(54)【考案の名称】太陽電池モジュール

(51)【国際特許分類】

H01L 31/042

(73)【実用新案権者】三井・デュポンポリケミカル株式会社

(72)【考案者】【考案者】

(72)【考案者】【考案者】

(72)【考案者】【考案者】

[fig000002]
【選択図】図1

【概要説明】

【分野】

【0001】
本考案は、新しい構造の太陽電池モジュールに関する。

【従来の技術】

【0002】
裏面保護材、第一の樹脂製封止材、太陽電池セル、表面透明保護材の順で一体化されているか、裏面保護材、第一の樹脂製封止材、太陽電池セル、第二の樹脂製封止材、表面透明保護材の順で一体化されている太陽電池モジュールは知られている。
これらの太陽電池モジュールにおける裏面保護材や表面透明保護材は、フッ素系樹脂、ポリエステル系樹脂或いはポリオレフィン系樹脂を主体とした単層または二層以上の多層構造のフィルムまたはシート、或いはガラスの板またはシートを使用する。
【0003】
太陽電池モジュールとしては、外力に対する強度が必要な用途には、裏面保護材または表面透明保護材のどちらかをガラス板として強度を付与している。
一方、宇宙船用の太陽電池モジュールの場合、その特殊な環境下で生じうる問題に対処するため、アルミニウムで作られたハニカム構造板上に絶縁基板を介して太陽電池セルを構成する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】

【効果】

【0009】
本考案によれば、外力に対する強度を有しながら軽量である太陽電池モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本考案の実施形態に係る太陽電池モジュールの構成例を示す概略図である。
【図2】本考案の別の実施形態に係る太陽電池モジュールの構成例を示す概略図である。

【0011】
以下、本考案の実施形態に係る太陽電池モジュールについて、図1及び図2を参照して具体的に説明する。
【0012】
図1は本考案の一実施形態に係る太陽電池モジュール1を示す概略図である。
図1に示すように、太陽電池モジュール1は、プラスチック段ボール2と、樹脂製封止材層3と、太陽電池セル4と、透明保護材層5と、がこの順に積層され一体化されて構成されている。太陽電池モジュール1では、前記透明保護材層5と前記太陽電池セル4とが接しており、太陽電池セル4が、透明保護材層5と樹脂製封止材層3とによって封止されている。
【0013】
プラスチック段ボール2は、2枚又は3枚以上のシート板の間に、断面が三角形、四角形、六角形などのハニカム構造、ツインコーン構造、または発泡構造の心材が設けられた構成の部材である。
ここで、該シート板及び該芯材を構成する材料としては、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂など公知のプラスチック材料が挙げられる。
このようなプラスチック材料の中では、密度が小さく、耐水性があり、絶縁性に優れるポリオレフィン樹脂またはポリカーボネート樹脂が好ましく、特に軽量性を重視する場合にはポリオレフィン樹脂、中でもポリプロピレン樹脂がとくに好ましい。
プラスチック段ボール2の形で入手可能な製品としては、ツインカーボ(TWINCARBO、旭硝子株式会社)、ツインパネルPC(宇部日東化成株式会社)のようなポリカーボネート製プラスチック段ボール、サンプライ(住化プラスチック株式会社)、スミパネル(住化プラスチック株式会社)のようなポリプロピレン製プラスチック段ボール、スミセラー(住化プラスチック株式会社)のような心材が発泡プラスチックであるプラスチック段ボールを例示できる。
【0014】
樹脂製封止材層3としては、公知の太陽電池用の封止材を使用でき、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂、変性ポリエチレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、エチレン・(メタ)アクリル酸エステル共重合体樹脂、エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体樹脂及びそのアイオノマー樹脂からなる封止材を例示できる。
樹脂製封止材層は、単独で、又は、他の部材(例えば透明保護材層)とともに、太陽電池セルを封止する(封じ込める)層である。
【0015】
太陽電池セル4は、光を受光して電気を発生する層である。
太陽電池セル4としては、例えば、シリコン系、化合物系、有機系、量子ドット型などの太陽電池セルを用いることができる。
シリコン系の太陽電池セルとしては、単結晶シリコン型、多結晶シリコン型、微結晶シリコン型、アモルファスシリコン型、薄膜シリコン型、ハイブリッド型、多接合型(タンデム型)、球状シリコン型、電界効果型などの太陽電池セルが挙げられる。
化合物系の太陽電池セルとしてはInGaAs型、GaAs型、CIS型、CZTS型、CdTe−CdS型などの太陽電池セルが挙げられる。
有機系の太陽電池セルとしては、色素増感型、有機薄膜型などの太陽電池セルが挙げられる。
【0016】
透明保護材層5は、太陽電池セルに光を取り込む受光表面となるため、可能な限り透明であることが望ましい。具体的には、全光線透過率が80%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましい。
透明保護材層5を構成する材料としては、ガラスの他に、各種のプラスチック材料(例えば、フッ素系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等)を利用することができる。
特に、透明保護材層として、各種のプラスチック材料製のフィルム又はシートを用いることで、太陽電池モジュール全体を更に軽量化できる。
【0017】
以上で説明した、プラスチック段ボール2、樹脂製封止材層3、太陽電池セル4、及び透明保護材層5を積層し一体化して太陽電池モジュールを製造する方法としては、ラミネート等の公知の方法を用いることができる。
このとき、プラスチック段ボール2と樹脂製封止材層3との接着性を改良するために、樹脂製封止材層3と接触するプラスチック段ボールの表面2aに対し、物理的前処理(プラズマ処理、オゾン処理など)や化学的処理(プライマー処理、アンカーコート処理など)等の接着処理を施してもよい。
これらの接着処理の結果、プラスチック段ボール2と樹脂製封止材層3との間に接着処理層(不図示)が形成されていてもよい。
【0018】
図2は本考案の別の実施形態に係る太陽電池モジュール21を示す概略図である。
図2に示すように、太陽電池モジュール21は、プラスチック段ボール22と、太陽電池セル24を内包する樹脂製封止材層23と、透明保護材層25と、がこの順に積層され一体化されて構成されている。
太陽電池モジュール21では、太陽電池セル24は、樹脂製封止材層23に内包されて封止されている。即ち、太陽電池セル24の周辺を取り囲む形で樹脂製封止材層23が存在している。このような形態にするには、太陽電池セルを二枚の樹脂製封止材でサンドイッチしたのち、熱を加えて一体化することで製造できる。
太陽電池モジュール21におけるプラスチック段ボール22、樹脂製封止材層23、太陽電池セル24、及び透明保護材層25としては、それぞれ、太陽電池モジュール1におけるプラスチック段ボール2、樹脂製封止材層3、太陽電池セル4、及び透明保護材層5と同様のものを用いることができる。
また、太陽電池モジュール21における各部材を積層し一体化する方法としては、太陽電池モジュール1と同様に、ラミネート等の公知の方法を用いて行うことができる。
【0019】
樹脂製封止材層23との接着強度を高めるために、樹脂製封止材層23と接触するプラスチック段ボール表面22aに対し、物理的前処理(プラズマ処理、オゾン処理など)や化学的処理(プライマー処理、アンカーコート処理など)等の接着処理を施してもよい。
これらの接着処理の結果、プラスチック段ボール22と樹脂製封止材層23との間に接着処理層(不図示)が形成されていてもよい。
【0020】
以上、本考案の実施形態に係る太陽電池モジュール1及び21について、図1及び図2を参照して説明したが、本考案の太陽電池モジュールはこれらの実施形態に限定されることはない。
例えば、本考案の太陽電池モジュールは、本考案の効果を妨げない範囲において、上記以外の部材を備えていてもよい。
また、樹脂製封止材層と太陽電池セルとの位置関係は上記太陽電池モジュール1及び21における位置関係に限定されることはなく、樹脂製封止材層及び太陽電池セルが、プラスチック段ボールと、透明保護材層と、の間に存在している限り、本考案の効果を得ることができる。
【0021】
本考案の太陽電池モジュールは、プラスチック段ボールの上に樹脂製封止材層を備え、更に太陽電池セル及び透明保護材層も備えているので、軽量でありながら、外部からの応力に対して強靭であり、耐水性にも優れる。このため、本考案の太陽電池モジュールは、構造材として使用することも可能である。例えば、プラスチック段ボール側を内側にして、透明保護材層側を外側にして、建築物の外壁、建材の外部構造材(外壁材用タイル等)、等に利用することも可能である。
【0022】
1、21・・・太陽電池モジュール
2、22・・・プラスチック段ボール
3、23・・・樹脂製封止材層
4、24・・・太陽電池セル
5、25・・・透明保護材層

(57)【要約】

【課題】外力に対する強度を有しながら軽量である太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】少なくとも、プラスチック段ボールと、樹脂製封止材層及び太陽電池セルと、透明保護材層と、がこの順に積層され一体化された太陽電池モジュールである。


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