WO2013024738A1 - 太陽電池モジュール - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a solar cell module in which a light-receiving surface protective material, a first resin sealing material, a solar battery cell, a second resin sealing material, and a back member are laminated and integrated in this order.
- the present invention relates to a light-weight type solar cell module that can be installed without carrying out proper roof reinforcement.
- a solar cell module is generally laid on the roof surface of a building such as a house or a factory.
- a building such as a house or a factory.
- glass serving as a light-receiving surface protection material, and a cell made of resin
- the structure provided with the sealed photovoltaic cell, the back sheet located in the back surface side, and the resin-made sealing material for interlayer adhesion is known.
- the crystalline Si type solar cell is a solar cell module that can withstand long-term use and has high conversion efficiency.
- the structure employs a glass having a thickness of 3 mm or more on the surface, the weight of the glass exceeds 7 kg / m 2 , resulting in problems in mounting handling and safety.
- the loading load is about 20 kg / m 2 , and there are cases where it cannot be structurally installed in existing roofs, especially lightweight roof material buildings such as slate roofs and folded metal roofs. There were also problems in terms of cost, such as special roof reinforcement.
- Patent Document 2 a proposal for replacing the surface glass with a film has been proposed (Patent Document 2).
- film material is used on the surface, depending on the configuration, long-term reliability is sufficient, such as the tab wire connecting between cells rising due to shrinkage of the sealing material during manufacturing, and the tab wire gradually breaking in the heating / cooling cycle test. It cannot be said.
- a light-weight solar cell module has been proposed for solar cells other than the crystalline Si type, it cannot be said that the conversion efficiency is lower than that of the crystalline Si type solar cell and long-term reliability is sufficient.
- the objective of this invention is providing the solar cell module which can achieve weight reduction in the solar cell module which endured long-term use and was excellent in conversion efficiency.
- the present invention adopts the structure described in the claims. Specifically, the glass plate (A), the first resin sealing material (B1), the solar battery cell (C), the second resin sealing material (B2), and the back member that constitute the light-receiving surface protection material In the solar cell module in which the resin sheets (D) to be configured are sequentially laminated,
- the glass plate (A) is composed of thin tempered glass having a thickness of 0.3 mm to 1.1 mm and a weight of 2.76 kg / m 2 or less.
- this invention is a glass plate (A) which comprises a light-receiving surface protective material, 1st resin sealing material (B1), a photovoltaic cell (C), 2nd resin sealing material (B2), a back member.
- the glass plate (A) is made of thin tempered glass having a thickness of 0.3 mm to 1.1 mm and a weight of 2.76 kg / m 2 or less, while the second glass plate (D ′) is 0.3 mm to 2 mm and has a weight of 5. It is composed of thin sheet tempered glass or untempered glass of 1 kg / m 2 or less.
- the solar cell module has an outer peripheral portion supported by a frame having a receiving portion having a substantially U-shaped cross section, and an upper surface, a lower surface, an end surface of the outer peripheral portion, and an inner surface of the receiving portion. It is possible to adopt a configuration in which the gap is fixed to the frame by filling the gap between them with an adhesive.
- the receiving portion includes an upper piece, a lower piece, and a vertical piece that respectively face the upper surface, the lower surface, and the end surface of the outer peripheral portion,
- the dimension between the upper piece and the upper surface is preferably set to 0.2 mm to 1.0 mm, and more preferably set to 0.3 mm to 0.7 mm.
- the dimension between the lower piece and the lower surface is preferably set to 0.2 mm to 1.2 mm, and more preferably set to 0.3 mm to 1.0 mm. Further, between the inner edge of the adhesive filled between the upper piece and the upper surface and the inner edge of the upper piece, and between the inner edge and lower piece of the adhesive filled between the lower piece and the lower surface, respectively. It is formed as a space portion not filled with an adhesive, and the depth of the space portion is preferably 1 mm to 8 mm, and more preferably 2 mm to 7 mm.
- the flatness can be maintained by using the thin plate tempered glass having the plate thickness as the light receiving surface protective material, and the connection state of the tabs constituting the solar battery cell can be stably maintained. It is possible to achieve weight reduction. And it can install without requiring special roof reinforcement construction, and can suppress installation cost.
- the back member is composed of the second glass, the weight is increased as compared with the case where the resin sheet is used, but the thickness is 2 mm or less, so compared to the conventional type using the multilayer glass, It is possible to maintain the range in which the weight is still greatly reduced, and there is no permeation of water vapor from the installation surface side, and it can be expected that durability is improved as compared with the case where a resin sheet is used.
- the stability which can endure long-term use of a solar cell module can be provided by fixing on specific conditions using a flame
- (A) is a schematic sectional drawing of the solar cell module which shows 1st Embodiment which concerns on this invention
- (B) is schematic sectional drawing of the solar cell module which shows 2nd Embodiment.
- (A) is sectional drawing which shows the state which installs a solar cell module using a flame
- (B) is the principal part expanded sectional view.
- a solar cell module 10 includes a glass A as a light-receiving surface protective material, a first resin sealing material B1, a solar battery cell C, and a second resin sealing material. B2 and the resin sheet D as the back member are laminated and integrated in this order.
- Thin glass tempered glass is used for the glass A.
- This thin tempered glass can be either chemically tempered or heat tempered glass, having a thickness of 0.3 mm to 1.1 mm and a weight of 0.75 kg / m 2 to 2.76 kg / m 2 . Those within the range are used. If the thickness is less than 0.3 mm, the strength is insufficient, and the upper limit of the thickness is suppressed to 1.1 mm in order to reduce the weight as much as possible.
- first and second resin-made sealing materials B1 and B2 known solar cell sealing materials can be used.
- the resin sealing material include an ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), an olefin resin, a polyvinyl butyral resin (PVB), an ionomer resin, a silicone resin, and the like. From the viewpoint of adhesion, an ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) and an olefin resin are preferable.
- Made first resin encapsulant B1 and the second resin sealant B2 may be used as the thickness of 0.3 mm ⁇ 1.0 mm, weight 0.285kg / m 2 ⁇ 0.9kg / m 2.
- the thickness is less than 0.3 mm, the solar battery cells are easily broken during the production of the solar battery module, and the yield decreases. On the other hand, if the thickness exceeds 1.0 mm, the weight of the sealing material becomes heavy and hinders the weight reduction of the solar cell module.
- the solar cell C there are various types such as a single crystal silicon type, a polycrystalline silicon type, an amorphous silicon type, a compound type, etc., but a single crystal silicon type or a polycrystalline silicon type having excellent conversion efficiency and long-term durability. Is preferred.
- Examples of the resin sheet D constituting the back member include polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), and a fluorine-based film.
- a plurality of the above sheets may be laminated, and a metal or a metal oxide may be vapor-deposited in order to improve the water vapor barrier property.
- the resin sheet has a thickness 0.05 mm ⁇ 0.3 mm, it is possible to use the weight 0.125kg / m 2 ⁇ 0.75kg / m 2. If the thickness is less than 0.05 mm, the water vapor barrier property and the weather resistance are not sufficient, and the solar cell module is liable to deteriorate during long-term use.
- FIG. 1B shows the second embodiment, and this second embodiment uses a second glass plate D ′ as a back member.
- the second glass plate D ′ can be composed of thin tempered glass or untempered glass having a thickness of 0.3 mm to 2 mm.
- the thickness of the second glass plate D ′ is preferably 0.3 mm or more from the viewpoint of strength and impact resistance.
- 2 mm or less is preferable.
- the weight is 0.75 kg / m 2 to 5.1 kg / m 2 .
- a thin tempered glass (A), a first resin encapsulant (B1), a solar cell (C), a second resin encapsulant (B2), and a laminated resin sheet (D) are laminated.
- a laminate is formed.
- the lamination can be performed by a vacuum laminator (not shown). In this laminating apparatus, each layer material is laminated on the heating plate inside the lower mold, and then the internal air is exhausted in a state where the upper mold is closed and sealed, and then a rubber diaphragm supported on the upper mold side.
- each layer material is vacuum-pressed by the diaphragm for a predetermined time to form a solar cell module 10 composed of a laminate having the cross-sectional structure shown in FIG. be able to.
- the said solar cell module 10 is installed in installation surfaces, such as a roof which is not shown in figure using the flame
- the frame F is provided with a base 20, a standing part 21 rising from the base 20, and an upper part of the standing part 21 so as to receive the outer peripheral part of the solar cell module 10.
- a receiving portion 22 provided in a shape.
- the receiving portion 22 has a shape including an upper piece 22A, a lower piece 22B, and a vertical piece 22C facing the upper surface 10A, the lower surface 10B, and the end surface 10C in the outer peripheral portion of the solar cell module 10.
- the base 20, the standing part 21, and the receiving part 22 have a shape extending in the direction orthogonal to the plane of FIG. 2A and are supported in a state in which the frame F surrounds the outer periphery of the solar cell module 10.
- the upright portion 21 has a hollow shape, and the frame F is formed by a molding method such as extrusion molding.
- the solar cell module 10 is supported (fixed) on the frame F by filling the adhesive AD in a state where the outer peripheral portion is received in the receiving portion 22.
- the adhesive AD is filled in the gaps between the upper surface 10A, the lower surface 10B, and the end surface 10C of the outer peripheral portion and the inner surfaces of the upper piece 22A, the lower piece 22B, and the vertical piece 22C of the receiving portion 22.
- the dimension C1 between the upper piece 22A and the upper surface 10A is preferably 0.2 mm to 1.0 mm, more preferably 0.3 mm to 0.7 mm
- the dimension C2 between the lower piece 22B and the lower surface 10B is preferably It is 0.2 mm to 1.2 mm, more preferably 0.3 mm to 1.0 mm.
- the dimension C1 exceeds 1.0 mm, the gap becomes large, and sand or the like is likely to enter the gap between the frame and the module in the actual environment.
- the sand damages the glass on the module surface. This is because the glass tends to break. If it is less than 0.2 mm, it is effective as a countermeasure against sand, etc., but when a wind load is applied from the bottom, the module bends and the glass on the module surface comes into contact with the frame edge and the glass is easily broken. Become.
- the upper limit of the dimension C2 can be set larger than C1.
- the thickness is set to 1.2 mm or less is that stable fixing is sufficient to avoid the waste of the adhesive.
- an inner space 22b of the lower piece 22B are formed as an upper space portion S1 and a lower space portion S2 which are not filled with an adhesive, respectively.
- the depths D1 and D2 of these space portions S1 and S2 are 1 mm to 8 mm. 2 mm to 7 mm is more preferable.
- the adhesive softens during the hot summer season and may protrude from the frame, which may impair the appearance.
- the module and the frame edge portion are likely to come into contact with each other when the module is bent, and the glass is easily broken.
- the depth D3 of the outer peripheral part fixed with the adhesive agent AD shall be 2 mm or more. This is because the fixing strength decreases below this.
- Thin tempered glass (A) as a light-receiving surface protection member A thin tempered glass having a thickness of 0.8 mm and a weight of 1.9 kg / m 2 was used.
- Solar cell (C) 54 pieces of 6 mm silicon single crystal cells of 0.2 mm were used.
- Resin sheet (D) as back member A laminated resin sheet of polyethylene and polyethylene terephthalate having a thickness of 0.24 mm and a weight of 0.3 kg / m 2 was used.
- the solar cell module having the above configuration was manufactured by the above manufacturing method.
- the obtained solar cell module had a weight of 8.45 kg at a length of 1482 mm and a width of 985 mm, and an output of 220.2 W in a standard state.
- Example 2 is the same as Example 1 except that the second glass plate D ′ is used as the back member.
- the second glass plate D ′ a thin plate tempered glass having a thickness of 0.8 mm and a weight of 1.9 kg / m 2 was used.
- the solar cell module having the above configuration was manufactured by the above manufacturing method.
- the obtained solar cell module had a weight of 10.9 kg at a length of 1482 mm and a width of 985 mm, and an output of 215.9 W in a standard state.
- the weight per output and the weight per area compared to those of Comparative Example 1 Can be reduced to about 50%
- the invention of the type in which the back member is the second glass (D ′) made of thin sheet tempered glass can be reduced to about 40% or less compared to the conventional type of Comparative Example 2, greatly It is possible to reduce the weight of the solar cell module, and it is possible to install the solar cell module without requiring special construction such as reinforcement of the roof of the building.
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Abstract
受光面保護層として薄板強化ガラス(A)、第1樹脂製封止材(B1)、太陽電池セル(C)、第2樹脂製封止材(B2)、バック部材としてPE及びPETの積層樹脂シート(D)又は第2ガラス(D')を積層することにより太陽電池モジュールが構成されている。この太陽電池モジュールは、薄板強化ガラス(A)を用いることにより、単位面積当たりの重量が従来構造のものに比べて1/2以下とされている。
Description
本発明は、受光面保護材、第1樹脂製封止材、太陽電池セル、第2樹脂製封止材、バック部材の順で積層され、一体化された太陽電池モジュールに係り、特に、特別な屋根補強を実施することなく設置可能な軽量タイプの太陽電池モジュールに関する。
太陽電池モジュールは、家屋や工場等の建築物の屋根面に敷設するものが一般的であり、例えば、特許文献1に開示されているように、受光面保護材となるガラスと、セルが樹脂封止された太陽電池セルと、その裏面側に位置するバックシートと、層間接着用の樹脂製封止材とを備えた構成が知られている。
一般に販売されている太陽電池モジュールの中では、結晶Si型太陽電池は、長期間の使用に耐え、変換効率の高い太陽電池モジュールである。しかしながら、その構成は表面に厚さ3mm以上のガラスを採用しているため、ガラスの重量だけで7kg/m2を超え、取付ハンドリング性や安全性において問題をもたらすものであった。また、設置架台を含めると約20kg/m2程度の積載荷重になり、既存の屋根、特にスレート屋根や金属折板屋根のような軽量屋根材の建屋では、構造的に搭載できないケースがあり、特別な屋根補強をするなど費用面にも問題があった。
一方で、結晶Si型太陽電池において、表面ガラスをフィルムに置き換える案も提案されている(特許文献2)。
表面にフィルム材を用いた場合、構成によっては、製造時に封止材の収縮などによりセル間を接続するタブ線が盛り上がり、加熱・冷却サイクル試験においてタブ線が徐々に切れるなど長期信頼性が十分であるとはいえない。また、結晶Si型以外の太陽電池において軽量型太陽電池モジュールも提案されているが、結晶Si型太陽電池に比べて変換効率が低く、長期信頼性も十分であるとはいえない。
一方で、結晶Si型太陽電池において、表面ガラスをフィルムに置き換える案も提案されている(特許文献2)。
表面にフィルム材を用いた場合、構成によっては、製造時に封止材の収縮などによりセル間を接続するタブ線が盛り上がり、加熱・冷却サイクル試験においてタブ線が徐々に切れるなど長期信頼性が十分であるとはいえない。また、結晶Si型以外の太陽電池において軽量型太陽電池モジュールも提案されているが、結晶Si型太陽電池に比べて変換効率が低く、長期信頼性も十分であるとはいえない。
[発明の目的]
本発明の目的は、長期間の使用に耐え、変換効率に優れた太陽電池モジュールにおいて、軽量化を達成することのできる太陽電池モジュールを提供することにある。
本発明の目的は、長期間の使用に耐え、変換効率に優れた太陽電池モジュールにおいて、軽量化を達成することのできる太陽電池モジュールを提供することにある。
前記目的を達成するため、本発明は特許請求の範囲記載の構成を採用したものである。具体的には、受光面保護材を構成するガラス板(A)、第1樹脂製封止材(B1)、太陽電池セル(C)、第2樹脂製封止材(B2)、バック部材を構成する樹脂シート(D)が順次積層された太陽電池モジュールにおいて、
前記ガラス板(A)を0.3mm~1.1mm、重量2.76kg/m2以下の薄板強化ガラスにより構成したものである。
前記ガラス板(A)を0.3mm~1.1mm、重量2.76kg/m2以下の薄板強化ガラスにより構成したものである。
また、本発明は、受光面保護材を構成するガラス板(A)、第1樹脂製封止材(B1)、太陽電池セル(C)、第2樹脂製封止材(B2)、バック部材を構成する第2ガラス板(D’)が順次積層された太陽電池モジュールにおいて、
前記ガラス板(A)を0.3mm~1.1mm、重量2.76kg/m2以下の薄板強化ガラスにより構成する一方、第2ガラス板(D’)を0.3mm~2mm、重量5.1kg/m2以下の薄板強化ガラス又は未強化ガラスにより構成したものである。
前記ガラス板(A)を0.3mm~1.1mm、重量2.76kg/m2以下の薄板強化ガラスにより構成する一方、第2ガラス板(D’)を0.3mm~2mm、重量5.1kg/m2以下の薄板強化ガラス又は未強化ガラスにより構成したものである。
本発明において、前記太陽電池モジュールは、横断面形状が実質的にU字状となる受容部を備えたフレームに外周部が支持され、当該外周部の上面、下面、端面と前記受容部の内面との間の隙間に接着剤を充填することで、前記フレームに固定される、という構成を採ることができる。
ここで、前記受容部は、前記外周部の上面、下面、端面にそれぞれ相対する上片、下片、及び垂直片を含み、
前記上片及び上面間の寸法は0.2mm~1.0mmに設定することが好ましく、0.3mm~0.7mmに設定することが更に好ましい。前記下片及び下面間の寸法は0.2mm~1.2mmに設定することが好ましく、0.3mm~1.0mmに設定することが更に好ましい。
また、前記上片及び上面間に充填された接着剤の内縁と上片の内縁との間、及び前記下片及び下面間に充填された接着剤の内縁と下片との間には、それぞれ接着剤が充填されない空間部として形成され、当該空間部の深さは、1mm~8mmが好ましく、2mm~7mmとすることが更に好ましいい。
ここで、前記受容部は、前記外周部の上面、下面、端面にそれぞれ相対する上片、下片、及び垂直片を含み、
前記上片及び上面間の寸法は0.2mm~1.0mmに設定することが好ましく、0.3mm~0.7mmに設定することが更に好ましい。前記下片及び下面間の寸法は0.2mm~1.2mmに設定することが好ましく、0.3mm~1.0mmに設定することが更に好ましい。
また、前記上片及び上面間に充填された接着剤の内縁と上片の内縁との間、及び前記下片及び下面間に充填された接着剤の内縁と下片との間には、それぞれ接着剤が充填されない空間部として形成され、当該空間部の深さは、1mm~8mmが好ましく、2mm~7mmとすることが更に好ましいい。
本発明によれば、受光面保護材として前記板厚を有する薄板強化ガラスを用いていることで、平面度を維持することができ、太陽電池セルを構成するタブの接続状態を安定して維持することができ、軽量化を併せて達成することができる。しかも、特段の屋根補強工事を必要とすることなく設置でき、設置コストを抑制することができる。
また、第2ガラスでバック部材を構成した場合には、樹脂シートを用いた場合よりも重量増加となるが、厚みが2mm以下であることより、複層ガラスを用いた従来タイプに比べれば、依然として大幅に軽量化を達成している範囲を維持することができ、また、設置面側からの水蒸気の透過がなく、樹脂シートを用いた場合より耐久性を向上させることが期待できる。
更に、フレームを用いて特定の条件下で固定することで、太陽電池モジュールを長期使用に耐え得る安定性を付与することができる。
また、第2ガラスでバック部材を構成した場合には、樹脂シートを用いた場合よりも重量増加となるが、厚みが2mm以下であることより、複層ガラスを用いた従来タイプに比べれば、依然として大幅に軽量化を達成している範囲を維持することができ、また、設置面側からの水蒸気の透過がなく、樹脂シートを用いた場合より耐久性を向上させることが期待できる。
更に、フレームを用いて特定の条件下で固定することで、太陽電池モジュールを長期使用に耐え得る安定性を付与することができる。
10 太陽電池モジュール
A 薄板強化ガラス(受光面保護材)
B1 第1樹脂封止材
B2 第2樹脂封止材
C 太陽電池セル
D 樹脂シート(バック部材)
D’ 第2ガラス板(バック部材)
A 薄板強化ガラス(受光面保護材)
B1 第1樹脂封止材
B2 第2樹脂封止材
C 太陽電池セル
D 樹脂シート(バック部材)
D’ 第2ガラス板(バック部材)
図1(A)に示されるように、太陽電池モジュール10は、受光面保護材としてのガラスAと、第1樹脂製封止材B1と、太陽電池セルCと、第2樹脂製封止材B2と、バック部材としての樹脂シートDがこの順に積層されて一体化されている。
ガラスAは薄板強化ガラスが用いられている。この薄板強化ガラスは、化学強化されたもの、熱強化されたもの双方を用いることができ、厚さ0.3mm~1.1mm、重量が0.75kg/m2~2.76kg/m2の範囲内のものが用いられる。0.3mm未満では強度が不足し、厚さ上限を1.1mmに抑制したのは、できるだけ軽量化を図るためである。
第1、第2樹脂製封止材B1、B2としては、公知の太陽電池用の封止材を使用できる。この樹脂製封止材は、例えば、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)、オレフィン系樹脂、ポリビニルブチラール樹脂(PVB)、アイオノマー樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられるが、各積層される部材との密着性から、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)、オレフィン系樹脂が好ましい。第1樹脂製封止材B1及び第2樹脂製封止材B2は厚み0.3mm~1.0mm、重量0.285kg/m2~0.9kg/m2のものを用いることができる。厚みが0.3mm未満では、太陽電池モジュール製造時に太陽電池セルが割れやすく歩留まりが低下してしまう。一方、厚みが1.0mmを超えると封止材の重量が重くなって太陽電池モジュールの軽量化の妨げになる。
太陽電池セルCとしては、単結晶シリコン型、多結晶シリコン型、アモルファスシリコン型、化合物型など多岐に渡るが、変換効率に優れ、長期耐久性をもたせることができる単結晶シリコン又は多結晶シリコン型が好ましい。
バック部材を構成する樹脂シートDは、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、フッ素系フィルムなどが挙げられる。上記のシートを複数積層してもよく、水蒸気バリアー性を向上させるために金属又は金属酸化物を蒸着させてもよい。この樹脂シートは、厚み0.05mm~0.3mm、重量0.125kg/m2~0.75kg/m2を用いることができる。厚みが0.05mm未満では、水蒸気バリアー性、耐候性が十分でなく長期間の使用において太陽電池モジュールの劣化が起こりやすい。一方、厚みが0.3mmを超えると必要以上に厚くなり、また、コスト面で不利である。
なお、図1(B)は第2実施形態を示したものであり、この第2実施形態は、バック部材として、第2ガラス板D’を用いたものである。第2ガラス板D’は、0.3mm~2mmの薄板強化ガラス又は未強化ガラスにより構成することができる。前面に強度の高いガラスを採用することで、第2ガラス板D’は未強化ガラスでも信頼性を維持できる。第2ガラス板D’の厚みは強度、耐衝撃性の観点から0.3mm以上が好ましい。またいたずらに厚いとモジュールの軽量化が達成できなくなるので2mm以下が好ましい。重量は0.75kg/m2~5.1kg/m2である。
なお、図1(B)は第2実施形態を示したものであり、この第2実施形態は、バック部材として、第2ガラス板D’を用いたものである。第2ガラス板D’は、0.3mm~2mmの薄板強化ガラス又は未強化ガラスにより構成することができる。前面に強度の高いガラスを採用することで、第2ガラス板D’は未強化ガラスでも信頼性を維持できる。第2ガラス板D’の厚みは強度、耐衝撃性の観点から0.3mm以上が好ましい。またいたずらに厚いとモジュールの軽量化が達成できなくなるので2mm以下が好ましい。重量は0.75kg/m2~5.1kg/m2である。
[太陽電池モジュールの製造方法]
本発明において、薄板強化ガラス(A)、第1樹脂製封止材(B1)、太陽電池セル(C)、第2樹脂製封止材(B2)、積層樹脂シート(D)を積層して積層体が形成される。その積層は、図示しない真空ラミネート装置により行うことができる。このラミネート装置は、下型内部の加熱板上に前記各層材料を積層し、その後、上型を閉じ密閉した状態で内部空気を排気し、次いで、上型側に支持されたゴム製のダイヤフラムで上下2つに仕切られた各空間部に差圧を生じさせることで、当該ダイヤフラムにより各層材料が所定時間真空加圧され、図1で示す断面構造の積層体からなる太陽電池モジュール10を形成することができる。
本発明において、薄板強化ガラス(A)、第1樹脂製封止材(B1)、太陽電池セル(C)、第2樹脂製封止材(B2)、積層樹脂シート(D)を積層して積層体が形成される。その積層は、図示しない真空ラミネート装置により行うことができる。このラミネート装置は、下型内部の加熱板上に前記各層材料を積層し、その後、上型を閉じ密閉した状態で内部空気を排気し、次いで、上型側に支持されたゴム製のダイヤフラムで上下2つに仕切られた各空間部に差圧を生じさせることで、当該ダイヤフラムにより各層材料が所定時間真空加圧され、図1で示す断面構造の積層体からなる太陽電池モジュール10を形成することができる。
なお、上記太陽電池モジュール10は、図2に示されるように、フレームFを用いて図示しない屋根等の設置面に設置される。ここで、フレームFは、ベース20と、当該ベース20から立ち上がる起立部21と、この起立部21の上部に設けられて太陽電池モジュール10の外周部を受容するために横断面形状が略U字状に設けられた受容部22とからなる。受容部22は、太陽電池モジュール10の外周部における上面10A、下面10B、端面10Cに相対する上片22A、下片22B、垂直片22Cを備えた形状となっている。
また、ベース20、起立部21及び受容部22は、図2(A)中紙面直交方向に延びる形状を備えており、フレームFが太陽電池モジュール10の外周を囲む状態で支持される。なお、起立部21は中空形状とされ、押出成形等の成形方法によってフレームFが形成される。
また、ベース20、起立部21及び受容部22は、図2(A)中紙面直交方向に延びる形状を備えており、フレームFが太陽電池モジュール10の外周を囲む状態で支持される。なお、起立部21は中空形状とされ、押出成形等の成形方法によってフレームFが形成される。
前記太陽電池モジュール10は、その外周部を受容部22に受容した状態で接着剤ADを充填することで太陽電池モジュール10がフレームFに支持(固定)される。具体的には、外周部の上面10A、下面10B、端面10Cと受容部22の上片22A、下片22B、及び垂直片22Cの各内面との間の隙間に接着剤ADが充填される。
ここで、上片22A及び上面10A間の寸法C1は好ましくは0.2mm~1.0mm、更に好ましくは0.3mm~0.7mmであり、下片22B及び下面10B間の寸法C2は好ましくは0.2mm~1.2mm、更に好ましくは0.3mm~1.0mmである。寸法C1が1.0mmを超えると隙間が大きくなり、実地環境において砂等がフレームとモジュールの隙間に混入し易くなり、下から風による荷重がかかったときに、砂によりモジュール表面のガラスに傷がついてガラスが割れやすくなるためである。0.2mm未満の場合、砂等の混入への対策としては効果があるが、下から風による荷重がかかったときにモジュールが撓みフレームエッジ部にモジュール表面のガラスが接触し、ガラスが割れやすくなる。また、モジュール裏面は表面に比べ砂等が混入する可能性が低いため、寸法C2の上限はC1より大きく設定できる。1.2mm以下としたのは、その程度で安定した固定が十分であり、接着剤の無駄を回避するためである。
また、前記上片22A及び上面10A間に充填された接着剤ADの内縁AD1と上片22Aの内縁22aとの間、及び前記下片22B及び下面10B間に充填された接着剤ADの内縁AD1と下片22Bの内縁22bとの間には、それぞれ接着剤が充填されない上部空間部S1、下部空間部S2として形成され、これら空間部S1、S2の深さD1、D2は、1mm~8mmが好ましく、2mm~7mmが更に好ましい。空間部が1mm未満であると夏場の暑い時期に接着剤が軟らかくなりフレームからはみ出て、外観を損なう恐れがある。また8mmより大きいとモジュールが撓んだときにモジュールとフレームエッジ部が接触する可能性が大きくなりガラスが割れやすくなる。なお、接着剤ADによって固定する外周部の深さD3は、2mm以上とされる。これ以下では、固定強度が落ちるためである。
ここで、上片22A及び上面10A間の寸法C1は好ましくは0.2mm~1.0mm、更に好ましくは0.3mm~0.7mmであり、下片22B及び下面10B間の寸法C2は好ましくは0.2mm~1.2mm、更に好ましくは0.3mm~1.0mmである。寸法C1が1.0mmを超えると隙間が大きくなり、実地環境において砂等がフレームとモジュールの隙間に混入し易くなり、下から風による荷重がかかったときに、砂によりモジュール表面のガラスに傷がついてガラスが割れやすくなるためである。0.2mm未満の場合、砂等の混入への対策としては効果があるが、下から風による荷重がかかったときにモジュールが撓みフレームエッジ部にモジュール表面のガラスが接触し、ガラスが割れやすくなる。また、モジュール裏面は表面に比べ砂等が混入する可能性が低いため、寸法C2の上限はC1より大きく設定できる。1.2mm以下としたのは、その程度で安定した固定が十分であり、接着剤の無駄を回避するためである。
また、前記上片22A及び上面10A間に充填された接着剤ADの内縁AD1と上片22Aの内縁22aとの間、及び前記下片22B及び下面10B間に充填された接着剤ADの内縁AD1と下片22Bの内縁22bとの間には、それぞれ接着剤が充填されない上部空間部S1、下部空間部S2として形成され、これら空間部S1、S2の深さD1、D2は、1mm~8mmが好ましく、2mm~7mmが更に好ましい。空間部が1mm未満であると夏場の暑い時期に接着剤が軟らかくなりフレームからはみ出て、外観を損なう恐れがある。また8mmより大きいとモジュールが撓んだときにモジュールとフレームエッジ部が接触する可能性が大きくなりガラスが割れやすくなる。なお、接着剤ADによって固定する外周部の深さD3は、2mm以上とされる。これ以下では、固定強度が落ちるためである。
次に、具体的実施例について比較例と共に説明する。
[実施例1]
[実施例1]
受光面保護部材である薄型強化ガラス(A):厚み0.8mm、重量1.9kg/m2の薄板強化ガラスを用いた。
第1、第2樹脂製封止材(B1)、(B2):厚み0.4mm、重量0.36kg/m2のエチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)を用いた。
太陽電池セル(C):0.2mmの6インチシリコン単結晶セル54枚を用いた。
バック部材である樹脂シート(D):厚み0.24mm、重量0.3kg/m2のポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートの積層樹脂シートを用いた。
第1、第2樹脂製封止材(B1)、(B2):厚み0.4mm、重量0.36kg/m2のエチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)を用いた。
太陽電池セル(C):0.2mmの6インチシリコン単結晶セル54枚を用いた。
バック部材である樹脂シート(D):厚み0.24mm、重量0.3kg/m2のポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートの積層樹脂シートを用いた。
上記構成の太陽電池モジュールを上記製造方法で製造した。得られた太陽電池モジュールは、縦1482mm×横985mmにおいて重量8.45Kg、基準状態において出力220.2Wであった。
[実施例2]
バック部材として第2ガラス板D’を用いた以外は、実施例1と同じである。第2ガラス板D’は、厚み0.8mm、重量1.9kg/m2の薄板強化ガラスを用いた。
上記構成の太陽電池モジュールを上記製造方法で製造した。得られた太陽電池モジュールは、縦1482mm×横985mmにおいて重量10.9Kg、基準状態において出力215.9Wであった。
バック部材として第2ガラス板D’を用いた以外は、実施例1と同じである。第2ガラス板D’は、厚み0.8mm、重量1.9kg/m2の薄板強化ガラスを用いた。
上記構成の太陽電池モジュールを上記製造方法で製造した。得られた太陽電池モジュールは、縦1482mm×横985mmにおいて重量10.9Kg、基準状態において出力215.9Wであった。
[比較例1]
受光面保護材として厚み3.2mmの従来のガラスを用いた。その他は実施例1と同様である。得られた太陽電池モジュールは、縦1482mm×横985mmにおいて重量17.0Kg、基準状態において出力220.4Wであった。
受光面保護材として厚み3.2mmの従来のガラスを用いた。その他は実施例1と同様である。得られた太陽電池モジュールは、縦1482mm×横985mmにおいて重量17.0Kg、基準状態において出力220.4Wであった。
[比較例2]
受光面保護材として厚み3.2mm、バック部材として厚み3.2mmの従来のガラスを用いた。その他は実施例1と同様である。得られた太陽電池モジュールは、縦1482mm×横985mmにおいて重量28.3Kg、基準状態において出力215.8Wであった。
受光面保護材として厚み3.2mm、バック部材として厚み3.2mmの従来のガラスを用いた。その他は実施例1と同様である。得られた太陽電池モジュールは、縦1482mm×横985mmにおいて重量28.3Kg、基準状態において出力215.8Wであった。
従って、受光面保護材が薄板強化ガラス板(A)で、バック部材が樹脂シート(D)を用いたタイプの発明は、比較例1のものに比べて、出力あたりの重量、面積あたりの重量を約50%に低減でき、また、バック部材が薄板強化ガラスからなる第2ガラス(D’)としたタイプの発明は、比較例2の従来タイプに比べて約40%以下に低減でき、大幅な太陽電池モジュールの軽量化を達成することが可能となり、建物の屋根の補強等の特別な工事を必要とすることなく設置可能になる、という効果を得る。
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、主に特定の実施の形態に関して特に図示し、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上に述べた実施の形態に対し、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
すなわち、本発明は、主に特定の実施の形態に関して特に図示し、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上に述べた実施の形態に対し、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
Claims (5)
- 受光面保護材を構成するガラス板(A)、第1樹脂製封止材(B1)、太陽電池セル(C)、第2樹脂製封止材(B2)、バック部材を構成する樹脂シート(D)が順次積層された太陽電池モジュールにおいて、
前記ガラス板(A)を0.3mm~1.1mm、重量2.76kg/m2以下の薄板強化ガラスにより構成したことを特徴とする太陽電池モジュール。 - 受光面保護材を構成するガラス板(A)、第1樹脂製封止材(B1)、太陽電池セル(C)、第2樹脂製封止材(B2)、バック部材を構成する第2ガラス板(D’)が順次積層された太陽電池モジュールにおいて、
前記ガラス板(A)を0.3mm~1.1mm、重量2.76kg/m2以下の薄板強化ガラスにより構成する一方、第2ガラス板(D’)を0.3mm~2mm、重量5.1kg/m2以下の薄板強化ガラス又は未強化ガラスにより構成したことを特徴とする太陽電池モジュール。 - 前記太陽電池モジュールは、横断面形状が実質的にU字状となる受容部を備えたフレームに外周部が支持され、当該外周部の上面、下面、端面と前記受容部の内面との間の隙間に接着剤を充填することで、前記フレームに固定されることを特徴とする請求項1又は2記載の太陽電池モジュール。
- 前記受容部は、前記外周部の上面、下面、端面にそれぞれ相対する上片、下片、及び垂直片を含み、
前記上片及び上面間の寸法は0.2~1mmであり、前記下片及び下面間の寸法は0.2~1.2mmmmであることを特徴とする請求項3記載の太陽電池モジュール。 - 前記上片及び上面間に充填された接着剤の内縁と上片の内縁との間、及び前記下片及び下面間に充填された接着剤の内縁と下片との間には、それぞれ接着剤が充填されない空間部として形成され、当該空間部の深さは、1~8mm以下であることを特徴とする請求項4記載の太陽電池モジュール。
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NENP | Non-entry into the national phase |
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