JP6216505B2 - 太陽電池一体型膜材 - Google Patents
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Description
前記太陽電池の太陽光が入射する表面とは反対側に配置され、耐熱性織布と、前記耐熱性織布の両面に形成されたフッ素樹脂層とを含む膜材と、
前記膜材と前記太陽電池との間に配置されたガラス繊維製シートと、
前記膜材と前記ガラス繊維製シートの間、及び、前記ガラス繊維製シートと前記太陽電池との間それぞれに配置された接合層とを備え、前記ガラス繊維製シートに前記膜材が前記接合層により直接接合されていることを特徴とする。
耐熱性織布6は、例えば、ガラス繊維、アラミド繊維及び鉄系合金繊維よりなる群から選択される少なくとも一種類を含む材料から形成される。使用する繊維の種類は、1種または2種以上にすることができる。好ましいのは、ガラス繊維を含むものである。織布は、例えば、単繊維束によって構成される糸から形成される。
太陽電池セル部8には、例えば、アモルファスシリコン(a−Si)太陽電池、アモルファスシリコンゲルマニウム(a−SiGe)太陽電池等が使用される。太陽電池セル部8の一方の最外層には透明電極が配置され、かつ他方の最外層には金属電極が配置される。透明電極に第1の封止材層9aが、金属電極に第2の封止材層9bが配置される。
ガラス繊維製シート4の例には、ガラス繊維製不織布、ガラス繊維製織布が含まれる。
接合層5は、接着性樹脂を含有するものであることが望ましい。接着性樹脂の例には、ポリエチレン、グラフト化ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルコキシアルカン、パーフルオロエチレンプロペンコポリマー、エチレンーテトラフルオロエチレンコポリマー及びポリビニリデンフルオライドよりなる群から選択される少なくとも一種類が含まれる。使用する樹脂の種類は、1種または2種以上にすることができる。
ナトリウムエッチング処理等が含まれる。
四ふっ化エチレン樹脂(PTFE)水系懸濁液(濃度:60重量%、型式:D210C、製造メーカー:ダイキン工業(株))に、耐熱性織布として、平織りのガラス繊維製織布を浸漬することにより、ガラス繊維製織布にPTFE水系懸濁液を塗布した。次いで、100℃で乾燥させた後、400℃で焼成した。この塗布、乾燥及び焼成の一連の工程を複数回繰り返した。PTFE水系懸濁液100重量部に対して12重量部の割合で親水性非晶質シリカ粒子(日本アエロジル製、Brunauer, Emmett, Teller(BET)の吸着等温式による比表面積が50m2/g、平均一次粒子径が30nm)が混合された懸濁液に、ガラス繊維製織布を浸漬することによって塗布し、100℃で乾燥させた後、400℃で焼成することによって、ガラス繊維製織布の両面に、親水性非晶質シリカ粒子を含有するPTFE層を形成し、膜材を得た。
ガラス繊維製不織布の代りに厚さが100μmのSUS箔11を用い、SUS箔11の両面に接合層5(厚さ150μmのポリエチレンフィルム)を形成すること以外は、実施例1と同様にして図2に示す太陽電池一体型膜材を得た。
ガラス繊維製不織布の代りに厚さが50μmのPEN(ポリエチレンナフタレート樹脂)フィルムを用い、PENフィルムの両面に接合層5(厚さ150μmのポリエチレンフィルム)を形成すること以外は、実施例1と同様にして太陽電池一体型膜材を得た。
ガラス繊維製不織布及び接合層の代りに、厚さが300μmのポリエチレンフィルムを用いること以外は、実施例1と同様にして太陽電池一体型膜材を得た。
接合層の厚さ、ガラス繊維製不織布のかさ密度、厚さ及び坪量、太陽電池の第1,第2の封止材層の厚さを下記表2に示すように設定すること以外は、実施例1と同様にして太陽電池一体型膜材を得た。
ガラス繊維製不織布のかさ密度、坪量及び厚さを下記表3に示すように設定すると共に、接合層の厚さを150μm(接合層の合計厚さを300μm)にすること以外は、実施例1と同様にして太陽電池一体型膜材を得た。
太陽電池一体型膜材に6kgf/cmの荷重を印加し、ガラス繊維製不織布を縦及び横の伸率が1.4%になるまで伸ばす操作を4000回繰り返した。試験4000回終了の段階で実施例6の電圧が初期測定値から3%程度低下したが、ガラス繊維製不織布を用いない比較例1〜3に比べて電圧低下は小さかった。
前述した表3に示す通り、実施例6は200サイクル時点で、初期出力からの出力低下率が10%未満であった。また、ガラス繊維製不織布へのポリエチレンの浸透度合いでガラス繊維製不織布と接合層との接着強度が変動するものの、200サイクル後も剥離は見られなかった。
温度85℃、相対湿度85%の環境下で実施例6の太陽電池一体型膜材を1000時間保管した後、180°剥離強度試験(JIS K 6854−2、試験長さ:50mm、試験速度:100mm/min)を実施したところ、1000時間後の剥離強度は初期から低下していなかった。
ウェザーメータにて紫外線を4年相当の照射時間で実施例6の太陽電池一体型膜材に照射したところ、外観にも問題は見られなかった。
以下、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]耐熱性織布と、前記耐熱性織布の両面に形成されたフッ素樹脂層とを含む膜材と、
太陽電池と、
前記膜材と前記太陽電池との間に配置されたガラス繊維製シートと、
前記膜材と前記ガラス繊維製シートの間、及び、前記ガラス繊維製シートと前記太陽電池との間それぞれに配置された接合層とを備えることを特徴とする太陽電池一体型膜材。
[2] 前記接合層及び前記フッ素樹脂層のうち少なくとも一方は、二酸化珪素粒子を含有することを特徴とする[1]に記載の太陽電池一体型膜材。
[3] 前記接合層と前記フッ素樹脂層との界面、及び、前記接合層と前記太陽電池との界面のうち、少なくとも一方の界面に二酸化珪素粒子が存在することを特徴とする[1]に記載の太陽電池一体型膜材。
[4] 前記二酸化珪素粒子は、親水性非晶質シリカ粒子であることを特徴とする[2]または[3]に記載の太陽電池一体型膜材。
[5]前記接合層は、ポリエチレン、グラフト化ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルコキシアルカン、パーフルオロエチレンプロペンコポリマー、エチレンーテトラフルオロエチレンコポリマー及びポリビニリデンフルオライドよりなる群から選択される少なくとも一種類の接着性樹脂を含むことを特徴とする[1]〜[4]のいずれかに記載の太陽電池一体型膜材。
[6]前記ガラス繊維製シートは、ガラス繊維製不織布であることを特徴とする[1]〜[5]のいずれかに記載の太陽電池一体型膜材。
[7]前記ガラス繊維製不織布は、厚さが0.15mm〜0.85mmで、坪量が15g/m 2 〜110g/m 2 で、かさ密度が0.1g/cm 3 〜0.5g/cm 3 であることを特徴とする[6]に記載の太陽電池一体型膜材。
[8]前記耐熱性織布は、ガラス繊維、アラミド繊維及び鉄系合金繊維よりなる群から選択される少なくとも一種類を含むことを特徴とする[1]〜[7]のいずれかに記載の太陽電池一体型膜材。
[9]前記耐熱性織布の織組織は、バスケット織、綾織、変形綾織、朱子織または平織であることを特徴とする[1]〜[8]のいずれかに記載の太陽電池一体型膜材。
[10]前記フッ素樹脂層は、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルコキシアルカン、パーフルオロエチレンプロペンコポリマー、エチレンーテトラフルオロエチレンコポリマー及びポリビニリデンフルオライドよりなる群から選択される少なくとも一種類を含むことを特徴とする[1]〜[9]のいずれかに記載の太陽電池一体型膜材。
[11]前記太陽電池は、太陽電池セル部と、前記太陽電池セル部の両面に形成された第1,第2の封止材層と、前記第1の封止材層または前記第2の封止材層上に形成されたエチレンーテトラフルオロエチレンコポリマー層とを含むことを特徴とする[1]〜[10]のいずれかに記載の太陽電池一体型膜材。
[12]前記第1,第2の封止材層は、ポリエチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、ブチラール樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂及びフッ素化ポリイミド樹脂よりなる群から選択される少なくとも一種類を含むことを特徴とする[11]に記載の太陽電池一体型膜材。
Claims (14)
- 太陽電池と、
前記太陽電池の太陽光が入射する表面とは反対側に配置され、耐熱性織布と、前記耐熱性織布の両面に形成されたフッ素樹脂層とを含む膜材と、
前記膜材と前記太陽電池との間に配置されたガラス繊維製シートと、
前記膜材と前記ガラス繊維製シートの間、及び、前記ガラス繊維製シートと前記太陽電池との間それぞれに配置された接合層とを備え、
前記ガラス繊維製シートに前記膜材が前記接合層により直接接合されていることを特徴とする太陽電池一体型膜材。 - 前記接合層及び前記フッ素樹脂層のうち少なくとも一方は、二酸化珪素粒子を含有することを特徴とする請求項1に記載の太陽電池一体型膜材。
- 前記接合層と前記フッ素樹脂層との界面、及び、前記接合層と前記太陽電池との界面のうち、少なくとも一方の界面に二酸化珪素粒子が存在することを特徴とする請求項1に記載の太陽電池一体型膜材。
- 前記二酸化珪素粒子は、親水性非晶質シリカ粒子であることを特徴とする請求項2または3に記載の太陽電池一体型膜材。
- 前記接合層は、ポリエチレン、グラフト化ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルコキシアルカン、パーフルオロエチレンプロペンコポリマー、エチレンーテトラフルオロエチレンコポリマー及びポリビニリデンフルオライドよりなる群から選択される少なくとも一種類の接着性樹脂を含む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一体型膜材。
- 前記ガラス繊維製シートが前記太陽電池に前記接合層により直接接合されており、前記ガラス繊維製シートは、ガラス繊維製不織布であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の太陽電池一体型膜材。
- 前記ガラス繊維製不織布は、厚さが0.15mm〜0.85mmで、坪量が15g/m2〜110g/m2で、かさ密度が0.1g/cm3〜0.5g/cm3であることを特徴とする請求項6に記載の太陽電池一体型膜材。
- 前記耐熱性織布は、ガラス繊維、アラミド繊維及び鉄系合金繊維よりなる群から選択される少なくとも一種類を含むことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の太陽電池一体型膜材。
- 前記耐熱性織布の織組織は、バスケット織、綾織、変形綾織、朱子織または平織であ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一体型膜材。
- 前記フッ素樹脂層は、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルコキシアルカン、パーフルオロエチレンプロペンコポリマー、エチレンーテトラフルオロエチレンコポリマー及びポリビニリデンフルオライドよりなる群から選択される少なくとも一種類を含むことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の太陽電池一体型膜材。
- 前記太陽電池は、太陽電池セル部と、前記太陽電池セル部の両面に形成された第1,第2の封止材層と、前記第1の封止材層または前記第2の封止材層上に形成されたエチレンーテトラフルオロエチレンコポリマー層とを含むことを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の太陽電池一体型膜材。
- 前記第1,第2の封止材層は、ポリエチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、ブチラール樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂及びフッ素化ポリイミド樹脂よりなる群から選択される少なくとも一種類を含むことを特徴とする請求項11に記載の太陽電池一体型膜材。
- 前記太陽電池は、太陽電池セル部と、前記太陽電池セル部の両面に形成された第1,第2の封止材層と、前記第1の封止材層または前記第2の封止材層上に形成された耐候層とを含み、前記耐候層の表面から太陽光が入射され、前記耐候層の反対側に前記膜材が位置することを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の太陽電池一体型膜材。
- 前記膜材が、建材として使用されることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の太陽電池一体型膜材。
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