JPH0918032A - 太陽電池とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発電素子と前面フィルムとの間が剥離して気
泡ができるのを有効に防止する。外周封止部をより完全
な状態に封止して、発電素子の水分に起因する電気特性
の低下を防止する。 【構成】 太陽電池は、発電素子１の背面を背面フィル
ム３で被覆し、発電素子１の前面を、透光性のあるプラ
スチック製の前面フィルム２で被覆している。背面フィ
ルム３と前面フィルム２は、発電素子１の外周から突出
して外周封止部５となっている。外周封止部５は互いに
接着層４を介して接着されている。背面フィルム３を発
電素子１の背面に付着する付着力は、前面フィルム２を
発電素子１の前面に接着する接着力よりも弱くなってい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発電素子の両面をフィ
ルムで被覆している太陽電池とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】太陽電池は発電素子を水密に封止する構
造で被覆される。発電素子に水分が侵入すると、発電素
子の発電特性が低下するからである。図８は従来の太陽
電池の断面図を示す。この図の太陽電池は、発電素子１
の前面と背面を、前面フィルム２と背面フィルム３とで
被覆して封止している。前面フィルム２と背面フィルム
３は、発電素子１の外側に延長される外周封止部５で互
いに気密に接着されている。

【０００３】この構造の太陽電池は、前面フィルム２と
背面フィルム３の間に発電素子１を配設し、前面フィル
ム２を発電素子１の前面に、背面フィルム３を発電素子
１の背面に接着して、外周封止部５を加熱溶着して製造
される。前面フィルム２と背面フィルム３は、発電素子
１に密着できると共に、外周封止部５を加熱溶着できる
ように、内面に熱可塑性のプラスチックフィルムの接着
層４を積層して設けている。たとえば、前面フィルムと
背面フィルムの内面に、ポリエチレンフィルムやＥＶＡ
フィルムを接着層として積層している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この図に示す太陽電池
は、前面フィルム２と背面フィルム３の内面に設けた接
着層４で発電素子１の両面に密着状態で接着されてい
る。この太陽電池は、使用環境によっては、前面フィル
ムが局部的に発電素子の表面から剥がれることがある。
前面フィルムが発電素子から剥がれると、前面フィルム
の裏面に気泡８ができる。気泡８は、前面フィルムを透
過する光線を発電素子に効率よく入射するのを阻害す
る。気泡の表面で光が反射して、発電素子に入射しなく
なるからである。気泡ができた太陽電池を前からみる
と、気泡部分が他の部分よりも白く見えて、光が反射し
ていることが判る。

【０００５】気泡は、太陽電池を加熱、冷却するときに
発生しやすい。加熱、冷却したときに気泡ができるの
は、発電素子に密着される前面フィルムと背面フィルム
が、図８の矢印Ａで示す方向に変形するからである。

【０００６】本発明の第１の目的は、この弊害を解決す
ることを目的に開発されたもので、本発明の重要な目的
は、発電素子と前面フィルムとの間が剥離して気泡がで
きるのを有効に防止できる太陽電池とその製造方法を提
供することにある。

【０００７】さらに、図８に示す断面構造の太陽電池
は、外周封止部を理想的な状態で封止するのが難しい。
外周封止部の封止が充分でなく、この部分から水分が侵
入すると、発電素子の電気特性を低下させる弊害が発生
する。この弊害は、外周封止部の幅を広くして、外周封
止部の接着面積を大きくして少なくできる。ただ、外周
封止部を幅広にすると、太陽電池の外形が大きくなっ
て、全体の面積に対する有効発熱面積が小さくなる欠点
がある。

【０００８】本発明の第２の目的は、この弊害を防止す
ること、すなわち、外周封止部をより完全な状態に封止
して、発電素子の水分に起因する電気特性の低下を防止
できる太陽電池の製造方法を提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の太陽電池とその
製造方法は、前述の目的を達成するために下記のように
なっている。本発明の請求項１に記載される太陽電池
は、発電素子１の背面を背面フィルム３で被覆し、発電
素子１の前面を、透光性のあるプラスチック製の前面フ
ィルム２で被覆している。背面フィルム３と前面フィル
ム２は、発電素子１の外周から突出して外周封止部５と
なっている。外周封止部５は互いに接着層４を介して接
着されている。さらに、本発明の太陽電池は、背面フィ
ルム３を発電素子１の背面に付着する付着力を、前面フ
ィルム２を発電素子１の前面に接着する接着力よりも弱
くしている。

【００１０】さらに、本発明の請求項２に記載される太
陽電池は、前面フィルム２を発電素子１の前面に接着
し、背面フィルム３は発電素子１の背面に接着していな
い。外周封止部５は、前面フィルム２の接着層４を介し
て互いに接着されている。

【００１１】さらにまた、本発明の請求項３に記載され
る太陽電池の製造方法は、発電素子１の背面を背面フィ
ルム３で被覆し、発電素子１の前面を、透光性を有する
プラスチックの前面フィルム２で被覆し、背面フィルム
３と前面フィルム２を発電素子１の外周から突出させて
外周封止部５とし、この外周封止部５を接着層４を介し
て互いに接着して製造する。さらに、この太陽電池の製
造方法は、発電素子１の外周に突出する外周封止部５を
接着層４で接着した後、二次ヒートシールして接着され
ている外周封止部５を加熱圧着して前面フィルム２と背
面フィルム３を外周封止部５で加熱溶着する。

【００１２】

【作用】本発明の請求項１と請求項２に記載される太陽
電池は、前面フィルム２を発電素子１に強く接着する
が、背面フィルム３を発電素子１に接着する接着力を弱
くし、あるいは、接着しない。発電素子１は前面に前面
フィルム２を強く接着するが、背面を背面フィルム３に
強く接着しない。このため、太陽電池が加熱、冷却され
て前面フィルム２と背面フィルム３に図８の矢印Ａで示
す方向に力が作用しても、発電素子１は前面フィルム２
に密着する状態を保持する。背面フィルム３が発電素子
１を背面に強く引っ張ることがないからである。前面フ
ィルム２が発電素子１から剥離しない太陽電池は、前面
フィルム２が発電素子１に密着する状態に保持されて、
内面に気泡８ができない。このため、気泡８が前面フィ
ルム２を透過する光を反射して発電素子１の発電効率を
低下させることがない。

【００１３】さらに、本発明の請求項３に記載される太
陽電池の製造方法は、前面フィルム２と背面フィルム３
とを、発電素子１の外周封止部５の接着層４で接着した
後、さらに、二次ヒートシールして接着されている外周
封止部５を加熱圧着して溶着する。このようにして接着
される外周封止部５は、図１の断面図に示すように、接
着層４とフィルムとが混在する状態となって、前面フィ
ルム２と背面フィルム３とを理想的な状態で溶着でき
る。従来の方法で接着された外周封止部５は、図２の断
面図に示すように、フィルムが接着層４を介して接着さ
れる。本発明の方法で製造される太陽電池は、図１に示
すようにフィルムが混在する状態で溶着されるので、外
周封止部５を理想的な状態に封止できる。このため、外
周封止部５を通過して水分が内部に侵入するのを有効に
防止して、水分に起因する発電素子１の劣化を効果的に
阻止できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想
を具体化するための太陽電池とその製造方法を例示する
ものであって、本発明は太陽電池とその製造方法を下記
のものに特定しない。

【００１５】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番
号を、「特許請求の範囲の欄」、「作用の欄」、および
「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付
記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、
実施例の部材に特定するものでは決してない。

【００１６】図３の斜視図、図４の断面図、および、図
５の断面図に示す太陽電池は、発電素子１の背面を背面
フィルム３で被覆し、発電素子１の前面を、透光性を有
するプラスチックの前面フィルム２で被覆している。

【００１７】発電素子１は、背面電極であるメタル層の
上に、アモルファスシリコン層（ａ−Ｓｉ層）を積層
し、このａ−Ｓｉ層の前面に、導電性と透光性のあるＩ
ＴＯを前面電極として積層し、さらに、メタル層の背面
にポリイミド樹脂等のプラスチックフィルム層を密着し
ている。この図の発電素子１は、背面にポリイミド樹脂
６を積層しているが、ポリイミド樹脂は必ずしも必要で
ない。

【００１８】発電素子１を被覆する背面フィルム３と前
面フィルム２は、発電素子１を被覆して、発電素子１が
水分で劣化するのを防止する。前面フィルム２と背面フ
ィルム３は、発電素子１の外形よりも大きく、発電素子
１の外周から突出している。発電素子１から突出する外
周封止部５は、前面フィルム２に設けた接着層４を介し
て互いに接着されている。前面フィルム２と背面フィル
ム３は、外周封止部５で接着されて発電素子１を気密構
造に封止している。

【００１９】前面フィルム２と背面フィルム３は、水分
透過の少ない透明のプラスチックフィルム、例えば、３
フッ化エチレンフィルムやポリエステルフィルムが使用
できる。背面フィルム３は透光性が要求されない。この
ため、背面フィルムには水分透過率の少ない全てのプラ
スチックフィルムが使用できる。背面フィルムには、ア
ルミニウム箔を積層したフィルムが使用できる。アルミ
ニウム箔を積層した背面フィルムは、水分の透過を効果
的に防止できる特長がある。ただ、アルミニウム箔を積
層したフィルムは、アルミニウム箔を前面フィルムに加
熱して溶着できないので、アルミニウム箔のない面を前
面フィルムに溶着する。あるいは、アルミニウム箔のあ
る面を前面フィルムに溶着するには、アルミニウム箔の
表面であって外周封止部にあたる部分に、熱可塑性のプ
ラスチックを積層して設ける。

【００２０】前面フィルム２は内面に接着層４を設けて
いる。背面フィルム３は発電素子１に接着させないの
で、内面に接着層を設けていない。前面フィルム２を発
電素子１に強固に接着させて、背面フィルム３を発電素
子１に接着させないためである。ただ、背面フィルムに
は、前面フィルムよりも弱い接着力で発電素子に接着さ
せる接着層を設けることもできる。前面フィルム２の接
着層４には、熱可塑性のプラスチックフィルムやホット
メルトの接着剤が使用できる。熱可塑性のプラスチック
フィルムは、積層して前面フィルム２の内面に接着さ
れ、ホットメルトの接着剤は前面フィルム２に塗布して
接着される。接着層４に使用できる熱可塑性のプラスチ
ックフィルムは、ポリエチレンフィルム、ＥＶＡフィル
ム、ポリプロピレンフィルム等である。

【００２１】図４の断面図に示す太陽電池は下記のよう
にして製造される。 発電素子１の前面に前面フィルム２を積層して密着
する。 発電素子１の背面に背面フィルム３を配設する。 前面フィルム２と背面フィルム３の外周封止部５を
押圧しながら加熱し、前面フィルム２の接着層４を加熱
溶融して、前面フィルム２と背面フィルム３とを外周封
止部５で溶着する。前面フィルム２と背面フィルム３
は、ヒータを内蔵するプレスで押圧され、あるいは、超
音波ホーンに押圧されて加熱、溶着される。外周封止部
５が溶着されることにより、太陽電池は、発電素子１を
前面フィルム２と背面フィルム３で被覆される。外周封
止部５を溶着するとき、前面フィルム２は発電素子１の
前面に密着状態で加熱されて発電素子１に接着される。

【００２２】以上のようにして、製造された太陽電池
は、図４と図５の断面図に示すように、前面フィルム２
の接着層４を介して、外周封止部５が溶着され、前面フ
ィルム２が発電素子１に密着する状態で接着される。背
面フィルム３は接着層がないので、発電素子１の背面に
接着されない。ただ、背面フィルムに前面フィルムより
も弱い接着力の接着層を設けると、背面フィルムも発電
素子の背面に接着される。

【００２３】このようにして製造された太陽電池の外周
封止部５は、図２に示すように、前面フィルム２と背面
フィルム３が接着層４を介して接着される。外周封止部
５をより確実に封止して、内部への水分侵入を阻止する
ために、図６と図７に示す太陽電池は、すでに溶着され
ている外周封止部５の一部を加熱圧着して、二次的にヒ
ートシールする。二次ヒートシールは、すでに溶着され
ている外周封止部５の溶着幅よりも狭い幅で、前面フィ
ルム２と背面フィルム３を押圧状態で加熱して、前面フ
ィルム２と背面フィルム３を溶融して溶着させる。二次
ヒートシールは、接着層４のみでなく、前面フィルム２
と背面フィルム３を溶着して、外周封止部５をより確実
にヒートシールする。したがって、二次ヒートシール
は、外周封止部５を最初に加熱、押圧して溶着するより
も高温度で、あるいは、より強く押圧して外周封止部５
を溶着する。

【００２４】二次ヒートシールは、外周封止部５を最初
に溶着するのと同じ方法、たとえば、ヒータを内蔵する
プレスをより高い温度に設定して押圧し、あるいは、出
力を大きくしたり、押圧面積を小さくした超音波ホーン
で押圧して溶着する。二次ヒートシールされた外周封止
部５は、図１の拡大断面図に示すように、フィルムと接
着層４とが混在する状態となって、より確実に溶着され
る。

【００２５】図に示す太陽電池は、二次ヒートシールす
る部分を、外周封止部５の外周部に位置させている。こ
の構造の太陽電池は、接着層４で溶着される部分の外側
を、二次ヒートシール部７で、より確実に封止できる特
長がある。すなわち、外周封止部５は、溶着された接着
層４と、二次ヒートシール部７とで二重に封止される。

【００２６】二次ヒートシール部は、溶着された接着層
の内側に配設することもできる。ただ、二次ヒートシー
ル部を溶着された接着層の内側に位置させると、二次ヒ
ートシール部でシール不良になる確率が高くなる。それ
は、二次ヒートシールは、接着層を溶着するよりも高温
で、あるいは強く外周封止部を押圧して薄く押し潰す状
態で溶着するからである。二次ヒートシールされた外周
封止部は、フィルムが薄くなるので、接着層を溶着する
のに比較するとフィルムの局部が破損しやすい。このた
め、二次ヒートシール部が内側にあって、この部分でフ
ィルムが破損すると、発電素子を理想的な状態で封止で
きなくなる。二次ヒートシール部を、溶着された接着層
の外側に配設すると、万一、二次ヒートシールがフィル
ムを破損しても、接着層で溶着されているので封止でき
る。

【００２７】

【発明の効果】本発明の請求項１と請求項２に記載され
る太陽電池は、前面フィルムを発電素子の前面に接着す
るが、背面フィルムを発電素子に接着せず、あるいは前
面フィルムよりも弱い接着力で付着している。このた
め、太陽電池を加熱したり、冷却して、前面フィルムと
背面フィルムとが発電素子から離れる方向に変形して
も、前面フィルムが発電素子から剥離することがない。
背面フィルムが発電素子に強く接着されていないないか
らである。発電素子は、前面フィルムと一体となって変
形し、前面フィルムと発電素子の間で剥離することがな
い。したがって、前面フィルムと発電素子の間に気泡が
できるのを有効に防止できる。気泡のない太陽電池は、
気泡が入射する光線を反射することがない。前面フィル
ムを透過した光は効率よく発電素子を照射し、発電素子
は高い効率で発電する。

【００２８】さらに、本発明の請求項３に記載する太陽
電池の製造方法は、接着層で溶着した外周封止部をさら
に、二次ヒートシールしてより確実に溶着する。二次ヒ
ートシールされた外周封止部は、フィルムと接着層とが
混在する状態となって、外周封止部をより確実にヒート
シールする。このため、外周封止部からの水分侵入をよ
り確実に阻止して、水分に起因する発電素子の劣化を有
効に防止できる特長がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法を示
す外周封止部の拡大断面図

【図２】従来の太陽電池の製造方法を示す外周封止部の
拡大断面図

【図３】本発明の実施例に係る太陽電池の斜視図

【図４】図３に示す太陽電池のＢ−Ｂ線断面図

【図５】本発明の実施例に係る太陽電池の断面図

【図６】本発明の他の実施例に係る太陽電池の断面図

【図７】本発明の他の実施例に係る太陽電池の斜視図

【図８】従来の太陽電池の断面図

【符号の説明】

１…発電素子 ２…前面フィルム ３…背面フィルム ４…接着層 ５…外周封止部 ６…ポリイミド樹脂 ７…二次ヒートシール部 ８…気泡

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塙平 信夫 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発電素子(1)の背面が背面フィルム(3)で
   被覆され、発電素子(1)の前面が、透光性を有するプラ
   スチックの前面フィルム(2)で被覆されており、背面フ
   ィルム(3)と前面フィルム(2)が発電素子(1)の外周から
   突出して外周封止部(5)となっており、外周封止部(5)が
   互いに接着層(4)を介して接着されている太陽電池にお
   いて、 背面フィルム(3)が発電素子(1)の背面に付着される付着
   力が、前面フィルム(2)が発電素子(1)の前面に接着され
   る接着力よりも弱いことを特徴とする太陽電池。
2. 【請求項２】 前面フィルム(2)は発電素子(1)の表面に
   接着され、背面フィルム(3)は発電素子(1)に接着され
   ず、前面フィルム(2)の内面に積層された接着層(4)を介
   して外周封止部(5)が接着されてなることを特徴とする
   太陽電池。
3. 【請求項３】 発電素子(1)の背面を背面フィルム(3)で
   被覆し、発電素子(1)の前面を、透光性を有するプラス
   チックの前面フィルム(2)で被覆し、背面フィルム(3)と
   前面フィルム(2)を発電素子(1)の外周から突出させて外
   周封止部(5)とし、この外周封止部(5)を接着層(4)を介
   して互いに接着する太陽電池の製造方法において、 発電素子(1)の外周に突出する外周封止部(5)を接着層
   (4)で接着した後、さらに二次ヒートシールして、接着
   されている外周封止部(5)を加熱圧着し、前面フィルム
   (2)と背面フィルム(3)を外周封止部(5)で加熱溶着する
   ことを特徴とする太陽電池の製造方法。