具有三层结构表面覆盖材料的太阳能电池组件制造技术

一种包括一个具有作为一个光转换部件的一个半导体光敏层的光电元件的太阳能电池组件，上述光电元件被一种充填材料所密封，其中在上述光电元件的光接收表面侧以一个硬树脂层、一个粘附层和一个最外层的顺序把上述三层层叠在一起。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能电池组件，该电池组件擅长于耐气候性、耐热性、耐湿性和耐刮性并且具有一种抗外部压力的良好防护能力。更详细地说，本专利技术涉及一种太阳能电池组件，该电池组件包括一个被一种充填材料密封的光电元件(即，一个太阳能电池和一种具有一个三层结构的覆盖材料(把该三层结构配置在该太阳能电池的一个光接收表面上)，其中上述覆盖材料由以下三层组成第一层由硬树脂构成，其硬度在肖氏D级硬度中是50或更高(以下把该层称为硬树脂层)；第二层具有一种吸收易于使该硬树脂层的性能变坏的紫外线和透过该太阳能电池的光电转换所必需的光的功能以及具有一种粘附功能(以下把该层称为粘附层)；第三层由一种擅长于耐气候性的树脂构成(该树脂本身对于热、光和潮湿来说性能是稳定的)(以下把该层称为最外层)。在该光电元件的该光接收表面一侧以上述硬树脂层、粘附层和最外层的顺序进行层叠。在本专利技术的太阳能电池组件中的具有上述三层结构的覆盖材料使该光电元件免受一种外部压力的作用，并且满足该太阳能电池组件所必需的耐气候性、耐热性、耐湿性和耐刮性。按照惯例已提出许多种薄膜型的太阳能电池。典型的一种薄膜型太阳能电池是一种非晶硅薄膜太阳能电池(α—Si薄膜太阳能电池)。已知有以下一种α—Si薄膜太阳能电池的类型其中在一个导电体衬底上提供一个起一种光电变换元件的作用的α—Si半导体薄膜，并且在该半导体薄膜上提供一个透明的导电层。在把具有上述结构的α—Si薄膜太阳能电池用作一种电源装置时，必须对光入射面上的该α—Si太阳能电池的表面进行保护，这一点与具有把玻璃板用作衬底的结构的太阳能电池的情况不同。为此目的，在光入射面上的该α—Si太阳能电池的表面上提供一个保护装置在该保护装置中，最重要的是充分地透过日光，由此来保持该太阳能电池的转换效率。也要求该保护装置具有一种保护该太阳能电池的内部使之免受风、雨和其它外部压力的影响的能力(以下把该能力称为一种内部保护能力)。对该保护装置本身来说，不因光、热和潮湿的影响而导致性能变坏、变色和降低机械强度也是重要的。已知这样一种保护装置的类型其中在该光接收表面上提供一个耐气候性良好的透明树脂层作为一个表面覆盖层，并且在该透明的树脂层内提供一种由热塑性透明树脂制成的充填材料。该作为表面覆盖层的树脂层通常由一种丙烯酸树脂膜或一种氟树脂膜(如一种四氟乙烯—乙烯共聚物膜或氟化聚乙烯膜)组成。如以上所描述的，把上述充填材料插在该表面覆盖层和该太阳能电池之间。通常应用EVA(乙烯—乙酸乙烯共聚物)、丁缩醛树脂等作为该充填材料。通过充填材料在该太阳能电池的导电衬底的背面提供一个背面膜。采用一种尼龙膜、一种氟树脂层叠的铝膜等作为该背面膜。此外，在实际的太阳能电池组件中，通过充填材料在上述背面膜的背面上提供一种增强材料。因此，要求插在该表面覆盖层和该太阳能电池间和在该导电衬底和该背面膜间的各种充填材料具有作为粘附剂的功能和保护光电元件使之免受来自外部的刮份和冲击的功能。但是，具有上述结构的该保护装置的内部保护能力依在光接收表面上的、由表面覆盖层组成的覆盖材料和充填材料的厚度而定。具体地说，当覆盖材料的厚度增加时，内部保护能力增加；反之当覆盖材料的厚度减少时，内部保护能力下降。但当在光接收表面一侧上的表面覆盖层的厚度增加时，在该表面覆盖层和该充填材料间的界面处由于温度变化的缘故有产生分离的趋势。由此产生的分裂引起下述问题湿气通过该分裂部分到达太阳能电池，从而不仅使该太阳能电池的性能降低而且通过该渗入的湿气产生漏电流。要求密封该太阳能电池的充填材料具有填平该太阳能电池的凹凸不平之处并冲击到该表面覆盖层上的功能。因此就要求该充填材料具有一种如橡胶的弹性。此外，当该表面覆盖材料的厚度增加时，该材料的透光率降低，从而使该太阳能电池的转换效率下降。通常用下述工艺过程来制造具有上述结构的太阳能电池组件。也就是说，把作为在光接收表面上的表面覆盖层的一个树脂层、一种表面侧的充填材料、一个太阳能电池、一种背面侧的充填材料和一个背面膜层叠在一起，然后用一个真空层压机进行热压。在该制造方法中，由于在热压时该太阳能电池组件的端部成为一种紧密接触的状态，故有时空气遗留在该光接收表面上的该充填材料与该表面覆盖材料间和在该充填材料和该太阳能电池间的一部分内部中。其结果是气泡常常遗留在该密封了的太阳能电池组件中。以上述方式遗留在该太阳能电池组件内的气泡由于温度变化的缘故反复地膨胀和收缩，从而导致覆盖材料的分裂。这样产生的分裂引起上述问题即湿气通过该分裂部分到达该太阳能电池，从而使转换效率降低。此外，该遣留下来的气泡使该太阳能电池组件的外观变坏，从而使产品的成品率降低。已知有一种解决上述问题的方法，即在光接收表面上的该充填材料和该表面覆盖层间和在该充填材料和该太阳能电池间插入非编织的玻璃纤维帘布，然后把它们层叠在一起。在该方法中，用玻璃纤维对该表面覆盖材料进行增强处理，从而提高了该表面覆盖材料的机械强度。由于机械强度的提高，使该表面覆盖材料抵抗外力的内部保护能力增加，从而可使该表面覆盖材料的厚度适当减薄。这样就可防止当光接收表面上的表面覆盖层的厚度较厚时易于产生的上述分裂现象。此外，由于可使该表面覆盖材料的厚度适当减薄，可抑制该表面覆盖材料的透光率的降低，由此来防止该太阳能电池的转换效率的降低。在该太阳能电池组件的制造工艺中，由于在光接收表面侧把玻璃纤维插在该充填材料与该太阳能电池间和插在该充填材料和该表面覆盖材料间，故即使对该太阳能电池组件进行加压时，在该太阳能电池组件的端部处可保证有空气排出通路，从而易于进行抽真空和消除残余气泡。但在这种情况下，该玻璃纤维不可避免地会从该太阳能电池组件的端部处暴露出来，从而湿气容易通过该玻璃纤维渗入该太阳能电池组件内，而该渗入的湿气有时对该太阳能电池产生不利的影响。为了防止玻璃纤维从该太阳能电池组件的端部暴露出来，可考虑一种预先把玻璃纤维的尺寸切成比该太阳能电池组件的尺寸小的方法；但在这种情况下，该太阳能电池组件的端部就缺少空气排出通路，这一点与没有玻璃纤维的结构的情况类似，从而会产生遗留的气泡。因而该方法不能很好地解决上述问题。本专利技术者们为了解决现有技术的太阳能电池组件中存在的上述问题已进行了认真的研究，并完成了本专利技术。也就是说，本专利技术者们已对于现有技术的太阳能电池组件的上述覆盖材料的问题进行了实验研究，并已发现通过下述一种方法在不使用在现有技术中使用的玻璃纤维的情况下可解决现有技术的太阳能电池组件的上述问题，在该方法中，用一种充填材料对光电元件(太阳能电池)进行密封并且把具有一种包含一个硬树脂层的多层结构的一种表面覆盖材料配置在该光电元件的光接收表面侧。在上述认识的基础上，已完成本专利技术。本专利技术的一个主要目的是提供一种改善了的太阳能电池组件，该电池组件具有一种可满足该太阳能电池组件所要求的性能的表面覆盖材料，而不需在现有技术中使用的玻璃纤维，从而可解决现有技术的太阳能电池组件的上述问题。本专利技术的另一个目的是提供一种具有表面覆盖材料的太阳能电池组件，该表面覆盖材料擅长于耐气候性、耐热性和与一个光电元件(太阳能电池)的粘附性，并且具有保护该光电元件使之免受来自外部所加力)外部压力)的作用和把该光电元件由于湿气渗入而导致的性能变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种包括一个具有作为一个光转换部件的一个半导体光敏层的光电元件的太阳能电池组件，上述光电元件被一种充填材料所密封，其中在上述光电元件的光接收表面侧以一个硬树脂层、一个粘附层和一个最外层的顺序把上述三层层叠在一起。2.按权利求1中所述的一种太阳能电池组件，其中上述硬树脂层是由一种其硬度在肖氏D级硬度中是50或更高的树帛脂制成。3.按权利要求1或2中所述的一种太阳能电池组件，其中上述硬树脂层是从聚碳酸酯树脂和聚酯树脂中选出的一种。4.按权利要求1至3的任一项中所述的一种太阳能电电池组件，其中上述硬树脂层的厚度在50至125μm的范围内。5.按权利要求1至4的任一项中所述的一种太阳能电池组件，其中上述粘附层是由一种混有一种紫外线吸收剂的热塑性树脂制成。6.按权利要求5中所述的一种太阳能电池组件，其中上述粘附层具有一个总的透射率，对于波长在400nm以上的光...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田聪，森隆弘，片冈一郎，糸山诚纪，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：