JP2002231981A - 透明ポリウレタンの前面部を有するソーラー・モジュールおよびその製造法 - Google Patents

透明ポリウレタンの前面部を有するソーラー・モジュールおよびその製造法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 迅速で、簡単でコスト的に効率が優れている
方法により製造できる軽量の光起電力モジュールを開発
すること。 【解決手段】 ソーラー・モジュールの前面部として透
明ポリウレタン１を用いる。ポリウレタンは大気条件下
での高い安定性、安い材料コストおよび低密度という利
点を有しているので、軽量および約１００℃の低い温度
における迅速な加工性を供することになる。なお、ソー
ラー・セル３を透明ポリウレタン１中に完全に埋封させ
ることが好ましく、前面部に透明ポリウレタン１を用
い、背面部に不透明ポリウレタン２等の材料を用いるこ
とも可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、透明ポリウレタン
の前面部（または表板もしくはフロント・サイド）を有
するソーラー・モジュール（または太陽電池モジュー
ル）、およびかかるモジュールを製造する方法に関す
る。
【０００２】
【従来技術】「ソーラー・モジュール」は、日光から電
力を直接発生する光起電力（または光電池）構成部品
（または構成要素）を意味する。コスト的に効率が良い
ソーラー・パワーの発生（または太陽光発電）に関する
重要な因子は、用いられるソーラー・セル（または太陽
電池）の効率並びにソーラー・モジュールの製造コスト
および有効寿命である。
【０００３】一般的に、ソーラー・モジュールはガラス
から成る前面部（または前面）、相互に接続されたソー
ラー・セル、埋封材料、および背面部（または背面）構
造体から構成される。ソーラー・モジュールの個々の層
は、以下でより十分に説明する機能を果たす必要があ
る。
【０００４】ガラスの前面部は機械的影響および周囲
（または周辺雰囲気）の影響から保護するように機能す
る。それは、３００ｎｍ〜１１５０ｎｍの光スペクトル
領域における吸収損失、即ち、発電に通常用いられるシ
リコン系ソーラー・セルの効率損失をできるだけ最小に
するために、最大限の透明性を呈する必要がある。前述
のスペクトル領域において９０〜９２％に達する透過率
を有する低鉄含量の硬質白色ガラス（３または４ｍｍの
厚さ）を通常用いる。
【０００５】埋封材料（ＥＶＡ（エチル−ビニルアセテ
ート）のフィルムを一般的に用いる）は、モジュール複
合体全体の接着剤として機能する。約１５０℃における
積層操作（または層状化操作）の間、ＥＶＡは溶融し、
はんだ付けされたソーラー・セル間のすきま（またはギ
ャップ）に流れ込み、熱架橋される。反射による損失を
招く気泡の生成は、真空下での積層により防止されてい
る。
【０００６】モジュールの背面部（またはリア・サイド
もしくは背板）は、湿気および酸素からソーラー・セル
および埋封材料を保護する。更に、それはソーラー・モ
ジュールを組み立てる間における傷（ｓｃｒａｔｃｈｉ
ｎｇ、または掻き傷）等に対する機械的な保護として機
能し、また電気的な絶縁部（または絶縁体）として機能
する。背面部構造体はガラス、または、より一般的には
複合フィルムのいずれによって成るものであってよい。
概して、ＰＶＦ（ポリ弗化ビニル）−ＰＥＴ（ポリエチ
レンテレフタレート）−ＰＶＦまたはＰＶＦ−アルミニ
ウムーＰＶＦのような種々のものを用いる。
【０００７】ソーラー・モジュール構造体に用いられる
封入材料は、特に水蒸気および酸素に対する良好なバリ
ヤー性（または遮断性）を呈する必要がある。ソーラー
・セル自体は水蒸気または酸素により攻撃（または腐
食）されないが、金属接点（またはコンタクト）の腐
食、およびＥＶＡ埋封材料の化学的な劣化は起こり得
る。通常、モジュール内の全てのソーラー・セルは、電
気的に直列で相互に接続されているので、損傷したソー
ラー・セルの接点はモジュールの完全な故障につなが
る。ＥＶＡの劣化は、モジュールの黄変となって現わ
れ、光吸収の低下により、それに相当する電力が減少
し、また、目視的に劣化する。今日、全モジュールの約
８０％は、前述の複合フィルムのいずれかで背面部を封
止されており、ソーラー・モジュールの約１５％では、
ガラスを前面部および背面部に用いている。複合フィル
ムまたはガラスを前面部および背面部の双方に用いる場
合、ＥＶＡの代わりに非常に透明な注型用樹脂を埋封材
料として時々用いる。この非常に透明な注型用樹脂はゆ
っくりと（数時間かけて）硬化する。
【０００８】比較的高い資本コストにもかかわらず、ソ
ーラー・パワー（または太陽光発電）の競争力のある製
造コストを達成するために、ソーラー・モジュールは長
い運転時間を達成する必要がある。それゆえ、現在のソ
ーラー・モジュールは２０〜３０年の運転寿命で設計さ
れている。大気（または周辺）条件下での高い安定性に
加えて、運転中におけるモジュールの温度は、強烈な日
光による８０℃〜氷点以下の温度の間で周期的に変化す
ることがあり、モジュールが熱耐久性を有するように作
ることが主として必要とされる。ソーラー・モジュール
は、周辺雰囲気（または大気）テスト（紫外線照射、湿
熱（ｄａｍｐ ｈｅａｔ、または湿気存在下の加熱）、
温度変化）、雹テスト、および高圧絶縁テストを含む総
合的な安定性試験（ＩＥＣ１２１５の標準テスト）に付
される。
【０００９】モジュール構造体は全コストの３０％を占
めており、太陽電池（または光起電力）モジュールの製
造コストが比較的高い割合を占めている。モジュール製
造における、この大きな割分は、高い材料コスト（３〜
４ｍｍ厚さの耐雹性の前面部ガラス、背面部の複数層の
フィルム）、および長い加工時間、即ち、低い生産性に
よってもたらされる。多くの場合、前述のモジュール複
合体の個々の層は、依然、手作業で組み立てて配置（ま
たは位置を調節）される。更に、真空下、約１５０℃に
おけるＥＶＡのホットメルト型接着剤の比較的ゆっくり
とした溶融およびモジュール複合体の積層は、１モジュ
ール当たり２０〜３０分の製造サイクル時間をもたら
す。
【００１０】比較的厚いフロント・ガラス板（３〜４ｍ
ｍ）のため、従来のソーラー・モジュールは重く、その
ため、安定かつ高価な保持構造を必要とする。また、現
在のソーラー・モジュールにおいては、熱消散（または
放熱）の問題が十分に解決されていない。強烈な日光の
下では、モジュールは８０℃の温度にまで加熱され、温
度に起因するソーラー・セル効率の低下につながり、最
終的には、ソーラー・パワー（または太陽光電力）の価
格の増加につながる。
【００１１】より安い（即ち、まず第１に、より迅速
な）製造法を用いることによってモジュールの製造コス
トを下げる種々の試みは、これまでのところ好結果を示
すに至っていない。米国特許第４８３００３８号、およ
び同５００８０６２号には、ＲＩＭ（反応射出成形）法
によるポリウレタン・フォームを用いて薄膜型ソーラー
・モジュールのモジュール背面部の周囲で迅速に発泡さ
せることが記載されている。かかる薄膜型ソーラー・セ
ルは（例えば化学蒸着法またはＣＶＤにより）ソーラー
・モジュールのフロント・ガラスの背面に直接的に形成
（または付着）され、それによって、モジュールの前面
部と背面部との間において埋封材料を必要としていな
い。しかしながら、現在、全てのソーラー・セルのうち
約１０％だけが薄膜技術によって製造されている。主な
ソーラー・セルは、結晶シリコンウェーハの技術に基づ
いている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、迅速
で、簡単で、コスト的に効率が優れている方法により製
造できる、軽量の光起電力モジュールを開発することで
ある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】このような課題および当
業者にとっては明らかな他の課題は、ソーラー・モジュ
ールの前面部として透明ポリウレタンを用いることによ
って達成される。
【００１４】ソーラー・モジュールの構成体にて現在用
いられている材料と比較して、ポリウレタンは大気条件
下（または周辺雰囲気下）での高い安定性、安い材料コ
ストおよび低密度という利点を供しており、それゆえ、
軽量および約１００℃の低い温度における迅速な（数分
の）加工性を供している。
【００１５】本発明の好ましい態様において、ソーラー
・セルを透明ポリウレタン中に完全に埋封させる。しか
しながら、前面部に透明ポリウレタンを用い、背面部に
不透明ポリウレタン等の材料を用いることも可能であ
る。
【００１６】本明細書で用いる場合、「透明ポリウレタ
ン」は１ｍｍの層厚さで、４００ｎｍ〜１１５０ｎｍ、
好ましくは４００ｎｍ〜９００ｎｍの範囲の波長におい
て８５％より高い透過率を呈するポリウレタンである。
透明ポリウレタンは、例えば、脂肪族ポリイソシアネー
ト（例えば低粘度のヘキサメチレン・ジイソシアネート
（ＨＤＩ）−トライマー（２３℃で１０００〜３０００
ｍＰａ・ｓの粘度、２１〜２５％のＮＣＯ含量、１７０
〜１９０ｇ／モルの当量、および１．０〜１．２ｇ／ｃ
ｍ３の密度を有するもの））および低粘度のポリエステ
ル・ポリオール（例えば、２３℃で１５００〜２５００
ｍＰａ・ｓの粘度、４８０〜５６０の水酸基価、１．０
〜１．２ｇ／ｃｍ３の密度で１００〜１２０ｇ／モルの
当量を有するもの）から製造される。適当な透明ポリウ
レタン系の例として、登録商標Ｂａｙｆｌｅｘ（ＶＰ．
ＰＵ １４ＩＦ０２／ＶＰ．ＰＵ１８ＩＦ１１）の名称
でバイエルＡＧ（Ｂａｙｅｒ ＡＧ）から入手できる系
がある。
【００１７】本明細書で用いる場合、「不透明」ポリウ
レタンは、可視光に対して不透明的な標準的なポリウレ
タンであり、例えば黒く着色したものである。適当な不
透明ポリウレタン系の例として、登録商標Ｂａｙｆｌｅ
ｘ（ＶＰ．ＰＵ ４３ＩＦ１３／ＶＰ．ＰＵ０８３
３）、または登録商標Ｂａｙｄｕｒ（ＶＰ．ＰＵ ７１
ＢＤ０３／ＶＰ．ＰＵ ２６ＩＫ０１）の名称でバイエ
ルＡＧから入手できる系がある。
【００１８】不透明ポリウレタンに加えて、モジュール
の背面部をプラスチック（例えば、ポリカーボネート、
ポリメチルメタクリレート、弗素プラスチック（または
弗素樹脂））、ガラス繊維強化プラスチック、または金
属−プラスチックのマルチレイヤー系（複数層系）から
形成してもよい。
【００１９】モジュールの機械的安定性は、背面部およ
び前面部の双方によって確保され得る。ソーラー・セル
の高い光電効率を保証するために、ソーラー・モジュー
ルの前面部は、３００ｎｍ〜約１５００ｎｍ、好ましく
は３００ｎｍ〜１１５０ｎｍの可視および赤外スペクト
ル領域において高い透明性を有することが主として必要
とされる。モジュールの前面部および背面部は、大気
（または周辺雰囲気）条件下で（例えば紫外線照射に対
する）通常高い安定性を呈すること、および埋封された
ソーラー・セルを、（例えば、水蒸気および酸素に対す
る）適当なバリヤー性によって腐食から保護することの
双方を必要とする。
【００２０】ソーラー・モジュールの前面をカバーする
ために有用な透明ポリウレタン系を、脂肪族ポリイソシ
アネートおよびカプロラクトン・ポリオール（例えば２
３℃で６００〜１０００ｍＰａ・ｓの粘度、２９０〜３
４０の水酸基価、５００〜６００ｇ／モルの当量、およ
び１．０〜１．２ｇ／ｃｍ３の密度を有するもの）を含
む系から製造してもよい。これらの材料から製造される
ポリウレタンは、紫外線に対するより高い安定性と共
に、ポリウレタンの熱−酸化の点で向上したエージング
性（または経時変化特性）を有している。また、紫外線
に対して更に安定性を増加させるために、ポリウレタン
生成反応混合物中にアミンまたはフェノールを約１％の
濃度で含ませてもよい。
【００２１】ソーラー・モジュールの長期安定性に影響
する重要な因子は、変化する温度および用いられる材料
の異なる膨張係数に起因する熱応力である。これらの因
子から生じる応力は、モジュール複合体のデラミネーシ
ョン（または離層、もしくは層間剥離）または破壊さえ
も可能とする。
【００２２】好ましくは、モジュールの背面部に有用な
不透明ポリウレタンは、フィラー（または充填材）を含
んでおり、その結果、ポリウレタンの熱膨張係数が減少
し、ソーラー・セル（大抵はシリコン、約３×１０−６
Ｋ−１の膨張係数）とポリウレタン（１００〜２００×
１０−６Ｋ−１の膨張係数）との間の膨張係数の差が減
少する。不透明ポリウレタンの熱膨張係数を減少させる
ため、チョーク（または白墨）、ガラス・プレートレッ
ト（またはガラス小片、ｇｌａｓｓ ｐｌａｔｅｌｅｔ
ｓ）またはシリケート等のフィラーを、ポリウレタン系
において１０〜２５％のフィラー濃度で用いてよい。
【００２３】本発明の好ましい態様において、ポリウレ
タンは熱伝導率を増加させる添加剤（例えば粉状形態の
銅）を含む。
【００２４】一般に、ソーラー・モジュールの効率的な
冷却は、ソーラー・セル効率の増加につながる。ポリウ
レタンの表面部、特にその背面側を冷却フィン形態に構
成してよい。
【００２５】好ましい形態において、ソーラー・モジュ
ールは、付加的な固定（または取付）要素および／また
は補強（または強化）要素および／または電気的な機能
を有する要素を含む。典型的な要素は、ソーラー・モジ
ュールを後で固定するための取付クランプ、電気ジャン
クション・ボックス（または接続箱）およびプラスチッ
ク材料または金属材料の棒形状、板形状、格子形状の補
強要素である。これらの付加的な要素を、ポリウレタン
の成形（または賦形）プロセス中にモジュールの構造に
組み込んでよく、また、金型（または型もしくはモール
ド）内でソーラー・セルを機械的に安定させるために用
いてもよい。
【００２６】本発明の好ましい態様において、付加的な
機能要素が、モジュール背面部に存在し、ポリウレタン
成形プロセスでのソーラー・セルの簡単な固定または取
り付けを可能とする構造（例えば、溝、凹み）を有して
いる。モジュールの背面部は、例えば、熱成形性の複合
フィルムから形成してもよい。複合フィルムを別に形成
し、その後、接続要素を含むソーラー・セルを導入（ま
たは配置）するか、あるいは、複合フィルムをソーラー
・セルと共に熱成形し、それにより背面部に、また、背
面部を介して直接的に固定させる。
【００２７】本発明のもう１つの好ましい態様におい
て、ソーラー・モジュール、特に前面部は模様付き表面
（ｔｅｘｔｕｒｅｄ ｓｕｒｆａｃｅ、またはテクスチ
ャー構造を有する表面、例えば凹凸を有する表面、エン
ボス表面、しぼ付き表面、梨地表面等）を有している。
【００２８】ガラスと比べて、ポリウレタンは製造プロ
セスの間、より簡単に機械的に加工できる、または簡単
に成形（または成型）できるという利点を有している。
このことは、表面の模様付けが比較的容易であり、それ
によって、光に対して斜め向きの表面を介する光吸収が
増加し、従って、ソーラー・モジュールの効率が増加す
る。
【００２９】本発明のモジュール中のソーラー・セルと
して、ウェーハ（ｗａｆｅｒ）型ソーラー・セルおよび
薄膜型ソーラー・セルのいずれを用いてもよい。
【００３０】薄膜型ソーラー・セルを用いる場合、適当
な基板（例えば、ガラス、プラスチックまたはセラミッ
ク製）上でソーラー・セルを形成（例えば成膜）させて
もよい。その後、かかる基板上の薄膜型ソーラー・セル
を、機械的作用および周辺雰囲気の影響からの保護を確
実にする透明ポリウレタン中に完全に埋封させる。薄膜
型ソーラー・セルの基板をモジュールの背面部として機
能させてもよく、モジュールの前面部のみをポリウレタ
ンから形成してもよい。
【００３１】本発明のソーラー・モジュールを、ＲＩＭ
法（反応射出成形）、注型法、射出成形法、またはそれ
らの組合せを用いて、透明ポリウレタンがソーラー・セ
ルに適用される方法により製造してよい。かかる方法
は、例えばＧ．ＯｅｒｔｅｌによるＫｕｎｓｔｓｔｏｆ
ｆｈａｎｄｂｕｃｈ Ｎｒ．７「Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａ
ｎｅ（ポリウレタン）」（１９９３年、Ｃａｒｌ Ｈａ
ｎｓｅｒ Ｖｅｒｌａｇ（１３９〜１５２頁には一般的
な説明および注型法、３５６〜３６８頁にはＲＩＭ法、
３３３〜３３４頁には射出成形法））にて説明されてい
る。透明ポリウレタン系の加工に関する更なる詳細は、
ＥＰ−Ａ１−０ ９７８ ５２３号に示されている。
【００３２】光学的に活性な側の面が、いわゆるキャビ
ティーと呼ばれる金型の中空部に面するように、ソーラ
ー・セルを金型内に配置する。その後、好ましくは高圧
法により、反応系をキャビティーに注入し、ソーラー・
セルの透明カバーを形成する。
【００３３】別法では、低圧法または圧力を用いない
（または殆ど要しない）注型法を用いてよい。ブリスタ
ー（またはふくれ、ｂｌｉｓｔｅｒ）の無いソーラー・
セルカバーを得るために、反応系の原料成分は、製作に
先立って脱蔵（ｄｅｖｏｌａｔｉｌｉｚｅ、または揮発
性成分および／もしくは気体成分の除去）させる必要が
ある。更に、反応系をキャビティーに導入する間におい
て顕著な流れの偏りおよび大きな圧力変化（またはジャ
ンプ）を避けるべきである。キャビティー中の圧力は、
生じる気泡が圧縮されるようになっている。適切な圧力
は、キャビティーのサイズ、反応系の粘度およびガスの
系内への溶解度に依存する。その後、同じ金型内または
付加的な金型内での圧縮によってキャビティーの圧力を
増加させてよい。
【００３４】本発明の特に好ましい態様において、射出
成形により１工程でソーラー・セルを透明ポリウレタン
で封入する方法により、ソーラー・モジュールを製造す
る。
【００３５】もう１つの好ましい態様において、モジュ
ールの背面部として機能する構成部品（または要素）に
既に固定されたソーラー・セルに、透明ポリウレタンを
１工程で注入（または供給）する方法により、本発明の
ソーラー・モジュールを製造する。
【００３６】本発明の別の態様において、最初に前面部
用透明ポリウレタンをソーラー・セル上に注入または注
型（または供給）し、第２工程で背面部用ポリウレタン
をソーラー・セル上に注入または注型する方法により、
本発明のソーラー・モジュールを製造する。別法にて、
最初に背面部用ポリウレタンをソーラー・セル上に注入
または注型し、その後、前面部用透明ポリウレタンをソ
ーラー・セル上に注入または注型してよい。
【００３７】電気的機能を有する要素並びに固定要素お
よび補強要素をキャビティーに導入（または配置）し、
射出成形によるポリウレタン系を用いた封入により構成
部品に固定する方法によって、本発明のソーラー・モジ
ュールを製造することが好ましい。この場合、射出成形
による封入の前に、固定要素または補強要素を金型内の
所望の場所に配置する。かかる固定要素または補強要素
を配置する金型内の適当な場所の選択は、当業者であれ
ば実施できる（例えば、Ｇ．ＯｅｒｔｅｌによるＫｕｎ
ｓｔｓｔｏｆｆｈａｎｄｂｕｃｈ Ｎｒ．７（Ｃａｒｌ
ＨａｎｓｅｒＶｅｒｌａｇ）の「Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈ
ａｎｅ（ポリウレタン）」１９９３年、３９７〜４００
頁を参照）。
【００３８】
【発明の実施の形態】添付図面における実施態様により
本発明を詳細に説明する。
【００３９】図１において、ソーラー・モジュールの構
成部品は透明ポリウレタンの前面部（「または前板」）
の成形品（または成形部）１を含み、その中にセル・コ
ネクター４により接続されたソーラー・セル３が埋封さ
れている。
【００４０】この構造の特に優れているところは、１操
作のみでソーラー・セルの迅速かつ周辺雰囲気に対して
安定した埋封を可能としていることである。
【００４１】図２において、ソーラー・モジュールの構
成部品は、前面部として透明ポリウレタンの成形品（ま
たは成形部）１を含み、背面部として不透明ポリウレタ
ンの成形品（または成形部）２を含む。セル・コネクタ
ー４により接続されたソーラー・セル３を前面部１に埋
封する。背面部は機械的安定性を確保できる。
【００４２】図３において、ソーラー・モジュールの構
成部品は、透明ポリウレタンの前面部の成形品（または
成形部）１およびモジュールの背面部５を含む。モジュ
ールの背面部５は、透明ポリウレタンの射出または注型
の間、ソーラー・セル３およびセル・コネクター４を固
定するのに適当な構造部（例えば、溝、凹み）を含む。
【００４３】
【実施例】実施例１ 透明ポリウレタンにより封入されたソーラー・セルをＲ
ＩＭ（「反応射出成形」）法により製造した。試験目的
として、各々が約５×５ｃｍ２の面積を有する２つのソ
ーラー・セルを相互にはんだ付けした。最初にソーラー
・セルを支持体上の金型内に置いた。金型を閉鎖した
後、反応混合物である登録商標Ｂａｙｆｌｅｘ（ＶＰ．
ＰＵ １４ＩＦ０２／ＶＰ．ＰＵ１８ＩＦ１１、バイエ
ルＡＧから入手可能）を注入し、支持体を含むソーラー
・セルの周囲に流し込んだ。
【００４４】透明ポリウレタン系（登録商標Ｂａｙｆｌ
ｅｘ（ＶＰ．ＰＵ １４ＩＦ０２／ＶＰ．ＰＵ１８ＩＦ
１１、バイエルＡＧから入手可能））は脂肪族ポリイソ
シアネート（低粘度のＨＤＩトライマー、２３℃で１２
００ｍＰａ・ｓの粘度、２３％のＮＣＯ含量、０．２５
％より少ないモノマーのＨＤＩ、１８３ｇ／モルの当
量、１．１６ｇ／ｃｍ３の密度）および短鎖ポリエステ
ル・ポリオール（２３℃で約１９００ｍＰａ・ｓの粘
度、１６％の水酸基含量または５２８の水酸基価、０．
２％より低い含水率、１０６ｇ／モルの当量、１．０５
ｇ／ｃｍ３の密度）を含んでいた。系の全量基準で１％
のジブチル−スズ−ジラウレート（ＤＢＴＬ）を触媒と
して用いた。
【００４５】予備試験において、ガラス繊維強化ポリカ
ーボネートのプレート（寸法１５×１５ｃｍ２）をソー
ラー・セルが結合するモジュールの背面部として用い
た。ミックスヘッド（ｍｉｘｈｅａｄ、または混合ヘッ
ド）中の混合を十分なものとし、また、せん断力および
大流量の結果、ポリウレタン中に残存して、光散乱によ
って封入部の透明性を減少させることになる気泡が系中
に溶解したガスにより生じる程に流量があまり大きくな
らないように、金型依存性のある反応混合物の注入（ま
たは射出）速度を選択した。短いサイクル時間を達成す
るために反応系の注入速度をできる限り大きくする必要
があるが、泡の生成を防ぐために大きな圧力変化をでき
る限り避けなければならない。別法にて、大きいフィー
ド（または供給）開口を用いて大きい体積流量により、
低注入速度で短い流込み時間を達成してもよい。
【００４６】前述の方法で製造された試験用ソーラー・
モジュールの効率を日光（または太陽）タイプのスペク
トルを有するソーラー・シミュレーターのもとで測定す
ると、射出成形による透明ポリウレタンでの封入前およ
び封入後の双方で１０．５％に達した。
【００４７】表１に示すプロセス条件下、前述のソーラ
ー・モジュールを製造した。
【００４８】
【表１】
【００４９】実施例２ この実施例において、注型法により透明ポリウレタン中
で相互にはんだ付けされたソーラー・セル（各々が約５
×５ｃｍ２の面積を有する）を封入した。ガラス繊維強
化ポリカーボネートのプレート（約３ｍｍの厚さ）を背
面部として供した。接着剤によりソーラー・セルを背面
部に固定した。別法にて、（例えば、凹みにより）ソー
ラー・セルを固定するために背面部の成形（または賦
形）を用いることができる。ソーラー・セルを固定した
後、透明ポリウレタン系をソーラー・セルに注型した。
同時に、２成分の均一な混合を適当なミックスヘッドを
用いて達成した。Ｒｈｅｉｎｃｈｅｍｉｅ ＧｍｂＨか
ら入手できる反応混合物を用いた。この反応混合物は、
名称ＲＣ−ＤＵＲ ３０２（ＨＤＩトライマー、ビウレ
ット（ｂｉｕｒｅｔ）化合物、２３℃で約２５００ｍＰ
ａ・ｓの粘度、２３％のＮＣＯ含量、０．５％より少な
いモノマーのＨＤＩ、１８３ｇ／モルの当量、１．１３
ｇ／ｃｍ３の密度）で市販されている脂肪族ポリイソシ
アネート、および名称ＲＣ−ＰＵＲ ＫＥ ９６７５
（２３℃で約８００ｍＰａ・ｓの粘度、３１０の水酸基
価、０．０５％より低い含水率、５４０ｇ／モルの当
量、および１．１ｇ／ｃｍ３の密度）で市販されている
カプロラクトン・ポリオールを含んでいた。反応混合物
の硬化時間は約２〜３分であった。完全にブリスターの
無いソーラー・セルの埋封が達成された。透明ポリウレ
タン層の表面は平らであり、層厚さは約２〜３ｍｍであ
った。
【００５０】また、実施例１のように、このソーラー・
モジュールの効率をソーラー・シミュレーターの下で測
定すると、注型によって透明ポリウレタン中にソーラー
・セルを埋封する前および埋封した後の双方において１
２．１％に達した
【００５１】例示のために本発明を先に詳細に説明して
いるが、これは単にかかる目的のためのみに詳細に説明
したものであり、本発明は特許請求の範囲により制限さ
れるものの、本発明の概念および範囲から逸脱すること
なく、発明の変更が当業者により為され得るものである
と理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１はソーラー・モジュールを示しており、
ソーラー・セルがポリウレタン材料中に完全に埋封され
ている。
【図２】 図２はソーラー・モジュールを示しており、
ソーラー・セルが２種異なるのポリウレタン材料中に埋
封されている。
【図３】 図３はソーラー・モジュールを示しており、
その前面部が透明ポリウレタンで形成され、背面部がソ
ーラー・セルが固定されている成形品で形成されてい
る。
【符号の説明】
１…透明ポリウレタン、２…不透明ポリウレタン、３…
ソーラー・セル、４…セル・コネクター、５…ソーラー
・セルを固定するモジュールの背面部（例えば、プラス
チック）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591063187 Ｄ−51368 Ｌｅｖｅｒｋｕｓｅｎ，Ｇｅ ｒｍａｎｙ (72)発明者 クリスティアン・ヘスラー ドイツ連邦共和国47800クレーフェルト、 ベテルシュトラーセ22番 (72)発明者 ユルゲン・ラムトゥン ドイツ連邦共和国51469ベルギッシュ・グ ラートバッハ、ビンゼンヴェーク１番 (72)発明者 グンター・シュトルヴェルク ドイツ連邦共和国47800クレーフェルト、 ボーデルシュヴィングシュトラーセ16番 (72)発明者 ロベルト・アイベン ドイツ連邦共和国68623ランペルタイム、 ヴァルトシュトラーセ58番 (72)発明者 ミヒャエル・ニーダーマイヤー ドイツ連邦共和国68804アルトルスハイム、 クルプファルツシュトラーセ31番 (72)発明者 ペーター・シュースター ドイツ連邦共和国67122アルトリップ、ツ ィーゲライシュトラーセ12番 Ｆターム(参考） 5F051 EA18 JA04

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）少なくとも１つのソーラー・セ
    ル、（ｂ）透明ポリウレタンから成る前面部、および
    （ｃ）背面部、を有して成るソーラー・モジュール。
  2. 【請求項２】 背面部が透明ポリウレタンから成る、請
    求項１に記載のソーラー・モジュール。
  3. 【請求項３】 背面部がプラスチック、ガラスまたはセ
    ラミックから成る、請求項１に記載のソーラー・モジュ
    ール。
  4. 【請求項４】 背面部が不透明ポリウレタンから成る、
    請求項１に記載のソーラー・モジュール。
  5. 【請求項５】 不透明ポリウレタンはフィラーを含む、
    請求項４に記載のソーラー・モジュール。
  6. 【請求項６】 フィラーはチョーク、ガラス・プレート
    レット、シリケートおよびそれらの組合せから成る群か
    ら選択される、請求項５に記載のソーラー・モジュー
    ル。
  7. 【請求項７】 前面部は模様付き表面を有する、請求項
    １に記載のソーラー・モジュール。
  8. 【請求項８】 背面部を冷却フィンの形態に構成する、
    請求項１に記載のソーラー・モジュール。
  9. 【請求項９】 反応射出成形法、注型法、射出成形法ま
    たはそれらの組合せによりポリウレタンをソーラー・セ
    ルに適用することを含んで成る、請求項１に記載のソー
    ラー・モジュールの製造法。
  10. 【請求項１０】 透明ポリウレタンを前面に射出または
    注型する前に、ソーラー・セルをモジュールの背面部に
    固定する、請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 熱成形法によってソーラー・セルをモ
    ジュールの背面部に固定するように、ソーラー・セルと
    共に熱成形されたプラスチック・フィルムまたは複合プ
    ラスチック・フィルムから背面部は形成される、請求項
    ９に記載の方法。
JP2002007566A 2001-01-17 2002-01-16 透明ポリウレタンの前面部を有するソーラー・モジュールおよびその製造法 Pending JP2002231981A (ja)

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