic contact with the n-type layer 26b of the silicon substrate 26. The alloy part 22b is provided on the surface of the main electrode part 22a, and joins the main electrode part 22a and the lead wire 18 to each other. Here, the alloy portion 22b is an alloy material that is in a solid-liquid coexistence state in a predetermined temperature range, and at least a part of the temperature range in which the solid-liquid coexistence state exists is 150 ° C. or less. Yes. Here, the temperature range of 150 ° C. or less matches the operable temperature range (upper limit temperature) of the solar battery cell 20. That is, the temperature range in which the alloy part 22b is in the solid-liquid coexistence state is configured to at least partially overlap the temperature range in which the solar battery cell 20 can operate.

裏面電極28は、シリコン基板26の裏面の略全体に形成されている。裏面電極28も同様に、主電極部28aと合金部28bを有している。主電極部28aは、単一種の金属(例えば銀)で形成されており、シリコン基板26のp型層26aにオーミック接触している。合金部28bは、主電極部28aの表面上に設けられており、主電極部28aとリード線18を互いに接合している。裏面電極28においても表面電極22と同様に、その合金部28bは、所定の温度範囲で固液共存状態となる合金材料であって、その固液共存状態となる温度範囲の少なくとも一部が150℃以下である合金材料で形成されている。即ち、裏面電極28においても、その合金部28bが固液共存状態となる温度範囲は、太陽電池セル20の動作可能な温度範囲と、少なくとも部分的に重複するように構成されている。   The back electrode 28 is formed on substantially the entire back surface of the silicon substrate 26. Similarly, the back electrode 28 has a main electrode portion 28a and an alloy portion 28b. The main electrode portion 28a is formed of a single type of metal (for example, silver) and is in ohmic contact with the p-type layer 26a of the silicon substrate 26. The alloy portion 28b is provided on the surface of the main electrode portion 28a, and joins the main electrode portion 28a and the lead wire 18 to each other. Similarly to the surface electrode 22, the back surface electrode 28 also has an alloy portion 28b that is an alloy material that is in a solid-liquid coexistence state in a predetermined temperature range, and at least a part of the temperature range in which the solid-liquid coexistence state is 150. It is made of an alloy material having a temperature of ℃ or less. That is, also in the back electrode 28, the temperature range in which the alloy part 28b is in a solid-liquid coexistence state is configured to at least partially overlap the temperature range in which the solar battery cell 20 can operate.

ここで、150℃以下の温度範囲で固液共存状態となる合金材料としては、錫(Sn)を主成分とする合金材料に多く見られ、例えば、Sn−48In(固相線温度117℃、液相線温度131℃)、Sn−43Pb−14Bi(固相線温度135℃、液相線温度208℃)、Sn−20Bi(固相線温度144℃、液相線温度208℃)、Sn−40Bi(固相線温度139℃、液相線温度174℃)、Sn−50Bi(固相線温度139℃、液相線温度154℃)を挙げることができる。表面電極22の合金部22b及び裏面電極28の合金部28bは、上記したいずれの合金材料を用いて形成してもよい。この場合、両電極22、28の合金部22b、28bは、同じ種類の合金材料で形成することもできるし、互いに異なる種類の合金材料で形成してもよい。なお、本実施例では、両電極22、28の合金部22b、28bを、Sn−48In(固相線温度117℃、液相線温度131℃)で形成している。   Here, as an alloy material that is in a solid-liquid coexistence state in a temperature range of 150 ° C. or lower, it is often found in an alloy material mainly composed of tin (Sn), for example, Sn-48In (solidus temperature 117 ° C., (Liquidus temperature 131 ° C), Sn-43Pb-14Bi (solidus temperature 135 ° C, liquidus temperature 208 ° C), Sn-20Bi (solidus temperature 144 ° C, liquidus temperature 208 ° C), Sn- Examples include 40 Bi (solidus temperature 139 ° C., liquidus temperature 174 ° C.) and Sn-50Bi (solidus temperature 139 ° C., liquidus temperature 154 ° C.). The alloy part 22b of the front electrode 22 and the alloy part 28b of the back electrode 28 may be formed using any of the above alloy materials. In this case, the alloy portions 22b and 28b of both the electrodes 22 and 28 can be formed of the same type of alloy material or different types of alloy materials. In the present embodiment, the alloy portions 22b and 28b of both electrodes 22 and 28 are formed of Sn-48In (solidus temperature 117 ° C., liquidus temperature 131 ° C.).

以上の構成により、本実施例の太陽電池モジュール10では、太陽光(又は人工光)が照射されると、各々の太陽電池セル20がその光エネルギーを電気エネルギーに変換し、その電気エネルギーがリード線18を通じて出力される。
太陽電池モジュール10では、上記した発電時に太陽電池セル20が発熱し、また、電気エネルギーに変換されない光エネルギーによって、太陽電池セル20の温度が上昇していく。公知のように、太陽電池セル20は、温度上昇に伴ってその発電能力が低下する(特に、出力電圧が低下する)。また、太陽電池セル20の温度上昇が進めば、樹脂材料層14の変質、変形といった太陽電池モジュール10の故障が生じる。そのことから、太陽電池モジュール10では、一般に、太陽電池セル20の温度が150℃以下となるように抑制されることが好ましい。
それに対し、本実施例の太陽電池モジュール10では、太陽電池セル20の温度が合金部22b、28bの固相線温度(ここでは117℃)に到達した時点で、合金部22b、28bの状態変化が開始する。即ち、合金部22b、28bは、固相から固液共存相へと状態変化し、太陽電池セル20の熱を潜熱として吸収していく。それにより、太陽電池セル20の温度上昇が効果的に防止される。このとき、合金部22b、28bは、完全に溶融するようなことはなく、固体部分が存在する固液共存状態となるに留まるので、その形状が失われるようなこともなく、リード線18との接合が外れてしまうこともない。
With the above configuration, in the solar cell module 10 of this embodiment, when sunlight (or artificial light) is irradiated, each solar cell 20 converts the light energy into electric energy, and the electric energy is lead. Output through line 18.
In the solar cell module 10, the solar cell 20 generates heat during the above-described power generation, and the temperature of the solar cell 20 rises due to light energy that is not converted into electric energy. As is well known, the power generation capacity of the solar battery cell 20 decreases as the temperature increases (particularly, the output voltage decreases). Moreover, if the temperature rise of the photovoltaic cell 20 progresses, the failure of the solar cell module 10 such as alteration and deformation of the resin material layer 14 occurs. Therefore, in the solar cell module 10, it is generally preferable that the temperature of the solar battery cell 20 is suppressed to 150 ° C. or less.
On the other hand, in the solar cell module 10 of the present embodiment, when the temperature of the solar battery cell 20 reaches the solidus temperature (117 ° C. in this case) of the alloy portions 22b and 28b, the state changes of the alloy portions 22b and 28b. Starts. That is, the alloy parts 22b and 28b change from the solid phase to the solid-liquid coexisting phase, and absorb the heat of the solar battery cell 20 as latent heat. Thereby, the temperature rise of the photovoltaic cell 20 is effectively prevented. At this time, the alloy portions 22b and 28b are not completely melted and remain in a solid-liquid coexistence state in which a solid portion exists, so that the shape thereof is not lost, and the lead wire 18 and There is no possibility that the joint will be disengaged.

次に、図3を参照しながら、太陽電池モジュール10の製造方法について説明する。
先ず、図3に示すように、太陽電池モジュール10を構成する各部材を、一対のプレス型50の間に配置する配置工程を実施する。この工程では、バックカバー16から順に、第1の樹脂材料シート14b、複数の太陽電池セル20及び複数のリード線18、第2の樹脂材料シート14a、フロントカバー12と配置していく。このとき、各電極22、28の合金部22b、28bとリード線18が互いに接触するように、太陽電池セル20の各電極22、28とリード線18を隣接配置する。
次いで、一対のプレス型50によって加熱プレスを行い、一対の樹脂材料シート14a、14bを熱圧着するラミネート工程を実施する。それにより、一対の樹脂材料シート14a、14bは一体となり、樹脂材料層14が形成される(図1参照)。フロントカバー12及びバックカバー16は、樹脂材料層14によって互いに接合される。また、複数の太陽電池セル20及び複数のリード線18は、樹脂材料層14内に封入される。
Next, a method for manufacturing the solar cell module 10 will be described with reference to FIG.
First, as shown in FIG. 3, an arrangement step is performed in which each member constituting the solar cell module 10 is arranged between a pair of press dies 50. In this step, the first resin material sheet 14b, the plurality of solar cells 20 and the plurality of lead wires 18, the second resin material sheet 14a, and the front cover 12 are arranged in this order from the back cover 16. At this time, the electrodes 22 and 28 of the solar battery cell 20 and the lead wires 18 are arranged adjacent to each other so that the alloy portions 22b and 28b of the electrodes 22 and 28 and the lead wires 18 are in contact with each other.
Next, a heat pressing is performed by a pair of press dies 50, and a laminating process is performed in which the pair of resin material sheets 14a and 14b are thermocompression bonded. Thereby, a pair of resin material sheet 14a, 14b becomes united, and the resin material layer 14 is formed (refer FIG. 1). The front cover 12 and the back cover 16 are joined to each other by the resin material layer 14. The plurality of solar cells 20 and the plurality of lead wires 18 are enclosed in the resin material layer 14.

ここで、ラミネート工程における加熱温度(プレス型50の設定温度)は、合金部22b、28bの固相線温度よりも高い温度であって、かつ、その液相線温度よりは低い温度に設定する。例えば、合金部22b、28bをSn−48In(固相線温度117℃、液相線温度131℃)で形成した場合、ラミネート工程における加熱温度は120℃〜130℃に設定するとよい。ラミネート工程における加熱温度が合金部22b、28bの固相線温度よりも高いと、ラミネート工程時に合金部22b、28bが固液共存状態へと変化する。それにより、隣接配置された電極22、28とリード線18との接合を同時に行なうことができる。また、ラミネート工程における加熱温度が、合金部22b、28bの液相線温度よりも低い温度であれば、合金部22b、28bが完全に溶融することはないので、合金部22b、28bの形状が大きく変化するようなことも防止される。   Here, the heating temperature (setting temperature of the press die 50) in the laminating process is set to a temperature higher than the solidus temperature of the alloy parts 22b and 28b and lower than the liquidus temperature. . For example, when the alloy parts 22b and 28b are formed of Sn-48In (solidus temperature 117 ° C., liquidus temperature 131 ° C.), the heating temperature in the laminating process may be set to 120 ° C. to 130 ° C. When the heating temperature in the laminating process is higher than the solidus temperature of the alloy parts 22b and 28b, the alloy parts 22b and 28b change to a solid-liquid coexistence state during the laminating process. Thereby, the adjacent electrodes 22 and 28 and the lead wire 18 can be joined simultaneously. Further, if the heating temperature in the laminating process is lower than the liquidus temperature of the alloy parts 22b and 28b, the alloy parts 22b and 28b are not completely melted. Large changes can also be prevented.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、上記した実施例では、電極22、28の一部に合金部22b、28bを形成したが、電極22、28bの全体を合金材料で形成する構成としてもよい。また、合金部22b、28bは、電極22、28の表面だけでなく、電極22、28の内部に形成することもできる。
また、上記した実施例では、電極22、28の一部に合金部22b、28bを形成したが、リード線18の少なくとも一部に同様の合金部を形成する構成とすることもできる。この場合でも、太陽電池セル20の温度上昇によってリード線18が固液共存状態へと変化し、太陽電池セル20の熱を潜熱としてリード線18に吸収させることができる。それにより、太陽電池セル20の温度上昇を効果的に防止することができる。
Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
For example, in the above-described embodiment, the alloy portions 22b and 28b are formed on a part of the electrodes 22 and 28, but the entire electrodes 22 and 28b may be formed of an alloy material. Further, the alloy parts 22b and 28b can be formed not only on the surfaces of the electrodes 22 and 28 but also inside the electrodes 22 and 28.
In the above-described embodiment, the alloy parts 22 b and 28 b are formed on a part of the electrodes 22 and 28, but a similar alloy part may be formed on at least a part of the lead wire 18. Even in this case, the lead wire 18 changes to a solid-liquid coexistence state due to the temperature rise of the solar battery cell 20, and the heat of the solar battery cell 20 can be absorbed by the lead wire 18 as latent heat. Thereby, the temperature rise of the photovoltaic cell 20 can be effectively prevented.

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。   The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology illustrated in the present specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.

太陽電池モジュールの構成を示す図。The figure which shows the structure of a solar cell module. 太陽電池セルの構成を示す図。The figure which shows the structure of a photovoltaic cell. 太陽電池モジュールの製造工程を示す図。The figure which shows the manufacturing process of a solar cell module.

符号の説明Explanation of symbols

10:太陽電池モジュール
12:フロントカバー
14:樹脂材料層
16:バックカバー
18:リード線
20:太陽電池セル
22:表面電極
22a:主電極部
22b:合金部
26:シリコン基板
26a:p型層
26b:n型層
28:裏面電極
28a:主電極部
28b:合金部
50:プレス型
10: Solar cell module 12: Front cover 14: Resin material layer 16: Back cover 18: Lead wire 20: Solar cell 22: Surface electrode 22a: Main electrode portion 22b: Alloy portion 26: Silicon substrate 26a: P-type layer 26b : N-type layer 28: back electrode 28a: main electrode part 28b: alloy part 50: press mold

Claims (4)

少なくとも一つの太陽電池セルを有する太陽電池モジュールであって、
前記太陽電池セルの電極の少なくとも一部は、所定の温度範囲で固液共存状態となる合金材料で形成されており、
前記合金材料の固液共存状態となる温度範囲は、前記太陽電池セルの動作可能な温度範囲と、少なくとも部分的に重複することを特徴とする太陽電池モジュール。
A solar cell module having at least one solar cell,
At least a part of the electrodes of the solar battery cell is formed of an alloy material that is in a solid-liquid coexistence state in a predetermined temperature range,
The temperature range in which the alloy material is in a solid-liquid coexistence state at least partially overlaps the temperature range in which the solar cells can operate.
前記太陽電池セルの電極に電気的に接続されているリード線をさらに有し、
前記太陽電池セルの電極と前記リード線は、前記合金材料を介して互いに接合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。
A lead wire electrically connected to the electrode of the solar battery cell;
The solar cell module according to claim 1, wherein the solar cell electrode and the lead wire are joined to each other via the alloy material.
前記太陽電池セルと前記リード線が封入されている樹脂材料層をさらに有し、
前記合金材料の固液共存状態となる温度範囲は、前記樹脂材料層を構成する樹脂材料の熱圧着が可能な温度範囲と、少なくとも部分的に重複することを特徴とする請求項2に記載の太陽電池モジュール。
A resin material layer in which the solar cell and the lead wire are encapsulated;
The temperature range in which the alloy material is in a solid-liquid coexistence state at least partially overlaps with a temperature range in which the resin material constituting the resin material layer can be thermocompression bonded. Solar cell module.
少なくとも一つの太陽電池セルを有する太陽電池モジュールの製造方法であって、
太陽電池セルの電極にリード線を隣接配置するとともに、その太陽電池及びリード線を一対の樹脂材料シート間に配置する配置工程と、
前記太陽電池及び前記リード線を挟んで一対の樹脂材料シートを熱圧着するラミネート工程を備え、
前記太陽電池セルの電極の少なくとも一部は、所定の温度範囲で固液共存状態となる合金材料で形成されており、
前記合金材料の固液共存状態となる温度範囲は、前記太陽電池セルの動作可能な温度範囲と少なくとも部分的に重複するとともに、前記ラミネート工程における加熱温度が含まれる範囲であり、
前記ラミネート工程では、固液共存状態となった前記合金材料によって、前記太陽電池セルの電極と前記リード線が互いに接合されることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
A method for producing a solar cell module having at least one solar cell,
Arranging the lead wire adjacent to the electrode of the solar battery cell, and placing the solar cell and the lead wire between a pair of resin material sheets;
Comprising a laminating step of thermocompression bonding a pair of resin material sheets across the solar cell and the lead wire,
At least a part of the electrodes of the solar battery cell is formed of an alloy material that is in a solid-liquid coexistence state in a predetermined temperature range,
The temperature range in which the alloy material is in a solid-liquid coexistence state is a range that at least partially overlaps the operable temperature range of the solar battery cell and includes the heating temperature in the laminating step,
In the laminating step, the solar cell module manufacturing method is characterized in that the electrode of the solar battery cell and the lead wire are joined to each other by the alloy material in a solid-liquid coexistence state.
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