JP2014082297A - Photoelectric conversion module - Google Patents

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Nobuoki Horiuchi
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the photoelectric conversion efficiency in a photoelectric conversion device.SOLUTION: A photoelectric conversion module 200 includes: a first substrate 1; a photoelectric conversion layer positioned on the first substrate 1; a translucent sealing material 20 which is positioned on an area ranging from the photoelectric conversion layer to the first substrate 1; a translucent second substrate 12 positioned on the sealing material 20; a sealant 21 which is positioned at the outer side of the sealing material 20 and closes a gap between the first substrate 1 and the second substrate 12; and a light reflection part 22 positioned between the sealing material 20 and the sealant 21.

Description

本発明は光電変換層が封止材で封止された光電変換モジュールに関する。   The present invention relates to a photoelectric conversion module in which a photoelectric conversion layer is sealed with a sealing material.

近年、エネルギー問題や環境問題の深刻化に伴い、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽光発電が注目を集めている。   In recent years, photovoltaic power generation that converts light energy into electric energy has attracted attention as energy problems and environmental problems become more serious.

太陽光発電に使用される光電変換モジュールは、様々な種類のものがある。その中でも、CIS系(銅インジウムセレナイド系)やCIGS系(銅インジウムガリウムセレナイド系)等の化合物半導体薄膜や、アモルファスシリコン薄膜のような薄膜系の光電変換層を用いたものは、比較的低コストで大面積の光電変換モジュールを容易に製造できる点から、研究開発が進められている。   There are various types of photoelectric conversion modules used for photovoltaic power generation. Among them, those using a compound semiconductor thin film such as CIS (copper indium selenide) or CIGS (copper indium gallium selenide), or a thin film photoelectric conversion layer such as an amorphous silicon thin film, Research and development are being promoted because a large-area photoelectric conversion module can be easily manufactured at low cost.

この薄膜系の光電変換モジュールは、ガラス基板などの第1基板上に、下部電極層、光電変換層、および上部電極層を順次成膜した光電変換装置を備えている。さらに、このような光電変換モジュールは、上記の光電変換装置上に、エチレンビニルアセテート共重合体(以下、EVAという)等の封止材を介して白色強化ガラスなどから成る第2基板が積層され一体化されている。   The thin film photoelectric conversion module includes a photoelectric conversion device in which a lower electrode layer, a photoelectric conversion layer, and an upper electrode layer are sequentially formed on a first substrate such as a glass substrate. Further, in such a photoelectric conversion module, a second substrate made of white tempered glass or the like is laminated on the above photoelectric conversion device via a sealing material such as ethylene vinyl acetate copolymer (hereinafter referred to as EVA). It is integrated.

また、このような光電変換モジュールにおいては、外部から水分が浸入した場合、光電変換層などが劣化し、光電変換効率が低下する場合がある。そのため、このような光電変換モジュールでは、水分を遮断するためのシール材が外周部に配置されている(例えば、特許文献1参照)。   Moreover, in such a photoelectric conversion module, when moisture permeates from the outside, the photoelectric conversion layer and the like may deteriorate, and the photoelectric conversion efficiency may decrease. Therefore, in such a photoelectric conversion module, a sealing material for blocking moisture is disposed on the outer peripheral portion (see, for example, Patent Document 1).

特開2007−123725号公報JP 2007-123725 A

光電変換モジュールには、光電変換効率の向上が常に要求される。光電変換効率を高めるための1つの方法として、光電変換モジュールに入射した光を効率よく光電変換層に導くことが有効である。   The photoelectric conversion module is always required to improve the photoelectric conversion efficiency. As one method for increasing the photoelectric conversion efficiency, it is effective to efficiently guide the light incident on the photoelectric conversion module to the photoelectric conversion layer.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、光電変換装置における光電変換効率の向上を目的とする。   This invention is made | formed in view of the said subject, and aims at the improvement of the photoelectric conversion efficiency in a photoelectric conversion apparatus.

本発明の一実施形態に係る光電変換モジュールは、第1基板と、該第1基板上に位置する光電変換層と、該光電変換層上から前記第1基板上にかけて位置する透光性の封止材と、該封止材上に位置する透光性の第2基板と、前記封止材の外側に位置し、前記第1基板と前記第2基板との隙間を塞ぐシール材と、前記封止材と前記シール材との間に位置する光反射部とを具備する。   A photoelectric conversion module according to an embodiment of the present invention includes a first substrate, a photoelectric conversion layer positioned on the first substrate, and a translucent seal positioned on the first substrate from the photoelectric conversion layer. A sealing material, a translucent second substrate positioned on the sealing material, a sealing material positioned outside the sealing material and blocking a gap between the first substrate and the second substrate, A light reflecting portion positioned between the sealing material and the sealing material;

本発明の一実施形態に係る光電変換モジュールによれば、光電変換モジュールの光電変換効率が向上する。   According to the photoelectric conversion module according to the embodiment of the present invention, the photoelectric conversion efficiency of the photoelectric conversion module is improved.

一実施形態に係る光電変換モジュールにおける光電変換装置を示す要部拡大斜視図である。It is a principal part expansion perspective view which shows the photoelectric conversion apparatus in the photoelectric conversion module which concerns on one Embodiment. 図1の光電変換装置の断面図である。It is sectional drawing of the photoelectric conversion apparatus of FIG. 一実施形態に係る光電変換モジュールの全体を示す斜視図である。It is a perspective view showing the whole photoelectric conversion module concerning one embodiment. 図3の光電変換モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the photoelectric conversion module of FIG. 第1変形例に係る光電変換モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the photoelectric conversion module which concerns on a 1st modification. 第2変形例に係る光電変換モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the photoelectric conversion module which concerns on a 2nd modification.

以下に本発明の一実施形態に係る光電変換モジュールについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図面においては同様な構成および機能を有する部分については同じ符号が付されており、下記説明では重複説明が省略される。また、図面は模式的に示されたものであり、各図における各種構造のサイズおよび位置関係等は正確に図示されたものではない。また、図1〜図6には、後述する光電変換セルの配列方向をX軸とする右手系のXYZ座標が付してある。まず、光電変換モジュールの一部である光電変換装置について説明する。   Hereinafter, a photoelectric conversion module according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, parts having the same configuration and function are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted in the following description. Further, the drawings are schematically shown, and the sizes, positional relationships, and the like of various structures in the drawings are not accurately illustrated. 1 to 6 have right-handed XYZ coordinates with the X-axis being the arrangement direction of photoelectric conversion cells, which will be described later. First, a photoelectric conversion device that is a part of the photoelectric conversion module will be described.

<光電変換装置の構成>
図1は、光電変換装置11の要部拡大斜視図であり、図2はそのXZ断面図である。光電変換装置11はX軸方向に沿って並んだ複数の光電変換セル10を具備している。光電変換セル10は、第1基板1と、下部電極層2と、第1の導電型を有する第1の半導体層3と、第1の導電型とは異なる第2の導電型を有する第2の半導体層4と、上部電極層5とが順に積層されている。例えば、第1の導電型がp型であれば第2の導電型はn型であり、その逆の関係であってもよい。これら第1の半導体層3と第2の半導体層4とで電荷を良好に分離可能な光電変換層が形成される。
<Configuration of photoelectric conversion device>
FIG. 1 is an enlarged perspective view of a main part of the photoelectric conversion device 11, and FIG. 2 is an XZ sectional view thereof. The photoelectric conversion device 11 includes a plurality of photoelectric conversion cells 10 arranged along the X-axis direction. The photoelectric conversion cell 10 includes a first substrate 1, a lower electrode layer 2, a first semiconductor layer 3 having a first conductivity type, and a second conductivity type that is different from the first conductivity type. The semiconductor layer 4 and the upper electrode layer 5 are sequentially stacked. For example, if the first conductivity type is p-type, the second conductivity type is n-type, and vice versa. These first semiconductor layer 3 and second semiconductor layer 4 form a photoelectric conversion layer capable of separating charges well.

光電変換装置11は、隣接する一方の光電変換セル10の上部電極層5と他方の光電変換セル10の下部電極層2とが接続導体6を介して電気的に接続されている。このような構成により、隣接する光電変換セル10同士が直列接続されている。そして、光電変換装置11の端部において、直列接続された光電変換セル10の一方の電極と電気的に接続された取り出し電極2aが設けられており、この取り出し電極2aに光電変換装置11の外部と電気的な接続を行なうための配線導体13aが接続される。同様に、光電変換装置11の反対側の端部において、直列接続された光電変換セル10の他方の電極と電気的に接続された取り出し電極2bが設けられており、この取り出し電極2bに光電変換装置11の外部と電気的な接続を行なうための配線導体13bが接続される。   In the photoelectric conversion device 11, the upper electrode layer 5 of one adjacent photoelectric conversion cell 10 and the lower electrode layer 2 of the other photoelectric conversion cell 10 are electrically connected via a connection conductor 6. With such a configuration, adjacent photoelectric conversion cells 10 are connected in series. And in the edge part of the photoelectric conversion apparatus 11, the extraction electrode 2a electrically connected with one electrode of the photoelectric conversion cell 10 connected in series is provided, The exterior of the photoelectric conversion apparatus 11 is provided in this extraction electrode 2a. A wiring conductor 13a for electrical connection is connected. Similarly, an extraction electrode 2b electrically connected to the other electrode of the photoelectric conversion cell 10 connected in series is provided at the opposite end of the photoelectric conversion device 11, and photoelectric conversion is performed on the extraction electrode 2b. A wiring conductor 13b for electrical connection with the outside of the device 11 is connected.

なお、図1、図2では、図示の都合上、2つの光電変換セル10のみが示されているが、実際の光電変換装置11には、図面のX軸方向、或いは更に図面のY軸方向に、多数の光電変換セル10が平面的に(二次元的に)配列されている。   1 and 2, only two photoelectric conversion cells 10 are shown for convenience of illustration, but an actual photoelectric conversion device 11 has an X-axis direction in the drawing or a Y-axis direction in the drawing. In addition, a large number of photoelectric conversion cells 10 are arranged in a plane (two-dimensionally).

第1基板1は、光電変換層を支持するためのものである。第1基板1に用いられる材料としては、例えば、ガラス、セラミックス、樹脂および金属等が挙げられる。第1基板1としては、例えば、厚さ1〜3mm程度の青板ガラス(ソーダライムガラス)が用いられてもよい。   The first substrate 1 is for supporting the photoelectric conversion layer. Examples of the material used for the first substrate 1 include glass, ceramics, resin, and metal. As the first substrate 1, for example, blue plate glass (soda lime glass) having a thickness of about 1 to 3 mm may be used.

下部電極層2(下部電極層2a〜2d)は、第1基板1上に設けられた、Mo、Al、TiまたはAu等の導電体である。下部電極層2は、スパッタリング法または蒸着法などの公知の薄膜形成手法を用いて、0.2μm〜1μm程度の厚みに形成される。   The lower electrode layer 2 (lower electrode layers 2 a to 2 d) is a conductor such as Mo, Al, Ti, or Au provided on the first substrate 1. The lower electrode layer 2 is formed to a thickness of about 0.2 μm to 1 μm using a known thin film forming method such as sputtering or vapor deposition.

第1の半導体層3は第1の導電型を有する半導体層である。第1の半導体層3は、例えば1μm〜3μm程度の厚みを有する。第1の半導体層3の材料としては特に限定されず、化合物半導体薄膜やアモルファスシリコン薄膜のような薄膜半導体層が用いられる。比較的高い光電変換効率を有するという観点で、第1の半導体層3として、例えば、I−III−VI族化合物、I−II−IV−VI族化合物、II−VI族化合物等が用いられてもよい。   The first semiconductor layer 3 is a semiconductor layer having the first conductivity type. The first semiconductor layer 3 has a thickness of about 1 μm to 3 μm, for example. The material of the first semiconductor layer 3 is not particularly limited, and a thin film semiconductor layer such as a compound semiconductor thin film or an amorphous silicon thin film is used. From the viewpoint of having a relatively high photoelectric conversion efficiency, for example, an I-III-VI group compound, an I-II-IV-VI group compound, an II-VI group compound or the like is used as the first semiconductor layer 3. Also good.

I−III−VI族化合物とは、I−B族元素(11族元素ともいう)とIII−B族元素(13族元素ともいう)とVI-B族元素(16族元素ともいう)との化合物である。I−III−VI族化合物としては、例えば、CuInSe(二セレン化銅インジウム、CISともいう)、Cu(In,Ga)Se(二セレン化銅インジウム・ガリウム、CIGSともいう)、Cu(In,Ga)(Se,S)(二セレン・イオウ化銅インジウム・ガリウム、CIGSSともいう)等が挙げられる。あるいは、第1の半導体層3は、薄膜の二セレン・イオウ化銅インジウム・ガリウム層を表面層として有する二セレン化銅インジウム・ガリウム等の多元化合物半導体薄膜にて構成されていてもよい。I−III−VI族化合物は光吸収係数が比較的高く、第1の半導体層3が薄くても良好な光電変換効率が得られる。 An I-III-VI group compound is a group consisting of a group IB element (also referred to as a group 11 element), a group III-B element (also referred to as a group 13 element), and a group VI-B element (also referred to as a group 16 element). A compound. Examples of the I-III-VI group compound include CuInSe 2 (also referred to as copper indium selenide, CIS), Cu (In, Ga) Se 2 (also referred to as copper indium selenide / gallium, CIGS), Cu ( In, Ga) (Se, S) 2 (also referred to as diselene, copper indium sulphide, gallium, or CIGSS). Alternatively, the first semiconductor layer 3 may be composed of a multi-component compound semiconductor thin film such as copper indium selenide / gallium having a thin film of selenite / copper indium sulfide / gallium layer as a surface layer. The I-III-VI group compound has a relatively high light absorption coefficient, and good photoelectric conversion efficiency can be obtained even if the first semiconductor layer 3 is thin.

I−II−IV−VI族化合物とは、I−B族元素とII−B族元素(12族元素ともいう)とIV−B族元素(14族元素ともいう)とVI−B族元素との化合物半導体である。I−II−IV−VI族化合物としては、例えば、CuZnSnS(CZTSともいう)、CuZnSnS4−xSe(CZTSSeともいう。なお、xは0より大きく4より小さい数である。)、およびCuZnSnSe(CZTSeともいう)等が挙げられる。 The I-II-IV-VI group compound includes an IB group element, an II-B group element (also referred to as a group 12 element), an IV-B group element (also referred to as a group 14 element), and a VI-B group element. It is a compound semiconductor. Examples of the I-II-IV-VI group compound include Cu 2 ZnSnS 4 (also referred to as CZTS) and Cu 2 ZnSnS 4-x Se x (also referred to as CZTSSe. Note that x is a number greater than 0 and smaller than 4. And Cu 2 ZnSnSe 4 (also referred to as CZTSe).

II−VI族化合物とは、II−B族元素とVI−B族元素との化合物半導体である。II−VI族化合物としてはCdTe等が挙げられる。   The II-VI group compound is a compound semiconductor of a II-B group element and a VI-B group element. CdTe etc. are mentioned as a II-VI group compound.

第2の半導体層4は、第1の半導体層3とは異なる第2導電型を有する半導体層である。第2の半導体層4は、第1の半導体層3とは異なる材料が第1の半導体層3上に積層されたものであってもよく、あるいは第1の半導体層3の表面部が他の元素のドーピングによって改質されたものであってもよい。   The second semiconductor layer 4 is a semiconductor layer having a second conductivity type different from that of the first semiconductor layer 3. The second semiconductor layer 4 may be formed by stacking a material different from that of the first semiconductor layer 3 on the first semiconductor layer 3, or the surface portion of the first semiconductor layer 3 may be other than the first semiconductor layer 3. It may be modified by elemental doping.

第2の半導体層4としては、CdS、ZnS、ZnO、In、InSe、In(OH,S)、(Zn,In)(Se,OH)、および(Zn,Mg)O等が挙げられる。この場合、第2の半導体層4は、例えばケミカルバスデポジション(CBD)法等で10〜200nmの厚みで形成される。なお、In(OH,S)とは、InとOHとSとを主に含む化合物をいう。(Zn,In)(Se,OH)は、ZnとInとSeとOHとを主に含む化合物をいう。(Zn,Mg)Oは、ZnとMgとOとを主に含む化合物をいう。 The second semiconductor layer 4 includes CdS, ZnS, ZnO, In 2 S 3 , In 2 Se 3 , In (OH, S), (Zn, In) (Se, OH), and (Zn, Mg) O. Etc. In this case, the second semiconductor layer 4 is formed with a thickness of 10 to 200 nm by, for example, a chemical bath deposition (CBD) method. In (OH, S) refers to a compound mainly containing In, OH, and S. (Zn, In) (Se, OH) refers to a compound mainly containing Zn, In, Se, and OH. (Zn, Mg) O refers to a compound mainly containing Zn, Mg and O.

図1、図2のように、第2の半導体層4上にさらに上部電極層5が設けられていてもよい。上部電極層5は、第2の半導体層4よりも抵抗率の低い層であり、第1の半導体層3および第2の半導体層4で生じたキャリアが良好に取り出される。光電変換効率をより高めるという観点からは、上部電極層5の抵抗率が1Ω・cm未満でシート抵抗が50Ω/□以下であってもよい。   As shown in FIGS. 1 and 2, an upper electrode layer 5 may be further provided on the second semiconductor layer 4. The upper electrode layer 5 is a layer having a lower resistivity than the second semiconductor layer 4, and carriers generated in the first semiconductor layer 3 and the second semiconductor layer 4 are extracted well. From the viewpoint of further increasing the photoelectric conversion efficiency, the resistivity of the upper electrode layer 5 may be less than 1 Ω · cm and the sheet resistance may be 50 Ω / □ or less.

上部電極層5は、例えばITO、ZnO等の0.05〜3μmの透明導電膜である。透光性および導電性を高めるため、上部電極層5は第2の半導体層4と同じ導電型の半導体で構成されてもよい。上部電極層5は、スパッタリング法、蒸着法または化学的気相成長(CVD)法等で形成され得る。   The upper electrode layer 5 is a 0.05 to 3 μm transparent conductive film such as ITO or ZnO. In order to improve translucency and conductivity, the upper electrode layer 5 may be composed of a semiconductor having the same conductivity type as the second semiconductor layer 4. The upper electrode layer 5 can be formed by sputtering, vapor deposition, chemical vapor deposition (CVD), or the like.

また、図1、図2に示すように、上部電極層5上にさらに集電電極7が形成されていてもよい。集電電極7は、第1の半導体層3および第2の半導体層4で生じたキャリアをさらに良好に取り出すためのものである。集電電極7は、例えば、図1に示すように、光電変換セル10の一端から接続導体6にかけて線状に形成されている。これにより、第1の半導体層3および第4の半導体層4で生じた電流が上部電極層5を介して集電電極7に集電され、接続導体6を介して隣接する光電変換セル10に良好に導電される。   Further, as shown in FIGS. 1 and 2, a collecting electrode 7 may be further formed on the upper electrode layer 5. The current collecting electrode 7 is for taking out the carriers generated in the first semiconductor layer 3 and the second semiconductor layer 4 more satisfactorily. For example, as shown in FIG. 1, the collector electrode 7 is formed in a linear shape from one end of the photoelectric conversion cell 10 to the connection conductor 6. As a result, the current generated in the first semiconductor layer 3 and the fourth semiconductor layer 4 is collected by the current collecting electrode 7 via the upper electrode layer 5, and is supplied to the adjacent photoelectric conversion cell 10 via the connection conductor 6. Good conductivity.

集電電極7は、第1の半導体層3への光透過率を高めるとともに良好な導電性を有するという観点から、50〜400μmの幅を有していてもよい。また、集電電極7は、枝分かれした複数の分岐部を有していてもよい。   The collector electrode 7 may have a width of 50 to 400 μm from the viewpoint of increasing the light transmittance to the first semiconductor layer 3 and having good conductivity. The current collecting electrode 7 may have a plurality of branched portions.

集電電極7は、例えば、Ag等の金属粉を樹脂バインダー等に分散させた金属ペーストがパターン状に印刷され、これが硬化されることによって形成される。   The collector electrode 7 is formed, for example, by printing a metal paste in which a metal powder such as Ag is dispersed in a resin binder or the like in a pattern and curing it.

図1、図2において、接続導体6は、第1の半導体層3、第2の半導体層4および第2の電極層5を貫通(分断)する溝内に設けられた導体である。接続導体6は、金属や導電ペースト等が用いられ得る。図1、図2においては、集電電極7を延伸して接続導体6が形成されているが、これに限定されない。例えば、上部電極層5が延伸したものであってもよい。   In FIGS. 1 and 2, the connection conductor 6 is a conductor provided in a groove that penetrates (divides) the first semiconductor layer 3, the second semiconductor layer 4, and the second electrode layer 5. The connection conductor 6 can be made of metal, conductive paste, or the like. In FIG. 1 and FIG. 2, the collector electrode 7 is extended to form the connection conductor 6, but the present invention is not limited to this. For example, the upper electrode layer 5 may be stretched.

<光電変換モジュールの構成>
次に光電変換モジュールについて詳細に説明する。図3は一実施形態に係る光電変換モジュール200の全体を示す斜視図であり、図4はその断面図である。
<Configuration of photoelectric conversion module>
Next, the photoelectric conversion module will be described in detail. FIG. 3 is a perspective view showing the entire photoelectric conversion module 200 according to one embodiment, and FIG. 4 is a cross-sectional view thereof.

光電変換モジュール200は、図1、図2に示す光電変換装置11上に、透光性の封止材20を介して透光性の第2基板12を具備している。また、封止材20の外側に、第1基板1と第2基板12との隙間を塞ぐシール材21を具備している。さらに、封止材20とシール材21との間に光反射部22を具備している。   The photoelectric conversion module 200 includes a light-transmitting second substrate 12 via a light-transmitting sealing material 20 on the photoelectric conversion device 11 illustrated in FIGS. 1 and 2. In addition, a sealing material 21 that closes the gap between the first substrate 1 and the second substrate 12 is provided outside the sealing material 20. Further, a light reflecting portion 22 is provided between the sealing material 20 and the sealing material 21.

このような構成により、第2基板12を介して光電変換モジュール200の内部に入射した光を効率よく光電変換装置11上の光吸収層3へ導くことができ、光電変換モジュール200の光電変換効率を高めることができる。つまり、第2基板を介して封止材20の端部に進行した光を光反射部22で良好に反射させて、光吸収層3へ良好に進行させることができる。   With such a configuration, light incident on the inside of the photoelectric conversion module 200 via the second substrate 12 can be efficiently guided to the light absorption layer 3 on the photoelectric conversion device 11, and the photoelectric conversion efficiency of the photoelectric conversion module 200 Can be increased. That is, the light that has traveled to the end portion of the sealing material 20 through the second substrate can be favorably reflected by the light reflecting portion 22 and can be favorably advanced to the light absorbing layer 3.

封止材20は、光電変換セル10を保護するためのものであり、光電変換セル10上から第1基板1上にかけて設けられている。また、封止材20は、光吸収層3が吸収する光に対して透光性を有している。このような封止材20としては、例えばエチレンビニルアセテート共重合体(EVA)を主成分とする樹脂やポリビニルブチラールを主成分とする樹脂等が挙げられる。   The sealing material 20 is for protecting the photoelectric conversion cell 10 and is provided from the photoelectric conversion cell 10 to the first substrate 1. Moreover, the sealing material 20 has translucency with respect to the light which the light absorption layer 3 absorbs. Examples of such a sealing material 20 include a resin mainly composed of ethylene vinyl acetate copolymer (EVA) and a resin mainly composed of polyvinyl butyral.

シール材21は、封止材20の周囲を取り囲むように、封止材20の側面に沿って設けられており、図4の例では、光電変換モジュール200の外周部において、第1基板1と第2基板12との隙間に充填されている。   The sealing material 21 is provided along the side surface of the sealing material 20 so as to surround the periphery of the sealing material 20. In the example of FIG. 4, in the outer peripheral portion of the photoelectric conversion module 200, The gap with the second substrate 12 is filled.

シール材21は、水分が光電変換セル10内へ浸入するのを低減するためのものであり、封止材20よりも透湿性の低い部材が用いられる。このようなシール材21としては、ポリエチレン等の樹脂、またはブチルゴムやエチレンプロピレンゴム等のゴムよりなる弾性体、もしくは上述した樹脂とゴムの混合物等が用いられ得る。   The sealing material 21 is for reducing moisture from entering the photoelectric conversion cell 10, and a member having a moisture permeability lower than that of the sealing material 20 is used. As such a sealing material 21, a resin such as polyethylene, an elastic body made of rubber such as butyl rubber or ethylene propylene rubber, or a mixture of the above-described resin and rubber can be used.

また、シール材21として、高分子材料に吸着材が分散されたものが用いられても良い。このような吸着材としては、水分を化学吸着する性質を有するものが用いられても良く、あるいは水分を物理吸着する性質を有するものが用いられても良い。水分を化学吸着する吸着材は、水分と化学反応を伴って、化学吸着する性質を有するものであり、例えば、酸化カルシウム(CaO)、酸化ナトリウム(NaO)、酸化マグネシウム(MgO)、塩化カルシウム(CaCl)、硫酸ナトリウム無水塩(NaSO)、硫酸銅無水塩(CuSO)または硫酸カルシウム(CaSO)等がある。また、水分を物理吸着する吸着材は、吸着剤の表面と水分との間に発生するファンデルワールス力により水分を吸着するものであり、例えば、ゼオライトなどのモレキュラーシーブ、シリカゲル(SiO・nHO)、アルミナ、アロフェンまたは活性炭等の多孔質表面を持つ無機物質等がある。 Further, as the sealing material 21, a polymer material in which an adsorbent is dispersed may be used. As such an adsorbent, those having the property of chemically adsorbing moisture may be used, or those having the property of physically adsorbing moisture may be used. The adsorbent that chemically adsorbs moisture has a property of chemically adsorbing with moisture and chemical reaction. For example, calcium oxide (CaO), sodium oxide (Na 2 O), magnesium oxide (MgO), chloride calcium (CaCl 2), anhydrous sodium sulfate (Na 2 SO 4), and the like copper sulfate anhydrous salt (CuSO 4) or calcium sulfate (CaSO 4). An adsorbent that physically adsorbs moisture adsorbs moisture by van der Waals force generated between the surface of the adsorbent and moisture. For example, molecular sieves such as zeolite, silica gel (SiO 2 .nH 2 O), inorganic materials having a porous surface such as alumina, allophane or activated carbon.

光反射部22は、封止材20の周囲を取り囲むように、封止材20とシール材21との間に設けられている。封止材20からシール材21側に進行しようとする光を反射させて光電変換セル10側へ進行させやすくするため、光反射部22は、光電変換装置11で光電変換に用いられる波長の光に対して、光反射率が20%以上のものが用いられ得る。このような光反射部22としては、例えば、金や銀、ニッケル、パラジウム、白金等の光反射性の金属部材や、シリカやチタニア等の白色部材等が挙げられる。   The light reflecting portion 22 is provided between the sealing material 20 and the sealing material 21 so as to surround the periphery of the sealing material 20. In order to reflect the light that is going to travel from the sealing material 20 to the sealing material 21 side and to make it easier to travel to the photoelectric conversion cell 10 side, the light reflecting unit 22 is light of a wavelength used for photoelectric conversion in the photoelectric conversion device 11. On the other hand, a light reflectance of 20% or more can be used. Examples of such a light reflecting portion 22 include light reflecting metal members such as gold, silver, nickel, palladium, and platinum, and white members such as silica and titania.

光反射部22が金属部材である場合、光反射部22は、例えば、棒状等に成形された金属部材を封止材20とシール材21との間に配置し、封止材20およびシール材21を加熱硬化することによって作製することができる。あるいは、封止材20を形成した後、封止材20の側面にめっきを行なうことによって作製してもよい。また、光反射部22が白色部材である場合、光反射部22は、例えば、封止材20を形成した後、封止材20の側面にゾルゲル法等でシリカやチタニア等の膜を形成することによって作製することができる。   When the light reflection part 22 is a metal member, the light reflection part 22 arrange | positions the metal member shape | molded by the rod shape etc. between the sealing material 20 and the sealing material 21, for example, and the sealing material 20 and a sealing material 21 can be produced by heat curing. Or after forming the sealing material 20, you may produce by plating to the side surface of the sealing material 20. FIG. Moreover, when the light reflection part 22 is a white member, after forming the sealing material 20, the light reflection part 22 forms films | membranes, such as a silica and a titania, on the side surface of the sealing material 20 by the sol-gel method etc., for example. Can be produced.

また、光反射部22は、金属粒子または白色粒子が分散された透光性部材であってもよい。例えば、樹脂等の透光性部材に、金や銀、ニッケル、パラジウム、白金等の光反射性の金属の金属粒子、または、シリカやチタニア等の白色粒子が分散されたものが用いられてもよい。これにより、透光性部材で接着性を高めるとともに金属粒子または白色粒子で反射率を高めることができる。   Moreover, the light reflection part 22 may be a translucent member in which metal particles or white particles are dispersed. For example, a translucent member such as a resin in which light-reflective metal particles such as gold, silver, nickel, palladium, platinum, or white particles such as silica or titania are dispersed is used. Good. Thereby, while improving adhesiveness with a translucent member, a reflectance can be improved with a metal particle or a white particle.

また、光電変換モジュール200は、光電変換装置11上の取り出し電極部2a、2bに、それぞれ配線導体13a、13bが電気的に接続されている。また、配線導体13a、13bの他方の端部は、図3に示されるように、第1基板1を上下方向に貫通する孔1aを介して裏面に導出され、光電変換モジュール200の裏面(非受光面)に配置された端子ボックスに接続されている。そして、この端子ボックスを介して、光電変換モジュール200で発電した電力が外部回路に出力されることとなる。   In the photoelectric conversion module 200, the wiring conductors 13a and 13b are electrically connected to the extraction electrode portions 2a and 2b on the photoelectric conversion device 11, respectively. Further, as shown in FIG. 3, the other end of the wiring conductors 13 a and 13 b is led out to the back surface through a hole 1 a penetrating the first substrate 1 in the vertical direction, and the back surface (non- It is connected to a terminal box arranged on the light receiving surface. Then, the electric power generated by the photoelectric conversion module 200 is output to an external circuit through this terminal box.

配線導体13a、13bは、例えば、厚さ0.1〜0.5mm程度、幅が1〜7mm程度の銅(Cu)などの金属箔が用いられる。また。この金属箔の表面には、取り出し電極部2a、2bとの電気的な接続を良好にすべく、錫、ニッケルまたは半田などがめっき等によってコーティングされていてもよい。   For the wiring conductors 13a and 13b, for example, a metal foil such as copper (Cu) having a thickness of about 0.1 to 0.5 mm and a width of about 1 to 7 mm is used. Also. The surface of the metal foil may be coated with tin, nickel, solder, or the like by plating or the like in order to improve electrical connection with the extraction electrode portions 2a, 2b.

<光電変換モジュールの第1変形例>
次に、本発明の光電変換モジュールの変形例について説明する。図5は光電変換モジュールの第1変形例を示す断面図である。図5に示される光電変換モジュール300において、上述した図4に示される光電変換モジュール200と同様な構成および機能を有する部分については図4と同じ符号が付されている。光電変換モジュール300において、封止材20と光反射部32との界面は、第1基板1から離れるに従って光電変換層(光電変換セル10)から離れるように傾斜している。このような構成であれば、封止材20と光反射部32との界面で反射された光が光電変換セル10側へ良好に進行しやすくなり、光電変換効率がより高くなる。
<First Modification of Photoelectric Conversion Module>
Next, a modification of the photoelectric conversion module of the present invention will be described. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a first modification of the photoelectric conversion module. In the photoelectric conversion module 300 shown in FIG. 5, the same reference numerals as those in FIG. 4 are given to parts having the same configuration and functions as those of the photoelectric conversion module 200 shown in FIG. 4 described above. In the photoelectric conversion module 300, the interface between the sealing material 20 and the light reflecting portion 32 is inclined so as to be separated from the photoelectric conversion layer (photoelectric conversion cell 10) as the distance from the first substrate 1 is increased. If it is such a structure, the light reflected in the interface of the sealing material 20 and the light reflection part 32 will advance easily to the photoelectric conversion cell 10 side, and a photoelectric conversion efficiency will become higher.

なお、図5ではシール材31と光反射部32との界面も同様の方向に傾斜した例を示しているが、これに限定されない。   Although FIG. 5 shows an example in which the interface between the sealing material 31 and the light reflecting portion 32 is inclined in the same direction, the present invention is not limited to this.

<光電変換モジュールの第2変形例>
図6は光電変換モジュールの第2変形例を示す断面図である。図6に示される光電変換モジュール400において、上述した図4に示される光電変換モジュール200と同様な構成および機能を有する部分については図4と同じ符号が付されている。光電変換モジュール400は、シール部材41が第1基板1の側面および第2基板12の側面を覆うように設けられており、このシール部材41と封止材20との間に光反射部42が設けられている。このような構成であれば、水分が光電変換セル10へ浸入するのをより低減することができる。
<Second Modification of Photoelectric Conversion Module>
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a second modification of the photoelectric conversion module. In the photoelectric conversion module 400 shown in FIG. 6, the same reference numerals as those in FIG. 4 are given to portions having the same configuration and functions as those of the photoelectric conversion module 200 shown in FIG. 4 described above. The photoelectric conversion module 400 is provided so that the sealing member 41 covers the side surface of the first substrate 1 and the side surface of the second substrate 12, and the light reflecting portion 42 is provided between the sealing member 41 and the sealing material 20. Is provided. With such a configuration, it is possible to further reduce moisture from entering the photoelectric conversion cell 10.

なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が施されることは何等差し支えない。例えば、図4および図5の各構成において、シール材21、31が第1基板1および第2基板12の側面まで覆うように延出されていてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. For example, in each structure of FIG. 4 and FIG. 5, the sealing materials 21 and 31 may be extended so that the side surface of the 1st board | substrate 1 and the 2nd board | substrate 12 may be covered.

1:第1基板
2:下部電極層
3:第1の半導体層
4:第2の半導体層
5:上部電極層
10:光電変換セル
11:光電変換装置
12:第2基板
20:封止材
21、31、41:シール材
22、32、42:光反射部
200、300、400:光電変換モジュール
1: First substrate 2: Lower electrode layer 3: First semiconductor layer 4: Second semiconductor layer 5: Upper electrode layer 10: Photoelectric conversion cell 11: Photoelectric conversion device 12: Second substrate 20: Sealing material 21 , 31, 41: Sealing material 22, 32, 42: Light reflection part 200, 300, 400: Photoelectric conversion module

Claims (4)

第1基板と、
該第1基板上に位置する光電変換層と、
該光電変換層上から前記第1基板上にかけて位置する透光性の封止材と、
該封止材上に位置する透光性の第2基板と、
前記封止材の外側に位置し、前記第1基板と前記第2基板との隙間を塞ぐシール材と、
前記封止材と前記シール材との間に位置する光反射部と
を具備することを特徴とする光電変換モジュール。
A first substrate;
A photoelectric conversion layer located on the first substrate;
A light-transmitting sealing material positioned over the photoelectric conversion layer and the first substrate;
A translucent second substrate located on the encapsulant;
A sealing material located outside the sealing material and closing a gap between the first substrate and the second substrate;
A photoelectric conversion module comprising a light reflecting portion positioned between the sealing material and the sealing material.
前記光反射部は金属部材または白色部材である、請求項1に記載の光電変換モジュール。   The photoelectric conversion module according to claim 1, wherein the light reflecting portion is a metal member or a white member. 前記光反射部は金属粒子または白色粒子を含んだ透光性部材である、請求項1に記載の光電変換モジュール。   The photoelectric conversion module according to claim 1, wherein the light reflecting portion is a translucent member including metal particles or white particles. 前記封止材と前記光反射部との界面は、前記第1基板から離れるに従って前記光電変換層から離れるように傾斜している、請求項1乃至3のいずれかに記載の光電変換モジュール。   4. The photoelectric conversion module according to claim 1, wherein an interface between the sealing material and the light reflecting portion is inclined so as to be separated from the photoelectric conversion layer as being separated from the first substrate. 5.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016111310A (en) * 2014-11-28 2016-06-20 京セラ株式会社 Photoelectric conversion device

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