專利名稱：太陽能電池模組的制造方法及太陽能電池模組的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種太陽能電池模組的制造方法，更詳細來說，涉及一種將硅酮凝膠(Silicone gel,也稱為娃凝膠)作為密封材料的太陽能電池模組的制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，將太陽光轉(zhuǎn)換為電能的太陽能電池，作為清潔能源的代表而不斷地開發(fā)，并且是最為引人注目的技術(shù)。作為太陽能電池的材料，可以列舉:單晶硅、多晶硅、非晶硅、非晶硅鍺、及非晶SiC等四面體系的非晶半導體；或，CdS, Cu2S等I1-VI族或GaAs、GaAlAs等II1-V族化合物半導體。在以往的太陽能電池制造中，是使用玻璃板來作為面板，然而，將輕質(zhì)化、施工性、及量產(chǎn)性優(yōu)異的塑料薄膜或金屬薄膜用作面板的可撓性太陽能電池的研發(fā)正在開展。作為太陽能電池模組有以下結(jié)構(gòu):兩面為玻璃板的結(jié)構(gòu)；及，表層不是玻璃板，而是使用氟樹月旨、聚甲基丙烯酸甲酯、聚砜、聚醚砜、聚氯乙烯或聚碳酸酯等，尤其是使用耐氣候性、透光性優(yōu)異的四氟乙烯(ETFE)片材的結(jié)構(gòu)。此外，作為用于保護、固定太陽能電池單元的密封材料，使用乙烯-醋酸乙烯共聚物(ethylene-vinyl acetate copolymer, EVA)、氯乙烯共聚物、聚乙烯醇(polyvinylalcohol,PVA)、或聚乙烯醇縮丁醒(polyvinyl butyral,PVB)等,然而由于任一材料與娃酮材料相比，耐氣候性均較差，因此，在需要長期耐久性的用途中，會使用硅酮材料。現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻 專利文獻1:日本特開昭62-152183號公報專利文獻2:日本特公昭63-46783號公報專利文獻3:日本特表2007-527109號公報專利文獻4:日本專利第4760315號公報

發(fā)明內(nèi)容
然而，由于以往的硅酮材料為液狀，因此當制造太陽能電池模組時，會卷入氣泡、或是需要重復加熱工序等復雜的制造程序，因而需要特殊的制造裝置而成為一個問題。另一方面，如果利用真空熱壓裝置，與乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)同樣地將加熱固化后的硅酮凝膠層成型，那么將存在以下問題:由于與面板和太陽能電池單元等之間的粘著性不充分，因此，無法充分發(fā)揮密封效果，作為太陽能電池模組的耐久性也變差。本發(fā)明是鑒于上述問題而完成，目的在于提供一種利用前所未有的簡便的制造方法，來制造耐久性優(yōu)異的太陽能電池模組的方法。為了解決上述課題，本發(fā)明提供一種太陽能電池模組的制造方法，所述太陽能電池模組的結(jié)構(gòu)為由背面面板、多個太陽能電池單元、及表面面板依次積層而成，該背面面板具有將硅酮凝膠(A’ )涂布并固化而成的硅酮凝膠層(A’)，該表面面板具有將硅酮凝膠(B’ )涂布并固化而成的硅酮凝膠層(B’ );所述太陽能電池模組的制造方法的特征在于:對前述硅酮凝膠層(A’)及(B’)中的至少一方的涂布固化表面(指前述固化而成的硅酮凝膠層的表面)進行紫外線照射，然后經(jīng)由前述硅酮凝膠層(A’)及(B’)來貼合而積層。這種太陽能電池模組的制造方法，可以提高作為課題的硅酮凝膠與太陽能電池單元、以及硅酮凝膠彼此之間的粘著性，并且可以提高太陽能電池模組的耐久性，而可以制造一種太陽能電池模組，在高壓加速老化壽命試驗(pressure cooker test, PCT)、結(jié)露凍結(jié)循環(huán)試驗等中，不會降低模組發(fā)電效率、耐久性優(yōu)異。此外，作為前述硅酮凝膠層(A’ )及(B’)，較優(yōu)選為采用了各自的針入度為30至100的硅酮凝膠層。如果是這種針入度，彈性率不會過高也不會過低，因而較優(yōu)選。此外，本發(fā)明提供一種太陽能電池模組，其特征在于:其結(jié)構(gòu)為由背面面板、多個太陽能電池單元、及表面面板依次積層而成，該背面面板具有將硅酮凝膠(A’ )涂布并固化而成的硅酮凝膠層(A’)，該表面面板具有將硅酮凝膠(B’ )涂布并固化而成的硅酮凝膠層(B’ );并且，前述硅酮凝膠層(A’)及(B’)中的至少一方的涂布固化表面實施了紫外線照射處理，且所述太陽能電池模組經(jīng)由前述硅酮凝膠層(A’)及(B’)來積層而成。本發(fā)明的太陽能電池模組的硅酮凝膠層與太陽能電池單元、以及硅酮凝膠層彼此之間的粘著性優(yōu)異。因此，太陽能電池模組的耐久性優(yōu)異，在高壓加速老化壽命試驗、結(jié)露凍結(jié)循環(huán)試驗等中，不會降低模組發(fā)電效率、耐久性優(yōu)異。如以上說明，本發(fā)明的太陽能電池模組的制造方法，作為將耐氣候性、耐熱性、及耐寒性優(yōu)異的硅酮凝膠用作密封材料的方法，是一種前所未有的簡便的制造方法，并且可以提高作為課題的硅酮凝膠與太陽能電池單元、以及硅酮凝膠彼此之間的粘著性，并提高太陽能電池模組的耐久性，而可以制造一種太陽能電池模組，在高壓加速老化壽命試驗、結(jié)露凍結(jié)循環(huán)試驗等中，不會降低模組發(fā)電效率、耐久性優(yōu)異。


圖1是表示本發(fā)明的太陽能電池模組的一個實例的概要圖。其中，附圖標記說明如下:I白板玻璃(背面面板)2硅酮凝膠層(A’ )
3太陽能電池單元4硅酮凝膠層(B’ )5白板玻璃(表面面板)6密封材料10太陽能電池模組
具體實施方式
以下，更進一步詳細說明本發(fā)明。如上所述，期望提出一種太陽能電池模組的簡便的制造方法，所述方法是將耐久性優(yōu)異的硅酮凝膠(Silicone gel，也稱為硅凝膠)作為密封材料。本發(fā)明人進行了銳意研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)一種太陽能電池模組的制造方法，所述太陽能電池模組的結(jié)構(gòu)為由背面面板、多個太陽能電池單元、及表面面板依次積層而成，該背面面板具有將硅酮凝膠(A’ )涂布并固化而成的硅酮凝膠層(A’)，該表面面板具有將硅酮凝膠(B’ )涂布并固化而成的硅酮凝膠層(B’ );其中，對前述硅酮凝膠層(A’)及(B’)中的至少一方的涂布固化表面進行紫外線照射，然后經(jīng)由前述硅酮凝膠層(A’)及(B’)來貼合而積層，可以簡便地制造耐久性優(yōu)異的太陽能電池模組，從而完成本發(fā)明。以下，首先，對于本發(fā)明中能制造的將硅酮凝膠層作為密封材料的太陽能電池模組的構(gòu)成構(gòu)件，進行詳細敘述。依據(jù)本發(fā)明的制造方法制造而成的太陽能電池模組10，結(jié)構(gòu)為由背面面板1、多個太陽能電池單元3、及表面面板5依次積層而成，該背面面板I具有將硅酮凝膠(A’ )涂布并固化而成的硅酮凝膠層(A’)2，該表面面板5具有將硅酮凝膠(B’)涂布并固化而成的硅酮凝膠層(B’)4 (參照圖1)。硅酮凝膠(A’)及(B’)本發(fā)明所使用的硅酮凝膠(A’ )及(B’)，較優(yōu)選為采用加成固化型硅酮凝膠組合物。具體來說，較優(yōu)選為含有以下成分:(A) 100質(zhì)量份的有機聚硅氧烷，其在I分子中含有I個以上鍵結(jié)于硅原子上的烯基，并由下述平均組成式所表示，RaR，bSiO(4_a_b)/2
(式中，R是烯基，R’是不具有脂肪族不飽和鍵的未取代或取代的碳數(shù)I 10的一價烴基，a、b是滿足0<a<2、0<b<3、0<a+b彡3的數(shù)值)；(B)有機氫聚硅氧烷，其在I分子中至少含有2個鍵結(jié)于硅原子上的氫原子，其中，相對于(A)成分中的烯基，鍵結(jié)于硅原子上的氫原子為0.2 2.5倍摩爾的量；(C)催化劑量的加成反應催化劑；及，(D) O 20倍質(zhì)量份的粘著賦予成分。此外，此組合物，較優(yōu)選為液體。將這些硅酮凝膠組合物均勻地涂布在背面面板或表面面板上并使其固化，而關于涂布方法，根據(jù)噴涂、流涂、簾式涂布、屏幕涂層、澆注及這些方法的組合，較優(yōu)選為形成10 1000微米，更優(yōu)選為形成50 500微米，最優(yōu)選為形成100 300微米的厚度。若厚度為10微米以上，則能更確實地吸收太陽能電池單元或太陽能電池單元組(太陽能電池單元串，solar strings)的厚度,此外,若厚度為1000微米以下,則能抑制固化性娃酮材料所花費的成本，是經(jīng)濟的。進而，利用熱板或烘箱等，以規(guī)定時間、規(guī)定溫度使涂布的硅酮凝膠組合物固化，而得到具有硅酮凝膠層的背面面板、表面面板。硅酮凝膠層的針入度，較優(yōu)選為30 100。若為30以上，則彈性率不會變成過高，而不會有破壞太陽能電池的可能性。此外，若為100以下，則彈性率不會變成過低，容易得到規(guī)定的厚度。
硅酮凝膠(A’ )與硅酮凝膠(B’)，可以相同，也可以是相異的組合物。背面面板要求背面面板將太陽能電池元件的溫度進行高效散熱，作為材料可以列舉:玻璃材料、合成樹脂材料、金屬材料或它們的復合構(gòu)件。作為玻璃材料的示例，可以列舉青板玻璃、白板玻璃或強化玻璃等；作為合成樹脂材料，可以列舉丙烯樹脂、聚碳酸酯(PC)樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)樹脂或環(huán)氧樹脂等。進而，使用到TPT(聚氟乙烯復合膜)等的背面片材。此外作為金屬材料，可以列舉銅、鋁或鐵等；作為復合材料，可以列舉包含了二氧化硅、以及二氧化鈦、氧化鋁、及氮化鋁等具有高熱傳導性的材料的合成樹脂等。表面面板作為表面即所謂受光面的面板，需要具有透明性、耐氣候性、耐沖擊性、以及在室外用途中的長期可靠性的構(gòu)件，有例如:白板強化玻璃、丙烯樹脂、氟樹脂或聚碳酸酯樹脂等，一般來說，厚度為3 5mm左右的白板強化玻璃被廣泛使用。太陽能電池單元在太陽能電池單元中，是使用選自單晶硅或者多晶硅中的I種或者2種硅材料，來作成太陽能電池單元，而太陽能電池組是利用TAB線(內(nèi)部連接線)，將太陽能電池元件連接而成。本發(fā)明的將硅凝膠作為密封材料而成的太陽能電池模組的制造方法的相關詳細內(nèi)容，如下記載。具體來說，是一種太陽能電池模組的制造方法，所述太陽能電池模組的結(jié)構(gòu)為由背面面板、多個太陽 能電池單元、及表面面板依次積層而成，該背面面板具有將硅酮凝膠(A’ )涂布并固化而成的硅酮凝膠層(A’)，該表面面板具有將硅酮凝膠(B’ )涂布并固化而成的硅酮凝膠層(B’ );其中，所述太陽能電池模組的制造方法，對前述硅酮凝膠層(A’ )及(B’)中的至少一方的涂布固化表面進行紫外線照射，然后經(jīng)由前述硅酮凝膠層(A’)及(B’ )來貼合而積層。作為使界面表現(xiàn)粘著性的處理，較優(yōu)選為照射波長為172nm或126nm的紫外線后進行接合。此外，作為照射紫外線的位置，對硅酮凝膠層(A’)、(B’ )中的至少一方的涂布固化表面進行紫外線照射，從而使硅酮凝膠層與太陽能電池單元、或硅酮凝膠層彼此之間良好地粘著或密接，可以制造出一種具有氣密性的太陽能電池模組。此外，紫外線照射，也可以對太陽能電池單元進行。進而，利用涂布有硅酮凝膠層(A’)的背面面板與涂布有硅酮凝膠層(B’)的表面面板，以兩面板的硅酮凝膠層來夾住太陽能電池單元來加以疊層，并進行真空密接等，從而可以良好地制造。此外，如圖1所示，還可以在面板的外周部上，設置密封材料6。框狀地配置在面板的外周邊部的橡膠制密封材料，有防止?jié)駳?、氣體成分等從模塊外部侵入的效果，作為密封材料，可例舉硅酮橡膠、及丙烯酸酯橡膠、丁基橡膠、硅酮橡膠等，而從材料的低氣體透過性來考慮，較優(yōu)選為丁基橡膠。當采用耐氣候性較低的丁基橡膠等的密封材料時，較優(yōu)選為在外側(cè)被覆鋁等。[實施例]以下，示出實施例及比較例，來具體說明本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限定于下述實施例。而且，下述實施例及比較例中的紫外線照射條件如下所述。
_5] 紫外線照射條件使用牛尾(Ushio, Inc.)電機株式會社制造的SCQ05裝置,在材料表面上進行以下處理:紫外線照度為lOmW/cm2，照射時間為10秒，紫外線的積算照度為lOOmW/cm2.秒。具有硅酮凝膠層(A’ )的背面面板的制造在340mmX 360mm且厚度為3.2mm的白板強化玻璃上，以成為500微米的方式，涂布加成固化型硅酮凝膠(針入度70)，然后以規(guī)定的溫度使其固化，而制造出具有硅酮凝膠層(A’ )的背面面板。太陽能電池模組的制作(無密封材料)將2X2陣列(合計4個單元)的硅單晶太陽能電池單元組，載置在具有硅酮凝膠層(A’)的白板強化玻璃(背面面板)的硅酮凝膠層(A’)上，進而，在該硅酮凝膠層(A’)上，疊層340mmX 360mm且厚度為3.2mm的白板強化玻璃(表面面板)，該白板強化玻璃涂布(被覆)有500微米加成固化型硅酮凝膠層(B’)(針入度70)，并以硅酮凝膠層(A’)及(B’ )密接的方式來疊層，然后，使用真空壓接裝置，經(jīng)過真空度為I T0rr、13(TC的加熱壓接，熱壓5分鐘，從而制造出太陽能電池模組。而且，實施例1是只對硅酮凝膠層(A’ )進行了紫外線照射，而實施例2對兩方的硅酮凝膠層進行了紫外線照射。進而，比較例I是未對任一個硅酮凝膠層照射紫外線來進行制造。

太陽能電池模組的制作(有密封材料)將2X2陣列的硅單晶太陽能電池單元組，載置在具有硅酮凝膠層(A’ )的白板強化玻璃(背面面板)上，進而，在該白板強化玻璃上，疊層340mmX 360mm且厚度為3.2mm的白板強化玻璃(表面面板)，該白板強化玻璃涂布(被覆)有500微米加成固化型硅酮凝膠層(B’)(針入度70)，并以硅酮凝膠層(A’)及(B’)密接的方式來疊層，然后，使用真空壓接裝置，經(jīng)過真空度為lTorr、130°C的加熱壓接，熱壓5分鐘，接著，通過向面板的周邊部分粘著外側(cè)被鋁被覆的丁基橡膠，從而制造太陽能電池模組。而且，實施例3是只對硅酮凝膠層(B’ )進行了紫外線照射，而實施例4對兩方的硅酮凝膠層進行了紫外線照射。進而，比較例2是未對任一個硅酮凝膠層照射紫外線來進行制造。對于上述實施例1至實施例4、比較例1、比較例2中所得到的太陽能電池模組，如下所示地，進行高壓加速老化壽命試驗及結(jié)露凍結(jié)試驗。高壓加諫老化壽命試齡將太陽能電池模組投入2氣壓、125°C、100%的高壓加速老化壽命試驗中，將經(jīng)過100小時后的模組發(fā)電效率差示于表I。結(jié)露凍結(jié)試齡關于結(jié)露凍結(jié)試驗，將從保持85°C且85%濕度一定時間的狀態(tài)到一 40°C之間的溫度變動作為I個周期，實施10個周期后的模組發(fā)電效率差示于表2。表I
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池模組的制造方法，所述太陽能電池模組的結(jié)構(gòu)為由背面面板、多個太陽能電池單元、及表面面板依次積層而成，該背面面板具有將硅酮凝膠(A’ )涂布并固化而成的硅酮凝膠層(A’)，該表面面板具有將硅酮凝膠(B’ )涂布并固化而成的硅酮凝膠層(B’ );所述太陽能電池模組的制造方法的特征在于: 對前述硅酮凝膠層(A’)及(B’)中的至少一方的涂布固化表面進行紫外線照射，然后經(jīng)由前述硅酮凝膠層(A’)及(B’)來貼合而積層。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池模組的制造方法，其中，作為前述硅酮凝膠層(A’)及(B’)，是采用了各自的針入度為30至100的硅酮凝膠層。
3.一種太陽能電池模組，其特征在于， 其結(jié)構(gòu)為由背面面板、多個太陽能電池單元、及表面面板依次積層而成，該背面面板具有將硅酮凝膠(A’)涂布并固化而成的硅酮凝膠層(A’)，該表面面板具有將硅酮凝膠(B’)涂布并固化而成的硅酮凝膠層(B’ );并且，前述硅酮凝膠層(A’)及(B’)中的至少一方的涂布固化表面實施了紫外線照射處理，且所述太陽能電池模組經(jīng)由前述硅酮凝膠層(A’)及(B’ )來積層而成 。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種利用前所未有的簡便的制造方法，來制造耐久性優(yōu)異的太陽能電池模組的方法。為了達成所述目的，提供一種太陽能電池模組的制造方法，所述太陽能電池模組的結(jié)構(gòu)為由背面面板、多個太陽能電池單元、及表面面板依次積層而成，該背面面板具有將硅酮凝膠(A’)涂布并固化而成的硅酮凝膠層(A’)，該表面面板具有將硅酮凝膠(B’)涂布并固化而成的硅酮凝膠層(B’)；所述太陽能電池模組的制造方法的特征在于對前述硅酮凝膠層(A’)及(B’)中的至少一方的涂布固化表面進行紫外線照射，然后經(jīng)由前述硅酮凝膠層(A’)及(B’)來貼合而積層。
文檔編號H01L31/048GK103227235SQ20131002894
公開日2013年7月31日 申請日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月25日
發(fā)明者柳沼篤, 山川直樹 申請人:信越化學工業(yè)株式會社