JP4537515B2

JP4537515B2 - Method for producing solar cell module

Info

Publication number: JP4537515B2
Application number: JP22921199A
Authority: JP
Inventors: 直明中西
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 1999-08-13
Filing date: 1999-08-13
Publication date: 2010-09-01
Anticipated expiration: 2019-08-13
Also published as: JP2001053311A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池サブモデュールを封止樹脂を介して保護フィルムで封止して太陽電池モジュールを製造するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
非晶質シリコン等の非単結晶太陽電池は、結晶太陽電池と比較して、基板の選択自由度が高く、透光性（透明）ガラス基板の上に比較的低温で容易に形成し得るという特徴を有する。一般に、非晶質太陽電池は、透明前面電極層、非単結晶光電変換ユニットおよび裏面電極層を含む太陽電池単位セルを透明ガラス基板上に複数形成し、これらを相互に電気的に接続したいわゆる太陽電池サブモデュールとして構成される。このような太陽電池サブモデュールは、その裏面電極層を含んで各単位セルを物理的または化学的に保護するために、その裏面側において封止樹脂を介して保護フィルムにより保護されていわゆる太陽電池モデュールとして製品化されている。
【０００３】
従来、太陽電池サブモデュールの保護フィルムによる保護（封止）は、太陽電池サブモデュールの裏面にシート状封止樹脂（例えば、硬化剤を配合したエチレン／酢酸ビニル共重合体）を載置し、その上に保護フィルムを載置し、封止樹脂シートと保護フィルムとを太陽電池サブモデュールの裏面に対し加熱圧着することにより行われていた。この加熱圧着過程で、封止樹脂は軟化・溶融を経て硬化する。封止樹脂の硬化後は、余分の保護フィルムなどをトリミング除去する。
【０００４】
ところで、従来、封止樹脂シート／保護フィルムによる太陽電池サブモデュールの封止は、気泡の混入を防止するため等の理由により、真空ラミネート装置を用いて行われ、しかも封止樹脂の軟化・溶融から硬化終了までを連続して同一真空ラミネート装置内で行っていた。しかしながら、真空ラミネート装置は、複数の太陽電池サブモデュールを一度に封止する処理容量がなく、また非常に高価である。そこで、近年、真空ラミネート装置において封止樹脂の硬化終了まで加熱圧着処理することなく、封止樹脂の溶融終了の硬化途中で太陽電池サブモデュールを真空ラミネート装置からオーブン中に移行し、オーブン中で封止樹脂の硬化を完了させることが行われるようになってきている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、封止樹脂は、真空ラミネート装置により加熱を受け、溶融段階では流動状態となるため、ガラス基板領域から流延・延出する（はみ出る）。この溶融延出部分をもった状態のまま太陽電池サブモデュールをオーブン中で硬化のために再加熱処理すると、封止樹脂の溶融延出部分（はみ出し部分）が剥落し、オーブンを汚染することがわかった。このオーブンの汚染は、オーブンの浄化を要することから、太陽電池モデュールの生産性を低下させる。
【０００６】
従って、本発明の目的は、オーブン等の加熱装置の汚染を防止して生産性を低下させることなく太陽電池モデュールを効率的に製造するための方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、透光性ガラス基板上に集積された複数の単位セルを備え、該基板の周縁領域において該ガラス面が露出している太陽電池サブモデュールの裏面に、加熱により軟化・溶融を経て硬化し得る封止樹脂のシートと該ガラス基板よりも大きなサイズを有する保護フィルムとを載置し、真空加熱圧着装置内において該封止樹脂シートおよび保護フィルムと該太陽電池サブモデュールとを真空下に加熱しながら圧着して前記基板の周縁領域において前記基板と前記封止樹脂とを接着させ、該封止樹脂の硬化途中で該太陽電池サブモデュールを該真空加熱圧着装置から取り出し、該加熱圧着により該ガラス基板から溶融延出した封止樹脂部分を対応する保護フィルム部分とともに切除した後、別の加熱装置内で加熱下に該封止樹脂の硬化を完了させることを特徴とする太陽電池モデュールの製造方法を提供する。
【０００８】
封止樹脂は、硬化剤を配合したエチレン／酢酸ビニル共重合体からなることが好ましく、有機保護フィルムは、フッ素樹脂フィルムを含むことが好ましい。
【０００９】
本発明の好ましい態様において、真空加熱圧着は、約１２０℃から約１３０℃の温度で約５分間から約１０分間行われる。また、加熱装置における加熱硬化は、１４０℃以上の温度で約１０分間から約１２０分間行うことが好ましい。
【００１０】
なお、本明細書において、光入射側を前面といい、その反対側を裏面という。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面を参照しながらより詳しく説明する。全図にわたり、同様の要素は、同様の符号で示されている。
【００１２】
既述のように、本発明は、太陽電池サブモデュールを封止樹脂／保護フィルム積層体で封止することにより太陽電池モデュールを製造する方法に関するものである。まず、図１を参照して、本発明により製造される太陽電池モデュールの一例を説明する。
【００１３】
図１に示す太陽電池モデュール１０は、透光性（透明）ガラス基板１１上に集積された複数の太陽電池単位セル１２を有する太陽電池サブモデュールを備える。この太陽電池サブモデュールは、ガラス基板１１側から光が入射される。
【００１４】
各単位セル１２は、ガラス基板１１から順に、透明前面電極層１２１、非単結晶シリコン系光電変換ユニット１２２、および裏面電極層１２３を備える。
【００１５】
ガラス基板１１上に形成される透明前面電極層１２１は、ＩＴＯ膜、ＳｎＯ₂膜、またはＺｎＯ膜のような透明導電性酸化物層等で構成することができる。透明前面電極層１２１は単層構造でも多層構造であってもよく、いずれも、蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタリング法等それ自体既知の気相堆積法を用いて形成することができる。透明前面電極層１２１の表面は、微細な凹凸を含む表面テクスチャ構造を有することが好ましい。透明前面電極層１２１の表面にこのようなテクスチャ構造を形成することにより、非単結晶シリコン系光電変換ユニット１２２に入射した光が光電変換に寄与することなくセル１２の外部へと出射されるのを抑制することができる。
【００１６】
通常、透明前面電極層１２１の上に形成される非単結晶シリコン系光電変換ユニット１２２は、それぞれ図示しないが、透明前面電極層１２１上に形成されたｐ型非単結晶シリコン系半導体層、非単結晶シリコン系薄膜光電変換層、およびｎ型非単結晶シリコン系半導体層を順次積層した構造を有する。これらｐ型半導体層、光電変換層４２およびｎ型半導体層はいずれもプラズマＣＶＤ法を用いて形成することができる。ｐ型シリコン系半導体層は、シリコンまたはシリコンカーバイドやシリコンゲルマニウム等のシリコン合金で形成することができ、ボロンやアルミニウム等のｐ導電型決定不純物原子がドープされている。ｐ型半導体層上に形成される光電変換層は、非単結晶シリコン系半導体材料で形成され、そのような材料には、真性半導体のシリコン（水素化シリコン等）やシリコンカーバイドおよびシリコンゲルマニウム等のシリコン合金等が含まれる。また、光電変換機能を十分に備えていれば、微量の導電型決定不純物を含む弱ｐ型もしくは弱ｎ型のシリコン系半導体材料も用いられ得る。この光電変換層は、非晶質である場合には、通常、０．１〜１０μｍの範囲内の厚さに形成される。光電変換層上に形成されるｎ型シリコン系半導体層は、シリコンまたはシリコンカーバイドやシリコンゲルマニウム等のシリコン合金で形成することができ、燐や窒素等のｎ導電型決定不純物原子がドープされている。
【００１７】
光電変換ユニット上１２２上に形成される裏面電極１２３は、金属材料で形成されるが、裏面電極層１２２は電極としての機能を有するだけでなく、ガラス基板１１から光電変換ユニット１２２に入射し裏面電極層１２２に到達した光を反射して光電変換ユニット１２２内に再入射させる反射層としての機能も有することが好ましいので、銀または銀合金等の銀系材料のような光反射率の高い金属材料で形成することが好ましい。裏面電極層１２３は、蒸着法やスパッタリング法等を用いて形成することができる。
【００１８】
以上説明した透明前面電極層１２１や非単結晶シリコン系光電変換ユニット１２２等は大面積の薄膜としてガラス基板１１上に形成された後、レーザ加工等を利用して複数の薄膜に分割され、複数の単位セル１２が同時に形成される。これら複数の単位セル１２は、電気的に直列接続または並列接続されて、集積構造とされている。
【００１９】
なお、図１に示されているように、ガラス基板１１の周縁領域１１１はサンドブラスト等の手段により、セル１２の作製のために被着された透明前面電極薄膜、シリコン薄膜等が除去され、ガラス面が露出されている。このように、ガラス基板１１の周縁領域においてガラス面が露出していることにより、以後述べる封止樹脂との接着力が向上する。
【００２０】
さて、上に詳述した太陽電池サブモデュールの裏面は、封止樹脂層（接着層）１３を介して保護フィルム１４により保護・封止されている。
【００２１】
本発明に使用される封止樹脂は、加熱により軟化・溶融を経て硬化し得る樹脂であり、ガラス基板１１上に形成された各単位セルを封止し、保護フィルム１４を強固に接着しうる樹脂である。そのような樹脂の例を挙げると、例えば、エチレン／ビニルアセテート共重合体（ＥＶＡ）、エチレン／酢酸ビニル／トリアリルイソシアヌレート（ＥＶＡＴ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリイソブチレン（ＰＩＢ）等の熱可塑性樹脂であり、ガラス基板１１との接着性および価格の点から、ＥＶＡが好ましい。いうまでもなく、これら熱可塑性樹脂には、これを架橋して硬化させるために硬化剤（架橋剤）が配合されている。そのような硬化剤としては、２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジヒドロペルオキシド等の有機過酸化物を好ましく例示することができる。有機過酸化物架橋剤は、１００℃以上の温度に熱することによりラジカルを発生し、上記封止樹脂を架橋させるものであり得る。
【００２２】
保護フィルム１４は、屋外環境に置かれた太陽電池サブモデュールを保護するものであって、耐湿性や耐水性に優れ、絶縁性であることが好ましい。そのような保護フィルム１４は、ポリフッ化ビニルフィルム（例えば、テドラーフィルム（登録商標名））等のフッ素樹脂フィルムやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムのような有機フィルムを封止樹脂層１３と接する側に有するものであればよく、有機フィルムの単層構造であっても、積層構造であってもよい。さらに、保護フィルム１４は、アルミニウム等からなる金属箔をこれら有機フィルムで挟持した構造を有してもよい。アルミニウム箔のような金属箔は耐湿性や耐水性を向上させる機能を有するので、保護フィルム１４をこのような構造とすることにより、太陽電池サブモデュールの裏面をより効果的に水分から保護することができる。有機フィルムとしてはフッ素樹脂フィルムが好ましい。
【００２３】
なお、封止樹脂層１３と保護フィルム１４は、ガラス基板１１の周端面に沿ってトリミング処理されている。
【００２４】
次に、図２〜図４を参照しながら、本発明の太陽電池の製造方法の一例を説明する。なお、図２〜図４において、図１に関して説明した太陽電池単位セル１２の集積構造を一括して符号１２０で示す。
【００２５】
まず、本発明によれば、太陽電池サブモデュールの裏面に、上記封止樹脂のシートと保護フィルムとを載置し、真空加熱圧着装置（いわゆる真空ラミネート装置）内において封止樹脂シートおよび保護フィルムと太陽電池サブモデュールとを真空下に加熱しながら圧着する。
【００２６】
使用する真空ラミネート装置は、二重真空方式のラミネート装置等それ自体既知のものを使用することができる。例えば、図２に示す真空ラミネート装置３０は、下部チャンバ３２と、この下部チャンバ３２に対して図示しない駆動機構によって開閉駆動される上部チャンバ３１とを有する。
【００２７】
上部チャンバ３１には、周辺部を上部チャンバ３１の内周壁に気密に固着したダイアフラム３１１が設けられている。また、上部チャンバ３１の一側壁には、ダイアフラム３１１によって隔離された空間部に連通する上部排気孔３１２が形成され、この上部排気孔３１２には図示しない排気吸引ポンプが接続されている。他方、下部チャンバ３２内には被ラミネート体が載置される載置盤３２１が設けられており、その中には、ラミネートの際の加熱のためのヒータ３２３が内蔵されている。また、下部チャンバ３２の一側壁には下部排気孔３２２が形成され、この下部排気孔３２２には図示しない排気ポンプが接続されている。
【００２８】
上記真空ラミネート装置３０を用いて、ガラス基板１１上に集積した複数のセル１２０を備える太陽電池サブモデュール２０を封止するためには、まず、図２に示すように、ガラス基板１１が載置盤３２１と接するように下部チャンバ３２内の載置盤３２１上に太陽電池サブモデュール２０を載置する。ついで、太陽電池サブモデュール２０の裏面（図２では上面）に、封止樹脂のシート１３’を、そしてその上に保護フィルム１４を載置し、被ラミネート体を構成する。封止樹脂シート１３’は、ガラス基板１１のサイズとほぼ同じか、やや大き目であり、保護フィルム１４は、ガラス基板１１のサイズよりもやや大き目である。
【００２９】
しかる後、上部チャンバ３１を下部チャンバ３２に対して閉じ、上部チャンバ３１と下部チャンバ３２とを減圧し、封止樹脂シート１３’に含まれ得るガスを除去した後、上部チャンバ３１の減圧状態を解除する。すると、図２に示すように上部チャンバ３１に設けられたダイアフラム３１１が下方へ膨張し、ヒータ３２３により加熱された載置盤３２１上に載置された被ラミネート体に圧接する。
かくして、被ラミネート体は載置盤３２１とダイアフラム３１１とによって加熱圧着されて封止樹脂シート１３’が軟化・溶融し、保護フィルム１４と太陽電池サブモデュール２０裏面との接着をもたらし、ラミネート体を提供する。
【００３０】
しかしながら、本発明においては、この真空ラミネート装置３０による加熱・圧着（ラミネート）は、封止樹脂の硬化途中で、すなわち、封止樹脂の硬化が始まった後であるが硬化が完了する前に終了させる。すなわち、真空ラミネート装置における加熱圧着により封止樹脂シート１３’は、軟化・溶融し、硬化し始めるが、この封止樹脂の硬化が未完了のうちに、ラミネート体を真空ラミネート装置３０から取り出す。このラミネート体の取り出しは、下部チャンバ３２の減圧状態を解除し、下方へ膨張したダイアフラム３１１を元の状態へ収縮させたのち、上部チャンバ３１を上昇させて真空ラミネート装置３０を開放することによって行うことができる。なお、真空ラミネート装置３０を用いた加熱圧着の条件は、使用する封止樹脂の硬化特性により適宜設定することができるが、通常の有機過酸化物を配合したＥＶＡでは、１２０℃〜１３０℃で５分から１０分間程度で充分である。
【００３１】
さて、封止樹脂の硬化が未完了のうちに真空ラミネート装置３０から取り出されたラミネート体は、図３に示すように、封止樹脂の溶融・流延によりガラス基板１１の周囲から封止樹脂が延出し、延出部分１３１を形成する。本発明によれば、別の加熱装置で封止樹脂の硬化を完了させる前に、この封止樹脂の延出部分１３１を保護フィルム１４の基板１１からの延在部分１４１とともに、切除（トリミング）する（図４参照）。この切除は、ガラス基板１１の周端面に沿って、カッター等を用いて行うことができる。
【００３２】
しかる後、図４に示す構造をオーブン等の通常の加熱装置（図示せず）中で加熱処理して封止樹脂の硬化を完了させる。この硬化の条件は、使用する封止樹脂の種類に応じて適宜設定することができるが、上記通常のＥＶＡにあっては、約１４０℃以上（分解温度未満）の温度において、１０分間〜１２０分間で行うことができる。なお、この加熱の際、硬化に伴う封止樹脂の収縮は無視し得る程度に少ない。本発明においては、この硬化完了のための再加熱前に、封止樹脂および保護フィルムの余分な部分を切除しているので、加熱装置中における再加熱の際に封止樹脂の延出部分１３１（図３参照）が加熱装置内に剥落して加熱装置を汚染することがない。
【００３３】
こうして、図１に示すような太陽電池モデュール１０が製造される。
【００３４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、太陽電池サブモデュールを封止樹脂を介して保護フィルムにより封止して太陽電池モデュールを製造するに際し、真空ラミネート装置中で封止樹脂の加熱圧着を封止樹脂の硬化途中まで行った後、別の加熱装置で封止樹脂の硬化終了のための再加熱前に、封止樹脂のガラス基板からの延出部分を保護フィルムの不要部分とともに切除しているので、当該延出部分による加熱装置の汚染がなくなり、その汚染による加熱装置の浄化が不要となるので、効率的な太陽電池モデュールの製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により製造される太陽電池モデュールの一例を示す概略断面図。
【図２】本発明により太陽電池モデュールを製造する際の真空ラミネート装置における加熱圧着工程を説明するための概略断面図。
【図３】本発明により真空ラミネート装置から取り出された太陽電池モデュールの状態を示す概略断面図。
【図４】本発明により封止樹脂の硬化完了前にトリミングされた後、太陽電池モデュールを示す概略断面図。
【符号の説明】
１０…太陽電池モデュール
１１…ガラス基板
１１１…ガラス基板の露出周縁部
１２…太陽電池単位セル
１２０…太陽電池単位セルの集積構造
１２１…前面透明電極層
１２２…光電変換ユニット
１２３…裏面電極層
１３…封止樹脂層
１３１…封止樹脂層の溶融延出部分
１３’…封止樹脂シート
１４…保護フィルム
１４１…保護フィルムのガラス基板からの延在部分
２０…太陽電池サブモデュール
３０…真空ラミネート装置
３１…上部チャンバ
３１１…ダイアフラム
３２…下部チャンバ
３２１…載置盤
３２３…ヒータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a solar cell module by sealing a solar cell sub-module with a protective film via a sealing resin.
[0002]
[Prior art]
Non-single-crystal solar cells such as amorphous silicon have a higher degree of freedom of substrate selection than crystalline solar cells, and can be easily formed on a light-transmitting (transparent) glass substrate at a relatively low temperature. Has characteristics. Generally, an amorphous solar cell is a so-called solar cell in which a plurality of solar cell unit cells including a transparent front electrode layer, a non-single-crystal photoelectric conversion unit, and a back electrode layer are formed on a transparent glass substrate, and these are electrically connected to each other. It is configured as a solar cell submodule. Such a solar cell sub-module is a so-called solar cell that is protected by a protective film via a sealing resin on the back surface side in order to physically or chemically protect each unit cell including the back electrode layer. It has been commercialized as a module.
[0003]
Conventionally, the protection (sealing) by the protective film of the solar cell submodule is performed by placing a sheet-like sealing resin (for example, an ethylene / vinyl acetate copolymer blended with a curing agent) on the back surface of the solar cell submodule, A protective film is placed thereon, and a sealing resin sheet and a protective film are thermocompression bonded to the back surface of the solar cell submodule. In this thermocompression bonding process, the sealing resin is cured through softening and melting. After the sealing resin is cured, the excess protective film is trimmed off.
[0004]
By the way, conventionally, the sealing of the solar cell sub-module with the sealing resin sheet / protective film is performed using a vacuum laminating apparatus for the purpose of preventing air bubbles from being mixed, and the sealing resin is softened and melted. The process was continuously performed in the same vacuum laminating apparatus until the end of curing. However, the vacuum laminating apparatus does not have a processing capacity for sealing a plurality of solar cell submodules at a time, and is very expensive. Therefore, in recent years, the solar cell sub-module has been moved from the vacuum laminator to the oven in the middle of the curing at the end of the melting of the sealing resin without performing the thermocompression treatment until the curing of the sealing resin in the vacuum laminating apparatus. Completion of the curing of the sealing resin has been performed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the sealing resin is heated by the vacuum laminating apparatus and becomes a fluid state in the melting stage, the sealing resin is cast and extended (extends) from the glass substrate region. If the solar cell sub-module is reheated for curing in the oven with the melt-extended portion, the melt-extended portion (extruded portion) of the sealing resin may be peeled off and contaminate the oven. all right. This contamination of the oven reduces the productivity of the solar cell module because the oven needs to be cleaned.
[0006]
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for efficiently manufacturing a solar cell module without preventing contamination of a heating device such as an oven and reducing productivity.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention comprises a plurality of unit cells integrated on a translucent glass substrate , and the back surface of the solar cell sub-module in which the glass surface is exposed in the peripheral region of the substrate , heated by placing a protective film having a seat and a larger size than the glass substrate of the sealing resin which can be cured through the softened and melted, the sealing resin sheet and the protective film and the solar in a vacuum heat pressing apparatus The battery sub-module is heated and bonded under vacuum to bond the substrate and the sealing resin in the peripheral region of the substrate , and the solar cell sub-module is bonded to the vacuum thermo-compression bonding during the curing of the sealing resin. Take out the sealing resin part melted and extended from the glass substrate by the thermocompression bonding together with the corresponding protective film part, and then heat it in another heating device. To provide a method of manufacturing a solar cell module, characterized in that curing is completed in the sealing resin.
[0008]
The sealing resin is preferably made of an ethylene / vinyl acetate copolymer blended with a curing agent, and the organic protective film preferably contains a fluororesin film.
[0009]
In a preferred embodiment of the present invention, the vacuum thermocompression bonding is performed at a temperature of about 120 ° C. to about 130 ° C. for about 5 minutes to about 10 minutes. Further, the heat curing in the heating device is preferably performed at a temperature of 140 ° C. or higher for about 10 minutes to about 120 minutes.
[0010]
In this specification, the light incident side is referred to as the front surface, and the opposite side is referred to as the back surface.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. Throughout the figures, similar elements are indicated with similar reference numerals.
[0012]
As described above, the present invention relates to a method for manufacturing a solar cell module by sealing a solar cell sub-module with a sealing resin / protective film laminate. First, an example of a solar cell module manufactured according to the present invention will be described with reference to FIG.
[0013]
A solar cell module 10 shown in FIG. 1 includes a solar cell sub-module having a plurality of solar cell unit cells 12 integrated on a translucent (transparent) glass substrate 11. In this solar cell submodule, light is incident from the glass substrate 11 side.
[0014]
Each unit cell 12 includes a transparent front electrode layer 121, a non-single crystal silicon photoelectric conversion unit 122, and a back electrode layer 123 in order from the glass substrate 11.
[0015]
The transparent front electrode layer 121 formed on the glass substrate 11 can be composed of a transparent conductive oxide layer such as an ITO film, a SnO ₂ film, or a ZnO film. The transparent front electrode layer 121 may have a single-layer structure or a multilayer structure, and any of them can be formed using a known vapor deposition method such as an evaporation method, a CVD method, or a sputtering method. It is preferable that the surface of the transparent front electrode layer 121 has a surface texture structure including fine irregularities. By forming such a texture structure on the surface of the transparent front electrode layer 121, light incident on the non-single crystal silicon-based photoelectric conversion unit 122 is emitted to the outside of the cell 12 without contributing to photoelectric conversion. Can be suppressed.
[0016]
Usually, the non-single-crystal silicon photoelectric conversion unit 122 formed on the transparent front electrode layer 121 is not shown, but a p-type non-single-crystal silicon semiconductor layer formed on the transparent front electrode layer 121 is not formed. It has a structure in which a single crystal silicon thin film photoelectric conversion layer and an n-type non-single crystal silicon semiconductor layer are sequentially stacked. These p-type semiconductor layer, photoelectric conversion layer 42 and n-type semiconductor layer can all be formed using a plasma CVD method. The p-type silicon-based semiconductor layer can be formed of silicon or a silicon alloy such as silicon carbide or silicon germanium, and is doped with p-conductivity determining impurity atoms such as boron or aluminum. The photoelectric conversion layer formed on the p-type semiconductor layer is formed of a non-single-crystal silicon-based semiconductor material. Examples of such a material include intrinsic semiconductor silicon (such as silicon hydride), silicon carbide, and silicon germanium. Silicon alloys and the like are included. In addition, if the photoelectric conversion function is sufficiently provided, a weak p-type or weak n-type silicon-based semiconductor material containing a small amount of a conductivity type determining impurity may be used. When the photoelectric conversion layer is amorphous, it is usually formed to a thickness in the range of 0.1 to 10 μm. The n-type silicon-based semiconductor layer formed on the photoelectric conversion layer can be formed of silicon or a silicon alloy such as silicon carbide or silicon germanium, and is doped with n-conductivity determining impurity atoms such as phosphorus or nitrogen. .
[0017]
The back electrode 123 formed on the photoelectric conversion unit 122 is formed of a metal material, but the back electrode layer 122 not only has a function as an electrode, but also enters the photoelectric conversion unit 122 from the glass substrate 11 and the back surface. Since it also preferably has a function as a reflective layer that reflects light reaching the electrode layer 122 and re-enters the photoelectric conversion unit 122, a metal having a high light reflectance such as silver or a silver-based material such as a silver alloy It is preferable to form with a material. The back electrode layer 123 can be formed using a vapor deposition method, a sputtering method, or the like.
[0018]
The transparent front electrode layer 121 and the non-single crystal silicon photoelectric conversion unit 122 described above are formed on the glass substrate 11 as a large-area thin film, and then divided into a plurality of thin films using laser processing or the like. The unit cells 12 are simultaneously formed. The plurality of unit cells 12 are electrically connected in series or in parallel to form an integrated structure.
[0019]
As shown in FIG. 1, the peripheral region 111 of the glass substrate 11 is removed by removing the transparent front electrode thin film, the silicon thin film, etc., deposited for the production of the cell 12 by means such as sandblasting. The surface is exposed. As described above, since the glass surface is exposed in the peripheral region of the glass substrate 11, the adhesive force with the sealing resin described later is improved.
[0020]
Now, the back surface of the solar cell submodule detailed above is protected and sealed by a protective film 14 via a sealing resin layer (adhesive layer) 13.
[0021]
The sealing resin used in the present invention is a resin that can be cured by being softened and melted by heating, and can seal each unit cell formed on the glass substrate 11 and firmly adhere the protective film 14. Resin. Examples of such resins include heat of ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA), ethylene / vinyl acetate / triallyl isocyanurate (EVAT), polyvinyl butyral (PVB), polyisobutylene (PIB) and the like. EVA is preferable because it is a plastic resin and has good adhesion to the glass substrate 11 and cost. Needless to say, a curing agent (crosslinking agent) is blended in these thermoplastic resins in order to crosslink and cure them. As such a curing agent, an organic peroxide such as 2,5-dimethylhexane-2,5-dihydroperoxide can be preferably exemplified. The organic peroxide crosslinking agent may generate radicals by heating to a temperature of 100 ° C. or higher to crosslink the sealing resin.
[0022]
The protective film 14 protects the solar cell submodule placed in an outdoor environment, and is preferably excellent in moisture resistance and water resistance and is insulative. Such a protective film 14 is a side where the sealing resin layer 13 is in contact with a fluororesin film such as a polyvinyl fluoride film (for example, Tedlar film (registered trademark)) or an organic film such as a polyethylene terephthalate (PET) film. The organic film may have a single layer structure or a laminated structure. Furthermore, the protective film 14 may have a structure in which a metal foil made of aluminum or the like is sandwiched between these organic films. Since metal foil such as aluminum foil has a function of improving moisture resistance and water resistance, the back surface of the solar cell sub-module can be more effectively protected from moisture by using the protective film 14 having such a structure. Can do. As the organic film, a fluororesin film is preferable.
[0023]
The sealing resin layer 13 and the protective film 14 are trimmed along the peripheral end surface of the glass substrate 11.
[0024]
Next, an example of the manufacturing method of the solar cell of this invention is demonstrated, referring FIGS. 2 to 4, the integrated structure of the solar cell unit cells 12 described with reference to FIG.
[0025]
First, according to the present invention, the sealing resin sheet and the protective film are placed on the back surface of the solar cell submodule, and the sealing resin sheet and the protective film are placed in a vacuum thermocompression bonding apparatus (so-called vacuum laminating apparatus). And the solar cell sub-module are heated and bonded under vacuum.
[0026]
As the vacuum laminating apparatus, a known apparatus such as a double vacuum laminating apparatus can be used. For example, the vacuum laminating apparatus 30 shown in FIG. 2 includes a lower chamber 32 and an upper chamber 31 that is opened and closed by a driving mechanism (not shown) with respect to the lower chamber 32.
[0027]
The upper chamber 31 is provided with a diaphragm 311 whose peripheral portion is hermetically fixed to the inner peripheral wall of the upper chamber 31. In addition, an upper exhaust hole 312 communicating with a space isolated by the diaphragm 311 is formed on one side wall of the upper chamber 31, and an exhaust suction pump (not shown) is connected to the upper exhaust hole 312. On the other hand, a mounting board 321 on which the object to be laminated is placed is provided in the lower chamber 32, and a heater 323 for heating at the time of lamination is built therein. A lower exhaust hole 322 is formed on one side wall of the lower chamber 32, and an exhaust pump (not shown) is connected to the lower exhaust hole 322.
[0028]
In order to seal the solar cell submodule 20 including a plurality of cells 120 integrated on the glass substrate 11 using the vacuum laminator 30, first, the glass substrate 11 is placed as shown in FIG. The solar cell submodule 20 is placed on the placement board 321 in the lower chamber 32 so as to be in contact with the board 321. Next, a sheet 13 ′ of sealing resin is placed on the back surface (upper surface in FIG. 2) of the solar cell submodule 20, and a protective film 14 is placed thereon to constitute a laminate. The sealing resin sheet 13 ′ is substantially the same as or slightly larger than the size of the glass substrate 11, and the protective film 14 is slightly larger than the size of the glass substrate 11.
[0029]
Thereafter, the upper chamber 31 is closed with respect to the lower chamber 32, the upper chamber 31 and the lower chamber 32 are depressurized, and the gas that may be contained in the sealing resin sheet 13 ′ is removed. To release. Then, as shown in FIG. 2, the diaphragm 311 provided in the upper chamber 31 expands downward and comes into pressure contact with the object to be laminated placed on the placement board 321 heated by the heater 323.
Thus, the object to be laminated is heat-pressed by the mounting board 321 and the diaphragm 311 to soften and melt the sealing resin sheet 13 ′, thereby bringing the protective film 14 and the back surface of the solar cell sub-module 20 into contact with each other. provide.
[0030]
However, in the present invention, the heating and pressure bonding (laminating) by the vacuum laminating apparatus 30 is completed during the curing of the sealing resin, that is, after the curing of the sealing resin is started but before the curing is completed. Let That is, the sealing resin sheet 13 ′ is softened and melted by thermocompression bonding in the vacuum laminating apparatus and begins to harden, but the laminate is taken out from the vacuum laminating apparatus 30 before the sealing resin is cured. The laminate body is taken out by releasing the decompressed state of the lower chamber 32, contracting the diaphragm 311 expanded downward to the original state, and then raising the upper chamber 31 to open the vacuum laminating apparatus 30. be able to. In addition, although the conditions of the thermocompression bonding using the vacuum laminating apparatus 30 can be appropriately set according to the curing characteristics of the sealing resin to be used, in the case of EVA blended with a normal organic peroxide, the temperature is 120 ° C to 130 ° C. About 5 to 10 minutes is sufficient.
[0031]
Now, as shown in FIG. 3, the laminated body taken out from the vacuum laminator 30 while the sealing resin has not been cured is sealed from the periphery of the glass substrate 11 by melting and casting the sealing resin. Extends to form an extended portion 131. According to the present invention, before the curing of the sealing resin is completed with another heating device, the extending portion 131 of the sealing resin is cut (trimmed) together with the extending portion 141 of the protective film 14 from the substrate 11. (See FIG. 4). This cutting can be performed using a cutter or the like along the peripheral end surface of the glass substrate 11.
[0032]
Thereafter, the structure shown in FIG. 4 is heat-treated in a normal heating device (not shown) such as an oven to complete the curing of the sealing resin. The curing conditions can be appropriately set according to the type of sealing resin to be used. In the case of the above normal EVA, the temperature is about 140 ° C. or higher (below the decomposition temperature) for 10 minutes to 120 minutes. Can be done in minutes. Note that, during this heating, the shrinkage of the sealing resin accompanying curing is negligibly small. In the present invention, the excess portion of the sealing resin and the protective film is removed before reheating for the completion of the curing, so that the extended portion 131 of the sealing resin is used when reheating in the heating device. (Refer to FIG. 3) does not fall into the heating device and contaminate the heating device.
[0033]
In this way, the solar cell module 10 as shown in FIG. 1 is manufactured.
[0034]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when a solar cell module is manufactured by sealing a solar cell submodule with a protective film via a sealing resin, the sealing resin is subjected to thermocompression bonding in a vacuum laminator. After the sealing resin has been cured halfway, before the reheating for the completion of the curing of the sealing resin with another heating device, the extended portion of the sealing resin from the glass substrate is cut off together with the unnecessary portion of the protective film. As a result, the heating device is not contaminated by the extended portion, and purification of the heating device due to the contamination is not required, so that an efficient solar cell module can be manufactured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a solar cell module manufactured according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining a thermocompression bonding process in a vacuum laminating apparatus when manufacturing a solar cell module according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a state of a solar cell module taken out from a vacuum laminator according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a solar cell module after being trimmed before completion of curing of the sealing resin according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Solar cell module 11 ... Glass substrate 111 ... Exposed peripheral part 12 of a glass substrate ... Solar cell unit cell 120 ... Integrated structure 121 of a solar cell unit cell ... Front transparent electrode layer 122 ... Photoelectric conversion unit 123 ... Back electrode layer 13 ... Sealing resin layer 131 ... Melting extension part 13 'of sealing resin layer ... Sealing resin sheet 14 ... Protection film 141 ... Extension part 20 from glass substrate of protection film ... Solar cell sub-module 30 ... Vacuum laminating device 31 ... Upper chamber 311 ... Diaphragm 32 ... Lower chamber 321 ... Mounting board 323 ... Heater

Claims

透光性ガラス基板上に集積された複数の単位セルを備え、該基板の周縁領域において該ガラス面が露出している太陽電池サブモデュールの裏面に、加熱により軟化・溶融を経て硬化し得る封止樹脂のシートと該ガラス基板よりも大きなサイズを有する保護フィルムとを載置し、真空加熱圧着装置内において該封止樹脂シートおよび保護フィルムと該太陽電池サブモデュールとを真空下に加熱しながら圧着して前記基板の周縁領域において前記基板と前記封止樹脂とを接着させ、該封止樹脂の硬化途中で該太陽電池サブモデュールを該真空加熱圧着装置から取り出し、該加熱圧着により該ガラス基板から溶融延出した封止樹脂部分を対応する保護フィルム部分とともに切除した後、別の加熱装置内で加熱下に該封止樹脂の硬化を完了させることを特徴とする太陽電池モデュールの製造方法。A plurality of unit cells integrated on a translucent glass substrate , and sealed on the back surface of the solar cell sub-module where the glass surface is exposed in the peripheral region of the substrate by being softened and melted by heating. A sheet of stop resin and a protective film having a size larger than that of the glass substrate are placed, and the sealing resin sheet, the protective film, and the solar cell submodule are heated in a vacuum in a vacuum thermocompression bonding apparatus. The substrate and the sealing resin are bonded in the peripheral region of the substrate by pressure bonding, and the solar cell submodule is taken out from the vacuum thermocompression bonding device during the curing of the sealing resin, and the glass substrate is obtained by the thermocompression bonding. After cutting out the sealing resin part melted and extended together with the corresponding protective film part, curing of the sealing resin is completed under heating in another heating device. Method of manufacturing a solar cell module according to claim.

封止樹脂が、硬化剤を配合したエチレン／酢酸ビニル共重合体からなることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モデュールの製造方法。The method for producing a solar cell module according to claim 1, wherein the sealing resin is made of an ethylene / vinyl acetate copolymer blended with a curing agent.

保護フィルムが、有機フッ素樹脂フィルムを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モデュールの製造方法。The method for producing a solar cell module according to claim 1, wherein the protective film includes an organic fluororesin film.

真空加熱圧着を、約１２０℃から約１３０℃の温度で約５分間から約１０分間行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の太陽電池モデュールの製造方法。The method for producing a solar cell module according to any one of claims 1 to 3, wherein the vacuum thermocompression bonding is performed at a temperature of about 120 ° C to about 130 ° C for about 5 minutes to about 10 minutes.

加熱装置における硬化を１４０℃以上の温度で約１０分間から約１２０分間行うことを特徴とする請求項４に記載の太陽電池モデュールの製造方法。The method for producing a solar cell module according to claim 4, wherein curing in the heating device is performed at a temperature of 140 ° C or higher for about 10 minutes to about 120 minutes.