WO2012073751A1 - 太陽電池モジュール及びその製造方法 - Google Patents

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祐 石黒
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
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Definitions

  • the present invention relates to a solar cell module and a manufacturing method thereof.
  • the solar cell module has a solar cell. 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 disposed inside a filler layer provided between protective members for protecting the front and back sides.
  • Patent Document 1 describes that a portion of the filler layer located between the back surface of the solar cell and the back surface side protection member is made with a colored EVA film. ing. Patent Document 1 describes that the use of a colored EVA film can increase the light use efficiency, thereby improving the photoelectric conversion efficiency.
  • the solar cell module described in Patent Document 1 can be manufactured, for example, by thermocompression bonding a laminate in which a solar cell is disposed between a colored EVA film and a transparent EVA film.
  • the solar cell module includes a colored resin layer and a transparent resin layer stacked on the colored resin layer.
  • the solar cell is disposed between the colored resin layer and the transparent resin layer so that the back surface faces the colored resin layer side and the light receiving surface faces the transparent resin layer side.
  • the solar cell module which concerns on this invention has the coupling
  • the method for manufacturing a solar cell module according to one embodiment of the present invention relates to a method for manufacturing a solar cell module having a colored resin layer and a transparent resin layer.
  • the transparent resin layer is laminated on the colored resin layer.
  • the solar cell is disposed at the boundary between the colored resin layer and the transparent resin layer so that the back surface faces the colored resin layer side and the light receiving surface faces the transparent resin layer side.
  • a silane coupling agent is applied to at least one of the transparent resin sheet for forming the transparent resin layer and the light receiving surface of the solar cell.
  • a transparent resin sheet, a solar cell, and a colored resin sheet for forming a colored resin layer are laminated so that the light receiving surface of the solar cell is in contact with one main surface of the transparent resin sheet and the back surface is in contact with the colored resin sheet. And a laminated body is produced.
  • a thermocompression bonding step for thermocompression bonding the laminate is performed.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a solar cell module according to this embodiment.
  • the solar cell module 1 includes a first protective member 10, a second protective member 11, a filler layer 13 as a resin layer, and a solar cell string 15.
  • the solar cell module 1 may have a frame surrounding the periphery. Further, a terminal box for taking out electric power may be provided on the surface of the second protective member 12.
  • the first protective member 10 is disposed on the light receiving surface of the solar cell module 1.
  • the first protective member 10 is a member that ensures the mechanical strength of the solar cell module 1.
  • the protection member 10 is a member which has translucency and rigidity.
  • the protection member 10 can be configured by a glass plate, a resin plate, or the like. Especially, it is preferable that the protection member 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 first protective member 10 is not particularly limited. For example, when a glass plate is used, the thickness of the protective member 10 can be about 3 mm to 6 mm.
  • the second protective member 11 is opposed to the first protective member 10.
  • the second protection member 11 is disposed on the back surface of the solar cell module 1.
  • the second protective member 11 can be constituted by a resin sheet made of a resin such as polyethylene terephthalate (PET), for example.
  • PET polyethylene terephthalate
  • metal foils such as aluminum foil, an inorganic barrier layer with a low water permeability, etc. may be provided, for example.
  • the inorganic barrier layer can be formed of, for example, an inorganic oxide such as silicon oxide, aluminum oxide, or magnesium oxide.
  • the thickness of the second protective member 11 is not particularly limited. For example, when a resin sheet is used, the thickness of the protective member 11 can be about 150 ⁇ m to 300 ⁇ m.
  • solar cell string 15 A plurality of solar cell strings 15 are arranged inside the filler layer 13. Specifically, the solar cell string 15 includes a plurality of solar cells 12. The plurality of solar cells 12 are arranged in one direction and are electrically connected in series or in parallel by the wiring member 14. Specifically, the plurality of solar cells 12 are electrically connected in series or in parallel by adjacent solar cells 12 arranged in one direction being electrically connected by the wiring member 14. . In the present embodiment, the wiring member 14 electrically connects an electrode disposed on one light receiving surface 12a of the adjacent solar cells 12 and an electrode disposed on the other back surface 12b. ing.
  • the solar cell may be a back junction solar cell in which both the p-side electrode and the n-side electrode are arranged on the back surface.
  • the wiring member 14 electrically connects the p-side electrode of one solar cell of the adjacent solar cells and the n-side electrode of the other solar cell.
  • the filler layer 13 is filled between the first protective member 10 and the second protective member 11.
  • a plurality of solar cell strings 15 are arranged inside the filler layer 13. That is, the filler layer 13 is a member for sealing the solar cell string 15. For this reason, the filler layer 13 may be called a sealing layer.
  • the filler layer 13 is composed of a laminate including a colored resin layer 13a and a transparent resin layer 13b.
  • the colored resin layer 13 a is disposed on the second protective member 11 side of the solar cell 12.
  • the transparent resin layer 13 b is disposed on the first protective member 10 side of the solar cell 12.
  • the colored resin layer 13a and the transparent resin layer 13b are disposed so as to be adjacent to each other.
  • a solar cell string 15 is disposed at the interface between the colored resin layer 13a and the transparent resin layer 13b.
  • the solar cell string 15 is arranged so that the light receiving surface 12a faces the transparent resin layer 13b and the back surface 12b faces the colored resin layer 13a.
  • the filler layer 13 as a resin layer is constituted by a laminate including a colored resin layer 13a and a transparent resin layer 13b.
  • the resin layer is not particularly limited as long as it has a colored resin layer located on the back surface side and a transparent resin layer located on the light receiving surface side and adjacent to the colored resin layer.
  • the resin layer may have a resin layer other than the colored resin layer and the transparent resin layer.
  • each of the colored resin layer and the transparent resin layer may be composed of a plurality of resin layers.
  • the transparent resin layer 13 b is disposed between the light receiving surface 12 a of the solar cell 12 and the first protective member 10.
  • the transparent resin layer 13 b is a resin layer that transmits light in a wavelength region used for photoelectric conversion in the solar cell 12.
  • the transparent resin layer 13b preferably has an average light transmittance of 85% or more in a wavelength region of 400 nm to 1100 nm.
  • the transparent resin layer 13b is, for example, at least one of ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA), polyvinyl butyral (PVB), ethylene / vinyl alcohol copolymer, acrylic resin, polyethylene (PE), and polypropylene (PP). And a resin composition containing at least one of these resins.
  • EVA ethylene / vinyl acetate copolymer
  • PVB polyvinyl butyral
  • ethylene / vinyl alcohol copolymer acrylic resin
  • PE polyethylene
  • PP polypropylene
  • the transparent resin layer 13b is preferably a hard one having a crosslinked structure.
  • the solar cell module 1 has a bond with a silane coupling agent between the transparent resin layer 13 b and the light receiving surface 12 a of the solar cell 12.
  • the colored resin layer 13 a is disposed between the back surface 12 b and the back surface side protection member 11.
  • the colored resin layer 13a is formed of a resin composition containing a resin and a colorant.
  • the colorant include, for example, white colorants such as titanium oxide particles and calcium carbonate particles, blue colorants such as ultramarine, black colorants such as carbon black, and coloring such as glass beads and light scattering materials. Examples thereof include a colorant that makes the resin layer 13a milky white.
  • white titanium oxide particles are preferably used. By including white titanium oxide particles in the colored resin layer 13a, light is easily scattered in the colored resin layer 13a, and the photoelectric conversion efficiency of the solar cell module 1 can be further increased.
  • the resin contained in the colored resin layer 13a examples include ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA), polyvinyl butyral (PVB), ethylene / vinyl alcohol copolymer, acrylic resin, polyethylene (PE), and polypropylene (PP). At least one of these resins can be used.
  • the resin contained in the colored resin layer 13a may be the same as or different from the resin contained in the transparent resin layer 13b.
  • the colored resin layer 13a also has a crosslinked structure, like the transparent resin layer 13b.
  • a member 11 is prepared.
  • Each of the transparent resin sheet 22 and the colored resin sheet 21 includes an ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA), a polyvinyl butyral (PVB), an ethylene / vinyl alcohol copolymer, an acrylic resin, polyethylene (PE), and polypropylene (PP ), And a resin composition containing a crosslinking agent.
  • EVA ethylene / vinyl acetate copolymer
  • PVB polyvinyl butyral
  • PP polypropylene
  • the colored resin sheet 21 further contains a colorant as described above.
  • crosslinking agents include organic peroxides.
  • organic peroxide for crosslinking EVA examples include 2,5-dimethylhexane-2,5-dihydroperoxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy).
  • the laminated body 30 is produced by laminating in this order so as to face the sheet 21 side.
  • a silane coupling agent is applied on at least one to form a silane coupling agent layer 23.
  • the silane coupling agent may be applied on both the main surface 22a and the light receiving surface 12a, may be applied only on the main surface 22a, or may be applied only on the light receiving surface 12a. Good.
  • a silane coupling agent layer 23 is formed by applying a silane coupling agent on the main surface 22a will be described.
  • an aminosilane-based silane coupling agent or an epoxysilane-based silane coupling agent is preferably used, but is not limited thereto.
  • Specific examples of the aminosilane-based silane coupling agent include, for example, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2 -(Aminoethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, and the like.
  • epoxysilane-based silane coupling agent examples include, for example, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3- Examples thereof include glycidoxypropyltriethoxysilane.
  • the silane coupling agent can be applied using a solution obtained by dissolving or dispersing the silane coupling agent in an organic solvent such as isopropyl alcohol.
  • this laminate 30 is heat-pressed using a laminating method.
  • the silane coupling agent layer 23 is formed on the main surface 22a of the transparent resin sheet 22 on the solar cell string 15 side. For this reason, in this crimping
  • the curing step is a step of forming a crosslinked structure in the transparent resin sheet 22 and the colored resin sheet 21.
  • the transparent resin sheet 22 and the colored resin sheet 21 are heated to cause the crosslinking agent contained in the transparent resin sheet 22 and the colored resin sheet 21 to react with each other, and the transparent resin sheet 22 and the colored resin sheet 21 are crosslinked. Form a structure.
  • the transparent resin sheet 22 and the colored resin sheet 21 are cured, and the transparent resin layer 13b and the colored resin layer 13a are completed.
  • the transparent resin sheet and the light receiving surface do not adhere firmly.
  • a part of the colored resin sheet located on the back surface side may flow to the light receiving surface side and enter between the light receiving surface and the transparent resin sheet.
  • a part of the colored resin layer is positioned on the light receiving surface.
  • a part of the light which is going to enter the light receiving surface is blocked by the colored resin layer. Therefore, the light receiving efficiency on the light receiving surface is lowered. Therefore, the output of the solar cell module is reduced.
  • the silane coupling agent layer 23 is formed prior to the thermocompression bonding step. For this reason, the silane coupling agent layer 23 reacts immediately after the start of the crimping process, and a bond by the silane coupling agent is formed between the light receiving surface 12 of the solar cell 12 and the translucent resin sheet 22. Thereby, the transparent resin sheet 22 and the light receiving surface 12a are firmly adhered. Therefore, even if a part of the colored resin sheet 21 located on the back surface 12b side flows to the light receiving surface 12a side, the colored resin sheet 21 hardly enters between the light receiving surface 12a and the transparent resin sheet 22.
  • the wrapping of the colored resin layer 13a to the light receiving surface 12a of the solar cell 12 is suppressed by the bonding with the silane coupling agent. Therefore, in the manufacturing method of this embodiment, it is suppressed that a part of colored resin layer is located on the light-receiving surface 12a. As a result, it is possible to suppress a decrease in light receiving efficiency on the light receiving surface 12a. Therefore, the solar cell module 1 having an improved output can be manufactured.
  • a solar cell module having the same configuration as that of the solar cell module 1 according to the first embodiment was produced as follows.
  • a transparent EVA having a thickness of 0.6 mm containing 2% by mass of 1,1-bis (t-butylperoxy3,3,5-trimethylcyclohexane as a curing agent on the first protective member 10 made of a glass plate.
  • an isopropyl alcohol solution containing N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane as a silane coupling agent was applied to the surface of the transparent EVA sheet, and the silane coupling agent was applied.
  • the solar cell string 15 and 2% by mass of 1,1-bis (t-butylperoxy3,3,5-trimethylcyclohexane as a curing agent were included, and , A colored EVA sheet having a thickness of 0.6 mm containing 5% by mass of titanium oxide as a colorant, and the second protective member 11 are laminated in this order,
  • the layered body 30 was produced, and then the laminated body 30 was thermocompression-bonded using a laminating method, and then the crosslinked structure was introduced into the filler layer by holding at about 150 ° C. for about 1 hour.
  • the battery module was completed.
  • the solar cell module was visually observed from the first protective member 10 side to inspect whether or not the colored resin layer wraps around the light receiving surface. As a result, in this example, the colored resin layer did not wrap around the light receiving surface.
  • the output values shown in Table 1 above are values normalized by setting the output value in the comparative example to 100.

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Abstract

【課題】改善された出力を有する太陽電池モジュール及びその太陽電池モジュールを製造し得る方法を提供する。 【解決手段】太陽電池モジュール1は、着色樹脂層13aと、着色樹脂層13aの上に積層された透明樹脂層13bとを有する。太陽電池1は、着色樹脂層13aと透明樹脂層13bとの間において、裏面12bが着色樹脂層13a側を向き、受光面12aが透明樹脂層13b側を向くように配置されている。太陽電池モジュール1は、太陽電池12の受光面12aと透明樹脂層13bとの間にシランカップリング剤による結合を有する。

Description

太陽電池モジュール及びその製造方法
 本発明は、太陽電池モジュール及びその製造方法に関する。
 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、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、表裏を保護するための保護部材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。
 この充填剤層に関し、例えば下記の特許文献1には、充填剤層のうち、太陽電池の裏面と裏面側保護部材との間に位置している部分を着色EVAフィルムにより作製することが記載されている。また、特許文献1には、着色EVAフィルムを用いることにより、光の利用効率が高められるため、光電変換効率を向上できる旨が記載されている。
特開2003-258283号公報
 特許文献1に記載の太陽電池モジュールは、例えば、着色EVAフィルムと透明EVAフィルムとの間に太陽電池が配置された積層体を加熱圧着することにより製造することができる。
 しかしながら、このような製造方法で特許文献1に記載の太陽電池モジュールを製造した場合、着色EVAが太陽電池の受光面側に回り込んでしまうという懸念がある。着色EVAが太陽電池の受光面側に回り込んでしまうと、受光面に入射しようとする光の一部が着色EVAにより遮られてしまう。従って、受光面における受光効率が低下してしまうため、太陽電池モジュールの出力が低くなってしまう。
 本発明の一態様に係る太陽電池モジュールは、着色樹脂層と、着色樹脂層の上に積層された透明樹脂層とを有する。太陽電池は、着色樹脂層と透明樹脂層との間において、裏面が着色樹脂層側を向き、受光面が透明樹脂層側を向くように配置されている。本発明に係る太陽電池モジュールは、太陽電池の受光面と透明樹脂層との間にシランカップリング剤による結合を有する。
 本発明の一態様に係る太陽電池モジュールの製造方法は、着色樹脂層と、透明樹脂層とを有する太陽電池モジュールの製造方法に関する。透明樹脂層は、着色樹脂層の上に積層されている。太陽電池は、着色樹脂層と透明樹脂層との境界において、裏面が着色樹脂層側を向き、受光面が透明樹脂層側を向くように配置されている。本発明の一態様に係る太陽電池モジュールの製造方法では、透明樹脂層を構成するための透明樹脂シート及び太陽電池の受光面のうちの少なくとも一方にシランカップリング剤を塗布する。透明樹脂シートと、太陽電池と、着色樹脂層を構成するための着色樹脂シートとを、太陽電池の受光面が透明樹脂シートの一主面と接する一方、裏面が着色樹脂シートと接するように積層し、積層体を作製する。積層体を加熱圧着する加熱圧着工程を行う。
 本発明によれば、改善された出力を有する太陽電池モジュール及びその太陽電池モジュールを製造し得る方法を提供することができる。
本発明を実施した一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。 本発明を実施した一実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法を説明するための略図的断面図である。
 以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる一例である。本発明は、以下の実施形態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。
 図1は、本実施形態におけ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1は、第1の保護部材10と、第2の保護部材11と、樹脂層としての充填剤層13と、太陽電池ストリング15とを備えている。
 太陽電池モジュール1は、周囲を囲繞する枠体を有していても良い。また、第2の保護部材12の表面上に、電力取り出し用の端子ボックスを有していても良い。
 (受光面側保護部材10及び裏面側保護部材11)
 第1の保護部材10は、太陽電池モジュール1の受光面に配される。第1の保護部材10は、太陽電池モジュール1の機械的強度を担保する部材である。このため、保護部材10は、透光性及び剛性を有する部材であることが好ましい。保護部材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、保護部材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。第1の保護部材10の厚さは、特に限定されない。保護部材10の厚さは、例えばガラス板を用いた場合、3mm~6mm程度とすることができる。
 第2の保護部材11は、第1の保護部材10と対向している。第2の保護部材11は、太陽電池モジュール1の裏面に配される。第2の保護部材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、保護部材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金属箔や、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、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等の無機酸化物などにより形成することができる。なお、第2の保護部材11の厚さは、特に限定されない。保護部材11の厚さは、例えば樹脂シートを用いた場合、150μm~300μm程度とすることができる。
 (太陽電池ストリング15)
 充填剤層13の内部には、複数の太陽電池ストリング15が配置されている。具体的には、太陽電池ストリング15は、複数の太陽電池12を備えている。複数の太陽電池12は、一の方向に配列され、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。具体的には、複数の太陽電池12は、一の方向に配列された隣り合う太陽電池12同士が配線材14によって電気的に接続されることによって、直列または並列に電気的に接続されている。本実施形態では、配線材14は、隣り合う太陽電池12のうちの一方の受光面12aの上に配された電極と、他方の裏面12bの上に配された電極とを電気的に接続している。
 なお、本発明において、太陽電池は、p側電極及びn側電極の両方が裏面の上に配されている裏面接合型の太陽電池であってもよい。その場合は、配線材14は、隣り合う太陽電池のうちの一方の太陽電池のp側電極と、他方の太陽電池のn側電極とを電気的に接続する。
 (充填剤層13)
 充填剤層13は、第1の保護部材10と第2の保護部材11との間に充填されている。充填剤層13の内部には、複数の太陽電池ストリング15が配されている。すなわち、充填剤層13は、太陽電池ストリング15を封止するための部材である。このため、充填剤層13は、封止層と呼ばれることもある。
 具体的には、充填剤層13は、着色樹脂層13aと、透明樹脂層13bとを含む積層体により構成されている。着色樹脂層13aは、太陽電池12の第2の保護部材11側に配置されている。透明樹脂層13bは、太陽電池12の第1の保護部材10側に配置されている。太陽電池モジュール1において、着色樹脂層13aと透明樹脂層13bとは隣り合うように配置されている。着色樹脂層13aと透明樹脂層13bとの間の界面に太陽電池ストリング15が配されている。太陽電池ストリング15は、受光面12aが透明樹脂層13b側を向き、裏面12bが着色樹脂層13a側を向くように配されている。
 なお、本実施形態では、樹脂層としての充填剤層13が着色樹脂層13aと透明樹脂層13bとからなる積層体により構成されている。但し、本発明においては、樹脂層は、裏面側に位置する着色樹脂層と、受光面側に位置し、着色樹脂層に隣接する透明樹脂層とを有する限りにおいて特に限定されない。樹脂層は、着色樹脂層及び透明樹脂層以外の樹脂層を有していてもよい。また、着色樹脂層及び透明樹脂層のそれぞれが複数の樹脂層により構成されていてもよい。
 (透明樹脂層13b)
 透明樹脂層13bは、太陽電池12の受光面12aと第1の保護部材10との間に配置されている。ここで、透明樹脂層13bは、太陽電池12における光電変換に使用される波長域の光を透過させる樹脂層である。透明樹脂層13bは、400nm~1100nmの波長域における平均光透過率が85%以上のものであることが好ましい。
 透明樹脂層13bは、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)、ポリビニルブチラール(PVB)、エチレン・ビニルアルコール共重合体、アクリル樹脂、ポリエチレン(PE)及びポリプロピレン(PP)のうちの少なくとも一種の樹脂や、それらの樹脂のうちの少なくとも一種の樹脂を含む樹脂組成物からなる。
 太陽電池ストリング15を好適に保護する観点からは、透明樹脂層13bは、架橋構造を有する硬質のものであることが好ましい。
 太陽電池モジュール1は、透明樹脂層13bと、太陽電池12の受光面12aとの間にシランカップリング剤による結合を有する。
 (着色樹脂層13a)
 着色樹脂層13aは、裏面12bと裏面側保護部材11との間に配置されている。着色樹脂層13aは、樹脂と、着色剤とを含む樹脂組成物により形成されている。着色剤の具体例としては、例えば、酸化チタン粒子、炭酸カルシウム粒子などの白色の着色剤、ウルトラマリン等の青色着色剤、カーボンブラック等の黒色着色剤、ガラスビーズや光散乱材などの、着色樹脂層13aを乳白色にさせる着色剤等が挙げられる。これらの中でも、白色の酸化チタン粒子が好ましく用いられる。白色の酸化チタン粒子を着色樹脂層13aに含ませることにより、着色樹脂層13aにおいて光が散乱しやすくなり、太陽電池モジュール1の光電変換効率をより高めることができるためである。
 着色樹脂層13aに含まれる樹脂は、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)、ポリビニルブチラール(PVB)、エチレン・ビニルアルコール共重合体、アクリル樹脂、ポリエチレン(PE)及びポリプロピレン(PP)のうちの少なくとも一種の樹脂とすることができる。着色樹脂層13aに含まれる樹脂は、透明樹脂層13bに含まれる樹脂と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
 太陽電池ストリング15を好適に保護する観点からは、着色樹脂層13aも、透明樹脂層13bと同様に、架橋構造を有するものであることが好ましい。
 (太陽電池モジュール1の製造方法)
 次に、図2を参照しながら、太陽電池モジュール1の製造方法の一例について説明する。
 まず、透明樹脂層13bを構成するための透明樹脂シート22と、着色樹脂層13aを構成するための着色樹脂シート21と、太陽電池ストリング15と、第1の保護部材10と、第2の保護部材11とを用意する。透明樹脂シート22及び着色樹脂シート21とのそれぞれは、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)、ポリビニルブチラール(PVB)、エチレン・ビニルアルコール共重合体、アクリル樹脂、ポリエチレン(PE)及びポリプロピレン(PP)のうちの少なくとも一種の樹脂と、架橋剤とを含む樹脂組成物からなることが好ましい。また、着色樹脂シート21は、さらに上記のような着色剤を含むことが好ましい。
 好ましく用いられる架橋剤の具体例としては、例えば、有機過酸化物が挙げられる。例えば、EVAを架橋させる有機過酸化物の具体例としては、2,5-ジメチルヘキサン-2,5-ジハイドロパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、3-ジ-t-ブチルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキシン、ジクミルパーオキサイド、α,α’-ビス(t-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、n-ブチル-4,4-ビス(t-ブチルパーオキシ)ブタン、2,2-ビス(t-ブチルパーオキシ)ブタン、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、t-ブチルパーキシベンゾエ-ト、ベンゾイルパーオキサイド等が挙げられる。
 次に、第1の保護部材10、透明樹脂シート22、太陽電池ストリング15、着色樹脂シート21及び第2の保護部材11を、受光面12aが透明樹脂シート22側を向き、裏面12bが着色樹脂シート21側を向くように、この順番で積層し、積層体30を作製する。
 なお、この積層体30の作製に先立って、透明樹脂シート22の太陽電池ストリング15側の主面22a及び太陽電池ストリング15を構成している複数の太陽電池12のそれぞれの受光面12aのうちの少なくとも一方の上にシランカップリング剤を塗布し、シランカップリング剤層23を形成しておく。シランカップリング剤は、主面22a及び受光面12aの両方の上に塗布してもよいし、主面22aの上にのみ塗布してもよいし、受光面12aの上のみに塗布してもよい。以下、本実施形態では、主面22aの上にシランカップリング剤を塗布してシランカップリング剤層23を形成する例について説明する。
 シランカップリング剤としては、例えば、アミノシラン系シランカップリング剤やエポキシシラン系シランカップリング剤が好ましく用いられるが、これに限られるものではない。アミノシラン系シランカップリング剤の具体例としては、例えば、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、などが挙げあれる。また、エポキシシラン系シランカップリング剤の具体例としては、例えば、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。
 シランカップリング剤の塗布に際しては、シランカップリング剤を、例えば、イソプロピルアルコール等の有機溶媒に溶解または分散させた液を用いて行うことができる。
 次に、この積層体30を、ラミネート法を用いて加熱圧着させる。
 なお、本実施形態では、透明樹脂シート22の太陽電池ストリング15側の主面22aの上にシランカップリング剤層23が形成されている。このため、この圧着工程において、シランカップリング剤層23が反応することにより、透明樹脂シート22と受光面12aとが強固に密着する。
 次に、キュア工程を行う。キュア工程は、透明樹脂シート22及び着色樹脂シート21内に架橋構造を形成する工程である。具体的には、透明樹脂シート22及び着色樹脂シート21を加熱することにより、透明樹脂シート22及び着色樹脂シート21に含まれる架橋剤を反応させ、透明樹脂シート22及び着色樹脂シート21内に架橋構造を形成する。これにより、透明樹脂シート22及び着色樹脂シート21が硬化し、透明樹脂層13b及び着色樹脂層13aが完成する。
 ところで、例えば、シランカップリング剤層を形成しない場合は、透明樹脂シートと受光面とが強固に密着しない。このため、加熱圧着工程において、裏面側に位置していた着色樹脂シートの一部が受光面側に流動し、受光面と透明樹脂シートとの間に入り込んでしまう場合がある。その場合、受光面の上に、着色樹脂層の一部が位置することとなる。このため、受光面に入射しようとする光の一部が着色樹脂層により遮られる。よって、受光面における受光効率が低下してしまう。従って、太陽電池モジュールの出力が低下してしまう。
 それに対して本実施形態では、加熱圧着工程に先立ってシランカップリング剤層23を形成する。このため、圧着工程の開始直後からシランカップリング剤層23が反応し、太陽電池12の受光面12と透光樹脂シート22との間にシランカップリング剤による結合が形成される。これにより、透明樹脂シート22と受光面12aとが強固に密着する。よって、仮に裏面12b側に位置していた着色樹脂シート21の一部が受光面12a側に流動したとしても、受光面12aと透明樹脂シート22との間に着色樹脂シート21が入り込みにくい。すなわち、太陽電池モジュール1においては、太陽電池12の受光面12aへの着色樹脂層13aの回り込みが、シランカップリング剤による結合により抑制される。従って、本実施形態の製造方法では、受光面12aの上に着色樹脂層の一部が位置することが抑制される。その結果、受光面12aにおける受光効率の低下を抑制できる。従って、改善された出力を有する太陽電池モジュール1を製造することができる。
 (実施例)
 本実施例では、上記第1の実施形態に係る太陽電池モジュール1と同様の構成を有する太陽電池モジュールを以下の要領で作製した。
 まず、ガラス板からなる第1の保護部材10の上に、硬化剤として1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ3,3,5-トリメチルシクロヘキサンを2質量%含む厚み0.6mmの透明EVAシートを配置した。次に、透明EVAシートの表面に、シランカップリング剤として、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシランを含むイソプロピルアルコール溶液を塗布し、シランカップリング剤層23を形成した。さらに、透明EVAシートの上に、太陽電池ストリング15と、硬化剤として1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ3,3,5-トリメチルシクロヘキサンを2質量%含み、かつ、着色剤として酸化チタンを5質量%含む厚み0.6mmの着色EVAシートと、第2の保護部材11とをこの順番で積層し、積層体30を作製した。次に、積層体30をラミネート法を用いて、加熱圧着した。その後、約150℃で約1時間保持することにより充填剤層に架橋構造を導入することにより、太陽電池モジュールを完成させた。
 次に、太陽電池モジュールを、第1の保護部材10側から目視で観察することにより、着色樹脂層が受光面の上に回り込んでいるか否かを検査した。その結果、本実施例では、着色樹脂層が受光面の上に回り込んでいなかった。
 さらに、太陽電池モジュールに、AM1.5で、100mW/cmの強度の光を照射したときの出力を測定した。結果を下記の表1に示す。
 (比較例)
 シランカップリング剤の塗布を行わなかったこと以外は上記実施例と同様に太陽電池モジュールを作製し、着色樹脂層が受光面の上に回り込んでいるか否かの検査及び出力測定を行った。本比較例では、着色樹脂層が受光面の上に回り込んでいることが確認された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 なお、上記表1に示す出力値は、比較例における出力値を100として規格化した値である。
 上記実施例及び比較例の結果より、シランカップリング剤を透明樹脂シートの表面に塗布することにより、着色樹脂層が受光面の上に回り込んで形成されることを抑制できることが分かる。また、その結果、表1に示すように、高い出力が得られることが分かる。
1…太陽電池モジュール
10…第1の保護部材
11…第2の保護部材
12…太陽電池
12a…受光面
12b…裏面
13…充填剤層
13a…着色樹脂層
13b…透明樹脂層
14…配線材
15…太陽電池ストリング
21…着色樹脂シート
22…透明樹脂シート
23…シランカップリング剤層
30…積層体

Claims (10)

  1.  着色樹脂層と、
     前記着色樹脂層の上に積層された透明樹脂層と、
     前記着色樹脂層と前記透明樹脂層との間において、裏面が前記着色樹脂層側を向き、受光面が前記透明樹脂層側を向くように配置された太陽電池と、を備え、
     前記太陽電池の受光面と前記透明樹脂層との間にシランカップリング剤による結合を有する、太陽電池モジュール。
  2.  請求項1に記載の太陽電池モジュールであって、
     前記太陽電池の受光面側に、前記着色樹脂層を備えない。
  3.  請求項1または2に記載の太陽電池モジュールであって、
     前記シランカップリング剤は、アミノシラン系のシランカップリング剤である。
  4.  請求項1または2に記載の太陽電池モジュールであって、
     前記シランカップリング剤は、エポキシシラン系のシランカップリング剤である。
  5.  請求項1~4のいずれか1項に記載の太陽電池モジュールであって、
     前記透明樹脂層は、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール、エチレン・ビニルアルコール共重合体、アクリル樹脂、ポリエチレン及びポリプロピレンの少なくとも一つを含む。
  6.  着色樹脂層と、
     前記着色樹脂層の上に積層された透明樹脂層と、
     前記着色樹脂層と前記透明樹脂層との境界において、裏面が着色樹脂層側を向き、受光面が透明樹脂層側を向くように配置された太陽電池と、を備える太陽電池モジュールの製造方法であって、
     前記透明樹脂層を構成するための透明樹脂シート及び前記太陽電池の受光面のうちの少なくとも一方にシランカップリング剤を塗布する工程と、
     前記透明樹脂シートと、前記太陽電池と、前記着色樹脂層を構成するための着色樹脂シートとを、前記太陽電池の前記受光面が前記透明樹脂シートの一主面と接する一方、前記裏面が前記着色樹脂シートと接するように積層し、積層体を作製する工程と、
     前記積層体を加熱圧着する加熱圧着工程と、
     を備える、太陽電池モジュールの製造方法。
  7.  請求項6に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、
     前記シランカップリング剤として、アミノシラン系のシランカップリング剤を用いる。
  8.  請求項6に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、
     前記シランカップリング剤として、エポキシシラン系シランのカップリング剤を用いる。
  9.  請求項6~8のいずれか1項に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、
     前記透明樹脂シート及び前記着色樹脂シートのそれぞれは、樹脂と、架橋剤とを含み、
     前記加熱圧着工程の後に、前記透明樹脂シート及び前記着色樹脂シートを架橋させるキュア工程をさらに行う。
  10.  請求項6~8のいずれか1項に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、
     前記透明樹脂シートは、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール、エチレン・ビニルアルコール共重合体、アクリル樹脂、ポリエチレンまたはポリプロピレンを含む。
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