JPH04357885A - 太陽電池 - Google Patents
太陽電池Info
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- JPH04357885A JPH04357885A JP3159450A JP15945091A JPH04357885A JP H04357885 A JPH04357885 A JP H04357885A JP 3159450 A JP3159450 A JP 3159450A JP 15945091 A JP15945091 A JP 15945091A JP H04357885 A JPH04357885 A JP H04357885A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solar cell
- film
- ethylene
- tetrafluoroethylene copolymer
- protective film
- Prior art date
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- Pending
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は太陽電池、とりわけ耐熱
性、耐湿性、耐候性等の耐環境性に優れた保護膜を有す
る太陽電池に関する。
性、耐湿性、耐候性等の耐環境性に優れた保護膜を有す
る太陽電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】太陽電池はエネルギー供給手段として、
火力発電や原子力発電のような環境汚染の心配がなく、
クリーンな太陽エネルギーから何処でも直接電気エネル
ギーを容易に取り出せる利点が注目されている。
火力発電や原子力発電のような環境汚染の心配がなく、
クリーンな太陽エネルギーから何処でも直接電気エネル
ギーを容易に取り出せる利点が注目されている。
【０００３】しかし、現状技術では、太陽電池の製造原
価は高く、加えて変換効率は必ずしも十分ではない上、
耐久性にも問題がある。そのため広く一般に普及する段
階にまで至っていない。そこで太陽電池の更なる普及の
ためには、変換効率の向上とともに、屋外での長期に渡
る耐久性が必要となる。
価は高く、加えて変換効率は必ずしも十分ではない上、
耐久性にも問題がある。そのため広く一般に普及する段
階にまで至っていない。そこで太陽電池の更なる普及の
ためには、変換効率の向上とともに、屋外での長期に渡
る耐久性が必要となる。
【０００４】こうした状況下にあって、太陽電池モジュ
ールの耐久性、信頼性を上げるために、太陽電池素子の
受光側表面の保護膜は重要な役割を担っている。
ールの耐久性、信頼性を上げるために、太陽電池素子の
受光側表面の保護膜は重要な役割を担っている。
【０００５】太陽電池素子の電極は一般に水分によって
酸化されやすいため、保護膜により外部から遮断し、耐
湿性、耐候性を改善する必要がある。
酸化されやすいため、保護膜により外部から遮断し、耐
湿性、耐候性を改善する必要がある。
【０００６】従来から太陽電池素子の受光側表面の保護
膜としては、ポリメチルメタクリレート及びエポキシ樹
脂（特開昭６０−８８４８１）、シリコン樹脂（ＦＲ−
２４２６３３７）、フッ素樹脂フィルム（特開昭５９−
７３９４２）等が研究されてきた。
膜としては、ポリメチルメタクリレート及びエポキシ樹
脂（特開昭６０−８８４８１）、シリコン樹脂（ＦＲ−
２４２６３３７）、フッ素樹脂フィルム（特開昭５９−
７３９４２）等が研究されてきた。
【０００７】しかし、ポリメチルメタクリレートは耐湿
性が悪く、柔軟性が無いのでクラックが入りやすいとい
う問題がある。また、エポキシ樹脂は高温高湿下で黄変
劣化しやすい為、光透過を妨げるという問題がある。ま
たフッ素樹脂フィルムであるエチレン−テトラフロロエ
チレン共重合体も経時変化を起こして白化し透明性が低
下するため、透過光量が減少し変換効率が低下するとい
う問題がある。また、ＲＴＶ型（室温加硫型）シリコン
樹脂は、化学的には安定であるが表面にゴミ、チリが付
着し易く、やはり、光透過を妨げるという問題がある。 その上更に、材料が高価であるという不都合な面もある
。
性が悪く、柔軟性が無いのでクラックが入りやすいとい
う問題がある。また、エポキシ樹脂は高温高湿下で黄変
劣化しやすい為、光透過を妨げるという問題がある。ま
たフッ素樹脂フィルムであるエチレン−テトラフロロエ
チレン共重合体も経時変化を起こして白化し透明性が低
下するため、透過光量が減少し変換効率が低下するとい
う問題がある。また、ＲＴＶ型（室温加硫型）シリコン
樹脂は、化学的には安定であるが表面にゴミ、チリが付
着し易く、やはり、光透過を妨げるという問題がある。 その上更に、材料が高価であるという不都合な面もある
。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は高温高湿下の長期にわたる使用に際しても保護膜自体
が劣化することなく、従って長期にわたり優れた光透過
性と保護機能を発揮して安定した変換効率を得ることが
できる太陽電池を提供することにある。
は高温高湿下の長期にわたる使用に際しても保護膜自体
が劣化することなく、従って長期にわたり優れた光透過
性と保護機能を発揮して安定した変換効率を得ることが
できる太陽電池を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は導電性基体上に太陽電池素子を設けた太陽
電池において、エチレン−テトラフロロエチレン共重合
体二軸延伸フィルムを太陽電池素子の受光側表面の保護
膜として有するように構成するものである。
に、本発明は導電性基体上に太陽電池素子を設けた太陽
電池において、エチレン−テトラフロロエチレン共重合
体二軸延伸フィルムを太陽電池素子の受光側表面の保護
膜として有するように構成するものである。
【００１０】又、本発明は導電性基体上に半導体層と透
明導電層とからなる太陽電池素子を設けた太陽電池にお
いて、前記透明導電層上に接着剤を介してエチレン−テ
トラフロロエチレン共重合体二軸延伸フィルムを設けて
なるように構成するものである。
明導電層とからなる太陽電池素子を設けた太陽電池にお
いて、前記透明導電層上に接着剤を介してエチレン−テ
トラフロロエチレン共重合体二軸延伸フィルムを設けて
なるように構成するものである。
【００１１】更に、本発明はエチレン−テトラフロロエ
チレン共重合体二軸延伸フィルムを二軸方向にそれぞれ
１５０〜５００％延伸させてなるものであること、エチ
レン−テトラフロロエチレン共重合体二軸延伸フィルム
の膜厚が１０〜２００μｍであること、接着剤がエチレ
ン−酢酸ビニルホットメルトシートであることを含む。
チレン共重合体二軸延伸フィルムを二軸方向にそれぞれ
１５０〜５００％延伸させてなるものであること、エチ
レン−テトラフロロエチレン共重合体二軸延伸フィルム
の膜厚が１０〜２００μｍであること、接着剤がエチレ
ン−酢酸ビニルホットメルトシートであることを含む。
【００１２】
【作用】上述した構成の本発明の太陽電池は太陽電池素
子の受光側表面の保護膜が、エチレン−テトラフロロエ
チレン共重合体二軸延伸フィルムより形成されている。 このため、常温常湿ではもちろん、更に高温高湿下でも
、長期にわたり劣化せず、透明性を保持することができ
る。従って、本発明の太陽電池は光エネルギーから電気
エネルギーへの変換効率の低下を極力抑えることができ
る。
子の受光側表面の保護膜が、エチレン−テトラフロロエ
チレン共重合体二軸延伸フィルムより形成されている。 このため、常温常湿ではもちろん、更に高温高湿下でも
、長期にわたり劣化せず、透明性を保持することができ
る。従って、本発明の太陽電池は光エネルギーから電気
エネルギーへの変換効率の低下を極力抑えることができ
る。
【００１３】また、本発明に用いられる保護膜は表面に
潤滑性があるため、ゴミ、チリ等が付着し難く、光透過
を妨げることもない。これに加えて、水蒸気の透過量も
少ないため、太陽電池モジュール内部の電極が酸化され
ることなく、長期にわたる使用が可能となる。
潤滑性があるため、ゴミ、チリ等が付着し難く、光透過
を妨げることもない。これに加えて、水蒸気の透過量も
少ないため、太陽電池モジュール内部の電極が酸化され
ることなく、長期にわたる使用が可能となる。
【００１４】以下、本発明を詳細に説明する。
【００１５】本発明の太陽電池は、ガラス、ステンレス
等の基体とアモルファス−シリコン（以下ａ−Ｓｉ）、
またはＣｄＳ／ＣｄＴｅ等の太陽電池素子とエチレン−
テトラフロロエチレン共重合体二軸延伸フィルムの保護
膜より構成される。
等の基体とアモルファス−シリコン（以下ａ−Ｓｉ）、
またはＣｄＳ／ＣｄＴｅ等の太陽電池素子とエチレン−
テトラフロロエチレン共重合体二軸延伸フィルムの保護
膜より構成される。
【００１６】ポリエチレンフィルムは透明性は良いが、
耐熱性が悪く、表面の潤滑性も悪い。
耐熱性が悪く、表面の潤滑性も悪い。
【００１７】一方、ポリテトラフロロエチレンフィルム
は、全く不透明であるが、耐熱性は高く、表面の潤滑性
も良い。
は、全く不透明であるが、耐熱性は高く、表面の潤滑性
も良い。
【００１８】エチレン−テトラフロロエチレン共重合体
は前記、二者それぞれの長所を合わせもち、透明性も高
く、耐熱性も高く、表面潤滑性も良い。
は前記、二者それぞれの長所を合わせもち、透明性も高
く、耐熱性も高く、表面潤滑性も良い。
【００１９】しかし、エチレン−テトラフロロエチレン
共重合体フィルムは未延伸状態ではフィルム密度が低い
ため、水蒸気が透過しやすい。このため、受光側表面保
護膜として用いた場合には、太陽電池モジュール内部の
電極が酸化され好ましくない。また使用が長期にわたる
場合、フィルムの結晶化が進行するためフィルムの白濁
化が生じ光透過が妨げられる。
共重合体フィルムは未延伸状態ではフィルム密度が低い
ため、水蒸気が透過しやすい。このため、受光側表面保
護膜として用いた場合には、太陽電池モジュール内部の
電極が酸化され好ましくない。また使用が長期にわたる
場合、フィルムの結晶化が進行するためフィルムの白濁
化が生じ光透過が妨げられる。
【００２０】本発明者は上記問題を解決するため鋭意研
究を重ねた結果、次のことを知得して本発明を完成する
に至った。すなわち、エチレン−テトラフロロエチレン
共重合体二軸延伸フィルムはフィルム密度が高いため水
蒸気が透過し難く、またフィルムの結晶化も生じないた
め太陽電池の長期使用が可能となる。
究を重ねた結果、次のことを知得して本発明を完成する
に至った。すなわち、エチレン−テトラフロロエチレン
共重合体二軸延伸フィルムはフィルム密度が高いため水
蒸気が透過し難く、またフィルムの結晶化も生じないた
め太陽電池の長期使用が可能となる。
【００２１】本発明に用いるエチレン−テトラフロロエ
チレン共重合体は、例えばγ線法（特公昭３８−１７１
８７）により合成することができる。
チレン共重合体は、例えばγ線法（特公昭３８−１７１
８７）により合成することができる。
【００２２】即ち、０℃以下の低温で減圧、常圧、及び
加圧下において凝縮系（大部分が液相の状態）を示すテ
トラフロロエチレンとエチレンとの混合物に低照射線量
のγ線を照射して共重合させる。具体的には、ガラスア
ンプルにテトラフロロエチレンとエチレンを封入脱気し
、−７８℃の凝縮系でコバルト６０からのγ線を例えば
線量率８．８×１０４ γ／ｈｒ、線量３．２×１０６
γまで照射して白色のエチレン−テトラフロロエチレ
ン共重合体を得る。
加圧下において凝縮系（大部分が液相の状態）を示すテ
トラフロロエチレンとエチレンとの混合物に低照射線量
のγ線を照射して共重合させる。具体的には、ガラスア
ンプルにテトラフロロエチレンとエチレンを封入脱気し
、−７８℃の凝縮系でコバルト６０からのγ線を例えば
線量率８．８×１０４ γ／ｈｒ、線量３．２×１０６
γまで照射して白色のエチレン−テトラフロロエチレ
ン共重合体を得る。
【００２３】エチレン−テトラフロロエチレン共重合体
二軸延伸フィルムはエチレン−テトラフロロエチレン共
重合体をフィルム状にし、二軸延伸加工して製造したも
のである。
二軸延伸フィルムはエチレン−テトラフロロエチレン共
重合体をフィルム状にし、二軸延伸加工して製造したも
のである。
【００２４】ここで、本発明における二軸延伸とは、縦
と横との両方向に分子配向させて、強度をバランスさせ
るとともに、他の物性を向上させるものである。本発明
では、エチレン−テトラフロロエチレン共重合体をガラ
ス転移点以上かつ融点以下の温度において、縦方向及び
横方向に１５０〜５００％ずつ延伸させ、フィルム状に
成型したものが好適に用いられる。
と横との両方向に分子配向させて、強度をバランスさせ
るとともに、他の物性を向上させるものである。本発明
では、エチレン−テトラフロロエチレン共重合体をガラ
ス転移点以上かつ融点以下の温度において、縦方向及び
横方向に１５０〜５００％ずつ延伸させ、フィルム状に
成型したものが好適に用いられる。
【００２５】延伸率が１５０％未満の場合には未延伸フ
ィルムとの特性にあまり差がなく顕著な効果が望めない
。
ィルムとの特性にあまり差がなく顕著な効果が望めない
。
【００２６】一方、延伸率が５００％を越える場合には
、延伸後、フィルムの結晶化が生じやすくなるため白濁
することが多い。
、延伸後、フィルムの結晶化が生じやすくなるため白濁
することが多い。
【００２７】本発明においては、二軸延伸の製法として
縦横同時二軸延伸法または縦横逐次延伸法を用いる。
縦横同時二軸延伸法または縦横逐次延伸法を用いる。
【００２８】ここで、縦横同時二軸延伸法について図４
を用いて簡単に説明する。まず、ダイ４０１より熱熔融
樹脂を押し出し、冷却後、２本のロール４０２，４０４
により縦方向に延伸する。と同時に、２本のロール間に
設置されているみぞ付誘導具４０３のみぞ部分にフィル
ム縁部がとり込まれ横延伸が行なわれる。縦方向の延伸
率は２本のロールの回転比によって、横方向の延伸率は
みぞ付誘導具の開閉角度によって、それぞれ調整できる
。
を用いて簡単に説明する。まず、ダイ４０１より熱熔融
樹脂を押し出し、冷却後、２本のロール４０２，４０４
により縦方向に延伸する。と同時に、２本のロール間に
設置されているみぞ付誘導具４０３のみぞ部分にフィル
ム縁部がとり込まれ横延伸が行なわれる。縦方向の延伸
率は２本のロールの回転比によって、横方向の延伸率は
みぞ付誘導具の開閉角度によって、それぞれ調整できる
。
【００２９】次に、縦横逐次二軸延伸法について図５を
用いて簡単に説明する。まず、ダイ５０１から熱熔融樹
脂を押し出し、冷却ロール５０２により固化させ延伸用
原反を作成する。次にこれを延伸温度まで加熱し周速の
違う２本のロール５０３，５０４の間で縦方向に延伸し
た後冷却する。続いて、縦延伸したフィルムの両端をク
リップ５０５でつかみ横延伸装置５０６に導入して加熱
下に横方向に延伸する。その後、配向を固定するため、
緊張状態のまま熱処理し、二軸延伸フィルムを得る。
用いて簡単に説明する。まず、ダイ５０１から熱熔融樹
脂を押し出し、冷却ロール５０２により固化させ延伸用
原反を作成する。次にこれを延伸温度まで加熱し周速の
違う２本のロール５０３，５０４の間で縦方向に延伸し
た後冷却する。続いて、縦延伸したフィルムの両端をク
リップ５０５でつかみ横延伸装置５０６に導入して加熱
下に横方向に延伸する。その後、配向を固定するため、
緊張状態のまま熱処理し、二軸延伸フィルムを得る。
【００３０】本発明の保護膜として用いる場合、膜厚は
、１０〜２００μｍ、好ましくは３０〜１００μｍが良
い。膜厚が１０μｍ未満の場合には機械的強度、耐傷付
性の点から十分満足のいく特性が得られない。また、膜
厚が３００μｍを越える場合には、膜の弾力性が剛直に
なるため加工性の面から好ましくない。
、１０〜２００μｍ、好ましくは３０〜１００μｍが良
い。膜厚が１０μｍ未満の場合には機械的強度、耐傷付
性の点から十分満足のいく特性が得られない。また、膜
厚が３００μｍを越える場合には、膜の弾力性が剛直に
なるため加工性の面から好ましくない。
【００３１】また、保護膜と太陽電池素子の受光側表面
との接着には、従来と同様の透明性の接着剤を用いるこ
とができる。具体的な一例としては、ポリブチルメタク
リレート等のアクリル樹脂や、ポリビニルブチラール等
のブチラール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
との接着には、従来と同様の透明性の接着剤を用いるこ
とができる。具体的な一例としては、ポリブチルメタク
リレート等のアクリル樹脂や、ポリビニルブチラール等
のブチラール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００３２】図１に本発明の太陽電池の層構造の一例を
模式的に示す。図１において、１００は導電性基体とし
てのステンレス基板で、その上にアモルファスシリコン
膜からなる半導体層１０１、更にその上にＩｎ２ Ｏ３
電極からなる透明導電層１０２を設けており、接着剤
１０３を介して保護膜１０４を貼り付けることにより太
陽電池を構成する。
模式的に示す。図１において、１００は導電性基体とし
てのステンレス基板で、その上にアモルファスシリコン
膜からなる半導体層１０１、更にその上にＩｎ２ Ｏ３
電極からなる透明導電層１０２を設けており、接着剤
１０３を介して保護膜１０４を貼り付けることにより太
陽電池を構成する。
【００３３】次に、本発明の太陽電池の一例としてａ−
Ｓｉ（アモルファスシリコン）太陽電池の製造例につい
て説明する。
Ｓｉ（アモルファスシリコン）太陽電池の製造例につい
て説明する。
【００３４】図３に、ａ−Ｓｉ太陽電池の製造に使用可
能な堆積膜形成装置の一例としてＲＦ−ＣＶＤ装置の模
式図を示す。図３において３３１は反応容器、３３２は
放電用陰電極、３３３は放電用陽電極であり、３３４は
加熱回転台、３３５は基板、３３６は真空管へ継がれる
管である。又、３３７は排気ガス口、３３８は原料ガス
供給管、３４０，３４１，３４２はガスボンベであり、
３４３，３４４，３４５は流量計、３４６はコールドト
ラップ、３４７，３４８，３４９は開閉弁である。
能な堆積膜形成装置の一例としてＲＦ−ＣＶＤ装置の模
式図を示す。図３において３３１は反応容器、３３２は
放電用陰電極、３３３は放電用陽電極であり、３３４は
加熱回転台、３３５は基板、３３６は真空管へ継がれる
管である。又、３３７は排気ガス口、３３８は原料ガス
供給管、３４０，３４１，３４２はガスボンベであり、
３４３，３４４，３４５は流量計、３４６はコールドト
ラップ、３４７，３４８，３４９は開閉弁である。
【００３５】次に、この製造装置の操作方法の一例を示
す。まず、排気ガス口３３７に接続された排気ポンプ（
不図示）を起動させ反応容器３３１の内部を１０−６
Ｔｏｒｒ 程度に減圧した後、加熱回転台３３４を回転
させ、予め、その上に載置されている基板３３５を加熱
する。 加熱操作と前後して開閉弁３４７及び３４８を開き、ガ
スボンベ３４０，３４１からそれぞれＳｉＨ４ ／Ｈ２
混合ガス、ＰＨ３ ／Ｈ２ 混合ガスを反応容器３３
１に供給する。次に放電用発電機Ｇを作動させて上記ガ
スに高周波電界を印加し、放電用陽電極３３３と同陰電
極３３２との間でグロー放電を生じさせる。このように
して、基板３３５の上にｎ型ａ−Ｓｉ層を堆積させた後
、放電を停止し、開閉弁３４７及び３４８を閉じてガス
の供給を停止し、反応容器３３１内に残留する原料ガス
を排気する。
す。まず、排気ガス口３３７に接続された排気ポンプ（
不図示）を起動させ反応容器３３１の内部を１０−６
Ｔｏｒｒ 程度に減圧した後、加熱回転台３３４を回転
させ、予め、その上に載置されている基板３３５を加熱
する。 加熱操作と前後して開閉弁３４７及び３４８を開き、ガ
スボンベ３４０，３４１からそれぞれＳｉＨ４ ／Ｈ２
混合ガス、ＰＨ３ ／Ｈ２ 混合ガスを反応容器３３
１に供給する。次に放電用発電機Ｇを作動させて上記ガ
スに高周波電界を印加し、放電用陽電極３３３と同陰電
極３３２との間でグロー放電を生じさせる。このように
して、基板３３５の上にｎ型ａ−Ｓｉ層を堆積させた後
、放電を停止し、開閉弁３４７及び３４８を閉じてガス
の供給を停止し、反応容器３３１内に残留する原料ガス
を排気する。
【００３６】次に開閉弁３４７を開き、ガスボンベ３４
０からＳｉＨ４ ／Ｈ２ 混合ガスを反応容器３３１内
に供給し、グロー放電を再び、生じさせる。このように
して、ｎ型ａ−Ｓｉ層上にｉ型ａ−Ｓｉ層を堆積させた
後、グロー放電を停止し、開閉弁３４７を閉じて原料ガ
スの供給を停止し、残留する原料ガスを排気する。
０からＳｉＨ４ ／Ｈ２ 混合ガスを反応容器３３１内
に供給し、グロー放電を再び、生じさせる。このように
して、ｎ型ａ−Ｓｉ層上にｉ型ａ−Ｓｉ層を堆積させた
後、グロー放電を停止し、開閉弁３４７を閉じて原料ガ
スの供給を停止し、残留する原料ガスを排気する。
【００３７】更に、開閉弁３４７及び３４９を開き、ガ
スボンベ３４０，３４２からそれぞれＳｉＨ４ ／Ｈ２
混合ガス、Ｂ２ Ｈ６ ／Ｈ２ 混合ガスを反応容器
３３１内に供給し、グロー放電を生じさせる。このよう
にしてｉ型ａ−Ｓｉ層上にｐ型ａ−Ｓｉ層を堆積させた
後、グロー放電を停止し、開閉弁３４７及び３４９を閉
じて原料ガスの供給を停止し、残留する原料ガスを排気
する。
スボンベ３４０，３４２からそれぞれＳｉＨ４ ／Ｈ２
混合ガス、Ｂ２ Ｈ６ ／Ｈ２ 混合ガスを反応容器
３３１内に供給し、グロー放電を生じさせる。このよう
にしてｉ型ａ−Ｓｉ層上にｐ型ａ−Ｓｉ層を堆積させた
後、グロー放電を停止し、開閉弁３４７及び３４９を閉
じて原料ガスの供給を停止し、残留する原料ガスを排気
する。
【００３８】このようにして得られたｎ型、ｉ型および
ｐ型のａ−Ｓｉ層を総じてａ−Ｓｉ単位セルと呼ぶ。本
発明の太陽電池においては更に起電力を増すために、複
数のａ−Ｓｉ単位セルを積層させることも可能である。 層厚は０．０１〜１０μｍが好ましい。
ｐ型のａ−Ｓｉ層を総じてａ−Ｓｉ単位セルと呼ぶ。本
発明の太陽電池においては更に起電力を増すために、複
数のａ−Ｓｉ単位セルを積層させることも可能である。 層厚は０．０１〜１０μｍが好ましい。
【００３９】次に、ａ−Ｓｉ単位セル上に錫インジウム
酸化物等からなる透明導電層を形成する。形成方法は公
知の電子ビーム蒸着法、ＲＦスパッタリング法等である
。この場合層厚は０．００１〜１μｍが好ましい。
酸化物等からなる透明導電層を形成する。形成方法は公
知の電子ビーム蒸着法、ＲＦスパッタリング法等である
。この場合層厚は０．００１〜１μｍが好ましい。
【００４０】次に、透明導電層上にエチレン−テトラフ
ロロエチレン共重合体二軸延伸フィルムを接着し、本発
明の太陽電池を得る。接着法としては前述の接着剤を用
いたはりつけ法が挙げられる。はりつけ法の場合、接着
剤と保護膜との界面での気泡の発生を防ぐために、真空
容器内で作業を行なう方法や接着面に圧力と熱を加えな
がら接着させる方法等が好適に用いられる。
ロロエチレン共重合体二軸延伸フィルムを接着し、本発
明の太陽電池を得る。接着法としては前述の接着剤を用
いたはりつけ法が挙げられる。はりつけ法の場合、接着
剤と保護膜との界面での気泡の発生を防ぐために、真空
容器内で作業を行なう方法や接着面に圧力と熱を加えな
がら接着させる方法等が好適に用いられる。
【００４１】
実施例１
上述の装置を用いて以下の様にしてａ−Ｓｉセルの製造
を行なった。
を行なった。
【００４２】導電性基板３３５としては、厚み０．５ｍ
ｍ、寸法２０×２０ｍｍのステンレス鋼の表面を鏡面研
磨したものを使用した。また原料ガスの体積比はＳｉＨ
４ ／Ｈ２＝０．１、ＰＨ３ ／Ｈ２ ＝５×１０−４
、Ｂ２ Ｈ６ ／Ｈ２ ＝５×１０−４とし、更にこれ
らの混合ガスの体積混合比はＳｉＨ４ ／Ｈ２ 混合ガ
スに対して、ＰＨ３ ／Ｈ２ 混合ガス、またはＢ２
Ｈ６ ／Ｈ２ 混合ガスの比が、いずれも０．１〜１％
となるように設定した。反応容器内の原料ガスの圧力を
２〜５Ｔｏｒｒ、放電用発電機Ｇの高周波出力を５０〜
５００Ｗ（４ＭＨｚ ）、ステンレス基板の温度を２５
０〜３５０℃とし、ｐ型およびｎ型ａ−Ｓｉ層の成長速
度を０．４〜１Ａ／ｓｅｃ 、ｉ型ａ−Ｓｉ層の成長速
度を０．８〜３Ａ／ｓｅｃ とした。各層の厚さは堆積
時間の調整などによって任意の厚さに容易に調整できる
。本実施例及び比較例においてはａ−Ｓｉの層構成は、
ｎ型のａ−Ｓｉ層の厚さを１００Ａ、ｉ型のａ−Ｓｉ層
の厚さを６０００Ａ、ｐ型のａ−Ｓｉ層の厚さを３０Ａ
とした。
ｍ、寸法２０×２０ｍｍのステンレス鋼の表面を鏡面研
磨したものを使用した。また原料ガスの体積比はＳｉＨ
４ ／Ｈ２＝０．１、ＰＨ３ ／Ｈ２ ＝５×１０−４
、Ｂ２ Ｈ６ ／Ｈ２ ＝５×１０−４とし、更にこれ
らの混合ガスの体積混合比はＳｉＨ４ ／Ｈ２ 混合ガ
スに対して、ＰＨ３ ／Ｈ２ 混合ガス、またはＢ２
Ｈ６ ／Ｈ２ 混合ガスの比が、いずれも０．１〜１％
となるように設定した。反応容器内の原料ガスの圧力を
２〜５Ｔｏｒｒ、放電用発電機Ｇの高周波出力を５０〜
５００Ｗ（４ＭＨｚ ）、ステンレス基板の温度を２５
０〜３５０℃とし、ｐ型およびｎ型ａ−Ｓｉ層の成長速
度を０．４〜１Ａ／ｓｅｃ 、ｉ型ａ−Ｓｉ層の成長速
度を０．８〜３Ａ／ｓｅｃ とした。各層の厚さは堆積
時間の調整などによって任意の厚さに容易に調整できる
。本実施例及び比較例においてはａ−Ｓｉの層構成は、
ｎ型のａ−Ｓｉ層の厚さを１００Ａ、ｉ型のａ−Ｓｉ層
の厚さを６０００Ａ、ｐ型のａ−Ｓｉ層の厚さを３０Ａ
とした。
【００４３】上述ａ−Ｓｉセル上に、ＲＦスパッタリン
グ法を用いて、厚さ５００ＡのＩｎ２ Ｏ３ 透明導電
層を形成した。
グ法を用いて、厚さ５００ＡのＩｎ２ Ｏ３ 透明導電
層を形成した。
【００４４】ついで、接着剤としてエチレン−酢酸ビニ
ルホットメルトシート（膜厚５０μｍ）を用いて、膜厚
１００μｍのエチレン−テトラフロロエチレン共重合体
（エチレン２０ｍｏｌ ％、テトラフロロエチレン８０
ｍｏｌ ％）二軸延伸フィルム（二軸方向にそれぞれ２
５０％ずつ延伸したもの）を透明導電層上に接着し、図
１に示した太陽電池モジュールを作成した。接着に際し
ては、接着剤とエチレン−テトラフロロエチレン共重合
体二軸延伸フィルムからなる保護膜との界面における気
泡の発生を防ぐために、市販のアイロンを用いて１３０
℃で熱板溶接を行なった。
ルホットメルトシート（膜厚５０μｍ）を用いて、膜厚
１００μｍのエチレン−テトラフロロエチレン共重合体
（エチレン２０ｍｏｌ ％、テトラフロロエチレン８０
ｍｏｌ ％）二軸延伸フィルム（二軸方向にそれぞれ２
５０％ずつ延伸したもの）を透明導電層上に接着し、図
１に示した太陽電池モジュールを作成した。接着に際し
ては、接着剤とエチレン−テトラフロロエチレン共重合
体二軸延伸フィルムからなる保護膜との界面における気
泡の発生を防ぐために、市販のアイロンを用いて１３０
℃で熱板溶接を行なった。
【００４５】前述のように作成した太陽電池モジュール
について、キセノンフェードメーター（ＦＡＬ−２５Ａ
Ｘ−ＨＣ・Ｂ・ＥＣ スガ試験機（株）製）を用いて
２０００時間の耐候試験を行なった。
について、キセノンフェードメーター（ＦＡＬ−２５Ａ
Ｘ−ＨＣ・Ｂ・ＥＣ スガ試験機（株）製）を用いて
２０００時間の耐候試験を行なった。
【００４６】図２は、本実施例の耐候試験で用いた試験
機の構造を示す模式図である。図２（Ａ）は試験機の正
面及び内部構造の一部を示したものである。図２（Ｂ）
は試験槽の内部構造を示す模式図である。
機の構造を示す模式図である。図２（Ａ）は試験機の正
面及び内部構造の一部を示したものである。図２（Ｂ）
は試験槽の内部構造を示す模式図である。
【００４７】この試験機は図２（Ａ）で示される様に、
本体正面左側は制御盤２１２であり、試験機の操作に必
要な計器、スイッチ等からなる。また右側は試験槽であ
り、中央に設置されているキセノンランプ２１０の周囲
を試料回転枠２１５が回転する仕組みとなっている。ま
た本体下部は機械室になっており、送風機２１７、トラ
ンス２１８等からなる。上述の試験機を用い、耐候試験
を以下の手順で行なった。
本体正面左側は制御盤２１２であり、試験機の操作に必
要な計器、スイッチ等からなる。また右側は試験槽であ
り、中央に設置されているキセノンランプ２１０の周囲
を試料回転枠２１５が回転する仕組みとなっている。ま
た本体下部は機械室になっており、送風機２１７、トラ
ンス２１８等からなる。上述の試験機を用い、耐候試験
を以下の手順で行なった。
【００４８】図２（Ｂ）を用いて具体的な手順を説明す
る。
る。
【００４９】まず、試料回転枠２１５の内側壁面に設置
されている試料ホルダー２１４に試料（５０ｍｍ×６０
ｍｍ×０．６ｍｍ）を設置する。次に回転枠内側に設置
されているブラックパネル温度計２１３の測定値が６３
±３℃となるように温度を設定した。この場合、試験槽
内の温度は約４５℃となった。次に、試験槽内の湿度が
７０％Ｒ・Ｈとなるように設定した。更に、試験槽内に
設置されている放射照度計（不図示）の測定値が波長３
４０ｎｍにおいて０．５±０．０２Ｗ／ｍ２となるよう
に、キセノンランプ２１０の照度を設定した。以上の条
件で２０００時間の光照射を行なった。但し、試料が均
等に光照射されるように、試料回転枠２１５を約１ｒｐ
ｍ で回転させた。
されている試料ホルダー２１４に試料（５０ｍｍ×６０
ｍｍ×０．６ｍｍ）を設置する。次に回転枠内側に設置
されているブラックパネル温度計２１３の測定値が６３
±３℃となるように温度を設定した。この場合、試験槽
内の温度は約４５℃となった。次に、試験槽内の湿度が
７０％Ｒ・Ｈとなるように設定した。更に、試験槽内に
設置されている放射照度計（不図示）の測定値が波長３
４０ｎｍにおいて０．５±０．０２Ｗ／ｍ２となるよう
に、キセノンランプ２１０の照度を設定した。以上の条
件で２０００時間の光照射を行なった。但し、試料が均
等に光照射されるように、試料回転枠２１５を約１ｒｐ
ｍ で回転させた。
【００５０】耐候試験前と耐候試験後の試料について出
力効率をそれぞれ測定した。その結果を表１に示した。 但し、表中の数字は、その受光側表面に保護膜をもたな
い太陽電池素子の出力を１００とした場合の相対値であ
る。
力効率をそれぞれ測定した。その結果を表１に示した。 但し、表中の数字は、その受光側表面に保護膜をもたな
い太陽電池素子の出力を１００とした場合の相対値であ
る。
【００５１】実施例２
保護膜として膜厚５０μｍのエチレン−テトラフロロエ
チレン共重合体（エチレン５０ｍｏｌ ％、テトラフロ
ロエチレン５０ｍｏｌ ％）二軸延伸フィルム（二軸方
向にそれぞれ２５０％ずつ延伸したもの）を用いた以外
、実施例１と同様の条件で太陽電池モジュールを作成し
た。この太陽電池モジュールについて、実施例１と同様
の測定を行なった。得られた結果を表１に示した。
チレン共重合体（エチレン５０ｍｏｌ ％、テトラフロ
ロエチレン５０ｍｏｌ ％）二軸延伸フィルム（二軸方
向にそれぞれ２５０％ずつ延伸したもの）を用いた以外
、実施例１と同様の条件で太陽電池モジュールを作成し
た。この太陽電池モジュールについて、実施例１と同様
の測定を行なった。得られた結果を表１に示した。
【００５２】実施例３
保護膜として膜厚８０μｍのエチレン−テトラフロロエ
チレン共重合体（エチレン７０ｍｏｌ ％、テトラフロ
ロエチレン３０ｍｏｌ ％）二軸延伸フィルム（二軸方
向にそれぞれ２５０％ずつ延伸したもの）を用いた以外
、実施例１と同様の条件で太陽電池モジュールを作成し
た。この太陽電池モジュールについて実施例１と同様の
測定を行ない、その結果を表１に示した。
チレン共重合体（エチレン７０ｍｏｌ ％、テトラフロ
ロエチレン３０ｍｏｌ ％）二軸延伸フィルム（二軸方
向にそれぞれ２５０％ずつ延伸したもの）を用いた以外
、実施例１と同様の条件で太陽電池モジュールを作成し
た。この太陽電池モジュールについて実施例１と同様の
測定を行ない、その結果を表１に示した。
【００５３】比較例１
保護膜として膜厚８０μｍのエチレン−テトラフロロエ
チレン共重合体（エチレン２０ｍｏｌ ％、テトラフロ
ロエチレン８０ｍｏｌ ％）未延伸フィルムを用いた以
外、実施例１と同様の条件で太陽電池モジュールを作成
した。この太陽電池モジュールについて実施例１と同様
の測定を行ない、その結果を表１に示した。
チレン共重合体（エチレン２０ｍｏｌ ％、テトラフロ
ロエチレン８０ｍｏｌ ％）未延伸フィルムを用いた以
外、実施例１と同様の条件で太陽電池モジュールを作成
した。この太陽電池モジュールについて実施例１と同様
の測定を行ない、その結果を表１に示した。
【００５４】比較例２
保護膜として従来のポリフッ化ビニルフィルム（ Ｄｕ
ｐｏｎｔ 社製 テドラ、膜厚１００μｍ）を用いた
以外、実施例１と同様の条件で太陽電池モジュールを作
成した。この太陽電池モジュールについて実施例１と同
様の測定を行ない、その結果を表１に示した。
ｐｏｎｔ 社製 テドラ、膜厚１００μｍ）を用いた
以外、実施例１と同様の条件で太陽電池モジュールを作
成した。この太陽電池モジュールについて実施例１と同
様の測定を行ない、その結果を表１に示した。
【００５５】比較例３
保護膜として従来のポリメチルメタクリレートフィルム
（三菱レイヨン社製ダイヤナールＢＲ−８０、膜厚１０
０μｍ）を用いた以外、実施例１と同様の条件で太陽電
池モジュールを作成した。この太陽電池モジュールにつ
いて実施例１と同様の測定を行ない、その結果を表１に
示した。
（三菱レイヨン社製ダイヤナールＢＲ−８０、膜厚１０
０μｍ）を用いた以外、実施例１と同様の条件で太陽電
池モジュールを作成した。この太陽電池モジュールにつ
いて実施例１と同様の測定を行ない、その結果を表１に
示した。
【００５６】比較例４
保護膜として膜厚８０μｍのエチレン−テトラフロロエ
チレン共重合体（エチレン２０ｍｏｌ ％、テトラフロ
ロエチレン８０ｍｏｌ ％）一軸延伸フィルム（一方向
にのみ２５０％ずつ延伸したもの）を用いた以外、実施
例１と同様の条件で太陽電池モジュールを作成した。こ
の太陽電池モジュールについて実施例１と同様の測定を
行ない、その結果を表１に示した。
チレン共重合体（エチレン２０ｍｏｌ ％、テトラフロ
ロエチレン８０ｍｏｌ ％）一軸延伸フィルム（一方向
にのみ２５０％ずつ延伸したもの）を用いた以外、実施
例１と同様の条件で太陽電池モジュールを作成した。こ
の太陽電池モジュールについて実施例１と同様の測定を
行ない、その結果を表１に示した。
【００５７】比較例５
保護膜として従来のＲＴＶ型シリコン樹脂（信越化学社
製 ７０２２）を用いて、次の様に太陽電池モジュー
ルを作成した。すなわち、太陽電池素子の受光側表面上
にバーコーターでシリコン樹脂を塗布した後、室温中に
一日放置して硬化させ、１００μｍの保護膜を設けた。 この太陽電池モジュールについて実施例１と同様の測定
を行ない、その結果を表１に示した。
製 ７０２２）を用いて、次の様に太陽電池モジュー
ルを作成した。すなわち、太陽電池素子の受光側表面上
にバーコーターでシリコン樹脂を塗布した後、室温中に
一日放置して硬化させ、１００μｍの保護膜を設けた。 この太陽電池モジュールについて実施例１と同様の測定
を行ない、その結果を表１に示した。
【００５８】結果
保護膜としてエチレン−テトラフロロエチレン共重合体
二軸延伸フィルムを使用し、その組成、膜厚をそれぞれ
変化させた実施例１、２及び３の太陽電池モジュールは
、その受光側表面に保護膜をもたない太陽電池素子と比
較した場合の初期出力効率比が９２〜９４％である。 また、耐候試験後のこれらの出力効率比は９１〜９２％
であり、その低下率は平均１〜２％にとどまっている。 又、膜の表面状態はいずれの場合も変化がみられなかっ
た。
二軸延伸フィルムを使用し、その組成、膜厚をそれぞれ
変化させた実施例１、２及び３の太陽電池モジュールは
、その受光側表面に保護膜をもたない太陽電池素子と比
較した場合の初期出力効率比が９２〜９４％である。 また、耐候試験後のこれらの出力効率比は９１〜９２％
であり、その低下率は平均１〜２％にとどまっている。 又、膜の表面状態はいずれの場合も変化がみられなかっ
た。
【００５９】上述の事実は、本発明の太陽電池は耐久性
に優れ、かつ高レベルの変換効率を長期にわたって保つ
ことを証明している。
に優れ、かつ高レベルの変換効率を長期にわたって保つ
ことを証明している。
【００６０】一方、従来材料を保護膜として用いた比較
例２、３、及び５について考察する。比較例３及び５は
その初期出力効率比がそれぞれ９４％、９２％であり、
実施例のそれと同レベルである。しかし、耐候試験後に
は比較例３、５の太陽電池モジュールは、いずれも３０
％前後その出力効率比が低下している。また、保護膜自
体が割れる、あるいは保護膜表面にゴミ、チリ等が付着
するなどの現象が観察される。耐候試験後の保護膜の表
面状態に変化のない比較例２においては、その初期出力
効率比が実施例に比べて約３０％低いことに問題がある
。
例２、３、及び５について考察する。比較例３及び５は
その初期出力効率比がそれぞれ９４％、９２％であり、
実施例のそれと同レベルである。しかし、耐候試験後に
は比較例３、５の太陽電池モジュールは、いずれも３０
％前後その出力効率比が低下している。また、保護膜自
体が割れる、あるいは保護膜表面にゴミ、チリ等が付着
するなどの現象が観察される。耐候試験後の保護膜の表
面状態に変化のない比較例２においては、その初期出力
効率比が実施例に比べて約３０％低いことに問題がある
。
【００６１】また、エチレン−テトラフロロエチレン共
重合体の未延伸フィルム又は一軸延伸フィルムを保護膜
として用いた比較例１及び４においては、耐候試験後の
出力効率比は従来材料を用いた場合に比べ優れているも
のの、保護膜が太陽電池モジュールから剥離するため、
耐久性の面から好ましくない。
重合体の未延伸フィルム又は一軸延伸フィルムを保護膜
として用いた比較例１及び４においては、耐候試験後の
出力効率比は従来材料を用いた場合に比べ優れているも
のの、保護膜が太陽電池モジュールから剥離するため、
耐久性の面から好ましくない。
【００６２】
【表１】
【００６３】
【発明の効果】以上説明したように、太陽電池素子の受
光側表面に保護膜としてエチレン−テトラフロロエチレ
ン共重合体二軸延伸フィルムを用いることにより、耐久
性に優れ、長期間、高レベルで安定した変換効率を発揮
する太陽電池を供給することができる。
光側表面に保護膜としてエチレン−テトラフロロエチレ
ン共重合体二軸延伸フィルムを用いることにより、耐久
性に優れ、長期間、高レベルで安定した変換効率を発揮
する太陽電池を供給することができる。
【図１】本発明の太陽電池の構成の一例を示す模式図で
ある。
ある。
【図２】本発明に係る太陽電池の評価に用いた耐候試験
機を示す模式図である。
機を示す模式図である。
【図３】本発明に係る太陽電池の製造用ＲＦ−ＣＶＤ装
置の一例を示す模式図である。
置の一例を示す模式図である。
【図４】本発明に係る太陽電池の保護膜の縦横同時二軸
延伸装置の概略図である。
延伸装置の概略図である。
【図５】本発明に係る太陽電池の保護膜の縦横逐次二軸
延伸装置の概略図である。
延伸装置の概略図である。
１００ 導電性基体
１０１ 半導体層
１０２ 透明導電層
１０３ 接着剤
１０４ 保護膜
２００ 試料
２１０ キセノンランプ
２１２ 制御盤
２１３ ブラックパネル温度計
２１４ 試料ホルダー
２１５ 試料回転枠
２１７ 送風機
２１８ トランス
３３１ 反応容器
３３２ 放電用陰電極
３３３ 放電用陽電極
３３４ 加熱回転台
３３５ 基板
３３６ 継管
３３７ 排気ガス口
３３８ 原料ガス供給管
３４０ ガスボンベ
３４１ ガスボンベ
３４２ ガスボンベ
３４３ 流量計
３４５ 流量計
３４６ 流量計
３４７ 開閉弁
３４８ 開閉弁
３４９ 開閉弁
４０１ ダイ
４０２ 延伸ロール
４０３ みぞ付誘導具
４０４ 延伸ロール
５０１ ダイ
５０２ 冷却ロール
５０３ 延伸ロール
５０４ 延伸ロール
５０５ クリップ
５０６ 横延伸装置
Claims (5)
- 【請求項１】 導電性基体上に太陽電池素子を設けた
太陽電池において、エチレン−テトラフロロエチレン共
重合体二軸延伸フィルムを太陽電池素子の受光側表面の
保護膜として有することを特徴とする太陽電池。 - 【請求項２】 導電性基体上に半導体層と透明導電層
とからなる太陽電池素子を設けた太陽電池において、前
記透明導電層上に接着剤を介してエチレン−テトラフロ
ロエチレン共重合体二軸延伸フィルムを設けてなること
を特徴とする太陽電池。 - 【請求項３】 前記エチレン−テトラフロロエチレン
共重合体二軸延伸フィルムは二軸方向にそれぞれ１５０
〜５００％延伸させてなるものである請求項１又は２に
記載の太陽電池。 - 【請求項４】 前記エチレン−テトラフロロエチレン
共重合体二軸延伸フィルムの膜厚が１０〜２００μｍで
ある請求項１乃至３のいずれかに記載の太陽電池。 - 【請求項５】 前記接着剤がエチレン−酢酸ビニルホ
ットメルトシートである請求項２に記載の太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3159450A JPH04357885A (ja) | 1991-06-04 | 1991-06-04 | 太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3159450A JPH04357885A (ja) | 1991-06-04 | 1991-06-04 | 太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04357885A true JPH04357885A (ja) | 1992-12-10 |
Family
ID=15694026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3159450A Pending JPH04357885A (ja) | 1991-06-04 | 1991-06-04 | 太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04357885A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007129512A1 (ja) * | 2006-05-01 | 2007-11-15 | Showa Shell Sekiyu K.K. | Ｃｉｓ系薄膜太陽電池モジュールの改良された耐久性試験方法 |
| JP2011002399A (ja) * | 2009-06-22 | 2011-01-06 | Honda Kogyo Kk | ソーラーパネルの環境試験装置 |
-
1991
- 1991-06-04 JP JP3159450A patent/JPH04357885A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007129512A1 (ja) * | 2006-05-01 | 2007-11-15 | Showa Shell Sekiyu K.K. | Ｃｉｓ系薄膜太陽電池モジュールの改良された耐久性試験方法 |
| JP2007299969A (ja) * | 2006-05-01 | 2007-11-15 | Showa Shell Sekiyu Kk | Ｃｉｓ系薄膜太陽電池モジュールの改良された耐久性試験方法 |
| US8242795B2 (en) | 2006-05-01 | 2012-08-14 | Showa Shell Sekiyu K.K. | Method of testing durability of CIS based thin-film solar cell module |
| JP2011002399A (ja) * | 2009-06-22 | 2011-01-06 | Honda Kogyo Kk | ソーラーパネルの環境試験装置 |
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