JP2016025274A - 太陽電池モジュール一体型膜体 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池モジュール一体型膜体における太陽電池モジュールの、経時的な性能の低下を防止した太陽電池モジュール一体型膜体を提供する。
【解決手段】膜体１４と表面保護層１１との間に、封止材１２によって太陽電池セルを含む光電変換層１３を封止してなる太陽電池モジュール一体型膜体であって、膜体１４は、封止材１２と膜体１４とが隣接する側の表面の表面張力が３５ｄｙｎｅ／ｃｍ以上である。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池モジュールが膜体と一体になった、太陽電池モジュール一体型膜体に関する。

太陽電池モジュールとしては、例えば太陽電池セルに単結晶シリコンや多結晶シリコンを用いたものが知られている。これらの太陽電池セルは、通常、ＥＶＡ樹脂等の封止材によって保護部材間（保護層間）に、封止された状態で太陽電池モジュールを構成する。具体的には、これらの太陽電池モジュールは、表面保護層、裏面保護層などの保護層の間に、電線等で複数の太陽電池セルを接続した光電変換層を、ＥＶＡ樹脂フィルムなどに包んで挟み込み、モジュール全体を真空ラミネータで加熱加圧成形して真空引き製造するのが一般的である。

近年、太陽電池モジュールが軽量化され、多くの建物の屋根や壁、建材に設置されている。また、軽量化だけでなく、使用する保護層の樹脂や封止材、太陽電池セルの種類によって、フレキシブルな太陽電池モジュールが製造でき、平面状の屋根や壁だけでなく、設置対象の平面性に捉われることなく、各種テントやドーム膜の膜材に固定することもできる。

膜材と太陽電池モジュールを一体化したものとしては、例えば特許文献１に、Ａ種膜面上にフッ素系樹脂フィルムなど熱可塑性樹脂フィルムの周縁を溶着し、その内部に太陽電池モジュールを収容する構造が開示されている。
また、特許文献２では、幕体に太陽電池モジュールを固定するために熱融着を用いることが開示され、幕体表面をフッ素系樹脂であるＦＥＰとし、太陽電池モジュールの背面をＦＥＰ又はＴＨＶとすることで、幕体に太陽電池モジュールを固定することが記載されている。
特許文献３では、膜体と太陽電池モジュールが固定部材により脱着可能な構造で固定された、太陽電池膜構造体が開示されている。

特開平１１−４６００７号公報 特開２００２−１８５０３１号公報 特開２０１１−２５３９１７号公報

膜体と太陽電池モジュールをダイレクトに熱融着し、太陽電池モジュールと膜体を一体化させる技術としては、太陽電池モジュールの背面保護シートにＦＥＰを用いＡ種膜上に一体化させた上記特許文献２がある。
本発明者らが太陽電池モジュール一体型膜体について、実際に使用された状況を検討したところ、太陽電池モジュールの性能の低下が想定したよりも大きいことを見出した。
本発明は、太陽電池モジュールの経時的な性能の低下を防止した、太陽電池モジュール一体型膜体を提供することを課題とする。

本発明者等は鋭意検討を重ねた結果、太陽電池モジュール一体型膜体の性能低下の原因
が、膜体と太陽電池モジュールとの接着力の低下にあることを見出した。
本発明者らは、このような知見に基づき研究を進め、膜体と太陽電池モジュールとの接着力を十分なものとすべく、膜体表面の表面張力を一定以上とすることで課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。

即ち、本発明の要旨は、以下のとおりである。
膜体と表面保護層との間に、封止材によって太陽電池セルを含む光電変換層を封止してなる太陽電池モジュール一体型膜体であって、
封止材と膜体とが隣接する側の表面の表面張力が３５ｄｙｎｅ／ｃｍ以上であることを特徴とする太陽電池モジュール一体型膜体。

また、前記封止材は、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリオレフィン重合体のいずれか１種を含むことが好ましく、前記膜体は、フッ素系樹脂を含むことが好ましく、ガラス繊維からなる補強材を含むことが好ましい。
また、前記太陽電池モジュールは、裏面保護層を含まないことが好ましい。
また、本発明の別の実施態様は表面保護層、封止材層、光電変換層、封止材層、及び膜体を含む積層体をラミネートする工程、を含む太陽電池モジュール一体型膜体の製造方法であって、前記膜体は、封止材と膜体が隣接する側の表面の表面張力が３５ｄｙｎｅ／ｃｍ以上である、製造方法である。

本発明の太陽電池モジュール一体型膜体は、太陽電池モジュールと膜体との間の接着性を改善することで、太陽電池モジュールの経時的な性能の低下を防止した、太陽電池モジュール一体型膜体である。

本発明の太陽電池モジュール一体型膜体の層構成を表す模式図である。 本発明の太陽電池モジュール一体型膜体をアルミフレームに固定した態様を表す模式図である。

本発明の太陽電池モジュールの実施の形態について、以下に具体的に説明するが、本発明の範囲が具体的態様にのみ限定されないことは言うまでもない。

＜膜体＞
本発明における膜体とは、ドーム膜やテントなど、軽量屋根に使用できるものをいう。膜体の材料としては、Ａ種膜材料（（社）日本膜構造協会の定めた膜構造技術基準による材料であり、ガラス繊維織物にフッ素樹脂がコーティングされている高い耐久性が要求される構造物（テント）に適している）、Ｂ種膜材料（（社）日本膜構造協会の定めた膜構造技術基準による材料であり、ガラス繊維織物にフッ素樹脂及び塩ビ等合成樹脂がコーティングされている高い耐久性が要求される構造物（テント）に適している）、Ｃ種膜材料（（社）日本膜構造協会の定めた膜構造技術基準による材料であり、合成繊維織物に塩ビ樹脂などがコーティングされている高い耐久性が要求される構造物（テント）に適している）、テント倉庫用膜材料（（社）日本膜構造協会の定めた膜構造技術基準による材料であり、ガラス繊維織物や合成繊維織物に塩ビなど合成樹脂がコーティングされている高い耐久性が要求される構造物（テント）に適している）があげられる。
本発明では、フッ素系樹脂を含む膜体であることが好ましい。
膜体の膜厚は特段制限されないが、通常０．１〜５ｍｍのものが用いられる。

また、膜体中には、ガラス繊維などの無機繊維からなる補強材を含むことが、膜体強度
の観点から好ましい。無機繊維からなる補強材の厚さは特に限定されず、膜体の性質上許容され得る範囲において設定される。
補強材は単層であってもよく、複層であってもよく、必要に応じ適宜設定される。
膜体が無機繊維からなる補強材を含むことで、雨風に晒されることで太陽電池モジュール一体型膜体に応力が掛かる場合であっても、発電量の低下を抑制できる。

特に膜構造建築物の屋根材として使用する場合には、剛性の観点から膜厚が０．１ｍｍ以上、さらに好ましくは０．２ｍｍ以上であることが好ましい。又、上限は、５ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは３．５ｍｍ以下である。この範囲の膜厚とすることで、耐久性が高く、柔軟性に優れ、また透光性も得られるという利点がある。

本発明における膜体は、後述する封止材と隣接する側の表面の表面張力が３５ｄｙｎｅ／ｃｍ以上であることを特徴とする。
膜体と太陽電池モジュールを熱融着して太陽電池モジュールと膜体を一体化させる技術が知られているが、このような太陽電池モジュール一体型膜体を実際に使用すると、大きな性能の低下が生じることを本発明者らは見出した。この問題について本発明者らは、膜体と太陽電池モジュールとの間の接着力の低下が原因であることを見出した。特に、裏面保護層を用いることなく、光電変換層を封止する封止材と膜体とを熱融着させる場合、膜体と太陽電池モジュールとの間の接着力が、経時的に低下する。

このような太陽電池モジュール一体型膜体の経時的な性能の低下に対し、本発明では膜体表面の表面張力を３５ｄｙｎｅ／ｃｍ以上とすることで接着力を向上させ、太陽電池モジュール一体型膜体の性能の低下の問題を解決したものである。
上記課題の解決に加えて、本発明者らは、膜体表面の表面張力が３５ｄｙｎｅ／ｃｍ以上とすることで、接着力が経時的に向上するという驚くべき結果を得た。このような結果について本発明者は、膜体に含まれるフッ素系樹脂とウレタン系樹脂が、界面において何らかの化学変化を起こしているのではないかと推測している。

膜体表面の表面張力を３５ｄｙｎｅ／ｃｍ以上とする方法として、極性基を有する樹脂を含有させる、もしくは当該樹脂で膜体表面をコーティングしてもよい。また、コーティングは、少なくとも太陽電池モジュールとの積層面の一部に施されていればよい。好ましくは太陽電池モジュールとの積層面全体がコーティングされていることが好ましい。
極性基を有する樹脂としては、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂が挙げられる。

コーティングする場合のコーティング層の厚さは、通常２０μｍ以上、好ましくは５０μｍ以上であり、通常５００μｍ以下、好ましくは２００μｍ以下である。

＜表面保護層＞
表面保護層は、太陽電池モジュールに機械的強度、耐候性、耐スクラッチ性、耐薬品性、ガスバリア性などを付与するための層である。太陽電池モジュールの表面保護層として用いる材質としては、多くの太陽光を光電変換層に供給する観点から、通常、表面保護層の全光線透過率は８０％以上、好ましくは９０％以上である。全光線透過率の測定方法は、例えば、ＪＩＳ Ｋ ７３６１−１による。

表面保護層としては、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、環状ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等が挙げられる。好ましくは、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂が挙げられる
。

表面保護層の厚さは、通常２０μｍ以上である。好ましくは３０μｍ以上であり、より好ましくは５０μｍ以上である。一方上限は特段限定されないが、１０００μｍ以下であることが好ましく、５００μｍ以下であることがより好ましい。この範囲であることで、適度な耐衝撃性と柔軟性を付与することができる。

また、表面保護層の外側（太陽光側）に更に表面保護シートを備えてもよい。表面保護シートを備えることは表面保護層の傷つきや劣化を抑制し、全光線透過率を維持するため好ましい。表面保護シートを構成する材料は、耐候性フィルムが好ましく、通常使用される公知のものを使用することができる。
耐候性フィルムの材料となる樹脂としては、例えばエチレンーテトラフルオロエチレン共重合体（ＰＴＦＥ）、シリコーン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド等が挙げられる。これらの中でもエチレンーテトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）が好ましい。

＜封止材＞
本発明は、封止材によって、膜体と表面保護層との間に太陽電池セルを含む光電変換層を封止する。封止材は通常、光電変換層の両面に積層され、封止材層を形成する。
封止材層を設けることで、光電変換層を封止するとともに、耐衝撃性等を太陽電池モジュールに付与することができる。

封止材には、日射透過率が比較的高い樹脂材料が用いられ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、プロピレン−エチレン−α−オレフィン共重合体などのポリオレフィン樹脂、ブチラール樹脂、スチレン樹脂、エポキシ樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、合成ゴム等を使用することができ、これらの１種以上の混合体、若しくは共重合体を使用できる。中でも補強層内の孔への浸透性に優れる観点から、ＥＶＡ、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、ブチラール樹脂が好ましく、ＥＶＡ、ポリオレフィン重合体がより好ましい。

表面保護層と光電変換層の間に存在する封止材層、及び膜体と光電変換層の間に存在する封止材層の厚さは、１００μｍ以上であることが好ましく、２００μｍ以上であることがより好ましく、３００μｍ以上であることが更に好ましい。一方、１０００μｍ以下であることが好ましく、８００μｍ以下であることがより好ましく、５００μｍ以下であることが更に好ましい。封止材層の厚さを上記範囲とすることで、適度な耐衝撃性を得ることができると共に、コストおよび重量の観点からも好ましく、発電特性も十分に発揮することができる。

封止材層には、紫外線吸収剤が添加されていてもよい。そのような紫外線吸収剤としては、市販されているものを含め、特段の限定なく用いることができる。例えば、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、トリアジン系化合物等が挙げられる。封止材層に紫外線吸収剤を添加する場合には、封止材層全量に対して０．０１重量％以上であることが好ましく、０．０５重量％以上であることがより好ましい。一方、この含有量は１重量％以下であることが好ましく、０．８重量％以下であることがより好ましく、０．６重量％以下であることが特に好ましい。０．０１重量％未満であると、紫外線吸収効果を発揮することが難しくなる傾向にあり、１重量％を超えるとブリードアウトの原因となる傾向にある。

また、封止材層はシランカップリング剤を含んでもよい。シランカップリング剤が含まれていることで、封止材層と補強層との接着性や、封止材層に接する層との接着性が向上する。シランカップリング剤としては、官能基としてアルキル基を有するものが好ましく例示され、具体的には、エポキシ基、メタクリル基、ビニル基等が挙げられる。これらの中から、補強層表面に処理されている表面処理剤と親和性のある官能基を選択することが密着性向上の観点から好ましく、メタクリル基、エポキシ基などが好ましい。
封止材とシランカップリング剤の重量比は、封止材の重量を１００としたとき、通常０．１以上、０．３以上であることが好ましく、０．５以上であることがより好ましい。一方、通常２．０以下であり、１．０以下であることが好ましく、０．７以下であることがより好ましい。このような範囲とすることで、封止材層の接着性を好適なものとすることができる。
なお、ここでいうシランカップリング剤を含むとは、封止材にシランカップリング剤を添加ないしは混合することを意味し、シランカップリング剤は太陽電池モジュールの積層前に予め封止材に添加ないし混合しておいてもよいし、積層時に封止材に添加ないし混合してもよい。

＜光電変換層＞
光電変換層は、光エネルギーを直接電力に変換することができる光電変換素子を含む層であり、通常、複数の太陽電池セルを直列及び／又は並列に電線等で接続してなる。光電変換層で発生した電気は、集電線を通じ外部変換機を介して取り出すことができる。
光電変換層を形成する光電変換素子としては、単結晶シリコン太陽電池素子、多結晶シリコン太陽電池素子、アモルファスシリコン太陽電池素子、微結晶シリコン太陽電池素子、球状シリコン太陽電池素子などのシリコン系太陽電池素子を用いることができる。また、ＣＩＳ系太陽電池素子、ＣＩＧＳ系太陽電池素子、ＧａＡｓ系太陽電池素子などの化合物太陽電池素子を採用することもできる。さらに色素増感太陽電池素子、有機薄膜太陽電池素子、多接合型太陽電池素子、ＨＩＴ太陽電池素子等を採用してもよい。

光電変換素子の各電極は、導電性を有する任意の材料を１種又は２種以上用いて形成することができる。電極材料（電極の構成材料）としては、例えば、白金、金、銀、アルミニウム、クロム、ニッケル、銅、チタン、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ナトリウム等の金属、あるいはそれらの合金；酸化インジウムや酸化錫等の金属酸化物、あるいはその合金（ＩＴＯ：酸化スズインジウム）；ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン等の導電性高分子；そのような導電性高分子に、塩酸、硫酸、スルホン酸等の酸、ＦｅＣｌ₃等のルイス酸、ヨウ素等のハロゲン原子、ナトリウム、カリウ
ム等の金属原子などのドーパントを含有させたもの；金属粒子、カーボンブラック、フラーレン、カーボンナノチューブ等の導電性粒子をポリマーバインダー等のマトリクスに分散した導電性の複合材料などが挙げられる。
各電極の厚さ及び光電変換層の厚さは、必要とされる出力等に基づき、決定することができる。
さらに電極に接するように補助電極を設置してもよい。特に、ＩＴＯなど導電性のやや低い電極を用いる場合には効果的である。補助電極材料としては、導電性が良好ならば上記金属材料と同じ材料を用いることができるが、銀、アルミニウム、銅が例示される。

＜その他の層＞
本発明では、上記説明した構成に加えて補強層を備えることもできる。
補強層とは、光電変換層と膜体との間に配置され、太陽電池モジュールの曲げ耐性を向上させる機能を有する層である。補強層は積層する封止材層内に埋包されることが好ましい。埋包とは、補強層の一部が封止材層に埋め込まれていることを意味し、補強層の材料が封止材層の材料よりも固い材質の場合、補強層の一部が封止材層に埋包されることとなる。補強層として、クロス、メッシュ、織布や不織布などの孔を有するシート状のものを
用いることが好ましい。補強層が網目構造を有する場合、平織り、綾織、朱子織、メッシュなどとしても良い。繊維の縦密度（本／２５ｍｍ）と横密度（本／密度）の比は、０．８以上２．０以下としても良く、太陽電池モジュール長さ方向にしわが発生しにくい観点から、０．８以上１．５以下としても良い。

補強層の材質としては、無機繊維として炭素繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維、シリコンカーバイド繊維、ポロン繊維、チラノ繊維、無機ウィスカー、岩石繊維やスラグファイバーなどを用いても良く、プラスチックス繊維として、ポリエステル繊維、セルロース繊維、蛋白繊維、酢酸セルロース繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリウレタン繊維、ポリオキシメチレン繊維、ポリテトラフロオロエチレン繊維、ポリイミド繊維、ポリパラフェニレンペンズビスチアゾール繊維、ポリパラフェニレンペンズビスオキサゾール繊維、アラミド繊維、ナイロン繊維などを用いても良く、金属繊維として、金繊維、銀繊維、スチール繊維やアモルファス金属繊維などを用いても良い。

封止材層で埋包した後のモジュールの軽量性や剛性の観点から、プラスチックス繊維や無機繊維が好ましく、炭素繊維、ガラス繊維、ポリエステル繊維、セルロース繊維、アクリル繊維、酢酸セルロース繊維が好ましい。
さらにこれらの繊維表面は、封止材との密着性に優れた表面改質材で処理されていても良く、酢酸ビニル系処理剤、アクリル系処理剤、エポキシ系処理剤、フェノール系処理剤、シラン系処理剤、ポリエステル系処理剤、オレフィン系処理剤、アミノ系処理剤、ジメチル系処理剤、ポリエーテル系処理剤、塩化ビニル系処理剤などで処理されることが好ましい。封止材との密着性及び孔への浸透性が優れる観点から、酢酸ビニル系処理剤、アクリル系処理剤、シラン系処理剤、オレフィン系処理剤、エポキシ系処理剤、塩化ビニル系処理剤で処理されている事が好ましい。

補強層の厚みは、軽量かつしわ抑制の観点から１０μｍ以上が好ましく、５０μｍ以上であることが好ましく、７０μｍ以上であることが更に好ましい。一方、５００μｍ以下であることが好ましく、２５０μｍ以下であることが好ましく、１２０μｍ以下であることが好ましい。

また、本発明では、上記説明した構成に加えて裏面保護層を備えることもできる。
裏面保護層は、太陽電池モジュールに機械的強度、耐候性、耐スクラッチ性、耐薬品性、ガスバリア性などを付与するための層である。裏面保護層に用いる材料としては、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、環状ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等が挙げられる。好ましくは、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂が挙げられる。
裏面保護層の厚さは、通常２０μｍ以上である。好ましくは３０μｍ以上であり、より好ましくは５０μｍ以上である。一方上限は特段限定されないが、１０００μｍ以下であることが好ましく、５００μｍ以下であることがより好ましい。この範囲であることで、適度な耐衝撃性と柔軟性を付与することができる。

なお、本発明では、裏面保護層を有さず、封止材層と膜体を直接積層させることが好ましい。このような層構成により、太陽電池モジュール一体型膜体の製造工数を減らすことができる。また、裏面保護層を用いないことで、コスト的にも有利である。
本発明は、裏面保護層を有さない実施形態、具体的には封止材と膜体が直接積層する構造を有する場合であっても、太陽電池モジュールと膜体間の接着性を経時的に維持するこ
とが可能であり、太陽電池モジュールの性能の低下を防ぐことができる。

＜太陽電池モジュール一体型膜体の製造方法＞
太陽電池モジュール一体型膜体の製造方法は、公知の方法を用い得るが、例えば表面保護層、封止材層、光電変換層、封止材層、及びウレタン系樹脂でコーティングされた膜体を含む積層体を、真空ラミネーション装置内へ配置し、真空引きの後、加熱し、一定時間経過後に冷却することにより、太陽電池モジュール一体型膜体を得ることができる。
本発明の好ましい態様としては、裏面保護層を有さず、一度のラミネートで太陽電池モジュール一体型膜体を製造する態様である。しかし、上記膜体に変え裏面保護層を用いてラミネートすることで一度太陽電池モジュールを製造し、その後、接着層などを挟み、再度ラミネートし、太陽電池モジュールを膜体に一体化させてもよい。

本発明においては、熱ラミネート条件は特に限定されず、通常行う条件で熱ラミネートが可能である。
真空条件で行うことが好ましく、通常真空度が３０Ｐａ以上、好ましくは５０Ｐａ以上、より好ましくは８０Ｐａ以上である。一方上限は、通常１５０Ｐａ以下、好ましくは１２０Ｐａ以下、より好ましくは１００Ｐａ以下である。上記範囲とすることで、モジュール内の各層において気泡の発生を抑制することができ、生産性も向上するため好ましい。

熱ラミネートの加圧条件は、通常圧力が５０ｋＰａ以上、好ましくは７０ｋＰａ以上、より好ましくは９０ｋＰａ以上で実施してもよい。一方上限値は、３０１０ｋＰａ以下であることが好ましい。上記範囲の加圧条件とすることで、太陽電池モジュールを損傷することなく、また適度な接着性を得ることができるため、耐久性の観点からも好ましい。
熱ラミネートの温度条件は、通常８０℃以上、好ましくは１００℃以上、より好ましくは１２０℃以上である。一方上限値は、通常１８０℃以下、好ましくは１６０℃以下、より好ましくは１５０℃以下である。
また、上記温度のプレス時間は、通常１０分以上、好ましくは１２分以上、より好ましくは１５分以上である。一方上限は６０分以下、好ましくは４５分以下、より好ましくは３０分以下である。上記加熱時間とすることで、封止材の架橋が適度に行われるため耐久性能が向上し、適度な柔軟性を有することができるため、好ましい。

本発明における別の実施形態としては、上記太陽電池モジュール一体型膜体が被設置物に設置された太陽電池モジュール一体型構造物である。被設置物は、建築物、建材、法面、傾斜面等、太陽電池モジュール一体型膜体を設置できるものであれば特段限定されない。また、太陽電池モジュール一体型膜体と被設置物は、太陽電池モジュールに引っ張り応力がかかる形態で固定されていることが好ましく、例えばハトメを使用してロープで固定される形態があげられる。

以下、図面を用いて、本発明の太陽電池モジュール一体型膜体をさらに詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態である太陽電池モジュール一体型膜体１０の層構成を表す模式図であり、後述する実施例１で作製した太陽電池モジュール一体型膜体と等価である。
太陽電池モジュール一体型膜体１０は、太陽光受光面側から、表面保護層１１、封止材層１２、光電変換層１３、封止材層１２、及びコーティング１５が施された膜体１４の順に積層される。これら以外の層、例えば接着層や裏面保護層などを適宜含むこともできる。
本発明に用いられる太陽電池モジュール一体型膜体１０は、膜体１４にコーティングが施されていることで、製造工数を減らすために裏面保護層を用いることなく、太陽電池モジュール一体型膜体を製造する場合であっても、経時的に接着はがれが生じることはなく
、良好な太陽電池モジュールの性能を維持できる。

図２は、本発明の一実施形態である太陽電池モジュール一体型膜体を、アルミフレームに設置した形態を、入射光側から見た模式図である。太陽電池モジュール一体型膜体１０は、被設置物であるアルミフレーム１６に設置されて、太陽電池モジュール一体型膜体構造物２０を構成する。被設置物は、アルミフレームに限られるわけではなく、建築物、建材、鋼材等、本実施態様に係る太陽電池モジュール一体型膜体を設置できるものであれば特段限定されない。
太陽電池モジュール一体型膜体１０は、膜体１４にハトメが取り付けられており、ロープ１７によりアルミフレーム１６に固定される。

以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明がこのような具体的な態様のみに限定されないことはいうまでもない。
本発明の実施例における評価は、以下の方法を用いた。
［剥離試験］
製造した太陽電池モジュール一体型膜体を、温度８５℃、湿度８５％の高温高湿条件下に１００時間静置した。高温高湿静置前（初期）と、高温高湿静置後（耐久後）で、剥離強度を測定した。
剥離強度の測定はＪＩＳ Ｋ ６８５４の方法で行った。
［表面張力］
膜体の表面張力は、ＪＩＳ Ｋ ６７６８に準じて測定した。
[展張試験]
太陽電池モジュール一体型膜体の両端を５％伸ばした前後での最大出力を測定し、前後の変化を比較する。

＜実施例１＞
表面保護層：厚さ５０μｍのエチレン−四フッ化エチレン共重合体（以下、ＥＴＦＥと記載）フィルム（旭硝子株式会社製５０ＭＷ−ＤＣＳ）、
封止材層：厚さ４００μｍのエチレン−酢酸ビニル共重合体（以下、ＥＶＡと記載）フィルム（シーアイ化成社製、ＥＶＡ）、
太陽電池（光電変換層）：厚さ２００μｍの太陽電池（ポリエチレン（以下、ＰＥと記載）フィルム上にアモルファスシリコン系発電層を積層）、
封止材層：厚さ４００μｍの同ＥＶＡフィルム、
の順で重ね合わせた積層体を、表面にウレタン系樹脂を含有したＢ種膜ａ（補強材としてガラス繊維を使用）上に、縦３列×横４列並べて配置した。
ＮＰＣ社製真空ラミネータを使用し、１５０℃で熱プレス（真空度８０Ｐａ、真空時間５分、加圧時間５分、保持２０分）し、温度７０℃で冷却プレス（圧力１０３ｋＰａ、加圧時間１０分）をして太陽電池モジュール一体型膜体１を作製した。作製した太陽電池モジュールの層構成は図１に示すとおりである。

＜比較例１〜３＞
膜体へのコーティングをウレタン系樹脂からポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）に変更したＢ種膜ｂを用いた以外は実施例１と同様に、太陽電池モジュール一体型膜体２を作成した（比較例１）。
膜体へのコーティングをウレタン系樹脂からアクリル系樹脂に変更したＢ種膜ｃを用いた以外は実施例１と同様に、太陽電池モジュール一体型膜体３を作成した（比較例２）。

表１から、ウレタン系樹脂をコーティングし、膜体の表面張力を一定上の値とすることで、非常に高い剥離強度を示すことが理解できる。加えて、驚くべきことに、膜体の表面張力を一定上の値とすることで、高温高湿での耐久後に剥離強度の値が大きくなった。
加えて、ガラス繊維からなる補強材を膜体に加えることで、膜体の強度が向上し、展張試験後の発電量の低下が抑制された。

１０ 太陽電池モジュール一体型膜体
１１ 表面保護層
１２ 封止材層
１３ 光電変換層
１４ 膜体
１５ 樹脂コーティング層
１６ アルミフレーム
１７ ロープ
２０ 太陽電池モジュール一体型膜体構造物

Claims (6)

1. 膜体と表面保護層との間に、封止材によって太陽電池セルを含む光電変換層を封止してなる太陽電池モジュール一体型膜体であって、
   前記膜体は、封止材と膜体とが隣接する側の表面の表面張力が３５ｄｙｎｅ／ｃｍ以上であることを特徴とする、太陽電池モジュール一体型膜体。
2. 前記封止材は、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリオレフィン重合体のいずれか１種を含む、請求項１に記載の太陽電池モジュール一体型膜体。
3. 前記膜体は、フッ素系樹脂を含む、請求項１または２に記載の太陽電池モジュール一体型膜体。
4. 前記太陽電池モジュールは、裏面保護層を含まない、請求項１から３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール一体型膜体。
5. 前記膜体は、ガラス繊維からなる補強材を含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール一体型膜体。
6. 表面保護層、封止材層、光電変換層、封止材層、及び膜体を含む積層体をラミネートする工程、を含む太陽電池モジュール一体型膜体の製造方法であって、
   前記膜体は、封止材と膜体が隣接する側の表面の表面張力が３５ｄｙｎｅ／ｃｍ以上である、製造方法。