JP2012104637A - Back sheet for solar cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽光発電に用いる太陽電池においてその受光面とは反対側の面に配される太陽電池用のバックシートに関する。 The present invention relates to a back sheet for a solar cell that is disposed on a surface opposite to a light receiving surface in a solar cell used for solar power generation.
近年、クリーンエネルギー源である太陽光を利用した太陽光発電が注目されている。この太陽光発電に用いる太陽電池としては、光起電力素子からなる電池セルを複数個内蔵した太陽電池モジュールが種々、開発されている。
太陽電池モジュールは、太陽の輻射エネルギーを効率よく電池セル(光起電力素子)へと導くことができるような構成を有すると共に、電池セル及び内部配線を長期間にわたる屋外環境から保護するように構成されている。
In recent years, photovoltaic power generation using sunlight, which is a clean energy source, has attracted attention. As solar cells used for this photovoltaic power generation, various solar cell modules in which a plurality of battery cells made of photovoltaic elements are incorporated have been developed.
The solar cell module has a configuration capable of efficiently guiding solar radiation energy to a battery cell (photovoltaic element), and is configured to protect the battery cell and internal wiring from a long-term outdoor environment. Has been.
具体的には、太陽電池モジュールは、複数の電池セルと、該複数の電池セルを内部に封止するように筐体内に充填されたエチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)等の熱可塑性樹脂からなる封止材と、太陽光が当たる受光面に配された透明なガラスやプラスチック等からなる前部透明板と、上記受光面とは反対側の面に配されたバックシートとからなる(図2参照)。 Specifically, the solar battery module includes a plurality of battery cells and a thermoplastic resin such as an ethylene vinyl acetate copolymer (EVA) filled in a casing so as to seal the plurality of battery cells inside. And a front transparent plate made of transparent glass, plastic, or the like disposed on the light receiving surface that is exposed to sunlight, and a back sheet disposed on the surface opposite to the light receiving surface (FIG. 2).
上記バックシートは、電池セルを保護するために、耐候性、ガスバリア性を備えている必要がある。そこで、特許文献1においては、ガスバリア性を有する透明フィルムの表裏にフッ素樹脂を積層したバックシートが提案されている。
The backsheet needs to have weather resistance and gas barrier properties in order to protect the battery cells. Therefore,
しかしながら、太陽電池モジュールは、太陽光を受光するため、その内部の温度が上昇することとなるが、電池セルの温度が高くなりすぎると変換効率が低下するおそれがある。これに対して、上記特許文献1に記載の太陽電池用のバックシートは、熱対策を特に行っていない。
However, since the solar cell module receives sunlight, the temperature inside the solar cell module rises. However, if the temperature of the battery cell becomes too high, the conversion efficiency may decrease. On the other hand, the solar cell backsheet described in
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、太陽電池モジュールの温度上昇を抑制することができる太陽電池用のバックシートを提供しようとするものである。 This invention is made | formed in view of this problem, and intends to provide the solar cell backsheet which can suppress the temperature rise of a solar cell module.
本発明は、太陽電池モジュールにおける受光面とは反対側の面に配されるバックシートであって、
ガスバリア性を有するバリア層と、
該バリア層よりも熱放射率が高い熱放射層とを備え、
該熱放射層は、上記受光面側と反対側の面であるシート後面に配されていることを特徴とする太陽電池用のバックシートにある(請求項1)。
The present invention is a backsheet disposed on the surface opposite to the light receiving surface in the solar cell module,
A barrier layer having gas barrier properties;
A thermal radiation layer having a higher thermal emissivity than the barrier layer,
The thermal radiation layer is provided on a back sheet for a solar cell, which is disposed on a sheet rear surface which is a surface opposite to the light receiving surface side.
上記バックシートは、シート後面に上記熱放射層を配置してなる。これにより、太陽電池モジュールにおける熱を、バックシートを通じて上記熱放射層から、太陽電池モジュールの外部へ放出することができる。これにより、効率的に太陽電池モジュールの放熱を行い、太陽電池モジュールの温度上昇を効果的に抑制することができる。その結果、太陽電池モジュール中の電池セルの変換効率の低下を防ぐことができる。 The back sheet is formed by arranging the heat radiation layer on the rear surface of the sheet. Thereby, the heat in the solar cell module can be released from the heat radiation layer to the outside of the solar cell module through the back sheet. Thereby, the heat dissipation of the solar cell module can be efficiently performed, and the temperature rise of the solar cell module can be effectively suppressed. As a result, it is possible to prevent a decrease in conversion efficiency of the battery cells in the solar battery module.
以上のごとく、本発明によれば、太陽電池モジュールの温度上昇を抑制することができる太陽電池用のバックシートを提供することができる。 As mentioned above, according to this invention, the solar cell backsheet which can suppress the temperature rise of a solar cell module can be provided.
上記熱放射層の膜厚は、例えば、10〜500μmとすることが好ましい。
また、上記バリア層は、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)からなる基材フィルムの表面に成膜したSiOx等によって構成することができる。ここで、バリア層(SiOx層等)の膜厚は、例えば10〜100nmとすることが好ましい。なお、SiOxとしては、例えばSiO2、SiO1.6、SiO1.8がある。
The thickness of the heat radiation layer is preferably 10 to 500 μm, for example.
Moreover, the said barrier layer can be comprised by SiOx etc. which were formed into a film on the surface of the base film which consists of PET (polyethylene terephthalate), for example. Here, the film thickness of the barrier layer (SiOx layer or the like) is preferably, for example, 10 to 100 nm. As the SiOx, for example SiO 2, SiO 1.6, there is SiO 1.8.
また、上記熱放射層の熱放射率は、0.9以上であることが好ましい(請求項2)。
この場合には、上記熱放射層からの熱放射を充分に効率的に行うことができ、太陽電池モジュールの温度上昇を充分に抑制することができる。
The thermal radiation rate of the thermal radiation layer is preferably 0.9 or more.
In this case, the heat radiation from the heat radiation layer can be performed sufficiently efficiently, and the temperature rise of the solar cell module can be sufficiently suppressed.
また、上記熱放射層は、セラミックを混合したフッ素樹脂からなることが好ましい(請求項3)。
この場合には、上記熱放射層の耐候性を高くすることができると共に、熱放射率を効果的に向上させることができる。なお、上記セラミックとしては、例えば、Fe3O4(四酸化三鉄)、Al2O3(アルミナ)、SiO2(二酸化珪素)、TiO2(酸化チタン)等を用いることができる。
The thermal radiation layer is preferably made of a fluororesin mixed with ceramic.
In this case, the weather resistance of the thermal radiation layer can be increased and the thermal emissivity can be effectively improved. As the above-mentioned ceramic, for example, Fe 3 O 4 (triiron tetroxide), Al 2 O 3 (alumina), SiO 2 (silicon dioxide), can be used TiO 2 (titanium oxide) or the like.
また、上記熱放射層の前面に、熱を拡散する熱拡散層を形成してなることが好ましい(請求項4)。
この場合には、上記熱拡散層において太陽電池モジュール内の熱を上記バックシートの広がり方向へ拡散しつつ上記熱放射層へ伝えることができる。これにより、熱放射層からの放熱の偏りを抑制し、熱放射層の全面から均等に放熱させることができる。その結果、より効率的に放熱を行うことができる。上記熱拡散層としては、例えば、アルミニウム、グラファイト等を用いることができる。
Preferably, a heat diffusion layer for diffusing heat is formed on the front surface of the heat radiation layer.
In this case, heat in the solar cell module can be transmitted to the heat radiation layer while diffusing in the spreading direction of the back sheet in the heat diffusion layer. Thereby, the bias of heat radiation from the heat radiation layer can be suppressed, and heat can be evenly radiated from the entire surface of the heat radiation layer. As a result, heat can be radiated more efficiently. As the thermal diffusion layer, for example, aluminum, graphite or the like can be used.
また、上記熱拡散層はガスバリア性を有することが好ましい(請求項5)。
この場合には、上記熱拡散層に、熱拡散の機能の他にガスバリアの機能をも持たせることによって、一層ガスバリア性に優れたバックシートを得ることができる。熱拡散機能とガスバリア機能とを併せ持つ材料として、例えばアルミニウムを上記熱拡散層に用いることができる。
The thermal diffusion layer preferably has a gas barrier property.
In this case, by providing the thermal diffusion layer with a gas barrier function in addition to the thermal diffusion function, a back sheet having further excellent gas barrier properties can be obtained. As a material having both a thermal diffusion function and a gas barrier function, for example, aluminum can be used for the thermal diffusion layer.
また、上記バックシートのシート前面には光反射層が形成され、該光反射層の反射率は60%以上であることが好ましい(請求項6)。
この場合には、上記太陽電池モジュールに照射されたが電池セル間をすり抜けてバックシートに到達した太陽光を、上記光反射層によって反射させて電池セルに向かわせることができる。これによって、太陽電池モジュールの変換効率を向上させることができる。上記光反射層としては、例えば、ルチル型酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、二酸化マンガン等とアクリル樹脂とを混合したものを用いることができる。
Further, a light reflecting layer is formed on the front surface of the back sheet, and the reflectance of the light reflecting layer is preferably 60% or more.
In this case, the sunlight that has been irradiated to the solar battery module but passed through the battery cells and reached the back sheet can be reflected by the light reflecting layer and directed toward the battery cell. Thereby, the conversion efficiency of the solar cell module can be improved. As said light reflection layer, what mixed acrylic resin with rutile type titanium oxide, aluminum oxide, zinc oxide, manganese dioxide, etc. can be used, for example.
また、上記バックシートはエンボス加工されており、上記シート後面とその反対側のシート前面は、凹凸面を構成していることが好ましい(請求項7)。
この場合には、上記シート後面が凹凸面となることによって、上記熱放射層の熱放射面積を大きくすることができ、放熱効果を向上させることができる。また、上記シート前面が凹凸面となることによって、上記太陽電池モジュールにおける上記封止材との接触面積を大きくすることができ、該封止材との密着性を向上させることができる。さらに、この構成において、上述した上記光反射層を備えている場合には、該光反射層における光の反射方向が散乱しやすくなり、より効率的に電池セルへ太陽光を導きやすくなる。
The back sheet is preferably embossed, and the back surface of the sheet and the front surface of the sheet opposite to the back surface constitute an uneven surface.
In this case, when the rear surface of the sheet is an uneven surface, the heat radiation area of the heat radiation layer can be increased, and the heat dissipation effect can be improved. Moreover, when the sheet | seat front surface becomes an uneven surface, the contact area with the said sealing material in the said solar cell module can be enlarged, and adhesiveness with this sealing material can be improved. Furthermore, in this configuration, when the above-described light reflection layer is provided, the light reflection direction in the light reflection layer is likely to be scattered, and sunlight can be more efficiently guided to the battery cell.
(実施例1)
本発明の実施例に係る太陽電池用のバックシートにつき、図1、図2を用いて説明する。
本例の太陽電池用のバックシート1は、図2に示すごとく、太陽電池モジュール2における受光面201とは反対側の面に配されるバックシートである。
Example 1
A back sheet for a solar cell according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 2, the
バックシート1は、図1に示すごとく、ガスバリア性を有するバリア層11と、該バリア層11よりも熱放射率が高い熱放射層12とを備えている。
熱放射層12は、受光面201側と反対側の面であるシート後面102に配されている。
そして、熱放射層12の熱放射率は、0.9以上である。また、熱放射層12は、セラミックを混合したフッ素樹脂からなる。混合するセラミックとしては、例えば、Fe3O4(四酸化三鉄)、Al2O3(アルミナ)、SiO2(二酸化珪素)、TiO2(酸化チタン)等を用いることができる。
熱放射層12の膜厚は、例えば、10〜500μmとする。
As shown in FIG. 1, the
The
And the thermal emissivity of the
The film thickness of the
また、バリア層11は、例えば、PETからなる基材フィルム13の表面に成膜したSiOx(SiO2)等によって構成することができる。ここで、バリア層11の膜厚は、例えば10〜100nmとする。そして、基材フィルム13の裏面(バリア層11と反対側の面)に熱放射層12が形成されている。
なお、バリア層11は、基材フィルム11の裏面(後面)に設けてもよく、この場合、バリア層11の後面にさらに熱放射層12が形成されることとなる。
The
In addition, the
また、図1に示すごとく、バリア層11の前面には、耐久性を向上させるための透明なフッ素樹脂からなるフッ素コート層14が形成され、該フッ素コート層14の前面に、光反射層15が形成されている。光反射層15は、バックシート1のシート前面101(最表面)に形成されている。
また、光反射層15の反射率は60%以上である。光反射層15は、例えば、ルチル型酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、二酸化マンガン等とアクリル樹脂とを混合することによって構成することができる。
As shown in FIG. 1, a
Moreover, the reflectance of the
バックシート1を作製する方法としては、例えば以下の方法がある。
すなわち、基材フィルム13の前面にバリア層11をスパッタリングによって成膜し、さらにバリア層11の前面にフッ素コート層14をコーティングによって成膜し、さらにフッ素コート層14の前面に光反射層15をコーティングによって成膜する。一方、基材フィルム13の後面に熱放射層12をコーティングによって成膜する。
Examples of the method for producing the
That is, the
バックシート1は、図2に示すごとく、太陽電池モジュール2における受光面201とは反対側の面に配される
太陽電池モジュール2は、太陽の輻射エネルギーを効率よく電池セル(光起電力素子)21へと導くことができるような構成を有すると共に、電池セル21及び内部配線(図示略)を長期間にわたる屋外環境から保護するように構成されている。
As shown in FIG. 2, the
具体的には、太陽電池モジュール2は、複数の電池セル21と、該複数の電池セル21を内部に封止するように筐体内に充填されたエチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)等の熱可塑性樹脂からなる封止材22と、太陽光が当たる受光面201に配された透明なガラスやプラスチック等からなる前部透明板23と、受光面201とは反対側の面に配されたバックシート1とからなる。
Specifically, the
前部透明板23とバックシート1とはいずれもガスバリア性を備えており、これにより、太陽電池モジュール2の内部に水蒸気等が侵入することを防ぎ、電池セルを保護している。
上記構成の太陽電池モジュール2は、受光面201から受光した太陽光Sを前部透明板23及び封止材22を透過させて各電池セル21へ導く。これにより、受光した電池セル21において太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換する。
Both the front
The
次に、本例の作用効果につき説明する。
バックシート1は、シート後面102に熱放射層12を配置してなる。これにより、太陽電池モジュール2における熱を、バックシート1を通じて熱放射層12から、太陽電池モジュール2の外部へ放出することができる(図2の矢印H)。
Next, the function and effect of this example will be described.
The
すなわち、図2に示すごとく、太陽電池モジュール2は、受光面201から太陽光Sを受光するため、その内部の温度が上昇することとなる。ここで、太陽電池モジュール2の内部の熱を効率的に放出できないと、内部の温度が上昇し続け、電池セル21の変換効率が低下してしまうおそれがある。
That is, as shown in FIG. 2, since the
そこで、本例のバックシート1は、熱放射層12をシート後面102に有するため、矢印Hに示すように、太陽電池モジュール2内の熱を熱放射層12によって、効率的に放出することができる。これにより、効率的に太陽電池モジュール2の放熱を行い、太陽電池モジュール2の温度上昇を効果的に抑制することができる。その結果、太陽電池モジュール2中の電池セル21の変換効率の低下を防ぐことができる。
Therefore, since the
また、熱放射層12の熱放射率は、0.9以上であるため、熱放射層12からの熱放射を充分に効率的に行うことができ、太陽電池モジュール2の温度上昇を充分に抑制することができる。
また、熱放射層12は、セラミックを混合したフッ素樹脂からなる。それゆえ、熱放射層12の耐候性を高くすることができると共に、熱放射率を効果的に向上させることができる。
Moreover, since the thermal emissivity of the
The
また、バックシート1のシート前面101には、反射率が60%以上の光反射層15が形成されている。これにより、太陽電池モジュール2に照射されたが電池セル21間をすり抜けてバックシート1に到達した太陽光Sを、光反射層15によって反射させて電池セル21に向かわせることができる(矢印R)。これによって、太陽電池モジュール2の変換効率を向上させることができる。
A
以上のごとく、本例によれば、太陽電池モジュールの温度上昇を抑制することができる太陽電池用のバックシートを提供することができる。 As described above, according to this example, it is possible to provide a solar cell backsheet that can suppress the temperature increase of the solar cell module.
(実施例2)
本例は、図3に示すごとく、熱放射層12の前面に、熱を拡散する熱拡散層16を形成した太陽電池用のバックシート1の例である。
すなわち、熱放射層12と基材フィルム13との間に、上記熱拡散層16が介在されている。熱拡散層16としては、例えば、アルミニウム、グラファイト等を用いることができる。
また、熱拡散層16の膜厚は、10〜500μmとすることができる。
その他は、実施例1と同様である。
(Example 2)
This example is an example of the
That is, the
The film thickness of the
Others are the same as in the first embodiment.
本例の場合には、熱拡散層16において太陽電池モジュール2内の熱をバックシート1の広がり方向へ拡散しつつ熱放射層12へ伝えることができる。これにより、熱放射層12からの放熱の偏りを抑制し、熱放射層12の全面から均等に放熱させることができる。その結果、より効率的に放熱を行うことができる。
In the case of this example, the heat in the
つまり、太陽電池モジュール2は、その設置場所等によっては太陽光の当たり方も変わるため、モジュール内においても熱のバラツキ(温度分布)が生じることがある。この場合、局部的に温度上昇することも考えられるが、そのような場合にも、モジュール全体の熱を、熱拡散層16によって、できるだけ熱放射層12の全面に分散させることによって、効率的に太陽電池モジュール2の放熱を行うことができる。
That is, since the
また、熱拡散層16をアルミニウム等のガスバリア性を有するものによって構成することによって、熱拡散層16に、熱拡散の機能の他にガスバリアの機能をも持たせることができる。これにより、上記バリア層11との相乗効果によって、一層ガスバリア性に優れたバックシート1を得ることができる。熱拡散機能とガスバリア機能とを併せ持つ材料としては、アルミニウム以外にも、例えば、銅、SUS(ステンレス鋼)、チタン等の金属材料を用いることができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
Further, by constituting the
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.
(実施例3)
本例は、図4に示すごとく、エンボス加工を施したバックシート1の例である。
本例のバックシート1は、シート後面102とその反対側のシート前面101とが、それぞれ凹凸面を構成している。凹凸面における凹凸の深さは、例えば20〜150μm、凹凸のピッチは、例えば20〜2000μmとすることができる。
なお、図4においては、熱放射層12及び光反射層15以外の層については図示を省略した。
その他は、実施例1と同様である。
(Example 3)
This example is an example of the
In the
In FIG. 4, illustration of the layers other than the
Others are the same as in the first embodiment.
本例の場合には、シート後面102が凹凸面となることによって、熱放射層12の熱放射面積を大きくすることができ、放熱効果を向上させることができる。また、シート前面101が凹凸面となることによって、太陽電池モジュール2における封止材22との接触面積を大きくすることができ、該封止材22との密着性を向上させることができる。さらに、光反射層15における光の反射方向が散乱しやすくなり、より効率的に電池セルへ太陽光を導きやすくなる。つまり、例えばバックシート1に対して垂直に照射された太陽光も、斜め方向へ反射することができるため、反射した太陽光が電池セル21に当たる確率が高くなる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
In the case of this example, since the sheet
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.
1 バックシート
102 シート後面
11 バリア層
12 熱放射層
15 光反射層
16 熱拡散層
2 太陽電池モジュール
DESCRIPTION OF
Claims (7)
ガスバリア性を有するバリア層と、
該バリア層よりも熱放射率が高い熱放射層とを備え、
該熱放射層は、上記受光面側と反対側の面であるシート後面に配されていることを特徴とする太陽電池用のバックシート。 A backsheet disposed on the surface opposite to the light receiving surface in the solar cell module,
A barrier layer having gas barrier properties;
A thermal radiation layer having a higher thermal emissivity than the barrier layer,
The back sheet for a solar cell, wherein the heat radiation layer is disposed on a sheet rear surface which is a surface opposite to the light receiving surface.
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