專利名稱：太陽能電池模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及絕緣性和耐候性優(yōu)秀的太陽能電池模塊。
背景技術(shù)：
近年來，人們預(yù)測(cè)伴隨二氧化碳的增加的溫室效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致全球變暖，作為不排放二氧化碳的清潔的能源，太陽能電池受到關(guān)注。太陽能電池中存在晶體類太陽能電池、非晶太陽能電池、化合物半導(dǎo)體太陽能電池等，多種太陽能電池正在研究開發(fā)。在這些當(dāng)中，非晶硅太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率雖然不及晶體類太陽能電池，但具有容易大面積化、光吸收系數(shù)大且能夠以薄膜動(dòng)作等其它太陽能電池沒有的優(yōu)秀特征，被認(rèn)為將來會(huì)大有前途。非晶硅太陽能電池廣為使用的形式是，利用樹脂將光電轉(zhuǎn)換元件密封，以能夠經(jīng)受在室外長(zhǎng)期間使用的方式構(gòu)成的太陽能電池模塊。非晶硅太陽能電池模塊能夠?qū)⒒灞⌒突?，所以能夠?qū)⑻柲茈姵啬K輕量化。因此，例如在配置在建筑物的屋頂?shù)惹闆r下，能夠減少對(duì)建筑物的負(fù)荷。另外，能夠使用柔性的基板，所以能夠使太陽能電池模塊自身具有柔性。因此，具有可設(shè)計(jì)性優(yōu)秀的優(yōu)點(diǎn)。這種非晶硅太陽能電池模塊，在制造光電轉(zhuǎn)換元件時(shí)基板上會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力。因此，存在密封時(shí)基板的端部發(fā)生翹曲，基板與保護(hù)部件接觸造成絕緣電阻降低的問題。此外，即使對(duì)于在太陽能電池模塊剛制造完成后具有充分性能的太陽電池模塊，也存在在室外長(zhǎng)期使用的期間，基板端部逐漸發(fā)生翹曲造成絕緣電阻降低的問題。對(duì)于這種問題，公開有通過將在光電轉(zhuǎn)換元件的整個(gè)面上設(shè)置玻璃無紡布或片材來抑制基板的變形，防止絕緣電阻降低的太陽能電池模塊(例如參照專利文獻(xiàn)1)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開平10-27920號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題不過，上述太陽能電池模塊在使用玻璃無紡布的情況下，會(huì)發(fā)生水在密封部件、玻璃無紡布的界面擴(kuò)散，導(dǎo)致絕緣電阻降低的問題。此外，在使用片材的情況下，會(huì)發(fā)生因片材的熱膨脹而產(chǎn)生皺折，導(dǎo)致抑制絕緣電阻降低的效果下降的問題。本發(fā)明鑒于上述問題點(diǎn)完成，其目的在于提供一種能夠抑制絕緣電阻的降低的太陽能電池模塊。解決課題的方法本發(fā)明的太陽能電池模塊的特征在于，包括包含柔性基板和形成在該柔性基板上的光電轉(zhuǎn)換層的光電轉(zhuǎn)換元件；配置在上述光電轉(zhuǎn)換元件的兩面，分別通過密封部件粘接在上述光電轉(zhuǎn)換元件的保護(hù)部件；和配置在上述光電轉(zhuǎn)換元件與至少一個(gè)上述保護(hù)部件之間，在太陽能電池模塊制造條件下和用于使用的設(shè)置狀態(tài)下剛性和絕緣性比上述密封部件高的片材。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過配置在光電轉(zhuǎn)換元件與保護(hù)部件之間的絕緣性的片材，能夠?qū)⒐怆娹D(zhuǎn)換元件絕緣，所以在光電轉(zhuǎn)換元件中發(fā)生翹曲的情況下也能夠抑制絕緣電阻降低。 于是，能夠?qū)崿F(xiàn)在太陽能電池模塊的制造條件下和用于使用的設(shè)置狀態(tài)下能夠長(zhǎng)期間使用的太陽能電池模塊。本發(fā)明的上述太陽能電池模塊中，上述片材，在上述光電轉(zhuǎn)換元件的至少四角翹曲的一側(cè)，配置在包含該四角的位置。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于在光電轉(zhuǎn)換元件的翹曲較大的光電轉(zhuǎn)換元件的四角配置絕緣性的片材，所以無需在光電轉(zhuǎn)換元件的整個(gè)面配置片材就能夠抑制太陽能電池模塊的絕緣性能的降低，能夠使配置的絕緣片材的面積進(jìn)一步減小。本發(fā)明的上述太陽能電池模塊中，上述片材，在四角翹曲的一側(cè)，配置在包含上述光電轉(zhuǎn)換元件的長(zhǎng)邊方向(長(zhǎng)度方向，較長(zhǎng)方向)的兩端部的各邊的位置。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，以包含光電轉(zhuǎn)換元件的翹曲較大的光電轉(zhuǎn)換元件的長(zhǎng)邊方向的兩端部的各邊的方式配置絕緣性的片材，所以無需在光電轉(zhuǎn)換元件的整個(gè)面配置片材就能夠抑制絕緣電阻的降低，能夠使配置的絕緣片材的面積進(jìn)一步減小。此外，本發(fā)明的上述太陽能電池模塊中，上述片材，在四角翹曲的一側(cè)，配置在包含上述光電轉(zhuǎn)換元件的長(zhǎng)邊方向的兩端部的各邊的位置，并配置在上述保護(hù)部件與上述密封部件之間。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，以包含光電轉(zhuǎn)換元件的翹曲較大的光電轉(zhuǎn)換元件的長(zhǎng)邊方向的兩端部的各邊的方式配置絕緣性的片材，所以無需在光電轉(zhuǎn)換元件的整個(gè)面配置片材就能夠抑制絕緣電阻的降低，能夠使配置的絕緣片材的面積進(jìn)一步減小。此外，本發(fā)明的上述太陽能電池模塊中，上述片材具有透光性，配置在上述光電轉(zhuǎn)換元件的光入射面?zhèn)?。根?jù)該結(jié)構(gòu)，由于在光入射面?zhèn)扰渲镁哂型腹庑缘慕^緣性的片材，所以在電轉(zhuǎn)換元件向光入射面?zhèn)嚷N曲的情況下，也能夠抑制絕緣電阻的降低。此外，本發(fā)明的上述太陽能電池模塊中，上述片材，配置在上述光電轉(zhuǎn)換元件的因翹曲而突出的部位。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于在光電轉(zhuǎn)換元件的因翹曲而突出的部位配置絕緣性的片材，所以能夠有效地抑制光電轉(zhuǎn)換元件的絕緣電阻的降低。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，可提供能夠以低成本構(gòu)成、能夠抑制絕緣電阻的降低的太陽能電池模塊。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式的太陽能電池模塊的層疊結(jié)構(gòu)的圖。圖2是表示在本發(fā)明實(shí)施方式的太陽能電池模塊中配置絕緣片的俯視圖(平面圖)。圖3是表示本發(fā)明實(shí)施方式的太陽能電池模塊的光電轉(zhuǎn)換元件的變形狀態(tài)的概念圖(示意圖)。
圖4(a)、(b)是表示在本發(fā)明實(shí)施方式的太陽能電池模塊中，層壓(laminate)處理后的太陽能電池模塊的層疊結(jié)構(gòu)的截面圖。圖5(a)是示意地表示在本實(shí)施方式的太陽能電池模塊中，將絕緣片分別配置在光電轉(zhuǎn)換元件的上表面?zhèn)群拖卤砻鎮(zhèn)鹊睦拥膱D，(b)是示意地表示光電轉(zhuǎn)換元件的變形和絕緣片的配置例的俯視圖。圖6(a) (C)是表示本發(fā)明實(shí)施方式的太陽能電池模塊的光電轉(zhuǎn)換元件的下表面?zhèn)鹊慕^緣片的配置例的圖。圖7(a) (C)是表示在本發(fā)明實(shí)施方式的太陽能電池模塊中光電轉(zhuǎn)換元件的上表面?zhèn)鹊慕^緣片的配置例的圖。圖8(a) (f)是表示本發(fā)明實(shí)施方式的太陽能電池模塊的層疊結(jié)構(gòu)的一例的示意圖。圖9(a) (f)是表示本發(fā)明實(shí)施方式的太陽能電池模塊的層壓處理后的層疊結(jié)構(gòu)的一例的截面圖。圖10(a) (f)是表示本發(fā)明實(shí)施方式的太陽能電池模塊的層疊結(jié)構(gòu)的其它例子的示意圖。圖11 (a) (f)是表示本發(fā)明實(shí)施方式的太陽能電池模塊的層壓處理后的層疊結(jié)構(gòu)的其它例子的截面圖。
具體實(shí)施例方式以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1是表示本實(shí)施方式的太陽能電池模塊的層疊結(jié)構(gòu)的一例的附圖。如圖1所示， 本實(shí)施方式的太陽能電池模塊包括圖中箭頭所示的保護(hù)太陽能電池模塊的光入射面(以下稱上表面)的保護(hù)部件101 ；保護(hù)太陽能電池模塊的光入射面的相反面(以下稱下表面) 的加強(qiáng)部件102 ；和配置在保護(hù)部件101和加強(qiáng)部件102之間，將太陽光轉(zhuǎn)換成電流的光電轉(zhuǎn)換元件103。在光電轉(zhuǎn)換元件103和加強(qiáng)部件102之間，配置有分別配置在光電轉(zhuǎn)換元件 103的兩端部的將光電轉(zhuǎn)換元件103和加強(qiáng)部件102之間絕緣的兩個(gè)絕緣片104。光電轉(zhuǎn)換元件103和保護(hù)部件101之間配置有密封部件105，絕緣片104和加強(qiáng)部件102之間配置有密封部件106。此外，作為保護(hù)部件101和加強(qiáng)部件102，只要是能夠保護(hù)太陽能電池模塊的材料即可，可以由相同材料構(gòu)成也可以由不同材料構(gòu)成。在光電轉(zhuǎn)換元件103的基板107的上表面?zhèn)?，從基?07的上表面起依次層疊有 獲取光電轉(zhuǎn)換后的正(或負(fù))的電荷的電極108、對(duì)太陽光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的光電轉(zhuǎn)換層109 和獲取光電轉(zhuǎn)換后的負(fù)(或正)的電荷的透明電極110。在基板107的下表面?zhèn)?，形成有將電極108與透明電極110連接的連接電極111。接著，參照?qǐng)D2說明絕緣片104的配置。圖2是表示在本發(fā)明實(shí)施方式的太陽能電池模塊中配置絕緣片104的俯視圖。不過，在圖2中為了便于說明，沒有圖示保護(hù)部件101、密封部件105和加強(qiáng)部件102。如圖2 所示，本實(shí)施方式的太陽能電池模塊中，密封部件106形成為俯視下為矩形的形狀，在俯視下，在該密封部件106和內(nèi)側(cè)層疊有矩形形狀的光電轉(zhuǎn)換元件103。光電轉(zhuǎn)換元件103以密封部件106的長(zhǎng)邊方向與光電轉(zhuǎn)換元件103的長(zhǎng)邊方向大致平行的方式配置。在光電轉(zhuǎn)換元件103的長(zhǎng)邊方向的兩端部，以覆蓋光電轉(zhuǎn)換元件103的短邊(較短的邊)的方式，配置有二片俯視下為矩形形狀的絕緣片104。絕緣片104以絕緣片104的長(zhǎng)邊方向的長(zhǎng)度Ll比光電轉(zhuǎn)換元件103的長(zhǎng)邊方向端部112的一邊的長(zhǎng)度L2更長(zhǎng)的方式形成為大致矩形。絕緣片104以絕緣片104的短邊方向的大致中心與光電轉(zhuǎn)換元件103的長(zhǎng)邊方向端部112重疊的方式配置在光電轉(zhuǎn)換元件 103的長(zhǎng)邊方向的兩端，層疊在光電轉(zhuǎn)換元件103和密封部件106之間。以光電轉(zhuǎn)換元件 103的長(zhǎng)邊方向端部112的一邊被絕緣片104覆蓋的方式層疊。此外，圖1和圖2所示的太陽能電池模塊的結(jié)構(gòu)只表示絕緣片104的配置的一例，如后文所述，絕緣片104的配置并不限于光電轉(zhuǎn)換元件103的長(zhǎng)邊方向端部112，例如也可以配置在短邊方向端部113。本實(shí)施方式中，層疊各結(jié)構(gòu)部件而得的太陽能電池模塊，通過層壓處理形成太陽能電池模塊。層壓處理中，在光電轉(zhuǎn)換元件103的作為光入射面的相反面的下表面?zhèn)?，配置密封部?06和加強(qiáng)部件102 (下表面保護(hù)部件)，在作為光入射面的上表面?zhèn)?，配置密封部?05和上表面保護(hù)部件101。另外，按照太陽能電池模塊的使用條件，還配置絕緣片104、 密封部件、粘接部件、透明性絕緣片等。在如此配置了各結(jié)構(gòu)部件的狀態(tài)下，通過加熱和真空層壓來進(jìn)行層壓。在太陽能電池模塊的層壓處理中，由于光電轉(zhuǎn)換元件103制造工序中產(chǎn)生的基板 107的殘余應(yīng)力，光電轉(zhuǎn)換元件103中會(huì)發(fā)生翹曲。參照?qǐng)D3和圖4 (a)、(b)，對(duì)層壓處理中光電轉(zhuǎn)換元件103的變形狀態(tài)進(jìn)行說明。此外，圖3和圖4(a)、(b)所示的例子，表示在圖 1所示的層疊結(jié)構(gòu)中沒有配置絕緣片104的情況下的太陽能電池模塊。圖3是表示光電轉(zhuǎn)換元件103的變形狀態(tài)的概念圖。如圖3所示，在層壓處理中， 層壓處理前的平板形狀的光電轉(zhuǎn)換元件103a的四角向下方翹曲，變形成中央部向上方突出的穹頂形狀的光電轉(zhuǎn)換元件10北。像這樣，由于層壓處理中光電轉(zhuǎn)換元件103的四角向下方翹曲，所以光電轉(zhuǎn)換元件103與保護(hù)部件101或加強(qiáng)部件102接觸或接近。圖4(a)、(b)是表示層壓處理后的太陽能電池模塊的層疊結(jié)構(gòu)的截面圖。如圖 4(a)所示，本實(shí)施方式在層壓處理中，保護(hù)部件101和加強(qiáng)部件102之間，通過密封部件 105、106作為絕緣層114密封。在層壓處理中向下表面?zhèn)嚷N曲的光電轉(zhuǎn)換元件103的兩端部，接近加強(qiáng)部件102的上表面。因此，需要抑制光電轉(zhuǎn)換元件103的兩端部與加強(qiáng)部件 102間的絕緣電阻降低。此外，在上述例中，對(duì)光電轉(zhuǎn)換元件103的四角向下表面?zhèn)嚷N曲，中央部向上表面?zhèn)韧怀龅睦舆M(jìn)行了說明，但光電轉(zhuǎn)換元件103的變形方向會(huì)按照基板107制造時(shí)的殘余應(yīng)力和基板107的翹曲的狀態(tài)而變化。圖4(b)是表示光電轉(zhuǎn)換元件103的四角向上表面?zhèn)嚷N曲，中央部向下表面?zhèn)韧怀龅那闆r下的層疊結(jié)構(gòu)的圖。如圖4(b)所示，在本例中，光電轉(zhuǎn)換元件103的中央部向下方突出而接近加強(qiáng)部件102，并且光電轉(zhuǎn)換元件103的兩端部接近上表面?zhèn)鹊谋Ｗo(hù)部件101。因此，在本例中，需要抑制保護(hù)部件101與光電轉(zhuǎn)換元件103 間的絕緣電阻降低和光電轉(zhuǎn)換元件103的中央部與加強(qiáng)部件102間的絕緣電阻降低。此外，本實(shí)施方式的太陽能電池模塊設(shè)置在房屋的屋頂?shù)仁褂?，在?shí)際的使用條件下，使用在常溫至80°C左右的溫度下。在這種使用條件下，密封部件105、106(絕緣層 114)的一部分容易軟化，光電轉(zhuǎn)換元件103容易變形。因此，剛制造好后為平板形狀的光電轉(zhuǎn)換元件103，在太陽能電池模塊的實(shí)際的使用條件下，會(huì)發(fā)生緩慢變形的現(xiàn)象。另外，光電轉(zhuǎn)換元件103的變形并不一定像圖3所示的例子那樣一致地變形，而是會(huì)根據(jù)光電轉(zhuǎn)換元件103的基板107的殘余應(yīng)力和基板107的形狀等而變化。因此，本實(shí)施方式中，在光電轉(zhuǎn)換元件103的至少突出較大的部位，根據(jù)需要在光電轉(zhuǎn)換元件103的作為光入射面的上表面?zhèn)群妥鳛楣馊肷涿娴南喾疵娴南卤砻鎮(zhèn)确謩e配置絕緣片，由此抑制太陽能電池模塊的絕緣電阻降低。以下對(duì)太陽能電池模塊的絕緣片的配置例進(jìn)行說明。參照?qǐng)D5(a)、(b)，對(duì)在光電轉(zhuǎn)換元件103的上表面?zhèn)群拖卤砻鎮(zhèn)确謩e配置絕緣片 104、115的情況下的絕緣片的配置例進(jìn)行說明。圖5(a)是示意地表示在本實(shí)施方式的太陽能電池模塊中，將絕緣片104、115分別配置在光電轉(zhuǎn)換元件103的上表面?zhèn)群拖卤砻鎮(zhèn)鹊睦拥膱D。如圖5(a)所示，在光電轉(zhuǎn)換元件103的四角向下方翹曲，中央部向上方突出的情況下，在光電轉(zhuǎn)換元件103的下表面?zhèn)?，以覆蓋光電轉(zhuǎn)換元件103的長(zhǎng)邊方向的兩端部的方式配置絕緣片104，而在光電轉(zhuǎn)換元件103的上表面?zhèn)龋诠怆娹D(zhuǎn)換元件103的中央部配置絕緣片115。通過像這樣配置絕緣片104、115，能夠抑制光電轉(zhuǎn)換元件103與保護(hù)部件 101和加強(qiáng)部件102間的絕緣電阻降低。圖5(b)是表示光電轉(zhuǎn)換元件103的變形和絕緣片104、115的配置例的俯視示意圖。圖5(b)中，僅表示了光電轉(zhuǎn)換元件103、光電轉(zhuǎn)換元件103的上表面?zhèn)鹊慕^緣片115和下表面?zhèn)鹊慕^緣片104，省略了其它的部件。此外，圖5(b)的縱軸側(cè)表示光電轉(zhuǎn)換元件103 的短邊方向的變形狀態(tài)，橫軸側(cè)表示光電轉(zhuǎn)換元件103的長(zhǎng)邊方向的變形狀態(tài)。如圖5(b) 所示，在變形成光電轉(zhuǎn)換元件103的中央部向上方突出的穹頂形狀的情況下，光電轉(zhuǎn)換元件103的中央部最為向上方突出。因此，通過在光電轉(zhuǎn)換元件103的上表面?zhèn)鹊闹醒氩颗渲媒^緣片104，能夠抑制保護(hù)部件101與光電轉(zhuǎn)換元件103間的絕緣電阻降低。另外，配置在光電轉(zhuǎn)換元件103的光入射面?zhèn)鹊慕^緣片115，使用至少能夠使太陽電池的發(fā)電所必須的波長(zhǎng)的光透過的材料。而作為絕緣片115的材料，只要是能夠透過光的材料即可，可以上色也可以無色。接著，參照?qǐng)D6(a) (c)，對(duì)光電轉(zhuǎn)換元件103的下表面?zhèn)鹊慕^緣片104的配置的具體例進(jìn)行說明。本實(shí)施方式中，除了圖2所示的絕緣片104的配置以外，還根據(jù)光電轉(zhuǎn)換元件103的翹曲配置絕緣片104。圖6(a)表示以分別覆蓋光電轉(zhuǎn)換元件103的下表面?zhèn)鹊姆绞脚渲?片矩形形狀的絕緣片104的例子。在如圖5(a)所示，光電轉(zhuǎn)換元件103的四角向下方翹曲，中央部向上表面?zhèn)韧怀龅那闆r下，下表面?zhèn)鹊乃慕堑牟糠肿顬橄蛳路酵怀觥?因此，如圖6(a)所示，通過以覆蓋光電轉(zhuǎn)換元件103至少四角的方式配置絕緣片104，能夠抑制絕緣電阻降低。圖6(b)所示的例子，表示以分別覆蓋光電轉(zhuǎn)換元件103的短邊方向的兩端部的方式配置2片矩形形狀的絕緣片104的例子。在光電轉(zhuǎn)換元件103的長(zhǎng)邊側(cè)的突出量比短邊側(cè)的突出量大的情況下，通過采用這種配置，能夠有效地抑制絕緣電阻降低。圖 6(c)表示以覆蓋光電轉(zhuǎn)換元件103的下表面?zhèn)鹊恼麄€(gè)面的方式配置1片絕緣片104的例子。在光電轉(zhuǎn)換元件103的基板107波狀變形的情況下，通過以覆蓋光電轉(zhuǎn)換元件103的整個(gè)面的方式配置絕緣片104、115，能夠有效地抑制絕緣電阻降低。如上所述，本實(shí)施方式中， 在光電轉(zhuǎn)換元件103的四角翹曲的方向上的至少包含四角的位置上配置絕緣片104、115。此外，對(duì)于配置在光電轉(zhuǎn)換元件103的端部的絕緣片104的寬度，只要能夠抑制光電轉(zhuǎn)換元件103的絕緣電阻降低即可，無特別限定。例如，在如圖2所示，以覆蓋光電轉(zhuǎn)換元件103的長(zhǎng)邊方向的兩端部的方式配置絕緣片104的情況下，在基板107的長(zhǎng)邊側(cè)的長(zhǎng)度為Im左右時(shí)，絕緣片104的寬度為2cm左右即可。此時(shí)，與圖6(c)所示以覆蓋光電轉(zhuǎn)換元件103的整個(gè)下表面的方式配置絕緣片104時(shí)需要長(zhǎng)邊側(cè)的長(zhǎng)度至少超過Im絕緣片104 的情況相比，絕緣片104的兩邊加起來為4cm左右，使用25分之一以下面積的絕緣處104 就能夠抑制絕緣電阻降低。像這樣，在本實(shí)施方式中，通過至少在光電轉(zhuǎn)換元件103的突出量大的部分配置絕緣片104，能夠抑制絕緣電阻降低。以下參照?qǐng)D7(a) (c)對(duì)本實(shí)施方式的太陽能電池模塊中光電轉(zhuǎn)換元件103的上表面?zhèn)鹊慕^緣片115的配置例進(jìn)行詳細(xì)說明。圖7(a)表示在光電轉(zhuǎn)換元件103的短邊方向和長(zhǎng)邊方向上，光電轉(zhuǎn)換元件103的突出量大致相等地突出的情況下的絕緣片115的配置例。這種情況下，將俯視下為矩形形狀的絕緣片115分別配置在光電轉(zhuǎn)換元件103的四邊上的中央部。通過采用這種配置，能夠抑制光電轉(zhuǎn)換元件103與保護(hù)部件101間的絕緣電阻降低。圖7(b)是表示光電轉(zhuǎn)換元件103的突出量在長(zhǎng)邊方向上特別大的情況下的絕緣片115的配置例。這種情況下，通過在突出量大的光電轉(zhuǎn)換元件103的長(zhǎng)邊上的中央部分別配置絕緣片115，能夠抑制光電轉(zhuǎn)換元件103與保護(hù)部件101間的絕緣電阻降低。圖7(c)是表示光電轉(zhuǎn)換元件103的突出量在短邊方向上特別大的情況下的絕緣片115的配置例。這種情況下，通過在突出量大的光電轉(zhuǎn)換元件103的短邊上的中央部分別配置絕緣片115，能夠抑制光電轉(zhuǎn)換元件103與保護(hù)部件101間的絕緣電阻降低。像這樣，光電轉(zhuǎn)換元件103的上表面?zhèn)鹊慕^緣片115，能夠根據(jù)光電轉(zhuǎn)換元件103 的突出量，配置在光電轉(zhuǎn)換元件103的上表面和/或下表面?zhèn)鹊娜我獾奈恢?。此外，在上述例子中，?duì)光電轉(zhuǎn)換元件103向上表面?zhèn)韧怀龅睦舆M(jìn)行了說明，但光電轉(zhuǎn)換元件103可按基板107的殘余應(yīng)力向上表面?zhèn)群拖卤砻鎮(zhèn)戎械娜我粋?cè)突出。因此，通過在光電轉(zhuǎn)換元件 103的上表面?zhèn)然蛳卤砻鎮(zhèn)鹊娜我獾奈恢门渲媒^緣片115，能夠抑制光電轉(zhuǎn)換元件103的絕緣電阻降低。接著，參照?qǐng)D8(a) (f)和圖9(a) (f)，對(duì)太陽能電池模塊的光電轉(zhuǎn)換元件103 的四角向下表面?zhèn)嚷N曲，中央部向作為光入射面?zhèn)鹊纳媳砻鎮(zhèn)韧怀龅那闆r下的太陽能電池模塊的層疊結(jié)構(gòu)的具體例進(jìn)行說明。圖8(a) (f)是表示太陽能電池模塊的層疊結(jié)構(gòu)的示意圖，圖9(a) (f)是表示圖8(a) (f)所示的太陽能電池模塊的層壓處理后的層疊結(jié)構(gòu)的截面圖。此外，圖8(a) (f)所示的層疊結(jié)構(gòu)分別與圖9(a) (f)所示的截面圖對(duì)應(yīng)。圖8(a) (C)是僅在太陽能電池模塊的作為光入射面的相反面的下表面?zhèn)扰渲媒^緣片104的例子。在圖8(a)所示的例子中，在光電轉(zhuǎn)換元件103的下表面?zhèn)鹊膬啥瞬績(jī)H配置絕緣片104。而在圖8(b)所示的例子中，在光電轉(zhuǎn)換元件103的下表面?zhèn)鹊膬啥瞬颗渲媒^緣片104，在該絕緣片104與光電轉(zhuǎn)換元件103之間配置粘接部件116，并進(jìn)一步在絕緣片104與加強(qiáng)部件102之間配置密封部件106。圖8(c)所示的例子中，在光電轉(zhuǎn)換元件 103的下表面?zhèn)鹊膬啥瞬颗渲媒^緣片104，并在該絕緣片104與光電轉(zhuǎn)換元件103之間配置密封部件106，進(jìn)一步在絕緣片104與加強(qiáng)部件102之間配置粘接部件116。通過這樣層疊， 如圖9(a) (c)所示，能夠任意地調(diào)整光電轉(zhuǎn)換元件103與加強(qiáng)部件102間的層疊結(jié)構(gòu)。圖8 (d) (f)是在光電轉(zhuǎn)換元件103的下表面?zhèn)扰渲媒^緣片104，并進(jìn)一步在作為光入射面的上表面?zhèn)纫才渲媒^緣片115的例子。圖8(d)所示的例子中，在光電轉(zhuǎn)換元件103的上表面?zhèn)鹊闹醒氩颗渲媒^緣片115，并在光電轉(zhuǎn)換元件103的下表面?zhèn)鹊膬啥瞬颗渲媒^緣片104。而在圖8(e)所示的例子中，在光電轉(zhuǎn)換元件103的上表面?zhèn)鹊闹醒氩颗渲媒^緣片115，并在該絕緣片115與光電轉(zhuǎn)換元件103之間配置密封部件105。在光電轉(zhuǎn)換元件 103的下表面?zhèn)鹊膬啥瞬颗渲媒^緣片104，并在該絕緣片104與光電轉(zhuǎn)換元件103之間配置密封部件106。圖8(f)所示的例子中，在光電轉(zhuǎn)換元件103的上表面?zhèn)鹊闹醒氩颗渲媒^緣片115，在該絕緣片115與保護(hù)部件101之間配置密封部件105，在絕緣片115與光電轉(zhuǎn)換元件103之間配置粘接部件116。在光電轉(zhuǎn)換元件103的下表面?zhèn)鹊膬啥瞬颗渲媒^緣片104， 在絕緣片104與光電轉(zhuǎn)換元件103之間配置粘接部件116，在絕緣片104與加強(qiáng)部件102之間配置密封部件106。通過這樣層疊，如圖9(d) (f)所示，能夠任意地調(diào)整光電轉(zhuǎn)換元件 103與保護(hù)部件101和加強(qiáng)部件102間的層疊結(jié)構(gòu)。接著，參照?qǐng)D10(a) (f)和圖11(a) (f)，對(duì)太陽能電池模塊的光電轉(zhuǎn)換元件 103的四角向上表面?zhèn)嚷N曲，中央部向下表面?zhèn)韧怀龅那闆r下的太陽能電池模塊的層疊結(jié)構(gòu)的具體例進(jìn)行說明。其中，圖10(a) (f)是表示太陽能電池模塊的層疊結(jié)構(gòu)的示意圖， 圖11(a) (f)是示意地表示圖10(a) (f)所示的太陽能電池模塊的層壓處理后的層疊結(jié)構(gòu)的圖。此外，圖10(a) (f)所示的層疊結(jié)構(gòu)分別與圖11(a) (f)所示的截面圖對(duì)應(yīng)。圖10(a) (C)是僅在太陽能電池模塊的作為光入射面的相反面的下表面?zhèn)扰渲媒^緣片104的例子。在圖10(a)所示的例子中，在光電轉(zhuǎn)換元件103的下表面?zhèn)鹊闹醒氩颗渲媒^緣片104，在該絕緣片104與加強(qiáng)部件102之間配置密封部件106。而在圖10(b)所示的例子中，在光電轉(zhuǎn)換元件103的下表面?zhèn)鹊闹醒氩颗渲媒^緣片104，在該絕緣片104與加強(qiáng)部件102之間配置密封部件106，并在該絕緣片104與光電轉(zhuǎn)換元件103之間配置粘接部件116。圖10(c)所示的例子中，在光電轉(zhuǎn)換元件103的下表面?zhèn)鹊闹醒氩颗渲媒^緣片104，并在該絕緣片104與光電轉(zhuǎn)換元件103之間配置密封部件106。通過這樣層疊，如圖11(a) (c)所示，能夠任意地調(diào)整光電轉(zhuǎn)換元件103與加強(qiáng)部件102間的層疊結(jié)構(gòu)。圖10 (d) (f)是在光電轉(zhuǎn)換元件103的下表面?zhèn)扰渲媒^緣片104，并進(jìn)一步在作為光入射面的上表面?zhèn)纫才渲媒^緣片115的例子。圖10(d)所示的例子中，在光電轉(zhuǎn)換元件 103的上表面?zhèn)鹊膬蓚?cè)部配置絕緣片115，并在該絕緣片115與保護(hù)部件101之間配置密封部件105。而在圖10(e)所示的例子中，在光電轉(zhuǎn)換元件103的上表面?zhèn)鹊膬啥瞬颗渲媒^緣片115，并在該絕緣片115與保護(hù)部件101之間配置密封部件105，在絕緣片115與光電轉(zhuǎn)換元件103之間配置粘接部件116。圖10(f)所示的例子中，在光電轉(zhuǎn)換元件103的上表面?zhèn)鹊膬啥瞬颗渲媒^緣片115，在該絕緣片115與光電轉(zhuǎn)換元件103之間配置密封部件105， 在絕緣片115與保護(hù)部件101之間配置粘接部件116。通過這樣層疊，如圖11(d) (f)所示，能夠任意地調(diào)整光電轉(zhuǎn)換元件103與保護(hù)部件101和加強(qiáng)部件102間的層疊結(jié)構(gòu)。此外，在本實(shí)施方式的太陽能電池模塊中，絕緣片104、115的配置部位并沒有特別限定，只要是能夠在太陽能電池模塊使用條件下抑制光電轉(zhuǎn)換元件103的絕緣電阻降低的范圍即可。此外，在作為太陽光入射側(cè)的光電轉(zhuǎn)換元件103的上表面?zhèn)扰渲玫慕^緣片 115，使用能夠使發(fā)電所必須的波長(zhǎng)的光透射的材料的絕緣片115。作為基板107的材料并沒有特別限定，例如能夠使用PET、PEN、聚酰胺、聚酰胺-酰亞胺、聚酰亞胺、聚碳酸脂、PBT、PPS、液晶聚合物、PEI等的樹脂薄膜和不銹鋼基板等各種材料。其中，優(yōu)選使用絕緣性和耐熱性優(yōu)秀的聚酰亞胺。作為電極108的材料，只要是一般的電極材料即可，不特別限定。此外，透明電極 110的材料并不特別限定。本實(shí)施方式中，電極108的材料使用Ag，透明電極110的材料使用 ITO0作為光電轉(zhuǎn)換層109的材料，使用公知的太陽能電池模塊的材料即可，并不特別限定。例如能夠使用非晶碳化硅(a-SiC)、微晶硅(μ C-Si)、μ c_SiGe、μ c_SiC、μ c_Ge非晶硅(a-Si)和非晶鍺硅(a-SiGe)等。其中，本實(shí)施方式中使用μ c_Ge非晶硅(a_Si)和非晶鍺硅(a-SiGe)。作為密封部件105、106的材料，從將光電轉(zhuǎn)換元件103密閉的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選對(duì)熱和水分穩(wěn)定的材料。另外，由于一側(cè)的密封部件105是光向光電轉(zhuǎn)換元件103入射的入射側(cè)，除了對(duì)光穩(wěn)定外，還優(yōu)選透明。此外，優(yōu)選能夠在短時(shí)間進(jìn)行層壓加工，并且與保護(hù)部件 101和加強(qiáng)部件102的粘接性良好、能夠跟隨太陽能電池的形狀的材料。此外，通過使用通過吸收損傷的材料，可形成例如在有外力施加的環(huán)境下也能夠使用的太陽能電池模塊。作為密封部件105、106的材料，只要是容易通過加熱而軟化變形的樹脂即可，并不特別限定，能夠使用各種材料。并且，只要是容易通過加熱而軟化變形的樹脂，也可以使用熱塑性樹脂、熱交聯(lián)樹脂、熱固化樹脂。例如，能夠使用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、 聚乙烯醇縮丁醛、硅樹脂、乙烯丙烯酸酯共聚物樹脂、乙烯甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸酯樹脂、聚乙烯、聚丙烯等。此外，上表面的密封部件105和材料與下表面的密封部件106可以為不同的材料。并且，密封部件105、106也可以不用單層的樹脂形成，而是使用多層樹脂形成。通過使用多層樹脂形成，可形成例如在上述有外力施加的環(huán)境下也能夠使用的太陽能電池模塊。作為保護(hù)部件101的材料，只要是玻璃、透明的其它材料的樹脂等能夠使光透射的材料即可，并無特別限定。其中，優(yōu)選使用光透射性、耐候性優(yōu)秀且輕量的聚乙烯-四氟乙烯(ETFE)、PTFE, FEP、PFA、PVDF, PVF等的薄膜或硅樹脂。本實(shí)施方式中使用FTFE。作為加強(qiáng)部件102的材料，能夠使用與保護(hù)部件101相同的材料形成。此外，從太陽能電池模塊的強(qiáng)度和成本的觀點(diǎn)出發(fā)，也能夠使用鋁板、鋼板、涂裝鋼板等。本實(shí)施方式中使用實(shí)施了由聚脂樹脂構(gòu)成的涂裝的鋼板。作為絕緣片104、115的材料，只要是在用于使用太陽能電池模塊的設(shè)置狀態(tài)和制造條件下，剛性和絕緣性比密封部件105、106高的材料即可，但沒有特別限定，能夠使用玻璃無紡布、氟類薄膜材料等各種材料。另一方面，在使用氟類薄膜材料的情況下，在層壓時(shí)， 薄膜材料與密封材料之間或光電轉(zhuǎn)換元件103與薄膜材料之間產(chǎn)生滑動(dòng)。因此，形成能夠防止薄膜材料的滑動(dòng)的結(jié)構(gòu)。另外，在本實(shí)施方式中，用于使用的設(shè)置狀態(tài)是指，將太陽能電池設(shè)置在房屋的屋頂?shù)葘?shí)際使用的條件，為室溫至80°C左右的溫度范圍。在這種溫度下使用的情況下，密封部件105、106會(huì)軟化，由于基板107的殘余應(yīng)力，光電轉(zhuǎn)換元件103會(huì)一點(diǎn)一點(diǎn)地移動(dòng)。另外， 制造條件是指，在太陽能電池制造工序中，配置密封部件105、106后的制造環(huán)境的條件。特別是在太陽能電池制造工序中，配置密封部件105、106后進(jìn)行層壓時(shí)的溫度為150°C左右， 密封部件105、106會(huì)軟化。通過使用在這種用于使用太陽能電池模塊的設(shè)置狀態(tài)和制造條件下，剛性和絕緣性比密封部件105、106高的材料，能夠抵制絕緣電阻的降低。
另外，在本實(shí)施方式的太陽能電池模塊中，對(duì)光電轉(zhuǎn)換層109層疊在基板107的上表面的例子進(jìn)行了說明，不過，也可以將光電轉(zhuǎn)換層109層疊在基板107的下表面。這種情況下，由于連接電極111配置在基板107的上表面，所以能夠從上表面獲取電流。另外，在本實(shí)施方式的太陽能電池模塊中，作為太陽能電池的結(jié)構(gòu)能夠使用各種結(jié)構(gòu)。例如能夠使用獨(dú)立結(jié)構(gòu)、疊層(串接)結(jié)構(gòu)太陽能電池，三層串列(疊層Mtandem) 結(jié)構(gòu)電池的光轉(zhuǎn)換元件或化合物類的太陽能電池，染料敏化(色素增感)太陽能電池和有機(jī)太陽能電池等各種方式的太陽能電池。以下使用實(shí)施例來更具體地說明本發(fā)明，不過本發(fā)明并不由下述例限定。(實(shí)施例1)使用厚度約50 μ m的聚酰亞胺作為光電轉(zhuǎn)換元件的基板。在基板的上表面形成Ag 電極(厚200nm)、作為光電轉(zhuǎn)換層的兩個(gè)pin結(jié)(a-Si/a-SiGe串接結(jié)，厚SOOnm)、作為透明電極的ITO (厚70nm)。在基板的下表面形成作為連接電極的Ag電極(300nm)。此外，使用厚度0. 2mm的玻璃無紡布作為絕緣片，使用厚0. 3mmX寬300mm、MFR(熔體質(zhì)量流動(dòng)速率)為30g/min的EVA。保護(hù)部件使用氟類薄膜ETFE。加強(qiáng)部件使用實(shí)施了由聚脂樹脂構(gòu)成的涂裝的鋼板。光電轉(zhuǎn)換元件的尺寸為寬400mmX縱深200mm，鋼板的尺寸為寬450mmX 縱深300mm、玻璃無紡布的尺寸為縱深220mmX寬20mmX厚0. 3mm。玻璃無紡布配置在基板下表面的自EVA的長(zhǎng)邊方向的末端IOmm的位置。(層壓條件)將如上所述層疊的各部件加熱，通過真空層壓使樹脂熔融來進(jìn)行粘接。真空層壓通過以下方案(profile)進(jìn)行。另外，在本實(shí)施方式的太陽能電池模塊中，層壓處理中的光電轉(zhuǎn)換元件沒有發(fā)現(xiàn)翹曲。層壓條件如表1所示。此外，在該條件下，層壓時(shí)絕緣用的玻璃無紡布最大移動(dòng)3mm。[表 1]
處理溫度("C)壓力(atm)時(shí)間(分)①真空排氣8005②加壓120110③固化150120(太陽能電池模塊的絕緣電阻的評(píng)價(jià))使用線纜將光電轉(zhuǎn)換元件的兩端的電極連接，在連接部分與鋼板之間施加電壓 1000V,并放置30秒左右等待其變得穩(wěn)定，然后評(píng)價(jià)絕緣電阻。接著，在85°C、濕度95%的條件下進(jìn)行3000小時(shí)的高溫高濕試驗(yàn)，然后評(píng)價(jià)絕緣性。其結(jié)果表示在表1中。在高溫高濕試驗(yàn)前后均能獲得高絕緣性。(實(shí)施例2)光電轉(zhuǎn)換元件、密封部件、保護(hù)部件與實(shí)施例1同樣地構(gòu)成。光電轉(zhuǎn)換元件與保護(hù)部件之間的絕緣性的片材使用厚25 μ m的ETFE，將絕緣性的片材以光入射相反側(cè)的光電轉(zhuǎn)換元件的長(zhǎng)邊方向(寬度方向)的兩末端與絕緣片材短邊方向(寬度方向)的中心一致的方式配置在光電轉(zhuǎn)換元件與密封部件之間。另外，在絕緣片材和光電轉(zhuǎn)換元件之間，設(shè)置厚 0. 3mm的EVA作為密封部件。層壓在與實(shí)施例1相同的條件下實(shí)施。與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行絕緣電阻評(píng)價(jià)的結(jié)果表示在表1中。與實(shí)施例1同樣的， 在高溫高濕試驗(yàn)前后均能獲得高絕緣性。(實(shí)施例3)光電轉(zhuǎn)換元件、密封部件、保護(hù)部件與實(shí)施例1同樣地構(gòu)成。光電轉(zhuǎn)換元件與保護(hù)部件之間的絕緣性的片材使用厚25 μ m的ETFE，將絕緣性的片材以光入射相反側(cè)的光電轉(zhuǎn)換元件的長(zhǎng)邊方向(寬度方向)的兩末端與絕緣片材短邊方向(寬度方向)的中心一致的方式配置在光照射相反側(cè)的EVA與鋼板之間。另外，為了固定絕緣片材，在絕緣片材與鋼板之間使用改性硅粘接劑。層壓在與實(shí)施例1相同的條件下實(shí)施。與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行絕緣電阻評(píng)價(jià)的結(jié)果表示在表1中。與實(shí)施例1、2同樣的， 在高溫高濕試驗(yàn)前后均能獲得高絕緣性。(比較例1)光電轉(zhuǎn)換元件、密封部件、保護(hù)部件與實(shí)施例1同樣地構(gòu)成，但在光電轉(zhuǎn)換元件與密封部件之間不配置絕緣性片材。層壓在與實(shí)施例1相同的條件下實(shí)施。與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行絕緣電阻評(píng)價(jià)的結(jié)果表示在表1中。即使在制造后初始的高溫高濕試驗(yàn)前，絕緣電阻也低，沒有達(dá)到目標(biāo)。(比較例2)光電轉(zhuǎn)換元件、密封部件、保護(hù)部件與實(shí)施例1同樣地構(gòu)成，但在光電轉(zhuǎn)換元件與密封部件之間的整個(gè)面配置玻璃無紡布的絕緣片材(寬400mmX縱深200mm)。層壓在與實(shí)施例1相同的條件下實(shí)施。與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行絕緣電阻評(píng)價(jià)的結(jié)果表示在表2中。制造后的高溫高濕試驗(yàn)前與實(shí)施例1同樣，能夠獲得目標(biāo)絕緣電阻，但高溫高濕試驗(yàn)后絕緣電阻降低。[表 2]
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池模塊，其特征在于，包括包含柔性基板和形成在該柔性基板上的光電轉(zhuǎn)換素層的光電轉(zhuǎn)換元件； 配置在所述光電轉(zhuǎn)換元件的兩面，分別通過密封部件粘接在所述光電轉(zhuǎn)換元件的保護(hù)部件；和配置在所述光電轉(zhuǎn)換元件與至少一個(gè)所述保護(hù)部件之間，在太陽能電池模塊制造條件下和用于使用的設(shè)置狀態(tài)下剛性和絕緣性比所述密封部件高的片材。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池模塊，其特征在于所述片材，在所述光電轉(zhuǎn)換元件的至少四角翹曲的一側(cè)，配置在包含該四角的位置。
3.如權(quán)利要求2所述的太陽能電池模塊，其特征在于所述片材，在四角翹曲的一側(cè)，配置在包含所述光電轉(zhuǎn)換元件的長(zhǎng)邊方向的兩端部的各邊的位置。
4.如權(quán)利要求2或3所述的太陽能電池模塊，其特征在于所述片材，在四角翹曲的一側(cè)，配置在包含所述光電轉(zhuǎn)換元件的長(zhǎng)邊方向的兩端部的各邊的位置，并配置在所述保護(hù)部件與所述密封部件之間。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的太陽能電池模塊，其特征在于 所述片材具有透光性，配置在所述光電轉(zhuǎn)換元件的光入射面?zhèn)取?br> 6.如權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的太陽能電池模塊，其特征在于 所述片材，配置在所述光電轉(zhuǎn)換元件的因翹曲而突出的部位。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠降低絕緣電阻的下降的太陽能電池模塊。構(gòu)成的太陽能電池模塊包括包含基板(107)和形成在基板(107)上的光電轉(zhuǎn)換層(109)的光電轉(zhuǎn)換元件(103)；在光入射面?zhèn)韧ㄟ^密封部件(105)與該光電轉(zhuǎn)換元件(103)粘接，保護(hù)太陽能電池模塊的光入射面的保護(hù)部件(101)；通過密封部件(106)與太陽能電池模塊的光入射面的相反面粘接，保護(hù)太陽能電池模塊的加強(qiáng)部件(102)；和配置在光電轉(zhuǎn)換元件(103)與加強(qiáng)部件(102)之間，用于光電轉(zhuǎn)換元件(103)的絕緣的絕緣片(104)。
文檔編號(hào)H01L31/042GK102265409SQ200980152718
公開日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2009年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月24日
發(fā)明者和田雄人 申請(qǐng)人:富士電機(jī)株式會(huì)社