JP2021065060A - Durability test method for electrical connections of solar cell modules - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽電池モジュールの電気接続部の耐久性試験方法に関する。 The present invention relates to a durability test method for an electrical connection portion of a solar cell module.
太陽電池モジュールは、配線部材を用いて間接的に、またはシングリング方式を用いて直接的に接続された複数の太陽電池セルと、複数の太陽電池セルの受光面および裏面を保護するガラス基板等の保護部材と、保護部材の間において複数の太陽電池セルを封止する封止材とを備える。 The solar cell module includes a plurality of solar cells indirectly connected by using a wiring member or directly by a single ring method, and a glass substrate that protects the light receiving surface and the back surface of the plurality of solar cells. A protective member and a sealing material for sealing a plurality of solar cells between the protective members are provided.
このような太陽電池モジュールでは、複数の太陽電池セルの電気接続部(例えば、配線部材を用いて間接的に接続された太陽電池セルとタグまたはインターコネクトとの間の接着部、または、シングリング方式を用いて直接的に接続された太陽電池セルの間の接着部)に、昼夜の温度変動等に起因して経年的に応力がかかる。 In such a solar cell module, an electrical connection portion of a plurality of solar cell cells (for example, an adhesion portion between a solar cell cell indirectly connected by using a wiring member and a tag or an interconnect, or a single ring method is used. The adhesive portion between the solar cells directly connected using the above) is stressed over time due to temperature fluctuations during the day and night.
このような太陽電池モジュールでは、このような経年的な応力に対する耐久性試験として、温度を短時間に繰り返し変化させる加速温度サイクル試験を行うことが知られている(例えば特許文献1参照)。 In such a solar cell module, it is known that an accelerated temperature cycle test in which the temperature is repeatedly changed in a short time is performed as a durability test against such aged stress (see, for example, Patent Document 1).
しかし、このような太陽電池モジュール単位での加速温度サイクル試験では、太陽電池モジュールの電気接続部の耐久性試験の試験時間が長い。例えば30年の耐久性を試験するために、このような太陽電池モジュール単位での加速温度サイクル試験では半年ほど必要である。 However, in such an accelerated temperature cycle test for each solar cell module, the test time for the durability test of the electrical connection portion of the solar cell module is long. For example, in order to test the durability for 30 years, such an accelerated temperature cycle test for each solar cell module requires about half a year.
本発明は、試験時間を短縮する太陽電池モジュールの電気接続部の耐久性試験方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a durability test method for an electrical connection portion of a solar cell module that shortens the test time.
本発明に係る太陽電池モジュールの電気接続部の耐久性試験方法は、太陽電池モジュールにおける複数の太陽電池セルの電気接続部の耐久性を試験する方法であって、前記太陽電池モジュールにおける一部の構成ユニットであって、前記太陽電池セルと配線部材とを前記電気接続部を介して接続した前記構成ユニット、または、2つの前記太陽電池セルを前記電気接続部を介して接続した前記構成ユニットを準備し、前記構成ユニットに対して、所定の大きさの引張応力を所定の繰り返し回数、印加した後、前記構成ユニットにおける前記電気接続部の電気抵抗の増加、および/または、前記構成ユニットにおける前記電気接続部の剥離の有無に基づいて、前記電気接続部の耐久性を検査する。 The method for testing the durability of the electrical connection portion of the solar cell module according to the present invention is a method for testing the durability of the electrical connection portion of a plurality of solar cells in the solar cell module, and is a part of the solar cell module. The constituent unit, which is the constituent unit in which the solar cell and the wiring member are connected via the electrical connection portion, or the constituent unit in which the two solar cells are connected via the electrical connection portion. After preparing and applying a tensile stress of a predetermined magnitude to the constituent unit a predetermined number of repetitions, an increase in the electrical resistance of the electrical connection in the constituent unit and / or the said in the constituent unit. The durability of the electrical connection is inspected based on the presence or absence of peeling of the electrical connection.
本発明に係る別の太陽電池モジュールの電気接続部の耐久性試験方法は、太陽電池モジュールにおける複数の太陽電池セルの電気接続部の耐久性を試験する方法であって、前記太陽電池モジュールにおける一部の構成ユニットであって、前記太陽電池セルと配線部材とを前記電気接続部を介して接続した前記構成ユニット、または、2つの前記太陽電池セルを前記電気接続部を介して接続した前記構成ユニットを準備し、前記構成ユニットに対して、所定の温度で、次第に大きくなるように引張応力を印加し、前記電気接続部が剥離するときの引張応力の大きさに基づいて、前記電気接続部の耐久性を検査する。 The method for testing the durability of the electrical connection portion of another solar cell module according to the present invention is a method for testing the durability of the electrical connection portion of a plurality of solar cell cells in the solar cell module, and is one of the methods in the solar cell module. The constituent unit of the unit, the constituent unit in which the solar cell and the wiring member are connected via the electrical connection portion, or the configuration in which the two solar cells are connected via the electrical connection portion. A unit is prepared, a tensile stress is applied to the constituent unit at a predetermined temperature so as to gradually increase, and the electrical connection portion is based on the magnitude of the tensile stress when the electrical connection portion is peeled off. Inspect for durability.
本発明によれば、太陽電池モジュールの電気接続部の耐久性試験時間を短縮することができる。 According to the present invention, the durability test time of the electrical connection portion of the solar cell module can be shortened.
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態の一例について説明する。なお、各図面において同一または相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。また、便宜上、ハッチングや部材符号等を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。 Hereinafter, an example of the embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the same reference numerals are given to the same or corresponding parts in each drawing. In addition, for convenience, hatching, member codes, and the like may be omitted, but in such cases, other drawings shall be referred to.
(太陽電池モジュールの一例)
図1Aは、本実施形態に係る太陽電池モジュールの一例を示す側面図である。図1Aに示す太陽電池モジュール100は、複数の太陽電池セル1と、配線部材2と、受光面保護部材3と、裏面保護部材4と、封止材5とを備える。
(Example of solar cell module)
FIG. 1A is a side view showing an example of the solar cell module according to the present embodiment. The
太陽電池モジュール100では、複数の太陽電池セル1が、配線部材2を用いて間接的に接続される配線接続タイプの太陽電池モジュールである。具体的には、太陽電池セル1は、いわゆる櫛型の形状の電極であって、櫛歯に相当する複数のフィンガー電極と、櫛歯の支持部に相当するバスバー電極とを有する。配線部材2は、例えば、タブ等の公知のインターコネクタである。配線部材2は、太陽電池セル1のバスバー電極に、接着部材6を介して接続される。この配線接続タイプの太陽電池モジュール100では、太陽電池セル1と配線部材2との間が、電気接続部12(接着部材6含む)である。
The
太陽電池セル1および配線部材2は、受光面保護部材3と裏面保護部材4とによって挟み込まれている。受光面保護部材3は、例えばガラス基板であり、太陽電池セル1の受光面を保護する。裏面保護部材4は、例えばガラス基板または金属板であり、太陽電池セル1の裏面を保護する。
The
受光面保護部材3と裏面保護部材4との間には、封止材5が充填されている。封止材5は、例えば液体状または固体状の透明樹脂であり、太陽電池セル1および配線部材2を封止する。
A sealing material 5 is filled between the light receiving surface protection member 3 and the back
(太陽電池モジュールの他の一例)
図1Bは、本実施形態に係る太陽電池モジュールの他の一例を示す側面図である。図1Bに示す太陽電池モジュール100は、複数の太陽電池セル1と、配線部材2と、受光面保護部材3と、裏面保護部材4と、封止材5とを備える。
(Another example of a solar cell module)
FIG. 1B is a side view showing another example of the solar cell module according to the present embodiment. The
太陽電池モジュール100でも、複数の太陽電池セル1が、配線部材2を用いて間接的に接続される配線接続タイプの太陽電池モジュールである。具体的には、太陽電池セル1は、いわゆるストライプ形状の電極であって、複数のフィンガー電極を有する。配線部材2は、例えば、タブ等の公知のインターコネクタである。配線部材2は、太陽電池セル1のフィンガー電極に、接着部材6を介して接続される。この配線接続タイプの太陽電池モジュール100でも、太陽電池セル1と配線部材2との間が、電気接続部12(接着部材6含む)である。
The
太陽電池セル1および配線部材2は、受光面保護部材3と裏面保護部材4とによって挟み込まれている。受光面保護部材3は、例えばガラス基板であり、太陽電池セル1の受光面を保護する。裏面保護部材4は、例えばガラス基板または金属板であり、太陽電池セル1の裏面を保護する。
The
受光面保護部材3と裏面保護部材4との間には、封止材5が充填されている。封止材5は、例えば液体状または固体状の透明樹脂であり、太陽電池セル1および配線部材2を封止する。
A sealing material 5 is filled between the light receiving surface protection member 3 and the back
(太陽電池モジュールの更に他の一例)
図1Cは、本実施形態に係る太陽電池モジュールの更に他の一例を示す側面図である。図1Cに示す太陽電池モジュール100は、複数の太陽電池セル1と、受光面保護部材3と、裏面保護部材4と、封止材5とを備える。
(Another example of a solar cell module)
FIG. 1C is a side view showing still another example of the solar cell module according to the present embodiment. The
太陽電池モジュール100では、複数の太陽電池セル1が、シングリング方式を用いて直接的に接続されるシングリング接続タイプの太陽電池モジュールである。具体的には、隣り合う太陽電池セル1の端部の一部が重なり合うことにより、隣り合う太陽電池セル1が接着部材6を介して接続される。このシングリング接続タイプの太陽電池モジュール100では、隣り合う太陽電池セル1の間が、電気接続部12(接着部材6含む)である。
The
このように、瓦を屋根に葺いたように、複数の太陽電池セル1が一様にある方向にそろって傾く堆積構造となることから、このようにして太陽電池セル1を電気的に接続する方式を、シングリング方式と称する。また、ひも状につながった複数の太陽電池セル1を、太陽電池ストリングと称する。
In this way, since the plurality of
太陽電池セル1は、受光面保護部材3と裏面保護部材4とによって挟み込まれている。受光面保護部材3は、例えばガラス基板であり、太陽電池セル1の受光面を保護する。裏面保護部材4は、例えばガラス基板または金属板であり、太陽電池セル1の裏面を保護する。
The
受光面保護部材3と裏面保護部材4との間には、封止材5が充填されている。封止材5は、例えば液体状または固体状の透明樹脂であり、太陽電池セル1を封止する。
A sealing material 5 is filled between the light receiving surface protection member 3 and the back
このような太陽電池モジュール100では、実使用環境の変動(例えば、昼夜の温度変動)に起因して経年的に、複数の太陽電池セル1の電気接続部12(接着部材6含む)に応力がかかる。このような経年的な応力により、電気接続部12に亀裂または一部剥離が生じることがあり、その結果、電気接続部12の電気抵抗が増加することがある。電気接続部12の電気抵抗が増加すると、電気接続部12が発熱し、例えば火災が発生する恐れがある。
In such a
このような太陽電池モジュールでは、経年的な応力に対する耐久性試験として、温度を短時間に繰り返し変化させる加速温度サイクル(Accelerated Temperature Cycle:ATC)試験を行うことが知られている。しかし、このような太陽電池モジュール単位での加速温度サイクル試験では、太陽電池モジュールの電気接続部の耐久性試験の試験時間が長い。例えば30年の耐久性を試験するために、このような太陽電池モジュール単位での加速温度サイクル試験では半年ほど必要である。 In such a solar cell module, it is known to perform an Accelerated Temperature Cycle (ATC) test in which the temperature is repeatedly changed in a short time as a durability test against stress over time. However, in such an accelerated temperature cycle test for each solar cell module, the test time for the durability test of the electrical connection portion of the solar cell module is long. For example, in order to test the durability for 30 years, such an accelerated temperature cycle test for each solar cell module requires about half a year.
そこで、本願発明者は、試験時間を短縮する太陽電池モジュールの電気接続部の耐久性試験方法を考案する。以下では、本実施形態に係る太陽電池モジュールの電気接続部の耐久性試験方法について説明する。 Therefore, the inventor of the present application devises a durability test method for the electrical connection portion of the solar cell module, which shortens the test time. Hereinafter, the durability test method of the electrical connection portion of the solar cell module according to the present embodiment will be described.
(第1実施形態)
(太陽電池モジュールの電気接続部の耐久性試験方法)
次に、図2A〜図3を用いて、第1実施形態に係る太陽電池モジュールの電気接続部の耐久性試験方法について説明する。図2Aは、図1Aに示す太陽電池モジュールの電気接続部の耐久性試験のための構成ユニットを示す図である。図2Bは、図1Bに示す太陽電池モジュールの電気接続部の耐久性試験のための構成ユニットを示す図である。図2Cは、図1Cに示す太陽電池モジュールの電気接続部の耐久性試験のための構成ユニットを示す図である。図3は、第1実施形態の太陽電池モジュールの電気接続部の耐久性試験のための引張応力を示す図である。
(First Embodiment)
(Durability test method for electrical connections of solar cell modules)
Next, the durability test method of the electrical connection portion of the solar cell module according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 2A to 3. FIG. 2A is a diagram showing a component unit for a durability test of an electrical connection portion of the solar cell module shown in FIG. 1A. FIG. 2B is a diagram showing a component unit for a durability test of an electrical connection portion of the solar cell module shown in FIG. 1B. FIG. 2C is a diagram showing a component unit for a durability test of an electrical connection portion of the solar cell module shown in FIG. 1C. FIG. 3 is a diagram showing tensile stress for a durability test of an electrical connection portion of the solar cell module of the first embodiment.
まず、図2Aに示すように、図1Aに示す太陽電池モジュール100における一部の構成ユニット10であって、太陽電池セル1と配線部材2とを電気接続部12(接着部材6を含む)を介して接続した構成ユニット10を準備する。または、図2Bに示すように、図1Bに示す太陽電池モジュール100における一部の構成ユニット10であって、太陽電池セル1と配線部材2とを電気接続部12(接着部材6を含む)を介して接続した構成ユニット10を準備する。または、図2Cに示すように、図1Cに示す太陽電池モジュール100における一部の構成ユニット10であって、2つの太陽電池セル1を電気接続部12(接着部材6を含む)を介して接続した構成ユニット10を準備する。
First, as shown in FIG. 2A, it is a part of the
次に、準備した構成ユニット10を引張試験機にセットする。引張試験機としては、公知の引張試験機が用いられる。このとき、構成ユニット10における引張試験機で把持する箇所を、接着剤を用いて担体に固定し、担体を引張試験機で把持してもよい。担体としては、プラスチックまたはガラス等が用いられる。これによれば、引張試験機で把持されることにより構成ユニット自体が破損することを低減することができる。
Next, the prepared
次に、構成ユニット10に対して、引張応力を印加する(引張試験)。引張応力は、図3に示すようにパルス状の引張応力であり、所定の大きさ、所定の繰り返し回数に設定される。 Next, a tensile stress is applied to the constituent unit 10 (tensile test). The tensile stress is a pulse-shaped tensile stress as shown in FIG. 3, and is set to a predetermined magnitude and a predetermined number of repetitions.
引張応力の所定の大きさは、実使用環境において、かつ太陽電池モジュール100の状態で、電気接続部12にかかる応力、またはそれ以上に設定される(非破壊試験)。引張応力の所定の大きさは、例えば、電気接続部12にかかる応力の最大値に基づいて設定されてもよいし、電気接続部12にかかる応力の平均値に基づいて設定されてもよい。
The predetermined magnitude of the tensile stress is set to be equal to or higher than the stress applied to the
引張応力の所定の繰り返し回数は、所望の耐久日数、またはそれ以上に設定される(加速試験)。例えば所望の耐久年数が30年である場合、引張応力の所定の繰り返し回数は、365日×30年=約1.1万回、またはそれ以上に設定される。 The predetermined number of repetitions of tensile stress is set to the desired endurance days or more (accelerated test). For example, when the desired durability is 30 years, the predetermined number of repetitions of tensile stress is set to 365 days × 30 years = about 11,000 times or more.
引張応力の方向は、構成ユニット10における太陽電池セル1の主面(受光面および裏面)に対して0度方向(換言すれば180度方向)に設定される。
The direction of the tensile stress is set to be 0 degree direction (in other words, 180 degree direction) with respect to the main surface (light receiving surface and back surface) of the
その後、構成ユニット10における電気接続部12の電気抵抗を測定し、電気抵抗の増加に基づいて電気接続部12の耐久性を検査(評価)する。例えば、電気抵抗が所定値以上である場合、所望の耐久性を満たさないと判断する。
After that, the electrical resistance of the
また、構成ユニット10における電気接続部12の剥離の有無を、顕微鏡等を用いて目視検査し、剥離の有無に基づいて電気接続部12の耐久性を検査(評価)する。例えば、剥離がある場合、所望の耐久性を満たさないと判断する。
Further, the presence or absence of peeling of the
例えば、電気接続部12の接着部材6の接着性が低いと、配線部材2と接着部材6との間の一部に剥離が発生し、その結果、電気接続部12の電気抵抗が増加することが予想される。一方、電気接続部12の接着部材6の接着性が高いと、配線部材2と接着部材6との間に一部剥離が発生せず、その結果、電気接続部12の電気抵抗が増加しないことが予想される。
For example, if the adhesiveness of the
以上説明したように、本実施形態の太陽電池モジュール100の電気接続部12の耐久性試験方法では、太陽電池モジュール100における一部の構成ユニット10を準備し、構成ユニット10に対して、所定の大きさの引張応力を所定の繰り返し回数、印加する(加速試験)。これによれば、上述した従来の太陽電池モジュール単位での加速温度サイクル試験と比較して、温度変化に要する時間が不要であるので、試験時間を短縮することができる。
As described above, in the durability test method of the
ところで、本願発明者は、構成ユニット10での引張試験において、構成ユニット10における太陽電池セル1の主面(受光面および裏面)に対して90度方向に引張応力を印加し、引張応力を連続的にまたは段階的に次第に大きくし、電気接続部12が剥離するときの引張応力の大きさに基づいて、電気接続部12の耐久性を検査(評価)することを考案した(破壊試験)。しかし、このような耐久性試験方法では、実使用環境での応力に対する耐久性に対して試験精度が低い。
By the way, in the tensile test on the
特に、受光面および裏面にガラス基板等の保護部材を用いて封止された太陽電池モジュール100では、構成部品の線膨張係数の差により、太陽電池セル1の主面に対して0度方向(180度方向)に応力が発生する。しかし、このような太陽電池モジュール100では、ガラス基板等の保護部材により、太陽電池セル1の主面に対して90度方向には応力がほとんど発生しない。
In particular, in the
この点に関し、本実施形態の太陽電池モジュール100の電気接続部12の耐久性試験方法では、引張応力の方向が、構成ユニット10における太陽電池セル1の主面(受光面および裏面)に対して0度方向(180度方向)である。これにより、実使用環境に近い0度方向(180度方向)の引張応力を用いるので、耐久性試験の精度を高めることができる。
Regarding this point, in the durability test method of the
また、本実施形態の太陽電池モジュール100の電気接続部12の耐久性試験方法では、引張応力の所定の大きさは、実使用環境において、かつ太陽電池モジュール100の状態で、電気接続部12にかかる応力、またはそれ以上に設定され、引張応力の所定の繰り返し回数は、所望の耐久日数、またはそれ以上に設定される(非破壊試験)。これにより、実使用環境に近い大きさおよび変化の引張応力を用いるので、耐久性試験の精度を高めることができる。
Further, in the durability test method of the
一般に、太陽電池セルの寿命は20年程度と考えられてきたが、20年経っても、太陽電池セルの電気的性能が急激に低下することはなく、その後も使用し続けることが可能である。そこで、製造メーカは、例えば30年程度の太陽電池モジュールの耐久性および安全性を保証する必要性がある。これに伴い、実使用環境(例えば、昼夜の温度変動)に起因して経年的に応力がかかる電気接続部の耐久性および安全性の保証が特に必要である。 Generally, the life of a solar cell has been considered to be about 20 years, but even after 20 years, the electrical performance of the solar cell does not deteriorate sharply, and it is possible to continue using the solar cell thereafter. .. Therefore, the manufacturer needs to guarantee the durability and safety of the solar cell module for about 30 years, for example. Along with this, it is particularly necessary to guarantee the durability and safety of electrical connections that are stressed over time due to the actual usage environment (for example, temperature fluctuations during the day and night).
本実施形態の太陽電池モジュール100の電気接続部12の耐久性試験方法によれば、電気接続部12の耐久性を短時間で検査(評価)することにより、太陽電池モジュールの製造ラインへのフィードバックを行い、電気接続部の耐久性および安全性を保証した製品を製造することができる。
According to the durability test method of the
(第1実施形態の変形例)
(太陽電池モジュールの電気接続部の耐久性試験方法)
第1実施形態では、構成ユニット10に対して引張応力を印加する際、室温に設定された。しかし、構成ユニット10に対して引張応力を印加する際、所定の温度に設定してもよい。引張試験の所定の温度は、実使用環境における屋外温度、または屋外温度の最高温度以上または屋外温度の最低温度以下に設定される。引張試験の所定の温度は、例えば、実使用環境における屋外温度の最大値または最小値に基づいて設定されてもよいし、実使用環境における屋外温度の平均値に基づいて設定されてもよい。
(Modified example of the first embodiment)
(Durability test method for electrical connections of solar cell modules)
In the first embodiment, the room temperature was set when the tensile stress was applied to the
電気接続部12における接着部材6の特性は、温度によって変化することがある。この点に関し、本変形例の太陽電池モジュール100の電気接続部12の耐久性試験方法では、構成ユニット10に対して引張応力を印加する際に、所定の温度を、実使用環境における屋外温度、または屋外温度の最高温度以上または屋外温度の最低温度以下に設定される(非破壊試験)。これにより、実使用環境に近い屋外の温度で引張試験を行うので、温度変化に起因する接着部材6の特性変化をも考慮して、耐久性試験の精度を高めることができる。
The characteristics of the
(第2実施形態)
(太陽電池モジュールの電気接続部の耐久性試験方法)
上述した第1実施形態および変形例では、引張試験において、構成ユニット10に対して、所定の大きさの引張応力を所定の繰り返し回数、印加した(非破壊試験)。
(Second Embodiment)
(Durability test method for electrical connections of solar cell modules)
In the first embodiment and the modified example described above, in the tensile test, a tensile stress of a predetermined magnitude was applied to the constituent unit 10 a predetermined number of times (non-destructive test).
第2実施形態では、引張試験において、構成ユニット10に対して、所定の温度で、次第に大きくなるように引張応力を印加する(破壊試験)。引張応力の方向は、上述した第1実施形態および変形例と同様に、構成ユニット10における太陽電池セル1の主面(受光面および裏面)に対して0度方向(換言すれば180度方向)に設定される。
In the second embodiment, in the tensile test, a tensile stress is applied to the
引張試験の所定の温度は、実使用環境における屋外温度、または屋外温度の最高温度以上または屋外温度の最低温度以下に設定される。引張試験の所定の温度は、例えば、実使用環境における屋外温度の最大値または最小値に基づいて設定されてもよいし、実使用環境における屋外温度の平均値に基づいて設定されてもよい。 The predetermined temperature of the tensile test is set to the outdoor temperature in the actual use environment, or higher than the maximum outdoor temperature or lower than the minimum outdoor temperature. The predetermined temperature of the tensile test may be set based on, for example, the maximum or minimum value of the outdoor temperature in the actual use environment, or may be set based on the average value of the outdoor temperature in the actual use environment.
そして、構成ユニット10における電気接続部12が剥離するときの引張応力の大きさに基づいて、電気接続部12の耐久性を検査(評価)する。
Then, the durability of the
また、構成ユニット10における電気接続部12の剥離の仕方、顕微鏡等を用いて目視検査し、剥離の仕方に基づいて電気接続部12の耐久性を検査(評価)してもよい。例えば、電気接続部12の接着部材6の接着性が高いと、接着部材6は配線部材2側に接着したまま剥離する。すなわち、太陽電池セル1の剥離面には接着部材6が残らず、シリコン材料が露出してみえる。一方、電気接続部12の接着部材6の接着性が低いと、接着部材6は太陽電池セル1側に接着したまま剥離する。すなわち、太陽電池セル1の剥離面には接着部材6が残り、シリコン材料が露出してみえない。
Further, the method of peeling the
この第2実施形態の太陽電池モジュール100の電気接続部12の耐久性試験方法では、太陽電池モジュール100における一部の構成ユニット10を準備し、構成ユニット10に対して、所定の温度で、次第に大きくなるように引張応力を印加する(加速試験)。これによれば、上述した従来の太陽電池モジュール単位での加速温度サイクル試験と比較して、繰り返し温度変化に要する時間が不要であるので、試験時間を短縮することができる。
In the durability test method of the
また、第2実施形態の太陽電池モジュール100の電気接続部12の耐久性試験方法でも、引張応力の方向が、構成ユニット10における太陽電池セル1の主面(受光面および裏面)に対して0度方向(180度方向)である。これにより、実使用環境に近い0度方向(180度方向)の引張応力を用いるので、耐久性試験の精度を高めることができる。
Further, also in the durability test method of the
ここで、図4に示すように、構成ユニット10のサンプルAでは、室温における引張試験(破壊試験)においても、高温における引張試験(破壊試験)においても、構成ユニット10の電気接続部12が剥離するときの引張応力(すなわち、接着強度)の大きさは、太陽電池モジュールの状態におけるガラス封止時に発生する応力相当に耐える接着強度を超えている。一方、構成ユニット10のサンプルAでは、室温における引張試験(破壊試験)においては、構成ユニット10の電気接続部12が剥離するときの引張応力(すなわち、接着強度)の大きさは、太陽電池モジュールの状態におけるガラス封止時に発生する応力相当に耐える接着強度を超えているが、高温における引張試験(破壊試験)においては、構成ユニット10の電気接続部12が剥離するときの引張応力(すなわち、接着強度)の大きさは、太陽電池モジュールの状態におけるガラス封止時に発生する応力相当に耐える接着強度を下回っている。これは、電気接続部12における接着部材6の特性が、温度によって変化することに起因するものと推察される。
Here, as shown in FIG. 4, in the sample A of the
この点に関し、第2実施形態の太陽電池モジュール100の電気接続部12の耐久性試験方法では、構成ユニット10に対して引張応力を印加する際に、所定の温度を、実使用環境における屋外温度、または屋外温度の最高温度以上または屋外温度の最低温度以下に設定される。これにより、実使用環境に近い屋外の温度で引張応力を行うので、温度変化に起因する接着部材6の特性変化をも考慮して、耐久性試験の精度を高めることができる。
In this regard, in the durability test method of the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変更および変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、両面電極型(両面接合型)の太陽電池セル1を備える太陽電池モジュール100の電気接続部12の耐久性試験方法を例示したが、本発明の耐久性試験方法は、裏面電極型(裏面接合型、バックコンタクト型)の太陽電池セルを備える太陽電池モジュールの電気接続部の耐久性試験方法にも適用可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and modifications can be made. For example, in the above-described embodiment, the durability test method of the
以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described based on Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.
(実施例1)
図2Aに示す構成ユニット10を作製した。実施例1の構成ユニット10は、太陽電池モジュール100を作製する条件と同じ条件を用いて作製された。具体的には、ヘテロ接合型両面受光太陽電池セルを、レーザー加工装置を用いて幅4.2mmの矩形状にカットした後、カットした矩形状セル端部(1)の印刷電極に導電性接着剤(6)(製品名:太陽電池用導電フィルムCF、日立化成株式社製)を塗布した。その後、導電性接着剤(6)塗布部分に、半田メッキされた銅配線(2)(製品名:太陽電池用平角銅電線、丸正株式会社製)を配置し、所定の条件で圧着加熱(温度180℃〜210℃、圧力8N/mm2〜8.9N/mm2)した。配線(2)としては、鉛が含有されていない配線を用いた。これにより、セル(1)と配線(2)とが導電性接着剤(6,12)を介して接続された実施例1の構成ユニット10が作製された。
(Example 1)
The
構成ユニット10の引張試験(耐久性試験)を行うにあたって、構成ユニット10を試験装置に固定するため、構成ユニット10をプラスチック棒に接着した。プラスチック棒としては5mm角の角棒を用い、接着剤としては市販の接着剤(製品名:アロンアルファ(登録商標)、コニシ株式会社製)を用いた。プラスチック棒に担持された構成ユニット10を電気式疲労試験装置(製品名:E1000型、Instron社製)にセットし、室温(25℃)状態で、図2Aに示す0度方向に、構成ユニット10におけるセル(1)と配線(2)とを引きはがす応力を、電気接続部12(6)が剥離するまで負荷した。
In conducting a tensile test (durability test) of the
この実施例1の構成ユニット10の引張試験(耐久性試験)によれば、試験温度が室温における電気接続部12(6)の接着強度は平均95N(試験回数n=4)であった。なお、試験温度を85℃に変更した場合の電気接続部12(6)の接着強度は平均86N(試験回数n=9)であった。
According to the tensile test (durability test) of the
(比較例1)
比較例1の構成ユニットは、実施例1と同様の作製方法で作製された。比較例1の構成ユニットでは、実施例1の構成ユニット10において、配線(2)として鉛含有の半田メッキ銅配線が用いられた。
(Comparative Example 1)
The constituent unit of Comparative Example 1 was produced by the same production method as in Example 1. In the constituent unit of Comparative Example 1, a lead-containing solder-plated copper wiring was used as the wiring (2) in the
この比較例1の構成ユニットの引張試験(耐久性試験)でも、実施例1と同様に、プラスチック棒に担持された構成ユニットを電気式疲労試験装置にセットし、室温(25℃)状態で、図2Aに示す0度方向に、構成ユニットにおけるセルと配線とを引きはがす応力を、電気接続部が剥離するまで負荷した。 In the tensile test (durability test) of the constituent unit of Comparative Example 1, the constituent unit supported on the plastic rod was set in the electric fatigue test apparatus in the same manner as in Example 1, and at room temperature (25 ° C.). The stress of peeling the cell and the wiring in the constituent unit was applied in the 0 degree direction shown in FIG. 2A until the electrical connection portion was peeled off.
この比較例1の構成ユニットの引張試験(耐久性試験)によれば、試験温度が室温における電気接続部の接着強度は平均91N(試験回数n=5)であった。なお、試験温度を85℃に変更した場合の電気接続部の接着強度は、平均54N(試験回数n=9)であり、実施例1と比較して低かった。 According to the tensile test (durability test) of the constituent unit of Comparative Example 1, the adhesive strength of the electrical connection portion at the test temperature of room temperature was 91 N on average (number of tests n = 5). The adhesive strength of the electrical connection portion when the test temperature was changed to 85 ° C. was 54 N on average (number of tests n = 9), which was lower than that of Example 1.
(実施例2)
実施例2の構成ユニット10は、実施例1と同様の作製方法で作製された。
(Example 2)
The
この実施例2の構成ユニット10の引張試験(耐久性試験)では、プラスチック棒に担持された構成ユニット10を電気式疲労試験装置にセットし、室温(25℃)状態で、図2Aに示す0度方向に、70Nの引張応力を図3に示すように1万サイクル繰返し負荷した。
In the tensile test (durability test) of the
この実施例2の構成ユニット10の引張試験(耐久性試験)によれば、試験後の電気接続部12(6)に剥離等が見られず、試験前後の電気接続部12(6)の抵抗値も増加しなかった。
According to the tensile test (durability test) of the
(実施例3)
実施例3の構成ユニット10は、実施例1と同様の作製方法で作製された。
(Example 3)
The
この実施例3の構成ユニット10の引張試験(耐久性試験)では、プラスチック棒に担持された構成ユニット10を電気式疲労試験装置にセットし、室温(25℃)状態で、図2Aに示す0度方向に、60N、70Nまたは80Nの引張応力を、それぞれ電気接続部12(6)が剥離するまで図3に示すように繰返し負荷した。
In the tensile test (durability test) of the
この実施例2の構成ユニット10の引張試験(耐久性試験)によれば、60Nの引張試験では、20,146サイクル目で電気接続部12(6)が剥離した。70Nの引張試験では、13,551サイクル目で電気接続部12(6)が剥離した。80Nの引張試験では、561サイクル目で電気接続部12(6)が剥離した。試験の負荷応力と剥離までの試験サイクル数との関係により、電気接続部12(6)の耐用年数を推定することができる。
According to the tensile test (durability test) of the
(実施例4)
図2Cに示す構成ユニット10を作製した。実施例4の構成ユニット10は、太陽電池モジュール100を作製する条件と同じ条件を用いて作製された。具体的には、ヘテロ接合型両面受光太陽電池セルを、レーザー加工装置を用いて幅26mmの矩形状にカットした後、カットした矩形状セル端部(1,1)の印刷電極同士を導電性接着剤(6)(製品名:太陽電池用導電フィルム「CFシリーズ」、日立化成株式社製)を介して接続し、所定の条件で圧着加熱(温度180℃〜210℃、圧力8N/mm2〜8.9N/mm2)した。これにより、セル(1,1)同士が導電性接着剤(6,12)を介して接続された実施例4の構成ユニット10が作製された。
(Example 4)
The
構成ユニット10の引張試験(耐久性試験)を行うにあたって、構成ユニット10を試験装置に固定するため、構成ユニット10をガラス板に接着した。接着剤としては市販の接着剤(製品名:アロンアルファ、コニシ株式会社製)を用いた。ガラス板に担持された構成ユニット10を電気式疲労試験装置(製品名:E1000型、Instron社製)にセットし、室温(25℃)状態で、図2Cに示す0度方向に、構成ユニット10におけるセル(1,1)同士を引きはがす応力を、電気接続部12(6)が剥離するまで負荷した。
In conducting a tensile test (durability test) of the
この実施例4の構成ユニット10の引張試験(耐久性試験)によれば、試験温度が室温における電気接続部12(6)の接着強度は87N(試験回数n=1)であった。
According to the tensile test (durability test) of the
(比較例2)
比較例2の構成ユニットは、実施例4と同様の作製方法で作製された。比較例2の構成ユニットでは、セル同志を導電性接着剤で接続する接続加工の温度条件が、実施例4のそれと比較して相対的に低く設定された。
(Comparative Example 2)
The constituent unit of Comparative Example 2 was produced by the same production method as in Example 4. In the constituent unit of Comparative Example 2, the temperature condition of the connection process for connecting the cells to each other with the conductive adhesive was set to be relatively low as compared with that of Example 4.
この比較例2の構成ユニットの引張試験(耐久性試験)でも、実施例4と同様に、ガラス板に担持された構成ユニットを電気式疲労試験装置にセットし、室温(25℃)状態で、図2Cに示す0度方向に、構成ユニットにおけるセル同志を引きはがす応力を、電気接続部が剥離するまで負荷した。 In the tensile test (durability test) of the constituent unit of Comparative Example 2, the constituent unit supported on the glass plate was set in the electric fatigue test apparatus in the same manner as in Example 4, and at room temperature (25 ° C.). In the 0 degree direction shown in FIG. 2C, a stress for peeling the cells from each other in the constituent unit was applied until the electrical connection portion was peeled off.
この比較例2の構成ユニットの引張試験(耐久性試験)によれば、試験温度が室温における電気接続部の接着強度は78N(試験回数n=1)であり、実施例4と比較して低かった。 According to the tensile test (durability test) of the constituent unit of Comparative Example 2, the adhesive strength of the electrical connection portion at the test temperature of room temperature was 78 N (number of tests n = 1), which was lower than that of Example 4. It was.
1 太陽電池セル
2 配線部材
3 受光側保護部材
4 裏側保護部材
5 封止材
6 接着部材
10 構成ユニット
12 電気接続部
100 太陽電池モジュール
1
Claims (8)
前記太陽電池モジュールにおける一部の構成ユニットであって、前記太陽電池セルと配線部材とを前記電気接続部を介して接続した前記構成ユニット、または、2つの前記太陽電池セルを前記電気接続部を介して接続した前記構成ユニットを準備し、
前記構成ユニットに対して、所定の大きさの引張応力を所定の繰り返し回数、印加した後、
前記構成ユニットにおける前記電気接続部の電気抵抗の増加、および/または、前記構成ユニットにおける前記電気接続部の剥離の有無に基づいて、前記電気接続部の耐久性を検査する、
太陽電池モジュールの電気接続部の耐久性試験方法。 A method of testing the durability of electrical connections of multiple solar cells in a solar cell module.
A part of the constituent units in the solar cell module, the constituent unit in which the solar cell and the wiring member are connected via the electrical connection portion, or the two solar cell cells are connected to the electrical connection portion. Prepare the above-mentioned component unit connected via
After applying a tensile stress of a predetermined magnitude to the constituent unit a predetermined number of times,
The durability of the electrical connection is inspected based on the increase in electrical resistance of the electrical connection in the configuration unit and / or the presence or absence of peeling of the electrical connection in the configuration unit.
Durability test method for electrical connections in solar cell modules.
前記所定の温度は、実使用環境における温度、または最高温度以上または最低温度以下に設定される、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の太陽電池モジュールの電気接続部の耐久性試験方法。 When the tensile stress is applied to the constituent unit, the temperature is set to a predetermined temperature.
The predetermined temperature is set to a temperature in an actual use environment, or a maximum temperature or more or a minimum temperature or less.
The method for testing the durability of an electrical connection portion of a solar cell module according to any one of claims 1 to 4.
前記太陽電池モジュールにおける一部の構成ユニットであって、前記太陽電池セルと配線部材とを前記電気接続部を介して接続した前記構成ユニット、または、2つの前記太陽電池セルを前記電気接続部を介して接続した前記構成ユニットを準備し、
前記構成ユニットに対して、所定の温度で、次第に大きくなるように引張応力を印加し、
前記電気接続部が剥離するときの引張応力の大きさに基づいて、前記電気接続部の耐久性を検査する、
太陽電池モジュールの電気接続部の耐久性試験方法。 A method of testing the durability of electrical connections of multiple solar cells in a solar cell module.
A part of the constituent units in the solar cell module, the constituent unit in which the solar cell and the wiring member are connected via the electrical connection portion, or the two solar cell cells are connected to the electrical connection portion. Prepare the above-mentioned component unit connected via
Tensile stress is applied to the constituent units at a predetermined temperature so as to gradually increase.
The durability of the electrical connection is inspected based on the magnitude of the tensile stress when the electrical connection is peeled off.
Durability test method for electrical connections in solar cell modules.
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