(57)【要約】【課題】太陽電池モジュールに用いられるバックシートを構成する際にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を使用することにより、太陽電池モジュールの長時間使用によるバックシートの収縮を防止し、バックシートの収縮による太陽電池モジュールの形状変形を防止する太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】本発明の一実施形態による太陽電池モジュールは、透明部材と、上面に前記透明部材が接着される封止材と、前記封止材の内部に固定される複数の太陽電池セルと、前記封止材の下面に接着されるバックシートとを含み、前記バックシートは、基材と、前記基材の下面に形成されるポリテトラフルオロエチレンフィルム層と、前記基材の上面に形成され、ポリエチレン又はポリテトラフルオロエチレンからなる表面層とから構成されることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明部材と、
上面に前記透明部材が接着される封止材と、
前記封止材の内部に固定される複数の太陽電池セルと、
前記封止材の下面に接着されるバックシートとを含み、
前記バックシートは、
基材と、
前記基材の下面に形成されるポリテトラフルオロエチレンフィルム層と、
前記基材の上面に形成され、ポリエチレン又はポリテトラフルオロエチレンからなる表面層とから構成される、太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記封止材は、ポリオレフィン系封止材からなる、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記封止材は、前記太陽電池セルの上部を囲むように備えられるエチレンビニルアセテート系封止材と、前記太陽電池セルの下部を囲むように備えられるポリオレフィン系封止材とからなり、
前記表面層は、前記ポリオレフィン系封止材に接着される、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記基材は、ポリエチレンテレフタレートフィルム層である、請求項２又は３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し、特に、太陽電池モジュールの長時間使用によるバックシート（Back Sheet）の収縮を防止し、バックシートと封止材との接着力を向上させるだけでなく、より安定した構造を有する太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に優しい次世代エネルギー源として太陽電池が開発され、住宅用、工業用などに急速に普及している。
【０００３】
太陽電池は、複数の太陽電池セルがモジュール化されて構成される。
【０００４】
ここで、複数の太陽電池セルは、封止層にパッキング（Packing）されて固定され、前記封止層の下面には密封部材としてのバックシートが接着されてモジュール化される。
【０００５】
図２は従来の太陽電池モジュールの概略断面図である。
【０００６】
図２に示すように、従来の太陽電池モジュールは、透明強化ガラス１、上部封止材２ａ、複数の太陽電池セル３、下部封止材２ｂ及びバックシート４が順次積層されて構成される。
【０００７】
複数の太陽電池セル３は、上部封止材２ａと下部封止材２ｂ間にパッキングされて固定される。ここで、上部封止材２ａ及び下部封止材２ｂ（封止材２）としては、太陽電池セル３が強固に固定されるようにエチレンビニルアセテート（EVA; Ethylene vinyl acetate）が主に用いられる。
【０００８】
バックシート４は、下部封止材２ｂの下面に接着され、太陽電池モジュールの長時間使用による出力量の減少を防止するために、出力量の減少に影響を与える水分や酸素の流入を遮断するだけでなく、紫外線などによる劣化を抑止する。
【０００９】
また、最近、太陽電池モジュールの価格上昇によりバックシート４の低価格化が強く要求されている。
【００１０】
このような理由により、太陽電池モジュールに用いられるバックシート４は、太陽電池モジュールの出力量の減少を防止するように高い温度、湿度、紫外線などに耐える特性や耐久性などを有する材質で構成されなければならず、又、低価格でなければならない。
【００１１】
一般に、太陽電池モジュールに用いられるバックシート４は、耐熱性などを有するポリエチレンテレフタレート（PET; Polyethylene terephthalate）フィルム４ｂと、耐候性などを有するフッ素系フィルム４ａ、４ｃとが積層されて構成される。ポリエチレンテレフタレートフィルム４ｂは、耐熱性や耐久性などに優れており、主にバックシート４のベース基材として用いられる。
【００１２】
つまり、バックシート４は、ベース基材としてのポリエチレンテレフタレートフィルム４ｂと、ポリエチレンテレフタレートフィルム４ｂに接着剤で接着されたフッ素系フィルム４ａ、４ｃとを含む。
【００１３】
フッ素系フィルム４ａ、４ｃは、ポリビニリデンフルオライド（PVDF; Polyvinylidene fluoride）やポリビニルフルオライド（PVF; Polyvinyl fluoride）などのフィルムが主に用いられ、耐久性などに優れている。
【００１４】
このように構成された太陽電池モジュールに用いられるバックシートとして、ポリエチレン（PE; Polyethylene）、ポリエステル及びフッ素コート層から構成された太陽電池モジュール用バックシートが特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】韓国登録特許第１０−１３４９７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、特許文献１においては、太陽電池モジュールを長時間使用すると、バックシートが収縮して太陽電池モジュールの外形が変形するだけでなく、バックシートと封止材との接着強度が低下してバックシートと封止材とが分離することにより、太陽電池モジュールの構造的安定性が著しく低下するという問題があった。
【００１７】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、太陽電池モジュールの長時間使用によるバックシートの収縮を防止し、バックシートと封止材との接着力を向上させるだけでなく、より安定した構造を有する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】
【００１８】
本発明の上記目的は、透明部材と、上面に前記透明部材が接着される封止材と、前記封止材の内部に固定される複数の太陽電池セルと、前記封止材の下面に接着されるバックシートとを含み、前記バックシートは、基材と、前記基材の下面に形成されるポリテトラフルオロエチレン（PTFE; Polytetrafluoroethylene）フィルム層と、前記基材の上面に形成され、ポリエチレン又はポリテトラフルオロエチレンからなる表面層とから構成されることを特徴とする太陽電池モジュールを提供することにより達成することができる。
【００１９】
また、前記封止材は、ポリオレフィン（PO; Polyolefin）系封止材からなることを特徴とする。
【００２０】
さらに、前記封止材は、前記太陽電池セルの上部を囲むように備えられるエチレンビニルアセテート系封止材と、前記太陽電池セルの下部を囲むように備えられるポリオレフィン系封止材とからなり、前記表面層は、前記ポリオレフィン系封止材に接着されることを特徴とする。
【００２１】
さらに、前記基材は、ポリエチレンテレフタレートフィルム層であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明による太陽電池モジュールにおいては、太陽電池モジュールに用いられるバックシートを構成する際にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を使用することにより、太陽電池モジュールの長時間使用によるバックシートの収縮が防止され、バックシートの収縮による太陽電池モジュールの形状変形が防止されるという効果がある。
【００２３】
また、バックシートの収縮が防止されることにより、バックシートと太陽電池セルが固定される封止材との接着強度が向上するという効果がある。
【００２４】
さらに、太陽電池モジュールの形状変形が防止されることにより、太陽電池モジュールが安定した構造を有するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態による太陽電池モジュールの概略断面図である。
【図２】従来の太陽電池モジュールの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付図面を参照して本発明の一実施形態による太陽電池モジュールについて詳細に説明する。
【００２７】
図１は本発明の一実施形態による太陽電池モジュールの概略断面図である。
【００２８】
一般に、太陽電池モジュールは、図１に示すように透明部材１０、上部封止材２１、太陽電池セル３０、下部封止材２３及びバックシート４０を順次積層し、その後真空ラミネータで脱気４分、プレス１分、維持１０分などの順序のモジュール化過程を経て完成する。
【００２９】
透明部材１０には、透明強化ガラスなどが用いられる。透明部材１０は、太陽電池セル３０の上部を保護する。
【００３０】
上部封止材２１及び下部封止材２３（封止材２０）には、複数の太陽電池セル３０がパッキングされて固定される。
【００３１】
バックシート４０は、太陽電池セル３０の下方に接着され、太陽電池セル３０を長時間使用できるように保護する。
【００３２】
バックシート４０は、基材４３と、基材４３の下面に形成されるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルム層４５と、表面層４１とから構成される。
【００３３】
基材４３は、バックシート４０の支持体として機能し、支持力、耐熱性、バリア性（湿気遮断性）、放熱性などを有する様々な材質で構成することができる。
【００３４】
本発明においては、基材４３をポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム層で構成することにより、支持力や耐熱性などを向上させる。前記ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム層は、１枚のフィルムで構成してもよく、複数枚のフィルムを積層してラミネートすることで構成してもよい。
【００３５】
なお、基材４３の材質は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に限定されるものではなく、様々な合成樹脂材からなるようにしてもよい。
【００３６】
例えば、基材４３は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリブチレンテレフタレート（PBT; Polybutylene terephthalate）、ポリエチレンナフタレート（PEN; Polyethylene naphthalate）、ポリブチレンナフタレート（PBN; Polybutylene naphthalate）などから選択される少なくとも１つからなる。
【００３７】
前記ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム層の厚さは、特に限定されるものではないが、５０〜１０００μｍであることが好ましい。前記ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム層の厚さが５０μｍ未満では、バリア性、耐熱性、機械的強度、寸法安定性などが低下し、１０００μｍを超えると、柔軟性が低下し、生産コストが上昇する。
【００３８】
表面層４１は、基材４３の上面に形成されて封止材２０に接触する。
【００３９】
封止材２０は、上部封止材２１及び下部封止材２３からなり、ポリオレフィン系封止材にしてもよい。
【００４０】
あるいは、上部封止材２１はエチレンビニルアセテート系封止材にし、下部封止材２３はポリオレフィン系封止材にしてもよい。
【００４１】
よって、バックシート４０を封止材２０に接着すると、表面層４１が下部封止材２３であるポリオレフィン系封止材に接着されることになる。
【００４２】
本発明においては、表面層４１をポリエチレン（ＰＥ）フィルム又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルムで構成することにより、太陽電池モジュールの長時間使用によるバックシート４０の収縮を防止し、バックシート４０の収縮による太陽電池モジュールの形状変形を防止する。
【００４３】
また、バックシート４０の収縮が防止されることにより、バックシート４０と封止材２０との接着強度も向上する。
【００４４】
ここで、表面層４１は、ポリエチレン（ＰＥ）フィルム層又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルム層に限定されるものではなく、バックシート４０の収縮を防止してバックシート４０と封止材２０との接着強度を向上させることができればいかなる材質のものであってもよい。
【００４５】
表面層４１は、白色無機物をさらに含有してもよい。前記白色無機物は、バックシート４０の引張強度及び寸法安定性を向上させ、バックシート４０を介して入射した太陽光を太陽電池セル３０側に反射させて太陽電池セル３０の受光量を増加させる。
【００４６】
表面層４１の厚さは、特に限定されるものではないが、５〜３０μｍの場合に耐候性などの効果が向上する。
【００４７】
基材４３の下面に形成されるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルム層４５は、バックシート４０の最外面を構成するが、耐熱性、耐薬品性、非粘着性などの特性を有するので太陽電池モジュールに安定した構造をもたらす。
【００４８】
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルム層４５の厚さは、特に限定されるものではないが、１０〜２５０μｍにすることが好ましい。ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルム層４５の厚さが１０μｍ未満では、薄くて機械的特性などの効果が少なく、２５０μｍを超えると、バックシート４０の柔軟性が低下し、コストが上昇する。
【００４９】
基材４３への表面層４１及びポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルム層４５の貼り付けは、熱融着、コーティング又は接着剤により行われてもよい。ここで、前記接着剤としては、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系樹脂などが用いられる。
【実施例】
【００５０】
従来のバックシート４及び本発明によるバックシート４０を１５０℃で３０分間加熱し、その後横方向及び縦方向の収縮率を測定した。
【表１】
2016111334.tif 000003
【００５１】
表１に示すように、従来のバックシート４は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム４ｂ（基材）の上下面にポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）フィルムを接着して構成し、本発明によるバックシート４０は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム層（基材４３）の上面にポリエチレン（ＰＥ）フィルム（表面層４１）を接着し、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム層（基材４３）の下面にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルム層４５を接着して構成し、横方向及び縦方向の収縮率を実験した結果、本発明において収縮率が著しく低下した。
【００５２】
前記実験から分かるように、従来の場合は、太陽電池モジュールを長時間使用すると、バックシート４が収縮して太陽電池モジュールの外形が変形し、バックシート４と封止材２との接着強度が低下するだけでなく、太陽電池モジュールの構造的安定性も著しく低下したが、本発明においては、バックシート４０を構成する際にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を使用することにより、太陽電池モジュールを長時間使用しても、バックシート４０が収縮せず、バックシート４０と封止材２０との接着強度が向上する。
【００５３】
また、本発明においては、バックシート４０と封止材２０との接着強度が向上してバックシート４０と封止材２０とが分離しないので、太陽電池モジュールがより安定した構造を有する。
【００５４】
以上、本発明の好ましい一実施形態について説明したが、本発明は、様々な変化、変更及び均等物を用いることができ、上記実施形態を適切に変形して同様に応用できることは明らかである。よって、上記記載内容は特許請求の範囲により定義される本発明の範囲を限定するものではない。
【符号の説明】
【００５５】
１０    透明部材
２０    封止材
２１    上部封止材
２３    下部封止材
３０    太陽電池セル
４０    バックシート
４１    表面層
４３    基材
４５    ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルム層
【図１】
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【図２】
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