JP4784152B2 - 太陽電池モジュール - Google Patents
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Description
トとして挙げられるのは、太陽電池モジュールを構成する充填材(エチレン−酢酸ビニル共重合体)との密着性である。
(1)水蒸気バリア性に優れる無機化合物蒸着層を設けた太陽電池裏面封止用シートの場合
上記促進試験環境下に保管することで発生した充填材由来のガス成分の影響で、充填材/太陽電池裏面封止用シートの間で浮きが発生する。充填材/太陽電池裏面封止用シートの密着が良好の場合には、ガラス面と充填材間で浮きが発生する。
(2)「フッ素系フィルム」など(1)より水蒸気バリア性に劣る基材を設けた太陽電池封止封止用シートの場合
上記促進試験環境下に保管することで発生した充填材由来のガス成分は、裏面封止用シートを透過するため、浮きは発生しない。しかしながら水蒸気バリア性に劣る為、充填材のエチレン−酢酸ビニル共重合体の黄変、劣化を伴う。
請求項1記載の発明は、太陽電池モジュールを構成する充填材と貼り合わさる太陽電池裏面封止用シートの面に、易接着コート層をパターン状に部分的に設け、前記易接着コート層を設けていない領域が太陽電池モジュールの端面部分まで連続していることを特徴と
する太陽電池モジュールである。
太陽電池モジュールを構成する充填材と貼り合わさる太陽電池裏面封止用シートの面に、易接着コート層をパターン状に部分的に設け、前記易接着コート層を設けていない領域が太陽電池モジュールの端面部分まで連続していることを特徴とする太陽電池モジュールを構成する充填材から発生するガス成分の揮散通路となり、太陽電池モジュールの端面部分からガス成分が揮散する構成であるから、充填材から発生するガス成分の影響を防止し、充填材と良好な密着性を有し、かつ、高温多湿環境下においても密着性が安定して維持できることが可能な、長期信頼性の高い太陽電池モジュールが得られる。
しくは前記樹脂(A)、樹脂(B)もしくは樹脂混合物(C)に下記一般式(2)で表される化合物を配合した樹脂からなる易接着コート層を封止用シートの太陽電池モジュールを構成する充填材、特にエチレン−酢酸ビニル共重合体と貼り合わさる面に、部分的に設けた領域を除く、易接着コート層を設けていない領域が充填材から発生するガス成分の揮散通路となり、太陽電池モジュールの端面部分からガス成分が揮散する構成であるから、充填材から発生するガス成分の影響を防止し、充填材と良好な密着性を有し、かつ、高温多湿環境下においても密着性が安定して維持できることが可能な、長期信頼性の高いモジュールが得られるものである。
のが用いられ、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジハイドロキシパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチル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)バレレート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、ベンゾイルパーオキサイドなどが用いられている。
(1)加熱された天板(およそ120〜160℃)上にガラス板、充填材、セル、充填材、裏面封止用シートをセットする。
(2)チャンバー1、2を真空引きする。
(3)チャンバー1を大気開放し、耐熱性を有するゴムシートをモジュールに密着させる(4)その熱/圧力で充填材であるエチレン酢酸ビニル共重合体を溶融、セルの包埋、ガラス板/セル/裏面封止シートと接着、充填材の架橋・固化させる。
タイプのように熱量を稼げるようなプロセスであれば適応可能であるが、ファストキュアタイプのように熱量が稼げない場合には、密着不良を伴う恐れがある。
系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアリレート系樹脂などが挙げられるが、耐熱性、強度物性、電気絶縁性などを考慮するとポリエステル系樹脂、特に二軸延伸のポリエステル系樹脂が好ましい。ポリエステル系樹脂としては多塩基酸またはそのエステル形成誘導体とポリオールまたはそのエステル形成誘導体を用いて得られたものであり、多塩基酸成分としてテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、無水フタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、ダイマー酸、マレイン酸、イタコン酸などの酸成分を2種以上、そして、ポリオール成分としてエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、トリメチロールプロパン、ペンタエリストール、キシレングリコール、ジメチロールプロパン、ポリ(エチレンオキシド)グリコール、ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、さらにはカルボン酸基やスルホン酸基やアミノ基あるいはこれらの塩を含有するポリオール成分を1種あるいは2種以上用いることで得られたポリエステルが挙げられるが、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどの汎用的なポリエステルを用いることが可能である。
ることで白色化させる「微発泡タイプ」などを用いることが可能である。「微発泡タイプ」において、ポリエステルに対し非相溶なポリマーとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン系樹脂が好ましい。必要に応じてポリアルキレングリコールまたはその共重合体などを相溶化剤として使用することが可能である。微粒子の具体例としては、有機粒子や無機粒子が挙げられ、シリコン粒子、ポリイミド粒子、架橋スチレン−ジビニルベンゼン共重合体粒子、架橋ポリエステル粒子、フッ素系粒子などが使用される。また、無機粒子としては、炭酸カルシウム、二酸化珪素、硫酸バリウムなどが使用される。
は面積率で30〜99%設けていることが好ましい。30%より少ないと充填材とのEVAとの密着性に劣り、99%より多いと発生したガスを効率良く抜くことが困難である。
(1)基材にパターン化された易接着コート層を設ける。
(2)基材前面に易接着コート層を設け、パターン化された易剥離層を設ける。
ことが挙げられる。これらのコーティングに手法は選ばない。例えば(2)の易接着コート層は、ポリエステル樹脂を溶融状態で押出し、冷却ロールで冷却することでフィルムを製膜した後に易接着コート層を設け、その後、2軸延伸/熱固定の工程を通すことで、ポリエステル基材に易接着コート層を設けることも可能である。
<基材:1>
厚さ50μmの「微発泡タイプ」白色ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた。このポリエステルフィルムは、中間層に微発泡層を設けた2種3層の多層フィルムであり、中間層が80%を占める。この白色ポリエチレンテレフタレートフィルムの両面にコロナ処理を施した。この基材を太陽電池モジュール充填材に貼り合わさる基材として用いた。
<基材:2>
厚さ12μmの通常の2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムにPVD法でアルミナ蒸着層を20nm、さらにオーバーコート層としてエチレン−酢酸ビニル共重合体の完全けん化物にシラン化合物からなるコーティング層を1μm設けた。この基材をガスバリア基材として用いた。
<基材:3>
厚さ125μmの耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートフィルムを主基材として用いた。この基材のオリゴマーコンテントは0.5wt%、数平均分子量は19500、固有粘度は0.7dl/gである。
基材:1と基材:2を蒸着層を貼り合わせ面側にくるように、ウレタン系接着剤{ポリエステル系主剤+(イソホロンジイソシアネート/キシリレンジイソシアネート)系硬化剤}にてドライラミネート手法によりラミネートを行った。この積層体をさらに基材:3と同様の手法により積層させた。得られた積層体は50℃環境下で96時間エージングを施した。このようにして得られた積層体を太陽電池裏面封止用シートとして用いた。
太陽電池モジュール用充填剤として、ガス発生が顕著なファストキュアタイプのエチレン−酢酸ビニル共重合体系樹脂組成物を用いた。太陽電池セルは多結晶系シリコンのものを用いた。A4サイズの強化ガラス上に、同じサイズで厚さ600μmの上記エチレン−酢酸ビニル共重合体シートで挟み込んだセルを乗せ、さらにその上に下記実施例記載の裏面封止用シートを設けた。事前に40℃で3分予備加熱を行った後、150℃で真空引き6分、圧着8分の条件、圧力1気圧でラミネートを施した。ファストキュアタイプはこのラミネートサンプルを評価として用いた。スタンダアードキュアタイプは、さらに150℃に加温したオーブン中に30分保管し、架橋反応を進行させた。その後、アルミフレームで枠組みを行った。
上記サンプルのラミネート直後および85℃−85%RH環境で1000時間促進試験を行った時の浮きの発生状況を観察した。浮きが発生していない場合を合格とした。、太陽電池の電気出力特性はJIS−C8913に従い測定し、上記保存評価前後の最大出力の変化率が95%以上の場合に合格とした。
易接着コート層を設けずに、上記太陽電池裏面封止用シートを用いて評価を行った。結果を表1に示す。
基材:1にあらかじめポリウレタン系樹脂をシランカップリング剤によりハイブリッド化させたウレタンシリカハイブリッド体(荒川化学製ユリアーノ)を全面に設けた以外は、実施例1と同じである。
易接着コート層を図6(面積率85%)のように設けた以外は実施例1と同じである。
実施例3で用いた図6に示すパターンの易接着コート層面積率を25%にした以外は実施例1と同じである。
易接着コート層としてポリエステル骨格を導入したアクリル樹脂(綜研化学工業製サーモラック)にメタアクリル酸メチル骨格を主とし、(メタ)アクリル系シランカップリング剤を共重合させたアクリル系樹脂(綜研化学工業製アクトフロー)を配合した以外は、実施例2と同じである。
易接着コート層としてポリエステル骨格を導入したアクリル樹脂(綜研化学工業製サーモラック)にメタアクリル酸メチル骨格を主とし、(メタ)アクリル系シランカップリング剤を共重合させたアクリル系樹脂(綜研化学工業製アクトフロー)を配合した以外は、実施例3と同じである。
易接着コート層としてポリエステル骨格を導入したアクリル樹脂(綜研化学工業製サーモラック)にメタアクリル酸メチル骨格を主とし、(メタ)アクリル系シランカップリング
剤を共重合させたアクリル系樹脂(綜研化学工業製アクトフロー)を配合した以外は、実施例4と同じである。
未蒸着のポリエステルフィルム基材12μmを用いた以外は実施例2と同じである。
A−1:太陽電池セル
A−2:充填材
A−3:ガラス板
A−4:太陽電池モジュール端部
B:裏面封止シート
B−1:易接着コート層
B−2:ポリエステル層
B−3:白色ポリエステル層
B−4:接着剤層
B−5:無機化合物蒸着層
B−6:オーバーコート層
B−7:易接着未コート部
C:ラミネーター
C−1:天板
C−2:チャンバー1
C−3:チャンバー2
C−4:ゴムシート
Claims (12)
- 太陽電池モジュールを構成する充填材と貼り合わさる太陽電池裏面封止用シートの面に、易接着コート層をパターン状に部分的に設け、前記易接着コート層を設けていない領域が太陽電池モジュールの端面部分まで連続していることを特徴とする太陽電池モジュール。
- 前記易接着コート層を設けていない領域が太陽電池モジュールを構成する充填材から発生するガス成分の揮散通路となり、太陽電池モジュールの端面部分からガス成分が揮散することを特徴とする請求項1記載の太陽電池モジュール。
- 太陽電池裏面封止用シートの太陽電池モジュールを構成する充填材がエチレン−酢酸ビニル共重合体であることを特徴とする請求項1または2記載の太陽電池モジュール。
- 太陽電池裏面封止用シートの太陽電池モジュールを構成する充填材と貼り合わさる面に易接着コート層を面積率で30〜99%の範囲で部分的に設けていることを特徴とする請求項1〜3何れか記載の太陽電池モジュール。
- 前記易接着コート層が、アクリル系、エポキシ系、フェノール系、ポリエステル系、ウレタン系、スチレン系樹脂あるいはこれらの変性物から選ばれる樹脂(A)からなることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。
- 前記易接着コート層が、アクリル系、エポキシ系、フェノール系、ポリエステル系、ウレタン系、スチレン系樹脂あるいはこれらの変性物から選ばれる樹脂(A)の樹脂骨格に下記一般式(1)[ただし、式中、R1、R2、R3は、水素、ハロゲン、アルキル基、アルコキシル基、(メタ)アクリロイル基、アリル基、ビニル基、グリシジル基、イソシアネート基、メルカプト基、アミン基を有する置換基のいずれかから選択され、R4は、易接着コート層を構成するアクリル系、エポキシ系、フェノール系、ポリエステル系、ウレタン系、スチレン系樹脂の骨格を表わす。]で表される化合物を導入した樹脂(B)からなることを特徴とする請求項1〜4記載の太陽電池モジュール。
- 前記易接着コート層が、アクリル系、エポキシ系、フェノール系、ポリエステル系、ウ
レタン系、スチレン系樹脂あるいはこれらの変性物から選ばれる樹脂(A)と前記樹脂(A)の樹脂骨格に下記一般式(1)[ただし、式中、R 1 、R 2 、R 3 は、水素、ハロゲン、アルキル基、アルコキシル基、(メタ)アクリロイル基、アリル基、ビニル基、グリシジル基、イソシアネート基、メルカプト基、アミン基を有する置換基のいずれかから選択され、R 4 は、易接着コート層を構成するアクリル系、エポキシ系、フェノール系、ポリエステル系、ウレタン系、スチレン系樹脂の骨格を表わす。]で表される化合物を導入した樹脂(B)との樹脂混合物(C)からなることを特徴とする請求項1〜4記載の太陽電池モジュール。
- 前記易接着コート層が、アクリル系、エポキシ系、フェノール系、ポリエステル系、ウレタン系、スチレン系樹脂あるいはこれらの変性物から選ばれる樹脂(A)、前記樹脂(A)の樹脂骨格に下記一般式(1)[ただし、式中、R 1 、R 2 、R 3 は、水素、ハロゲン、アルキル基、アルコキシル基、(メタ)アクリロイル基、アリル基、ビニル基、グリシジル基、イソシアネート基、メルカプト基、アミン基を有する置換基のいずれかから選択され、R 4 は、易接着コート層を構成するアクリル系、エポキシ系、フェノール系、ポリエステル系、ウレタン系、スチレン系樹脂の骨格を表わす。]で表される化合物を導入した樹脂(B)もしくは前記樹脂(A)と前記樹脂(B)の樹脂混合物(C)に下記一般式(2)[ただし、式中、R5、R6、R7、R8は、水素、ハロゲン、アルキル基、アルコキシル基、(メタ)アクリロイル基、アリル基、ビニル基、グリシジル基、イソシアネート基、メルカプト基、アミン基を有する置換基のいずれから選択される。]で表される化合物を配合したことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。
- 前記太陽電池裏面封止用シートが、少なくとも1層以上のポリエステル基材からなり、前記易接着コート層がそのポリエステル基材に設けられていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。
- 前記ポリエステル基材が着色剤を添加して着色され白色ポリエステル基材であることを特徴とする請求項9記載の太陽電池モジュール。
- 前記ポリエステル基材が、着色剤を添加して着色された白色ポリエステル層と着色剤を含まないポリエステル層とからなる多層ポリエステル基材からなり、前記易接着コート層が着色剤を含まないポリエステル層側に設けられていることを特徴とする請求項9または10記載の太陽電池モジュール。
- 前記ポリエステル基材の少なくとも1層に無機化合物蒸着層を設けたことを特徴とする請求項9〜11のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。
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