(57)【要約】【課題】本発明は、建設物の内装材または外装材として使用可能な、防炎性能を有する超軽量太陽電池モジュールを提供することを課題とする。【解決手段】本発明の太陽電池モジュールは、受光面側から、透明樹脂製表面保護フィルム、透明樹脂製封止材により封止された複数の太陽電池セルを積層して形成された発電層及び該発電層の受光面反対側に積層された支持層からなる太陽電池モジュールであって、前記支持層は、硬質発泡層の受光面側及び受光面反対側の２つの表面に、それぞれ外皮層を設けて形成されており、前記支持層と前記発電層との間、前記支持層における前記硬質発泡層と前記外皮層の間、前記支持層の受光面反対側の少なくとも１つの箇所に、防炎性を有する層が設けられていることを特徴とするものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面側から、透明樹脂製表面保護フィルム、透明樹脂製封止材により封止された複数の太陽電池セルを含む発電層、及び該発電層の受光面反対側に積層された支持層からなる太陽電池モジュールであって、
前記支持層は、硬質発泡層、該硬質発泡層の受光面反対側に設けられる外皮層を含んでおり、
前記支持層と前記発電層との間、前記支持層における前記硬質発泡層と前記外皮層の間、前記支持層の受光面反対側の少なくとも１つの箇所に、防炎性を有する層が設けられていることを特徴とする、建設物の内装材または外装材として使用可能な、防炎性能を有する超軽量太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記防炎性を有する層が、無機物または難燃処理を施したセルロースナノファイバーを用いて形成されたものであることを特徴とする、請求項１に記載の建設物の内装材または外装材として使用可能な、防炎性能を有する超軽量太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記防炎性を有する層が、無機粒子を溶媒に分散した分散液を塗布・含浸・乾燥して形成されたものであることを特徴とする、請求項２に記載の建設物の内装材または外装材として使用可能な、防炎性能を有する超軽量太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記無機粒子がカーボンナノチューブまたはグラファイトであることを特徴とする、請求項３に記載の建設物の内装材または外装材として使用可能な、防炎性能を有する超軽量太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記防炎性を有する層が、無機繊維の布、樹脂を含浸させた無機繊維の布、または無機フィラーを添加した樹脂を用いて形成されたものであることを特徴とする、請求項２に記載の建設物の内装材または外装材として使用可能な、防炎性能を有する超軽量太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記防炎性を有する層が、グラファイトシート、または樹脂を含浸させたグラファイトシートを用いて形成されたものであることを特徴とする、請求項５に記載の建設物の内装材または外装材として使用可能な、防炎性能を有する超軽量太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記無機フィラーが、カーボンナノチューブまたはグラファイトであることを特徴とする、請求項５に記載の建設物の内装材または外装材として使用可能な、防炎性能を有する超軽量太陽電池モジュール。
【請求項８】
前記硬質発泡層が、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリエーテルイミド、ポリメタクリルイミド、スチレンアクリロニトリル、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリカーボネート、エチレン酢酸ビニル、ポリイソシアヌレート、ポリエチレン、ポリエチレンナフタレート、及びポリオレフィンからなる群から選択される少なくとも１つの材料で形成されたものであることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の建設物の内装材または外装材として使用可能な、防炎性能を有する超軽量太陽電池モジュール。
【請求項９】
前記硬質発泡層の密度が、２５ｋｇ／ｍ３〜３００ｋｇ／ｍ３であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の建設物の内装材または外装材として使用可能な、防炎性能を有する超軽量太陽電池モジュール。
【請求項１０】
前記透明樹脂製表面保護フィルムが、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体で作製されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の建設物の内装材または外装材として使用可能な、防炎性能を有する超軽量太陽電池モジュール。
【請求項１１】
前記外皮層が、ポリフッ化ビニル、テトラフルオロエチレンのポリマー、フッ化ヘキサフルオロプロピレン、フッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレンコポリマー、エチレンクロロトリフルオロエチレン共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、アルミニウム、ステンレス鋼、亜鉛めっき鋼、チタン、銅、モリブデン、ガラス繊維含有ポリエチレン樹脂、およびガラス繊維含有ポリプロピレン樹脂からなる群から選択される少なくとも１つの材料で作製されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の建設物の内装材または外装材として使用可能な、防炎性能を有する超軽量太陽電池モジュール。
【請求項１２】
前記太陽電池モジュールには、ビス、釘等の固定具により、これを他の部材に固定するための穴部が設けられていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の建設物の内装材または外装材として使用可能な、防炎性能を有する超軽量太陽電池モジュール。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載の太陽電池モジュールを屋上、屋根、側壁および／または手すりに設置した建設物。
【請求項１４】
請求項１〜１２のいずれかに記載の太陽電池モジュールを屋根および／または側壁に設置した農業ハウス。
【請求項１５】
請求項１〜１２のいずれかに記載の太陽電池モジュールを複数枚に分割し、屏風のように折り畳み可能に連結した、防災用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し、特に建設物の内装材または外装材として使用可能な、防炎性能を有する超軽量太陽電池モジュール、該太陽電池モジュールを設置した建設物及び該太陽電池モジュールを用いた防災用太陽電池モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化防止のため、化石燃料の消費低減等の省エネルギーを目的として、太陽光を中心とする光エネルギーを利用して発電を行なう太陽光発電に対する関心が深まっている。
【０００３】
太陽光発電は、従来、主として、日当たりの良い建設物の屋根・屋上あるいは遊休地に、太陽電池モジュールを設置して行われる。
【０００４】
より具体的には、太陽電池モジュールとして、例えば、特開２００９−２２４５９７号公報（特許文献１）に開示されているようなものが用いられている。この太陽電池モジュールは、図６に示すように、受光面側から、ガラス基板１１７、透明樹脂等の封止材１１８により封止された複数の太陽電池セル１０１、及び耐光性フィルム１１９が積層され、この積層体の外周がアルミニウム枠１２０で取り囲まれたものである。
【０００５】
また、太陽電池モジュールの設置は、例えば、特開２０１４−１２９７０９号公報（特許文献２）に開示されているようにして行われる。この太陽電池モジュールの設置は、図７に示すように、設置面に必要に応じて基礎２１４を敷設した後、所定位置に一対の前柱２１８および一対の後ろ柱２２０を矩形に立設し、一対の受け梁２２２をこれら前柱２１８および後ろ柱２２０を連結するように取り付けることにより、架台２１０を設置した後、この一対の受け梁２２２に太陽電池モジュールを乗せ、ネジ等で固定することにより行われる。
【０００６】
このように、従来の太陽電池モジュールは、受光面側にガラス基板、外周にアルミニウム枠を設けたものであるが、ガラス基板が損傷しやすい、太陽電池モジュールが重いことから、製造、梱包、運搬、設置及び支持が難しいという問題がある。この問題は、産業的に大規模に太陽光発電を行う場合にはそれほど障害とはならないが、家屋、ビルのような個々の建設物において小規模に太陽光発電を行う場合には大きな障害となる。
【０００７】
特開２０１５−５０２６５９号公報（特許文献３）には、このようなガラス基板、アルミニウム枠を設けない太陽電池モジュールが開示されている。図８に示すように、この太陽電池モジュール３００は、受光面側から、カバーフィルム３０２、封止材３０４及び３０８で封止された太陽電池３０６を積層して形成したサブアセンブリ、及びこのサブアセンブリの背面側に積層された、発泡層３１４を２つの外皮層３１０および３１８で挟んだ支持層スタック３２０から構成されるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２２４５９７号公報
【特許文献２】特開２０１４−１２９７０９号公報
【特許文献３】特開２０１５−５０２６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、建設物の内装材または外装材として使用可能な、防炎性能を有する超軽量太陽電池モジュールを提供すること、この太陽電池モジュールを屋上、屋根、側壁および／または手すりに設置し太陽光発電を行う建設物を提供すること、及びこの太陽電池モジュールを折り畳み可能に連結した防災用太陽電池モジュールを提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本件発明者等は、特許文献３に開示された太陽電池モジュールの軽量性に着目し、これに防炎性等の性能を付与することにより、太陽電池モジュールが建設物の内装材または外装材として使用できるようになり、家屋、ビルのような個々の建設物において小規模に太陽光発電を行う場合でも、簡単・便利かつ経済的に太陽光発電が行えることを見出し、本発明を成したものである。
【００１１】
本発明の太陽電池モジュールは、受光面側から、透明樹脂製表面保護フィルム、透明樹脂製封止材により封止された複数の太陽電池セルを含む発電層、及び該発電層の受光面反対側に積層された支持層からなる太陽電池モジュールであって、前記支持層は、硬質発泡層、該硬質発泡層の受光面反対側に設けられる外皮層を含んでおり、前記支持層と前記発電層との間、前記支持層における前記硬質発泡層と前記外皮層の間、前記支持層の受光面反対側の少なくとも１つの箇所に、防炎性を有する層が設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の太陽電池モジュールを設置した建設物は、建設物の屋上、屋根、側壁および／または手すりに、上記の太陽電池モジュールを設置したことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の太陽電池モジュールを用いた防災用太陽電池モジュールは、上記の太陽電池モジュールを複数枚に分割し、屏風のように折り畳み可能に連結したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の太陽電池モジュールは、超軽量であって、しかも防炎性能を有することから、家屋、ビルのような個々の建設物において小規模に太陽光発電を行う場合でも、簡単・便利かつ経済的に太陽光発電が行うことができ、ひいては、太陽光発電の普及に大きく貢献することができる。
【００１５】
また、本発明の太陽電池モジュールを設置した建設物は、上記の太陽電池モジュールを設置することにより、簡単・便利かつ経済的に太陽光発電が行うことができる。
【００１６】
また、本発明の太陽電池モジュールを用いた防災用太陽電池モジュールは、上記の太陽電池モジュールを簡単に運搬、設置することができ、災害時に商用電源が停電した場合の非常用電源として使用でき、照明器具やテレビ、ラジオ、携帯電話機等の電源として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の太陽電池モジュールの第１実施形態を示す断面模式図である。
【図２】本発明の太陽電池モジュールの第２実施形態を示す断面模式図である。
【図３】本発明の太陽電池モジュールの第３実施形態を示す断面模式図である。
【図４】本発明の太陽電池モジュールの第４実施形態を示す断面模式図である。
【図５】本発明の防災用太陽電池モジュールを展開した状態を示す斜視図である。
【図６】特許文献１（特開２００９−２２４５９７号公報）に開示された太陽電池モジュールの断面模式図である。
【図７】特許文献２（特開２０１４−１２９７０９号公報）に開示された太陽電池モジュールの設置状況を示す外観図である。
【図８】特許文献３（特開２０１５−５０２６５９号公報）に開示された太陽電池モジュールの断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の建設物の内装材または外装材として使用可能な、防炎性能を有する超軽量太陽電池モジュール（以下、「太陽電池モジュール」ともいう。）について詳細に説明する。
【００１９】
本発明の太陽電池モジュールの特徴点は、太陽電池モジュールを軽量化すると共に防炎性能等の性能を付与することにより、太陽電池モジュールを建設物の内装材または外装材として使用できるようにし、家屋、ビルのような個々の建設物において小規模に太陽光発電を行う場合でも、簡単・便利かつ経済的に太陽光発電が行えるようにしたものである。
【００２０】
まず、本発明の太陽電池モジュールの支持層について説明する。
【００２１】
従来の太陽電池モジュールは、封止材で封止された複数の太陽電池セルを、受光面側にガラス基板、外周にアルミニウム枠を設けて機械的に支持しているが、これにより、ガラス基板が損傷しやすい、太陽電池モジュールが重いことから、製造、梱包、運搬、設置及び支持が難しいという問題があった。この問題は、産業的に大規模に太陽光発電を行う場合にはそれほど障害とはならないが、家屋、ビルのような個々の建設物において小規模に太陽光発電を行う場合には大きな障害となる。
【００２２】
本発明の太陽電池モジュールでは、このようなガラス基板、外周にアルミニウム枠を用いずに、硬質発泡層、該硬質発泡層の受光面反対側に設けられる外皮層を含む支持層によって、この太陽電池セルを機械的に支持するようにしたものであり、太陽電池モジュールを大幅に軽量化することができる。
【００２３】
硬質発泡層に用いる樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリエーテルイミド、ポリメタクリルイミド、スチレンアクリロニトリル、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリカーボネート、エチレン酢酸ビニル、ポリイソシアヌレート、ポリエチレン、ポリエチレンナフタレート、及びポリオレフィンからなる群から選択される少なくとも１つの材料等が挙げられる。
【００２４】
硬質発泡層は、透明樹脂製表面保護フィルム、透明樹脂製封止材、複数の太陽電池セル等からなる発電層を十分に支持できるように、硬質発泡層の圧縮強度を０．６ＭＰａ〜７．５ＭＰａ、硬質発泡層の圧縮弾性率を４０ＭＰａ〜４００ＭＰａ、硬質発泡層のせん断強度を０．４ＭＰａ〜４．５ＭＰａ、硬質発泡層のせん断弾性率を１０ＭＰ〜１００ＭＰａとするのが好ましい。
【００２５】
硬質発泡層の少なくとも受光面反対側には、硬質発泡層への水分等の侵入を防止すると共に支持層の機械的強度を担保するために、外皮層が設けられる。防炎性を有する層の材質、配置等にもよるが、支持層の機械的強度等を考慮して、硬質発泡層の受光面側にも、外皮層を設けることができる。
【００２６】
外皮層に用いる材料としては、例えば、ポリフッ化ビニル、テトラフルオロエチレンのポリマー、フッ化ヘキサフルオロプロピレン、フッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレンコポリマー、エチレンクロロトリフルオロエチレン共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、アルミニウム、ステンレス鋼、亜鉛めっき鋼、チタン、銅、モリブデン、ガラス繊維含有ポリエチレン樹脂、およびガラス繊維含有ポリプロピレン樹脂からなる群から選択される少なくとも１つの材料等が挙げられる。
【００２７】
つぎに、本発明の太陽電池モジュールの発電層について説明する。
【００２８】
透明樹脂製表面保護フィルムに用いる樹脂としては、例えば、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、環状ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン等が挙げられる。
【００２９】
透明性の観点からはポリカーボネート、ポリメチルメタクリレートが好ましく、また、透明性及び耐候性の観点からは、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体が好ましい。エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体フィルムとしては、ＴＥＦＫＡ（登録商標、デンカ株式会社製）を好適に用いることができる。
【００３０】
太陽電池セルの素子としては、単結晶シリコン太陽電池素子、多結晶シリコン太陽電池素子、アモルファスシリコン太陽電池素子、微結晶シリコン太陽電池素子、球状シリコン太陽電池素子等のシリコン系太陽電池素子を用いることができる。また、ＣＩＳ系太陽電池素子、ＣＩＧＳ系太陽電池素子、ＧａＡｓ系太陽電池素子等の化合物太陽電池素子を採用することもできる。さらに色素増感太陽電池素子、有機薄膜太陽電池素子、多接合型太陽電池素子、ＨＩＴ太陽電池素子等を採用してもよい。
【００３１】
太陽電池セルの素子の各電極は、導電性を有する任意の材料を１種又は２種以上用いて
形成することができる。電極材料（電極の構成材料）としては、例えば、白金、金、銀、アルミニウム、クロム、ニッケル、銅、チタン、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ナトリウム等の金属、あるいはそれらの合金；酸化インジウムや酸化錫等の金属酸化物、あるいはその合金（ＩＴＯ：酸化スズインジウム）；ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン等の導電性高分子；そのような導電性高分子に、塩酸、硫酸、スルホン酸等の酸、ＦｅＣｌ３等のルイス酸、ヨウ素等のハロゲン原子、ナトリウム、カリウム等の金属原子等のドーパントを含有させたもの；金属粒子、カーボンブラック、フラーレン、カーボンナノチューブ等の導電性粒子をポリマーバインダー等のマトリクスに分散した導電性の複合材料等が挙げられる。
【００３２】
透明樹脂製封止材としては、太陽光を透過する合成樹脂材料が好ましく、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、プロピレン−エチレン−α−オレフィン共重合体等のポリオレフィン樹脂、極性基を有するポリオレフィン樹脂、ブチラール樹脂、スチレン樹脂、エポキシ樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、合成ゴム等を使用することができ、これらの１種以上の混合体、若しくは共重合体を使用できる。
【００３３】
透明樹脂製表面保護フィルムとしてエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体等のフッ素系樹脂を用いる場合には、フッ素系樹脂との接着性が高い点でエチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、極性基を有するポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ウレタン樹脂、及びシリコン樹脂が好ましく、エチレン−酢酸ビニル共重合体が特に好ましい。
【００３４】
本発明の防炎性を有する層は無機物または難燃処理を施したセルロースナノファイバーを用いて形成される。防炎性を有する層を形成する方法としては、
１）無機粒子または難燃処理を施したセルロースナノファイバー（以下、「無機粒子等」という。）を溶媒に分散した分散液を塗布・含浸・乾燥して形成する方法、
２）無機繊維の布または樹脂を含浸させた無機繊維の布を用いて形成する方法、
３）無機フィラーまたは難燃処理を施したセルロースナノファイバー（以下、「無機フィラー等」という。）を添加した樹脂を用いて形成する方法、
等が挙げられる。  
【００３５】
上記１）の方法
上記１）の方法では、無機粒子等として、カーボンナノチューブ、グラファイト等のカーボン類、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ビスマス、酸化マグネシウム、酸化モリブデン、酸化スズ、酸化アンチモン等の無機酸化物、難燃処理を施したセルロースナノファイバー等が挙げられるが、防炎性と共に熱伝導性に優れ、太陽光により太陽電池セルの温度が上昇し発電効率が低下するのを防止できることから、カーボンナノチューブ、グラファイトを用いることが好ましい。
【００３６】
無機粒子等を分散させる溶媒としては、例えば、極性溶媒（水、アルコール類、アミド類、環状エーテル類、ケトン類等）、疎水性溶媒（脂肪族又は芳香族炭化水素類、脂肪族ケトン類等）、またはこれらの混合溶媒等が使用できる。これらの溶媒のうち、簡便性や操作性の点から、水が好ましく用いられる。
【００３７】
無機粒子等を凝集することなく安定に分散させるために、分散液には界面活性剤を添加するのが好ましい。界面活性剤の添加量は、例えば、無機粒子等１００質量部に対して、界面活性剤を１〜１００質量部（特に５〜５０質量部）程度の範囲から選択できる。
【００３８】
界面活性剤としては、両性イオン界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤のいずれもが使用できる。
【００３９】
無機粒子等を溶媒に均一に分散させるために、一般的な分散機が用いられる。例えば、ビーズミル（ダイノーミル、（株）シンマルエンタープライズ）ＴＫラボディスパー、ＴＫフィルミックス、ＴＫパイプラインミクサー、ＴＫホモミックラインミル、ＴＫホモジェッター、ＴＫユニミキサー、ＴＫホモミックラインフロー、ＴＫアジホモディスパー（以上、特殊機化工業（株））、ホモジナイザー・ポリトロン（（株）セントラル科学貿易）、ホモジナイザー・ヒストロン（（株）日音医理科機器製作所）、バイオミキサー（（株）日本精機製作所）、ターボ型攪拌機（（株）小平製作所）、ウルトラディスパー（浅田鉄鋼（株））、エバラマイルザー（荏原製作所（株））、超音波装置又は超音波洗浄機（アズワン（株））等が挙げられる。
【００４０】
上記２）の方法
上記２）の方法では、無機繊維の布として用いる無機繊維として、炭素繊維、ガラス繊維、シリカ繊維、セラミック繊維等が挙げられる。織布は、平織り、綾織、朱子織り等による織布が挙げられ、不織布は繊維を不規則に配向させたものを加熱圧着または粘着剤等で接着等したものを用いることができる。このような織布又は不織布としては、カーボンクロス、ガラスクロス、シリカクロス、セラミッククロス等が挙げられる。
【００４１】
上記無機繊維の織布又は不織布の目付は、通常０．２ｍｇ／ｍ２以上であり、０．５ｍｇ／ｍ２以上であることが好ましく、１ｍｇ／ｍ２以上であることが更に好ましく、２ｍｇ／ｍ２以上であることが最も好ましい。一方、上限は２０ｍｇ／ｍ２以下であり、１５ｍｇ／ｍ２以下であることが好ましく、１０ｍｇ／ｍ２以下であることが更に好ましい。
【００４２】
上記無機繊維の織布又は不織布の厚みは５μｍ以上であり、１０μｍ以上であることが好ましく、３０μｍ以上であることが更に好ましい。一方、上限は５００μｍ以下であり、３５０μｍ以下であることが好ましく、２５０μｍ以下であることが好ましい。
【００４３】
上記無機繊維の太さは、１μｍ以上であり、３μｍ以上であることが好ましく、５μｍ以上であることが更に好ましい。一方、上限は２００μｍ以下であり、１００μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以下であることが更も好ましい。
【００４４】
上記の無機繊維の布の材質、形状、構造は、防炎性を有する層が無機繊維の布を用いて形成される場合にも、樹脂を含浸させた無機繊維の布を用いて形成される場合にも適用できるものである。
【００４５】
さらに、上記無機繊維の布として、現在のところ高価ではあるが、グラファイトシートを用いることが好ましい。グラファイトシートは、ポリイミド等の高分子フィルムを高温の不活性ガスや真空雰囲気で長時間焼成してする方法、膨張した熱膨張性黒鉛を圧縮する方法等により製造される。
【００４６】
グラファイトシートは、防炎性と共に熱伝導性に優れていることから、太陽光により太陽電池セルの温度が上昇し発電効率が低下するのを防止することができ、さらに、表面に金属光沢を有し光反射率が大きいことから、太陽電池セル間を通過した太陽光を受光面側に反射させ発電効率を上げることかできる。
【００４７】
無機繊維に含浸させる樹脂としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、（メタ）アクリル樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられるが、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。
【００４８】
上記３）の方法
上記３）の方法では、無機フィラー等として、カーボンナノチューブ、グラファイト等のカーボン類、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ビスマス、酸化マグネシウム、酸化モリブデン、酸化スズ、酸化アンチモン等の無機酸化物、難燃処理を施したセルロースナノファイバー等が挙げられるが、防炎性と共に熱伝導性に優れ、太陽光により太陽電池セルの温度が上昇し発電効率が低下するのを防止できることから、カーボンナノチューブ、グラファイトを用いることが好ましい。
【００４９】
また、無機フィラー等を添加する樹脂としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、（メタ）アクリル樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられるが、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。
【００５０】
上記１）〜３）の方法で用いられる無機物（無機粒子等、無機繊維の布、無機フィラー等）は、表面処理されたものでもよい。表面処理の種類や条件は無機物の種類に応じて適宜選択でき、表面処理としては、スチリルシラン、ビニルシラン、メタクリルシラン、アクリルシラン、エポキシシラン、イソシアネートシラン、アミノシラン、メルカプトシラン、スルフィドシラン等による処理が挙げられる。封止材との密着性の観点から、ビニルシラン処理、メタクリルシラン処理、エポキシシラン処理が好ましい。
【００５１】
図１〜４に示すように、防炎性を有する層６は、支持層Ｂ［硬質発泡層４、外皮層５を含む層］の受光面反対側に設けることができるし（図１）、支持層Ｂと発電層Ａ［表面保護フィルム１、封止材２により封止された複数の太陽電池セル３を含む層］との間に設けることもできるし（図２及び図４）、また、支持層Ｂにおける硬質発泡層４と外皮層５の間に設けることもできる（図３）。
【００５２】
本発明の好ましい態様として、グラファイトシートを、図１または図３のように、支持層Ｂと発電層Ａとの間に設ける態様を挙げることができる。上記のように、グラファイトシートは、防炎性、熱伝導性に優れると共に光反射率が大きいことから、これを透明樹脂製封止材２により封止された複数の太陽電池セル３の受光面反対側に接して設けることにより、太陽電池セル間を通過した太陽光を受光面側に反射させ発電効率を上げることかできる。
【００５３】
本発明では、上記「防炎性を有する層」と併せて、「難燃剤を含む封止材」を用いることで、太陽電池モジュールに優れた防炎性能を付与することができる。また、「防炎性を有する層」を有することで、難燃剤の使用量を低減させることが可能となり、太陽電池モジュールに十分な防炎性能を付与しつつ、十分な出力を確保することができる。
【００５４】
封止材に配合する難燃剤は、封止材の層を燃えにくくし、又は炎が広がらないようにするための物質であれば良い。このような難燃剤としては、リン系難燃剤、ハロゲン系難燃剤、無機系難燃剤、シリコーン系難燃剤等が挙げられる。
【００５５】
リン系難燃剤としては、ポリリン酸アンモニウム塩、リン酸アルミニウム、リン酸ジルコニウム等の無機系リン酸塩；モノホスフェート化合物としてトリフェニルホスフェート、縮合リン酸エステルとしてレゾルシノールビス（ジキシレニルホスフェート）およびビスフェノールＡビス（ジフェニルホスフェート）、その他ペンタエリスリトールジフェニルジホスフェート等の有機リン酸エステル系難燃剤；赤リン等の赤リン系難燃剤が挙げられる。
【００５６】
ハロゲン系難燃剤としては、テトラブロムビスフェノールＡ、テトラブロムビスフェノールＡのオリゴマー、ブロム化ビスフェノール系エポキシ樹脂、ブロム化ビスフェノール系フェノキシ樹脂、ブロム化ビスフェノール系ポリカーボネート、ブロム化ポリスチレン、ブロム化架橋ポリスチレン、ブロム化ポリフェニレンエーテル、ポリジブロムフェニレンエーテル、デカブロモジフェニルオキサイドビスフェノール縮合物および含ハロゲンリン酸エステル等が挙げられる。
【００５７】
無機系難燃剤としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の無機金属化合物の水和物、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸亜鉛、酸化マグネシウム、酸化モリブデン、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化アンチモン等が挙げられる。
【００５８】
シリコーン系難燃剤としては、フェニル基、ビニル基およびメチル基を含有する（ポリ）オルガノシロキサン化合物や（ポリ）オルガノシロキサンとポリカーボネート樹脂の共重合体等が挙げられる。
【００５９】
上記の難燃剤の中でも、透明性の観点からはリン系難燃剤やハロゲン系難燃剤が好ましく、防火性という観点から、無機系難燃剤が好ましい。本発明では上記難燃剤を１種のみ使用してもよく、また、２種以上を併用することもできる。難燃剤の配合量は、封止材の層の樹脂１００重量部に対して、１０重量部以上であり、２０重量部以上であることが好ましく、３０重量部以上であることがさらに好ましい。一方、上限は９０重量部以下であり、８０重量部以下であることが好ましく、７０重量部以下であることがさらに好ましい。上記範囲とすることで、防炎性を向上させ、かつ透明性を確保することができる。
【００６０】
本発明の太陽電池モジュールは、超軽量であって、しかも防炎性能を有することから、
建設物の内装材または外装材として使用することができるものである。太陽電池モジュールには、ビス、釘等の固定具により、これを建設物の部材等の他の部材に固定するための穴部を設けることができる。
【００６１】
穴部から、湿分、水分が侵入して太陽電池セルを劣化させないように、穴部の内壁面には防水材を塗布する等の防水処理が施される。
【００６２】
本発明の太陽電池モジュールは、超軽量であって、しかも防炎性能を有することから、
建設物の屋上、屋根、側壁および／または手すりに簡単に設置することができ、経済的に太陽光発電を行うことができる。
【００６３】
特に、家屋、ビル等の建築物には、屋上、ベランダ、外階段等に転落防止用の手すりが多く設けられているが、図６及び７に示すような従来の太陽電池モジュールはこのような手すりに簡単に設置することはできない。一方、本発明の太陽電池モジュールは、超軽量で防炎性能を有し、簡単に設置できることから、このような手すりを利用して、有効に太陽光発電が行うことができる。
【００６４】
また、本発明の太陽電池モジュールは、超軽量で防炎性能を有し、簡単に設置できることから、一般の建設物に比べて堅牢さに劣る農業ハウスの屋根および／または側壁にも設置することができる。
【００６５】
本発明の太陽電池モジュールは軽量であり、さらに、これを複数枚に分割し、屏風のように折り畳み可能に連結することにより、容易に運搬可能となるため、防災用太陽電池モジュールとして用いることができる。すなわち、通常時は折り畳んで収納しておき、災害時に被災地に運搬して、非常用電源を得るために用いることができる。
【００６６】
防災用太陽電池モジュールとしては、例えば図５に示すようなものを例示することができる。
【００６７】
図５に示す防災用太陽電池モジュールでは、４つの分割された太陽電池モジュールの各部分７が、受光側の面（すなわち、表面保護フィルムが設けられた面）を上向きに向けて、屏風のように折り畳めるように連結されている。太陽電池モジュールの各部分７の連結には、蝶番で連結する方法等、公知の連結方法を用いることができる。この防災用太陽電池モジュールは、太陽電池モジュールの各部分７を屏風のように折り畳んだ後、両側の携帯用把手８を重ねて固定した状態で、運搬や収納を行うことができる。
【００６８】
本発明の太陽電池モジュールにおける発電層と支持層との接着、支持層における硬質発泡層、外皮層、防炎性を有する層の間の接着は、各層を形成する材料によるが、そのままでは層間の接着が十分でない場合には、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の接着剤、接着フィルムを介在させて接着を行う。
【００６９】
図１〜４では、このような観点から、各層を形成する材料に応じて適宜用いられる接着剤、接着フィルムの表示を省略しているのであって、図１〜４に接着剤、接着フィルムの使用が表示されていないからといって、接着剤、接着フィルムの使用を禁じている訳ではない。
【符号の説明】
【００７０】
１              表面保護フィルム
２              封止材
３              太陽電池セル
４              硬質発泡層
５              外皮層
６              防炎性を有する層
７              分割された太陽電池モジュールの各部分
８              携帯用把手
Ａ              発電層
Ｂ              支持層
１０１          太陽電池セル
１１７          ガラス基板
１１８          透明樹脂等の封止材
１１９          耐光性フィルム
１２０          アルミニウム枠
２１０          架台
２１４          基礎
２１８          （一対の）前柱
２２０          （一対の）後ろ柱
２２２          （一対の）受け梁
３００          太陽電池モジュール
３０２          カバーフィルム
３０４，３０８  封止材
３０６          太陽電池
３１４          発泡層
３１０，３１８  （２つの）外皮層
３２０          支持層スタック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2018011021.tif 000007
【図６】
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【図７】
2018011021.tif 000009
【図８】
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