[發明專利]球狀熒光體、波長轉換型太陽能電池封固材料、太陽能電池組件以及它們的制造方法

有效

• 申請號: 201180058560.7
• 申請日: 2011-11-18
• 公開（公告）號: CN103237865A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 岡庭香;山下剛;澤木琢
• 申請（專利權）人: 日立化成株式會社
• 主分類號: C09K11/06
• 分類號: C09K11/06;C08K5/00;C08L33/06;H01L31/042
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 白麗;陳建全

技術領域

本發明涉及球狀熒光體、波長轉換型太陽能電池封固材料、太陽能電池組件以及它們的制造方法。

背景技術

現有的結晶硅太陽能電池組件為以下的構成。表面的保護玻璃（也稱作護罩玻璃）重視耐沖擊性而使用鋼化玻璃，為了使得與封固材料（通常是以乙烯-醋酸乙烯酯共聚物為主成分的樹脂，也稱作填充材料）的密合性良好，單面施有利用壓花加工形成的凹凸圖案。

另外，該凹凸圖案形成于內側，太陽能電池組件的表面是平滑的。此外，在保護玻璃的下側設置有用于保護封固太陽能電池元件和接頭線（tab?line）的封固材料及背膜。

一般來說，太陽光光譜中360nm以下的短波長區域及1200nm以上的長波長區域的光對結晶硅太陽能電池的發電沒有貢獻。這種情況被稱為光譜不整合或光譜失配。

與此相關，例如在日本特開2003-218379號公報中提出了下述方法：將通過使用熒光物質（也稱為發光材料）對太陽光光譜中的對發電沒有貢獻的紫外區域或紅外區域的光進行波長轉換、從而發出對發電可作出貢獻的波長區域的光的層設置在太陽能電池受光面一側。

另外，在日本特開2006-303033號公報中提出了使作為熒光物質的稀土類絡合物含有在封固材料中的方法。

此外，如日本特開2003-051605號公報等所公開的那樣，一直以來廣泛使用作為太陽能電池用透明封固材料而被賦予了熱固化性的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。

發明內容

發明要解決的課題

日本特開2003-218379號公報所記載的發明提出的方案是將對發電沒有貢獻的光波長轉換成可對發電作出貢獻的波長區域的光，在波長轉換層中含有熒光物質。但是，該熒光物質一般形狀較大，在入射的太陽光通過波長轉換膜時，有時無法充分地達到太陽能電池元件而使對發電沒有貢獻的比例增加。其結果存在下述課題：即使利用波長轉換層將紫外區域的光轉換成可見區域的光，有時也不會使相對于入射的太陽光發電的電力的比例（發電效率）提高多少。另外，還有時由于熒光物質的吸收或散射損失而使得發電效率比未導入熒光物質時下降。

另外，在日本特開2003-051605號公報所記載的方法中，作為熒光物質使用的稀土類絡合物由于容易與廣泛用作封固材料的乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）一起水解，因此有時經時地發生劣化。而且，從其構成出發，很難將波長轉換后的光導入到太陽能電池元件中。此外，在使作為熒光物質的稀土類絡合物分散于EVA時，有時由于EVA的水解而產生酸，誘發稀土類金屬絡合物的水解，無法呈現熒光，從而無法獲得目標的波長轉換效果。另外，由于稀土類金屬絡合物分子之間容易凝聚，凝聚體會使激發波長發生散射，因此存在有時作為熒光體的稀土類金屬的利用效率進一步降低的課題。

另外，為了獲得目標的波長轉換效果，吸收紫外線并發出紅色熒光的銪絡合物是最有效的熒光物質之一。例如其代表性的絡合物Eu（TTA）₃Phen的激發波長如圖2所示，在為單獨的絡合物時在420nm可見激發端。但是，根據其絡合物的狀態、特別是封固方法的不同，激發波長有時不同。例如在為樹脂封固體時，在比400nm短的波長區域內有激發帶。在這樣的波長帶具有激發帶時，會使太陽光光譜中強度弱的部分的波長激發，熒光強度相應地減小。

另外，作為代表性封固材料的EVA在紫外線照射下如圖3所示會引起劣化，特別是從400nm向短波長區域、散射損失增大。由此所導致的結晶硅太陽能電池元件的感度犧牲的部分雖然少，但對于本發明的目標的波長轉換效果來說影響很大。

為了減輕這樣的EVA的光劣化，通常將紫外線吸收劑配合在EVA中。如圖3所示，紫外線吸收劑的吸收與Eu（TTA）₃Phen等常用的銪絡合物的激發波長重疊。為此，有時會妨礙銪絡合物的激發。另外，為了獲得充分的波長轉換效果，必須減少紫外線吸收劑的配合量。

這樣就存在以下課題：EVA的光劣化與作為其對策的紫外線吸收劑的配合在使用Eu（TTA）₃Phen等常用的銪絡合物的情況下變為此消彼長的關系。

本發明是要改善上述問題的發明，其目的在于提供可使太陽能電池組件中的光利用效率提高、使發電效率穩定地提高的球狀熒光體、波長轉換型太陽能電池封固材料、太陽能電池組件以及它們的制造方法。

用于解決課題的手段