(57)【要約】【課題】耐候性を向上した太陽電池モジュール及びその製造方法を提供する。【解決手段】下側保護材６、下側封止材５、太陽電池セルシート１、透明な上側封止材２、透明な上側保護材３および透明な表面コート材４が順に積層されており、前記上側封止材２と前記上側保護材３との界面、前記上側保護材３と前記表面コート材４との界面、および前記表面コート材４の表面が凹凸になっていることを特徴とする。【選択図】図１
2014013859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下側保護材、下側封止材、太陽電池セルシート、透明な上側封止材、透明な上側保護材および透明な表面コート材が順に積層されており、
前記上側封止材と前記上側保護材との界面、前記上側保護材と前記表面コート材との界面、および前記表面コート材の表面が凹凸になっている太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記表面コート材の表面の凹凸の高さよりも前記表面コート材の厚さが薄いことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記表面コート材として、透明なシリコーン樹脂、透明なアクリル樹脂、または透明なフッ素樹脂から選ばれる少なくとも１種類を用いている請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記表面コート材は、紫外線吸収剤を含有していることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記表面コート材は、前記上側封止材よりも熱膨張係数が小さいことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
下側保護材、下側封止材、太陽電池セルシート、透明な上側封止材、透明な上側保護材および透明な表面コート材を順に積層した積層体を作る工程と、
前記表面コート材を備えた前記積層体を、前記表面コート材側に凹凸のある凹凸形成部材に接触させながらラミネートして前記上側封止材と前記上側保護材との界面、前記上側保護材と前記表面コート材との界面、および前記表面コート材の表面を凹凸にする工程と、
を備える太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項７】
前記積層体を作る工程において、前記表面コート材が、熱硬化または紫外線硬化によって前記上側保護材上で硬化されることを特徴とする請求項６に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュール及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、受光面にシリカを主成分とし、０．０１〜１μｍの段差の凹凸面を有する反射防止膜を被着してなる太陽電池モジュールであって、ガラス基板上に前記反射防止膜を積層し、前記反射防止膜の表面に、シリコーンオイルを主成分として含む汚れ防止剤を塗布した太陽電池モジュールが開示されている。
【０００３】
特許文献２には、少なくとも電極層と光電変換層が積層された積層構造を有する光起電力素子の受光面側に、厚み分布を持った樹脂層が設けられており、該樹脂層の厚みは、光起電力素子中央部よりも光起電力素子端部の方が厚く、前記樹脂層は紫外線吸収剤を含有し、受光面側から非受光面側に向けて紫外線吸収剤の濃度分布が形成されている光起電力素子が開示されている。
【０００４】
特許文献３には、光起電力素子の光入射側表面に設けられる被覆材が、有機樹脂よりなる充填材と、フッ素樹脂よりなる表面フィルムとの少なくとも２層以上から構成される太陽電池モジュールにおいて、前記表面フィルムが紫外線吸収剤を含有することを特徴とする太陽電池モジュールが開示されている。
【０００５】
特許文献４は、光起電力素子の少なくとも光入射側が透明有機高分子樹脂層、透明フッ素樹脂フィルム層で順次被覆された太陽電池モジュールにおいて、前記フッ素樹脂層の少なくとも一方の面にポリシラザンをコーティングし焼成して得られる酸化珪素もしくは窒化珪素もしくはそれらの混合物からなる透明薄膜層を有することを特徴とする太陽電池モジュールを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２７０８６６号公報
【特許文献２】特開２００２−３３５００２号公報
【特許文献３】特開平７−２９７４３９号公報
【特許文献４】特開平９−１９９７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１は、ガラス基板上にシリカを主成分とした反射防止膜を積層し、その上にシリコーンオイルと液体フロンとを架橋させた層を備えた事例であり、ガラスより透湿性が高く、熱応力に弱い樹脂を封止材に用いた太陽電池には、耐候性が不十分のため、そのまま適用できない。シリカを主成分とした反射防止膜を、樹脂の封止材に積層しても、この界面で剥離が生じ易いという問題点があった。
【０００８】
上記特許文献２は、光起電力素子中央部よりも光起電力素子端部の方が厚いという厚み分布を持った樹脂層をもっているため、樹脂層の不均一な熱膨張によって光起電力素子が変形し易いという問題点があった。
【０００９】
上記特許文献３は、フッ素樹脂表面が屋外の環境に曝され、酸性雨、黄砂、工場排ガスなどに由来する硝酸塩、硫酸塩、鉄やチタンなどの腐食性物質が付着し、フッ素樹脂表面の樹脂が一部劣化する可能性があるという問題点があった。
【００１０】
上記特許文献４は、ポリシラザンをコーティングし焼成しているため、製造時に加熱に要するエネルギーが大きいという問題点があった。
本発明の課題は、耐候性を向上した太陽電池モジュール及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様としての太陽電池モジュールは、下側保護材、下側封止材、太陽電池セルシート、透明な上側封止材、透明な上側保護材および透明な表面コート材が順に積層されており、前記上側封止材と前記上側保護材との界面、前記上側保護材と前記表面コート材との界面、および前記表面コート材の表面が凹凸になっていることを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、表面コート材によって太陽電池モジュールの耐熱性、耐久性、耐薬品性が向上する。さらに、各界面に凹凸を形成することで、熱応力に対する耐性を向上できる。
【００１３】
また、前記表面コート材の表面の凹凸の高さよりも前記表面コート材の厚さが薄いことが望ましい。
このような構成によれば、表面コート材の厚さが薄いので、凹凸が埋まることを避けられ、防眩性を維持できる。
【００１４】
例えば、前記表面コート材として、透明なシリコーン樹脂、透明なアクリル樹脂、または透明なフッ素樹脂から選ばれる少なくとも１種類を用いることが望ましい。
このような構成によれば、表面コート材の材質として好適に用いられる。ここで、表面コート材の光透過性は、波長３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の光が８５％以上透過することが望ましく、９０％以上であることがより望ましい。
【００１５】
前記表面コート材は、紫外線吸収剤を含有させてもよい。
このような構成によれば、表面コート材に紫外線吸収剤が含有していると、下側保護材、下側封止材、太陽電池セルシート、透明な上側封止材、透明な上側保護材および透明な表面コート材の少なくとも１つ以上が紫外線により劣化することを防止できる。なお、紫外線吸収剤は、波長３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の光の吸収率が低いほど望ましい。具体的には、波長３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の光の吸収率が１５％以下であることが望ましく、１０％以下であることがより望ましい。
【００１６】
前記表面コート材は、前記上側封止材よりも熱膨張係数が小さいことが望ましい。
このような構成によれば、表面コート材が前記上側封止材よりも熱膨張係数が小さいと、太陽電池モジュールの温度が上昇することによって太陽電池モジュールの非受光面側を内側にして丸まることを防止できる。
【００１７】
本発明の第２の態様としての太陽電池モジュールの製造方法は、下側保護材、下側封止材、太陽電池セルシート、透明な上側封止材、透明な上側保護材および透明な表面コート材を順に積層した積層体を作る工程と、前記表面コート材を備えた前記積層体を、前記表面コート材側に凹凸のある凹凸形成部材に接触させながらラミネートして前記上側封止材と前記上側保護材との界面、前記上側保護材と前記表面コート材との界面、および前記表面コート材の表面を凹凸にする工程と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
このような構成によれば、表面コート材によって太陽電池モジュールの耐熱性、耐久性、耐薬品性を向上できる。各界面に凹凸を形成することで、アンカー効果によって前記上側封止材と前記上側保護材との界面、前記上側保護材と前記表面コート材との界面を剥離し難くできる。
【００１９】
前記積層体を作る工程において、前記表面コート材が、熱硬化または紫外線硬化によって前記上側保護材上で硬化されることが望ましい。
このような構成によれば、熱硬化の場合は温度を上げることで、または、紫外線硬化の場合は紫外線の光量を増加することで、表面コート材の硬化処理速度を速くできる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、耐候性を向上した太陽電池モジュール及びその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の太陽電池モジュールの実施態様に係る概略構成図である。
【図２】本発明の方法の実施態様に係るフロー図である。
【図３】実施例１、２と比較例１の高温高湿試験、キセノンウエザオ試験、屋外暴露試験の結果である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、本発明の太陽電池モジュールの実施態様に係る概略構成図である。本発明の実施態様の太陽電池モジュール１０は、下側保護材６、下側封止材５、太陽電池セルシート１、透明な上側封止材２、透明な上側保護材３および透明な表面コート材４が順に積層されており、前記上側封止材２と前記上側保護材３との界面、前記上側保護材３と前記表面コート材４との界面、および前記表面コート材４の表面が凹凸になっている。
【００２３】
太陽電池セルシート１は、複数の太陽電池セルが電気的に直列に接続されており、電流取り出しのために一対の電極が設けられている。
透明な上側封止材２の材質は、例えば、エチレン−酢酸ビニル樹脂（ＥＶＡ）、ブララール樹脂などの透明な熱可塑性樹脂を用いることができる。
【００２４】
透明な上側保護材３の材質は、例えば、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）などのフッ素化樹脂フィルムを用いることができる。
【００２５】
透明な表面コート材４は、屋外での長期使用によっても透明性がし難い劣化耐性、紫外線耐性、薬品耐性を有することが好ましい。具体的な材質の例としては、透明なシリコーン樹脂（商品名ＦＸ−Ｖ５４００、株式会社ＡＤＥＫＡ製）、アクリル樹脂またはフッ素樹脂（商品名ニューガーメット＃２３０、株式会社トウペ製）の内、いずれか１つ以上を主成分としている樹脂などを用いることができる。表面コート材４の光透過性は、３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長領域における透過率が高いほど望ましい。具体的には、３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長領域における透過率が８５％以上であることが望ましく、９０％以上であることがより望ましい。また、紫外線耐性を向上する観点から、表面コート材４は、紫外線吸収剤を含んでいることがより望ましい。
【００２６】
更に、表面コート材４は、前記上側封止材よりも熱膨張係数が小さいことが望ましい。表面コート材４が太陽電池モジュール１０の一部としてラミネートされる際に太陽電池モジュール１０が反ることを抑制することができる。表面コート材４のガラス転移温度は、９０℃以上が望ましい。表面コート材の厚さは、表面コート材の表面の凹凸の高さよりも薄い。例えば、表面コート材の厚さは、１０μｍ以上１００μｍ以下が望ましい。１０μｍより薄いと上側保護材３の保護が不十分となり、１００μｍより厚いと太陽電池モジュール表面の凹凸をつぶしてしまい易い。そうすると、表面の凹凸によって生じる防眩効果を低下させてしまう。表面保護材の受光面側の凹凸の高さは、５０μｍ以上１５０μｍ以下が望ましい。５０μｍより薄いと防眩効果が不十分となり、１５０μｍより厚いと封止材層が薄くなり絶縁性が不十分になる。
【００２７】
下側封止材５は、上側封止材２との接着性が良好である熱可塑性樹脂であれば特に限定されない。上側封止材２と同じ樹脂を用いてもよい。
下側保護材６は、例えば、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）などのフッ素化樹脂フィルムや、鋼板を用いることができる。
【００２８】
次に、本発明の太陽電池モジュールの製造方法について説明する。図２は、本発明の方法の実施態様に係るフロー図である。本発明の方法の実施態様は、下側保護材６、下側封止材５、太陽電池セルシート１、透明な上側封止材２、透明な上側保護材３および透明な表面コート材４を順に積層した積層体を作る工程（Ｓ１）と、前記表面コート材４を備えた前記積層体を、前記表面コート材４側に凹凸のある凹凸形成部材に接触させながらラミネートして前記上側封止材２と前記上側保護材３との界面、前記上側保護材３と前記表面コート材４との界面、および前記表面コート材４の表面を凹凸にする工程（Ｓ２）と、を少なくとも備える。
【００２９】
Ｓ１工程における上側保護材３に表面コート材４を塗布する方法は、特に限定は無いが、例えば、刷毛塗り、スプレーコーター、ロールコーター、スタンプコーター、スピンコーター等を用いることができる。また、表面コート材４の硬化条件としては、紫外線、電子線などの放射線による硬化や、熱による硬化を適用できる。前記放射線による硬化と熱による硬化を併用してもよい。
【００３０】
Ｓ２工程は、Ｓ１工程の後に実施される。
次に、実施例などを説明する。図３は、実施例１、２と比較例１の高温高湿試験、キセノンウエザオ試験、屋外暴露試験の結果である。
（実施例１）
図１に示した太陽電池モジュールを用いた。各部剤の具体的材料は、次の通りである。
【００３１】
太陽電池セルシート１は、アモルファスシリコン製の複数の太陽電池セルを電気的に直列に接続したものを用いた。透明な上側封止材２は、市販の熱可塑性樹脂であるＥＶＡを用いた。透明な上側保護材３は、市販のフッ素樹脂であるＥＴＦＥを用いた。透明な表面コート材４は、フッ素樹脂（主剤ニューガーメット＃２３０、硬化剤＃４００、株式会社トウペ製）を用いた。下側封止材５は、上側封止材２と同じものを用いた。下側保護材６は、上側保護材３と同じものを用いた。
【００３２】
Ｓ１工程にて、透明な表面コート材４として上記フッ素樹脂を上側保護材３に刷毛で塗布した。その後、１４０℃、３０分の熱処理を行ってフッ素樹脂を硬化させた。
次に、下側保護材６、下側封止材５、太陽電池セルシート１、上側封止材２および表面コート材４を受光面側に備えた上側保護材３を順に積層した積層体を作った。
【００３３】
次に、Ｓ２工程で、前記表面コート材４を備えた前記積層体を、前記表面コート材４側に凹凸のある凹凸形成部材に接触させながらラミネートして前記上側封止材２と前記上側保護材３との界面、前記上側保護材３と前記表面コート材４との界面、および前記表面コート材４の表面を凹凸にした。
（実施例２）
実施例２の太陽電池モジュールは、上記実施例１の透明な表面コート材４の塗布方法を、刷毛塗りからロールコーターによる塗布に変更した以外は同じ条件で製作した。
（比較例１）
比較例１の太陽電池モジュールは、実施例１の透明な表面コート材４の塗布および硬化処理をしない点を除いて、同じ条件で製作した。
【００３４】
以上のように得られた３種類の太陽電池モジュールについて、下記の耐候性試験を実施後、外観検査を実施した。
高温高湿試験：８５℃、８５％Ｒｈで、３０００時間暴露させた。
【００３５】
キセノンウエザオ試験：１２０Ｗ／ｍ２、３００〜４００ｎｍの光を照射し、さらに、水噴射１２分および水噴射なし４８分を１サイクルとして水の噴霧の有無を切り替えながら５０００時間暴露させた。
【００３６】
屋外暴露試験：１月から６月の６ヶ月間、屋外で太陽光に暴露させた。
判定基準は、目視により行い、直径０．１ｍｍ以上の変色あるいは欠点がある場合を異常ありとした。それ以外は、異常なしとした。
【００３７】
図３で示したように、比較例１の屋外暴露試験のみ異常が見られたが、実施例１および２においては、異常が無いことを確認できた。
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施することができるものである。
【符号の説明】
【００３８】
１  太陽電池セルシート
２  透明な上側封止材
３  透明な上側保護材
４  透明な表面コート材
５  下側封止材
６  下側保護材
１０  太陽電池モジュール
【図１】
2014013859.tif 000003
【図２】
2014013859.tif 000004
【図３】
2014013859.tif 000005