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JP2011508984A - 光太陽電池用光ルミネッセンスバックシート - Google Patents

光太陽電池用光ルミネッセンスバックシート Download PDF

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JP2011508984A JP2010541516A JP2010541516A JP2011508984A JP 2011508984 A JP2011508984 A JP 2011508984A JP 2010541516 A JP2010541516 A JP 2010541516A JP 2010541516 A JP2010541516 A JP 2010541516A JP 2011508984 A JP2011508984 A JP 2011508984A
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Abstract

本発明は太陽電池モジュール用バックシートを提供する。前記バックシートは、広範囲の太陽光波長(UV、IRおよび可視光)を吸収し、光子として前記吸収した太陽光波長を再放射することができる。この際、このエネルギーは、対応する半導体のエネルギーのバンドキャップと同一またはそれ以上である。前記バックシートは太陽電池デバイスを含む様々な用途に利用されうる。

Description

関連出願のクロスリファレンス
本出願は、2008年1月30日に出願された米国仮特許出願第61/009,978号の利益を主張するものであり、その全体の内容が参照により本明細書に引用される。
発明の技術分野
本発明は太陽電池モジュールに関する。より具体的には、本発明は保護バックシートに関する。
背景技術
太陽電池モジュールに利用される太陽エネルギーは、今世紀に使い果たされつつある化石燃料に代替するものの中で最も期待できるものである。しかしながら、太陽電池モジュールの製造および設置工程は未だに高価な工程である。典型的な太陽電池モジュールはガラスまたはフレキシブルの透明なフロントシート、太陽電池、カプセル材料、保護バックシート、モジュールの端を覆う保護シール、およびシールで被覆するアルミニウム製の周辺フレームからなる。図1に示すように、フロントシート10、バックシート20並びにカプセル材料30および30’が、天候要因、湿気、機械的負荷、および衝撃からセル40の配列を保護するように設計されている。また、これらは人々の安全のための電気的遮蔽および電流の減少を付与する。保護バックシート20は、太陽電池モジュールのライフサイクルおよび効率を改善することを目的としており、これによって太陽光電力の1ワットあたりのコストが低下する。フロントシート10並びにカプセル材料30および30’は高い光透過率のため、透明でなければならないが、前記バックシートは美観目的から高い不透過率、機能目的から高反射性を有しなければならない。軽量で薄い太陽電池は、特に建築上(建物一体型PV)および宇宙応用、並びに軍事的応用(兵士用品に取り込む等)のための重量の減少を含む多くの理由で望まれている。さらに、軽量で薄いモジュールはコスト削減に寄与する。また、消耗する材料の量の削減は、技術を「環境に優しく」する。これによって、より天然資源を守ることになる。
軽量で薄い太陽電池を製造する方法は、軽量で薄いバックシートを組み込むことである。しかしながら、材料で被覆された前記バックシートは、水や蒸気の浸透を防ぐために高い耐湿性を有しなければならない。水や蒸気は太陽電池の成分、ワイヤー、および電極、のような基本部位でさびを生じ、並びに太陽電池を損傷させうる。また、バックシートには電気的遮蔽、機械的保護、UV保護、カプセル材料への接着および出力リードの取付機能を付与するべきである。
現在用いられている保護バックシートは通常ラミネートである。図2には典型的なラミネートのバックシート20を示した。前記ラミネートは、主要な構成要素として、ポリビニルフルオリドのフィルム22(通常、Tedlar(登録商標))、ポリステル(PET)24、およびポリビニルアセテート(EVA)の共重合体26からなる。前記EVA層26は、モジュール内でカプセル材料層30と接着しており、誘電体層として機能し、並びに良好な防湿層性を有しており、寸法安定性がある。白色EVAには一部の出力増大の効果がある。前記ポリエステル層24は非常に丈夫であり、優れた誘電特性を有し、寸法安定性があり、並びに良好な防湿層性をも有している。前記ポリビニルフルオリド層22は非常に耐候性のある層として機能する。
光起電(PV)デバイスは効率的に入射太陽エネルギーを有用な電力に変換しうる特徴がある。結晶性のまたはアモルファスのシリコンを利用するデバイスでは、効率が23%以上に達する。しかしながら、効率的な結晶性デバイスは製造が難しく、高価である。低コスト電力で製造するため、太陽電池は高い効率で作動しなければならない。
PVモジュールの効率および有効性の向上のために、多くの技術が提案されてきた。1つのアプローチとしては、太陽電池用バックシートの光反射の強化がある。
従来技術の手法では、時間がかかり、高価である。例えば、光反射面の角度を付与する多数のV字形溝(V−shaped grooves)を含むバックシートを利用することが1つのアプローチとして提案されている。かようなテクスチャー加工の材料は数工程で製造される。はじめに、基板として働くフィルムは、平面のフロント面およびバック面を有する連続膜または延長膜として製造され、並びに連続膜は次の工程のロールで曲げられる。さらに、処理は、片面にV字形溝を形成させるためのフィルムの第1のエンボッシング、およびフィルムの溝の面のメタライゼーションを含む。2つのローラーを通過するとき、前記フィルムは加熱され、エンボッシングローラー上のリッジで加工するのに十分な柔らかさとなる。溝を形成させた後、プラスチックフィルムのメタライジング工程を行い、この際、接着性金属フィルムが形成される。メタライズされたフィルムは光反射の手段として、次の利用のためにロール上で曲げられる。
本発明は、太陽電池モジュール用保護バックシートを提供する。前記バックシートは、広範囲の太陽光波長(UV、IRおよび可視光)を吸収し、光子として前記吸収した太陽光波長を再放射することができる。この際、このエネルギーは、対応する半導体のエネルギーのバンドキャップと同一またはそれ以上である。前記バックシートは、多層構造のすべての層の反射率を向上させることによって、より高い反射率および出力を提供する。前記バックシートは太陽電池デバイスを含む様々な用途に利用されうる。
1つの実施形態では、1または2以上の白色顔料および1または2以上の光ルミネッセンス物質を有するポリマー層を含む太陽電池用バックシートが提供される。前記ポリマー層は白色顔料約20〜60重量%を含みうる。前記光ルミネッセンス物質は、UV光を吸収し、可視光として再放射する能力を有する。前記光ルミネッセンス物質は、例えば、光学的光沢剤でありうる。
前記バックシートは、耐候性フィルムの第1の外層をさらに含みうる。
他の実施形態では、前記バックシートはまた、ポリエステル、EVA、ポリブタジエン、ポリアクリレート、ポリイミド、ラテックス、フッ化マグネシウム、パリレン、熱放射物質、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリウレタン、液晶高分子、アクラー、アルミニウム、スパッタされた酸化アルミニウムのポリエステル、スパッタされた二酸化ケイ素/窒化ケイ素のポリエステル、スパッタされた酸化アルミニウムのポリカーボネート、およびスパッタされた酸化ケイ素/窒化ケイ素のポリカーボネート、架橋性官能基を含むスパッタされた酸化アルミニウムのフルオロ共重合体、架橋性官能基を含むスパッタされた酸化ケイ素/窒化ケイ素のフルオロ共重合体の層を1または2以上含みうる。
他の実施形態では、バックシートを有する太陽電池モジュールの出力を増大させる方法を提供する。前記方法は、1または2以上の白色顔料および1または2以上の光ルミネッセンス物質を、前記太陽電池に面する前記バックシートの少なくとも一部に、またはすべての層に組み込むことを含む。
他の実施形態では、バックシートを有する太陽電池モジュールの出力を増大させる方法を提供する。前記方法は、1または2以上の白色顔料および1または2以上の光ルミネッセンス物質を、前記太陽電池に面する前記バックシートの少なくとも一部に、またはすべての層に塗布することを含む。
他の実施形態では、バックシートを有する太陽電池モジュールの出力を増大させる方法を提供する。前記方法は、1または2以上の白色顔料および1または2以上の非直鎖型光学物質を、前記太陽電池に面する前記バックシートの少なくとも一部に、またはすべての層に塗布することを含む。
他の実施形態では、バックシートを有する太陽電池モジュールの出力を増大させる方法を提供する。前記方法は、1または2以上の白色顔料および1または2以上の非直鎖型光学物質を、前記太陽電池に面する前記バックシートの少なくとも一部に、または全ての層に組み込むことを含む。
本発明をより理解するため、添付の図面が参照にされうる。
図1は典型的な太陽電池モジュール成分の拡大図である。 図2は典型的なバックシートの1つの実施形態である。 図3は、光ルミネッセンス物質が製造される典型的な励起スペクトルおよび光ルミネッセンススペクトルを示すグラフである。 図4は、太陽パネルの効率に関して、色素性樹脂に光学的光沢剤を添加した効果を示すグラフである。 図5は、太陽パネルのPmaxに関して、色素性樹脂に光学的光沢剤を添加した効果を示すグラフである。 図6は、太陽電池およびモジュールの典型的な電流対電圧特性(I−V)曲線を示すグラフである。 図7は、太陽パネルのIscに関して、着色塗料に光学的光沢剤を添加した効果を示すグラフである。 図8は、太陽パネルのPmaxに関して、着色塗料に光学的光沢剤を添加した効果を示すグラフである。 図9は、同一の白色EVA内層を利用した6つの異なる製品構造すべてに対する、従来の3層バックシート構造の440nmにおける反射率を示すグラフである。
要約
本発明は、太陽電池モジュール用保護バックシートを提供する。前記バックシートは、広範囲の太陽光波長(UV、IRおよび可視光)を吸収し、光子として前記吸収した太陽光波長を再放射することができる。この際、このエネルギーは、対応する半導体のエネルギーのバンドキャップと同一またはそれ以上である。前記バックシートは太陽電池デバイスを含む様々な用途に利用されうる。
「光起電力効果」とは、PVセルが太陽光を電力に変換する基本的な物理的過程である。太陽光は光子、または太陽エネルギーの粒子から構成される。これらの光子は、太陽光スペクトルの異なる波長に相当する様々なエネルギー量を含む。光子がPVセルにぶつかると、反射または吸収、もしくは透過されうる。半導体のバンドキャップと同一またはそれ以上のエネルギーを有する吸収された光子のみで電力は発生しうる。これが起こると、光子のエネルギーはセル(半導体)の原子中の電子へ移動される。セルまたはセル間を透過した光子はバックシートにより吸収され、再放射される。前記バックシートから再放射された光は、もとの前記太陽セルに移動し、半導体物質によって電流に変換される。その結果、本発明の前記バックシートは、PVモジュール用保護バックシートとして使用される場合、出力増大効率が通常のバックシートと比較して増加する。
バックシート
本発明の前記バックシートは、典型的にバックシートの製造に用いられる様々な物質(通常はポリマー)で作られている。1つの実施形態では、1または2以上の白色顔料および1または2以上の光ルミネッセンス物質の組み合わせは、フィルムまたはシートを形成するためにポリマーマトリックスに組み込まれる。他の実施形態では、ポリマーフィルムに1または2以上の白色顔料および1または2以上の光ルミネッセンス物質を含むコーティングをすることによって、バックシートが調製される。数多くの配列が可能である。前記バックシートの重要な性質は、様々な波長の太陽光放射を吸収し、前記吸収した太陽光波長を、対応する半導体のエネルギーのバンドキャップと同一またはそれ以上であるエネルギーを有する光子に変換する機能を果たすことである。さらに以下に述べるように、これは、バックシートの1または2以上の層に白色顔料および光ルミネッセンス物質の組み合わせを用いる1つの実施形態によって、容易に、および簡単に行われる。
1つの実施形態では、発明に係るバックシートは、追加の層が含まれていてもよく、並びにラミネート中に形成される。前記ラミネートは、例えば、光起電(PV)モジュールのような電子デバイスに用いられうる。PVモジュール用保護バックシートとして用いられた場合、ラミネートはモジュールの出力増加をもたらし、用途の拡張を超えて美観的に満足でき、PVモジュールに電流が発生するための効果的な保護を付与し、並びに高い誘電強度を示す。
1つの実施形態における前記ラミネートは、(a)耐候性フィルムの第1の外層;(b)少なくとも1つの中間層;(c)広範囲の太陽光波長(UV、IRおよび可視光)を吸収し、前記吸収した太陽光波長を、対応する半導体のエネルギーのバンドキャップと同一またはそれ以上のエネルギーを有する光子に変換することができる、第2の外層(あるいは中間層または光ルミネッセンス層と呼ばれる)を含む。太陽電池モジュールに用いられた場合、前記ラミネートの第1の外層は自然環境に暴露され、内層は太陽セルおよび太陽光放射に暴露される、または面する。
代わりの実施形態では、異なる波長の太陽光放射を吸収し、前記吸収した太陽光波長を、対応する半導体のエネルギーのバンドキャップと同一またはそれ以上のエネルギーを有する光子に変換することができる層を1以上含むことで、前記ラミネートの複合材反射率は増加する。例えば、上述のラミネートにおいて、以下に述べるような内層と同じ方法で、1または2以上の白色顔料および1または2以上の光ルミネッセンス物質もまた第1に外層および/または中間層に組み込ませる。このような配列は、正味の反射率のさらなる増加およびより大きなモジュール効率/出力をもたらす。
本発明のラミネートの個別層は、互いに接着して結合しうる。本発明のラミネートを形成する具体的な方法は、層の組成および生じるラミネートの所望特性、およびラミネートの最終用途によって異なる。
前記内層または光ルミネッセンス物質はどのような物質からでも作れるが、典型的には1または2以上のポリマーから作られる。1つの例として、内層はエチレンビニルアセテート(EVA)から作られる。EVAを含むビニルアセテートは、通常、約2〜33重量%、好ましくは2〜8重量%である。白色顔料および光ルミネッセンス物質の組み合わせは、所望の光ルミネッセンスを獲得するため、EVA(または他のポリマー)基質中に組み込まれる。
白色顔料はどのようなものでも用いられうる。例えば、二酸化チタン(例えば、デュポン社製の二酸化チタンのTi−Pure(登録商標)シリーズ)、炭酸カルシウム、リトポン、硫酸亜鉛、酸化アルミニウム、窒化ホウ素などが適用に応じて利用されうる。さらに、適用に応じて、白色顔料は通常、約20〜60重量%の含量で内層のポリマーに加えられる。このうち、入手のしやすさから、二酸化チタンが好ましい。
光ルミネッセンス物質は、好ましくは白色顔料と組み合わせて内層に加えられるが、顔料がなくても加えられ、および/もしくはラミネートの1以上の層またはバックシートのすべての層にも加えられうる。多層への光ルミネッセンス物質の添加は、ラミネートの正味の反射率を増加させる。光ルミネッセンスは、光の吸収および再放射を備えた工程である。通常の顔料はエネルギー吸収および反射するが、光ルミネッセンス物質では、吸収、反射および再放射する。これらは通常、約0.01〜30.0重量%の含量で内層のポリマーに加えられる。
光ルミネッセンス物質の1つの例は光学的光沢剤である。光学的光沢剤は蛍光を発し、バックシートへの利用に好適である。Chiba(登録商標)、UVITEX(登録商標)OBなどの光学的光沢剤は、UV光を吸収し、可視光として再放射する。異なるエネルギーギャップを有する半導体とは相違するため、特性が合った他の光ルミネッセンス物質は、容易に識別され、並びにバックシートに組み込まれる。
光ルミネッセンス物質の他の例としては、BASF社製の(クマリンおよびぺリレンからなる)染料またはライトリーダー株式会社製の材料が挙げられる。例えば、YG−1Fである。典型的な励起スペクトル(左)および光ルミネッセンススペクトル(右)を図3に示した。代わりに金属フッ化リンのような非直鎖型光学物質が用いられうる。これらのリンは可視光の様々な形態への赤外線(IR)放射のアップコンバージョンに用いられうる。
さらに他の実施形態では、内層または光ルミネッセンス層は、有機溶媒可溶性および/または水分散性の、白色顔料および光ルミネッセンス物質を含む架橋性アモルファスフルオロポリマーのマトリックスである。特定の実施形態では、テトラフルオロエチレン(TFE)および反応性のOH基を有する炭化水素のオレフィンを含む。前記層は、フルオロポリマーを混合した架橋剤をさらに含みうる。
架橋剤は、有機溶媒不溶性の、不粘着フィルムを得ることを含む保護塗料の形成において用いられうる。好ましい架橋剤は、制限されないが、DuPon Tyzor(登録商標)有機チタン酸塩、シラン、イソシアネート、メラミンなどが挙げられる。これらのフィルムが通常は30年以上屋外で使用されるものとして、耐候性を確保するため、脂肪族イソシアネートが好ましい。
代わりの実施形態において、白色ポリビニルフルオリド(テドラー、RTM、ポリビニルフルオリドとしてデュポン社で市販されている)は内層または光ルミネッセンス層として用いられる。所望の光ルミネッセンスを獲得するため、前記層は光ルミネッセンス物質、および任意の白色顔料を含む、薄い光反射フィルムで塗布されている。前記白色コーティングは、好ましくは、白色顔料40〜50重量%および蛍光増白剤0.01〜2.0重量%を含む。
前記薄い光反射コーティングのマトリックスは、アクリルポリマー、ウレタン、ポリエステル、フルオロポリマー、クロロフルオロポリマー、エポキシポリマー、ポリイミド、ラテックス、熱可塑性エラストマー、および尿素のような数多くの種類から選択されうる。前記薄い光反射コーティングは、当業者に公知の様々なフィルムコーティングを製造する方法のいずれかによって、第2の層に適用されうる。好ましい方法ではスプレー法、ディッピング法およびブラッシング法による塗布を含む。
光ルミネッセンスコーティングは、所望の光ルミネッセンスを付与するため、どのようなバックシートにも適用されうる。すなわち、当業者に公知のどのようなバックシートでも、光ルミネッセンスコーティングを有する(好ましくは白色顔料を含む)バックシートをコーティングすることにより、出力増大バックシートに変換されうる。具体的な光ルミネッセンス物質の選択において、主として考慮されるものは、所望の光起電デバイス中の半導体物質のバンドキャップが有するピーク発光波長とマッチさせること(すなわち同一または近い)である。
前記バックシートはさらに追加の層を含みうる。前記追加の層は、粘着性を有するまたは有さないフルオロ共重合体に適用されうる。任意の追加の層は、例えば、ポリエステル、EVA、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリウレタン、液晶高分子、アクラー、アルミニウム、スパッタされた酸化アルミニウムのポリエステル、スパッタされた二酸化ケイ素のポリエステル、スパッタされた酸化アルミニウムのポリカーボネート、スパッタされた二酸化ケイ素のポリカーボネート、架橋性官能基を含むスパッタされた酸化アルミニウムのフルオロ共重合体、架橋性官能基を含むスパッタされた酸化ケイ素のフルオロ共重合体を含みうる。
ラミネート
本発明に従いラミネートの実施例を調製した。さらに、比較例も調製した。前記実施例に対して多くの試験を行った。前記試験は本発明のバックシートの利点を説明するものである。
2つのラミネートを、以下の通り本発明に従い調製した。
(実施例1)
実施例1は、厚さ1.5mil(ミル)を有する白色テドラーの第1の外層を含む3層ラミネートである。前記ラミネートは、厚さ5milを有するポリエステルミラーAの中間層を含む。第3の層は光ルミネッセンス内層である。前記光ルミネッセンス層は、白色顔料および光ルミネッセンス物質の組み合わせを含むEVAである。その厚さは4milである。
(実施例2)
実施例2は、3層ラミネートであり、第1の外層は実施例1の層と同一である。中間層は厚さ3milのポリエステルミラーAである。内層も厚さ1.5milを有する白色テドラーである。前記内層は、白色顔料および光ルミネッセンス物質(Chiba(登録商標),UVITEX(登録商標)OBが0.9〜1重量%)の組み合わせを含むコーティングがされている。前記コーティングはめっき量9g/mのメイヤーロッドにも用いられる。
比較例1は、実施例1と同一の3層を含むラミネートであるが、内層に白色顔料のみを含み、光ルミネッセンス物質は含まない。
比較例2は、実施例2と同一の3層を含むラミネートであるが、内層へのコーティングには白色顔料のみを含み、光ルミネッセンス物質は含まない。
太陽パネル
実施例のラミネートおよび比較例のラミネートは、EVAカプセル材料に真空でラミネートした。36BP結晶シリコンセル(それぞれ2mm間隔で2〜2.5W)を用いた2つの太陽パネルSS80を用いた。真空ラミネーションは、真空〜500ミリトールおよび100℃で5分間のポンピングおよび2分間の処理で、SPI−LAMINATOR(商標)480(スパイア社製)を用いて行った。
太陽電池モジュールに用いるバックシートの効率は、マルチパルスSPI−SUN SIMULATOR3500シリーズ(スパイア社製)を用いて、太陽パネルを人工太陽光に当てることで測定した。バックシートおよびソーラーパネルのそれぞれにおいて測定を行った。Isc、Voc、Pmax、FFおよび効率を測定した。
前記結果は、図に示され、図4〜8に表されている。図4では、白色EVAに光学的光沢剤を添加した効果が説明される(光学的光沢剤を有する白色TPEまたは光学的光沢剤を有する色素性の白色テドラーについて、図4〜5および7〜8を参照)。光学的光沢剤の添加により、光学的光沢剤を含まない同一の色素性フィルムと比較して、出力の増大(〜1W)および0.9%の効率の増加となった。
図5では、短絡回路電流発生において、色素性樹脂に光学的光沢剤を添加した太陽パネルのPmaxの〜2%の増加に関する効果が説明される。太陽電池およびモジュールの前記性能は、電流対電圧特性(I−V)により表されうる。典型的なI−V曲線を図6に示す。I−V曲線において重要なパラメータは開路電圧(Voc)、短絡電圧(Isc)および最大出力点(Pmax)である。Isc、すなわちゼロ電圧における最大電流は、利用できる太陽光に正比例する。Vocは、ゼロ電圧点付近のI−V曲線への直線的な適合により決定されうる。Pmaxは、製品の電流および電圧が最大である時点で作用する際の電気出力である。
図7では、太陽パネルのIscにおいて、光学的光沢剤を着色塗料に添加した効果が説明される。左のカラムは実施例2のIscを表し、右のカラムは比較例2のIscを表す。
図8では、太陽パネルのPmaxにおいて、光学的光沢剤を着色塗料に添加した効果が説明される。左のカラムは実施例2のPmaxを表し、右のカラムは比較例2のPmaxを表す。
電気出力のモジュールの試験は、それぞれのモジュールに太陽シミュレータ光源を用いて光を当てることにより行われ、短絡電圧(Isc)、開路電圧(Voc)、最大出力点(Pmax)、および出力変換効率であるηの測定が行われた。
Pmaxは、製品の電流および電圧が最大である時点で作用する際の電気出力である。
出力変換効率ηは以下のように定義される。
式中、Pinは入射放射出力であり、太陽セルの光スペクトル入射の性質により決定される。
図9では、1以上またはすべての層(太陽セルと面していない外層も含む)の反射率が増加する結果、正味の反射率が増加し、並びにセルの出力が増加する。このグラフは440nmにおける、白色EVA内層と同じもの(しかし、中間層および外層とは異なる)を利用した6つの異なる製品構造すべての反射率の範囲を示す。
左側のボックスは、異なる3つの白色外層を用いて製造されたバックシート構造(個々の反射率は「層3はRである」のようにグラフの下部に明記されている)および個々の反射率が〜15%である透明なPET中間層(「層2」)を表す。複合材反射率は外層反射率に依存する。
透明なPET中間層(層2)を不透明なものに代えると、複合材バックシート反射率における反射中間層(反射率99.6%)は、劇的に増加する。このことは、グラフの右側の3つのボックスによって表されている。
これらは様々な修飾、修正、および開示された本発明の適用は、当業者であれば明らかになし得ることであり、並びに本願は、上記の実施形態に及ぶことを目的とする。本発明は、ある好ましい実施形態の状況について記述してきたが、添付の特許請求の範囲の参照によって評価されるこれらすべての範囲を目的とする。
本明細書中で引用される様々な公報、特許および特許出願は、全体が参照により引用される。

Claims (23)

  1. 1または2以上の白色顔料および1または2以上の光ルミネッセンス物質を含むポリマー層を有する、太陽電池モジュール用バックシート。
  2. 前記ポリマー層が、白色顔料約20〜60重量%を含む、請求項1に記載のバックシート。
  3. 前記白色顔料が、二酸化チタン、炭酸カルシウム、リトポン、および硫酸亜鉛の1または2以上を含む、請求項1に記載のバックシート。
  4. 耐候性フィルムの第1の外層をさらに含む、請求項1に記載のバックシート。
  5. ポリエステル、EVA、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリウレタン、液晶高分子、アクラー、アルミニウム、スパッタされた酸化アルミニウムのポリエステル、スパッタされた二酸化ケイ素のポリエステル、スパッタされた酸化アルミニウムのポリカーボネート、およびスパッタされた二酸化ケイ素のポリカーボネート、架橋性官能基を含むスパッタされた酸化アルミニウムのフルオロ共重合体、架橋性官能基を含むスパッタされた酸化ケイ素のフルオロ共重合体からなる郡から選択される1または2以上の層をさらに含む、請求項4に記載のバックシート。
  6. 前記光ルミネッセンス物質が、UV光を吸収し、可視光として再放射する、請求項1に記載のバックシート。
  7. 前記光ルミネッセンス物質が光学的光沢剤である、請求項6に記載のバックシート。
  8. 前記ポリマー層が、有機溶媒可溶性および/または水分散性の、架橋性アモルファスフルオロポリマーを含む、請求項1に記載のバックシート。
  9. 前記フルオロポリマーが、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)および1または2以上のアルキルビニルエーテルのフルオロ共重合体である、請求項8に記載のバックシート。
  10. 前記ポリマー層が、その外表面上に光反射コーティングをさらに含む、請求項1に記載のバックシート。
  11. 1または2以上の追加の層が、1または2以上の白色顔料および1または2以上の光ルミネッセンス物質を含む、請求項5に記載のバックシート。
  12. 1または2以上の白色顔料および1または2以上の光ルミネッセンス物質を含み、太陽光を吸収して吸収した前記太陽光をピーク発光波長へ変換することができる、バックシートと、
    前記ピーク発光波長またはその近傍のバンドギャップを有する物質から構成される1または2以上の半導体と、
    を含む、太陽電池。
  13. 前記バックシートが、白色顔料約20〜60重量%を含むポリマー層を含む、請求項12に記載の太陽電池モジュール。
  14. 前記白色顔料が、二酸化チタン、炭酸カルシウム、リトポン、および硫酸亜鉛の1または2以上を含む、請求項13に記載の太陽電池モジュール。
  15. 前記バックシートが、耐候性フィルムの第1の外層をさらに含む、請求項12に記載の太陽電池モジュール。
  16. 前記バックシートが、ポリエステル、EVA、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリウレタン、液晶高分子、アクラー、アルミニウム、スパッタされた酸化アルミニウムのポリエステル、スパッタされた二酸化ケイ素のポリエステル、スパッタされた酸化アルミニウムのポリカーボネート、スパッタされた二酸化ケイ素のポリカーボネート、架橋性官能基を含むスパッタされた酸化アルミニウムのフルオロ共重合体、架橋性官能基を含むスパッタされた酸化ケイ素のフルオロ共重合体からなる群から選択される1または2以上の層をさらに含む、請求項12に記載の太陽電池モジュール。
  17. 前記光ルミネッセンス物質が、UV光を吸収し、可視光として再放射する、請求項12に記載の太陽電池モジュール。
  18. 前記光ルミネッセンス物質が光学的光沢剤である、請求項12に記載の太陽電池モジュール。
  19. 前記ポリマー層が、有機溶媒可溶性および/または水分散性の、架橋性アモルファスフルオロポリマーを含む、請求項13に記載の太陽電池モジュール。
  20. 前記フルオロポリマーがクロロトリフルオロエチレン(CTFE)および1または2以上のアルキルビニルエーテルのフルオロ共重合体である、請求項19に記載の太陽電池モジュール。
  21. 前記ポリマー層がその外表面上に光反射コーティングをさらに含む、請求項13に記載の太陽電池モジュール。
  22. 1または2以上の追加の層が、1または2以上の白色顔料および1または2以上の光ルミネッセンス物質を含む、請求項16に記載の太陽電池モジュール。
  23. 1または2以上の白色顔料および1または2以上の光ルミネッセンス物質を含むコーティングを、前記太陽電池に面する前記バックシートの一部に塗布することを含む、バックシートを含む太陽電池の出力を増大させる方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012246365A (ja) * 2011-05-26 2012-12-13 Hitachi Chemical Co Ltd 熱放射性塗料、及びそれを塗布した発光ダイオード(led)照明、ヒートシンク、太陽電池モジュール用バックシート
JP2013069726A (ja) * 2011-09-20 2013-04-18 Konica Minolta Advanced Layers Inc 波長変換部材およびそれを用いた太陽光発電モジュール

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1698614B1 (en) * 2003-12-25 2011-07-13 Adeka Corporation Metal compound, material for forming thin film and method for preparing thin film
US20100043871A1 (en) * 2008-04-14 2010-02-25 Bp Corporation North America Inc. Thermal Conducting Materials for Solar Panel Components
US20090255571A1 (en) * 2008-04-14 2009-10-15 Bp Corporation North America Inc. Thermal Conducting Materials for Solar Panel Components
FR2941566A1 (fr) * 2009-01-26 2010-07-30 Commissariat Energie Atomique Convertisseur photovoltaique a duree de vie augmentee.
US10319870B2 (en) * 2009-11-02 2019-06-11 International Business Machines Corporation Photovoltaic module with a controllable infrared protection layer
CN102687278A (zh) * 2009-12-23 2012-09-19 马迪可公司 用于光伏应用的高性能背板及其制备方法
JP2011151094A (ja) * 2010-01-20 2011-08-04 Toyo Ink Sc Holdings Co Ltd 太陽電池モジュール
JP2011165967A (ja) * 2010-02-10 2011-08-25 Fujifilm Corp 太陽電池用バックシート、及び、太陽電池用モジュール
JP5623938B2 (ja) * 2010-03-25 2014-11-12 富士フイルム株式会社 太陽電池用バックシート
CN102250404B (zh) * 2010-05-18 2013-03-13 财团法人工业技术研究院 封装材料
KR101450572B1 (ko) * 2010-06-03 2014-10-15 가부시키가이샤 가네카 태양 전지용 백시트 및 태양 전지 모듈
JP5655206B2 (ja) * 2010-09-21 2015-01-21 株式会社ピーアイ技術研究所 太陽電池の裏面反射層形成用ポリイミド樹脂組成物及びそれを用いた太陽電池の裏面反射層形成方法
WO2012043243A1 (ja) * 2010-09-29 2012-04-05 テクノポリマー株式会社 積層シート及びそれを備える太陽電池モジュール
GB201020249D0 (en) * 2010-11-30 2011-01-12 Airbus Uk Ltd Ultrasonic array focussing apparatus and method
KR101248364B1 (ko) * 2010-12-28 2013-04-01 율촌화학 주식회사 태양전지 백시트 및 그 제조방법
US9647162B2 (en) 2011-01-20 2017-05-09 Colossus EPC Inc. Electronic power cell memory back-up battery
US20120187763A1 (en) 2011-01-25 2012-07-26 Isoline Component Company, Llc Electronic power supply
WO2013085607A1 (en) 2011-12-06 2013-06-13 Nitto Denko Corporation Wavelength conversion material as encapsulate for solar module systems to enhance solar harvesting efficiency
KR101399333B1 (ko) * 2012-04-27 2014-05-27 한국신발피혁연구원 광변위 기능을 갖는 태양광발전 모듈용 eva 시트 조성물
CN102709344A (zh) * 2012-05-08 2012-10-03 常州天合光能有限公司 光伏组件
JP5232944B1 (ja) * 2012-07-18 2013-07-10 東洋インキScホールディングス株式会社 太陽電池裏面保護シートおよび太陽電池モジュール。
CN102945879B (zh) * 2012-12-10 2016-05-04 江苏金瑞晨新材料有限公司 一种高透光轻质化光伏组件及其制备方法
CN104425641A (zh) * 2013-08-19 2015-03-18 苏州中来光伏新材股份有限公司 一种高反射太阳电池背膜及其加工工艺
US20200279693A1 (en) * 2016-05-04 2020-09-03 Sogang University Research & Business Development Foundation Dye-sensitized solar cell comprising light collecting device panel
KR102389859B1 (ko) * 2016-06-28 2022-04-22 코오롱인더스트리 주식회사 태양광 모듈 백시트 및 이의 제조방법
US10792895B2 (en) * 2017-03-29 2020-10-06 Sekisui Chemical Co., Ltd. Colored light emitting sheet and colored light emitting glass
FR3072829A1 (fr) * 2017-10-20 2019-04-26 Total Solar International Laminat flexible de cellules photovoltaiques et procede de fabrication d'un tel laminat flexible
CN108010991A (zh) * 2017-12-19 2018-05-08 泰州中来光电科技有限公司 一种具有上转换功能的太阳电池背板、组件及制备方法
CN113980588B (zh) * 2021-12-24 2022-04-15 杭州福斯特应用材料股份有限公司 封装胶膜及光伏组件

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61138257U (ja) * 1985-02-19 1986-08-27
JPS62124779A (ja) * 1985-11-25 1987-06-06 Fuji Electric Co Ltd 太陽電池モジユ−ル
JP2001503795A (ja) * 1996-10-31 2001-03-21 アヴェンティス・リサーチ・ウント・テクノロジーズ・ゲーエムベーハー・ウント・コー・カーゲー 蛍光増白剤
JP2002026346A (ja) * 2000-07-03 2002-01-25 Bridgestone Corp 太陽電池用バックカバー材兼用封止膜及び太陽電池
JP2005322681A (ja) * 2004-05-06 2005-11-17 Keiwa Inc 太陽電池モジュール用バックシート及びこれを用いた太陽電池モジュール
JP2007035694A (ja) * 2005-07-22 2007-02-08 Daikin Ind Ltd 太陽電池のバックシート
WO2007088930A1 (ja) * 2006-02-02 2007-08-09 Mitsubishi Plastics, Inc. 遮熱シート

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3993645A (en) * 1973-05-29 1976-11-23 Sterling Drug Inc. Stilbene optical brighteners and compositions brightened therewith
US4456547A (en) * 1982-10-21 1984-06-26 Fuentes Jr Ricardo Catalyst prepared from organomagnesium compound, organic hydroxyl-containing compound, reducing halide source and complex formed from admixture of a transition metal compound and an organozinc compound
JPS6032352A (ja) * 1983-08-01 1985-02-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 太陽電池モジュ−ル
US6114513A (en) * 1990-01-11 2000-09-05 Isis Pharmaceuticals, Inc. Thiol-derivatized oligonucleotides
JP3057671B2 (ja) * 1993-06-14 2000-07-04 キヤノン株式会社 太陽電池モジュール
JP3170105B2 (ja) * 1993-07-01 2001-05-28 キヤノン株式会社 太陽電池モジュール
JP3267452B2 (ja) * 1993-08-31 2002-03-18 キヤノン株式会社 光電変換装置及び太陽電池モジュール
EP0735596B1 (en) * 1993-12-14 2005-03-16 Citizen Watch Co. Ltd. Solar battery device
JP2756082B2 (ja) * 1994-04-28 1998-05-25 キヤノン株式会社 太陽電池モジュールの製造方法
JP3397443B2 (ja) * 1994-04-30 2003-04-14 キヤノン株式会社 太陽電池モジュール及びその製造方法
US6207236B1 (en) * 1996-06-19 2001-03-27 Daikin Industries, Ltd. Coating composition, coating film, and method for producing coating film
JP3981981B2 (ja) * 1997-06-23 2007-09-26 ダイキン工業株式会社 テトラフルオロエチレン共重合体を用いた積層体
CN1142597C (zh) * 1998-03-25 2004-03-17 Tdk株式会社 太阳能电池组件
US6335479B1 (en) * 1998-10-13 2002-01-01 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Protective sheet for solar battery module, method of fabricating the same and solar battery module
US6194098B1 (en) * 1998-12-17 2001-02-27 Moltech Corporation Protective coating for separators for electrochemical cells
US6319596B1 (en) * 1999-06-03 2001-11-20 Madico, Inc. Barrier laminate
US6422777B1 (en) * 2000-08-24 2002-07-23 Foster-Miller, Inc. Protective coating underwater applicator
US20040202866A1 (en) * 2003-04-11 2004-10-14 Kernander Carl P. Bright white protective laminates
US20040244829A1 (en) * 2003-06-04 2004-12-09 Rearick Brian K. Coatings for encapsulation of photovoltaic cells
DE102004035709A1 (de) * 2004-07-23 2006-03-16 Wacker Chemie Ag Entschäumerzusammensetzungen
US7638186B2 (en) * 2005-06-13 2009-12-29 3M Innovative Properties Company Fluoropolymer containing laminates
US7553540B2 (en) * 2005-12-30 2009-06-30 E. I. Du Pont De Nemours And Company Fluoropolymer coated films useful for photovoltaic modules
US20070283996A1 (en) * 2006-06-13 2007-12-13 Miasole Photovoltaic module with insulating interconnect carrier
CA2680268C (en) * 2007-03-09 2015-11-03 3M Innovative Properties Company Multilayer film

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61138257U (ja) * 1985-02-19 1986-08-27
JPS62124779A (ja) * 1985-11-25 1987-06-06 Fuji Electric Co Ltd 太陽電池モジユ−ル
JP2001503795A (ja) * 1996-10-31 2001-03-21 アヴェンティス・リサーチ・ウント・テクノロジーズ・ゲーエムベーハー・ウント・コー・カーゲー 蛍光増白剤
JP2002026346A (ja) * 2000-07-03 2002-01-25 Bridgestone Corp 太陽電池用バックカバー材兼用封止膜及び太陽電池
JP2005322681A (ja) * 2004-05-06 2005-11-17 Keiwa Inc 太陽電池モジュール用バックシート及びこれを用いた太陽電池モジュール
JP2007035694A (ja) * 2005-07-22 2007-02-08 Daikin Ind Ltd 太陽電池のバックシート
WO2007088930A1 (ja) * 2006-02-02 2007-08-09 Mitsubishi Plastics, Inc. 遮熱シート

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012246365A (ja) * 2011-05-26 2012-12-13 Hitachi Chemical Co Ltd 熱放射性塗料、及びそれを塗布した発光ダイオード(led)照明、ヒートシンク、太陽電池モジュール用バックシート
JP2013069726A (ja) * 2011-09-20 2013-04-18 Konica Minolta Advanced Layers Inc 波長変換部材およびそれを用いた太陽光発電モジュール

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