JP3112339B2 - Solar cell module - Google Patents
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- JP3112339B2 JP3112339B2 JP04105986A JP10598692A JP3112339B2 JP 3112339 B2 JP3112339 B2 JP 3112339B2 JP 04105986 A JP04105986 A JP 04105986A JP 10598692 A JP10598692 A JP 10598692A JP 3112339 B2 JP3112339 B2 JP 3112339B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、太陽電池モジュールに
係わり、より詳しくは、太陽電池モジュールの表面被覆
材に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar cell module, and more particularly to a surface covering material for a solar cell module.
【０００２】[0002]
【従来の技術】最近、ＣＯ2の増加による温室効果で地
球の温暖化が生じることが予測され、クリーンなエネル
ギーの要求がますます高まっている。また、ＣＯ2を排
出しない原子力発電も、依然として放射性廃棄物処理の
問題が解決されておらず、より安全性の高いクリーンな
エネルギーが望まれている。2. Description of the Related Art In recent years, it has been predicted that global warming will occur due to a greenhouse effect due to an increase in CO 2 , and the demand for clean energy is increasing more and more. Also, nuclear power generation that does not emit CO 2 has not solved the problem of radioactive waste disposal, and clean energy with higher safety is desired.
【０００３】将来期待されているクリーンなエネルギー
の中でも、特に太陽電池はそのクリーンさと安全性と取
扱い易さから期待が大きい。[0003] Among clean energy expected in the future, solar cells are particularly expected to be clean, safe and easy to handle.
【０００４】各種太陽電池の中で、非晶質シリコンや多
結晶シリコン，銅インジウムセレナイドなどの化合物半
導体は、薄膜で大面積に製造でき、製造コストも安価に
なると予想され、熱心に研究されている。[0004] Among various solar cells, compound semiconductors such as amorphous silicon, polycrystalline silicon, and copper indium selenide are expected to be manufactured in a large area with a thin film and the manufacturing cost is expected to be low. ing.
【０００５】更に、太陽電池の中でも、耐候性、耐衝撃
性、可とう性に優れていることから、基板材にステンレ
ス等の金属基板を用いる場合がある。ステンレス基板な
どの金属基板は電解研磨などの特殊な処理をのぞいて、
ガラス基板などに比較して平坦性が劣り、その上に薄膜
の光起電力素子を形成する場合には、欠陥が発生し易
く、耐候性に問題があった。Further, among solar cells, a metal substrate such as stainless steel is sometimes used as a substrate material because of its excellent weather resistance, impact resistance, and flexibility. Metal substrates such as stainless steel substrates, except for special treatment such as electrolytic polishing,
Flatness is inferior to a glass substrate or the like, and when a thin-film photovoltaic element is formed thereon, defects are likely to occur and there is a problem in weather resistance.
【０００６】これら光起電力素子は、一般的に金属基板
上に裏面電極層、光電変換層としての半導体層、透明導
電層、集電電極が形成された構成である。また、金属基
板に形成した光起電力素子を用いた太陽電池モジュール
を作製する場合には、軽量という特徴を生かすために、
光入射側の表面をフッ素樹脂などの材料で被覆する場合
が多い。[0006] These photovoltaic elements generally have a structure in which a back electrode layer, a semiconductor layer as a photoelectric conversion layer, a transparent conductive layer, and a current collecting electrode are formed on a metal substrate. Also, when manufacturing a solar cell module using a photovoltaic element formed on a metal substrate, in order to take advantage of the feature of light weight,
In many cases, the surface on the light incident side is covered with a material such as fluororesin.
【０００７】上記構成の従来の太陽電池モジュール、す
なわち、金属基体上に形成した光起電力素子を複数個接
続し、耐候性と透光性を有した樹脂で被覆した太陽電池
モジュールには、光照射の下で温湿度サイクル試験を行
うと、水分の影響により出力が低下するという問題があ
る。そこで、光照射の下での温湿度サイクル試験でも、
出力が低下しないモジュール構成あるいは材料の開発が
強く望まれている。The conventional solar cell module having the above-described structure, that is, a solar cell module in which a plurality of photovoltaic elements formed on a metal substrate are connected and covered with a weather-resistant and light-transmitting resin, has a light-emitting element. When a temperature-humidity cycle test is performed under irradiation, there is a problem that the output decreases due to the influence of moisture. Therefore, even in a temperature-humidity cycle test under light irradiation,
There is a strong demand for the development of a module configuration or material that does not reduce output.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の従来
の欠点を解決し、高湿度の環境でも、出力低下が少な
く、安定に性能を発揮する太陽電池モジュールを提供す
ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a solar cell module which solves the above-mentioned conventional drawbacks and has a small output reduction and stable performance even in a high humidity environment. .
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記従来の
欠点を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、表面被覆材
の表面を無機化合物でコーティングすることによって、
外部から太陽電池モジュールヘの透湿を抑え、高湿度の
環境での出力低下を低減できることを見いだした。Means for Solving the Problems The present inventor has conducted intensive studies in order to solve the above-mentioned conventional disadvantages, and as a result, by coating the surface of the surface coating material with an inorganic compound,
It has been found that moisture permeation to the solar cell module can be suppressed from the outside, and the output reduction in a high humidity environment can be reduced.
【００１０】本発明の太陽電池モジュールの作製方法
は、導電性基体上に、裏面電極層、光電変換部材として
の半導体層、透明導電層及び集電電極を少なくとも形成
してなる光起電力素子の光照射側表面に、接着層を介し
てフッ素樹脂フィルムを接着して成る太陽電池モジュー
ルを作製する方法において、前記フッ素樹脂フィルムの
光照射側と反対側の表面に、窒化珪素、炭化珪素、アル
ミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム及び酸化ジルコニ
アから選択される少なくとも一種類の透明な無機化合物
を、水素を含んだガスを導入しながら、プラズマＣＶＤ
法またはスパッタ法によりコーティングすることを特徴
とする。[0010] The solar cell module of the present invention.How to make
Is used as a back electrode layer and a photoelectric conversion member on a conductive substrate.
Forming at least a semiconductor layer, a transparent conductive layer and a collecting electrode
The surface of the photovoltaic device
Cell module consisting of adhesively bonded fluororesin film
LeOn how to makeIn, the fluororesin film
Surface opposite to light irradiation sideToSilicon nitride, silicon carbide, aluminum
Mina, titanium oxide, magnesium oxide and zirconium oxide
At least one transparent inorganic compound selected from
Plasma CVD while introducing a gas containing hydrogen
Characterized by coating by sputtering or sputtering
To be.
【００１１】[0011]
【作用】以下に、本発明の作用と共に発明の構成を詳細
に説明する。The structure of the present invention will be described in detail together with the function of the present invention.
【００１２】図１に、本発明の太陽電池モジュール例の
概略断面図を示した。図１において、１００は裏面補強
板、１０１は直並列化された光起電力素子、１０２は接
着層、１０３は無機化合物をコーティングしたフッ素樹
脂フィルム、１０４はフッ素樹脂フィルム、１０５は無
機化合物層である。FIG. 1 is a schematic sectional view of an example of a solar cell module according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 100 denotes a back reinforcing plate, 101 denotes a photovoltaic element in a series-parallel configuration, 102 denotes an adhesive layer, 103 denotes a fluororesin film coated with an inorganic compound, 104 denotes a fluororesin film, and 105 denotes an inorganic compound layer. is there.
【００１３】図１は、光入射側とは反対側に無機化合物
層をコーティングしたフッ素樹脂フィルムで表面被覆を
した太陽電池モジュールを示している。FIG. 1 shows a solar cell module whose surface is coated with a fluorine resin film coated with an inorganic compound layer on the side opposite to the light incident side.
【００１４】図１に示したように、フッ素樹脂フィルム
の光照射側と反対側の表面をコーティングすることによ
り、外部からの水分の侵入を抑え、太陽電池の出力低下
を低減することが可能となる。従って、高湿度雰囲気で
の光照射でも太陽電池の出力は安定して得ることができ
る。As shown in FIG. 1, by coating the surface of the fluororesin film on the side opposite to the light irradiation side, it is possible to suppress the invasion of moisture from the outside and reduce the decrease in the output of the solar cell. Become. Therefore, the output of the solar cell can be stably obtained even with light irradiation in a high humidity atmosphere.
【００１５】本発明の無機化合物としては、窒化珪素、
炭化珪素、アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム及
び酸化ジルコニアから選択される少なくとも１種類以上
のものが使用される。[0015] As the inorganic compound of the present invention, nitriding of silicon,
At least one selected from silicon carbide, alumina, titanium oxide, magnesium oxide and zirconia is used.
【００１６】本発明の太陽電池モジュールに用いるフッ
素樹脂フィルムに無機化合物をコーティングするのは、
フッ素樹脂の濡れ性が悪いために、一般の方法（例えば
塗布など）では困難であるが、プラズマＣＶＤ（Chemic
al Vapor Deposition）法、あるいはスパッタ法などの
方法を採用することでフッ素樹脂表面にもコーティング
することが可能になる。The fluorine resin film used in the solar cell module of the present invention is coated with an inorganic compound by the following method.
Although the wettability of the fluororesin is poor, it is difficult to use a general method (for example, coating), but plasma CVD (Chemic
al Vapor Deposition) or a method such as sputtering can be applied to the fluororesin surface.
【００１７】これらの無機化合物のコーティングをスパ
ッタ法で行う場合、上記無機化合物のターゲットを用い
スパッタ蒸着して、あるいは上記無機化合物を構成する
金属をターゲットにして反応性ガスの雰囲気でスパッタ
してフッ素樹脂上に薄膜コーティングを行う。スパッタ
リングは通常アルゴン雰囲気下で行うが、上記無機化合
物が酸化物の場合には、反応性ガスには、例えば酸素ガ
スを、窒化物の場合には、例えば窒素ガスあるいはアン
モニアガスを、炭化物の場合には、例えばメタンガスあ
るいはアセチレンガスなどをアルゴンガスに添加して行
う。フッ素樹脂とコーティング膜の密着性を高めるため
に、スパッタリング時に水素ガスを少量導入するのが好
ましい。When these inorganic compounds are coated by a sputtering method, they are deposited by sputtering using the above-mentioned inorganic compound target, or by sputtering in a reactive gas atmosphere using a metal constituting the above-mentioned inorganic compound as a target. Perform thin film coating on resin. Sputtering is usually performed under an argon atmosphere, but when the inorganic compound is an oxide, the reactive gas is, for example, oxygen gas, and when the nitride is a nitride, for example, a nitrogen gas or ammonia gas. For example, methane gas or acetylene gas is added to argon gas. In order to increase the adhesion between the fluororesin and the coating film, it is preferable to introduce a small amount of hydrogen gas during sputtering.
【００１８】プラズマＣＶＤ法で無機化合物をコーティ
ングするには、酸化珪素は珪素元素と酸素元素を含有す
るガスから、窒化珪素は珪素元素と窒素元素を含むガス
から、炭化珪素は珪素元素と炭素元素を含有するガスか
ら、アルミナはアルミニウム元素と酸素元素を含有する
ガスあるいはガス状にしたものから、酸化チタンはチタ
ン元素と酸素元素を含有するガスあるいはガス状にした
ものから、酸化ジルコニアはジルコニア元素と酸素元素
を含有するガスあるいはガス状にしたものから、ＲＦ
（ラジオ）波あるいはマイクロ波のような高周波放電で
プラズマ化して、フツ素樹脂上に無機化合物のコーティ
ングを施す。In order to coat an inorganic compound by a plasma CVD method, silicon oxide is formed from a gas containing silicon and oxygen, silicon nitride is formed from a gas containing silicon and nitrogen, and silicon carbide is formed from silicon and carbon. Alumina is a gas or gas containing an aluminum element and an oxygen element, a titanium oxide is a gas or a gas containing a titanium element and an oxygen element, and zirconia is a zirconia element. From gas or gas containing oxygen element and RF
(Radio) Plasma is generated by a high-frequency discharge such as a wave or a microwave, and a fluorine resin is coated with an inorganic compound.
【００１９】上記プラズマＣＶＤの具体的な原料ガスと
しては、珪素元素を含む原料では、例えばＳｉＨ4、Ｓ
ｉ2Ｈ6、ＳｉＨ2Ｃｌ2など、酸素元素を含む原料では、
例えばＯ2、Ｎ2Ｏなど、窒素元素を含む原料では、例え
ばＮ2、ＮＨ3など、炭素元素を含む原料では、例えばＣ
Ｈ4、Ｃ2Ｈ2など、アルミニウムを含む原料では、例え
ばＡｌ（ＯＣ2Ｈ5）3，Ａｌ（Ｃ2Ｈ5）3、ＡｌＣｌ3な
ど、チタニウムを含む原料では、例えばＴｉ（ＯＣ
2Ｈ5）4，Ｔｉ（ＯＣ4Ｈ9）4、ＴｉＣｌ4など、ジルコ
ニアを含む原料では、例えばＺｒ（Ｏ2Ｃ5Ｈ2）4などが
使用できる。室温で液状の原料を使用する場合は、例え
ば加熱、あるいは不活性ガスでバブリングして、ガス化
して使用する。コーティング膜の原料ガスに水素が含ま
れてない場合は水素ガスを混合することが望ましい。As a specific source gas for the plasma CVD, a source gas containing a silicon element, for example, SiH 4 , S
In a raw material containing an oxygen element such as i 2 H 6 and SiH 2 Cl 2 ,
For a raw material containing a nitrogen element such as O 2 and N 2 O, for example, for a raw material containing a carbon element such as N 2 and NH 3 , for example, C
For a raw material containing aluminum such as H 4 and C 2 H 2 , for a raw material containing titanium such as Al (OC 2 H 5 ) 3 , Al (C 2 H 5 ) 3 and AlCl 3 , for example, Ti (OC
2 H 5) 4, such as Ti (OC 4 H 9) 4 , TiCl 4, in the raw materials containing zirconia, such as Zr (O 2 C 5 H 2 ) 4 can be used. When a raw material which is liquid at room temperature is used, for example, it is heated and gasified by bubbling with an inert gas before use. When hydrogen is not contained in the raw material gas of the coating film, it is desirable to mix hydrogen gas.
【００２０】本発明の太陽電池モジュールの作製方法
は、一例として、裏面補強板に接着シートで挟んだ光起
電力素子を載せ、フッ素樹脂フィルムをかぶせ、減圧下
で１Ｋｇ／ｃｍ2程度の圧力を加えて、所定時間加熱し
てラミネートして作製する方法がとられる。As an example of the method for manufacturing a solar cell module of the present invention, a photovoltaic element sandwiched between adhesive sheets is placed on a back reinforcing plate, a fluororesin film is covered, and a pressure of about 1 kg / cm 2 is applied under reduced pressure. In addition, a method of laminating by heating for a predetermined time is used.
【００２１】フッ素樹脂フィルムとしては、例えばＥＴ
ＦＥ（四フッ化エチレンーエチレン共重合体），ＰＣＴ
ＦＥ（三フッ化塩化エチレン樹脂），ＰＦＡ（四フッ化
エチレンーパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合
体），ＦＥＰ（四フッ化エチレン―六フッ化プロピレン
共重合体），ＰＶＤＦ（フッ化ビリニデン樹脂），ＰＶ
Ｆ（フツ化ビニル樹脂）などが使用される。As the fluororesin film, for example, ET
FE (ethylene tetrafluoride-ethylene copolymer), PCT
FE (ethylene trifluoride chloride resin), PFA (ethylene tetrafluoride-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer), FEP (ethylene tetrafluoride-propylene hexafluoride copolymer), PVDF (vinylidene fluoride resin), PV
F (vinyl fluoride resin) or the like is used.
【００２２】本発明の太陽電池モジュールのフッ素樹脂
フィルムの接着層としては、例えば酢酸ビニルーエチレ
ン共重合体（ＥＶＡ）、ＰＶＢ（ポリピニルブチラー
ル）、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素化ポリイ
ミド樹脂、アクリル樹脂などの透明な樹脂を主成分とす
る接着剤を使用する。上記接着剤には、架橋剤が含有さ
れ、接着剤の光劣化を抑制するために、紫外線吸収剤が
含有されていることが望ましい。As the adhesive layer of the fluororesin film of the solar cell module of the present invention, for example, vinyl acetate-ethylene copolymer (EVA), PVB (polypinylbutyral), silicone resin, epoxy resin, fluorinated polyimide resin, An adhesive mainly composed of a transparent resin such as an acrylic resin is used. The adhesive preferably contains a crosslinking agent, and preferably contains an ultraviolet absorber in order to suppress photodeterioration of the adhesive.
【００２３】さらに、太陽電池モジュールの光電変換効
率の低下を少なくするために、上記接着剤層の光透過率
は、４００ｎｍ以上の波長領域で、８０％以上であるこ
とが好ましい。また、入射光の反射によるロスを少なく
するためには、接着剤層の屈折率は、１．４〜２．０の
範囲であることが好ましい。Further, in order to reduce the decrease in the photoelectric conversion efficiency of the solar cell module, the light transmittance of the adhesive layer is preferably 80% or more in a wavelength region of 400 nm or more. Further, in order to reduce the loss due to the reflection of the incident light, the refractive index of the adhesive layer is preferably in the range of 1.4 to 2.0.
【００２４】本発明の太陽電池モジュールに用いる光起
電力素子としては、一例として図２の概略断面図に示し
た構成になっている。図２において、２００は導電性基
体、２０１は裏面電極層、２０２は光電変換部材として
の半導体層、２０３は透明導電層、２０４は集電電極で
ある。２０１の裏面電極層は２００の導電性基体で兼ね
ることもできる。The photovoltaic element used in the solar cell module of the present invention has, for example, the configuration shown in the schematic sectional view of FIG. 2, reference numeral 200 denotes a conductive substrate, 201 denotes a back electrode layer, 202 denotes a semiconductor layer as a photoelectric conversion member, 203 denotes a transparent conductive layer, and 204 denotes a current collecting electrode. The back electrode layer 201 can also serve as the conductive substrate 200.
【００２５】導電性基体２００としては、例えばステン
レススチール，アルミニウム，銅，チタン，カーボンシ
ート，亜鉛メッキ鋼板等、及び導電層が形成してあるポ
リイミド，ポリエステル，ポリエチレンナフタライド，
エポキシなどの樹脂フィルムやセラミックス等が挙げら
れる。As the conductive substrate 200, for example, stainless steel, aluminum, copper, titanium, a carbon sheet, a galvanized steel plate, or the like, and polyimide, polyester, polyethylene naphthalide,
Examples include resin films such as epoxy and ceramics.
【００２６】半導体層２０２としては、例えば非晶質シ
リコン、結晶シリコン、銅インジウムセレナイドなどの
化合物半導体等が好適に用いられ、半導体層の構成とし
ては、ｐｉｎ接合、ｐｎ接合、ショットキー型接合が用
いられる。As the semiconductor layer 202, for example, a compound semiconductor such as amorphous silicon, crystalline silicon, copper indium selenide or the like is preferably used, and the structure of the semiconductor layer is a pin junction, a pn junction, a Schottky junction. Is used.
【００２７】非晶質シリコンを用いる場合は、例えばシ
ランガスなどのプラズマＣＶＤにより形成する、多結晶
シリコンの場合は、例えば溶融シリコンのシート化ある
いは非晶質シリコンの熱処理により形成する、ＣｕＩｎ
Ｓｅ2／ＣｄＳの場合は、例えば電子ビーム蒸着やスパ
ッタリング，電析（電解液の電気分解による析出）など
の方法で形成する。In the case of using amorphous silicon, for example, it is formed by plasma CVD using silane gas or the like. In the case of polycrystalline silicon, for example, it is formed by sheeting molten silicon or heat-treating amorphous silicon.
In the case of Se 2 / CdS, it is formed by, for example, a method such as electron beam evaporation, sputtering, or electrodeposition (deposition by electrolysis of an electrolytic solution).
【００２８】また、半導体層は、少なくとも裏面電極層
２０１と透明導電層２０３にサンドイッチされた構造に
なっている。The semiconductor layer has a structure sandwiched between at least the back electrode layer 201 and the transparent conductive layer 203.
【００２９】裏面電極層２０１には、金属層あるいは金
属酸化物、あるいは金属層と金属酸化物層の複合層が用
いられる。金属層の材質としては、例えばＴｉ，Ｃｒ，
Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｕなどが用いら
れ、金属酸化物層としては、例えばＺｎＯ，ＴｉＯ2、
ＳｎＯ2などが採用される。上記金属層および金属酸化
物層の形成方法としては、例えば抵抗加熱蒸着，電子ビ
ーム蒸着，スパッタリング法などがあげられる。As the back electrode layer 201, a metal layer or a metal oxide, or a composite layer of a metal layer and a metal oxide layer is used. As the material of the metal layer, for example, Ti, Cr,
Mo, W, Al, Ag, Ni, Cu, Au or the like is used. As the metal oxide layer, for example, ZnO, TiO 2 ,
SnO 2 or the like is employed. Examples of the method for forming the metal layer and the metal oxide layer include resistance heating evaporation, electron beam evaporation, and sputtering.
【００３０】透明導電層２０３に用いる材料としては、
例えばＩｎ2Ｏ3、ＳｎＯ2、Ｉｎ2Ｏ3−ＳｎＯ2（ＩＴ
Ｏ），ＺｎＯ，ＴｉＯ2、Ｃｄ2ＳｎＯ4、高濃度不純物
ドープした結晶性半導体層などがあり、その形成方法と
しては、例えば抵抗加熱蒸着法，電子ビーム蒸着法，ス
パッタリング法，スプレー法，ＣＶＤ法，不純物拡散法
などがある。As a material used for the transparent conductive layer 203,
For example, In 2 O 3 , SnO 2 , In 2 O 3 —SnO 2 (IT
O), ZnO, TiO 2 , Cd 2 SnO 4 , and a crystalline semiconductor layer doped with a high concentration of impurities. Examples of the formation method include resistance heating evaporation, electron beam evaporation, sputtering, spraying, and CVD. Method and impurity diffusion method.
【００３１】光起電力素子は、まず導電性基体２００上
に、裏面電極層２０１、半導体層２０２、透明導電層２
０３を順次形成した後、集電電極を形成して作製する。
集電用グリッド電極の材料としては、例えばＴｉ、Ｃ
ｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｎ，Ａｕ，
Ｐｄ等の金属及び銀ペーストなどの導電性ペーストが用
いられる。The photovoltaic element is formed by first forming a back electrode layer 201, a semiconductor layer 202, and a transparent conductive layer 2 on a conductive substrate 200.
03 are sequentially formed, and then a current collecting electrode is formed.
As the material of the grid electrode for current collection, for example, Ti, C
r, Mo, W, Al, Ag, Ni, Cu, Sn, Au,
A conductive paste such as a metal such as Pd and a silver paste is used.
【００３２】グリッド電極の形成方法には、例えばマス
クパターンを用いたスパッタリング、抵抗加熱、ＣＶＤ
の蒸着方法、あるいは全面に金属層を蒸着した後にエッ
チングしてパターニングする方法、光ＣＶＤにより直接
グリッド電極パターンを形成する方法、グリッド電極パ
ターンのネガパターンのマスクを形成した後にメッキに
より形成する方法、導電性ペーストを印刷して形成する
方法などがある。グリッド電極材に銀を使用しない場合
にはグリッド電極と集電バスバーを接着する導電性接着
剤に銀ペーストが用いられる。The grid electrode may be formed, for example, by sputtering using a mask pattern, resistance heating, or CVD.
A method of vapor deposition, or a method of etching and patterning after depositing a metal layer on the entire surface, a method of directly forming a grid electrode pattern by photo-CVD, a method of forming a negative electrode mask of a grid electrode pattern by plating, There is a method of forming the conductive paste by printing. When silver is not used for the grid electrode material, a silver paste is used as a conductive adhesive for bonding the grid electrode and the current collecting bus bar.
【００３３】導電性ペーストは、通常、例えば銀、金、
銅、ニッケル、カーボンなどの微粉末金属をバインダー
ポリマーに分散させたものが使用される。バインダーポ
リマーとしては、例えばポリエステル、エポキシ、アク
リル、アルキド、ポリビニルアセテート、ゴム、ウレタ
ン、フェノール等の樹脂がある。The conductive paste is usually, for example, silver, gold,
What disperse | distributed the fine powder metal, such as copper, nickel, and carbon, in the binder polymer is used. Examples of the binder polymer include resins such as polyester, epoxy, acrylic, alkyd, polyvinyl acetate, rubber, urethane, and phenol.
【００３４】本発明の太陽電池モジュールの背面材とし
ては必要に応じて、例えば各種絶縁性樹脂、セラミック
ス、ガラス、絶縁被覆した金属基板、アルミニウムラミ
ネートフィルム、無機化合物をコーティングしたフッ素
樹脂フィルムなどが用いられる。As the backing material of the solar cell module of the present invention, for example, various insulating resins, ceramics, glass, a metal substrate coated with insulation, an aluminum laminated film, a fluororesin film coated with an inorganic compound, and the like are used as necessary. Can be
【００３５】[0035]
【実施例】以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail based on embodiments. Note that the present invention is not limited to these examples.
【００３６】（実施例１） （無機化合物のコーティング）図３のプラズマＣＶＤ装
置を用い、ＥＴＦＥフッ素樹脂フィルムに窒化珪素膜の
コーテイングを行った。。Example 1 (Inorganic Compound Coating) A silicon nitride film was coated on an ETFE fluororesin film using the plasma CVD apparatus shown in FIG. .
【００３７】処理方法は、以下の通りである。まず、プ
ラズマ処理装置の送りロール３０７側にコイル状のＥＴ
ＦＥ樹脂フィルム３００を装着し、２００℃に加熱し、
１０-6Ｔｏｒｒの真空度まで排気した後、ガス導入管３
０６からＳｉＨ4ガスを６ｓｃｃｍ，ＮＨ3ガスを１７２
ｓｃｃｍ，Ｈ2ガスを５４ｓｃｃｍの流量で導入し、堆
積室３０５内の圧力を０．２Ｔｏｒｒに調節した。次
に、１３．５６ＭＨｚの高周波電源３０４から３００ワ
ットの出力を供給して放電し、プラズマを発生させた。
同時に、巻取りロール３０８でコイル状のＥＴＦＥ樹脂
フィルムを巻取りながら、窒化珪素膜をＥＴＦＥ樹脂フ
ィルム上に１μｍコーティングした。The processing method is as follows. First, a coiled ET is provided on the feed roll 307 side of the plasma processing apparatus.
Attach the FE resin film 300 and heat to 200 ° C,
After evacuation to a degree of vacuum of 10 -6 Torr, the gas introduction pipe 3
06 to 6 sccm of SiH 4 gas and 172 of NH 3 gas
Sccm and H 2 gas were introduced at a flow rate of 54 sccm, and the pressure in the deposition chamber 305 was adjusted to 0.2 Torr. Next, an output of 300 watts was supplied from a high-frequency power source 304 of 13.56 MHz to perform discharge and generate plasma.
At the same time, a silicon nitride film was coated on the ETFE resin film at a thickness of 1 μm while winding the coiled ETFE resin film by the take-up roll 308.
【００３８】（光起電力素子の作製）アモルフアスシリ
コン（ａ−Ｓｉ）光起電力素子を作製した。以下、図２
を参照して、作製手順を説明する。(Preparation of Photovoltaic Element) An amorphous silicon (a-Si) photovoltaic element was prepared. Hereinafter, FIG.
The fabrication procedure will be described with reference to FIG.
【００３９】洗浄した０．１２５ｍｍ厚のステンレス基
体２００上に、スパッタ法によって裏面電極２０１とし
て、Ａｌ膜厚５００ｎｍ、ＺｎＯ膜厚５００ｎｍを順次
形成した。ついで、プラズマＣＶＤ法により、ＳｉＨ4
とＰＨ3とＨ2からｎ型ａ−Ｓｉ層を、ＳｉＨ4とＨ2から
ｉ型ａ−Ｓｉ層を、ＳｉＨ4とＢＦ3とＨ2からｐ型微結
晶μｃ−Ｓｉ層を形成し、ｎ層膜厚１５ｎｍ／ｉ層膜厚
４００ｎｍ／ｐ層膜厚１０ｎｍ／ｎ層膜厚１０ｎｍ／ｉ
層膜厚８０ｎｍ／ｐ層膜厚１０ｎｍの積層構成の半導体
層２０２を形成した。次に、透明導電２０３として、Ｏ
2雰囲気下でＩｎを抵抗加熱法で蒸着することによっ
て、Ｉｎ2Ｏ3を７０ｎｍ形成した。A 500-nm thick Al film and a 500-nm thick ZnO film were successively formed on the cleaned 0.125 mm-thick stainless steel substrate 200 as a back electrode 201 by sputtering. Next, SiH 4 is formed by plasma CVD.
And an n-type a-Si layer from PH 3 and H 2, the i-type a-Si layer from SiH 4 and H 2, to form a p-type microcrystalline [mu] c-Si layer from SiH 4, BF 3 and H 2, n layer thickness 15 nm / i layer thickness 400 nm / p layer thickness 10 nm / n layer thickness 10 nm / i
A semiconductor layer 202 having a layered structure with a layer thickness of 80 nm / p layer thickness of 10 nm was formed. Next, as the transparent conductive material 203, O
By depositing In by resistance heating method under 2 atmosphere, and the In 2 O 3 and 70nm is formed.
【００４０】続いて、銀ペースト（Dupont Inc製#550
4）をスクリーン印刷機で格子状に印刷した後、１２５
℃で熱処理をして集電電極２０４を形成し、アモルファ
スシリコン光起電力素子を作製した。Subsequently, a silver paste (# 550 manufactured by Dupont Inc.)
After printing 4) in a grid pattern using a screen printer, 125
A heat treatment was performed at ℃ to form a current collecting electrode 204, and an amorphous silicon photovoltaic element was manufactured.
【００４１】（太陽電池のモジュールの作製）上記窒化
珪素でコーティングしたＥＴＦＥ樹脂フィルムから所定
の大きさ切り出し、太陽電池モジュールの表面被覆材と
して使用した。透明な接着剤として架橋剤と紫外線吸収
剤を添加して成形したシート状のＥＶＡを用いた。背面
材としては、絶縁処理した亜鉛鋼板を用いた。(Preparation of Solar Cell Module) A predetermined size was cut out from the ETFE resin film coated with silicon nitride and used as a surface covering material of the solar cell module. A sheet-shaped EVA formed by adding a crosslinking agent and an ultraviolet absorber as a transparent adhesive was used. As the backing material, an insulated zinc steel sheet was used.
【００４２】前記方法で作製した光起電力素子を所望の
出力が得られるように直並列接続した後に、図１の構成
で、すなわちＥＴＦＥ樹脂フイルム１０４の窒化珪素コ
ーティング層１０５が、接着層ＥＶＡ１０２に接触する
ように配置して、光入射側からＥＴＦＥフィルム１０３
／ＥＶＡ１０２／光起電力素子１０１／ＥＶＡ１０２／
絶縁処理した亜鉛鋼板１００の順に重ねた後、真空ラミ
ネーターに入れ、１Ｔｏｒｒ程度に真空排気し大気圧の
圧力をかけた状態で、１４０℃で３０分間加熱して太陽
電池の表面被覆を施した。ただし、太陽電池の出力端子
は、あらかじめ背面材の亜鉛鋼板に出力端子用の孔を開
けておいて取り出しておいた。[0042] After the fabricated photovoltaic elements were connected in series-parallel as desired output can be obtained by the method, in the configuration of FIG. 1, i.e. silicon nitride coating layer 105 of the ETFE resin film 104, the adhesive layer EVA102 The ETFE film 103 is disposed so as to be in contact with the ETFE film 103 from the light incident side.
/ EVA102 / Photovoltaic element 101 / EVA102 /
After laminating the insulated zinc steel sheets 100 in this order, they were placed in a vacuum laminator, evacuated to about 1 Torr, and heated at 140 ° C. for 30 minutes while applying atmospheric pressure to coat the surface of the solar cell. However, the output terminal of the solar cell was previously taken out by making a hole for the output terminal in the zinc steel plate of the back material.
【００４３】（評価試験）表面被覆した太陽電池モジュ
ールの評価試験を以下の方法で行なった。環境試験機に
て、１００ｍＷ／ｃｍ2の光を照射しながら、低温側は
−４０℃、高温側は８５℃、相対湿度８５％の条件で、
温湿度サイクル試験を１０サイクル行い、試験前後の光
起電力素子のＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2の光照射
下の出力を１０サンプル測定し比較評価した。(Evaluation Test) An evaluation test of the surface-coated solar cell module was performed by the following method. While irradiating light of 100 mW / cm 2 with an environmental tester, under the conditions of −40 ° C. on the low temperature side, 85 ° C. on the high temperature side, and 85% relative humidity,
A temperature-humidity cycle test was performed for 10 cycles, and the output of the photovoltaic element before and after the test under AM1.5, 100 mW / cm 2 light irradiation was measured and compared.
【００４４】試験後の太陽電池モジュールの平均の出力
低下は、４％以下であった。これに対して、窒化珪素の
コーティングを行わなかった未処理のＥＴＦＥ樹脂フイ
ルムを用いて表面被覆した太陽電池モジュールを上記同
一の試験を行った場合には、試験後の平均の出力低下は
１５％以上となった。The average output reduction of the solar cell module after the test was 4% or less. In contrast, when the same test was performed on a solar cell module surface-coated with an untreated ETFE resin film not coated with silicon nitride, the average output drop after the test was 15%. That's all.
【００４５】（参考例） （無機化合物のコーティング） 本例では、実施例１のプラズマＣＶＤ法による窒化珪素
膜に代えて、スパッタ法による酸化珪素膜を用いる場合
を説明する。図３の構成のマグネトロンスパッタ装置を
用いて、ＰＣＴＦＥ樹脂フィルム上に酸化珪素膜をコー
ティングした。ターゲット材３０２には二酸化珪素をも
ちいた。先ず、ＰＣＴＦＥ樹脂フィルムを２５０℃に加
熱し、１０-6Ｔｏｒｒの真空度まで排気した後、ガス導
入管３０６からをＡｒガス６ｓｃｃｍ，Ｏ2ガス２ｓｃ
ｃｍ、Ｈ2ガスを１ｓｃｃｍの流量で流し、スパッタ処
理室３０５内の圧力を５ｍＴｏｒｒに調節した。次に、
１３．５６ＭＨｚの高周波電源から２００ワット供給し
て、２μｍ厚の酸化珪素のコーテイングを施した。( Reference Example ) (Coating of Inorganic Compound) In this example, a case where a silicon oxide film formed by a sputtering method is used instead of the silicon nitride film formed by the plasma CVD method in Example 1 will be described. A silicon oxide film was coated on the PCTFE resin film using the magnetron sputtering apparatus having the configuration shown in FIG. Silicon dioxide was used for the target material 302. First, the PCTFE resin film is heated to 250 ° C. and evacuated to a degree of vacuum of 10 −6 Torr, and then Ar gas 6 sccm and O 2 gas 2 sc
cm, H 2 gas was flowed at a flow rate of 1 sccm, and the pressure in the sputter processing chamber 305 was adjusted to 5 mTorr. next,
200 watts were supplied from a 13.56 MHz high frequency power supply, and silicon oxide having a thickness of 2 μm was coated.
【００４６】[0046]
【００４７】[0047]
【００４８】[0048]
【００４９】（実施例２） （無機化合物のコーティング） 図４に示した概略構成のマイクロ波放電プラズマＣＶＤ
装置を用いて、ＦＥＰ樹脂フィルムの片面にアルミナの
コーティングを行った。Example 2 (Coating of Inorganic Compound) Microwave discharge plasma CVD having a schematic structure shown in FIG.
One side of the FEP resin film was coated with alumina using an apparatus.
【００５０】コーティング方法は、以下の通りである。
まず、ＦＥＰ樹脂フィルムを２００℃に加熱し、１０-6
Ｔｏｒｒの真空度まで排気した後、ガス導入管４０６か
ら、Ａｒガス１００ｓｃｃｍでＡｌ（ＯＣ2Ｈ5）3をバ
ブリングしたガスと、Ｏ2ガス３００ｓｃｃｍを導入
し、堆積室４０５の内圧を０．１Ｔｏｒｒに保った。次
に、マイクロ波電源４０４からマイクロ波導波管４０３
と導入窓４０２を通して３００ワットのマイクロ波を導
入して放電させ、ＦＥＰフィルム４０１上にマイクロ波
プラズマＣＶＤでアルミナを１μｍコーティングした。The coating method is as follows.
First, heating the FEP resin film 200 ° C., 10 -6
After evacuation to a degree of vacuum of Torr, a gas obtained by bubbling Al (OC 2 H 5 ) 3 with 100 sccm of Ar gas and 300 sccm of O 2 gas are introduced from the gas introduction pipe 406, and the internal pressure of the deposition chamber 405 is reduced to 0.1 Torr. Kept. Next, the microwave power source 404 sends the microwave waveguide 403
Then, a microwave of 300 watts was introduced through the introduction window 402 to cause discharge, and 1 μm of alumina was coated on the FEP film 401 by microwave plasma CVD.
【００５１】（光起電力素子の作製）本実施例では、半
導体層が多結晶シリコンの光起電力素子を作製した。ま
ず、スパッタ法にてＣｒをコーティングしたステンレス
基板上に、液相成長法にて水素ガス雰囲気中の炉内で、
純度６ＮのＳｎにＳｂドープのＳｉを溶かした溶液を、
１０００℃から９００℃まで毎分２℃の速度で降温し
て、毎分０．４ミクロンの速度で、約３０ミクロンの多
結晶シリコン膜を成長させた。続いて、プラズマＣＶＤ
法で、ＳｉＨ4とＢＦ3とＨ2からｐ型微結晶μｃ−Ｓｉ
層を堆積して接合を形成した後、膜厚６０ｎｍのＩＴＯ
を抵抗加熱法で蒸着し、更に集電電極としてＣｒ（膜厚
５０ｎｍ）／Ａｇ（１μｍ）／Ｃｒ（５０ｎｍ）を電子
ビームによるマスク蒸着によって形成し、光起電力素子
を作製した。(Preparation of Photovoltaic Element) In this example, a photovoltaic element having a semiconductor layer of polycrystalline silicon was prepared. First, on a stainless steel substrate coated with Cr by the sputtering method, in a furnace in a hydrogen gas atmosphere by the liquid phase growth method,
A solution obtained by dissolving Sb-doped Si in Sn having a purity of 6N,
The temperature was lowered at a rate of 2 ° C./min from 1000 ° C. to 900 ° C., and a polycrystalline silicon film of about 30 μm was grown at a rate of 0.4 μm / min. Then, plasma CVD
P-type microcrystal μc-Si from SiH 4 , BF 3 and H 2
After depositing layers to form a junction, a 60 nm thick ITO
Was deposited by a resistance heating method, and Cr (film thickness: 50 nm) / Ag (1 μm) / Cr (50 nm) was formed as a current collecting electrode by mask vapor deposition using an electron beam to produce a photovoltaic element.
【００５２】（太陽電池のモジュールの作製） 表面被覆する太陽電池モジュールの構成は、図１におい
てＦＥＰ樹脂フィルム１０３／透明な弗素化ポリイミド
系接着剤１０２／光起電力素子１０１／透明な弗素化ポ
リイミド系接着剤１０２／ポリエステルフィルムでラミ
ネートしたアルミ箔１００の構成にして、表面被覆は、
実施例１と同様な手順で行なった。[0052] (Preparation of solar cell module) configuration of a solar cell module to the surface coating, FEP Te placed <br/> 1 resin film 103 / transparent fluorinated polyimide adhesive 102 / photovoltaic device 101 / Transparent fluorinated polyimide-based adhesive 102 / Aluminum foil 100 laminated with polyester film
The procedure was performed in the same manner as in Example 1.
【００５３】（評価試験）被覆した太陽電池モジュール
の評価試験方法は実施例１と同様とした。試験後の太陽
電池モジュールの平均の出力低下は、３％以下であっ
た。これに対して、アルミナのコーティングを行わなか
った未処理のＦＥＰ樹脂フイルムを用いて表面被覆した
太陽電池モジュールを上記同一の試験を行った場合に
は、試験後の平均の出力低下は１１％以上であった。(Evaluation Test) The evaluation test method for the coated solar cell module was the same as in Example 1. The average output reduction of the solar cell module after the test was 3% or less. In contrast, when the same test was performed on a solar cell module surface-coated with an untreated FEP resin film not coated with alumina, the average output decrease after the test was 11% or more. Met.
【００５４】以上述べたように、実施例１、２、３に示
した本発明の無機コーティングした樹脂フィルムを用
い、かつ、当該無機コーティングが樹脂フィルムの光照
射側と反対側の表面となるように樹脂フィルムを設けた
太陽電池モジュールは、高湿度下環境においても太陽電
池性能低下は大幅に抑えられることがわかる。As described above, Embodiments 1 , 2, and 3 show
Use a resin film with a inorganic coating of the present invention
And the inorganic coating is
A resin film was provided so as to be on the surface opposite to the launch side
It can be seen that the solar cell module can significantly suppress the deterioration of the solar cell performance even in a high humidity environment.
【００５５】[0055]
【発明の効果】本発明によれば、高湿度の環境において
も、出力低下が極めて少ない太陽電池モジュールを提供
することができる。したがって、本発明の構成を採用す
ることによって、長期間の屋外環境にも安定した出力性
能を発揮することが可能な太陽電池モジュールを提供す
ることが可能となる。According to the present invention, it is possible to provide a solar cell module in which output is extremely reduced even in a high humidity environment. Therefore, by employing the configuration of the present invention, it is possible to provide a solar cell module that can exhibit stable output performance even in a long-term outdoor environment.
【図１】本発明の太陽電池モジュールの概略断面図の一
例である。FIG. 1 is an example of a schematic sectional view of a solar cell module of the present invention.
【図２】本発明の太陽電池モジュールを形成する光起電
力素子の概略断面図の一例である。FIG. 2 is an example of a schematic sectional view of a photovoltaic element forming the solar cell module of the present invention.
【図３】フッ素樹脂フィルムに無機化合物をコーティン
グするためのＲＦプラズマＣＶＤ装置（あるいはスパッ
タ装置）を示す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram showing an RF plasma CVD apparatus (or a sputtering apparatus) for coating a fluorine resin film with an inorganic compound.
【図４】フッ素樹脂フィルムに無機化合物をコーティン
グするためのマイクロ波プラズマＣＶＤ装置を示す概念
図である。FIG. 4 is a conceptual diagram showing a microwave plasma CVD apparatus for coating a fluorine resin film with an inorganic compound.
１００ 背面材、 １０１ 光起電力素子、 １０２ 接着層、 １０３ 無機化合物をコーティングしたフッ素樹脂フィ
ルム、 １０４ フッ素樹脂フィルム、 １０５ 無機化合物層、 ２００ 導電性基体、 ２０１ 裏面電極層、 ２０２ 半導体層、 ２０３ 透明導電層、 ２０４ 集電電極、 ３００，４００ コイル状フッ素樹脂フィルム、 ３０１，４０１ フッ素樹脂フイルム、 ３０２ カソード電極（ターゲット）、 ３０３ アノード（アース）電極、 ３０４ 高周波電源、 ３０５，４０５ プラズマ処理室、 ３０６，４０６ ガス供給管、 ３０７，４０７ 送りロール、 ３０８，４０８ 巻き取りロール、 ３０９，４０９ プラズマ、 ４０２ マイクロ波導入窓、 ４０３ マイクロ波導波管、 ４０４ マイクロ波電源。REFERENCE SIGNS LIST 100 back material, 101 photovoltaic element, 102 adhesive layer, 103 fluorine resin film coated with inorganic compound, 104 fluorine resin film, 105 inorganic compound layer, 200 conductive substrate, 201 back electrode layer, 202 semiconductor layer, 203 transparent Conductive layer, 204 current collecting electrode, 300,400 coiled fluororesin film, 301,401 fluororesin film, 302 cathode electrode (target), 303 anode (earth) electrode, 304 high frequency power supply, 305,405 plasma processing chamber, 306 , 406 gas supply pipe, 307,407 feed roll, 308,408 take-up roll, 309,409 plasma, 402 microwave introduction window, 403 microwave waveguide, 404 microwave power supply.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−99581（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−164348（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−253253（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−201652（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−47777（ＪＰ，Ａ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-63-99581 (JP, A) JP-A-60-164348 (JP, A) JP-A-60-253253 (JP, A) JP-A-60-1985 201652 (JP, A) JP-A-59-47777 (JP, A)
Claims (1)
部材としての半導体層、透明導電層及び集電電極を少な
くとも形成してなる光起電力素子の光照射側表面に、接
着層を介してフッ素樹脂フィルムを接着して成る太陽電
池モジュールを作製する方法において、前記フッ素樹脂
フィルムの光照射側と反対側の表面に、窒化珪素、炭化
珪素、アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム及び酸
化ジルコニアから選択される少なくとも一種類の透明な
無機化合物を、水素を含んだガスを導入しながら、プラ
ズマＣＶＤ法またはスパッタ法によりコーティングする
ことを特徴とする太陽電池モジュールの作製方法。An adhesive layer is provided on a light-irradiation side surface of a photovoltaic element comprising at least a back electrode layer, a semiconductor layer as a photoelectric conversion member, a transparent conductive layer and a collecting electrode formed on a conductive substrate. A method of manufacturing a solar cell module comprising bonding a fluororesin film through a silicon nitride, silicon carbide, alumina, titanium oxide, magnesium oxide and zirconia on a surface of the fluororesin film opposite to a light irradiation side. While introducing a gas containing hydrogen, at least one transparent inorganic compound selected from
Coating by Zuma CVD method or sputtering method
A method for manufacturing a solar cell module, comprising:
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