TW201334206A - 太陽電池模組及太陽能發電系統 - Google Patents

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Yasushi SAINOH
Yoshihisa Dotta
Hiroyuki Ikawa
Masatomo Tanahashi
Shinji Nishioka
Kohei Sawada
Kentaro Usui
Tomoo Imataki
Hiroaki Itoh
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Sharp Kk
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Abstract

本發明提供一種能夠抑制輸出降低之太陽電池模組。該太陽電池模組1包含太陽電池面板30，該太陽電池面板30包括：於受光面具有絕緣性之鈍化膜22之太陽電池單元2，配置於太陽電池單元2之受光面側之透光性基板5，及將太陽電池單元2及透光性基板5予以接著之密封材料4。位於太陽電池單元2之受光面上之單元上部分4a具有1.36×1014Ω．cm2以上之面積電阻率。

Description

太陽電池模組及太陽能發電系統
本發明係關於一種太陽電池模組及太陽能發電系統，尤其係關於一種包括於受光面具有絕緣性之鈍化膜之太陽電池單元之太陽電池模組及太陽能發電系統。
近年來，正開發一種包括於矽基板之背面側形成有n電極及p電極之所謂背面電極型太陽電池單元之太陽電池模組。例如，先前之一例之太陽電池模組1001如圖12所示，包括：複數個背面電極型太陽電池單元1010(以下僅稱為太陽電池單元1010)，連接鄰接之太陽電池單元1010彼此之連接構件1020，覆蓋太陽電池單元1010及連接構件1020之密封材料1021，於上下方向夾入太陽電池單元1010、連接構件1020及密封材料1021之透光性基板1022及背面保護片1023，及保持該等之框構件1024(保持構件)。太陽電池單元1010如圖13所示，包括：於背面側設置有n型集電層1011a及p型集電層1011b之n型之矽基板1011，設置於矽基板1011之上表面(受光面)側之鈍化膜1012，設置於矽基板1011之背面側並與n型集電層1011a電性地連接之n電極1013及與p型集電層1011b電性地連接之p電極1014。再者，於圖12中，省略n電極1013及p電極1014。
若太陽光照射至太陽電池模組1001，則於矽基板1011內產生電子、電洞對，電子及電洞分別被吸引至n型集電層1011a及p型集電層1011b中。藉此，取出特定之輸出(電 力)。於該太陽電池單元1010中，於矽基板1011之受光面側不形成電極，因此，不存在電極之陰影損失(shadow loss)(因電極成為陰影而導致之光之損失)。
再者，連接有複數個背面電極型太陽電池單元之太陽電池模組例如揭示於專利文獻1中。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2010-16074號公報
然而，本案發明者發現了若對上述太陽電池模組1001照射太陽光而進行發電，則存在有時太陽電池模組1001之輸出降低(發電效率降低)之問題。具體而言，本案發明者對於太陽電池模組1001進行了各種研究，結果查明了如下情況：於自先前以來所使用之於受光面及背面上分別設置有電極的太陽電池模組中不易引起輸出之降低；太陽電池模組1001內之發電電路之電位與框構件1024之電位之間之電位差越大則越易於引起輸出之降低；於因降雨等而於太陽電池模組1001之受光面形成有水膜之狀態下，容易引起輸出之降低。
根據該等之結果，本案發明者推定太陽電池模組1001之輸出之降低係因以下之機制產生。
首先第1，於太陽電池單元1010之電位比周圍(框構件1024或太陽電池模組1001之外部)之電位高之情形時，藉 由該電位差而於太陽電池單元1010之受光面側產生圖14所示之方向之電場E。而且，透光性基板1022或密封材料1021中所包含之電子藉由電場E而集中於鈍化膜1012側。
第2，以與集中於鈍化膜1012之受光面側之電子成對之方式，產生欲向矽基板1011之受光面側，即形成有鈍化膜1012之側之方向集中電洞之力。
第3，藉由將光照射至太陽電池單元1010之pn接面而產生電子、電洞對。而且，藉由欲集中上述電洞之力，所產生之電洞朝向鈍化膜1012之方向之概率變高，所產生之電洞到達設置於矽基板1011之背面之p型集電層1011b之比率降低。於矽基板1011為n型之情形時，電洞變為少數載子，因此，所產生之電洞到達p型集電層1011b之比率降低係太陽電池單元1010之輸出電流降低。即，太陽電池模組1001之輸出降低(發電效率降低)。
本發明係為了解決上述之課題而完成者，本發明之目的在於提供一種無需使太陽電池單元、太陽電池模組、及太陽能發電系統之構成變得複雜，即可抑制輸出降低之太陽電池模組及太陽能發電系統。
為了達成上述目的，本發明之太陽電池模組係包含太陽電池面板者，該太陽電池面板包括：於受光面具有絕緣性之鈍化膜之太陽電池單元，配置於太陽電池單元之受光面側之透光性基板，及配置於太陽電池單元及透光性基板之間之密封材料，位於太陽電池單元之受光面上之單元上部 分具有1.36×1014 Ω．cm2以上之面積電阻率。
再者，於本說明書及申請專利範圍中，所謂透光性基板係指相對於太陽光透明之(具有透光性之)基板。
於本發明之太陽電池模組中，如上述般，位於太陽電池單元之受光面上之單元上部分具有1.36×1014 Ω．cm2以上之面積電阻率。於位於太陽電池單元之受光面上之單元上部分，積層並配置有密封材料及透光性基板，因此，只要位於單元上部分之密封材料及透光性基板之至少一者具有1.36×1014 Ω．cm2以上之面積電阻率，或密封材料之面積電阻率與透光性基板之面積電阻率之和成為1.36×1014 Ω．cm2以上即可。即便於密封材料或透光性基板為一般絕緣性之物質之情形時，於物質中僅存在自由電子，但藉由增加面積電阻率，使單元上部分之密封材料或透光性基板中所包含之自由電子之密度更低。因此，即便於隔著太陽電池單元之受光面而施加較高之電位差之情形時，於密封材料或透光性基板中欲集中於鈍化膜側之電子之量較少，因此可減小集中於鈍化膜之受光面側(密封材料側)之電子之密度。欲向鈍化膜之受光面之相反側(矽基板側)集中電洞之力係與集中於鈍化膜之受光面側(密封材料側)之電子之密度成正比，因此，藉由減小集中於鈍化膜之受光面側(密封材料側)之電子之密度，可抑制欲將在矽基板中產生之電洞集中於鈍化膜側之力。結果，可抑制太陽電池模組之輸出降低(發電效率降低)。
於上述太陽電池模組中，較佳為單元上部分於85℃下具 有1.36×1014 Ω．cm2以上之面積電阻率。一般而言被稱為絕緣體之物質具有若溫度上升則該物質之體積電阻率降低之傾向。因此，以即便於85℃下亦具有1.36×1014 Ω．cm2以上之面積電阻率之方式構成單元上部分之絕緣體(密封材料及透光性基板)，藉此，即便於高溫狀態下使用太陽電池模組亦可抑制輸出降低。
於上述太陽電池模組中，較佳為太陽電池單元包括n型之矽基板、及設置於矽基板之背面之n電極及p電極。通常，多數情況下太陽電池單元之電位變得比周圍(保持透光性基板之保持構件或太陽電池模組之外部)之電位高，於在背面設置有n電極及p電極之所謂背面電極型之太陽電池單元中使用n型之矽基板之情形時，太陽電池模組之輸出之降低容易產生。因此，於在所謂背面電極型之太陽電池單元中使用n型之矽基板之情形時尤其有效。
於上述太陽電池模組中，較佳為進而具備保持太陽電池面板之邊緣部之導電性之保持構件。藉此，可容易且經濟地提高太陽電池模組之硬度或耐久性。
於上述太陽電池模組中，較佳為鈍化膜之禁帶寬度為透過密封材料而到達鈍化膜之光中所包含之光子能量以下。藉此，鈍化膜可吸收透過密封材料之光中所包含之光子能量，因此可使鈍化膜中之電子激發而作為自由電子狀態到達矽基板。即，鈍化膜作為導電體而發揮功能，可使自密封材料中集中於鈍化膜之受光面側之電子於矽基板上流動，因此，可抑制來自密封材料中之電子聚集於鈍化膜之 受光面側，從而可防止太陽電池單元之輸出電流之降低。
於上述鈍化膜之禁帶寬度為光子能量以下之太陽電池模組中，較佳為鈍化膜之禁帶寬度為3.5 eV以下。若以此方式構成，則鈍化膜可吸收約350 nm以上之波長之光。面向太陽電池模組之代表性之密封材料以遮蔽較約350 nm短之波長之光之方式構成。因此，如上述般，藉由使鈍化膜之禁帶寬度為3.5 eV以下，鈍化膜可吸收透過密封材料之光即約350 nm以上之波長之光。
於上述鈍化膜之禁帶寬度為光子能量以下之太陽電池模組中，較佳為鈍化膜之禁帶寬度為3.1 eV以上。若以此方式構成，則較約400 nm長之波長之光未被鈍化膜吸收而透過。使用結晶矽之太陽電池單元之相對分光感光度特性例如如日本專利特開2002-231324號公報之圖4所示，相對於400 nm以下之波長之光幾乎不具有感光度。因此，如上述般，使鈍化膜之禁帶寬度為3.1 eV以上，以透過較約400 nm長之波長之光之方式形成鈍化膜，藉此，較約400 nm長之波長之光未被鈍化膜吸收而到達矽基板。藉此，可抑制因鈍化膜而降低太陽電池單元之發電效率之情況。
於上述鈍化膜之禁帶寬度為光子能量以下之太陽電池模組中，較佳為鈍化膜包含矽化合物膜。若以此方式構成，則可容易地形成鈍化膜。又，矽化合物與矽基板晶格常數接近，因此，可抑制於矽化合物(鈍化膜)與矽基板之界面中產生結晶缺陷，並可提昇作為鈍化膜之品質。
於上述鈍化膜之禁帶寬度為光子能量以下之太陽電池模 組中，較佳為鈍化膜包含無機氧化膜。若以此方式構成，則可容易地形成鈍化膜。
本發明之太陽能發電系統具備上述之構成之太陽電池模組。若以此方式構成，則可獲得能夠抑制輸出降低之太陽能發電系統。
於上述太陽能發電系統中，較佳為具備保持太陽電池面板之邊緣部之導電性之保持構件，保持構件接地，且輸出太陽電池模組之發電電力之輸出端之電位為接地電位以上。一般而言，於保持構件具有導電性之情形時，為了確保相對於帶電等之安全性，多數情況下保持構件接地。於以此方式安裝之太陽電池模組中，於在太陽電池模組內部發電之太陽電池單元之電位成為接地電位以上之情形時，太陽電池模組之輸出之降低容易產生。因此，於保持太陽電池面板之邊緣部之導電性之保持構件接地，並且輸出太陽電池模組之發電電力之輸出端之電位為接地電位以上之情形時尤其有效。
於上述太陽能發電系統中，亦可具備複數個太陽電池模組，所有之太陽電池模組之保持構件接地，且至少於1個太陽電池模組中輸出太陽電池模組之發電電力之輸出端之電位為接地電位以上。即便為此種構成，亦可抑制輸出端之電位為接地電位以上之太陽電池模組之輸出之降低。
如以上般，根據本發明，可容易地獲得能夠抑制輸出降低之太陽電池模組及太陽能發電系統。
以下，參照圖式對本發明之實施形態進行說明。再者，為了容易理解，有時即便為剖面圖亦不施加影線。
<第1實施形態>
首先，參照圖1~圖3，對本發明之第1實施形態之太陽電池模組1之構造進行說明。再者，為了簡化圖式，省略太陽電池單元之數量而進行描繪。
本發明之第1實施形態之太陽電池模組1如圖1所示，包括：複數個背面電極型太陽電池單元2(以下，僅稱為太陽電池單元2)，將複數個太陽電池單元2相互串聯地連接之連接構件3，覆蓋太陽電池單元2之受光面側及背面側之密封材料4，於上下方向夾入太陽電池單元2及密封材料4之透光性基板5及背面保護片6，及保持該等(太陽電池面板30)之框構件7(保持構件)。藉由複數個太陽電池單元2、連接構件3、密封材料4、透光性基板5及背面保護片6構成太陽電池面板30。再者，為了簡化圖式，於圖1中僅描繪兩個太陽電池單元2，但亦可設置3個以上太陽電池單元2。
太陽電池單元2如圖2所示，包括：n型之矽基板21，形成於矽基板21之上表面(受光面)上之包含氮化矽膜之絕緣性之鈍化膜22，形成於鈍化膜22上之包含氮化矽膜之絕緣性之抗反射膜23，及設置於矽基板21之背面之n電極24及p電極25。再者，於圖1中，省略n電極24及p電極25。
於矽基板21之上表面形成有未圖示之紋理構造(凹凸構造)。又，亦可於矽基板21之背面設置鈍化膜(未圖示)。於 此情形時，可於背面上之鈍化膜設置用於使n電極24及p電極25導通之開口部。
矽基板21包含：n型區域21a；n型集電層21b，其設置於矽基板21之背面側，具有濃度較n型區域21a高之n型之雜質；及p型集電層21c，其設置於矽基板21之背面側，具有p型之雜質。若對太陽電池單元2照射太陽光，則產生電子、電洞對，且電子被吸引至n型集電層21b，電洞被吸引至p型集電層21c。
n型集電層21b及p型集電層21c分別與n電極24及p電極25進行歐姆接觸。而且，鄰接之太陽電池單元2之n電極24與p電極25藉由連接構件3(參照圖1)而電性地連接，藉此，複數個太陽電池單元2串聯地連接。連接構件3如圖1所示，包括配置於一端(低電位側)之與太陽電池單元2之n電極24連接之輸出端3a、及配置於另一端(高電位側)之與太陽電池單元2之p電極25連接之輸出端3b。該輸出端3a及3b係為了輸出太陽電池模組1(複數個太陽電池單元2)之發電電力而設置。
鈍化膜22較佳為具有較抗反射膜23高之折射率。鈍化膜22亦可並非藉由氮化矽膜而形成，而藉由氧化矽膜或碳化矽膜等矽化合物膜而形成。又，鈍化膜22亦可藉由具有抑制載子(電子及電洞)之表面再結合之鈍化效果之介電膜而形成。抗反射膜23可並非藉由氮化矽膜形成，而藉由氧化矽膜或氧化鈦膜等各種氧化膜而形成。又，抗反射膜23亦可藉由與鈍化膜22併用而具有抗反射效果之其他膜而形 成。
密封材料4配置於太陽電池單元2與透光性基板5之間，將太陽電池單元2與透光性基板5予以接著。又，密封材料4配置於太陽電池單元2與背面保護片6之間，將太陽電池單元2與背面保護片6予以接著。於本實施形態中，密封材料4中之配置於太陽電池單元2及連接構件3之上側之部分與配置於下側之部分藉由相同之樹脂而形成。又，密封材料4之配置於太陽電池單元2及連接構件3之上側之部分中之位於太陽電池單元2之受光面上之單元上部分4a(由圖1之虛線包圍之部分)與除此以外之部分藉由相同之樹脂而形成。即，密封材料4之配置於太陽電池單元2及連接構件3之上側之部分藉由1層形成。
密封材料4利用例如相對於太陽光透明之絕緣性樹脂等而形成。密封材料4之單元上部分4a於常溫(約23℃)下具有約1.36×1014 Ω．cm2以上之面積電阻率。於密封材料4之單元上部分4a具有例如約0.04 cm以上之厚度之情形時，可將於常溫(約23℃)下具有約3.4×1015 Ω．cm以上之體積電阻率之材質用於密封材料4。又，樹脂一般而言具有若溫度上升則體積電阻率降低之傾向。另一方面，於JIS C8990中，規定有適合長期運轉之地上安裝太陽電池模組之合格性測試，於將太陽電池模組設為高溫之試驗中，記載有設為85℃之情況。因此，較佳為太陽電池模組1之密封材料4之單元上部分4a於85℃下亦具有約1.36×1014 Ω．cm2以上之面積電阻率。多數情況下密封材料4為藉由熱處理等而適 度硬化之狀態，且多數情況下因溫度導致之變形幾乎不存在，因此，若密封材料4之厚度不因溫度而變化，則可將即便於85℃下亦具有約3.4×1015 Ω．cm以上之體積電阻率之材質用於密封材料4。藉此，即便可長時間曝露於一般之室外之氣候中之太陽電池模組變為高溫狀態亦可抑制輸出降低。
密封材料4例如可使用矽酮樹脂(Dow Corning公司製造OE-6336等)。又，亦可使用廣泛使用之調整乙烯乙酸乙烯酯樹脂之調配或組成而使體積電阻率增加者，或為烯烴系樹脂等體積電阻率較高者。又，亦可於構成密封材料4之樹脂中，添加交聯促進劑或紫外線吸收劑。
透光性基板5使用例如相對於太陽光透明之玻璃基板或PC(Polycarbonate，聚碳酸酯樹脂)等而形成，但只要相對於太陽光透明則並不受特別限制。
背面保護片6可使用例如自先前以來所使用之包含耐候性膜之片材等。作為包含耐候性膜之片材，例如可使用PET(Polyethylene Terephthalate，聚對苯二甲酸乙二酯)膜等絕緣性膜。再者，亦可代替背面保護片6而使用例如玻璃基板。
框構件7經由絕緣性之端面密封構件8而保持太陽電池面板30之邊緣部之全周。該端面密封構件8具有防水性及彈性，並且配置於太陽電池面板30之端面(透光性基板5、密封材料4及背面保護片6之端面(外周面))與框構件7之間。
框構件7例如藉由鋁等金屬而形成，且具有導電性。框 構件7例如於平面觀察下組合為於中央部形成有窗部之矩形。又，框構件7如圖1所示具有字狀之剖面。
框構件7包括：卡止於透光性基板5之上表面5a上之卡止部7a，卡止於背面保護片6之背面之背面卡止部7b，及連接卡止部7a及背面卡止部7b之側壁部7c。
於具備上述太陽電池模組1之太陽能發電系統中，框構件7為了確保對於帶電等之安全性，經由未圖示之配線等而接地。又，輸出端3a及輸出端3b之電位由所連接之負載之狀態決定，但於本實施形態中，即便於輸出端3a及輸出端3b之電位變得高於接地電位之情形時，亦可抑制太陽電池模組1之輸出降低(發電效率降低)。
再者，太陽能發電系統亦可具備複數個太陽電池模組1。於此情形時，可於所有之太陽電池模組1中輸出端3a及輸出端3b之電位為接地電位以上，亦可於1個(至少1個)太陽電池模組1中輸出端3b之電位變得較接地電位高。
於本實施形態之太陽電池模組1中，密封材料4之單元上部分4a具有約1.36×1014 Ω．cm2以上之面積電阻率，因此，密封材料4之單元上部分4a中之每單位面積之自由電子之密度變低。因此，如圖3所示，即便於隔著太陽電池單元2之受光面而施加較高之電位差之情形時，於密封材料4中集中於鈍化膜22側之自由電子之量較少，因此，集中於鈍化膜22之受光面側(密封材料4側)之電子之密度變小。欲向鈍化膜22之受光面側之相反側(矽基板21側)集中電洞之力與集中於鈍化膜22之受光面側(密封材料4側)之電子之密度 成正比，因此，藉由減小集中於鈍化膜22之受光面側(密封材料4側)之電子之密度，而可抑制於矽基板21中產生之電洞向鈍化膜22側移動。藉此，可抑制太陽電池模組1之輸出降低(發電效率降低)。
再者，即便於白天(發電中)自由電子僅集中於鈍化膜22側，由於所集中之自由電子於夜間(非發電中)擴散，故而不存在自由電子單向地累積於鈍化膜22側之情況。因此，可長期(例如10年以上)維持太陽電池模組1之輸出。
又，如上述般，太陽電池單元2之電位較周圍(框構件7或太陽電池模組1之外部)之電位高，於在背面電極型之太陽電池單元2中使用n型之矽基板21之情形時，太陽電池模組1之輸出之降低容易產生。因此，於使用n型之矽基板21之情形時尤其有效。同樣，於太陽電池單元2之電位較周圍(框構件7或太陽電池模組1之外部)之電位低，且在背面電極型之太陽電池單元2中使用p型之矽基板21之情形時，太陽電池模組1之輸出之降低亦容易產生。於此情形時，密封材料4之位於太陽電池單元2之受光面上之單元上部分4a具有約1.36×1014 Ω．cm2以上之面積電阻率，藉此可抑制太陽電池模組1之輸出之降低。
又，如上述般，單元上部分4a較佳為於85℃下具有約1.36×1014 Ω．cm2以上之面積電阻率。一般而言，具有若溫度上升則該物質(密封材料4)之絕緣性(面積電阻率)降低之傾向。另一方面，於JIS C8990所規定之適合長期運轉之地上安裝太陽電池模組之合格性測試中，假定太陽電池模 組溫度上升至85℃為止。因此，如上述般，以即便於85℃下亦具有約1.36×1014 Ω．cm2以上之面積電阻率之方式構成單元上部分4a，藉此，即便於太陽電池模組1之運轉中上升至可假定之溫度為止，亦可抑制輸出降低。
如上述般，為了使單元上部分4a(密封材料4)之面積電阻率為約1.36×1014 Ω．cm2以上，可藉由使密封材料4中固有之體積電阻率與密封材料4之單元上部分4a之厚度適當組合而實現。例如，Dow Corning公司製造OE-6336矽酮樹脂具有4×1016 Ω．cm之體積電阻率，因此，若以厚度變為0.5 mm之方式將該樹脂配置於單元上部分，則密封材料4之單元上部分4a之面積電阻率可為2×1015 Ω．cm2。
又，亦可使用如日本專利特開平9-17235中揭示之聚乙烯等體積電阻率較高之烯烴樹脂。
又，如上述般，於框構件7接地，且輸出太陽電池模組1之發電電力之輸出端3a及3b之電位為接地電位以上之情形時，太陽電池模組1之輸出之降低容易產生。因此，於太陽電池模組1之輸出端3a及3b之電位為接地電位以上之情形時尤其有效。
此種情況，亦可指於太陽能發電系統具備複數個太陽電池模組1之情形時，於至少1個太陽電池模組1中輸出端3a及3b之電位為接地電位以上之情形。
其次，參照圖4及表1，對為了確認太陽電池模組1之效果而進行之確認實驗進行說明。於該確認實驗中，使用與本實施形態對應之實施例1~實施例3、及比較例1，調查了 相對於發電時間之輸出變化。
於實施例1中，使用於23℃下具有約7.3×1016 Ω．cm之體積電阻率，於85℃下具有約3.4×1015 Ω．cm之體積電阻率之烯烴系樹脂而形成密封材料4。使密封材料4之單元上部分4a之厚度為約0.4 mm。藉此，密封材料4之單元上部分4a於23℃下具有約2.92×1015 Ω．cm2之面積電阻率，於85℃下具有約1.36×1014 Ω．cm2之面積電阻率。實施例1之其他構造與上述之太陽電池模組1相同。
於實施例2中，使用於23℃下具有約1.3×1017 Ω．cm之體積電阻率，於85℃下具有約3.4×1015 Ω．cm之體積電阻率之烯烴系樹脂而形成密封材料4。使密封材料4之單元上部分4a之厚度為約0.4 mm。藉此，密封材料4之單元上部分4a於23℃下具有約5.2×1015 Ω．cm2之面積電阻率，於85℃下具有約1.36×1014 Ω．cm2之面積電阻率。實施例2之其他構造與實施例1相同。
於實施例3中，使用於23℃下具有約1.5×1017 Ω．cm之體積電阻率，於85℃下具有約3.2×1014 Ω．cm之體積電阻率之烯烴系樹脂而形成密封材料4。使密封材料4之單元上部分4a之厚度為約0.4 mm。藉此，密封材料4之單元上部分4a於23℃下具有約6×1015 Ω．cm2之面積電阻率，於85℃下具有約1.28×1013 Ω．cm2之面積電阻率。實施例3之其他構造與實施例1相同。
於比較例1中，使用於23℃下具有約2.4×1014 Ω．cm之體積電阻率，於85℃下具有約1.2×1012 Ω．cm之體積電阻率之 乙烯乙酸乙烯酯樹脂而形成密封材料。使密封材料之單元上部分之厚度為約0.4 mm。藉此，密封材料之單元上部分於23℃下具有約9.6×1012 Ω．cm2之面積電阻率，於85℃下具有約4.8×1010 Ω．cm2之面積電阻率。比較例1之其他構造與實施例1相同。
而且，對於實施例1~實施例3及比較例1，測定了相對於發電時間之輸出(發電電力)。具體而言，以太陽電池模組之受光面(透光性基板5之上表面5a)為標準對太陽電池單元施加+600 V之電壓，測定自發電開始經過特定時間後之輸出。又，對周圍溫度約為23℃之情形及約為85℃之情形進行了實驗。而且，將發電剛開始後(經過0小時後)之輸出設為1而進行標準化。再者，對於發電剛開始後(經過0小時後)之輸出未施加+600 V之電壓而進行測定。將其結果示於圖4中。
如圖4所示，於實施例1及實施例2中幾乎未觀察到因時間之經過導致之輸出之降低。於實施例3中，於周圍溫度約為23℃之情形時幾乎未觀察到因時間之經過導致之輸出之降低，於周圍溫度約為85℃之情形時觀察到因時間之經過導致之輸出之降低。於比較例1中，觀察到因時間之經過導致之輸出之降低。
具體而言，於實施例1及實施例2中，周圍溫度約為23℃之情形及約為85℃之情形經過約20小時後之輸出之降低均為未達0.5%。
於實施例3中，於周圍溫度約為23℃之情形時，經過約 20小時後輸出未降低。另一方面，於周圍溫度約為85℃之情形時，經過約20小時後輸出約降低了14.2%。
於比較例1中，於周圍溫度約為23℃之情形時，經過約20小時後輸出降低了約25.3%。又，於周圍溫度約為85℃之情形時，經過約20小時後輸出降低了約25.9%。再者，於比較例1中，即便於周圍溫度約為23℃之情形時，於經過約7小時後輸出降低了約19.7%。
若於經過約20小時後之輸出降低為5%以上之情形時判定為輸出有降低，於經過約20小時後之輸出之降低為未達5%之情形時判定為輸出未降低，則於實施例1及實施例2中輸出未降低。於實施例3中於周圍溫度約為23℃之情形時輸出未降低，於約為85℃之情形時輸出有降低。於比較例1中輸出有降低。
對於以上之實驗，將經過約20小時後之輸出降低之有無示於表1中。
如表1所示，判明了於密封材料之單元上部分之面積電 阻率約為1.36×1014 Ω．cm2以上之情形時，可抑制太陽電池模組之輸出之降低。
<第2實施形態>
於第2實施形態之太陽電池模組101中，如圖5所示，密封材料104例如藉由乙烯乙酸乙烯酯樹脂等而形成。
透光性基板105中之位於太陽電池單元2之受光面上之單元上部分105b(由圖5之虛線包圍之部分)於常溫(約23℃)下具有約1.36×1014 Ω．cm2以上之面積電阻率。於透光性基板105之單元上部分105b具有與典型之太陽電池模組相同之約3.2 mm之厚度之情形時，透光性基板105較佳為於常溫(約23℃)下具有約4.25×1014 Ω．cm以上之體積電阻率。又，透光性基板105之單元上部分105b較佳為於85℃下具有約1.36×1014 Ω．cm2以上之面積電阻率，透光性基板105較佳為於85℃下具有約4.25×1014 Ω．cm以上之體積電阻率。
於透光性基板105中，例如藉由使用玻璃或聚碳酸酯樹脂等可於85℃下具有1.36×1014 Ω．cm2以上之面積電阻率。作為玻璃之一例，可使用HOYA股份有限公司製造之NA35等無鹼玻璃。又，作為聚碳酸酯樹脂之一例，可使用帝人化成股份有限公司製造之Panlite等。又，即便將透光性基板105製成複層構造，亦可提高面積電阻率。例如亦可於2片普通之玻璃板之間夾持PET等透光性之絕緣性構件。若為此種構造，則除可僅藉由經濟之材料提高透光性基板105之面積電阻率以外，亦可藉由製成夾層玻璃構造，於 玻璃板破碎之情形時，抑制玻璃之碎片飛散。
於本實施形態之太陽電池模組101中，透光性基板105具有約1.36×1014Ω．cm2以上之面積電阻率，因此，透光性基板105之單元上部分105b中之每單位面積之自由電子之密度變低。因此，如圖6所示，即便於隔著太陽電池單元2之受光面而施加較高之電位差之情形時，於透光性基板105中集中於鈍化膜22側(密封材料104側)之自由電子之密度變小。密封材料104與透光性基板105電性地串聯連接，因此於密封材料104中移動之電子之密度與於透光性基板105中移動之電子之密度變得相等。因此，藉由減小於透光性基板105中移動之電子之密度，與第1實施形態同樣，集中於鈍化膜22之受光面側(密封材料104側)之電子之密度變小，藉此，可抑制於矽基板21中產生之電洞向鈍化膜22側移動。藉此，可抑制太陽電池模組101之輸出降低(發電效率降低)。
第2實施形態之其他構造與上述第1實施形態相同。
本發明亦可包含上述之第1及第2實施形態而如以下般進行說明。即，單元上部分之面積電阻率與鈍化膜22之面積電阻率相比相當大，單元上部分之電阻幾乎吸收隔著太陽電池單元之受光面而自模組外部施加之電位差，藉此，施加於鈍化膜22上之電壓變小，於鈍化膜22與矽基板21之界面不產生反轉層。例如，於矽基板21與鈍化膜22之邊界為n型之情形時，若以矽基板21側成為高電壓之方式向鈍化膜22施加特定以上之電壓(反轉電壓)，則於矽基板21之表 面形成p型之反轉層。因此，由單元上部分之面積電阻率與鈍化膜22之面積電阻率對自模組外部施加之與矽基板21之電位差進行分壓，結果，使施加於鈍化膜22上之電壓較上述反轉電壓低即可。於上述之實施形態中，為於特定之單元或施加電壓條件下進行研究之結果，但即便於變更單元之鈍化膜22之構成而單元上部分之面積電阻率或反轉電壓變化之情形時，或外部施加電壓變化之情形時，若滿足上述之關係，則亦可抑制太陽電池模組1之輸出降低(發電效率降低)。
再者，應認為上述第1、第2實施形態及實施例於所有之方面係例示而並非制限者。本發明之範圍並非由上述之第1、第2實施形態及實施例之說明表示，而由申請專利範圍表示，進而包括與申請專利範圍均等之意思及範圍內之所有之變更。
例如，於上述第1及第2實施形態中，對使用n型之矽基板之例進行了表示，但本發明並不限於此，亦可使用p型之矽基板。
又，於上述第1及第2實施形態中，對太陽電池單元為背面電極型之情形進行了說明，但本發明並不限於此。即便於使用在受光面及背面分別設置有電極之太陽電池單元之情形時，亦存在太陽電池模組之輸出降低之情況，因此，將本發明應用於使用在受光面及背面分別設置有電極之太陽電池單元之太陽電池模組中，亦有效。
又，於上述第1及第2實施形態中，對藉由相同之樹脂而 形成密封材料中之配置於太陽電池單元及連接構件之上側之部分及配置於下側之部分之例進行了表示，但本發明並不限於此。例如，如圖7所示之本發明之變形例之太陽電池模組，亦可使用不同之樹脂而形成配置於太陽電池單元2及連接構件3之上側之密封材料4及配置於太陽電池單元2及連接構件3之下側之密封材料204。於此情形時，配置於太陽電池單元2及連接構件3之下側之密封材料204可相對於太陽光不透明，亦可不具有約1.36×1014 Ω．cm2以上之面積電阻率。此種構成於密封材料4為高價之情形時尤其有效。
又，於上述第1及第2實施形態中，對密封材料之單元上部分及除此以外之部分藉由相同樹脂而形成之例進行了表示，但本發明並不限於此，亦可藉由不同樹脂而形成密封材料之單元上部分及除此以外之部分。於此情形時，除密封材料之單元上部分以外之部分亦可不具有約1.36×1014 Ω．cm2以上之面積電阻率。
又，於配置於與模組外部之電位差較大之側之太陽電池單元之受光面周邊所產生之電場之強度，係與於配置於與模組外部之電位差較小之側之太陽電池單元之受光面周邊所產生之電場之強度相比變高。因此，於例如串聯連接有10個太陽電池單元之情形時，亦可僅將配置於與模組外部之電位差較大之側之例如密封5個太陽電池單元之密封材料以具有約1.36×1014 Ω．cm2以上之面積電阻率之方式形成。
又，於上述第1及第2實施形態中，對框構件(保持構件)具有導電性之例進行了表示，但保持構件例如亦可藉由絕緣性構件形成。若以此方式構成，則可抑制於太陽電池單元之受光面周邊產生之電場之強度變高，因此，可更加抑制太陽電池模組之輸出降低。又，保持構件亦可藉由導電性構件(金屬)及絕緣性構件而形成。
又，於上述第1及第2實施形態中，對密封材料將太陽電池單元及透光性基板予以接著之例進行了表示，但本發明並不限於此，密封材料亦可僅與太陽電池單元及透光性基板接觸。又，若密封材料配置於太陽電池單元與透光性基板之間，則亦可不與太陽電池單元及透光性基板接觸。
又，於上述第1及第2實施形態中，對於在鈍化膜上設置有抗反射膜之例進行了表示，但本發明並不限於此，亦可無抗反射膜。
<第3實施形態>
參照圖8~圖11，對本發明之第3實施形態之太陽電池模組301之構造進行說明。再者，為了簡化圖式，省略太陽電池單元之數量而進行描繪。
本發明之第3實施形態之太陽電池模組301如圖8所示，包括：複數個背面電極型太陽電池單元2(以下，僅稱為太陽電池單元2)，相互串聯地連接複數個太陽電池單元2之連接構件3，覆蓋太陽電池單元2之受光面側及背面側之密封材料4，於上下方向夾入太陽電池單元2及密封材料4之透光性基板5及背面保護片6，及保持該等(太陽電池面板 30)之框構件7(保持構件)。藉由複數個太陽電池單元2、連接構件3、密封材料4、透光性基板5及背面保護片6構成太陽電池面板30。再者，為了簡化圖式，於圖8中僅描繪有2個太陽電池單元2，但亦可設置3個以上太陽電池單元2。
太陽電池單元2如圖9所示，包括n型之矽基板21、形成於矽基板21之上表面(受光面)上之絕緣性之鈍化膜22、設置於矽基板21之背面之n電極24及p電極25。再者，於圖8中，省略n電極24及p電極25。再者，於本實施形態中，絕緣性之鈍化膜22直接形成於矽基板21之受光面側。即，鈍化膜22與矽基板21接觸。
於矽基板21之上表面形成有未圖示之紋理構造(凹凸構造)。又，亦可於矽基板21之背面設置鈍化膜(未圖示)。於此情形時，於背面上之鈍化膜設置用於導通n電極24及p電極25之開口部即可。
矽基板21包括：n型區域21a；n型集電層21b，其設置於矽基板21之背面側，具有較n型區域21a高濃度之n型之雜質；及p型集電層21c，其設置於矽基板21之背面側，具有p型之雜質。若對太陽電池單元2照射太陽光，則產生電子、電洞對，電子被吸引至n型集電層21b，電洞被吸引至p型集電層21c。
n型集電層21b及p型集電層21c分別與n電極24及p電極25進行歐姆接觸。而且，鄰接之太陽電池單元2之n電極24與p電極25藉由連接構件3(參照圖8)而電性地連接，藉此，複數個太陽電池單元2串聯地連接。連接構件3如圖8所示， 包括配置於一端(低電位側)之與太陽電池單元2之n電極24連接之輸出端3a、及配置於另一端(高電位側)之與太陽電池單元2之p電極25連接之輸出端3b。該輸出端3a及3b為了輸出太陽電池模組301(複數個太陽電池單元2)之發電電力而設置。
矽基板21藉由結晶矽而形成。因此，例如如日本專利特開2002-231324號公報之圖4所示，太陽電池單元2對於約400 nm以上約1100 nm以下之波長之光具有感光度，對於約400 nm以下之波長之光幾乎不具有感光度。
鈍化膜22具有透過密封材料4而到達鈍化膜22之光中所包含之光子能量以下之禁帶寬度。換言之，密封材料4以透過包含較鈍化膜22之禁帶寬度大之光子能量之光之方式形成。鈍化膜22之禁帶寬度例如較佳為約3.1 eV以上約3.5 eV以下。藉由使鈍化膜22之禁帶寬度例如約為3.5 eV以下，鈍化膜22可吸收透過密封材料4之約350 nm以上之波長之光。又，藉由使鈍化膜22之禁帶寬度例如約為3.1 eV以上，鈍化膜22可透過較約400 nm長之波長之光(到達矽基板21)。
作為此種鈍化膜22，可使用SiC膜(禁帶寬度約3.26 eV)或TiO2膜(禁帶寬度約3.5 eV)等。又，若為自先前以來所使用之氮化矽膜，則可使用藉由調整氮組成比等而將禁帶寬度控制為約3.1 eV以上約3.5 eV以下者。即，若為藉由光子而激發電子，且於矽基板21中電子可移動之所謂內部光電效應藉由約350 nm以上之波長之光而引起之絕緣體， 則可作為本發明之鈍化膜22使用。進而，更佳為不吸收較約400 nm長之波長之光之鈍化膜22。再者，所謂將SiC膜與禁帶寬度控制為約3.1 eV以上約3.5 eV以下之氮化矽膜，係本發明之「矽化合物膜」之一例。又，TiO2膜係本發明之「無機氧化膜」之一例。
密封材料4配置於太陽電池單元2與透光性基板5之間，將太陽電池單元2與透光性基板5予以接著。又，密封材料4配置於太陽電池單元2與背面保護片6之間，將太陽電池單元2與背面保護片6予以接著。密封材料4例如使用相對於太陽光透明之絕緣性樹脂等而形成。例如密封材料4可藉由乙烯乙酸乙烯酯樹脂或其他樹脂而形成。
一般而言，多數情況下於構成太陽電池模組之密封材料4之樹脂中，為了防止引起因紫外線之變質導致之黃變或分解等劣化，而添加紫外線吸收劑。因此，密封材料4具有遮蔽較約350 nm短之波長之光之特性。即，密封材料4具有不僅透過約400 nm以上約1100 nm以下之波長之光，亦透過本發明中之鈍化膜22可吸收之波長之光(例如約350 nm以上約400 nm以下之波長之近紫外線光)之特性。再者，密封材料4亦可於太陽電池單元2之受光面側與背面側藉由不同之樹脂而形成。於此情形時，配置於太陽電池單元2之背面側之密封材料4與配置於太陽電池單元2之受光面側之密封材料4為不同之分光透過特性亦可。
透光性基板5例如使用相對於太陽光透明之玻璃基板或PC(聚碳酸酯樹脂)等而形成。透光性基板5之材質並不受 特別限制，但透光性基板5與一般之透光性基板同樣地，不僅透過約400 nm以上約1100 nm以下之波長之光，亦透過本發明中之鈍化膜22可吸收之波長之光(例如約350 nm以上約400 nm以下之波長之近紫外線光)。
背面保護片6例如可使用自先前以來所使用之包含耐候性膜之片材等。作為包含耐候性膜之片材，例如可使用PET(聚乙烯對苯二甲酸酯)膜等絕緣性膜。再者，亦可代替背面保護片6而使用例如玻璃基板。
框構件7例如經由絕緣性之端面密封構件8而保持太陽電池面板30之邊緣部之全周。該端面密封構件8具有防水性及彈性，且配置於太陽電池面板30之端面(透光性基板5、密封材料4及背面保護片6之端面(外周面))與框構件7之間。
框構件7例如藉由鋁等金屬而形成，且具有導電性。若例如藉由鋁而形成框構件7，則可提昇耐久性，並且可輕量化。框構件7於平面觀察下構成為於中央部形成有窗部之矩形。又，框構件7如圖8所示，具有字狀之剖面。
框構件7包括：上表面保持部7a，其位於較成為太陽電池面板30之受光面之透光性基板5之上表面5a更靠上方而保持太陽電池面板30之上表面；背面保持部7b，其位於較背面保護片6之背面更靠下方而保持太陽電池面板30之下表面；及側壁部7c，其連接上表面保持部7a及背面保持部7b。
於具備上述太陽電池模組301之太陽能發電系統中，框 構件7為了確保對於帶電等之安全性，經由未圖示之配線等而接地。又，輸出端3a及輸出端3b之電位由所連接之負載之狀態而決定，但於本實施形態中假定輸出端3a及輸出端3b之電位較接地電位高之情形。
再者，太陽能發電系統亦可具備複數個太陽電池模組301。於此情形時，可於所有之太陽電池模組301中輸出端3a及輸出端3b之電位為接地電位以上，亦可於1個(至少1個)太陽電池模組301中輸出端3b之電位較接地電位高。
於本實施形態之太陽電池模組301中，藉由使鈍化膜22之禁帶寬度為例如約3.5 eV以下，鈍化膜22可吸收透過密封材料4之約350 nm以上之波長之光。藉此，如圖10所示，於鈍化膜22中，通常充滿於價電子帶而無法移動之電子越過禁帶而於傳導帶中被激發，並且於價電子帶中以與被激發之電子成對之方式產生電洞，該電子及電洞可沿電場移動。即，藉由鈍化膜22吸收光之內部光電效應，鈍化膜22進行導電性之行為。藉此，如圖11所示，於在太陽電池單元2之受光面周邊產生電場之情形時，密封材料4中之電子欲集中於與鈍化膜22之邊界部附近，但該電子實質上可進行通過鈍化膜22而到達矽基板21之行為。藉此，可抑制電子聚集於鈍化膜22與密封材料4之邊界部附近。若鈍化膜22與密封材料4之邊界部附近之電子之密度(電荷密度)減少，則施加於鈍化膜22與矽基板21之邊界部附近之電場變小，因此所產生之電洞朝向鈍化膜22之方向之力變小，所產生之電洞變得易於到達p型集電層21c，可抑制自太陽 電池單元2取出之輸出電流之降低。
再者，於先前之鈍化膜中，多數情況下使用氧化矽膜(禁帶寬度約為9 eV)或氮化矽膜(禁帶寬度約為5~6 eV)。禁帶寬度約為9 eV之氧化矽膜僅可吸收約140 nm以下之波長之光，禁帶寬度約5~6 eV之氮化矽膜僅可吸收約210 nm~約250 nm以下之波長之光。約250 nm以下之波長之光如上述般，由普通之密封材料(或大氣)遮蔽，因此，不會達到鈍化膜。因此，於先前之太陽電池模組中，無法激發鈍化膜之電子。
第3實施形態之其他構造與上述第1及第2實施形態相同。
於本實施形態中，如上述般，鈍化膜22之禁帶寬度為透過密封材料4而到達鈍化膜22之光中所包含之光子能量以下。藉此，鈍化膜22可吸收透過密封材料4之光中所包含之光子能量。所謂鈍化膜22可吸收光子能量，係指通常充滿於價電子帶而無法移動之電子藉由光而於傳導帶中被激發者。又，伴隨電子之激發於價電子帶中產生電洞。藉此，向傳導帶轉移之電子及於價電子帶中產生之電洞可作為載子而沿電場移動。即，即便鈍化膜22為絕緣體，藉由於鈍化膜22之中產生之載子，如導電體一樣電子可通過。因此，使自密封材料4中向鈍化膜22之受光面側集中之電子不聚集於與鈍化膜22之邊界部附近而通向矽基板21。藉此，施加於鈍化膜22之受光面側(密封材料4側)與矽基板21側之間之電位(電場)變小，結果，可抑制於矽基板21中產 生之電洞向鈍化膜22側移動，因此，可抑制太陽電池模組301之輸出降低(發電效率降低)。
又，亦可於鈍化膜22之受光面設置電極或導電層。於鈍化膜22之膜質或膜厚於單元面內不均勻之情形時，或於密封材料4之分光透過特性於面內不均勻之情形時，有時利用鈍化膜22之內部光電效應之導電性於太陽電池單元面內不一樣。藉由於鈍化膜22之受光面設置電極或導電層，鈍化膜22之受光面中之電子之移動亦提昇。因此，即便產生鈍化膜22之導電效果較小之區域，電子亦向鈍化膜22之導電效果更大之區域移動，藉此，可於整個太陽電池單元面內防止電子之聚集，且可更加抑制太陽電池模組301之輸出降低(發電效率降低)。作為上述之導電層，例如可使用於氮化矽膜中混合銀等金屬微粒子而成為導電性之膜等。於此情形時，藉由控制膜厚及膜質，亦可使其具有抗反射功能。如此於在太陽電池單元2之受光面側設置電極或導電層之情形時，入射至太陽電池單元2之矽基板21上之光多少損失之情況無法避免，但可確實地抑制整個太陽電池單元面內之電子之聚集，因此，可更確實地防止太陽電池單元2之輸出降低。
又，如上述般，鈍化膜22之禁帶寬度約為3.5 eV以下。藉此，鈍化膜22可吸收約350 nm以上之波長之光。於密封材料4中添加有紫外線吸收劑，密封材料4以遮蔽較約350 nm短之波長之光之方式構成。因此，如上述般，藉由使鈍化膜22之禁帶寬度為約3.5 eV以下，鈍化膜22可吸收作為 透過密封材料4之光之約350 nm以上之波長之光。
又，如上述般，鈍化膜22之禁帶寬度約為3.1 eV以上。藉此，鈍化膜22可透過較約400 nm長之波長之光。使用結晶矽之太陽電池單元2之相對分光感光度特性相對於400 nm以下之波長之光幾乎不具有感光度。因此，如上述般，使鈍化膜22之禁帶寬度約為3.1 eV以上，以透過較約400 nm長之波長之光之方式形成鈍化膜22，藉此，較約400 nm長之波長之光於鈍化膜22中未被吸收而到達矽基板21。藉此，可藉由鈍化膜22抑制太陽電池單元2之發電效率降低。
又，如上述般，若藉由禁帶寬度約為3.26 eV之例如SiC膜形成鈍化膜22，則可藉由鈍化膜22吸收透過密封材料4之光之中之約350 nm以上約380 nm以下之波長之光。又，藉由SiC膜等矽化合物形成鈍化膜22，藉此可藉由於矽基板21上摻雜添加物，而容易地形成包含矽化合物之鈍化膜22。又，矽化合物與矽基板21晶格常數接近，因此，可抑制於矽化合物(鈍化膜22)與矽基板21之界面中產生結晶缺陷，且可使作為鈍化膜之品質提昇。
又，如上述般，若藉由禁帶寬度約為3.5 eV之例如TiO2膜而形成鈍化膜22，則可藉由鈍化膜22吸收透過密封材料4之光之中之約350 nm以上約354 nm以下之波長之光。
又，如上述般，於太陽電池單元2之電位較周圍(框構件7或太陽電池模組301之外部)之電位高之情形時，若於背面電極型之太陽電池單元2中使用n型之矽基板21，則太陽 電池模組301之輸出之降低容易產生。因此，對於成為此種組合之太陽能發電系統尤其有效。同樣，於太陽電池單元2之電位較周圍(框構件7或太陽電池模組301之外部)之電位低，且於背面電極型之太陽電池單元2中使用p型之矽基板之情形時，太陽電池模組301之輸出之降低亦容易產生，因此，本發明變得有效。
於太陽能發電系統中多數情況下框構件7因安全上之理由等而接地，另一方面，多數情況下輸出太陽電池模組301之發電電力之輸出端3a及3b之電位由所連接之負載(功率調節器等)之規格或動作狀況等決定。因此，於太陽能發電系統中多數情況下難以任意地設定太陽電池單元2之電位與周圍(框構件7或太陽電池模組301之外部)之電位之關係。根據本實施形態，即便於成為如上述之太陽電池模組301之輸出之降低容易產生之電位關係之情形時，亦可抑制太陽電池模組301之輸出之降低。
此種情況，亦可指於太陽能發電系統具備複數個太陽電池模組301之情形時，於至少1個太陽電池模組301中輸出端3a及3b之電位為接地電位以上之情形。即便為此種構成，輸出端之電位為接地電位以上之太陽電池模組亦有輸出降低之虞，因此，至少於相應之太陽電池模組中應用本實施形態，藉此，可抑制該太陽電池模組之輸出之降低。
再者，應認為上述第3實施形態於所有之方面係例示而並非限制者。本發明之範圍並非藉由上述之第3實施形態之說明表示，而藉由申請專利範圍而表示，且進而包含與 申請專利範圍均等之意思及範圍內之所有之變更。
例如，於上述第3實施形態中，對使用n型之矽基板之例進行了表示，但本發明並不限於此，亦可使用p型之矽基板。於此情形時，於框構件7接地，且輸出太陽電池模組301之發電電力之輸出端3a及3b之電位為接地電位以下之情形時，太陽電池模組301之輸出之降低容易產生。因此，於太陽電池模組301之輸出端3a及3b之電位為接地電位以下之情形時尤其有效。
又，於上述第3實施形態中，對太陽電池單元為背面電極型之情形進行了說明，但本發明並不限於此。即便於使用在受光面及背面分別設置有電極之太陽電池單元之情形時，亦存在太陽電池模組之輸出降低之情況，因此即便於使用在受光面及背面分別設置有電極之太陽電池單元之太陽電池模組中應用本發明亦有效。
又，於上述第3實施形態中，對使鈍化膜之禁帶寬度為3.1 eV以上3.5 eV以下之例進行了說明，但本發明並不限於此。鈍化膜之禁帶寬度若為透過密封材料而到達鈍化膜之光中所包含之光子能量以下，則大於3.5 eV亦可。例如，於密封材料透過較約350 nm短之波長之光之情形時，鈍化膜之禁帶寬度可大於3.5 eV。又，於即便鈍化膜吸收較約400 nm長之波長之光之一部分，太陽電池模組之輸出亦幾乎不降低之情形時，鈍化膜之禁帶寬度可小於3.1 eV。
又，於上述第3實施形態中，對框構件(保持構件)具有 導電性之例進行了表示，但保持構件例如亦可藉由絕緣性構件而形成。若以此方式構成，則可抑制施加於太陽電池單元之受光面上之電場之強度變高，因此可更抑制太陽電池模組之輸出降低。又，保持構件亦可藉由導電性構件(金屬)及絕緣性構件而形成。
又，亦可於鈍化膜上設置抗反射膜。於此情形時，抗反射膜可形成為小於鈍化膜之厚度。又，抗反射膜可藉由氮化矽膜、氧化矽膜或氧化鈦膜等各種氧化膜而形成。又，抗反射膜亦可藉由與鈍化膜併用而具有抗反射效果之其他膜而形成。
又，亦可於鈍化膜中設置電極或導電層。若以此方式構成，則即便於鈍化膜之膜質或膜厚於單元面內不均勻之情形時，或於密封材料之分光透過特性於面內不均勻之情形時，亦可確實地抑制整個太陽電池單元面內之電子之聚集，因此可更確實地防止太陽電池單元之輸出降低。於此情形時，於在鈍化膜上設置有抗反射膜之情形時，亦可將抗反射膜作為導電層。
又，對於將上述之實施形態、實施例及變形例之構成適當組合而獲得之構成，亦包含於本發明之技術範圍內。
1、101、301‧‧‧太陽電池模組
2‧‧‧背面電極型太陽電池單元(太陽電池單元)
3‧‧‧連接構件
3a、3b‧‧‧輸出端
4、104‧‧‧密封材料
4a‧‧‧單元上部分
5、105‧‧‧透光性基板
5a‧‧‧透光性基板5之上表面
6‧‧‧背面保護片
7‧‧‧框構件(保持構件)
7a‧‧‧卡止部
7b‧‧‧背面卡止部
7c‧‧‧側壁部
8‧‧‧端面密封構件
21‧‧‧矽基板
21b‧‧‧n型集電層
21c‧‧‧p型集電層
22‧‧‧鈍化膜
24‧‧‧n電極
25‧‧‧p電極
30‧‧‧太陽電池面板
105b‧‧‧單元上部分
圖1係表示本發明之第1實施形態之太陽電池模組之構造之剖面圖。
圖2係表示圖1所示之本發明之第1實施形態之背面電極型太陽電池單元之構造之剖面圖。
圖3係用於說明於圖1所示之本發明之第1實施形態之太陽電池模組中產生之電場引起之電子、電洞之移動的剖面圖。
圖4係表示實施例1~實施例3及比較例1之發電時間與輸出之關係之圖。
圖5係表示本發明之第2實施形態之太陽電池模組之構造之剖面圖。
圖6係用於說明於圖5所示之本發明之第2實施形態之太陽電池模組中產生之電場引起之電子、電洞之移動的剖面圖。
圖7係表示本發明之變形例之太陽電池模組之構造之剖面圖。
圖8係表示本發明之第3實施形態之太陽電池模組之構造之剖面圖。
圖9係表示圖8所示之本發明之第3實施形態之背面電極型太陽電池單元之構造之剖面圖。
圖10係圖8所示之本發明之第3實施形態之鈍化膜之能帶圖。
圖11係用於說明於圖8所示之本發明之第3實施形態之太陽電池模組中產生之電場引起之電子、電洞之移動之剖面圖。
圖12係表示先前之一例之太陽電池模組之構造之剖面圖。
圖13係表示圖12所示之先前之一例之背面電極型太陽電 池單元之構造之剖面圖。
圖14係用於說明於圖12所示之先前之一例之太陽電池模組中產生之電場引起之電子、電洞之移動之剖面圖。
1‧‧‧太陽電池模組
2‧‧‧太陽電池單元
3‧‧‧連接構件
3a‧‧‧輸出端
3b‧‧‧輸出端
4‧‧‧密封材料
4a‧‧‧單元上部分
5‧‧‧透光性基板
5a‧‧‧透光性基板5之上表面
6‧‧‧背面保護片
7‧‧‧框構件
7a‧‧‧卡止部
7b‧‧‧背面卡止部
7c‧‧‧側壁部
8‧‧‧端面密封構件
21‧‧‧矽基板
21b‧‧‧n型集電層
21c‧‧‧p型集電層
22‧‧‧鈍化膜
30‧‧‧太陽電池面板

Claims (15)

  1. 一種太陽電池模組，其特徵在於：其係包含太陽電池面板者，該太陽電池面板包括：太陽電池單元，其於受光面具有絕緣性之鈍化膜；透光性基板，其配置於上述太陽電池單元之受光面側；及密封材料，其配置於上述太陽電池單元及上述透光性基板之間；且位於上述太陽電池單元之受光面上之單元上部分具有1.36×1014 Ω．cm2以上之面積電阻率。
  2. 如請求項1之太陽電池模組，其中上述單元上部分於85℃下具有1.36×1014 Ω．cm2以上之面積電阻率。
  3. 如請求項2之太陽電池模組，其中上述單元上部分於23℃下具有2.92×1015 Ω．cm2以上之面積電阻率。
  4. 如請求項1至3中任一項之太陽電池模組，其中上述單元上部分於23℃以上85℃以下之區域中，面積電阻率為1.36×1014 Ω．cm2以上、6×1015 Ω．cm2以下。
  5. 如請求項1至3中任一項之太陽電池模組，其中上述密封材料具有1.36×1014 Ω．cm2以上之面積電阻率。
  6. 如請求項5之太陽電池模組，其中進而包括配置於上述太陽電池單元之受光面側之相反側的背面密封材料，該背面密封材料係與上述密封材料為相同之材質。
  7. 如請求項5之太陽電池模組，其中進而包括配置於上述太陽電池單元之受光面側之相反側的背面密封材料，該 背面密封材料具有未達1.36×1014 Ω．cm2之面積電阻率。
  8. 如請求項1至3中任一項之太陽電池模組，其中上述透光性基板具有1.36×1014 Ω．cm2以上之面積電阻率。
  9. 如請求項1至3中任一項之太陽電池模組，其中上述太陽電池單元包括n型之矽基板、及設置於上述矽基板之背面之n電極及p電極。
  10. 如請求項1至3中任一項之太陽電池模組，其中進而包括保持上述太陽電池面板之邊緣部之導電性之保持構件。
  11. 如請求項1至3中任一項之太陽電池模組，其中上述鈍化膜之禁帶寬度為透過上述密封材料而到達上述鈍化膜之光中所包含的光子能量以下。
  12. 如請求項11之太陽電池模組，其中上述鈍化膜之禁帶寬度為3.5 eV以下。
  13. 一種太陽能發電系統，其特徵在於：包括如請求項1至12中任一項之太陽電池模組。
  14. 如請求項13之太陽能發電系統，其中包括保持上述太陽電池面板之邊緣部之導電性之保持構件；上述保持構件接地；輸出上述太陽電池模組之發電電力之輸出端之電位為接地電位以上。
  15. 如請求項13之太陽能發電系統，其中包括複數個上述太陽電池模組；所有之上述太陽電池模組之上述保持構件接地；於至少1個上述太陽電池模組中輸出上述太陽電池模組之發電電力之輸出端之電位為接地電位以上。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6520126B2 (ja) * 2015-01-08 2019-05-29 日立化成株式会社 太陽電池モジュール及びそれに用いられる太陽電池の封止樹脂
US10554072B1 (en) * 2015-02-26 2020-02-04 Amazon Technologies, Inc. Initiating commands for in-package device by light-energy
CN108630763B (zh) * 2018-06-12 2024-02-13 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种光电转换装置及其制备方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5741370A (en) * 1996-06-27 1998-04-21 Evergreen Solar, Inc. Solar cell modules with improved backskin and methods for forming same
JP4779074B2 (ja) * 2003-10-03 2011-09-21 三井・デュポンポリケミカル株式会社 太陽電池封止材用シート
JP2008527059A (ja) * 2004-12-30 2008-07-24 グレイス・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニー・コマンジツトゲゼルシヤフト 軟質吸着素地
DE102008037613A1 (de) * 2008-11-28 2010-06-02 Schott Solar Ag Verfahren zur Herstellung eines Metallkontakts
JP2010272658A (ja) * 2009-05-21 2010-12-02 Sekisui Chem Co Ltd 太陽電池用封止シート及びこれを用いた太陽電池モジュール
JP2011077160A (ja) * 2009-09-29 2011-04-14 Denki Kagaku Kogyo Kk 太陽電池モジュール
JP5215330B2 (ja) * 2010-02-01 2013-06-19 シャープ株式会社 裏面電極型太陽電池の製造方法、裏面電極型太陽電池および裏面電極型太陽電池モジュール
EP2532692A4 (en) * 2010-02-02 2013-11-13 Zeon Corp RESIN COMPOSITION FOR SEALING A SOLAR CELL ELEMENT, AND SOLAR CELL MODULE

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