WO2013121784A1 - フレキシブル太陽電池モジュール - Google Patents

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WO2013121784A1
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cell module
resin
sealing material
flame
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浩昭 中原
竹内　正樹
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富士電機株式会社
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to a solar cell module, and more particularly to a flexible solar cell module using a flexible metal thin plate or a synthetic resin film on a substrate on which a thin film photoelectric conversion element (solar cell) is formed.
  • the solar cell module Since the solar cell module is installed outdoors, it needs weather resistance to withstand the outdoor environment.
  • the weather resistance includes light resistance to sunlight, heat resistance, flame retardancy, and the like.
  • a fluorinated resin sheet is often used instead of glass as a surface protection member.
  • a thin film layer of a fluoride polymer which is a fluorinated resin film such as an ETFE (ethylene-tetrafluoroethylene copolymer) film or a PVF (polyvinyl fluoride) film having a thickness of 50 ⁇ m
  • EVA polyvinyl fluoride
  • a solar cell module comprising a surface filler made of a thermoplastic transparent organic resin such as (ethylene-vinyl acetate copolymer) and bralar resin, a photovoltaic element, and an insulator layer is disclosed, and is flame retardant.
  • the surface filler is a cross-linked product of a multi-component copolymer having a fluorine content of 60 to 80%.
  • Patent Document 2 as a surface-side adhesive resin sealing material, SiO 2 fine powder having a particle size of 0.001 ⁇ m to 1.0 ⁇ m and alkyl treated with a vinyl group-containing alkoxysilane is partially used.
  • the use of a flame retardant encapsulant added with a fluorinated silicone compound is described.
  • seat) using ETFE with a thickness of 25 micrometers as a surface protection member at the light-receiving surface side is also disclosed.
  • solar cell modules using film substrates are lightweight, there is little burden on the structure when installed on the roof or outer wall of a building, and it can be added to existing buildings without reinforcement work such as a frame. In addition, since it has flexibility, it can be installed along a curved surface such as an arched roof. On the other hand, when installing a solar cell module in a building, safety against fire is required.
  • JIS C8992-2, solar cell module safety certification / Part 2: Test requirements include “fire test, flame propagation and spark test”.
  • Resins used for laminating solar cell modules are classified as flame retardant resin materials.
  • the flame retardancy defined in JIS and UL standards is a property that resists combustion when exposed directly to a flame, and is different from fire resistance.
  • the sealing material (adhesive) used when laminating a photovoltaic cell with a resin sheet is combustible, there exists a problem that the flame resistance as the whole module falls.
  • Patent Document 1 In order to improve the flame retardancy of the encapsulant (adhesive), according to Patent Document 1, when the encapsulant (surface filler) has a fluorine content of less than 60% in the multi-component copolymer, a fluororesin If the fluorine content is 80% or more, the interface between the transparent electrode on the surface of the photovoltaic element and the surface film cannot be fully exhibited and the flame resistance is difficult to achieve. When the flame retardancy is improved, the adhesive strength in the case cannot be sufficient, and peeling occurs at the interface during long-term use, moisture enters, and the reliability of the solar cell module is impaired. There is a problem that reliability due to internal peeling of the solar cell module is lowered.
  • the SiO 2 fine powder is added to the sealing material (adhesive resin sealing material)
  • the SiO 2 fine powder is uniformly at least 1 ⁇ m in order to ensure transparency.
  • the present invention does not impair the light weight and flexibility of the flexible solar cell module, and further improves the flame resistance without impairing reliability and performance. It was made for the purpose of doing.
  • the present invention provides a solar cell 1 in which a thin film semiconductor is laminated on a flexible film substrate, and a light-receiving surface side and an anti-light-receiving surface side of the solar cell 1 are sealed.
  • a flexible solar cell module 100 including a resin film (surface protective layer 3, back surface protective layer 4) laminated via material layers 2 and 2 a, the sealing material layer 2 is provided on the light receiving surface side of the solar cell 1.
  • the surface resin film (surface protective layer 3) which is a resin film bonded through the resin film, is made of at least one of a fluorinated resin, a partially fluorinated resin, and a fluorinated resin copolymer.
  • the thickness of the layer 3) is characterized by being 250 ⁇ m or more.
  • the safety of the solar cell module 100 against fire it is possible to reduce the spread of fire, red hot dripping and scattering, the occurrence of burnout and through holes, and the flame when a flame is applied on the solar cell module 100. From the stopped state, the continuous flame spread can be suppressed, and the solar cell module 100 with high fire safety can be obtained.
  • the thickness of the surface resin film (surface protective layer 3) is particularly preferably in the range of 250 ⁇ m to 500 ⁇ m.
  • the photovoltaic cell 1 formed by laminating
  • a surface resin film (surface protective layer 3b) made of at least one of the polymers was laminated in this order, and laminated on the side opposite to the light receiving surface (back surface) of the solar battery cell 1 via the sealing material layer 2a. It is a flexible solar cell module 200 provided with the resin film (back surface protective layer 4). Te, the thickness of the surface resin film (surface protective layer 3b) is equal to or is 50 ⁇ m or more.
  • the thickness of the surface resin film (surface protective layer 3b) is preferably in the range of 50 ⁇ m to 100 ⁇ m, and the protective layer (intermediate protective layer 3a) preferably has a thickness of at least 25 ⁇ m.
  • the inorganic fiber cloth 5 that is a fire spread prevention sheet is provided inside the light receiving surface side of the flexible solar cell module 200, so that the solar cell module 200 with extremely high fire safety can be provided.
  • the thickness of the fluorinated resin film such as ETFE that is a surface protection member on the surface side of the solar cell module, that is, the light-receiving surface side is set to 250 ⁇ m or 250 ⁇ m or more. Improves the flame resistance of the module.
  • the thickness of the surface protection member is set to 50 ⁇ m, or 50 ⁇ m or more.
  • the flame resistance of the solar cell module can be improved.
  • the flexible solar cell module 100 of 1st Embodiment which concerns on this invention is the photovoltaic cell 1 of the electric power generation element formed by laminating
  • a sealing resin is laminated as the sealing material layer 2.
  • the sealing material layer 2 is a laminate film, and is an adhesive made of a resin material such as an ethylene vinyl acetate copolymer (hereinafter referred to as EVA), an epoxy resin, a urethane resin, a silicone resin, an acrylic resin, polyethylene, or polyisobutylene. It is a film having properties.
  • the surface protective layer 3 is laminated on the sealing material layer 2.
  • the surface protective layer 3 is made of, for example, polychlorotrifluoroethylene (trifluorinated resin: PCTFE, CTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), vinylidene fluoride resin, polyvinyl fluoride (PVF), perfluoroalkoxy fluororesin (PFA) tetrafluoroethylene-ethylene copolymer, tetrafluoroethylene Partial fluorination consisting of hexafluoropropylene copolymer (FEP), trifluorinated ethylene chloride resin, ethylene / chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE) or ETFE (Ethylene tetrafluoroethylene: ethylene-tetrafluoroethylene copolymer) A fluorinated resin film containing a resin or a fluorinated resin copolymer.
  • PCTFE polychlorotrifluoroethylene
  • the surface protective layer 3 made of the fluorinated resin film has a thickness of 250 ⁇ m, and may be 250 ⁇ m or more.
  • the solar cell 1, the sealing material layer 2a, and the back surface protective layer 4 are laminated on the side opposite to the light receiving surface (back surface) of the flexible solar cell module 100.
  • the film substrate of the solar battery cell 1 may be, for example, a polyimide, polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), polyethylene terephthalate (PET), or aramid film as a plastic substrate.
  • a flexible metal substrate for example, stainless steel or aluminum
  • stainless steel or aluminum can be used.
  • the same sealing material layer 2 on the light receiving surface side can be used as the sealing material layer 2a on the side opposite to the light receiving surface (back surface).
  • the back surface protective layer 4 may be made of the same material as the front surface protective layer 3, and, for example, aluminum foil laminate 1, fluorinated vinyl resin, aluminum foil laminated polyester resin, PET (Polyethylene terephthalate), PEN (Polyethylene) naphthalate), acrylic resin, trifluoroethylene chloride coated acrylic resin, or polyester resin film.
  • the flexible solar cell module 200 includes a photovoltaic cell 1 of a power generation element formed by laminating a thin film semiconductor on a flexible film substrate, and light reception thereof.
  • a first intermediate sealing material layer 2b made of a sealing resin, an intermediate protective layer 3a, a second intermediate sealing material layer 2c, an inorganic fiber cloth 5, and a surface made of a sealing resin
  • the sealing material layer 2d and the surface protective layer 3b are laminated in this order.
  • the photovoltaic cell 1, the sealing material layer 2a of the back surface side, and the back surface protective layer 4 are laminated
  • the first intermediate sealing material layer 2b, the second intermediate sealing material layer 2c, the front surface sealing material layer 2d, and the back surface sealing material layer 2a are the sealing material layers of the first embodiment (FIG. 1). 2 can be used.
  • a fluorinated resin film made of the same material as the surface protective layer 3 of the first embodiment (FIG. 1) can be used.
  • the second embodiment is an example in which the inorganic fiber cloth 5 is arranged on the light receiving surface side so that the flame resistance can be improved.
  • the inorganic fiber cloth 5 is used, it is made of a fluorinated resin film between the solar battery cell 1 and the inorganic fiber cloth 5 in order to prevent the deterioration of the solar battery cell 1 due to the penetration of moisture into the solar battery module 200. It is preferable to provide a protective layer.
  • the intermediate protective layer 3a is arranged.
  • As the inorganic fiber cloth 5, a glass fiber cloth or a silica fiber cloth excellent in heat resistance can be used. In many cases, a thickness of 100 ⁇ m to 200 ⁇ m is used.
  • the film substrate of the photovoltaic cell 1 and the back surface protective layer 4 can each use the same thing as 1st Embodiment (FIG. 1).
  • 2nd Embodiment of this invention it becomes the structure by which the intermediate
  • the thickness of the surface protective layer 3b may be 50 ⁇ m or 50 ⁇ m or more, and the thickness of the intermediate protective layer 3a does not affect the quality due to the pinhole or strength of the material. 25 ⁇ m or more.
  • FIG. 3 is a view of the flexible solar cell modules 100 and 200 as seen from the light receiving surface, and schematically shows the contents for evaluating whether the solar cell modules 100 and 200 have flame retardancy. .
  • FIG. 3 it consists of the electric power generation area
  • sealing resin sealing material layer 2, 2a
  • protective layers 3, 3a, 3b, 4
  • the flexible solar cell of the second embodiment is shown in FIG. 4 in terms of the ratio when the total length is 1 as the length of the combustion portion with respect to the thickness of the surface protection member in the case of the flexible solar cell module 100 of the first embodiment.
  • FIG. 5 shows the relationship of the length of the combustion portion with respect to the thickness of the surface protection member in the case of the module 200.
  • the solar cell module when a flame is applied, the solar cell module shall not be completely burned, and shall not be dropped or scattered when the solar cell member is burned at a fire spread length of 3.9 m or less.
  • burnout or through-holes there is no occurrence of burnout or through-holes, and it is particularly necessary that there be no spread of fire while the flame is applied and no continuous flame spread from the state where the flame is stopped.
  • the surface protective layer 3 of the solar cell module 100 used in the experiment was tested on four types using ETFE and 300 ⁇ m and 550 ⁇ m EVA or polyethylene sheet as the sealing material layer 2.
  • the combustion state by the flame propagation with respect to the thickness of the surface protective layer 3 is as shown in FIG. Since the thickness of the layer 3 is 250 ⁇ m, the propagation of the combustion part length is suppressed, and the length of the combustion part does not change even when the thickness is 500 ⁇ m or more. Thus, from the flame propagation, the surface protective layer 3 may be 250 ⁇ m or more, and 500 ⁇ m is sufficient.
  • the propagation of the length of the combustion part is suppressed from 50 ⁇ m in thickness of the surface protective layer 3b.
  • the surface protective layer 3b may be 50 ⁇ m or more, and 100 ⁇ m is sufficient.
  • FIG. 7 shows that the fire spread length after the flame is stopped is saturated by setting the thickness of the surface protective layers 3 and 3b to 250 ⁇ m or more. That is, if the thickness of the surface protective layers 3 and 3b is 250 ⁇ m or more, it indicates that the effect of improving the flame retardancy of the solar cell modules 100 and 200 is high.
  • the thickness of the fluorinated resin film of the surface protective layer 3 should just be 250 micrometers or more, and about the thickness of 250 micrometers or more, the flexibility of a solar cell, a photovoltaic cell ( The solar transmittance to the solar cell element body) and the cost of the fluorinated resin film may be determined, but as shown in FIG. 4, the combustion length due to flame propagation is saturated at 500 ⁇ m or more, so the thickness If the thickness is 500 ⁇ m, it is not always necessary to make it thicker.
  • the thickness of the fluorinated resin film of the surface protective layer 3 is preferably 250 ⁇ m to 500 ⁇ m. Further, in the configuration of the solar cell module 200 of the second embodiment (FIG. 2), the combustion test was performed by fixing the thickness of the intermediate protective layer 3a to 25 ⁇ m and changing the thickness of the surface protective layer 3b. .
  • the horizontal axis in FIGS. 5 and 7 indicates the thickness of the surface protective layer 3b in the case of the second embodiment.
  • the solar cell module 200 used in the experiment was subjected to an experiment in which 300 ⁇ m and 550 ⁇ m EVA or polyethylene sheets were used as the second intermediate sealing material layer 2 c between the inorganic fiber cloth 5 and the intermediate protective layer 3 a. . Moreover, as the surface sealing material layer 2d between the inorganic fiber cloth 5 and the surface protective layer 3b, it experimented using 550 micrometers EVA or a polyethylene sheet.
  • the thickness of the protective layer which is a fluorinated resin film, has a deterrent effect on the combustion length due to flame propagation from the thickness of 50 ⁇ m, and the length that further spreads from the flame stopped state The change in depth was found to saturate from 250 ⁇ m.
  • the thickness of the surface protective layer 3b is necessary in the fire spread characteristic test after the flame is stopped, rather than the result of the flame propagation test.
  • the thickness of the protective layer 3b was 250 ⁇ m or more, it was confirmed that the flame retardant characteristics were saturated.
  • the thickness of the fluorinated resin film which is a surface protective member, is increased to 250 ⁇ m without using a special resin having a special flame retardant for the sealing material layer disposed below the surface protective layers 3 and 3b. By doing so, it is possible to obtain a solar cell module capable of obtaining flame retardancy.

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Abstract

【課題】フレキシブル太陽電池モジュールの軽量でありかつ可撓性を有するという特長を損なわずに耐燃性を向上する。 【解決手段】フレキシブル太陽電池モジュール（１００）は、可撓性を有するフィルム基板上に薄膜半導体を積層してなる太陽電池セル（１）と、前記太陽電池セルの受光面側および反受光面側に封止材層（２，２ａ）を介して積層された樹脂フィルム（３，４）とを備え、受光面側の樹脂フィルム（３）の厚さを２５０μｍ以上とする。

Description

フレキシブル太陽電池モジュール
　本発明は太陽電池モジュールに関し、さらに詳しくは、薄膜光電変換素子（太陽電池セル）を積層形成する基板に可撓性を有する金属薄板や合成樹脂フィルムを用いたフレキシブル太陽電池モジュールに関するものである。
　太陽電池モジュールは屋外に設置されるため、屋外の環境に耐える耐候性が必要である。耐候性としては、太陽光に対する耐光性や、耐熱性、難燃性などがある。
特に、可撓性を有する太陽電池の場合は、表面保護部材として、ガラスを用いる代わりに、フッ素化樹脂シートを用いる場合が多い。
　例えば、特許文献１には、厚さ５０μｍのＥＴＦＥ（エチレン－テトラフルオロエチレン共重合体）フィルムやＰＶＦ(ポリフッ化ビニル)フィルム等のフッ素化樹脂フィルムであるフッ化物重合体の薄膜層と、ＥＶＡ（エチレン－酢酸ビニル共重合体）やブララール樹脂等の熱可塑性透明有機樹脂からなる表面充填材と、光起電力素子と、絶縁体層で構成する太陽電池モジュールが開示されており、難燃性を向上するために、表面充填材（接着性樹脂封止材）を、フッ素含有量が６０乃至８０％の多元共重合体の架橋物とすることが開示されている。
　また、特許文献２には、表面側の接着性樹脂封止材として、その一部に、ビニル基含有アルコキシシランで表面処理された粒径０．００１μｍから１．０μｍのＳｉＯ２微粉末とアルキル化シリコーン化合物とを添加した難燃化封止材を用いることが記載されている。また、受光面側の表面保護部材として、厚さ２５μｍのＥＴＦＥを用い、封止材シート(難燃化ＥＶＡシート)との間にガラス繊維からなるガラス不織布を挿入する構成も開示されている。
特開平７－３０２９２５号公報 特開２００４－２０７４６４号公報
　フィルム基板を用いた太陽電池モジュールは、軽量であるため、建造物の屋根や外壁などに設置する場合に構造への負担が少なく、既存の建造物に架台等の補強工事なしで追加導入できることに加えて、可撓性を有することから、アーチ形状の屋根などの曲面に沿わせて設置することもできる。一方、太陽電池モジュールを建造物に設置する場合には、火災に対する安全性が要求される。例えば、ＪＩＳ　Ｃ８９９２－２、太陽電池モジュールの安全性適合認定・第２部：試験に関する要求事項には「火災試験、火炎伝播及び飛び火試験」が規定されている。
　太陽電池モジュールのラミネートに使用される樹脂、例えば、フッ素化樹脂は難燃性樹脂材料に分類される。しかし、ＪＩＳやＵＬ規格などに規定される難燃性は、火炎に直接さらされた際に燃焼に対して抵抗する性質であって、耐火性とは異なる。また、太陽電池セルを樹脂シートでラミネートする際に用いられる封止材（接着剤）は可燃性であるため、モジュール全体としての耐燃性が低下する問題がある。
　封止材（接着剤）の難燃性を向上させるため、特許文献１によると、封止材（表面充填材）が多元共重合体におけるフッ素含有量が６０％未満の場合には、フッ素樹脂の持つ耐侯性を充分に発揮することができず、難燃性とすることも難しく、フッ素含有量が８０％以上の場合には、光起電力素子の表面の透明電極と表面フィルムとの界面における接着力を充分とすることができず、長期間使用の途中に界面で剥離が生じて、水分が侵入し、太陽電池モジュールの信頼性を損なうことになるため、難燃性を向上させると、太陽電池モジュール内部剥離による信頼性が低下するという問題がある。
　また、特許文献２のように、封止材（接着性樹脂封止材）にＳｉＯ２微粉末を添加する構成の場合、透明性を確保するためには、ＳｉＯ２微粉末を均一に少なくとも１μｍ 以下の粒子として分散させる必要があるといった問題がある。
　本発明は、従来技術の上記実状に鑑みて、フレキシブル太陽電池モジュールの軽量でありかつ可撓性を有するという特長を損なわずに、さらに、信頼性や性能を損なうことが無く、耐燃性を向上することを目的としてなされたものである。
　上記課題を達成するために、本発明は、可撓性を有するフィルム基板上に薄膜半導体を積層してなる太陽電池セル１と、太陽電池セル１の受光面側および反受光面側に封止材層２，２ａを介して積層された樹脂フィルム（表面保護層３，裏面保護層４）とを備えたフレキシブル太陽電池モジュール１００において、太陽電池セル１の受光面側に封止材層２を介して接合された樹脂フィルムである表面樹脂フィルム（表面保護層３）が、フッ素化樹脂，部分フッ素化樹脂，フッ素化樹脂共重合体の少なくともいずれかの材質であり、表面樹脂フィルム（表面保護層３）の厚さが２５０μｍ以上であることを特徴とする。
　このような構成とすることで、太陽電池モジュール１００の火災に対する安全性に関して、太陽電池モジュール１００上に火炎を加えた際の延焼、赤熱滴下および飛散、燃え抜けや貫通孔の発生と、火炎を停止した状態から継続的な火炎の拡がりを抑制でき、火災安全性の高い太陽電池モジュール１００とすることが可能となる。
　さらに、表面樹脂フィルム（表面保護層３）の厚さ２５０μｍから５００μｍの範囲とすることが特に好ましい。
　このような構成とすることで、フレキシブル性や、太陽電池セル（太陽電池素子本体）への太陽光透過率を損なうことがなく、火災に対する安全性の高い太陽電池モジュール１００を提供できる。
　また、別の形態として、可撓性を有するフィルム基板上に薄膜半導体を積層してなる太陽電池セル１と、太陽電池セル１の受光面側に第一の封止材層（第一の中間封止材層２ｂ）と、フッ素化樹脂，部分フッ素化樹脂，フッ素化樹脂共重合体の少なくともいずれかからなる保護層（中間保護層３ａ）と、第二の封止材層（第二の中間封止材層２ｃ）と、透光性を有する無機繊維布５と、第三の封止材層（表面封止材層２ｄ）と、フッ素化樹脂，部分フッ素化樹脂，フッ素化樹脂共重合体の少なくともいずれかからなる表面樹脂フィルム（表面保護層３ｂ）とを、当該順で積層し、太陽電池セル１の反受光面（裏面）側に封止材層２ａを介して積層された樹脂フィルム（裏面保護層４）とを備えたフレキシブル太陽電池モジュール２００であって、表面樹脂フィルム（表面保護層３ｂ）の厚さが５０μｍ以上であることを特徴とする。
　そして、表面樹脂フィルム（表面保護層３ｂ）の厚さが５０μｍから１００μｍの範囲とすることが好ましく、さらに、保護層（中間保護層３ａ）が少なくとも２５μｍ以上の厚さを有することとが好ましい。
　このような構成とすることで、延焼防止シートである無機繊維布５をフレキシブル太陽電池モジュール２００の受光面側の内部に備えるので、火災安全性が非常に高い太陽電池モジュール２００を提供できる。
　本発明に係る太陽電池モジュールによれば、太陽電池モジュールの表面側すなわち受光面側の表面保護部材であるＥＴＦＥ等のフッ素化樹脂フィルムの厚みを、２５０μｍ、あるいは２５０μｍ以上とすることで、太陽電池モジュールの耐燃性改善が図れる。
　また、表面保護部材であるＥＴＦＥ等のフッ素化樹脂フィルムの内側に、封止材層を介して無機繊維布を介在させることにより、表面保護部材の厚みを、５０μｍ、あるいは５０μｍ以上とすることで、太陽電池モジュールの耐燃性改善が図れる。
本発明第１実施形態のフレキシブル太陽電池モジュールを示す模式的断面図である。 本発明第２実施形態のフレキシブル太陽電池モジュールを示す模式的断面図である。 難燃性を評価する火炎伝播試験状態を示す模式図である。 第１実施形態の太陽電池モジュールでの表面保護部材厚みに対する火炎伝播による燃焼状態を示す図である。 第２実施形態の太陽電池モジュールでの表面保護部材厚みに対する火炎伝播による燃焼状態を示す図である。 難燃性を評価する延焼状態を示す模式図である。 太陽電池モジュールの表面保護部材厚みに対する火炎停止後の延焼特性を示す図である。
　以下、本発明のいくつかの実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明において、各実施形態に共通または対応する構成には、共通または対応する符号を付すことで説明を省略する。
　（第１実施形態）
　本発明に係る第１実施形態のフレキシブル太陽電池モジュール１００は、図１に示すように、可撓性を有するフィルム基板上に薄膜半導体を積層してなる発電素子の太陽電池セル１と、その受光面側には、封止材層２として封止樹脂を積層する。この封止材層２は、ラミネートフィルムであり、例えばエチレン酢酸ビニル共重合体（以下、ＥＶＡという）、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン又はポリイソブチレン等の樹脂材料からなる接着性を有しているフィルムである。
　そして、封止材層２の上には、表面保護層３を積層する。表面保護層３は、例えば、ポリクロロトリフルオロエチレン（三フッ素化樹脂：PCTFE,
CTFE）、ポリフッ化ビニリデン  (PolyVinylidene DiFluoride：PVDF)、フッ化ビニリデン樹脂、ポリフッ化ビニル（Polyvinyl fluoride： PVF）、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（PFA）４フッ化エチレン－エチレン共重合体、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（FEP）、３フッ化塩化エチレン樹脂、エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体（ECTFE）又はＥＴＦＥ（Ethylene tetrafluoroethylene：エチレン－テトラフルオロエチレン共重合体）からなる部分フッ素化樹脂やフッ素化樹脂共重合体を含むフッ素化樹脂フィルムである。
　本発明においては、このフッ素化樹脂フィルムからなる表面保護層３の厚さが、２５０μｍであることが重要であり、２５０μｍ以上であっても良い。
　フレキシブル太陽電池モジュール１００の、反受光面（裏面）側は、太陽電池セル１、封止材層２ａ、裏面保護層４が積層されている。
　太陽電池セル１のフィルム基板は、プラスチック基板として、例えば、ポリイミド系、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）系、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）系、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）系又はアラミド系のフィルムを用いることができるし、可撓性を有する金属基板（例えばステンレスやアルミ等）を用いることもできる。
　反受光面（裏面）側の封止材層２ａは、受光面側の封止材層２と同じものを使用することができる。
　裏面保護層４は、表面保護層３と同じ材質ものを用いても良いし、その他に、例えば、アルミ箔ラミネート１フッ素化ビニル樹脂、アルミ箔ラミネートポリエステル樹脂、ＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）、ＰＥＮ（Polyethylene naphthalate）、アクリル樹脂、３フッ化塩化エチレン樹脂コートアクリル樹脂、又はポリエステル樹脂からなるフィルムであっても良い。
　そして、このような受光面側と反受光面側との積層体をラミネートして、太陽電池モジュール１００を構成する。
　（第２実施形態）
　本発明に係る第２実施形態のフレキシブル太陽電池モジュール２００は、図２に示すように、可撓性を有するフィルム基板上に薄膜半導体を積層してなる発電素子の太陽電池セル１と、その受光面側には、封止樹脂からなる第一の中間封止材層２ｂと、中間保護層３ａと、第二の中間封止材層２ｃと、無機繊維布５と、封止樹脂からなる表面封止材層２ｄと、表面保護層３ｂとを、当該順で積層する。
　そして、フレキシブル太陽電池モジュール２００の、反受光面（裏面）側は、太陽電池セル１、裏面側の封止材層２ａ、裏面保護層４が積層されている。
　第一の中間封止材層２ｂ、第二の中間封止材層２ｃ、表面封止材層２ｄおよび裏面側の封止材層２ａは、第１実施形態（図１）の封止材層２と同一の材質の封止樹脂シートを用いることができる。
　中間保護層３ａと表面保護層３ｂは、第１実施形態（図１）の表面保護層３と同一の材質のフッ素化樹脂フィルムを用いることができる。
　第２実施形態では、無機繊維布５を受光面側に配置することで、耐燃性の向上を図ることができる実施例である。無機繊維布５を用いる場合には、太陽電池モジュール２００内部への水分の侵入による太陽電池セル１の劣化を防ぐため、太陽電池セル１と無機繊維布５の間に、フッ素化樹脂フィルムからなる保護層を設けることが好ましい。このため、図２の実施例では、中間保護層３ａを配置した構成としている。無機繊維布５は、耐熱性に優れたガラス繊維布、シリカ繊維布を用いることができる。厚さとして１００μｍから２００μｍを使用することが多い。
　そして、太陽電池セル１のフィルム基板、裏面保護層４は、それぞれ、第１実施形態（図１）と同一のものを使用することができる。
　ここで、本願発明の第２実施形態においては、中間保護層３ａと表面保護層３ｂとが、第二の中間封止材層２ｃと無機繊維布５を介して配置されている構成となっているが、この表面保護層３ｂの厚さが、本願発明では、５０μｍあるいは５０μｍ以上であれば良く、かつ、中間保護層３ａの厚みは、素材のピンホールや強度による品質への影響が及ばない２５μｍ以上とする。
　太陽電池モジュールの難燃性としては、火災による火炎伝播による燃焼距離と、火炎停止後の延焼が抑制されていることが特に重要であり、周囲から太陽電池モジュールに火の粉が飛び散った時の延焼も抑えられることが要求される。
　本願発明の効果を検証するために、図３に示す火災試験による火炎伝播による燃焼状態と、図６に示す火炎停止後の延焼状態を調べる試験を実施した。
　図３は、フレキシブル太陽電池モジュール１００，２００を、受光面から見た図であり、難燃性を有する太陽電池モジュール１００，２００であるかを評価する内容を、模式的に表したものである。
　図３においては、太陽電池セル１を有する発電領域と、発電領域外の封止樹脂（封止材層２、２ａ）と保護層（３、３ａ、３ｂ、４）で構成する領域１ａからなり、風速５ｍ／ｓの風９を送りながら、領域１０に４分間火炎を加え、燃焼の影響が及ぶ領域１１の距離Ａを計測した。
　その結果として、第１実施形態のフレキシブル太陽電池モジュール１００の場合の表面保護部材厚みに対す燃焼部長として、全長を１とした時の比で、図４に示し、第２実施形態のフレキシブル太陽電池モジュール２００の場合の表面保護部材厚みに対す燃焼部長の関係を図５に示した。
　また、図６に示すように、その後に火種の火炎を停止した状態から、さらに延焼する領域１２に対する延焼長さの一番長い距離Ｂを計測して、火炎の拡がり状態を評価した。その結果を図７に示した。
　太陽電池モジュール１００，２００の火炎伝播に対する安全性に関しては、火炎を加えた際に、全焼なきこと、および、延焼長さ３．９ｍ以下で、太陽電池部材が燃焼した状態で滴下および飛散しないことや、燃え抜けや貫通孔が発生しないことであり、特に火炎をあてている間の延焼と、火炎を停止した状態から継続的な火炎の拡がりが無いことが必要である。
　実験に用いた太陽電池モジュール１００の表面保護層３は、ＥＴＦＥを用い、封止材層２として３００μｍと５５０μｍのＥＶＡ又はポリエチレンシートを用いた４種類について、実験を行なった。
　先ず、図３に示す火炎伝播試験を実施した結果、第１実施形態の太陽電池モジュール１００の場合は、表面保護層３の厚みに対する火炎伝播による燃焼状態は、図４に示すように、表面保護層３の厚さが２５０μｍから、燃焼部長さの伝播の抑制がなされ、５００μｍ以上厚くしても、燃焼部の長さは変わらなくなった。このように、火炎伝播からは、表面保護層３は、２５０μｍ以上あれば良く、５００μｍもあれば十分である。
　第２実施形態の太陽電池モジュール２００の場合は、図５に示すように、表面保護層３ｂの厚さが５０μｍから、燃焼部長さの伝播の抑制がなされ、１００μｍ以上厚くしても、燃焼部の長さは変わらなくなった。このように、火炎伝播からは、表面保護層３ｂは、５０μｍ以上あれば良く、１００μｍもあれば十分である。
　次に、図６に示す火炎停止後の延焼特性であるが、第１実施形態のフレキシブル太陽電池モジュール１００と第２実施形態の太陽電池モジュール２００の場合で、その結果に差が無かったため、図７は、両者共通の結果である。これは、火炎停止後の延焼特性が、太陽電池モジュール表面の表面保護層３，３ｂのみに大きく関係するためである。
　図７から、表面保護層３，３ｂの厚みを２５０μｍ以上とすることで火炎停止後の延焼長さが飽和していることが分かる。すなわち、表面保護層３，３ｂの厚みが２５０μｍ以上であれば、太陽電池モジュール１００，２００の難燃性向上の効果が高いことを示している。
　以上の結果から、第１実施形態では、表面保護層３のフッ素化樹脂フィルムの厚みは、２５０μｍ以上であれば良く、２５０μｍ以上の厚さについては、太陽電池のフレキシブル性や、太陽電池セル（太陽電池素子本体）への太陽光透過率、フッ素化樹脂フィルムのコストを考慮して決定すればよいが、図４に示すように、５００μｍ以上で火炎伝播による燃焼長さが飽和するので、厚みを５００μｍとすれば、それ以上厚くする必要は必ずしもない。
　したがって、表面保護層３のフッ素化樹脂フィルムの厚みは、２５０μｍ～５００μｍとすることが好ましいと分かった。
　また、第２実施形態（図２）の太陽電池モジュール２００の構成においては、中間保護層３ａの厚さを２５μｍに固定し、表面保護層３ｂの厚さを変化させて、燃焼試験を行なった。図５及び図７の横軸は、第２の実施形態の場合には、この厚みは表面保護層３ｂの厚さを意味する。
　実験に用いた太陽電池モジュール２００は、無機繊維布５と中間保護層３ａの間の第二の中間封止材層２ｃとして、３００μｍと５５０μｍのＥＶＡ又はポリエチレンシートを用いた場合の実験を行なった。また、無機繊維布５と表面保護層３ｂとの間の表面封止材層２ｄとしては、５５０μｍのＥＶＡ又はポリエチレンシートを用いて実験を行なった。
　第２実施形態での実験の結果では、いずれも、フッ素化樹脂フィルムである保護層の厚さが５０μｍから火炎伝播による燃焼長さに対する抑止効果があり、火炎停止状態からの、さらに延焼する長さの変化は、２５０μｍから飽和することが分かった。
　太陽電池モジュール２００の場合には、火炎伝播試験の結果よりも、火炎停止後の延焼特性試験において、表面保護層３ｂの厚みが必要であることが分かったので、第２実施形態においても、表面保護層３ｂの厚みが２５０μｍ以上の場合に、難燃性の特性が飽和することを確認した。
　以上より、表面保護層３，３ｂの下部に配置する封止材層を、特別な難燃化をした特殊樹脂を用いなくても、表面保護部材であるフッ素化樹脂フィルムの厚みを２５０μｍに厚くすることで、難燃性が得られる太陽電池モジュールとすることが可能である。
１　太陽電池セル
２，２ａ　封止材層
２ｂ　第一の中間封止材層
２ｃ　第二の中間封止材層
２ｄ　表面封止材層
３，３ｂ　表面保護層
３ａ　中間保護層
４　裏面保護層
５　無機繊維布
１０　火炎引火領域
１１，１２　領域
１００，２００　太陽電池モジュール

Claims (3)

  1. 　可撓性を有するフィルム基板上に薄膜半導体を積層してなる太陽電池セルと、
    　前記太陽電池セルの受光面側および反受光面側に封止材層を介して積層された樹脂フィルムとを備えたフレキシブル太陽電池モジュールにおいて、
    　前記太陽電池セルの受光面側に前記封止材層を介して接合された前記樹脂フィルムである表面樹脂フィルムが、フッ素化樹脂，部分フッ素化樹脂，フッ素化樹脂共重合体の少なくともいずれかの材質であって、
    　厚さが２５０μｍ以上の前記表面樹脂フィルムである
    ことを特徴とするフレキシブル太陽電池モジュール。
  2. 　可撓性を有するフィルム基板上に薄膜半導体を積層してなる太陽電池セルと、
    　前記太陽電池セルの受光面側に第一の封止材層と、
    　フッ素化樹脂，部分フッ素化樹脂，フッ素化樹脂共重合体の少なくともいずれかからなる保護層と、
    　第二の封止材層と、
    　透光性を有する無機繊維布と、
    　第三の封止材層と、
    　フッ素化樹脂，部分フッ素化樹脂，フッ素化樹脂共重合体の少なくともいずれかからなる表面樹脂フィルムとを、当該順で積層し、
    　前記太陽電池セルの反受光面側に封止材層を介して積層された樹脂フィルムとを備えたフレキシブル太陽電池モジュールであって、
    　前記表面樹脂フィルムの厚さが２５０μｍ以上であることを特徴とするフレキシブル太陽電池モジュール。
  3. 　前記保護層が少なくとも２５μｍ以上である
    ことを特徴とする請求項１または２に記載のフレキシブル太陽電池モジュール。
     
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