[发明专利]透光树脂密封的太阳能电池组件及其制造方法

说明书

本发明涉及一种透光树脂密封的半导体及其制造方法，更具体地说，涉及太阳能电池组件及其制造方法。该太阳能电池组件包括一个光电转换器，其中，在具有导电表面的衬底上面形成作为光转换元件的半导体光敏层和导电层。太阳能电池在热阻和阻燃性方面是非常好的。

现在，全世界都在越来越注意环境问题。特别是，由于放出二氧化碳(CO₂)引起全球变暖越来越严重，则需要不排出CO₂的清洁能量越来越强烈。希望太阳能电池作为一种清洁能源，因为安全和容易控制。

有各种类型太阳能电池；典型的例子是结晶硅太阳能电池，多晶硅太阳能电池，非晶硅太阳能电池，硒化铜铟太阳能电池和复合半导体太阳能电池。其中，把薄膜结晶硅太阳能电池，化合物半导体太阳能电池和非晶硅太阳电池作为各个领域积极研究和开发的对象，因为能用相对低的成本使太阳能电池应用到许多领域。

尤其是，由非晶硅型太阳能电池典型代表的薄膜太阳能电池，其中把硅淀积在其上具有导电表面和透光导电层的金属基片上，该太阳能电池的重量轻，抗冲击性和柔性好，被认为是上述太阳能电池中最有希望的组件。柔性的太阳能电池组件要求采用透光覆盖材料覆盖入射光的表面保护内部太阳能电池，和把硅淀积在玻璃基片上的情况不同。

对于覆盖材料的上述表面，可能考虑下述结构，其中，把象氟树脂膜或者氟树脂涂层那样的透光的氟化聚合物薄膜涂覆在最顶面和把各种透光有机热塑性塑料涂覆在其内部。采用这种结构是基于下列事实，氟化聚合物对于抗气候性和抗水性是非常好的，因为气候环境和水使表面变黄、模糊不清和沾污使透光度减少，使太阳能电池组件的转换效率降低，而且透光的有机热塑性塑料是很便宜的，可能用大量的该材料作为填充物质，保护半导体的光电元件。

图6表示一个太阳能电池组件的一个例子。

该太阳能电池组件包括一个氟化聚合物薄膜601，一个热塑性材料透光的有机树脂602，一个光电元件603和一个绝缘层604。该太阳能电池的结构，在背面也采用接收光的有机树脂作为表面。

更具体地说，氟化聚合物膜601包括象乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)膜或者聚氟乙烯(PVF)那样的氟树脂膜，热塑性透明有机树脂602由乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、丁醛树脂等制成，绝缘层604由包括尼龙膜和铝分层的Tedlar膜的不同有机树脂膜选出。在该太阳电池组件中，热塑性透明有机树脂602作为粘合剂，其把光电元件603粘合到氟树脂膜601和绝缘层604，并且作为防止太阳能电池向外刮伤和冲击的填充物。

然而，上述那样结构的太阳能电池组件，具有一个覆盖材料的表面和作为填充物的热塑性透明的有机树脂，由于该组件要在室外暴露长达20年之久会使树脂部分凝结，或者由于化学键中的配对的双键增加会使树脂变黄，这必然使树脂的透光度和太阳能电池组件的转换效率降低。当组件具有覆盖表面材料或其它构成材料使用时，或者在较高温度使用组件时，问题就更严重。

而且，众所周知，当组件使用EVA填充物和处于超过80℃或者较高温度时，表面会加速变黄。在丁醛树脂填充物的情况，吸湿性是相对地高，并且湿气容易侵袭光电元件的损伤部分。光电元件的湿气和电场，使包括收集电极等的金属由于重复电离和沉淀而再生长；当上述反应进一步进行时，在光电元件中可能形成短路，分离的电荷不能向外部引导，从而降低了转换效率。丁醛树脂具有另外一个问题，即在高温高湿条件下，透明度降低。

为解决这些问题，日本专利申请公开No.4-76229公开了一种保护膜，该膜具有下述树脂派生的一个组分，该树脂包括全氟亚烷基和活性氢，用于在基片和基片中形成的Cds/cdTe型太阳能电池。对于上述的树脂，叙述了由Asahi Glass Co.,Ltd．生产的一种产品(商品名为Lumiflon)。按照日本专利申请公开No.4-76229,Lu-miflon是含氟的聚合物，其数均分子重量通常为20,000到80,000，还包含全氟亚烷基和侧链上的活性氢(更具体的说是OH基团)，通过与密胺或带有异氰酸酯基团的化合物的反应，产生一交联的聚合物。