JP2012522392A - デザイン層を備えた建物一体型太陽電池モジュール - Google Patents

デザイン層を備えた建物一体型太陽電池モジュール Download PDF

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Abstract

本発明は、デザイン層を備えた建物一体型太陽電池モジュールを提供することを課題とする。鉄骨構造の建築物の外壁として使用される外部強化ガラスと内部強化ガラスとを有し、外部強化ガラスと内部強化ガラスとの間にセル（ｃｅｌｌ）及びデザイン層を有する二重ガラスモジュールを備える建物一体型太陽電池モジュールを提供する。

Description

本発明は、建物一体型太陽電池モジュールに関し、特にデザイン層を含んでデザイン的に差別化する建物一体型太陽電池モジュールに関する。
太陽電池は、光電効果を利用して光エネルギーを電気エネルギーに変換させる半導体素子であって、各々がプラス（＋）とマイナス（−）極性を帯びる２枚の半導体薄膜から構成され、多数の太陽電池セルが直／並列に接続されてユーザが必要とする電圧及び電流を発生させるようになり、ユーザは、このような太陽電池から発生した電力を使用できるようになる。太陽電池は、石炭や石油のような化石燃料を使用せず、無公害であり、無限のエネルギー源を有する太陽熱を利用した代替エネルギーである。
太陽電池の最小単位であるセル（Ｃｅｌｌ）１個から出る電圧は約０．５Ｖで極めて小さく、外部の環境に影響を受けやすい。モジュール（Ｍｏｄｕｌｅ）は、このようなセルをパッケージ化したものである。このモジュールを複数ずつ繋げて用途に合わせたのをアレイ（ａｒｒａｙ）とする。一般に、バルク型セルは上下を同等な方法でカバーし保護しつつモジュールとして作る。薄膜型セルは、基板を含んだモジュールとして製作する。
モジュールは、一般に、セル、表面材、充填材、ブラックシート（ｂｌａｃｋ ｓｈｅｅｔ）、シール（ｓｅａｌ）材、フレーム材の６種類から構成される。表面材は、大部分寿命を長くするために白板強化ガラスを使用する。充填材には、最近ＥＶＡ（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｖｉｎｙｌ Ａｃｅｔａｔｅ）が主に使用されている。ブラックシート材料としては、主にＰＶＦ（Ｐｏｌｙ Ｖｉｎｙｌ Ｆｌｕｏｒｉｄｅ）が使用され、その他にポリエステル、アクリルも使用され、耐湿性を高めるために、アルミホイルで覆うか、又はポリエステルで覆う。シール（Ｓｅａｌ）材は、リードの出入部やモジュールの断面部を処理するのに使用され、シリコンシーラント、ポリウレタン、ポリスルフィド、ブチルゴムの中でブチルゴムが頻繁に使用される。パネル材は、通常表面酸化アルミニウムを使うが、民生用などではゴムを使用することもある。
図９は、従来の太陽電池モジュールの構成図であって、この太陽電池モジュール１０１は、フレーム１０９に支持されて上から上部ラバープロファイル（ｒｕｂｂｅｒ ｐｒｏｆｉｌｅ）１０２、強化ガラス１０３、上部ＥＶＡフィルム１０４、セル１０５、下部ＥＶＡフィルム１０６、バックシート（ｂａｃｋ ｓｈｅｅｔ）１０７、下部ラバープロファイル１０８から構成される。
ラバープロファイル１０２、１０８は、シーリング材としてゴムからなる。強化ガラス１０３は、表面材として外部の衝撃などからセル１０５を保護する機能を果たす。ＥＶＡフィルム１０４、１０６は、充填材の役割を果たし、エチレンと酢酸ビニルとの共重合体であって、透明性、緩衝性、弾性、引張強度が極めて優れたビニルフィルムである。セル１０５は、光エネルギーを電気エネルギーに変換させる機能を果たし、複数のセルが導電性リボンにより直列又は並列に配列される。バックシート１０７は、防水、絶縁及び紫外線遮断などの機能を果たし、ＰＶＦ、ポリエステル、アクリルなどからなる。フレーム１０９は、アルミニウムなどから構成されて、モジュール１０１の各構成要素を支持する。
従来の一般的な太陽電池モジュールは、上から強化ガラス、ＥＶＡフィルム、セル、ＥＶＡフィルム、バックシートから構成され、セルとバックシートとの色合い及びセルの配置によりデザインが決定され、構造的な限界によってデザインが単調でかつ差別化が難しい。
従来のガラス−ガラス（Ｇ−Ｇ）タイプの太陽電池モジュールは、上から強化ガラス、ＥＶＡフィルム、セル、ＥＶＡフィルム、強化ガラスから構成され、セルの色合い及びセルの配置によりデザインが決定され、構造的な限界によってデザインが単調でかつ差別化が難しい。
ＢＩＰＶ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｐｈｏｔｏ Ｖｏｌｔａｉｃ）モジュールは、建築計画の初期段階から建物の一部分として設計されて建物に一体化させる方式である（建物一体型）。このモジュールは、建物の外装材として使用されて、それに相応する費用を低減することができ、建物との調和がよくなるので、建物の付加的な価値を向上させうるという長所がある。しかしながら、温度など考慮されなければならない部分があり、新築建物や既存建物を大きく改善補修する場合にのみ適用可能であるという短所がある。
ＰＶＩＢ（Ｐｈｏｔｏ Ｖｏｌｔａｉｃ Ｉｎ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ）モジュールは、既存建物又は新築建物の場合には本来建物の一部分として計画されていないが、建物が完全に建てられた後に建物に太陽光を付着又は据え置く方式である。このモジュールは、施工が比較的容易で、新築及び既存建物のどこにも適用が可能であるという長所がある。しかしながら、架台など別途の支持物が必要であり、建物との調和がよくならないおそれがあるという短所がある。
結晶型ＰＶモジュールシステム（ＢＩＰＶを含む）は、直射光による効率を最適の条件にセットして使用している。太陽光セルの特性上、入射角と光の強度による効率差は非常に大きいと言える。入射角による効率を極大化するために太陽追跡システムを導入して最適方位角を維持する方法があるが、追跡型システムを導入するためには、建築物の構造及び費用の短所を克服しなければならない。
特許文献１（韓国特許公開第２００３−８１６６２号）には、二重層反射防止膜が形成された太陽電池が開示されている。この特許において、セル基板が規則的な逆ピラミッドパターンの凹凸構造を有するが、強化ガラスではないセル表面の凹凸構造に関するものである。
特許文献２（韓国特許登録第３５９８４６号）には、建築資材用太陽電池モジュールが開示されており、韓国特許登録第６８０６５４号には、発光素子が一体型に備えられた太陽電池モジュールが開示されているが、構造的な限界によって、デザインが単調でかつ差別化が難しい。
一方、太陽電池を建物一体型太陽電池モジュールとして使用する方法として、コールドファサード（Ｃｏｌｄ Ｆａｃａｄｅ）が使用されてきた。一般に、ファサードとは、建築物の正面を意味し、建物の顔として第一印象に最も大きな影響を与えるので、外観を考慮して建築物の正面に建築材料としてガラスファサードが使用される傾向にあり、装飾用として使用されてきたファサードは、耐久性、断熱効果及び代替エネルギーのために太陽電池モジュールを利用したウォームファサード（Ｗａｒｍ Ｆａｃａｄｅ）が求められた。
図１は、従来の技術によるコールドファサードの一例を示した断面図であって、コールドファサードは、内壁と外壁とを含む２重の壁層構造から構成され、内壁３が地面１に打設されたコンクリートなどの基礎部材２上に固定されて地面１に建築物を支えられるようにし、内壁３の外側に断熱材４を設け、内壁３の上部と下部に支持台５を形成して、装飾用太陽電池モジュールを備える外壁６を支持台５を介して内壁３に固定されるように設置する。
また、断熱材４と外壁６との間には、空気層７が形成されるように空間をおいて外部からの喚起を可能にして、モジュールの高温による電力減少を最小化できるようにしている。
しかしながら、このような形態の工法は設置が面倒で、内壁３及び断熱材４を別に設置しなければならないために、費用的な側面でも費用が多くかかるという問題点があった。
また、既存のコールドファサードを建物の外装材として使用するためには、外気の温度遮断及び配線処理のための二重遮断壁をさらに設置しなければならず、光が透過されないなどの建築物の外装材として使用するには構造的に適していないという問題があった。
これにより、設置が簡便でかつ多様なデザインのパターン具現化が可能な太陽電池モジュールを建築物の外装材として使用すると共に、太陽熱を利用した発電用電力を利用できる建物一体型太陽電池モジュールが求められた。
韓国特許公開第２００３−８１６６２号 韓国特許登録第３５９８４６号
本発明の目的は、外部強化ガラスと内部強化ガラスとを含む二重ガラスモジュールに多様なパターンのデザインを適用することによって、建物外部の美観を向上させ、デザイン的に差別化される建物一体型太陽電池モジュールを提供することにある。
本発明の他の目的は、エネルギー効率を改善させた建物一体型太陽電池モジュールを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、硝子インキの噴射程度によって建物に日除け効果を与えることができる建物一体型太陽電池モジュールを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、外部強化ガラスと内部強化ガラスとを含む二重ガラスモジュールにより断熱及び騒音防止効果を与えることができる建物一体型太陽電池モジュールを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、二重ガラスモジュールを直接建築物の外壁として使用して、別途の内壁を設置する必要なしで簡単に設置可能な建物一体型太陽電池モジュールを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、ＴＰＳ（Ｔｈｅｒｍｏ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ）を含む二重シーリングシステムを適用して、断熱性、耐風圧性などに優れた建物一体型太陽電池モジュールを提供することにある。
本発明は、上記の目的を達成するために、鉄骨構造の建築物の外壁として使用される外部強化ガラスと内部強化ガラスとを有し、外部強化ガラスと内部強化ガラスとの間にセル（ｃｅｌｌ）及びデザイン層を有する二重ガラスモジュールを備える建物一体型太陽電池モジュールを提供する。
本発明において、デザイン層としては、不透明デザインシート、半透明デザインシート、反射デザインシート、硝子インキコーティング層などを使用することができる。不透明デザインシート、半透明デザインシート、反射デザインシートは、紙、繊維シート（織布、不織布等）、合成樹脂シート、金属シート、無機質シート、木質シート、ガラスシート、革シートなどのシートに印刷、コーティング、ラッピング（ｗｒａｐｐｉｎｇ）、蒸着、スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、塗装、塗布、メッキ、含浸、エッチングなどの方法でデザインを形成したものである。
本発明の第１の実施の形態による建物一体型太陽電池モジュールは、鉄骨構造の建築物の外壁として使用される外部強化ガラスと内部強化ガラスとを有するものの、外部強化ガラスと内部強化ガラスとの間に順に第１エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）フィルム、セル、第２エチレンビニルアセテートフィルム、不透明デザインシート、第３エチレンビニルアセテートフィルム、バックシートを有する二重ガラスモジュールを備える。
本発明の第２実施の形態による建物一体型太陽電池モジュールは、鉄骨構造の建築物の外壁として使用される外部強化ガラスと内部強化ガラスとを有するものの、外部強化ガラスと内部強化ガラスとの間に順に第１エチレンビニルアセテートフィルム、セル、第２エチレンビニルアセテートフィルム、半透明デザインシート、第３エチレンビニルアセテートフィルムを有する二重ガラスモジュールを備える。
本発明の第３の実施の形態による建物一体型太陽電池モジュールは、鉄骨構造の建築物の外壁として使用される外部強化ガラスと内部強化ガラスとを有するものの、外部強化ガラスと内部強化ガラスとの間に順に第１エチレンビニルアセテートフィルム、セル、第２エチレンビニルアセテートフィルム、反射デザインシート、第３エチレンビニルアセテートフィルム、バックシートを有する二重ガラスモジュールを備える。
本発明の第４の実施の形態による建物一体型太陽電池モジュールは、鉄骨構造の建築物の外壁として使用される外部強化ガラスと内部強化ガラスとを有するものの、外部強化ガラスと内部強化ガラスとの間に順に第１エチレンビニルアセテートフィルム、セル、第２エチレンビニルアセテートフィルム、硝子インキコーティング層を有する二重ガラスモジュールを備える。
本発明において、硝子インキコーティング層は、内部強化ガラスに硝子インキを噴射方式によりスクリーン印刷した後、５００〜８００℃の温度で熱硬化して内部強化ガラスに融合侵入させて吸着させたものである。
本発明の太陽電池モジュールは、エネルギー効率を改善するために、外部強化ガラス、内部強化ガラスのうち、少なくとも一つは凹凸構造を有する屈折強化ガラスであることが好ましい。
本発明において入射角の最適効率のために、凹凸構造は、その断面が三角形であり、三角形の前方エッジ角は、５０〜６０度であることが好ましい。
本発明において屈折強化ガラスの凹凸構造と上昇作用をして入射角によるエネルギー効率を極大化するために、セルの表面にも凹凸構造が形成されることが好ましく、このとき、セルと屈折強化ガラスとの凹凸構造の形状が一致することが好ましい。
本発明において気密維持などのために外部強化ガラスと内部強化ガラスとの間の周りは、シーリング材で密封処理されることが好ましく、シーリング材は、イソブチレン重合体と熱可塑性重合体とを含む組成物（ＢＵ−ＴＰＳ）からなる第１シーリング材及び第１シーリング材の外郭周りに設置され、チオコール（Ｔｈｉｏｋｏｌ）からなる第２シーリング材から構成される二重シーリングシステムが好ましい。
本発明において太陽電池セルを駆動するために、二重ガラスモジュールには、配線箱及びケーブルが装着されうる。
本発明において、二重ガラスモジュールは、直接外壁として作用されるように、基礎部材上に垂直に設置され支持フレームにより支持されうる。
本発明の建物一体型太陽電池モジュールは、デザイン要素を加えて建築資材で外装効果を極大化させることができ、高付加価値のモジュール生産が可能で、反射デザインシートの場合、太陽光を反射させることによって、温度上昇を抑制して効率を上昇させることができる。
また、屈折強化ガラスを使用することによって、朝と夕方の光が屈折強化ガラスに垂直入射するようになることによって、太陽光熱電池のエネルギー効率が上昇し、さらに多くの電気の生産が可能になる。
また、外部強化ガラスと内部強化ガラスとを含む二重ガラスモジュールに多様なパターンのデザインを適用して使用することができるので、建物外部の美観が向上し、硝子インキの噴射程度によって建物に日除け効果を与えることができ、外部強化ガラスと内部強化ガラスとを含む二重ガラスモジュールにより断熱及び騒音防止効果を与えることができ、二重ガラスモジュールを直接建築物の外壁として使用するために、別途の内壁を設置する必要無しで簡単に設置可能である。
また、ＴＰＳ（Ｔｈｅｒｍｏ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ）を含む二重シーリングシステムを適用することによって、断熱性、結露防止性能、水分吸着力、耐風圧性に優れており、自動化による生産速度と品質とが向上し、清潔で多様な外観処理が可能である。
従来の技術によるコールドファサードの断面図である。 本発明に係る建物一体型太陽電池モジュールがウォームファサード方式で設置された状態を示した断面図である。 本発明の第１の実施の形態による二重ガラスモジュールの断面図である。 本発明の第２の実施の形態による二重ガラスモジュールの断面図である。 本発明の第３の実施の形態による二重ガラスモジュールの断面図である。 本発明の第４の実施の形態による二重ガラスモジュールの断面図である。 本発明に係る二重ガラスモジュールにシーリング材及び配線箱が装着された状態を示した断面図である。 本発明に係る屈折強化ガラスの光入射効率を示した断面図である。 従来の太陽電池モジュールの構成図である。
以下、添付図面を参照して、本発明を詳細に説明する。
図２は、本発明に係る建物一体型太陽電池モジュールがウォームファサード方式で設置された状態を示した断面図であって、二重ガラスモジュール１０が鉄骨構造の建築物（図示せず）の外壁に直接使用されるように設置される。
二重ガラスモジュール１０は、外部強化ガラス１１の内側に耐久性及び断熱機能を向上させるための別途の内部強化ガラス１８を結合させることによって、一体型二重ガラス構造から構成され、地面１及びこの地面に打設されるコンクリートなどの基礎部材２上に垂直方向に設置され、支持フレーム２０から構成される支持手段の一側上下部が内部強化ガラス１８の他側面に付着され、支持手段の下端部が基礎部材２上に付着されて二重ガラスモジュール１０を支持する。
図３は、本発明の第１の実施の形態による二重ガラスモジュールの断面図であり、このモジュール１０ａは、左から外部強化ガラス１１、第１ＥＶＡフィルム１２、セル１３、第２ＥＶＡフィルム１４、不透明デザインシート１５ａ、第３ＥＶＡフィルム１６、バックシート１７及び内部強化ガラス１８を備えてなる。
外部強化ガラス１１及び内部強化ガラス１８は、直接建築物の外壁として作用しつつ表面材として外部の衝撃などからセル１３を保護する役割を果たす。
外部及び内部強化ガラス１１、１８は、一般的な平板強化ガラス又は図８に示す屈折強化ガラスを使用することができる。
屈折強化ガラスの表面には、凹凸構造が形成され、凹凸構造は、入射角の最適効率のためにその断面が三角形であることが好ましい。凹凸構造の幅や深さよりは角度が重要であり、三角形の前方エッジ角を基準に５０〜６０度であることが好ましい。
本発明において使用される屈折強化ガラスは、強化ガラスをエッチング処理して凹凸構造を形成したものであり、このようにガラスエッチングがセルエッチングに比べて工程上容易で、効率的でかつ費用も低廉である。
凹凸構造は、レーザー、薬品などを利用して強化ガラスをエッチング処理することによって形成し、このとき、ノートブック用プリズムフィルムのようにエッチング表面により人体の損傷がおきない範囲の微細エッチングがなされなければならず、エッチング層の上層部があまり突出して摩耗が起きる現象が生じないようにしなければならない。
第１ＥＶＡフィルム１２、第２ＥＶＡフィルム１４、第３ＥＶＡフィルム１６は、充填材及び付着手段の役割を果たし、エチレンと酢酸ビニルとの共重合体として透明性、緩衝性、弾性、引張強度が極めて優れたビニルフィルムであって、ガスバリヤ性が高く有機溶剤性及び加工性に優れて、熱成形が容易であるという特性がある。
セル１３は、光エネルギーを電気エネルギーに変換させる役割を果たし、複数のセルが導電性リボンにより直列又は並列に配列される。
セル１３の表面にも、屈折強化ガラスの凹凸構造に対応する凹凸構造が形成されることが好ましく、これにより、屈折強化ガラスの凹凸構造と上昇作用をして、入射角によるエネルギー効率を極大化できる。
不透明デザインシート１５ａは、紙、繊維シート、合成樹脂シート、金属シート、無機質シート、木質シート、ガラスシート、革シートなどのシートに印刷、コーティング、ラッピング、蒸着、スパッタリング、塗装、塗布、メッキ、含浸、エッチングなどの方法でデザインを形成した不透明シートである。
バックシート１７は、防水、絶縁及び紫外線遮断などの役割を果たし、ＰＶＦ、ポリエステル、アクリルなどからなる。また、既存のＰＶＦフィルムより高い耐厚性を有したフッ素系樹脂をポリエチレンテレフタルレート（ＰＥＴ）フィルムでコーティングしたシートを使用することができるが、このシートは、長期耐久性、水蒸気遮断性、電気絶縁性、封止材との接着性などに優れた特性がある。
図４は、本発明の第２の実施の形態による二重ガラスモジュールの断面図であって、このモジュール１０ｂは、左から外部強化ガラス１１、第１ＥＶＡフィルム１２、セル１３、第２ＥＶＡフィルム１４、半透明デザインシート１５ｂ、第３ＥＶＡフィルム１６及び内部強化ガラス１８を含んでなる。この実施の形態の場合、半透明デザインシート１５ｂを使用することによって、採光効果を具現化できる。
半透明デザインシート１５ｂは、紙、繊維シート、合成樹脂シート、金属シート、無機質シート、木質シート、ガラスシート、革シートなどのシートに印刷、コーティング、ラッピング、蒸着、スパッタリング、塗装、塗布、メッキ、含浸、エッチングなどの方法でデザインを形成した半透明シートである。
図５は、本発明の第３の実施の形態による二重ガラスモジュールの断面図であって、このモジュール１０ｃは、左から外部強化ガラス１１、第１ＥＶＡフィルム１２、セル１３、第２ＥＶＡフィルム１４、反射デザインシート１５ｃ、第３ＥＶＡフィルム１６、バックシート１７及び内部強化ガラス１８を含んでなる。この実施の形態の場合、反射デザインシート１５ｃを使用することによって太陽光を反射させて昇温を抑制して、エネルギー効率を上昇させることができる。
反射デザインシート１５ｃは、紙、繊維シート、合成樹脂シート、金属シート、無機質シート、木質シート、ガラスシート、革シートなどのシートに印刷、コーティング、ラッピング、蒸着、スパッタリング、塗装、塗布、メッキ、含浸、エッチングなどの方法でデザインを形成した反射シートである。例えば、アルミホイルのような金属反射シート、ポリマー反射シート、逆反射シートなどを使用することができる。
図６は、本発明の第４の実施の形態による二重ガラスモジュールの断面図であって、このモジュール１０ｄは、左から外部強化ガラス１１、第１ＥＶＡフィルム１２、セル１３、第２ＥＶＡフィルム１４、硝子インキコーティング層１５ｄ及び内部強化ガラス１８を含んでなる。
硝子インキコーティング層１５ｄは、内部強化ガラス１８の一側全面に硝子インキを使用して望むデザイン形状に噴射方式によりスクリーン印刷した後、好ましくは５００〜８００℃の温度で熱硬化して、内部強化ガラス１８の一側全面に融合侵入させて吸着させたコーティング層である。
硝子インキコーティング層１５ｄは、変質及び変色されないから、永久的に使用が可能であり、硝子インキを使用することによって単純にソーラーセル（Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌ）パターンのみを使用することではなく、二重ガラスモジュール１０の内部強化ガラス１８の一側全体にわたって多様なパターンのデザインを可能にして建築外装材としてのその外観が美麗になる。
図７は、本発明に係る二重ガラスモジュールにシーリング材及び配線箱が装着された状態を示した断面図であって、外部強化ガラス１１と内部強化ガラス１８との間でそのエッジ周りに沿ってシーリング材１９ａ、１９ｂが密封処理されて気密を維持できる。
シーリング材１９ａ、１９ｂとしては、通常のシリコン系シーリング材が使用されることができ、特にＴＰＳのような第１シーリング材１９ａ及びチオコールのような第２シーリング材１９ｂから構成される二重シーリングシステムが好ましい。
第１シーリング材１９ａは、ベース重合体及び選択的に追加の成分を含む密封組成物からなる。
ベース重合体は、イソブチレンの単一重合体、共重合体、三量体又はこれらの混合物、アクリレート及び／又はメタクリルレートの単一重合体及び／又は共重合体又はこれらの混合物から構成されることができる。
追加の成分は、熱可塑性重合体、天然及び合成ゴム、粘着性付与添加剤、可塑剤、結合剤、補強及び非補強充填剤、安定化剤及びその他添加剤でありうる。
熱可塑性重合体の例には、単一重合体及び共重合体としてポリオレフィンがあり、単量体エチレン、プロピレン、ｎ−ブテン及び高級同族体及びこれらの異性質体から合成され、官能基性ビニル化合物、例えば、酢酸ビニル、塩化ビニル、スチレン及びα−メチルスチレンから合成される。追加の例には、ポリアミド、ポリイミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエステル及びポリウレタンなどがある。
特に、第１シーリング材１９ａとしてＢＵ−ＴＰＳが好ましいが、これはイソブチレン重合体を基材として熱可塑性重合体を含み、永久的に可撓性のあるエッジ密封化合物として、例えばドイツのCHEMETAL社製のＮａｆｔｏｔｈｅｒｍ ＢＵ−ＴＰＳを使用することができる。
第１シーリング材１９ａは、ゼオライトのような吸湿剤を含むことができる。
第２シーリング材１９ｂとしては、チオコールが好ましい。チオコールは、米国のチオコールケミカル社で製造されている多硫化物（Ｐｏｌｙｓｕｌｆｉｄｅ）系合成ゴムの商品名で、両端にハロゲン基を有する有機化合物と多硫化アルカリの縮合反応によって作られる。
一般的な二重（複層）ガラスの場合、エッジ密封システムは、アルミニウムスペーサ（ｓｐａｃｅｒ）（間棒）、スペーサの内部に充填される吸湿剤、スペーサの両方外面に付着されるブチル（ポリイソブチレンを基盤とする非硬化性シーラント）からなる内側シーリング材と、チオコールなどの外側シーリング材とから構成される。
一般二重ガラスの場合、アルゴン（Ａｒ）ガスガラス製作時にガス漏れが多く、手作業であるから生産速度が遅く、作業者を多数必要とし（少なくとも４名以上）、不良が多数発生し、アルミニウム材質なので熱損失が多く、結露発生が頻繁で、金属スペーサからなるので構造強度が落ちる。また、多くの工数の手作業で密着品質が低下し、目に見えない部分で作業者によって吸湿剤量が左右して品質不良が発生し、吸湿力が悪く、密封線が均一せず、線切れが発生し、曲線処理時に品質が大きく落ちる。
本発明において用いられるＴＰＳエッジ密封システムは、従来のアルミニウムスペーサ、吸湿剤及びブチルから構成される内側シーリング材の三つの機能を一つに統合したことで、低いガス漏れ率で高品質のガラス製作が可能で、自動化作業が可能で生産速度が速く、作業者を少なく必要とし（約１人）、高品質を維持でき、非金属材質からなって熱損失が最小になり、熱伝導を減らして結露が減少し、衝撃を吸収して高い構造強度を有する。また、一度の自動工程で密着力が極めて優秀であり、吸湿剤がＴＰＳ内に等しく分布して吸湿剤量が一定で吸湿力が非常に優秀で、密封線が自動生産方式で清潔で、曲線処理が可能であるから、多様な模様のガラス生産が可能である。また、二重ガラス間の間隔調節が自由で、同じ品質で多様な形態の二重ガラス製作が可能で、一部が開放された形態の二重ガラス及び格子窓の製作が可能である。また、優れた弾力性と弾性復原性で圧力に強い耐久性を有し、弛緩収縮により付加されるせん断応力がなく、ＴＰＳの柔軟な特性で温度と風圧に強い耐久性を有する。
図７に示すように、二重ガラスモジュール１０の上部中央には、ケーブル３１と接続配線箱（Ｊｕｎｃｔｉｏｎ ｂｏｘ）３０が装着される。二重ガラスモジュール１０の上部に配線箱３０を付着してケーブル３１を接続した後に使用し、ケーブルには、多数の太陽電池セルを接続するリボン（図示せず）が接続されている。
図８は、本発明に係る屈折強化ガラスの光入射効率を示した断面図であって、最適屈折が容易なエッチング屈折強化ガラスによって光がどの方向に入射しようがセル側にすべて垂直入射するようになるから、入射角を最適効率にする。
（実施例１）
図２に示すように、地面１にコンクリートを打設して基礎部材２を形成した後、基礎部材２上に垂直に二重ガラスモジュール１０を設置し、金属材質の支持フレーム２０で支持した。
二重ガラスモジュール１０は、図６のように左から外部強化ガラス１１、第１ＥＶＡフィルム１２、セル１３、第２ＥＶＡフィルム１４、硝子インキコーティング層１５ｄ及び内部強化ガラス１８から構成した。
外部及び内部強化ガラス１１、１８としては、強化ガラスを使用した。
第１ＥＶＡフィルム１２、第２ＥＶＡフィルム１４としては、ＥＶＡフィルムを使用した。
セル１３としては、通常のシリコン半導体セルを使用した。
硝子インキコーティング層１５ｄは、内部強化ガラス１８に硝子インキを使用してデザインをスクリーン印刷した後、６５０℃の温度で熱硬化して形成した。
また、外部強化ガラス１１と内部強化ガラス１８との間でそのエッジ周りに沿ってシーリング材１９ａ、１９ｂを密封処理した。第１シーリング材１９ａとしては、ＢＵ−ＴＰＳを使用し、第２シーリング材１９ｂとしては、チオコールを使用した。
（実施例２）
外部及び内部強化ガラス１１、１８として、図８に示すように三角形の凹凸構造が形成され、三角形の前方エッジ角が５５度である屈折強化ガラスを使用したことを除き、実施例１と同様である。
（比較例）
実施例１の第１シーリング材１９ａの代りに、アルミニウムスペーサ、吸湿剤、ブチルからなるシーリング材を使用した。
（試験例）
実施例と比較例の太陽電池モジュールに対して物性を測定し、その結果は表１及び表２のとおりである。
Figure 2012522392
表１から分かるように、実施例の断熱性能が比較例に比べて８５％改善され、実施例の室内側のガラス温度が比較例に比べて３．２℃改善されて、結露現象を大きく改善し、実施例の耐圧性（高荷重及び高温）も優秀であった。
Figure 2012522392
表２から分かるように、実施例１のエネルギー効率を基準として、屈折強化ガラスを使用した実施例２の場合、エネルギー効率が３％増加した。
以上で説明したことは本発明による二次電池を実施するための一つの実施例に過ぎないもので、本発明は上述した実施例に限定されず、以下の特許請求の範囲で請求するように本発明の要旨から逸脱することがなく当該発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば誰でも多様な変更実施が可能な範囲まで本発明の技術的精神が及ぶと言える。
本発明の建物一体型太陽電池モジュールは、デザイン要素を加えて建築資材で外装効果を極大化させることができ、高付加価値のモジュール生産が可能で、反射デザインシートの場合、太陽光を反射させることによって、温度上昇を抑制して効率を上昇させることができる。
また、屈折強化ガラスを使用することによって、朝と夕方の光が屈折強化ガラスに垂直入射するようになることによって、太陽光熱電池のエネルギー効率が上昇し、さらに多くの電気の生産が可能になる。
また、外部強化ガラスと内部強化ガラスとを含む二重ガラスモジュールに多様なパターンのデザインを適用して使用することができるので、建物外部の美観が向上し、硝子インキの噴射程度によって建物に日除け効果を与えることができ、外部強化ガラスと内部強化ガラスとを含む二重ガラスモジュールにより断熱及び騒音防止効果を与えることができ、二重ガラスモジュールを直接建築物の外壁として使用するために、別途の内壁を設置する必要無しで簡単に設置可能である。
また、ＴＰＳ（Ｔｈｅｒｍｏ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ）を含む二重シーリングシステムを適用することによって、断熱性、結露防止性能、水分吸着力、耐風圧性に優れており、自動化による生産速度と品質とが向上し、清潔で多様な外観処理が可能である。
１ 地面
２ 基礎部材
１０ 二重ガラスモジュール
１１ 外部強化ガラス
１２ 第１ＥＶＡフィルム
１３ セル
１４ 第２ＥＶＡフィルム
１５ａ 不透明デザインシート
１５ｂ 半透明デザインシート
１５ｃ 反射デザインシート
１５ｄ 硝子インキコーティング層
１６ 第３ＥＶＡフィルム
１７ バックシート
１８ 内部強化ガラス
１９ａ 第１シーリング材
１９ｂ 第２シーリング材
２０ 支持フレーム
３０ 配線箱
３１ ケーブル

Claims (12)

  1. 建築物の外壁として使用される外部強化ガラスと内部強化ガラスとを有するものの、外部強化ガラスと内部強化ガラスとの間に順に第１エチレンビニルアセテートフィルム、セル、第２エチレンビニルアセテートフィルム、不透明デザインシート、第３エチレンビニルアセテートフィルム、バックシートを有する二重ガラスモジュールを備える建物一体型太陽電池モジュール。
  2. 建築物の外壁として使用される外部強化ガラスと内部強化ガラスとを有するものの、外部強化ガラスと内部強化ガラスとの間に順に第１エチレンビニルアセテートフィルム、セル、第２エチレンビニルアセテートフィルム、半透明デザインシート、第３エチレンビニルアセテートフィルムを有する二重ガラスモジュールを備える建物一体型太陽電池モジュール。
  3. 建築物の外壁として使用される外部強化ガラスと内部強化ガラスとを有するものの、外部強化ガラスと内部強化ガラスとの間に順に第１エチレンビニルアセテートフィルム、セル、第２エチレンビニルアセテートフィルム、反射デザインシート、第３エチレンビニルアセテートフィルム、バックシートを有する二重ガラスモジュールを備える建物一体型太陽電池モジュール。
  4. 建築物の外壁として使用される外部強化ガラスと内部強化ガラスとを有するものの、外部強化ガラスと内部強化ガラスとの間に順に第１エチレンビニルアセテートフィルム、セル、第２エチレンビニルアセテートフィルム、硝子インキコーティング層を有する二重ガラスモジュールを備える建物一体型太陽電池モジュール。
  5. 硝子インキコーティング層が内部強化ガラスに硝子インキを噴射方式によりスクリーン印刷した後、５００〜８００℃の温度で熱硬化して内部強化ガラスに融合侵入させて吸着させたことを特徴とする請求項４に記載の建物一体型太陽電池モジュール。
  6. 外部強化ガラス、内部強化ガラスのうち、少なくとも一つが凹凸構造を有する屈折強化ガラスであることを特徴とする請求項１〜４のうちの何れか１項に記載の建物一体型太陽電池モジュール。
  7. 凹凸構造の断面が三角形で、三角形の前方エッジ角が５０〜６０度であることを特徴とする請求項６に記載の建物一体型太陽電池モジュール。
  8. セルの表面にも凹凸構造が形成され、セルと屈折強化ガラスの凹凸構造形状が一致することを特徴とする請求項７に記載の建物一体型太陽電池モジュール。
  9. 外部強化ガラスと内部強化ガラスとの間の周りがシーリング材で密封処理されたことを特徴とする請求項１〜４のうちの何れか１項に記載の建物一体型太陽電池モジュール。
  10. シーリング材がイソブチレン重合体と熱可塑性重合体とを含む組成物（ＢＵ−ＴＰＳ）からなる第１シーリング材、及び第１シーリング材の外郭周りに設置され、チオコール（Ｔｈｉｏｋｏｌ）からなる第２シーリング材から構成されることを特徴とする請求項９に記載の建物一体型太陽電池モジュール。
  11. 二重ガラスモジュールに配線箱及びケーブルが装着されたことを特徴とする請求項１〜４のうちの何れか１項に記載の建物一体型太陽電池モジュール。
  12. 二重ガラスモジュールが基礎部材上に垂直に設置されて支持フレームにより支持されることを特徴とする請求項１〜４のうちの何れか１項に記載の建物一体型太陽電池モジュール。
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