TWI532201B - 薄膜系太陽電池模組及薄膜系太陽電池模組之製造方法 - Google Patents

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Description

薄膜系太陽電池模組及薄膜系太陽電池模組之製造方法
本發明係關於薄膜系太陽電池模組及薄膜系太陽電池模組之製造方法。
太陽電池因將乾淨且可無窮盡地被供給的太陽光直接變換為電,故被期待作為新的能源。
前述太陽電池一般係以將複數個太陽電池單元(cell)藉由接線(tab line)連接的太陽電池模組被使用。
向來之接線係使用於銅線表面作焊錫塗佈的型式。然而,因於焊錫連接必須高溫,會發生受光面的面板破裂或翹曲、由於自接線突出的(漏洩的)焊錫而發生短路等,而成為缺陷的原因。
因此,已使用導電性接著劑等之接著劑作為替代焊錫的連接材料。就此等塗佈接著劑的接線而言,有於銅線之全面性塗佈導電性接著劑的接線。如此接線因可於低溫下連接,可減輕所謂會發生太陽電池單元的翹曲、破裂等的問題。
前述太陽電池模組主要存有「結晶系太陽電池模組」及「薄膜系太陽電池模組」。
茲說明關於使用作為連接材料的接著劑的前述結晶系太陽電池模組之構造。第1圖係顯示結晶系太陽電池模組100之一例的概略部分剖面圖。第1圖之結晶系太陽電池模組100係複數個結晶系太陽電池單元50以作為內部連線(interconnector)機能的接線1作串連性連接者。其中,結晶系太陽電池單元50係由下列構成:光電變換元件3及設置於其受光面上的表面電極的匯流電極(bus bar electrode)的第一電極41、設置於非受光面的匯流電極的第二電極43、設置於光電變換元件3上與第一電極41、第二電極43幾乎正交的集電極的指狀電極(finger electrode)42、44。於接線1之雙面的指定位置形成導電性接著層40,接線1係與結晶系太陽電池單元50一方之結晶系太陽電池單元50的第一電極41與另一方的結晶系太陽電池單元50的第二電極43鄰接,使用接線1的雙面作電氣連接。
其次,說明使用接著劑作為連接材料的前述薄膜系太陽電池模組之構造。第2圖係顯示薄膜系太陽電池模組200之一例的概略俯視圖。第2圖之薄膜系太陽電池模組200係具有下列構造:由薄膜光電變換元件而成的薄膜系太陽電池單元32被串聯地於平面方向被配列於基材38上,一端的薄膜系太陽電池單元32c的表面電極(未圖示)與另一末端的薄膜系太陽電池單元32d的表面電極(未圖示),間隔導電性接著層(未圖示)與電力流出用的接線1連接。
如上所述,因結晶系太陽電池模組與薄膜系太陽電池模組之構造相異,用於薄膜系太陽電池模組的接線與用於結晶系太陽電池模組的接線並不相同,通常,接線的單面上具有導電性接著層,僅該單面被利用於電氣連接。
薄膜系太陽電池模組與結晶系太陽電池模組相較下,因有所謂容易大面積化,且可以低成本製造的有利點,其開發正蓬勃地進行著。
如此,就使用接著劑作為連接材料的太陽電池模組而言,已提議一種太陽電池模組,其使用具備金屬箔及接著層的接線,該接著層係由在該金屬箔之至少一面上設置含有導電性粒子的接著劑而成(參照專利文獻1)。
又,已提議一種太陽電池模組,其使用之接線係由金屬層、於該金屬層之一面側以指定間隔設置的一對導電性接著層、由該兩導電性接著層包夾的絕緣性接著層所構成(參照專利文獻2)。
然而,此等提議的技術係關於結晶系太陽電池模組的技術,無法直接適用於薄膜系太陽電池模組。又,有所謂連接信賴性差的問題。
因此,就與連接信賴性之改良有關的技術而言,已提議一種結晶系太陽電池模組,其使用於與太陽電池單元連接用電極接觸的兩表面上具有凸部的接線(參照專利文獻3)。
然而,此提議的技術係與結晶系太陽電池模組有關的技術,無法直接適用於薄膜系太陽電池模組。
又,通常,太陽電池模組以密封劑密封來使用的結果,由於電極與接線之電氣連接、以密封劑之密封係於不同步驟中進行,而有所謂步驟變煩雜的問題。
因此,關於使用接著劑作為連接材料的薄膜系太陽電池模組,目前正冀求提供連接信賴性優異的薄膜系太陽電池模組、及可節省步驟來製造該薄膜系太陽電池模組之薄膜系太陽電池模組之製造方法。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 國際公開第2007/125903號小冊
[專利文獻2] 特開平6-196743號公報
[專利文獻3] 特開2008-147567號公報
本發明係以解決向來之前述諸問題,而達成以下目的為課題。即,本發明係以提供於使用接著劑作為連接材料的薄膜系太陽電池模組中連接信賴性優異的薄膜系太陽電池模組、及可省略步驟製造該薄膜系太陽電池模組之薄膜系太陽電池模組之製造方法為目的。
作為用以解決前述課題之手段如下。即,
<1>一種薄膜系太陽電池模組,其特徵為至少具有具電極的薄膜系太陽電池單元、接線、及接著層,其中前述接線僅於單面具有凸部,前述接著層係僅被配置於前述接線之具有前述凸部的前述單面上,前述電極與前述接線之具有前述凸部的前述單面係間隔著前述接著層被接著,且經電氣連接。
<2>如前述<1>記載之薄膜系太陽電池模組,其中接線中的凸部的十點平均粗度(Rz(μm))與接著層的平均厚度(A(μm))之比(Rz/A)為0.5~2.0。
<3>一種薄膜系太陽電池模組之製造方法,其係前述<1>至<2>任一項記載之薄膜系太陽電池模組之製造方法,其特徵為使用減壓層壓機(laminator),至少包含配置步驟、押壓步驟、及加熱步驟,該減壓層壓機具有第一室、第二室、可撓性片、及可加熱的加熱台,前述第一室與前述第二室藉由前述可撓性片加以區隔,前述第一室與前述第二室可各自獨立地調整內壓,且前述加熱台被設置於前述第二室內,於前述第二室之前述加熱台上,配置形成電極的薄膜系太陽電池單元,於前述電極上,接著層及僅單面設置凸部的接線,藉由押壓及加熱前述電極及前述接線之前述單面,使間隔前述接著層而接著並作電氣連接的方式來配置,再者,以覆蓋前述薄膜系太陽電池單元的方式,配置密封用樹脂、防濕性背片(back sheet)及玻璃板(glass plate)任一者的配置步驟;該押壓步驟係使相對於前述第二室,相對地提高前述第一室之內壓,並藉由前述可撓性片押壓前述防濕性背片及玻璃板任一者的押壓步驟;該加熱步驟係將前述加熱台加熱的加熱步驟。
<4>如前述<3>記載之薄膜系太陽電池模組之製造方法,其中相對於第二室,相對地提高第一室之內壓的操作係將前述第一室及前述第二室之內壓作成減壓狀態後,直接保持前述第二室之減壓狀態下將前述第一室作成大氣壓的操作。
<5>如前述<3>至<4>中任一項記載之薄膜系太陽電池模組之製造方法,其中接線與接著層係配置於電極上之前被積層。
依據本發明,可解決向來的前述諸問題,並達成前述目的,於使用接著劑作為連接材料的薄膜系太陽電池模組,可提供連接信賴性優異的薄膜系太陽電池模組、及可省略步驟製造該薄膜系太陽電池模組的薄膜系太陽電池模組之製造方法。
[用以實施發明之形態] (薄膜系太陽電池模組)
本發明之薄膜系太陽電池模組至少具有薄膜系太陽電池單元、接線、及接著層,更因應必要具有密封用樹脂、防濕性背片、玻璃板等之其他構件。
<薄膜系太陽電池單元>
就前述薄膜系太陽電池單元而言,只要具有作為光電變換部之光電變換元件及電極即可,並未特別限定,可因應目的加以適宜選擇,例如,可舉例非晶質矽太陽電池單元、CdS/CdTe太陽電池單元、色素敏感性太陽電池單元、有機薄膜太陽電池單元、微結晶矽太陽電池單元(串聯(tandem)型太陽電池單元)等。
就前述薄膜系太陽電池單元之平均厚度而言,並未特別限定,可因應目的加以適當選擇。
-電極-
就前述電極而言,並未特別限定,可因應目的加以適宜選擇,例如,可舉例細長電流取出部的區域內的外部電極等。
<接線>
就前述接線而言,只要僅於其單面具有凸部者即可,並未特別限定,可因應目的加以適當選擇。
前述凸部係指於十點平均粗度(Rz(μm))為1.0μm以上之凸部。
就前述凸部之大小而言,只要十點平均粗度(Rz(μm))為1.0μm以上即可,並未特別限定,可因應目的加以適當選擇,但2.5μm~25μm為較佳,5μm~20μm為更佳,7μm~15μm為特佳。前述Rz低於1.0μm時,有發生電氣連接的問題,超過25μm時,有發生電氣連接的問題。前述Rz於前述特佳範圍內時,於連接信賴性的點為有利的。
其中,前述十點平均粗度(Rz)可依據JIS B 0601-2001(依據ISO4287-1997)加以測量。
就前述凸部之材質及構造而言,並未特別限定,可因應目的加以適宜選擇,例如,可舉例於銅粒子表面鍍鋅者等。
就前述凸部之形成方法而言,並未特別限定,可因應目的加以適宜選擇,例如,可舉例於平滑的接線的單面上,負載銅粒子,經由將此接線鍍鋅而形成的方法等。
又,例如,於平滑的銅箔的單面上,負載銅粒子,將前述銅箔鍍鋅後,經由將前述銅箔切割成指定寬度,可製作具有前述凸部的接線。
前述凸部可於前述接線的前述單面全面地形成,亦可於一部份形成。
就前述接線之材質而言,例如,可舉例銅、鋁、鐵、金、銀、鎳、鈀、鉻、鉬、及此等之合金等。又,因應必要,亦可於此等金屬施予鍍金、鍍銀、鍍錫、鍍鋅錫等。
就前述接線之形狀而言,可舉例例如帶狀(ribbon)。
就前述接線之平均寬度而言,並未特別限定,可因應目的加以適當選擇,但1mm~6mm為較佳。
就前述接線之平均厚度而言,並未特別限定,可因應目的加以適當選擇,但5μm~300μm為較佳。
<接著層>
前述接著層僅被配置於前述接線之具有前述凸部的單面。
就形成前述接著層的方法而言,並未特別限定,可因應目的加以適宜選擇,例如,於前述接線上積層薄膜形狀之接著劑(接著薄膜)的方法,於前述接線上塗佈液狀接著劑的方法等。
就前述接著劑之塗佈方法而言,並未特別限定,可因應目的加以適宜選擇,例如,旋轉塗佈法(spin coat)、流延法(casting)、微凹版塗佈法(microgravure coat)、凹版塗佈法(gravure coat)、刮刀塗佈法(knife coat)、棒塗佈法(bar coat)、輥塗佈法(roll coat)、線棒塗佈法(wire bar coat)、浸漬塗佈法(dip coat)、噴塗法(spray coat)等。
就前述接著層之平均厚度而言,並未特別限定,可因應目的加以適當選擇,但3μm~100μm為較佳,5μm~30μm為更佳,8μm~20μm為特佳。前述平均厚度低於3μm時,接著強度會顯著降低,超過100μm時,有發生接著層自接線突出而發生電氣連接缺陷的情形。前述平均厚度於前述特佳範圍內時,於接著信賴性之點為有利的。
其中,前述平均厚度為任意每20cm2測量5處時之平均值。
就前述接著層之平均寬度而言,並未特別限定,可因應目的加以適當選擇,但0.5mm~10mm為較佳,且與前述接線相同寬度,或小於前述接線的寬度者為較佳。
-接著劑-
就前述接著劑而言,並未特別限定,可因應目的加以適宜選擇,可舉例導電性接著劑、絕緣性接著劑。
--導電性接著劑-
就前述導電性接著劑而言,並未特別限定,可因應目的加以適宜選擇,例如,可舉例至少含有導電性粒子、膜形成樹脂、硬化性樹脂、及硬化劑,更因應必要,含有矽烷偶合劑等之其他成分等。
--絕緣性接著劑-
就前述絕緣性接著劑而言,並未特別限定,可因應目的加以適宜選擇,例如,可舉例至少含有膜形成樹脂、硬化性樹脂、及硬化劑,更因應必要,含有矽烷偶合劑等之其他成分等。
---導電性粒子---
就前述導電性粒子而言,並未特別限定,可因應目的適宜選擇,例如,可舉例鎳粒子、金被覆鎳粒子、以Ni被覆樹脂芯的樹脂粒子、以Ni被覆樹脂芯再以Au被覆最表面的樹脂粒子等。
---膜形成樹脂---
就前述膜形成樹脂而言,並未特別限定,可因應目的加以適宜選擇,例如,可舉例苯氧基樹脂、不飽和聚酯樹脂、飽和聚酯樹脂、胺基甲酸酯樹脂、丁二烯樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、聚烯烴樹脂等。此等可單獨使用1種,亦可併用2種以上。此等中以苯氧基樹脂為特佳。
---硬化性樹脂---
就前述硬化性樹脂而言,並未特別限定,可因應目的加以適宜選擇,例如,可舉例環氧樹脂、丙烯酸酯樹脂等。
----環氧樹脂----
就前述環氧樹脂而言,並未特別限定,可因應目的加以適宜選擇,例如,可舉例雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、酚醛清漆型環氧樹脂、此等之變性環氧樹脂、脂環式環氧樹脂等。此等可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
----丙烯酸酯樹脂----
就前述丙烯酸酯樹脂而言,並未特別限定,可因應目的加以適宜選擇,例如,丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸環氧基酯、乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、二羥甲基三環癸烷二丙烯酸酯、丁二醇四丙烯酸酯、2-羥基-1,3-二丙烯氧基丙烷、2,2-雙[4-(丙烯氧基甲氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(丙烯氧基乙氧基)苯基]丙烷、二環戊烯基丙烯酸酯、丙烯酸三環癸基酯、三(丙烯氧基乙基)異氰脲酸酯胺基甲酸酯丙烯酸酯等。此等可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
又,可舉例將前述丙烯酸酯作成甲基丙烯酸酯者,此等可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
---硬化劑---
前述硬化性樹脂係與硬化劑併用者為較佳。就前述硬化劑而言,並未特別限定,可因應目的加以適宜選擇,例如,可舉例2-乙基4-甲基咪唑所代表的咪唑類;月桂醯基過氧化物、丁基過氧化物、苄基過氧化物、二月桂醯基過氧化物、二丁基過氧化物、苄基過氧化物、過氧化二碳酸酯、苄醯基過氧化物等之有機過氧化物;有機胺類等之陰離子系硬化劑;鋶鹽、鎓鹽、鋁螯合劑等之陽離子系硬化劑等。
此等中,以環氧樹脂與咪唑系潛在性硬化劑之組合、丙烯酸酯樹脂與有機過氧化物系硬化劑之組合為特佳。
---矽烷偶合劑---
就前述矽烷偶合劑而言,並未特別限定,可因應目的加以適宜選擇,例如,可舉例環氧系矽烷偶合劑、丙烯酸系矽烷偶合劑、硫醇系矽烷偶合劑、胺系矽烷偶合劑等。
---其他之成分---
就前述其他之成分而言,並未特別限定,可因應目的加以適宜選擇,例之如,可舉例填充劑、軟化劑、促進劑、老化防止劑、著色劑(顔料、染料)、有機溶劑、離子捕捉劑(ion catcher)等。前述其他之成分之添加量並未特別限定,可因應目的加以適當選擇。
就前述接線中的前述凸部之十點平均粗度(RZ(μm))與前述接著層之平均厚度(A(μm))之比(Rz/A)而言,並未特別限定,可因應目的加以適當選擇,但0.5~2.0為較佳,0.8~1.5為更佳。前述比(Rz/A)低於0.5時,接著層會變厚而連接信賴性會降低,超過2.0時,接著層會變薄而接著性會降低。前述比(Rz/A)於前述較佳範圍內時,於連接信賴性與接著性皆優異的點為有利的。
第3圖係於具有前述凸部的前述接線上積層前述接著層的概略剖面圖。僅於接線1之具有凸部的單面使接著層2積層。
<密封用樹脂>
就前述密封用樹脂而言,並未特別限定,可因應目的加以適宜選擇,例如,可舉例乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯/乙酸乙烯酯/三烯丙基異氰脲酸酯共聚物(EVAT)、聚乙烯丁酸酯(PVB)、聚異丁烯(PIB)、聚矽氧樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂等。
就前述聚胺基甲酸酯樹脂而言,並未特別限定,可因應目的加以適當選擇,但含有具有酯系多元醇單體的熱可塑性聚胺基甲酸酯樹脂、具有醚系多元醇單體的熱可塑性聚胺基甲酸酯樹脂的摻合聚合物為較佳。此摻合聚合物強烈地反映具有酯系多元醇單體的熱可塑性聚胺基甲酸酯樹脂之比較強的接著力的特性、及反映具有醚系多元醇單體的熱可塑性聚胺基甲酸酯樹脂之比較難以水解的特性。
<防濕性背片>
就前述防濕性背片而言,並未特別限定,可因應目的加以適宜選擇,例如,可舉例聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、鋁(Al)、PET與Al與聚乙烯(PE)之積層體等。
<玻璃板>
就前述玻璃板而言,並未特別限定,可因應目的加以適宜選擇,例如,可舉例碳酸鈉石灰懸浮玻璃板等。
於前述太陽電池模組,前述電極及前述接線之具有前述凸部的前述單面係間隔著前述接著層而被接著,且經電氣連接。
前述電極及前述接線之具有前述凸部的前述單面間隔著前述接著層加以接著且作電氣連接的方法而言,並未特別限定,可因應目的加以適宜選擇,例如,可舉例於前述薄膜系太陽電池單元之前述電極上,前述接著層被積層於具有前述凸部的前述單面上的前述接線,使前述電極與前述接著層連接的方式配置,並押壓及加熱的方法。就如此方法而言,以後述的本發明中的前述薄膜系太陽電池模組之製造方法為較佳。
第4圖係顯示本發明之薄膜系太陽電池模組之一例的略剖面圖。具有光電變換元件3與電極4的薄膜系太陽電池單元32之前述電極4、與前述接線1之具有前述凸部的前述單面係間隔著接著層2而被接著,且前述電極4與前述凸部連接,前述電極4與前述接線1會被電氣連接。
就前述薄膜系太陽電池模組之概略俯視圖而言,例如,可舉例第2圖之概略俯視圖。
於前述薄膜系太陽電池模組,前述接線上之前述凸部係前述薄膜系太陽電池單元之前述電極與前述接線之電氣連接為良好。因此,前述薄膜系太陽電池模組於連接信賴性為優異。又,前述薄膜系太陽電池模組因僅於前述接線之單面具有前述接著層,於製造前述薄膜系太陽電池模組之際,不會污染設備。
(薄膜系太陽電池模組之製造方法)
本發明之薄膜系太陽電池模組之製造方法係使用減壓層壓機,至少包含配置步驟、押壓步驟、加熱步驟,更因應必要含有其他步驟。
藉由本發明之薄膜系太陽電池模組之製造方法,可製造本發明之前述薄膜系太陽電池模組。
<減壓層壓機>
前述減壓層壓機至少具有第一室、第二室、可撓性片、加熱台,更因應必要具有其他構件。
前述第一室與前述第二室係藉由前述可撓性片加以區隔。
前述第一室與前述第二室可各別獨立地調整內壓。
前述加熱台係可加熱,被配置於前述第二室內。
本文中,使用圖式說明前述減壓層壓機之操作。第5圖係使用前之減壓層壓機之一例之概略剖面圖。減壓層壓機10係由上部單元11與下部單元12所構成。此等之單元可間隔O環等之密封構件13而可分離地被一體化。聚矽氧橡膠等之可撓性片14被設置於前述上部單元11,藉由此可撓性片14,前述減壓層壓機10被區隔為第一室15與第二室16。前述可撓性片14之前述第二室16側表面上,可配置薄的玻璃交聯強化鐵氟龍(Teflon)(註冊商標)使融熔的EVA等之密封用樹脂不會轉黏。
又,前述上部單元11及前述下部單元12各別可於各室獨立地調整內壓,即,藉由真空泵或壓縮機等而減壓、加壓,進一步可設置配管17、18成為對大氣壓的開放。前述配管17係以切替活門19使分歧為配管17a及配管17b二方向,前述配管18係以切替活門20使分歧為配管18a及配管18b二方向。又,可加熱的加熱台21被配置於前述下部單元12。
如此減壓層壓機10係以例如第6A圖~第6E圖所示來使用。
首先,如第6A圖所示,分離前述上部單元11與前述下部單元12,於前述加熱台21上,載置應熱層壓的積層物22。
其次,如第6B圖所示,前述上部單元11與前述下部單元12藉由前述密封構件13,可分離地作成一體化,之後,前述配管17a及前述配管18a各別與真空泵(未圖示)連接,將前述第一室15及前述第二室16作成高真空。
其次,如第6C圖所示,保持前述第二室16內為高真空下,切換前述切替活門19,自前述配管17b將大氣導入前述第一室15。據此,前述可撓性片14向前述第二室16內推。此時,將前述加熱台21加熱。結果,前述積層物22以前述加熱台21被加熱,同時以前述可撓性片14被押壓。
其次,如第6D圖所示,切換前述切替活門20,自前述配管18b將大氣導入前述第二室16內。據此,前述可撓性片14向前述第一室15推回,最終地,前述第一室15及第二室16之內壓成為相同。
最後,如第6E圖所示,將前述上部單元11與前述下部單元12分開,取出由前述加熱台21上經熱層壓處理的前述積層物22。據此,完成前述減壓層壓機10之操作循環。
又,前述積層物22於前述薄膜系太陽電池模組之製造方法成為本發明之前述薄膜系太陽電池模組。
藉由進行第6A圖~第6E圖之操作,接線與電極之連接步驟、及經由密封用樹脂的密封步驟整體地實施成為可能。
以上,說明前述減壓層壓機之一例,但前述減壓層壓機並未限定於如第5圖之由上部單元及下部單元構成者,亦可使用於一室體內部分成2室,藉由門的開閉進行積層物之投入、回收的方式所構成的減壓層壓機。又,前述第一室及前述第二室亦可於前述第一室內導入壓縮空氣,進行大氣壓以上之加壓。又,亦可為未減壓前述第二室,僅室內空氣被排放的方式。
其次,使用以上說明的前述減壓層壓機的本發明之前述薄膜系太陽電池模組之製造方法說明如下。
<配置步驟>
就前述配置步驟而言,只要為於前述第二室之前述加熱台上,進行接線及電極之連接步驟、及藉由密封用樹脂之密封步驟之前,配置本發明之前述薄膜系太陽電池模組的步驟即可,並未特別限定,可因應目的加以適宜選擇,例如,可舉例於前述第二室之前述加熱台上,配置形成電極的薄膜系太陽電池單元,於前述電極上,接著層及僅於單面設有凸部的接線,藉由押壓及加熱,使前述電極及前述接線之前述單面間隔前述接著層而被接著,且如電氣被連接的方式配置,再者,以覆蓋前述薄膜系太陽電池單元的方式,配置密封用樹脂、防濕性背片及玻璃板任一者。
就前述配置步驟之一例而言,可舉例如下步驟。
首先,於前述加熱台上配置形成電極的薄膜系太陽電池單元。接著,於前述電極上,將接著層、及僅單面設有凸部的接線,經由押壓及加熱,使前述電極及前述接線之前述片面間隔著前述接著層而被接著,且以電氣連接的方式加以配置。接著,以覆蓋前述薄膜系太陽電池單元的方式,配置密封用樹脂、防濕性背片及玻璃板任一者。
就前述配置步驟之其他一例而言,可舉例如下步驟。
首先,於薄膜系太陽電池單元之電極上,接著層、及僅單面設有凸部的接線,經由押壓及加熱,使前述電極及前述接線之前述單面間隔前述接著層而被接著,且經電氣連接的方式配置。其次,將配置前述接著層及前述接線的前述薄膜系太陽電池單元,配置於前述加熱台上。接著,以覆蓋前述薄膜系太陽電池單元的方式,配置密封用樹脂、防濕性背片及玻璃板任一者。
其中,前述配置步驟所使用的前述薄膜系太陽電池單元、前述接著層、前述接線、前述密封用樹脂、前述防濕性背片、及前述玻璃板係可使用與本發明之前述薄膜系太陽電池模組之說明中記載相同者。
前述接線及前述接著層係於配置於前述電極上前被積層,由步驟變簡單,且可減少配置位置偏移的點為較佳。
<押壓步驟>
就前述押壓步驟而言,只要相對於前述第二室,前述第一室之內壓相對地提高,藉由前述可撓性片將前述防濕性背片及玻璃板任一者押壓的步驟即可,並未特別限定,可因應目的加以適當選擇。
相對於前述第二室,相對地提高前述第一室之內壓的操作並未特別限定,可因應目的加以適當選擇,但於將前述第一室及前述第二室之內壓作成減壓狀態後,直接保持前述第二室之減壓狀態下,將前述第一室作成大氣壓的操作,於將前述第一室作成大氣壓的操作為簡單,押壓步驟變簡便的點、及因前述第二室之內壓成為減壓狀態,故製造的前述薄膜系太陽電池模組中難以混入空洞(void)(氣泡)的點為較佳。
就將前述防濕性背片及玻璃板之任一者押壓的壓力而言,並未特別限定,可因應目的加以適當選擇。
就將前述防濕性背片及玻璃板之任一者押壓的時間而言,並未特別限定,可因應目的加以適當選擇。
<加熱步驟>
就前述加熱步驟而言,只要將加熱台加熱的步驟即可,並未特別限定,可因應目的加以適當選擇。
經由加熱前述加熱台,藉由前述加熱台上配置的前述薄膜系太陽電池單元,可將前述接著層、及前述密封用樹脂加熱。
就前述加熱步驟中的加熱溫度而言,並未特別限定,可因應目的加以適當選擇,但50℃~250℃為較佳,100℃~200℃為更佳,120℃~170℃為特佳。前述加熱溫度低於50℃時,前述電極與前述接線之接著、及密封變的不充足,超過250℃時,接著層、密封用樹脂等之有機樹脂會熱分解。前述加熱溫度於前述特佳範圍內時,於接著及連接雙方的信賴性的點為有利。再者,於密封樹脂的層壓密封步驟可一體性連接的點為有利的。
就前述加熱步驟中的加熱時間而言,並未特別限定,可因應目的加以適當選擇,但1分鐘~1小時為較佳,3分鐘~30分鐘為更佳,5分鐘~20分鐘為特佳。前述加熱時間低於1分鐘時,前述電極與前述接線之接著、及密封變的不充分,超過1小時時,接著強度會降低。前述加熱時間於前述特佳範圍內時,於接著及連接雙方的信賴性的點為有利的。
就前述押壓步驟、及開始前述加熱步驟的順序而言,並未特別限定,可因應目的加以適宜選擇,可於開始前述押壓步驟前加熱前述加熱台,開始前述押壓步驟後加熱前述加熱台亦可。
其次,使用圖式,詳細說明前述配置步驟、前述押壓步驟、及前述加熱步驟。
第7A圖係說明配置步驟用的概略剖面圖(減壓層壓機之部分擴大圖)。第7B圖為說明押壓步驟及加熱步驟用的概略剖面圖。第7C圖係顯示本發明之薄膜系太陽電池模組之一例的概略剖面圖。
如第7A圖所示,以前述可撓性片14自前述第一室15劃分的前述第二室16之前述加熱台21上,配置形成電極4的薄膜系太陽電池單元32。接著,於前述電極4上,接著層2及僅於單面設置凸部的接線1,藉由押壓及加熱,使前述電極4及前述接線1之前述單面間隔著前述接著層2而被接著,且經電氣連接的方式來配置。接著,以覆蓋前述薄膜系太陽電池單元32的方式,依序配置密封用樹脂5、防濕性背片6。
接著,如第7B圖所示,將前述第一室及前述第二室之內壓作成減壓狀態後,保持前述第二室之減壓狀態下,經由將前述第一室作成大氣壓,以前述可撓性片14押壓前述防濕性背片6,同時加熱前述加熱台21而加熱前述薄膜系太陽電池單元32。由此前述薄膜系太陽電池單元32之前述電極4與前述接線1藉由前述接著層2加以接著,且作電氣連接,再者,前述薄膜系太陽電池單元32以密封用樹脂加以密封。由此,可獲得前述薄膜系太陽電池模組(第7C圖)。
[實施例]
以下,說明本發明之實施例,但本發明並未受限於此等任何實施例。
(實施例1)
<附有接著層的接線之製作>
-附有凸部的銅箔之製作-
於銅箔的單面上負載銅粒子,接著,經由將該銅箔鍍鋅,製作僅於單面具有凸部的銅箔(附有凸部的銅箔)。
依據JIS B 0601-2001(依ISO4287-1997)測量獲得的銅箔之凸部之十點平均粗度(Rz)的結果為9μm。
-絕緣性接著薄膜之製作-
將30質量份之苯氧基樹脂(YP-50,東都化成公司製)、24質量份之環氧樹脂(EPIKOTE630,油化Shell Epoxy公司製)、25質量份之液狀環氧基分散型咪唑型硬化劑樹脂(Novacure 3941HP,旭化成公司製)、及1質量份之矽烷偶合劑(A-187,Momentive Performance Materials公司製)加以混合,調製絕緣性接著組成物。
其次,將所獲得的絕緣性接著組成物,塗佈於表面經剝離處理的厚度為50μm之聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜上。於80℃之烘箱5分鐘,加熱處理而成膜,獲得厚度為5μm的絕緣性接著薄膜。
-積層體及細縫-
於上述所獲得的銅箔之具有凸部的面上,將前述絕緣性接著薄膜積層,製作使前述絕緣性接著薄膜積層的銅箔。接著,使前述絕緣性接著薄膜積層的銅箔切開成4mm寬,製作附接著層的接線。
<薄膜系太陽電池模組模型的製作>
於玻璃基板(40mm×15mm×厚度0.7mm、無鹼玻璃)之表面上塗佈鍛燒型的銀糊,並鍛燒,製作將銀作為電極的附電極的玻璃基板。
於該附電極的玻璃基板上之電極,上述所獲的附接著層的接線,以於前述電極連接前述接著層的方式加以配置,自接線側,使用熱層壓機,於壓力100kPa、加熱溫度160℃下,20分鐘作成熱積層體而製作薄膜系太陽電池模組模型。
<評價>
-黏著性-
使用RHESCA公司製黏著(tacking)試驗機,於下述試驗條件,測量黏著性。於1個樣品測量3點,求得平均值,此平均值基於下述評價基準加以評價。結果示於表1。
[試驗條件]
探針徑:直徑5mm
浸漬速度:30mm/min
試驗數度:120mm/min
預壓:196.25gf
加壓時間:1.0sec
距離:2.0mm
[評價基準]
○:0.5N以上
△:0N以上且低於0.5N
-連接信賴性-
由2根接線上,藉由各自連接電流端子及電壓端子的4端子法來測量電阻值,由下述評價基準評價。結果示於表1。
[評價基準]
◎:低於10Ω
○:10Ω以上且低於20Ω
△:20Ω以上且低於300Ω
×:300Ω以上(含超出範圍(over range))
-封裝裝置污染-
藉由貼帶裝置(tapping machine),進行附接著層的接線與附電極的玻璃基板的貼合,測量貼附輥表面之污染,由下述評價基準評價。結果示於表1。
[評價基準]
○:1次以上之貼附無輥污染
×:1次貼附有輥污染
(實施例2)
於實施例1,除了將接著薄膜的厚度由5μm變換為8μm之外,與實施例1同樣地,製作薄膜系太陽電池模組模型。
於獲得的薄膜系太陽電池模組模型,與實施例1同樣地進行評價。結果示於表1。
(實施例3)
於實施例1,除了將接著薄膜的厚度由5μm變換為11μm之外,與實施例1同樣地,製作薄膜系太陽電池模組模型。
於獲得的薄膜系太陽電池模組模型,與實施例1同樣地進行評價。結果示於表1。
(實施例4)
於實施例1,除了將接著薄膜的厚度由5μm變換為18μm之外,與實施例1同樣地,製作薄膜系太陽電池模組模型。
於獲得的薄膜系太陽電池模組模型,與實施例1同樣地進行評價。結果示於表1。
(實施例5)
於實施例1,除了將接著薄膜的厚度由5μm變換為20μm之外,與實施例1同樣地,製作薄膜系太陽電池模組模型。
於獲得的薄膜系太陽電池模組模型,與實施例1同樣地進行評價。結果示於表1。
(實施例6)
於實施例1,將絕緣性接著薄膜替換為下述製作的導電性接著薄膜之外,與實施例1同樣地,製作薄膜系太陽電池模組模型。
於獲得的薄膜系太陽電池模組模型,與實施例1同樣地進行評價。結果示於表1。
<導電性接著薄膜之製作>
混合30質量份之苯氧基樹脂(YP-50,東都化成公司製)、24質量份之環氧樹脂(EPIKOTE630,油化Shell Epoxy公司製)、25質量份之液狀環氧基分散型咪唑型硬化劑樹脂(Novacure 3941HP,旭化成公司製)、1質量份之矽烷偶合劑(A-187,Momentive Performance Materials公司製)、及50質量份之導電性粒子(F255,Vale公司製),調製導電性接著組成物。
其次,將獲得的導電性接著組成物,塗佈於表面經剝離處理的厚度為50μm之聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜上。於80℃之烘箱加熱處理5分鐘而成膜,獲得厚度為11μm之導電性接著薄膜。
(實施例7)
於實施例1,將附凸部銅箔替換為下述製作的附凸部銅箔之外,與實施例1同樣地,製作薄膜系太陽電池模組模型。
於獲得的薄膜系太陽電池模組模型,與實施例1同樣地進行評價。結果示於表1。
<附凸部銅箔之製作>
於銅箔的單面上負載銅粒子,接著,藉由將該銅箔鍍鋅,製作僅於單面具有凸部的銅箔(附凸部銅箔)。
JIS B 0601-2001(依據ISO4287-1997)測量所獲得的銅箔之凸部之十點平均粗度(Rz)的結果為3.3μm。
(實施例8)
於實施例1,將絕緣性接著薄膜替換為下述製作的絕緣性接著薄膜之外,與實施例1同樣地,製作薄膜系太陽電池模組模型。
<絕緣性接著薄膜之製作>
混合35質量份之苯氧基樹脂(PKHH,InChem公司製)、14質量份之之環氧樹脂(YL980,Japan Epoxy Resins公司製)、30質量份之液狀環氧基分散型咪唑型硬化劑樹脂(Novacure 3941HP,旭化成公司製)、及1質量份之矽烷偶合劑(A-187,Momentive Performance Materials公司製),調製絕緣性接著組成物。
其次,將獲得的絕緣性接著組成物塗佈於表面經剝離處理的厚度為50μm之聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜上。於80℃之烘箱加熱處理5分鐘而成膜,獲得厚度為11μm之絕緣性接著薄膜。
(比較例1)
於實施例2,將附凸部的銅箔替換為下述製作的鍍錫銅箔之外,與實施例2同樣地,製作薄膜系太陽電池模組模型。
於獲得的薄膜系太陽電池模組模型,與實施例1同樣地進行評價。結果示於表1。
<鍍錫銅箔之製作>
銅箔經由鍍錫(鍍敷厚度為上下各1μm),製作鍍錫銅箔。
(比較例2)
於比較例1,除將絕緣性接著薄膜之厚度由8μm變換為11μm之外,與比較例1同樣地,製作薄膜系太陽電池模組模型。
於獲得的薄膜系太陽電池模組模型,與實施例1同樣地進行評價。結果示於表1。
(比較例3)
於比較例1,除將絕緣性接著薄膜之厚度由8μm變換為18μm之外,與比較例1同樣地,製作薄膜系太陽電池模組模型。
於獲得的薄膜系太陽電池模組模型,與實施例1同樣地進行評價。結果示於表1。
(比較例4)
於比較例1,除將絕緣性接著薄膜之厚度由8μm變換為20μm之外,與比較例1同樣地,製作薄膜系太陽電池模組模型。
於獲得的薄膜系太陽電池模組模型,與實施例1同樣地進行評價。結果示於表1。
(比較例5)
於實施例1,除將附接著層的接線替換為下述製作的附接著層的接線之外,與實施例1同樣地,製作薄膜系太陽電池模組模型。又,電極與凸部連接的方式進行熱層壓。
於獲得的薄膜系太陽電池模組模型,與實施例1同樣地進行評價。結果示於表1。
<附接著層的接線之製作>
實施例1所獲得的附凸部的銅箔之具有凸部的面上,使用層壓機,將實施例1所獲得的絕緣性接著薄膜之厚度變換為11μm的絕緣性接著薄膜加以層壓,製作使前述絕緣性接著薄膜積層的銅箔。接著,前述銅箔之不具有凸部的面(具有凸部的面的相反面)亦層壓前述絕緣性接著薄膜(厚度11μm),而製作兩面積層前述絕緣性接著薄膜的銅箔。再者,將此銅箔切成寬度4mm,製作附接著層的接線。
(比較例6)
於實施例1,除將附接著層的接線替換為下述製作的附接著層的接線之外,與實施例1同樣地,製作薄膜系太陽電池模組模型。又,以電極與凸部連接的方式進行熱層壓。
於獲得的薄膜系太陽電池模組模型,與實施例1同樣地進行評價。結果示於表1。
<附接著層的接線之製作>
於實施例1獲得之附凸部的銅箔之具有凸部的面上,使用層壓機,積層實施例6所獲得的導電性接著薄膜(厚度11μm),製作積層前述導電性接著薄膜的銅箔。接著,於前述銅箔之不具有凸部的面(具有凸部的面的相反面),亦積層前述導電性接著薄膜(厚度11μm),製作於兩面積層前述導電性接著薄膜的銅箔。再者,此銅箔切成寬4mm,製作附接著層的接線。
(實施例9)
使用薄膜系太陽電池單元模型,實施本發明之薄膜系太陽電池模組之製造方法。以下顯示此方法。
使用第5圖所示的減壓層壓機。
如第7A圖所示,以可撓性片14由第一室15被分隔的第二室16之加熱台21上,配置以實施例1製作的附電極的玻璃基板(於第7A圖,相當於形成電極4的薄膜系太陽電池單元32)。接著,於前述電極上,將實施例1製作的附接著層的接線(於第7A圖,相當於接著層2、及僅於單面設有凸部的接線1),於前述電極及前述接線之具有凸部的單面係藉由押壓及加熱,間隔著前述接著層被接著,且經電氣連接的方式來配置。接著,以覆蓋前述附電極的玻璃基板的方式,依序配置密封用樹脂5(厚度500μm之乙烯/乙酸乙烯酯共聚物)、防濕性背片6(厚度250μm之聚對苯二甲酸乙二醇酯(凸版印刷公司製,BS-SP))。
接著,將前述第一室及前述第二室之內壓作成減壓狀態後,如第7B圖所示,直接保持前述第二室之減壓狀態下,將前述第一室作成大氣壓,以前述可撓性片14將前述防濕性背片6押壓,同時將前述加熱台21加熱而加熱附電極的玻璃基板。此時之壓力為100kPa,加熱溫度為160℃,押壓及加熱的時間為20分鐘。據此,附電極的玻璃基板之前述電極與前述接線以前述接著層接著,且作電氣連接,再者,附電極的玻璃基板以密封用樹脂密封。據此,獲得薄膜系太陽電池模組模型(第7C圖)。
經由使用減壓層壓機的上述製造方法,電極及接線之接著及電氣的連接、以及藉由密封用樹脂的密封可一體性地進行。
又,所獲得的薄膜系太陽電池模組模型,因於押壓防濕性背片之際於減壓氣體環境下進行,經由以密封用樹脂的密封的模組內不會混入氣泡。
[產業上之利用可能性]
本發明之薄膜系太陽電池模組係於使用接著劑作為連接材料的薄膜系太陽電池模組中,因連接信賴性優異,可適合使用作為綠色能源。又,本發明之薄膜系太陽電池模組之製造方法因可以節省步驟製造,可適合使用於本發明之薄膜系太陽電池模組之製造。
1...接線
2...接著層
3...光電變換元件
4...電極
5...密封用樹脂
6...防濕性背片
10...減壓層壓機
11...上部單元
12...下部單元
13...密封構件
14...可撓性片
15...第一室
16...第二室
17、17a、17b...配管
18、18a、18b...配管
19...切替活門
20...切替活門
21...加熱台
22...積層物
32、32c、32d...薄膜系太陽電池單元
38‧‧‧基材
40‧‧‧導電性接著層
41‧‧‧第一電極
42‧‧‧指狀電極
43‧‧‧第二電極
44‧‧‧指狀電極
50‧‧‧結晶系太陽電池單元
100‧‧‧結晶系太陽電池模組
200‧‧‧薄膜系太陽電池模組
第1圖係顯示結晶系太陽電池模組之一例的概略部分剖面圖。
第2圖係顯示薄膜系太陽電池模組之一例的概略俯視圖。
第3圖係於具有凸部的接線積層接著層的概略剖面圖。
第4圖係顯示本發明之薄膜系太陽電池模組之一例的概略剖面圖。
第5圖係使用前之減壓層壓機之一例的概略剖面圖。
第6A圖係減壓層壓機之使用說明圖。
第6B圖係減壓層壓機之使用說明圖。
第6C圖係減壓層壓機之使用說明圖。
第6D圖係減壓層壓機之使用說明圖。
第6E圖係減壓層壓機之使用說明圖。
第7A圖係用以說明配置步驟的概略剖面圖。
第7B圖係用以說明押壓步驟及加熱步驟的概略剖面圖。
第7C圖係顯示本發明之薄膜系太陽電池模組之一例的概略剖面圖。
1...接線
2...接著層
3...光電變換元件
4...電極
32...薄膜系太陽電池單元

Claims (6)

  1. 一種薄膜系太陽電池模組,其係為至少具有具電極的薄膜系太陽電池單元、接線、及接著層,其中前述接線僅於單面具有凸部,前述接著層係僅被配置於前述接線之具有前述凸部的前述單面上,前述電極與前述接線之具有前述凸部的前述單面係間隔著前述接著層被接著,且經電氣連接,前述接線中的凸部的十點平均粗度(Rz(μm))為2.5μm~15μm,前述接著層的平均厚度(A(μm))為3μm~100μm,前述接線中的凸部的十點平均粗度(Rz(μm))與接著層的平均厚度(A(μm))之比(Rz/A)為0.5~2.0。
  2. 一種薄膜系太陽電池模組之製造方法,該薄膜系太陽電池模組為:至少具有具電極的薄膜系太陽電池單元、接線、及接著層,其中前述接線僅於單面具有凸部,前述接著層係僅被配置於前述接線之具有前述凸部的前述單面上,前述電極與前述接線之具有前述凸部的前述單面係間隔著前述接著層被接著,且前述電極與前述凸部接觸而電氣連接;該製造方法係為使用減壓層壓機,至少包含配置步驟、押壓步驟、及加熱步驟,其中該減壓層壓機具有第一室、第二室、可撓性片、及可加熱的加熱台,前述第一室與前述第二室藉由前述可撓性片加以區隔,前述第一室與前述第 二室可各自獨立地調整內壓,前述加熱台被設置於前述第二室內;於前述第二室之前述加熱台上,配置形成電極的薄膜系太陽電池單元,於前述電極上,配置接著層及僅單面設置凸部的接線,係藉由押壓及加熱前述電極及前述接線之前述單面,使間隔前述接著層而接著並作電氣連接的方式來配置,再者,以覆蓋前述薄膜系太陽電池單元的方式,配置密封用樹脂、防濕性背片及玻璃板任一者的配置步驟;該押壓步驟係使相對於前述第二室,相對地提高前述第一室之內壓,並藉由前述可撓性片押壓前述防濕性背片及玻璃板任一者的押壓步驟;該加熱步驟係將前述加熱台加熱的加熱步驟;該製造方法至少包含一體地實施前述接線與前述電極的連接步驟及經由前述密封用樹脂的密封步驟的實施步驟;前述連接步驟,係將前述電極及前述接線的具有前述凸部的前述單面,間隔前述接著層接著,且使前述電極與前述凸部接觸而電氣連接的步驟;前述密封步驟,係對於前述接線與前述薄膜系太陽電池單元,以前述密封用樹脂將其披覆,而使附前述接線的前述薄膜系太陽電池單元與前述密封用樹脂接著的步驟;前述實施步驟中,前述連接步驟與前述密封步驟係同時進行。
  3. 如申請專利範圍第2項記載之薄膜系太陽電池模組之製造方法,其中相對於第二室,相對地提高第一室之內壓的操 作係將前述第一室及前述第二室之內壓作成減壓狀態後,直接保持前述第二室之減壓狀態下將前述第一室作成大氣壓的操作。
  4. 如申請專利範圍第2項記載之薄膜系太陽電池模組之製造方法,其中接線與接著層係於配置於電極上之前被積層。
  5. 如申請專利範圍第2項記載之薄膜系太陽電池模組之製造方法,其中前述接線中的凸部的十點平均粗度(Rz(μm))為2.5μm~15μm,前述接著層的平均厚度(A(μm))為3μm~100μm。
  6. 如申請專利範圍第2項記載之薄膜系太陽電池模組之製造方法,其中前述接線中的凸部的十點平均粗度(Rz(μm))與前述接著層的平均厚度(A(μm))之比(Rz/A)為0.5~2.0。
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