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JPH1197727A - Solar cell module and its manufacture - Google Patents

Solar cell module and its manufacture

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Publication number
JPH1197727A
JPH1197727A JP9258532A JP25853297A JPH1197727A JP H1197727 A JPH1197727 A JP H1197727A JP 9258532 A JP9258532 A JP 9258532A JP 25853297 A JP25853297 A JP 25853297A JP H1197727 A JPH1197727 A JP H1197727A
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JP
Japan
Prior art keywords
solar cell
cell module
photovoltaic element
module according
manufacturing
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JP9258532A
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Japanese (ja)
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JP3754806B2 (en
Inventor
Ayako Shiozuka
綾子 塩塚
Kenji Takada
健司 高田
Masahiro Mori
昌宏 森
Meiji Takabayashi
明治 高林
Kimitoshi Fukae
公俊 深江
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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    • Y02E10/548Amorphous silicon PV cells

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  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make clear the deformable region of a photovoltaic element by pulling and deforming at least one portion of a flexible substrate in horizontal direction of a substrate material with the amount of distortion that is less than the reduction critical value of a fill factor and by deforming and machining the photovoltaic element. SOLUTION: The fill factor(FF) decreases from a point with certain amount of distortion and the reduction in FF represents a gentle curve, so that two tangent lines are drawn and the value of their intersection is called an FF reduction critical value. By using a material with a plastic deformation region at a value less than the FF reduction critical value (0.7% in the case of a-Si:H) a a flexible substrate, a photovoltaic element 101 is deformed by deforming the substrate at a value less than the FF reduction critical value. After forming a plate-shaped solar cell module with a reinforcing material 107 bonded is formed, it is bent in a stair shape at the middle of the photovoltaic element 101. Locations where a distortion occurs in the machining are step-shaped crest and trough parts and the greatest distortion occurs at the crest parts, thus making clear the deformable region of the photovoltaic element 101.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は太陽電池モジュール
とその製造方法に関し、より詳しくは光起電力素子を含
む領域を加工した多種多様で信頼性の高い太陽電池モジ
ュールとその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar cell module and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a variety of highly reliable solar cell modules in which a region including a photovoltaic element is processed and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、エネルギー資源の保護や環境問題
に対する意識の高まりが、世界的に広がりを見せてい
る。中でも、石油等の枯渇や、CO2排出に伴う地球の温
暖化現象に対する危惧感は深刻である。そこで、太陽エ
ネルギーを直接電力に変換でき、しかもクリーンなエネ
ルギーである太陽電池エネルギーには、大きな期待が寄
せられている。
2. Description of the Related Art In recent years, awareness of protection of energy resources and environmental issues has been increasing worldwide. Above all, there is a deep concern about the depletion of petroleum and the like and the global warming phenomenon associated with CO2 emissions. Therefore, solar cell energy, which can directly convert solar energy into electric power and is clean energy, has been greatly expected.

【0003】現在広く使用されている太陽電池の種類と
しては、結晶系シリコンを使用したもの、アモルファス
シリコンを使用したものがあげられる。
The types of solar cells widely used at present include those using crystalline silicon and those using amorphous silicon.

【0004】特に、導電性金属基板上にシリコンを堆積
し、その上に透明導電層を形成したアモルファスシリコ
ン太陽電池は、結晶系シリコンを使用した太陽電池より
も安価かつ軽量であり、また耐衝撃性・フレキシブル性
に富んでいる事から有望視されている。最近では、アモ
ルファスシリコン太陽電池の特徴である、軽量で耐衝撃
性にも優れフレキシブルであるという点をいかして、建
築物の屋根・壁などへの設置が行なわれている。この場
合、太陽電池の非受光面側に接着剤を介して補強材を貼
り合わせることにより建築材として使用されている。こ
のように補強材を貼り合わせることにより、太陽電池モ
ジュールの機械的強度が増し、温度変化による反りや歪
みを防止できる。特に、太陽光をより多く取り入れるこ
とが可能なため屋根への設置が積極的に行われている。
屋根として使用する場合、従来は、太陽電池にフレーム
を取り付け、屋根の上に架台を設置し、さらにその上に
太陽電池を設置するという工程手順をとっていたのに対
し、補強材を貼り合わせた太陽電池モジュールは、補強
材を曲げ加工することにより、屋根材として直接設置す
ることが可能となる。これによって、大幅な原材料コス
トの削減・作業工程数の削減が行なえるため安価な太陽
電池モジュールを提供する事が可能となる。また、フレ
ームや架台が必要ないため非常に軽量な太陽電池とする
ことができる。すなわち、施工性に優れること、軽量で
あり、耐震性に優れることなどから近年注目されている
金属屋根として太陽電池を扱うことが可能となる。
[0004] In particular, an amorphous silicon solar cell in which silicon is deposited on a conductive metal substrate and a transparent conductive layer is formed thereon is cheaper and lighter than a solar cell using crystalline silicon, and has a high impact resistance. It is promising because of its richness and flexibility. Recently, it has been installed on roofs and walls of buildings, taking advantage of the characteristics of amorphous silicon solar cells, such as light weight, excellent impact resistance, and flexibility. In this case, the non-light-receiving surface side of the solar cell is used as a building material by bonding a reinforcing material via an adhesive. By bonding the reinforcing material in this manner, the mechanical strength of the solar cell module is increased, and warpage and distortion due to a temperature change can be prevented. In particular, installation on a roof is being actively performed because more sunlight can be taken in.
Conventionally, when using as a roof, the process procedure of mounting a frame on a solar cell, installing a gantry on the roof, and then installing a solar cell on it, was used. The obtained solar cell module can be directly installed as a roof material by bending a reinforcing material. As a result, the cost of raw materials can be significantly reduced and the number of work steps can be significantly reduced, so that an inexpensive solar cell module can be provided. In addition, a very lightweight solar cell can be provided because no frame or mount is required. That is, the solar cell can be treated as a metal roof that has recently attracted attention because of its excellent workability, light weight, and excellent earthquake resistance.

【0005】例えば、特開平07−302924で提案されてい
る屋根材一体型太陽電池モジュールは、通常の屋根と同
様に加工されているため施工性に富み、加工上も従来使
用している成型機をそのまま使用することができ取り扱
いが用意である。しかし、この太陽電池モジュールは、
光起電力素子は、平板横葺き屋根材の平坦部に位置して
おり、光起電力素子は、全く変形させていない構造にな
っている。
For example, a roofing-integrated solar cell module proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-302924 is processed in the same manner as a normal roof, so that it has excellent workability, and is conventionally used for processing. Can be used as is and handling is ready. However, this solar cell module
The photovoltaic element is located on the flat part of the flat roofing material, and the photovoltaic element has a structure that is not deformed at all.

【0006】しかし、最近は、個々のオリジナル性を重
視する傾向にあり、これは建材や太陽電池においても例
外ではない。さまざまなニーズに答えた多種多様な形状
をもった太陽電池あるいは建材を作成して行くために
は、光起電力素子上を常に平坦に保つのではなく、光起
電力素子を含むすべての領域の加工性を確保する必要が
ある。
[0006] However, recently, individual originality tends to be emphasized, and this is no exception in building materials and solar cells. In order to produce solar cells or building materials with a variety of shapes that meet various needs, instead of keeping the photovoltaic element flat at all times, it is necessary to cover all areas including the photovoltaic element. Workability must be ensured.

【0007】このような、多様性に対応する一つの例と
して、特開平8-222752、特開平8-222753、特公平6-5769
では、波型形状の太陽電池モジュールが記載されてい
る。いずれも、光利用効率をよくするために波状に光起
電力素子を配置しており、その製造方法は光起電力素子
を波板上に加工した鋼板等に接着剤で貼り付ける手順と
なっている。
[0007] As one example corresponding to such diversity, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Hei 8-222752, Hei 8-222753, and Japanese Patent Publication No. 6-5769
Describes a corrugated solar cell module. In each case, the photovoltaic elements are arranged in a wave shape in order to improve the light use efficiency, and the manufacturing method is a procedure in which the photovoltaic elements are attached to a steel plate processed on a corrugated sheet with an adhesive. I have.

【0008】また、a-Si:H層とその歪み量との関係の研
究も報告されている。
[0008] In addition, studies on the relationship between the a-Si: H layer and the amount of strain have been reported.

【0009】例えば、Appl.Phys.Lett.54(17),1989,p.1
678-1680,"Electrical propertiesof hydrogenated amo
rphous silicon layers on polymer film substrate un
dertensile stress"では、PET基板(100μm厚を)上にa
-Si:H単膜(0.5μm厚、主にI-type a-Si:H)を積層したa
-Si:H層を引張り、その暗状態での抵抗の変化について
報告されている。この報告の詳細は以下のような内容で
ある。
For example, Appl. Phys. Lett. 54 (17), 1989, p.
678-1680, "Electrical properties of hydrogenated amo
rphous silicon layers on polymer film substrate un
In "dertensile stress", a on a PET substrate (100 μm thick)
A-Si: H single film (0.5μm thickness, mainly I-type a-Si: H) laminated
-It has been reported that the resistance change in the dark state by pulling the -Si: H layer. The details of this report are as follows.

【0010】a-Si:H層を引張ると0.7%歪みまでは、ピエ
ゾ効果で徐々に抵抗は高くなり(可逆的)、0.7%歪みか
らは、弱いSi-Si結合が切断されるため、急に抵抗があ
がる(不可逆的)。ただし、0.7%以上歪ませたことによ
り抵抗があがったa-Si:H層も150℃/1時間のアニールに
よりもとにもどる。
When the a-Si: H layer is pulled, the resistance gradually increases due to the piezo effect up to 0.7% strain (reversible). From 0.7% strain, the weak Si-Si bond is broken, so Resistance rises (irreversible). However, the a-Si: H layer, which has increased resistance by being strained by 0.7% or more, is restored by annealing at 150 ° C. for 1 hour.

【0011】また、J.Appl.Phys.66(1),1989,p.308-31
1,"Effect of mechanical strain onelectrical charac
teristics of hydrogenated amorphous silicon juncti
ons"では、pin接合をもつa-Si:Hのピエゾ効果について報
告されている。この報告の詳細は以下のような内容であ
る。
Also, J. Appl. Phys. 66 (1), 1989, p. 308-31
1, "Effect of mechanical strain onelectrical charac
teristics of hydrogenated amorphous silicon juncti
Ons "reports on the piezo effect of a-Si: H with a pin junction. The details of this report are as follows.

【0012】pin接合をもつa-Si:Hについて、pin接合と
平行に歪ませたとき、7500μεの引張り応力下では、順
方向および逆方向ともに電流は8%減少する(暗状
態)。また7500μεの圧縮応力下で電流は8%増加す
る。
When a-Si: H having a pin junction is strained in parallel with the pin junction, the current decreases by 8% in both the forward and reverse directions under a tensile stress of 7500 με (dark state). The current increases by 8% under a compressive stress of 7500 με.

【0013】一方、アモルファスシリコン太陽電池は、
一般的には、そのフレキシブル性をいかし、軽量な太陽
電池とするために、最表面をフッ素フィルム、その内側
に充填材として様々な有機高分子樹脂を使用した被覆が
行なわれてきた。しかし、表面をフィルムで被覆した場
合、ガラスで被覆した場合に比べ、外部からの衝撃や傷
つき(耐スクラッチ性)に弱くなる。これらの欠点を解
決するため充填材の中にガラス繊維不織布などの繊維状
無機化合物を含浸させ、受光面側の強度を確保する工夫
がされている。
On the other hand, amorphous silicon solar cells
Generally, in order to make use of its flexibility and make a lightweight solar cell, a coating using a fluorine film on the outermost surface and various organic polymer resins as a filler inside the film has been performed. However, when the surface is covered with a film, it is less susceptible to external impact and damage (scratch resistance) than when covered with glass. In order to solve these drawbacks, a method has been devised in which a filler is impregnated with a fibrous inorganic compound such as a glass fiber nonwoven fabric to secure the strength on the light receiving surface side.

【0014】図8は、このような太陽電池モジュールの
被覆構成を示す従来例である。図8に於いて、803は
フッ化物重合体薄膜層、802は透明有機高分子樹脂、
801は光起電力素子、804は絶縁フィルム、805
は補強板である。より具体的には、フッ化物重合体薄膜
層803はETFE(エチレン−テトラフルオロエチレ
ン共重合体)フィルム、PVF(ポリフッ化ビニル)フ
ィルム等のフッ素樹脂フィルムであり、透明有機高分子
樹脂802はEVA(エチレン−酢酸ビニル共重合
体)、ブチラール樹脂等である。絶縁フィルム804
は、ナイロンフィルム、PET(ポリエステル)フィルム、
アルミラミネートテドラーフィルム等の有機樹脂フィル
ムである。補強板805としては、塗装亜鉛鋼板のよう
な絶縁処理した金属、カーボンファイバー、FRP(ガラス
繊維強化プラスチック)等である。
FIG. 8 is a conventional example showing a coating structure of such a solar cell module. In FIG. 8, 803 is a fluoride polymer thin film layer, 802 is a transparent organic polymer resin,
801 is a photovoltaic element, 804 is an insulating film, 805
Is a reinforcing plate. More specifically, the fluoride polymer thin film layer 803 is a fluororesin film such as an ETFE (ethylene-tetrafluoroethylene copolymer) film and a PVF (polyvinyl fluoride) film, and the transparent organic polymer resin 802 is EVA. (Ethylene-vinyl acetate copolymer), butyral resin and the like. Insulating film 804
Is a nylon film, PET (polyester) film,
An organic resin film such as an aluminum laminate tedlar film. The reinforcing plate 805 is made of an insulated metal such as a painted zinc steel plate, carbon fiber, FRP (glass fiber reinforced plastic), or the like.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、平板状
太陽電池モジュールである特開平07−302924は当然のこ
とながら、特開平8-222752、特開平8-222753、特公平6-
5769等の波形状太陽電池モジュールについても光起電力
素子を波形状に加工する際に、光起電力素子にかかる具
体的なストレスに関する記載はない。すなわち基板の変
位量、光起電力素子の変位量、太陽電池モジュールとし
ての変位量のいずれについても記載されていない。ま
た、ストレスや変形させたことによる影響およびそれら
の信頼性についてはまったく触れられていない。
However, Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-302924, which is a flat solar cell module, is, of course, disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos.
For a corrugated solar cell module such as 5769, there is no description about specific stress applied to the photovoltaic element when the photovoltaic element is processed into a corrugated shape. That is, neither the displacement of the substrate, the displacement of the photovoltaic element nor the displacement of the solar cell module is described. No mention is made of the effects of stress or deformation and their reliability.

【0016】Appl.Phys.Lett.54(17),1989,p.1678-168
0,"Electrical properties of hydrogenated amorphous
silicon layers on polymer film substrate under te
nsilestress"、および、J.Appl.Phys.66(1),1989,p.308
-311,"Effect of mechanicalstrain on electrical cha
racteristics of hydrogenated amorphous siliconjunc
tions"では、光起電力素子を歪ませて使用する、あるい
は、光起電力素子を歪ませた状態でモジュール化すると
いうような記載も示唆もない。さらに、このように光起
電力素子を歪ませた太陽電池モジュールでの信頼性評価
もまったく行われていない。
Appl.Phys.Lett. 54 (17), 1989, p.1678-168
0, "Electrical properties of hydrogenated amorphous
silicon layers on polymer film substrate under te
nsilestress "and J. Appl. Phys. 66 (1), 1989, p. 308
-311, "Effect of mechanicalstrain on electrical cha
racteristics of hydrogenated amorphous siliconjunc
In “Options”, there is no description or suggestion that the photovoltaic element is used in a distorted state or that the photovoltaic element is modularized in a distorted state. No reliability evaluations have been made on solar cell modules that have been lost.

【0017】これらが、明確でないため、光起電力素子
にストレスをかけたり、変形させたりするような加工を
した太陽電池モジュールを作成することは敬遠され、た
とえ加工したとしても、その形状での信頼性を常に検討
していかなければならない。通常、一つの製品(加工形
状)に対して多くの信頼性試験を施さなければならない
ため、一つの製品を製品化するのには非常に時間がかか
る。すなわち、このような方法では、多種多様な製品を
求められる現在の太陽電池及び建材のニーズに対応する
スピードでの製品化は望めない。
Since these are not clear, it is refrained from producing a photovoltaic module having a photovoltaic element processed or stressed or deformed. Reliability must always be considered. Usually, many reliability tests have to be performed on one product (processed shape), so it takes a very long time to commercialize one product. That is, with such a method, commercialization at a speed corresponding to the needs of current solar cells and building materials that require a wide variety of products cannot be expected.

【0018】上記したように、よりはやく信頼性の高
い、多種多様な太陽電池モジュールを作成するために
は、以下の点を解決する必要がある。 光起電力素子を含む領域を加工する際の、光起電力素
子の変形可能な変位領域を明確にする。 光起電力素子を変形させた場合の長期信頼性を確保す
る。
As described above, the following points need to be solved in order to produce various solar cell modules that are faster and more reliable. When processing a region including a photovoltaic element, a deformable displacement area of the photovoltaic element is clarified. Long-term reliability when the photovoltaic element is deformed is ensured.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を解
決するために鋭意研究開発を重ねた結果、次のような方
法が最良であることを見いだした。
Means for Solving the Problems As a result of intensive research and development for solving the above problems, the present inventor has found that the following method is the best.

【0020】可撓性基板上に半導体光活性層を少なくと
も一層有する光起電力素子を有した太陽電池モジュール
において、前記可撓性基板の少なくとも一部を基板材料
の水平方向に、フィルファクター(以降F.F.と略す)の
低下臨界値未満の歪み量で引っ張り変形させることによ
り、光起電力素子を変形加工したことを特徴とする太陽
電池モジュールとする。
In a solar cell module having a photovoltaic element having at least one semiconductor photoactive layer on a flexible substrate, at least a portion of the flexible substrate is filled with a fill factor (hereinafter referred to as a fill factor) in a horizontal direction of the substrate material. The solar cell module is characterized in that the photovoltaic element is deformed by tensile deformation with a strain amount less than the critical value for lowering FF).

【0021】(作用)上述した構成を基本とする太陽電
池モジュールは以下のような態様を包含し、顕著な効果
を奏する。
(Operation) The solar cell module based on the above-described configuration includes the following aspects and has remarkable effects.

【0022】可撓性基板上に半導体光活性層を少なくと
も一層有する光起電力素子を有した太陽電池モジュール
において、前記可撓性基板の少なくとも一部を基板材料
の水平方向に、F.F.低下臨界値未満の歪み量で引っ張り
変形させることにより、光起電力素子を変形加工するこ
とにより、 (1) 光起電力素子の変形可能領域が明確になるため、多
種多様な太陽電池モジュールの製品開発スピードが大幅
に向上する。 (2) 太陽電池の特性を低下させることなく、光起電力素
子上を自由に加工することができる。 (3) 光起電力素子上も自由に加工することが可能になる
ため、美観性・意匠性に優れた太陽電池モジュールとす
ることができる。 (4) 成型加工後の太陽電池モジュールも、高信頼性の太
陽電池モジュールとすることができる。
In a solar cell module having a photovoltaic element having at least one semiconductor photoactive layer on a flexible substrate, at least a part of the flexible substrate is provided with a FF lowering critical value in a horizontal direction of the substrate material. By deforming the photovoltaic element by tensile deformation with less than the amount of distortion, (1) The deformable area of the photovoltaic element becomes clear, so the product development speed of a wide variety of solar cell modules is increased. Significantly improved. (2) The photovoltaic element can be processed freely without deteriorating the characteristics of the solar cell. (3) Since the photovoltaic element can be freely processed, a solar cell module excellent in aesthetics and design can be obtained. (4) The solar cell module after the forming process can also be a highly reliable solar cell module.

【0023】前記引張り変形が前記可撓性基板又は前記
光起電力素子の非受光面側に設けられた補強材の塑性変
形領域内で、且つ前記光起電力素子のF.F.低下臨界値未
満の歪み量をもつことにより (5) 可撓性基板が塑性変形しているため、加工後もその
形状をたもった光起電力素子とすることができる。
The tensile deformation is within a plastic deformation region of a reinforcing member provided on the non-light-receiving surface side of the flexible substrate or the photovoltaic element, and the strain of the photovoltaic element is less than a critical value for lowering FF. (5) Since the flexible substrate is plastically deformed, a photovoltaic element having the shape even after processing can be obtained.

【0024】前記光起電力素子の少なくとも光受光面側
が有機高分子樹脂で被覆されることにより、 (6)光起電力素子の可撓性を十分にいかした、可撓性を
もった太陽電池モジュールとすることができる。
The photovoltaic element has at least a light receiving surface side coated with an organic polymer resin. (6) A flexible solar cell that fully utilizes the flexibility of the photovoltaic element. It can be a module.

【0025】前記太陽電池モジュールの非受光面側に補
強材を設けることにより、 (7)建材一体型太陽電池モジュールとすることができ、
太陽電池モジュールの施工性が向上する。
By providing a reinforcing material on the non-light-receiving surface side of the solar cell module, (7) a building material-integrated solar cell module can be obtained,
The workability of the solar cell module is improved.

【0026】前記太陽電池モジュールの受光面側最表面
に透明樹脂フィルム層を設けることにより、 (8)軽量な太陽電池モジュールとすることができるた
め、耐震性に優れる。 (9) 可撓性をもった太陽電池モジュールとすることがで
きるため、意匠性・加工性が向上する。 (10) 長期屋外暴露の際の外部からの汚れを防止し、太
陽電池モジュールの変換効率の低下を少なくすることが
できる。
By providing a transparent resin film layer on the outermost surface on the light-receiving surface side of the solar cell module, (8) a light-weight solar cell module can be obtained, which is excellent in earthquake resistance. (9) Since the solar cell module can have flexibility, design and workability are improved. (10) External contamination during long-term outdoor exposure can be prevented, and a decrease in the conversion efficiency of the solar cell module can be reduced.

【0027】前記補強材が、塑性変形領域の歪みをもつ
ことにより、 (11) ほかの部材を用いることなく、太陽電池モジュー
ルを多種の形状にすることができる。
Since the reinforcing member has a strain in the plastic deformation region, (11) the solar cell module can be formed into various shapes without using other members.

【0028】前記補強材の塑性変形領域が受光面側に光
起電力素子を含まない部分のみであることにより、 (12) 光起電力素子への歪み量をF.F.低下臨界値以下に
押さえつつ、太陽電池モジュールとしては大きく変形さ
せ、多種多様な製品とすることが可能になる。
Since the plastic deformation region of the reinforcing material is only a portion not including the photovoltaic element on the light receiving surface side, (12) the amount of strain to the photovoltaic element is suppressed to a value not more than the critical value for lowering the FF, The solar cell module can be largely deformed to produce a wide variety of products.

【0029】前記光起電力素子が可撓性基板上にアモル
ファスシリコンを形成してなることにより、 (13)基板および半導体層ともに可撓性を持つため、光起
電力素子の有無に 関わらず補強材を加工することが
できるため、多種の太陽電池モジュールの加工が可能に
なる。
(13) Since the photovoltaic element is formed by forming amorphous silicon on a flexible substrate, (13) since both the substrate and the semiconductor layer have flexibility, they are reinforced regardless of the presence or absence of the photovoltaic element. Since the material can be processed, various types of solar cell modules can be processed.

【0030】前記可撓性基板が導電性基板であることに
より、 (14) 光起電力素子のマイナス極として扱うことができ
るため、電極の取り出しが容易になる。
When the flexible substrate is a conductive substrate, (14) the flexible substrate can be treated as a negative pole of the photovoltaic element, so that the electrode can be easily taken out.

【0031】前記導電性基板の塑性変形領域が0.2%以上
であることにより (15) 小さな歪み量で塑性変形するため、半導体光活性
層にダメージを与えることなく光起電力素子の加工が容
易できる。
When the plastic deformation area of the conductive substrate is 0.2% or more, (15) plastic deformation is performed with a small amount of strain, so that the photovoltaic element can be easily processed without damaging the semiconductor photoactive layer. .

【0032】前記導電性基板がステンレス鋼であること
により、 (16) 耐腐食性に富むため、基板を高分子樹脂で被覆す
る際にも腐食・酸化 などをすることなく信頼性の高い
太陽電池モジュールとすることができる。
(16) Since the conductive substrate is made of stainless steel, it has high corrosion resistance. Therefore, even when the substrate is coated with a polymer resin, a highly reliable solar cell can be formed without corrosion or oxidation. It can be a module.

【0033】前記可撓性基板が樹脂フィルムであること
により、 (17)安価な太陽電池モジュールとすることができ、加工
を妨げることもないため加工性に富んだ太陽電池モジュ
ールとなる。
Since the flexible substrate is made of a resin film, (17) an inexpensive solar cell module can be obtained, and the solar cell module is excellent in workability because it does not hinder processing.

【0034】前記補強材が、金属であることにより、 (18)耐候性・耐摩耗性に優れた太陽電池モジュールとな
る。また、フレキシブルな補強材であるため加工性が向
上する。
When the reinforcing material is a metal, (18) a solar cell module having excellent weather resistance and wear resistance can be obtained. In addition, since it is a flexible reinforcing material, workability is improved.

【0035】前記太陽電池モジュールが、建材一体型太
陽電池モジュールであることにより、 (19) 従来の建材の上に太陽電池モジュールを設置する
タイプと比べ、建材が不要となるため低コストな太陽電
池モジュールとなる。 (20) さらに、建物の屋根や壁に設置することにより、
設置場所を有効に使用できるため、効率よく発電するこ
とができる。
Since the solar cell module is a building material-integrated solar cell module, (19) compared to a conventional type in which a solar cell module is installed on a building material, a building material is unnecessary, and a low-cost solar cell module is provided. Become a module. (20) Furthermore, by installing it on the roof or wall of a building,
Since the installation location can be used effectively, power can be generated efficiently.

【0036】[0036]

【発明の実施の形態】本発明の光起電力素子と歪み量と
の関係を示した実験について詳細を述べる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An experiment showing the relationship between the photovoltaic element of the present invention and the amount of distortion will be described in detail.

【0037】本発明に於ける代表的な光起電力素子は、
基板上に裏面反射層、半導体活性層、透明導電層、集電
電極が積層された構成となっている。その一例としての
概略構成図を図2に示すが、この図に於いて201は導
電性基板、202は裏面反射層、203は半導体光活性
層、204は透明導電層、205は集電電極、206は
出力端子である。
A typical photovoltaic element in the present invention is:
The structure is such that a back reflection layer, a semiconductor active layer, a transparent conductive layer, and a collecting electrode are laminated on a substrate. FIG. 2 shows a schematic configuration diagram as an example, in which 201 is a conductive substrate, 202 is a back reflection layer, 203 is a semiconductor photoactive layer, 204 is a transparent conductive layer, 205 is a current collecting electrode, 206 is an output terminal.

【0038】基板としては、金属、樹脂、ガラス、セラ
ミックス、半導体バルクなどが用いられる。その表面に
は微細な凹凸を有しても良い。透明基板を用いて基板側
から光が入射する構成としてもよい。
As the substrate, metal, resin, glass, ceramics, semiconductor bulk and the like are used. The surface may have fine irregularities. A structure in which light is incident from the substrate side using a transparent substrate may be employed.

【0039】ただし、アモルファスシリコンの可撓性を
最大限に生かすためにも基板も可撓性の物を使用するこ
とが望ましい。すなわち、金属や樹脂を使用することが
望ましい。金属や樹脂等は長尺形状とすることによっ
て、連続成膜に対応させることができる。樹脂基板の材
料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレ
ンナフタレート、芳香族ポリエステル、芳香族ポリアミ
ド、ポリスルホン酸、ポリイミド、ポリアリレート、ポ
リエーテルエーテルケトンなどがある。また、基板を導
電性基板とすることにより光起電力素子の基板になると
同時に、下部電極の役割も果たすことができるためより
好ましい。導電性基板の材料としては、シリコン、タン
タル、モリブデン、タングステン、ステンレス鋼、アル
ミニウム、銅、チタン、カーボンシート、鉛メッキ鋼
板、導電層が形成してある樹脂フィルムやセラミックス
などがある。上記導電性基板201上には裏面反射層2
02として、金属層、あるいは金属酸化物層、あるいは
金属層と金属酸化物層を形成しても良い。これらの役割
は基板にまで到達した光を反射して半導体層で再利用さ
せる反射層となる。これらの表面に凹凸を設けることに
より反射光を半導体層内での光路長を延ばし、短絡電流
を増大させる働きがある。金属層には、例えば、Ti,
Cr,Mo,W,Al,Ag,Ni,Cu,Auなどが
用いられ、金属酸化物層には、例えば、ZnO,TiO
2,SnO2などが用いられる。上記金属層及び金属酸化
物層の形成方法としては、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム
蒸着法、スパッタリング法、めっき、印刷などがある。
However, in order to maximize the flexibility of amorphous silicon, it is desirable to use a flexible substrate. That is, it is desirable to use metal or resin. By forming the metal or resin into a long shape, it is possible to cope with continuous film formation. Examples of the material for the resin substrate include polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, aromatic polyester, aromatic polyamide, polysulfonic acid, polyimide, polyarylate, and polyetheretherketone. In addition, it is more preferable that the substrate be a conductive substrate because the substrate can serve as a lower electrode at the same time as a substrate for the photovoltaic element. Examples of the material of the conductive substrate include silicon, tantalum, molybdenum, tungsten, stainless steel, aluminum, copper, titanium, carbon sheets, lead-plated steel sheets, resin films having a conductive layer formed thereon, and ceramics. On the conductive substrate 201, the back reflection layer 2
As 02, a metal layer, a metal oxide layer, or a metal layer and a metal oxide layer may be formed. These roles serve as a reflection layer that reflects light reaching the substrate and reuses the light in the semiconductor layer. Providing irregularities on these surfaces has the effect of extending the optical path length of the reflected light in the semiconductor layer and increasing the short-circuit current. For example, Ti,
Cr, Mo, W, Al, Ag, Ni, Cu, Au, etc. are used. For the metal oxide layer, for example, ZnO, TiO.
2, SnO2 or the like is used. Examples of a method for forming the metal layer and the metal oxide layer include a resistance heating evaporation method, an electron beam evaporation method, a sputtering method, plating, and printing.

【0040】半導体光活性層203は光電変換を行う部
分で、具体的な材料としては、pn接合型多結晶シリコ
ン、pin接合型アモルファスシリコン、あるいはCu
InSe2,CuInS2,GaAs,CdS/Cu2
S,CdS/CdTe,CdS/InP,CdTe/C
u2Teをはじめとする化合物半導体などが挙げられ
る。上記半導体光活性層の形成方法としては、多結晶シ
リコンの場合は溶融シリコンのシート化か非晶質シリコ
ンの熱処理、アモルファスシリコンの場合はシランガス
などを原料とするマイクロ波プラズマCVD法、高周波
プラズマCVD法、VHFプラズマCVD法、化合物半
導体の場合はイオンプレーティング、イオンビームデポ
ジション、真空蒸着法、スパッタ法、電析法などがあ
る。
The semiconductor photoactive layer 203 is a portion for performing photoelectric conversion, and specific materials include pn junction type polycrystalline silicon, pin junction type amorphous silicon, and Cu.
InSe2, CuInS2, GaAs, CdS / Cu2
S, CdS / CdTe, CdS / InP, CdTe / C
and compound semiconductors such as u2Te. As a method of forming the semiconductor photoactive layer, in the case of polycrystalline silicon, a sheet of molten silicon or heat treatment of amorphous silicon is used. In the case of amorphous silicon, a microwave plasma CVD method using silane gas as a raw material, a high frequency plasma CVD method Method, VHF plasma CVD method, in the case of compound semiconductor, ion plating, ion beam deposition, vacuum evaporation method, sputtering method, electrodeposition method and the like.

【0041】透明導電層204は太陽電池の上部電極の
役目を果たしている。同時に入射光および反射光の乱反
射を増大し、半導体層内での光路長をのばす。また、金
属層の元素が半導体層へ拡散あるいはマイグレーション
をおこし、光起電力素子がシャントすることを防止す
る。さらに、適度な抵抗を持つことにより、半導体層の
ピンホール等の欠陥によるショートを防止する。導電率
が10E-8(1/Ωcm)以上、10E-1(1/Ωcm)以下であるこ
とが望ましい。さらに、金属層と同様にその表面に凹凸
を有していることが好ましい。用いる材料としては、例
えば、In2O3,SnO2,In2O3−SnO2(IT
O),ZnO,TiO2,Cd2SnO4,高濃度不純物
ドープした結晶性半導体層などがある。形成方法として
は抵抗加熱蒸着、スパッタ法、スプレー法、CVD法、
不純物拡散法などがある。
The transparent conductive layer 204 functions as an upper electrode of a solar cell. At the same time, diffuse reflection of incident light and reflected light is increased, and the optical path length in the semiconductor layer is extended. Further, it prevents the elements of the metal layer from diffusing or migrating into the semiconductor layer, thereby preventing the photovoltaic element from shunting. Further, by having an appropriate resistance, a short circuit due to a defect such as a pinhole in the semiconductor layer is prevented. It is desirable that the electric conductivity is 10E-8 (1 / Ωcm) or more and 10E-1 (1 / Ωcm) or less. Further, it is preferable that the surface has irregularities as in the case of the metal layer. As a material to be used, for example, In2O3, SnO2, In2O3-SnO2 (IT
O), ZnO, TiO2, Cd2SnO4, crystalline semiconductor layers doped with high concentration impurities, and the like. As a forming method, resistance heating evaporation, sputtering, spraying, CVD,
There is an impurity diffusion method and the like.

【0042】透明導電層の上には電流を効率よく集電す
るために、格子状の集電電極205(グリッド)を設け
てもよい。集電電極205の具体的な材料としては、例
えば、Ti,Cr,Mo,W,Al,Ag,Ni,C
u,Sn、あるいは銀ペーストをはじめとする導電性ペ
ーストなどが挙げられる。集電電極205の形成方法と
しては、マスクパターンを用いたスパッタリング、抵抗
加熱、CVD法や、全面に金属膜を蒸着した後で不必要
な部分をエッチングで取り除きパターニングする方法、
光CVDにより直接グリッド電極パターンを形成する方
法、グリッド電極パターンのネガパターンのマスクを形
成した後にメッキする方法、導電性ペーストを印刷する
方法、金属線を導電性ペーストで固着する方法などがあ
る。導電性ペーストは、通常微粉末状の銀、金、銅、ニ
ッケル、カーボンなどをバインダーポリマーに分散させ
たものが用いられる。バインダーポリマーとしては、例
えば、ポリエステル、エポキシ、アクリル、アルキド、
ポリビニルアセテート、ゴム、ウレタン、フェノールな
どの樹脂が挙げられる。
A grid-like current collecting electrode 205 (grid) may be provided on the transparent conductive layer in order to efficiently collect current. As a specific material of the current collecting electrode 205, for example, Ti, Cr, Mo, W, Al, Ag, Ni, C
u, Sn, or a conductive paste such as a silver paste. As a method for forming the current collecting electrode 205, sputtering using a mask pattern, resistance heating, a CVD method, a method in which an unnecessary portion is removed by etching after depositing a metal film on the entire surface and patterning is performed,
There are a method of directly forming a grid electrode pattern by photo CVD, a method of forming a mask of a negative pattern of the grid electrode pattern and then plating, a method of printing a conductive paste, and a method of fixing a metal wire with the conductive paste. As the conductive paste, one obtained by dispersing silver, gold, copper, nickel, carbon, or the like in fine powder form in a binder polymer is usually used. As the binder polymer, for example, polyester, epoxy, acrylic, alkyd,
Resins such as polyvinyl acetate, rubber, urethane, and phenol are included.

【0043】最後に起電力を取り出すためにプラス側出
力端子206aおよびマイナス側出力端子206bを導電性基
板と集電電極に取り付ける。導電性基板へは銅タブ等の
金属体をスポット溶接や半田で接合する方法が取られ、
集電電極へは金属体を導電性ペースト207や半田によっ
て電気的に接続する方法が取られる。なお集電電極205
に取り付ける際、出力端子が導電性金属基板や半導体層
と接触して短絡するのを防ぐ為に絶縁体208を設けるこ
とが望ましい。
Finally, to extract the electromotive force, the plus side output terminal 206a and the minus side output terminal 206b are attached to the conductive substrate and the collecting electrode. A method of joining a metal body such as a copper tab to the conductive substrate by spot welding or soldering is adopted,
A method of electrically connecting a metal body to the collecting electrode by a conductive paste 207 or solder is used. Current collecting electrode 205
It is desirable to provide an insulator 208 in order to prevent the output terminal from coming into contact with the conductive metal substrate or the semiconductor layer to cause a short circuit when the device is mounted on the substrate.

【0044】以下にpin接合型アモルファスシリコン
半導体光活性層を用いた光起電力素子を用いて実験を行
った結果を示す。
The results of an experiment using a photovoltaic element using a pin junction type amorphous silicon semiconductor photoactive layer will be described below.

【0045】始めに光起電力素子の基板の非受光面側に
歪みゲージを貼り付けた。その後、初期特性を測定し
た。このサンプルを引張試験機により、基板の水平方向
に光起電力素子を引っ張る方向(延ばす方向)のストレ
ス(歪み)を与える。この場合、ピーク歪み量は、基板
が12000με(1.2% 伸び)となるまで各々の歪み量で
測定した。このようにして、歪み量を変えたサンプルの
特性を再度測定し、最後にSEM(走査型電子顕微鏡)
により光起電力素子表面の観察をおこなった。
First, a strain gauge was attached to the non-light-receiving side of the substrate of the photovoltaic element. Thereafter, the initial characteristics were measured. This sample is subjected to stress (strain) in the direction in which the photovoltaic element is pulled (extended) in the horizontal direction of the substrate by a tensile tester. In this case, the peak strain was measured at each strain until the substrate reached 12000 με (1.2% elongation). In this way, the characteristics of the sample with the changed strain amount are measured again, and finally, the SEM (scanning electron microscope)
The observation of the surface of the photovoltaic element was carried out.

【0046】歪み量としては、引っ張り段階で発生する
ピーク歪み量と、引っ張りを止めた時点で残っている残
留歪み量の2種類に分けられる(図9)。引張り段階のピ
ーク歪み地点でa-Si:Hに割れなどの欠陥がおきてしま
った場合、その後の残留歪みを全くなくしたとしても、
その欠陥が復元されるわけではない。したがって、光起
電力素子の変形可能領域と歪みの関係を述べる場合には
ピーク歪みが重要になる。
The amount of strain is classified into two types, a peak strain amount generated in the tension stage and a residual strain amount remaining when the tension is stopped (FIG. 9). When defects such as cracks occur in a-Si: H at the peak strain point in the tensile stage, even if the subsequent residual strain is completely eliminated,
The defect is not restored. Therefore, peak distortion is important when describing the relationship between the deformable region of the photovoltaic element and the distortion.

【0047】上記のような実験の結果を図10にしめす。FIG. 10 shows the results of the above experiment.

【0048】始めに、図10を用いて、F.F.低下臨界値の
定義を説明する。
First, the definition of the FF lowering critical value will be described with reference to FIG.

【0049】光起電力素子の歪み量とF.F.変化率の関係
をグラフにする。その場合、図10に示したように、ある
歪み量の点からF.Fの低下が起こる。このF.F.の低下は
なだらかな曲線となるため、図のように接線をひき2つ
の接線の交点をF.F.低下臨界値とする。a-Si:Hを用い
た図10の場合には、二つの接線の交点は、7000με(0.
7%歪み)である。すなわち、ピーク歪み7000με以上と
なるとF.F.が低下する。そこで、光起電力素子上を加工
し、その信頼性を確保するためには加工時に光起電力素
子に対するピーク歪み量がF.F.低下臨界値(a-Si:Hの
場合0.7%)未満であることが望ましい。この条件にお
いて、光起電力素子を変形加工するためには、可撓性基
板として、F.F.低下臨界値(a-Si:Hの場合0.7%)未満
に塑性変形領域を持つ材料を用いることにより、 F.F.
低下臨界値(a-Si:Hの場合0.7%)未満で基板を変形さ
せることにより光起電力素子を変形させ、同時にに基板
上の半導体光活性層には性能の低下をもたらすことのな
い光起電力素子とすることができる。
The relationship between the amount of distortion of the photovoltaic element and the rate of change of FF is plotted on a graph. In that case, as shown in FIG. 10, the FF decreases from a point of a certain distortion amount. Since this decrease in FF is a gentle curve, a tangent is drawn as shown in the figure, and the intersection of the two tangents is defined as the FF decrease critical value. In the case of FIG. 10 using a-Si: H, the intersection of the two tangents is 7000 με (0.
7% distortion). That is, when the peak strain exceeds 7000 με, the FF decreases. Therefore, in order to process the photovoltaic element and ensure its reliability, the peak distortion amount for the photovoltaic element during processing must be less than the FF lowering critical value (0.7% for a-Si: H). Is desirable. Under these conditions, in order to deform the photovoltaic element, by using a material having a plastic deformation region below the FF lowering critical value (a-Si: 0.7% in the case of H) as a flexible substrate, FF
Deformation of the substrate below the lowering critical value (0.7% for a-Si: H) deforms the photovoltaic element, and at the same time, does not cause performance degradation in the semiconductor photoactive layer on the substrate. It can be an electromotive element.

【0050】ここで、F.F.について説明する。Here, FF will be described.

【0051】F. F.=最大電力(Pm)/(短絡電流(Isc)
×開放電圧(Voc))で現される。すなわち、物理的な
意味としては、電圧だけを最大限に取り出した場合の値
であるVocと電流だけ最大限に引き出した場合の値であ
るIscとの積に対する、実際に取り出せる電力Pmを比較
した値である。実際的なF.F.の値は、pn接合の順方向
特性によって決まるので、使用する半導体基板中に含ま
れる欠陥や、pn接合作製時あるいはその後の製造工程
で発生する欠陥を通して、漏れ電流が流れるとF.F.が低
くなり、本来出せるはずの出力を低下させることにな
る。この意味から、引っ張り試験後にF.F.が低下してい
るということは、すなわち引っ張り試験により半導体層
に欠陥を生じているということを現している。
FF = maximum power (Pm) / (short circuit current (Isc)
× open circuit voltage (Voc)). That is, as a physical meaning, the power Pm that can be actually extracted is compared with the product of Voc, which is the value when only the voltage is extracted to the maximum, and Isc, the value when the current is extracted to the maximum. Value. Since the actual value of FF is determined by the forward characteristics of the pn junction, if a leakage current flows through a defect included in the semiconductor substrate to be used or a defect generated at the time of manufacturing the pn junction or a subsequent manufacturing process, FF And the output that should be able to be output is reduced. In this sense, the fact that the FF decreases after the tensile test indicates that the semiconductor layer has a defect due to the tensile test.

【0052】上記のことからもわかるように、a-Si:H
の場合、ピーク歪みが0.7%以上である場合、すなわちF.
F低下臨界値以上の歪みを光起電力素子に与えた場合、
その光起電力素子には欠陥が生じていると思われる。
As can be seen from the above, a-Si: H
If the peak distortion is 0.7% or more, that is, F.
When a strain equal to or more than the F lowering critical value is given to the photovoltaic element,
It is considered that the photovoltaic element has a defect.

【0053】実際に、光起電力素子の受光面側からSE
Mで観察した結果F.F低下臨界値以上の歪みを生じてい
る部分では可撓性基板の垂直方向への割れが多数観察さ
れた。また、この時の太陽電池特性の低下から、基板/
金属層/透明電極層/半導体活性層/透明電極の膜の界
面剥離、あるいは半導体活性層内の界面剥離も発生して
いると考えられる。
Actually, SE from the light receiving surface side of the photovoltaic element
As a result of observation with M, a large number of cracks in the vertical direction of the flexible substrate were observed in the portion where the strain equal to or more than the critical value for lowering the FF was generated. Also, due to the deterioration of the solar cell characteristics at this time, the substrate /
It is considered that interface peeling of the metal layer / transparent electrode layer / semiconductor active layer / transparent electrode film or interface peeling in the semiconductor active layer has also occurred.

【0054】これらのことを踏まえて、実際の太陽電池
モジュールを作成する方法を以下に述べる。図1に、本
発明の条件をみたす太陽電池モジュールの一例の平面図
・断面図をしめす。図1において、101は光起電力素
子、102は繊維状無機化合物、103は透明有機高分
子化合物、104は最表面に位置する透明な樹脂フィル
ム、105は裏面充填材、106は裏面絶縁フィルム、
107は補強材、外部からの光は、最表面のフィルム1
03から入射し、光起電力素子101に到達し、生じた
起電力は出力端子(不図示)より外部に取り出される。
光起電力素子101は、上述した通りの光起電力素子を
用いる。
Based on these facts, a method for producing an actual solar cell module will be described below. FIG. 1 shows a plan view and a cross-sectional view of an example of a solar cell module satisfying the conditions of the present invention. In FIG. 1, 101 is a photovoltaic element, 102 is a fibrous inorganic compound, 103 is a transparent organic polymer compound, 104 is a transparent resin film located on the outermost surface, 105 is a back filler, 106 is a back insulating film,
107 is a reinforcing material, and light from the outside is the film 1 on the outermost surface.
03, the light reaches the photovoltaic element 101, and the generated electromotive force is taken out from an output terminal (not shown).
As the photovoltaic element 101, the photovoltaic element as described above is used.

【0055】次に、本発明に用いられる加工について詳
しく説明する。まずは、補強材を貼り付けた平板太陽電
池モジュールを作成した後に、図1に示すような曲げ加
工を行う。図1では、光起電力素子の真ん中で階段状に
曲げ加工を行っている。この加工で歪みが生じる場所
は、階段状の山部および谷部である。ただし、もっとも
大きな歪みが生じるのは、階段状の山部である。谷部で
も歪みは生じるがごく僅かである。
Next, the processing used in the present invention will be described in detail. First, after a flat-plate solar cell module to which a reinforcing material is attached is formed, bending processing as shown in FIG. 1 is performed. In FIG. 1, the bending is performed stepwise in the middle of the photovoltaic element. The places where distortion occurs in this processing are step-like peaks and valleys. However, the largest distortion occurs in the step-shaped peaks. Distortion also occurs in the valley, but is very slight.

【0056】図1には連続した階段状に加工した例を示
したがこれに限定されるものではない。可撓性基板の歪
み量をF.F.低下臨界値未満で塑性変形させた加工であれ
ば、一部にのみ折り曲げ部を設けたり、多数の凹凸部を
もつもの、または平板太陽電池モジュールのまま引っ張
りのストレスを与えるような加工を行ってもよい。光起
電力素子の有無に関わらず太陽電池モジュールを加工す
ることができるため、例えば図1のように大型の太陽電
池モジュールを働き幅の狭い階段状の屋根材として加工
することにより美観性にも優れ、さらに1枚毎に接合部
を設ける必要がないため接合部の少ない施工性に優れた
屋根となる。また、太陽電池モジュールの形態によって
光起電力素子の配列を変更する必要がなく、同一の平板
太陽電池モジュールを多種の形状に加工することができ
るため、加工性・生産性に優れる。具体的に、補強材を
設けた太陽電池モジュールの加工を考えた場合、基板よ
りも剛性の高い材料を補強材として用いることが多いた
め、可撓性基板を塑性変形させただけでは太陽電池モジ
ュールとしての加工された形状を維持することは難し
い。その場合、太陽電池モジュールの形状を加工するた
めの一例としては、補強材上で光起電力素子のない部分
のみ塑性変形させて、それにより補強材全体が形状を維
持できるような加工を行う方法がある。この方法によれ
ば、補強材を設けた太陽電池モジュールにおいても、可
撓性基板の歪み量をF.F.低下臨界値未満として、太陽電
池モジュールとして加工し、その形状を維持できるた
め、信頼性、美観性ともにすぐれた太陽電池モジュール
とすることができる。
FIG. 1 shows an example of processing in a continuous step shape, but the present invention is not limited to this. In the case of processing in which the amount of distortion of the flexible substrate is plastically deformed below the FF lowering critical value, only a part is provided with a bent portion, or a substrate having a large number of uneven portions or a flat solar cell module is pulled as it is. Processing that gives stress may be performed. Since a solar cell module can be processed with or without a photovoltaic element, a large-sized solar cell module works as shown in FIG. It is excellent, and since it is not necessary to provide a joint for each sheet, a roof with few joints and excellent workability is obtained. Further, it is not necessary to change the arrangement of the photovoltaic elements depending on the form of the solar cell module, and the same flat solar cell module can be processed into various shapes, so that the workability and productivity are excellent. Specifically, when considering processing of a solar cell module provided with a reinforcing material, a material having higher rigidity than the substrate is often used as the reinforcing material. It is difficult to maintain the processed shape. In that case, as an example for processing the shape of the solar cell module, a method of plastically deforming only a portion without a photovoltaic element on the reinforcing material, thereby performing a processing such that the entire reinforcing material can maintain the shape. There is. According to this method, even in a solar cell module provided with a reinforcing material, the amount of distortion of the flexible substrate can be reduced to a value less than the critical value for lowering the FF and processed as a solar cell module, and the shape can be maintained. A solar cell module excellent in both properties can be obtained.

【0057】次に本発明に用いられる被覆材材料につい
て詳しく説明する。
Next, the coating material used in the present invention will be described in detail.

【0058】(繊維状無機化合物)次に、表面充填材中
に含浸されている繊維状無機化合物102について以下
に述べる。まず、アモルファスシリコンを使用した太陽
電池はその可撓性を十分にいかすためにその表面を高分
子樹脂フィルムで被覆する。しかし、この場合最表面を
ガラスで被覆した場合に比べて外部からの傷に非常に弱
くなる。
(Fibrous Inorganic Compound) Next, the fibrous inorganic compound 102 impregnated in the surface filler will be described below. First, the surface of a solar cell using amorphous silicon is covered with a polymer resin film in order to make full use of its flexibility. However, in this case, the outermost surface is much more vulnerable to external flaws than when the outermost surface is covered with glass.

【0059】また、太陽電池モジュール、特に住宅の屋
根、壁に設置されるモジュールには難燃性が求められて
いる。ところが、透明有機高分子樹脂の量が多いと非常
に燃えやすい表面被覆材となり、またその量が少ないと
外部からの衝撃から内部の光起電力素子を保護すること
ができなくなる。そこで、少ない樹脂で光起電力素子を
外部環境から十分に保護するために、表面被覆材として
繊維状無機化合物を含浸した透明高分子樹脂を使用す
る。
Also, solar cell modules, particularly modules installed on roofs and walls of houses, are required to have flame retardancy. However, when the amount of the transparent organic polymer resin is large, the surface coating material becomes very flammable, and when the amount is small, the internal photovoltaic element cannot be protected from external impact. Therefore, in order to sufficiently protect the photovoltaic element from the external environment with a small amount of resin, a transparent polymer resin impregnated with a fibrous inorganic compound is used as a surface coating material.

【0060】繊維状無機化合物としては、具体的にはガ
ラス繊維不織布、ガラス繊維織布、ガラスフィラー等が
あげられる。特に、ガラス繊維不織布を用いることが好
ましい。ガラス繊維織布は、コストが高く、含浸もされ
にくい。ガラスフィラーを用いることは、耐スクラッチ
性があまり向上しない為、より少量の透明有機高分子樹
脂で光起電力素子を被覆することが難しい。また、長期
使用にかんして、十分な密着力を確保するために透明有
機高分子樹脂に使用したものと同様に、シランカップリ
ング剤や有機チタネート化合物で繊維状無機化合物を処
理しておくことが望ましい。
Specific examples of the fibrous inorganic compound include glass fiber nonwoven fabric, glass fiber woven fabric, glass filler and the like. In particular, it is preferable to use a glass fiber nonwoven fabric. Glass fiber woven fabrics are expensive and are not easily impregnated. Since the use of a glass filler does not significantly improve the scratch resistance, it is difficult to cover the photovoltaic element with a smaller amount of the transparent organic polymer resin. In addition, for long-term use, it is possible to treat the fibrous inorganic compound with a silane coupling agent or an organic titanate compound in the same manner as that used for the transparent organic polymer resin to ensure sufficient adhesion. desirable.

【0061】(充填材)表面充填材103として用いら
れている透明有機高分子樹脂は、光起電力素子の凹凸を
樹脂で被覆し、素子を温度変化、湿度、衝撃などの過酷
な外部環境から守りかつ表面フィルムと素子との接着を
確保するために必要である。したがって、耐候性、接着
性、充填性、耐熱性、耐寒性、耐衝撃性が要求される。
これらの要求を満たす樹脂としてはエチレン−酢酸ビニ
ル共重合体(EVA)、エチレン−アクリル酸メチル共
重合体(EMA)、エチレン−アクリル酸エチル共重合
体(EEA)、ブチラール樹脂などのポリオレフィン系
樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられ
る。なかでも、EVAは太陽電池用途としてバランスの
とれた物性を有しており、好んで用いられる。
(Filler) The transparent organic polymer resin used as the surface filler 103 covers the unevenness of the photovoltaic element with the resin, and the element is exposed to a severe external environment such as temperature change, humidity and impact. It is necessary to protect and secure the adhesion between the surface film and the element. Therefore, weather resistance, adhesion, filling properties, heat resistance, cold resistance, and impact resistance are required.
Resins satisfying these requirements include polyolefin resins such as ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), ethylene-methyl acrylate copolymer (EMA), ethylene-ethyl acrylate copolymer (EEA), and butyral resin. , Urethane resin, silicone resin and the like. Among them, EVA has well-balanced physical properties for use in solar cells, and is preferably used.

【0062】また、EVAはそのままでは熱変形温度が
低いために容易に高温使用下で変形やクリープを呈する
ので、架橋して耐熱性を高めておくことが望ましい。E
VAの場合は有機過酸化物で架橋するのが一般的であ
る。有機過酸化物による架橋は有機過酸化物から発生す
る遊離ラジカルが樹脂中の水素やハロゲン原子を引き抜
いてC−C結合を形成することによって行われる。有機
過酸化物の活性化方法には、熱分解、レドックス分解お
よびイオン分解が知られている。一般には熱分解法が好
んで行われている。有機過酸化物の化学構造の具体例と
しては、ヒドロペルオキシド、ジアルキル(アリル)ペ
ルオキシド、ジアシルペルオキシド、ペルオキシケター
ル、ペルオキシエステル、ペルオキシカルボネートおよ
びケトンペルオキシドに大別される。
Further, since EVA has a low heat deformation temperature as it is and easily exhibits deformation and creep under high-temperature use, it is desirable to crosslink to increase heat resistance. E
In the case of VA, crosslinking is generally performed with an organic peroxide. Crosslinking with an organic peroxide is performed by free radicals generated from the organic peroxide extracting hydrogen and halogen atoms in the resin to form a CC bond. Thermal decomposition, redox decomposition and ionic decomposition are known as methods for activating organic peroxides. Generally, the thermal decomposition method is preferred. Specific examples of the chemical structure of the organic peroxide are roughly classified into hydroperoxide, dialkyl (allyl) peroxide, diacyl peroxide, peroxyketal, peroxyester, peroxycarbonate, and ketone peroxide.

【0063】なお、有機過酸化物の添加量は充填材樹脂
100重量部に対して0.5乃至5重量部である。
The amount of the organic peroxide to be added depends on the filler resin
0.5 to 5 parts by weight per 100 parts by weight.

【0064】上記有機過酸化物を充填材に併用し、加圧
加熱しながら架橋および熱圧着を行うことが可能であ
る。加熱温度ならびに時間は各々の有機過酸化物の熱分
解温度特性で決定することができる。一般には熱分解が
90%より好ましくは95%以上進行する温度と時間を
もって加熱加圧を終了する。これによる充填材のゲル分
率が80%以上が好ましい。ここで、ゲル分率とは以下
の式で求められる。
It is possible to carry out crosslinking and thermocompression while heating under pressure while using the above organic peroxide as a filler. The heating temperature and time can be determined by the thermal decomposition temperature characteristics of each organic peroxide. In general, the heating and pressurizing is completed when the temperature and the time at which the thermal decomposition proceeds are more than 90%, preferably 95% or more. The gel fraction of the filler is preferably 80% or more. Here, the gel fraction is determined by the following equation.

【0065】ゲル分率=(未溶解分の重量/試料の元の
重量)×100(%)すなわち、透明有機高分子樹脂を
キシレン等の溶媒で抽出した場合、架橋してゲル化した
部分は溶出せず架橋していないゾル部分のみ溶出する。
ゲル分率100%とは、完全に架橋が完了したことを示
す。抽出後残った試料を取り出したキシレンを蒸発させ
ることにより未溶解のゲル分のみを得ることができる。
Gel fraction = (weight of undissolved portion / original weight of sample) × 100 (%) That is, when the transparent organic polymer resin is extracted with a solvent such as xylene, the crosslinked and gelled portion is Only the uncrosslinked sol is eluted without elution.
A gel fraction of 100% indicates that the crosslinking was completely completed. By evaporating the xylene from which the sample remaining after the extraction has been taken out, only the undissolved gel component can be obtained.

【0066】ゲル分率が80%未満である場合、耐熱性
や耐クリープ性に劣るため、夏などの高温下での使用の
際に問題が生じる。
If the gel fraction is less than 80%, heat resistance and creep resistance are inferior, so that a problem arises when used at high temperatures such as summer.

【0067】上記架橋反応を効率良く行うためには、架
橋助剤と呼ばれるトリアリルイソシアヌレート(TAIC)を
用いることが望ましい。一般には充填材樹脂100重量部
に対して1乃至5重量部の添加量である。
In order to carry out the above crosslinking reaction efficiently, it is desirable to use triallyl isocyanurate (TAIC), which is called a crosslinking assistant. Generally, the amount is 1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the filler resin.

【0068】本発明に用いられる充填材の材料は耐候性
において優れたものであるが、更なる耐候性の改良、あ
るいは、充填材下層の保護のために、紫外線吸収剤を併
用することもできる。紫外線吸収剤としては、公知の化
合物が用いられるが、太陽電池モジュールの使用環境を
考慮して低揮発性の紫外線吸収剤を用いることが好まし
い。紫外線吸収剤の他に光安定化剤も同時に添加すれ
ば、光に対してより安定な充填材となる。具体的な化学
構造としてはサリチル酸系、ベンゾフェノン系、ベンゾ
トリアゾール系、シアノアクリレート系に大別される。
これらの紫外線吸収剤を少なくとも1種以上添加するこ
とが好ましい。
Although the filler material used in the present invention is excellent in weather resistance, an ultraviolet absorber can be used in combination for further improving weather resistance or protecting the lower layer of the filler. . Known compounds are used as the ultraviolet absorber, but it is preferable to use a low-volatile ultraviolet absorber in consideration of the usage environment of the solar cell module. If a light stabilizer is added in addition to the ultraviolet absorber, the filler becomes more stable to light. Specific chemical structures are roughly classified into salicylic acid, benzophenone, benzotriazole, and cyanoacrylate.
It is preferable to add at least one of these ultraviolet absorbers.

【0069】上記紫外線吸収剤以外に耐候性を付与する
方法としてはヒンダードアミン系光安定化剤を使用でき
ることが知られている。ヒンダードアミン系光安定化剤
は紫外線吸収剤のようには紫外線を吸収しないが、紫外
線吸収剤を併用することによって著しい相乗効果を示
す。添加量は樹脂100重量部に対して0.1〜0.3
重量部程度が一般的である。もちろんヒンダードアミン
系以外にも光安定化剤として機能するものはあるが、着
色している場合が多く本発明の充填材には望ましくな
い。
It is known that a hindered amine-based light stabilizer can be used as a method for imparting weather resistance other than the above-mentioned ultraviolet absorber. A hindered amine-based light stabilizer does not absorb ultraviolet rays unlike an ultraviolet absorber, but exhibits a remarkable synergistic effect when used in combination with an ultraviolet absorber. The addition amount is 0.1 to 0.3 with respect to 100 parts by weight of the resin.
It is generally about parts by weight. Of course, some other than hindered amines function as light stabilizers, but are often colored, which is not desirable for the filler of the present invention.

【0070】さらに、耐熱性・熱加工性改善のために酸
化防止剤を添加することも可能である。添加量は樹脂1
00重量部に対して0.1〜1重量部が適正である。酸
化防止剤の化学構造としてはモノフェノール系、ビスフ
ェノール系、高分子型フェノール系、硫黄系、燐酸系に
大別される。
Further, an antioxidant can be added for improving heat resistance and heat workability. Addition amount is resin 1
0.1 to 1 part by weight is appropriate for 00 parts by weight. The chemical structure of antioxidants is broadly classified into monophenol-based, bisphenol-based, polymer-type phenol-based, sulfur-based, and phosphoric-acid-based.

【0071】さらに、より厳しい環境下で太陽電池モジ
ュールの使用が想定される場合には充填材と光起電力素
子あるいは表面フィルムとの密着力を向上することが好
ましい。シランカップリング剤や有機チタネート化合物
を充填材に添加することで前記密着力を改善することが
可能である。添加量は、充填材樹脂100重量部に対して
0.1乃至3重量部が好ましく、0.25乃至1重量部がより好
ましい。さらに、含浸している繊維状無機化合物と透明
有機高分子化合物の密着力を向上させるためにもシラン
カップリング剤や有機チタネート化合物を透明有機高分
子中に添加することは効果がある。
Further, when it is assumed that the solar cell module is used in a more severe environment, it is preferable to improve the adhesion between the filler and the photovoltaic element or surface film. The adhesion can be improved by adding a silane coupling agent or an organic titanate compound to the filler. The addition amount is based on 100 parts by weight of the filler resin.
0.1 to 3 parts by weight is preferable, and 0.25 to 1 part by weight is more preferable. Further, it is effective to add a silane coupling agent or an organic titanate compound to the transparent organic polymer in order to improve the adhesion between the impregnated fibrous inorganic compound and the transparent organic polymer compound.

【0072】一方、光起電力素子に到達する光量の減少
をなるべく抑えるために、表面充填材は透明でなくては
ならず、具体的には光透過率が400nm以上800n
m以下の可視光波長領域において80%以上であること
が望ましく、90%以上であることがより望ましい。ま
た、大気からの光の入射を容易にするために、摂氏25
度における屈折率が1.1から2.0であることが好ま
しく、1.1から1.6であることがより好ましい。
On the other hand, in order to minimize the decrease in the amount of light reaching the photovoltaic element, the surface filler must be transparent, and specifically, the light transmittance must be 400 nm or more and 800 n.
It is preferably at least 80%, more preferably at least 90%, in the visible light wavelength region of m or less. In addition, in order to facilitate the incidence of light from the atmosphere,
Preferably, the refractive index in degrees is from 1.1 to 2.0, more preferably from 1.1 to 1.6.

【0073】(表面樹脂フィルム)本発明で用いられる
表面樹脂フィルム104は太陽電池モジュールの最表層
に位置するため耐候性、耐汚染性、機械強度をはじめと
して、太陽電池モジュールの屋外暴露における長期信頼
性を確保するための性能が必要である。本発明に用いら
れる樹脂フィルムとしてはフッ素樹脂、アクリル樹脂な
どがある。なかでもフッ素樹脂は耐候性、耐汚染性に優
れているため好んで用いられる。具体的にはポリフッ化
ビニリデン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂あるは四フッ化
エチレン−エチレン共重合体などがある。耐候性の観点
ではポリフッ化ビニリデン樹脂が優れているが、耐候性
および機械的強度の両立と透明性では四フッ化エチレン
−エチレン共重合体が優れている。
(Surface Resin Film) Since the surface resin film 104 used in the present invention is located on the outermost layer of the solar cell module, it has long-term reliability in outdoor exposure of the solar cell module including weather resistance, stain resistance and mechanical strength. Performance to ensure performance is required. Examples of the resin film used in the present invention include a fluorine resin and an acrylic resin. Among them, fluororesins are preferably used because of their excellent weather resistance and stain resistance. Specific examples include a polyvinylidene fluoride resin, a polyvinyl fluoride resin, and an ethylene-tetrafluoroethylene-ethylene copolymer. Polyvinylidene fluoride resin is excellent in terms of weather resistance, but ethylene tetrafluoride-ethylene copolymer is excellent in terms of compatibility between weather resistance and mechanical strength and transparency.

【0074】前記充填材との接着性の改良のために、コ
ロナ処理、プラズマ処理、オゾン処理、UV照射、電子
線照射、火炎処理等の表面処理を表面フィルムに行うこ
とが望ましい。具体的には、光起電力素子側の、ぬれ指
数が34dyne乃至45dyneであることが好ましい。ぬれ
指数が34dyne以下であると、樹脂フィルムと充填材と
の接着力が十分ではないため、充填剤と樹脂フィルムの
剥離がおこる。また、樹脂フィルムとして、四フッ化エ
チレン−エチレン共重合体樹脂フィルムを用いる場合、
ぬれ指数45dyne以上にすることは難しい。
In order to improve the adhesiveness with the filler, it is desirable that the surface film is subjected to a surface treatment such as a corona treatment, a plasma treatment, an ozone treatment, a UV irradiation, an electron beam irradiation, and a flame treatment. Specifically, it is preferable that the wetting index on the photovoltaic element side is 34 dyne to 45 dyne. If the wetting index is 34 dyne or less, the adhesive strength between the resin film and the filler is not sufficient, so that the filler and the resin film peel off. When using a resin film of ethylene tetrafluoride-ethylene copolymer resin,
It is difficult to make the wetting index more than 45dyne.

【0075】さらに、樹脂フィルムは、延伸処理された
フィルムはクラックを生じる。すなわち、本発明のよう
に太陽電池モジュールの端部を折り曲げ加工する際に
は、折り曲げ部分でフィルムが切れるため、その部分で
の被覆材の剥離および水分の侵入を促し信頼性の低下を
きたす。このことより、延伸処理されていないフィルム
のほうが望ましい。具体的には、 ASTM D-882試験法に
おける、引っ張り破断伸びが縦方向、横方向ともに200%
乃至800%であることが好ましい。
Further, the resin film which has been subjected to the stretching treatment has cracks. That is, when the end portion of the solar cell module is bent as in the present invention, the film is cut at the bent portion, so that peeling of the coating material and intrusion of moisture at the bent portion are promoted, and reliability is reduced. For this reason, a film that has not been stretched is more desirable. Specifically, in the ASTM D-882 test method, the tensile elongation at break was 200%
It is preferably from about to 800%.

【0076】(絶縁フィルム)絶縁フィルム106は、
光起電力素子101の導電性金属基板と外部との電気的
絶縁を保つために必要である。材料としては、導電性金
属基板と充分な電気絶縁性を確保でき、しかも長期耐久
性に優れ熱膨張、熱収縮に耐えられる、柔軟性を兼ね備
えた材料が好ましい。好適に用いられるフィルムとして
は、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、、ポリカ
ーボネートが挙げられる。
(Insulating Film) The insulating film 106
It is necessary to maintain electrical insulation between the conductive metal substrate of the photovoltaic element 101 and the outside. As the material, a material that can secure sufficient electrical insulation with the conductive metal substrate, has excellent long-term durability, can withstand thermal expansion and thermal contraction, and has flexibility is preferable. Suitable films include nylon, polyethylene terephthalate, and polycarbonate.

【0077】(裏面充填材)裏面の充填材105は光起
電力素子101と裏面の絶縁フィルム106との接着を
図るためのものである。材料としては、導電性基板と充
分な接着性を確保でき、しかも長期耐久性に優れ熱膨
張、熱収縮に耐えられる、柔軟性を兼ね備えた材料が好
ましい。好適に用いられる材料としては、EVA、エチ
レン−アクリル酸メチル共重合(EMA)、エチレン−
アクリル酸エチル共重合体(EEA)、ポリエチレン、
ポリビニルブチラール等のホットメルト材、両面テー
プ、柔軟性を有するエポキシ接着剤が挙げられる。ま
た、補強板および絶縁フィルムとの接着力を向上するた
めにこれらの接着剤表面に粘着付与樹脂を塗布してもよ
い。これら充填材が、表面の充填材103として使用さ
れている透明高分子樹脂と同じ材料であることも多い。
さらには、工程の簡略化の為、絶縁フィルムの両側に、
上記の接着剤層をあらかじめ一体積層した材料を用いて
もよい。
(Back Filler) The back filler 105 is for bonding the photovoltaic element 101 and the insulating film 106 on the back. As the material, a material that can secure sufficient adhesion to the conductive substrate, has excellent long-term durability, can withstand thermal expansion and thermal contraction, and has flexibility is preferable. Materials that are preferably used include EVA, ethylene-methyl acrylate copolymer (EMA), and ethylene-methyl acrylate.
Ethyl acrylate copolymer (EEA), polyethylene,
Examples include a hot melt material such as polyvinyl butyral, a double-sided tape, and a flexible epoxy adhesive. In addition, a tackifying resin may be applied to the surface of these adhesives in order to improve the adhesive strength with the reinforcing plate and the insulating film. These fillers are often the same material as the transparent polymer resin used as the filler 103 on the surface.
Furthermore, to simplify the process, on both sides of the insulating film,
A material in which the above-mentioned adhesive layer is integrally laminated in advance may be used.

【0078】(補強板)裏面の被覆フィルムの外側に
は、太陽電池モジュールの機械的強度を増すために、あ
るいは、温度変化による歪、ソリを防止するために、ま
た、屋根材一体型太陽電池モジュールとするために補強
板107を張り付ける。例えば、耐候性、耐錆性にすぐ
れた有機高分子樹脂で被覆された塗装亜鉛鋼板、プラス
チック板、FRP(ガラス繊維強化プラスチック)板な
どが好ましい。
(Reinforcing plate) Outside the covering film on the back surface, in order to increase the mechanical strength of the solar cell module, to prevent distortion and warping due to temperature change, and to provide a roof material integrated solar cell. A reinforcing plate 107 is attached to make a module. For example, a coated zinc steel plate, a plastic plate, an FRP (glass fiber reinforced plastic) plate or the like coated with an organic polymer resin having excellent weather resistance and rust resistance are preferable.

【0079】以上述べた光起電力素子、充填材、表面樹
脂フィルム、裏面被覆材、補強板を用いて平板太陽電池
付き屋根とし、端部を折り曲げ加工し、光起電力素子を
含む部分を曲げ加工する方法を次に説明する。
Using the above-described photovoltaic element, filler, surface resin film, backside covering material, and reinforcing plate, a roof with a flat solar cell is formed, and the end is bent and the portion including the photovoltaic element is bent. The processing method will be described below.

【0080】光起電力素子受光面を被覆するには、シー
ト状に成型した透明高分子樹脂303を作製しこれを素
子の表裏に加熱圧着する方法が一般的である。太陽電池
モジュールの作成時の積層構成は、図3に示されるよう
な構成である。すなわち、光起電力素子301、繊維状
無機化合物302、透明有機高分子樹脂303、表面樹
脂フィルム304、裏面充填材305、絶縁フィルム3
06、補強板307が図の順、あるいは逆の順で積層
し、加熱圧着して太陽電池モジュール308を得る。
In order to cover the light receiving surface of the photovoltaic element, it is general to prepare a sheet-shaped transparent polymer resin 303 and heat-press it on the front and back of the element. The stacked configuration at the time of producing the solar cell module is a configuration as shown in FIG. That is, the photovoltaic element 301, the fibrous inorganic compound 302, the transparent organic polymer resin 303, the front resin film 304, the back filler 305, the insulating film 3
06 and the reinforcing plate 307 are laminated in the order shown in the drawing or in the reverse order, and then heat-pressed to obtain the solar cell module 308.

【0081】なお、圧着時の加熱温度及び加熱時間は架
橋反応が十分に進行する温度・時間をもって決定する。
The heating temperature and the heating time at the time of pressing are determined by the temperature and time at which the crosslinking reaction sufficiently proceeds.

【0082】このようにして、作成した太陽電池モジュ
ール308を、プレス成型機・ローラーフォーマー成型
機・ベンダー曲げ成型機により補強材を塑性変形領域ま
で加工し、太陽電池モジュールを得る。
The thus-formed solar cell module 308 is processed into a plastic deformation region by a press molding machine, a roller former molding machine, and a bender bending molding machine to obtain a solar cell module.

【0083】[0083]

【実施例】以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail based on embodiments.

【0084】(実施例1) 〔光起電力素子〕まず、アモルファスシリコン(a−S
i)太陽電池(光起電力素子)を製作する。作製手順を
図2を用いて説明する。
Example 1 Photovoltaic Element First, amorphous silicon (a-S
i) Produce a solar cell (photovoltaic element). The manufacturing procedure will be described with reference to FIG.

【0085】洗浄したステンレス基板201上に、スパ
ッタ法で裏面反射層202としてAl層(膜厚5000
Å)とZnO層(膜厚5000Å)を順次形成する。つ
いで、プラズマCVD法により、SiH4とPH3とH2
の混合ガスからn型a−Si層を、SiH4とH2の混合
ガスからi型a−Si層を、SiH4とBF3とH2の混
合ガスからp型微結晶μc−Si層を形成し、n層膜厚
150Å/i層膜厚4000Å/p層膜厚100Å/n
層膜厚100Å/i層膜厚800Å/p層膜厚100Å
の層構成のタンデム型a−Si光電変換半導体層203
を形成した。次に、透明導電層204として、In2O3
薄膜(膜厚700Å)を、O2雰囲気下でInを抵抗加
熱法で蒸着する事によって形成した。さらに、集電用の
グリッド電極205を銀ペーストのスクリーン印刷によ
り形成し、最後にマイナス側出力端子206aとして銅
タブをステンレス基板に半田207を用いて取り付け、
プラス側出力端子206bとしては錫箔のテープを半田
207にて集電電極205に取り付け出力端子とし、光
起電力素子を得た。
On a cleaned stainless steel substrate 201, an Al layer (film thickness: 5000) was formed as a back reflection layer 202 by sputtering.
Å) and a ZnO layer (thickness 5000 Å) are sequentially formed. Then, SiH4, PH3, and H2 were formed by plasma CVD.
To form an n-type a-Si layer from a mixed gas of (i), an i-type a-Si layer from a mixed gas of SiH4 and H2, and a p-type microcrystalline μc-Si layer from a mixed gas of SiH4, BF3 and H2. 150Å / i-layer thickness 4000Å / p-layer thickness 100Å / n
Layer thickness 100 ° / i-layer thickness 800 ° / p-layer thickness 100 °
Tandem a-Si photoelectric conversion semiconductor layer 203 having a layer structure of
Was formed. Next, as the transparent conductive layer 204, In2O3
A thin film (thickness: 700 °) was formed by depositing In by a resistance heating method in an O2 atmosphere. Furthermore, a grid electrode 205 for current collection is formed by screen printing of silver paste, and finally a copper tab is attached to the stainless steel substrate as a negative output terminal 206a using a solder 207,
As the positive output terminal 206b, a tin foil tape was attached to the current collecting electrode 205 with solder 207 to serve as an output terminal, and a photovoltaic element was obtained.

【0086】〔セルブロック〕上記素子を5直列に接続
して太陽電池セルブロックを作製する方法を図5を用い
て説明する。
[Cell Block] A method of fabricating a solar cell block by connecting the above elements in five series will be described with reference to FIG.

【0087】5つの素子を横一列に並べた後、隣り合う
素子の一方の素子のプラス側端子503aと他方の素子のマ
イナス側端子503bとを銅タブ504で半田505を用いて接続
する。さらに、これにより5個の素子を直列化し、直列
済セルブロックを作成した。一番端の素子の出力端子に
接続した銅タブは裏面に回して後に述べる裏面被覆層の
穴から出力を取り出せるように裏面集電電極を作成した
(不図示)。
After arranging the five elements in a horizontal row, the plus terminal 503a of one of the adjacent elements and the minus terminal 503b of the other element are connected to each other with a copper tab 504 using solder 505. Further, the five elements were serialized by this, and a serialized cell block was created. The copper tab connected to the output terminal of the element at the end was turned to the back side, and a back side current collecting electrode was created so that output could be taken out from the hole of the back side covering layer described later.
(Not shown).

【0088】このようにして、太陽電池セルブロックを
完成した。
Thus, a solar cell block was completed.

【0089】〔モジュール化〕上記素子を被覆して太陽
電池モジュールを作成する方法を図6を用いて説明す
る。セルブロック601、繊維状無機化合物(40g/m2)6
02、受光面側透明有機高分子樹脂603、表面樹脂フ
ィルム604、裏面一体積層フィルム606、補強板6
07を用意し、これらを図6の順序で積層することによ
り作成した。
[Modularization] A method for producing a solar cell module by covering the above-described elements will be described with reference to FIG. Cell block 601, fibrous inorganic compound (40 g / m2) 6
02, transparent organic polymer resin 603 on the light receiving surface side, front surface resin film 604, back side integrated laminated film 606, reinforcing plate 6
07 were prepared, and these were laminated by the order of FIG.

【0090】また、セルブロックのプラス側出力端子60
9上には化粧テープ608を積層した。
The positive output terminal 60 of the cell block
On top of 9, a decorative tape 608 was laminated.

【0091】<繊維状無機化合物> 繊維状無機化合物(40g/m2) 目付け量40g/m2、厚さ200μm、結着剤アクリ
ル樹脂4.0%含有、線径10μm、繊維長13mmのガラ
ス不織布を準備した。
<Fibrous Inorganic Compound> Fibrous inorganic compound (40 g / m 2) A nonwoven glass fabric having a basis weight of 40 g / m 2, a thickness of 200 μm, a binder containing acrylic resin of 4.0%, a wire diameter of 10 μm and a fiber length of 13 mm was prepared. Got ready.

【0092】<受光面側透明有機高分子樹脂>充填材と
してエチレンー酢酸ビニル共重合体(酢酸ビニル25重
量%)と、架橋剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定
化剤を混合して処方組された、460μmのEVAシー
トを準備した。
<Transparent Organic Polymer Resin on the Light-Receiving Side> A mixture of an ethylene-vinyl acetate copolymer (25% by weight of vinyl acetate) as a filler, a crosslinking agent, an ultraviolet absorber, an antioxidant, and a light stabilizer. A preformed 460 μm EVA sheet was prepared.

【0093】<表面樹脂フィルム>表面樹脂フィルムと
して、無延伸のエチレンーテトラフルオロエチレンフィ
ルム(ETFE)50μmを準備した。なお、充填材と
接する面にはあらかじめプラズマ処理を施した。
<Surface Resin Film> An unstretched ethylene-tetrafluoroethylene film (ETFE) 50 μm was prepared as a surface resin film. Note that a surface in contact with the filler was subjected to plasma treatment in advance.

【0094】<裏面一体積層フィルム>一体積層フィル
ムとして、接着層として、受光面側有機高分子樹脂とし
て使用した処方ぐみされたエチレンー酢酸ビニル共重合
体(酢酸ビニル25重量%、厚さ225μm)と絶縁フィル
ムとして2軸延伸のポリエチレンテレフタレートフィル
ム(PET)(厚さ100μm)を、EVA/PET/
EVAの順で一体積層した総厚550μmとした一体積
層フィルムを用意した。
<Integral backside laminated film> As an integral laminated film, as an adhesive layer, a formulated ethylene-vinyl acetate copolymer (25% by weight of vinyl acetate, thickness of 225 μm) used as an organic polymer resin on the light-receiving side. A biaxially stretched polyethylene terephthalate film (PET) (thickness: 100 μm) was used as an insulating film in an EVA / PET /
An integrated laminated film having a total thickness of 550 μm, which was integrally laminated in the order of EVA, was prepared.

【0095】<補強板>補強板としては、ガルバリウム
鋼板(アルミニウム55%、亜鉛43.4%、シリコン1.6
%が一体となったアルミ・亜鉛合金メッキ鋼板)に一方
にはポリエステル系塗料をもう一方にはガラス繊維を添
加したポリエステル系塗料をコートした鋼板を用意し
た。厚みは400μmの鋼板とした。
<Reinforcing Plate> As a reinforcing plate, a galvalume steel plate (aluminum 55%, zinc 43.4%, silicon 1.6
A steel sheet coated with a polyester-based paint on one side and a polyester-based paint with glass fiber added on the other side was prepared. The steel plate was 400 μm thick.

【0096】<化粧テープ>化粧テープとしては、ポリ
エチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚さ50
μm、色 黒色)のテープを準備した。
<Cosmetic Tape> As a decorative tape, a polyethylene terephthalate (PET) film (thickness: 50)
μm, color black) tape was prepared.

【0097】<平板太陽電池モジュール>この積層体
を、1重真空方式のラミネート装置を用いて真空加熱し
平板太陽電池モジュールを作成した。その際の真空条件
は、排気速度76Torr/sec.、真空度5Torrで30分
間排気。その後、160度の熱風オーブンにラミネート
装置を投入し、50分間加熱した。この際のEVAは、
140度以上15分間以上という環境におかれる。これ
により、EVAを溶融、架橋させた。
<Flat-plate Solar Cell Module> This laminate was vacuum-heated using a single vacuum laminating apparatus to produce a flat-plate solar cell module. The vacuum conditions at that time were as follows: evacuation speed: 76 Torr / sec., Degree of vacuum: 5 Torr, evacuation for 30 minutes. Thereafter, the laminating apparatus was put into a hot air oven at 160 ° C. and heated for 50 minutes. EVA at this time is
It is in an environment of 140 degrees or more and 15 minutes or more. Thereby, EVA was melted and crosslinked.

【0098】〔ローラーフォーマー加工〕次に図4−1
のように、ローラーフォーマー成形機でもって光起電力
素子を含まない太陽電池モジュールの端部を折り曲げ加
工した。この時、光起電力素子部分にはローラーがあた
らないように成形する。
[Roller former processing] Next, FIG.
As described above, the end portion of the solar cell module not including the photovoltaic element was bent using a roller former molding machine. At this time, the photovoltaic element is formed so that the roller does not hit the part.

【0099】〔プレス加工〕次に図4−2に示すよう
に、プレス成型機により、光起電力素子の有無によらず
補強板を曲げ加工した。プレス加工は、凸部をもつ下型
と凹部を持つ上型により太陽電池モジュールを挟み込む
形でおこなった。この時、光起電力素子の可撓性基板の
ピーク歪み量が0.6%(残留歪み量0.4%)になるように
プレス条件を調節した。
[Press Processing] Next, as shown in FIG. 4-2, the reinforcing plate was bent by a press molding machine regardless of the presence or absence of the photovoltaic element. Pressing was performed by sandwiching the solar cell module between a lower mold having a convex portion and an upper mold having a concave portion. At this time, the pressing conditions were adjusted so that the peak strain of the flexible substrate of the photovoltaic element was 0.6% (residual strain 0.4%).

【0100】最後に、太陽電池モジュール裏面から電力
取り出し用の電線を取り付ける。光起電力素子群の端子
取りだし部に当たるところの補強材には予め穴が開けら
れており、そこから正極および負極の出力端子を取り出
している。更に取り出し部には絶縁保護と防水のために
ポリカーボネイト製の端子箱を設けている。またケーブ
ルとしては先端にコネクターを有するケーブル線を用い
ている。
Finally, an electric wire for extracting power is attached from the back of the solar cell module. A hole is preliminarily formed in the reinforcing material corresponding to the terminal extracting portion of the photovoltaic element group, and the positive and negative output terminals are extracted therefrom. In addition, a terminal box made of polycarbonate is provided at the take-out part for insulation protection and waterproofing. A cable having a connector at the end is used as the cable.

【0101】(実施例2)実施例1において、プレスの
条件を光起電力素子の可撓性基板のピーク歪み量が0.3
%(残留歪み量0.1%)となるようにして行った。プレス
条件以外は実施例1と同様に太陽電池モジュールを作成
した。
Example 2 In Example 1, the pressing conditions were such that the peak distortion of the flexible substrate of the photovoltaic element was 0.3.
% (Residual strain amount: 0.1%). A solar cell module was prepared in the same manner as in Example 1 except for the pressing conditions.

【0102】(実施例3)実施例1において、光起電力
素子の基板として、ポリイミドフィルムを使用したこと
以外は同様にして太陽電池モジュールを作成した。
(Example 3) A solar cell module was prepared in the same manner as in Example 1, except that a polyimide film was used as a substrate of the photovoltaic element.

【0103】(実施例4)実施例4の太陽電池モジュー
ルを図7に示した。
Example 4 FIG. 7 shows a solar cell module of Example 4.

【0104】実施例1と同様に、光起電力素子を作成
し、その他の工程は以下に示した。
A photovoltaic element was prepared in the same manner as in Example 1, and the other steps were described below.

【0105】〔セルブロック〕上記素子を5直列に接続
して太陽電池セルブロックを作成した。作成方法は実施
例1と同様とする。
[Cell Block] A solar cell block was prepared by connecting the above elements in series of five. The creation method is the same as in the first embodiment.

【0106】〔平板太陽電池モジュール〕上記5直列の
太陽電池セルブロックを使用し、実施例1と同様に平板
太陽電池モジュールを作成した。
[Flat Plate Solar Cell Module] A flat plate solar cell module was prepared in the same manner as in Example 1 using the above-mentioned five series solar cell blocks.

【0107】〔端部曲げ加工〕平板太陽電池モジュール
の4コーナーをコーナーシェアでカットした。その後、
短辺側の端部を180°折り返し、されあに長辺側をベ
ンダー加工により受光面側に90°折り曲げ加工を行っ
た。長辺側の折り曲げ加工した部分の立ち上がり高さは
25mmとした。
[End Bending] Four corners of the flat panel solar cell module were cut with a corner shear. afterwards,
The short side end was turned 180 °, and the long side was bent 90 ° to the light receiving surface side by bender processing. The rising height of the bent portion on the long side was 25 mm.

【0108】〔プレス加工〕プレス加工により曲率部を
設けた。凸部を持つ下型と凹部を持つ上型により太陽電
池モジュールを挟み込む形で行った。光起電力素子の基
板のピーク歪み量が0.6%(残留歪み量0.4%)となるよう
にプレス加工をおこなった。
[Press Processing] A curvature portion was provided by press processing. The solar cell module was sandwiched between a lower mold having a convex portion and an upper mold having a concave portion. Press processing was performed so that the peak strain amount of the substrate of the photovoltaic element was 0.6% (residual strain amount 0.4%).

【0109】(実施例5)実施例4において、光起電力
素子の基板として、ポリイミドフィルムを使用したこと
以外は同様にして太陽電池モジュールを作成した。
Example 5 A solar cell module was prepared in the same manner as in Example 4, except that a polyimide film was used as the substrate of the photovoltaic element.

【0110】(比較例1)実施例1において、光起電力
素子の基板のピーク歪み量を0.9%(残留歪み量0.7%)
となるようにプレス加工したこと以外は同様にして太陽
電池モジュールを作成した。
(Comparative Example 1) In Example 1, the peak distortion of the substrate of the photovoltaic element was set to 0.9% (residual distortion 0.7%).
A solar cell module was prepared in the same manner except that pressing was performed so that

【0111】(比較例2)実施例1において、光起電力
素子の基板のピーク歪み量を1.4%(残留歪み量1.2%)
となるようにプレス加工したこと以外は同様にして太陽
電池モジュールを作成した。
Comparative Example 2 In Example 1, the peak distortion of the substrate of the photovoltaic element was reduced to 1.4% (residual distortion 1.2%).
A solar cell module was prepared in the same manner except that pressing was performed so that

【0112】(比較例3)実施例1において、光起電力
素子の基板のピーク歪み量を4.8%(残留歪み量4.4%)
となるようにプレス加工したこと以外は同様にして太陽
電池モジュールを作成した。
Comparative Example 3 In Example 1, the peak distortion of the substrate of the photovoltaic element was 4.8% (the residual distortion was 4.4%).
A solar cell module was prepared in the same manner except that pressing was performed so that

【0113】(比較例4)実施例3において、光起電力
素子の基板のピーク歪み量を1.4%(残留歪み量1.2%)
となるようにプレス加工したこと以外は同様にして太陽
電池モジュールを作成した。
(Comparative Example 4) In Example 3, the peak distortion of the substrate of the photovoltaic element was reduced to 1.4% (residual distortion 1.2%).
A solar cell module was prepared in the same manner except that pressing was performed so that

【0114】(比較例5)実施例4において、光起電力
素子の基板のピーク歪み量を1.4%(残留歪み量1.2%)
となるようにプレス加工したこと以外は同様にして太陽
電池モジュールを作成した。
(Comparative Example 5) In Example 4, the peak distortion of the substrate of the photovoltaic element was reduced to 1.4% (residual distortion 1.2%).
A solar cell module was prepared in the same manner except that pressing was performed so that

【0115】下記項目の評価を行った。結果を表1に示
す。
The following items were evaluated. Table 1 shows the results.

【0116】[0116]

【表1】 [Table 1]

【0117】●初期外観 太陽電池モジュール(最終形態)の充填不良や太陽電池
表面への傷など、初期の外観を評価した。また同時に、
加工後の太陽電池モジュールの建材および屋根材として
の美観性の点でも評価をおこなった。評価結果は、以下
の評価基準で表1に示す。 ◎:外観上の欠陥が全く、建材および屋根材としての美
観性にも優れている場合、○:外観上の欠陥が多少ある
が実用上さしつかえない場合、×:充填不良、表面への
傷が著しく外観上の欠陥が非常に大きいあるいは、建材
および屋根材としての美観を著しく損ねている場合。
● Initial Appearance The initial appearance of the solar cell module (final form), such as insufficient filling and damage to the solar cell surface, was evaluated. At the same time,
Evaluation was also made on the aesthetics of the processed solar cell module as a building material and a roofing material. The evaluation results are shown in Table 1 based on the following evaluation criteria. ◎: Defects in appearance are completely excellent and aesthetics as a building material and a roofing material are good. ○: Defects in appearance are a little but cannot be practically used. ×: Poor filling, scratches on surface. When the appearance defect is extremely large or the appearance of building materials and roofing materials is significantly impaired.

【0118】●高温高湿度試験 太陽電池モジュールを、85度/85%(相対湿度)の
環境に3000時間投入した後、太陽電池モジュールを
取り出し、外観の変化を目視により観察した。また、A
M1.5、100mW/cm2の光照射下での変換効率を測定
し、投入前の初期値からの変化率をもとめた。評価結果
は、以下の評価基準で表1に示す。 外観)◎:外観上の欠陥が全くない場合、○:外観上の
欠陥が多少あるが実用上さしつかえない場合、×:剥離
などが著しく外観上の欠陥が非常に大きい場合 変換効率)◎:変換効率の変化が1.0%未満である場
合、○:変換効率の変化が1.0%以上3.0%未満である場
合、△:変換効率の変化が3.0%〜5.0%である場合、
×:変換効率の変化が5.0%以上である場合。
● High-Temperature and High-Humidity Test After the solar cell module was put in an environment of 85 degrees / 85% (relative humidity) for 3000 hours, the solar cell module was taken out, and changes in appearance were visually observed. Also, A
The conversion efficiency under light irradiation of M1.5 and 100 mW / cm2 was measured, and the rate of change from the initial value before introduction was determined. The evaluation results are shown in Table 1 based on the following evaluation criteria. Appearance) ◎: No appearance defect at all, ○: Some appearance defect but not practically impracticable, ×: Remarkable peeling, etc., and very large appearance defect Conversion efficiency) ◎: Conversion When the change in efficiency is less than 1.0%, ○: when the change in conversion efficiency is 1.0% or more and less than 3.0%, Δ: when the change in conversion efficiency is 3.0% to 5.0%,
×: when the change in conversion efficiency is 5.0% or more.

【0119】●温湿度サイクル試験 太陽電池モジュールを、-40度/0.5時間:85度/85%(相対
湿度)/20時間の温湿度サイクル試験を100回繰り返
した後、太陽電池モジュールを取り出し、外観の変化を
目視により観察した。また、AM1.5、100mW/cm2の
光照射下での変換効率を測定し、投入前の初期値からの
変化率をもとめた。評価結果は、以下の評価基準で表1
に示す。 外観)◎:外観上の欠陥が全くない場合、○:外観上の
欠陥が多少あるが実用上さしつかえない場合、×:剥離
などが著しく外観上の欠陥が非常に大きい場合 変換効率)◎:変換効率の変化が1.0%未満である場
合、○:変換効率の変化が1.0%以上3.0%未満である場
合、△:変換効率の変化が3.0%〜5.0%である場合、
×:変換効率の変化が5.0%以上である場合。
● Temperature / humidity cycle test The solar cell module was subjected to a temperature / humidity cycle test of -40 degrees / 0.5 hours: 85 degrees / 85% (relative humidity) / 20 hours 100 times, and then the solar cell module was taken out. The change in appearance was visually observed. The conversion efficiency was measured under irradiation with light of AM 1.5 and 100 mW / cm 2, and the rate of change from the initial value before injection was determined. Table 1 shows the evaluation results based on the following evaluation criteria.
Shown in Appearance) ◎: No appearance defect at all, ○: Some appearance defect but not practically impracticable, ×: Remarkable peeling, etc., and very large appearance defect Conversion efficiency) ◎: Conversion When the change in efficiency is less than 1.0%, ○: when the change in conversion efficiency is 1.0% or more and less than 3.0%, Δ: when the change in conversion efficiency is 3.0% to 5.0%,
×: when the change in conversion efficiency is 5.0% or more.

【0120】●順バイアス高温高湿保存(HHFB試
験) 太陽電池モジュールを、85度/85%(相対湿度)の
環境下に投入する。この場合、試験機内を遮光環境にす
るか試験体の受光面側を遮光するかのいずれかにより試
験体に光が入射しないようにする。この環境下におい
て、最適動作電圧(Vmp)が太陽電池の内部PV回路
(ダイオード成分)の順方向に印可できるように配線
し、2000時間印可したあと、太陽電池モジュールを
とりだし、光起電力素子1セルずつにつき低照度Voc
(照度200Lx下での開放電圧(Voc))を測定、投
入前の初期値からの変化率を求めた。低照度Vocの低下
は、光起電力素子内部の接合欠陥による分路抵抗の抵抗
の低下を表す。すなわち、内部欠陥の増加を表す。評価
結果は以下の評価基準で表1に示す。 ◎:低照度Vocの変化が、1.0%未満である場合、○:
低照度Vocの変化が、1.0%以上3.0%未満である
場合、△:低照度Vocの変化が3.0%以上5.0%未満
である場合、×:低照度Vocの変化が5.0%以上である
場合。
● Forward bias high-temperature high-humidity storage (HHFB test) The solar cell module is put in an environment of 85 degrees / 85% (relative humidity). In this case, light is prevented from being incident on the test object by either setting the inside of the test apparatus to a light-shielding environment or shielding the light receiving surface side of the test object from light. Under this environment, wiring was performed so that the optimum operating voltage (Vmp) could be applied in the forward direction of the internal PV circuit (diode component) of the solar cell, and after applying for 2000 hours, the solar cell module was taken out and the photovoltaic element 1 was removed. Low light Voc per cell
(Open-circuit voltage (Voc) under an illuminance of 200 Lx) was measured, and a rate of change from an initial value before the injection was obtained. A decrease in the low illuminance Voc indicates a decrease in the shunt resistance due to a junction defect inside the photovoltaic element. That is, it indicates an increase in internal defects. The evaluation results are shown in Table 1 based on the following evaluation criteria. ◎: When the change in low illuminance Voc is less than 1.0%, ::
When the change in low illuminance Voc is 1.0% or more and less than 3.0%, Δ: when the change in low illuminance Voc is 3.0% or more and less than 5.0%, x: change in low illuminance Voc Is 5.0% or more.

【0121】●逆バイアス高温高湿保存(HHRB試
験) 太陽電池モジュールを、85度/85%(相対湿度)の
環境下に投入する。この場合、試験機内を遮光環境にす
るか試験体の受光面側を遮光するかのいずれかにより試
験体に光が入射しないようにする。この環境下におい
て、バイパスダイオードのオペレーション電圧(Vf)が
太陽電池の内部PV回路(ダイオード成分)の逆方向に
印可できるように配線し、2000時間印可したあと、
太陽電池モジュールをとりだし、光起電力素子1セルず
つにつき低照度Voc(照度200Lx下での開放電圧(V
oc))を測定、投入前の初期値からの変化率を求めた。
低照度Vocの低下は、光起電力素子内部の接合欠陥によ
る分路抵抗の抵抗の低下を表す。すなわち、内部欠陥の
増加を表す。評価結果は以下の評価基準で表1に示す。 ◎:低照度Vocの変化が、1.0%未満である場合、○:
低照度Vocの変化が、1.0%以上3.0%未満である
場合、△:低照度Vocの変化が3.0%以上5.0%未満
である場合、×:低照度Vocの変化が5.0%以上である
場合。
● Reverse bias high-temperature high-humidity storage (HHRB test) The solar cell module is put in an environment of 85 degrees / 85% (relative humidity). In this case, light is prevented from being incident on the test object by either setting the inside of the test apparatus to a light-shielding environment or shielding the light receiving surface side of the test object from light. Under this environment, wiring was performed so that the operation voltage (Vf) of the bypass diode could be applied in the reverse direction of the internal PV circuit (diode component) of the solar cell, and after applying for 2,000 hours,
The solar cell module is taken out, and the low illuminance Voc (open circuit voltage (illuminance under 200 Lx illuminance)
oc)) was measured and the rate of change from the initial value before introduction was determined.
A decrease in the low illuminance Voc indicates a decrease in the shunt resistance due to a junction defect inside the photovoltaic element. That is, it indicates an increase in internal defects. The evaluation results are shown in Table 1 based on the following evaluation criteria. ◎: When the change in low illuminance Voc is less than 1.0%, ::
When the change in low illuminance Voc is 1.0% or more and less than 3.0%, Δ: when the change in low illuminance Voc is 3.0% or more and less than 5.0%, x: change in low illuminance Voc Is 5.0% or more.

【0122】●屋外暴露 太陽電池モジュールを、屋外(京都府相楽郡木津町木津
川台4−1−1キヤノン(株)エコロジー研究所内屋外
暴露場)に設置し、3ヶ月・6ヶ月・12ヶ月後の評価
を行った。光起電力素子1セルずつにつき低照度Voc
(照度200Lx下での開放電圧(Voc))を測定、投
入前の初期値からの変化率を求めた。評価は以下の基準
で行った。 ◎:低照度Vocの変化が、1.0%未満である場合、○:
低照度Vocの変化が、1.0%以上3.0%未満である
場合、△:低照度Vocの変化が3.0%以上5.0%未満
である場合、×:低照度Vocの変化が5.0%以上である
場合。
● Outdoor exposure The solar cell module was installed outdoors (4-1-1, Kizugawadai, Kizu-cho, Kizu-cho, Soraku-gun, Kyoto Prefecture). Three months, six months, and 12 months after the exposure was performed. Was evaluated. Low illumination Voc per cell of photovoltaic element
(Open-circuit voltage (Voc) under an illuminance of 200 Lx) was measured, and a rate of change from an initial value before the injection was obtained. The evaluation was performed according to the following criteria. ◎: When the change in low illuminance Voc is less than 1.0%, ::
When the change in the low illuminance Voc is 1.0% or more and less than 3.0%, Δ: When the change in the low illuminance Voc is 3.0% or more and less than 5.0%, x: The change in the low illuminance Voc Is 5.0% or more.

【0123】●SEM観察 太陽電池モジュール内で、もっとも大きい歪み量を持っ
ていると思われる場所をきりだし、走査型電子顕微鏡
(SEM)で観察した。評価は以下の基準で行った。 ○:光起電力素子の表面にひび割れが確認されたなかっ
た場合、×:光起電力素子の表面にひび割れが確認され
た場合。
● SEM Observation A place which seems to have the largest amount of distortion in the solar cell module was cut out and observed with a scanning electron microscope (SEM). The evaluation was performed according to the following criteria. :: No crack was found on the surface of the photovoltaic element, ×: Crack was found on the surface of the photovoltaic element.

【0124】表1から明らかなように、実施例の太陽電
池モジュールは、初期外観および高温高湿試験、温湿度
サイクル試験後の外観も良好である。実施例2も太陽電
池モジュールは、残留歪みが0.1%と小さな歪み量と
したため若干加工が甘い印象を受けるが、問題となるレ
ベルではない。また、電気特性の点からも、順および逆
バイアス高温高湿試験(HHFBおよびHHRB)にお
いても低照度Vocの低下はない。屋外暴露12ヶ月を行っ
た結果も性能的な低下および欠陥は見られていない。実
施例の太陽電池モジュールの光起電力素子表面をSEM
で観察した結果、ひび割れは観察されず、上記の試験結
果と矛盾はなく、高信頼性の太陽電池モジュールを作成
することができた。
As is clear from Table 1, the solar cell modules of the examples also have good initial appearance and appearance after the high-temperature / high-humidity test and the temperature-humidity cycle test. In Example 2, the residual distortion was set to a small distortion amount of 0.1% in the solar cell module, so that the impression that the processing was slightly weak was given, but this was not a problematic level. Further, from the viewpoint of electrical characteristics, the low illuminance Voc does not decrease even in the forward and reverse bias high temperature and high humidity tests (HHFB and HHRB). After 12 months of outdoor exposure, no performance degradation or defect was observed. The surface of the photovoltaic element of the solar cell module according to the embodiment was SEM
As a result, no crack was observed, and there was no inconsistency with the above test result, and a highly reliable solar cell module could be produced.

【0125】一方、加工時のピーク歪み量0.9%、残
留歪み量0.7%とした比較例1の太陽電池モジュール
では、SEMによる観察では、ひび割れが観察された。
これは、加工時にいったん0.9%の歪みを光起電力素
子が受けているため、この時点で素子表面にひび割れが
生じたと思われる。このサンプルを順および逆バイアス
試験を行った所1500時間付近で低照度Vocの低下がおこ
った。屋外暴露においても、暴露6ヶ月位から徐々に低
照度Vocの低下がおこった。
On the other hand, in the solar cell module of Comparative Example 1 in which the peak strain amount during processing was 0.9% and the residual strain amount was 0.7%, cracks were observed by SEM.
This is because the photovoltaic element once received a strain of 0.9% during processing, and it is considered that cracks occurred on the element surface at this time. When this sample was subjected to the forward and reverse bias tests, the low illuminance Voc decreased around 1500 hours. Even in outdoor exposure, the low-light Voc gradually decreased from about 6 months after exposure.

【0126】また、加工時のピーク歪み量1.4%、残
留歪み量1.2%とした比較例2、4、5の太陽電池モ
ジュールでは、SEM観察で多くのひび割れが観察され
た。HHFB、HHRB試験においても1200時間付近で
低照度Vocの低下がおこった。屋外暴露試験でも暴露3ヶ
月目で低照度Vocの低下が起きている。また、高温高湿
試験および温湿度サイクル試験後の外観では、問題にな
るレベルではないが、若干の被覆材の白化なども生じて
いる。加工時のピーク歪み量4.8%、残留歪み量4.
4%とした比較例3の太陽電池モジュールでは、加工後
の初期外観でも目視で光起電力素子上にへんかが生じて
ることがわかる(色が変わっている)。SEMでの観察
でももちろん、非常に多くのひび割れが確認されてい
る。HHFB、HHRB試験でも1000時間未満で低照度
Vocが低下してきており、ひび割れの観察結果と、矛盾
はない。さらに、被覆材の外観においても、初期より加
工部分では白化が確認されており、これは高温高湿度試
験、温湿度サイクル試験後にはさらに顕著になるため、
屋根材としての美観性にも問題がある。
In the solar cell modules of Comparative Examples 2, 4, and 5 in which the peak strain during processing was 1.4% and the residual strain was 1.2%, many cracks were observed by SEM observation. In the HHFB and HHRB tests, the low illuminance Voc was reduced around 1200 hours. In the outdoor exposure test, the low-light Voc was reduced at the third month of exposure. In addition, the appearance after the high-temperature / high-humidity test and the temperature-humidity cycle test is not a problematic level, but some whitening of the coating material occurs. 4.8% peak strain during processing, 4% residual strain.
In the solar cell module of Comparative Example 3 with 4%, it can be seen that even on the initial appearance after processing, a dent is formed on the photovoltaic element (color has changed). Obviously, a large number of cracks have been confirmed by SEM observation. Low illumination in less than 1000 hours in HHFB and HHRB tests
Voc has been reduced, and is consistent with the observation of cracks. Furthermore, in the appearance of the coating material, whitening was confirmed in the processed part from the beginning, and this became even more noticeable after the high-temperature high-humidity test and the temperature-humidity cycle test.
There is also a problem with the aesthetics of the roofing material.

【0127】[0127]

【発明の効果】本発明によれば光起電力素子の変形可能
領域が明確になるため、多種多様な太陽電池モジュール
の製品開発スピードが大幅に向上する。また、太陽電池
の特性を低下させることなく、光起電力素子上を自由に
加工することができるため、美観性・意匠性に優れた太
陽電池モジュールとすることができる。このように成型
加工した太陽電池モジュールは、長期にわたり高信頼性
を確保した太陽電池モジュールとなる。
According to the present invention, since the deformable region of the photovoltaic element is clarified, the speed of developing various types of solar cell modules is greatly improved. Further, since the photovoltaic element can be freely processed without deteriorating the characteristics of the solar cell, a solar cell module having excellent aesthetics and design can be obtained. The solar cell module molded in this way becomes a solar cell module that has ensured high reliability for a long time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の太陽電池モジュールの平面図・断面図FIG. 1 is a plan view and a sectional view of a solar cell module according to the present invention.

【図2】本発明の太陽電池モジュールで使用できる光起
電力素子の一例を示す図
FIG. 2 is a diagram showing an example of a photovoltaic element that can be used in the solar cell module of the present invention.

【図3】本発明の太陽電池モジュール生産時の積層図FIG. 3 is a stacking diagram when the solar cell module of the present invention is produced.

【図4】図4-1は端部折り曲げ加工後の太陽電池モジュ
ール、図4-2は最終加工後の太陽電池モジュールをそれ
ぞれ示す図
FIG. 4A is a diagram illustrating a solar cell module after end bending processing, and FIG. 4B is a diagram illustrating a solar cell module after final bending processing.

【図5】セルブロックの平面図・断面図FIG. 5 is a plan view and a sectional view of a cell block.

【図6】実施例1の太陽電池モジュールを示す図FIG. 6 is a diagram showing a solar cell module of Example 1.

【図7】実施例4の太陽電池モジュールを示す図FIG. 7 shows a solar cell module of Example 4.

【図8】従来の太陽電池モジュール一例を示す概略断面
FIG. 8 is a schematic sectional view showing an example of a conventional solar cell module.

【図9】光起電力素子加工時の歪み量の一例を示すグラ
フを示す図
FIG. 9 is a graph showing an example of a distortion amount during processing of a photovoltaic element.

【図10】a-Si:Hのピーク歪み量とF.F.の関係を示す
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the peak strain amount of a-Si: H and FF.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101,301,401,501,601,701,8
01 光起電力素子 102,302,602 繊維状無機化合物 103,303,603,802 透明有機高分子樹脂 104,304,604,803 表面樹脂フィルム 105,305,605 裏面充填材 106,306,606,804 裏面絶縁フィルム 107,307,607,803 補強板 201 導電性基板 202 裏面反射層 203 半導体光活性層 206b,503b マイナス側出力端子 207 導電性ぺースト 208,502 絶縁フィルム 308 太陽電池モジュール 504 直列部材 505 半田 601 セルブロック 608 裏面一体積層フィルム 702 短辺側180°曲げ部分 703 長辺側90°曲げ部分
101,301,401,501,601,701,8
01 Photovoltaic element 102, 302, 602 Fibrous inorganic compound 103, 303, 603, 802 Transparent organic polymer resin 104, 304, 604, 803 Surface resin film 105, 305, 605 Backside filler 106, 306, 606 804 Backside insulating film 107, 307, 607, 803 Reinforcement plate 201 Conductive substrate 202 Backside reflective layer 203 Semiconductor photoactive layer 206b, 503b Negative side output terminal 207 Conductive paste 208, 502 Insulating film 308 Solar cell module 504 Series member 505 Solder 601 Cell block 608 Backside integrated film 702 Short side 180 ° bent part 703 Long side 90 ° bent part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高林 明治 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 深江 公俊 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Meiji Takabayashi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Kimitoshi Fukae 3- 30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside the corporation

Claims (32)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 可撓性基板上に半導体光活性層を少なく
とも一層有する光起電力素子を有した太陽電池モジュー
ルにおいて、前記可撓性基板の少なくとも一部を基板材
料の水平方向に、F.F.低下臨界値未満の歪み量で引っ張
り変形させることにより、光起電力素子を変形加工した
ことを特徴とする太陽電池モジュール。
1. A solar cell module having a photovoltaic element having at least one semiconductor photoactive layer on a flexible substrate, wherein at least a part of the flexible substrate is reduced in FF in a horizontal direction of the substrate material. A solar cell module, wherein a photovoltaic element is deformed by tensile deformation with a strain amount less than a critical value.
【請求項2】 前記引張り変形が前記可撓性基板又は前
記光起電力素子の非受光面側に設けられた補強材の塑性
変形領域内で、且つ前記光起電力素子のF.F.低下臨界値
未満の歪み量をもつことを特徴とする請求項1記載の太
陽電池モジュール。
2. The tensile deformation is within a plastic deformation region of a reinforcing member provided on the non-light-receiving surface side of the flexible substrate or the photovoltaic element, and is less than a critical value of FF lowering of the photovoltaic element. The solar cell module according to claim 1, wherein the solar cell module has a distortion amount of:
【請求項3】 前記光起電力素子の少なくとも光受光面
側が有機高分子樹脂で被覆されたことを特徴とする請求
項1乃至2記載の太陽電池モジュール。
3. The solar cell module according to claim 1, wherein at least a light receiving surface side of the photovoltaic element is coated with an organic polymer resin.
【請求項4】 前記光起電力素子の非受光面側に補強材
を設けたことを特徴とする請求項1乃至3記載の太陽電
池モジュール。
4. The solar cell module according to claim 1, wherein a reinforcing material is provided on a non-light receiving surface side of the photovoltaic element.
【請求項5】 前記太陽電池モジュールの受光面側最表
面に透明樹脂フィルム層を設けることを特徴とする請求
項1乃至4記載の太陽電池モジュール。
5. The solar cell module according to claim 1, wherein a transparent resin film layer is provided on the outermost surface on the light receiving surface side of the solar cell module.
【請求項6】 前記補強材が、塑性変形領域の歪みをも
つことを特徴とする請求項1乃至5記載の太陽電池モジ
ュール。
6. The solar cell module according to claim 1, wherein the reinforcing member has a strain in a plastic deformation region.
【請求項7】 前記補強材の塑性変形領域が、受光面側
に光起電力素子を含まない部分のみであることを特徴と
する請求項1乃至6記載の太陽電池モジュール。
7. The solar cell module according to claim 1, wherein the plastic deformation region of the reinforcing member is only a portion not including a photovoltaic element on a light receiving surface side.
【請求項8】 前記光半導体活性層がアモルファスシリ
コンであることを特徴とした請求項1乃至7記載の太陽
電池モジュール。
8. The solar cell module according to claim 1, wherein the optical semiconductor active layer is made of amorphous silicon.
【請求項9】 前記F.F.低下臨界値の歪み量が0.7%
であることを特徴とする請求項8記載の太陽電池モジュ
ール。
9. The strain amount of the FF lowering critical value is 0.7%.
The solar cell module according to claim 8, wherein
【請求項10】 前記可撓性基板が導電性基板であるこ
とを特徴とする請求項1乃至9記載の太陽電池モジュー
ル。
10. The solar cell module according to claim 1, wherein the flexible substrate is a conductive substrate.
【請求項11】 前記塑性変形領域が0.2%以上であるこ
とを特徴とする請求項1乃至10記載の太陽電池モジュー
ル。
11. The solar cell module according to claim 1, wherein the plastic deformation region is 0.2% or more.
【請求項12】 前記導電性基板がステンレス鋼である
ことを特徴とする請求項1乃至11記載の太陽電池モジュ
ール。
12. The solar cell module according to claim 1, wherein the conductive substrate is made of stainless steel.
【請求項13】 前記可撓性基板が樹脂フィルムである
ことを特徴とする請求項1乃至11記載の太陽電池モジュ
ール。
13. The solar cell module according to claim 1, wherein the flexible substrate is a resin film.
【請求項14】 前記補強材が、金属であることを特徴
とする請求項1乃至13記載の太陽電池モジュール。
14. The solar cell module according to claim 1, wherein the reinforcing member is a metal.
【請求項15】 前記太陽電池モジュールが、建材一体
型太陽電池モジュールであることを特徴とする請求項1
乃至14記載の太陽電池モジュール。
15. The solar cell module according to claim 1, wherein the solar cell module is a building material-integrated solar cell module.
15. The solar cell module according to any one of items 14 to 14.
【請求項16】 可撓性基板上に半導体光活性層を少な
くとも一層有する光起電力素子を有した太陽電池モジュ
ールにおいて、前記可撓性基板の少なくとも一部を基板
材料の水平方向に、F.F.低下臨界値未満の歪み量で引っ
張り変形させることにより、光起電力素子を変形加工し
たことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
16. A solar cell module having a photovoltaic element having at least one semiconductor photoactive layer on a flexible substrate, wherein at least a part of the flexible substrate is reduced in FF in a horizontal direction of the substrate material. A method for manufacturing a solar cell module, wherein a photovoltaic element is deformed by tensile deformation with a strain amount less than a critical value.
【請求項17】 前記引っ張り変形が前記可撓性基板又
は、前記光起電力素子の非受光面側に設けられた補強材
の塑性変形領域内且つ前記光起電力素子のF.F.低下臨界
値未満の歪み量をもつことを特徴とする請求項16記載の
太陽電池モジュールの製造方法。
17. The method according to claim 16, wherein the tensile deformation is less than the FF lowering critical value of the flexible substrate or the plastic deformation region of the reinforcing member provided on the non-light-receiving surface side of the photovoltaic element. 17. The method for manufacturing a solar cell module according to claim 16, having a distortion amount.
【請求項18】 前記変形加工する手段が、プレス成型
によることを特徴とする請求項16乃至17記載の太陽電池
モジュールの製造方法。
18. The method for manufacturing a solar cell module according to claim 16, wherein said deforming means is formed by press molding.
【請求項19】 前記変形加工する手段が、水平方向に
引っ張ることによることを特徴とする請求項16乃至18記
載の太陽電池モジュールの製造方法。
19. The method for manufacturing a solar cell module according to claim 16, wherein said means for deforming is by pulling in a horizontal direction.
【請求項20】 前記光起電力素子の少なくとも光受光
面側が有機高分子樹脂で被覆されたことを特徴とする請
求項16乃至19記載の太陽電池モジュールの製造方法。
20. The method for manufacturing a solar cell module according to claim 16, wherein at least a light receiving surface side of the photovoltaic element is coated with an organic polymer resin.
【請求項21】 前記光起電力素子の非受光面側に補強
材を設けたことを特徴とする請求項16乃至20記載の太陽
電池モジュール製造方法。
21. The method for manufacturing a solar cell module according to claim 16, wherein a reinforcing material is provided on a non-light-receiving surface side of the photovoltaic element.
【請求項22】 前記太陽電池モジュールの受光面側最
表面に透明樹脂フィルム層を設けることを特徴とする請
求項16乃至21記載の太陽電池モジュールの製造方法。
22. The method for manufacturing a solar cell module according to claim 16, wherein a transparent resin film layer is provided on the outermost surface on the light receiving surface side of the solar cell module.
【請求項23】 前記補強材が塑性変形領域の歪みを持
つことを特徴とする請求項16乃至22記載の太陽電池モジ
ュールの製造方法。
23. The method for manufacturing a solar cell module according to claim 16, wherein the reinforcing member has a strain in a plastic deformation region.
【請求項24】 前記補強材の塑性変形領域が、受光面
側に光起電力素子を含まない部分のみであり、それによ
り太陽電池モジュールが加工され、形状を維持するよう
な請求項16乃至23記載の太陽電池モジュールの製造方
法。
24. The plastic deformation region of the reinforcing member is only a portion that does not include a photovoltaic element on the light receiving surface side, whereby the solar cell module is processed to maintain the shape. A method for manufacturing the solar cell module according to the above.
【請求項25】 前記光半導体活性層がアモルファスシ
リコンであることを特徴とした請求項16乃至24記載の太
陽電池モジュールの製造方法。
25. The method for manufacturing a solar cell module according to claim 16, wherein said optical semiconductor active layer is made of amorphous silicon.
【請求項26】 前記F.F.低下臨界値の歪み量が0.7%で
あることを特徴とする請求項25記載の太陽電池モジュー
ルの製造方法。
26. The method for manufacturing a solar cell module according to claim 25, wherein a strain amount of the FF lowering critical value is 0.7%.
【請求項27】 前記可撓性基板が導電性基板であるこ
とを特徴とする請求項16乃至26記載の太陽電池モジュー
ルの製造方法。
27. The method according to claim 16, wherein the flexible substrate is a conductive substrate.
【請求項28】 前記導電性基板の塑性変形領域が0.2%
以上であることを特徴とする請求項16乃至27記載の太陽
電池モジュールの製造方法。
28. A plastically deformed area of the conductive substrate is 0.2%
28. The method for manufacturing a solar cell module according to claim 16, wherein:
【請求項29】 前記導電性基板がステンレス鋼である
ことを特徴とする請求項16乃至28記載の太陽電池モジュ
ールの製造方法。
29. The method according to claim 16, wherein the conductive substrate is made of stainless steel.
【請求項30】 前記可撓性基板が樹脂フィルムである
ことを特徴とする請求項16乃至28記載の太陽電池モジュ
ールの製造方法。
30. The method according to claim 16, wherein the flexible substrate is a resin film.
【請求項31】 前記補強材が、金属であることを特徴
とする請求項16乃至30記載の太陽電池モジュールの製造
方法。
31. The method for manufacturing a solar cell module according to claim 16, wherein the reinforcing material is a metal.
【請求項32】 前記太陽電池モジュールが、建材一体
型太陽電池モジュールであることを特徴とする請求項16
乃至31記載の太陽電池モジュールの製造方法。
32. The solar cell module is a building material-integrated solar cell module.
32. The method for manufacturing a solar cell module according to any one of the above items.
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