(57)【要約】【課題】  太陽電池モジュール全体に発生する反り、特に、反射層が山型等とされた太陽電池モジュールにおける反りを効果的に抑止することができる太陽電池モジュールにおけるバックシートを提供する。【解決手段】  太陽電池モジュール１は、光入射面の反対側に設けられているバックシート１４を備えている。バックシート１４は、２種類以上の金属が複数層に積層されて形成されている。ここで積層される金属は、ＣｕおよびＦｅ−Ｎｉであり、第１Ｃｕ層３１、Ｆｅ−Ｎｉ層３２、および第２Ｃｕ層３３として積層されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属支持基板が内挿され、太陽電池モジュールにおける光入射面の反対側に設けられている太陽電池モジュールにおけるバックシートであって、
前記金属支持基板は、２種以上の金属が複数層に積層されて形成されていることを特徴とする太陽電池モジュールにおけるバックシート。
【請求項２】
前記金属支持基板は、Ｃｕ／Ｆｅ−Ｎｉ／Ｃｕ層によって形成されている請求項１に記載の太陽電池モジュールにおけるバックシート。
【請求項３】
前記金属支持基板は、少なくとも１層の金属支持層を備えており、
前記金属支持層がパンチングメタルによって形成されている請求項１または請求項２に記載の太陽電池モジュールにおけるバックシート。
【請求項４】
前記金属支持基板は、少なくとも１層の金属支持層を備え、前記金属支持基板における前記光入射面側に前面基板が配設されており、
前記金属支持基板における前記金属支持層の圧み比Ｘと前記前面基板の線膨張係数が、所定の比例関係を満たすように前記金属支持層の厚みが調整されている請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載の太陽電池モジュールにおけるバックシート。
【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おけるバックシートに関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆる太陽電池モジュールは、たとえば太陽電池セルが設けられる透光性モジュール層を備えている。また、従来、この透光性モジュール層における光入射面の反対側に、鋼材などを用いた金属製の反射板が設けられた太陽電池モジュールがある（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
この太陽電池モジュールでは、光入射面から入射した光のうち、太陽電池セルで吸収できずに裏面側まで到達してしまった光を反射板によって太陽電池セルに向けて反射させている。この反射層によって入射光を反射させることにより、太陽電池セルにおける光吸収率を高めている。
【０００４】
また、反射板は、金属製であることから、透光性モジュール層の裏面側に接着する等により、透光性モジュール層を支持することができる。このように、透光性モジュール層を金属製の反射板で支持することにより、太陽電池モジュールの加工性を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１１１０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記特許文献１に開示された太陽電池モジュールでは、透光性モジュール層の表面には、ガラス板などからなる透光性表面材が設けられている。ここで、透光性表面材を構成するガラス板と金属製の反射板とでは、膨張率が異なることから、太陽電池モジュール全体として反りが生じてしまい易くなるという問題があった。
【０００７】
また、太陽電池モジュールとしては、裏面側に到達した入射光の反射効率を高めるために、反射層を山型などに形成することがある。反射層を山型等に形成する場合には、加工性を高めるために金属支持層を形成したシート加工を行うことが求められる。このシート加工を行うにあたっては、金属材を用いる必要があることから、太陽電池モジュール全体の反りの問題は、反射層を山型に形成する場合にさらに顕著になるものであった。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、太陽電池モジュール全体に発生する反り、特に、反射層が山型等とされた太陽電池モジュールにおける反りを効果的に抑止することができる太陽電池モジュールにおけるバックシートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決した本発明に係る太陽電池モジュールにおけるバックシートは、金属支持基板が内挿され、太陽電池モジュールにおける光入射面の反対側に設けられている太陽電池モジュールにおけるバックシートであって、金属支持基板は、２種以上の金属が複数層に積層されて形成されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る太陽電池モジュールにおけるバックシートにおいては、金属支持基板は、２種以上の金属が複数層に積層されて形成されている。このため、金属支持基板の線膨張係数を容易に揃えることができる。したがって、金属支持基板と太陽電池モジュールにおける他の構成要素と前面基板との線膨張係数を揃えることにより、太陽電池モジュール１全体に生じる反り、特に、反射層が山型とされた太陽電池モジュールにおける反りを効果的に抑止することができる。
【００１１】
ここで、金属支持基板は、Ｃｕ／Ｆｅ−Ｎｉ／Ｃｕ層によって形成されている態様とすることができる。
【００１２】
このように、金属支持基板は、Ｃｕ／Ｆｅ−Ｎｉ／Ｃｕ層によって形成されていることにより、金属支持基板の加工性を優れたものとすることができる。
【００１３】
また、金属支持基板は、少なくとも１層の金属支持層を備えており、金属支持層がパンチングメタルによって形成されている態様とすることができる。
【００１４】
このように、金属支持層がパンチングメタルによって形成されていることにより、金属支持基板のバネ弾性を確保することができる。このため、基材が熱収縮する際の応力緩和を図ることができるので、太陽電池モジュール全体の反りをさらに効果的に抑止することができる。
【００１５】
さらに、金属支持基板は、少なくとも１層の金属支持層を備え、金属支持基板における光入射面側に前面基板が配設されており、金属支持基板における金属支持層の圧み比と前面基板の線膨張係数が、所定の比例関係を満たすように金属支持層の厚みが調整されている態様とすることができる。
【００１６】
このように、金属支持基板における金属支持層の圧み比と前面基板の線膨張係数が、所定の比例関係を満たすように金属支持層の厚みが調整されていることにより、金属支持基板と前面基板とには同様の熱膨張が発生することとなる。このため、太陽電池モジュールに熱負荷を与えた場合であっても、太陽電池モジュール全体の反りを効果的に抑止することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る太陽電池モジュールにおけるバックシートによれば、太陽電池モジュール全体に発生する反り、特に、反射層が山型等とされた太陽電池モジュールにおける反りを効果的に抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールの要部斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係るバックシートの側断面図である。
【図３】本発明の他の例の実施形態に係るバックシートの側断面図である。
【図４】前面基板の線膨張係数と金属支持層の厚さとの関係を示すグラフである。
【図５】（ａ）〜（ｃ）とも、太陽電池モジュールの製造工程を側面視して示す工程図である。
【図６】バックシートの製造工程を模式的に示す工程図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）とも、太陽電池モジュールにおけるバックシートの形状を説明する側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図示の便宜上、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。
【００２０】
図１は、本実施形態に係る太陽電池モジュールの要部斜視図である。本発明に係る太陽電池モジュールは、バックシートが特徴的である。図１に示すように、本実施形態に係る太陽電池モジュール１は、透光層１１を備えている。透光層１１は、たとえばＥＶＡ樹脂を備えて構成されており、透光層１１の内側には複数の太陽電池セル１２が略同一平面上に整列した状態で内挿されている。
【００２１】
太陽電池セル１２同士は、図示しないセルストリングスを介して電気的に接続されている。透光層１１の表面側には前面基板１３が配設されている。前面基板１３は、光透過性を備えており、たとえば、ガラスによって構成されている。以後、太陽電池モジュール１における光入射面側を「前面側」、その反対側を「裏面側」という。
【００２２】
さらに、透光層１１の裏面側には、透光層１１を透光した光を反射する反射層となるバックシート１４が配設されている。バックシート１４は、図２に示すように、プライマ層２１、光学ＰＥＴ（各種のポリエチレン）層２２、Ａｇフィルム層２３、金属支持基板２４、および耐加水分解性ＰＥＴ層２５を前面側からこの順で積層されて備えている。また、図１に示すように、バックシート１４は、側面視した形状が山型（Ｖ溝賦型）となるように形成されている。なお、図２では、バックシートを直方体状に描いている。
【００２３】
プライマ層２１は、ＵＶ（紫外線吸収剤）を含有して構成されており、入射光としての太陽光などに含まれる紫外線等を吸収する。また、光学ＰＥＴ層２２は、太陽電池モジュール１における耐久性、耐熱性を高めるとともに、バックシート１４と透光層１１との接着性を高めるために形成されている。さらに、Ａｇフィルム層２３が形成されることにより、バックシート１４における光反射性を高めており、耐加水分解性ＰＥＴ層２５を形成することにより、耐水性を高めている。
【００２４】
金属支持基板２４は、第１Ｃｕ層３１、Ｆｅ−Ｎｉ層３２、および第２Ｃｕ層３３のＣｕ／Ｆｅ−Ｎｉ／Ｃｕ層で形成されている。このうち、Ｆｅ−Ｎｉ層３２が金属支持層とされている。金属支持基板２４では、前面側から、第１Ｃｕ層３１、Ｆｅ−Ｎｉ層３２、および第２Ｃｕ層３３の順番で形成されている。これらの第１Ｃｕ層３１、Ｆｅ−Ｎｉ層３２、および第２Ｃｕ層３３は、いずれも５０μｍ程度の厚さとされている。
【００２５】
以上の構成を有する本実施形態に係る太陽電池モジュール１においては、前面側から入射した光が、透光層１１を通過する際、その光の一部が太陽電池セル１２に入射する。また、太陽電池セル１２に入射しなかった光は、透光層１１を通過してバックシート１４に反射され、再び透光層１１に入射される。このとき、再び透光層１１に入射された光が太陽電池セル１２の裏面側から入射する。このため、太陽電池セル１２による集光効率を高いものとすることができる。
【００２６】
また、本実施形態に係る太陽電池モジュール１におけるバックシート１４は、側面視して山型をなしている。このため、透光層１１を通過してきた光を反射する際、好適に太陽電池セル１２方向に集めることができる。したがって、より一層集光効率を高めることができる。
【００２７】
さらに、本実施形態に係る太陽電池モジュール１においては、バックシート１４における金属支持基板２４は、実質的に透光層１１や前面基板１３を支持している。ここで、金属支持基板２４は、第１Ｃｕ層３１、Ｆｅ−Ｎｉ層３２、および第２Ｃｕ層３３によって構成されており、２種以上の金属が複数層に積層されて形成されている。金属支持基板２４が２種以上の金属が複数層に積層されて形成されていることにより、金属支持基板２４の線膨張を容易に制御することができる。
【００２８】
このため、金属支持基板２４と前面基板１３との線膨張係数を容易に揃えることができる。金属支持基板２４と前面基板１３との線膨張係数を揃えることにより、太陽電池モジュール１全体に生じる反り、特に、本実施形態のように、反射層となるバックシート１４が山型とされた太陽電池モジュール１における反りを効果的に抑止することができる。
【００２９】
さらに、第１Ｃｕ層３１、Ｆｅ−Ｎｉ層３２、および第２Ｃｕ層３３は、いずれも５０μｍ程度の薄膜層とされている。このため、第１Ｃｕ層３１、Ｆｅ−Ｎｉ層３２、および第２Ｃｕ層３３を容易に貼り合わせることができるとともに、薄膜化のため重量を低減することができる。さらに、金属支持基板２４が第１Ｃｕ層３１、Ｆｅ−Ｎｉ層３２、および第２Ｃｕ層３３によって形成されていることにより、金属支持基板２４の加工性を優れたものとすることができるとともに、低コスト化を図ることができる。
【００３０】
また、金属支持基板２４としては、第１Ｃｕ層３１、Ｆｅ−Ｎｉ層３２、および第２Ｃｕ層３３のほか、適宜他の金属を用いることもできる。たとえば、これらの金属にＷやＭｏを添加して、線膨張を制御することもできる。たとえば、第１の金属がＣｕであり、第２の金属がＦｅ−Ｎｉである上記の例以外の第１金属および第２の金属を組み合わせた３層種の金属を有する金属支持基板とすることができる。この場合、第１の金属と第２の金属の比率の制御によっては、線膨張係数のみならず、必要であれば熱伝導率や導電率などの物理的特性値や引っ張り強さなどの機械的特性値を所望の値に調整することもできる。
【００３１】
次に、本発明に係る太陽電池モジュール１における金属支持基板の他の例について説明する。図３（ａ）〜（ｄ）は、いずれも本発明の他の例の実施形態に係るバックシートの平断面図である。上記の実施形態においては、バックシート１４における金属支持基板２４に設けられた金属支持層を構成するＦｅ−Ｎｉ層３２は、中実の板状のものが用いられていたが、本実施形態では、金属支持層として、パンチングメタル４ａ〜４ｄのいずれかが用いられている。
【００３２】
本実施形態で用いられるパンチングメタルとしては、図３（ａ）に示すように、円形の中空部が形成されたパンチングメタル４ａまたは図３（ｂ）に示すように、十字形の中空部が形成されたパンチングメタル４ｂを用いることができる。あるいは、図３（ｃ）に示すように、長孔状の中空部が形成されたパンチングメタル４ｃ、および菱形状の中空部が形成されたパンチングメタル４ｄのいずれを用いることもできる。さらには、これらのパンチングメタルを複数積層して用いることもできる。
【００３３】
このように、金属支持層としてパンチングメタルを用いることにより、金属支持基板２４（図２）におけるバネ弾性を確保することができる。金属支持基板２４が弾性力を発揮すると、太陽電池モジュール１を製造する際における基材を熱収縮する際における応力緩和を図ることができる。その結果、太陽電池モジュール１に生じる反りをさらに効果的に抑制することができる。
【００３４】
また、金属支持層をパンチングメタルで形成する場合、パンチングメタルの空隙率を２５％〜５５％の範囲内とすることが好適である。パンチングメタルの空隙率を２５％〜５５％の範囲内とすることにより、光学ＰＥＴ層２２や耐加水分解性ＰＥＴ層２５との接着性を良好なものとすることができるとともに、バネ弾性を確保することができる。
【００３５】
さらに、金属支持層をパンチングメタルで形成する態様について説明したが、金属支持基板における金属支持層以外の金属層についてもパンチングメタルで形成する態様とすることもできる。金属支持層以外の金属層もパンチングメタルで形成することにより、太陽電池モジュール全体の反りをさらに確実に防止することができる。
【００３６】
さらに、金属支持層の厚みを調整するにあたり、金属支持基板における金属支持層の圧み比と前面基板の線膨張係数が、所定の比例関係を満たすように金属支持層の厚みを調整することが好適である。ここで、金属支持基板における金属支持層の圧み比とは、金属支持基板の厚みに示す金属支持層の厚みをいう。
【００３７】
いま、図２に示すバックシート１４における金属支持層であるＦｅ−Ｎｉ層３２の圧み比Ｘと、ガラスからなる前面基板１３の線膨張係数Ｙとの関係を図４に示す。図４に示す関係から、金属支持基板２４におけるＦｅ−Ｎｉ層３２の圧み比Ｘと、前面基板１３の線膨張係数Ｙとの関係が、下記（１）式を満たすことが好適である。
【００３８】
Ｙ＝−１５．０Ｘ＋１６．１  ・・・（１）
【００３９】
上記（１）式に基づいて考えた場合、前面基板１３を構成するガラスの線膨張係数は９．０ｐｐｍである。このため、金属支持基板２４におけるＦｅ−Ｎｉ層３２の厚み比Ｘを、０．４７とすることが好適となる。このように、金属支持基板２４におけるＦｅ−Ｎｉ層３２の圧み比Ｘと、前面基板１３の線膨張係数Ｙとの関係が、下記（１）式を満たすようにＦｅ−Ｎｉ層３２の圧みを調整することにより、金属支持基板２４と前面基板１３とには同様の熱膨張が発生することとなる。したがって、太陽電池モジュール１に熱負荷を与えた場合であっても、太陽電池モジュール１全体の反りを効果的に抑止することができる。
【００４０】
次に、本実施形態に係る太陽電池モジュールのバックシートの製造手順を説明し、続いて、太陽電池モジュールの製造手順について説明する。図５は、バックシートの製造工程を模式的に示す工程図である。バックシートを製造するにあたっては、図５（ａ）に示すプレス加工によって凹凸成型を行う製法、（ｂ）に示すギアロール加工によって凹凸成型を行う製法、あるいは（ｃ）に示すベンダー加工によるって凹凸成型を行う製法などが用いられる。
【００４１】
図５（ａ）に示すプレス加工によって凹凸成型を行う製法では、まず、ロール材料が巻き付けられたロール４１からバックシート母材４２を巻き出す。バックシート母材４２は、バックシート１４を構成するプライマ層２１、光学ＰＥＴ層２２、Ａｇフィルム層２３、金属支持基板２４、および耐加水分解性ＰＥＴ層２５を形成する素材が、それぞれこの順で積層されている。
【００４２】
ロール４１から巻き出されたバックシート母材４２は、カッタ４３によって所定の大きさに切断される。続いて、所定の大きさに切断されたバックシート母材４２に対してプレス機４４によってプレス加工を施す。プレス機４４には、バックシート１４における山型と同様の凹凸が付与されている。このプレス機４４によって切断されたバックシート母材４２にプレス加工を施すことにより、所定の大きさのバックシート１４が製造される。
【００４３】
また、図５（ｂ）に示すギアロール加工によって凹凸成型を行う製法では、まず、ロール部材が巻き付けられたロール４１からバックシート母材４２を巻き出す。この工程は、プレス加工によって凹凸成型を行う製法と同様である。次に、巻き出したバックシート母材４２をギアロール４５に通過させる。ギアロール４５には、バックシート１４における山型と同様の凹凸を付与する突起が形成されている。
【００４４】
バックシート母材４２は、ギアロール４５を通過することにより、凹凸が付与される。凹凸が付与されたバックシート母材４２は、ギアロール４５から送り出された後。カッタ４３によって所定の大きさに切断される。こうして、所定の大きさのバックシート１４が製造される。
【００４５】
さらに、図５（ｃ）に示すベンダー加工によって凹凸成型を行う製法では、まず、所定の大きさに切断されたバックシート母材４２を用意する。次に、所定の大きさに切断されたバックシート母材４２に対して、プレスブレーキ４６によって凹凸成型を行う。こうして、所定の大きさのバックシート１４が製造される。
【００４６】
続いて、本実施形態に係る太陽電池モジュールの製造手順について簡単に説明する。図６は、太陽電池モジュールの製造工程を側面視して示す工程図である。図６に示すように、太陽電池モジュール１を製造する際には、まず、第１レイアップ行程が行われる。この第１レイアップ行程では、図６（ａ）に示すように、凹凸付与治具５を用いる。凹凸付与治具５は、上方が開口した箱型の箱部材５１を備えている。箱部材５１の底板における表面側には、バックシート１４の裏面側における山型に沿った凹凸を有する凹凸形状が形成されている。
【００４７】
この凹凸付与治具５の箱部材５１に対して、バックシート１４を挿入し、箱部材５１における凹凸形状に対してバックシート１４の裏面の山型が沿うようにバックシート１４を配置する。バックシート１４を配置したら、バックシート１４の上側からＥＶＡ樹脂からなるＥＶＡシート５２を載置し、ＥＶＡシート５２の上方から箱部材５１の上方開口部を蓋部材５３で閉口する。蓋部材５３で箱部材５１の上方開口部を閉口することにより、バックシート１４と蓋部材５３とによってＥＶＡシート５２が挟み込まれる。こうして、第１レイアップ行程が終了する。
【００４８】
第１レイアップ行程が済んだら、続いて、プリフォーム行程が行われる。プリフォーム行程では、図６（ｂ）に示すように、太陽電池用ラミネータ機６に凹凸付与治具５を挿入する。太陽電池用ラミネータ機６は、本体部６１を備えており、凹凸付与治具５はこの本体部６１に挿入される。凹凸付与治具５を挿入したら、凹凸付与治具５における蓋部材５３の上方にラバーヒータ６２を載置する。また、本体部６１の底部には、熱板６３が敷設されており、凹凸付与治具５は、熱板６３の上に載置されている。また、ラバーヒータ６２の上方には、ダイヤフラム６４が設けられている。それから、太陽電池用ラミネータ機６内が密閉状態とされる。
【００４９】
この密閉状態の太陽電池用ラミネータ機６に凹凸付与治具５を収容したら、ラバーヒータ６２によって凹凸付与治具５を加熱する。このラバーヒータ６２を加熱することにより、凹凸付与治具５内におけるバックシート１４の各層およびＥＶＡシート５２が軟化する。それから、ダイヤフラム６４を下降させて凹凸付与治具５内の各層に圧力を付与する。
【００５０】
ダイヤフラム６４によって圧力を付与した状態を所定時間保持することにより、バックシート１４およびＥＶＡシート５３が圧接させられる。こうして、バックシート１４およびＥＶＡシート５２が圧接させられる。所定時間が経過した後、ダイヤフラム６４による凹凸付与治具５に対する圧力の付与を解放する。このようにして、プリフォーム行程が終了する。
【００５１】
プリフォーム行程が終了したら、第２レイアップ行程が行われる。第２レイアップ行程が行われる際には、図６（ｃ）に示すように、凹凸付与治具５における箱部材５１に収容されたバックシート１４にＥＶＡシート５２が溶融したＥＶＡ層５２Ａが積層された状態となっている。この上方から、略等間隔で配置された複数の太陽電池セル１２これらの太陽電池セル１２を接続するおよびセルストリングス１２Ａが載置される。
【００５２】
さらにその上方にＥＶＡシート５２を載置する。このＥＶＡシート５２は、バックシート１４の上方に載置されたＥＶＡシート５２と同様のものである。さらにその上方にガラス部材１３Ａを載置する。ガラス部材１３Ａは、太陽電池モジュール１における前面基板となるものである。これらの各部材を積層した積層体を形成する。このようにして、第２レイアップ行程が終了する。
【００５３】
第２レイアップ行程が終了したら、本ラミネート行程が行われる。本ラミネート行程を行う際には、図６（ｄ）に示すように、太陽電池用ラミネータ機６を用いる。本ラミネート行程では、第２レイアップ行程で形成した積層体を太陽電池用ラミネータ機６の本体部６１に挿入する。
【００５４】
太陽電池用ラミネータ機６に挿入された積層体は、熱板６３上に載置される。それから、ガラス部材１３Ａの上方にラバーヒータ６２を配置し、さらにその上方にダイヤフラムを配置する。そして、ダイヤフラムを下降させて、太陽電池用ラミネータ機６内における積層体に圧力を付与し、各層を圧接する。こうして、図１に示す太陽電池モジュール１が製造される。
【００５５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態においては、図７（ａ）に示す太陽電池モジュール１のように、裏面側が、複数の山形が連続する形状をなしている。これに対して、たとえば、図７（ｂ）に示すように、裏面側が、複数の台形が連続する形状をなす太陽電池モジュール１Ａとすることもできる。あるいは、山型や台形とすることなく、平面状のものとすることもできる。
【符号の説明】
【００５６】
１，１Ａ…太陽電池モジュール、４ａ〜４ｄ…パンチングメタル、５…凹凸付与治具、６…太陽電池用ラミネータ機、１１…透光層、１２…太陽電池セル、１３…前面基板、１３Ａ…ガラス部材、１４…バックシート、２１…プライマ層、２２…光学ＰＥＴ層、２３…フィルム層、２４…金属支持基板、２５…耐加水分解性ＰＥＴ層、３１…第１Ｃｕ層、３２…Ｆｅ−Ｎｉ層、３３…第２Ｃｕ層。
【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】
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【図６】
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【図７】
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