JP5540738B2 - Insulating substrate for solar cell, solar cell module, and method for manufacturing solar cell insulating substrate - Google Patents
Insulating substrate for solar cell, solar cell module, and method for manufacturing solar cell insulating substrate Download PDFInfo
- Publication number
- JP5540738B2 JP5540738B2 JP2010019452A JP2010019452A JP5540738B2 JP 5540738 B2 JP5540738 B2 JP 5540738B2 JP 2010019452 A JP2010019452 A JP 2010019452A JP 2010019452 A JP2010019452 A JP 2010019452A JP 5540738 B2 JP5540738 B2 JP 5540738B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solar cell
- insulating substrate
- insulating material
- solar
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
本発明は、裏面に電極を備えるバックコンタクト方式の太陽電池セルを固定するための絶縁材料及び該絶縁材料を用いた太陽電池モジュールに関する。 The present invention relates to an insulating material for fixing a back contact type solar cell having an electrode on the back surface, and a solar cell module using the insulating material.
近年、自然エネルギーを利用する発電システムである太陽光発電の普及が急速に進められている。太陽光発電をするための太陽電池モジュールは、図9に示すように、受光側に配置された透光性基板120と、裏面側に配置された太陽電池用絶縁基板110と、透光性基板120および太陽電池用絶縁基板110の間に配置された多数の太陽電池セル130とを有している。
In recent years, solar power generation, which is a power generation system using natural energy, has been rapidly spread. As shown in FIG. 9, the solar cell module for performing photovoltaic power generation includes a
従来、上記太陽電池モジュールにおいては、多数の太陽電池セル130が、幅1〜3mmの配線材150で電気的に直列に接続されていた。太陽電池セル130は、太陽の受光面130aである表面側にマイナス電極(N型半導体電極)131、裏面側にプラス電極132が設けられているため、配線材150で接続すると、太陽電池セル130の受光面130aの上に配線材150が重なり、光電変換の面積効率が低下する傾向にあった。また、上記の電極の配置では、配線材150が太陽電池セル130の表側から裏側に回り込む構造になるが、このような構造では、各部材の熱膨張の差が原因で配線材150が断線することがあった。
Conventionally, in the solar cell module, a large number of
そこで上記問題に対応すべく、特許文献1および2には、プラス電極、マイナス電極の両電極がセルの裏側に配置されたバックコンタクト方式の太陽電池モジュールが提案されている。この方式の太陽電池セル同士の接続は、該太陽電池セルの裏面側に配置される太陽電池用絶縁基板の回路により行う。この回路上に太陽電池セルが積層されることによって、太陽電池セル表面の受光面積が犠牲にならず、光電変換の面積効率の低下を回避できる。また、配線材を表側から裏側に回りこむ構造にしなくてもよいため、各部材の熱膨張の差による配線材の断線も防止できる。 In order to cope with the above problem, Patent Documents 1 and 2 propose a back contact type solar cell module in which both a positive electrode and a negative electrode are arranged on the back side of the cell. This type of connection between solar cells is performed by a circuit of an insulating substrate for solar cells disposed on the back side of the solar cells. By stacking the solar cells on this circuit, the light receiving area on the surface of the solar cells is not sacrificed, and the reduction in the area efficiency of photoelectric conversion can be avoided. Further, since it is not necessary to have a structure in which the wiring material is wound from the front side to the back side, disconnection of the wiring material due to the difference in thermal expansion of each member can be prevented.
ここで、上記バックコンタクト方式の太陽電池モジュールにおいては、リーク電流を低減させるべく複数の太陽電池セル間に隙間を形成しているため、太陽光の一部は太陽電池セルに直接入射することなく当該隙間を通過して太陽電池用絶縁基板側に入射してしまう。このような発電に寄与することのない太陽光の存在のため、光の利用効率を十分に向上させることが困難であった。 Here, in the back contact type solar cell module, since gaps are formed between the plurality of solar cells in order to reduce the leakage current, a part of sunlight does not directly enter the solar cells. The light passes through the gap and enters the solar cell insulating substrate side. Due to the presence of sunlight that does not contribute to such power generation, it has been difficult to sufficiently improve the light utilization efficiency.
本発明はこのような課題を鑑みてなされたものであり、バックコンタクト方式の太陽電池モジュールにおいて、光の利用効率の向上を図ることが可能な太陽電池用絶縁基板及び当該太陽電池用絶縁基板を用いた太陽電池モジュール、太陽電池用絶縁基板の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and in a back contact solar cell module, an insulating substrate for solar cell and an insulating substrate for solar cell capable of improving the light utilization efficiency are provided. It aims at providing the manufacturing method of the used solar cell module and the insulating substrate for solar cells .
前記課題を解決するため、本発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係る太陽電池用絶縁基板は、繊維及び樹脂を含有する複合材料からなる板状をなす絶縁材料と、該絶縁材料の表面に積層され、太陽電池セルに電気的に接続される回路層とを備え、前記絶縁材料の表面に金属箔の凹凸構造が転写されることで凹凸構造が形成され、前記回路層の裏面に前記絶縁材料の表面の凹凸形状と隙間なく噛み合うように凹凸構造が成型され、前記回路層は、複数の前記太陽電池セルを電気的に直列に接続するパターンの形状に従って前記絶縁材料の表面を受光面側に露呈させる隙間を有することを特徴としている。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
That is, the solar cell insulating substrate according to the present invention is laminated on the surface of the insulating material made of a composite material containing fibers and resin, and the surface of the insulating material, and is electrically connected to the solar cells. A concavo- convex structure is formed by transferring the concavo-convex structure of the metal foil onto the surface of the insulating material, and the concavo-convex structure is formed so as to mesh with the concavo-convex shape of the surface of the insulating material on the back surface of the circuit layer without gaps. The structure is molded, and the circuit layer has a gap that exposes the surface of the insulating material to the light receiving surface according to the shape of a pattern that electrically connects the plurality of solar cells in series.
このような特徴の太陽電池用絶縁基板によれば、太陽電池セルの間を通過した太陽光を絶縁材料の凹凸構造にて反射して太陽電池セルに向かって導くことができるため、当該反射した太陽光が太陽電池セルに入射することで光の利用効率を向上させることが可能となる。 According to the solar cell insulating substrate having such a feature, the sunlight that has passed between the solar cells can be reflected by the concavo-convex structure of the insulating material and guided toward the solar cells, and thus reflected. The utilization efficiency of light can be improved when sunlight enters the solar battery cell.
さらに、上記太陽電池用絶縁基板には、前記絶縁材料の表面に加えて前記回路層の表面にも凹凸構造が形成されている。 Furthermore, in the solar cell insulating substrate, an uneven structure is formed on the surface of the circuit layer in addition to the surface of the insulating material.
これにより、反射率の高い回路層の表面においても太陽光を反射して太陽電池セルへと導くことができるため、この回路層で反射した太陽光が太陽電池セルに入射することで、光の利用効率をより向上させることが可能となる。 As a result, sunlight can be reflected and guided to the solar cell even on the surface of the circuit layer having a high reflectivity, so that the sunlight reflected by this circuit layer is incident on the solar cell. The utilization efficiency can be further improved.
また、上記太陽電池用絶縁基板においては、前記凹凸構造が、前記絶縁材料及び回路層の面方向に対して20°〜80°の角度で傾斜する傾斜面が連続的に配設されてなることが好ましい。
これにより、凹凸構造に入射する光線を太陽電池セルへと向かって効率良く反射することができる。
Moreover, in the said insulating substrate for solar cells, the said uneven structure shall be continuously arrange | positioned by the inclined surface which inclines at an angle of 20 degrees-80 degrees with respect to the surface direction of the said insulating material and a circuit layer. Is preferred.
Thereby, the light ray which injects into an uneven structure can be efficiently reflected toward a photovoltaic cell.
また、上記太陽電池モジュールにおいては、該絶縁材料の表面に積層される前記封止層の屈折率をn1とし、前記絶縁材料の表面における屈折率をn2とした場合に、n1>n2の関係が成立することが好ましい。
これによって、封止層内を進行して絶縁材料に入射する太陽光の一部が全反射することになるため、光の利用効率を一層向上させることが可能となる。
In the solar cell module, when the refractive index of the sealing layer laminated on the surface of the insulating material is n1, and the refractive index on the surface of the insulating material is n2, the relationship of n1> n2 is satisfied. It is preferable to be established.
As a result, a part of the sunlight that travels through the sealing layer and enters the insulating material is totally reflected, so that the light utilization efficiency can be further improved.
そして、本発明に係る太陽電池モジュールは、受光面側に配置された透光性基板と、該透光性基板の裏面側に配置された太陽電池用絶縁基板と、該太陽電池用絶縁基板のさらに裏面側に配されたバリア層と、前記透光性基板及び前記太陽電池用絶縁基板の間に配置された太陽電池セルと、該太陽電池セルを封止する封止層とを備えた太陽電池モジュールであって、前記太陽電池用絶縁基板が、上記いずれかの太陽電池用絶縁基板であることを特徴としている。 The solar cell module according to the present invention includes a light-transmitting substrate disposed on the light-receiving surface side, a solar cell insulating substrate disposed on the back surface side of the light-transmitting substrate, and the solar cell insulating substrate. Furthermore, a solar cell comprising a barrier layer disposed on the back surface side, a solar battery cell disposed between the translucent substrate and the solar cell insulating substrate, and a sealing layer for sealing the solar battery cell. In the battery module, the solar cell insulating substrate is any one of the solar cell insulating substrates described above.
このような特徴の太陽電池モジュールによれば、透光性基板を通過して封止層に入射した光のうち太陽電池セルの間を通過した光線を、絶縁材料の凹凸構造にて反射することができるため、当該反射した光線が太陽電池セルに入射することで、光の利用効率を向上させることが可能となる。 According to the solar cell module having such a feature, the light passing through the solar cells out of the light incident on the sealing layer after passing through the translucent substrate is reflected by the uneven structure of the insulating material. Therefore, the light utilization efficiency can be improved when the reflected light beam enters the solar battery cell.
本発明に係る太陽電池用絶縁基板の製造方法は、前記太陽電池用絶縁基板の製造方法であって、金属箔の裏面に凹凸構造を形成する工程と、前記金属箔の裏面を、繊維および半硬化の熱硬化性樹脂を含有する半硬化複合材料層の表面に積層させる工程と、前記金属箔と前記半硬化複合材料層とに加圧加熱処理を施し、前記半硬化複合材料層の表面に前記金属箔の裏面の凹凸構造が転写される工程と、前記金属箔にパターン加工を施して回路層を形成する工程とを備えることを特徴とする。 The method for manufacturing an insulating substrate for a solar cell according to the present invention is a method for manufacturing the insulating substrate for a solar cell, the step of forming an uneven structure on the back surface of the metal foil, and the back surface of the metal foil with fibers and half A step of laminating on the surface of a semi-cured composite material layer containing a cured thermosetting resin, and applying pressure heat treatment to the metal foil and the semi-cured composite material layer, The method includes a step of transferring the concavo-convex structure on the back surface of the metal foil, and a step of patterning the metal foil to form a circuit layer .
これにより、絶縁材料の表面に凹凸構造を確実に成形することができ、光の利用効率を向上させることができる太陽電池用絶縁基板を容易に実現することが可能となる。また、絶縁材料の表面に直接的に凹凸構造を形成する加工を施すのではなく、金属箔に形成した凹凸構造を半硬化複合材料層に積層し、加熱真空圧着の過程において金属箔の凹凸構造を半硬化複合材料層に転写するとともに該半硬化複合材料層を硬化させて絶縁材料とする手法を用いているため、高い賦型率でもって絶縁材料の凹凸構造を成型することが可能となる。これにより、絶縁材料の表面に入射する光を効率良く太陽電池セルに向かって反射することができる。 Thereby, it is possible to reliably form a concavo-convex structure on the surface of the insulating material, and to easily realize an insulating substrate for a solar cell that can improve the utilization efficiency of light. In addition, the uneven structure formed on the metal foil is laminated on the semi-cured composite material layer, and the uneven structure of the metal foil is not applied to the surface of the insulating material. Is transferred to the semi-cured composite material layer, and the semi-cured composite material layer is cured to form an insulating material, so that it is possible to mold the concavo-convex structure of the insulating material with a high molding rate. . Thereby, the light which injects into the surface of an insulating material can be efficiently reflected toward a photovoltaic cell.
本発明の太陽電池用絶縁基板及び太陽電池モジュールによれば、絶縁材料の表面に設けられた凹凸構造が太陽電池セルの間を通過した光を反射して、当該光が太陽電池モジュールに入射することで、太陽光の利用効率を向上させることが可能となる。
According to the solar cell insulating substrate and the solar cell module of the present invention, the uneven structure provided on the surface of the insulating material reflects the light that has passed between the solar cells, and the light enters the solar cell module. Thus, it becomes possible to improve the utilization efficiency of sunlight .
<第1の実施形態>
(太陽電池用絶縁基板)
本発明の太陽電池用絶縁基板の第1実施形態について説明する。
図1に、本実施形態の太陽電池用絶縁基板を示す。この太陽電池用絶縁基板10は、絶縁材料11と、絶縁材料11の表面に設けられた回路層12とを備えており、いわゆるバックコンタクト方式の太陽電池セルの接続に用いられる。
<First Embodiment>
(Insulating substrate for solar cell)
1st Embodiment of the insulating substrate for solar cells of this invention is described.
In FIG. 1, the insulating substrate for solar cells of this embodiment is shown. This solar
(絶縁材料)
絶縁材料11としては、繊維及び樹脂を含有する複合材料からなる板状をなす部材、例えば、繊維基材に熱硬化性樹脂を含浸又は塗布し乾燥させて得たプリプレグが用いられる。
繊維としては、例えば、ガラス繊維、アラミド繊維、フッ素繊維、ポリエステル繊維、ポリアリレート繊維等が挙げられる。これらのうち、熱硬化性樹脂との親和性、絶縁信頼性、材料コストの観点からガラス繊維が好ましい。
(Insulation material)
As the
Examples of the fiber include glass fiber, aramid fiber, fluorine fiber, polyester fiber, and polyarylate fiber. Of these, glass fiber is preferable from the viewpoints of affinity with thermosetting resin, insulation reliability, and material cost.
また、樹脂としては、副生物を生成せずに硬化する付加重合型等の熱硬化性樹脂が好ましい。付加重合型の熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、アクリル樹脂、シアナート樹脂、シアン酸エステル樹脂−エポキシ樹脂、シアン酸エステル−マレイミド樹脂、シアン酸エステル−マレイミド−エポキシ樹脂、マレイミド樹脂、マレイミド−ビニル樹脂、ビスアリルナジイミド樹脂などが挙げられる。熱硬化性樹脂は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 The resin is preferably an addition polymerization type thermosetting resin that cures without generating by-products. Examples of the addition polymerization type thermosetting resin include epoxy resin, unsaturated polyester resin, phenol resin, diallyl phthalate resin, acrylic resin, cyanate resin, cyanate ester resin-epoxy resin, cyanate ester-maleimide resin, cyanide. Acid ester-maleimide-epoxy resin, maleimide resin, maleimide-vinyl resin, bisallylnadiimide resin, and the like can be given. A thermosetting resin may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
この絶縁材料11の裏面は平坦状に成型されている一方、表面には凹凸構造Aか成型されている。この凹凸構造Aは、一方向(図1の紙面奥行き方向)に延在する三角プリズムが当該一方向に直交する方向(図1の左右方向)に並設されたプリズムアレイ状をなしている。即ち、凹凸構造Aは、絶縁材料11の面方向(図1の左右方向及び紙面奥行き方向を含む二次元方向)に対して所定角度をなす傾斜面が連続的に配設されてなる波形状をなしている。
While the back surface of the insulating
なお、当該傾斜面の絶縁材料11面方向に対する傾斜角度は、20°〜80°の範囲に設定されていることが好ましい。当該傾斜角度が20°未満の場合、光線を太陽電池セルに対して効果的に反射すること困難となり、80°を超える場合には、凹凸構造Aの成型が困難となる。
In addition, it is preferable that the inclination | tilt angle with respect to the insulating
なお、絶縁材料11の凹凸構造Aとしては、上記のプリズムアレイ形状、即ち、波型形状に限定されず、例えば、一方向に延びるシリンドリカルレンズ形状等の単位レンズが該一方向に直交する方向に並設されたレンズアレイ状をなすものであってもよいし、四角錐形状(ピラミッド形状)等をなす単位凸形状が絶縁材料11の面方向に二次元的に配列された構成をなすものであってもよい。
The concave-convex structure A of the insulating
(回路層)
回路層12は、後述する太陽電池セルに電気的に接続される層であって、上記絶縁材料11の表面に圧着積層されている。即ち、該回路層12の裏面には、絶縁材料11の表面における凹凸構造Aの逆型をなす凹凸構造Bが成型されており、これら凹凸構造A,Bが隙間無く噛み合うようにして回路層12と絶縁材料11とが一体化されている。なお、本実施形態においては、回路層12の表面は平坦状に成型されている。
(Circuit layer)
The
この回路層12は、太陽電池用絶縁基板10に積層される多数の太陽電池セルを電気的に直列に接続するパターンを有している。このため、絶縁材料11の表面の全範囲を覆っているのではなくパターンの形状に従って絶縁材料11の表面を受光面側に露呈させる隙間を有している。回路層12を構成する材料としては、電気抵抗が低い材料、例えば、銅、アルミニウム、鉄−ニッケル合金などが使用される。また、導電性高分子を使用することもできる。
The
なお、本実施形態における回路層12の表面は、後述するスタッドバンプとの密着性を向上させるために、ギ酸、硫酸、硝酸などの腐食性薬液によって粗面化処理が施されていることが好ましい。これによって、回路層12と該回路層12の表面に積層される部材との密着性を向上させることができる。
In addition, it is preferable that the surface of the
上記構成をなす太陽電池用絶縁基板10によれば、絶縁材料11の表面に設けられた回路層12に太陽電池セルを積層することよって、太陽電池セルを電気的に直列に接続できる。このように、太陽電池セルの太陽電池用絶縁基板10への積層と太陽電池セル同士の接続とを同時に行うことができるため、太陽電池モジュールを容易に製造でき、その生産性を高くできる。
According to the solar
さらに、絶縁材料11が複合材料からなるため、太陽電池用絶縁基板10の寸法安定性、剛性に優れる。特に、例えば、従来広く使用されているPET基材、PEN基材からなる太陽電池用絶縁基板よりも寸法安定性および剛性に優れる。したがって、絶縁材料11が複合材料からなることで、太陽電池用絶縁基板10は優れた物性を有するものとなる。
Furthermore, since the insulating
また、絶縁材料11の表面に凹凸構造Aが成型されているため、太陽電池セルの間を通過した光線は当該凹凸構造Aの傾斜面に従って反射される。そして、この反射した光線が太陽電池セルに入射することで、太陽電池セルの間を通過した光線を再利用することができ、光の利用効率を向上させることが可能となる。
Moreover, since the concavo-convex structure A is molded on the surface of the insulating
(太陽電池用絶縁基板の製造方法)
本実施形態例の太陽電池用絶縁基板10の製造方法について説明する。
本実施形態例の太陽電池用絶縁基板10の製造方法では、まず、図2(a)に示すように、銅、アルミニウム、鉄−ニッケル合金などの金属からなる金属箔18の裏面に凹凸構造Bを成型する。この凹凸構造Bは、例えばバイト等を用いた機械加工により成型してもよいし、また、エッチングにより成型してもよい。さらに、金属箔18に代えて導電性高分子からなる薄膜を用いてもよい。
(Method for manufacturing an insulating substrate for solar cells)
A method for manufacturing the solar
In the method for manufacturing the solar
次に、図2(b)に示すように、繊維および半硬化の熱硬化性樹脂を含有する半硬化複合材料層19の表面に上記金属箔18を積層する。この半硬化複合材料層19は、上述した繊維に熱硬化性樹脂を含浸または塗布し、乾燥させて得たものである。この熱硬化性樹脂は半硬化状態とされているため接着性を有している。
Next, as shown in FIG. 2B, the
そして、これら半硬化複合材料層19及び金属箔18に加熱真空圧着処理を施すことで、半硬化複合材料層19の表面に金属箔18の裏面を圧着する。この際、半硬化複合材料層19の表面が金属箔18の裏面における凹凸構造Bの形状に従って変形することで、半硬化複合材料層19の表面に金属箔18の裏面の凹凸構造Bが転写される。そして、半硬化複合材料層19における熱硬化性樹脂が加熱されて硬化することで、図2(c)に示すように、表面に凹凸構造Aが成型された絶縁材料11を得ることができる。
And the back surface of the
そして、金属箔18の表面にレジストパターンを形成してエッチング処理を施すことによって回路層12を形成する。この回路層12の形成では、フォトリソグラフィを適用する。フォトリソグラフィでは、まず、金属箔18の表面の全面にレジスト層を設ける。その際、レジスト層としては、ドライフィルムレジストを用いてもよいし、ウェットレジストを金属箔18に塗工して形成したものでもよい。
Then, a
次いで、レジスト層の上にフォトマスクを配置し、露光し、現像してレジストパターンを設ける。その後、レジストパターンで被覆されていない金属箔18をエッチング処理して除去する。エッチングとしては、ドライエッチング、ウェットエッチングのいずれであってもよいが、通常は、ウェットエッチングが適用される。その後、レジストパターンを剥離する。このように、金属箔18にパターン加工を施すことで該金属箔18を回路層12とすることができ、図1に示すような絶縁材料11と回路層12とからなる太陽電池用絶縁基板10を得ることができる。
Next, a photomask is placed on the resist layer, exposed, and developed to provide a resist pattern. Thereafter, the
なお、得られた回路層12の表面には粗面化処理を施してもよい。この粗面化処理としては、例えば、ギ酸、硫酸、硝酸などの腐食性薬液を回路層12の表面に接触させる方法を適用することができる。これにより、回路層12と該回路層12の表面に積層される部材との密着性を向上させることができる。
The surface of the obtained
このような太陽電池用絶縁基板10の製造方法では、金属箔18の裏面に凹凸構造Bを形成して、この金属箔18の裏面を半硬化複合材料層19の表面に積層させるとともにこれら金属箔18と半硬化複合材料層19とを加熱真空圧着することで、絶縁材料11と回路層12とが強固に一体化された太陽電池用絶縁基板10を得ることができる。また、この加熱真空圧着により金属箔18の裏面の凹凸構造Bを半硬化複合材料層19に転写するとともにこの半硬化複合材料層19を硬化させることによって、該絶縁材料11に賦型率の高い凹凸構造Aを容易に成型することができる。
In such a method for manufacturing the solar
即ち、絶縁材料11の裏面に直接的に凹凸構造Aを形成する加工を施すのではなく、金属箔18に形成した凹凸構造Bを転写させるといった手法を用いているため、高い賦型率でもって絶縁材料11の凹凸構造Aを形成することが可能となる。これにより、絶縁材料11の表面に入射する光をより効率良く太陽電池セルに向かって反射することができる。
That is, since the method of transferring the concavo-convex structure B formed on the
(太陽電池モジュール)
上記太陽電池用絶縁基板10は太陽電池モジュールに使用される。図3に、上記太陽電池用絶縁基板10を使用した太陽電池モジュールを示す。
この太陽電池モジュール1は、受光面側に配置された透光性基板20と、裏面側に配置された太陽電池用絶縁基板10と、透光性基板20および太陽電池用絶縁基板10の間に配置された多数の太陽電池セル30と、太陽電池セル30を封止する封止層40とを備えている。
さらに、この太陽電池モジュール1に用いられる太陽電池用絶縁基板10には、その裏面側にバリア層13が配置され、回路層12の太陽電池セル30に接触する電極部12aにはスタッドバンプ14が設けられている。
(Solar cell module)
The solar
The solar cell module 1 includes a light-transmitting
Furthermore, a
[バリア層]
バリア層13は空気透過を調整する層である。バリア層13としては、耐候性、絶縁性など長期信頼性を有する材料が使用され、例えば、フッ素樹脂フィルム、低オリゴマー・耐熱ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム/ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム、シリカ(SiO2)蒸着フィルム、アルミニウム箔などが使用される。
[Barrier layer]
The
[スタッドバンプ]
スタッドバンプ14は、回路層12と太陽電池セル30との電気的接続を補助する部材であり、太陽電池セル30の電極に対応するように配置されている。このスタッドバンプ14の材料としては、電気抵抗が低い材料が使用される。中でも、回路層12との電気抵抗が低くなることから、銀、銅、錫、鉛、ニッケル、金よりなる群から選ばれる1種以上の金属を含有することが好ましい。
[Stud bump]
The
このスタッドバンプ14は、粘度が高く、容易に所望の形状にできることから、銀、銅、錫、半田(銅と鉛が主成分である。)よりなる群から選ばれる1種以上の金属を含有する導電性ペーストにより形成されていることが好ましい。
Since this
また、導電性ペーストは低温硬化タイプであることが好ましい。導電性ペーストが低温硬化タイプであれば、120〜160℃という低温で太陽電池セルの電極と回路層12とを電気的に接続できる。120〜160℃は、封止層40として使用可能なEVAフィルムの軟化、溶融、架橋が生じる温度であるから、封止層40としてEVAフィルムを用いる場合には、容易に加工できるため、太陽電池セル30の電極と該導電性ペーストから形成されるスタッドバンプ14とをより容易に電気的に接続させることができる。
The conductive paste is preferably a low temperature curing type. If the conductive paste is a low-temperature curing type, the solar cell electrode and the
低温硬化タイプの導電性ペーストとしては、ポリマーと導電性フィラーを含有し、ポリマーの硬化による導電性フィラーの物理的接触によって導電性を発現するもの、有機物に銀もしくは銅を配位、還元させたナノ粒子を含有し、低温焼結(120〜160℃)させることにより導電性を発現するものが挙げられる。電気抵抗がより低くなる点では、後者の材料が好ましい。 Low-temperature curing type conductive paste contains a polymer and a conductive filler, and develops conductivity by physical contact of the conductive filler by curing the polymer. Coordinates and reduces silver or copper to organic matter The thing which contains a nanoparticle and expresses electroconductivity by carrying out low temperature sintering (120-160 degreeC) is mentioned. The latter material is preferable in that the electric resistance becomes lower.
[透光性基板]
透光性基板20としては、例えば、ガラス基板、透明樹脂基板などが挙げられる。透明樹脂基板を構成する透明樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレートなどが挙げられる。
[Translucent substrate]
Examples of the
[太陽電池セル]
太陽電池セル30としては、単結晶シリコン型、多結晶シリコン型、アモルファスシリコン型、化合物型、色素増感型などが挙げられる。これらの中でも、発電効率に優れる点では、単結晶シリコン型が好ましい。この太陽電池セル30は裏面側にプラス極及びマイナス極の電極31,31を備えている。
[Solar cells]
Examples of the
[封止層]
封止層40は、封止用フィルムにより形成される。封止用フィルムとしては、例えば、EVAフィルム、エチレン・(メタ)アクリル酸エステル共重合体フィルム、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素樹脂フィルムなどが使用される。通常、封止用フィルムは、太陽電池セル30を挟み込むように2枚以上で使用される。
[Sealing layer]
The
ここで、封止層の屈折率をn1とし、絶縁材料11の表面における屈折率をn2とした場合、n1>n2の関係が成立するように、封止層40及び絶縁材料11の材料が選定されていることが好ましい。例えば、絶縁材料11を構成する樹脂としてエポキシ樹脂を用いた場合、当該エポキシ樹脂よりも屈折率の高いEVAフィルムを用いて封止層40を構成する。これによって、封止層40内を進行して絶縁材料11に入射する光線の一部を全反射させることができるため、光の利用効率を一層向上させることができる。
Here, when the refractive index of the sealing layer is n1 and the refractive index on the surface of the insulating
この太陽電池モジュール1は、例えば、以下の製造方法により製造される。
即ち、まず、図4(a)に示すように、回路層12の電極部12aにスタッドバンプ14を形成するとともに、太陽電池セル30の電極31にスタッドバンプ14が対向するように該太陽電池セル30を配置し、これら太陽電池用絶縁基板10、スタッドバンプ14及び太陽電池セル30からなる積層体を加熱加圧する。これにより、太陽電池用絶縁基板10の回路層12上に太陽電池セル30が実装される。
This solar cell module 1 is manufactured by the following manufacturing method, for example.
That is, first, as shown in FIG. 4A, the stud bumps 14 are formed on the
なお、スタッドバンプ14の形成方法としては、例えば、めっき、スクリーン印刷、ディスペンス、転写などの方法を適用することができる。その際には、容易に所望の形状にできることから、銀、銅、錫、半田よりなる群から選ばれる1種以上の金属を含有する導電性ペーストを用いることが好ましい。さらには、太陽電池セル30の電極31とスタッドバンプ14とをより容易に電気的に接続させることができる点では、低温硬化タイプの導電性ペーストがより好ましい。
In addition, as a formation method of the
次いで、図4(b)に示すように、太陽電池用絶縁基板10の絶縁材料11の表面側において太陽電池セル30を周囲から覆うようにして、該太陽電池セル30を封止層40により封止する。これにより、絶縁材料11の凹凸構造Aは封止層40に密着した状態となる。その後、図4(c)に示すように、絶縁材料11の裏面側にバリア層13を一体に固定し、さらに、封止層40の表面に透光性基板20を一体に固定する。これにより、図3に示すように、太陽電池セル30が回路層12により電気的に直列に接続された、太陽電池モジュール1を得ることができる。
Next, as shown in FIG. 4 (b), the
このような構成の太陽電池モジュール1によれば、透光性基板20を通過して封止層40に入射した光のうち太陽電池セル30の間を通過した光線を、絶縁材料11の凹凸構造Aにて反射することができる。したがって、反射した光線が太陽電池セル30に入射することで、光の利用効率を向上させることが可能となる。
According to the solar cell module 1 having such a configuration, the light that has passed through the light-transmitting
<第2の実施形態>
(太陽電池用絶縁基板)
次に、本発明の太陽電池用絶縁基板の第2実施形態について説明する。
図5に本実施形態の太陽電池用絶縁基板を示す。なお、第2実施形態において、第1実施形態と同一の構成要素には、同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
<Second Embodiment>
(Insulating substrate for solar cell)
Next, 2nd Embodiment of the insulating substrate for solar cells of this invention is described.
FIG. 5 shows an insulating substrate for a solar cell according to this embodiment. Note that in the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
第2実施形態の太陽電池用絶縁基板50は、回路層12の表面にも凹凸構造Cが形成されている点で、第1実施形態の太陽電池用絶縁基板10とは相違する。
即ち、太陽電池用絶縁基板50の回路層12の表面には、絶縁材料11の表面に成型された凹凸構造Aと同様の凹凸構造Cが成型されており、これによって、当該回路層12の表面に入射した光線を凹凸構造Cの傾斜面に従って反射することができる。そして、この反射した光線が太陽電池セルに入射することで、太陽電池セルの間を通過した光線を再利用することができ、光の利用効率を向上させることが可能となる。
The solar
That is, a concavo-convex structure C similar to the concavo-convex structure A formed on the surface of the insulating
また、この回路層12を例えば、銅、アルミニウム、鉄−ニッケル合金等により成型した場合、これら材料は絶縁材料11の表面を構成する樹脂に比べて反射率が高いため、光の利用効率をより向上させることができる。
In addition, when the
(太陽電池用絶縁基板の製造方法)
本実施形態例の太陽電池用絶縁基板50の製造方法について説明する。
本実施形態例の太陽電池用絶縁基板50の製造方法では、まず、図6(a)に示すように、銅、アルミニウム、鉄−ニッケル合金などの金属からなる金属箔18の裏面に凹凸構造Bを成型するのみならず表面に凹凸構造Cを成型する。この凹凸構造Cの成型も、凹凸構造Bの成型と同様に、機械加工やエッチングにより行う。
(Method for manufacturing an insulating substrate for solar cells)
A method for manufacturing the solar
In the method for manufacturing the solar
次いで、第1実施形態と同様の手順にて、図6(b)に示すように、半硬化複合材料層19の表面に上記金属箔18を積層し、その後加熱真空圧着処理を施すことで、図6(c)に示すように、半硬化複合材料層19の表面に金属箔18の裏面を圧着する。その後、金属箔18にパターン加工を施すことで該金属箔18を回路層12とすることができ、図5に示すような絶縁材料11と回路層12とからなる太陽電池用絶縁基板50を得ることができる。
Next, in the same procedure as in the first embodiment, as shown in FIG. 6B, by laminating the
(太陽電池モジュール)
上記太陽電池用絶縁基板50は太陽電池モジュールに使用される。図7に、上記太陽電池用絶縁基板50を使用した太陽電池モジュールを示す。
この太陽電池モジュール60は、受光面側に配置された透光性基板20と、裏面側に配置された太陽電池用絶縁基板50と、透光性基板20および太陽電池用絶縁基板50の間に配置された多数の太陽電池セル30と、太陽電池セル30を封止する封止層40とを備えている。
さらに、この太陽電池モジュール1に用いられる太陽電池用絶縁基板50には、その裏面側にバリア層13が配置され、回路層12の太陽電池セル30に接触する電極部12aにはスタッドバンプ14が設けられている。
(Solar cell module)
The solar
This
Furthermore, a
この太陽電池モジュール60は、第1実施液体と同様、例えば、以下の製造方法により製造される。 即ち、まず、図8(a)に示すように、回路層12の回路層12の電極部12aにスタッドバンプ14を形成するとともに、太陽電池セル30の電極31にスタッドバンプ14が対向するように該太陽電池セル30を配置し、これら太陽電池用絶縁基板50、スタッドバンプ14及び太陽電池セル30からなる積層体を加熱加圧する。
This
次いで、図8(b)に示すように、該太陽電池セル30を封止層40により封止し、図8(c)に示すように、絶縁材料11の裏面側にバリア層13を一体に固定する。そして、封止層40の表面に透光性基板20を一体に固定することで、図7に示すように、太陽電池セル30が回路層12により電気的に直列に接続された、太陽電池モジュール60を得ることができる。
Next, as shown in FIG. 8B, the
このような構成の太陽電池モジュール60によれば、透光性基板20を通過して封止層40に入射した光のうち太陽電池セル30の間を通過した光線を、絶縁材料11の凹凸構造Aのみならず、回路層12の凹凸構造Cにて反射することができる。即ち、回路層12における電極部12a以外の部分である非電極部12bにおいて光を反射して、当該反射光を効果的に太陽電池セル30に入射することができるため、光の利用効率を一層向上させることが可能となる。
According to the
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本実施形態の技術的思想を逸脱しない限り、これらに限定されることはなく多少の設計変更等も可能である。
例えば、実施形態の太陽電池用絶縁基板10,50は、絶縁材料11及び回路層12のみから構成されていたが、バリア層13やスタッドバンプ14を当初から備えた上で、これら絶縁材料11、回路層12、バリア層13及びスタッドバンプ14からなるバックシートとして構成されていてもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, unless it deviates from the technical idea of this embodiment, it is not limited to these, A some design change etc. are possible.
For example, the solar
また、太陽電池用絶縁基板10,50においては、回路層12の電極部12a以外の部分を被覆するオーバーコート層が設けられていてもよい。このオーバーコート層を構成する絶縁性材料としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。これら樹脂は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。このオーバーコート層を設けることでいに隣接する回路層12の短絡を防止できる上、封止層40を構成するEVAフィルムから放出される酢酸ガスによる回路層12の腐食を防止することができる。
Moreover, in the solar
1 太陽電池モジュール
10 太陽電池用絶縁基板
11 絶縁材料
12 回路層
12a 電極部
12b 非電極部
13 バリア層
14 スタッドバンプ
18 金属箔
19 半硬化複合材料層
20 透光性基板
30 太陽電池セル
31 電極
40 封止層
50 太陽電池用絶縁基板
60 太陽電池モジュール
A 凹凸構造
B 凹凸構造
C 凹凸構造
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
該絶縁材料の表面に積層され、太陽電池セルに電気的に接続される回路層とを備え、
前記絶縁材料の表面に金属箔の凹凸構造が転写されることで凹凸構造が形成され、
前記回路層の裏面に前記絶縁材料の表面の凹凸構造と隙間なく噛み合うように凹凸構造が形成され、
前記回路層は、複数の前記太陽電池セルを電気的に直列に接続するパターンの形状に従って前記絶縁材料の表面を受光面側に露呈させる隙間を有することを特徴とする太陽電池用絶縁基板。 An insulating material in the form of a plate made of a composite material containing fibers and resin;
A circuit layer laminated on the surface of the insulating material and electrically connected to the solar battery cell,
An uneven structure is formed by transferring the uneven structure of the metal foil to the surface of the insulating material,
A concavo-convex structure is formed on the back surface of the circuit layer so as to mesh with the concavo-convex structure on the surface of the insulating material without a gap,
The said circuit layer has the clearance gap which exposes the surface of the said insulating material to the light-receiving surface side according to the shape of the pattern which connects the said several photovoltaic cell in series electrically, The insulating substrate for solar cells characterized by the above-mentioned.
金属箔の裏面に凹凸構造を形成する工程と、Forming a concavo-convex structure on the back surface of the metal foil;
前記金属箔の裏面を、繊維および半硬化の熱硬化性樹脂を含有する半硬化複合材料層の表面に積層させる工程と、Laminating the back surface of the metal foil on the surface of a semi-cured composite material layer containing fibers and a semi-cured thermosetting resin;
前記金属箔と前記半硬化複合材料層とに加圧加熱処理を施し、前記半硬化複合材料層の表面に前記金属箔の裏面の凹凸構造が転写される工程と、Applying pressure and heat treatment to the metal foil and the semi-cured composite material layer, and transferring the concavo-convex structure on the back surface of the metal foil to the surface of the semi-cured composite material layer;
前記金属箔にパターン加工を施して回路層を形成する工程とを備えることを特徴とする太陽電池用絶縁基板の製造方法。And a step of patterning the metal foil to form a circuit layer. A method for manufacturing an insulating substrate for a solar cell.
前記太陽電池用絶縁基板が、請求項1から3のいずれか一項に記載の太陽電池用絶縁基板であることを特徴とする太陽電池モジュール。 A translucent substrate disposed on the light-receiving surface side, a solar cell insulating substrate disposed on the back side of the translucent substrate, and the translucent substrate and the solar cell insulating substrate. A solar cell module comprising a solar cell and a sealing layer for sealing the solar cell,
The solar cell module, wherein the solar cell insulating substrate is the solar cell insulating substrate according to any one of claims 1 to 3 .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010019452A JP5540738B2 (en) | 2010-01-29 | 2010-01-29 | Insulating substrate for solar cell, solar cell module, and method for manufacturing solar cell insulating substrate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010019452A JP5540738B2 (en) | 2010-01-29 | 2010-01-29 | Insulating substrate for solar cell, solar cell module, and method for manufacturing solar cell insulating substrate |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011159747A JP2011159747A (en) | 2011-08-18 |
JP5540738B2 true JP5540738B2 (en) | 2014-07-02 |
Family
ID=44591458
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010019452A Expired - Fee Related JP5540738B2 (en) | 2010-01-29 | 2010-01-29 | Insulating substrate for solar cell, solar cell module, and method for manufacturing solar cell insulating substrate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5540738B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5999527B2 (en) * | 2012-04-26 | 2016-09-28 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Solar cell module and method for manufacturing solar cell module |
CN109716537A (en) * | 2016-09-29 | 2019-05-03 | 松下知识产权经营株式会社 | Solar cell module |
CN110690295B (en) * | 2019-08-29 | 2023-05-05 | 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 | Back contact solar cell module production method and back contact solar cell module |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000340927A (en) * | 1999-05-26 | 2000-12-08 | Matsushita Electric Works Ltd | Manufacture of circuit board for inner layer, multi- layer board, and manufacture thereof |
JP2004363553A (en) * | 2003-02-12 | 2004-12-24 | Tdk Corp | Substrate, laminated electronic component and manufacturing method of substrate |
US20080000517A1 (en) * | 2003-06-10 | 2008-01-03 | Gonsiorawski Ronald C | Photovoltaic module with light reflecting backskin |
JP4646558B2 (en) * | 2004-06-29 | 2011-03-09 | 三洋電機株式会社 | Solar cell module |
JP4487992B2 (en) * | 2006-09-04 | 2010-06-23 | Tdk株式会社 | PTC element and battery protection system |
JP2009266958A (en) * | 2008-04-23 | 2009-11-12 | Sharp Corp | Solar battery module |
-
2010
- 2010-01-29 JP JP2010019452A patent/JP5540738B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011159747A (en) | 2011-08-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2005101519A (en) | Solar cell unit and solar cell module | |
JP2010245184A (en) | Solar cell module | |
JP2001119054A (en) | Light-condensing type photovoltaic power generating device | |
JP2016201577A (en) | Solar cell unit | |
JP5203176B2 (en) | Wiring sheet, solar cell with wiring sheet and solar cell module | |
JP5025590B2 (en) | Manufacturing method of solar cell module | |
JP2010153570A (en) | Solar battery module | |
JP5540738B2 (en) | Insulating substrate for solar cell, solar cell module, and method for manufacturing solar cell insulating substrate | |
JP5545569B2 (en) | Method for manufacturing solar cell backsheet | |
US8338215B2 (en) | Solar cell module and method for manufacturing the same | |
JP2011035070A (en) | Back sheet for solar cell module, and method of manufacturing the same | |
JP2012079838A (en) | Solar cell module and method for manufacturing the same | |
JP6207255B2 (en) | Solar cell module and method for manufacturing solar cell module | |
JP2012109414A (en) | Solar cell module | |
JP5598986B2 (en) | Solar cell module | |
JP5652911B2 (en) | Manufacturing method of solar cell module | |
JP2012253062A (en) | Solar cell module and manufacturing method of the same | |
JP2011159724A (en) | Base for solar cell module, and method of manufacturing the same | |
JP2007311651A (en) | Apparatus and method for vacuum laminate | |
JP2011159748A (en) | Insulating substrate for solar cell, solar cell module, and method of manufacturing insulating substrate for solar cell | |
JP2014175520A (en) | Solar battery module and manufacturing method for the same | |
JP5618274B2 (en) | Manufacturing method of solar cell module | |
JP2014192481A (en) | Metal foil lamination body for solar cell, solar cell module, and manufacturing method of metal foil lamination body for solar cell | |
JP5569139B2 (en) | Solar cell module | |
JP2010245399A (en) | Wiring sheet, solar cell with wiring sheet, solar cell module, method of manufacturing solar cell with wiring sheet, and method of manufacturing solar cell module |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121220 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130930 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131008 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131206 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20131209 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140114 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140317 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20140318 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140408 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140421 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5540738 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |