太陽能電池組件的制作方法

本發明涉及太陽能電池組件。

背景技術：

已知有在太陽能單電池的背面側配置有將入射光的至少一部分反射的反射體的太陽能電池組件(例如，參照專利文獻1)。在該太陽能電池組件中，能夠使從未配置太陽能單電池的部分漏進背側的入射光向單元側反射，提高入射光的利用效率。另外，在現有的太陽能電池組件中，通過以一定的間隔排列多個地配置太陽能單電池的單電池串來構成單電池串組。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：(日本)特開2014－027155號公報

技術實現要素：

發明要解決的課題

在現有的太陽能電池組件中，通常，位于組件的端部與單電池串組的端部的太陽能單電池的間隔比相鄰的單電池串彼此的間隔寬。即，在具有上述反射體的情況下，位于組件的中央部的太陽能單電池的周圍的反射體的露出面積(從受光面側看時的露出面積)小，位于組件的端部附近的太陽能單電池的周圍的反射體的露出面積大。因此，位于組件的中央部的太陽能單電池與位于組件的端部附近的太陽能單電池相比入射光量少，例如存在短路電流(Isc)低，使熱點的產生概率增加的問題。

用于解決課題的方法

本發明的一個方式的太陽能電池組件包括：多個太陽能單電池；將相鄰的太陽能單電池彼此在縱向上連接而形成單電池串的配線件；和反射體，其配置在太陽能單電池的背面側，將入射光的至少一部分向太陽能單電池側反射，單電池串在橫向上配置多個而構成單電池串組，相鄰的單電池串彼此的間隔形成為在單電池串組的縱向中央部比在單電池串組的縱向兩端部寬。

發明的效果

根據本發明的一個方式的太陽能電池組件，能夠使入射光量相對于各太陽能單電池的差小，例如能夠實現Isc的均勻化。

附圖說明

圖1是從受光面側觀察第1實施方式的太陽能電池組件的平面圖。

圖2是表示圖1的AA線截面的一部分的圖。

圖3是表示圖1的BB線截面的一部分的圖。

圖4是從受光面側觀察第2實施方式的太陽能電池組件的平面圖。

具體實施方式

以下，參照附圖詳細說明實施方式的一個例子。

實施方式中參照的附圖是示意性記載的附圖，附圖中描繪的構成要素的尺寸比例等有時與實際情況不同。應該參照以下的說明判斷具體的尺寸比例等。

本說明書中，作為表示方向的用語，使用“縱向”、“橫向”。縱向是指構成單電池串的太陽能單電池排列的方向。橫向是指與縱向正交的方向，且是構成單電池串組的單電池串排列的方向。此外，“在第1部件上設置第2部件”這樣的記載，只要沒有特別限定，并不僅僅指第1與第2部件直接接觸地設置的情況。即，該記載包括在第1與第2部件之間存在其他部件的情況。

下面，設太陽能電池組件中太陽光主要入射(超過50％～100％)的面為“受光面”、與受光面相反一側的面為“背面”。受光面、背面的用語也對太陽能單電池等構成要素使用。

＜第1實施方式＞

以下參照圖1～圖3詳細說明作為第1實施方式的太陽能電池組件10。

如圖1～圖3所示，太陽能電池組件10包括多個太陽能單電池11、設置于太陽能單電池11的受光面側的第1保護部件12、和設置于太陽能單電池11的背面側的第2保護部件13。多個太陽能單電池11被第1保護部件12和第2保護部件13夾著，并且由填充在各保護部件之間的填充材料14(圖2參照)密封。此外，太陽能電池組件10包括配置在太陽能單電池11的背面側、將入射光的至少一部分向太陽能單電池11側反射的反射體15。

太陽能電池組件10包括將相鄰的太陽能單電池11彼此縱向連接而形成單電池串20的配線件21。單電池串20是多個太陽能單電池11排成一列而構成的單電池串，橫向配置有多個。配線件21例如在相鄰的太陽能單電池11之間向組件的厚度方向彎曲，使用粘結劑分別安裝于一個太陽能單電池11的受光面側的電極和另一個太陽能單電池11的背面側的電極(參照圖2)。

太陽能電池組件10包括橫向配置多個單電池串20而構成的單電池串組30。在本實施方式中，由橫向排列的6列單電池串20構成單電池串組30。單電池串組30優選具有將相鄰的單電池串20彼此橫向連接的搭接配線件31。搭接配線件31的至少一部分例如被引入到設置于第2保護部件13的背側的端子盒16。端子盒16優選內置有實現輸出的穩定化的旁路二極管。

太陽能單電池11具有通過接受太陽光而生成載流子的光電轉換部。光電轉換部中，作為收集所生成的載流子的電極，具有形成于例如光電轉換部的受光面上的受光面電極和形成于背面上的背面電極(均未圖示)。各電極上連接有配線件21。但是，太陽能單電池11的結構不限定于此，也可以是例如僅在光電轉換部的背面上形成有電極的結構。優選背面電極形成為比受光面電極大的大面積，電極面積大的面(或者用于形成電極的面)可以說是太陽能單電池11的背面。

光電轉換部具有例如晶體硅(c-Si)、砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)等半導體基板、在半導體基板上形成的非晶半導體層、和在非晶半導體層上形成的透明導電層。作為具體例子，能夠舉出在n型單晶硅基板的一個面上依次形成有i型非晶硅層、p型非晶硅層和透明導電層，并在另一個面上依次形成有i型非晶硅層、n型非晶硅層和透明導電層的結構。透明導電層優選由在氧化銦(In₂O₃)或氧化鋅(ZnO)等金屬氧化物摻雜有Sn或Sb等而成的透明導電性氧化物構成。

第1保護部件12、第2保護部件13例如能夠使用玻璃基板、樹脂基板、樹脂膜等。第1保護部件12適用具有透光性的部件，從耐火性、耐久性等觀點出發，優選使用玻璃基板。玻璃基板的厚度例如為2～6mm程度。第2保護部件13可以使用透明的部件，也可以使用不透明的部件。第2保護部件13例如使用樹脂膜。樹脂膜的厚度例如為50～300μm程度。

填充材料14起到填埋太陽能單電池11與各保護部件的間隙來密封太陽能單電池11的作用。填充材料14優選以能夠適用于后述的層疊工序的樹脂為主成分。作為該樹脂，能夠示例乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)等。填充材料14優選包含配置在太陽能單電池11與第1保護部件12之間的填充材料14a和配置在太陽能單電池11與第2保護部件13之間的填充材料14b。

反射體15使從太陽能電池組件10的受光面側入射的光中的、從未配置太陽能單電池11的部分漏進背側的光的至少一部分向受光面側反射，發揮提高入射光的利用效率的作用(參照圖3的光α)。由反射體15反射的光的一部分，例如在第1保護部件12的界面等再次反射后入射到太陽能單電池11或直接入射到太陽能單電池11。在本實施方式中，在從受光面側看太陽能電池組件10時，在未配置太陽能單電池11的部分存在反射體15或搭接配線件31。搭接配線件31通常將入射光的至少一部分反射，該反射光的一部分入射到太陽能單電池11。

反射體15優選對波長380～2000nm的光的至少一部分具有10％以上的反射率，特別優選可見光(波長380～780nm)、其中尤其優選波長500～600nm的光的反射率高。反射體15的可見光反射率優選為50％以上，更優選為60％以上，特別優選為70％以上。反射體15的可見光的反射為擴散反射、正反射中的任一反射均可，上述反射率是指全反射率。

反射體15在太陽能單電池11的背面側、至少設置于對應于相鄰的多個太陽能單電池11之間(間隙S₂₀)的部分和對應于太陽能電池組件10的端部10e與位于單電池串組30的端部的太陽能單電池11之間(間隙S₁₀)的部分。由此，在從受光面側看太陽能電池組件10時，反射體15在太陽能單電池11的周圍露出。在本實施方式中，在填充材料14b與第2保護部件13之間設置有反射體15。另外，也可以使構成第2保護部件13或填充材料14b的至少一方的樹脂中含有后述的光反射材而作為反射體15。

反射體15優選設置于包括被太陽能單電池11覆蓋的部分在內的第2保護部件13上的幾乎整個區域。反射體15例如具有在樹脂覆膜中分散有將入射光的至少一部分反射的材料(以下，稱為“光反射材”)的層結構。具有該層結構的反射體15能夠在第2保護部件13上涂敷含有光反射材的印刷墨而設置。此外，反射體15也可以為銀、銅、鎳、鋁等的金屬層。其中特別優選鋁。

作為上述光反射材，優選使用三氧化二銻、氧化鋯、硫化鋅、氧化鋅、氧化鈦、硫化鋇、氧化鋁等白色顏料。其中，特別優選氧化鋅、氧化鈦。在光反射材料中，考慮到太陽能電池組件10的設計性，也可以使用白色顏料以外的有色顏料(例如，黑色顏料)。此外，反射體15也可以從受光面側起例如依次包括含有紅外線的透射率高的有色顏料(例如，苝黑等黑色顏料)的層和含有上述白色顏料的層的層疊結構。

以下，對從受光面側看太陽能電池組件10時的形狀、特別是單電池串組30的形狀進一步進行詳細說明。

如圖1所示，太陽能電池組件10也可以為俯視八邊形。太陽能電池組件10的形狀沒有特別限定，也可以為四邊形、五邊形、六邊形(參照后述的圖4)橢圓形等。太陽能電池組件10的俯視形狀例如由第1保護部件12(玻璃基板)的俯視形狀決定。無論為何種形狀，從安全性等觀點出發，均優選在太陽能電池組件10的端部10e與位于單電池串組30的端部的太陽能單電池11之間設置規定的間隙S₁₀。

單電池串組30形成為相鄰的單電池串20彼此的間隔D₂₀(間隙S₂₀)，在單電池串組30的縱向中央部比在單電池串組30的縱向兩端部寬。即，從受光面側看太陽能電池組件10時，從各單電池串20的間隙S₂₀露出的反射體15的面積，在單電池串組30的縱向中央部比在單電池串組30的縱向兩端部寬。通過使間隔D₂₀這樣變化，能夠使在單電池串組30的位于縱向兩端部的太陽能單電池11與位于縱向中央部的太陽能單電池11各自周圍的反射體15的露出面積的差變小。由此，例如能夠使入射光量相對于各太陽能單電池11的差小。另外，設置有搭接配線件31的部分例如也具有與反射體15的露出部分同樣的光反射功能。

間隔D₂₀優選從單電池串組30的縱向兩端部隨著靠近縱向中央部而變寬地形成。即，間隔D₂₀優選在單電池串組30的縱向中央部并不急劇地擴大，而是從單電池串組30的縱向兩端部起隨著靠近縱向中央部而逐漸變寬。由此，例如能夠使入射光量相對于各太陽能單電池11的差進一步變小。

在本實施方式中，配置在單電池串組30的橫向一側的各單電池串20以其長度方向中央部向該橫向一側凸出的方式形成。另一方面，配置在單電池串組30的橫向另一側的各單電池串20以其長度方向中央部向該橫向另一側凸出的方式形成。而且，單電池串組30的縱向中央部向橫向兩側膨出。也可以越是離單電池串組30的橫向兩端部近的單電池串20就令膨出的程度越大地形成，并且越是離橫向中央部近的單電池串20就令膨出的程度越小地形成。

如圖3所示，優選太陽能電池組件10的端部10e和位于單電池串組30的端部的太陽能單電池11的間隔D₁₀與各間隔D₂₀之差小。

構成單電池串組30的各單電池串20例如通過使配線件21不沿縱向筆直配置而稍向橫向偏移地將相鄰的太陽能單電池11彼此連接而形成，以使得間隔D₂₀在縱向中央部比縱向兩端部寬。此外，也可以在相鄰的太陽能單電池11之間，使配線件21橫向彎曲地使間隔D₂₀變化。

具有上述結構的太陽能電池組件10能夠通過使用第1保護部件12、第2保護部件13和構成填充材料14a、14b的樹脂片層疊單電池串組30來制造。單電池串組30使用搭接配線件31將多個單電池串20橫向連接而形成。如上所述各單電池串20例如通過使配線件21不沿縱向筆直配置而稍向橫向偏移地將相鄰的太陽能單電池11彼此連接而形成。層疊裝置中，在加熱器上依次層疊第1保護部件12、構成填充材料14a的樹脂片、單電池串組30、構成填充材料14b的樹脂片、第2保護部件13。該層疊體例如在真空狀態下被加熱到構成填充材料14a、14b的樹脂片軟化的溫度。之后，在大氣壓下一邊向加熱器側按壓各構成部件一邊持續加熱并層疊各部件，得到太陽能電池組件10。

如上所述，根據具備上述結構的太陽能電池組件10，能夠使構成單電池串組30的各太陽能單電池11的周圍的反射體15的露出面積(不存在太陽能單電池11的部分的面積)的差小。由此，使入射光量相對于各太陽能單電池11的差小，例如能夠實現Isc的均勻化，降低熱點的產生概率。

＜第2實施方式＞

以下，參照圖4對第2實施方式的太陽能電池組件50進行詳細說明。下面，對與上述實施方式相同的構成要素使用相同的符號，并省略說明。

如圖4所示，在太陽能電池組件50與太陽能電池組件10的不同點在于，單電池串組52被分割為縱向排列的多個塊53、54。在本實施方式中，單電池串組52在縱向中央部被分割為2個，構成塊53、54的各單電池串51的太陽能單電池11數量相同(例如，4個)。優選在塊53、54的縱向兩側分別設置有搭接配線件31。在圖4中省略端子盒的記述，不過在太陽能電池組件50例如也有一部分搭接配線件31被引入到端子盒。塊53、54彼此例如通過設置于第2保護部件13的背側的線纜等被電連接。

在圖4所示的例子中，在塊53、54之間縱向相鄰配置的搭接配線件31彼此被使用粘合膠帶55固定。此外，橫向相鄰配置的搭接配線件31彼此也被使用粘合膠帶55固定。各塊的單電池串51通過在各塊間縱向相鄰配置的搭接配線件31和粘合膠帶55、以成為2列一組的方式縱向連接。

在單電池串組52的情況下，相鄰的單電池串51彼此的間隙S₅₁(間隔D₅₁)也形成為在單電池串組52的縱向中央部比單電池串組52的縱向兩端部寬。在本實施方式中，單電池串組52在縱向中央部被分割為塊53、54，間隔D₅₁從單電池串組52的縱向兩端部隨著靠近各塊的邊界位置(單電池串組52的縱向中央部)而變寬地形成。更詳細而言，通過搭接配線件31和粘合膠帶55縱向連接的單電池串51的上述各組的間隙隨著靠近單電池串組52的縱向中央部而變寬。

太陽能電池組件50與太陽能電池組件10同樣，能夠使構成單電池串組52的各太陽能單電池11的周圍的反射體15的露出面積的差小。此外，由于單電池串組52被分割為多個塊53、54，在各塊的邊界位置光的反射量增加，能夠使入射光量相對于配置在該境界位置的附近的太陽能單電池11進一步增加。另外，也可以在各塊使得單電池串51的數量、長度等彼此不同。此外，塊的數量并不限定于2個，也可以為3個以上。

附圖標記的說明

10、50 太陽能電池組件

10e 端部

11 太陽能單電池

12 第1保護部件

13 第2保護部件

14 填充材料

15 反射體

16 端子盒

20、51 單電池串

21 配線件

30、52 單電池串組

31 搭接配線件

53、54 塊

55 粘合膠帶

S₁₀、S₂₀、S₅₁ 間隙

D₁₀、D₂₀、D₅₁ 間隔。