JP2015149388A - 太陽電池モジュールおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記太陽電池仕掛品が設置された後、前記凹凸フィルムを貼り付けることにより凹凸構造が形成されることが好ましい。
(凹凸フィルム)
凹凸フィルムは、アクリル系フィルムから形成されている。アクリル系フィルムには、アクリル系樹脂に、添加物として、平均粒子径が0.05μm〜0.4μmで重量比率が12〜35%のゴム成分が添加されている。なお、本明細書においては、凹凸構造形成前のものを「アクリル系フィルム」、凹凸構造形成後のものを「凹凸フィルム」という。
また添加物として、重量比率が12〜35%、平均粒子径が0.05μm〜0.4μmのゴム成分を添加することにより、フィルムカット時の割れ(クラック)を防止できる。
凹凸構造の高さ、頂点間の距離、および斜面の角度は、凹凸構造のAFM(原子力顕微鏡)やSEM(電子顕微鏡)による観察像から求めることができる。ここで、測定範囲としては、例えば100μm四方程度とし、観察範囲内からランダムに選んだ20個以上の凹凸構造に対して上記の基準に基づき求めるものとする。なお、この際、上述のように、1つの頂点から延びる稜線のうち最も長い稜線が100nm以上のものを20個選ぶものとする。
凹凸フィルムは、上述のようなアクリル系フィルムを用いて以下のようにして表面に凹凸構造を形成することができる。アクリル系フィルムを、フィルムが軟化する温度まで加熱後、所望の凹凸構造の逆のパターンを有する金型を押し付け、圧力を保ったまま冷却することにより、金型の凹凸構造をフィルム表面に転写し、凹凸構造を形成することができる。加熱する温度は、フィルムの材料によって異なるが、圧力によりフィルム厚が変わらない温度が好ましく、110℃以上140℃以下が好ましい。
また、アクリル系フィルムの製造時に凹凸構造を形成してもよい。また、アクリル系フィルムは、アクリル系樹脂を押し出し成形で形成する方法、また、樹脂材料をキャスト法により成形して形成する方法などにより形成することができる。
透光性基板については、紫外〜赤外の波長範囲で透明であれば特に制限されないが、耐熱性に優れるという観点からガラス基板などを使用することが好ましい。ガラス基板としては無アルカリガラスやソーダライムガラスなどが挙げられるが、特にこれらの種類に限定されるものではない。無アルカリガラスやソーダライムガラスを使う場合、屈折率1.50〜1.55のガラス基板がコストと透過率の観点から好ましい。
凹凸フィルムを透光性基板に接着させる際、接着剤により貼り付けることが好ましい。この際の接着剤としては、例えば、シリコーン系やアクリル系などを材料とする、付加硬化型やUV硬化型、加熱硬化型接着剤などを用いることが好ましい。接着剤の屈折率は、透光性基板の屈折率に近いことが好ましく、1.47〜1.55が好ましい。また、接着剤を塗布した接着シートを凹凸フィルムと透光性基板の間に挟むことによって凹凸フィルムを接着することもできる。接着シートとしてはOCAテープなどを用いることが好ましい。
本発明における太陽電池セルは特に限定されず、薄膜シリコン太陽電池や結晶シリコン太陽電池、ヘテロ接合太陽電池、化合物太陽電池であってもかまわない。
太陽電池セル3と、他の太陽電池セルまたは外部配線とを、配線部材を用いて直列又は並列に電気的に接続し、複数の太陽電池セルを有する太陽電池モジュールを作製する。太陽電池モジュールでは、その電極層や半導体層を水分や酸素等から保護することや外部と電気的に絶縁することなどを目的として、この太陽電池セル全体を、充填材料である封止材4を用いて封止することが好ましい。
実施例1においては、添加剤の違いによる特性の影響について調べた。
まず、以下のようにして実施例1−1における太陽電池モジュールを作製した。3.2mm厚の白板ガラスから成る透光性基板2(屈折率1.52)の一主面上に、透明電極層、光電変換層、裏面電極層をこの順に有する薄膜シリコン太陽電池セル3を作製した。光電変換層としては、3接合の光電変換ユニットを順に製膜した。次に、作製した太陽電池セルの裏面側に封止材4としてEVAシート、裏面保護材5としてアルミニウムコートされたPETフィルムを順に重ね、真空ラミネータで圧着することにより封止し、太陽電池仕掛品を作製した。
比較例1−1では、凹凸フィルムを接着しない点のみが実施例1−1と異なっていた。すなわち、実施例1−1の太陽電池仕掛品を太陽電池モジュールとした。
実施例2においては、ゴム添加量を変更させた場合における影響について調べた。
実施例2−1では、ゴム添加量が15%である点のみが実施例1−1と異なっていた。この際、凹凸構造の高さは40μm、傾斜角は49°だった。
実施例1−1と同じ太陽電池モジュールを実施例2−2とした。
比較例2−1では、凹凸フィルムがゴムを含まない点のみが実施例2−2と異なっていた。この際、凹凸構造の高さは42μm、傾斜角は51°だった。
比較例2−2では、ゴム添加量が10%である点のみが実施例2−2と異なっていた。この際、凹凸構造の高さは39μm、傾斜角は49°だった。
比較例2−3では、ゴム添加量が35%である点のみが実施例2−2と異なっていた。この際、凹凸構造の高さは37μm、傾斜角は48°だった。
1a 光閉じ込め効果が高い凹凸フィルム
1b 横方向への異方性散乱の強い凹凸フィルム
2 透光性基板
3 光電変換ユニット
3a 発電電流値が小さい光電変換ユニット
3b 発電電流値が大きい光電変換ユニット
4 封止樹脂
5 裏面保護シート
10 光入射側保護材
11 凹凸構造
11a 頂点
11b 辺
11c 稜線
12 傾斜面
100 モジュール
Claims (7)
- 光入射側保護材と裏面保護材の間に太陽電池セルを有する太陽電池モジュールであって、
前記光入射側保護材は、太陽電池セル側から透光性基板と凹凸フィルムをこの順に有し、前記凹凸フィルムは、添加剤として重量比率が12〜30%、平均粒子径が0.05μm〜0.4μmのゴム成分を含むアクリル系フィルムから形成されており、かつ、光入射側表面に凹凸構造を有し、
前記凹凸構造は、高さが5μm以上50μm以下であり、傾斜角が30°以上65°以下である太陽電池モジュール。 - 前記凹凸フィルムは、屈折率が波長550nmにおいて1.47〜1.55である、請求項1に記載の太陽電池モジュール。
- 請求項1または2に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記透光性基板と前記裏面保護材の間に太陽電池セルを配置した太陽電池仕掛品を準備した後、
前記凹凸フィルムが、前記透光性基板の光入射面側に、接着剤を介して接着される太陽電池モジュールの製造方法。 - 前記太陽電池モジュールは、発電量の異なる二以上の太陽電池セルを有し、
前記太陽電池仕掛品を準備した後、前記透光性基板の光入射面側に、前記二以上の太陽電池セルに対応する少なくとも二枚以上の凹凸フィルムを準備し、
前記二以上の太陽電池セルが形成された領域に対応するように前記二枚以上の凹凸フィルムを各々配置し、
前記凹凸フィルム形成前および形成後における前記二以上の太陽電池セルの発電量の差をΔP1およびΔP2(%)としたとき、ΔP2<ΔP1を満たす、請求項3に記載の太陽電池モジュールの製造方法。 - 前記凹凸フィルム形成後の前記二以上の太陽電池セルの発電量の差ΔP1が10%以下である、請求項4に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
- 前記凹凸フィルムは、凹凸パターンを有する母型を前記アクリル系フィルムに押圧し、押圧した状態で110〜140度で加熱して前記凹凸構造を転写することにより形成される、請求項3〜5のいずれかに記載の太陽電池モジュールの製造方法。
- 前記太陽電池仕掛品が設置された後、前記凹凸フィルムを貼り付けることにより凹凸構造が形成される、請求項3〜6のいずれか1項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
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