JP4061525B2 - Manufacturing method of solar cell module - Google Patents

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JP4061525B2 JP2001305122A JP2001305122A JP4061525B2 JP 4061525 B2 JP4061525 B2 JP 4061525B2 JP 2001305122 A JP2001305122 A JP 2001305122A JP 2001305122 A JP2001305122 A JP 2001305122A JP 4061525 B2 JP4061525 B2 JP 4061525B2
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    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、太陽電池モジュールの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在、環境保護の立場から、クリーンなエネルギーの研究開発が進められている。中でも、太陽電池はその資源(太陽光)が無限であること、無公害であることから注目を集めている。同一基板上に形成された複数の太陽電池素子が、直列接続されてなる光電変換装置の代表例は、薄膜太陽電池である。
【0003】
薄膜太陽電池は、薄型で軽量、製造コストの安さ、大面積化が容易であることなどから、今後の太陽電池の主流となると考えられ、電力供給用以外に、建物の屋根や窓などにとりつけて利用される業務用,一般住宅用にも需要が広がってきている。
【0004】
従来の薄膜太陽電池はガラス基板を用いていたが、軽量化、施工性、量産性においてプラスチックフィルムを用いたフレキシブルタイプの太陽電池の研究開発も進められている。さらに、フレキシブルな金属材料に絶縁被覆したフィルム基板を用いたものも開発されている。このフレキシブル性を生かし、ロールツーロール方式やステッピングロール方式の製造方法により大量生産が可能となった。
【0005】
上記の薄膜太陽電池は、フレキシブルな電気絶縁性フィルム基板上に金属電極層からなる第1電極層、薄膜半導体層からなる光電変換層および透明電極層が積層されてなる光電変換素子(またはセル)が複数形成されている。ある光電変換素子の第1電極層と隣接する透明電極層を電気的に接続することを繰り返すことにより、最初の光電変換素子の第1電極層と最後の光電変換素子の透明電極層とに必要な電圧を出力させることができる。例えば、インバータにより交流化し商用電力源として交流100Vを得るためには、薄膜太陽電池の出力電圧は100V以上が望ましく、実際には数10個以上の素子が直列接続される。
【0006】
このような光電変換素子とその直列接続は、電極層と光電変換層の成膜と各層のパターニングおよびそれらの組み合わせ手順により形成される。上記太陽電池の構成および製造方法の一例は、例えば特開平10−233517号公報や特願平11−19306号に記載されている。
【0007】
図3は、上記公報等に記載された薄膜太陽電池の構成を簡略化して斜視図で示したものである。図3において、基板61の表面に形成した単位光電変換素子62および基板61の裏面に形成した接続電極層(金属電極層)63は、それぞれ複数の単位ユニットに完全に分離され、それぞれの分離位置をずらして形成されている。このため、素子62のアモルファス半導体部分である光電変換層65で発生した電流は、まず透明電極層66に集められ、次に該透明電極層領域に形成された集電孔67を介して背面の接続電極層63に通じ、さらに該接続電極層領域で素子の透明電極層領域の外側に形成された直列接続用の接続孔68を介して上記素子と隣り合う素子の透明電極層領域の外側に延びている下電極層64に達し、両素子の直列接続が行われている。
【0008】
図4は、前記とは異なる従来のガラス基板を使用したタイプの直列接続の薄膜太陽電池を示し、図4(a)は非受光面側の薄膜太陽電池面の平面図、(b)は断面図を示す。
【0009】
ガラス基板1には透明電極層u1,u2,u3・・・、光電変換層s1,s2,s3・・・および金属電極層e1,e2,e3・・・が積層され薄膜太陽電池素子が形成されている。その製造方法の概要を以下に述べる。
【0010】
先ず、基板1に透明電極層uを熱CVD法により製膜し、レーザ加工法を用いて所定の分割数にパターニングする。このとき同時に、薄膜太陽電池とその周縁も電気的に分離する。
【0011】
次に、a−Siからなる光発電層sをプラズマCVD法を用いて製膜し、薄膜太陽電池の直列方向に対し直交する方向で、透明電極層uのパターニングラインと平行にレーザ加工を行う。
【0012】
次いで金属電極層eをスパッタ法により製膜し、光電変換層sのパターニングラインと平行にレーザ加工するとともに、薄膜太陽電池とその周縁の電気的分離を行う。
【0013】
以上の工程の結果、透明電極層u1、光電変換層s1、金属電極層e1−透明電極層u2、光電変換層s2、金属電極層e2−透明電極層u3、光電変換層s3、金属電極層e3の順の薄膜太陽電池素子(ユニットセル)の直列接続が完成する。
【0014】
前記のように複数のユニットセルを直列に接続したものをさらに複数個パネル状に構成して薄膜太陽電池モジュールとし、建物の屋根や壁もしくは地上に設けた架台上に設置する。
【0015】
上記薄膜太陽電池モジュールとしては、電気絶縁性を有するフィルム基板上に形成された太陽電池を、電気絶縁性の保護材により封止するために、太陽電池の受光面側および非受光面側の双方に保護層を設けたものが知られている。
【0016】
図5は、従来の太陽電池モジュールの模式的構造の一例を示す。
【0017】
図5において、太陽電池21は、複数個の太陽電池素子が直列または並列接続されており、その受光面側にガラス板(例えば、厚さ3mm)などの表面保護部材22、非受光面側に、一弗化エチレン(商品名:テドラー、デュポン社製)を両面に接着したアルミニウム箔からなる裏面保護部材30が設けられ、接着封止性に優れかつ安価なEVA(エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂)などの接着性樹脂封止材40により熱融着封止されている。EVAとしては、例えば厚さ0.4〜0.8mmのシート状EVAが使用される。このEVAは、前記各部材が積層された後、真空ラミネータを用いて、約120℃〜160℃の温度で加熱加圧し、接着固定を行った後、130℃〜160℃の乾燥機中で、加熱硬化される。ガラス板の周囲にはみ出したEVAは切断除去される。
【0018】
また太陽電池21は、そのプラス(+)極とマイナス(−)極に、内部リード線50、60が電気的に接続され、この内部リード線50、60は、裏面保護部材30に接着固定された接続端子ボックス70に、裏面保護部材30を貫通して導かれ、接続端子ボックス70の内部で外部リード線としてのケーブル80の芯線90、100と電気接続され、これら全体として太陽電池モジュール110を形成している。
【0019】
なお、前記表面保護部材22としては、ガラス板などの無機系材料の外に、透明アクリル板などの有機系材料を用いることもある。また、裏面保護部材30としては、上記以外に、フッ素系フィルムなどの有機系フィルム単体、有機系フィルムと金属箔を貼り合せた複合材料、もしくは金属板やガラス板などの金属・無機系材料を用いることもある。
【0020】
図2は、図4に示した薄膜太陽電池を用いたモジュールの構成の一例を模式的に示す。図2においては、この発明の説明の便宜上、一部の部材を省略して示す。図2において、2は透光性保護部材としての強化ガラス、3aおよび3bは接着材としてのEVA、4は薄膜太陽電池、4aは薄膜太陽電池における金属電極層であって図4における金属電極層eに相当する。薄膜太陽電池におけるその他の層は省略してある。
【0021】
また、図2において、5は裏面保護部材における導電性フィルムとしての例えばアルミニウム箔、6aは電気絶縁性フィルムとしての例えば一弗化エチレンである。電気絶縁性フィルムの一方は省略してある。7は導電性テープで、薄膜太陽電池における2つの取り出し電極にその一端を接続し、他端は、裏面保護部材に開けた孔から外部に引き出し、裏面保護部材に固定した図示しない端子箱内の外部端子に接続される。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来の太陽電池モジュールの製造方法においては、下記のような問題がある。
【0023】
薄膜太陽電池の成膜過程において、基板上に付着しているゴミ等によりピンホールが発生し、前記下電極層(図3の64)もしくは金属電極層(図4のe)と、透明電極層とが電気的に短絡する問題が発生する。その理由は、透明電極層の形成時点でピンホール内にも透明電極が延長して形成されるためと推定されるが、通常は、このピンホールによる局所短絡部は、ユニットセルへの数ボルトの逆バイアスの電圧印加処理により、電気的に分離することができる。その理由は、逆バイアスの電圧印加処理によるジュール熱の発生により、ピンホール内の透明電極が焼却除去されることによるものと推定される。
【0024】
前記ピンホールによる局所短絡部は、モジュール化工程前の逆バイアス電圧印加処理により除去できるが、モジュール化工程においても、局所短絡が生ずることがある。その原因は下記のとおりである。
【0025】
接続電極層や金属電極層は延性が大きく、またパターニング幅(絶縁幅)が狭い(0.4mm程度)ため、モジュール化工程時にスクラッチ等の傷が入ると絶縁溝を横断して電極層が電気的につながることがある。モジュール化工程では、圧力をかけて樹脂封止するので、その際に、薄膜層が擦れ損傷が発生するものと推定される。さらに、図3のような薄膜太陽電池の場合、フレキシブルな高分子基板に太陽電池を形成するが、太陽電池を構成する薄膜自体は基板程曲げに強くなく、ある程度以上の曲率になると、膜が割れて、透明電極層と接続電極層間が短絡することがある。このような微小クラックは、前記した接続電極層や金属電極層間の短絡とは異なり、非可逆的な定常リークとなる。
【0026】
ところで、上記した薄膜太陽電池モジュールにおいては、そのモジュール化工程において、薄膜太陽電池の前記金属電極層もしくは接続電極層が裏面保護部材に覆われた後には、各太陽電池素子が絶縁層で被覆されるので、逆バイアスの電圧を印加することができない。従って、モジュール化工程中もしくはモジュール完成直前に、ピンホールに基づく前記セルの短絡が発生した場合に、逆バイアス印加による良化処理ができないという問題があった。
【0027】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、本発明の課題は、モジュール完成直前においても、各太陽電池素子への逆バイアス印加による良化処理が可能な太陽電池モジュールの製造方法を提供することにある。
【0028】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため、この発明においては、透光性表面保護部材と裏面保護部材との間に、複数個の太陽電池素子を直列または並列接続した太陽電池を、接着性樹脂封止材により封止してなる太陽電池モジュールの製造方法において、
前記裏面保護部材は、導電性フィルムの両面に電気絶縁性フィルムを接着したシートからなり、前記導電性フィルムは、前記複数個の太陽電池素子の金属電極層に対応して電気的に分離し、かつ、前記両面の電気絶縁性フィルムは、前記分離された導電性フィルムの中央部に対応して複数個の孔を有してなり、
前記太陽電池素子の金属電極層と前記分離された導電性フィルムとを電気的に接続させた状態で、前記接着性樹脂封止材により封止することにより、前記分離された導電性フィルムの太陽電池モジュール裏面側の各中央部が露出した状態のサブモジュールを作成し、
このサブモジュールにおける前記複数個の太陽電池素子に対して、隣接する導電性フィルム間の前記露出部を介して逆バイアスを印加し、逆バイアス印加処理を行った後、前記露出部に樹脂を充填または接着することにより太陽電池モジュールとなすこととする(請求項1の発明)。
【0029】
上記製造方法によれば、導電性フィルム分割数をユニットセルの数と同じにして、導電性フィルムと薄膜太陽電池サブモジュールを構成する各ユニットセルの金属電極層とを電気的に接続させることにより、モジュール完成直前の逆バイアスによる良化が可能となる。
【0030】
また、前記請求項1の発明の実施態様としては、下記請求項2ないし5の発明が好ましい。即ち、請求項1に記載の製造方法において、前記導電性フィルム露出部の太陽電池素子と対向する面に半田を塗布し、前記太陽電池素子の金属電極層と前記分離された導電性フィルムとを、半田付けにより接続する(請求項2の発明)。さらに、請求項1または2に記載の製造方法において、前記導電性フィルムは、アルミ基板に銀,銅,ニッケル等の導電性被膜を形成してなるものとする(請求項3の発明)。これにより、導電性フィルムと各ユニットセルの金属電極層との電気的接続が容易となる。
【0031】
さらにまた、請求項1ないし3のいずれかに記載の製造方法において、前記分離された導電性フィルム面の外周部は、アルマイト処理または絶縁層の形成により、電気的絶縁処理面とする(請求項4の発明)。これにより、導電性フィルムの電気的分離状態が確実となり、かつ屋外使用時の耐食性が確保できる。
【0032】
また、各ユニットセルの損傷を防止する観点から、詳細は後述するように、下記請求項5の発明が好ましい。即ち、請求項1ないし4のいずれかに記載の製造方法において、前記太陽電池素子の金属電極層と前記分離された導電性フィルムとの電気的接続は、前記太陽電池素子の非発電領域において行なう。
【0033】
【発明の実施の形態】
図1に基づき、太陽電池モジュールの製造方法の実施例について以下に述べる。
図1(a)は太陽電池モジュールにおける前記サブモジュール段階の模式的平面図、図1(b)は図1(a)のA−A線に沿う模式的側断面図、図1(c)および図1(d)は、サブモジュール形成前の中間段階の模式的平面図および側断面図を示す。
【0034】
まず、図1(c)および図1(d)に示すように、厚さ2mmの強化ガラス2上に接着剤として厚さ0.4mmのEVAフィルム3aを置き、薄膜太陽電池4を置く。薄膜太陽電池4のガラス基板は、前記EVAフィルム3a側とし、金属電極層4aをその逆側とする。なお、強化ガラス2の寸法は、薄膜太陽電池4よりも大きいことが望ましく、また、接着剤であるEVAフィルム3aは強化ガラス2よりも小さく、薄膜太陽電池4よりも大きいことが望ましい。
【0035】
ここで、薄膜太陽電池4の取り出し電極は、図1(c)において、各々プラス(+)、マイナス(−)で示す。
【0036】
次に、図1(a)および図1(b)は、サブモジュール化後の状態を示すが、本図を参照しつつ、後段の工程を以下に述べる。前記図1(c)および図1(d)の段階の薄膜太陽電池モジュールの上部に、接着材として厚さ0.4mmのEVAフィルム3bおよび厚さ0.3mmの裏面保護部材を置く。ここで、裏面保護部材は、前述の一弗化エチレンフィルム6aおよび6bを両面に接着したアルミニウムフィルム5からなる。一弗化エチレン6a,6bおよびアルミニウムフィルム5の厚さは、それぞれ0.1mmである。
【0037】
ここで、アルミニウムフィルム5は、薄膜太陽電池4の素子数と同じ数だけ電気的に分割されている。また、アルミニウムフィルム表面は、端部から10mmまでをアルマイト処理により電気的に絶縁している。これは、屋外使用時の耐食性を確保するためである。
【0038】
前記EVAフィルム3bと、一弗化エチレンフィルム6a,6bおよびアルミニウムフィルム5とからなる裏面保護部材とは、80℃程度の低温でプレスすることにより、弱く接着しておく。また、前記EVAフィルム3bおよび2つの一弗化エチレンフィルム6a,6bには、同じ箇所の表裏のアルミニウムフィルム5が露出するように孔を開けておく。
【0039】
このアルミニウムフィルム5の表面には半田8を塗布しておき、薄膜太陽電池4を載置したときに、各アルミニウムフィルム露出位置が、各薄膜太陽電池4の金属電極層4aの中央に位置するようにセットする。
【0040】
しかる後に、80℃の低温で仮接着した後、半田コテでアルミニウムフィルム露出部に局部的に熱を加えて半田8を溶かし、薄膜太陽電池4の金属電極層4aとアルミニウムフィルム5とを電気的に接続する。
【0041】
最後に、150℃の温度でプレスすることにより、接着剤のEVAフィルム3aおよび3bを架橋し、樹脂封止して、サブモジュール化を終了する。図1(a)および(b)は、このサブモジュール化が終了した状態を模式的に示す。
【0042】
上記のようにして作製した薄膜太陽電池サブモジュールは、各ユニットセルの金属電極層4aがアルミニウムフィルム5に接続されているので、モジュール化後に、逆バイアス印加による各ユニットセルの良化処理が可能となる。
【0043】
なお、図1に示す薄膜太陽電池サブモジュールのアルミニウムフィルム5の露出部5aは、図1(a)に示すように、金属電極層4aの下端部の非発電領域に設けられる。また、この露出部は、逆バイアス印加後、樹脂の充填または接着により電気絶縁処理がなされ、これにより、薄膜太陽電池モジュールを完成する。
【0044】
【発明の効果】
この発明によれば、前述のように、透光性表面保護部材と裏面保護部材との間に、複数個の太陽電池素子を直列または並列接続した太陽電池を、接着性樹脂封止材により封止してなる太陽電池モジュールの製造方法において、
前記裏面保護部材は、導電性フィルムの両面に電気絶縁性フィルムを接着したシートからなり、前記導電性フィルムは、前記複数個の太陽電池素子の金属電極層に対応して電気的に分離し、かつ、前記両面の電気絶縁性フィルムは、前記分離された導電性フィルムの中央部に対応して複数個の孔を有してなり、
前記太陽電池素子の金属電極層と前記分離された導電性フィルムとを電気的に接続させた状態で、前記接着性樹脂封止材により封止することにより、前記分離された導電性フィルムの太陽電池モジュール裏面側の各中央部が露出した状態のサブモジュールを作成し、
このサブモジュールにおける前記複数個の太陽電池素子に対して、隣接する導電性フィルム間の前記露出部を介して逆バイアスを印加し、逆バイアス印加処理を行った後、前記露出部に樹脂を充填または接着することにより太陽電池モジュールとなすこととしたので、
モジュール完成直前に、各太陽電池素子への逆バイアス印加による良化処理が可能な太陽電池モジュールの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に関わる製造工程を説明するサブモジュールの模式的構成図
【図2】従来の太陽電池モジュールの構成を簡略化して示す模式的構成図
【図3】薄膜太陽電池の構成の一例を簡略化して示す斜視図
【図4】図3とは異なる薄膜太陽電池の構成例を示す図
【図5】従来の太陽電池モジュールの模式的構造の一例を示す図
【符号の説明】
2:強化ガラス、3a,3b:EVAフィルム、4:薄膜太陽電池、4a:金属電極層、5:アルミニウムフィルム、5a:露出部、6a,6b:一弗化エチレンフィルム、8:半田、22:表面保護部材、30:裏面保護部材、40:接着性樹脂封止材。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a solar cell module.
[0002]
[Prior art]
Currently, clean energy research and development is underway from the standpoint of environmental protection. Among them, solar cells are attracting attention because their resources (sunlight) are infinite and pollution-free. A typical example of a photoelectric conversion device in which a plurality of solar cell elements formed on the same substrate are connected in series is a thin film solar cell.
[0003]
Thin-film solar cells are expected to become the mainstream of solar cells in the future because they are thin and lightweight, inexpensive to manufacture, and easy to increase in area, and are attached to roofs and windows of buildings in addition to power supply. Demand is also expanding for commercial and general residential use.
[0004]
Conventional thin-film solar cells have used glass substrates, but research and development of flexible solar cells using plastic films are being promoted in terms of weight reduction, workability, and mass productivity. Furthermore, the thing using the film substrate which carried out the insulation coating to the flexible metal material is also developed. Taking advantage of this flexibility, mass production became possible by a roll-to-roll method or a stepping roll method.
[0005]
The above thin film solar cell is a photoelectric conversion element (or cell) in which a first electrode layer made of a metal electrode layer, a photoelectric conversion layer made of a thin film semiconductor layer, and a transparent electrode layer are laminated on a flexible electrically insulating film substrate. A plurality of are formed. Necessary for the first electrode layer of the first photoelectric conversion element and the transparent electrode layer of the last photoelectric conversion element by repeating the electrical connection between the first electrode layer of a certain photoelectric conversion element and the adjacent transparent electrode layer A large voltage can be output. For example, in order to obtain an alternating current of 100 V as a commercial power source by alternating current with an inverter, the output voltage of the thin-film solar cell is desirably 100 V or higher, and actually several tens or more elements are connected in series.
[0006]
Such a photoelectric conversion element and its series connection are formed by forming an electrode layer and a photoelectric conversion layer, patterning each layer, and a combination procedure thereof. An example of the configuration and manufacturing method of the solar cell is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-233517 and Japanese Patent Application No. 11-19306.
[0007]
FIG. 3 shows a simplified perspective view of the structure of the thin-film solar cell described in the above publication. In FIG. 3, the unit photoelectric conversion element 62 formed on the surface of the substrate 61 and the connection electrode layer (metal electrode layer) 63 formed on the back surface of the substrate 61 are completely separated into a plurality of unit units, respectively. It is formed by shifting. For this reason, the current generated in the photoelectric conversion layer 65, which is an amorphous semiconductor portion of the element 62, is first collected in the transparent electrode layer 66, and then on the back surface through the current collecting holes 67 formed in the transparent electrode layer region. It leads to the connection electrode layer 63, and further to the outside of the transparent electrode layer region of the element adjacent to the element through the connection hole 68 for series connection formed outside the transparent electrode layer region of the element in the connection electrode layer region. The extended lower electrode layer 64 is reached, and both elements are connected in series.
[0008]
FIG. 4 shows a series-connected thin film solar cell of a type using a conventional glass substrate different from the above, FIG. 4 (a) is a plan view of the thin film solar cell surface on the non-light-receiving surface side, and FIG. The figure is shown.
[0009]
On the glass substrate 1, transparent electrode layers u1, u2, u3..., Photoelectric conversion layers s1, s2, s3... And metal electrode layers e1, e2, e3. ing. The outline of the manufacturing method will be described below.
[0010]
First, the transparent electrode layer u is formed on the substrate 1 by a thermal CVD method, and patterned into a predetermined number of divisions using a laser processing method. At the same time, the thin film solar cell and its periphery are also electrically separated.
[0011]
Next, a photovoltaic layer s made of a-Si is formed using a plasma CVD method, and laser processing is performed in parallel to the patterning line of the transparent electrode layer u in a direction orthogonal to the serial direction of the thin film solar cell. .
[0012]
Next, the metal electrode layer e is formed by sputtering, laser processing is performed in parallel with the patterning line of the photoelectric conversion layer s, and the thin-film solar cell and its peripheral edge are electrically separated.
[0013]
As a result of the above steps, the transparent electrode layer u1, the photoelectric conversion layer s1, the metal electrode layer e1-the transparent electrode layer u2, the photoelectric conversion layer s2, the metal electrode layer e2-the transparent electrode layer u3, the photoelectric conversion layer s3, the metal electrode layer e3. The series connection of the thin film solar cell elements (unit cells) in this order is completed.
[0014]
A plurality of unit cells connected in series as described above are further formed into a panel shape to form a thin-film solar cell module, which is installed on a roof or wall of a building or a stand provided on the ground.
[0015]
As the thin film solar cell module, in order to seal a solar cell formed on an electrically insulating film substrate with an electrically insulating protective material, both the light receiving surface side and the non-light receiving surface side of the solar cell are used. There are known those provided with a protective layer.
[0016]
FIG. 5 shows an example of a schematic structure of a conventional solar cell module.
[0017]
In FIG. 5, a solar cell 21 has a plurality of solar cell elements connected in series or in parallel, a surface protection member 22 such as a glass plate (for example, a thickness of 3 mm) on the light receiving surface side, and a non-light receiving surface side. EVA (ethylene-vinyl acetate copolymer resin) which is provided with a back surface protection member 30 made of an aluminum foil obtained by adhering ethylene monofluoride (trade name: Tedlar, manufactured by DuPont) on both sides and has excellent adhesive sealing properties and is inexpensive. ) Or the like. As the EVA, for example, a sheet-like EVA having a thickness of 0.4 to 0.8 mm is used. This EVA is formed by laminating each of the above members, and using a vacuum laminator, heating and pressurizing at a temperature of about 120 ° C. to 160 ° C., performing adhesive fixation, and then in a dryer at 130 ° C. to 160 ° C. Heat cured. EVA that protrudes around the glass plate is removed by cutting.
[0018]
Also, the solar cell 21 has internal lead wires 50 and 60 electrically connected to the positive (+) and negative (−) electrodes, and the internal lead wires 50 and 60 are bonded and fixed to the back surface protection member 30. The connection terminal box 70 is guided through the back surface protection member 30 and is electrically connected to the core wires 90 and 100 of the cable 80 as an external lead wire inside the connection terminal box 70. Forming.
[0019]
The surface protection member 22 may be made of an organic material such as a transparent acrylic plate in addition to an inorganic material such as a glass plate. In addition to the above, the back surface protection member 30 may be a single organic film such as a fluorine film, a composite material obtained by bonding an organic film and a metal foil, or a metal / inorganic material such as a metal plate or a glass plate. Sometimes used.
[0020]
FIG. 2 schematically shows an example of the configuration of a module using the thin-film solar cell shown in FIG. In FIG. 2, for convenience of explanation of the present invention, some members are omitted. 2, 2 is tempered glass as a translucent protective member, 3a and 3b are EVA as an adhesive, 4 is a thin film solar cell, 4a is a metal electrode layer in the thin film solar cell, and the metal electrode layer in FIG. It corresponds to e. Other layers in the thin film solar cell are omitted.
[0021]
In FIG. 2, 5 is, for example, an aluminum foil as a conductive film in the back surface protection member, and 6a is, for example, ethylene monofluoride as an electrically insulating film. One of the electrically insulating films is omitted. 7 is a conductive tape, one end of which is connected to two extraction electrodes in the thin-film solar cell, and the other end is pulled out from a hole formed in the back surface protection member and fixed in the back surface protection member. Connected to external terminal.
[0022]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional method for manufacturing a solar cell module has the following problems.
[0023]
In the process of forming a thin film solar cell, pinholes are generated by dust or the like adhering to the substrate, and the lower electrode layer (64 in FIG. 3) or the metal electrode layer (e in FIG. 4) and the transparent electrode layer This causes a problem of short circuiting. The reason is presumed that the transparent electrode is also formed in the pinhole at the time of forming the transparent electrode layer. Usually, the local short-circuited portion by this pinhole is several volts to the unit cell. These can be electrically separated by applying a reverse bias voltage. The reason is presumed to be that the transparent electrode in the pinhole is incinerated and removed by the generation of Joule heat due to the reverse bias voltage application process.
[0024]
The local short-circuit portion due to the pinhole can be removed by a reverse bias voltage application process before the modularization process, but a local short-circuit may occur in the modularization process. The cause is as follows.
[0025]
Since the connection electrode layer and the metal electrode layer have large ductility and the patterning width (insulation width) is narrow (about 0.4 mm), the electrode layer crosses the insulation groove when scratches occur during the modularization process. May be connected. In the modularization process, since the resin is sealed by applying pressure, it is estimated that the thin film layer is rubbed and damaged at that time. Furthermore, in the case of the thin film solar cell as shown in FIG. 3, the solar cell is formed on a flexible polymer substrate. However, the thin film itself constituting the solar cell is not as strong as bending as the substrate, and when the curvature exceeds a certain level, The transparent electrode layer and the connection electrode layer may be short-circuited. Such a microcrack is an irreversible steady leak unlike the short circuit between the connection electrode layer and the metal electrode layer.
[0026]
By the way, in the thin film solar cell module described above, in the modularization process, after the metal electrode layer or connection electrode layer of the thin film solar cell is covered with the back surface protection member, each solar cell element is covered with an insulating layer. Therefore, a reverse bias voltage cannot be applied. Therefore, there is a problem that the improvement process by applying the reverse bias cannot be performed when the short circuit of the cell based on the pinhole occurs during the modularization process or immediately before the completion of the module.
[0027]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a solar cell that can be improved by applying a reverse bias to each solar cell element even immediately before the completion of the module. It is to provide a method for manufacturing a module.
[0028]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, in the present invention, a solar cell in which a plurality of solar cell elements are connected in series or in parallel between a translucent surface protection member and a back surface protection member is used as an adhesive resin sealing material. In the manufacturing method of the solar cell module formed by sealing,
The back surface protection member is composed of a sheet obtained by bonding an electrically insulating film to both surfaces of a conductive film, and the conductive film is electrically separated corresponding to the metal electrode layers of the plurality of solar cell elements, And the electrical insulating films on both sides have a plurality of holes corresponding to the central part of the separated conductive film,
The solar cell of the separated conductive film is sealed by the adhesive resin sealing material in a state where the metal electrode layer of the solar cell element and the separated conductive film are electrically connected. Create a sub-module with each center on the back side of the battery module exposed,
A reverse bias is applied to the plurality of solar cell elements in the submodule through the exposed portions between adjacent conductive films, and after the reverse bias is applied, the exposed portions are filled with resin. Alternatively, a solar cell module is obtained by bonding (invention of claim 1).
[0029]
According to the above manufacturing method, the conductive film is divided into the same number as the number of unit cells, and the conductive film is electrically connected to the metal electrode layer of each unit cell constituting the thin film solar cell submodule. It becomes possible to improve by reverse bias immediately before the completion of the module.
[0030]
As an embodiment of the invention of claim 1, the inventions of claims 2 to 5 below are preferable. That is, in the manufacturing method according to claim 1, solder is applied to a surface of the exposed portion of the conductive film facing the solar cell element, and the metal electrode layer of the solar cell element and the separated conductive film are formed. Are connected by soldering (invention of claim 2). Furthermore, in the manufacturing method of Claim 1 or 2, the said electroconductive film shall form an electroconductive film, such as silver, copper, nickel, on the aluminum substrate (invention of Claim 3). This facilitates electrical connection between the conductive film and the metal electrode layer of each unit cell.
[0031]
Furthermore, in the manufacturing method according to any one of claims 1 to 3, the outer peripheral portion of the separated conductive film surface is an electrically insulating surface by anodizing or forming an insulating layer. Invention of 4). Thereby, the electrical separation state of the conductive film is ensured, and the corrosion resistance during outdoor use can be secured.
[0032]
Further, from the viewpoint of preventing damage to each unit cell, the invention of claim 5 is preferable as will be described in detail later. That is, in the manufacturing method according to claim 1, electrical connection between the metal electrode layer of the solar cell element and the separated conductive film is performed in a non-power generation region of the solar cell element. .
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Based on FIG. 1, the Example of the manufacturing method of a solar cell module is described below.
1A is a schematic plan view of the sub-module stage in the solar cell module, FIG. 1B is a schematic side sectional view taken along line AA of FIG. 1A, FIG. FIG. 1D shows a schematic plan view and a side sectional view of an intermediate stage before the submodule is formed.
[0034]
First, as shown in FIGS. 1C and 1D, an EVA film 3a having a thickness of 0.4 mm is placed as an adhesive on a tempered glass 2 having a thickness of 2 mm, and a thin-film solar cell 4 is placed. The glass substrate of the thin film solar cell 4 is on the EVA film 3a side, and the metal electrode layer 4a is on the opposite side. In addition, the dimension of the tempered glass 2 is desirably larger than that of the thin film solar cell 4, and the EVA film 3 a as an adhesive is desirably smaller than the tempered glass 2 and larger than the thin film solar cell 4.
[0035]
Here, the extraction electrode of the thin film solar cell 4 is indicated by plus (+) and minus (−), respectively, in FIG.
[0036]
Next, FIG. 1 (a) and FIG. 1 (b) show a state after submodule formation, and the subsequent steps will be described below with reference to this figure. An EVA film 3b having a thickness of 0.4 mm and a back surface protective member having a thickness of 0.3 mm are placed as adhesives on the upper part of the thin film solar cell module at the stage shown in FIGS. 1C and 1D. Here, the back surface protection member is made of the aluminum film 5 in which the above-mentioned ethylene monofluoride films 6a and 6b are bonded to both surfaces. The thicknesses of ethylene monofluoride 6a, 6b and aluminum film 5 are each 0.1 mm.
[0037]
Here, the aluminum film 5 is electrically divided by the same number as the number of elements of the thin film solar cell 4. Further, the aluminum film surface is electrically insulated from the end to 10 mm by anodizing. This is to ensure corrosion resistance when used outdoors.
[0038]
The EVA film 3b and the back surface protection member made of the ethylene monofluoride films 6a and 6b and the aluminum film 5 are weakly bonded by pressing at a low temperature of about 80 ° C. The EVA film 3b and the two ethylene monofluoride films 6a and 6b are perforated so that the front and back aluminum films 5 at the same location are exposed.
[0039]
Solder 8 is applied to the surface of the aluminum film 5, and when the thin film solar cell 4 is placed, each aluminum film exposure position is positioned at the center of the metal electrode layer 4 a of each thin film solar cell 4. Set to.
[0040]
Thereafter, after temporarily bonding at a low temperature of 80 ° C., the heat is locally applied to the exposed portion of the aluminum film with a soldering iron to melt the solder 8, and the metal electrode layer 4 a of the thin film solar cell 4 and the aluminum film 5 are electrically connected. Connect to.
[0041]
Finally, by pressing at a temperature of 150 ° C., the EVA films 3a and 3b of the adhesive are cross-linked, resin-sealed, and the submodule is finished. FIGS. 1A and 1B schematically show a state where the sub-modularization is completed.
[0042]
In the thin-film solar cell submodule manufactured as described above, since the metal electrode layer 4a of each unit cell is connected to the aluminum film 5, the unit cell can be improved by applying a reverse bias after modularization. It becomes.
[0043]
The exposed portion 5a of the aluminum film 5 of the thin film solar cell submodule shown in FIG. 1 is provided in the non-power generation region at the lower end portion of the metal electrode layer 4a, as shown in FIG. The exposed portion is electrically insulated by filling or bonding with a resin after applying a reverse bias, thereby completing a thin-film solar cell module.
[0044]
【The invention's effect】
According to this invention, as described above, a solar cell in which a plurality of solar cell elements are connected in series or in parallel between the translucent surface protection member and the back surface protection member is sealed with the adhesive resin sealing material. In the manufacturing method of the solar cell module which stops,
The back surface protection member is composed of a sheet obtained by bonding an electrically insulating film to both surfaces of a conductive film, and the conductive film is electrically separated corresponding to the metal electrode layers of the plurality of solar cell elements, And the electrical insulating films on both sides have a plurality of holes corresponding to the central part of the separated conductive film,
The solar cell of the separated conductive film is sealed by the adhesive resin sealing material in a state where the metal electrode layer of the solar cell element and the separated conductive film are electrically connected. Create a sub-module with each center on the back side of the battery module exposed,
A reverse bias is applied to the plurality of solar cell elements in the submodule through the exposed portions between adjacent conductive films, and after the reverse bias is applied, the exposed portions are filled with resin. Or since it was decided to become a solar cell module by bonding,
Immediately before completion of the module, it is possible to provide a method for manufacturing a solar cell module that can be improved by applying a reverse bias to each solar cell element.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a submodule for explaining a manufacturing process according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a simplified configuration of a conventional solar cell module. FIG. 4 is a perspective view showing a simplified example of the configuration of FIG. 4. FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a thin film solar cell different from FIG. 3. FIG. 5 is a diagram showing an example of a schematic structure of a conventional solar cell module. Explanation】
2: tempered glass, 3a, 3b: EVA film, 4: thin film solar cell, 4a: metal electrode layer, 5: aluminum film, 5a: exposed portion, 6a, 6b: ethylene monofluoride film, 8: solder, 22: Surface protective member, 30: back surface protective member, 40: adhesive resin sealing material.

Claims (5)

透光性表面保護部材と裏面保護部材との間に、複数個の太陽電池素子を直列または並列接続した太陽電池を、接着性樹脂封止材により封止してなる太陽電池モジュールの製造方法において、
前記裏面保護部材は、導電性フィルムの両面に電気絶縁性フィルムを接着したシートからなり、前記導電性フィルムは、前記複数個の太陽電池素子の金属電極層に対応して電気的に分離し、かつ、前記両面の電気絶縁性フィルムは、前記分離された導電性フィルムの中央部に対応して複数個の孔を有してなり、
前記太陽電池素子の金属電極層と前記分離された導電性フィルムとを電気的に接続させた状態で、前記接着性樹脂封止材により封止することにより、前記分離された導電性フィルムの太陽電池モジュール裏面側の各中央部が露出した状態のサブモジュールを作成し、
このサブモジュールにおける前記複数個の太陽電池素子に対して、隣接する導電性フィルム間の前記露出部を介して逆バイアスを印加し、逆バイアス印加処理を行った後、前記露出部に樹脂を充填または接着することにより太陽電池モジュールとなすことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
In a method for manufacturing a solar cell module, in which a solar cell in which a plurality of solar cell elements are connected in series or in parallel is sealed with an adhesive resin sealing material between a translucent surface protective member and a back surface protective member. ,
The back surface protection member is composed of a sheet obtained by bonding an electrically insulating film on both surfaces of a conductive film, and the conductive film is electrically separated corresponding to the metal electrode layers of the plurality of solar cell elements, And the electrical insulating films on both sides have a plurality of holes corresponding to the central part of the separated conductive film,
The solar cell of the separated conductive film is sealed by the adhesive resin sealing material in a state where the metal electrode layer of the solar cell element and the separated conductive film are electrically connected. Create a sub-module with each center on the back side of the battery module exposed,
A reverse bias is applied to the plurality of solar cell elements in the submodule through the exposed portions between adjacent conductive films, and after the reverse bias is applied, the exposed portions are filled with resin. Alternatively, a method for producing a solar cell module, wherein the solar cell module is formed by bonding.
請求項1に記載の製造方法において、前記導電性フィルム露出部の太陽電池素子と対向する面に半田を塗布し、前記太陽電池素子の金属電極層と前記分離された導電性フィルムとを、半田付けにより接続することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。The manufacturing method according to claim 1, wherein solder is applied to a surface of the exposed portion of the conductive film facing the solar cell element, and the metal electrode layer of the solar cell element and the separated conductive film are soldered. A method for manufacturing a solar cell module, wherein the solar cell module is connected by attaching. 請求項1または2に記載の製造方法において、前記導電性フィルムは、アルミ基板に銀,銅,ニッケル等の導電性被膜を形成してなることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。3. The method of manufacturing a solar cell module according to claim 1, wherein the conductive film is formed by forming a conductive film such as silver, copper, or nickel on an aluminum substrate. 請求項1ないし3のいずれかに記載の製造方法において、前記分離された導電性フィルム面の外周部は、アルマイト処理または絶縁層の形成により、電気的絶縁処理面とすることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。4. The manufacturing method according to claim 1, wherein an outer peripheral portion of the separated conductive film surface is an electrically insulating surface by anodizing or forming an insulating layer. Manufacturing method of battery module. 請求項1ないし4のいずれかに記載の製造方法において、前記太陽電池素子の金属電極層と前記分離された導電性フィルムとの電気的接続は、前記太陽電池素子の非発電領域において行なうことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。5. The manufacturing method according to claim 1, wherein electrical connection between the metal electrode layer of the solar cell element and the separated conductive film is performed in a non-power generation region of the solar cell element. A method for producing a solar cell module.
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