太阳能电池组件及其制造方法
【专利摘要】本发明涉及太阳能电池组件，其特征在于，在使太阳光入射的透明构件的面板与在太阳光入射的相反侧配置的导热性构件的面板之间的空隙，在如下的状态下安装光透过性弹性体构件和太阳能电池元件而成：将光透过性弹性体构件配置在太阳光入射侧，而且利用该光透过性弹性体构件将太阳能电池元件向上述导热性构件的面板侧挤压而压接，适合作为因太阳光、热点而温度上升的单元的放热性优异，并且具有制造成本受到抑制的结构的太阳能电池组件。
【专利说明】太阳能电池组件及其制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及太阳能电池组件及其制造方法。
【背景技术】
[0002]将太阳能电池组件设置在房屋的屋顶、建筑物的屋上等屋外的情况下，特别是在夏季，由于太阳光，太阳能电池组件的温度大幅度地上升。而且，已知伴随着太阳能电池组件的温度上升，太阳能电池元件的温度也上升，由此使太阳能电池组件的发电效率降低。例如，单晶硅电池的情况下，如果将25°C下的发电效率记为100%，则元件温度从25°C每上升1°C，约0.4%发电效率下降。因此，如何使上升的太阳能电池元件的温度放热，成为高效率使用组件的重要的因素。
[0003]此外，对于发电的太阳能电池组件，并非总是接受一样的日照，现实中也有时对太阳能电池组件部分地给予阴影。这样的情形下，阴影的部分的太阳能电池元件的发电变得不充分，结果对该太阳能电池元件中施加反偏电压，发生称为热点的发热现象。如果该称为热点的现象继续，认为该太阳能电池元件的温度持续上升，最坏的情形下，也有可能破损。
[0004]因此，以往，为了防止太阳能电池元件的温度上升，提出在太阳能电池组件的背面设置由导热性好的金属形成的放热结构体(参照例如专利文献1:专利第2770906号公报)，通过将传热性的块构件与热管组合而向背面放热(参照例如专利文献2:特开平9-186353号公报)，通过使线膨胀系数不同的金属制放热部成为层叠结构而使其放热(参照例如专利文献3:专利第4206265号公报)，以及将长板状的金属构件与背面粘接而使其放热(参照例如专利文献4:特开2006-156581号公报)。但是，使用金属制的材料，由于其材料费和加工费，有可能成为组件制造时的成本高的原因，而且由于组件整体的重量增加，因此处理上变得不便。
[0005]作为太阳光发电面板的方式，多米用在太阳光的受光面将以厚约200 μ m的娃片作为材料的通常称为单元的太阳能电池在一面全面铺上的平板方式。但是，由于根据该受光面积而全面铺上的太阳能电池价格高，因此降低太阳光发电面板的成本困难。从这样的背景出发，进行了利用集光透镜使太阳光的在受光面的光集光于小径的太阳能电池的集光型太阳能电池组件的开发。该集光型太阳能电池组件，通过将光集光，与平板方式比较，能够大幅度地削减太阳能电池的使用量。但是，对于使光集光的集光型太阳能电池组件，使太阳光受光面在太阳光的方向以二轴追尾变得必要。此外，用于该追尾的架台，考虑在屋外的使用环境，也要求结实，因此如果包含其设置费用，则与大幅削减当初的高价的太阳能电池的使用量的成本优势抵消。
[0006]一方面，特别是放热性重要的上述集光型太阳能电池组件中，使含有金属添加剂的树脂作为同时具有绝缘性的放热电绝缘层，与太阳能电池单元的下部的电极板粘接而放热(参照例如专利文献5:特开2006-332535号公报)，提出了在太阳能电池单元和固定的内衬板之间设置具有弹性差或粘性差的2种树脂层而使其放热的方法(参照例如专利文献6:特开2007-165485号公报)。[0007]另一方面，以往，作为太阳能电池元件的密封材料，一般使用EVA(乙烯醋酸乙烯酯共聚物)，进行了采用与减压和加热等相伴的层压工序的密封。该工序由多个复杂的操作组成，该工序中的不利情况导致太阳能电池的特性的下降，因此提出了使用例如将从位于太阳能电池组件的两端的正负的电极的导出引线用具有耐热性的膜被覆的产物，防止与其他引线的短路(参照例如专利文献7:特开平9-326497号公报)，通过作为光致发电元件的表面被覆材料或背面被覆材料的至少一方使用由2种以上的树脂构成的一体层叠膜密封(参照例如专利文献8:特开平11-87744号公报)，从而实现收率的提高。
[0008]但是，以往的方法中，太阳能电池单元和放热材料的线膨胀系数的不同导致的温度上升时的变形为原因，使上升的太阳能电池元件的温度高效率地放热变得困难。特别地，对于使硅片的厚度为200 及其以下的硅片作为材料制作的太阳能电池元件，受到温度上升时与太阳能电池元件密接的材料的线膨胀率的影响，担心开裂发生等。此外，已知作为一般使用的密封剂的EVA因温度变化，模量大幅度地变化(参照例如非专利文献
I:Barry Ketola, Keith R.McIntosh, Ann Norris, Mary Kay Tomalia，“Silicone ForPhotovoltaic Encapsulation，，:23rd European Photovoltaic Solar Energy Conference2008，pp.2969-2973)，担心对太阳能电池元件的影响。
[0009]此外，为了将作为太阳能电池组件的制造成本控制得低，要求降低占太阳能电池组件成本的50%以上的硅片的成本。因此，要求在减少单元的面积的同时，通过使单元的厚度为120 以下而具有成本优势的太阳能电池元件。但是，由这样的薄化晶片制作的太阳能电池元件容易因冲击而破损，因此与由厚度超过200 iim的晶片制作的太阳能电池组件相比，同样地使用其密封和放热材料困难。特别地，太阳能电池元件的表面的配线连接部，由于表侧与太阳能电池元件的背侧的密封材料的线膨胀系数和模量的不同，在温度升降发生的屋外环境下，指出招致脆化(参照例如非专利文献2:D.L.King, M.A.Quintana,J.A.Kratochvil, D.E.Ellibee and B.R.Hansen,“Photovoltaic Module Performanceand Durability Following Long Term Field Expos—ure, Progress in Photovoltaics:Research and Application 8 (2000)pp.241-256、非专利文献3:M.A.Quintana,D.L.King,T.J.MacMahon and C.R.0sterwald, “Commonly 0b-served Degradation in Field-AgedPhotovoltaic Modules，，，Proceedings of the 29thIEEE Photovoltaic SpecialistsConference, New Orleans, (2002)pp.1392-1395)。
[0010]另一方面，对于成本方面，在以往的方法中，为了将太阳能电池元件和放热性构件接合，使用粘合剂，为了提高放热性，设置2种树脂层，这有可能成为成本增加的原因。此夕卜，特别是对于粘合剂，在10年以上的使用中，与上述同样地，在温度升降发生的屋外环境下，担心招致脆化，而且其有可能成为异物发生的原因。
[0011]此外，对于收率，在以往的方法中，将导出引线用膜被覆，将被覆材料用2种以上的树脂形成一体层叠膜状，有可能导致成本增加，而且有可能不能容易地再加工。
【发明内容】
[0012]发明要解决的课题
[0013]本发明的目的在于提供太阳能电池单元的放热性优异，并且能够容易地再加工，并且收率提高，能够控制制造成本的太阳能电池组件及其制造方法。[0014]用于解决课题的手段
[0015]本发明为了实现上述目的，通过在由使太阳光入射的透明构件的面板与在太阳光入射的相反侧配置的导热性构件的面板形成的空间，利用橡胶状的具有弹力性的光透过性弹性体构件通过挤压将太阳能电池元件压接，从而提供使温度升降时的线膨胀率的不同导致的变形缓和并且具有对于确实能放热充分的面积的导热性构件的构造的太阳能电池组件。
[0016]即，本发明提供下述的太阳能电池组件及其制造方法。
[0017][I]太阳能电池组件，其特征在于，在使太阳光入射的透明构件的面板与配置在太阳光入射的相反侧的导热性构件的面板之间的空隙，在如下状态下安装光透过性弹性体构件和太阳能电池元件而成:将光透过性弹性体构件配置在太阳光入射侧，而且利用该光透过性弹性体构件将太阳能电池元件向上述导热性构件的面板侧挤压而压接。
[0018][2] [I]所述的太阳能电池组件，其中，在导热性构件的面板与太阳能电池元件之间安装有导热性弹性体层。
[0019][3] [2]所述的太阳能电池组件，其中，导热性弹性体层由热导率0.2ff/m.K以上5ff/m.K以下的导热性娃橡胶形成。
[0020][4] [I]?[3]的任一项所述的太阳能电池组件，其中，在透明构件的面板与导热性构件的面板之间的空隙端部配设有间隔构件。
[0021][5] [I]?[4]的任一项所述的太阳能电池组件，其中，在透明构件的面板与导热性构件的面板的外缘部间使框构件跨越而将两面板固定。
[0022][6] [I]?[5]的任一项所述的太阳能电池组件，其中，导热性构件的面板由玻璃材料、合成树脂材料、金属材料或这些的复合材料形成。
[0023][7] [I]?[6]的任一项所述的太阳能电池组件，其中，太阳能电池元件由硅材料形成。
[0024][8] [I]?[7]的任一项所述的太阳能电池组件，其中，光透过性弹性体构件由硅橡胶组合物的固化物形成。
[0025][9] [I]?[8]的任一项所述的太阳能电池组件，其中，光透过性弹性体构件为集光型太阳能电池的光学片材。
[0026][10]太阳能电池组件的制造方法，其特征在于，在使太阳光入射的透明构件的面板依次使光透过性弹性体构件和太阳能电池元件层叠，进而覆盖太阳能电池元件，配置导热性构件的面板，以利用上述光透过性弹性体构件将太阳能电池元件向该导热性构件的面板侧挤压而压接。
[0027][11] [10]所述的太阳能电池组件的制造方法，其中，在使太阳光入射的透明构件的面板的外周部配置密封构件，在其内侧配置间隔构件，在其内部配置光透过性弹性体和太阳能电池元件后，配置导热性面板。
[0028][12] [10]或[11]所述的太阳能电池组件的制造方法，其中，覆盖上述太阳能电池元件，配置导热性弹性体，在其上配置上述导热性构件的面板。
[0029][13] [10]?[12]的任一项所述的太阳能电池组件的制造方法，其中，在透明构件的面板与导热性构件的面板的外缘部间使框构件跨越而将两面板固定。
[0030]发明的效果[0031]本发明的太阳能电池组件，最适合作为具有由于太阳光、热点而温度上升的单元的放热性优异，并且制造成本得到抑制的结构的太阳能电池组件。
[0032]此外，由于利用烦杂的层压工序的太阳能电池元件的密封变得不需要，因此能够期待收率的提高。太阳能电池元件，只通过弹性体的挤压来压接，因此能容易地再加工。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1为本发明的一实施例涉及的太阳能电池组件的部分省略截面图。
[0034]图2为使用了集光型太阳能电池的光学片材的本发明的另一实施例涉及的太阳能电池组件的部分省略截面图。
【具体实施方式】
[0035]以下对于本发明的太阳能电池组件的优选的方式，参照附图进行说明。
[0036]图1表示使用了板状片材作为光透过性弹性体构件的太阳能电池组件的一例，图2表示使用了集光型太阳能电池的光学片材作为光透过性弹性体构件的太阳能电池组件的
另一例。
[0037]图1、2中，I为使太阳光入射的透明构件的面板，2为在太阳光入射的相反侧配设的导热性构件的面板，在这些两面板1、2间的空隙，将光透过性弹性体构件3和包含半导体基板的太阳能电池元件4以如下状态安装:将光透过性弹性体构件配置在光入射侧，而且用光透过性弹性体构件3将太阳能电池元件4向上述导热性构件的面板2侧挤压而压接。
[0038]这种情况下，图1、2的实例中，在太阳能电池元件4与导热性构件的面板2之间存在导热性弹性体层5，太阳能电池元件4介由该导热性弹性体层5压接于导热性构件的面板2。
[0039]此外，图1的实例中，太阳能电池元件4是将太阳能电池单元连续地无间隙地配置，将光透过性弹性体构件3形成为板状片材状。另一方面，图2的实例中，太阳能电池元件4是将太阳能电池单元彼此以规定的间隔配置，而且光透过性弹性体构件3作为集光型太阳能电池的光学片材形成，由截面半球状头部3a和与其一体连设的截面倒圆锥台状柱部3b组成，用柱部3b的下端面挤压太阳能电池元件(太阳能电池单元)4。
[0040]在上述两面板1、2间的空隙端部附近，配设间隔构件6，在该间隔构件6的上下部与两面板1、2之间分别安装密封构件7、7，而且在间隔构件6的上述空隙端部侧也配置密封构件8，将上述空隙内的光透过性弹性体构件3、太阳能电池元件4、导热性弹性体层5密封。而且，在上述两面板1、2的上缘部间，使截面-字状的框构件9跨越，将这两面板1、2间固定。
[0041 ] 作为得到这样的太阳能电池组件的情形的适合的方法，在白板强化玻璃等使太阳光入射的透明构件的面板I的光入射面的相反面的外周部的内侧以框缘状配置丁基橡胶制等的密封构件8，接下来，沿着以该框缘状配置的密封构件8的内侧配置铝合金制等的间隔构件6。此时，在该间隔构件6与上述光入射面侧的白板强化玻璃I之间配置硅橡胶制等的密封构件7。接下来，在上述间隔构件8的内部，以上述面板I与上述光透过性弹性体构件3相接的方式设置上述光透过性弹性体构件3和太阳能电池元件4。进而，以与太阳能电池元件4相接的方式配置导热性弹性体层5，接下来，将导热性构件的面板2配置在上述导热性弹性体层5的光入射侧的相反侧。这种情形下，在上述间隔构件6与上述面板2之间存在硅橡胶制等的密封构件7，以夹持该间隔构件和上述丁基橡胶制密封构件的方式接合。接合时为了避免水分的混入，并且为了提高丁基橡胶制等的密封构件8的密封性能，优选在100~130Pa的真空下边加热到100~150°C边使用真空层压装置接合。此外，优选地，对于上述太阳能电池元件，以施加所用的压力的方式将光入射面侧及其相反面侧的面板1、2用口字形的铝合金制等的框构件9固定，制作太阳能电池组件。
[0042]其中，上述透明构件的面板I中，以透明性、耐候性、抗冲击性为首，在屋外使用中具有长期的可靠性能的构件是必要的，有例如白板强化玻璃、丙烯酸系树脂、氟树脂或聚碳酸酯树脂等，一般地，广泛地使用厚3~5mm左右的白板强化玻璃。
[0043]接下来，上述导热性构件的面板2中，要求对于太阳能电池元件的温度高效率地放热，作为材料，可列举玻璃材料、合成树脂材料、金属材料或这些的复合构件。作为玻璃材料的实例，可列举青板玻璃、白板玻璃或强化玻璃等，作为合成树脂材料，可列举丙烯酸系树脂、聚碳酸酯(PC)树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂或环氧树脂等。此外，作为金属材料，可列举铜、铝或铁等，作为复合材料，可列举以二氧化硅为代表，负载了氧化钛、氧化铝、氮化铝等具有高导热性的材料的合成树脂等。
[0044]再有，该导热性构件的面板2中，通过与导热性弹性体层5 —起使用具有透明性的构件，能够使太阳光的直达光和散射光的一部分透过到太阳光入射的相反面侧，设置于例如草原等的情况下，在太阳能电池组件的入射面的相反侧的、即本来成为背阴的部分也被太阳光照射一部分，从而促进植物的生育，也能利用于家畜的放牧等。
[0045]此外，太阳能电池元件4中，使用从单晶硅或多晶硅中选择的I种或2种的硅材料制成太阳能电池元件 。再有，图2的使用了集光型太阳能电池的光学片材的太阳能电池组件中使用的太阳能电池元件通过太阳光的集光，能够使太阳能电池元件的面积与图1的太阳能电池元件相比减少到1/2至1/3。
[0046]接下来，对上述光透过性弹性体构件3进行说明，其首先具有透明性、耐候性，在屋外使用中20年以上的长期可靠性是必要的，因此，耐紫外线性高，并且容易应对热压缩成型、适合用于高效率地大量生产集光型太阳能电池的光学片材的加工方法的挤出成型或压延成型，因此优选使用使气相法二氧化硅高填充的混炼型的硅橡胶组合物固化而成的片材。
[0047]使上述硅橡胶组合物固化而成的片材，使含有例如
[0048]作为(A)成分的由下述平均组成式(I)
[0049]R1aSiOi4^72(I)
[0050](式中，R1表示相同或不同的未取代或取代的一价烃基，a为1.95~2.05的正数。)表示、一分子中具有至少2个脂肪族不饱和基团的聚合度为100以上的有机聚硅氧烷100质量份、
[0051](B)比表面积超过200m2/g的气相法二氧化硅70~150质量份、
[0052](C)一分子中含有至少2个与硅原子键合的氢原子的有机氢聚硅氧烷0.1~30质量份、和
[0053](D)相对于(A)成分，0.5~1，OOOppm的氢化硅烷化反应催化剂的硅橡胶组合物固化而得到。[0054]该硅橡胶组合物是能够挤出成型、压延成型等的混炼型的材料，其固化物即使含有二氧化硅，也具有高透明性，最适合作为集光型太阳能电池的光学片材。
[0055](A)成分是上述平均组成式(I)表示的聚合度为100以上的有机聚硅氧烷。平均组成式(I)中，R1表示同一或异种的未取代或取代的一价烃基，通常优选碳数I~12、特别地碳数I~8的一价烃基，具体地，可列举甲基、乙基、丙基、丁基、己基、辛基等烷基、环戍基、环己基等环烷基、乙烯基、稀丙基、丙烯基等烯基、环烯基、苯基、甲苯基等芳基、苄基、2-苯基乙基等芳烷基、或者这些基团的氢原子的一部分或全部被卤素原子或氰基等取代的基团，优选甲基、乙烯基、苯基、二氣丙基，特别优选甲基、乙烯基。
[0056]作为(A)成分，具体地，该有机聚硅氧烷的主链由二甲基硅氧烷的重复单元组成，或者在构成该主链的二甲基硅氧烷重复单元组成的二甲基聚硅氧烷结构的一部分中导入了具有苯基、乙烯基、3, 3, 3- 二氣丙基等的二苯基硅氧烷单兀、甲基苯基硅氧烷单兀、甲基乙烯基硅氧烷单兀、甲基-3, 3, 3- 二氟丙基硅氧烷单兀等的广物等是适合的。
[0057]特别地，有机聚硅氧烷优选在一分子中具有2个以上的烯基、环烯基等脂肪族不饱和基团，特别优选为乙烯基。这种情况下，优选全部R1中0.01~20摩尔％、特别地0.02~10摩尔％为脂肪族不饱和基团。再有，该脂肪族不饱和基团可以在分子链末端与硅原子键合，也可与分子链的途中的硅原子键合，也可是这两者，但优选至少与分子链末端的硅原子键合。
[0058]此外，a为1.95~2.05、优选地1.98~2.02、更优选地1.99~2.01的正数。
[0059]作为(A)成分的有机聚硅氧烷，更优选地，平均组成式(I)中的R1为碳数I~6的一价烃基，并且一分子中的至少2个为烯基。
[0060](A)成分的有机聚硅氧烷，可优选列举分子链末端被三甲基甲硅烷氧基、二甲基苯基甲娃烷氧基、二甲基羟基甲娃烷氧基、二甲基乙烯基甲娃烷氧基、甲基二乙烯基甲硅烷氧基、二乙烯基甲娃烷氧基等二有机甲娃烷氧基封端的有机聚硅氧烷。
[0061]作为特别优选的有机聚硅氧烷，可列举甲基乙烯基聚硅氧烷、甲基苯基乙烯基聚硅氧烷、甲基二氣丙基乙烯基聚硅氧烷等。
[0062]这样的有机聚硅氧烷能够通过使例如有机卤代硅烷的I种或2种以上(共)水解缩合，或者通过使用碱性或酸性的催化剂使环状聚硅氧烷(硅氧烷的3聚体、4聚体等)开环重合而得到。这些为基本上直链状的二有机聚硅氧烷，但作为(A)成分，可以是分子量(聚合度)、分子结构不同的2种或3种以上的混合物。
[0063]有机聚硅氧烷的聚合度为100以上，优选为100~100，000，特别优选为3，000~20，000。再有，该聚合度能够作为采用凝胶渗透色谱(GPC)分析得到的聚苯乙烯换算的重均聚合度而测定。
[0064](B)成分是BET比表面积超过200m2/g的补强性二氧化硅。该补强性二氧化硅是为了得到透明性优异，而且机械强度优异的硅橡胶组合物而添加的。此外，为了提高硅橡胶组合物的透明性，必须使BET比表面积超过200m2/g，优选为250m2/g以上。如果BET比表面积在200m2/g以下，固化物的透明性降低。再有，对BET比表面积的上限并无特别限制，从作业性等方面出发，通常500m2/g以下、优选地400m2/g以下的程度是适合的。
[0065]通常，作为硅橡胶组合物中使用的二氧化硅，可列举气相法二氧化硅、沉淀二氧化硅等，如果使用沉淀二氧化硅，透明性下降，因此使用气相法二氧化硅。此外，将它们的表面用氯硅烷、烷氧基硅烷、六甲基二硅氮烷等疏水化处理的产物也适合使用。特别地，用六甲基二硅氮烷进行的处理，透明性升高而优选。
[0066](B)成分的补强性二氧化硅的添加量，相对于(A)成分的有机聚硅氧烷100质量份，优选为70~150质量份，更优选为70~120质量份，如果不到70质量份，使硅橡胶混炼胶固化的片材的透明性下降。如果超过150质量份，二氧化硅在有机硅聚合物中的分散变得困难。
[0067](C)成分为一分子中含有至少2个与硅原子键合的氢原子的有机氢聚硅氧烷。该有机氢聚硅氧烷在一分子中含有至少2个与硅原子键合的氢原子(SiH基)，优选地，下述平均组成式(II)
[0068]R2bHcSiO(4_b_c)/2(ID
[0069](式中，R2为碳数I~6的取代或未取代的一价烃基，b为0.7~2.1的数，c为0.18~1.0的数，并且b + c满足0.8~3.0。)所示的以往公知的有机氢聚硅氧烷能够适用。
[0070]R2为碳数I~6的取代或未取代的一价烃基，优选为不具有脂肪族不饱和键，例如，为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基等烷基、环己基、环己烯基、苯基等未取代的一价烃基、3，3，3-三氟丙基、氰基甲基等上述一价烃基的氢原子的至少一部分被卤素原子、氰基取代的取代烷基等取代的一价烃基。
[0071]关于b和C，优选地，b满足0.8~2.0，c满足0.2~1.0，并且b + c满足1.0~
2.50
[0072](C)成分的有机氢聚硅氧烷的分子结构可以是直链状、环状、分支状、三维网状的任何结构。这种情况下，优选使用一分子中的硅原子数(或聚合度)为2~300个、特别是4~200个左右的室温下为液状的有机氢聚硅氧烷。再有,与娃原子键合的氢原子(SiH基)可以在分子链末端，也可在侧链，还可在这两者，使用一分子中含有至少2个(通常2~300个)、优选3个以上(例如3~200个)、更优选4~150个左右的有机氢聚硅氧烷。
[0073]作为(C)成分的有机氢聚硅氧烷，具体地，可列举1，1，3，3_四甲基二硅氧烷、1，3，5，7_四甲基环四硅氧烷、甲基氢环聚硅氧烷、甲基氢硅氧烷?二甲基硅氧烷环状共聚物、三(二甲基氢甲硅烷氧基)甲基硅烷、三(二甲基氢甲硅烷氧基)苯基硅烷、两末端三甲基甲硅烷氧基封端甲基氣聚硅氧烷、两末端二甲基甲娃烷氧基封端二甲基硅氧烷?甲基龜*硅氧烷共聚物、两末端二甲基氢甲硅烷氧基封端二甲基聚硅氧烷、两末端二甲基氢甲硅烷氧基封端二甲基硅氧烷?甲基氢硅氧烷共聚物、两末端三甲基甲硅烷氧基封端甲基氢硅氧烷? 二苯基硅氧烷共聚物、两末端二甲基甲娃烷氧基封端甲基氣硅氧烷? 二苯基硅氧烷? 二甲基娃氧烷共聚物、环状甲基氢聚硅氧烷、环状甲基氢硅氧烷? 二甲基硅氧烷共聚物、环状甲基氢硅氧烷? 二苯基硅氧烷? 二甲基硅氧烷共聚物、由(CH3)2HSiCV2单元和Si04/2单元组成的共聚物、由(CH3) 2HSi01/2单元和Si04/2单元和(C6H5) SiO372单元组成的共聚物等、上述各例示化合物中甲基的一部分或全部被乙基、丙基等其他烷基、苯基等芳基取代的产物等。
[0074](C)成分的有机氢聚硅氧烷的配合量,相对于(A)成分的有机聚硅氧烷100质量份，为0.1~30质量份,更优选为0.1~10质量份,进一步优选为0.3~10质量份。
[0075]此外，(C)成分的有机氢聚硅氧烷以如下的量配合:(C)成分中的与硅原子键合的氢原子(即SiH基)与(A)成分中的与硅原子键合的烯基的摩尔比优选成为0.5~5摩尔/摩尔，更优选成为0.8?4摩尔/摩尔，进一步优选成为I?3摩尔/摩尔。
[0076](D)成分的氢化硅烷化反应催化剂能够采用公知的催化剂，可列举例如钼黑、氯化钼、氯钼酸、氯钼酸与一元醇的反应物、氯钼酸与烯烃类的络合物、双乙酰乙酸钼等钼系催化剂、钯系催化剂、铑系催化剂等。
[0077](D)成分的氢化硅烷化反应催化剂的配合量能够为催化剂量，通常，以钼族金属计，相对于(A)成分,为0.5?I, OOOppm,优选为I?200ppm左右。
[0078]至少包含(A)?(D)成分的硅橡胶组合物，除了上述成分以外，在不损害本发明的目的的范围，能够添加阻燃性赋予剂、着色剂等。
[0079]硅橡胶组合物能够通过将上述的成分的规定量用双辊、捏合机、班伯里混炼机等混炼而得到。
[0080]将硅橡胶组合物成型时，作为成型方法，并无特别限定，能够采用模压成型、挤出成型、压延成型等。
[0081]对硅橡胶组合物的固化条件并无特别限定。一般地，通过在80?300°C、特别地100?250°C下加热固化5秒?I小时、特别地30秒?30分钟，能够得到键垫等。此外，可在100?200°C下进行10分钟?10小时左右后固化。
[0082]该硅橡胶组合物的固化物，厚度2mm的固化物片材的全光线透过率，在结晶硅的分光感度区域的0.35?1.15 μ m的波长下，优选为90%以上。具体地，以采用 > 力试验机(株)热直读雾度计算机HGM-2得到的测定值计，优选为90%以上。如果该全光线透过率小于90%，光扩散过大，有时入射光没有到达光学片材的最远部。该硅橡胶组合物的固化物，厚度2mm的固化物片材的雾度值，以采用7力'试验机(株)热直读雾度计算机HGM-2得到的测定值优选为10%以下，特别优选为8%以下。该雾度值超过10%的情况下，光扩散过大，有时入射光没有到达光透过性弹性体构件的最远部。
[0083]对于用将对于折射率0.35?1.15 μ m的波长、透过率90%以上(厚2mm的情况下)的硅橡胶组合物固化而成的片材制作集光型太阳能电池的光学片材的情形进行说明。集光型太阳能电池中，为了高效率地获取太阳光的直达光，必须考虑南中高度随季节变动，对于本发明的太阳能电池组件中使用的集光型太阳能电池的光学片材，在一轴方向上形成其形状。
[0084]必须考虑南中高度以春分.秋分为起点在夏至变化+ 23度、在冬至变化-23度，根据上述图2中所示的太阳能电池组件中使用的集光型太阳能电池的光学片材的形状，使用几何学光学软件(Light Tools)确认了对于23度的斜入射，在出射侧大致能够入射到太阳能电池的受光面。而且，确认相对于该光学片材的太阳光总入射面积，向太阳能电池的总入射面积为2.7:1.0。本发明的实施中，受光面的面向太阳的追尾系统不需要。用本发明的具有简便反复的线状结构形状的线形光学片材I片，能够实现2.7倍集光。根据本发明，对于南中光度的偏差±23度的直达光，能够提供能实现超过2倍的集光度的太阳能电池组件。
[0085]接下来，上述框构件9中，优选使用对于冲击、风压或积雪的强度优异，具有耐候性，并且轻质的铝合金、不锈钢等。通过用这些材料成型的框构件9，以将被面板1、2夹持的结构体的外周包围的方式安装，用螺钉固定。
[0086]本发明的太阳能电池组件，经由橡胶状的具有弹力性的光透过性弹性体构件3，通过挤压将太阳能电池元件压接，此时的挤压的压力优选0.01MPa以上5.0MPa以下，特别优选0.05MPa以上2.0MPa以下的范围。如果挤压的压力小于0.01MPa，有可能没有将太阳能电池元件固定，或者入射的太阳光的一部分没有被元件获取，而且有可能难以使太阳能电池元件的温度上升从太阳能电池元件的背面放热。另一方面，如果挤压的压力比5.0MPa大，不能缓和温度升降时的线膨胀率的不同导致的变形，特别是使用了图2的集光型太阳能电池的光学片材的情况下，有可能作为光透过性弹性体的光学片材变形，集光功能差。而且，特别是太阳能电池元件的厚度为120pm以下的情况下，有可能太阳能电池元件破损。
[0087]本发明的太阳能电池组件，能够将使太阳光入射的透明构件的面板I和太阳光入射的相反侧的导热性构件的面板2的外缘部经由上述间隔构件6保持。作为该间隔构件6所要求的性能，将使太阳光入射的透明构件的面板I与导热性构件的面板2的距离保持一定，控制上述橡胶状的具有弹力性的光透过性弹性体构件3的对于上述太阳能电池元件4的挤压的压力，作为材料，可列举铝等金属或硬质树脂等。再有，间隔构件的与面板的接合能够使用硅橡胶、丁基橡胶。
[0088]本发明的太阳能电池组件中，在上述导热性构件的面板2与上述太阳能电池元件4之间能够设置上述导热性弹性体层5，其可作为片材配设，也可作为涂布层形成。通过设置该导热性弹性体层5，能够将导热性构件的面板2与太阳能电池元件4的线膨胀率之差导致的变形缓和、吸收，或者与导热性构件的面板2的密合性提高，使产生的热高效率地放热。
[0089]该导热性弹性体层5优选为热导率0.2ff/m*K以上5W/m ?!(以下(ASTM E 1530)、特别地0.5~5W/m ? K的硅橡胶固化物。如果热导率比0.2ff/m ? K小，必须使上述导热性构件的面板2与上述太阳能电池元件4的热压接温度提高，使压接时间延长，在效率方面产生不利的情形。如果超过 5W/m ? K，由于导热性弹性体层的硬度升高，因此加工成片状变得困难的同时，与太阳能电池元件的均一的压接变得困难。
[0090]此外，该导热性弹性体层5的厚度优选200 ii m以上700 ii m以下，特别优选300 u m以上500 u m以下的厚度。如果厚度比200 U m小，从太阳能电池元件向导热性弹性体层的热的迁移无法迅速地进行，有可能无法抑制太阳能电池元件的温度上升。如果厚度比700i!m厚，有可能从导热性弹性体层向热传导构件的热的迁移无法迅速地进行。
[0091]用于形成该导热性弹性体层5的组合物，通过在有机聚硅氧烷100质量份中添加10~1，600质量份的从碳、金属、金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物中选择的至少I种而得到。作为这些的具体例，对于金属，可例示银粉、铜粉、铁粉、镍粉、铝粉等，对于金属氧化物，可例示锌、镁、铝、硅、铁等的氧化物，对于金属氮化物，可例示硼、铝、硅等的氮化物，作为金属碳化物，可例示硅、硼等的碳化物等。
[0092]根据需要，在上述导热性弹性体组合物中，可添加着色颜料、耐热性改进剂、阻燃性改进剂、受酸剂等各种添加剂，或者作为分散剂的各种烷氧基硅烷、二苯基硅烷二醇、碳官能硅烷、含有硅烷醇基的硅氧烷等。
[0093]该导热性弹性体组合物，能够通过将上述成分使用双辊、班伯里混炼机、捏合机、行星式混合器等混炼机均一混合，根据需要在100°c以上的温度下热处理而得到。
[0094]此外，作为使该导热性弹性体组合物固化成为橡胶弹性体的固化剂，可以是通常硅橡胶组合物的固化中使用的以往公知的固化剂，其可例示在自由基反应中使用的过氧化二-叔-丁基、2，5- 二甲基-2，5- 二 (叔丁基过氧)己烷、过氧化二枯基等有机过氧化物，作为加成反应固化剂，有机聚硅氧烷具有烯基的情形下，可例示由一分子中含有2个以上与硅原子键合的氢原子的有机氢聚硅氧烷和钼族金属系催化剂组成的固化剂，作为缩合反应固化剂，有机聚硅氧烷含有硅烷醇基的情形下，可例示具有2个以上的烷氧基、乙酰氧基、酮肟基、丙烯氧基等水解性的基团的有机硅化合物等，其添加量可与通常的硅橡胶组合物同样。
[0095]作为该导热性弹性体组合物，混炼型硅橡胶组合物和液状型硅橡胶组合物都可使用。从作业性、成型加工性的方面出发，优选有机过氧化物固化型或加成反应固化型的导热性硅橡胶组合物。
[0096]优选通过使上述导热性弹性体组合物固化，形成导热性弹性体层。
[0097]实施例
[0098]以下示出实施例、参考例和比较例，对本发明具体地说明，但本发明并不受下述的实施例限制。
[0099][参考例I]光透过性弹性体构件的制作
[0100]添加由二甲基硅氧烷单元99.475摩尔％、甲基乙烯基硅氧烷单元0.50摩尔％、二甲基乙烯基硅氧烷单元0.025摩尔％组成，平均聚合度为约6，000的有机聚硅氧烷100质量份、BET比表面积300m2/g的二氧化硅(商品名7工口 A 300、日本7工a -y' A (株)制)70质量份、作为分散剂的六甲基二硅氮烷16质量份、水4质量份，用捏合机混炼，在170°C下加热处理2小时，调制混炼胶。
[0101]对于上述混炼胶100质量份，将作为加成交联固化剂的C-25A (钼催化剂)/C-25B(有机氢聚硅氧烷)(均为信越化学工业(株)制)各自0.5质量份/2.0质量份用双辊混炼后添加，均一混合后，在120°C、70kgf/cm2的条件下，进行10分钟加压固化，接下来，在200°C下进行4小时后固化，成型得到厚2mm的试验用片材。
[0102][实施例1]太阳能电池组件(I)的制作
[0103]使用参考例I中成型的光透过性弹性体构件，制作太阳能电池组件。即，在光入射面侧的厚3.2mm的白板强化玻璃的光入射面的相反面的外周部的内侧以框缘状配置带状丁基橡胶制密封构件。接下来，沿着以该框缘状配置的丁基橡胶制密封构件的内侧，配置铝合金制的间隔构件。这种情况下，在该间隔构件与上述光入射面侧的白板强化玻璃之间配置有硅橡胶制密封构件。接下来，在上述间隔构件的内方设置上述光透过性弹性体构件和太阳能电池元件以使上述白板强化玻璃与上述光透过性弹性体构件相接。接下来，作为导热性弹性体，配置信越化学工业(株)制放热有机硅片材TC-20A (厚0.2mm、热导率1.1ff/m-K)以与上述太阳能电池元件的光入射面的相反侧相接。接下来，将上述白板强化玻璃以外的白板强化玻璃配置在上述导热性弹性体的光入射侧的相反侧。这种情况下，在上述间隔构件与该另外的白板强化玻璃之间存在硅橡胶制的密封构件，以夹持该间隔构件和上述丁基橡胶制密封构件的方式接合。此外，接合时为了避免水分的混入，并且为了提高丁基橡胶制密封构件的密封性能，在IlOPa的真空下边加热到约120°C，边使用真空层压装置接合。接下来，对于上述太阳能电池元件，施加约0.5MPa的压力，将光入射面侧和其相反面侧的白板强化玻璃用-字形的铝合金制框固定，制作太阳能电池组件(I )。再有，这种情况下，太阳光入射面及其相反侧的面的两面成为玻璃的结构，因此以与采用通常两面玻璃的结构的两面受光型组件同样地，从两玻璃之间将电极取出，进行配线。
[0104][实施例2]太阳能电池组件(2)的制作
[0105]作为导热性弹性体，使用了信越化学工业(株)制放热有机硅片材TC-45A (厚0.45_、热导率1.1ff/m ? K)以外，与实施例1同样地制作太阳能电池组件(2)。
[0106][实施例3]太阳能电池组件(3)的制作
[0107]作为导热性弹性体，使用了信越化学工业(株)制放热有机硅片材TC-45BG (厚
0.45_、热导率5.0ff/m ? K)以外，与实施例1同样地制作太阳能电池组件(3)。
[0108]将实施例1~3的导热性弹性体与太阳能电池元件的密合性和太阳能电池元件中产生的热的放热性的结果示于表1。
[0109][表 I]
[0110]
【权利要求】
1.太阳能电池组件，其特征在于，在使太阳光入射的透明构件的面板与在太阳光入射的相反侧配置的导热性构件的面板之间的空隙，在如下状态下安装光透过性弹性体构件和太阳能电池元件而成:将光透过性弹性体构件配置在太阳光入射侧，而且利用该光透过性弹性体构件将太阳能电池元件向上述导热性构件的面板侧挤压而压接。
2.权利要求1所述的太阳能电池组件，其中，在导热性构件的面板与太阳能电池元件之间安装有导热性弹性体层。
3.权利要求2所述的太阳能电池组件，其中，导热性弹性体层由热导率0.2ff/m *K以上5ff/m ? K以下的导热性娃橡胶形成。
4.权利要求1-3的任一项所述的太阳能电池组件，其中，在透明构件的面板与导热性构件的面板之间的空隙端部配设有间隔构件。
5.权利要求1-4的任一项所述的太阳能电池组件，其中，在透明构件的面板与导热性构件的面板的外缘部间使框构件跨越而将两面板固定。
6.权利要求1-5的任一项所述的太阳能电池组件，其中，导热性构件的面板由玻璃材料、合成树脂材料、金属材料或这些的复合材料形成。
7.权利要求1-6的任一项所述的太阳能电池组件，其中，太阳能电池元件由硅材料形成。
8.权利要求1-7的任一项所述的太阳能电池组件，其中，光透过性弹性体构件由硅橡胶组合物的固化物形成。
9.权利要求1-8的任一项所述的太阳能电池组件，其中，光透过性弹性体构件为集光型太阳能电池的光学片材。
10.太阳能电池组件的制造方法，其特征在于，在使太阳光入射的透明构件的面板将光透过性弹性体构件和太阳能电池元件依次层叠，进而覆盖太阳能电池元件，以利用上述光透过性弹性体构件将太阳能电池元件向该导热性构件的面板侧挤压而压接的方式配置导热性构件的面板。
11.权利要求10所述的太阳能电池组件的制造方法，其中，在使太阳光入射的透明构件的面板的外周部配置密封构件，在其内侧配置间隔构件，在其内部配置了光透过性弹性体和太阳能电池元件后，配置导热性面板。
12.权利要求10或11所述的太阳能电池组件的制造方法，其中，覆盖上述太阳能电池元件，配置导热性弹性体，在其上配置上述导热性构件的面板。
13.权利要求10-12的任一项所述的太阳能电池组件的制造方法，其中，在透明构件的面板与导热性构件的面板的外缘部间使框构件跨越而将两面板固定。
【文档编号】H01L31/18GK103636005SQ201280027785
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年5月31日 优先权日:2011年6月6日
【发明者】降簱智欣, 伊藤厚雄, 金亨培, 五十岚实, 堀田昌克, 中村勉 申请人:信越化学工业株式会社