JP2013069897A - 太陽電池モジュール及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】取り出し電極の厚みによる基板の割れを防止し、信頼性の高い太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】太陽電池モジュールは、基板11の一面に、少なくとも第一電極層13、半導体層14及び第二電極層15が、この順に重ねられた光電変換体12が形成されてなる太陽電池と、太陽電池を構成する第二電極層上に配された集電電極と、集電電極に一端が電気的に接続され且つ太陽電池を構成する第二電極層上に配された取り出し電極21と、基板の一面に、光電変換体を少なくとも被覆するように配されたシール部材30と、シール部材上に配された被覆基板40と、を備え、シール部材が、取り出し電極及びその近傍の少なくとも一部を被覆するように配された第一シール部材31と、第一シール部材で被覆された部分以外の光電変換体を被覆するように配された第二シール部材32とからなり、第一シール部材は、第二シール部材よりも柔らかい材料からなる。
【選択図】図2
【解決手段】太陽電池モジュールは、基板11の一面に、少なくとも第一電極層13、半導体層14及び第二電極層15が、この順に重ねられた光電変換体12が形成されてなる太陽電池と、太陽電池を構成する第二電極層上に配された集電電極と、集電電極に一端が電気的に接続され且つ太陽電池を構成する第二電極層上に配された取り出し電極21と、基板の一面に、光電変換体を少なくとも被覆するように配されたシール部材30と、シール部材上に配された被覆基板40と、を備え、シール部材が、取り出し電極及びその近傍の少なくとも一部を被覆するように配された第一シール部材31と、第一シール部材で被覆された部分以外の光電変換体を被覆するように配された第二シール部材32とからなり、第一シール部材は、第二シール部材よりも柔らかい材料からなる。
【選択図】図2
Description
本発明は、取り出し電極の厚みに起因した基板の割れを防止できる太陽電池モジュール及びその製造方法に関する。
エネルギーの効率的な利用の観点から、近年、太陽電池はますます広く一般に利用されつつある。例えば、アモルファス(非結晶)シリコン薄膜を利用した太陽電池が、低コストの太陽電池として普及している。
アモルファスシリコン太陽電池は、光を受けると電子とホール(正孔)を発生するi型のアモルファスシリコン膜を、p型およびn型のシリコン膜で挟んだpin接合と呼ばれる層構造の半導体膜が用いられ、この半導体膜の両面にそれぞれ電極を形成したものである。
太陽光によって発生した電子とホールは、p型・n型半導体の電位差によって所定の方向に移動し、これが連続的に繰り返されることで発電する。
太陽光によって発生した電子とホールは、p型・n型半導体の電位差によって所定の方向に移動し、これが連続的に繰り返されることで発電する。
こうしたアモルファスシリコン太陽電池の具体的な構成としては、例えば、受光面側となるガラス基板にTCO(透明導電性酸化物)などの透明電極を正の電極(表面電極とも呼ぶ)として成膜し、この上にアモルファスシリコンからなる半導体膜と、負の電極(裏面電極とも呼ぶ)となるAg薄膜などを形成してなる。このような上下電極と半導体膜からなる光電変換体を備えたアモルファスシリコン太陽電池は、基板上に広い面積で均一に各層を成膜しただけでは抵抗値の間題もあるため、例えば、図17に示すように、光電変換体112を所定のサイズごとに電気的に区画した区画素子112aを形成し、互いに隣接する区画素子112a同士を電気的に接続してなる。具体的には、基板111上に広い面積で均一に形成した光電変換体112に、レーザー光などでスクライブ線(スクライブライン)119と称される溝を形成して多数の短冊状の区画素子112aとし、この区画素子同士を電気的に直列に接統した構造とする。
ところで、図17に示すように、太陽電池には、通常、その種類によらず、電子とホールを効率よく集めるための集電電極120、及び電気を外部に取り出すための取り出し電極121が設けられている(例えば、特許文献1参照)。
さらに、太陽電池は、光電変換体112を少なくとも被覆するように配されたシール部材130と、前記シール部材130上に配された被覆基板140とを有している。取り出し電極121は、シール部材130、被覆基板140を通じて外部に導出されている。
このような取り出し電極121は、例えばリボン状の銅箔、またはリボン状の銅箔とその周囲に設けられたメッキ層からなる。
さらに、太陽電池は、光電変換体112を少なくとも被覆するように配されたシール部材130と、前記シール部材130上に配された被覆基板140とを有している。取り出し電極121は、シール部材130、被覆基板140を通じて外部に導出されている。
このような取り出し電極121は、例えばリボン状の銅箔、またはリボン状の銅箔とその周囲に設けられたメッキ層からなる。
しかしながら、図18に示すように、このような取り出し電極121の厚みは基板面内において凹凸を生じさせてしまう。従来の太陽電池モジュールでは、シール部材130が取り出し電極121の厚みを吸収することが難しく、取り出し電極121の厚みに起因する内部応力が発生し、この内部応力によって基板が割れる場合があり、品質や信頼性を低下させる問題となっていた。
本発明は、このような従来の実情に鑑みて考案されたものであり、取り出し電極の厚みによる基板の割れを防止し、品質の良い太陽電池モジュールを提供することを第一の目的とする。
また、本発明は、取り出し電極の厚みによる基板の割れを防止し、信頼性の高い太陽電池モジュールを簡便に製造することが可能な太陽電池モジュールの製造方法を提供することを第二の目的とする。
また、本発明は、取り出し電極の厚みによる基板の割れを防止し、信頼性の高い太陽電池モジュールを簡便に製造することが可能な太陽電池モジュールの製造方法を提供することを第二の目的とする。
本発明の請求項1に記載の太陽電池モジュールは、基板の一面に、少なくとも第一電極層、半導体層及び第二電極層が、この順に重ねられた光電変換体が形成されてなる太陽電池と、前記太陽電池を構成する前記第二電極層上に配された集電電極と、前記集電電極に一端が電気的に接続され且つ前記太陽電池を構成する前記第二電極層上に配された取り出し電極と、前記基板の一面に、前記光電変換体を少なくとも被覆するように配された厚さ50〜1600μmのシール部材と、前記シール部材上に配された被覆基板と、を備え、前記シール部材が、前記取り出し電極及びその近傍の少なくとも一部を被覆するように配された第一シール部材と、前記第一シール部材で被覆された部分以外の前記光電変換体を被覆するように配された第二シール部材とからなり、前記第一シール部材は、前記第二シール部材よりも柔らかい材料からなることを特徴とする。
本発明の請求項2に記載の太陽電池モジュールは、基板の一面に、少なくとも第一電極層、半導体層及び第二電極層が、この順に重ねられた光電変換体が形成されてなる太陽電池と、前記太陽電池を構成する前記第二電極層上に配された集電電極と、前記集電電極に一端が電気的に接続され且つ前記太陽電池を構成する前記第二電極層上に配された取り出し電極と、前記基板の一面に、前記光電変換体を少なくとも被覆するように配されたシール部材と、前記シール部材上に配された被覆基板と、を備え、前記シール部材が、前記取り出し電極及びその近傍の少なくとも一部を被覆するように配された第一シール部材と、前記第一シール部材で被覆された部分以外の前記光電変換体を被覆するように配された第二シール部材とからなり、前記第一シール部材は、前記第二シール部材よりも厚みが薄いことを特徴とする。
本発明の請求項3に記載の太陽電池モジュールの製造方法は、請求項1又は2に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、基板の一面に、前記光電変換体、前記集電電極及び前記取り出し電極を重ねて配した後に、前記光電変換体上に、前記取り出し電極及びその近傍の少なくとも一部に対応する部位に開口部を有し、シート状の前記第二シール部材を設ける工程Aと、前記開口部に前記第一シール部材を設ける工程Bと、前記第一シール部材及び前記第二シール部材上に、前記被覆基板を設ける工程Cと、を少なくとも順に有すること、を特徴とする。
また、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、請求項1又は2に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、基板の一面に、前記光電変換体、前記集電電極及び前記取り出し電極を重ねて配した後に、前記基板の一面に、前記光電変換体を少なくとも被覆するように樹脂を塗布することにより前記シール部材を設ける工程を少なくとも有すること、を特徴とする。
本発明の請求項2に記載の太陽電池モジュールは、基板の一面に、少なくとも第一電極層、半導体層及び第二電極層が、この順に重ねられた光電変換体が形成されてなる太陽電池と、前記太陽電池を構成する前記第二電極層上に配された集電電極と、前記集電電極に一端が電気的に接続され且つ前記太陽電池を構成する前記第二電極層上に配された取り出し電極と、前記基板の一面に、前記光電変換体を少なくとも被覆するように配されたシール部材と、前記シール部材上に配された被覆基板と、を備え、前記シール部材が、前記取り出し電極及びその近傍の少なくとも一部を被覆するように配された第一シール部材と、前記第一シール部材で被覆された部分以外の前記光電変換体を被覆するように配された第二シール部材とからなり、前記第一シール部材は、前記第二シール部材よりも厚みが薄いことを特徴とする。
本発明の請求項3に記載の太陽電池モジュールの製造方法は、請求項1又は2に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、基板の一面に、前記光電変換体、前記集電電極及び前記取り出し電極を重ねて配した後に、前記光電変換体上に、前記取り出し電極及びその近傍の少なくとも一部に対応する部位に開口部を有し、シート状の前記第二シール部材を設ける工程Aと、前記開口部に前記第一シール部材を設ける工程Bと、前記第一シール部材及び前記第二シール部材上に、前記被覆基板を設ける工程Cと、を少なくとも順に有すること、を特徴とする。
また、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、請求項1又は2に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、基板の一面に、前記光電変換体、前記集電電極及び前記取り出し電極を重ねて配した後に、前記基板の一面に、前記光電変換体を少なくとも被覆するように樹脂を塗布することにより前記シール部材を設ける工程を少なくとも有すること、を特徴とする。
本発明の太陽電池モジュールでは、前記シール部材において、前記取り出し電極及びその近傍の少なくとも一部を被覆するように配された第一シール部材が、前記第一シール部材で被覆された部分以外の前記光電変換体を被覆するように配された第二シール部材よりも柔らかい材料からなるので、取り出し電極の厚みを、第一シール部材で吸収することができる。これにより取り出し電極の厚みによる基板へのストレスが太陽電池モジュール内部に発生しにくくなるので、発生するストレスが緩和される。ゆえに、本発明によれば、基板の割れを防止し、品質の良い太陽電池モジュールを提供することができる。ここで、「柔らかい」とは、物理的に、ヤング率や弾性率、粘性係数、流動性などにより、適宜表記されるものであり、第一シール部材と第二シール部材との間における相対的なものを意味する。
また、本発明の太陽電池モジュールでは、前記シール部材において、前記取り出し電極及びその近傍の少なくとも一部を被覆するように配された第一シール部材が、前記第一シール部材で被覆された部分以外の前記光電変換体を被覆するように配された第二シール部材よりも厚みが薄くなされているので、取り出し電極の厚みを、第一シール部材で吸収することができる。これにより取り出し電極の厚みによる基板へのストレスが太陽電池モジュール内部に発生しにくくなるので、発生するストレスが緩和される。ゆえに、本発明によれば、基板の割れを防止し、信頼性の高い太陽電池モジュールを提供することができる。
また、本発明の太陽電池モジュールの製造方法では、基板の一面に、前記光電変換体、前記集電電極及び前記取り出し電極を重ねて配した後に、前記光電変換体上に、前記取り出し電極及びその近傍の少なくとも一部に対応する部位に開口部を有し、シート状の前記第二シール部材を設ける工程Aと、前記開口部に前記第一シール部材を設ける工程Bと、前記第一シール部材及び前記第二シール部材上に、前記被覆基板を設ける工程Cと、を少なくとも順に有している。これにより本発明では、取り出し電極の厚みによる基板へのストレスが太陽電池モジュール内部に発生しにくくなるので、発生するストレスが緩和される。ゆえに、本発明によれば、基板の割れを防止し、信頼性の高い太陽電池モジュールを簡便に製造することが可能な太陽電池モジュールの製造方法を提供することができる。
また、本発明の太陽電池モジュールの製造方法では、基板の一面に、前記光電変換体、前記集電電極及び前記取り出し電極を重ねて配した後に、前記光電変換体上に、前記取り出し電極及びその近傍の少なくとも一部に対応する部位に開口部を有し、シート状の前記第二シール部材を設ける工程Aと、前記開口部に前記第一シール部材を設ける工程Bと、前記第一シール部材及び前記第二シール部材上に、前記被覆基板を設ける工程Cと、を少なくとも順に有している。これにより本発明では、取り出し電極の厚みによる基板へのストレスが太陽電池モジュール内部に発生しにくくなるので、発生するストレスが緩和される。ゆえに、本発明によれば、基板の割れを防止し、信頼性の高い太陽電池モジュールを簡便に製造することが可能な太陽電池モジュールの製造方法を提供することができる。
以下、本発明の太陽電池モジュール及びその製造方法について、図面を引用しながら詳しく説明する。なお、以下の説明で使用する図面は、本発明の特徴を判り易くするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。
<第一実施形態>
図1及び図2は、本実施形態の太陽電池モジュール1A(1)の一構成例を模式的に示す図であり、図1は分解斜視図、図2は、図1中Y1−Y2線における拡大断面図である。
本発明の太陽電池モジュール1A(1)は、基板11の一面11aに、少なくとも第一電極層13、半導体層14及び第二電極層15が、この順に重ねられた光電変換体12が形成されてなる太陽電池10と、前記太陽電池10を構成する前記第二電極層15上に配された集電電極20と、前記集電電極20に一端が電気的に接続され且つ前記太陽電池10を構成する前記第二電極層15上に配された取り出し電極21と、前記基板11の一面11aに、前記光電変換体12を少なくとも被覆するように配されたシール部材30と、前記シール部材30上に配された被覆基板40と、を備える。
図1及び図2は、本実施形態の太陽電池モジュール1A(1)の一構成例を模式的に示す図であり、図1は分解斜視図、図2は、図1中Y1−Y2線における拡大断面図である。
本発明の太陽電池モジュール1A(1)は、基板11の一面11aに、少なくとも第一電極層13、半導体層14及び第二電極層15が、この順に重ねられた光電変換体12が形成されてなる太陽電池10と、前記太陽電池10を構成する前記第二電極層15上に配された集電電極20と、前記集電電極20に一端が電気的に接続され且つ前記太陽電池10を構成する前記第二電極層15上に配された取り出し電極21と、前記基板11の一面11aに、前記光電変換体12を少なくとも被覆するように配されたシール部材30と、前記シール部材30上に配された被覆基板40と、を備える。
太陽電池10は、公知のもので良く、例えば、アモルファス型、マイクロクリスタル型等が例示でき、さらに、CIGS系やCdTe系を含む薄膜型、タンデム型等が例示できるが、これらに限定されない。
ここに示す太陽電池10は、図2に示すように、基板11の一面11aに、少なくとも第一電極(下部電極)層13、半導体層14、第二電極層(上部電極)層15がこの順に積層されてなる光電変換体12を備える。
基板11は、例えば、ガラスや透明樹脂等、太陽光の透適性に優れ、かつ耐久性を有する絶縁材料で形成されていれば良い。このような基板11の他面11b側から太陽光を入射させることで、太陽電池10を発電させることかできる。
第一電極層13は、透明な導電材料、例えば、TCO、ITOなどの光透過性の金属酸化物で形成されていれば良い。
また、第二電極層15は、銀(Ag)、銅(Cu)等の導電性の金属腹で形成されていれば良い。
また、第二電極層15は、銀(Ag)、銅(Cu)等の導電性の金属腹で形成されていれば良い。
例えば、太陽電池10が薄膜シリコン太陽電池である場合、半導体層14は、図2の上部に示すように、p型シリコン膜17とn型シリコン膜18との間にi型シリコン膜16を挟んだpin接合構造を成す。そして、この半導体層14に太陽光が入射すると、電子とホールか生じて、p型シリコン膜17とn型シリコン膜18との電位差によって活発に移動し、これが連続的に繰り返されることで第一電極層13と第二電極層15との間に電位差か生じる(光電変換)。なお、シリコン膜は、アモルファス型、マイクロクリスクル型等、いずれでも良い。
光電変換体12は、図1に示すように、通常、スクライブ腺19によって、例えば、外形が短冊状の多数の区画素子12aに分割される。この区画素子12aは、互いに隣接する区画素子同士の間で、例えば、電気的に直列に接続される。これにより、光電変換体12は、多数の区画素子を全て電気的に直列に繋いだ形態となり、高い電位差の電流を取り出すことができる。スクライブ線19は、例えば、基板11の一面11aに光電変換体12や裏面電極を形成した後、レーザー等によって光電変換体12に所定の間隔で溝を形成することにより形成すれば良い。
また、ここでは、半導体層14としてpin接合構造が一層であるものを例示しているが、これに限定されず、pin接合構造が二層又は三層等、複数層であるタンデム型でも良い。かかるタンデム型の半導体層14の場合、照射する光の波長により、光電変換を行う層を調節するようにできる。
ここに示す太陽電池モジュール1A(1)においては、太陽電池10の光電変換体12上に二つのリボン状の集電電極20が設けられている。
光電変換体12は、図1に示すように、表面が略四角形状となっており、表面の対内する二つの周縁部に沿って、集電電極20が配置されている。そして、集電電極20上には、取り出し電極21の一方の端部が配置されており、取り出し電極21及び集電電極20が電気的に接続されている。取り出し電極21の他方の端部側は、電気を容易に取り出せるように、光電変換体12の表面12aから立ち上がるように曲げられている。
太陽電池モジュール1A(1)においては、取り出し電極21と光電変換体12との間に、保護シート22、絶縁シート24,25が配置されており、取り出し電極21と光電変換体12とが接触しないようになっている。
光電変換体12は、図1に示すように、表面が略四角形状となっており、表面の対内する二つの周縁部に沿って、集電電極20が配置されている。そして、集電電極20上には、取り出し電極21の一方の端部が配置されており、取り出し電極21及び集電電極20が電気的に接続されている。取り出し電極21の他方の端部側は、電気を容易に取り出せるように、光電変換体12の表面12aから立ち上がるように曲げられている。
太陽電池モジュール1A(1)においては、取り出し電極21と光電変換体12との間に、保護シート22、絶縁シート24,25が配置されており、取り出し電極21と光電変換体12とが接触しないようになっている。
前記集電電極20及び取り出し電極21は、リボン状の銅箔とその周囲に設けられたメッキ層からなる。
銅箔の厚みとしては特に限定されるものではないが、例えば30〜300[μm]とし、その幅は特に限定されるものではないが、例えば0.1〜10[mm]とする。
また、メッキ層は、例えばAg(銀)、Sn(錫)、Cu(銅)等の材料からなり、その厚みは特に限定されるものではないが、例えば1〜100[μm]とする。
銅箔の厚みとしては特に限定されるものではないが、例えば30〜300[μm]とし、その幅は特に限定されるものではないが、例えば0.1〜10[mm]とする。
また、メッキ層は、例えばAg(銀)、Sn(錫)、Cu(銅)等の材料からなり、その厚みは特に限定されるものではないが、例えば1〜100[μm]とする。
被覆基板40は、シール部材30を介して太陽電池10、集電電極20及び取り出し電極21を覆うように重ねて配されている。また、被覆基板40には開口部40aが設けられており、この開口部40aを介して取り出し電極21の他端21bが外部に引き出されている。
被覆基板40は、例えば、ガラスや透明樹脂等、耐久性を有する絶縁材料で形成されていれば良い。
被覆基板40は、例えば、ガラスや透明樹脂等、耐久性を有する絶縁材料で形成されていれば良い。
そして本発明の太陽電池モジュール1A(1)は、前記シール部材30が、前記取り出し電極21及びその近傍の少なくとも一部を被覆するように配された第一シール部材31と、前記第一シール部材31で被覆された部分以外の前記光電変換体12を被覆するように配された第二シール部材32とからなり、前記第一シール部材31は、前記第二シール部材32よりも柔らかい材料からなることを特徴とする。
本発明では、前記シール部材30において、前記取り出し電極21及びその近傍の少なくとも一部を被覆するように配された第一シール部材31が、前記第一シール部材31で被覆された部分以外の前記光電変換体12を被覆するように配された第二シール部材32よりも柔らかい材料からなるので、取り出し電極21の厚みを、第一シール部材31で吸収することができる。これにより取り出し電極21の厚みによる基板へのストレスが太陽電池モジュール内部に発生しにくくなるので、発生するストレスが緩和される。その結果、本発明の太陽電池モジュール1A(1)は、基板11の割れが防止され、信頼性の高いものとなる。
第二シール部材32を構成する材料としては、例えば、塩化ビニル樹脂;ポリエチレン;、ポリプロピレン;ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンナフタレート(PBN)等のポリエステル樹脂、トリアセチルセルロース(TAC);エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)等を用いることができる。
なお、第一シール部材31と第二シール部材32とは、それぞれ異なる材料であってもよいし、同じ材料であっても組成等を変えることにより、第一シール部材31が第二シール部材32よりも柔らかくなされているものであってもよい。
次に、このような太陽電池モジュール1A(1)の製造方法について説明する。
図3〜図14は、本発明の太陽電池モジュール1A(1)の製造方法を説明する図であり、図3,5,7,9,11,13は斜視図、図4,6,8,10,12,14は、それぞれ、図3,5,7,9,11,13中X−X線における断面図である。
図3〜図14は、本発明の太陽電池モジュール1A(1)の製造方法を説明する図であり、図3,5,7,9,11,13は斜視図、図4,6,8,10,12,14は、それぞれ、図3,5,7,9,11,13中X−X線における断面図である。
本発明の太陽電池モジュール1A(1)の製造方法は、基板11の一面に、前記光電変換体12、前記集電電極20及び前記取り出し電極21を重ねて配した後に、前記光電変換体12上に、前記取り出し電極21及びその近傍の少なくとも一部に対応する部位に開口部32aを有し、シート状の前記第二シール部材32を設ける工程Aと、前記開口部32aに前記第一シール部材31を設ける工程Bと、前記第一シール部材31及び前記第二シール部材32上に、前記被覆基板40を設ける工程Cと、を少なくとも順に有すること、を特徴とする。
太陽電池10は公知の方法に従って製造できる。例えば、基板11の一面11a上に第一電極層13、半導体層14及び第二電極層15をこの順に積層して光電変換体12を形成する。なお、各層の厚さは従来の太陽電池と同様である。
光電変換体12は、図3に示すように、通常、スクライブ線19によって、例えば、外形が短冊状の多数の区画素子12aに分割される。この区画素子12aは、互いに電気的に区画されるとともに、互いに隣接する区画素子12a同士の間で、例えば、電気的に直列に接続される。これにより、光電変換体12は、多数の区画素子12aを全て電気的に直列に繋いだ形態となり、高い電位差の電気を取り出すことができる。スクライブ線19は、例えば、基板11の一面11aに均一に光電変換体12を形成した後、レーザー等によって光電変換体12に所定の間隔で溝を形成することにより形成すれば良い。また、必要に応じて、第二電極層15上に保護層を積層しても良い。
次に、光電変換体12を構成する第二電極層15上に集電電極20を配する。
図3、図4に示すように、多数の区画素子12aのうち、両端に位置する区画素子12aの第二電極層15上に、例えば半田(図示せず)を介して一対の集電電極20を電気的に接続する。接続には一般的な半田ごてが用いられる。集電電極20はリボン状の銅箔とその周囲に設けられたメッキ層からなり、区画素子12aの延在方向に平行して配される。
図3、図4に示すように、多数の区画素子12aのうち、両端に位置する区画素子12aの第二電極層15上に、例えば半田(図示せず)を介して一対の集電電極20を電気的に接続する。接続には一般的な半田ごてが用いられる。集電電極20はリボン状の銅箔とその周囲に設けられたメッキ層からなり、区画素子12aの延在方向に平行して配される。
次に、光電変換体12を構成する第二電極層15上に取り出し電極21を配する。
取り出し電極21は、集電電極20と同様に、リボン状の銀箔とその周囲に設けられたメッキ層からなる。
まず、図5、図6に示すように、セル中央部の光電変換体12(第二電極層15)上に保護シート22、絶縁シート23を配する。
さらに、図7、図8に示すように、光電変換体12(第二電極層15)上に絶縁シート24を配し、絶縁シート24上に取り出し電極21を配する。
絶縁シート22,24の材質は、樹脂類であることが好ましく、合成樹脂であることがより好ましい。好ましい合成樹脂としては、シリコン樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂が例示できる。絶縁シート22,24は公知のもので良く、市販品を使用しても良い。
また、取り出し電極21の一端21aを、集電電極20に電気的に接続する。この接続には半田を用いても良いし、超音波半田ごて等を用いて集電電極20及び取り出し電極21のメッキ層を溶融させることで接続しても良い。一方、取り出し電極21の他端21bは、光電変換体12から立ち上がるように折り曲げておく。
取り出し電極21は、集電電極20と同様に、リボン状の銀箔とその周囲に設けられたメッキ層からなる。
まず、図5、図6に示すように、セル中央部の光電変換体12(第二電極層15)上に保護シート22、絶縁シート23を配する。
さらに、図7、図8に示すように、光電変換体12(第二電極層15)上に絶縁シート24を配し、絶縁シート24上に取り出し電極21を配する。
絶縁シート22,24の材質は、樹脂類であることが好ましく、合成樹脂であることがより好ましい。好ましい合成樹脂としては、シリコン樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂が例示できる。絶縁シート22,24は公知のもので良く、市販品を使用しても良い。
また、取り出し電極21の一端21aを、集電電極20に電気的に接続する。この接続には半田を用いても良いし、超音波半田ごて等を用いて集電電極20及び取り出し電極21のメッキ層を溶融させることで接続しても良い。一方、取り出し電極21の他端21bは、光電変換体12から立ち上がるように折り曲げておく。
次に、シール部材30を、太陽電池10を被覆するように重ねて形成する。
特に、本実施形態では、まず、図9、図10に示すように、前記光電変換体12上に、前記取り出し電極21及びその近傍の少なくとも一部に対応する部位に開口部32aを有し、シート状の前記第二シール部材32を設ける(工程A)。
なお、このとき、取り出し電極21の他端21bを、開口部32aを通じて、シール部材30の外側に延出させておく。
特に、本実施形態では、まず、図9、図10に示すように、前記光電変換体12上に、前記取り出し電極21及びその近傍の少なくとも一部に対応する部位に開口部32aを有し、シート状の前記第二シール部材32を設ける(工程A)。
なお、このとき、取り出し電極21の他端21bを、開口部32aを通じて、シール部材30の外側に延出させておく。
次に、図11、図12に示すように、前記開口部32aに前記第一シール部材31を設ける(工程B)。
このとき、第一シール部材31として、第二シール部材32よりも柔らかい材料を用いる。これにより、取り出し電極21の厚みを、第一シール部材31で吸収することができる。
このとき、第一シール部材31として、第二シール部材32よりも柔らかい材料を用いる。これにより、取り出し電極21の厚みを、第一シール部材31で吸収することができる。
そして、図13、図14に示すように、前記第一シール部材31及び前記第二シール部材32上に、前記被覆基板40を設け(工程C)、固定することで、太陽電池モジュール1A(1)の製造が完了する。
なお、このとき、取り出し電極21の他端21bを、第一シール部材31、及び被覆基板40に設けられた開口部40aを通じて、被覆基板40の外側に延出させる。
このように、本発明では、取り出し電極21の厚みによる基板へのストレスが太陽電池モジュール内部に発生しにくくなるので、基板へのストレスが緩和される。ゆえに、基板11の割れを防止し、信頼性の高い太陽電池モジュール1A(1)を簡便に製造できる。
なお、このとき、取り出し電極21の他端21bを、第一シール部材31、及び被覆基板40に設けられた開口部40aを通じて、被覆基板40の外側に延出させる。
このように、本発明では、取り出し電極21の厚みによる基板へのストレスが太陽電池モジュール内部に発生しにくくなるので、基板へのストレスが緩和される。ゆえに、基板11の割れを防止し、信頼性の高い太陽電池モジュール1A(1)を簡便に製造できる。
<第二実施形態>
次に、本発明の太陽電池モジュール及びその製造方法の第二実施形態について説明する。なお、以下の説明では、上述した第一実施形態と異なる部分について主に説明し、第一実施形態と同様の部分についてはその説明を省略する。
次に、本発明の太陽電池モジュール及びその製造方法の第二実施形態について説明する。なお、以下の説明では、上述した第一実施形態と異なる部分について主に説明し、第一実施形態と同様の部分についてはその説明を省略する。
図15は、本実施形態の太陽電池モジュール1B(1)の構成例を模式的に示す
図である。
図15及び図16は、本実施形態の太陽電池モジュール1B(1)の一構成例を模式的に示す図であり、図15は分解斜視図、図16は、図15中Y3−Y4線における断面図である。
本実施形態の太陽電池モジュール1B(1)は、前記シール部材30が、前記取り出し電極21及びその近傍の少なくとも一部を被覆するように配された第一シール部材31と、前記第一シール部材31で被覆された部分以外の前記光電変換体12を被覆するように配された第二シール部材32とからなり、前記第一シール部材31は、前記第二シール部材32よりも厚みが薄いことを特徴とする。
図である。
図15及び図16は、本実施形態の太陽電池モジュール1B(1)の一構成例を模式的に示す図であり、図15は分解斜視図、図16は、図15中Y3−Y4線における断面図である。
本実施形態の太陽電池モジュール1B(1)は、前記シール部材30が、前記取り出し電極21及びその近傍の少なくとも一部を被覆するように配された第一シール部材31と、前記第一シール部材31で被覆された部分以外の前記光電変換体12を被覆するように配された第二シール部材32とからなり、前記第一シール部材31は、前記第二シール部材32よりも厚みが薄いことを特徴とする。
本実施形態の太陽電池モジュール1B(1)では、前記シール部材30において、前記取り出し電極21及びその近傍の少なくとも一部を被覆するように配された第一シール部材31が、前記第一シール部材31で被覆された部分以外の前記光電変換体12を被覆するように配された第二シール部材32よりも厚みが薄くなされているので、取り出し電極21の厚みを、第一シール部材31で吸収することができる。これにより取り出し電極21の厚みによる基板へのストレスが太陽電池モジュール内部に発生しにくくなるので、発生するストレスが緩和される。ゆえに、本発明の太陽電池モジュール1B(1)では、基板11の割れが防止され、信頼性の高いものとなる。
このときの第一シール部材31の厚みとしては、特に限定されるものではないが、第一シール部材31の厚みと、取り出し電極21の厚みの和が、第二シール部材32の厚みとほぼ等しくなるように設定する。これにより、取り出し電極21の厚みを、第一シール部材31で十分に吸収することができる。
第一シール部材31、第二シール部材32の材料としては、上述したような材料を用いることができる。
また、第一シール部材31と第二シール部材32は、同じ材料から構成されていてもよいし、異なる材料から構成されていてもよい。例えば、第一シール部材31を、第二シール部材32よりも柔らかい材料から構成することで、取り出し電極21の厚みを、第一シール部材31でより確実に吸収することができる。
また、第一シール部材31と第二シール部材32は、同じ材料から構成されていてもよいし、異なる材料から構成されていてもよい。例えば、第一シール部材31を、第二シール部材32よりも柔らかい材料から構成することで、取り出し電極21の厚みを、第一シール部材31でより確実に吸収することができる。
このような本実施形態の太陽電池モジュール1B(1)は、上述した第一実施形態の太陽電池モジュール1A(1)とほぼ同様にして製造することができる。
前記光電変換体12上に、前記取り出し電極21及びその近傍の少なくとも一部に対応する部位に開口部32aを有し、シート状の前記第二シール部材32を設ける(工程A)。
前記光電変換体12上に、前記取り出し電極21及びその近傍の少なくとも一部に対応する部位に開口部32aを有し、シート状の前記第二シール部材32を設ける(工程A)。
次に、前記開口部32aに前記第一シール部材31を設ける(工程B)。このとき、第一シール部材31を、第二シール部材32よりも薄く配する。これにより、取り出し電極21の厚みを、第一シール部材31で吸収することができる。
第一シール部材31及び前記第二シール部材32上に、前記被覆基板40を設ける(工程C)。
第一シール部材31及び前記第二シール部材32上に、前記被覆基板40を設ける(工程C)。
このようにして、取り出し電極21の厚みによる基板へのストレスが太陽電池モジュール内部に発生しにくくなるので、発生するストレスが緩和される。ゆえに、基板11の割れを防止し、信頼性の高い太陽電池モジュール1B(1)を簡便に製造することができる。
以上、本発明の太陽電池モジュール及びその製造方法について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本発明の太陽電池モジュールは、図で例示したものに限定されず、本発明の効果を損なわない範囲内において、適宜構成の一部を変更しても良い。
例えば、本発明の太陽電池モジュールは、図で例示したものに限定されず、本発明の効果を損なわない範囲内において、適宜構成の一部を変更しても良い。
本発明は、太陽電池モジュール及びその製造方法に広く適用可能である。
1A、1B(1) 太陽電池モジュール、10 太陽電池、11 基板、11a 一面、12 光電変換体、13 第一電極層、14 半導体層、15 第二電極層、20 集電電極、21 取り出し電極、21a 一端、21b 他端、30 シール部材、31 第一シール部材、32 第二シール部材、32a 開口部、40 被覆基板。
Claims (3)
- 基板の一面に、少なくとも第一電極層、半導体層及び第二電極層が、この順に重ねられた光電変換体が形成されてなる太陽電池と、
前記太陽電池を構成する前記第二電極層上に配された集電電極と、前記集電電極に一端が電気的に接続され且つ前記太陽電池を構成する前記第二電極層上に配された取り出し電極と、
前記基板の一面に、前記光電変換体を少なくとも被覆するように配された厚さ50〜1600μmのシール部材と、
前記シール部材上に配された被覆基板と、を備え、
前記シール部材が、
前記取り出し電極及びその近傍の少なくとも一部を被覆するように配された第一シール部材と、
前記第一シール部材で被覆された部分以外の前記光電変換体を被覆するように配された第二シール部材とからなり、
前記第一シール部材は、前記第二シール部材よりも柔らかい材料からなることを特徴とする太陽電池モジュール。 - 基板の一面に、少なくとも第一電極層、半導体層及び第二電極層が、この順に重ねられた光電変換体が形成されてなる太陽電池と、
前記太陽電池を構成する前記第二電極層上に配された集電電極と、前記集電電極に一端が電気的に接続され且つ前記太陽電池を構成する前記第二電極層上に配された取り出し電極と、
前記基板の一面に、前記光電変換体を少なくとも被覆するように配されたシール部材と、
前記シール部材上に配された被覆基板と、を備え、
前記シール部材が、
前記取り出し電極及びその近傍の少なくとも一部を被覆するように配された第一シール部材と、
前記第一シール部材で被覆された部分以外の前記光電変換体を被覆するように配された第二シール部材とからなり、
前記第一シール部材は、前記第二シール部材よりも厚みが薄いことを特徴とする太陽電池モジュール。 - 請求項1又は2に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、
基板の一面に、前記光電変換体、前記集電電極及び前記取り出し電極を重ねて配した後に、
前記光電変換体上に、前記取り出し電極及びその近傍の少なくとも一部に対応する部位に開口部を有し、シート状の前記第二シール部材を設ける工程Aと、
前記開口部に前記第一シール部材を設ける工程Bと、
前記第一シール部材及び前記第二シール部材上に、前記被覆基板を設ける工程Cと、を少なくとも順に有すること、を特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
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JP2011207794A JP2013069897A (ja) | 2011-09-22 | 2011-09-22 | 太陽電池モジュール及びその製造方法 |
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