(57)【要約】【課題】太陽電池モジュールの出力低下を防止することを目的にしている。【解決手段】太陽電池素子１０を備えた太陽電池モジュール１００であって、太陽電池素子１０と、太陽電池素子１０の受光面側に向かって順に積層されたオレフィン系樹脂から構成される前面第１封止材シート２１及びＥＶＡ樹脂から構成される前面第２封止材シート２２と、太陽電池素子１０の背面側に向かって順に配置されたオレフィン系樹脂から構成される背面第１封止材シート３１及びＥＶＡ樹脂から構成される背面第２封止材シート３２と、を有することを特徴とする太陽電池モジュール１００。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池素子を備えた太陽電池モジュールであって、
前記太陽電池素子と、
前記太陽電池素子の受光面側に向かって順に積層された前面第１封止材シート及び前面第２封止材シートと、
前記太陽電池素子の背面側に向かって順に配置された背面第１封止材シート及び背面第２封止材シートと、
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】
前記前面第１封止材シート及び前記背面第１封止材シートが、オレフィン系樹脂から構成され、前記前面第２封止材シート及び前記背面第２封止材シートが、エチレン−酢酸ビニル共重合体から構成される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。
【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】
一般に太陽電池モジュールは、透明前面基板と太陽電池素子（セル）と裏面保護シートとが、封止材シートを介して積層された構造を有している。ここで、特許文献１には、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ樹脂）と有機過酸化物とを含有する太陽電池モジュール用封止材が記載されている。かかる封止材は未架橋の状態で成形され、モジュール化工程又はその後の工程において、加熱等によって架橋される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１７１９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来、封止材として使用されるＥＶＡ樹脂にはシランカップリング剤が処方され、架橋反応によってガラス板との良好な密着が得られる。しかし、加熱成形等により生じる分解生成物としての酢酸が、太陽電池素子（セル）や電極を劣化させ、出力低下を引き起こすおそれがある。また、メガソーラーなどの高電圧の太陽光発電システムにおいて太陽電池モジュールの発電量が低下する現象として確認されているＰＩＤ現象（ＰＩＤ：Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ）も、酢酸の存在が影響していると言われている。
本発明は、太陽電池モジュールの出力低下を防止することを目的にしている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かくして本発明によれば、太陽電池素子を備えた太陽電池モジュールであって、前記太陽電池素子と、前記太陽電池素子の受光面側に向かって順に積層された前面第１封止材シート及び前面第２封止材シートと、前記太陽電池素子の背面側に向かって順に配置された背面第１封止材シート及び背面第２封止材シートと、を有することを特徴とする太陽電池モジュールが提供される。
ここで、前記前面第１封止材シート及び前記背面第１封止材シートが、オレフィン系樹脂から構成されることが好ましく、前記前面第２封止材シート及び前記背面第２封止材シートが、エチレン−酢酸ビニル共重合体から構成されることが好ましい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、太陽電池モジュールの出力低下が防止される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施の形態が適用される太陽電池モジュールの層構成の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。すなわち、実施の形態の例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に記載がない限り、本発明の範囲を限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。また、使用する図面は、本実施の形態を説明するための一例であり、実際の大きさを表すものではない。各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。尚、本実施の形態におけるシート状とはフィルム状も含む意味であり両者に差はない。
【０００９】
（太陽電池モジュール１００）
図１は、本実施の形態が適用される太陽電池モジュール１００の層構成の一例を示す断面図である。太陽電池モジュール１００は、太陽電池素子１０と、太陽電池素子１０の受光面側（図１では上側）に向かって順に積層された前面第１封止材シート２１及び前面第２封止材シート２２と、太陽電池素子１０の背面側（図１では下側）に向かって順に配置された背面第１封止材シート３１及び背面第２封止材シート３２と、を有している。前面第２封止材シート２２の上には強化ガラス板４０が配置され受光面を構成している。背面第２封止材シート３２の下にはバックシート５０が設けられている。
【００１０】
尚、図示しないが、これら太陽電池素子１０と前面第１封止材シート２１及び前面第２封止材シート２２、背面第１封止材シート３１及び背面第２封止材シート３２、強化ガラス板４０、バックシート５０を含む太陽電池モジュール１００の端部は、これら構成要素の外周縁部に封止材を介して囲むように形成された、例えばアルミニウム等からなる金属製フレームにより一体になるように固定されている。
【００１１】
本実施の形態で使用する太陽電池素子１０の構造は特に限定されず、例えば、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）型太陽電池が挙げられる。一般に、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）型太陽電池は、標準青板ガラス基板上にＳｉＯ２とＳｎＯ２の２層からなる透明電極、ｐ／ｉ／ｎ（又はｎ／ｉ／ｐ）型のアモルファスシリコンからなる発電膜及びＡｌからなる裏面電極を順次積層した構成となっている。このような（ａ−Ｓｉ）型太陽電池を複数個備えた太陽電池素子１０の構造体としては、強化ガラス板４０の裏面側から裏面電極（図示せず）の一部が銅箔電極との接触部で銀ペーストにより接着され、互いに電気的に接続されている。
【００１２】
バックシート５０としては、例えば、フッ素系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、塩化ビニル、フェノール、ポリウレタン等からなる硬質の発泡剤からなる樹脂フォーム等が使用できる。
【００１３】
また、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）型太陽電池に採用される太陽電池素子１０のアモルファスシリコン層の積層数としては、前述した２層構造以外、１層、３層、４層以上も可能である。また、太陽電池セルとしてシリコン結晶層を採用することも可能である。シリコン結晶層としては、シリコン単結晶、シリコン多結晶のいずれをも適用可能である。さらに、太陽電池素子１０には化合物半導体層を備えることも可能である。化合物半導体層の組成としては、２元系ではＧａＡｓやＣｄＳ等、３元系ではＣｕＩｎＳｅ２等が挙げられる。
【００１４】
（封止材シート）
本実施の形態で使用する前面第１封止材シート２１及び前面第２封止材シート２２、背面第１封止材シート３１及び背面第２封止材シート３２（以下、これらを併せて「封止材シート」と記すことがある。）は、以下に説明する封止材組成物を、通常の成形法（例えば、射出成形、押出成形、中空成形、圧縮成形、回転成形等の各種成形法）により成型加工して、シート状又はフィルム状としたものである。
【００１５】
（前面第１封止材シート２１及び背面第１封止材シート３１）
本実施の形態では、前面第１封止材シート２１及び背面第１封止材シート３１（以下、これらを併せて「第１封止材シート」と記すことがある。）は、両者共にオレフィン系樹脂を含有し、さらに必要に応じて架橋剤及びその他の成分を含有する第１封止材組成物を用いて調製される。第１封止材シートは、上記の第１封止材組成物を上述の成型法によって成膜することによって得ることができる。
【００１６】
オレフィン系樹脂を用いた第１封止材シートは、絶縁性を備えるとともに、太陽電池モジュール１００の製造時の加熱成形等による分解生成物としての酢酸が生じるおそれがない。このため、オレフィン系樹脂を用いた第１封止材シートにより太陽電池素子１０の上面と下面とをシールすることにより、太陽電池素子１０や電極（図示せず）の劣化が低減し、出力低下を防止することができる。
前面第１封止材シート２１及び背面第１封止材シート３１の厚さは、通常、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、好ましくは０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下である。
【００１７】
オレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィンの単独重合体、エチレン又はプロピレンを主成分とし、それらに炭素数２〜１０の他のα−オレフィン１種または２種以上を副成分とし、必要に応じてジエンモノマーを少量共重合させた構成のオレフィン共重合体、環状オレフィン、アイオノマー等が挙げられる。
【００１８】
オレフィン共重合体の中でも、エチレンを主成分とする共重合体としては、エチレン重合単位を５０〜９０モル％、エチレン以外のα−オレフィン重合単位を５０〜１０モル％、必要に応じてジエンモノマー重合単位を２モル％以下含有するものを挙げることができる。具体的には、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・１−ブテン共重合体、エチレン・４−メチル−１−ペンテン共重合体、エチレン・１−ヘキセン共重合体、エチレン・１−オクテン共重合体、エチレン・プロピレン・ジシクペンタジエン共重合体、エチレン・プロピレン・５−エチリデン−２−ノルボルネン共重合体、エチレン・プロピレン・１，６−ヘキサジエン共重合体等を例示することができる。
【００１９】
プロピレンを主成分とする共重合体は、プロピレン重合単位を７０〜９５モル％、プロピレン以外のα−オレフィンの重合単位を５〜３０モル％含有するものを例示することができる。具体的には、プロピレン・エチレン共重合体およびプロピレン・１−ブテン共重合体を例示することができる。
【００２０】
また、オレフィン系樹脂として低密度ポリエチレンが挙げられる。ここで、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）（好ましくは、直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ））は、エチレンとα−オレフィンとの共重合体であって、その密度が０．９４０ｇ／ｃｍ３以下の範囲の樹脂である。低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）に使用するα−オレフィンとしては、例えば、１−ヘキセン、１−ヘプテン又は１−オクテン等が挙げられる。
【００２１】
第１封止材シートは、必要に応じて架橋剤を使用し、架橋処理によって架橋済みの封止材シートとしてもよい。架橋方法としては、その成形温度を１４０℃から１８０℃の高温とすることで、成形終了時点に架橋済みのシートとしてもよく、その成形温度を例えば９０℃から１００℃の低温とすることで未架橋とし、太陽電池モジュール１０の製造時に加熱して架橋を完了してもよい。又、上記未架橋の封止材シートを、電離放射線による架橋処理によって架橋済みの封止材シートとしてもよい。
【００２２】
架橋剤は公知のものが使用でき特に限定されず、例えば、１０時間半減期温度が１００℃〜１２０℃の有機過酸化物が好ましい。具体的には、例えば、ジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ビス−３，５，５−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシアセテート、メチルエチルケトンパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルカーボネート（ＴＢＥＣ）等が挙げられる。これらは１種類または２種以上を組み合わせてもよい。架橋剤の含有量は、上記の第１封止材組成物中に通常０．５質量％以上１．０質量％以下である。
【００２３】
架橋助剤としては、トリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）、トリアリルシアヌレート、ジアリルフタレート等が挙げられる。その他の成分としては、例えば、耐候性マスターバッチ、各種フィラー、光安定化剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、シランカップリング剤等の接着性向上剤、核剤、分散剤、レベリング剤、可塑剤、消泡剤、難燃剤等である。
【００２４】
（前面第２封止材シート２２及び背面第２封止材シート３２）
本実施の形態では、前面第２封止材シート２２及び背面第２封止材シート３２（以下、これらを併せて「第２封止材シート」と記すことがある。）は、両者共にエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ樹脂）及び架橋剤を必須成分として含有し、さらに必要に応じて架橋助剤及びその他の成分を含有する第２封止材組成物を用いて調製される。第２封止材シートは、上記の第２封止材組成物を上述の成型法によって成膜し、成形後に架橋処理を行って適度な架橋を進行させることによって得ることができる。製膜温度は９０℃〜１２０℃に範囲で選択される。これら第２封止材シートの架橋方法としては、例えば、太陽電池モジュール１００の製造時に、１４０℃〜１８０℃程度の加熱により架橋を行う。尚、その後さらに加熱処理によるキュア工程を施して架橋を完了させてもよい。
【００２５】
前面第２封止材シート２２及び背面第２封止材シート３２の厚さは、通常、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、好ましくは０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下である。
また、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ樹脂）を含有する前面第２封止材シート２２を、オレフィン系樹脂からなる前面第１封止材シート２１と強化ガラス板４０との間に設けることにより、強化ガラス板４０と太陽電池素子１０との密着性、さらに、バックシート５０と太陽電池素子１０との密着性が維持される。
【００２６】
本実施の形態で使用するエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ樹脂）は、従来公知のものを使用でき特に限定されず、例えば、酢酸ビニル含有量（ＶＡ含量）が２４質量％以上３５質量％以下であることが好ましい。
【００２７】
第２封止材シートは、架橋処理によって架橋済みの封止材シートとしてもよい。架橋方法としては、その成形温度を１５０℃から２５０℃の高温とすることで、成形終了時点に架橋済みのシートとしてもよく、その成形温度を例えば９０℃から１００℃の低温とすることで未架橋とし、太陽電池モジュール１００の製造時に加熱して架橋を完了してもよい。
【００２８】
架橋剤としては、前述した第１封止材組成物と同様のものが挙げられ、特に限定されない。具体的には、各種の有機過酸化物、アゾ化合物、シラノール縮合触媒等を挙げることができる。これらは１種または２種以上を組み合わせてもよい。架橋剤の配合量は、第２封止材組成物中に、通常０．０１質量％以上２質量％以下が含まれる。尚、必要に応じて、架橋助剤、その他の成分を配合することができ、それらは、前述した第１封止材組成物と同様のものが使用でき特に限定されない。
【００２９】
（太陽電池モジュール１００の製造方法）
太陽電池モジュール１００は、例えば、上記の強化ガラス板４０、ＥＶＡ樹脂を含む前面第２封止材シート２２、オレフィン系樹脂を含む前面第１封止材シート２１、太陽電池素子１０、背面第１封止材シート３１、背面第２封止材シート３２及びバックシート５０からなる部材を順次積層してから真空吸引等により一体化し、その後、ラミネーション法等の成形法により、上記の部材を一体成形体として加熱圧着成形して製造することができる。
【００３０】
また、太陽電池モジュール１００は、通常の熱可塑性樹脂において通常用いられる成形法（例えば、Ｔダイ押出成形等）により、太陽電池素子１０の受光面側及び背面側のそれぞれに、前面第１封止材シート２１及び背面第１封止材シート３１を溶融積層し、次いで、太陽電池素子１０を前面第２封止材シート２２及び背面第２封止材シート３２で挟み、続いて、強化ガラス板４０及びバックシート５０を順次積層し、次いで、これらを真空吸引等により一体化して加熱圧着する方法で製造してもよい。
【００３１】
以上説明したように、本実施の形態が適用される太陽電池モジュール１００は、オレフィン系樹脂を用いた第１封止材シート（前面第１封止材シート２１、背面第１封止材シート３１）により太陽電池素子１０の上面と下面とをシールすることにより、加熱成形等によるＥＶＡ樹脂の分解生成物としての酢酸が、太陽電池素子１０に直接作用することが低減する。このため、太陽電池素子１０や電極（図示せず）の劣化が低減し、出力低下を防止することができるとともに、強化ガラス板４０と太陽電池素子１０との密着性、バックシート５０と太陽電池素子１０との密着性が維持される。
【符号の説明】
【００３２】
１０…太陽電池素子、２１…前面第１封止材シート、２２…前面第２封止材シート、３１…背面第１封止材シート、３２…背面第２封止材シート、４０…強化ガラス板、５０…バックシート、１００…太陽電池モジュール
【図１】
2015162514.tif 000003