WO2011105389A1 - 太陽電池モジュール - Google Patents

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WO2011105389A1
WO2011105389A1 PCT/JP2011/053896 JP2011053896W WO2011105389A1 WO 2011105389 A1 WO2011105389 A1 WO 2011105389A1 JP 2011053896 W JP2011053896 W JP 2011053896W WO 2011105389 A1 WO2011105389 A1 WO 2011105389A1
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WO
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filler layer
solar cell
resin
gel fraction
cell module
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PCT/JP2011/053896
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English (en)
French (fr)
Inventor
祐 石黒
齋田　敦
Original Assignee
三洋電機株式会社
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor 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
    • H01L31/04—Semiconductor 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
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048—Encapsulation of modules
    • H01L31/0481—Encapsulation of modules characterised by the composition of the encapsulation material
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to a solar cell module. Especially this invention relates to a solar cell module provided with the solar cell arrange
  • the solar cell module includes a solar cell that generates electricity by receiving light. Solar cells are likely to deteriorate due to contact with moisture. For this reason, it is necessary to isolate a solar cell from external air. Therefore, the solar cell is normally arrange
  • the material for the filler layer examples include resins such as ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA).
  • EVA ethylene / vinyl acetate copolymer
  • the present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to provide a solar cell module improved in both weather resistance and heat resistance.
  • the present inventors have found that it is possible to achieve both excellent weather resistance and excellent heat resistance by devising the gel fraction of the filler layer formed of resin. . Specifically, the present inventors increase the gel fraction of at least a portion of the portion in contact with the sheet of the filler layer provided between the protector and the sheet, By providing a portion having a gel fraction higher than 0% and a gel fraction lower than that in contact with the sheet in the other portion, both improved weather resistance and improved heat resistance are achieved. I found that I can do it. As a result, the inventors have made the present invention.
  • the solar cell module includes a protector, a sheet, a filler layer, and a solar cell.
  • the sheet faces the protector.
  • the filler layer is provided between the protector and the sheet.
  • the solar cell is disposed in the filler layer.
  • the filler layer has a first filler layer and a second filler layer.
  • the first filler layer is provided in contact with the sheet.
  • the first filler layer is made of resin.
  • the second filler layer is made of a resin having a gel fraction higher than 0% and less than the gel fraction of the resin constituting the first filler layer.
  • gel fraction is measured by the following measuring method. 1 g of resin to be measured is prepared. The resin is immersed in 100 ml of xylene at 120 ° C. for 24 hours. Thereafter, the residue in xylene is taken out and dried at 80 ° C. for 16 hours. Then, the mass of the residue after drying is measured. From the obtained result, the gel fraction (%) is calculated based on the following formula (1).
  • the gel fraction of the resin constituting the first filler layer is preferably 60% or more.
  • the gel fraction of the resin constituting the first filler layer is preferably 1.5 times or more the gel fraction of the resin constituting the second filler layer.
  • each of the resin constituting the first filler layer and the resin constituting the second filler layer is preferably an ethylene / vinyl acetate copolymer or polyethylene. .
  • the first filler layer may be in contact with the solar cell.
  • the solar cell may be disposed between the first filler layer and the second filler layer.
  • the solar cell may be disposed inside the second filler layer.
  • the solar cell may be disposed inside the first filler layer.
  • the first filler layer may be provided in contact with both the protector and the sheet.
  • the second filler layer may be provided in contact with both the protector and the sheet.
  • the first filler layer may be arranged so as to surround the second filler layer.
  • the protector may be a glass plate and the sheet may be a resin sheet.
  • the solar cell preferably receives light from the protector side.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a solar cell module according to a first embodiment. It is schematic-drawing sectional drawing of the solar cell module which concerns on 2nd Embodiment. It is schematic-drawing sectional drawing of the solar cell module which concerns on 3rd Embodiment. It is schematic-drawing sectional drawing of the solar cell module which concerns on 4th Embodiment. It is schematic-drawing sectional drawing of the solar cell module which concerns on 5th Embodiment. It is schematic-drawing sectional drawing of the solar cell module which concerns on 6th Embodiment. It is schematic-drawing sectional drawing of the solar cell module which concerns on 7th Embodiment. It is schematic-drawing sectional drawing of the solar cell module which concerns on 8th Embodiment.
  • solar cell modules 1a to 1l shown in FIGS. 1 to 12 as examples.
  • the solar cell modules 1a to 1l are merely examples.
  • the present invention is not limited to the solar cell modules 1a to 1l.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a solar cell module according to this embodiment.
  • the solar cell module 1 a includes a protector 10, a sheet 11, a filler layer 13, and a solar cell 12.
  • the protector 10 and the sheet 11 have a function as a protection member for the solar cell 12.
  • the protector 10 is a member that ensures the mechanical strength of the solar cell module 1a.
  • the protector 10 is not particularly limited as long as it is a rigid member.
  • the protector 10 can be composed of a glass plate, a resin plate, or the like. Especially, it is preferable that the protector 10 is comprised with the glass plate. This is because the glass plate has high rigidity and light transmittance and is excellent in weather resistance.
  • the thickness of the protector 10 is not particularly limited.
  • the thickness of the protector 10 can be set to about 3 mm to 6 mm, for example.
  • the sheet 11 faces the protector 10.
  • the sheet 11 is not particularly limited as long as it is a flexible member.
  • the sheet 11 can be configured by, for example, a resin sheet made of a resin such as polyethylene terephthalate (PET).
  • PET polyethylene terephthalate
  • seat 11 may be provided with light shielding foils, such as aluminum foil, an inorganic barrier layer with a low water permeability, etc., for example.
  • the inorganic barrier layer can be made of an inorganic material such as silicon oxide or alumina, for example.
  • the thickness of the sheet 11 is not particularly limited.
  • the thickness of the sheet 11 can be, for example, about 150 ⁇ m to 300 ⁇ m.
  • the filler layer 13 is filled between the protective body 10 and the sheet 11.
  • the filler layer 13 is a member for sealing the solar cell 12. For this reason, the filler layer 13 is also called a sealing layer.
  • the configuration of the filler layer 13 will be described in detail later.
  • a plurality of solar cells 12 are arranged inside the filler layer 13.
  • the plurality of solar cells 12 are arranged along the arrangement direction x perpendicular to the stacking direction z of the protector 10, the filler layer 13, and the sheet 11.
  • the plurality of solar cells 12 may be arranged in a matrix on a plane whose normal direction is the stacking direction z.
  • the plurality of solar cells 12 are electrically connected in series or in parallel by the wiring material 14.
  • the solar cell 12 and the wiring member 14 can be connected by, for example, a conductive resin adhesive in which conductive particles are dispersed in the resin, solder, or the like.
  • a resin adhesive it is preferable to use a resin adhesive having anisotropic conductivity.
  • the solar cell 12 has a light receiving surface 12a that receives light and a back surface 12b that faces the light receiving surface 12a.
  • each of the plurality of solar cells 12 is arranged such that the light receiving surface 12a faces the protector 10 side and the back surface 12b faces the sheet 11 side. That is, in this embodiment, each of the plurality of solar cells 12 receives light from the protector 10 side.
  • the present invention is not limited to this configuration.
  • the solar cell may be arranged such that the light receiving surface faces the sheet side and the back surface faces the protector side.
  • each of both main surfaces of a solar cell may be a light-receiving surface.
  • the structure of the solar cell 12 is not particularly limited.
  • the solar cell 12 may be, for example, a HIT solar cell having a HIT (registered trademark) structure, or a solar cell having another structure.
  • the solar cell 12 includes a light conversion unit that generates carriers (electrons and holes) by receiving light.
  • the light conversion part is comprised from the semiconductor material which has semiconductor junctions, such as a pn junction and a pin junction.
  • semiconductor material include crystalline silicon semiconductors such as single crystal silicon and polycrystalline silicon, amorphous silicon semiconductors, and compound semiconductors such as GaAs.
  • An electrode for collecting carriers is provided on each of the first and second main surfaces of the light conversion unit.
  • the plurality of solar cells 12 are electrically connected to each electrode of the adjacent solar cells 12 by being connected by the wiring material 14.
  • the electrode generally includes a plurality of fingers extending in parallel to each other and one or a plurality of bus bars extending in a direction perpendicular to the extending direction of the fingers and connected to each of the plurality of fingers. ing.
  • Filler layer 13 Next, the configuration of the filler layer 13 in the present embodiment will be described in detail.
  • the filler layer 13 has a first filler layer 13a and a second filler layer 13b.
  • the first filler layer 13 a is provided in contact with the sheet 11.
  • a first filler layer 13a and a second filler layer 13b are laminated in this order from the sheet 11 side between the sheet 11 and the protector 10. Yes.
  • the sheet 11 and the first filler layer 13a are bonded.
  • the first and second filler layers 13a and 13b are also bonded.
  • the second filler layer 13b and the protector 10 are also bonded.
  • the solar cell 12 is disposed at the boundary between the first filler layer 13a and the second filler layer 13b. Therefore, the first filler layer 13 a is in contact with the solar cell 12.
  • the boundary between the first filler layer 13a and the second filler layer 13b is located in the region where the solar cells 12 are provided in the stacking direction z. However, it may be substantially flush with the light receiving surface 12a and the back surface 12b of the solar cell 12 in the stacking direction z, for example.
  • the thickness of each of the first filler layer 13a and the second filler layer 13b along the stacking direction z is not particularly limited.
  • the thickness along the stacking direction z of the first filler layer 13a is preferably about 0.3 mm to 0.8 mm, for example.
  • the thickness along the stacking direction z of the second filler layer 13b is preferably about 0.3 mm to 0.8 mm, for example.
  • the thickness along the stacking direction z of the entire filler layer 13 is preferably about 0.6 mm to 2.0 mm, for example.
  • the ratio of the thickness along the stacking direction z of the first filler layer 13a to the thickness along the stacking direction z of the second filler layer 13b is in the range of 1: 2 to 2: 1. Is preferred.
  • Each of the first filler layer 13a and the second filler layer 13b is made of resin.
  • Each of the 1st filler layer 13a and the 2nd filler layer 13b may consist only of resin, for example, additives, such as a crosslinking agent and a coupling agent other than resin, etc. May be included.
  • the resin constituting each of the first and second filler layers 13a and 13b is not particularly limited.
  • ethylene / vinyl acetate copolymer having high light transmittance and excellent weather resistance and heat resistance It is preferable that it is a combination (EVA) or polyethylene.
  • Each gel fraction of the resin constituting the first filler layer 13a and the resin constituting the second filler layer 13b is greater than 0%.
  • the gel fraction of the resin constituting the second filler layer 13b is less than the gel fraction of the resin constituting the first filler layer 13a.
  • the gel fraction of the resin constituting the first filler layer 13a is preferably 50% or more, more preferably 55% or more, and 60% or more. Further preferred. However, if the gel fraction of the resin constituting the first filler layer 13a is too high, flexibility may not be maintained. For this reason, it is preferable that the gel fraction of resin which comprises the 1st filler layer 13a is 90% or less, and it is more preferable that it is 80% or less.
  • the gel fraction of the resin constituting the second filler layer 13b is preferably less than 80%, more preferably 60% or less, still more preferably 51% or less, and 40% It is still more preferable that
  • the gel fraction of the resin constituting the first filler layer 13a is preferably 1.5 times or more the gel fraction of the resin constituting the second filler layer 13b.
  • the gel fraction of the resin is a parameter that correlates with the resin crosslinking density.
  • the gel fraction of the resin can be adjusted by changing the crosslink density of the resin.
  • the crosslinking density of the resin can be adjusted, for example, by changing the addition amount of a crosslinking agent for forming a crosslinked structure and the curing time at the time of crosslinking.
  • the kind of crosslinking agent can be suitably selected according to the kind of resin. Specific examples of the crosslinking agent include organic peroxides and silane coupling agents.
  • organic peroxide examples include benzoyl peroxide, dicumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane, and the like.
  • silane coupling agent examples include ⁇ -methacryloxypropyltrimethoxysilane, a compound in which a methoxy group or an ethoxy group is introduced based on polysiloxane.
  • the gel fraction of the resin constituting the second filler layer 13b is higher than 0%, and the resin gel constituting the first filler layer 13a. Less than a fraction. That is, the gel fraction of each of the first and second filler layers 13a and 13b is higher than 0%, and the gel fraction of the resin constituting the first filler layer 13a in contact with the sheet 11 is It is relatively high, and the gel fraction of the resin constituting the second filler layer 13b is relatively small. For this reason, in the solar cell module 1a of this embodiment, it is possible to achieve both improved weather resistance and improved heat resistance.
  • the improved heat resistance can be realized because the gel fraction of the resin constituting the first filler layer 13a is high, so that the first filler layer 13a is constituted. This is probably because the first filler layer 13a in contact with the sheet 11 having a higher crosslink density and higher flexibility than the protective body 10 has low fluidity at high temperatures. Further, the improved weather resistance can be realized because the second filler layer 13b having a low gel fraction and low moisture permeability is provided in the filler layer 13.
  • the gel fraction of the resin constituting the first filler layer 13a is 60% or more, more improved heat resistance can be realized.
  • the gel fraction of the resin constituting the first filler layer 13a is more preferably 50% or more, further preferably 55% or more, and still more preferably 60% or more.
  • the gel fraction of the resin constituting the first filler layer 13a is too high, the flexibility of the resin may not be maintained. For this reason, it is preferable that the gel fraction of resin which comprises the 1st filler layer 13a is 80% or less.
  • the gel fraction of the resin constituting the second filler layer 13b is less than 80%, more improved weather resistance can be realized.
  • the gel fraction of the resin constituting the second filler layer 13b is more preferably 60% or less, further preferably 51% or less, and still more preferably 40% or less.
  • the gel fraction of the resin constituting the first filler layer 13a is 1.5 times or more of the gel fraction of the resin constituting the second filler layer 13b, it is further improved.
  • a solar cell module having improved weather resistance and improved heat resistance can be realized.
  • each of the first and second filler layers 13a and 13b is EVA or polyethylene
  • it has improved weather resistance, improved heat resistance, and energy efficiency.
  • a high solar cell module can be realized. This is because both EVA and polyethylene have high light transmittance and excellent weather resistance and heat resistance.
  • the first filler layer 13a having low fluidity at high temperatures and high rigidity at high temperatures is provided in contact with the solar cell 12. For this reason, more improved heat resistance can be realized.
  • the protector 10 disposed on the light receiving surface 12a side of the solar cell 12 is composed of a glass plate having low moisture permeability. For this reason, moisture hardly enters the solar cell module 1a from the glass plate side. Therefore, the part located in the light-receiving surface 12a side of the solar cell 12 and the filler layer 13 which influences the output of the solar cell module 1a largely does not deteriorate easily. Therefore, the weather resistance of the solar cell module 1a can be further improved.
  • the second filler layer 13b having a low gel fraction and low moisture permeability is disposed on the light receiving surface 12a side of the solar cell 12, and the first filling with high moisture permeability is provided.
  • the agent layer 13a is not disposed. For this reason, the water
  • the solar cell module 1a which concerns on this embodiment can be manufactured with the manufacturing method illustrated below, for example.
  • one or a plurality of resin sheets for forming the second filler layer 13b are arranged on the sheet 11.
  • a plurality of solar cells 12 electrically connected by the wiring member 14 are disposed thereon, and one or more resin sheets for forming the first filler layer 13a are disposed thereon.
  • the protective body 10 is laminated.
  • the solar cell module 1a can be completed by heat-pressing the formed laminate in a reduced-pressure atmosphere.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a solar cell module 1b according to the second embodiment.
  • the second filler layer 13b made of a resin having a low gel fraction is provided so as to be in contact with both the protector 10 and the sheet 11.
  • a second filler layer 13b that is continuous from the protector 10 to the sheet 11 in the stacking direction z is provided at the peripheral edge of the solar cell module 1b. That is, the second filler layer 13b is provided outside the first filler layer 13a when viewed from the stacking direction z.
  • the area of the sheet for forming the first filler layer 13a is larger than the area of the sheet for forming the second filler layer 13b.
  • it can be manufactured by a method substantially similar to the manufacturing method described in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a solar cell module 1c according to the third embodiment.
  • the 1st filler layer 13a comprised with resin with a high gel fraction is provided so that both the protection body 10 and the sheet
  • a first filler layer 13a that is continuous from the protector 10 to the sheet 11 in the stacking direction z is provided at the peripheral edge of the solar cell module 1c. That is, when viewed from the stacking direction z, the first filler layer 13a is located outside the second filler layer 13b.
  • the area of the sheet for forming the second filler layer 13b is larger than the area of the sheet for forming the first filler layer 13a.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a solar cell module 1d according to the fourth embodiment.
  • the second filler layer 13b is formed so as to reach the sheet 11 side from the plurality of solar cells 12, and the solar cell 12 is the second Is disposed in the filler layer 13b. That is, the solar cell 12 is surrounded by the second filler layer 13b made of a resin having a low gel fraction.
  • the solar cell module 1d includes, for example, a sheet for forming the second filler layer 13b between the sheet for forming the first filler layer 13a and the solar cell 12. By interposing, it can be manufactured by a method substantially similar to the manufacturing method described in the first embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a solar cell module 1e according to the fifth embodiment.
  • the solar cell module 1e of the present embodiment is different from the solar cell module 1d of the fourth embodiment in the same manner as in the third embodiment.
  • the first filler layer 13 a is provided continuously from the protective body 10 to the sheet 11 in the stacking direction z. For this reason, in the present embodiment, the first filler layer 13a is located outside the second filler layer 13b when viewed from the stacking direction z.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a solar cell module 1f according to the sixth embodiment.
  • the solar cell module 1f of the present embodiment is different from the solar cell module 1d of the fourth embodiment in the same manner as in the second embodiment.
  • the second filler layer 13b is provided continuously from the protective body 10 to the sheet 11 in the stacking direction z. For this reason, in the present embodiment, the second filler layer 13b is located outside the first filler layer 13a when viewed from the stacking direction z.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a solar cell module 1g according to the seventh embodiment.
  • the solar cell module 1 g of the present embodiment is different from the solar cell module 1 a of the first embodiment in that the first filler layer 13 a is a protector 10 rather than the plurality of solar cells 12.
  • the plurality of solar cells 12 are arranged in the first filler layer 13a.
  • the solar cell module 1g of this embodiment is a sheet
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a solar cell module 1h according to the eighth embodiment.
  • the solar cell module 1h according to the present embodiment is different from the solar cell module 1g according to the seventh embodiment in the same manner as in the second and sixth embodiments. Is that the second filler layer 13 b is continuously provided from the protective body 10 to the sheet 11 in the stacking direction z. For this reason, in the present embodiment, the second filler layer 13b is located outside the first filler layer 13a when viewed from the stacking direction z.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a solar cell module 1i according to the ninth embodiment.
  • the solar cell module 1 i of the present embodiment is different from the solar cell module 1 g of the seventh embodiment in the same manner as the third and fifth embodiments. Is that the first filler layer 13a is continuously provided from the protective body 10 to the sheet 11 in the stacking direction z. For this reason, in the present embodiment, the first filler layer 13a is located outside the second filler layer 13b when viewed from the stacking direction z.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a solar cell module 1j according to the tenth embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a solar cell module 1k according to the eleventh embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a solar cell module 11 according to the twelfth embodiment.
  • the first filler layer 13a is in contact with both the protective body 10 and the sheet 11.
  • the first filler layer 13a is provided so as to surround the second filler layer 13b.
  • the plurality of solar cells 12 are arranged in the second filler layer 13b.
  • the plurality of solar cells 12 are arranged at the boundary between the first filler layer 13a and the second filler layer 13b.
  • the plurality of solar cells 12 are arranged in the first filler layer 13a.
  • the solar cell modules 1b to 1l according to the second to twelfth embodiments are made of a resin having a high gel fraction so as to be in contact with the sheet 11.
  • the first filler layer 13a is provided, and the second filler layer 13b made of a resin having a low gel fraction is provided. For this reason, both improved weather resistance and improved heat resistance can be achieved.
  • the first filler layer 13a made of a resin having a high gel fraction is formed on the plurality of solar cells 12 as in the first embodiment. It is provided to touch. Therefore, more improved heat resistance can be realized.
  • the second filler layer 13b made of a resin having a low gel fraction is disposed on the light receiving surface 12a side of the solar cell 12.
  • the first filler layer 13a made of a resin having a high gel fraction is not disposed. Therefore, more excellent heat resistance can be realized.
  • a plurality of solar cells 12 are arranged in the second filler layer 13b. That is, the plurality of solar cells 12 are surrounded by the second filler layer 13b made of a resin having a low gel fraction. For this reason, it can suppress more effectively that a water
  • a plurality of solar cells 12 are arranged in the first filler layer 13a. That is, the plurality of solar cells 12 are surrounded by the first filler layer 13a made of a resin having a high gel fraction. For this reason, even in a high-temperature atmosphere, the plurality of solar cells 12 are suitably protected by the first filler layer 13a. Therefore, further improved heat resistance can be realized.
  • the first filler layer 13a made of a resin having a high gel fraction is provided so as to be in contact with both the protector 10 and the sheet 11. ing. For this reason, deformation of the filler layer 13 can be more effectively suppressed at high temperatures.
  • the first filler layer 13a is located outside the second filler layer 13b. Therefore, the flow at a high temperature of the second filler layer 13b made of the resin having a low gel fraction is also effectively suppressed. Therefore, more improved heat resistance can be realized.
  • the second filler layer 13b is surrounded by the first filler layer 13a. For this reason, the flow in the high temperature of the 2nd filler layer 13b is suppressed more effectively. Therefore, further improved heat resistance can be realized.
  • the second filler layer 13b made of a resin having a low gel fraction is provided so as to be in contact with both the protector 10 and the sheet 11.
  • the second filler layer 13b is provided from the protector 10 to the sheet 11 in the stacking direction z at the peripheral portions of the solar cell modules 1b, 1f, and 1h. For this reason, moisture intrusion into the solar cell modules 1b, 1f and 1h from the peripheral portions of the solar cell modules 1b, 1f and 1h is also effectively suppressed. Therefore, more improved weather resistance can be realized.
  • Example (Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 to 3)
  • solar cell modules A1 to A3 Examples 1 to 3
  • B1 to B3 Comparative Examples having the same configuration as the solar cell module 1a according to the first embodiment. 1 to 3) were prepared as follows.
  • an EVA sheet containing a crosslinking agent and having a thickness of 0.6 mm and the sheet 11 were laminated in this order.
  • the amount of the crosslinking agent contained in the resin forming the first filler layer 13a and the amount of the crosslinking agent contained in the resin forming the second filler layer 13b are as follows: It is as shown in Table 1 below.
  • the quantity of the crosslinking agent shown in Table 1 is a relative mass ratio when the mass of the crosslinking agent added at the time of preparation of solar cell module B1 which concerns on the comparative example 1 is made into 100%.
  • a polyethylene terephthalate sheet having a thickness of 150 ⁇ m was used as the sheet 11.
  • a plurality of fingers extending in parallel with each other, and two bus bars provided orthogonal to the fingers and separated from each other in the extending direction of the fingers Were provided as electrodes.
  • the obtained laminate was integrated using a laminating method, and housed in a frame made of aluminum, thereby producing a solar cell module.
  • the integration by the laminating method was performed by reducing the pressure for 5 minutes using a vacuum pump and then pressure bonding for 5 minutes.
  • the high-temperature and high-humidity test was performed by leaving the solar cell module in a high-temperature and high-humidity tank in the range of temperature: 85 ⁇ 2 ° C. and relative humidity: 85 ⁇ 5% for 1000 hours. And the output reduction rate ((output after implementation of a high-temperature, high-humidity test) / (output before implementation of a high-temperature, high-humidity test)) before and after the high-temperature, high-humidity test was measured.
  • the resistance increase rate between the two bus bars on the light receiving surface 12a before and after the high temperature and high humidity test (((resistance after the high temperature and high humidity test)-(resistance before the high temperature and high humidity test)) / (high temperature and high humidity) Resistance before the humidity test was conducted)).
  • the continuity monitoring device is connected between both terminals of the produced solar cell module, and the solar cell module is connected with the insulation monitoring device between one terminal of the solar cell module and the frame.
  • the temperature was raised from a temperature in the range of ⁇ 40 ⁇ 2 ° C. to a temperature in the range of 90 ⁇ 2 ° C. at 100 ° C./hour and held for 10 minutes. After cooling to 100 ° C./hour and holding for 10 minutes, the temperature was raised again to a temperature within the range of 90 ⁇ 2 ° C. at 100 ° C./hour by carrying out 200 cycles.
  • the air around the solar cell module was circulated at 2 m / sec.
  • the solar cell module was irradiated with light having an AM of 1.5 and an intensity of 100 mW / cm 2. And the output reduction rate ((output after temperature cycle test implementation) / (output before temperature cycle test implementation)) of the solar cell module before and after the temperature cycle test was measured.
  • FIG. 13 shows the output reduction rate in each of the high-temperature and high-humidity test and the temperature cycle test of the solar cell modules A1, A2, and B1 in which the gel fraction of the resin in the first filler layer 13a is 80%.
  • the graph showing the relationship with the gel fraction of resin in 2 filler layers is shown.
  • FIG. 14 shows the output decrease rate in each of the high-temperature and high-humidity test and the temperature cycle test of the solar cell modules A2, A3, and B2 in which the gel fraction of the resin in the second filler layer 13b is 2%, and the first The graph showing the relationship with the gel fraction of resin in a filler layer is shown.
  • the gel fraction of the resin constituting the second filler layer 13b is greater than 0%, and the resin gel constituting the first filler layer 13a. It can be seen that the solar cell modules A1 to A3 having a fraction of less have improved heat resistance and excellent weather resistance.
  • the solar cell modules B1 and B2 in which the gel fraction of the resin constituting the first filler layer 13a and the gel fraction of the resin constituting the second filler layer 13b are equal The weatherability or weather resistance was poor. Specifically, the solar cell module B1 having a high gel fraction of the resin constituting the first and second filler layers 13a and 13b was poor in weather resistance. On the other hand, the solar cell module B2 having a low gel fraction of the resin constituting the first and second filler layers 13a and 13b has poor heat resistance.
  • the output reduction rate in the high temperature and high humidity test does not change greatly even if the gel fraction of the resin in the first filler layer 13a changes.
  • the output decrease rate in the temperature cycle test increases as the gel fraction of the resin in the first filler layer 13a decreases. That is, it can be seen that the gel fraction of the resin in the first filler layer 13a is largely involved in heat resistance, but not so much in weather resistance. It can also be seen that improved heat resistance can be obtained by increasing the gel fraction of the resin in the first filler layer 13a.
  • the gel fraction of the resin constituting the second filler layer 13b is greater than 0% and less than the gel fraction of the resin constituting the first filler layer 13a. It can be seen that both improved heat resistance and improved weather resistance can be achieved.
  • the gel fraction of the resin in the first filler layer 13a is less than 55%, in the temperature cycle test according to the decrease in the gel fraction of the resin in the first filler layer 13a.
  • the increase rate of the output reduction rate was large.
  • the change in the output decrease rate in the temperature cycle test accompanying the change in the resin gel fraction in the first filler layer 13a. The amount was small. From the above results, it can be seen that the gel fraction of the resin in the first filler layer 13a is preferably 55% or more, and more preferably 60% or more.
  • the gel fraction of the resin in the second filler layer 13b is preferably 51% or less, and more preferably 40% or less.
  • the solar cell used in the present invention may be a back junction solar cell. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.

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Abstract

【課題】耐候性及び耐熱性の両方が改善された太陽電池モジュールを提供する。 【解決手段】太陽電池モジュール１ａは、保護体１０と、保護体１０に対向しているシート１１と、保護体１０とシート１１との間に設けられている充填剤層１３と、充填剤層１３内に配置されている太陽電池１２とを備えている。充填剤層１３は、第１の充填剤層１３ａと、第２の充填剤層１３ｂとを有する。第１の充填剤層１３ａは、シート１１に接するように設けられている。第１の充填剤層１３ａは、樹脂により構成されている。第２の充填剤層１３ｂは、ゲル分率が、０％よりも高く、第１の充填剤層１３ａを構成している樹脂のゲル分率未満である樹脂により構成されている。

Description

太陽電池モジュール
　本発明は、太陽電池モジュールに関する。特に、本発明は、保護体とシートとの間に設けられている充填剤層内に配置されている太陽電池を備える太陽電池モジュールに関する。
　近年、環境負荷が小さいエネルギー源として、太陽電池モジュールが大いに注目されている。
　太陽電池モジュールは、受光することにより発電する太陽電池を備えている。太陽電池は、水分などとの接触により劣化しやすい。このため、太陽電池を外気から隔離する必要がある。従って、太陽電池は、通常、保護体とシートとの間に設けられている充填剤層の内部に配置されている。すなわち、太陽電池は、充填剤層によって封止されている。
　充填剤層の材料としては、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）などの樹脂が挙げられる。このような充填剤層の材料は、たとえば特開２００５－１２９９２６号公報に開示されている。
特開２００５－１２９９２６号公報
　しかしながら、樹脂製の充填剤層を設けた場合であっても、耐候性と耐熱性との両方に優れた太陽電池モジュールを得ることが困難であるという問題がある。
　本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐候性及び耐熱性の両方が改善された太陽電池モジュールを提供することにある。
　本発明者らは、鋭意研究の結果、樹脂により形成されている充填剤層のゲル分率を工夫することにより、優れた耐候性と優れた耐熱性との両立を図ることができることを見出した。具体的には、本発明者らは、保護体とシートとの間に設けられている充填剤層のうち、シートに接している部分のうちの少なくとも一部のゲル分率を高くすると共に、その他の部分に、ゲル分率が０％より高く、当該シートに接している部分よりもゲル分率が低い部分を設けることにより、改善された耐候性と改善された耐熱性との両立を図ることができることを見出した。その結果、本発明者らは、本発明をなすに至った。
　すなわち、本発明の一の局面における太陽電池モジュールは、保護体と、シートと、充填剤層と、太陽電池とを備えている。シートは、保護体に対向している。充填剤層は、保護体とシートとの間に設けられている。太陽電池は、充填剤層内に配置されている。充填剤層は、第１の充填剤層と、第２の充填剤層とを有する。第１の充填剤層は、シートに接するように設けられている。第１の充填剤層は、樹脂により構成されている。第２の充填剤層は、ゲル分率が、０％よりも高く、第１の充填剤層を構成している樹脂のゲル分率未満である樹脂により構成されている。
　本発明において、「ゲル分率」とは、以下の測定方法により測定されるものである。測定対象となる樹脂を１ｇ用意する。その樹脂を、１２０℃において、１００ｍｌのキシレンに、２４時間浸漬する。その後、キシレン中の残留物を取り出し、８０℃で１６時間乾燥させる。その後、乾燥後の残留物の質量を測定する。得られた結果から、以下の式（１）に基づいて、ゲル分率（％）を算出する。
　（ゲル分率（％））＝（残留物の質量（ｇ））／（浸漬前の樹脂の質量（ｇ））　………　（１）
　本発明において、第１の充填剤層を構成している樹脂のゲル分率は、６０％以上であることが好ましい。
　本発明において、第１の充填剤層を構成している樹脂のゲル分率は、第２の充填剤層を構成している樹脂のゲル分率の１．５倍以上であることが好ましい。
　本発明において、第１の充填剤層を構成している樹脂と、第２の充填剤層を構成している樹脂とのそれぞれは、エチレン・酢酸ビニル共重合体または、ポリエチレンであることが好ましい。
　本発明において、第１の充填剤層は、太陽電池に接していてもよい。
　本発明において、太陽電池は、第１の充填剤層と第２の充填剤層との間に配置されていてもよい。
　本発明において、太陽電池は、第２の充填剤層の内部に配置されていてもよい。
　本発明において、太陽電池は、第１の充填剤層の内部に配置されていてもよい。
　本発明において、第１の充填剤層は、保護体とシートとの両方に接するように設けられていてもよい。
　本発明において、第２の充填剤層は、保護体とシートとの両方に接するように設けられていてもよい。
　本発明において、第１の充填剤層は、第２の充填剤層を包囲するように配置されていてもよい。
　本発明において、保護体がガラス板であり、シートが樹脂シートであってもよい。
　本発明において、太陽電池は、保護体側からの光を受光するものであることが好ましい。
　本発明によれば、耐候性及び耐熱性の両方が改善された太陽電池モジュールを提供することができる。
第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。 第２の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。 第３の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。 第４の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。 第５の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。 第６の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。 第７の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。 第８の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。 第９の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。 第１０の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。 第１１の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。 第１２の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。 太陽電池モジュールＡ１，Ａ２，Ｂ１の高温高湿度試験及び温度サイクル試験のそれぞれにおける出力低下率と、第２の充填剤層における樹脂のゲル分率との関係を表すグラフである。 太陽電池モジュールＡ２，Ａ３，Ｂ２の高温高湿度試験及び温度サイクル試験のそれぞれにおける出力低下率と、第１の充填剤層における樹脂のゲル分率との関係を表すグラフである。
　以下、本発明を実施した好ましい形態について、図１～図１２に示す太陽電池モジュール１ａ～１ｌを例に挙げて説明する。但し、太陽電池モジュール１ａ～１ｌは、単なる例示である。本発明は、太陽電池モジュール１ａ～１ｌに何ら限定されない。
　また、以下の実施形態において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
　《第１の実施形態》
　図１は、本実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
　図１に示すように、太陽電池モジュール１ａは、保護体１０と、シート１１と、充填剤層１３と、太陽電池１２とを備えている。
　（保護体１０及びシート１１）
　保護体１０と、シート１１とは、太陽電池１２の保護部材としての機能を有する。保護体１０は、太陽電池モジュール１ａの機械的強度を担保する部材である。保護体１０は、剛性を有する部材である限りにおいて特に限定されない。保護体１０は、ガラス板や樹脂板などにより構成することができる。なかでも、保護体１０は、ガラス板により構成されていることが好ましい。ガラス板は、剛性及び光透過率が高く、かつ耐候性に優れているからである。
　なお、保護体１０の厚さは、特に限定されない。保護体１０の厚さは、例えば、３ｍｍ～６ｍｍ程度とすることができる。
　シート１１は、保護体１０と対向している。シート１１は、可撓性を有する部材である限りにおいて特に限定されない。シート１１は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの樹脂からなる樹脂シートなどにより構成することができる。なお、シート１１を構成する樹脂シートの内部には、例えば、アルミニウム箔などの遮光箔や、水分透過性が低い無機バリア層等が設けられていてもよい。無機バリア層は、例えば、シリコン酸化物やアルミナなどの無機物により構成することができる。
　なお、シート１１の厚さは、特に限定されない。シート１１の厚さは、例えば、１５０μｍ～３００μｍ程度とすることができる。
　充填剤層１３は、保護体１０とシート１１との間に充填されている。また、充填剤層１３は、太陽電池１２を封止するための部材である。このため、充填剤層１３は、封止層とも呼ばれる。この充填剤層１３の構成については、後に詳述する。
　（太陽電池１２）
　充填剤層１３の内部には、複数の太陽電池１２が配置されている。複数の太陽電池１２は、保護体１０，充填剤層１３，シート１１の積層方向ｚに対して垂直な配列方向ｘに沿って配列されている。複数の太陽電池１２は、積層方向ｚを法線方向とする平面上にマトリクス状に配置されていてもよい。
　複数の太陽電池１２は、配線材１４によって、直列または並列に電気的に接続されている。なお、太陽電池１２と配線材１４との接続は、例えば、樹脂中に導電性粒子が分散している導電性を有する樹脂接着剤や、半田などにより行うことができる。樹脂接着剤を用いる場合には、異方導電性を有する樹脂接着剤を用いることが好ましい。
　太陽電池１２は、光を受光する受光面１２ａと、受光面１２ａに対向する裏面１２ｂとを有する。本実施形態においては、複数の太陽電池１２のそれぞれは、受光面１２ａが保護体１０側を向き、裏面１２ｂがシート１１側を向くように配置されている。すなわち、本実施形態においては、複数の太陽電池１２のそれぞれは、保護体１０側からの光を受光する。但し、本発明は、この構成に限定されない。太陽電池は、例えば、受光面がシート側を向き、裏面が保護体側を向くように配置されていてもよい。また、太陽電池の両主面のそれぞれが受光面であってもよい。
　太陽電池１２の構造は、特に限定されない。太陽電池１２は、例えば、ＨＩＴ（登録商標）構造を有するＨＩＴ太陽電池であってもよいし、他の構造の太陽電池であってもよい。
　一般的に、太陽電池１２は、受光によりキャリア（電子及び正孔）を生成する光変換部を備えている。光変換部は、ｐｎ接合や、ｐｉｎ接合等の半導体接合を有する半導体材料から構成されている。半導体材料としては、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコンなどの結晶性シリコン半導体、非晶質シリコン半導体、ＧａＡｓ等の化合物半導体などが挙げられる。
　光変換部の第１及び第２の主面のそれぞれには、キャリアを集電する電極が設けられている。隣り合う太陽電池１２のそれぞれの電極に、配線材１４により接続されることにより、複数の太陽電池１２が電気的に接続されている。なお、電極は、一般的に、相互に平行に延びる複数のフィンガーと、フィンガーの延びる方向と垂直な方向に延びており、複数のフィンガーのそれぞれに接続されている１または複数のバスバーとを備えている。
　（充填剤層１３）
　次に、本実施形態における充填剤層１３の構成について詳細に説明する。
　充填剤層１３は、第１の充填剤層１３ａと、第２の充填剤層１３ｂとを有する。
　第１の充填剤層１３ａは、シート１１に接するように設けられている。本実施形態では、具体的には、シート１１と保護体１０との間に、第１の充填剤層１３ａと、第２の充填剤層１３ｂとが、シート１１側からこの順番で積層されている。シート１１と第１の充填剤層１３ａとは接着されている。第１及び第２の充填剤層１３ａ、１３ｂ間も接着されている。第２の充填剤層１３ｂと保護体１０とも接着されている。
　太陽電池１２は、第１の充填剤層１３ａと第２の充填剤層１３ｂとの間の境界に配置されている。よって、第１の充填剤層１３ａは、太陽電池１２に接している。なお、図１では、描画の便宜上、第１の充填剤層１３ａと第２の充填剤層１３ｂとの間の境界は、積層方向ｚにおいて、太陽電池１２が設けられた領域内に位置しているように描画しているが、例えば、積層方向ｚにおいて、太陽電池１２の受光面１２ａや裏面１２ｂと略面一であってもよい。
　第１の充填剤層１３ａと第２の充填剤層１３ｂとのそれぞれの積層方向ｚに沿った厚みは、特に限定されない。第１の充填剤層１３ａの積層方向ｚに沿った厚みは、例えば、０．３ｍｍ～０．８ｍｍ程度であることが好ましい。第２の充填剤層１３ｂの積層方向ｚに沿った厚みは、例えば、０．３ｍｍ～０．８ｍｍ程度であることが好ましい。充填剤層１３全体の積層方向ｚに沿った厚みは、例えば、０．６ｍｍ～２．０ｍｍ程度であることが好ましい。第１の充填剤層１３ａの積層方向ｚに沿った厚みと、第２の充填剤層１３ｂの積層方向ｚに沿った厚みとの比は、１：２～２：１の範囲内であることが好ましい。
　第１の充填剤層１３ａと第２の充填剤層１３ｂとのそれぞれは、樹脂により構成されている。第１の充填剤層１３ａと第２の充填剤層１３ｂとのそれぞれは、樹脂のみからなるものであってもよいし、樹脂の他に、例えば、架橋剤やカップリング剤などの添加物などが含まれているものであってもよい。
　第１及び第２の充填剤層１３ａ、１３ｂのそれぞれを構成している樹脂は、特に限定されないが、例えば、光透過性が高く、耐候性及び耐熱性に優れているエチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）やポリエチレンであることが好ましい。
　第１の充填剤層１３ａを構成している樹脂と、第２の充填剤層１３ｂを構成している樹脂とのそれぞれのゲル分率は、０％より大きい。第２の充填剤層１３ｂを構成している樹脂のゲル分率は、第１の充填剤層１３ａを構成している樹脂のゲル分率未満である。
　具体的には、第１の充填剤層１３ａを構成している樹脂のゲル分率は、５０％以上であることが好ましく、５５％以上であることがさらに好ましく、６０％以上であることがなお好ましい。但し、第１の充填剤層１３ａを構成している樹脂のゲル分率が高すぎると、柔軟性を保てない場合がある。このため、第１の充填剤層１３ａを構成している樹脂のゲル分率は、９０％以下であることが好ましく、８０％以下であることがより好ましい。
　第２の充填剤層１３ｂを構成している樹脂のゲル分率は、８０％未満であることが好ましく、６０％以下であることがより好ましく、５１％以下であることがさらに好ましく、４０％以下であることがなお好ましい。
　第１の充填剤層１３ａを構成している樹脂のゲル分率は、第２の充填剤層１３ｂを構成している樹脂のゲル分率の１．５倍以上であることが好ましい。
　なお、樹脂のゲル分率は、樹脂の架橋密度に相関するパラメータである。樹脂の架橋密度が高いほど、樹脂のゲル分率が高くなり、樹脂の架橋密度が低いほど、樹脂のゲル分率は低くなる傾向にある。このため、樹脂のゲル分率は、樹脂の架橋密度を変化させることによって調整することができる。樹脂の架橋密度は、例えば、架橋構造を形成するための架橋剤の添加量や、架橋時のキュア時間を変化させることによって調整することができる。なお、架橋剤の種類は、樹脂の種類に応じて適宜選択することができる。架橋剤の具体例としては、有機過酸化物やシランカップリング剤などが挙げられる。有機過酸化物の具体例としては、ベンゾイルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、２，５－ジメチル－２，５－ジ（ｔ－ブチルペルオキシ）ヘキサンなどが挙げられる。シランカップリング剤の具体例としては、γ－メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ポリシロキサンをベースとしてメトキシ基、エトキシ基などを導入した化合物などが挙げられる。
　以上説明したように、本実施形態では、第２の充填剤層１３ｂを構成している樹脂のゲル分率が、０％より高く、第１の充填剤層１３ａを構成している樹脂のゲル分率未満である。すなわち、第１及び第２の充填剤層１３ａ、１３ｂのそれぞれのゲル分率が０％より高く、シート１１に接している第１の充填剤層１３ａを構成している樹脂のゲル分率が相対的に高く、第２の充填剤層１３ｂを構成している樹脂のゲル分率が相対的に小さい。このため、本実施形態の太陽電池モジュール１ａでは、改善された耐候性と改善された耐熱性とを両立させることができる。
　なお、本実施形態において、改善された耐熱性を実現できたのは、第１の充填剤層１３ａを構成している樹脂のゲル分率が高いため、第１の充填剤層１３ａを構成している樹脂の架橋密度が高く、保護体１０よりも可撓性の高いシート１１に接している第１の充填剤層１３ａの高温時における流動性が低いためであると考えられる。また、改善された耐候性を実現できたのは、充填剤層１３中に、ゲル分率が低く、水分透過性の低い第２の充填剤層１３ｂを設けたためであると考えられる。
　第１の充填剤層１３ａを構成している樹脂のゲル分率が、６０％以上である場合は、より改善された耐熱性を実現することができる。第１の充填剤層１３ａを構成している樹脂のゲル分率は、５０％以上であることがより好ましく、５５％以上であることがさらに好ましく、６０％以上であることがなお好ましい。但し、第１の充填剤層１３ａを構成している樹脂のゲル分率が高すぎると、樹脂の柔軟性を保てない場合がある。このため、第１の充填剤層１３ａを構成している樹脂のゲル分率は、８０％以下であることが好ましい。
　第２の充填剤層１３ｂを構成している樹脂のゲル分率が８０％未満である場合は、より改善された耐候性を実現することができる。第２の充填剤層１３ｂを構成している樹脂のゲル分率は、６０％以下であることがより好ましく、５１％以下であることがさらに好ましく、４０％以下であることがなお好ましい。
　第１の充填剤層１３ａを構成している樹脂のゲル分率が、第２の充填剤層１３ｂを構成している樹脂のゲル分率の１．５倍以上である場合は、より改善された耐候性と、より改善された耐熱性とを有する太陽電池モジュールを実現することができる。
　第１及び第２の充填剤層１３ａ、１３ｂのそれぞれを構成している樹脂がＥＶＡまたはポリエチレンである場合は、より改善された耐候性と、より改善された耐熱性を有すると共に、エネルギー効率の高い太陽電池モジュールを実現することができる。ＥＶＡ及びポリエチレンは、共に、光透過性が高く、耐候性及び耐熱性に優れているためである。
　本実施形態では、高温時における流動性が低く、高温時における剛性が高い第１の充填剤層１３ａが太陽電池１２に接するように設けられている。このため、より改善された耐熱性を実現することができる。
　本実施形態では、太陽電池１２の受光面１２ａ側に配置されている保護体１０は、水分透過性が低いガラス板により構成されている。このため、ガラス板側からは、太陽電池モジュール１ａ内に水分は進入しにくい。よって、太陽電池モジュール１ａの出力に大きく影響する太陽電池１２の受光面１２ａ及び充填剤層１３の受光面１２ａ側に位置する部分が劣化しにくい。従って、太陽電池モジュール１ａの耐候性をより改善することができる。
　特に、本実施形態では、太陽電池１２の受光面１２ａ側に、ゲル分率が低く、水分透過性の低い第２の充填剤層１３ｂが配置されており、水分透過性の高い第１の充填剤層１３ａは配置されていない。このため、太陽電池１２の受光面１２ａに到達する水分をより少なくすることができる。よって、太陽電池１２の受光面１２ａの劣化がより効果的に抑制されている。従って、太陽電池モジュール１ａの耐候性をさらに改善することができる。
　なお、本実施形態に係る太陽電池モジュール１ａは、例えば、以下に例示する製造方法により製造することができる。
　まず、シート１１の上に、第２の充填剤層１３ｂを形成するための樹脂シートを１または複数枚配置する。その上に、配線材１４により電気的に接続された複数の太陽電池１２を配置し、さらにその上に、第１の充填剤層１３ａを形成するための樹脂シートを１または複数枚配置する。最後に、保護体１０を積層する。形成された積層体を、減圧雰囲気中において、加熱圧着することにより、太陽電池モジュール１ａを完成させることができる。
　以下、本発明を実施した好ましい形態の他の例について説明する。以下の説明において、上記実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
　《第２の実施形態》
　図２は、第２の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｂの略図的断面図である。
　図２に示すように、本実施形態では、ゲル分率の低い樹脂により構成されている第２の充填剤層１３ｂが保護体１０及びシート１１の両方に接するように設けられている。具体的には、太陽電池モジュール１ｂの周縁部には、積層方向ｚにおいて保護体１０からシート１１に至るように連続する第２の充填剤層１３ｂが設けられている。すなわち、積層方向ｚから視た際に、第１の充填剤層１３ａの外側には、第２の充填剤層１３ｂが設けられている。
　なお、第２の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｂは、例えば、第１の充填剤層１３ａを形成するためのシートの面積を、第２の充填剤層１３ｂを形成するためのシートの面積よりも小さくすることにより、上記第１の実施形態で説明した製造方法と実質的に同様の方法により製造することができる。
　《第３の実施形態》
　図３は、第３の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｃの略図的断面図である。
　図３に示すように、本実施形態では、ゲル分率の高い樹脂により構成されている第１の充填剤層１３ａが保護体１０及びシート１１の両方に接するように設けられている。具体的には、本実施形態では、太陽電池モジュール１ｃの周縁部には、積層方向ｚにおいて保護体１０からシート１１に至るように連続する第１の充填剤層１３ａが設けられている。すなわち、積層方向ｚから視た際に、第２の充填剤層１３ｂの外側には、第１の充填剤層１３ａが位置している。
　なお、第３の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｃは、例えば、第２の充填剤層１３ｂを形成するためのシートの面積を、第１の充填剤層１３ａを形成するためのシートの面積よりも小さくすることにより、上記第１の実施形態で説明した製造方法と実質的に同様の方法により製造することができる。
　《第４の実施形態》
　図４は、第４の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｄの略図的断面図である。
　上記第１～第３の実施形態では、複数の太陽電池１２が、第１の充填剤層１３ａと第２の充填剤層１３ｂとの間の境界に配置されている例について説明した。それに対して本実施形態では、図４に示すように、第２の充填剤層１３ｂが複数の太陽電池１２よりもシート１１側にまで至るように形成されており、太陽電池１２は、第２の充填剤層１３ｂ内に配置されている。すなわち、太陽電池１２は、ゲル分率の低い樹脂により構成されている第２の充填剤層１３ｂによって包囲されている。
　なお、本実施形態に係る太陽電池モジュール１ｄは、例えば、第１の充填剤層１３ａを形成するためのシートと太陽電池１２との間に、第２の充填剤層１３ｂを形成するためのシートを介在させることにより、上記第１の実施形態で説明した製造方法と実質的に同様の方法により製造することができる。
　《第５の実施形態》
　図５は、第５の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｅの略図的断面図である。
　図５に示すように、本実施形態の太陽電池モジュール１ｅの第４の実施形態の太陽電池モジュール１ｄと異なる点は、第３の実施形態と同様に、太陽電池モジュール１ｅの周縁部には、積層方向ｚにおいて第１の充填剤層１３ａが保護体１０からシート１１に至るように連続して設けられている点である。このため、本実施形態では、積層方向ｚから視た際に、第２の充填剤層１３ｂの外側には、第１の充填剤層１３ａが位置している。
　《第６の実施形態》
　図６は、第６の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｆの略図的断面図である。
　図６に示すように、本実施形態の太陽電池モジュール１ｆの第４の実施形態の太陽電池モジュール１ｄと異なる点は、第２の実施形態と同様に、太陽電池モジュール１ｆの周縁部には、積層方向ｚにおいて第２の充填剤層１３ｂが保護体１０からシート１１に至るように連続して設けられている点である。このため、本実施形態では、積層方向ｚから視た際に、第１の充填剤層１３ａの外側には、第２の充填剤層１３ｂが位置している。
　《第７の実施形態》
　図７は、第７の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｇの略図的断面図である。
　図７に示すように、本実施形態の太陽電池モジュール１ｇの第１の実施形態の太陽電池モジュール１ａとは異なる点は、第１の充填剤層１３ａが複数の太陽電池１２よりも保護体１０側にまで至るように設けられており、複数の太陽電池１２が第１の充填剤層１３ａ内に配置されている点である。
　なお、本実施形態の太陽電池モジュール１ｇは、第２の充填剤層１３ｂを形成するためのシートの上に太陽電池１２を配置する前に、第１の充填剤層１３ａを形成するためのシートを配置することにより、上記第１の実施形態において説明した製造方法と実質的に同様の製造方法により製造することができる。
　《第８の実施形態》
　図８は、第８の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｈの略図的断面図である。
　図８に示すように、本実施形態の太陽電池モジュール１ｈの第７の実施形態の太陽電池モジュール１ｇと異なる点は、第２及び第６の実施形態と同様に、太陽電池モジュール１ｈの周縁部には、積層方向ｚにおいて第２の充填剤層１３ｂが保護体１０からシート１１に至るように連続して設けられている点である。このため、本実施形態では、積層方向ｚから視た際に、第１の充填剤層１３ａの外側には、第２の充填剤層１３ｂが位置している。
　《第９の実施形態》
　図９は、第９の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｉの略図的断面図である。
　図９に示すように、本実施形態の太陽電池モジュール１ｉの第７の実施形態の太陽電池モジュール１ｇと異なる点は、第３及び第５の実施形態と同様に、太陽電池モジュール１ｉの周縁部には、積層方向ｚにおいて第１の充填剤層１３ａが保護体１０からシート１１に至るように連続して設けられている点である。このため、本実施形態では、積層方向ｚから視た際に、第２の充填剤層１３ｂの外側には、第１の充填剤層１３ａが位置している。
　《第１０～第１２の実施形態》
　図１０は、第１０の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｊの略図的断面図である。図１１は、第１１の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｋの略図的断面図である。図１２は、第１２の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｌの略図的断面図である。
　図１０～図１２に示すように、第１０～第１２の実施形態では、第１の充填剤層１３ａが保護体１０及びシート１１の両方に接している。第１の充填剤層１３ａは、第２の充填剤層１３ｂを包囲するように設けられている。
　図１０に示すように、第１０の実施形態では、複数の太陽電池１２は、第２の充填剤層１３ｂ内に配置されている。
　図１１に示すように、第１１の実施形態では、複数の太陽電池１２は、第１の充填剤層１３ａと第２の充填剤層１３ｂとの間の境界に配置されている。
　図１２に示すように、第１２の実施形態では、複数の太陽電池１２は、第１の充填剤層１３ａ内に配置されている。
　第２～第１２の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｂ～１ｌにおいても、第１の実施形態に係る太陽電池モジュール１ａと同様に、シート１１に接するように、ゲル分率の高い樹脂により構成されている第１の充填剤層１３ａが設けられており、かつゲル分率の低い樹脂により構成されている第２の充填剤層１３ｂが設けられている。このため、改善された耐候性及び改善された耐熱性の両立を図ることができる。
　また、第２，第３及び第１１の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、ゲル分率の高い樹脂により構成されている第１の充填剤層１３ａが複数の太陽電池１２に接するように設けられている。従って、より改善された耐熱性を実現することができる。
　第２～第６の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、太陽電池１２の受光面１２ａ側に、ゲル分率の低い樹脂により構成されている第２の充填剤層１３ｂが配置されており、ゲル分率の高い樹脂により構成されている第１の充填剤層１３ａは配置されていない。従って、より優れた耐熱性を実現することができる。
　第４～第６及び第１０の実施形態においては、複数の太陽電池１２が第２の充填剤層１３ｂ内に配置されている。すなわち、複数の太陽電池１２が、ゲル分率の低い樹脂により構成されている第２の充填剤層１３ｂにより包囲されている。このため、複数の太陽電池１２に水分が到達することをより効果的に抑制できる。よって、複数の太陽電池１２の水分による劣化をより効果的に抑制することができる。従って、より改善された耐候性を実現することができる。
　第７～第９及び第１２の実施形態では、複数の太陽電池１２が第１の充填剤層１３ａ内に配置されている。すなわち、複数の太陽電池１２が、ゲル分率の高い樹脂により構成されている第１の充填剤層１３ａにより包囲されている。このため、高温雰囲気中においても、複数の太陽電池１２が第１の充填剤層１３ａによって好適に保護される。従って、さらに改善された耐熱性を実現することができる。
　第３，第５及び第９～第１２の実施形態では、ゲル分率の高い樹脂により構成されている第１の充填剤層１３ａが保護体１０とシート１１との両方に接するように設けられている。このため、高温時において、充填剤層１３の変形をより効果的に抑制することができる。特に、第３，第５及び第９～第１２の実施形態では、第２の充填剤層１３ｂの外側に第１の充填剤層１３ａが位置している。よって、ゲル分率の低い樹脂により構成されている第２の充填剤層１３ｂの高温における流動も効果的に抑制される。従って、より改善された耐熱性を実現することができる。
　なかでも、第１０～第１２の実施形態では、第２の充填剤層１３ｂが第１の充填剤層１３ａにより包囲されている。このため、第２の充填剤層１３ｂの高温における流動をさらに効果的に抑制される。従って、さらに改善された耐熱性を実現することができる。
　第２，第６及び第８の実施形態では、ゲル分率の低い樹脂により構成されている第２の充填剤層１３ｂが保護体１０とシート１１との両方に接するように設けられている。具体的には、太陽電池モジュール１ｂ、１ｆ、１ｈの周縁部には、積層方向ｚにおいて第２の充填剤層１３ｂが保護体１０からシート１１にわたって設けられている。このため、太陽電池モジュール１ｂ、１ｆ、１ｈの周縁部からの太陽電池モジュール１ｂ、１ｆ、１ｈ内への水分進入も効果的に抑制される。従って、より改善された耐候性を実現することができる。
　《実施例》
　（実施例１～３、比較例１～３）
　実施例１～３，比較例１～３では、第１の実施形態に係る太陽電池モジュール１ａと同様の構成を有する太陽電池モジュールＡ１～Ａ３（実施例１～３）、Ｂ１～Ｂ３（比較例１～３）を以下の要領で作製した。
　まず、ガラス板からなる保護体１０の上に、充填剤として、架橋剤を含み、厚みが０．６ｍｍであるＥＶＡシートと、配線材１４により電気的に接続された複数の太陽電池１２と、充填剤として、架橋剤を含み、厚みが０．６ｍｍであるＥＶＡシートと、シート１１とをこの順番で積層した。
　なお、各実施例及び各比較例において、第１の充填剤層１３ａを形成する樹脂に含まれる架橋剤の量及び第２の充填剤層１３ｂを形成する樹脂に含まれる架橋剤の量は、下記の表１に示す通りである。なお、表１に示す架橋剤の量は、比較例１に係る太陽電池モジュールＢ１の作製時に添加した架橋剤の質量を１００％としたときの相対的な質量割合である。
　シート１１としては、厚みが１５０μｍであるポリエチレンテレフタレートシートを用いた。
　用いた太陽電池１２の両主面には、相互に平行に延びる複数のフィンガーと、フィンガーと直交して設けられており、フィンガーの延びる方向に相互に隔離して配置されている２本のバスバーとが電極として設けられていた。
　次に、得られた積層体をラミネート法を用いて一体化し、アルミニウムからなるフレーム内に収納することにより太陽電池モジュールを作製した。なお、ラミネート法による一体化は、減圧ポンプを用いて、５分間減圧した後、５分間圧着することにより行った。
　次に、１５０℃で加熱することにより、キュア工程を行った。添加した架橋剤の量及びキュア時間と、充填剤層１３ａ、１３ｂのゲル分率との関係を下記の表２に示す。この表２より、表１に示す各実施例及び比較例におけるゲル分率が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　次に、実施例１～３，比較例１～３において作製した太陽電池モジュールについて、ＪＩＳ　Ｃ８９９１（２００４年）に規定の高温高湿度試験及び温度サイクル試験を行った。
　具体的には、高温高湿度試験は、太陽電池モジュールを温度：８５±２℃、相対湿度：８５±５％の範囲内の高温高湿槽中に、１０００時間放置することにより行った。そして、高温高湿度試験前後における太陽電池モジュールの出力低下率（（高温高湿度試験実施後の出力）／（高温高湿度試験実施前の出力））を測定した。また、高温高湿度試験前後における受光面１２ａ上の２本のバスバー間の抵抗増大率（（（高温高湿度試験実施後の抵抗）－（高温高湿度試験実施前の抵抗））／（高温高湿度試験実施前の抵抗））を測定した。
　温度サイクル試験は、作製した太陽電池モジュールの両端子間に導通監視装置を接続すると共に、絶縁性監視装置を太陽電池モジュールの一方の端子と、フレームとの間に接続した状態で、太陽電池モジュールの温度を－４０±２℃の範囲内の温度から、１００℃／時間で９０±２℃の範囲内の温度にまで昇温し、１０分保持した後に、－４０±２℃の範囲内の温度まで、１００℃／時間で冷却し、１０分保持した後に、再度、１００℃／時間で９０±２℃の範囲内の温度にまで昇温するサイクルを２００サイクル実施することにより行った。この試験中において、太陽電池モジュール周囲の空気は、２ｍ／秒で循環させた。また、試験中において、太陽電池モジュールには、ＡＭが１．５で、１００ｍＷ／ｃｍ２の強度の光を照射した。そして、温度サイクル試験前後における太陽電池モジュールの出力低下率（（温度サイクル試験実施後の出力）／（温度サイクル試験実施前の出力））を測定した。
　結果を、下記の表３に示す。また、図１３に、第１の充填剤層１３ａにおける樹脂のゲル分率が８０％である太陽電池モジュールＡ１，Ａ２，Ｂ１の高温高湿度試験及び温度サイクル試験のそれぞれにおける出力低下率と、第２の充填剤層における樹脂のゲル分率との関係を表すグラフを示す。図１４に、第２の充填剤層１３ｂにおける樹脂のゲル分率が２％である太陽電池モジュールＡ２，Ａ３，Ｂ２の高温高湿度試験及び温度サイクル試験のそれぞれにおける出力低下率と、第１の充填剤層における樹脂のゲル分率との関係を表すグラフを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　上記表３に示す結果から、第２の充填剤層１３ｂを構成している樹脂のゲル分率が、０％よりも大きく、かつ、第１の充填剤層１３ａを構成している樹脂のゲル分率未満である太陽電池モジュールＡ１～Ａ３は、改善された耐熱性及び優れた耐候性を有することが分かる。
　一方、第１の充填剤層１３ａを構成している樹脂のゲル分率と、第２の充填剤層１３ｂを構成している樹脂のゲル分率とが等しい太陽電池モジュールＢ１，Ｂ２では、耐熱性または耐候性が劣悪であった。具体的には、第１及び第２の充填剤層１３ａ、１３ｂを構成している樹脂のゲル分率が高い太陽電池モジュールＢ１は、耐候性が劣悪であった。一方、第１及び第２の充填剤層１３ａ、１３ｂを構成している樹脂のゲル分率が低い太陽電池モジュールＢ２は、耐熱性が劣悪であった。
　第２の充填剤層１３ｂを構成している樹脂のゲル分率が０％である太陽電池モジュールＢ３も、耐熱性が劣悪であった。
　図１３に示す結果から、高温高湿度試験における出力低下率は、第２の充填剤層１３ｂにおける樹脂のゲル分率が大きくなるにしたがって大きくなることが分かる。一方、温度サイクル試験における出力低下率は、第２の充填剤層１３ｂにおける樹脂のゲル分率が変化しても大きくは変化しないことが分かる。すなわち、第２の充填剤層１３ｂにおける樹脂のゲル分率は、耐候性に大きく関与する一方、耐熱性にはそれほど関与しないことが分かる。また、第２の充填剤層１３ｂにおける樹脂のゲル分率を小さくすることによって、改善された耐候性が得られることが分かる。図１４に示す結果から、高温高湿度試験における出力低下率は、第１の充填剤層１３ａにおける樹脂のゲル分率が変化しても大きくは変化しないことが分かる。一方、温度サイクル試験における出力低下率は、第１の充填剤層１３ａにおける樹脂のゲル分率が小さくなるにしたがって大きくなることが分かる。すなわち、第１の充填剤層１３ａにおける樹脂のゲル分率は、耐熱性に大きく関与する一方、耐候性にはそれほど関与しないことが分かる。また、第１の充填剤層１３ａにおける樹脂のゲル分率を大きくすることによって、改善された耐熱性が得られることが分かる。
　以上の結果から、第２の充填剤層１３ｂを構成している樹脂のゲル分率を、０％よりも大きく、かつ、第１の充填剤層１３ａを構成している樹脂のゲル分率未満とすることにより、改善された耐熱性と改善された耐候性とを両立できることが分かる。
　図１４に示すように、第１の充填剤層１３ａにおける樹脂のゲル分率が５５％未満である場合は、第１の充填剤層１３ａにおける樹脂のゲル分率が小さくなるに従う温度サイクル試験における出力低下率の増大率が大きかった。それに対して、第１の充填剤層１３ａにおける樹脂のゲル分率が５５％以上である場合は、第１の充填剤層１３ａにおける樹脂のゲル分率に関わらず、温度サイクル試験における出力低下率は低かった。特に、第１の充填剤層１３ａにおける樹脂のゲル分率が６０％以上である場合は、第１の充填剤層１３ａにおける樹脂のゲル分率の変化に伴う温度サイクル試験における出力低下率の変化量が少なかった。以上の結果から、第１の充填剤層１３ａにおける樹脂のゲル分率は、５５％以上であることが好ましく、６０％以上であることがより好ましいことが分かる。
　図１３に示すように、第２の充填剤層１３ｂにおける樹脂のゲル分率が５１％より大きい場合は、第２の充填剤層１３ｂにおける樹脂のゲル分率が大きくなるに従う高温高湿度試験における出力低下率の増大率が大きかった。それに対して、第２の充填剤層１３ｂにおける樹脂のゲル分率が５１％以下である場合は、第２の充填剤層における樹脂のゲル分率に関わらず、高温高湿度試験における出力低下率は低かった。特に、第２の充填剤層１３ｂにおける樹脂のゲル分率が４０％以下である場合は、第２の充填剤層１３ｂにおける樹脂のゲル分率の変化に伴う高温高湿度試験における出力低下率の変化量が少なかった。以上の結果から、第２の充填剤層１３ｂにおける樹脂のゲル分率は、５１％以下であることが好ましく、４０％以下であることがより好ましいことが分かる。
　本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態を含む。例えば、本発明で用いる太陽電池は裏面接合型の太陽電池であっても良い。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
１ａ～１ｌ…太陽電池モジュール、１０…保護体、１１…シート、１２…太陽電池、１２ａ…太陽電池の受光面、１２ｂ…太陽電池の裏面、１３…充填剤層、１３ａ…第１の充填剤層、１３ｂ…第２の充填剤層、１４…配線材

Claims (8)

  1. 　保護体と、
    　前記保護体に対向しているシートと、
    　前記保護体と前記シートとの間に設けられている充填剤層と、
    　前記充填剤層内に配置されている太陽電池とを備え、
    　前記充填剤層は、前記シートに接するように設けられており、樹脂により構成されている第１の充填剤層と、ゲル分率が、０％よりも高く、前記第１の充填剤層を構成している樹脂のゲル分率未満である樹脂により構成されている第２の充填剤層とを有する太陽電池モジュール。
  2. 　前記第１の充填剤層を構成している樹脂のゲル分率は、５０％以上である請求項１に記載の太陽電池モジュール。
  3. 　前記第１の充填剤層を構成している樹脂のゲル分率は、前記第２の充填剤層を構成している樹脂のゲル分率の１．５倍以上である請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
  4. 　前記第１の充填剤層を構成している樹脂と、前記第２の充填剤層を構成している樹脂とのそれぞれは、エチレン・酢酸ビニル共重合体または、ポリエチレンである請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
  5. 　前記第１の充填剤層を構成している樹脂と、前記第２の充填剤層を構成している樹脂とのそれぞれは、エチレン・酢酸ビニル共重合体または、ポリエチレンである請求項３に記載の太陽電池モジュール。
  6. 　前記第１の充填剤層は、前記太陽電池に接している請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
  7. 　前記第１の充填剤層は、前記太陽電池に接している請求項３に記載の太陽電池モジュール。
  8. 　前記第１の充填剤層は、前記太陽電池に接している請求項４に記載の太陽電池モジュール。
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