CN102227822A - 太阳能电池的制造方法以及太阳能电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种太阳能电池的制造方法，所述太阳能电池包括向太阳能发电装置(3)的背面反射太阳光的反射装置(5、6)，反射装置(5、6)包括反射板(6)以及背面基板(5)，所述制造方法的特征在于，通过层压成形工序同时成形出反射板(6)和背面基板(5)。由此可得到能够提高整个制造过程的效率的太阳能电池的制造方法。

Description

太阳能电池的制造方法以及太阳能电池

技术领域

本发明涉及有效利用作为石油替代能源的太阳光来进行发电的太阳能电池的制造方法以及太阳能电池。

背景技术

近年来，作为代替利用了排出引发地球温室效应的二氧化碳的石油或煤炭的火力发电或动力设备的替代能源，有效利用太阳光进行发电的太阳能电池正被积极地研究和开发。这样的太阳能电池能够用于人造卫星、家庭发电、商用电力供应等各种领域，其使用价值将来很有可能会提高。

作为这样的太阳能电池的一般的构造，例如提出了以下的构成：

通过用树脂或玻璃等夹持并封入将由多晶或单晶的结晶硅形成的太阳能发电用的电池串联连接多个而成的电池，来构成平板状的电池串，在该电池串内将多个电池在纵向或横向上大致等间隔地排列，在该电池串的前表面侧配置由透明的树脂或玻璃等形成的前面板，在电池串所包括的多个电池的背面侧配置也由透明的树脂或玻璃等形成的背面基板，并在该背面基板的背面侧设置例如具有波纹状波面(bellows-like wave surface)的反射镜，该反射镜将太阳光聚集到多个电池上。

作为这样的太阳能电池的制造方法，例如通常为并用层压成形和蒸镀的方法，此时，在上述的前面板和电池串之间以及电池串和背面基板之间例如设置由EVA(Ethylene Vinyl Acetate Copolymer：乙烯醋酸乙烯酯共聚物)形成的密封材料。

在这样的制造方法中，在将前面板、密封材料、电池串、密封材料、背面基板按此顺序层叠之后，在预定温度的环境下，通过层压机夹具从背面基板侧施加预定压力，成形出背面基板的上述波纹状波面，并将前面板、电池串以及背面基板相互接合，然后例如通过专利文献1所述的方法或者包括真空蒸镀法、金属蒸镀法的蒸镀法在背面基板的波纹状波面上依次层叠例如Ag-Al膜、SUS膜、Ag-Al膜。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利文献特开2000-258615号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，在这样的太阳能电池的制造方法中，层压成形工序和反射板蒸镀工序这两个工序是必须的，而且在层压成形工序中所需的温度条件以及气氛条件(压力条件)与在反射板蒸镀工序中所需的温度条件以及气氛条件通常存在很大的差异，因此不可能同时进行层压成形工序和反射板蒸镀工序，因而整个制造过程的作业时间、即节拍(tact time)不可避免地变长。并且，反射板蒸镀工序的成本一般来说变高。因此产生导致制造太阳能电池时的节拍和成本增大、整个制造过程的效率下降的问题。

本发明就是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供能够提高整个制造过程的效率的太阳能电池的制造方法以及太阳能电池。

用于解决问题的手段

为了解决上述问题，本发明提供一种太阳能电池的制造方法，所述太阳能电池包括向太阳能发电装置的背面反射太阳光的反射装置，所述反射装置包括反射板以及背面基板，所述制造方法的特征在于，通过层压成形工序同时成形出所述反射板和所述背面基板。

发明效果

根据本发明，能够提供可提高整个制造过程的效率的太阳能电池的制造方法。

附图说明

图1是示出本发明涉及的太阳能电池的制造方法的一个实施方式的模式图；

图2是示出本发明涉及的太阳能电池的制造方法的一个实施方式的模式图。

1太阳能电池(模块)

2前面板

3电池串(太阳能发电装置)

3a电池

4密封材料

5背面基板

6反射镜(反射板、5+6：反射装置)

6a Ag-Al膜

6b SUS膜

6c Ag-Al膜

7透明粘接薄膜

51层压机夹具

具体实施方式

以下，参照附图来说明用于实施本发明的最优方式。

图1是示出本发明涉及的太阳能电池的制造方法的制造过程中途的一个实施方式以及以往的太阳能电池的制造方法的制造过程的模式图，图2是示出本发明涉及的太阳能电池的制造方法的制造过程后的一个实施方式的模式图。

图1中的右侧示出了本发明涉及的太阳能电池的制造方法的制造过程、即新处理，图1中的左侧四处了以往的太阳能电池的制造方法的制造过程、即现有处理。

供图1中右侧的新处理之用的太阳能电池(模块)1通过将前面板2、电池串3、一对密封材料4、背面基板5、构成反射镜6的Ag-Al膜6a、SUS膜6b、Ag-Al膜6c按此顺序层叠而构成。

前面板2通过使太阳光透过的玻璃材料或合成树脂等构成。作为玻璃材料，例如可以使用白板玻璃、强化玻璃、半强化玻璃、热线反射玻璃等各种材料。另外，作为合成树脂，例如可以使用聚碳酸脂等。

电池串3构成太阳能发电装置。电池串3通过以下方式被构成为平板状：在图1中的横向上大致等间隔地排列由多晶或单晶的结晶硅形成的多个太阳能发电用的电池3a，并将这些多个电池3a串联连接，在向图1中的后方引出没有图示的输出端子的状态下，通过树脂或玻璃等在上下方向上夹持多个电池3a和输出端子。

密封材料4是分别被封入到电池串3和前面板2之间、以及电池串3和背面基板5之间的例如EVA(Ethylene Vinyl Acetate Copolymer：乙烯醋酸乙烯酯共聚物)，该密封材料4防止在电池串3和前面板2之间以及电池串3和背面基板5之间产生空隙，并且在上述的层压成形工序中的预定的压力和温度下与电池串3、前面板2、背面基板5的每一个进行EVA交联、即进行聚合交联，从而与电池串3、前面板2、背面基板5牢固地接合。另外，在图1中，省略了关于电池串3和前面板2之间的密封材料4的图示。

另外，基于EVA的交联完成的接合是不需要粘接剂等中间材料的接合方法，但当然也可以采用使用粘接剂的接合。

背面基板5使太阳光透过。该背面基板5通过合成树脂等构成，并且其背面侧能够通过层压机夹具51的下表面所具有的波纹状波面形状来成形，层压机夹具51是在图1中的层压成形工序中使用的夹具。

反射镜6构成反射板。这里，反射镜6通过层叠Ag-Al膜6a、SUS膜6b以及Ag-Al膜6c而构成，并且通过在图1中的层压成形工序中通过层压机夹具51所具有的波纹状波面形状按压而具有波纹状波面形状，从而具有反射从前面板2入射的太阳光、并且将太阳光聚集在电池串3所具有的多个电池3a上的功能。

电池串3的多个太阳能发电用的电池3a基于从前面板2入射并被反射镜6反射和聚集的太阳光来进行太阳能发电，并在没有图示的输出端子上产生预定的电压。

接着，对于图1中右侧所示的新处理，在与图1中左侧的现有处理进行比较的基础上进行更加详细的说明。如图1中右侧的上部分图所示，在新处理的前一阶段，在没有图示的用于层压成形工序的载置板上依次层叠前面板2、密封材料4、电池串3、密封材料4、背面基板5、透明粘接薄膜7、Ag-Al膜6a、SUS膜6b、Ag-Al膜6c。然后，调节腔室内的温度及压力以使温度条件变为T＝140度，并从载置板的上侧进一步下压图1右侧的上部分图所示的层压机夹具51。此时，通过液压等适当的手段向图1中下方下压层压机夹具51，以使层压机夹具51和载置板之间的压力变为P＝100kPa。

通过以上的层压成形工序、即一工序，基于Ag-Al膜6a和SUS膜6b之间的界面作用、SUS膜6b和Ag-Al膜6c的界面作用，各个界面被接合，成形出图2中右侧的断面所示的反射镜6，并且Ag-Al膜6a、即反射镜6和背面基板5之间通过透明粘接薄膜7的粘接力而接合。并且，前面板2、密封材料4、电池串3、密封材料4、背面基板5、反射镜6基于密封材料4的EVA交联、即聚合交联而按此吮吸接合，从而被一体化即被模块化，成形出太阳能电池1。

与此相对，在图1中左侧所示的现有处理中，首先在没有图示的用于层压成形的载置板上依次载置并层叠前面板2、密封材料4、电池串3、密封材料4、背面基板5之后，调节腔室内的温度及压力以使腔室内的温度条件变为T＝140度，并如图1中左侧的上部分图所示那样下压用于层压成形工序的层压机夹具51。此时，通过液压等适当的手段向图1中下方下压层压机夹具51，以使层压机夹具51和载置板之间的压力变为P＝100kPa。由此，在背面基板5的背面上形成波纹状波面形状。

该现有技术的层压成形工序在如图1中左侧的中间图所示那样结束之后，向图1中上方提起层压机夹具51，使层压机夹具51脱离背面基板5，然后再次调节腔室内的温度及压力以使腔室内达到适于反射镜蒸镀工序、即反射板蒸镀工序的温度条件，并使用公知的蒸镀法在背面基板5的背面的波纹状波面上形成反射镜。

根据以上所述的本实施例的太阳能电池的制造方法，能够得到以下的作用效果。即，在对图1中的右侧及图2进行的说明中详细描述的本实施例的太阳能电池的制造方法中，能够废除在首先层压成形工序之后进行在背面基板5的波纹状波面上通过蒸镀法依次层叠Ag-Al膜6a、SUS膜6b、Ag-Al膜6c的反射板蒸镀工序。

换言之，在本实施例的太阳能电池的制造方法中，能够避免在现有技术中必须的在时序上依次执行层压成形工序及反射板蒸镀工序这二个工序的情况。

即，在本实施例的太阳能电池的制造方法中，层压成形工序和反射板蒸镀工序这两个工序不再是不可或缺的。在现有技术中，必须在时序上依次执行这两个工序，因为层压成形工序中所需的温度条件以及气氛条件(压力条件)与反射板蒸镀工序中所需的温度条件以及气氛条件通常差异很大，所以不可能同时进行层压成形工序和反射板蒸镀工序。在本实施例的太阳能电池的制造方法中，能够去掉反射板蒸镀工序本身，在层压成形工序中将反射镜6自身与前面板2、密封板4、电池串3、密封板4、背面基板5一体且同时成形，并且在这些构成要素彼此之间进行接合。

尤其，在同一腔室内时序上连续地进行层压成形工序和反射板蒸镀工序的情况下，在调节腔室内的温度和压力以实现层压成形工序所需的温度条件和气氛条件之后，会产生将腔室内的温度和压力再次改变并调节为不同值以实现反射板蒸镀工序所需的温度条件和气氛条件的作业。但是，根据本实施例的太阳能电池的制造方法，一旦设定仅仅满足层压成形工序所需的温度条件和气氛条件的温度和压力之后，就不再需要再次的调节和设定作业，因此能够去掉如现有技术那样的烦琐的温度和压力的调节作业。

并且，在现有技术的太阳能电池的制造方法中，由于需要在时序上依次进行层压成形工序和反射板蒸镀工序这两个工序，因此整个制造过程的作业时间、即节拍不可避免地变长，但是在本发明的太阳能电池的制造方法中，由于能够去掉再次的温度和压力的调节作业以及反射板蒸镀工序所需的作业，因此能够大幅度缩短整个作业工序的节拍。

此外，在本实施例的太阳能电池的制造方法中，能够从制造过程中去除通常成本高的反射板蒸镀工序自身，因此能够防止导致制造太阳能电池时的成本增大，能够削減成本。由此，在本实施例的太阳能电池的制造方法中，能够提高整个太阳能电池的制造过程的效率。

此外，通过层压成形工序成形出的反射镜6与在现有技术中在层压成形工序后通过蒸镀形成的反射镜相比，能够提高与背面基板5的接合强度，而且构成反射镜6的Ag-Al膜6a、SUS膜6b、Ag-Al膜6c的基本材料彼此间的接合强度也高，因此能够提高反射镜6的耐久性。

此外，根据本实施例的太阳能电池的制造方法，由于层压成形工序在在近似真空状态下实施，因此在前面板2、电池串3、密封材料4、背面基板5、反射镜6彼此间的界面、构成反射镜6的各个膜彼此间的界面均不会出现产生空隙等的问题，由此能够进一步提高制造出的太阳能电池1的品质。

以上，详细说明了本发明优选的实施例，但本发明不受上述实施例的限制，能够在不脱离本发明的范围的情况下，对上述的实施例添加各种变形和替换。

例如，在上述的实施例中，反射镜6和背面基板5的接合使用了透明粘接薄膜7，但也可以不使用粘接剂而通过基于界面作用的粘接来接合。在不同的构成要素之间是否使用粘接剂，可基于所需的接合强度和太阳能电池1在厚度方向上的尺寸限制酌情选择。

另外，对于反射镜6的前面板2侧的方式，除了波纹状波面形状以外，也可以采用对电池3a以适当的倍率聚集太阳光并反射的任意形状，例如可采用半管形状、凹面形状等各种形状。另外，本实施例所示的太阳能电池1是低倍聚光型的电池。

并且，作为将构成反射装置的反射镜6在层压成形后构成的基本材料，在本实施例中例示了Ag-Al膜、SUS膜、Ag-Al膜，但基本材料不限于这些材料，可以采用通过层压成形工序可成形反射镜6的任意的材料。

另外，对于层压成形工序中的温度条件以及气氛条件，实施例中所示的数值仅仅是例示性的，不限于此，可以酌情变更。

另外，本国际申请主张基于2008年11月27日申请的日本专利申请2000-302463号的优先权，其全部内容通过在此引用而援引于本国际申请中。

Claims (7)

1.一种太阳能电池的制造方法，所述太阳能电池包括向太阳能发电装置的背面反射太阳光的反射装置，所述反射装置包括反射板以及背面基板，所述制造方法的特征在于，

包括通过层压成形来同时成形出所述反射板和所述背面基板的层压成形工序。

2.如权利要求1所述的制造方法，其中，

所述层压成形工序包括通过将Ag-Al膜、SUS膜以及Ag-Al膜的叠层体接合来形成所述反射板。

3.如权利要求1所述的制造方法，其中，

所述层压成形工序在近似真空状态下实施。

4.如权利要求1所述的制造方法，其中，

所述层压成形工序包括将所述背面基板和所述反射板接合到所述前面板以及作为所述太阳能发电装置的电池串上。

5.如权利要求2所述的制造方法，其中，

所述层压成形工序包括在将前面板、密封材料、作为所述太阳能发电装置的电池串、密封材料、所述背面基板以及所述叠层体层叠之后，通过层压机夹具从所述背面基板的背面侧施加压力来使这些各要素之间接合。

6.如权利要求5所述的制造方法，其中，

在所述层压成形工序中，所述叠层体经由透明粘接薄膜层叠到所述背面基板上。

7.一种太阳能电池，其特征在于，包括：

太阳能发电装置；以及

反射装置，所述反射装置设置在所述太阳能发电装置的背面，用于反射太阳光；

其中，所述反射装置包括背面基板、以及通过层压成形而接合到所述背面基板上的反射板。

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