[发明专利]太阳能电池模块及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在透明基板和背面保护基板和基板之间隔着填充材料层叠太阳能电池元件(光电变换元件)而成的太阳能电池模块及其制造方法。

背景技术

以前，希望太阳能电池高变换效率、高耐久性、低成本化。该变换效率依存于太阳能电池的元件特性，但其实用性能很大地依存于太阳能电池模块的耐久性。事实上，在维持初期的高变换效率的同时，还要求能够半永久使用的太阳能电池模块。板状结晶元件、球状结晶元件、薄膜元件等的太阳能电池元件受到日射则其特性会引起若干变化，但基本上是由无机材料构成的稳定的构件。因此，本发明人着眼于为了对元件进行模块化而使用的材料的耐久性。

广泛地用于大面积的太阳能电池模块的填充材料主要是乙烯、乙酸乙烯树脂共聚合物(以下称为EVA)的树脂膜。在其使用时，将裁断了的EVA膜与元件一起配置在基板之间，在真空下加温熔化后，使其加压密接，进而进行追加的加热处理而使其进行架桥反应。因此，被指出了由于真空下的加热处理所产生的生产速度的延迟、加热处理时的腐蚀气体的产生、从端部挤压出的树脂的除去、端部的防湿处理等许多课题。另外，在“太阳光发电”(太陽光発電，浜川圭弘编著，シ一エムシ一社)中记载了模块的详细，因此在此省略。

接着，说明与本发明类似的现有技术。陶器制造法是以下这样的方法：向凹状箱子流入硅系液状物质并且凝胶化，并且包住板状结晶元件。另外，还有以下的方法：在小型基板之间隔着硅系液状物质而层叠板状结晶元件后使其凝胶化，除去所挤压出的凝胶。但是，它们都不能在大面积模块中利用。另外，还有以下的方法：将太阳能电池元件固定在玻璃基板上，在设置空隙和注入孔而用两面粘结剂带固定相对基板后，从注入孔流入丙稀系的液状物质，但有残存气泡、引线的引出部分的处理、长期间的耐久性等问题。

另外，在专利文献1(特开2003-101058号公报)中，提出了以易回收为课题，将液状物质内包为袋状的模块。在此，采用包入构造，不特别设置密封剂，通过基板材料的热压接而进行密闭。但是，在这样的密封中，与引线的粘接并不充分，容易引起液体泄漏，在耐久性方面会产生问题。另外，在热压接时，还引起液体物质的回流，难以不产生气泡地制造模块。

在专利文献2(特开2005-101033号公报)中，以防止互联线的破断为课题，提出了作为填充材料将液状物质内包在塑料基板之间。关于对于耐久性最重要的外周部分的密封，只是接触了熔接(热压接)、粘结剂的利用，并没有具体探讨。进而，对于在将液状物质作为填充材料时所必需的课题，即无气泡地进行层叠化的方法、引线的引出部分的处理等，完全没有探讨。作为填充材料只是示例了流动石蜡、硅油等液状物质。

在专利文献3(特开平8-88388号公报)中，将得到不设置氧化铝框的简单的模块作为课题，提出了在作为填充材料在薄膜基板之间层叠EVA等的个体膜后，在外周部分涂抹热熔胶型粘结剂，进行热压接密封而作成的模块及其制造方法。但是，在此，利用了分别对填充材料和密封剂进行热压接的2阶段的复杂工序，另外在在此使用的外周部分的单纯热压接法中，还有难以无气泡地进行层叠的问题。

该专利文献1、2、3提出的方案是利用了塑料板，基本上与以超高耐久性为课题的本发明是不同的。另外，在这些现有技术中，难以在电气部件所必需的无气泡的状态下层叠填充材料。进而，难以得到能够长时间在室外使用的高耐久性的模块。

在现有的大面积模块中，为了将发电效率提高到数10～数百W，而在通过互联线连接了多个板状结晶元件(厚度：0.05～0.3mm左右)的状态下，隔着EVA进行模块化。EVA的分子构造是具有酯键(亲水性的官能团)的碳水化合物系高分子，可以通过添加紫外线吸收剂、氧化防止剂等进行改良，但被指出以下的问题：如果经过20年左右长时间受到日照，则会引起剥离、白化、黄变等树脂劣化，减少太阳光线的透射率，发电效率逐年降低。另外，薄膜元件主要将元件直接形成在玻璃基板上，但有以下的问题：容易很大地受到水份的影响，将EVA用作填充材料。因此，虽然也研究了聚乙烯醇缩丁醛，但与EVA同样，也存在耐久性的问题。

因此，本发明人再度确认了在室外环境下在超长期间，在照射太阳光线的严酷条件下使用太阳能电池模块的情况，并首次以使用能够半永久使用的难以劣化的材料的情况为前提进行了研究。其结果是，作为填充材料或者其前提物质使用液状物质，找到了在室温下高速地进行层叠的方法，完成了能够半永久使用的划时代的太阳能电池模块及其制造方法。

发明内容