(57)【要約】【課題】本発明は、太陽電池素子の電力変換効率を向上させるとともに、高効率で出力を取り出せる太陽電池モジュールを提供することを主目的とする。【解決手段】本発明は、太陽電池素子と裏面保護シートの間に超電導シートと冷却層を有する太陽電池モジュールを提供することにより、上記目的を達成するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面保護シート、充填剤層、太陽電池素子、裏面保護シートを順次積層する太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池素子と裏面保護シートの間に超電導シートを有し、前記超電導シートは、超電導シートを冷却する冷却層を有することを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記超伝導シートが、太陽電池素子の電極と、ハンダ加工によって接合されていることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、超伝導シートに関し、さらに詳しくは、太陽電池モジュールの内部において配線として使用される超伝導シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題に対する意識の高まりから、クリーンなエネルギー源としての太陽電池
が注目されている。一般に、太陽電池を構成する太陽電池モジュールは、受光面側から、表面保護シート、表面側充填材シート、太陽電池素子、裏面側充填材シート、及び裏面保護シートが順に積層された構成であり、太陽光が上記太陽電池素子に入射することにより発電する機能を有している。
【０００３】
太陽電池モジュールの内部で発電を行う太陽電池素子は、通常、太陽電池モジュールの内部に複数枚設けられ、これらが直並列接続されることにより必要な電圧及び電流を得られるように構成されている。複数の太陽電池素子を太陽電池モジュールの内部で配線するために、例えば、配線パターンになる金属箔を基材である樹脂シートの表面に積層させた配線シートが使用される（特許文献１）。そして、配線シートに設けられた配線である金属箔と、太陽電池素子の出力電極とはハンダ加工により電気的に接合される
【０００４】
太陽電池モジュールの電力変換効率は太陽電池素子の温度に大きく依存することが知られており、結晶系の太陽電池モジュールにおいては、一般に太陽電池素子の温度が低い状態の方が、温度が高い状態より電力変換効率がよい。そのため太陽電池素子の温度をどのような手法で低下させるかが課題となっており、表面保護シート等の受光面側に用いる部材に、紫外線吸収剤等の熱吸収剤を使用したり、太陽電池素子自体を冷却する方法が試みられている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−０８１２３７号公報
【特許文献２】特開平９−２１３９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の冷却方法では太陽電池素子の温度を十分に低下させることができず、電力変換効率が改善されない状況であった。また、太陽電池素子において光から変換された電力を高効率で送電できる太陽電池モジュールであればより多くの電力を取り出すことができる。
【０００７】
さらに電力を出力する配線は、太陽電池素子と裏面保護シートの間に設けることで、受光面からの太陽光を妨げないようにすることができ、発電効率を低下を防止することができる。
【０００８】
本発明はこのような状況下になされたもので、太陽電池素子と裏面保護シートの間に超電導シートと冷却層を有することで、冷却された超電導シートの熱がハンダを伝わり、太陽電池素子の温度を低下させることができ、電力変換効率を向上させるとともに、配線シートとして従来用いられている銅のような、安価で導電性の高い金属の代わりに超電導シートを用いることで、高効率で電力を送電できる太陽電池モジュールを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、太陽電池素子と裏面保護シートの間に超電導シートを有し、超電導シートは、超電導シートを冷却する冷却層を有することで、電力変換効率を向上させるとともに、高効率で電力を送電できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
（１）本発明は、表面保護シート、充填剤層、太陽電池素子、裏面保護シートを順次積層する太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池素子と裏面保護シートの間に超電導シートを有し、前記超電導シートは、超電導シートを冷却する冷却層を有することを特徴とする太陽電池モジュールである。
【００１１】
（２）また本発明は、前記超伝導シートが、太陽電池素子の電極と、ハンダ加工によって接合されていることを特徴とする（１）記載の太陽電池モジュール。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、太陽電池素子と裏面保護シートの間に超電導シートと冷却層を有することで、冷却された超電導シートの熱がハンダを伝わり、太陽電池素子の温度を低下させることができ、太陽電池素子の電力変換効率を向上させるとともに、配線シートとして従来用いられている銅のような、安価で導電性の高い金属の代わりに超電導シートを用いることで、高効率で電力を送電できる太陽電池モジュールを提供することを主目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態の構造を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図１に示す本発明の太陽電池モジュールの一実施態様について説明する。
【００１５】
［表面保護シート］
まず、表面保護シート２について説明する。本実施態様の太陽電池モジュール１で使用される表面保護シ−ト２としては、具体的には、例えば、ガラス板等は勿論のこと、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリルル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリ塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリカ−ボネ−ト系樹脂、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリエチレンナフタレ−ト等のポリエステル系樹脂、各種のナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリ−ルフタレ−ト系樹脂、シリコ−ン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエ−テルスルホン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アセタ−ル系樹脂、セルロ−ス系樹脂、その他等の各種の樹脂のフィルムないしシ−トを使用することができる。本発明においては、上記の樹脂のフィルムないしシ−トの中でも、特に、フッ素系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリカ−ボネ−ト系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、または、ポリエステル系樹脂のフィルムないしシ−トを使用することが好ましいものである。而して、本発明において、上記のようなフッ素系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリカ−ボネ−ト系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、または、ポリエステル系樹脂のフィルムないしシ−トは、機械的特性、化学的特性、物理的特性等に優れ、具体的には、耐候性、耐熱性、耐水性、耐光性、耐防湿性、耐汚染性、耐薬品性、その他等の諸堅牢性に優れて、太陽電池を構成する保護シ−トとして有用性を有し、耐久性、保護機能性等に優れ、また、そのフレキシブル性や機械的特性、化学的特性等から軽量で、かつ、加工性等に優れ、そのハンドリングし易い等の利点を有するものである。
【００１６】
本発明においては、上記のような各種の樹脂のフィルムないしシ−トのなかでも、特に、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエ−テルとの共重合体からなるペルフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンコポリマ−（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエ−テルとヘキサフルオロプロピレンコポリマ−（ＥＰＥ）、テトラフルオロエチレンとエチレンまたはプロピレンとのコポリマ−（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン樹脂（ＰＣＴＦＥ）、エチレンとクロロトリフルオロエチレンとのコポリマ−（ＥＣＴＦＥ）、フッ化ビニリデン系樹脂（ＰＶＤＦ）、または、フッ化ビニル系樹脂（ＰＶＦ）等のフッ素系樹脂の１種ないしそれ以上からなる透明性を有するフッ素系樹脂シ−トを使用することが好ましいものである。なお、本発明においては、上記のフッ素系樹脂シ−トの中でも、特に、ポリフッ化ビニル系樹脂（ＰＶＦ）、または、テトラフルオロエチレンとエチレンまたはプロピレンとのコポリマ−（ＥＴＦＥ）からなるフッ素系樹脂シ−トが、透明性を有し、太陽光の透過性等の観点から好ましいものである。
【００１７】
［充填材］
次に充填材層３について説明する。本実施態様の太陽電池モジュール１で使用される充填材層３を構成する樹脂は、特に限定されないが、熱可塑性を有し、かつシート状に加工したときに柔軟性を示すものであることが好ましい。このような樹脂としては、例えば、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）系の樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）系の樹脂、シリコーン系の樹脂、ポリエチレン系の樹脂等が例示される。これらの樹脂は、必要とされる性能に応じて、１種又は２種以上を混合して使用することができる。
【００１８】
ポリエチレン系の樹脂としては、充填材に柔軟性を付与する観点から、エチレンとα−オレフィンとの共重合体が好ましく使用される。このような樹脂としては、メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンが挙げられる。メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンは、シングルサイト触媒であるメタロセン触媒を用いて合成されるものである。このようなポリエチレン系樹脂は、側鎖の分岐が少なく、コモノマーの分布が均一である。このため、分子量分布が狭く、密度が小さいポリエチレン系樹脂とすることができ、シートに柔軟性を付与することができる。反りの抑制の観点からは、密度が０．８７０〜０．８９０ｇ／ｃｍ３の範囲であるメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンであることが好ましく、α−オレフィンが炭素数６から８であることが好ましい。
【００１９】
上記ポリエチレン系の樹脂は、更に、α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物
をコモノマーとして共重合してなるシラン共重合体を含むことが好ましい。α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物とをコモノマーとして共重合してなるシラン共重合体は、例えば、特開２００３−４６１０５号公報に記載されているものである。当該共重合体を太陽電池モジュールの充填材の成分として使用することにより、強度、耐久性等に優れ、かつ、耐候性、耐熱性、耐水性、耐光性、耐風圧性、耐降雹性、その他の諸適性に優れ、さらに、太陽電池モジュールを製造する加熱圧着等の製造条件に影響を受けることなく極めて優れた熱融着性を示し、安定的に、低コストで、種々の用途に適する太陽電池モジュール１０を製造することができる。このようなシラン共重合体は、少なくともα−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物とをコモノマーとし、必要に応じて、さらにその他の不飽和モノマーをコモノマーとして共重合して得られる共重合体であり、さらにその変性体又は縮合体も含むものである。
【００２０】
なお、他の充填材を構成する樹脂としては、酢酸ビニル含量が１５〜４５質量％のＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）系の樹脂も柔軟性の点から好ましく用いられる。
【００２１】
［超電導シート］
次に超電導シート５について説明する。本実施態様の太陽電池モジュール１で使用される超電導シート５に用いられる高温超電導体としては、液体窒素温度（７７Ｋ）以上の高温で超電導に転移するものであればよく、例えば、たとえば酸化物超電導体には、Ｙ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-Y （０≦Ｙ＜１）等のイットリウム系酸化物超電導体、Ｂｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ1 Ｃｕ2 Ｏ8-X 、Ｂｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ2 Ｃｕ3 Ｏ10-X、（Ｂｉ，Ｐｂ）2 Ｓｒ2 Ｃａ1Ｃｕ2 Ｏ8-X 、（Ｂｉ，Ｐｂ）2 Ｓｒ2 Ｃａ2 Ｃｕ3 Ｏ10-X（０≦Ｘ＜１）等のビスマス系酸化物超電導体、Ｔｌ2 Ｓｒ2 Ｃａ1 Ｃｕ2 Ｏ8-Z 、Ｔｌ2 Ｓｒ2 Ｃａ2 Ｃｕ3 Ｏ10-Z（０≦Ｚ＜１）等のタリウム系酸化物超電導体などが挙げられる。
【００２２】
［冷却層］
次に冷却層６について説明する。本実施態様の太陽電池モジュール１で使用される冷却層６として用いられる冷却剤としては、液体窒素の他に、水素、ネオン、アルゴン、天然ガス、アンモニア等を挙げられる。たとえば、大気圧下の飽和蒸気圧温度が１５Ｋ〜１００Ｋである冷却剤を好ましく用いることができる。また、冷却剤は、超電導体の臨界温度以下の温度において大気圧下または減圧下で固化するものが好ましい。冷却剤として液体窒素を用いる場合、本願発明では、液体ヘリウムを使用する場合に比べてより冷却コストが安価になる。
【００２３】
［裏面保護シート］
次に裏面保護シート７について説明する。本実施態様の太陽電池モジュール１で使用される裏面保護シート７としては、太陽電池モジュールに含まれる太陽電池素子に悪影響を与える水蒸気やガスが侵入することを防止するために設けられる。このため、裏面保護シートは、高い水蒸気バリア性や高いガスバリア性を有する素材から形成されることが好ましい。
【００２４】
裏面保護シート７は、機械的あるいは化学的強度に優れ、具体的には、耐候性、耐熱性、
耐水性、耐光性、耐風圧性、耐降雹性、耐薬品性、耐突き刺し性等の諸堅牢性に優れた樹
脂シートである。このような樹脂シートとしては、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプ
ロピレン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−
スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリ塩化ビニル
系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエ
チレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、
各種のナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポ
リアリールフタレート系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレン
スルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アセタール系樹
脂、セルロース系樹脂等、各種の樹脂シートを使用することができる。
【００２５】
これらの樹脂シートの中でも、特に、２軸延伸ポリエチレンテレフタレート系樹脂、フ
ッ素系樹脂のＥＴＦＥ（四フッ化エチレン・エチレン共重合体）やＰＶＤＦ（ポリフッ化
ビニリデン）のフィルム又はシートが好ましく使用される。
【００２６】
本実施形態において、上記の各種の樹脂シートとしては、例えば、上記の各種の樹脂の
１種又はそれ以上を使用し、押し出し法、キャスト成形法、Ｔダイ法、切削法、インフレ
ーション法、その他の成膜化法を用いて成膜したものが挙げられる。
【００２７】
ハンダ加工において使用されるハンダは、従来公知のものを特に制限なく使用することができる。しかし、ハンダ材料そのものの抵抗値が高いと、超電導シートに通電中接続部のジュール発熱が大きくなり、冷媒消費量が増加してしまうので本発明に使用されるハンダの一例としては、鉛−錫合金ハンダ、銀入りハンダ、無鉛ハンダ、錫−ビスマス、錫−ビスマス−銀、等が特に好ましい。
【符号の説明】
【００２８】
１  太陽電池モジュール
２  表面保護シート
３  充填材層
４  太陽電池素子
５  超電導シート
６  冷却層
７  裏面保護シート
８  フレーム
【図１】
2011187818.tif 000003