TWI605606B - Solar battery module - Google Patents
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Description
本發明涉及太陽能電池模組。
近年來,正在急速地推進作為利用自然能源的發電系統的太陽光發電的普及。在用於進行太陽光發電的太陽能電池模組中,將多個太陽能電池單元(solar battery cell)相鄰地設置,並將各太陽能電池單元進行電連接而輸出電力。
這樣的太陽能電池單元彼此進行電連接的佈線暴露於受光面側時,則受光面積減少。由此,提案有在與太陽能電池單元的受光面相反側的表面形成連接電極,且在用於將這些連接電極進行佈線的佈線片材上,隔著連接部件而將太陽能電池單元連接的背面連接方式的連接結構。作為連接部件,例如可使用焊料和/或銀糊等。
以往,關於這樣的背面連接方式的太陽能電池模組中使用的佈線片材,在佈線之時按照連接部件不侵入到相鄰的佈線圖案上的方式,設置阻止經加熱的連接部件發生移動且絕緣佈線間之絕緣層。
例如,在專利文獻1中記載的太陽能電池背面電路片材中,設置將在絕緣基材上所形成的電路層的側面及上面之外緣部被覆的絕緣保護層,在從該絕緣保護層露出
的電路層上,可隔著連接部件而將太陽能電池單元連接。
作為該太陽能電池背面電路片材的絕緣保護層,使用了阻焊劑。
[專利文獻1]日本特開2011-199020號公報
但是,在上述那樣的現有技術中存在有如下問題。
如專利文獻1中記載的太陽能電池背面電路片材,藉由阻焊劑而形成針對佈線的絕緣保護層的情況下,由於阻焊劑昂貴,因而存在太陽能電池模組的部件成本變高的問題。
太陽能電池模組係進行模組層壓而製造,因而在該模組層壓程序中,例如在125℃~160℃的溫度下加熱15分鐘~30分鐘左右。
關於專利文獻1的利用阻焊劑而得的絕緣保護層,將阻焊劑印刷後,為了進行熱交聯,例如需要在120℃~160℃的溫度下加熱20分鐘~60分鐘左右的程序。
因此,在專利文獻1中記載的技術中也存在有如下的問題:由於增加如此多餘的加熱程序,所以可能導致構成太陽能電池模組的原材料(材料)進行熱劣化、或因熱
收縮而導致尺寸穩定性變差。
另外,在構成太陽能電池模組的情況下,為了保護太陽能電池單元不受水分、氣體的損害,採用了例如如下結構:藉由使用由乙烯.乙酸乙烯酯共聚樹脂(EVA樹脂)等透光性樹脂而成的密封材料,將太陽能電池單元密封。該密封材料具有可撓性,也具有將由施加於太陽能電池模組的外力導致的衝擊緩和而作為保護層的功能。由此,密封材料需要具有用於滿足緩和衝擊所必需的機械特性的厚度。另一方面,包含阻焊劑而成的絕緣保護層比密封材料硬,因而幾乎完全沒有緩和衝擊的功能。
如此,現有技術的太陽能電池模組中,需要一同具備具有各不相同的功能的絕緣保護層和密封材料,因而存在有製造成本和/或部件成本變得昂貴的問題。另外存在有太陽能電池模組的厚度僅因絕緣保護層部分就變厚的問題。
本發明鑒於如此課題而得者,且其目的在於提供可簡化結構並且可減少製造工時的太陽能電池模組。
為了解決上述問題,本發明的第1態樣的太陽能電池模組之構成為,具備:在表面形成有佈線圖案的佈線片材;太陽能電池單元,其具有接受用於發電的光的受光面、和在與該受光面側相反側的表面上所形成的佈線用的連接電極,並且該連接電極隔著具有導電性的連接部件而連接在前述佈線片材的前述佈線圖案上;具
有光透過性的透光性基板,其設置在將前述太陽能電池單元的前述受光面以及前述佈線片材覆蓋的範圍;具有電絕緣性的背面側密封部,其至少填充於從前述佈線片材的形成有前述佈線圖案的表面到前述太陽能電池單元的形成有前述連接電極的表面之間的層狀空間;及具有光透過性的受光面側密封部,其緊貼在前述背面側密封部以及前述太陽能電池單元的前述受光面上而積層,並且緊貼於前述透光性基板上;並且藉由前述背面側密封部和前述受光面側密封部,將前述太陽能電池單元密封在前述佈線片材與前述透光性基板之間。
亦可構成為:在上述太陽能電池模組中,前述背面側密封部比前述受光面側密封部的電阻率大。
亦可構成為:在上述太陽能電池模組中,前述背面側密封部中添加有填料。
亦可構成為:在上述太陽能電池模組中,上述填料的平均粒徑為5μm以上150μm以下。
在上述太陽能電池模組中,前述背面側密封部也可藉由包含樹脂的材料所構成,該樹脂為選自烯烴類樹脂、聚乙烯縮丁醛(polyvinyl butyral)樹脂、以及矽樹脂之中的1種以上。
在上述太陽能電池模組中,前述背面側密封部也可為如下結構:藉由添加了具有光吸收性或者光反射性的顏料的材料所形成,由此無法視認從前述受光面側看到前述佈線圖案。
本發明的太陽能電池模組,由於利用構成密封部的一部分的背面側密封部來覆蓋佈線部而進行電絕緣,因而發揮可簡化結構並且可減少製造工時之功效。
1‧‧‧保護層
2‧‧‧片材基材
2a‧‧‧背面
2b‧‧‧佈線面
3‧‧‧佈線部(佈線圖案)
4‧‧‧佈線片材
5‧‧‧密封部
5a‧‧‧通孔
5A‧‧‧背面側密封部
5B‧‧‧受光面側密封部
6‧‧‧太陽能電池單元
6a‧‧‧連接電極
6b‧‧‧受光面
6c‧‧‧背面
7‧‧‧透光性基板
8‧‧‧密封材料
9‧‧‧連接部件
35A‧‧‧背面側密封片
35B‧‧‧受光面側密封片
50、60‧‧‧太陽能電池模組
50A‧‧‧積層體
第1圖係顯示本發明實施形態的太陽能電池模組的概略結構之示意剖面圖。
第2圖係說明本發明實施形態的太陽能電池模組中所使用的佈線片材的製造程序之程序說明圖。
第3圖係說明本發明實施形態的太陽能電池模組的製造程序之程序說明圖。
第4圖係接續於第3圖的說明本發明實施形態的太陽能電池模組的製造程序之程序說明圖。
第5圖係顯示本發明實施形態的第1變形例的太陽能電池模組的概略結構之示意剖面圖。
以下,參照附圖說明本發明實施形態的太陽能電池模組。
第1圖為顯示本發明實施形態的太陽能電池模組的概略結構之示意剖面圖。另外,由於第1圖是示意圖,因而尺寸、形狀有誇張(以下的附圖也相同)。
如第1圖所示,本實施形態的太陽能電池模組50具備:在與接受用於發電的光的受光面6b相反側的背面6c側上設置有佈線用的多個連接電極6a之太陽能電池
單元6;將太陽能電池單元6進行佈線的佈線片材4;積層在佈線片材4以及太陽能電池單元6上而將太陽能電池單元6密封的密封部5;積層在密封部5上的透光性基板7;在佈線片材4的與密封部5相反一側積層的保護層1。
太陽能電池單元6是將從受光面6b入射的光進行光電轉換而進行發電的太陽能電池單元,並且是在背面6c設置有連接電極6a的背面連接方式的太陽能電池單元。另外,由於第1圖為示意圖,因而將圖示進行簡略化,關於連接電極6a的個數,可根據需要而設置兩個以上的適當個數。
另外,太陽能電池單元6的個數沒有特別限定,可設置一個以上的適當數量。本實施形態中,省略圖示的太陽能電池單元6在第1圖的紙面縱深方向也以間隔的方式並列設置,在俯視下沿著兩個方向排列成格子狀。
太陽能電池單元6的俯視形狀沒有特別限定,例如可採用矩形和/或適當的多邊形的形狀。
佈線片材4具備片材基材2和佈線部3(佈線圖案)。
片材基材2是在作為厚度方向的一側的表面的佈線面2b支撐佈線部3的部件。
在片材基材2的另側表面的背面2a上,保護層1緊貼並接合。
作為片材基材2的材質,可採用具有耐受後述的層壓時的加熱溫度的耐熱性、電絕緣性的樹脂薄膜。作為適於片材基材2的薄膜材料,例如可列舉出聚對苯二甲酸乙
二酯(PET)和/或聚萘二甲酸乙二酯(PEN)等拉伸聚酯薄膜、聚醯亞胺薄膜。
佈線部3係藉由成形為用於將太陽能電池單元6進行佈線的適當的圖案之薄層的導電部件而形成。與片材基材2的固定方法例如可採用介由二液化型黏著劑的黏著等。
佈線部3在與太陽能電池單元6的連接電極6a連接的部位,至少具有寬於連接電極6a的外徑的寬度。
作為佈線部3中使用的導電部件,較佳為加工性優異並且成本低的銅箔、鋁箔等金屬箔。
另外,除了金屬箔以外,也可使用藉由含有金屬顆粒而具有導電性的導電塑膠薄膜和/或導電糊等。
作為佈線部3的圖案化方法,可根據導電部件的種類而採用周知的圖案化方法。例如,在金屬箔的情況下,例如可進行衝壓(punching)加工、蝕刻。在導電性塑膠薄膜的情況下,可進行衝壓加工,另外,在金屬糊的情況下,可進行基於印刷的圖案化。
太陽能電池單元6的連接電極6a與佈線片材4的佈線部3藉由連接部件9而電連接。
連接部件9的材質如果具有導電性則沒有特別限定,惟,例如可採用焊糊和/或銀糊等。
密封部5具備背面側密封部5A和受光面側密封部5B。
背面側密封部5A至少填充於:從佈線片材4的形成有佈線部3的片材基材2的佈線面2b到太陽能電池單元6的
形成有連接電極6a的背面6c之間的層狀空間,並由具有電絕緣性的材料形成。
背面側密封部5A緊貼著構成充電部的佈線部3、連接電極6a、連接部件9。由此,背面側密封部5A的電絕緣性需要有這些充電部不發生短路的程度的電絕緣性。背面側密封部5A的較佳的電絕緣性與以往在印刷基板和/或太陽能電池模組中用作絕緣保護層的阻焊劑為同等以上。
背面側密封部5A的電絕緣性的較佳的數值範圍按照電阻率(體積固有電阻值)為1013Ωcm以上。
另外,背面側密封部5A中使用的材料較佳為在加熱時容易軟化的材料,例如,加熱至150℃時的貯藏彈性模量E’較佳為103Pa~107Pa左右。
作為背面側密封部5A的材質,可採用如此具有電絕緣性的樹脂材料單體、或在樹脂材料中添加了顏料、填料等添加物的複合材料。
作為適於背面側密封部5A的樹脂材料的例子,可列舉出乙烯.乙酸乙烯酯共聚物(EVA)(電阻率:1013Ωcm)。
另外,作為除了EVA以外的例子,例如可列舉出乙烯.甲基丙烯酸共聚物(EMAA)(電阻率:1017Ωcm)、乙烯.丙烯酸共聚物(EAA)、離子聚合物(電阻率:1016Ωcm)、例如包含聚丙烯(電阻率:1016Ωcm)等的烯烴類樹脂、聚乙烯縮丁醛(PVB)、矽樹脂(電阻率:1014Ωcm)等。
這些樹脂材料的電阻率都比EVA大,並且可獲得更良好的電絕緣性,因此作為更佳的材料。
另外,這些樹脂材料由於不產生乙酸等可能腐蝕佈線的物質,因此可提高耐久性因而更佳。
另外,例如,與阻焊劑相比可廉價地獲取。
此處,關於電阻率,將各樹脂材料之中的適當級別的數值例記載為參考而得到。
使用複合材料作為背面側密封部5A的情況下,使用顏料作為添加物時,則可將背面側密封部5A著色因而較佳。
背面側密封部5A由於按照覆蓋佈線部3的方式填充,因而在將背面側密封部5A進行著色時,則從透光性基板7側觀看時看不見佈線部3,太陽能電池模組50的外觀變得良好。
關於添加的顏料的種類、顏色,如果獲得背面側密封部5A所必需的電阻率,則沒有特別限定,可採用適當的種類、顏色。
例如,作為白色顏料,較佳為氧化鈦、硫酸鋇。作為這些白色顏料的添加量,較佳為0.5重量%以上20重量%以下。
當白色顏料不足0.5重量%時,則恐有無法充分隱蔽佈線部3之虞。
當白色顏料超過20重量%時,則在背面側密封部5A中顏料所占的量變得過多,從而對被黏物的黏著性降低,或部件成本增大。
例如,作為黑色顏料較佳為碳黑等。黑色顏料的添加量,也可藉由考慮相對於佈線部3的隱蔽性、電絕緣性
、黏著性等從而確定適當的添加量。黑色顏料的隱蔽性比白色顏料優異,因而如果添加量為0.1重量%以上,則可獲得充分的隱蔽性。
特別是使用碳黑作為黑色顏料的情況下的添加量較佳為0.1重量%以上10重量%以下。
當碳黑不足0.1重量%時,則恐有無法充分隱蔽佈線部3之虞。
當碳黑超過10重量%時,則恐有因碳黑的導通性而使作為背面側密封部5A的電阻率變得過低從而無法具有充分的電絕緣性之虞。
另外,使用複合材料作為背面側密封部5A的情況下,例如,為了提高強度或提高電阻率,也可添加除了顏料以外的填料。
作為添加於背面側密封部5A的填料,列舉出例如丙烯基等樹脂填料、矽石等無機填料等之具備電絕緣性的填料的例子。
如此填料具備作為維持背面側密封部5A的電絕緣性和膜厚的分隔物的功能。由此,能夠防止藉由層壓而密封太陽能電池單元6時的背面側密封部5A的膜厚變薄而發生短路的不佳狀況。
就填料的大小而言,在背面側密封部5A的膜厚以下,較佳為平均粒徑為5μm以上150μm以下。另外,粒徑分布例如使用雷射繞射法進行測定。
背面側密封部5A的厚度較佳為30μm以上450μm以下。另外,在該範圍內,厚度薄者可減少連接
部件9的使用量,因而更佳。
當背面側密封部5A的厚度不足30μm時,則恐有無法包埋佈線面2b與佈線部3的高低差,而產生間隙或使受光面側密封部5B接觸於佈線部3之虞。
當背面側密封部5A的厚度超過450μm時,則背面側密封部5A、連接部件9的使用量變得過多因而部件成本增大。
受光面側密封部5B緊貼在背面側密封部5A以及太陽能電池單元6的受光面6b上而積層,並且緊貼於透光性基板7,並由具有光透過性的材料形成。
作為受光面側密封部5B的材質,可採用具有光透過性的適當的樹脂材料。特別是,可全部採用以往用於密封太陽能電池單元的周知的密封材料。
作為適用於受光面側密封部5B的樹脂材料的例子,可列舉出以往大多用作太陽能電池單元的密封材料的EVA。
另外,作為除了EVA以外的例子,例如可列舉出EMAA、EAA、離子聚合物、例如包含聚丙烯等的烯烴類樹脂、PVB、矽樹脂等。
本實施形態中,接觸於佈線部3等充電部的是背面側密封部5A,受光面側密封部5B不接觸於佈線部3等充電部。
由此,即使在受光面側密封部5B中使用產生乙酸的EVA,藉由使用不產生乙酸等的材料作為背面側密封部5A,也可確實地防止因佈線的腐蝕而導致的劣化。根據
如此結構,可提高太陽能電池模組50的耐久性。
另外,受光面側密封部5B未必需要如背面側密封部5A般的電絕緣性,因而可採用電阻率比背面側密封部5A小的材料。
因此,關於使用量比背面側密封部5A多的受光面側密封部5B的材料,由於可採用與背面側密封部5A相比廉價的材料,因而可降低作為密封部5整體的部件成本。
關於受光面側密封部5B中使用的樹脂材料,如果可獲得必需的光透過性,則也可以與背面側密封部5A中使用的樹脂材料相同。在此情況下,在也可從透光性基板7側看見佈線部3的情況中,也可以是在背面側密封部5A中不添加顏料等的結構。
作為受光面側密封部5B的厚度,較佳為100μm以上1000μm以下。
當受光面側密封部5B的厚度不足100μm時,則強度變得不充分,因而例如在施加了外力的情況下,恐有太陽能電池單元6發生破裂之虞。
當受光面側密封部5B的厚度超過1000μm時,則受光面側密封部5B的使用量變得過多因而增加部件成本。
關於透光性基板7,為了將來自外部的入射光導向太陽能電池單元6的受光面6b,因而是由具有光透過性的材料所構成的板狀部件,在覆蓋受光面6b以及佈線片材4的範圍內設置,並緊貼設置於受光面側密封部5B。
另外,在太陽能電池模組50中,透光性基板7成為形
成與保護層1相反側的外表面的部件。
就透光性基板7的材質而言,如果是具有光透過性、具有太陽能電池模組50所必需的耐候性的材料,則無特別限定。就作為透光性基板7所適用的材料而言,可列舉出玻璃、聚碳酸酯樹脂、丙烯酸樹脂等。
在太陽能電池模組50的厚度方向,保護層1係與透光性基板7構成單體側的外表面,從而抑制例如水分和/或氧氣等侵入太陽能電池模組50內部的片材狀部件。保護層1緊貼並接合於佈線片材4的背面2a。
就保護層1的較佳材質而言,可列舉出對水分和/或氧氣的阻隔性優異的適當的樹脂材料、在樹脂薄膜的表面蒸鍍氧化鋁、氧化矽等而得到的蒸鍍薄膜、鋁箔與適當的樹脂的複合積層薄膜等。
作為保護層1中使用的樹脂材料的結構的例子,例如可列舉出將氟樹脂、PET樹脂、氟樹脂依序積層而得到的積層薄膜、將耐水解PET樹脂、PET樹脂、用於提高與片材基材2的黏著力的打底膠漿層(anchor coat layer)依此順序積層而得到的積層薄膜等。
保護層1可以在與佈線片材4分別形成後與佈線片材4的背面2a接合,也可以是與佈線片材4一體地成形的結構。
另外,在藉由佈線片材4而獲得必需的阻隔性的情況下,也可省略保護層1。
接著,對如此結構的太陽能電池模組50的製造方法的一個例子進行說明。
第2圖(a)、(b)是說明本發明的實施形態的太陽能電池模組中使用的佈線片材的製造程序之程序說明圖。第3圖是說明本發明的實施形態的太陽能電池模組的製造程序之程序說明圖。第4圖是接續於第3圖的說明本發明的實施形態的太陽能電池模組的製造程序之程序說明圖。
為了製造太陽能電池模組50,如第2圖(a)所示,將保護層1、片材基材2、佈線用導電片材30依序積層。此時,在層間設置省略圖示的黏著劑。此處,佈線用導電片材30是藉由與佈線部3相同的材質而成的片材部件。
其次,例如藉由乾燥層壓法等將該積層體貼合。
接著,如第2圖(b)所示,將貼合後的積層體中的佈線用導電片材30進行圖案化而形成佈線部3。
就圖案化方法而言,例如在佈線用導電片材30為銅箔等金屬箔片材的情況下,可採用蝕刻法。即,在佈線用導電片材30上塗布抗蝕劑(resist)後,按照對應於佈線部3的佈線圖案的方式將抗蝕劑進行圖案化,並藉由藥液蝕刻,將沒有被抗蝕劑覆蓋的佈線用導電片材30去除,從而形成佈線部3。其後,將佈線部3上的抗蝕劑去除。
藉由這樣操作,形成保護層1與佈線片材4的積層體。
另外,這樣的積層體也可在形成佈線片材4之後,在片材基材2的背面2a接合保護層1而形成。
接著,如第3圖所示,在保護層1與佈線片材4的積層體上,重疊設置背面側密封片35A。
背面側密封片35A由於形成背面側密封部5A,因而是由與背面側密封部5A相同的材質形成的片材部件。在背面側密封片35A中,相對太陽能電池單元6的連接電極6a的設置位置,形成有在厚度方向貫通的通孔5a。通孔5a具有可容納連接電極6a的形狀,並且具有下述程度的大小,所述程度為使該連接電極6a不會從所連接的位置處的佈線部3溢出的狀態下而重合的程度。
由此,各通孔5a形成有利用佈線部3堵塞了下方的凹狀部。
接著,在通孔5a內的佈線部3上設置連接部件9。例如,在連接部件9為焊糊和/或銀糊的情況下,藉由在通孔5a內塗布必需量而設置。
接著,在這樣地設置有背面側密封片35A的積層體上,載置太陽能電池單元6。此時,關於各太陽能電池單元6,以各個連接電極6a插入到通孔5a內的狀態設置。
接著,按照在與背面側密封片35A之間將太陽能電池單元6夾持的方式而載置受光面側密封片35B,並進一步在受光面側密封片35B上載置透光性基板7(參照第4圖)。
此處,受光面側密封片35B由於形成受光面側密封部5B,因而是由與受光面側密封部5B相同的材質形成的片材部件。
藉由這樣操作,形成依保護層1、佈線片材4、背面側密封片35A、太陽能電池單元6、受光面側密封片35B、以及透光性基板7之順序積層而得的積層體50A。
接著,使用層壓機,一邊加熱積層體50A一邊在積層方向加壓而進行層壓。
此時的加熱溫度是使背面側密封片35A、受光面側密封片35B發生軟化而變形、並分別可與相鄰的部件的表面緊貼並黏著的溫度,並且是可使連接部件9接合於佈線部3以及連接電極6a的溫度。
這樣的加熱溫度也與背面側密封片35A、受光面側密封片35B、連接部件9的材質有關,惟,例如可以是125℃~160℃左右的溫度。
因此,與為了在印刷後進行熱交聯而需要120℃~160℃左右的加熱溫度的包含阻焊劑的絕緣層的結構相比,其不需要進行除了層壓時以外的加熱,因此熱負荷可以很少即可。由此容易防止如下不佳現象:構成太陽能電池模組的原材料(材料)進行熱劣化,或者因熱收縮而導致尺寸穩定性變差。
利用這樣的加熱、押壓,在背面側密封片35A的通孔5a的內部,並在夾持於佈線部3以及連接電極6a的狀態下,將各連接部件9在積層方向押壓,從而緊貼於佈線部3以及連接電極6a。由此,背面側密封片35A發揮著防止軟化了的連接電極6a移動而附著於除了佈線部3以外的部位的功能。
另外,背面側密封片35A以及受光面側密封片35B分別在可流動的狀態下軟化,從而分別與相鄰的部件的表面緊貼。由此,背面側密封片35A以及受光面側密封片35B成為填充在佈線片材4與太陽能電池單元6之間、太陽
能電池單元6與透光性基板7之間、各佈線部3之間、各連接電極6a之間的狀態,並分別形成背面側密封部5A、受光面側密封部5B。
藉由這樣操作,當加熱結束時,則在將積層體50A的各層間黏著的狀態下硬化,形成如第1圖所示的太陽能電池模組50。
根據本實施形態的太陽能電池模組50,藉由構成密封部5的一部分的背面側密封部5A而遮蔽佈線部3、連接電極6a以及連接部件9的外表面,因而確實地與間隔設置的其他充電部電絕緣。另外,連接部件9將佈線部3以及連接電極6a導通時,可將連接部件9固定在背面側密封部5A的通孔5a的範圍,從而可抑制連接部件9的移動。
由此,例如,與除了設置將太陽能電池模組50密封的密封材料之外,還設置由阻焊劑形成的絕緣層而實現佈線部3的電絕緣、防止附著於不需要焊料的部位的結構相比,可製成簡單的結構。
另外,由於阻焊劑具有熱固化性,因而需要在進行藉由層壓將太陽能電池單元6密封的程序之前,設置進行固化的程序,但是本實施形態的背面側密封部5A以熱塑性樹脂為主要成分,因而可與受光面側密封部5B一同藉由層壓而密封太陽能電池單元6,可在進行基於連接部件9的電連接時同時成形。
以上的結果,可減少部件數量、程序數,因而可謀求低成本化。
另外,如果製成在背面側密封部5A中添加了適當的顏料的結構,則可隱蔽佈線部3。其結果為,在從透光性基板7側的外部觀看時無法看見佈線部3,並且太陽能電池單元6之間的間隙藉由經著色的背面側密封部5A均勻地覆蓋,因而可提高太陽能電池模組50的外觀。
即,添加於背面側密封部5A中的顏料可自由選擇,因而容易獲得具有各種外觀色的太陽能電池模組50。特別是,當在使用白色等反射率變高的顏色的顏料時,則因反射光而增加用於發電的光量,因此可提高發電效率。
另外,背面側密封部5A的形成方法可採用與以往的形成密封材料的方法同樣的層壓法,因而如使用阻焊劑的絕緣層的情況,不需要用於熱交聯的加熱程序,因而可減少製造程序中的熱負荷,可抑制材料的劣化。由此,可提高太陽能電池模組50的耐久性。
[第1變形例]
以下針對本實施形態的第1變形例的太陽能電池模組進行說明。
第5圖為顯示本發明實施形態的第1變形例的太陽能電池模組的概略結構之模式剖面圖。
如第5圖所示,本變形例的太陽能電池模組60中,在上述實施形態的太陽能電池模組50的片材基材2與保護層1之間具備密封材料8。
以下,以與上述實施形態不同的點為中心進行說明。
關於密封材料8,例如在按照使與佈線部3電連接的省略圖示的佈線貫通於片材基材2的方式而設置的情況下,是用於密封如佈線用的通孔和/或佈線的部件。
就密封材料8的材質而言,可採用EMAA、離子聚合物、矽樹脂、聚乙烯樹脂(PE)、聚丙烯樹脂(PP)等,也可根據需要而添加交聯劑和/或矽烷偶聯劑等添加物。
根據本變形例的太陽能電池模組60,與上述實施形態的太陽能電池模組50同樣地,藉由構成密封部5的一部分的背面側密封部5A覆蓋佈線部3而進行電絕緣,因而可使結構變得簡單並且可減少製造工時。
另外,藉由具備密封材料8,即使在佈線片材4的兩面形成佈線的情況下,也可提高耐久性。
另外,可在本發明的技術思想的範圍內將上述實施形態、第1變形例中所說明的全部結構要素適宜地組合或刪除從而實施。
以下,針對上述實施形態的具體的實施例1~3進行說明。
[實施例1]
本實施例中,使用為二劑固化型胺基甲酸酯類黏著劑的A511/A5035(商品名;三井化學(股)製)且利用乾燥層壓法,將厚度為25μm之包含為氟樹脂的聚氟乙烯(PVF)樹脂薄膜的PV2111(商品名;杜邦(股)製)之保護層1、厚度為250μm之包含為PET樹脂薄膜的Lumirror(註冊
商標)S10(商品名;東麗(股)製)之片材基材2、以及厚度為35μm之包含電解銅箔之佈線用導電片材30進行貼合。此時,黏著劑厚度為5g/m2(乾厚)。
然後,藉由蝕刻法進行包含電解銅箔之佈線用導電片材30的圖案形成,從而形成佈線部3,由此形成如第2圖(b)所示的帶有佈線的背板(back sheet)。
關於背面側密封片35A,藉由擠出層壓加工對為EMAA樹脂的Nucrel(註冊商標)NC0809(商品名;DuPont-Mitsui Polychemicals(股)製)中僅僅添加2重量%的碳黑,並藉由T型模法而製造出厚度200μm的片材部件。
然後,在帶有佈線的背板的佈線部3上,將厚度為200μm之背面側密封片35A、太陽能電池單元6、厚度為400μm之包含透明級的EVA樹脂薄膜EF1001(商品名;凸版印刷(股)製)之受光面側密封片35B、厚度為4mm之包含玻璃之透光性基板7依序進行積層設置,從而形成積層體50A。
此時,在背面側密封片35A的通孔5a內,塗布包含銀糊的連接部件9。
接著,利用模組層壓機對積層體50A進行模組層壓。模組層壓的條件設定成如下條件:將積層體50A在溫度130℃的真空狀態下放置5分鐘,接著將積層體50A在溫度130℃下在積層方向加壓3分鐘,之後在溫度150℃下加熱30分鐘。
在真空狀態以及加壓狀態中,從積層體50A中逐出氣
泡並去除,受光面側密封片35B發生軟化,從而緊貼於相鄰的部件的表面,並且形成了背面側密封部5A、受光面側密封部5B。進一步藉由150℃的加熱而進行密封材料的交聯,並且黏著構成積層體50A的各部件。
藉由如此操作而製造實施例1的太陽能電池模組50。
[實施例2]
本實施例與上述實施例1的太陽能電池模組50之間,僅僅背面側密封部5A的材質不同。以下,以與上述實施例1不同的點為中心進行說明。
關於本實施例的背面側密封部5A,藉由擠出層壓加工對為EMAA樹脂的Nucrel(註冊商標)NC0809(商品名;DuPont-Mitsui Polychemicals(股)製)中僅僅添加5重量%的氧化鈦,並藉由T型模法使用片材化為厚度200μm的背面側密封片35A從而形成。
[實施例3]
本實施例與上述實施例1的太陽能電池模組50之間,僅僅背面側密封部5A的材質不同。以下,以與上述實施例1不同的點為中心進行說明。
本實施例的背面側密封部5A由與受光面側密封部5B相同的材質形成。即,使用厚度為200μm之包含透明級的EVA樹脂薄膜EF1001(商品名;凸版印刷(股)製)之背面側密封片35A而形成。
[實施例4]
本實施例與上述實施例1的太陽能電池模組50之間
僅僅背面側密封部5A的材質不同。以下,以與上述實施例1不同的點為中心進行說明。
本實施例的背面側密封部5A藉由擠出層壓加工對為EMAA樹脂的Nucrel(註冊商標)NC0809(商品名;DuPont-Mitsui Polychemicals(股)製)中僅僅添加3重量%的平均粒徑為50μm的球狀丙烯酸填料,並藉由T型模法使用片材化為厚度150μm的背面側密封片35A從而形成。
[評價]
關於電絕緣性,在實施例1、2中,背面側密封部5A的電阻率為1017Ωcm,明顯比阻焊劑的電阻率1013Ωcm等更大,故實施例1、2的電絕緣性極其良好。另外,實施例3的背面側密封部5A的電導率為1014Ωcm,比實施例1、2小,但是比阻焊劑大,因而實施例3的電絕緣性良好。
關於佈線部3的隱蔽性,在實施例1、2中分別添加有黑色、白色的顏料,因而藉由背面側密封部5A而隱蔽。
另外,從透光性基板7觀看時,也沒有發現顏色不均勻。可認為這是由於在模組層壓溫度150℃下的背面側密封部5A的黏度與受光面側密封部5B的黏度相比變大。亦即,這是由於藉由如此黏度差,使得背面側密封部5A與受光面側密封部5B在界面不易混雜,不易引起顏料的擴散。
關於實施例3、4,在背面側密封部5A、受光面側密封部5B中沒有添加顏料,因而能夠從透光性基板7看見佈
線部3,惟,其可使用於佈線部3的隱蔽性並不重要的用途。
關於太陽能電池模組50的黏著性,背面側密封部5A中的顏料以及填料的添加量均很恰當,因而良好。
另外,關於太陽能電池模組50的耐久性,在實施例1、2中,在受光面側密封部5B中使用EVA樹脂,惟,由於在背面側密封部5A中使用EMAA樹脂,因此不會發生因腐蝕性產物的產生而導致的耐久性降低。
在實施例1、2中,將廉價的EVA樹脂使用於使用量多的受光面側密封部5B中,因此與在受光面側密封部5B中也使用EMAA樹脂等電阻率更大的高功能的樹脂材料的情況相比,能夠以低成本製造。
另外,實施例4中,藉由將填料添加於背面側密封部5A中,從而在層壓時能夠抑制背面側密封部5A的部分薄膜化,並且背面側密封部5A能夠變得更薄,所以能夠以低成本製造。
1‧‧‧保護層
2‧‧‧片材基材
2a‧‧‧背面
2b‧‧‧佈線面
3‧‧‧佈線部(佈線圖案)
4‧‧‧佈線片材
5‧‧‧密封部
5A‧‧‧背面側密封部
5B‧‧‧受光面側密封部
6‧‧‧太陽能電池單元
6a‧‧‧連接電極
6b‧‧‧受光面
6c‧‧‧背面
7‧‧‧透光性基板
9‧‧‧連接部件
50‧‧‧太陽能電池模組
Claims (7)
- 一種太陽能電池模組,其具備:在表面形成有佈線圖案的佈線片材(wiring sheet);太陽能電池單元(solar battery cell),其具有接受用於發電的光的受光面、與在與該受光面相反側的表面上所形成的佈線用的連接電極,並且該連接電極隔著具有導電性的連接部件而連接在該佈線片材的該佈線圖案上;具有光透過性的透光性基板,其設置在覆蓋該太陽能電池單元的該受光面以及該佈線片材的範圍;具有電絕緣性的背面側密封部,其至少填充於從該佈線片材的形成有該佈線圖案的表面到該太陽能電池單元的形成有該連接電極的表面之間的層狀空間;及具有光透過性的受光面側密封部,其緊貼於該背面側密封部以及該太陽能電池單元的該受光面上而積層且其緊貼於該透光性基板上;並且,藉由該背面側密封部與該受光面側密封部,將該太陽能電池單元密封在該佈線片材與該透光性基板之間,其中該背面側密封部係由包含樹脂的材料所形成,該樹脂係自烯烴類樹脂、聚乙烯縮丁醛(polyvinyl butyral)樹脂及矽(silicone)樹脂中選出的1種以上。
- 如請求項1之太陽能電池模組,其中該背面側密封部比該 受光面側密封部的電阻率大。
- 如請求項1之太陽能電池模組,其中該背面側密封部中添加有填料。
- 如請求項2之太陽能電池模組,其中該背面側密封部中添加有填料。
- 如請求項3之太陽能電池模組,其中該填料的平均粒徑為5μm以上150μm以下。
- 如請求項4之太陽能電池模組,其中該填料的平均粒徑為5μm以上150μm以下。
- 如請求項1至6中任一項之太陽能電池模組,其中該背面側密封部係由添加有具有光吸收性或光反射性的顏料的材料所形成,由此無法視認從該受光面側看到該佈線圖案。
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