JP5975447B2 - 太陽電池モジュール - Google Patents
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Description
本発明は、太陽電池モジュールに関する。
エチレン・酢酸ビニル共重合体を含む充填材層内に配された複数の太陽電池を有する太陽電池モジュールが知られている（例えば、特許文献１）。
太陽電池モジュールの耐候性の改善が求められている。
本発明は、改善された耐候性を有する太陽電池モジュールを提供することを主な目的とする。
本発明に係る太陽電池モジュールは、太陽電池と、封止材とを備える。太陽電池は、光電変換部と、透明導電性酸化物層と、電極とを有する。透明導電性酸化物層は、光電変換部の一主面の上に配されている。電極は、透明導電性酸化物層の上に配されている。封止材は、太陽電池を封止している。封止材の電極の上に位置する部分は、エチレン・酢酸ビニル共重合体を含む。電極は、塩基性化合物を含む。
本発明によれば、改善された耐候性を有する太陽電池モジュールを提供することができる。
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
図１に示されるように、太陽電池モジュール１は、太陽電池１０を備えている。具体的には、太陽電池モジュール１は、配線材１４により電気的に接続された複数の太陽電池１０を備えている。
太陽電池１０は、光電変換部１０ａを有する。光電変換部１０ａは、受光した際に正孔や電子などのキャリアを生成させる。光電変換部１０ａは、例えば、半導体材料からなる基板と、半導体材料からなる基板の上に配されており、一の導電型を有する第１の半導体層と、半導体材料からなる基板の上に配されており、他の導電型を有する第２の半導体層とにより構成されていてもよい。光電変換部１０ａは、例えば、表面に露出したｐ型ドーパント拡散領域及びｎ型ドーパント拡散領域を有する半導体材料からなる基板により構成されていてもよい。
光電変換部１０ａの第１の主面１０ａ１の上には、透明導電性酸化物層１０ｂが配されている。透明導電性酸化物層１０ｂは、第１の主面１０ａ１の周縁部を除く実質的に全体の上に配されている。光電変換部１０ａの第２の主面１０ａ２の上には、透明導電性酸化物層１０ｃが配されている。透明導電性酸化物層１０ｃは、第２の主面１０ａ２の周縁部を除く実質的に全体の上に配されている。
透明導電性酸化物層１０ｂ、１０ｃは、それぞれ、例えば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、アルミニウム亜鉛酸化物（ＡＺＯ）等により構成することができる。透明導電性酸化物層１０ｂ、１０ｃの厚みは、それぞれ、例えば、３０ｎｍ〜２０ｎｍ程度とすることができる。
透明導電性酸化物層１０ｂの上には、第１の電極１０ｄが配されている。透明導電性酸化物層１０ｃの上には、第２の電極１０ｅが配されている。第１及び第２の電極１０ｄ、１０ｅのうちの一方が多数キャリアを収集する電極であり、他方が少数キャリアを収集する電極である。
図２に示されるように、第２の電極１０ｅは、複数のフィンガー部１０ｅ１と、バスバー部１０ｅ２とを有する。複数のフィンガー部１０ｅ１は、ｘ軸方向に沿って相互に間隔をおいて配されている。複数のフィンガー部１０ｅ１は、バスバー部１０ｅ２に電気的に接続されている。第２の電極１０ｅは、このバスバー部１０ｅ２において主として配線材１４に電気的に接続されている。複数のフィンガー部１０ｅ１は、配線材１４と重畳しない部分を有する。複数のフィンガー部１０ｅ１の配線材１４と重畳しない部分は、封止材１３と直接接触している。
同様に、第１の電極１０ｄも、ｘ軸方向に沿って相互に間隔をおいて配された複数のフィンガー部１０ｄ１（図３を参照）と、それら複数のフィンガー部が電気的に接続されたバスバー部を有する。第１の電極１０ｄは、このバスバー部において主として配線材１４に電気的に接続されている。複数のフィンガー部１０ｄ１は、配線材１４と重畳しない部分を有する。複数のフィンガー部１０ｄ１の配線材１４と重畳しない部分は、封止材１３と直接接触している。第２の電極１０ｅのフィンガー部１０ｅ１のピッチは、第１の電極１０ｄのフィンガー部１０ｄ１のピッチよりも狭い。
複数の太陽電池１０は、受光面側に配された第１の保護部材１１と、裏面側に配された第２の保護部材１２との間に配された封止材１３中に設けられている。第１の保護部材１１は、太陽電池１０の受光面側において封止材１３の上に配されている。第２の保護部材１２は、太陽電池１０の裏面側において封止材１３の上に配されている。この封止材１３によって太陽電池１０が封止されている。第１の保護部材１１は、例えば、ガラスやセラミックスにより構成することができる。第２の保護部材１２は、例えば、金属層などのバリア層を有する樹脂シートや、金属層などのバリア層を有さない樹脂シートにより構成することができる。
封止材１３の第２の電極１０ｅの上に位置する部分は、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を含む。詳細には、封止材１３の太陽電池１０と第２の保護部材１２との間に位置する部分は、エチレン・酢酸ビニル共重合体を含む。封止材１３の第１の電極１０ｄの上に位置する部分は、エチレン・酢酸ビニル共重合体を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。封止材１３の太陽電池１０と第１の保護部材１１との間に位置する部分は、エチレン・酢酸ビニル共重合体を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。すなわち、封止材１３の全体がエチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を含んでいてもよいし、封止材１３のうち、第２の電極１０ｅの上に位置する部分だけがエチレン・酢酸ビニル共重合体を含んでいてもよい。封止材１３の第１の電極１０ｄの上に位置する部分が、エチレン・酢酸ビニル共重合体を含まない場合は、当該部分を、例えば、ポリエチレンなどのポリオレフィンにより構成することができる。ここでは、封止材１３の全体が、エチレン・酢酸ビニル共重合体を含む例について説明する。
第１及び第２の電極１０ｄ、１０ｅは、それぞれ、導電材と塩基性化合物とを含む。塩基性化合物は、酢酸と反応して、酢酸を中和する。よって、エチレン・酢酸ビニル共重合体を含む封止材１３中に水分が浸入し、封止材１３中に酢酸が発生した場合であっても、酢酸が電極１０ｄ、１０ｅを透過して透明導電性酸化物層１０ｂ、１０ｃに到達しにくい。従って、酢酸による透明導電性酸化物層１０ｂ、１０ｃの溶解が抑制されている。従って、透明導電性酸化物層１０ｂ、１０ｃの電気抵抗率の増大が抑制されている。その結果、改善された耐湿性を有する太陽電池モジュール１を実現することができる。
第２の保護部材１２が、バリア層を有さず、樹脂シートにより構成されている場合は、封止材１３中に水分が浸入しやすいため、酢酸が発生しやすい。よって、第１及び第２の電極１０ｄ、１０ｅに塩基性化合物を含ませておくことがより効果的である。第１の保護部材１１がガラスまたはセラミックスからなり、第２の保護部材１２が樹脂シートにより構成されている場合は、封止材１３の太陽電池１０と第２の保護部材１２との間に位置する部分において酢酸が発生しやすい。よって、第２の電極１０ｅに塩基性化合物を含ませておくことが特に効果的である。
導電材と塩基性化合物とを含む第１及び第２の電極１０ｄ、１０ｅは、例えば、導電材と、アミノ基又はイミノ基を有する高分子材料とを含むペーストを塗布することにより形成することができる。
好ましく用いられる導電材としては、例えば、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属が挙げられる。導電材として用いられる金属などが酢酸と反応すると、酢酸の金属塩などが形成される。第１及び第２の電極１０ｄ、１０ｅ中に金属塩などが形成されると、第１及び第２の電極１０ｄ、１０ｅの導電性が劣化する場合がある。これに対して、第１及び第２の電極１０ｄ、１０ｅがアミノ基又はイミノ基を有する高分子材料を含むことにより、導電剤に含まれる金属と酢酸との反応を抑制し得る。よって、第１及び第２の電極１０ｄ、１０ｅの導電性が劣化することを効果的に抑制し得る。
好ましく用いられるアミノ基又はイミノ基を有する高分子材料の具体例としては、ポリエチレン、ポリビニルアミン、ポリアリルアミンなどが挙げられる。アミノ基又はイミノ基を有する高分子材料は、１種類のみ用いられてもよいし、２種類以上用いられてもよい。
酢酸をより効果的に中和するためには、第１及び第２の電極１０ｄ、１０ｅにおいて、アミノ基又はイミノ基を有する高分子材料は、それぞれ、５０ｐｐｍ以上含まれることが好ましい。第１及び第２の電極１０ｄ、１０ｅの導電性が劣化することを抑制するためには、第１及び第２の電極１０ｄ、１０ｅにおいて、アミノ基又はイミノ基を有する高分子材料は、それぞれ、５００ｐｐｍ以下含まれることが好ましい。
上記実施形態では、封止材の裏面側部分がエチレン・酢酸ビニル共重合体を含む例について説明したが、封止材の裏面側部分がエチレン・酢酸ビニル共重合体を含まず、受光面側部分がエチレン・酢酸ビニル共重合体を含む場合は、第１の電極１０ｄに、アミノ基又はイミノ基を有する高分子材料を含ませることが好ましい。また、太陽電池は、裏面側に第１及び第２の電極を有する裏面接合型の太陽電池であってもよい。
１…太陽電池モジュール
１０…太陽電池
１０ａ…光電変換部
１０ａ１…第１の主面
１０ａ２…第２の主面
１０ｂ、１０ｃ…透明導電性酸化物層
１０ｄ…第１の電極
１０ｅ…第２の電極
１０ｄ１、１０ｅ１…フィンガー部
１１…第１の保護部材
１２…第２の保護部材
１３…封止材
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Claims (3)
- 光電変換部と、前記光電変換部の一主面の上に形成された透明導電性酸化物層と、前記透明導電性酸化物層の上に配された電極とを有する太陽電池と、
前記太陽電池を封止している封止材と、
前記封止材の受光面側及び裏面側にそれぞれ配置される受光面側保護部材及び裏面側保護部材と、
を備える太陽電池モジュールであって、
前記封止材の前記電極の上に位置する部分は、エチレン・酢酸ビニル共重合体を含み、
前記裏面側保護部材は金属層を含まない樹脂シートであり、
前記電極は、アミノ基又はイミノ基を有する塩基性化合物を５０ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下含む、太陽電池モジュール。 - 前記塩基性化合物が、ポリエチレンイミン、ポリビニルアミン及びポリアリルアミンからなる群から選択された少なくとも一種を含む、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
- 前記受光面側保護部材がガラス板又はセラミック板により構成されている、請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール。
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