JP2013038321A

JP2013038321A - 太陽電池モジュール

Info

Publication number: JP2013038321A
Application number: JP2011174965A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Kadonaga; 泰男門永
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2011-08-10
Filing date: 2011-08-10
Publication date: 2013-02-21

Abstract

【課題】軽量でありつつ、耐湿性に優れた太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】太陽電池モジュール１は、太陽電池１０と、受光面側保護部材１１と、裏面側保護部材１２とを含む。太陽電池１０は、受光面１０ａ及び裏面１０ｂを有する。受光面側保護部材１１は、太陽電池１０の受光面１０ａ側に配されている。裏面側保護部材１２は、太陽電池１０の裏面１０ｂ側に配されている。受光面側保護部材１１は、ガラス層と樹脂層とを含む積層体により構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池モジュールに関する。

近年、環境負荷が小さなエネルギー源として、太陽電池モジュールに対する注目が高まってきている。例えば特許文献１に記載のように、太陽電池モジュールでは、水分により劣化しやすい太陽電池は、受光面側保護部材と裏面側保護部材との間に配された充填材層内に設けられている。特許文献１には、受光面側保護部材をガラス板により構成し、裏面側保護部材を可撓性板ガラスとＰＶＦフィルムとの積層体により構成することが記載されている。特許文献１には、裏面側保護部材を可撓性板ガラスとＰＶＦフィルムとの積層体により構成することにより、太陽電池モジュールの重量増大を抑制しつつ、太陽電池モジュールの耐湿性を高めることができる旨が記載されている。

特開２００１−２４４４８６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の太陽電池モジュールでは、太陽電池モジュールを十分に軽量化することが困難であるという問題がある。

本発明の目的は、軽量でありつつ、耐湿性に優れた太陽電池モジュールを提供することにある。

本発明に係る太陽電池モジュールは、太陽電池と、受光面側保護部材と、裏面側保護部材とを含む。太陽電池は、受光面及び裏面を有する。受光面側保護部材は、太陽電池の受光面側に配されている。裏面側保護部材は、太陽電池の裏面側に配されている。受光面側保護部材は、ガラス層と樹脂層とを含む積層体により構成されている。

本発明によれば、軽量でありつつ、耐湿性に優れた太陽電池モジュールを提供することができる。

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断面図である。本発明の一実施形態における受光面側保護部材の略図的断面図である。第１の変形例に係る受光面側保護部材の略図的断面図である。第２の変形例に係る受光面側保護部材の略図的断面図である。第３の変形例に係る受光面側保護部材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。

（第１の実施形態）
図１に示すように、本実施形態の太陽電池モジュール１は、複数の太陽電池１０を備えている。複数の太陽電池１０は、配線材３０によって電気的に接続されている。太陽電池１０は、受光面１０ａと、裏面１０ｂとを備えている。ここで、受光面１０ａとは、主として光を受光する面である。太陽電池１０は、受光面１０ａ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１０ａにおいて受光したときのみならず裏面１０ｂ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。なお、太陽電池１０の種類は、特に限定されない。太陽電池１０は、結晶性シリコン太陽電池、薄膜太陽電池等であってもよい。

太陽電池１０の受光面１０ａ側には、受光面側保護部材１１が配されている。一方、太陽電池１０の裏面１０ｂ側には、裏面側保護部材１２が配されている。受光面側保護部材１１と裏面側保護部材１２との間には、充填材層１３が配されている。複数の太陽電池１０は、この充填材層１３により封止されている。なお、充填材層１３は、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリエチレン(ＰＥ)、ポリウレタン(ＰＵ)などの樹脂により構成することができる。

図２に示すように、受光面側保護部材１１は、充填材層１３上にガラス層２１と、樹脂層２２とがこの順番で積層された積層体２０により構成されている。このため、受光面側保護部材１１は、軽量でありつつ、水蒸気透過度が低いものである。従って、軽量でありつつ、耐湿性に優れた太陽電池モジュール１を得ることができる。

太陽電池モジュール１をより軽量化する観点からは、積層体２０の総厚みｔ_０に対する樹脂層２２の厚みｔ_１の比（（樹脂層２２の厚みｔ_１）／（積層体２０の総厚みｔ_０））が０．１以上であることが好ましく、０．５以上であることがより好ましい。積層体２０の総厚みｔ_０に対するガラス層２１の厚みｔ_２の比（（ガラス層２１の厚みｔ_２）／（積層体２０の総厚みｔ_０））が０．９以下であることが好ましく、０．５以下であることがより好ましい。但し、（樹脂層２２の厚みｔ_１）／（積層体２０の総厚みｔ_０）が大きすぎ、（ガラス層２１の厚みｔ_２）／（積層体２０の総厚みｔ_０）が小さすぎると、ガラス層２１が割れやすくなる場合がある。よって、（樹脂層２２の厚みｔ_１）／（積層体２０の総厚みｔ_０）は、０．９５以下であることが好ましい。（ガラス層２１の厚みｔ_２）／（積層体２０の総厚みｔ_０）は、０．０５以上であることが好ましい。具体的には、樹脂層２２の厚みｔ_１は、０．３ｍｍ〜５．７ｍｍであることが好ましく、４．２ｍｍ〜５．７ｍｍであることがより好ましい。ガラス層２１の厚みｔ_２は、０．１５ｍｍ〜５．４ｍｍであることが好ましく、０．１５ｍｍ〜３ｍｍであることがより好ましい。

樹脂層２２は、水蒸気透過率が低く、且つ耐加水分解性有し、紫外線照射による劣化が少ない樹脂からなることが好ましい。具体的には、樹脂層２２が、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂及びポリ塩化ビニル樹脂からなる群から選ばれた少なくとも一種の樹脂を含むことが好ましい。

樹脂層２２は、紫外線吸収剤を含んでいることが好ましい。この場合、紫外線吸収材としては、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、サリシレート系化合物、シアノアクリルレート系化合物、ニッケル系化合物、トリアジン系化合物等を用いることができる。

具体的には、本実施形態では、積層体２０は、充填材層１３の上に配されたガラス層２１と、ガラス層２１の上に配された樹脂層２２と、ガラス層２１と樹脂層２２とを接着している接着層２３とにより構成されている。このように、本実施形態では、積層体２０の最外層が樹脂層２２により構成されているため、ガラス層２１に加わる外部からの衝撃や、太陽電池モジュール作成時におけるラミネート時の圧力よるガラス層２１の割れを効果的に抑制することができる。また、ガラスが破損した場合であっても、ガラスの破片が飛散することを防止することができる。

なお、接着層２３は、透明で、ガラス層２１と樹脂層２２とを接着できるものであればよく、例えば、ＥＶＡ、ＰＶＢ、ＰＥ、ＰＵなどの樹脂の他、変性シリコン樹脂製接着剤、エポキシ系接着剤等の樹脂接着剤の硬化物により構成することができる。

裏面側保護部材１２の構成は、特に限定されない。裏面側保護部材１２は、樹脂フィルム、金属層が介在している樹脂フィルムにより構成されていてもよいし、受光面側保護部材１１と同様に積層体２０により構成されていてもよい。すなわち、受光面側保護部材１１と裏面側保護部材１２との両方が積層体２０により構成されていてもよい。

受光面側保護部材１１と裏面側保護部材１２とのそれぞれの表面の上には、反射抑制層が配されていてもよい。

（第１〜第３の変形例）
第１〜第３の変形例に係る太陽電池モジュールは、上記実施形態の太陽電池モジュール１と受光面側保護部材１１の構成において異なる。

第１の変形例では、図３に示すように、受光面側保護部材１１を構成している積層体２０は、充填材層１３の上に配された樹脂層２２ａと、樹脂層２２ａの上に配されたガラス層２１ａとを備えている。樹脂層２２ａとガラス層２１ａとは接着層２３により接着されている。この場合であっても、上記実施形態と同様に、軽量でありつつ、耐湿性に優れた太陽電池モジュールを得ることができる。また、最外層がガラス２１ａであるため、太陽電池モジュールの防火性を向上させるとともに、積層した砂塵などによって傷が生じることを抑制することができる。加えて、充填材層１３の上に樹脂層２２ａを介してガラス層２１ａが配置されるため、ガラス層２１ａに含まれるナトリウムなどのアルカリ成分の太陽電池モジュール内へ溶け出すことを防止し、信頼性を向上させることができる。

第１の変形例においては、積層体２０の総厚みｔ_０に対する樹脂層２２ａの厚みｔ_１２の比（（樹脂層２２ａの厚みｔ_１２）／（積層体２０の総厚みｔ_０））は、０．１〜０．９５であることが好ましく、０．１〜０．５であることがより好ましい。積層体２０の総厚みｔ_０に対するガラス層２１ａの厚みｔ_１１の比（（ガラス層２１ａの厚みｔ_１１）／（積層体２０の総厚みｔ_０））は、０．０５〜０．９であることが好ましく、０．５〜０．９であることがより好ましい。樹脂層２２ａの厚みｔ_１２は、０．３ｍｍ〜５．７ｍｍであることが好ましく、０．３ｍｍ〜３ｍｍであることがより好ましい。ガラス層２１ａの厚みｔ_１１は、０．１５ｍｍ〜５．４ｍｍであることが好ましく、１．５ｍｍ〜５．４ｍｍであることがより好ましい。

第２の変形例では、図４に示すように、受光面側保護部材１１を構成している積層体２０は、充填材層１３の上に配された第１のガラス層２１ｂと、第１のガラス層２１ｂの上に配された樹脂層２２ｂと、樹脂層２２ｂの上に配された第２のガラス層２１ｃとを備えている。第１及び第２のガラス層２１ｂ、２１ｃのそれぞれと樹脂層２２ｂとは接着層２３により接着されている。この場合であっても、上記実施形態と同様に、軽量でありつつ、耐湿性に優れた太陽電池モジュールを得ることができる。また、一部を樹脂とすることで、軽量化を図ることができる。また、最外層が第２のガラス層２１ｃであるため、太陽電池モジュールの防火性を向上させるとともに、積層した砂塵などにより傷が発生することを抑制することができる。また、第２の変形例では、ガラス層で樹脂層が挟持されている。これにより、ガラスが破損した場合であってもガラスの破片が飛散することを防止することができる。さらに、強化ガラスを用いなくても衝撃に対する強度も高めることができる。

第２の変形例においては、積層体２０の総厚みｔ_０に対する樹脂層２２ｂの厚みｔ_２２の比（（樹脂層２２ｂの厚みｔ_２２）／（積層体２０の総厚みｔ_０））は、０．２〜０．８であることが好ましく、０．６〜０．８であることがより好ましい。積層体２０の総厚みｔ_０に対する第１及び第２のガラス層２１ｂ、２１ｃの厚みｔ_２３＋ｔ_２１の比（（第１及び第２のガラス層２１ｂ、２１ｃの厚みｔ_２３＋ｔ_２１）／（積層体２０の総厚みｔ_０））は、０．２〜０．８であることが好ましく、０．２〜０．４であることがより好ましい。第１のガラス層２１ｂの厚みｔ_２３は、０．３ｍｍ〜２．４ｍｍであることが好ましく、０．３ｍｍ〜１ｍｍであることがより好ましい。樹脂層２２ｂの厚みｔ_２２は、０．３ｍｍ〜４．８ｍｍであることが好ましく、０．６ｍｍ〜４．２ｍｍであることがより好ましい。第２のガラス層２１ｃの厚みｔ_２１は、０．３ｍｍ〜２．４ｍｍであることが好ましく、０．３ｍｍ〜２ｍｍであることがより好ましい。

なお、最外層が第２のガラス層２１ｃである第２の変形例においては、衝撃に対する強度を高めるために、第２のガラス層２１ｃの厚みが、第１のガラス層２１ｂの厚みよりも大きいことが好ましい。

第３の変形例では、図５に示すように、受光面側保護部材１１を構成している積層体２０は、充填材層１３の上に配された第１の樹脂層２２ｃと、第１の樹脂層２２ｃの上に配されたガラス層２１ｄと、ガラス層２１ｄの上に配された第２の樹脂層２２ｄとを備えている。第１及び第２の樹脂層２２ｃ、２２ｄのそれぞれとガラス層２１ｄとは接着層２３により接着されている。この場合であっても、上記実施形態と同様に、軽量でありつつ、耐湿性に優れた太陽電池モジュールを得ることができる。また、ガラス層を樹脂層で挟むことにより、衝撃に対する強度も高めることができる。加えて、充填材層１３の上に樹脂層２２ｃを介してガラス層２１ｄが配置されるため、ガラス層２１ｃに含まれるナトリウムなどのアルカリ成分の太陽電池モジュール内へ溶け出すことを防止し、信頼性を向上させることができる。

第３の変形例においては、積層体２０の総厚みｔ_０に対する第１及び第２の樹脂層２２ｃ、２２ｄの厚みｔ_３３＋ｔ_３１の比（（第１及び第２の樹脂層２２ｃ、２２ｄの厚みｔ_３３＋ｔ_３１）／（積層体２０の総厚みｔ_０））は、０．１〜０．９５であることが好ましく、０．２５〜０．９５であることがより好ましい。積層体２０の総厚みｔ_０に対するガラス層２１ｄの厚みｔ_３２の比（（ガラス層２１ｄの厚みｔ_３２）／（積層体２０の総厚みｔ_０））は、０．０５〜０．９であることが好ましく、０．０５〜０．７５であることがより好ましい。第１の樹脂層２２ｃの厚みｔ_３３は、０．１５ｍｍ〜２．３５ｍｍであることが好ましく、０．３７５ｍｍ〜２．８５ｍｍであることがより好ましい。ガラス層２１ｄの厚みｔ_３２は、０．１５ｍｍ〜５．４ｍｍであることが好ましく、０．１５ｍｍ〜４．５ｍｍであることがより好ましい。第２の樹脂層２２ｄの厚みｔ_３１は、０．１５ｍｍ〜２．３５ｍｍであることが好ましく、０．３７５ｍｍ〜２．８５ｍｍであることがより好ましい。

なお、裏面側保護部材１２を第１〜第３の変形例における積層体２０により構成してもよい。

本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態を含む。例えば、ガラス層２１，２１ａ〜２１ｄは、複数のガラス層の積層体により構成されていてもよい。この場合において、隣り合うガラス層は、樹脂接着剤等の接着剤により接着されていてもよい。樹脂層２２，２２ａ〜２２ｄは、複数の樹脂層の積層体により構成されていてもよい。この場合において隣り合う樹脂層は、樹脂接着剤等の接着剤により接着されていてもよい。

少なくともひとつのガラス層と少なくともひとつの樹脂層とを含む積層体は、例えばモールド等の方法により、接着剤を用いずに一体化されていてもよい。

太陽電池モジュールは、ひとつの太陽電池を有するものであってもよい。

樹脂層の接着面には、エンボス加工が施されていてもよい。

以上のように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態を含む。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

１…太陽電池モジュール
１０…太陽電池
１０ａ…受光面
１０ｂ…裏面
１１…受光面側保護部材
１２…裏面側保護部材
１３…充填材層
２０…積層体
２１，２１ａ〜２１ｄ…ガラス層
２２，２２ａ〜２２ｄ…樹脂層
２３…接着層
３０…配線材

Claims

受光面及び裏面を有する太陽電池と、
前記太陽電池の前記受光面側に配された受光面側保護部材と、
前記太陽電池の前記裏面側に配された裏面側保護部材と、
を備え、
前記受光面側保護部材は、ガラス層と樹脂層とを含む積層体により構成されている、太陽電池モジュール。
前記積層体の総厚みに対する前記樹脂層の厚みの比（（樹脂層の厚み）／（積層体の総厚み））が、０．１以上である、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
前記樹脂層の厚みが０．３ｍｍ〜５．７ｍｍである、請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
前記ガラス層の厚みが０．１５ｍｍ〜５．４ｍｍである、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。
前記樹脂層は、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂及びポリ塩化ビニル樹脂からなる群から選ばれた少なくとも一種の樹脂を含む、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。
前記樹脂層は、紫外線吸収剤を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
前記裏面側保護部材がガラス層と樹脂層とを含む積層体により構成されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
前記受光面側保護部材と前記裏面側保護部材との少なくとも一方は、前記充填材層の上に配されたガラス層と、前記ガラス層の上に配された樹脂層とにより構成されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
前記受光面側保護部材と前記裏面側保護部材との少なくとも一方は、前記充填材層の上に配された樹脂層と、前記樹脂層の上に配されたガラス層とにより構成されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
前記受光面側保護部材と前記裏面側保護部材との少なくとも一方は、前記充填材層の上に配された第１のガラス層と、前記第１のガラス層の上に配された樹脂層と、前記樹脂層の上に配された第２のガラス層とにより構成されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
前記受光面側保護部材と前記裏面側保護部材との少なくとも一方は、前記充填材層の上に配された第１の樹脂層と、前記第１の樹脂層の上に配されたガラス層と、前記ガラス層の上に配された第２の樹脂層とにより構成されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。