專利名稱：太陽能電池組件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能電池組件及其制造方法。
背景技術(shù)：
作為太陽能電池組件，提出了 在受光面的表面電極預(yù)先粘附有引線的太陽能電池單元的兩面配置密封粘合劑片材，再用玻璃基板和保護(hù)片材(即，背板)夾持后進(jìn)行真空層壓處理而得到的太陽能電池組件(專利文獻(xiàn)I)。作為這樣的太陽能電池組件的密封樹脂片材，廣泛使用的是在透明性、柔軟性、粘合性、拉伸強(qiáng)度、耐候性優(yōu)異的乙烯醋酸乙烯基酯樹脂(EVA樹脂)中配合交聯(lián)劑、紫外線吸收劑等并制片而成的密封樹脂片材。專利文獻(xiàn)I :日本特開2004-311571號公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
但是，太陽能電池組件由于長期在戶外暴露于日光、風(fēng)雨下這樣的嚴(yán)酷環(huán)境中使用，因此密封樹脂的粘合力降低，特別是來自保護(hù)片材側(cè)的微量的水分有時(shí)會侵入到組件內(nèi)部，這種情況下，存在以下問題部分乙烯醋酸乙烯基酯樹脂發(fā)生水解而產(chǎn)生酸，所產(chǎn)生的酸腐蝕太陽能電池組件的電極，結(jié)果降低太陽能電池組件的性能。此外，EVA樹脂是易燃的樹脂，因此，還要求對太陽能電池組件使用顯示良好的耐燃燒性的密封樹脂。本發(fā)明是欲解決上述以往的問題而作出的發(fā)明，其目的在于提供一種太陽能電池組件，該組件即使長時(shí)間在暴露于日光、風(fēng)雨下這樣的嚴(yán)酷的環(huán)境中使用，所使用的密封樹脂的粘合力的降低也會受到抑制、不會發(fā)生電極的腐蝕、并且顯示出良好的耐燃燒性。本發(fā)明人探索出顯示良好的粘合力、同時(shí)顯示出難水解性和耐燃燒性的樹脂來代替過去一直使用的EVA樹脂作為太陽能電池組件的至少保護(hù)片材(背板)側(cè)的密封樹脂，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，具有粘合力較強(qiáng)、水解性較高的酯系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂和具有粘合力較弱、水解性較低的醚系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂的共混聚合物的特性強(qiáng)烈地反映出其各自優(yōu)異的特性(即，良好的粘合性和難水解性)，另一方面，不良的特性得以減少，并且顯示出良好的耐燃燒性，從而完成了本發(fā)明。S卩，本發(fā)明提供太陽能電池組件，其是將組件基板、第一密封樹脂層、連接有翼片線的太陽能電池單元、第二密封樹脂層及保護(hù)片材層疊而成的太陽能電池組件，其
特征在于，
該第二密封樹脂層由包含具有酯系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂和具有醚系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂的共混聚合物形成，且該共混聚合物中具有酯系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂與具有醚系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂的共混質(zhì)量比為20 80 50 50o此外，本發(fā)明提供上述太陽能電池組件的制造方法，其是以下方法向真空層壓機(jī)中投入將組件基板、第一密封樹脂片材、連接或臨時(shí)粘接有翼片線的太陽能電池單元、第二密封樹脂片材及保護(hù)片材層疊而成的層疊體，利用真空層壓處理將該層疊體一并一體化，從而制造太陽能電池組件，其特征在于，
作為第二密封樹脂片材，使用由包含具有酯系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂和具有醚系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂的共混聚合物形成、且該共混聚合物中具有酯系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂與具有醚系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂的共混質(zhì)量比為20 80 50 50的密封樹脂片材。本發(fā)明還提供太陽能電池組件用密封樹脂片材，其是由包含具有酯系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂和具有醚系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂的共混聚合物形成的太陽能電池組件用密封樹脂片材，其特征在于，該共混聚合物中具有酯系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂與具有醚系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂的共混質(zhì)量比為20 80 50 50。此外，本發(fā)明還提供太陽能電池組件用帶保護(hù)層的密封樹脂片材，其特征在于，在保護(hù)片材上層疊有上述太陽能電池組件用密封樹脂片材。
本發(fā)明的太陽能電池組件中，作為背板側(cè)的第二密封樹脂層，使用的是將規(guī)定的共混比的具有酯系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂和具有醚系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂的共混聚合物制片而成的密封樹脂層。該共混聚合物顯示出良好的粘合力、難水解性(換言之,實(shí)質(zhì)性地抑制電極腐蝕的性質(zhì)、抑制粘合力劣化的性質(zhì))和良好的耐燃燒性。因此，本發(fā)明的太陽能電池組件能夠長期維持其初始性能，并顯示出良好的耐燃燒性。第一密封樹脂層也由與第二密封樹脂層相同的材料構(gòu)成，由此，本發(fā)明的太陽能電池組件能夠更長期地維持其初始性能，并顯示出更良好的耐燃燒性。此外，根據(jù)本發(fā)明的制造方法，將利用真空層壓機(jī)處理將規(guī)定的共混比的具有酯系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂和具有醚系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂的共混聚合物制片而成的太陽能電池單元用密封樹脂片材用于制作至少第二密封樹脂層。因此，能夠利用真空層壓機(jī)處理以高生產(chǎn)率制造一并一體化而成的太陽能電池組件。


圖I為本發(fā)明的太陽能電池組件的簡要剖面圖。圖2為從用于制造太陽能電池組件的真空層壓機(jī)的主體取下柔軟性蓋體的簡要剖面圖。圖3為用真空層壓機(jī)進(jìn)行的真空層壓處理的說明圖。符號說明 I組件基板
2第一密封樹脂層 3太陽能電池單元 4第二密封樹脂層 5保護(hù)片材 6翼片線 10真空層壓機(jī) 11 主體 Ila外周壁Ilb傾斜面 Ilc 排氣口 12柔軟性蓋體 13剝離片材 14剝離片材。
具體實(shí)施例方式參照圖I說明本發(fā)明的太陽能電池組件。本發(fā)明的太陽能電池組件，如其簡要剖面圖(圖I)所示，具有在組件基板I上依次層疊有第一密封樹脂層2、連接有用于取得太陽能電池組件與外部的連通的翼片線6的太陽能電池單元3、第二密封樹脂層4、保護(hù)片材5的結(jié)構(gòu)。此外，翼片線6連接著太陽能電池單元3的組件基板I側(cè)(即，受光面)的表面電極，優(yōu)選通過導(dǎo)電粘合劑(未圖示)進(jìn)行連接，其可提高生產(chǎn)率、緩和應(yīng)力，故優(yōu)選。應(yīng)予說明，這樣的層構(gòu)成本身與以往的太陽能電池組件的構(gòu)成基本上相同。 本發(fā)明的太陽能電池組件的特征在于，至少第二密封樹脂層4由具有酯系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂(以下，有時(shí)稱作酯多元醇聚氨酯)和具有醚系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂(以下，稱作醚多元醇聚氨酯)的共混聚合物形成。通過使用這樣的共混聚合物，能夠賦予第二密封樹脂層4以良好的粘合力和難水解性。而且，能夠賦予太陽能電池組件以UL94標(biāo)準(zhǔn)的阻燃性。應(yīng)予說明，至少第二密封樹脂層4由特定的共混聚合物構(gòu)成的理由在于，水分向太陽能電池組件中的侵入主要由保護(hù)片材側(cè)發(fā)生。對于酯多元醇聚氨酯與醚多元醇聚氨酯的共混質(zhì)量比，當(dāng)前者過少則粘合力變?nèi)?，若過多則水解變?nèi)菀祝菀讓Ρ砻骐姌O產(chǎn)生腐蝕，此外，還容易發(fā)生粘合力的劣化，因此該共混質(zhì)量比為20 :80 50 :50，優(yōu)選為30 :70 50 :50。上述的共混聚合物可以根據(jù)需要含有其他的熱塑性樹脂、硅烷偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑、抗
氧化劑等。第二密封樹脂層的層厚根據(jù)太陽能電池單元3的尺寸而有所不同，通常為O. I O. 6mm,優(yōu)選為 O. 2 O. 5mm。本發(fā)明中，第一密封樹脂層可以與以往相同地是EVA樹脂，但優(yōu)選由與第二密封樹脂層同樣的特定共混聚合物形成。由此，也能夠賦予第一密封樹脂層2以更良好的粘合力和難水解性。而且，能夠賦予太陽能電池組件以更良好的UL94標(biāo)準(zhǔn)的阻燃性。作為太陽能電池單元3、保護(hù)片材5、翼片線6、導(dǎo)電粘合劑，可以使用以往公知的太陽能電池單元、保護(hù)片材、翼片線、導(dǎo)電粘合劑。例如，作為太陽能電池單元3，可以使用單晶硅太陽能電池單元、多晶硅太陽能電池單元、薄膜硅太陽能電池單元、HIT太陽能電池單元、CIGS系薄膜太陽能電池單元等。作為保護(hù)片材5，可以使用聚酯、聚酰亞胺、聚酰胺等樹脂片材，玻璃板等。此外，作為翼片線6，可以使用對150 μ m厚的銅帶施以40 μ m厚的鍍釬焊的翼片帶(夕U >)等。作為導(dǎo)電粘合劑，可以使用熱固性導(dǎo)電粘合劑等，其是在一直以來用于這種翼片線的連接的熱固性基料樹脂中分散金屬顆粒、金屬被覆樹脂顆粒等的導(dǎo)電顆粒而得到的。應(yīng)予說明，用于形成第二密封樹脂層4或第一密封樹脂層2的共混聚合物(即，將酯多元醇聚氨酯和醚多元醇聚氨酯以特定共混比共混而成的共混聚合物)通常成形為片狀后供使用。這樣的片作為太陽能電池組件用密封樹脂片材是本發(fā)明的一個(gè)方式。這樣的太陽能電池組件用密封樹脂片材也可以通過對溶融共混聚合物進(jìn)行擠出并從模頭擠出成片狀這樣的擠出成形法來制造，也可以通過在剝離片材上采用公知的涂布法涂布用甲苯等有機(jī)溶劑稀釋而成的共混聚合物涂布液并使其干燥這樣的流延法來制造。太陽能電池組件用密封樹脂片材的厚度可以根據(jù)使用目的進(jìn)行適當(dāng)選擇。此外，為了提高太陽能電池組件的生產(chǎn)率等，可以將第二密封樹脂層4及保護(hù)片材5預(yù)先一體化而作為帶保護(hù)層的密封樹脂片材來使用。這樣的片材作為太陽能電池組件用帶保護(hù)層的密封樹脂片材也是本發(fā)明的一個(gè)方式。這里，一體化可以利用公知的技術(shù)來進(jìn)行，也可以通過擠出成形法、流延法等來進(jìn)行。本發(fā)明的太陽能電池單元3可以使用公知的真空層壓機(jī)來制造。即，將組件基板、將成為第一密封樹脂層的第一密封樹脂片材、連接或臨時(shí)粘接有翼片線的太陽能電池單元、將成為第二密封樹脂層的第二密封樹脂片材、和保護(hù)片材層疊而成的層疊體投入到真空層壓機(jī)中，通過真空層壓處理使該層疊體一并一體化，從而可以制造圖I所示的本發(fā)明的太陽能電池組件。這里，連接有翼片線的太陽能電池單元是指，例如在投入真空層壓處理之前已經(jīng)通過釬焊料、導(dǎo)電性粘合劑將翼片線牢固地連接于太陽能電池單元的狀態(tài)；臨時(shí)粘接有翼片線的太陽能電池單元是指，例如通過導(dǎo)電性粘合劑的粘合力在常溫下能夠重新粘接的程度粘附有翼片線的狀態(tài)。以下，對能夠在本發(fā)明中使用的真空層壓機(jī)的一個(gè)實(shí)例進(jìn)行說明。如圖2所示，真空層壓機(jī)10由用于形成層疊處理空間的不銹鋼等金屬制的主體11和覆蓋在該主體11上密封層疊處理空間的硅橡膠板等柔軟性蓋體12構(gòu)成。在主體11的外周壁Ila的內(nèi)側(cè)形成有傾斜面11b，在減壓時(shí)柔軟性蓋體12沿著該傾斜面Ilb發(fā)生變形。此外，在主體11設(shè)置有排氣口 11c，該排氣口 Ilc與真空泵(未圖示)相連。接著，對真空層壓處理進(jìn)行具體地說明。首先，在真空層壓機(jī)10的主體11的內(nèi)底鋪上剝離片材13，在其上將組件基板I、第一密封樹脂片材2'、在設(shè)置于受光面的表面電極連接或臨時(shí)粘接有翼片線的太陽能電池單元3、第二密封樹脂片材4'及保護(hù)片材材5對齊位置后進(jìn)行層疊。在該層疊體上放置另一剝離片材14，再蓋上柔軟性蓋體12。此時(shí)，可以使用上述的太陽能電池組件用帶保護(hù)層的密封樹脂片材來代替第二密封樹脂片材4,及保護(hù)片材5。接著，將真空層壓機(jī)10投入到加熱爐(未圖示)中，一邊加熱至密封樹脂軟化或熔融的溫度，一邊從排氣口 Ilc將層疊處理空間內(nèi)抽成真空。由此,柔軟性蓋體12對層疊體加壓，完成真空層壓處理，得到太陽能電池組件。該真空層壓處理時(shí)，臨時(shí)粘接的翼片線被正式連接。
實(shí)施例以下，通過實(shí)施例對發(fā)明進(jìn)行具體地說明。實(shí)施例I 2和比較例I 3
(I)密封樹脂片材的制作 將表I所述的配合量的酯多元醇聚氨酯(工卜9>ETHD9 5A、BASFy'^八 > (株))及醚多元醇聚氨酯(工77h7>ET370、BASFy'\"°> (株))、0· 5質(zhì)量份的環(huán)氧系硅烷偶聯(lián)劑(ΚΒΜ-403，信越化學(xué)工業(yè)(株))使用四氫呋喃溶解并共混，通過流延法制成O. 4mm厚的密封樹脂片材。應(yīng)予說明，比較例I中，作為密封樹脂使用厚度O. 5mm的EVA樹脂片材。(2)太陽能電池組件的制作
在真空層壓機(jī)(1016S，日清紡J力卜π 二々7 (株))內(nèi)配置厚度3mm的玻璃組件基板，在其上依次層疊上述的(I)中制作的密封樹脂片材(第一密封樹脂片材)、在位于受光面的鋁表面電極上通過環(huán)氧系熱固性導(dǎo)電粘合劑臨時(shí)粘接有釬焊料被覆銅翼片線的厚度180 μ m的太陽能電池單元(多晶Si單元M12525，Motech (株))、上述的(I)中制作的密封樹脂片材(第二密封樹脂片材)、及厚度230μπι的聚酯保護(hù)片材(BS-SP，凸版印刷(株))，以在150°C的加熱爐中對層疊體施加O. IMPa的壓力的方式進(jìn)行5分鐘的真空層壓處理，從而制作太陽能電池組件。實(shí)施例3
Ca)帶保護(hù)層的密封樹脂片材的制作
在單面形成有粘合層的聚酯保護(hù)片材(BS-SP，凸版印刷(株))上，與實(shí)施例I同樣地對共混聚合物進(jìn)行擠出成形，從而制作帶保護(hù)層的密封樹脂片材。(b)太陽能電池組件的制作
在太陽能電池單元上，層疊上述的(a)的帶保護(hù)層的密封樹脂片材，以此代替層疊實(shí)施例I的(I)的密封樹脂片材(第二密封樹脂片材)及保護(hù)片材，除此以外，與實(shí)施例I同樣地制作太陽能電池組件。實(shí)施例4
代替實(shí)施例I的第一密封樹脂片材，而使用比較例I中使用的EVA樹脂片材，除此以夕卜，與實(shí)施例I同樣地制作太陽能電池組件。<評價(jià)>
(粘合力)
對于實(shí)施例I 4及比較例I 3中得到的太陽能電池組件，于真空層壓后及在溫度85°C、濕度85%的環(huán)境下保存1000小時(shí)后，依據(jù)JIS-K6854-2，以50mm/分鐘的剝離速度進(jìn)行180度剝離試驗(yàn)，測定對玻璃組件基板的粘合力。將所得的結(jié)果示于表I中。(耐腐蝕性)
對于實(shí)施例I 4及比較例I 3中得到的太陽能電池組件，在溫度85°C、濕度85%的環(huán)境下保存1000小時(shí)后，利用光學(xué)顯微鏡目視觀察太陽能電池單元的鋁表面電極是否發(fā)生腐蝕(變色)。將所得的結(jié)果示于表I中。(耐燃燒性)
將實(shí)施例I 4及比較例I 3中得到的密封樹脂片材切割成寬13mm、長125mm，依據(jù)UL94標(biāo)準(zhǔn)，觀察在接觸火10秒鐘這樣的條件下是否燃燒。將所得的結(jié)果示于表I中。表I
權(quán)利要求
1.太陽能電池組件，其是將組件基板、第一密封樹脂層、連接有翼片線的太陽能電池單元、第二密封樹脂層及保護(hù)片材層疊而成的太陽能電池組件，其特征在于， 該第二密封樹脂層由包含具有酯系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂和具有醚系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂的共混聚合物形成，且該共混聚合物中具有酯系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂與具有醚系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂的共混質(zhì)量比為20 80 50 50o
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能電池組件，其中，該第一密封樹脂層由包含具有酯系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂和具有醚系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂的共混聚合物形成，且該共混聚合物中具有酯系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂與具有醚系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂的共混質(zhì)量比為30 :70 50 :50。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的太陽能電池組件，其中，第二密封樹脂層及保護(hù)片材是預(yù)先一體化而成的帶保護(hù)層的密封樹脂片材。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的太陽能電池組件，其中，翼片線通過導(dǎo)電性粘合劑接合至設(shè)置于太陽能電池單元的受光面的表面電極。
5.制造方法，其是向真空層壓機(jī)中投入將組件基板、第一密封樹脂片材、連接或臨時(shí)粘接有翼片線的太陽能電池單元、第二密封樹脂片材及保護(hù)片材層疊而成的層疊體，利用真空層壓處理將該層疊體一并一體化，從而制造權(quán)利要求I所述的太陽能電池組件的方法，其特征在于， 作為第二密封樹脂片材，使用由包含具有酯系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂和具有醚系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂的共混聚合物形成、且該共混聚合物中具有酯系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂與具有醚系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂的共混質(zhì)量比為20 80 50 50的密封樹脂片材。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造方法，其中，作為第一密封樹脂片材，使用由包含具有酯系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂和具有醚系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂的共混聚合物形成、且該共混聚合物中具有酯系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂和具有醚系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂的共混質(zhì)量比為30 70 50 50的密封樹脂片材。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的制造方法，其中，作為第二密封樹脂片材及保護(hù)片材使用預(yù)先一體化而成的帶保護(hù)層的密封樹脂片材。
8.太陽能電池組件用密封樹脂片材，其是由包含具有酯系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂和具有醚系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂的共混聚合物形成的太陽能電池組件用密封樹脂片材，其特征在于，該共混聚合物中具有酯系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂與具有醚系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂的共混質(zhì)量比為20 80 50 :50。
9.太陽能電池組件用帶保護(hù)層的密封樹脂片材，其特征在于，在保護(hù)片材上層疊有權(quán)利要求8所述的太陽能電池組件用密封樹脂片材。
全文摘要
本發(fā)明提供一種太陽能電池組件，其是將玻璃基板、第一密封樹脂層、連接有翼片線的太陽能電池單元、第二密封樹脂層及保護(hù)片材層疊而成的太陽能電池組件，其中，第二密封樹脂層由具有酯系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂和具有醚系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂的共混聚合物形成。共混聚合物中具有酯系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂與具有醚系多元醇單元的熱塑性聚氨酯樹脂的共混質(zhì)量比為2080～5050。
文檔編號H01L31/042GK102714236SQ201080041409
公開日2012年10月3日 申請日期2010年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日
發(fā)明者內(nèi)海俊治, 西本正弘 申請人:索尼化學(xué)&信息部件株式會社