專利名稱：制造太陽(yáng)能電池模塊的方法
相關(guān)申請(qǐng)本發(fā)明基于2005年3月16日提交的日本專利申請(qǐng)?zhí)?005-075531，并要求其優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容引用結(jié)合在此。
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種制造由多個(gè)太陽(yáng)能電池子模塊構(gòu)成的太陽(yáng)能電池模塊的方法，特別是涉及到制造由通過(guò)將置于長(zhǎng)形彈性基底上的太陽(yáng)能電池分割而形成的多個(gè)太陽(yáng)能電池子組件所構(gòu)成的太陽(yáng)能電池模塊的方法。
2.相關(guān)技術(shù)太陽(yáng)能電池作為一種可維持的能源，最近引起了廣泛的關(guān)注。對(duì)于有著更加廣泛應(yīng)用的太陽(yáng)能電池而言，有必要減少制造成本和價(jià)格。因此，滾筒—滾筒生產(chǎn)方法的薄膜太陽(yáng)能電池可期望是低成本和有用的，在該方法中，在傳送長(zhǎng)形彈性基底的同時(shí)生產(chǎn)出太陽(yáng)能電池。
在制造由通過(guò)將太陽(yáng)能電池分割并將其相互連接而形成的多個(gè)太陽(yáng)能電池子組件所構(gòu)成的太陽(yáng)能電池模塊中，已經(jīng)提出要強(qiáng)化性能并旨在保護(hù)太陽(yáng)能電池。(例如，參見(jiàn)專利文獻(xiàn)1)在該文獻(xiàn)的方法中，膠粘樹(shù)脂的薄板暫時(shí)固定在太陽(yáng)能電池的發(fā)電層上以防止由于損害、破裂或污染所致的性能降低。然后通過(guò)將與發(fā)電層相對(duì)的表面上的引出電極連接到連接件來(lái)連接太陽(yáng)能電池子模塊。膠粘樹(shù)脂、保護(hù)性元件和支撐元件設(shè)置在兩個(gè)表面上，隨后經(jīng)歷加熱和粘合。
〔專利文獻(xiàn)1〕日本未審查專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào).2000-349308在制造太陽(yáng)能電池模塊的該常規(guī)方法中，在將太陽(yáng)能電池的子模塊的連接電極連接到連接件之后，為了使得表面保護(hù)元件粘合到連接件部分，而不與太陽(yáng)能電池子模塊接觸、不增加制造過(guò)程中所需的薄板數(shù)量、不增加模制樹(shù)脂的成本以及無(wú)需額外的生產(chǎn)加工，膠粘樹(shù)脂設(shè)置在太陽(yáng)能電池子模塊的發(fā)電層側(cè)的整個(gè)表面上。

發(fā)明內(nèi)容
考慮上述問(wèn)題而做出本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是提供一種制造太陽(yáng)能電池模塊的方法，該方法減少了生產(chǎn)所需的材料以及加工，并且降低了制造成本，同時(shí)防止在連接元件和用作為保護(hù)材料的表面材料之間的劣質(zhì)粘合。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種制造由分割太陽(yáng)能電池(在長(zhǎng)形彈性基底一表面上具有發(fā)電層、在另一表面上具有引出電極)而形成的多個(gè)太陽(yáng)能電池子模塊所構(gòu)成的太陽(yáng)能電池模塊的方法。該制造方法包括將膠粘樹(shù)脂初步固定在太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換元件上的步驟，將太陽(yáng)能電池分割成多個(gè)太陽(yáng)能電池子模塊的步驟，用將太陽(yáng)能電池子模塊的引出電極連接的步驟，以及在太陽(yáng)能電池子模塊的光電轉(zhuǎn)換元件相對(duì)的表面上設(shè)置膠粘樹(shù)脂、并使得該膠粘樹(shù)脂和光電轉(zhuǎn)換元件上的膠粘樹(shù)脂熔化并粘合到用作為強(qiáng)化材料的后表面材料的步驟。
這種制造太陽(yáng)能電池模塊的方法(其中在將相鄰的太陽(yáng)能電池子模塊連接之后，僅在與光電轉(zhuǎn)換元件相對(duì)的一表面上設(shè)置膠粘樹(shù)脂)減少了生產(chǎn)所需的材料和加工，且降低制造成本，同時(shí)防止連接元件和后表面材料之間的劣質(zhì)粘合。
根據(jù)本發(fā)明的一種制造太陽(yáng)能電池模塊的方法(其中在將太陽(yáng)能電池子模塊的引出電極連接之后，僅在與光電轉(zhuǎn)換元件相對(duì)的一表面上設(shè)置膠粘樹(shù)脂)具有如下優(yōu)點(diǎn)減少了生產(chǎn)所需的材料和加工，并且降低了制造成本，同時(shí)防止連接材料和后表面材料之間的劣質(zhì)粘合。
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行描述。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例示例的太陽(yáng)能電池模塊的層壓結(jié)構(gòu)。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例示例的太陽(yáng)能電池模塊的整體結(jié)構(gòu)的平面圖；圖3示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例示例的太陽(yáng)能電池子模塊中的橫截面結(jié)構(gòu)；以及圖4示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例示例的太陽(yáng)能電池模塊的制造過(guò)程。
〔標(biāo)號(hào)描述〕1太陽(yáng)能電池2，5膠粘樹(shù)脂3前表面材料4連接材料6后表面材料
11，12，13，14太陽(yáng)能電池子模塊20彈性基底21底電極22發(fā)電層23，24通孔25后電極25a，25b引出電極26透明電極具體實(shí)施方式
圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例示例的太陽(yáng)能電池模塊的層壓結(jié)構(gòu)。太陽(yáng)能電池100包括長(zhǎng)形彈性基底和在該基底上形成的光電轉(zhuǎn)換元件。如圖1(A)所示，諸如EVA的膠粘樹(shù)脂薄板200附著在太陽(yáng)能電池1(它包括長(zhǎng)形基底和在該基底上形成的光電轉(zhuǎn)換元件)的光電轉(zhuǎn)換元件表面?zhèn)龋员Ｗo(hù)發(fā)電層。
然后，具有膠粘樹(shù)脂2的太陽(yáng)能電池100被分割形成多個(gè)太陽(yáng)能電池子模塊。在處理之后，如圖1(B)所示，由一種展示高度光耐受性的含氟薄膜，即ETFE薄膜所構(gòu)成的用作為保護(hù)材料的表面材料3放置在具有膠粘樹(shù)脂2的太陽(yáng)能電池子模塊1的入射光平面上。然后，由具有膠粘物質(zhì)的導(dǎo)體長(zhǎng)帶所構(gòu)成的連接元件4粘接在與入射光平面相反的表面的引出電極區(qū)域上，以連接太陽(yáng)能電池子模塊的連接電極。在該物件中，提供有作為膠粘薄膜的EVA薄板的膠粘樹(shù)脂5。最后，放置ETFE后表面材料6。
通過(guò)在加熱和真空層壓處理中熔化膠粘樹(shù)脂2和5，使得這些層壓材料粘合。在熔化之前，沒(méi)有樹(shù)脂的空間7存在于連接元件4和前表面材料3之間，在膠粘樹(shù)脂2和5在層壓處理中經(jīng)過(guò)熔化和壓縮之后，空間7被膠粘樹(shù)脂2和5所填充，并且整個(gè)元件被粘合成如圖1(c)所示的單體。標(biāo)號(hào)8指示已消失的空間。
圖2是該實(shí)施例示例的太陽(yáng)能電池模塊整體結(jié)構(gòu)的平面圖。太陽(yáng)能電池模塊由多個(gè)(在該示例中是四個(gè))在后表面材料6上形成太陽(yáng)能電池子模塊11、12、13以及14來(lái)構(gòu)成。這些太陽(yáng)能電池子模塊的引出電極25a和25b通過(guò)連接件4被串聯(lián)。由于在該圖中前表面材料3是透明的，則太陽(yáng)能電池子模塊是可見(jiàn)的。
圖3示出圖2中太陽(yáng)能電池子模塊11、12、13和14在該實(shí)施例示例中的橫截面結(jié)構(gòu)。在太陽(yáng)能電池子模塊11、12、13和14中這樣的結(jié)構(gòu)是普遍的。如圖3所示，底電極21、透明電極26以及發(fā)電層22設(shè)置在連續(xù)彈性基底20的一表面上。通過(guò)通孔23和24以及設(shè)置在發(fā)電層22相對(duì)的彈性基底表面上的后電極25將多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件串聯(lián)。在兩端的電極構(gòu)成了引出電極25a和25b。
這種層壓結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池子模塊可以具有由無(wú)定形硅(a-Si)和無(wú)定形硅鍺(a-SiGe)構(gòu)成的一前一后的結(jié)構(gòu)，彈性基底20可由聚酰亞胺制成。彈性基底20還可以是從PET、PEN、聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚碳酸酯、PBT、PPS、液晶聚合體以及PEI中選擇出的樹(shù)脂薄膜，或者是不銹鋼基底。作為半導(dǎo)體層的發(fā)電層22也可由無(wú)定形碳化硅(a-SiC)、微晶硅(μc-Si)、μc-SiGe、μc-SiC或μc-Ge構(gòu)成。此外，太陽(yáng)能電池還可由單層結(jié)構(gòu)或三層前后結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換元件所構(gòu)成，或者還有，復(fù)合太陽(yáng)能電池、染料敏化太陽(yáng)能電池或者有機(jī)太陽(yáng)能電池。
圖1示出的膠粘樹(shù)脂2和5使得保護(hù)元件(前表面材料3和后表面材料6)粘合在太陽(yáng)能電池子模塊上。粘合樹(shù)脂必須對(duì)熱和濕度很穩(wěn)定。因此，當(dāng)膠粘樹(shù)脂置于光電轉(zhuǎn)換元件和的入射光表面上時(shí)，對(duì)于膠粘樹(shù)脂2和5來(lái)說(shuō)需要光透明度以及光穩(wěn)定性。膠粘樹(shù)脂還需要在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行處理，并且要檢測(cè)保護(hù)性元件和太陽(yáng)能電池的形狀。在某些情形中，期望膠粘樹(shù)脂可吸收外力并防止損傷。因此，可將熱塑性樹(shù)脂用作膠粘樹(shù)脂。
具體地，乙烯乙烯基醋酸鹽共聚物(EVA)用在該示例中。膠粘樹(shù)脂的材料也可從聚乙烯醇縮丁醛、硅樹(shù)脂、乙烯丙烯酸酯共聚物樹(shù)脂、乙烯甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸共聚物、聚乙烯、聚丙烯等中選擇。膠粘樹(shù)脂以薄板的形狀使用，因?yàn)樗迷跐L筒—滾筒處理中。實(shí)際上用到的薄板具有0.4mm的厚度以及300m的長(zhǎng)度。通過(guò)使用滾筒加熱器在120℃下熔化EVA并將EVA壓入到太陽(yáng)能電池子模塊所對(duì)準(zhǔn)的光電轉(zhuǎn)換元件側(cè)來(lái)執(zhí)行粘合。
EVA的厚度可以不是0.4mm，而是在大約0.1mm到2mm的范圍值內(nèi)。膠粘樹(shù)脂的形狀不必是薄板，但是可采用擠壓來(lái)同時(shí)執(zhí)行薄板模制和粘合。
在采用EVA薄板的同時(shí)，后表面?zhèn)鹊哪z粘薄膜可由其它樹(shù)脂制成。此外，膠粘薄膜可不是由單一樹(shù)脂構(gòu)成，而是由多個(gè)層類型構(gòu)成，或可使用氟樹(shù)脂膜或插入到膠粘薄膜中的編織或非編織玻璃纖維。
在ETFE用在該示例的同時(shí)，光入射側(cè)材料可以是PTFE、FEP、PFA、PVDF或PVF，還有硅樹(shù)脂的薄膜。還可使用玻璃或其它透明樹(shù)脂。在ETFE又用在該示例的同時(shí)，與光入射側(cè)相反側(cè)的材料可以是上述材料之一，或者從瓷片、鋁板、水泥、預(yù)涂鋼板以及玻璃板中選擇。
圖4示出在本發(fā)明實(shí)施例示例中的太陽(yáng)能電池模塊的制造過(guò)程。該實(shí)施例示例是制造由通過(guò)分割在連續(xù)彈性基底表面上具有發(fā)電層、且在另一表面上具有連接元件的太陽(yáng)能電池而形成的多個(gè)太陽(yáng)能電池子模塊所構(gòu)成的太陽(yáng)能電池模塊的方法。該方法包括以下步驟(1)將膠粘樹(shù)脂暫時(shí)固定在太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換元件上的步驟(S1)；(2)將太陽(yáng)能電池分割成多個(gè)太陽(yáng)能電池子模塊的步驟(S2)；(3)完成太陽(yáng)能電池子模塊的引出電極之間的連接的步驟(S3)；以及(4)在與太陽(yáng)能電池子模塊的光電轉(zhuǎn)換元件相反的表面上設(shè)置膠粘樹(shù)脂、熔化該樹(shù)脂并使其與發(fā)電層上的膠粘樹(shù)脂粘合到保護(hù)性元件或支撐元件的步驟(S4)。
在該方法中，在將膠粘樹(shù)脂初步固定于在長(zhǎng)形彈性基底一表面上形成有光電轉(zhuǎn)換元件的太陽(yáng)能電池的發(fā)電層上之后，太陽(yáng)能電池被分成太陽(yáng)能電池子模塊。然后，通過(guò)用連接元件將太陽(yáng)能電池子模塊的引出電極連接來(lái)連接相鄰的太陽(yáng)能電池。在這之后，膠粘樹(shù)脂設(shè)置在與太陽(yáng)能電池子模塊的發(fā)電層相反的表面上，并且該膠粘樹(shù)脂連同發(fā)電層側(cè)上的膠粘樹(shù)脂被熔化和粘合到保護(hù)性元件或支撐元件。
因?yàn)樵谶B接相鄰太陽(yáng)能電池子模塊之后膠粘樹(shù)脂設(shè)置在與發(fā)電層相對(duì)的表面?zhèn)壬?，制造所需的材料和加工量可減少，并且制造成本可以降低，同時(shí)還可防止連接元件和表面材料之間的劣質(zhì)粘合。
下面描述了制造太陽(yáng)能電池模塊的方法的一些特定示例。
(示例1)用在該示例中的太陽(yáng)能電池基底是50μm厚的不透明聚酰亞胺基底。0.4mm厚的EVA以及25μm厚的ETFE用于光入射側(cè)。連接件的導(dǎo)體長(zhǎng)帶8mm寬。在光入射側(cè)相反的表面?zhèn)?，使?.4mm厚的EVA和0.8mm厚的ETFE。
通過(guò)如下方式來(lái)執(zhí)行真空層壓處理。
處理(1)抽空溫度80℃，壓強(qiáng)0atm，持續(xù)5分鐘；處理(2)壓制溫度120℃，壓強(qiáng)1atm，持續(xù)10分鐘；處理(3)固化溫度150℃，壓強(qiáng)1atm，持尋20分鐘。
表格1示出在分割之后的太陽(yáng)能電池子模塊之間的間距以及在作為連接元件導(dǎo)體長(zhǎng)帶上是否存在無(wú)膠粘樹(shù)脂的間隙d(避免出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致缺陷的空間部分)?？梢岳斫庠陂g隙d等于或小于2.5mm的范圍內(nèi)樹(shù)脂可以良好地粘接到導(dǎo)體長(zhǎng)帶上。
〔表格1〕

〔示例2〕以與示例1類似的方式(除了光入射側(cè)上的EVA厚度是0.8mm)制造出太陽(yáng)能電池模塊。
表格2示出分割的太陽(yáng)能電池子模塊之間的間距和導(dǎo)體長(zhǎng)帶上存在的無(wú)膠粘樹(shù)脂的間隙d(避免出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致缺陷的空間部分)?？梢岳斫庠陂g隙d等于或小于4mm的范圍內(nèi)樹(shù)脂可以良好地粘接到導(dǎo)體長(zhǎng)帶上。
〔表格2〕

如實(shí)施例示例的表格所述，相鄰太陽(yáng)能電池子模塊之間的間距最好是大約是發(fā)電層側(cè)的膠粘樹(shù)脂厚度的五倍或更少。
權(quán)利要求
1.一種制造由多個(gè)太陽(yáng)能電池子模塊所構(gòu)成的太陽(yáng)能電池模塊的方法，所述多個(gè)太陽(yáng)能電池子模塊通過(guò)分割在長(zhǎng)形彈性基底的一個(gè)表面上具有發(fā)電層、而在另一個(gè)表面上具有引出電極的太陽(yáng)能電池而形成，所述方法包括以下步驟將膠粘樹(shù)脂暫時(shí)固定在所述太陽(yáng)能電池的發(fā)電層上，將所述太陽(yáng)能電池分割成多個(gè)太陽(yáng)能電池子模塊，在所述太陽(yáng)能電池子模塊的引出電極之間進(jìn)行連接，以及在與所述太陽(yáng)能電池子模塊的發(fā)電層相反的表面上提供膠粘樹(shù)脂，使得所述膠粘樹(shù)脂與所述發(fā)電層上的膠粘樹(shù)脂熔化并粘合到保護(hù)元件或支撐元件。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池模塊的制造方法，其特征在于，相鄰太陽(yáng)能電池子模塊之間的距離約是所述發(fā)電層上膠粘樹(shù)脂厚度的五倍或更少。
全文摘要
本發(fā)明目的是提供一種制造在長(zhǎng)形彈性基底表面上具有發(fā)電層、且在另一表面上具有連接電極的多個(gè)太陽(yáng)能電池子模塊所構(gòu)成的太陽(yáng)能電池模塊的方法。該方法在防止配線材料和表面材料之間的劣質(zhì)粘合的同時(shí)，減少了生產(chǎn)所需的材料和加工量，并降低了制造成本。膠粘樹(shù)脂2被暫時(shí)固定在太陽(yáng)能電池1的發(fā)電層上，以保護(hù)發(fā)電層，然后，太陽(yáng)能電池1被分割成多個(gè)太陽(yáng)能電池子模塊。隨后，通過(guò)使用連接配線4連接連接電極來(lái)完成相鄰太陽(yáng)能電池之間的連接。在這之后，膠粘樹(shù)脂5僅設(shè)置在與太陽(yáng)能電池子模塊的發(fā)電層相對(duì)表面上，并且連同發(fā)電層表面上的膠粘樹(shù)脂一起被熔化并粘合到保護(hù)性元件或支撐元件。
文檔編號(hào)H01L31/18GK1841793SQ20061005962
公開(kāi)日2006年10月4日 申請(qǐng)日期2006年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月16日
發(fā)明者和田雄人 申請(qǐng)人:富士電機(jī)控股株式會(huì)社