JPS60164348A - 太陽電池モジユ−ル裏面保護シ−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】 本発明は太陽電池モジュールの下部基板となる改良され
た裏面保護シートに関するものである。

更に詳しくは保護シートの防湿用皮膜として電気絶縁性
のガラス皮膜を用いる事で、従来アルミニウム箔を使用
した場合の太陽電池素子の電極部と裏面保護シートとの
短絡による絶縁不良のトラブルを防ぐことを意図したも
のである。

近年、石油を主体と−４−る既存のエネルギー源の枯渇
が指摘され、代替エネルギー源の開発が必安どなってき
ており、この中で太陽光発電はクリー″ンなエネルギー
源として、また無尽蔵な人賜幅ｌＪ］エネルギーを利用
するものとして、その早急な実用化が望まれている。太
陽先発′屯は、太陽型４！Ｌに輻 より太陽の輻射エネルギーを１ｌｌｊ接′、Ｉｔ電気ネ
ルギーに変えるものであり、この出卵は一般（ｆこに１
、ゾ１１コノ半導体、セレン半導体などの一吊一了ガノ
宋を４’ｌｌ　Ｉｌｌ　−、することにより（’）ｃ）
Ｊ＋るが、ノ１１コン〉１〜Ｊ）イ本ムニと（１、直接
外気にさらさＡ］るとその機峠が低ド才ろ、。

太陽電池モジ、−ルの基本的な機ＭＦｉ＆土、太１≦ｌ
ｊの輻射エネルギーを効率良く太陽ｉＬｌ；池素子・＼
・汀くと共に、太陽電池素子及び内部配＆Ｉを例女−ば
２０年間の長期にわたって過酷な自然環境に１制え１す
ろｌ二うに保護することにある。従来一般に太陽′屯イ
ｉｊ＋、モジュールは第１図の断面図に示す如く、１一
部透明保護月利（５１がモジュール全体の構造的支持体
となったもので、例へばガラス、アク１１ル４１ｔ　脂
、ポリカζボネート樹脂などからなる上部透明保護月利
（５１と、塗装鋼販、ステンレススチール板、あるいは
アルミニウム箔をボ１１フッ化ビニル等の耐光耐−候性
高分子フイルムで積層して成る下゛部基板材刺（裏面保
護シート）　ｆｌｎｌの間に、直列または並列に配列し
て電気的に結線した単結晶シフ１コン等よりなる太賜電
４ｊ４素子（６）を挿入し、更に急激な外気条件の変化
による素子（６）の損傷防止や電気絶縁性の為に、」二
部透明材’Ｉ’Ｉ（５１と下部基板材料ｔＩＱｌの間な
シ”　コンａＪ　脂等のエラストマー的性質を有する透
明な充填月（７）す充填しこれを加熱、硬化させて、更
に全体をアルミニウム、ステンレス等の枠体ｆ８１を用
いて封入固定したものである。。

また、最近の低コスト化、量産適性の向上といった要望
に合わせて、シリコン樹脂の充填硬化という複％ｆｉ　
１工工程を省略して、上部透明保護相料（５）の」二に
シート状のブチラール樹脂やエチレンーヒニル了セテー
ト樹脂（ＥＶＡ）を載置し、この上に太陽電池素子（６
）、シート状のブチラール樹脂やＥＶＡの充填剤シート
、及び裏面保護シートｆｌｆｌｌを順次載置し、減圧下
で熱プレスした後、枠体（８）で封入固定する方法（熱
プレス法）も急ピッチで検討されている。この熱プレス
法で得られるモジュールも第１図と同じ断面形状を有す
るが、充填剤に相当するのはシリコン樹脂ではなく、互
に融着された二枚のブチラール樹脂又はＥＶＡの充填剤
シート（７１（７うである。また、この熱プレス法にお
いては、裏面保護シート（１ｒｌＩとしては、防湿のた
めの２０〜３０μのアルミニウム箔をボ１１フッ化ビニ
ルフィルムでサンドイッチして成る積層シートが通常用
いられているが、ポリフッ化ビニルフィルムの機械的強
度が低く、かつ１４０〜１５０℃といったプレス時の熱
で軟化する為に、太陽電池素子電極部の］・ンダ付は部
の突起物やステンレス基盤アモルファスシリコンの素子
端部の突きやふり等によるピンホールが発生し、短絡あ
るいは絶縁不良等の電気トラブルがある。

これらの問題を防ぐ為に充填剤シート（７）を必要以上
に厚くシたり、ブレス温度を下げてモジュール抜合スピ
ードを遅くする等の処置がとられている。又現状は充填
剤シート（７１と裏面保存シートｆｉｎ＋が別々であり
、通常破損しやすい素子を介していることからプレス圧
を犬きくできず、又エアー抜きの回部（さから減圧室内
でプレスする等、太陽電池モジ、−ル製造工程の連続化
、自動化がはかれないといった問題点があるのが実情で
ある。

本発明は一１〕記した事情を鑑みてなされたもので、品
質的に安定した太陽電池モジュールの製造工程を研究し
た結果、光来裏面保護シートの防湿膜として使用してい
たアルミニウム箔を除いて、この代わりに酸化ケイ素を
主成分とするガラス状防湿皮膜を蒸着した耐熱性フィル
ムを使用゛１−る事で、絶縁不良等の問題がなく、又充
填剤シート（７１が本来ガラス質に接着性の良い樹脂で
ある事から、ガラス状防湿皮１漠の保護も兼ねて、更に
充填剤シート（７１な裏面保護シート（ロ））内面に積
層一体化することで、大１１］な工程短縮、充填剤シー
トの薄膜化等のコストダウンにつながることを見い出し
て、この発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、電気絶縁性ガラス状防湿皮膜を片
面に蒸着した耐熱フィルムをその層構成に含む太陽電池
モジュール裏面保護シートである４、以下、本発明を図
面を用いて説明する。

すなわち、第２図は本発明の裏面保１１イθ７−１−１
１１１１の実施例を示す断面図で、上から、充填剤シー
ト（３）、ガラス状防湿皮膜（１１、耐熱フィルム（２
）、１制０ウ−フィルム１／Ｉ）である。

ここで、１ｌｌＩ−１熱フイルム（２）は、ガラス状防
湿皮膜（１１の蒸着時の支持体となるものであり、熱プ
レスによるモジュール作成時にこの熱及び圧力に、１−
・ても防湿皮膜（１１の支持機能を失わムーい、６１１
熱ゼ１−が必要であるか、蒸着適４シ１１面では特に制
限し、１゛なく、パーフロロアルコキンｊｆＪ、（脂（
１１訃゛Δ）、四７ン化、１−テレンー六フッ化プロピ
レン共市合樹脂（１・Ｉ・；Ｐ）、パーフロロエチレン
−パー７０口プロピレンーノ；−フロロビニルエーテル
三元共Φ：合樹脂（Ｉｃ　１１１・：）、エチレン−四
フン化フロロエチレンＪ’Ｇ　ｆＱ　合樹脂（ｔ：　ｉ
’　ｌ・′１ら）、ボ１１フッ化ビニ１１デン位１脂（
＋）Ｖ　ｌ）　Ｉパ）、ボ１１７ノ化ビニル樹脂（Ｊ）
　Ｖ　Ｆ　）、ポリ塩化三フ７化エチレン樹脂（Ｐ　Ｃ
Ｔ　ｌ”　Ｅ　）から選ばれるフッ素樹脂フィルム、ポ
リカーボネートフィルム、ポリメチルメタク１）レート
フィルム、ポ１１ア１ル−トフィー２レム、ボ１１エチ
レンテレフタレートフィルム、ホ、、、ｌ＋了ミドフィ
ルム、ボ１）塩化ビニルフィルム、あるいはセロツー、
・ン等が使用でき、必要に応シてベンゾフェノンやベン
シト１）アプールなどの柴外線吸収剤、カーボンブラン
クや酸化チタン等の添加剤又は充填剤を練り込んだり、
含浸したりした上記樹脂フィルム又はセロファンが使用
でとる。

この耐熱フィルム（２）が十分な耐候性を有する場合に
は、第２図における１候フィルム（４）はなくてもかま
わない。しかしながら耐候性と耐熱性の双方を兼ね備え
たフィルムは比較的高価であるから、低コスト、あるい
はガラス状防湿皮膜１１）の蒸着適性、機械的強度、電
気絶縁性、低吸湿性等の点から耐熱フィルム（２１を選
択し、この外側に耐候性に優れた耐候フィルム（４）を
積層することが好ましい。

この際、耐熱フィルム（２）としては二軸延伸ボＩＩエ
チレンテレフタレートフィルムカ好マシ＜、耐候フィル
ム（４）としては、耐熱フィルム１２１０例トシて上述
したフッ素樹脂フィルム、すなわち、ｌ”　Ｅ　Ｉ）、
ＰＦＡ、ＥＰＥ、Ｅ′ｒＦＥ１１）■ｌ）１；″、ｐ　
Ｖ　Ｆ　。

又はＩ）　ＣＴ　Ｆ　Ｅが使用できる。

電気絶縁性ガラス状防湿皮膜（１）は蒸着適性、連続皮
膜形成性、防湿性及びコストの点で酸化ケイ素を主成分
とする無機質皮膜が好適である。通常酸化ケイ素の場合
組成的にはｓｉｏ、であるが、蒸着皮膜ではＳｉＯに近
い組成である。蒸着皮膜の厚さとしては、防湿性の点か
ら少なく共２００．Ｘ以上必要であり、１０００穴な越
える場合は皮膜にクラックが入りやオく、かえって防湿
性を損う結果となるから、２００〜１００’ＯＡが好ま
しく、特に５００〜ａｏｏＸの時が好ましい。

この裏面保護シートの最内面はガラス状防湿皮膜（］１
となるが、現在通常使用されているボ１１ビニルブチラ
ール、ＥＶＡなとの充填剤はシ１】コンウェハ等の表面
の酸化インジウムあるいは酸化スズ等の金属酸化物導電
膜あるいはシリコンそのものや、上部透明材料であるガ
ラス板との熱接着性のあるものであり、容易に接着し、
複合化できるものである。

しかしながら、熱圧による皐ジュール複合工程の前にお
いて、高度の防湿性を維持するため、クラックの生じや
すいガラス状防湿皮膜（１１面は予め保護されているこ
とが望ましく、この点から、第２図に示すように防湿皮
膜１１１の内面に更に充填剤シート１４１を予め積層し
ておくことが望ましい。また、こうして防湿皮膜（１）
の内面に予め充填剤シート（３１な積層しておくことで
、この裏面保沸シート（１■の性能安定化が計れると共
に、モジュール複合時には、必ずしも裏面保護シート’
（＋＋１１の外に充填剤を必要としないなど、モジュー
ル複合工程の簡易化がはかれる利点が生じる。ここで使
用する充填剤シート（３）としては０２〜１０％のＥＶ
Ａ系樹脂が好ましい。ポ１１ビニルブチラールの場合吸
湿性が大きい欠点と共に、ブロッキング性が大であり、
通常シート状として使用する為にはブロッキング防止剤
として使用されているでん粉等を除去しなければならず
、積層作業が困難であるが、ｌ弓Ｖ　Ａ系シートの場合
シートとして接着剤を用いてｓＩ＠することも可能であ
り、更に好ましくはガラス状防湿皮膜１１１面に直接溶
融押出しして皮膜形成する事ができ、トータル的に見て
工程の大巾な短縮及びコストダウンが可能となる。

ここでｌ＞　Ｖ　Ａ系樹脂としては、１５０℃以下好ま
しくは１２０℃以下で溶融軟化しガラス質への接着性を
有するものであれば特に制限はないが、ＥＶＡ及び１号
■Ａの部分ケン化物及びこれらに有機酸をグラフトした
もの、更にはシラン系、チタン系、アルミニウム系カッ
プ１１ング剤をその表面に塗布又は含浸したものが使用
できる。

本発明の裏面保護シートｆｌｆ１１は、第２図に丞す積
層シートの形で使用されるが、この第２図に示す状態で
（灰化重量法による防湿皮膜の厚さ６Ａ３Ａ、）最大５
　ｆ　／　＠　２４Ｈｒ、　４０℃−９５％Ｉ（、Ｉ−
１以下の透疾度の値を持ち、通常モジュール端部のシー
１１ングに使用されるブチルゴム等のシーリング剤より
優れた防湿性があり、充填剤の吸湿による失透あるいは
、配線等の腐蝕等を防ぐことが可能である。

本発明の裏面保護シート（１（１１を用いて太陽電池モ
ジュールケ作成する場合、予め配線接続した太陽電池素
子（６）を−に部保護用充填剤シート（７１を敷いた上
部透明材料（ガラス板等（５１）の上に置き、その上か
ら下部保護用充填剤シー１１７１？かぶせて、又はかぶ
せずに直接、本発明の裏面保護シートｆｌｆｌｌを、防
湿皮膜ＩＩＩ（１１１又はこの上、に積層された充填剤
シート（３）側な内面にしてかぶせ、減圧下で全体を熱
プレスして裏面保護シートを融着一体化させ、端部をア
ルミニウム等の枠体（８）で封入固定する。

以」二詳細に述べた様に、本発明の太陽ミール、モジュ
ール裏面保護シートは、従来の保護シートと比較して各
くの利点を有しており、■防湿層が絶縁物である為素子
電極との短絡等電気的トラブル発生のおそれがなく、収
率が向上し、その為■ブレス圧・時間・温度などがより
自由に選べて作業の効率化がｎＪ能となり、■短絡の危
１倹がない為だ基剤シートの厚みを必要最底限にするこ
とができ、材料の節約となり、■裏面保護シート自身に
充填剤が一体化されている又は充填剤と簡ｔｌに融着で
きる為、従来裏面保護シート−充填剤、次に光１ｉｉ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
たのがほぼ１疫のプビスエ稈でモジ、−ル化が［）］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。

以上本発明によ」１ば太陽電池モジュールの品ノｅｊ安
定化、９．）造安定化、利料節減が円部となイ）等の利
点がｒ、）られ、太陽九発電の実用化・敦及に多入Ｏ〕
貢献が予想される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来及び不発Ｌｌ１１の保護シートな適用４イ
、火陽電池モジュールの構造を示す（既略；断面図、第
２図は本発明の一実施例の入ＩＱ　％　ｎ、ｌＬモジ、
−ル裏面保励シートの概略断面図を小１−７、（１１ガ
ラス状防７１ド皮膜　＋２１　１１ｔｌＩ熱フイルム（
３１充填剤シートｌ／ＩＩ　耐候４’４フィルト第１図
、 第２トイ１ ０ 手続補正吉（自発） 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和５９年特許願第２０５１０号 ２、発明の名称 太陽電池モジュール裏面保護シー１〜 ３、補正をする者 事イ！１どの関係　特許出願人 住所　東京都台東区台東１丁目５番１号イ）明ｍ円の「
特許請求の範囲」の欄 左 Ｓ、補正の内容 −−−−、 訂正後の特許請求の範囲 １−１）電気絶縁性ガラス状防湿皮膜１１着した耐熱フ
ィルムをその層構成に含む太陽冷油モジュール裏面保護
シー１へ。 ２）ガラス状防湿皮膜が酸化ケイ素を特徴とする特許請
求の範囲第１）項記載の太陽電池モジュール裏面保護シ
ー１〜。 ３）ガラス状防況皮膜の内面に更に充填剤シートが積層
されている、特許請求の範囲第１）項又は第２　）　Ｊ
ｒｉ記載の太陽電池モジトル裏面保護シー１〜１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）電気絶縁性ガラス状防湿皮１１位を片面に蒸着した
   耐熱フィルムをその層構成に含む太陽電池モジュール裏
   面保獲シート。 ２）ガラス状防湿皮膜が酸化ケイ素を特徴とする特許請
   求の範囲第１）項記載の太陽電池モジュール裏面保護シ
   ート。 ６）ガラス状防湿皮１１位の内面に史に充填剤シートが
   積層されている、特許請求の範囲第２）項又は第１）項
   記載の太陽電池モジュール裏面保護シート。