JP2014143321A - Solar cell module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽電池モジュールに関する。 The present invention relates to a solar cell module.
近年、太陽エネルギーを利用する太陽光発電の開発が急速に進められている。従来、太陽光発電に用いる太陽電池モジュールは、受光側に配設されたガラス基板などの透光性基板と、裏面側に配設された耐候性フィルムなどの絶縁層と、透光性基板と絶縁層の間に配設された多数の太陽電池セルと、透光性基板と絶縁層の間に配設され、多数の太陽電池セルを封止する封止層(封止材)とを備えて構成されている(特許文献1参照)。 In recent years, solar power generation using solar energy has been rapidly developed. Conventionally, a solar cell module used for photovoltaic power generation includes a translucent substrate such as a glass substrate disposed on the light receiving side, an insulating layer such as a weather resistant film disposed on the back surface, and a translucent substrate. A large number of solar cells disposed between insulating layers, and a sealing layer (sealing material) disposed between the translucent substrate and the insulating layer and sealing the large number of solar cells. (See Patent Document 1).
ところで、最近、ヨーロッパにおいて太陽電池の出力が低下する「PID現象」が報告されている。PID(Potential Induced Degradation:電圧誘起出力低下)現象とは、高温多湿の環境で高電圧が流れるとモジュール回路(太陽電池セル)内に電流漏れが発生し、出力が落ちる現象とされている。PID現象が生じる原因には、例えば、太陽電池の表面の強化ガラス、セル、バックシート、アルミフレーム等の相互作用や、太陽電池表面のガラス内に存在するナトリウムのイオン化等が考えられている。PID現象は、太陽光発電システム全体の総出力を低下させる恐れがある。
本発明の目的は、高温多湿な環境下においてもPID現象が生じない太陽電池モジュールを提供することにある。
By the way, recently, a “PID phenomenon” in which the output of a solar cell decreases in Europe has been reported. The PID (Potential Induced Degradation) phenomenon is a phenomenon in which when a high voltage flows in a high-temperature and high-humidity environment, current leakage occurs in the module circuit (solar cell) and the output drops. Possible causes of the PID phenomenon include, for example, interaction of tempered glass, cells, back sheets, aluminum frames, etc. on the surface of the solar cell, ionization of sodium present in the glass on the surface of the solar cell, and the like. The PID phenomenon may reduce the total output of the entire photovoltaic power generation system.
An object of the present invention is to provide a solar cell module in which a PID phenomenon does not occur even in a hot and humid environment.
本発明によれば、透光性基板と、絶縁層と、当該透光性基板と当該絶縁層の間に封止層により封止された複数の太陽電池セルとを有する太陽電池モジュールであって、平面形状が四辺形である前記太陽電池モジュールを平面視した場合、前記封止層の中、当該四辺形の中心を含む所定の領域に形成された部分のゲル化度(A)が少なくとも85%であり、且つ当該四辺形の4個の角部を含む所定の領域にそれぞれ形成された部分のゲル化度(B)と当該ゲル化度(A)の比(B/A)が、それぞれ少なくとも1であることを特徴とする太陽電池モジュールが提供される。 According to the present invention, there is provided a solar cell module including a translucent substrate, an insulating layer, and a plurality of solar cells sealed by a sealing layer between the translucent substrate and the insulating layer. When the planar shape of the solar cell module having a quadrangular shape is viewed in plan, the gelation degree (A) of a portion formed in a predetermined region including the center of the quadrilateral in the sealing layer is at least 85. %, And the ratio (B / A) of the degree of gelation (B) and the degree of gelation (A) of the part formed in each of the predetermined regions including the four corners of the quadrilateral, respectively A solar cell module is provided that is at least one.
ここで、前記封止層は、架橋性樹脂を、所定の架橋剤を用いた架橋反応により硬化させて形成されたものであることが好ましい。
前記封止層は、前記四辺形の中心を含む所定の領域に形成された部分と、当該四辺形の4個の角部を含む所定の領域にそれぞれ形成された部分とにおいて、前記架橋性樹脂の架橋反応が生じる量の前記架橋剤を実質的に含まないことが好ましい。
前記封止層は、前記架橋性樹脂が、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂であることが好ましい。
前記四辺形の中心を含む領域の面積が10cm2であり、当該四辺形の4個の角部を含む所定の領域は、前記透光性基板の端部からの距離が6cmの点を含む面積が10cm2であることが好ましい。
Here, the sealing layer is preferably formed by curing a crosslinkable resin by a crosslinking reaction using a predetermined crosslinking agent.
The sealing layer includes the crosslinkable resin in a portion formed in a predetermined region including the center of the quadrilateral and a portion formed in a predetermined region including four corners of the quadrilateral. It is preferable that the cross-linking agent is not substantially contained in such an amount that the cross-linking reaction occurs.
In the sealing layer, the crosslinkable resin is preferably an ethylene-vinyl acetate copolymer resin.
The area of the region including the center of the quadrilateral is 10 cm 2 , and the predetermined region including the four corners of the quadrilateral includes an area including a point having a distance of 6 cm from the end of the translucent substrate. Is preferably 10 cm 2 .
本発明によれば、高温多湿な環境下においてもPID現象が生じない太陽電池モジュールが提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the solar cell module which does not produce a PID phenomenon also in a hot and humid environment is provided.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。すなわち、実施の形態の例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に記載がない限り、本発明の範囲を限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。また、使用する図面は、本実施の形態を説明するための一例であり、実際の大きさを表すものではない。各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。また、本明細書において、「層上」等の「上」は、必ずしも上面に接触して形成される場合に限定されず、離間して上方に形成される場合や、層と層の間に介在層が存在する場合も包含する意味で使用する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, It can implement by changing variously within the range of the summary. That is, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the embodiments are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative examples, unless otherwise specified. . The drawings used are examples for explaining the present embodiment and do not represent actual sizes. The size, positional relationship, and the like of the members shown in each drawing may be exaggerated for clarity of explanation. Further, in this specification, “on” such as “on the layer” is not necessarily limited to the case where it is formed in contact with the upper surface, and is formed on the upper side in a separated manner or between layers. It is used in a sense that includes an intervening layer.
図1は、建物の屋根に太陽電池アレイを取り付けた一例を説明する図である。図1に示すように、複数の太陽電池モジュール20から構成された太陽電池アレイ100を取り付けた屋根1は、建物2の上部に施工されている。
太陽電池アレイ100を構成する太陽電池モジュール20を備えた発電システムは、太陽電池モジュール20が発電した直流電圧を一つにまとめる接続箱3と、分電設備として、太陽電池モジュール20が発電した直流電圧を交流電圧に変換するパワーコンディショナ(直流交流変換器)4と、パワーコンディショナ4により変換された交流電圧を建物2内の家電製品E等に供給する分電盤5とを有している。パワーコンディショナ4を介して分電盤5に供給された電力は、建物2外の給電設備7にも供給される。ここで、給電設備7は、発電所にて発電した電力を供給する設備である。また、給電設備7から供給された電力は、分電盤5を含む分電設備に供給され、さらに、建物2内の家電製品E等に供給される。建物2外の給電設備7に供給される電力と、給電設備7から供給された電力は、それぞれ、売電メータ6aと買電メータ6bにより表示される。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example in which a solar cell array is attached to the roof of a building. As shown in FIG. 1, a
The power generation system including the
接続箱3は、太陽電池モジュール20と分電設備(パワーコンディショナ4,分電盤5)との間を接続するコネクタ等の接続部を収納し、太陽電池モジュール20からの電流は接続箱3を経由してパワーコンディショナ4へ流れている。また、パワーコンディショナ4には、太陽電池モジュール20から建物2外の給電設備7へ供給する電力を変調するいわゆるインバーター機能等を搭載することも可能である。
The
<太陽電池モジュール>
図2は、本実施の形態が適用される太陽電池モジュールの一例を説明する概略平面図である。図2に示す太陽電池モジュール20は、複数の太陽電池セル10から構成され、全体として長方形板状の四辺形の平面形状を有している。表面側(受光面)には、強化ガラス板23(図3参照)等の透光性基板が設けられている。太陽電池モジュール20の裏側(図1の屋根側)には、後述するようにバックシート等の絶縁層が設けられている。太陽電池モジュール20の外周縁部は、金属製フレーム等の枠体30により固定されている。
太陽電池モジュール20の大きさは、通常、例えば、縦130cm〜200cm程度、幅65cm〜100cm程度、厚さ4cm〜10cm程度の範囲である。
<Solar cell module>
FIG. 2 is a schematic plan view illustrating an example of a solar cell module to which the present embodiment is applied. The
The size of the
図3は、図2に示す太陽電池モジュール20のA−A断面図である。
図3に示すように、太陽電池モジュール20は、透光性基板として表面側(受光面)に設けられた強化ガラス板23と、絶縁層として裏側(図1の屋根側)に設けられたバックシート13と、強化ガラス板23とバックシート13の間に、封止層21により封止された複数の太陽電池セル10とを有している。尚、後述するようにバックシート13は、3層の積層構造を有している。
3 is a cross-sectional view of the
As shown in FIG. 3, the
これらのバックシート13、封止層21、太陽電池セル10および強化ガラス板23を含む太陽電池モジュール20の端部は、これら構成要素の外周縁部に接着層40を介して囲むように形成された、枠体30により一体になるように固定されている。また、太陽電池モジュール20を構成する各層は、所定の真空ラミネーターを用いることにより封止層21を介して積層し、一体化されている。
次に、太陽電池モジュール20を構成する各層について説明する。
The end portions of the
Next, each layer constituting the
(透光性基板)
透光性基板としては、強化ガラス板23に使用されるガラス基板、さらに、透明樹脂基板等が使用される。透光性樹脂基板である場合には、樹脂として、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等を用いて形成される。
尚、本実施の形態では、強化ガラス板23として、ガラスに金網(ワイヤー)を封入した金網入りガラス板を使用することができる。金網(ワイヤー)の形状としては、例えば、クロスワイヤー、菱形ワイヤー等が挙げられる。
(Translucent substrate)
As the translucent substrate, a glass substrate used for the
In the present embodiment, as the
(絶縁層)
絶縁層としてのバックシート13を構成する材料としては、例えば、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン等からなる硬質の発泡剤からなる樹脂フォーム、低オリゴマー・耐熱ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム/ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム、ポリカーボネート樹脂等の有機材料;アルミニウム箔、SUS等の金属材料;シリカ(SiO2)蒸着フィルム、ガラス板等の無機材料が使用できる。
また、バックシート13は、複数の層を積層した多層構造としてもよい。本実施の形態では、例えば、低密度ポリエチレン樹脂/ポリエステル樹脂/保護シート等の積層構造を採用している。
(Insulating layer)
As a material constituting the
Further, the
(太陽電池セル10)
本実施の形態で使用する太陽電池セル10の構造は特に限定されず、例えば、アモルファスシリコン(a−Si)型太陽電池が挙げられる。一般に、アモルファスシリコン(a−Si)型太陽電池は、標準青板ガラス基板上にSiO2とSnO2の2層からなる透明電極、p/i/n(又はn/i/p)型のアモルファスシリコンからなる発電膜及びAl(アルミニウム)からなる裏面電極を順次積層した構成となっている。このようなa−Si型太陽電池を複数個備えた太陽電池の構造体としては、強化ガラス板23の裏面側から裏面電極の一部が銅箔電極との接触部で銀ペーストにより接着され、互いに電気的に接続されている。
(Solar cell 10)
The structure of the
また、アモルファスシリコン(a−Si)型太陽電池に採用される太陽電池セルのアモルファスシリコン層の積層数としては、前述した2層構造以外、1層、3層、4層以上も可能である。また、太陽電池セルとしてシリコン結晶層を採用することも可能である。シリコン結晶層としては、シリコン単結晶、シリコン多結晶のいずれをも適用可能である。
さらに、太陽電池セルには化合物半導体層を備えることも可能である。化合物半導体の組成としては、2元系ではGaAsやCdS等、3元系ではCuInSe2等が挙げられる。
Further, the number of laminated amorphous silicon layers of the solar battery cell employed in the amorphous silicon (a-Si) type solar battery may be one layer, three layers, four layers or more other than the two-layer structure described above. It is also possible to employ a silicon crystal layer as the solar battery cell. As the silicon crystal layer, either silicon single crystal or silicon polycrystal can be applied.
Furthermore, the solar battery cell can be provided with a compound semiconductor layer. Examples of the composition of the compound semiconductor include GaAs and CdS in the binary system, and CuInSe 2 in the ternary system.
(枠体30)
枠体30を構成する材料としては、例えば、アルミニウム等の金属材料、ジシクロペンタジエンを原料とする熱硬化性樹脂等が挙げられる。
(Frame 30)
Examples of the material constituting the
(接着層40)
太陽電池モジュール20の端部と枠体30を固定する接着層40に使用する材料としては、例えば、変性シリコーン樹脂等が挙げられる。
(Adhesive layer 40)
Examples of the material used for the
(封止層21)
封止層21を構成する材料としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂(EVA)、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、オレフィン系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ゴム系樹脂等が挙げられる。これらの中でもエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂(EVA)が好ましい。
(Sealing layer 21)
Examples of the material constituting the
本実施の形態では、太陽電池セル10を封止する封止層21の材料としてエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂(以下、EVAという)を使用している。EVAは、通常、酢酸ビニルの含有率が10質量部%〜50質量部%のものを用いることができる。特に、EVAそのものの水蒸気透過率を考慮して、酢酸ビニル含有率が35%以下のものが好ましい。
In the present embodiment, an ethylene-vinyl acetate copolymer resin (hereinafter referred to as EVA) is used as the material of the
本実施の形態では、予めEVAに架橋剤を加え、この架橋剤を用いた架橋反応によりEVAからなる封止層21を硬化させることができる。架橋剤としては、例えば、有機過酸化物が挙げられる。有機過酸化物としては、通常、110℃以上でラジカルを発生するものであれば、いずれでも使用可能である。なかでも、配合時の安定性を考慮すれば、半減期10時間の分解温度が70℃以上であるものが好ましい。
In the present embodiment, a crosslinking agent is added to EVA in advance, and the
このような有機過酸化物としては、例えば、2、5−ジメチルヘキサン−2、5−ジハイドロパーオキサイド;2、5−ジメチル−2、5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン−3、ジ−tブチルパーオキサイド;ジクミルパーオキサイド;2、5−ジメチル−2、5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン;ジクミルパーオキサイド;α、α’−ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン;n−ブチル−4、4−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン;2、2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン;1、1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン;1、1−ビス(t−ブチルパーオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン;t−ブチルパーオキシベンズエート;ベンゾイルパーオキサイド等が挙げられる。これらの有機過酸化物の配合量は、通常、EVAに対して5質量%以下である。 Examples of such an organic peroxide include 2,5-dimethylhexane-2,5-dihydroperoxide; 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane-3, Di-tbutyl peroxide; dicumyl peroxide; 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane; dicumyl peroxide; α, α′-bis (t-butylperoxyisopropyl) ) Benzene; n-butyl-4,4-bis (t-butylperoxy) butane; 2,2-bis (t-butylperoxy) butane; 1,1-bis (t-butylperoxy) cyclohexane; 1-bis (t-butylperoxy) 3,3,5-trimethylcyclohexane; t-butylperoxybenzate; benzoyl peroxide and the like. The compounding quantity of these organic peroxides is 5 mass% or less normally with respect to EVA.
また、上記の架橋剤に加え、架橋助剤を添加することも可能である。架橋助剤としては、例えば、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルイソシアネート等の3官能の架橋助剤等が挙げられる。これらの架橋助剤の使用量は、通常、EVAに対して10質量%以下である。
尚、EVAからなる封止層21の安定性を向上させる目的でハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、P−ベンゾキノン、メチルハイドロキノン等をEVAに対して5質量%以下で加えることができる。また、紫外線吸収剤、老化防止剤、変色防止剤等を添加することができる。紫外線吸収剤としては、例えば、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン;2−ヒドキシ−4−メトキシ−5−スルフォベンゾフェノン等のベンゾフェノン系;2−(2’−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール系、フェニルサルシレート;p−t−ブチルフェニルサリシレート等のヒンダードアミン系等が挙げられる。老化防止剤としては、例えば、アミン系、フェノール系、ビスフェニル系、ヒンダードアミン系等が挙げられる。具体的には、ジ−t−ブチル−pクレゾール、ビス(2−2−6−6−テトラメチル−4−ビペラジル)セバケート等が挙げられる。
It is also possible to add a crosslinking aid in addition to the above crosslinking agent. Examples of the crosslinking aid include trifunctional crosslinking aids such as triallyl isocyanurate and triallyl isocyanate. The amount of these crosslinking aids used is usually 10% by mass or less based on EVA.
In addition, hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, P-benzoquinone, methyl hydroquinone, etc. can be added at 5 mass% or less with respect to EVA for the purpose of improving the stability of the
尚、封止層21を構成するEVAを硬化させる方法としては、例えば、EVAに光増感材を予め加え、これに光照射することで分解しEVA組成物に架橋構造を持たせることができる。光照射でラジカルを生じる光増感材としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソエチルエーテル、ベンゾインイソプロピリエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ジベンゾイル、ヘキサクロロシクロペンタジエン、パラニトロジフェニル、パラニトロアニリン、2−4−6−トリニトロアニリン、1−2−ベンズアントラキノン等が挙げられる。これらの光増感材の使用量は、EVAに対して、通常、10質量%以下である。
In addition, as a method of hardening EVA which comprises the
本実施の形態が適用される太陽電池モジュール20において、太陽電池セル10を封止する封止層21は、上述したように、予めEVAに加えた架橋剤により硬化させ、所定のゲル測定法により測定されたゲル化度が、特定の数値以上になるように成形されている。
次に、封止層21のゲル化度について説明する。
In the
Next, the gelation degree of the
図4は、本実施の形態が適用される太陽電池モジュール20の封止層21のゲル化度を説明する概略平面図である。
後述するように、太陽電池モジュール20は、通常、所定の真空ラミネーターを用いる一体成形の際、所定の加熱処理により封止層21における架橋反応が進行し、封止層21が硬化して、各層が強固に接着される。本実施の形態が適用される太陽電池モジュール20は、封止層21が均一に硬化し、太陽電池モジュール20の中央部分と周辺部分とにおける各層の接着の程度が実質的に同等となるように成形されている。
FIG. 4 is a schematic plan view illustrating the degree of gelation of the
As will be described later, when the
すなわち、本実施の形態が適用される太陽電池モジュール20において、図4に示すように、平面形状が四辺形である太陽電池モジュール20を平面視した場合、封止層21の中、四辺形の中心を含む所定の領域(領域a)に形成された部分のゲル化度(A)と、四辺形の4個の角部を含む所定の領域(領域b1〜領域b4)にそれぞれ形成された部分のゲル化度(B)である場合、ゲル化度(B)とゲル化度(A)との比(B/A)が、それぞれ少なくとも1となるように成形されている。また、ゲル化度(B)とゲル化度(A)との比(B/A)は、1.01以上であることが好ましい。
That is, in the
さらに、本実施の形態では、太陽電池セル10を封止する封止層21の材料としてエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂(EVAという)を使用する場合、太陽電池モジュール20の中心を含む所定の領域(領域a)におけるゲル化度(A)が85%以上になるように成形されている。また、領域aにおけるゲル化度(A)は91%以上が好ましく、93%以上であることがさらに好ましい。領域aにおけるゲル化度(A)が過度に小さいと、太陽電池モジュール20の全体において接着のバラツキが生じる傾向がある。
ただし、封止層21のゲル化度(A)、ゲル化度(B)が過度に大きいと、封止層21の柔軟性が低下し、劣化しやすい傾向がある。このような観点から、封止層21のゲル化度(A)、ゲル化度(B)は、通常、95%以下である。
Furthermore, in this Embodiment, when using ethylene-vinyl acetate copolymer resin (it is called EVA) as a material of the
However, when the gelation degree (A) and the gelation degree (B) of the
ここで、封止層21のゲル化度は、上述した封止層21の該当領域(領域a、領域b1〜領域b4)におけるゲル測定を行うことにより決められる。ゲル測定法は以下の手順にて行われる。すなわち、架橋反応により硬化したEVA約1g(試料)を、110℃×12時間の条件でキシレン100mlに溶解する。次に、(EVA/キシレン)溶液のキシレン不溶分を30メッシュ金網でろ過する。続いて、キシレン不溶分を含む30メッシュ金網を110℃×8時間の条件で乾燥する。そして、下式によりゲル分率(%)を計算し、これをゲル化度(単位:%)と定義する。
ゲル分率(%)=[(キシレン不溶分乾燥後の重量)/(試料の重量)]×100
Here, the gelation degree of the
Gel fraction (%) = [(weight after drying insoluble in xylene) / (weight of sample)] × 100
ここで、太陽電池モジュール20の封止層21におけるゲル化度(B)とゲル化度(A)との比(B/A)は、太陽電池モジュール20の中央部分と周縁部分とにおける封止層21を介した各層の接着の度合いを示す評価指標として技術的意義を有するものである。
すなわち、ゲル化度(B)とゲル化度(A)との比(B/A)が、それぞれ1以上である場合、太陽電池モジュール20の中央部分における接着の度合いと比較して、周縁部分における接着の度合いが同等それ以上であることを示している。このことは、封止層21による太陽電池セル10の封止状態が良好であり、かつ、強化ガラス板23およびバックシート13と太陽電池セル10が、太陽電池モジュール20の全体においてバラツキが無く、実質的に均一に接着されていることを示している。
Here, the ratio (B / A) of the gelation degree (B) and the gelation degree (A) in the
That is, when the ratio (B / A) of the degree of gelation (B) and the degree of gelation (A) is 1 or more, the peripheral portion is compared with the degree of adhesion in the central portion of the
このように、太陽電池モジュール20の全体において、各層が実質的に均一に接着されており、特に、中央部分よりも周縁部分における接着の度合が強固であることにより、太陽電池モジュール20の防水性が飛躍的に向上する。その結果、高温多湿の環境下においても太陽電池モジュール20内部への水分の浸入が妨げられ、PID現象による出力低下が抑制されると考えられる。
Thus, in the whole
尚、本実施の形態では、封止層21のゲル化度を評価するための太陽電池モジュール20の各領域は、図4に示すように、太陽電池モジュール20を平面視した場合の四辺形の中心を含む所定の領域(領域a)の面積が10cm2である部分である。また、当該四辺形の4個の角部を含む所定の領域(領域b1〜領域b4)は、透光性基板である強化ガラス板23の端部からの距離が6cmの点を含む面積が10cm2である部分である。
In the present embodiment, each region of the
本実施の形態では、前述したように、封止層21のゲル化度を評価するための太陽電池モジュール20の該当領域(領域a、領域b1〜領域b4)では、ゲル化度が好ましくは91%以上であることから、封止層21を構成するエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂(EVA)の架橋反応に使用する架橋剤が、略すべて消費されていると考えられる。すなわち、EVAの架橋反応が生じる量として実質的に含まない状態になっている。このことは、例えば、DSC(示差走査熱量計:Differential Scanning Calorimetry)を用いた熱測定では、例えば、測定温度140℃〜200℃の範囲において、有機過酸化物等の架橋剤に起因する発熱ピークが観測されないことを意味している。
In the present embodiment, as described above, the gelation degree is preferable in the corresponding region (region a, region b 1 to region b 4 ) of the
(太陽電池モジュールの製造方法)
本実施の形態が適用される太陽電池モジュール20の製造方法としては、例えば、強化ガラス板23上に、封止層21を形成するための架橋性樹脂(本実施の形態では、EVAを使用している)の2枚のシートに挟んだ太陽電池セル10とバックシート13等を積層し、これらを減圧状態にて加熱し、圧着封止する一体成型加工(ラミネーション)が挙げられる。一体成型加工(ラミネーション)には、通常の太陽電池モジュールの製造に使用される真空ラミネーター装置が用いられる。
一体成型加工(ラミネーション)の条件は、特に限定されないが、本実施の形態では、成型温度は、通常、150℃〜200℃の範囲であり、成型時間は、通常、15分間〜120分間の範囲から適宜選択される。
(Method for manufacturing solar cell module)
As a manufacturing method of the
The conditions of the integral molding process (lamination) are not particularly limited, but in the present embodiment, the molding temperature is usually in the range of 150 ° C. to 200 ° C., and the molding time is usually in the range of 15 minutes to 120 minutes. Is appropriately selected.
また、本実施の形態では、真空ラミネーター装置を使用する一体成型加工(ラミネーション)において、各層を圧着封止する前に、予め所定の温度にて予熱処理を行うことが好ましい。予熱処理の条件は、一体成型加工(ラミネーション)の条件に応じて適宜選択され、特に限定されないが、通常、180℃程度の温度において、3分間〜8分間の範囲である。 In the present embodiment, it is preferable to perform pre-heat treatment at a predetermined temperature in advance before the respective layers are pressure-sealed in an integral molding process (lamination) using a vacuum laminator apparatus. The preheating condition is appropriately selected according to the conditions of integral molding (lamination), and is not particularly limited, but is usually in the range of 3 to 8 minutes at a temperature of about 180 ° C.
本実施の形態が適用される太陽電池モジュール20は、所定の取り付け金具を用いて、通常、一定の傾斜(例えば、15°〜20°程度)をつけた屋根板に取り付けられる。屋根板には、通常、縦桟に固定したスレート・板金金具を使用し、一定の傾斜をつけたスレートに固定される。尚、スレート・板金金具は、スレートの下側に組み込まれた野路板及び垂木に達する所定の木ねじにより固定されている。
The
以下に、実施例に基づき本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明は実施例に限定されるものではない。尚、実施例及び比較例中の部及び%は、特に断らない限り総て重量基準である。 Below, based on an Example, this invention is demonstrated further in detail. In addition, this invention is not limited to an Example. In the examples and comparative examples, all parts and percentages are based on weight unless otherwise specified.
(実施例1、比較例1)
所定のアモルファスシリコン(a−Si)型太陽電池からなる太陽電池セル10を、架橋剤を配合した2枚のEVA樹脂フィルム(厚さ:0.40mm)によって挟み、さらに、これらを強化ガラス板23およびバックシート13に挟んだ積層体を調製した。次に、この積層体を、真空ラミネーター(株式会社エヌ・ピー・シー製)のチャンバー内に載置し、減圧下で180℃×6分間の予熱処理の後、180℃×15分間の条件でラミネート加工し、太陽電池セル10を封止層21により圧着封止するとともに、これらを一体化した太陽電池モジュール20を成形した。その後、端部を枠体30に嵌めこみ、接着層40により封止した。尚、太陽電池モジュール20のサイズは、横1m、縦1.4mである。
(Example 1, Comparative Example 1)
A
図4において説明した封止層21の各領域(領域a、領域b1〜領域b4)のゲル化度(ゲル化度(B)、ゲル化度(A))と、ゲル化度(B)とゲル化度(A)との比(B/A)を表1に示した。
The gelation degree (gelation degree (B), gelation degree (A)) and gelation degree (B) of each region (region a, region b 1 to region b 4 ) of the
次に、比較例1として、実施例1で使用した太陽電池セル10、架橋剤を配合した2枚のEVA樹脂フィルム、強化ガラス板23およびバックシート13からなる積層体を調製した。次に、この積層体を真空ラミネーター(株式会社エヌ・ピー・シー製)のチャンバー内に載置し、減圧下で155℃×5分間の予熱処理の後、155℃×10分間の条件でラミネート加工し、太陽電池セル10を封止層21により圧着封止するとともに、これらを一体化した太陽電池モジュール(比較例1)を成形した。その後、端部を枠体30に嵌めこみ、接着層40により封止した。
Next, as Comparative Example 1, a laminate composed of the
(評価法)
前述した操作により、調製した太陽電池モジュール20について、以下の操作により、バス試験およびPID試験を行った。結果を表1に示す。
(1)バス試験(防水性能試験)
調製した太陽電池モジュール20を90℃の温水に48時間浸漬後、太陽電池モジュール20の横バスバー部に曇りが発生するか否かを観察した。横バスバー部に曇りが観察されない場合は、封止層21等による防水性が良好である。
(2)PID試験(発電劣化試験)
調製した太陽電池モジュール20に、85℃×85%RHの条件下で−1000Vを96時間印加した。その後、最大出力Pmを測定し、初期値に対する割合を劣化度とした。数値が大きいほど、PID現象による発電劣化が大きい(単位:%)。
(Evaluation method)
The bus test and the PID test were performed on the prepared
(1) Bus test (waterproof performance test)
After the prepared
(2) PID test (power generation deterioration test)
-1000V was applied to the prepared
表1に示す結果から、四辺形の中心を含む領域aに形成された部分のゲル化度(A)が85%以上であり、且つ、四辺形の4個の角部を含む領域b1〜領域b4にそれぞれ形成された部分のゲル化度(B)とゲル化度(A)との比(B/A)が、それぞれ少なくとも1となるように成形された太陽電池モジュール20(実施例1)は、バス試験の結果が良好であり、PID試験による発電劣化が0%であることから、高温多湿な環境下においてもPID現象が生じない太陽電池モジュールであることが分かる。
これに対し、太陽電池モジュールのゲル化度(A)が85%未満である場合(比較例1)は、ゲル化度(B)とゲル化度(A)との比(B/A)が、1以上であっても、バス試験において横バスバー部が白化し、PID試験による発電劣化が生じることが分かる。
From the results shown in Table 1, the degree of gelation (A) of the portion formed in the region a including the center of the quadrilateral is 85% or more, and the region b 1 to four corners of the quadrilateral is included. the ratio of the degree of gelation of the respective portions formed in a region b 4 (B) and degree of gelation (a) (B / a) is, the
On the other hand, when the gelation degree (A) of the solar cell module is less than 85% (Comparative Example 1), the ratio (B / A) between the gelation degree (B) and the gelation degree (A) is It can be seen that even when the number is 1 or more, the horizontal bus bar portion is whitened in the bus test, and power generation deterioration is caused by the PID test.
1…屋根、2…建物、3…接続箱、4…パワーコンディショナ、5…分電盤、6a…売電メータ、6b…買電メータ、7…給電設備、10…太陽電池セル、13…バックシート、20…太陽電池モジュール、21…封止層、23…強化ガラス板、30…枠体、40…接着層
DESCRIPTION OF
Claims (5)
平面形状が四辺形である前記太陽電池モジュールを平面視した場合、前記封止層の中、当該四辺形の中心を含む所定の領域に形成された部分のゲル化度(A)が少なくとも85%であり、且つ当該四辺形の4個の角部を含む所定の領域にそれぞれ形成された部分のゲル化度(B)と当該ゲル化度(A)の比(B/A)が、それぞれ少なくとも1であることを特徴とする太陽電池モジュール。 A solar cell module having a translucent substrate, an insulating layer, and a plurality of solar cells sealed by a sealing layer between the translucent substrate and the insulating layer,
When the solar cell module whose planar shape is a quadrilateral is viewed in plan, a gelation degree (A) of a portion formed in a predetermined region including the center of the quadrilateral in the sealing layer is at least 85%. And the ratio (B / A) between the degree of gelation (B) and the degree of gelation (A) formed in each of the predetermined regions including the four corners of the quadrilateral is at least 1 is a solar cell module.
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