太阳能电池组件用防眩膜、带有防眩膜的太阳能电池组件及它们的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及形成于太阳能电池组件的透明绝缘基板上的太阳能电池组件用防眩 膜、以及具备该防眩膜的太阳能电池组件。而且，本发明还涉及防眩膜及带有防眩膜的太阳 能电池组件的制造方法。
【背景技术】
[0002] 随着日益呼吁清洁能源的使用，正在实现促进太阳能电池的利用。太阳能电池通 常以太阳能电池组件的形式供于实际使用，所述太阳能电池组件是用树脂将包含单晶硅或 硅薄膜、化合物半导体等的电动势元件（太阳能电池单元）密封于表面保护玻璃与背面保 护膜之间而形成的。另外，作为降低太阳能电池组件成本的结构，也提出了在玻璃等透明绝 缘基板上自光入射侧起依次形成透明电极层、半导体层、第二电极层，并且同时用激光刻划 法将各层图案化而得到的基板一体型薄膜系太阳能电池组件。
[0003] 近年来，将太阳能电池组件安装于市区的住宅房顶、大厦的外墙上，并将其发电的 能源用于住宅或办公室正在成为主流。然而，这被指出存在如下所述的光害的问题：在将光 入射侧的表面上具有玻璃的太阳能电池组件设置于屋顶或外墙上时，根据太阳光的入射角 度等的不同，可能产生太阳能电池组件的反射光照射到相邻的房屋中等。
[0004] 因此，研究了通过使太阳能电池组件的玻璃基板的光入射面形成凹凸形状来使光 发生漫反射，从而防止太阳光向同一方向反射，抑制眩目（例如专利文献1)。然而，为了在 玻璃基板自身上形成凹凸形状，需要高温下的加工、使用氢氟酸等反应性较高的溶液，难以 在太阳能电池单元的组件化后形成凹凸。
[0005] 因此，在玻璃基板自身上形成凹凸形状时，必须在组件化前预先对玻璃基板实施 加工。如果玻璃基板具有凹凸结构，则在通过激光刻划进行薄膜太阳能电池的集成化时，激 光被玻璃基板散射，因此难以进行电极层、半导体层的图案化。因此，在玻璃基板自身上形 成凹凸形状的防眩方法难以应用于通过激光刻划进行集成化的薄膜太阳能电池等。
[0006] 另一方面，还提出了将粘合剂中含有微粒的凹凸形状膜（以下称为防眩膜）形成 在玻璃基板表面上的防眩太阳能电池组件（例如专利文献2和专利文献3)。在这些现有技 术中，提出了使用原硅酸四乙酯（TE0S)等硅酸烷基酯的部分水解缩合物作为粘合剂。除上 述以外，还进行了将在显示器表面形成丙烯酸类或聚氨酯类等有机聚合物基质中含有微粒 的被膜作为防眩膜的研究（例如参照专利文献4)。
[0007] 现有技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1 :日本专利特开2003-110128号公报 [0010] 专利文献2 :日本专利特开2001-53316号公报 [0011] 专利文献3 :日本专利特开平11-330508号公报 [0012] 专利文献4 :日本专利特开2004-4176号公报
【发明内容】
[0013] 发明所要解决的问题
[0014] 如专利文献1所公开的，对于在玻璃基板自身上形成凹凸形状的方法而言，由于 必须对玻璃实施特殊加工，因此通用性较差，仅限于应用于面向公共设施、工业设施、大规 模太阳能发电站（megasolar)等大规模发电设备的订制产品。另一方面，近年来，出于增 大电力输出等目的、出于使用屋顶一体型太阳能电池组件时具有作为屋顶整体的统一感的 目的，在日照面以外（例如北面）也设置太阳能电池组件的情况增多，急需对太阳能电池组 件赋予防眩性。
[0015] 专利文献2、3中公开的防眩膜能够于太阳能电池的组件化后形成在基板上，通用 性优异。然而，在本发明人等的研究中发现，专利文献2、3中公开的防眩膜的膜强度、与基 板的密合性不足，长期设置在室外等而暴露于高温环境、风雨中时的耐久性较差。另外，专 利文献2、3的防眩膜在将粘合剂固化而形成防眩膜时需要在100°C或更高的温度下加热。 因此，如果在太阳能电池的组件化后形成防眩膜，则存在用于固化的加热使设置于基板上 的太阳能电池单元发生热劣化的情况。
[0016] 另外，如果将太阳能电池组件设置于室外，则存在沉积于受光面上的灰尘、花粉等 污染物质遮挡光而产生由入射光量下降导致的转换效率降低的情况。因此，为了在实际使 用中保持转换效率，期望太阳能电池组件的受光面上的污垢能被雨等冲掉。然而，对于防眩 太阳能电池组件而言，存在污染物质容易进入表面的凹凸中，从而使沉积的污染物质的去 除性较低的问题。
[0017] 鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种与基板的密合性及强度优异，且沉积/ 附着于受光面上的污染物质的去除性优异的太阳能电池组件用的防眩膜、以及具备该防眩 膜的太阳能电池组件。
[0018] 解决问题的方法
[0019] 本发明人等鉴于上述问题进行了深入研究，结果发现可以通过以下构成解决上述 问题，从而完成了本发明。
[0020] 本发明涉及一种太阳能电池组件用防眩膜及其制造方法。本发明的防眩膜形成于 太阳能电池组件的透明绝缘基板上来使用。防眩膜从基板侧起依次具有第一无机层及第二 无机层。
[0021] 第一无机层在无机粘合剂中含有透明球形无机微粒。第一无机层优选为没有裂纹 的连续被膜。第一无机层中的无机粘合剂优选以硅氧化物作为主成分，所述硅氧化物具有 通过Si-H键和Si-N键的水解而得到的Si-Ο键。
[0022] 第二无机层含有无机粘合剂。第二无机层中的无机粘合剂没有特别限定，优选以 硅氧化物作为主成分，所述硅氧化物具有通过Si-H键和Si-N键的水解而得到的Si-Ο键。
[0023] 第一无机层的平均膜厚山优选为500nm~2000nm，第二无机层之平均膜厚d2优 选为50nm~lOOOnm。第一无机层的平均膜厚与第二无机层的平均膜厚之比(^/山优选为 0. 025 ~0. 5。
[0024] 第一无机层中的无机微粒根据防眩膜的剖面观察算出的平均一次粒径优选为 0. 1μL?~5. 0μπι。第一无机层中的无机微粒为例如以SiOdt为主成分的二氧化娃微粒。
[0025] 第一无机层还可以含有颜料或染料。通过使第一无机层中具有染料或颜料，能够 获得着色防眩膜。
[0026] 对于本发明的防眩膜而言，第二无机层侧表面的最大高度Ry2优选为1. 〇μm~ 10μm。另外，第二无机层的最大高度Ry2优选小于第一无机层的与第二无机层交界处的最 大高度Ryi。
[0027] 对于本发明的防眩膜而言，第二无机层侧表面的算术平均粗糙度Ra2优选为 0. 25μπι~2μπι，且凹凸周期Sm2S1μπι~30μπι。另外，防眩膜的总平均膜厚d与防眩膜 的第二无机层侧表面的最大高度Ry2之比Ry2/d优选为1~20的范围内。
[0028] 第二无机层的平均折射率n2优选小于第一无机层的平均折射率ηι。如果ηι>n2， 则沿着从防眩膜的受光面侧到太阳能电池组件的基板侧的光入射方向，折射率梯度增大。 因此，界面处的反射降低，进入太阳能电池组件的光量增大，可以提升太阳能电池组件的转 换特性（特别是短路电流密度）。
[0029] 例如，通过在第二无机层中进一步含有折射率低于粘合剂的无机微粒，能够降低 第二无机层的平均折射率n2。在第二无机层中含有无机微粒的情况下，根据防眩膜的剖面 观察而算出的粒子的平均一次粒径优选为l〇nm~300nm。另外，第二无机层中的无机微粒 的平均一次粒径优选小于第一无机层中的无机微粒的平均一次粒径。通过减小第二无机层 中的微粒的粒径，能够抑制入射至防眩膜内的光在粘合剂与微粒的界面处反射、散射，可以 减少入射光的损失。
[0030] 作为第二无机层中含有的低折射率无机微粒，可以列举例如中空微粒。其中可以 优选使用中空胶体二氧化硅。
[0031] 上述防眩膜优选通过如下工序形成：在透明绝缘基板的一个主面上涂布第一涂布 液的第一涂布工序；在第一涂布液的涂布膜上涂布第二涂布液的第二涂布工序；以及使第 一涂布液和上述第二涂布液中的溶剂干燥而使涂布膜固化的固化工序。第一涂布工序及第 二涂布工序均优选用喷雾法进行。
[0032] 作为第一涂布液，可以优选使用含有平均一次粒径为0. 1μπι~5. 0μπι的透明球 形无机微粒〇. 01~20重量％、聚硅氮烷0. 1~20重量％及溶剂的涂布液。
[0033] 作为第二涂布液，可以优选使用含有聚娃氮烧0. 1~20重量％及溶剂的涂布液。 第二涂布液中还可以含有平均一次粒径为l〇nm~300nm的无机微粒0. 01~20重量％。 [0034] 另外，本发明还涉及一种具备上述防眩膜的太阳能电池组件。本发明的太阳能电 池组件在透明绝缘基板的第一主面上至少具备一个太阳能电池单元，且在透明绝缘基板的 第二主面上具备上述防眩膜。
[0035] 太阳能电池单元有例如薄膜太阳能电池单元。薄膜太阳能电池也可以集成化。例 如，可以列举集成化薄膜太阳能电池组件，所述集成化薄膜太阳能电池组件从透明绝缘基 板侧起具备第一电极层、光电转换单元及第二电极层，且通过在上述各层设置线状分离槽 分割成多个单元，并且多个单元在电学上呈串联或并联连接。另外，太阳能电池单元也可以 是具备晶体硅基板的晶体硅太阳能电池单元。
[0036] 在太阳能电池组件的一个实施方式中，也可以对防眩膜实施图案化。例如，太阳能 电池组件也可以在基板上具有形成了防眩膜的防眩区域和未形成防眩膜的非防眩区域。通 过进行了在透明绝缘基板表面的局部设置屏蔽材料的包覆工序后，在未设置屏蔽的区域形 成防眩膜，由此能够形成上述图案化防眩膜。
[0037] 在本发明的太阳能电池组件的制造中，优选在透明绝缘基板的第一主面上形成太 阳能电池单元的单元形成工序之后实施在透明绝缘基板的第二主面上形成防眩膜的防眩 膜形成工序。例如，在室内进行单元形成工序以后，将形成单元后的基板搬出室外，并在室 外进行上述防眩膜形成工序。在这种情况下，可以通过喷雾法在透明绝缘基板的第二主面 上形成防眩膜。
[0038] 在薄膜太阳能电池组件的制造中，优选在单元形成工序之后实施防眩膜形成工 序。在单元形成工序中，通过从上述透明绝缘基板的第二主面侧照射激光可以形成上述分 离槽。根据该方法，由于在防眩膜形成以前隔着基板进行用激光照射的集成化，因此不会产 生因防眩膜而导致激光散射等不良情况。
[0039] 发明的效果
[0040] 根据本发明，能够获得具有较高防眩性并且与基板的密合性及膜强度优异的太阳 能电池组件用防眩膜。本发明的防眩膜具有适合防眩性的表面凹凸，并且附着在表面上的 污染物质的去除性优异。因此，即使在太阳能电池组件的受光面上沉积/附着有污染物质 的情况下，污染物质也容易被雨等冲掉，可以抑制实际使用时的转换效率降低。
【附图说明】
[0041] 图1是一个实施方式的防眩膜的示意性剖面图。
[0042] 图2是一个实施方式的防眩膜的示意性剖面图。
[0043] 图3是一个实施方式的带有防眩膜的太阳能电池组件的示意性剖面图。
[0044] 图4是表示着色太阳能电池组件的附图替代照片。
[0045] 图5是表示具备图案化防眩膜的太阳能电池组件的附图替代照片。
[0046] 图6是实施例的防眩膜的SEM照片。（a)为俯视图像（倍率1000倍），（b)为俯视 图像（倍率5000倍），（c)为剖面图像（倍率1000倍），⑷为剖面图像（倍率5000倍）。
[0047] 图7是比较例的防眩膜的SEM照片。（a)为俯视图像（倍率1000倍），（b)为俯视 图像（倍率5000倍），（c)为剖面图像（倍率1000倍），⑷为剖面图像（倍率5000倍）。
[0048] 图8是比较例的防眩膜的SEM照片。（a)为俯视图像（倍率1000倍），（b)为俯 视图像（倍率5000倍），（c)为剖面图像（倍率5000倍）。
[0049] 图9是表示用水擦拭实施例和比较例的防眩膜的污垢的试验结果的照片。
[0050] 符号说明
[0051] 10、20 无机层
[0052]