太阳能电池组件的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种太阳能电池组件，其包括将多个太阳能电池单体电连接而成的太阳能电池串，有效利用入射到太阳能电池单体串之间和太阳能电池单体串周边的太阳光，能够进一步提高发电效率。该太阳能电池组件包括：将多个太阳能电池单体排列并电连接而成的第1和第2太阳能电池单体串；和配置在第1和第2太阳能电池单体串之间的光扩散片，第1和第2太阳能电池单体串沿太阳能电池单体的排列方向平行地相邻配置，光扩散片配置成光扩散片的两侧缘部与第1和第2太阳能电池单体串的边缘部的受光面侧重叠。
【专利说明】
太阳能电池组件
技术领域
[0001]本发明涉及太阳能电池组件。
【背景技术】
[0002]太阳能电池能够将清洁且取之不尽地供给的太阳光能直接转换为电能，所以作为新能源被期待。
[0003]—般来说，太阳能电池单体(cell)的每一个的输出为数瓦左右。因此，在作为房屋和大厦等的电源使用太阳能电池的情况下，能够使用通过将多个太阳能电池单体电连接而增大输出的太阳能电池组件。一般的太阳能电池组件，使用具有导电性的配线件将多个太阳能电池单体电串联连接，使用玻璃和树脂充填材料等保护太阳能电池单体不受到冲击。
[0004]在这样的太阳能电池组件中，相邻的太阳能电池单体彼此空开一定以上的间隔地配置，使得多个太阳能电池单体彼此不短路。另外，为了防止与保护太阳能电池组件周边的金属制的框的短路，在最外周的太阳能电池单体和框之间也需要一定的间隔。为了有效利用入射这样的位置的太阳光，进一步增大太阳能电池组件的输出，公开了在太阳能电池单体的间隙配置光反射部件。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:国际公开号码W099/56317号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的课题
[0009]本发明的目的在于进一步提高入射太阳能电池组件的光的利用效率，提高输出。
[0010]用于解决课题的方法
[0011]提供一种太阳能电池组件，包括:将多个太阳能电池单体排列并电连接而成的第I和第2太阳能电池单体串；和配置在第I和第2太阳能电池单体串之间的光扩散片。第I和第2太阳能电池单体串沿太阳能电池单体的排列方向平行地相邻配置，光扩散片配置成光扩散片的两侧缘部与第I和第2太阳能电池单体串的边缘部的受光面侧重叠。
[0012]发明的效果
[0013]根据本发明，能够提供提高了输出的太阳能电池组件。
【附图说明】
[0014]图1是第I实施方式的太阳能电池组件的局部顶视图。
[0015]图2是图1中的A-A线的截面图。
[0016]图3是第2实施方式的太阳能电池组件的局部顶视图。
[0017]图4是第3实施方式的太阳能电池组件的局部顶视图。
[0018]图5A是图4中的相对太阳能电池单体的局部放大图。
[0019]图5B是图4中的相对太阳能电池单体的局部放大图。
[0020]图6是第I变形例的太阳能电池组件的局部放大图。
[0021 ]图7是第2变形例的太阳能电池单体的顶视图。
[0022]图8A是表示太阳能电池组件的第I实施方式的光扩散片的配置的图。
[0023]图SB是表示太阳能电池组件的第2变形例的光扩散片的配置的图。
[0024]图9是太阳能电池组件的第3变形例的截面图。
【具体实施方式】
[0025]使用附图对本发明的实施方式进行说明。在以下的图面的记载中，对相同或类似的部分标注相同或类似的附图标记。其中，附图是示意性的图，应注意各尺寸的比率等与现实的情况不同。因此，具体的尺寸等参照以下的说明进行判断。另外，在附图彼此之间也包含彼此的尺寸的关系和比率不同的部分，这自不待言。
[0026][第I实施方式]
[0027](太阳能电池组件的结构)
[0028]参照图1?图2对第I实施方式的太阳能电池组件100的概略结构进行说明。在此所示的太阳能电池组件100的结构在以后记载的多个变形例中共用。
[0029]图1是太阳能电池组件100的局部顶视图。图2是图1中所示的A-A线的截面图。
[0030]根据图1，太阳能电池组件100包括:由用配线件30电连接的多个太阳能电池单体20构成的太阳能电池单体串；和配置在多个太阳能电池单体串之间的光扩散片10。并且，太阳能电池组件100在其周围具有由铝等的金属形成的框90。
[0031]在此，太阳能电池单体串沿多个太阳能电池单体20的排列方向平行地相邻配置有多个。在图1中，配置有3个太阳能电池单体串。即，光扩散片10配置成在相邻的2个太阳能电池单体串之间与太阳能电池单体串平行。
[0032]根据图2，光扩散片10的两侧缘部与太阳能电池单体20的边缘部重叠，以跨2个太阳能电池单体串的方式配置。太阳能电池单体串和光扩散片10被由树脂片形成的密封件60a、60b从正反两面保护，还包括表面侧保护部件70、背面侧保护部件80。此外，在图2中，箭头S表示将太阳能电池组件100设置在屋外时，太阳光主要入射的方向。
[0033]光扩散片10的基材可以从聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙、聚碳酸酯、聚丙烯、聚氯乙烯、丙烯酸酯等中选择，优选为PET。光扩散片的至少一个面例如被金属等蒸镀而具有光扩散功能。
[0034]在具有光扩散功能的面上，从垂直上侧方向入射到光扩散片10上的光，向与垂直上侧方向不同的方向反射。由光扩散片1反射的光，在密封件60a和表面侧保护部件70之间、或者表面侧保护部件70和大气之间被再反射，再入射到太阳能电池单体20。具有光扩散功能的面的截面形状，只要是能够使入射光的一部分再入射到太阳能电池单体的形状就不被限定。如图2所示，最优选沿光扩散片10的长度方向设置有多个突起。多个突起的数量和形状无特别限定，但优选为多个连续的矩形或者多个连续的半圆形，优选为多个连续的三角形。最优选的方式中，能够使入射到光扩散片10上的太阳光的大约80%再入射到太阳能电池单体。
[0035]密封件60a和60b的材料优选从聚稀经类、聚乙稀类、聚亚苯基(Po lypheny Iene)类和它们的共聚物为代表的热可塑性树脂、或者热固化性树脂中选择。密封件60a和60b被加热压接而固化，此时，密封件60a和60b的材料可以相同也可以不同，其组合无特别限定。作为一个例子，密封件60a和60b两者可以使用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)。
[0036]作为一步保护进固化后的密封件60a的表面侧保护部件70，优选使用玻璃板、丙烯酸树脂板等透光性高且硬的材料。在本实施方式中使用强化玻璃板。作为一步保护固化后的密封件60b的背面侧保护部件80，优选使用玻璃等硬且耐气候性高的材料、或者柔软性、热耐性和耐水性高的树脂片、将多个材料层叠而成的耐气候性高的复合树脂片。
[0037]在本说明书中，说明密封件60a使用聚烯烃类树脂、密封件60b使用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、光扩散片1的基材使用PET片的例子。PET的热收缩率比聚烯烃类树脂和EVA的热收缩率高。由此，在将密封件60a和60b加热压接而固化的工序中，抑制光扩散片10因加热被呈流动性的密封件60a或者60b压迫而发生弯曲变形，能够维持能够高效地反射入射至光扩散片10的太阳光的形状。此时，各材料的热收缩率为通常使用的方法，可以通过任何的方法测定。
[0038](光扩散片的配置方式)
[0039]根据图1，太阳能电池组件100包括多个将多个太阳能电池单体20用配线件30电连接而成的太阳能电池单体串，在太阳能电池串之间以与太阳能电池单体20的边缘部重叠的方式配置有光扩散片10。光扩散片10设计成入射到光扩散片10上而扩散的太阳光被密封件60a与表面侧保护部件70的界面、或者表面侧保护部件70与空气的界面反射，再入射到太阳能电池单体。
[0040]在太阳能电池单体20的边缘部，因制造上的原因，存在即使太阳光入射也无法高效产生光电转换载流子的发电失效区域。因此，优选在发电失效区域也配置光扩散片10，通过光扩散片10反射入射到发电失效区域上的太阳光，使其再入射到太阳能电池单体20的可发电区域。一般来说，该发电失效区域的宽度在从太阳能电池单体20的外周部起向中心部不超过约3.0mm的范围。
[0041 ]光扩散片10需要在由密封件60a和60b夹着太阳能电池单体之前，预先安装于太阳能电池单体串。作为将光扩散片10安装于太阳能电池单体串的方法，采用在蒸镀有金属等的面的反侧的面使用粘接剂，安装到太阳能电池单体串的方法。此时，可以使用室温固化型的粘接剂安装，也可以使用太阳能电池组件的密封件所使用的树脂、例如EVA、聚乙烯等作为粘接剂，使其加热固化来安装。
[0042]光扩散片10的长度无特别限定，但是优选具有足够的长度以使得能够充分利用入射到光扩散片10的光，优选具有与太阳能电池单体串大致相同的长度。
[0043]此外，太阳能电池组件100包含多个太阳能电池单体串，但不仅相邻的太阳能电池单体串之间，也可以在处于最端部的太阳能电池单体串安装光扩散片11。此时，可以为在光扩散片11的两边缘部之中、仅一侧与太阳能电池单体串接合的状态。在该情况下，与以跨相邻的太阳能电池单体串之间的方式配置有光扩散片的情况相比，能够期待大约一半的效果O
[0044][第2实施方式]
[0045 ]太阳能电池组件1I的概略结构与在第I实施方式中所示的太阳能电池组件100大致相同，所以在此以与第I实施方式不同的部分为中心进行说明。
[0046](光扩散片的配置方式)
[0047]在本实施方式中，如图3所示，将分割为适当长度的光扩散片12在相邻的太阳能电池单体串之间沿着与太阳能电池单体的排列方向相同的方向并列配置多个。多个光扩散片12的长度的合计无特别限定，但是为了有效地利用入射的太阳光，优选具有充分的长度，优选具有与太阳能电池单体串大致相同的长度。各个光扩散片12的长度可以均匀也可以不均匀，分割位置也不限定。
[0048]对于位于太阳能电池组件1I的最端部的太阳能电池单体串，可以配置分割为适当的长度的光扩散片13。此时，光扩散片13，如与第I实施方式相同的那样，两边缘部之中仅一侧与太阳能电池单体串重叠接合。
[0049]光扩散片一般为薄的片状或者箔，为长丝带状的形状且轻量，所以用于太阳能电池组件制造时的粘贴的位置对齐需要较高的技术。于是，如本实施方式的那样，通过将光扩散片分割使用，能够提高配置光扩散片时的位置精度。
[0050][第3实施方式]
[0051 ]太阳能电池组件1 2的概略结构与在第I实施方式中所示的太阳能电池组件100大致相同，所以在此以与第I实施方式不同的部分为中心进行说明。
[0052](光扩散片的配置方式)
[0053]图4是第3实施方式的太阳能电池组件102的顶视图，图5A和图5B是用于详细说明第3实施方式的光扩散片的配置的放大图。
[0054]在本实施方式中，如图4所示，在各个太阳能电池单体串所包含且相邻的2个太阳能电池单体20中，以隔着光扩散片位于相对的边上的顶点露出的方式配置光扩散片14。如图5A所示，具有直线状或者圆弧状的倒角部的大致八边形的太阳能电池单体20存在靠近、光扩散片14的顶点PA和远离光扩散片14的顶点PB。在本实施方式中，顶点PA可以被光扩散片14覆盖也可以露出，顶点PB从光扩散片14露出。在使用倒角部极小的大致四边形的太阳能电池单体21的情况下，如图5B所示使顶点PC露出。
[0055]如上述方式从光扩散片14露出的太阳能电池单体20的各顶点，能够作为在密封太阳能电池组件102时确定太阳能电池单体串的配置位置的标记。因此，太阳能电池单体串的配置位置的精度提高，能够提供可靠性高且外观良好的太阳能电池组件102。
[0056]此外，位于太阳能电池组件102的最端部的太阳能电池单体串，也可以配置分割为适当长度的光扩散片15。
[0057]接着，说明能够与至此为止述说的实施方式中说明了的概略结构组合实施的、作为变形例的太阳能电池组件201、202、203。
[0058][第I变形例]
[0059 ]基于图6说明作为第I变形例的太阳能电池组件201。
[0060](光扩散片的形状)
[0061]在本变形例中，从图6可判断，替代光扩散片10，使用两侧缘部为凹凸形状的光扩散片16。
[0062]在确定太阳能电池单体串的配置位置时，使相邻的太阳能电池单体串彼此之间隔完全相同是比较困难的。这是因为，一般来说，太阳能电池单体20的大小和太阳能电池单体串的配置位置各自存在制造偏差。
[0063]于是，通过使光扩散片16的两侧缘部为凹凸形状，能够期待以下的效果。即，当使用光扩散片16时，即使是与矩形形状的光扩散片相同的面积，短边方向上的宽度也变大。这样一来，在太阳能电池单体串的间隔变宽的情况下，也能够通过凸部的前端与太阳能电池单体接合，所以能够使光扩散片16与2个太阳能电池单体可靠地接合。
[0064]凹凸形状为锯齿状、波型、矩形等的形状，无特别限制。凹凸形状的宽度也无特别限制，但是优选密封件60a或者60b不从光扩散片16的凹部渗出。即，优选在光扩散片16之中宽度最窄的部分中，具有太阳能电池单体串的间隔以上的宽度。
[0065]图6表不将光扩散片16配置成与第3实施方式相同的方式的例子，但是光扩散片16的配置不限于此。如上所述，第I和第2实施方式也在使用的光扩散片的两侧缘部采用凹凸形状。
[0066]此外，处于太阳能电池组件201的最端部的太阳能电池单体串也可以配置分割为适当长度的光扩散片17。
[0067][第2变形例]
[0068](光扩散片的短手方向的长度)
[0069]接着，基于图7?8对作为第2变形例的太阳能电池组件202进行说明。
[0070]图7是典型的太阳能电池单体20的顶视图。太阳能电池单体20在其表面具有由使银等的导电性颗粒分散于黏合剂树脂的导电性膏等形成的栅极(grid electrode)50。栅极50包括:用于收集太阳能电池单体20产生的光电转换载流子的副栅线(finger)部51;和进一步收集通过副栅线部收集的电力且用于配置将多个太阳能电池单体20电连接的配线件的主栅线(busbar)部52。
[0071]图8A和图SB是表示太阳能电池组件中的副栅线部51和光扩散片10的位置关系的顶视图和局部截面图。在太阳能电池组件101?102中，如图8A所示，副栅线部51和光扩散片10不重叠。另一方面，在本变形例的太阳能电池组件202中，如图SB所示，以与副栅线部51 —部分重叠的方式配置光扩散片18。栅极50的表面不平滑，具有由银等的导电性颗粒等形成的凹凸。由此，在光扩散片18和太阳能电池单体20的接合时产生锚定效果，接合强度上升。因此，能够抑制太阳能电池组件使用中的光扩散片18的剥离。
[0072][第3变形例]
[0073]接着，基于图9说明作为第3变形例的太阳能电池组件203。图9表示作为用于将多个太阳能电池单体20电连接的配线件使用具有光扩散功能的配线件31的例子。在图9中，箭头S表示将太阳能电池组件203设置在屋外时太阳光主要入射的面。通过使用具有光扩散功能的配线件31，能够使入射到配线件31之上的光也再入射到太阳能电池单体，能够进一步增大太阳能电池组件203的输出。
[0074]替代使用配线件31，首先通过不具备光扩散功能的配线件30将太阳能电池单体20彼此电连接，在配线件30之上配置具备光扩散功能的带或片，形成与配线件31类似的截面构造。
[0075]以上，对关于光扩散片的配置等的第I?第3实施方式和第I?第3变形例进行了说明。如上所述，对于第I?第3实施方式之中任一方式，可以将第I?第3变形例任意组合。组合的数量不限定，可以单独组合，也可以将多个组合。
[0076]在所有的实施方式和太阳能电池组件的变形例中，在太阳能电池单体(20、21)上连接配线件(30、31)的方法不限定。具体来说，可以使用对铜的芯线进行了焊料涂层的构造的铜制配线件，进行钎焊连接。除此之外，可以准备进行了焊料涂层的铜制配线件、或者未进行焊料涂层的铜制配线件等，使用树脂粘接剂将配线件连接到太阳能电池单体。另外，栅极50可以由银以外的金属形成，具体而言，可以使用电镀形成以铜为主要成分的栅极50。
[0077]并且，在本说明书中，对使用表面具有栅极50的太阳能电池单体20的例子进行了说明，但是太阳能电池单体的种类无特别限定，可以使用背面接合型的太阳能电池单体。即使在使用背面接合型的太阳能电池单体的情况下，除了在太阳能电池组件制作时需要隔开太阳能电池单体彼此的间隙进行配置之外，在太阳能电池单体周边部存在发电失效区域。与本实施方式同样配置光扩散片10?18，在有效利用太阳光的基础上效果高。
[0078]附图标记说明
[0079]100、101、102、201、202、203:太阳能电池组件
[0080]10、11、12、13、14、15、16、17、18:光扩散片[0081 ] 20、21:太阳能电池单体
[0082]30、31:配线件
[0083]50:栅极
[0084]51:副栅线部
[0085]52:主栅线部
[0086]60a、60b:密封件
[0087]70:表面侧保护部件
[0088]80:背面侧保护部件
[0089]90:框
【主权项】
1.一种太阳能电池组件，其特征在于，包括: 将多个太阳能电池单体排列并电连接而成的第I和第2太阳能电池单体串；和 配置在所述第I和第2太阳能电池单体串之间的光扩散片， 所述第I和第2太阳能电池单体串沿所述太阳能电池单体的排列方向平行地相邻配置，所述光扩散片配置成所述光扩散片的两侧缘部与所述第I和第2太阳能电池单体串的边缘部的受光面侧重叠。2.如权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于: 所述光扩散片在所述排列方向上被分割为多个。3.如权利要求2所述的太阳能电池组件，其特征在于: 所述第I太阳能电池单体串包括第I太阳能电池单体， 所述第2太阳能电池单体串包括与所述第I太阳能电池单体相邻的第2太阳能电池单体， 所述第I和第2太阳能电池单体之中的、位于彼此相对的边上的顶点从所述光扩散片露出。4.如权利要I至3中任一项所述的太阳能电池组件，其特征在于: 所述光扩散片的两侧缘部为凹凸形状。5.如权利要I至4中任一项所述的太阳能电池组件，其特征在于: 所述光扩散片与设置于所述太阳能电池单体的受光面的集电极重叠。6.如权利要I至5中任一项所述的太阳能电池组件，其特征在于: 所述第I太阳能电池单体串配置于太阳能电池组件的最端部， 在所述第I太阳能电池单体串之中与所述第2太阳能电池单体串相反一侧的边缘部配置有光扩散片。7.如权利要I至6中任一项所述的太阳能电池组件，其特征在于: 还包括密封所述多个太阳能电池单体的密封件， 所述光扩散片的热收缩率比所述密封件的热收缩率大。
【文档编号】H01L31/042GK105938858SQ201610121571
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年3月3日
【发明人】前川朗通, 石黑祐, 神野浩, 三岛孝博
【申请人】松下知识产权经营株式会社