JP2006261262A - Solar cell module with frame and manufacturing method thereof - Google Patents

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Ichiro Kataoka
一郎 片岡
Yuji Inoue
裕二 井上
Seiki Itoyama
誠紀 糸山
Hidehisa Makita
英久 牧田
Masaaki Matsushita
正明 松下
Takaaki Mukai
隆昭 向井
Hirotake Kato
大岳 加藤
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low cost solar cell module with a frame. <P>SOLUTION: In the solar cell module with a frame, the light receiving surface side of a solar cell element 1 is sealed with a sealing material 3 and a light transmitting member 2 in the external side thereof, and a frame 5 is provided to the external circumference of the solar cell element sealing material where the rear surface side is sealed with the sealing material 3 and a back sheet 4 in the external side thereof. In the solar cell module, the frame is fixed to the solar cell element sealing material by bonding the back sheet formed of a thermosetting resin to the frame. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、太陽電池モジュールに係わり、特に、外周部に枠体を設けた枠付き太陽電池モジュールに関する。   The present invention relates to a solar cell module, and more particularly to a solar cell module with a frame in which a frame body is provided on an outer peripheral portion.

図2は枠付き太陽電池モジュールの基本的構造を表した概略断面図である。図2において、1は太陽電池素子、3は封止材、2は透光性部材、4はバックシート、5は枠体である。太陽光は透光性部材、封止材を通過して太陽電池素子の光受光面に入射して電気エネルギーに変換される。発電された電気は出力端子(不図示)より外部に取り出される。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the basic structure of a framed solar cell module. In FIG. 2, 1 is a solar cell element, 3 is a sealing material, 2 is a translucent member, 4 is a back sheet, and 5 is a frame. Sunlight passes through the translucent member and the sealing material, enters the light receiving surface of the solar cell element, and is converted into electric energy. The generated electricity is taken out from an output terminal (not shown).

枠体は、太陽電池素子を封止材、透光性部材、バックシートで封止した太陽電池素子封止体に、枠体に設けられている溝部を嵌合することによって太陽電池モジュールの外周部に配される。その際、嵌合だけでは枠体と太陽電池素子封止体との固定が不十分なため、シール材7を枠体と太陽電池素子封止体との間に介挿するなどの方法によって固定することが行われてきた。   The frame body is formed by fitting a groove provided in the frame body to a solar cell element sealing body in which the solar cell element is sealed with a sealing material, a translucent member, and a back sheet. Placed in the department. At that time, since the fixing between the frame body and the solar cell element sealing body is insufficient only by fitting, the sealing material 7 is fixed by a method such as insertion between the frame body and the solar cell element sealing body. Has been done.

例えば、特許文献1には枠体と太陽電池素子封止体との間にシール絶縁用ゴムを介挿することが、特許文献2には枠体と太陽電池素子封止体との間にブチルゴムを介挿することが開示されている。また、特許文献3ではウレタン樹脂の一体成形によって枠体を形成する方法が開示されており、この場合は枠体が直接太陽電池素子封止体に接着固定されている。   For example, in Patent Document 1, a rubber for sealing insulation is interposed between the frame body and the solar cell element sealing body, and in Patent Document 2, butyl rubber is interposed between the frame body and the solar cell element sealing body. Is disclosed. Patent Document 3 discloses a method of forming a frame body by integral molding of urethane resin. In this case, the frame body is directly bonded and fixed to the solar cell element sealing body.

さらに、枠体と太陽電池素子封止体とを一液硬化型シリコーンシーラントで接着固定することも従来より広く行われている。   Furthermore, the frame body and the solar cell element sealing body are widely bonded and fixed with a one-component curable silicone sealant.

特許第3337286号特許明細書Patent No. 3337286 特開平11−121781号公報JP-A-11-121781 特開平11−97731号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-97731

しかしながら、シリコーンシーラントなどの接着剤で固定する場合、接着剤が硬化するまでに時間がかかるので、生産工程において太陽電池モジュールを長時間ストックしなければならない、接着剤の塗布の自動化が困難、などの理由で製造コスト低減の障害となっていた。接着剤の代わりにブチルゴムなどのゴム部材を用いれば硬化時間の問題は解決することができるが、自動化は同様に困難であり、また、ゴム材料が比較的高価なのも製造コストを低減する上では問題となる。   However, when fixing with an adhesive such as silicone sealant, it takes time for the adhesive to harden, so the solar cell module must be stocked for a long time in the production process, and it is difficult to automate the application of the adhesive, etc. For this reason, it has been an obstacle to reducing the manufacturing cost. If a rubber member such as butyl rubber is used instead of the adhesive, the problem of the curing time can be solved, but automation is similarly difficult, and the rubber material is relatively expensive in terms of reducing the manufacturing cost. It becomes a problem.

一方、樹脂の一体成形によって枠体を形成する方法は、自動化が比較的容易であるとともに、接着剤やゴム部材が不要のためにコスト低減に適した方法であると言えるが、枠体の強度、屋外での長期信頼性などの面で従来より用いられているアルミ製の枠体には及ばず、また、太陽電池モジュールの設置方法が従来のアルミ製枠体を用いた太陽電池モジュールとは異なり、設置互換性を保ちにくいという問題を有する。   On the other hand, the method of forming a frame body by integral molding of resin is relatively easy to automate, and can be said to be a method suitable for cost reduction because it does not require an adhesive or a rubber member. In addition to the aluminum frame that has been used in the past in terms of long-term reliability outdoors, the solar cell module using the conventional aluminum frame is the installation method of the solar cell module In contrast, it has a problem that it is difficult to maintain installation compatibility.

本発明者は上記課題を解決するために鋭意研究開発を重ねた結果、次のような方法が最良であることを見いだした。   As a result of intensive research and development to solve the above problems, the present inventor has found that the following method is the best.

即ち、上記課題を解決するための請求項1の発明は、太陽電池素子の受光面側が封止材とその外側の透光性部材とで封止されており、裏面側が封止材とその外側のバックシートとで封止された太陽電池素子封止体の外周部に枠体を設けてなる枠付き太陽電池モジュールにおいて、熱可塑性樹脂から成るバックシートが枠体に直接接着することによって枠体が太陽電池素子封止体に固定されていることを特徴とする。
また、請求項2の発明は、前記熱可塑性樹脂の融点が前記封止材の融点よりも高いことを特徴とする。
また、請求項3の発明は、前記熱可塑性樹脂がアイオノマー樹脂であることを特徴とする。
That is, in the invention of claim 1 for solving the above problem, the light receiving surface side of the solar cell element is sealed with the sealing material and the translucent member outside thereof, and the back surface side is sealed with the sealing material and the outside thereof. In a solar cell module with a frame in which a frame body is provided on the outer periphery of a sealed solar cell element that is sealed with a back sheet, the frame body is formed by directly bonding the back sheet made of thermoplastic resin to the frame body. Is fixed to the sealed solar cell element.
The invention of claim 2 is characterized in that a melting point of the thermoplastic resin is higher than a melting point of the sealing material.
The invention of claim 3 is characterized in that the thermoplastic resin is an ionomer resin.

また、上記課題を解決するための請求項4の発明は、枠付き太陽電池モジュールの製造方法であって、太陽電池素子の受光面側を封止材とその外側の透光性部材とで封止し、裏面側を封止材とその外側のバックシートとで封止する太陽電池素子封止体の形成工程と、枠体に太陽電池素子封止体を嵌合する工程と、枠体を加熱して熱可塑性樹脂から成るバックシートを溶融させて枠体とバックシートを直接接着する工程を含むことを特徴とする。
また、請求項5の発明は、前記封止体の形成工程は、真空加熱ラミネート法によって行い、前記熱可塑性樹脂の融点を前記封止材の融点よりも高くすることによって、前記真空加熱ラミネート法の上限温度における前記熱可塑性樹脂の流動性を前記封止材の流動性よりも低くすることを特徴とする。
The invention of claim 4 for solving the above problem is a method for manufacturing a solar cell module with a frame, wherein the light receiving surface side of the solar cell element is sealed with a sealing material and a translucent member on the outside thereof. A step of forming a sealed solar cell element that seals the back side with a sealing material and a back sheet on the outside, a step of fitting the sealed solar cell element to the frame, and a frame The method includes a step of directly bonding the frame and the back sheet by heating and melting the back sheet made of the thermoplastic resin.
Further, in the invention of claim 5, the forming step of the sealing body is performed by a vacuum heating laminating method, and the melting point of the thermoplastic resin is made higher than the melting point of the sealing material, whereby the vacuum heating laminating method is performed. The fluidity of the thermoplastic resin at the upper limit temperature is lower than the fluidity of the sealing material.

本発明によれば、低コストで枠付き太陽電池モジュールを提供することが可能となる。すなわち、枠体と太陽電池素子封止体とを接着固定するための接着剤やゴム部材が不要になると共に、枠体の接着に要する時間が短縮され、さらに自動化が容易になることによって製造コストを低減できる。また、従来より用いられてきた枠体を変えることがないので、従来の枠付き太陽電池モジュールと互換性のある製品を低コストで製造することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide a solar cell module with a frame at low cost. That is, an adhesive and a rubber member for adhering and fixing the frame body and the solar cell element sealing body are not required, the time required for adhesion of the frame body is shortened, and further automation is facilitated, thereby reducing the manufacturing cost. Can be reduced. Moreover, since the frame used conventionally is not changed, a product compatible with the conventional solar cell module with a frame can be manufactured at low cost.

また、特に前記熱可塑性樹脂の融点が前記封止材の融点よりも高いことによって、太陽電池素子裏面の封止性が向上する。すなわち、加熱圧着による太陽電池素子の封止時に、封止材と比較してバックシートが著しく溶融することがなく、流動性を封止材よりも低くすることができる。その結果、封止材が十分流動して太陽電池素子を封止する一方で、バックシートの厚みを確保してバックシートとしての性能、例えば、被覆性や電気絶縁性を損なうことが無い。   In particular, when the melting point of the thermoplastic resin is higher than the melting point of the sealing material, the sealing performance of the back surface of the solar cell element is improved. That is, when the solar cell element is sealed by thermocompression bonding, the back sheet is not significantly melted compared to the sealing material, and the fluidity can be made lower than that of the sealing material. As a result, the encapsulant flows sufficiently to seal the solar cell element, while ensuring the thickness of the back sheet without impairing the performance as the back sheet, for example, the covering property and the electrical insulation.

また、特に前記熱可塑性樹脂がアイオノマー樹脂であることによって、枠体と太陽電池素子封止体との接着性と、バックシートとして求められる性能である長期耐久性、電気絶縁性、防水性を高いレベルで満たすことが可能となる。   In particular, since the thermoplastic resin is an ionomer resin, the adhesion between the frame body and the solar cell element sealing body, and the long-term durability, electrical insulation, and waterproofness, which are performances required as a back sheet, are high. It becomes possible to satisfy with the level.

図1に本発明の枠付き太陽電池モジュールの概略断面図の一例を示す。図1において、1は太陽電池素子、2は透光性部材、3は封止材、4はバックシート、5は枠体である。   FIG. 1 shows an example of a schematic sectional view of a solar cell module with a frame of the present invention. In FIG. 1, 1 is a solar cell element, 2 is a translucent member, 3 is a sealing material, 4 is a back sheet, and 5 is a frame.

本発明におけるバックシートと枠体について以下に詳しく説明する。   The back sheet and the frame in the present invention will be described in detail below.

バックシート4は太陽電池素子を保護し、湿度の侵入を防ぎ、外部との電気的絶縁を保つために用いられる。材料としては、充分な電気絶縁性を確保でき、しかも長期耐久性に優れ、熱膨張、熱収縮に耐えられる材料が好ましい。さらに、本発明においては、枠体との接着性が要求される。好適に用いられるものとしては、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)樹脂、エチレン−アクリル酸メチル共重合体(EMA)樹脂、エチレン−アクリル酸エチル共重合体(EEA)樹脂、エチレン−アクリル酸ブチル共重合体(EBA)樹脂、エチレン−メタクリル酸共重合体(EMAA)樹脂、アイオノマー樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂などの熱可塑性樹脂が挙げられる。この中でもアイオノマー樹脂は枠体の一般的材料であるアルミに対する接着性に優れると共に、耐候性、耐熱性、耐寒性、耐水性、耐衝撃性、耐磨耗性、耐傷付性、電気絶縁性など太陽電池モジュールのバックシートとしてバランスのとれた物性を有しているので特に好適に用いられる。   The back sheet 4 is used to protect the solar cell element, prevent moisture from entering, and maintain electrical insulation from the outside. As a material, a material that can ensure sufficient electrical insulation, has excellent long-term durability, and can withstand thermal expansion and contraction is preferable. Furthermore, in this invention, adhesiveness with a frame is requested | required. Preferred examples include ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) resin, ethylene-methyl acrylate copolymer (EMA) resin, ethylene-ethyl acrylate copolymer (EEA) resin, ethylene-acrylic acid. Examples thereof include thermoplastic resins such as butyl copolymer (EBA) resin, ethylene-methacrylic acid copolymer (EMAA) resin, ionomer resin, polyester resin, urethane resin, acrylic resin, polyethylene resin, polypropylene resin, and polyamide resin. Among these, ionomer resins have excellent adhesion to aluminum, which is a common material for frames, and weather resistance, heat resistance, cold resistance, water resistance, impact resistance, wear resistance, scratch resistance, electrical insulation, etc. Since it has the balanced physical property as a back seat | sheet of a solar cell module, it is used especially suitably.

後述する太陽電池素子の封止時に、バックシートが溶融して流動するのを抑制するために、バックシートとして用いられる熱可塑性樹脂の融点は、封止材の融点よりも高いことが望ましい。   In order to prevent the back sheet from melting and flowing during sealing of the solar cell element described later, the melting point of the thermoplastic resin used as the back sheet is preferably higher than the melting point of the sealing material.

バックシートに防湿性が要求される場合には、アルミ箔、アルミ蒸着フィルム、酸化珪素蒸着フィルム等をバックシートの太陽電池素子側にラミネートしてもよい。   When moisture resistance is required for the back sheet, an aluminum foil, an aluminum vapor-deposited film, a silicon oxide vapor-deposited film or the like may be laminated on the solar cell element side of the back sheet.

枠体5は太陽電池素子封止体の外周部に嵌合するようにコの字状の溝が設けられており、溝の内部で枠体とバックシートとが接着している。接着箇所は特に限定されず、後述するバックシートの溶融工程における枠体の加熱条件に応じて決定される。   The frame body 5 is provided with a U-shaped groove so as to be fitted to the outer peripheral portion of the solar cell element sealing body, and the frame body and the back sheet are bonded inside the groove. An adhesion location is not specifically limited, It determines according to the heating conditions of the frame in the melt | fusion process of the backsheet mentioned later.

枠体の材質は特に限定されないが、強度や耐腐食性を考慮してアルミが一般的に用いられる。材質がアルミの場合は、必要に応じて表面がアルマイト処理される。   The material of the frame is not particularly limited, but aluminum is generally used in consideration of strength and corrosion resistance. When the material is aluminum, the surface is anodized as necessary.

以下、太陽電池モジュールを構成する各部材について説明する。   Hereinafter, each member which comprises a solar cell module is demonstrated.

太陽電池素子1としては、1)結晶シリコン太陽電池、2)多結晶シリコン太陽電池、3)微結晶シリコン太陽電池、4)アモルファスシリコン太陽電池、5)銅インジウムセレナイド太陽電池、6)化合物半導体太陽電池など、従来公知な素子を目的に応じて種々選択して用いて良い。これら太陽電池素子は、所望する電圧あるいは電流に応じて複数個を直列または並列に接続する。また、これとは別に絶縁化した基板上に太陽電池素子を集積化して所望の電圧あるいは電流を得ることもできる。さらに、素子への逆バイアス印加を防止するためにバイパスダイオードを素子に接続することも必要に応じて行われる。   As the solar cell element 1, 1) a crystalline silicon solar cell, 2) a polycrystalline silicon solar cell, 3) a microcrystalline silicon solar cell, 4) an amorphous silicon solar cell, 5) a copper indium selenide solar cell, 6) a compound semiconductor Various conventionally known elements such as solar cells may be selected and used according to the purpose. A plurality of these solar cell elements are connected in series or in parallel according to a desired voltage or current. Alternatively, a desired voltage or current can be obtained by integrating solar cell elements on an insulated substrate. Further, a bypass diode is connected to the element as necessary in order to prevent reverse bias application to the element.

透光性部材2は太陽電池モジュールの最表層に位置するため耐候性、耐汚染性、機械強度をはじめとして、太陽電池モジュールの屋外曝露における長期信頼性を確保するための性能が必要である。本発明に好適に用いられる部材としては、(強化)ガラス板、フッ化物重合体フィルムが挙げられる。ガラス板としては光透過率の高い白板ガラスを用いることが好ましい。フッ化物重合体フィルムの具体例としては、四フッ化エチレン−エチレン共重合体(ETFE)、ポリフッ化ビニル樹脂(PVF)、ポリフッ化ビニリデン樹脂(PVDF)、ポリ四フッ化エチレン樹脂(TFE)、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体(FEP)、ポリ三フッ化塩化エチレン樹脂(CTFE)がある。耐候性の観点ではポリフッ化ビニリデン樹脂が優れているが、耐候性および機械的強度の両立では四フッ化エチレン−エチレン共重合体が優れている。フッ化物重合体フィルムと封止材との接着性の改良のために、コロナ処理、プラズマ処理をフィルムに行うことが望ましい。また、機械的強度向上のために延伸処理が施してあるフィルムを用いることも可能である。   Since the translucent member 2 is located on the outermost layer of the solar cell module, it requires performance for ensuring long-term reliability in outdoor exposure of the solar cell module, including weather resistance, contamination resistance, and mechanical strength. Examples of the member suitably used in the present invention include a (reinforced) glass plate and a fluoride polymer film. As the glass plate, it is preferable to use white plate glass having a high light transmittance. Specific examples of the fluoride polymer film include tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE), polyvinyl fluoride resin (PVF), polyvinylidene fluoride resin (PVDF), polytetrafluoroethylene resin (TFE), There are tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP) and polytrifluoroethylene chloride (CTFE). Polyvinylidene fluoride resin is excellent in terms of weather resistance, but tetrafluoroethylene-ethylene copolymer is excellent in terms of both weather resistance and mechanical strength. In order to improve the adhesion between the fluoride polymer film and the sealing material, it is desirable to perform corona treatment and plasma treatment on the film. It is also possible to use a film that has been subjected to a stretching treatment in order to improve mechanical strength.

封止材3は太陽電池素子表面の凹凸を樹脂で被覆し、外部環境から素子を保護するために必要である。また、透光性部材やバックシートを素子に接着する役割も果たす。したがって、高透明性の他に、耐候性、接着性、耐熱性が要求される。このような要求を満たす材料としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)樹脂、エチレン−アクリル酸メチル共重合体(EMA)樹脂、エチレン−アクリル酸エチル共重合体(EEA)樹脂、エチレン−メタクリル酸共重合体(EMAA)樹脂、アイオノマー樹脂、ポリビニルブチラール樹脂などが挙げられる。中でもEVA樹脂は耐候性、接着性、充填性、耐熱性、耐寒性、耐衝撃性など太陽電池用途としてバランスのとれた物性を有しているので好適に用いられる。   The sealing material 3 is necessary for covering the unevenness on the surface of the solar cell element with a resin and protecting the element from the external environment. It also plays a role of adhering a translucent member and a back sheet to the element. Therefore, in addition to high transparency, weather resistance, adhesiveness, and heat resistance are required. Materials satisfying such requirements include ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) resin, ethylene-methyl acrylate copolymer (EMA) resin, ethylene-ethyl acrylate copolymer (EEA) resin, ethylene- Examples include methacrylic acid copolymer (EMAA) resin, ionomer resin, polyvinyl butyral resin, and the like. Above all, EVA resin is suitably used because it has well-balanced physical properties for solar cell applications such as weather resistance, adhesiveness, filling property, heat resistance, cold resistance, and impact resistance.

以上述べたバックシート、枠体、太陽電池素子、透光性部材、封止材を用いて枠付き太陽電池モジュールを作製する方法を次に説明する。   Next, a method for producing a framed solar cell module using the back sheet, frame, solar cell element, translucent member, and sealing material described above will be described.

まず、シート状に成型した封止材を太陽電池素子のそれぞれ受光面側と裏面側に配する。さらに、その外側に透光性部材とバックシートをそれぞれ受光面側と裏面側に配した積層体とする。これを真空ラミネーターを用いて減圧下で加熱圧着することにより太陽電池素子封止体を得ることができる。その他、ロールラミネーションなどによっても封止体を作製することが可能である。   First, the sealing material shape | molded in the sheet form is distribute | arranged to the light-receiving surface side and back surface side of a solar cell element, respectively. Furthermore, it is set as the laminated body which has arrange | positioned the translucent member and the back sheet | seat on the light-receiving surface side and back surface side, respectively. A solar cell element sealed body can be obtained by thermocompression bonding this under reduced pressure using a vacuum laminator. In addition, it is possible to produce a sealing body by roll lamination or the like.

次に、枠体の溝部を太陽電池素子封止体の外周部に嵌合させた後、嵌合部を局所的に加熱してバックシートを溶融させることによって、枠体とバックシートとを接着する。加熱方法としては、ノズルより供給される高温の空気を被加熱物に当てるホットエア法や、赤外線ヒーターを近接させることによって加熱する方法などが挙げられるが、ホットエア法が簡易な装置で均一に加熱することができるので好適である。また、より効率的に加熱を行うために、枠体をあらかじめ加熱しておいてもよい。   Next, after the groove portion of the frame body is fitted to the outer peripheral portion of the solar cell element sealing body, the frame body and the back sheet are bonded by locally heating the fitting portion to melt the back sheet. To do. Examples of the heating method include a hot air method in which high-temperature air supplied from a nozzle is applied to an object to be heated, and a method in which heating is performed by bringing an infrared heater close to the object, but the hot air method is uniformly heated with a simple device. This is preferable. Moreover, in order to heat more efficiently, you may heat a frame beforehand.

以下、本発明の枠付き太陽電池モジュールを実施例に基づき詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に何等限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変更することができる。   Hereinafter, the solar cell module with a frame of the present invention will be described in detail based on examples. In addition, this invention is not limited to the following Examples at all, and can be variously changed within the range of the summary.

(実施例1)
本発明の枠付き太陽電池モジュールを作製する方法を図1を用いて以下に説明する。
Example 1
A method for producing a framed solar cell module of the present invention will be described below with reference to FIG.

複数の太陽電池素子1を直列に接続して太陽電池素子直列体8とし、直列端の太陽電池素子に設けられている電極に銅箔からなる出力取り出し電極を取り付ける。   A plurality of solar cell elements 1 are connected in series to form a solar cell element serial body 8, and an output extraction electrode made of copper foil is attached to an electrode provided in the solar cell element at the end of the series.

次に、太陽電池素子直列体8を封止するための封止材、透光性部材、バックシートについて説明する。   Next, a sealing material, a translucent member, and a back sheet for sealing the solar cell element serial body 8 will be described.

封止材3には、架橋剤、シランカップリング剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、酸化防止剤を添加して耐久性を高めたエチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)樹脂(JIS K7121による融点61℃)の厚さ400μmのシート(以下、EVAシート)を用いる。   In the sealing material 3, an ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) resin (JIS K7121) whose durability is improved by adding a crosslinking agent, a silane coupling agent, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, and an antioxidant. And a 400 μm thick sheet (hereinafter referred to as EVA sheet).

透光性部材2には厚さ3.2mmの白板強化ガラスを用いる。   The translucent member 2 is made of white plate tempered glass having a thickness of 3.2 mm.

バックシート4には、紫外線吸収剤、光安定化剤、酸化防止剤を添加して耐久性を高めたアイオノマー樹脂(JIS K7121による融点96℃)の厚さ100μmのシートを用いる。   As the back sheet 4, a sheet having a thickness of 100 μm made of an ionomer resin (melting point: 96 ° C. according to JIS K7121) whose durability is improved by adding an ultraviolet absorber, a light stabilizer, and an antioxidant is used.

上記太陽電池素子直列体をEVAシート、ガラス、バックシートでラミネートする。すなわち、太陽電池素子直列体の受光面側にEVAシートとガラスを、裏面側にEVAシートとバックシートを重ねて積層体とし、真空ラミネーターにて150℃で30分間加熱圧着することによって太陽電池素子を封止する。   The series of solar cell elements is laminated with an EVA sheet, glass, and back sheet. That is, a solar cell element is formed by stacking an EVA sheet and glass on the light-receiving surface side of the series of solar cell elements and laminating an EVA sheet and a back sheet on the back surface side, and thermocompression bonding at 150 ° C. for 30 minutes with a vacuum laminator. Is sealed.

出力取り出し電極(不図示)は、あらかじめ裏面封止用EVAシートとバックシートに設けておいた開口部より導出する。   An output extraction electrode (not shown) is led out from an opening provided in advance in the back surface sealing EVA sheet and the back sheet.

こうして作製した太陽電池素子封止体の外周部にアルミからなる枠体5の溝部を嵌合させ、枠体とバックシートが接触する部分6に複数のノズルから供給される約500℃のホットエアを1分間当ててバックシートを溶融させることによって枠体とバックシートを接着して枠付き太陽電池モジュールとする。   The groove portion of the frame body 5 made of aluminum is fitted to the outer peripheral portion of the solar cell element sealing body manufactured in this way, and hot air of about 500 ° C. supplied from a plurality of nozzles is applied to a portion 6 where the frame body and the back sheet are in contact with each other. The frame and the back sheet are bonded by melting the back sheet for 1 minute to obtain a solar cell module with a frame.

このようにして得た枠付き太陽電池モジュールについて、以下の項目について評価を行った。   About the solar cell module with a frame obtained in this way, the following items were evaluated.

(1)耐湿性試験
85℃/85%RHの雰囲気中に枠付き太陽電池モジュールを1000時間置き、試験後の外観上の変化を観察した。
(1) Humidity resistance test The framed solar cell module was placed in an atmosphere of 85 ° C./85% RH for 1000 hours, and changes in appearance after the test were observed.

(2)温度サイクル試験
−40℃/30分、90℃/5時間、−40℃と90℃の間の温度変化速度120℃/時間の温度サイクル試験を200サイクル行い、試験後の外観上の変化を観察した。
(2) Temperature cycle test -40 ° C / 30 minutes, 90 ° C / 5 hours, 200 cycles of a temperature cycle test at a temperature change rate of 120 ° C / hour between -40 ° C and 90 ° C, and the appearance after the test Changes were observed.

(実施例2)
実施例1において、バックシートとして、紫外線吸収剤、光安定化剤、酸化防止剤を添加して耐久性を高めたエチレン−メタクリル酸共重合体(EMAA)樹脂(JIS K7121による融点94℃)の厚さ100μmのシートを用いる。また、枠体を太陽電池封止体に嵌合する前に、あらかじめ80℃まで加熱しておき、ホットエアを当てる時間を30秒とする。それ以外は実施例1と同様に枠付き太陽電池モジュールを作製し、評価を行った。
(Example 2)
In Example 1, as a back sheet, an ethylene-methacrylic acid copolymer (EMAA) resin (melting point 94 ° C. according to JIS K7121) whose durability was improved by adding an ultraviolet absorber, a light stabilizer, and an antioxidant. A sheet having a thickness of 100 μm is used. Moreover, before fitting a frame to a solar cell sealing body, it heats to 80 degreeC beforehand and sets the time which applies hot air to 30 second. Otherwise, a framed solar cell module was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1.

実施例1および2で作製した枠付き太陽電池モジュールは、耐湿性試験、温度サイクル試験のいずれにおいても外観上の変化は認められず、また、試験後でも枠体は太陽電池素子封止体に十分な強度で固定されていた。   In the solar cell module with a frame produced in Examples 1 and 2, no change in appearance was observed in either the moisture resistance test or the temperature cycle test, and the frame body was a solar cell element sealed body even after the test. It was fixed with sufficient strength.

また、枠体の太陽電池素子封止体への接着固定に要する時間は1分間あまりであり、従来の接着剤による工程に比べて格段に短縮され、実施例2のように枠体を予備加熱することで、さらなる工程の短縮が可能であることが分かった。一方、接着剤の嵌合部への塗布工程や、ゴム部材の嵌合部への介挿工程が必要ないために、製造工程が簡略化され、自動化が容易となった。その結果、枠付き太陽電池モジュールの製造コストを大幅に低減することが可能となった。   In addition, the time required for bonding and fixing the frame body to the sealed solar cell element is about one minute, which is much shorter than the process using the conventional adhesive, and preheating the frame body as in the second embodiment. As a result, it was found that the process can be further shortened. On the other hand, since the application process to the fitting part of the adhesive and the insertion process to the fitting part of the rubber member are not required, the manufacturing process is simplified and automation is facilitated. As a result, the manufacturing cost of the framed solar cell module can be significantly reduced.

本発明の枠体付き太陽電池モジュールの一実施形態の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of one Embodiment of the solar cell module with a frame of this invention. 従来の枠体付き太陽電池モジュールの一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the conventional solar cell module with a frame.

符号の説明Explanation of symbols

1 太陽電池素子
2 透光性部材
3 封止材
4 バックシート
5 枠体
6 枠体と太陽電池素子封止体との接着部
7 シール材
8 太陽電池素子直列体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar cell element 2 Translucent member 3 Sealing material 4 Back sheet 5 Frame body 6 Adhesive part of a frame body and a solar cell element sealing body 7 Seal material 8 Solar cell element serial body

Claims (5)

太陽電池素子の受光面側が封止材とその外側の透光性部材とで封止されており、裏面側が封止材とその外側のバックシートとで封止された太陽電池素子封止体の外周部に枠体を設けてなる枠付き太陽電池モジュールにおいて、熱可塑性樹脂から成るバックシートが枠体に直接接着することによって枠体が太陽電池素子封止体に固定されていることを特徴とする枠付き太陽電池モジュール。   The solar cell element sealing body in which the light-receiving surface side of the solar cell element is sealed with a sealing material and a translucent member outside thereof, and the back surface side is sealed with the sealing material and a back sheet outside thereof. In a solar cell module with a frame in which a frame body is provided on the outer periphery, the frame body is fixed to the solar cell element sealing body by directly bonding a back sheet made of a thermoplastic resin to the frame body. A solar cell module with a frame. 前記熱可塑性樹脂の融点が前記封止材の融点よりも高いことを特徴とする請求項1に記載の枠付き太陽電池モジュール。   The framed solar cell module according to claim 1, wherein a melting point of the thermoplastic resin is higher than a melting point of the sealing material. 前記熱可塑性樹脂がアイオノマー樹脂であることを特徴とする請求項1または2に記載の枠付き太陽電池モジュール。   The framed solar cell module according to claim 1 or 2, wherein the thermoplastic resin is an ionomer resin. 太陽電池素子の受光面側を封止材とその外側の透光性部材とで封止し、裏面側を封止材とその外側のバックシートとで封止する太陽電池素子封止体の形成工程と、枠体に太陽電池素子封止体を嵌合する工程と、枠体を加熱して熱可塑性樹脂から成るバックシートを溶融させて枠体とバックシートを直接接着する工程を含むことを特徴とする枠付き太陽電池モジュールの製造方法。   Formation of a solar cell element sealing body in which a light receiving surface side of a solar cell element is sealed with a sealing material and a translucent member outside thereof, and a back surface side is sealed with a sealing material and a back sheet outside thereof. Including a step, a step of fitting the solar cell element sealing body to the frame, and a step of heating the frame to melt the back sheet made of a thermoplastic resin and directly bonding the frame and the back sheet. A method for producing a framed solar cell module. 前記封止体の形成工程は、真空加熱ラミネート法によって行い、前記熱可塑性樹脂の融点を前記封止材の融点よりも高くすることによって、前記真空加熱ラミネート法の上限温度における前記熱可塑性樹脂の流動性を前記封止材の流動性よりも低くすることを特徴とする請求項4に記載の枠付き太陽電池モジュールの製造方法。   The step of forming the sealing body is performed by a vacuum heating laminating method, and by making the melting point of the thermoplastic resin higher than the melting point of the sealing material, the thermoplastic resin at the upper limit temperature of the vacuum heating laminating method is formed. The method for producing a framed solar cell module according to claim 4, wherein the fluidity is lower than the fluidity of the sealing material.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104409576A (en) * 2014-12-18 2015-03-11 江苏宇昊新能源科技有限公司 Processing technology of photovoltaic power generation module

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