CN104221161B

CN104221161B - 太阳能电池组件和太阳能电池组件的制造方法

Info

Publication number: CN104221161B
Application number: CN201280071685.8A
Authority: CN
Inventors: 吉岭幸弘; 石黑祐; 今田直人
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2012-03-23
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2017-04-26
Anticipated expiration: 2032-03-23
Also published as: DE112012006083T5; US20140373897A1; WO2013140606A1; JPWO2013140606A1; CN104221161A; JP5999570B2; US10084105B2

Abstract

本发明的太阳能电池组件包括：多个太阳能单电池；和将多个太阳能单电池间电连接、表面具有凹凸的连接片，连接片在太阳能单电池的周缘区域的凹凸的高度比其它区域的凹凸的高度低。

Description

太阳能电池组件和太阳能电池组件的制造方法

技术领域

本发明涉及太阳能电池组件和太阳能电池组件的制造方法。

背景技术

近年来，能够将太阳光转换为电能的太阳能电池被用作石油替代能源。太阳能电池能够列举单晶型太阳能电池、多晶型太阳能电池、非晶型太阳能电池等、或者将它们组合得到的太阳能电池。通常，将多个太阳能电池串联或者并联连接作为太阳能电池组件使用。

图13的截面图表示现有的太阳能电池组件100的结构。太阳能电池组件100具有将多个太阳能单电池10用连接片(tab)12连接的结构。连接片12连接太阳能单电池10的受光面侧的第1电极14和相邻的太阳能单电池10的背面侧的第2电极16。在此，连接片12为了设置与太阳能单电池10的厚度相应的台阶差而具有弯折部12a。

另外，为了在太阳能单电池10的受光面侧有效利用入射到连接片12的表面的光，使用在表面设置有凹凸的连接片12。通过采用这样的连接片12，入射到连接片12的表面的光因凹凸而散射，进而被将太阳能单电池10密封的密封件18(玻璃等)反射，被从未设置连接片12的区域向太阳能单电池10引导。由此，能够使由连接片12的表面反射的光也有效地有助于发电，太阳能电池组件100的发电效率提高。

发明内容

发明要解决的课题

但是，在使用太阳能电池组件100时，如图14所示，有可能太阳能单电池10的缘部分与连接片12接触而被施加应力(图中箭头方向)导致太阳能单电池10破裂。例如，在太阳能电池组件100被施加热循环时，太阳能单电池10之间狭窄，有可能发生太阳能单电池10的缘部分与连接片12的接触。

特别是，在连接片12的表面设置有凹凸的情况下，该凸部与太阳能单电池10接触而使应力集中施加于凸部。其结果，导致太阳能单电池10的破损和特性的劣化的可能变高。

用于解决课题的方法

本发明的一个实施方式为太阳能电池组件，包括：多个太阳能单电池；和将多个太阳能单电池之间电连接、表面具有凹凸的连接片，连接片在太阳能单电池的周缘区域的凹凸的高度比其它区域的凹凸的高度低。

本发明的另一个实施方式为太阳能电池组件的制造方法，包括：使表面具有凹凸的连接片的一部分的区域的凹凸的高度变低的第1工序；和利用连接片将多个太阳能单电池之间电连接的第2工序，在第2工序中，将凹凸的高度变低了的区域配置在太阳能单电池的周缘区域。

发明的效果

根据本发明，能够在包含由表面具有凹凸的连接片连接的太阳能单电池的太阳能电池组件中，抑制太阳能单电池的破损等的发生，提高太阳能电池组件的可靠性。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的太阳能电池组件的结构的俯视图。

图2是表示本发明的实施方式的太阳能电池组件的结构的截面图。

图3是表示本发明的实施方式的太阳能电池组件的结构的截面图。

图4是表示本发明的实施方式的太阳能电池组件的结构的截面图。

图5是说明本发明的实施方式的连接片的凹凸的高度的图。

图6是表示本发明的实施方式的连接片的凹凸的形状的例子的截面图。

图7是表示本发明的实施方式的连接片的凹凸的形状的例子的截面图。

图8是表示本发明的实施方式的连接片的凹凸上设置有缓冲件的例子的截面图。

图9是表示本发明的实施方式的连接片的形成方法的图。

图10是表示本发明的实施方式的连接片的形成方法的图。

图11是表示本发明的实施方式的连接片的形成方法的图。

图12是表示本发明的实施方式的太阳能电池组件的制造方法的图。

图13是表示现有的太阳能电池组件的结构的截面图。

图14是说明现有的太阳能电池组件的课题的图。

具体实施方式

＜太阳能电池组件的结构＞

如图1的俯视图和图2～图4的截面图所示，本发明的实施方式的太阳能电池组件200包括太阳能单电池20、连接片22、粘接剂24、第1保护部件26、第2保护部件28和充填材料30。图1是从受光面侧观看的太阳能电池组件200的俯视图，图2是沿图1的线A-A的截面示意图。图3是沿图1的线B-B的截面示意图。图4是沿图1的线C-C的截面示意图。

此外，在以下的说明中，“受光面”是太阳能单电池20的主面之一，表示来自外部的光主要入射的面。例如，入射到太阳能单电池20的光中的50％～100％从受光面侧入射。“背面”是太阳能单电池20的主面之一，表示与受光面相反一侧的面。

太阳能单电池20包括：通过接收太阳光等的光而生成载流子(电子和空穴)的光电转换部20a；设置在光电转换部20a的受光面上的第1电极20b；和设置在光电转换部20a的背面上的第2电极20c。第1电极20b和第2电极20c，如图1所示，具有以与连接片22的延伸设置方向交叉的方式设置为梳齿状的指状部(finger)和将其连接的汇流条(busbar)。汇流条设置成被连接片22包围。指状部和汇流条例如将在粘合剂树脂中散布了银(Ag)等导电性填料的导电性膏以期望的图案丝网印刷到透明导电层上而形成。此外，在光不从太阳能单电池20的背面侧入射的情况下，可以在光电转换部20a的背面的大致整个面上形成银(Ag)薄膜等的金属膜作为第2电极20c。在太阳能单电池20中，由光电转换部20a生成的载流子由第1电极20b和第2电极20c收集。

光电转换部20a具有例如由结晶硅、砷化镓(GaAs)或磷化铟(InP)等半导体材料形成的基板。光电转换部20a的结构不特别限定，但在本实施方式中，以具有n型单晶硅基板和非晶硅层的异质结的构造进行说明。光电转换部20a例如在n型单晶硅基板的受光面上依次层叠i型非晶硅层、掺杂有硼(B)等的p型非晶硅层、氧化铟等的透光性导电氧化物形成的透明导电层。另外，在基板的背面上依次层叠i型非晶硅层、掺杂有磷(P)等的n型非晶硅层、透明导电层。

太阳能电池组件200中相邻的太阳能单电池20之间用连接片22连接。作为连接片22例如能够使用带(ribbon)状的铜等的金属箔。连接片22连接太阳能单电池20的第1电极20b和相邻的太阳能单电池20的第2电极20c。连接片22中，例如由粘接剂24接合于一方的太阳能单电池20的第1电极20b的汇流条和另一方的太阳能单电池20的第2电极20c的汇流条。作为粘接剂24，能够采用例如在包含环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂等的粘接性的树脂材料的热硬化型的粘接剂中散布了导电性颗粒的导电性粘接膏(SCP)或导电性粘接薄膜(SCF)。另外，例如，可以使用在太阳能单电池20的面内方向上导电性低、膜厚方向上导电性高的各向异性导电性粘接剂(ACF)。另外，也可以不使用粘接剂24，而通过钎焊材料将第1电极20b和第2电极20c与连接片22连接。

连接片22为了与太阳能单电池20的厚度相应地设置台阶差而具有弯折部22a。即，弯折部22a设置成为了以相邻的太阳能单电池20配置在同一平面内的方式连接第1电极20b和第2电极20c而相应于太阳能单电池20的厚度形成有构造上的逃离部。

另外，如图3所示，在连接片22的表面设置有凹凸22b。凹凸22b的凹部与凸部之间的高度优选为1μm以上80μm以下。在本实施方式中，凹凸22b为沿着连接片22的长度方向(延伸设置方向)的三角槽形状，但是不限定于此，可以为圆锥形状、四棱锥形状、多棱锥形状和它们的组合等。

当从太阳能电池组件200的受光面侧入射的光入射到连接片22的表面时，凹凸22b使该光散射，进而通过第1保护部件26使其反射，能够从未设置连接片12的区域向太阳能单电池10引导。由此，能够使由连接片22的表面反射的光也有效地有助于发电，太阳能电池组件200的发电效率提高。

第1保护部件26是为了保护太阳能单电池20的受光面侧而设置的部件。第1保护部件26设置在太阳能单电池20的受光面侧，所以由使在太阳能单电池20中用于光电转换的波段的光透射的透明的部件构成。作为第1保护部件26能够使用例如玻璃板、树脂板、树脂薄膜等具有透光性的部件。第2保护部件28是为了保护太阳能单电池20的背面侧而设置的部件。第2保护部件28与第1保护部件26同样，能够使用玻璃板、树脂板、树脂薄膜等。此外，在光不从太阳能单电池20的背面侧入射的情况下，第2保护部件28可以为不透明的板体、薄膜。在该情况下，作为第2保护部件28可以使用例如在内部具有铝箔等的树脂薄膜等的层叠薄膜。第1保护部件26和第2保护部件28使用充填材料30各自与太阳能单电池20的第1电极20b和第2电极20c粘接。

本实施方式的太阳能电池组件200中，如图3和图4所示，太阳能单电池20的周缘区域中的连接片22的凹凸22c的高度比其它区域中的连接片22的凹凸22b的高度低。

在此，太阳能单电池20的周缘区域是有可能在太阳能单电池20的缘附近与连接片22直接接触的区域。另外，其它区域是太阳能单电池20的周缘区域以外的至少一部分的区域。其它区域例如可以为太阳能单电池20的中央附近的区域。

在此，优选在连接片22的弯折部22a设置高度比设置在其它区域的凹凸22b的高度低的凹凸22c。此时，可以仅在弯折部22a的一方设置凹凸22c。此时，在仅在连接片22的一面设置有凹凸的情况下，优选在设置有凹凸的面朝向太阳能单电池20的弯折部22a(图2中为太阳能单电池20的背面侧附近的弯折部22a)设置凹凸22c。另外，可以遍及将多个太阳能单电池20连接的区域、即弯折部22a间的区域设置凹凸22c。另外，可以以从太阳能单电池20的周缘部至内侧的方式形成凹凸22c。

此外，如图5所示，凹凸的高度是指从凹凸的凹部(谷部)至凸部(峰部)的间隔h。在凹凸的高度不均匀的情况下，凹凸的高度为沿着连接片22的宽度方向(与延伸设置方向正交的方向)的凹凸的平均值。

连接片22的凹凸22c的截面形状为与其它区域中的连接片22的凹凸22b相比高度变低的形状即可。例如，如图6所示，凹凸22c的截面形状可以为凸部的前端变得平坦的形状。另外，如图7所示，凹凸22c的截面形状可以具有凸部的前端的曲率比其它区域中的凹凸22b的前端的曲率大的曲面的形状。当然，可以不设置凹凸22c，而形成为平坦的形状。此外，在图6和图7中，用虚线表示凹凸22b的形状的例子，以使得与凹凸22c的对比变得容易。

另外，如图8所示，可以构成为用缓冲件32覆盖设置有连接片22的凹凸22c的区域。缓冲件32优选采用环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂等树脂材料。例如，可以将为了将第1电极20b和第2电极20c与连接片22粘接而使用的粘接剂24(导电性粘接膏(SCP)或导电性粘接薄膜(SCF))用作缓冲件32。此时，优选采用在太阳能单电池20的面内方向上导电性低、膜厚方向上导电性高的各向异性导电性粘接剂(ACF)。

这样，通过在太阳能单电池20的周缘区域中在连接片22设置比其它区域的凹凸22b小的凹凸22c，能够抑制太阳能单电池20的周缘区域(缘部)与连接片22接触。另外，例如即使连接片22与太阳能单电池20的周缘区域(缘部)接触，也能够缓和从凸部施加于太阳能单电池20的压力的集中，能够抑制太阳能单电池20的破损。

在此，连接片22的弯折部22a位于在太阳能单电池20的周边区域中与太阳能单电池20更容易接触的区域，所以通过在弯折部22a设置比其它区域的凹凸22b小的凹凸22c，抑制太阳能单电池20的破损的效果变得显著。另外，通过遍及弯折部22a间设置凹凸22c，能够更可靠地抑制太阳能单电池20的破损。

另外，通过用缓冲件32覆盖连接片22的凹凸22c，能够利用缓冲件32更加缓和从凸部施加于太阳能单电池20的压力的集中，抑制太阳能单电池20的破损的效果变得更加显著。

＜连接片的形成方法＞

下面，说明连接片22的凹凸22c的形成方法。连接片22在其一方的表面整体预先设置有凹凸。凹凸例如能够通过机械的冲压加工而形成。而且，对连接片22的一部分的区域的凹凸进行加工，形成比其它区域的凹凸22b小的凹凸22c。

例如，如图9(a)～图9(c)所示，能够通过冲压加工形成凹凸22c。首先，准备遍及整体具有凹凸22b的连接片22(图9(a))。然后，利用冲压加工机40对连接片22的一部分的区域中的凹凸22b的凸部的前端进行机械冲压(图9(b))。由此，能够在连接片22的一部分的区域形成凹凸22c(图9(c))。在该情况下，凸部的前端的形状能够通过冲压加工所使用的模子(模具)适当选择。

另外，如图10所示，能够通过对凸部的前端加热而使其熔融来形成凹凸22c。加热方法并不限定，例如能够通过利用激光照射装置照射激光42来进行加热。

接着，在连接片22形成弯折部22a。弯折部22a能够如图11所示通过对连接片22的相应部位进行冲压加工而形成。准备一部分的区域具有高度比其它区域低的凹凸22c的连接片22(图11(a))。然后，利用冲压加工机44对连接片22冲压而形成弯折部22a(图11(b))。此时，以形成有凹凸22c的区域X位于太阳能单电池20的周缘区域的方式形成弯折部22a。例如，优选形成遍及弯折部22a间形成有凹凸22c的区域X。这样，在连接片22形成弯折部22a(图11(c))。

当然，形成有凹凸22c的区域X位于太阳能单电池20的周缘区域时，不限定于此。例如，可以仅在与弯折部22a相当的区域形成凹凸22c，以该处成为弯折部22a的方式进行冲压加工。本实施方式的情况下，在与弯折部22a相当的2个部位形成凹凸22c。另外，在仅在连接片22的一面设置有凹凸的情况下，可以仅在与设置有凹凸的面朝向太阳能单电池20的弯折部22a相当的区域形成凹凸22c，以该处成为弯折部22a的方式进行冲压加工。另外，可以以从太阳能单电池20的周缘部至内侧的方式形成凹凸22c。

此外，在用缓冲件覆盖连接片22的凹凸22c的情况下，在形成凹凸22c后在形成有凹凸22c的区域通过涂敷等形成缓冲件32即可。

＜太阳能电池组件的制造方法＞

以下，对太阳能电池组件200的制造方法进行说明。在太阳能电池组件200中，太阳能单电池20能够应用现有的制造方法形成，所以对作为特征部分的连接片22的配线方法进行说明。

如图12(a)所示，在太阳能单电池20形成第1电极20b和第2电极20c后，在第1电极20b和第2电极20c的汇流条上配置粘接剂24。然后，如图12(b)所示，将连接片22粘接到第1电极20b和第2电极20c，将相邻的太阳能单电池20连接。此时，进行粘接，使得形成有凹凸22c的连接片22的区域位于太阳能单电池20的周缘区域。然后，如图12(c)所示，利用第1保护部件26、第2保护部件28和充填材料30进行密封。

如上所述，根据本实施方式的太阳能电池组件200，能够抑制太阳能单电池20的破损等的发生，能够提高太阳能电池组件200的可靠性。

附图标记的说明

10 太阳能单电池

12 连接片

12a 弯折部

14 第1电极

16 第2电极

18 密封件

20 太阳能单电池

20a 光电转换部

20b 第1电极

20c 第2电极

22 连接片

22a 弯折部

22b、22c 凹凸

24 粘接剂

26 第1保护部件

28 第2保护部件

30 充填材料

32 缓冲件

40、44 冲压加工机

42 激光

100、200 太阳能电池组件

Claims

1.一种太阳能电池组件，其特征在于，包括：

多个太阳能单电池；和

将所述多个太阳能单电池之间电连接，表面具有凹凸的连接片，

所述连接片在包含所述太阳能单电池的周缘区域的设置于所述太阳能单电池之间的弯折部的凹凸的高度比其它区域的凹凸的高度低，其中，所述太阳能单电池的周缘区域是在所述太阳能单电池的边缘附近有可能与所述连接片接触的区域。

2.如权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于：

所述连接片的所述弯折部间的凹凸的高度比所述其它区域的凹凸的高度低。

3.如权利要求1或2所述的太阳能电池组件，其特征在于：

所述连接片在具有高度比所述其它区域的凹凸的高度低的凹凸的区域的表面设置有缓冲件。

4.一种太阳能电池组件的制造方法，其特征在于，包括：

使表面具有凹凸的连接片的一部分的区域的凹凸的高度变低的第1工序；和

利用所述连接片将多个太阳能单电池之间电连接的第2工序，

在所述第2工序中，将所述凹凸的高度变低了的区域配置在包含所述太阳能单电池的周缘区域的设置于所述太阳能单电池之间的弯折部，其中，所述太阳能单电池的周缘区域是在所述太阳能单电池的边缘附近有可能与所述连接片接触的区域。

5.如权利要求4太阳能电池组件的制造方法，其特征在于：

所述第1工序中，对所述连接片的一部分施加压力而使凹凸的高度变低。

6.如权利要求4太阳能电池组件的制造方法，其特征在于：

所述第1工序中，使所述连接片的一部分熔融而使凹凸的高度变低。