JPH0888388A - Solar battery module - Google Patents
Solar battery moduleInfo
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- JPH0888388A JPH0888388A JP6222132A JP22213294A JPH0888388A JP H0888388 A JPH0888388 A JP H0888388A JP 6222132 A JP6222132 A JP 6222132A JP 22213294 A JP22213294 A JP 22213294A JP H0888388 A JPH0888388 A JP H0888388A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は太陽電池モジュールに係
わり、特に、長期信頼性に優れたフレームレス太陽電池
モジュールに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar cell module, and more particularly to a frameless solar cell module excellent in long-term reliability.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、エコロジーに対する人々の意識が
高まり、クリーンなエネルギーである太陽電池に対する
期待がますます大きくなってきている。日本において
も、太陽電池光発電システムの普及を目指して多くの研
究が行われている。2. Description of the Related Art In recent years, people's awareness of ecology has increased and expectations for solar cells, which are clean energy, have been increasing. In Japan as well, much research is being conducted with the aim of popularizing solar cell photovoltaic power generation systems.
【0003】太陽電池の中で、単結晶シリコンおよび多
結晶シリコン太陽電池モジュールは、太陽電池素子自体
が衝撃に弱いため、表面材として厚いガラス板を用い、
太陽電池素子とガラス板の間にEVA(エチレン−酢酸
ビニル共重合ポリマー)等の充填材を充填して太陽電池
素子を保護している。Among the solar cells, the monocrystalline silicon and polycrystalline silicon solar cell modules use a thick glass plate as a surface material because the solar cell element itself is weak against impact.
A filler such as EVA (ethylene-vinyl acetate copolymer) is filled between the solar cell element and the glass plate to protect the solar cell element.
【0004】また、ガラス基板上に形成された非結晶シ
リコン太陽電池モジュールの場合も、結晶シリコン太陽
電池モジュールと同様に厚いガラス板とEVAで保護さ
れている。Also, in the case of an amorphous silicon solar cell module formed on a glass substrate, it is protected by a thick glass plate and EVA as in the crystalline silicon solar cell module.
【0005】これらのガラス基板を表面に有する太陽電
池モジュールはガラス基板周辺の保護と機械的強度の補
強及びモジュールの連結または架台への設置ために、剛
性を有するフレームが取り付けられる。フレームとして
は、金属、プラスチック、木材等がよく用いられるが、
ガラス基板を用いた太陽電池モジュールは、1平方メー
トルあたりの重量が10kg以上にもなるため、強度や
重量の観点からアルミニウムの中空押し出し品が多用さ
れる。A rigid frame is attached to the solar cell module having the glass substrate on its surface in order to protect the periphery of the glass substrate, reinforce the mechanical strength, and connect the modules or install them on a stand. As the frame, metal, plastic, wood, etc. are often used,
Since a solar cell module using a glass substrate has a weight per square meter of 10 kg or more, hollow extruded aluminum products are often used from the viewpoint of strength and weight.
【0006】しかし、アルミニウムのフレームを用いた
太陽電池モジュールを屋根や地上に設置する場合には、
その重量のために取扱いが容易ではなく、しかも、重い
太陽電池モジュールを設置するために重装な架台を必要
とし、また、太陽電池モジュールをボルト等の固定具を
用いて架台に固定して設置する必要がある。このよう
に、以上の太陽電池モジュールでは、材料コスト、設置
コスト及び架台コストに多くの費用がかかることにな
る。However, when a solar cell module using an aluminum frame is installed on the roof or the ground,
Due to its weight, it is not easy to handle, and a heavy mount is required to install a heavy solar cell module, and the solar cell module is fixed to the mount using bolts and other fixtures. There is a need to. As described above, in the above solar cell module, much cost is required for material cost, installation cost, and gantry cost.
【0007】一方、高分子樹脂基板やステンレス箔等の
金属基板を用いた非結晶シリコン太陽電池は、可曲性で
耐衝撃性に優れているため、非結晶シリコン太陽電池の
表面の保護材料にガラスを用いる必要がなく、フッ素樹
脂フィルム等の透光性表面フィルムで保護することがで
きる。On the other hand, an amorphous silicon solar cell using a polymer resin substrate or a metal substrate such as a stainless steel foil is flexible and has excellent impact resistance, and therefore is used as a protective material for the surface of the amorphous silicon solar cell. It is not necessary to use glass and can be protected with a transparent surface film such as a fluororesin film.
【0008】このような可曲性太陽電池モジュールは、
太陽電池の可曲性を生かす為に、アルミニウム等のフレ
ームを用いずに設置される場合が多い。例えば、太陽電
池モジュールをアルミフレームを用いずに、接着剤によ
り屋根上に設置した例(特開平4−235933号公
報)、磁石を用いて設置した例(特開平4−23593
8号公報)、両面テープを用いて設置した例(特開平4
−236152号公報)等、太陽電池モジュールの設置
方法に関していろいろな方法が提案されている。Such a bendable solar cell module is
In order to take advantage of the bendability of solar cells, it is often installed without using a frame of aluminum or the like. For example, an example in which a solar cell module is installed on a roof with an adhesive without using an aluminum frame (JP-A-4-235933) and an example in which a magnet is installed (JP-A-4-23593).
No. 8), an example of installation using a double-sided tape (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 4)
No. 236152), various methods have been proposed for installing a solar cell module.
【0009】従来のフレームレス太陽電池モジュールの
一例を図11に示す。図において、1100は太陽電池
モジュール、1101は透光性表面フィルム、1102
は裏面フィルム、1103は太陽電池素子、1104は
充填材である。FIG. 11 shows an example of a conventional frameless solar cell module. In the figure, 1100 is a solar cell module, 1101 is a translucent surface film, 1102.
Is a back film, 1103 is a solar cell element, and 1104 is a filler.
【0010】しかしながら、本発明者が長期間の信頼性
試験を行うことにより、図11に示す従来の太陽電池モ
ジュールの構造では、アルミフレームフレームを用いた
太陽電池モジュールに比べ、長期信頼性に劣ることが分
かった。その原因を検討した結果、図11の太陽電池モ
ジュールの場合、端部がフレームで覆われていないため
モジュール端部が露出されており、端部が直接雨や風に
長時間さらされたり、機械的なストレスが太陽電池モジ
ュール端部にかかると透光性表面フィルム1101また
は裏面フィルム1102と充填材1104との界面で端
部から剥離が生じ、これがモジュールの信頼性を低下さ
せることが分かった。However, as a result of a long-term reliability test conducted by the present inventor, the structure of the conventional solar cell module shown in FIG. 11 is inferior in long-term reliability to a solar cell module using an aluminum frame. I found out. As a result of studying the cause, in the case of the solar cell module of FIG. 11, since the end portion is not covered with the frame, the module end portion is exposed, and the end portion is directly exposed to rain or wind for a long time, It has been found that when a general stress is applied to the end portion of the solar cell module, peeling occurs from the end portion at the interface between the translucent front surface film 1101 or the back surface film 1102 and the filler 1104, which reduces the reliability of the module.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の問題
を解決し、フレームを用いることなく簡単にいろいろな
場所に設置でき、かつ、長期信頼性に優れた軽量太陽電
池モジュールを提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above problems and provides a lightweight solar cell module which can be easily installed in various places without using a frame and has excellent long-term reliability. With the goal.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は、前述した太陽
電池モジュールの信頼性低下の原因追求を基にして完成
に至ったものである。The present invention has been completed based on the above-mentioned pursuit of the cause of the decrease in reliability of the solar cell module.
【0013】本発明の太陽電池モジュールは、透光性表
面フィルムと裏面フィルムとの間に、充填剤で埋設され
た薄膜太陽電池を配置した太陽電池モジュールであっ
て、太陽電池モジュールの端部の前記透光性表面フィル
ムと前記裏面フィルムとがホットメルト接着剤で接着さ
れていることを特徴とする。The solar cell module of the present invention is a solar cell module in which a thin film solar cell embedded with a filler is disposed between a translucent front surface film and a back surface film. It is characterized in that the translucent front surface film and the back surface film are adhered to each other with a hot melt adhesive.
【0014】前記ホットメルト接着剤は、熱可塑性ゴム
系ホットメルト接着剤であるのが好ましく、接着剤の厚
みは、10μm〜200μmであるのが好ましい。The hot melt adhesive is preferably a thermoplastic rubber hot melt adhesive, and the thickness of the adhesive is preferably 10 μm to 200 μm.
【0015】また、前記透光性表明フィルムはエチレン
−テトラフロロエチレン共重合樹脂フィルムまたはテト
ラフロロエチレン−ヘキサフロロプロピレン共重合樹脂
フィルムであることを特徴とする。The translucency expressing film is an ethylene-tetrafluoroethylene copolymer resin film or a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer resin film.
【0016】[0016]
【作用】本発明の太陽電池モジュールは、透光性表面フ
ィルムと裏面フィルムがその端部においてホットメルト
接着剤により強固に接着されているため、フレームを用
いずに太陽電池モジュールを屋外に設置した場合でも、
透光性表面フィルムと充填材、裏面フィルムと充填材と
の間でフィルムが剥離することがなく、長期にわたり太
陽電池モジュールの信頼性を維持することが可能とな
る。In the solar cell module of the present invention, the translucent front surface film and the back surface film are firmly adhered to each other by the hot melt adhesive at the ends thereof, so that the solar cell module is installed outdoors without using a frame. Even if
The film is not peeled off between the translucent front surface film and the filler and between the back surface film and the filler, and the reliability of the solar cell module can be maintained for a long period of time.
【0017】[0017]
【実施態様例】以下、本発明の実施態様例を図1を参照
しながら詳細に説明する。Embodiments Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to FIG.
【0018】図1は、本発明の太陽電池の一例を示す概
略断面図である。太陽電池モジュール100は、太陽電
池103が充填剤104中に埋設され、さらに透光性表
面フィルム101と裏面フィルム102で被覆され、端
部(X部、Y部)がホットメルト接着剤105で接着さ
れている。FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of the solar cell of the present invention. In the solar cell module 100, a solar cell 103 is embedded in a filler 104, further covered with a translucent front surface film 101 and a rear surface film 102, and ends (X portion, Y portion) are bonded with a hot melt adhesive 105. Has been done.
【0019】以下に、太陽電池モジュールの個々の構成
要素を詳細に説明する。The individual components of the solar cell module will be described in detail below.
【0020】<接着>本発明において、透光性表面フィ
ルムと裏面フィルムとの接着は、ホットメルト接着剤を
フィルムの接着部に所定量塗布し、これを加熱溶融、続
いて冷却固化して行う。<Adhesion> In the present invention, the translucent front surface film and the back surface film are adhered to each other by applying a predetermined amount of a hot melt adhesive to the adhering portion of the film, heating and melting this, and then cooling and solidifying. .
【0021】本発明で用いられるホットメルト接着剤と
しては、例えば熱可塑性ゴム系ホットメルト接着剤、ポ
リアミド系ホットメルト接着剤、ポリエステル系ホット
メルト接着剤、EVA(エチレン−酢酸ビニル共重合
体)系ホットメルト接着剤等が挙げられるが、特に表面
フィルム及び裏面フィルムとの接着性が高く、太陽電池
特性の長期信頼性を向上させるという観点から、熱可塑
性ゴム系ホットメルト接着剤が最も好ましい。さらに熱
可塑性ゴム系の内、ポリスチレンとポリブタジエン(ま
たはポリイソプレン)との共重合ゴム体を用いたものが
好ましい。Examples of the hot melt adhesive used in the present invention include thermoplastic rubber hot melt adhesives, polyamide hot melt adhesives, polyester hot melt adhesives, EVA (ethylene-vinyl acetate copolymer) adhesives. Examples of the hot melt adhesive include thermoplastic rubber hot melt adhesives, from the viewpoint of high adhesiveness to the front surface film and the back surface film and improving long-term reliability of solar cell characteristics. Further, among the thermoplastic rubbers, those using a copolymer rubber of polystyrene and polybutadiene (or polyisoprene) are preferable.
【0022】<透光性表面フィルム>本発明に用いられ
る透光性表面フィルムには、特に限定はないが、耐候
性、機械的強度や透明性等を考慮するとフッ素樹脂フィ
ルムが好ましい。具体的には、例えば、エチレン−テト
ラフロロエチレン、ポリビニルフロライド等を用いるこ
とができる。<Translucent Surface Film> The translucent surface film used in the present invention is not particularly limited, but a fluororesin film is preferable in consideration of weather resistance, mechanical strength and transparency. Specifically, for example, ethylene-tetrafluoroethylene, polyvinyl fluoride or the like can be used.
【0023】また、本発明に用いられる透光性表面フィ
ルムの接着面には、必要があればコロナ放電処理や、金
属ナトリウムと液体アンモニア、またはナフタリン液と
の混合液によって窒素気流中で処理する方法等の表面活
性処理を行っても良く、これにより接着性を一層高める
ことができる。If necessary, the adhesive surface of the translucent surface film used in the present invention is subjected to corona discharge treatment or treatment in a nitrogen stream with a mixed solution of metallic sodium and liquid ammonia or a naphthalene solution. A surface activation treatment such as a method may be carried out, whereby the adhesiveness can be further enhanced.
【0024】<裏面フィルム>本発明に用いられる裏面
フィルムに特に限定はなく、ホットメルト接着剤との接
着性や、耐候性、機械的強度、耐透湿性を考慮して選択
することができる。具体的には、例えばナイロンフィル
ム、フッ素樹脂/金属箔/フッ素樹脂のラミネート多層
フィルム、樹脂塗装鋼板、樹脂ラミネート鋼板等を使用
することができる。表面フィルムと同様、表面活性処理
を行うのが好ましい。<Backside Film> The backside film used in the present invention is not particularly limited, and can be selected in consideration of adhesiveness with a hot melt adhesive, weather resistance, mechanical strength, and moisture permeation resistance. Specifically, for example, a nylon film, a laminated multilayer film of fluororesin / metal foil / fluororesin, a resin-coated steel plate, a resin-laminated steel plate or the like can be used. As with the surface film, it is preferable to carry out a surface activation treatment.
【0025】<充填材>本発明に用いられる充填剤とし
ては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EV
A)、ポリビニルブチロール、シリコーン樹脂等があげ
られるがこれに限られるものではない。<Filler> Examples of the filler used in the present invention include ethylene-vinyl acetate copolymer (EV).
Examples thereof include, but are not limited to, A), polyvinyl butyrol, and silicone resin.
【0026】<太陽電池>本発明の太陽電池素子の種類
に特に限定はないが、好ましくは、可曲性を有する太陽
電池であり、さらに好ましくは、ステンレス基板上に形
成された非晶質シリコン半導体である。<Solar Cell> The type of the solar cell element of the present invention is not particularly limited, but is preferably a flexible solar cell, more preferably amorphous silicon formed on a stainless substrate. It is a semiconductor.
【0027】可曲性を有する太陽電池を用いることによ
り、太陽電池モジュール自体も可曲性となるため、どん
な形状の場所にも太陽電池モジュールを設置することが
でき、本発明のフレームレス太陽電池モジュールの適応
をさらに広げることができる。By using a flexible solar cell, the solar cell module itself becomes flexible, so that the solar cell module can be installed in any shape, and the frameless solar cell of the present invention can be installed. The application of the module can be further expanded.
【0028】さらに、ステンレス基板上に形成された非
晶質シリコン半導体を用いることにより、機械的強度が
強く、且つ可曲性を有する太陽電池モジュールとするこ
とができる。Furthermore, by using an amorphous silicon semiconductor formed on a stainless steel substrate, a solar cell module having high mechanical strength and flexibility can be obtained.
【0029】本発明の太陽電池モジュールに使用する太
陽電池素子の一例を図2に示す。図2において、201
は導電性基体、202は裏面電極層、203は光電変換
部材としての半導体層、204は透明導電層、205は
集電電極である。なお、裏面電極層202は導電性基体
201で兼ねることもできる。An example of a solar cell element used in the solar cell module of the present invention is shown in FIG. In FIG. 2, 201
Is a conductive substrate, 202 is a back electrode layer, 203 is a semiconductor layer as a photoelectric conversion member, 204 is a transparent conductive layer, and 205 is a collector electrode. The back electrode layer 202 can also serve as the conductive substrate 201.
【0030】導電性基体201としては、ステンレスの
他、例えばアルミニウム、銅、チタン、カーボンシー
ト、亜鉛メッキ鋼板、あるいは導電層が形成してあるポ
リイミド、ポリエステル、ポリエチレンナフタライド、
エポキシ等の樹脂フィルムやセラミックス等が用いられ
る。As the conductive substrate 201, in addition to stainless steel, for example, aluminum, copper, titanium, carbon sheet, galvanized steel sheet, or polyimide, polyester, polyethylene naphthalide having a conductive layer formed thereon,
A resin film such as epoxy or ceramics is used.
【0031】薄膜半導体層203としては、非晶質シリ
コン半導体、多結晶シリコン半導体、結晶シリコン半導
体や、銅インジウムセレナイド(CuInSe2/Cd
S)等の化合物半導体を使用することができる。As the thin film semiconductor layer 203, an amorphous silicon semiconductor, a polycrystalline silicon semiconductor, a crystalline silicon semiconductor, or copper indium selenide (CuInSe 2 / Cd) is used.
Compound semiconductors such as S) can be used.
【0032】半導体層の形成方法としては、非晶質シリ
コン半導体の場合は、例えばシランガス等を用いたプラ
ズマCVD法が好適に用いられる。また、多結晶シリコ
ン半導体の場合は、例えば溶融シリコンのシート化ある
いは非晶質シリコン半導体の熱処理により形成すること
ができる。CuInSe2/CdSの形成は、例えば、
電子ビーム蒸着やスパッタリング、電析(電解液の電気
分解による析出)等の方法が用いられる。As the method for forming the semiconductor layer, in the case of an amorphous silicon semiconductor, a plasma CVD method using, for example, silane gas is preferably used. In the case of a polycrystalline silicon semiconductor, it can be formed by, for example, forming a sheet of molten silicon or heat treating an amorphous silicon semiconductor. CuInSe 2 / CdS is formed, for example, by
Methods such as electron beam evaporation, sputtering, and electrodeposition (precipitation by electrolysis of an electrolytic solution) are used.
【0033】半導体層の構成としては、pin接合、p
n接合、ショットキー型接合が用いられる。該半導体層
は少なくとも裏面電極層202と透明導電層204にサ
ンドイッチされた構造になっている。The semiconductor layer is composed of a pin junction, p
N-junction or Schottky junction is used. The semiconductor layer has a structure sandwiched at least by the back electrode layer 202 and the transparent conductive layer 204.
【0034】裏面電極層202には、金属層あるいは金
属酸化物、あるいは金属層と金属酸化物層の複合層が用
いられる。金属層の材質としては、例えば、Ti,A
l,Ag,Ni等が用いられ、金属酸化物層としては、
例えばZnO,TiO2,SnO2等が用いられる。金属
層および金属酸化物層の形成方法としては、抵抗加熱蒸
着、電子ビーム蒸着、スパッタリング法、CVD法等が
挙げられる。For the back electrode layer 202, a metal layer, a metal oxide, or a composite layer of a metal layer and a metal oxide layer is used. As the material of the metal layer, for example, Ti, A
l, Ag, Ni, etc. are used, and as the metal oxide layer,
For example, ZnO, TiO 2 , SnO 2 or the like is used. Examples of the method for forming the metal layer and the metal oxide layer include resistance heating vapor deposition, electron beam vapor deposition, sputtering method, and CVD method.
【0035】さらに、透明導電層上の光起電力によって
発生した電流を効率よく集電するための格子(グリッ
ド)状の集電電極205の材料としては、例えばTi,
Cr,Mo,W,Al,Ag,Ni,Cu,Sn、及び
銀ペースト等の導電性ペーストが用いられる。グリッド
電極の形成方法にとしては、例えばマスクパターンを用
いたスパッタリング、抵抗加熱、CVD等の蒸着方法、
あるいは全面に金属層を蒸着した後にエッチングしてパ
ターニングする方法、光CVDにより直接グリッド電極
パターンを形成する方法、グリッド電極のネガパターン
のマスクを形成した後メッキにより形成する方法、導電
性ペーストを印刷して形成する方法等が用いられる。Further, as the material of the grid-shaped collector electrode 205 for efficiently collecting the current generated by the photovoltaic power on the transparent conductive layer, for example, Ti,
A conductive paste such as Cr, Mo, W, Al, Ag, Ni, Cu, Sn, and a silver paste is used. As a method of forming the grid electrode, for example, a vapor deposition method such as sputtering using a mask pattern, resistance heating, and CVD,
Alternatively, a method of depositing a metal layer on the entire surface and then patterning by etching, a method of directly forming a grid electrode pattern by photo CVD, a method of forming a negative pattern mask of the grid electrode and then forming by plating, and printing a conductive paste And the like are used.
【0036】導電性ペーストは、通常、導電性微粉末
(例えば金、銀、銅、ニッケル、カーボン等)をバイン
ダーポリマー(例えばポリエステル、エポキシ、アクリ
ル、アルキド、ポリビニルアセテート、ゴム、ウレタ
ン、フェノール等の樹脂)に分散したものが用いられ
る。The conductive paste is usually prepared by adding a conductive fine powder (eg gold, silver, copper, nickel, carbon etc.) to a binder polymer (eg polyester, epoxy, acryl, alkyd, polyvinyl acetate, rubber, urethane, phenol etc.). What is dispersed in resin) is used.
【0037】大面積の太陽電池の場合、グリッド電極で
集電した電流をさらに集めて輸送するためのバスバーが
設けられる場合がある。このバスバーの材料としては、
例えばスズ、ハンダコーティングした銅、ニッケル等が
用いられ、バスバーとグリッド電極は、導電性接着剤や
ハンダ、溶接等により接続される。In the case of a large area solar cell, a bus bar may be provided for further collecting and transporting the current collected by the grid electrode. As the material of this bus bar,
For example, tin, solder-coated copper, nickel, or the like is used, and the bus bar and the grid electrode are connected by a conductive adhesive, solder, welding, or the like.
【0038】[0038]
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を詳述するが、
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。The present invention will be described in detail below with reference to examples.
The present invention is not limited to these examples.
【0039】(実施例1)本実施例は、ステンレス基板
上に作製したアモルファスシリコン太陽電池素子を直列
接続した後、EVAで樹脂封止した太陽電池モジュール
の例であり、透光性表面フィルムにはフッ素樹脂フィル
ムを、裏面フィルムにはフッ素樹脂フィルム/アルミニ
ウム箔/フッ素樹脂フィルムのラミネート材料を用い、
上記フィルムをホットメルト接着剤で接着した太陽電池
モジュールについて説明する。(Example 1) This example is an example of a solar cell module in which amorphous silicon solar cell elements produced on a stainless steel substrate were connected in series and then resin-sealed with EVA. Is a fluororesin film, and the back film is a fluororesin film / aluminum foil / fluororesin film laminate material.
A solar cell module obtained by bonding the above film with a hot melt adhesive will be described.
【0040】まず、図3に示すアモルファスシリコン太
陽電池素子を次のようにして作製した。First, the amorphous silicon solar cell element shown in FIG. 3 was manufactured as follows.
【0041】洗浄した0.1mmのロール状の長尺ステ
ンレス基板301上にSiを1%含有するAlをスパッ
タ法により成膜し、膜厚500nmの裏面反射層302
を形成した。On the cleaned 0.1 mm roll-shaped long stainless steel substrate 301, Al containing 1% of Si was formed into a film by the sputtering method, and the back surface reflection layer 302 having a film thickness of 500 nm was formed.
Was formed.
【0042】次に、裏面反射層の上に、半導体層303
としてプラズマCVD法により、PH3,SiH4,H2
ガスを用いてn型半導体を30nm、続いてSiH4、
H2ガスを用いてi型半導体を400nm、B2H6,S
iH4,H2ガスを用いてp型半導体を10nm順次形成
した。Next, the semiconductor layer 303 is formed on the back surface reflection layer.
As a plasma CVD method, PH 3 , SiH 4 , H 2
30 nm of n-type semiconductor using gas, followed by SiH 4 ,
The i-type semiconductor is 400 nm, B 2 H 6 , and S using H 2 gas.
A p-type semiconductor was sequentially formed to a thickness of 10 nm using iH 4 and H 2 gases.
【0043】その後、膜厚80nmのITO304を抵
抗加熱蒸着により形成してアモルファスシリコン太陽電
池300を作製した。After that, ITO 304 having a film thickness of 80 nm was formed by resistance heating vapor deposition to produce an amorphous silicon solar cell 300.
【0044】次に、長尺の太陽電池素子300を30c
m×15cmの大きさで図4に示す形状にプレスマシン
を用いて打ち抜き、複数個の太陽電池素子を作製した。Next, the long solar cell element 300
Punching into a shape shown in FIG. 4 with a size of m × 15 cm using a press machine, a plurality of solar cell elements were manufactured.
【0045】プレスマシンにより切断された太陽電池素
子の切断面では太陽電池素子がつぶされ、ITO電極と
ステンレス基板が短絡した状態になっている。この短絡
を修復するために、図4及び図5に示したように各太陽
電池素子のITO電極の周辺の一部を除去して分離部4
01を形成した。ここで、ITO電極周辺部の除去は、
ITOを溶解するがアモルファスシリコン半導体は溶解
しない選択性を持つエッチング材(FeCl3溶液)を
各太陽電池素子の切断面よりやや内側のITOの周囲に
スクリーン印刷しITOを溶解した後、水洗浄して、I
TO電極の素子分離部401を形成した。On the cut surface of the solar cell element cut by the press machine, the solar cell element is crushed and the ITO electrode and the stainless steel substrate are short-circuited. In order to repair this short circuit, as shown in FIGS. 4 and 5, a part of the periphery of the ITO electrode of each solar cell element is removed to remove the separating portion 4.
01 was formed. Here, the removal of the periphery of the ITO electrode is
An etching material (FeCl 3 solution) that dissolves ITO but does not dissolve amorphous silicon semiconductor is screen printed around the ITO slightly inside the cut surface of each solar cell element to dissolve the ITO, and then washed with water. I
The element isolation portion 401 of the TO electrode was formed.
【0046】次に、ITO上に集電用グリッド電極40
2として、ポリエステル樹脂をバインダーとする銀ペー
スト(デュポン社製5007)をスクリーン印刷するこ
とにより形成した。Next, a collecting grid electrode 40 is formed on the ITO.
2 was formed by screen-printing a silver paste (5007 manufactured by DuPont) using a polyester resin as a binder.
【0047】続いて、グリッド電極402の電流をさら
に集電するためのバスバー403として、直径0.4m
mの錫メッキ銅線403をグリッド電極402と直交さ
せる形で配置した後、グリッド電極との交点に接着性銀
インク(エマーソンアンドカミング社製C−220)4
04を滴下し、150℃で60分間乾燥して、グリッド
電極402と錫メッキ銅線403とを接続した。その際
に、錫メッキ銅線とステンレス基板の端面が電気的に接
触しないように、錫メッキ銅線403の下に絶縁部材4
05としてポリイミドテープを貼りつけた。Subsequently, a bus bar 403 for further collecting the current of the grid electrode 402 is used, and the diameter thereof is 0.4 m.
After the tin-plated copper wire 403 of m is arranged so as to be orthogonal to the grid electrode 402, an adhesive silver ink (C-220 manufactured by Emerson and Cumming) 4 at the intersection with the grid electrode.
04 was dropped and dried at 150 ° C. for 60 minutes to connect the grid electrode 402 and the tin-plated copper wire 403. At this time, the insulating member 4 is provided under the tin-plated copper wire 403 so that the tin-plated copper wire and the end surface of the stainless steel substrate do not come into electrical contact with each other.
A polyimide tape was attached as 05.
【0048】次にアモルファスシリコン太陽電池素子
の、非発電領域の一部のITO層及び半導体層403を
グラインダーで除去してステンレス基板を露出させた
後、その部分に銅箔406をスポット溶接器で溶接し
た。Next, the ITO layer and the semiconductor layer 403 in a part of the non-power generation region of the amorphous silicon solar cell element are removed by a grinder to expose the stainless steel substrate, and then a copper foil 406 is spot welded to the part. Welded.
【0049】次に、上記太陽電池素子を、図6に示すよ
うに、例えば太陽電池素子610の錫メッキ銅線613
と太陽電池素子620の銅箔624とを半田により接続
し、同様に隣接する太陽電池素子の錫メッキ銅線と銅箔
を半田付けすることにより13枚直列接続した太陽電池
600を作製した。なお、図6では3枚の太陽電池素子
のみを記載し、他は省略した。Next, as shown in FIG. 6, the above-mentioned solar cell element is subjected to, for example, a tin-plated copper wire 613 of the solar cell element 610.
And the copper foil 624 of the solar cell element 620 were connected by soldering, and the tin-plated copper wire and the copper foil of the adjacent solar cell element were soldered in the same manner to manufacture 13 solar cells 600 connected in series. In addition, in FIG. 6, only three solar cell elements are shown, and the others are omitted.
【0050】プラス及びマイナスの端子用配線は図7に
示すようにステンレス基板の裏側で行った。図7は直列
接続された太陽電池素子の裏面配線図である。プラス側
の配線では、13番目の太陽電池素子730の中央部に
絶縁性ポリエステルテープ703を貼り、その上に銅箔
702を貼りつけ、次に、銅箔702と錫メッキ銅線を
半田付けした。また、マイナス側の配線では、1番目の
太陽電池素子610に銅箔706を図7に示した様に配
線した後、太陽電池素子610にスポット溶接された銅
箔705と半田付けした次に、図8に示すように、裏面
フィルム802/充填剤(1)804/上記13枚直列
接続した太陽電池600/充填剤(2)804/表面フ
ィルム801を順次重ね合わせた。ここで、表面フィル
ムには、50μm厚のエチレン−テトラエチレン共重合
体フッ素樹脂フィルム(ダイキン工業(株)製ネオフロ
ン)を用い、また裏面フィルムには、表面フィルムと同
材料で厚さ50μmのフィルムでアルミニウム箔(30
μm)を挟んだラミネート材を用いた。なお、表面フィ
ルムと裏面フィルムの充填剤との接触側面は予めコロナ
放電処理を施しておいた。また、充填剤(1)(2)と
しては、450μm厚のEVA(ハイシート工業(株)
製ソーラーEVA)を用いた。Wiring for the plus and minus terminals was made on the back side of the stainless steel substrate as shown in FIG. FIG. 7 is a rear surface wiring diagram of solar cell elements connected in series. In the wiring on the plus side, an insulating polyester tape 703 was attached to the center of the thirteenth solar cell element 730, a copper foil 702 was attached thereon, and then a copper foil 702 and a tin-plated copper wire were soldered. . In the wiring on the minus side, after wiring the copper foil 706 to the first solar cell element 610 as shown in FIG. 7, it is soldered to the copper foil 705 spot-welded to the solar cell element 610. As shown in FIG. 8, back film 802 / filler (1) 804 / the above-mentioned 13 solar cells 600 connected in series / filler (2) 804 / surface film 801 were sequentially stacked. Here, a 50 μm thick ethylene-tetraethylene copolymer fluororesin film (Neoflon manufactured by Daikin Industries, Ltd.) was used as the front surface film, and a back film was made of the same material as the front surface film and had a thickness of 50 μm. With aluminum foil (30
A laminated material sandwiching (.mu.m) was used. The side surface of the front surface film and the back surface film that contacted with the filler was previously subjected to corona discharge treatment. As the fillers (1) and (2), EVA having a thickness of 450 μm (High Sheet Industry Co., Ltd.)
Manufactured by Solar EVA) was used.
【0051】真空ラミネーターを用いて150℃でEV
Aを溶融させ、図8(a)に示したように、太陽電池8
03をフッ素樹脂フィルムではさみ込み樹脂封止した太
陽電池モジュール800を作製した。EV at 150 ° C. using a vacuum laminator
As shown in FIG. 8A, the solar cell 8 was melted.
03 was sandwiched with a fluororesin film and resin-sealed to produce a solar cell module 800.
【0052】次に、図8(b)に示す用に、表面フィル
ム及び裏面フィルムの端部に熱可塑性ゴム系ホットメル
ト接着剤(ポリスチレンとポリブタジエンとのブロック
共重合体ゴム(Shell社製Kraton))を塗布し、透光性
表面フィルムと裏面フィルムの端部を130℃で加圧圧
着して、表面及び裏面フィルム間の接着を行い、図1の
構造の太陽電池モジュールを作製した。接着後の接着剤
厚みは100μmであった。Next, as shown in FIG. 8 (b), a thermoplastic rubber hot melt adhesive (block copolymer rubber of polystyrene and polybutadiene (Kraton manufactured by Shell)) is applied to the edges of the front and back films. ) Was applied, and the end portions of the translucent front surface film and the back surface film were pressure-bonded at 130 ° C. to bond the front surface film and the back surface film to each other, whereby the solar cell module having the structure of FIG. The adhesive thickness after adhesion was 100 μm.
【0053】(比較例1)実施例1と同様にして、透光
性表面フィルム及び裏面フィルムが充填材(EVA)と
同じ大きさとした、図11に示す従来構造の太陽電池モ
ジュールを作製した。(Comparative Example 1) In the same manner as in Example 1, a solar cell module having a conventional structure shown in FIG. 11 was prepared in which the translucent front surface film and the back surface film had the same size as the filler (EVA).
【0054】実施例1及び比較例1の太陽電池モジュー
ルと、従来のアルミフレームを用いた太陽電池モジュー
ルとを沖縄県の海岸沿いの比較的風が良く当たる場所
に、構造用両面テープ(住友3M(株)製VHB)を用
いて金属屋根上に貼りつけて、屋外暴露し、モジュール
出力の時間変化を調べた。The solar cell module of Example 1 and Comparative Example 1 and a solar cell module using a conventional aluminum frame were placed on a structure along the coast of Okinawa Prefecture where relatively good wind was applied to the structure double-sided tape (Sumitomo 3M It was attached to a metal roof using VHB manufactured by Co., Ltd. and exposed outdoors to examine the time change of the module output.
【0055】結果を図9に示す。図9において、縦軸は
アルミフレームを用いたモジュールの出力で規格化した
出力保持率を示す。The results are shown in FIG. In FIG. 9, the vertical axis represents the output retention ratio standardized by the output of the module using the aluminum frame.
【0056】図9から明らかなように、比較例1の太陽
電池モジュールは、1年半程度で出力が低下しはじめ、
3年後では大きく低下したのに対し、本実施例のモジュ
ールは出力に変化は全く見られず、アルミフレームモジ
ュールと同程度の信頼性があることが分かった。As is clear from FIG. 9, the output of the solar cell module of Comparative Example 1 began to decrease in about one and a half years,
After 3 years, the output of the module of the present embodiment did not change at all, while the output of the module of the present embodiment did not change at all, indicating that the module had the same level of reliability as the aluminum frame module.
【0057】なお、端部の接着性を観察したところ、比
較例1のモジュールは、2年後で端部のフィルムが5m
m程度剥離し、3年後では30mm程度剥離しているこ
とが分かった。一方、本実施例のモジュールでは、フィ
ルムの剥離は全く見られなかった。Observation of the adhesiveness at the edges revealed that the module of Comparative Example 1 showed that the film at the edges had a thickness of 5 m after 2 years.
It was found that the peeling was about m and the peeling was about 30 mm after 3 years. On the other hand, in the module of this example, no peeling of the film was observed.
【0058】なお、本実施例では、充填材の溶融による
封止と、ホットメルト接着剤による端部接着とをそれぞ
れ別の工程で行ったが、例えば、充填剤及び接着剤の融
点温度より高い温度で充填剤による封止と同時に表面フ
ィルムと裏面フィルムの端部接着合を行う等、両者を同
じ工程で行っても良い。In this embodiment, the sealing by melting the filler and the end bonding by the hot melt adhesive are performed in different steps, but the melting point temperature of the filler and the adhesive is higher than the melting point of the filler. Both may be performed in the same step, for example, at the same time as the sealing with the filler at the temperature, the end portions of the front film and the back film are bonded together.
【0059】(実施例2)本実施例では、ホットメルト
接着剤の厚さが出力保持率の時間変化に及ぼす影響を調
べた。(Example 2) In this example, the effect of the thickness of the hot melt adhesive on the time variation of the output retention rate was examined.
【0060】ホットメルト接着剤として、ポリスチレン
とポリブタジエンとのブロック共重合体ゴム(Shell社
製Kraton)とEVA(ハイシート工業(株)製ソーラー
EVA)を用い、厚みを種々の値に変えた以外は実施例
1と同様にして太陽電池モジュールを作製し、実施例1
と同様にして屋外暴露し、3年後の出力保持率と接着剤
厚みとの関係を調べた。結果を図10に示す。A block copolymer rubber of polystyrene and polybutadiene (Kraton manufactured by Shell Co.) and EVA (solar EVA manufactured by High Sheet Industry Co., Ltd.) were used as the hot melt adhesive, except that the thickness was changed to various values. Manufactured a solar cell module in the same manner as in Example 1, and
In the same manner as above, the sample was exposed outdoors, and the relationship between the output retention rate and the adhesive thickness after 3 years was examined. The results are shown in Fig. 10.
【0061】図10が示すように、ホットメルト接着剤
の厚さによって出力保持率が変化することが分かる。特
に、熱可塑性ゴム系接着剤を用いた太陽電池モジュール
は、EVAに比べて高い信頼性を示し、10〜200μ
mの範囲で特に優れた出力保持率を示した。10μmよ
り薄い厚さで出力が低下したのは接着効果が十分に現れ
ず、また200μmを越える厚さではモジュール端部で
ストレスがかかりやすくなり、風や雨等の影響を受けて
出力が低下したためと考えられる。As shown in FIG. 10, it can be seen that the output retention rate changes depending on the thickness of the hot melt adhesive. In particular, a solar cell module using a thermoplastic rubber-based adhesive shows higher reliability than EVA and has a reliability of 10 to 200 μm.
Particularly excellent output retention was shown in the range of m. The output decreased when the thickness was less than 10 μm because the adhesive effect was not fully exhibited, and when the thickness exceeded 200 μm, stress was apt to be applied at the module end, and the output decreased due to the influence of wind and rain. it is conceivable that.
【0062】(実施例3)ホットメルト接着剤として、
ポリエステル系ホットメルト接着剤(旭化成工業(株)
製ハーデック)及びポリアミド系ホットメルト接着剤
(ダイアボンド工業(株)製メルトロン)を用いた以外
は実施例1と同様にして太陽電池モジュールを作製し、
実施例2と同様な実験を行ったところ、出力保持率と膜
厚の関係は熱可塑性ゴム系ホットメルト接着剤を用いた
場合とほぼ同じ結果となったが、3年経過後に端部にわ
ずかな剥離がみられた。Example 3 As a hot melt adhesive,
Polyester hot melt adhesive (Asahi Kasei Co., Ltd.)
A solar cell module was prepared in the same manner as in Example 1 except that Harded manufactured by Hadec Co., Ltd.) and a polyamide hot melt adhesive (Meltron manufactured by Diabond Industry Co., Ltd.) were used.
When an experiment similar to that of Example 2 was performed, the relationship between the output retention rate and the film thickness was almost the same as that when the thermoplastic rubber hot melt adhesive was used. Detachment was observed.
【0063】[0063]
【発明の効果】本発明の太陽電池モジュールは、透光性
表面フィルムと裏面フィルムの端部をホットメルト接着
剤を用いてを接着することにより、フレームを用いずに
太陽電池モジュールを屋外に設置した場合でも、長期信
頼性に優れた安価な太陽電池モジュールを提供すること
が可能となる。According to the solar cell module of the present invention, the ends of the translucent front surface film and the rear surface film are bonded together by using a hot melt adhesive, so that the solar cell module can be installed outdoors without using a frame. Even in this case, it is possible to provide an inexpensive solar cell module having excellent long-term reliability.
【図1】本発明の太陽電池モジュールの一例を示す概略
断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a solar cell module of the present invention.
【図2】本発明の太陽電池素子の一例を示す概略断面図
である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of the solar cell element of the present invention.
【図3】実施例1の太陽電池素子を示す概略断面図であ
る。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the solar cell element of Example 1.
【図4】実施例1の太陽電池素子を示す概略上面図であ
る。4 is a schematic top view showing the solar cell element of Example 1. FIG.
【図5】実施例1の太陽電池素子を示す概略断面図であ
る。5 is a schematic cross-sectional view showing the solar cell element of Example 1. FIG.
【図6】実施例1の太陽電池素子を直列接続した概略上
面図である。FIG. 6 is a schematic top view in which the solar cell elements of Example 1 are connected in series.
【図7】実施例1の太陽電池素子を直列接続した概略裏
面図である。FIG. 7 is a schematic rear view in which the solar cell elements of Example 1 are connected in series.
【図8】実施例1の太陽電池モジュールを示す概略断面
図である。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the solar cell module of Example 1.
【図9】太陽電池モジュールの出力保持率の時間変化を
示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the change over time in the output retention rate of the solar cell module.
【図10】太陽電池モジュールの出力保持率と接着剤膜
厚との関係を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the relationship between the output retention rate of the solar cell module and the adhesive film thickness.
【図11】従来例の太陽電池モジュールの概略断面図で
ある。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a conventional solar cell module.
100、800、1100 太陽電池モジュール、 101、801、1101 透光性表面フィルム、 102、802、1102 裏面フィルム、 103、803、1103 太陽電池素子、 104、804、1104 充填材、 105、805 ホットメルト接着剤、 200、300 太陽電池素子、 201、301 導電性基体、 202、302 裏面電極層、 203、303 半導体層、 204、304 透明導電層、 205 集電電極、 402 グリッド電極、 403、613 バスバー電極、 404 銀インク、 405、603 絶縁テープ、 406、624、702、706 銅箔、 600 13個直列接続された太陽電池、 610、620、630、730 太陽電池、 703 ポリエステルテープ。 100, 800, 1100 solar cell module, 101, 801, 1101 translucent surface film, 102, 802, 1102 back surface film, 103, 803, 1103 solar cell element, 104, 804, 1104 filler, 105, 805 hot melt Adhesive, 200, 300 Solar cell element, 201, 301 Conductive substrate, 202, 302 Back electrode layer, 203, 303 Semiconductor layer, 204, 304 Transparent conductive layer, 205 Current collecting electrode, 402 Grid electrode, 403, 613 Bus bar Electrodes, 404 silver ink, 405, 603 insulating tape, 406, 624, 702, 706 copper foil, 600 13 solar cells connected in series, 610, 620, 630, 730 solar cell, 703 polyester tape.
Claims (6)
間に、充填剤で埋設された薄膜太陽電池を配置した太陽
電池モジュールであって、該太陽電池モジュールの端部
の前記透光性表面フィルムと前記裏面フィルムとがホッ
トメルト接着剤で接着されていることを特徴とする太陽
電池モジュール。1. A solar cell module in which a thin film solar cell embedded with a filler is disposed between a translucent front surface film and a back surface film, the translucent surface at an end portion of the solar cell module. A solar cell module, characterized in that the film and the back film are adhered to each other with a hot melt adhesive.
ム系ホットメルト接着剤であることを特徴とする請求項
1に記載の太陽電池モジュール。2. The solar cell module according to claim 1, wherein the hot melt adhesive is a thermoplastic rubber hot melt adhesive.
μm〜200μmであることを特徴とする請求項1また
は2に記載太陽電池モジュール。3. The thickness of the hot melt adhesive is 10
3. The solar cell module according to claim 1 or 2, wherein the solar cell module has a thickness of μm to 200 μm.
トラフロロエチレン共重合樹脂フィルムまたはテトラフ
ロロエチレン−ヘキサフロロプロピレン共重合樹脂フィ
ルムであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1
項に記載の太陽電池モジュール。4. The translucent expression film is an ethylene-tetrafluoroethylene copolymer resin film or a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer resin film, according to any one of claims 1 to 3.
The solar cell module according to item.
属電極層と非結晶シリコン半導体層と透明導電層とグリ
ッド電極を有する非結晶シリコン太陽電池であることを
特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の太陽電
池モジュール。5. The thin-film solar cell is an amorphous silicon solar cell having a metal electrode layer, an amorphous silicon semiconductor layer, a transparent conductive layer, and a grid electrode on a conductive substrate. 4. The solar cell module according to any one of 4 above.
び並列接続されていることを特徴とする請求項5に記載
の太陽電池モジュール。6. The solar cell module according to claim 5, wherein the thin film solar cells are connected in series and / or in parallel.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6222132A JPH0888388A (en) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | Solar battery module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6222132A JPH0888388A (en) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | Solar battery module |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0888388A true JPH0888388A (en) | 1996-04-02 |
Family
ID=16777676
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6222132A Pending JPH0888388A (en) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | Solar battery module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0888388A (en) |
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1994
- 1994-09-16 JP JP6222132A patent/JPH0888388A/en active Pending
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