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TW201631789A - 太陽電池模組及太陽電池模組之製造方法 - Google Patents

太陽電池模組及太陽電池模組之製造方法 Download PDF

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TW201631789A
TW201631789A TW104140553A TW104140553A TW201631789A TW 201631789 A TW201631789 A TW 201631789A TW 104140553 A TW104140553 A TW 104140553A TW 104140553 A TW104140553 A TW 104140553A TW 201631789 A TW201631789 A TW 201631789A
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eva
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TW104140553A
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Hiroto Ohwada
Naoki Yamakawa
Tomoyoshi Furihata
Junichi Tsukada
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Shinetsu Chemical Co
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Abstract

本發明之太陽電池模組，係於感光面側具有光穿透性基板，於內面側具有內面保護材料之太陽電池模組，感光面側光穿透性基板與太陽電池元件之間之封合材料，為EVA(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)與聚矽氧相鄰接而層合之構造，且係以EVA來封合太陽電池元件與內面保護材料之間之構造。 本發明之太陽電池模組，於太陽電池模組製造步驟中，不須大幅地變更，可使用真空層合機而容易地製作，且相對於PID現象具有極大耐性，可抑制伴隨著PID現象之太陽電池模組的輸出降低。

Description

太陽電池模組及太陽電池模組之製造方法
本發明係關於太陽電池模組及其製造方法。
連結由矽等之半導體基板所構成之太陽電池元件所形成之結晶型太陽電池模組，於感光面側具有玻璃等之光穿透性基板，於最背面側具有玻璃等之光穿透性基板或是PET薄膜等之內面保護材料，並廣泛使用EVA作為存在於其間之封合材料。
另一方面，近年來係已建設許多稱為大型太陽能發電廠之具有大規模發電容量之太陽光發電系統。如此具有大規模發電容量之太陽光發電系統，施加於各個太陽電池模組之電壓有時會成為高電壓，因所設置之屋外狀況的不同，有時會產生太陽電池模組的輸出降低之現象。此輸出降低現象稱為PID(Potential Induced Degradation：電位誘發衰減效應)。
原因之一，係有人提出由於高電壓施加於模組單體，使玻璃中的Na+成分通過封合材料中並到達太陽電池單元表面，結果產生太陽電池單元的表面再結合，而 導致輸出降低等情形(非專利文獻1)。
用以改善此問題之對策，係有太陽電池單元的感光面抗反射膜之改良(專利文獻1)。
然而，感光面抗反射膜之改良，存在有使太陽電池單元的輸出稍微降低，或是在太陽電池單元抗反射膜形成步驟中，必須進行設備上的改良等問題。
此外，作為太陽光發電系統的對策，係有使用附絕緣變壓器之變流器，並且使太陽電池模組的發電元件部不會成為負電位之方法。然而，以變流器的高效率化、成本降低為目的，導入許多無變壓器式變流器，而使依據系統變更之對策變得困難。
用以改善此問題之對策，係有封合材料的變更。PID現象，一般而言，較多是在使用EVA之情形下被確認(非專利文獻1)。具有PID耐性之封合材料，可列舉出離子化合物，惟離子化合物的成本高，而有提高太陽電池模組的生產成本之問題。
此外，亦有人提出以離子化合物與EVA的層合體所封合之構造的太陽電池模組(非專利文獻2)。此構造中，離子化合物可防止來自感光面玻璃之Na+擴散，而抑制PID的產生。然而，離子化合物與EVA，當藉由真空層合機予以重疊並進行加熱及真空模壓時，於界面容易殘留氣泡，難以良好地得到成形體。作為該對策，係有人提出將透明PET樹脂薄膜片插入於EVA與離子化合物之間之方法(專利文獻2)。
此方法中，於玻璃與單元之間，必須層合離子化合物、PET樹脂薄膜、EVA之3層來進行層合，使步驟變得繁瑣。
此外，不產生PID現象之封合材料，可列舉出聚矽氧。係有人提出於使用聚矽氧作為封合材料之太陽電池模組中，不易產生PID現象之內容(非專利文獻1)。
然而，一般而言，聚矽氧為液體，為了導入於太陽電池模組步驟，不僅需投入新設備，並且使材料成本提高，而有太陽電池模組的製造成本上升之問題。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2014-11246號公報
專利文獻2：日本特開2014-157874號公報
非專利文獻
非專利文獻1：PVeye8月號(2012)
非專利文獻2：P. Hacke, et.al “Characterization of Multicrystalline Silicone Modules with System Bias Voltage Applied in Damp Heat”, 25th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, Valensia, Spain, 2010
本發明係為了解決上述課題而創作出，其目的在於提供一種容易進行太陽電池模組步驟，可得到良好的層合封合，並且PID耐性優異之太陽電池模組及其製造方法。
本發明者們係為了解決上述課題而進行精心探討，結果發現到將EVA與聚矽氧之層合體使用在太陽電池元件串列(複數個太陽電池元件及連結此等太陽電池元件之連結體)的封合者乃為有效。
亦即，本發明係關於下述太陽電池模組及其製造方法。
[1]一種太陽電池模組，其係於感光面側具有光穿透性基板，於內面側具有內面保護材料之太陽電池模組，其特徵為：感光面側光穿透性基板與太陽電池元件之間之封合材料，為EVA(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)與聚矽氧相鄰接而層合之構造，且係以EVA來封合太陽電池元件與內面保護材料之間之構造。
[2]一種太陽電池模組，其係於感光面側具有光穿透性基板，於內面側具有內面保護材料之太陽電池模組，其特徵為：感光面側光穿透性基板與太陽電池元件之間之封合材料，為EVA(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)與聚矽氧相鄰接而層合之構造，且係於內面保護材料與太陽電池元件之 間，EVA(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)與聚矽氧相鄰接而層合之構造。
[3]如[1]之太陽電池模組，其中係EVA接觸於感光面側光穿透性基板，相鄰接之聚矽氧接觸於太陽電池元件之構造。
[4]如[1]之太陽電池模組，其中係聚矽氧接觸於感光面側光穿透性基板，相鄰接之EVA接觸於太陽電池元件之構造。
[5]如[2]之太陽電池模組，其中係EVA分別接觸於感光面側光穿透性基板及內面保護材料，相鄰接之聚矽氧分別接觸於太陽電池元件之構造。
[6]如[2]之太陽電池模組，其中係聚矽氧分別接觸於感光面側光穿透性基板及內面保護材料，相鄰接之EVA分別接觸於太陽電池元件之構造。
[7]如[2]之太陽電池模組，其中係EVA接觸於感光面側光穿透性基板，與此相鄰接之聚矽氧接觸於太陽電池元件感光面，且聚矽氧接觸於內面保護材料，與此相鄰接之EVA接觸於太陽電池元件內面之構造。
[8]如[2]之太陽電池模組，其中係聚矽氧接觸於感光面側光穿透性基板，與此相鄰接之EVA接觸於太陽電池元件感光面，且EVA接觸於內面保護材料，與此相鄰接之聚矽氧接觸於太陽電池元件內面之構造。
[9]如[1]~[8]中任一項之太陽電池模組，其中前述EVA與聚矽氧，係形成EVA與聚矽氧重疊為雙層構造之 複合層合體，聚矽氧的厚度為0.05~3mm，複合層合體的厚度為0.45~3.6mm。
[10]如[1]~[9]中任一項之太陽電池模組，其中前述聚矽氧，為包含以下(A)~(C)之聚矽氧組成物的硬化物，
(A)以下述平均組成式(I)所示之聚合度為100以上的有機聚矽氧烷 100質量份
R1 aSiO(4-a)/2 (I)
(式中，R1為同一或不同種之非取代或取代的1價烴基，a為1.95~2.05的正數)
(B)比表面積為50m2/g以上之補強性二氧化矽 20~150質量份
(C)硬化劑 使(A)成分硬化之有效量。
[11]如[1]~[10]中任一項之太陽電池模組，其中係使用內面光穿透性基板作為內面保護材料之構造。
[12]一種如[1]~[11]中任一項之太陽電池模組之製造方法，其特徵為：前述太陽電池模組，係於感光面側具有光穿透性基板，並將EVA與未加硫狀態的聚矽氧組成物重疊為雙層構造之層合體載置於光穿透性基板，將太陽電池元件串列載置於該層合體上部，並於太陽電池元件串列的背面上，載置EVA單層、或是EVA與未加硫狀態的聚矽氧組成物重疊為雙層構造之層合體，將內面保護材料層合於最背面側後，使用真空層合機於真空下進行加熱按壓，使未加硫 狀態的聚矽氧組成物及EVA交聯而藉此模組化。
本發明之太陽電池模組，於太陽電池模組製造步驟中，不須大幅地變更，可使用真空層合機而容易地製作，且相對於PID現象具有極大耐性，可抑制伴隨著PID現象之太陽電池模組的輸出降低。
100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000‧‧‧太陽電池模組
101‧‧‧光穿透性基板
102‧‧‧封合材料EVA
103‧‧‧封合材料聚矽氧
104‧‧‧太陽電池元件串列
105‧‧‧內面保護材料
第1圖係本發明的第1實施例之太陽電池模組之剖面圖。
第2圖係本發明的第2實施例之太陽電池模組之剖面圖。
第3圖係本發明的第3實施例之太陽電池模組之剖面圖。
第4圖係本發明的第4實施例之太陽電池模組之剖面圖。
第5圖係本發明的第5實施例之太陽電池模組之剖面圖。
第6圖係本發明的第6實施例之太陽電池模組之剖面圖。
第7圖係第1比較例之太陽電池模組之剖面圖。
第8圖係第2比較例之太陽電池模組之剖面圖。
第9圖係第3比較例之太陽電池模組之剖面圖。
第10圖係第4比較例之太陽電池模組之剖面圖。
本發明之太陽電池模組，係於感光面側具有光穿透性基板，於內面側具有內面保護材料，於此等感光面與內面之間，配設有：由複數個太陽電池元件及連結此等複數個太陽電池元件之連結體所構成之太陽電池元件串列，封合此串列之表側封合劑，被充填於光穿透性基板與太陽電池元件串列之間，此外，於內面保護材料與太陽電池元件串列之間充填有內側封合劑。
此時，前述太陽電池元件，可分別適用於由P型半導體基板所構成者、由N型半導體基板所構成者、由薄膜元件所構成者，於此等全部中均可顯現效果。
此外，光穿透性基板，可使用白板玻璃、聚碳酸酯、丙烯酸板等。在此，白板玻璃一般係採用鈉鈣玻璃。鈉鈣玻璃，係容易產生Na+離子，於系統化後，當串聯連結多數個太陽電池模組時，於單元側產生高電壓(負)負荷時，Na+離子會往單元側移動並到達單元表面，產生再結合而引起太陽電池模組的輸出降低，然而，本發明，由於相對於PID現象具有極高耐性，可抑制伴隨著PID現象之太陽電池模組的輸出降低，所以可有效地使用白板玻璃。
內面保護材料，係使用TPT「PVF(聚氟乙烯)/ 接著劑/PET(聚對苯二甲酸乙二酯)/接著劑/PVF)」或是TPE「PVF/接著劑/PET/接著劑/EVA」，或尤其是「PVF/接著劑/PET」所示之層合體的薄膜等。此外，內面保護材料，亦可使用與上述表面側相同之光穿透性基板。
本發明中，上述表側封合劑，係使用EVA與聚矽氧之複合層合體。另一方面，內側封合劑，可單獨使用EVA，或使用與表側封合劑相同之EVA與聚矽氧之複合層合體。
此時，作為表側封合劑的使用樣態，EVA與聚矽氧中的任一者可位於光穿透性基板側，此外，當使用上述複合層合體作為內面保護材料時，EVA與聚矽氧中的任一者可位於內面保護材料側。
第1圖~第6圖係顯示該封合劑的配設樣態。亦即，第1圖係本發明的第1實施形態之太陽電池模組100，從太陽光入射方向，依序由作為光穿透性基板101之白板玻璃、封合材料EVA102、聚矽氧103、結晶矽太陽電池元件串列104、封合材料EVA102、以及內面保護材料105所構成。此等之層合體，係藉由真空層合機於真空下進行加熱按壓，並進行交聯而形成一體化。如此形成之太陽電池模組100，係藉由鋁框包圍外周部，並連接於經接地後之金屬架座。
此外，第2圖係本發明的第2實施形態之太陽電池模組200，從太陽光入射方向，依序由作為光穿透性基板101之白板玻璃、封合材料聚矽氧103、EVA102、 結晶矽太陽電池元件串列104、封合材料EVA102、以及內面保護材料105所構成。
第3圖係本發明的第3實施形態之太陽電池模組300，從太陽光入射方向，依序由作為光穿透性基板101之白板玻璃、封合材料EVA102、聚矽氧103、結晶矽太陽電池元件串列104、封合材料EVA102、聚矽氧103、以及內面保護材料105所構成。
第4圖係本發明的第4實施形態之太陽電池模組400，從太陽光入射方向，依序由作為光穿透性基板101之白板玻璃、封合材料聚矽氧103、EVA102、結晶矽太陽電池元件串列104、封合材料EVA102、聚矽氧103、以及內面保護材料105所構成。
第5圖係本發明的第5實施形態之太陽電池模組500，從太陽光入射方向，依序由作為光穿透性基板101之白板玻璃、封合材料EVA102、聚矽氧103、結晶矽太陽電池元件串列104、封合材料聚矽氧103、EVA102、以及內面保護材料105所構成。
第6圖係本發明的第6實施形態之太陽電池模組600，從太陽光入射方向，依序由作為光穿透性基板101之白板玻璃、封合材料聚矽氧103、EVA102、結晶矽太陽電池元件串列104、封合材料聚矽氧103、EVA102、以及內面保護材料105所構成。
在此，上述複合層合體中，聚矽氧的厚度為0.05~3mm，特佳為0.1~1mm，EVA的厚度較佳為0.4~ 0.6mm。此時，複合層合體的厚度為0.45~3.6mm，特佳為0.5~1.6mm。
另一方面，僅使用EVA作為內側封合劑時，該厚度較佳為0.4~0.6mm。
本發明中，EVA(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)可使用通常於太陽電池模組中所使用者，可使用市售品。作為一般品，以質量比75：25~65：35的比率使乙烯與乙酸乙烯酯共聚合者，可從市售品中取得。
此外，本發明中，聚矽氧較佳係藉由使包含下述(A)~(C)成分之聚矽氧組成物硬化而得到。
(A)以下述平均組成式(I)所示之聚合度為100以上的有機聚矽氧烷 100質量份
R1 aSiO(4-a)/2 (I)
(式中，R1為同一或不同種之非取代或取代的1價烴基，a為1.95~2.05的正數)
(B)比表面積為50m2/g以上之補強性二氧化矽 20~150質量份
(C)硬化劑 使(A)成分硬化之有效量
詳細而言，前述(A)成分為以下述平均組成式(I)所示之聚合度為100以上的有機聚矽氧烷。
R1 aSiO(4-a)/2 (I)
(式中，R1為同一或不同種之非取代或取代的1價烴 基，a為1.95~2.05的正數)
上述平均組成式(I)中，R1為同一或不同種之非取代或取代的1價烴基，通常為碳數1~12，特佳為碳數1~8者，具體可列舉出甲基、乙基、丙基、丁基、己基、辛基等之烷基；環戊基、環己基等之環烷基、乙烯基、烯丙基、丙烯基等之烯基；環烯基、苯基、甲苯基等之芳基；苄基、2-苯基乙基等之芳烷基；或是此等基之氫原子的一部分或全部由鹵素原子或氰基等所取代之基，較佳為甲基、乙烯基、苯基、三氟丙基，特佳為甲基、乙烯基。
具體而言，較佳為有機聚矽氧烷的主鏈由二甲基矽氧烷單位的重複所構成者，或是於由構成該主鏈之二甲基矽氧烷單位的重複所構成之二甲基聚矽氧烷結構的一部分中，導入了具有苯基、乙烯基、3,3,3-三氟丙基等之二苯基矽氧烷單位、甲基苯基矽氧烷單位、甲基乙烯基矽氧烷單位、甲基-3,3,3-三氟丙基矽氧烷單位等者。
尤其是，有機聚矽氧烷，較佳係於1分子中具有2個以上的烯基、環烯基等之脂肪族不飽和基，特佳為乙烯基。此時，全部R1中的0.01~20莫耳%，特佳為0.02~10莫耳%，係脂肪族不飽和基。此脂肪族不飽和基，可在分子鏈末端鍵結於矽原子，或是鍵結於分子鏈中途的矽原子，或是兩者，但較佳係至少鍵結於分子鏈末端的矽原子。此外，a為1.95~2.05，較佳為1.98~2.02，尤佳為1.99~2.01的正數。
(A)成分之有機聚矽氧烷，可較佳地列舉出分子鏈末端由三甲基矽氧烷基、二甲基苯基矽氧烷基、二甲基羥基矽氧烷基、二甲基乙烯基矽氧烷基、甲基二乙烯基矽氧烷基、三乙烯基矽氧烷基等之三有機矽氧烷基所封鎖者。特佳可列舉出甲基乙烯基聚矽氧烷、甲基苯基乙烯基聚矽氧烷、甲基三氟丙基乙烯基聚矽氧烷等。
該有機聚矽氧烷，例如可藉由使有機鹵素矽烷的1種或2種以上進行(共)水解縮合，或是使用鹼性或酸性觸媒使環狀聚矽氧烷(矽氧烷的三聚物、四聚物等)而得到。此等基本上為直鏈狀的二有機聚矽氧烷，但(A)成分亦可為分子量(聚合度)或分子結構不同之2種或3種以上的混合物。
上述有機聚矽氧烷的聚合度為100以上，較佳為100~100,000，特佳為3,000~20,000。此聚合度，可作為依據凝膠滲透層析(GPC：Gel Permeation Chromatography)分析所進行之經聚苯乙烯換算的重量平均聚合度而測得。
(B)成分之BET比表面積為50m2/g以上之補強性二氧化矽，係用以得到硬化前後的機械強度優異之組成物而添加者。此時，為了提升聚矽氧封合材料的透明性，BET比表面積較佳係超過200m2/g，尤佳為250m2/g以上。BET比表面積為200m2/g以下時，硬化物的透明性有時會降低。該上限並無特別限制，通常為500m2/g以下。
該(B)成分之補強性二氧化矽，可列舉出煙霧 質二氧化矽(乾式二氧化矽或燻製二氧化矽)、沉降二氧化矽(濕式二氧化矽)等。此外，亦可較佳地使用以氯矽烷、烷氧矽烷、六甲基二矽氮烷等對此等的表面進行疏水化處理者。尤其是依據六甲基二矽氮烷之處理，可提高透明性，故較佳。為了提高透明性，較佳係使用煙霧質二氧化矽作為補強性二氧化矽。補強性二氧化矽，可單獨使用1種或併用2種以上。
(B)成分之補強性二氧化矽，可使用市售品，例如可列舉出Aerosil 130、Aerosil 200、Aerosil 300、Aerosil R-812、Aerosil R-972、Aerosil R-974等之Aerosil系列(Nippon Aerosil股份有限公司製)；Cabosil MS-5、MS-7(Cabot公司製)；Reolosil QS-102、103、MT-10(Tokuyama股份有限公司製)等之表面未處理或表面經疏水化處理(亦即親水性或疏水性)的燻製二氧化矽，或是Tokuseal US-F(Tokuyama股份有限公司製)、NIPSIL-SS、NIPSIL-LP(Nippon Silica Industrial股份有限公司製)等之表面未處理或表面經疏水化處理的沉降二氧化矽等。
(B)成分之補強性二氧化矽的調配量，相對於(A)成分之有機聚矽氧烷100質量份，為20~150質量份，較佳為30~90質量份，更佳為50~90質量份。(B)成分的調配量過少時，無法得到硬化前後的補強效果，此外，聚矽氧封合材料之硬化後的透明性降低。過多時，二氧化矽往聚矽氧封合材料中之分散變得困難，同時有使加工為薄片狀之加工性惡化之疑慮。
(C)成分之硬化劑，只要是可使(A)成分硬化者即可，並無特別限定，較佳係作為廣為人知的聚矽氧組成物的硬化劑之(a)加成反應(氫化矽烷化反應)型硬化劑，亦即有機氫聚矽氧烷(交聯劑)與氫化矽烷化反應觸媒之組合，或是(b)有機過氧化物。
上述(a)加成反應(氫化矽烷化反應)中之作為交聯劑的有機氫聚矽氧烷，係於1分子中含有至少2個與矽原子鍵結之氫原子(SiH基)，並且可適用以下述平均組成式(II)所示之以往所知之有機氫聚矽氧烷。
R2 bHcSiO(4-b-c)/2 (II)
(式中，R2為碳數1~6之非取代或取代的1價烴基，較佳係不具有脂肪族不飽和鍵。具體例有甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基等之烷基；環己基、環己烯基、苯基等之非取代的1價烴基；3,3,3-三氟丙基、氰甲基等之上述1價烴基之氫原子的至少一部分由鹵素原子或氰基所取代之取代烷基等之取代的1價烴基。並且滿足：b為0.7~2.1，c為0.01~1.0，且b+c為0.8~3.0，較佳係b為0.8~2.0，c為0.2~1.0，且b+c 1.0~2.5之正數)
此外，有機氫聚矽氧烷的分子結構，可為直鏈狀、環狀、分枝狀、三維網狀中的任一種結構。此時，1分子中之矽原子的數目(或聚合度)，為2~300個，尤其可較佳地使用約4~200個之室溫下為液狀者。鍵結於矽原子之氫原子(SiH基)，可位於分子鏈末端或側鏈或該兩者，可 使用於1分子中至少含有2個(通常2~300個)，較佳為3個以上(例如3~200個)，尤佳為約4~150個者。
此有機氫聚矽氧烷，具體可列舉出：1,1,3,3-四甲基二矽氧烷、1,3,5,7-四甲基環四矽氧烷、甲基氫環聚矽氧烷、甲基氫矽氧烷-二甲基矽氧烷環狀共聚物、三(二甲基氫矽氧烷基)甲基矽烷、三(二甲基氫矽氧烷基)苯基矽烷、兩末端經三甲基矽氧烷基封鎖之甲基氫聚矽氧烷、兩末端經三甲基矽氧烷基封鎖之二甲基矽氧烷-甲基氫矽氧烷共聚物、兩末端經二甲基氫矽氧烷基封鎖之二甲基聚矽氧烷、兩末端經二甲基氫矽氧烷基封鎖之二甲基矽氧烷-甲基氫矽氧烷共聚物、兩末端經三甲基矽氧烷基封鎖之甲基氫矽氧烷-二苯基矽氧烷共聚物、兩末端經三甲基矽氧烷基封鎖之甲基氫矽氧烷-二苯基矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚物、環狀甲基氫聚矽氧烷、環狀甲基氫矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚物、環狀甲基氫矽氧烷-二苯基矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚物、由(CH3)2HSiO1/2單位與SiO4/2單位所構成之共聚物、由(CH3)2HSiO1/2單位與SiO4/2單位與(C6H5)SiO3/2單位所構成之共聚物等，或是於上述各例示化合物中，甲基的一部分或全部由乙基、丙基等之其他烷基或苯基等之芳基所取代者等。
此有機氫聚矽氧烷的調配量，相對於(A)成分之有機聚矽氧烷100質量份，為0.1~30質量份，尤佳為0.1~10質量份，更佳為0.3~10質量份。
此外，此有機氫聚矽氧烷，(C)成分中之鍵結 於矽原子之氫原子(亦即SiH基)相對於(A)成分中之鍵結於矽原子之烯基之莫耳比，係以成為0.5~5莫耳/莫耳，較佳為0.8~4莫耳/莫耳，尤佳為1~3莫耳/莫耳之量來調配。
此外，上述(a)加成反應(氫化矽烷化反應)的交聯反應所使用之氫化矽烷化反應觸媒，可適用一般所知者，例如可列舉出鉑黑、氯化鉑(IV)、氯鉑(IV)酸、氯鉑(IV)酸與1元醇之反應物、氯鉑(IV)酸與烯烴類之錯合物、鉑雙乙醯乙酸鹽等之鉑系觸媒、鈀系觸媒、銠系觸媒等。此氫化矽烷化反應觸媒的調配量，可設為觸媒量，通常換算為鉑族金屬質量，較佳為1~1,000ppm，更佳為5~100ppm之範圍。未達1ppm時，加成反應未充分進行，而有硬化不足之疑慮，添加超過1,000ppm的量時，不具經濟性。
此外，除了上述反應觸媒之外，以調整硬化速度或使用期限者為目的，可使用加成反應控制劑。具體可列舉出乙炔基環己醇或四甲基四乙烯基環四矽氧烷等。
另一方面，(b)有機過氧化物，例如可列舉出過氧化苯甲醯、過氧化2,4-二氯苯甲醯、過氧化對甲基苯甲醯、過氧化鄰甲基苯甲醯、過氧化2,4-二異丙苯、2,5-二甲基-雙(2,5-三級丁基過氧基)己烷、過氧化二(三級丁基)、三級丁基過苄酸酯、1,6-己烷二醇-雙-三級丁基過氧基碳酸酯等。
此(b)有機過氧化物的添加量，相對於(A)成分 100質量份，為0.1~15質量份，特佳為0.2~10質量份。添加量過少時，交聯反應未充分進行，有時會產生硬度降低或強度不足，過多時不僅成本上較不利，有時亦會多量地產生硬化劑的分解物，而使薄片著色增大。
本發明之聚矽氧組成物中，除了上述成分之外，在不損及本發明的目的之範圍內，可添加阻燃性賦予劑、著色劑、具有烷氧矽烷基之碳功能性矽烷等之接著賦予劑。
本發明之聚矽氧組成物，可藉由雙輥機、捏揉機、班布里混合機等將上述成分的既定量進行混練而得到。
如此調製之聚矽氧組成物之硬化前的可塑度，為150~1,000，較佳為200~800，尤佳為250~600。可塑度小於150時，難以維持未硬化薄片的形狀，使黏滯性增強而變得難以使用。此外，超過1,000時，變得較乾癟，難以進行薄片化步驟。可塑度可依據JIS K 6249來測定。
將本發明之未加硫狀態的聚矽氧組成物成形為薄片狀時，成形方法並無特別限定，可使用擠壓成形、壓延成形等。此時，聚矽氧組成物薄片的厚度，較佳為0.05~3mm。
本發明之未加硫狀態的聚矽氧組成物，係能夠以EVA為基材，並一邊將EVA貼合於聚矽氧組成物之一方的面一邊進行成形加工。
例如，未加硫狀態的聚矽氧組成物與EVA之層合方法，係有預先藉由輥同時對層合兩者後之薄片進行按壓成形，或是藉由輥對聚矽氧單層進行按壓成形後，於捲取過程中一邊同時與EVA層合一邊進行貼附成形之方法等。
上述聚矽氧組成物的硬化，可在120~150℃中加熱20~60分鐘而進行。
在此說明本發明之太陽電池模組之製造方法，前述太陽電池模組，係於感光面側具有光穿透性基板，並將EVA與未加硫狀態的聚矽氧組成物重疊為雙層構造之層合體載置於光穿透性基板，將太陽電池元件串列載置於該層合體上部，並於太陽電池元件串列的背面上，載置EVA單層、或是EVA與未加硫狀態的聚矽氧組成物重疊為雙層構造之層合體，將內面保護材料層合於最背面側後，使用真空層合機於真空下進行加熱按壓，使未加硫狀態的聚矽氧組成物及EVA交聯而藉此模組化。
實施例
以下係顯示實施例及比較例來具體說明本發明，但本發明並不受限於下述實施例。調配量之單位的份，為質量份。此外，重量平均分子量、重量平均聚合度，為依據凝膠滲透層析(GPC)分析所進行之經聚苯乙烯換算值。
[實施例、比較例]
首先說明實施例及比較例所使用之聚矽氧。
添加：由二甲基矽氧烷單位99.85莫耳%、甲基乙烯基矽氧烷單位0.025莫耳%、二甲基乙烯基矽氧烷單位0.125莫耳%所構成，且平均聚合度約為6,000之有機聚矽氧烷100份，BET比表面積為300m2/g之二氧化矽(商品名稱Aerosil 300，Nippon Aerosil股份有限公司製)70份，作為分散劑之六甲基二矽氮烷16份、以及水4份，藉由捏揉機進行混練，於170℃進行2小時的加熱處理，而調製出化合物。
相對於上述化合物100份，將作為加成交聯硬化劑之C-25A(鉑觸媒)/C-25B(有機氫聚矽氧烷)(皆為信越化學工業(股)製)各為0.5份/2.0份，藉由雙輥機均一地混合後，藉由壓延輥來製作未加硫狀態的聚矽氧組成物薄片。
此外，使用Sanvic股份有限公司製太陽電池用EVA薄片(Fast Cure Type)作為EVA，使用中島硝子工業股份有限公司製白板玻璃(3.2mm厚，單面附有壓印形狀)作為表面的光穿透性基板，使用MA Packaging股份有限公司的TPT(Tedlar-PET-Tedlar：PTD250)作為內面保護材料，來製作實施例及比較例之太陽電池模組。
亦即，依循上述第1圖~第6圖的構成，得到實施例1~6之太陽電池模組100~600。
此外，係得到第7圖所示之太陽電池模組700(比較例 1)。此太陽電池模組700，從太陽光入射方向，依序由作為光穿透性基板101之白板玻璃、封合材料EVA102、結晶矽太陽電池元件串列104、封合材料EVA102、聚矽氧103、以及內面保護材料105所構成。
第8圖係太陽電池模組800(比較例2)，從太陽光入射方向，依序由作為光穿透性基板101之白板玻璃、封合材料EVA102、結晶矽太陽電池元件串列104、封合材料聚矽氧103、EVA102、以及內面保護材料105所構成。
第9圖係太陽電池模組900(比較例3)，從太陽光入射方向，依序由作為光穿透性基板101之白板玻璃、封合材料EVA102、結晶矽太陽電池元件串列104、封合材料EVA102、以及內面保護材料105所構成。
第10圖係太陽電池模組1000(比較例4)，從太陽光入射方向，依序由作為光穿透性基板101之白板玻璃、封合材料聚矽氧103、結晶矽太陽電池元件串列104、封合材料聚矽氧103、以及內面保護材料105所構成。
在此，封合材料EVA102，其厚度為0.45mm且為薄片狀。此外，封合材料聚矽氧103，其厚度為0.5mm，太陽電池模組100~700，為聚矽氧103與EVA102形成一體化之薄片狀。亦即，EVA聚矽氧層合體的總厚度，為0.95mm。太陽電池模組800中，封合材料聚矽氧103為厚度0.5mm的單體。
此外，太陽電池模組100，係分別製作出未加 硫狀態之封合材料聚矽氧103的厚度為0.05、0.1、0.25、0.5、1、3mm之6種，並分別與EVA102形成一體化。因此，封合材料EVA聚矽氧層合體的厚度，分別為0.5、0.55、0.7、0.95、1.45、3.45mm。
接著說明各太陽電池模組的製造中之各步驟。
[太陽電池模組的製作] [1]EVA聚矽氧層合體薄片的製作
藉由壓延加工將上述聚矽氧組成物形成為薄片。此時係調製為使未加硫狀態之聚矽氧組成物的厚度成為0.05、0.1、0.25、0.5、1、3mm厚，一邊貼附EVA作為基材一邊進行加工成形。
未加硫狀態之聚矽氧組成物的上面，係將壓印薄膜緊壓，一邊保護聚矽氧面一邊形成。
[2]太陽電池元件(單元)的構成
太陽電池單元104，係使用156mm見方的太陽電池用p型單結晶單元。
[3]太陽電池元件(單元)串列的製作
太陽電池單元串列104，係排列配置為4直列大小(2×2列)，並將連接配線分別串聯地連接而形成。
[4]太陽電池模組的形成
以太陽電池模組100為例來說明。
以EVA102配向於接觸於白板玻璃之一側之形式，將 EVA聚矽氧複合體(102、103)載置於白板玻璃(光穿透性基板101)的上面。將上述太陽電池單元串列104載置於聚矽氧103上面，於該上面載置EVA102，最後載置內面保護材料105。
將如此得到之玻璃-封合材料-單元封合材料-內面保護材料之層合體，藉由真空層合機，於140℃、真空下進行加熱按壓，而形成太陽電池模組。於EVA102與聚矽氧103之間，並未產生目視可確認之界面，且未產生皺褶或起伏，可良好地進行層合封合。
經由上述步驟所製作之太陽電池模組，係將由鋁合金所構成之框安裝於周圍，封入聚矽氧等之邊框密封材料，最後以螺絲鎖緊框角落部而固定，藉此，最終完成太陽電池模組。
接著顯示PID試驗之實施例及比較例。
[PID試驗]
如上述地製作之太陽電池模組，使感光面側玻璃成為下方，並於水槽中將感光面側白板玻璃浸漬於水面，並在溫度60℃、濕度85%RH的環境下進行試驗。
於外側鋁框與太陽電池單元配線之間，對太陽電池單元內部施加-1,000V之電壓，並實施96小時。輸出測定，係藉由脈衝波IV模擬器，於試驗前及試驗後進行測定並比較。測定試驗條件，為25℃、照度1,000W/m2。
結果如表1、表2所示。
如表1所示，太陽電池模組100、200、300、400、500、600，其試驗後的輸出維持率(初期)為100±0.2%以內，可得知已抑制PID現象。
如表2所示，太陽電池模組700、800，其試驗後的輸出維持率(初期)分別為72.6%、68.9%，可得知產生PID現象。該結果係顯示出於感光面側白板玻璃與太陽電池單元之間不存在聚矽氧時，無法抑制PID現象。此外，太陽電池模組900，其試驗後的輸出維持率(初期)為60.1%，PID現象的產生狀況為最大。
太陽電池模組1000，其試驗後的輸出維持率為100.1%，已抑制PID現象。該構造體中，可考量為太陽電池模組的PID耐性為最大，但存在有太陽電池生產成本之問題。
此外，太陽電池模組100中，變更聚矽氧的厚度之評估結果如表3所示。
如表3所示，於0.05mm時，輸出維持率為98.0%，於聚矽氧的厚度為0.1、0.25、0.5、1、3mm時，為100±0.2%。0.05mm厚時，雖可得到PID現象抑制效果，但較佳為0.1mm厚以上。
如以上所述，本發明之太陽電池模組，係使用EVA與聚矽氧之複合體作為封合材料，並且在由玻璃等所構成之穿透性基板與太陽電池單元之間層合該封合複合體，藉此可抑制PID的產生，並且可在不會大幅提高太陽電池模組的生產成本下，容易得到良好的層合封合。
100‧‧‧太陽電池模組
101‧‧‧光穿透性基板
102‧‧‧封合材料EVA
103‧‧‧封合材料聚矽氧
104‧‧‧太陽電池元件串列
105‧‧‧內面保護材料

Claims (12)

  1. 一種太陽電池模組，其係於感光面側具有光穿透性基板，於內面側具有內面保護材料之太陽電池模組，其特徵為：感光面側光穿透性基板與太陽電池元件之間之封合材料，為EVA(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)與聚矽氧相鄰接而層合之構造，且係以EVA來封合太陽電池元件與內面保護材料之間之構造。
  2. 一種太陽電池模組，其係於感光面側具有光穿透性基板，於內面側具有內面保護材料之太陽電池模組，其特徵為：感光面側光穿透性基板與太陽電池元件之間之封合材料，為EVA(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)與聚矽氧相鄰接而層合之構造，且係於內面保護材料與太陽電池元件之間，EVA(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)與聚矽氧相鄰接而層合之構造。
  3. 如請求項1之太陽電池模組，其中係EVA接觸於感光面側光穿透性基板，相鄰接之聚矽氧接觸於太陽電池元件之構造。
  4. 如請求項1之太陽電池模組，其中係聚矽氧接觸於感光面側光穿透性基板，相鄰接之EVA接觸於太陽電池元件之構造。
  5. 如請求項2之太陽電池模組，其中係EVA分別接觸於感光面側光穿透性基板及內面保護材料，相鄰接之聚 矽氧分別接觸於太陽電池元件之構造。
  6. 如請求項2之太陽電池模組，其中係聚矽氧分別接觸於感光面側光穿透性基板及內面保護材料，相鄰接之EVA分別接觸於太陽電池元件之構造。
  7. 如請求項2之太陽電池模組，其中係EVA接觸於感光面側光穿透性基板，與此相鄰接之聚矽氧接觸於太陽電池元件感光面，且聚矽氧接觸於內面保護材料，與此相鄰接之EVA接觸於太陽電池元件內面之構造。
  8. 如請求項2之太陽電池模組，其中係聚矽氧接觸於感光面側光穿透性基板，與此相鄰接之EVA接觸於太陽電池元件感光面，且EVA接觸於內面保護材料，與此相鄰接之聚矽氧接觸於太陽電池元件內面之構造。
  9. 如請求項1~8中任一項之太陽電池模組，其中前述EVA與聚矽氧，係形成EVA與聚矽氧重疊為雙層構造之複合層合體，聚矽氧的厚度為0.05~3mm，複合層合體的厚度為0.45~3.6mm。
  10. 如請求項1~8中任一項之太陽電池模組，其中前述聚矽氧，為包含以下(A)~(C)之聚矽氧組成物的硬化物，(A)以下述平均組成式(I)所示之聚合度為100以上的有機聚矽氧烷 100質量份R1 aSiO(4-a)/2 (I)(式中，R1為同一或不同種之非取代或取代的1價烴 基，a為1.95~2.05的正數)(B)比表面積為50m2/g以上之補強性二氧化矽 20~150質量份(C)硬化劑 使(A)成分硬化之有效量。
  11. 如請求項1~8中任一項之太陽電池模組，其中係使用內面光穿透性基板作為內面保護材料之構造。
  12. 一種如請求項1~8中任一項之太陽電池模組之製造方法，其特徵為：前述太陽電池模組，係於感光面側具有光穿透性基板，並將EVA與未加硫狀態的聚矽氧組成物重疊為雙層構造之層合體載置於光穿透性基板，將太陽電池元件串列載置於該層合體上部，並於太陽電池元件串列的背面上，載置EVA單層、或是EVA與未加硫狀態的聚矽氧組成物重疊為雙層構造之層合體，將內面保護材料層合於最背面側後，使用真空層合機於真空下進行加熱按壓，使未加硫狀態的聚矽氧組成物及EVA交聯而藉此模組化。
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