WO2013069680A1 - 太陽電池モジュール - Google Patents
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- the present invention relates to a solar cell module.
- Patent Document 1 discloses a solar cell element group in which a first main surface side sealing material and a plurality of solar cell elements are arranged on a translucent substrate, and a whitened or colored second layer.
- a solar cell module in which a main surface side sealing material and a second main surface protective material are sequentially laminated is disclosed.
- the first main surface side sealing material portion is made of a transparent material.
- the first and second main surface side sealing materials are each made of an ethylene / vinyl acetate copolymer.
- the solar cell and the first main surface side sealing material are easily peeled off.
- the main object of the present invention is to provide a solar cell module in which the solar cell and the sealing material are unlikely to peel off.
- the solar cell module of the present invention includes a solar cell, a wiring material, and a sealing material.
- the solar cell has first and second main surfaces.
- the wiring member is electrically connected to the solar cell on the first main surface.
- the sealing material seals the solar cell.
- the sealing material has a first sealing portion and a second sealing portion.
- the first sealing portion includes a non-crosslinkable resin.
- the first sealing portion is located on the first main surface side of the solar cell.
- the second sealing portion includes a crosslinkable resin and a pigment.
- the second sealing portion is located on the second main surface side of the solar cell.
- the present invention it is possible to provide a solar cell module in which the solar cell and the sealing material are hardly peeled off.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the solar cell module according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a schematic plan view of the solar cell module according to the second embodiment.
- FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
- FIG. 5 is a schematic cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
- FIG. 6 is a schematic plan view of a solar cell module according to the third embodiment.
- FIG. 7 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
- FIG. 8 is a schematic cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
- FIG. 9 is a schematic cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
- the solar cell module 1 includes a plurality of solar cells 12.
- the solar cell 12 has a first main surface 12a and a second main surface 12b.
- the kind of solar cell 12 is not particularly limited.
- the solar cell 12 may be, for example, a crystalline silicon solar cell, a polycrystalline silicon solar cell, or the like.
- the solar cell 12 may generate power only when light is received on the first main surface 12a.
- the solar cell 12 receives light on the second main surface 12b. It is also possible to generate power even when it is done.
- the solar cell 12 includes a first electrode disposed on the first main surface 12a side and a second electrode disposed on the second main surface 12b side.
- One of the first electrode and the second electrode is an electrode that collects electrons, and the other is an electrode that collects holes.
- the plurality of solar cells 12 are electrically connected by the wiring material 14. Specifically, the first electrode of one solar cell of the adjacent solar cells 12 and the second electrode of the other solar cell are electrically connected by the wiring member 14. For this reason, the one side part of the wiring material 14 is electrically connected with the solar cell 12 in the 1st main surface 12a.
- the wiring material 14 and the solar cell 12 are bonded by a resin adhesive or solder.
- the wiring member 14 and the solar cell 12 are preferably bonded with a resin adhesive.
- the resin adhesive may contain a conductive material.
- Sealing material 13 seals solar cell 12.
- the sealing material 13 includes a first sealing portion 13a and a second sealing portion 13b.
- the first sealing portion 13 a is located on the first main surface 12 a side of the solar cell 12.
- the second sealing portion 13 b is located on the second main surface 12 b side of the solar cell 12.
- the first sealing portion 13a includes a non-crosslinkable resin.
- the non-crosslinkable resin preferably does not have a vinyl acetate monomer unit, and more preferably is a polyolefin resin that does not have a vinyl acetate monomer unit.
- the polyolefin resin having no vinyl acetate monomer unit preferably contains at least one of a polyethylene resin and a polypropylene resin.
- the non-crosslinkable resin refers to a resin having a gel fraction of 50% or less.
- the “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 second sealing portion 13b includes a crosslinkable resin.
- a crosslinkable resin an ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA) is preferable.
- EVA ethylene / vinyl acetate copolymer
- the crosslinkable resin refers to a resin having a gel fraction higher than 50%.
- the second sealing portion 13b contains a pigment.
- the color of the pigment is not particularly limited.
- the pigment may be white, for example. Specific examples of the white pigment include titanium dioxide, zinc oxide, lead white, barium sulfate, barium borate, calcium carbonate, and magnesium oxide.
- the sealing material 13 is disposed between the first protective member 10 and the second protective member 11.
- the first protective member 10 is disposed on the first main surface 12 a side of the solar cell 12.
- the 1st protection member 10 can be comprised by a glass plate etc., for example.
- the second protection member 11 is disposed on the second main surface 12 b side of the solar cell 12.
- the second protection member 11 faces the first protection member 10.
- the second protection member 11 can be made of, for example, a resin.
- the second protective member 11 may have a metal layer made of aluminum or the like, or an inorganic layer made of silica or the like.
- a first main surface side sealing material (light receiving surface side sealing material) is used.
- a solar cell module that is made of a transparent material and whitens the second main surface side sealing material (back surface side sealing material), the solar cell and the first main surface side sealing material are easily peeled off.
- the first sealing portion 13a located on the first main surface 12a side of the solar cell 12 includes a non-crosslinkable resin.
- the solar cell 12 and the 1st sealing part 13a are hard to peel off.
- the following reasons can be considered.
- the characteristics of the first sealing portion that does not include the pigment and the second sealing portion that includes the pigment are different.
- the 2nd sealing part containing a pigment becomes higher rigidity than the 1st sealing part which does not contain a pigment. For this reason, the solar cell and the first sealing portion 13a peel off on the first sealing portion side of the solar cell due to the stress due to the difference in rigidity between the first sealing portion and the second sealing portion.
- the 1st sealing part 13a contains non-crosslinkable resin. For this reason, the adhesive strength of the first sealing portion 13a is enhanced not only at room temperature but also at a high temperature of 75 ° C. or higher. Thereby, it is thought that peeling with the solar cell 12 and the wiring material 14 in the 1st sealing part 13a side is suppressed.
- the non-crosslinkable resin contained in the first sealing portion 13a is softened at a high temperature of 75 ° C. or higher, thereby relaxing the stress and increasing the adhesive force with the solar cell 13. For this reason, the solar cell 12 and the 1st sealing part 13a are harder to peel off.
- the crosslinkable resin contained in the second sealing portion 13b is an ethylene / vinyl acetate copolymer
- the rigidity of the resin is increased even at a high temperature of 75 ° C. or higher after being crosslinked. Stress is relieved by reducing the rigidity of the portion 13a. For this reason, the solar cell 12 and the 1st sealing part 13a are harder to peel off.
- Example 1 In Example 1, a transparent non-crosslinkable resin is used for forming the first sealing portion 13a, and a crosslinkable resin containing a white pigment is used for forming the second sealing portion 13b.
- a solar cell module having a configuration substantially similar to that of the solar cell module 1 was produced. Specifically, a polyolefin resin having no vinyl acetate monomer unit was used as a constituent material of the first sealing portion 13a. Further, an ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA) containing titanium dioxide was used as a constituent material of the second sealing portion 13b.
- EVA ethylene / vinyl acetate copolymer
- Comparative Example 1 is substantially the same as Example 1 except that a transparent crosslinkable resin is used for forming the first sealing portion 13a and a white crosslinkable resin is used for forming the second sealing portion 13b.
- a solar cell module having a similar configuration was prepared. Specifically, an ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA) containing no white pigment was used as a constituent material of the first sealing portion 13a. Further, an ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA) containing titanium dioxide was used as a constituent material of the second sealing portion 13b.
- EVA ethylene / vinyl acetate copolymer
- EVA ethylene / vinyl acetate copolymer containing titanium dioxide
- Comparative Example 2 a solar cell module having a configuration substantially similar to that of Comparative Example 1 except that a crosslinkable resin not containing a white pigment was used for forming the second sealing portion 13b. Specifically, an ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA) containing no white pigment was used as a constituent material of the first sealing portion 13a. In addition, as a constituent material of the second sealing portion 13b, an ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA) not containing a white pigment was used.
- EVA ethylene / vinyl acetate copolymer
- Example 1 A moisture resistance test was performed on the solar cell modules produced in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2. Specifically, it was held in an atmosphere of 85% humidity and 85 ° C. for a predetermined time of 1000 hours or more. Thereafter, it was visually observed whether or not the first sealing portion 13a was peeled off. The results are shown in Table 1.
- the solar cell module 1 a includes a plurality of solar cell strings 2.
- the plurality of solar cell strings 2 are arranged at intervals from each other along the y-axis direction.
- the plurality of solar cell strings 2 are electrically connected to each other by the wiring members 14a and 14b.
- the plurality of solar cell strings 2 are electrically connected to lead wires 17 drawn out to the outside of the solar cell module 1a.
- Each of the plurality of solar cell strings 2 includes a plurality of solar cells 12.
- the plurality of solar cells 12 are arranged at intervals from each other along the x-axis direction perpendicular to the y-axis direction.
- the plurality of solar cells 12 are electrically connected to each other by the wiring material 14.
- a solar cell module includes a plurality of solar cells.
- the present invention is not limited to this configuration.
- the solar cell module according to the present invention may include only one solar cell.
- the solar cell 12 has a light receiving surface 12a and a back surface 12b.
- the “light receiving surface” is a main surface that mainly receives light.
- the solar cell 12 may generate electricity only when it receives light on the light receiving surface 12a, or may generate electricity when it receives light on the back surface 12b in addition to receiving light on the light receiving surface 12a.
- the first protective member 10 is disposed on the light receiving surface 12 a side of the solar cell 12.
- the first protective member 10 can be made of, for example, glass.
- the second protective member 11 is disposed on the back surface 12b side of the solar cell 12.
- the second protection member 11 can be made of resin, for example.
- the 2nd protection member 11 may be comprised by the resin sheet in which the inorganic layer which consists of the metal layer which consists of aluminum etc., or silica etc. was formed, for example.
- the filler layer (sealing part) 13 is distribute
- the solar cell string 2 is sealed by the filler layer 13. Therefore, the filler layer 13 constitutes a sealing portion.
- the filler layer 13 includes a first filler layer 13a constituting a first sealing part and a second filler layer 13b constituting a second sealing part.
- the first filler layer 13 a is disposed between the solar cell 12 and the first protective member 10.
- the second filler layer 13 b is disposed between the solar cell 12 and the second protective member 11.
- the second filler layer 13b contains a pigment.
- This pigment is for improving the light reflectance of the second filler layer 13b.
- the pigment can be composed of a white pigment such as titanium oxide.
- the pigment may have a color tone other than white as long as it can improve the light reflectance of the second filler layer 13b. That is, the pigment is not particularly limited as long as it reflects light in at least a part of the wavelength range that contributes to the power generation of the solar cell 12.
- Each of the first and second filler layers 13a and 13b may include, for example, a resin.
- Each of the first and second filler layers 13a and 13b includes a non-crosslinkable resin made of, for example, polyethylene or polypropylene, or a crosslinkable resin made of ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA), polyethylene, polypropylene, or the like. You may go out.
- the second filler layer 13b preferably contains a crosslinkable resin, and more preferably contains an ethylene / vinyl acetate copolymer.
- the first filler layer 13a preferably contains at least one of polyethylene and polypropylene, or an ethylene / vinyl acetate copolymer.
- crosslinkable resin refers to a resin having a gel fraction of 50% or more.
- non-crosslinkable resin refers to a resin having a gel fraction of less than 50%.
- 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 second filler layer 13 b containing a pigment does not contain a pigment and has a gel fraction higher than that of the first filler layer 13 a located on the light receiving surface 12 a side of the solar cell 12. Is big.
- the second filler layer 13b is provided so as to cover the surface and side surfaces of the first filler layer 13a. The end of the second filler layer 13b is in contact with the first protective member 10. Therefore, the second filler layer 13b containing the pigment is provided on the back surface 12b side and the entire side of the solar cell 12.
- At least one resin sheet for constituting the first filler layer 13 a is arranged on the first protective member 10.
- the solar cell string 2 at least one resin sheet for constituting the second filler layer 13b, and the second protective member 11 are arranged in this order.
- a resin sheet for constituting the second filler layer 13b a resin sheet larger than the resin sheet for constituting the first filler layer 13a is used.
- the solar cell module 1a can be completed by laminating the obtained laminate.
- the second filler layer 13b disposed on the back surface 12b side of the solar cell 12 contains a pigment. For this reason, the light which entered into the area
- the second filler layer 13b containing the pigment is provided so as to cover the surface and side surfaces of the first filler layer 13a. For this reason, the leakage of the light from the side surface of the solar cell module 1a can be suppressed. Therefore, the utilization efficiency of the light incident on the solar cell module 1a can be further increased. Therefore, more improved output characteristics can be obtained.
- the end of the second filler layer 13 b is in contact with the first protective member 10. Moreover, it is preferable that the 2nd protection member 11 has covered the surface and side surface of the 2nd filler layer 13b.
- the second filler layer 13b contains a crosslinkable resin such as an ethylene / vinyl acetate copolymer.
- the crosslinkable resin has low fluidity even at high temperatures. For this reason, even if it is a case where the solar cell module 1a becomes high temperature by including a crosslinkable resin in the 2nd filler layer 13b, the fluidity
- the end of the second filler layer 13b containing the crosslinkable resin is the first protective member 10. It is preferable that it contacts. This configuration is particularly effective when the first filler layer 13a includes a non-crosslinkable resin such as polyethylene or polypropylene.
- the first filler layer 13a contains a non-crosslinkable resin and the second filler layer 13b contains a crosslinkable resin. It is preferable to include.
- the outer end portion 17 a of the lead wiring 17 is located outside the solar cell 12.
- the lead wiring 17 extends from the outer end 17a toward the center of the solar cell module 1a.
- the lead-out wiring 17 passes through the inside of the filler layer 13, penetrates through the second protective member 11, and reaches the surface of the second protective member 11 opposite to the filler layer 13.
- At least part of the portion of the lead-out wiring 17 located in the filler layer 13 overlaps the solar cell 12 in the thickness direction.
- the second filler layer 13b made of a crosslinkable resin and having low fluidity at high temperatures is located between the protective member 11 and the protective member 11. That is, the overlapping portion 17b is sandwiched between the second filler layers 13b having low fluidity at high temperatures. Therefore, the displacement of the lead-out wiring 17 when the solar cell module 1a becomes high temperature can be suppressed.
- a resin sheet may be further disposed between the overlapping portion 17b and the solar cell 12.
- the solar cell module 1 b includes a plurality of solar cell strings 2.
- the plurality of solar cell strings 2 are arranged at intervals from each other along the y-axis direction.
- the plurality of solar cell strings 2 are electrically connected to each other by the wiring members 14a and 14b.
- the plurality of solar cell strings 2 are electrically connected to lead wires 17 drawn out to the outside of the solar cell module 1b.
- Each of the plurality of solar cell strings 2 includes a plurality of solar cells 12.
- the plurality of solar cells 12 are arranged at intervals from each other along the x-axis direction perpendicular to the y-axis direction.
- the plurality of solar cells 12 are electrically connected to each other by the wiring material 14.
- a solar cell module includes a plurality of solar cells.
- the present invention is not limited to this configuration.
- the solar cell module according to the present invention may include only one solar cell.
- the first protective member 10 is disposed on the one main surface 12 a side of the solar cell 12.
- the first protective member 10 is made of glass.
- the 1st protection member 10 consists of glass containing alkali metal components, such as sodium.
- the second protective member 11 is disposed on the other main surface 12 b side of the solar cell 12.
- the surface layer of at least the first protection member 10 side of the second protection member 11 includes at least one of polyethylene and polypropylene.
- the second protective member 11 includes a first portion 11 a constituting a surface layer on the first protective member 10 side, and a surface layer on the opposite side to the first protective member 10.
- the first portion 11a and the third portion 11c include at least one of polyethylene and polypropylene.
- the 2nd part 11b is comprised by the inorganic layer etc. which consist of aluminum foil, a silica, etc., for example.
- one main surface 12a of the solar cell 12 forms a light receiving surface
- the other main surface 12b forms a back surface.
- the “light receiving surface” is a main surface that mainly receives light.
- the solar cell 12 may generate power only when it receives light on the light receiving surface, or may generate power when it receives light on the back surface in addition to receiving light on the light receiving surface.
- a filler layer 13 is disposed between the first protective member 10 and the second protective member 11.
- the solar cell string 2 is sealed by the filler layer 13. Therefore, the filler layer 13 constitutes a sealing portion.
- the filler layer 13 includes a first filler layer 13a constituting a first sealing part and a second filler layer 13b constituting a second sealing part.
- the first filler layer 13 a is disposed between the solar cell 12 and the first protective member 10.
- the first filler layer 13a includes at least one of polyethylene and polypropylene.
- the constituent material of the first filler layer 13a and the constituent material of the surface layer of the second protective member 11 on the first protective member 10 side may be the same or different.
- the second filler layer 13 b is disposed between the solar cell 12 and the second protective member 11.
- the second filler layer 13b includes a crosslinkable resin made of ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA), polyethylene, polypropylene, or the like.
- EVA ethylene / vinyl acetate copolymer
- the 2nd filler layer 13b located in the back surface side may contain pigments, such as a titanium oxide, for example.
- the first filler layer 13a located on the first protective member 10 side is more than the second filler layer 13b located on the second protective member 11 side. large.
- the edge part of the 1st filler layer 13a has reached the outer side rather than the edge part of the 2nd filler layer 13b. And the edge part of the 1st filler layer 13a and the edge part of the 2nd protection member 11 are contacting.
- At least one resin sheet for constituting the first filler layer 13 a is arranged on the first protective member 10.
- the solar cell string 2 at least one resin sheet for constituting the second filler layer 13b, and the second protective member 11 are arranged in this order.
- a resin sheet larger than the resin sheet for constituting the second filler layer 13b is used as the resin sheet for constituting the first filler layer 13a.
- the second protective member 11 larger than the second filler layer 13b is provided.
- the solar cell module 1b can be completed by laminating the obtained laminate.
- the first filler layer 13a located between the first protective member 10 made of glass and the solar cell 12 includes at least one of polyethylene and polypropylene.
- polyethylene and polypropylene have a low water content.
- the moisture content of the 1st filler layer 13a can be made low by including at least one of polyethylene and a polypropylene in the 1st filler layer 13a. Therefore, alkali components such as Na contained in the first protective member 10 are not easily eluted into the filler layer 13. Therefore, it is possible to effectively suppress alkali components such as Na contained in the first protective member 10 from reaching the solar cell 12. Therefore, deterioration due to the alkaline component of the solar cell 12 can be suppressed. As a result, improved durability can be realized.
- At least the surface layer on the first protective member 10 side of the second protective member 11 includes at least one of polyethylene and polypropylene having a low water content. For this reason, the penetration of moisture into the filler layer 13 through the second protective member 11 is effectively suppressed. Furthermore, since the second protective member 11 and the first filler layer 13a containing at least one of polyethylene and polypropylene are in contact with each other, the intrusion of moisture from the side surface of the filler layer 13 is also effectively suppressed. ing. Therefore, deterioration due to moisture in the solar cell 12 and the wiring members 14 and 14a is suppressed.
- At least the surface layer on the first protective member 10 side of the second protective member 11 and the first filler layer 13a both include at least one of polyethylene and polypropylene.
- the difference of the solubility parameter of the resin contained in the surface layer of the second protective member 11 at least on the first protective member 10 side and the first filler layer 13a can be 1 or less.
- the adhesion between the end portion of the second protective member 11 and the end portion of the first filler layer 13a is high, and peeling between the second protective member 11 and the first filler layer 13a is effective. Is suppressed.
- the entire filler layer contains at least one of polyethylene and polypropylene.
- the whole filler layer is made of a non-crosslinkable resin such as polyethylene or polypropylene, the fluidity of the whole filler layer is increased when the solar cell module becomes high temperature. As a result, there is a possibility that the solar cell 12 cannot be reliably fixed.
- the second filler layer 13b disposed between the second protective member 11 and the solar cell 12 contains a crosslinkable resin. For this reason, even if the solar cell module 1b becomes high temperature, the fluidity of the second filler layer 13b is not so high. Therefore, the displacement of the solar cell 12 when the solar cell module 1b becomes high temperature can be suppressed.
- crosslinkable resin refers to a resin having a gel fraction of 50% or more.
- non-crosslinkable resin refers to a resin having a gel fraction of less than 50%.
- 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 outer end portion 17 a of the lead wiring 17 is located outside the solar cell 12.
- the lead-out wiring 17 extends from the outer end portion 17a toward the center side of the solar cell module 1b.
- the lead-out wiring 17 passes through the inside of the filler layer 13, penetrates through the second protective member 11, and reaches the surface of the second protective member 11 opposite to the filler layer 13.
- At least part of the portion of the lead-out wiring 17 located in the filler layer 13 overlaps the solar cell 12 in the thickness direction.
- the second filler layer 13b made of a crosslinkable resin and having low fluidity at high temperatures is located between the protective member 11 and the protective member 11. That is, the overlapping portion 17b is sandwiched between the second filler layers 13b having low fluidity at high temperatures. Therefore, the displacement of the lead-out wiring 17 when the solar cell module 1b becomes high temperature can be suppressed.
- a resin sheet may be further disposed between the overlapping portion 17b and the solar cell 12.
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Abstract
太陽電池と太陽電池を封止している封止材とが剥がれにくい、太陽電池モジュールを提供する。 太陽電池モジュール1は、太陽電池12と、配線材14と、封止材13とを備える。太陽電池1は、第1及び第2の主面12a,12bを有する。配線材14は、第1の主面12aにおいて、太陽電池12と電気的に接続されている。封止材13は、太陽電池12を封止している。封止材13は、第1の封止部13aと第2の封止部13bとを有する。第1の封止部13aは、非架橋性樹脂を含む。第1の封止部13aは、太陽電池12の第1の主面12a側に位置する。第2の封止部13bは、架橋性樹脂及び顔料を含む。第2の封止部13bは、太陽電池12の第2の主面12b側に位置する。
Description
本発明は、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注目されている。
例えば、特許文献1には、透光性基板の上に、第1の主面側封止材、複数の太陽電池素子を配列してなる太陽電池素子群、白色化もしくは着色化した第2の主面側封止材、第2の主面保護材を順次積層した太陽電池モジュールが開示されている。この太陽電池モジュールにおいて、第1の主面側封止材部分は、透明材により構成されている。第1及び第2の主面側封止材は、それぞれエチレン・酢酸ビニル共重合体からなる。
特許文献1に記載されているような太陽電池モジュールでは、太陽電池と、第1の主面側封止材とが、剥がれやすい。
本発明は、太陽電池と封止材とが剥がれにくい、太陽電池モジュールを提供することを主な目的とする。
本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池と、配線材と、封止材とを備える。太陽電池は、第1及び第2の主面を有する。配線材は、第1の主面において、太陽電池と電気的に接続されている。封止材は、太陽電池を封止している。封止材は、第1の封止部と第2の封止部とを有する。第1の封止部は、非架橋性樹脂を含む。第1の封止部は、太陽電池の第1の主面側に位置する。第2の封止部は、架橋性樹脂及び顔料を含む。第2の封止部は、太陽電池の第2の主面側に位置する。
本発明によれば、太陽電池と、封止材とが剥がれにくい、太陽電池モジュールを提供することができる。
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、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
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。具体的な物体の寸法比率などは、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に示されるように、太陽電池モジュール1は、複数の太陽電池12を備える。太陽電池12は、第1の主面12a及び第2の主面12bを有する。太陽電池12の種類は、特に限定されない。太陽電池12は、例えば、結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池などであってもよい。太陽電池12は、第1の主面12aにおいて受光した際にのみ発電を行うものであってもよいし、第1の主面12aにおいて受光した際に加えて、第2の主面12bにおいて受光した際にも発電を行うものであってもよい。
図1に示されるように、太陽電池モジュール1は、複数の太陽電池12を備える。太陽電池12は、第1の主面12a及び第2の主面12bを有する。太陽電池12の種類は、特に限定されない。太陽電池12は、例えば、結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池などであってもよい。太陽電池12は、第1の主面12aにおいて受光した際にのみ発電を行うものであってもよいし、第1の主面12aにおいて受光した際に加えて、第2の主面12bにおいて受光した際にも発電を行うものであってもよい。
太陽電池12は、第1の主面12a側に配された第1の電極と、第2の主面12b側に配された第2の電極とを備えている。第1の電極及び第2の電極のうちの一方が、電子を収集する電極であり、他方が正孔を収集する電極である。
複数の太陽電池12は、配線材14によって、電気的に接続されている。詳細には、隣り合う太陽電池12の一方の太陽電池の第1の電極と、他方の太陽電池の第2の電極とが配線材14により電気的に接続されている。このため、配線材14の一方側部分は、第1の主面12aにおいて太陽電池12と電気的に接続されている。
なお、配線材14と太陽電池12とは、樹脂接着剤や半田により接着されている。配線材14と太陽電池12とは、樹脂接着剤により接着されていることが好ましい。樹脂接着剤は、導電材を含んでいてもよい。
封止材13は、太陽電池12を封止している。封止材13は、第1の封止部13aと、第2の封止部13bとを有する。第1の封止部13aは、太陽電池12の第1の主面12a側に位置する。第2の封止部13bは、太陽電池12の第2の主面12b側に位置する。
第1の封止部13aは、非架橋性樹脂を含む。非架橋性樹脂は、酢酸ビニルモノマー単位を有しないことが好ましく、酢酸ビニルモノマー単位を有しないポリオレフィン樹脂であることがより好ましい。酢酸ビニルモノマー単位を有しないポリオレフィン樹脂は、ポリエチレン樹脂及びポリプロピレン樹脂の少なくとも一種を含むことが好ましい。
なお、本発明において、非架橋性樹脂とは、ゲル分率が50%以下である樹脂をいう。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)
第2の封止部13bは、架橋性樹脂を含む。架橋性樹脂としては、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)が好ましい。本発明において、架橋性樹脂とは、ゲル分率が50%より大きい樹脂をいう。
第2の封止部13bは、顔料を含む。顔料の色は、特に限定されない。顔料は、例えば白色であってもよい。白色の顔料の具体例としては、例えば、二酸化チタン、酸化亜鉛、鉛白、硫酸バリウム、ホウ酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化マグネシウムなどが挙げられる。
封止材13は、第1の保護部材10と第2の保護部材11との間に配されている。第1の保護部材10は、太陽電池12の第1の主面12a側に配されている。第1の保護部材10は、例えば、ガラス板などにより構成することができる。第2の保護部材11は、太陽電池12の第2の主面12b側に配されている。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、例えば樹脂により構成することができる。第2の保護部材11は、アルミニウムなどからなる金属層やシリカなどからなる無機層を有していてもよい。
特許文献1のように、それぞれエチレン・酢酸ビニル共重合体からなる第1及び第2の主面側封止材において、第1の主面側封止材(受光面側の封止材)を透明材とし、第2の主面側封止材(裏面側の封止材)を白色化した太陽電池モジュールでは、太陽電池と第1の主面側封止材とが、剥がれやすい。
これに対して、太陽電池モジュール1では、太陽電池12の第1の主面12a側に位置する第1の封止部13aが、非架橋性樹脂を含む。このため、太陽電池12と第1の封止部13aとが剥がれにくい。この理由としては、次のような理由が考えられる。第2の封止部に顔料を添加することにより、顔料を含まない第1の封止部と、顔料を含む第2の封止部とで特性が異なる。通常は、顔料を含む第2の封止部が顔料を含まない第1の封止部よりも、高剛性となる。このため、第1の封止部と第2の封止部の剛性の差による応力によって、太陽電池の第1の封止部側において、太陽電池と第1の封止部13aとが剥離しやすくなる。ここで、太陽電池モジュール1では、第1の封止部13aが、非架橋性樹脂を含む。このため、常温時のみでなく75℃以上の高温時においても、第1の封止部13aの接着強度が高められている。これにより、第1の封止部13a側における太陽電池12と配線材14との剥離が抑制されるものと考えられる。
第1の封止部13aに含まれる非架橋性樹脂は、75℃以上の高温時において軟化することにより応力を緩和して太陽電池13との接着力が増加する。このため、太陽電池12と、第1の封止部13aとが、より剥がれにくい。
第2の封止部13bに含まれる架橋性樹脂が、エチレン・酢酸ビニル共重合体である場合、架橋されて75℃以上の高温時においても樹脂の剛性が高くなるが、第1の封止部13aの剛性を低くすることで応力が緩和される。このため、太陽電池12と、第1の封止部13aとが、より剥がれにくい。
以下、本発明について、具体的な実施例に基づいて、さらに詳細に説明する。本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。
(実施例)
実施例1では、第1の封止部13aの形成に透明の非架橋性樹脂を用い、第2の封止部13bの形成に白色の顔料を含む架橋性樹脂を用い、上記実施形態に係る太陽電池モジュール1と実質的に同様の構成を有する太陽電池モジュールを作製した。具体的には、第1の封止部13aの構成材料として、酢酸ビニルモノマー単位を有しないポリオレフィン樹脂を用いた。また、第2の封止部13bの構成材料として、二酸化チタンを含有したエチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)を用いた。
実施例1では、第1の封止部13aの形成に透明の非架橋性樹脂を用い、第2の封止部13bの形成に白色の顔料を含む架橋性樹脂を用い、上記実施形態に係る太陽電池モジュール1と実質的に同様の構成を有する太陽電池モジュールを作製した。具体的には、第1の封止部13aの構成材料として、酢酸ビニルモノマー単位を有しないポリオレフィン樹脂を用いた。また、第2の封止部13bの構成材料として、二酸化チタンを含有したエチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)を用いた。
(比較例1)
比較例1では、第1の封止部13aの形成に透明の架橋性樹脂を用い、第2の封止部13bの形成に白色の架橋性樹脂を用いたこと以外は実施例1と実質的に同様の構成を有する太陽電池モジュールを作製した。具体的には、第1の封止部13aの構成材料として、白色の顔料を含まないエチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)を用いた。また、第2の封止部13bの構成材料として、二酸化チタンを含有したエチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)を用いた。
比較例1では、第1の封止部13aの形成に透明の架橋性樹脂を用い、第2の封止部13bの形成に白色の架橋性樹脂を用いたこと以外は実施例1と実質的に同様の構成を有する太陽電池モジュールを作製した。具体的には、第1の封止部13aの構成材料として、白色の顔料を含まないエチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)を用いた。また、第2の封止部13bの構成材料として、二酸化チタンを含有したエチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)を用いた。
比較例2では、第2の封止部13bの形成に白色の顔料を含まない架橋性樹脂を用いたこと以外は比較例1と実質的に同様の構成を有する太陽電池モジュールを作製した。具体的には、第1の封止部13aの構成材料として、白色の顔料を含まないエチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)を用いた。また、第2の封止部13bの構成材料として、白色の顔料を含まないエチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)を用いた。
実施例1及び比較例1,2のそれぞれにおいて作製した太陽電池モジュールについて、耐湿試験を実施した。具体的には、湿度85%、温度85度の雰囲気に1000時間以上の所定時間保持した。その後、第1の封止部13aが剥離しているか否かを目視観察した。結果を表1に示す。
表1に示すとおり、比較例1では、耐湿試験後に第1の封止部13aの剥離が確認されたが、実施例1では、耐湿試験後であっても第1の封止部13aの剥離は確認されなかった。白色の顔料を使用しない太陽電池モジュールである比較例2においては、比較例1と同様に第1の封止部13a、第2の封止部13bともに架橋性樹脂を用いているが、耐湿試験後であっても第1の封止部13aの剥離は確認されなかった。比較例1にて確認された第1の封止部13aの剥離は、架橋性樹脂に白色の顔料を添加することによって第2の封止部13bの剛性が変化したことに起因して発生したものと考えられる。実施例1に示すように、第2の封止部13bに白色の架橋性樹脂を用いた場合であっても、第1の封止部13aに透明の非架橋性樹脂を用いることで、太陽電池12と第1の封止部13aとの剥離を防止することができる。
(第2の実施形態)
図2~図4に示されるように、太陽電池モジュール1aは、複数の太陽電池ストリング2を備えている。複数の太陽電池ストリング2は、y軸方向に沿って相互に間隔をおいて配列されている。複数の太陽電池ストリング2は、配線材14a、14bによって相互に電気的に接続されている。複数の太陽電池ストリング2には、太陽電池モジュール1aの外部にまで引き出された引き出し配線17が電気的に接続されている。
図2~図4に示されるように、太陽電池モジュール1aは、複数の太陽電池ストリング2を備えている。複数の太陽電池ストリング2は、y軸方向に沿って相互に間隔をおいて配列されている。複数の太陽電池ストリング2は、配線材14a、14bによって相互に電気的に接続されている。複数の太陽電池ストリング2には、太陽電池モジュール1aの外部にまで引き出された引き出し配線17が電気的に接続されている。
複数の太陽電池ストリング2は、それぞれ、複数の太陽電池12を備えている。各太陽電池ストリング2において、複数の太陽電池12は、y軸方向に対して垂直なx軸方向に沿って相互に間隔をおいて配列されている。各太陽電池ストリング2において、複数の太陽電池12は、配線材14によって相互に電気的に接続されている。
なお、本実施形態では、太陽電池モジュールが複数の太陽電池を備える例について説明する。但し、本発明は、この構成に限定されない。本発明に係る太陽電池モジュールは、太陽電池をひとつのみ備えていてもよい。
太陽電池12は、受光面12aと、裏面12bとを有する。ここで、「受光面」とは、主として受光する主面のことである。太陽電池12は、受光面12aにおいて受光したときのみ発電するものであってもよいし、受光面12aにおいて受光したときに加え、裏面12bにおいて受光したときにも発電するものであってもよい。
太陽電池12の受光面12a側には、第1の保護部材10が配されている。第1の保護部材10は、例えばガラスなどにより構成することができる。
太陽電池12の裏面12b側には、第2の保護部材11が配されている。第2の保護部材11は、例えば、樹脂により構成することができる。第2の保護部材11は、例えば、アルミニウムなどからなる金属層やシリカなどからなる無機層が内部に設けられた樹脂シートにより構成されていてもよい。
第1の保護部材10と第2の保護部材11との間には、充填材層(封止部)13が配されている。この充填材層13により太陽電池ストリング2が封止されている。従って、充填材層13は、封止部を構成している。
充填材層13は、第1の封止部を構成している第1の充填材層13aと、第2の封止部を構成している第2の充填材層13bとを含む。第1の充填材層13aは、太陽電池12と第1の保護部材10との間に配されている。一方、第2の充填材層13bは、太陽電池12と第2の保護部材11との間に配されている。
第2の充填材層13bは、顔料を含む。この顔料は、第2の充填材層13bの光反射率を向上させるためのものである。顔料は、例えば酸化チタンなどの白色顔料により構成することができる。但し、顔料は、第2の充填材層13bの光反射率を向上させることができるものであれば、白色以外の色調を有するものであってもよい。即ち、顔料は、太陽電池12の発電に寄与する波長域の少なくとも一部の波長域の光を反射するものである限りにおいて特に限定されない。一方、太陽電池12の受光面12a側に配された第1の充填材層13aは、顔料を含まないことが好ましい。太陽電池12の受光効率を高めるためである。
第1及び第2の充填材層13a、13bのそれぞれは、例えば樹脂を含んでいてもよい。第1及び第2の充填材層13a、13bは、それぞれ、例えばポリエチレンやポリプロピレンなどからなる非架橋性樹脂やエチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)やポリエチレン、ポリプロピレンなどからなる架橋性樹脂を含んでいてもよい。第2の充填材層13bは、架橋性樹脂を含むことが好ましく、エチレン・酢酸ビニル共重合体を含むことがさらに好ましい。第1の充填材層13aは、ポリエチレン及びポリプロピレンの少なくとも一方、またはエチレン・酢酸ビニル共重合体を含むことが好ましい。
なお、本発明において、「架橋性樹脂」とは、ゲル分率が50%以上である樹脂をいう。一方、「非架橋性樹脂」とは、ゲル分率が50%未満である樹脂をいう。
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)
図4に示されるように、顔料を含む第2の充填材層13bは、顔料を含まず、太陽電池12の受光面12a側に位置している第1の充填材層13aよりもゲル分率が大きい。第2の充填材層13bは、第1の充填材層13aの表面及び側面を覆うように設けられている。第2の充填材層13bの端部は、第1の保護部材10に接している。従って、太陽電池12の裏面12b側及び側方の全体に、顔料を含む第2の充填材層13bが設けられている。
次に、太陽電池モジュール1aの製造方法の一例について説明する。
まず、第1の保護部材10の上に、第1の充填材層13aを構成するための少なくとも一枚の樹脂シートを配する。その上に、太陽電池ストリング2、第2の充填材層13bを構成するための少なくとも一枚の樹脂シート、及び第2の保護部材11をこの順番で配する。ここで、第2の充填材層13bを構成するための樹脂シートとしては、第1の充填材層13aを構成するための樹脂シートよりも大きな樹脂シートを用いる。第2の充填材層13bを構成するための樹脂シートの端部が、第1の充填材層13aを構成するための樹脂シートから露出するように第2の充填材層13bを構成するための樹脂シートを配する。
次に、得られた積層体をラミネートすることにより、太陽電池モジュール1aを完成させることができる。
以上説明したように、太陽電池モジュール1aでは、太陽電池12の裏面12b側に配された第2の充填材層13bが顔料を含有している。このため、太陽電池モジュール1aの太陽電池12が設けられていない領域に入射した光が第2の充填材層13bで乱反射される。その結果、太陽電池モジュール1aへ入射した光の利用効率が高くなる。従って、改善された出力特性を得ることができる。
また、太陽電池モジュール1aでは、顔料を含む第2の充填材層13bが、第1の充填材層13aの表面及び側面を覆うように設けられている。このため、太陽電池モジュール1aの側面からの光の漏れを抑制することができる。従って、太陽電池モジュール1aへ入射した光の利用効率をさらに高めることができる。従って、より改善された出力特性を得ることができる。
さらに改善された出力特性を得る観点からは、第2の充填材層13bの端部が第1の保護部材10に接していることが好ましい。また、第2の保護部材11が第2の充填材層13bの表面及び側面を覆っていることが好ましい。
第2の充填材層13bがエチレン・酢酸ビニル共重合体などの架橋性樹脂を含むことが好ましい。架橋性樹脂は、高温下においても流動性が低い。このため、第2の充填材層13bに架橋性樹脂を含ませることにより、太陽電池モジュール1aが高温になった場合であっても、第2の充填材層13bの流動性は低い。従って、太陽電池12などの変位を抑制することができる。
太陽電池モジュール1aが高温になったときの太陽電池12などの変位をより効果的に抑制する観点からは、架橋性樹脂を含む第2の充填材層13bの端部が第1の保護部材10に接触していることが好ましい。この構成は、第1の充填材層13aが、ポリエチレンやポリプロピレンなどの非架橋性樹脂を含む場合に特に有効である。
なお、ポリエチレンやポリプロピレンなどの非架橋性樹脂は、常温下においてはエチレン・酢酸ビニル共重合体などの架橋性樹脂よりも接着性に優れる。このため、常温下及び高温下の両方において太陽電池12の変位を抑制する観点からは、第1の充填材層13aが非架橋性樹脂を含み、第2の充填材層13bが架橋性樹脂を含むことが好ましい。
次に、主として図5を参照しながら、本実施形態に係る太陽電池モジュール1aにおける引き出し配線17の配置態様について詳細に説明する。引き出し配線17の外側端部17aは、太陽電池12よりも外側に位置している。引き出し配線17は、外側端部17aから太陽電池モジュール1aの中央側に向かって延びている。引き出し配線17は、充填材層13の内部を経由し、第2の保護部材11を突き抜けて、第2の保護部材11の充填材層13とは反対側の表面の上に至っている。
引き出し配線17の充填材層13内に位置する部分の少なくとも一部は、太陽電池12と厚み方向において重なっている。引き出し配線17の充填材層13内に位置する部分のうちの、太陽電池12と厚み方向において重なっている引き出し配線17の重畳部17bと、太陽電池12との間と、重畳部17bと第2の保護部材11との間との両方に、架橋性樹脂からなり、高温下において流動性が低い第2の充填材層13bが位置している。即ち、重畳部17bは、高温下において流動性が低い第2の充填材層13bにより挟持されている。従って、太陽電池モジュール1aが高温になったときの引き出し配線17の変位を抑制することができる。
このように、重畳部17bの両側に第2の充填材層13bが位置した太陽電池モジュール1aを製造するに際しては、重畳部17bと太陽電池12との間に樹脂シートをさらに配すればよい。
(第3の実施形態)
図6~図8に示されるように、太陽電池モジュール1bは、複数の太陽電池ストリング2を備えている。複数の太陽電池ストリング2は、y軸方向に沿って相互に間隔をおいて配列されている。複数の太陽電池ストリング2は、配線材14a、14bによって相互に電気的に接続されている。複数の太陽電池ストリング2には、太陽電池モジュール1bの外部にまで引き出された引き出し配線17が電気的に接続されている。
図6~図8に示されるように、太陽電池モジュール1bは、複数の太陽電池ストリング2を備えている。複数の太陽電池ストリング2は、y軸方向に沿って相互に間隔をおいて配列されている。複数の太陽電池ストリング2は、配線材14a、14bによって相互に電気的に接続されている。複数の太陽電池ストリング2には、太陽電池モジュール1bの外部にまで引き出された引き出し配線17が電気的に接続されている。
複数の太陽電池ストリング2は、それぞれ、複数の太陽電池12を備えている。各太陽電池ストリング2において、複数の太陽電池12は、y軸方向に対して垂直なx軸方向に沿って相互に間隔をおいて配列されている。各太陽電池ストリング2において、複数の太陽電池12は、配線材14によって相互に電気的に接続されている。
なお、本実施形態では、太陽電池モジュールが複数の太陽電池を備える例について説明する。但し、本発明は、この構成に限定されない。本発明に係る太陽電池モジュールは、太陽電池をひとつのみ備えていてもよい。
太陽電池12の一主面12a側には、第1の保護部材10が配されている。第1の保護部材10は、ガラスからなる。本実施形態では、第1の保護部材10は、ナトリウム等のアルカリ金属成分を含むガラスからなる。
太陽電池12の他主面12b側には、第2の保護部材11が配されている。第2の保護部材11の少なくとも第1の保護部材10側の表層は、ポリエチレン及びポリプロピレンの少なくとも一方を含む。本実施形態では、第2の保護部材11は、第1の保護部材10側の表層を構成している第1の部分11aと、第1の保護部材10とは反対側の表層を構成している第2の部分11bと、第1の部分11aと第2の部分11bとの間に配された第3の部分11cとを有する。第1の部分11aと第3の部分11cとは、ポリエチレン及びポリプロピレンの少なくとも一方を含む。第2の部分11bは、例えばアルミニウム箔やシリカなどからなる無機層等により構成されている。
太陽電池モジュール1bでは、太陽電池12の一主面12aが受光面を構成しており、他主面12bが裏面を構成している。ここで、「受光面」とは、主として受光する主面のことである。太陽電池12は、受光面において受光したときのみ発電するものであってもよいし、受光面において受光したときに加え、裏面において受光したときにも発電するものであってもよい。
第1の保護部材10と第2の保護部材11との間には、充填材層13が配されている。この充填材層13により太陽電池ストリング2が封止されている。従って、充填材層13は、封止部を構成している。
充填材層13は、第1の封止部を構成している第1の充填材層13aと、第2の封止部を構成している第2の充填材層13bとを含む。第1の充填材層13aは、太陽電池12と第1の保護部材10との間に配されている。第1の充填材層13aは、ポリエチレン及びポリプロピレンの少なくとも一方を含む。第1の充填材層13aの構成材料と、第2の保護部材11の第1の保護部材10側の表層の構成材料とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
第2の充填材層13bは、太陽電池12と第2の保護部材11との間に配されている。第2の充填材層13bは、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)やポリエチレンまたは、ポリプロピレンなどからなる架橋性樹脂を含む。
なお、裏面側に位置している第2の充填材層13bは、例えば、酸化チタンなどの顔料を含んでいてもよい。
図8に示されるように、第1の保護部材10側に位置している第1の充填材層13aは、第2の保護部材11側に位置している第2の充填材層13bよりも大きい。第1の充填材層13aの端部は、第2の充填材層13bの端部よりも外側に至っている。そして、第1の充填材層13aの端部と、第2の保護部材11の端部とが接触している。
次に、太陽電池モジュール1bの製造方法の一例について説明する。
まず、第1の保護部材10の上に、第1の充填材層13aを構成するための少なくとも一枚の樹脂シートを配する。その上に、太陽電池ストリング2、第2の充填材層13bを構成するための少なくとも一枚の樹脂シート、及び第2の保護部材11をこの順番で配する。ここで、第1の充填材層13aを構成するための樹脂シートとしては、第2の充填材層13bを構成するための樹脂シートよりも大きな樹脂シートを用いる。第1の充填材層13aを構成するための樹脂シートの端部が、第2の充填材層13bを構成するための樹脂シートから露出するように第2の充填材層13bを構成するための樹脂シートを配する。また、第2の充填材層13bよりも大きな第2の保護部材11を配する。
次に、得られた積層体をラミネートすることにより、太陽電池モジュール1bを完成させることができる。
以上説明したように、太陽電池モジュール1bでは、ガラスからなる第1の保護部材10と太陽電池12との間に位置する第1の充填材層13aがポリエチレン及びポリプロピレンの少なくとも一方を含む。ここで、ポリエチレンやポリプロピレンは、含水率が低い。このため、ポリエチレン及びポリプロピレンの少なくとも一方を第1の充填材層13aに含ませることにより、第1の充填材層13aの含水率を低くすることができる。よって、第1の保護部材10に含まれるNa等のアルカリ成分が充填材層13に溶出しにくい。従って、第1の保護部材10に含まれるNa等のアルカリ成分が太陽電池12に到達することを効果的に抑制することができる。よって、太陽電池12のアルカリ成分に起因する劣化を抑制することができる。その結果、改善された耐久性を実現することができる。
また、太陽電池モジュール1bでは、少なくとも第2の保護部材11の第1の保護部材10側の表層が、含水量の少ないポリエチレン及びポリプロピレンの少なくとも一方を含む。このため、第2の保護部材11を透過して充填材層13内に水分が浸入することが効果的に抑制されている。さらに、第2の保護部材11と、ポリエチレン及びポリプロピレンの少なくとも一方を含む第1の充填材層13aとが接触しているため、充填材層13の側面からの水分の浸入も効果的に抑制されている。従って、太陽電池12や配線材14,14aの水分に起因する劣化が抑制されている。
また、第2の保護部材11の少なくとも第1の保護部材10側の表層と、第1の充填材層13aとの両方がポリエチレン及びポリプロピレンの少なくとも一方を含む。このため、第2の保護部材11の少なくとも第1の保護部材10側の表層と第1の充填材層13aに含まれる樹脂の溶解パラメータの差が1以下とすることができる。この結果、第2の保護部材11の端部と、第1の充填材層13aの端部との密着性が高く、第2の保護部材11と第1の充填材層13aとの剥離が効果的に抑制されている。
さらに改善された耐久性を実現する観点からは、充填材層の全体を、ポリエチレン及びポリプロピレンの少なくとも一方を含むものとすることが考えられる。このように、充填材層の全体を、ポリエチレンやポリプロピレンなどの非架橋性樹脂とした場合にあっては、太陽電池モジュールが高温になったときに、充填材層全体の流動性が高まる。その結果、太陽電池12を確実に固定できなくなる虞がある。
それに対して太陽電池モジュール1bでは、第2の保護部材11と太陽電池12との間に配された第2の充填材層13bが架橋性樹脂を含む。このため、太陽電池モジュール1bが高温になっても、第2の充填材層13bの流動性はそれほど高まらない。従って、太陽電池モジュール1bが高温になった場合の太陽電池12の変位を抑制することができる。
なお、本発明において、「架橋性樹脂」とは、ゲル分率が50%以上である樹脂をいう。一方、「非架橋性樹脂」とは、ゲル分率が50%未満である樹脂をいう。
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)
次に、主として図9を参照しながら、太陽電池モジュール1bにおける引き出し配線17の配置態様について詳細に説明する。引き出し配線17の外側端部17aは、太陽電池12よりも外側に位置している。引き出し配線17は、外側端部17aから太陽電池モジュール1bの中央側に向かって延びている。引き出し配線17は、充填材層13の内部を経由し、第2の保護部材11を突き抜けて、第2の保護部材11の充填材層13とは反対側の表面の上に至っている。
引き出し配線17の充填材層13内に位置する部分の少なくとも一部は、太陽電池12と厚み方向において重なっている。引き出し配線17の充填材層13内に位置する部分のうちの、太陽電池12と厚み方向において重なっている引き出し配線17の重畳部17bと、太陽電池12との間と、重畳部17bと第2の保護部材11との間との両方に、架橋性樹脂からなり、高温下において流動性が低い第2の充填材層13bが位置している。即ち、重畳部17bは、高温下において流動性が低い第2の充填材層13bにより挟持されている。従って、太陽電池モジュール1bが高温になったときの引き出し配線17の変位を抑制することができる。
このように、重畳部17bの両側に第2の充填材層13bが位置した太陽電池モジュール1bを製造するに際しては、重畳部17bと太陽電池12との間に樹脂シートをさらに配すればよい。
1…太陽電池モジュール
2…太陽電池ストリング
10…第1の保護部材(受光面)
11…第2の保護部材(裏面)
12…太陽電池
12a…太陽電池の第1の主面
12b…太陽電池の第2の主面
13…封止材(充填材層)
13a…第1の封止部(第1の充填材層)
13b…第2の封止部(第2の充填材層)
14,14a…配線材
17…引き出し配線
17a…外側端部
17b…重畳部
2…太陽電池ストリング
10…第1の保護部材(受光面)
11…第2の保護部材(裏面)
12…太陽電池
12a…太陽電池の第1の主面
12b…太陽電池の第2の主面
13…封止材(充填材層)
13a…第1の封止部(第1の充填材層)
13b…第2の封止部(第2の充填材層)
14,14a…配線材
17…引き出し配線
17a…外側端部
17b…重畳部
Claims (8)
- 第1及び第2の主面を有する太陽電池と、
前記第1の主面において、前記太陽電池と電気的に接続された配線材と、
前記太陽電池を封止している封止材と、
を備え、
前記封止材は、非架橋性樹脂を含み、前記太陽電池の前記第1の主面側に位置する第1の封止部と、架橋性樹脂及び顔料を含み、前記太陽電池の前記第2の主面側に位置する第2の封止部とを有する、太陽電池モジュール。 - 前記非架橋性樹脂は、酢酸ビニルモノマー単位を有しない、請求項1に記載の太陽電池モジュール。
- 前記架橋性樹脂は、エチレン・酢酸ビニル共重合体である、請求項1または2に記載の太陽電池モジュール。
- 前記太陽電池の前記第1の主面側に配された第1の保護部材と、
前記太陽電池の前記第2の主面側に配された第2の保護部材と、を備え、
前記第1の封止部は、前記太陽電池と前記第1の保護部材との間に配されており、
前記第2の封止部は、前記太陽電池と前記第2の保護部材との間に配されており、
前記顔料は、前記第2の封止部の光反射率を向上させ、
前記第2の封止部は、前記第1の封止部の表面及び側面を覆うように設けられている、請求項1~3のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。 - 前記第2の封止部の端部は、前記第1の保護部材に接している、請求項4に記載の太陽電池モジュール。
- 前記太陽電池の前記第1の主面側に配されており、ガラスからなる第1の保護部材と、
前記太陽電池の前記第2の主面側に配された第2の保護部材と、
を備え、
前記第1の封止部は、前記太陽電池と前記第1の保護部材との間に配されており、ポリエチレン及びポリプロピレンの少なくとも一方を含み、
前記第2の封止部は、前記太陽電池と前記第2の保護部材との間に配されており、
前記第1の封止部の端部は、前記第2の封止部の端部よりも外側にまで至っており、前記第1の封止部の端部と、前記第2の保護部材の端部とが接触している、請求項1~3のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。 - 前記第1の保護部材側の表層は、溶解パラメータが前記第1の封止部に含まれるポリエチレン及びポリプロピレンの少なくとも一方と、差が1以下である樹脂を含む、請求項6に記載の太陽電池モジュール。
- 前記第1の保護部材側の表層がポリエチレン及びポリプロピレンの少なくとも一方を含む、請求項6または7に記載の太陽電池モジュール。
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