JP2013065708A - 太陽電池モジュール、太陽電池モジュール用バックシート、太陽電池セル間配設用スペーサ及び太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の太陽電池モジュールが備えるバックシートは、シート本体と、シート本体の表面側から突設され、太陽電池セル間の隙間に配設される凸条体とを備え、上記凸条体が、シート本体の表面から太陽電池セルの表面位置までに至る基台部位と、この基台部位から表面側に延設される突出部位とを備え、上記突出部位が、突出端縁から基台部位側にかけて隣接する太陽電池セル側に平面視で近接するよう傾斜する反射面を有している。
【選択図】図1
Description
隙間をもって配置される複数の太陽電池セルと、裏面側に配設される太陽電池モジュール用バックシートとを備える太陽電池モジュールであって、
上記太陽電池モジュール用バックシートが、
シート本体と、
シート本体の表面側から突設され、上記太陽電池セル間の隙間に配設される凸条体と
を備え、
上記凸条体が、
シート本体の表面から太陽電池セルの表面位置までに至る基台部位と、
この基台部位から表面側に延設される突出部位と
を備え、
上記突出部位が、突出端縁から基台部位側にかけ、隣接する太陽電池セル側に近接するよう傾斜する反射面を有することを特徴とする太陽電池モジュールである。
複数の太陽電池セルが隙間をもって配置される太陽電池モジュールの裏面側に配設される太陽電池モジュール用バックシートであって、
シート本体と、
シート本体の表面側から突設される凸条体と
を備え、
上記凸条体が、少なくとも突出端縁付近において、シート本体の平面方向に対して鋭角に傾斜する反射面を有することを特徴とする太陽電池モジュール用バックシートである。
断面形状の底辺及び上辺が略平行に設けられる長尺状の基台部と、
上記基台部の上辺を底辺とし、三角形状の断面形状を有する長尺状の突出部と
を備え、
上記突出部の少なくとも一つの側面が、底面に対して鋭角に傾斜する反射面とし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の太陽電池セル間配設用スペーサである。
当該太陽電池モジュール用バックシートの表面側に裏面側充填剤を積層する第一積層工程と、
上記太陽電池モジュール用バックシートの凸条体に側縁が沿うように太陽電池セルを上記裏面側充填剤の表面側に積層する第二積層工程と、
上記太陽電池セルの表面側に表面側充填剤と透光性基板とをこの順で積層する第三積層工程と、
順次積層された太陽電池モジュール用バックシート、裏面側充填剤、太陽電池セル、表面側充填剤及び透光性基板を熱融着させるラミネート工程と
を有する太陽電池モジュールの製造方法である。
〈太陽電池モジュール用バックシート1〉
太陽電池モジュール用バックシート1は、複数の太陽電池セルが隙間をもって配置される太陽電池モジュールの裏面側に配設される。太陽電池モジュール用バックシート1は、シート本体2と、シート本体2の表面側から突設される凸条体3とを有している。
シート本体2は、熱融着層4と、中間樹脂層5と、裏面側樹脂層6とを表面側から裏面側にこの順で備える積層体である。熱融着層4と中間樹脂層5との間、及び中間樹脂層5と裏面側樹脂層6との間には接着層7が配設されている。熱融着層4と中間樹脂層5、及び中間樹脂層5と裏面側樹脂層6とは接着層7を介して積層接着されている。
熱融着層4は、シート本体2の最表面側に設けられ、太陽電池モジュール用バックシート1を積層接着して太陽電池モジュールを形成すべく加熱されることにより溶融する樹脂層である。熱融着層4は、合成樹脂を主成分として形成されている。
中間樹脂層5は、合成樹脂を主成分として形成されている。中間樹脂層5の主成分の合成樹脂としては、特に限定されるものではなく、熱融着層4に用いられる樹脂と同様のものが挙げられる。なかでも、中間樹脂層5の主成分の合成樹脂としては、高い耐熱性、強度、耐候性、耐久性、水蒸気等に対するガスバリア性等を有するポリエステル系樹脂、フッ素系樹脂又は環状ポリオレフィン系樹脂が好ましい。中間樹脂層5の形成材料としては、上記合成樹脂を1種類又は2種類以上混合して使用することができる。また、中間樹脂層5の形成材料中の添加剤等に関しては、熱融着層4と同様である。中間樹脂層5は、Tダイ法又はインフレーション法等の押出し法、キャスト成形法、切削法等の公知の方法により製造することができる。中間樹脂層5は、単層構造でもよく、2層以上の多層構造でもよい。
裏面側樹脂層6は、合成樹脂を主成分として形成されている。裏面側樹脂層6の主成分の合成樹脂としては、熱融着層4と同様のものを用いることができるが、耐加水分解性及び耐熱性に優れるポリエチレンナフタレート(PEN)が好適に用いられる。
接着層7は、重畳される熱融着層4、中間樹脂層5及び裏面側樹脂層6間に配設されている。熱融着層4、中間樹脂層5及び裏面側樹脂層6は、接着層7により接着固定され、これにより当該太陽電池モジュール用バックシート1の強度、耐久性、堅牢性等が向上する。
凸条体3は、基台部8と、基台部8の表面側に延設される突出部9とを有している。凸条体3は、三角柱状に形成されている。凸条体3は、少なくとも突出端縁付近において、シート本体2の平面方向に対して鋭角に傾斜する反射面10を有している。本実施形態において、基台部8の側面と突出部9の側面とは面一状に形成されており、反射面10は、基台部8の側面及び突出部9の側面に連続的に形成されている。凸条体3の高さとしては、特に限定されないが、200μm以上2500μm以下程度とされている。基台部8の高さとしては、特に限定されないが、190μm以上1500μm以下程度とされている。突出部9の高さとしては、特に限定されないが、10μm以上1000μm以下程度とされている。
当該太陽電池モジュール用バックシート1の製造方法としては、一般的には、熱融着層4、中間樹脂層5及び裏面側樹脂層6の積層対向面の一方に接着剤をロールコート法、グラビアロールコート法、キスコート法等の手段でコーティングし、そのコーティング面に他方の積層対向面を貼り合わせる製造方法を挙げることができる。
図2及び図3を参照して、太陽電池モジュール用バックシート1が裏面側に配設される太陽電池モジュール11の製造方法について説明する。太陽電池モジュール11の製造方法としては、図2に示すように、第一積層工程(STEP1)と、第二積層工程(STEP2)と、第三積層工程(STEP3)と、ラミネート工程(STEP4)とを有している。
次に、図4を参照して、太陽電池モジュール11について説明する。太陽電池モジュール11は、透光性基板15と、表面側充填剤層14と、光起電力素子としての複数の太陽電池セル13と、裏面側充填剤層12と、太陽電池モジュール用バックシート1とが表面側からこの順に積層されている。
透光性基板15は、最表面側に積層されるものであり、(a)太陽光に対する透過性及び電気絶縁性を有すること、(b)機械的、化学的及び物理的強度、具体的には耐候性、耐熱性、耐久性、耐水性、水蒸気等に対するガスバリア性、耐風圧性、耐薬品性、堅牢性に優れること、(c)表面硬度が高く、かつ表面の汚れ、ゴミ等の蓄積を防止する防汚性に優れることが要求される。
表面側充填剤層14及び裏面側充填剤層12は、透光性基板15及び太陽電池モジュール用バックシート1間における太陽電池セル13の周囲に充填されており、(a)透光性基板15及び太陽電池モジュール用バックシート1との接着性や、太陽電池セル13を保護するための耐スクラッチ性、衝撃吸収性等を有している。なお、太陽電池セル13の表面に積層される表面側充填剤層14は、上記諸機能に加え、太陽光を透過する透明性を有しており、好ましくは無色透明とされている。
太陽電池セル13は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する光起電力素子であり、表面側充填剤層14及び裏面側充填剤層12間に配設されている。複数の太陽電池セル13は、隙間をもって配置されている。複数の太陽電池セル13は、略同一平面内に敷設され、図5に示すように、接続線16によって電気的に接続されている。太陽電池セル13は、表面側が受光面とされている。この太陽電池セル13としては、例えば単結晶シリコン型太陽電池素子、多結晶シリコン型太陽電池素子等の結晶シリコン太陽電子素子、シングル接合型やタンデム構造型等からなるアモルファスシリコン太陽電池素子、ガリウムヒ素(GaAs)やインジウム燐(InP)等の第3〜第5族化合物半導体太陽電子素子、カドミウムテルル(CdTe)や銅インジウムセレナイド(CuInSe2)等の第2〜第6族化合物半導体太陽電子素子等を使用することができ、それらのハイブリット素子も使用することができる。なお、複数の太陽電池セル13間にも表面側充填剤層14又は裏面側充填剤層12が隙間なく充填されている。
太陽電池モジュール用バックシート1は、シート本体2と、シート本体2の表面側から突設され、太陽電池セル13間の隙間に配設される凸条体3とを有している。凸条体3は、シート本体2の表面から太陽電池セル13の表面位置までに至る基台部位17と、基台部位17から表面側に延設される突出部位18とを有している。突出部位18は、突出端縁から基台部位17側にかけ、隣接する太陽電池セル13側に近接するように傾斜する反射面10を有している。図5に示すように、凸条体3は、太陽電池セル13の接続線16が配設されていない側縁に沿って配設されている。凸条体3は、シート本体2の表面側から複数突設されている。これらの複数の凸条体3は、互いに平行かつ対向するように配置されている。なお、基台部位17は、図1の基台部8に対応する部位であり、突出部位18は、図1の突出部9に対応する部位である。
図6の太陽電池モジュール21は、透光性基板15と、表面側充填剤層14と、光起電力素子としての複数の太陽電池セル13と、裏面側充填剤層12と、太陽電池セル間配設用スペーサ22と、太陽電池モジュール用バックシート23とを有している。透光性基板15、表面側充填剤層14、太陽電池セル13及び裏面側充填剤層12は、図4の太陽電池モジュール11と同様のため、同一番号を付して説明を省略する。
太陽電池セル間配設用スペーサ22は、断面形状の底辺及び上辺が略平行に設けられる長尺状の基台部24と基台部24の上辺を底辺とし、三角形状の断面形状を有する長尺状の突出部25とを有している。太陽電池セル間配設用スペーサ22は、突出部25の少なくとも一つの側面が、底面に対して鋭角に傾斜する反射面26として形成されている。太陽電池セル間配設用スペーサ22は、隣接する太陽電池セル13間の隙間に配設されている。太陽電池セル間配設用スペーサ22は、太陽電池セル13の接続線が配設されていない側縁に沿って配設されている。基台部24は、隣接する太陽電池セル13の表面位置まで形成されている。基台部24の側面と突出部25の側面とは面一状に形成されている。反射面26は、基台部24の側面及び突出部25の側面に連続的に形成されている。
太陽電池モジュール用バックシート23は、熱融着層4と、ガスバリア層27と、裏面側樹脂層6とを表面側から裏面側にこの順で備える平板状の積層体である。熱融着層4とガスバリア層27との間、及びガスバリア層27と裏面側樹脂層6との間には接着層7が配設されている。熱融着層4とガスバリア層27、及びガスバリア層27と裏面側樹脂層6とは接着層7を介して積層接着されている。
ガスバリア層27は、水素ガス、酸素ガス等のガスの透過を低減する機能を有する層である。このガスバリア層27は、基材フィルム28と、基材フィルム28に積層された無機酸化物層29とを備えている。
当該太陽電池モジュール用バックシート23の製造工程としては、一般的には、(1)基材フィルム28の裏面に無機酸化物を上記PVD法又はCVD法によって蒸着するガスバリア層27製造工程と、(2)熱融着層4、ガスバリア層27及び裏面側樹脂層6の積層対向面の一方に接着剤をロールコート法、グラビアロールコート法、キスコート法等の手段でコーティングし、そのコーティング面に他方の積層対向面を貼り合わせる積層工程とを有している。
太陽電池モジュール21の製造方法としては、載置工程(STEP11)、第一積層工程(STEP12)と、第二積層工程(STEP13)と、第三積層工程(STEP14)と、ラミネート工程(STEP15)とを有している。
なお、本発明の太陽電池モジュール、太陽電池モジュール用バックシート、太陽電池セル間配設用スペーサ及び太陽電池モジュールの製造方法は、上記態様の他、種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。例えば、凸条体及び太陽電池セル間配設用スペーサの形状としては、突出部の両側面に反射面が形成されている必要はなく、一方の側面のみに反射面が形成されていてもよい。また、凸条体及び太陽電池セル間配設用スペーサは、必ずしも断面形状が二等辺三角形に形成されている必要はなく、例えば、図7(a)に示すように、一方の側面のみが傾斜した直角三角形状に形成されていてもよく、(b)に示すように、突出部のみが傾斜した反射面を有するように形成されていてもよく、(c)に示すように、反射面が断面円弧状に形成されていてもよい。また、当該太陽電池モジュールにおいて、凸条体及び太陽電池セル間配設用スペーサは、形成方向と太陽電池セルの側縁とが沿うように配設されていればよく、太陽電池セルの4つの側縁のうち、互いに平行に設けられる一対の側縁に沿ってのみ設けられてもよく、4つの側縁のそれぞれに沿って設けられてもよい。
2 シート本体
3 凸条体
4 熱融着層
5 中間樹脂層
6 裏面側樹脂層
7 接着層
8 基台部
9 突出部
10 反射面
11 太陽電池モジュール
12 裏面側充填剤層
13 太陽電池セル
14 表面側充填剤層
15 透光性基板
16 接続線
17 基台部位
18 突出部位
21 太陽電池モジュール
22 太陽電池セル間配設用スペーサ
23 太陽電池モジュール用バックシート
24 基台部
25 突出部
26 反射面
27 ガスバリア層
28 基材フィルム
29 無機酸化物層
41 太陽電池モジュール
42 透光性基板
43 表面側充填剤層
44 太陽電池セル
45 裏面側充填剤層
46 太陽電池モジュール用バックシート
Claims (16)
- 隙間をもって配置される複数の太陽電池セルと、裏面側に配設される太陽電池モジュール用バックシートとを備える太陽電池モジュールであって、
上記太陽電池モジュール用バックシートが、
シート本体と、
シート本体の表面側から突設され、上記太陽電池セル間の隙間に配設される凸条体と
を備え、
上記凸条体が、
シート本体の表面から太陽電池セルの表面位置までに至る基台部位と、
この基台部位から表面側に延設される突出部位と
を備え、
上記突出部位が、突出端縁から基台部位側にかけ、隣接する太陽電池セル側に近接するよう傾斜する反射面を有することを特徴とする太陽電池モジュール。 - 上記突出部位が、一対の上記反射面を備え、凸条体形成方向に垂直な断面形状が三角形である請求項1に記載の太陽電池モジュール。
- 上記凸条体形成方向に垂直な断面形状が略二等辺三角形である請求項2に記載の太陽電池モジュール。
- 上記反射面の平均傾斜角度が30°以上75°以下である請求項1、請求項2又は請求項3に記載の太陽電池モジュール。
- 上記突出部位の高さが10μm以上である請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。
- 所定間隔をもって上記複数の太陽電池セルの表面側に配設される透光性基板を備え、
上記突出部位が、上記透光性基板の裏面に実質的に当接する請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。 - 上記突出部位と太陽電池セルとの距離が、太陽電池セル間の隙間の1/3以下である請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。
- 上記反射面が白色である請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。
- 上記反射面が鏡面である請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。
- 上記突出部位が主成分としてポリオレフィン系樹脂を含有している請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。
- 上記ポリオレフィン系樹脂がポリエチレンである請求項10に記載の太陽電池モジュール。
- 上記太陽電池セル間に配設され、これらの太陽電池セル同士を電気的に接続する接続線をさらに備え、
上記凸条体が、太陽電池セルの接続線が配設されていない側縁に沿って配設されている請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。 - 複数の太陽電池セルが隙間をもって配置される太陽電池モジュールの裏面側に配設される太陽電池モジュール用バックシートであって、
シート本体と、
シート本体の表面側から突設される凸条体と
を備え、
上記凸条体が、少なくとも突出端縁付近において、シート本体の平面方向に対して鋭角に傾斜する反射面を有することを特徴とする太陽電池モジュール用バックシート。 - 断面形状の底辺及び上辺が略平行に設けられる長尺状の基台部と、
上記基台部の上辺を底辺とし、三角形状の断面形状を有する長尺状の突出部と
を備え、
上記突出部の少なくとも一つの側面が、底面に対して鋭角に傾斜する反射面とし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の太陽電池セル間配設用スペーサ。 - 請求項13に記載の太陽電池モジュール用バックシートの表面側に裏面側充填剤を積層する第一積層工程と、
上記太陽電池モジュール用バックシートの凸条体に側縁が沿うように太陽電池セルを上記裏面側充填剤の表面側に積層する第二積層工程と、
上記太陽電池セルの表面側に表面側充填剤と透光性基板とをこの順で積層する第三積層工程と、
順次積層された太陽電池モジュール用バックシート、裏面側充填剤、太陽電池セル、表面側充填剤及び透光性基板を熱融着させるラミネート工程と
を有する太陽電池モジュールの製造方法。 - 平板状の太陽電池モジュール用バックシートの表面側に請求項14に記載の太陽電池セル間配設用スペーサを載置する載置工程と、
上記太陽電池セル間配設用スペーサが載置された太陽電池モジュール用バックシートの表面側に裏面側充填剤を積層する第一積層工程と、
上記太陽電池セル間配設用スペーサに側縁が沿うように太陽電池セルを上記裏面側充填剤の表面側に積層する第二積層工程と、
上記太陽電池セルの表面側に表面側充填剤と透光性基板とをこの順で積層する第三積層工程と、
順次積層された太陽電池セル間配設用スペーサが載置された太陽電池モジュール用バックシート、裏面側充填剤、太陽電池セル、表面側充填剤及び透光性基板を熱融着するラミネート工程と
を有する太陽電池モジュールの製造方法。
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