JPH029178A - 太陽電池モジュールおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は太陽電池モジュールに関し、特Ｋ　ＣｄＳ／Ｃ
ｄＴｅ系およびＣｄＳ／ＣｕＩｎＳｅ、系太陽電池のパ
ッケージ構造およびその製造方法に係る、従来の技術 最近エネルギー供給の一手段として太陽電池が注目され
ている。それは無限とも言えるクリーンな太陽エネルギ
ーから直接電気エネルギーが手軽に取り出せるからであ
る。しかしながら、太陽電池が大々的に普及するに至ら
ないのは、電力コストが高いためで、その根本原因は太
陽電池素子およびそのモジュール部分が高価であるため
である。

前者でのコスト引き下げの努力が行われているのは勿論
であるが、後者でのコスト引き下げも同様に重要で、そ
のための工夫がいろいろ試みられている。また太陽電池
素子の変化に応じ、それに見合ったパンケージが必要と
なっている。

従来の太陽電池モジュールは単結晶シリコンもしくは多
結晶シリコン太陽電池素子等結晶型太陽電池素子の使用
を前提にして開発されたものが多く、アモルファスシリ
コン太陽電池素子や■−■族化合物半導体太陽電池素子
等の薄膜型太陽電池素子を使用する場合には改良を加え
るべき点が多多残されている。

特Ｋ　ＣｄＳ／ＣｄＴｅ系太陽電池やＣｄＳ／ＣｕＩｎ
Ｓｅ２系太陽’１１１池については、その太陽電池が特
願昭８０−２７３７２２に示すような特有の挙動、すな
わち素子周辺に存在する雰囲気中の酸素濃度が低下する
と性能低下が起ると言う挙動を示すため、特別のパ、７
ケージ構造をもたせる必要が生じている。

ＣｄＳ／ＣｄＴθ系太陽電池モジュールについて述べる
と、例えば第３図、第４図に示されるような構造のもの
が発明されている。これらに共通するハノケージの構造
は、基板上に周辺余白を残して形成した太陽電池素子と
、上記素子を保護するだめの熱可塑（そ）性樹脂層−人
ｅ箔（はく）の１１１Ｇ戎の二層保護膜（実際にはＡｅ
箔を保護するだめの樹脂層を加えた三層保護膜）とより
成−でいる。

しかも該二層保護膜の外周部が基板上の周辺余白に接着
されたものである。

まだ第６図に示されているような、太陽電池素子が形成
されているガラス基板と、二層保護膜が囲（かこ）む空
間内に酸素放出剤が封入されたものも発明されている。

またそれよυ先、第６図や第７図に示されるような太陽
電池素子の非受光面のまわりに合成結晶アルミノシリケ
ートの含水金属塩（Ｍ２／ｎＯ，ムｅ２０３ｘｓｉｏ２
．ｙＨ２０ただしＭ：金属カチオン、ｎ：原子価、ｘ：
係数、ｙ：係数）の結晶水を加熱脱離して得られるいわ
ゆる合成ゼオライトを充填した層を設け、ガラス、金属
板、金属フレームなどの構造的支持体と合成樹脂材料で
太陽電池素子と合成ゼオライト層を一体に封止したこと
を特徴とする太陽電池素子のパッケージ１７り成性も提
案されている。

発明が解決しようとする課題 以前のＧ　ａ　Ｓ／Ｃｄ　Ｔ　ｅ系太陽電池モジュール
では素子に対する水分の侵入を防ぐという点に重点がお
かれて、モジュール化した時の素子に対する酸素の影響
については無関心であ−た。しかし、最近にな。てＣｄ
Ｓ／ＣｄＴｅ系太陽電池素子等にとって、特に光照射時
、高温時には素子周辺に存在する酸素が重大な影響をも
つことが発見された。

（特願昭６０−２７３了２２もしくは３ｒｄ、ＩｎｔＰ
ＶＳＥＣ，Ｎｏｖ、３〜ｅ（１９ｓ７）Ｔｏｋｙｏ、Ｊ
ａｐａｎ。

Ｐ５４９） 水分の侵入を防ぐこと、もしくは水分が侵入しても、そ
の水分を捕捉（そく）シて水′Ｊ）ニよる太陽電池の劣
化を防ぐことの目的には、上記特願昭５９−２６３１０
や米国特許４６３３０３２による方法、つまり合成ゼオ
ライトを太陽電池素子のまわりに配置することが考えら
れた。まだ光照射時、高温時に素子周辺の酸素濃度が低
下すると太陽′１π池素子の性能が低下するのを防ぐこ
とを目的としては、特願昭６０−２７３７２２もしくは
米国特許４７０５９１１による方法、つまり太陽’＋Ｔ
ｌ池素子全素子する密閉空間に酸素放出物を配置するこ
とが考えられた。

しかし、いくら酸素放出物を配置しても、素子構成成分
に酸素と反応し、酸素を消費する材料が使われていたの
では、酸素放出物から放出される酸素も、それと反応し
てしまい、酸素濃度の低下をまぬがれない。この点を考
慮し、素子（光起″、［力部分）の被覆（パッシベーシ
ョン）全従来のエポキシ系樹脂からふっ素糸樹脂もしく
はシリコン系樹脂に変えることにより、パッシベーショ
ン樹脂による酸素吸収を減少させることが提案された。

従来の太陽電池モジュールでは、前述のように、熱可塑
性樹脂層−Ａｇ箔−外部樹脂層の三層保護膜で素子が保
護されているが、この三層保護膜の構成材料である熱可
塑性樹脂も、高温時熱分解し、分解生成物（多分、有機
ラジカルと推定される）が酸素と反応し、素子周辺に存
在する酸素濃度を低下させ、ひいては太陽電池素子の性
能を低下させる原因の一つとなっていた。そこで太陽電
池モジュールの素子周辺の原材料で、酸素と反応したり
、酸素を吸収する物質を除去する、もしくは反応したり
吸収したりしない物質で代替することが、信頼性を保持
するだめの課題として残っていた。

さらに、従来の熱可塑性樹脂層−Ａｇ箔−外部樹脂層の
三層保護膜は平面的であるため、該三層保護膜の周辺を
、素子が形成されていないガラス基板周辺に熱圧着する
場合、両者が形成する密閉空間（以後スペースと省略す
る）Ｋかさ高いものがあれば、（例えば、大量の酸素放
畠剤とか乾燥剤）熱圧盾部にしわが入り、密閉した空間
を形成できない（スペースでと外部とが、しわのため通
気性になる）という課題も残−ていた。

課題を解決するだめの手段 本発明は、ＣｄＳ／ＣｄＴｅ　　もしくはＣｄＳ／Ｃｕ
ＩｎＳｅ２系太陽電池素子を裏面保護する時、太陽′Ｉ
程池素子が形成されていない、基板の周辺余白部に熱可
塑性樹脂を設け、その部分に、フランジを有する箱体を
熱圧着する構造の太陽′重油モジュールにする。

作用 フランジを有する箱体を、例えば人ｅとかステンレスあ
るいはＴｉなどの金属板で形成すればその箱体の内面に
は有機物はなく、酸素と反応したり、酸素を吸収する物
質は皆無で、たとえ、光が照射されたり、高温にさらさ
れても、従来のようにスペース内の酸素を消費すること
はない。また箱体であるから、如何ようにも立体的に形
成することができるから、その内部Ｋかさ高いものも内
包し得、フランジにしわが寄るようなことはない。

フランジ部さえ平面なら、密閉した空間（スペース）を
容易に形成することができる。フランジ部は箱体を基板
の周辺余白へ熱圧着するのを容易にする。

実施例 次に本発明を実施例と参考例により説明する。

太陽電池の光起電力素子としてはＣｄ　Ｓ／Ｇ　ｄ　Ｔ
　ａ系素子を使って説明する。

実施例１ 第１図は本発明の実施例における太陽電池モジュールの
要部断面図である。ＣｄＳ／ＣｄＴ６系太陽電池素子１
はガラス板２の上（第１図では下）Ｋ、周辺の余白５を
残して直接形成されている。太陽電池素子１は、被覆樹
脂層３でコートされている。

そして、それら全体は、フランジ７を有する箱体６でお
おわれ密閉されている。箱体６についているフランジ７
とガラス２の周辺余白５との間には熱可塑性樹脂８が設
けられ、その両者が接着されている。そしてガラス２と
箱体６（そして厳密には熱可塑性樹脂８）でかこまれる
空間すなわちスペース４が形成されている。

Ｃｄ　Ｓ／Ｃｄ　Ｔ　ｅ系太陽電池素子１は、ここでは
、ガラス２として用いた１４１角の無アルカリのほうけ
い酸ガラス上に幅６．６顛の余白６を周辺に残してＣａ
Ｓ膜、ついでＡｇ−Ｉｒ１電極部を除いたＣａＳ膜上Ｋ
　ＣｄＴｅ膜、さらにその上にＣ膜、そしてＡｇ電嫡が
形成されたものである。またＣｄＴｅ膜等のない部分に
人ｇ−Ｉｎ電版が形成されたものである。そして最後に
それら全体はシリコン系樹脂で被覆してる被覆樹脂層３
を形成した。

熱可塑性樹脂８には酸無水物を共重合して変性したポリ
オレフィンを用いた。幅４順のフランジ７を有する１　
２５Ｘ１２５Ｘ５１１１１＋７）箱体ｅ　Ｉｄ　Ａ　ｅ
で形成しガラス２の余白５と熱可塑性樹脂８で接着した
が、接着法はデイスペンサーでガラス２の余白５上にあ
らかじめ置いておいた熱可塑性樹脂８をはさんでフラン
ジ７に圧力と熱を加えて熱可塑性樹脂８を溶融し、その
後冷却固化させる方法によった。

酸素放出物９としては１０ｇの合成ゼオライトの脱水物
を用いスペース４の中に封入した。リード板１０は第２
図に示されているようにフランジ７にあらかじめ設けた
溝１１に沿って取り出した。

リード板１０とフランジ７、リード板１０とガラス２の
間ＫＦｉ熱可塑性樹脂８が設けられている。

このように作成した太陽電池モジュールは、スペース内
に、光照射や高温により分解して酸素を吸収したり、酸
素と反応する有機物が少なくなるので、太陽電池モジュ
ールの屋外暴露テストやウェザ−メータテストによる信
頼性の低下が従来品に比べて小さかった。また、フラン
ジを熱圧着するのも容易で、熱圧着時その部分にしわが
入るということも全くなくなシ、工程歩留りも向上した
。

さらに従来の太陽電池モジュール、たとえば第６図のモ
ジュールにくらぺて、構造がはるかに簡単で、安価な太
陽電池モジュールを製作することができた。

実施例２ 太陽電池素子としてＣｄＳ／ＣｕＩｎ５ａ２系太陽電池
素子を形成する以外は実砲例１と同様の太陽’＋Ｅ池モ
クモジュール成した。Ｇ　ｄ　Ｓ／Ｃｕ　Ｉ　ｎ　Ｓ　
ｅ　２系太陽電池素子は１４０角の無アルカリのほうけ
い酸ガラス上に幅ｆ３．５ＮＭの余白２０を周辺Ｉ’ｌ
してＣｄＳ膜、ライでＡｇ−Ｉｎ　’ＦＬＷ部を除いた
ＣｄＳ膜上Ｋ　ＣｕＩｎＳｅ２膜、さらにその上にＣ膜
、そしてＡｇ電揃が形成されたものである。またＣｕＩ
ｎＳｅ２膜等のない部分にλｇ−Ｉｎ電極が形成された
ものである。そして最後にそれら全体はふっ素糸樹脂で
カバーされている。

上記のようにして作成した太陽電池モジュールは′？！
症例１と同様、従来品よシ高信頼性で安価であった。

実施例３ ガラス２の余白５の上に置く代りに、フランジ了の上に
あらかじめデイスペンサーで熱可塑性樹脂８を置いてお
き、その後フランジ７と合わせ、それに圧力と熱を加え
て樹脂を溶融し、その後冷却固化させて太陽電池モジュ
ールを製造した。他は実施例１と同様である。実砲例１
と同様、容易に安価で信頼性の高い太陽電池モジュール
が製造できた。

発明の効果 以上、実施例の中でも説明したように、ＣｄＳ／ＣｄＴ
ｅもしくはＣｄＳ／ＣｕＩｎＳｅ、接合を光起電力部分
として含み、該光起電力部分が基板上に周辺余白を残し
て形成され、その周辺余白と、フランジを有する箱体が
、熱可塑性樹脂によりフランジ部で接着されている太陽
電池モジュールは、スペース内に有機物を少ししか含ま
ないため、光照射時や高温時にも分解する物質が少なく
、従って酸素を消費する物質が少なく、スペース内に最
初封じこめられた酸素濃度が、従来のモジュールにくら
べて高く保たれ、太陽電池モジュールの性能低下が遅い
、つまり信頼性が高くなる効果があ−た。

また、酸素放出機能や乾燥機能を有する物質をかさ高く
モジュールのスペース内に内包させても、箱体の深さが
それを吸収するため、従来の平坦な保護膜の時生じてい
た周辺余白部でのしわの発生が、皆無に′ｆＸるという
効果もあった。

さらＫまた、シールの構造および課造法が簡単なので、
高信頼性のモジュールを安く製造することも可能になる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１における太陽電池モジュール
の要部拡大断面図、第２図は同モジュルのリード板引出
し部を示す要部の裏面斜視図、第３図〜第７図はいずれ
も従来の太陽電池モジュールの図面であって、第３図〜
第６図は前面図、第７図は一部破断斜視図である。 １・・・・・・太陽電池素子、２・・・・・・ガラス、
３・・・・・被覆樹脂層３．４・・・・スペース、５・
・・・・余白６．６・・・・・・箱体、７・・・・・・
フランジ、８・・・・・・熱可塑性樹脂、９・・・・・
・酸素放出物、１０・・・・・・リード板、１１・・・
・・・溝。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名Ｓ０
ｑ ／−欠場電池素子 ２−一一力゛ラス ３−　ぴしｉ樹驕贋 ４−　スへ０−ス ５−・金白 ６−　箱体 ７“−フラツフ ８−　詐可咀性りｔ賎 ９−　　酸化衣工勾 ４０ｆ・・・欠場電池素子 ％２−　友゛ラス基版 和３−高逗搬白会や ４θ４・・３イ！−縁ノ匡番１ン（万辷デ眉４θ５−裏
面保護僕 第　６ ｓｏｔ−−一太陽電池素子 ５０６−−−基板 ５０７−’二層イ禾須腰 Ｓθ９−　酸案狡塵物 ５θ７ 図 ＩＯ−ワード板 ３０６−ｍ−基板 ３０’ｌ−一二層保護濃 ３４０−ｍ−薄片 ６１１−、ｆｉ”ラス坂 ６１２−−一太贋囁屹旭紫子 １／３−・−接、！、０′層 ６／４−−ガハ゛−ゴート１ ６１５−　　ソードこ永 乙１７・−ハ゛ツクカッ＼゛− に１８−・−モレ午１ラーンーフス ６／Ｌ？−ブレーム ６π−８六崩脂充嗅層

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＣｄＳ／ＣｄＴｅもしくはＣｄＳ／ＣｕＩｎＳｅ
   ＿２接合を光起電力部分として含み、該光起電力部分が
   基板上に周辺余白を残して形成され、その周辺余白と、
   フランジを有する箱体が、熱可塑性樹脂によりフランジ
   部で接着されていることを特徴とする太陽電池モジュー
   ル。
2. （２）フランジを有する箱体が、金属板で形成されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の太陽電
   池モジュール。
3. （３）箱体の容量が、酸素放出物など光起電力部分の周
   辺に配置される物体より大きいことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の太陽電池モジュール。
4. （４）基板、フランジを有する箱体、熱可塑性樹脂にか
   こまれる密閉空間内に酸素放出物が封入されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の太陽電池モジ
   ュール。
5. （５）リード板を基板とフランジに設けられた溝の間か
   ら取り出し、リード板とフランジ、リード板と基板の間
   には熱可塑性樹脂が設けられていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の太陽電池モジュール。
6. （６）熱可塑性樹脂が酸無水物を共重して変性したポリ
   オレフィンであることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項〜第５項のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
7. （７）基板の周辺余白もしくはフランジの少なくともい
   ずれかの上に、あらかじめ熱可塑性樹脂をのせる工程と
   、その後、基板とフランジに圧力と熱を加えて前記樹脂
   を溶融させ、その後冷却固化させる工程とからなる太陽
   電池モジュールの製造方法。