JPS61274373A - 太陽電池用裏面保護シ−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べ導くと共に、太陽電池
素子及び内部配線を長期に亘って過酷な自然環境に耐え
得るように保護する事にある。従来一般に太陽電池モジ
ー−ルは第１図に示す如く上部透明材料（１）がモジー
−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（１″Ｎと、塗装鋼板、あるいはア
ルミニウム箔をサンドイッチしたフッ化ビニルシート等
の裏面保護シート（４）の間に、相互に配線した単結晶
シリコン等より成る太陽電池素子（２）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（３）で充填し、更に全体をアルミ
ニウム、ステンレス等の枠体（５）を用いて封入固定し
たものであ・る。

、一方、上述した単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリ
コン太陽電池モジエールの他に、低コスト指向、量産化
の問題から素子として、アモルファースシリコン半導体
、■−■族化合物半導体等を用いた太陽電池モジュール
が多く作られるようになりてきている。これらの太陽電
池モジュールは一般に、透明プラスチック板やガラス板
等の基板（１）上に、蒸着等の手法により素子となる材
料を薄膜形成したり、印刷したりして素子（２）を形成
させる。

その端子は基板（１１に密着した端子の層の端部け）と
素子上の導電性ペースト（６）である。これらの低コス
ト指向の太陽電池は従来の単結晶シリコン等の高価格、
大型化のものと異なりコスト等の点また、簡易型という
観点から、アルミニウムやステンレス等の枠体を使用し
ないでモジュール化する場合が多く、裏面保護シート（
４）が太陽電池素子や内部配線を保護する役割が高くな
ってきており、耐候性、耐透湿性、外部からの機械的衝
撃や外力から部品を保護する役割の外、太陽電池素子に
よる突き破りが生じないこと、端面からの透湿が極力少
ないこと等の要求が生じている。

〔発明の目的〕

本発明は、アモルファスシリコンやｎ−ＶＩ族化合物半
導体による素子をガラス基板上に、直接、蒸着や印刷等
で形成させた太陽電池モジエールの裏面保護シートを提
供するもので、特に、耐候性、外部からの機械的衝撃や
外力から部品を保護すると共に、素子による突き破りが
生じることなく、また端面からの透湿も小さい裏面保護
シートを提供し、これによって発電効率が良く、しかも
経時的な発電効率の低下のない太陽電池を提供すること
を目的とする。

〔発明の概要〕

すなわち、本発明は、１５０℃（ガラス基板上に蒸着や
印刷法で形成された素子及び内部部品と裏面保護シート
とを、熱接着させる温度〕以下の温度では溶融軟化しな
い耐熱性耐侯性樹脂フィルムの内面に、１５０°Ｃ以下
の熱で溶融軟化する熱接着性樹脂フィルムを積層した積
層体から成る太陽電池モジー−ル用裏面保護シートを提
供するものであり、熱接着性樹脂フィルムの厚さが３０
μ以上１５０μ以下であり、また、ＪＩＳＰ８１２３に
よるハンター白色度において、８０％以上の白色度を有
する事が特徴である。

なお、本発明に用いられるガラス、金属等の熱接着性フ
ィルムとしては、酸変性ポリエチレン等が代表的である
。

〔発明の詳細な説明〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。第３図
は本発明の太陽電池モジュール用裏面保護シート（４）
の一実施例を示す断面図であり、耐熱性・耐侯性樹脂フ
ィルム（７）、その内面の熱接着性樹脂層（８）から構
成されている。耐熱性・耐侯性樹脂フィルム（７）は、
裏面保護シートとして熱プレス作業性を与えるために設
けられ、太陽電池モジエ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事がな
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１５
０°Ｃ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４ｔｔ脂、　４フッ化エ
チレン−６フツ化プロピレン共重合体、パーフルオロエ
チレン−パーフルオロプロピレン−バーフルオロビニル
エーテル三元共重合体、エチレン−４７フ化工チレン共
重合体、゛・塩化−３フツ化エチレン樹脂、ポリフッ化
ビニリデン、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
、ベンゾフェア）やベンゾＩ−ＩＪアゾールなど）を含
浸又は練り込ンタポリエテレンテレフタレートから選ば
れる一種のフィルム又はこれらの複合フィルムがあり、
これらのフィルムは酸化チタン等の白色体質顔料を練り
込んだものであってもよく、また、白色度をアップさせ
るために、少なくとも片面に白色ペタ印刷を施したもの
でも差しつかえない。

白色度については、耐熱、耐侯性樹脂フィルム上にガラ
ス質や金属質と熱接着性を有する熱接着性樹脂層（８）
を設げた裏面保護シート（４）の熱接着性樹脂層（８）
側から光学方向４５度で、光を当て白色度を測定する。

白色度の測定は、ＪＩＳＰ８１２３に従って、色差計を
用いて行う。

本発明者の実験結果では裏面保護シート（４）の白色度
の差異が、太陽電池モジュールとしての発電効率に影響
を与える事が解った。即ち、白色度が高いという事は、
光の反射率が高い事を意味するため、太陽電池モジュー
ルの上部ガラス基板を透過し、素子において電気化され
ずに裏面保護シート（４）に到達した太陽光は裏面保護
シート（４）上でほとんど反射され、その反射光が再び
素子において発電に寄与されたためと思われる。白色度
の値としては、本発明者らの実験によれば、例えばＣｄ
５−ＣｄＴｅ系（硫化カドミニウム−テルル化カドミニ
ウム系）の印刷法により形成された素子を用いた太陽電
池モジュールにおいては、白色度８０％以上の裏面保護
シートを用いた場合には、発電効率５．５％であったも
のが、それ以下の白色度を有する裏面保護シートでは、
発電効率が５％以下に低下した。そこで、本発明におけ
る裏面保護シート（４）の熱接着性樹脂層（８）側から
測定した白色度は、８０％以上と規定した。なお、白色
度をアップさせる手段としては、すでに述べた様に、耐
熱・耐侯性樹脂フィルム（７）に白色顔料を練り込む方
法や、白色インキによるベタ印刷等の方法など、特に限
定されない。また、耐熱・耐侯性樹脂フ゛°イルム（７
）の厚さとしては、通常１２μ以上の厚さでよいが、モ
ジー−ル化作業時の作業性等から考慮すると、好ましく
は３０μ以上が望ましい。

次忙、耐熱・耐侯性樹脂フィルム（６）上に積層する熱
接着性樹脂層について説明する。熱接着性樹脂層は、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１２０°Ｃ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、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−変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
、蒸着法あるいは印刷法によって形成された素子等内部
部品を接着保護するため、３０μ以上であり、特に５０
μ以上であることが望ましい。それ以下では、配線等に
よる樹脂部のつき破りが生じ易い。ただし、裏面保護シ
ートの熱接着性樹脂層（８）端面からの透湿性（湿気の
浸入）を考えると、熱接着性樹脂層（８）の厚さは、１
５０ｊ程度迄である。本発明者らの実験によれば、熱接
着性樹脂層（８）の厚さが、１５０μ以上の裏面保護シ
ートで太陽電池モジュールを作成した場合、６５℃−９
５％Ｒ，Ｈの高温多湿雰囲気下で１０００時間保存テス
トを行ない、その後の発電効率を測定したところ、初期
の発電効率と比較し、５％以上のダウンが見られた。な
お、熱接着性樹脂層（８）の厚さが１５０μ以下の場合
には、初期の発電効率と同等であった。即ち、熱接着性
樹脂層（８）の厚さが、１５０μを越えた場合において
は、端面から湿気が浸透し太陽電池素子が劣化し、発電
効率がダウンしたものと思われる。

よって、本発明においては、熱接着性樹脂層（８）の厚
さを、３０〜１５０Ａと規定した。なお、６５℃−９５
％Ｒ１Ｈ，１０００時間の環境試験は、太陽電池モジエ
ールとしての一般的評価基準である。

また、耐熱・耐侯性樹脂フィルム（７）と、熱接着性樹
脂層（８）との積層方法については、接着剤等を介した
ドライラミネート法あるいは、ヒートラミ法等限定され
ず、さらに、熱接着性樹脂層が、樹脂として容易に押し
出し加工が可能なものは、エキストルーグーラミネート
により積層する方法があり、積層方法については特に限
定されない。

本発明の裏面保護シート（４）を太陽電池モジュールに
適用する場合、蒸着法や印刷法において形成された太陽
電池素子とさらに電極等を設げたガラス基板の太陽電池
素子側に、裏面保護シートの熱接着性樹脂層（８）側を
合わせ、真空に減圧しつつ全体を１４０℃〜１５０℃で
プレスして融着一体化させる。

〔実施例〕

（イ）紫外線吸収剤を練り込んだ厚さ３８μの耐候性ポ
リエステルフィルム（東し株製、Ｑ−３７）上に、シル
ク印刷法により白色インキを全面印刷してベースとし、
この印刷面上に、エチレン−酢酸ビニル部分ケン化物の
有機酸ゲラスト重合体（武田薬品株製、デエミランＦ）
をそれぞれ２５声、１００μ、１４０ｊｌ、２００μの
厚さに形成した。なお、このデュミランＦを１００声の
厚さに形成したものについては、その白色度を変えるた
め、白色インキの印刷を変えたものを２種用意した。

（ロ）太陽電池本体としては、ガラス基板上に素子とし
てｎ−■族化合物半導体（ＣｄＳ−ＣｄＴｅ系）をシル
ク印刷法により形成したものを用いた。サイズは、３０
Ｘ３０Ｃｍで、発電力が４，５Ｗである。

この太陽電池本体の素子側に、上記（イ）で得られたそ
れぞれのシートを、真空下、１５０℃、５　ｋｇ／Ｌ１
０分の条件でプレスして貼り合わせて太陽電池モジニー
ルを製造した。

なお、この時、デュミランＦが２５μのものは、素子が
シートを突き破りてしまった。

（ハ）残った太陽電池モジュールを８５℃−９５％Ｒ，
Ｈ，の雰囲気下に１０００時間保存し、発電効率たつい
て初期との性能比較を行なった。各シートの白色度と共
に、この結果を表−１に示す。

なお、白色度は、ＪＩＳＰ８１２３に準じ、デュミラン
Ｆ側から、光学方向４５度で測定した。

表−１ 上表の如く、サンプル３は熱接着性樹脂層端面からの湿
気の浸入により、太陽電池素子が劣化したものと考えら
れ、サンプルは、本発明の一面保護シートより白色度が
低い為反射光が十分発電に利用されなかったものと思わ
れる。

〔発明の効果〕

以上詳細に述べた様に、本発明の太陽電池モジュール用
裏面保護シートは、熱接着性樹脂層の厚さを限定するこ
と釦より、初期の発電効率のアップ及び、屋外曝露を想
定した環境試験においても湿気等の浸入による発電効率
のダウンもなく、太陽電池素子、内部部品等が良好に保
護されるものである。

また、裏面保護シートの白色度を８０％以上とすれば、
発電効率の向上も期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は太陽電池モジュールの説明用断面図
、第３図は本発明の裏面保護シートの断面図である。 （１）−上部透明材料（基板）（２）・−太陽電池素子
（３）−充填材　　　　　　　（４）・−裏面保護シー
ト（５）・−枠体　　　　　　　　（６）・−導電性ペ
ースト（７）−耐熱性・耐侯性樹脂フィルム （８）−熱接着性樹脂 第１図 第２図 第３図 大

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）耐熱性・耐侯性樹脂フィルムの内面に、熱接着性
   樹脂層を積層した太陽電池モジュール用裏面保護シート
   において、熱接着性樹脂層の厚さが、３０μから１５０
   μである事を特徴とした太陽電池モジュール用裏面保護
   シート。
2. （２）熱接着性樹脂層側から光学方向４５度において光
   を照射した場合の白色度が、８０％以上である事を特徴
   とする特許請求の範囲第一項記載の太陽電池モジュール
   用裏面保護シート。