CN203398141U

CN203398141U - 太阳能电池模块

Info

Publication number: CN203398141U
Application number: CN201190000911.4U
Authority: CN
Inventors: 吉岭幸弘; 松根健悟
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2011-11-24
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2021-11-24
Also published as: US20130247956A1; JP5879514B2; WO2012073771A1; EP2648225A1; EP2648225A4; JPWO2012073771A1

Abstract

提供一种抑制单元破裂的太阳能电池模块。包括：具有一个主面侧电极（4）和另一个主面侧电极（6）的多个太阳能电池（2）；和将一个上述太阳能电池（2）的上述一个主面侧电极（4）或者上述另一个主面侧电极（6）与其它的上述太阳能电池（2）的上述一个主面侧电极（4）或者上述另一个主面侧电极（6）电连接的导电性连接部件（1），上述导电性连接部件（1）具有：具有至少一个凸部（1a）的第一主面；和具有与上述第一主面相对的平坦面的第二主面，上述第一主面通过包含树脂的粘接剂（12）与上述另一个主面侧电极固定，上述第二主面通过包含树脂的粘接剂（12）与上述一个主面侧电极（4）固定。

Description

太阳能电池模块

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能电池（太阳电池）模块。

背景技术

一般而言，太阳能电池模块是多个太阳能电池电串联和/或并联连接的结构。

图14是太阳能电池101的立体图，图15（a）是用于说明太阳能电池101与导电性连接部件102的连接的截面图，图15（b）是用于说明太阳能电池模块100中的太阳能电池101与导电性连接部件102的连接的截面图。

在图中，太阳能电池101包括：具有pn接合（接面）的半导体基板107；形成于半导体基板107的表面上的防反射膜108和表面侧电极109；和形成于半导体基板107的背面上的背面侧电极110。

表面侧电极109包括：多个指状的集电电极109a；和与该集电电极109a正交的两条汇流条（母线）电极109b。背面侧电极110包括金属膜状的集电电极110a和汇流条电极110b。

通过导电性连接部件102将一个太阳能电池101的汇流条电极109b与相邻的另一个太阳能电池101的汇流条电极110b连接。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-54981

实用新型内容

实用新型所要解决的技术问题

在专利文献1中公开了一种由大致椭圆形状的焊锡层覆盖的导电性连接部件。

在该导电性连接部件的情况下，在连接该导电性连接部件与太阳能电池的工序中，如果太阳能电池的表面侧上的导电性连接部件与背面侧上的导电性连接部件的相对位置发生偏离，则在太阳能电池上发生不被期望的应力，太阳能电池有可能破裂。

用于解决技术问题的手段

本实用新型的太阳能电池模块包括：具有一个主面侧电极和另一个主面侧电极的多个太阳能电池；和导电性连接部件，其将一个所述太阳能电池的所述一个主面侧电极或者所述另一个主面侧电极，与其它的所述太阳能电池的所述一个主面侧电极或者所述另一个主面侧电极电连接，所述导电性连接部件具有：具有至少一个凸部的第一主面；和具有与所述第一主面相对的平坦面的第二主面，所述第一主面通过包含树脂的粘接剂与所述另一个主面侧电极固定，所述第二主面通过包含树脂的粘接剂与所述一个主面侧电极固定。

实用新型效果

本实用新型提供一种抑制了太阳能电池的破裂的太阳能电池模块。

附图说明

图1表示本实用新型的第一实施方式的导电性连接部件的构造。

图2（a）表示本实用新型的第一实施方式的太阳能电池的表面侧俯视图，图2（b）表示本实用新型的第一实施方式的太阳能电池的背面侧俯视图。

图3是图2（a）、（b）的A-A’截面图。

图4是用于说明本实用新型的第一实施方式的太阳能电池与导电性连接部件的连接的表面侧俯视图。

图5是图4（a）的A-A’截面图，是表示导电性连接部件与汇流条电极的连接方式的图。

图6是本实用新型的第一实施方式的太阳能电池模块的截面图。

图7是表示本实用新型的第二实施方式的导电性连接部件的构造。

图8是表示本实用新型的第二实施方式的导电性连接部件与汇流条电极的连接方式的截面图。

图9是表示本实用新型的第三实施方式的导电性连接部件的构造。

图10是表示本实用新型的第三实施方式的导电性连接部件与汇流条电极的连接方式的截面图。

图11是本实用新型的实施方式的太阳能电池模块的局部截面图。

图12是本实用新型的实施方式的太阳能电池模块的局部截面图。

图13是用于说明本实用新型的实施方式的太阳能电池模块的表面侧俯视图。

图14是现有的太阳能电池模块中的太阳能电池的立体图。

图15（a）是用于说明现有的太阳能电池与导电性连接部件的连接的截面图，图15（b）是用于说明现有的太阳能电池模块中的太阳能电池与导电性连接部件的连接的截面图。

具体实施方式

（第一实施方式）

下面，参照附图对本实用新型的第一实施方式的太阳能电池模块进行详细的说明。

参照图1，说明用于将太阳能电池模块的太阳能电池电连接（且位于太阳能电池之间）的导电性连接部件1。图1是导电性连接部件1的立体图。

导电性连接部件1由截面为六角形的带状的铜线或者银线构成，在上表面侧具有在长边方向（长度方向）上呈带状延伸且短边方向（较短方向）的截面为梯形形状的凸部1a，并且在下表面侧具有平坦面1b。

导电性连接部件1例如宽度Ws为1mm，厚度t为250μm。凸部1a的上表面宽度Wu比宽度Ws小，是0.2mm，高度是50μm。此外，在导电性连接部件1中，为了使其整个下表面变得平坦，也可以以覆盖导电性连接部件1的周围的方式由Sn－Ag－Cu合金等焊锡、Ag等导电性层覆盖。

参照图2～3，说明构成该太阳能电池模块的太阳能电池。

图2（a）是太阳能电池2的表面侧俯视图，图2（b）是太阳能电池2的背面侧俯视图，图3是沿着图2中的A-A’的截面图。

图中2是太阳能电池，在具有n型单结晶硅基板7的高度为5～10μm的织构（texture）结构的表面上，依次形成厚度为5nm～20nm的i型非晶硅层8、厚度为5nm～20nm的p型非晶硅层9和由厚度为70μm～100μm的ITO等构成的透明导电膜层3。并且，在透明导电膜层3上形成通过使Ag涂浆硬化而成的表面侧电极4。

另外，在具有n型单结晶硅基板7的高度为5～10μm的织构结构的背面上，依次形成厚度为5nm～20nm的i型非晶硅层10、厚度为10nm～50nm的n型非晶硅层11和由厚度为70μm～100μm的ITO等构成的透明导电膜层5。在透明导电膜层5上形成通过使Ag涂浆硬化而成的背面侧电极6。

n型单结晶硅基板7例如是四边大约100mm的大致正方形，厚度为100μm～300μm。

此外，也可以采用具有与太阳能电池2相反的极性的结构，即，也可以采用在表面侧设置n型非晶硅层，在背面侧设置p型非晶硅层的结构。

表面侧电极4由多个指状电极4a和2条汇流条电极4b构成。

多个指状电极4a形成于透明导电膜层3的表面上的大致整个区域。各个指状电极4a为细线形状且相互平行地设置。例如，指状电极4a的厚度为50μm，线宽为50μm，相互以2mm的间隔设置。

上述两条汇流条电极4b以在透明导电膜层3的表面上与上述多个指状电极4a正交地连接的方式一体构成。例如，汇流条电极4b是厚度为50μm，线宽为200μm的直线形状。此时，汇流条电极4b的线宽比导电性连接部件1的下表面宽度Ws窄。

背面侧电极6由多个指状电极6a和两条汇流条电极6b构成。

在本实施方式中，形成为背面侧电极6的相邻的指状电极6a的间隔比表面侧电极4的相邻的指状电极4a的间隔窄。

上述两条汇流条电极6b以在透明导电膜层5的表面上与上述多个指状电极6a连接的方式一体构成。例如，汇流条电极6b是厚度为50μm，线宽为200μm的直线形状。此时，汇流条电极6b的线宽比导电性连接部件1的上表面宽度Wu宽。

参照图4～图5，对太阳能电池2与导电性连接部件1的连接进行说明。图4是用于说明太阳能电池2与导电性连接部件1的连接的表面侧俯视图，图5是图4的A-A’截面图。

在一个太阳能电池2的表面侧的汇流条电极4b与相邻的其他的太阳能电池2的背面侧的汇流条电极6b之间，以通过导电性连接部件1进行电连接的方式，在各个太阳能电池2上使用含有树脂而构成的粘接剂12进行连接。

参照图6和图13，详细阐述第一实施方式的太阳能电池模块13。

太阳能电池模块13包括：白板强化玻璃等透明的表面侧外罩14；由聚对苯二甲酸乙二酯（PET）等树脂膜构成的耐气候性的背面侧外罩15；在表面侧外罩14与背面侧外罩15之间，由多个太阳能电池2通过导电性连接部件1电串联连接而成的直线状的太阳能电池组18，隔着乙烯醋酸乙烯酯共聚合物（EVA）等填充材料16配置而成的板状的结构体；和支承该结构体的由铝等构成的金属框体17。

在太阳能电池模块13中，多个太阳能电池2通过导电性连接部件1串联连接，而构成太阳能电池组18。对于太阳能电池组18，相邻的太阳能电池组18通过连接部件19、20串联连接。

最外侧的太阳能电池组18与用于从太阳能电池模块13中获取电力输出的L字状的连接部件（获取输出用连接部件）21电连接。像这样，太阳能电池2通过导电性连接部件1与其他太阳能电池2电连接。

通过以上的工序，图13所示的太阳能电池模块13完成。

（太阳能电池模块的制造方法）

说明本实施方式的太阳能电池模块的制造方法。此处，作为一例，说明使用在环氧树脂等树脂中混入了细银粉的银涂浆来制造表面侧电极4和背面侧电极6的方法。

首先，准备在两个表面上设置有透明电极膜层3、5的太阳能电池2。

接着，在该太阳能电池2的表面侧的透明电极膜层3上，通过网版印刷来印刷上述导电性涂浆，使其在150℃下干燥10分钟，之后，在太阳能电池2的背面侧的透明电极膜层3上，通过网版印刷和胶版印刷来印刷上述导电性涂浆，然后，在200℃下加热1小时，使其完全硬化，形成表面侧电极4和背面侧电极6。

准备多个按照上述方法制作的太阳能电池2，并且准备多个导电性连接部件1。

接着，在各导电性连接部件1的下表面侧的平坦部1b与汇流条电极4b相对的部分之间，和导电性连接部件1的上表面侧的凸部1a与汇流条电极6b相对的部分之间，设置粘接剂12。例如，粘接剂12是以大约200℃左右加热后硬化的环氧类热硬化型的树脂。例如，粘接剂12也可以是膜状。

在各相邻的太阳能电池2中的一个太阳能电池2的汇流条电极4b上和其他太阳能电池2的汇流条电极6b上分别设置粘接剂12，以在这些粘接剂12上分别设置导电性连接部件1的状态，在大约2MPa下加压，同时在200℃下加热30秒钟，使导电性连接部件1固定而制作。

接着，准备多个太阳能电池组18，制作在最外侧的太阳能电池组18上安装用来从太阳能电池模块13中获取电力输出的L字状的连接部件（获取输出用连接部件）21的构造体后，依次层叠表面侧外罩14、作为填充材料16的密封片材、上述构造体、作为填充材料16的密封片材、背面侧外罩15，在真空状态下，在150℃下加热加压10分钟。然后，通过在150℃下加热1小时，使填充材料16完全硬化。

最后，安装端子盒、金属框体，太阳能电池模块13完成。

在本实施方式的太阳能电池模块13中，在导电性连接部件1的上表面侧具有带状的凸部1a，在下表面侧具有平坦面1b。因此，太阳能电池2的表面侧的汇流条电极4b与导电性连接部件1的平坦面1b连接，太阳能电池的背面侧的汇流条电极6b与导电性连接部件1的凸部1a连接。于是，即使在表面侧的汇流条电极4b与平坦面1b的连接面和背面侧的汇流条电极6b与凸部1a的连接面发生偏离的情况下，因导电性连接部件1的下表面宽度Ws比上表面宽度Wu宽，因此，对于施加在太阳能电池2的一个方向上的凸部1a的应力，平坦面1b发挥分散该应力的作用。其结果是，能够抑制在太阳能电池上产生剪断应力，并且能够抑制太阳能电池2破裂。

另外，在本实施方式的太阳能电池模块13中，在表面侧使用白板强化玻璃等构成的表面侧外罩14，在背面侧使用聚对苯二甲酸乙二酯（PET）等树脂膜构成的耐气候性的背面侧外罩15。如果是这样的结构的普通太阳能电池模块13，则因构成表面侧和背面侧外罩的材料不同，在太阳能电池2的表面侧与背面侧，施加在导电性连接部件1上的应力各异。

在该太阳能电池模块13的结构中，背面侧外罩15由比表面侧外罩更柔软的材料构成，因此，与太阳能电池2的表面侧相比，背面侧的施加在导电性连接部件1上的应力更大。因此，在背面侧，汇流条电极6b和导电性连接部件1的凸部1a陷入粘接剂12中而被连接。于是，由于凸部1a陷入粘接剂12中，因此导电性连接部件1与粘接剂12的接触面积增大。其结果是，太阳能电池2的背面侧与导电性连接部件1被牢固地连接，在形成太阳能电池模块13时能够抑制背面侧的导电性连接部件1从太阳能电池2上脱落。

在本实施方式的制造方法中，能够在抑制太阳能电池2的破裂的同时制造太阳能电池模块。

（第二实施方式）

参照图7～图8，说明本实用新型的第二实施方式的太阳能电池模块。图7是第二实施方式的导电性连接部件10的立体图，图8是表示导电性连接部件10与汇流条电极4b、6b的连接方式的附图。此外，主要对与第一实施方式的不同点进行说明。与第一实施方式1相同的部分省略其说明，在图7～图8中，相同的部分标注相同的符号。

参照图7，在第二实施方式中，与第一实施方式的不同点在于，在导电性连接部件10中，在上表面侧具有短边方向的截面为梯形状且在长边方向上呈带状地相互平行延伸的两个凸部10a，在下表面侧具有平坦面10b。导电性连接部件10例如其厚度t为250μm。凸部10a各自的上表面宽度Wu为20μm，高度h为50μm，平坦面10b的宽度Ws为1mm。将上表面宽度Wu的凸部10a两者相加而得到的宽度比平坦面10b的宽度Ws小。

参照图8，在本实施方式中，表面侧的汇流条电极4b的线宽比导电性连接部件1的宽度Ws窄。另外，导电性连接部件10的上表面宽度Wu比背面侧的汇流条电极6b的线宽窄。

在本实施方式中，太阳能电池2的表面侧的汇流条电极4b与导电性连接部件10的平坦面10b连接，太阳能电池的背面侧的汇流条电极6b与导电性连接部件10的带状的两个凸部10a连接。在太阳能电池2的表面侧和背面侧的与连接部件的连接面发生偏离的情况下，在第一实施方式中施加在太阳能电池2上的应力为凸部1a的一个应力，（在本实施方式中，）该应力通过两个凸10a部被分散成两个应力，且通过平坦面10b还能将分散后的两个应力进一步分散。其结果是，与第一实施方式相比，能够进一步抑制在太阳能电池2上产生剪断应力，并且能够进一步抑制太阳能电池2破裂。

在形成太阳能电池模块13时，在背面侧，汇流条电极6b和导电性连接部件10的两个凸部10a陷入粘接剂12中而被连接。于是，由于两个凸部10a陷入粘接剂12中，因此导电性连接10与粘接剂12的接触面积比第一实施方式大。其结果是，太阳能电池2的背面侧与导电性连接部件10被牢固地连接，与第一实施方式相比，能够进一步抑制在形成太阳能电池模块13时背面侧的导电性连接部件1从太阳能电池2上脱落。

（第三实施方式）

参照图9～图10，说明本实用新型的第三实施方式的太阳能电池模块。图9是第三实施方式的导电性连接部件100的立体图，图10是表示导电性连接部件100与汇流条电极4b、6b的连接方式的图。此外，主要对与第二实施方式的不同点进行说明。与第二实施方式相同的部分省略其说明，在图9～图10中，相同的部分标注相同的符号。

参照图9，在第三实施方式中，与第二实施方式的不同点在于，在导电性连接部件100中，在其短边方向的截面上的上表面侧具有多个凹凸部100a，该多个凹凸部100a构成为多个相同的三角形状的凸部有规则地相连，且上述三角形状（的凸部）在长边方向上平行地延伸。

例如，导电性连接部件100是厚度t为230μm的铜线。并且，导电性连接部件100的各三角形的凹凸部100a的底边宽度Wu是200μm，高度h为30μm，其平坦面100b的宽度Ws为1mm。

接着，参照图10，在本实施方式中，表面侧的汇流条电极4b的线宽比导电性连接部件1的平坦面100b的宽度Ws窄。另外，背面侧的汇流条电极6b的线宽也比导电性连接部件1的各个的上表面宽度Wu之和窄。另外，导电性连接部件100的最两端的凸部是不从上表面宽度Wu露出的结构。

在本实施方式中，太阳能电池2的表面侧的汇流条电极4b与导电性连接部件6b的平坦面100b连接，太阳能电池的背面侧的汇流条电极6b与导电性连接部件100的多个三角形的凹凸部100a连接。在太阳能电池2的表面侧和背面侧的与连接部件的连接面发生偏离的情况下，在第二实施方式中施加在太阳能电池2上的应力通过凸部10a分散成两个应力，（在本实施方式中，）该应力通过多个三角形的凹凸部100a被进一步分散，且能够通过平坦面100b将该分散后的应力进一步分散。其结果是，与第二实施方式相比，能够进一步抑制在太阳能电池2上发生剪断应力，并且能够进一步抑制太阳能电池2破裂。

在形成太阳能电池模块13时，在背面侧，汇流条电极6b和导电性连接部件100的多个三角形的凹凸部100a陷入粘接剂12中而被连接。于是，由于多个凹凸部100a陷入粘接剂12中，因此导电性连接部件100与粘接剂12的接触面积变得比第二实施方式更大。其结果是，太阳能电池2的背面侧导电性连接部件100被牢固地连接，在形成太阳能电池模块13时，在背面侧，与第二实施方式相比，能够进一步抑制导电性连接部件1从太阳能电池2上脱落。

另外，在本实施方式中，在太阳能电池模块13中，射入受光面一侧的光中，到达导电性连接部件100的三角形的多个凹凸部100a的光被有效地反射。于是，在图6所示的表面侧外罩14或者填充材料16中被再次反射的光增多，结果是，大量的光向太阳能电池2入射，因此，太阳能电池2的输出提高。

另外，在上述实施方式中，举例对串联连接太阳能电池的表面侧的汇流条电极与相邻的太阳能电池的背面侧的汇流条电极的情况进行了说明，但相邻的太阳能电池之间的连接并不限于上述实施方式。

例如，也可以是图11、图12那样的结构。此外，图11、图12中，与上述实施方式相同或者类似的部分标注相同的符号。

图11所示的太阳能电池模块13按照以下的方式设置：将相邻的两个极性相同的元件构造的太阳能电池2作为一组，将与它们极性相反的元件构造的相邻的两个太阳能电池2作为一组，通过导电性连接部件11将这两组电连接。

图12所示的太阳能电池模块13在于，相邻的太阳能电池2具有极性互为相反的元件结构，导电性连接部件1将相邻的太阳能电池2的表面侧电极彼此和太阳能电池2的背面侧电极彼此电串联连接。在该情况下，也是具有平坦面的导电性连接部件1的下表面与表面侧电极连接，具有至少一个凸部的导电性连接部件1的上表面与背面侧电极连接。

在上述各个实施方式的太阳能电池模块中，采用的是在导电性连接部件的下表面侧具有平坦面的结构，但所述平坦面也可以形成凹凸，该凹凸的厚度为设置于导电性连接部件的上表面侧的至少一个凸部的厚度以下，优选所述织构结构的高度以下，例如10μm以下。在该情况下，也与上述各个实施方式同样，能够抑制太阳能电池的破裂。

另外，在本实用新型的太阳能电池模块中，与导电性连接部件的下表面侧的平坦面同样，也可以在表面侧电极和背面侧电极上形成凹凸，该凹凸的厚度为上述导电性连接部件的上表面侧的至少一个凸部的厚度以下，优选所述织构结构的高度以下，例如10μm以下。在该情况下，也与上述各个实施方式同样，能够抑制太阳能电池的破裂。

另外，本实用新型的太阳能电池模块并不限于上述各个实施方式，例如，也可以是不具有框体的结构。

另外，本实用新型的太阳能电池模块也可以是两面受光型太阳能电池模块，例如表面侧外罩和背面侧外罩均为玻璃板。

另外，作为粘接剂12，也可以使用绝缘性粘接剂。另外，作为所述树脂，并不限于环氧类热硬化型的树脂，能够适当使用其他类型。

另外，在包含所述树脂的粘接剂12中，也可以包含Ni、Ag等导电性粒子等，还可以包含SiO₂等非导电性粒子等的非导电性材料，既可以包含这两者，也可以不包含这两者。

本实用新型并不限于图3所示的太阳能电池的构造，也能应用于多结晶太阳能电池等各种太阳能电池。

此外，上述实施例是为了容易理解本实用新型而列举的，并不是用来限定地解释本实用新型。本实用新型在不脱离其宗旨的范围内能够进行变更、改良，并且其等价物也包含在本实用新型中。

符号说明

1、1、100 导电性连接部件

1a、10a 凸部

100a 凹凸部

1b、10b、100b 平坦面

2 太阳能电池

4 表面侧电极

4a 指状电极

4b 汇流条电极

6 背面侧电极

6a 指状电极

6b 汇流条电极

13 太阳能电池模块

Claims

1.一种太阳能电池模块，其特征在于，包括：

具有一个主面侧电极和另一个主面侧电极的多个太阳能电池；和

导电性连接部件，其将一个所述太阳能电池的所述一个主面侧电极或者所述另一个主面侧电极，与其它的所述太阳能电池的所述一个主面侧电极或所述另一个主面侧电极电连接，

所述导电性连接部件具有：具有至少一个凸部的第一主面；和具有与所述第一主面相对的平坦面的第二主面，

所述第一主面通过包含树脂的粘接剂与所述另一个主面侧电极固定，

所述第二主面通过包含树脂的粘接剂与所述一个主面侧电极固定。

2.如权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于：

所述第一主面的所述凸部的上表面宽度小于所述另一个主面侧电极的线宽，

所述第二主面的所述平坦面的宽度大于所述一个主面侧电极的线宽。

3.如权利要求1或2所述的太阳能电池模块，其特征在于：

所述至少一个凸部以在所述导电性连接部件的长边方向上延伸的方式设置。

4.如权利要求3所述的太阳能电池模块，其特征在于：

所述至少一个凸部包括多个凸部，一个或者多个凸部包括截面为有规则地相连的三角形的凸部。

5.如权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于：

所述一个主面侧电极为太阳能电池模块的受光面一侧，

所述另一个主面侧电极为所述受光面一侧的相反侧。

6.如权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于：

所述第一主面以与太阳能电池模块的受光面一侧的相反侧相对的方式设置，

所述第二主面以与所述太阳能电池模块的所述受光面一侧相对的方式设置。

7.如权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于：

在所述第一主面一侧具有表面侧外罩，

在所述第二主面一侧具有由比所述表面侧外罩柔软的材料构成的背面侧外罩。