太陽(yáng)能發(fā)電模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及抑制設(shè)置于室外等時(shí)引起性能顯著下降的PID現(xiàn)象、能獲得穩(wěn)定而高輸出的太陽(yáng)能發(fā)電模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]作為地球溫暖化對(duì)策，自然能源的利用備受矚目。對(duì)于作為其選項(xiàng)之一的太陽(yáng)能電池來(lái)說(shuō)，期望高轉(zhuǎn)換效率、高耐候性、低成本，特別是對(duì)于作為發(fā)電功能的核心的太陽(yáng)能電池模塊(或太陽(yáng)能發(fā)電模塊)來(lái)說(shuō)，謀求既能維持高轉(zhuǎn)換效率又能長(zhǎng)期穩(wěn)定地使用。
[0003]然而，近年來(lái)，在產(chǎn)業(yè)用途等中，串聯(lián)多個(gè)模塊而運(yùn)轉(zhuǎn)等、在高電壓下運(yùn)轉(zhuǎn)太陽(yáng)能發(fā)電模塊的情況增多。但是，已知，在這樣的高電壓下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，工作框架和模塊之間產(chǎn)生高的電位差，引起被稱為電勢(shì)誘發(fā)衰減(PID，Potential Induced Degradat1n)的發(fā)電能力顯著衰減的現(xiàn)象。為了提高得到的電的利用效率，今后也存在太陽(yáng)能電池的運(yùn)轉(zhuǎn)電壓增高的趨勢(shì)，正謀求即使在更高的電壓下運(yùn)轉(zhuǎn)也不引起PID的太陽(yáng)能發(fā)電模塊的設(shè)計(jì)。
[0004]作為產(chǎn)生PID的原因，例如在“旭硝子株式會(huì)社，PVJAPAN 2013部材關(guān)聯(lián)專門研討會(huì)資料，2013年”(非專利文獻(xiàn)I)中指出，是由水向發(fā)電模塊內(nèi)的入侵和作為透明基板部件使用的防護(hù)玻璃中的鈉離子的迀移引起的。為了防止該P(yáng)ID，提出了像特開2014-11270號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)I)中記載的那樣使用絕緣性高的電池密封材料、特開2011-254116號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)、特開2013-254993號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)3)中記載的那樣抑制玻璃中的鈉離子向電池迀移等各種策略，但還是沒有得到根本的解決。
[0005]進(jìn)而，在“P.Peng等人，RSC Advances，第2卷，第113599-11365頁(yè)，2012年”(非專利文獻(xiàn)2)等中，也報(bào)道了被稱為蝸牛軌跡(Snail Trail，也表示為Snail Track)的不良現(xiàn)象。蝸牛軌跡是指主要發(fā)生在發(fā)電電池和密封材料的界面、產(chǎn)生“類似蝸牛爬行這樣的痕跡”。認(rèn)為蝸牛軌跡是由于在電池的硅片中產(chǎn)生微少的裂紋而形成，與水、氧、二氧化碳有關(guān)。
[0006]另外，在“S.Richter等人，Proceedingsof 27th European Photovoltaic SolarEnergy Conference and Exhibit1n，2012”(非專利文獻(xiàn)3)中，產(chǎn)生蝸牛軌跡的部分變色為黑色或灰色，在這些變色區(qū)域中，除了觀察到納米粒子化的Ag等電極成分以外，還觀察到硫、磷或氯。另外，對(duì)于蝸牛軌跡和與之相伴產(chǎn)生的不良現(xiàn)象，作為成因之一，可舉出電極和焊料的腐蝕、剝離等的劣化。這些不良現(xiàn)象的原因認(rèn)為是由于，水分侵入模塊中、以及由于EVA等密封材料的水解而產(chǎn)生的乙酸。而且，這些不良現(xiàn)象也與PID同樣地，成為使太陽(yáng)能電池的可靠性顯著下降的原因，但卻難以得到根本解決，必須盡早采取對(duì)策。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:特開2014-11270號(hào)公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)2:特開2011-254116號(hào)公報(bào)[0011 ] 專利文獻(xiàn)3:特開2013-254993號(hào)公報(bào)
[0012]非專利文獻(xiàn)
[0013]非專利文獻(xiàn)1:旭硝子株式會(huì)社，PVJAPAN 2013部材關(guān)聯(lián)專門研討會(huì)資料(2013年)
[0014]非專利文獻(xiàn)2:P.Peng等人，RSC Advances，第2卷，第113599-11365頁(yè)，2012年
[0015]非專利文獻(xiàn)3:S.Richter等人，Proceedings of 27th European PhotovoltaicSolar Energy Conference and Exhibit1n，2012年

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]發(fā)明要解決的課題
[0017]本發(fā)明是為了解決上述問題而進(jìn)行的，其目的在于提供，能夠以簡(jiǎn)便且便宜的方法提高發(fā)電效率，而且能夠抑制成為性能劣化的主要原因的PID、蝸牛軌跡、以及與之相伴的不良現(xiàn)象發(fā)生的太陽(yáng)能發(fā)電模塊。
[0018]解決課題的手段
[0019]本發(fā)明人等為了提高發(fā)電效率且解決上述的問題點(diǎn)，以分子水平驗(yàn)證了太陽(yáng)能發(fā)電模塊內(nèi)的各部件，并在意識(shí)成本降低的重要性的前提下反復(fù)進(jìn)行了具體的研究，研究了各種條件。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電模塊內(nèi)外的各部件的表面賦予規(guī)定物性時(shí)，不易產(chǎn)生PID現(xiàn)象。即，本發(fā)明的目的由以下構(gòu)成達(dá)成。
[0020](I)—種太陽(yáng)能發(fā)電模塊，其作為結(jié)構(gòu)部件至少具有外周框架、透明基板、密封材料和包裝片材、以及作為功能部件至少具有以下的(A)或(B)的任一項(xiàng)，
[0021](A)電池(cell)和內(nèi)部連線、
[0022](B)透明電極、發(fā)電層、和背面電極，
[0023]用疏水性的表面改性物質(zhì)的膜至少覆蓋上述任一部件的一部分或全部。
[0024](2)上述(I)的太陽(yáng)能發(fā)電模塊，其中，上述表面改性物質(zhì)的膜的膜電阻在濕度為85%RH的條件下為100 Ω /sq以上。
[0025](3)上述(I)或(2)的太陽(yáng)能發(fā)電模塊，其中，上述膜的水的接觸角大于50度。
[0026](4)上述(I)?(3)任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能發(fā)電模塊，其中，上述表面改性物質(zhì)的膜面的水的滑動(dòng)角為0.5度以上60度以下。
[0027](5)上述(I)?(4)任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能發(fā)電模塊，其中，上述表面改性物質(zhì)的膜的折射率與透明基板部件和電池部件的折射率相同或小于透明基板部件和電池部件的折射率。
[0028](6)上述(I)?(5)任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能發(fā)電模塊，其中，上述表面改性物質(zhì)的膜的光線透過率與透明基板部件和電池部件的光線透過率相同或大于透明基板部件和電池部件的光線透過率。
[0029](7)上述(I)?(6)任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能發(fā)電模塊，其中，上述表面改性物質(zhì)為溶劑稀釋型、熱固化型或紫外線固化型的任一類型樹脂。
[0030](8)上述(I)?(7)任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能發(fā)電模塊，其中，上述表面改性物質(zhì)的膜形成于選自外周框架部件、透明基板部件和包裝片材部件中的I個(gè)或2個(gè)以上部件的表面。
[0031](9)上述(I)?(8)任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能發(fā)電模塊，其中，上述表面改性物質(zhì)的膜形成于部件與空氣接觸的部分上。
[0032](10)上述(I)?(7)任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能發(fā)電模塊，其中，上述表面改性物質(zhì)的膜形成于電池部件表面的一部分或全部上。
[0033](11)上述(I)?(8)任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能發(fā)電模塊，其中，上述表面改性物質(zhì)的膜形成于基板內(nèi)側(cè)的一部分或全部上。
[0034]發(fā)明效果
[0035]根據(jù)本發(fā)明，能夠廉價(jià)且簡(jiǎn)便地提高發(fā)電效率，能夠抑制成為太陽(yáng)能發(fā)電模塊的輸出降低的主要原因的PID、蝸牛軌跡或與之相伴的不良現(xiàn)象的發(fā)生，太陽(yáng)能發(fā)電模塊的可靠性、壽命提高，能夠確保長(zhǎng)期穩(wěn)定的輸出，而且在采用批量生產(chǎn)工序的制造中極其有用。
【附圖說(shuō)明】
[0036]圖1是顯示本發(fā)明的太陽(yáng)能發(fā)電模塊的一實(shí)施方式的模式圖。
[0037]圖2是顯示本發(fā)明的太陽(yáng)能發(fā)電模塊的另一實(shí)施方式的模式圖。
[0038]圖3是顯示實(shí)施例1中發(fā)明樣品I的發(fā)光狀態(tài)的圖面代用照片。
[0039]圖4是顯示實(shí)施例1中在高溫高濕條件下放置的發(fā)明樣品I的發(fā)光狀態(tài)的圖面代用照片。
[0040]圖5是顯示比較例I中在高溫高濕條件下放置的比較樣品I的發(fā)光狀態(tài)的圖面代用照片。
[0041]圖6是顯示實(shí)施例2中在高溫高濕條件下放置的發(fā)明樣品2的發(fā)光狀態(tài)的圖面代用照片。
[0042]圖7是顯示實(shí)施例3中在高溫高濕條件下放置的發(fā)明樣品3的發(fā)光狀態(tài)的圖面代用照片。
[0043]圖8是顯示實(shí)施例4中在高溫高濕條件下放置的發(fā)明樣品4的發(fā)光狀態(tài)的圖面代用照片。
【具體實(shí)施方式】
[0044]本發(fā)明的太陽(yáng)能發(fā)電模塊作為結(jié)構(gòu)部件至少具有外周框架、透明基板、密封材料和包裝片材、以及作為功能部件至少具有以下的(A)或(B)的任一項(xiàng)，
[0045](A)電池和內(nèi)部連線，
[0046](B)透明電極、發(fā)電層和背面電極，
[0047]進(jìn)而，用疏水性的表面改性物質(zhì)的膜至少覆蓋上述任一部件的表面的一部分或全部。由此，通過用疏水性的表面改性物質(zhì)的膜覆蓋結(jié)構(gòu)部件的至少一部分，能夠防止水分進(jìn)入而抑制PID發(fā)生。
[0048]以下，對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方式，例示說(shuō)明代表性的太陽(yáng)能發(fā)電模塊結(jié)構(gòu)的截面圖，但本發(fā)明不局限于這些例示結(jié)構(gòu)。圖1為(A)結(jié)晶系的太陽(yáng)能發(fā)電模塊的截面圖，關(guān)于其詳述請(qǐng)參照上述專利文獻(xiàn)2。該例的太陽(yáng)能發(fā)電模塊至少具有外周框架11、透明基板12、密封材料13、電池14、內(nèi)部連線15和包裝片材16作為基本構(gòu)成。
[0049]圖2為(B)非晶硅系或化合物系的太陽(yáng)能發(fā)電模塊的截面圖，關(guān)于其詳述請(qǐng)參照例如特開2013-165232號(hào)公報(bào)或特開平05-175529號(hào)公報(bào)。該例的太陽(yáng)能發(fā)電模塊至少具有外周框架101、透明基板102、密封材料103、發(fā)電層104、透明電極105、