JPH0244995Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本考案は、太陽電池モジユールの裏面保護シー
トとして使用されるシート材料に関するものであ
る。 （従来技術の構成とその問題点） 太陽電池モジユールの基本的な機能は、太陽の
輻射エネルギーを効率良く太陽電池素子へ導くと
共に、太陽電池素子及び内部配線を例えば20年間
の長期にわたつて過酷な自然環境に耐え得るよう
に保護することにある。従来一般に太陽電池モジ
ユールは第１図の断面図に示す如く、上部透明保
護材料８がモジユール全体の構造的支持体となつ
たもので、例えばガラス、アクリル樹脂、ポリカ
ーボネート樹脂などからなる上部透明保護材料８
と、塗装鋼板、ステンレススチール板、あるいは
アルミニウム箔をポリフツ化ビニル等の耐候性樹
脂フイルムで積層して成る裏面保護シート１０の
間に、直列または並列に配列して電気的に結線し
た単結晶シリコン等によりなる太陽電池素子６を
挿入し、更に急激な外気条件の変化による素子６
の損傷防止や電気絶縁性の為に、上部透明材料８
と裏面保護シート１０の間をシリコン樹脂等のエ
ラストマー的性質を有する透明な充填材７を充填
しこれらを加熱、硬化させて、更に全体をアルミ
ニウム、ステンレス等の枠体９を用いて封入固定
したものである。 更に近年従来の石油を中心にしたエネルギーに
代替するものとして、太陽光発電の早期実用化が
強く求められ、モジユールに使用する充填剤７も
液状のシリコーン樹脂からシート状のブチラール
樹脂、更にはより低コストなエチレン一酢酸ビニ
ル共重合樹脂シートに変わり、モジユール複合方
法も熱プレスのみといつた形へ急ピツチで進んで
いる。 ここにおいて、裏面保護シート１０は、太陽電
池モジユール内部の部品（太陽電池素子、内部配
線等）を外部からの機械的衝撃、圧力等の外力か
ら保護し、また外部からの湿気の侵入によりモジ
ユール内部部品が劣化することを防止する防湿膜
として設けられる大切なものである。 従来、裏面保護シートとしては第２図にその断
面図を示すような構成から成る積層材料が用いら
れている。すなわち、防湿性金属箔２を耐候性樹
脂フイルム１により両側からはさんだ構成であ
る。耐候性樹脂フイルム１は、太陽電池として実
際に使用される際の屋外曝露条件において、太陽
光あるいは降雨により劣化しないものとして、白
色ポリフツ化ビニル樹脂のフイルムが用いられ、
また防湿性金属箔２としては、例えばアルミニウ
ム箔あるいは亜鉛メツキ鉄箔等が用いられてい
る。 ところが、そのような構成の裏面保護シートを
用いた場合には、白色ポリフツ化ビニルフイルム
の機械的強度が低いために、製造工程上あるいは
実際の使用時において外部から加えられる力や衝
撃により外側の白色ポリフツ化ビニルフイルムに
ピンホールが発生したり破損したりする事故が発
生し、その結果その部分から水分が浸入すること
により中間の金属箔が劣化して裏面保護シート全
体としての機械的強度の低下や防湿機能の低下を
引き起こし、ひいては太陽電池素子、内部配線等
の太陽電池モジユール内部部品の劣化につながる
という機能上の問題があり、また白色ポリフツ化
ビニルフイルムの値段が高価なことから、これを
２層に使用すると裏面保護シート全体としてコス
トアツプになり、太陽光発電の電力価格の低減を
妨げ、これが電力用太陽電池普及のネツクになつ
ているというコスト面での問題があるのが現状で
ある。 そこで、かかる問題に対する解決策として外側
の白色ポリフツ化ビニルフイルムを、より安価で
高強度の耐熱性耐候性樹脂フイルムに置き換える
ことが考えられるが、防湿性金属箔の両側に異種
のフイルムを用いてサンドイツチすると、両側の
フイルムの熱収縮率の差が原因となつて、モジユ
ール化工程の熱プレス時に裏面保護シートが反り
返る現象、いわゆるカール現象が発生して作業性
が著しく悪くなる問題が新たに発生するので、両
側のフイルムは同一の種類のフイルムを用いる必
要がある。 また現状は充填剤シートと裏面保護シートが
別々である為、複合成型時破損しやすい素子を介
していることからプレス圧を大きくできない等、
そのプレス圧、温度、時間に制限が生じて、太陽
電池モジユール製造工程の連続化・自動化がはか
れず、作業が煩雑であり、作業性の点においても
問題点があつた。 （考案の目的） 本考案は、上記従来技術の問題点を解決するも
のであり、白色ポリフツ化ビニルフイルムに替
る、より安価で高強度の耐熱性耐候性樹脂フイル
ムを両側に用いたサンドイツチ構成にすることに
より、外部から加えられる力や衝撃に耐え得るべ
く機械的強度を向上させて太陽電池モジユール内
部部品の保護を確実なものにするとともに裏面保
護シートのコストダウンを可能にし、また裏面保
護シートのカール現象を回避してモジユール製造
作業の作業性の低下を防止し、さらに、従来別々
であつた充填剤の役割を担う接着性樹脂の層を必
要に応じて最内面に設けることにより太陽電池モ
ジユール製造作業における大巾な工程短縮を目的
としたものである。 （考案の概要） 本考案は、ポリカーボネート、ポリメチルメタ
クリレート、ポリアクリレート、ポリエチレンテ
レフタレート〜選択される高強度の耐熱性耐候性
樹脂により防湿性金属箔をサンドイツチし、さら
に、その一方にガラス質の蒸着皮膜を設けて成る
太陽電池モジユールの裏面保護シート用シート材
料を提供する。 かかるシート材料は、白色ポリフツ化ビニルフ
イルムに替る高強度の耐熱性耐候性樹脂フイルム
を用いていることので、シート材料外面の機械的
な強度アツプを図ると共に熱プレス時のカール現
象の発生を防止し、また白色ポリフツ化ビニルよ
り低コストの材料を使用するということから材料
の節減が可能である。また、一方の面にガラス質
の蒸着皮膜が設けられていることから、太陽電池
モジユールの充填剤と耐熱性耐候性樹脂フイルム
の接着力を向上する。 （考案の具体例の説明） 以下、本考案の具体例を図面を参照して説明す
る。第３図は本考案のシート材料の一実施例を示
す断面図であり、ａは耐熱性耐候性樹脂フイルム
３、防湿性金属箔２、耐熱性耐候性樹脂フイルム
３′から構成されており、ｂはさらにその外面と
内面にガラス質の蒸着皮膜４，４′が設けられて
おり、ｃは内面に接着性樹脂層５が積層されてい
る。 外面の耐熱性耐候性樹脂フイルム３は、防湿性
金属箔２の外面に積層して、外部からの機械的圧
力、衝撃等により防湿性金属箔にピンホールが発
生することを防止し、かつ裏面保護シートとして
熱プレス作業性を与えるために設けられ、太陽電
池モジユール製造時の熱プレス工程の際に加えら
れる熱により溶融したり劣化したりすることがな
く、しかも太陽電池として実際に使用される際の
屋外曝露条件においても太陽光、降雨等により劣
化しない樹脂フイルムが使用される。特に熱プレ
スの条件は通常150℃程度の熱が加えられるので
150℃以下の温度では溶融軟化しない樹脂フイル
ムである必要がある。また、従来使用されている
白色ポリフツ化ビニルフイルムより高い強度を有
し、より低コストのものである必要がある。 内面の耐熱性耐候性樹脂フイルム３′は、外面
の耐熱性耐候性樹脂フイルムと同様に防湿性金属
箔の補強及び、裏面保護シートとして熱プレス作
業性を与えるために設けられるが、両側の耐熱性
耐候性樹脂フイルムが異なる種類のフイルムであ
る場合には、両者の熱収縮率が異なるためにモジ
ユール工程の熱プレスの際に裏面保護シートが反
り返るカール現象が発生し、作業性に悪影響を及
ぼすので、両側の耐熱性耐候性樹脂フイルムは同
一の種類のものでなければならない。 この耐熱性耐候性樹脂フイルム３，３′は、例
えば、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレ
ート、ポリアクリレート、または耐候化処理を施
したポリエチレンテレフタレート等のフイルムで
ある。耐候化処理を施したポリエチレンテレフタ
レートのフイルムとは、紫外線吸収剤（ベンゾフ
エノン、ベンゾトリアゾール等）を含浸または練
り込むことにより紫外線を吸収カツトして耐候性
を付与したポリエチレンテレフタレートフイル
ム、また白色顔料（酸化チタン等）を練り込むこ
とにより紫外線をフイルム表面で乱反射し、フイ
ルム内部への紫外線の透過を防止して耐候性を付
与したポリエチレンテレフタレートフイルムであ
る。なお、その厚さは防湿性金属箔の保護効果を
確保できる厚さであればよく、特に限定されるも
のではない。 この耐熱性、耐候性樹脂フイルム３，３′とし
て使用される紫外線吸収剤を練り込んだポリエチ
レンテレフタレートフイルム（厚さ25μ）と、従
来使用されていた白色ポリフツ化ビニルフイルム
（厚さ38μ、商品名「テドラー」）との物性を以下
の表１に示す。なお、この試験結果は、
JISK6781に基いた引張り試験の結果であり、促
進試験後とはサンシヤイン・カーボン・ウエザー
メータで500時間試験した後のフイルムの値であ
る。

【表】 これから分るように、紫外線吸収剤練り込みポ
リエチレンテレフタレートフイルムは、白色ポリ
フツ化ビニルフイルムと比較して強度が高く、特
に外気条件にさらされた後も初期の強度が保たれ
ていることが分る。 防湿性金属箔２はアルミニウム箔、亜鉛メツキ
鉄箔、錫メツキ鉄箔等であるが、コスト面からア
ルミニウム箔が一般的であり、その厚さはピンホ
ールの発生を防ぐ上で20μ以上が好ましい。 ガラス質の蒸着皮膜４，４′は、必要に応じて
両側の耐熱性耐候性樹脂フイルムの非積層側の面
に設けられるものである。内面に設けられるガラ
ス質の蒸着皮膜４′は、充填剤との接着性をより
強固にするためのものである。 現在通常使用されている充填剤はシリコンウエ
ハ表面の酸化インジウムあるいは酸化スズ等の金
属酸化物導電膜あるいはシリコンそのものや、上
部透明材料であるガラス板との熱接着性のあるも
のであり、当然ガラス質の蒸着皮膜に対しても高
い接着性を有する。ただし蒸着処理を施していな
い生の耐熱性耐候性樹脂フイルムでも充填剤に対
してある程度の接着性を有し、実用上支障をきた
すことはないので、内面のガラス質蒸着皮膜はあ
くまでも対充填剤接着をより安定にする意味で必
要に応じて設けられる。 外面に設けられるガラス質の蒸着皮膜４は、そ
の紫外線カツト性を利用して、外側の耐熱性耐候
性樹脂フイルムに対し、必要に応じてより高い耐
候性を付与するために設けられる。 ガラス質の蒸着皮膜は、具体的には、蒸着適
性、連続皮膜形成性、コスト等の点を考慮して、
酸化ケイ素を主成分とする皮膜が適当である。通
常、酸化ケイ素の場合、化学組成的にはSiO₂で
あるが、蒸着皮膜ではSiOに近い組成である。蒸
着皮膜の厚さは、厚すぎると却つてクラツクを発
生しやすくなるので、100Å以下の厚さに抑える
ことが好ましい。 接着性樹脂層５は、シート材料最内面に配され
ることにより、太陽電池モジユール内部の太陽電
池素子、内部配線等の部品を外部からの機械的衝
撃や圧力から保護するクツシヨン材として、従来
は裏面保護シートとは別々であつた充填剤と同様
の機能を有するものであり、それ自身が太陽電池
素子表面のガラス質及び金属質への接着性を有
し、150℃未満、好ましくは120℃以下の温度で溶
融軟化する樹脂から成るものである。具体的に
は、ポリビニルブチラール、エチレン−酢酸ビニ
ル共重合体、エチレン−酢酸ビニル−グリシジル
メタクリレート三元共重合体、エチレン−酢酸ビ
ニル部分ケン化物−有機酸グラフト四元共重合体
等のエチレン−酢酸ビニル共重合体の変性樹脂、
あるいは無水マレイン酸グラフトポリエチレン等
のカルボキシル基含有ポリオレフイン、エチレン
テレフタレート−変性アルキレンエーテルテレフ
タレートブロツク共重合体等のポリエステル変性
樹脂等のいずれかより成る樹脂が使用され、その
厚さに太陽電池モジユールの裏面クツシヨン材と
しての効果を有効に発揮するために50μ以上であ
ることが好ましい。 外側の耐熱性耐候性樹脂フイルム３、防湿性金
属箔２、内側の耐熱性耐候性樹脂フイルム３′は
接着剤または接着性樹脂フイルムを用いてドライ
ラミネート法あるいはヒートプレス法等の方法で
積層することができるが、150℃以上の耐熱性及
び耐候性のある接着性フイルムを使用する。ま
た、接着性樹脂５を最内面に積層する場合、ヒー
トプレス法とともに、接着性樹脂を熱溶融して直
接に押出し塗工する方法等、本考案のシート材料
は公知の積層技術により製造できる。 本発明の保護シートを太陽電池モジユールに適
用する場合、予め配線接続した太陽電池素子６を
上部保護用充填剤シート７を敷いた上部透明材料
８であるガラス板の上に置き、その上から上部保
護用充填剤シート７にかぶせるか、または使用せ
ずに本発明のシート材料を耐熱性耐候性樹脂フイ
ルム３′側またはガラス質蒸着皮膜４′側を内面に
して更にその上にかぶせ、真空に減圧しつつ全体
を140℃〜150℃でプレスして融着一体化させ、端
部をアルミニウム等の枠体９で封入固定する。 （考案の効果） 以上詳細に述べたように本考案のシート材料
は、従来のシート材料と比較して強度、コスト、
及びモジユール化の作業性の点において際立つた
利点を有しており、本考案によれば、外面と内面
の同種の高強度のフイルムを用いているので、モ
ジユール製造工程上あるいは実際使用時に外部か
ら圧力や衝撃が加えられてもピンホールが発生し
たり破損したりすることがなく、モジユール内部
部品の保護機能が確実なものとなり、また熱プレ
ス時にカール現象を発生することがないのでモジ
ユール化の作業性は良好であり、しかも従来使用
の白色ポリフツ化ビニルより低コストのフイルム
を使用していることから、シート材料全体として
価格低減を可能にする。また、接着性樹脂層を積
層した構成の場合には、シート材料の一部が充填
剤となり得るため、従来裏面保護シート−充填
剤、次に充填剤−素子というように異なる条件で
の多段階プレスが必要であつたものが、ほぼ一度
のプレス工程でモジユール化が可能となり、素子
の破損も大巾に減少するというように製造収率面
での利点もある。 以上詳細に述べたように、本考案により太陽電
池モジユールの品質安定化、製造安定化、コスト
ダウン、製造収率の向上が可能になる等の利点が
得られ、太陽光発電に関係する産業分野において
多大な価値を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来及び本考案のシート材料の裏面保
護シートを使用する太陽電池モジユールの構造を
示す概略断面図、第２図は従来例の太陽電池モジ
ユール用裏面保護シートの構成を示す概略断面
図、第３図ａ，ｂ，ｃは本考案のシート材料の構
成を示す概略断面図である。 １……耐候性樹脂フイルム、２……防湿性金属
箔、３……耐熱性耐候性樹脂フイルム（外面）、
３′……耐熱性耐候性樹脂フイルム（内面）、４…
…ガラス質の蒸着皮膜（外面）、４′……ガラス質
の蒸着皮膜（内面）、５……接着性樹脂層、６…
…太陽電池素子、７……充填剤、８……上部透明
材料、９……枠体、１０……裏面保護シート。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレー
   ト、ポリアクリレート、ポリエチレンテレフタレ
   ート〜選択される高強度の耐熱性耐候性樹脂によ
   り防湿性金属箔をサンドイツチし、さらに、その
   一方にガラス質の蒸着皮膜を設けて成る太陽電池
   モジユールの裏面保護シート用シート材料。