(57)【要約】【課題】樹脂からなる表面層と樹脂からなる封止層との接合強度を向上させた太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】ポリカーボネート（ＰＣ）から形成された表面層３０の下側表面３１に二酸化ケイ素を含む酸化ケイ素層３３を形成し、その下側表面３１とシランカップリング剤が混合されたエチレン−酢酸ビニル共重合体からなる封止層３４とを接合する。これにより、下側表面３１の酸化ケイ素層３３に含まれる二酸化ケイ素と封止層３４のシランカップリング剤が化学結合し、表面層３０と封止層３４との接合強度が向上する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電素子が封止され、シランカップリング剤を含む樹脂からなる封止層と、
前記封止層における前記発電素子の受光面側に接合され、少なくとも封止層に接合される表面に二酸化ケイ素を含む酸化ケイ素層が形成された樹脂からなる表面層と、
前記封止層における前記発電素子の受光面側と反対側に接合された背面層と、
を有する太陽電池モジュール。
【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に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池セルを封止した封止層を受光面側に位置する表面層と背面側に位置する背面層で挟持する太陽電池モジュールが提案されている。
【０００３】
車両のルーフとして太陽電池モジュールを採用する場合には、耐候性と軽量化の観点から表面層にポリカーボネート（ＰＣ）が採用されることがある。一方、封止層には、光透過性や接着性の観点からエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）が採用されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−９９６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＰＣから形成された表面層とＥＶＡから形成された封止層の接合強度は、太陽電池モジュールが高温になると低下するおそれがあった。これは、ＰＣから形成された表面層とＥＶＡから形成された封止層の接合は、機械的結合（アンカー効果）によるものと考えられ、太陽電池モジュールが高温になるとＥＶＡが軟化してアンカー効果が弱まるためと推定される。
【０００６】
また、一般に使用されているＥＶＡには、住宅用のガラスと化学結合するシランカップリング剤が混合されているが、表面層を構成するＰＣとは化学結合することができない。
【０００７】
この点で、封止層と表面層との接合強度を向上させるのに改善の余地がある。
【０００８】
本発明は上記事実を考慮し、樹脂からなる表面層と樹脂からなる封止層との接合強度を向上させた太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の発明は、発電素子が封止され、シランカップリング剤を含む樹脂からなる封止層と、前記封止層における前記発電素子の受光面側に接合され、少なくとも封止層に接合される表面に二酸化ケイ素を含む酸化ケイ素層が形成された樹脂からなる表面層と、前記封止層における前記発電素子の受光面側と反対側に接合された背面層と、を有する。
【００１０】
この構成によれば、太陽電池モジュールの樹脂からなる表面層は、少なくとも封止層に接合される表面に、二酸化ケイ素を含む酸化ケイ素層が形成されている。
【００１１】
したがって、表面層と封止層を接合する際、表面層において少なくもと封止層と接合される表面に形成された酸化ケイ素層に含まれる二酸化ケイ素と、封止層の樹脂に含まれたシランカップリング剤とが化学結合することによって、封止層と表面層との接合強度が向上する。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明の太陽電池モジュールは、上記構成としたので、樹脂からなる表面層と、樹脂からなる封止層との接合強度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの車体取付状態を説明する分解斜視図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線位置に、太陽電池モジュールが取り付けられた状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールについて図１及び図２を参照して説明する。なお、本実施形態に係る太陽電池モジュールは、車体のルーフとして車両骨格部材に取り付けられるものである。また、各図は模式的なものであり、本発明と関連性の低いものは図示を省略している。さらに、図１において矢印ＦＲは車両前方、矢印Ｗは車幅方向、矢印ＵＰは車両上方を示す。
【００１５】
（構成）
図１に示すように、本実施形態に係る自動車の太陽電池モジュール１０は、車体１２にルーフとして取り付けられるものである。車体１２には、太陽電池モジュール１０を支持する部材として、車両幅方向両端部に設けられ車両前後方向に延在する一対のルーフサイドレール１４Ａ、１４Ｂを備えている。ルーフサイドレール１４Ａ、１４Ｂは、フロントピラー１６Ａ、１６Ｂ等と一体的に形成されているものである。
【００１６】
また、ルーフサイドレール１４Ａ、１４Ｂ間には、車幅方向に延在するフロントヘッダ１８、ルーフセンターリイオフォースメント（以下、「センターＲ／Ｆ」という）２０、リヤヘッダ２２が、車両前方側から順に配設されている。また、フロントヘッダ１８とセンターＲ／Ｆ２０、センターＲ／Ｆ２０とリヤヘッダ２２との間にそれぞれ１つと２つのルーフデントリインフォースメント２４が配設されている。
【００１７】
なお、本実施形態に係る太陽電池モジュール１０は、車両骨格部材であるルーフサイドレール１４Ａ、１４Ｂと、フロントヘッダ１８と、リヤヘッダ２２とに接合（固定）されるものである。
【００１８】
太陽電池モジュール１０は、図２に示すように、光透過性を有する表面層３０と、表面層３０の背面側に配置され発電素子（太陽電池セル）３２が封止された封止層３４と、封止層３４を背面側から支持する背面層３６とを備えている。
【００１９】
表面層３０は、矩形状の樹脂板から形成されている。樹脂板は、透明で対候性に優れているポリカーボネート（ＰＣ）から形成されている。ポリカーボネートからなる樹脂板（ＰＣ板）は、耐候性に優れると共に軽量であるため、車両に搭載される太陽電池モジュール１０の表面層３０として好適である。なお、本実施形態における「樹脂」とは、光透過性を有するものである。
【００２０】
なお、表面層３０の封止層３４側の下側表面３１には、二酸化ケイ素を含む酸化ケイ素層３３が形成されている。酸化ケイ素層３３は、例えば、下側表面３１に分散して形成された二酸化ケイ素の粒子から構成される。あるいは、例えば、下側表面３１を覆う二酸化ケイ素を含む酸化ケイ素膜として形成されたものである。なお、図２では、見やすくするために、酸化ケイ素層３３を誇張して厚く記載している。
【００２１】
このような酸化ケイ素層３３を形成する一例として、イトロ処理が挙げられる。ここで、「イトロ処理」とは、火炎を形成する燃焼ガス中にシラン化合物を導入し、その火炎を用いて固体基材表面に処理を施すことで、主に二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を構成成分とする粒子を分散して形成する、あるいは酸化ケイ素膜を固体基材表面に形成するものである。
【００２２】
なお、表面層３０には、図２に示すように、車両上下方向（封止層３４との積層方向）から視て封止層３４及び背面層３６を覆う中央部３０Ａと、表面層３０の延在方向に沿って中央部３０Ａの車両外側に位置し、表面層３０の外周に沿って位置する周縁部３０Ｂとを備えている。ここで、「(車両)外側」とは、車幅方向又は車両前後方向（表面層３０の延在方向）において対象物（例えば、表面層３０）の端部側（封止層３４と離間する方向の端部側）のことをいい、「(車両)内側」とは車幅方向又は車両前後方向において対象物の中心側（封止層３４側）のことをいう。
【００２３】
封止層３４は、複数の発電素子３２と、発電素子３２を封止する封止材３８とから構成されている。複数の発電素子３２は、封止層３４内に規則的に配置され、封止材３８によって封止されている。発電素子３２は、シリコン系セル等の周知の発電素子である。封止材３８は、透明で弾性や接着性を有するエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）にシランカップリング剤を混合させてフィルム状に形成されている。
【００２４】
また、図２に示すように、表面層３０の延在方向（例えば、車幅方向）において、封止層３４の端部は表面層３０の端部よりも車両内側（発電素子３２側）に位置している。
【００２５】
背面層３６は、背面板により構成されている。背面板は、表面層３０にＰＣを採用したことによる太陽電池モジュール１０のバックリングを防止するために、表面層３０と同じＰＣから形成されている。図２に示すように、背面層３６は、その板厚が略一定であるが、車両外側端部において車両上方（表面層３０側）に突出形成された凸部４０が外周に沿って形成されている。
【００２６】
なお、図２に示すように、背面層３６は、積層方向から視て封止層３４を覆うものである。したがって、表面層３０の延在方向において、背面層３６の端部は封止層３４の端部よりも車両外側に位置している。この結果、背面層３６の車両外側端部に形成された凸部４０は、封止層３４の車両外側で車両上方に突出しており、表面層３０の下側表面３１に当接されると共に、内側表面３６Ｂが封止層３４の車両外側端部に当接される。
【００２７】
したがって、ラミネート加工により、背面層３６の上側表面３６Ａと内側表面３６Ｂが封止層３４に接合されると共に、凸部４０の上端が表面層３０の下側表面３１に接合される。
【００２８】
また、図２に示すように、表面層３０の延在方向（例えば、車幅方向）において、背面層３６の端部（凸部４０）は表面層３０の端部よりも車両内側（発電素子３２側）に位置している。したがって、図２に示すように、表面層３０の周縁部３０Ｂに位置する下側表面３１は、封止層３４又は背面層３６と接合されておらず、車両下方に露出している。
【００２９】
図２に示すように、太陽電池モジュール１０の車幅方向端部は、モール４４の凹部４４Ａに嵌合され、モール４４がルーフサイドレール１４Ａ、１４Ｂのフランジ部４２（一方のみ図示）上に配設されることによって、ルーフサイドレール１４Ａ、１４Ｂに支持される。また、太陽電池モジュール１０の表面層３０の周縁部３０Ｂの下側表面３１とフランジ部４２とはウレタン系の接着剤４６によって固定されている。
【００３０】
なお、太陽電池モジュール１０（表面層３０）の車両前後方向端部（周縁部３０Ｂ）も、同様にしてフロントヘッダ１８、リヤヘッダ２２に固定されている。
【００３１】
(作用)
このように構成された太陽電池モジュール１０の作用について説明する。
【００３２】
太陽電池モジュール１０は、図２に示すように、表面層３０の下側表面３１には、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を含む酸化ケイ素層３３が形成されている。したがって、表面層３０の下側表面３１のうち、封止層３４と接する部分では、ＥＶＡからなる封止層３４に含まれているシランカップリング剤と表面層３０の下側表面３１（酸化ケイ素層３３）に形成された二酸化ケイ素が化学結合することができる。
【００３３】
すなわち、表面層３０の下側表面３１に酸化ケイ素層３３が形成されていないときには、ラミネート加工による表面層３０と封止層３４との接合がＰＣとＥＶＡの機械的結合によるものと考えられるが、酸化ケイ素層３３の形成によりシランカップリング剤と二酸化ケイ素との化学結合が加わり、表面層３０と封止層３４との接合強度を向上させることができると考えられる。また、酸化ケイ素層３３に二酸化ケイ素の粒子が含まれる場合には、粒子によるアンカー効果も奏すると考えられるため、表面層３０と封止層３４との接合強度を一層向上させることができると考えられる。
【００３４】
特に、ＥＶＡには、ガラス接着用にシランカップリング剤が予め混合されていることが多いため、ＥＶＡに予め混合されているシランカップリング剤の接着性を有効活用して、表面層３０と封止層３４との接合強度を向上させることができる。
【００３５】
また、シランカップリング剤と二酸化ケイ素基の化学結合によって接合強度を向上させているため、太陽電池モジュール１０が高温になることにより、ＥＶＡが軟化して表面層３０と封止層３４との機械的結合（アンカー効果）が弱まっても、化学結合が維持されると考えられるため、高い接合強度を発揮することができる。
【００３６】
さらに、背面層３６の封止層３４側の上側表面３６Ａ及び内側表面３６Ｂにも酸化ケイ素層３７が形成されているため、表面層３０と同様に、封止層３４を構成するＥＶＡに混入されているシランカップリング剤と酸化ケイ素層３７の二酸化ケイ素が化学結合することにより、背面層３６と封止層３４との接合強度を向上させることができる。特に、高温下でも接合強度を高く維持することができる。
【００３７】
また、表面層３０の下側表面３１のうち、周縁部３０Ｂに位置する部分も酸化ケイ素層３３が形成されているため、下側表面３１の濡れ性が向上し、プライマー処理に用いられるプライマーの使用量を低減することができる。また、下側表面３１からプライマーが剥離するリスクも低減することができる。
【００３８】
なお、本実施形態では、表面層３０と背面層３６がＰＣから形成され、封止層３４がＥＶＡから形成された太陽電池モジュールについて説明したが、表面層３０、封止層３４、背面層３６が他の樹脂から形成されている太陽電池モジュールに適用することが可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  太陽電池モジュール
３０  表面層
３２  発電素子
３３  酸化ケイ素層
３４  封止層
３６  背面層
【図１】
2018037493.tif 000003
【図２】
2018037493.tif 000004