JP2015005537A - Solar battery module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽電池セルの周囲を封止材層で覆い、更にその外側を表面保護層と裏面保護層とで覆った太陽電池モジュールに関する。 The present invention relates to a solar cell module in which the periphery of a solar battery cell is covered with a sealing material layer, and the outer side thereof is covered with a surface protective layer and a back surface protective layer.
太陽電池モジュールは、長期信頼性を確保するため、太陽電池セルの周囲を封止材層で覆い、更にその外側を表面保護層と裏面保護層とで覆った封止構造を取っている。 In order to ensure long-term reliability, the solar cell module has a sealing structure in which the periphery of the solar cell is covered with a sealing material layer, and the outside is covered with a surface protective layer and a back surface protective layer.
近年、軽量化、施工性および量産性の観点からプラスチックフィルム等の可撓性基板を用いた薄膜太陽電池の研究開発が進められている。薄膜太陽電池を用いた太陽電池モジュールにおいては、軽量、フレキシブル性という特徴を活かすべく、表面保護層には、フッ素樹脂フィルム等の耐候性を有する樹脂フィルム等が用いられている。また、封止材層には、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）が一般的に用いられている。 In recent years, research and development of thin-film solar cells using a flexible substrate such as a plastic film have been promoted from the viewpoint of weight reduction, workability, and mass productivity. In a solar cell module using a thin film solar cell, a weather resistant resin film such as a fluororesin film is used for the surface protective layer in order to make use of the characteristics of light weight and flexibility. Moreover, ethylene-vinyl acetate copolymer resin (EVA) is generally used for the sealing material layer.
しかしながら、太陽電池モジュールからの水分の蒸散が妨げられ、内部に水分を含んだ状態で屋外に長期間曝されると、屋外で繰り返し曝される熱や光によるストレスにより、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂が分解して遊離酸が発生し、内部に遊離酸が蓄積する恐れがあった。太陽電池モジュールの内部に蓄積した遊離酸は、太陽電池セルの電極層等の金属部材と反応して、腐食させ、出力低下を引き起こすことがあった。 However, the evaporation of moisture from the solar cell module is hindered, and if it is exposed outdoors for a long time with moisture inside, ethylene-vinyl acetate copolymer is caused by heat and light stress repeatedly exposed outdoors. The resin decomposed and free acid was generated, and free acid might accumulate inside. The free acid accumulated in the solar cell module may react with a metal member such as an electrode layer of the solar battery cell to corrode and cause a decrease in output.
そこで、封止材層の材料として、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂の代わりに、遊離酸を発生する恐れのない樹脂材料を用いることが検討されている。 Therefore, as a material for the sealing material layer, it has been studied to use a resin material that does not generate a free acid instead of the ethylene-vinyl acetate copolymer resin.
例えば、特許文献１には、封止材層の材料として、エチレン−アクリル酸エステル−アクリル酸三元共重合体、エチレン−アクリル酸エステル−無水マレイン酸三元共重合体、エチレン−メタクリル酸エステ ル−アクリル酸三元共重合体、エチレン−アクリル酸エステル−メタクリル酸三元共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル−メタクリル酸三元共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル−無水マレイン酸三元共重合体のいずれかあるいはこれらの混合物を用いることが開示されている。また、段落番号００７７には、通常は、表面封止材と同じ材料を裏面封止材にも用いると記載されている。そして、実施例では、表面封止材と同じ材料を裏面封止材に用いて太陽電池モジュールを製造している。 For example, Patent Document 1 discloses an ethylene-acrylic acid ester-acrylic acid terpolymer, an ethylene-acrylic acid ester-maleic anhydride terpolymer, an ethylene-methacrylic acid ester as a material for the sealing material layer. Ru-acrylic acid terpolymer, ethylene-acrylic acid ester-methacrylic acid terpolymer, ethylene-methacrylic acid ester-methacrylic acid terpolymer, ethylene-methacrylic acid ester-maleic anhydride ternary copolymer The use of any polymer or a mixture thereof is disclosed. In paragraph 0077, it is described that the same material as the front surface sealing material is usually used for the back surface sealing material. And in the Example, the solar cell module is manufactured using the same material as the front surface sealing material for the back surface sealing material.
また、特許文献２には、受光面側透明保護部材と裏面側保護部材との間に太陽電池素子を樹脂封止シートにより封止してなり、太陽電池素子に隣接する２枚の樹脂封止シートのうち受光面側が架橋性のＥＶＡ、裏面側が熱可塑性の粘着性ポリオレフィン系樹脂である太陽電池モジュールが開示されている。また、段落番号００９７には、受光面側透明保護部材の材料としては、受光面側に使用される架橋性ＥＶＡシートとの接着性が非常に優れること、耐候性、耐衝撃性、コストのバランスの観点からガラス基板が好ましいと記載されている。また、実施例では、受光面側透明保護部材としてガラスを使用している。 In Patent Document 2, a solar cell element is sealed with a resin sealing sheet between a light-receiving surface side transparent protective member and a back surface side protective member, and two resin seals adjacent to the solar cell element are sealed. A solar cell module is disclosed in which the light-receiving surface side of the sheet is a crosslinkable EVA and the back surface side is a thermoplastic adhesive polyolefin resin. In paragraph No. 0097, as the material of the light-receiving surface side transparent protective member, the adhesion to the crosslinkable EVA sheet used on the light-receiving surface side is very excellent, and the balance of weather resistance, impact resistance, and cost. In view of the above, it is described that a glass substrate is preferable. Moreover, in the Example, glass is used as a light-receiving surface side transparent protective member.
しかしながら、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂は、比較的安価な材料であるため、封止材層の材料として、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂の代わりに、遊離酸を発生する恐れのない樹脂材料を使用すると、コストが増加する傾向にあった。 However, since ethylene-vinyl acetate copolymer resin is a relatively inexpensive material, instead of ethylene-vinyl acetate copolymer resin, a resin material that does not generate a free acid is used as the material for the sealing material layer. When used, the cost tends to increase.
また、特許文献２では、太陽電池素子に隣接する２枚の樹脂封止シートのうち受光面側に架橋性のＥＶＡを用い、裏面側に熱可塑性の粘着性ポリオレフィン系樹脂を用いているが、受光面側透明保護部材としてガラスを使用した場合、太陽電池モジュールからの水分の蒸散が妨げられてしまい、内部に水分を含んだ状態で屋外に長期間曝される恐れがあった。このため、遊離酸の発生を十分に抑制できないことがあった。 Moreover, in patent document 2, although the crosslinkable EVA is used for the light-receiving surface of the two resin-encapsulated sheets adjacent to the solar cell element, and the thermoplastic adhesive polyolefin-based resin is used for the back surface, When glass is used as the light-receiving surface side transparent protective member, the transpiration of moisture from the solar cell module is hindered, and there is a risk of being exposed to the outdoors for a long time in a state of containing moisture inside. For this reason, the generation of free acid may not be sufficiently suppressed.
よって、本発明の目的は、出力が経時低下し難く、長期にわたって優れた発電効率を有する太陽電池モジュールを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a solar cell module in which the output does not easily decrease with time and has excellent power generation efficiency over a long period of time.
上記目的を達成するため、本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池セルと、封止材層を介して前記太陽電池セルの受光面側に配置された表面保護層と、封止材層を介して前記太陽電池セルの非受光面側に配置された裏面保護層とを有する太陽電池モジュールにおいて、前記表面保護層が、ガス透過性の樹脂フィルムで構成され、前記太陽電池セルと前記裏面保護層との間に、イオン不透過性の層が配置されているか、及び／又は、前記太陽電池セルと前記表面保護層との間にガスバリア性の層が配置されており、前記ガスバリア性の層及び／又は前記イオン不透過性の層と、前記太陽電池セルとの間に、遊離酸を含有しない樹脂で構成された封止材層が配置され、前記表面保護層に隣接して、エチレン−酢酸ビニル共重合体を含む樹脂で構成された封止材層が配置されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a solar cell module of the present invention includes a solar cell, a surface protective layer disposed on the light receiving surface side of the solar cell via a sealing material layer, and a sealing material layer. A solar cell module having a back surface protective layer disposed on the non-light-receiving surface side of the solar cell, wherein the surface protective layer is made of a gas permeable resin film, and the solar cell and the back surface protective layer Between which the ion-impermeable layer is disposed and / or the gas barrier layer is disposed between the solar cell and the surface protective layer, and the gas barrier layer and / Or between the ion-impermeable layer and the solar cell, a sealing material layer made of a resin containing no free acid is disposed, and adjacent to the surface protective layer, ethylene-acetic acid It is composed of a resin containing a vinyl copolymer. Characterized in that it is sealing material layer is disposed which is.
本発明の太陽電池モジュールは、前記裏面保護層が遊離酸を発生しうる成分を含有するものであり、前記太陽電池セルと前記裏面保護層との間に前記イオン不透過性の層が配置され、前記太陽電池セルと前記イオン不透過性の層との間に前記遊離酸を含有しない樹脂からなる封止材層が配置されていることが好ましい。また、前記イオン不透過性の層と前記裏面保護層との間に遊離酸を含有しない樹脂からなる封止材層が配置されていることが好ましい。 In the solar cell module of the present invention, the back surface protective layer contains a component capable of generating a free acid, and the ion-impermeable layer is disposed between the solar battery cell and the back surface protective layer. It is preferable that a sealing material layer made of a resin not containing the free acid is disposed between the solar battery cell and the ion-impermeable layer. Moreover, it is preferable that the sealing material layer which consists of resin which does not contain a free acid is arrange | positioned between the said ion-impermeable layer and the said back surface protective layer.
本発明の太陽電池モジュールは、前記太陽電池セルと前記表面保護層との間に前記ガスバリア性の層が配置され、前記太陽電池セルと前記ガスバリア性の層との間に前記遊離酸を含有しない樹脂からなる封止材層が配置され、前記表面保護層と前記ガスバリア性の層との間に前記エチレン−酢酸ビニル共重合体を含む樹脂で構成された封止材層が配置されていることが好ましい。 In the solar battery module of the present invention, the gas barrier layer is disposed between the solar battery cell and the surface protective layer, and the free acid is not contained between the solar battery cell and the gas barrier layer. A sealing material layer made of resin is arranged, and a sealing material layer made of a resin containing the ethylene-vinyl acetate copolymer is arranged between the surface protective layer and the gas barrier layer. Is preferred.
本発明の太陽電池モジュールによれば、表面保護層が、ガス透過性の樹脂フィルムで構成され、表面保護層に隣接してエチレン−酢酸ビニル共重合体を含む樹脂で構成された封止材層が配置されているので、エチレン−酢酸ビニル共重合体を含む樹脂で構成された封止材層からの水分の蒸散が良好である。このため、エチレン−酢酸ビニル共重合体が水分を含んだ状態で屋外に曝されることを防止でき、エチレン−酢酸ビニル共重合体を含む樹脂で構成された封止材層の劣化を防止して、遊離酸の発生を抑制できる。更には、封止材層の耐久性を高めることができる。 According to the solar cell module of the present invention, the surface protective layer is made of a gas permeable resin film, and the sealing material layer is made of a resin containing an ethylene-vinyl acetate copolymer adjacent to the surface protective layer. Therefore, the evaporation of moisture from the sealing material layer made of a resin containing an ethylene-vinyl acetate copolymer is good. For this reason, the ethylene-vinyl acetate copolymer can be prevented from being exposed to the outside in a state of containing moisture, and the deterioration of the sealing material layer composed of the resin containing the ethylene-vinyl acetate copolymer can be prevented. Thus, the generation of free acid can be suppressed. Furthermore, the durability of the sealing material layer can be increased.
また、太陽電池セルと裏面保護層との間にイオン不透過性の層が配置され、かつ、イオン不透過性の層と太陽電池セルとの間に、遊離酸を含有しない樹脂で構成された封止材層が配置されている場合には、裏面保護層として遊離酸を発生しうる成分を含有するものを用いたり、太陽電池モジュールを、遊離酸を発生しうる成分を含有する支持体に配置して用いたり、太陽電池モジュールを、遊離酸を発生しうる成分を含有する接着剤を介して支持体に固定した場合であっても、イオン不透過性の層によって遊離酸が太陽電池セルまで到達することを防止できるので、電極層等の腐食による劣化を防止できる。 In addition, an ion-impermeable layer is disposed between the solar cell and the back surface protective layer, and the ion-impermeable layer and the solar cell are made of a resin that does not contain a free acid. When the sealing material layer is disposed, a back surface protective layer containing a component capable of generating free acid is used, or a solar cell module is mounted on a support containing a component capable of generating free acid. Even when the solar cell module is arranged and used or fixed to a support via an adhesive containing a component capable of generating free acid, the free acid is generated by the ion-impermeable layer. Therefore, deterioration due to corrosion of the electrode layer or the like can be prevented.
また、太陽電池セルと表面保護層との間にガスバリア性の層が配置され、かつ、ガスバリア性の層と、太陽電池セルとの間に、遊離酸を含有しない樹脂で構成された封止材層が配置されている場合は、表面保護層を通過して水蒸気が太陽電池モジュールの内部に侵入しても、ガスバリア性の層によって水蒸気が太陽電池セルまで到達することを防止できるので、水蒸気の影響による太陽電池セルの劣化を防止できる。 Further, a sealing material comprising a gas barrier layer disposed between the solar battery cell and the surface protective layer, and comprising a resin containing no free acid between the gas barrier layer and the solar battery cell. When the layer is disposed, even if water vapor enters the inside of the solar cell module through the surface protective layer, the gas barrier layer can prevent the water vapor from reaching the solar cell. Deterioration of solar cells due to influence can be prevented.
本発明において、「ガス透過性」とは、水蒸気に関する透過性のことである。また、「ガス透過性を有する」とは、感湿センサ法（ＪＩＳ Ｋ ７１２９）で測定した、４０℃、９０％ＲＨにおける水蒸気透過率が、１ｇ／ｍ２・２４Ｈ以上であることとする。また、「ガスバリア性」とは、感湿センサ法（ＪＩＳ Ｋ ７１２９）で測定した、４０℃、９０％ＲＨにおける水蒸気透過率が０．０１ｇ／ｍ２・２４Ｈ以下であることとする。また、「イオン不透過性」とは、遊離酸に関する不透過性のことである。 In the present invention, “gas permeability” refers to permeability relating to water vapor. Further, “having gas permeability” means that the water vapor transmission rate at 40 ° C. and 90% RH measured by a humidity sensor method (JIS K 7129) is 1 g / m 2 · 24H or more. Further, the “gas barrier property” means that the water vapor transmission rate at 40 ° C. and 90% RH measured by the humidity sensor method (JIS K 7129) is 0.01 g / m 2 · 24H or less. Further, “ion impermeability” means impermeability with respect to free acid.
（第１の実施形態）
本発明の太陽電池モジュールの第１の実施形態について、図１を用いて説明する。
(First embodiment)
1st Embodiment of the solar cell module of this invention is described using FIG.
この太陽電池モジュールは、太陽電池セル１０と、太陽電池セルの受光面側１０ｂを覆う封止材層２０ａ上に配置された表面保護層３０と、太陽電池セルの非受光面側１０ａを覆う封止材層４０ａ上に配置された裏面保護層５０ａとを備える。以下、太陽電池セルの受光面側１０ｂを覆う封止材層を、表面封止材層という。また、太陽電池セルの非受光面側１０ａを覆う封止材層を、裏面封止材層という。 This solar cell module includes a solar cell 10, a surface protection layer 30 disposed on a sealing material layer 20 a that covers the light receiving surface side 10 b of the solar cell, and a seal that covers the non-light receiving surface side 10 a of the solar cell. A back surface protective layer 50a disposed on the stopping material layer 40a. Hereinafter, the sealing material layer covering the light receiving surface side 10b of the solar battery cell is referred to as a surface sealing material layer. Moreover, the sealing material layer which covers the non-light-receiving surface side 10a of a photovoltaic cell is called back surface sealing material layer.
この実施形態において、裏面封止材層４０ａは、太陽電池セル１０の非受光面側に隣接して配置された第１の裏面封止材層４１と、裏面保護層５０ａに隣接して配置された第２の裏面封止材層４２とで構成されている。そして、第１の裏面封止材層４１と、第２の裏面封止材層４２との間に、イオン不透過性の層６１が配置されている。 In this embodiment, the back surface sealing material layer 40a is disposed adjacent to the first back surface sealing material layer 41 disposed adjacent to the non-light-receiving surface side of the solar battery cell 10 and the back surface protective layer 50a. And a second back surface sealing material layer 42. An ion-impermeable layer 61 is disposed between the first back surface sealing material layer 41 and the second back surface sealing material layer 42.
なお、本発明において、受光面とは、太陽電池セルが太陽光を受光する側の面のことである。また、非受光面とは、太陽電池セルが太陽光を受光する面の反対面を意味する。 In the present invention, the light receiving surface is a surface on the side where the solar battery cell receives sunlight. Moreover, a non-light-receiving surface means the surface opposite to the surface where a photovoltaic cell receives sunlight.
太陽電池セル１０の構造としては、特に限定は無い。例えば、図４に示される構造等が挙げられる。図４に示される構造の太陽電池セルは、基板１１の片面に、第１電極層１２、光電変換層１３及び第２電極層１４が順次積層して構成された素子１５が複数形成されている。そして、図示しないが、それぞれの素子１５が直列及び／又は並列に接続している。また、上記のように同一基板上に複数の素子が形成される場合もあれば、一つの基板上に一つの素子が形成され、それらの素子同士が直列及び／又は並列に接続する場合もある。 There is no limitation in particular as a structure of the photovoltaic cell 10. For example, the structure shown in FIG. The solar cell having the structure shown in FIG. 4 has a plurality of elements 15 formed by sequentially laminating the first electrode layer 12, the photoelectric conversion layer 13, and the second electrode layer 14 on one surface of the substrate 11. . Although not shown, each element 15 is connected in series and / or in parallel. In addition, a plurality of elements may be formed on the same substrate as described above, or a single element may be formed on one substrate, and these elements may be connected in series and / or in parallel. .
また、太陽電池セル１０は、図５に示す構造をなすものであってもよい。図５に示される構造の太陽電池セルは、基板１１の受光面側１０ｂに、第１電極層１２、光電変換層１３、第２電極層１４を順次積層して構成された素子１５が複数形成され、基板１１の非受光面側１０ａに、第３電極層１６が複数形成され、隣接する素子１５どうしが、次に示す態様で第３電極層１６を介して電気的に直列接続している。 Moreover, the photovoltaic cell 10 may have a structure shown in FIG. The solar cell having the structure shown in FIG. 5 has a plurality of elements 15 formed by sequentially laminating the first electrode layer 12, the photoelectric conversion layer 13, and the second electrode layer 14 on the light receiving surface side 10 b of the substrate 11. A plurality of third electrode layers 16 are formed on the non-light-receiving surface side 10a of the substrate 11, and adjacent elements 15 are electrically connected in series via the third electrode layer 16 in the following manner. .
すなわち、素子１５の両端部には、基板１１上に第１電極層１２、光電変換層１３が順次積層され、第２電極層１４が設けられていない接続部１５ａ，１５ａが設けられている。また、第３電極層１６は、素子１５とほぼ同じ間隔で、かつ、隣接する一方の素子側にずれて分割されている。また、各素子１５には、第３電極層１６、基板１１、第１電極層１２、光電変換層１３、第２電極層１４を貫通して形成された第１貫通孔１７が、所定間隔で複数形成されている。そして、第１貫通孔１７の内壁において、第２電極層１４と第３電極層１６とが、導体層１８ａにより電気的に接続している。また、第１電極層１２は、光電変換層１３で覆われて、第２電極層１４、導体層１８ａ及び第３電極層１６と絶縁されている。また、接続部１５ａには、第３電極層１６、基板１１、第１電極層１２、光電変換層１３を貫通して形成された第２貫通孔１９が形成されている。そして、第２貫通孔１９の内壁において、第３電極層１６と第１電極層１２とが、導体層１８ｂにより電気的に接続している。 That is, at both ends of the element 15, the first electrode layer 12 and the photoelectric conversion layer 13 are sequentially stacked on the substrate 11, and connection portions 15 a and 15 a where the second electrode layer 14 is not provided are provided. Further, the third electrode layer 16 is divided at substantially the same interval as the element 15 and shifted to the adjacent one element side. Each element 15 has a first through hole 17 formed through the third electrode layer 16, the substrate 11, the first electrode layer 12, the photoelectric conversion layer 13, and the second electrode layer 14 at a predetermined interval. A plurality are formed. Then, on the inner wall of the first through hole 17, the second electrode layer 14 and the third electrode layer 16 are electrically connected by the conductor layer 18a. The first electrode layer 12 is covered with the photoelectric conversion layer 13 and insulated from the second electrode layer 14, the conductor layer 18 a, and the third electrode layer 16. Further, a second through hole 19 formed so as to penetrate the third electrode layer 16, the substrate 11, the first electrode layer 12, and the photoelectric conversion layer 13 is formed in the connection portion 15a. In the inner wall of the second through hole 19, the third electrode layer 16 and the first electrode layer 12 are electrically connected by the conductor layer 18b.
素子１５での発電により発生した電流は、光電変換層１３から第２電極層１４へと流れ、第１貫通孔１７を通って、素子１５の第２電極層１４から、第３電極層１６へと流れる。そして、第３電極層１６に移動した電流は、接続部１５ａへと移動し、第２貫通孔１９を通って、隣接する素子１５の第１電極層１２へと流れる。このようにして、この太陽電池セル１０は、第１貫通孔１７、第２貫通孔１９を介して、それぞれの素子１５が直列接続している。このような構造は、ＳＣＡＦ(Ｓｅｒｉｅｓ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｔｈｒｏｕｇｈ Ａｐｅｒｔｕｒｅｓ ｆｏｒｍｅｄ ｏｎ Ｆｉｌｍ)構造と呼ばれており、例えば、特開平６―３４２９２４号公報などに記載される方法で製造できる。 A current generated by power generation in the element 15 flows from the photoelectric conversion layer 13 to the second electrode layer 14, passes through the first through-hole 17, and passes from the second electrode layer 14 of the element 15 to the third electrode layer 16. And flow. Then, the current that has moved to the third electrode layer 16 moves to the connection portion 15 a and flows to the first electrode layer 12 of the adjacent element 15 through the second through hole 19. In this way, in the solar battery cell 10, the respective elements 15 are connected in series via the first through hole 17 and the second through hole 19. Such a structure is called a SCAF (Series Connection through Structures formed on Film) structure, and can be manufactured by, for example, a method described in JP-A-6-342924.
太陽電池セルの基板１１は、絶縁性及び耐熱性を有するものであればよく、特に限定は無い。例えば、可撓性フィルム基板、ガラス基板、絶縁層でコーティングされたステンレス基板等が挙げられる。可撓性フィルム基板としては、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレンテレフタレート、アラミドなどで構成されたフィルム基板が挙げられる。可撓性フィルム基板を用いることで、フレキシブルな太陽電池セルとすることができる。なお、基板１１が光入射側に配される場合には、基板１１は光透過性の材料で構成すべきことはいうまでもない。 The substrate 11 of the solar battery cell is not particularly limited as long as it has insulating properties and heat resistance. Examples thereof include a flexible film substrate, a glass substrate, and a stainless steel substrate coated with an insulating layer. Examples of the flexible film substrate include a film substrate made of polyimide, polyethylene naphthalate, polyethersulfone, polyethylene terephthalate, aramid, or the like. By using a flexible film substrate, a flexible solar battery cell can be obtained. In addition, when the board | substrate 11 is distribute | arranged to the light-incidence side, it cannot be overemphasized that the board | substrate 11 should be comprised with a transparent material.
太陽電池セルの第１電極層１２及び第２電極層１４のうち、光入射側に配置される電極層は、ＩＴＯ、ＳｎＯ、ＺｎＯなどの透明導電性酸化物で形成される。 Of the first electrode layer 12 and the second electrode layer 14 of the solar battery cell, the electrode layer disposed on the light incident side is formed of a transparent conductive oxide such as ITO, SnO, or ZnO.
また、第１電極層１２、第２電極層１４のうち、光入射側とは反対側に配置される電極層、及び第３電極層１６は、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｍｏ及びこれらの合金などの導電性金属で形成されることが好ましい。また、これらの導電性金属で形成される層（以下、導電性金属層という）に、ＩＴＯ、ＳｎＯ、ＺｎＯなどの透明導電性酸化物で形成される層（以下、透明導電性酸化物層という）が積層されていてもよい。 Of the first electrode layer 12 and the second electrode layer 14, the electrode layer disposed on the side opposite to the light incident side, and the third electrode layer 16 include Ag, Ni, Al, Mo, and alloys thereof. Preferably, the conductive metal is formed. In addition, a layer formed of a transparent conductive oxide such as ITO, SnO, or ZnO (hereinafter referred to as a transparent conductive oxide layer) is formed on a layer formed of these conductive metals (hereinafter referred to as a conductive metal layer). ) May be laminated.
各電極層の形成方法は特に限定は無い。各種電極材料を、蒸着法、スパッタ法、鍍金など当該技術において知られている任意の方法で製膜して形成できる。 The method for forming each electrode layer is not particularly limited. Various electrode materials can be formed by forming a film by any method known in the art such as vapor deposition, sputtering, or plating.
光電変換層１３としては、特に限定はない。微結晶シリコン系光電変換層、アモルファスシリコン系光電変換層、アモルファスシリコンゲルマニウム系光電変換層、ＣＩＳ系光電変換層、ＣＺＴＳ系光電変換層等が挙げられる。ＣＩＳ系光電変換層としては、ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＧａＳｅ２、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓ，Ｓｅ）２等のＣＩＳ系半導体化合物で形成された光電変換層が挙げられる。ＣＺＴＳ系光電変換層としては、Ｃｕ２ＺｎＳｎＳｅ４、Ｃｕ２ＺｎＳｎ（Ｓ，Ｓｅ）４等のＣＺＴＳ系半導体化合物で形成された光電変換層が挙げられる。更に、光電変換層は、半導体セルが複数層積層した多接合構造であってもよい。 The photoelectric conversion layer 13 is not particularly limited. Examples thereof include a microcrystalline silicon photoelectric conversion layer, an amorphous silicon photoelectric conversion layer, an amorphous silicon germanium photoelectric conversion layer, a CIS photoelectric conversion layer, and a CZTS photoelectric conversion layer. Examples of the CIS-based photoelectric conversion layer include photoelectric conversion layers formed of CIS-based semiconductor compounds such as CuInSe 2 , CuGaSe 2 , Cu (In, Ga) Se 2 , and Cu (In, Ga) (S, Se) 2. It is done. Examples of the CZTS-based photoelectric conversion layer include photoelectric conversion layers formed of CZTS-based semiconductor compounds such as Cu 2 ZnSnSe 4 and Cu 2 ZnSn (S, Se) 4 . Furthermore, the photoelectric conversion layer may have a multi-junction structure in which a plurality of semiconductor cells are stacked.
図１に再び戻ると、太陽電池セルの非受光面側１０ａには、第１の裏面封止材層４１、イオン不透過性の層６１、第２の裏面封止材層４２、裏面保護層５０ａが配置されている。 Returning to FIG. 1 again, on the non-light-receiving surface side 10a of the solar battery cell, the first back surface sealing material layer 41, the ion-impermeable layer 61, the second back surface sealing material layer 42, the back surface protection layer. 50a is arranged.
第１の裏面封止材層４１は、遊離酸を含有しない樹脂で構成されている。 The 1st back surface sealing material layer 41 is comprised with resin which does not contain a free acid.
遊離酸を含有しない樹脂としては、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、熱可塑性ポリウレタン等が挙げられる。ポリオレフィン樹脂としては、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−１−ブテン、ポリイソブチレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−１−ブテン共重合体、エチレン−プロピレン−１−ブテン三元共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体及びこれらのポリオレフィン樹脂の分子中にアルコキシシラン基を導入したシラン変性ポリオレフィン樹脂等が挙げられる。なかでも、裏面保護層および太陽電池セルとの接着性を付与しやすいという理由から、シラン変性ポリオレフィン樹脂が好ましく、シラン変性ポリエチレンが特に好ましい。 Examples of the resin not containing free acid include polyolefin resin, acrylic resin, silicone resin, thermoplastic polyurethane and the like. Examples of polyolefin resins include low density polyethylene, high density polyethylene, polypropylene, poly-1-butene, polyisobutylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-1-butene copolymer, and ethylene-propylene-1-butene ternary copolymer. Examples thereof include polymers, ethylene-propylene-diene terpolymers, and silane-modified polyolefin resins in which alkoxysilane groups are introduced into the molecules of these polyolefin resins. Among these, a silane-modified polyolefin resin is preferable and silane-modified polyethylene is particularly preferable because it is easy to impart adhesion to the back surface protective layer and the solar battery cell.
第１の裏面封止材層４１の膜厚は、５０〜６００μｍが好ましく、１００〜４００μｍがより好ましい。５０μｍ未満であると耐久性が不十分となる傾向にある。６００μｍを超えると、太陽電池の重量やコストが増加したり、太陽電池モジュールのフレキシブル性が低下する傾向にある。 50-600 micrometers is preferable and, as for the film thickness of the 1st back surface sealing material layer 41, 100-400 micrometers is more preferable. If it is less than 50 μm, the durability tends to be insufficient. If it exceeds 600 μm, the weight and cost of the solar cell increase, and the flexibility of the solar cell module tends to decrease.
イオン不透過性の層６１は、遊離酸透過率の低い樹脂で構成されている。 The ion-impermeable layer 61 is made of a resin having a low free acid permeability.
イオン不透過性の層６１は、ガラス転移温度（以下、Ｔｇという）が８５℃以上の樹脂で構成されていることが好ましく、Ｔｇが１０５℃以上の樹脂で構成されていることがより好ましい。Ｔｇが８５℃以上の樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート（Ｔｇ：１０５℃）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（Ｔｇ：８５℃）、ポリエチレンナフタレート（Ｔｇ：１５５℃）、ポリカーボネート（Ｔｇ：１５５℃）等が挙げられる。樹脂はガラス転移温度以上になると分子運動が活性化し、イオンが透過し易くなる。太陽電池モジュールの使用時において、イオン不透過性の層６１はおよそ３０〜８０℃に加熱されることが多いので、イオン不透過性の層６１のＴｇが８５℃以上であれば、イオンの透過を効率よく遮断できる。なお、本発明において、ＴｇはＪＩＳ Ｋ７１２１ プレスチックの転移温度測定法で測定した値のことである。 The ion-impermeable layer 61 is preferably made of a resin having a glass transition temperature (hereinafter referred to as Tg) of 85 ° C. or higher, and more preferably made of a resin having a Tg of 105 ° C. or higher. Examples of the resin having a Tg of 85 ° C. or higher include polyethylene terephthalate (Tg: 105 ° C.), tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (Tg: 85 ° C.), polyethylene naphthalate (Tg: 155 ° C.), polycarbonate (Tg: 155 ° C.). ) And the like. When the resin has a glass transition temperature or higher, molecular motion is activated and ions are easily transmitted. When the solar cell module is used, the ion-impermeable layer 61 is often heated to about 30 to 80 ° C. Therefore, if the Tg of the ion-impermeable layer 61 is 85 ° C. or higher, the ion transmission is possible. Can be cut off efficiently. In the present invention, Tg is a value measured by the transition temperature measurement method of JIS K7121 plastic.
イオン不透過性の層６１の膜厚は、１０〜２００μｍが好ましく、２５〜１００μｍがより好ましい。１０μｍ未満であると、イオンの透過を十分に遮断できないことがある。２００μｍを超えると、コストが増加したり、太陽電池モジュールのフレキシブル性が低下する傾向にある。 The film thickness of the ion-impermeable layer 61 is preferably 10 to 200 μm, and more preferably 25 to 100 μm. If the thickness is less than 10 μm, the permeation of ions may not be sufficiently blocked. When it exceeds 200 μm, the cost increases or the flexibility of the solar cell module tends to decrease.
第２の裏面封止材層４２は、耐熱性を有する材料で構成されていることが好ましい。例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド、ポリビニル、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、アイオノマー等が挙げられる。第２の裏面封止材層４２は、遊離酸を含有しない樹脂で構成することが好ましいが、後述する裏面保護層５０ａがガス透過性を有する場合は、エチレン−酢酸ビニル共重合体を含むものであってもよい。第２の裏面封止材層４２を、遊離酸を含有しない樹脂で構成することにより、裏面封止材層からの遊離酸の発生を抑制でき、太陽電池モジュール内に遊離酸が蓄積することをより確実に防止できる。 It is preferable that the 2nd back surface sealing material layer 42 is comprised with the material which has heat resistance. For example, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyolefin resin, acrylic resin, polyimide, polyvinyl, epoxy resin, urethane resin, silicone resin, fluororesin, ionomer and the like can be mentioned. The second back surface sealing material layer 42 is preferably composed of a resin that does not contain a free acid, but when the back surface protective layer 50a described later has gas permeability, it contains an ethylene-vinyl acetate copolymer. It may be. By forming the second back surface sealing material layer 42 with a resin that does not contain free acid, generation of free acid from the back surface sealing material layer can be suppressed, and free acid accumulates in the solar cell module. It can be prevented more reliably.
第２の裏面封止材層４２の膜厚は、５０〜６００μｍが好ましく、１００〜４００μｍがより好ましい。５０μｍ未満であると耐久性が不十分となる傾向にある。６００μｍを超えると、太陽電池の重量やコストが増加したり、太陽電池モジュールのフレキシブル性が低下する傾向にある。 50-600 micrometers is preferable and, as for the film thickness of the 2nd back surface sealing material layer 42, 100-400 micrometers is more preferable. If it is less than 50 μm, the durability tends to be insufficient. If it exceeds 600 μm, the weight and cost of the solar cell increase, and the flexibility of the solar cell module tends to decrease.
裏面保護層５０ａは、防水性、耐熱性、耐候性に優れた材料で構成されていることが好ましい。例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、フッ素樹脂等のガス透過性を有する材料で構成された樹脂フィルム、ＳＵＳ鋼板、Ａｌ板等の金属板、金属板の表面を、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、フッ素樹脂等の樹脂でコーティングした樹脂コーティング板等が挙げられる。フッ素樹脂としては、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等が挙げられる。 The back surface protective layer 50a is preferably made of a material excellent in waterproofness, heat resistance, and weather resistance. For example, a resin film made of a gas-permeable material such as a silicone resin, an acrylic resin, a polyester resin, a polycarbonate resin, or a fluororesin, a metal plate such as an SUS steel plate or an Al plate, a surface of the metal plate with a silicone resin, Examples thereof include a resin coating plate coated with a resin such as an acrylic resin, a polyester resin, a polycarbonate resin, or a fluororesin. Examples of fluororesins include tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), polyvinyl fluoride ( PVF) and polyvinylidene fluoride (PVDF).
この実施形態では、第１の裏面封止材層４１と第２の裏面封止材層４２との間にイオン不透過性の層６１が配置されているので、裏面保護層として遊離酸を発生しうる成分を含有するものを用いたり、太陽電池モジュールを、遊離酸を発生しうる成分を含有する支持体に固定して用いたり、太陽電池モジュールを、遊離酸を発生しうる成分を含有する接着剤層を介して支持体に固定して用いた場合であっても、イオン不透過性によって、遊離酸が太陽電池セルまで到達することを防止できる。このため、裏面保護層には、遊離酸を発生しうる成分を含有するものを用いても良い。 In this embodiment, since the ion-impermeable layer 61 is disposed between the first back surface sealing material layer 41 and the second back surface sealing material layer 42, free acid is generated as the back surface protection layer. A component that can generate a free acid, or a component that can generate a free acid, or a solar cell module that is fixed to a support that includes a component that can generate a free acid. Even if it is a case where it fixes and uses to a support body through an adhesive bond layer, it can prevent that a free acid reaches | attains a photovoltaic cell by ion impermeability. For this reason, you may use for the back surface protective layer what contains the component which can generate | occur | produce a free acid.
遊離酸を発生しうる成分を含有する裏面保護層としては、樹脂シートや金属板を、ポリエステル系塗料等の遊離酸を発生しうる成分を含む塗料でコーティングしたもの等が挙げられる。 Examples of the back surface protective layer containing a component capable of generating a free acid include a resin sheet or a metal plate coated with a paint containing a component capable of generating a free acid, such as a polyester-based paint.
遊離酸を発生しうる成分を含有する支持体としては、樹脂や金属などで形成された躯体を、エステル系塗料等の遊離酸を発生しうる成分を含む塗料でコーティングしたもの等が挙げられる。 Examples of the support containing a component capable of generating a free acid include a case in which a casing formed of a resin or metal is coated with a coating containing a component capable of generating a free acid such as an ester-based coating.
遊離酸を発生しうる成分を含有する接着剤層としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属等を含有する無機フィラーを含有する粘着性樹脂、塩化ビニル系防水シート等が挙げられる。 Examples of the adhesive layer containing a component capable of generating a free acid include an adhesive resin containing an inorganic filler containing an alkali metal or an alkaline earth metal, a vinyl chloride waterproof sheet, and the like.
なお、第１の裏面封止材層４１、イオン不透過性の層６１、第２の裏面封止材層４２、及び裏面保護層５０ａは、太陽電池セルの非受光面側に配置されるため、透明性を有さない、あるいは、透明性の低い材料で構成されていてもよい。 In addition, since the 1st back surface sealing material layer 41, the ion-impermeable layer 61, the 2nd back surface sealing material layer 42, and the back surface protective layer 50a are arrange | positioned at the non-light-receiving surface side of a photovoltaic cell. In addition, it may be made of a material that does not have transparency or has low transparency.
太陽電池セルの受光面側１０ｂには、表面封止材層２０ａが配置され、さらにその外側に、表面保護層３０が配置されている。 The surface sealing material layer 20a is arrange | positioned at the light-receiving surface side 10b of a photovoltaic cell, and the surface protection layer 30 is arrange | positioned further in the outer side.
表面封止材層２０ａは、エチレン−酢酸ビニル共重合体を含む樹脂で構成されている。表面封止材層２０ａは、エチレン−酢酸ビニル共重合体のみで構成されていてもよい。また、エチレン−酢酸ビニル共重合体を、ポリエチレン、ポリイミド、ポリビニル、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、アイオノマー等の他の樹脂で被覆して複層化しても良い。 The surface sealing material layer 20a is made of a resin containing an ethylene-vinyl acetate copolymer. The surface sealing material layer 20a may be composed only of an ethylene-vinyl acetate copolymer. Further, the ethylene-vinyl acetate copolymer may be coated with another resin such as polyethylene, polyimide, polyvinyl, epoxy resin, urethane resin, silicone resin, acrylic resin, fluororesin, or ionomer to form a multilayer.
表面封止材層２０ａの膜厚は、５０〜６００μｍが好ましく、１００〜４００μｍがより好ましい。５０μｍ未満であると耐久性が不十分となる傾向にある。６００μｍを超えると、太陽電池の重量やコストが増加したり、太陽電池モジュールのフレキシブル性が低下する傾向にある。 50-600 micrometers is preferable and, as for the film thickness of the surface sealing material layer 20a, 100-400 micrometers is more preferable. If it is less than 50 μm, the durability tends to be insufficient. If it exceeds 600 μm, the weight and cost of the solar cell increase, and the flexibility of the solar cell module tends to decrease.
表面保護層３０は、ガス透過性を有する樹脂フィルムで構成される。 The surface protective layer 30 is composed of a resin film having gas permeability.
表面保護層３０の材質は、ガス透過性を有し、透明性、耐候性及び耐熱性に優れたものであればよい。例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。なかでも、耐候性に優れるということからフッ素樹脂が好ましい。フッ素樹脂としては、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等が挙げられる。 The material of the surface protective layer 30 may be any material that has gas permeability and is excellent in transparency, weather resistance, and heat resistance. For example, a silicone resin, an acrylic resin, a polyester resin, a polycarbonate resin, a fluororesin, etc. are mentioned. Of these, fluororesins are preferred because of their excellent weather resistance. Examples of fluororesins include tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), polyvinyl fluoride ( PVF) and polyvinylidene fluoride (PVDF).
表面保護層３０の水蒸気透過率は、０．１〜３０ｇ／ｍ２・２４Ｈが好ましく、１〜１０ｇ／ｍ２・２４Ｈがより好ましい。０．１ｇ／ｍ２・２４Ｈ未満であると、太陽電池モジュールからの水分の蒸散が不十分となり易く、遊離酸の蓄積を抑制できないことがある。３０ｇ／ｍ２・２４Ｈを超えると、太陽電池モジュールへの水蒸気の侵入量が多くなり、外部から侵入した水分による影響により太陽電池セル１０の性能が低下する恐れがある。なお、本発明において水蒸気透過率は、感湿センサ法（ＪＩＳ Ｋ ７１２９）で測定した値である。 Water vapor permeability of the surface protective layer 30 is preferably 0.1~30g / m 2 · 24H, 1~10g / m 2 · 24H is more preferable. If it is less than 0.1 g / m 2 · 24H, transpiration of moisture from the solar cell module tends to be insufficient, and accumulation of free acid may not be suppressed. If it exceeds 30 g / m 2 · 24H, the amount of water vapor entering the solar battery module increases, and the performance of the solar battery cell 10 may be deteriorated due to the influence of moisture entering from the outside. In the present invention, the water vapor transmission rate is a value measured by a moisture sensitive sensor method (JIS K 7129).
表面保護層３０の膜厚は、２０〜２５０μｍが好ましく、２５〜１００μｍがより好ましい。２０μｍ未満であると、強度が不足する傾向にある。２５０μｍを超えると、太陽電池の重量やコストが増加したり、太陽電池モジュールのフレキシブル性が低下する傾向にある。 20-250 micrometers is preferable and, as for the film thickness of the surface protective layer 30, 25-100 micrometers is more preferable. If it is less than 20 μm, the strength tends to be insufficient. When it exceeds 250 μm, the weight and cost of the solar cell increase, and the flexibility of the solar cell module tends to decrease.
この太陽電池モジュールは、表面封止材層２０ａが、エチレン−酢酸ビニル共重合体を含む樹脂で構成されているので、耐熱性、耐久性に優れる。 This solar cell module is excellent in heat resistance and durability because the surface sealing material layer 20a is made of a resin containing an ethylene-vinyl acetate copolymer.
また、表面保護層３０が、ガス透過性の樹脂フィルムで構成されているので、表面封止材層２０ａからの水分の蒸散が良好である。このため、表面封止材層２０ａが水分を含んだ状態で屋外に曝されることを防止でき、表面封止材層２０ａの劣化を防止して、遊離酸の発生を抑制できる。更には、表面封止材層２０ａの耐久性を高めることができる。 Moreover, since the surface protective layer 30 is comprised with the gas-permeable resin film, the transpiration | evaporation of the water | moisture content from the surface sealing material layer 20a is favorable. For this reason, it can prevent that the surface sealing material layer 20a is exposed to the outdoors in a state containing moisture, can prevent the deterioration of the surface sealing material layer 20a, and can suppress the generation of free acid. Furthermore, the durability of the surface sealing material layer 20a can be enhanced.
また、第１の裏面封止材層４１と第２の裏面封止材層４２との間にイオン不透過性の層６１が配置されているので、裏面保護層５０ａとして遊離酸を発生しうる成分を含有するものを用いたり、太陽電池モジュールを、遊離酸を発生しうる成分を含有する支持体に固定して用いたり、太陽電池モジュールを、遊離酸を発生しうる成分を含有する接着剤層を介して支持体に固定して用いた場合であっても、イオン不透過性によって、遊離酸が太陽電池セルまで到達することを防止できる。 Moreover, since the ion-impermeable layer 61 is disposed between the first back surface sealing material layer 41 and the second back surface sealing material layer 42, free acid can be generated as the back surface protection layer 50a. Adhesive containing a component containing a component, using a solar cell module fixed to a support containing a component capable of generating a free acid, or using a solar cell module containing a component capable of generating a free acid Even if it is a case where it fixes and uses to a support body through a layer, it can prevent that a free acid reaches | attains a photovoltaic cell by ion impermeability.
このため、太陽電池セル１０の遊離酸による腐食劣化を抑制でき、出力が経時低下し難く、長期にわたって優れた発電効率を有する太陽電池モジュールとすることができる。 For this reason, the corrosion degradation by the free acid of the photovoltaic cell 10 can be suppressed, and the output can hardly be lowered with time, and a solar cell module having excellent power generation efficiency over a long period can be obtained.
（第２の実施形態）
次に、本発明の太陽電池モジュールの第２の実施形態について、図２を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同一箇所には同一符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, 2nd Embodiment of the solar cell module of this invention is described using FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same location as 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted.
この太陽電池モジュールは、太陽電池セル１０と、表面封止材層２０ｂ上に配置された表面保護層３０と、裏面封止材層４０ｂ上に配置された裏面保護層５０ｂとを備える。 This solar cell module includes a solar battery cell 10, a surface protective layer 30 disposed on the surface sealing material layer 20b, and a back surface protective layer 50b disposed on the back surface sealing material layer 40b.
この実施形態において、表面封止材層２０ｂは、太陽電池セル１０の受光面側に隣接して配置された第１の表面封止材層２１と、表面保護層３０に隣接して配置された第２の表面封止材層２２とで構成されている。そして、第１の表面封止材層２１と、第２の表面封止材層２２との間に、ガスバリア性の層６２が配置されている。 In this embodiment, the surface sealing material layer 20 b is disposed adjacent to the first surface sealing material layer 21 disposed adjacent to the light receiving surface side of the solar battery cell 10 and the surface protective layer 30. It is comprised with the 2nd surface sealing material layer 22. FIG. A gas barrier layer 62 is disposed between the first surface sealing material layer 21 and the second surface sealing material layer 22.
まず、太陽電池セルの非受光面側の構成について説明する。 First, the configuration on the non-light-receiving surface side of the solar battery cell will be described.
裏面封止材層４０ｂは、耐熱性を有する材料で構成されていることが好ましい。例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド、ポリビニル、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、アイオノマー等が挙げられる。裏面封止材層４０ｂは、遊離酸を含有しない樹脂で構成することが好ましいが、後述する裏面保護層５０ｂがガス透過性を有する場合は、エチレン−酢酸ビニル共重合体を含むものであってもよい。 The back surface sealing material layer 40b is preferably made of a material having heat resistance. For example, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyolefin resin, acrylic resin, polyimide, polyvinyl, epoxy resin, urethane resin, silicone resin, fluororesin, ionomer and the like can be mentioned. The back surface sealing material layer 40b is preferably composed of a resin that does not contain a free acid. However, when the back surface protective layer 50b described later has gas permeability, it contains an ethylene-vinyl acetate copolymer. Also good.
裏面封止材層４０ｂの膜厚は、５０〜６００μｍが好ましく、１００〜４００μｍがより好ましい。５０μｍ未満であると耐久性が不十分となる傾向にある。６００μｍを超えると、太陽電池の重量やコストが増加したり、太陽電池モジュールのフレキシブル性が低下する傾向にある。 50-600 micrometers is preferable and, as for the film thickness of the back surface sealing material layer 40b, 100-400 micrometers is more preferable. If it is less than 50 μm, the durability tends to be insufficient. If it exceeds 600 μm, the weight and cost of the solar cell increase, and the flexibility of the solar cell module tends to decrease.
裏面保護層５０ｂは、防水性、耐熱性、耐候性に優れた材料で構成されていることが好ましい。上述した第１の実施形態で挙げたものを用いることができる。なお、この実施形態の場合、裏面保護層５０ｂとして遊離酸を発生しうる成分を含有するものを用いると、裏面保護層５０ｂから発生した遊離酸によって、太陽電池セル１０が腐食劣化することがある。このため、裏面保護層５０ｂには、遊離酸を発生しうる成分を含有しないものを用いることが好ましい。 The back surface protective layer 50b is preferably made of a material excellent in waterproofness, heat resistance, and weather resistance. What was mentioned by 1st Embodiment mentioned above can be used. In the case of this embodiment, when a material containing a component capable of generating a free acid is used as the back surface protective layer 50b, the solar cell 10 may be corroded and deteriorated by the free acid generated from the back surface protective layer 50b. . For this reason, it is preferable to use the back surface protective layer 50b that does not contain a component capable of generating a free acid.
次に、受光面側の構成について説明する。 Next, the configuration on the light receiving surface side will be described.
第１の表面封止材層２１は、遊離酸を含有しない樹脂で構成されている。遊離酸を含有しない樹脂としては、上述した第１の実施形態で説明したものが挙げられる。 The 1st surface sealing material layer 21 is comprised with resin which does not contain a free acid. Examples of the resin containing no free acid include those described in the first embodiment.
第１の表面封止材層２１の膜厚は、５０〜６００μｍが好ましく、１００〜４００μｍがより好ましい。５０μｍ未満であると耐久性が不十分となる傾向にある。６００μｍを超えると、太陽電池の重量やコストが増加したり、太陽電池モジュールのフレキシブル性が低下する傾向にある。 50-600 micrometers is preferable and, as for the film thickness of the 1st surface sealing material layer 21, 100-400 micrometers is more preferable. If it is less than 50 μm, the durability tends to be insufficient. If it exceeds 600 μm, the weight and cost of the solar cell increase, and the flexibility of the solar cell module tends to decrease.
ガスバリア性の層６２は、水蒸気の透過率の低い材料で構成されている。 The gas barrier layer 62 is made of a material having a low water vapor transmission rate.
ガスバリア性の層としては、樹脂シートに、Ａｌ等の金属箔をラミネートしたシート材料や、樹脂シートに、Ａｌ、Ｓｉ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の無機材料を蒸着したシート材料等が挙げられる。 Examples of the gas barrier layer include a sheet material obtained by laminating a metal foil such as Al on a resin sheet, and a sheet material obtained by evaporating an inorganic material such as Al, Si, Al 2 O 3 , and SiO 2 on a resin sheet. It is done.
ガスバリア性の層６２の水蒸気透過率は、０．１ｇ／ｍ２・２４Ｈ以下が好ましく、０．０１ｇ／ｍ２・２４Ｈ以下がより好ましい。 Water vapor permeability of the gas barrier layer 62 is preferably not more than 0.1g / m 2 · 24H, more preferably at most 0.01g / m 2 · 24H.
ガスバリア性の層６２の膜厚は、１０〜１００μｍが好ましく、２０〜５０μｍがより好ましい。１０μｍ未満であると、水蒸気の透過を十分に遮断できないことがある。１００μｍを超えると、太陽電池の重量やコストが増加したり、太陽電池モジュールのフレキシブル性が低下する傾向にある。 The film thickness of the gas barrier layer 62 is preferably 10 to 100 μm, and more preferably 20 to 50 μm. If it is less than 10 μm, water vapor transmission may not be sufficiently blocked. When it exceeds 100 μm, the weight and cost of the solar cell increase, or the flexibility of the solar cell module tends to decrease.
第２の表面封止材層２２は、エチレン−酢酸ビニル共重合体を含む樹脂で構成されている。第２の表面封止材層２２は、上述した第１の実施形態で説明した表面封止材層２０ａと同様のものを用いることができる。 The second surface sealing material layer 22 is made of a resin containing an ethylene-vinyl acetate copolymer. As the second surface sealing material layer 22, the same material as the surface sealing material layer 20a described in the first embodiment can be used.
第２の表面封止材層２２の膜厚は、５０〜６００μｍが好ましく、１００〜４００μｍがより好ましい。５０μｍ未満であると耐久性が不十分となる傾向にある。６００μｍを超えると、太陽電池の重量やコストが増加したり、太陽電池モジュールのフレキシブル性が低下する傾向にある。 50-600 micrometers is preferable and, as for the film thickness of the 2nd surface sealing material layer 22, 100-400 micrometers is more preferable. If it is less than 50 μm, the durability tends to be insufficient. If it exceeds 600 μm, the weight and cost of the solar cell increase, and the flexibility of the solar cell module tends to decrease.
表面保護層３０は、ガス透過性を有する樹脂フィルムで構成される。表面保護層３０は、上述した第１の実施形態で説明した表面保護層３０と同様のものを用いることができる。 The surface protective layer 30 is composed of a resin film having gas permeability. The surface protective layer 30 may be the same as the surface protective layer 30 described in the first embodiment.
この太陽電池モジュールは、第１の表面封止材層２１と第２の表面封止材層２２との間にガスバリア性の層６２が配置されているので、表面保護層３０を通過して水蒸気が太陽電池モジュールの内部に侵入しても、ガスバリア性の層６２によって水蒸気が太陽電池セル１０まで到達することを防止できる。このため、水蒸気の影響による太陽電池セル１０の劣化を防止できる。また、第１の表面封止材層２１が、遊離酸を含有しない樹脂で構成されているので、遊離酸の発生を抑制でき、遊離酸の影響による太陽電池セル１０の劣化を防止できる。 In this solar cell module, since the gas barrier layer 62 is disposed between the first surface sealing material layer 21 and the second surface sealing material layer 22, the solar cell module passes through the surface protection layer 30 and passes through the water vapor. Even if the water enters the inside of the solar cell module, the gas barrier layer 62 can prevent water vapor from reaching the solar cell 10. For this reason, deterioration of the solar battery cell 10 due to the influence of water vapor can be prevented. Moreover, since the 1st surface sealing material layer 21 is comprised with resin which does not contain a free acid, generation | occurrence | production of a free acid can be suppressed and degradation of the photovoltaic cell 10 by the influence of a free acid can be prevented.
（第３の実施形態）
次に、本発明の太陽電池モジュールの第３の実施形態について、図３を用いて説明する。なお、第１，２の実施形態と同一箇所には同一符号を付して説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, 3rd Embodiment of the solar cell module of this invention is described using FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same location as 1st, 2nd embodiment, and description is abbreviate | omitted.
この太陽電池モジュールは、太陽電池セル１０と、表面封止材層２０ｂ上に配置された表面保護層３０と、裏面封止材層４０ａ上に配置された裏面保護層５０ｃとを備える。 This solar cell module includes a solar battery cell 10, a surface protective layer 30 disposed on the surface sealing material layer 20b, and a back surface protective layer 50c disposed on the back surface sealing material layer 40a.
表面封止材層２０ｂは、太陽電池セル１０の受光面側に隣接して配置された第１の表面封止材層２１と、表面保護層３０に隣接して配置された第２の表面封止材層２２とで構成されている。そして、第１の表面封止材層２１と、第２の表面封止材層２２との間に、ガスバリア性の層６２が配置されている。また、裏面封止材層４０ａは、太陽電池セル１０の非受光面側に隣接して配置された第１の裏面封止材層４１と、裏面保護層５０ｃに隣接して配置された第２の裏面封止材層４２とで構成されている。そして、第１の裏面封止材層４１と、第２の裏面封止材層４２との間に、イオン不透過性の層６１が配置されている。 The surface sealing material layer 20 b includes a first surface sealing material layer 21 disposed adjacent to the light receiving surface side of the solar battery cell 10 and a second surface sealing layer disposed adjacent to the surface protective layer 30. It is comprised with the stopping material layer 22. A gas barrier layer 62 is disposed between the first surface sealing material layer 21 and the second surface sealing material layer 22. In addition, the back surface sealing material layer 40a is a first back surface sealing material layer 41 disposed adjacent to the non-light-receiving surface side of the solar battery cell 10, and a second surface disposed adjacent to the back surface protection layer 50c. The back surface sealing material layer 42 is configured. An ion-impermeable layer 61 is disposed between the first back surface sealing material layer 41 and the second back surface sealing material layer 42.
この太陽電池モジュールは、第１の裏面封止材層４１と第２の裏面封止材層４２との間にイオン不透過性の層６１が配置されているので、裏面保護層５０ｃとして遊離酸を発生しうる成分を含有するものを用いたり、太陽電池モジュールを、遊離酸を発生しうる成分を含有する支持体に固定して用いたり、太陽電池モジュールを、遊離酸を発生しうる成分を含有する接着剤層を介して支持体に固定して用いた場合であっても、イオン不透過性によって、遊離酸が太陽電池セルまで到達することを防止できる。 In this solar cell module, since the ion-impermeable layer 61 is disposed between the first back surface sealing material layer 41 and the second back surface sealing material layer 42, free acid is used as the back surface protection layer 50c. Using a component containing a component capable of generating free acid, fixing a solar cell module to a support containing a component capable of generating free acid, or using a solar cell module as a component capable of generating free acid. Even if it is a case where it fixes and uses to a support body through the adhesive bond layer to contain, it can prevent that a free acid reaches | attains a photovoltaic cell by ion impermeability.
また、第１の表面封止材層２１と第２の表面封止材層２２との間にガスバリア性の層６２が配置されているので、表面保護層３０を通過して水蒸気が太陽電池モジュールの内部に侵入しても、ガスバリア性の層６２によって水蒸気が太陽電池セル１０まで到達することを防止できる。このため、水蒸気の影響による太陽電池セル１０の劣化を防止できる。また、第１の表面封止材層２１が、遊離酸を含有しない樹脂で構成されているので、遊離酸の発生を抑制でき、遊離酸の影響による太陽電池セル１０の劣化を防止できる。 Further, since the gas barrier layer 62 is disposed between the first surface sealing material layer 21 and the second surface sealing material layer 22, the water vapor passes through the surface protection layer 30 and the solar cell module. Even if it penetrates into the inside, the gas barrier layer 62 can prevent water vapor from reaching the solar battery cell 10. For this reason, deterioration of the solar battery cell 10 due to the influence of water vapor can be prevented. Moreover, since the 1st surface sealing material layer 21 is comprised with resin which does not contain a free acid, generation | occurrence | production of a free acid can be suppressed and degradation of the photovoltaic cell 10 by the influence of a free acid can be prevented.
以下に本発明の実施例を示すが、これによって本発明の内容は制限されるものではない。なお、水蒸気透過率は、４０℃、９０％ＲＨの条件下で、感湿センサ法（ＪＩＳ Ｋ ７１２９）で測定した。また、Ｔｇは、ＪＩＳ Ｋ７１２１ プレスチックの転移温度測定法 の方法で測定した。 Although the Example of this invention is shown below, the content of this invention is not restrict | limited by this. The water vapor transmission rate was measured by a humidity sensor method (JIS K 7129) under the conditions of 40 ° C. and 90% RH. Tg was measured by the method of measuring the transition temperature of JIS K7121 plastic.
（実施例１）
太陽電池セル１０の受光面側に、表面封止材層２０ａとしてエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂シート（膜厚２００μｍ）と、表面保護層３０としてＥＴＦＥシート（膜厚２５μｍ、水蒸気透過率：１．３ｇ／ｍ２・２４Ｈ）とを配置した。また、太陽電池セル１０の非受光面側に、第１の裏面封止材層４１としてシラン変性ポリエチレンシート（膜厚１５０μｍ）と、イオン不透過性の層６１としてポリエチレンテレフタレートシート（膜厚１００μｍ、Ｔｇ：１０５℃、水蒸気透過率：７ｇ／ｍ２・２４Ｈ）と、第２の裏面封止材層４２としてシラン変性ポリエチレンシート（膜厚４００μｍ）と、裏面保護層５０ａとして防水シート（膜厚９００μｍ、材質：塩化ビニール樹脂、水蒸気透過率：５ｇ／ｍ２・２４Ｈ）とを配置した。そして、真空ラミネート法で、太陽電池セルをラミネートして図１に示す構造の太陽電池モジュールを製造した。
Example 1
On the light-receiving surface side of the solar battery cell 10, an ethylene-vinyl acetate copolymer resin sheet (film thickness 200 μm) as the surface sealing material layer 20 a and an ETFE sheet (film thickness 25 μm, water vapor transmission rate: 1 as the surface protective layer 30). 3 g / m 2 · 24H). Further, on the non-light-receiving surface side of the solar battery cell 10, a silane-modified polyethylene sheet (film thickness 150 μm) as the first back surface sealing material layer 41 and a polyethylene terephthalate sheet (film thickness 100 μm, as the ion-impermeable layer 61). Tg: 105 ° C., water vapor transmission rate: 7 g / m 2 · 24H), silane-modified polyethylene sheet (film thickness 400 μm) as the second back surface sealing material layer 42, and waterproof sheet (film thickness 900 μm) as the back surface protection layer 50 a , Material: vinyl chloride resin, water vapor transmission rate: 5 g / m 2 · 24H). And the solar cell was laminated by the vacuum laminating method, and the solar cell module of the structure shown in FIG. 1 was manufactured.
（実施例２）
太陽電池セル１０の受光面側に、第１の表面封止材層２１としてシラン変性ポリエチレンシート（膜厚１５０μｍ）と、ガスバリア性の層６２として蒸着ＰＥＴシート（膜厚：２５μｍ、水蒸気透過率：０．０１ｇ／ｍ２・２４Ｈ以下）と、第２の表面封止材層２２としてエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂シート（膜厚２００μｍ）と、表面保護層３０としてＥＴＦＥシート（膜厚２５μｍ、水蒸気透過率：１．３ｇ／ｍ２・２４Ｈ）とを配置した。また、太陽電池セル１０の非受光面側に、裏面封止材層４０ｂとしてシラン変性ポリエチレンシート（膜厚４００μｍ）と、裏面保護層５０ｂとしてＥＴＦＥシート（膜厚２５μｍ、水蒸気透過率：１．３ｇ／ｍ２・２４Ｈ）とを配置した。そして、真空ラミネート法で、太陽電池セルをラミネートして図２に示す構造の太陽電池モジュールを製造した。
(Example 2)
On the light-receiving surface side of the solar battery cell 10, a silane-modified polyethylene sheet (film thickness: 150 μm) as the first surface sealing material layer 21 and a vapor-deposited PET sheet (film thickness: 25 μm, water vapor transmission rate: as the gas barrier layer 62). 0.01 g / m 2 · 24H or less), an ethylene-vinyl acetate copolymer resin sheet (film thickness 200 μm) as the second surface sealing material layer 22, and an ETFE sheet (film thickness 25 μm, as the surface protective layer 30) Water vapor permeability: 1.3 g / m 2 · 24H). Further, on the non-light-receiving surface side of the solar battery cell 10, a silane-modified polyethylene sheet (film thickness 400 μm) as the back surface sealing material layer 40b, and an ETFE sheet (film thickness 25 μm, water vapor transmission rate: 1.3 g) as the back surface protection layer 50b. / M 2 · 24H). And the solar cell was laminated by the vacuum laminating method, and the solar cell module of the structure shown in FIG. 2 was manufactured.
（実施例３）
裏面保護層５０ｂとして、ＰＥＴ系バックシート（膜厚１００μｍ、水蒸気透過率：０．０１ｇ／ｍ２・２４Ｈ）を用いた以外は、実施例２と同様にして図２に示す構造の太陽電池モジュールを製造した。
Example 3
The solar cell module having the structure shown in FIG. 2 in the same manner as in Example 2 except that a PET-based back sheet (film thickness 100 μm, water vapor transmission rate: 0.01 g / m 2 · 24H) was used as the back surface protective layer 50b. Manufactured.
（比較例１）
第１の裏面封止材層４１としてエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂シート（膜厚４００μｍ）を用いた以外は、実施例１と同様にして図１に示す構造の太陽電池モジュールを製造した。
(Comparative Example 1)
A solar cell module having the structure shown in FIG. 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that an ethylene-vinyl acetate copolymer resin sheet (film thickness 400 μm) was used as the first back surface sealing material layer 41.
（比較例２）
第１の表面封止材層２１としてエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂シート（膜厚２００μｍ）を用いた以外は、実施例２と同様にして図２に示す構造の太陽電池モジュールを製造した。
(Comparative Example 2)
A solar cell module having the structure shown in FIG. 2 was produced in the same manner as in Example 2 except that an ethylene-vinyl acetate copolymer resin sheet (film thickness: 200 μm) was used as the first surface sealing material layer 21.
（比較例３）
第１の表面封止材層２１としてエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂シート（膜厚２００μｍ）を用いた以外は、実施例３と同様にして図２に示す構造の太陽電池モジュールを製造した。
(Comparative Example 3)
A solar cell module having the structure shown in FIG. 2 was produced in the same manner as in Example 3 except that an ethylene-vinyl acetate copolymer resin sheet (film thickness: 200 μm) was used as the first surface sealing material layer 21.
実施例１〜３、比較例１〜３の太陽電池モジュールを、８５℃、９５％ＲＨ環境下で、最大出力電流（Ｉｐｍ）相当を通電し、１０００時間後の出力特性を、ＪＩＳ Ｃ８９１２の方法で測定した。１０００時間後の出力低下が１０％以内を合格とした。結果を表１に記す。 The solar cell modules of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 were energized at the maximum output current (Ipm) in an environment of 85 ° C. and 95% RH, and the output characteristics after 1000 hours were measured according to the method of JIS C8912. Measured with A decrease in output after 1000 hours was deemed acceptable within 10%. The results are shown in Table 1.
表１に示すように、本発明の構成を採用することにより、出力低下を抑制できた。 As shown in Table 1, a decrease in output could be suppressed by adopting the configuration of the present invention.
１０：太陽電池セル
１１：基板
１２：第１電極層
１３：光電変換層
１４：第２電極層
１５：素子
１６：第３電極層
２０ａ，２０ｂ：表面封止材層
２１：第１表面封止材層
２２：第２表面封止材層
３０：表面保護層
４０ａ，４０ｂ：裏面封止材層
４１：第１裏面封止材層
４２：第２裏面封止材層
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ：裏面保護層
６１：イオン不透過性の層
６２：ガスバリア性の層
10: solar cell 11: substrate 12: first electrode layer 13: photoelectric conversion layer 14: second electrode layer 15: element 16: third electrode layers 20a and 20b: surface sealing material layer 21: first surface sealing Material layer 22: second surface sealing material layer 30: surface protective layers 40a, 40b: back surface sealing material layer 41: first back surface sealing material layer 42: second back surface sealing material layers 50a, 50b, 50c: back surface Protective layer 61: ion-impermeable layer 62: gas barrier layer
Claims (4)
前記表面保護層が、ガス透過性の樹脂フィルムで構成され、
前記太陽電池セルと前記裏面保護層との間にイオン不透過性の層が配置されているか、及び／又は、前記太陽電池セルと前記表面保護層との間にガスバリア性の層が配置されており、
前記ガスバリア性の層及び／又は前記イオン不透過性の層と、前記太陽電池セルとの間に、遊離酸を含有しない樹脂で構成された封止材層が配置され、
前記表面保護層に隣接して、エチレン−酢酸ビニル共重合体を含む樹脂で構成された封止材層が配置されていることを特徴とする太陽電池モジュール。 A solar cell, a surface protective layer disposed on the light-receiving surface side of the solar cell via a sealing material layer, and a back surface disposed on the non-light-receiving surface side of the solar cell via a sealing material layer In a solar cell module having a protective layer,
The surface protective layer is composed of a gas permeable resin film,
An ion-impermeable layer is disposed between the solar cell and the back surface protective layer, and / or a gas barrier layer is disposed between the solar cell and the surface protective layer. And
Between the gas barrier layer and / or the ion-impermeable layer and the solar battery cell, a sealing material layer made of a resin containing no free acid is disposed,
A solar cell module, wherein a sealing material layer made of a resin containing an ethylene-vinyl acetate copolymer is disposed adjacent to the surface protective layer.
前記太陽電池セルと前記裏面保護層との間に前記イオン不透過性の層が配置され、
前記太陽電池セルと前記イオン不透過性の層との間に前記遊離酸を含有しない樹脂からなる封止材層が配置されている請求項１に記載の太陽電池モジュール。 The back protective layer contains a component capable of generating a free acid,
The ion-impermeable layer is disposed between the solar battery cell and the back surface protective layer,
The solar cell module according to claim 1, wherein a sealing material layer made of a resin not containing the free acid is disposed between the solar cell and the ion-impermeable layer.
前記太陽電池セルと前記ガスバリア性の層との間に前記遊離酸を含有しない樹脂からなる封止材層が配置され、
前記表面保護層と前記ガスバリア性の層との間に前記エチレン−酢酸ビニル共重合体を含む樹脂で構成された封止材層が配置されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。 The gas barrier layer is disposed between the solar battery cell and the surface protective layer,
A sealing material layer made of a resin not containing the free acid is disposed between the solar battery cell and the gas barrier layer,
The sealing material layer comprised by resin containing the said ethylene-vinyl acetate copolymer is arrange | positioned between the said surface protective layer and the said gas-barrier layer. Solar cell module.
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