JP2013243178A - Solar cell module and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数個の太陽電池セルを備えた太陽電池モジュールに関するもので、特に反射防止膜に関するものである。 The present invention relates to a solar cell module including a plurality of solar cells, and particularly to an antireflection film.
近年、太陽電池はクリーンなエネルギー源として多くの関心が寄せられており、特に発電効率の高いシリコン太陽電池は、住宅などのハイエンド市場向けの電力用の最有力候補として、変換効率の向上や低コスト化の研究が盛んに行われている。 In recent years, solar cells have attracted a lot of attention as a clean energy source. Particularly, silicon solar cells with high power generation efficiency are the most promising candidates for electric power for high-end markets such as homes. Research on cost reduction has been actively conducted.
こうした状況の中で、太陽光をより多く透過させて変換効率を向上させるために、太陽電池モジュールの透光性部材上に反射防止膜を形成し、透光性部材との屈折率の違いを利用して反射率を低減させる方法が知られている。 In such a situation, in order to improve the conversion efficiency by transmitting more sunlight, an antireflection film is formed on the translucent member of the solar cell module, and the difference in refractive index from the translucent member is reduced. There is known a method of reducing the reflectance by using it.
特許文献1などには、反射防止膜の形成方法の一つとして、ゾルゲル法と呼ばれる、金属アルコキシドと有機溶媒を混合し、水と触媒を用いて加水分解(図4(a)を参照)を行うことにより水酸化物とし、それら反応物を縮合させる(図4(b)を参照)ことで、300℃以下の低温で金属酸化物を形成する方法が提案されている。
In
このゾルゲル法により形成した反射防止膜は、シリカ粒子とシリカ粒子を保持するマトリクスを有した多孔質体であり、膜内の空隙部分は実質的に空気と同じ屈折率(屈折率1.0)であるため、その微粒子の材質や粒子を保持するマトリクスの屈折率が大きくても、膜としてみれば結果的に空気に近い屈折率となる。従って、この膜を透光性部材上に形成することで反射率を低減することができる。 The antireflection film formed by this sol-gel method is a porous body having silica particles and a matrix that holds the silica particles, and the void portion in the film has substantially the same refractive index as that of air (refractive index of 1.0). Therefore, even if the material of the fine particles and the refractive index of the matrix holding the particles are large, the refractive index is close to that of air as a film. Therefore, the reflectance can be reduced by forming this film on the translucent member.
ところで、特許文献2などには、太陽電池モジュールの反射防止膜付き透光性部材は、反射防止膜原料をディップ法・スプレー法等を用いて、強化されていない透光性部材の全面に一様に塗布し、低温で加熱して反射防止膜を形成した後、強化のために少なくとも630℃以上の高温で反射防止膜付きの透光性部材を加熱し、引き続き冷却して製造することが開示されている。
By the way, in
更に、図5に示すように特許文献3などには、反射防止膜4付きの透光性部材5の端部を、シリコーンからなる充填材7を介して、アルミウムからなる枠部材8によって挟んで一体化することにより、太陽電池モジュールを製造することが開示されている。1は太陽電池セル、2は隣接した太陽電池セル1の間を電気接続する接続体、3は透過性封止剤、6は裏面部材である。
Further, as shown in FIG. 5, in
特許文献2では、強化されていない透光性部材の全面に、反射防止膜原料をディップ法・スプレー法等を用いて一様に塗布し、これを低温で加熱して反射防止膜を形成した後、強化のために少なくとも630℃以上の高温で加熱し、引き続き冷却して反射防止膜付きの透光性部材を製造することが開示されている。この製造方法では、反射防止膜に少なくとも630℃以上の高温が付加されているため、シロキサンの加水分解・縮重合反応や焼結が進み、反射防止膜の硬度および反射防止膜と透光性部材の間の密着性が高くなる。
In
しかしながら、上記反射防止膜では、加熱温度が630℃と高いため、加熱および冷却時に、反射防止膜と透光性部材の熱膨張係数の違いにより、反射防止膜に微小クラックが発生する。そのため、微小クラックを通して、大気中のH2OやCO2が透光性部材表面に到達しやすくなり、透光性部材表面に拡散したアルカリイオンと反応して透光性部材表面上における結晶物の生成や透光性部材表面の溶解が生じ、透過率が低下するという課題が発生する。 However, since the heating temperature of the antireflection film is as high as 630 ° C., microcracks are generated in the antireflection film due to the difference in thermal expansion coefficient between the antireflection film and the translucent member during heating and cooling. Therefore, H 2 O and CO 2 in the atmosphere easily reach the surface of the translucent member through micro cracks, and react with alkali ions diffused on the surface of the translucent member to cause crystals on the surface of the translucent member. The generation | occurrence | production of this and melt | dissolution of the translucent member surface arise, and the subject that the transmittance | permeability falls arises.
更には、屋外に長期間放置すると、微小クラックを起点として、外観上問題となるクラック、欠けが発生しやすくなる。そのため、予め高温で強化された透光性部材の上全面に、反射防止膜原料をディップ法・スプレー法等を用いて一様に塗布し、300℃以下の低温で加熱して製造する、つまり反射防止膜に高温を付加しないことが求められる。 Furthermore, when left outdoors for a long period of time, cracks and chips that are problematic in appearance tend to occur starting from microcracks. Therefore, the antireflection film material is uniformly applied on the entire upper surface of the translucent member reinforced in advance at a high temperature by using a dip method or a spray method, and is manufactured by heating at a low temperature of 300 ° C. or lower. It is required not to add high temperature to the antireflection film.
しかしながら、300℃以下の低温で加熱して形成した反射防止膜は、シロキサンの加水分解・縮重合反応や焼結が不十分になるため、硬度および透光性部材との間の密着性が低い。また、特許文献3および図5に示すように、ディップ法・スプレー法等を用いて透光性部材5の全面に一様に反射防止膜原料を塗布した場合、透光性部材5の端面での表面張力により反射防止膜4の端部に、膜厚の厚い部分が形成される。したがって、その後のモジュール製造工程における搬送等において透光性部材に衝撃が付加された場合に反射防止膜端部の膜厚の厚い部分に欠けや割れが生じる。
However, the antireflection film formed by heating at a low temperature of 300 ° C. or less has insufficient hardness and adhesion between the translucent member because the hydrolysis / condensation reaction and sintering of siloxane are insufficient. . Further, as shown in
更に、300℃以下の低温で加熱して形成した反射防止膜4は、シロキサンの加水分解・縮重合反応や焼結が不十分になるため、反射防止膜内の空隙容積が多い。
また、特許文献3および図5に示すように、反射防止膜4が透光性部材5の全面に一様に形成されていると、シリコーンからなる充填材3を介して枠部材8で挟み込んでいる封止領域において、透光性部材5と反射防止膜4の界面が存在するため、大気中のH2OやCO2が反射防止膜4内の空隙を通して封止領域の透光性部材5の表面に到達し、透光性部材5の表面に拡散したアルカリイオンと反応して、透光性部材5の表面上における結晶物の生成や透光性部材表面の溶解が生じ、封止領域における反射防止膜−透光性部材間の密着力が低下し、長期保管後の透過率が低下するという課題が発生する。
Further, the
Further, as shown in
しかし、図6に示すように、反射防止膜4が枠部材8よりも内側の位置に形成され、かつシリコーンからなる充填材7との間に透光性部材5が露出された領域5aが生じると、大気中のH2OやCO2が露出した透光性部材5の表面に拡散したアルカリイオンと反応し、その反応生成物が反射防止膜端部を腐食することにより、反射防止膜4の端部と透光性部材5の間の密着力が低下し、長期保管後に透過率が低下するという課題が発生する。
However, as shown in FIG. 6, a
そこで、本発明では、上記課題に鑑み、反射防止膜に高温を付加せずに、長期信頼性の高い反射防止膜付きの太陽電池モジュールを提供することを目的とする。 Then, in view of the said subject, in this invention, it aims at providing the solar cell module with an antireflection film with high long-term reliability, without adding high temperature to an antireflection film.
本発明の太陽電池モジュールは、電気的に接続された複数の太陽電池セルの受光面側に、反射防止膜付きの透光性部材が配置され、かつ、枠部材により一体化されてなる太陽電池モジュールであって、前記反射防止膜は、前記透光性部材上の前記枠部材よりも内側に形成され、かつ、前記反射防止膜の端部の膜厚が外側に近付くに従い徐々に薄くなることを特徴とする。 The solar cell module of the present invention is a solar cell in which a light-transmitting member with an antireflection film is disposed on the light-receiving surface side of a plurality of electrically connected solar cells and integrated with a frame member In the module, the antireflection film is formed on the inner side of the frame member on the translucent member, and the thickness of the end portion of the antireflection film gradually decreases as it approaches the outside. It is characterized by.
更に、前記透光性部材と前記枠部材の内側との間に充填材を介装すると共に、前記充填材によって前記反射防止膜の端部先端が被われていることを特徴とする。 Furthermore, a filler is interposed between the translucent member and the inside of the frame member, and the end of the antireflection film is covered with the filler.
この構成によれば、反射防止膜は、透光性部材上の枠部材よりも内側に形成され、かつ、反射防止膜の端部の膜厚が外側に近付くに従い徐々に薄くなっており、反射防止膜端部に膜厚の厚い部分が存在しないため、その後のモジュール製造工程における搬送等において衝撃を受けた際に反射防止膜に欠け・割れが発生しない。さらに、反射防止膜は、透光性部材上の枠部材よりも内側に形成されているため、枠部材と透光性部材の間に介装した充填材とが直接に接触する領域が存在するため、良好な封止機能を維持することができ、透過性部材と反射防止膜との界面の密着力が長期保管後にも良好である。 According to this configuration, the antireflection film is formed on the inner side of the frame member on the translucent member, and gradually decreases as the film thickness at the end of the antireflection film approaches the outer side. Since there is no thick portion at the end of the anti-reflection film, the anti-reflection film is not chipped or cracked when subjected to an impact during transportation or the like in the subsequent module manufacturing process. Furthermore, since the antireflection film is formed on the inner side of the frame member on the translucent member, there is a region in which the filler interposed between the frame member and the translucent member is in direct contact. Therefore, a good sealing function can be maintained, and the adhesion at the interface between the transmissive member and the antireflection film is good even after long-term storage.
更に、充填材によって反射防止膜の端部先端を被うことによって、封止領域との間に透光性部材が露出された領域がなくなるため、大気中のH2OやCO2が露出した透光性部材表面に拡散したアルカリイオンと反応して反射防止膜端部における透光性部材間の密着力を低下させることがなくなり、長期保管後の透過率を維持し、長期信頼性の高い太陽電池モジュールを実現できる。 Further, by covering the end tip of the antireflection film with the filler, there is no region where the translucent member is exposed between the sealing region, so that H 2 O and CO 2 in the atmosphere are exposed. Reacts with alkali ions diffused on the surface of the translucent member, and does not reduce the adhesion between the translucent members at the end of the antireflection film, maintains the transmittance after long-term storage, and has high long-term reliability. A solar cell module can be realized.
以下、本発明の実施の形態を図1〜図3に基づいて説明する。
太陽電池モジュールの構造断面図を図1(a)に示す。
1は複数個の太陽電池セルであり、これらの太陽電池セル1は、隣接する一方の太陽電池セル1の受光面電極(図示せず)と、他方の太陽電池セル1の裏面電極(図示せず)とが接続体2により電気的に接続されることで、互いに電気的に直列に接続されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
A sectional view of the structure of the solar cell module is shown in FIG.
また、これら複数個の太陽電池1の受光面側には、ガラス、プラスチック等からなる透光性部材5が、EVA樹脂(エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂)等の透光性封止剤3を介して配置されている。透光性部材5の表面には、図1(b)に示すように、太陽電池セル1の直上領域E1および透光性部材5の端部から内側に距離L1だけ入った位置P1にわたって、反射防止膜4が形成されている。
Further, a
複数個の太陽電池セル1の裏面側には、同じくEVA等の透光性封止剤3を介してアルミニウム箔上にテドラー等の樹脂が積層されてなる裏面部材6が配されている。
そして、複数個の太陽電池1と透光性封止剤3と透光性部材5および裏面部材6とで構成されている太陽電池モジュール本体は、端部が充填材7を介してアルミニウムなどからなる枠部材8により挟んで一体化されている。
On the back surface side of the plurality of
And the solar cell module main body comprised by the several
さらに詳しくは、反射防止膜4は枠部材8よりも内側の位置に形成され、かつ反射防止膜4の端部の膜厚が端にいくに従い徐々に薄くなるとともに、反射防止膜4の端部先端4bの少なくとも一部が、充填材7によって被覆されている。
More specifically, the
この構成によると、図5に示した従来例のように反射防止膜4の端部の膜厚が厚くなる構造に起因する反射防止膜4のクラック発生を抑制できる。また、反射防止膜4が図5に示すように透光性部材5の全面に一様に形成され、シリコーンからなる充填材7を介して枠部材8で挟み込んでいる封止領域において、透光性部材5と反射防止膜4の界面が存在することに起因する封止機能の低下を抑制できる。
According to this configuration, it is possible to suppress the occurrence of cracks in the
更には、図6に示した従来例のように反射防止膜4が枠部材8よりも内側の位置に形成され、シリコーンからなる充填材7との間に透光性部材5が露出した領域5aが存在する構造であることに起因する封止機能の低下を抑制することができる。
Furthermore, as in the conventional example shown in FIG. 6, the
太陽電池セル1の素子構造断面図を図2に示す。
図2において、11は結晶系シリコン基板であり、基板11の受光面側にはn型層12、反射防止膜13が順次積層されている。図中14は、n型層12の上に焼成された受光面電極であり、その表面は反射防止膜13露出している。更に、基板11の裏面側には、p型の不純物が高濃度にドープされた高ドープのp型層15及び裏面電極16が積層されている。
A cross-sectional view of the element structure of the
In FIG. 2,
[太陽電池セルの製造方法]
太陽電池セルの製造工程を説明する。
まず、抵抗率が1Ω・cmで厚さが約350μmのp型単結晶シリコンの基板11の表面にアルカリ溶液を用いて光反射を低減させるテクスチャー構造を形成する。なお、この基板11としては単結晶シリコン基板以外に多結晶シリコン基板といった結晶系シリコン基板を用いることができ、多結晶シリコン基板の場合は酸溶液を用いてテクスチャー構造を形成する。
[Method of manufacturing solar battery cell]
The manufacturing process of a photovoltaic cell is demonstrated.
First, a texture structure for reducing light reflection is formed on the surface of a p-type single
次に、基板11の受光面の深さ約1μm迄の領域に、塩化ホスホリル(化学式POCl3)ガスを用いて約900℃の温度でP(リン)を熱拡散してn型層12を形成する。POCl3ガスの代わりに、リンガラス(PSG)を用いる場合もある。
Next, an n-
次に、その上にSiNxからなる反射防止膜14をプラズマCVD法により形成する。その後、基板11の裏面にAlペーストを用いて裏面電極16をスクリーン印刷により形成し、約700度の温度で短時間処理を行い、Alが基板11に熱拡散することで、Alがハイドープされたp型層15も合わせて形成される。
Next, an
更に、受光面電極14は、SiNxからなる反射防止膜14上にフィンガー状にAg電極を印刷し、熱処理を行い、Agを反射防止膜14であるSiNx中に貫通させる、ファイアースルー(貫通焼成)と呼ばれる処理でn型層12の表面にAgを接触させる。
Further, the light-receiving
[太陽電池モジュールの製造方法]
そして、以上の工程で製造された太陽電池セル1は、アルミニウム箔上にテドラー樹脂が積層されてなる裏面部材6と反射防止膜4が形成された透過性部材5によりEVAに代表される透過性封止剤3を介して挟持して太陽電池モジュール本体を形成し、さらに、反射防止膜4が形成されておらず透過性部材5が露出している透過性部材5の端部10aと、太陽電池モジュール本体の端部10b、および裏面部材6の裏面の端部10cとを、アルミニウムなどからなる枠部材8との間に充填材7を挟んで一体化されている。
[Method for manufacturing solar cell module]
And the
ここで、反射防止膜4が形成された透光性部材5を形成する方法について詳細を示す。
まず、反射防止膜4の反射防止膜原料は、シロキサン結合(−Si−O−)を有するポリシロキサン、シリカ粒子、有機溶剤とからなる。シロキサン結合は前駆体となるシリコンアルコキシドを有機溶剤に混和し、常温または加温条件化において、攪拌しながら、水と触媒を少量ずつ添加し、加水分解、および縮重合させることで作製する。
Here, the method for forming the
First, the raw material for the antireflection film of the
シリコンアルコキシドを混和する有機溶剤は、シリコンアルコキシドを良く溶かすものであれば特に制限はなく、例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、ヘキサノール、シクロヘキサノールを含むアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコールを含むグリコール類、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトンを含むケトン類、α−テルピネオール、β−テルピネオール、γ−テルピネオールを含むテルペン類、エチレングリコールモノアルキルエーテル類、エチレングリコールジアルキルエーテル類、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル類、ジエチレングリコールジアルキルエーテル類、エチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、エチレングリコールジアルキルエーテルアセテート類、ジエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、ジエチレングリコールジアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールモノアルキルエーテル類、プロピレングリコールジアルキルエーテル類、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールジアルキルエーテルアセテート類、モノアルキルセロソルブ類などから1種または複数種が選ばれる。 The organic solvent for mixing the silicon alkoxide is not particularly limited as long as it dissolves the silicon alkoxide well. For example, alcohols including methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, hexanol, cyclohexanol, ethylene glycol, propylene Glycols containing glycol, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, ketones containing methyl isobutyl ketone, α-terpineol, β-terpineol, terpenes containing γ-terpineol, ethylene glycol monoalkyl ethers, ethylene glycol dialkyl ethers, diethylene glycol mono Alkyl ethers, diethylene glycol dialkyl ethers, ethylene glycol monoalkyl ether acetates, ethylene glycol Dialkyl ether acetates, diethylene glycol monoalkyl ether acetates, diethylene glycol dialkyl ether acetates, propylene glycol monoalkyl ethers, propylene glycol dialkyl ethers, propylene glycol monoalkyl ether acetates, propylene glycol dialkyl ether acetates, monoalkyl cellosolves One or more types are selected from the above.
また、複数種の溶剤を選択する際、マランゴニ対流により端部の膜厚が厚くなるのを抑制するために、沸点の低い溶剤の表面張力が、沸点の高い溶剤の表面張力よりも小さくなるようにすることが必要である。 In addition, when selecting multiple types of solvents, the surface tension of the solvent with a low boiling point should be smaller than the surface tension of the solvent with a high boiling point in order to prevent the film thickness at the end from becoming thick due to Marangoni convection. It is necessary to make it.
生成物はシロキサン結合を有するポリシロキサンのゾル状物である。生成されるポリシロキサンの分子量には特に制限はないが、高分子である方が収縮量をより小さくできる。また構造内にアルキル基を含む方が反応による収縮を分断し、耐クラック性が向上する点で好ましい。 The product is a polysiloxane sol having a siloxane bond. There is no particular restriction on the molecular weight of the polysiloxane produced, but the amount of shrinkage can be made smaller with a polymer. In addition, it is preferable that an alkyl group is contained in the structure in that the shrinkage due to the reaction is divided and the crack resistance is improved.
前駆体となる材料には特に制限はなく、例えば、メチルシリケートやエチルシリケートなどのアルキル基を含まない完全無機のポリシロキサンや、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリイソプロポキシシラン、フルオロトリメトキシシラン、フルオロトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジメトキシシラン、ジエトキシシラン、ジフルオロジメトキシシラン、ジフルオロジエトキシシラン、トリフルオロメチルトリメトキシシラン、トリフルオロメチルトリエトキシシラン、炭化ケイ素(SiC)、他のアルコキシド系有機シリコン化合物(Si(OR)4)、例えば、テトラターシャリーブトキシシラン(t−Si(OC4H9)4)、テトラセコンダリーブトキシシランsec−Si(OC4H9)4およびテトラターシャリーアミロキシシランSi[OC(CH3)2C2H5]4のようなアルキル基を含むポリアルキルシロキサンなどから成る群から選択される少なくとも1種類以上の前駆体材料であって良い。 There are no particular restrictions on the precursor material, such as fully inorganic polysiloxanes that do not contain alkyl groups such as methyl silicate and ethyl silicate, methyl trimethoxy silane, methyl triethoxy silane, methyl triisopropoxy silane, ethyl Trimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltriisopropoxysilane, octyltrimethoxysilane, octyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, trimethoxysilane, tri Ethoxysilane, triisopropoxysilane, fluorotrimethoxysilane, fluorotriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diethyldimethoxysilane, di Tildiethoxysilane, dimethoxysilane, diethoxysilane, difluorodimethoxysilane, difluorodiethoxysilane, trifluoromethyltrimethoxysilane, trifluoromethyltriethoxysilane, silicon carbide (SiC), other alkoxide-based organosilicon compounds (Si (OR) 4 ), for example, tetratertiary butoxysilane (t-Si (OC 4 H 9 ) 4 ), tetrasecondary butoxysilane sec-Si (OC 4 H 9 ) 4 and tetratertiary amyloxysilane Si [OC It may be at least one precursor material selected from the group consisting of polyalkylsiloxanes containing alkyl groups such as (CH 3 ) 2 C 2 H 5 ] 4 .
これらを常温または加温条件化で攪拌しながら、水と触媒を添加することで上記前駆体の加水分解が促進されてシリコン水酸化物となり、更に縮重合させることで、低分子または高分子のシロキサン結合が形成される。 While stirring these at room temperature or under warming conditions, water and a catalyst are added to promote hydrolysis of the precursor to form silicon hydroxide, and by further condensation polymerization, low molecular weight or high molecular weight Siloxane bonds are formed.
また、添加するシリカ粒子は、粒子径が5nm以上50nm以下であることが望ましい。粒子径を5nm以上にすることにより、シリカ粒子同士の凝集を抑制することができるとともに、比表面積が下がることにより粒子表面に均一かつ十分な量のポリシロキサンを介在させることが出来るため、クラックの発生を抑制し、膜の硬度を保持することが可能である。
The silica particles to be added preferably have a particle diameter of 5 nm to 50 nm. By making the
また、粒子径を50nm以下にすることにより、各太陽電池セル1の直上部の領域における反射防止膜の膜厚の面内バラツキを低減することができる。また、結晶性であっても非晶質(アモルファス)性であっても良い。更に、乾燥粉末状のものであっても、予め水や有機溶剤に分散されたゾル状のものであっても良いが、予め分散されているものを用いるほうが、ガラスペーストを容易に作製できるため良い。乾燥粉末状のシリカ粒子を用いる場合は、一度溶剤中に分散させる工程が必要となる。シリカ粒子の製造方法には特に制限はなく、溶融法や、燃焼法により乾燥粉末状にしても良く、水ガラスの重合や、ゾルゲル法により製造されていても良い。
In addition, by setting the particle diameter to 50 nm or less, in-plane variation in the thickness of the antireflection film in the region immediately above each
またシリカ粒子の表面状態にも特に制限されない。シリカ粒子を添加してペースト材料を作製する工程において、シリカ粒子はシロキサン結合を含有するゾル状物を作製する前に添加しても、作製した後に添加しても良い。但し、良く分散されていることが必要である。添加するシリカ粒子の量は最終的に膜中に残存するシロキサン結合との比率で定義され、反射防止膜の重量に対するシリカ粒子の比率は10重量%〜99重量%であれば良く、好適には50重量%〜99重量%であることが望ましい。 Further, the surface state of the silica particles is not particularly limited. In the step of preparing the paste material by adding silica particles, the silica particles may be added before preparing the sol-like material containing a siloxane bond or after the preparation. However, it must be well dispersed. The amount of silica particles to be added is defined by the ratio to the siloxane bond finally remaining in the film, and the ratio of the silica particles to the weight of the antireflection film may be 10 wt% to 99 wt%. It is desirable that it is 50 to 99 weight%.
これら材料を組み合わせたペースト材料は、100[1/s]における粘度が1mPa・s〜10mPa・s程度であることが望ましい。また固形分濃度(ペースト材料重量に対するシロキサン結合を有するポリシロキサンとシリカ粒子とを合わせた重量の比率)は1重量%〜10重量%であり、好適には3重量%〜8重量%であることが望ましい。 The paste material combining these materials desirably has a viscosity at 100 [1 / s] of about 1 mPa · s to 10 mPa · s. The solid content concentration (the ratio of the weight of the combined polysiloxane having a siloxane bond and the silica particles to the weight of the paste material) is 1% by weight to 10% by weight, preferably 3% by weight to 8% by weight. Is desirable.
上記の組み合わせによる反射防止膜原料を、予め強化された透光性部材5上の後に枠部材8が装着される位置P1よりも内側の位置に塗布し、かつ端部の膜厚が端にいくに従い徐々に薄くなった反射防止膜4は、例えば次のようにして形成できる。
The antireflection film raw material by the above combination is applied to a position on the inner side of the position P1 where the
先ず、図3(a)に示すように、透光性部材5の表面には、反射防止膜原料4aが枠部材8よりも内側で太陽電池セル1の直上領域E1にまで、例えばスリットコータ法によって塗布する。スリットコータ法とは、巾広のノズルからペースト材料を圧送吐出して所定の面にペースト材料を塗布する方法である。ここで直上領域E1の位置は透光性部材5の端部から内側に距離L2だけ入った位置P2である。
First, as shown in FIG. 3 (a), on the surface of the
このように反射防止膜原料4aが塗布された透光性部材5を、ハロゲンランプおよび熱乾燥を用いて300℃以下の低温で加熱して、塗布した反射防止膜原料4aから有機溶剤を除去し、シロキサンの加水分解・縮重合反応させて反射防止膜4を形成する。
The
ここで、前記乾燥・焼成工程を経て形成される反射防止膜4は、厚みが100nm以上200nm以下であることが望ましい。厚みを100nm以上にすることにより、大気中のH2OやCO2が露出した透光性部材表面に拡散したアルカリイオンと反応するのを抑制することができる。また、厚みを200nm以下にすることにより、所望の光学特性を得ることができるとともに、膜厚の面内バラツキに起因する透過率の面内バラツキを低減することができる。
Here, it is desirable that the
なお、図3(a)に示した反射防止膜原料4aの端部4bは、この加熱期間中で硬化するまでの間に、硬化前の反射防止膜原料4aが徐々に透光性部材5の端部5bに向かって距離L3だけ流れ出して、加熱終了のタイミングには図3(b)に示すように反射防止膜原料4aが硬化して、端部の膜厚が端に近付くに従い徐々に薄くなった形状の反射防止膜4が透光性部材5の表面に形成できる。この例ではL2=L1+L3であって、反射防止膜4の端部は前記位置P1上にある。
Note that the
このようにして形成された反射防止膜4の付いた透光性部材5を使用して形成された太陽電池モジュール本体は、端部が充填材7を介してアルミニウムなどからなる枠部材8により挟んで一体化される。この状態では、反射防止膜4の端部の少なくとも一部がこの充填材7の先端7aによって被覆されていることは、先に述べた通りである。さらに、この例では、枠部材8の開口端8aが前記位置P1上にある。
The solar cell module body formed using the
このように反射防止膜4の付いた透光性部材5は、透光性部材5上の枠部材8よりも内側の位置に反射防止膜4が形成され、かつ端部の膜厚が端にいくに従い徐々に薄くなるので、反射防止膜4の端部に膜厚の厚い部分が存在しないため、その後のモジュール製造工程における搬送等において衝撃を受けた際に反射防止膜に欠け・割れが発生しない。
In this way, the
更に、反射防止膜4が透光性部材5上の枠部材8よりも内側の位置に形成され、シリコーンからなる充填材7を介して枠部材8で挟み込んでいる封止領域において、透光性部材5の端部5bから距離L1の領域では、充填材7と透光性部材5が直接に接触しているので、長期保管後の透過性部材5と反射防止膜4との界面の密着力低下の影響を受けず、封止機能を維持することができ、長期信頼性の高い太陽電池モジュールを実現できる。
Further, in the sealing region where the
更に、反射防止膜4の端部の少なくとも一部がこの充填材7の先端7aによって被覆されているため、枠部材8による封止領域と反射防止膜4の間に、透光性部材5の表面が露出した領域がないため、大気中のH2OやCO2が露出した透光性部材表面に拡散したアルカリイオンと反応して反射防止膜端部における透光性部材間の密着力を低下させることがなくなり、長期保管後の透過率を維持し、長期信頼性の高い太陽電池モジュールを実現できる。
Further, since at least a part of the end portion of the
更に、透光性部材5の非塗布領域にマスキングテープを貼り付けてマスキングしてスプレー法を用いて塗布することもできるが、この場合には、塗布後にマスキングテープを剥離する際に応力が付加され反射防止膜4にクラックが入る。しかし、上記の実施の形態のように、透光性部材5の内側の限られた範囲に、スリットコータ法によって反射防止膜原料4aを塗布することによって、塗布後にマスキングテープを剥離する際に応力が付加され反射防止膜4にクラックが入るような状態も回避でき、透光性部材5への良好な密着性の反射防止膜4を得ることができる。
Furthermore, masking tape can be applied to the non-application area of the
上記の実施の形態では、反射防止膜原料4aをスリットコータ法によって透光性部材5に塗布したが、ペースト材料を吐出後にワイヤーバーで引き伸ばして所定の面にペースト材料を塗布するバーコーター法によっても同様に実施可能である。具体的には、バーコーター法による反射防止膜原料4aの透光性部材5への塗布は、次のように実施する。
In the above embodiment, the antireflection film
この場合には、図1(b)に示した領域E1よりも内側の狭い領域にペースト状の反射防止膜原料4aを吐出し、その後に、透光性部材5に吐出されている反射防止膜原料4aを、ワイヤーバーで前記領域E1に引き伸ばすことによっても、マスキングテープを使用せずに目的を達成できる。
In this case, the paste-like antireflection film
上記の各実施の形態では、反射防止膜4の端部先端4cが位置P1上にあったが、端部先端4cが位置P1よりも直上領域E1寄り、または透光性部材5の表面が露出した端部10があれば位置P1よりも僅かに外側にあっても同様の効果を期待できる。
In each of the embodiments described above, the
本発明は、一般家庭向けおよび商業用の太陽電池モジュール、その他の表示デバイスなどを、長期にわたる高信頼性の維持に寄与する。 The present invention contributes to maintaining high reliability over a long period of time for solar cell modules for general home use and commercial use, and other display devices.
1 太陽電池セル
2 接続体
3 透光性封止剤
4 反射防止膜
4a 反射防止膜原料
4b 反射防止膜の端部先端
5 透光性部材
6 裏面部材
7 充填材
7a 充填材の先端
8 枠部材
10a 透過性部材が露出している透過性部材の端部
10b 太陽電池モジュール本体の端部
10c 裏面部材6の裏面の端部
E1 太陽電池セルの直上領域
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記反射防止膜は、前記透光性部材上の前記枠部材よりも内側に形成され、かつ、前記反射防止膜の端部の膜厚が外側に近付くに従い徐々に薄くなることを特徴とする、
太陽電池モジュール。 A solar cell module in which a translucent member with an antireflection film is disposed on the light receiving surface side of a plurality of electrically connected solar cells, and is integrated by a frame member,
The antireflection film is formed on the inner side of the frame member on the light transmissive member, and gradually decreases as the film thickness of the end portion of the antireflection film approaches the outside.
Solar cell module.
請求項1に記載の太陽電池モジュール。 A filler is interposed between the end of the antireflection film and the inner peripheral surface of the frame member,
The solar cell module according to claim 1.
請求項1に記載の太陽電池モジュール。 While interposing a filler between the translucent member and the inside of the frame member, the end tip of the antireflection film is covered by the filler,
The solar cell module according to claim 1.
請求項1に記載の太陽電池モジュール。 The end region where the thickness of the antireflection film gradually decreases as it approaches the outside is outside the region directly above the solar cell,
The solar cell module according to claim 1.
請求項1〜4の何れか一項に記載の太陽電池モジュール。 The glass component contained in the antireflection film has a siloxane bond,
The solar cell module as described in any one of Claims 1-4.
請求項1〜5の何れか一項に記載の太陽電池モジュール。 The average particle size of the silica particles contained in the antireflection film is 5 to 50 nm.
The solar cell module as described in any one of Claims 1-5.
前記透光性部材に反射防止膜を形成する工程は、
予め強化された前記透光性部材の表面に、後に前記枠部材が装着される位置よりも更に内側まで、反射防止膜原料を一様の厚さに塗布し、
前記透光性部材と前記反射防止膜原料を300℃以下での乾燥・焼成処理中に、前記反射防止膜原料の端部が外側に近付くに従い徐々に薄く形状変形させて硬化させることを特徴とする、
太陽電池モジュールの製造方法。 When manufacturing a solar cell module in which a translucent member with an antireflection film is disposed on the light-receiving surface side of a plurality of electrically connected solar cells and integrated by a frame member,
The step of forming an antireflection film on the translucent member includes:
On the surface of the translucent member reinforced in advance, the antireflection film raw material is applied to a uniform thickness further to the inside than the position where the frame member is mounted later,
The light-transmitting member and the antireflection film material are cured by being gradually thinly deformed and cured as the end of the antireflection film material approaches the outside during the drying and baking process at 300 ° C. or lower. To
Manufacturing method of solar cell module.
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JP2016012638A (en) * | 2014-06-27 | 2016-01-21 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Method of manufacturing solar battery module, method of manufacturing translucent substrate and solar battery module |
WO2016031315A1 (en) * | 2014-08-27 | 2016-03-03 | 株式会社Moresco | Solar photovoltaic power generation module |
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