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TW201320371A - 太陽能電池 - Google Patents

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TW201320371A
TW201320371A TW101128728A TW101128728A TW201320371A TW 201320371 A TW201320371 A TW 201320371A TW 101128728 A TW101128728 A TW 101128728A TW 101128728 A TW101128728 A TW 101128728A TW 201320371 A TW201320371 A TW 201320371A
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Yosuke Ishii
Yoshiyuki Kudo
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Sanyo Electric Co
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Abstract

本發明提供一種具有改善之光電轉換效率的太陽能電池模組。第一和第二電極(21、22)係分別包括電鍍膜。電鍍膜係具有供電點部(50)。供電點部(50)係位於匯流排條部(21b、22b)。配線部件(30)係在指狀部(21a、22a)與第一或第二電極(21、22)電性連接。

Description

太陽能電池
本發明係有關於一種太陽能電池模組。
近年來，作為環境負荷小的能源，對太陽能電池模組的關注正在提高。例如專利文獻1中記載了具備用配線部件電性連接之複數個背面黏合型太陽能電池的太陽能電池模組。專利文獻1中記載了複數個n側電極和p側電極電性獨立地交替排列的太陽能電池。專利文獻1中記載了採用樹脂為母材之異方向性導電膜將配線部件和太陽能電池黏合作為第一實施形態。此外，專利文獻1中記載了在太陽能電池的中央部黏合以銅薄板等導電性材料為基件的配線部件作為第二實施形態。
(先前技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1：日本特開2009-266848號公報
然而，在使用樹脂黏合劑將配線部件和太陽能電池黏合的情況下，配線部件和太陽能電池的接觸電阻增大，藉此光電轉換效率可能會降低。
本發明之主要目的在於提供一種具有改善之光電轉換效率的太陽能電池模組。
本發明的太陽能電池模組係具有複數個太陽能電池、配線部件、以及樹脂黏合層。複數個太陽能電池係具有光電轉換部、以及第一和第二電極。第一和第二電極係配置在光電轉換部的一個主面上。配線部件係將在一個方向上鄰接之太陽能電池中的一個太陽能電池的第一電極和另一個太陽能電池的第二電極電性連接。樹脂黏合層係將配線部件和太陽能電池黏合。第一和第二電極係具有複數個指狀(finger)部和匯流排條(bus bar)部。複數個指狀部係分別沿著一個方向延伸。在匯流排條部上電性連接有複數個指狀部。匯流排條部係位於光電轉換部的一個方向上之端部。第一和第二電極係分別包括電鍍膜。電鍍膜係具有供電點部。供電點部係位於匯流排條部。配線部件係在指狀部上與第一或第二電極電性連接。
根據本發明，能夠提供具有改善之光電轉換效率的太陽能電池模組。
1‧‧‧太陽能電池模組
20‧‧‧太陽能電池
21‧‧‧第一電極
22‧‧‧第二電極
21a、22a‧‧‧指狀部
21b、22b‧‧‧匯流排條部
23‧‧‧光電轉換部
23a‧‧‧光電轉換部的主面
30‧‧‧配線部件
31‧‧‧絕緣性基板
32‧‧‧配線
32a‧‧‧第一凸部
32b‧‧‧第二凸部
40‧‧‧樹脂黏合層
50‧‧‧供電點部
第1圖係為本發明之一個實施形態的太陽能電池模組的剖面圖略圖。
第2圖係為本發明之一個實施形態中的太陽能電池的背面圖略圖。
第3圖係為本發明之一個實施形態中的太陽能電池串列的背 面圖略圖。
第4圖係為第3圖之線IV-IV上的剖面圖略圖。
第5圖係為本發明之其他實施形態中的太陽能電池的背面圖略圖。
以下說明實施本發明之最佳形態的一例。惟，下述之實施形態只是舉例表示。本發明係不限定於下述的實施形態。
此外，在實施形態等中所參照的各圖式中，對於實質上具有相同功能的部件用相同的符號表示。此外，實施形態等中所參照的圖式，是示意性地記載之圖，圖式中描繪的物體的尺寸的比率等可能與現實之物體的尺寸之比率不同。在圖式相互間，物體的尺寸比率等也可能不同。具體的物體的尺寸比率等應參考以下的說明進行判斷。
(太陽能電池模組1)
如第1圖所示，太陽能電池模組1係具備太陽能電池串列10。太陽能電池串列10係配置在位於受光面一側的第一保護部件11和位於背面一側的第二保護部件12之間。在第一保護部件11和第二保護部件12之間係設置有填充材料層13。太陽能電池串列10係被填充材料層13密封。
第一保護部件11例如能夠用玻璃基板、樹脂基板等構成。第二保護部件12例如能夠用樹脂片、內設金屬箔的樹脂片、玻璃基板、樹脂基板等構成。填充材料層13例如能夠用乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、聚乙烯(PE)、聚氨酯(PU)等樹脂構成。
太陽能電池串列10係具備沿第一方向(x方向)配置的複數個太陽能電池20。複數個太陽能電池20通過配線部件30電性連接。
如第2圖所示，複數個太陽能電池20分別具有光電轉換部23。光電轉換部23在受光時生成電子、電洞等載子。
光電轉換部23係在一個主面(背面)23a上具有p型表面和n型表面。光電轉換部23例如具有：具有一種導電型的半導體基板；第一半導體層，其係配置在半導體基板的一個主面的一部分上，具有另一種導電型；第二半導體層，其係配置在半導體基板的一個主面之無配置第一半導體層之部分的至少一部分上，具有一種導電型。該情況下，第一和第二半導體層的一個表面為p型表面，另一個表面為n型表面。使半導體基板為n型單晶矽基板，並且使第一半導體層和第二半導體層為非晶矽者為佳。亦可在第一和第二半導體層各自與半導體基板之間，配置例如數Å~250Å左右之實質上不參與發電之程度的厚度之實質上無雜質i型半導體層(i型非晶矽層)。
此外，光電轉換部23係例如亦可由在一個主面上設置有p型摻雜擴散區域和n型摻雜擴散區域的半導體基板所構成。
在光電轉換部23的一個主面23a上係配置有第一和第二電極21、22。具體而言，在p型表面和n型表面中的一個上配置有第一電極21，而在另一個上配置有第二電極22。第一和第二電極21、22中，在p型表面上配置的電極係收集電洞的電極，而在n型表面上配置的電極係收集電子的電極。
第一和第二電極21、22係分別設置為梳齒狀。第一和第二電極21、22係分別具有複數個指狀部21a、22a和匯流排條部21b、 22b。複數個指狀部21a、22a係分別沿第一方向(x方向)延伸。複數個指狀部21a、22a係沿著與第一方向(x方向)垂直的第二方向(y方向)相互隔開間隔地配置。
複數個指狀部21a係與匯流排條部21b電性連接。匯流排條部21b係配置在複數個指狀部21a之第一方向(x方向)上的一側(x1側)。匯流排條部21b係設置為在光電轉換部23之第一方向(x方向)上的一側端部從第二方向(y方向)的一側端部遍及到另一側端部。匯流排條部21b係具有沿著與第一方向(x方向)垂直之第二方向(y方向)延伸的細長形狀。
複數個指狀部22a係與匯流排條部22b電性連接。匯流排條部22b係配置在複數個指狀部22a之x方向上的另一側(x2側)。匯流排條部22b係設置為在光電轉換部23之第一方向(x方向)上的另一側端部從第二方向(y方向)的一側端部遍及到另一側端部。匯流排條部22b係具有沿著與第一方向(x方向)垂直之第二方向(y方向)延伸的細長形狀。
第一和第二電極21、22係分別具有電鍍膜。電鍍膜例如能夠用Cu、Sn等金屬、含有諸該金屬中之至少一種的合金等構成。電鍍膜之厚度例如能夠是2μm~50μm左右。
電鍍膜係例如能夠用電解電鍍形成。用電解電鍍形成電鍍膜的情況下，首先將極棒按壓在形成於光電轉換部23之具有導電性的種晶(seed)層上。在電鍍液中，通過從上述極棒對種晶層上供電而形成電鍍膜。因此，在極棒被按壓的部分實質上沒有形成電鍍膜，或者與其他部分相比形成較薄的電鍍膜。
在供電點部50中，在種晶層與極棒直接接觸的地方，形成薄 的電鍍膜，因此在供電點部50設置有比其他部分電鍍膜薄的凹部。
本實施形態中，係針對按壓沿y方向延伸之細長形狀、具體而言為矩形之極棒的例子加以說明。因此，本實施形態中，供電點部50的形狀如第2圖和第3圖所示，具有沿著匯流排條部21b、22b延伸之第一方向(y方向)延伸的細長形狀。
第一和第二電極21、22的表層係分別由電鍍膜構成。具體而言，第一和第二電極21、22的複數個指狀部21a、22a和匯流排條部21b、22b的表層係用電鍍膜構成。更加具體而言，第一和第二電極21、22係由單一之電鍍膜或複數個電鍍膜之疊層體所構成。
複數個太陽能電池20係通過配線部件30電性連接。具體而言，在第一方向(x方向)上相鄰的太陽能電池20中的一個太陽能電池20的第一電極21與另一個太陽能電池的第二電極22通過配線部件30電性連接。
配線部件30和太陽能電池20係通過第3圖和第4圖所示之樹脂黏合層40黏合。樹脂黏合層40係例如能夠由樹脂黏合劑的硬化物等構成。樹脂黏合層40係包括樹脂黏合劑之硬化物和在硬化物中散佈之導電材料。其中，第3圖中，樹脂黏合層40不是截面，但為了便於圖示，附加了陰影。
配線部件30係具有絕緣性基板31和設置於絕緣性基板31的配線32。配線32係將第一方向(x方向)上相鄰的太陽能電池20中的一個太陽能電池20的第一電極21和另一個太陽能電池的第二電極22電性連接。此處，係針對配線32設置在絕緣性基板31 之太陽能電池20一側的主面上的例子加以說明。但是，配線32的一部分例如亦可設置在絕緣性基板31的內部。其中，第3圖中，配線32為了便於圖示不是用虛線而是用實線表示。
絕緣性基板31係例如能夠由樹脂、陶瓷等絕緣材料構成。絕緣性基板31亦可具有可撓性。其中，本發明中，“基板”包括“片”和“膜”。
配線32係例如能夠由Cu、Al、Ag等金屬、含有諸該金屬中之至少一種的合金等構成。
配線32係具有第一凸部32a和第二凸部32b。第一和第二凸部32a、32b係沿著屬於第一和第二指狀部21a、22a延伸之方向即第一方向(x方向)延伸。
第一凸部32a的至少一部係分配置在第一方向(x方向)上相鄰的太陽能電池20中的一個太陽能電池20之第一電極21的指狀部21a上。第一凸部32a係不通過匯流排條部21b而直接與第一電極21的指狀部21a電性連接。
第二凸部32b的至少一部分係配置在第一方向(x方向)上相鄰的太陽能電池20的另一個太陽能電池20之第二電極22的指狀部22a上。第二凸部32b係不通過匯流排條部22b而直接與第二電極22的指狀部22a電性連接。
如第4圖所示，配線32的第一和第二凸部32a、32b係分別在指狀部21a、22a與第一和第二電極21、22電性連接。具體而言，配線32係設置為分別跨過匯流排條部21b、22b。在匯流排條部21b、22b，與匯流排條部21b、22b之表面的凹凸形狀相應地，產生配線32與匯流排條部21b、22b接觸的地方和不接觸的地方。 其中，在匯流排條部21b、22b，在與第一和第二凸部32a、32b相對的部分沒有配置樹脂黏合層40。
第4圖中，顯示了在供電點50整體上形成凹部的例子。該情況下，極棒與供電點部50整體接觸進行電鍍，形成電鍍膜。該凹部的有無和形狀係根據極棒與供電點部50接觸的狀況而變化。
(太陽能電池模組1的製造方法)
接著，針對太陽能電池模組1的製造方法之一例加以說明。
首先，準備複數個太陽能電池20和配線部件30。
接著，以配線部件30的第一凸部32a位於太陽能電池20之第一電極21的指狀部21a上、並且配線部件30的第二凸部32b位於鄰接的太陽能電池20之第二電極22的指狀部22a上之方式，配置兩個太陽能電池20和配線部件30。在該狀態下，使用樹脂黏合劑40將各太陽能電池20和配線部件30黏合而電性連接。具體而言，配線32係配置為跨過匯流排條部21b、22b。此外，在匯流排條部21b、22b，在與配線32相對的部分上不配置樹脂黏合層40。
通過至少進行一次該黏合步驟，來製造太陽能電池串列10。接著，將太陽能電池串列10配置在第一和第二保護部件11、12之間，用填充材料層13密封。具體而言，例如在第一保護部件11上載置構成填充材料層13的EVA(乙烯-乙酸乙烯共聚物)片。在該EVA片上載置太陽能電池串列10，在其上載置構成填充材料層13的EVA片，進而在其上載置第二保護部件12。通過對它們在減壓氛圍下進行層壓(laminate)，而完成太陽能電池模組1。
然而，如上所述，在電極包括電鍍膜的情況下，形成供電點 部。供電點部係設置在匯流排條部使得對電極整體適當地進行供電。因此，在匯流排條部設置有供電點部的凹部。用樹脂黏合劑將太陽能電池和配線部件黏合的情況下，在設置有供電點部的區域，匯流排條部與配線部件沒有電性連接，或者即使電性連接，匯流排條部與配線部件之間的接觸電阻也較高。其結果是，配線部件與太陽能電池之間的接觸電阻較高，光電轉換效率降低。
此外，從供給更多的電流形成電鍍層的觀點，供電點部的面積較大為佳。惟，供電點部的面積增大時，會形成較大的凹部。
對此，在本實施形態的太陽能電池模組1中，在沒有設置供電點部的指狀部21a、22a，配線部件30與第一和第二電極21、22電性連接。因此，能夠抑制因供電點部50之凹部產生的配線部件30與第一和第二電極21、22的電性連接不良的發生。藉此，本實施形態的太陽能電池模組1係具有改善的光電轉換效率。此外，在太陽能電池模組1中，因為抑制配線部件32與第一和第二電極21、22之電性連接不良的發生，故可靠性高。
此外，配置有太陽能電池的匯流排條部之端部，與配置有指狀部之內側部分相比，在施加壓力時更容易破損。對此，在太陽能電池模組1中，在指狀部21a、22a上配線部件30與太陽能電池20連接。藉此，在太陽能電池模組1中，黏合配線部件30時不會按壓太陽能電池20的端部，所以太陽能電池20難以破損。
此外，在太陽能電池模組1中，配線部件30的凸部32a、32b與指狀部21a、22a連接。藉此，在設置有配線部件30的區域，存在複數個凸部32a、32b和從光電轉換部突出的複數個指狀部21a、22a。因而，在太陽能電池模組1中，通過固著(anchor)效果 而將太陽能電池20和配線部件30堅固地連接。
其中，亦可考慮通過使用其他部件，在匯流排條部之形成有凹部的地方連接配線部件，惟因為製造成本升高，所以不佳。本實施形態的太陽能電池模組1中，抑制因使用其他部件引起之製造成本的上升。
此外，只要將諸匯流排條部連接位於鄰接的太陽能電池的端部，就能夠減小配線部件的面積，能夠降低配線部件的成本。惟，如上所述，因為在匯流排條部形成有凹部，所以要在匯流排條部連接配線部件時，可能會產生配線部件與太陽能電池之間的接觸不良。
對此，本實施形態的太陽能電池模組1中，因為配線部件30的第一和第二凸部32a、32b與第一和第二指狀部21a、22a的匯流排條部一側連接，所以能夠抑制配線部件30的面積增大，並且能夠使配線部件32與太陽能電池20連接。即，能夠抑制配線部件30的成本增大，並且能夠使配線部件32與太陽能電池20連接。
連接複數個太陽能電池成為太陽能電池串列之後，有時會根據檢查的結果，除去具有異常的太陽能電池，連接新的太陽能電池。此時，會有難以除去太陽能電池上附著的樹脂黏合層的情況。在沒有除去樹脂黏合層的部分，難以連接新的配線部件。對此，太陽能電池模組1中，因為在匯流排條部21b、22b上沒有設置樹脂黏合層40，所以在交換具有異常的太陽能電池20時，能夠將匯流排條部21b、22b用作連接新的配線部件32的部分。
其中，本發明也包括此處沒有記載的各種實施形態。例如，如第5圖所示，供電點部50亦可沿著匯流排條部21b、22b延伸 的第一方向(x方向)相互隔開間隔地設置複數個。此外，供電點部50的形狀，亦可為圓形、橢圓形、長圓形、三角形、多邊形等。
在匯流排條部21b、22b中，在與第一和第二凸部32a、32b相對的部分，亦可配置樹脂黏合層40。
配線32的第一和第二凸部32a、32b，亦可配置為不跨過匯流排條部21b、22b之設置有供電點部50的部分。
配線部件30亦可與第一或第二電極21、22在指狀部21a、22a上電性連接，並且在匯流排條部21b、22b上電性連接。
因此，本發明的技術範圍根據上述說明僅由妥當的專利申請的範圍的發明指定事項確定。
20‧‧‧太陽能電池
21‧‧‧第一電極
21a、22a‧‧‧指狀部
21b、22b‧‧‧匯流排條部
22‧‧‧第二電極
23‧‧‧光電轉換部
30‧‧‧配線部件
31‧‧‧絕緣性基板
32‧‧‧配線
32a‧‧‧第一凸部
32b‧‧‧第二凸部
40‧‧‧樹脂黏合層
50‧‧‧供電點部

Claims (5)

  1. 一種太陽能電池模組，其係包括：複數個太陽能電池，係具有光電轉換部和在前述光電轉換部之一個主面上配置的第一和第二電極；配線部件，係將在一個方向上相鄰的前述太陽能電池中的一個太陽能電池的前述第一電極與另一個太陽能電池的前述第二電極電性連接；以及樹脂黏合層，係將前述配線部件與前述太陽能電池黏合，前述第一和第二電極係分別具有沿前述一個方向延伸的複數個指狀部、以及與前述複數個指狀部電性連接，且位於前述光電轉換部之前述一個方向上之端部的匯流排條部，前述第一和第二電極係分別包括具有位於前述匯流排條部之供電點的電鍍膜，前述配線部件係在前述指狀部與前述第一或第二電極電性連接。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池模組，其中，前述配線部件係具有第一凸部和第二凸部，該第一凸部係與一個太陽能電池的前述第一電極在前述指狀部電性連接，而該第二凸部係與另一個太陽能電池的前述第二電極在前述指狀部電性連接並且與前述第一凸部電性連接，前述配線部件係設置為跨過前述匯流排條部。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之太陽能電池模組，其中，前述匯流排條部係具有沿著與前述一個方向垂直的另一個方向延伸的細長形狀， 前述供電點部係具有沿著前述匯流排條部延伸之方向延伸的細長形狀。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之太陽能電池模組，其中，前述供電點部，係沿著前述匯流排條部延伸的方向相互隔開間隔地設置有複數個。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任意一項所述之太陽能電池模組，其中，前述第一和第二電極的表層係由前述電鍍膜構成。
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