JP3162513U - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】外力に対する強度を有しながら軽量である太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】少なくとも、プラスチック段ボールと、樹脂製封止材層及び太陽電池セルと、透明保護材層と、がこの順に積層され一体化された太陽電池モジュールである。【選択図】図１

Description

本考案は、新しい構造の太陽電池モジュールに関する。

裏面保護材、第一の樹脂製封止材、太陽電池セル、表面透明保護材の順で一体化されているか、裏面保護材、第一の樹脂製封止材、太陽電池セル、第二の樹脂製封止材、表面透明保護材の順で一体化されている太陽電池モジュールは知られている。
これらの太陽電池モジュールにおける裏面保護材や表面透明保護材は、フッ素系樹脂、ポリエステル系樹脂或いはポリオレフィン系樹脂を主体とした単層または二層以上の多層構造のフィルムまたはシート、或いはガラスの板またはシートを使用する。

太陽電池モジュールとしては、外力に対する強度が必要な用途には、裏面保護材または表面透明保護材のどちらかをガラス板として強度を付与している。
一方、宇宙船用の太陽電池モジュールの場合、その特殊な環境下で生じうる問題に対処するため、アルミニウムで作られたハニカム構造板上に絶縁基板を介して太陽電池セルを構成する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４２０５９５６号公報

しかしながら、太陽電池モジュールに強度を付与しようとして裏面保護材及び表面透明保護材のいずれかをガラス板とした場合、太陽電池モジュール全体の重量が重くなる。
また、特許文献１に記載の太陽電池モジュールでは、宇宙空間下でのみ発生する特殊な熱を拡散するため、熱伝導性のよいアルミニウムを使用している。このため、熱伝導性の悪いプラスチック段ボールを使用できない。
従って、従来の太陽電池モジュールでは、外力に対する強度と軽量化との両立に関し、更なる改善が必要である。
本考案は上記に鑑みなされたものであり、外力に対する強度を有しながら軽量である太陽電池モジュールを提供することを目的とし、該目的を達成することを課題とする。

上記目的を達成するために、本考案の太陽電池モジュールは、少なくとも、プラスチック段ボールと、樹脂製封止材層及び太陽電池セルと、透明保護材層と、がこの順に積層され一体化されている。
本考案の太陽電池モジュールでは、従来の裏面保護材に代えてプラスチック段ボールを利用するため、機械的強度が強く、外力に対して優れた耐性を示すので、上部透明保護材層を薄肉化できる。上部透明保護材層を薄肉化できること、及び、プラスチック段ボール自体が軽量であることにより、太陽電池モジュール全体を軽量化できる。
特に、透明保護材層として、各種のプラスチック材料製のフィルム又はシートを用いた場合には、太陽電池モジュール全体の更なる軽量化が可能である。

更に、本考案の太陽電池モジュールでは、前記プラスチック段ボールと前記樹脂製封止材との間に、接着処理層を有していてもよい。これにより、前記プラスチック段ボールと前記樹脂製封止材との接着性がより向上し、各部材の一体化をより好適に行える。

更に、本考案の太陽電池モジュールでは、前記透明保護材層と前記太陽電池セルとが接し、前記太陽電池セルが、前記透明保護材層と前記樹脂製封止材層とによって封止されていてもよい。また、本考案の太陽電池モジュールでは、前記太陽電池セルが、前記樹脂製封止材層に内包されて封止されていてもよい。

本考案によれば、外力に対する強度を有しながら軽量である太陽電池モジュールを提供することができる。

本考案の実施形態に係る太陽電池モジュールの構成例を示す概略図である。 本考案の別の実施形態に係る太陽電池モジュールの構成例を示す概略図である。

以下、本考案の実施形態に係る太陽電池モジュールについて、図１及び図２を参照して具体的に説明する。

図１は本考案の一実施形態に係る太陽電池モジュール１を示す概略図である。
図１に示すように、太陽電池モジュール１は、プラスチック段ボール２と、樹脂製封止材層３と、太陽電池セル４と、透明保護材層５と、がこの順に積層され一体化されて構成されている。太陽電池モジュール１では、前記透明保護材層５と前記太陽電池セル４とが接しており、太陽電池セル４が、透明保護材層５と樹脂製封止材層３とによって封止されている。

プラスチック段ボール２は、２枚又は３枚以上のシート板の間に、断面が三角形、四角形、六角形などのハニカム構造、ツインコーン構造、または発泡構造の心材が設けられた構成の部材である。
ここで、該シート板及び該芯材を構成する材料としては、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂など公知のプラスチック材料が挙げられる。
このようなプラスチック材料の中では、密度が小さく、耐水性があり、絶縁性に優れるポリオレフィン樹脂またはポリカーボネート樹脂が好ましく、特に軽量性を重視する場合にはポリオレフィン樹脂、中でもポリプロピレン樹脂がとくに好ましい。
プラスチック段ボール２の形で入手可能な製品としては、ツインカーボ（ＴＷＩＮＣＡＲＢＯ、旭硝子株式会社）、ツインパネルＰＣ（宇部日東化成株式会社）のようなポリカーボネート製プラスチック段ボール、サンプライ（住化プラスチック株式会社）、スミパネル（住化プラスチック株式会社）のようなポリプロピレン製プラスチック段ボール、スミセラー（住化プラスチック株式会社）のような心材が発泡プラスチックであるプラスチック段ボールを例示できる。

樹脂製封止材層３としては、公知の太陽電池用の封止材を使用でき、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂、変性ポリエチレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、エチレン・（メタ）アクリル酸エステル共重合体樹脂、エチレン・（メタ）アクリル酸共重合体樹脂及びそのアイオノマー樹脂からなる封止材を例示できる。
樹脂製封止材層は、単独で、又は、他の部材（例えば透明保護材層）とともに、太陽電池セルを封止する（封じ込める）層である。

太陽電池セル４は、光を受光して電気を発生する層である。
太陽電池セル４としては、例えば、シリコン系、化合物系、有機系、量子ドット型などの太陽電池セルを用いることができる。
シリコン系の太陽電池セルとしては、単結晶シリコン型、多結晶シリコン型、微結晶シリコン型、アモルファスシリコン型、薄膜シリコン型、ハイブリッド型、多接合型（タンデム型）、球状シリコン型、電界効果型などの太陽電池セルが挙げられる。
化合物系の太陽電池セルとしてはＩｎＧａＡｓ型、ＧａＡｓ型、ＣＩＳ型、ＣＺＴＳ型、ＣｄＴｅ−ＣｄＳ型などの太陽電池セルが挙げられる。
有機系の太陽電池セルとしては、色素増感型、有機薄膜型などの太陽電池セルが挙げられる。

透明保護材層５は、太陽電池セルに光を取り込む受光表面となるため、可能な限り透明であることが望ましい。具体的には、全光線透過率が８０％以上であることが好ましく、８５％以上であることがより好ましい。
透明保護材層５を構成する材料としては、ガラスの他に、各種のプラスチック材料（例えば、フッ素系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等）を利用することができる。
特に、透明保護材層として、各種のプラスチック材料製のフィルム又はシートを用いることで、太陽電池モジュール全体を更に軽量化できる。

以上で説明した、プラスチック段ボール２、樹脂製封止材層３、太陽電池セル４、及び透明保護材層５を積層し一体化して太陽電池モジュールを製造する方法としては、ラミネート等の公知の方法を用いることができる。
このとき、プラスチック段ボール２と樹脂製封止材層３との接着性を改良するために、樹脂製封止材層３と接触するプラスチック段ボールの表面２ａに対し、物理的前処理（プラズマ処理、オゾン処理など）や化学的処理（プライマー処理、アンカーコート処理など）等の接着処理を施してもよい。
これらの接着処理の結果、プラスチック段ボール２と樹脂製封止材層３との間に接着処理層（不図示）が形成されていてもよい。

図２は本考案の別の実施形態に係る太陽電池モジュール２１を示す概略図である。
図２に示すように、太陽電池モジュール２１は、プラスチック段ボール２２と、太陽電池セル２４を内包する樹脂製封止材層２３と、透明保護材層２５と、がこの順に積層され一体化されて構成されている。
太陽電池モジュール２１では、太陽電池セル２４は、樹脂製封止材層２３に内包されて封止されている。即ち、太陽電池セル２４の周辺を取り囲む形で樹脂製封止材層２３が存在している。このような形態にするには、太陽電池セルを二枚の樹脂製封止材でサンドイッチしたのち、熱を加えて一体化することで製造できる。
太陽電池モジュール２１におけるプラスチック段ボール２２、樹脂製封止材層２３、太陽電池セル２４、及び透明保護材層２５としては、それぞれ、太陽電池モジュール１におけるプラスチック段ボール２、樹脂製封止材層３、太陽電池セル４、及び透明保護材層５と同様のものを用いることができる。
また、太陽電池モジュール２１における各部材を積層し一体化する方法としては、太陽電池モジュール１と同様に、ラミネート等の公知の方法を用いて行うことができる。

樹脂製封止材層２３との接着強度を高めるために、樹脂製封止材層２３と接触するプラスチック段ボール表面２２ａに対し、物理的前処理（プラズマ処理、オゾン処理など）や化学的処理（プライマー処理、アンカーコート処理など）等の接着処理を施してもよい。
これらの接着処理の結果、プラスチック段ボール２２と樹脂製封止材層２３との間に接着処理層（不図示）が形成されていてもよい。

以上、本考案の実施形態に係る太陽電池モジュール１及び２１について、図１及び図２を参照して説明したが、本考案の太陽電池モジュールはこれらの実施形態に限定されることはない。
例えば、本考案の太陽電池モジュールは、本考案の効果を妨げない範囲において、上記以外の部材を備えていてもよい。
また、樹脂製封止材層と太陽電池セルとの位置関係は上記太陽電池モジュール１及び２１における位置関係に限定されることはなく、樹脂製封止材層及び太陽電池セルが、プラスチック段ボールと、透明保護材層と、の間に存在している限り、本考案の効果を得ることができる。

本考案の太陽電池モジュールは、プラスチック段ボールの上に樹脂製封止材層を備え、更に太陽電池セル及び透明保護材層も備えているので、軽量でありながら、外部からの応力に対して強靭であり、耐水性にも優れる。このため、本考案の太陽電池モジュールは、構造材として使用することも可能である。例えば、プラスチック段ボール側を内側にして、透明保護材層側を外側にして、建築物の外壁、建材の外部構造材（外壁材用タイル等）、等に利用することも可能である。

１、２１・・・太陽電池モジュール
２、２２・・・プラスチック段ボール
３、２３・・・樹脂製封止材層
４、２４・・・太陽電池セル
５、２５・・・透明保護材層

Claims (4)

1. 少なくとも、プラスチック段ボールと、樹脂製封止材層及び太陽電池セルと、透明保護材層と、がこの順に積層され一体化された太陽電池モジュール。
2. 前記プラスチック段ボールと前記樹脂製封止材層との間に、接着処理層を有する請求項１に記載の太陽電池モジュール。
3. 前記透明保護材層と前記太陽電池セルとが接し、前記太陽電池セルが、前記透明保護材層と前記樹脂製封止材層とによって封止されている請求項１又は請求項２に記載の太陽電池モジュール。
4. 前記太陽電池セルが、前記樹脂製封止材層に内包されて封止されている請求項１又は請求項２に記載の太陽電池モジュール。