JPS6325718B2 - - Google Patents

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JPS6325718B2
JPS6325718B2 JP56047836A JP4783681A JPS6325718B2 JP S6325718 B2 JPS6325718 B2 JP S6325718B2 JP 56047836 A JP56047836 A JP 56047836A JP 4783681 A JP4783681 A JP 4783681A JP S6325718 B2 JPS6325718 B2 JP S6325718B2
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JP
Japan
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lower substrate
solar cell
film
module
resin
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JP56047836A
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English (en)
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JPS57162374A (en
Inventor
Hiroyuki Kitamura
Kunyoshi Omura
Akira Hanabusa
Jutaro Kita
Mikio Murozono
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048Encapsulation of modules
    • 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
    • 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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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、太陽電池モジユールのパツケージ材
料特に下部基板に関し、低コストで耐候特性が良
く、かつ軽量な下部基板を提供するものである。
太陽電池のモジユール構造は、ここ4〜5年で
大きく変化した。従来太陽電池モジユールのパツ
ケージ材料としては、ポリカーボネイトやアクリ
ル等の樹脂ケースが用いられていたが、紫外線,
湿気,有毒ガス及び温度変化などのため、上記樹
脂ケースが変質劣化したり、不透明化したりして
耐用年数が8〜10年程度と短かかつた。
このため、第1図に示すようなモジユール構造
が提案された。図中、1はカバーガラス板、2は
太陽電池素子、3は例えばシリコーン樹脂からな
る透明樹脂、4は下部基板である。下部基板とし
てはAアルミニウム、B FRP、Cガラスなど
を用いている。5はフレームで主にアルミニウム
が使われている。上記の改良により、耐用年数を
20年以上とし、かつモジユールコストも3〜5万
円/PeakWから0.6〜1.0万円/peakWまで下げ
ることができた。ところが太陽電池の発電コスト
が他の例えば石油燃料のコストに較べ20〜30倍と
高いため、さらに大幅な低コストが要望され、か
つ発電規模の大出力化に伴う新たな問題が発生し
た。つまり下部基板がAのアルミニウムでは、
10μ以上のアルマイト処理を行つても熱サイクル
等でアルマイトにクラツクが発生し、モジユール
の出力が500V以上では素子と下部基板間でスパ
ークし、短絡するためにモジユール出力の低下が
生じ、又材料の高騰により一段と材料コストが高
くなつてきた。又BのFRPでは、材料の低コス
ト化がむずかしく、耐候性、特に紫外線酸化によ
る変質及び湿気に対するバリアー性に問題があ
る。Cのガラスでは厚さを薄くするとコストが上
がり、又割れやすくなるため、3mm厚の板ガラス
を使用している。そのため重量が軽くならず、モ
ジユールを支える架台等を堅固にする事が必要で
あり、又屋外使用での温度変化でモジユールの各
部材が膨張,収縮するが、ガラスと樹脂との膨張
係数の差が大きい等のため、樹脂層に所定以上の
厚みがないとクラツクが生じ、これらを解決する
ためにはガラス以外の他の部材にコストがかかる
欠点がある。
本発明は上記の欠点を解消するためになされた
ものであり、低コストで耐候性がよくしかも軽く
て絶縁耐圧が3000V(DC)以上ある下部基板を用
いることで、大出力化に対応できる太陽電池モジ
ユールを提供するものである。以下、本発明を実
施例を用いて詳細に説明する。
第2図は本発明の下部基板の構成の一例を示す
ものである。図中6はアクリル,シリコーン,ポ
リエステル,フツ素樹脂等の耐候性フイルム、7
はアルミニウム,ステンレス鋼等の金属薄板、8
は可撓性のあるプラスチツクフイルム、例えばポ
リ塩化ビニール樹脂フイルムであり、上記三者を
アクリル系接着剤でラミネートしたものである。
6の耐候性フイルムは、耐候性、特に紫外線劣化
が少ないことが必要とされ、その点からはフツ素
樹脂が特にすぐれている。又低コスト化のために
ポリエステルにルチル系の酸化チタンを入れ耐候
性を改善したフイルムもある。又上記の特徴を生
かすために、通常このフイルムは受光面側に配し
ているが、まれに太陽電池素子と一部接触するこ
とがあるため、このフイルムの絶縁耐圧の大小が
下部基板の、しいては太陽電池モジユールの絶縁
耐圧を決定することになる。第3図にフイルムの
厚さと絶縁耐圧との関係を示したが25μの厚みの
フイルムで7000Vの絶縁耐圧を得ることができ
る。7のアルミニウム等の金属薄板は耐湿性,ガ
ス透過性等の気密を高めるものであり、JIS―Z
―0208―73の試験から、アルミニウムでは20μ以
上の厚さがあれば、水蒸気透過率を0g/m2
24hrsとすることができ、6μでも一般のプラスチ
ツクに較べて数段すぐれた耐湿効果を有してい
る。8のポリ塩化ビニール樹脂フイルムは、製造
工程での下部基板の取り扱い作業を容易にするた
め、下部基板に可撓性を与え、所定の曲げ応力を
持たせることにより、外力による下部基板の折れ
等の不良をなくすためのものである。そのために
は少なくとも100μの厚みが必要である。又ポリ
塩化ビニール樹脂フイルムは、中間に位置したア
ルミニウム等の金属薄板の腐食を防ぐためにも有
効である。つまり、金属薄板の耐候性を高めるも
のであり、雨,有毒ガスによる金属表面の腐食を
防止している。一般にポリ塩化ビニールは、アル
キルアリールフオスフエイト等の可塑剤により紫
外線及び熱に対しての安定化が図れるが、さらに
ベンゾフエノン系の紫外線吸収剤を重量比でポリ
塩化ビニールの0.8〜1.5部、オクチル系のスズを
2〜5部、ルチル系の酸化チタンを8〜12部混入
させることにより、紫外線等の耐候特性を高める
ことができる。上記配合のポリ塩化ビニールシー
トは米国アリゾナに設けられた太陽光線集光暴露
試験(EMMAQUA試験)を30000時間行なつて
も性状の変化、クラツク等が発生しなかつた。又
ポリ塩化ビニール樹脂は低コストの材料であり、
太陽電池モジユールにおいては下部基板の材料比
率が高く、この点からも下部基板のコストを低減
させることは有効である。又第4図に本発明の下
部基板を用いた太陽電池モジユールの構造を示す
が、第4図の如く受光面にカバーガラス板1を用
いた場合に、モジユールの機械的強度をカバーガ
ラス板1及びフレーム5に持たせ、下部基板4か
ら機械的強度を取り除くことができる。そのため
下部基板4を薄くかつ軽くすることができ、下部
基板としてのコストを大幅に下げるととにモジユ
ール全体の重量を軽くすることができ、モジユー
ルを支える架台等、他の材料コストを低減するこ
とができる。
従来の太陽電池と同等の信頼性を得るための一
つの具体的な下部基板の構成としては、厚さ6μ
のアフレツクス(フツ素樹脂),厚さ6μのアルミ
ニウム,厚さ100μのポリ塩化ビニール樹脂の三
者をラミネートした総厚約120μの下部基板で充
分に対応でき、上記下部基板を用いた太陽電池モ
ジユールにより従来のモジユールと同等の品質が
得られた。つまり本発明の下部基板を用いること
により、耐候性を悪くすることなしに低コスト化
が図れ、かつ下部基板を軽くして可撓性を持たせ
たため、モジユール組立時の作業を容易にすると
ともにモジユール重量を軽くし、他の太陽電池材
料の低コストも見込まれ、さらにモジユールの絶
縁耐圧も3000V(DC)以上として大出力の発電シ
ステムに対応できるようになつた。
この本実施例によれば次のような効果が得られ
る。
(1) 受光面側にフツ素樹脂等の耐候性フイルムを
用いたことにより20年間以上の量の紫外線に対
する劣化をなくし、かつ絶縁耐圧を3000V
(DC)以上に保つことができる。
(2) 中間材としてアルミニウムの薄膜を用いたこ
とにより下部基板外からのモジユール内部への
湿気の透過をほとんどなくすことができ、太陽
電池素子の金属部の腐触及び受光面側樹脂の不
透明化による光透過率の減少を押えることがで
きる。
(3) 外側の可撓性プラスチツクフイルムとしてポ
リ塩化ビニールを用いたことにより、低コスト
が図れ、かつモジユール組立中の作業を容易に
することができる。つまり下部基板を所定の厚
み、例えば120μ以上として適当な曲げ応力を
持たせないと、作業中のわずかの外力により折
り曲りが発生して部品不良になる。このために
ポリ塩化ビニールで可撓性を持たせている。耐
候性については、紫外線の量が受光面側に較べ
てその1/10以下であるので、紫外線よりも雨,
有毒ガス,温度変化等の耐候特性が問題とな
る。
一般のポリ塩化ビニールでも可塑剤の選択によ
り耐候性に対しては安定であり劣化が少ないが、
本発明の耐候性ポリ塩化ビニールを用いることに
よりさらに信頼度をあげることができる。つまり
前記三者のラミネート化により、下部基板として
の必要な厚みをを主に低コスト材料である塩化ビ
ニールに持たせ、かつ耐候性等に対する安定化を
高価な材料であるフツ素樹脂等の耐候性フイル
ム,及びアルミニウム等の金属薄板を最小限に使
用することにより確保しているため、従来の下部
基板であるアルミニウム,FRP,ガラスに較べ
てそのコストを1/10〜1/2に低減することができ
る。さらに下部基板の重量を、従来の例えばガラ
スに較べてその1/50〜1/70に軽くできかつ下部基
板に可撓性を持たせたことにより従来は内部の樹
脂の厚みで吸収していた急激な温度サイクル時の
各部材の体積膨張率の差による応力を下部基板に
も持たせることができ、第4図の如く下部基板を
変形させることが可能で内部の樹脂の厚みもこれ
までの1/3〜2/3とすることができる。すなわち従
来構造で樹脂層が薄いと各部材の体積膨張率の差
による応力により、樹脂にクラツクが入つたり素
子と樹脂との界面で剥離を生じていたが、本発明
の下部基板を用いると上記応力を樹脂及び下部基
板で吸収できるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の太陽電池モジユール構造を示す
断面図、第2図は本発明の実施例におけるモジユ
ールの下部基板の構成を示す断面図、第3図はフ
ツ素樹脂の膜厚と絶縁耐圧との関係を示す図、第
4図は本発明の下部基板を用いた太陽電池モジユ
ールの構造を示す断面図である。 1……カバーガラス板、2……太陽電池素子、
3……透明樹脂、4……下部基板、5……フレー
ム、6……耐候性フイルム、7……金属薄板、8
……ポリ塩化ビニール樹脂フイルム。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 複数個の太陽電池素子を有する太陽電池モジ
    ユールにおいて、該モジユールの下部基板を受光
    面側から耐候性フイルム,金属薄板及び可撓性の
    プラスチツクフイルムの三者をラミネートした部
    材で構成したことを特徴とする太陽電池モジユー
    ル。 2 前記下部基板が、受光面側から順にフツ素樹
    脂フイルム,アルミニウム薄板及びポリ塩化ビニ
    ール樹脂フイルムをラミネートした部材からなる
    特許請求の範囲第1項に記載の太陽電池モジユー
    ル。 3 前記下部基板のポリ塩化ビニール樹脂フイル
    ムが少なくとも100μの厚みを有している特許請
    求の範囲第2項に記載の太陽電池モジユール。
JP56047836A 1981-03-30 1981-03-30 Solar battery module Granted JPS57162374A (en)

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