JP2000174298A - 太陽電池用カバー材、封止膜及び太陽電池 - Google Patents
太陽電池用カバー材、封止膜及び太陽電池Info
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Abstract
れるカバー材であって、防湿性と耐光性を兼備する透明
フィルムよりなり、太陽電池の軽量化、耐衝撃性及び耐
久性の向上に有効な太陽電池用カバー材及び太陽電池用
カバー材兼用封止膜並びにこの太陽電池用カバー材を表
面側及び/又は裏面側透明保護部材として用いた、軽
量、高耐衝撃性、高耐久性の太陽電池を提供する。 【解決手段】 透明高防湿フィルム2と透明高耐光フィ
ルム3を紫外線吸収剤及び架橋剤を含むエチレン−酢酸
ビニル共重合体樹脂系接着剤4で積層一体化してなる太
陽電池用カバー材1。この太陽電池用カバー材1とEV
Aフィルム6とを積層一体化してなる太陽電池用カバー
材兼用封止膜5。この太陽電池用カバー材1よりなる表
面側透明保護部材と裏面側保護部材との間に太陽電池用
セル9を封止してなる太陽電池10。
Description
透明保護部材として用いられるカバー材、このカバー材
を用いた封止膜及び太陽電池に係り、特に、防湿性と耐
光性を兼備する透明フィルムよりなり、太陽電池の軽量
化、耐衝撃性及び耐久性の向上に有効な太陽電池用カバ
ー材及び太陽電池用カバー材兼用封止膜並びにこの太陽
電池用カバー材を表面側及び/又は裏面側透明保護部材
として用いた、軽量、高耐衝撃性、高耐久性の太陽電池
に関する。
等の面から、太陽光を直接電気エネルギーに変換する太
陽電池が注目され、開発が進められている。
光面側の表面側透明保護部材としてのガラス基板11と
裏面側保護部材(バックカバー)12との間にエチレン
−酢酸ビニル共重合体(EVA)フィルム13A,13
Bの封止膜により、太陽電池用セル、即ち、シリコン等
の発電素子14を封止した構成とされている。
封止膜用EVAフィルム13A、シリコン発電素子1
4、封止膜用EVAフィルム13B及びバックカバー1
2をこの順で積層し、EVAを加熱溶融して架橋硬化さ
せることにより接着一体化することで製造される。
としては、紫外線に対する耐久性に優れることがまず第
一に要求されるが、加えて、湿気ないし水の透過による
内部の導線や電極の発錆を防止するために、防湿性に優
れることが極めて重要な要件となる。このため、従来に
おいては、表面側透明保護部材としてはガラス板が用い
られている。
光性、防湿性に優れる反面、重量が重く、また、衝撃に
弱く割れ易いという欠点がある。
よる破損の問題はないが、現状では耐光性、防湿性がと
もに良好な樹脂フィルムは提供されていない。即ち、例
えば、耐光性に優れる透明樹脂フィルムとして2−エチ
レン−4−フッ化エチレン共重合体(ETFE)等のフ
ッ素樹脂フィルムが知られているが、このものは、透湿
性があるため太陽電池の表面側透明保護部材として適用
することはできない。
電池用セルの透明保護部材として用いられるカバー材で
あって、防湿性と耐光性を兼備する透明フィルムよりな
り、太陽電池の軽量化、耐衝撃性及び耐久性の向上に有
効な太陽電池用カバー材及び太陽電池用カバー材兼用封
止膜並びにこの太陽電池用カバー材を表面側及び/又は
裏面側透明保護部材として用いた、軽量、高耐衝撃性、
高耐久性の太陽電池を提供することを目的とする。
ー材は、太陽電池用セルの透明保護部材として用いられ
るカバー材であって、透明高耐光フィルムと透明高防湿
フィルムとを、紫外線吸収剤及び架橋剤を配合したEV
A樹脂系接着剤で積層一体化してなることを特徴とす
る。
陽電池の透明保護部材に要求される防湿性を透明高防湿
フィルムにより、また、耐光性を透明高耐光フィルムと
EVA樹脂系接着剤中の紫外線吸収剤により確保するこ
とができる。なお、このEVA樹脂系接着剤であれば、
それ自体防湿性が高く、また、架橋剤を含むEVA樹脂
系接着剤は耐候性にも優れるため、カバー材の特性向上
に有効である。このEVA樹脂系接着剤に配合する架橋
剤としては、有機過酸化物が挙げられる。
ては、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム
等に、シリカ又はアルミナ等の無機酸化物をコーティン
グした透明フィルム、或いは、この透明フィルム2枚を
コーティング面同士を貼り合わせてなる積層フィルムが
好適である。
テトラフルオロエチレン(PTFE)、4−フッ化エチ
レン−パークロロアルコキシ共重合体(PFA)、4−
フッ化エチレン−6−フッ化プロピレン共重合体(FE
P)、2−エチレン−4−フッ化エチレン共重合体(E
TFE)、ポリ3−フッ化塩化エチレン(PCTF
E)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)及びポリフッ
化ビニル(PVF)等のフッ素樹脂フィルム、或いは、
アクリル、ポリカーボネート、PET、ポリエチレンナ
フタレート(PEN)等の樹脂に紫外線吸収剤を練り込
んだ樹脂組成物を成膜したものが好適である。
は、太陽電池用セルの透明保護部材を兼ねた封止膜であ
って、上記本発明の太陽電池用カバー材とEVAフィル
ムとを積層一体化してなるものである。
面側保護部材との間に太陽電池用セルを封止してなる太
陽電池において、表面側及び/又は裏面側保護部材とし
て上記本発明の太陽電池用カバー材を用いたものであ
る。
施の形態を詳細に説明する。
用カバー材を表面側透明保護部材として用いた場合を例
示するが、本発明の太陽電池カバー材は、裏面側透明保
護部材として用いても良く、また、表面側と裏面側の両
保護部材として用いても良い。
の形態を示す断面図、図2,3は本発明に係る透明高防
湿フィルムの実施の形態を示す断面図、図4は本発明の
太陽電池用カバー材兼用封止膜の実施の形態を示す断面
図、図5は本発明の太陽電池の実施の形態を示す断面図
である。
高防湿フィルム2と透明高耐光フィルム3とを紫外線吸
収剤及び架橋剤を配合したEVA樹脂系接着剤のシート
(以下「紫外線吸収EVA接着シート」と称す。)4を
介して積層し、接着一体化したものである。
す如く、PETフィルム等の透明基材フィルム2AにC
VD(化学蒸着)、PVD(反応蒸着)法等により、シ
リカ、アルミナ等の無機酸化物のコーティング膜よりな
る防湿膜2Bを形成したものが好ましい。即ち、防湿フ
ィルムとしては、基材フィルムにアルミニウム等の金属
のコーティング膜を形成したものも知られているが、ア
ルミニウム等の金属では、太陽電池に適用した場合、電
流がリークする恐れがあるため、防湿膜としては、無機
酸化物のコーティング膜が好ましい。
2Aの表面に形成したシリカ、アルミナ等の無機酸化物
よりなる防湿膜2Bは、取り扱い時等に剥離し易い。こ
のため、透明高防湿フィルム2としては、図3に示す如
く、上述のPETフィルム等の基材フィルム2Aの表面
にシリカ、アルミナ等の無機酸化物よりなる防湿膜2B
を形成したフィルムを2枚用い、これらを防湿膜2B,
2B側を内側にして接着シート2Cで貼り合わせること
により、防湿膜2Bが表面に露出しないようにしたもの
を用いるのが好ましい。この接着シート2Cとしては、
後述の透明高防湿フィルム2と透明高耐光フィルム3の
接着に用いられる紫外線吸収EVA接着シート4と同様
のものを用いることができ(ただし、紫外線吸収剤は配
合されていなくても良い。)、その接着条件で接着処理
すれば良い。
透明高防湿フィルムの場合、基材フィルム2Aとしては
厚さ6〜250μmのPETフィルムが好適であり、防
湿膜2Bは5μm以下程度の厚さに形成するのが好まし
い。また、接着シート2Cの厚さは5〜50μm程度と
するのが好ましい。
性に優れたフッ素樹脂フィルム又は、紫外線吸収剤を練
り込んだ樹脂フィルムが挙げられる。
PTFE、PFA、FEP、ETFE、PCTFE、P
VDF、PVFフィルム等が挙げられる。
ルムとしては、アクリル、ポリカーボネート、PET、
PENフィルム等が挙げられ、その紫外線吸収剤として
は、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、
2−ヒドロキシ−メトキシ−5−スルフォベンゾフェノ
ン等のベンゾフェノン系;2−(2’−ヒドロキシ−5
−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール等のベンゾトリ
アゾール系;フェニルサルシレート、p−t−ブチルフ
ェニルサルシレート等のヒンダートアミン系紫外線吸収
材が挙げられ、通常の場合、基材樹脂に対して1〜20
重量%程度配合される。
は、6〜200μm程度であることが好ましい。
EVA樹脂に、紫外線吸収剤及び架橋剤、必要に応じて
その他の添加剤を配合してなるEVA樹脂組成物を成膜
したものを用いることができる。
シート4の成膜原料として好適なEVA樹脂組成物につ
いて以下に説明する。
のために架橋剤を配合して架橋構造を持たせるが、この
架橋剤としては、一般に、100℃以上でラジカルを発
生する有機過酸化物が用いられ、特に、配合時の安定性
を考慮に入れれば、半減期10時間の分解温度が70℃
以上であるものが好ましい。このような有機過酸化物と
しては、例えば2,5−ジメチルヘキサン;2,5−ジ
ハイドロパーオキサイド;2,5−ジメチル−2,5−
ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン;3−ジ−t−ブ
チルパーオキサイド;t−ジクミルパーオキサイド;
2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキ
シ)ヘキシン;ジクミルパーオキサイド;α,α’−ビ
ス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン;n
−ブチル−4,4−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタ
ン;2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン;
1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサ
ン;1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)3,3,5
−トリメチルシクロヘキサン;t−ブチルパーオキシベ
ンゾエート;ベンゾイルパーオキサイド等を用いること
ができる。これらの有機過酸化物の配合量は、一般にE
VA樹脂100重量部に対して5重量部以下、好ましく
は1〜3重量部である。
吸収EVA接着シート4に耐光性を付与するために紫外
線吸収剤を配合するが、この、紫外線吸収剤としては、
2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、2−
ヒドロキシ−メトキシ−5−スルフォベンゾフェノン等
のベンゾフェノン系;2−(2’−ヒドロキシ−5−メ
チルフェニル)ベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾ
ール系;フェニルサルシレート、p−t−ブチルフェニ
ルサルシレート等のヒンダートアミン系紫外線吸収剤が
挙げられ、通常の場合、EVA樹脂100重量部に対し
て1〜50重量部程度配合される。
ィルム2及び透明高耐光フィルム3との接着力向上の目
的で、EVA樹脂にシランカップリング剤を添加するこ
とができる。この目的に供されるシランカップリング剤
としては公知のもの、例えばγ−クロロプロピルトリメ
トキシシラン;ビニルトリクロロシラン;ビニルトリエ
トキシシラン;ビニル−トリス−(β−メトキシエトキ
シ)シラン;γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシ
シラン;β−(3,4−エトキシシクロヘキシル)エチ
ルトリメトキシシラン;γ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン;ビニルトリアセトキシシラン;γ−メ
ルカプトプロピルトリメトキシシラン;γ−アミノプロ
ピルトリメトキシシラン;N−β−(アミノエチル)−
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等を挙げること
ができる。これらのシランカップリング剤の配合量は、
一般にEVA樹脂100重量部に対して5重量部以下、
好ましくは0.1〜2重量部である。
耐久性を向上するためにEVA樹脂に架橋助剤を添加す
ることができる。この目的に供される架橋助剤として
は、公知のものとしてトリアリルイソシアヌレート;ト
リアリルイソシアネート等の3官能の架橋助剤の他、N
Kエステル等の単官能の架橋助剤等も挙げることができ
る。これらの架橋助剤の配合量は、一般にEVA樹脂1
00重量部に対して10重量部以下、好ましくは1〜5
重量部である。
でハイドロキノン;ハイドロキノンモノメチルエーテ
ル;p−ベンゾキノン;メチルハイドロキノンなどを添
加することができ、これらの配合量は、一般にEVA樹
脂100重量部に対して5重量部以下である。
じ、上記以外に着色剤、老化防止剤、変色防止剤等を添
加することができる。着色剤の例としては、金属酸化
物、金属粉等の無機顔料、アゾ系、フタロシアニン系、
アヂ系、酸性又は塩基染料系レーキ等の有機顔料があ
る。老化防止剤としては、アミン系;フェノール系;ビ
スフェニル系;ヒンダートアミン系があり、例えばジ−
t−ブチル−p−クレゾール;ビス(2,2,6,6−
テトラメチル−4−ピペラジル)セバケート等がある。
線吸収EVA接着シート4の厚さは5〜50μm程度で
あることが好ましい。
透明高防湿フィルム2と透明高耐光フィルム3との間に
紫外線吸収EVA接着シート4を介在させて、当該紫外
線吸収EVA接着シート4の接着条件で加熱加圧するな
どして接着一体化することにより、容易に製造すること
ができる。
ルム3が表面側に、透明高防湿フィルム2が内面側に配
置されるのが好ましい。
発明の太陽電池を製造するには、図6に示す従来の太陽
電池のガラス板の代りに本発明のカバー材を用いて封止
を行えば良いが、その際、本発明のカバー材を予め封止
用EVAフィルムと積層一体化して用いるのが好適であ
る。
ー材兼用封止膜5は、透明高防湿フィルム2と透明高耐
光フィルム3とを紫外線吸収剤及び架橋剤を配合したE
VA樹脂系接着剤で接着してなる本発明のカバー材1
と、EVAフィルム6とを積層一体化してなるものであ
る。
VAフィルム6の製造に当り、予め透明高防湿フィルム
2と透明高耐光フィルム3とを接着した本発明の太陽電
池用カバー材1を積層一体化することにより容易に製造
することができる。この場合のラミネート温度として
は、75〜90℃程度が適当である。
く、この太陽電池用カバー材兼用封止膜5を用いて、バ
ックカバー7、EVAフィルム8、シリコン発電素子9
等の太陽電池用セル及び太陽電池用カバー材兼用封止膜
5の積層体を、常法に従って、真空ラミネーターで温度
120〜150℃、脱気時間2〜15分、プレス圧力
0.5〜1atm、プレス時間8〜45分で加熱加圧圧
着することにより容易に製造することができる。
膜としてのEVAフィルムの成膜原料として好適なEV
A樹脂組成物は前述の紫外線吸収EVA接着シート4の
成膜原料として好適なEVA樹脂組成物と同様である。
久性の向上のために前述と同様の架橋剤をEVA樹脂1
00重量部に対して5重量部以下、好ましくは1〜3重
量部配合して架橋構造を持たせる。
との接着力向上の目的で、EVA樹脂に前述のシランカ
ップリング剤をEVA樹脂100重量部に対して5重量
部以下、好ましくは0.1〜2重量部配合することがで
きる。
耐久性を向上するためにEVA樹脂に前述の架橋助剤を
EVA樹脂100重量部に対して10重量部以下、好ま
しくは1〜5重量部添加することができる。
でハイドロキノン;ハイドロキノンモノメチルエーテ
ル;p−ベンゾキノン;メチルハイドロキノンなどをE
VA樹脂100重量部に対して5重量部以下添加するこ
とができる。
の着色剤、紫外線吸収剤、老化防止剤、変色防止剤等を
添加することができる。
カバー材は防湿性と耐光性とが共に良好な透明樹脂フィ
ルムであるため、この太陽電池用カバー材を太陽電池の
透明保護部材として用いることにより、軽量で耐衝撃性
に優れ、紫外線劣化や発錆の問題もなく耐久性に優れた
太陽電池を提供することができる。
は、このような本発明の太陽電池用カバー材とEVAフ
ィルムとを一体化してなるものであるため、この太陽電
池用カバー材兼用封止膜を用いることで、軽量で耐衝撃
性、耐久性に優れた太陽電池を良好な作業性のもとに効
率的に製造することができる。
カバー材を表面側及び/又は裏面側透明保護部材として
用いたものであり、軽量で耐衝撃性、耐久性に優れる。
す断面図である。
を示す断面図である。
を示す断面図である。
の形態を示す断面図である。
ある。
Claims (10)
- 【請求項1】 太陽電池用セルの透明保護部材として用
いられるカバー材であって、透明高耐光フィルムと透明
高防湿フィルムとを、紫外線吸収剤及び架橋剤を配合し
たエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂系接着剤で積層一
体化してなることを特徴とする太陽電池用カバー材。 - 【請求項2】 請求項1において、架橋剤が有機過酸化
物であることを特徴とする太陽電池用カバー材。 - 【請求項3】 請求項1又は2において、前記透明高防
湿フィルムが、無機酸化物をコーティングした透明フィ
ルムよりなることを特徴とする太陽電池用カバー材。 - 【請求項4】 請求項3において、前記透明高防湿フィ
ルムが、2枚の該透明フィルムのコーティング面同士を
貼り合わせてなる積層フィルムよりなることを特徴とす
る太陽電池用カバー材。 - 【請求項5】 請求項3又は4において、該透明フィル
ムがポリエチレンテレフタレートフィルムであり、該無
機酸化物がシリカ又はアルミナであることを特徴とする
太陽電池用カバー材。 - 【請求項6】 請求項1ないし5のいすれか1項におい
て、前記透明高耐光フィルムがフッ素樹脂フィルムであ
ることを特徴とする太陽電池用カバー材。 - 【請求項7】 請求項6において、該フッ素樹脂がポリ
テトラフルオロエチレン、4−フッ化エチレン−パーク
ロロアルコキシ共重合体、4−フッ化エチレン−6−フ
ッ化プロピレン共重合体、2−エチレン−4−フッ化エ
チレン共重合体、ポリ3−フッ化塩化エチレン、ポリフ
ッ化ビニリデン及びポリフッ化ビニルよりなる群から選
ばれる1種又は2種以上であることを特徴とする太陽電
池用カバー材。 - 【請求項8】 請求項1ないし5のいずれか1項におい
て、透明高耐光フィルムがアクリル、ポリカーボネー
ト、ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフ
タレートよりなる1種又は2種以上の樹脂に紫外線吸収
剤を練り込んだ樹脂組成物を成膜してなることを特徴と
する太陽電池用カバー材。 - 【請求項9】 太陽電池用セルの透明保護部材を兼ねた
封止膜であって、請求項1ないし8のいずれか1項に記
載の太陽電池用カバー材とエチレン−酢酸ビニル共重合
体フィルムとを積層一体化してなる太陽電池用カバー材
兼用封止膜。 - 【請求項10】 表面側保護部材と裏面側保護部材との
間に太陽電池用セルを封止してなる太陽電池において、
該表面側及び/又は裏面側保護部材が請求項1ないし8
のいずれか1項に記載される太陽電池用カバー材である
ことを特徴とする太陽電池。
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US09/800,526 US6441299B2 (en) | 1998-12-07 | 2001-03-08 | Covering member for solar battery |
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