JP2000294813A - 太陽電池用バックカバー材及び太陽電池 - Google Patents

太陽電池用バックカバー材及び太陽電池

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JP2000294813A
JP2000294813A JP11100335A JP10033599A JP2000294813A JP 2000294813 A JP2000294813 A JP 2000294813A JP 11100335 A JP11100335 A JP 11100335A JP 10033599 A JP10033599 A JP 10033599A JP 2000294813 A JP2000294813 A JP 2000294813A
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恭弘 飯野
Kaoru Otani
薫 大谷
Kazuya Takano
和也 高野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 太陽電池用セルの裏面側保護部材として用い
られるバックカバー材であって、軽量かつ薄肉で防湿
性、耐久性に優れ、しかも絶縁性が高く、リーク電流の
問題がない太陽電池用バックカバー材と、このバックカ
バー材を裏面側保護部材として用いた、高耐久性かつ高
性能の太陽電池を提供する。 【解決手段】 外皮フィルム3と防湿フィルム2とをE
VA系接着剤4により積層一体化してなる太陽電池用バ
ックカバー材1。防湿フィルム2は基材フィルムの表面
に無機酸化物のコーティング膜を形成してなる。表面側
透明保護部材8とこの太陽電池用バックカバー材1より
なる裏面側保護部材との間に太陽電池用セル7を封止し
てなる太陽電池10。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池用セルの
裏面側保護部材として用いられるバックカバー材と、こ
のバックカバー材を用いた太陽電池に係り、特に、防湿
性、耐久性に優れ、しかも絶縁性が高く、リーク電流の
問題のない太陽電池用バックカバー材とこの太陽電池用
バックカバー材を裏面側保護部材として用いた高耐久性
かつ高性能の太陽電池に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、資源の有効利用や環境汚染の防止
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。
【0003】太陽電池は、一般に、図4に示す如く、受
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(バックカバー材)12との間にエチレ
ン−酢酸ビニル共重合体(EVA)フィルム13A,1
3B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。
【0004】このような太陽電池は、ガラス基板11、
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及びバックカバー材
12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。
【0005】このような太陽電池のバックカバー材12
としては、太陽電池の軽量薄肉化の観点から、一フッ化
ポリエチレンフィルムや白色ポリエステルフィルム等の
樹脂フィルムが用いられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】太陽電池のバックカバ
ー材には、軽量で十分な耐久性を有することに加えて、
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
となるが、従来の樹脂フィルムよりなるバックカバー材
では、十分な防湿性を得ることができなかった。
【0007】なお、一般に、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、太陽電池の防湿フィルムとして不適当であ
る。
【0008】本発明は上記従来の問題点を解決し、太陽
電池用セルの裏面側保護部材として用いられるバックカ
バー材であって、軽量かつ薄肉で防湿性、耐久性に優
れ、しかも絶縁性が高く、リーク電流の問題がない太陽
電池用バックカバー材と、このバックカバー材を裏面側
保護部材として用いた、高耐久性かつ高性能の太陽電池
を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の太陽電池用バッ
クカバー材は、太陽電池用セルの裏面側保護部材として
用いられるバックカバー材において、外皮フィルムと防
湿フィルムとをエチレン−酢酸ビニル共重合体(EV
A)系接着剤により積層一体化してなる太陽電池用バッ
クカバー材であって、該防湿フィルムが、基材フィルム
の表面に無機酸化物のコーティング膜を形成したフィル
ムを有することを特徴とする。
【0010】本発明の太陽電池用バックカバー材はガラ
スを用いていないために軽量かつ薄肉である。
【0011】また、基材フィルム表面に無機酸化物のコ
ーティング膜を形成した防湿フィルムであれば、高い防
湿性を得ることができ、しかも、絶縁性であるためリー
ク電流の問題もない。このような防湿フィルムを外皮フ
ィルムに積層一体化するに当って、接着性に優れたEV
A系接着剤を用いることにより、耐久性を高めることが
できる。
【0012】本発明において、防湿フィルムは、1枚の
基材フィルムの表面に無機酸化物のコーティング膜を形
成し、このコーティング膜側を外皮フィルムに貼り合わ
せるようにしても良いが、2枚の基材フィルム間に無機
酸化物のコーティング膜を形成した積層フィルムとする
ことにより、防湿フィルムの取り扱い時の無機酸化物の
コーティング膜の傷付き、剥離を防止することができ、
有利である。
【0013】本発明において、防湿フィルムとしては、
ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムにシリ
カ又はアルミナのコーティング膜を形成したものが好ま
しい。
【0014】また、外皮フィルムとしては、ポリテトラ
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(FEP)、
2−エチレン−4−フッ化エチレン共重合体(ETF
E)、ポリ3−フッ化塩化エチレン(PCTFE)、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が好適である。
【0015】本発明の太陽電池は、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、裏面側保護部材として上記本発明の太
陽電池用バックカバー材を用いたものである。
【0016】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
【0017】図1,2は本発明の太陽電池用バックカバ
ー材の実施の形態を示す断面図、図3は本発明の太陽電
池の実施の形態を示す断面図である。
【0018】図1に示す太陽電池用バックカバー材1
は、防湿フィルム2と外皮フィルム3とをEVA系接着
剤のフィルム(以下「EVAフィルム」と称す。)4を
介して積層し、接着一体化したものである。
【0019】防湿フィルム2としては、PETフィルム
等の透明基材フィルム2AにCVD(化学蒸着)、PV
D(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
ものが好ましく、この防湿膜2B形成面がEVAフィル
ム4により外皮フィルム3と貼り合わされる。
【0020】ところで、図1に示す如く、基材フィルム
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、取り扱い時等に傷付いたり、剥
離したりし易い。このため、防湿フィルム2は、図2に
示すバックカバー材1Aの如く、2枚の基材フィルム2
A,2A間に無機酸化物のコーティング膜よりなる防湿
膜2Bを形成した構成とし、防湿膜2Bが表面に露出し
ないようにしたものとしても良い。なお、図2に示すバ
ックカバー材1Aは、防湿フィルム2'の外皮フィルム
3との貼り合せ面と反対側の面に反射フィルム5がEV
Aフィルム4により積層一体化されている。このように
反射フィルム5を設けることにより、光の有効利用効率
を高め発電効率を高めることができる。このような積層
型のバックカバー材1Aは、PETフィルム等の基材フ
ィルムの表面にシリカ、アルミナ等の無機酸化物よりな
る防湿膜を形成したフィルムを2枚用い、これらを防湿
膜側を内側にしてEVAフィルム等の接着フィルムで貼
り合わせることにより、或いは更に、白色PETフィル
ム等の反射フィルムを同様にEVAフィルム等の接着フ
ィルムを用いて貼り合わせると共に、外皮フィルム3を
貼り合わせることにより製造することができる。ここ
で、使用されるEVAフィルム及びその接着条件は、後
述の防湿フィルムと外皮フィルムの接着の場合と同様で
ある。
【0021】なお、防湿フィルム2,2’の基材フィル
ム2Aとしては厚さ6〜250μmの透明PETフィル
ムが好適であり、防湿膜2Bは5μm以下の厚さに形成
するのが好ましい。また、反射フィルム5としては、厚
さ6〜250μm程度の白色PETフィルムが好適であ
る。
【0022】外皮フィルム3としては、耐紫外線性に優
れたフッ素樹脂フィルムが挙げられ、フッ素樹脂フィル
ムとしては、PTFE、PFA、FEP、ETFE、P
CTFE、PVDF、PVFフィルム等が挙げられる。
【0023】このような外皮フィルム3の厚さは、12
〜200μm程度であることが好ましい。
【0024】本発明の太陽電池用バックカバー材1は、
前述の防湿フィルム2と外皮フィルム3との間にEVA
フィルムを介在させて、当該EVAフィルム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。
【0025】ここで用いられるEVAフィルムの厚さは
5〜50μm程度であることが好ましい。
【0026】このような太陽電池用バックカバー材を用
いて本発明の太陽電池を製造するには、図4に示す従来
の太陽電池のバックカバー材の代りに本発明のバックカ
バー材を用いて封止を行えば良いが、その際、本発明の
バック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。
【0027】なお、封止用EVAフィルムの厚さは0.
1〜1mm程度であることが好ましい。
【0028】本発明の太陽電池10は、図3に示す如
く、本発明の太陽電池用バックカバー材1、封止用EV
Aフィルム6、シリコン発電素子7等の太陽電池用セ
ル、封止用EVAフィルム6及び表面側透明保護部材8
としてのガラス板や高機能性積層フィルムの積層体を、
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0.5〜1at
m、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。
【0029】なお、本発明の太陽電池用バックカバー材
及び太陽電池に用いられるEVAフィルムの製膜原料と
してのEVA樹脂組成物には、耐候性の向上のために架
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EVA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。
【0030】また、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。
【0031】更に、EVA樹脂のゲル分率を向上させ、
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。
【0032】更に、EVA樹脂の安定性を向上する目的
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。
【0033】更に、必要に応じ、上記以外に着色剤、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。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。紫外線吸収
剤には、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−4−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。
【0034】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の太陽電池用
バックカバー材は、軽量かつ薄肉で防湿性、耐久性に優
れ、リーク電流の問題もないため、この太陽電池用バッ
クカバー材を太陽電池の裏面側保護部材として用いるこ
とにより、高防湿性で発錆の問題もなく、耐久性に優
れ、リーク電流による性能低下の問題もない高性能の太
陽電池を提供することができる。
【0035】本発明の太陽電池は、本発明の太陽電池用
バックカバー材を裏面側保護部材として用いたものであ
り、高性能で耐久性にも優れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の太陽電池用バックカバー材の実施の形
態を示す断面図である。
【図2】本発明の太陽電池用バックカバー材の他の実施
の形態を示す断面図である。
【図3】本発明の太陽電池の実施の形態を示す断面図で
ある。
【図4】従来の太陽電池を示す断面図である。
【符号の説明】
1,1A 太陽電池用バックカバー材 2 防湿フィルム 3 外皮フィルム 4 EVAフィルム 5 反射フィルム 6 封止用EVAフィルム 7 シリコン発電素子 8 表面側透明保護部材 10 太陽電池

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 太陽電池用セルの裏面側保護部材として
    用いられるバックカバー材において、外皮フィルムと防
    湿フィルムとをエチレン−酢酸ビニル共重合体系接着剤
    により積層一体化してなる太陽電池用バックカバー材で
    あって、該防湿フィルムが、基材フィルムの表面に無機
    酸化物のコーティング膜を形成したフィルムを有するこ
    とを特徴とする太陽電池用バックカバー材。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記防湿フィルム
    が、2枚の基材フィルム間に無機酸化物のコーティング
    膜を設けた積層フィルムよりなることを特徴とする太陽
    電池用バックカバー材。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において、前記防湿フィ
    ルムがポリエチレンテレフタレートフィルムにシリカ又
    はアルミナのコーティング膜を形成したものであること
    を特徴とする太陽電池用バックカバー材。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれか1項におい
    て、前記基材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バックカバー材。
  5. 【請求項5】 請求項4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
    池用バックカバー材。
  6. 【請求項6】 請求項1ないし5のいずれか1項におい
    て、前記防湿フィルムの、外皮フィルムとの貼り合せ面
    と反対側の面に反射層が形成されていることを特徴とす
    る太陽電池用バックカバー材。
  7. 【請求項7】 請求項6において、前記反射層は白色ポ
    リエチレンテレフタレートフィルムよりなることを特徴
    とする太陽電池用バックカバー材。
  8. 【請求項8】 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
    裏面側保護部材が請求項1ないし7のいずれか1項に記
    載される太陽電池用バックカバー材であることを特徴と
    する太陽電池。
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