TWI405339B - 太陽電池模組 - Google Patents
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Description
本申請案係基於先前日本專利申請案2006－094973號(申請日為3月30日)與先前日本專利申請案2007－029663號(申請日為2月8日)之優先權；該等之全部內容係引用併入於此。
本發明係關於一種使可靠性提升之太陽電池模組。
太陽電池系統係將乾淨且無止盡地供應之太陽光直接轉換為電，因此，太陽電池系統係備受期待作為新穎能量來源。
此處，構成太陽電池系統之太陽電池，每一片之輸出電力為數瓦特(W)左右。所以，當使用太陽電池系統作為住宅或大廈等之電源時，太陽電池系統係使用由複數個太陽電池經串聯或並聯電性連接而成的太陽電池模組。藉此，太陽電池系統的輸出電力可提高至數100W左右。
具體而言，如第1圖所示，太陽電池模組100係具有：太陽電池101、設置於太陽電池101之光入射面側的光入射側支持構件102、設置於該太陽電池101之背面側的背面側支持構件103、位於光入射側支持構件102與背面側支持構件103之間且將太陽電池101予以封裝的封裝材104。
在此等太陽電池模組100中，一般而言，為了提昇耐侯性及耐久性，期望封裝材104與太陽電池101之光入射面及背面能維持為強韌接著。此處，為了改善封裝材104對於太陽電池101之接著力之經時性降低，有提案如添加矽烷偶合劑於封裝材104中的技術(例如，參照日本特開2000－183382號公報)。
在太陽電池模組100未接收太陽光之狀態下，如第1圖所示，在太陽電池101之光入射面側中的應力a，略等於太陽電池101之背面側中的應力b。
另一方面，在太陽電池模組100接收了太陽光之狀態下，太陽電池101之光入射面側的溫度會變得高於太陽電池101之背面側的溫度。伴隨著此現象，封裝材在太陽電池101之光入射面側會比在太陽電池101之背面側更為熱膨脹。由於封裝材104具有比太陽電池101更大之熱膨脹係數，故如第2圖所示，在太陽電池101之光入射面側的應力a會變得小於太陽電池101之背面側的應力b。
如此，由於在太陽電池模組101接收了太陽光之狀態下，應力a及應力b會失去平衡，故如第2圖所示，太陽電池101會產生翹曲。
在此，如第3圖所示，於太陽電池101中，為了將光電轉換部105中所生成之光生載子(photogenerated carrier)予以集電，而設置集電電極106於光電轉換部105之光入射面側，並設置集電電極107於光電轉換部105之背面側。由於集電電極106係設置於太陽電池101之光入射面側，故集電電極106以不妨害太陽光之接收而於可能範圍內形成為細狀為佳。
然而，當因接收太陽光而使太陽電池101產生翹曲時，應力會施加於集電電極106。而且，由於太陽電池100係使用於室外，會反覆進行接收光與不接收光，故對於集電電極106之損傷會被蓄積。因此，集電電極106之集電能力有會下降之虞。另外，由於太陽電池101之翹曲，會因構成光電轉換部105之基板厚度愈薄而變得愈大，故以往係無法將基板厚度製成較薄。
因此，本發明係鑑於上述課題而研發成者，其目的係提供一種將設置於光入射面側之集電電極所蓄積之損傷之影響予以降低的太陽電池模組。
本發明太陽電池模組之第1特徵，其要旨為具備：光入射側支持構件、封裝材、經封裝於上述封裝材中之太陽電池、及背面側支持構件，而上述封裝材含有相接於上述太陽電池之光入射面的第1區域、與相接於上述太陽電池之背面的第2區域，且上述第1區域對於上述太陽電池之接著力係小於上述第2區域對於上述太陽電池之接著力。
若依據此等太陽電池模組，則封裝材之第1區域對於太陽電池之接著力係小於封裝材之第2區域對於太陽電池之接著力。亦即，由於第1區域係以較小之接著力而被接著於太陽電池之光入射面，故第1區域之體積變化對於太陽電池之光入射面所造成之影響力為小。所以，在接收了太陽光之狀態下，即使第1區域熱膨脹，也由於第1區域對於太陽電池之光入射面所造成之影響力為小，故施加於光入射面之應力與施加於背面之應力可保持平衡。換言之，由於在保持內部應力之狀態下，第1區域於太陽電池之光入射面中會偏移，故施加於光入射面之應力與施加於背面之應力可保持於製造時之平衡狀態。結果，由於使太陽電池翹曲而朝向光入射面側凸出的力量會受到緩和，施加於太陽電池光入射面側所接著之集電電極的應力會變弱，故可抑制集電電極所蓄積之損傷。
本發明太陽電池模組之第2特徵，其要旨為具備：光入射側支持構件、封裝材、經封裝於上述封裝材中之太陽電池、及背面側支持構件，而上述封裝材含有相接於上述太陽電池之光入射面的第1區域、與相接於上述太陽電池之背面的第2區域；其中，上述第1區域及上述第2區域含有相同之封裝用樹脂材料，同時並含有使與上述太陽電池之接著力提昇的添加劑；而上述第1區域所含之上述添加劑之量係少於上述第2區域所含之上述添加劑之量。
本發明之第3特徵，係相關於本發明之第2特徵，其中，上述添加劑係矽烷偶合劑。
本發明太陽電池模組之第4特徵，其要旨為具備：光入射側支持構件、封裝材、經封裝於上述封裝材中之太陽電池、及背面側支持構件，而上述封裝材含有相接於上述太陽電池之光入射面的第1區域、與相接於上述太陽電池之背面的第2區域；上述太陽電池係於光入射面及背面具有羥基，且會與上述羥基形成共價鍵或氫鍵之官能基在上述第1區域中之密度係小於上述官能基在上述第2區域中之密度。
本發明太陽電池模組之第5特徵，其要旨為具備：光入射側支持構件、封裝材、經封裝於上述封裝材中之太陽電池、及背面側支持構件，而上述封裝材含有相接於上述太陽電池之光入射面的第1區域、與相接於上述太陽電池之背面的第2區域；上述太陽電池之背面，係經塗佈有使與上述第2區域之接著力提昇的底塗劑。
本發明太陽電池模組之第6特徵，其要旨為具備：光入射側支持構件、封裝材、經封裝於上述封裝材中之太陽電池、及背面側支持構件，而上述封裝材含有相接於上述太陽電池之光入射面的第1區域、與相接於上述太陽電池之背面的第2區域；上述太陽電池係於光入射面及背面中具有羥基，且在上述太陽電池之光入射面之羥基之密度係小於在上述太陽電池之背面之羥基之密度。
本發明太陽電池模組之第7特徵，其要旨為具備：光入射側支持構件、封裝材、經封裝於上述封裝材中之太陽電池、及背面側支持構件，而上述封裝材含有相接於上述太陽電池之光入射面的第1區域、與相接於上述太陽電池之背面的第2區域；上述太陽電池之光入射面之表面積係小於上述太陽電池之背面之表面積。
其次，使用圖式針對本發明之第1實施形態加以說明。在以下之圖式記載中，於相同或類似的部分會附上相同或類似的符號。惟，圖式為模式性者，應留意各尺寸之比例等與現實物係相異。因此，具體性的尺寸等係應參酌以下說明而判斷。又，在圖式相互間當然亦包括相互之尺寸關係或比例互異的部分。
本實施形態之太陽電池模組10之截面圖係表示於第4圖。第4圖(A)係用以說明歷經模組化步驟而經一體化後之狀態的截面構造圖。又，第4圖(B)係用以說明模組化步驟前之狀態的分解圖。
太陽電池模組10備有：太陽電池串(strings)1、封裝材2、光入射側支持構件3及背面側支持構件4。
太陽電池串1係藉由將複數個太陽電池1a、1a…以銅箔等配線材5互相電性連接而形成。
太陽電池1a備有光電轉換部6及集電電極7。
光電轉換部6係可使用如下述之材料來製作：在內部具有PN接合或PIN接合等半導體接合的單晶Si(矽)或多晶Si等結晶系半導體材料、GaAs或CuInSe等化合物系半導體材料、以及薄膜矽系、色素增感系等有機系等一般性太陽電池材料。
集電電極7係經接著於光電轉換部6之光入射面及背面，將光電轉換部6中所生成之光生載子予以收集。因此，集電電極7包括光入射面側集電電極7a與背面電極7b。
光入射面側集電電極7a及背面電極7b，係以含有銀或鋁、銅、鎳、錫、金等或是此等之合金等導電性材料者而形成。又，電極可為含有導電性材料之單層構造，亦可為多層構造。另外，除了含此等導電性材料之層以外，亦可具有含SnO2
、ITO、IWO、ZnO等透光性導電氧化物之層。
為了增大光電轉換部6之光入射面側面積，亦即為了增大光電轉換部6之露出部分之面積，光入射面側集電電極7a係儘量以使其成為小面積之方式而設置。例如，如太陽電池1a之截面圖及俯視圖(參照第5圖(A)及(B))所示，光入射面側集電電極7a係以減小電極寬度而形成為櫛形狀(pectinate)或所謂手指狀。另一方面，背面電極7b可為櫛形狀，亦可設置於光電轉換部6之背面側全面。如此，於本實施形態中，光電轉換部6之光入射面所接著之光入射面側集電電極7a的接著面積，係小於背面所接著之背面電極7b的接著面積。
封裝材2係將太陽電池串1予以封裝。具體言之，如第4圖(A)所示，太陽電池1a之光入射面係與封裝材2之第1區域2a相接，太陽電池1a之背面係與封裝材2之第2區域2b相接。封裝材2可使用EVA(Ethylene．Vinyl．Acetate，即乙烯．乙烯基．醋酸酯)或PVB(poly．vinyl．butyral，即聚乙烯基丁醛)、矽酮樹脂、胺酯(urethane)樹脂、丙烯酸系樹脂、氟系樹脂、離子聚合物樹脂、矽烷改質樹脂、乙烯－丙烯酸共聚物、乙烯－甲基丙烯酸共聚物、聚乙烯系樹脂、聚丙烯系樹脂、酸改質聚烯烴系樹脂、環氧樹脂等樹脂材料而構成，亦可將此等樹脂之2種以上混合而使用。又，當封裝材為EVA等熱可塑性樹脂時，為了提昇接著性，可調配例如矽烷偶合劑。
此處，於本實施形態中，封裝材2之第1區域2a對於太陽電池1a之接著力，係小於封裝材2之第2區域2b對於太陽電池1a之接著力。此等封裝材2之構成，由於與本發明之特徵相關，故於後述再加以詳細說明。
光入射側支持構件3係隔介封裝材2之第1區域2a而接著於太陽電池1a之光入射側。光入射側支持構件3係可含有如玻璃板或塑膠板等作為保護構件之堅硬並不易變形、且使太陽電池1a可吸收之波長光大多會透射過的構件而構成。光入射側支持構件3包含具有：例如1至10mm之厚度之玻璃板。
背面側支持構件4係隔介封裝材2之第2區域2b而接著於太陽電池1a之背面側。為了減輕模組整體之重量，背面側支持構件4係可使用較柔軟之薄膜狀PET(polyethylene terephthalate，即聚對苯二甲酸乙二酯)薄膜或氟樹脂薄膜等樹脂薄膜、氧化矽或氧化鋁等金屬氧化物之蒸鍍膜所形成之樹脂薄膜、鋁箔等金屬薄膜、或是此等之積層薄膜等材料而構成。
關於本實施形態之太陽電池模組10之製造方法，係使用第6圖至第8圖加以說明。
第6圖係表示本實施形態之太陽電池模組10之製造步驟之概要的流程圖。
於步驟101中，製作太陽電池1a。首先，將n型單晶矽基板之表面洗淨，去除雜質。其次，使用射頻電漿化學氣相沉積法(RF plasma CVD)或催化化學氣相沉積法(Cat－CVD)等氣相沉積法，在n型單晶矽基板之光入射面上，將i型非晶矽層與p型非晶矽層依序予以積層。同樣地，在n型單晶矽基板之背面上，將i型非晶矽層與n型非晶矽層依序予以積層。藉此而製作光電轉換部6。繼而，使用磁控濺鍍法(magnetron sputtering)，在p型非晶矽層之之光入射面及n型非晶矽層之背面，形成ITO膜。然後，使用網版印刷法、平版印刷法等印刷法，將環氧系熱硬化型之銀糊劑以所設定之圖案配置於ITO膜之光入射面上。同樣地，將環氧系熱硬化型之銀糊劑等導電性材料，以所設定之圖案配置於ITO膜之背面上。藉此，光入射面側集電電極7a及背面電極7b，係一體化地形成於光電轉換部6上。又，於本實施形態中，光入射面側集電電極7a係形成為櫛形狀，背面電極7b係形成於光電轉換部6之背面側之全面。藉由以上過程，而製作成太陽電池1a。
其次，於步驟102中，製作太陽電池串1。具體而言，係一邊將配線材5壓在一太陽電池1a之光入射面側集電電極7a與另一太陽電池1a之背面電極7b，一邊加熱，而使該等連接。藉此，使一太陽電池1a與鄰接於該一太陽電池1a之另一太陽電池1a電性連接，而製作成太陽電池串1。
此處，在與步驟101及步驟102為並行或事先進行的步驟103中，製作及準備好封裝材2。
其次，在步驟104中，製作太陽電池模組10。該模組化步驟，包括以下2個步驟。
積層(laminate)步驟：此步驟係使用第7圖所示之真空積層裝置20，用以抑制各構件之間產生氣泡，同時並將內部構件之間互相暫時接著的步驟。真空積層裝置20之內部，係以隔膜(diaphragm)30而分為上下兩室，各室可獨立地減壓。首先，在真空積層裝置20內構成為可進行加熱的載置台40上，將光入射側支持構件3、光入射側封裝材薄片(第1區域)2a、太陽電池串1、背面側封裝材薄片(第2區域)2b、及背面側支持構件4，依此順序予以載置。其次，一邊將載置台40加熱至所設定之溫度，一邊從上下各室排氣並進行消泡。繼而，藉由吸氣至上室，而以隔膜30將太陽電池模組10確保僅於所設定時間內予以暫時接著。
硬化(cure)步驟：此步驟係使用第8圖所示之加熱裝置50，用以使封裝材2硬化的步驟。加熱裝置50係藉由送溫風而可均勻地將太陽電池模組10予以加熱。首先，將經暫時接著之太陽電池模組10投入加熱裝置50內。其次，將太陽電池模組10以所設定之溫度僅加熱所設定之時間。藉此，封裝材2係完全地硬化。
進行以上操作，而製造本實施形態之太陽電池模組10。
於本實施形態中，其特徵為：封裝材2之第1區域2a對於太陽電池1a之接著力，係小於封裝材2之第2區域2b對於太陽電池1a之接著力。如此，要使第1區域2a與太陽電池1a之接著力變得小於第2區域2b與太陽電池1a之接著力，於上述太陽電池模組10之製造步驟中，可使用如以下之方法。
(1)定錨效應(anchor effect)之利用以使太陽電池1a之光入射面之表面積會變得小於背面之表面積的方式，於背面形成凹凸形狀。藉此，在第1區域2a與太陽電池1a之界面所產生之定錨效應，會變得小於第2區域2b與太陽電池1a之界面所產生之定錨效應。所以，可使第1區域2a與太陽電池1a之接著力，變得小於第2區域2b與太陽電池1a之接著力。
具體而言，於上述步驟101中，在n型單晶矽基板，使用反應性離子蝕刻(RIE，即reactive ion etching)等而藉由ClF3
等蝕刻氣體實施表面處理。藉由使用該n型單晶矽基板製造太陽電池1a，而可使太陽電池1a之光入射面之表面積變得小於該太陽電池之背面之表面積。
(2)使接著力提升之表面處理於太陽電池1a之背面，實施用以使第2區域2b與太陽電池1a之接著力提昇的表面處理。另一方面，於光入射面則不實施該表面處理。藉此，可使第1區域2a與太陽電池1a之接著力，變得小於第2區域2b與太陽電池1a之接著力。
具體而言，係在以上述步驟101所製成之太陽電池1a之背面，實施以下所示之任一種表面處理。
電漿處理：主要係藉由將氬氣或氧氣等於大氣中進行電漿化，再吹附於太陽電池1a之背面，而於背面形成羥基。
電暈放電處理：在太陽電池1a之背面附近使電暈放電產生，藉由使背面成為經活性化之自由基之狀態，而促使羥基形成於表面。
UV照射處理：藉由將高壓水銀燈、金屬鹵素燈等之紫外線(波長200至300mm)照射至太陽電池1a之背面，而去除有機物質等污染物質並同時將表面活化，促使羥基形成於表面。
(3)使接著力提昇之底塗劑的塗佈將使與第2區域2b之接著力提昇的底塗劑，塗佈於太陽電池1a之背面；另一方面，則不將該底塗劑塗佈於光入射面。藉此，可使第1區域2a與太陽電池1a之接著力，變得小於第2區域2b與太陽電池1a之接著力。
具體而言，係在構成上述步驟102所製成之太陽電池串1的各太陽電池1a之背面，使用會使與第2區域2b之接著力提昇的底塗劑，藉由噴霧法等而實施底漆(primer)處理。可使用環氧樹脂、酚化合物、矽烷化合物等作為此等底塗劑。又，此等底漆處理，可針對上述步驟101所製成之太陽電池1a而進行。此時，當底塗劑為絕緣性時，在光入射面側集電電極7a中之配線材5所連接之部分實施遮蔽(masking)。
(4)經加入使接著力提昇之添加劑的封裝材的使用於上述步驟103中，準備經加入會使與太陽電池1a之接著力提昇之添加劑的封裝材，以作為第2區域2b所使用之封裝材。另一方面，準備經加入較少或未加入該添加劑的封裝材，以作為第1區域2a所使用之封裝材。藉由使用此等封裝材，而可使第1區域2a與太陽電池1a之接著力，變得小於第2區域2b與太陽電池1a之接著力。
具體而言，上述經加入添加劑之封裝材，係藉由將封裝材之材料與上述添加劑置入缸筒加熱爐中，製成熔融狀態，並從金屬口壓出而經薄片化者。
(5)將與羥基形成共價鍵之官能基之密度予以調整的封裝材的使用於上述步驟103中，準備會與存在於太陽電池1a表面之羥基形成共價鍵之官能基之密度為較大的封裝材，以作為第2區域2b所使用之封裝材。另一方面，準備該密度為較小的的封裝材，以作為第1區域2a所使用之封裝材。於此等封裝材中，與無機材料會形成共價鍵或氫鍵的側鏈或主鏈的密度，在第2區域2b中為較大。所以，藉由使用此等封裝材，而可使第1區域2a與太陽電池1a之接著力，變得小於第2區域2b與太陽電池1a之接著力。
具體而言，此等封裝材可藉由下列方法等而製造：將矽烷偶合劑使用矽醇縮合觸媒或接枝化反應觸媒而導入矽醇基的方法；將一種有機樹脂與矽烷偶合劑藉由化學反應而結合的方法，其中，該有機樹脂具有能與矽烷偶合劑之有機官能基進行反應之有機官能基；使可與矽烷偶合劑共聚合之樹脂之側鏈進行反應的方法等。
若依據本實施形態，藉由具有此等構成，而可提供一種能抑制因光照射方法不同而造成長時間使用後之特性下降，並提昇可靠性的太陽電池模組。於以下詳細說明其理由。
表1，係表示構成太陽電池模組之主要構件之線膨脹係數的特性表。就作為封裝材而言，係顯示主要材料的EVA樹脂之值。又，就作為太陽電池而言，係顯示一般所用材料的矽之值。又，就作為背面薄膜而言，係記入PET薄膜之值。
如表1所示，線膨脹係數係：封裝材>PET薄膜>銅>玻璃≒矽的關係。另外，可知在構成太陽電池模組之構件中，封裝材之線膨脹係數與矽之線膨脹係數相差最大。
所以，在模組化步驟中，已熱膨脹之各構成構件之收縮程度，以線膨脹係數大之封裝材為最大，以線膨脹係數小之矽材料所構成之太陽電池為最小。
在製造習知之太陽電池模組100時，如第1圖所示，施加於太陽電池101之光入射面之應力a與施加於背面之應力b略為相等。然而，在接收了太陽光之狀態下，如第2圖及第3圖所示，太陽電池101之光入射面側之封裝材因軟化/膨脹而造成應力a與應力b失去平衡，使太陽電池101產生翹曲。結果，會蓄積損傷於集電電極106，太陽電池模組100之可靠性會下降。又，以上之太陽電池模組之輸出電力下降，係隨著矽晶圓變薄而更容易引起該現象。
另一方面，若依據本實施形態之太陽電池模組10，封裝材2之第1區域2a對於太陽電池1a之接著力，會小於封裝材2之第2區域2b對於太陽電池1a之接著力。亦即，由於第1區域2a係以較小之接著力經接著於太陽電池1a之光入射面，故第1區域2a之體積變化對於太陽電池1a之光入射面所造成之影響力為較小。所以，在接收太陽光之狀態下，即使第1區域2a軟化/膨脹，也由於第1區域2a對於太陽電池1a之光入射面所造成之影響力為小，故施加於光入射面之應力a與施加於背面之應力b會保持平衡。換言之，由於在保持內部應力a之下，第1區域2a於太陽電池1a之光入射面中會偏移，故施加於光入射面之應力a與施加於背面之應力b可保持如製造時的狀態之平衡。結果，由於使太陽電池1a翹曲而朝向光入射面側形成凸出的力量會受到緩和，施加於光入射面側集電電極7a的應力會變弱，故可抑制集電電極之接觸電阻之增加或剝離。
具體而言，如第10圖所示，依據本實施形態之太陽電池模組10，即使在太陽光入射時，施加於太陽電池1a之光入射面之應力a與施加於背面之應力b的大小係保持相等而平衡(參照第10圖(A))。又，在因太陽光入射而使第2區域2b膨脹時，太陽電池1a可變為朝向背面側凸出(參照第10圖(B))。此時，背面電極7b與光入射面側集電電極7a相比，因為藉由增大與光電轉換部6之接著面積而可加強接著強度，故如第10圖(B)所示，即使太陽電池1a翹曲而朝向背面側凸出，對於背面電極7b之損傷亦小。
如此，若依據本實施形態之太陽電池模組10，可提供一種能抑制對於設置於光入射面側之集電電極所蓄積之損傷，並能提昇可靠性的太陽電池模組10及太陽電池模組10之製造方法。
雖然本發明係依據上述實施形態而加以記載，但應理解本發明之範圍並不受到構成該揭示內容之一部分之論述及圖式所限定。同行業者可從該內容推知各種代替實施形態、實施例及運用技術。
例如，於上述實施形態中，雖然將背面電極7b接著於光電轉換部6之背面全面，但亦可以使光電轉換部之一部分露出之方式而接著，亦可與光入射面側集電電極7a同樣地形成櫛形狀。
又，於上述實施形態中，雖然太陽電池之光入射側及背面側之封裝材皆為單層構造者，但並不受限於此種構造，光入射側或背面側中之一者之封裝材可製成為2層以上之構造。或著是光入射側及背面側之封裝材皆可製成為2層以上之構造。第9圖係於第1區域2a之光入射面備有第3區域2c、再於第2區域2b之背面備有第4區域2d的太陽電池模組10的分解截面圖。在第9圖所示之太陽電池模組10中，第1區域2a與太陽電池1a之接著力亦小於第2區域2b與太陽電池1a之接著力。另一方面，可從前述EVA或PVB等樹脂材料單獨或組合者中加以選擇用以形成第3區域及第4區域的封裝材料。即使在此情形時，亦可發揮與上述實施型態相同之效果。
如此，本發明當然包括未記載於本說明書之各種實施形態等。所以，本發明之技術範圍，係從上述說明，僅依據合理之專利申請範圍相關之發明特定事項而決定者。
以下，針對本發明之太陽電池模組，列舉實施例而具體說明，但本發明不限定於下述實施例所示者，在沒有變更該要旨之範圍內，可適當變更而實施。
首先，針對使接著力提昇之添加劑與接著力的關係加以調查。使用EVA樹脂作為填充材，使用乙烯基三氯矽烷(矽烷偶合劑)作為使接著力提昇用之添加劑。
所使用之EVA樹脂係乙烯乙烯基：醋酸乙烯酯＝7：3(wt%比率)，其含有作為交聯劑之二甲基己烷(2wt%；相對於EVA樹脂之比率)、作為交聯輔助劑之異三聚氰酸三烯丙酯(3wt%；相對於EVA樹脂之比率)、作為安定劑之氫醌(1wt%；相對於EVA樹脂之比率)，且成形為0.6mm厚之薄片狀。
將與此等樹脂共同調配之矽烷偶合劑所相對於EVA樹脂之調配量予以變化為0.5wt%、2wt%、5wt%，製作成試料EVA－1、試料EVA－2、試料EVA－3。然後，將試料EVA－1至3之接著力，藉以下之方法評估。
首先，在大小為10cm×10cm且厚度約4mm之玻璃上，藉由濺鍍法而形成厚度約1000之ITO膜。其次，在積層裝置之載置台上，使ITO膜面向上側而將此玻璃板載置於台上，再於其上將上述之試料EVA－1至3中任一者之薄片、厚度約188 μm之PET薄膜依序載置，然後歷經積層步驟而一體化。
其次，在此積層體中，從PET薄膜側相對於EVA薄膜，再直至與ITO膜之界面，切割5mm寬×5cm長之矩形狀切縫。繼而，從該切縫之端部同時往上提起PET薄膜及EVA層，測定EVA層從ITO膜剝離時之抗張強度。
EVA層從ITO膜剝離時之抗張強度，係使用第11圖所示之裝置，將EVA與PET之端部朝著垂直拉離之方向拉伸而測定。具體而言，係使玻璃板面向下側，將該積層體固定於剝離強度設定器60之試料台(未圖示)上，同時藉由夾子61而將積層體之PET薄膜及EVA層夾住(未圖示)。然後，藉由轉動該剝離強度設定器60之手柄62，夾子61就會被拉伸，故藉由測定該剝離強度設定器60之量表(gauge)63所示之剝離強度之最大值，而測定接著力。
分別使用試料EVA－1、試料EVA－2、試料EVA－3時之實驗結果顯示於表2。
如表2所示，確認矽烷偶合劑量若增加，同時接著力亦會提昇。
其次，於此等試料中，使用EVA－1與試料EVA－3而製成太陽電池模組。具體而言，係在太陽電池之光入射側封裝材使用接著力為150g之EVA－1，在太陽電池之背面側封裝材使用接著力為350g之EVA－3，而製成實施例之太陽電池模組。
另外，製做在太陽電池之光入射側及背面側之封裝材皆使用EVA－3而製成之太陽電池模組，以作為比較例1。再者，係在太陽電池之光入射側封裝材使用EVA－3，在背面側封裝材使用EVA－1，而製成太陽電池模組，以作為比較例2。又，以太陽電池而言，係使用具有由n型之單晶矽與p型之非晶矽所構成之pn接合、且在其間***薄之i型之非晶矽層的HIT(註冊商標)構造的太陽電池。
針對上述實施例、比較例1及比較例2之各個太陽電池模組，使用恆溫槽進行下述之循環試驗，比較試驗前後之太陽電池模組之輸出。
輸出比(試驗後之模組特性/試驗前之模組特性)之結果表示於表3。表3中之輸出比，係溫度循環試驗前後之模組輸出比(模組輸出電力比之最大值比)。
又，溫度循環試驗係依據JIS C8917之規定而進行。以恆溫槽之控制器程式化之溫度條件變化之曲線圖係表示於第12圖。具體而言，將各樣本保持於恆溫槽內，並如第12圖所示，耗費45分鐘使其從25℃上昇至90℃，維持於該溫度90分鐘；然後耗費90分鐘使其下降至－40℃，維持於該溫度90分鐘；再耗費45分鐘使其上昇至25℃。將上述過程作為一循環(6小時)，對本溫度循環試驗實施200循環。實施溫度循環試驗，而進行背面側保護構件之接著力之測定等。又，於本實施形態中，為了更詳細地檢討溫度變化所造成之影響，係將規定為200循環之試驗，延長為600循環而進行實驗。
如表3所示，可知本發明之實施例之模組輸出比為最高，在溫度循環試驗後亦具有最高之模組輸出比。
另一方面，將太陽電池之光入射側及背面側之封裝材以相同接著力之封裝材而製成的比較例1，以及使用光入射側封裝材之接著力大於背面側封裝材之接著力的比較例2，則皆只能獲得比實施例小的輸出比。
由以上結果，可知藉由將光入射側封裝材對於太陽電池之接著力變得小於背面側封裝材對於太陽電池之接著力，則可提供能減低集電電極所蓄積之損傷之影響的太陽電池模組。
1．．．太陽電池串
1a．．．太陽電池
2．．．封裝材
2a．．．第1區域
2b．．．第2區域
2c．．．第3區域
2d．．．第4區域
3．．．光入射側支持構件
4．．．背面支持構件
5．．．配線材
6．．．光電轉換部
7．．．集電電極
7a．．．光入射面側集電電極
7b．．．背面電極
10．．．太陽電池模組
20．．．真空積層裝置
30．．．隔膜
40．．．載置台
50．．．加熱裝置
60．．．剝離強度設定器
61．．．夾子
62．．．手柄
63．．．量表
100．．．太陽電池模組
101．．．太陽電池
102．．．光入射側支持構件
103．．．背面側支持構件
104．．．封裝材
105．．．光電轉換部
106．．．集電電極
107．．．集電電極
a．．．應力
b．．．應力
S101．．．步驟101
S102．．．步驟102
S103．．．步驟103
S104．．．步驟104
第1圖係說明對於習知之太陽電池的應力之圖。
第2圖係說明對於習知之太陽電池的應力之圖。
第3圖係說明對於習知之太陽電池的應力之圖。
第4圖(A)及(B)係說明實施形態之太陽電池模組的圖。
第5圖(A)及(B)係說明實施形態之太陽電池的圖。
第6圖係說明實施形態之太陽電池模組之製造方法的流程圖。
第7圖係說明積層步驟所用之真空積層裝置的圖。
第8圖係說明硬化步驟所用之加熱裝置的圖。
第9圖係說明其他實施形態之太陽電池模組的圖。
第10圖(A)及(B)係說明對於實施形態之太陽電池的應力之圖。
第11圖係說明剝離強度測定器的圖。
第12圖係溫度循環試驗之溫度條件變化的曲線圖。
1．．．太陽電池串
1a．．．太陽電池
2．．．封裝材
2a．．．第1區域
2b．．．第2區域
3．．．光入射側支持構件
4．．．背面支持構件
5．．．配線材
6．．．光電轉換部
7a．．．光入射面側集電電極
7b．．．背面電極
10．．．太陽電池模組
Claims (7)
- 一種太陽電池模組，係具備：光入射側支持構件、封裝材、經封裝於該封裝材中之太陽電池、及背面側支持構件；該封裝材含有相接於該太陽電池之光入射面的第1區域、與相接於該太陽電池之背面的第2區域；該第1區域對於該太陽電池之接著力，係小於該第2區域對於該太陽電池之接著力。
- 一種太陽電池模組，係具備：光入射側支持構件、封裝材、經封裝於該封裝材中之太陽電池、及背面側支持構件；該封裝材含有相接於該太陽電池之光入射面的第1區域、與相接於該太陽電池之背面的第2區域；該第1區域及該第2區域含有相同之封裝用樹脂材料，並含有使與該太陽電池之接著力提昇的添加劑；該第1區域所含之該添加劑之量，係少於該第2區域所含之該添加劑之量。
- 如申請專利範圍第2項之太陽電池模組，其中，該添加劑係矽烷偶合劑。
- 一種太陽電池模組，係具備：光入射側支持構件、封裝材、經封裝於該封裝材中之太陽電池、及背面側支持構件；該封裝材含有相接於該太陽電池之光入射面的第1區域、與相接於該太陽電池之背面的第2區域； 該太陽電池於光入射面及背面具有羥基；與該羥基形成共價鍵或氫鍵之官能基，在該第1區域中之密度係小於該官能基在該第2區域中之密度。
- 一種太陽電池模組，係具備：光入射側支持構件、封裝材、經封裝於該封裝材中之太陽電池、及背面側支持構件；該封裝材含有相接於該太陽電池之光入射面的第1區域、與相接於該太陽電池之背面的第2區域；該太陽電池之背面，係經塗佈有提昇與第2區域之接著力的底塗劑。
- 一種太陽電池模組，係具備：光入射側支持構件、封裝材、經封裝於該封裝材中之太陽電池、及背面側支持構件；該封裝材含有相接於該太陽電池之光入射面的第1區域、與相接於該太陽電池之背面的第2區域；該太陽電池於光入射面及背面具有羥基；在該太陽電池之光入射面之羥基密度，係小於在該太陽電池之背面之羥基密度。
- 一種太陽電池模組，係具備：光入射側支持構件、封裝材、經封裝於該封裝材中之太陽電池、及背面側支持構件；該封裝材含有相接於該太陽電池之光入射面的第1區域、與相接於該太陽電池之背面的第2區域；該太陽電池之光入射面之表面積，係小於該太陽電 池之背面之表面積。
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