JP2005113077A - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課 題】 従来の太陽電池は、高価な白板ガラスを用いているために、太陽電池のコストダウンを阻害する一因となっていた。
【解決手段】 セルの封止に用いられているエチレン−酢酸ビニル共重合体（以下ＥＶＡと略）に１時間半減期が１０８℃以下の有機化酸化物を添加し、１００℃でＥＶＡを架橋させることにより、白板ガラスの変わりにポリカーボネートを使用する事を可能にした。これにより、太陽電池モジュールのコストダウンと軽量化が計る事が可能になり、携帯性に優れる太陽電池モジュールを提供することが実現し、その普及を促進することが、可能になった。

Description

本発明は、太陽電池モジュールに関する。

従来の太陽電池モジュールは、受光面は高価な白板ガラスを用いている。（例えば、特許文献１。）。

以下、図１により従来の太陽電池モジュールについて説明する。
太陽電池モジュール用白板ガラスと耐候性の高いフィルムの間に、ＥＶＡ組成物を用いて、発電素子を封止している。
特開平６−１７７４１２

以上述べた従来の太陽電池モジュールでは、非常に高価な白板ガラスと耐候性フィルムを用いているため、太陽電池モジュールのコストダウンの阻害要因となっていた。

本発明は、太陽電池モジュールのコストダウンを目標に、白板ガラス、耐候性フィルムの代わりにポリカーボネート板を用い、安価で軽量の太陽電池モジュールを製造することを目標とする。

これらの問題を解決すべく、鋭意研究開発をした結果、太陽電池モジュールに用いられるＥＶＡに予め添加する有機化酸化物の１時間の半減期が１０８℃以下のものを用い、ＥＶＡの架橋を低温にすることで、安価なかつ軽量の太陽電池モジュールを提供するに至った。

１時間の半減期が１０８℃を超えた場合、ポリカーボネートの耐熱の上限の１００℃でＥＶＡの架橋を行った時、時間がかかりすぎ実用に適さない。

有機化酸化物の添加量は、ＥＶＡ対比１０重量部以下で充分であり、好ましくは０．１〜５重量部で構わない。

有機化酸化物を５重量部以上添加すると、ＥＶＡの架橋が速くなり、太陽電池モジュール製造時の使い勝手が著しく悪くなる。逆に０．１重量部以下ではＥＶＡの架橋が不充分であり添加した効果が小さく実用に適さない。

本発明で用いられる有機化酸化物については、１時間半減期が１０８℃以下のものであればいずれでもかまわないが、例えば、１、１−（ｔ−ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサン；１、１−ジ（ｔ−ヘキシルパーオキシ）―３、３、５―トリメチルシクロヘキサン；１、１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）−２―メチルシクロヘキサン；t−ブチルパーオキシイソブチレート；ジベンゾイルパーオキサイド；ジ（３―メチルベンゾイル）パーオキサイド；ベンゾイル（３―メチルベンゾイル）パーオキサイド；ｔ−ブチルパーオキシー２−エチルヘキサネート；ジ（４−メチルベンゾイル）パーオキサイド、ｔ−ヘキシルパーオキシー２エチルヘキサネートなどを用いることができる。

また、本発明に用いられるＥＶＡは、酢酸ビニル含有率が２７重量部％以上のものを用いることができる

ＥＶＡの酢酸ビニル含有率が２７重量部％未満のものを用いた場合、ＥＶＡの融点が高くなり、太陽電池製造に際しＥＶＡの流動性が不足し、モジュール内にエアー残りをしてしまう。

本発明において封止材とバックカバー及び発電素子との接着力を更に向上せしめる目的でＥＶＡにシランカップリング剤を添加することができる。

この目的に供されるシランカップリング剤としては公知のものとして例えばγ−クロロプロピルトリメトキシシラン；ビニルトリクロロシラン；ビニルトリエトキシシラン；ビニルートリス（β−メトキシエトキシ）シラン；γーメタクリロキシプロピルトリメトキシシラン；β−（３、４―エトキシシクロヘキシル）エチルートリメトキシシラン；γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン；ビニルトリアセトキシシラン；γーメルカトプロピルトリエメトキシシラン；γーアミノプロピルトリメトキシシラン；Ｎ−β−（アミノエチル）―γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等を上げることをできる。これらのシランカップリング剤の配合量はＥＶＡ対比５重量部ないしはそれ以下で充分である。

ＥＶＡ組成物の架橋度を向上させ、耐久性を向上するために架橋助剤を添加できる。

この目的に供せられる架橋助剤としては、公知のものとしてトリアリルイソシアヌレート；トリアリルイソシアネート等３官能の架橋助剤の他、ＮＫエステル等単官能の架橋助剤等も上げる事ができる。これらの架橋助剤はＥＶＡ対比１０重量部ないしはそれ以下で充分である。

本発明では安定性を向上する目的でハイドロキノン；ハイドロキノンモノメチルエーテル；Ｐ―ベンゾキノン；メチルハイドロキノン等を本発明では安定性を向上する目的でハイドロキノン；ハイドロキノンモノメチルエーテル；Ｐ―ベンゾキノン；メチルハイドロキノン等をＥＶＡ対比５重量部もしくはそれ以下で加えることができる。ＥＶＡ対比５重量部もしくはそれ以下で加えることができる。

また、上記以外に着色剤、紫外線吸収剤、老化防止剤、変色防止剤等を添加することができる。

着色剤の例としては、金属酸化物、金属粉等の無機顔料、アゾ系、フタロシアニン系、アチ系、等の有機顔料がある

紫外線吸収剤には、２―ヒドロキシー４―ンーオクトキシベンゾフェノン；２―ヒドキシー４―メトキシー５―スルフォベンゾフェノン等のベンゾフェノン系；２―（２‘―ヒドロキシー５―メチルフェニル）ベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール系、フェニルサルシレート；ｐ―ｔ―ブチルフェニルサリシレート等のヒンダードアミン系がある。

老化防止剤としては、アミン系、フェノール系、ビスフェニル系、ヒンダードアミン系があるが、例えばジーｔ―ブチルーｐクレゾール；ビス（２−２−６−６―テトラメチルー４―ビペラジル）セバケート等がある。

以下に実施例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明の主事を超えない限り本実施例に限定されるものではない。

[実施例]表1の配合に従い、１．０ｍｍ厚のシート（１）を作成した。

有機化酸化物（１）：日本油脂株式会社製「ナイパーＦＦ」
有機化酸化物（２）：日本油脂株式会社製「パーヘキサＨＣ」
有機化酸化物（３）：日本油脂株式会社製「パーヘキサ２５Ｂ」
シランカップリング剤：γ―メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
紫外線吸収剤：２―ヒドロキシー４―ンーオクトキシベンゾフェノン
酸化防止剤：ビス(２−２−６−６―テトラメチルー４―ビペラジル)セバケート

ポリカーボネート板（３ｍｍ）で、表１で得られたＥＶＡシート（１）、（２）、（３）を使用し、図２のようにシリコン発電素子を挟み込み、ラミネーターを用い、１００℃で３分脱気した後、１００℃で３０分間大気圧プレスを行い、一体化した。

ＥＶＡシート（１）、（２）を用いで出来上がった太陽電池モジュールには、外観上の問題がなく、また光を照射した場合、問題なく発電した。また、８５℃で１０００時間保管したが、問題の発生はなかった。

これに対して、ＥＶＡシート（３）を用いた太陽電池モジュールは、発電素子とＥＶＡの界面で剥離が生じた。また、８５℃で１０００時間保管したところ、ＥＶＡが流動してしまい、２枚のポリカーボネート板が大きくずれ、ＥＶＡが直接外気に触れてしまい、外気に触れた部分は著しくＥＶＡが黄変した。

従来の太陽電池モジュールの実施形態を示す断面図 本発明の太陽電池モジュールの実施形態を示す断面図

符号の説明

１０ 太陽電池モジュール用白板ガラス（３ｍｍ厚）
１１ ＥＶＡ組成物
１２ シリコン発電素子
１３ バックカバー：ポリフッ化ビニル（３８μ）／アルミ（３０μ）
／ポリフッ化ビニル（３８μ）の三層構成
２０ ポリカーボネート板（３ｍｍ厚）
２１ ＥＶＡ組成物
２２ シリコン結晶系発電素子

Claims (3)

1. エチレン酢酸ビニル共重合体（以下ＥＶＡと略）に１時間の半減期が１０８℃以下である有機化酸化物を予め添加し有機化過酸化物を分解することで、ＥＶＡに架橋構造を持たせたＥＶＡ組成物と発電素子が直接接していることを特徴としている太陽電池モジュール。
2. ２枚のポリカーボネート板の間に特許請求第１項記載のＥＶＡを用いて発電素子を封止していることを特徴としている請求項１記載の太陽電池モジュール。
3. ＥＶＡの酢酸ビニル含有率が２７重量％以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。

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