太陽能電池模塊的製作方法

2023-06-09 15:30:31 3

本申請主張日本專利申請2015-015760號(2015年1月29日申請)的優先權，將該申請的全部公開內容援引於此。

本發明涉及太陽能電池模塊。

背景技術：

太陽能電池模塊在太陽能電池面板的周圍設置有框。這樣的框具有凹狀的嵌合部，在該嵌合部塗敷粘接劑後，嵌入太陽能電池面板的緣部，從而固定太陽能電池面板。在日本特開平8-23116號公報中公開了粘接劑使用養護時間(curingperiod)短的熱熔密封劑的技術。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平8-23116號公報

技術實現要素：

本發明的一方式涉及的太陽能電池模塊具備：具有表面、背面以及側面的太陽能電池面板；沿該太陽能電池面板的緣部設置且具有嵌入到該緣部的嵌合部的框構件；以及配置在所述嵌合部內且與所述太陽能電池面板的緣部粘接的粘接劑。所述粘接劑包括：壓敏型的第1粘接劑；以及在沿所述框構件的長邊方向的方向上與該第1粘接劑配置在不同位置的固化型的第2粘接劑。

附圖說明

圖1是表示本發明的一實施方式涉及的太陽能電池模塊的圖，圖1(a)是俯視圖，圖1(b)是圖1(a)的a-a』剖面的剖面圖。

圖2是表示本發明的一實施方式涉及的太陽能電池模塊的圖，是示意性表示圖1(a)中框構件的嵌合部內的第1粘接劑和第2粘接劑的配置的模型圖。

圖3是表示本發明的一實施方式涉及的太陽能電池模塊的剖面的圖，圖3(a)是在圖2的c-c』線處切斷的部位的端面圖，圖3(b)是在圖2的b-b』線處切斷的部位的端面圖。

圖4是本發明的另一實施方式涉及的太陽能電池模塊的圖，是與圖3(b)相當的部位的端面圖。

圖5是本發明的另一實施方式涉及的太陽能電池模塊的圖，圖5(a)是與圖2相當的俯視圖，圖5(b)是圖5(a)的d部處的部分立體圖。

具體實施方式

以下，參照附圖詳細說明本發明的實施方式涉及的太陽能電池模塊。

＜第1實施方式＞

如圖1所示，太陽能電池模塊1具有太陽能電池面板2和多個框構件3。在以下的說明中，將沿圖1所示的矩形形狀的太陽能電池模塊1的一邊的方向設為x軸方向，將與x軸方向正交且與太陽能電池面板2的面平行的方向設為y軸方向，將與x軸方向和y軸方向正交的方向設為z軸方向。

太陽能電池模塊1具有矩形形狀的太陽能電池面板2和保護(保持)太陽能電池面板2的緣部2d的多個框構件3。

太陽能電池面板2具有表面2a、側面2b以及背面2c。具體來說，太陽能電池面板2具有：主要接受光的表面2a(透光性基板10的面)；相當於該表面2a的背面側的背面2c(背面保護構件14的面)；以及將表面2a與背面2c之間相連接的側面2b。此外，太陽能電池面板2具有從表面2a側觀察時相當於沿著外側的部分的緣部2d。另外，在以下的說明中，有時將從太陽能電池面板2的背面2c朝向表面2a的方向記載為上，將從表面2a朝向背面2c的方向記載為下。

太陽能電池面板2從表面2a側起按順序具備以下部分：兼作太陽能電池模塊1的基板的透光性基板10；包含熱固性樹脂的一對密封件11；以及周圍被密封件11保護著並通過內引線12被電連接的多個太陽能電池元件13。進一步地，太陽能電池面板2具備：對太陽能電池模塊1的背面2c側進行保護的背面保護構件14；以及用於將由太陽能電池元件13得到的輸出取出到外部的端子盒15。

透光性基板10例如為矩形形狀。透光性基板10對密封件11、內引線12以及太陽能電池元件13進行保護。透光性基板10可使用例如強化玻璃或者白板玻璃等。

內引線12將相鄰的太陽能電池元件13彼此電連接。作為內引線12，例如可列舉被覆了用於與太陽能電池元件13連接的焊料的銅箔等。

密封件11對太陽能電池元件13以及內引線12等進行密封。作為這樣的密封件11，可列舉透明的乙烯醋酸乙烯共聚物等熱固性樹脂。

背面保護構件14形成為與透光性基板10相同大小的矩形形狀，從背面2c側對密封件11、內引線12以及太陽能電池元件13進行保護。對背面保護構件14能夠使用例如聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂或者聚萘二甲酸乙二醇酯樹脂等。

另外，背面2c側的密封件11以及背面保護構件14可以是具有透光性的材質。由此，太陽能電池元件13可以接受從背面2c側入射的光的一部分。

太陽能電池元件13例如具有由單晶矽或者多晶矽等形成的平板狀的基板。在使用多個這樣的矽基板的情況下，如上所述，可以利用內引線12將鄰接的矽基板彼此電連接。

此外，太陽能電池元件13的種類並不受特別限制。例如，作為太陽能電池元件13，可以使用由非晶矽形成的薄膜太陽能電池、或者cigs太陽能電池、或者cdte太陽能電池、或者在晶體矽基板上形成了薄膜非晶的太陽能電池元件13等。例如，作為由非晶矽、或者cigs、或者cdte形成的太陽能電池元件13，能夠利用在透光性基板10上將非晶矽層、或者cigs層、或者cdte層與透明電極等組合併適當層疊而成的元件。

此外，端子盒15具備：變性聚苯醚樹脂、或者聚苯醚樹脂的箱體；配置在該箱體內的接線板；以及向箱體的外部導出電力的輸出電纜。

框構件3是沿著緣部2d設置的長條狀的構件。框構件3例如如圖1(b)所示那樣具有嵌入了緣部2d的嵌合部3a。在嵌合部3a內，配置用於將緣部2d和框構件3粘接的粘接劑。由此，框構件3能夠保護太陽能電池面板2的外周部。

框構件3的嵌合部3a如圖3所示那樣包括：位於表面2a側的第1壁部3a1、位於側面2b側的第2壁部3a2以及位於背面2c側的第3壁部3a3。因此，嵌合部3a具有c型的剖面形狀。這樣的嵌合部3a開口寬度比太陽能電池面板2的厚度大一些。此外，框構件3具有從嵌合部3a朝向下方延伸的外壁部3b。進一步地，框構件3具有與背面2c大致平行地從外壁部3b的下端朝向內側(+x軸方向)伸出的底面部3c。

在本實施方式中，使用作為粘接劑的特性不同的兩種粘接劑(第1粘接劑4以及第2粘接劑5)。

對於第1粘接劑4，通過在常溫下施加壓力從而使其與被粘物接觸，由此能夠粘接被粘物彼此。第1粘接劑4具有粘合性，是所謂的具有壓敏型性質的壓敏型粘接劑。壓敏型粘接劑也被稱為粘合劑，在常溫下也具有粘接力。第1粘接劑4在將太陽能電池面板2壓入嵌入到配置有第1粘接劑4的嵌合部3a內時，粘接太陽能電池面板2和框3。由此，太陽能電池面板2被保持在嵌合部3a內。即，太陽能電池面板2的緣部2d被第1粘接劑4密封到嵌合部3a內。如圖3(a)所示，第1粘接劑4被配置成跨越第2壁部3a2側和第3壁部3a3側。第1粘接劑4也可以被配置成使太陽能電池面板2位於下側。作為這樣的第1粘接劑4，例如丁基橡膠系的密封材料在耐氣候性方面出色。此外，作為第1粘接劑4，也可以使用聚氨酯系或者丙烯系等密封材料。

第2粘接劑5例如是通過縮合、聚合或者交聯等而固化從而表現粘接力的固化型的粘接劑。作為第2粘接劑5，例如能夠使用溼氣固化型、固化劑混合型、光固化型、加熱固化型、厭氧固化型等粘接劑。作為固化型的粘接劑，例如可列舉與空氣中的水分發生反應而固化的溼氣固化型、將主劑和固化劑混合後固化的固化劑固化型。此外，作為光固化型的粘接劑，可列舉利用被照射的紫外線的能量引發化學反應而固化的紫外線固化型的粘接劑。第2粘接劑5通過上述的化學反應而固化，經過從液態狀發生固化的過程，成為例如橡膠狀的彈性體。這樣的第2粘接劑5即使處於比第1粘接劑4高的溫度的狀態下，也會表現出高的粘接力。因此，即使在太陽能電池模塊1暴露於高溫環境的情況下，也很難在嵌合部3a內產生太陽能電池面板2的位置偏移。因此，在本實施方式中，第2粘接劑5能夠通過框構件3牢固地對太陽能電池面板2進行保持。此外，溼氣固化型的粘接劑由於不需要用於使粘接劑固化的特殊的設備，因此容易進行工序管理且生產性好。此外，固化劑混合型以及光固化型的粘接劑與加熱固化型或者厭氧固化型的粘接劑相比，能夠用簡單的設備進行生產，且粘度比溼氣固化型的粘接劑更快地增加，更容易成為半固體狀態。由此，若使用固化劑混合型以及光固化型的粘接劑，則能夠縮短向太陽能電池面板2安裝框構件3的安裝工序的生產節拍。因此，能夠進一步提高太陽能電池模塊1的生產性。作為第2粘接劑5的材質，例如可使用作為溼氣固化型的一液型的矽酮粘接劑、作為固化劑混合型的二液固化型的矽酮粘接劑或者作為紫外線固化型的矽酮粘接劑。此外，第2粘接劑5除耐氣候性出色的矽酮系以外，例如還可以是聚氨酯系、環氧系等。

接著，說明嵌合部3a內的第1粘接劑4以及第2粘接劑5的配置。

第1粘接劑4以及第2粘接劑5在嵌合部3a內的沿框構件3的長邊方向的方向上位於互不相同的部位。例如，如圖2所示，在以x軸方向為長邊方向的框構件3中，將第1粘接劑4以直線狀配置在框構件3的兩端和中央這三處。此時，第2粘接劑5配置在相鄰的第1粘接劑4之間。此外，在以y軸方向為長邊方向的框構件3中，將第1粘接劑4以直線狀配置在框構件3的兩端這兩處。此時，第2粘接劑5配置在相鄰的第1粘接劑4之間。另外，也可以使配置有第1粘接劑4的部位的長度(第1粘接劑4的配置區域的長邊方向的長度)短於配置有第2粘接劑5的部位的長度。這樣，相對於框構件3，在兩處以上配置第1粘接劑4，從而容易穩定地將太陽能電池面板2固定在嵌合部3a內的給定的位置處。由此，在本實施方式中，例如，能夠減少直接在緣部2d在嵌合部3a內傾斜的狀態下第2粘接劑5發生固化這樣的不良情況。其結果，能夠維持太陽能電池模塊1的品質。特別地，相對於一個框構件3，至少可以在框構件3的兩端配置第1粘接劑4。

接著，說明對太陽能電池面板2和框構件3進行粘接的方法。

首先，在框構件3的嵌合部3a內的期望的位置塗敷第1粘接劑4以及第2粘接劑5。此時，為了降低第1粘接劑4以及第2粘接劑5的粘度以便容易進行塗敷，可以預先對第1粘接劑4、第2粘接劑5以及框構件3加溫。

接著，將緣部2d壓入框構件3的嵌合部3a中，將框構件3安裝於太陽能電池面板2。通過將太陽能電池面板2壓入嵌合部3a中，配置在嵌合部3a內的壓敏型的第1粘接劑4表現出粘接力，粘接太陽能電池面板2和框構件3。另一方面，通過將緣部2d壓入嵌合部3a內，可將第2粘接劑5填充到表面2a與第1壁部3a1之間(第1間隙)、側面2b與第2壁部3a2之間(第2間隙)以及背面2c與第3壁部3a3之間(第3間隙)。此時，由於第2粘接劑5是具有粘性的液狀，因此流動著填充各間隙。在第2粘接劑5被填充到嵌合部3a內後，使用給定的固化方法使第2粘接劑5固化。由此，牢固地固定太陽能電池面板2和框構件3。

這樣，在本實施方式中，由於同時使用壓敏型的第1粘接劑4和固化型的第2粘接劑5，所以能夠在第2粘接劑5表現粘接力之前通過第1粘接劑4將太陽能電池面板2固定於嵌合部3a(定位)。即，能夠在第2粘接劑5固化前通過第1粘接劑4將太陽能電池面板2臨時固定於框構件3。由此，通過抑制太陽能電池面板2的位置偏移，能夠抑制第2粘接劑5的厚度變得過薄，能夠減輕太陽能電池面板2與框構件3的粘接強度的降低。其結果，能夠維持第2粘接劑5的粘接強度。此外，在本實施方式中，即使在室外的高溫環境下使用太陽能電池模塊1時，第1粘接劑4因熱而軟化，也能夠維持第2粘接劑5作用下的粘接強度。

在本實施方式中，由於在將緣部2d嵌入到框構件3時，能夠通過第1粘接劑4來進行固定，所以能夠在第2粘接劑5固化之前的期間進行太陽能電池模塊1的搬運、檢查、包裝等後續工序的作業。由此，能夠縮短第2粘接劑5固化之前的養護時間。其結果，太陽能電池模塊1的生產性得到提高。此外，在本實施方式中，第1粘接劑4不僅能實現生產時的太陽能電池面板2和框構件3的定位，而且在第2粘接劑5固化後也具有粘接力，因此能夠提高太陽能電池模塊1的強度。

此外，在本實施方式中，也可以如圖3(a)所示那樣，在第1壁部3a1與表面2a對置的面設置第1凹部3a11。該第1凹部3a11在框構件3的長邊方向上延伸。在設置了第1凹部3a11的狀態下，位於嵌合部3a的開口部側的凸部3a12與太陽能電池面板2的表面2a相接觸。由此，在將緣部2d嵌入到了嵌合部3時，會抑制固化前的第2粘接劑5被擠出外部，表面2a很難被從嵌合部3a冒出的第2粘接劑5覆蓋。其結果，在本實施方式中，通過第2粘接劑5，能夠減輕太陽能電池面板2的受光面積的減少。

也可以是在第2間隙以及第3間隙配置第1粘接劑4，而在第1間隙不配置第1粘接劑4。由此，能夠在嵌合部3a內，朝向第1壁部3a1向上推太陽能電池面板2，從而進行固定。另一方面，為了得到太陽能電池面板2與框構件3的粘接力以及緩衝作用，如圖3(b)所示那樣，在嵌合部3a內包圍緣部2d來填充第2粘接劑5。由此，能夠維持太陽能電池模塊1的長期可靠性。

＜第2實施方式＞

本實施方式涉及的太陽能電池模塊1如圖4所示，第2壁部3a2以及第3壁部3a3的構造與第1實施方式不同。在本實施方式中，在第2壁部3a2，在與太陽能電池面板2的側面2b對置的面設置有第2凹部3a21。第2凹部3a21例如從第2壁部3a2的下方一直設置到第2壁部3a2的中間位置。第2壁部3a2的中間位置處的第2凹部3a21的臺階可以設置成與太陽能電池面板2的透光性基板10的側面對置。此外，在第3壁部3a3，設置有在與太陽能電池面板2的背面2c對置的面設置的第3凹部3a31。第3凹部3a31例如從第3壁部3a3的第2壁部3a2側起一直設置到中間位置。此外，也可以如圖4所示那樣，連結第3凹部3a31與第2凹部3a21。

在本實施方式中，通過設置第2凹部3a21以及第3凹部3a31，能夠增加緣部2d處的第2粘接劑5的量。具體來說，在第2凹部3a2，能夠增加x軸方向上的第2粘接劑5的量。此外，第3凹部3a31能夠增加z軸方向上的第2粘接劑5的量。由此，能夠進一步提高第2粘接劑5作用下的粘接強度。

＜第3實施方式＞

如圖5所示，本實施方式涉及的太陽能電池模塊1與上述的第1實施方式以及第2實施方式的不同點在於，具有部分切去了第1壁部3a1以及第2壁部3a2的切口部3d。在本實施方式中，嵌合部3a具有配置第1粘接劑4的第1區域3e、配置第2粘接劑5的第2區域3f和未配置粘接劑的第3區域3g。切口部3d設置在第3區域3g，貫穿第1壁部3a1以及第2壁部3a2來切去。進一步地，也可以直至第3壁部3a3的一部分為止都切去。

在本實施方式中，能夠經由切口部3d高效地將滯留於表面2a和第3凹部3a31的雨水排出。由此，減少了表面2a處的汙垢的產生。由此，在本實施方式中，能夠維持發電效率。此外，在本實施方式中，能夠減輕因水滯留在第3凹部3a31而產生的太陽能電池面板2的劣化。

如以上所述，根據本實施方式涉及的太陽能電池模塊，在將太陽能電池面板的緣部嵌入到框構件的嵌合部進行粘接時，能夠在固化型的第2粘接劑固化之前的期間，利用壓敏型的第1粘接劑將太陽能電池面板固定(定位)於框構件。由此，在本實施方式中，能夠在通過第1粘接劑進行固定的期間對第2粘接劑進行養護，所以可充分獲得第2粘接劑的粘接強度的同時生產性得到了提高。

符號說明

1：太陽能電池模塊

2：太陽能電池面板

2a：表面

2b：側面

2c：背面

2d：緣部

3：框構件

3a：嵌合部

3a1：第1壁部

3a11：第1凹部

3a12：凸部

3a2：第2壁部

3a21：第2凹部

3a3：第3壁部

3a31：第3凹部

3b：外壁部

3c：底面部

3d：切口部

3e：第1區域

3f：第2區域

3g：第3區域

4：第1粘接劑

5：第2粘接劑

10：透光性基板

11：密封件

12：內引線

13：太陽能電池元件

14：背面保護構件

15：端子盒