JPH0334582A

JPH0334582A - カバーガラス付太陽電池セル

Info

Publication number: JPH0334582A
Application number: JP1170049A
Authority: JP
Inventors: Hideki Yoshioka; 秀起吉岡
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1989-06-30
Filing date: 1989-06-30
Publication date: 1991-02-14
Anticipated expiration: 2010-02-22
Also published as: JPH0716023B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はカバーガラスを表面に接着した太陽電池の構造
に関するものである。

（従来の技術）太陽電池セル（以下セルともいう）の表面に対して放射
線の被暴及び紫外線の遮断のために、カバーガラスを接
着したものが用いられている。特に宇宙用の太陽電池に
使用されている。その接着剤の厚さは、軽量化の要求に
よりできるだけ薄くする場合と、温度サイクル環境によ
る熱ストレスのため、セルの周辺部から発生する接着剤
剥離を防止するための信頼性向上の要求により、できる
だけ厚くする場合と、さらに両方の要求を満足させるた
めに、中間的な厚さとする場合等がある。

筐た、カバーガラスをセルに接着するための接着剤の塗
布方法は、注射器により接着剤をセル又はカバーガラス
上に一滴または数滴滴下させ、セルとカバーガラスとを
貼り合せて接着剤を広げる製造方法と、一定開口率のメ
ツシュスクリーンを用いて、セル！たはカバーガラス全
体に接着剤を塗布する方法がある。

注射器による接着剤塗布方法で製造されたカバーガラス
付セルの接着剤厚さは、滴下した接着剤を、セルまたは
カバーガラスの重量で押し広げて貼り合せるため、セル
及びカバーガラスの形状、特にその反りの状態に大きく
影響される。接着剤の厚さの制御は、注射器により１滴
当りの吐出量の調節によって行われる。

一定開口率のメツシュスクリーンによる接着剤の塗布方
法で製造されたカバーガラス付セルの接着剤厚さは、は
ぼ均一なものとなる。接着剤厚さの制御は、メツシュス
クリーンの開口率の大小によって行われる。

第４図〜第６図は、注射器により接着剤を滴下させてセ
ルとカバーガラスを接着する場合を説明する図面である
。第４図の断面図に示されるように、カバーガラス７の
方向に凸の反りを有するセル８を用い、注射器により接
着剤を１滴又は数滴、セル８の表面に又はカバーガラス
７０表面に吐出し、両者を圧着して貼り合せると、接着
剤の厚さはセル８及びカバーガラス７の形状特に反りに
大きく影響され、第５図の平面図に示されるように、カ
バーガラス付セル１の内部の接着剤等圧１ｓ１８は例え
ばセルの中心付近を中心とするほぼ楕円状となる。第６
図は第５図Ｙ−Ｙ’の断面図であって、接着剤６の厚さ
は、中央部で薄く、周辺部でやや厚くなる。図において
は、カバーガラス７が湾曲しセル８が平面になっている
が、この逆の場合、または両者が湾曲することもあり得
る。これらの図において２はインタコネクタ、１４は表
電極である。

下記のｖｇ１表は、第４図に示されるようなカバーガラ
ス方向に凸の反りを有する５０μｍ厚さで、２×４ｃ！
Ｒ寸法のセル８に、１００μｍ厚さで、２×４３寸法の
カバーガラス７を接着した際のカバーガラス付セルｌの
全体としての厚さのデータを示す。第１表中のＡ〜■は
第８図に示されるセル８の各点Ａ−ｌに対応する。

第１表セル厚５０坤カバーガラス厚１００ｍ第１表に明らかなように、セル８の中央部りにかける接
着剤６の厚さ１０〜８７μｍ程度であるのに対し、周逮
部Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｅ、Ｆ、Ｇでは、５０〜１８７μｍと厚
くなっていることがわかる。

この構造のカバーガラス付太陽電池セルは、宇宙におけ
る温度サイクル環境をシくレージ書ンした温度サイクル
試験（−１８０℃〜＋１４０℃、１時間保持、５サイク
ル）にも十分耐え得ることが確認されている。

また、一定開口率のメツシュスクリーンを用いて、カバ
ーガラス７ｔたはセル８に接着剤６を塗布する方法によ
り製造された場合は、第７図の断面図に示されるように
、接着剤６の厚さは、はぼ均一なものが得られる。下記
の第２表は、５０μｍ厚さで４×６０寸法のセル８に、
１００μｍ厚さで４Ｘ６５１寸法のカバーガラス７を接
着した場合のカバーガラス付セル全体の厚さのデータを
示す。

第２表中のＡ′〜ｌ′は第９図に示されるセル８の各点
Ａ′〜ｌ′に対応する。

余白第２表第２表に明らかなように、この方法によると、セル全体
にわたり接着剤の厚さは、はぼ均一で、１４〜７５μｍ
と薄くなっていることがわかる。

（発明が解決しようとする課題）夷４〜第６図に示されるような注射器を用いて接着剤を
滴下させる方法では、セルの寸法が大きくなると、多量
の接着剤を滴下しないと、セル全体に接着剤が広がらな
いという製造上の問題があること及び軽量化のために接
着剤の厚さを薄くすると、セルの周辺部で発生するせん
断心力が大きくなり、温度サイクルを繰返すことにより
、接着剤剥離が生じることがある。

また、第７図に示されるような一定開口率のメツシュス
クリーンを使用する場合は、接着剤６の厚さは、全体と
しては、注射器を使用した場合より偏差は小さいが、軽
ｆｉｔ化要求のため接着剤６の厚とを薄くすると、特に
インタコネクタ上の接着剤６の厚さがインタコネクタの
厚さ分だけ更に薄くなる。従って、温度サイクルによる
熱ストレスが大きくなり、接着剤剥離が生じ易い。また
、インターコネクタ２の付近の接着剤の厚さを一定以上
確保する場合は、全体の重量が大きくなってし！い、近
年のカバーガラス付太陽電池に要求されている軽量化が
実現されない。

以上のように、軽量化の要求と信頼性の要求の双方を満
足させることは、困難であった。

（！！題を解決するための手段）本発明においては、前述の課題を解決するため、セルと
カバーガラスとの接着面の周辺部における接着剤の厚さ
を、内側の接着面接着剤の厚さより厚くさせた。

（作　用）本発明によれば、せん断応力の大きく作用する部分の接
着剤の厚さを厚くすることにより、接着強度を強くする
と同時に重量を軽減することができる。

（実施例）集１図は本発明の一実施例の平面図であって、第２図の
断面図に示されるように、セル内側領域Ａの接着剤の厚
さｔｌ、インターコネクタを有しない側の周辺部領域Ｂ
の接着剤の厚さを＋２、インターコネクタを有する側の
周辺部領域Ｃのインターコネクタ２の厚さを含む接着剤
の厚さを°ｔ８とし、インタコネクタ２の厚さを【４と
したとき、例えばｔｌ＜ｔｇ≦（＋３−＋４）　　　　　　・・・＋１）
となる関係を有するようにさせる。第１図のＸ　−Ｘ′
　断面図が第２図である。厚さ＋８　には表電極１４の
厚さも含１れている。表’Ｅｔｆ１４の厚さは、通常極
めて薄い。この構造によれば、セル内側の領域Ａの接着
剤の厚さをできるだけ薄くし、宇宙における温度サイク
ル環境による熱ストレスによりセルの周辺部に発生する
接着剤の剥離を防止するため、周辺部の領域Ｂ及びＣの
接着剤の厚さを厚くしている。特に、インターコネクタ
２の接続部を含む周辺部領域Ｃ付近の接着剤の厚さ（ｔ
Ｂ−＋４）　　は、他の周辺部の接着剤の厚さ＋２より
更に厚いことが望筐しい。

このような接着剤の厚さの変化は、第３図に示されるよ
うなメツシュスクリーン９を使用して、セル８の表面又
はカバーガラス７の表面に、接着剤を塗布することによ
って行われる。セル８又はカバーガラスの内側の領域Ａ
に対応するメツシュスクリーン９の内側の領域ａの開口
率をＰｌ　、セル８又はカバーガラス７のインターコネ
クタ２を有しない側の周辺部領域Ｂに対応するメツシュ
スクリーン９の周辺部の領域すの開口率をＰ２　、セル
８又はカバーガラス７のインターコネクタ２を有する側
の周辺部領域Ｃに対応するメツシュスクリーン９の周辺
部の領域Ｃの開口率をＰ８とすると、例えば、Ｐｌ＜Ｐ２　＜Ｐ８　　　　　　　　　　　・・・（２
）とする。このようなメツシュスクリーンを用いて接着
剤を塗布すると、領域Ａ、Ｂ、Ｃには、それぞれ所望の
厚さの接着剤が塗布されるが、それらの境界部はその中
間の厚さで順次変化する。領域Ａと領域Ｂとの中間を領
域（Ａ　ａ　Ｂ）、領域Ｂと領域Ｃとの中間を領域（Ｂ
＃　Ｃ）、領域Ａと領域Ｃとの中間を領域（Ａ、Ｃ）、
領域Ａと領域Ｂと領域Ｃとの中間を領域（Ａ、Ｂ、Ｃ）
とする。これらの関係は（１）式に加えて、【１≦領域（Ａ、Ｂ）の摩さ≦ｔ２≦領域＜Ｂ、　ｃ）
の厚さ≦ｔ８　　　　　　　　　　　　　　・・・（３
）及び、ｔｌ　≦領域（Ａ　ｅ　ｃ　）の厚さ≦ｔ３　　　　・
・・（４）及びｔｌ　≦領域（Ａ、Ｂ、Ｃ）の厚さ≦【８　・・・（５
）とする。

下記の第３表は、本発明により試作したカバーガラス付
太陽電池セルの全体の厚さのデータの一例を示すもので
ある。第１表及び第２表の例と同じくセルの厚さは５０
μｍ１カバーガラスの厚さは１００μｍである。但し、
面積は両者とも４×６ｃｍとした。ＭｒＪＢ表中のＡ′
〜Ｉ′は第９図のＡ′〜■′の各点に対応する。

第８表に明らかなように、セルの内側領域Ａの、第９図
の例えば点Ｅ′における接着剤の厚さは、２〜１５μｍ
と薄く、周適部領域Ｂの例えば点Ｂ　Ｉ。

ｃｌ、　ｖｌ、　Ｈｌ、　ｘｌ　における接着剤の厚さ
は４４〜８８／ｌ　ｍとやや厚く、周辺部領域Ｃの例え
ば点Ａ’、Ｄ’。

Ｇ′における接着剤の厚さは８２〜１１８μｍと厚くな
っている。また、インターコネクタの厚さが８０μｍと
すると、インターコネクタ上の接着剤の厚さは、５２〜
８８μｍとなり、前述の式（１）〜（５）の範囲内とな
る。この構造のカバーガラス付太陽電池セルは、前述の
温度サイクル試験によっても、接着剤剥離が発生しない
ことが確認されている。

本発明による構造が、接着剤の剥離に関して信頼性が高
いことを、−次元の簡単な応力式により説明すると以下
のようになる。

第１０図において、カバーガラス７及びセル８は、剛性
が高く、かつ接着剤６を介して互に変位に対し影響を受
けないものとする。また、接着剤６は剛性が低く、カバ
ーガラス７及びセル８によ（丁り変位の影響を杢１ものとする。長さ−Ｌなるカバーガ
ラス７、接着剤６、セル８のそれぞれの厚さをｒｔｔＴ
ｓｌＴｇとする。また、接着剤６の横弾性常数を０８と
し、カバーガラス７及びセル８のＸ軸応力をそれぞれｇ
’１．ｇ２とする。筐た、カバーガラス７及びセル８の
接着剤６との界面せん断応力を両者が等しいものとしτ
とする。

このときここで、Ｘはセル中央部よりの距離を示す。

各応力は下式で示される。

Ｅｌ、Ｅ２はそれぞれカバーガラス７、セル８のヤング
率を示す。

ｕｌ、ｕ２は各層のＸ軸方向の変位を、αｌ、α２は各
層の線膨張係数を、ＪＴは温度変化量を示す。

Ｑｌ）式を用いて（ト）式の解を求めると、σ２　＝　
−ｍ　ｇ　ｌｍ＝Ｔ１／′ｒ２、ｎ　＝　”／Ｅ！となる。

接着剤の厚さＴ８の関数として整理すると、となる。

第１１図はセル８の厚さ、カバーガラス７の厚さ、各構
成材料の物性値を任意に固定した場合の、せん断芯力τ
の相対比較を、接着剤６の厚さＴ８及びセル８の中心か
らの距離Ｘをパラメータとして示す。接着剤の厚さＴ２
が小さくなる程、筐た、セルの寸法が大きくなる程、セ
ル周辺部の接着剤６に生ずるせん断応力が、指数関数的
に大きくなることがわかる。

上記の説明はメツシュスクリーンを用いた例について行
ったが、細いノズルから接着剤を吐出し式（２）の条件
を満足するような接着剤の分布を得ることによっても実
現できるであろう。

（発明の効果）以上のように、本発明によるカバーガラス付太陽電池セ
ルは、周辺部の接着剤の厚さが厚いので、熱セトレスに
対する信頼性が向上し、セル内側の接着剤の厚さを薄く
できるから、重量を軽減できる。太陽電池が大型化して
も接着剤の重量軽減に効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の平面図、第２図は第１図の
ｘ−ｘ’　断面図、第８図は本発明に使用されるメツシ
ュスクリーンの平面図、第４図はカバーガラスとセルと
の接着状態の一例の断面図、第５図は従来の一例の平面
図、第６図はそのＹ−Ｙ’断面図、第７図は従来の他の
例の断面図、第８図は第５図の例のデータ測定の各点の
位置を示す平面図、第９図は＋＄７図の例のデータ測定
の各点の位置を示す平面図、第１０図は応力式説明のた
めの斜視図、第１１図はせん断応力とセル中心からの距
離との関係を示すグラフである。ｌ・・・カバーガラス付太陽電池セル、２・・・インタ
ーコネクタ、６・・・接着剤、７・・・カバーガラス、
８・・・セル、１８・・・接着剤等厚縁、１４・・・表
電極第図第図第図

Claims

【特許請求の範囲】１、太陽電池セルとカバーガラスの接着面の接着剤の厚
さを、セル中心部の接着剤の厚さ＜インタコネクタを有しない
周辺部の接着剤の厚さ≦インタコネクタを有する周辺部
の接着剤の厚さとしたことを特徴とするカバーガラス付太陽電池セル