太阳能电池模块、移动体以及太阳能电池模块的制造方法与流程

文档序号:20506362发布日期:2020-04-24 18:00阅读:136来源:国知局
太阳能电池模块、移动体以及太阳能电池模块的制造方法与流程

本发明涉及太阳能电池模块、移动体以及太阳能电池模块的制造方法。



背景技术:

太阳能电池模块为了设定在屋顶等上,要求轻量化,从而人们提出了将保护太阳能电池模块表面的基板由玻璃基板替代为树脂基板的方案。

另一方面,树脂基板的热膨胀率比玻璃基板的热膨胀率大。因此,为了能够抑制树脂基板因热膨胀和收缩引起的太阳能电池单元间的连接器的切断,人们提出了将拉伸弹性模量小的材料用作太阳能电池模块的密封材料的方案。

例如,在国际公开第2017/208793号中,记载着一种太阳能电池模块,其具有树脂基板、配置于树脂基板上的第1树脂层、配置于第1树脂层上的第2树脂层以及配置于第2树脂层上的光电转换部。再者,还记载着太阳能电池模块具有配置于光电转换部和第2树脂层上的第3树脂层,第1树脂层的拉伸弹性模量比树脂基板、第2树脂层、第3树脂层各自的拉伸弹性模量小。



技术实现要素:

根据国际公开第2017/208793号中记载的太阳能电池模块,除了对于树脂基板的热膨胀和收缩的对策以外,对于雹子等的碰撞的耐冲击性也期待得以改善。

然而,如果树脂层的拉伸弹性模量减小,则树脂层的操作(handing)有时变得困难。因此,即使在使用拉伸弹性模量较小的树脂层的情况下,也希望进一步提高操作。

另外,如果树脂层的操作得以提高,则可以抑制起因于树脂层的操作的太阳能电池模块的外观的降低,从而可以期待太阳能电池模块的生产率的提高。

本发明是鉴于这样的现有技术所具有的课题而完成的。而且本发明的目的在于提供生产率良好的太阳能电池模块以及移动体。

为了解决上述的课题,本发明的第一方式涉及一种太阳能电池模块,其具有由树脂构成的表面保护层、配置于表面保护层下侧的第1树脂层、以及配置于第1树脂层下侧的第2树脂层。另外,太阳能电池模块具有配置于第2树脂层下侧的第3树脂层、配置于第3树脂层下侧的背面密封层、以及配置于背面密封层下侧且由树脂构成的背面保护层。再者,太阳能电池模块具有配置于第3树脂层和背面密封层之间的光电转换部。而且表面保护层的拉伸弹性模量比第1树脂层和第3树脂层各自的拉伸弹性模量大。另外,第2树脂层的拉伸弹性模量比第1树脂层和第3树脂层各自的拉伸弹性模量小。

另外,本发明的第二方式涉及一种移动体,其具有太阳能电池模块。

另外,本发明的第三方式涉及一种太阳能电池模块的制造方法,其具有层叠第1树脂层、第2树脂层以及第3树脂层而形成表面密封层的第1层叠工序。太阳能电池模块的制造方法具有依次层叠表面保护层、表面密封层、光电转换部、背面密封层、背面保护层的第2层叠工序。太阳能电池模块的制造方法具有对在第2层叠工序中层叠而成的层叠体进行加热而使各层粘接在一起的粘接工序。

根据本发明,可以提供生产率良好的太阳能电池模块以及移动体。

附图说明

图1是表示本实施方式的太阳能电池模块的一个例子的俯视图。

图2是图1所示的太阳能电池模块的ii-ii线的剖视图。

图3是表示图1和图2所示的太阳能电池模块的第1树脂层、第2树脂层以及第3树脂层的立体图。

图4是表示第1树脂层、第2树脂层以及第3树脂层的构成的其它例子的立体图。

图5是表示第1树脂层、第2树脂层以及第3树脂层的构成的其它例子的立体图。

图6是表示第1树脂层、第2树脂层以及第3树脂层的构成的其它例子的立体图。

图7是图6的vii-vii线的剖视图。

图8是表示本实施方式的太阳能电池模块的其它例子的剖视图。

图9是表示本实施方式的太阳能电池模块的其它例子的剖视图。

图10是表示本实施方式的太阳能电池模块的制造方法的一个例子的剖视图。

图11是表示实施例1的太阳能电池模块的外观的照片。

图12是表示实施例2的太阳能电池模块的外观的照片。

图13是表示实施例3的太阳能电池模块的外观的照片。

图14是表示比较例1的太阳能电池模块的外观的照片。

具体实施方式

下面使用附图,就本实施方式的太阳能电池模块、移动体以及太阳能电池模块的制造方法进行详细的说明。此外,为便于说明,附图的尺寸比例有所夸大,往往与实际的比例不同。

[太阳能电池模块]

图1是表示本实施方式的太阳能电池模块100的一个例子的俯视图。如图1所示,太阳能电池模块100具有光电转换部70。光电转换部70可以借助于光电动势效果,将照射的光变换为电能。光电转换部70既可以是太阳能电池单元72,也可以是太阳能电池串78。

在多个太阳能电池串78中,相邻的太阳能电池串78通过连接器76而相互进行电连接。另外,太阳能电池串78具有太阳能电池单元72和连接器74。

在图1中,于一个方向排列配置的5个太阳能电池单元72通过连接器74而串联连接,从而形成1个太阳能电池串78。另外,在图1中,在与5个太阳能电池单元72连接的方向大致垂直的方向上,于一个方向大致平行地排列而配置的4个太阳能电池串78通过连接器76而进行电连接。但是,太阳能电池单元72的数量以及太阳能电池串78的数量并不局限于这样的实施方式。

图2是图1所示的太阳能电池模块100的ii-ii线的剖视图。本实施方式的太阳能电池模块100具有表面保护层10、第1树脂层20、第2树脂层30、第3树脂层40、背面密封层50、背面保护层60以及光电转换部70。各层既可以是相接的,也可以是其它层插入各层之间。下面就各构成要素进行说明。

<表面保护层>

表面保护层10相对于多个太阳能电池单元72也可以设置在受光面侧。表面保护层10可以保护太阳能电池模块100的受光面侧的表面。表面保护层10也可以设置在太阳能电池模块100的受光面侧的最表面,但也可以在表面保护层10的更靠受光面侧的表面设置其它层。受光面是太阳能电池单元72主要接收光的面,是每单位面积的受光量比背面多的面。

表面保护层10由树脂构成。因此,与使用玻璃的情况相比较,太阳能电池模块100可以实现轻量化。因此,可以减轻向安装太阳能电池模块100的屋顶等的设置部施加的载荷,从而可以扩大太阳能电池模块100适用的范围。

构成表面保护层10的树脂也可以具有透光性。表面保护层10的总透光率优选为80%~100%,更优选为85%~100%。通过将表面保护层10的总透光率设定在这样的范围,便可以使光高效地到达太阳能电池单元72。此外,在本说明书中,总透光率例如可以采用jisk7361-1(塑料-透明材料的总透光率的试验方法-第1部分:单光束法)等方法进行测定。

表面保护层10的拉伸弹性模量比第1树脂层20和第3树脂层40各自的拉伸弹性模量大。因此,可以适当地保护太阳能电池模块100免受异物碰撞等的侵害。另外,表面保护层10的拉伸弹性模量优选大于背面密封层50的拉伸弹性模量。具体地说,表面保护层10的拉伸弹性模量优选为1.0gpa~10.0gpa,更优选为2.3gpa~2.5gpa。此外,在本说明书中,拉伸弹性模量例如可以按照日本工业标准jisk7161-1(塑料-拉伸特性的求法-第1部分:总则),在试验温度25℃下,以100mm/分钟的试验速度进行测定。

表面保护层10的线膨胀率优选小于第1树脂层20的线膨胀率。另外,表面保护层10的线膨胀率优选小于第2树脂层30的线膨胀率。另外,表面保护层10的线膨胀率优选小于第3树脂层40的线膨胀率。另外,表面保护层10的线膨胀率优选小于背面密封层50的线膨胀率。此外,在本说明书中,线膨胀率可以按照日本工业标准jisk7197:2012(塑料的基于热机械分析的线膨胀率试验方法)进行测定。

构成表面保护层10的树脂例如优选含有选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)以及聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)等聚酯、聚碳酸酯(pc)、非晶聚芳酯、聚缩醛(pom)、聚醚酮(pek)、聚醚醚酮(peek)、聚醚砜以及改性聚苯醚等之中的至少1种树脂。在它们之中,由于耐冲击性以及透光性也优良,因而构成表面保护层10的树脂更优选为聚碳酸酯(pc)。

表面保护层10的厚度优选为0.1mm~100mm,更优选为0.1mm~50mm,进一步优选为0.5mm~10mm。通过设定在这样的范围,便可以保护太阳能电池模块100免受碰撞物等的侵害,而且可以使光高效地到达太阳能电池单元72。

<第1树脂层>

第1树脂层20配置于表面保护层10的下侧。具体地说,第1树脂层20配置于表面保护层10和第2树脂层30之间。第1树脂层20既可以与表面保护层10直接接触,也可以经由含有粘接层等的其它层而与表面保护层10粘接在一起。

第1树脂层20的厚度并没有特别的限定,但优选为0.01mm~10mm,更优选为0.01mm~1.0mm,进一步优选为0.01mm~0.6mm。通过设定在这样的范围,便可以适当保护太阳能电池单元72,从而使光高效地到达太阳能电池单元72。

第1树脂层20的厚度优选小于第3树脂层40的厚度。通过设计为这样的构成,即使在表面保护层10因温度变化而发生膨胀和收缩的情况下,也可以抑制太阳能电池单元间的连接器的切断。具体地说,第1树脂层20的厚度优选为0.01mm~1.0mm,第3树脂层40的厚度优选为0.1mm~2.0mm。另外,第1树脂层20的厚度更优选为0.01mm~0.6mm,第3树脂层40的厚度更优选为0.3mm~0.6mm。

第1树脂层20的拉伸弹性模量优选小于背面保护层60的拉伸弹性模量。具体地说,第1树脂层20的拉伸弹性模量优选为5mpa以上且低于1gpa,更优选为10mpa以上且低于500mpa。通过将第1树脂层20的拉伸弹性模量设定在这样的范围,便可以有效地保护太阳能电池单元72免受外部冲击等的侵害。

第1树脂层20的总透光率并没有特别的限定,但优选为60%~100%,更优选为70%~100%,进一步优选为80%~100%。通过将第1树脂层20的总透光率设定在这样的范围,便可以使光高效地到达太阳能电池单元72。

构成第1树脂层20的材料例如优选包含热塑性树脂以及热固性树脂。这些树脂既可以是改性树脂,也可以是未改性树脂。热塑性树脂例如优选包含选自乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(eva)、烯烃系树脂、聚乙烯醇缩丁醛(pvb)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)以及聚酰亚胺(pi)之中的至少1种树脂。热固性树脂例如优选包含选自环氧、聚氨酯以及聚酰亚胺之中的至少1种树脂。

在上述树脂之中,从保护太阳能电池单元72的角度考虑,构成第1树脂层20的材料也更优选为热塑性树脂,进一步优选为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(eva)以及烯烃系树脂之中的至少任一种。

烯烃系树脂例如包含聚烯烃以及烯烃系热塑性弹性体(tpo)等。烯烃系热塑性弹性体(tpo)由聚烯烃和通常的橡胶的掺合物构成。烯烃系热塑性弹性体(tpo)中的橡胶相也可以是没有或者几乎没有交联点的。

聚烯烃包含例如乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯或者1-癸烯等α-烯烃的均聚物、或者它们的共聚物。

烯烃系热塑性弹性体(tpo)中使用的橡胶例如包含天然橡胶(nr)、异戊二烯橡胶(ir)、丁二烯橡胶(br)、丁苯共聚橡胶(sbr)、丙烯腈-丁二烯共聚橡胶(nbr)、氯丁二烯橡胶(cr)、丁基橡胶(iir)、乙丙橡胶(epm)以及三元乙丙橡胶(epdm)等。

<第2树脂层>

第2树脂层30配置于第1树脂层20下侧。具体地说,第2树脂层30配置于第1树脂层20和第3树脂层40之间。第2树脂层30既可以与第1树脂层20直接接触,也可以经由含有粘接层等的其它层而与第1树脂层20粘接在一起。

在本实施方式中,第2树脂层30的拉伸弹性模量比第1树脂层20和第3树脂层40各自的拉伸弹性模量小。这样一来,通过使第2树脂层30的拉伸弹性模量与其它层相比较相对较小,第2树脂层30便可以起着缓冲材料的作用,从而除了对表面保护层10的热膨胀和收缩的对策以外,还可以提高对于雹子等的碰撞的耐冲击性。此外,第2树脂层30的拉伸弹性模量既可以小于背面密封层50的拉伸弹性模量,也可以小于背面保护层60的拉伸弹性模量。

第2树脂层30的拉伸弹性模量优选在0.1kpa以上且低于0.5mpa。通过将第2树脂层30的拉伸弹性模量设定在这样的范围,便可以有效地保护太阳能电池单元72免受外部冲击等的侵害,从而可以稳定地保持形状。此外,从更良好地保持形状稳定性的角度考虑,第2树脂层30的拉伸弹性模量更优选为1kpa以上,进一步优选为10kpa以上。另外,从提高冲击吸收性的角度考虑,第2树脂层30的拉伸弹性模量更优选为300kpa以下,进一步优选为100kpa以下。

构成第2树脂层30的材料并没有特别的限定,但优选含有各种凝胶。第2树脂层30中的凝胶的含有率优选为50%以上,更优选为80%以上,进一步优选为90%以上。凝胶并没有特别的限定,但可以分为含有溶剂的凝胶和不含溶剂的凝胶。在含有溶剂的凝胶中,可以含有例如分散介质为水的凝胶即水凝胶、以及分散介质为有机溶剂的凝胶即有机凝胶。另外,含有溶剂的凝胶例如可以含有数均分子量为10000以上的高分子凝胶、数均分子量在1000以上且低于10000的低聚物凝胶、以及数均分子量低于1000的低分子凝胶。在它们之中,构成第2树脂层30的材料也优选为含有溶剂的高分子凝胶或者不含有溶剂的凝胶。另外,在它们之中,构成第2树脂层30的材料也优选含有选自有机硅凝胶、丙烯酸凝胶以及聚氨酯凝胶之中的至少1种。这是因为这些凝胶的拉伸弹性模量较小,从而保护太阳能电池单元72免受外部冲击等的侵害的效果较高。

第2树脂层30的厚度并没有特别的限定,但优选为0.05mm~10mm,更优选为0.1mm~1.0mm。通过设定在这样的范围,便可以适当保护光电转换部70,从而使光高效地到达光电转换部70。

第2树脂层30的总透光率并没有特别的限定,但优选为60%~100%,更优选为70%~100%。另外,第2树脂层30的总透光率进一步优选为80%~100%。通过将第2树脂层30的总透光率设定在该范围,便可以使光高效地到达光电转换部70。

<第3树脂层>

第3树脂层40配置于第2树脂层30下侧。具体地说,第3树脂层40配置于第2树脂层30和背面密封层50之间。第3树脂层40既可以与第2树脂层30直接接触,也可以经由含有粘接层等的其它层而与第2树脂层30粘接在一起。

第3树脂层40可以采用与第1树脂层20同样的构成。具体地说,第3树脂层40的厚度、拉伸弹性模量、总透光率以及构成材料可以采用上述第1树脂层20的构成。第3树脂层40的这些构成与第1树脂层20既可以相同,也可以不同。

<背面密封层>

背面密封层50配置于第3树脂层40下侧。具体地说,背面密封层50配置于第3树脂层40和背面保护层60之间。背面密封层50既可以与第3树脂层40直接接触,也可以经由含有粘接层等的其它层而与第3树脂层40粘接在一起。

背面密封层50可以采用与第1树脂层20和第3树脂层40同样的构成。具体地说,背面密封层50的厚度、拉伸弹性模量、总透光率以及构成材料可以采用上述第1树脂层20和第3树脂层40的构成。背面密封层50的这些构成与第1树脂层20既可以相同,也可以不同。另外,背面密封层50的这些构成与第3树脂层40既可以相同,也可以不同。

<背面保护层>

背面保护层60配置于背面密封层50下侧。背面保护层60既可以与背面密封层50直接接触,也可以经由含有粘接层等的其它层而与背面密封层50粘接在一起。背面保护层60相对于太阳能电池单元72也可以设置在受光面的相反侧。背面保护层60设置在太阳能电池模块100的受光面的相反侧(背面侧),从而可以保护太阳能电池模块100的背面侧。背面保护层60也可以设置在太阳能电池模块100的背面侧的最表面,也可以在背面保护层60的更靠背面侧的外侧设置其它层。

背面保护层60由树脂构成。因此,与使用金属等的情况相比较,太阳能电池模块100可以实现轻量化。因此,可以减轻向安装太阳能电池模块100的屋顶等的设置部施加的载荷,从而可以扩大太阳能电池模块100适用的范围。

构成背面保护层60的树脂例如优选含有选自聚酰亚胺(pi)、环状聚烯烃、聚碳酸酯(pc)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚醚醚酮(peek)、聚苯乙烯(ps)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)以及纤维强化塑料(frp)等中的至少1种树脂。在它们之中,还从强度以及轻量性的角度考虑,构成背面保护层60的树脂更优选为纤维强化塑料(frp)。

纤维强化塑料(frp)例如优选为选自玻璃纤维强化塑料(gfrp)、碳纤维强化塑料(cfrp)、芳族聚酰胺纤维强化塑料(afrp)以及纤维素纤维强化塑料等之中的至少1种。在它们之中,还由于难以产生挠曲且轻量,因而构成背面保护层60的树脂进一步优选为碳纤维强化塑料。

背面保护层60优选为选自蜂窝结构体、发泡体以及多孔质体之中的至少1种。由此,可以维持太阳能电池模块100的刚性,而且有助于太阳能电池模块100的轻量化。

背面保护层60的厚度并没有特别的限定,但优选为0.1mm~10mm,更优选为0.1mm~5.0mm。通过设定在这样的范围,可以抑制背面保护层60的挠曲,从而可以使太阳能电池模块100更加轻量化。

背面保护层60的拉伸弹性模量并没有特别的限定,但优选为1gpa~50gpa,更优选为20gpa~30gpa。通过使背面保护层60的拉伸弹性模量在这样的范围,可以提高太阳能电池模块100的刚性。

背面保护层60的线膨胀率优选小于表面保护层10的线膨胀率。背面保护层60的线膨胀率优选小于第1树脂层20、第3树脂层40以及背面密封层50的线膨胀率。背面保护层60的线膨胀率优选小于第2树脂层30的线膨胀率。具体地说,背面保护层60的线膨胀率优选为70×10-6k-1以下,更优选为50×10-6k-1以下,进一步优选为20×10-6k-1以下。

<光电转换部>

光电转换部70配置于第3树脂层40和背面密封层50之间。具体地说,光电转换部70被第3树脂层40和背面密封层50所密封。通过将光电转换部70进行密封,便可以保护光电转换部70免受外部冲击的侵害。如上所述,光电转换部70既可以是太阳能电池单元72,也可以是太阳能电池串78。

如图2所示,太阳能电池串78具有太阳能电池单元72和连接器74。而且在多个太阳能电池单元72中,相邻的太阳能电池单元72通过连接器74而相互进行连接。具体地说,在相邻的太阳能电池单元72中,一方的太阳能电池单元72的受光面侧、与另一方的太阳能电池单元72的背面通过连接器74而相互进行电连接。

太阳能电池单元72可以使用公知的太阳能电池单元,也可以具有受光面、和受光面的相反侧的背面。太阳能电池单元72的形状并没有特别的限定,例如既可以是平面状,也可以向与面方向垂直的方向弯曲。

太阳能电池单元72例如可以包含硅系太阳能电池、化合物系太阳能电池以及有机系太阳能电池等。硅系太阳能电池例如可以包含单晶硅系太阳能电池、多晶硅系太阳能电池、微晶硅系太阳能电池以及非晶硅系太阳能电池等。化合物系太阳能电池可以包含gaas系太阳能电池、cis系太阳能电池、cigs系太阳能电池以及cdte系太阳能电池等。另外,有机系太阳能电池可以包含染料敏化太阳能电池以及有机薄膜太阳能电池等。另外,太阳能电池单元72可以包含异质结型太阳能电池以及多结型太阳能电池等。

太阳能电池单元72也可以具有未图示的集电电极,该集电电极包括相互大致平行地延伸的多个指状电极、和沿与指状电极大致垂直的方向延伸的多个母线电极。本实施方式在相邻的太阳能电池单元72中,一方的太阳能电池单元72的受光面侧的母线电极、与另一方的太阳能电池单元72的背面侧的母线电极通过连接器74而进行电连接。

连接器74以及连接器76只要使相邻的太阳能电池单元72或者相邻的太阳能电池串78相互进行电连接,其形状和材料并没有特别的限定,例如也可以采用细长的金属箔来形成。构成连接器74的材料例如优选为铜等金属。连接器74也可以具有覆盖铜等金属的覆盖层。覆盖层也可以由软钎料或者银等构成。

连接器74和母线电极的连接可以使用树脂。该树脂无论是导电性的、还是非导电性的均可。在树脂为非导电性的情况下,连接器74和母线电极通过直接连接而进行电连接。另外,连接器74和母线电极的连接也可以不是使用树脂而是使用软钎料。

接着,就第1树脂层20、第2树脂层30以及第3树脂层40的构成进行说明。图3是表示图1和图2所示的太阳能电池模块100的第1树脂层20、第2树脂层30以及第3树脂层40的立体图。在本实施方式中、操作比较困难的第2树脂层30形成被第1树脂层20和第3树脂层40所夹持的夹层结构。具体地说,第2树脂层30被具有大于第2树脂层30的拉伸弹性模量的第1树脂层20和第3树脂层40所夹持。

因此,第1树脂层20和第3树脂层40作为支持构件,支持第2树脂层30。因此,第1树脂层20、第2树脂层30以及第3树脂层40可以成为一体而作为具有刚性的表面密封层90发挥作用。因此,即使在使用第2树脂层30之类的拉伸弹性模量较小的树脂层的情况下,第2树脂层30的操作也变得容易。另外,通过提高第2树脂层30的操作,太阳能电池模块100的制造便变得容易,例如也可以降低在表面保护层10和表面密封层90之间混入气泡之类的外观不优良的太阳能电池模块的发生。其结果是,可以提高太阳能电池模块100的生产率。

此外,在图3所示的方式中,第2树脂层30介入第1树脂层20和第3树脂层40之间,第1树脂层20和第3树脂层40没有直接接触。因此,第2树脂层30的周缘部完全露出于外部。

图4是表示第1树脂层20、第2树脂层30以及第3树脂层40的构成的其它例子的立体图。如图4所示,第1树脂层20和第3树脂层40也可以粘接在第2树脂层30的周缘部的至少一部分上。具体地说,在与第2树脂层30的厚度方向垂直的方向上,第1树脂层20和第3树脂层40的至少任一方也能够以遮挡第2树脂层30和太阳能电池模块100的外部之间的方式覆盖第2树脂层30的外周部。通过设计为这样的构成,由于第2树脂层30难以在外部露出,因而可以降低第2树脂层30从第1树脂层20和第3树脂层40之间突出的可能性。因此,第2树脂层30的操作性得以提高,从而产成品的重现性也得以提高。因此,可以更加提高太阳能电池模块100的生产率。

第1树脂层20和第3树脂层40的粘接方法并没有特别的限定,但既可以经由粘结剂等而进行粘接,也可以通过加热以及压接等进行粘接。从可以容易粘接的角度考虑,优选通过加热以及压接来进行粘接。

在从第2树脂层30的厚度方向看到的第2树脂层30的形状为大致多边形的情况下,在上述大致多边形中的至少一边侧,第2树脂层30的外表面优选被第1树脂层20和第3树脂层40之中的至少任一方所覆盖。此外,上述多边形不需要严格的多边形,例如多边形的角部也可以带有圆角。

例如,如图4所示,在从厚度方向看到的第2树脂层30的形状为大致四边形的情况下,在上述四角形中的一边侧,第2树脂层30的外表面也可以被第1树脂层20和第3树脂层40所覆盖。此外,在图4中,只是一边侧被覆盖,但也可以是上述大致多边形中的二边被覆盖,也可以是三边以上被覆盖。

例如,如图5所示,在从厚度方向看到的第2树脂层30的形状为大致四边形的情况下,在上述四角形中相对置的两边,第2树脂层30的外表面也可以被第1树脂层20和第3树脂层40所覆盖。此外,图5的前面侧和背面侧采用同样的构成,背面侧的第2树脂层30在外部露出。

图6是表示第1树脂层20、第2树脂层30以及第3树脂层40的构成的其它例子的立体图。图7是图6的vii-vii线的剖视图。如图6以及图7所示,第2树脂层30的周缘部全部优选被第1树脂层20和第3树脂层40所包围。也就是说,第2树脂层30的外表面优选被第1树脂层20和第3树脂层40完全覆盖。具体地说,如图6所示,在从厚度方向看到的第2树脂层30的形状为大致四边形的情况下,对于上述四角形中的整个边,第2树脂层30的外表面也可以被第1树脂层20和第3树脂层40所覆盖。此外,图6的前面侧和背面侧采用同样的构成,背面侧的第2树脂层30也不会在外部露出。

通过设计为图6这样的构成,由于第2树脂层30不会在外部露出,因而可以防止第2树脂层30从第1树脂层20和第3树脂层40之间突出。因此,第2树脂层30的操作性得以进一步提高,产成品的重现性也得以提高,因而可以进一步提高太阳能电池模块100的生产率。

此外,在与厚度方向垂直的方向,第2树脂层30的露出面积的比例优选为75%以下,更优选为50%以下,进一步优选为25%以下,特别优选为10%以下,最优选为1%以下。通过减小第2树脂层30的露出面积的比例,可以抑制第2树脂层30从第1树脂层20和第3树脂层40之间突出,从而使第2树脂层30的操作变得良好。露出面积的比例为在与第2树脂层30的厚度方向垂直的方向上,露出面积相对于外表面的总面积的百分率。例如,第2树脂层30的露出面积在图3的方式中约为100%,在图4的方式中约为75%,在图5的方式中约为50%,在图6以及图7的方式中约为0%。

第2树脂层30的一部分优选与表面保护层10直接接触。第2树脂层30的一部分也优选与光电转换部70直接接触。另外,第2树脂层30的一部分也优选与背面密封层50直接接触。例如,只要第1树脂层20和第3树脂层40的至少任一方具有贯通孔,就可以制造这样的太阳能电池模块100。通过设计为这样的构成,在制造太阳能电池模块100时,就通过第1树脂层20和第3树脂层40所具有的贯通孔等而使气泡容易排放。另外,通过使用这样的第1树脂层20和第3树脂层40,加热成型时的第2树脂层30的膨胀变形也变得容易追随,因而可以制造波纹的发生较少的太阳能电池模块100。因此,可以提供具有优良外观的太阳能电池模块100。

图8是表示本实施方式的太阳能电池模块100的其它例子的剖视图。如图8所示,太阳能电池模块100也可以进一步具有设置在第2树脂层30的至少一个面上、且氧透过率和水蒸气透过率之中的至少任一者比表面保护层10更小的第1阻挡层80。

此外,在图8中,在第1树脂层20和第2树脂层30之间设置有第1阻挡层80。然而,第1阻挡层80也可以设置在第2树脂层30和第3树脂层40之间。另外,第1阻挡层80也可以分别设置在第1树脂层20和第2树脂层30之间、以及第2树脂层30和第3树脂层40之间。第1阻挡层80也可以包含在表面密封层90中。

图9是表示本实施方式的太阳能电池模块100的其它例子的剖视图。如图9所示,太阳能电池模块100也可以进一步具有设置在背面密封层50和背面保护层60之间、且氧透过率和水蒸气透过率之中的至少任一者比背面保护层60更小的第2阻挡层85。

太阳能电池模块100通过具有第1阻挡层80和第2阻挡层85之中的至少任一者,从而可以提高太阳能电池模块100的长期可靠性。此外,在后述的构成中,第1阻挡层80和第2阻挡层85既可以相同,也可以不同。

第1阻挡层80以及第2阻挡层85的氧透过率优选为200cm3/m2·24h·atm以下,更优选为0.001~200cm3/m2·24h·atm。通过将第1阻挡层80以及第2阻挡层85的氧透过率设定在这样的范围,可以降低进入光电转换部70的氧,从而可以抑制光电转换部70的劣化。此外,在本说明书中,氧透过率可以按照jisk7126-2(塑料-薄膜以及片材-气体透过率试验方法-第2部分:等压法)的规定来进行测定。另外,氧透过率可以在测定温度23℃、测定湿度90%rh下进行测定。

第1阻挡层80以及第2阻挡层85的水蒸气透过率优选超过0g/(m2·day)且在0.1g/(m2·day)以下。通过将第1阻挡层80以及第2阻挡层85的水蒸气透过率设定在这样的范围,可以降低进入光电转换部70的水分,从而可以抑制光电转换部70的劣化。此外,在本说明书中,水蒸气透过率例如可以采用由jisk7129:2008(塑料-薄膜以及片材-水蒸气透过率的求法(仪器测定法))的附录b中规定的红外线传感器法求出。另外,水蒸气透过率可以在测定温度40℃、测定湿度90%rh下进行测定。

第1阻挡层80以及第2阻挡层85的厚度并没有特别的限定,但优选为0.01mm~1.0mm,更优选为0.05mm~0.5mm,进一步优选为0.1mm~0.3mm。通过设定在这样的范围,可以抑制成本的上升,而且可以将阻挡性保持良好。

构成第1阻挡层80以及第2阻挡层85的材料优选使用选自聚氯乙烯(pvc)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、无拉伸尼龙(cny)、双轴拉伸尼龙(ony)、聚偏氯乙烯(pvdc)涂覆双轴拉伸聚丙烯(opp)、聚偏氯乙烯(pvdc)涂覆双轴拉伸尼龙(ony)、聚己二酰间苯二甲胺(尼龙mxd6)、乙烯-乙烯醇共聚物(evoh)、偏氯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、氧化铝涂覆pet、二氧化硅涂覆pet、纳米复合材料系涂覆pet之中的至少1种。

本实施方式的太阳能电池模块100也可以安装在建筑物和移动体的屋顶等上。此时,为了适合屋顶的形状,太阳能电池模块100也可以是曲面形状。另外,表面保护层10也可以形成为朝向受光面侧突出而弯曲的形状。太阳能电池模块100以及表面保护层10例如也可以是朝向受光面侧突出的弓形状。

本实施方式的太阳能电池模块100具有由树脂构成的表面保护层10、配置于表面保护层10下侧的第1树脂层20、以及配置于第1树脂层20下侧的第2树脂层30。另外,太阳能电池模块100具有配置于第2树脂层30下侧的第3树脂层40、配置于第3树脂层40下侧的背面密封层50、以及配置于背面密封层50下侧且由树脂构成的背面保护层60。再者,太阳能电池模块100具有配置于第3树脂层40和背面密封层50之间的光电转换部70。而且表面保护层10的拉伸弹性模量比第1树脂层20和第3树脂层40各自的拉伸弹性模量大。另外,第2树脂层30的拉伸弹性模量比第1树脂层20和第3树脂层40各自的拉伸弹性模量小。

如上所述,通过使第2树脂层30的拉伸弹性模量与其它层相比较相对较小,第2树脂层30便可以起着缓冲材料的作用,从而除了对表面保护层10的热膨胀和收缩的对策以外,还可以提高对于雹子等的碰撞的耐冲击性。

另外,第1树脂层20、第2树脂层30以及第3树脂层40可以成为一体、作为具有刚性的表面密封层90而将光电转换部70密封。因此,即使在使用第2树脂层30之类的拉伸弹性模量较小的树脂层的情况下,第2树脂层30的操作也变得容易。另外,通过提高第2树脂层30的操作,太阳能电池模块100的制造便变得容易,也可以降低外观不优良的太阳能电池模块的发生。其结果是,可以提高太阳能电池模块的生产率。

[移动体]

如上所述,本实施方式的太阳能电池模块100也可以搭载于移动体上。具体地说,本实施方式的移动体具有太阳能电池模块100。作为移动体,例如可以列举出汽车等车辆、电车、或者船舶等。本实施方式的太阳能电池模块100在搭载于汽车上的情况下,优选设置于引擎盖和车顶等汽车主体的上面部分。无论怎样的移动体,都将由本实施方式的太阳能电池模块100发电而得到的电流供给至风扇以及电动机等电气设备,用于该电气设备的驱动和控制。

[太阳能电池模块的制造方法]

接着,就本实施方式的太阳能电池模块100的制造方法进行说明。本实施方式的太阳能电池模块100的制造方法具有第1层叠工序、第2层叠工序以及粘接工序。下面就各工序进行详细的说明。

<第1层叠工序>

在第1层叠工序中,首先,制作出由第1树脂层20、第2树脂层30以及第3树脂层40构成的表面密封层90。在第1层叠工序中,层叠第1树脂层20、第2树脂层30以及第3树脂层40而形成表面密封层90。

此外,层叠表面密封层90的方法并没有特别的限定,例如也可以在第1树脂层20或者第3树脂层40的表面涂布构成第2树脂层30的材料。涂布构成第2树脂层30的材料的方法并没有特别的限定。作为涂布上述材料的方法,可以使用涂布法和印刷法。在涂布法中,可以使用空气喷涂、刷涂、棒涂、迈耶棒涂(meyerbar)或者气刀(airknife)等而涂布涂料组合物。另外,采用旋转涂布法也可以涂布涂料组合物。在印刷法中,可以使用凹版印刷、反凹版印刷、胶版印刷、柔性版印刷、或者丝网印刷等方法。

另外,作为层叠表面密封层90的方法,例如也可以在第1树脂层20或者第3树脂层40的表面贴合构成第2树脂层30的片材。贴合构成第2树脂层30的片材的方法并没有特别的限定,可以一面加热一面进行压接,或者通过利用第2树脂层30所具有的粘着力进行粘接等公知的方法而使其贴合在一起。此外,在构成各层的至少任一种材料通过加热而进行交联的情况下,为了在后述的粘接工序中良好地保持各层的粘接性,优选一面在不会进行交联的温度下加热一面进行压接,或者利用第2树脂层30所具有的粘着力而进行粘接。

接着,用第1树脂层20或者第3树脂层40覆盖涂布或者贴合的第2树脂层30而制作出表面密封层90。例如,在将构成第2树脂层30的材料涂布或者贴合于第3树脂层40的表面的情况下,用第1树脂层20覆盖第2树脂层30。另外,在将构成第2树脂层30的材料涂布或者贴合于第1树脂层20的表面的情况下,用第3树脂层40覆盖第2树脂层30。此外,在太阳能电池模块100具有第1阻挡层80等的情况下,也可以在第2树脂层30的涂布前后或者贴合前后覆盖第1阻挡层80。此外,也可以用一个工序同时贴合第1树脂层20、第2树脂层30以及第3树脂层40而制作出表面密封层90。

在覆盖第2树脂层30的周缘部的至少一部分的情况下,也可以采用加热以及压接等将第1树脂层20和第3树脂层40粘接于第2树脂层30的周缘部。

<第2层叠工序>

在第2层叠工序中,如图10所示,从上开始依次层叠表面保护层10、第1层叠工序中得到的表面密封层90、太阳能电池串78(光电转换部70)、背面密封层50以及背面保护层60。在此,第2树脂层30的拉伸弹性模量小于第1树脂层20和第3树脂层40各自的拉伸弹性模量,第2树脂层30有时操作困难。然而,本实施方式在第1层叠工序中形成表面密封层90,在第2层叠工序中层叠包含使第1树脂层20、第2树脂层30以及第3树脂层40成为一体的表面密封层90的层。因此,在第2层叠工序中,第2树脂层30不是单独使用而是形成表面密封层90使用,因而第2树脂层30的操作变得容易,从而太阳能电池模块100的生产率也变得良好。

第2层叠工序中的各层的层叠方法并没有特别的限定。在第2层叠工序中,第2树脂层30不是单独使用而是形成表面密封层90使用。因此,在第2层叠工序中,可以通过依次配置构成太阳能电池模块100的各层的片材而进行层叠。

如图10所示,表面密封层90中第2树脂层30和第1树脂层20的接触面积在第1层叠工序以及第2层叠工序的至少任一方中,优选小于第2树脂层30的与第1树脂层20相反侧的面的面积。通过减小接触面积,在各层的加热以及压缩时,气泡容易从第2树脂层30和第1树脂层20不接触的部分排出,因而可以降低因气泡的混入而引起的外观不良。另外,通过减小接触面积,第1树脂层20和第2树脂层30的热膨胀差在界面得以缓和,从而第1树脂层20变得容易追随第2树脂层30,因而在第2树脂层30可以抑制波纹的产生。

接触面积既可以至少在第1层叠工序中减小,也可以至少在第2层叠工序中减小。接触面积也可以在第1层叠工序和第2层叠工序中减小。此外,在构成各层的至少任一种材料通过加热而交联的情况下,优选在后述的粘接工序中可以良好地保持各层的粘接性。因此,接触面积优选至少在第2层叠工序中较小,或者在第1层叠工序和第2层叠工序中较小。

第2树脂层30和第1树脂层20的接触面积相对于第2树脂层30的与第1树脂层20相反侧的面的面积的比例既可以超过0%,也可以为20%以上,还可以为40%以上。另外,第2树脂层30和第1树脂层20的接触面积相对于第2树脂层30的与第1树脂层20相反侧的面的面积的比例既可以低于100%,也可以为80%以下,还可以为60%以下。

另外,在制造太阳能电池模块100的情况下,加热成型时,第2树脂层30容易因第2树脂层30和第1树脂层20的热膨胀差而产生波纹。在制造具有曲面形状的太阳能电池模块100的情况下,由于因各层的弯曲而在表背面产生变形,因而该波纹特别容易产生。然而,通过如上所述减小接触面积,在加热成型时,第1树脂层20也变得容易追随第2树脂层30的膨胀变形。因此,即使在具有曲面形状的情况下,也可以制造波纹的发生较少的太阳能电池模块100。

第1层叠工序中使用的第1树脂层20为了减小与第2树脂层30的接触面积,优选具有选自狭缝、凹凸以及贯通孔之中的至少1种。也就是说,第1层叠工序中使用的第1树脂层20也可以在表面具有狭缝,也可以在表面具有凹凸,也可以具有从一个面向另一个面贯通的贯通孔,还可以是它们的组合。

在以接触面积减小的方式层叠第2树脂层30和第1树脂层20的情况下,也可以在第3树脂层40上层叠第2树脂层30,然后在第2树脂层30的表面层叠第1树脂层20,从而形成表面密封层90。另外,也可以在将构成第2树脂层30的材料涂布或者贴合于第3树脂层40的表面后,用第1树脂层20覆盖第2树脂层30,从而形成表面密封层90。采用这样的形成方法,能够以接触面积较小的状态层叠第2树脂层30和第1树脂层20。

此外,在图10中,就第1树脂层20具有凹凸的例子进行了说明,但即便是第3树脂层40具有凹凸,也可以期待同样的效果。也就是说,表面密封层90中第2树脂层30和第3树脂层40的接触面积在第1层叠工序以及第2层叠工序的至少任一者中,优选小于第2树脂层30的与第3树脂层40相反侧的面的面积。另外,与第1树脂层20具有凹凸的情况同样,接触面积优选至少在第2层叠工序中较小,或者在第1层叠工序和第2层叠工序中较小。

第2树脂层30和第3树脂层40的接触面积相对于第2树脂层30的与第3树脂层40相反侧的面的面积的比例既可以超过0%,也可以为20%以上,还可以为40%以上。另外,第2树脂层30和第3树脂层40的接触面积相对于第2树脂层30的与第3树脂层40相反侧的面的面积的比例既可以低于100%,也可以为80%以下,还可以为60%以下。

第1层叠工序中使用的第3树脂层40为了减小与第2树脂层30的接触面积,优选具有选自狭缝、凹凸以及贯通孔之中的至少1种。也就是说,第1层叠工序中使用的第3树脂层40也可以在表面具有狭缝,也可以在表面具有凹凸,也可以具有从一个面向另一个面贯通的贯通孔,还可以是它们的组合。

在以接触面积减小的方式层叠第2树脂层30和第3树脂层40的情况下,也可以在第1树脂层20上层叠第2树脂层30,然后在第2树脂层30的表面层叠第3树脂层40,从而形成表面密封层90。另外,也可以在将构成第2树脂层30的材料涂布或者贴合于第1树脂层20的表面后,用第3树脂层40覆盖第2树脂层30,从而形成表面密封层90。采用这样的形成方法,能够以接触面积较小的状态层叠第2树脂层30和第3树脂层40。

<粘接工序>

在粘接工序中,对第2层叠工序中层叠而成的层叠体进行加热而使各层粘接在一起。在粘接工序中,也可以对第2层叠工序中得到的层叠体一面加热一面压缩而制造太阳能电池模块100。加热条件并没有特别的限定,但例如可以在真空状态下加热至150℃左右。当在真空条件下进行加热时,各层间的气泡容易排出,因而是优选的。真空加热后,也可以在大气压下,一面对各层加压一面采用加热器等进行加热,从而使构成各层的材料的交联成分进行交联。

此外,构成各层的材料的形状因加热以及压缩等条件的不同而有时发生变形。也就是说,即使在第1树脂层20或者第3树脂层40于第1层叠工序前具有选自狭缝、凹凸以及贯通孔之中的至少1种的情况下,这些形状有时也发生变形或者消失。

如上所述,本实施方式的太阳能电池模块100的制造方法具有层叠第1树脂层20、第2树脂层30以及第3树脂层40而形成表面密封层90的第1层叠工序。太阳能电池模块100的制造方法具有依次层叠表面保护层10、表面密封层90、光电转换部70、背面密封层50、背面保护层60的第2层叠工序。太阳能电池模块100的制造方法具有对在第2层叠工序中层叠而成的层叠体进行加热而使其粘接在一起的粘接工序。通过采用这样的方法制造太阳能电池模块100,第2树脂层30的操作变得容易,因而可以提高太阳能电池模块100的生产率。

(实施例)

下面基于实施例和比较例,就本实施方式进行更详细的说明,但本实施方式并不局限于这些实施例。

[实施例1]

首先,在1mm厚的第1树脂层上贴合厚度为1mm的第2树脂层。然后,从第2树脂层上层叠厚度为1mm的第3树脂层,从而形成第2树脂层被第1树脂层和第3树脂层所夹持的表面密封层。

接着,从上开始依次层叠1mm厚的表面保护层、如上述那样得到的表面密封层、太阳能电池串、1mm厚的背面密封层、2mm厚的背面保护层而形成层叠体。然后,将上述层叠体在145℃下进行压缩并加热,从而制作出太阳能电池模块。

此外,太阳能电池串采用如下的方法形成:采用由铜形成的连接器将设置在一方的太阳能电池单元的受光面侧的母线电极、和设置在另一方的太阳能电池单元的背面侧的母线电极进行电连接。

另外,构成太阳能电池模块的各层的材料如下所述:

表面保护层聚碳酸酯(pc)拉伸弹性模量2.4gpa

第1树脂层乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(eva)弹性模量30.5mpa

第2树脂层有机硅凝胶拉伸弹性模量28kpa

第3树脂层乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(eva)弹性模量30.5mpa

背面密封层乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(eva)拉伸弹性模量30.5mpa

背面保护层碳纤维强化塑料(cfrp)拉伸弹性模量60gpa

[实施例2]

在第2树脂层和第3树脂层之间插入厚度为0.1mm的阻挡层,除此以外,采用与实施例1同样的方法制作出太阳能电池模块。

[实施例3]

首先,在1mm厚的第3树脂层上贴合厚度为1mm的第2树脂层。然后,从第2树脂层上层叠厚度为1mm的第1树脂层,从而形成第2树脂层被第1树脂层和第3树脂层所夹持的表面密封层。第1树脂层在一个面上形成有凹凸,并以凹凸的面朝向第2树脂层侧的方式进行层叠。除此以外,采用与实施例1同样的方法制作出太阳能电池模块。

[比较例1]

不设置第1树脂层,除此以外,采用与实施例1同样的方法制作出太阳能电池模块。具体地说,从上开始依次层叠1mm厚的表面保护层、1mm厚的第2树脂层、1mm厚的第3树脂层、太阳能电池串、1mm厚的背面密封层、2mm厚的背面保护层而形成层叠体。然后,将上述层叠体在145℃下进行压缩并加热,从而制作出太阳能电池模块。

图11是表示实施例1的太阳能电池模块的外观的照片。图12是表示实施例2的太阳能电池模块的外观的照片。图13是表示实施例3的太阳能电池模块的外观的照片。图14是表示比较例1的太阳能电池模块的外观的照片。如图11~图13所示,实施例1~实施例3的太阳能电池模块在各层之间没有混入气泡,从而也具有良好的外观。特别地,实施例3的太阳能电池模块与实施例1以及实施例2的太阳能电池模块相比较,波纹的发生也减少,外观非常良好。另一方面,如图14所示,比较例1的太阳能电池模块在表面保护层和第2树脂层之间混入了气泡,外观也不是良好。由此可知:通过在用第1树脂层和第3树脂层夹持第2树脂层后制作出太阳能电池模块,可以得到外观良好的太阳能电池模块。另外,还可知通过在第3树脂层的表面设置凹凸,可以抑制波纹的发生。

以上基于实施例就本实施方式进行了说明,但本实施方式并不局限于这些,在本实施方式的要旨的范围内可以进行各种变形。

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