JPS60148175A - 太陽電池モジユ−ル用裏面保護シ−ト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、太陽電池モジュールの裏面保護シートとして
使用される積層材料に関するものである。

（従来技術の構成とその問題点） 太陽電池モジュールの基本的な機能は、太陽の輻射エネ
ルギーを効率良く太陽電池素子へ導くと共に、太陽電池
素子及び内部配線を長期にわたって過酷な自然環境に耐
え得るように保護することにある。従来一般に太陽電池
モジュールは第１図に示す如く上部透明材料（８１がモ
ジュール全体の構造的支持体となったもので、例えばガ
ラス板等の上部透明材料（８）と、塗装鋼板、あるいは
Ｍ箔をすンドイッチしたフッ化ビニルシート等の裏面保
護シー）（Ｉｏｔの間に、相互に配線した単結晶シリコ
ン等よりなる太陽電池素子（６）を挿入し、更に急激な
外気条件の変化による素子の損傷防止や電気絶縁性の為
に、上部透明材料と下部基板用材料の間を、シリコーン
樹脂等の充填材（７）で充填し、更に全体をアルミニウ
ム、ステンレス等の枠体（９）を用いて封入固定したも
のである。

更に近年従来の石油を中心にしたエネルギーに代替する
ものとして、太陽光発電の早期実用化が強くめられ、モ
ジニールに使用する充填剤（７）も液状のシリコーン樹
脂からシート状のブチラール樹脂、更にはより低コスト
なエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂シートに変わり、モ
ジュール複合方法も熱プレスのみといった形へ急ピッチ
で進んでいる。

ここにおいて、裏面保護シート（Ｉｏｔは、太陽電池モ
ジュール内部の部品（太陽電池素子、内部配線等）を外
部からの機械的衝撃、圧力等の外力から保護し、また外
部からの湿気の侵入によりモジュール内部部品が劣化す
ることを防止する防湿膜として設けられる大切なもので
ある。

従来、裏面保護シートとしては第２図にその断面図を示
すような構成から成る積層材料が用いられている。すな
わち、防湿性金属箔（２）を耐熱性・耐候性樹脂フィル
ム（１）により両側からはさんだ構成である。耐熱性・
耐候性樹脂フィルム（１）は、太陽電池モジュール製造
の熱プレス工程において加えられる熱により溶融したり
劣化したりすることがなく、しかも太陽電池として実際
に使用される際の屋外曝露条件においても太陽光あるい
は降雨により劣化しないものとして、白色ポリフン化ビ
ニル樹脂（以下ホワイトテトラ−と略す）のフィルムが
用いられ、また防湿性金属箔（２）としては、例えばア
ルミニウム箔あるいは亜鉛メッキ鉄箔等が用いられてい
る。

ところが、そのような構成の裏面保護シートの場合には
、熱プレス時に素子電極部のハンダ付は部の突起物が充
填剤層を貫通し、さらに裏面保護シートを構成する内面
のホワイトテトラ−の層け）を貫通し、裏面保護シート
中の金属箔（２）に接触することにより、太陽電池素子
と金属箔が短絡して電池性能に悪影響を及ぼすという問
題点があった。

また現状は充填剤シートと裏面保護シートが別々である
為、複合成型時破損しやすい素子を介していることから
プレス圧を大きくできず、またエアー抜きの困難さ等、
太陽電池モジュール製造工程の連続化・自動化がはかれ
ず、作業が煩雑であり、作業性の点においても問題点が
あった。

（発明の目的） 本発明は、上記従来例の問題点を解決するものであり、
金属箔に替る防湿性層として防湿性樹脂フィルムの層を
設けて、素子電極部のハンダ付部の突起物と裏面保護シ
ートの電気的短絡を回避するとともに、従来側々であっ
た充填剤の役割を担うべき接着性樹脂の層を最内面に設
けることにより、太陽電池モジュール製造作業を簡便化
することを目的としたものである。

（発明の構成） すなわち、本発明は裏面保護シートの構成材料として、
外側より耐熱性・耐候性樹脂フィルム、防湿性樹脂フィ
ルム、内面接着性樹脂層を配したものである。この本発
明の裏面保護シートは構成材料中に導電体を含まないこ
とから、太陽電池モジュール内部部品（太陽電池素子、
内部配線等）と裏面保護シートの電気的短絡は発生せず
、かつ内面接着性樹脂層が太陽電池モジュール中の充填
剤と同様の機能を果たすので、モジュール製造作業の熱
プレス工程を短縮し、作業の簡便化を図ることが可能と
なる。

第３図は本発明の太陽電池モジュール裏面保護シート用
の防湿性積層拐料の一実施例を示す断面図であり、耐熱
性・耐候性樹脂フィルム（１）、防湿性樹脂フィルム（
３）、内面接着性樹脂層（４）から構成されている。

耐熱性・耐候性樹脂フィルム（１）は、防湿性樹脂フィ
ルム（３）と積層して、防湿性樹脂フィルムのピンホー
ル発生を防ぎ、かつ裏面保護シートとしての熱プレス作
業性を与えるために設けられ、太陽電池モジュール製造
時の熱プレス工程の際に加えられる熱により溶融したり
劣化したりすることがなく、しかも太陽電池として実際
に使用される際の屋外曝露条件においても太陽光、降雨
等により劣化しない樹脂フィルムが使用される。特に熱
プレスの条件は通常１５０℃程度の熱が加えられるので
、１５０℃以下の温度では溶融軟化しない樹脂フィルム
である必要がある。例えば、パーフルオロアルコキシ樹
１］Ｌ４フッ化エチレン−６７フ化プロピレン共重合体
、バーフルオロエチレン−パーフルオロプロピレン−パ
ーフルオロビニルエーテル三元共重合体、エチレン−４
７フ化工チレン共重合体、塩化−３フン化エチレン樹脂
、ポリフッ化ビニリゾ／、ポリフッ化ビニルから選ばれ
るフッ素樹脂フィルムのほか、ポリカーボネート、ポリ
メチルメタクリレート、ポリアクリレート又は紫外線吸
収剤（例えば、ベンゾフェノンやベンゾトリアゾールな
ど）を含浸又は練り込んだポリエチレンテレツクレート
から選ばれる一種のフィルム又はこれらの複合フィルム
があり、その厚さは防湿性樹脂フィルムの保護効果を確
保できる厚さであればよく、特に限定されるものではな
いが、通常１２μ以上の厚さのフィルムが使用される。

防湿性樹脂フィルム（３）は、太陽電池モジュール外部
から内部へ湿気が侵入して太陽電池素子や内部配線等の
部品が劣化することを防止するために設けられるもので
あり、具体的にはポリ塩化ビニリデンフィルム、塩化ビ
ニリデン−塩化ビニル共重合体フィルム、あるいはこれ
らとポリエチレン、無延伸ポリプロピレン等のポリオレ
フィンフィルムを積層したフィルム、あるいはポリ塩化
ビニリデンを少なくとも片面に塗布した二軸延伸ポリエ
ステル、二軸延伸ナイロン、二軸延伸ポリプロピレン、
二軸延伸ビニロン、セロハン等から選択される一種の単
層フィルムまたは二種以上の複合フィルムである。これ
らの防湿性樹脂フィルムの厚さは特に限定されるもので
はない。

内面接着性樹脂層（４１は、本発明の裏面保護シート積
層材料の最内面に配され、太陽電池モジュール内部の太
陽電池素子、内部配線等の部品を外部からの機械的衝撃
や圧力から保護するクッション材で、従来は裏面保護シ
ートとは別々であった充填剤と同様の機能を有するもの
であり、それ自身が太陽電池素子表面のガラス質□及び
金属質への接着性を有し、１５０℃未満、好ましくは１
２０℃以下の温度で溶融軟化する樹脂から成るものであ
る。具体的には、ポリビニルブチラール、エチレン−酢
酸ビニル共重合体、あ存いはエチレン−酢酸ビニル−グ
リシジルメタクリレート三元共重合体、エチレン−酢酸
ビニル部分ケン化物−有機酸グラフト四元共重合体等の
エチレン−酢酸ビニル共重合体の変性樹脂、あるいは無
水マレイン酸クラフトポリエチレン等のカルボキシル基
含有ポリオレフィン、エチレンテレフタレート−ｉ性ア
ルキレンエーテルテレフタレートブロック共重合体等の
ポリエステル変性樹脂等のいずれかより成る樹脂が使用
され、その厚さは太陽電池モジュールの裏面クツシコン
材としての効果を有効に発揮するために５０μ以上であ
ることが好ましい。また、熱フレス時に防湿性樹脂フィ
ルム（３）にピンホールの実施例に示すように上記内面
接着性樹脂層（４）を最内面の層とし、さらに防湿性樹
脂フィルム（３）との間に二軸延伸ポリエステル、二軸
延伸ナイロン等の耐熱性樹脂フィルム（５）を介在して
もかまわない。

耐熱性・耐候性樹脂フィルム（１）、防湿性樹脂フィル
ム（３）（耐熱性樹脂フィルム（５））は接着剤または
接着性樹脂フィルムを用いて、ドライラミネート法ある
いはヒートプレス法等の方法で積層することができるが
、１５０℃以上の耐熱性及び耐候性のある接着剤または
接着性フィルムな使°用する。

また、ポリビニルブチラール、エチレン−酢酸ビニル共
重合体及びその変性樹脂等の内面接着性樹脂層（４）を
防湿性樹脂フィルム（３）（あるいは耐熱性樹脂フィル
ム（５ｊ）に積層する場合、接着剤を用いたドライラミ
ネート法と共に、接着性樹脂を熱溶融して防湿性樹脂フ
ィルム（３）（あるいは耐熱性樹脂フィルム（５））上
へ直接押出し塗工する方法等、本発明の積層材料は公知
の積層技術を用いて作成−ｆ−２−’χ、 本発明の積層材料を太陽電池モジュールに適用する場合
、予め配線接続した太陽電池素子（６）を上部保護用充
填剤シート（７）を敷いた上部透明材料（８）であるガ
ラス板の上に置き、その上から下部保護用充填剤シート
（７１をかふせるか、または使用せずに本発明の裏面保
護シートを内面接着性樹脂層（４）側を内面にして更に
その上にかぶせ、真空に減圧シツツ全体を１４０６Ｃ〜
１５０℃でプレスして融着一体化させ、端部をアルミニ
ウム等の枠体（９）で封入固定する。

以上詳細に述べたように本発明の太陽電池モジュール裏
面保護シート用の防湿性積層材料は、従来の保護シート
と比較して特にモジュール複合適性の面で極立った利点
を有しており、本発明によれば０１７１時に素子電極と
保護シートとの短絡が完全にな（なる為、収率向上はも
ちろんプレス圧・時間・温度などがより自由に選べる為
作業の効率化がはかれる。■短絡の危険がない為充填剤
シートの厚みを必要最低限にすることが可能となり材料
の節減ができる。■裏面保護シートの一部が充填剤とな
りうるかまたは充填剤と簡単に融着できる為、従来裏面
材−充填剤次に充填剤−素子といった異なる条件で多段
階プレスが必要であったのが、はぼ１度のプレス工程で
モジュール化が可能となり、素子の破損も大幅に減少す
る、といった点があげられる。

以上詳細に述べたように、本発明により太陽電池モジュ
ールの品質安定化、製造安定化、材料節減が可能となる
等の利点が得られ、太陽光発電に関係する産業分野にお
いて多大な価値を有するものである。

（実施例の説明） 本発明の実施例を以下に説明する。

本発明の太陽電池モジュール裏面保護シート用積層材料
として、次に示す構成の２種類の積層セ料を作成した。

く本発明ｌ〉　紫外線吸収剤練込みポリエステルフィル
ム（商品名ルミラーＱ−３７（東し製〕厚さ２５μ）／
ポリ塩化ビニリデン塗布ポリエステルフィルム（商品名
ニスペットフィルムＴ−８０２０〔東洋紡製〕厚さ１２
μ）／エチレンー酢酸ビニル共重合体樹脂層（酢酸ビニ
ル含有量３３重量％、厚さ４００μ） 〈本発明２）　白色ポリフッ化ビニルフィルム（商品名
テトラ−〔デーボン製〕厚さ３８μ）／塩化ビニリデン
ー塩化ビニル共重合体フィルム（商品名（ケイフレック
ス〔呉羽化学製〕厚さ２０μ）／二軸延伸ナイロンフィ
ルム（商品名ボニール〔県人製〕厚さ２５μ）／エチレ
ンー酢酸ビニル共重合体樹脂層（酢酸ビニル含有量３３
重量％、厚さ４００μ） 上記２種類の本発明の積層材料、及び従来例の積層材料
として、白色ポリフッ化ビニルフィルム（商品名テトラ
−〔デュポン製〕厚さ３８μ）／アルミニウム箔（厚さ
２０μ）／白色ポリフッ化ビニルフィルム（テトラ−厚
さ３８μ）なる構成の積層材料を裏面保護シートとして
使用して第１図に示すのと同様の構造の太陽電池モジュ
ールを製造した。ただし、従来例の積層材料を裏面保護
シート）Ｌｆｎ車用−する場合は一部を明１−゛本発明
２の積層材料中に内面接着性樹脂層として使用されてい
るエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂層と同じシートを
充填剤として用いて太陽電池モジュールを製造した。な
お、熱プレスの条件は１５０’Ｃ−５鵞−１０分である
。

この３種類の太陽電池モジュールを各々１００個ずつ製
造した場合の太陽電池素子電極部のノ・ンダ付部の突起
物と裏面保護シートとの電気的短絡による電池性能の不
良発生率、及び製造作業の作業性を比較した結果を次表
に示す。

このように、本発明の太陽電池裏面保護シート用積層材
料を使用することにより、電池の品質の安定化、モジュ
ール製造作業の簡便化を図ることに効果があった。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来及び本発明の裏面保護シートを適用する太
陽電池モジュールの構造を示す概略断面図、第２図は従
来例の太陽電池モジュール裏面保護シートを示す概略断
面図、第３図および第４図は本発明の太陽電池モジュー
ル裏面保護シートの実施例を示す概略断面図である。 （１）　耐熱性・耐候性樹脂フィルム （２）　防湿性金属箔 （３）　防湿性樹脂フィルム （４）　内面接着性樹脂層 （５）　耐熱性樹脂フィルム （６）　太陽電池素子 （７）充填剤 （７１充填剤 （８）上部透明材料 （９）　枠体 ［１０１裏面保護シート

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｆｉ＋　１５０℃以下の温度では溶融軟化しない耐熱性
   ・耐候性樹脂フィルムと、ポリ塩化ビニリデンフィルム
   、塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体フィルム、もし
   くはこれらにポリエチレン、無延伸ポリプロピレン等の
   ポリオレフィンフィルムを積層したフィルム、またはポ
   リ塩化ビニリデンを少なくとも片面に塗布した二軸延伸
   ポリエステルフィルム、二軸延伸ナイロン、二軸延伸ポ
   リグロ樹脂層とを具備することを特徴とする太陽電池モ
   ジュール用裏面保護シート。 （２）内面接着性樹脂層が、ガラスおよび金属に対する
   接着性を有し、１５０℃未満好ましくは１２０℃以下で
   溶融軟化する樹脂層である特許請求の範囲第１項記載の
   太陽電池モジュール用裏面保護シート。 （３）防湿性樹脂フィルムと内面接着性樹脂層の間に、
   二軸延伸ポリエステルまたは二軸延伸ナイロン等の耐熱
   性樹脂フィルムを介在する特許請求の範囲第１項記載の
   太陽電池モジュール用裏面保護シート。