JP5152934B2 - 樹脂封止シート及び太陽電池モジュール - Google Patents
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Description
〔1〕
150℃の温度下でシートを吊下げた際の収縮率が0〜40%で、かつ、ゲル分率が0.1〜2質量%である架橋処理が施された樹脂封止シート。
〔2〕
前記架橋処理が電離性放射線照射による〔1〕に記載の樹脂封止シート。
〔3〕
エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−脂肪族不飽和カルボン酸共重合体、エチレン−脂肪族不飽和カルボン酸エステル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体けん化物、エチレン−酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体けん化物、及びポリオレフィン系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種以上の樹脂を含む、〔1〕〜〔3〕のいずれか一項に記載の樹脂封止シート。
〔4〕
融点が100℃以下である樹脂を含む〔1〕〜〔3〕のいずれか一項に記載の樹脂封止シート。
〔5〕
多層構造である〔1〕〜〔4〕のいずれか一項に記載の樹脂封止シート。
〔6〕
透光性絶縁基板と、
前記透光性絶縁基板と対向して配置される裏面絶縁基板と、
前記透光性絶縁基板と前記裏面絶縁基板との間に配置される発電素子と、
前記発電素子を封止する、〔1〕〜〔5〕のいずれか一項に記載の樹脂封止シートと、
を備える太陽電池モジュール。
本実施の形態の樹脂封止シートは、150℃の温度下でシートを吊下げた際の収縮率が0〜40%であり、ゲル分率が0.1〜2質量%の架橋処理が施されている。
樹脂封止シートが単層構造を有する場合、良好な透明性、柔軟性、被接着物の接着性や取扱い性を確保する観点から、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−脂肪族不飽和カルボン酸共重合体、エチレン−脂肪族不飽和カルボン酸エステル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体けん化物、エチレン−酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体けん化物、及びポリオレフィン系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種以上を含む層であることが好ましい。
本実施の形態の樹脂封止シートは多層構造であることが好ましい。多層構造とすることにより、層(樹脂層)ごとに異なる機能を付与することで樹脂封止シートの物性を向上させることができる。樹脂封止シートが多層構造である場合、シート全体の吊下げ収縮率が0〜35%であり、かつ、シート全体のゲル分率が0.1〜2質量%であればよい。
本実施の形態の樹脂封止シートを用いて太陽電池モジュールとすることができる。図1は、本実施の形態の太陽電池モジュールの一態様の断面概略図である。すなわち、本実施の形態の太陽電池モジュール1は、透光性絶縁基板2と、裏面絶縁基板3と、前記透光性絶縁基板2と前記裏面絶縁基板3との間に配置される発電素子4と、前記発電素子4を封止する樹脂封止シート5と、を少なくとも備える。
透光性絶縁基板としては、特に制限はないが、太陽電池モジュールの最表層に位置するため、耐候性、撥水性、耐汚染性、機械強度をはじめとして、太陽電池モジュールの屋外暴露における長期信頼性を確保するための性能を具備することが好ましい。また、太陽光を有効に活用するために、光学ロスの小さい、透明性の高い部材であることが好ましい。
裏面絶縁基板としては、特に制限はないが、太陽電池モジュールの最表層に位置するため、上述の透光性絶縁基板と同様に、耐候性、機械強度等の諸特性を求められる。したがって、透光性絶縁基板と同様の材質で裏面絶縁基板を構成してもよい。すなわち、透光性絶縁基板において用いることができる上述の各種材料を、裏面絶縁基板においても用いることができる。特に、ポリエステル樹脂、及びガラス基板を好ましく用いることができ、中でも、耐候性、コストの観点から、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)がより好ましい。
発電素子は、半導体の光起電力効果を利用して発電できるものであれば特に制限はなく、例えば、シリコン(単結晶系、多結晶系、非結晶(アモルファス)系)、化合物半導体(3−5族、2−6族、その他)等を用いることができ、中でも、発電性能とコストとのバランスの観点から、多結晶シリコンが好ましい。
本実施の形態における太陽電池モジュールの製造方法としては、特に制限はなく、例えば、透光性絶縁基板/樹脂封止シートa/発電素子/樹脂封止シートb/裏面絶縁基板の順に重ね、真空ラミネート装置を用いて150℃、15分間の条件で真空ラミネートすることにより製造することができる。特に、本実施の形態の樹脂封止シートは、発電素子と透光性絶縁基板との間の隙間を埋める樹脂封止シートaとして少なくとも用いられることが好ましい。太陽光が本実施の形態の樹脂封止シートを経て発電素子に到達するため、発電効率の向上に効果的に寄与することができる。
(1)エチレン−酢酸ビニル共重合体
商品名「ウルトラセン751」、東ソー社製
(VA(酢酸ビニル含有量)=28質量%、MFR=6.0g/10分、融点=72℃)
(2)線状低密度ポリエチレン
商品名「アフィニティEG8200G」、ダウケミカル社製
(密度=0.870g/cm3、MFR=5.0g/10分、融点=63℃)
(3)線状低密度ポリエチレン
商品名「アフィニティPF1140G」、ダウケミカル社製
(密度=0.897g/cm3、MFR=1.6g/10分、融点=96℃)
樹脂の密度は、JIS−K−7112に準拠して測定した。
樹脂のメルトフローレート(MFR;190℃、2.16kg)は、JIS−K−7210に準拠して測定した。
表に示す樹脂を用いて、3台の押出機を使用して樹脂を溶融し、その押出機に接続された環状ダイから樹脂をチューブ状に溶融押出し、溶融押出にて形成されたチューブを上向きのダイレクトインフレ方法により製膜して溶融した樹脂シートを得た。これに冷風を吹き付けて冷却固化させて樹脂シートを得た。次いで、冷却固化した樹脂シートを赤外線ヒーターにより本加熱して軟質化された樹脂シートをバックアップロールとエンボスロールの間に通過させることによりエンボス加工(エンボス形状:四角錘台形状、エンボス深さ:50μm)を施した。得られた樹脂封止シート(エンボスシート)に、EPS−800の電子線照射装置(日新ハイボルテージ社製)を用いて電子線を照射することで架橋処理を行った。
得られた樹脂封止シートを用いて、透明保護材としてAGC社製の太陽電池用エンボス付き白板ガラス(厚さ3.2mm×横700mm×縦1000mm、封止材面は150μmエンボスあり)、発電素子としてE−TON社製の多結晶Siセル(6インチ角×厚さ200μm)、裏面保護材(バックシート)として三菱アルミパッケージング社製のPVF(40μm厚)/PET(250μm厚)/PVF(40μm厚)を用いて太陽電池モジュールを作製した。6インチ多結晶セルを16枚(4列×4枚)に配置し、透明基板(透明保護材)/樹脂封止シート(a)/発電素子(200μm)/樹脂封止シート(b)/バックシート(裏面保護材)の順に重ね、LM型真空ラミネート装置(NPC社製)を用いて、150℃余熱5分とプレス10分のラミネート条件で真空ラミネートすることで太陽電池モジュールを製造し、各評価試験を行った。
JIS−K−6796に準拠して、p−キシレン中で試料を8時間±5分沸騰して抽出し、抽出後の試料である不溶解部分の抽出前の試料に対する割合を次式により表示したものをゲル分率、樹脂封止シートの架橋度の尺度として用いた。
ゲル分率(質量%)=(抽出後の試料の質量/抽出前の試料の質量)×100
得られた樹脂封止シートを幅20mm×長さ130mmにカットし、長さ方向で両端を10mmと20mmを残した中央部の100mmの長さの部分に0.5〜1.0mm太さの油性ペンにて表線をいれた。次いで、長さ方向20mmを残した端部をクリップで挟んで150℃のオーブンに吊下げ、オーブン温度指示値が150℃に復帰してから10分後に取り出して、表線間100mmからの寸法変化を測定して、次式により収縮率を求めた。
収縮率(%)=100−試験後の表線間長さ(mm)
太陽電池用ガラス板(AGC社製白板ガラス5cm×10cm角:厚さ3mm)/樹脂封止シート(厚さ600μm)/発電部分/樹脂封止シート/太陽電池用ガラス板の順に重ね、LM50型真空ラミネート装置(NPC社)を用いて150℃にて真空ラミネートし、発電部分の単結晶シリコンセルの樹脂封止シートとの接触状況を目視にて確認した。
発電部分の単結晶シリコンセル(厚さ200μm)の両面にタブ線(厚さ300μm)を2本づつ配線した。発電部分は、厚さ200μmのセルの両面の一部分に300μmの凸部が存在する形状であり、発電部分全体は200μm〜800μmの厚さとなった。
発電部分の接触状況の判定は目視にて以下の基準により行った。
〇:発電部分である単結晶シリコンセルとタブ線と樹脂封止シートとの接触部分がすべて良好。(隙間なし)
×:発電部分である単結晶シリコンセルとタブ線と樹脂封止シートとの接触部分に隙間が生じた。あるいは、ラミネート時に封止シートが熱流動にすることによりガラス板端部より食み出た。(外観不良)
太陽電池用ガラス板(AGC社製 白板ガラス5cm×10cm角:厚さ3mm)/樹脂封止シート/発電部分(単結晶シリコンセル(厚さ250μm)/樹脂封止シート/太陽電池用ガラス板の順に重ね、LM50型真空ラミネート装置(NPC社)を用いて真空ラミネートし、積層した太陽電池の一方のガラス板を85℃に設定した恒温槽の壁面に固定し、24時間放置し、他方のガラス板とのズレを測定した。
〇:ガラス板のズレが3mm未満。
×:ガラス板のズレが3mm以上。
2 透光性絶縁基板
3 裏面絶縁基板
4 発電素子
5 樹脂封止シート
Claims (6)
- 150℃の温度下でシートを吊下げた際の収縮率が0〜40%であり、かつ、ゲル分率が0.2〜1.5質量%である架橋処理が施された樹脂封止シート。
- 前記架橋処理が電離性放射線照射による請求項1に記載の樹脂封止シート。
- エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−脂肪族不飽和カルボン酸共重合体、エチレン−脂肪族不飽和カルボン酸エステル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体けん化物、エチレン−酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体けん化物、及びポリオレフィン系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種以上の樹脂を含む、請求項1又は2に記載の樹脂封止シート。
- 融点が100℃以下である樹脂を含む請求項1〜3のいずれか一項に記載の樹脂封止シート。
- 多層構造である請求項1〜4のいずれか一項に記載の樹脂封止シート。
- 透光性絶縁基板と、
前記透光性絶縁基板と対向して配置される裏面絶縁基板と、
前記透光性絶縁基板と前記裏面絶縁基板との間に配置される発電素子と、
前記発電素子を封止する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の樹脂封止シートと、
を備える太陽電池モジュール。
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