太阳能电池组件及太阳能电池组件的制造方法

专利名称：太阳能电池组件及太阳能电池组件的制造方法
技术领域：
本发明涉及太阳能电池组件，及太阳能电池组件的制造方法。
背景技术：
太阳能电池(太阳能电池组件、或多个太阳能电池组件的组合)是一种清洁型发电装置，不会排出引起地球暖化的二氧化碳或有害排放气体。因此，太阳能电池被安装于各种场所(建筑物的外壁表面、有顶货车的货箱上表面、移动设备等)。
先行技术文献 专利文献[专利文献I]日本专利特开2002-151718号公报

发明内容
那么，在太阳能电池组件中，若采用以金属层(金属板/薄片)为基体的构成，则太阳能电池组件能更容易地被用作建筑物的外壁面(装饰面板)，或移动设备外壳的构成要素。此外，太阳能电池组件也能较容易地安装在其它构件上。然而，现今仍然没有开发出一种以金属层为基体的、可实用的太阳能电池组件。因此，本发明的课题在于，提供一种以金属层为基体的、可实用的太阳能电池组件。此外，本发明的另一课题在于，提供一种能制造这样的太阳能电池组件的太阳能电池组件制造方法。为了能实现以金属层为基体的、可实用的太阳能电池组件，本发明人经潜心努力研究，发现若采用氟代烃树脂层(尤其是选自PFA、ETFE、PVDF、ECTFE及FEVE之中的树脂所构成的层)作为接合金属层和太阳能电池组件的发电元件基材(或第2封隔层)的层，则可实现能实用的、耐久性优异的太阳能电池组件。本发明的太阳能电池组件、太阳能电池组件的制造方法是基于以上认识而想到，本发明的太阳能电池组件具有将耐候性层、封隔层、具有被夹层于一对电极间的发电层的发电元件、发电元件基材、氟代烃树脂层及金属层按照顺序层积而成的结构。此外，本发明的太阳能电池组件的制造方法的特征在于，是通过热层压使耐候性层、封隔层、具有被夹层于一对电极间的发电层的发电元件、发电元件基材、氟代烃树脂层、金属层按照顺序层积而得的太阳能电池组件一体化来进行制造。本发明的太阳能电池组件的封隔层厚度优选30 i! m以上、800 y m以下。这是因为，通过使封隔层的厚度在30 y m以上、800 y m以下，不会过度增大组件重量及制造成本，还能防止温度变化时或加工时发电层受到损害，此外，对于发电元件基材的厚度，为了使弯曲加工时，封隔层不至于产生龟裂，优选比封隔层的厚度薄。在实现(制造)本发明的太阳能电池组件时，优选耐候性层表面的、JIS B0610下的滤波最大波纹度WCM在18 iim以上、平均峰间隔WC-Sm在2. 5mm以下。这是因为，若将耐候性层表面的形状作成此样，不仅能制造出耐候性层不产生褶皱等的太阳能电池组件，而且还能使耐候性层(太阳能电池组件)表面的反射光散射(实现了从任何角度看，都不刺眼的太阳能电池组件)、还能防止金属层(没有被发电元件覆盖的部分)失去光泽。另，将耐候性层表面的形状制成上述形状的太阳能电池组件，可通过使用“原本具有上述表面形状的耐候性层”来实现。但是，在热层压时，加工耐候性层表面，使其JISB0610下的滤波最大波纹度WCM在18 ii m以上、平均峰间隔WC-Sm在2. 5mm以下时，能容易地制造将耐候性层表面的形状制成上述形状的太阳能电池组件。在实现本发明的太阳能电池组件时，可在发电元件基材与氟代烃树脂层之间设置第2封隔层。此外，本发明的太阳能电池组件的制造方法也可制造出“在发电元件基材与氟 代烃树脂层之间具备第2封隔层的太阳能电池组件”。此外，本发明的太阳能电池组件的制造方法中，通过热层压使太阳能电池组件的各构成要素一体化，可通过具体内容不同的各种方法/工序来实施。其中，通过“经由热层压将单面上形成了上述发电元件的上述发电元件基材，与上述太阳能电池组件的其它各构成要素(耐候性层、封隔层、氟代烃树脂层、金属层)一体化”或“经由热层压将单面上形成了上述氟代烃树脂层的上述金属层、单面上形成了上述发电元件的上述发电元件基材，和上述太阳能电池组件的其它各构成要素(耐候性层、封隔层)一体化”这样的方法，能特别容易地制造太阳能电池组件。
发明效果根据本发明，可提供一种以金属层为基体的、可实用且耐久性优异的太阳能电池组件、能够制造该太阳能电池组件的太阳能电池组件制造方法。


图I是本发明的第I实施方式涉及的太阳能电池组件的主要部位的截面图。
图2是第I实施方式涉及的太阳能电池组件的平面图。
图3是第I实施方式涉及的太阳能电池组件的边缘部位的截面图。
图4是本发明的第2实施方式涉及的太阳能电池组件的主要部位的截面图。
符号说明
10,20 太阳能电池组件
11耐候性层
12封隔层
13发电元件
14发电元件基材
15第2封隔层
16氟代烃树脂层
17金属层
具体实施例方式以下参照附图详细地说明本发明的具体实施方式
。《第I实施方式》
图I所示的是本发明的第I实施方式涉及的太阳能电池组件10的主要部位的截面图。
如图所示，本发明的第I实施方式涉及的太阳能电池组件10具有将耐候性层11、封隔层12、发电元件13、发电元件基材14、氟代烃树脂层16及金属层17依次按照顺序层积而成的构成(结构)。〔金属层17〕
金属层17是支持太阳能电池组件10的其它各构成要素的构件。作为该金属层17，可使用铝、不锈钢、铜、钛、镍、铁、它们的合金等，构成的板状构件(所谓的金属板/薄片)。另，基于防腐性的观点，金属层17也可以像镀锌钢板那样实施电镀处理。金属层17的厚度若过薄，最终会得到机械强度差的太阳能电池组件10。此外，金属层17的厚度若过厚，最终会得到较重的太阳能电池组件10。因此，也是考虑到金属层17的构成材料(的强度)，金属层17的厚度优选IOmm以下、更优选5mm、特别优选3mm。此外，金属层17的厚度优选0. I ii m以上、更优选0. 08mm、特别优选0. Imm以上。〔发电元件13〕
发电元件13是基于从耐候性层11侧射入的太阳光来进行发电的元件。该发电元件13只要是能将光能转换为电能，并将转换而得的电能输出到外部的构成即可。因此，作为太阳能电池组件10的发电元件13，可以是将用一对电极将发电层(光电转换层、光吸收层)夹层、用一对电极将发电层与其它层(隔离层等)的积层体夹层、类似的构件多个串联进行连接。此外，发电层可采用各种各样的构成。其中，发电层优选由薄膜单晶硅、薄膜多晶硅、非晶硅、微晶硅、球状硅、无机半导体材料、有机色素材料、有机半导体材料等构成的层。因为如果使用这些材料，可实现发电效率相对较高、薄的(轻量的)发电元 件13。进一步，为了提高发电效率，也可将发电元件13制成将它们层积而成的HIT型、串联型的元件。另，当发电层为薄膜多晶硅层时，发电元件13是成为利用光学间接跃迁型的元件。因此，当发电层为薄膜多晶硅层时，为了增加光吸收，优选设置成发电元件基材14或其表面形成凹凸结构等充分封闭光的结构。此外，当发电层为非晶硅层时，可实现在可视区域内的光学吸收系数大、即使是厚度I U m程度的薄膜，也能充分吸收太阳光的太阳能电池元件13。而且，由于非晶硅是非结晶性材料，故能耐变形。因此，使发电元件13具备非晶硅层作为发电层，可实现尤其是轻量的、对变形具有某种程度耐性的太阳能电池组件10。当发电层为无机半导体材料(化合物半导体)层时，可实现发电效率高的发电元件13。另，基于发电效率(光电转换效率)的观点，优选发电层是含有S、Se、Te等氧族元素的氧族化合物系发电层，更优选I-III-VI2族半导体系(黄铜矿系)发电层，I族元素中使用Cu时的CU-III-VI2族半导体系发电层、特别是CIS系半导体〔Culn (Se1^ySy)2 ;0兰y兰I〕层或 CIGS 系半导体〔Cu (IrvxGax) (Se1^ySy)2 ；0 < x < 1、0 刍 y 兰 I〕层。作为发电层，即使采用由氧化钛层及电解质层等构成的色素增敏型发电层，也能实现发电效率高的发电元件13。作为发电层，可采用有机半导体层(含有p型半导体与n型半导体的层)。另，能构成有机半导体层的P型半导体,可列示四苯并卟啉、四苯并铜卟啉、四苯并锌卟啉等卟啉化合物；酞菁、铜酞菁、锌酞菁等酞菁化合物；并四苯或并五苯的聚并苯；六噻吩等低聚噻吩，以及含有这些化合物为骨架的衍生物。进一步，能构成有机半导体层的P型半导体还可列示，含有聚(3-烷基噻吩)等的聚噻吩、聚芴、聚对苯撑乙烯、聚三烯丙基胺、聚乙炔、聚苯胺、聚批略等闻分子等此外，能构成有机半导体层的n型半导体可列示，富勒烯(C60、C70、C76);八氮杂卟啉；上述P型半导体的全氟体；萘四甲酸酐、萘四甲酸二酰亚胺、茈四酸酐、茈四酸二酰亚胺等芳香族羧酸酐或其酰亚胺化合物；以及含有这些化合物作为骨架的衍生物等。此外，有机半导体层的具体构成例可列举，p型半导体和n型半导体在层内具有相分离层(i层)的本体异质结型、分别将含有P型半导体的层(P层)和含有n型半导体的层(n层)层积而得的积层型(异质pn结型)、肖特基型以及它们的组合。发电元件13的各电极可使用具有导电性的任意材料的I种或2种以上来形成。电极材料(电极的构成材料)可列示，例如钼、金、银、铝、铬、镍、铜、钛、镁、钙、钡、钠等金属，或 它们的合金；氧化铟或氧化锡等金属氧化物，或它们的合金(IT0 (氧化锡铟)等)；聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔等导电性高分子；在这样的导电性高分子中含有盐酸、硫酸、磺酸等酸，FeCl3等路易氏酸，碘素等卤素原子，钠、钾等金属原子等掺杂剂的材料；金属粒子、碳黑、富勒烯、碳纳米管等导电性粒子分散于聚合物粘合剂等基体中的导电性复合材料等。电极材料优选适用于捕获空穴或电子的材料。另，适用于捕获空穴的电极材料(即，具有高功函数的材料)可列示，金、ITO等。此外，适用于捕获电子的电极材料(即，具有低功函数的材料)可列示，银、铝。发电元件13的各电极可与发电层具有几乎相同的大小，也可小于发电层。其中，当发电元件13的受光面侧(耐候性层11侧)的电极相对较大(其面积相比于发电层面积，不是十分小)时，该当电极应该是透明(具有透光性)电极、特别是对能被发电层高效率转换为电能的波长的透光率相对较高的(例如50%以上)电极。另，透明电极材料可列示，IT0、IZ0(氧化铟 锌氧化物)等氧化物；金属薄膜等。此外，发电元件13的各电极的厚度及发电层的厚度可根据所需要的输出功率等来决定。进一步地，可设置与电极相接的辅助电极。对于设置辅助电极，尤其是在使用ITO等导电性稍低的电极时有效。作为辅助电极材料，若是导电性好，可使用与上述金属材料相同的材料，列示有银、铝、铜。〔发电元件基材14〕
发电元件基材14是在该发电元件基材14的其中一面上形成有发电元件13的构件。因此，发电元件基材14优选机械强度相对较高、耐候性、耐热性、耐化学药品性等优异，且为轻量的材料。此外，还期望发电元件基材14相对于变形，具有某种程度的耐性。另一方面，形成的发电元件13若与发电元件基材14在材料物性(例如线膨胀系数、熔点等)上有显著差异时，则有可能在形成后的界面产生形变或剥落等。因此，发电元件基材14优选采用金属薄片，或熔点为85 350°C的树脂膜、几个金属薄片/树脂膜的积层体。能作为发电元件基材14 (或其构成要件)使用的金属薄片可列示，由铝、不锈钢、金、银、铜、钛、镍、铁、它们的合金，所构成的薄片。此外，作为熔点为85 350°C的树脂膜，可列示聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯
乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯、聚缩醛、丙烯酸树脂、聚酰胺树脂、ABS树脂、ACS树脂、AES树脂、ASA树脂、它们的共聚物、PVDF、PVF等氟树脂、硅酮树脂、纤维素、腈树脂、酚树脂、聚氨酯、离聚物、聚丁二烯、聚丁烯、聚甲基戊烯、聚乙烯醇、聚芳酯、聚醚醚酮、聚醚酮、聚醚砜等构成的膜。另，作为发电元件基材14所使用的树脂膜，可以是在上述树脂中分散了玻璃纤维、有机纤维、碳纤维等的膜。作为发电元件基材14 (或其构成要件)使用的树脂膜的熔点优选85°C以上的理由是，若熔点过低，则太阳能电池组件10在通常的使用环境下，发电元件基材14可能会变形，对发电元件13造成损伤。此外，树脂膜的熔点优选350°C以下的理由是，若熔点过高，则由于与发电元件13的界面经由温度变化等产生形变，其结果可能使发电元件13从发电元件基材14脱落。因此，作为发电元件基材14(或其构成要素)所使用的树脂膜的熔点，优选100°C以上、更优选120°C以上、进一步优选150°C以上、特别优选180°C以上。此外，该树脂膜的熔 点，优选300°C以下、更优选280°C以下、特别优选250°C以下。此外，作为发电元件基材14，基于各种实验结果可知，若采用薄于封隔层12 (详见后述)的设置，则在弯曲太阳能电池组件10时，封隔层12易产生龟裂。因此，发电元件基材14应采用厚度薄于封隔层12的设置，优选其厚度为封隔层12的厚度的0. 83 ( = “1/1. 2”)倍以下。此外，作为发电元件基材14，更优选其厚度在封隔层12的厚度的0.67(= 1/1.5)倍以下，特别优选其厚度在封隔层12的厚度的0.5倍以下。另，本实施方式涉及的太阳能电池组件10是设定用作外壁用、外装后面板用、屋顶用等建材，或室内装饰、汽车、铁路、船舶、飞机、航天器、家电、手机、玩具的构成要件(例如外装材料)而进行开发的。然后，对于这些用途，基于作为外装材料美观的观点，使金属层17能被看到较好。因此，如图2及图3所示意，太阳能电池组件10优选制造成发电元件基材14及发电元件13明显小于其它各构成要件的大小。在图2以及图3中，虽然显示出耐候性层11、封隔层12、氟代烃树脂层16、金属层17几乎为相同的大小，但对于耐候性层11和封隔层12，若大于发电元件基材14及发电元件13的话，则可小于氟代烃树脂层16和金属层17。其中，基于赋予金属层17高耐候性的观点，优选氟代烃树脂层16至少覆盖金属层17的单面。〔氟代烃树脂层16〕
氟代烃树脂层16是用于接合发电元件基材14 金属层17间的(将发电元件基材14固定于金属层17)层。该氟代烃树脂层16从其名字可知，只要是“氟代烃树脂”层即可。因此，氟代烃树脂层16可以是由以下所例示的树脂构成的层。
PFA (四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物)
ETFE (乙烯-四氟乙烯共聚物)
PVDF (聚偏二氟乙烯)
ECTFE (乙烯-三氟氯乙烯共聚物)
FEVE (氟乙烯-乙烯基醚共聚物)
PTFE (聚四氟乙烯)
FEP (四氟乙烯-六氟丙烯共聚物)
PCTFE (聚三氟氯乙烯)但是，当氟代烃树脂层16为PTFE层、FEP层或PCTFE层时，若不进行表面处理，则存在无法获得充分的接合强度的情況。因此，氟代烃树脂层16的构成树脂优选PFA、ETFE、PVDF、ECTFE 或 FEVE。更优选氟代烃树脂层16是PFA、ETFE, ECTFE, FEVE, FEP等的共聚物。此外，特别优选氟代烃树脂层16是交替共聚物。另，作为氟代烃树脂层16，若采用上述那样的树脂共聚物(交替共聚物)，通过调整极性单体与非极性单体的平衡，可获得暴露于太阳光时接合性及耐候性优良的氟代烃树脂层16。氟代烃树脂层16的厚度优选I μ m以上、更优选5 μ m以上、特别优选10 μ m以上。此外，氟代烃树脂层16的厚度优选500 μ m以下、更优选300 μ m以下、特别优选100 μ m以下。〔封隔层12〕
封隔层12是出于封隔发电元件13等为目的，而设置于太阳能电池组件10的层。该封隔层12有助于提高机械强度、耐侯性、隔气性等。此外，由于封隔层12位于受光面侧，因而优选其为能使可见光透过、耐热性高的层。该上部封隔层12也可附加其它光学机能，或机械机能。可附加于封隔层12的光学机能可列举，光封闭机能或波长转换机 能等，机械机能可列示缓冲机能等。封隔层12的材料应考虑到上述事项再进行选择。封隔层12的材料的具体例可列举，こ烯-こ酸こ烯共聚物(EVA)树脂、聚烯烃系树脂、AS (丙烯腈-苯こ烯)树脂、ABS (丙烯臆-丁ニ烯-苯こ烯)树脂、聚氯こ烯树脂、氟系树脂、聚对苯ニ甲酸こニ醇酯、聚萘ニ甲酸こニ醇酯等聚酯树脂、苯酚树脂、聚丙烯酸系树脂、聚甲基丙烯酸系树脂、氯丁ニ烯系树月旨、(氢化)环氧树脂、各种尼龙等聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、纤维素系树脂、硅系树脂、聚碳酸酯树脂等。其中，优选的可列挙，こ烯系共聚物树脂，更优选的可列举こ烯-こ酸こ烯共聚物(EVA)树脂或者こ烯与其它烯烃的共聚物构成的聚烯烃系树脂(丙烯 こ烯· α -烯烃共聚物、こ烯· α -烯烃共聚物等)。こ烯-こ酸こ烯共聚物(EVA)树脂组合物通常为了提高耐候性，而混合交联剂使之构成交联结构，制成EVA树脂。交联剂可使用一般在100°C以上产生自由基的有机过氧化物。例如，可列举如2，5-ニ甲基己烷；2，5-ニ甲羟基过氧化物；2，5-ニ甲基-2，5-ニ (过氧化叔丁基)己烷；3-ニ-叔丁基过氧化物等。有机过氧化物的混合量，相对于EVA树脂100重量份，通常为I 5重量份。此外，EVA树脂组合物中也可含有交联助剂。EVA树脂组合物中，基于提闻接合力的目的，可含有娃烧偶联剂，基于提闻稳定性的目的，也可含有对苯ニ酚等。丙烯 こ烯· α -烯烃共聚物通常使用丙烯系聚合物与软质丙烯系共聚物，以适当组成进行混合的热可塑性树脂组合物。封隔层12中，也可使用添加有阻燃材的材料。加入封隔层12的阻燃材可以是无机系阻燃材或有机系阻燃材。无机系阻燃材可列举，例如锑化合物、溴化合物、氢氧化铝、氢氧化镁等金属氧化物。有机系阻燃材可列举，五溴ニ苯醚、八溴ニ苯醚、四溴双酚Α、六溴环十二烧等溴化合物、磷酸三苯酯等磷化合物、红磷、氯化石腊等氯化物。若封隔层12的透明性低，则太阳能电池的输出功率有降低的风险，故作为封隔层12的追加阻燃材，优选有机系阻燃材。此外，若为膜型太阳能电池元件的情况，有机系阻燃材有可能对元件产生损害，故优选使用五溴ニ苯醚、八溴ニ苯醚、四溴双酚A、六溴环十二烷等溴化合物、磷酸三苯酯等磷化合物等作为阻燃材。此外，基于燃烧时的安全的观点，优选使用无机系阻燃材作为阻燃材。封隔层12可包含2种以上的上述材料，也可是2种以上的不同材料层的积层体。此外，太阳能电池组件10是以耐候性层11 (详见后述)和线膨胀系数相差较大的金属层17为构成要素，即，当组件的温度产生变化吋，由于耐候性层11与金属层17的伸縮量之差，其内部会产生相对较大的应カ(形变)。因此，若封隔层12的厚度过薄，该当应カ无法被封隔层12吸收，进而发电元件13的电极或发电层会产生损伤。此外，若使封隔层12的厚度变薄，在该形状加工时(将太阳能电池组件10加工成曲面状时等)，发电元件13容易受到损伤，且最终会获得耐冲击性也不高的太阳能电池组件10。因此，基于上述观点，封隔层12为厚者较好。但是，若加厚封隔层12的厚度，会产生组件重量増加/制造成本上升的问题。因此，封隔层12的厚度优选30 μ m以上、更优选120 μ m以上、进ー步优选150 μ m以上、特别优选300 μ m以上。此外，封隔层12的厚度优选800 μ m以下、更优选700 μ m以下、特别优选600 μ m以下。进ー步，作为封隔层12，使用其厚度为发电元件基材14的厚度的I倍以上、优选I. 2倍以上、更优选I. 5倍以上、更优选2倍以上的层。这是因为，如已经说明的那样，在封隔层12薄于发电元件基材14的情况下，弯曲加工时，容易在封隔层12处产生龟裂(变得难于追随发电元件基材14的弯曲)。〔耐候性层11〕
耐候性层11是赋予太阳电池组件10机械强度、耐侯性、耐刮伤性、耐化学药品性、隔气性等的层。该耐候性层11优选不妨碍发电元件13的光吸收，即优选发电层能高效率地将其转换为电能的波长的光透过，例如、优选太阳光透过率在80%以上、更优选85%以上。此外，由于太阳电池组件10是通过太阳光来加热，故耐候性层11优选具有耐热性。因此，耐候性层11的构成材料，优选熔点在100°c以上的材料、更优选120°C以上。此外，耐候性层11的构成材料的熔点优选320°C以下、更优选300°C以下。对于耐候性层11的构成材料，可基于各种角度进行选择，例如可将聚こ烯树脂、聚丙烯树脂、环状聚烯烃树脂、AS (丙烯腈-苯こ烯)树脂、ABS (丙烯臆-丁ニ烯-苯こ烯)树脂、聚氯こ烯树脂、氟系树脂、聚对苯ニ甲酸こニ醇酯、聚萘ニ甲酸こニ醇酯等的聚酯树月旨、苯酚树脂、聚丙烯酸系树脂、(氢化)环氧树脂、各种尼龙等聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、纤维素系树脂、硅系树脂、聚碳酸酯树脂等作为耐候性层11的构成材料。另，在重视耐候性的情况下，优选将ETFE等氟系树脂用作为耐候性层11的构成材料。耐候性层11可以由2种以上的材料构成。此外，耐候性层11可为单层，也可为2层以上构成的积层体。对于耐候性层11的厚度没有特别限定，但通过加厚厚度，具有提高机械强度的倾向，通过使之变薄，具有提高柔软性的傾向。因此，耐候性层11的厚度通常在10 μ m以上、优选15 μ m以上、更优选20 μ m以上，此外，通常200 μ m以下、优选180 μ m以下、更优选150 μ m以下。 总之，作为耐候性层11，可采用具有耐候性、耐热性等的材料构成的、各种厚度的层。但是，从各种实验结果可知，若减小耐候性层11表面的滤波最大波纹度WCM(特别是，不足18μπι)，则在耐候性层11表面中，入射光的镜面反射光量増加，最終会获得根据观看角度而感到刺眼的太阳能组件10。此外，还可知通过制造时的热收缩等无法缓和应力，最终会在表面上产生大量褶皱。因此，优选使耐候性层11表面的、JIS Β0610下的滤波最大波纹度WCM在18 μ m以上、更优选20 μ m以上、特别优选25 μ m以上。此外，还可知耐候性层11表面的波纹的平均峰间隔WC-Sm变得过大时，从金属层17 (没有被发电元件13等覆盖的部分；參照图2、3。)被反射的光在耐候性层11表面被扩散，其结果是，金属层17会有失去光泽的(有损金属层17的外观设计性)倾向。进ー步还可知，若耐候性层11表面的凹凸过大，则耐候性层11的表面容易附着赃物，其结果是，容易降 低发电性能。因此，在制造太阳能电池组件10时，期望使耐候性层11表面的波纹的平均峰间隔WC-Sm在2. 5mm以下、优选2. 3mm以下、更优选2. Omm以下。上述表面形状的形成方法无特别限定。例如，作为耐候性层11，可采用原本就具有凹凸的层，也可通过对耐候性层11表面进行机械处理(削割等)来使耐候性层11表面形成凹凸。此外，通过将具有凹凸图案的片材按压于耐候性层11，可将该当片材的凹凸转印于耐候性层11的表面。其它地，也可在表面印刷凹凸形成材料使之形成凹凸图案。金属层17与发电元件基材14之间的间隔优选在10 μ m以上、更优选150 μ m以上、特别优选300 μ m以上。此外，金属层17与发电元件基材14之间的间隔优选在800 μ m以下、更优选700 μ m以下。通过使金属层17与发电元件基材14之间的间隔在IOym以上，可以保持金属层17与发电元件13的绝缘性。特别地，当太阳能电池组件为lm2以上的大型组件时，优选加大金属层17与发电元件基材14之间的间隔。〔太阳能电池组件10的制造方法〕
太阳能电池组件10，基本上通过热层压(真空层压)将各构成要素一体化来进行制造即可。但是，若是能将各构成要素一体化，也可増加通过接合剂进行接合的エ序来进行制造。另，热层压的温度优选100°C以上、进ー步优选110°C以上、特别优选120°C以上。此外，热层压的温度优选180°C以下、更优选170°C以下。在通过热层压制造太阳能电池组件10时，可以分别准备好各构成要素。不过，若分别单独准备发电元件13和发电元件基材14，只能増加制造太阳能电池组件10的困难。因此，期望在通过热层压将太阳能电池组件10的各构成要素一体化之前，在发电元件基材14上设置发电元件13。此外，若在金属层17上先进行氟代烃树脂层16的形成，例如，通过氟代烃树脂在金属层17上的烧结涂层等，可以简单地形成“氟代烃树脂层16坚固地附着于金属层17的表面上”。因此，期望在通过热层压将太阳能电池组件10的各构成要素一体化之前，在金属层17上进行氟代烃树脂层16的形成。进ー步，作为在耐候性层11表面形成凹凸的方法，若采用上述的“利用具有凹凸图案的片材，于耐候性层11的表面形成凹凸的方法”，则可在通过太阳能电池组件10的各构成要素的热层压进行一体化的同时，于耐候性层11的表面形成凹凸。因此，作为太阳能电池组件10的制造方法，期望采用在通过各构成要素的热层压进行一体化时，利用具有凹凸图案的片材于耐候性层11的表面形成凹凸的方法。《第2实施方式》
图4所示的是本发明的第2实施方式涉及的太阳能电池组件20的主要部位的截面图。比较该图4和图I可知，本发明的第2实施方式涉及的太阳能电池组件20相当于，在太阳能电池组件10的发电元件基材14和氟代烃树脂层16之间，插入第2封隔层15的太阳能电池组件。第2封隔层15是出于封隔发电元件13等的目的，而设置于太阳能电池组件20的层。作为该第2封隔层15，可使用与封隔层12相同的材料。其中，从其位置明显可知，作为第2封隔层15，也可使用由不透光材料所构成的材料。第2封隔层15的厚度无特别限定。其中，第2封隔层15的厚度优选100 μ m以上、更优选120 μ m以上、进ー步优选150 μ m以上、特别优选320以上。此外，第2封隔层15的厚度优选800 μ m以下、更优选700 μ m以下、特别优选600 μ m以下。通过使第2封隔层15的厚度在该范围内，可保持金属层17与发电元件13的绝缘性。在采用该第2实施方式涉及的太阳能电池组件20的构成中，作为第2封隔层15以外的各构成要素，若采用上述各设定，则可获得可实用且耐久性优异的太阳能电池组件20。以下通过实施例及比较例，对本发明进行进一歩具体的说明。另，在以下说明中，实施例n/比较例η (η = 1、2等)涉及的太阳能电池组件不是指I个太阳能电池组件，而是指以相同材料、相同エ序制造而成的太阳能电池组件群。首先，对实施例I 6、比较例1、2涉及的太阳能电池组件的构成及制造エ序来进行说明。《实施例I》
实施例I涉及的太阳能电池组件属于第2实施方式涉及的太阳能电池组件20 (图4)。实施例I涉及的太阳能电池组件按以下エ序制造而成。首先，通过在作为发电元件基材14的、50 μ m厚的PEN (聚萘ニ甲酸こニ醇酯)膜上形成内部电极、非晶硅层(发电层)、透明电极，制作出在其中一面上形成有发电元件13的发电元件基材14。另，制作出的“形成有发电元件13的发电元件基材14”的尺寸大概是95mmX 150mmo此外，在作为金属层17的、O. 5mm厚的铝板上，通过烧结涂层FEVE涂料，制作出层积了氟代烃树脂层16的金属层17。另，烧结涂层时的干燥温度为100°C。此外，制作的“层积了氟代烃树脂层16的金属层17”的尺寸大概是200mmX200mm，g卩，大干“形成有发电元件13的发电兀件基材14”(95mmX 150mm)。接着，将制作出的各构件、作为耐候性层11的100 μ m厚的ETFE膜(AGC制100HK-DCS)、作为封隔层 12 的 300μπι 厚的 EVA 膜(Hangzhou First PV Materials 社制F806)、作为第2封隔层15的300 μ m厚的EVA膜(同上)按照图4所示的顺序(及朝向)进行层积，再于耐候性层11 (ETFE膜)上设置凹凸转印用的第I玻璃布。然后，对设置了第I玻璃布的层积体，进行150°C下的热层压(真空5分钟、加压5分钟、保持10分钟)，之后除去 第I玻璃布，获得实施例I涉及的太阳能电池组件。另，虽省略了对于输出电极的安装位置等的说明，但在实施例I涉及的太阳能电池组件(及以下进行说明的各太阳能电池组件)中，作为输出电极，均使用三光金属株式会社制的导线(Cu-0-100-4-R)制造而成。《实施例2》
实施例2涉及的太阳能电池组件，是仅在第2封隔层15与氟代烃树脂层16之间设置有接合剂层这点上，不同于实施例I的太阳能电池组件。更具体地，实施例2涉及的太阳能电池组件的各构成要素(耐候性层11、封隔层12等)与上述实施例I涉及的太阳能电池组件的各构成要素相同。此外，在制造实施例2涉及的太阳能电池组件时，与实施例I涉及的太阳能电池组件相同，以在各构成要素层积体的耐候性层11侧设置了第I玻璃布的状态进行热层压(150°C、真空5分钟、加压5分钟、保持10分钟)。但是，实施例2涉及的太阳能电池组件并不是将“层积了氟代烃树脂层16的金属层17”直接与其它各构成要素进行层积再进行热层压，而是在制作“层积了氟代烃树脂层 16的金属层17”后，于已制成的构件的氟代烃树脂层16上涂布接合剂(在本实施例中，使用中央理化工业株式会社制ァクァテックスAC-3100，其是以聚烯烃系树脂为主成分的接合剂)，再将涂布了接合剂的“层积了氟代烃树脂层16的金属层17”与其它各构成要素进行层积再进行热层压制造而成。《实施例3》
实施例3涉及的太阳能电池组件，是仅在其制造时(热层压时)使用网孔粗于上述第I玻璃布的第2玻璃布这点上，不同于实施例I涉及的太阳能电池组件的太阳能电池组件，即，实施例3涉及的太阳能电池组件被制造成，其耐候性层11表面的凹凸大于实施例I涉及的太阳能电池组件。《实施例4》
实施例4涉及的太阳能电池组件，是仅在其制造时没有使用玻璃布(在没有将玻璃布设置于层积体的耐候性层11上的情况下进行热层压)这点上，不同于实施例I涉及的太阳能电池组件的太阳能电池组件。即，实施例4涉及的太阳能电池组件被制造成，其耐候性层11表面的凹凸小于实施例I涉及的太阳能电池组件。《实施例5》
实施例5涉及的太阳能电池组件，是仅在热层压的条件这点上，不同于实施例I涉及的太阳能电池组件。具体地，实施例5涉及的太阳能电池组件是在145°C、真空5分钟、加压5分钟、保持25分钟的条件下进行热层压制造而成。《实施例6》
实施例6涉及的太阳能电池组件，是仅在作为金属层17，不使用O. 5_厚的铝板，而使用Imm厚的涂层钢板这点上，不同于实施例I涉及的太阳能电池组件的太阳能电池组件。《比较例I》
比较例I涉及的太阳能电池组件同样是按照与各实施例涉及的太阳能电池组件相同的エ序制造而成。但是，比较例I涉及的太阳能电池组件采用O. 5_厚的铝板代替“层积了氟代烃树脂层16的金属层17”(不具备氟代烃树脂层16，通过第2封隔层15接合金属层17 ·发电元件基材14之间)。《比较例2》
比较例2涉及的太阳能电池组件同样是按照与实施例I涉及的太阳能电池组件相同的エ序制造而成。但是，比较例2涉及的太阳能电池组件采用“在O. 5mm厚的铝板上形成了聚酯树脂层的构件”代替“层积了氟代烃树脂层16的金属层17”(设置有非氟代烃树脂层代替氟代烃树脂层16)。接着，对上述各太阳能电池组件进行的各种评价的内容及评价结果进行说明。〔发电特性评价〕
对于各太阳能电池组件的发电特性的评价，通过使用太阳模拟器(Solar Simulator)(日清纺制)測定各太阳能电池组件的最大输出功率来进行。其结果是，可确认到所有的太阳能电池组件的最大输出功率均大约为O. 53W，即，显示出良好的发电特性。〔接合性评价〕
对于制造的各太阳能电池组件(各实施例/比较例的太阳能电池组件)的金属层17 发电元件基材14间的接合性的评价，通过使用拉伸试验机(株式会社ォリェンテック制STA-1150)依据JIS K6854-2基准的180度剥离试验来进行。更具体地，基于各太阳能电池组件，制作出依据JIS K6854-2基准的剥离试验用样本，对该制作成的各剥离试验用样本进行上述180度剥离试验，由此评价各太阳能电池组件的金属层17 发电元件基材14间的接合強度。其结果如以下表I所示，可确认到具备氟代烃树脂层16的太阳能电池组件(实施例I 4)的金属层17 ·发电元件基材14间的接合坚固，而与此相对，在金属层17上直接设置第2封隔层15的太阳能电池组件(比较例I)的金属层17 发电元件基材14间的接合強度(剥离强度)相当地弱。此外，还确认到在金属层17上设置聚酯树脂层而非氟代烃树脂层16的太阳能电池组件(比较例2)的接合強度同样没那么高。进ー步地，也确认到在氟代烃树脂层16上涂层接合剂时(实施例2)，金属层17 发电元件基材14间的接合坚固，以致于在金属层17 ·发电兀件基材14间以外的部分产生破损(“材料破坏”)。[表 I]
权利要求
1.一种太阳能电池组件，其特征在于，将耐候性层、封隔层、具有被夹层于一对电极间的发电层的发电元件、发电元件基材、氟代烃树脂层及金属层依次按照顺序层积而成。
2.根据权利要求I所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述封隔层的厚度在30y m以上、800 u m以下。
3.根据权利要求I或2所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述发电元件基材的厚度薄于所述封隔层的厚度。
4.根据权利要求I至3的任意一项所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述耐候性层表面的、JIS B0610下的滤波最大波纹度WCM在18ii m以上，平均峰间隔WC-Sm在2. 5mm以下。
5.根据权利要求I至4的任意一项所述的太阳能电池组件，其特征在于，在所述发电元件基材与所述氟代烃树脂层之间，设置有第2封隔层。
6.根据权利要求I至5的任意一项所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述氟代烃树脂层，是从由PFA、ETFE, PVDF, ECTFE及FEVE构成的群组中选出的树脂所构成的层。
7.一种太阳能电池组件的制造方法，其特征在于，由耐候性层、封隔层、具有夹层于一对电极间的发电层的发电元件、发电元件基材、氟代烃树脂层及金属层依次按照顺序层积而成； 再通过热层压将所述太阳能电池组件的各构成要素一体化。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池组件的制造方法，其特征在于，所述封隔层的厚度在30 ii m以上、800 u m以下。
9.根据权利要求7或8所述的太阳能电池组件的制造方法，其特征在于，所述发电元件基材的厚度比所述封隔层的厚度薄。
10.根据权利要求7至9的任意一项所述的太阳能电池组件的制造方法，其特征在于，通过热层压将单面上已形成所述氟代烃树脂层的所述金属层，与所述太阳能电池组件的其它各构成要素一体化。
11.根据权利要求7至9的任意一项所述的太阳能电池组件的制造方法，其特征在于，通过热层压将单面上已形成所述氟代烃树脂层的所述金属层、单面上已形成所述发电元件的所述发电元件基材，以及所述太阳能电池组件的其它各构成要素一体化。
12.根据权利要求7至11的任意一项所述的太阳能电池组件的制造方法，其特征在于，热层压时，加工所述耐候性层表面，使其JIS B0610下的滤波最大波纹度WCM在18 ii m以上、平均峰间隔WC-Sm在2. 5mm以下。
13.根据权利要求7至12的任意一项所述的太阳能电池组件的制造方法，其特征在于，用于制造在所述发电元件基材与所述氟代烃树脂层之间具备第2封隔层的太阳能电池组件。
全文摘要
提供一种以金属层为基体、可实用且耐久性优异的太阳能电池组件。太阳能电池组件10具有将耐候性层11、封隔层12、具有被夹层于一对电极间的发电层的发电元件13、发电元件基材14、氟代烃树脂层16以及金属层17依次按照顺序层积而成的结构。
文档编号H01L31/042GK102754220SQ20118000911
公开日2012年10月24日 申请日期2011年2月10日 优先权日2010年2月12日
发明者大泉淳一, 柏木拓也, 米山孝裕, 船山胜矢 申请人:三菱化学株式会社