JP2000315810A - 太陽電池モジュール - Google Patents

太陽電池モジュール

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JP2000315810A
JP2000315810A JP11123143A JP12314399A JP2000315810A JP 2000315810 A JP2000315810 A JP 2000315810A JP 11123143 A JP11123143 A JP 11123143A JP 12314399 A JP12314399 A JP 12314399A JP 2000315810 A JP2000315810 A JP 2000315810A
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JP
Japan
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thermoplastic resin
resin sheet
solar cell
sheet
cell module
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Hideaki Saida
英明 才田
Toshiaki Ono
敏明 大野
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Kyocera Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 太陽電池モジュールを難燃化あるいは不燃化
することによって建材としても用いることができるよう
にする。 【解決手段】 透光性基板上に、第1の熱可塑性樹脂シ
ート、インナーリード線で接続された複数の太陽電池素
子、および第2の熱可塑性樹脂シートを順次積層して配
設して裏面シートで被覆した太陽電池モジュールであっ
て、前記第2の熱可塑性樹脂シートを難燃剤を添加した
熱可塑性樹脂シートで形成すると共に、前記第1の熱可
塑性樹脂シートを前記第2の熱可塑性樹脂シートと前記
裏面シートで被覆したり、前記第1の熱可塑性樹脂シー
トと第2の熱可塑性樹脂シートとの周辺部に難燃剤を添
加した熱可塑性樹脂部材を配設して前記裏面シートで被
覆する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は太陽電池モジュール
に関し、特に耐火性能を向上させた太陽電池モジュール
に関する。
【0002】
【従来の技術】太陽光発電はクリーンなエネルギーとし
て期待されており、エネルギー問題や地球環境問題の重
要性から、その早期の導入普及が望まれている。太陽光
発電の普及のためにはインバータ、架台、設置費用など
を含んだシステムコストの低減や設置場所の確保などの
課題を解決しなければならない。近年、これらの課題を
解決するために、太陽電池モジュールを建材と一体化す
る研究が盛んになってきた。太陽電池モジュールを屋根
材や壁面材料などの建材と一体化させることにより、設
置場所の確保、取付け架台の削減、あるいは取付けコス
トの低減などが可能となり、太陽光発電の普及のために
も有効な手段となる。
【0003】この建材一体型太陽電池モジュールには、
太陽電池モジュールとしての性能だけでなく、建材とし
ての性能も当然求められる。耐火性能はその中でも最も
重要な項目である。
【0004】従来の太陽電池モジュールは、図5に示す
ように、透光性基板1、第1の熱可塑性樹脂シート2、
太陽電池素子3、第2の熱可塑性樹脂シート4、裏面シ
ート5から構成されている。透光性基板1にはガラスな
どが用いられ、第1の熱可塑性樹脂シート2と第2の熱
可塑性樹脂シート4にはエチレン・酢酸ビニル共重合体
(EVA樹脂)などが用いられ、太陽電池素子3には結
晶系シリコン太陽電池素子などが用いられ、裏面シート
5にはアルミ箔をフッ素樹脂でコートしたシートなどが
用いられる。なお、図5は各部材1〜5の積層方法を示
したもので、ラミネート工程で第1の熱可塑性樹脂シー
ト2と第2の熱可塑性樹脂シート4を加熱して各部材1
〜5を接着することにより、図6に示すような太陽電池
モジュールMとなる。
【0005】
【従来技術の問題点】ところが、この従来の太陽電池モ
ジュールで耐火性能試験を行うと、太陽電池モジュール
Mの端面からEVA樹脂から成る第1の熱可塑性樹脂シ
ート2と第2の熱可塑性樹脂シート4が熱によって溶け
出し、これに着火してEVA樹脂がなくなるまで燃え続
ける。したがって、この従来の太陽電池モジュールでは
建材に用いた場合に、充分な耐火性能が得られないとい
う問題があった。この問題を解決するために、最もよい
方法は太陽電池モジュールMに使用するすべての樹脂を
難燃性のものにすることである。
【0006】しかしながら、第1の熱可塑性樹脂シート
2に求められる透明性、コスト、作業性などの条件に合
う難燃性の樹脂が現時点では存在しない。そこで、第1
の熱可塑性樹脂シート2に従来のEVA樹脂などの可燃
性樹脂を使いながら太陽電池モジュール全体での耐火性
能を向上させなければならないという課題がある。
【0007】
【発明の目的】本発明はこのような背景のもとになされ
たものであり、太陽電池モジュールを難燃化あるいは不
燃化することによって建材としても用いることができる
太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
【0008】
【問題点を解決するための手段】上記目的を達成するた
めに、請求項1に係る太陽電池モジュールでは、透光性
基板上に、第1の熱可塑性樹脂シート、インナーリード
線で接続された複数の太陽電池素子、および第2の熱可
塑性樹脂シートを順次積層して配設して裏面シートで被
覆した太陽電池モジュールにおいて、前記第2の熱可塑
性樹脂シートを難燃剤を添加した熱可塑性樹脂シートで
形成すると共に、前記第1の熱可塑性樹脂シートを前記
第2の熱可塑性樹脂シートと前記裏面シートで被覆した
ことを特徴とする。
【0009】また、請求項2に係る太陽電池モジュール
では、透光性基板上に、第1の熱可塑性樹脂シート、イ
ンナーリード線で接続された複数の太陽電池素子、およ
び第2の熱可塑性樹脂シートを順次積層して配設して裏
面シートで被覆した太陽電池モジュールにおいて、前記
第1の熱可塑性樹脂シートと第2の熱可塑性樹脂シート
との周辺部に難燃剤を添加した熱可塑性樹脂部材を配設
して前記裏面シートで被覆したことを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、各請求項に係る発明を詳細
に説明する。図1および図2は請求項1に係る太陽電池
モジュールの実施形態を示す図であり、1は透光性基
板、2は第1の熱可塑性樹脂シート、3は太陽電池素
子、4aは難燃剤を添加した第2の熱可塑性樹脂シー
ト、5は裏面シートである。
【0011】透光性基板1としては、ガラス、ポリカー
ボネートなどの透明基板が用いられる。ガラスには、板
ガラス、強化ガラス、倍強化ガラス、熱線反射ガラス等
が使用できる。厚みは低層階用では3mm程度のものを
使用するが、高層部分や耐風圧性能が要求される部分に
関しては、必要に応じて厚いガラスを使用する。ポリカ
ーボネートとしては(難燃グレード)のものがある。ポ
リカーボネートは不燃材ではないがUL94のV2また
はV0の難燃グレードのものがあり、これを使用するこ
とで耐火性能を向上させることができる。厚みは強度の
点から5mm以上必要である。
【0012】第1の熱可塑性樹脂シート2には従来から
使われている透明EVA樹脂のシートを使用する。この
透明EVA樹脂のシートとしては、酢酸ビニル含有量2
0〜40%のエチレン・酢酸ビニル共重合体で厚みは
0.5〜1mm程度が適切である。太陽電池3セルは結
晶系シリコン太陽電池を使用する。この結晶系シリコン
太陽電池は、例えば多結晶シリコン基板内にPN接合を
設けると共に、表裏面電極を形成し、さらに受光面に
反射防止膜を設けて構成される。その太陽電池子の配
線は、表面と裏面の電極にインナーリード線で接続して
行う。
【0013】第2の熱可塑性樹脂シート4aには(株)
ブリヂストンが「特開平9−69646」で述べている
ような難燃性のEVA、シリコーン樹脂などの難燃性の
樹脂のシートを使用する。すなわち、酢酸ビニル含有量
が10〜50%のエチレン・酢酸ビニル共重合体に難燃
剤を添加することで難燃・不燃性を向上させたものを用
いる。この難燃剤の例としては水酸化無機塩、リン酸酸
化物、赤リンなどの無機難燃剤、塩化パラフィン、塩化
ポリエチレンなどの有機難燃剤などがある。厚みは0.
5〜1mm程度が適当である。シリコーン樹脂は難燃グ
レードのものでなくてもEVA樹脂より燃えにくく、白
金などの添加物を加えると難燃性が向上する。厚みは
0.5〜1mm程度が適当である。
【0014】裏面シート5には、アルミ箔をフッ素樹脂
でコートしたシート、アルミニウムや鉄などの金属板、
あるいはガラス板などを使用する。
【0015】図1のように、第1の熱可塑性樹脂シート
2をガラスサイズより10mm以上小さくカットし、ラ
ミネート工程で加熱して接着すれば、図2のような第1
の熱可塑性樹脂シート2を第2の熱可塑性樹脂シート4
で包み込む構造となる。このように可燃性の第1の熱可
塑性樹脂シート2を難燃性の第2の熱可塑性樹脂シート
4で包み込むことにより、耐火性能試験でみられたよう
な太陽電池モジュール端面からのEVA樹脂に着火する
ことを防ぐことが可能となる。なお、図1は各部材1〜
5の積層方法を示したもので、実際の太陽電池モジュー
ルMの断面は図2のようになる。
【0016】太陽電池モジュールMを製造するに当たっ
ては、上述の透光性基板1上に、第1の熱可塑性樹脂シ
ート2、インナーリード線(不図示)で接続された複数
の太陽電池素子3、および難燃剤が添加された第2の熱
可塑性樹脂シート4a、裏面シート5を順次積層した配
設する。このような状態にして、減圧容器内に入れて外
圧を加えながら100〜200℃で例えば15分〜1時
間加熱することによって製造する。第1の熱可塑性樹脂
シート2と第2の熱可塑性樹脂シート4は、加熱された
際に複数の太陽電池素子3の間に回り込み、インナーリ
ード線の腐食の原因となる気泡などを完全に追い出す。
【0017】図3および図4は請求項2に係る太陽電池
モジュールの実施形態を示す図であり、1は透光性基
板、2は第1の熱可塑性樹脂シート、3は太陽電池素
子、4は第2の熱可塑性樹脂シート、5は裏面シート、
6は熱可塑性樹脂部材である。
【0018】透光性基板1、第1の熱可塑性樹脂シート
2、太陽電池3、裏面シート5には手段1で述べたもの
を使用する。第2の熱可塑性樹脂シート4には従来から
使用している透明又は着色したEVA樹脂のシートを使
用する。熱可塑性樹脂部材6には(株)ブリヂストンが
「特開平9−69646」で述べているような難燃性の
EVA、シリコーン樹脂などの難燃性の樹脂のシートを
使用する。すなわち、酢酸ビニル含有量が10〜50%
のエチレン・酢酸ビニル共重合体に難燃剤を添加するこ
とで難燃・不燃性向上させたものを用いる。この難燃
剤の例としては水酸化無機塩、リン酸酸化物、赤リンな
どの無機難燃剤、塩化パラフィン、塩化ポリエチレンな
どの有機難燃剤などがある。厚みは0.5〜1mm程度
が適当である。シリコーン樹脂は難燃グレードのもので
なくてもEVA樹脂より燃えにくく、白金などの添加物
を加えると難燃性が向上する。厚みは0.5〜1mm程
度が適当である。
【0019】図3のように第1の熱可塑性樹脂シート
2、第2の熱可塑性樹脂シート4をガラスサイズより1
5mm以上小さくカットし、その外側に熱可塑性樹脂部
材6をセットし、ラミネート工程で加熱・接着すること
により、図4のような構造となる。この熱可塑性樹脂部
材6に難燃性の樹脂を使用することにより、耐火性能試
験でみられたような、太陽電池モジュールMの端面から
のEVA樹脂に着火することを防ぐことが可能となる。
なお、図3は部材の積層方法を示したもので、実際のパ
ネルの断面図は図4のようになる。
【0020】
【実施例】−実施例1− 図1の構造でXの長さを変えて太陽電池モジュールを作
製し、耐火性能を評価した。透光性基板1にガラス、第
1の熱可塑性樹脂シート2に透明EVA樹脂のシート、
第2の熱可塑性樹脂シート4aに難燃性のEVA樹脂、
裏面シート5にはアルミ箔をフッ素樹脂でコートしたシ
ートを使用した。これらの部材を積層した後、ラミネー
ト工程にて加熱接着した結果、図2のような太陽電池モ
ジュールを作製した。サンプルはXの長さがそれぞれ
0、5、10、15、20、25、30mmのものを作
製し、裏面シート5から15mm以上離した位置にガス
バーナーを置いて5分間加熱した。その結果を表1に示
す。
【0021】
【表1】
【0022】X=0mmとX=5mmのサンプルで第1
の熱可塑性樹脂シート2の透明EVA樹脂が溶け出てし
て着火したのに対し、X=10mm以上のサンプルでは
EVA樹脂への着火は確認できなかった。
【0023】−実施例2− 図3の構造でXの長さを変えて太陽電池モジュールを作
製し、耐火性能を評価した。透光性基板1にガラス、第
1の熱可塑性樹脂シート2、第2の熱可塑性樹脂シート
4に透明EVA樹脂のシート、裏面シート5にはアルミ
箔をフッ素樹脂でコートしたシート、熱可塑性樹脂部材
6に難燃性のEVA樹脂を使用した。これらの部材を積
層した後、ラミネート工程にて加熱接着した結果、図4
のような太陽電池モジュールを作製した。サンプルはX
の長さがそれぞれ0、5、10、15、20、25、3
0mmのものを作製し、裏面シート5から15mm以上
離した位置にガスバーナーを置いて5分間加熱した。そ
の結果を表2に示す。
【0024】
【表2】
【0025】X=0mm、X=5mm、X=10mmの
サンプルで透明EVA樹脂が溶け出して着火したのに対
し、X=15mm以上のサンプルではEVA樹脂への着
火は確認できなかった。
【0026】
【発明の効果】以上のように、請求項1に係る太陽電池
モジュールでは、第2の熱可塑性樹脂シートを難燃剤を
添加した熱可塑性樹脂シートで形成すると共に、第1の
熱可塑性樹脂シートを第2の熱可塑性樹脂シートと裏面
シートで被覆したことから、太陽電池モジュールの耐火
性能が向上し、太陽電池モジュールの建材一体化および
建材への応用が可能となる。
【0027】また、請求項2に係る太陽電池モジュール
では、第1の熱可塑性樹脂シートと第2の熱可塑性樹脂
シートとの周辺部に難燃剤を添加した熱可塑性樹脂部材
を配設して裏面シートで被覆したことから、太陽電池モ
ジュールの耐火性能が向上し、太陽電池モジュールの建
材一体化および建材への応用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1に係る太陽電池モジュールのラミネー
ト前の断面を示す図である。
【図2】請求項1に係る太陽電池モジュールのラミネー
ト後の断面を示す図である。
【図3】請求項2に係る太陽電池モジュールのラミネー
ト前の断面を示す図である。
【図4】請求項2に係る太陽電池モジュールのラミネー
ト後の断面を示す図である。
【図5】従来の太陽電池モジュールのラミネート前の断
面を示す図である。
【図6】従来の太陽電池モジュールのラミネート後の断
面を示す図である。
【符号の説明】
1‥‥‥透光性基板、2‥‥‥第1の熱可塑性樹脂シー
ト、3‥‥‥太陽電池素子、4‥‥‥第2の熱可塑性樹
脂シート、4a‥‥‥難燃剤を添加した第2の熱可塑性
樹脂シート、5‥‥‥裏面シート、6‥‥‥難燃剤を添
加した熱可塑性樹脂部材

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透光性基板上に、第1の熱可塑性樹脂シ
    ート、インナーリード線で接続された複数の太陽電池素
    子、および第2の熱可塑性樹脂シートを順次積層して配
    設して裏面シートで被覆した太陽電池モジュールにおい
    て、前記第2の熱可塑性樹脂シートを難燃剤を添加した
    熱可塑性樹脂シートで形成すると共に、前記第1の熱可
    塑性樹脂シートを前記第2の熱可塑性樹脂シートと前記
    裏面シートで被覆したことを特徴とする太陽電池モジュ
    ール。
  2. 【請求項2】 透光性基板上に、第1の熱可塑性樹脂シ
    ート、インナーリード線で接続された複数の太陽電池素
    子、および第2の熱可塑性樹脂シートを順次積層して配
    設して裏面シートで被覆した太陽電池モジュールにおい
    て、前記第1の熱可塑性樹脂シートと第2の熱可塑性樹
    脂シートとの周辺部に難燃剤を添加した熱可塑性樹脂部
    材を配設して前記裏面シートで被覆したことを特徴とす
    る太陽電池モジュール。
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Effective date: 20050126