WO2016051630A1 - 太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents

太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2016051630A1
WO2016051630A1 PCT/JP2015/003371 JP2015003371W WO2016051630A1 WO 2016051630 A1 WO2016051630 A1 WO 2016051630A1 JP 2015003371 W JP2015003371 W JP 2015003371W WO 2016051630 A1 WO2016051630 A1 WO 2016051630A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
insulating layer
wiring
solar cell
main surface
insulating
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/003371
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
村上 洋平
治寿 橋本
祐 石黒
大裕 岩田
裕幸 神納
亮治 内藤
和生 太田
Original Assignee
パナソニックIpマネジメント株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by パナソニックIpマネジメント株式会社 filed Critical パナソニックIpマネジメント株式会社
Priority to JP2016551476A priority Critical patent/JP6562314B2/ja
Priority to EP15847028.6A priority patent/EP3203532A4/en
Publication of WO2016051630A1 publication Critical patent/WO2016051630A1/ja
Priority to US15/473,499 priority patent/US11075312B2/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048Encapsulation of modules
    • H01L31/0481Encapsulation of modules characterised by the composition of the encapsulation material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/02002Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations
    • H01L31/02005Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02008Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells or solar cell modules
    • H01L31/02013Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells or solar cell modules comprising output lead wires elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/044PV modules or arrays of single PV cells including bypass diodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048Encapsulation of modules
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/186Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

 太陽電池モジュール100は、主面を有し、主面上に配線材であるセル間配線材18が接続される太陽電池セル10と、主面および配線材上に設けられる絶縁部材54と、絶縁部材54上に設けられる取出し配線である第1取出し配線30と、を備える。絶縁部材54は、ポリエステル系樹脂で形成される第1絶縁層54aと、ポリオレフィンあるいはEVAで形成され、第1絶縁層54aおよび取出し配線の間に設けられる第2絶縁層54bと、ポリオレフィンあるいはEVAで形成され、第1絶縁層54aおよび主面の間に設けられる第3絶縁層54cと、を含む。第3絶縁層54cは、主面に直交する方向の厚さが第2絶縁層よりも大きい。

Description

太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法
 本発明は、太陽電池モジュール、特に太陽電池セルに重ねられて設けられた配線層を備える太陽電池モジュールに関する。
 太陽電池モジュールには、複数の太陽電池セルが配置される。複数の太陽電池セルの外周に沿って取出し配線が設けられると、発電に寄与しない非発電領域が形成されてしまい、太陽電池モジュールの単位面積あたりの発電量が低下する。単位面積あたりの発電量の低下を改善するために、太陽電池セルに重ねられるように取出し配線が設けられる(例えば、特許文献1参照)。
特開2008-300449号公報
 太陽電池セルと取出し配線とが重ねて設けられる場合、太陽電池セル上に設けられたタブ配線と取出し配線との接触を防止するための絶縁シートが間に挿入される。絶縁シートを間に挿入すると、絶縁シートによりタブ配線が押圧されて太陽電池セルに局所的な応力が加わるおそれがある。
 本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、信頼性の高い太陽電池モジュールを提供することにある。
 上記課題を解決するために、本発明のある態様の太陽電池モジュールは、主面を有し、主面上に配線材が接続される太陽電池セルと、主面および配線材上に設けられる絶縁部材と、絶縁部材上に設けられる取出し配線と、を備える。絶縁部材は、ポリエステル系樹脂で形成される第1絶縁層と、ポリオレフィンあるいはEVA(エチレン酢酸ビニル共重合体)で形成され、第1絶縁層および取出し配線の間に設けられる第2絶縁層と、ポリオレフィンあるいはEVAで形成され、第1絶縁層および主面の間に設けられる第3絶縁層と、を含む。第3絶縁層は、主面に直交する方向の厚さが第2絶縁層よりも大きい。
 本発明の別の態様は、太陽電池モジュールの製造方法である。この方法は、主面を有し、主面上に配線材が接続される太陽電池セルと、主面および配線材上に設けられる絶縁部材と、絶縁部材上に設けられる取出し配線と、取出し配線上に設けられる封止部材と、封止部材上に設けられる保護部材と、を順に積層させることと、太陽電池セルと保護部材の間をラミネートすることと、を備える。絶縁部材は、ポリエステル系樹脂で形成される第1絶縁層と、ポリオレフィンあるいはEVA(エチレン酢酸ビニル共重合体)で形成され、第1絶縁層および取出し配線の間に設けられる第2絶縁層と、ポリオレフィンあるいはEVAで形成され、第1絶縁層および主面の間に設けられる第3絶縁層と、を含む。第3絶縁層は、主面に直交する方向の厚さが第2絶縁層よりも大きい。積層させることは、第3絶縁層が主面側に位置するように、主面と取出し配線の間に絶縁部材を配置することを含む。
 本発明によれば、太陽電池モジュールの信頼性を高めることができる。
実施例に係る太陽電池モジュールの受光面側からの平面図である。 図1の太陽電池モジュールの裏面側からの平面図である。 図1の太陽電池モジュールのy軸に沿った断面図である。 図1の太陽電池モジュールのx軸に沿った部分断面図である。 図1の太陽電池モジュールの製造方法の第1工程を示す図である。 図1の太陽電池モジュールの製造方法の第2工程を示す図である。 図1の太陽電池モジュールの製造方法の第3工程を示す図である。 比較例に係る太陽電池モジュールの部分断面図である。
 本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例は、複数の太陽電池セルが配置された太陽電池モジュールに関する。各太陽電池セルの主面には、隣接した太陽電池セル間を接続するためのタブ配線が設けられる。また、複数の太陽電池セルにおいて発電した電力を外部に取り出すための取出し配線がタブ配線に重ねられて設けられる。タブ配線と取出し配線との接触を避けるために、絶縁部材が間に挿入される。さらに、太陽電池セルおよび取出し配線の上を覆う保護部材が設けられ、保護部材との間が封止部材により封止される。したがって、太陽電池セルの主面上にはタブ配線が設けられ、その上に絶縁部材、取出し配線、封止部材、保護部材が順に積層される。
 本実施例では、絶縁部材が三層構造を有し、三層構造の中央部には、ポリエステル系樹脂で形成された第1絶縁層が配置され、それを挟むように第2絶縁層と第3絶縁層が配置される。第1絶縁層と第3絶縁層は、ポリオレフィンあるいはEVA(エチレン酢酸ビニル共重合体)にて形成される。第1絶縁層を形成するポリエステル系樹脂は、材料として硬くかつ強度に優れているが、融点が高いためにラミネート加工においても変形しにくく、接着力が十分でない。接着力を向上させるために、第2絶縁層と第3絶縁層が使用される。したがって、第2絶縁層および第3絶縁層は、接着層ということもできる。
 ラミネート加工された太陽電池モジュールにおいて、主面上のタブ配線に第1絶縁層が接触したり、タブ配線の近傍に第1絶縁層が配置されたりすると、強度の高い第1絶縁層によりタブ配線が押圧され、タブ配線下において太陽電池セルに局所的な応力が加わるおそれがある。本実施例では、第1絶縁層を挟み込む第2絶縁層および第3絶縁層のうち、太陽電池セル側の第3絶縁層の厚さを、取出し配線側の第2絶縁層の厚さよりも大きくする。第3絶縁層の厚さを相対的に大きくすることで、第1絶縁層とタブ配線の接触を防いで太陽電池セルに局所的な応力が加わることを防ぐ。また、第2絶縁層の厚さを相対的に小さくすることで、太陽電池モジュール全体が厚くなることを防ぐ。
 図1は、本発明の実施例に係る太陽電池モジュール100の受光面側からの平面図である。図2は、太陽電池モジュール100の裏面側からの平面図である。図1に示すように、x軸、y軸、z軸からなる直角座標系が規定される。x軸、y軸は、太陽電池モジュール100の平面内において互いに直交する。z軸は、x軸およびy軸に垂直であり、太陽電池モジュール100の厚み方向に延びる。また、x軸、y軸、z軸のそれぞれの正の方向は、図1における矢印の方向に規定され、負の方向は、矢印と逆向きの方向に規定される。太陽電池モジュール100を形成する2つの主面であって、かつx-y平面に平行な2つの主面のうち、z軸の正方向側に配置される主平面が受光面であり、z軸の負方向側に配置される主平面が裏面である。以下では、z軸の正方向側を「受光面側」とよび、z軸の負方向側を「裏面側」とよぶ。
 太陽電池モジュール100は、太陽電池セル10と総称される第11太陽電池セル10aa、・・・、第84太陽電池セル10hd、群間配線材14、群端配線材16、セル間配線材18、導電材20、取出し配線と総称される第1取出し配線30、第2取出し配線32、第1バイパスダイオード接続用配線40、第2バイパスダイオード接続用配線42を含む。第1非発電領域80aと第2非発電領域80bは、y軸方向において、複数の太陽電池セル10を挟むように配置される。具体的には、第1非発電領域80aは、複数の太陽電池セル10よりもy軸の正方向側に配置され、第2非発電領域80bは、複数の太陽電池セル10よりもy軸の負方向側に配置される。第1非発電領域80a、第2非発電領域80b(以下、「非発電領域80」と総称することもある)は、矩形状を有し、太陽電池セル10を含まない。
 複数の太陽電池セル10のそれぞれは、入射する光を吸収して光起電力を発生する。太陽電池セル10は、例えば、結晶系シリコン、ガリウム砒素(GaAs)またはインジウム燐(InP)等の半導体材料によって形成される。太陽電池セル10の構造は、特に限定されないが、ここでは、一例として、結晶シリコンとアモルファスシリコンとが積層されているとする。図1および図2では省略しているが、各太陽電池セル10の受光面および裏面には、互いに平行にx軸方向に延びる複数のフィンガー電極と、複数のフィンガー電極に直交するようにy軸方向に延びる複数、例えば2本のバスバー電極とが備えられる。バスバー電極は、複数のフィンガー電極のそれぞれを接続する。
 複数の太陽電池セル10は、x-y平面上にマトリクス状に配列される。ここでは、x軸方向に8つの太陽電池セル10が並べられ、y軸方向に4つの太陽電池セル10が並べられる。y軸方向に並んで配置される4つの太陽電池セル10は、セル間配線材18によって直列に接続され、1つの太陽電池群12が形成される。例えば、第11太陽電池セル10aa、第12太陽電池セル10ab、第13太陽電池セル10ac、第14太陽電池セル10adが接続されることによって、第1太陽電池群12aが形成される。他の太陽電池群12、例えば、第2太陽電池群12bから第8太陽電池群12hも同様に形成される。その結果、8つの太陽電池群12がx軸方向に平行に並べられる。
 太陽電池群12を形成するために、セル間配線材18は、隣接した太陽電池セル10のうちの一方の受光面側のバスバー電極と、他方の裏面側のバスバー電極とを接続する。例えば、第11太陽電池セル10aaと第12太陽電池セル10abとを接続するための2つのセル間配線材18は、第11太陽電池セル10aaの裏面側のバスバー電極と第12太陽電池セル10abの受光面側のバスバー電極とを電気的に接続する。
 7つの群間配線材14のうちの3つが、第1非発電領域80aに配置され、残りの4つが、第2非発電領域80bに配置される。7つの群間配線材14のそれぞれは、x軸方向に延びて、群端配線材16を介して互いに隣接する2つの太陽電池群12に電気的に接続される。例えば、第1太陽電池群12aの第2非発電領域80b側に位置する第14太陽電池セル10ad、第2太陽電池群12bの第2非発電領域80b側に位置する第24太陽電池セル10bdのそれぞれは、群端配線材16を介して群間配線材14に電気的に接続される。さらに、群間配線材14には、第1バイパスダイオード接続用配線40、第2バイパスダイオード接続用配線42が電気的に接続される。第1バイパスダイオード接続用配線40、第2バイパスダイオード接続用配線42については後述する。
 x軸方向の両端に位置する第1太陽電池群12a、第8太陽電池群12hには、導電材20が接続される。第1太陽電池群12aに接続される導電材20は、第11太陽電池セル10aaの受光面側から第1非発電領域80aの方向に延びている。導電材20には、正負一対の第1取出し配線30、第2取出し配線32がそれぞれ半田等の導電性接着剤によって接続されている。そのため、第1取出し配線30は、導電材20を介して、第1太陽電池群12aに電気的に接続され、第2取出し配線32は、導電材20を介して、第8太陽電池群12hに電気的に接続される。
 第1取出し配線30は、導電材20に半田接続された位置から、第11太陽電池セル10aaの裏面側に延びている。また、第1取出し配線30は、第11太陽電池セル10aaの裏面側においてy軸の負方向に延びてからx軸の正方向に屈曲する。このようにして、第1取出し配線30は、第11太陽電池セル10aa、第21太陽電池セル10ba、第31太陽電池セル10ca、第41太陽電池セル10daの裏面側においてx軸に沿って配置される。その際、第1取出し配線30は、第11太陽電池セル10aa、第21太陽電池セル10ba、第31太陽電池セル10ca、第41太陽電池セル10daの裏面側に設けられた群端配線材16、セル間配線材18に対してz軸方向に離間する。なお、群端配線材16、セル間配線材18は、前述のタブ配線に相当する。第2取出し配線32は、第81太陽電池セル10ha、第71太陽電池セル10ga、第61太陽電池セル10fa、第51太陽電池セル10eaに対して同様に配置される。
 次に、第1バイパスダイオード接続用配線40、第2バイパスダイオード接続用配線42の構成を説明する。2本の群端配線材16は、第2太陽電池群12bにおける第21太陽電池セル10baの裏面側から第1非発電領域80aの方向に延びている。また、別の2本の群端配線材16は、第3太陽電池群12cにおける第31太陽電池セル10caの受光面側から第1非発電領域80aの方向に延びている。群間配線材14は、これら4本の群端配線材16に半田等の導電性接着剤を用いて電気的に接続されている。第1バイパスダイオード接続用配線40は、2本の群端配線材16の間に配置され、群間配線材14に半田等の導電性接着剤を用いて電気的に接続される。
 第1バイパスダイオード接続用配線40は、群間配線材14に半田接続された位置から、第31太陽電池セル10caの裏面側に延びている。また、第1バイパスダイオード接続用配線40は、第31太陽電池セル10caの裏面側においてy軸の負方向に延びてからx軸の正方向に屈曲する。このようにして、第1バイパスダイオード接続用配線40は、第31太陽電池セル10ca、第41太陽電池セル10daの裏面側を第1取出し配線30と平行にx軸に沿って配置される。第1バイパスダイオード接続用配線40は、第1取出し配線30と同様に、第31太陽電池セル10ca、第41太陽電池セル10daの裏面側に設けられた群端配線材16、セル間配線材18に対してz軸方向において離間する。第2バイパスダイオード接続用配線42は、第61太陽電池セル10fa、第51太陽電池セル10eaに対して同様に配置される。
 図3は、太陽電池モジュール100のy軸に沿った断面図であり、図1のA-A’断面図である。太陽電池モジュール100は、太陽電池セル10と総称される第11太陽電池セル10aa、第12太陽電池セル10ab、第13太陽電池セル10ac、第14太陽電池セル10ad、群間配線材14、群端配線材16、セル間配線材18、導電材20、封止部材50と総称される第1封止部材50a、第2封止部材50b、保護部材52と総称される第1保護部材52a、第2保護部材52b、絶縁部材54、端子ボックス56を含む。図3の上側が裏面側に相当し、下側が受光面側に相当する。
 第1保護部材52aは、太陽電池モジュール100の受光面側に配置されており、太陽電池モジュール100の受光面を保護する。第1保護部材52aには、透光性および遮水性を有するガラス、透光性プラスチック等が使用され、矩形板状に形成される。第1封止部材50aは、第1保護部材52aの裏面側に積層される。第1封止部材50aは、第1保護部材52aと太陽電池セル10との間に配置されて、これらを接着する。第1封止部材50aとして、例えば、EVA、PVB(ポリビニルブチラール)、ポリイミド等の樹脂フィルムのような熱可塑性樹脂が使用される。なお、熱硬化性樹脂が使用されてもよい。第1封止部材50aは、透光性を有するとともに、第1保護部材52aにおけるx-y平面と略同一寸法の面を有する矩形状のシート材によって形成される。
 第2封止部材50bは、第1封止部材50aの裏面側に積層される。第2封止部材50bは、第1封止部材50aとの間で、複数の太陽電池セル10、セル間配線材18等を封止する。第2封止部材50bは、第1封止部材50aと同様のものを用いることができる。また、ラミネート・キュア工程における加熱によって、第2封止部材50bは第1封止部材50aと一体化されていてもよい。
 第2保護部材52bは、第2封止部材50bの裏面側に積層される。第2保護部材52bは、バックシートとして太陽電池モジュール100の裏面側を保護する。第2保護部材52bとしては、PET(ポリエチレンテレフタラート)等の樹脂フィルム、アルミニウム(Al)箔を樹脂フィルムで挟んだ構造を有する積層フィルムなどが使用される。第2保護部材52bには、z方向に貫通した開口部(図示せず)が設けられる。
 端子ボックス56は、直方体状に形成され、第2保護部材52bの開口部(図示せず)を覆うように、第2保護部材52bの裏面側から、シリコーンなどの接着剤を使用して接着される。正負一対の第1取出し配線30、第2取出し配線32と、第1バイパスダイオード接続用配線40、第2バイパスダイオード接続用配線42は、端子ボックス56に格納されているバイパスダイオード(不図示)に導かれている。ここで端子ボックス56は、第2保護部材52b上において、第41太陽電池セル10da、第51太陽電池セル10eaにオーバーラップする位置に配置される。太陽電池モジュール100の周囲には、アルミニウム(Al)等からなるフレーム枠が取り付けられてもよい。
 前述のごとく、第1取出し配線30は、第11太陽電池セル10aaの裏面側に設けられたセル間配線材18に対してz軸方向に離間する。このような構成において、第1取出し配線30とセル間配線材18との接触を防止するために、これらの間には、絶縁部材54が挿入される。絶縁部材54の構造については後述する。なお、絶縁部材54は、図2において、第11太陽電池セル10aa、第21太陽電池セル10ba、第31太陽電池セル10ca、第41太陽電池セル10daと、第1取出し配線30、第1バイパスダイオード接続用配線40との重複部分を覆うことが可能なx-y平面のサイズを有する。また、図2における第2取出し配線32、第2バイパスダイオード接続用配線42に対しても、別の絶縁部材54が挿入される。なお、絶縁部材54と別の絶縁部材54が一体化されていてもよい。
 図4は、太陽電池モジュール100のx軸に沿った部分断面図であり、図1のB-B’断面図である。太陽電池モジュール100は、太陽電池セル10、群端配線材16と総称される第1群端配線材16a、第2群端配線材16b、セル間配線材18と総称される第1セル間配線材18a、第2セル間配線材18b、封止部材50と総称される第1封止部材50a、第2封止部材50b、保護部材52と総称される第1保護部材52a、第2保護部材52b、絶縁部材54を含む。絶縁部材54は、第1絶縁層54a、第2絶縁層54b、第3絶縁層54cを有する。
 群端配線材16は、太陽電池セル10の受光面上に接着され、受光面上のバスバー電極(図示せず)と接続される。同様に、セル間配線材18は、太陽電池セル10の裏面上に接着され、裏面上のバスバー電極(図示せず)と接続される。群端配線材16およびセル間配線材18は、樹脂接着剤を硬化させた接着層により太陽電池セル10の主面に接着され、例えば、エポキシ樹脂やアクリル樹脂、ウレタン樹脂などの接着性を有する熱硬化性の樹脂材料が用いられる。
 絶縁部材54は、第1絶縁層54a、第2絶縁層54b、第3絶縁層54cの3層がz軸方向に重ねられて構成される。絶縁部材54は、太陽電池セル10と第1取出し配線30との間に挿入され、第3絶縁層54cが太陽電池セル10側に配置され、第2絶縁層54bが第1取出し配線30側に配置される。そのため、太陽電池セル10の上に第3絶縁層54cが積層され、第3絶縁層54cの上に第1絶縁層54aが積層され、第1絶縁層54aの上に第2絶縁層54bが積層される。
 第1絶縁層54aは、ポリエステル系樹脂で形成される。ポリエステル系樹脂の一例は、PETである。第2絶縁層54bおよび第3絶縁層54cは、ポリオレフィン系樹脂あるいはEVAで形成される。第2絶縁層54bおよび第3絶縁層54cは、同一の材料で形成されてもよいし、別の材料で形成されてもよい。
 ポリエステル系樹脂は、材料として硬くかつ強度に優れているが、融点が高いためにラミネート加工において変形しにくい。そのため、セル間配線材18と第1取出し配線30との間に、第1絶縁層54aだけを挿入する場合、セル間配線材18と第1取出し配線30は十分に絶縁されるが、十分に接着されない。そこで、接着力を向上させるために、第2絶縁層54bと第3絶縁層54cが使用され、これらが第1絶縁層54aを両面から挟むようにして絶縁部材54が構成される。
 各絶縁層は、太陽電池セル10と第1取出し配線30の間の絶縁を確保できる程度の厚さを有するとともに、太陽電池モジュール100全体の厚さを薄くできるような厚さを有することが望ましい。また、第3絶縁層54cは、セル間配線材18と第1絶縁層54aの接触を防ぐことができるように、他の絶縁層よりも相対的に厚いことが望ましい。セル間配線材18と第1絶縁層54aの接触を防ぐことができる厚さは、発明者らの知見により、セル間配線材18の厚さの約1/2以上であることが分かっている。また、第3絶縁層54cをセル間配線材18の厚さと同程度以上とすることで、ラミネート加工の際に、セル間配線材18の直上において第1絶縁層54aが第1取出し配線30側に突出してしまう影響を抑えることができる。例えば、セル間配線材18の厚さが、200μm~300μm程度である場合、第3絶縁層54cは、100μm~500μm程度の厚さを有すればよく、好ましくは、200μm~300μm程度の厚さを有すればよい。
 一方、第1絶縁層54aは、30μm~200μm程度の厚さを有し、好ましくは、50μ~150μm程度の厚さを有する。第2絶縁層54bは、30μm~150μm程度の厚さを有し、好ましくは、50μm~100μm程度の厚さを有する。したがって、第2絶縁層54bの厚さは、第3絶縁層54cよりも小さい。
 このように、第3絶縁層54cの厚さを大きくして太陽電池セル10と第1絶縁層54aの距離を大きくすることで、平坦な形状を有する第1取出し配線30に沿って第1絶縁層54aの形状を平坦化することができる。これにより、第1絶縁層54aが太陽電池セル10のセル間配線材18に接触する影響を抑えることができる。また、第3絶縁層54cを薄くすることにより、絶縁部材54の全体としての厚みの増加を抑制することができる。
 なお、以上の説明において、第1取出し配線30が、第2取出し配線32、第1バイパスダイオード接続用配線40、第2バイパスダイオード接続用配線42であってもよい。また、裏面側にセル間配線材18が配置され、受光面側に群端配線材16が配置されているが、裏面側に群端配線材16、導電材20が配置されてもよく、受光面側にセル間配線材18、導電材20が配置されてもよい。
 以下では、太陽電池モジュール100の製造方法について説明する。
 図5は、太陽電池モジュール100の製造方法の第1工程を示す図である。まず、太陽電池セル10を用意し、セル間配線材18を接着するための接着剤を太陽電池セル10の表面に塗布する。次に、セル間配線材18をバスバー電極の上に配置し、加熱によって接着剤を硬化させる。これにより、接着剤が硬化して樹脂層となり、セル間配線材18が太陽電池セル10の裏面に接着される。同様にして、群端配線材16が太陽電池セル10の受光面に接着される。太陽電池セル10の裏面側には、第1取出し配線30が設けられる。
 図6は、太陽電池モジュール100の製造方法の第2工程を示す図である。第1取出し配線30と、太陽電池セル10との間に、絶縁部材54が挿入される。絶縁部材54は、第1絶縁層54aの厚さtが30μm~200μm程度であり、第2絶縁層54bの厚さtが30μm~150μm程度であり、第3絶縁層54cの厚さtが100μm~500μm程度である。また、第3絶縁層54cの厚さtは、第2絶縁層54bの厚さtの1.5倍~3倍程度となるように厚さが定められる。なお、絶縁部材54を配置する際、第2絶縁層54bが第1取出し配線30側に向けられ、第3絶縁層54cが太陽電池セル10側に向けられる。
 図7は、太陽電池モジュール100の製造方法の第3工程を示す図である。第2封止部材50bが、第1取出し配線30の裏面側に積層される。また、第2保護部材52bが、第2封止部材50bの裏面側に積層される。同様に、太陽電池セル10の受光面側にも第1封止部材50aおよび第1保護部材52aが積層されて、積層体が形成される。
 これに続いて、積層体に対して、ラミネート・キュア工程がなされる。この工程では、積層体を減圧下で加圧することによって、積層体から空気を抜き、加熱して、積層体を一体化する。前述のごとく、ラミネート・キュア工程における真空ラミネートでは、温度が150℃程度に設定される。さらに、第2保護部材52bに対して、端子ボックス56が接着剤にて取り付けられる。これにより、図4に示す太陽電池モジュール100ができあがる。
 図8は、比較例に係る太陽電池モジュール200を示す部分断面図であり、図4に示す部分断面図に対応する。比較例においては、絶縁部材154を構成する第1絶縁層154a、第2絶縁層154b、第3絶縁層154cの厚さの比が異なる点で上述の実施例と相違する。比較例においては、第3絶縁層154cの厚さが小さいため、セル間配線材18の角部19が第1絶縁層154aに接触しており、第1絶縁層154aによって角部19が押圧されている。そうすると、セル間配線材18の直下において局所的な応力が加わり、太陽電池セル10の損傷につながるおそれが生じる。また、第2絶縁層154bの厚さが大きいため、セル間配線材18の影響を受けて第1絶縁層154aが変形し、セル間配線材18の箇所において第1絶縁層154aが第1取出し配線30へ向かって突出してしまう。その結果、絶縁部材154の全体としての厚さが大きくなってしまう。
 一方、本実施例によれば、太陽電池セル10に接着される第3絶縁層54cの厚さを相対的に大きくすることで、強度の高い第1絶縁層54aによってセル間配線材18が押圧される影響を低減することができる。より具体的には、第3絶縁層54cの厚さを大きくすることにより、ラミネート加工時において、セル間配線材18の影響による第1絶縁層54aの変形を抑制し、第1取出し配線30に沿って第1絶縁層54aを平坦化させることができる。これにより、第3絶縁層54cを緩衝層として機能させて、太陽電池セル10に局所的に加わる応力を低減させることができる。したがって、本実施例によれば、信頼性の高い太陽電池モジュール100とすることができる。
 また、本実施例によれば、第1取出し配線30に接着される第2絶縁層54bの厚さを相対的に小さくすることで、絶縁部材54の全体としての厚さの増加を抑制できる。これにより、太陽電池モジュール100の薄型化を実現できる。
 本実施例によれば、太陽電池モジュール100の外部へ電力を取り出すための第1取出し配線30および第2取出し配線32が太陽電池セル10の裏面上において、裏面から離れて裏面に沿った方向に延在している。つまり、第1取出し配線30および第2取出し配線32が非発電領域80を避けて設けられる。そのため、太陽電池モジュール100全体において占める非発電領域80の相対的な面積を小さくし、単位面積あたりの発電量の低下を改善することができる。
 以上、本発明について実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
 本実施例の概要は、次の通りである。本発明のある態様の太陽電池モジュール100は、
 主面を有し、主面上に配線材(群端配線材16、セル間配線材18)が接続される太陽電池セル10と、
 主面および配線材上に設けられる絶縁部材54と、
 絶縁部材54上に設けられる取出し配線(第1取出し配線30、第2取出し配線32)と、を備え、
 絶縁部材54は、
 ポリエステル系樹脂で形成される第1絶縁層54aと、
 ポリオレフィンあるいはEVAで形成され、第1絶縁層54aおよび取出し配線の間に設けられる第2絶縁層54bと、
 ポリオレフィンあるいはEVAで形成され、第1絶縁層54aおよび主面の間に設けられる第3絶縁層54cと、を含み、
 第3絶縁層54cは、主面に直交する方向の厚さが第2絶縁層54bよりも大きい。
 第3絶縁層54cは、主面に直交する方向の厚さが第2絶縁層54bの厚さの3/2倍以上であってもよい。
 第3絶縁層54cは、主面に直交する方向の厚さが配線材の厚さの1/2倍以上であってもよい。
 取出し配線は、主面上において主面から離れて主面に平行な方向に延在してもよい。
 本発明の別の態様は太陽電池モジュール100の製造方法である。この方法は、
 主面を有し、主面上に配線材(群端配線材16、セル間配線材18)が接続される太陽電池セル10と、主面および配線材上に設けられる絶縁部材54と、絶縁部材54上に設けられる取出し配線(第1取出し配線30、第2取出し配線32)と、取出し配線上に設けられる封止部材(第2封止部材50b)と、封止部材上に設けられる保護部材(第2保護部材52b)と、を順に積層させることと、
 太陽電池セル10と保護部材の間をラミネートすることと、を備え、
 絶縁部材54は、ポリエステル系樹脂で形成される第1絶縁層54aと、ポリオレフィンあるいはEVAで形成され、第1絶縁層54aおよび取出し配線の間に設けられる第2絶縁層54bと、ポリオレフィンあるいはEVAで形成され、第1絶縁層54aおよび主面の間に設けられる第3絶縁層54cと、を含み、
 第3絶縁層54cは、主面に直交する方向の厚さが第2絶縁層54bよりも大きく、
 積層させることは、第3絶縁層54cが主面側に位置するように、主面と取出し配線の間に絶縁部材54を配置することを含む。
 10 太陽電池セル、 16 群端配線材、 18 セル間配線材、 30 第1取出し配線、 32 第2取出し配線、50a 第1封止部材、 50b 第2封止部材、 52a 第1保護部材、 52b 第2保護部材、 54 絶縁部材、 54a 第1絶縁層、 54b 第2絶縁層、 54c 第3絶縁層、 100 太陽電池モジュール。
 本発明によれば、太陽電池モジュールの信頼性を高めることができる。

Claims (5)

  1.  主面を有し、前記主面上に配線材が接続される太陽電池セルと、
     前記主面および前記配線材上に設けられる絶縁部材と、
     前記絶縁部材上に設けられる取出し配線と、を備え、
     前記絶縁部材は、
     ポリエステル系樹脂で形成される第1絶縁層と、
     ポリオレフィンあるいはEVA(エチレン酢酸ビニル共重合体)で形成され、前記第1絶縁層および前記取出し配線の間に設けられる第2絶縁層と、
     ポリオレフィンあるいはEVAで形成され、前記第1絶縁層および前記主面の間に設けられる第3絶縁層と、を含み、
     前記第3絶縁層は、前記主面に直交する方向の厚さが前記第2絶縁層よりも大きい太陽電池モジュール。
  2.  前記第3絶縁層は、前記主面に直交する方向の厚さが前記第2絶縁層の厚さの3/2倍以上である請求項1に記載の太陽電池モジュール。
  3.  前記第3絶縁層は、前記主面に直交する方向の厚さが前記配線材の厚さの1/2倍以上である請求項1または2に記載の太陽電池モジュール。
  4.  前記取出し配線は、前記主面上において前記主面から離れて前記主面に平行な方向に延在する、請求項1から3のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
  5.  主面を有し、前記主面上に配線材が接続される太陽電池セルと、前記主面および前記配線材上に設けられる絶縁部材と、前記絶縁部材上に設けられる取出し配線と、前記取出し配線上に設けられる封止部材と、前記封止部材上に設けられる保護部材と、を順に積層させることと、
     前記太陽電池セルと前記保護部材の間をラミネートすることと、を備え、
     前記絶縁部材は、ポリエステル系樹脂で形成される第1絶縁層と、ポリオレフィンあるいはEVA(エチレン酢酸ビニル共重合体)で形成され、前記第1絶縁層および前記取出し配線の間に設けられる第2絶縁層と、ポリオレフィンあるいはEVAで形成され、前記第1絶縁層および前記主面の間に設けられる第3絶縁層と、を含み、
     前記第3絶縁層は、前記主面に直交する方向の厚さが前記第2絶縁層よりも大きく、
     前記積層させることは、前記第3絶縁層が前記主面側に位置するように、前記主面と前記取出し配線の間に前記絶縁部材を配置することを含む太陽電池モジュールの製造方法。
PCT/JP2015/003371 2014-09-30 2015-07-03 太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法 WO2016051630A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016551476A JP6562314B2 (ja) 2014-09-30 2015-07-03 太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法
EP15847028.6A EP3203532A4 (en) 2014-09-30 2015-07-03 Solar cell module and method for manufacturing solar cell module
US15/473,499 US11075312B2 (en) 2014-09-30 2017-03-29 Solar cell module and method for manufacturing solar cell module

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014201006 2014-09-30
JP2014-201006 2014-09-30

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US15/473,499 Continuation US11075312B2 (en) 2014-09-30 2017-03-29 Solar cell module and method for manufacturing solar cell module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016051630A1 true WO2016051630A1 (ja) 2016-04-07

Family

ID=55629710

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/003371 WO2016051630A1 (ja) 2014-09-30 2015-07-03 太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11075312B2 (ja)
EP (1) EP3203532A4 (ja)
JP (1) JP6562314B2 (ja)
WO (1) WO2016051630A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019103224A (ja) * 2017-11-30 2019-06-24 株式会社カネカ 太陽電池モジュール
TWI686053B (zh) * 2018-11-26 2020-02-21 財團法人工業技術研究院 太陽能板與太陽能電池模組

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000277780A (ja) * 1999-03-23 2000-10-06 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 太陽電池モジュール
JP2006210405A (ja) * 2005-01-25 2006-08-10 Dainippon Printing Co Ltd 太陽電池モジュール
JP2008300449A (ja) * 2007-05-29 2008-12-11 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池モジュール及びその製造方法
JP2009021288A (ja) * 2007-07-10 2009-01-29 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池モジュール
JP2012033545A (ja) * 2010-07-28 2012-02-16 Sharp Corp 太陽電池モジュール、およびその製造方法
JP2012070011A (ja) * 2012-01-10 2012-04-05 Sharp Corp 太陽電池モジュール

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60034840T3 (de) 1999-03-23 2011-02-24 Kaneka Corp., Osaka-shi Photovoltaisches Modul
JP4652599B2 (ja) * 2001-03-27 2011-03-16 株式会社カネカ 太陽電池モジュール
JP4974472B2 (ja) * 2005-03-30 2012-07-11 三洋電機株式会社 太陽電池モジュール及びこれを備えた太陽電池装置
JP2010027972A (ja) * 2008-07-23 2010-02-04 Sharp Corp 太陽電池モジュール及びその作成方法
JP5268596B2 (ja) * 2008-11-28 2013-08-21 シャープ株式会社 太陽電池モジュール及びその製造方法
JP2011054663A (ja) * 2009-08-31 2011-03-17 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池モジュール
JP6226294B2 (ja) * 2012-02-16 2017-11-08 パナソニックIpマネジメント株式会社 太陽電池モジュール及びその製造方法
CN202585479U (zh) * 2012-06-04 2012-12-05 天威新能源控股有限公司 一种晶体硅光伏组件的绝缘部改进结构
WO2013182954A2 (en) * 2012-06-05 2013-12-12 Ebfoil S.R.L. Encapsulating layer adapted to be applied to back-sheets for photovoltaic modules including back-contact cells
CN203300675U (zh) * 2013-05-24 2013-11-20 浙江宝利特新能源股份有限公司 一种晶体硅太阳能电池组件

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000277780A (ja) * 1999-03-23 2000-10-06 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 太陽電池モジュール
JP2006210405A (ja) * 2005-01-25 2006-08-10 Dainippon Printing Co Ltd 太陽電池モジュール
JP2008300449A (ja) * 2007-05-29 2008-12-11 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池モジュール及びその製造方法
JP2009021288A (ja) * 2007-07-10 2009-01-29 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池モジュール
JP2012033545A (ja) * 2010-07-28 2012-02-16 Sharp Corp 太陽電池モジュール、およびその製造方法
JP2012070011A (ja) * 2012-01-10 2012-04-05 Sharp Corp 太陽電池モジュール

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3203532A4 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019103224A (ja) * 2017-11-30 2019-06-24 株式会社カネカ 太陽電池モジュール
TWI686053B (zh) * 2018-11-26 2020-02-21 財團法人工業技術研究院 太陽能板與太陽能電池模組

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2016051630A1 (ja) 2017-07-13
US20170207357A1 (en) 2017-07-20
US11075312B2 (en) 2021-07-27
JP6562314B2 (ja) 2019-08-21
EP3203532A1 (en) 2017-08-09
EP3203532A4 (en) 2017-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6536838B2 (ja) 太陽電池モジュールの製造方法およびそれを利用した太陽電池モジュール
CN110970522B (zh) 太阳能电池模块及太阳能电池模块的制造方法
JP6893330B2 (ja) 太陽電池モジュール
WO2018051658A1 (ja) 太陽電池モジュール
JP2017112175A (ja) 太陽電池モジュール
JP6562314B2 (ja) 太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法
WO2017168474A1 (ja) 太陽電池セル、太陽電池モジュール、太陽電池セルの製造方法
WO2013046389A1 (ja) 太陽電池、太陽電池モジュール及びその製造方法
JP5995007B2 (ja) 太陽電池モジュール
JP2017174986A (ja) 太陽電池セルおよび太陽電池モジュール
US20180097135A1 (en) Solar cell module and solar cell in which wiring member is connected to surface
WO2016051624A1 (ja) 太陽電池モジュール
JP6761958B2 (ja) 太陽電池モジュールおよび太陽電池セル
CN111403509A (zh) 太阳能电池模块
WO2016051625A1 (ja) 太陽電池モジュール
JP2020088133A (ja) 太陽電池モジュール
WO2017150372A1 (ja) 太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法
JP6726909B2 (ja) 太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法
WO2018061703A1 (ja) 太陽電池モジュール
WO2016103626A1 (ja) 端子ボックスおよびそれを利用した端子ボックス付太陽電池モジュール
JP2016184625A (ja) 太陽電池モジュール、太陽電池モジュールの製造方法
JP2017183650A (ja) 太陽電池セル、太陽電池モジュール、太陽電池セルの製造方法
JP2017059776A (ja) 太陽電池モジュール
JP2018107211A (ja) 太陽電池モジュール
JP2017017227A (ja) 太陽電池モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15847028

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016551476

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2015847028

Country of ref document: EP