WO2013136507A1 - 太陽電池モジュール - Google Patents

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light
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直人 今田
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三洋電機株式会社
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    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Definitions

  • the present invention relates to a solar cell module.
  • Patent Document 1 discloses a solar cell between a transparent light-receiving surface side sealing material containing an ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA) and a white back surface side sealing material containing an ethylene / vinyl acetate copolymer. Is described.
  • EVA ethylene / vinyl acetate copolymer
  • the main object of the present invention is to provide a solar cell module having improved reliability and improved output characteristics.
  • the solar cell module according to the present invention includes a sealing material and a solar cell.
  • the solar cell is arranged in the sealing material.
  • the sealing material has a light receiving surface side sealing material and a colored back surface side sealing material.
  • the light-receiving surface side sealing material is located on the light-receiving surface side of the solar cell.
  • the back surface side sealing material is located on the back surface side of the solar cell.
  • the back side sealing material contains an ethylene / vinyl acetate copolymer.
  • the interface between the back surface side sealing material and the light receiving surface side sealing material is in contact with the side surface of the solar cell. In a part of the region where the solar cell is not provided, the back surface side sealing material is raised on the light receiving surface side.
  • a solar cell module having improved reliability and improved output characteristics can be provided.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a solar cell module according to a first modification.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a solar cell module according to a second modification.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a solar cell module according to a third modification.
  • the solar cell module 1 has a plurality of solar cells 12 electrically connected by wiring members 15.
  • the plurality of solar cells 12 are arranged in a matrix at intervals.
  • the solar cell module may include only one solar cell.
  • the type of solar cell 12 is not particularly limited.
  • the solar cell 12 can be composed of, for example, a crystalline silicon solar cell or a thin film solar cell. Solar cell 12 may generate electricity only when light is received at light receiving surface 12a.
  • the solar cell 12 may be a double-sided light receiving solar cell that generates power not only when it receives light at the light receiving surface 12a but also when it receives light at the back surface 12b.
  • the “light receiving surface” means a main surface that mainly receives light.
  • the plurality of solar cells 12 are arranged in the sealing material 13.
  • the plurality of solar cells 12 are sealed with a sealing material 13.
  • the sealing material 13 includes a light receiving surface side sealing material 13a and a back surface side sealing material 13b.
  • the back surface side sealing material 13b is located on the back surface 12b side of the solar cell 12.
  • the back surface side sealing material 13b contains an ethylene / vinyl acetate copolymer which is a crosslinkable resin.
  • the back surface side sealing material 13b may be made of an ethylene / vinyl acetate copolymer, or may be made of a resin composition containing an ethylene / vinyl acetate copolymer.
  • the light receiving surface side sealing material 13 a is located on the light receiving surface 12 a side of the solar cell 12.
  • the light-receiving surface side sealing material 13a does not contain an ethylene / vinyl acetate copolymer.
  • the light-receiving surface side sealing material 13a can be comprised by the resin composition containing polyolefin which is non-crosslinkable resin, and polyolefin, for example.
  • the back side sealing material 13b is colored.
  • the back surface side sealing material 13b contains pigments, such as a titanium oxide, for example. For this reason, a part of the light incident on the back surface side sealing material 13b from the light receiving surface 12a side is reflected to the light receiving surface 12a side.
  • the light receiving surface side protection member 10 is disposed on the light receiving surface side sealing material 13a.
  • the back surface side protection member 11 is disposed on the back surface side sealing material 13b. Therefore, the sealing material 13 is filled between the light receiving surface side protection member 10 and the back surface side protection member 11.
  • the light-receiving surface side protection member 10 can be formed of a glass plate or a ceramic plate.
  • the back surface side protection member 11 can be comprised by the resin sheet, Preferably, the resin sheet which does not contain barrier layers, such as a metal layer and an inorganic oxide layer.
  • the water vapor transmission rate of the light receiving surface side protection member 10 is preferably lower than the water vapor transmission rate of the back surface side protection member 11, and more preferably 0.1 times or less than the water vapor transmission rate of the back surface side protection member 11.
  • At least one side surface 12c of at least one solar cell of the plurality of solar cells 12 is in contact with an interface 13c between the back surface side sealing material 13b and the light receiving surface side sealing material 13a.
  • all the side surfaces 12c of the plurality of solar cells 12 may be in contact with the interface 13c, for example, only the side surface 12c of the solar cell 12 facing the side surface 12c of the other solar cell 12 may be in contact with the interface 13c. . That is, it is not always necessary that all the side surfaces 12c are in contact with the interface 13c.
  • the back surface side sealing material 13b is raised on the light receiving surface 12a side. In a part of the region where the solar cell 12 is not provided, it is preferable that the back side sealing material 13b reaches the light receiving surface 12a side rather than the light receiving surface 12a. In all the areas where the solar cells 12 are not provided, the back surface side sealing material 13b may be raised on the light receiving surface 12a side. For example, in only at least one of the areas between the adjacent solar cells 12, The back surface side sealing material 13b may protrude to the light receiving surface 12a side. That is, it is not always necessary that the back surface side sealing material 13b is raised on the light receiving surface 12a side in the entire region where the solar cell 12 is not provided.
  • the interface 13c is in contact with the side surface 12c.
  • the back surface side sealing material 13b is contacting the back surface 12b of the solar cell 12, and a part of side surface 12c.
  • the back surface side sealing material 13b contains an ethylene / vinyl acetate copolymer which is a crosslinkable resin.
  • the back surface side sealing material 13b has low fluidity at high temperatures. Therefore, even if the temperature of the solar cell module 1 rises, the solar cell 12 is not easily displaced. Therefore, the solar cell module 1 having improved reliability can be realized.
  • the acetic acid generated in the back surface side sealing material 13b containing the ethylene / vinyl acetate copolymer is the back surface side protection member. 11 is easily released to the outside of the solar cell module 1. Therefore, deterioration of the solar cell 12 and the like due to acetic acid can be suppressed. Therefore, further improved reliability can be obtained.
  • the light-receiving surface side protection member 10 When the light-receiving surface side protection member 10 is made of a glass plate or a ceramic plate, and the water vapor transmission rate of the light-receiving surface side protection member 10 is low, acetic acid in the sealing material 13 passes through the light-receiving surface side protection member 10. It is difficult to be discharged outside the solar cell module 1.
  • the light-receiving surface side sealing material 13a does not include an ethylene / vinyl acetate copolymer that generates acetic acid. Therefore, acetic acid is not generated in the light-receiving surface side sealing material 13 a disposed between the solar cell 12 and the light-receiving surface side protection member 10. Further, the interface 13c is in contact with the side surface 12c.
  • the back surface side sealing material 13b is not located on the light receiving surface 12a. Therefore, acetic acid is less likely to occur in the portion on the light receiving surface 12a side than the solar cell 12 where acetic acid is less likely to be discharged. As a result, deterioration of the solar cell 12 and the like due to acetic acid is more effectively suppressed. Therefore, improved reliability can be realized.
  • the interface 13c is raised toward the light receiving surface 12a.
  • the distance between the back surface side sealing material 13b and the light-receiving surface side protection member 10 is short. Therefore, the light path length until the light incident from the light receiving surface 12 a side is reflected by the back surface side sealing material 13 b and the light receiving surface side protection member 10 and enters the solar cell 12 is short. Therefore, the incident efficiency of light to the solar cell 12 can be increased. As a result, improved output characteristics can be realized. That is, the solar cell module 1 has improved reliability and improved output characteristics.
  • the back surface side sealing material 13b When the back surface side sealing material 13b is closer to the light receiving surface 12a side than the light receiving surface 12a, the light incident from the light receiving surface 12a side is reflected by the back surface side sealing material 13b and the light receiving surface side protection member 10, and the solar cell.
  • the optical path length until it enters 12 becomes shorter. Therefore, more improved output characteristics can be realized.
  • a contact portion 13c1 of the interface 13c with the side surface 12c extends substantially perpendicular to the side surface 12c.
  • the present invention is not limited to this configuration.
  • the angle formed by the contact portion 13c1 and the side surface 12c may be an acute angle.
  • the size of the angle formed by the contact portion 13c1 and the side surface 12c may be an obtuse angle.
  • the size of the angle formed by the contact portion 13c1 on one side of the one interface 13c and the side surface 12c may be different from the size of the angle formed by the contact portion 13c1 on the other side and the side surface 12c.
  • the angle between the contact portion 13c1 on one side of the one interface 13c and the side surface 12c is an obtuse angle and the angle between the contact portion 13c1 on the other side and the side surface 12c is an acute angle, Good.
  • the solar cell module 1 includes, for example, a light receiving surface side protective member 10, a resin sheet for configuring the light receiving surface side sealing material 13a, a solar cell 12, a resin sheet for configuring the back surface side sealing material 13b, and the back surface side. It can be manufactured by laminating a laminate in which the protective member 11 is laminated in this order. By changing the pressure and temperature at the time of laminating, it is possible to control the protrusion of the back surface side sealing material 13b. Specifically, when the pressure at the time of laminating is lowered, the back surface side sealing material 13b is easily raised. When the pressure at the time of laminating is increased, the back surface side sealing material 13b is unlikely to rise.
  • the back surface side sealing material 13b When the temperature at the time of laminating is lowered, the back surface side sealing material 13b is easily raised. When the temperature at the time of laminating is increased, the back surface side sealing material 13b is unlikely to rise. Thus, the position and shape of the interface 13c can be controlled by controlling the protrusion of the back surface side sealing material 13b.

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Abstract

　改善された信頼性及び改善された出力特性を有する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、封止材１３と、太陽電池１２とを備える。太陽電池１２は、封止材１３中に配されている。封止材１３は、受光面側封止材１３ａと、着色された裏面側封止材１３ｂとを有する。受光面側封止材１３ａは、太陽電池１２の受光面１２ａ側に位置している。裏面側封止材１３ｂは、太陽電池１２の裏面１２ｂ側に位置している。裏面側封止材１３ｂは、エチレン・酢酸ビニル共重合体を含む。裏面側封止材１３ｂと受光面側封止材１３ａとの界面１３ｃが太陽電池１２の側面１２ｃと接している。太陽電池１２が設けられていない領域の一部において、裏面側封止材１３ｂが受光面１２ａ側に隆起している。

Description

太陽電池モジュール
　本発明は、太陽電池モジュールに関する。
　特許文献１には、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を含む透明な受光面側封止材と、エチレン・酢酸ビニル共重合体を含む白色の裏面側封止材との間に太陽電池が配された太陽電池モジュールが記載されている。
特開２００５－５０９２８号公報
　太陽電池モジュールの信頼性と出力特性とをさらに改善したいという要望がある。
　本発明は、改善された信頼性及び改善された出力特性を有する太陽電池モジュールを提供することを主な目的とする。
　本発明に係る太陽電池モジュールは、封止材と、太陽電池とを備える。太陽電池は、封止材中に配されている。封止材は、受光面側封止材と、着色された裏面側封止材とを有する。受光面側封止材は、太陽電池の受光面側に位置している。裏面側封止材は、太陽電池の裏面側に位置している。裏面側封止材は、エチレン・酢酸ビニル共重合体を含む。裏面側封止材と受光面側封止材との界面が太陽電池の側面と接している。太陽電池が設けられていない領域の一部において、裏面側封止材が受光面側に隆起している。
　本発明によれば、改善された信頼性及び改善された出力特性を有する太陽電池モジュールを提供することができる。
図１は、本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的平面図である。 図２は、図１の線ＩＩ－ＩＩ部分の略図的断面図である。 図３は、第１の変形例に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。 図４は、第２の変形例に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。 図５は、第３の変形例に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
　以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
　また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
　図１及び図２に示されるように、太陽電池モジュール１は、配線材１５によって電気的に接続された複数の太陽電池１２を有する。複数の太陽電池１２は、相互に間隔をおいてマトリクス状に配されている。もっとも、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や薄膜太陽電池等により構成することができる。太陽電池１２は、受光面１２ａにおいて受光した際にのみ発電するものであってもよい。太陽電池１２は、受光面１２ａにおいて受光したときのみならず、裏面１２ｂにおいて受光したときにも発電する両面受光型の太陽電池であってもよい。ここで、「受光面」とは、主として受光する主面のことをいう。
　複数の太陽電池１２は、封止材１３中に配されている。複数の太陽電池１２は、封止材１３によって封止されている。封止材１３は、受光面側封止材１３ａと、裏面側封止材１３ｂとを有する。
　裏面側封止材１３ｂは、太陽電池１２の裏面１２ｂ側に位置する。裏面側封止材１３ｂは、架橋性樹脂であるエチレン・酢酸ビニル共重合体を含む。裏面側封止材１３ｂは、エチレン・酢酸ビニル共重合体により構成されていてもよいし、エチレン・酢酸ビニル共重合体を含む樹脂組成物により構成されていてもよい。受光面側封止材１３ａは、太陽電池１２の受光面１２ａ側に位置する。受光面側封止材１３ａは、エチレン・酢酸ビニル共重合体を含まない。受光面側封止材１３ａは、例えば、非架橋性樹脂であるポリオレフィンや、ポリオレフィンを含む樹脂組成物により構成することができる。
　裏面側封止材１３ｂは、着色されている。裏面側封止材１３ｂは、例えば、酸化チタンなどの顔料を含む。このため、受光面１２ａ側から裏面側封止材１３ｂに入射した光の一部は、受光面１２ａ側に反射される。
　受光面側封止材１３ａの上には、受光面側保護部材１０が配されている。裏面側封止材１３ｂの上には、裏面側保護部材１１が配されている。従って、封止材１３は、受光面側保護部材１０と裏面側保護部材１１との間に充填されている。
　受光面側保護部材１０は、ガラス板またはセラミック板により構成することができる。裏面側保護部材１１は、樹脂シート、好ましくは、金属層や無機酸化物層などのバリア層を含まない樹脂シートにより構成することができる。受光面側保護部材１０の水蒸気透過率は、裏面側保護部材１１の水蒸気透過率よりも低いことが好ましく、裏面側保護部材１１の水蒸気透過率の０．１倍以下であることがより好ましい。
　複数の太陽電池１２の少なくともひとつの太陽電池の少なくともひとつの側面１２ｃは、裏面側封止材１３ｂと受光面側封止材１３ａとの界面１３ｃと接している。複数の太陽電池１２のすべての側面１２ｃが界面１３ｃと接していてもよいが、例えば、他の太陽電池１２の側面１２ｃと対向する太陽電池１２の側面１２ｃのみが界面１３ｃと接していてもよい。すなわち、すべての側面１２ｃが界面１３ｃと接している必要は必ずしもない。
　太陽電池１２が設けられていない領域の一部において、裏面側封止材１３ｂが受光面１２ａ側に隆起している。太陽電池１２が設けられていない領域の一部において、裏面側封止材１３ｂが受光面１２ａよりも受光面１２ａ側に至っていることが好ましい。太陽電池１２が設けられていない領域のすべてにおいて、裏面側封止材１３ｂが受光面１２ａ側に隆起していてもよいが、例えば、隣り合う太陽電池１２の間の領域の少なくともひとつのみにおいて、裏面側封止材１３ｂが受光面１２ａ側に隆起していてもよい。すなわち、太陽電池１２が設けられていない領域のすべてにおいて、裏面側封止材１３ｂが受光面１２ａ側に隆起している必要は必ずしもない。
　上述のように、界面１３ｃが側面１２ｃに接している。このため、裏面側封止材１３ｂが太陽電池１２の裏面１２ｂと側面１２ｃの一部とに接触している。裏面側封止材１３ｂは、架橋性樹脂であるエチレン・酢酸ビニル共重合体を含む。このため、裏面側封止材１３ｂは、高温下における流動性が低い。よって、太陽電池モジュール１の温度が上昇した場合であっても、太陽電池１２が変位しにくい。従って、改善された信頼性を有する太陽電池モジュール１を実現することができる。
　裏面側保護部材１１の水蒸気透過率が受光面側保護部材１０の水蒸気透過率よりも高い場合は、エチレン・酢酸ビニル共重合体を含む裏面側封止材１３ｂにおいて発生した酢酸が裏面側保護部材１１を経由して太陽電池モジュール１外に放出されやすい。よって、酢酸による太陽電池１２等の劣化を抑制することができる。従って、さらに改善された信頼性を得ることができる。
　受光面側保護部材１０がガラス板やセラミック板などからなり、受光面側保護部材１０の水蒸気透過率が低い場合は、封止材１３中の酢酸は、受光面側保護部材１０を経由して太陽電池モジュール１外に排出されにくい。ここで、太陽電池モジュール１では、受光面側封止材１３ａが、酢酸を発生させるエチレン・酢酸ビニル共重合体を含まない。よって、太陽電池１２と受光面側保護部材１０との間に配された受光面側封止材１３ａにおいては酢酸が発生しない。また、界面１３ｃが側面１２ｃに接している。このため、裏面側封止材１３ｂが受光面１２ａの上には位置していない。従って、酢酸が排出されにくい太陽電池１２よりも受光面１２ａ側の部分には酢酸が生じ難い。その結果、酢酸による太陽電池１２等の劣化がより効果的に抑制されている。従って、より改善された信頼性を実現することができる。
　酢酸が排出されにくい太陽電池よりも受光面側の部分に酢酸が生じにくくする観点からは、受光面側封止材と裏面側封止材との界面を受光面側に隆起させないことが考えられる。しかしながら、この場合は、受光面側保護部材と裏面側封止材との間の距離が長くなる。このため、受光面側から入射した光が裏面側封止材によって反射され、その後、受光面側保護部材によって反射されて太陽電池に至るまでの光路長が長い。よって、太陽電池への光の入射効率が低くなる。
　それに対して太陽電池モジュール１では、界面１３ｃが受光面１２ａ側に隆起している。このため、裏面側封止材１３ｂと受光面側保護部材１０との間の距離が短い。よって、受光面１２ａ側から入射した光が裏面側封止材１３ｂ及び受光面側保護部材１０によって反射されて太陽電池１２に入射するまでの光路長が短い。従って、太陽電池１２への光の入射効率を高めることができる。その結果、改善された出力特性を実現することができる。すなわち、太陽電池モジュール１は、改善された信頼性を有すると共に、改善された出力特性を有する。
　裏面側封止材１３ｂが受光面１２ａよりも受光面１２ａ側に至っている場合は、受光面１２ａ側から入射した光が裏面側封止材１３ｂ及び受光面側保護部材１０によって反射されて太陽電池１２に入射するまでの光路長がより短くなる。従って、より改善された出力特性を実現することができる。
　図２に示されるように、太陽電池モジュール１では、界面１３ｃの側面１２ｃとの接触部１３ｃ１が側面１２ｃと略垂直に延びている。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、図３に示されるように、接触部１３ｃ１と側面１２ｃとのなす角の大きさが鋭角であってもよい。図４に示されるように、接触部１３ｃ１と側面１２ｃとのなす角の大きさが鈍角であってもよい。図５に示されるように、側面１２ｃとのなす角の大きさが相互に異なる接触部１３ｃ１が存在してもよい。例えば、一の界面１３ｃの一方側の接触部１３ｃ１と側面１２ｃとのなす角の大きさと、他方側の接触部１３ｃ１と側面１２ｃとのなす角の大きさとが異なっていてもよい。例えば、一の界面１３ｃの一方側の接触部１３ｃ１と側面１２ｃとのなす角の大きさが鈍角であり、他方側の接触部１３ｃ１と側面１２ｃとのなす角の大きさが鋭角であってもよい。
　太陽電池モジュール１は、例えば、受光面側保護部材１０、受光面側封止材１３ａを構成するための樹脂シート、太陽電池１２、裏面側封止材１３ｂを構成するための樹脂シート及び裏面側保護部材１１がこの順番で積層された積層体をラミネートすることにより製造することができる。このラミネート時の圧力及び温度を変更することによって、裏面側封止材１３ｂの隆起を制御することができる。具体的には、ラミネート時の圧力を低くすると、裏面側封止材１３ｂが隆起しやすくなる。ラミネート時の圧力を高くすると、裏面側封止材１３ｂが隆起しにくくなる。ラミネート時の温度を低くすると、裏面側封止材１３ｂが隆起しやすくなる。ラミネート時の温度を高くすると、裏面側封止材１３ｂが隆起しにくくなる。このように、裏面側封止材１３ｂの隆起を制御することによって、界面１３ｃの位置及び形状を制御することができる。
１…太陽電池モジュール
１０…受光面側保護部材
１１…裏面側保護部材
１２…太陽電池
１２ａ…受光面
１２ｂ…裏面
１２ｃ…側面
１３…封止材
１３ａ…受光面側封止材
１３ｂ…裏面側封止材
１３ｃ…界面
１３ｃ１…接触部

Claims (6)

  1. 　封止材と、
    　前記封止材中に配された太陽電池と、
    を備え、
    　前記封止材は、
    　前記太陽電池の受光面側に位置する受光面側封止材と、
    　前記太陽電池の裏面側に位置し、着色された裏面側封止材と、
    を有し、
    　前記裏面側封止材は、エチレン・酢酸ビニル共重合体を含み、
    　前記裏面側封止材と前記受光面側封止材との界面が前記太陽電池の側面と接しており、
    　前記太陽電池が設けられていない領域の一部において、前記裏面側封止材が前記受光面側に隆起している、太陽電池モジュール。
  2. 　請求項１に記載の太陽電池モジュールであって、
    　前記太陽電池が設けられていない領域の一部において、前記裏面側封止材が前記受光面よりも前記受光面側に至っている、太陽電池モジュール。
  3. 　請求項１または２に記載の太陽電池モジュールであって、
    　前記受光面側封止材が、エチレン・酢酸ビニル共重合体を含まない、太陽電池モジュール。
  4. 　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であって、
    　前記受光面側封止材が、ポリオレフィンを含む、太陽電池モジュール。
  5. 　請求項１～４のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールであって、
    　前記受光面側封止材の上に配された受光面側保護部材と、
    　前記裏面側封止材の上に配された裏面側保護部材と、
    をさらに備え、
    　前記裏面側保護部材の水蒸気透過率が、前記受光面側保護部材の水蒸気透過率よりも高い、太陽電池モジュール。
  6. 　請求項５に記載の太陽電池モジュールであって、
    　前記受光面側保護部材が、ガラス板またはセラミック板により構成されており、
    　前記裏面側保護部材が、樹脂シートにより構成されている、太陽電池モジュール。
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