JP2016025119A - Solar battery module and manufacturing method for solar battery module - Google Patents

Solar battery module and manufacturing method for solar battery module Download PDF

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聡一郎 ▲高▼本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solar battery module that can suppress deterioration in electrical characteristic caused by occurrence of PID phenomenon.SOLUTION: In a solar module 100 in which a solar battery cell 103 having insulation film formed on the light reception surface side is sealed between a light reception surface side protection glass 101 and a back surface side protection member 105 so that the insulation film side confronts the light reception surface side protection glass 101 side, a first surface side sealing material layer 102a formed of transparent resin, a transparent insulation layer 102c and a second surface side sealing material layer 102b formed of transparent resin are laminated from the light reception surface side protection glass 101 side between the light reception surface side protection glass 101 and the solar battery cell 103, thereby forming a laminate. The transparent insulation layer 102c has larger volume resistivity than the first surface side sealing material layer 102a and the second surface side sealing material layer 102b.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法に関し、特に、太陽電池セルを封止材で封止した太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a solar cell module and a method for manufacturing a solar cell module, and more particularly to a solar cell module in which solar cells are sealed with a sealing material and a method for manufacturing the solar cell module.

従来、結晶性半導体基板を用いた結晶系太陽電池モジュールの実装構造の１つに、強化ガラスからなるカバーガラス上に形成された表面側封止材の上に、エチレン酢酸ビニル共重合体（Ethylene-vinyl acetate：ＥＶＡ）樹脂のフィルムを介して結晶系太陽電池セルを並べ、該結晶系太陽電池セル上に裏面側封止材であるＥＶＡと裏面被覆部材とを載せてラミネートする技術が開示されている。   Conventionally, in one of the mounting structures of a crystalline solar cell module using a crystalline semiconductor substrate, an ethylene vinyl acetate copolymer (Ethylene) is formed on a surface-side sealing material formed on a cover glass made of tempered glass. -Vinyl acetate (EVA) A technology is disclosed in which crystalline solar cells are arranged through a resin film, and the back side sealing material EVA and a back surface covering member are laminated on the crystalline solar cells. ing.

太陽電池用の封止材は、たとえば特許文献１および特許文献２に記載された封止材が提案されている。特許文献１には、接着性及び製膜性の双方に優れるエチレン酢酸ビニル共重合体膜が記載されている。特許文献２には、透明性、柔軟性、接着性、耐熱性、外観、架橋特性、電気特性およびカレンダー成形性などの諸特性に優れる太陽電池封止材として、エチレン・α−オレフィン系共重合体を含有する太陽電池封止材用樹脂組成物が記載されている。   As the sealing material for solar cells, for example, the sealing materials described in Patent Document 1 and Patent Document 2 have been proposed. Patent Document 1 describes an ethylene vinyl acetate copolymer film that is excellent in both adhesiveness and film forming property. Patent Document 2 discloses an ethylene / α-olefin copolymer as a solar cell encapsulant that is excellent in various properties such as transparency, flexibility, adhesiveness, heat resistance, appearance, cross-linking properties, electrical properties, and calendar moldability. A resin composition for solar cell encapsulant containing coalescence is described.

近年、メガソーラーなどの太陽光発電システムの大規模化により、太陽光発電システムの高電圧化が進んでいる。太陽光発電システムが高電圧化するにしたがって、太陽光発電システムにおいて結晶系太陽電池セルで発電した直流を交流に変換することができるインバータでは、高効率化およびコスト削減のために、トランスレス型インバータの使用が増加している。   In recent years, with the increase in the scale of photovoltaic power generation systems such as mega solar, the voltage of photovoltaic power generation systems has been increasing. In order to increase efficiency and reduce costs in inverters that can convert direct current generated by crystalline solar cells into alternating current in solar power generation systems as the voltage of solar power generation systems increases, transformerless type The use of inverters is increasing.

トランスレス型インバータは、システム側での絶縁ができない。通常、結晶系太陽電池モジュールのカバーガラスは金属のフレームで支持され、該フレームはアースに接続されて接地電位になっている。ここで、トランスレス型インバータを使用した大規模太陽光発電システムにおいては、接地されたフレームと、結晶系太陽電池モジュールの内部回路である結晶系太陽電池セルとの間に大きな電位差が発生する。また、カバーガラスに用いられるガラスは、太陽電池封止材から形成された封止層と比較して電気抵抗が低く、フレームを介してカバーガラスとセルとの間にも高電圧が発生する。また、朝露および日照がある場合の降雨など、ガラス面に水分が付着するとガラスが水によってフレームと同電位になり、ガラスを伝って、接地されたフレームとセルの間に漏れ電流が発生する。   Transformerless inverters cannot be insulated on the system side. Usually, the cover glass of the crystalline solar cell module is supported by a metal frame, and the frame is connected to the ground and has a ground potential. Here, in a large-scale photovoltaic power generation system using a transformerless inverter, a large potential difference is generated between a grounded frame and a crystalline solar cell that is an internal circuit of the crystalline solar cell module. Moreover, the glass used for the cover glass has a lower electrical resistance than the sealing layer formed from the solar cell sealing material, and a high voltage is generated between the cover glass and the cell via the frame. In addition, when moisture adheres to the glass surface, such as rain when there is morning dew and sunshine, the glass has the same potential as the frame due to the water, and a leakage current is generated between the grounded frame and the cell through the glass.

すなわち、結晶系太陽電池モジュール表面は、一般にソーダライムガラスからなるカバーガラスで覆われている。ここで、カバーガラス表面に水分があると、ソーダライムガラスから金属イオンであるナトリウムイオン（Ｎａ＋イオン）を生じる。Ｎａ＋イオンが生じた状態で、上述したようにフレームと結晶系太陽電池セルとの間に大きな電位差が生じると、カバーガラスの表面のＮａ＋イオンは、フレームと結晶系太陽電池セルとの間の電位差によってカバーガラス中および封止充填樹脂中を移動し、結晶系太陽電池セルの表面に到達する。高温高湿の条件ではカバーガラスおよび封止材の体積抵抗が低下し、漏れ電流が増え、金属イオンであるＮａ＋イオンが移動しやすくなる。   That is, the surface of the crystalline solar cell module is generally covered with a cover glass made of soda lime glass. Here, if there is moisture on the surface of the cover glass, sodium ions (Na + ions) that are metal ions are generated from the soda lime glass. When a large potential difference occurs between the frame and the crystalline solar cell in the state where Na + ions are generated, the Na + ion on the surface of the cover glass causes a potential difference between the frame and the crystalline solar cell. Moves through the cover glass and the sealing filling resin, and reaches the surface of the crystalline solar battery cell. Under conditions of high temperature and high humidity, the volume resistance of the cover glass and the sealing material decreases, the leakage current increases, and Na + ions, which are metal ions, easily move.

通常、結晶系太陽電池セルの光入射側のドープ層の表面は、絶縁性のパッシベーション膜で覆われている。該パッシベーション膜は、帯電イオンが付着することにより分極する。パッシベーション膜が分極することにより、結晶系太陽電池セルの光入射側のドープ層のパッシベーション層との界面近傍に極性逆転領域が形成され、光発生キャリアの移動が妨げられる。光発生キャリアの移動が妨げられた結果、結晶系太陽電池セルの出力が低下し、結晶系太陽電池モジュールの電気特性が低下する。上記の結晶系太陽電池モジュールの電気特性の劣化は、ＰＩＤ（Potential Induced Degradation）現象と呼ばれる。ここで、たとえばドープ層はｎ型であり、極性逆転領域はｐ型である。   Usually, the surface of the doped layer on the light incident side of the crystalline solar battery cell is covered with an insulating passivation film. The passivation film is polarized by adhering charged ions. When the passivation film is polarized, a polarity inversion region is formed in the vicinity of the interface between the doped layer on the light incident side of the crystalline solar cell and the passivation layer, and movement of the photogenerated carriers is hindered. As a result of the movement of the photo-generated carriers being hindered, the output of the crystalline solar cell is lowered, and the electrical characteristics of the crystalline solar cell module are lowered. The deterioration of the electrical characteristics of the crystalline solar cell module is called a PID (Potential Induced Degradation) phenomenon. Here, for example, the doped layer is n-type, and the polarity inversion region is p-type.

特開２０１０−５３２９８号公報JP 2010-53298 A 特開２０１３−２２９６１８号公報JP2013-229618A

しかしながら、上記特許文献１に記載された封止材、および特許文献２に記載された封止材では、ＰＩＤ現象の発生を抑制することはできない。   However, the sealing material described in Patent Document 1 and the sealing material described in Patent Document 2 cannot suppress the occurrence of the PID phenomenon.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＰＩＤ現象の発生に起因した電気特性の低下を抑制できる太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法を得ることを目的とする。   This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at obtaining the manufacturing method of a solar cell module which can suppress the fall of the electrical property resulting from generation | occurrence | production of a PID phenomenon, and a solar cell module.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる太陽電池モジュールは、受光面側の表面に絶縁膜が形成された太陽電池セルが受光面側保護ガラスと裏面側保護部材との間に前記絶縁膜側を前記受光面側保護ガラス側に向けて封止された太陽電池モジュールであって、前記受光面側保護ガラスと前記太陽電池セルとの間に、前記受光面側保護ガラス側から、透明樹脂からなる第１の表面側封止材層と、透明絶縁層と、透明樹脂からなる第２の表面側封止材層とが積層された積層体を有し、前記透明絶縁層は、前記第１の表面側封止材層および前記第２の表面側封止材層よりも体積抵抗率が大きいこと、を特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the solar cell module according to the present invention includes a light-receiving surface side protective glass, a back surface-side protective member, and a solar cell in which an insulating film is formed on the light-receiving surface side surface. A solar cell module sealed with the insulating film side facing the light receiving surface side protective glass side between the light receiving surface side protective glass and the solar cell, From the glass side, it has a laminate in which a first surface side sealing material layer made of a transparent resin, a transparent insulating layer, and a second surface side sealing material layer made of a transparent resin are laminated, and the transparent The insulating layer has a larger volume resistivity than the first surface side sealing material layer and the second surface side sealing material layer.

本発明によれば、ＰＩＤ現象の発生に起因した電気特性の低下を抑制できる太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法が得られる、という効果を奏する。   Advantageous Effects of Invention According to the present invention, there is an effect that a solar cell module and a method for manufacturing a solar cell module that can suppress a decrease in electrical characteristics due to the occurrence of the PID phenomenon are obtained.

図１は、本発明の実施の形態にかかる結晶系太陽電池モジュールである結晶シリコン太陽電池モジュールの概略構成を模式的に示す要部断面図である。FIG. 1 is a main part sectional view schematically showing a schematic configuration of a crystalline silicon solar cell module which is a crystalline solar cell module according to an embodiment of the present invention. 図２は、本発明の実施の形態にかかる結晶シリコン太陽電池セルを受光面側から見た平面図である。FIG. 2 is a plan view of the crystalline silicon solar battery cell according to the embodiment of the present invention as viewed from the light receiving surface side. 図３は、本発明の実施の形態にかかる結晶シリコン太陽電池セルを非受光面側である裏面側から見た平面図である。FIG. 3 is a plan view of the crystalline silicon solar battery cell according to the embodiment of the present invention viewed from the back surface side that is the non-light-receiving surface side. 図４は、本発明の実施の形態にかかる結晶シリコン太陽電池セルの構成を示す要部断面図であり、図２におけるＡ−Ａ断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the main part showing the configuration of the crystalline silicon solar battery cell according to the embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 図５は、本発明の実施の形態にかかる結晶シリコン太陽電池セルが接続配線により電気的に直列に接続配線されたストリングを示す要部断面図である。FIG. 5 is a fragmentary cross-sectional view showing a string in which crystalline silicon solar cells according to an embodiment of the present invention are electrically connected and connected in series by connecting wires.

本発明者らは、ＰＩＤ現象の発生に起因した結晶系太陽電池モジュールの電気特性劣化、すなわち出力特性の低下について鋭意検討した結果、封止材に体積抵抗率の低いＥＶＡのみを使用している場合に、ＰＩＤ現象の発生に起因した結晶シリコン太陽電池モジュールの電気特性の劣化が生じるという知見を得た。以下に、ＰＩＤ現象の発生に起因した結晶系太陽電池モジュールの電気特性の劣化を抑制できる本発明にかかる太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述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において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。   As a result of intensive studies on the deterioration of the electrical characteristics of the crystalline solar cell module caused by the occurrence of the PID phenomenon, that is, the reduction of the output characteristics, the present inventors use only EVA with a low volume resistivity as the sealing material. In some cases, the inventors have found that the electrical characteristics of the crystalline silicon solar cell module are deteriorated due to the occurrence of the PID phenomenon. DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments of a solar cell module and a method for manufacturing a solar cell module according to the present invention that can suppress deterioration of electrical characteristics of a crystalline solar cell module due to the occurrence of a PID phenomenon will be described below in detail with reference to the drawings. . In addition, this invention is not limited to the following description, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably. In the drawings shown below, the scale of each member may be different from the actual scale for easy understanding. The same applies between the drawings.

実施の形態
図１は、本実施の形態にかかる結晶系太陽電池モジュールである結晶シリコン太陽電池モジュール１００の概略構成を模式的に示す要部断面図である。以下、太陽電池モジュール１００と呼ぶ場合がある。図１に示すように、本実施の形態にかかる太陽電池モジュール１００は、太陽光Ｌの入射側から、光透過性および耐候性部材を有する光透過性基板である受光面側保護ガラス１０１、受光面側封止層１０２、光起電力素子である結晶シリコン太陽電池セル１０３、裏面側封止層１０４、耐候性を有する裏面側被覆部材である裏面側保護部材１０５が順次積層され、ラミネート加工プロセスによって一体化された積層封止体構造を有する。以下、太陽電池セル１０３と呼ぶ場合がある。また、該積層封止体構造を構成する部材が積層一体化された結晶シリコン太陽電池モジュール１００は、外周縁部を不図示の金属フレームである額縁状の金属フレームによって支持され、電気的に接地された架台に固定されている。すなわち、金属フレームは設置電位とされている。金属フレームは、たとえばアルミニウムにより構成される。 Embodiment FIG. 1 is a main part sectional view schematically showing a schematic configuration of a crystalline silicon solar cell module 100 which is a crystalline solar cell module according to the present embodiment. Hereinafter, the solar cell module 100 may be called. As shown in FIG. 1, a solar cell module 100 according to the present embodiment includes a light-receiving surface side protective glass 101 that is a light-transmitting substrate having light-transmitting and weather-resistant members, A surface-side sealing layer 102, a crystalline silicon solar cell 103 that is a photovoltaic element, a back-side sealing layer 104, and a back-side protective member 105 that is a weather-resistant back-side covering member are sequentially laminated, and a laminating process It has the laminated sealing body structure integrated by. Hereinafter, it may be referred to as a solar battery cell 103. The crystalline silicon solar cell module 100 in which the members constituting the laminated encapsulant structure are laminated and integrated is supported by a frame-shaped metal frame, which is a metal frame (not shown), on the outer peripheral edge, and is electrically grounded. It is fixed to the mount. That is, the metal frame is set to the installation potential. The metal frame is made of aluminum, for example.

１台の結晶シリコン太陽電池モジュール１００の内部には、数十個の結晶シリコン太陽電池セル１０３が、各結晶シリコン太陽電池セル１０３の表裏に設けられた電極がモジュール内部で電気的に直列に接続されるように配線されてストリングとされている。標準状態での結晶シリコン太陽電池モジュール１００で発電された電力は、不図示のケーブルに出力されている。   Within a single crystalline silicon solar cell module 100, several tens of crystalline silicon solar cells 103 are electrically connected in series with the electrodes provided on the front and back of each crystalline silicon solar cell 103. It is wired so that it is a string. The electric power generated by the crystalline silicon solar cell module 100 in the standard state is output to a cable (not shown).

受光面側保護ガラス１０１は、受光面側封止層１０２の受光面側に該受光面側封止層１０２の粘着力により固着されている。受光面側保護ガラス１０１は、結晶シリコン太陽電池モジュール１００の受光面側の表面をカバーする板ガラスである。受光面側保護ガラス１０１を構成する板ガラスは、たとえば酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化ナトリウム（ＮａＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）を主成分とする一般のソーダライムガラスが使用される。また、受光面側保護ガラス１０１を構成する板ガラスは、好ましくは太陽電池モジュールに求められる十分な耐風圧、耐雹性強度を有し、鉄分の含有量の低い高光透過率の白板強化ガラスであり、より好ましくは光入射側表面にポーラスシリカ等の低屈折率を有する材料からなる低屈折率の反射防止層を備える白板強化ガラスである。なお、地上発電用の太陽電池モジュールの受光面側保護ガラスには、一般のソーダライムガラスが使用され、高価なホウ珪酸ガラスおよび石英ガラスは使われない。したがって、受光面側保護ガラスからの金属イオンであるＮａ＋イオンの発生を完全に無くすことは困難である。 The light receiving surface side protective glass 101 is fixed to the light receiving surface side of the light receiving surface side sealing layer 102 by the adhesive force of the light receiving surface side sealing layer 102. The light receiving surface side protective glass 101 is a plate glass that covers the surface on the light receiving surface side of the crystalline silicon solar cell module 100. As the plate glass constituting the light-receiving surface side protective glass 101, for example, general soda lime glass mainly composed of silicon oxide (SiO 2 ), sodium oxide (NaO), and calcium oxide (CaO) is used. Further, the plate glass constituting the light-receiving surface side protective glass 101 is a white plate tempered glass having a high light transmittance and a low iron content, preferably having sufficient wind pressure resistance and weather resistance required for a solar cell module. More preferably, the white plate-reinforced glass is provided with a low refractive index antireflection layer made of a material having a low refractive index such as porous silica on the light incident side surface. In addition, general soda-lime glass is used for the light-receiving surface side protective glass of the solar cell module for ground power generation, and expensive borosilicate glass and quartz glass are not used. Therefore, it is difficult to completely eliminate the generation of Na + ions that are metal ions from the light-receiving surface side protective glass.

受光面側封止層１０２は、受光面側保護ガラス１０１側から、第１の表面側封止材層１０２ａと、透明絶縁層１０２ｃと、第２の表面側封止材層１０２ｂとが順次積層されて３層構造の積層体を構成している。すなわち、透明絶縁層１０２ｃは、第１の表面側封止材層１０２ａと第２の表面側封止材層１０２ｂとの間に挟まれて配置されている。   The light-receiving surface side sealing layer 102 is formed by sequentially laminating a first surface-side sealing material layer 102a, a transparent insulating layer 102c, and a second surface-side sealing material layer 102b from the light-receiving surface-side protective glass 101 side. Thus, a laminate having a three-layer structure is formed. That is, the transparent insulating layer 102c is disposed between the first surface side sealing material layer 102a and the second surface side sealing material layer 102b.

本実施の形態においては、第１の表面側封止材層１０２ａおよび第２の表面側封止材層１０２ｂは、太陽電池モジュールで一般的に用いられる封止材であるエチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）樹脂により構成されている。第１の表面側封止材層１０２ａおよび第２の表面側封止材層１０２ｂは、厚さＴ１がたとえば０．０５ｍｍ〜０．４ｍｍの範囲とされる。なお、第１の表面側封止材層１０２ａおよび第２の表面側封止材層１０２ｂの材料はＥＶＡに限定されることなく、光透過性を有するとともに受光面側保護ガラス１０１と結晶シリコン太陽電池セル１０３との間を接着して、結晶シリコン太陽電池セル１０３を封止可能であれば、他の熱硬化性樹脂を用いてもよい。 In the present embodiment, the first surface side sealing material layer 102a and the second surface side sealing material layer 102b are ethylene vinyl acetate copolymers that are sealing materials generally used in solar cell modules. (EVA) It is comprised with resin. The first surface side sealing material layer 102a and a second surface side sealing material layer 102b is thick T 1 is in the range of e.g. 0.05Mm～0.4Mm. Note that the material of the first surface-side sealing material layer 102a and the second surface-side sealing material layer 102b is not limited to EVA, and has light transmissivity and the light-receiving surface side protective glass 101 and the crystalline silicon solar cell. Other thermosetting resins may be used as long as the crystalline silicon solar battery cell 103 can be sealed by bonding between the battery cells 103.

第１の表面側封止材層１０２ａおよび第２の表面側封止材層１０２ｂに使用できる他の熱硬化性樹脂は、たとえばエチレンアクリル酸エチル共重合体、エチレンアクリル酸メチル共重合体、ポリオレフィン系樹脂などの樹脂が挙げられる。さらに、第１の表面側封止材層１０２ａおよび第２の表面側封止材層１０２ｂの内部は、耐候性、強度、接着性を向上させるために架橋させることが効果的である。本実施の形態における接着性とは、第１の表面側封止材層１０２ａと受光面側保護ガラス１０１との接着性、第１の表面側封止材層１０２ａおよび第２の表面側封止材層１０２ｂと透明絶縁層１０２ｃとの接着性、第２の表面側封止材層１０２ｂと結晶シリコン太陽電池セル１０３との接着性が含まれる。架橋の方法は、たとえば熱によりラジカルを生成させて架橋させる方法が有効である。さらに、第１の表面側封止材層１０２ａおよび第２の表面側封止材層１０２ｂには、耐光性を向上させるため紫外線吸収剤を添加することが好ましい。   Other thermosetting resins that can be used for the first surface side sealing material layer 102a and the second surface side sealing material layer 102b are, for example, ethylene ethyl acrylate copolymer, ethylene methyl acrylate copolymer, polyolefin Examples thereof include resins such as resin. Furthermore, it is effective to crosslink the insides of the first surface side sealing material layer 102a and the second surface side sealing material layer 102b in order to improve weather resistance, strength, and adhesiveness. The adhesiveness in the present embodiment refers to the adhesiveness between the first surface side sealing material layer 102a and the light-receiving surface side protective glass 101, the first surface side sealing material layer 102a, and the second surface side sealing. The adhesiveness between the material layer 102 b and the transparent insulating layer 102 c and the adhesiveness between the second surface side sealing material layer 102 b and the crystalline silicon solar battery cell 103 are included. As a crosslinking method, for example, a method in which a radical is generated by heat to perform crosslinking is effective. Furthermore, it is preferable to add an ultraviolet absorber to the first surface side sealing material layer 102a and the second surface side sealing material layer 102b in order to improve light resistance.

透明絶縁層１０２ｃは、透明性すなわち光透過性と絶縁性とに優れた、樹脂材料または有機材料からなる透明絶縁膜であり、たとえばポリエチレンテレフタレート（polyethylene terephthalate：ＰＥＴ）樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂およびシリコーンゴムなどを用いることができる。透明絶縁層１０２ｃは、ここで例示した材料のうちのいずれか１つの材料により構成されてもよく、またここで例示した材料の複数種を組み合わせて構成されてもよい。また、透明絶縁層１０２ｃは、複数層が積層されて構成されてもよい。透明絶縁層１０２ｃにおける太陽光の透過率が９０％以下の場合には、受光面側保護ガラス１０１側から結晶シリコン太陽電池モジュール１００に入射した太陽光のうち結晶シリコン太陽電池セル１０３に到達する太陽光の減少量が多くなり、透明絶縁層１０２ｃの使用による結晶シリコン太陽電池モジュール１００の太陽電池としての性能の低下量が多くなる。このため、透明絶縁層１０２ｃの使用による結晶シリコン太陽電池モジュール１００の発電性能の低下を結晶シリコン太陽電池モジュール１００の実用レベルに抑制する観点から、透明絶縁層１０２ｃの太陽光の透過率は９０％以上であることが好ましい。また、透明絶縁層１０２ｃにおける太陽光の透過率の物理的な上限は１００％である。実質的にも、上記材料で太陽光の透過率がほぼ１００％となる材料は一般的に存在する。透明絶縁層１０２ｃにおける太陽光の透過率が高ければ高いほど、受光面側保護ガラス１０１側から結晶シリコン太陽電池モジュール１００に入射した太陽光のうち結晶シリコン太陽電池セル１０３に到達する太陽光の減少量が少なくなるため好ましく、透明絶縁層１０２ｃにおける太陽光の透過率として適切な上限は１００％である。すなわち、透明絶縁層１０２ｃにおける太陽光の透過率は、９０％以上、１００％以下であることが好ましい。   The transparent insulating layer 102c is a transparent insulating film made of a resin material or an organic material, which is excellent in transparency, that is, light transmittance and insulating properties. For example, polyethylene terephthalate (PET) resin, acrylic resin, polyurethane resin, and the like Silicone rubber or the like can be used. The transparent insulating layer 102c may be composed of any one of the materials exemplified here, or may be composed of a combination of a plurality of materials exemplified here. Further, the transparent insulating layer 102c may be configured by stacking a plurality of layers. When the transmittance of sunlight in the transparent insulating layer 102c is 90% or less, the sun reaching the crystalline silicon solar battery cell 103 among the sunlight incident on the crystalline silicon solar cell module 100 from the light receiving surface side protective glass 101 side. The amount of light decrease increases, and the amount of decrease in performance of the crystalline silicon solar cell module 100 as a solar cell due to the use of the transparent insulating layer 102c increases. For this reason, from the viewpoint of suppressing a decrease in power generation performance of the crystalline silicon solar cell module 100 due to the use of the transparent insulating layer 102c to a practical level of the crystalline silicon solar cell module 100, the transmittance of sunlight of the transparent insulating layer 102c is 90%. The above is preferable. The physical upper limit of the sunlight transmittance in the transparent insulating layer 102c is 100%. Substantially, there is generally a material having a sunlight transmittance of almost 100% with the above materials. The higher the transmittance of sunlight in the transparent insulating layer 102c, the smaller the sunlight reaching the crystalline silicon solar cell 103 out of the sunlight incident on the crystalline silicon solar cell module 100 from the light receiving surface side protective glass 101 side. The amount is preferably small, and the upper limit suitable for the transmittance of sunlight in the transparent insulating layer 102c is 100%. That is, the transmittance of sunlight in the transparent insulating layer 102c is preferably 90% or more and 100% or less.

透明絶縁層１０２ｃの体積抵抗率は、第１の表面側封止材層１０２ａおよび第２の表面側封止材層１０２ｂの体積抵抗率よりも大きい。透明絶縁層１０２ｃの体積抵抗率を第１の表面側封止材層１０２ａおよび第２の表面側封止材層１０２ｂの体積抵抗率よりも大きくすることにより、受光面側封止層１０２を第１の表面側封止材層１０２ａおよび第２の表面側封止材層１０２ｂの材料のみにより構成した場合に比べて、厚さを厚くすることなく受光面側封止層１０２の体積抵抗を大きくすることができる。受光面側封止層１０２の体積抵抗を大きくすることにより、金属フレームから受光面側保護ガラス１０１を伝って結晶シリコン太陽電池セル１０３に流れる漏れ電流を低減することができ、ＰＩＤ現象の発生を抑制することができる。すなわち、絶縁性の低いＥＶＡで引き起こされるＰＩＤ現象の発生を抑制できる。   The volume resistivity of the transparent insulating layer 102c is larger than the volume resistivity of the first surface side sealing material layer 102a and the second surface side sealing material layer 102b. By making the volume resistivity of the transparent insulating layer 102c larger than the volume resistivity of the first surface side sealing material layer 102a and the second surface side sealing material layer 102b, the light receiving surface side sealing layer 102 is The volume resistance of the light-receiving surface side sealing layer 102 is increased without increasing the thickness as compared with the case where only the first surface side sealing material layer 102a and the second surface side sealing material layer 102b are configured. can do. By increasing the volume resistance of the light-receiving surface side sealing layer 102, leakage current flowing from the metal frame to the crystalline silicon solar battery cell 103 through the light-receiving surface side protective glass 101 can be reduced, and the occurrence of the PID phenomenon can be reduced. Can be suppressed. That is, it is possible to suppress the occurrence of the PID phenomenon caused by EVA having low insulation.

透明絶縁層１０２ｃの体積抵抗率は、第１の表面側封止材層１０２ａおよび第２の表面側封止材層１０２ｂの体積抵抗率よりも大きい値が必要である。本実施の形態においては、第１の表面側封止材層１０２ａおよび第２の表面側封止材層１０２ｂは、ＥＶＡにより構成されている。一般的なＥＶＡの体積抵抗率は、約１×１０１４Ω・ｃｍ〜１×１０１５Ω・ｃｍ程度である。したがって、本実施の形態における透明絶縁層１０２ｃの体積抵抗率は１×１０１６Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。なお、第１の表面側封止材層１０２ａおよび第２の表面側封止材層１０２ｂがＥＶＡにより構成される場合、透明絶縁層１０２ｃの体積抵抗率の上限は、１×１０１８Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。透明絶縁層１０２ｃの体積抵抗率を１×１０１８Ω・ｃｍよりも大きい抵抗率にする場合には別途添加剤が必要になる。該添加剤の使用は、結晶シリコン太陽電池セル１０３のコスト増およびセル出力の低下につながるためである。 The volume resistivity of the transparent insulating layer 102c needs to be larger than the volume resistivity of the first surface side sealing material layer 102a and the second surface side sealing material layer 102b. In the present embodiment, the first surface side sealing material layer 102a and the second surface side sealing material layer 102b are made of EVA. The volume resistivity of general EVA is about 1 × 10 14 Ω · cm to about 1 × 10 15 Ω · cm. Therefore, the volume resistivity of the transparent insulating layer 102c in this embodiment is preferably 1 × 10 16 Ω · cm or more. In the case where the first surface side sealing material layer 102a and the second surface side sealing material layer 102b are made of EVA, the upper limit of the volume resistivity of the transparent insulating layer 102c is 1 × 10 18 Ω · cm. The following is preferable. In order to make the volume resistivity of the transparent insulating layer 102c higher than 1 × 10 18 Ω · cm, an additional additive is required. This is because the use of the additive leads to an increase in cost of the crystalline silicon solar battery cell 103 and a decrease in cell output.

すなわち、特定の同じ厚みで受光面側封止層を構成する場合において、透明絶縁層１０２ｃを設けることにより、ＥＶＡのみにより受光面側封止層を構成する場合に比べて、受光面側封止層の体積抵抗を大きくすることができ、受光面側封止層の絶縁性を高めることができる。そして、受光面側封止層の絶縁性を高めることにより、金属フレームから受光面側保護ガラス１０１を伝って結晶シリコン太陽電池セル１０３に流れる漏れ電流を低減することができ、ＰＩＤ現象の発生を抑制することができる。   That is, in the case where the light-receiving surface side sealing layer is configured with the same specific thickness, the light-receiving surface-side sealing is achieved by providing the transparent insulating layer 102c as compared with the case where the light-receiving surface side sealing layer is configured only by EVA. The volume resistance of the layer can be increased, and the insulating property of the light-receiving surface side sealing layer can be enhanced. And by improving the insulation of the light-receiving surface side sealing layer, the leakage current flowing from the metal frame to the crystalline silicon solar cell 103 through the light-receiving surface side protective glass 101 can be reduced, and the occurrence of the PID phenomenon can be reduced. Can be suppressed.

体積抵抗は、単位面積あたりの体積抵抗Ｒｒを意味し、抵抗実測値をＲ１、太陽電池素子面積をＳとすれば、Ｒｒ＝Ｒ１×Ｓで算出される。体積抵抗率をＲρとし、封止材厚さをＬとすれば、Ｒｒ＝Ｒρ×Ｌの関係がある。   Volume resistance means volume resistance Rr per unit area, and Rr = R1 × S, where R1 is an actually measured resistance value and S is a solar cell element area. If the volume resistivity is Rρ and the sealing material thickness is L, there is a relationship of Rr = Rρ × L.

透明絶縁層１０２ｃの厚さは、製造上作成可能な０．００１ｍｍ以上であることが好ましい。また、透明絶縁層１０２ｃの厚さは、１０ｍｍ以下であることが好ましい。透明絶縁層１０２ｃの厚さを１０ｍｍより厚くして厚みを増やしすぎると、結晶シリコン太陽電池セル１０３への入射光の減少および結晶シリコン太陽電池セル１０３における吸収する光の感度低下によるセル出力の低下につながるためである。また、１０ｍｍより厚くすることは、製造の際に結晶シリコン太陽電池セルの割れを生じさせる原因にもなる。   The thickness of the transparent insulating layer 102c is preferably 0.001 mm or more that can be produced in manufacturing. The thickness of the transparent insulating layer 102c is preferably 10 mm or less. When the thickness of the transparent insulating layer 102c is made thicker than 10 mm and the thickness is increased too much, the light output to the crystalline silicon solar cell 103 is reduced and the cell output is reduced due to the reduced sensitivity of light absorbed in the crystalline silicon solar cell 103. Because it leads to. Further, making the thickness thicker than 10 mm also causes a crack of the crystalline silicon solar battery cell during production.

ＰＩＤ現象の発生を防ぐためには、絶縁性の高いシートを結晶シリコン太陽電池セルの表面に配置すればよい。しかし、絶縁性の高いシートのみだと結晶シリコン太陽電池セルとの接着性に欠ける。そこで、本実施の形態では、一般的に太陽電池モジュールの封止材に使用されている安価なＥＶＡからなる第１の表面側封止材層１０２ａと第２の表面側封止材層１０２ｂとの間に透明絶縁層１０２ｃを挟みこむ。第１の表面側封止材層１０２ａと第２の表面側封止材層１０２ｂとの間に透明絶縁層１０２ｃを挟みこむことにより、受光面側保護ガラス１０１と結晶シリコン太陽電池セル１０３との間における接着性を高めることができる。第１の表面側封止材層１０２ａは、受光面側保護ガラス１０１と透明絶縁層１０２ｃとの間を接着する。第２の表面側封止材層１０２ｂは、透明絶縁層１０２ｃと結晶シリコン太陽電池セル１０３との間を接着する。   In order to prevent the occurrence of the PID phenomenon, a highly insulating sheet may be disposed on the surface of the crystalline silicon solar battery cell. However, if only a highly insulating sheet is used, the adhesiveness to the crystalline silicon solar cell is lacking. Therefore, in the present embodiment, the first surface side sealing material layer 102a and the second surface side sealing material layer 102b made of inexpensive EVA generally used for the sealing material of the solar cell module, A transparent insulating layer 102c is sandwiched between them. By sandwiching the transparent insulating layer 102c between the first surface side sealing material layer 102a and the second surface side sealing material layer 102b, the light receiving surface side protective glass 101 and the crystalline silicon solar cell 103 are It is possible to improve the adhesion between the two. The first surface side sealing material layer 102a bonds the light receiving surface side protective glass 101 and the transparent insulating layer 102c. The second front-side sealing material layer 102 b bonds between the transparent insulating layer 102 c and the crystalline silicon solar battery cell 103.

結晶シリコン太陽電池セル１０３は、一般的な不純物拡散によりＰＮ接合を形成する公知の単結晶あるいは多結晶のシリコン太陽電池セルを用いることができる。ここで、結晶シリコン太陽電池セル１０３の構成について説明する。結晶シリコン太陽電池セル１０３は、光電変換層としてｐ型の導電性を有する多結晶シリコン基板または単結晶シリコン基板を用いた結晶シリコン系セルが代表的である。   As the crystalline silicon solar battery cell 103, a known single crystal or polycrystalline silicon solar battery cell that forms a PN junction by general impurity diffusion can be used. Here, the configuration of the crystalline silicon solar battery cell 103 will be described. The crystalline silicon solar cell 103 is typically a crystalline silicon cell using a polycrystalline silicon substrate or a single crystal silicon substrate having p-type conductivity as a photoelectric conversion layer.

なお、本実施の形態にかかる太陽電池モジュール１００において、内部に封止される太陽電池セルは結晶シリコン太陽電池セルに限定されず、結晶性半導体基板を用いた太陽電池セルであればよく、ｎ型シリコン基板を用いた結晶シリコン系セル、結晶シリコン基板上に非晶質シリコン層が形成されたヘテロ接合シリコン系セル、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）に代表される化合物系セルを用いることも可能である。さらに、通常は基板の受光面側に形成されている金属電極が基板の裏面側に形成された構造を有する裏面電極型（ＩＢＣ：Interdigitated Back Contact）セルなどを用いることも可能である。ただし、上記において例示した太陽電池セルの光入射側にはＳｉＮｘ，ＳｉＯｘ等の絶縁性膜からなる、パッシベーション層または反射防止層が設けられている。 In the solar cell module 100 according to the present embodiment, the solar cell sealed inside is not limited to a crystalline silicon solar cell, and may be a solar cell using a crystalline semiconductor substrate, and n It is also possible to use a crystalline silicon cell using a silicon substrate, a heterojunction silicon cell in which an amorphous silicon layer is formed on the crystalline silicon substrate, or a compound cell typified by gallium arsenide (GaAs). . Furthermore, it is also possible to use a back electrode type (IBC: Interdigitated Back Contact) cell having a structure in which a metal electrode normally formed on the light receiving surface side of the substrate is formed on the back surface side of the substrate. However, a passivation layer or an antireflection layer made of an insulating film such as SiN x or SiO x is provided on the light incident side of the solar battery cell exemplified above.

ここでは、代表的な結晶シリコン太陽電池セル１０３として、光電変換層としてｐ型の導電性を有する単結晶シリコン基板を用いた結晶シリコン太陽電池セルについて説明する。図２は、本実施の形態にかかる結晶シリコン太陽電池セル１０３を受光面側から見た平面図である。図３は、本実施の形態にかかる結晶シリコン太陽電池セル１０３を非受光面側である裏面側から見た平面図である。図４は、本実施の形態にかかる結晶シリコン太陽電池セル１０３の構成を示す要部断面図であり、図２におけるＡ−Ａ断面図である。図５は、本実施の形態にかかる結晶シリコン太陽電池セル１０３が接続配線２１により電気的に直列に接続配線されたストリングを示す要部断面図である。   Here, as a typical crystalline silicon solar cell 103, a crystalline silicon solar cell using a single crystal silicon substrate having p-type conductivity as a photoelectric conversion layer will be described. FIG. 2 is a plan view of the crystalline silicon solar battery cell 103 according to the present embodiment as viewed from the light receiving surface side. FIG. 3 is a plan view of the crystalline silicon solar battery cell 103 according to the present embodiment as viewed from the back surface side that is the non-light-receiving surface side. FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part showing the configuration of the crystalline silicon solar battery cell 103 according to the present embodiment, and is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of an essential part showing a string in which crystalline silicon solar cells 103 according to the present embodiment are electrically connected and connected in series by connecting wires 21.

結晶シリコン太陽電池セル１０３は、スーパーストレートタイプの代表的なものである片面発電型の結晶シリコン太陽電池セルを用いることができる。結晶シリコン太陽電池セル１０３は、光電変換機能を有する基板であってｐｎ接合を有する半導体基板７の受光面側に、たとえば絶縁性の膜としてシリコン窒化膜からなり反射防止および表面パッシベーションを担う反射防止膜３が形成されている。半導体基板７は、たとえばｐ型単結晶シリコンからなる半導体基板１の受光面側に、リン拡散によって不純物拡散層２であるｎ型不純物拡散層が形成されている。半導体基板７の受光面側および裏面側には、接続配線２１との接合用の接続電極である受光面バス電極５２および裏面バス電極６２が形成されている。太陽電池セル１０３では、反射防止膜３側から太陽光Ｌが入射する。   As the crystalline silicon solar cell 103, a single-sided power generation type crystalline silicon solar cell which is a typical super straight type can be used. The crystalline silicon solar cell 103 is a substrate having a photoelectric conversion function and having a pn junction, on the light receiving surface side of the semiconductor substrate 7, for example, made of a silicon nitride film as an insulating film, and is used for antireflection and antireflection for surface passivation. A film 3 is formed. Semiconductor substrate 7 has an n-type impurity diffusion layer as impurity diffusion layer 2 formed by phosphorous diffusion on the light-receiving surface side of semiconductor substrate 1 made of, for example, p-type single crystal silicon. On the light receiving surface side and the back surface side of the semiconductor substrate 7, a light receiving surface bus electrode 52 and a back surface bus electrode 62 which are connection electrodes for bonding to the connection wiring 21 are formed. In the solar battery cell 103, sunlight L enters from the antireflection film 3 side.

不純物拡散層２の受光面側の表面には、テクスチャー構造としてたとえば逆ピラミッド状の微小凹凸からなる図示しない逆ピラミッドテクスチャー構造が形成されている。逆ピラミッド状の微小凹凸は、受光面において外部からの光を吸収する面積を増加し、受光面における反射率を抑え、効率良く光を太陽電池セル１０３に閉じ込め、光路長を延ばして出力電流を向上させる。   On the surface of the impurity diffusion layer 2 on the light-receiving surface side, a reverse pyramid texture structure (not shown) made of, for example, minute pyramids having an inverted pyramid shape is formed as a texture structure. The inverted pyramid-shaped micro unevenness increases the area that absorbs light from the outside on the light receiving surface, suppresses the reflectance on the light receiving surface, efficiently confines light in the solar cell 103, extends the optical path length, and increases the output current. Improve.

半導体基板７の受光面側には、銀（Ａｇ）およびガラスを含む電極材料が焼成されて形成されて櫛型を呈する金属電極である受光面電極５が、反射防止膜３を突き抜けて不純物拡散層２に電気的に接続して設けられている。受光面電極５としては、半導体基板７から光生成キャリアを集電する長尺細長の受光面グリッド電極５１が、半導体基板７の受光面の面内方向において複数並べて設けられている。また、受光面グリッド電極５１と導通して該受光面グリッド電極５１から光生成キャリアを集電する受光面バス電極５２が、半導体基板７の受光面の面内方向において該受光面グリッド電極５１と直交するように設けられている。受光面グリッド電極５１および受光面バス電極５２は、それぞれ底面部において不純物拡散層２に電気的に接続している。   On the light-receiving surface side of the semiconductor substrate 7, the light-receiving surface electrode 5, which is a metal electrode having a comb shape formed by baking an electrode material containing silver (Ag) and glass, penetrates the antireflection film 3 and diffuses impurities. It is provided in electrical connection with the layer 2. As the light receiving surface electrode 5, a plurality of long and narrow light receiving surface grid electrodes 51 for collecting photogenerated carriers from the semiconductor substrate 7 are provided side by side in the in-plane direction of the light receiving surface of the semiconductor substrate 7. A light receiving surface bus electrode 52 that is electrically connected to the light receiving surface grid electrode 51 and collects photogenerated carriers from the light receiving surface grid electrode 51 is connected to the light receiving surface grid electrode 51 in the in-plane direction of the light receiving surface of the semiconductor substrate 7. It is provided to be orthogonal. The light receiving surface grid electrode 51 and the light receiving surface bus electrode 52 are electrically connected to the impurity diffusion layer 2 at the bottom surface.

一方、半導体基板７において受光面と対向する裏面には、アルミニウム（Ａｌ）、ガラスを含む電極材料が焼成されて形成された裏面アルミニウム電極６１が、外縁領域の一部を除いた全体にわたって設けられている。また、銀（Ａｇ）およびガラスを含む電極材料が焼成されて形成された裏面バス電極６２が受光面バス電極５２と同一方向に延在して設けられている。そして、裏面アルミニウム電極６１と裏面バス電極６２とにより裏面電極６が構成される。   On the other hand, on the back surface of the semiconductor substrate 7 facing the light receiving surface, a back surface aluminum electrode 61 formed by baking an electrode material containing aluminum (Al) and glass is provided over the whole area except for a part of the outer edge region. ing. Further, a back surface bus electrode 62 formed by firing an electrode material containing silver (Ag) and glass is provided so as to extend in the same direction as the light receiving surface bus electrode 52. The back surface electrode 6 is constituted by the back surface aluminum electrode 61 and the back surface bus electrode 62.

半導体基板７の受光面側では、金属電極の光反射によって半導体基板７への光入射量が減少するため、受光面電極５を細線状に加工する必要がある。一方、半導体基板７の裏面側では、上述した金属電極の光反射は問題とならないため、電極形状は任意である。金属電極は、細線状に形成する場合には印刷法またはメッキ法などが、裏面の電極を細線状に加工せずに全面電極とする場合には上記の方法に加えてスパッタリング法または蒸着法なども用いることができる。なお、受光面電極５および裏面電極６の材料にはアルミニウム（Ａｌ）または銀（Ａｇ）が用いられることが多いが、特に限定されるものではなく、周知の材料から適宜選択して用いることができる。   On the light receiving surface side of the semiconductor substrate 7, the amount of light incident on the semiconductor substrate 7 is reduced by the light reflection of the metal electrode, so that the light receiving surface electrode 5 needs to be processed into a thin line shape. On the other hand, on the back side of the semiconductor substrate 7, the above-described light reflection of the metal electrode does not cause a problem, and therefore the electrode shape is arbitrary. When the metal electrode is formed into a thin line, a printing method or a plating method is used. When the electrode on the back surface is not processed into a thin line and is used as a full surface electrode, in addition to the above method, a sputtering method or a vapor deposition method is used. Can also be used. Note that aluminum (Al) or silver (Ag) is often used as the material for the light-receiving surface electrode 5 and the back surface electrode 6, but is not particularly limited and may be appropriately selected from known materials. it can.

また、半導体基板７の裏面側の表層部における裏面アルミニウム電極６１の下部領域には、半導体基板１よりも高濃度でｐ型不純物を含んでｐ型の導電型かつ半導体基板１よりも高い導電率を備えたｐ＋層４が形成されている。ｐ＋層４により、ＢＳＦ（Back Surface Field）と呼ばれる、光生成された少数キャリアをポテンシャル障壁により光入射面側に戻す効果が得られる。   Further, the lower region of the back surface aluminum electrode 61 in the surface layer portion on the back surface side of the semiconductor substrate 7 contains p-type impurities at a higher concentration than the semiconductor substrate 1 and has a p-type conductivity and higher conductivity than the semiconductor substrate 1. The p + layer 4 provided with is formed. The p + layer 4 provides an effect called BSF (Back Surface Field) which returns the light-generated minority carriers to the light incident surface side through the potential barrier.

以上のように構成された結晶シリコン太陽電池セル１０３では、太陽光Ｌが結晶シリコン太陽電池セル１０３の受光面側から半導体基板７に照射されると、ホールと電子が生成する。ｐｎ接合部、すなわちｐ型単結晶シリコンからなる半導体基板１と不純物拡散層２との接合面の電界によって、生成した電子は不純物拡散層２に向かって移動し、ホールは半導体基板１に向かって移動する。電子およびホールの移動により、不純物拡散層２に電子が過剰となり、半導体基板１にホールが過剰となる結果、光起電力が発生する。該光起電力はｐｎ接合を順方向にバイアスする向きに生じ、不純物拡散層２に接続した受光面電極５がマイナス極となり、ｐ＋層４に接続した裏面電極６がプラス極となって、図示しない外部回路に電流が流れる。   In the crystalline silicon solar battery 103 configured as described above, when sunlight L is applied to the semiconductor substrate 7 from the light receiving surface side of the crystalline silicon solar battery 103, holes and electrons are generated. The generated electrons move toward the impurity diffusion layer 2 due to the electric field at the junction surface between the semiconductor substrate 1 made of p-type single crystal silicon and the impurity diffusion layer 2, and the holes move toward the semiconductor substrate 1. Moving. Due to the movement of electrons and holes, electrons are excessive in the impurity diffusion layer 2 and holes are excessive in the semiconductor substrate 1. As a result, photovoltaic power is generated. The photoelectromotive force is generated in the direction in which the pn junction is biased in the forward direction, the light receiving surface electrode 5 connected to the impurity diffusion layer 2 becomes a negative pole, and the back surface electrode 6 connected to the p + layer 4 becomes a positive pole. Current flows in the external circuit that does not.

裏面側封止層１０４は、たとえば太陽電池モジュールで一般的に用いられるＥＶＡである。なお、裏面側封止層１０４については、太陽電池モジュールで一般的に用いられる材料であれば特に制約はない。   The back surface side sealing layer 104 is EVA generally used in, for example, a solar cell module. In addition, about the back surface side sealing layer 104, if it is a material generally used with a solar cell module, there will be no restriction | limiting in particular.

裏面側保護部材１０５は、結晶シリコン太陽電池セル１０３の裏面側に配置されて、結晶シリコン太陽電池セル１０３の裏面側を保護する。裏面側保護部材１０５は、裏面側封止層１０４における裏面側に該裏面側封止層１０４の粘着力により固着されている。裏面側保護部材１０５は樹脂バックシートが用いられ、結晶系太陽電池モジュールで一般的に用いられる耐加水分解ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂シート、オレフィン系樹脂シート、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ：Polyvinyl Fluoride）樹脂シート、あるいは上述した材料を貼り合わせた積層樹脂シートを用いることができる。また、樹脂シートの表面にシリカまたはアルミナなどの酸化物が蒸着された酸化物蒸着フィルムを貼り合せたものも使用できる。   The back surface side protection member 105 is disposed on the back surface side of the crystalline silicon solar battery cell 103 and protects the back surface side of the crystalline silicon solar battery cell 103. The back surface side protective member 105 is fixed to the back surface side of the back surface side sealing layer 104 by the adhesive force of the back surface side sealing layer 104. The back-side protection member 105 is a resin back sheet, and is a hydrolysis-resistant polyethylene terephthalate (PET) resin sheet, olefin resin sheet, or polyvinyl fluoride (PVF) resin that is generally used in crystalline solar cell modules. A sheet or a laminated resin sheet obtained by bonding the above-described materials can be used. Moreover, what stuck together the oxide vapor deposition film in which oxides, such as a silica or an alumina, were vapor-deposited on the surface of a resin sheet can also be used.

つぎに、上記のように構成された本実施の形態にかかる太陽電池モジュール１００の製造方法の一例について説明する。まず、公知の方法により複数の太陽電池セル１０３を作製する。たとえばアルカリ水溶液を用いた異方性エッチングにより、ｐ型単結晶シリコン基板の受光面側に、微小凹凸からなる逆ピラミッドテクスチャー構造を形成する。つぎに、ｐ型単結晶シリコン基板を熱拡散炉へ投入し、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）蒸気の存在下で加熱してｐ型単結晶シリコン基板の表面にリンガラスを形成することによりｐ型単結晶シリコン基板中にリンを拡散させ、ｐ型単結晶シリコン基板の表層に不純物拡散層２を形成する。ｐ型単結晶シリコン基板の表層に不純物拡散層２が形成されることにより、ｐｎ接合を有する半導体基板７が形成される。 Below, an example of the manufacturing method of the solar cell module 100 concerning this Embodiment comprised as mentioned above is demonstrated. First, the several photovoltaic cell 103 is produced by a well-known method. For example, an inverted pyramid texture structure composed of minute irregularities is formed on the light receiving surface side of a p-type single crystal silicon substrate by anisotropic etching using an alkaline aqueous solution. Next, the p-type single crystal silicon substrate is put into a thermal diffusion furnace and heated in the presence of phosphorus oxychloride (POCl 3 ) vapor to form phosphorus glass on the surface of the p-type single crystal silicon substrate. Phosphorus is diffused in the single crystal silicon substrate, and the impurity diffusion layer 2 is formed in the surface layer of the p-type single crystal silicon substrate. By forming impurity diffusion layer 2 on the surface layer of the p-type single crystal silicon substrate, semiconductor substrate 7 having a pn junction is formed.

つぎに、フッ酸溶液中でｐ型単結晶シリコン基板のリンガラス層を除去した後、たとえばプラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ：Plasma Enhanced CVD）により、反射防止膜３となる窒化シリコン膜（ＳｉＮ膜）を不純物拡散層２上に形成する。   Next, after removing the phosphorous glass layer of the p-type single crystal silicon substrate in a hydrofluoric acid solution, the silicon nitride film (SiN) that becomes the antireflection film 3 is formed by, for example, plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). Film) is formed on the impurity diffusion layer 2.

つぎに、半導体基板７の受光面に銀の混入した電極ペーストをスクリーン印刷により櫛形に印刷し、半導体基板７の裏面にアルミニウムの混入した電極ペーストをスクリーン印刷により全面に印刷する。電極ペーストの印刷後、半導体基板７の表裏面の電極ペーストに焼成処理を実施して、受光面電極５と裏面電極６とを形成する。以上のようにして、図２〜図４に示す太陽電池セル１０３が作製される。   Next, the electrode paste mixed with silver is printed on the light receiving surface of the semiconductor substrate 7 in a comb shape by screen printing, and the electrode paste mixed with aluminum is printed on the entire back surface of the semiconductor substrate 7 by screen printing. After the electrode paste is printed, the electrode paste on the front and back surfaces of the semiconductor substrate 7 is baked to form the light-receiving surface electrode 5 and the back electrode 6. As described above, the solar battery cell 103 shown in FIGS. 2 to 4 is manufactured.

つぎに、上記のようにして作製された太陽電池セル１０３を電気的に直列に接続してストリングとする。ストリングは、上記のようにして作製された複数の太陽電池セル１０３を、接続配線２１によって各太陽電池セル１０３の電極を電気的に直列接続することにより作製される。複数の太陽電池セル１０３は、既定の配列方向において既定の距離だけ離間して同一平面上に規則的に配列される。以上のようにして、図５に示すような太陽電池セル１０３が接続配線２１により電気的に直列に接続配線されたストリングが作製される。   Next, the solar battery cells 103 manufactured as described above are electrically connected in series to form a string. The string is produced by electrically connecting a plurality of solar cells 103 produced as described above in series with the electrodes of the respective solar cells 103 by connection wires 21. The plurality of solar cells 103 are regularly arranged on the same plane at a predetermined distance in a predetermined arrangement direction. As described above, a string in which the solar cells 103 as shown in FIG. 5 are electrically connected in series by the connection wiring 21 is produced.

つぎに、上記のようにして作製されたストリングを用いて太陽電池モジュール１００を作製する。まず、受光面側保護ガラス１０１上に、受光面側封止層１０２を積層配置する。受光面側封止層１０２は、受光面側保護ガラス１０１側から、第１の表面側封止材層１０２ａと、透明絶縁層１０２ｃと、第２の表面側封止材層１０２ｂとを順次積層する。   Next, the solar cell module 100 is produced using the string produced as described above. First, the light receiving surface side sealing layer 102 is laminated on the light receiving surface side protective glass 101. The light receiving surface side sealing layer 102 is formed by sequentially laminating a first surface side sealing material layer 102a, a transparent insulating layer 102c, and a second surface side sealing material layer 102b from the light receiving surface side protective glass 101 side. To do.

つぎに、受光面側封止層１０２上に、電気的に直列に接続配線された太陽電池セル１０３のストリングを設置する。そして、太陽電池セル１０３のストリング上に、裏面側封止層１０４を積層し、該裏面側封止層１０４上に裏面側保護部材１０５を配置して積層体を構成する。積層体の形成後、該積層体を公知の真空加熱ラミネータ等のラミネータ装置を用いたラミネート封止プロセスによりラミネートして、太陽電池セル１０３のストリングを封止する。ラミネート封止プロセスでは、真空引きした雰囲気中で積層体に対して加圧加熱が行われる。該ラミネート封止プロセスにより、上記の各部材がラミネートされて一体化し、太陽電池セル１０３が受光面側封止層１０２と裏面側封止層１０４とにより封止された太陽電池モジュール１００が得られる。太陽電池モジュール１００の形成後、太陽電池モジュール１００には金属フレームである額縁状のアルミニウム製フレームが取り付けられる。   Next, a string of solar cells 103 electrically connected and connected in series is placed on the light-receiving surface side sealing layer 102. And the back surface side sealing layer 104 is laminated | stacked on the string of the photovoltaic cell 103, the back surface side protection member 105 is arrange | positioned on this back surface side sealing layer 104, and a laminated body is comprised. After forming the laminate, the laminate is laminated by a laminate sealing process using a known laminator device such as a vacuum heating laminator to seal the strings of the solar cells 103. In the laminate sealing process, the laminate is pressurized and heated in a vacuumed atmosphere. By the laminate sealing process, the above-described members are laminated and integrated, and the solar cell module 100 in which the solar cells 103 are sealed by the light-receiving surface side sealing layer 102 and the back surface side sealing layer 104 is obtained. . After the solar cell module 100 is formed, a frame-shaped aluminum frame that is a metal frame is attached to the solar cell module 100.

上述したように、本実施の形態においては、受光面側保護ガラス１０１と結晶シリコン太陽電池セル１０３との間に設けられた受光面側封止層１０２が、第１の表面側封止材層１０２ａと透明絶縁層１０２ｃと第２の表面側封止材層１０２ｂとが積層された３層構造の積層体により構成される。すなわち、本実施の形態においては、透明絶縁層１０２ｃを設けることにより受光面側保護ガラス１０１と結晶シリコン太陽電池セル１０３との間の絶縁性を高め、金属フレームから受光面側保護ガラス１０１を伝って結晶シリコン太陽電池セル１０３に流れる漏れ電流を低減することができ、ＰＩＤ現象の発生を抑制することができる。したがって、本実施の形態においては、ＰＩＤ現象に起因した太陽電池モジュール１００の出力低下を抑制することができる。   As described above, in the present embodiment, the light-receiving surface side sealing layer 102 provided between the light-receiving surface-side protective glass 101 and the crystalline silicon solar battery cell 103 is the first surface-side sealing material layer. 102a, a transparent insulating layer 102c, and a second surface-side sealing material layer 102b are stacked to form a three-layer structure. That is, in this embodiment, the insulating property between the light receiving surface side protective glass 101 and the crystalline silicon solar cell 103 is improved by providing the transparent insulating layer 102c, and the light receiving surface side protective glass 101 is transmitted from the metal frame. Thus, the leakage current flowing through the crystalline silicon solar battery cell 103 can be reduced, and the occurrence of the PID phenomenon can be suppressed. Therefore, in this Embodiment, the output fall of the solar cell module 100 resulting from a PID phenomenon can be suppressed.

また、本実施の形態においては、第１の表面側封止材層１０２ａと第２の表面側封止材層１０２ｂには安価なＥＶＡを使用することができる。第１の表面側封止材層１０２ａと第２の表面側封止材層１０２ｂとにＥＶＡを使用することにより、高額な樹脂材料を使用する必要がなく、太陽電池セル１０３と金属フレーム間に高電圧が印加された状態が維持されても太陽電池モジュール１００の出力低下を抑制することができ、ＰＩＤ現象の発生に起因した電気特性の劣化を大幅に抑制できるモジュール構造を安価に実現できる。   In the present embodiment, inexpensive EVA can be used for the first surface-side sealing material layer 102a and the second surface-side sealing material layer 102b. By using EVA for the first surface side sealing material layer 102a and the second surface side sealing material layer 102b, there is no need to use an expensive resin material, and between the solar battery cell 103 and the metal frame. Even if a state in which a high voltage is applied is maintained, a decrease in the output of the solar cell module 100 can be suppressed, and a module structure that can significantly suppress deterioration in electrical characteristics due to the occurrence of the PID phenomenon can be realized at low cost.

また、本実施の形態においては、透明絶縁層１０２ｃにはＰＥＴを使用することができる。特許文献１および特許文献２の技術によれば、高価な材料からなる封止材を使用しており、モジュール作製コストが高額になる。しかしながら、本実施の形態においては、封止材に特許文献１および特許文献２に記載された封止材、またはオレフィンおよびアイオノマーなどの高価な封止材を使用することなく、ＥＶＡとＰＥＴのみを封止材に用いて太陽電池モジュール１００を作製できる。したがって、本実施の形態においては、安価かつＰＩＤ耐性が高い太陽電池モジュール１００が実現できる。   In the present embodiment, PET can be used for the transparent insulating layer 102c. According to the techniques of Patent Document 1 and Patent Document 2, a sealing material made of an expensive material is used, and the module manufacturing cost becomes high. However, in the present embodiment, only EVA and PET are used without using the sealing materials described in Patent Document 1 and Patent Document 2 or expensive sealing materials such as olefins and ionomers. The solar cell module 100 can be produced using the sealing material. Therefore, in the present embodiment, it is possible to realize a solar cell module 100 that is inexpensive and has high PID resistance.

したがって、本実施の形態によれば、ＰＩＤ現象の発生に起因した電気特性の低下を抑制できる太陽電池モジュールを安価に実現できる。   Therefore, according to this Embodiment, the solar cell module which can suppress the fall of the electrical property resulting from generation | occurrence | production of a PID phenomenon is realizable at low cost.

なお、上記においては複数の結晶シリコン太陽電池セル１０３が接続配線２１により電気的に直列に接続配線されたストリングが封止された太陽電池モジュールについて説明したが、１つの太陽電池セルが封止された太陽電池モジュールの場合も上記と同様の効果が得られる。   In the above description, a solar cell module in which a string in which a plurality of crystalline silicon solar cells 103 are electrically connected and connected in series by connection wires 21 is sealed has been described. However, one solar cell is sealed. In the case of the solar cell module, the same effect as described above can be obtained.

以上のように、本発明にかかる太陽電池モジュールは、ＰＩＤ現象の発生に起因した電気特性の低下の抑制に有用である。   As described above, the solar cell module according to the present invention is useful for suppressing deterioration in electrical characteristics due to the occurrence of the PID phenomenon.

１ 半導体基板、２ 不純物拡散層、３ 反射防止膜、４ ｐ＋層、５ 受光面電極、
６ 裏面電極、７ 半導体基板、２１ 接続配線、５１ 受光面グリッド電極、５２ 受光面バス電極、６１ 裏面アルミニウム電極、６２ 裏面バス電極、１００ 結晶シリコン太陽電池モジュール（太陽電池モジュール）、１０１ 受光面側保護ガラス、１０２ 受光面側封止層、１０２ａ 第１の表面側封止材層、１０２ｂ 第２の表面側封止材層、１０２ｃ 透明絶縁層、１０３ 結晶シリコン太陽電池セル（太陽電池セル）、１０４ 裏面側封止層、１０５ 裏面側保護部材。 1 semiconductor substrate, 2 impurity diffusion layer, 3 antireflection film, 4 p + layer, 5 light receiving surface electrode,
6 Back electrode, 7 Semiconductor substrate, 21 Connection wiring, 51 Light receiving surface grid electrode, 52 Light receiving surface bus electrode, 61 Back surface aluminum electrode, 62 Back surface bus electrode, 100 Crystal silicon solar cell module (solar cell module), 101 Light receiving surface side Protective glass, 102 light-receiving surface side sealing layer, 102a first surface side sealing material layer, 102b second surface side sealing material layer, 102c transparent insulating layer, 103 crystalline silicon solar cell (solar cell), 104 Back side sealing layer, 105 Back side protection member.

Claims (8)

受光面側の表面に絶縁膜が形成された太陽電池セルが受光面側保護ガラスと裏面側保護部材との間に前記絶縁膜側を前記受光面側保護ガラス側に向けて封止された太陽電池モジュールであって、
前記受光面側保護ガラスと前記太陽電池セルとの間に、前記受光面側保護ガラス側から、透明樹脂からなる第１の表面側封止材層と、透明絶縁層と、透明樹脂からなる第２の表面側封止材層とが積層された積層体を有し、
前記透明絶縁層は、前記第１の表面側封止材層および前記第２の表面側封止材層よりも体積抵抗率が大きいこと、
を特徴とする太陽電池モジュール。 A solar cell in which an insulating film is formed on the surface on the light receiving surface side is sealed between the light receiving surface side protective glass and the back surface side protective member with the insulating film side facing the light receiving surface side protective glass side A battery module,
Between the said light-receiving surface side protective glass and the said photovoltaic cell, from the said light-receiving surface side protective glass side, the 1st surface side sealing material layer which consists of transparent resin, a transparent insulating layer, and the 1st which consists of transparent resin Having a laminate in which two surface side sealing material layers are laminated,
The transparent insulating layer has a larger volume resistivity than the first surface side sealing material layer and the second surface side sealing material layer;
A solar cell module characterized by. 前記第１の表面側封止材層および前記第２の表面側封止材層が、エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂からなり、
前記透明絶縁層の体積抵抗率が、１×１０１６Ω・ｃｍ以上、１×１０１８Ω・ｃｍ以下であること、
を特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。 The first surface side sealing material layer and the second surface side sealing material layer are made of an ethylene vinyl acetate copolymer resin,
The volume resistivity of the transparent insulating layer is 1 × 10 16 Ω · cm or more and 1 × 10 18 Ω · cm or less,
The solar cell module according to claim 1. 前記透明絶縁層の厚さが、０．００１ｍｍ以上、１０ｍｍ以下であること、
を特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。 The thickness of the transparent insulating layer is 0.001 mm or more and 10 mm or less,
The solar cell module according to claim 1 or 2. 前記透明絶縁層の材料が、ポリエチレンテレフタレート樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂およびシリコーンゴムのうちのいずれか１つまたは複数を組み合せたものであること、
を特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の太陽電池モジュール。 The material of the transparent insulating layer is a combination of one or more of polyethylene terephthalate resin, acrylic resin, polyurethane resin and silicone rubber,
The solar cell module according to any one of claims 1 to 3, wherein: 受光面側の表面に絶縁膜が形成された太陽電池セルを受光面側保護ガラスと裏面側保護部材との間に前記絶縁膜側を前記受光面側保護ガラス側に向けて封止する太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記受光面側保護ガラス上に、透明樹脂からなる第１の表面側封止材層と、透明絶縁層と、透明樹脂からなる第２の表面側封止材層と、前記太陽電池セルと、裏面側封止材層と、前記裏面側保護部材とを積層して積層体を形成する積層体形成工程と、
真空引きした雰囲気中で前記積層体に対して加圧加熱を行うことにより前記積層体をラミネートして、前記積層体が一体化された前記太陽電池モジュールを形成するラミネート工程と、
を含み、
前記透明絶縁層は、前記第１の表面側封止材層および前記第２の表面側封止材層よりも体積抵抗率が大きいこと、
を特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。 A solar cell in which a solar cell having an insulating film formed on the surface of the light receiving surface is sealed between the light receiving surface side protective glass and the back surface side protective member with the insulating film side facing the light receiving surface side protective glass. A method of manufacturing a module,
On the light receiving surface side protective glass, a first surface side sealing material layer made of a transparent resin, a transparent insulating layer, a second surface side sealing material layer made of a transparent resin, the solar battery cell, A laminate forming step of forming a laminate by laminating the back side sealing material layer and the back side protective member;
Laminating the laminate by pressurizing and heating the laminate in an evacuated atmosphere to form the solar cell module in which the laminate is integrated; and
Including
The transparent insulating layer has a larger volume resistivity than the first surface side sealing material layer and the second surface side sealing material layer;
The manufacturing method of the solar cell module characterized by these. 前記第１の表面側封止材層および前記第２の表面側封止材層が、エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂からなり、
前記透明絶縁層の体積抵抗率が、１×１０１６Ω・ｃｍ以上、１×１０１８Ω・ｃｍ以下であること、
を特徴とする請求項５に記載の太陽電池モジュールの製造方法。 The first surface side sealing material layer and the second surface side sealing material layer are made of an ethylene vinyl acetate copolymer resin,
The volume resistivity of the transparent insulating layer is 1 × 10 16 Ω · cm or more and 1 × 10 18 Ω · cm or less,
The method for manufacturing a solar cell module according to claim 5. 前記透明絶縁層の厚さが、０．００１ｍｍ以上、１０ｍｍ以下であること、
を特徴とする請求項５または６に記載の太陽電池モジュールの製造方法。 The thickness of the transparent insulating layer is 0.001 mm or more and 10 mm or less,
A method for producing a solar cell module according to claim 5 or 6. 前記透明絶縁層の材料が、ポリエチレンテレフタレート樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂およびシリコーンゴムのうちのいずれか１つまたは複数を組み合せたものであること、
を特徴とする請求項５から７のいずれか１つに記載の太陽電池モジュールの製造方法。 The material of the transparent insulating layer is a combination of one or more of polyethylene terephthalate resin, acrylic resin, polyurethane resin and silicone rubber,
The method for manufacturing a solar cell module according to claim 5, wherein:
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