JP5381568B2 - 太陽電池モジュール用変換効率向上部材及び太陽電池モジュール - Google Patents
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Description
本発明の太陽電池モジュール用変換効率向上部材は、樹脂と、無機微粒子とを含む樹脂組成物からなる。この樹脂組成物をシート状に成型することにより太陽電池モジュール用変換効率向上部材における無機微粒子層が形成される。太陽電池モジュール用変換効率向上部材が無機微粒子層のみからなる場合は、この樹脂組成物がシート状に成型されることにより太陽電池モジュール用変換効率向上部材となる。以下、樹脂組成物を構成する樹脂、無機微粒子、その他含有できる化合物、につき順次説明する。
本発明の太陽電池モジュール用変換効率向上部材で使用される樹脂は、無機微粒子層における樹脂単独の場合のヘイズ値(JIS K7136)が20%以下である。「無機微粒子層における樹脂単独の場合」とは、太陽電池モジュール用変換効率向上部材に含まれる無機微粒子層の厚さで無機微粒子を含まない樹脂単独のシートを作製した場合、という意味である。すなわち、例えば厚さAμmの太陽電池モジュール用変換効率向上部材が無機微粒子層のみで構成されている場合、そこで使用されている樹脂のみを使用して厚さAμmのシートを作製すると、そのシートは、JIS K7136におけるヘイズ値が20%以下となる、という意味である。なお、本願において、「樹脂単独」とは、樹脂組成物から無機微粒子を除いた樹脂混合物を意味する。具体的には、「樹脂単独」である樹脂には、後に説明する「その他含有できる化合物」等や、耐候性を付与する等のために添加されるマスターバッチ等が含まれてもよい。
本発明の太陽電池モジュール用変換効率向上部材で使用される無機微粒子は、鱗片状(フレーク状)の無機微粒子であり、上記樹脂中に分散されることにより、太陽電池モジュール用変換効率向上部材の中で無機微粒子層を形成する。無機微粒子は、上記樹脂と混合されることにより樹脂組成物となり、この樹脂組成物をシート状に成型することにより無機微粒子層となる。太陽電池モジュール用変換効率向上部材が無機微粒子層のみからなる場合は、この樹脂組成物がシート状に成型されることにより太陽電池モジュール用変換効率向上部材となる。
なお、太陽電池モジュール用変換効率向上部材に十分な熱線遮蔽機能を付与するとの観点からは、太陽電池モジュール用変換効率向上部材を構成するシートに含まれる無機微粒子のうち、シートの平面方向に対する傾きが30度以下である粒子の割合が85%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましく、95%以上であることが最も好ましい。本発明では、太陽電池モジュール用変換効率向上部材を構成するシートに含まれる無機微粒子のうち、シートの平面方向に対する傾きが30度以下である粒子の割合が85%以上であれば、「無機微粒子がシートの平面方向に沿って略配向している状態」とする。
無機微粒子の粒径が10μm以下であると、赤外線の遮蔽効果を十分に得るために必要な樹脂中の無機微粒子の濃度が大きくなる。すると、樹脂中の無機微粒子濃度が増大することに伴う感度波長光の散乱効果が大きくなり、太陽電池モジュールの変換効率が低下する原因となる。他に、無機微粒子の粒径が10μm以下であると、無機微粒子が樹脂中で凝集構造を作りやすくなる。すると、樹脂中の無機微粒子による感度波長光の散乱効果が大きくなり、太陽電池モジュールの変換効率が低下する原因となる。
また、無機微粒子の粒径が80μm以上であると、赤外線の遮蔽効果を得るのに必要な樹脂中の無機微粒子の濃度は比較的小さくなるものの、粒径が大きいことによる感度波長光の遮蔽が大きくなり、太陽電池モジュールの変換効率が低下する原因となる。他に、無機微粒子の粒径が80μm以上であると、樹脂中に所定の質量の無機微粒子を添加した場合に、無機微粒子の粒子数が減少することとなる。すると、樹脂に含まれる無機微粒子と無機微粒子との間隔が広がるために、太陽電池モジュール用変換効率向上部材を通過する赤外線の量が増大し、熱線遮蔽機能が低下する傾向がある。
本発明は、10μmを超えて80μm未満という、微粒子でも粗粒子でもない粒径範囲の無機微粒子を比較的低い濃度で使用することにより、熱線の遮蔽と、感度波長光の十分な取り込みという、相反する課題を両立させる。
樹脂組成物には、必要に応じて、上記の樹脂及び無機微粒子以外の他の化合物を含むことができる。具体的には、光安定化剤、紫外線吸収剤、熱安定剤及び酸化防止剤等の添加剤を含有することが好ましい。これらの添加剤を含むことにより、長期に渡って安定した機械強度、黄変防止、ひび割れ防止等ができる。
次いで、当該樹脂組成物からなる太陽電池モジュール用変換効率向上部材について説明する。本発明の太陽電池モジュール用変換効率向上部材は、上記の樹脂組成物を従来公知の方法で成形加工して得られた無機微粒子層を含み、好ましくはシート状としたものである。太陽電池モジュール用変換効率向上部材が無機微粒子層のみからなる場合は、上記樹脂組成物がシート状に成型されることにより、そのシート自体が太陽電池モジュール用変換効率向上部材となる。なお、本発明におけるシート状とはフィルム状も含む意味であり両者に差はない。
次に、本発明の太陽電池モジュール用変換効率向上部材が使用された太陽電池モジュールについて説明する。このような太陽電池モジュールも本発明の一つである。図1は、本発明の太陽電池モジュールについて、その層構成の一例を示す断面図である。本発明の太陽電池モジュール1は、図1に示すように、入射光7の受光面側から、透明前面基板2、太陽電池モジュール用変換効率向上部材(前面充填材層)3、太陽電池素子4、背面充填材層5、及び背面保護シート6が順に積層されている。なお、ここでの太陽電池モジュール用変換効率向上部材3はシート状である。また、必要に応じて、透明前面基板2と太陽電池素子4との間に、他の前面充填材層(図示せず)を設けてもよい。
[シラン変性樹脂の調製]
密度0.898g/cm3であり、メルトマスフローレート(190℃、2160g荷重、JIS K7210−1999)が2g/10分であるメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン98質量部に対して、ビニルトリメトキシシラン2質量部と、ラジカル発生剤(反応触媒)としてのジクミルパーオキサイド0.1質量部とを混合し、200℃で溶融、混練し、シラン変性透明樹脂を得た
密度0.920g/cm3のチーグラー直鎖状低密度ポリエチレンを粉砕したパウダー100重量部に対して、ベンゾフェノール系紫外線吸収剤3.8重量部とヒンダードアミン系光安定化剤5重量部と、リン系熱安定化剤0.5重量部とを混合して溶融、加工し、ペレット化した耐候性マスターバッチAを得た。
エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA、酢酸ビニル単位含量28質量%、メルトマスフローレート(190℃、2160g荷重、JIS K7210−1999)15g/10分)100質量部に対して、ベンゾフェノール系紫外線吸収剤3.8重量部とヒンダードアミン系光安定化剤5重量部と、リン系熱安定化剤0.5重量部とを混合して溶融、加工し、ペレット化した耐候性マスターバッチBを得た。
密度0.88g/cm3のメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン95重量部に対して、表1に記載した無機微粒子5重量部を樹脂溶融後に混合、加工し、ペレット化することで、無機微粒子コンパウンド1〜8及びアクリル微粒子コンパウンドを作製した。なお、無機微粒子コンパウンド1〜5の作製に使用した無機微粒子は、酸化チタン被覆マイカであり、鱗片状である。また、無機微粒子コンパウンド6の作製に使用した無機微粒子は、酸化アンチモンドープの酸化スズ(ATO)であり、球形である。また、無機微粒子コンパウンドの作製に使用した無機微粒子は、酸化チタン被覆ガラスフレークであり、鱗片状である。また、無機微粒子コンパウンド8の作製に使用した無機微粒子は、ATO被覆酸化チタンであり、ほぼ球形である。さらに、以下の記載において、平均粒子径とは、粒子径分布の中で上位50%の粒子の平均粒子径を意味する。また、粒子径とは、鱗片状粒子の場合はその長径の大きさを意味し、球状粒子の場合はその直径の大きさを意味する。また、表1中、Miraval219、Miraval219wnt、solarflair870、solarflair875及びMiraval5320はメルク株式会社の商品名であり、ET−500Wは石原産業株式会社の商品名であり、T−1は三菱マテリアル株式会社の商品名である。
さらに、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA、酢酸ビニル単位含量28質量%、メルトマスフローレート(190℃、2160g荷重、JIS K7210−1999)15g/10分)95質量部に対して、無機微粒子としてMiraval219wnt(商品名、メルク株式会社製)5質量部を樹脂溶融後に混合、加工し、ペレット化することで、無機微粒子コンパウンド9を得た。
以上の通り、無機微粒子コンパウンド1〜8及びアクリル微粒子コンパウンドは、オレフィン系の樹脂を含むコンパウンドであり、無機微粒子コンパウンド9は、EVA系の樹脂を含むコンパウンドである。
イソプロピルアルコール90質量部に市販のsolarflair875(メルク株式会社製)10質量部及びメチルトリメトキシシラン5質量部を攪拌しながら加えた後にペイントシェーカーで30分振とうし、熱線反射材の均一分散液を得た。この分散液を50℃で1時間加熱処理した後にロータリーエバポレーターでイソプロピルアルコールを除去し、表面処理された無機微粒子を作製した。この表面処理された無機微粒子を無機微粒子コンパウンド5の作製に使用した。
・実施例1〜3及び比較例1(単層品、オレフィン系)
密度0.88g/cm3のメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンをメイン樹脂として、上記シラン変性樹脂20質量部に対して、上記耐候性マスターバッチAを5質量部と、メイン樹脂及び無機微粒子コンパウンド2を併せて80質量部とを混合して混合物を作製した。このとき、メイン樹脂及び無機微粒子コンパウンド2との配合比は、混合物中の無機微粒子含有量が0.02質量%(表2参照)となるように決定した。得られた混合物を、φ150mm押出し機、1000mm幅のTダイスを有するフィルム成形機を用いて、押出し温度230℃、引き取り速度1.45m/minで押出して総厚600μmのシートに加工し、実施例1の太陽電池モジュール用変換効率向上部材を作製した。
また、表2に記載した無機微粒子コンパウンドを使用し、表2に記載した無機微粒子含有量となるように混合物を作製したこと以外は、実施例1の太陽電池モジュール用変換効率向上部材と同様の方法により、実施例2及び3並びに比較例1の太陽電池モジュール用変換効率向上部材を作製した。なお、表2に示す通り、比較例1は無機微粒子を含有しないので、比較例1を作製するにあたって無機微粒子コンパウンドは配合しなかった。また、表2において、含有する微粒子の名称に加えて「(処理品)」と記載されている場合は、その微粒子の表面がシランカップリング剤によって処理されていることを示す。このことは、以下の各表においても同様である。
密度0.90g/cm3のメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンをメイン樹脂として、上記シラン変性樹脂20質量部に対して、上記耐候性マスターバッチAを5質量部と、メイン樹脂80質量部とを混合して混合物を作製したこと以外は、実施例1〜3及び比較例1と同様にして比較例2の太陽電池モジュール用変換効率向上部材を作製した。
エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA、酢酸ビニル単位含量28質量%、メルトマスフローレート(190℃、2160g荷重、JIS K7210−1999)15g/10分)をメイン樹脂として、上記耐候性マスターバッチBを50質量部と、メイン樹脂及び無機微粒子コンパウンド9を併せて1000質量部とを混合し、これに架橋剤として2,5−ジメチル−2,5−ジターシャリーブチルパーオキシヘキサン(商品名:ルパゾール101、アトフィナ吉富株式会社製)12.6質量部、及びシランカップリング剤としてγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM503、信越化学株式会社製)1.1質量部を混合し、含浸のため1昼夜放置して混合物を作製した。このとき、メイン樹脂及び無機微粒子コンパウンド9との配合比は、混合物中の無機微粒子含有量が0.02質量%(表2参照)となるように決定した。得られた混合物を、φ150mm押出し機、1000mm幅のTダイスを有するフィルム成形機を用いて、押出し温度150℃、引き取り速度1.45m/minで押出して総厚600μmのシートに加工し、実施例14の太陽電池モジュール用変換効率向上部材を作製した。
また、無機微粒子コンパウンド9を配合しなかったこと以外は、実施例14と同様の手順にて比較例10の太陽電池モジュール用変換効率向上部材を作製した。
密度0.88g/cm3のメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンをメイン樹脂として、上記シラン変性樹脂20質量部に対して、上記耐候性マスターバッチAを5質量部と、メイン樹脂80質量部とを混合して混合物Aを作製した。
また、密度0.88g/cm3のメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンをメイン樹脂として、上記シラン変性樹脂20質量部に対して、上記耐候性マスターバッチAを5質量部と、メイン樹脂及び無機微粒子コンパウンド2を併せて80質量部とを混合して混合物Bを作製した。このとき、メタロセン系直鎖状ポリエチレン及び無機微粒子コンパウンド2との配合比は、混合物中の無機微粒子含有量が0.02質量%(表3参照)となるように決定した。
混合物Aからなる層を混合物Bからなる層が上下から挟むようにして、φ150mm押出し機、1000mm幅のTダイスを有するフィルム成形機を用いて、押出し温度230℃、引き取り速度1.45m/minで総厚約592μmの3層シートに加工し、実施例4の太陽電池モジュール用変換効率向上部材を作製した。各層の厚さは、表面からそれぞれ86μm、420μm、86μmであり、両外層(86μm)が無機微粒子を含有する。
また、使用したコンパウンド、各層の厚さ及び無機微粒子含有量が表3に記載した通りとなるように混合物A及び混合物Bを作製して3層シートに加工したこと以外は、実施例4と同様の方法により、実施例5及び6並びに比較例3及び5〜7の太陽電池モジュール用変換効率向上部材を作製した。なお、表3に示すように、実施例6の太陽電池モジュール用変換効率向上部材は、3層構造の最上層にのみ無機微粒子を含有するが、このように積層体を作製するには混合物B/混合物A/混合物Aの順に積層して3層シートに加工すればよい。また、比較例5〜7の太陽電池モジュール用変換効率向上部材は、3層構造の中間層にのみ無機微粒子を含有するが、これも同様に、混合物A/混合物B/混合物Aの順に積層して3層シートに加工すればよい。これらのことは、以下の作製方法の説明でも同様である。
密度0.90g/cm3のメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンをメイン樹脂としたこと以外は、実施例4〜6及び比較例3と同様の手順にて、表3に記載した比較例4の太陽電池モジュール用変換効率向上部材を作製した。
各層の厚さを、表面からそれぞれ120μm、360μm、120μmとしたこと以外は上記の実施例4〜6並びに比較例3〜7と同様の手順にて、表4に記載された実施例7〜13並びに比較例8及び9の太陽電池モジュール用変換効率向上部材を作製した。
エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA、酢酸ビニル単位含量28質量%、メルトマスフローレート(190℃、2160g荷重、JIS K7210−1999)15g/10分)をメイン樹脂として、上記耐候性マスターバッチBを50質量部と、メイン樹脂1000質量部とを混合し、これに架橋剤として2,5−ジメチル−2,5−ジターシャリーブチルパーオキシヘキサン(商品名:ルパゾール101、アトフィナ吉富株式会社製)12.6質量部、及びシランカップリング剤としてγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM503、信越化学株式会社製)1.1質量部を混合し、含浸のため1昼夜放置して混合物Cを作製した。
また、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA、酢酸ビニル単位含量28質量%、メルトマスフローレート(190℃、2160g荷重、JIS K7210−1999)15g/10分)をメイン樹脂として、上記耐候性マスターバッチBを50質量部と、メイン樹脂及び無機微粒子コンパウンド9を併せて1000質量部とを混合し、これに架橋剤として2,5−ジメチル−2,5−ジターシャリーブチルパーオキシヘキサン(商品名:ルパゾール101、アトフィナ吉富株式会社製)12.6質量部、及びシランカップリング剤としてγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM503、信越化学株式会社製)1.1質量部を混合し、含浸のため1昼夜放置して混合物Dを作製した。このとき、メイン樹脂及び無機微粒子コンパウンド9との配合比は、混合物中の無機微粒子含有量が0.04質量%(表4参照)となるように決定した。
混合物Dからなる層が最上層となるとともに、混合物Cからなる層が中間層及び最下層となるようにして、φ150mm押出し機、1000mm幅のTダイスを有するフィルム成形機を用いて、押出し温度90℃、引き取り速度1.45m/minで総厚約600μmの3層シートに加工し、実施例15の太陽電池モジュール用変換効率向上部材を作製した。各層の厚さは、表面からそれぞれ120μm、360μm、120μmであり、最外層(120μm)が無機微粒子を含有する(表4参照)。
また、混合物Dに含まれる無機微粒子の量を0.08質量%とするとともに、無機微粒子を含む層を中間層のみとしたこと以外は実施例15と同様の手順にて、実施例16の太陽電池モジュール用変換効率向上部材を作製した(表4参照)。
さらに、混合物Dの代わりに混合物Cを使用し、3層とも無機微粒子を含まないこと以外は、実施例15と同様の手順にて、比較例13の太陽電池モジュール用変換効率向上部材を作製した(表4参照)。
上記混合物D(EVA系、0.04質量%の無機微粒子含有)をφ150mm押出し機、1000mm幅のTダイスを有するフィルム成形機を用いて、押出し温度150℃、引き取り速度1.45m/minで押出して厚さ120μmのシートEに加工するとともに、上記混合物A(オレフィン系、無機微粒子無し)をφ150mm押出し機、1000mm幅のTダイスを有するフィルム成形機を用いて、押出し温度230℃、引き取り速度1.45m/minで押出して厚さ480μmのシートFに加工した。そして、シートE及びシートFを真空ラミネーターで積層し、実施例17の太陽電池モジュール用変換効率向上部材を作製した(表5)。
同様の手順にて、表5に記載したような層構成となるように上記混合物A又はB、及び上記混合物C又はDを積層させて、実施例18並びに比較例11及び12の太陽電池モジュール用変換効率向上部材を作製した。なお、実施例18の太陽電池モジュール用変換効率向上部材を作製するには上記混合物B及びCを、比較例11及び12の太陽電池モジュール用変換効率向上部材を作製するには上記混合物A及びCをそれぞれ積層させればよい。
[全光線透過率]
太陽電池モジュール用変換効率向上部材を15cm×15cmにカットし、15cm×15cm、厚さ3mmの青板ガラス、充填材、100μm厚のテフロン(登録商標)シートの順で積層し、太陽電池モジュールの製造用の真空ラミネータにて150℃で15分間圧着した後、テフロン(登録商標)シートを剥がしたものについて、ヘイズメーター(村上色彩技術研究所製、HM−150型)を用いてJIS K7361に従って全光線透過率を測定した。全光線透過率の測定結果を表5に示す。
太陽電池モジュール用変換効率向上部材を15cm×15cmにカットし、15cm×15cm、厚さ3mmの青板ガラス、充填材、100μm厚のテフロン(登録商標)シートの順で積層し、太陽電池モジュールの製造用の真空ラミネータにて150℃で15分間圧着した後、テフロン(登録商標)シートを剥がしたものについて、ヘイズメーター(村上色彩技術研究所製、HM−150型)を用いてJIS K7136に従って全光線透過率を測定した。全光線透過率の測定結果を表6に示す。
また、実施例2と実施例3とを比較すると、シランカップリング剤により表面を疎水化処理した無機微粒子を使用することにより、ヘイズ値が小さくなることがわかる。このため、太陽電池モジュールに多くの光を取り込むという観点からは、シランカップリング剤により表面処理された無機微粒子を使用すると好ましいことがわかる。
さらに、実施例4〜6と比較例5及び6とを比較すると、無機微粒子の粒径が10μm以下又は80μm以上の場合は、ヘイズ値が著しく大きくなり、太陽電池モジュールに多くの光を取り込むという観点からは好ましくないことがわかる。
実施例7の太陽電池モジュール用変換効率向上部材に含まれる無機微粒子(酸化チタン被覆マイカ;鱗片状)の配向状態について、3次元計測X線コンピュータ断層撮影装置(ヤマト科学株式会社製、TDM1000−IW型)を使用して観察した。測定に使用した太陽電池モジュール用変換効率向上部材の大きさは20mm×20mm×600μmであり、切断面を観察対象とした。測定視野は、太陽電池モジュール用変換効率向上部材の押し出し方向が横方向となるようにし、横方向の幅を0.741457mmとした。つまり、太陽電池モジュール用変換効率向上部材の厚さ方向が縦となる。この条件で、視野を移動しながら512枚の画像をスキャンした。その結果、スキャンした512枚の画像中に1000点を超える無機微粒子が観察され、それらのうち、水平方向(シートの平面方向)から30度以上傾いているものは3個のみだった。このことから、実施例7の太陽電池モジュール用変換効率向上部材に含まれる鱗片状の無機微粒子のうち、少なくとも95%以上の無機微粒子がシートの平面方向に略配向していることが理解される。鱗片状の無機微粒子がこのように配向したのは、押出し法でシート状に加工したためと推察される。実施例7の太陽電池モジュール用変換効率向上部材の断面を3次元計測X線コンピュータ断層撮影装置で観察した画像の一例を図2に示す。図2に示すように、鱗片状の無機微粒子は、シートの平面方向(画像の横方向)に略配向していることわかる。
実施例1〜18並びに比較例1〜13の太陽電池モジュール用変換効率向上部材を使用したときの太陽電池モジュールの変換効率の測定を行なうために、実施例1〜18並びに比較例1〜13の太陽電池モジュール用変換効率向上部材を使用して、次の方法により太陽電池モジュールを作製した。まず、厚さ3mmのガラス板(透明前面基板)と、実施例1〜18並びに比較例1〜13のいずれかの太陽電池モジュール用変換効率向上部材と、単結晶シリコンからなる太陽電池素子と、背面充填材と、厚さ85μmのアルミ箔及びポリエチレンテレフタレート樹脂系フィルムからなる積層シート(背面保護シート)とをこの順に積層した。その後、太陽電池素子面を上に向けて、太陽電池モジュールの製造用の真空ラミネータにて150℃で15分間圧着して、太陽電池モジュールを作製した。なお、背面充填材としては、無機微粒子の添加されていない比較例1の太陽電池モジュール用変換効率向上部材を使用した。
各実施例及び各比較例の太陽電池モジュール用変換効率向上部材を使用した太陽電池モジュールのそれぞれについて、熱線カットによる温度上昇抑制効果を測定した。
測定は、太陽電池モジュールの作製時にバックシート表面からセルの裏面まで切り込みを入れて、コンパクトサーモロガーAM−8000(安立計器株式会社製)の温度測定用熱伝対をセルの裏面に貼り付けた後に切り込みの上をアルミテープで封止した後、大日本印刷株式会社王子工場の屋上に地面から5cm浮かせて設置し、日の出から日没までのセルの裏面温度を測定した。このとき、セルの裏面温度は最大時で80℃以上程度まで上昇するが、測定条件の変動に伴う誤差を打ち消すために、無機微粒子を含まない太陽電池モジュール用変換効率向上部材を使用した太陽電池モジュールの温度を標準として使用し、標準とした太陽電池モジュールの最大温度と測定対象とした太陽電池モジュールの最大温度との差を求めた。つまり、標準として使用した太陽電池モジュールは、熱線をカットするための無機微粒子を含まないので温度上昇が大きいが、測定対象とした太陽電池モジュールは、熱線をカットするための無機微粒子を含み、熱線カット効果を有するので、標準として使用した太陽電池よりも温度上昇が緩やかとなる。このため、これら両者(標準及び測定対象)の温度差が大きければ大きいほど、測定対象とした太陽電池モジュールの熱線カット効果が大きいことになる。両者の最大温度の差を表7に示す。なお、表7において、標準として使用した太陽電池モジュールには、「(標準)」と付している。また、標準の太陽電池モジュールは、単層(オレフィン系)、単層(EVA系)、三層1:5:1(オレフィン系)、三層1:3:1(オレフィン系)、三層1:3:1(EVA系)、二層(EVA/オレフィン系)及び二層(オレフィン/EVA系)のそれぞれについて用意し、これらは比較例1、10、3、8、13、11及び12にそれぞれ対応する。
太陽電池セル単独と、各実施例及び各比較例のいずれか1つの太陽電池モジュール用変換効率向上部材を使用して組み立てた太陽電池モジュールと、のそれぞれについて、セルの裏面温度が25℃の時の短絡電流及び変換効率をソーラーシミュレータ(英弘精機株式会社製、EWXS−300S−50型)にて測定した。ここで、使用したセルは性能に多少のバラツキがあるので、各太陽電池セル単独の短絡電流と変換効率を100とした時の、それを用いたモジュールで測定した短絡電流と変換効率を算出し、短絡電流維持率(%)及び変換効率維持率(%)として評価した。つまり、これらの数値が大きいほど、太陽電池セルの表面に太陽電池モジュール用変換効率向上部材を設置した際の発電効率の低下が小さいことになる。各実施例及び各比較例について、算出された短絡電流維持率及び変換効率維持率を表8に示す。なお、表8において、無機微粒子(又はアクリル微粒子)を含まない太陽電池モジュール用変換効率向上部材を使用したモジュールを標準とし、標準としたモジュールと測定対象としたモジュールとの短絡電流維持率又は変換効率維持率の比(%)を括弧付きの数値で表す。この数値が大きいほど、無機微粒子(又はアクリル微粒子)の光散乱に伴う発電効率の低下が小さいことになる。
表6に示すように、無機微粒子の添加により若干ではあるがベース樹脂単独に対してヘイズ値の上昇が認められる。太陽電池特性の測定は、通常照度100mW/cm2下で行なうが、これは平均的な晴れの日を想定した場合で、ソーラーシミュレーターを用いて擬似的に曇りや雨の日を想定した照度下での短絡電流維持率を測定した。結果を表9に示す。
また、表7に示すように、各実施例は、直射日光照射時の温度上昇が、無機微粒子を含まない標準の太陽電池モジュール用変換効率向上部材よりも低くなることが確認される。
さらに、各比較例の太陽電池モジュール用変換効率向上部材では、直射日光照射時の温度上昇が小さいものは短絡電流維持率及び変換効率維持率が低く、短絡電流維持率及び変換効率維持率が高いものは、直射日光照射時の温度上昇が大きいことが理解される。これに対して、各実施例の太陽電池モジュール用変換効率向上部材では、直射日光照射時の温度上昇と、短絡電流維持率及び変換効率維持率とのバランスが良好であり、良好な発電効率を維持したまま直射日光照射時の温度上昇を抑制できることが理解される。
また、表9に示すように、本発明の太陽電池モジュール用変換効率向上部材を使用した太陽電池モジュールは、曇りや雨の日を想定したような低照度下においても、無機微粒子を含まない太陽電池モジュール用変換効率向上部材を使用した標準の太陽電池モジュールと比べて同等の発電効率を示すことが理解される。
2 透明前面基板
3 太陽電池モジュール用変換効率向上部材
4 太陽電池素子
5 背面充填材層
6 背面保護シート
7 入射光
Claims (5)
- 樹脂と、無機微粒子とを含む樹脂組成物からなる無機微粒子層を含むシート状の太陽電池モジュール用変換効率向上部材であって、
前記無機微粒子層における前記樹脂単独の場合のJIS K7136におけるヘイズ値が20%以下であり、
前記無機微粒子は、シートの平面方向に沿って略配向する鱗片状フィラーであり、その長径の平均粒子径が10μmを超えて80μm未満であることを特徴とする太陽電池モジュール用変換効率向上部材。 - 前記無機微粒子を、0.005質量%から0.5質量%含有する請求項1記載の太陽電池モジュール用変換効率向上部材。
- 前記無機微粒子がシランカップリング剤で処理されたものである請求項1又は2記載の太陽電池モジュール用変換効率向上部材。
- 請求項1から3いずれか記載の太陽電池モジュール用変換効率向上部材がシート状部材であり、該シート状部材が太陽電池素子の受光面側に配置される太陽電池モジュール。
- 前記シート状部材が、太陽電池モジュールにおける太陽電池素子の受光面側に配置される充填材である請求項4記載の太陽電池モジュール。
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