高温高湿試験におけるシリコン系太陽電池の表Ag電極の劣化と鉛化合物の生成
2019年01月15日
動機
- 世界各国、様々な気象環境で使用される太陽電池は長期信頼性が要求される。
- 故障原因を解明し、対策を行うことで長寿命化出来れば、安定したエネルギー供給が可能となる。
- 太陽電池用電極のモジュール内での故障の現象解明に挑戦した。
課題
- 太陽電池モジュール内部で、どのように劣化するのか原因を究明したい。
成果
- 太陽電池モジュールの出力低下部分の電極では、そこに形成されるガラス層の組成が変化していた。
- 国立研究開発法人産業技術総合研究所：福島再生可能エネルギー研究所と共同研究
2018年 7th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion (WCPEC-7)＋Best Poster Awardを受賞
課題背景
- 今まで、太陽電池用電極の信頼性試験として、モジュールでの電気特性（発電能力）の調査を実施してきたが、電極がどのように壊れるのか？ということには、弊社はあまり目を向けられていなかった。
- そこで今回は、モジュール内部で電極が、如何に劣化するかということに焦点を当て、その原因を確認した。
- そのため、モジュールを作製できる国立研究開発法人産業技術総合研究所：福島再生可能エネルギー研究所（以下、産総研）と協力し研究を行うことになった。
外部研究機関との協業による現象の解明
- 電極ペーストはナミックスが作成する。
- 太陽電池セルとモジュールの作成と高温高湿での加速試験は、産総研が実施する。
- 劣化後の電極の分析は、ナミックスが行う。
黒く変化したところが、電極と基板の界面の抵抗が増加し、出力が低下しているところ
成果
- 電極と基板の間にガラス層を形成させていることは、すでに分かっていたが、試験後にガラス層の組成が変化していることが分かった。
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今まで言われてきたこと
封止材から発生する酢酸がガラスを溶かしてしまう
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今回分かったこと
ガラス層の組成が変化(鉛が溶出)していた。
一般的に、ガラス層中の金属の量が減ると電気伝導率が低くなると言われているので、鉛の溶出が劣化の要因であると考察した。
溶けだした鉛が、電極内で別の化合物として存在していた。
| 出展 | WCPEC |
|---|---|
| URL | http://www.wcpec7.org/WCPEC-7/ |
| 発表タイトル | “Corrosion Of The Glass and Formation of Lead Compounds in the Metallization by High Temperature and High Humidity Test of Crystaline silicon PV Module” |