JP2011077088A - 太陽電池モジュール用封止材シート及び太陽電池モジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】より優れた光電変換効率を有する太陽電池モジュールを与える太陽電池モジュール用封止材シート、及び該太陽電池モジュール用封止材シートを用いた太陽電池モジュールの提供を目的とする。
【解決手段】透明樹脂基材２に、波長４００〜６００ｎｍの範囲内に吸収極大を有し、波長５００〜１０００ｎｍの範囲内に発光極大を有する、吸収した光をより波長の長い光に変換する発光剤３が分散されている太陽電池モジュール用封止材シート１Ａ。また、光電変換セルと、前記光電変換セルを封止する封止材層と、前記封止材層の表面側を保護する表面保護部材と、前記封止材層の裏面側を保護する裏面保護部材とを有し、太陽電池モジュール用封止材シート１Ａにより封止材層が形成されている太陽電池モジュール。
【選択図】図１
【解決手段】透明樹脂基材２に、波長４００〜６００ｎｍの範囲内に吸収極大を有し、波長５００〜１０００ｎｍの範囲内に発光極大を有する、吸収した光をより波長の長い光に変換する発光剤３が分散されている太陽電池モジュール用封止材シート１Ａ。また、光電変換セルと、前記光電変換セルを封止する封止材層と、前記封止材層の表面側を保護する表面保護部材と、前記封止材層の裏面側を保護する裏面保護部材とを有し、太陽電池モジュール用封止材シート１Ａにより封止材層が形成されている太陽電池モジュール。
【選択図】図１
Description
本発明は、太陽電池モジュール用封止材シート及び太陽電池モジュールに関する。
太陽電池は、太陽光を利用するクリーンな発電技術として注目を集めている。太陽電池には、結晶シリコン、非結晶シリコン、化合物半導体、有機色素等を用いる、多様な方式が存在する。なかでも、結晶シリコン系太陽電池は、耐候性、耐久性に優れ、比較的高い光電変換効率を有している。しかし、結晶シリコン系太陽電池においても光電変換効率はいまだ充分とはいえず、また製造コストも高い。そのため、太陽電池は、初期投資に対して発電コストを回収するまでに非常に長い歳月がかかることから、本格的な普及には至っていない。
一方、結晶シリコン系太陽電池は、一般的に近赤外線に代表される長波長の光に対して感度が高いが、紫外線に代表される短波長の光に対して感度が低い。具体的には、波長４００〜１３００ｎｍの光が利用され、特に波長９００〜１０００ｎｍの光に対する感度が高い。そのため、結晶シリコン系太陽電池では、紫外線は発電にほとんど利用されていなかった。そこで、光電変換効率を向上させるものとして、下記の太陽電池モジュールが示されている。
（１）波長４００ｎｍ以下の光を吸収し、波長５５０〜９００ｎｍの光を発する希土類錯体を含む封止材を用いることで、波長４００ｎｍ以下の光を光電変換に利用する太陽電池モジュール（例えば、特許文献１）。
（１）波長４００ｎｍ以下の光を吸収し、波長５５０〜９００ｎｍの光を発する希土類錯体を含む封止材を用いることで、波長４００ｎｍ以下の光を光電変換に利用する太陽電池モジュール（例えば、特許文献１）。
しかし、本発明者が検討したところ、太陽電池モジュール（１）は波長４００ｎｍ以下の光を利用できるにもかかわらず、光電変換効率の向上の度合いは小さかった。
本発明は、より優れた光電変換効率を有する太陽電池モジュールを与える太陽電池モジュール用封止材シート、及び該太陽電池モジュール用封止材シートを用いた太陽電池モジュールの提供を目的とする。
本発明は、より優れた光電変換効率を有する太陽電池モジュールを与える太陽電池モジュール用封止材シート、及び該太陽電池モジュール用封止材シートを用いた太陽電池モジュールの提供を目的とする。
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。
［１］透明樹脂基材に、波長４００〜６００ｎｍの範囲内に吸収極大を有し、波長５００〜１０００ｎｍの範囲内に発光極大を有する、吸収した光をより波長の長い光に変換する発光剤が分散されていることを特徴とする太陽電池モジュール用封止材シート。
［２］光電変換セルと、前記光電変換セルを封止する封止材層と、前記封止材層の表面側を保護する表面保護部材と、前記封止材層の裏面側を保護する裏面保護部材と、を有し、前記封止材層が、前記［１］に記載の太陽電池モジュール用封止材シートにより形成されている太陽電池モジュール。
［１］透明樹脂基材に、波長４００〜６００ｎｍの範囲内に吸収極大を有し、波長５００〜１０００ｎｍの範囲内に発光極大を有する、吸収した光をより波長の長い光に変換する発光剤が分散されていることを特徴とする太陽電池モジュール用封止材シート。
［２］光電変換セルと、前記光電変換セルを封止する封止材層と、前記封止材層の表面側を保護する表面保護部材と、前記封止材層の裏面側を保護する裏面保護部材と、を有し、前記封止材層が、前記［１］に記載の太陽電池モジュール用封止材シートにより形成されている太陽電池モジュール。
本発明の太陽電池モジュール用封止材シートは、太陽電池モジュールの光電変換効率を向上させることができる。
また、本発明の太陽電池モジュールは、本発明の太陽電池モジュール用封止材シートを用いることで、優れた光電変換効率を有する。
また、本発明の太陽電池モジュールは、本発明の太陽電池モジュール用封止材シートを用いることで、優れた光電変換効率を有する。
＜太陽電池モジュール用封止材シート＞
本発明の太陽電池モジュール用封止材シート（以下、「封止材シート」という。）は、太陽電池モジュールにおいて光電変換セルを封止する封止材層の形成に用いるシートである。以下、本発明の封止材シートの実施形態の一例を示して詳細に説明する。
本実施形態の封止材シート１Ａは、図１に示すように、透明樹脂基材２に発光剤３が分散されている。
本発明の太陽電池モジュール用封止材シート（以下、「封止材シート」という。）は、太陽電池モジュールにおいて光電変換セルを封止する封止材層の形成に用いるシートである。以下、本発明の封止材シートの実施形態の一例を示して詳細に説明する。
本実施形態の封止材シート１Ａは、図１に示すように、透明樹脂基材２に発光剤３が分散されている。
［発光剤］
発光剤３は、波長４００〜６００ｎｍの範囲内に吸収極大を有し、波長５００〜１０００ｎｍの範囲内に発光極大を有する発光剤であり、吸収した光を、より波長の長い光に変換することができる。発光剤３としては、下記発光剤（ａ）〜（ｄ）が挙げられる。
発光剤（ａ）：波長４００〜６００ｎｍの範囲内に吸収極大を有し、波長５００〜１０００ｎｍの範囲内に発光極大を有する有機蛍光体。
発光剤（ｂ）：波長４００〜６００ｎｍの範囲内に吸収極大を有し、波長５００〜１０００ｎｍの範囲内に発光極大を有する金属錯体。
発光剤（ｃ）：波長４００〜６００ｎｍの範囲内に吸収極大を有し、波長５００〜１０００ｎｍの範囲内に発光極大を有する半導体ナノ粒子。
発光剤（ｄ）：波長４００〜６００ｎｍの範囲内に吸収極大を有し、波長５００〜１０００ｎｍの範囲内に発光極大を有する無機蛍光体。
発光剤３は、波長４００〜６００ｎｍの範囲内に吸収極大を有し、波長５００〜１０００ｎｍの範囲内に発光極大を有する発光剤であり、吸収した光を、より波長の長い光に変換することができる。発光剤３としては、下記発光剤（ａ）〜（ｄ）が挙げられる。
発光剤（ａ）：波長４００〜６００ｎｍの範囲内に吸収極大を有し、波長５００〜１０００ｎｍの範囲内に発光極大を有する有機蛍光体。
発光剤（ｂ）：波長４００〜６００ｎｍの範囲内に吸収極大を有し、波長５００〜１０００ｎｍの範囲内に発光極大を有する金属錯体。
発光剤（ｃ）：波長４００〜６００ｎｍの範囲内に吸収極大を有し、波長５００〜１０００ｎｍの範囲内に発光極大を有する半導体ナノ粒子。
発光剤（ｄ）：波長４００〜６００ｎｍの範囲内に吸収極大を有し、波長５００〜１０００ｎｍの範囲内に発光極大を有する無機蛍光体。
発光剤（ａ）としては、例えば、ローダミンＢ、ローダミン６Ｇ、ビオラントロン誘導体（１６，１７−ジヒドロキシビオラントロン（16,17-Dihydroxy violanthrone）等。）、ペリレン誘導体（ベンゾ［ｇｈｉ］ペリレン（Benzo[ghi]perylene）等。）、クマリン誘導体（７−ジメチルアミノ−４−トリフルオロメチル−２Ｈ−１−ベンゾピラン−２−オン（7-(dimethylamino)-4-(trifluoromethyl)-2H-1-benzopyran-2-one）等。）、キサンチン誘導体（１，３，７−トリメチルキサンチン（1,3,7-trymethylxanthine）等。）、チオキサンチン誘導体（２−チオキサンチン（2-Thioxantine）等。）、ピラントロン誘導体、フラバトロン誘導体、アントラセン誘導体（１，５−ジブロモアントラセン（1,5-Dibromoanthracene）等。）、ナフタルイミド誘導体、ナフトラクタム誘導体等が挙げられる。
発光剤（ａ）は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
発光剤（ａ）は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
発光剤（ｂ）としては、例えば、[Tb(acac)3]dpphen、[Tb(acac)3]phen、[Tb(TFA)3]dmbpy、[Tb(TFA)3]tmphen、[Tb(TFA)3]dpbpy、[Eu(TFA)3]tmphen、[Eu(TFA)3]phen、[Eu(FOD)3]bpy、Ir(ppy)3、[Ir(dqn)3](PF6)3、[Ir(dpphen)3](PF6)3、[Ru(dpphen)3](PF6)2、[Ru(dpbpy)3](PF6)2、[Ru(dmbpy)3](PF6)2等が挙げられる。
発光剤（ｂ）は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
発光剤（ｂ）は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
発光剤（ｃ）としては、例えば、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳｅ等が挙げられる。
発光剤（ｃ）は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
発光剤（ｃ）は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
発光剤（ｄ）としては、例えば、ＺｎＳ：Ａｌ、ＺｎＯ：Ｚｎ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ、Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ等が挙げられる。
発光剤（ｄ）は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
発光剤（ｄ）は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
発光剤３は、前記発光剤（ａ）〜（ｄ）のいずれか１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
発光剤３としては、透明樹脂基材２との相溶性の点から、発光剤（ａ）が好ましく、ローダミンＢがより好ましい。
発光剤３としては、透明樹脂基材２との相溶性の点から、発光剤（ａ）が好ましく、ローダミンＢがより好ましい。
封止材シート１Ａ中の発光剤３の含有量は、透明樹脂基材２の１００質量部に対して、０．１〜１．０質量部が好ましく、０．２〜０．５質量部がより好ましい。発光剤３の含有量が透明樹脂基材２の１００質量部に対して０．１質量部以上であれば、太陽電池モジュールにおいて光電変換に利用する波長５００〜１０００ｎｍの光が多くなり、光電変換効率が向上する。発光剤３の含有量が透明樹脂基材２の１００質量部に対して１．０質量部以下であれば、太陽電池モジュールにおいて封止材層を透過する光の量が減少して光電変換効率が低下することを抑制しやすい。
［透明樹脂基材］
透明樹脂基材２の材料としては、封止材シートに通常用いられる透明性の高い公知の樹脂を用いることができる。具体的には、厚み０．５ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光の透過率が９０％以上の樹脂が好ましい。
透明樹脂基材２の材料の具体例としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン；アイオノマー；エチレン−酢酸ビニル共重合体（以下、「ＥＶＡ」という。）；ポリフッ化ビニル；ポリ塩化ビニル、又は、これらの共重合体が挙げられる。なかでも、透明性に優れ、安価である点から、ＥＶＡが好ましい。
透明樹脂基材２の材料としては、封止材シートに通常用いられる透明性の高い公知の樹脂を用いることができる。具体的には、厚み０．５ｍｍにおける波長５５０ｎｍの光の透過率が９０％以上の樹脂が好ましい。
透明樹脂基材２の材料の具体例としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン；アイオノマー；エチレン−酢酸ビニル共重合体（以下、「ＥＶＡ」という。）；ポリフッ化ビニル；ポリ塩化ビニル、又は、これらの共重合体が挙げられる。なかでも、透明性に優れ、安価である点から、ＥＶＡが好ましい。
透明樹脂基材２には、透明性を損なわない範囲で強度を高めることを目的として、架橋剤が添加されていてもよい。
架橋剤としては、１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１−ジ（ｔ−ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサン、ｎ−ブチル−４，４−ジ−（ｔ−ブチルパーオキシ）バレレート、ｔ−ブチルパーオキシ−３，５，５−トリメチルヘキサノエート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルクミルパーオキシド、２，２−ジ−（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン等が挙げられる。
架橋剤としては、１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１−ジ（ｔ−ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサン、ｎ−ブチル−４，４−ジ−（ｔ−ブチルパーオキシ）バレレート、ｔ−ブチルパーオキシ−３，５，５−トリメチルヘキサノエート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルクミルパーオキシド、２，２−ジ−（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン等が挙げられる。
また、透明樹脂基材２には、前記架橋剤の他に、架橋反応を促進する架橋助剤が添加されてもよい。架橋助剤としては、トリアリルイソシアヌレート、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート等が挙げられる。
また、密着性の向上のために用いられるシランカップリング剤、耐光性の向上のために用いられる紫外線吸収剤、熱安定性の向上のために用いられる酸化防止剤が添加されていてもよい。
前記シランカップリング剤としては、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、トリメトキシプロピルシラン、トリメトキシメチルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、トリクロロプロピルシラン、トリエトキシフェニルシラン等が挙げられる。
前記シランカップリング剤としては、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、トリメトキシプロピルシラン、トリメトキシメチルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、トリクロロプロピルシラン、トリエトキシフェニルシラン等が挙げられる。
前記紫外線吸収剤としては、２−（５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−５−［（ヘキシル）オキシ］−フェノール、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクチルオキシベンゾフェノン等が挙げられる。
前記酸化防止剤としては、１，６−ヘキサンジオール−ビス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、ペンタエリスリチル−テトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）フォスファイト、２，４−ビス−（ｎ−オクチルチオ）−６−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−ブチルアニリノ）−１，３，５−トリアジン等が挙げられる。
封止材シート１Ａの製造方法としては、透明樹脂基材に発光剤を配合した樹脂組成物を、Ｔダイ法、カレンダー法等の樹脂成形方法により製膜する方法を用いることができる。また、製膜工程において、熱溶融した状態の封止材シート１Ａを、凹凸パターンが施されているロールに通し、封止材シート１Ａの片面もしくは両面に該ロールの凹凸パターンを転写させるエンボス加工を施してもよい。
以上説明した本発明の封止材シートを用いることにより、太陽電池モジュールの光電変換効率を向上させることができる。
従来の特許文献１の太陽電池モジュールでは、光電変換効率を向上させる目的で、封止材に、波長４００ｎｍ以下の光を吸収して波長５５０〜９００ｎｍの光を発する希土類錯体が配合されている。しかし、本発明者が検討したところ、該太陽電池モジュールでは光電変換効率の向上効果が小さいことが判明した。該理由としては、地表に到達する波長４００ｎｍ以下の紫外域の光の照射強度が低く、また該光は太陽電池モジュールの表面保護部材に用いられるガラス板により大部分が反射、吸収されてしまうためであると考えられる。すなわち、前記希土類錯体に到達する波長４００ｎｍ以下の光がそもそも少ないため、該光を利用しても効率があまり向上しないと考えられる。
これに対し、本発明の封止材シートは、波長４００〜６００ｎｍの光を吸収し、より波長の長い波長５００〜１０００ｎｍの光に変換する発光剤を分散させたものである。すなわち、本発明の封止材シートは、従来から光電変換セルが発電に利用している波長４００〜６００ｎｍの光を、光電変換セルの感度がより高い波長５００〜１０００ｎｍに変換することで、感度の高い光を増加させて光電変換効率を向上させるものである。
従来の特許文献１の太陽電池モジュールでは、光電変換効率を向上させる目的で、封止材に、波長４００ｎｍ以下の光を吸収して波長５５０〜９００ｎｍの光を発する希土類錯体が配合されている。しかし、本発明者が検討したところ、該太陽電池モジュールでは光電変換効率の向上効果が小さいことが判明した。該理由としては、地表に到達する波長４００ｎｍ以下の紫外域の光の照射強度が低く、また該光は太陽電池モジュールの表面保護部材に用いられるガラス板により大部分が反射、吸収されてしまうためであると考えられる。すなわち、前記希土類錯体に到達する波長４００ｎｍ以下の光がそもそも少ないため、該光を利用しても効率があまり向上しないと考えられる。
これに対し、本発明の封止材シートは、波長４００〜６００ｎｍの光を吸収し、より波長の長い波長５００〜１０００ｎｍの光に変換する発光剤を分散させたものである。すなわち、本発明の封止材シートは、従来から光電変換セルが発電に利用している波長４００〜６００ｎｍの光を、光電変換セルの感度がより高い波長５００〜１０００ｎｍに変換することで、感度の高い光を増加させて光電変換効率を向上させるものである。
＜太陽電池モジュール＞
本発明の太陽電池モジュールは、光電変換セルと、前記光電変換セルを封止する封止材層と、前記封止材層の表面側を保護する表面保護部材と、前記封止材層の裏面側を保護する裏面保護部材と、を有し、前記封止材層が、前述した本発明の封止材シートにより形成されているモジュールである。以下、本発明の太陽電池モジュールの実施形態の一例を示して詳細に説明する。
本発明の太陽電池モジュールは、光電変換セルと、前記光電変換セルを封止する封止材層と、前記封止材層の表面側を保護する表面保護部材と、前記封止材層の裏面側を保護する裏面保護部材と、を有し、前記封止材層が、前述した本発明の封止材シートにより形成されているモジュールである。以下、本発明の太陽電池モジュールの実施形態の一例を示して詳細に説明する。
［第１実施形態］
本実施形態の太陽電池モジュール１０は、図２に示すように、光電変換セル４、４と、光電変換セル４、４を封止する封止材層１１と、封止材層１１の表面側を保護する表面保護部材５と、封止材層１１の裏面側を保護する裏面保護部材６とを有する。
太陽電池モジュール１０における封止材層１１は、光電変換セル４、４の受光面側に前述した封止材シート１Ａ、裏面側に発光剤が配合されていない封止材シート１Ｂが積層され、光電変換セル４、４を封止している。封止材シート１Ｂは、公知の封止材シートが使用でき、例えば、発光剤を配合しない以外は封止材シート１Ａと同じ組成の封止材シートが使用できる。
本実施形態の太陽電池モジュール１０は、図２に示すように、光電変換セル４、４と、光電変換セル４、４を封止する封止材層１１と、封止材層１１の表面側を保護する表面保護部材５と、封止材層１１の裏面側を保護する裏面保護部材６とを有する。
太陽電池モジュール１０における封止材層１１は、光電変換セル４、４の受光面側に前述した封止材シート１Ａ、裏面側に発光剤が配合されていない封止材シート１Ｂが積層され、光電変換セル４、４を封止している。封止材シート１Ｂは、公知の封止材シートが使用でき、例えば、発光剤を配合しない以外は封止材シート１Ａと同じ組成の封止材シートが使用できる。
光電変換セル４は、光電効果により受光面に入射した光を電気に変換する機能を有するセルである。光電変換セル４は、太陽電池モジュール１０内において複数個（図２では２つ）が電極（図示省略）によって接続されている。
光電変換セル４、４の材料としては、結晶系シリコンが挙げられる。なかでも、製造の簡便さとコスト面から、多結晶シリコンが特に好ましい。
光電変換セル４、４の材料としては、結晶系シリコンが挙げられる。なかでも、製造の簡便さとコスト面から、多結晶シリコンが特に好ましい。
表面保護材５としては、耐久性、耐候性、透明性に優れたものが好ましく、例えば、ガラス板、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂シート等が挙げられる。また、ポリカーボネート等の樹脂シートを用いてもよい。
表面保護部材５の厚さは、０．５〜５．０ｍｍが好ましい。
表面保護部材５の厚さは、０．５〜５．０ｍｍが好ましい。
裏面保護部材６としては、耐久性、耐候性に優れたものが好ましく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルフロライド、ＥＶＡ等の樹脂シート、及びそれらの積層体が挙げられる。また、前記樹脂シートや積層体には、水蒸気バリア性、酸素バリア性を付与するバリア層を積層してもよい。
裏面保護部材６の厚さは、０．１〜１．０ｍｍが好ましい。
裏面保護部材６の厚さは、０．１〜１．０ｍｍが好ましい。
太陽電池モジュール１０において、封止材シートの透明樹脂基材としてＥＶＡを用いた場合、真空状態で加熱加圧した後の封止材層１１におけるＥＶＡの架橋率は、７０％以上であることが好ましい。
該架橋率は、加熱加圧した後に、太陽電池モジュール１０の封止材層１１を引き剥がし、その１ｇをキシレン１００ｃｃに浸漬して、１２時間、１１０℃で溶融させ、非溶融成分の質量を測定し、下記式の質量比を算出することにより求められる。
（架橋率）＝［非溶融成分の質量（ｇ）／溶融前の質量（１ｇ）］×１００
該架橋率は、加熱加圧した後に、太陽電池モジュール１０の封止材層１１を引き剥がし、その１ｇをキシレン１００ｃｃに浸漬して、１２時間、１１０℃で溶融させ、非溶融成分の質量を測定し、下記式の質量比を算出することにより求められる。
（架橋率）＝［非溶融成分の質量（ｇ）／溶融前の質量（１ｇ）］×１００
また、太陽電池モジュール１０における保護部材（表面保護部材５、裏面保護部材６）と封止材層１１の密着強度は、３０Ｎ／１５ｍｍ以上が好ましい。密着強度は、下記測定方法により測定される。
裏面保護部材６、封止材シート１Ａ、封止材シート１Ｂ、表面保護部材５をこの順に重ね合わせ、１５０℃で１０分間、１０１３ｈＰａで真空加圧して擬似モジュールを作成する。表面保護部材としては白板ガラス（厚さ３ｍｍ）を、裏面保護部材としてはフッ化ビニルポリマー（厚さ３８μｍ）を用いる。
裏面保護部材６、封止材シート１Ａ、封止材シート１Ｂ、表面保護部材５をこの順に重ね合わせ、１５０℃で１０分間、１０１３ｈＰａで真空加圧して擬似モジュールを作成する。表面保護部材としては白板ガラス（厚さ３ｍｍ）を、裏面保護部材としてはフッ化ビニルポリマー（厚さ３８μｍ）を用いる。
表面保護部材／封止材層間の接着強度は、前記模擬モジュールにおける表面保護部材５と封止材シート１Ａ界面に、カッターナイフで剥離きっかけとして切り込みを入れ、封止材層と裏面保護部材を接着強度測定機のチャックに固定し、９０°の角度で接着強度を測定する。
接着強度測定機としては、ＯＲＩＥＮＴＥＣ製ＴＥＮＳＩＬＯＮ（ＲＴＣ−１２５０）を用いる。測定条件としては、１５ｍｍ幅の接着強度測定とし、剥離速度は３０ｍｍ／分とする。
接着強度測定機としては、ＯＲＩＥＮＴＥＣ製ＴＥＮＳＩＬＯＮ（ＲＴＣ−１２５０）を用いる。測定条件としては、１５ｍｍ幅の接着強度測定とし、剥離速度は３０ｍｍ／分とする。
裏面保護部材／封止材間の接着強度は、裏面保護部材６と封止材シート１Ｂ界面にカッターナイフで剥離きかっけとして切り込みを入れ、裏面保護部材６を接着強度測定機のチャックに固定し、９０°の角度で接着強度を測定した。接着強度測定機及び測定条件は、表面保護部材／封止材間の接着強度測定時と同様とする。
（製造方法）
太陽電池モジュール１０は、例えば、下記の方法で製造できる。ただし、太陽電池モジュール１０の製造方法は下記の方法には限定されない。
図３に示すように、裏面保護部材６、封止材シート１Ｂ、光電変換セル４、４、封止材シート１Ａ、表面保護部材５をこの順に積層して積層体１０Ａを得る。次いで、積層体１０Ａを真空状態で加熱加圧する真空ラミネートを行い、封止材シート１Ａ、１Ｂ内に光電変換セル４、４を埋没させ、封止材シート１Ａ、１Ｂの透明樹脂基材を架橋硬化させて接着一体化することで封止材層１１を形成させる。これにより、太陽電池モジュール１０が得られる。
太陽電池モジュール１０は、例えば、下記の方法で製造できる。ただし、太陽電池モジュール１０の製造方法は下記の方法には限定されない。
図３に示すように、裏面保護部材６、封止材シート１Ｂ、光電変換セル４、４、封止材シート１Ａ、表面保護部材５をこの順に積層して積層体１０Ａを得る。次いで、積層体１０Ａを真空状態で加熱加圧する真空ラミネートを行い、封止材シート１Ａ、１Ｂ内に光電変換セル４、４を埋没させ、封止材シート１Ａ、１Ｂの透明樹脂基材を架橋硬化させて接着一体化することで封止材層１１を形成させる。これにより、太陽電池モジュール１０が得られる。
［第２実施形態］
以下、本発明の太陽電池モジュールの他の実施形態である太陽電池モジュール２０について説明する。太陽電池モジュール２０において、太陽電池モジュール１０と同じ部分については同符号を付して説明を省略する。
太陽電池モジュール２０は、図４に示すように、光電変換セル４、４と、光電変換セル４、４を封止する封止材層１２と、封止材層１２の表面側を保護する表面保護部材５と、封止材層１２の裏面側を保護する裏面保護部材６とを有する。
太陽電池モジュール２０における封止材層１２は、光電変換セル４、４の両側に前述した封止材シート１Ａが積層され、光電変換セル４、４を封止している。すなわち、太陽電池モジュール２０は、太陽電池モジュール１０において封止材シート１Ｂの代わりに封止材シート１Ａを用いる以外は同じ構成を有する。
以下、本発明の太陽電池モジュールの他の実施形態である太陽電池モジュール２０について説明する。太陽電池モジュール２０において、太陽電池モジュール１０と同じ部分については同符号を付して説明を省略する。
太陽電池モジュール２０は、図４に示すように、光電変換セル４、４と、光電変換セル４、４を封止する封止材層１２と、封止材層１２の表面側を保護する表面保護部材５と、封止材層１２の裏面側を保護する裏面保護部材６とを有する。
太陽電池モジュール２０における封止材層１２は、光電変換セル４、４の両側に前述した封止材シート１Ａが積層され、光電変換セル４、４を封止している。すなわち、太陽電池モジュール２０は、太陽電池モジュール１０において封止材シート１Ｂの代わりに封止材シート１Ａを用いる以外は同じ構成を有する。
（製造方法）
太陽電池モジュール２０の製造方法としては、封止材シート１Ｂの代わりに封止材シート１Ａを用いる以外は、前記太陽電池モジュール１０の製造方法と同じ方法が使用できる。
図５に示すように、裏面保護部材６、封止材シート１Ａ、光電変換セル４、４、封止材シート１Ａ、表面保護部材５をこの順に積層して積層体１０Ａを得る。次いで、積層体１０Ａを真空状態で加熱加圧する真空ラミネートを行い、封止材シート１Ａ、１Ａ内に光電変換セル４、４を埋没させ、封止材シート１Ａ、１Ａの透明樹脂基材を架橋硬化させて接着一体化することで封止材層１２を形成させる。これにより、太陽電池モジュール２０が得られる。
太陽電池モジュール２０の製造方法としては、封止材シート１Ｂの代わりに封止材シート１Ａを用いる以外は、前記太陽電池モジュール１０の製造方法と同じ方法が使用できる。
図５に示すように、裏面保護部材６、封止材シート１Ａ、光電変換セル４、４、封止材シート１Ａ、表面保護部材５をこの順に積層して積層体１０Ａを得る。次いで、積層体１０Ａを真空状態で加熱加圧する真空ラミネートを行い、封止材シート１Ａ、１Ａ内に光電変換セル４、４を埋没させ、封止材シート１Ａ、１Ａの透明樹脂基材を架橋硬化させて接着一体化することで封止材層１２を形成させる。これにより、太陽電池モジュール２０が得られる。
本発明の太陽電池モジュールは、光電変換効率の点から、太陽電池モジュール１０のように、少なくとも光電変換セルの受光面側（表面側）に本発明の封止材シートが配置されていることが好ましい。また、太陽電池モジュール２０のように、光電変換セルの両側に本発明の封止材シートが配置されていてもよい。ただし、本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池モジュール１０、２０のような形態には限定されない。例えば、封止材層と裏面保護部材の間に、封止材層を透過してきた光を反射する反射層を設け、光電変換セルの裏面側を封止する封止材シートのみを本発明の封止材シートとしてもよい。
以上説明した本発明の太陽電池モジュールは、封止材層に発光剤が分散されていることで、封止材層に入射してきた光のうち波長４００〜６００ｎｍの光が、より波長の長い波長５００〜１０００ｎｍの光に変換される。そのため、光電変換セルの感度がより高い光の量が増加することで、優れた光電変換効率が得られる。
以下、実施例を示して本発明を詳細に説明する。ただし、本発明は以下の記載によっては限定されない。
［実施例１］
エチレン−酢酸ビニル共重合体（商品名「スミテート」、酢酸ビニル単位含有率３０質量％、住友化学社製）の１００質量部に対し、発光剤としてローダミンＢを０．２質量部配合し、さらに添加剤として１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサンを０．３７５質量部、トリアリルイソシアヌレートを０．３７５質量部、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを０．２５質量部、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクチルオキシベンゾフェノンを０．１質量部、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケートを０．２質量部、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）フォスファイトを０．１質量部配合して樹脂組成物を得た。該樹脂組成物を、Ｔダイ法によりシート状に成形し、厚さ０．４ｍｍの封止材シートを得た。
［実施例１］
エチレン−酢酸ビニル共重合体（商品名「スミテート」、酢酸ビニル単位含有率３０質量％、住友化学社製）の１００質量部に対し、発光剤としてローダミンＢを０．２質量部配合し、さらに添加剤として１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサンを０．３７５質量部、トリアリルイソシアヌレートを０．３７５質量部、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを０．２５質量部、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクチルオキシベンゾフェノンを０．１質量部、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケートを０．２質量部、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）フォスファイトを０．１質量部配合して樹脂組成物を得た。該樹脂組成物を、Ｔダイ法によりシート状に成形し、厚さ０．４ｍｍの封止材シートを得た。
［実施例２］
発光剤をＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕに変更した以外は、実施例１と同様にして封止材シートを得た。
発光剤をＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕに変更した以外は、実施例１と同様にして封止材シートを得た。
［実施例３］
発光剤をＹ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅに変更した以外は、実施例１と同様にして封止材シートを得た。
発光剤をＹ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅに変更した以外は、実施例１と同様にして封止材シートを得た。
［実施例４］
発光剤をＣｄＳｅに変更した以外は、実施例１と同様にして封止材シートを得た。
発光剤をＣｄＳｅに変更した以外は、実施例１と同様にして封止材シートを得た。
［光学特性の測定］
図３に例示した形態で、厚さ０．８ｍｍの板ガラス（表面保護部材５）、各例で得た封止材シート（封止材シート１Ａ）、多結晶シリコンからなる光電変換セル（光電変換セル４）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（商品名「スミテート」、酢酸ビニル単位含有率３０質量％、住友化学社製）からなるシート（封止材シート１Ｂ）、ポリエチレンテレフタレート系バックシート（凸版印刷社製）（裏面保護部材６）を順次積層して積層体を得た。該積層体を１５０℃で１０分間真空ラミネートして、図２に例示した、光電変換セルの受光面側に発光剤が分散された太陽電池モジュールを作製した。
前記太陽電池モジュールについて、Ｕ−４０００分光光度計（日立製作所製）により光の吸収の測定を実施して吸収極大波長を求め、ＲＦ−５３００蛍光光度計（島津製作所製）により発光の測定を実施して発光極大波長を求めた。その結果を表１に示す。
図３に例示した形態で、厚さ０．８ｍｍの板ガラス（表面保護部材５）、各例で得た封止材シート（封止材シート１Ａ）、多結晶シリコンからなる光電変換セル（光電変換セル４）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（商品名「スミテート」、酢酸ビニル単位含有率３０質量％、住友化学社製）からなるシート（封止材シート１Ｂ）、ポリエチレンテレフタレート系バックシート（凸版印刷社製）（裏面保護部材６）を順次積層して積層体を得た。該積層体を１５０℃で１０分間真空ラミネートして、図２に例示した、光電変換セルの受光面側に発光剤が分散された太陽電池モジュールを作製した。
前記太陽電池モジュールについて、Ｕ−４０００分光光度計（日立製作所製）により光の吸収の測定を実施して吸収極大波長を求め、ＲＦ−５３００蛍光光度計（島津製作所製）により発光の測定を実施して発光極大波長を求めた。その結果を表１に示す。
表１に示すように、封止材シートに分散させた発光剤により、太陽電池モジュールにおいて、封止材層に入射してきた光のうち波長４００〜６００ｎｍの光を、より波長の長い光に変換することができた。これにより、光電変換セルに入射する太陽光の長波長成分を増加させることができ、光電変換効率を向上させることができる。
１Ａ 太陽電池モジュール用封止材シート ２ 透明樹脂基材 ３ 発光剤 ４ 光電変換セル ５ 表面保護部材 ６ 裏面保護部材 １０、２０ 太陽電池モジュール １０Ａ、２０Ａ 積層体
Claims (2)
- 透明樹脂基材に、波長４００〜６００ｎｍの範囲内に吸収極大を有し、波長５００〜１０００ｎｍの範囲内に発光極大を有する、吸収した光をより波長の長い光に変換する発光剤が分散されていることを特徴とする太陽電池モジュール用封止材シート。
- 光電変換セルと、前記光電変換セルを封止する封止材層と、前記封止材層の表面側を保護する表面保護部材と、前記封止材層の裏面側を保護する裏面保護部材と、を有し、
前記封止材層が、請求項１に記載の太陽電池モジュール用封止材シートにより形成されている太陽電池モジュール。
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