[發明專利]太陽能電池模塊和用于該太陽能電池模塊的光控片

有效

• 申請號: 201210599126.6
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN103151406A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 降簱智欣;伊藤厚雄;金亨培;五十嵐實;堀田昌克;中村勉
• 申請（專利權）人: 信越化學工業株式會社
• 主分類號: H01L31/048
• 分類號: H01L31/048;H01L31/0232
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 任宗華

技術領域

本發明涉及一種太陽能電池模塊和用于該太陽能電池模塊的光控片。

背景技術

因為其作為將解決全球環境難題的一種重要能源的潛力，光伏發電吸引了人們很大的注意。光伏發電主要依賴于晶體硅太陽能電池，該晶體硅作為光電轉換器而起作用。為了提高它們的光電轉化效率，已經進行了持續的研究和開發。在單晶硅太陽能電池領域，在具有寬帶隙的無定形硅的異質結層的新型太陽能電池或者后接觸型的新型太陽能電池的設計中實現了這些成果，其中，所述后接觸型的新型太陽能電池省略了在光入射面上的必要的集電極層，從而通過該光入射面上的電極最小化了入射光的損失。這些新型的太陽能電池達到了高于20％的光電轉換效率。

用于光伏發電的太陽能系統包括用于將太陽光轉換為電能的太陽能電池模塊，用于將所轉換來的電能連接至傳輸網絡的電纜，以及外周設備。該太陽能電池模塊需要具有非常好的耐用性，因為它們被暴露在戶外的太陽光下。根據由新能量和工業技術發展組織(一個獨立的管理機構)在2009年建立的“光伏發電的路線圖(PV2030+)”，太陽能電池的壽命在2017年將為25年而在2025年將為30年。為了使光伏發電成為能與在商業能源供應中占主導的熱能、核能和水力能相兼容的一種基礎電力源，因此在開發計劃之前，必須獲得高度耐用的太陽能電池。

傳統的太陽能電池模塊包括雙面都被EVA(乙烯一醋酸乙烯酯共聚物)密封以提高可靠性的晶體硅太陽能電池。遺憾的是，由于其低的玻璃轉化點，EVA具有在高溫下變軟和在低溫下變硬的缺點。換句話說，它在戶外環境中隨著溫度變化膨脹和收縮，并且這導致了在晶體硅太陽能電池中有缺陷的布線。因此，EVA的使用是延長太陽能電池模塊的壽命超過25年的一個障礙。

EVA還具有的另一個缺點是需要層合工藝進行密封，其中所述密封涉及加熱和抽空。該工藝包括許多復雜的步驟。在層合工藝中的任何不足都損害太陽能電池的特征性能。已經提出兩種途徑來解決這一問題。一種是通過對從太陽能電池模塊兩端的陽極和陰極上延伸的引線上施加耐熱膜，從而保護這些引線以避免與其它引線(如在專利文獻1：JP-A1997-326497中所公開的)之間短路。另一種是通過用由至少由兩種樹脂構成的層合膜涂覆每一個光伏發電元件的正面或背面的至少一面，從而提高產出量(如在專利文獻2：JP-A1999-87744中所公開的)。

安裝在戶外的太陽能電池模塊變得非常熱，尤其是在夏天，并且其中的太陽能電池元件也如此。已知，隨著它們溫度的上升，它們的發電效率降低了。例如，在單晶硅電池的情形下，從25℃(假定在該溫度下效率為100％)開始，元件溫度每增加一度效率就降低約0.4％。因此，如何分散太陽能電池元件不斷上升的溫度是太陽能電池模塊有效工作的重要因素。

為了抑制太陽能電池的溫度上升，對有效散熱進行了各種各樣的設計。它們包括，例如，附加到太陽能電池模塊的背面的高導熱性金屬散熱器(專利文獻3：JP2770906)，導熱阻擋構件和從反面釋放熱量的熱管的結合(專利文獻4：JP-A1997-186353)，由線性膨脹系數不同的金屬構成的層合結構的散熱器(專利文獻5：JP4206265)，和用于散熱的結合到反面的長片型金屬構件(專利文獻6：JP-A2006-156581)。用于散熱的金屬材料對于太陽能電池模塊來說在經濟上是不利，因為它們的材料成本和加工成本高。除此之外，它們增加了模塊的重量，從而使得它們的操作不方便。

不像傳統的單晶硅太陽能電池，達到了高于20％的轉換效率的HIT型或后接觸型太陽能電池，需要用于沉積不定形硅層和形成細小電極的特殊裝置或設備。這導致了太陽能電池的高生產成本并阻礙了太陽能電池的推廣。因此，需要一種新技術通過減小由在低成本的光入射面上的集電極所導致的入射光的損失來提高轉換效率。