JP2006324478A

JP2006324478A - 太陽電池モジュールの裏面保護シート及びそれを用いた太陽電池モジュール

Info

Publication number: JP2006324478A
Application number: JP2005146455A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Tsujii; 篤辻井; Minoru Kawasaki; 実川崎
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2005-05-19
Filing date: 2005-05-19
Publication date: 2006-11-30

Abstract

【課題】本発明は、バリア性・耐候性に優れた樹脂フィルムを再検討し、耐久性を有する裏面保護シート及びこの裏面保護シートを用いた太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】太陽電池素子とこれを密封するガラス等による表面保護層（１１）及び裏面保護シート（１２）と両側のスペーサーとにより充填剤と太陽電池素子とを密封してなる太陽電池モジュール（１０）において、耐熱性、耐候性や防湿性等の諸機能を満たすために、前記太陽電池モジュールにおける裏面保護シート（バックシート）として、液晶ポリエステル（ＬＣＰ）フィルム（１２ａ）を用いたことを特徴とする太陽電池モジュールの裏面保護シートとこれを用いた太陽電池モジュールを提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池モジュール及びこのモジュールの裏面保護シート（バツクシート）に関するもので、太陽電池モジュールの低価格化（コストダウン）、高耐久化に役立ち、さらに太陽電池の用途・普及を拡げる技術である。

従来より、太陽電池モジュールにおいて表面保護素材として屋外での使用を考慮して、機械的強度面、耐候性や防湿性の付与といった面からガラス素材が使用されており、このモジュールの裏面保護シート（バックシート）としては、耐久性（屋外使用での劣化耐性）やバリア性（水蒸気やガスバリア）を付与するために、フッ素系の樹脂フィルムが表面に用いられ、また中間層にアルミ（Ａｌ）箔を用いる等という構成のものが多かった。この図示はしないが、このように、太陽電子素子（シリコン素子）を並列に配置し、表面保護のため前面にガラス素材等を配置して、両側をアルミ等によるスペーサーと前記裏面保護の樹脂フィルムとしてフッ素系フィルム、ＰＥＴフィルム等をバックシートとして密封し、この中にエチレン酢酸ビニル共重合体等の充填剤を充填して太陽電池モジュールを形成していた。

しかしながら、フッ素フィルムは廃棄時（焼却時）に有毒ガスを発生するし、アルミ箔についても焼却時に燃えカスが残る等の問題があり、また、価格的にも高価であり太陽電池の普及を妨げる原因になっている。さらに、前述したようにペット（ＰＥＴ）フィルムを用いた構成の裏面保護シートも使用されているが、ＰＥＴフィルムの耐久性（耐加水分解性）に問題があり、長期間の使用に適さないものがある等の問題もあった。

そこで本発明は、上記の問題を解決するために、バリア性・耐候性に優れた樹脂フィルムを再検討し、耐久性を有する裏面保護シート及びこの裏面保護シートを用いた太陽電池モジュールを提供するものである。

本発明の請求項１は、
太陽電池素子とこれを密封する表面保護層及び裏面保護シートと両側のスペーサーとにより充填剤と太陽電池素子とを密封してなる太陽電池モジュールにおいて、耐熱性、耐候性や防湿性等の諸機能を満たすために、前記太陽電池モジュールにおける裏面保護シート（バックシート）として、液晶ポリエステル（ＬＣＰ）フィルムを用いたことを特徴とする太陽電池モジュールの裏面保護シートである。

本発明の請求項２は、請求項１記載の太陽電池モジュールの裏面保護シートにおいて、
前記液晶ポリエステル（ＬＣＰ）フィルムの内面に接着剤を介して、ＰＥＴフィルム、アクリル、ポリカーボネートフィルム等の樹脂フィルムを積層したことを特徴とするものである。

本発明の請求項３は、
太陽電池モジュールにおいて、液晶ポリエステル（ＬＣＰ）フィルムの単体、或いは液晶ポリエステル（ＬＣＰ）フィルムの内面に接着剤を介して、ＰＥＴフィルム、アクリル、ポリカーボネートフィルム等の樹脂フィルムを積層し、前記液晶ポリエステルフィルム
を外面にして裏面保護シートを用いたことを特徴とする太陽電池モジュールである。

本発明の構成は、太陽電池素子とこれを密封する表面保護層及び裏面保護シートと両側のスペーサーとにより充填剤と太陽電池素子とを密封してなる太陽電池モジュールにおいて、耐熱性、耐候性や防湿性等の諸機能を満たすために、太陽電池モジュールにおける裏面保護シートとして、液晶ポリエステル（ＬＣＰ）フィルムを用いたことを特徴とする太陽電池モジュールの裏面保護シートであり、この液晶ポリエステル（ＬＣＰ）フィルムの単体、或いは内面に接着剤を介して、ＰＥＴフィルム、アクリル、ポリカーボネートフィルム等の樹脂フィルムを積層した裏面保護シートを特徴とするものである。

さらに、この裏面保護シートを用いることにより、バリア性、耐候性等に優れた太陽電池モジュールが得られる。

図に基づき本発明の最良の携帯を説明する。

図１は、本発明の一実施例における太陽電池モジュールを示す断面説明図である。図２は、本発明における裏面保護シートを示す断面説明図であり、（Ａ）は単層の裏面保護シートであり、（Ｂ）は複数層による断面説明図である。

本発明は、図１に示すように、太陽電池素子とこれを密封するガラス等による表面保護層（１１）及び裏面保護シート（１２）と両側のスペーサー（１３，１３）とによりＥＶＡ等の充填剤（１６）と太陽電池素子（１５）とを密封してなり、この各太陽電池素子をコネクタ（１４）により繋いだ太陽電池モジュール（１０）が構成されている。この太陽電池モジール（１０）において、耐熱性、耐候性や防湿性等の諸機能を満たすために、前記太陽電池モジュールにおける裏面保護シート（バックシート）に、液晶ポリエステルフィルムを用いたことを特徴とする太陽電池モジュールの裏面保護シートである。

この裏面保護シート（１２）は、図２に示すように、基材１（１２ａ）として液晶ポリエステル（ＬＣＰ）フィルムの単層、または基材２（１２ｂ）としてＰＥＴフィルム、アクリルフィルム、ポリカーボネートフィルム等を積層した複数層で構成しても良い。

本発明は、太陽電池モジュールの裏面保護シートとして耐熱性、耐候性、防湿性等を付与するために液晶ポリエステルフィルムを使用するもので、この液晶ポリエステルフィルムの厚みとしては、５μｍから１００μｍが望ましい。

すなわち、５μｍ以下の場合、フィルム製膜、モジュール製造が難しくなり生産性が悪くなる。また、１００μｍ以上の場合、このフィルムの価格が高くなり経済的でない。

さらに、耐熱性、耐候性、防湿性等の機能は液晶ポリエステルフィルムにて付与するので、図２（Ｂ）に示すように、基材２（１２ｂ）には機械的強度を付与するためにポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムやアクリルフィルム、ポリカーボネートフィルムを使用したものである。また、図示はしないが、これらのフィルムに無機化合物蒸着を施したものを使用することにより、さらに高い防湿性を付与することが可能である（例えば、凸版印刷製、ＧＬフィルム等）。厚みとしては、１０μｍから３００μｍが望ましい。厚みが薄い場合、機械的な強度が不足し、３００μｍ以上の場合はフィルムの価格が高くなり経済的でない。

また、上述のＧＬフィルムとの組み合わせをする場合、ＧＬフィルムが１２μｍと薄い
ため、液晶ポリエステルフィルム／ＧＬフイルム／ＰＥＴフィルムといった３層積層構成も可能である。

本発明は上述した裏面保護シート（１２）を用いて太陽電池モジュールを得たもので、詳しくは、裏面保護シート（１２）に液晶ポリエステル（ＬＣＰ）フィルムの単体、或いは液晶ポリエステル（ＬＣＰ）フィルムの内面に接着剤、或いは熱溶融ラミネートによりＰＥＴフィルム、アクリル、ポリカーボネートフィルム等の樹脂フィルムを積層し、この液晶ポリエステルフィルムを外面にして裏面保護シートを用いることで耐熱性、耐候性、防湿性等を付与した太陽電池モジュールを得たものである。

〔実施例１〕
厚み５０μｍのＰＥＴフィルムにウレタン系接着剤（三井武田ケミカル（株）製、主剤タケラックＡ５１１／硬化剤Ａ５０＝１０／１）を塗布量５ｇ／ｍ²塗布し、厚み１０μｍの液晶ポリエステルフィルムを貼り合わせ裏面保護シートとした。この裏面保護シートを用いて、図１に示す如くガラス、充填剤（ＥＶＡ）、太陽電池素子、ＥＶＡを積層し、前記裏面保護シートを重ね合わせ、１５０℃・３０分・１ｔｏｒｒの真空加熱によりラミネートして試験用太陽電池モジュールとした。

〔実施例２〕
厚み５０μｍのＰＥＴフィルムにウレタン系接着剤（三井武田ケミカル（株）製、主剤タケラックＡ５１１／硬化剤Ａ５０＝１０／１）を塗布量５ｇ／ｍ²塗布し、凸版印刷（株）製ＧＬ−ＡＥＨフィルムと貼り合わせる。前記と同様にして厚さ１０μｍの液晶ポリエステルフィルムを貼り合わせ裏面保護シートした。この裏面保護シートを用い、実施例１と同様にして試験用太陽電池モジュールとした。

〔比較例１〕
フッ素系フィルム３８μｍ（デュポン．デドラー）にウレタン系接着剤を塗布量５ｇ／ｍ²塗布し、アルミ（Ａｌ）箔２０μｍと貼り合わせ、同様にアルミ箔に接着剤を塗布しフッ素フィルムと貼り合わせ、フッ素フィルム３８μｍ／アルミ箔２０μｍ／フッ素フィルム３８μｍの３層構成の裏面保護シートとした。この裏面保護シートを用い、実施例１と同様にして試験用太陽電池モジュールとした。

〔比較例２〕
ポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ（株）製、Ｓ１０）１２５μｍ単体を裏面保護シートとした。この裏面保護シートを用い、実施例１と同様にして試験用太陽電池モジュールとした。

〔比較例３〕
透明蒸着ＰＥＴフィルム（凸版印刷（株）製、ＧＬ−ＡＥＨ）の蒸着面にウレタン系接着剤（三井武田ケミカル（株）製、主剤タケラックＡ５１１／硬化剤Ａ５０＝１０／１）を塗布量５ｇ／ｍ²塗布し、厚み１２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ（株）製、Ｓ１０）を貼り合わせ裏面保護シートとした。この裏面保護シートを用い、実施例１と同様にして試験用太陽電池モジュールとした。

＜比較テスト＞
耐熱性、耐候性、防湿性等の機能は液晶ポリエステルフィルムにより得られるものか否かについて、各々具体的実施例及びその比較例により試験用太陽電池モジュールを作成して比較を行った。

このテストの評価方法は、
防湿性：ＪＩＳＫ７１２９に準ず（４０℃・９０％ＲＨ）。

耐候性：表面保護材を８５℃・９０％ＲＨ環境下で３０００時間保存後の外観、物
性劣化の度合い。

出力試験：太陽電池モジュールを８５℃・９０％ＲＨ環境下で５００時間保存後の電
池の出力試験。

この結果を表１に示す。

表１に示す通り、液晶ポリエステルフィルムを裏面保護シートに使用することにより、バリア性・耐候性に優れた太陽電池モジュールを得ることができた。

本発明の一実施例における太陽電池モジュールを示す断面説明図である。本発明における裏面保護シートを示す断面説明図であり、（Ａ）は単層の裏面保護シートであり、（Ｂ）は複数層による断面説明図である。

符号の説明

１０……太陽電池モジュール
１１……ガラス層
１２……裏面保護シート
１２ａ…基材１
１２ｂ…基材２
１３……スペーサー
１４……コネクタ
１５……太陽電池素子（シリコン素子）
１６……充填剤（ＥＶＡ等）

Claims

太陽電池素子とこれを密封する表面保護層及び裏面保護シートと両側のスペーサーとにより充填剤と太陽電池素子とを密封してなる太陽電池モジュールにおいて、耐熱性、耐候性や防湿性等の諸機能を満たすために、前記太陽電池モジュールにおける裏面保護シートとして、液晶ポリエステル（ＬＣＰ）フィルムを用いたことを特徴とする太陽電池モジュールの裏面保護シート。
前記液晶ポリエステル（ＬＣＰ）フィルムの内面に接着剤を介して、ＰＥＴフィルム、アクリル、ポリカーボネートフィルム等の樹脂フィルムを積層したことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュールの裏面保護シート。
太陽電池モジュールにおいて、液晶ポリエステル（ＬＣＰ）フィルムの単体、或いは液晶ポリエステル（ＬＣＰ）フィルムの内面に接着剤を介して、ＰＥＴフィルム、アクリル、ポリカーボネートフィルム等の樹脂フィルムを積層した樹脂フィルムによる裏面保護シートを用いたことを特徴とする太陽電池モジュール。