[發(fā)明專利]太陽(yáng)能電池組件

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 00124243.1
• 申請(qǐng)日: 2000-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN1280393A
• 公開（公告）日: 2001-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 片岡一郎;山田聰;鹽塚秀則;善光秀聰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 佳能株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01L31/048
• 分類號(hào): H01L31/048;H01L31/042
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 劉金輝

本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能電池組件，特別涉及光生伏打元件的光接收表面和／或非光接收表面被有機(jī)聚合樹脂密封的太陽(yáng)能電池組件。

近些年來，全球都已意識(shí)到生態(tài)問題。具體說，由于CO2的釋放引起的地球變暖的現(xiàn)象已成為一個(gè)嚴(yán)重的問題，對(duì)清潔能量的需求日益增長(zhǎng)。由于太陽(yáng)能電池安全且容易處理，所以目前可以說太陽(yáng)能電池是一種有前途的清潔能源。

圖5是展示太陽(yáng)能電池組件基本結(jié)構(gòu)的示意剖面圖。圖5中，數(shù)字501表示光生伏打元件，502是密封樹脂，503是正面部件，504是背面部件。太陽(yáng)光穿透正面部件503和密封樹脂502，入射到光生伏打元件501的光接收表面上，并轉(zhuǎn)換成電能。所產(chǎn)生的電力從輸出端(未示出)輸出。

光生伏打元件不能耐受直接用于嚴(yán)酷的戶外條件，是由于光生伏打元件自身易受侵蝕和因?yàn)閬碜酝饨绲臎_擊而易破裂。因此，光生伏打元件必須被覆蓋材料覆蓋和保護(hù)。最一般說，這可以通過將光生伏打元件夾在和層壓在例如玻璃和碳氟樹脂膜等具有耐氣候性的透明正面部件和例如層疊有鋁的teddler膜和聚酯膜等具有優(yōu)異耐濕性及電阻特性的背面部件間的方法完成。

關(guān)于用于太陽(yáng)能電池的常規(guī)密封樹脂，主要使用聚乙烯醇縮丁醛和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)。其中，EVA的可交聯(lián)組合物具有例如耐熱、耐氣候、透明和成本效率等優(yōu)異特性，是目前太陽(yáng)能電池所用的最普通密封樹脂。

由于太陽(yáng)能電池組件要長(zhǎng)期用在戶外，所以需要具有高耐久性。更不必說光生伏打元件自身的耐久性，另外需要覆蓋材料具有優(yōu)異的耐氣候性和耐熱性。然而，由于組件暴露于戶外超過10年后，覆蓋材料發(fā)生光降解或熱降解，會(huì)發(fā)生密封材料變黃或部件間剝離的問題。密封材料的變黃會(huì)引起入射光量和電輸出的減少。同時(shí)，部件間的剝離會(huì)使?jié)駳膺M(jìn)入剝離的部分，因而造成光生伏打元件自身或附著于該元件上的金屬部件的侵蝕，結(jié)果會(huì)降低太陽(yáng)能電池的性能。

盡管如上所述常規(guī)使用的EVA是一種優(yōu)異的密封材料，但由于水解作用或熱解作用，這種材料會(huì)逐漸降解。即，EVA實(shí)際上具有乙酸容易從中析出的特性。乙酸的析出會(huì)因熱或濕氣而發(fā)生，因而會(huì)造成密封材料變黃或降低密封材料的機(jī)械強(qiáng)度或粘附強(qiáng)度。另外，析出的乙酸會(huì)作為一種催化劑，進(jìn)一步促進(jìn)降解。同時(shí)，還有一個(gè)問題，光生伏打元件自身或例如電極等附著于該元件上的各種金屬部件會(huì)受乙酸侵蝕。

為解決這些問題，已提出了比其常規(guī)的對(duì)應(yīng)部件具有高耐久性的太陽(yáng)能電池密封材料。日本專利申請(qǐng)公開7-302926公開了利用乙烯和不飽和脂肪酸酯的共聚物樹脂作密封材料，可以提高耐熱性和耐濕性，并可以防止由于酸的析出造成的光生伏打元件性能退化。具體說，上述申請(qǐng)公開了將乙烯和不飽和脂肪酸酯的共聚物樹脂作密封材料應(yīng)用于具有形成于導(dǎo)電金屬基片上的薄半導(dǎo)體膜和透明導(dǎo)電層的光生伏打元件，可以防止由于酸造成的元件中的短路和對(duì)透明導(dǎo)電層的侵蝕，可以提供高度可靠的太陽(yáng)能電池組件。

另外，日本專利申請(qǐng)公開7-202236公開了可以用離聚物樹脂、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)樹脂、乙烯-甲基丙烯酸無規(guī)共聚物(EMAA)樹脂、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)樹脂、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMMA)樹脂、乙烯丙烯酸甲酯共聚物(EMA)樹脂和其它粘附性聚烯烴樹脂作粘合層。

然而，乙烯和不飽和脂肪酸酯的共聚物樹脂與金屬、玻璃和其它塑料材料的粘附性低，在用作太陽(yáng)能電池的密封材料時(shí)，容易從元件、正面部件或背面部件上剝離。為克服該麻煩，到目前為止采用了在密封樹脂中加入粘附性改進(jìn)劑，或?qū)γ芊鈽渲M(jìn)行易粘附處理。更具體說，日本專利公告6-35575和日本專利申請(qǐng)公開9-36405公開了在密封樹脂中加入硅烷耦合劑或有機(jī)鈦酸酯化合物，同時(shí)日本專利申請(qǐng)公開9-36405公開了在正面部件為一種膜時(shí)，用電暈、等離子體、臭氧、紫外線、電子束輻射或火焰等處理與密封樹脂接觸的正面部件的表面。

然而，硅烷耦合劑和有機(jī)鈦酸酯化合物易水解。因此，在它們預(yù)先加入其中的密封樹脂形成片材，并熱壓彎制造太陽(yáng)能電池組件時(shí)，含于片材中的硅烷耦合劑或有機(jī)鈦酸酯化合物與空氣中的濕氣反應(yīng)，在片材的貯存期間逐漸喪失其活性，因而，提高粘附性的作用易變得不充分。另外，在太陽(yáng)能電池組件暴露于戶外時(shí)，保持各部件間粘附性的硅烷耦合劑或有機(jī)鈦酸酯化合物在光、熱或濕氣的作用下，會(huì)逐漸分解，喪失粘附強(qiáng)度。另一方面，用電暈、等離子體等表面處理會(huì)在不活潑的膜表面上產(chǎn)生官能團(tuán)，并在膜和密封樹脂間主要形成氫鍵，以提高粘附強(qiáng)度。但在樹脂由于密封樹脂中缺少極性基團(tuán)等原因?qū)嶋H上喪失了粘附性時(shí)，表面處理不會(huì)提供令人滿意的效果。