JP2012134544A - 太陽電池用基板、太陽電池素子、太陽電池用モジュールおよび太陽電池用基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】太陽電池用基板100は、無機ガラス10と、無機ガラス10の片側または両側に配置された樹脂層11,11’とを備える。
【選択図】図1
Description
図1(a)は、本発明の好ましい実施形態による太陽電池用基板の概略断面図である。この太陽電池用基板100は、無機ガラス10と、無機ガラス10の両側それぞれに配置された樹脂層11,11’とを備える。このような構成を有することにより、透明性およびガスバリア性に優れ、さらに柔軟性にも優れた太陽電池用基板が得られる。
本発明の太陽電池用基板に用いられる無機ガラスの形状は、代表的には、板状である。無機ガラスは、組成による分類によれば、例えば、ソーダ石灰ガラス、ホウ酸ガラス、アルミノ珪酸ガラス、石英ガラス等が挙げられる。また、アルカリ成分による分類によれば、無アルカリガラス、低アルカリガラスが挙げられる。上記無機ガラスのアルカリ金属成分(例えば、Na2O、K2O、Li2O)の含有量は、好ましくは15重量%以下であり、さらに好ましくは10重量%以下である。
上記樹脂層の波長550nmにおける透過率は、好ましくは85%以上である。上記樹脂層の波長550nmにおける屈折率(nr)は、好ましくは1.3〜1.7である。上記樹脂層の屈折率(nr)と上記無機ガラスの屈折率(ng)との差は、好ましくは0.2以下であり、さらに好ましくは0.1以下である。このような範囲であれば、無機ガラスと樹脂層との屈折率差によって太陽電池用基板を透過する光の進行方向にズレが生じるを防止することができる。
はそれぞれ0又は1〜30の整数でその和が1〜100であり、zはRの活性水素基の数を表す1〜10の整数であり、Aは置換基Xを有するオキシシクロヘキサン骨格であり、次式(VI)で表される基である(式(VI)中、Xはエポキシ基を示す)。
本発明の太陽電池用基板の製造方法は、無機ガラスに半硬化状態の樹脂組成物を貼り合わせること、および、該無機ガラスに貼り合わせた該樹脂組成物を完全に硬化させることを含む。このような製造方法によれば、接着層を介することなく、樹脂層を無機ガラスに直接固着させることができる。
本発明の太陽電池用基板は、光起電力素子に好適に用いられ得る。本発明の光起電力素子は、前記太陽電池用基板上に光起電力層を有する。
本発明の太陽電池モジュールは、表面保護部材と裏面保護部材との間の光起電力素子封入部に複数の光起電力素子が封入されている。
A4サイズの板状の無機ガラス(松浪ガラス製、ホウケイ酸ガラス、厚み:50μm)をメチルエチルケトン(MEK)で洗浄し、その両面にコロナ処理(放電エネルギー:120W/m2/分×4回)を施した。その後、シランカップリング剤(信越化学工業社製、KBM−403)の2重量%水溶液を無機ガラスの両面に塗布し、110℃で5分間熱処理した。
次に、下記式(a)で表わされるエポキシ樹脂1(ダイセル化学工業社製、セロキサイド2021P)とエポキシ樹脂2(2,2−ビス(ヒドロキシメチル)−1−ブタノールの1,2−エポキシ−4−(2−オキシラニル)シクロヘキサン付加物、ダイセル化学工業社製、EHPE3150)と下記式(5)で表わされるオキセタン樹脂(東亜合成社製、OXT221)と重合開始剤(アデカ製、SP−170)とレベリング剤(ビックケミージャパン製、BYK−307)を重量比率で25/25/50/3/3/0.15の割合で配合し、混合液を調製した。得られた混合液を無機ガラス表面にワイヤーバーで塗工した後、UV光を300mJ/cm2以上照射して樹脂を硬化させて、厚み25μmの樹脂層を形成した。同様に、無機ガラス裏面にも厚み25μmの樹脂層を形成した後、150℃で30分間熱処理した。
このようにして、樹脂層(25μm)/無機ガラス(50μm)/樹脂層(25μm)の構成を有する太陽電池用基板を得た。
(1)厚み;
アンリツ製デジタルマイクロメーター「KC−351C型」を使用して測定した。得られた太陽電池用基板の厚みは、約100μmであった。
MOCON社製の水蒸気透過率測定装置「PERMATRAN」を使用して測定した。得られた太陽電池用基板の水蒸気透過率は、測定限界(<10−2g/m2・day)以下であった。
TMA/SS150C(セイコーインスツルメンツ社製)を用い30℃〜170℃におけるTMA値(μm)を測定し、平均線膨張係数を算出した。得られた太陽電池用基板の平均線膨張係数は、11ppm℃−1であった。
DOT−3C(村上色彩研究所社製)を用い、波長550nmにおける透過率を測定した。得られた太陽電池用基板の透過率は92%であった。
直径の異なる円柱へ基板(サイズ:10mm×50mm、サンプル数:5)を巻きつけ、無機ガラスの破断を目視により確認し、破断が確認された5サンプルについての円柱の直径の平均を破断直径とした。得られた太陽電池用基板の平均の破断直径は、5mmであった。
熱分解温度は、TG/DTA(セイコーインスツルメンツ社製)を用い、樹脂の加熱重量減少から熱分解温度を評価した。熱分解温度は、150℃からの重量変化が0.5%の時点での温度とした。得られた太陽電池用基板の熱分解温度は、235℃であった。
ガラス転移温度は、DSC(セイコーインスツルメンツ社製)を用い、熱流量の変化から測定した。得られた太陽電池用基板のガラス転移温度は、200℃を超えていた。
11、11’ 樹脂層
20 光起電力層
30 表面保護部材
31 裏面保護部材
32 光起電力素子封入部
40 光起電力素子
100、100’ 太陽電池用基板
200 光起電力素子
300、300’ 太陽電池モジュール
Claims (13)
- 無機ガラスと、該無機ガラスの片側または両側に配置された樹脂層とを備える、太陽電池用基板。
- 前記樹脂層の合計厚みdrsumと前記無機ガラスの厚みdgとの比drsum/dgが0.01〜10である、請求項1に記載の太陽電池用基板。
- 前記無機ガラスの両側に樹脂層が形成されており、該樹脂層が同一の材料で構成され、同一の厚みを有し、かつ、該それぞれの樹脂層の厚みが該無機ガラスの厚みと等しい、請求項1または2に記載の太陽電池用基板。
- 前記太陽電池用基板の総厚が600μm以下である、請求項1から3のいずれかに記載の太陽電池用基板。
- 前記無機ガラスの厚みdgが1〜400μmである、請求項1から4のいずれかに記載の太陽電池用基板。
- 前記樹脂層の25℃におけるヤング率が1.5GPa以上である、請求項1から5のいずれかに記載の太陽電池用基板。
- 前記樹脂層が、エポキシ系樹脂および/またはオキセタン系樹脂を主成分とする樹脂組成物から形成されている、請求項1から6のいずれかに記載の太陽電池用基板。
- 前記樹脂層が前記無機ガラスに直接設けられている、請求項1から7のいずれかに記載の太陽電池用基板。
- 請求項1から8のいずれかに記載の太陽電池用基板上に光起電力層を備える、光起電力素子。
- 表面保護部材と裏面保護部材との間の光起電力素子封入部に複数の光起電力素子が封入された太陽電池モジュールであって、該光起電力素子が請求項9に記載の光起電力素子である、太陽電池モジュール。
- 前記表面保護部材および/または前記裏面保護部材が請求項1〜8のいずれかに記載の太陽電池用基板である請求項10に記載の太陽電池用モジュール。
- 表面保護部材と裏面保護部材との間の光起電力素子封入部に複数の光起電力素子が封入された太陽電池モジュールであって、該表面保護部材および/または該裏面保護部材が請求項1〜8のいずれかに記載の太陽電池用基板である、太陽電池用モジュール。
- 無機ガラスに半硬化状態の樹脂組成物を貼り合わせること、および、該無機ガラスに貼り合わせた該樹脂組成物を完全に硬化させることを含む、太陽電池用基板の製造方法。
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