JPS61270877A - 太陽電池モジユ−ルおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は太陽電池モジュールに関し、特にそのパッケー
ジ構造とその製造方法に係る。

従来の技術 最近エネルギー供給の一手段として太陽電池が注目され
ている。それは無限とも言えるクリーンな太陽エネルギ
ーから直接電気エネルギーが手軽に取シ出せるからであ
る。しかしながら、太陽電池が大々的に普及するに至ら
ないのは、電力コストが高いためで、その根本原因は太
陽電池素子およびそのモジー−ル部分が高価であるため
である。前者でのコスト引き下げの努力が行われている
のは勿論であるが、後者でのコスト引き下げも同様に重
要で、そのための工夫がいろいろ試みられている。また
太陽電池素子の変化に応じ、それに見合ったパッケージ
が必要となっている。

従来の太陽電池モジュールは単結晶シリコン太陽電池素
子もしくは多結晶シリコン太陽電池素子等結晶型太陽電
池素子の使用を前提にして開発されたものが多く、アモ
ルファス・シリコン太陽電池素子やｎ−Ｗ族化合物半導
体太陽電池素子等の薄膜型太陽電池素子を使用する場合
には不適切で、改良を加えるべき点が多々残されている
。結晶型太陽電池素子のモジュールの場合は、通例、複
数の素子を結線したものが透明樹脂（シリコン樹脂もし
くは熱可塑性樹脂）の中にサンドイッチ型に埋設され、
それがさらに太陽光側の強化ガラスと裏面の裏面保護膜
にサンドインチ型にはさまれ、側面をシール剤とＡｇ枠
で保護された構造になっている。結晶型太陽電池素子は
薄膜型太陽電池素子に比べて分厚い上に結線部分がかさ
高い（例えば高橋清ほか編「太陽光発電」（昭和５６年
２月２０日）東北出版、Ｐ３２３ン。

従って樹脂中に埋設しても、樹脂の厚さが厚くなる。こ
のため側面をシール剤とＡｌ枠で保護しなければ樹脂層
を通して水分が侵入し素子の性能を低下させる。

薄膜型太陽電池素子の場合、上記モジュール構成法を援
用してきたが薄膜型太陽電池素子は性質上基板を有して
おシ、その基板の周辺を有効に利用すれば、必らずしも
従来のモジュール構成法を適用する必要性がなくなって
きた。

むしろ、従来法によれば、たとえばガラス基板の場合、
基板の上にさらに強化ガラスが必要であるばかシか基板
と強化ガラスの空間を埋める透明樹脂が必要になシ、資
材、重量、経費を増大させる難点が生じていた。これは
太陽電池の低コスト化に逆行するもので、その普及を妨
げることになっていた。

第３図は従来の結晶型太陽電池モジュールの要部断面図
である。太陽電池素子１はリード線２により結線された
後、透明樹脂３によシサンドイツチ型に埋設され、さら
に上部を強化ガラス４により、裏面を保護膜６によυお
おわれている。太陽電池素子１は単結晶シリコンを切シ
出してウェハーにしであるので分厚い上に、リード線２
も太陽電池素子の上面と下面をつないでおシかさ高い。

従って、これらを埋めつくす透明樹脂３も和尚厚いもの
にならざるを得ない。初期の段階で、透明樹脂３にはシ
リコン樹脂等熱硬化性樹脂が使われていたが、最近では
ポリビニルブチ２−ル樹脂（ＰＶＢ）−？エチレンビニ
ルアセテート樹脂（ＥＶＡ）等熱可塑性樹脂に変わって
きているが事情は同じである。

この透明樹脂３の厚さが厚いので、ここから侵入する水
分の景も多く、モジュールに強度をもたせる問題もあっ
て、従来の太陽電池モジュールは、この側面をシール剤
でおおい、Ａｌ枠で固定していた。

結晶型太陽電池に採用されていた、このような資材多消
費型、高重量、高価格のモジュールの欠点を除くため、
よシ改善された構造のモジュールが特に薄膜型太陽電池
について従来試みられてきた。第４図はこのような改善
型の従来のモジュー゛ルの要部断面図、第５図は同要部
平面図である０太陽電池素子１は基板６の上に（図面で
は下に）余白２ｏを残して直接形成されており、対面保
護膜７が樹脂層１ｏにより基板６上の余白部２ｏにおい
て接着されている（例えば特願昭５８−１４１３３３号
）。

発明が解決しようとする問題点 しかしこのような従来の改善型のモジュールでは、加速
信頼性テストに充分耐えられないという欠点があった。

本発明は従来の太陽電池モジュールが有していた資材多
消費型、高重量、高価格等の欠点を除くとともに、高い
信頼性をあわせもつ太陽電池モジュールを提供しようと
するものである。

問題点を解決するための手段 本発明の太陽電池モジュールは上記の目的を達成するた
め、基板上に形成した太陽電池素子と、上記太陽電池素
子を保護する対面保護膜と、上記太陽電池素子と対面保
護膜との間に介在させる樹脂層とよりなる太陽電池モジ
ュールにおいて、上記太陽電池素子が上記基板の周辺に
余白を残して形成され、上記対面保護膜が上記基板の素
子形成側の主面全面にとどまらず、上記基板の側面全面
および上記基板の素子非形成側主面の周辺部まで覆い、
上記基板の素子形成側主面の周辺余白部、上記基板の側
面部および上記基板の素子非形成側主面の周辺部、の三
つの部分において上記基板と上記対面保護膜が樹脂層で
接着された構造をもつものである。又そのだめの製造方
法を提供するものでもある。

作　　用 このような構成とすることにより、高い信頼性を有した
太陽電池モジュールを安価に提供することができ、太陽
電池モジュールの製造、も容易にできるものである。

以下本発明を実施例によシ詳述する。

実施例 実施例１ Ｍ１図は本発明の実施例の要部断面図、第２図は同要部
平面図である。太陽電池素子１は、基板６の上に（図面
では下に）余白２ｏを残して直接形成されておシ、対面
保護膜７は樹脂層１０により、基板６上の余白２０．基
板の側面３０．基板の素子非形成側主面の周辺部４ｏの
三つの部分により基板６に接着されている。

太陽電池素子１は、ここでは、基板６として用いた３０
ＣｎＩ角、厚み０．２７　ｃｍの無アルカリのほうけい
酸ガラス上に０．６５ＣＩｒＩ幅の余白２ｏを残してＣ
ｄＳ膜、ついでＡｇ−Ｉｎ電極部を除いたＣｄＳ膜上に
ＣｄＴｅ膜、さらにその上にＣ膜、そしてＡｑ電極が形
成されたものである。またＣｄＴｅ膜等のない部分にＡ
ｇ　−Ｉｎ電極が形成されたものである。

樹脂層１０には厚さ０．３８　ＭＨのＰＶＢを用い、対
面保護膜７としては片面を樹脂コートしたアルミニウム
箔を用いた。

実際の接着に当っては３１．６ｃｍ角の対面保護膜と、
同寸法の樹脂層用膜を切り出し、アルミニウム箔側に樹
脂層用膜をのせ、これによシまず基板を包んだ。本実施
例では信頼性テストに主眼を置いたため、第４図に示す
リード線２は引き出さなかった。基板を包むに尚っては
基板の四隅で対面保護膜の余剰を生じるが、この部分は
菓子折りの包装と同じ要領で折シ曲げ、対面保護膜全面
を基板に密着させた。

さらに粘着テープを用いて上記四隅部を仮止めした０ このように対面保護膜で包みこまれた基板をラミネータ
と呼ばれる真空加圧加熱装置に装着した。

まず装置を真空にひきながら対面保護膜と基板の間の空
気を排除し、この排気による装置内の圧力と大気圧との
差圧を利用して基板の全面に一様な圧力を加えながら、
同時に樹脂層が流動的になる温度まで加熱して基板と対
面保護膜を樹脂層により接着した後、温度を室温まで下
げ、その後真空を破った。

このようにして試作した太陽電池モジュールは温度８０
℃、相対湿度９０％の高温高湿槽に５００時間保持する
劣化促進テストを行った後、対面保護膜を破って基板を
とシ出し、太陽電池素子の変換効率を測定し、モジュー
ル化する前の素子の変換効率と比較してその変化割合を
求め、モジュールとしての信頼性の良さの尺度とした。

測定結果を第１表に示す。

実施例２ 対面保護膜として両面を樹脂コートしたアルミニウム箔
を用い、他の材料、条件は実施例１と全く同じである。

信頼性テスト前後の測定結果を第１表に示す。

実施例３ 太陽電池素子としてガラス基板の上にアモルファスシリ
コンのｐ　−ｉ　−ｎ薄膜型太陽電池を作成した。他の
製作材料、条件は実施例１と全く同様である。信頼性テ
スト前後の測定結果を第１表に示す。

参考例 本発明の範囲外の参考例として第４図、第６図に示す構
造の太陽電池モジュールを試作した。基板６．樹脂層１
０．太陽電池素子１．余白部２゜の材質、寸法は実施例
１と全く同様である。、また対面保護膜の材質も実施例
１と全く同じであるが、第４図に示されるようにその寸
法は基板と同じであり、３０ｃｍ角のものを用いた。対
面保護膜を基板に接着させるについては、実施例１と同
様ラミネータを使用した。劣化促進テストの測定結果を
参考例として第１表に示す。

第１表に示されるように、本発明によるモジーールは、
８０℃の高温、９０ｑ６の高い相対湿度という厳しい劣
化促進条件の下で、５００時間という長時間のテストを
行ったにも拘らず、いずれの実施例においても、テスト
前後の変換効率の変化は極めて少なく、当初の値にくら
べて０．９８以上でモジュールの信頼性の高さを確認す
ることができた。

一方参考例として示した従来構造のモジュールでは、変
換効率の劣化はテスト後１０％に達し、信頼性の面で、
改善の要があることを示している。

発明の効果 本発明の太陽電池モジュールは、形成された太陽電池素
子の基板の周辺に余白部を作り、その余白部のみならず
、基板の側面、基板の素子非形成側の主面の周辺まで対
面保護膜で覆い樹脂層で接着させるという極めて簡単な
構成でありながら、従来の余白部のみで対面保護膜と接
着させた構造のモジュールにくらべ、極めて高い信頼性
が得られるという大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における太陽電池モジー−ルの
要部断面図、第２図は同要部平面図、第３図は従来の単
結晶シリコン太陽電池モジュールの要部断面図、第４図
は従来の薄膜型太陽電池モジュールの要部断面図、第６
図は同要部平面図である。 １・・・・・・太陽電池素子、２・・・・・・リード線
、６・・・・・・基板、７・・・・・・対面保護膜、１
ｏ・・・・・・樹脂層、２゜・・・・・・余白部、３０
・−・・・・基板側面部、４ｏ・・・・・・基板の素子
非形成側の主面の周辺部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ィー
ーー人挿４ｃラセイ系３− ぜ−−＠ｈ ２−一−リーＬ″東に ５−１月（狭 ６−基正入 第５図　　　１

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板の一主面上に、この主面の周辺に余白を残し
   て形成した太陽電池素子と、上記太陽電池素子を保護す
   る対面保護膜と、上記太陽電池素子と上記対面保護膜と
   の間に介在し、この両者を接着する樹脂層とよりなる太
   陽電池モジュールであって、上記対面保護膜が、上記基
   板の太陽電池素子形成側の主面全面と側面全面および太
   陽電池素子非形成側主面の周辺部を覆い、上記基板の素
   子形成側主面の周辺余白部、基板の側面部および基板の
   素子非形成側主面の周辺部の三つの部分において、上記
   基板と対面保護膜とが上記樹脂層で接着されている太陽
   電池モジュール。
2. （２）対面保護膜が金属箔と絶縁膜との二層構造からな
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の太陽電
   池モジュール。
3. （３）対面保護膜が絶縁膜、金属箔、絶縁膜の三層構造
   からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   太陽電池モジュール。
4. （４）金属箔がアルミニウム箔であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の太陽電池モジュール。
5. （５）太陽電池素子が薄膜型であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の太陽電池モジュール。
6. （６）太陽電池素子がＣｄＳ／ＣｄＴｅ系であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の太陽電池モジュ
   ール。
7. （７）太陽電池素子がアモルファスシリコン系であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の太陽電池モ
   ジュール。
8. （８）基板がガラスであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の太陽電池モジュール。
9. （９）基板の太陽電池素子形成側の主面全面と側面全面
   および素子非形成側主面の周辺部、の三つの部分を連続
   して覆うようにして一枚の上記対面保護膜で包み、これ
   を真空槽に入れて除々に排気しながら上記基板に一様な
   圧力を加えると同時に加熱し、上記基板と上記対面保護
   膜との間にあらかじめ介在させた熱可塑性樹脂層により
   、上記基板と上記対面保護膜とを接着させることを特徴
   とする太陽電池モジュールの製造方法。