JPH07202236A - 太陽電池モジュール - Google Patents

太陽電池モジュール

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JPH07202236A
JPH07202236A JP5335099A JP33509993A JPH07202236A JP H07202236 A JPH07202236 A JP H07202236A JP 5335099 A JP5335099 A JP 5335099A JP 33509993 A JP33509993 A JP 33509993A JP H07202236 A JPH07202236 A JP H07202236A
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Japan
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solar battery
silicon oxide
solar cell
film
battery module
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Keisuke Kaiho
恵亮 海保
Kunihiko Ozaki
邦彦 尾崎
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Toyo Ink Mfg Co Ltd
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Toyo Ink Mfg Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E10/548Amorphous silicon PV cells

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 本発明は、光入射面側にフッ素フィルムを被
覆材として使用し、その被覆材フィルムの表面に防湿用
けい素酸化物層をもうけた太陽電池モジュールに関す
る。 【構成】 半導体層と透明導電層を主体として構成され
る光電変換素子10よりなる太陽電池セルの光入射面を
被覆するフッ素樹脂フィルム14にけい素酸化物を主体
とした薄層13が施されている太陽電池モジュールであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光入射面側にフッ素フ
ィルムを被覆材として使用し、その被覆材フィルムの表
面に防湿用けい素酸化物層をもうけた太陽電池モジュー
ルに関する。
【0002】
【従来の技術】太陽電池は有用なエネルギー資源として
の太陽エネルギー利用の面から鋭意研究され実用化が進
んでいる。各種の太陽電池の中で、アモルファスシリコ
ンや化合物半導体を用いた屋外設置用大面積太陽電池は
製造コストの低減と軽量化が大きな課題となっている。
この課題を解決するため光電変換セルの表面を被覆し、
長期に亘る過酷な暴露環境下においても、セルを保護す
る被覆材の種類及び構造の研究が最も重要な項目であ
る。さらに、軽量化を実現する為に、被覆材料にプラス
チック基材が好んで用いられてきた。
【0003】プラスチック基材は軽量で機械的衝撃強度
を有し本目的に好都合に見えるが、プラスチック材料の
一般的性質として耐候性が十分とは言えず、この点から
使用できる材質は可成り限定される。耐候性の点から好
ましいプラスチック素材の中においても、更に光の透過
性を重要視する観点から素材選定は更に限定され、具体
的にはフッ素系のプラスチック基材が実用性の面で好ま
しいことは既に公知である。上述した条件を満たす材料
として選定されたフッ素系のプラスチック素材を用いて
実際に被覆構造体を製造しようとする場合、何らかの方
法によって他の構造材料との間で接着工程が必要とな
る。ところがフッ素系のプラスチック素材は公知の通り
どのような接着剤を使用しても接着できない素材であ
る。この問題を解決するため従来フッ素系のプラスチッ
ク素材の表面をプラズマ放電処理、コロナ放電処理、ケ
ミカルエッチング処理の単独または組合わせによる処理
で活性化し接着を容易化することが行われている。しか
しこれらの方法では完全な接着を得ようとすれば工程が
複雑となり、処理費用の増大につながる。また簡易な処
理では接着性が十分上がらないと言う問題があった。
【0004】一方被被覆物である放電変換セルは電気素
子であり湿度の影響により使用中機能が劣化するのでこ
れを防止する事も被覆材に課せられる重要な機能であ
る。ところが透明プラスッチク素材は特殊なものを除い
て一般に無機材料とは異なり水蒸気の遮断性が劣り何ら
かの対策を講じる必要がある。フッ素系プラスチック素
材においてもCTFE(ポリ1塩化3フッ化エチレン)
以外は防湿処理が必要であるが従来適当な処理法は見い
だされていなかった。そのため一部ではCTFE系樹脂
のようなフッ素系プラスチック素材を使用しようとする
試みがなされてきた。この素材は極めて防湿性高くこの
点では満足できる素材であるが、極めて高価であるとと
もにフッ素系プラスチック素材の中でも最も接着が困難
な材料であるため工業化が困難であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは上記の問
題点すなわち、フッ素系プラスチック素材の本来性であ
る高透明性、高耐候性を損うことなく防湿性を高めると
同時に接着性も改善することに成功した。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らはフッ素系プ
ラスチック素材の表面にけい素酸化物ならびにアルカリ
金属、アルカリ土類金属、マグネシウム、ベリリウムの
フッ化物の中から選ばれる一種または二種以上である金
属フッ化物から構成される薄膜を付加することにより水
蒸気遮断性を高めることに成功した。またこの薄膜は主
体が金属酸化物であるため公知の接着剤で容易に他の素
材と接着することができるので上記の問題点を同時に解
決でき発明を完成することができた。更に具体的に本発
明を説明する。図1は本発明による太陽電池モジュール
の概念図である。10の光電変換素子は12の接着層に
より11の裏面カバーと13の本発明による薄膜層を有
する14のフッ素系プラスチック基板によりサンドイッ
チ状にラミネート接着されている。
【0007】本発明に使用する10の光電変換素子は既
に公知のアモルファスシリコンや化合物半導体などから
公知の方法で製造された素子を用いる。11の裏面カバ
ーとしてはステンレス板などの金属板が主として使用さ
れるが、光入射面と同様に13の本発明による薄膜層を
有する14のフッ素系プラスチック素材を使用すること
もできる。12の接着層は酢酸ビニルエチレン共重合体
(EVA)樹脂、アイオノマー樹脂、エチレンエチルア
クリレート共重合体(EEA)樹脂、エチレンメタアク
リル酸ランダム共重合体(EMAA)樹脂、エチレンア
クリル酸共重合体(EAA)樹脂、エチレンメチルメタ
アクリレート共重合体(EMMA)樹脂、エチレンメチ
ルアクリレート共重合体(EMA)樹脂、その他接着性
ポリオレフィン樹脂が使用できる。耐候性、透明性の点
でEVA樹脂、アイオノマー樹脂が好ましい。
【0008】14のフッ素系プラスチック基材としては
機能の面からはCTFEが水蒸気の遮断性に優れるが、
13の本発明による薄膜層を併用することによりPFA
(4フッ化エチレンとヘキサフルオロプロピレンとの共
重合体)、FEP(4フッ化エチレンとパーフルオロア
ルキルビニルエーテルとの共重合体)、ETFE(4フ
ッ化エチレンとエチレンとの共重合体)、PVDF(ポ
リフッ化ビニリデン)、TFE(ポリ4フッ化エチレ
ン)、その他のフッ化エチレンを主体とするポリマーな
どのフイルムが使用できる。本発明に使用する13の薄
層を得る方法としては14のフッ素系プラスチック基材
の表面に真空蒸着法を用いてけい素酸化物ならびにアル
カリ金属、アルカリ土類金属、マグネシウム、ベリリウ
ムのフッ化物の中から選ばれる一種または二種以上であ
る金属フッ化物からなる混合物を反応蒸着する。透明性
を高めるだけの目的であればフッ化物の混合比率は好ま
しくは0.5〜10モル%であるが、透明度を制御する
目的であれば目的に応じ混合比率を変えることもでき
る。
【0009】薄層の原料は金属酸化物,金属フッ化物,
金属,有機金属化合物等の無機化合物,有機化合物の単
独または混合物の何れでも構わない。つまり真空蒸着等
の方法によりけい素酸化物と金属フッ化物の混合物を原
料とし、直接プラスチックフィルム上に薄層を形成させ
ても、また金属または有機金属酸化物のような金属を含
む化合物を酸化、またはフッ化させながら真空蒸着し薄
層としても、また金属フッ化物をプラスチックフィルム
上に蒸着層として形成させ、後工程でその蒸着層を酸化
処理して薄層としても構わない。酸化処理の方法として
はプラスチックフィルムの使用可能温度範囲内で処理を
行う方法なら特に限定されず、蒸着中の酸素ガス導入
法、放電処理法、酸素プラズマ法、熱酸化法等があげら
れる。
【0010】薄層はフッ素樹脂フィルムの両面に設ける
こともできる。薄層を形成する方式としては巻き取り連
続方式,枚葉方式どちらでもよく、また形成する方法と
しては、特に制限はなく、真空蒸着,イオンプレーティ
ング,スパッタリング,プラズマCVD,マイクロウエ
ーブCVDなどを用いる事ができる。さらに真空蒸着の
加熱方法としては、その蒸着中にスプラッシュと呼称さ
れる蒸着飛沫が発生しなければ又、少なければ特に制限
はなく、高周波誘導加熱、抵抗加熱、電子線加熱などの
従来公知の加熱方法を用いることができる。特に米国特
許5107791及び5230923に示される蒸発原
料を連続的に供給排出する方式が望ましい。
【0011】
【発明の効果】本発明による蒸着薄層を施したフッ素系
フィルムの水蒸気透過度は10分の1に減少したにも関
わらず、光透過率の劣化は全く観測されず、太陽電池セ
ルの光入射面を被覆する材料としては理想的なものであ
った。
【0012】
【実施例】実施例により本発明を更に詳しく説明する。 実施例1 厚さ25μのETFEフィルム(ダイキン株式会社製)
に真空蒸着法を用い、一酸化けい素とフッ化マグネシウ
ムの9対1(重量比)の混合物を蒸着し、500オング
ストロームの薄膜を付着させた。このフィルムの光透過
率を測定したところ未処理フィルムと比較し全く低下は
認められなかった。水蒸気遮断性を評価した結果透湿度
0.8g/m2日であり蒸着処理を施さなかった状態の
10分の1であった。またこの蒸着面にEVA樹脂を1
00μの厚さにエクストルジョンコーティングしEVA
樹脂と蒸着膜の接着強度を測定した結果、フィルムの凝
集強度以上の強度を有し剥離不能であった。
【0013】以上の基本的確認を行った後、蒸着を施し
EVAをコーティングしたETFEフィルムとは別にE
VAをコーティングしたステンレスシートの間に光電変
換素子を図1に示したようにサンドイッチし加熱しなが
ら真空ラミネートして太陽電池モジュールを得た。この
モジュールの耐候性を調べるため、蒸着を施さないCT
FEフィルム(透湿度0.2g/m2日)に接着性を与
えるため公知のケミカルエッチング処理を施した後、処
理面にEVAをコーテイングした。この処理フィルムを
用い同様にモジュールを製造した。これら2種類のモジ
ュールを耐候性加速試験機にかけ故障するまでの時間を
観測した結果、両者に差は認められなっかた。
【図面の簡単な説明】
【図1】は本発明にかかわる太陽電池モジュールの概略
拡大断面図を示す。図中の符号は 10 ─ 光電変換素子 11 ─ 裏面カバー 12 ─ 接着層 13 ─ 薄膜層 14 ─ フッ素系樹脂フィルム 15 ─ 側面カバー をそれぞれ示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体層と透明導電層を主体として構成
    される光電変換素子よりなる太陽電池セルの光入射面を
    被覆するフッ素樹脂フィルムにけい素酸化物を主体とし
    た薄層が施されていることを特徴とする太陽電池モジュ
    ール。
  2. 【請求項2】 請求項1のけい素酸化物を主体とした薄
    層がけい素酸化物ならびにアルカリ金属、アルカリ土類
    金属、マグネシウム、ベリリウムのフッ化物の中から選
    ばれる一種または二種以上である金属フッ化物から構成
    されることを特徴とした請求項1記載の太陽電池モジュ
    ール
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