TW201340354A - 太陽電池模組之製造方法、太陽電池之輸出測定方法及太陽電池之輸出測定夾具 - Google Patents

太陽電池模組之製造方法、太陽電池之輸出測定方法及太陽電池之輸出測定夾具 Download PDF

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Abstract

本發明係一種太陽電池模組之製造方法,其包含下列步驟:配置步驟,在太陽電池之電極上,經由接著劑配置標記線;測定步驟,連接該標記線及測定該太陽電池之電特性的測定器,進行該太陽電池電特性測定;判定步驟,根據該測定步驟之測定結果,判定該太陽電池等級;及模組化步驟,將相同等級之太陽電池予以模組化。

Description

太陽電池模組之製造方法、太陽電池之輸出測定方法及太陽電池之輸出測定夾具
本發明係關於太陽電池模組之製造方法,尤其是關於一種太陽電池模組之製造方法,其係在製造步驟中,判定太陽電池單元之等級,並因應等級而形成串。又,本發明係關於測定太陽電池之電特性的輸出測定夾具及測定方法,尤其是關於與太陽電池接觸之電極端子之改良。
習知,以進行太陽電池之電特性測定的測定夾具而言,一般係使用測定夾具,其具備複數支與太陽電池之匯流電極接觸的探測針(參照例如專利文獻1)。此種測定夾具,具有測定流經太陽電池之電流的電流測定用探測針,與測定產生於太陽電池之電壓的電壓測定用探測針。
太陽電池之電特性測定,例如第16圖及第17圖所示,係進行所謂四端子法,該方法將該等電流測定用探測針50及電壓測定用探測針51接觸於作為測定對象之太陽電池53之匯流電極54上,一邊將虛擬太陽光照射於太陽電池53之受光面,一邊測定流經太陽電池53之電流及在太陽電池53中產生之電壓。
在此,近年來在縮減太陽電池之製造工時,同時為了縮減 銀糊等電極材料之使用量,並謀求製造成本之低成本化,本案提出一種不設置匯流電極,經由導電性接著薄膜直接連接成為內部連接線之標記線,以與指狀電極交叉的施工法。即使在此種無匯流結構之太陽電池,集電效率也與形成匯流電極的太陽電池相同或更好。
在對此種無匯流結構之太陽電池55測定電特性之情形,有必要將探測針56直接與指狀電極57接觸。但是,如第18圖所示,探測針56之直立設置間隔與指狀電極57所形成之間隔多為不一致,在此情形,並無法針對全部指狀電極57採取導通,發生自計測對象除外的指狀電極57,且不再能測定正確的電特性。
為了解決此種問題,亦有提出一種不使用探測針,而使用矩形板狀之條電極於測定端子,配置於太陽電池之受光面,以與全指狀電極交叉之測定方法(參照例如專利文獻2)。
但是,藉由條電極的測定方法中,雖有必要將條電極之抵接面均勻地抵接於各指狀電極,不過難以高精度形成條電極之抵接面之平面度,或調整對條電極之太陽電池之水平度。再者,指狀電極之高度,在太陽電池之面內為不均勻之情形,欲以充分的壓力抵接條電極於全部之指狀電極則有困難。
又,在太陽電池之輸出測定時,照射虛擬太陽光時,使得測定夾具所致陰影落下至受光面上,因產生遮光損失而難以進行正確的輸出測定;又計算測定夾具所致之遮光損失部分,並修正測定值則極為繁雜。再者,相對於無匯流結構之太陽電池,可測定的夾具亦為高成本,又探測針與指狀電極之中線校正或接觸壓之調整等測定步驟亦為繁雜,故在太陽 電池模組之製造步驟中,理想是建構一種太陽電池的輸出測定方法,其可進行簡便地太陽電池之輸出測定。
又,進行輸出特性之測定的太陽電池,因應輸出特性,進行等級分類。例如在輸出特性良好的高品質之太陽電池模組用之太陽電池;或輸出特性雖滿足預定之規格,但還不到良好程度之普通太陽電池模組用之太陽電池進行等級分類。
其後,太陽電池係以每一等級排列,藉由互相以標記線連接,而形成串。在此,太陽電池之輸出特性之測定與太陽電池串之形成若可圓滑地連動,則期望太陽電池模組之製造步驟可更效率化。
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2006-118983號公報
[專利文獻2]日本特開2010-177379號公報
本發明之課題係解決習知之許多問題,而達成以下之目的。亦即,本發明之目的係提供一種太陽電池模組之製造方法,其可使太陽電池輸出特性之測定與太陽電池之模組化之各步驟予以連動,可有效率的製造太陽電池模組;以及提供一種太陽電池之輸出測定方法及太陽電池之輸出測定夾具,該方法不僅具備匯流電極之太陽電池,而且對無匯流結構之太陽電池、其他所有太陽電池,也可簡易地且正確地進行電特性之測定。
以解決該課題之方法而言,係如下述。亦即,
<1>一種太陽電池模組之製造方法,其包含下列步驟: 配置步驟,在太陽電池之電極上,經由接著劑,配置標記線;測定步驟,連接該標記線及測定該太陽電池之電特性之測定器,進行該太陽電池之電特性測定;判定步驟,根據該測定步驟之測定結果,判定該太陽電池等級;及模組化步驟,將相同等級之太陽電池予以模組化。
<2>如<1>記載之太陽電池模組之製造方法,其中模組化步驟包含以封閉材料及保護材料封閉太陽電池,同時將插入該封閉材料及該保護材料的標記線連接於端子盒之處理。
<3>如<1>記載之太陽電池模組之製造方法,其中模組化步驟包含排列相同等級之太陽電池,並經由標記線形成串之處理。
<4>如<1>至<3>中任一項之太陽電池模組之製造方法,其中配置步驟包含使接著劑成型成為薄膜狀,並將該接著劑積層於標記線對太陽電池之連接面之處理。
<5>一種如<1>、<2>至<4>中任一項之太陽電池模組之製造方法,其中太陽電池係薄膜類之太陽電池。
<6>如<1>、<3>至<4>項中任一項之太陽電池模組之製造方法,其中太陽電池為結晶矽類之太陽電池,且為無匯流結構。
<7>一種太陽電池之輸出測定方法,其包含:配置步驟,將以絲帶狀之金屬箔所形成之測定端子片,經由接著劑配置於太陽電池之電極上;及測定步驟,連接電流計及電壓計之至少任一個於該測定端子片, 再測定該太陽電池之電特性。
<8>如<7>記載之太陽電池之輸出測定方法,其中測定端子片具有之長度係遍及太陽電池之相對向之二側緣間所形成之電極長度以上。
<9>如<7>或<8>項之太陽電池之輸出測定方法,其中配置步驟包含使接著劑成型為薄膜狀,並將該接著劑積層於測定端子片對太陽電池之連接面之處理。
<10>如<7>至<9>項中任一項之太陽電池之輸出測定方法,其中在測定步驟之後,接著劑可自太陽電池剝離。
<11>如<7>至<10>項中任一項之太陽電池之輸出測定方法,其中接著劑之黏性為大於0.1N且小於5N。
<12>如<7>至<11>項中任一項之太陽電池之輸出測定方法,其中接著劑係使導電性充填劑分散於黏著劑樹脂之導電性接著劑。
<13>如<12>記載之太陽電池之輸出測定方法,其中相對於80質量份黏著劑樹脂,接著劑中導電性充填劑之含量為5質量份至60質量份。
<14>如<12>記載之太陽電池之輸出測定方法,其中相對於80質量份黏著劑樹脂,接著劑中導電性充填劑之含量為20質量份至40質量份。
<15>如<7>至<14>項中任一項之太陽電池之輸出測定方法,其中金屬箔之表面粗度(Rz)為5μm至20μm。
<16>如<7>至<15>項中任一項之太陽電池之輸出測定方法,其中太陽電池為結晶類之太陽電池,並為無匯流結構。
<17>如<7>至<15>項中任一項之太陽電池之輸出測定方法,其中太陽電池為薄膜類之太陽電池。
<18>一種太陽電池之輸出測定夾具,其係測定太陽電池之電特性,其具有測定端子片,其連接於電流計及電壓計之至少一個,且經由接著劑配置於該太陽電池之電極上,並以絲帶狀之金屬箔所形成者。
<19>如<18>項記載之太陽電池之輸出測定夾具,其中測定端子片具有之長度為遍及太陽電池之相對向之二側緣間所形成之電極長度以上。
根據本發明,係提供一種太陽電池模組之製造方法,其可解決習知許多問題,並可使太陽電池輸出特性之測定與太陽電池之模組化各步驟連動,可有效率的製造太陽電池模組;以及提供一種太陽電池之輸出測定方法及太陽電池之輸出測定夾具,該方法不僅具備匯流電極之太陽電池,即使對無匯流結構之太陽電池、其他所有太陽電池,也可簡易且正確地進行電特性之測定。
1‧‧‧薄膜太陽電池
2‧‧‧太陽電池單元
3‧‧‧薄片
4‧‧‧背板
5‧‧‧表面蓋板
6‧‧‧薄膜太陽電池模組
7‧‧‧金屬框架
8‧‧‧透光性絕緣基板
9‧‧‧P型電極端子部
10‧‧‧N型電極端子部
11‧‧‧正極用標記線
12‧‧‧正極集電標記部
13‧‧‧正極連接標記部
14‧‧‧翻摺部
15‧‧‧負極用標記線
16‧‧‧負極集電標記部
17‧‧‧負極連接標記部
18‧‧‧翻摺部
19‧‧‧端子盒
20‧‧‧標記線
20a‧‧‧面
21‧‧‧接著劑層
22‧‧‧積層物
23‧‧‧導電性接著薄膜
24‧‧‧黏著劑樹脂層
25‧‧‧導電性微粒
26‧‧‧捲筒
27‧‧‧剝離基材
29‧‧‧纜線
30‧‧‧矽類太陽電池單元
31‧‧‧指狀電極
32‧‧‧標記線
33‧‧‧接著劑層
34‧‧‧串
35‧‧‧集電標記部
36‧‧‧連接標記部
37‧‧‧背面電極
38‧‧‧矽類太陽電池模組
50‧‧‧電流測定用探測針
51‧‧‧電壓測定用探測針
53‧‧‧太陽電池
54‧‧‧匯流電極
55‧‧‧太陽電池
56‧‧‧探測針
57‧‧‧指狀電極
101‧‧‧太陽電池
102‧‧‧測定端子片
103‧‧‧接著劑
103a‧‧‧導電性接著薄膜
104‧‧‧電極
104a‧‧‧P型電極
104b‧‧‧N型電極
104c‧‧‧指狀電極
104d‧‧‧背面電極
105‧‧‧電流計
106‧‧‧電壓計
107‧‧‧黏著劑樹脂
108‧‧‧導電性充填劑
109‧‧‧剝離片
110‧‧‧捲筒
111‧‧‧積層物
112‧‧‧透光性絕緣基板
113‧‧‧太陽電池單元
117‧‧‧正極用標記線
118‧‧‧負極用標記線
119‧‧‧端子盒
121‧‧‧薄片
123‧‧‧背板
124‧‧‧太陽電池模組
125‧‧‧金屬框架
130‧‧‧指狀電極
131‧‧‧標記線
132‧‧‧背面電極
133‧‧‧串
A‧‧‧電流計
V‧‧‧電壓計
第1A圖表示適用本發明的薄膜太陽電池模組之製造步驟,黏貼積層物之斜視圖。
第1B圖表示適用本發明之薄膜太陽電池模組之製造步驟之平面圖。
第2圖係適用本發明之薄膜太陽電池模組之斜視圖。
第3圖表示標記線及接著劑層之積層物之剖面圖。
第4圖係薄膜太陽電池模組之平面圖。
第5圖係表示適用本發明之薄膜太陽電池模組之製造步驟之步驟圖。
第6圖係表示適用本發明之矽類太陽電池模組之斜視圖。
第7A圖係表示矽類太陽電池單元之輸出特性之測定步驟之斜視圖。
第7B圖係表示矽類太陽電池單元之輸出特性之測定步驟之剖面圖。
第8圖係表示矽類太陽電池單元之串之剖面圖。
第9A圖係表示測定相對於薄膜類之太陽電池之輸出特性的步驟之斜視圖。
第9B圖係表示測定相對於薄膜類之太陽電池之輸出特性的步驟之平面圖。
第10A圖係表示測定相對於結晶矽類之太陽電池之輸出特性之步驟的斜視圖。
第10B圖係表示測定相對於結晶矽類之太陽電池之輸出特性之步驟之平面圖。
第11圖表示導電性接著薄膜之剖面圖。
第12圖表示測定端子片與導電性接著薄膜之積層物之剖面圖。
第13A圖表示薄膜類太陽電池之模組化步驟圖,表示標記線之連接步驟之斜視圖。
第13B圖表示薄膜類太陽電池之模組化步驟圖,表示連接標記線之太陽電池平面圖。
第14圖表示薄膜太陽電池模組之斜視圖。
第15圖表示結晶矽類之太陽電池串之剖面圖。
第16圖表示使用用了習知探測針的測定裝置,進行太陽電池之電特性測定之狀態之斜視圖。
第17圖表示用以說明使用習知探測針的測定裝置所致測定之圖。
第18圖係用以說明藉由使用習知探測針之測定裝置,而測定無匯流結 構之太陽電池電特性之圖。
茲就本發明所適用的太陽電池模組之製造方法、太陽電池之輸出測定方法及其輸出測定夾具,一面參照圖示,一面詳細說明如下。此外,圖面係示意圖,各尺寸之比率等與現實之物有所不同之處。具體的尺寸等應參酌以下說明加以判斷。又,即使在圖示相互間,當然也包含互相之尺寸關係或比率不同之部分。
(太陽電池模組之製造方法)
本發明之太陽電池模組之製造方法至少包含配置步驟、測定步驟、判定步驟、模組化步驟,進一步可依照需要包含其他步驟。
以該配置步驟而言,只要是在太陽電池之電極上,經由接著劑配置標記線之步驟,並無特別限制,可依目的適宜選擇。
以該測定步驟而言,只要是連接該標記線與測定該太陽電池之電特性之測定器,並進行該太陽電池之電特性的測定之步驟,則並無特別限制,可依目的適宜選擇。
以該判定步驟而言,只要是根據該測定步驟之測定結果,判定該太陽電池之等級之步驟,則並無特別限制,可依目的適宜選擇。
以該模組化步驟而言,只要是將相同等級之太陽電池予以模組化之步驟,則並無特別限制,可依目的適宜選擇。
該模組化步驟較佳為包含以封閉材料及保護材料封閉該太陽電池,同時將插入該封閉材料及該保護材料的標記線連接於端子盒之處理。
該模組化步驟較佳為包含排列相同等級之太陽電池,經由該標記線,形成串之處理。
該配置步驟較佳為包含使該接著劑成型為薄膜狀,並將該接著劑積層於該標記線對該太陽電池之連接面之處理。
該太陽電池較佳為薄膜類之太陽電池。
該太陽電池較佳為結晶矽類之太陽電池,並為無匯流結構。
[薄膜太陽電池模組]
以構成太陽電池模組之太陽電池而言,例如可使用所謂薄膜太陽電池1,其係在玻璃、不銹鋼等基板上,形成為光電變換層之半導體層。薄膜太陽電池1係如第1A圖及第1B圖所示,構成太陽電池串,其係複數個太陽電池單元2以接觸線所連接。如第2圖所示,具有該串結構之薄膜太陽電池1以單體或構成複數片連接的基質在背面側設置封閉接著劑之薄片3及背板4,並藉由總括而層合,來形成薄膜太陽電池模組6。此外,薄膜太陽電池模組6較佳係在周圍安裝鋁等金屬框架7。
以該封閉接著劑而言,例如可使用乙烯乙酸乙烯酯樹脂(EVA)等透光性封閉材料。又,以背板4而言,可使用耐氣候性、抗熱性、耐水性、耐光性等諸項特性優異的塑膠之薄膜或薄片。以背板4而言,可使用例如活用氟類樹脂之高耐性特徵的聚氟化乙烯(PVF)/聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)/聚氟化乙烯(PVF)所構成的積層片。
[太陽電池單元]
本發明所適用的薄膜太陽電池1係在透光性絕緣基板8上,雖圖示省略,不過係使由透明導電膜所形成之透明電極膜、光電變換層、及背面電 極膜以此順序積層而形成,而為自透光性絕緣基板8側使光入射之覆板型(superstrate)之太陽電池。此外,在薄膜太陽電池,亦有依照基板、背面電極、光電變換層、及透明電極之順序所形成的基板型(substrate)太陽電池。茲舉例說明覆板型之薄膜太陽電池1,不過本技術亦可使用於基板型之薄膜太陽電池。
又,本發明所適用之太陽電池可使用薄膜類太陽電池全部,例如非晶形矽、微結晶串列、碲化鎘(CdTe)、銅銦硒(CIS)、可撓性等各種薄膜類太陽電池,或所謂單結晶矽太陽電池、多結晶矽太陽電池、異質接面薄膜(HIT,Heterojunction with Intrinsic Thin layer)太陽電池等的所謂矽類太陽電池。
以透光性絕緣基板8而言,可使用玻璃、聚醯亞胺(polyimide)等抗熱性樹脂。
以該透明電極膜而言,可使用例如二氧化錫(SnO2)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦鍚(ITO)、銦錫氧化物(IZO)、鋁氧化鋅(AZO)(將鋁摻雜於氧化鋅之透明電極體)等。
以該光電變換層而言,可使用例如非晶形矽、微結晶矽、多結晶矽等矽類光電變換膜,或CdTe,二硒銦銅(CuInSe2)、二硒(鎵、銦)銅(Cu(In,Ga)Se2)等化合物類光電變換膜。
該背面電極膜例如具有透明導電膜與金屬膜之積層結構。以該透明電極膜而言,可使用例如SnO2、ZnO、ITO、IZO、AZO等。以該金屬膜而言,可使用例如銀、鋁等。
如此所構成之薄膜太陽電池1係如第1A圖所示,形成複數 個矩形狀之太陽電池單元2,其具有遍及透光性絕緣基板8之大致全寬的長度。各太陽電池單元2係被電極分割線所分離,同時,在以接觸線鄰接之太陽電池單元2,2彼此間,藉由其一端之透明電極膜與另一端之背面電極膜互為連接,而構成為使複數個太陽電池單元2經串聯連接的太陽電池串。
接著,薄膜太陽電池1在太陽電池串中之一端部之太陽電池單元2的透明電極膜之端部上,形成有與太陽電池單元2大致相同長度之線狀P型電極端子部9,在另一端部之太陽電池單元2的背面電極膜之端部上,形成有與太陽電池單元2大致相同長度之線狀之N型電極端子部10。薄膜太陽電池1,係使該等P型電極端子部9及N型電極端子部10成為電極取出部,經由正極用標記線11及負極用標記線15,供給電力於端子盒19。
正極用標記線11及負極用標記線15藉由導通連接於薄膜太陽電池1之P型電極端子部9及N型電極端子部10,而取出電力,同時在電力特性之測定時,成為與電流計A及電壓計V之至少一個連接的測定端子。正極用標記線11及負極用標記線15係如第3圖所示,例如,藉由在標記線20之一面使接著劑層21積層一體化而構成。
如第4圖所示,正極用標記線11具有正極集電標記部12與正極連接標記部13。正極集電標記部12經由接著劑層21而連接於薄膜太陽電池1之P型電極端子部9上。正極連接標記部13在與電流計A及電壓計V之至少一個連接之同時,也與端子盒19連接。正極集電標記部12及正極連接標記部13係經由翻摺部14而呈連續。此外,在第4圖,為了方便起見,圖示省略封閉接著材料之薄片3及背板4。
正極連接標記部13在薄膜太陽電池1之電力特性之測定時,係與電流計A及電壓計V之至少一個連接,在薄膜太陽電池1之模組化時,係插入封閉接著材料之薄片3及背板4,並與設置於背板4上的端子盒19連接。
負極用標記線15具有負極集電標記部16與負極連接標記部17。負極集電標記部16經由接著劑層21而連接於薄膜太陽電池1之N型電極端子部10上。負極連接標記部17在與電流計A及電壓計V之至少一個連接,同時與端子盒19連接。負極集電標記部16與負極連接標記部17經由翻摺部18而連續。
負極連接標記部17在薄膜太陽電池1之電力特性之測定時,與電流計A及電壓計V之至少一個連接,在薄膜太陽電池1之模組化時,插入封閉接著材料之薄片3及背板4,並與設置於背板4上之端子盒19連接。
以下係就正極用標記線11詳細說明,而負極用標記線15亦與正極用標記線11具有同樣之構成。
舉例來說,標記線20係為與P型電極端子部9大致相同寬度之1mm至3mm寬之矩形線。舉例來說,標記線20係被軋延成平均厚度為9μm至300μm之銅箔、鋁箔等而被切開,或藉由將銅、鋁等細金屬線軋延成為平板狀而形成。
正極集電標記部12具有與P型電極端子部9略相同長度,並經由積層於標記線20一面的接著劑層21,與相對於P型電極端子部9之全面進行電氣式且機械式接合。又,正極連接標記部13係為使正極用標 記線11一部分以翻摺部14翻折的前端之部分,在薄膜太陽電池1之電力特性測定時,成為與電流計A及電壓計V之至少一種連接之測定端子,在其後之模組化時,插入設置於封閉接著材料之薄片3及背板4的挿通孔,並在背板4上翻折,使前端連接於設置在背板4上的端子盒19之端子臺。
翻摺部14係設置於正極用標記線11之一部分,例如設置於正極集電標記部12之端部。於正極用標記線11上,較翻摺部14更前端成為正極連接標記部13。因此,於正極用標記線11上,正極集電標記部12與正極連接標記部13經由翻摺部14而呈連續,因不具有接合部分,故可防止因電荷集中於接合處所致電阻值之增大;接合部分之連接可靠度之降低;熱或應力集中於接合部分所致透光性絕緣基板8之損傷等。
正極用標記線11較佳為具有P型電極端子部9之長度之約二倍左右之長度,並以全長約50%之位置翻折。藉此,正極用標記線11,無論是薄膜太陽電池1之背板4上之端子盒19位置,都可確實地將正極連接標記部13連接於端子盒19。負極用標記線15亦為相同。
如第3圖所示,正極用標記線11及負極用標記線15在標記線20之一面20a,設置有連接於P型電極端子部9或N型電極端子部10的接著劑層21。接著劑層21被設置於標記線20一面20a之全面,例如係以塗佈銲錫、導電性接著薄膜23等所構成。
導電性接著薄膜23,係如第3圖所示,在熱硬化性之黏著劑樹脂層24中高密度含有導電性微粒25。又,導電性接著薄膜23,由壓入性之觀點觀之,黏著劑樹脂之最低熔融黏度較佳為100Pa.s至100,000Pa.s若導電性接著薄膜23最低熔融黏度過低時,在自低壓著至 初步硬化之過程造成樹脂流動,易於產生連接不良或外露於單元表面。又,即使最低熔融黏度過高,在薄膜黏貼時易於發生不良,亦有對連接可靠度產生不良影響之情形。此外,就最低熔融黏度,可將樣品裝填於預定量旋轉式黏度計,以預定之升溫速度,一面上升一面測定。
以使用於導電性接著薄膜23之導電性微粒25而言,並無特別限定,可列舉例如:鎳、金、銀、銅等金屬微粒;實施鍍金於樹脂微粒之物;在實施鍍金於樹脂微粒的微粒之最外層實施絕緣被覆之物等。
導電性微粒可為一個、一個為個別地存在的粉體,而較佳為使初級微粒成一連串鏈狀之物。以前者之例而言,則有具有防滑釘狀突起的球狀之鎳粉末,以可較佳使用的後者之例而言,則有單絲狀鎳粉末。藉由使用後者,而使導電性微粒25具備彈性,可各自提高相互地物性不同之正極用標記線11與P型電極端子部9之連接可靠度、及負極用標記線15與N型電極端子部10之連接可靠度。
此外,導電性接著薄膜23較佳為在常溫附近之黏度為10kPa.s至10,000kPa.s進一步較佳為10kPa.s至5,000kPa.s。藉由使導電性接著薄膜23之黏度為10kPa.s至10,000kPa.s之範圍,而將導電性接著薄膜23設置於標記線20之一面20a,在捲裝於捲筒26之情形,可防止所謂外露所致結塊,又,可維持預定之黏性。
導電性接著薄膜23之黏著劑樹脂層24之組成,只要不阻礙上述之特徵,則並無特別限定,不過更佳為含有膜形成樹脂、液狀環氧樹脂、潛在性硬化劑及矽烷耦合劑。
該膜形成樹脂相當於數量平均分子量10,000以上之高分子 量樹脂,由薄膜形成性之觀點觀之,較佳為10,000至80,000左右之數量平均分子量。以該膜形成樹脂而言,可使用例如環氧樹脂、變性環氧樹脂、氨基甲酸酯樹脂、苯氧基樹脂等各種樹脂。其中,由膜形成狀態、連接可靠度等觀點觀之,可較佳使用苯氧基樹脂。
以該液狀環氧樹脂而言,若在常溫具有流動性,則並無特別限制,市售之環氧樹脂全部可使用。以此種環氧樹脂而言,具體言之,可使用例如萘型(naphthalene)環氧樹脂、聯苯型(biphenyl)環氧樹脂、酚醛清漆型(phenol novolak)環氧樹脂、雙酚型(bisphenol)環氧樹脂、二苯乙烯(stilbene)型環氧樹脂、三酚甲烷型(triphenol methane)環氧樹脂、酚芳烷型(phenolic aralkyl)環氧樹脂、萘酚型(naphthol)環氧樹脂、二環戊二烯型(dicyclopentadiene)環氧樹脂、三苯基甲烷型(triphenylmethane)環氧樹脂等。上述該等可單獨,亦可組合二種以上使用。又,亦可與丙烯酸樹脂等其他之有機樹脂適宜組合使用。
以該潛在性硬化劑而言,可使用加熱硬化型、UV硬化型等各種硬化劑。該潛在性硬化劑在平常並不反應,而以某種觸發來予以活性化,並開始反應。
在該觸發,有熱、光、加壓等,可依用途選擇使用。該等中,在本實施之形態,可較佳使用加熱硬化型之潛在性硬化劑,藉由在P型電極端子部9、N型電極端子部10中加熱壓入,而進行初步硬化。在使用該液狀環氧樹脂之情形,可使用由咪唑類、胺類、鋶鹽、鎓鹽等所構成之潛在性硬化劑。
以該矽烷耦合劑而言,可使用例如環氧類、胺基類、氫硫- 硫化物類(mercapto-sulfide)、脲基類(ureido)等。該等中,在本實施之形態,較佳可使用環氧類矽烷耦合劑。藉此,可在有機材料與無機材料之界面中提高接著性。
又,作為其他添加組成物,較佳為含有無機充填劑。藉由使導電性接著薄膜23含有該無機充填劑,而在壓著時,可調整樹脂層之流動性,並提高微粒捕捉率。以該無機充填劑而言,可使用例如二氧化矽、滑石、氧化鈦、碳酸鈣、氧化鎂等,該無機充填劑之種類並無特別限定。
第3圖係表示積層有標記線20及導電性接著薄膜23之積層物22的示意圖。該導電性接著薄膜23係在剝離基材27上積層黏著劑樹脂層24,以成型成為帶狀。該帶狀導電性接著薄膜23被回捲積層於捲筒26,以使剝離基材27成為外周側。以剝離基材27而言,並無特別限制,可使用例如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET,polyethylene terephthalate)、定向聚丙烯(OPP,oriented polypropylene)、聚4-甲基戊烯-1(PMP,poly-4-methylpentene-1)、聚四氟乙烯(PTFE,polytetrafluoroethylene)等。
導電性接著薄膜23係積層於正極用標記線11及負極用標記線15之標記線20之一面20a。如此,藉由預先將標記線20與導電性接著薄膜23積層一體化,而在實際使用時,藉由剝離剝離基材27,並將導電性接著薄膜23之黏著劑樹脂層24黏貼於P型電極端子部9或N型電極端子部10上,而可暫時黏貼正極用標記線11或負極用標記線15與各電極端子部(P型電極端子部9與N型電極端子部10)。
要獲得上述導電性接著薄膜23,則首先,將導電性微粒25、該膜形成樹脂、該液狀環氧樹脂、該潛在性硬化劑及該矽烷耦合劑溶解於 溶劑,獲得用於產生樹脂的溶液。以該溶劑而言,可使用例如甲苯、乙酸乙酯等,或該等混合溶劑。藉由將溶解所得之用於產生樹脂的溶液塗佈於剝離基材27上,使溶劑揮發,而獲得導電性接著薄膜23。其後,導電性接著薄膜23,被黏貼於標記線20之一面20a。藉此,使導電性接著薄膜23形成積層物22,其遍及標記線20一面20a之全面被設置。
形成有此種導電性接著薄膜23之正極用標記線11或負極用標記線15,在暫時黏貼於P型電極端子部9上或N電極端子部10上後,藉由加熱按壓頭或真空貼合機而以預定溫度、壓力進行熱加壓。藉此,導電性接著薄膜23係使黏著劑樹脂自P型電極端子部9及正極集電標記部12之間、N型電極端子部10及負極集電標記部16之間流出,同時使導電性微粒25在各集電標記部(正極集電標記部12與負極集電標記部16)及各電極端子部(P型電極端子部9與N型電極端子部10)之間被夾持,在此狀態下使黏著劑樹脂硬化。藉此,導電性接著薄膜23,將各集電標記部(正極集電標記部12與負極集電標記部16)接著於各電極端子部(P型電極端子部9與N型電極端子部10)上,同時,可將各集電標記部(正極集電標記部12與負極集電標記部16)與各電極端子部(P型電極端子部9與N型電極端子部10)導通連接。
此外,以謀求P型電極端子部9與正極用標記線11之連接、及N型電極端子部10與負極用標記線15之連接的接著劑層21而言,除了上述導電性接著薄膜23之外,可使用絕緣性接著薄膜。
該絕緣性接著薄膜,除了在黏著劑樹脂層中不含有導電性微粒之外,則與導電性接著薄膜具有相同之構成。
(太陽電池之輸出測定方法)
本發明之太陽電池之輸出測定方法至少包含配置步驟與測定步驟,進一步可依照需要包含其他步驟。
以該配置步驟而言,只要是將以絲帶狀之金屬箔所形成之測定端子片,經由接著劑而配置於太陽電池之電極上之步驟,則並無特別限制、可依目的適宜選擇。
以該測定步驟而言,只要是連接電流計及電壓計之至少任一個於該測定端子片,再測定該太陽電池之電特性之步驟,則並無特別限制,可依目的適宜選擇。
該測定端子片具有之長度較佳為遍及該太陽電池之相對向之二側緣間所形成之電極長度以上。
該配置步驟較佳為包含使該接著劑成型為薄膜狀,並將該接著劑積層於該測定端子片對該太陽電池之連接面之處理。
該接著劑在該測定步驟之後,較佳為可自該太陽電池剝離。
該接著劑之黏性較佳為大於0.1N且小於5N。
該接著劑較佳為使導電性充填劑分散於黏著劑樹脂之導電性接著劑。
以該接著劑中的導電性充填劑之含量而言,並無特別限制,可依目的適宜選擇,而相對於80質量份黏著劑樹脂而言,較佳為5質量份至60質量份,更佳為20質量份至40質量份。
該金屬箔之表面粗度(Rz)較佳為5μm至20μm。
該太陽電池較佳為結晶類之太陽電池,且為無匯流結構。
該太陽電池較佳為薄膜類之太陽電池。
(太陽電池之輸出測定夾具)
本發明之太陽電池之輸出測定夾具至少具有測定端子片,進一步可依照需要,具有其他構件。
該太陽電池之輸出測定夾具係測定太陽電池之電特性之夾具。
該測定端子片係連接於電流計及電壓計之至少任一個,且經由接著劑而配置於該太陽電池之電極上。
該測定端子片係以絲帶狀之金屬箔所形成。
該測定端子片具有之長度較佳為遍及該太陽電池之相對向之二側緣間所形成之電極長度以上。
[薄膜太陽電池模組之製造步驟]
接著,就上述薄膜太陽電池模組6之製造步驟加以說明。薄膜太陽電池模組6之製造步驟,係如第5圖所示,包含:薄膜太陽電池1之製造步驟(步驟1);在薄膜太陽電池1之P型電極端子部9及N型電極端子部10上配置積層物22之步驟(步驟2);在積層物22之標記線20中連接電流計A及電壓計V之至少任一個,再測定薄膜太陽電池1之電特性(輸出特性)之步驟(步驟3);根據測定結果(輸出結果),判定薄膜太陽電池1之等級之步驟(步驟4);及因應等級,將薄膜太陽電池1模組化之步驟(步驟5)。
薄膜太陽電池1係以普通之方法製造。在薄膜太陽電池1之P型電極端子部9及N型電極端子部10上配置積層物22(第1A圖及第1B圖)。積層物22係以捲筒26僅拉出預定之長度,經切割後,使剝離基材27剝離,使外露的導電性接著薄膜23配置於P型電極端子部9及N型電 極端子部10上,藉由接合器等而以預定時間自標記線之上加壓。藉此,經由導電性接著薄膜23,在P型電極端子部9及N型電極端子部10上各自設置正極用標記線11及負極用標記線15(標記線20)。
連接有正極用標記線11及負極用標記線15之薄膜太陽電池1進行電氣特性(電力特性)之測定,並因應測定結果(輸出特性)進行等級分類。例如將輸出特性良好的高品質之太陽電池模組用之薄膜太陽電池1或輸出特性滿足預定之規格卻無法達到良好程度之普通太陽電池模組用之薄膜太陽電池1進行等級分類。
輸出特性之測定係在正極用標記線11及負極用標記線15之各集電標記部(正極集電標記部12與負極集電標記部16)更前方之連接標記部(正極連接標記部13與負極連接標記部17),經由纜線29進行電流計A及電壓計V之至少任一個之連接。藉由將預定之虛擬太陽光照射在薄膜太陽電池1之表面,而可進行薄膜太陽電池1之電特性之測定。
此時,測定端子係藉由使用正極用標記線11及負極用標記線15之連接標記部(正極連接標記部13與負極連接標記部17),而不使用專用之測定夾具,而可簡易地進行電力特性之測定。又,藉由使用連接標記部(正極連接標記部13與負極連接標記部17)作為測定端子,在使用專用之測定夾具之情形,雖有必要考慮該夾具之陰影所致輸出降低之影響,不過並沒必要考慮此種陰影之影響。此外,在使用連接標記部(正極連接標記部13與負極連接標記部17)作為測定端子之情形,則有必要考慮該連接標記部(正極連接標記部13與負極連接標記部17)之電阻,不過標記線20之電阻值為既知,經由連接標記部(正極連接標記部13與負極連接標記部17) 所致電流值及電壓值之修正較容易。一方面,欲修正測定夾具之陰影所致輸出降低之影響,計算較複雜,又正確性亦不良。
其後,薄膜太陽電池1係因應輸出特性而進行高品質或普通品質等之等級分類,因等級別而移至模組化之步驟。在模組化步驟,於每一等級使薄膜太陽電池1排列,而經由正極用標記線11及負極用標記線15,形成太陽電池串,或以薄膜太陽電池1單體加以模組化。薄膜太陽電池1或太陽電池串於背面積層有封閉接著材料之薄片3及背板4,並以真空貼合機等而總括層合封閉。此時,連接標記部(正極連接標記部13與負極連接標記部17)插入設置於封閉接著材料之薄片3與背板4的挿通孔,並連接至配設於背板4上的端子盒19(第2圖)。
如此,薄膜太陽電池1藉由將連接於端子盒19之連接標記部(正極連接標記部13與負極連接標記部17)作為電力特性之測定端子使用,而可連續進行電力特性之測定、自等級分類至模組化為止。因此,根據此種太陽電池模組之製造方法,不使用測定太陽電池之輸出特性之專用之夾具,而可將製造步驟效率化。
[矽類太陽電池]
此外,在上述係舉例說明使用薄膜太陽電池1作為太陽電池之情形,不過與使用矽類太陽電池之情形亦相同,可使用標記線,進行集電、測定及單元連接。
例如,如第6圖、第7A圖及第7B圖所示,在遍及受光面之相對向之側緣間的複數個指狀電極31為並排設置的矽類太陽電池單元30,經由接著劑層33,使與全指狀電極31交叉之標記線32連接。標記線 32與上述正極用標記線11或負極用標記線15相同,具有:集電標記部35,其連接於矽類太陽電池單元30之受光面上,並與指狀電極31或背面電極37連接;及連接標記部36,其係在矽類太陽電池單元30之電力特性測定時,成為與電流計A及電壓計V之至少一個連接之測定端子,在其後之模組化時,連接標記部36連接至鄰接之矽類太陽電池單元30之電極、或連接至設置於鄰接之矽類太陽電池單元30之標記線32。
在接著劑層33係與上述接著劑層21相同,可使用導電性接著薄膜23或接著糊。又,導電性接著薄膜23可為預先積層於標記線32兩面,總括的黏貼於矽類太陽電池單元30,與標記線32不同地形成,並黏貼於個別的矽類太陽電池單元30亦可。
集電標記部35具有之長度係與指狀電極之長度方向正交之矽類太陽電池單元30之一邊約相同長度,藉由接著劑層33,而與指狀電極31導通連接。連接標記部36係為比集電標記部35更前方之部分,藉由鄰接之矽類太陽電池單元30之指狀電極31或背面電極37與接著劑層33而導通連接,或者與同樣設置於鄰接之矽類太陽電池單元30的標記線32之連接標記部36導通連接。藉此,矽類太陽電池單元30構成串34,該串34被封閉接著劑之薄片3所夾持,與設置於受光面側之表面蓋板5及設置於背面側之背板4一起,總括的層合,而形成矽類太陽電池模組38。此外,矽類太陽電池模組38較佳可在周圍安裝鋁等金屬框架7。
[矽類太陽電池模組之製造步驟]
接著,就上述矽類太陽電池模組38之製造步驟加以說明。矽類太陽電池模組38之製造步驟亦與上述薄膜太陽電池模組之製造步驟相同,如第5 圖所示,包含:矽類太陽電池單元30之製造步驟(步驟1);在該矽類太陽電池單元30之指狀電極31及背面電極37上,配置標記線32之步驟(步驟2);在標記線32中連接電流計A及電壓計V之至少任一個,再測定矽類太陽電池單元30之電特性之步驟(步驟3);根據測定結果,判定矽類太陽電池單元30之等級之步驟(步驟4);及因應等級,將矽類太陽電池單元30模組化之步驟(步驟5)。
矽類太陽電池單元30可以普通之方法製造。矽類太陽電池單元30在形成指狀電極31及背面電極37後,在受光面及背面將標記線32之集電標記部35經由接著劑層33而黏貼。此外,以下係以不具有匯流電極之無匯流型的矽類太陽電池單元30為例加以說明,不過本發明亦可適用具有匯流電極之矽類太陽電池單元30。如第7A圖所示,例如黏貼兩條標記線32,以與受光面上所形成的複數個全指狀電極31交叉。又,如第7B圖所示,在背面所形成之背面電極37之預定位置黏貼兩條標記線32。
其後,矽類太陽電池單元30係進行電力特性之測定,因應輸出特性而進行等級分類。例如,將輸出特性良好的高品質之太陽電池模組用之矽類太陽電池單元30或在輸出特性滿足預定之規格卻是無法達到良好程度之普通的太陽電池模組用之矽類太陽電池單元30進行等級分類。
輸出特性之測定係藉由纜線29在標記線32之集電標記部35更前方之連接標記部36上連接電流計A及電壓計V之至少任一個,將預定之虛擬太陽光照射於矽類太陽電池單元30表面,而以所謂四端子法,進行矽類太陽電池單元30之電特性測定。
此時,作為測定端子而言,藉由使用標記線32之連接標記 部36,而不必使用專用之測定夾具,而可簡易地進行電力特性之測定。又,藉由使用連接標記部36作為測定端子,而在使用專用的測定夾具之情形,雖有必要考慮該夾具之陰影所致輸出降低之影響,不過並沒必要考慮此種陰影之影響。此外,在使用連接標記部36作為測定端子之情形,雖有必要考慮該連接標記部36之電阻,不過標記線32之電阻值為既知,故藉由連接標記部36所致電流值及電壓值之修正為容易。一方面,欲修正測定夾具之陰影所致輸出降低之影響,計算較複雜,又正確性亦不良。進一步,標記線32係使用銅箔等金屬箔作為基材,因經由導電性接著薄膜23而黏貼於矽類太陽電池單元30之表面上,故亦可追隨指狀電極31之凹凸,在全部的指狀電極31上予以均等地連接,並可進行正確的輸出特性之測定。
其後,矽類太陽電池單元30可因應輸出特性進行高品質或普通品質等之等級分類,依照等級別而移至模組化之步驟。在模組化步驟,如第8圖所示,將使用作為測定端子之連接標記部36照樣作為內部連接線,以銲錫或接著劑等連接黏貼於鄰接之矽類太陽電池單元30的標記線32之連接標記部36,或者藉由經由接著劑層33連接指狀電極31及背面電極37,而形成串34。串34係預先由同等級之矽類太陽電池單元30所構成,藉此,可製造高品質之矽類太陽電池模組38或普通品質之矽類太陽電池模組38。接著,藉由在串34之表/背面積層有封閉接著材之薄片3與表面蓋板5及背板4,以真空貼合機等予以總括層合封閉,而形成矽類太陽電池模組38。此外,矽類太陽電池模組38較佳可在周圍安裝鋁等金屬框架7(第6圖)。
如此,即使在矽類太陽電池中,藉由將與鄰接之矽類太陽 電池單元30連接的連接標記部36作為電力特性之測定端子使用,而可連續進行電力特性之測定,自等級分類至模組化為止。因此,根據此種太陽電池模組之製造方法,可使製造步驟效率化。再者,根據本方法,以等級分類所發現的不良品,因不適用於模組化步驟,故生產性與先前比較可以提高。
此外,矽類太陽電池單元在受光面形成與指狀電極31交叉之匯流電極之情形,在該匯流電極上經由接著劑層33連接標記線32。在此情形,藉由將標記線32之連接標記部36作為測定端子使用,而不使用專用之測定夾具,可有效率地進行自電力特性之測定至模組化為止。
[太陽電池之輸出測定方法]
在本發明適用的太陽電池之輸出測定方法,如第9A圖、第9B圖、第10A圖及第10B圖所示,係藉由作為測定夾具之測定端子片102,經由接著劑103而配置於太陽電池101之表面電極上來進行,其中該測定端子片102係由具有之長度為遍及太陽電池101之相對向之二側緣間所形成的電極104長度以上的絲帶狀之金屬箔所構成。
具體而言,該測定端子片102係由長條狀導電性基材所構成,該長條狀導電性基材具有之長度為遍及成型為矩形狀之太陽電池101之相對向之二側緣間所形成之電極104長度以上,例如使用以9μm至300μm厚且與後述導電性接著薄膜103a約同寬之絲帶狀銅箔,並可依照需要實施鍍金,鍍銀,鍍錫,銲料電鍍等。
測定端子片102係例如第9A圖及第9B圖所示,配置於薄膜類之太陽電池101之表面所形成的P型電極104a與N型電極104b上, 在配置於各表面電極之測定端子片102間連接電流計105及電壓計106之至少一個。接著,本輸出測定方法係藉由照射預定之虛擬太陽光,而經由測定端子片102測定流經太陽電池101之電流及發生於太陽電池101之電壓之至少任一項。
又,例如第10A圖及第10B圖所示,測定端子片102係配置為與結晶矽類之太陽電池101表面所形成的複數個指狀電極104c交叉,同時配置於背面全面所形成之背面電極104d上,在配置於表/背面的測定端子片102間連接電流計105及電壓計106之至少一個。接著,本輸出測定方法係藉由照射預定之虛擬太陽光,而經由測定端子片102來測定流經太陽電池101之電流及發生於太陽電池101之電壓之至少任一項。
測定端子片102經由接著劑103而配置於太陽電池101之電極104上。以接著劑103而言,例如可使用導電性接著薄膜103a。導電性接著薄膜103a係如第9A圖所示,可預先在測定端子片102之一面予以積層一體化,或亦可在測定時於配置於太陽電池101之表面電極上後,使測定端子片102重疊配置。
如第11圖所示,導電性接著薄膜103a在黏著劑樹脂107中高密度含有導電性充填劑108,並成形成為薄膜狀,例如可使用Dexerials股份有限公司製:SP100系列。
以使用於導電性接著薄膜103a之導電性充填劑108而言,並無特別限定,可列舉例如鎳、金、銀、銅等金屬微粒;在樹脂微粒中實施鍍金等物;在樹脂微粒中實施鍍金微粒之最外層上,實施絕緣被覆之物等。
導電性接著薄膜103a之黏著劑樹脂107之組成,並無特別限定,可使用例如熱硬化型之環氧類硬化型樹脂組成物,丙烯酸類硬化型樹脂組成物等。
舉例來說,該環氧類硬化型樹脂組成物係由分子內具有二個以上環氧基之化合物或樹脂、環氧硬化劑、成膜成分等所構成。
以該分子內具有二個以上環氧基之化合物或樹脂而言,可為液狀,亦可為固體狀,可例示例如雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂等二官能環氧樹脂;酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂等酚醛清漆型環氧樹脂等。又,亦可使用3,4-環氧環己烯基甲基-3’,4’-環氧環己烯羧酸酯等脂環式環氧化合物。
以該環氧硬化劑而言,可列舉例如胺類硬化劑,咪唑類硬化劑,酸酐類硬化劑,鋶陽離子類硬化劑等。該環氧硬化劑亦可為潛在性硬化劑。
以該成膜成分而言,可列舉例如環氧化合物,及與環氧樹脂互溶的苯氧基樹脂,丙烯酸樹脂等。
該環氧類硬化型樹脂組成物可依照需要含有眾所皆知之硬化促進劑、矽烷耦合劑、金屬捕捉劑、丁二烯橡膠等應力緩和劑;二氧化矽等無機充填劑;聚異氰酸酯類交聯劑、著色料、防腐劑、溶劑等。
舉例來說,該丙烯酸類硬化型樹脂組成物係由(甲基)丙烯酸酯單體、成膜用樹脂、二氧化矽等無機充填劑、矽烷耦合劑、自由基聚合引發劑等所構成。
以該(甲基)丙烯酸酯單體而言,可使用例如單官能(甲基)丙 烯酸酯單體、多官能(甲基)丙烯酸酯單體、及在該等導入環氧基、胺甲酸酯基、胺基、環氧乙烷基、環氧丙烷基等變性單官能或多官能(甲基)丙烯酸酯單體等。又,只要不損及本發明之效果,則可併用與該(甲基)丙烯酸酯單體自由基共聚的其他單體,例如併用(甲基)丙烯酸、乙酸乙烯酯、苯乙烯、氯乙烯等。
以使用於該丙烯酸類硬化型樹脂組成物之成膜用樹脂而言,可例舉例如苯氧基樹脂、聚乙烯縮醛樹脂、聚乙烯丁縮醛樹脂、烷基化纖維素樹脂、聚酯樹脂、丙烯酸樹脂、苯乙烯樹脂、胺甲酸酯樹脂、聚乙烯對苯二甲酸樹脂等。
以該自由基聚合引發劑而言,可列舉例如過氧化苯甲醯、過氧化二異丙苯、過氧化二丁基等有機過氧化物;耦氮雙異丁腈、耦氮雙戊腈等耦氮雙類化合物等。
該丙烯酸類硬化型樹脂組成物,可因應必要,含有丁二烯橡膠等應力緩和劑;乙酸乙酯等溶劑;著色料、抗氧化劑、抗老化劑等。
自含有導電性充填劑108的環氧類硬化型樹脂組成物或包含丙烯酸類硬化型樹脂組成物之黏著劑樹脂107,成形成為導電性接著薄膜,可使用眾所皆知之方法進行。例如藉由將導電性充填劑108、膜形成樹脂、液狀環氧樹脂、潛在性硬化劑、矽烷耦合劑溶解於溶劑,並將溶解所得之用於產生樹脂的溶液塗佈於剝離片109上,使溶劑揮發,而獲得成形成為薄膜狀的導電性接著薄膜103a。以該溶劑而言,可使用例如甲苯、乙酸乙酯等,或該等混合溶劑。
以剝離片109而言,並無特別限制,例如可使用聚對苯二 甲酸乙二醇酯(PET,polyethylene terephthalate)、定向聚丙烯(OPP,oriented polypropylene)、聚4-甲基戊烯-1(PMP,poly-4-methylpentene-1)、聚四氟乙烯(PTFE,polytetrafluoroethylene)等。薄膜狀之導電性接著薄膜103a被回捲於捲筒。
在將測定端子片102與導電性接著薄膜103a預先積層一體化之情形,各自拉出回捲於捲筒的測定端子片102及導電性接著薄膜103a,並以輥層合等而貼合著。如第12圖所示,測定端子片102與導電性接著薄膜103a之積層物111,回捲於捲筒110而被保管,並在使用時拉出。
在太陽電池101之輸出測定時,測定端子片102及導電性接著薄膜103a之積層物111的長度被切割成為太陽電池101之相對向之二側緣間長度以上,並於遍及太陽電池101表面之相對向之二側緣間所形成的電極104上予以暫時黏貼。
此時,該積層物111係各自配置於薄膜類之太陽電池101表面之P型電極104a上及N型電極104b上(第9A圖及第9B圖)。又,積層物111之配置,係使與結晶矽類之太陽電池101表面所形成的指狀電極104c交叉,同時配置於背面全面所形成的背面電極104d上(第10A圖及第10B圖)。
其後,導電性接著薄膜103a藉由自測定端子片102上之接合器以預定之壓力經預定時間加壓,並藉由黏著劑樹脂107之黏性,使測定端子片102與電極(P型電極104a至背面電極104d)直接接觸或經由導電性充填劑108接觸。藉此,導電性接著薄膜103a在將測定端子片102接著於電極(P型電極104a至背面電極104d)上之同時,可予以導通連接。
此外,在將測定端子片102與導電性接著薄膜103a個別配置於太陽電池101之情形,首先,使切割為預定長度之導電性接著薄膜103a遍及相對向之二側緣間暫時黏貼上,以使與太陽電池101之電極(P型電極104a至背面電極104d)遍及長度方向重疊。接著,將切割為預定長度之測定端子片102重疊配置於導電性接著薄膜103a之上,其後,自測定端子片102之上以接合器加壓。
連接於電極(P型電極104a及N型電極104b、或指狀電極104c及背面電極104d)之各測定端子片102間連接電流計105及電壓計106之至少一個,並供作太陽電池101之輸出測定。此時,測定端子片102係使用絲帶狀銅箔等金屬箔作為基材,經由接著劑103而連接,故均等地接著於各電極(P型電極104a至背面電極104d)之全部。又,測定端子片102因在太陽電池101之受光面並無落下陰影,故亦沒有發生遮光損失所致測定誤差。再者,因測定端子片102為接著金屬箔之物,故亦沒有給予在太陽電池101使用專用之測定夾具之情形之負荷。
在輸出測定後,測定端子片102及接著劑103係自太陽電池之電極(P型電極104a至背面電極104d)剝離。此時,藉由使用測定端子片102與導電性接著薄膜103a之積層物111,而可同時剝離測定端子片102與接著劑103。
在此,導電性接著薄膜103a係藉由調整黏著劑樹脂組成物之調配比或填充於黏著劑樹脂107之導電性充填劑108之填充量,而可調整用以暫時黏貼上於太陽電池101之電極(P型電極104a至背面電極104d)上之黏性,或在輸出測定後將測定端子片102自太陽電池101之電極(P型 電極104a至背面電極104d)上剝離之剝離性。
此外,作為太陽電池101而言,例如使用矽類太陽電池之情形,測定端子片102及接著劑103係配置成如重疊於匯流電極之方式,而該匯流電極係在遍及於太陽電池101表面相對向之二側緣間所形成。又,不形成匯流電極,而使用僅包含指狀電極之所謂無匯流型之矽類太陽電池之情形,測定端子片102及接著劑103係遍及太陽電池101之相對向之二側緣間配置,以與全指狀電極正交。此時,測定端子片102無論是指狀電極104c之形成間隔,都可與全指狀電極正交而連接,可進行正確的太陽電池101之輸出測定。即使在使用其他形態之太陽電池情形,測定端子片102及接著劑103較佳可設置於成為電極取出部之電極上。
又,在上述係就使用導電性接著薄膜103a之情形加以說明,本發明不限於薄膜形狀之導電性接著劑,亦可使用糊狀導電性接著劑、或不含導電性微粒之絕緣性接著薄膜或絕緣性接著糊等絕緣性之接著劑。
[太陽電池]
接著,就藉由測定端子片102而進行電特性之測定的太陽電池101加以說明。以太陽電池101而言,可使用所謂薄膜太陽電池,其係例如在玻璃、不銹鋼等基板上,形成為光電變換層之半導體層。由薄膜太陽電池所構成之太陽電池101在透光性絕緣基板112上雖省略圖示,不過是依照由透明導電膜所構成之透明電極膜、光電變換層、及背面電極膜之順序積層而形成,自透光性絕緣基板112側使光入射之覆板型之太陽電池。此外,在薄膜太陽電池,亦有以基材、背面電極、光電變換層、及透明電極之順序所形成之基板型太陽電池。以下,係以覆板型之太陽電池101為例加以 說明,但本技術亦可使用於基板型之薄膜太陽電池。
又,本發明所適用之太陽電池101係全部的薄膜類太陽電池,例如可使用非晶形矽、微結晶串列、CdTe、CIS、可撓性等各種薄膜類太陽電池,或結晶類太陽電池。
以透光性絕緣基板112而言,可使用玻璃、聚醯亞胺等抗熱性樹脂。
以該透明電極膜而言,可使用例如SnO2、ZnO、ITO、IZO、AZO(摻雜鋁於氧化鋅的透明電極體)等。
以該光電變換層而言,可使用例如非晶形矽、微結晶矽、多結晶矽等矽類光電變換膜,或CdTe、CuInSe2、Cu(In,Ga)Se2等化合物類光電變換膜。
舉例來說,該背面電極膜具有透明導電膜與金屬膜之積層結構。以該透明電極膜而言,可使用例如SnO2、ZnO、ITO、IZO、AZO等。該金屬膜可使用例如銀、鋁等。
如此所構成之太陽電池101係如第9A圖所示,形成複數個矩形狀之太陽電池單元113,其具有之長度係遍及透光性絕緣基板112之大致全寬的長度。各太陽電池單元113被電極分割線所分離,同時在藉由接觸線而鄰接之太陽電池單元113,113彼此間,互相連間一端的透明電極膜與另一端的背面電極膜,藉此使複數個太陽電池單元113構成串聯地連接的太陽電池串。
接著,太陽電池101係在太陽電池串中一端部之太陽電池單元113之透明電極膜之端部上,形成與太陽電池單元113大致相同長度之線狀P型電極104a,並在另一端部之太陽電池單元113之背面電極膜之 端部上,形成與太陽電池單元113大致相同長度之線狀之N型電極104b。太陽電池101係使該等P型電極104a及N型電極104b成為電極取出部,並經由正極用標記線117及負極用標記線118供給電力於端子盒119。
如第13A圖、及第13B圖所示,在太陽電池101中,於P型電極104a及N型電極104b上,經由接著劑層連接正極用標記線117及負極用標記線118。舉例來說,接著劑層可使用銲錫或導電性接著薄膜、導電性接著糊。導電性接著薄膜在暫時黏貼於P型電極104a及N型電極104b上後,亦可使正極用標記線117及負極用標記線118重疊,或者能夠預先在正極用標記線117及負極用標記線118之一面上,將積層有導電性接著薄膜之積層物設置於P型電極104a及N型電極104b上。
以導電性接著薄膜而言,可使用具備與上述導電性接著薄膜103a相同構成之物,以正極用標記線117及負極用標記線118而言,可使用具備與上述測定端子片102相同構成之物。
如第14圖所示,暫時黏貼上正極用標記線117及負極用標記線118的太陽電池101,以單體或構成複數片連接的基質在背面側設置封閉接著劑之薄片121及背板123,並總括的進行真空層合壓著。此時,太陽電池101係以加熱器使導電性接著薄膜之黏著劑樹脂107熱硬化,使正極用標記線117及負極用標記線118連接於P型電極104a及N型電極104b上,同時形成太陽電池模組124。此外,太陽電池模組124較佳係在周圍被安裝於鋁等金屬框架125。
以該封閉接著劑而言,係使用例如乙烯乙酸乙烯酯樹脂(EVA)等透光性封閉材料。又,以背板123而言,可使用耐氣候性、抗熱性、 耐水性、耐光性等諸特性優異的塑膠之薄膜或薄片。以背板123而言,例如可使用活用氟類樹脂之高耐性特徵之聚氟化乙烯(PVF)/聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)/聚氟化乙烯(PVF)所構成之積層片。
【00182】正極用標記線117及負極用標記線118在各自連接於P型電極104a及N型電極104b上後,例如,較接著部位更前方之部位被翻折,並插入設置於封閉材料之薄片121及背板123的挿通孔,並連接於配置在背板123上的端子盒119。
在結晶矽類之太陽電池101之情形,係如第15圖所示,在受光面側將在內部發生的電力予以集電的線狀之指狀電極130,例如在將銀糊以網版印刷等塗佈後,藉由燒成,而複數個並排設置。指狀電極130遍及受光面之全面,並使例如具有約50μm至200μm左右之寬的線以預定間隔(例如每隔2mm)大致平行地形成複數個。該太陽電池101並沒有設置標記線131為重疊的匯流電極,可使用所謂無匯流結構之物。在此情形,太陽電池101係使標記線131經由導電性接著薄膜103a直接與指狀電極130連接。此外,太陽電池101在設置與指狀電極130交叉之匯流電極之情形,標記線131係經由導電性接著薄膜103a連接,以與匯流電極重疊。又,以標記線131而言,可使用與上述測定端子片102相同之物。
又,太陽電池101係在與受光面相反之背面側,設置由鋁或銀所構成之背面電極132。背面電極132係例如由鋁、銀等構成之電極,以網版印刷、濺鍍等所形成。即使在背面電極132,也經由導電性接著薄膜103a使標記線131連接。
結晶矽類之太陽電池101係如第15圖所示,藉由於太陽電 池101表面所形成之指狀電極130,與於鄰接之太陽電池101之背面所形成的背面電極132以標記線131連接而形成串133。複數個串133係使EVA等透光性之封閉材料之薄片121積層於內外兩面,與表面蓋板及背板一起,以減壓貼合機層合。此時,導電性接著薄膜103a藉由以預定之溫度,預定時間加熱,而將標記線131連接於指狀電極130及背面電極132。藉此,形成結晶矽類之太陽電池模組,最後在周圍安裝鋁等金屬框架125。
【實施例】
(實施例1)
接著,就本發明之太陽電池之輸出測定方法之實施例加以說明。在本實施例係使用絲帶狀銅箔與導電性接著薄膜103a之積層物111作為測定端子片102及接著劑103,將該積層物111黏貼於薄膜類太陽電池之P型電極及N型電極,又,黏貼成與結晶矽類太陽電池之全指狀電極正交,並進行各太陽電池輸出特性之測定,在測定後剝離積層物111,並評價標記線是否可銲錫。
太陽電池輸出特性之測定係在測定端子片102之間連接太陽模擬器(PVS1116i、日清紡Mechatronics股份有限公司製)來進行。
導電性接著薄膜103a之黏著劑樹脂組成係:苯氧基樹脂(YP50:新日鐵化學股份有限公司製);50質量份
環氧樹脂(Epikote 630:三菱化學股份有限公司製);4質量份
液狀環氧分散型咪唑型硬化劑樹脂(Novacure 3941HP:旭化成E-Materials股份有限公司製);25質量份
矽烷耦合劑(A-187:MomentivePerformance Materials公司製);1質量 份。
在實施例1,使用薄膜類之太陽電池,將測定端子片102黏貼於包含ITO膜之P型電極及N型電極上。又,導電性接著薄膜103a作為導電性充填劑含有鎳微粒(F255、Vale Inco公司製)5質量份,黏性為0.3N。積層有測定端子片102之導電性接著薄膜103a之表面的表面粗度(Rz)為10μm。
(實施例2)
在實施例2,除了使含於導電性接著薄膜103a之鎳微粒的含量成為20質量份以外,其他作成為與實施例1相同之條件。
(實施例3)
在實施例3,除了使含於導電性接著薄膜103a之鎳微粒之含量成為40質量份以外,其他作成為與實施例1相同之條件。
(實施例4)
在實施例4,除了含於導電性接著薄膜103a之鎳微粒含量成為60質量份以外,其他作成為與實施例1相同之條件。
(實施例5)
在實施例5,除了黏貼測定端子片102於包含AZO膜之P型電極及N型電極上以外,其他作成為與實施例2相同之條件。
(實施例6)
在實施例6,除了藉由塗佈銀糊及燒成而形成P型電極及N型電極以外,其他作成為與實施例2相同之條件。
(實施例7)
在實施例7,除了形成薄的導電性接著薄膜,再將黏性設為0.1N以外,其他作成為與實施例2相同之條件。
(實施例8)
在實施例8,除了形成厚的導電性接著薄膜,並將黏性設為5N以外,其他作成為與實施例2相同之條件。
(實施例9)
在實施例9,除了使用鍍金的樹脂微粒(Micropearl AU、積水化學工業股份有限公司製)作為導電性充填劑以外,其他作成為與實施例2相同之條件。
(實施例10)
在實施例10,除了使用銅微粒(MA-C04J、三井金屬礦業股份有限公司製)作為導電性充填劑以外,其他作成為與實施例2相同之條件。
(實施例11)
在實施例11,係使用結晶矽類之太陽電池作為太陽電池。在該太陽電池,遍及成為受光面表面之相對向之二邊間,以網版印刷塗佈銀糊後,藉由燒成,形成指狀電極及匯流電極。指狀電極遍及受光面之全面,並使細線狀之線以預定間隔(每隔2mm)大致平行地形成複數個。匯流電極係使與測定端子片略同寬之線形成二條,以與全指狀電極交叉。測定端子片102經由導電性接著薄膜103a,在該等匯流電極上,遍及太陽電池之相對向之二邊間而設置。其他條件則與實施例2相同。
(實施例12)
在實施例12,以電漿化學氣象沉積法(電漿CVD法)在矽基板上形成作 為抗反射膜之氮化矽(SiN)膜,其後與實施例11相同,以銀糊之塗佈,藉由燒成,僅形成指狀電極,並使用不形成匯流電極的無匯流型之太陽電池。測定端子片設置於遍及太陽電池之相對向之二邊間,以經由導電性接著薄膜103a與全指狀電極交叉。其他條件與實施例2相同。
(實施例13)
在實施例13,除了使用積層有導電性接著薄膜103a的面之表面粗度(Rz)為5μm之絲帶狀銅箔作為測定端子片102以外,其他作成為與實施例2相同之條件。
(實施例14)
在實施例14,除了使用積層有導電性接著薄膜103a之面的表面粗度(Rz)為20μm之絲帶狀銅箔作為測定端子片102以外,其他作成為與實施例2相同之條件。
(比較例1)
在比較例1,藉由使用習知電流測定用探測針及電壓測定用探測針(參照第16圖及第17圖)作為測定夾具,並使其抵接於包含薄膜類太陽電池之ITO膜之P型電極及N型電極,而進行輸出特性之測定。
(比較例2)
在比較例2,係藉由使用積層物作為測定夾具,該積層物係調整黏著劑組成,再積層具有使黏性提高至500N的導電性之高黏著帶與測定端子片102,並黏貼於包含AZO膜之P型電極及N型電極,而進行輸出特性之測定。
在各實施例及比較例中太陽電池輸出特性之測定,係使用 太陽模擬器(日清紡Mechatronics股份有限公司製、太陽模擬器PVS1116i-M),在標準的測定條件(照度1,000W/m2、溫度25℃、光譜AM1.5G)進行。又,測定係以所謂四端子法進行,依照JIS C8913(結晶類太陽電池單元輸出測定方法)測定。
可進行輸出特性之測定(電機發光測定(EL測定))者評價為◎,無法進行測定者為評價為×。又,輸出特性之測定值,在使用專用夾具之情形之輸出值99%以上之情形為◎,90%以上且小於99%為○,小於90%為△。
黏性之測定係使用Probe Tack Tester(RHESCA公司製)進行。探針徑為直徑5mm、測試速度為120mm/min、加壓時間1.0sec、加壓距離2.0mm。
表面粗度(Rz)之測定係使用雷射顯微鏡(LSM5 PASCAL、Zeiss公司製)測定。
又,在測定後,剝離測定端子片102,並以目視觀察是否殘存著導電性接著薄膜103a之殘渣,予以評價,進一步,在測定端子片102剝離後之電極上進行銲錫時,評價是否需要殘渣之洗淨處理。導電性接著薄膜103a之殘渣僅殘存每單位面積小於3%之情形為◎,殘存3%以上且小於10%之情形為○,殘存10%以上之情形或與測定端子片102一起剝離至電極為止之情形為×。又,測定端子片102之剝離後,在將標記線銲錫連接時,沒有洗淨處理且可銲錫連接之情形為◎,洗淨處理為必要的情形為×。
又,吾人評價測定端子片102或測定夾具之安裝位置之自由度、或太陽電池之基板尺寸之變更是否可容易對應。在任意之位置可安 裝測定端子片102或測定夾具之情形為◎,僅規定之位置而可測定之情形為×。又,可無條件地對應於太陽電池之尺寸變更之情形為◎,僅可在一定條件下對應之情形為△,無法對應之情形為×。
進一步,以目視觀察並評價除去測定端子片102或測定夾具後之相對於電極之損害。電極損害什麼也沒發生之情形為◎,一部分電極有損害之情形為△,電極被破壞之情形為×。該等結果如表1及表2所示。
相對於80質量份黏著劑樹脂,表1及表2中之導電充填劑(導電性充填劑)量為質量份。
如表1及表2所示,可知在使用了測定端子片的各實施例中,不論在薄膜類之太陽電池及結晶矽類太陽電池之任一者,可進行與使用專用的測定夾具的情形毫無遜色的輸出測定。接著,在各實施例,即使剝離測定端子片102後,也幾乎沒有觀察到接著劑之殘渣,標記線之銲錫 亦沒有洗淨處理之必要而為可行。再者,在各實施例,因將使用金屬箔之測定端子片予以接著,故可對太陽電池表面自由地連接,且太陽電池之尺寸變更亦可容易地對應。又,在各實施例,測定端子片之剝離後亦沒有觀察到對電極之極大的損害。
一方面,在比較例1,因係使用用了探測針的習知專用測定夾具(參照第17圖),故對表面電極之連接位置,係以探測針之直立設置間隔所規定,且因應於電極位置之連接為不可能。又,因測定端子之尺寸亦為預先規定,故亦無法因應太陽電池之單元尺寸之大型化的測定端子之尺寸變更。進一步,由於探測針或電極間有高度之測定偏差,故藉由欲抵接探測針於全電極,以預定壓力將夾具壓入太陽電池,而造成了一部分電極被破壞。又,在比較例1,因專用測定夾具落在受光面上的陰影之影響,而有遮光損失,測定正確的輸出特性有困難。
又,在比較例2,因係使用黏性500N之高黏著帶接著測定端子片102,故在測定後剝離測定端子片102時,在表面電極上殘存黏著劑樹脂之殘渣每單位面積10%以上,若不經洗淨處理,則無法使標記線銲錫連接。又,在測定端子片102之剝離時,則產生電極破壞。
在觀察改變導電性充填劑填充量之實施例1至4,則導電性充填劑填充量為5質量份時,在少量之實施例1,輸出值成為使用專用夾具之情形之小於90%。本案考慮此係因為相較於實施例2或實施例3,導電性充填劑填充量稍微少量。一方面,導電性充填劑填充量為60質量份時,即使多量之實施例4,同樣地輸出值成為使用專用夾具之情形之小於90%。本案考慮此係因為相較於黏著劑樹脂,導電性充填劑成為過多,測定端子片 102與表面電極之連接性不良。藉此,本案可知相對於80質量份黏著劑樹脂組成物,導電性接著薄膜103a之導電性充填劑,成為20質量份至40質量份較佳。
在觀察改變了電極膜之種類的實施例5及6,可知無關於電極膜之種類,使用測定端子片102的輸出特性之測定為可行。
在觀察改變了黏性之實施例7及8,在黏性為0.1N之實施例7,輸出值成為使用專用夾具之情形之小於90%。本案考慮此係因為黏性相較於其他實施例為小,故測定端子片102與表面電極之連接性不良。又,在黏性為5N之實施例8,在測定端子片102之剝離後,導電性接著薄膜103a之殘渣殘存每單位面積3%以上小於10%。本案認為此係因為黏性大,藉由測定端子片102之剝離而不能充分除去。藉此可知,導電性接著薄膜103a之黏性較佳為大於0.1N且小於5N。
在觀察改變了導電性充填劑之種類的實施例9及10,可知因導電性充填劑之種類而在輸出測定並無顯著差別。在使用鍍金樹脂的實施例9,在測定端子片102之剝離後,幾乎無殘留黏著劑樹脂之殘渣。
在觀察使用了矽類太陽電池單元的實施例11及12,本案可知使用了測定端子片102的輸出測定,可實施使用矽類太陽電池單元之匯流電極之型式、無匯流型式之任一種。尤其是,在無匯流型之太陽電池,無論是指狀電極之間隔或高度之測定偏差等,都可將測定端子片102均等地連接於全電極。
在觀察改變了測定端子片102之表面粗度Rz(μm)之實施例13及14時,可知因測定端子片102之表面粗度Rz,而在輸出測定並無顯 著差別。在測定端子片102之表面粗度Rz為20μm之實施例14,在測定端子片102之剝離後,幾乎無殘留黏著劑樹脂之殘渣。
1‧‧‧薄膜太陽電池
2‧‧‧太陽電池單元
8‧‧‧透光性絕緣基板
11‧‧‧正極用標記線
12‧‧‧正極集電標記部
13‧‧‧正極連接標記部
15‧‧‧負極用標記線
16‧‧‧負極集電標記部
17‧‧‧負極連接標記部
29‧‧‧纜線
A‧‧‧電流計
V‧‧‧電壓計

Claims (19)

  1. 一種太陽電池模組之製造方法,其包含下列步驟:配置步驟,在太陽電池之電極上,經由接著劑,配置標記線;測定步驟,連接該標記線及測定該太陽電池電特性之測定器,進行該太陽電池電特性測定;判定步驟,根據該測定步驟之測定結果,判定該太陽電池之等級;及模組化步驟,將相同等級之太陽電池予以模組化。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之太陽電池模組之製造方法,其中模組化步驟包含以封閉材料及保護材料封閉太陽電池,同時將插入該封閉材料及該保護材料的標記線連接於端子盒之處理。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之太陽電池模組之製造方法,其中模組化步驟包含排列相同等級之太陽電池,經由標記線形成串之處理。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之太陽電池模組之製造方法,其中配置步驟包含使接著劑成型為薄膜狀,並將該接著劑積層於標記線對太陽電池之連接面之處理。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之太陽電池模組之製造方法,其中太陽電池為薄膜類之太陽電池。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之太陽電池模組之製造方法,其中太陽電池為結晶矽類之太陽電池,且為無匯流結構。
  7. 一種太陽電池之輸出測定方法,其包含: 配置步驟,將以絲帶狀之金屬箔所形成之測定端子片,經由接著劑配置於太陽電池之電極上;及測定步驟,連接電流計及電壓計之至少任一個於該測定端子片,再測定該太陽電池電特性。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之太陽電池之輸出測定方法,其中測定端子片具有之長度係遍及太陽電池之相對向之二側緣間所形成之電極長度以上。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之太陽電池之輸出測定方法,其中配置步驟包含使接著劑成型為薄膜狀,並將該接著劑積層於測定端子片對太陽電池之連接面之處理。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之太陽電池之輸出測定方法,其中在測定步驟之後,接著劑可自太陽電池剝離。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之太陽電池之輸出測定方法,其中接著劑之黏性為大於0.1N且小於5N。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之太陽電池之輸出測定方法,其中接著劑係使導電性充填劑分散於黏著劑樹脂之導電性接著劑。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之太陽電池之輸出測定方法,其中相對於80質量份黏著劑樹脂,接著劑中導電性充填劑之含量為5質量份至60質量份。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之太陽電池之輸出測定方法,其中相對於80質量份黏著劑樹脂,接著劑中導電性充填劑之含量為20質量份至40質量份。
  15. 如申請專利範圍第7項所述之太陽電池之輸出測定方法,其中金屬箔之表面粗度(Rz)為5μm至20μm。
  16. 如申請專利範圍第7項所述之太陽電池之輸出測定方法,其中太陽電池為結晶類之太陽電池,且為無匯流結構。
  17. 如申請專利範圍第7項所述之太陽電池之輸出測定方法,其中太陽電池為薄膜類之太陽電池。
  18. 一種太陽電池之輸出測定夾具,其係測定太陽電池之電特性,其具有測定端子片,其係連接於電流計及電壓計之至少一個,且經由接著劑配置於該太陽電池之電極上,並以絲帶狀金屬箔所形成者。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之太陽電池之輸出測定夾具,其中測定端子片具有之長度為遍及太陽電池之相對向之二側緣間所形成之電極長度以上。
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