JP2014013859A - Solar cell module and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽電池モジュール及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a solar cell module and a manufacturing method thereof.
特許文献1には、受光面にシリカを主成分とし、0.01〜1μmの段差の凹凸面を有する反射防止膜を被着してなる太陽電池モジュールであって、ガラス基板上に前記反射防止膜を積層し、前記反射防止膜の表面に、シリコーンオイルを主成分として含む汚れ防止剤を塗布した太陽電池モジュールが開示されている。 Patent Document 1 discloses a solar cell module in which a light-receiving surface is composed of silica as a main component and an antireflection film having an uneven surface with a step of 0.01 to 1 μm is deposited, and the antireflection is provided on a glass substrate. There is disclosed a solar cell module in which films are laminated and an antifouling agent containing silicone oil as a main component is applied to the surface of the antireflection film.
特許文献2には、少なくとも電極層と光電変換層が積層された積層構造を有する光起電力素子の受光面側に、厚み分布を持った樹脂層が設けられており、該樹脂層の厚みは、光起電力素子中央部よりも光起電力素子端部の方が厚く、前記樹脂層は紫外線吸収剤を含有し、受光面側から非受光面側に向けて紫外線吸収剤の濃度分布が形成されている光起電力素子が開示されている。
In
特許文献3には、光起電力素子の光入射側表面に設けられる被覆材が、有機樹脂よりなる充填材と、フッ素樹脂よりなる表面フィルムとの少なくとも2層以上から構成される太陽電池モジュールにおいて、前記表面フィルムが紫外線吸収剤を含有することを特徴とする太陽電池モジュールが開示されている。
特許文献4は、光起電力素子の少なくとも光入射側が透明有機高分子樹脂層、透明フッ素樹脂フィルム層で順次被覆された太陽電池モジュールにおいて、前記フッ素樹脂層の少なくとも一方の面にポリシラザンをコーティングし焼成して得られる酸化珪素もしくは窒化珪素もしくはそれらの混合物からなる透明薄膜層を有することを特徴とする太陽電池モジュールを開示している。 In Patent Document 4, in a solar cell module in which at least a light incident side of a photovoltaic element is sequentially coated with a transparent organic polymer resin layer and a transparent fluororesin film layer, polysilazane is coated on at least one surface of the fluororesin layer. A solar cell module characterized by having a transparent thin film layer made of silicon oxide or silicon nitride obtained by firing or a mixture thereof is disclosed.
上記特許文献1は、ガラス基板上にシリカを主成分とした反射防止膜を積層し、その上にシリコーンオイルと液体フロンとを架橋させた層を備えた事例であり、ガラスより透湿性が高く、熱応力に弱い樹脂を封止材に用いた太陽電池には、耐候性が不十分のため、そのまま適用できない。シリカを主成分とした反射防止膜を、樹脂の封止材に積層しても、この界面で剥離が生じ易いという問題点があった。 The above-mentioned Patent Document 1 is an example in which an antireflection film mainly composed of silica is laminated on a glass substrate, and a layer obtained by crosslinking silicone oil and liquid chlorofluorocarbon on the glass substrate has a higher moisture permeability than glass. The solar cell using a resin weak in thermal stress as a sealing material cannot be applied as it is because of insufficient weather resistance. Even when an antireflection film mainly composed of silica is laminated on a resin sealing material, there is a problem that peeling is likely to occur at this interface.
上記特許文献2は、光起電力素子中央部よりも光起電力素子端部の方が厚いという厚み分布を持った樹脂層をもっているため、樹脂層の不均一な熱膨張によって光起電力素子が変形し易いという問題点があった。
Since the above-mentioned
上記特許文献3は、フッ素樹脂表面が屋外の環境に曝され、酸性雨、黄砂、工場排ガスなどに由来する硝酸塩、硫酸塩、鉄やチタンなどの腐食性物質が付着し、フッ素樹脂表面の樹脂が一部劣化する可能性があるという問題点があった。
上記特許文献4は、ポリシラザンをコーティングし焼成しているため、製造時に加熱に要するエネルギーが大きいという問題点があった。
本発明の課題は、耐候性を向上した太陽電池モジュール及びその製造方法を提供することである。
In Patent Document 4, since polysilazane is coated and baked, there is a problem that energy required for heating during production is large.
The subject of this invention is providing the solar cell module which improved the weather resistance, and its manufacturing method.
上記課題を解決するため、本発明の第1の態様としての太陽電池モジュールは、下側保護材、下側封止材、太陽電池セルシート、透明な上側封止材、透明な上側保護材および透明な表面コート材が順に積層されており、前記上側封止材と前記上側保護材との界面、前記上側保護材と前記表面コート材との界面、および前記表面コート材の表面が凹凸になっていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a solar cell module as a first aspect of the present invention includes a lower protective material, a lower sealing material, a solar cell sheet, a transparent upper sealing material, a transparent upper protective material, and Transparent surface coating materials are sequentially laminated, and the interface between the upper sealing material and the upper protective material, the interface between the upper protective material and the surface coating material, and the surface of the surface coating material are uneven. It is characterized by.
このような構成によれば、表面コート材によって太陽電池モジュールの耐熱性、耐久性、耐薬品性が向上する。さらに、各界面に凹凸を形成することで、熱応力に対する耐性を向上できる。 According to such a configuration, the surface coating material improves the heat resistance, durability, and chemical resistance of the solar cell module. Furthermore, resistance to thermal stress can be improved by forming irregularities on each interface.
また、前記表面コート材の表面の凹凸の高さよりも前記表面コート材の厚さが薄いことが望ましい。
このような構成によれば、表面コート材の厚さが薄いので、凹凸が埋まることを避けられ、防眩性を維持できる。
Moreover, it is desirable that the thickness of the surface coating material is smaller than the height of the unevenness on the surface of the surface coating material.
According to such a configuration, since the thickness of the surface coating material is thin, it is possible to prevent the unevenness from being buried and to maintain the antiglare property.
例えば、前記表面コート材として、透明なシリコーン樹脂、透明なアクリル樹脂、または透明なフッ素樹脂から選ばれる少なくとも1種類を用いることが望ましい。
このような構成によれば、表面コート材の材質として好適に用いられる。ここで、表面コート材の光透過性は、波長380nm以上1000nm以下の光が85%以上透過することが望ましく、90%以上であることがより望ましい。
For example, it is desirable to use at least one selected from a transparent silicone resin, a transparent acrylic resin, or a transparent fluororesin as the surface coating material.
According to such a structure, it is used suitably as a material of a surface coating material. Here, the light transmittance of the surface coating material is desirably 85% or more and more desirably 90% or more of light having a wavelength of 380 nm to 1000 nm.
前記表面コート材は、紫外線吸収剤を含有させてもよい。
このような構成によれば、表面コート材に紫外線吸収剤が含有していると、下側保護材、下側封止材、太陽電池セルシート、透明な上側封止材、透明な上側保護材および透明な表面コート材の少なくとも1つ以上が紫外線により劣化することを防止できる。なお、紫外線吸収剤は、波長380nm以上1000nm以下の光の吸収率が低いほど望ましい。具体的には、波長380nm以上1000nm以下の光の吸収率が15%以下であることが望ましく、10%以下であることがより望ましい。
The surface coating material may contain an ultraviolet absorber.
According to such a configuration, when the surface coating material contains an ultraviolet absorber, the lower protective material, the lower sealing material, the solar cell sheet, the transparent upper sealing material, and the transparent upper protective material In addition, at least one of the transparent surface coating materials can be prevented from being deteriorated by ultraviolet rays. In addition, it is desirable that the ultraviolet absorber has a lower absorption rate of light having a wavelength of 380 nm to 1000 nm. Specifically, the absorptance of light having a wavelength of 380 nm to 1000 nm is preferably 15% or less, and more preferably 10% or less.
前記表面コート材は、前記上側封止材よりも熱膨張係数が小さいことが望ましい。
このような構成によれば、表面コート材が前記上側封止材よりも熱膨張係数が小さいと、太陽電池モジュールの温度が上昇することによって太陽電池モジュールの非受光面側を内側にして丸まることを防止できる。
The surface coating material preferably has a smaller coefficient of thermal expansion than the upper sealing material.
According to such a configuration, when the surface coating material has a smaller thermal expansion coefficient than the upper sealing material, the temperature of the solar cell module rises and the solar cell module is rounded with the non-light-receiving surface side inward. Can be prevented.
本発明の第2の態様としての太陽電池モジュールの製造方法は、下側保護材、下側封止材、太陽電池セルシート、透明な上側封止材、透明な上側保護材および透明な表面コート材を順に積層した積層体を作る工程と、前記表面コート材を備えた前記積層体を、前記表面コート材側に凹凸のある凹凸形成部材に接触させながらラミネートして前記上側封止材と前記上側保護材との界面、前記上側保護材と前記表面コート材との界面、および前記表面コート材の表面を凹凸にする工程と、を備えることを特徴とする。 The manufacturing method of the solar cell module as the second aspect of the present invention includes a lower protective material, a lower sealing material, a solar cell sheet, a transparent upper sealing material, a transparent upper protective material, and a transparent surface coat. A step of making a laminate in which materials are laminated in sequence, and the laminate provided with the surface coating material is laminated while being brought into contact with an irregularity forming member having irregularities on the surface coating material side, and the upper sealing material and the An interface with the upper protective material, an interface between the upper protective material and the surface coating material, and a step of making the surface of the surface coating material uneven.
このような構成によれば、表面コート材によって太陽電池モジュールの耐熱性、耐久性、耐薬品性を向上できる。各界面に凹凸を形成することで、アンカー効果によって前記上側封止材と前記上側保護材との界面、前記上側保護材と前記表面コート材との界面を剥離し難くできる。 According to such a configuration, the heat resistance, durability, and chemical resistance of the solar cell module can be improved by the surface coating material. By forming irregularities on each interface, it is possible to make it difficult to peel off the interface between the upper sealing material and the upper protective material and the interface between the upper protective material and the surface coating material by an anchor effect.
前記積層体を作る工程において、前記表面コート材が、熱硬化または紫外線硬化によって前記上側保護材上で硬化されることが望ましい。
このような構成によれば、熱硬化の場合は温度を上げることで、または、紫外線硬化の場合は紫外線の光量を増加することで、表面コート材の硬化処理速度を速くできる。
In the step of forming the laminate, it is preferable that the surface coating material is cured on the upper protective material by thermal curing or ultraviolet curing.
According to such a configuration, the curing treatment speed of the surface coating material can be increased by increasing the temperature in the case of thermosetting, or by increasing the amount of ultraviolet light in the case of ultraviolet curing.
本発明によれば、耐候性を向上した太陽電池モジュール及びその製造方法を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the solar cell module which improved the weather resistance, and its manufacturing method can be provided.
図1は、本発明の太陽電池モジュールの実施態様に係る概略構成図である。本発明の実施態様の太陽電池モジュール10は、下側保護材6、下側封止材5、太陽電池セルシート1、透明な上側封止材2、透明な上側保護材3および透明な表面コート材4が順に積層されており、前記上側封止材2と前記上側保護材3との界面、前記上側保護材3と前記表面コート材4との界面、および前記表面コート材4の表面が凹凸になっている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram according to an embodiment of the solar cell module of the present invention. A
太陽電池セルシート1は、複数の太陽電池セルが電気的に直列に接続されており、電流取り出しのために一対の電極が設けられている。
透明な上側封止材2の材質は、例えば、エチレン−酢酸ビニル樹脂(EVA)、ブララール樹脂などの透明な熱可塑性樹脂を用いることができる。
In the solar cell sheet 1, a plurality of solar cells are electrically connected in series, and a pair of electrodes are provided for extracting current.
As the material of the transparent
透明な上側保護材3の材質は、例えば、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ポリフッ化ビニル(PVF)などのフッ素化樹脂フィルムを用いることができる。
As the material of the transparent upper
透明な表面コート材4は、屋外での長期使用によっても透明性がし難い劣化耐性、紫外線耐性、薬品耐性を有することが好ましい。具体的な材質の例としては、透明なシリコーン樹脂(商品名FX−V5400、株式会社ADEKA製)、アクリル樹脂またはフッ素樹脂(商品名ニューガーメット#230、株式会社トウペ製)の内、いずれか1つ以上を主成分としている樹脂などを用いることができる。表面コート材4の光透過性は、380nm以上1000nm以下の波長領域における透過率が高いほど望ましい。具体的には、380nm以上1000nm以下の波長領域における透過率が85%以上であることが望ましく、90%以上であることがより望ましい。また、紫外線耐性を向上する観点から、表面コート材4は、紫外線吸収剤を含んでいることがより望ましい。 It is preferable that the transparent surface coating material 4 has deterioration resistance, ultraviolet resistance, and chemical resistance that are difficult to be transparent even after long-term outdoor use. As an example of a specific material, any of transparent silicone resin (trade name FX-V5400, manufactured by ADEKA Corporation), acrylic resin or fluororesin (trade name: New Garmet # 230, manufactured by Toupe Co., Ltd.) A resin containing one or more main components can be used. The light transmittance of the surface coating material 4 is more desirable as the transmittance in the wavelength region of 380 nm to 1000 nm is higher. Specifically, the transmittance in a wavelength region of 380 nm to 1000 nm is desirably 85% or more, and more desirably 90% or more. Further, from the viewpoint of improving the ultraviolet resistance, it is more desirable that the surface coating material 4 contains an ultraviolet absorber.
更に、表面コート材4は、前記上側封止材よりも熱膨張係数が小さいことが望ましい。表面コート材4が太陽電池モジュール10の一部としてラミネートされる際に太陽電池モジュール10が反ることを抑制することができる。表面コート材4のガラス転移温度は、90℃以上が望ましい。表面コート材の厚さは、表面コート材の表面の凹凸の高さよりも薄い。例えば、表面コート材の厚さは、10μm以上100μm以下が望ましい。10μmより薄いと上側保護材3の保護が不十分となり、100μmより厚いと太陽電池モジュール表面の凹凸をつぶしてしまい易い。そうすると、表面の凹凸によって生じる防眩効果を低下させてしまう。表面保護材の受光面側の凹凸の高さは、50μm以上150μm以下が望ましい。50μmより薄いと防眩効果が不十分となり、150μmより厚いと封止材層が薄くなり絶縁性が不十分になる。
Furthermore, it is desirable that the surface coating material 4 has a smaller coefficient of thermal expansion than the upper sealing material. When the surface coating material 4 is laminated as a part of the
下側封止材5は、上側封止材2との接着性が良好である熱可塑性樹脂であれば特に限定されない。上側封止材2と同じ樹脂を用いてもよい。
下側保護材6は、例えば、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ポリフッ化ビニル(PVF)などのフッ素化樹脂フィルムや、鋼板を用いることができる。
The lower
As the lower
次に、本発明の太陽電池モジュールの製造方法について説明する。図2は、本発明の方法の実施態様に係るフロー図である。本発明の方法の実施態様は、下側保護材6、下側封止材5、太陽電池セルシート1、透明な上側封止材2、透明な上側保護材3および透明な表面コート材4を順に積層した積層体を作る工程(S1)と、前記表面コート材4を備えた前記積層体を、前記表面コート材4側に凹凸のある凹凸形成部材に接触させながらラミネートして前記上側封止材2と前記上側保護材3との界面、前記上側保護材3と前記表面コート材4との界面、および前記表面コート材4の表面を凹凸にする工程(S2)と、を少なくとも備える。
Next, the manufacturing method of the solar cell module of this invention is demonstrated. FIG. 2 is a flow diagram according to an embodiment of the method of the present invention. The embodiment of the method of the present invention includes a lower
S1工程における上側保護材3に表面コート材4を塗布する方法は、特に限定は無いが、例えば、刷毛塗り、スプレーコーター、ロールコーター、スタンプコーター、スピンコーター等を用いることができる。また、表面コート材4の硬化条件としては、紫外線、電子線などの放射線による硬化や、熱による硬化を適用できる。前記放射線による硬化と熱による硬化を併用してもよい。
A method for applying the surface coating material 4 to the upper
S2工程は、S1工程の後に実施される。
次に、実施例などを説明する。図3は、実施例1、2と比較例1の高温高湿試験、キセノンウエザオ試験、屋外暴露試験の結果である。
(実施例1)
図1に示した太陽電池モジュールを用いた。各部剤の具体的材料は、次の通りである。
Step S2 is performed after step S1.
Next, examples and the like will be described. FIG. 3 shows the results of the high-temperature and high-humidity test, the xenon weathering test, and the outdoor exposure test of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1.
Example 1
The solar cell module shown in FIG. 1 was used. The specific material of each part is as follows.
太陽電池セルシート1は、アモルファスシリコン製の複数の太陽電池セルを電気的に直列に接続したものを用いた。透明な上側封止材2は、市販の熱可塑性樹脂であるEVAを用いた。透明な上側保護材3は、市販のフッ素樹脂であるETFEを用いた。透明な表面コート材4は、フッ素樹脂(主剤ニューガーメット#230、硬化剤#400、株式会社トウペ製)を用いた。下側封止材5は、上側封止材2と同じものを用いた。下側保護材6は、上側保護材3と同じものを用いた。
As the solar cell sheet 1, a sheet in which a plurality of amorphous silicon cells were electrically connected in series was used. As the transparent
S1工程にて、透明な表面コート材4として上記フッ素樹脂を上側保護材3に刷毛で塗布した。その後、140℃、30分の熱処理を行ってフッ素樹脂を硬化させた。
次に、下側保護材6、下側封止材5、太陽電池セルシート1、上側封止材2および表面コート材4を受光面側に備えた上側保護材3を順に積層した積層体を作った。
In step S1, the fluororesin was applied as a transparent surface coating material 4 to the upper
Next, the laminated body which laminated | stacked the upper side
次に、S2工程で、前記表面コート材4を備えた前記積層体を、前記表面コート材4側に凹凸のある凹凸形成部材に接触させながらラミネートして前記上側封止材2と前記上側保護材3との界面、前記上側保護材3と前記表面コート材4との界面、および前記表面コート材4の表面を凹凸にした。
(実施例2)
実施例2の太陽電池モジュールは、上記実施例1の透明な表面コート材4の塗布方法を、刷毛塗りからロールコーターによる塗布に変更した以外は同じ条件で製作した。
(比較例1)
比較例1の太陽電池モジュールは、実施例1の透明な表面コート材4の塗布および硬化処理をしない点を除いて、同じ条件で製作した。
Next, in step S <b> 2, the laminate including the surface coating material 4 is laminated while being brought into contact with an unevenness forming member having unevenness on the surface coating material 4 side, and the
(Example 2)
The solar cell module of Example 2 was manufactured under the same conditions except that the coating method of the transparent surface coating material 4 of Example 1 was changed from brush coating to coating with a roll coater.
(Comparative Example 1)
The solar cell module of Comparative Example 1 was manufactured under the same conditions except that the transparent surface coating material 4 of Example 1 was not applied and cured.
以上のように得られた3種類の太陽電池モジュールについて、下記の耐候性試験を実施後、外観検査を実施した。
高温高湿試験:85℃、85%Rhで、3000時間暴露させた。
About three types of solar cell modules obtained as mentioned above, the external appearance inspection was implemented after implementing the following weather resistance test.
High temperature and high humidity test: exposed at 85 ° C. and 85% Rh for 3000 hours.
キセノンウエザオ試験:120W/m2、300〜400nmの光を照射し、さらに、水噴射12分および水噴射なし48分を1サイクルとして水の噴霧の有無を切り替えながら5000時間暴露させた。 Xenon-weather test: 120 W / m 2 , 300-400 nm light was irradiated, and exposure was performed for 5000 hours while switching the presence or absence of water spraying with one cycle of water injection 12 minutes and no water injection 48 minutes.
屋外暴露試験:1月から6月の6ヶ月間、屋外で太陽光に暴露させた。
判定基準は、目視により行い、直径0.1mm以上の変色あるいは欠点がある場合を異常ありとした。それ以外は、異常なしとした。
Outdoor exposure test: exposed to sunlight outdoors for 6 months from January to June.
The judgment criteria were determined by visual inspection, and the case where there was a discoloration or defect with a diameter of 0.1 mm or more was considered abnormal. Other than that, there was no abnormality.
図3で示したように、比較例1の屋外暴露試験のみ異常が見られたが、実施例1および2においては、異常が無いことを確認できた。
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施することができるものである。
As shown in FIG. 3, only the outdoor exposure test of Comparative Example 1 showed an abnormality. In Examples 1 and 2, it was confirmed that there was no abnormality.
In addition, this invention is not limited to said embodiment, It can deform | transform suitably and implement in the range which does not change the summary.
1 太陽電池セルシート
2 透明な上側封止材
3 透明な上側保護材
4 透明な表面コート材
5 下側封止材
6 下側保護材
10 太陽電池モジュール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
前記上側封止材と前記上側保護材との界面、前記上側保護材と前記表面コート材との界面、および前記表面コート材の表面が凹凸になっている太陽電池モジュール。 A lower protective material, a lower sealing material, a solar cell sheet, a transparent upper sealing material, a transparent upper protective material, and a transparent surface coating material are sequentially laminated.
The solar cell module in which the interface between the upper sealing material and the upper protective material, the interface between the upper protective material and the surface coating material, and the surface of the surface coating material are uneven.
前記表面コート材を備えた前記積層体を、前記表面コート材側に凹凸のある凹凸形成部材に接触させながらラミネートして前記上側封止材と前記上側保護材との界面、前記上側保護材と前記表面コート材との界面、および前記表面コート材の表面を凹凸にする工程と、
を備える太陽電池モジュールの製造方法。 A step of making a laminate in which a lower protective material, a lower sealing material, a solar cell sheet, a transparent upper sealing material, a transparent upper protective material and a transparent surface coating material are sequentially laminated;
The laminate including the surface coating material is laminated while being in contact with an unevenness forming member having unevenness on the surface coating material side, an interface between the upper sealing material and the upper protective material, the upper protective material, The step of making the interface with the surface coating material and the surface of the surface coating material uneven,
A method for manufacturing a solar cell module comprising:
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