透光树脂密封的太阳能电池组件制造技术

一种以透光树脂密封的半导体，至少其光电转换器的入射光面用有机聚合物树脂层密封，该树脂包括乙烯和不饱和脂肪酸酯的共聚物。这种以透光树脂密封的半导体的表面层具有好的耐热性、吸水率低，即使在潮湿的场合也不析出游离酸。因而防止半导体在高湿度环境中因光生伏打元件的旁路电阻之下降所导致的性能退化。（*该技术在2015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以透光树脂密封的半导体，特别涉及用于在光生伏打元件的入射光(接收光)面一侧用透光有机高聚物树脂密封的太阳能电池组件的表面覆盖材料。近些年来，环境污染已变为全球性的事情。特别是由释放的二氧化碳的温室效应所引起的全球性的温度升高是个严重的问题。所以，强烈要求不使用矿物燃料的干净能源。此刻，太阳能电池，一种光电转换器可望成为干净能源，因为它安全并易于加工。太阳能电池包括各种类型，举例来说一般有结晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池(本文的非晶硅包括微晶硅)、铜铟serenade太阳能电池、化合物半导体太阳能电池及类似电池。其中，薄膜结晶硅太阳能电池，化合物半导体太阳能电池及非晶硅型太阳能电池正被积极地研究，因为这些类型的太阳能电池容易以低成本制成大面积形式。再有，在这些太阳能电池中，以非晶硅型太阳能电池为代表的薄膜太阳能电池，可通过在具有导电表面的衬底，如韧性导电金属衬底上淀积硅，再在其上形成透光的导电层而制成，因其重量轻、冲击强度高、韧性好而可望成为未来组件的范本。然而，与将硅淀积在玻璃衬底上制成的电池不同，这种类型的组件要求入射光表面覆盖一层透光材料，来保护太阳能电池。在常规的太阳能电池组件中，施加一层透光的氟聚合物薄膜，例如氟塑料膜和氟塑料涂层作为最外的覆盖层，并在该覆盖层下面设置透光的热塑性有机树脂。之所以采用氟塑料(氟聚合物)作为最外层是因为它的耐气候性好及防水性强，保持透光率，不致因表面变黄或白浊，或污染而引起太阳能电池组件转换效率的下降。之所以采用透光的热塑性树脂作填充物，是因为为保护内部的光生伏打元件而大量使用时价廉。图4表示这类太阳能电池组件之一例。在图4中，该组件由一层氟塑料(氟聚合物)薄膜401、一种透光的热塑性有机树脂402、一光生伏打元件403及一绝缘层404构成。在该例中，光生伏打元件背面被覆以与入射光面相同的有机树脂。具体地说，该氟塑料薄膜层401是一种氟聚合物膜，如ETFE(乙烯—四氟乙烯共聚物)膜，和PVF(聚氟乙烯)膜。透光的热塑性有机树脂402可例举出EVA(乙烯一乙酸乙烯酯共聚物)和丁醛树脂。绝缘层404可由各种有机树脂膜，如尼龙膜、铝叠层Tedlar膜及类似的膜制成。在此例中，透光的热塑性有机树脂402作为粘结剂将光生伏打元件403与氟塑料膜401及绝缘层404粘结在一起，还作为填充物保护太阳能电池免受外界擦伤和冲撞。然而，前述的热塑性透光的有机树脂，特别是EVA在耐热和防水两方面都不尽完善。因而，使用EVA和上述氟塑料作表面层的太阳能电池组件存在以下各问题。太阳能电池组件暴露于直射的阳光下，其表面变热，温度会高于65℃。密封太阳能电池组件所用的EVA在如此的高温下有形变的可能，因为EVA树脂的Vicat软化点在40℃以下。当太阳能电池组件与建筑材料如屋顶材料集成使用时，该问题尤为严重。在导电金属衬底上所形成的薄膜半导体光生伏打元件由于衬底不平坦或所形成的膜不均匀，有可能引起衬底与透光导电层之间的短路。虽然可用缺陷去除处理消除短路，处理后的元件仍潜在引发再短路。在潮湿的场合会加速短路的再发生。构成太阳能电池组件的最外层的氟塑料树脂几乎起不到隔潮作用。而且不能指望以高吸湿的EVA树脂密封光生伏打元件能确保在高温高湿的条件下太阳能电池组件的长期稳定。另外，在潮湿的场合，EVA树脂中的乙酸酸基团很可能水解，析出乙酸，加速光生伏打元件的短路或导致透光导电表面的腐蚀。日本专利公开No.62—9232公开了一种用于太阳能电池的粘性填充薄片材料，它由硅烷改性的乙烯共聚物和有机过氧化物的混合物组成。日本专利公开No62—114111公开了一种用于太阳能电池的粘性填充薄片材料，它由乙烯共聚物组成，其中含有偶合剂和有机过氧化物。但是，上述日本专利公开根本没有描述太阳能电池元件是在元件入射光侧用EVA树脂和氟塑料树脂覆盖经缺陷去除处理的元件而制备的。而且这些日本专利公开也没有描述EVA树脂的低耐热和高吸湿性或从EVA树脂析出酸，又没有提及EVA树脂和其它乙烯类共聚物之间的差别。所以，值得探讨使用EVA以外的乙烯类共聚物。本专利技术的目的在于提供一种用透光树脂密封的半导体，用有机聚合物树脂层至少密封在光电转换器如光生伏打元件、光敏器等的入射光面，该有机树脂层包括乙烯和不饱和脂肪酸酯的共聚物。本专利技术的目的在于提供一种用透光树脂密封的用于太阳能电池的半导体，该半导体设置有高耐热性、低吸湿性的表面覆盖材料，即使在潮湿的场合也不析出游离的酸，在高温几乎不形变，使在高湿度下由光生伏打元件旁路电阻下降所引起的太阳能电池性能的退化减至最低。附图说明图1是本专利技术的透光树脂密封的半导体，如太阳能电池组件的剖面示意图。图2A是用于图1所示的太阳能电池组件的光电转换器的剖面示意图，图2B是元件入射光侧的平面图。图3是实施例1的太阳能电池组件的剖面示意图。图4是用于对比的太阳能电池组件的剖面示意图。本专利技术的透光树脂密封的半导体是用一种有机聚合物树脂层在光电转换器的入射光面密封，其中的有机树脂层包括乙烯和不饱和脂肪酸酯的共聚物。包括乙烯和不饱和脂肪酸酯的共聚物的有机聚合物树脂层作为表面覆盖材料具有以下效果。(1)该覆盖层是耐热的，不会因高温下使用填充物的软化而引起形变和脱落。(2)该覆盖层是耐潮湿的，能防止湿气穿透、抑制酸的析出，降低湿气对光生伏打元件原有的不利影响。(3)当将该覆盖层应用于为修复短路部位已做缺陷去除处理的光生伏打元件时，它能防止在缺陷去除处理的光生伏打元件中易于由水和析出的酸引起的旁路电阻的下降，因而延缓了由于湿度引起太阳能电池性能的下降。参照图1，下面将描述作为本专利技术的透光树脂密封半导体之一例的太阳能电池组件的结构。外来光100通过最外表面膜103入射到光生伏打元件101。由光生伏打元件101所产生的电动势通过输出端(图中未表示)取出。光电转换器101本专利技术的光生伏打元件是一个光电转换器，它包括例如在导电衬底上所形成的光敏半导体层作为光生伏打元件。其结构实例示意地表示在图2A和2B，由导电衬底201、背侧反射层202、光敏半导体层203、透光导电层204及收集电极205构成。导电衬底201导电衬底201作为光生伏打元件101的基底材料，并作为下电极。其构成材料包括硅、钽、钼、钨、不锈钢、铝、铜、钛、碳片、镀铅钢，及其上有导电层的树脂、陶瓷和玻璃。在上述导电衬底201上可由金属层、金属氧化物层，或其叠层形成背侧反射层202。金属层可由Ti、Cr、Mo、W、Al、Ag、Ni等形成。金属氧化物层可由ZnO、TiO2、SnO2、In2O3—SnO2(ITO)等形成。金属层和金属氧化物层可通过电阻加热蒸发淀积、电子束蒸发淀积、溅射、或类似方法形成。光敏半导体层203光敏半导体层203进行光电转换。具体材料包括pn结型多晶硅、pin组合型非晶硅、以及诸如CuInSe2、CuInS2、GaAs、CdS/CuS、CdS/CdTe、CdS/InP和CdTe/Cu2Te化合物半导体。多晶硅型光敏半导体层可通过熔硅形成薄片和非晶硅的热处理工艺形成。非晶硅型光敏半导体层可使用硅烷气通过等离子体CVD形成。化合物半导体型光敏半导体层可通过离子涂镀、离子束淀积、真空蒸发淀积、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用透光树脂密封的半导体，至少光电转换器的入射光面用有机聚合物树脂层密封，其中有机树脂层包括乙烯和不饱和脂肪酸酯的共聚物。

【技术特征摘要】
JP 1994-4-30 114115/941.一种用透光树脂密封的半导体，至少光电转换器的入射光面用有机聚合物树脂层密封，其中有机树脂层包括乙烯和不饱和脂肪酸酯的共聚物。2.根据权利要求1的用透光树脂密封的半导体，其中光电转换器包括作为第一电极的导电衬底、在其上所形成的作为光生伏打元件的光敏半导体层以及在其上进一步形成的作为第二电极的透光导电层。3.根据权利要求1的用透光树脂密封的半导体，其中光电转换器具有由非单晶半导体构成的光敏半导体层。4.根据权利要求3的用透光树脂密封...

【专利技术属性】
技术研发人员：片冈一郎，森隆弘，山田聪，盐冢秀则，小森绫子，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]