JP2011222920A - Striped solar cell element, solar cell module and manufacturing method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、帯状太陽電池素子、太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法
に関する。
The present invention relates to a strip solar cell element, a solar cell module, and a method for manufacturing a solar cell module.
従来、薄膜型の太陽電池は、パターニングにより基板上に複数の太陽電池セルが分割形成され、これらを直列に接続した集積型構造を形成する製造方法が採用されている。近年、複数の帯状太陽電池が直列接続されてなる薄膜太陽電池が報告されている(特許文献1参照)。この薄膜太陽電池は、櫛形集電電極が形成された一本の幅狭の帯状太陽電池を、円柱体表面に巻いた絶縁性薄膜の上に縁部が重なるように螺旋状に巻付け、重なり部分に導電性樹脂が介在するようにした後、これを切開いて円柱体より離脱させることにより製造される。 Conventionally, a thin-film solar cell employs a manufacturing method in which a plurality of solar cells are dividedly formed on a substrate by patterning and an integrated structure is formed by connecting them in series. In recent years, a thin film solar cell in which a plurality of strip solar cells are connected in series has been reported (see Patent Document 1). In this thin film solar cell, a single band-shaped solar cell having a comb-shaped collecting electrode is spirally wound so that the edge overlaps on an insulating thin film wound on the surface of a cylindrical body. After making the conductive resin intervene in the part, it is manufactured by incising it and detaching it from the cylindrical body.
ところで、薄膜太陽電池の従来の製造方法には、さらに改善すべき課題が挙げられる。例えば、1)幅狭な上部電極層の表面に櫛形集電電極を形成する作業が繁雑である。2)例えば、シート状の薄膜太陽電池の表面に複数本の櫛形集電電極を形成した後、これを精度良く所定の幅の幅狭な帯状太陽電池に切断するため生産性が向上しない、等である。
本発明の目的は、薄膜太陽電池モジュールの製造効率を改善することにある。
By the way, the conventional manufacturing method of a thin film solar cell has the problem which should be improved further. For example, 1) The operation of forming the comb-shaped collector electrode on the surface of the narrow upper electrode layer is complicated. 2) For example, after a plurality of comb-shaped current collecting electrodes are formed on the surface of a sheet-like thin film solar cell, the resulting product is cut into narrow strip solar cells with a predetermined width with high accuracy, and thus productivity is not improved. It is.
The objective of this invention is improving the manufacturing efficiency of a thin film solar cell module.
かくして、以下の[1]〜[5]に係る発明が提供される。
[1]帯状太陽電池素子であって、導電性基板と、導電性基板上に順に積層された下部電極層、発電層及び上部電極層と、上部電極層の表面を上部電極層の長辺の一端から他端まで短手方向に横断し、且つ上部電極層の長手方向に所定の間隔を設け並列に配置された複数の集電電極と、を有することを特徴とする帯状太陽電池素子。
[2]集電電極は、上部電極層の表面において互いに交差しないように形成されることを特徴とする請求項1に記載の帯状太陽電池素子。
[3]発電層は、IB族元素、IIIB族元素、VIB族元素から選ばれるいずれか1種を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の帯状太陽電池素子。
[4]複数の帯状太陽電池素子からなる太陽電池モジュールであって、導電性基板上に順に積層された下部電極層、発電層、上部電極層及び上部電極層の長辺の一端から他端まで短手方向に横断し且つ上部電極層の長手方向に所定の間隔を設け並列に配置された複数の集電電極と、を有する帯状太陽電池素子を、少なくとも2個備え、第1の帯状太陽電池素子の導電性基板の下側の幅方向の端部と、第1の帯状太陽電池素子に隣接する第2の帯状太陽電池素子の透明電極層の幅方向の端部が重なる接続部により直列に連結することを特徴とする太陽電池モジュール。
[5]複数の帯状太陽電池素子が直列に接続された太陽電池モジュールの製造方法であって、導電性基板上に形成した下部電極層及び上部電極層に挟まれた発電層と上部電極層の長辺の一端から他端まで短手方向に横断し且つ上部電極層の長手方向に所定の間隔を設け並列に配置された複数の集電電極とを有する薄膜太陽電池を巻出ロールから供給する供給工程と、供給工程により供給された薄膜太陽電池を搬送方向と略平行に裁断し複数の帯状太陽電池素子を形成する裁断工程と、裁断工程により形成された複数の帯状太陽電池素子を搬送方向に対し所定の角度で傾斜させ、且つ複数の帯状太陽電池素子が直列に接続するように、第1の帯状太陽電池素子の導電性基板の一部と隣接する第2の帯状太陽電池素子の上部電極層の一部とを重ねつつ可撓性基板上に圧着し一体成形する圧着工程と、圧着工程により一体成形された複数の帯状太陽電池素子の接続体を巻き取りロールに連続的に巻き取る巻き取り工程と、を有することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
Thus, the inventions according to the following [1] to [5] are provided.
[1] A band-shaped solar cell element, in which a conductive substrate, a lower electrode layer, a power generation layer and an upper electrode layer, which are sequentially stacked on the conductive substrate, and a surface of the upper electrode layer on the long side of the upper electrode layer A strip-shaped solar cell element, comprising: a plurality of current collecting electrodes arranged in parallel with a predetermined interval in the longitudinal direction of the upper electrode layer, which traverses from one end to the other in the short direction.
[2] The band-shaped solar cell element according to
[3] The belt-like solar cell element according to claim 1 or 2, wherein the power generation layer includes any one selected from a group IB element, a group IIIB element, and a group VIB element.
[4] A solar cell module composed of a plurality of strip-shaped solar cell elements, from one end to the other end of the long side of the lower electrode layer, the power generation layer, the upper electrode layer, and the upper electrode layer sequentially stacked on the conductive substrate A first strip solar cell comprising at least two strip solar cell elements each having a plurality of collector electrodes arranged in parallel across a short direction and at a predetermined interval in the longitudinal direction of the upper electrode layer In series by the connection part where the edge part of the width direction of the lower side of the electroconductive board | substrate of an element and the edge part of the width direction of the transparent electrode layer of the 2nd strip | belt-shaped solar cell element adjacent to a 1st strip | belt-shaped solar cell element overlap. A solar cell module characterized by being connected.
[5] A method for manufacturing a solar cell module in which a plurality of strip-like solar cell elements are connected in series, comprising a lower electrode layer formed on a conductive substrate and a power generation layer and an upper electrode layer sandwiched between upper electrode layers A thin film solar cell having a plurality of current collecting electrodes arranged in parallel with a predetermined interval in the longitudinal direction of the upper electrode layer is supplied from an unwinding roll. A feeding step, a cutting step of cutting the thin-film solar cell supplied in the feeding step substantially parallel to the transport direction to form a plurality of strip solar cell elements, and a transporting direction of the plurality of strip solar cell elements formed by the cutting step The upper portion of the second strip solar cell element adjacent to a part of the conductive substrate of the first strip solar cell element so that the plurality of strip solar cell elements are connected in series with each other at a predetermined angle Overlap with part of the electrode layer A crimping step of crimping and integrally forming on a flexible substrate, and a winding step of continuously winding a connection body of a plurality of strip-like solar cell elements integrally molded by the crimping step around a winding roll The manufacturing method of the solar cell module characterized by these.
本発明によれば、従来の製造方法と比較して、薄膜太陽電池モジュールの製造効率が改善される。
具体的には、1)櫛形集電電極を形成する必要がなく、ウェブ状の薄膜太陽電池を幅狭の複数の帯状太陽電池に裁断後、幅方向の端部を重ね、これを粘着シートに圧着することができる。2)1本のテープ状太陽電池を用いる製造方法と比較して、高速で集積化モジュールの製造が可能となる。
According to this invention, compared with the conventional manufacturing method, the manufacturing efficiency of a thin film solar cell module is improved.
Specifically, 1) There is no need to form a comb-shaped current collecting electrode, and after cutting a web-shaped thin film solar cell into a plurality of narrow strip solar cells, the end portions in the width direction are overlapped, and this is used as an adhesive sheet Can be crimped. 2) The integrated module can be manufactured at a higher speed than the manufacturing method using one tape-like solar cell.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することが出来る。また、使用する図面は本実施の形態を説明するためのものであり、実際の大きさを表すものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. The present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made within the scope of the invention. The drawings used are for explaining the present embodiment and do not represent the actual size.
本発明が適用される帯状太陽電池素子及び太陽電池モジュールは、一般に薄膜系太陽電池として分類される太陽電池を用いる場合に適用することができる。このような薄膜系太陽電池としては、水素化アモルファスシリコンを用いる薄膜シリコン型太陽電池、アモルファスと単結晶シリコンを組み合わせたHIT太陽電池、増感色素を担持した半導体層を有する色素増感太陽電池、化合物半導体を用いる化合物太陽電池等が挙げられる。
これらの中でも、化合物太陽電池としては、GaAs系太陽電池、CIS系(カルコパイライト系)太陽電池、Cu2ZnSnS4(CZTS)太陽電池、CdTe−CdS系太陽電池等が挙げられる。
The strip-shaped solar cell element and the solar cell module to which the present invention is applied can be applied when using a solar cell generally classified as a thin film solar cell. As such a thin film solar cell, a thin film silicon type solar cell using hydrogenated amorphous silicon, a HIT solar cell combining amorphous and single crystal silicon, a dye sensitized solar cell having a semiconductor layer carrying a sensitizing dye, A compound solar cell using a compound semiconductor can be used.
Among these, examples of the compound solar cell include a GaAs-based solar cell, a CIS-based (chalcopyrite) solar cell, a Cu 2 ZnSnS 4 (CZTS) solar cell, and a CdTe-CdS-based solar cell.
特に、CIS系(カルコパイライト系)太陽電池は、光吸収層の材料として、シリコンの代わりに、Cu、In、Ga、Al、Se、S等から成るカルコパイライト系と呼ばれるIB−IIIB−VIB族化合物を用いる。代表的なものとしては、Cu(In,Ga)Se2、Cu(In,Ga)(Se,S)2、CuInS2等が挙げられ、それぞれCIGS、CIGSS、CISと略称される。 In particular, a CIS (chalcopyrite) solar cell is a IB-IIIB-VIB group called a chalcopyrite system made of Cu, In, Ga, Al, Se, S, etc., instead of silicon, as a material of the light absorption layer. Use compounds. Typical examples include Cu (In, Ga) Se 2 , Cu (In, Ga) (Se, S) 2 , CuInS 2 and the like, which are abbreviated as CIGS, CIGSS, and CIS, respectively.
CIS系(カルコパイライト系)太陽電池は、製造法や材料の組み合わせが豊富であり、また多結晶であるため、大面積化や量産化に好適であり、フレキシブルな製品が得られやすい。以下、薄膜系太陽電池の一つであるCIS系(カルコパイライト系)太陽電池を用いた場合の帯状太陽電池素子200と、これを結合した太陽電池モジュール400について説明する。
CIS-based (chalcopyrite-based) solar cells have abundant manufacturing methods and combinations of materials, and are polycrystalline, so that they are suitable for large area and mass production, and flexible products are easily obtained. Hereinafter, the band-shaped
図1は、本実施の形態が適用される帯状太陽電池素子200の一例を説明する図である。図1(a)は、帯状太陽電池素子200の断面図であり、図1(b)は、図1(a)に示す帯状太陽電池素子200を1b方向から観た図である。尚、図1(a)は、図1(b)に示す帯状太陽電池素子200の1a断面を示している。
図1(a)に示す帯状太陽電池素子200は、平板状の導電性基板211aを有し、この導電性基板211aの表面を覆うように順に積層された下部電極層としての裏面電極層211b、発電層としての半導体層212及び上部電極層としての透明電極層213と、を有している。さらに、透明電極層213上に集電電極214が設けられている。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a strip-shaped
A strip-shaped
図1(b)に示すように、帯状太陽電池素子200の形状は、長手方向の長さLと短手方向の幅W(但し、L>Wである。)の長方形である。前述したように、平板状の導電性基板211a上に積層された透明電極層213上に集電電極214が設けられている。また、透明電極層213上には複数の集電電極214が設けられている。集電電極214はそれぞれ、透明電極層213の長辺の一端から他端まで透明電極層213上を横断するように形成されている。さらに、複数の集電電極214は、長手方向に所定の間隔dを設け、互いに交錯することなく、並列に配置されている。
本実施の形態では、集電電極214が透明電極層213の長辺の一端から他端まで形成されていることが特徴である。
As shown in FIG.1 (b), the shape of the strip | belt-shaped
The present embodiment is characterized in that the
<帯状太陽電池素子200の構成要素>
導電性基板211aを構成する材料としては、特に限定されず、例えば、ステンレス、アルミニウム、銅、チタン等が挙げられる。本実施の形態では、ステンレスを使用している。導電性基板211aの厚さは特に限定されないが、本実施の形態では、ステンレスである。
下部電極層としての裏面電極層211bを構成する材料としては、金属が好ましく、例えば、Mo、Ti、Cr、Al、Ag、Au、CuおよびPtから選択された少なくとも1つの金属またはこれらの合金が挙げられる。裏面電極層211bは、本実施の形態では、厚さ0.3μm程度の金属薄膜である。裏面電極層211bは、例えば、蒸着法、スパッタ法、CVD法(化学気相成長法:Chemical Vapor Deposition)等によって導電性基板211a上に成膜される。
<Constituent Elements of Band-shaped
The material constituting the
The material constituting the
発電層としての半導体層212は、例えば、周期表IB族、IIIB族、VIB族の元素を含むカルコパイライト型化合物半導体が挙げられる。本実施の形態では、銅(Cu)、インジウム(In)及びセレン(Se)を含むカルコパイライト構造を有するCu−In−Se系半導体材料により構成されることが好ましい。半導体層212の厚さは、本実施の形態では、0.3μm〜5μmの範囲内である。
Examples of the
上部電極層としての透明電極層213を構成する材料は特に限定されず、例えば、In2O3にSnをドーパントとして添加したITO(Indium Tin Oxide)等の酸化インジウム系金属材料;ドーパントを添加したSnO2等の酸化スズ系金属材料;ZnOにAlをドーパントとして添加したAZO、ZnOにGaをドーパントとして添加したGZO、ZnOにInをドーパントとして添加したIZO等の酸化亜鉛系金属材料等が挙げられる。本実施の形態では、ITO、SnO2、ZnOから選択された少なくとも1つを含む金属材料を用い、スパッタリングまたは蒸着法により成膜することが好ましい。透明電極層213の厚さは、本実施の形態では、約0.6μmである。
The material constituting the
集電電極214の材料としては、例えば、導電性ペーストが挙げられる。導電性ペーストは、通常、熱可塑性ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂をバインダとし、これに銀、銅、アルミニウム等の金属の微粉末やカーボンブラック等の導電性微粉末を添加し、種々の有機溶媒にこれらバインダ、導電性微粒子を溶解、分散させて調製されたものとして定義される。金属の微粉末としては、例えば、銅粒子、ニッケル粒子、アルミニウム粒子等の表面の一部が、例えば、銀、金等の他の金属で被覆された複合金属粉も使用される。また、中でも銀については、例えば、酸化第1銀、酸化第2銀、炭酸銀、酢酸銀、アセチルアセトン銀錯体等の粒子状銀化合物が好ましい。このような導電性ペーストとしては、市販されている従来公知のものを使用することができる。
Examples of the material for the
尚、本実施の形態では、半導体層212と透明電極層213との間に誘電体層としてのバッファー層を設けることもできる。この場合、バッファー層を構成する材料は特に限定されないが、本実施の形態では、InS3、ZnS等の硫化物を用いることが好ましい。半導体層212と透明電極層213の間にバッファー層を設けることにより、半導体層212と透明電極層213との界面で発生する欠陥を抑制することができる。
In this embodiment, a buffer layer as a dielectric layer can be provided between the
裏面電極層211bは、通常、例えば、金属フィルム等からなる導電性基板211a上にスパッタリングにより連続的に成膜し、続いて、裏面電極層211b上に半導体層212を成膜した後、次に、半導体層212上に透明電極層213を成膜する。さらに、透明電極層213の表面に、導電性ペーストを用いたスクリーン印刷法により、複数の集電電極214を形成する。
The
本実施の形態では、半導体層212は、複数のp型半導体形成用前駆体層とn型半導体形成用前駆体層とを積層させて成膜することが好ましい。即ち、本実施の形態では、化合物半導体としてCu−In−Se系半導体材料を採用し、裏面電極層211b側にp型半導体を形成しやすいCuとSeとの混合物からなるp型半導体形成用前駆体層を成膜し、次に、透明電極層213側にn型半導体を形成しやすいInとSeとの混合物からなるn型半導体形成用前駆体層を成膜することが好ましい。p型半導体形成用前駆体層とn型半導体形成用前駆体層とは、後述する加熱処理工程において相互に溶融拡散することにより、良好な結晶性を有する半導体からなる半導体層212が生成し、pn接合を形成させることができる。
In this embodiment mode, the
<太陽電池モジュール400の構造>
図2は、太陽電池モジュール400の一例を説明する図である。図2(a)は、太陽電池モジュール400の構造を説明する概略図である。図2(b)は、図2(a)に示す太陽電池モジュール400を2b方向から観た図である。
図2(a)に示す太陽電池モジュール400は、可撓性フィルム310と、可撓性フィルム310表面に塗布された粘着剤層320と、粘着剤層320により可撓性フィルム310に圧着され、連結された複数の帯状太陽電池素子200iと、連結された複数の帯状太陽電池素子200iを覆うカバー部材220と、から構成されている。
<Structure of
FIG. 2 is a diagram for explaining an example of the
The
複数の帯状太陽電池素子200iは、各々、粘着剤層320側の導電性基板211a及び裏面電極層211bと、裏面電極層211b上に成膜された半導体層212と、表面側に形成された透明電極層213及び複数の集電電極214とから構成されている。図2(a)に示すように、互いに隣接する第1の帯状太陽電池素子2001と第2の帯状太陽電池素子2002とは、第1の帯状太陽電池素子2001が有する導電性基板211aの下側の幅方向の端部と、第2の帯状太陽電池素子2002が有する透明電極層213の幅方向の端部とが、集電電極214を介して重なる接続部210(2101,・・・210i)を形成している。これにより、幅狭な複数の帯状太陽電池素子200iは接続部210を介して直列に接続し、幅広の太陽電池モジュール400が形成される。
本実施の形態では、透明電極層213の表面に導電性ペーストにより形成された集電電極214は、集電作用に加え、互いに隣接する帯状太陽電池素子200iの接続部210(2101,・・・210i)における接着剤の役目を兼ねている。
Each of the plurality of strip-like
In this embodiment, the
次に、図2(b)に示すように、太陽電池モジュール400を構成する1本の帯状太陽電池素子200iの幅Wは特に限定されないが、本実施の形態では、4mm〜30mmの範囲である。幅Wが過度に広いと、帯状太陽電池素子200iの数を減らすことができるが、直列抵抗成分が増加する傾向がある。
隣接する帯状太陽電池素子200i同士の接続部210の幅wは特に限定されないが、本実施の形態では、0.05mm〜1mmの範囲である。幅wが過度に広いと、接続部210におけるインターコネクト抵抗が低減し、また、帯状太陽電池素子200i同士をオーバーラップさせる際に精度が要求されない。なお、接続部210の部分は発電には寄与しないため、単位発電量当りの材料費が上昇する傾向がある。また、太陽電池モジュール400全体の重量も上昇してしまうため、軽量化のためには、接続部210の幅wをできるだけ狭いことが好ましい。
Next, as shown in FIG. 2 (b), the width W of one strip
The width w of the strip-like
第1の帯状太陽電池素子2001上の透明電極層213に存在する電子は集電電極214により集電し、集電電極214は隣接する第2の帯状太陽電池素子2002の導電性基板211aと接することにより、裏面電極層211bを介し、隣接した第2の帯状太陽電池素子2002に伝送される。ここで、集電電極214を設けることにより、通常、裏面電極層211bと比較して透明電極層213の電気抵抗が数桁高いことにより生じる、透明電極層213内における電子の損失を防ぐことができる。
First electrons present in the
ここで、可撓性基板としての可撓性フィルム310の材料は、本実施の形態では、耐侯性、耐湿性に優れた可塑性フィルムが望ましく、特に限定されない。具体的には、例えば、基材であるポリエチレンテレフタレート(PET)にフッ素系樹脂材料がコーティングされている一般的な太陽電池用バックシート、複数のフィルムを積層したラミネート型フィルム等が挙げられる。ここで、ラミネート型フィルムに使用するフィルムとしては、例えば、PETフィルム、エチレン酢酸ビニル(EVA)フィルム、ポリビニルフルオライド(PVF)フィルム、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)フィルム等が挙げられる。
粘着剤層320の材料としては、例えば、シリコーン系、EVA系、フッ素系等の粘接着剤が挙げられる。
Here, the material of the
Examples of the material of the pressure-
カバー部材220としては、耐侯性、耐湿性に優れた可塑性フィルムを用いることが重要である。さらに、カバー部材220として太陽電池モジュール400の表面に配置するため、透明性、耐衝撃性、防汚性が重要になる。カバー部材220の具体例としては、例えば、これらの性能に優れた複数のフィルムを積層したラミネート型フィルム等が挙げられる。ここで、積層された複数のフィルムとしては、例えば、ポリビニルフルオライド(PVF)フィルム、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)フィルム等が挙げられる。また、防湿性向上のため、SiO2あるいはガラス薄膜等の無機材料薄膜をラミネートフィルム内に真空製膜しておいても良い。
次に、太陽電池モジュール400の製造方法の一例を説明する。
As the
Next, an example of a method for manufacturing the
<太陽電池モジュール400の製造装置>
図3は、本実施の形態が適用される太陽電池モジュール400の製造装置の一例を説明する概略図である。図3に示す太陽電池モジュール400の製造装置は、予め集電電極214が形成されたウェブ状の薄膜太陽電池100が供給される供給部1と、供給部1から搬送された薄膜太陽電池100を複数の幅狭の帯状太陽電池素子200に裁断する裁断部2と、裁断部2で裁断された複数の帯状太陽電池素子200と粘着シート300とを圧着し一体成形する圧着部3と、圧着部3で粘着シート300と一体成形された太陽電池モジュール400を連続的に巻き取る巻き取り部4とから構成されている。
<Production apparatus for
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of a manufacturing apparatus for
供給部1は、供給手段として、薄膜太陽電池100がロール状に巻回された巻出ロール11と、巻出ロール11から薄膜太陽電池100を引き出し搬送する搬送ロール12とを有している。裁断部2は、薄膜太陽電池100を複数の幅狭の帯状太陽電池素子200に裁断する裁断手段として、回転刃21と回転受刃22とから構成されている刃物部(スリッタ)20を有している。薄膜太陽電池100は、巻出ロール11が矢印A方向に回転し、搬送ロール12により矢印B方向に搬送される。
The
圧着部3は、圧着手段として、刃物部(スリッタ)20により形成された複数の幅狭の帯状太陽電池素子200の各々を搬送方向に対し所定の角度で傾斜させる傾斜ガイドロール群30と、粘着剤を塗布した粘着シート300を供給する粘着シートロール31と、複数の幅狭の帯状太陽電池素子200を粘着シート300に圧着し一体成形する一対のロール321,322からなる圧着ロール32と、を有している。
The crimping section 3 is a pressure-bonding means, an inclined
巻き取り部4は、巻き取り手段として圧着部3で粘着シート300と一体成形された太陽電池モジュール400を連続的に巻き取る巻き取りロール40を有している。巻き取りロール40は、矢印C方向に回転し太陽電池モジュール400を連続的に巻き取る。
The winding unit 4 includes a winding
図3に示すように、巻出ロール11から引き出した薄膜太陽電池100を裁断する裁断部2の刃物部(スリッタ)20は、回転駆動される薄円盤状の複数の回転刃21と受け刃としてローラ状に形成された複数の回転受刃22とから構成されている。幅広な薄膜太陽電池100は、上下一対の回転刃21と回転受刃22との間を通過する際に、複数の幅狭の帯状太陽電池素子200に裁断される。回転刃21及び回転受刃22を構成する刃の間隔(ピッチ)は特に限定されないが、本実施の形態では、4mm〜10mmの範囲内で適宜選択される。
As shown in FIG. 3, the blade part (slitter) 20 of the cutting part 2 which cuts the thin film
圧着部3の傾斜ガイドロール群30は、複数の幅狭の帯状太陽電池素子200を搬送方向に対し所定の角度で傾斜させるとともに、隣り合う帯状太陽電池素子200同士の幅方向の側縁部(エッジ)の一部が重なるように間隔を狭めている。粘着シートロール31は、可撓性基板としての可撓性シートの表面に粘着剤を塗布した粘着シート300を、粘着剤が帯状太陽電池素子200の導電性基板側と対向するように供給する。圧着ロール32は、傾斜ガイドロール群30により幅方向の端部(エッジ)の一部が重なった複数の帯状太陽電池素子200と粘着シート300とを、一対のロール321,322の間を通過させる際に圧着している。
The inclined
<傾斜ガイドロール群30>
図4は、傾斜ガイドロール群30を説明する図である。図4(a)は、傾斜ガイドロール群30の概略図である。図4(b)は、図3中の傾斜ガイドロール群30の部分を矢印4bの方向から見た概略図である。
図4(a)に示すように、傾斜ガイドロール群30は、共通の支軸304と、支軸304に対し所定の角度をなすように形成された複数の回転軸303(3031,・・・303i)と、各回転軸303にそれぞれ取り付けられた複数の傾斜ガイドロール301(3011,・・・301i)とから構成されている。傾斜ガイドロール301(3011,・・・301i)に両端にはガイド302(3021,・・・302i)が設けられている。尚、傾斜ガイドロール301の内部にはベアリング等が設けられても良い。
<Inclined
FIG. 4 is a diagram illustrating the inclined
As shown in FIG. 4A, the inclined
図4(b)に示すように、刃物部(スリッタ)20(図3参照)により裁断された複数の帯状太陽電池素子200(2001,・・・200i)は、傾斜ガイドロール群30の傾斜ガイドロール301(図4(a)参照)により、それぞれが搬送方向に対し所定の角度で傾斜するとともに、隣接する帯状太陽電池素子200同士の間隔が狭められる。そして、互いに側縁部の一部が重なる接続部210(2101,・・・210i)が形成される。
隣接する帯状太陽電池素子200の側縁部が重なる接続部210(2101,・・・210i)は、2つの電極層とこれらに挟まれた発電層とを有する帯状太陽電池素子200において、第1の帯状太陽電池素子2001の導電性基板の端部と隣接する第2の帯状太陽電池素子2002の上部電極層の端部とが、集電電極214を介して重ねられている。
As shown in FIG. 4B, the plurality of strip-shaped solar cell elements 200 (200 1 ,... 200 i ) cut by the blade part (slitter) 20 (see FIG. 3) Each of the inclined guide rolls 301 (see FIG. 4A) is inclined at a predetermined angle with respect to the transport direction, and the interval between the adjacent strip-shaped
The connecting portion 210 (210 1 ,... 210 i ) where the side edge portions of the adjacent strip-shaped
<太陽電池モジュール400の製造方法>
次に、図1乃至図4を参照し、本実施の形態が適用される太陽電池モジュール400の製造装置を用いて太陽電池モジュール400を製造する方法について説明する。
先ず、ロール状に巻回された巻出ロール11から薄膜太陽電池100を繰り出し、刃物部(スリッタ)20に供給する(供給工程)。ここで、本実施の形態で使用する薄膜太陽電池100は、前述したように、シート状の導電性基板211a上に下部電極層となる裏面電極層211bと発電層を構成する半導体層212を成膜し、この半導体層212上に透明電極層213を上部電極層として成膜し、さらに、透明電極層213上に導電性ペーストを用いたスクリーン印刷により、複数の集電電極214を並列に設けた広範なウェブである。
<Method for Manufacturing
Next, with reference to FIG. 1 thru | or FIG. 4, the method to manufacture the
First, the thin film
本実施の形態では、透明電極層213上に設けられた複数の集電電極214は、ウェブの搬送方向(長手方向)に対し略直角になるように、且つウェブの長辺の一端から他端まで形成され、搬送方向(長手方向)に所定の間隔dを設けて並列に形成されていることが特徴である。
ここで、ウェブ状の薄膜太陽電池100の全幅寸法は50cm〜100cmであり、長さは特に限定されないが、通常、10,000m以下である。本実施の形態では、薄膜太陽電池100は、透明電極層213及び集電電極214が表面になるように巻出ロール11に巻回されている。
In the present embodiment, the plurality of collecting
Here, the full width dimension of the web-like thin film
次に、巻出ロール11から供給された薄膜太陽電池100は、刃物部(スリッタ)20において、上下一対の回転刃21と回転受刃22との間を通過する際に、搬送方向と略平行に裁断され、複数の幅狭の帯状太陽電池素子200が形成される(裁断工程)。
Next, when the thin film
続いて、形成された複数の帯状太陽電池素子200のそれぞれを、傾斜ガイドロール群30により搬送方向に対し所定の角度で傾斜させる。傾斜ガイドロール群30を通過した帯状太陽電池素子200は、隣接する帯状太陽電池素子200同士の間隔が狭められ、互いに側縁部の一部が重なる接続部210(2101,・・・210i)が形成される。次いで、側縁部の一部が重なった複数の帯状太陽電池素子200と粘着シートロール31から供給された粘着シート300とを圧着ロール32により圧着することにより一体成形し、太陽電池モジュール400を形成する(圧着工程)。
Subsequently, each of the formed strip-shaped
本実施の形態では、粘着シート300は、予め粘着ロールシートとして製品化されたものを使用し、圧着ロール32により帯状太陽電池素子200と粘着シート300とを圧着し、これらを一体成形している。
また、製品化された粘着ロールシート以外のものを使用する場合は、例えば、所定のバックシート等の表面に圧着ロール32の直前で粘接着剤を塗布し、これらと帯状太陽電池素子200とを圧着ロール32で圧着することもできる。この方法は、粘着剤層320と可撓性フィルム310及び帯状太陽電池素子200の導電性基板211aとの密着性を向上させるため、粘接着剤の粘度を減少させる必要がある場合に有効である。
このとき、透明電極層213の表面に導電性ペーストにより形成された集電電極214は、接続部210における接着剤として機能する。これにより、太陽電池モジュール400は、複数の帯状太陽電池素子200が直列に接続された接続体として形成される。
In the present embodiment, the pressure-
Moreover, when using things other than the product pressure-sensitive adhesive roll sheet, for example, an adhesive is applied to the surface of a predetermined back sheet or the like immediately before the pressure-
At this time, the
最後に、粘着シート300と一体成形された太陽電池モジュール400は、巻き取りロール40に連続的に巻き取られ(巻き取り工程)、ロール状太陽電池モジュール500が得られる。巻き取りロール40に巻回されたロール状太陽電池モジュール500は、複数の幅狭な帯状太陽電池素子200が直列に接続することにより集積化した太陽電池モジュール400をロールとして取り扱うことができる。ロール状太陽電池モジュール500の幅Mは特に限定されないが、本実施の形態では、10cm〜100cmの範囲である。巻き取りロール40に巻回された太陽電池モジュール400の長さは特に限定されないが、本実施の形態では、100m〜10,000mの範囲である。
Finally, the
上述した製造方法によれば、複数の集電電極214を並列に設けた広範なウェブを予め調製し、これをスリッタにより切断することにより、複数の集電電極214を設けた幅狭な帯状太陽電池素子200を効率良く製造することが可能となる。また、裏面電極層211bを成膜した導電性基板211aの端部と透明電極層213の端部とを重ね、隣接する帯状太陽電池素子200の接続部210を形成することにより、従来のように櫛形集電電極を形成する必要がなく、複数の帯状太陽電池素子200が直列に接続された接続体として形成される。
また、例えば、シート状の薄膜太陽電池の表面に複数本の櫛形集電電極を形成した後、これを精度良く所定の幅の幅狭な帯状太陽電池に切断する工程が不要となり、生産性が向上する。
According to the manufacturing method described above, a wide band web provided with a plurality of collecting
In addition, for example, after forming a plurality of comb-shaped current collecting electrodes on the surface of a sheet-like thin film solar cell, a step of cutting it into a narrow strip solar cell with a predetermined width with high accuracy is not required, and productivity is improved. improves.
尚、以上の説明は、本発明の実施の形態を説明するための一例に過ぎず、本発明は本実施の形態に限定されるものではない。
本発明は複数の元素から構成される半導体層と、これを挟む2つの電極層を備える光発電素子や、このような構造を有する光発電素子の製造方法に応用することができる。例えば、Cd−Te系に代表されるIII−V族半導体、Cu−In−Se系に代表されるI−III−VI族半導体、Cu−Zn−Sn−S系化合物に代表されるI−II−IV−VI族半導体、II−IV−V族半導体、Si−Ge系等の2種類以上の元素からなるIV族半導体に適用することも可能である。
In addition, the above description is only an example for demonstrating embodiment of this invention, and this invention is not limited to this embodiment.
The present invention can be applied to a photovoltaic device including a semiconductor layer composed of a plurality of elements and two electrode layers sandwiching the semiconductor layer, and a method for manufacturing a photovoltaic device having such a structure. For example, a III-V group semiconductor typified by a Cd-Te system, an I-III-VI group semiconductor typified by a Cu-In-Se system, and an I-II typified by a Cu-Zn-Sn-S system compound The present invention can also be applied to an IV group semiconductor composed of two or more elements such as an -IV-VI group semiconductor, an II-IV-V group semiconductor, and a Si-Ge group.
1…供給部、2…裁断部、3…圧着部、4…巻き取り部、11…巻出ロール、12…搬送ロール、20…刃物部(スリッタ)、21…回転刃、22…回転受刃、30…傾斜ガイドロール群、31…粘着シートロール、32…圧着ロール、40…巻き取りロール、100…薄膜太陽電池、200…帯状太陽電池素子、210…接続部、211a…導電性基板、211b…裏面電極層、212…半導体層、213…透明電極層、214…集電電極、220…カバー部材、300…粘着シート、301…傾斜ガイドロール、310…可撓性フィルム、320…粘着剤層、400…太陽電池モジュール、500…ロール状太陽電池モジュール
DESCRIPTION OF
Claims (5)
導電性基板と、
前記導電性基板上に順に積層された下部電極層、発電層及び上部電極層と、
前記上部電極層の表面を当該上部電極層の長辺の一端から他端まで短手方向に横断し、且つ当該上部電極層の長手方向に所定の間隔を設け並列に配置された複数の集電電極と、
を有することを特徴とする帯状太陽電池素子。 A band-shaped solar cell element,
A conductive substrate;
A lower electrode layer, a power generation layer and an upper electrode layer, which are sequentially stacked on the conductive substrate;
A plurality of current collectors arranged in parallel across the surface of the upper electrode layer in a short direction from one end to the other end of the long side of the upper electrode layer and with a predetermined interval in the longitudinal direction of the upper electrode layer Electrodes,
A strip-shaped solar cell element characterized by comprising:
導電性基板上に順に積層された下部電極層、発電層、上部電極層及び当該上部電極層の長辺の一端から他端まで短手方向に横断し且つ当該上部電極層の長手方向に所定の間隔を設け並列に配置された複数の集電電極と、を有する帯状太陽電池素子を、少なくとも2個備え、
第1の帯状太陽電池素子の導電性基板の下側の幅方向の端部と、当該第1の帯状太陽電池素子に隣接する第2の帯状太陽電池素子の透明電極層の幅方向の端部が重なる接続部により直列に連結することを特徴とする太陽電池モジュール。 A solar cell module comprising a plurality of strip-like solar cell elements,
A lower electrode layer, a power generation layer, an upper electrode layer, and a long side of the upper electrode layer, which are sequentially stacked on the conductive substrate, traverse in a short direction from one end to the other end of the upper electrode layer and have a predetermined length in the longitudinal direction of the upper electrode layer. A plurality of current collecting electrodes arranged in parallel with a gap, and at least two strip-shaped solar cell elements,
The widthwise end of the first strip-shaped solar cell element on the lower side of the conductive substrate, and the widthwise end of the transparent electrode layer of the second strip-shaped solar cell element adjacent to the first strip-shaped solar cell element The solar cell modules are connected in series by overlapping connection portions.
導電性基板上に形成した下部電極層及び上部電極層に挟まれた発電層と当該上部電極層の長辺の一端から他端まで短手方向に横断し且つ当該上部電極層の長手方向に所定の間隔を設け並列に配置された複数の集電電極とを有する薄膜太陽電池を巻出ロールから供給する供給工程と、
前記供給工程により供給された前記薄膜太陽電池を搬送方向と略平行に裁断し複数の帯状太陽電池素子を形成する裁断工程と、
前記裁断工程により形成された複数の前記帯状太陽電池素子を搬送方向に対し所定の角度で傾斜させ、且つ複数の当該帯状太陽電池素子が直列に接続するように、第1の帯状太陽電池素子の導電性基板の一部と隣接する第2の帯状太陽電池素子の上部電極層の一部とを重ねつつ可撓性基板上に圧着し一体成形する圧着工程と、
前記圧着工程により一体成形された複数の前記帯状太陽電池素子の接続体を巻き取りロールに連続的に巻き取る巻き取り工程と、
を有す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 of manufacturing a solar cell module in which a plurality of strip-like solar cell elements are connected in series,
A power generation layer sandwiched between a lower electrode layer and an upper electrode layer formed on a conductive substrate and a long side of the upper electrode layer from one end to the other end in a short direction and predetermined in the longitudinal direction of the upper electrode layer Supplying a thin film solar cell having a plurality of collecting electrodes arranged in parallel with an interval of
A cutting step of cutting the thin-film solar cell supplied by the supplying step substantially parallel to the transport direction to form a plurality of strip-shaped solar cell elements;
The plurality of band-shaped solar cell elements formed by the cutting step are inclined at a predetermined angle with respect to the transport direction, and the plurality of band-shaped solar cell elements are connected in series. A crimping step in which a part of the conductive substrate and a part of the upper electrode layer of the second band-shaped solar cell element adjacent to each other are stacked and integrally molded on the flexible substrate;
A winding step of continuously winding the connection body of the plurality of strip-like solar cell elements integrally formed by the crimping step onto a winding roll;
The manufacturing method of the solar cell module characterized by having.
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013140903A (en) * | 2012-01-06 | 2013-07-18 | Toray Eng Co Ltd | Manufacturing device of solar cell module |
DE102012024754A1 (en) * | 2012-12-18 | 2014-06-18 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Thin-film solar cell assembly and method for its production |
JP2015198142A (en) * | 2014-03-31 | 2015-11-09 | 株式会社カネカ | Crystal silicon solar battery, manufacturing method for the same and solar battery module |
KR20180053993A (en) * | 2016-11-14 | 2018-05-24 | 한국생산기술연구원 | Solar cell module and manufacturing method thereof |
CN109168324A (en) * | 2015-12-30 | 2019-01-08 | 各星有限公司 | Advanced interconnection method for photovoltaic string and module |
JP2019004155A (en) * | 2012-11-08 | 2019-01-10 | サンパワー コーポレイション | High efficiency configuration for solar cell string |
WO2019016118A1 (en) * | 2017-07-20 | 2019-01-24 | Meyer Burger (Switzerland) Ag | Stabilized shingled solar cell strings and methods for their production |
KR20190027416A (en) * | 2017-09-06 | 2019-03-15 | 한국전자통신연구원 | Solar cell module and method of fabricating the same |
-
2010
- 2010-04-14 JP JP2010093569A patent/JP2011222920A/en active Pending
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013140903A (en) * | 2012-01-06 | 2013-07-18 | Toray Eng Co Ltd | Manufacturing device of solar cell module |
US11595000B2 (en) | 2012-11-08 | 2023-02-28 | Maxeon Solar Pte. Ltd. | High efficiency configuration for solar cell string |
JP2019004155A (en) * | 2012-11-08 | 2019-01-10 | サンパワー コーポレイション | High efficiency configuration for solar cell string |
DE102012024754A1 (en) * | 2012-12-18 | 2014-06-18 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Thin-film solar cell assembly and method for its production |
US9865755B2 (en) | 2012-12-18 | 2018-01-09 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foderung Der Angewandten Forschung E.V. | Method for producing a thin film cell arrangement |
JP2015198142A (en) * | 2014-03-31 | 2015-11-09 | 株式会社カネカ | Crystal silicon solar battery, manufacturing method for the same and solar battery module |
CN109168324A (en) * | 2015-12-30 | 2019-01-08 | 各星有限公司 | Advanced interconnection method for photovoltaic string and module |
KR101895025B1 (en) * | 2016-11-14 | 2018-09-04 | 한국생산기술연구원 | Solar cell module and manufacturing method thereof |
KR20180053993A (en) * | 2016-11-14 | 2018-05-24 | 한국생산기술연구원 | Solar cell module and manufacturing method thereof |
WO2019016118A1 (en) * | 2017-07-20 | 2019-01-24 | Meyer Burger (Switzerland) Ag | Stabilized shingled solar cell strings and methods for their production |
CN110959198A (en) * | 2017-07-20 | 2020-04-03 | 梅耶博格瑞士股份公司 | Stable shingled solar cell string and method for producing same |
KR20190027416A (en) * | 2017-09-06 | 2019-03-15 | 한국전자통신연구원 | Solar cell module and method of fabricating the same |
KR102396820B1 (en) * | 2017-09-06 | 2022-05-16 | 한국전자통신연구원 | Solar cell module and method of fabricating the same |
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