太陽(yáng)能電池用集電片及使用其的太陽(yáng)能電池模塊的制作方法
【專(zhuān)利摘要】提供作為太陽(yáng)能電池模塊中的內(nèi)部布線(xiàn)用的太陽(yáng)能電池用集電片的、有助于提高發(fā)電效率的太陽(yáng)能電池用集電片。該太陽(yáng)能電池用集電片（5）作為太陽(yáng)能電池模塊（1）的內(nèi)部布線(xiàn)用而配置于太陽(yáng)能電池元件（4）的背面?zhèn)?，具備在?shù)脂基材（53）的表面形成、并由由金屬構(gòu)成的布線(xiàn)部（541）和非布線(xiàn)部（542）構(gòu)成的電路（54），以及在電路（54）上形成的絕緣層（52）。通過(guò)使該絕緣層（52）含有白色顏料，增大由來(lái)自配置于太陽(yáng)能電池元件（4）的元件周邊的絕緣層（52）的反射帶來(lái)的對(duì)太陽(yáng)能電池元件（4）的光導(dǎo)入，在背接觸型太陽(yáng)能電池元件中也能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)電效率的提高。
【專(zhuān)利說(shuō)明】太陽(yáng)能電池用集電片及使用其的太陽(yáng)能電池模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于從背接觸型太陽(yáng)能電池元件取出電力的太陽(yáng)能電池用集電片及使用太陽(yáng)能電池用集電片的太陽(yáng)能電池模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，由于環(huán)境問(wèn)題的意識(shí)的高漲，作為清潔能源的太陽(yáng)能電池受到關(guān)注。通常，構(gòu)成太陽(yáng)能電池的太陽(yáng)能電池模塊是從受光面?zhèn)乳_(kāi)始依次層壓透明前面基板、密封材料、太陽(yáng)能電池元件、密封材料及背面保護(hù)片的結(jié)構(gòu)，具有通過(guò)太陽(yáng)光射入上述太陽(yáng)能電池元件而發(fā)電的功能。
[0003]在上述太陽(yáng)能電池模塊中，通常，上述背面保護(hù)片采用使用包含白色顏料的材料而形成的白色背面保護(hù)片。這樣，通過(guò)反射從上述透明前面基板射入的光中未被太陽(yáng)能電池元件吸收而透過(guò)的光，并再次使太陽(yáng)能電池元件吸收光，能夠提高太陽(yáng)能電池模塊的發(fā)電效率(專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。
[0004]然而，太陽(yáng)能電池元件已知有如下的背接觸型太陽(yáng)能電池元件:包括接收太陽(yáng)光的受光面，以及位于其背面的非受光面，為了提高受光面的太陽(yáng)光線(xiàn)的接收效率，在受光面不配置電極，而在非受光面配置具有不同極性的多個(gè)電極。
[0005]背接觸型太陽(yáng)能電池元件具有各種方式。除了具備具有貫通受光面和非受光面的多個(gè)通孔的半導(dǎo)體基板、并在非受光面設(shè)有極性不同的多個(gè)電極的金屬貫穿(MWT)式、或發(fā)射極貫穿(EWT:emitter wrap through)式的太陽(yáng)能電池元件之外,還具有在太陽(yáng)能電池元件的背面形成梳型形狀的P型、η型的擴(kuò)散層、并從該ρ、η區(qū)域取出電的結(jié)構(gòu)的指叉背接觸(IBC)方式等不具有通孔的結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池元件。
[0006]在具備背接觸型太陽(yáng)能電池元件的太陽(yáng)能電池模塊中，為了從背接觸形太陽(yáng)能電池元件取出電力，通常，使用將成為電路的金屬箔層壓于作為基材的樹(shù)脂片的表面的太陽(yáng)能電池用集電片。由于該太陽(yáng)能電池用集電片配置在太陽(yáng)能電池元件和背面保護(hù)片之間，因此在具備背接觸型太陽(yáng)能電池元件的太陽(yáng)能電池模塊中，從上述透明前面基板射入的光的大部分被層壓了金屬箔的太陽(yáng)能電池用集電片遮擋而不到達(dá)背面保護(hù)片。
[0007]由此，在具備背接觸型太陽(yáng)能電池元件的太陽(yáng)能電池模塊中，在其構(gòu)造上，不能夠通過(guò)背面保護(hù)片反射入的光而提高太陽(yáng)能電池模塊的發(fā)電效率。然而，對(duì)于提高太陽(yáng)能電池模塊的發(fā)電效率的要求不斷增強(qiáng)，在具備背接觸型太陽(yáng)能電池元件的太陽(yáng)能電池模塊中也要求提高發(fā)電效率。
[0008]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0010]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本專(zhuān)利特開(kāi)2007-177136號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題[0012]本發(fā)明是為了解決上述課題而完成的，其目的在于，提供在具備背接觸型太陽(yáng)能電池元件的太陽(yáng)能電池模塊中，能夠提高發(fā)電效率的太陽(yáng)能電池用集電片，以及使用這種太陽(yáng)能電池用集電片的太陽(yáng)能電池模塊。
[0013]解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案
[0014]本發(fā)明人為了解決上述課題而反復(fù)進(jìn)行深入研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在背接觸型太陽(yáng)能電池元件用的太陽(yáng)能電池用集電片中，將在由金屬等構(gòu)成的電路上形成的絕緣層的一部分或全部的層設(shè)為包括白色顏料的白色層，解決了上述課題，從而完成本發(fā)明。更具體而言，本發(fā)明提供以下的內(nèi)容。
[0015](I)本發(fā)明是一種太陽(yáng)能電池用集電片，其特征在于，作為太陽(yáng)能電池模塊中的內(nèi)部布線(xiàn)用而配置于太陽(yáng)能電池元件的背面?zhèn)?，具備在?shù)脂基材的表面形成并由由金屬構(gòu)成的布線(xiàn)部和非布線(xiàn)部構(gòu)成的電路，以及在所述電路上形成的絕緣層，所述絕緣層具備包含白色顏料的白色層。
[0016](2)并且，本發(fā)明是(I)記載的太陽(yáng)能電池用集電片，其中所述白色顏料的粒徑為
0.5 μ m以上1.5ym以下。
[0017](3)并且，本發(fā)明是(I)或(2)中任一項(xiàng)記載的太陽(yáng)能電池用集電片，其中，所述絕緣層對(duì)波長(zhǎng)450nm至800nm的光的反射率為65%以上，并且，對(duì)波長(zhǎng)800nm至IlOOnm的光的反射率為75%以上。
[0018](4)并且，本發(fā)明是(I)至(3)中任一項(xiàng)記載的太陽(yáng)能電池用集電片，其中，所述絕緣層的厚度為18 μ m以上25 μ m以下。
[0019](5)并且，本發(fā)明是具備(I)至(4)中任一項(xiàng)記載的太陽(yáng)能電池用集電片以及背接觸型太陽(yáng)能電池元件的太陽(yáng)能電池模塊。
[0020]發(fā)明效果
[0021]根據(jù)本發(fā)明，在太陽(yáng)能電池模塊內(nèi)，由于通過(guò)層壓于太陽(yáng)能電池元件的正下方的太陽(yáng)能電池用集電片的絕緣層反射太陽(yáng)光線(xiàn)，因此在具備背接觸型太陽(yáng)能電池元件的太陽(yáng)能電池模塊中，也能夠高效率地反射太陽(yáng)光線(xiàn)，提高太陽(yáng)能電池模塊的發(fā)電效率。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是關(guān)于具備背接觸型太陽(yáng)能電池元件的太陽(yáng)能電池模塊，例示其層結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的截面的示意圖。
[0023]圖2是示意性示出射入具備背接觸型太陽(yáng)能電池元件的太陽(yáng)能電池模塊的太陽(yáng)光在模塊內(nèi)的前進(jìn)、反射的路徑的、太陽(yáng)能電池模塊的截面的部分放大圖。
[0024]圖3是關(guān)于具備背接觸型太陽(yáng)能電池元件的太陽(yáng)能電池模塊，例示其層結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的截面的示意圖。
[0025]圖4是示出實(shí)施例1、2及比較例I?4的波長(zhǎng)250nm至1200nm的光的反射率(％)的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下，對(duì)本發(fā)明的太陽(yáng)能電池用集電片的一種實(shí)施方式及使用其的太陽(yáng)能電池模塊的一種實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明并非限定于以下記載的實(shí)施方式。[0027]太陽(yáng)能電池用集電片
[0028]參照?qǐng)D1、圖2說(shuō)明本發(fā)明的太陽(yáng)能電池用集電片。如圖1所示，太陽(yáng)能電池用集電片5具備背面密封材料層51、絕緣層52、樹(shù)脂基材53和電路54。背面密封材料層51并非本發(fā)明的必要結(jié)構(gòu)要素，以下作為一種實(shí)施方式，對(duì)具備背面密封材料層51的太陽(yáng)能電池用集電片進(jìn)行說(shuō)明。
[0029]在太陽(yáng)能電池用集電片5中，在樹(shù)脂基材53的表面形成有由例如銅等的金屬構(gòu)成的布線(xiàn)部541和由非布線(xiàn)部542構(gòu)成的電路54。而且，覆蓋電路54而形成絕緣層52。在絕緣層52的表面絕緣層52的上表面形成有背面密封材料層51。另外形成有從背面密封材料層51的上部表面通過(guò)絕緣層52貫通至電路54的上部表面的導(dǎo)通凹部7。
[0030]絕緣層
[0031]接著，對(duì)在本發(fā)明的太陽(yáng)能電池用集電片形成的絕緣層進(jìn)行說(shuō)明。以往，在背接觸型太陽(yáng)能電池元件用的太陽(yáng)能電池用集電片中，為了防止電極間的短路，一般在電路上形成絕緣層。另外，該絕緣層多為固化各種絕緣性油墨而成，其顏色一般為透明或半透明。在本發(fā)明的太陽(yáng)能電池用集電片中，其特征在于，通過(guò)對(duì)該絕緣層著色而形成白色層，除了防止短路這一現(xiàn)有的效果之外，還使該絕緣層具有反射太陽(yáng)光而提高發(fā)電效率的功能。
[0032]如圖2所示，在本發(fā)明的太陽(yáng)能電池模塊I中，在太陽(yáng)能電池模塊I的俯視圖中，絕緣層52還配置于作為未配置有太陽(yáng)能電池元件的區(qū)域的元件周邊區(qū)域P。因此，未被太陽(yáng)能電池元件4吸收的太陽(yáng)光被太陽(yáng)能電池用集電片5的元件周邊區(qū)域P中的絕緣層52的表面反射，被反射的太陽(yáng)光進(jìn)一步被透明前面基板2反射并被太陽(yáng)能電池元件4吸收。 [0033]作為用于形成絕緣 層52的絕緣劑，可以使用現(xiàn)有公知的絕緣材料，例如環(huán)氧-苯酚類(lèi)油墨等熱固化性絕緣油墨，或丙烯類(lèi)等紫外線(xiàn)固化型絕緣涂布劑等。
[0034]為了對(duì)絕緣層52著色而形成白色層，在形成絕緣層前向上述絕緣劑添加白色顏料。白色顏料的種類(lèi)并無(wú)特別限定，可以使用氧化鈦、氧化鋅等現(xiàn)有公知的白色顏料。通常，由于白色層高效率地反射可見(jiàn)光區(qū)域的太陽(yáng)光，因此通過(guò)將絕緣層設(shè)為白色層，能夠有助于提聞太陽(yáng)能電池1吳塊的發(fā)電效率。
[0035]在本發(fā)明中，優(yōu)選向絕緣材料添加的白色顏料的粒徑在0.5μπι以上1.5μπι以下。如果白色顏料的粒徑位于上述范圍，則該白色層除了可見(jiàn)光區(qū)域外還高效率地反射近紅外線(xiàn)，因而能夠更顯著地有助于提高太陽(yáng)能電池模塊的發(fā)電效率。
[0036]粒徑采用使用日本電子公司制的透射型電子顯微鏡(JEM-1230)對(duì)白色顏料的一次粒徑拍攝照片后，用Mountech ( ^ ^ > r ^公司制的圖像解析式粒度分布測(cè)定軟件(MAC-View Ver.3)對(duì)其圖像進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理并計(jì)算而得到的值。在計(jì)算粒徑時(shí)，采用體積基準(zhǔn)的圓當(dāng)量直徑。
[0037]在本發(fā)明中，向絕緣材料添加的白色顏料，優(yōu)選粒徑為0.8μπι以上1.2μπι以下的白色顏料的粒子，在全部白色顏料的粒子中的80質(zhì)量％以上。這是因?yàn)榘咨珜拥慕t外線(xiàn)反射效果提聞。
[0038]此外，為了高效率地反射波長(zhǎng)在750nm以下的可見(jiàn)光區(qū)域的光，優(yōu)選全部白色顏料中含有10質(zhì)量％以上20質(zhì)量％以下的如下白色顏料:粒徑為0.2 μ m以上0.6 μ m以下的白色顏料的粒子為全部白色顏料的粒子中的60質(zhì)量％以上的白色顏料。
[0039]粒徑為0.5 μ m以上1.5 μ m以下的白色顏料的代表例為氧化鈦，在本發(fā)明中，優(yōu)選使用氧化鈦?zhàn)鳛榘咨伭?。此處，氧化鈦中還包含進(jìn)行過(guò)表面處理的氧化鈦。例如，在氧化鈦的情況下，其制造能夠如下地進(jìn)行。
[0040]能夠如下地制造:以水合氧化鈦為原料，相對(duì)于氧化鈦的量，向其添加用氧化鋁換算為0.1質(zhì)量％以上0.5質(zhì)量％以下的鋁化合物,用碳酸鉀換算為0.1質(zhì)量％以上0.5質(zhì)量％以下的鉀化合物，以及用氧化鋅換算為0.2質(zhì)量％以上1.0質(zhì)量％以下的鋅化合物，然后進(jìn)行干燥，焙燒。以下，簡(jiǎn)單地說(shuō)明上述制造中使用的各材料，說(shuō)明更具體的制造方法。
[0041]作為原料使用的水合氧化鈦，能夠通過(guò)用硫酸或鹽酸處理含有鈦鐵礦或金紅石等的含鈦礦石除去雜質(zhì)后，加水或氧化而形成。另外，也能夠利用鈦醇鹽的加水分解來(lái)形成。在本發(fā)明中，優(yōu)選在已知為氧化鈦的工業(yè)制法的硫酸法中作為中間生成物而取出的偏鈦酸。
[0042]關(guān)于添加到水合氧化鈦的鋁化合物的種類(lèi)，只要是不對(duì)最終取得的氧化鈦的、作為本發(fā)明的目的的特性帶來(lái)不良影響的化合物即可，并無(wú)任何限制，除了氧化物和含氫氧化物以外，優(yōu)選水溶性的化合物。具體而言，優(yōu)選硫酸鋁、氯化鋁等。鋁化合物的添加量，優(yōu)選相對(duì)于氧化鈦的量，用氧化鋁換算為0.1質(zhì)量％以上0.5質(zhì)量％以下。
[0043]關(guān)于添加到水合氧化鈦中的鉀化合物的種類(lèi)，與鋁化合物的情況相同并無(wú)任何限制，具體而言?xún)?yōu)選氫氧化鉀、氯化鉀等。鉀化合物的添加量?jī)?yōu)選，相對(duì)于氧化鈦的量，用碳酸鉀換算為0.2質(zhì)量％以上0.5質(zhì)量％以下。在不存在鉀化合物及存在痕跡量的情況下，粒子彼此的熔融變得激烈，難以分散至一次粒徑，因而難以反射近紅外線(xiàn)。相反，如果過(guò)量添力口，則導(dǎo)致通過(guò)焙燒取得的氧化鈦粒子的形狀成為棒狀，近紅外線(xiàn)反射效果下降。另外，在最佳粒徑下的金紅石化率下降。
[0044]關(guān)于向水合氧化鈦添加的鋅化合物的種類(lèi)，與上述其他金屬成分同樣，并無(wú)任何限制，具體而言?xún)?yōu)選氧化鋅、硫酸鋅、氯化鋅等。鋅化合物的添加量?jī)?yōu)選，相對(duì)于氧化鈦的量，用氧化鋅換算為0.2質(zhì)量％以上1.0質(zhì)量％以下。在不存在鋅化合物及存在痕跡量的情況下，焙燒后的氧化鈦粒子的形狀成為棒狀，因此近紅外線(xiàn)反射效果下降。另外，粒子成長(zhǎng)需要高焙燒溫度，結(jié)果粒子彼此的熔融變得激烈，難以分散至一次粒徑，因而近紅外線(xiàn)反射效果下降。此外，鋅化合物容易與氧化鈦反應(yīng)而生成鈦酸鋅。鈦酸鋅與氧化鈦相比折射率低。因此，隨著鋅量增加，紅外線(xiàn)反射效果下降，因而過(guò)剩的添加量并不優(yōu)選。
[0045]具體而言，例如，能夠如下地制造粒徑為0.5 μ m以上1.5 μ m以下的氧化鈦。
[0046]作為向上述金屬成分的水合氧化鈦的添加方法，有干式的物理混合、向漿料中添加的濕式混合等，優(yōu)選進(jìn)行濕式分散的一方，以便添加金屬成分能夠充分分散到各氧化鈦粒子中。特別是，將作為工業(yè)制造中的中間生成物而得到的、根據(jù)需要將進(jìn)行雜質(zhì)除去后的水合氧化鈦濾餅分散至水等介質(zhì)中，向其加入含有上述添加成分的化合物，并充分?jǐn)嚢杓纯伞?br> [0047]將上述鋁、鉀、鋅的金屬成分混合到水合氧化鈦中之后，在干燥機(jī)中進(jìn)行干燥。此時(shí)，干燥至氧化鈦(TiO2)量為全部質(zhì)量的50%以上65%以下。
[0048]在干燥上述水合氧化鈦后，焙燒時(shí)，對(duì)顏料用氧化鈦在作為通常進(jìn)行焙燒的程度的溫度范圍的、900°C以上1100°C以下的焙燒溫度下進(jìn)行處理。在從該溫度區(qū)域向低溫側(cè)偏移時(shí)，一次粒徑未充分地成長(zhǎng)，導(dǎo)致所期望的近紅外線(xiàn)反射效果下降。相反在向高溫側(cè)偏移時(shí)，引起粒子彼此的過(guò)度燒結(jié)，粉碎性下降，結(jié)果導(dǎo)致近紅外線(xiàn)反射效果下降。[0049]優(yōu)選白色的絕緣層52的厚度(以從布線(xiàn)部541的上表面到背面密封材料層51的下表面的厚度作為絕緣層的厚度)為12 μ m以上?25 μ m以下，更優(yōu)選18 μ m以上?25 μ m以下。如果小于12 μ m,則絕緣性變得不充分而非優(yōu)選，不足18 μ m時(shí)，可見(jiàn)光區(qū)域中的反射率與18 μ m以上時(shí)比較有所下降，因而優(yōu)選為18 μ m以上。另外，與其說(shuō)是因?yàn)榧词钩^(guò)25 μ m也得不到這以上的絕緣效果及反射效果，不如說(shuō)是因?yàn)殡y以形成導(dǎo)通凹部7的圖案且不經(jīng)濟(jì)，因而不優(yōu)選。
[0050]此外，在本發(fā)明中，可以使絕緣層52的層整體含有白色顏料，也可以?xún)H使一部分層含有白色顏料。通過(guò)僅使一部分層、例如中間層含有白色顏料，能夠有效地防止其他的粘接性等下降。
[0051]太陽(yáng)能電池用集電片的其他的結(jié)構(gòu)要素
[0052]為了固定太陽(yáng)能電池模塊I中的太陽(yáng)能電池元件4的位置，并緩沖來(lái)自外部對(duì)太陽(yáng)能電池元件的沖擊而設(shè)置背面密封材料層51。背面密封材料層51在絕緣層52上除了導(dǎo)通凹部7所占的場(chǎng)所以外的位置處形成。此外，在本發(fā)明中背面密封材料層51不一定是必須的。
[0053]作為形成背面密封材料層51的密封材料，可使用現(xiàn)有公知的太陽(yáng)能電池模塊中使用的密封材料，例如，能夠使用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物樹(shù)脂(EVA)、離聚物、聚乙烯醇縮丁醛(PVB )、聚乙烯等烯烴類(lèi)密封材料等。
[0054]優(yōu)選背面密封材料層51的厚度為100 μ m以上?600 μ m以下。不足100 μ m時(shí)，不能夠充分地緩沖沖擊，與其說(shuō)是因?yàn)榧词钩^(guò)600 μ m也得不到這以上的效果，不如說(shuō)是因?yàn)殡y以形成導(dǎo)通凹部7的圖案且不經(jīng)濟(jì)，因而不優(yōu)選。此外，在本發(fā)明的太陽(yáng)能電池用集電片中，背面密封材料層51需要盡可能多地使闖入絕緣層52的光及被絕緣層52反射的光透過(guò)，因此優(yōu)選光透過(guò)率高的無(wú)色透明的層，或接近該顏色的層。
[0055]樹(shù)脂基材53是成型為片狀的樹(shù)脂。作為構(gòu)成樹(shù)脂基材53的樹(shù)脂，例如，可例示以下的樹(shù)脂:聚乙烯樹(shù)脂，聚丙烯樹(shù)脂，環(huán)狀聚烯烴類(lèi)樹(shù)脂，聚苯乙烯類(lèi)樹(shù)脂，丙烯腈-苯乙烯共聚物，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，聚氯乙烯類(lèi)樹(shù)脂，氟類(lèi)樹(shù)脂，聚(甲基)丙烯酸類(lèi)樹(shù)月旨，聚碳酸酯類(lèi)樹(shù)脂，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚萘二甲酸(PEN)等聚酯類(lèi)樹(shù)脂，各種尼龍等的聚酰胺類(lèi)樹(shù)脂，聚酰亞胺類(lèi)樹(shù)脂，聚酰胺酰亞胺類(lèi)樹(shù)脂，聚鄰苯二甲酸芳基酯類(lèi)樹(shù)月旨，有機(jī)硅類(lèi)樹(shù)脂，聚砜類(lèi)樹(shù)脂，聚苯硫醚類(lèi)樹(shù)脂，聚醚砜類(lèi)樹(shù)脂，聚氨酯類(lèi)樹(shù)脂，縮醛類(lèi)樹(shù)月旨，纖維素類(lèi)等。
[0056]樹(shù)脂基材53的厚度根據(jù)太陽(yáng)能電池用集電片5所要求的強(qiáng)度和薄度等適當(dāng)設(shè)定即可。樹(shù)脂基材53的厚度并無(wú)特別限定，作為一個(gè)例子，可例舉20 μ m?250 μ m。
[0057]電路54是以形成期望的布線(xiàn)形狀的方式形成于太陽(yáng)能電池用集電片5的表面的電布線(xiàn)。電路54的布線(xiàn)部541例如是由銅等金屬構(gòu)成的層。為了在樹(shù)脂基材53的表面形成電路54，例示出在樹(shù)脂基材53的表面接合銅箔后，通過(guò)蝕刻處理等使該銅箔圖案化的方法。
[0058]電路54的厚度根據(jù)太陽(yáng)能電池用集電片5所要求的耐電流的大小等適當(dāng)設(shè)定即可。電路54的厚度并無(wú)特別限定,作為一個(gè)例子,可舉出ΙΟμπι?50μηι。
[0059]如圖1所示，導(dǎo)通凹部7在太陽(yáng)能電池模塊I中，形成為位于太陽(yáng)能電池元件4的電極41的正下方。導(dǎo)通凹部7是從背面密封材料層51的上表面部通過(guò)絕緣層52而貫通到布線(xiàn)部541的上表面的孔。
[0060]太陽(yáng)能電池用集電片的制造方法
[0061]在本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池用集電片5的制造方法中，首先在樹(shù)脂基材53的表面使用層壓有由銅等金屬構(gòu)成的導(dǎo)電層的層壓片。通過(guò)對(duì)該層壓片實(shí)施蝕刻工序及剝離工序，在太陽(yáng)能電池用集電片5上形成電路54。進(jìn)而，通過(guò)對(duì)形成有電路54的層壓片實(shí)施絕緣涂布工序而在電路54上形成絕緣層52，然后，通過(guò)以層壓在絕緣層52上的形式實(shí)施密封材料層層壓工序，在絕緣層52上形成背面密封材料層51。以下，對(duì)蝕刻工序、剝離工序、絕緣涂布及密封材料層層壓工序進(jìn)行說(shuō)明。
[0062]蝕刻工序
[0063]首先，說(shuō)明蝕刻工序。該工序是如下的工序:通過(guò)在上述層壓片的表面制成圖案化為期望的電路54的形狀的蝕刻掩膜(未圖示)后進(jìn)行蝕刻處理，從而除去未被蝕刻掩膜覆蓋的部位中的導(dǎo)電層。
[0064]如已經(jīng)說(shuō)明的那樣，該工序使用的層壓片是在樹(shù)脂基材53的表面形成有由銅等金屬構(gòu)成的導(dǎo)電層的產(chǎn)物。關(guān)于在樹(shù)脂基材53的表面形成由銅等金屬構(gòu)成的導(dǎo)電層的方法，可例示出利用粘接劑將銅箔粘接于樹(shù)脂基材53的表面的方法，在樹(shù)脂基材53的表面蒸鍍銅箔的方法等，但從成本方面出發(fā)，通過(guò)粘接劑將銅箔粘接于樹(shù)脂基材53的表面的方法有利。其中，優(yōu)選通過(guò)使用聚氨酯類(lèi)、聚碳酸酯類(lèi)、環(huán)氧類(lèi)等的粘接劑的干式層壓法將銅箔粘接于樹(shù)脂基材53的表面的方法。
[0065]在該工序中，首先，在上述層壓片的表面(即上述導(dǎo)電層的表面)制作圖案化為期望的布線(xiàn)部541的形狀的蝕刻掩膜(未圖示)。在蝕刻工序中，為了避免將來(lái)成為布線(xiàn)部541的導(dǎo)電層被浸潰液腐蝕而設(shè)置蝕刻掩膜。形成這種蝕刻掩膜的方法并無(wú)特別限定，例如，可以通過(guò)光掩膜使光致抗蝕劑或干膜感光后進(jìn)行顯影而在層壓片的表面形成蝕刻掩膜，也可以利用噴墨打印機(jī)等印刷技術(shù)在層壓片的表面形成蝕刻掩膜。需要蝕刻掩膜在之后說(shuō)明的剝離工序中，能夠被堿性剝離液剝離。從這種觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使用光致抗蝕劑或干膜制作蝕刻掩膜。
[0066]接著，對(duì)蝕刻工序中的蝕刻處理進(jìn)行說(shuō)明。該處理是利用浸潰液除去未被蝕刻掩膜覆蓋的部位中的導(dǎo)電層的處理。通過(guò)經(jīng)過(guò)該處理，除去導(dǎo)電層中、除成為布線(xiàn)部541的部位以外的部分，因而在樹(shù)脂基材53的表面，導(dǎo)電層殘留為期望的布線(xiàn)部541的形狀。
[0067]剝離工序
[0068]接著，在剝離工序中使用堿性剝離液除去蝕刻掩膜。通過(guò)經(jīng)過(guò)該工序，從布線(xiàn)部541的表面除去蝕刻掩膜。作為在剝離工序中使用的堿性剝離液，例如可舉出規(guī)定濃度的苛性鈉的水溶液。
[0069]絕緣涂布工序
[0070]接著，對(duì)在太陽(yáng)能電池用集電片5的電路54上形成白色的絕緣層52的方法進(jìn)行說(shuō)明。以絕緣性油墨為主成分，向其添加白色顏料，并在需要時(shí)任意添加紫外線(xiàn)吸收劑、增塑劑、光穩(wěn)定劑、抗氧化劑、抗靜電劑、交聯(lián)劑、固化劑、密封劑、潤(rùn)滑劑、強(qiáng)化劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、阻燃劑、防火劑(耐炎剤)、發(fā)泡劑、防菌劑、顏料/染料等著色劑、其他等添加劑的I種至2種以上，而且，根據(jù)需要添加溶劑、稀釋劑等并充分混煉而調(diào)制成油墨組合物。作為上述絕緣性油墨，如上所述，能夠使用熱固化型絕緣性油墨、紫外線(xiàn)固化型絕緣涂布劑等現(xiàn)有公知的物質(zhì)。使用上述調(diào)制的油墨組合物，涂布或印刷而使其覆蓋除了電路54的布線(xiàn)部541及非布線(xiàn)部222中的導(dǎo)通凹部7之外的部分，從而能夠形成白色的絕緣層。
[0071]在形成白色的絕緣層時(shí)，優(yōu)選利用例如以下的方法來(lái)形成。首先，調(diào)制固含量比為20%以上50%以下的油墨組合物。此處,相對(duì)于總固體含量,按10質(zhì)量％以上100質(zhì)量％以下配合白色顏料。接下來(lái)，將該油墨組合物涂布到除了電路54的布線(xiàn)部541及非布線(xiàn)部222中的導(dǎo)通凹部7之外的部分。涂布量為5g/m2以上40g/m2以下。在使用熱固化型絕緣性油墨作為絕緣性油墨時(shí)，利用制造太陽(yáng)能電池模塊時(shí)的加熱壓接的熱量，使上述油墨組合物固化，形成白色的絕緣層。在使用紫外線(xiàn)固化型絕緣覆蓋劑作為絕緣性油墨時(shí)，利用紫外線(xiàn)的照射使上述油墨組合物固化，形成白色的絕緣層。
[0072]密封材料層壓工序
[0073]背面密封材料層51的形成方法并無(wú)特別限定，例如，在將密封材料形成為片狀后，在形成導(dǎo)通凹部7的位置預(yù)先利用沖壓等形成貫通孔，其后將由絕緣層52形成的凹部和貫通孔以重疊的方式層壓，從而能夠在電路54上形成貫通的導(dǎo)通凹部7。
[0074]太陽(yáng)能電池用集電片的其他實(shí)施方式
[0075]如后所述，太陽(yáng)能電池用集電片5通過(guò)與太陽(yáng)能電池元件4和其他部件一體化的工序而形成太陽(yáng)能電池模塊I，但在該工序之前，通過(guò)預(yù)先在樹(shù)脂基材53的背面?zhèn)仁蛊渌摹⒎?lèi)樹(shù)脂膜的ETFE、耐加水分解PET等的背面保護(hù)片6 —體化，可以形成在太陽(yáng)能電池模塊I的制造中使用的背面保護(hù)片一體化片。為了制成背面保護(hù)片一體化片，在樹(shù)脂基材53的背面?zhèn)壤酶墒綄訅悍ǖ葘訅罕趁姹Ｗo(hù)片6。
[0076]太陽(yáng)能電池模塊
[0077]接著，對(duì)具備使用本發(fā)明的太陽(yáng)能電池用集電片的背接觸型太陽(yáng)能電池元件的太陽(yáng)能電池模塊進(jìn)行說(shuō)明。圖1是關(guān)于具備背接觸型太陽(yáng)能電池元件的太陽(yáng)能電池模塊1，例示其層結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的截面的示意圖。太陽(yáng)能電池模塊I是從入射光8的受光面?zhèn)纫来螌訅喝缦虏考慕Y(jié)構(gòu):由玻璃等構(gòu)成的透明前面基板2，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物樹(shù)脂(EVA)，離聚物，聚乙烯醇縮丁醛(PVB)，由聚乙烯等構(gòu)成的前面密封材料層3，太陽(yáng)能電池元件4，由背面密封材料層51、絕緣層52和樹(shù)脂基材53等構(gòu)成的太陽(yáng)能電池用集電片5，氟類(lèi)樹(shù)脂膜的ETFE，由耐加水分解PET等構(gòu)成的背面保護(hù)片6。從電極41取出的電力，經(jīng)由導(dǎo)通凹部7內(nèi)的導(dǎo)電性材料傳導(dǎo)至對(duì)應(yīng)的布線(xiàn)部541。
[0078]太陽(yáng)能電池模塊的制造方法
[0079]為了制造太陽(yáng)能電池模塊1，在太陽(yáng)能電池用集電片5、太陽(yáng)能電池元件4及其他部件的一體化的工序前，首先向太陽(yáng)能電池用集電片5的導(dǎo)通凹部7填充導(dǎo)電性材料。該導(dǎo)電性材料例如能夠例示焊錫等導(dǎo)電性材料。由此，導(dǎo)通凹部7以在底面露出布線(xiàn)部541的方式形成，從而導(dǎo)電性材料和布線(xiàn)部541導(dǎo)通。
[0080]接著層壓透明前面基板2、前面密封材料層3、太陽(yáng)能電池元件4、由背面密封材料層51和絕緣層52以及樹(shù)脂基材53等構(gòu)成的太陽(yáng)能電池用集電片5、背面保護(hù)片6而進(jìn)行一體化。作為該一體化的方法，可舉出利用真空熱層壓加工來(lái)進(jìn)行一體化的方法。使用上述方法時(shí)的層壓溫度優(yōu)選在130°C?190°C的范圍內(nèi)。另外，層壓時(shí)間優(yōu)選在5分鐘?60分鐘的范圍內(nèi)，特別優(yōu)選8分鐘?40分鐘的范圍內(nèi)。此外，在本發(fā)明的太陽(yáng)能電池模塊中，透明前面基板2、前面密封材料層3及背面密封材料層51需要盡可能多地使闖入絕緣層52的光及被絕緣層52反射的光透過(guò)，因而優(yōu)選為光透過(guò)率高的無(wú)色透明的層，或顏色與其接近的層。
[0081]在該一體化的過(guò)程中，太陽(yáng)能電池用集電片5的樹(shù)脂基材53與其他部件牢固地一體化為太陽(yáng)能電池模塊。而且，在太陽(yáng)能電池模塊I的俯視圖中，在作為未配置有太陽(yáng)能電池元件的區(qū)域的元件周邊區(qū)域P配置有本發(fā)明的絕緣層52。
[0082]此外，在該實(shí)施方式中，說(shuō)明了具備背面密封材料層51的太陽(yáng)能電池用集電片，但在本發(fā)明的太陽(yáng)能電池用集電片中，背面密封材料層51并非必需的結(jié)構(gòu)要素，因而例如如圖3所示，太陽(yáng)能電池用集電片5可以是在不具備背面密封材料層的絕緣層52上直接配置太陽(yáng)能電池元件4的結(jié)構(gòu)。這樣的太陽(yáng)能電池用集電片當(dāng)然也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0083]實(shí)施例
[0084]以下，利用實(shí)施例更具體地說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于以下的實(shí)施例。
[0085]實(shí)施例1
[0086]在以下所示的方法中，制作成具有膜厚20 μ m的白色的絕緣層的太陽(yáng)能電池用集電片的樣品。
[0087]首先，以達(dá)到粒徑I μ m的氧化鈦為20質(zhì)量％、市售的丙烯類(lèi)紫外線(xiàn)固化型絕緣涂布劑為80質(zhì)量％的配量的方式進(jìn)行混合，制備成白色絕緣性油墨組合物。
[0088]接著，在厚度100 μ m的PET膜的表面，利用干式層壓法形成粘接厚度35 μ m的銅箔而成的接合體。
[0089]在上述接合體的銅箔面上利用絲網(wǎng)印刷，涂布上述白色絕緣性油墨組合物使得涂布膜厚為20μπι，形成實(shí)施例1的太陽(yáng)能電池用集電片的樣品。
[0090]實(shí)施例2
[0091]在以下所示的方法中，制作成具有膜厚13 μ m的白色的絕緣層的太陽(yáng)能電池用集電片的樣品。
[0092]首先，制備與實(shí)施例1相同組成的白色顏料，接著，制備與實(shí)施例1相同組成的白色絕緣性油墨組合物，接著，形成與實(shí)施例1相同的接合體。
[0093]在上述接合體的銅箔面上，利用絲網(wǎng)印刷涂布上述白色絕緣性油墨組合物使其涂布膜厚為13μπι，形成實(shí)施例2的太陽(yáng)能電池用集電片的樣品。
[0094]比較例I
[0095]在如現(xiàn)有公知的太陽(yáng)能電池用集電片中那樣絕緣層是透明的情況下，考慮太陽(yáng)光透過(guò)絕緣層而主要被電路上的銅箔面反射的情況。因此，為了與這種情況相比較，將在厚度100 μ m的PET膜的表面利用干式層壓法粘接厚度35 μ m的銅箔而成的接合體，制作為具有透明絕緣層的太陽(yáng)能電池用集電片的樣品。
[0096]比較例2
[0097]為了驗(yàn)證銅箔面有助于提高本發(fā)明的太陽(yáng)能電池用集電片的絕緣層中的反射率，利用絲網(wǎng)印刷在厚度50 μ m的ETFE膜的表面涂布上述白色絕緣性油墨組合物使得涂布膜厚為20 μ m,制備成具有膜厚20 μ m的白色的絕緣層的太陽(yáng)能電池用集電片的樣品(無(wú)銅箔面)。
[0098]比較例3
[0099]在以下所示的方法中，制作成具有黑色的絕緣層的太陽(yáng)能電池用集電片的樣品。[0100]首先，以達(dá)到碳黑為10質(zhì)量％、市售的丙烯類(lèi)紫外線(xiàn)固化型絕緣涂布劑為90質(zhì)量％的配量的方式進(jìn)行混合，制備成黑色絕緣性油墨組合物。
[0101]接著，形成與實(shí)施例1相同的接合體，在該接合體的銅箔面上利用絲網(wǎng)印刷涂布上述黑色絕緣性油墨組合物使得涂布膜厚為20 μ m，形成具有黑色的絕緣層的太陽(yáng)能電池用集電片的樣品。
[0102]比較例4
[0103]作為現(xiàn)有公知的太陽(yáng)能電池模塊的一個(gè)方式，有將背面保護(hù)片設(shè)置為白色而使太陽(yáng)光反射從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電效率的提高的方式。因此，將添加有50 μ m的氧化鈦的白色PET膜(東麗公司制，“E20F”)作為白色的背面保護(hù)片的樣品。
[0104]評(píng)價(jià)例
[0105]使用分光光度計(jì)(島津制作所制，“UV-3100”)，評(píng)價(jià)向?qū)嵤├?、2及比較例I至4射入光時(shí)的、波長(zhǎng)250nm至1200nm的光的反射率(％)。對(duì)實(shí)施例1、2，比較例2、3向樣品的絕緣層側(cè)射入光，對(duì)比較例1，向樣品的銅箔面?zhèn)壬淙牍?。評(píng)價(jià)結(jié)果如圖4所示。
[0106]由圖4中的實(shí)施例1、2的評(píng)價(jià)結(jié)果確認(rèn)，具備本發(fā)明的白色的絕緣層的太陽(yáng)能電池用集電片在可見(jiàn)光區(qū)域的幾乎所有范圍(波長(zhǎng)為450nm?800nm的范圍)，反射率為65%以上，且在近紅外線(xiàn)區(qū)域中的規(guī)定的區(qū)域(波長(zhǎng)為800nm?IlOOnm的范圍)中，反射率為75%以上，在這些范圍中反射率高。根據(jù)非晶型、多晶型、單晶型等太陽(yáng)能電池元件的種類(lèi)，其幅度稍有不同，但通常太陽(yáng)能電池元件對(duì)500nm?IlOOnm的波長(zhǎng)的光具有高分光靈敏度。由此可知，具備本發(fā)明的白色的絕緣層的太陽(yáng)能電池用集電片充分有助于發(fā)電效率的提高。
[0107]由實(shí)施例1和實(shí)施例2的對(duì)比，確認(rèn)在具備本發(fā)明的白色的絕緣層的太陽(yáng)能電池用集電片中，絕緣層的厚度薄于一定值時(shí)，主要在可見(jiàn)光區(qū)域中，反射率稍有下降?？梢哉J(rèn)為這是因?yàn)椋^緣層較薄時(shí)，更強(qiáng)烈地受到可見(jiàn)光區(qū)域中的銅箔面的反射率的相對(duì)的下降的影響。由此可知，更優(yōu)選絕緣層的厚度為18 μ m以上。
[0108]通過(guò)與比較例I的對(duì)比，確認(rèn):具備本發(fā)明的白色的絕緣層的太陽(yáng)能電池用集電片，與現(xiàn)有的在層壓有具備透明絕緣層的太陽(yáng)能電池用集電片的太陽(yáng)能電池模塊中在電路上的銅箔面反射光的情況相比，主要在可見(jiàn)光區(qū)域中明顯具有更高的反射率，在近紅外線(xiàn)區(qū)域中也具有大致相等或這以上的反射率。
[0109]在比較例2中，在近紅外線(xiàn)區(qū)域中反射率逐漸減小，反射率相對(duì)于實(shí)施例1、2變低。由此確認(rèn)，有助于提高具備本發(fā)明的白色的絕緣層的太陽(yáng)能電池用集電片的反射率，特別是在近紅外線(xiàn)區(qū)域中，提高銅箔面的反射率。
[0110]通過(guò)與比較例4的對(duì)比，確認(rèn)具備本發(fā)明的白色的絕緣層的太陽(yáng)能電池用集電片，在具備非現(xiàn)有的背接觸型太陽(yáng)能電池元件的太陽(yáng)能電池模塊中，與利用由白色的PET膜構(gòu)成的背面保護(hù)片反射光的情況相比，也具有大致相等的高反射率。
[0111]這些結(jié)果意味著，在使用本發(fā)明的太陽(yáng)能電池用集電片制作太陽(yáng)能電池模塊時(shí)，利用在由金屬構(gòu)成的電路上形成的白色的絕緣層的太陽(yáng)光的反射，太陽(yáng)能電池模塊的發(fā)電效率提聞。
[0112]符號(hào)說(shuō)明
[0113]I太陽(yáng)能電池模塊
[0114]2透明前面基板[0115]3前面密封材料層
[0116]4太陽(yáng)能電池元件
[0117]5太陽(yáng)能電池用集電片
[0118]51背面密封材料層
[0119]52絕緣層
[0120]53樹(shù)脂基材
[0121]54 電路
[0122]6背面保護(hù)片
[0123]7導(dǎo)通凹部
【權(quán)利要求】
1.一種太陽(yáng)能電池用集電片，其特征在于， 作為太陽(yáng)能電池模塊中的內(nèi)部布線(xiàn)用而配置于背接觸型太陽(yáng)能電池元件的背面?zhèn)龋? 具備: 電路，在樹(shù)脂基材的表面形成，并由布線(xiàn)部和非布線(xiàn)部構(gòu)成，所述布線(xiàn)部由金屬構(gòu)成；以及 絕緣層，在所述電路上形成， 所述絕緣層具備包括白色顏料的白色層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池用集電片，其中， 所述白色顏料的粒徑為0.5 μ m以上1.5 μ m以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽(yáng)能電池用集電片，其中， 所述絕緣層對(duì)波長(zhǎng)450nm至800nm的光的反射率為65%以上，并且，對(duì)波長(zhǎng)800nm至IlOOnm的光的反射率為75%以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能電池用集電片，其中， 所述絕緣層的厚度為18 μ m以上25 μ m以下。
5.一種太陽(yáng)能電池模塊，具備: 權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能電池用集電片；以及 背接觸型太陽(yáng)能電池元件。
【文檔編號(hào)】H01L31/05GK103797587SQ201280042087
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月29日
【發(fā)明者】駒井貴之, 江本智史 申請(qǐng)人:大日本印刷株式會(huì)社