JPH0730135A

JPH0730135A - 太陽電池モジュール

Info

Publication number: JPH0730135A
Application number: JP5154708A
Authority: JP
Inventors: Kuniyoshi Omura; 邦嘉尾村; Noriyuki Ueno; 則幸上野; Hiromasa Hiramatsu; 宏正平松; Mikio Murozono; 幹夫室園
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-06-25
Filing date: 1993-06-25
Publication date: 1995-01-31

Abstract

(57)【要約】【目的】ガラス基板上に形成した化合物半導体太陽電
池素子を、裏面カバーとガラス基板間に半田融着により
封入することにより、長期信頼性を保持するとともに、
コンパクト性に優れた太陽電池モジュールを提供する。【構成】つば部４ａを有する皿状の裏面カバー４と、
周囲の余白部１を残して化合物半導体太陽電池素子２を
形成したガラス基板３からなり、ガラス基板３の周囲の
余白部１と裏面カバー４の周囲のつば部４ａとを当接し
て半田融着することにより接着させ、ガラス基板３と裏
面カバー４間の密封空間１０にガラス基板３上に形成し
た化合物半導体太陽電池素子を封入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は太陽電池モジュールに関
し、特に化合物半導体太陽電池に用いる太陽電池モジュ
ールに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、石油などの化石燃料の枯渇の問
題、原子力発電に対する安全性の問題などから、クリー
ンでかつ安全性の高い太陽光発電への期待が高まってい
る。このような中で、太陽電池を実用化する上で、屋外
での長期信頼性の問題、太陽電池の低コスト化の問題が
論議されている。

【０００３】太陽電池で現在実用化しているものとし
て、結晶系シリコン太陽電池、アモルファスシリコン太
陽電池、化合物半導体太陽電池がある。結晶系シリコン
太陽電池は、シリコン半導体結晶の価格が高いために、
今後大幅な低コスト化をすることは難しく、アモルファ
スシリコン太陽電池は屋外光、特に太陽光を照射すると
劣化することが解っている。化合物半導体太陽電池は、
たとえば現在商品化されているＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電
池を例に挙げると、屋外光照射での出力低下はなく、構
成材料が化合物半導体であることから、原材料価格は前
記他の２種類の太陽電池に比べて低い。このような理由
から、化合物半導体太陽電池の実用化への取り組みは世
界各国で積極的に取り組まれている。

【０００４】しかしながら、化合物半導体太陽電池の欠
点としては、水分に弱いこと、また、真空雰囲気下で出
力が低下することがある。

【０００５】そこで、従来は、化合物半導体太陽電池を
屋外で使用する商品として、太陽電池モジュールを作製
する際は、太陽電池素子は、モジュール内に完全密閉す
る構造を取り、モジュール内に空間を設け、太陽電池素
子が常に空気に触れる構造を取っていた。そして、特願
平４−１０６２８２号公報に太陽電池素子を形成したガ
ラス基板と裏面カバーとを紫外線硬化型の接着剤により
封止する太陽電池モジュールの製造法が開示されてい
る。さらに一例として、図２に示すように、従来の太陽
電池モジュールは、ガラス基板２１上に化合物半導体太
陽電池素子２２を、ガラス基板２１の周辺に余白部２１
ａを残して形成し、金属製裏面カバー２３をガラス基板
２１の周辺の余白部２１ａに塗布したシール材層２４、
２５により接着し、太陽電池素子２２を裏面カバー２３
と、ガラス基板２１との間の空間２６に封入する構造を
取っていた。そして化合物半導体太陽電池素子２２をリ
ード線２７により裏面カバー２３の電極端子２８に接続
している。裏面カバー２３に金属を用いたが、その理由
は、プラスチック樹脂製であると水蒸気を完全に遮断で
きないためである。また、裏面カバー２３は皿状形態と
し、これによりモジュール内に空間２６を設けている。
また、シール効果を完璧にするため、シール材層２４、
２５は２層とし、性質の異なるシール材を用いることに
より、複合効果を持たせている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のモジュ
ールでは、ガラス基板２１と裏面カバー２３間にシリコ
ンシーラントなどの耐熱性の高いシール材層Ａ２４とブ
チルゴムなどの水蒸気遮断性の高いシール材層Ｂ２５と
を設けることにより、太陽電池素子２２を外気から遮断
し、乾燥空間内に保持する構造となっているが、シール
材層Ａ２４、同Ｂ２５を形成するための材料コストと作
業工賃が高くつき、シール材層Ａ２４と同Ｂ２５が３〜
６ｍｍ以上必要であるため、製品の厚さが１５〜２０ｍ
ｍとなり、コンパクトな製品を作製することができなか
った。また、シール材層Ａ２４と同Ｂ２５は、弾力性の
ある材料であり、ガラス基板２１と裏面カバー２３との
接着強度が大きくないためフレーム２９によりシール層
間隔を一定に保持する構造となっている。最近、太陽電
池モジュールは、色々な商品の電力供給源として用いら
れているが、電卓などの使い方で代表されるように、部
品として用いられるケースが多く、とくにコンパクト
で、低価格のものが要求される。

【０００７】従来のモジュールでは、上記に示したよう
に、厚さが１５〜２０ｍｍあり周辺部にフレーム２９を
付ける必要があるため、コンパクト性に欠けていた。ま
た、屋外長期信頼性のあるシール材は、シリコーンなど
があるが、価格が高くフレーム材料にも費用がかかるな
ど、コスト的にも問題があった。また、モジュール内の
相対湿度は、外部からの微量の水蒸気の浸入により、少
しずつ上昇するため、シリカゲルなどの乾燥剤３０を封
入させる必要があった。

【０００８】本発明は、このような課題を解決するもの
で、コンパクト性に優れ、低価格でかつ、長期信頼性に
優れた太陽電池モジュールを提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池素子を形成し
たガラス基板の周囲の余白部と裏面カバーの周囲のつば
部とを半田融着させ、太陽電池素子をガラス基板と裏面
カバー間の空間内に封止し、太陽電池素子を外気から完
全に遮断する構造としたものである。

【００１０】

【作用】上記構成により、太陽電池素子が外気と遮断さ
れ、屋外で太陽電池モジュールを用いた場合、長期にわ
たり特性の安定性を得ることができる。また、半田融着
を用いるため、接着厚みも１ｍｍ程度でよく、フレーム
による固定も必要ないため、低価格で、コンパクトな製
品を供給することができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例の太陽電池モジュー
ルについて図面を参照して説明する。

【００１２】本実施例の太陽電池モジュールは、周囲に
余白部１を残して化合物半導体太陽電池素子２を形成し
たガラス基板３の前記余白部１と、金属製の皿状の裏面
カバー４の周囲のつば部４ａとを密封した太陽電池モジ
ュールであって、銅元素を含む金属化合物膜５上に半田
層６を形成したガラス基板３の周囲の余白部１と、裏面
カバー４の周囲のつば部４ａとを当接して融着した半田
融着部６ａを備え、半田融着部６ａにより、リード線７
で電極端子８と接続した太陽電池素子２を、ガラス基板
３と裏面カバー４間の乾燥剤９を配置した空間１０内に
密封したものである。ガラス基板３表面に化合物半導体
太陽電池素子２を形成後、銅ペーストをガラス基板３の
周囲の余白部１に塗布し、１２０〜１３０℃で約１時間
乾燥させ、半田接着用の金属化合物膜５を形成する。そ
の上に、フラックスを含有した半田ペーストを塗布し、
裏面カバー４のつば部４ａをその上にのせて、半田リフ
ローベルト炉により熱処理を行い、半田融着により、裏
面カバー４のつば部４ａとガラス基板３の周囲の余白部
１を融着させ、太陽電池素子２をガラス基板３と裏面カ
バー４間に封入する。半田接着用の金属化合物膜５を形
成するための材料である銅ペーストは、銅粉または銅化
合物粉の表面に銀コートした粉末と、フェノール樹脂、
添加剤として柔軟性を出すためのポリビニルブチラール
樹脂（ＰＶＢ）と有機溶剤とを混合して作製したもので
ある。フェノール樹脂以外にエポキシ樹脂、アクリル樹
脂を用いてもよい。また、銀をコートする代わりにペー
スト中に還元剤を添加してもよい。太陽電池素子２で化
合物半導体太陽電池、特にＣｄＳ／ＣｄＴｅにより構成
される太陽電池素子を用いる場合は、太陽電池素子周辺
部に空気が必要とされるため、裏面カバー４は皿形の形
状を有するものを用い、モジュール内に空間１０を設け
る。特に、２０年程度の長期にわたり太陽電池モジュー
ルを屋外に設置する場合は長期信頼性をさらに高めるた
めに、モジュール内にシリカゲルなどの乾燥剤９を設置
してもよい。乾燥剤９は、モジュール内の内部空間の湿
度を３０％以下に保つ役割を有している。乾燥剤として
は、水分を吸収するものであれば、どのようなものを用
いてもかまわないが、本実施例では、シリカゲルを用い
た。シリカゲル以外ではたとえばゼオライト（モレキュ
ラーシーブ）、酸化カルシウムなどがある。なお、本実
施例では、ガラス基板３上にＣｄＳ／ＣｄＴｅ系太陽電
池素子を形成した場合について述べたが、他の系の太陽
電池素子についても本発明を適用できる。

【００１３】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
太陽電池モジュールによれば、太陽電池素子を形成した
ガラス基板に裏面カバーを半田で接着させることによ
り、外気を遮断させる構造を有するため、太陽電池モジ
ュールを長期間屋外に設置しても、光電特性の低下を生
じることがなく、また、半田による封止を行うため、材
料コスト、製造コストの両面から低価格で太陽電池モジ
ュールができるなどの優れた性能を有している。さら
に、フレームの必要性もなく、半田融着層の厚みが１ｍ
ｍ程度であるため、非常に薄形でコンパクトな太陽電池
モジュールが作製できるなどの数々の特長を有してい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の太陽電池モジュールの構成
を示す断面図

【図２】従来の太陽電池モジュールの構成を示す断面図

【符号の説明】

１余白部２化合物半導体太陽電池素子３ガラス基板４裏面カバー４ａつば部５金属化合物膜６半田層６ａ半田融着部１０空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者室園幹夫大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】化合物半導体太陽電池素子を周囲に余白
部を残してガラス基板に形成し、前記余白部と、皿状の
裏面カバーの周囲のつば部とを密封した太陽電池モジュ
ールであって、銅元素を含む金属化合物膜上に半田層を
形成した前記ガラス基板の周囲の余白部と、前記裏面カ
バーの周囲のつば部とを当接して融着した半田融着部
と、前記太陽電池素子を形成したガラス基板と前記裏面
カバーとの間に、前記半田融着部により密封した空間と
を備えた太陽電池モジュール。
【請求項２】金属化合物膜が、銅粉または銅化合物粉
の表面に銀コートした粉末と、フェノール樹脂、エポキ
シ樹脂、アクリル樹脂の少なくとも１つの樹脂とを含む
混合物からなる請求項１記載の太陽電池モジュール。