專利名稱：太陽電池組件和太陽電池組件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽電池組件和太陽電池組件的制造方法，本發(fā)明特別涉及提高可靠性的太陽電池組件和太陽電池組件的制造方法。
背景技術(shù)：
太陽電池裝置將清潔、取之不盡的太陽光直接變換為電。因此，可以期待太陽電池裝置作為新的能源。
這里，在構(gòu)成太陽電池裝置的太陽電池中，每一個的輸出功率為數(shù)W左右。因此，在使用太陽電池裝置作為房屋或大廈等的電源的情況下，在太陽電池裝置中使用多個太陽電池電串聯(lián)或并聯(lián)連接的太陽電池組件。這樣，太陽電池裝置的輸出功率可提高至數(shù)100W左右。
具體而言，如圖1所示，太陽電池組件100具有太陽電池101、設(shè)在太陽電池101的光入射面?zhèn)鹊墓馊肷鋫?cè)支承部件102、設(shè)在太陽電池101的背面?zhèn)鹊谋趁鎮(zhèn)戎С胁考?03、和在光入射側(cè)支承部件102和背面支承部件103之間密封太陽電池101的密封材料104。
在這種太陽電池組件100中，為了增強(qiáng)密封材料104的固化，提出了在密封材料104中添加交聯(lián)劑的技術(shù)(例如，參照日本特開平11-61055號公報)。
如圖1所示，在太陽電池組件100不接收太陽光的狀態(tài)下，太陽電池101的光入射面?zhèn)鹊膽?yīng)力a和太陽電池101的背面?zhèn)鹊膽?yīng)力b大致相等。
另一方面，在太陽電池組件100接收太陽光的狀態(tài)下，太陽電池101的光入射面?zhèn)鹊臏囟雀哂谔栯姵?01背面?zhèn)鹊臏囟取０殡S著這種情況，在太陽電池101的光入射面?zhèn)龋c太陽電池101的背面?zhèn)认啾?，密封材料發(fā)生熱膨脹。如圖2所示，由于密封材料104的熱膨脹系數(shù)比太陽電池101大，因此太陽電池101的光入射面?zhèn)鹊膽?yīng)力a小于太陽電池101的背面?zhèn)鹊膽?yīng)力b。
這樣，在太陽電池101接收太陽光的狀態(tài)下，由于應(yīng)力a和應(yīng)力b的平衡被破壞，如圖2所示，太陽電池101產(chǎn)生彎曲。
這里，如圖3所示，在太陽電池101中，為了集中光電轉(zhuǎn)換部105中生成的光生成載流子，在光電轉(zhuǎn)換部105的光入射面?zhèn)仍O(shè)置有集電極106。為了集中在光電轉(zhuǎn)換部105中生成的光生成載流子，在光電轉(zhuǎn)換部105的背面?zhèn)仍O(shè)置有集電極107。由于集電極106設(shè)在太陽電池101的光入射面?zhèn)?，?yōu)選在可能的范圍內(nèi)作得細(xì)，使得不妨礙太陽光的接收。
然而，一旦由于接收太陽光太陽電池101產(chǎn)生彎曲，應(yīng)力則施加在集電極106上。另外，由于太陽電池組件100在屋外使用，反復(fù)進(jìn)行接收光和不接收光，損傷在集電極106中積蓄。由此，可能導(dǎo)致集電極106的集電能力降低。另外，由于構(gòu)成光電轉(zhuǎn)換部105的基板厚度越薄，太陽電池101的彎曲越大，因此現(xiàn)有基板的厚度不能太薄。
因此，本發(fā)明是考慮上述問題而提出的，其目的在于提供一種減少積蓄在設(shè)置于光入面?zhèn)鹊募姌O中的損傷影響的太陽電池組件及其制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明第一特征的太陽電池組件的主要內(nèi)容為，包括太陽電池，具有光入射的光入射面和設(shè)在上述光入射面相反側(cè)的背面；設(shè)在上述太陽電池的上述光入射面?zhèn)鹊墓馊肷鋫?cè)支承部件；設(shè)在上述太陽電池的上述背面?zhèn)鹊谋趁鎮(zhèn)戎С胁考缓驮谏鲜龉馊肷鋫?cè)支承部件和上述背面?zhèn)戎С胁考g密封上述太陽電池的密封材料。上述密封材料具有與上述光入射面接觸的第一區(qū)域和與上述背面接觸的第二區(qū)域，上述第二區(qū)域的交聯(lián)度小于上述第一區(qū)域的交聯(lián)度。
根據(jù)這種太陽電池組件，通過使與太陽電池的背面接觸的密封材料的第二區(qū)域的交聯(lián)度小于與太陽電池的光入射面接觸的密封材料的第一區(qū)域的交聯(lián)度，容易在比第一區(qū)域低的溫度下，使第二區(qū)域熱膨脹。由此，在白天太陽光照射時，能夠使溫度難以上升的第二區(qū)域也發(fā)生熱膨脹。這樣，由于能夠減小在背面?zhèn)鹊氖┘釉谔栯姵厣系膽?yīng)力，能夠減小太陽電池的光入射側(cè)和背面?zhèn)鹊膽?yīng)力大小差。結(jié)果，由于可緩和使太陽電池向光入射側(cè)凸出的彎曲力，能夠削弱施加在與光入射面?zhèn)冉雍系募姌O上的應(yīng)力。
本發(fā)明第二特征的主要內(nèi)容為，在本發(fā)明的第一特征中，上述第二區(qū)域的凝膠分率小于上述第一區(qū)域的凝膠分率。
本發(fā)明第三特征的主要內(nèi)容為，在本發(fā)明的第一或第二特征中，上述第二區(qū)域交聯(lián)用的交聯(lián)用添加劑量小于上述第一區(qū)域交聯(lián)用的交聯(lián)用添加劑量。
本發(fā)明第四特征的主要內(nèi)容為，在本發(fā)明的第一特征中，上述太陽電池包括由于光的入射，生成光生成載流子的光電轉(zhuǎn)換部；和與上述光電轉(zhuǎn)換部的光入射面和背面接合，收集來自上述光電轉(zhuǎn)換部的上述光生成載流子的集電極。與上述光電轉(zhuǎn)換部的光入射面接合的集電極的接合面積小于與背面接合的集電極的接合面積。
本發(fā)明第五特征的太陽電池組件的主要內(nèi)容為，包括太陽電池，具有光入射的光入射面和設(shè)在上述光入射面相反側(cè)的背面；設(shè)在上述太陽電池的上述光入射面?zhèn)鹊墓馊肷鋫?cè)支承部件；設(shè)在上述太陽電池的上述背面?zhèn)鹊谋趁鎮(zhèn)戎С胁考?；和在上述光入射?cè)支承部件和上述背面?zhèn)戎С胁考g密封上述太陽電池的密封材料。上述密封材料具有與上述光入射面接觸的第一區(qū)域和與上述背面接觸的第二區(qū)域，上述第二區(qū)域的凝膠分率小于上述第一區(qū)域的凝膠分率。
本發(fā)明第六特征的太陽電池組件的制造方法的主要內(nèi)容為，制造包括下述部件的太陽電池組件太陽電池，具有光入射的光入射面和設(shè)在上述光入射面相反側(cè)的背面；設(shè)在上述太陽電池的上述光入射面?zhèn)鹊墓馊肷鋫?cè)支承部件；設(shè)在上述太陽電池的上述背面?zhèn)鹊谋趁鎮(zhèn)戎С胁考?；和在上述光入射?cè)支承部件和上述背面?zhèn)戎С胁考g密封上述太陽電池的密封材料。包括下述工序工序A，依次疊層上述光入射側(cè)支承部件、構(gòu)成上述密封材料的第一密封材料片、上述太陽電池、構(gòu)成上述密封材料的第二密封材料片和上述背面?zhèn)戎С胁考?，得到疊層體；和工序B，加熱上述疊層體，促進(jìn)上述密封材料的交聯(lián)反應(yīng)。在上工序B中，上述第二密封材料片的加熱條件與上述第一密封材料片的加熱條件相比，為上述密封材料的交聯(lián)反應(yīng)難以進(jìn)行的條件。


圖1為說明現(xiàn)有太陽電池的應(yīng)力的圖。
圖2為說明現(xiàn)有太陽電池的應(yīng)力的圖。
圖3為說明現(xiàn)有太陽電池的應(yīng)力的圖。
圖4為說明實施方式的太陽電池組件的圖。
圖5為說明實施方式的太陽電池的圖。
圖6為說明實施方式的太陽電池組件的圖。
圖7為說明在層壓工序中使用的真空層壓裝置的圖。
圖8為說明在固化工序中使用的加熱裝置的圖。
圖9為說明實施方式的太陽電池的應(yīng)力的圖。
圖10為溫度循環(huán)試驗的溫度條件變化的曲線圖。
具體實施例方式
(第一實施方式)下面，利用

本發(fā)明的第一實施方式。在以下的附圖的說明中，相同或類似的部分，用相同或類似的符號表示。但是應(yīng)注意，附圖為示意圖，各尺寸的比例等與現(xiàn)實的不同。因此，具體的尺寸等應(yīng)參照以下的說明進(jìn)行判斷。并且，在附圖彼此之間包含相互的尺寸關(guān)系或比例不同的部分。
(太陽電池組件10的結(jié)構(gòu))圖4中表示本實施方式的太陽電池組件10的截面圖。該圖(A)為說明經(jīng)過組件化工序，一體化后的狀態(tài)的截面結(jié)構(gòu)圖。另外，該圖(B)為說明在組件化工序前的狀態(tài)的分解圖。
太陽電池組件10具有太陽電池組1、密封材料2、光入射側(cè)支承部件3和背面?zhèn)戎С胁考?。
太陽電池組1通過利用配線材料5將多個太陽電池1a、1a…互相電連接而形成。
太陽電池1a具有光電轉(zhuǎn)換部6和集電極7。
光電轉(zhuǎn)換部6以在內(nèi)部具有PN結(jié)或PIN結(jié)等半導(dǎo)體結(jié)的單晶Si(硅)或多晶Si等結(jié)晶系的半導(dǎo)體材料、GaAs或CuInSe等化合物系半導(dǎo)體材料為原料，使用薄膜硅系、色素增感系等有機(jī)系等一般的太陽電池材料制成。
集電極7與光電轉(zhuǎn)換部6的光入射面和背面接合，收集來自光電轉(zhuǎn)換部6的光生成載流子。因此，在集電極7中包含光入射面?zhèn)燃姌O7a和背面電極7b。
光入射面?zhèn)燃姌O7a和背面電極7b由包含銀或鋁、銅、鎳、錫、金等或它們的合金等的導(dǎo)電性材料制成。并且，電極可以為包含導(dǎo)電性材料的單層結(jié)構(gòu)，也可以為多層結(jié)構(gòu)。另外，除了包含這些導(dǎo)電性材料的層以外，還可以具有包含SnO2、ITO、IWO、ZnO等透光性導(dǎo)電氧化物的層。
為了增大光電轉(zhuǎn)換部6的光入射側(cè)面積，即為了增大光電轉(zhuǎn)換部6的露出部分的面積，應(yīng)使光入射面?zhèn)燃姌O7a的面積盡量小。例如，如太陽電池1a的上面圖(參照圖5)所示，使光入射面?zhèn)燃姌O7a減小電極寬度，設(shè)置成梳形。另一方面，背面電極7b可以設(shè)置在光電轉(zhuǎn)換部6的背面全部表面，也可以與光入射面?zhèn)燃姌O7a同樣設(shè)置成梳形。這樣，在本實施方式中，與光電轉(zhuǎn)換部6的光入射面接合的光入射面?zhèn)燃姌O7a的接合面積小于與背面接合的背面電極7b的接合面積。
密封材料2密封太陽電池組1。具體而言，如圖4(A)所示，太陽電池1a的光入射面與密封材料2的第一區(qū)域2a接觸，太陽電池1a的背面與密封材料2的第二區(qū)域2b接觸。
密封材料2可以使用EVA(Ethylene Vinyl Acetate乙烯醋酸乙烯)或PVB(Poly(vinyl butyral)聚乙烯醇縮丁醛)、硅樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂、氟樹脂、離子鍵聚合物樹脂、硅烷改性樹脂、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、酸改性聚烯烴系樹脂、環(huán)氧系樹脂等樹脂材料構(gòu)成。也可以混合使用二種以上這些樹脂。
這里，在本實施方式中，與太陽電池1a的背面接觸的密封材料2的第二區(qū)域2b的交聯(lián)度小于與太陽電池1a的光入射面接觸的密封材料2的第一區(qū)域2a的交聯(lián)度。由于這種密封材料2的結(jié)構(gòu)是本發(fā)明的特征，后面詳細(xì)闡述。其中，所謂交聯(lián)度表示密封材料的交聯(lián)比例。交聯(lián)度越小，表示存在大量不發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的樹脂成分的區(qū)域。
光入射側(cè)支承部件3通過密封材料2的第一區(qū)域2a或與太陽電池1a的光入射側(cè)接合。光入射側(cè)支承部件3使用玻璃或塑料等可使太陽電池1a能吸收的波長的光大半透過的部件構(gòu)成。
背面?zhèn)戎С胁考?通過密封材料2的第二區(qū)域2b與太陽電池1a的背面?zhèn)冉雍?。背面?zhèn)戎С胁考?可使用PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)薄膜等或氟樹脂薄膜等樹脂薄膜、二氧化硅或氧化鋁等金屬氧化物的蒸鍍膜形成的樹脂薄膜、鋁箔等金屬薄膜或這些的疊層薄膜等材料構(gòu)成。
這樣，在本實施方式中，太陽電池1a的光入射面與密封材料2的第一區(qū)域2a接觸，太陽電池1a的背面與密封材料2的第二區(qū)域2b接觸。
(關(guān)于密封材料2的交聯(lián)度)本實施方式的特征為，與太陽電池1a的背面接觸的密封材料2的第二區(qū)域2b的交聯(lián)度，小于與太陽電池1a的光入射面接觸的密封材料2的第一區(qū)域2a的交聯(lián)度。這樣，為了使第二區(qū)域2b的交聯(lián)度小于第一區(qū)域2a的交聯(lián)度，可以采用以下的方法。
第一，作為形成第一區(qū)域2a和第二區(qū)域2b的密封材料，使用添加有同種同量交聯(lián)劑的相同材料的密封材料，通過分別改變交聯(lián)條件，可使第二區(qū)域2b的交聯(lián)度小于第一區(qū)域2a的交聯(lián)度。即，通過使形成第二區(qū)域2b的密封材料交聯(lián)時的溫度低于使形成第一區(qū)域2a的密封材料交聯(lián)時的溫度，可使第二區(qū)域2b的交聯(lián)度小于第一區(qū)域2a的交聯(lián)度。
第二，通過使在形成第二區(qū)域2b的密封材料中添加的交聯(lián)劑量，小于在形成第一區(qū)域2a的密封材料中添加的交聯(lián)劑量，可使第二區(qū)域2b的交聯(lián)度小于第一區(qū)域2a的交聯(lián)度。在這種情況下，由于密封材料的交聯(lián)度與添加的交聯(lián)劑的量有關(guān)，對密封材料的種類的依存度小，因此作為形成第一區(qū)域2a和第二區(qū)域2b的密封材料，可以單獨(dú)或組合使用上述的EVA或PVB等樹脂材料。
此外，交聯(lián)劑通常使用有機(jī)過氧化物。例如，作為使EVA交聯(lián)的有機(jī)過氧化物，可以使用2，5-二甲基己烷、2，5-二氫過氧化物、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基過氧化)己烷、3-二叔丁基過氧化物、t-二枯烯基過氧化物、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基過氧化)己炔、二枯烯基過氧化物、α，α’-雙(叔丁基過氧化異丙基)苯、正丁基-4，4-雙(叔丁基過氧化)丁烷、2，2-雙(叔丁基過氧化)丁烷、1，1-雙(叔丁基過氧化)環(huán)己烷、1，1-雙(叔丁基過氧化)3，3，5-三甲基環(huán)己烷、叔丁基過氧化苯甲酸酯、苯酰過氧化物等。
(關(guān)于密封材料2的結(jié)構(gòu))本發(fā)明的特征為，與太陽電池1a的光入射面和背面接觸的密封材料2的第一區(qū)域2a和第二區(qū)域2b的交聯(lián)度滿足上述關(guān)系。因此，如果具有滿足上述關(guān)系的第一區(qū)域2a和第二區(qū)域2b，還可以具有其以外的密封材料。
例如，具有與太陽電池1a的光入射面接觸的第一區(qū)域2a，還可以在其光入射面?zhèn)染哂幸粋€或多個密封材料層。同樣，具有與太陽電池1a的背面接觸的第二區(qū)域2b，還可以在其背面?zhèn)染哂幸粋€或多個密封材料層。另外也可以是這些層組合的結(jié)構(gòu)。
圖6為太陽電池組件10的分解截面圖，該太陽電池組件在第一區(qū)域2a的光入射面上有第三區(qū)域2C，并且在第二區(qū)域2b的背面上有第四區(qū)域2d。在圖6所示的太陽電池組件10中，與太陽電池1a的背面接觸的密封材料2的第二區(qū)域2b的交聯(lián)度小于與太陽電池1a的光入射面接觸的密封材料2的第一區(qū)域2a的交聯(lián)度。另一方面，用于形成第三區(qū)域和第四區(qū)域的密封材料，可單獨(dú)或組合地從上述的EVA或PVB等樹脂材料中選擇。
這樣，密封材料2也可以具有三層以上的多層結(jié)構(gòu)。
(太陽電池組件10的制造方法)利用圖7和圖8說明本實施方式的太陽電池組件10的制造方法，即太陽電池組件10的組件化工序。首先，對于在第一區(qū)域2a和第二區(qū)域2b中使用相同的密封材料的情況進(jìn)行說明，然后對于在第二區(qū)域2b的密封材料中添加的交聯(lián)劑的量小于在第一區(qū)域2a的密封材料中添加的交聯(lián)劑的量的情況進(jìn)行說明。
(1)在第一區(qū)域2a和第二區(qū)域2b中使用相同的密封材料的情況在這種情況下，為了使與太陽電池1a的背面接觸的密封件2的第二區(qū)域2b的交聯(lián)度小于與太陽電池1a的光入射面接觸的密封件2的第一區(qū)域2a的交聯(lián)度，使用改變加熱溫度和加熱時間的條件的以下三個工序。
層壓工序該工序使用圖7所示的真空層壓裝置20，抑制各部件間產(chǎn)生氣泡，并將內(nèi)部部件彼此之間進(jìn)行定位接合。真空層壓裝置20的內(nèi)部用隔板30分離為上下二室，各室可獨(dú)立地減壓。首先，在真空層壓裝置20內(nèi)可加熱構(gòu)成的載置臺40上，依次載置光入射側(cè)支承部件3、光入射側(cè)密封材料片(第一區(qū)域)2a、太陽電池組1、背面?zhèn)让芊獠牧掀?第二區(qū)域)2b和背面?zhèn)戎С胁考?。其次，將載置臺40加熱至規(guī)定的溫度，并從上下各室排氣進(jìn)行脫泡。這里，該規(guī)定溫度為密封材料2的交聯(lián)溫度以下的溫度。接著，通過在上室吸氣，利用隔板30壓緊太陽電池組件10規(guī)定時間進(jìn)行定位接合。
第一固化工序該工序為使用圖8(A)所示的加熱裝置50，使密封材料2交聯(lián)的工序。通過送入熱風(fēng)，加熱裝置50可以均勻地加熱太陽電池組件10。首先，將經(jīng)過定位接合的太陽電池組件10投入加熱裝置50內(nèi)。其次，在規(guī)定溫度下，加熱太陽電池組件10規(guī)定的時間。這里，該規(guī)定溫度為密封材料2的交聯(lián)溫度以上的溫度。這樣，與太陽電池1a的光入射面接觸的密封材料2的第一區(qū)域2a、和與太陽電池1a的背面接觸的密封材料2的第二區(qū)域2a中發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。
第二固化工序該工序為使用圖8(B)或(C)所示的加熱裝置60，進(jìn)行與太陽電池1a的光入射面接觸的密封材料2的第一區(qū)域2a的交聯(lián)反應(yīng)的工序。圖8(B)或(C)所示的加熱裝置60，利用熱風(fēng)加熱光入射面?zhèn)?，并利用冷卻介質(zhì)或冷風(fēng)冷卻背面?zhèn)?，只將光入射面?zhèn)鹊拿芊獠牧系拿嬖诮宦?lián)溫度以上的溫度下進(jìn)行加熱，同時在交聯(lián)溫度以下的溫度下加熱背面?zhèn)鹊拿芊獠牧?。這樣，只進(jìn)行與太陽電池1a的光入射面接觸的密封材料2的第一區(qū)域2a中的交聯(lián)反應(yīng)。
通過經(jīng)過以上的工序，光入射面?zhèn)鹊拿芊獠牧显诘谝还袒ば蚝偷诙袒ば虻倪^程中發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。另一方面，背面?zhèn)鹊拿芊獠牧现辉诘谝还袒ば虻倪^程中發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。
(2)使在第二區(qū)域2b的密封材料中添加的交聯(lián)劑的量小于在第一區(qū)域2a的密封材料中添加的交聯(lián)劑量的情況在這種情況下，由于交聯(lián)度由交聯(lián)劑的量決定，與在第一區(qū)域2a和第二區(qū)域2b中使用相同的密封材料的情況不同，在第一區(qū)域2a和第二區(qū)域2b中不需要分別地調(diào)整固化工序的加熱時間。因此，由于在太陽電池組件10的光入射面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)炔恍枰淖兗訜釡囟群图訜釙r間的條件，可以只使用層壓工序和第一固化工序兩個工序。
在經(jīng)過上述層壓工序后，在第一固化工序中，在密封材料2的交聯(lián)溫度以上的溫度下，加熱太陽電池組件10規(guī)定的時間。這里，該規(guī)定時間為密封材料2完全交聯(lián)的時間。不需要進(jìn)行第二固化工序。
如上所述，能夠制造本實施方式的太陽電池組件10。
(作用和效果)根據(jù)本實施方式，通過具有這種結(jié)構(gòu)，能夠提供一種太陽電池組件，該太陽電池組件能夠抑制光照射不同引起的對集電極損傷的積蓄，可靠性得以提高。以下，詳細(xì)說明其理由。
表1為表示構(gòu)成太陽電池組件的主要部件的線膨脹系數(shù)的特性表。作為密封材料，表示主要材料EVA樹脂的值。另外，作為太陽電池，表示通常使用材料的硅的值。另外，記入作為背面薄膜的PET薄膜的值。如該表所示，線膨脹系數(shù)為密封材料＞PET薄膜＞銅＞玻璃≈硅的關(guān)系。另外可知，在構(gòu)成太陽電池組件的部件中，密封材料的線膨脹系數(shù)與硅的線膨脹系數(shù)的差最大。
表1

因此，在組件化工序中，經(jīng)過熱膨脹后的各構(gòu)成部件的收縮度，線膨脹系數(shù)大的密封材料最大，由線膨脹系數(shù)小的硅材料制成的太陽電池最小。
由此，如圖2和圖3所示，現(xiàn)有的太陽電池組件100在接收太陽光的狀態(tài)下，施加在太陽電池101的光入射面上的應(yīng)力a和施加在太陽電池101的背面的應(yīng)力b的平衡被破壞，太陽電池101產(chǎn)生彎曲。結(jié)果，在集電極106上積蓄損傷，集電極106的集電能力降低。
并且，隨著硅晶片變薄，更容易引起以上太陽電池組件的輸出降低。
另一方面，根據(jù)本實施方式的太陽電池組件10，通過使與太陽電池1a的背面接觸的密封材料2的第二區(qū)域2b的交聯(lián)度小于與太陽電池1a的光入射面接觸的密封材料2的第一區(qū)域2a的交聯(lián)度，容易在比第一區(qū)域低的溫度下，使第二區(qū)域2b熱膨脹。由此，在白天太陽光照射時，可以使溫度難以上升的第二區(qū)域2b也發(fā)生熱膨脹。這樣，由于能夠減小在背面?zhèn)仁┘釉谔栯姵?a上的應(yīng)力，能夠減小太陽電池1a的光入射側(cè)和背面?zhèn)鹊膽?yīng)力大小差。結(jié)果，由于可緩和使太陽電池1a向光入射側(cè)凸出的彎曲力，能夠削弱施加在光入射面?zhèn)燃姌O7a上的應(yīng)力。
具體而言，如圖9所示，在太陽光入射本實施方式的太陽電池組件10的情況下，施加在太陽電池1a的光入射面上的應(yīng)力和施加在背面上的應(yīng)力大小的平衡相等(參照該圖(A))，或者施加在背面上的應(yīng)力大(參照該圖(B))。另外，與光入射面?zhèn)燃姌O7a相比，增大背面電極7b與光電轉(zhuǎn)換部6的接合面積，可增強(qiáng)接合強(qiáng)度，因此如圖9(B)所示，即使太陽電池1a向背面?zhèn)韧钩鰪澢瑢Ρ趁骐姌O7b的損傷也很小。
這樣，根據(jù)本實施方式的太陽電池組件10，能夠提供一種太陽電池組件10和太陽電池組件10的制造方法，該太陽電池組件抑制對設(shè)在光入射面?zhèn)鹊募姌O的損傷積蓄，可靠性得以提高。
(其他實施方式)本發(fā)明由上述實施方式闡述，但構(gòu)成該公開一部分的論述和附圖不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。由該公開本領(lǐng)域技術(shù)人員可知各種代替的實施方式、實施例和運(yùn)用技術(shù)。
例如，在上述實施方式中，將背面電極7b接合在光電轉(zhuǎn)換部6背面的全部表面上，但也可以露出光電轉(zhuǎn)換部的一部分進(jìn)行接合，還可以與光入射面?zhèn)燃姌O7a同樣形成為梳形。
這樣，當(dāng)然本發(fā)明包含這里沒有說明的各種實施方式。因此，本發(fā)明的技術(shù)范圍只由從上述說明得出的妥當(dāng)?shù)臋?quán)利要求的發(fā)明特定事項所決定。
(實施例)以下，舉出實施例，具體地說明本發(fā)明的太陽電池組件。但本發(fā)明不限于下述的實施例，在不改變其主旨的范圍內(nèi)，可以適當(dāng)變更實施。
(加熱條件和交聯(lián)度的關(guān)系)首先，使用EVA片作為密封材料片，研究交聯(lián)工序時的溫度和交聯(lián)度的關(guān)系。首先，在層壓裝置的載置臺上，依次載置玻璃板和厚度為0.6mm的EVA片、PET薄膜。然后，在減壓中，在大約120℃的溫度下加熱10分鐘，進(jìn)行脫泡和定位接合。其中，大約120℃的溫度為EVA的交聯(lián)溫度以下的溫度。接著，將經(jīng)過定位接合的樣品投入加熱爐內(nèi)，使加熱溫度大約為150℃，進(jìn)行交聯(lián)工序。這時，由于制造后的密封體的交聯(lián)度與加熱時間有關(guān)，使加熱時間在5分鐘～45分鐘之間變化，進(jìn)行交聯(lián)工序。并且，從這樣制造的樣品的玻璃板上僅剝離密封體，然后如下測定凝膠分率，分別評價密封體的交聯(lián)度。
首先，測定從玻璃板剝下的各密封體的重量。然后，將各密封體浸漬在二甲苯溶劑中，使不進(jìn)行交聯(lián)處于溶膠狀態(tài)的區(qū)域在溶劑中溶出。其次，使二甲苯溶液蒸發(fā)，提取交聯(lián)后的凝膠區(qū)域。另外，測定提取的凝膠區(qū)域的重量，按照與浸漬在溶劑中前的重量比率，求凝膠分率。計算式如下式。
凝膠分率(％)＝(未溶解成分的重量)/(試料原來的重量)×100表2為表示這樣求出的各樣品的凝膠分率的特性表。
表2


如該表所示，在大約150℃的溫度下進(jìn)行交聯(lián)工序時，通過在5分鐘～45分鐘之間調(diào)整加熱時間，可使得到的密封體的凝膠分率在13％～87％之間變化。
(實施例和比較例的制造)下面，根據(jù)表2的結(jié)果，如下制造本發(fā)明的太陽電池組件。在本實施例中，使用相同的密封材料片作為光入射側(cè)的密封材料和背面?zhèn)鹊拿芊獠牧?。因此，在交?lián)工序時，進(jìn)行使背面?zhèn)鹊拿芊獠牧掀募訜釡囟鹊陀诠馊肷鋫?cè)的密封材料片的加熱溫度的第二固化工序，制造本發(fā)明的太陽電池組件。
另外，在以下的實施例中，使用EVA片(厚度約為0.6mm)作為光入射側(cè)和背面?zhèn)鹊拿芊獠牧掀４送?，作為太陽電池，使用具有由n型單晶硅和p型非晶質(zhì)硅構(gòu)成的pn結(jié)、中間插入薄的i型非晶質(zhì)硅層的HIT(注冊商標(biāo))結(jié)構(gòu)的太陽電池(厚度為100～140μm)。另外，作為光入射側(cè)支承部件，使用厚度約為3.2mm的玻璃板；作為背面?zhèn)戎С胁考?，使用Tedlar薄膜(テドラフイルム)(厚度約38μm)/鋁薄膜(厚度約30μm)/Tedlar薄膜(厚度約38μm)的疊層薄膜。
(實施例1)進(jìn)行10分鐘層壓工序、0分鐘第一固化工序、45分鐘第二固化工序，制造實施例1的樣品。
即，在實施例1的樣品中，在150℃的溫度下加熱光入射面?zhèn)鹊拿芊獠牧?5分鐘，在150℃的溫度下加熱背面?zhèn)鹊拿芊獠牧?分鐘。因此，從上述表2的結(jié)果可知，光入射面?zhèn)鹊拿芊獠牧系哪z分率約為87％，背面?zhèn)鹊拿芊獠牧系哪z分率為0％。
(實施例2)進(jìn)行10分鐘層壓工序、5分鐘第一固化工序、40分鐘第二固化工序，制造實施例2的樣品。
即，在實施例2的樣品中，在150℃的溫度下加熱光入射面?zhèn)鹊拿芊獠牧?5分鐘，在150℃的溫度下加熱背面?zhèn)鹊拿芊獠牧?分鐘。因此，從上述表2的結(jié)果可知，光入射面?zhèn)鹊拿芊獠牧系哪z分率約為87％，背面?zhèn)鹊拿芊獠牧系哪z分率約為13％。
(實施例3)進(jìn)行10分鐘層壓工序、10分鐘第一固化工序、35分鐘第二固化工序，制造實施例3的樣品。
即，在實施例3的樣品中，在150℃的溫度下加熱光入射面?zhèn)鹊拿芊獠牧?5分鐘，在150℃的溫度下加熱背面?zhèn)鹊拿芊獠牧?0分鐘。因此，從上述表2的結(jié)果可知，光入射面?zhèn)鹊拿芊獠牧系哪z分率約為87％，背面?zhèn)鹊拿芊獠牧系哪z分率約為27％。
(實施例4)進(jìn)行10分鐘層壓工序、20分鐘第一固化工序、25分鐘第二固化工序，制造實施例4的樣品。
即，在實施例4的樣品中，在150℃的溫度下加熱光入射面?zhèn)鹊拿芊獠牧?5分鐘，在150℃的溫度下加熱背面?zhèn)鹊拿芊獠牧?0分鐘。因此，從上述表2的結(jié)果可知，光入射面?zhèn)鹊拿芊獠牧系哪z分率約為87％，背面?zhèn)鹊拿芊獠牧系哪z分率約為53％。
(實施例5)進(jìn)行10分鐘層壓工序、30分鐘第一固化工序、15分鐘第二固化工序，制造實施例5的樣品。
即，在實施例5的樣品中，在150℃的溫度下加熱光入射面?zhèn)鹊拿芊獠牧?5分鐘，在150℃的溫度下加熱背面?zhèn)鹊拿芊獠牧?5分鐘。因此，從上述表2的結(jié)果可知，光入射面?zhèn)鹊拿芊獠牧系哪z分率約為87％，背面?zhèn)鹊拿芊獠牧系哪z分率約為71％。
(比較例1)進(jìn)行10分鐘層壓工序、45分鐘第一固化工序、0分鐘第二固化工序，制造比較例1的樣品。
即，在比較例1的樣品中，光入射面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)鹊拿芊獠牧暇?50℃的溫度下加熱45分鐘。因此，從上述表2的結(jié)果可知，光入射面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)鹊拿芊獠牧系哪z分率均約為87％。
(溫度循環(huán)試驗)利用恒溫槽，對上述實施例1～5、比較例1的各太陽電池組件進(jìn)行下述的循環(huán)試驗，比較試驗前后的太陽電池組件的輸出。
循環(huán)試驗使用以JIS C8917的溫度循環(huán)試驗作為標(biāo)準(zhǔn)的方法。圖10表示在恒溫槽的控制中程序化的溫度條件變化的圖形。如該圖所示，用45分鐘從25℃上升至90℃，在該溫度下保持90分鐘，然后用90分鐘下降至-40℃，在該溫度下保持90分鐘，再用45分鐘上升至25℃。將其作為1個循環(huán)(6小時)。
這時，本發(fā)明者為了接近現(xiàn)實的太陽光線照射環(huán)境，除了JIS C8917的溫度循環(huán)試驗方法外，在最初的180分鐘，從太陽電池組件的光入射面?zhèn)日丈銩M1.5、100mW/cm2的光。另外，假設(shè)一個循環(huán)中晝夜的時間各為一半，則取1個循環(huán)一半的180分鐘作為照射時間。
利用這種光照射，可使試驗對象的太陽電池組件的光入射面?zhèn)鹊臏囟雀哂谙喾磦?cè)的溫度。即，本發(fā)明人認(rèn)為，當(dāng)將恒溫槽內(nèi)部溫度保持在90℃時，利用該光照射，可使密封材料的光入射面?zhèn)鹊臏囟雀哂?0℃。
另外，反復(fù)400個循環(huán)的這種循環(huán)，進(jìn)行循環(huán)試驗，研究結(jié)果得到的各樣品的輸出特性。結(jié)果表示在表3中。
并且，在該表中，利用規(guī)格化的輸出降低率表示測定結(jié)果。這里，輸出降低率用下式計算輸出降低率(％)＝(試驗前輸出-試驗后輸出)/試驗前輸出×100因此可知，輸出降低率越低，可得到輸出降低越少、可靠性優(yōu)異的太陽電池組件。另外，規(guī)格化的輸出降低率為以比較例的輸出降低率為1.00的規(guī)格化的值。
表3

從該表可知，與比較例的規(guī)格化輸出降低率相比，實施例1～5的規(guī)格化輸出降低率減小。本發(fā)明人認(rèn)為，這是由于根據(jù)實施例1～5的樣品，通過使背面?zhèn)鹊拿芊獠牧系慕宦?lián)度小于光入射面?zhèn)鹊拿芊獠牧系慕宦?lián)度，可抑制光照射不同引起的長時間使用后的特性降低。
另外，如實施例1～3可知，在背面?zhèn)鹊哪z分率比光入射側(cè)的凝膠分率小50％以上的情況下，可將輸出降低率抑制在比較例的一半左右。如上所述，根據(jù)本實施方式，可得到與現(xiàn)有技術(shù)相比組件輸出降低率小、可靠性優(yōu)異的太陽電池組件。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以得到抑制光照射不同引起的長時間使用后的特性降低、可靠性得以提高的太陽電池組件。另外，本發(fā)明特別適用于具有使用容易由應(yīng)力造成彎曲、厚度薄的基板的太陽電池的太陽電池組件。
此外，此次公開的實施方式的全部方面均為例示，不應(yīng)理解為限制。本發(fā)明的實施方式，在權(quán)利要求所示的技術(shù)思想范圍內(nèi)，可作適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行各種變更。
權(quán)利要求
1.一種太陽電池組件，其特征在于包括太陽電池，具有光入射的光入射面和設(shè)在所述光入射面相反側(cè)的背面；設(shè)在所述太陽電池的所述光入射面?zhèn)鹊墓馊肷鋫?cè)支承部件；設(shè)在所述太陽電池的所述背面?zhèn)鹊谋趁鎮(zhèn)戎С胁考?；和在所述光入射?cè)支承部件和所述背面?zhèn)戎С胁考g密封所述太陽電池的密封材料，所述密封材料具有與所述光入射面接觸的第一區(qū)域和與所述背面接觸的第二區(qū)域，所述第二區(qū)域的交聯(lián)度小于所述第一區(qū)域的交聯(lián)度。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽電池組件，其特征在于所述第二區(qū)域的凝膠分率小于所述第一區(qū)域的凝膠分率。
3.如權(quán)利要求1或2所述的太陽電池組件，其特征在于所述第二區(qū)域交聯(lián)用的交聯(lián)用添加劑量小于所述第一區(qū)域交聯(lián)用的交聯(lián)用添加劑量。
4.如權(quán)利要求1所述的太陽電池組件，其特征在于所述太陽電池包括由于光的入射，生成光生成載流子的光電轉(zhuǎn)換部；和與所述光電轉(zhuǎn)換部的光入射面和背面接合，收集來自所述光電轉(zhuǎn)換部的所述光生成載流子的集電極；與所述光電轉(zhuǎn)換部的光入射面接合的集電極的接合面積小于與背面接合的集電極的接合面積。
5.一種太陽電池組件，其特征在于包括太陽電池，具有光入射的光入射面和設(shè)在所述光入射面相反側(cè)的背面；設(shè)在所述太陽電池的所述光入射面?zhèn)鹊墓馊肷鋫?cè)支承部件；設(shè)在所述太陽電池的所述背面?zhèn)鹊谋趁鎮(zhèn)戎С胁考?；和在所述光入射?cè)支承部件和所述背面?zhèn)戎С胁考g密封所述太陽電池的密封材料，所述密封材料具有與所述光入射面接觸的第一區(qū)域和與所述背面接觸的第二區(qū)域，所述第二區(qū)域的凝膠分率小于所述第一區(qū)域的凝膠分率。
6.一種太陽電池組件的制造方法，其特征在于制造包括下述部件的太陽電池組件太陽電池，具有光入射的光入射面和設(shè)在所述光入射面相反側(cè)的背面；設(shè)在所述太陽電池的所述光入射面?zhèn)鹊墓馊肷鋫?cè)支承部件；設(shè)在所述太陽電池的所述背面?zhèn)鹊谋趁鎮(zhèn)戎С胁考?；和在所述光入射?cè)支承部件和所述背面?zhèn)戎С胁考g密封所述太陽電池的密封材料，包括下述工序工序A，依次疊層所述光入射側(cè)支承部件、構(gòu)成所述密封材料的第一密封材料片、所述太陽電池、構(gòu)成所述密封材料的第二密封材料片和所述背面?zhèn)戎С胁考?，得到疊層體；和工序B，加熱所述疊層體，促進(jìn)所述密封材料的交聯(lián)反應(yīng)，在所述工序B中，所述第二密封材料片的加熱條件與所述第一密封材料片的加熱條件相比，為所述密封材料的交聯(lián)反應(yīng)難以進(jìn)行的條件。
全文摘要
一種太陽電池組件，包括太陽電池，具有光入射的光入射面和設(shè)在光入射面相反側(cè)的背面；設(shè)在太陽電池的光入射面?zhèn)鹊墓馊肷鋫?cè)支承部件；設(shè)在太陽電池的背面?zhèn)鹊谋趁鎮(zhèn)戎С胁考缓驮诠馊肷鋫?cè)支承部件和背面?zhèn)戎С胁考g密封太陽電池的密封材料。密封材料具有與光入射面接觸的第一區(qū)域和與背面接觸的第二區(qū)域，第二區(qū)域的交聯(lián)度小于第一區(qū)域的交聯(lián)度。
文檔編號H01L31/0203GK101047212SQ20071009132
公開日2007年10月3日 申請日期2007年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月30日
發(fā)明者角村泰史, 吉嶺幸弘, 橋本治壽, 丸山英治 申請人:三洋電機(jī)株式會社