JP2021064773A - 平板・軽量・非ガラス結晶系太陽電池モジュールおよびその設置方法 - Google Patents

Abstract

【課題】耐荷重が低い建物や弱い躯体の農業施設、また、太陽電池モジュールが大幅な発電劣化し、廃棄せざるを得ない発電所の太陽電池モジュールの上などに容易に平置き可能な２０年間に亘り、発電保証可能な平板・軽量非ガラス太陽電池モジュールを提供する。またその設置レイアウト技術を提供する。【解決手段】太陽電池モジュールの構造として、受光表面側からフッ素系透明樹脂シート１０、太陽電池用封止材３、ガラス繊維系シート１３、太陽電池用封止材３、シリコンセルストリングスマトリックス４、太陽電池用封止材３、ガラス繊維系シート１１、太陽電池用封止材３、アルミ複合板１２の順番でレイアウトしてなる太陽電池モジュール構造である。【選択図】図３

Description

太陽光で発電する太陽電池モジュールの新しい構造に関する。この太陽電池モジュールは、受光面にガラスを適用せず、熱膨張をカバーガラス適用のスーパストレート構造と同等以下に抑制する新しい太陽電池モジュール構造の発明によって、太陽電池モジュール内の結晶系シリコンセルストリングスのインターコネクタ部分の断線が一切なく、またシリコンセル割れのないことにより、２０年間の発電保証を可能とする。端子箱が平面に接続していることにより、専用の架台を用いなくとも設置できるため設置コストが安価である。

結晶系太陽電池モジュールの構造は、５０年前とほぼ同様で図１に示したスーパーストレート構造である。具体的には、３．２ｍｍ厚みのカバーガラス、裏面側に樹脂シート（バックシート）を接着機能を有するＥＶＡ：エチレン酢酸ビニル共重合体を介して保護されている。

このガラスは、光を取り入れる透明性と太陽電池モジュールの機械的構造体としての役割を有する。結晶系シリコンセルストリングスを中心として、受光面側のガラスと裏面の樹脂シートをＥＶＡ封止材を介した化学接着よる一体化によって、太陽電池モジュール全体の熱膨張率が低減され、はんだ配線で接続されたシリコンセル間のインターコネクタに加わる繰り返しの伸縮の抑制効果により、断線を防止し、それに繋がったシリコンセル割れを引き起こさないことにより、２０年間の発電保証を可能としている。

太陽電池モジュールの裏面部の樹脂シート：バックシートは、外的裂傷の保護と裏面からの水蒸気浸入防止による発電劣化現象の遅延効果を有する。太陽電池モジュールに適用されるガラスはソーダガラスであり、内在するナトリウムは、発電によりフレームとシリコンセル間に発生するバイアスにより、イオン化し、紫外線で劣化したＥＶＡから放出される酢酸イオンと錯塩を形成しながら、シリコンセル表面に吸着しながら水酸化ナトリウムなども生成し、シリコンセル表面の銀フィンガー電極を腐食、また両性金属であるハンダ材料も容易に溶かされ、ハンダ接合が外れる不具合より発電劣化する。

よって、２０年間に亘り、発電劣化し難い長寿命な太陽電池モジュールは、受光面側にソーダガラスを使用しないことにより達成できることは容易に想像できるが、ガラスと同等の透明で、機械的強度に優れ、熱膨張率の小さい部材が存在しないため、２０年以上発電し続けることが期待されている太陽光発電所では、ガラスを用いた通常のスーパーストレート構造の太陽電池モジュールが設置されている。

耐荷重の低い屋根や農業関係施設、設備では、太陽電池モジュールを設置したくとも、設置できない場所が沢山ある。ガラス中のナトリウムをカリウムに置き換えた化学強化ガラスは、機械的強度が向上することで１ｍｍ程度の厚みで太陽電池モジュールを製品として成立させることができる。重量は、通常の半分以下となるため、古い工場の屋根などに適用された実績がある。しかし、ガラスが薄いことにより、曲げ率は大きく、内部のシリコンセルが割れ易いこと、カリウムもナトリウムと同類のアルカリ金属であり、シリコンセル上の銀電極を腐食すること、また、化学強化ガラスは、軽微なスクラッチで裂ける様な破壊モードであり、２０年間の発電保証を可能とする製品ではなかった。

一般に販売されているフレキシブルな樹脂パネル：非ガラス太陽電池モジュールは、熱膨張率が大きいことにより、シリコンセルとシリコンセルとを繋ぎ合わせるインターコネクタが日中の高温時に膨張し、夜間に冷却されるという、伸縮モードが数年に亘り入力されるとインターコネクタ部が凸状の折れ曲がりが発生し、このような太陽電池モジュールを設置すると実フィールドでは、環境熱ストレスによる繰り返し伸縮がシリコンとシリコンの間に発生し、また、この部分を起点とした断線は大きな発電劣化を引き起こすことを業界として２００９年ごろ経験している。
モバイル性や軽量を目的に、ガラスの替りにフッ素系フィルムやＰＥＴ樹脂、あるいはポリカーボネート樹脂を保護カバーとした樹脂パネルが製品化されている。しかし、この様な樹脂パネルはガラス素材に較べ、膨張率が大きいため、シリコンセル表面とシリコンセル裏面を繋ぐインターコネクタに大きな伸縮ストレスが加わり、数年の内に切断し、大幅な発電劣化となる。また、通常の太陽電池モジュールと同等の１ｍ平米を超える樹脂パネルは存在しない。樹脂パネルではモジュールの熱膨張率が大きいため、ＩＥＣ試験などの第三認証機関での試験を合格するものはなかった。

数年後に、インターコネクタ部分が断線するかどうかは、製品製造時のシリコンセル間の部分のインターコネクタ線に凸状の折れ曲がりが発生するかどうかで容易に判断できる。太陽電池用プレス機（ラミネータ）は、加工温度が約１５０℃の高温であり、熱膨張率が大きい樹脂パネルは、成型の熱で大きく膨張する。加工後の冷却により収縮した際にシリコンセル間で、インターコネクタ配線の凸状折れ曲がりが発生する。
一方、高剛性で軽量なボード素材として、古くからアルミ複合板が看板や外壁部材として広く使われている。
アルミ複合板は、薄いアルミ板で樹脂をサンドイッチした構造で、ポリエチレン樹脂を芯材とする製品は、曲げ変形率は同厚みのアルミ板と同等でありながら、極めて軽量である。
しかし、熱膨張率は、太陽電池用カバーガラスに較べ非常に大きいため、太陽電池モジュールの基板として使用されることはなかった。カバーガラスを使わない、所謂、樹脂パネルであって、シリコンセルを繋ぎ合わせるインターコネクタの凸状折れ曲りのない、つまり、インターコネクタ断線のない、はんだ外れのない、軽量で設置コストが安価な太陽電池モジュールが求められている。

交通安全用超小型太陽電池モジュールでは、ガラスエポキシ基材を用いて、熱膨張を低減し、樹脂シートを受光面とした製品が販売されている。しかし、ガラスエポキシ基材の比重は約２程度であり、ガラス基材とほぼ同じ比重であり、また、高価であるので、この基板を用いた大型の太陽電池モジュールを製品化することは難しかった。

ガラスの代わりにＰＥＴ樹脂フィルムやポリカーボネートフイルムを用いた太陽電池モジュールは、軽量で、フレキシブルを謳い文句としている。これらの太陽電池モジュールは、発電効率を高めるためにシリコンセルとシリコンセルの間隙を小さく設計している。そのため、インターコネクタ部にシリコンセルのエッジ部が当たり、インターコネクタ断線し易い構造となっている。そのインターコネクタは、その樹脂太陽電池モジュール成型時の成形加工熱により樹脂シートが膨張し、冷却の後、シリコンセル間は、シリコンセルレイアップ時に較べ間隙が小さくなり、インターコネクタが山状の折れ曲がりが発生する。このような熱膨張の大きな素材による太陽電池モジュール構造は、僅か数年で、実フィールドの環境熱により、インターコネクタ断線することは容易に想像できる。

これらの製品の発電保証は１年程度であり、その理由は、樹脂製モジュールは熱膨張が大きく、厳しい熱環境下で、インターコネクタが断線する可能性がある。つまり、ヒートサイクル試験を合格しないからであると推測する。

ところで、既存太陽電池モジュールで、故障した製品は完全リサイクルは不可能であり、銀などの有価物を取り出し後の残廃材は埋め立てられており、また、海外などに輸出され、処理されている。その費用は、廃棄物の増加とともに高騰しており、経済性の観点だけでなく、近い将来、残廃棄物の廃棄場所の確保ができなくなると考えられる。

既に発電劣化した、あるいは近い将来発電劣化のため、取り換えが必要なモジュールからなる、太陽光発電所の再生のあり方が議論されている。つまり、既設太陽電池モジュールを取り換え、そして廃棄することなく、太陽光発電所を再生できる新しい構造の太陽電池モジュールによる平面設置可能な設置方法も求められている。

国際公開２０１６／０３１２３５号 特開２０１９−６８０９４（Ｐ２０１９−６８０９４Ａ） 特開２０１５−１７９８２７号公報 特開２０１６−１２６４３号公報 特開２０１１−１０３４９７号公報 特開２０１４−９９４３８号公報 特開２０１４−８２３６６号 公報特開２０１７−１７５６８３ 特開２０１４−２７０３５号公報 特開２０１４−２７０３５号公報

第２６回廃棄物資源循環学会研究発表会表予稿集Ａ２−９講演原稿２０１５

耐荷重が低い建物や弱い躯体の農業施設、また、太陽電池モジュールが大幅な発電劣化し、廃棄せざるを得ない発電所の太陽電池モジュールの上などに容易に平置き可能な２０年間に亘り、発電保証可能な平板・軽量非ガラス太陽電池モジュールを提供する。またその設置レイアウト技術を提供する。

発明者は、係る課題を解決するため鋭意検討の結果、新しい太陽電池モジュール構造を発明した。
具体的には、太陽電池モジュールの構造として、受光表面側からフッ素系透明樹脂シート、太陽電池用封止材、シリコンセルストリングスマトリックス、太陽電池用封止材、ガラス繊維系シート、太陽電池用封止材、アルミ複合板の順番でレイアウトしてなる太陽電池モジュール構造である（図２）。好ましくは、太陽電池モジュールの構造として、受光表面側からフッ素系透明樹脂シート、太陽電池用封止材、ガラス繊維系シート、太陽電池用封止材、シリコンセルストリングスマトリックス、太陽電池用封止材、ガラス繊維系シート、太陽電池用封止材、アルミ複合板の順番でレイアウトしてなる太陽電池モジュール構造である（図３）。さらに好ましくは、太陽電池モジュールの構造として、受光表面側からフッ素系透明樹脂シート、太陽電池用封止材、ガラス繊維系シート、太陽電池用封止材、ＣＯＣ樹脂シート、太陽電池用封止材、シリコンセルストリングスマトリックス、太陽電池用封止材、ガラス繊維系シート、太陽電池用封止材、アルミ複合板の順番でレイアウトしてなる太陽電池モジュール構造である（図４）。受光面積が１．５平米を超える大型もモジュールでは、太陽電池モジュールの構造として、受光表面側からフッ素系透明樹脂シート、太陽電池用封止材、ガラス繊維系シート、太陽電池用封止材、ＣＯＣ樹脂シート、太陽電池用封止材、シリコンセルストリングスマトリックス、太陽電池用封止材、ガラス繊維系シート、太陽電池用封止材、アルミ複合板、太陽電池用封止材、樹脂シート：バックシートの順番でレイアウトしてなる太陽電池モジュール構造が好ましい（図５）。

フッ素系樹脂は、樹脂材料の中で最も耐光性が良好であり、耐候性の観点で、カバーガラス代替が可能である。樹脂シートへの置き換えにより、ガラスの比重は約２．７で標準的には３．２ｍｍ厚みあるので５分の１の軽量化できる。太陽電池用封止材として、オレフィン系やＰＯＥ封止材も適用可能であるが、接着力が極めて高いＥＶＡ封止材が最適である。厚みは３００〜６５０μｍである。３００μｍより薄いとシリコンセルストリングスに加わる熱膨張による変形でインターコネクタの凸状折れ曲がりを防止できない。６５０μｍよりも厚い場合は、高コストで、重量が重くなるため好ましくない。

シリコンセルは、結晶系であればすべてに適用可能であり、インターコネクタ線が２本から１２本までのシリコンセルストリングで対応できる。アルミ複合板は、薄いアルミ２枚で樹脂をサンドイッチした複合板で、厚みは１．９ｍｍ〜５．４ｍｍが適用可能であり、１．９ｍｍより薄い場合は曲げ変形率が大きくなり、シリコンセルストリングが切断したり、シリコンセルが割れたりするため好ましくない。５．４ｍｍより厚い場合は、製品重量が重くなること、高コストとなり、本発明の目的を達成できない。

端子接続箱へのつなぎ込の構造を図７に示す。通常のパネル製品はバックシートに切り込みを入れ、パネル裏側からバスバー線を取り出して、端子接続箱と接続するのが一般的である。本発明の太陽電池モジュールは太陽電池モジュール平面に対して同一平面に並ぶ方向にバスバー線を５ｃｍから１０ｃｍ程度伸ばし、太陽電池封止材を接着層として、太陽電池用バックシートで挟み込んだバスバー線の先端を端子接続箱内の端子にハンダ接合して、平板取り付けを可能とする構造である。

本発明の太陽電池モジュールの構造によれば、シリコンセルとシリコンセル間のインターコネクタの凸状の折れ曲がりは完全に解消され、−４０℃から８５℃のヒートサイクル回数が８００回においてもインターコネクタ部の断線のない、極めて良好な低熱膨張率を有する。この特性は、適用するガラス繊維系シートをアルミ複合板とシリコンセルストリングマトリックスの間に少なくとも厚み２０μｍ〜５００μガラス繊維系シートを挿入することにより得ることができる。ガラス繊維系シートとは、具体的には、ガラス繊維を組み合わせた補強材であり、サーフェイスマット、ガラスマット、ガラスクロス、ロービングクロスの種類がある。受光面フッ素シートとシリコンセルストリングマトリックスの間に挿入するがガラス繊維系シートは、エポキシ樹脂などを含浸していない１００％ガラス繊維からなるものが好ましく、アルミ複合板とシリコンストリングスマトリックスの間に挿入するガラス繊維系シートは、樹脂を含有したガラスクロスも適用できる。さらに、太陽電池モジュール裏面に太陽電池用封止材と太陽電池用バックシートを組み合わせた太陽電池モジュールは、船舶搭載の海上などの厳しい環境下でもアルミ部分の腐食がない、高信頼性の太陽電池モジュールを提供することができる。

アルミ複合板の芯樹脂が発泡ポリエチレンであることが軽量化の観点では好ましいが、太陽電池モジュールの成型温度が１５０℃程度のため、ポリエチレン樹脂が溶融し、平面の座屈が形成する場合には、非発泡ポリエチレンを用いることができる。

本発明の太陽電池モジュール構造は熱膨張率が低いので、２０年間に亘る環境熱ストレスを受けてもシリコンセルとシリコンセル間のインターコネクタ部に凸状の折れ曲がり発生がなく、断線することは一切ないので、長期間に亘り、発電劣化しない。また、本発明の太陽電池モジュールは、カバーガラスを適用していないので、ガラス中のナトリウムによるシリコンセル上の電極の電気化学的腐食も一切起こらないので、発電劣化することがない。また、ガラス繊維系シートがシリコンセルストリングスマトリックスと透明樹脂シートに適用される構造では、ＣＯＣ樹脂シートにより、ナトリウムがシリコンセルへ移動しないので、発電劣化しない。

本発明の太陽電池モジュールは、薄く、軽量であり、端子接続箱が平面方向に取り付けてあるため、建物の壁やフラットな屋根の上に設置できる。また、発電劣化し、廃棄の必要のある太陽電池発電所のそのモジュールを基盤として、その上に張ることによつて、既設太陽電池モジュールの取り外し、廃棄する必要なく、既設太陽電池発電所を容易に再生することができる。
２０年間に亘り、発電劣化することなく発電し続けることのできる新しい構造の太陽電池モジュールと平面性を活かした設置方法を提供する。

スーパーストレート構造の断面図 平板・軽量・非ガラス太陽電池モジュール構造１の断面図 平板・軽量・非ガラス太陽電池モジュール構造２の断面図 平板・軽量・非ガラス太陽電池モジュール構造３の断面図 平板・軽量・非ガラス太陽電池モジュール構造４の断面図 平板・軽量・非ガラス太陽電池モジュール構造５の断面図 出力端子部分と端子接続箱のレイアウト例の図 平板・軽量・非ガラス太陽電池モジュールの設置方法の例図

発明者は、鋭意検討の結果、これまで、太陽電池モジュールを設置したくとも、耐荷重やスペースの問題で、設置できなかった場所に容易に設置可能で、かつ、２０年間以上の長期保証を可能とする太陽電池モジュールを発明した。また、下地が平面である場所への設置方法及びケーブルのレイアウト、接続方法を提供する。

スーパーストレート構造（図１）で、受光面積０．０３〜１．８平米の太陽電池モジュールにおいて、１．９ｍｍ〜５．４ｍｍのアルミ複合板を基材とした太陽電池モジュールを開発するに至った。受光面積が０．０３平米よりも小さい場合は、実用の発電量が得られないため好ましくない。１．８平米より大きい場合は、２０年間に亘る長期信頼性を担保する機械的強度を満足できないため、本発明の目的を達成することができない。

本発明の太陽電池モジュールの基板であるアルミ複合板は、藤田産業（株）、三菱ケミカル（株）、福田金属箔粉工業（株）が製造しており、看板の基板や建材の外壁材として使用されている。芯材に発泡ポリエチレン樹脂が使用されており、薄いアルミで挟んだ商品であるため軽量で、剛性に優れている。アルミ複合板の樹脂発泡率は、７０％〜０％で、５０％より大きいとパネル剛性が低くなり好ましくない。非発泡（０％）は剛性が高く、加工耐熱性に優れており、最適であるが重量軽減には逆行する。

本発明の太陽電池モジュール構造を図２に示す。シリコンセルストリングマトリックスとアルミ複合板との間に、ガラス含量１００％〜７０％のガラス繊維系シートを挿入してなる太陽電池モジュールである。ガラス繊維系シートには、サーフェイスマット、ガラスマット、ガラスクロス、ロービングクロスなどの種類がある。エポキシ樹脂などを３０％程度含浸したガラスクロスなども使用できる。カットによる繊維が飛散し難いのは、サーフェイスマットであり、最適である。ガラス繊維系シートの厚みは２５μｍから５００μｍであり、２５μｍを下回ると機械的強度が低下し、また、太陽電池モジュールの熱膨張抑制効果が薄れるため、好ましくない。５００μｍを超えると重量の増加が顕著になるため好ましくない。

本発明の太陽電池モジュールの側面部は、オレフィン系未架橋ゴム材料を厚み２ｍｍから６ｍｍの厚みで、５ｍｍから３０ｍｍの幅で太陽電池モジュールの側面部に取り付け、ラミネーターの加工熱で、太陽電池封止材などと同様に架橋接着しており、かつ、端子接続箱が太陽電池モジュール平面と並んで取り付けられている（図７）、平板・軽量・非ガラス結晶系太陽電池モジュールである。
オレフィン系ゴム材料が取り付けていない、アルミ複合板のみ場合は、その芯材はポリエチレン樹脂であり、その耐熱性は約８０℃と低いので、ラミネーターで加熱プレスする際に樹脂が溶融し、アルミ複合板の周囲に溶出し、モジュールの意匠性が悪化する。また、流出した樹脂の部分の平面部が座屈することにより、その上部に位置するシリコンセルが割れるなどの不具合が発生する。これに対し、本発明のモジュール構造は、側面部にオレフィン系架橋ゴムの共架橋により、樹脂の流出が抑制され、上述の座屈現象が発生しないことにより、２０年間に亘る長期信頼性を確保できるものである。

受光面側の表面カバーは、フッ素系透明樹脂シートが好ましく、ＡＧＣ社のアフラックスやデンカ社のデンカＤＸフィルムが好適である。フィルムの厚みは、３０μｍ以上が好ましく、３００μｍ以下である。３０μｍを下回ると２０年間に亘る耐光性が損なわれる。また、３００μｍを超えると樹脂シートに収縮皺が発生するようになり、意匠性の悪化を招くので好ましくない。

本発明の平板、軽量、非ガラス太陽電池モジュールは、アルミフレームレスの構造である。受光面積が大きくなる場合は、透明樹脂シートとシリコンセルストリングマトリックスの間に少なくともガラス繊維を挿入してなる構造により、製品の長期信頼性を確保できる（図３）。シリコンセル上のガラス繊維系シートのガラス含量１００％を使用することにより、ラミネータ加工後透明となるので発電出力の妨げにならない。ガラス繊維の厚みは、２５μｍから１００μｍであり、２５μｍを下回ると機械的強度が低下するため好ましくない。ガラス繊維は、機械的強度さらに高める目的と受光面積が大きくなることで相関して大きくなる熱膨張性を抑制する機能がある。

さらなる高信頼性の確保のためには、ガラス繊維マットとシリコンセルマトリックスの間にハイブリッド太陽電池研究所（株）社製３５μｍのＣＯＣ（シクロオレフィンコポリマー）樹脂フィルムを挿入することが好ましい（図４）。アルミフレームのないことを特長とする本発明の太陽電池モジュールは、直接、下地に張り付けるので、外部からの様々な金属イオンが太陽電池モジュールに浸入し、シリコンセル上部の銀電極が腐食し易くなる。ＣＯＣ樹脂シートを挿入することにより、より長期間の信頼性を確保できる。

さらに、塩害や厳しい環境下でも長期信頼性を担保するための構造を図５に示す。アルミ複合板の裏面部にＥＶＡ封止材と太陽電池用バックシートを張り付けることによって、外部劣化因子から保護し、また太陽電池モジュールの機械的強度が増し、１．５平米を超える受光面積の大きな太陽電池モジュールを得ることができる。

端子箱は、太陽電池モジュール平面と同方向に取り付けることによってパネルの平面設置の干渉するものとならない構造となる。バスバー線の設計概略図を図７に示す。バスバー線は、モジュールの裏面側に抜くのではなく、平面で太陽電池モジュールの外向きに出すことによって発明の新しい構造の太陽電池モジュールが得られる。また、端子接続箱の取り付け位置を図６に示す。中心からずらした状態で取り付けられる。本発明の太陽電池モジュールの設置は、端子箱を突き合わせるように設置すると設置面積に対する設置量の無駄を省くことができる。

図８に本発明の平板、軽量、非ガラス太陽電池モジュールの設置方法の概略図を示す。下地が平板である建物の屋上や外壁、貨物コンテナーの壁面など、架台レスにて、太陽電池モジュールの裏面部分にシリコーンなどの接着剤を塗布し、オレフィンゴムの部分の上から下地に向けてネジ固定により、容易に強固に、太陽電池モジュールを設置することができる、新規な設置方法を開示する。

ソルベイのヘイラーＯＲ５００エチレンクロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）樹脂フィルム、厚み１００μｍを用いて、福田金属箔粉工業社製アルミ複合板：カラーエース３．０ｍｍで、芯材は、発泡ポリエチレンを準備した。サイズは２１０ｍｍ×６００ｍｍで、このサイズと同寸法に裁断した三井化学社製ＥＶＡ封止材を適用した。シリコンセルは単結晶を用い、インターコネクタのストリングスとモジュール化は吾妻製作所（株）にて行った。インタコネクタストリングは４本とした。日東紡社製の２００μｍの厚みのガラスクロスを準備した。太陽電池成型用ラミネータの熱板温度は１５５℃で、プレス条件は真空７分加圧１３分とした。表１に実施例、比較例の太陽電池モジュールの構造と重量を示す。表２に実施例、比較例を示す。

オレフィン系ゴム材料は、三洋ゴム工業（株）にて、１１０Ｌバンバリーミキサーを用いて、三井ＥＰＴ＃４０２１を１００ｐｈｒ、ステアリン酸１ｐｈｒ、旭カーボンブラック＃６０を６０ｐｈｒ、出光興産社製オイルＰＷ−３００：２０ｐｈｒを１０分間混練し、５０℃以下に冷却した後、１６インチロールにて、日油社製パーヘキサ２５Ｏ４．５ｐｈｒ添加し、厚み５ｍｍのシートを準備した。
図２に本発明の平板・軽量・非ガラス太陽電池モジュールの構造を示す。

ラミネータの熱板側から順番に、ＥＣＴＦＥフィルム、ＥＶＡ封止材、単結晶シリコンストリングマトリックス、ＥＶＡ封止材、ガラスクロス、ＥＶＡ封止材、アルミ複合板とし、さらに、オレフィン未架橋厚み５ｍｍゴムシートから、１５ｍｍ幅のシートを切り出し、レイアップ後のモジュール側面を取り囲むようにゴムの粘着で張り付け、真空５分、本加圧１５分で平板・軽量・非ガラス太陽電池モジュールを成型した。
端子ボックスはオーナンバ社製ＰＶＵ−Ｂ８０Ｓを後づけした。

ラミネータ成型後、２４時間放置したあと、日清紡製ソーラーシュミレータにて電気物性（Ｐｍａｘ）を測定した。
以下、評価試験を行った。
シリコンセルとシリコンセル間のインターコネクタ部の収縮による折れによる盛り上がり度（凸状変形）の４本のリボン線それぞれについての外観官能試験評価基準を以下に示す。
３点：人差し指で、樹脂シートの上からインターコネクタ部を強く押さえ、シリコンセルとシリコンセル間において、凸状の折れ曲がりを
一切感じることなく、また、目視でもその折れ曲がりが一切ないことを確認できる。
２点：指に僅かに凸状の「ひかかり」を感じ、目視でも、僅かに凸状に折れ曲がり、シリコンセル間が収縮している状態が認められる。
１点：指に大きな凸状の「ひかかり」を感じ、明らかに凸状の折れ曲がりが認められる。

ダンプヒート試験、サーマルサイクル試験、結露凍結試験は、ＩＥＣ６１２１５に従い試験を行った。サーマルサイクル試験は、２００回と８００回を行った。オリジナルの出力Ｐｍａｘに対し、試験後の出力Ｐｍａｘの保持率を算出し、８０％を下回った場合は、２０年の長期信頼性はないと判断した。
太陽電池モジュール落下試験条件と物理的ダメージ状況の官能試験評価基準を以下に示す。
太陽電池モジュールの角部を床から５０ｃｍの高さから落下し、その角部の状態を評価した。
３点：一切の外観変化なし。
２点：太陽電池モジュールの角部の表面に大きな皺が発生する。修復できる程度の曲りが発生する。
１点：大きく曲り、破損に近い状態で、修復不可能

実施例２：受光面積０．９平米の大きさの太陽電池モジュールに変え、図２の構造の太陽電池モジュールを準備した。アルミ複合板の裏側にＥＶＡ封止材とＤｕｐｏｎｔ社製バックシート（ＴＰＴ）を適用した。これ以外は、実施例１と同様に行った。

太陽光受光面積を０．０６３平米に変え、図３に示した構造の太陽電池モジュールを準備した。
シリコンセルストリングのマトリックスの上部にＥＶＡ封止材と日本特殊塗料社製ガラスマット＃４５０を追加した。これ以外は、実施例１と同様に行った。

受光面積を１．６平米に変更し、図４に示した太陽電池モジュールを準備した。アルミ複合板の裏にＥＶＡ封止剤とバックシートを張り付けこれ以外は、実施例３と同様に行った。

比較例１：実施例１の構造で、ガラスクロスとＥＶＡ封止材を抜いた構造とした。オレフィン系ゴムは適用しなかった。それ以外は、実施例１と同様に行った。

比較例２：比較例１の構造に４５０μｍ厚みのガラス繊維マットとＥＶＡ封止材を追加した。また、オレフィン系ゴムは適用しなかった。これ以外は、実施例１と同様に行った。

比較例３：３．２ｍｍ厚みのカバーガラスを用いたスーパーストレート構造を準備した（図１）。構成する部材は、ＥＶＡ封止材、バックシート、シリコンセルストリングスマトリックスは、実施例１と同等を用いた。ＡＧＣ社製カバーガラスを用いた。

比較例４は、実施例１の構造で、受光面積を２．１平米に拡大し、オレフィンゴムは適用しなかった。それ以外は実施例１と同様に行った。

比較例５は、他社モジュール：ＡＬＬＰＯＷＥＲＳ社ＡＰ−ＳＰ−００７−ＢＬＡ−ＮＥＷ５０Ｗを調達し、比較評価した。

ガラス適用の太陽電池モジュールに較べ、本発明の太陽電池モジュールは、軽量で、かつ、薄く、また、たわみ率が少ないので、アルミフレームなどの補強枠がなくとも設置できる。また、端子接続箱が裏面にないので平面部分に張ることができる。
よって、カーポート屋根や耐荷重の低い工場の屋根、また、農業用施設、コンテナ型植物工場の壁、ビルの外壁、廃棄予定の太陽電池発電プラントの既設パネル上に設置することができる。これは、間接的には、廃棄太陽光パネルの廃棄量の削減に貢献するものである。また、樹脂シートは、発電劣化原因であるナトリウムを含んでないので長期間に亘り発電劣化しない。自家消費のエネルギー源としても広く応用することができる。

１：アルミフレーム、２：カバーシート、３：太陽電池用封止材、４：結晶系シリコン、５：インターコネクタ、６：太陽電池用バックシート、７：端子ボックス、８：出力端子

９：オレフィン系ゴム、１０：透明樹脂シート、１１：ガラスクロス、１２：アルミ複合板

１３：ガラス繊維

１４：ＣＯＣ樹脂シート

１５：太陽電池用ケーブル

１６：接続箱とケーブル保護樹脂カバー

Claims (5)

1. スーパーストレート構造で、受光面積０．０３〜１．８平米の太陽電池モジュールにおいて、厚み２．０ｍｍ〜６．０ｍｍのアルミ複合板を基材とし、シリコンセルストリングマトリックスとアルミ複合板との間に、少なくともガラス含量１００％〜５０％で、厚み２５μｍから５００μｍのガラス繊維系シートを挿入してなり、かつ、厚み２．０ｍｍから６．０ｍｍのオレフィン系ゴム材料が１５ｍｍから３０ｍｍの幅でアルミ複合板の側面部に架橋接着してなり、かつ、端子箱がパネル平面と並行に取り付けられている平板・軽量・非ガラス結晶系太陽電池モジュール
2. 受光面側の表面カバーが透明樹脂シートであり、シリコンセルストリングマトリックスとの間に少なくともガラス繊維含量１００％のガラス繊維系シートとＣＯＣ樹脂シートが挿入してなる請求項第１の平板・軽量・非ガラス太陽電池モジュール
3. アルミ複合板の裏面に太陽電池用封止材と太陽電池用バックシートが張り付けてある特許請求項１の平板・軽量・非ガラス太陽電池モジュール
4. アルミ複合板の芯樹脂の比重が０．９０から０．７ｇ／ｃｍ３のポリエチレン樹脂である請求第１項の平板・軽量・非ガラス太陽電池モジュール
5. 下地が平面である場所に端子接続箱を突き合わせるように配置し、オレフィン系ゴムの部分から下地に向けて直接固定する太陽電池用架台を使用しない平板、軽量、非ガラス太陽電池モジュールの設置方法

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