JPH1070300A - 太陽電池モジュール - Google Patents

太陽電池モジュール

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JPH1070300A
JPH1070300A JP8227263A JP22726396A JPH1070300A JP H1070300 A JPH1070300 A JP H1070300A JP 8227263 A JP8227263 A JP 8227263A JP 22726396 A JP22726396 A JP 22726396A JP H1070300 A JPH1070300 A JP H1070300A
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JP
Japan
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solar cell
moisture
cell module
proof
adhesive layer
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Pending
Application number
JP8227263A
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English (en)
Inventor
Michiko Horiguchi
道子 堀口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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Publication of JPH1070300A publication Critical patent/JPH1070300A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10Photovoltaic [PV]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

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  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】防湿性が高く長期信頼性のある太陽電池モジュ
ールを提供する。 【解決手段】フレキシブル基板上に光電変換素子を有す
る太陽電池ユニット1uが接着層3を介して防湿フィル
ム4により挟み込み封止されてなる太陽電池モジュール
において、前記接着層の露出部を封止部材51により被
覆封止、また、前記防湿フィルムと光電変換素子または
前記フレキシブル基板との間に防湿部材を付加する。2
は太陽電池ユニット間を接続する配線である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、家屋の屋上などに
設置される、フレキシブルで防湿構造を有する長期信頼
性のある太陽電池モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】現在、環境保護の立場から、クリーンな
エネルギーの研究開発が進められている。中でも、太陽
電池はその資源(太陽光)が無限であること、無公害で
あることから最も注目を集めている。アモルファスシリ
コン太陽電池は、薄型で軽量、製造コストの安さ、大面
積化が容易であることなどから、今後の太陽電池の主流
となると考えられる。
【0003】従来の太陽電池はガラス基板を用いていた
が、軽量化、施工性、量産性においてプラスチックフィ
ルムおよび金属フィルムを用いたフレキシブルタイプの
太陽電池の研究開発がすすめられている。これらは、そ
のフレキシブル性を活かし、ロールツーロール方式の製
造方法により大量生産が可能となった。図6はフレキシ
ブルな太陽電池ユニットの1例を示し、(a)は平面図
であり、(b)は(a)におけるXX断面図である。
【0004】絶縁性でフレキシブルな樹脂からなる長尺
のフィルム基板1s上に、順次、第1電極層1a、光電
変換層1p、第2電極層1bが積層されている。光電変
換層1pは例えばアモルファスシリコンのpin接合で
ある。電極層2層と光電変換層の3重層の部分が光発電
部分であり、各電極層は配線を接続するため単層の部分
を有している。この長尺のフィルム基板1sから良品の
光発電部分を裁断線Cで裁断し個別の太陽電池ユニット
1uとされる。
【0005】図7は従来の太陽電池モジュールを示し、
(a)は平面図であり、(b)は(a)におけるXX断
面図である。複数枚の上記の太陽電池ユニット1uを、
これらを電気接続する配線2と共に、両面に接着層3を
介して防湿フィルム4がラミネートされて太陽電池モジ
ュールとされる。太陽電池モジュールの側面には接着層
3が露出している。
【0006】フィルム基板用材料としては、ポリイミ
ド、ポリエーテルイミド、パラ系アラミド、フッ素系樹
脂全般のフィルムが用いられている。接着層としてはエ
チレン- 酢酸ビニル共重合体 (以下、EVAと記す) 、
塩化ビニル共重合体、またはポリビニルアルコール (PV
A)、ポリビニルブチラール (PVB)などが用いられてい
る。
【0007】防湿フィルムとしては、フッ素系樹脂、ポ
リメチルメタアクリレート、ポリサルホン、ポリエーテ
ルサルホン、ポリ塩化ビニール、ポリカーボネート等の
フィルムが用いられている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
太陽電池モジュールでは、接着層の表裏を防湿フィルム
をラミネートすることにより、面方向からの水分の侵入
を抑えている。しかし、太陽電池モジュールの側面に
は、接着層が露出しているため電極層または光電変換層
迄の距離はあるものの、側面より水分が侵入し表裏に防
湿フィルムがあるためにかえって水分がモジュール内部
に蓄えられ、電極層または光電変換層を腐食させ太陽電
池の効率を低下させる要因となっていた。
【0009】また、面方向の防湿構造は15年以上にわ
たり屋外環境化で使用するには、未だ十分な防湿性を有
しているとはいえず、改良の必要がある。上記の問題点
に鑑み、本発明の目的は、防湿性が高く長期信頼性のあ
る太陽電池モジュールを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、光電変換素子を有するフレキシブル基板が接着層
を介して防湿フィルムにより挟み込み封止されてなる太
陽電池モジュールにおいて、前記接着層の露出部は封止
部材により被覆封止されていることとする。前記封止部
材はポリエチレン系樹脂、熱硬化性接着剤付きポリイミ
ドテープまたは真空蒸着されたポリパラキシリレン樹脂
のいずれかであると良い。
【0011】また、光電変換素子を有するフレキシブル
基板を接着層を介して防湿フィルムにより挟み込み封止
してなる太陽電池モジュールにおいて、前記防湿フィル
ムと光電変換素子または前記フレキシブル基板との間に
防湿部材が付加されていることとする。前記防湿部材は
接着層により接着されたガラス布または真空蒸着された
ポリパラキシリレン樹脂であると良い。
【0012】前記封止部材と前記防湿部材とを同時に有
すると良い。この発明の構成によれば、用いた封止部材
の低い透湿性によって、太陽電池モジュールの側面から
の、水分の侵入を低減することができる。また、用いた
防湿部材の低い透湿性によって、太陽電池モジュールの
表面からの水分の侵入を低減することができる。このよ
うな水分侵入の低減から、本発明の太陽電池モジュール
は屋外に設置されても長期使用に耐えうることが期待で
きる。
【0013】
【発明の実施の形態】図5は本発明の実施例に用いた太
陽電池ユニットを示し、(a)は平面図、(b)は
(a)におけるXX断面図であり、(c)は(a)にお
けるXX断面図であり電極の電位関係を示している。絶
縁性でフレキシブルな樹脂からなるフィルム基板1sの
1面(表側面とする)には第1電極層1a、光電変換層
1p、第3電極層1cが積層されており、フィルム基板
1sの他の面には第2電極層1bおよび第4電極層1d
が積層されている。また、フィルム基板1sには第1種
の孔h1および第2種の孔h2 が開けられており、第1
種の孔h1の内側面では第1電極層1aと第2電極層1
bが積層され接続されており、第2種の孔h2の内側面
では第3電極層1cと第4電極層1dが積層され接続さ
れている。電極層、光電変換層の層形成順と孔開けの順
および各層の切断(切断部1i、1j)により、電極層
と光電変換層は個別化されて、太陽電池を形成され、隣
接する裏面電極Un と裏面電極Un+1 (表面電極En
接続されている)は異なる極性の電極とされる。このよ
うな手順によって形成された偶数個の1連の裏面電極の
両端の裏面電極は太陽電池素子の直列接続体の取り出し
電極とされる。このような複数個の光電変換素子を含む
フィルム基板1sは裁断されて、個別の太陽電池ユニッ
ト1uとされる。
【0014】上記太陽電池ユニット1uの複数枚は、2
枚の防湿フィルム4に接着層3を介して被覆封止され従
来の太陽電池モジュール(図7)とされる。本発明は、
上記の従来の太陽電池モジュールの側面に封止部材を被
覆し、端部からの水分の侵入を防止し、また、太陽電池
モジュールの面被覆に新たな被覆部材を追加して、面方
向からの水分の侵入の防止性(耐湿性)を向上させる。
【0015】封止部材として、ポリエチレンの溶融硬化
物、アクリル樹脂により接着されたポリイミドフィル
ム、真空蒸着後結晶化されたポリパラキシリレン樹脂等
が有効である。被覆部材としては、EVAにより接着さ
れたガラス布、真空蒸着後結晶化されたポリパラキシリ
レン樹脂が有効である。
【0016】なお、本発明は太陽電池ユニットには関わ
りなく、例えば図4に示したような他の構造の太陽電池
ユニットを用いても、成立している。 実施例1 図1は本発明に係る太陽電池モジュールを示し、(a)
は平面図であり、(b)は(a)におけるXX断面図で
ある。太陽電池ユニット1uには、フィルム基板として
ポリパラフェニレンテレフタルアミド、第1電極として
Ag、光電変換層としてアモルファスシリコン、第2電極
1bとしてインジウム−スズ酸化物(ITO) 、裏面の取り
出し電極としてAgを用いた。接着層3としてEVA フィル
ム、防湿フィルム4としてテトラフルオロエチレン(ET
FE)を用いた太陽電池モジュールの側面を側面封止部材
5によって封止した。
【0017】側面封止部材51としてポリエチレン樹脂
を用いた。120℃〜150℃で融解したポリエチレン
樹脂を太陽電池モジュール側面にライン状に滴下し、側
面全体と側面に隣接する表面に僅か掛かるように被覆し
た後、室温で硬化させて、太陽電池モジュールを作製し
た。 実施例2 図2は本発明に係る他の太陽電池モジュールを示し、
(a)は平面図であり、(b)は(a)におけるXX断
面図である。実施例1の太陽電池モジュールの側面封止
部材を他の側面封止部材52に替えた。側面封止部材5
1として、アクリル樹脂接着剤付ポリイミドテープ(デ
ュポン社製、パイラッラックス)を側面全体と側面に隣
接する表面に少し掛かるように被覆した後、120℃に
加熱、6時間加圧接着し封止して、太陽電池モジュール
を作製した。 実施例3 実施例1の太陽電池モジュールの封止封止部材51とし
て、ポリパラキシリレン樹脂を用いた。ジパラキシリレ
ンの粉末原料を加熱気化し、このガスをさらに680℃
に加熱分解したラジカルパラキシリレンを、35℃に加
熱した太陽電池モジュール側面と側面に隣接する表面に
僅か掛かるように蒸着成膜した。
【0018】このようにして得られた蒸着膜は結晶性ポ
リパラキシリレンであり、光透過性と耐湿性が高い。 実施例4 図3は本発明に係る別の太陽電池モジュールを示し、
(a)は平面図であり、(b)は(a)におけるXX断
面図である。実施例1の太陽電池モジュールにおいて、
接着層3と防湿フィルム4の間に防湿部材41としてE
VA接着層付きガラス布を挟み込み、120℃、30秒
の加熱により密着させ、150℃、15分の加熱によ
り、EVAの架橋反応を進めた。 実施例5 図4は本発明に係る別の太陽電池モジュールを示し、
(a)は平面図であり、(b)は(a)におけるXX断
面図である。太陽電池ユニット1uを、実施例3と同様
の方法により防湿部材42として真空蒸着ポリパラキシ
リレン樹脂膜(厚さ50μm )により被覆した後、実施
例1と同じ接着層3と、同じ防湿フィルム4により被覆
封止して太陽電池モジュールとした。 比較例 接着層3としてEVAフィルム、防湿フィルム4として
テトラフルオロエチレン(ETFE)を用いた従来の太陽電
池モジュールを作製し、比較例とした。
【0019】側面の封止の防湿効果を調べるための試験
方法として、2種の耐水試験方法、22±3℃の純水
中に24h浸漬放置、および60±3℃の純水中に6
h浸漬放置を実施例1〜5と比較例1に適用した。比較
例1は、および終了後、側面のEVAが白濁してお
り、側面近傍には水が侵入していることが明らかであっ
た。しかし、実施例1〜4の太陽電池モジュールでは水
の侵入は見られなかった。
【0020】次に太陽電池モジュールの面方向の水分の
侵入の比較のため、実施例4、5の被覆膜の膜厚方向の
透湿度を調べた。表1に各膜の透湿度を示す。
【0021】
【表1】 表1より、従来のETFEとEVAの二重層にガラス布やポ
リパラキシリレン樹脂蒸着層を組み合わせることによ
り、透湿度はそれぞれ比較例(従来の二重層被覆)の1
7%、19%であり、モジュール内部への水の侵入は低
減していることが判る。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、光電変換素子を有する
フレキシブル基板が接着層を介して防湿フィルムにより
挟み込み封止されてなる太陽電池モジュールにおいて、
前記接着層の露出部を封止部材により被覆封止し、ま
た、前記防湿フィルムと光電変換素子または前記フレキ
シブル基板との間に防湿部材を付加したため、用いた封
止部材や防湿部材の低い透湿性によって、太陽電池モジ
ュールの側面からの水分の侵入を低減することができ、
また、太陽電池モジュールの表面からの水分の侵入を低
減することができる。従って、このように耐湿性の高い
(水分侵入の低さ)により、本発明の太陽電池モジュー
ルは屋外に設置されても長期使用に耐えうる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る太陽電池モジュールを示し、
(a)は平面図、(b)は(a)におけるXX断面図
【図2】本発明に係る他の太陽電池モジュールを示し、
(a)は平面図、(b)は(a)におけるXX断面図
【図3】本発明に係る別の太陽電池モジュールを示し、
(a)は平面図、(b)は(a)におけるXX断面図
【図4】本発明に係る別の太陽電池モジュールを示し、
(a)は平面図、(b)は(a)におけるXX断面図
【図5】本発明の実施例に用いた太陽電ユニットを示
し、(a)は平面図、(b)は(a)におけるXX断面
図、(c)は(a)におけるXX断面図であり電極の電
位関係を示している
【図6】フレキシブルな太陽電池ユニットの1例を示
し、(a)は平面図、(b)は(a)におけるXX断面
【図7】従来の太陽電池モジュールを示し、(a)は平
面図であり、(b)は(a)におけるXX断面図
【符号の説明】
1s フィルム基板 1a 第1電極層 1b 第2電極層 1c 第3電極層 1d 第4電極層 1p 光電変換層 2 配線 3 接着層 4 防湿フィルム 41 防湿部材 42 防湿部材 51 側面封止部材 52 側面封止部材

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光電変換素子を有するフレキシブル基板が
    接着層を介して防湿フィルムにより挟み込み封止されて
    なる太陽電池モジュールにおいて、前記接着層の露出部
    は封止部材により被覆封止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】前記封止部材はポリエチレン系樹脂、熱硬
    化性接着剤付きポリイミドテープまたは真空蒸着された
    ポリパラキシリレン樹脂のいずれかであることを特徴と
    する請求項1に記載の太陽電池モジュール。
  3. 【請求項3】光電変換素子を有するフレキシブル基板を
    接着層を介して防湿フィルムにより挟み込み封止してな
    る太陽電池モジュールにおいて、前記防湿フィルムと光
    電変換素子または前記フレキシブル基板との間に防湿部
    材が付加されていることを特徴とする太陽電池モジュー
    ル。
  4. 【請求項4】前記防湿部材は接着層により接着されたガ
    ラス布または真空蒸着されたポリパラキシリレン樹脂で
    あることを特徴とする請求項3に記載の太陽電池モジュ
    ール。
  5. 【請求項5】前記封止部材と前記防湿部材とを同時に有
    することを特徴とする請求項1ないし4に記載の太陽電
    池モジュール。
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