專利名稱：：太陽能電池模塊的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及包括受光面保護部件和背面保護部件的太陽能電池，模塊。
背景技術：
：太陽能電池能夠將來自作為清潔且取之不盡的能量源的太陽的光直接轉換為電，因此作為新的能量源被寄予期待。作為這樣的太陽能電池，以非晶質硅類半導體、微晶硅類半導體或CuInSe等的薄膜半導體材料為主體的薄膜太陽能電池的開發(fā)正在進行。作為薄膜太陽能電池的一例，對使用非晶質硅類薄膜太陽能電池的現(xiàn)有的太陽能電池模塊的結構參照圖1進行說明(例如，參照日本特開平11-135811號公報)太陽能電池模塊100包括受光面保護部件101，太陽能電池層102，EVA、PVB等的樹脂材料103，背面保護部件104。受光面保護部件101由玻璃板、通過熱CVD法在玻璃板上形成的SnOj透明導電膜)層構成。太陽能電池層102是在Sn(^層上形成的所謂集成型太陽能電池。太陽能電池層102由具有以非晶質硅類半導體為主體的pin結構的半導體層和在半導體層上形成的背面電極構成。這樣的太陽能電池層102在受光面保護部件101和背面保護部件104之間，通過樹脂材料103密封。背面保護部件104由玻璃板、金屬板、樹脂薄膜等構成。在此，構成受光面保護部件101的玻璃板，具有脆且易碎裂的性質，因此有必要提高玻璃板的強度。為了提高玻璃板的強度，能夠考慮到的方法包括縮小玻璃板的面積、或增大玻璃板的厚度等。但是，如果縮小玻璃板的面積，則將妨礙太陽能電池模塊100的高輸出化。而且，如果增大玻璃板的厚度，則太陽能電池模塊100的總重量增加。此外，公開了在玻璃板上形成Sn02層之后，通過對玻璃板實施強化加工提高玻璃板的強度而不增大玻璃板的厚度的技術(參照日本專利第2615147號公報)。
發(fā)明內(nèi)容在現(xiàn)有技術中，考慮到通過提高把持太陽能電池模塊100的框體105的強度使得受光面保護部件101的位移減小、防止太陽能電池模塊IOO破損的方法。但是，示出了太陽能電池模塊100中、由框體105把持的部分中有特點的破損。在圖2中，示意地表示了對由框體105把持的太陽能電池模塊IOO施加外力F時把持部分的情況。如圖2所示，受光面保護部件101和背面保護部件104，因為是能夠耐受規(guī)定的位移的設計，因此即使發(fā)生位移x也不會被破壞。但是，如果結合若干因素而超過粘接材料106的緩沖效果所能達到的容許范圍時，受光面保護部件101和背面保護部件104因為與框體105的端部105a、105b接觸，受光面保護部件101和背面保護部件104破損。此外，同樣地，受光面保護部件101的端部101a、背面保護部件104的端部104a也會與框體105的內(nèi)壁接觸而破損。此外，例如也有根據(jù)使用者的需求在制造階段在不安裝框架的狀態(tài)下出廠的情況(圖3)。對于這樣的無框架模塊，即使嚴密捆包，太陽能電池模塊100的角部分，特別是位于上表面?zhèn)鹊氖芄饷姹Ｗo部件101的角部分(圖3，W1、W2)，在搬運時破損的可能性非常高。在此，本發(fā)明以提供能夠抑制破損發(fā)生的太陽能電池模塊為目的。為了達到上述目的，本發(fā)明的一個特征主旨在于，包括透光性的受光面保護部件，具有受光面和設置在受光面的相反側的背面；背面保護部件，配置在受光面保護部件的背面?zhèn)?；和多個太陽能電池單元，密封在受光面保護部件和背面保護部件之間，背面保護部件的平面形狀比受光面保護部件大，對于來自外部的負荷的位移量比受光面保護部件的位移量小。此外，本發(fā)明的一個特征主旨在于，包括透光性的受光面保護部件，具有受光面和設置在受光面的相反側的背面；背面保護部件，配置在受光面保護部件的背面?zhèn)龋缓投鄠€太陽能電池單元，密封在受光面保護部件和背面保護部件之間，背面保護部件的平面形狀比受光面保護部件大，且具有比受光面保護部件大的耐沖擊強度。本發(fā)明的一個特征中，背面保護部件也可以是玻璃。本發(fā)明的一個特征中，也可以在與受光面保護部件的受光面大致平行的投影面上，背面保護部件中不與受光面保護部件重疊的部分由框體把持。本發(fā)明的一個特征中，受光面保護部件比框體的內(nèi)徑尺寸小也可以。本發(fā)明的一個特征中，受光面保護部件的受光面和與受光面相連的端面之間的角部被樹脂材料覆蓋也可以。圖1是現(xiàn)有的太陽能電池模塊的剖視圖。圖2是現(xiàn)有的太陽能電池模塊的利用框體的把持部的放大圖。圖3是現(xiàn)有的無框架結構的太陽能電池模塊的剖視圖。圖4是本發(fā)明的實施方式的太陽能電池模塊的剖視圖。圖5是本發(fā)明的實施方式的無框架結構的太陽能電池模塊的剖視圖。圖6是本發(fā)明的實施方式的太陽能電池模塊的從入射側觀察的外觀俯視圖。圖7是本發(fā)明的實施方式的太陽能電池模塊的剖視圖。圖8是本發(fā)明的實施方式的太陽能電池模塊的從入射側觀察的外觀俯視圖。圖9是本發(fā)明的實施方式的太陽能電池模塊的剖視圖。圖10是本發(fā)明的實施方式的太陽能電池模塊的剖視圖。具體實施例方式以下，使用附圖，對本發(fā)明的實施方式進行說明。在附圖的記載中，對相同或類似的部分，標記相同或類似的符號。但應該留意，附圖是示意的，各尺寸的比例等與現(xiàn)實物體不同。由此，具體的尺寸等應該參照以下的說明進行判斷。此外，附圖相互間的尺寸的關系和比例不同的部分也被包括在其中，這是不言而喻的。(第一實施方式)作為本發(fā)明的實施方式對所示的太陽能電池模塊使用圖4至圖7進行說明。如圖4所示，太陽能電池模塊1中，受光面保護部件11上形成有太陽能電池層12。受光面保護部件11具有受光面和設置在受光面的相反側的背面。4受光面保護部件11的受光面由玻璃板(例如，青板玻璃)形成。受光面保護部件11的背面，由在玻璃板上通過熱CVD法形成的Sn02(氧化錫)層所形成。Sn02層起到透明電極的功能。太陽能電池層12形成于受光面保護部件11的背面(Sn02層)上。太陽能電池層12由在Sn(^層上形成的半導體層和在半導體層上形成的背面電極構成。半導體層具有例如以非晶質硅類半導體、微晶硅類半導體等為主體的l個以上的半導體pin結。半導體層是通過濺射法或CVD法等形成的。本實施方式的半導體層是通過將具有以非晶質硅類半導體為主體的半導體pin結的第一半導體層、具有以微晶硅類半導體為主體的半導體pin結的第二半導體層按順序層積而形成的。形成半導體層時的等離子體CVD法的成膜條件的一例在表1中表示。[表1]CVD條件表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>此外，太陽能電池層12中的背面電極，由在半導體層上(在本實施方式中是第二半導體層上)層積的ITO層、ZnO層等的透光性導電層以及Al、Ag等的具有光反射性的金屬層構成。太陽能電池層12用公知的激光圖形法分割成多個太陽電池單元。多個太陽能電池單元相互間電串聯(lián)連接，由此形成所謂的集成型太陽能電池結構。在此，對本實施方式的太陽能電池模塊1的制造方法的一例進行說明。首先，在受光面保護部件11上形成上述太陽能電池層12。接著，通過將比受光面保護部件11的尺寸大的背面保護部件14、EVA等的填充材料13、太陽能電池層12以及受光面保護部件11按順序層積而形成層積體。其后，通過層壓裝置將層積體一體化。在此處理之后，安裝端子盒(圖中未表示)，以取出電輸出。最后，以通過硅等的粘接材料16把持背面保護部件14的方式安裝框體15。在此情況下，在受光面保護部件11和框體15之間填充密封材料17。在此，本實施方式的背面保護部件14，比受光面保護部件11的尺寸大。而且，背面保護部件14對于來自外部的負荷的位移量比受光面保護部件11的位移量小。而且，背面保護部件14，具有比受光面保護部件11大的耐沖擊強度。例如，作為背面保護部件14，能夠使用每l邊的長度比受光面保護部件ll大20mm程度的透光性的青板(鈉鈣)強化玻璃。如圖4所示，背面保護部件14的端部由框體15把持。關于背面保護部件14和受光面保護部件11的結構在后面敘述。作為填充材料13，能夠將EVA、PVB、丁基橡膠、乙烯丙烯酸乙酯共聚樹脂等的乙烯類樹脂、有機硅、聚氨酯樹脂、丙烯酸類樹脂、環(huán)氧樹脂等的樹脂材料以單體使用或組合使用。能夠使用鋁框架等作為框體15，但不僅限定于此。此外，作為粘接材料16，能夠將有機硅、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚氨酯樹脂、纖維素醋酸酯、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸類樹脂、丁基橡膠等的樹脂材料以單體使用或組合使用。而且，粘接劑16是一般的橡膠、烯烴類的熱可塑性彈性體也可以，只要是不會引起太陽能電池模塊1從框體15脫落或施加負荷時損壞的材料即可。而且，作為密封材料17，能夠將有機硅、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚氨酯樹脂、纖維素醋酸酯、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸類樹脂、丁基橡膠等的樹脂材料以單體使用或組合使用。圖5表示太陽能電池模塊1安裝框體15前的狀態(tài)。背面保護部件14的平面形狀比受光面保護部件11的平面形狀大。因此，在與受光面保護部件11的受光面大致平行的投影面上，背面保護部件14的外周，位于受光面保護部件11的外周的外側。即，位移量比構成受光面保護部件11的玻璃板小、且耐沖擊強度大的背面保護部件14形成太陽能電池模塊1的外周。而且，圖6是從受光面保護部件11的受光面?zhèn)扔^察本實施方式的太陽能電池模塊l的俯視圖。如圖6所示，受光面保護部件11不進入框體15的內(nèi)側，與框體15不接觸。因此，受光面保護部件ll的端部，不被框體15覆蓋。(負荷試驗)按照IEC6121510.16中規(guī)定的太陽能電池的機械負荷實驗對具有圖4所示結構的太陽能電池模塊1、和如圖1所示的結構的太陽能電池模塊100的強度進行測定。具體地，對約lm見方的太陽能電池模塊(試驗對象有5個)，施加2400Pa的負荷。結果，對于現(xiàn)有結構的太陽能電池模塊IOO，可以確認5個試驗對象全部破損。相對于此，具有圖4所示結構的太陽能電池模塊1，5個實驗對象均未觀察到破損情況。得到這樣的結果是由于下面的原因。S卩，本實施方式中，作為背面保護部件14，使用了比作為受光面保護部件11使用的玻璃板大一圈、且對于負荷的位移量小的強化玻璃。6而且，在本實施方式中，僅背面保護部件14被框體15把持。結果，能夠減小整個太陽能電池模塊1對于負荷的位移量，因此能夠抑制太陽能電池模塊1的破損。(作用效果)本實施方式的太陽能電池模塊1中，背面保護部件14的平面形狀比受光面保護部件ll的平面形狀大。因此，通過使框體15把持背面保護部件14的端部，能夠支承太陽能電池模塊1。因此，太陽能電池模塊1彎曲時，由于受光面保護部件11的端部和框體15接觸發(fā)生的受光面保護部件11的破損能夠被抑制。而且，太陽能電池模塊1在不安裝于框體15中的狀態(tài)下進行搬運時，由于受光面保護部件11的端部受到?jīng)_擊引起的破損能夠被抑制。而且，與使框體15把持受光面保護部件11和背面保護部件14的情況相比，能夠使用平面形狀小的受光面保護部件ll。因此，能夠減低太陽能電池模塊l的制造成本。一般地，形成有透明電極(Sn(^層)的玻璃板是昂貴的，因此減小受光面保護部件ll的平面形狀是特別有效果的。而且，本實施方式的太陽能電池模塊l，背面保護部件14對于來自外部的負荷的位移量，比受光面保護部件11小。即，能夠將受光面保護部件11對于來自外部的負荷的位移量，抑制為背面保護部件14對于來自外部的負荷的位移量。因此，能夠減小受光面保護部件11的厚度，因此能夠減低太陽能電池模塊1的制造成本。而且，在使框體15把持背面保護部件14的端部時，由于背面保護部件14的端部和框體15接觸而發(fā)生的背面保護部件14的破損能夠被抑制。而且，本實施方式的太陽能電池模塊l，其背面保護部件14的耐沖擊強度比受光面保護部件11大。因此，在太陽能電池模塊1不安裝于框體15中的狀態(tài)下進行搬運時，由于背面保護部件14的端部受到?jīng)_擊引起的破損能夠被抑制。而且，即使背面保護部件14的強度相對較大，框體15的強度相對較小，背面保護部件14和框體15的復合體的強度也能被維持。因此，能夠減小框體15的強度，即，將框體15形成為簡易的結構，因此能夠降低太陽能電池模塊1的制造成本。而且，本實施方式中，背面保護部件14是具有透光性的玻璃部件。因此，作為多個太陽能電池單元(太陽能電池層12)，能夠使用所謂的兩面受光型的太陽能電池單元。而且，本實施方式中，受光面保護部件ll的平面形狀，比框體15的內(nèi)徑尺寸小。因此，受光面保護部件上形成的太陽能電池層12的端部不進入框體15的內(nèi)側。因此，能夠利用太陽能電池層12的大致整個面進行發(fā)電。因此，與太陽能電池12的端部進入框體15的內(nèi)側的情況相比，太陽能電池層12的利用效率能夠得到提高。(第二實施方式)接著，參照附圖對本發(fā)明的第二實施方式進行說明。圖7所示的太陽能電池模塊2，作為背面保護部件14具備1邊長度比受光面保護部件11長的青板(鈉鈣)強化玻璃。太陽能電池模塊2在背面保護部件14上將EVA等的填充材料13和形成有太陽能電池層12的受光面保護部件11按順序層積，通過層壓裝置一體化。并且，框體15通過粘接材料16把持背面保護部件14的端部。太陽能電池模塊2中，受光面保護部件11和框體15之間填充有密封材料17。密封材料17覆蓋受光面保護部件11的端部。在此，受光面保護部件ll的端部，至少包含受光面保護部件ll的受光面?zhèn)鹊闹髅?1a的端部、與主面lla相連的端面11b、主面lla和端面llb之間的角部llc。圖8表示從受光面保護部件11的主面lla側觀察太陽能電池模塊2的俯視圖。如圖8所示，受光面保護部件11的端部llc，在框體15的內(nèi)側，被密封材料17覆蓋。因此，受光面保護部件ll，從主面lla的外周朝向受光面保護部件ll的中央部分規(guī)定寬度的內(nèi)側區(qū)域S被密封材料17覆蓋。但是，在此情況下，密封材料17，優(yōu)選從受光面?zhèn)扔^察不與太陽能電池層12重疊。作為填充材料13、粘接材料16、密封材料17，能夠使用前面所述樹脂材料。粘接材料16和密封材料17使用同一材料也可以。在此，例如，將EVA等透氣性高的材料用作填充材料13的情況下，作為密封材料17，優(yōu)選上述樹脂材料中相對來說透氣性低的丁基橡膠。通過使EVA不露出于外部環(huán)境，能夠提高防止水分等的侵入的效果。(作用效果)本實施方式的太陽能電池模塊2中，受光面保護部件11的角部llc被密封材料17覆蓋。即，容易受到損傷的受光面保護部件ll的角部llc被樹脂材料保護。因此，能夠進一步抑制由于向受光面保護部件11的角部llc施加沖擊引起的角部llc的破損。(第二實施方式的變形例)接著，參照附圖對第二實施方式的變形例進行說明。圖9所示的太陽能電池模塊3中，受光面保護部件11的端面lib和填充材料13的端面13b被密封材料17保護。而且，用于將背面保護部件14粘接于框體15的粘接材料16，覆蓋受光面保護部件14的端部llc。S卩，太陽能電池模塊3中，受光面保護部件11的角部llc被粘接劑16覆蓋。與圖7、圖8所示的太陽能電池模塊2同樣地，優(yōu)選覆蓋區(qū)域S(參照圖8)的粘接材料16不與太陽能電池層12重疊。作為填充材料13、粘接材料16、密封材料17，能夠使用前面所述的樹脂材料。粘接材料16和密封材料17使用同一材料也可以。(作用*效果)本實施方式的太陽能電池模塊3中，受光面保護部件11的角部llc被粘接劑16覆蓋。即，容易受到損傷的受光面保護部件ll的角部llc被樹脂材料保護。因此，能夠進一步抑制由于向受光面保護部件11的角部llc施加沖擊引起的角部llc的破損。(第3實施方式)圖10所示的太陽能電池模塊4中，特征是框體15具有保護受光面保護部件11的端部的保護部15a。但是，框體15被形成為把持背面保護部件14的結構，保護部15a實質上沒有把持受光面保護部件11。受光面保護部件11和框體15之間，填充有密封材料17。密封材料17覆蓋受光面保護部件11的角部llc。在此，框體15的保護部15a，優(yōu)選從受光面保護部件11的受光面?zhèn)扔^察不與太陽能電池層12重疊。作為填充材料13、粘接材料16、密封材料17，能夠使用前面所述的樹脂材料。粘接材料16和密封材料17使用同一材料也可以。8(作用效果)本實施方式的太陽能電池模塊4中，受光面保護部件ll的角部llc，被設置于框體15的保護部15a保護。而且，角部llc被密封材料17覆蓋。如此，受光面保護部件ll的角部llc，被保護部15a和密封材料17保護，因此，能夠進一步抑制由于施加沖擊引起的角部lie的破損。(第3實施方式的變形例)圖10所示的太陽能電池模塊4中，基于圖7所示的太陽能電池模塊2的結構進行了說明，也能夠形成為參照圖9所示的太陽能電池模塊3的結構。具體地，也可以用密封材料17保護受光面保護部件11的端面lib和填充材料13的端面13b。而且，用于對把持背面保護部件14的框體15進行固定的粘接材料16埋設于框體15的保護部15a和受光面保護部件14的外緣部之間也可以。(其他的實施方式)以上說明的實施方式中，使用青板玻璃作為受光面保護部件ll，使用青板強化玻璃作為背面保護部件14，但本發(fā)明中，并不限定于此結構。例如，本發(fā)明中，只要是比受光面保護部件11強度高的材料，就能夠應用為背面保護部件14。對強度的評價，例如能夠通過IEC6121510.17中規(guī)定的降雹試驗求得的沖擊強度進行。例如，使用青板玻璃作為受光面保護部件ll的情況下，背面保護部件也能夠使用SUS板等的金屬板、纖維強化塑料等。而且，本發(fā)明中，作為背面保護部件14只要是對于負荷的位移量比受光面保護部件11小的材料，就能夠在本實施方式中不受限定地使用。例如，能夠將SUS板等的金屬板、纖維強化塑料等作為背面保護部件14使用。而且，通過增加加強筋(rib)等方法具有能抑制位移量的結構的塑料等也能夠作為背面保護部件14應用。而且，本發(fā)明，不僅限于使用薄膜太陽能電池的太陽能電池模塊，還能夠應用于由多種太陽能電池所構成的太陽能電池模塊，如使用了單晶硅晶片的太陽能電池、使用了多晶硅晶片的太陽能電池等。此外，日本專利申請第2007-112266號(2007年4月20日申請)和日本專利申請第2007-228151號(2007年9月3日申請)的全部內(nèi)容，以參照的方式，組合在本申請說明書中。產(chǎn)業(yè)上的可利用性如以上這樣，利用本發(fā)明，能夠提供能抑制破損發(fā)生的太陽能電池模塊，因此在太陽光發(fā)電領域中有用。9權利要求一種太陽能電池模塊，其特征在于，包括透光性的受光面保護部件，具有受光面和設置在所述受光面的相反側的背面；背面保護部件，配置在所述受光面保護部件的所述背面?zhèn)龋缓投鄠€太陽能電池單元，密封在所述受光面保護部件和所述背面保護部件之間，所述背面保護部件的平面形狀比所述受光面保護部件大，對于來自外部的負荷的位移量比所述受光面保護部件的位移量小。2.—種太陽能電池模塊，其特征在于，包括透光性的受光面保護部件，具有受光面和設置在所述受光面的相反側的背面；背面保護部件，配置在所述受光面保護部件的所述背面?zhèn)?；禾口多個太陽能電池單元，密封在所述受光面保護部件和所述背面保護部件之間，所述背面保護部件的平面形狀比所述受光面保護部件大，且具有比所述受光面保護部件大的耐沖擊強度。3.如權利要求1或2中所述的太陽能電池模塊，其特征在于所述背面保護部件是玻璃。4.如權利要求1或2中所述的太陽能電池模塊，其特征在于在與所述受光面保護部件的所述受光面大致平行的投影面上，所述背面保護部件中不與所述受光面保護部件重疊的部分由框體把持。5.如權利要求4中所述的太陽能電池模塊，其特征在于所述受光面保護部件，比所述框體的內(nèi)徑尺寸小。6.如權利要求5中所述的太陽能電池模塊，其特征在于所述受光面保護部件的所述受光面和與所述受光面相連的端面之間的角部被樹脂材料覆蓋。全文摘要本發(fā)明中的太陽能電池模塊(1)包括受光面保護部件(11)、在受光面保護部件(11)的背面?zhèn)扰渲玫谋趁姹Ｗo部件(14)、在受光面保護部件(11)和背面保護部件(14)之間密封的多個太陽能電池單元。背面保護部件(14)的平面形狀比受光面保護部件(11)大。此外，背面保護部件(14)對于來自外部的負荷的位移量小于受光面保護部件(11)的位移量，或具有比受光面保護部件(11)更大的耐沖擊強度。文檔編號H01L31/042GK101707909SQ20088001264公開日2010年5月12日申請日期2008年4月8日優(yōu)先權日2007年4月20日發(fā)明者小笠原悟,柳浦聰生申請人:三洋電機株式會社