专利名称：太阳能电池模组的制造方法及太阳能电池模组的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能电池模组的制造方法，更详细来说，涉及一种将硅酮凝胶(Silicone gel,也称为娃凝胶)作为密封材料的太阳能电池模组的制造方法。
背景技术：
现在，将太阳光转换为电能的太阳能电池，作为清洁能源的代表而不断地开发，并且是最为引人注目的技术。作为太阳能电池的材料，可以列举:单晶硅、多晶硅、非晶硅、非晶硅锗、及非晶SiC等四面体系的非晶半导体；或，CdS, Cu2S等I1-VI族或GaAs、GaAlAs等II1-V族化合物半导体。在以往的太阳能电池制造中，是使用玻璃板来作为面板，然而，将轻质化、施工性、及量产性优异的塑料薄膜或金属薄膜用作面板的可挠性太阳能电池的研发正在开展。作为太阳能电池模组有以下结构:两面为玻璃板的结构；及，表层不是玻璃板，而是使用氟树月旨、聚甲基丙烯酸甲酯、聚砜、聚醚砜、聚氯乙烯或聚碳酸酯等，尤其是使用耐气候性、透光性优异的四氟乙烯(ETFE)片材的结构。此外，作为用于保护、固定太阳能电池单元的密封材料，使用乙烯-醋酸乙烯共聚物(ethylene-vinyl acetate copolymer, EVA)、氯乙烯共聚物、聚乙烯醇(polyvinylalcohol,PVA)、或聚乙烯醇缩丁醒(polyvinyl butyral,PVB)等,然而由于任一材料与娃酮材料相比，耐气候性均较差，因此，在需要长期耐久性的用途中，会使用硅酮材料。现有技术文献专利文献 专利文献1:日本特开昭62-152183号公报专利文献2:日本特公昭63-46783号公报专利文献3:日本特表2007-527109号公报专利文献4:日本专利第4760315号公报
发明内容
然而，由于以往的硅酮材料为液状，因此当制造太阳能电池模组时，会卷入气泡、或是需要重复加热工序等复杂的制造程序，因而需要特殊的制造装置而成为一个问题。另一方面，如果利用真空热压装置，与乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)同样地将加热固化后的硅酮凝胶层成型，那么将存在以下问题:由于与面板和太阳能电池单元等之间的粘着性不充分，因此，无法充分发挥密封效果，作为太阳能电池模组的耐久性也变差。本发明是鉴于上述问题而完成，目的在于提供一种利用前所未有的简便的制造方法，来制造耐久性优异的太阳能电池模组的方法。为了解决上述课题，本发明提供一种太阳能电池模组的制造方法，所述太阳能电池模组的结构为由背面面板、多个太阳能电池单元、及表面面板依次积层而成，该背面面板具有将硅酮凝胶(A’ )涂布并固化而成的硅酮凝胶层(A’)，该表面面板具有将硅酮凝胶(B’ )涂布并固化而成的硅酮凝胶层(B’ );所述太阳能电池模组的制造方法的特征在于:对前述硅酮凝胶层(A’)及(B’)中的至少一方的涂布固化表面(指前述固化而成的硅酮凝胶层的表面)进行紫外线照射，然后经由前述硅酮凝胶层(A’)及(B’)来贴合而积层。这种太阳能电池模组的制造方法，可以提高作为课题的硅酮凝胶与太阳能电池单元、以及硅酮凝胶彼此之间的粘着性，并且可以提高太阳能电池模组的耐久性，而可以制造一种太阳能电池模组，在高压加速老化寿命试验(pressure cooker test, PCT)、结露冻结循环试验等中，不会降低模组发电效率、耐久性优异。此外，作为前述硅酮凝胶层(A’ )及(B’)，较优选为采用了各自的针入度为30至100的硅酮凝胶层。如果是这种针入度，弹性率不会过高也不会过低，因而较优选。此外，本发明提供一种太阳能电池模组，其特征在于:其结构为由背面面板、多个太阳能电池单元、及表面面板依次积层而成，该背面面板具有将硅酮凝胶(A’ )涂布并固化而成的硅酮凝胶层(A’)，该表面面板具有将硅酮凝胶(B’ )涂布并固化而成的硅酮凝胶层(B’ );并且，前述硅酮凝胶层(A’)及(B’)中的至少一方的涂布固化表面实施了紫外线照射处理，且所述太阳能电池模组经由前述硅酮凝胶层(A’)及(B’)来积层而成。本发明的太阳能电池模组的硅酮凝胶层与太阳能电池单元、以及硅酮凝胶层彼此之间的粘着性优异。因此，太阳能电池模组的耐久性优异，在高压加速老化寿命试验、结露冻结循环试验等中，不会降低模组发电效率、耐久性优异。如以上说明，本发明的太阳能电池模组的制造方法，作为将耐气候性、耐热性、及耐寒性优异的硅酮凝胶用作密封材料的方法，是一种前所未有的简便的制造方法，并且可以提高作为课题的硅酮凝胶与太阳能电池单元、以及硅酮凝胶彼此之间的粘着性，并提高太阳能电池模组的耐久性，而可以制造一种太阳能电池模组，在高压加速老化寿命试验、结露冻结循环试验等中，不会降低模组发电效率、耐久性优异。
图1是表示本发明的太阳能电池模组的一个实例的概要图。其中，附图标记说明如下:I白板玻璃(背面面板)2硅酮凝胶层(A’ )
3太阳能电池单元4硅酮凝胶层(B’ )5白板玻璃(表面面板)6密封材料10太阳能电池模组
具体实施方式
以下，更进一步详细说明本发明。如上所述，期望提出一种太阳能电池模组的简便的制造方法，所述方法是将耐久性优异的硅酮凝胶(Silicone gel，也称为硅凝胶)作为密封材料。本发明人进行了锐意研究，结果发现一种太阳能电池模组的制造方法，所述太阳能电池模组的结构为由背面面板、多个太阳能电池单元、及表面面板依次积层而成，该背面面板具有将硅酮凝胶(A’ )涂布并固化而成的硅酮凝胶层(A’)，该表面面板具有将硅酮凝胶(B’ )涂布并固化而成的硅酮凝胶层(B’ );其中，对前述硅酮凝胶层(A’)及(B’)中的至少一方的涂布固化表面进行紫外线照射，然后经由前述硅酮凝胶层(A’)及(B’)来贴合而积层，可以简便地制造耐久性优异的太阳能电池模组，从而完成本发明。以下，首先，对于本发明中能制造的将硅酮凝胶层作为密封材料的太阳能电池模组的构成构件，进行详细叙述。依据本发明的制造方法制造而成的太阳能电池模组10，结构为由背面面板1、多个太阳能电池单元3、及表面面板5依次积层而成，该背面面板I具有将硅酮凝胶(A’ )涂布并固化而成的硅酮凝胶层(A’)2，该表面面板5具有将硅酮凝胶(B’)涂布并固化而成的硅酮凝胶层(B’)4 (参照图1)。硅酮凝胶(A’)及(B’)本发明所使用的硅酮凝胶(A’ )及(B’)，较优选为采用加成固化型硅酮凝胶组合物。具体来说，较优选为含有以下成分:(A) 100质量份的有机聚硅氧烷，其在I分子中含有I个以上键结于硅原子上的烯基，并由下述平均组成式所表示，RaR，bSiO(4_a_b)/2
(式中，R是烯基，R’是不具有脂肪族不饱和键的未取代或取代的碳数I 10的一价烃基，a、b是满足0<a<2、0<b<3、0<a+b彡3的数值)；(B)有机氢聚硅氧烷，其在I分子中至少含有2个键结于硅原子上的氢原子，其中，相对于(A)成分中的烯基，键结于硅原子上的氢原子为0.2 2.5倍摩尔的量；(C)催化剂量的加成反应催化剂；及，(D) O 20倍质量份的粘着赋予成分。此外，此组合物，较优选为液体。将这些硅酮凝胶组合物均匀地涂布在背面面板或表面面板上并使其固化，而关于涂布方法，根据喷涂、流涂、帘式涂布、屏幕涂层、浇注及这些方法的组合，较优选为形成10 1000微米，更优选为形成50 500微米，最优选为形成100 300微米的厚度。若厚度为10微米以上，则能更确实地吸收太阳能电池单元或太阳能电池单元组(太阳能电池单元串，solar strings)的厚度,此外,若厚度为1000微米以下,则能抑制固化性娃酮材料所花费的成本，是经济的。进而，利用热板或烘箱等，以规定时间、规定温度使涂布的硅酮凝胶组合物固化，而得到具有硅酮凝胶层的背面面板、表面面板。硅酮凝胶层的针入度，较优选为30 100。若为30以上，则弹性率不会变成过高，而不会有破坏太阳能电池的可能性。此外，若为100以下，则弹性率不会变成过低，容易得到规定的厚度。
硅酮凝胶(A’ )与硅酮凝胶(B’)，可以相同，也可以是相异的组合物。背面面板要求背面面板将太阳能电池元件的温度进行高效散热，作为材料可以列举:玻璃材料、合成树脂材料、金属材料或它们的复合构件。作为玻璃材料的示例，可以列举青板玻璃、白板玻璃或强化玻璃等；作为合成树脂材料，可以列举丙烯树脂、聚碳酸酯(PC)树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂或环氧树脂等。进而，使用到TPT(聚氟乙烯复合膜)等的背面片材。此外作为金属材料，可以列举铜、铝或铁等；作为复合材料，可以列举包含了二氧化硅、以及二氧化钛、氧化铝、及氮化铝等具有高热传导性的材料的合成树脂等。表面面板作为表面即所谓受光面的面板，需要具有透明性、耐气候性、耐冲击性、以及在室外用途中的长期可靠性的构件，有例如:白板强化玻璃、丙烯树脂、氟树脂或聚碳酸酯树脂等，一般来说，厚度为3 5mm左右的白板强化玻璃被广泛使用。太阳能电池单元在太阳能电池单元中，是使用选自单晶硅或者多晶硅中的I种或者2种硅材料，来作成太阳能电池单元，而太阳能电池组是利用TAB线(内部连接线)，将太阳能电池元件连接而成。本发明的将硅凝胶作为密封材料而成的太阳能电池模组的制造方法的相关详细内容，如下记载。具体来说，是一种太阳能电池模组的制造方法，所述太阳能电池模组的结构为由背面面板、多个太阳 能电池单元、及表面面板依次积层而成，该背面面板具有将硅酮凝胶(A’ )涂布并固化而成的硅酮凝胶层(A’)，该表面面板具有将硅酮凝胶(B’ )涂布并固化而成的硅酮凝胶层(B’ );其中，所述太阳能电池模组的制造方法，对前述硅酮凝胶层(A’ )及(B’)中的至少一方的涂布固化表面进行紫外线照射，然后经由前述硅酮凝胶层(A’)及(B’ )来贴合而积层。作为使界面表现粘着性的处理，较优选为照射波长为172nm或126nm的紫外线后进行接合。此外，作为照射紫外线的位置，对硅酮凝胶层(A’)、(B’ )中的至少一方的涂布固化表面进行紫外线照射，从而使硅酮凝胶层与太阳能电池单元、或硅酮凝胶层彼此之间良好地粘着或密接，可以制造出一种具有气密性的太阳能电池模组。此外，紫外线照射，也可以对太阳能电池单元进行。进而，利用涂布有硅酮凝胶层(A’)的背面面板与涂布有硅酮凝胶层(B’)的表面面板，以两面板的硅酮凝胶层来夹住太阳能电池单元来加以叠层，并进行真空密接等，从而可以良好地制造。此外，如图1所示，还可以在面板的外周部上，设置密封材料6。框状地配置在面板的外周边部的橡胶制密封材料，有防止湿气、气体成分等从模块外部侵入的效果，作为密封材料，可例举硅酮橡胶、及丙烯酸酯橡胶、丁基橡胶、硅酮橡胶等，而从材料的低气体透过性来考虑，较优选为丁基橡胶。当采用耐气候性较低的丁基橡胶等的密封材料时，较优选为在外侧被覆铝等。[实施例]以下，示出实施例及比较例，来具体说明本发明，但是本发明并不限定于下述实施例。而且，下述实施例及比较例中的紫外线照射条件如下所述。
_5] 紫外线照射条件使用牛尾(Ushio, Inc.)电机株式会社制造的SCQ05装置,在材料表面上进行以下处理:紫外线照度为lOmW/cm2，照射时间为10秒，紫外线的积算照度为lOOmW/cm2.秒。具有硅酮凝胶层(A’ )的背面面板的制造在340mmX 360mm且厚度为3.2mm的白板强化玻璃上，以成为500微米的方式，涂布加成固化型硅酮凝胶(针入度70)，然后以规定的温度使其固化，而制造出具有硅酮凝胶层(A’ )的背面面板。太阳能电池模组的制作(无密封材料)将2X2阵列(合计4个单元)的硅单晶太阳能电池单元组，载置在具有硅酮凝胶层(A’)的白板强化玻璃(背面面板)的硅酮凝胶层(A’)上，进而，在该硅酮凝胶层(A’)上，叠层340mmX 360mm且厚度为3.2mm的白板强化玻璃(表面面板)，该白板强化玻璃涂布(被覆)有500微米加成固化型硅酮凝胶层(B’)(针入度70)，并以硅酮凝胶层(A’)及(B’ )密接的方式来叠层，然后，使用真空压接装置，经过真空度为I T0rr、13(TC的加热压接，热压5分钟，从而制造出太阳能电池模组。而且，实施例1是只对硅酮凝胶层(A’ )进行了紫外线照射，而实施例2对两方的硅酮凝胶层进行了紫外线照射。进而，比较例I是未对任一个硅酮凝胶层照射紫外线来进行制造。
太阳能电池模组的制作(有密封材料)将2X2阵列的硅单晶太阳能电池单元组，载置在具有硅酮凝胶层(A’ )的白板强化玻璃(背面面板)上，进而，在该白板强化玻璃上，叠层340mmX 360mm且厚度为3.2mm的白板强化玻璃(表面面板)，该白板强化玻璃涂布(被覆)有500微米加成固化型硅酮凝胶层(B’)(针入度70)，并以硅酮凝胶层(A’)及(B’)密接的方式来叠层，然后，使用真空压接装置，经过真空度为lTorr、130°C的加热压接，热压5分钟，接着，通过向面板的周边部分粘着外侧被铝被覆的丁基橡胶，从而制造太阳能电池模组。而且，实施例3是只对硅酮凝胶层(B’ )进行了紫外线照射，而实施例4对两方的硅酮凝胶层进行了紫外线照射。进而，比较例2是未对任一个硅酮凝胶层照射紫外线来进行制造。对于上述实施例1至实施例4、比较例1、比较例2中所得到的太阳能电池模组，如下所示地，进行高压加速老化寿命试验及结露冻结试验。高压加谏老化寿命试齡将太阳能电池模组投入2气压、125°C、100%的高压加速老化寿命试验中，将经过100小时后的模组发电效率差示于表I。结露冻结试齡关于结露冻结试验，将从保持85°C且85%湿度一定时间的状态到一 40°C之间的温度变动作为I个周期，实施10个周期后的模组发电效率差示于表2。表I
权利要求
1.一种太阳能电池模组的制造方法，所述太阳能电池模组的结构为由背面面板、多个太阳能电池单元、及表面面板依次积层而成，该背面面板具有将硅酮凝胶(A’ )涂布并固化而成的硅酮凝胶层(A’)，该表面面板具有将硅酮凝胶(B’ )涂布并固化而成的硅酮凝胶层(B’ );所述太阳能电池模组的制造方法的特征在于: 对前述硅酮凝胶层(A’)及(B’)中的至少一方的涂布固化表面进行紫外线照射，然后经由前述硅酮凝胶层(A’)及(B’)来贴合而积层。
2.如权利要求1所述的太阳能电池模组的制造方法，其中，作为前述硅酮凝胶层(A’)及(B’)，是采用了各自的针入度为30至100的硅酮凝胶层。
3.一种太阳能电池模组，其特征在于， 其结构为由背面面板、多个太阳能电池单元、及表面面板依次积层而成，该背面面板具有将硅酮凝胶(A’)涂布并固化而成的硅酮凝胶层(A’)，该表面面板具有将硅酮凝胶(B’)涂布并固化而成的硅酮凝胶层(B’ );并且，前述硅酮凝胶层(A’)及(B’)中的至少一方的涂布固化表面实施了紫外线照射处理，且所述太阳能电池模组经由前述硅酮凝胶层(A’)及(B’ )来积层而成 。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种利用前所未有的简便的制造方法，来制造耐久性优异的太阳能电池模组的方法。为了达成所述目的，提供一种太阳能电池模组的制造方法，所述太阳能电池模组的结构为由背面面板、多个太阳能电池单元、及表面面板依次积层而成，该背面面板具有将硅酮凝胶(A’)涂布并固化而成的硅酮凝胶层(A’)，该表面面板具有将硅酮凝胶(B’)涂布并固化而成的硅酮凝胶层(B’)；所述太阳能电池模组的制造方法的特征在于对前述硅酮凝胶层(A’)及(B’)中的至少一方的涂布固化表面进行紫外线照射，然后经由前述硅酮凝胶层(A’)及(B’)来贴合而积层。
文档编号H01L31/048GK103227235SQ20131002894
公开日2013年7月31日 申请日期2013年1月25日 优先权日2012年1月25日
发明者柳沼笃, 山川直树 申请人:信越化学工业株式会社