特許 7304038 フレキシブル光起電力モジュールの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-06-28

(45)【発行日】2023-07-06

(54)【発明の名称】フレキシブル光起電力モジュールの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/05 20140101AFI20230629BHJP

   H01L 31/048 20140101ALI20230629BHJP

【ＦＩ】

H01L31/04 570

H01L31/04 560

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2021550313

(86)(22)【出願日】2020-02-17

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-04-12

(86)【国際出願番号】 CN2020075534

(87)【国際公開番号】W WO2020173321

(87)【国際公開日】2020-09-03

【審査請求日】2021-09-01

(31)【優先権主張番号】201910148605.8

(32)【優先日】2019-02-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】521380638

【氏名又は名称】無錫携創新能源科技有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＷＵＸＩ ＣＯＯＰ＆ＩＮＮＯ ＧＲＥＥＮ ＥＮＥＲＧＹ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＣＯ．，ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．２９９，Ｄｏｎｇｓｈｅｎｇ Ｒｏａｄ，Ｄｏｎｇｇａｎｇ Ｔｏｗｎ， Ｘｉｓｈａｎ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ Ｗｕｘｉ，Ｊｉａｎｇｓｕ ２１４０００ ＣＨＩＮＡ

(73)【特許権者】

【識別番号】521380649

【氏名又は名称】蘇州携創新能源科技有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＳＵＺＨＯＵ ＣＯＯＰ＆ＩＮＮＯ ＧＲＥＥＮ ＥＮＥＲＧＹ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＣＯ．，ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｎｏ．３，Ｎｏ．１２８，Ｌｉｎｇｇａｎｇ Ｒｏａｄ，Ｌｕｚｈｉ Ｔｏｗｎ Ｗｕｚｈｏｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ Ｓｕｚｈｏｕ，Ｊｉａｎｇｓｕ ２１５１２７ ＣＨＩＮＡ

(73)【特許権者】

【識別番号】521380650

【氏名又は名称】無錫鼎森茂科技有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＷＵＸＩ ＤＩＮＧＳＥＮＭＡＯ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＣＯ．，ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．２９９，Ｄｏｎｇｓｈｅｎｇ Ｒｏａｄ，Ｄｏｎｇｇａｎｇ Ｔｏｗｎ， Ｘｉｓｈａｎ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ Ｗｕｘｉ，Ｊｉａｎｇｓｕ ２１４０００ ＣＨＩＮＡ

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】張雨軍

(72)【発明者】

【氏名】陶愛兵

(72)【発明者】

【氏名】張歓歓

(72)【発明者】

【氏名】沈佳

(72)【発明者】

【氏名】張国明

【審査官】吉岡 一也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－２４５１７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２７３３７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０９９３３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１５０９０５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１３－５３０５３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１１３４４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１７７５５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０３５２００（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０２６０６７５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国実用新案第２０６９７６３６８（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ３１／０４－３１／０５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フレキシブル光起電力モジュールの製造方法であって、以下のステップを含む、１）複数枚の電池セルを直列接続して電池ストリングとする、２）複数の前記電池ストリングを、電気的接続材料を用いて直列及び／又は並列させて電池層とし、隣接する前記電池ストリングの間に隙間を有する、３）フロントプレート材料層、フロントカプセル化材料層、前記電池層、リアカプセル化材料層、リアプレート材料層をこのような積層の順に積層させてラミネーション処理を行い、積層体を得る、４）前記積層体をプレス処理し、前記隙間にあるフロントプレート材料、フロントカプセル化材料、リアカプセル化材料、リアプレート材料を除去して複数の光起電力ユニットを含む光起電力モジュールを取得し、前記光起電力ユニットは、前記電気的接続材料により電気的に接続され、各電池ストリングの隙間におけるフロントプレート材料、フロントカプセル化材料、リアカプセル化材料、リアプレート材料、及び余分な電池セルの間のリボンや導電テープの電気的接続材料を除去し、各電池ストリングを接続する導線のみを残し、各電池ストリング間の電気性は、依然として導線により接続され、導線により電気的に接続された複数の光起電力ユニットユニットが得られ、５）複合材料層、前記光起電力モジュール、フレキシブル基材層をこのような積層の順に積層させてラミネート処理を行い、フレキシブル光起電力モジュールを得る、ことを特徴とするフレキシブル光起電力モジュールの製造方法。

【請求項2】

ステップ２）において、複数の前記電池ストリングを並列してから複数の並列した電池ストリングを直列に接続して前記電池層とし、あるいは、複数の前記電池ストリングを直列に接続してから複数の直列した電池ストリングを並列して前記電池層とする、ことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル光起電力モジュールの製造方法。

【請求項3】

ステップ２）において、前記電気的接続材料は、導線であり、複数の前記電池ストリングの間は、前記導線を用いて直列及び／又は並列接続される、ことを特徴とする請求項２に記載のフレキシブル光起電力モジュールの製造方法。

【請求項4】

前記導線は、電池ストリングと電気的接続するための導電部と、前記導電部外にスリーブのように設けられた絶縁部とを含み、前記絶縁部は、隣接する電池ストリングの隙間に位置する、ことを特徴とする請求項３に記載のフレキシブル光起電力モジュールの製造方法。

【請求項5】

ステップ１）において、各電池ストリング内の電池セルは、リボンまたは導電テープにより直列に接続され、前記電池セルには、互いに平行に設置された複数のリボンまたは導電テープを有し、前記電池ストリング端部に位置する電池セル上のリボンまたは導電テープが前記導線の導電部に接続される、ことを特徴とする請求項４に記載のフレキシブル光起電力モジュールの製造方法。

【請求項6】

ステップ３）における前記フロントプレート材料層及び／又はリアプレート材料層には、前記フロントプレート材料層とリアプレート材料層とが前記絶縁部に対応する位置に開口された導線引出孔が設けられる、ことを特徴とする請求項４に記載のフレキシブル光起電力モジュールの製造方法。

【請求項7】

前記フロントプレート材料層の材質は、ＰＣ、ＰＥＴ、ＥＴＦＥ、ＦＥＰ又はＰＭＭＡであり、前記リアプレート材料層の材質は、ＰＣ、ＰＥＴ、ＥＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＭＭＡ又は炭素繊維である、ことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル光起電力モジュールの製造方法。

【請求項8】

前記製造方法は、さらに、ステップ５）に積層されたフレキシブル光起電力モジュールを再びプレス処理し、前記隙間の導線以外の全ての材料を除去する、ステップ６）を含む、ことを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載のフレキシブル光起電力モジュールの製造方法。

【請求項9】

前記方法は、ステップ６）のプレス処理された後のフレキシブル光起電力モジュールに対して再度ラミネーション複合処理を行って、複合材料層をフレキシブル光起電力モジュールの表面及び裏面に被覆する、あるいは、複合材料層を前記フレキシブル光起電力モジュールの表面に被覆し、フレキシブル基材層を前記フレキシブル光起電力モジュールの裏面に被覆する、あるいは、複合材料層及び／又はフレキシブル基材層のフレキシブル光起電力モジュールから離れた側に、耐摩耗材を設ける、ステップ７）をさらに含む、ことを特徴とする請求項７に記載のフレキシブル光起電力モジュールの製造方法。

【請求項10】

前記方法は、ステップ６）のプレス処理された後のフレキシブル光起電力モジュールに対して再度ラミネーション複合処理を行って、複合材料層を前記フレキシブル光起電力モジュールの表面に被覆し、フレキシブル基材層を前記フレキシブル光起電力モジュールの裏面に被覆し、且つ、フレキシブル基材層のフレキシブル光起電力モジュールから離れた側に、耐摩耗材を設ける、ステップ７）をさらに含む、ことを特徴とする請求項８に記載のフレキシブル光起電力モジュールの製造方法。

【請求項11】

前記耐摩耗材は、前記フレキシブル光起電力モジュールの表面に棒形に設けられ、その長手延在方向は、前記フレキシブル光起電力モジュールの幅方向又は長手方向に対して垂直である、ことを特徴とする請求項９または１０に記載のフレキシブル光起電力モジュールの製造方法。

【請求項12】

前記複合材料層の材質は、熱可塑性高分子である、ことを特徴とする請求項９または１０に記載のフレキシブル光起電力モジュールの製造方法。

【請求項13】

前記複合材料層の材質は、ＴＰＵ、ＴＰＥまたはＴＰＶである、ことを特徴とする請求項１２に記載のフレキシブル光起電力モジュールの製造方法。

【請求項14】

前記電池ストリング内部における隣接する電池セルのピッチは、－１．５ｍｍ～２ｍｍであり、隣接する電池ストリング間の距離は、２ｍｍ～５０ｍｍである、ことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル光起電力モジュールの製造方法。

【請求項15】

前記電池ストリング内部における隣接する電池セルのピッチは、－１．５ｍｍであり、隣接する電池ストリングの間の距離は、２０ｍｍである、ことを特徴とする請求項１４に記載のフレキシブル光起電力モジュールの製造方法。

【請求項16】

前記電池セルは、結晶シリコン電池セルと、結晶シリコン電池セルで切り分かれてなる分体電池セルと、バックコンタクト電池セルと、ラミネート電池セルと、アモルファスシリコン電池セルと、のいずれか１種或いは多種である、ことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル光起電力モジュールの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光起電力技術分野に関し、特に、フレキシブル光起電力モジュールの製造方法、及び、その製造方法を用いて得られたフレキシブル光起電力モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

エネルギー価格の上昇に伴い、新型エネルギーの開発と利用は、現在エネルギー分野研究の主たる課題となっている。太陽光エネルギーは、汚染なし、地域性制限なし、使い切れなしなどの利点を有するため、太陽光エネルギー発電に対する研究は新型エネルギーの開発及び利用の主な方向となる。太陽電池を用いて発電するのは、現在、太陽光エネルギーを利用する主な方式の一つである。

【0003】

従来の太陽光エネルギー光起電力モジュール製品の表面板材は、ガラス材質を採用しており、その重量が大きくて壊れやすく、かつ、運搬が不便で、大型地上発電所または屋上発電所に適しており、常に運搬される民生用生活光起電力製品には適用できない。現在、各種電気自動車や各種蓄電池の蓄電パックを含む、新型エネルギー蓄電池の適用設備は急速に増加し、人の屋外の移動という生活のニーズをある程度満足できるが、商用電源の供給が不可能な場合、これらの製品は、電力が消耗した後に苦境に陥ってしまい、電力補充のバックアッププランがない。実際には、現在の結晶シリコンの産業化光起電力製品は、かさばって重いであり、非結晶シリコンの薄膜モジュールは、軽便でハイパワーのニーズを満たすが、非常に高価である。市場において、ローパワーニーズを満足できるフレキシブル光起電力アプリケーションがあるが、実際のパワーは比較的小さく、ハイパワーアプリケーションの展開は比較的困難であり、ハイパワーの屋外補完発電の要求には適さない。

【0004】

フレキシブル光起電力モジュールは、複数の太陽光パネルを接続することによって形成され、１つの小さい太陽光パネルのパッケージの多数の小さい太陽光パネルへの接続は、回路接続性能の安全や屋外耐候性、信頼性、重量変化などの多方面のチャレンジに関わり、フレキシブル光起電力モジュールは、ハイパワーのアプリケーション展開における屋外の耐候性から、改善する必要がある。出願番号ＣＮ２０１７１１０４０９７２、名称はフレキシブル光起電力モジュールの製造方法という発明では、その技術案は、フレキシブル光起電力モジュールの生産プロセスフローが多く、大規模生産が難しく、生産加工コストが高いという欠点も有し、自動化及び高効率製造というトレンド に適応するには、設計をさらに改善する必要がある。

【0005】

よって、従来技術においては、少なくとも下記問題がある。フレキシブル光起電力モジュールの生産プロセスの流れが雑多であり、大規模な生産が困難となるため、生産加工コストが高く、その普及と応用が制限された。

【発明の概要】

【0006】

上記問題を鑑みると、従来技術の欠点を克服するために、本発明は、改善されたフレキシブル光起電力モジュールの製造方法を提供することを目的とし、レキシブル光起電力モジュールの生産プロセスの簡素化でフレキシブル光起電力モジュールの大規模な生産を実現し、生産加工コストを低減することができる。

【0007】

本願が提供するフレキシブル光起電力モジュールの製造方法は、下記のように実現できたものである。

【0008】

光起電力モジュールの製造方法であって、前記製造方法は、以下のステップを含む。

【0009】

１）複数枚の電池セルを直列接続して電池ストリングとする。

【0010】

２）複数の前記電池ストリングを、電気的接続材料を用いて直列及び／又は並列させて電池層とし、隣接する前記電池ストリングの間に隙間を有する。

【0011】

３）フロントプレート材料層、フロントカプセル化材料層、前記電池層、リアカプセル化材料層、リアプレート材料層をこのような積層の順に積層させてラミネーション処理を行い、積層体を得る。このうち、フロントプレート材料層、フロントカプセル化材料層、リアカプセル化材料層、リアプレート材料層は、それぞれ、フロントプレート材料、フロントカプセル化材料、リアカプセル化材料、リアプレート材料で形成されたものである。フロントプレート料材とリアプレート材料は、同一であっても異なっていてもよく、フロントカプセル化材料とリアカプセル化材料は同じであっても異なっていてもよい。

【0012】

４）前記積層体をプレス処理し、前記隙間にあるフロントプレート材料、フロントカプセル化材料、リアカプセル化材料、リアプレート材料を除去して複数の光起電力ユニットを含む光起電力モジュールを得る。前記光起電力ユニットは、前記電気的接続材料により電気的に接続される。

【0013】

５）複合材料層、前記光起電力モジュール、フレキシブル基材層をこのような積層の順に積層させてラミネート処理を行い、フレキシブル光起電力モジュールを得る。すなわち、調製されたフレキシブル光起電力モジュールは一体になり、折り曲げ可能となる。

【0014】

一部の実施例では、各電池ストリングは、直列接続された電池セルを２つ以上含み、電池層は、２は２以上の直列または並列に接続された電池ストリングを含む。本発明の他の実施例では、前記複合材料層は、前記フレキシブル光起電力ユニットの表面と裏面とに同時に被覆されてもよい。

【0015】

本発明の一部の好ましい実施案によれば、ステップ２）において、複数の前記電池ストリングが並列してから複数の並列した電池ストリングを直列に接続して前記電池層とする。あるいは、複数の前記電池ストリングを直列に接続してから複数の直列した電池ストリングを並列して前記電池層とする。電池層は、複数の電気的に接続された電池ストリングからなり、電池ストリングの間は、並列または直列に接続され、電池ストリング内部の電池セルは、直列に接続される。

【0016】

好ましくは、ステップ２）において、前記電気的接続材料は、導線であり、複数の前記電池ストリングの間は、前記導線を用いて直列及び／又は並列接続される。導線接続の設置によれば、隣接する光起電力ユニットを折り曲げてフレキシブル効果を得ることができる。導線は、繰り返し湾曲可能な導電性材料であり、フレキシブル電線またはフレキシブルケーブルを含む。

【0017】

本発明の一部の好ましい実施案によれば、前記導線は、電池ストリングと電気的接続するための導電部と、前記導電部外にスリーブのように設けられた絶縁部とを含み、前記絶縁部は、隣接する電池ストリングの隙間に位置する。導電部の材質は、導電可能な金属、例えば銅であり、絶縁部の材質は、絶縁作用を奏する高分子、例えば、ＰＶＣや布材等である。

【0018】

一部の実施例では、ステップ１）において、各電池ストリング内の電池セルは、リボンまたは導電テープにより直列され、前記電池セルには、互いに平行に設置された複数のリボンまたは導電テープを有し、前記電池ストリング端部に位置する電池セル上のリボンまたは導電テープが前記導線の導電部に接続される。すなわち、前記電池ストリング端部に位置する電池セルに、互いに平行に設けられた複数のリボンまたは導電テープを複数有し、同一の電池セルにあるリボンまたは導電テープが、導線の一端の導電部によって並列され、隣接する電池ストリング上のリボンまたは導電テープも、導線の導電部により直列又は並列される。

【0019】

本発明の一部の好ましい実施案によれば、ステップ３）における前記フロントプレート材料層及び／又はリアプレート材料層には、前記フロントプレート材料層とリアプレート材料層とが前記絶縁部に対応する位置に開口された導線引出孔が設けられる。導線引出孔を開口する目的は、積層及びラミネーション時に、導線の絶縁部を導線引出孔内に位置させるにあり、よって、フロントプレート及び／又はリアプレートと電池層との位置だけでなく、後のプレスの操作も容易となり、プレス操作中に導線を切り抜くことにより製品に疵や損傷を招くのを回避する。

【0020】

一部の実施例では、ステップ５）の積層の際に、前記光起電力モジュールと、フレキシブル基材層との間に同時に複合材料層を有し、すなわち、光起電力モジュールの両側にいずれも複合材料層を有し、且つ、光起電力モジュール裏面の複合材料層の、光起電力モジュールから離れた側に、フレキシブル基材層が貼り合わされる。

【0021】

本発明の一部の好ましい実施案によれば、前記フロントプレート材料層の材質は、ＰＣ、ＰＥＴ、ＥＴＦＥ、ＦＥＰ又はＰＭＭＡであり、前記リアプレート材料層の材質は、ＰＣ、ＰＥＴ、ＥＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＭＭＡ又は炭素繊維である。ＰＣ、ＰＥＴ、ＥＴＦＥ、ＦＥＰ、またはＰＭＭＡは、いずれも高分子材料分野の常見材質であり、原料が入手しやすく透明度がよく、光線バリア作用が小さく、電池セルを保護する役割を果たすだけでなく、一定のロバスト性と湾曲能力を有し、特にフレキシブル光起電力モジュールの製品に好適に用いられる。

【0022】

本発明の一部の好ましい実施案によれば、前記製造方法は、さらに、ステップ５）に積層されたフレキシブル光起電力モジュールを再びプレス処理し、前記隙間の導線以外の全ての材料を除去する、ステップ６）を含む。すなわち、ステップ５）の光起電力モジュールに被覆された複合材料層とフレキシブルル基材層に対応する隣接の電池ストリングの間隙を切り除去して、フレキシブル光起電力モジュールにおける各ユニットの間の可動自由度をより向上させてより折れ曲がりやすくにし、複合材料層とフレキシブル基材層との拘束を受けなくなる。また、何度も切り抜かれても、電池ストリング間は依然として電気的に接続されている。

【0023】

一部の実施例では、前記方法は、ステップ６）のプレス処理された後のフレキシブル光起電力モジュールに対して再度ラミネーション複合処理を行って、複合材料層をフレキシブル光起電力モジュールの表面及び裏面に被覆する、あるいは、複合材料層を前記フレキシブル光起電力モジュールの表面に被覆し、フレキシブル基材層を前記フレキシブル光起電力モジュールの裏面に被覆する、あるいは、複合材料層及び／又はフレキシブル基材層のフレキシブル光起電力モジュールから離れた側に、耐摩耗材を設ける、ステップ７）をさらに含む。再度ラミネーション複合処理により、フレキシブル光起電力モジュールの正裏面に保護を与えて製品の使用寿命が延長される。

【0024】

好ましくは、前記方法は、ステップ６）のプレス処理された後のフレキシブル光起電力モジュールに対して再度ラミネーション複合処理を行って、複合材料層を前記フレキシブル光起電力モジュールの表面に被覆し、フレキシブル基材層を前記フレキシブル光起電力モジュールの裏面に被覆し、且つ、フレキシブル基材層のフレキシブル光起電力モジュールから離れた側に、耐摩耗材を設ける、ステップ７）をさらに含む。

【0025】

再度プレス及びラミネーションを行場合、ラミネーション材における表面は透明の複合材料である必要があり、裏面は必要に応じて透明材質や異なる色の複合材料を選択し、その間に１回目のラミネーション後、それらの間に１回目のプレス処理されたフレキシブル光起電力モジュール半製品そのものを配置する。このうち、複合材料は、フレキシブル材料であり、任意に折り曲げ可能な特性を有し、耐候性、絶縁、難燃、遮水の特徴も有している。

【0026】

上記の２次パッケージプロセスによれば、光起電力モジュールのフレキシブル化のみならず、モジュールの全面的な防水回路保護も実現することができ、各種応用シーンに必要な軽便、耐候等の性能要求を効果的に満足し、部品の使用寿命を延ばすことができる。

【0027】

具体的には、前記耐摩耗材は、前記フレキシブル光起電力モジュールの表面に棒形に設けられ、その長手延在方向は、前記フレキシブル光起電力モジュールの幅方向又は長手方向に対して垂直である。

【0028】

本発明の一部の好ましい実施案によれば、前記複合材料層の材質は、熱可塑性ゴム材質、熱可塑性プラスチック材質などの熱可塑性高分子である。

【0029】

好ましくは、前記複合材料層の材質は、ＴＰＵ、ＴＰＥまたはＴＰＶである。

【0030】

本発明の一部の好ましい実施案によれば、前記電池ストリング内部における隣接する電池セルのピッチは、ー１．５ｍｍ～２ｍｍであり、隣接する電池ストリング間の距離は、２ｍｍ～５０ｍｍである。電池ストリング内部における隣接する電池セルのピッチが０より小さいである場合、すなわち、隣接する電池セルの間が部分的に重なり合って、覆瓦（ｓｈｉｎｇｌｉｎｇ）光起電力モジュールに類似する形となり、電池ストリング間の距離によってその後のフレキシブル光起電力モジュールの巻き取る程度が決まる。

【0031】

好ましくは、前記電池ストリング内部における隣接する電池セルのピッチは、ー１．５ｍｍであり、隣接する電池ストリングの間の距離は、２０ｍｍである。

【0032】

本発明の一部の好ましい実施案によれば、前記電池セルは、結晶シリコン電池セルと、結晶シリコン電池セルで切り分かれてなる分体電池セルと、バックコンタクト電池セルと、ラミネート電池セルと、アモルファスシリコン電池セルと、のいずれか１種或いは多種である。

【0033】

好ましくは、前記電池セルは、５インチの結晶シリコン電池セル、６インチ結晶シリコン電池セル、または、前記５インチ結晶シリコンと６インチ結晶シリコンを複数等分にカットした電池セルであり、前記複数等分は、２～２４等分である。すなわち、本発明のフレキシブル光起電力モジュールは、複数の種類及びサイズの電池セルに適用され、かつ、サイズの小さい電池セルほど、最終的に得られたモジュールの柔軟性がより良好となる。

【0034】

また、本発明は、上記のような製造方法により製造されたフレキシブル光起電力モジュールを提供する。

【0035】

従来技術と比べると、本発明のメリットは以下である。本発明のフレキシブル光起電力モジュールの製造方法は、隣接する電池ストリングを導線で接続し、その後、ラミネーションとプレスを行うことにより、自動化設備による実施が可能となり、さらに、フレキシブル光起電力モジュールの規模化した大ロット製造が可能となり、生産効率の向上を図ることができる。フレキシブル光起電力モジュールの製造コストを効果的に低減し、フレキシブル光起電力モジュールのコストパフォーマンスを従来の光起電力モジュールまたは薄膜フレキシブルモジュールよりも優れたものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0036】

本願実施例または従来技術における技術案をより明確に説明するために、以下では、実施例のまたは従来技術における技術案の説明に用いる図面を簡単に説明するが、もちろん、以下に説明する図面は、本発明に記載するいくつかの実施例のみであり、当業者にとっては、進歩性のある労力を出さなくてもこれらの図面に基づいて、他の図面を得ることもできる。

【0037】

【図1】本発明の好ましい実施例におけるフレキシブル光起電力モジュールの製造方法の流れを示す図である。

【図2】本発明の好ましい実施例において、電池ストリングを直列接続した構造概略図である。

【図3】本発明の好ましい実施例において、導線を用いて隣接する電池列を直列接続した構造概略図である。

【図4】本発明の他の実施例において、２つの電池ストリングを並列接続してから隣接する２つの電池ストリングと直列接続した構造概略図である。

【図5】本発明の好ましい実施例における積層体の構造概略図である。

【図6】本発明の好ましい実施例における表面材料層及び／又は裏面材料層の構造概略図である。

【図7】本発明の好ましい実施例において、プレス処理後の光起電力モジュールの間の接続構造概略図である。

【図8】本発明の好ましい実施例におけるフレキシブル光起電力モジュールの構造概略図である。

【図9】本発明の好ましい実施例におけるフレキシブル光起電力モジュールの断面構造概略図である。

【図10】本発明の好ましい実施例における光起電力モジュールの断面構造概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

本願の実施例は、フレキシブル光起電力モジュールおよびその製造方法を提供する。

【0039】

本願の技術案を当業者により良く理解されるために、以下、本願の実施例における図面を用いて、本願実施例における技術案に対して明瞭で全面的に説明を行う。もちろん、説明した実施例は、全ての実施例ではなく本願の一部の実施例のみである。当業者が本願の実施例に基づいて進歩性のある労力を出さなくて得られる全ての他の実施例は、本願保護の範囲に属するべきである。

【0040】

図１は本実施例に係るフレキシブル光起電力モジュールの製造方法の一つの実施例の方法の流れを示す図である。本願は、以下のような実施例又は図面に示す方法の操作ステップまたは装置構成を提供するものであるが、従来あるいは進歩性の労力に基づいて、その方法や装置に、より多く或いは少ない操作ステップやモジュールユニットが含まれてもよい。ロジック上に必要な因果関係がないステップまたは構造では、これらのステップの実行順序または装置のモジュール構造は、本出願の実施例または図面に示される実行順序またはモジュール構造に限定されない。

【0041】

具体的には、図１に示すように、本実施例のフレキシブル光起電力モジュールの製造方法は下記ステップを含む。

【0042】

Ｓ１：複数の電池セル１０１を直列接続して電池ストリング１とする。

【0043】

なお、用いた電池セル１０１は、結晶シリコン電池セルと、結晶シリコン電池セルで切り分かれてなる分体電池セルと、バックコンタクト電池セルと、ラミネート電池セルと、アモルファスシリコン電池セルなどを含む。電池ストリング１の直列に溶接する時には、電池セル１０１のピッチをー１．５ｍｍとし、電池ストリング１の完成後に次の電池ストリングを溶接すると、隣接する電池ストリング（セル）間の隙間が２０ｍｍまで拡大され、設備のパラメータを調整すればよい。

【0044】

図２は、本実施例で得られた、電池ストリング１を直列接続した構造概略図である。図２に示すように、各電池ストリング１は、直列に接続された３枚の電池セル１０１からな り、電池セル１０１の間は、リボンまたは導電テープ１１により接続され、電池ストリング１の内部電池セル１０１のピッチＡＢは、ー１．５ｍｍ～２ｍｍである。互いに接続された電池ストリング１の間の電池セル１０１のピッチＣＤは２ｍｍ～５０ｍｍであり、前記－１．５ｍｍとは、電池ストリング１内で隣接する電池セル１０１が１．５ｍｍの幅で重なり合っており、すなわち、覆瓦（ｓｈｉｎｇｌｉｎｇ）光起電力モジュールに類似する形となることを示す。

【0045】

用いた電池セルは、市販の５インチの結晶シリコン電池セルまたは６インチの結晶シリコン電池セルであってもよく、前記５インチ結晶シリコンと６インチ結晶シリコンを、２～２４等分である複数等分にカットした電池セルも含む。すなわち、本実施例におけるフレキシブル光起電力モジュールの製造方法は、種々の種類、各種のサイズの電池セルに適用され、かつ、電池セルのサイズが小さいほど、最終的に得られたフレキシブルな光起電力モジュールの柔軟性がより良好となる。

【0046】

Ｓ２：複数の電池ストリング１を直列及び／または並列接続して電池層とする。

【0047】

図３は、本実施例において、単電池ストリング１を導線１２で直列接続した構造概略図である。図３に示すように、本例において、複数の電池ストリング１における電池セル１０１を直列接続した後、図３に示す構造を複数並列して前記電池層としてもよい。前記電池ストリング１の間は、同一の電池セル１０１上のリボンまたは導電テープ１１を導線１２によって並列接続し、導線１２の両端はそれぞれ、隣接する電池ストリング１のリボンまたは導電テープ１１に電気的に接続される。

【0048】

導線１２は、電池ストリング１と電気的に接続するための導電部１２１と、導電部１２１外にスリーブのように設けられた絶縁部１２２とを含み、絶縁部１２２は、隣接する電池ストリング１の隙間に位置する。導電部１２１の材質は、導電可能な金属、例えば銅であり、絶縁部１２２の材質は、絶縁作用を奏する高分子、例えば、ＰＶＣや布材等である。すなわち、導電部１２１は、電池セル１０１上のリボンや導電テープ１１と電気的に接続されるためのものであり、導線１２が後で露出されても危険はないように、絶縁部１２２は、導電部１２１の外部にスリーブのように設けられて絶縁作用を果たす。

【0049】

図４は、本発明の他の実施例で得られた２つの電池ストリング１を並列接続した構造概略図である。図４に示すように、本例では、２つ又は複数の電池ストリング１を並列接続してから直列接続し、電池層とする。電池ストリング１における電池セル１０１を溶接するためのリボン１１の間は、導線１２の導電部１２１によって並列接続が実現され、２つの左右に隣接する並列した電池ストリング１の間は、導線１２によって直列接続が実現され、導線１２は、電池ストリング１のリボンまたは導電テープ１１に電気的に接続される。最後に、全体として回路を形成し互いに接続され、正負極回路のリード線も有し、電池層が形成される。

【0050】

Ｓ３：フロントプレート材料層、フロントカプセル化材料層、上記電池層、リアカプセル化材料層、リアプレート材料層をこのような積層の順に積層し、ラミネーション処理を行い、積層体を得る。

【0051】

なお、積層時には、フロントプレート材料層３は、フロントカプセル化材料層２を介して電池層の正表面に貼り合わせられ、リアプレート材料層３は、リアカプセル化材料層２を介して電池層の裏面と貼り合わせられ、フロントプレート材料層３とリアプレート材料層３には、いずれも、導線引出孔４が開口される。

【0052】

導線引出孔４は、フロントプレート材料層３とリアプレート材料層３とが絶縁部１２２に対応する位置にある。すなわち、導線引出孔４が電池ストリング１の隙間に対応し開口している。導線引出孔４を開口する目的は、積層及びラミネーション時に、導線１２の絶縁部１２２を導線引出孔４内に位置させるにあり、よって、フロントプレート材料層及び／又はリアプレート材料層３と電池層との位置だけでなく、後のプレスの操作も容易となり、プレス操作中に導線１２を切り抜くことにより製品に疵や損傷を招くのを回避する。

【0053】

図５は、本例における積層体の構造概略図である。図６は、本例における積層体のフロントプレート材料層とリアプレート材料層の構造概略図である。図５に示すように、フロントプレート材料層３及びリアプレート材料層３と、電池層とが積層された後、電池層における電池ストリング１の間を接続するための導線１２は、隣接する電池ストリング１の間に設けられた導線引出孔４を介して引き出される。隣接する電池ストリング１の導線１２の接続について、いずれもそれと対応する導線引出孔４が設けられる。図６に示すように、導線引出孔４は、フロントプレート材料層３とリアプレート材料層３とが、導線１２が湾曲する位置である絶縁部１２２の箇所に対応して設けられている。

【0054】

図１０は、本実施例で提供された光起電力モジュールの断面構造概略図である。図１０に示すように、光起電力モジュールは、フロントプレート材料層、フロントカプセル化材料層、電池層、リアカプセル化材料層、リアプレート材料層を上から下にかけて順に含み、これらのうち、フロントカプセル化材料層とリアカプセル化材料とは、材質は同じであり、ラミネーション後、フロントカプセル化材料層とリアカプセル化材料とが部分的に融着しており、両者の間には明確な限界はない。フロントプレート材料層は、ＰＣ板、ＰＥＴ板、ＥＴＦＥ板、ＦＥＰ板またはＰＭＭＡ板であり、中間層は電池層であり、リアプレート材料層は、ＰＣ板、ＰＥＴ板、ＥＴＦＥ板、ＦＥＰ板、エポキシ板、ＰＣＢ板またはＰＭＭＡ板、炭素繊維板であり、中間のカプセル化材は、ＥＶＡ、ＰＯＥ、ＰＶＢ、接着剤、シリコン材料を用いる。

【0055】

Ｓ４：積層体をプレス処理し、隙間にあるフロントプレート材料、フロントカプセル化材料、リアカプセル化材料、リアプレート材料を除去して複数の光起電力ユニットを含む光起電力モジュールを得る。光起電力ユニットの間は、電気的接続材料である導線１２に介して電気的に接続される。

【0056】

図７は、本例で提供された電気的に接続されている複数の光起電力モジュールの接続構造概略図である。図７に示すように、本例では、各電池ストリング１の隙間におけるフロントプレート材料、フロントカプセル化材料、リアカプセル化材料、リアプレート材料、及び余分な電池セル１０１の間のリボンや導電テープ１１などの電気的接続材料を除去し、各電池ストリング１を接続する導線１２のみを残す。各電池ストリング間の電気性は、依然として導線１２により接続され、導線１２により電気的に接続された複数の光起電力ユニットが得られる。

【0057】

Ｓ５：複数の光起電力ユニットを１つに合成する。

【0058】

複合材料層、ステップＳ４で作られた光起電力モジュール、フレキシブル基材層をこのような積層の順に積層させてラミネーション処理を行い、折り曲げ可能なフレキシブル光起電力モジュールを得る。そのうち、単独の複合材料は、フレキシブルで任意に折り曲げ可能なものである。

【0059】

本例では、前記複合材料層は、熱可塑性ゴムまたは熱可塑性プラスチック材質であり、ＴＰＵ、ＴＰＥ、ＴＰＶ等の材料であってもよい。

【0060】

図８は、本例で提供された前記フレキシブル光起電力モジュールの構造概略図である。複合材料層１０２を光起電力モジュールの表面に積層させ、フレキシブル基材層１０３を光起電力モジュールの裏面に積層させ、その後ラミネーション処理を行い、折り曲げ可能なフレキシブル光起電力モジュールを得る。

【0061】

図９は、本例で提供された前記フレキシブル光起電力モジュールの断面構造概略図である。図９に示すように、作られたフレキシブル光起電力モジュールは、上から下にかけて順に、複合材料層１０２、光起電力モジュール５、フレキシブル基材層１０３であり、光起電力モジュール５の間は、導線１２により電気的に接続されている。

【0062】

また、本実施例の製造方法は、フレキシブルな光起電力モジュールの柔軟性と寿命とをさらに増やすために、下記ステップをさらに含む。

【0063】

Ｓ６：積層されたフレキシブル光起電力モジュールを再びプレス処理し、隙間の導線以外の全ての材料を除去する。

【0064】

すなわち、再びプレス処理の後、隣接する光起電力モジュールには、電気的接続を実現する導線だけが存在し、他の物質が存在しない。

【0065】

Ｓ７：ステップＳ６でプレス処理されたフレキシブル光起電力モジュールを再度ラミネーション複合処理する。

【0066】

例えば、複合材料層をフレキシブル光起電力モジュールの表面及び裏面に被覆する、あるいは、複合材料層を前記フレキシブル光起電力モジュールの表面に被覆し、フレキシブル基材層を前記フレキシブル光起電力モジュールの裏面に被覆する、あるいは、複合材料層及び／又はフレキシブル基材層のフレキシブル光起電力モジュールから離れた側に、耐摩耗材を設ける。

【0067】

本実施例では、ステップＳ７において、Ｓ６でプレスされたフレキシブル光起電力モジュールの表面に再度複合材料層１０２を被覆し、裏面に再度フレキシブル基材層１０３を被覆するとともに、フレキシブル基材層１０３の光起電力ユニットから離れた側に、複数の耐摩耗材バー１０４を設ける形態を選択した。耐摩耗材バー１０４の長手延在方向は、フレキシブル光起電力モジュールの幅方向又は長さ方向に対して垂直である。図８及び図９に示すように、本実施例における耐摩耗材バー１０４の長手延在方向は、フレキシブル光起電力モジュールの幅方向又は長手方向に対して垂直である。

【0068】

以上の各実施例では、電池ストリングのそれぞれは、３枚の直列接続された電池セルを含み、他の実施例では、電池ストリング内の電池セル枚数は、２枚、３枚、または複数枚であってもよい。上記各実施例により提供されたフレキシブル光起電力モジュールの製造方法の実施形態によれば、自動化設備による前記方法の実施が可能となり、さらに、フレキシブル光起電力モジュールの規模化した大ロット製造が可能となり、生産効率の向上を図ることができる。フレキシブル光起電力モジュールの製造コストを効果的に低減し、フレキシブル光起電力モジュールのコストパフォーマンスを従来の光起電力モジュールまたは薄膜フレキシブルモジュールよりも優れたものとすることができる。また、本実施例では、２次パッケージプロセスを用いることにより、光起電力モジュールのフレキシブル化のみならず、モジュールの全面的な防水回路保護も実現することができ、各種応用シーンに必要な軽便、耐候等の性能要求を効果的に満足し、部品の使用寿命を延ばすことができる。

【0069】

本願は、実施例またはフローチャートに記載の方法の操作ステップを提供したが、従来あるいは進歩性の手段に基づいて、より多く或いは少ない操作ステップが含まれてもよい。実施例に列挙したステップの順は、複数のステップ実行順のうち一態様のみであり、唯一の実行順序ではない。「含む」、「包含」またはその他の変形した表現の目的は、非排他的に含むことであり、一連の要素を含む流れ、方法、製品、あるいは機器には、これらの要素のみならず、明確に列挙されていない他の要素、あるいは、そのような流れ、方法、製品、あるいは機器の固有の要素も含む。他の制限がない場合、上記要素を含む流れ、方法、製品、あるいは機器に、他の同一または同等要素がさらに存在することを排除しない。

【0070】

プログレッシブな方式で本明細書中の各実施例を説明したが、各実施例の間の同一または類似している部分が互いに参照すればよい、各実施例の要点として説明された部分は、その他の実施例とは異なる部分である。

【0071】

本願を実施例により説明したが、当業者は、本願の旨から逸脱しない範囲内にたくさんの変形や変化があることが分かる。本願の旨から逸脱しない前提で請求項にこれらの変形や変化が含まれるのが望ましい。

【符号の説明】

【0072】

１ 電池ストリング
１１ リボンまたは導電テープ
１２ 導線
１２１ 導電部
１２２ 絶縁部
２ カプセル化材料
３ フロントプレート材料層或いはリアプレート材料層
４ 導線引出孔
５ 光起電力モジュール
１０１ 電池セル
１０２ 複合材料層
１０３ フレキシブル基材層
１０４ 耐摩耗材バー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】