JP2014086613A - Photoelectric conversion module - Google Patents
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Abstract
【課題】 光電変換モジュールにおける封止材およびシール材を所望の大きさで良好に作製し、光電変換モジュールの耐湿信頼性を高める。
【解決手段】 光電変換モジュール200は、主面に光電変換層を有する第1基板1を用意する工程と、主面の中央部の上に封止材20を載置するとともに主面の外周部の上に封止材20を取り囲む枠部材21Fを載置する工程と、封止材20および枠部材21Fの上に第2基板12を載置する工程と、封止材20を加熱して枠部材21Fの内側で第1基板1および第2基板12を封止材20を介して接着する工程と、枠部材21Fを除去して封止材20の周囲に第1基板1および第2基板12で挟まれた隙間部21Sを形成する工程と、隙間部21Sにシール材21を充填する工程とを具備する。
【選択図】 図4PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a moisture resistance reliability of a photoelectric conversion module by producing a sealing material and a sealing material in a photoelectric conversion module with a desired size.
SOLUTION: A photoelectric conversion module 200 includes a step of preparing a first substrate 1 having a photoelectric conversion layer on a main surface, a sealing material 20 placed on a central portion of the main surface, and an outer peripheral portion of the main surface. A step of placing the frame member 21F surrounding the sealing material 20 on the surface, a step of placing the second substrate 12 on the sealing material 20 and the frame member 21F, and a frame by heating the sealing material 20 The step of adhering the first substrate 1 and the second substrate 12 through the sealing material 20 inside the member 21F, the first substrate 1 and the second substrate 12 around the sealing material 20 by removing the frame member 21F A step of forming the gap portion 21S sandwiched between the two, and a step of filling the gap portion 21S with the sealing material 21.
[Selection] Figure 4
Description
本発明は光電変換層が封止材で封止された光電変換モジュールに関する。 The present invention relates to a photoelectric conversion module in which a photoelectric conversion layer is sealed with a sealing material.
近年、エネルギー問題や環境問題の深刻化に伴い、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽光発電が注目を集めている。 In recent years, photovoltaic power generation that converts light energy into electric energy has attracted attention as energy problems and environmental problems become more serious.
太陽光発電に使用される光電変換モジュールは、様々な種類のものがある。その中でも、CIS系(銅インジウムセレナイド系)やCIGS系(銅インジウムガリウムセレナイド系)等の化合物半導体薄膜や、アモルファスシリコン薄膜のような薄膜系の光電変換層を用いたものは、比較的低コストで大面積の光電変換モジュールを容易に製造できる点から、研究開発が進められている。 There are various types of photoelectric conversion modules used for photovoltaic power generation. Among them, those using a compound semiconductor thin film such as CIS (copper indium selenide) or CIGS (copper indium gallium selenide), or a thin film photoelectric conversion layer such as an amorphous silicon thin film, Research and development are being promoted because a large-area photoelectric conversion module can be easily manufactured at low cost.
この薄膜系の光電変換モジュールは、ガラス基板などの第1基板上に、下部電極層、光電変換層、および上部電極層を順次成膜した光電変換装置を備えている。さらに、このような光電変換モジュールは、上記の光電変換装置上に、エチレンビニルアセテート共重合体(以下、EVAという)等の封止材を介して白色強化ガラスなどから成る第2基板が積層され一体化されている。 The thin film photoelectric conversion module includes a photoelectric conversion device in which a lower electrode layer, a photoelectric conversion layer, and an upper electrode layer are sequentially formed on a first substrate such as a glass substrate. Further, in such a photoelectric conversion module, a second substrate made of white tempered glass or the like is laminated on the above photoelectric conversion device via a sealing material such as ethylene vinyl acetate copolymer (hereinafter referred to as EVA). It is integrated.
また、このような光電変換モジュールにおいては、外部から水分が浸入した場合、光電変換層などが劣化し、光電変換効率が低下する場合がある。そのため、このような光電変換モジュールでは、水分を遮断するためのシール材が外周部に配置されている(例えば、特許文献1参照)。 Moreover, in such a photoelectric conversion module, when moisture permeates from the outside, the photoelectric conversion layer and the like may deteriorate, and the photoelectric conversion efficiency may decrease. Therefore, in such a photoelectric conversion module, a sealing material for blocking moisture is disposed on the outer peripheral portion (see, for example, Patent Document 1).
上記光電変換モジュールは、第1基板と第2基板との間にシール材が封止材を取り囲むように配置され、これらが加圧および加熱されてシール材および封止材が硬化されることによって作製される。 The photoelectric conversion module is disposed between the first substrate and the second substrate so that the sealing material surrounds the sealing material, and these are pressurized and heated to cure the sealing material and the sealing material. Produced.
上記光電変換モジュールの作製において、加圧および加熱の際に封止材の一部が外側に延び、その部分でのシール材の幅が短くなる場合がある。その場合、シール材の水分の浸入を阻止する機能が低下し、光電変換層が劣化しやすくなる。 In the production of the photoelectric conversion module, a part of the sealing material may extend outward during pressurization and heating, and the width of the sealing material at that part may be shortened. In that case, the function of preventing moisture from entering the sealing material is lowered, and the photoelectric conversion layer is easily deteriorated.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、光電変換モジュールにおける封止材およびシール材を所望の大きさで良好に作製し、光電変換モジュールの耐湿信頼性を高めることを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said subject, It aims at producing the sealing material and sealing material in a photoelectric conversion module favorably with a desired magnitude | size, and improving the moisture-proof reliability of a photoelectric conversion module. .
本発明の一実施形態に係る光電変換モジュールは、主面に光電変換層を有する第1基板を用意する工程と、前記主面の中央部の上に封止材を載置するとともに前記主面の外周部の上に前記封止材を取り囲む枠部材を載置する工程と、前記封止材および前記枠部材の上に第2基板を載置する工程と、前記封止材を加熱して前記枠部材の内側で前記第1基板お
よび前記第2基板を前記封止材を介して接着する工程と、前記枠部材を除去して前記封止材の周囲に前記第1基板および第2基板で挟まれた隙間部を形成する工程と、前記隙間部にシール材を充填する工程とを具備する。
The photoelectric conversion module which concerns on one Embodiment of this invention is a process which prepares the 1st board | substrate which has a photoelectric converting layer in a main surface, and while mounting a sealing material on the center part of the said main surface, the said main surface A step of placing a frame member that surrounds the sealing material on the outer peripheral portion, a step of placing a second substrate on the sealing material and the frame member, and heating the sealing material. Adhering the first substrate and the second substrate through the sealing material inside the frame member; removing the frame member and surrounding the first substrate and the second substrate around the sealing material; And a step of forming a gap portion sandwiched between and a step of filling the gap portion with a sealing material.
本発明の一実施形態に係る光電変換モジュールによれば、封止材およびシール材を所望の大きさで良好に作製し、光電変換モジュールの耐湿信頼性を高めることができる。 According to the photoelectric conversion module according to an embodiment of the present invention, the sealing material and the sealing material can be favorably produced with a desired size, and the moisture resistance reliability of the photoelectric conversion module can be improved.
以下に本発明の一実施形態に係る光電変換モジュールについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図面においては同様な構成および機能を有する部分については同じ符号が付されており、下記説明では重複説明が省略される。また、図面は模式的に示されたものであり、各図における各種構造のサイズおよび位置関係等は正確に図示されたものではない。また、図1〜図13には、後述する光電変換セルの配列方向をX軸とする右手系のXYZ座標が付してある。まず、光電変換モジュールの一部である光電変換装置について説明する。 Hereinafter, a photoelectric conversion module according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, parts having the same configuration and function are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted in the following description. Further, the drawings are schematically shown, and the sizes, positional relationships, and the like of various structures in the drawings are not accurately illustrated. 1 to 13 have right-handed XYZ coordinates with the X-axis being the direction of arrangement of photoelectric conversion cells to be described later. First, a photoelectric conversion device that is a part of the photoelectric conversion module will be described.
<光電変換装置の構成>
図1は、光電変換装置11の要部拡大斜視図であり、図2はそのXZ断面図である。光電変換装置11はX軸方向に沿って並んだ複数の光電変換セル10を具備している。光電変換セル10は、下部電極層2と、第1の導電型を有する第1の半導体層3と、第1の導電型とは異なる第2の導電型を有する第2の半導体層4と、上部電極層5とが順に積層されている。例えば、第1の導電型がp型であれば第2の導電型はn型であり、その逆の関係であってもよい。これら第1の半導体層3と第2の半導体層4とで電荷を良好に分離可能な光電変換層が形成される。
<Configuration of photoelectric conversion device>
FIG. 1 is an enlarged perspective view of a main part of the
光電変換装置11は、隣接する一方の光電変換セル10の上部電極層5と他方の光電変換セル10の下部電極層2とが接続導体6を介して電気的に接続されている。このような構成により、隣接する光電変換セル10同士が直列接続されている。そして、光電変換装置11の端部において、直列接続された光電変換セル10の一方の電極と電気的に接続された取り出し電極2aが設けられており、この取り出し電極2aに光電変換装置11の外部と電気的な接続を行なうための配線導体13aが接続される。同様に、光電変換装置11の反対側の端部において、直列接続された光電変換セル10の他方の電極と電気的に接続された取り出し電極2bが設けられており、この取り出し電極2bに光電変換装置11の外部と電気的な接続を行なうための配線導体13bが接続される。
In the
なお、図1、図2では、図示の都合上、2つの光電変換セル10のみが示されているが、実際の光電変換装置11には、図面のX軸方向、或いは更に図面のY軸方向に、多数の光電変換セル10が平面的に(二次元的に)配列されている。
1 and 2, only two
第1基板1は、光電変換層を支持するためのものである。第1基板1に用いられる材料としては、例えば、ガラス、セラミックス、樹脂および金属等が挙げられる。第1基板1としては、例えば、厚さ1〜3mm程度の青板ガラス(ソーダライムガラス)が用いられてもよい。
The
下部電極層2(下部電極層2a〜2d)は、第1基板1上に設けられた、Mo、Al、TiまたはAu等の導電体である。下部電極層2は、スパッタリング法または蒸着法などの公知の薄膜形成手法を用いて、0.2μm〜1μm程度の厚みに形成される。
The lower electrode layer 2 (
第1の半導体層3は第1の導電型を有する半導体層である。第1の半導体層3は、例えば1μm〜3μm程度の厚みを有する。第1の半導体層3の材料としては特に限定されず、化合物半導体薄膜やアモルファスシリコン薄膜のような薄膜半導体層が用いられる。比較的高い光電変換効率を有するという観点で、第1の半導体層3として、例えば、I−III−VI族化合物、I−II−IV−VI族化合物、II−VI族化合物等が用いられてもよい。
The
I−III−VI族化合物とは、I−B族元素(11族元素ともいう)とIII−B族元素(13族元素ともいう)とVI-B族元素(16族元素ともいう)との化合物である。I−III−VI族化合物としては、例えば、CuInSe2(二セレン化銅インジウム、CISともいう)、Cu(In,Ga)Se2(二セレン化銅インジウム・ガリウム、CIGSともいう)、Cu(In,Ga)(Se,S)2(二セレン・イオウ化銅インジウム・ガリウム、CIGSSともいう)等が挙げられる。あるいは、第1の半導体層3は、薄膜の二セレン・イオウ化銅インジウム・ガリウム層を表面層として有する二セレン化銅インジウム・ガリウム等の多元化合物半導体薄膜にて構成されていてもよい。I−III−VI族化合物は光吸収係数が比較的高く、第1の半導体層3が薄くても良好な光電変換効率が得られる。
An I-III-VI group compound is a group consisting of a group IB element (also referred to as a
I−II−IV−VI族化合物とは、I−B族元素とII−B族元素(12族元素ともいう)とIV−B族元素(14族元素ともいう)とVI−B族元素との化合物半導体である。I−II−IV−VI族化合物としては、例えば、Cu2ZnSnS4(CZTSともいう)、Cu2ZnSnS4−xSex(CZTSSeともいう。なお、xは0より大きく4より小さい数である。)、およびCu2ZnSnSe4(CZTSeともいう)等が挙げられる。
The I-II-IV-VI group compound includes an IB group element, an II-B group element (also referred to as a
II−VI族化合物とは、II−B族元素とVI−B族元素との化合物半導体である。II−VI族化合物としてはCdTe等が挙げられる。 The II-VI group compound is a compound semiconductor of a II-B group element and a VI-B group element. CdTe etc. are mentioned as a II-VI group compound.
第2の半導体層4は、第1の半導体層3とは異なる第2導電型を有する半導体層である。第2の半導体層4は、第1の半導体層3とは異なる材料が第1の半導体層3上に積層されたものであってもよく、あるいは第1の半導体層3の表面部が他の元素のドーピングによって改質されたものであってもよい。
The
第2の半導体層4としては、CdS、ZnS、ZnO、In2S3、In2Se3、In(OH,S)、(Zn,In)(Se,OH)、および(Zn,Mg)O等が挙げられる。この場合、第2の半導体層4は、例えばケミカルバスデポジション(CBD)法等で10〜200nmの厚みで形成される。なお、In(OH,S)とは、InとOHとSとを主に含む化合物をいう。(Zn,In)(Se,OH)は、ZnとInとSeとOHと
を主に含む化合物をいう。(Zn,Mg)Oは、ZnとMgとOとを主に含む化合物をいう。
The
図1、図2のように、第2の半導体層4上にさらに上部電極層5が設けられていてもよい。上部電極層5は、第2の半導体層4よりも抵抗率の低い層であり、第1の半導体層3および第2の半導体層4で生じたキャリアが良好に取り出される。光電変換効率をより高めるという観点からは、上部電極層5の抵抗率が1Ω・cm未満でシート抵抗が50Ω/□以下であってもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, an upper electrode layer 5 may be further provided on the
上部電極層5は、例えばITO、ZnO等の0.05〜3μmの透明導電膜である。透光性および導電性を高めるため、上部電極層5は第2の半導体層4と同じ導電型の半導体で構成されてもよい。上部電極層5は、スパッタリング法、蒸着法または化学的気相成長(CVD)法等で形成され得る。
The upper electrode layer 5 is a 0.05 to 3 μm transparent conductive film such as ITO or ZnO. In order to improve translucency and conductivity, the upper electrode layer 5 may be composed of a semiconductor having the same conductivity type as the
また、図1、図2に示すように、上部電極層5上にさらに集電電極7が形成されていてもよい。集電電極7は、第1の半導体層3および第2の半導体層4で生じたキャリアをさらに良好に取り出すためのものである。集電電極7は、例えば、図1に示すように、光電変換セル10の一端から接続導体6にかけて線状に形成されている。これにより、第1の半導体層3および第4の半導体層4で生じた電流が上部電極層5を介して集電電極7に集電され、接続導体6を介して隣接する光電変換セル10に良好に導電される。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, a collecting
集電電極7は、第1の半導体層3への光透過率を高めるとともに良好な導電性を有するという観点から、50〜400μmの幅を有していてもよい。また、集電電極7は、枝分かれした複数の分岐部を有していてもよい。
The
集電電極7は、例えば、Ag等の金属粉を樹脂バインダー等に分散させた金属ペーストがパターン状に印刷され、これが硬化されることによって形成される。
The
図1、図2において、接続導体6は、第1の半導体層3、第2の半導体層4および第2の電極層5を貫通(分断)する溝内に設けられた導体である。接続導体6は、金属や導電ペースト等が用いられ得る。図1、図2においては、集電電極7を延伸して接続導体6が形成されているが、これに限定されない。例えば、上部電極層5が延伸したものであってもよい。
In FIGS. 1 and 2, the
<光電変換モジュールの構成>
次に光電変換モジュールについて詳細に説明する。図3は一実施形態に係る光電変換モジュール200の全体を示す斜視図であり、図4はその断面図である。
<Configuration of photoelectric conversion module>
Next, the photoelectric conversion module will be described in detail. FIG. 3 is a perspective view showing the entire
光電変換モジュール200は、図1、図2に示す光電変換装置11上に、透光性の封止材20を介して透光性の第2基板12を具備している。また、封止材20の外側に、第1基板1と第2基板12との隙間を塞ぐシール材21を具備している。
The
封止材20は、光電変換セル10を保護するためのものであり、光電変換セル10上から第1基板1上にかけて設けられている。また、封止材20は、光吸収層3が吸収する光に対して透光性を有している。このような封止材20としては、例えばエチレンビニルアセテート共重合体(EVA)を主成分とする樹脂やポリビニルブチラールを主成分とする樹脂等が挙げられる。
The sealing
シール材21は、封止材20の周囲を取り囲むように、封止材20の側面に沿って設けられており、図4に示されるように、光電変換モジュール200の外周部において、第1
基板1と第2基板12との隙間に充填されている。
The sealing
A gap between the
シール材21は、水分が光電変換セル10内へ浸入するのを低減するためのものであり、封止材20よりも透湿性の低い部材が用いられる。このようなシール材21としては、ポリエチレン等の樹脂、またはブチルゴムやエチレンプロピレンゴム等のゴムよりなる弾性体、もしくは上述した樹脂とゴムの混合物等が用いられ得る。
The sealing
また、シール材21として、高分子材料に吸着材が分散されたものが用いられても良い。このような吸着材としては、水分を化学吸着する性質を有するものが用いられても良く、あるいは水分を物理吸着する性質を有するものが用いられても良い。水分を化学吸着する吸着材は、水分と化学反応を伴って、化学吸着する性質を有するものであり、例えば、酸化カルシウム(CaO)、酸化ナトリウム(Na2O)、酸化マグネシウム(MgO)、塩化カルシウム(CaCl2)、硫酸ナトリウム無水塩(Na2SO4)、硫酸銅無水塩(CuSO4)または硫酸カルシウム(CaSO4)等がある。また、水分を物理吸着する吸着材は、吸着剤の表面と水分との間に発生するファンデルワールス力により水分を吸着するものであり、例えば、ゼオライトなどのモレキュラーシーブ、シリカゲル(SiO2・nH2O)、アルミナ、アロフェンまたは活性炭等の多孔質表面を持つ無機物質等がある。
Further, as the sealing
また、光電変換モジュール200は、光電変換装置11上の取り出し電極部2a、2bに、それぞれ配線導体13a、13bが電気的に接続されている。また、配線導体13a、13bの他方の端部は、図3に示されるように、第1基板1を上下方向に貫通する孔1aを介して裏面に導出され、光電変換モジュール200の裏面(非受光面)に配置された端子ボックスに接続されている。そして、この端子ボックスを介して、光電変換モジュール200で発電した電力が外部回路に出力されることとなる。
In the
配線導体13a、13bは、例えば、厚さ0.1〜0.5mm程度、幅が1〜7mm程度の銅(Cu)などの金属箔が用いられる。また。この金属箔の表面には、取り出し電極部2a、2bとの電気的な接続を良好にすべく、錫、ニッケルまたは半田などがめっき等によってコーティングされていてもよい。
For the
<光電変換モジュールの製造方法>
次に光電変換モジュール200の製造方法について詳細に説明する。図5〜8は一実施形態に係る光電変換モジュール200の製造途中の様子を模式的に示す断面図である。なお、図5〜8で示される各断面図は、図4で示された断面に対応する部分の製造途中の様子を示す。
<Method for producing photoelectric conversion module>
Next, a method for manufacturing the
まず、図5に示すように、主面に複数の光電変換セル10を有する第1基板1を用意する。
First, as shown in FIG. 5, a
次に、図6に示すように、複数の光電変換セル10を有する第1基板1の主面の中央部の上に封止材20を載置するとともに、第1基板1の主面の外周部の上に上記封止材20を取り囲む枠部材21Fを載置する。枠部材21Fは封止材20を加熱硬化する際の温度でも形状を安定して維持できるとともに、封止材20とは接着し難い材料が用いられる。枠部材21Fとしては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)等のふっ素樹脂や、表面にPTFEがコートされた金属板等が用いられる。
Next, as shown in FIG. 6, the sealing
次に、図7に示すように、封止材20および枠部材21Fの上に第2基板12を載置する。そして、これらの積層体を加圧するとともに加熱し、封止材20を熱硬化することに
よって、第1基板1における枠部材21Fの内側の領域および第2基板12における枠部材21Fの内側の領域を、封止材20を介して接着する。このとき、封止材20は第1基板1および第2基板12の外周部側へ延びようとするが、枠部材21Fよって、この封止材20の延びを有効に抑制することができる。なお、封止材20は、第1基板1における枠部材21Fの内側領域の全面および第2基板12における枠部材21Fの内側領域の全面を接着するようにすると、量産時における封止材20の形状や厚みのばらつきをより低減できる。
Next, as shown in FIG. 7, the 2nd board |
次に、図8に示すように、枠部材21Fを除去して封止材20の周囲に第1基板1および第2基板12で挟まれた隙間部21Sを形成する。そして、この隙間部21S内にシール材21を充填することによって、図4で示された光電変換モジュール200を作製したことになる。シール材21の隙間部21S内への充填は、液状またはシート状のシール材21を隙間部21Sへ充填してこれを熱硬化する等により行なうことができる。
Next, as shown in FIG. 8, the
以上のような光電変換モジュールの製造方法により、所望の幅のシール材21を良好に作製することができ、光電変換モジュール200の耐湿信頼性を高めることができる。
The manufacturing method of the photoelectric conversion module as described above can favorably produce the sealing
<光電変換モジュールの第1変形例>
次に、本発明の光電変換モジュールの変形例について説明する。図9は光電変換モジュールの第1変形例を示す断面図である。図9に示される光電変換モジュール300において、上述した図4に示される光電変換モジュール200と同様な構成および機能を有する部分については図4と同じ符号が付されている。光電変換モジュール300は、封止材30とシール材31との界面に光反射部材32が配置されている。このような構成により、光電変換モジュール300内へ入射し、封止材30からシール材31側に進行しようとする光を光反射部材32で良好に反射させて光電変換セル10側へ進行させやすくすることができる。その結果、光電変換モジュール300の光電変換効率を高めることができる。
<First Modification of Photoelectric Conversion Module>
Next, a modification of the photoelectric conversion module of the present invention will be described. FIG. 9 is a cross-sectional view showing a first modification of the photoelectric conversion module. In the
光反射部材32は、光電変換セル10において光電変換に用いられる波長の光に対して、光反射率が20%以上のものが用いられ得る。このような光反射部32としては、例えば、金や銀、ニッケル、パラジウム、白金等の光反射性の金属部材や、シリカやチタニア等の光反射性を有する無機部材等が挙げられる。また、光反射部材32は、金属粒子または無機粒子が分散された透光性部材であってもよい。例えば、樹脂等の透光性部材に、金や銀、ニッケル、パラジウム、白金等の光反射性の金属粒子、または、シリカやチタニア等の光反射性の無機粒子が分散されたものが用いられてもよい。
The
このような光電変換モジュール300は以下のようにして作製することができる。まず、上述した光電変換モジュール200の製造方法と同様に、主面に光電変換セル10を有する第1基板1と第2基板12とを、封止材30および枠部材を介して積層し、第1基板1および第2基板12を、封止材30を介して接着する。そして、枠部材を除去して封止材30の周囲に第1基板1および第2基板12で挟まれた隙間部を形成する。その後、この隙間部内において封止材30を取り囲むように光反射部材32を配置した後、封止材30および光反射部材32を取り囲むようにシール材31を隙間部へ充填することにより光電変換モジュール300を作製することができる。このような方法により、光反射部材32を精度よく配置することができる。
Such a
なお、封止材30とシール材31との間へ光反射部材32の配置方法としては、例えば、光反射部材32が金属部材である場合、棒状等に成型された金属部材を封止材30の外周面に沿って配置し、これをシール材31によって固定すればよい。あるいは、封止材30の外周面にめっきを行なうことによって金属部材から成る光反射部材32を作製してもよい。また、光反射部材32が無機部材である場合、封止材30の外周面にゾルゲル法等でシリカやチタニア等の膜を形成することによって作製することができる。また、光反射部材32が、金属粒子が分散された透光性部材または無機粒子が分散された透光性部材である場合、例えば、樹脂等の透光性部材に、金や銀、ニッケル、パラジウム、白金等の光反射性の金属粒子、または、シリカやチタニア等の無機粒子が分散されたものを被着すればよい。
In addition, as an arrangement method of the
<光電変換モジュールの第2変形例>
図10は光電変換モジュールの第2変形例を示す断面図である。図10に示される光電変換モジュール400において、上述した図4に示される光電変換モジュール200と同様な構成および機能を有する部分については図4と同じ符号が付されている。光電変換モジュール400は、シール材41と封止材40との間に空隙42が設けられている。このような構成により、封止材40と空隙42との屈折率差が大きくなり、封止材40からシール材41へ進行する光をよりこの封止材40と空隙42との界面で良好に光電変換セル10側へ反射させることができる。
<Second Modification of Photoelectric Conversion Module>
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a second modification of the photoelectric conversion module. In the
このような光電変換モジュール400は以下のようにして作製することができる。まず、上述した光電変換モジュール200の製造方法と同様に、主面に光電変換セル10を有する第1基板1と第2基板12とを、封止材40および枠部材を介して積層し、第1基板1および第2基板12を、封止材40を介して接着する。そして、枠部材を除去して封止材40の周囲に第1基板1および第2基板12で挟まれた隙間部を形成する。その後、この隙間部内において封止材40を取り囲むとともに、封止材40との間に空隙42を有するようにシール材41を隙間部へ充填することにより、光電変換モジュール400を作製することができる。このような方法により、封止材40と空隙42との界面を精度よく作製することができる。
Such a
<光電変換モジュールの第3変形例>
図11は光電変換モジュールの第3変形例を示す断面図である。図11に示される光電変換モジュール500において、上述した図4に示される光電変換モジュール200と同様な構成および機能を有する部分については図4と同じ符号が付されている。光電変換モジュール500は封止材50の外周面がZ軸方向に凹凸状となっている。このような構成により、封止材50とその周囲に配置されたシール材51との接触面積が大きくなり、これらの密着性が高まる。
<Third Modification of Photoelectric Conversion Module>
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a third modification of the photoelectric conversion module. In the
封止材50とシール材51との密着性をより高めるという観点からは、封止材50の外周面の凹凸形状は、凸部間の間隔が100〜1000μm程度、凸部と凹部の高さの差が50〜5000μm程度であってもよい。
From the viewpoint of further improving the adhesion between the sealing
このような光電変換モジュール500は以下のようにして作製することができる。まず、上述した光電変換モジュール200の製造方法と同様に、主面に光電変換セル10を有する第1基板1と第2基板12とを、封止材50および枠部材を介して積層し、第1基板1および第2基板12を、封止材50を介して接着する。このとき、枠部材の内周面を予め凹凸状にしておく。これにより、封止材50の外側面が枠部材の内周面の形状に対応した凹凸状となる。
Such a
また、光電変換モジュール500は、図11のようにシール材51が封止材50と接触した構成に限らず、第1変形例のように封止材50とシール材51との間に光反射部材を有していてもよい。この場合、封止材50と光反射部材との界面が凹凸状となるため、封止材50と光反射部材との密着性が高まるとともに、光が散乱されて光電変換セル10側へ良好に光を導くことができる。
Further, the
封止材50と光反射部材との界面における密着性および光散乱性をより高めるという観点からは、封止材50の外周面の凹凸形状は、凸部間の間隔が100〜1000μm程度、凸部と凹部の高さの差が50〜5000μm程度であってもよい。
From the viewpoint of further improving the adhesion and light scattering properties at the interface between the sealing
さらに、光電変換モジュール500は、第2変形例のように封止材50とシール材51との間に空隙を有していてもよい。この場合、封止材50と空隙との界面が凹凸状となるため、光が散乱されて光電変換セル10側へ良好に光を導くことができる。
Furthermore, the
封止材50と空隙との界面における光散乱性をより高めるという観点からは、封止材50の外周面の凹凸形状は、凸部間の間隔が100〜1000μm程度、凸部と凹部の高さの差が50〜5000μm程度であってもよい。
From the viewpoint of further improving the light scattering property at the interface between the sealing
<光電変換モジュールの第4変形例>
図12は光電変換モジュールの第4変形例を示す平面図である。なお、図12は、光電変換装置を第2基板側、つまり+Z側から見た平面図であり、封止材とシール材との位置関係がよくわかるように第2基板を除いている。図12に示される光電変換モジュール600において、上述した図4に示される光電変換モジュール200と同様な構成および機能を有する部分については図4と同じ符号が付されている。光電変換モジュール600は封止材60の外周面がX軸方向あるいはY軸方向に凹凸形状となっている。このような構成により、封止材60とその周囲に配置されたシール材61との接触面積が大きくなり、これらの密着性が高まる。
<Fourth Modification of Photoelectric Conversion Module>
FIG. 12 is a plan view showing a fourth modification of the photoelectric conversion module. FIG. 12 is a plan view of the photoelectric conversion device viewed from the second substrate side, that is, the + Z side, and the second substrate is omitted so that the positional relationship between the sealing material and the sealing material can be clearly understood. In the
封止材60とシール材61との密着性をより高めるという観点からは、封止材60の外周面の凹凸形状は、凸部間の間隔が1〜1000mm程度、凸部と凹部の高さの差が10μm〜10mm程度であってもよい。
From the viewpoint of further improving the adhesion between the sealing
このような光電変換モジュール600は第3変形例と同様に、内周面を予め凹凸状にしておいた枠部材を用いて作製することができる。
Similar to the third modification, such a
なお、1つの光電変換モジュールが第3変形例の構成と第4変形例の構成とを合わせ持つような構成であってもよい。つまり、封止材の外周面が、X軸方向あるいはY軸方向に凹凸形状になっているとともに、Z軸方向にも凹凸形状になっていてもよい。 A configuration in which one photoelectric conversion module has both the configuration of the third modification and the configuration of the fourth modification may be employed. That is, the outer peripheral surface of the sealing material may be uneven in the X-axis direction or Y-axis direction, and may also be uneven in the Z-axis direction.
<光電変換モジュールの第5変形例>
図13は光電変換モジュールの第5変形例を示す断面図である。図13に示される光電変換モジュール700において、上述した図4に示される光電変換モジュール200と同様な構成および機能を有する部分については図4と同じ符号が付されている。光電変換モジュール700は封止材70の外周面が第1基板1に近づくほど内側に位置するように傾斜している。このような構成により、第1基板1側ではシール材71の幅を長くして光電変換セル10への水分の浸入を良好に低減するとともに、第2基板2側ではシール材71の幅を短くして第1基板1の主面に対して斜め方向に進行する光がシール材71に遮られるのを良好に低減することもできる。
<Fifth Modification of Photoelectric Conversion Module>
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a fifth modification of the photoelectric conversion module. In the
このような光電変換モジュール700は以下のようにして作製することができる。まず、上述した光電変換モジュール200の製造方法と同様に、主面に光電変換セル10を有する第1基板1と第2基板12とを、封止材70および枠部材を介して積層し、第1基板1および第2基板12を、封止材70を介して接着する。このとき、枠部材の内周面を予め第1基板1に近づくほど内側に位置するように傾斜させておく。これにより、封止材70の外周面が枠部材の内周面の形状に対応した傾斜面となる。
Such a
また、光電変換モジュール700は、図13のようにシール材71が封止材70と接触した構成に限らず、第1変形例のように封止材70とシール材71との間に光反射部材を有していてもよい。この場合、封止材70と光反射部材との傾斜した界面によって光電変換セル10側へ良好に光を導くことができる。
Further, the
さらに、光電変換モジュール700は、第2変形例のように封止材70とシール材71との間に空隙を有していてもよい。この場合、封止材70と空隙との傾斜した界面によって光電変換セル10側へ良好に光を導くことができる。
Further, the
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が施されることは何等差し支えない。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications may be made without departing from the scope of the present invention.
1:第1基板
2:下部電極層
3:第1の半導体層
4:第2の半導体層
5:上部電極層
10:光電変換セル
11:光電変換装置
12:第2基板
20、30、40、50、60、70:封止材
21F:枠部材
21S:隙間部
21、31、41、51、61、71:シール材
32:光反射部材
42:空隙
200、300、400、500、600、700:光電変換モジュール
1: first substrate 2: lower electrode layer 3: first semiconductor layer 4: second semiconductor layer 5: upper electrode layer 10: photoelectric conversion cell 11: photoelectric conversion device 12:
Claims (5)
前記主面の中央部の上に封止材を載置するとともに前記主面の外周部の上に前記封止材を取り囲む枠部材を載置する工程と、
前記封止材および前記枠部材の上に第2基板を載置する工程と、
前記封止材を加熱して前記枠部材の内側で前記第1基板および前記第2基板を前記封止材を介して接着する工程と、
前記枠部材を除去して前記封止材の周囲に前記第1基板および第2基板で挟まれた隙間部を形成する工程と、
前記隙間部にシール材を充填する工程と
を具備することを特徴とする光電変換モジュールの製造方法。 Preparing a first substrate having a photoelectric conversion layer on a main surface;
Placing a sealing material on a central portion of the main surface and placing a frame member surrounding the sealing material on an outer peripheral portion of the main surface;
Placing the second substrate on the sealing material and the frame member;
Heating the sealing material to bond the first substrate and the second substrate through the sealing material inside the frame member;
Removing the frame member to form a gap sandwiched between the first substrate and the second substrate around the sealing material;
And a step of filling the gap portion with a sealing material.
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