JP2022099203A - Solar cell module - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、太陽電池モジュールに関するものであり、特に、分解・リサイクル可能な太陽電池モジュールに関するものである。 The present disclosure relates to solar cell modules, and more particularly to solar cell modules that can be disassembled and recycled.
近年、太陽電池モジュールの人気に伴い、太陽電池モジュールの廃棄が増えており、そのリサイクルや資源の再利用の処理問題が徐々に生じている。使用済みの太陽電池モジュールから材料を回収するには、まず太陽電池モジュールを分解する必要がある。 In recent years, with the popularity of solar cell modules, the disposal of solar cell modules has been increasing, and the problems of recycling and reusing resources are gradually occurring. In order to recover materials from a used solar cell module, the solar cell module must first be disassembled.
従来のシリコン太陽電池モジュール構造を例にとると、その耐用年数を延ばすために、一般に、熱硬化性ポリマー、例えば、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)またはポリオレフィン(PO)をパッケージング材料として用いて、多結晶または単結晶の太陽電池を封入して固定する(encapsulate and fix)。熱硬化性ポリマーの分子間で架橋網目が起こると、パッケージングフィルムを加熱して溶融することによってガラスまたは太陽電池パネルを分離し、無傷のガラスまたは無傷の太陽電池パネルのリサイクルを達成することができなくなる。
従って、従来の方法は、モジュールを直接粉砕して分解した後、燃焼させ、パッケージングフィルムを高温で熱分解させて、ガラスと電池パネルを分離している。従って、従来のシリコン太陽電池モジュールを分解する際に直面する1つの問題は、如何にしてガラスと電池パネルを損傷することなく取り出してリサイクルし、再利用するために熱硬化性プラスチック材料を除去するかである。
Taking a conventional silicon solar cell module structure as an example, in order to extend its useful life, a thermosetting polymer such as ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) or polyolefin (PO) is generally used as a packaging material. It is used to encapsulate and fix a polycrystalline or single crystal solar cell (encapsulate and fix). When cross-linked meshes occur between the molecules of the thermosetting polymer, the glass or solar panel can be separated by heating and melting the packaging film to achieve recycling of intact glass or intact solar panels. become unable.
Therefore, in the conventional method, the module is directly crushed and decomposed, and then burned, and the packaging film is thermally decomposed at a high temperature to separate the glass and the battery panel. Therefore, one problem faced when disassembling a conventional silicon solar cell module is how to remove the thermosetting plastic material for reuse, removing and recycling the glass and battery panel without damage. Is it?
現在、熱硬化性プラスチックを除去する方法は2つあり、1つは酸性溶液または有機溶媒の中でEVAを分解する方法であり、もう1つは300℃~550℃の温度でシリコン太陽電池モジュールを加熱してガラス板と太陽電池モジュールを分離する方法であるが、どちらの方法も時間と労力がかかり、二次汚染を引き起こすことになる。そのため、分解が容易で、且つIEC61215の電気的検証仕様に合格することができる、上述の問題を解決できる太陽電池モジュールを提案することにより、産業界で廃棄されるモジュールの高価リサイクルの課題を解決することが急務となっている。 Currently, there are two methods for removing thermosetting plastics, one is to decompose EVA in an acidic solution or an organic solvent, and the other is a silicon solar cell module at a temperature of 300 ° C to 550 ° C. It is a method of separating the glass plate and the solar cell module by heating, but both methods are time-consuming and labor-intensive and cause secondary contamination. Therefore, by proposing a solar cell module that can be easily disassembled and can pass the electrical verification specifications of IEC61215 and can solve the above-mentioned problems, the problem of expensive recycling of modules discarded in the industrial world can be solved. There is an urgent need to do.
従って、効率がよく、分解・リサイクル可能な太陽電池モジュールの開発が期待される。 Therefore, it is expected to develop a solar cell module that is efficient and can be disassembled and recycled.
本開示は、分解・リサイクル可能な太陽電池モジュールを提供する。 The present disclosure provides solar cell modules that can be disassembled and recycled.
本開示の一実施形態によれば、太陽電池モジュールが提供される。太陽電池モジュールは、第1の基板;第1の基板に対向して配置された第2の基板;第1の基板と第2の基板の間に配置された電池ユニット;電池ユニットと第1の基板の間に配置された第1の熱硬化性樹脂層;電池ユニットと第1の熱硬化性樹脂層の間に配置された第1の熱可塑性樹脂層;電池ユニットと第2の基板の間に配置された第2の熱硬化性樹脂層;および電池ユニットと第2の熱硬化性樹脂層の間に配置された第2の熱可塑性樹脂層を含む。 According to one embodiment of the present disclosure, a solar cell module is provided. The solar cell module is a first substrate; a second substrate arranged facing the first substrate; a battery unit arranged between the first substrate and the second substrate; a battery unit and a first substrate. First thermosetting resin layer arranged between the substrates; first thermoplastic resin layer arranged between the battery unit and the first thermosetting resin layer; between the battery unit and the second substrate A second thermosetting resin layer arranged in; and a second thermosetting resin layer arranged between the battery unit and the second thermosetting resin layer.
図1に示すように、本開示の一実施形態による太陽電池モジュール10を提供する。図1は、太陽電池モジュール10の断面図である。
As shown in FIG. 1, a
図1では、太陽電池モジュール10は、第1の基板12、第2の基板14、電池ユニット16、第1の熱硬化性樹脂層18、第1の熱可塑性樹脂層20、第2の熱硬化性樹脂層22、および第2の熱可塑性樹脂層24を含む。第2の基板14は、第1の基板12と対向している。電池ユニット16は、第1の基板12と第2の基板14との間に配置される。第1の熱硬化性樹脂層18は、電池ユニット16と第1の基板12との間に配置される。第1の熱可塑性樹脂層20は、電池ユニット16と第1の熱硬化性樹脂層18との間に配置される。第2の熱硬化性樹脂層22は、電池ユニット16と第2の基板14との間に配置される。第2の熱可塑性樹脂層24は、電池ユニット16と第2の熱硬化性樹脂層22との間に配置される。即ち、本開示の太陽電池モジュール10では、電池ユニット16の両側は、第1の熱可塑性樹脂層20および第2の熱可塑性樹脂層24とそれぞれ接触している。第1の熱硬化性樹脂層18の一つ側は、第1の熱可塑性樹脂層20と接触しており、第1の熱硬化性樹脂層18のもう一つ側は、第1の基板12と接触している。第2の熱硬化性樹脂層22の一つ側は、第2の熱可塑性樹脂層24と接触しており、第2の熱硬化性樹脂層22のもう一つ側は、第2の基板14と接触している。
In FIG. 1, the
いくつかの実施形態では、第1の基板12および第2の基板14は、ガラス、ポリオレフィン系樹脂、またはポリエステル系樹脂、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、またはポリエチレンテレフタレート(PET)を含み得る。
In some embodiments, the
いくつかの実施形態では、第1の熱硬化性樹脂層18および第2の熱硬化性樹脂層22は、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)またはポリオレフィン(PO)を含み得る。いくつかの実施形態では、第1の熱硬化性樹脂層18および第2の熱硬化性樹脂層22がエチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)を含む場合、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)における酢酸ビニル(VA)の重量含有量は、約25wt%~約35wt%の範囲である。いくつかの実施形態では、第1の熱硬化性樹脂層18の厚さT1bおよび第2の熱硬化性樹脂層22の厚さT2bは、約300μm~約2000μmの範囲である。いくつかの実施形態では、第1の熱硬化性樹脂層18および第2の熱硬化性樹脂層22は、硬化開始剤、酸化防止剤、架橋剤、または安定剤などの添加剤をさらに含む。いくつかの実施形態では、第1の熱硬化性樹脂層18および第2の熱硬化性樹脂層22における上述の添加剤の重量含有量は、約1wt%~約5wt%の範囲である。
In some embodiments, the first
いくつかの実施形態では、第1の熱可塑性樹脂層20および第2の熱可塑性樹脂層24は、ジブロック(di-block)水添スチレン系樹脂またはトリブロック(tri-block)水添スチレン系樹脂を含み得る。いくつかの実施形態では、第1の熱可塑性樹脂層20および第2の熱可塑性樹脂層24は、以下の共重合体、例えば、水添(スチレン-イソプレン)ジブロック共重合体、水添(スチレン-イソプレン-スチレン)トリブロック共重合体、水添(スチレン-ブタジエン-スチレン)トリブロック共重合体、水添(スチレン-イソプレン/ブタジエン-スチレン)トリブロック共重合体、水添(スチレン-エチレン分岐イソプレン)ジブロック共重合体、またはそれらの組み合わせを含んでもよいが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、ジブロック水添スチレン系樹脂またはトリブロック水添スチレン系樹脂におけるスチレンブロックの重量含有量は、約10wt%~約35wt%の範囲である。
In some embodiments, the first
いくつかの実施形態では、第1の熱可塑性樹脂層20および第2の熱可塑性樹脂層24は、ジブロックアクリル系樹脂またはトリブロックアクリル系樹脂を含み得る。いくつかの実施形態では、第1の熱可塑性樹脂層20および第2の熱可塑性樹脂層24は、以下の共重合体、例えば、ポリ(メチルメタクリレート-b-イソプレン)、ポリ(メチルメタクリレート-b-ブタジエン)、ポリ(メチルメタクリレート-b-イソプレン-b-メチルメタクリレート)、ポリ(メチルメタクリレート-b-ブタジエン-b-メチルメタクリレート)、ポリ(メチルメタクリレート-b-イソプレン/ブタジエン-b-メチルメタクリレート)、ポリ(メチルメタクリレート/アクリレート/メチルメタクリレート)、またはそれらの組み合わせを含んでもよいが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、ジブロックアクリル系樹脂またはトリブロックアクリル系樹脂におけるメチルメタクリレート(MMA)ブロックの重量含有量は、約20wt%~約60wt%の範囲である。いくつかの実施形態では、ジブロックアクリル系樹脂またはトリブロックアクリル系樹脂におけるメチルメタクリレート(MMA)ブロックの重量含有量は、約30wt%~約50wt%の範囲である。
In some embodiments, the first
いくつかの実施形態では、第1の熱可塑性樹脂層20および第2の熱可塑性樹脂層24のうちの少なくとも1つは、0.1%~10%の拡散粒子を含む。即ち、第1の熱可塑性樹脂層20と第2の熱可塑性樹脂層24のうちの一方が0.1%~10%の拡散粒子を含むか、または第1の熱可塑性樹脂層20および第2の熱可塑性樹脂層24の両方が0.1%~10%の拡散粒子を含む。いくつかの実施形態では、拡散粒子の材料の構成は、ポリアクリル樹脂またはそれから誘導される共重合体、例えばメチルポリアクリレートを含み得る。いくつかの実施形態では、拡散粒子は、約3μm~約60μmの範囲の粒子径、および約1.45~約1.57の範囲の屈折率を有する球状であり得る。開示された拡散粒子は、熱可塑性樹脂層に均一に分散されることができる。具体的には、拡散粒子は通常、モジュールの光入射面にある熱可塑性樹脂層に添加される。例えば、太陽電池モジュール10が片面で受光する太陽電池モジュールである場合、拡散粒子は、光入射面にある第1の熱可塑性樹脂層20または第2の熱可塑性樹脂層24に添加されることができる。しかしながら、太陽電池モジュール10が両面で受光する太陽電池モジュールである場合、拡散粒子は、光入射面にある第1の熱可塑性樹脂層20と第2の熱可塑性樹脂層24に同時に添加されることができる。
In some embodiments, at least one of the
いくつかの実施形態では、第1の熱可塑性樹脂層20および第2の熱可塑性樹脂層24のうちの少なくとも1つは、0.1%~5%の蛍光材料を含む。即ち、第1の熱可塑性樹脂層20と第2の熱可塑性樹脂層24のうちの一方が0.1%~5%の蛍光材料を含むか、または第1の熱可塑性樹脂層20および第2の熱可塑性樹脂層24の両方が0.1%~5%の蛍光材料を含む。いくつかの実施形態では、蛍光材料は、紫外線を吸収し、紫外線を可視光に変換する材料特性を持っている。いくつかの実施形態では、蛍光材料の融点は、約10℃~約130℃の間である。開示された蛍光材料は、熱可塑性樹脂層に均一に分散されることができる。いくつかの実施形態では、蛍光材料は、ピレン、ナフタレンイミド、ペリレンイミド、カルバゾール、またはアントラセンを含み得る。同様に、蛍光材料は通常、モジュールの光入射面にある熱可塑性樹脂層に添加される。例えば、太陽電池モジュール10が片面で受光する太陽電池モジュールである場合、蛍光材料は、光入射面にある第1の熱可塑性樹脂層20または第2の熱可塑性樹脂層24に添加されることができる。しかしながら、太陽電池モジュール10が両面で受光する太陽電池モジュールである場合、蛍光材料は、光入射面にある第1の熱可塑性樹脂層20と第2の熱可塑性樹脂層24に同時に添加されることができる。開示された蛍光材料は、外部の紫外線を吸収し、吸収した紫外線を電池で使用されることができる可視光に変換することができる。一方では、それはパッケージング材料を紫外線による損傷から保護することができる。もう一方では、電池の光吸収率を高めることもできる。また開示された蛍光材料は、有機蛍光材であり、樹脂層に添加されると、ヘイズを増加させることなく良好な分散効果を得ることができ、パッケージング材料の透明性を維持することができる。
In some embodiments, at least one of the
いくつかの実施形態では、太陽電池モジュール10が片面で受光する太陽電池モジュールである場合、光入射面にある第1の熱硬化性樹脂層18または第2の熱硬化性樹脂層22は、上述の拡散粒子の0.1%~10%を含むことができる。いくつかの実施形態では、太陽電池モジュール10が両面で受光する太陽電池モジュールである場合、光入射面にある第1の熱硬化性樹脂層18と第2の熱硬化性樹脂層22は、上述の拡散粒子の0.1%~10%を同時に含むことができる。いくつかの実施形態では、上述の拡散粒子は、熱硬化性樹脂層に均一に分散されることができる。
In some embodiments, when the
いくつかの実施形態では、太陽電池モジュール10が片面で受光する太陽電池モジュールである場合、光入射面にある第1の熱硬化性樹脂層18または第2の熱硬化性樹脂層22は、上述の蛍光材料の0.1%~5%を含むことができる。いくつかの実施形態では、太陽電池モジュール10が両面で受光する太陽電池モジュールである場合、光入射面にある第1の熱硬化性樹脂層18と第2の熱硬化性樹脂層22は、上述の蛍光材料の0.1%~5%を同時に含むことができる。いくつかの実施形態では、上述の蛍光材料は、熱硬化性樹脂層に均一に分散されることができる。
In some embodiments, when the
いくつかの実施形態では、第1の熱硬化性樹脂層18と第1の熱可塑性樹脂層20の総厚T1は、約0.3mm~約2.0mmである。いくつかの実施形態では、第1の熱可塑性樹脂層20の厚さT1aと第1の熱硬化性樹脂層18の厚さT1bとの比は、約1:0.59~約1:10の範囲である。いくつかの実施形態では、第1の熱可塑性樹脂層20の厚さT1aと第1の熱硬化性樹脂層18の厚さT1bとの比は、約1:1~約1:2の範囲である。いくつかの実施形態では、第2の熱硬化性樹脂層22と第2の熱可塑性樹脂層24の総厚T2は、約0.3mm~約2.0mmである。いくつかの実施形態では、第2の熱可塑性樹脂層24の厚さT2aと第2の熱硬化性樹脂層22の厚さT2bとの比は、約1:0.59~約1:10の範囲である。いくつかの実施形態では、第2の熱可塑性樹脂層24の厚さT2aと第2の熱硬化性樹脂層22の厚さT2bとの比は、約1:1~約1:2の範囲である。
In some embodiments, the total thickness T1 of the first
いくつかの実施形態では、第1の熱可塑性樹脂層20および第2の熱可塑性樹脂層24のガラス転移温度は、約15℃~約-20℃の範囲である。いくつかの実施形態では、第1の熱可塑性樹脂層20および第2の熱可塑性樹脂層24のガラス転移温度は、約10℃~約-50℃の範囲である。いくつかの実施形態では、第1の熱可塑性樹脂層20および第2の熱可塑性樹脂層24のメルトフローインデックスは、約1.0~約31.0の範囲である。いくつかの実施形態では、第1の熱可塑性樹脂層20および第2の熱可塑性樹脂層24のメルトフローインデックスは、約1.0~約8.0の範囲である。いくつかの実施形態では、第1の熱可塑性樹脂層20および第2の熱可塑性樹脂層24の硬度(タイプA)は、約30~約90の範囲である。いくつかの実施形態では、第1の熱可塑性樹脂層20および第2の熱可塑性樹脂層24の硬度(タイプA)は、約35~約80の範囲である。
In some embodiments, the glass transition temperature of the first
本開示では、第1の熱硬化性樹脂層18および第1の熱可塑性樹脂層20は、例えば、結合または共押出しによって透明な複合パッケージングフィルムを形成する。第2の熱硬化性樹脂層22および第2の熱可塑性樹脂層24は、例えば、結合または共押出しによって透明な複合パッケージングフィルムを形成する。
In the present disclosure, the first
本開示の太陽電池モジュール10が耐候性試験を経た後、太陽電池モジュール10は、例えば、熱解離法または化学解離法によってさらに分解されることができることに留意されたい。いくつかの実施形態では、熱解離法は、450℃の温度で太陽電池モジュール10にベーキングを行って、太陽電池モジュール10を分解している。いくつかの実施形態では、化学解離法は、40℃以下の温度で溶媒に太陽電池モジュール10を浸漬し、太陽電池モジュール10を分解している。いくつかの実施形態では、化学解離法で使用される溶媒は、トルエン、2-トルエン、ヘキサン、またはシクロヘキサンなどの炭化水素系溶媒を含み得る。
It should be noted that after the
開示された太陽電池モジュールは、電池ユニットと従来の熱硬化性パッケージング材料層との間に熱可塑性樹脂層が追加されており、その材料は、ジブロックまたはトリブロック水添スチレン系樹脂またはジブロックまたはトリブロックアクリル系樹脂を含み得る。この構造設計は、電池モジュールに、高光透過率、低吸水率、高絶縁耐候性、および耐PID性、耐湿性、耐熱性、耐紫外線性などの特性を持たせることを可能にし、電池モジュールのニーズに応えることができるようになる。また、簡単な熱解離法や化学解離法で簡単に分解・リサイクルをすることができるため、クラックが発生しにくく、分解しやすいという利点がある。 The disclosed solar cell module has an additional thermoplastic resin layer between the battery unit and the conventional thermosetting packaging material layer, the material of which is diblock or triblock hydrogenated styrene resin or diblock. It may contain a block or triblock acrylic resin. This structural design allows the battery module to have properties such as high light transmittance, low water absorption, high insulation and weather resistance, and PID resistance, moisture resistance, heat resistance, and UV resistance. You will be able to meet your needs. Further, since it can be easily decomposed and recycled by a simple thermal dissociation method or a chemical dissociation method, it has an advantage that cracks are less likely to occur and it is easy to decompose.
本開示の太陽電池モジュールでは、特定の含有量(例えば、0.1%~10%)の拡散粒子を熱可塑性樹脂層に添加することにより、電池内の光の拡散効果(拡散係数27以上)を向上させることができ、この散乱特性を導入することにより、電池の光利用効率を向上させることができる。拡散粒子を添加しても、開示された太陽電池モジュールは、依然として高い光透過率を備えた光学特性を有する。 In the solar cell module of the present disclosure, by adding diffusion particles having a specific content (for example, 0.1% to 10%) to the thermoplastic resin layer, the effect of diffusing light in the battery (diffusivity coefficient of 27 or more) is achieved. By introducing this scattering characteristic, the light utilization efficiency of the battery can be improved. Even with the addition of diffuse particles, the disclosed solar cell modules still have optical properties with high light transmittance.
本開示では、特定の含有量の拡散粒子を熱可塑性樹脂層に添加することに加えて、特定の含有量(例えば、0.1%~5%)の蛍光材料を熱可塑性樹脂層に同時に添加してもよい。拡散粒子は電池の反射光を再び電池内に導くことができることに加え、蛍光材料は、さらに外部の紫外線を吸収してそれを電池が利用できる可視光に変換し、電池の受光量を増やすことができる。従って、パッケージング前後の電池モジュールの電力利得を従来の電池モジュールと比較すると、本開示の太陽電池モジュールは、より良い電力利得を得ることができる。 In the present disclosure, in addition to adding diffusion particles having a specific content to the thermoplastic resin layer, a fluorescent material having a specific content (for example, 0.1% to 5%) is simultaneously added to the thermoplastic resin layer. You may. In addition to the diffuse particles being able to direct the reflected light of the battery back into the battery, the fluorescent material also absorbs external UV light and converts it into visible light that can be used by the battery, increasing the amount of light received by the battery. Can be done. Therefore, when the power gain of the battery module before and after packaging is compared with that of the conventional battery module, the solar cell module of the present disclosure can obtain a better power gain.
調製例1 Preparation Example 1
光拡散複合フィルム(拡散粒子を含む)の調製 Preparation of light-diffusing composite film (including diffused particles)
100kgのトリブロックアクリル系樹脂(クラレ、LA2140、メルトフローインデックス:31g/10分(190℃、2.16kgf))および3kgの拡散粒子(Soken Chemical & Engineering Co.,Ltd.から購入。材料: ポリアクリル樹脂、粒子径:10μm、屈折率:1.49)をシングルスクリューミキサー(日本MEISEI KINZOKUMFG.CO.,LTD.、モデル:FRP-V32C)を用いて造粒した。上述のシングルスクリューミキサーの温度は、145℃、150℃、150℃、および145℃の4段階に分けた。プレス機(GANG LING MACHINERY MACHINERY CO.,LTD.、モデル:HP-50)を用いて150℃で10分間予熱した後、150℃で10分間圧縮(圧力:100kg/cm2)し、光拡散性複合フィルムとしてフィルムを形成した。 Purchased from 100 kg of triblock acrylic resin (Kuraray, LA2140, melt flow index: 31 g / 10 min (190 ° C, 2.16 kgf)) and 3 kg of diffuse particles (Soken Chemical & Engineering Co., Ltd.) Material: Poly. Acrylic resin, particle size: 10 μm, refractive index: 1.49) was granulated using a single screw mixer (Japan MEISEI KINZOKUMFG.CO., LTD., Model: FRP-V32C). The temperature of the above-mentioned single screw mixer was divided into four stages of 145 ° C, 150 ° C, 150 ° C, and 145 ° C. Preheated at 150 ° C. for 10 minutes using a press (GANG LING MACHINERY MACHINERY CO., LTD., Model: HP-50), then compressed at 150 ° C. for 10 minutes (pressure: 100 kg / cm 2 ) and light diffusible. The film was formed as a composite film.
調製例2 Preparation Example 2
光拡散複合フィルム(拡散粒子および蛍光材料を含む)の調製 Preparation of light-diffusing composite film (including diffused particles and fluorescent material)
100kgのトリブロックアクリル系樹脂(クラレ、LA2140、メルトフローインデックス:31g/10分(190℃、2.16kgf))および3kgの拡散粒子(Soken Chemical & Engineering Co.,Ltd.から購入。材料: ポリアクリル樹脂、粒子径:10μm、屈折率:1.49)および0.1kgのカルバゾール(NISSOKU TECHNO FINE CHEMICAL CO.,LTD.から購入)蛍光材料をシングルスクリューミキサー(日本MEISEI KINZOKUMFG.CO.,LTD.、モデル:FRP-V32C)を用いて造粒した。上述のシングルスクリューミキサーの温度は、145℃、150℃、150℃、および145℃の4段階に分けた。プレス機(GANG LING MACHINERY MACHINERY CO.,LTD.、モデル:HP-50)を用いて150℃で10分間予熱した後、150℃で10分間圧縮(圧力:100kg/cm2)し、光拡散性・蛍光性複合フィルムとして熱可塑性フィルムを形成した。 Purchased from 100 kg of triblock acrylic resin (Kuraray, LA2140, melt flow index: 31 g / 10 min (190 ° C, 2.16 kgf)) and 3 kg of diffuse particles (Soken Chemical & Engineering Co., Ltd.) Material: Poly. Acrylic resin, particle size: 10 μm, refractive index: 1.49) and 0.1 kg of carbazole (purchased from NISSOKU TECHNO FINE CHEMICAL CO., LTD.) Fluorescent material is a single screw mixer (Japan MEISEI KINZOKUMFG.CO., LTD. , Model: FRP-V32C). The temperature of the above-mentioned single screw mixer was divided into four stages of 145 ° C, 150 ° C, 150 ° C, and 145 ° C. Preheated at 150 ° C. for 10 minutes using a press (GANG LING MACHINERY MACHINERY CO., LTD., Model: HP-50), then compressed at 150 ° C. for 10 minutes (pressure: 100 kg / cm 2 ), and light diffusible. -A thermoplastic film was formed as a fluorescent composite film.
実施例1 Example 1
太陽電池モジュールの物性試験(熱可塑性樹脂層は、厚さ200μmの水添スチレン系樹脂である) Physical property test of solar cell module (The thermoplastic resin layer is a hydrogenated styrene resin with a thickness of 200 μm)
本実施例では、図1に示される太陽電池モジュール10に物性試験が行われた。モジュール構造では、関連する構成要素の材料と寸法を以下に説明する:第1の基板(背面板)12は、厚さが約0.31mmの太陽電池背面板である。第2の基板(前面板)14は、厚さが約3.2mmの透明ガラスである。電池ユニット16の厚さは約180μmである。第1の熱硬化性樹脂層18は、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)(SKC、EF2N)であり、厚さが約400μmである。第1の熱可塑性樹脂層20は、水添(スチレン-ブタジエン-スチレン)トリブロック共重合体(SEBS)(Asahi Chemical Co.,Ltd.から購入。S.O.E(商標)S1611; ガラス転移温度: 9℃;メルトフローインデックス: 4g/10分(190℃; 2.16kgf))であり、厚さは約292μmである。第2の熱硬化性樹脂層22は、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)(SKC、EF2N)であり、厚さは約400μmである。第2の熱可塑性樹脂層24は、水添(スチレン-ブタジエン-スチレン)トリブロック共重合体(SEBS)(Asahi Chemical Co.,Ltd.から購入。S.O.E(商標)S1611; ガラス転移温度:9℃; メルトフローインデックス: 4g/10分(190℃; 2.16kgf))であり、厚さは約292μmである。第1の熱硬化性樹脂層18と第1の熱可塑性樹脂層20の総厚T1は、約692±3μmである。第2の熱硬化性樹脂層22と第2の熱可塑性樹脂層24の総厚T2は、約692±3μmである。太陽電池モジュール10に以下の物性試験、全光線透過率(total light transmittance)(%)、ヘイズ(haze)(%)、黄色度(yellowness index; YI)、水蒸気透過率(water vapor transmission rate; WVTR)(g/m2-day)、引張破断強度(tensile strength at break)(MPa)、剥離強度(peeling strength)(N)、および体積抵抗(volume resistance; VR)(Ω・cm)を含む物性試験を行った。その試験結果は表1に示される。
In this embodiment, a physical property test was performed on the
実施例2 Example 2
太陽電池モジュールの物性試験(熱可塑性樹脂層は、厚さ400μmの水添スチレン系樹脂である) Physical property test of solar cell module (The thermoplastic resin layer is a hydrogenated styrene resin with a thickness of 400 μm)
本実施例では、図1に示される太陽電池モジュール10に物性試験が行われた。モジュール構造では、関連する構成要素の材料と寸法を以下に説明する:第1の基板(背面板)12は、厚さが約0.31mmの太陽電池背面板である。第2の基板(前面板)14は、厚さが約3.2mmの透明ガラスである。電池ユニット16の厚さは約180μmである。第1の熱硬化性樹脂層18は、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)(SKC、EF2N)であり、厚さが約400μmである。第1の熱可塑性樹脂層20は、水添(スチレン-ブタジエン-スチレン)トリブロック共重合体(SEBS)(Asahi Chemical Co.,Ltd.から購入。S.O.E(商標)S1611; ガラス転移温度: 9℃; メルトフローインデックス: 4g/10分(190℃; 2.16kgf))であり、厚さは約511μmである。第2の熱硬化性樹脂層22は、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)(SKC、EF2N)であり、厚さは約400μmである。第2の熱可塑性樹脂層24は、水添(スチレン-ブタジエン-スチレン)トリブロック共重合体(SEBS)(Asahi Chemical Co.,Ltd.から購入。S.O.E(商標)S1611; ガラス転移温度:9℃; メルトフローインデックス: 4g/10分(190℃; 2.16kgf))であり、厚さは約511μmである。第1の熱硬化性樹脂層18と第1の熱可塑性樹脂層20の総厚T1は、約911±3μmである。第2の熱硬化性樹脂層22と第2の熱可塑性樹脂層24の総厚T2は、約911±3μmである。太陽電池モジュール10に以下の物性試験、全光線透過率(%)、ヘイズ(%)、黄色度(YI)、水蒸気透過率(WVTR)(g/m2-day)、引張破断強度(MPa)、剥離強度(N)、および体積抵抗(VR)(Ω・cm)を含む物性試験を行った。その試験結果は表1に示される。
In this embodiment, a physical property test was performed on the
実施例3 Example 3
太陽電池モジュールの物性試験(熱可塑性樹脂層は、アクリル系樹脂である) Physical property test of solar cell module (thermoplastic resin layer is acrylic resin)
本実施例では、図1に示される太陽電池モジュール10に物性試験が行われた。モジュール構造では、関連する構成要素の材料と寸法を以下に説明する:第1の基板(背面板)12は、厚さが約0.31mmの太陽電池背面板である。第2の基板(前面板)14は、厚さが約3.2mmの透明ガラスである。電池ユニット16の厚さは約180μmである。第1の熱硬化性樹脂層18は、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)(SKC、EF2N)であり、厚さが約400μmである。第1の熱可塑性樹脂層20は、トリブロックアクリル系樹脂(LA2140; KURARAY Co.,Ltd.から購入; メルトフローインデックス: 31g/10分(190℃; 2.16kgf))であり、厚さは約320μmである。第2の熱硬化性樹脂層22は、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)(SKC、EF2N)であり、厚さは約400μmである。第2の熱可塑性樹脂層24は、トリブロックアクリル系樹脂(LA2140; KURARAY Co.,Ltd.から購入; メルトフローインデックス: 31g/10分(190℃; 2.16kgf))であり、厚さは約320μmである。第1の熱硬化性樹脂層18と第1の熱可塑性樹脂層20の総厚T1は、約720μmである。第2の熱硬化性樹脂層22と第2の熱可塑性樹脂層24の総厚T2は、約720μmである。太陽電池モジュール10に以下の物性試験、全光線透過率(%)、ヘイズ(%)、黄色度(YI)、水蒸気透過率(WVTR)(g/m2-day)、引張破断強度(MPa)、剥離強度(N)、および体積抵抗(VR)(Ω・cm)を含む物性試験を行った。その試験結果は表1に示される。
In this embodiment, a physical property test was performed on the
比較例1 Comparative Example 1
太陽電池モジュールの物性試験(EVAパッケージのみを用いる) Physical characteristics test of solar cell module (use only EVA package)
本比較例では、特定の太陽電池モジュール(熱硬化性樹脂層が電池ユニットおよび基板と同時に接触している)で物性試験が行われる。モジュール構造では、関連する構成要素の材料と寸法を以下に説明する:第1の基板(背面板)12は、厚さが約0.31mmの太陽電池背面板である。第2の基板(前面板)14は、厚さが約3.2mmの透明ガラスである。電池ユニットの厚さは約180μmである。第1の熱硬化性樹脂層は、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)(SKC、EF2N)であり、厚さが約400μmである。第2の熱硬化性樹脂層は、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)(SKC、EF2N)であり、厚さが約400μmである。上述の太陽電池モジュールに以下の物性試験、全光線透過率(%)、ヘイズ(%)、黄色度(YI)、水蒸気透過率(WVTR)(g/m2-day)、引張破断強度(MPa)、剥離強度(N)、および体積抵抗(VR)(Ω・cm)を含む物性試験を行った。その試験結果は表1に示される。 In this comparative example, a physical property test is performed on a specific solar cell module (the thermosetting resin layer is in contact with the battery unit and the substrate at the same time). In the modular structure, the materials and dimensions of the relevant components are described below: The first substrate (back plate) 12 is a solar cell back plate with a thickness of about 0.31 mm. The second substrate (front plate) 14 is transparent glass having a thickness of about 3.2 mm. The thickness of the battery unit is about 180 μm. The first thermosetting resin layer is an ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) (SKC, EF2N) and has a thickness of about 400 μm. The second thermosetting resin layer is an ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) (SKC, EF2N) and has a thickness of about 400 μm. The following physical characteristics test, total light transmittance (%), haze (%), yellowness (YI), water vapor transmittance (WVTR) (g / m 2 -day), tensile breaking strength (MPa) were applied to the above-mentioned solar cell module. ), Peeling strength (N), and volume resistance (VR) (Ω · cm) were included in the physical characteristic test. The test results are shown in Table 1.
比較例2 Comparative Example 2
太陽電池モジュールの物性試験(POパッケージのみを用いる) Physical characteristics test of solar cell module (using only PO package)
本比較例では、特定の太陽電池モジュール(熱硬化性樹脂層が電池ユニットおよび基板と同時に接触している)で物性試験が行われる。モジュール構造では、関連する構成要素の材料と寸法を以下に説明する:第1の基板(背面板)は、厚さが約0.31mmの太陽電池背面板である。第2の基板(前面板)は、厚さが約3.2mmの透明ガラスである。電池ユニットの厚さは約180μmである。第1の熱硬化性樹脂層は、ポリオレフィン(polyolefin; PO)(TF4; HANGHZHOU FIRST APPLIED MATERIALIATERS CO.,Ltd.から購入)であり、厚さは約400μmである。第2の熱硬化性樹脂層は、ポリオレフィン(polyolefin; PO)(TF4; HANGHZHOU FIRST APPLIED MATERIALIATERS CO.,Ltd.から購入)であり、厚さは約400μmである。上述の太陽電池モジュールに以下の物性試験、全光線透過率(%)、ヘイズ(%)、黄色度(YI)、水蒸気透過率(WVTR)(g/m2-day)、引張破断強度(MPa)、剥離強度(N)、および体積抵抗(VR)(Ω・cm)を含む物性試験を行った。その試験結果は表1に示される。 In this comparative example, a physical property test is performed on a specific solar cell module (the thermosetting resin layer is in contact with the battery unit and the substrate at the same time). In the modular structure, the materials and dimensions of the relevant components are described below: The first substrate (back plate) is a solar cell back plate with a thickness of about 0.31 mm. The second substrate (front plate) is transparent glass having a thickness of about 3.2 mm. The thickness of the battery unit is about 180 μm. The first thermosetting resin layer is polyolefin (PO) (TF4; purchased from HANGHZHOU FIRST APPLIED MATERIALIATERS CO., Ltd.) and has a thickness of about 400 μm. The second thermosetting resin layer is polyolefin (PO) (TF4; purchased from HANGHZHOU FIRST APPLIED MATERIALIATERS CO., Ltd.) and has a thickness of about 400 μm. The following physical characteristics test, total light transmittance (%), haze (%), yellowness (YI), water vapor transmittance (WVTR) (g / m 2 -day), tensile breaking strength (MPa) were applied to the above-mentioned solar cell module. ), Peeling strength (N), and volume resistance (VR) (Ω · cm) were included in the physical characteristic test. The test results are shown in Table 1.
比較例3 Comparative Example 3
太陽電池モジュールの物性試験(SEBSパッケージのみを用いる) Physical characteristics test of solar cell module (use only SEBS package)
本比較例では、特定の太陽電池モジュール(熱可塑性樹脂層が電池ユニットおよび基板と同時に接触している)で物性試験が行われる。モジュール構造では、関連する構成要素の材料と寸法を以下に説明する: 第1の基板(背面板)は、厚さが約0.31mmの太陽電池背面板である。第2の基板(前面板)は、厚さが約3.2mmの透明ガラスである。電池ユニットの厚さは約180μmである。第1の熱可塑性樹脂層は、水添(スチレン-ブタジエン-スチレン)トリブロック共重合体(SEBS)(Asahi Chemical Co.,Ltd.から購入。S.O.E(商標)S1611; ガラス転移温度: 9℃; メルトフローインデックス: 4g/10分(190℃; 2.16kgf))であり、厚さは約424μmである。第2の熱可塑性樹脂層は、水添(スチレン-ブタジエン-スチレン)トリブロック共重合体(SEBS)(Asahi Chemical Co.,Ltd.から購入。S.O.E(商標)S1611; ガラス転移温度: 9℃; メルトフローインデックス: 4g/10分(190℃; 2.16kgf))であり、厚さは約424μmである。上述の太陽電池モジュールに以下の物性試験、全光線透過率(%)、ヘイズ(%)、黄色度(YI)、水蒸気透過率(WVTR)(g/m2-day)、引張破断強度(MPa)、剥離強度(N)、および体積抵抗(VR)(Ω・cm)を含む物性試験を行った。その試験結果は表1に示される。 In this comparative example, a physical property test is performed on a specific solar cell module (the thermoplastic resin layer is in contact with the battery unit and the substrate at the same time). In the modular structure, the materials and dimensions of the relevant components are described below: The first substrate (back plate) is a solar cell back plate with a thickness of about 0.31 mm. The second substrate (front plate) is transparent glass having a thickness of about 3.2 mm. The thickness of the battery unit is about 180 μm. The first thermoplastic resin layer was purchased from hydrogenated (styrene-butadiene-styrene) triblock copolymer (SEBS) (Asahi Chemical Co., Ltd.) SOE ™ S1611; glass transition temperature. : 9 ° C.; Melt flow index: 4 g / 10 minutes (190 ° C.; 2.16 kgf)), and the thickness is about 424 μm. The second thermoplastic resin layer was purchased from hydrogenated (styrene-butadiene-styrene) triblock copolymer (SEBS) (Asahi Chemical Co., Ltd.) SOE ™ S1611; glass transition temperature. : 9 ° C.; Melt flow index: 4 g / 10 minutes (190 ° C.; 2.16 kgf)), and the thickness is about 424 μm. The following physical characteristics test, total light transmittance (%), haze (%), yellowness (YI), water vapor transmittance (WVTR) (g / m 2 -day), tensile breaking strength (MPa) were applied to the above-mentioned solar cell module. ), Peeling strength (N), and volume resistance (VR) (Ω · cm) were included in the physical characteristic test. The test results are shown in Table 1.
比較例4 Comparative Example 4
太陽電池モジュールの物性試験(EVAとSEBSの混合(hybrid)パッケージを用いる) Physical characteristics test of solar cell module (using EVA and SEBS hybrid package)
本比較例では、特定の太陽電池モジュール(EVAとSEBSの混合樹脂層が電池ユニットおよび基板と同時に接触している)で物性試験が行われる。モジュール構造では、関連する構成要素の材料と寸法を以下に説明する: 第1の基板(背面板)12は、厚さが約0.31mmの太陽電池背面板である。第2の基板(前面板)14は、厚さが約3.2mmの透明ガラスである。電池ユニット16の厚さは約180μmである。第1の樹脂層は、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)(KA40; Polyolefin Companyから購入)と水添(スチレン-ブタジエン-スチレン)トリブロック共重合体(SEBS)(Asahi Chemical Co.,Ltd.から購入。S.O.E(商標)S1611; ガラス転移温度: 9℃; メルトフローインデックス: 4g/10分(190℃; 2.16kgf))との混合層であり、厚さは約400μmである。第2の樹脂層は、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)(KA40; Polyolefin Companyから購入)と水添(スチレン-ブタジエン-スチレン)トリブロック共重合体(SEBS)(Asahi Chemical Co.,Ltd.から購入。S.O.E(商標)S1611; ガラス転移温度: 9℃; メルトフローインデックス: 4g/10分(190℃; 2.16kgf))との混合層であり、厚さは約400μmである。上述の太陽電池モジュールに以下の物性試験、全光線透過率(%)、ヘイズ(%)、黄色度(YI)、水蒸気透過率(WVTR)(g/m2-day)、引張破断強度(MPa)、剥離強度(N)、および体積抵抗(VR)(Ω・cm)を含む物性試験を行った。その試験結果は表1に示される。
表1の試験結果から、本開示の太陽電池モジュール(実施例1~3)では、その複合パッケージング材料の熱可塑性樹脂層の材料が、水添スチレン系樹脂(SEBSなど)またはアクリルブロック共重合体樹脂(アクリルブロック共重合体など)であるか否かにかかわらず、測定されたヘイズ、水蒸気透過率、体積抵抗などのデータによると、モジュール構造が高い光透過率、低い吸水率、高い断熱性、および耐候性を有するという要件をすべて満たしていることがわかる。 From the test results in Table 1, in the solar cell modules (Examples 1 to 3) of the present disclosure, the material of the thermoplastic resin layer of the composite packaging material is a hydrogenated styrene resin (SEBS or the like) or an acrylic block co-weight. According to the measured haze, water vapor transmission rate, volume resistance, etc., regardless of whether it is a coalesced resin (acrylic block copolymer, etc.), the modular structure has high light transmission rate, low water absorption rate, and high heat insulation. It can be seen that all the requirements of having sex and weather resistance are satisfied.
また、熱可塑性樹脂層と熱硬化性樹脂層との厚み比が1:0.59~1:10のとき、熱分解プロセスにおいて電池パネルはクラックを発生しなかった(実施例1~3)。比較例1および2では、熱硬化パッケージングフィルムのみのモジュールに450℃で行われた熱分解プロセスで、提供された太陽電池モジュールが試験後にクラックが生じたことを示している。比較例3では、熱可塑性SEBSのみでモジュールがパッケージングされており、ガラスとの接着性が低いため、後続のモジュールの電気的(electrical)PID試験は、電力損失が5%以下でなければならないという基準をクリアできていない。比較例4は、2つの混合樹脂から作製されたパッケージングフィルムを更に示しており、その光透過率はわずか54.97%であり、パッケージングフィルムの光透過率が85%以上でなければならないという基準を満たしておらず、明らかにパッケージングフィルムにして実施例と比較することはできない。しかしながら、本開示の太陽電池モジュール(実施例1~3)では、その複合パッケージング材料の熱可塑性樹脂層の材料が、水添スチレン系樹脂(SEBSなど)またはアクリルブロック共重合体樹脂(アクリルブロック共重合体など)であるか否かにかかわらず、熱分解法による分解の過程で、クラックを生じることなくスムーズに分解することができ、本開示のモジュール構造が容易に分解できるという利点があることを証明している。 Further, when the thickness ratio of the thermoplastic resin layer to the thermosetting resin layer was 1: 0.59 to 1:10, the battery panel did not crack in the thermal decomposition process (Examples 1 to 3). Comparative Examples 1 and 2 show that the provided solar cell module cracked after the test in the pyrolysis process performed at 450 ° C. on the thermosetting packaging film only module. In Comparative Example 3, the module is packaged solely with thermoplastic SEBS and has low adhesion to the glass, so subsequent electrical PID tests of the module should have a power loss of 5% or less. I haven't cleared the standard. Comparative Example 4 further shows a packaging film made from two mixed resins, the light transmittance of which is only 54.97%, and the light transmittance of the packaging film must be 85% or more. It does not meet the criteria, and clearly cannot be made into a packaging film and compared with the examples. However, in the solar cell modules of the present disclosure (Examples 1 to 3), the material of the thermoplastic resin layer of the composite packaging material is a hydrogenated styrene resin (SEBS or the like) or an acrylic block copolymer resin (acrylic block). Regardless of whether it is a copolymer or the like), it has the advantage that it can be decomposed smoothly without causing cracks in the process of decomposition by the thermal decomposition method, and the modular structure of the present disclosure can be easily decomposed. It proves that.
実施例4 Example 4
太陽電池モジュールの物性試験(熱可塑性樹脂層は、トリブロックアクリル系樹脂と拡散粒子を含む) Physical characteristics test of solar cell module (thermoplastic resin layer contains triblock acrylic resin and diffusion particles)
本実施例では、図1に示される太陽電池モジュール10に物性試験が行われた。モジュール構造では、関連する構成要素の材料と寸法を以下に説明する:第1の基板(背面板)12は、厚さが約0.31mmの太陽電池背面板である。第2の基板(前面板)14は、厚さが約3.2mmの透明ガラスである。電池ユニット16の厚さは約180μmである。第1の熱硬化性樹脂層18は、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)(SKC、EF2N)であり、厚さが約400μmである。第1の熱可塑性樹脂層20は、トリブロックアクリル系樹脂(LA2140; KURARAY Co.Ltd.から購入; メルトフローインデックス:31g/10分(190℃; 2.16kgf))および3%の球状拡散粒子(Soken Chemical & Engineering Co.,Ltd.から購入; 材料: ポリアクリレート樹脂、粒子サイズ: 10μm、屈折率: 1.49)を含み、厚さは約292μmである。第2の熱硬化性樹脂層22は、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)(SKC、EF2N)であり、厚さは約400μmである。第2の熱可塑性樹脂層24は、トリブロックアクリル系樹脂(LA2140; KURARAY Co.Ltd.から購入; メルトフローインデックス:31g/10分(190℃; 2.16kgf))および3%の球状拡散粒子(Soken Chemical & Engineering Co.,Ltd.から購入; 材料: ポリアクリレート樹脂、粒子サイズ: 10μm、屈折率: 1.49)を含み、厚さは約292μmである。第1の熱硬化性樹脂層18と第1の熱可塑性樹脂層20の総厚T1は、約692±3μmである。第2の熱硬化性樹脂層22と第2の熱可塑性樹脂層24の総厚T2は、約692±3μmである。太陽電池モジュール10に以下の、ヘイズ(haze)(%)、全光透過率(total light transmittance)(%)、および拡散係数(diffusion factor)を含む物性試験が行われ、その試験結果は表2に示される。また、太陽電池モジュール10にパッケージング前後の電力利得(%)の試験を行った。その試験結果は表3に示される。光透過率の測定方法はASTMD1003であり、ヘイズの測定方法はASTMD1003である。最大電力の測定方法はIEC60891であり、短絡電流の測定方法はIEC60891であり、開回路電圧の測定方法はIEC60891である。
In this embodiment, a physical property test was performed on the
実施例5 Example 5
太陽電池モジュールの物性試験(熱可塑性樹脂層は、トリブロックアクリル系樹脂、拡散粒子、および蛍光材料を含む) Physical characteristics test of solar cell module (thermoplastic resin layer contains triblock acrylic resin, diffusion particles, and fluorescent material)
本実施例では、図1に示される太陽電池モジュール10に物性試験が行われた。モジュール構造では、関連する構成要素の材料と寸法を以下に説明する:第1の基板(背面板)12は、厚さが約0.31mmの太陽電池背面板である。第2の基板(前面板)14は、厚さが約3.2mmの透明ガラスである。電池ユニット16の厚さは約180μmである。第1の熱硬化性樹脂層18は、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)(SKC、EF2N)であり、厚さが約400μmである。第1の熱可塑性樹脂層20は、トリブロックアクリル系樹脂(LA2140; KURARAY Co.Ltd.から購入; メルトフローインデックス:31g/10分(190℃; 2.16kgf))、3%の球状拡散粒子(Soken Chemical & Engineering Co.,Ltd.から購入; 材料: ポリアクリレート樹脂、粒子サイズ: 10μm、屈折率: 1.49)、および0.1%のカルバゾール(carbazole)蛍光材料(NISSOKU TECHNO FINE CHEMICAL CO.,LTD.から購入、融点: 80℃)を含み、厚さは約292μmである。第2の熱硬化性樹脂層22は、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)(SKC、EF2N)であり、厚さは約400μmである。第2の熱可塑性樹脂層24は、トリブロックアクリル系樹脂(LA2140; KURARAY Co.Ltd.から購入; メルトフローインデックス: 31g/10分(190℃; 2.16kgf))、3%の球状拡散粒子(Soken Chemical & Engineering Co.,Ltd.から購入; 材料: ポリアクリレート樹脂、粒子サイズ: 10μm、屈折率: 1.49)、および0.1%のカルバゾール(carbazole)蛍光材料(NISSOKU TECHNO FINE CHEMICAL CO.,LTD.から購入、融点: 80℃)を含み、厚さは約292μmである。第1の熱硬化性樹脂層18と第1の熱可塑性樹脂層20の総厚T1は、約692±3μmである。第2の熱硬化性樹脂層22と第2の熱可塑性樹脂層24の総厚T2は、約692±3μmである。太陽電池モジュール10に以下の、ヘイズ(haze)(%)、全光透過率(total light transmittance)(%)、および拡散係数(diffusion factor)を含む物性試験が行われ、その試験結果は表2に示される。また、太陽電池モジュール10にパッケージング前後の電力利得(%)の試験を行った。その試験結果は表3に示される。
In this embodiment, a physical property test was performed on the
比較例5 Comparative Example 5
太陽電池モジュールの物性試験(熱可塑性樹脂層は、拡散粒子または蛍光物質を含まない水添スチレン系樹脂である) Physical characteristics test of solar cell module (The thermoplastic resin layer is a hydrogenated styrene resin containing no diffuse particles or fluorescent substances)
本比較例では、図1に示される太陽電池モジュール10に物性試験が行われた。モジュール構造では、関連する構成要素の材料と寸法を以下に説明する:第1の基板(背面板)12は、厚さが約0.31mmの太陽電池背面板である。第2の基板(前面板)14は、厚さが約3.2mmの透明ガラスである。電池ユニット16の厚さは約180μmである。第1の熱硬化性樹脂層18は、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)(SKC、EF2N)であり、厚さが約400μmである。第1の熱可塑性樹脂層20は、トリブロックアクリル系樹脂(LA2140; KURARAY Co.Ltd.から購入; メルトフローインデックス: 31g/10分(190℃; 2.16kgf))を含み、厚さは約292μmである。第2の熱硬化性樹脂層22は、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)(SKC、EF2N)であり、厚さは約400μmである。第2の熱可塑性樹脂層24は、トリブロックアクリル系樹脂(LA2140; KURARAY Co.Ltd.から購入; メルトフローインデックス:31g/10分(190℃; 2.16kgf))を含み、厚さは約292μmである。第1の熱硬化性樹脂層18と第1の熱可塑性樹脂層20の総厚T1は、約692±3μmである。第2の熱硬化性樹脂層22と第2の熱可塑性樹脂層24の総厚T2は、約692±3μmである。太陽電池モジュール10に以下の、ヘイズ(haze)(%)、全光透過率(total light transmittance)(%)、および拡散係数(diffusion factor)を含む物性試験が行われ、その試験結果は表2に示される。また、太陽電池モジュール10にパッケージング前後の電力利得(%)の試験を行った。その試験結果は表3に示される。
In this comparative example, a physical property test was performed on the
比較例6 Comparative Example 6
太陽電池モジュールの物性試験(EVAパッケージのみを用いる) Physical characteristics test of solar cell module (use only EVA package)
本比較例では、特定の太陽電池モジュール(熱硬化性樹脂層が電池ユニットおよび基板と同時に接触している)で物性試験が行われる。モジュール構造では、関連する構成要素の材料と寸法を以下に説明する:第1の基板(背面板)は、厚さが約0.31mmの太陽電池背面板である。第2の基板(前面板)は、厚さが約3.2mmの透明ガラスである。電池ユニットの厚さは約180μmである。第1の熱硬化性樹脂層は、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)(SKC、EF2N)であり、厚さが約400μmである。第2の熱硬化性樹脂層は、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)(SKC、EF2N)であり、厚さが約400μmである。上述の太陽電池モジュールに以下の、ヘイズ(haze)(%)、全光透過率(total light transmittance)(%)、および拡散係数(diffusion factor)を含む物性試験が行われ、その試験結果は表2に示される。また、上述の太陽電池モジュールにパッケージング前後の電力利得(%)の試験を行った。その試験結果は表3に示される。 In this comparative example, a physical property test is performed on a specific solar cell module (the thermosetting resin layer is in contact with the battery unit and the substrate at the same time). In the modular structure, the materials and dimensions of the relevant components are described below: The first substrate (back plate) is a solar cell back plate with a thickness of about 0.31 mm. The second substrate (front plate) is transparent glass having a thickness of about 3.2 mm. The thickness of the battery unit is about 180 μm. The first thermosetting resin layer is an ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) (SKC, EF2N) and has a thickness of about 400 μm. The second thermosetting resin layer is an ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) (SKC, EF2N) and has a thickness of about 400 μm. The above-mentioned solar cell module was subjected to the following physical property tests including haze (%), total light transmittance (%), and diffusion factor, and the test results are shown in the table. Shown in 2. In addition, the power gain (%) before and after packaging was tested on the above-mentioned solar cell module. The test results are shown in Table 3.
比較例7 Comparative Example 7
太陽電池モジュールの物性試験(電池に導光バーを貼り付け、EVAパッケージを用いる) Physical characteristics test of solar cell module (attach a light guide bar to the battery and use EVA package)
本比較例では、特定の太陽電池モジュール(熱硬化性樹脂層が電池ユニットおよび基板と同時に接触している)で物性試験が行われる。モジュール構造では、関連する構成要素の材料と寸法を以下に説明する:第1の基板(背面板)は、厚さが約0.31mmの太陽電池背面板である。第2の基板(前面板)は、厚さが約3.2mmの透明ガラスである。電池ユニットの厚さは約180μmである(電池ユニットの表面に導光バーを貼り付ける)。第1の熱硬化性樹脂層は、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)(SKC、EF2N)であり、厚さが約400μmである。第2の熱硬化性樹脂層は、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)(SKC、EF2N)であり、厚さが約400μmである。上述の太陽電池モジュールに以下の、ヘイズ(haze)(%)、全光透過率(total light transmittance)(%)、および拡散係数(diffusion factor)を含む物性試験が行われ、その試験結果は表2に示される。また、上述の太陽電池モジュールにパッケージング前後の電力利得(%)の試験を行った。その試験結果は表3に示される。 In this comparative example, a physical property test is performed on a specific solar cell module (the thermosetting resin layer is in contact with the battery unit and the substrate at the same time). In the modular structure, the materials and dimensions of the relevant components are described below: The first substrate (back plate) is a solar cell back plate with a thickness of about 0.31 mm. The second substrate (front plate) is transparent glass having a thickness of about 3.2 mm. The thickness of the battery unit is about 180 μm (a light guide bar is attached to the surface of the battery unit). The first thermosetting resin layer is an ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) (SKC, EF2N) and has a thickness of about 400 μm. The second thermosetting resin layer is an ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) (SKC, EF2N) and has a thickness of about 400 μm. The above-mentioned solar cell module was subjected to the following physical property tests including haze (%), total light transmittance (%), and diffusion factor, and the test results are shown in the table. Shown in 2. In addition, the power gain (%) before and after packaging was tested on the above-mentioned solar cell module. The test results are shown in Table 3.
比較例8 Comparative Example 8
太陽電池モジュールの物性試験(EVAに拡散粒子を加えたパッケージのみを用いる) Physical characteristics test of solar cell module (use only package with diffuse particles added to EVA)
本比較例では、特定の太陽電池モジュール(熱硬化性樹脂層が電池ユニットおよび基板と同時に接触している)で物性試験が行われる。モジュール構造では、関連する構成要素の材料と寸法を以下に説明する:第1の基板(背面板)は、厚さが約0.31mmの太陽電池背面板である。第2の基板(前面板)は、厚さが約3.2mmの透明ガラスである。電池ユニットの厚さは約180μmである。第1の熱硬化性樹脂層は、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)(SKC、EF2N)および3%の球状拡散粒子(Soken Chemical & Engineering Co.,Ltd.から購入; 材料: ポリアクリレート樹脂、粒子サイズ: 10μm、屈折率: 1.49)であり、厚さが約400μmである。第2の熱硬化性樹脂層は、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)(SKC、EF2N)および3%の球状拡散粒子(Soken Chemical & Engineering Co.,Ltd.から購入; 材料: ポリアクリレート樹脂、粒子サイズ: 10μm、屈折率: 1.49)であり、厚さが約400μmである。上述の太陽電池モジュールに以下の、ヘイズ(haze)(%)、全光透過率(total light transmittance)(%)、および拡散係数(diffusion factor)を含む物性試験が行われ、その試験結果は表2に示される。また、上述の太陽電池モジュールにパッケージング前後の電力利得(%)の試験を行った。その試験結果は表3に示される。
表2の試験結果から、本開示の太陽電池モジュール(例えば、実施例4および実施例5)では、特定の含有量の拡散粒子を熱可塑性樹脂層に加えると、電池内の光の拡散効果を大幅に向上させることができ(拡散係数が27以上に達する)、且つ測定されたヘイズ、全光透過率、および他のデータによれば、本開示の太陽電池モジュールは、依然として高い光透過率の光学特性を有することがわかる。 From the test results in Table 2, in the solar cell modules of the present disclosure (for example, Examples 4 and 5), when diffuse particles having a specific content are added to the thermoplastic resin layer, the effect of diffusing light in the battery is enhanced. The solar cell modules of the present disclosure still have high light transmittance, according to the haze measured, total light transmittance, and other data, which can be significantly improved (diffusion coefficient reaches 27 or more). It can be seen that it has optical characteristics.
表3の試験結果から、本開示の太陽電池モジュールでは、特定の含有量の拡散粒子を熱可塑性樹脂層に加える(例えば、実施例4)、または特定の含有量の拡散粒子および蛍光材料を熱可塑性樹脂層に同時に加える(例えば、実施例5)と、拡散粒子は電池の反射光を再び電池内に導くことができ、蛍光材料は、さらに外部の紫外線を吸収してそれを電池が利用できる可視光に変換し、電池の受光量を増やすことができる。従って、パッケージング前後の電池モジュールの電力利得を比較例5~7で提供された電池モジュールと比較すると、結果は、本開示の太陽電池モジュールがより良い電力利得を得ることができることを示している。 From the test results in Table 3, in the solar cell modules of the present disclosure, a specific content of diffuse particles is added to the thermoplastic resin layer (eg, Example 4), or a specific content of diffuse particles and fluorescent material is heated. When added simultaneously to the plastic resin layer (eg, Example 5), the diffuse particles can direct the reflected light of the battery back into the battery, and the fluorescent material can further absorb external UV light and use it in the battery. It can convert to visible light and increase the amount of light received by the battery. Therefore, when the power gains of the battery modules before and after packaging are compared with the battery modules provided in Comparative Examples 5-7, the results show that the solar cell modules of the present disclosure can obtain better power gains. ..
実施例6 Example 6
太陽電池モジュールのPID試験 PID test of solar cell module
比較例4では、2つの材料を直接混合して製膜された光透過率が表1に示すように、54.97%しかなかったため、太陽電池パッケージングフィルムの光透過率が85%以上でなければならないという要件を満たすのに不十分であるため、実施例1~3および比較例1~3で提供された太陽電池モジュールのみに電圧誘起劣化(PID)試験を行う。即ち、温度85℃、相対湿度85%、入力電圧1000Vの条件において、各電池モジュールの電力損失の程度を試験した。その結果を以下の表4に示している。
表4の試験結果から、本開示の太陽電池モジュール(実施例1~3)では、その複合パッケージング材料の熱可塑性樹脂層の材料が、水添スチレン系樹脂(SEBSなど)またはアクリルブロック共重合体樹脂(アクリルブロック共重合体など)であるか否かにかかわらず、測定された電力損失(試験時間96hrまたは288hr後)のデータによると、熱可塑性樹脂層を増加しても太陽電池モジュールの効率が低下しないことが証明されていることがわかる。 From the test results in Table 4, in the solar cell modules (Examples 1 to 3) of the present disclosure, the material of the thermoplastic resin layer of the composite packaging material is a hydrogenated styrene resin (SEBS or the like) or an acrylic block co-weight. According to the measured power loss (after test time 96hr or 288hr) data, whether or not it is a coalesced resin (such as an acrylic block copolymer), even if the thermoplastic resin layer is increased, the solar cell module It can be seen that it has been proved that the efficiency does not decrease.
実施例7 Example 7
太陽電池モジュールの湿熱劣化試験 Moist heat deterioration test of solar cell module
実施例1で提供された太陽電池モジュールに湿熱劣化試験を行った。即ち、温度85℃、相対湿度85%、試験時間1000時間の条件において、上述の電池モジュールの電力損失(power loss)の程度を試験した。その結果を以下の表5に示している。
表5の試験結果から、本開示の太陽電池モジュール(実施例1)では、その複合パッケージング材料の熱可塑性樹脂層の材料が、水添スチレン系樹脂(SEBSなど)のとき、測定された電力損失(試験時間1000hr後)のデータによると、モジュール構造には、湿熱劣化に強いという利点があることが証明されていることがわかる。 From the test results in Table 5, in the solar cell module (Example 1) of the present disclosure, when the material of the thermoplastic resin layer of the composite packaging material is a hydrogenated styrene resin (SEBS or the like), the measured power is measured. The loss (after 1000 hr test time) data show that the modular structure has been proven to have the advantage of being resistant to moist heat degradation.
実施例8 Example 8
太陽電池モジュールのUV劣化試験 UV deterioration test of solar cell module
実施例1で提供された太陽電池モジュールにUV劣化試験を行った。即ち、15kWh/m2の累積のUV照度の条件において、上述の電池モジュールの電力損失の程度を試験した。その結果を以下の表6に示している。
表6の試験結果から、本開示の太陽電池モジュール(実施例1)では、その複合パッケージング材料の熱可塑性樹脂層の材料が、水添スチレン系樹脂(SEBSなど)のとき、測定された電力損失(15kWh/m2のUV照射後)のデータによると、モジュール構造には、UV劣化に強いという利点があることが証明されていることがわかる。 From the test results in Table 6, in the solar cell module (Example 1) of the present disclosure, when the material of the thermoplastic resin layer of the composite packaging material is a hydrogenated styrene resin (SEBS or the like), the measured power is measured. Data on the loss (after UV irradiation at 15 kWh / m 2 ) show that the modular structure has been proven to have the advantage of being resistant to UV degradation.
実施例9 Example 9
太陽電池モジュールの分解試験 Disassembly test of solar cell module
本実施例では、異なる厚さの熱可塑性樹脂層と熱硬化性樹脂層を有する太陽電池モジュールに熱解離プロセスを用いて、熱分解を行った後の太陽電池モジュールのクラックの状態を試験する。450℃の温度の条件において、太陽電池モジュールにベーキングを行い、太陽電池モジュールがスムーズに分解できるか、またはクラックを生じるかを観察する。以下の11グループの太陽電池モジュールに試験を行った。試験結果を図2A~図2Kに示している。11グループの太陽電池モジュールのパッケージングフィルムの構成材料とフィルムの厚さは以下のとおりである。 In this embodiment, a thermal dissociation process is used on a solar cell module having a thermoplastic resin layer and a thermosetting resin layer having different thicknesses to test the state of cracks in the solar cell module after thermal decomposition. Bake the solar cell module at a temperature of 450 ° C. and observe whether the solar cell module can be disassembled smoothly or cracks occur. The following 11 groups of solar cell modules were tested. The test results are shown in FIGS. 2A-2K. The constituent materials and film thicknesses of the packaging film of the 11 groups of solar cell modules are as follows.
グループ1: 熱可塑性SEBSの厚さは220μm、熱硬化性EVAの厚さは1,040μm、熱可塑性SEBSと熱硬化性EVAの厚さ比は1:4.73、総厚は1,260μmである。 Group 1: The thickness of the thermoplastic SEBS is 220 μm, the thickness of the thermosetting EVA is 1,040 μm, the thickness ratio of the thermoplastic SEBS to the thermosetting EVA is 1: 4.73, and the total thickness is 1,260 μm. be.
グループ2: 熱可塑性SEBSの厚さは440μm、熱硬化性EVAの厚さは1,040μm、熱可塑性SEBSと熱硬化性EVAの厚さ比は1:2.36、総厚は1,480μmである。 Group 2: The thickness of the thermoplastic SEBS is 440 μm, the thickness of the thermosetting EVA is 1,040 μm, the thickness ratio of the thermoplastic SEBS to the thermosetting EVA is 1: 2.36, and the total thickness is 1,480 μm. be.
グループ3: 熱可塑性SEBSの厚さは220μm、熱硬化性EVAの厚さは1,560μm、熱可塑性SEBSと熱硬化性EVAの厚さ比は1:7.09、総厚は1,780μmである。 Group 3: The thickness of the thermoplastic SEBS is 220 μm, the thickness of the thermosetting EVA is 1,560 μm, the thickness ratio of the thermoplastic SEBS to the thermosetting EVA is 1: 7.09, and the total thickness is 1,780 μm. be.
グループ4: 熱可塑性SEBSの厚さは440μm、熱硬化性EVAの厚さは1,560μm、熱可塑性SEBSと熱硬化性EVAの厚さ比は1:3.55、総厚は2,000μmである。 Group 4: Thermoplastic SEBS has a thickness of 440 μm, thermosetting EVA has a thickness of 1,560 μm, and the thickness ratio of thermoplastic SEBS to thermosetting EVA is 1: 3.55, with a total thickness of 2,000 μm. be.
グループ5: 熱可塑性SEBSの厚さは880μm、熱硬化性EVAの厚さは520μm、熱可塑性SEBSと熱硬化性EVAの厚さ比は1:0.59、総厚は1,400μmである。 Group 5: The thickness of the thermoplastic SEBS is 880 μm, the thickness of the thermosetting EVA is 520 μm, the thickness ratio of the thermoplastic SEBS to the thermosetting EVA is 1: 0.59, and the total thickness is 1,400 μm.
グループ6: 熱可塑性SEBSの厚さは880μm、熱硬化性EVAの厚さは1,040μm、熱可塑性SEBSと熱硬化性EVAの厚さ比は1:1.18、総厚は1,920μmである。 Group 6: Thermoplastic SEBS has a thickness of 880 μm, thermosetting EVA has a thickness of 1,040 μm, and the thickness ratio of thermoplastic SEBS to thermosetting EVA is 1: 1.18, with a total thickness of 1,920 μm. be.
グループ7: 熱可塑性SEBSの厚さは40μm、熱硬化性EVAの厚さは400μm、熱可塑性SEBSと熱硬化性EVAの厚さ比は1:10、総厚は440μmである。 Group 7: The thickness of the thermoplastic SEBS is 40 μm, the thickness of the thermosetting EVA is 400 μm, the thickness ratio of the thermoplastic SEBS to the thermosetting EVA is 1:10, and the total thickness is 440 μm.
グループ8: 熱可塑性トリブロックアクリルの厚さは250μm、熱硬化性EVAの厚さは400μm、熱可塑性トリブロックアクリルと熱硬化性EVAの厚さ比は1:1.6、総厚は650μmである。 Group 8: Thermoplastic triblock acrylic has a thickness of 250 μm, thermosetting EVA has a thickness of 400 μm, and the thickness ratio of thermoplastic triblock acrylic to thermosetting EVA is 1: 1.6, with a total thickness of 650 μm. be.
グループ9: 熱可塑性SEBSの厚さは30μm、熱硬化性EVAの厚さは400μm、熱可塑性SEBSと熱硬化性EVAの厚さ比は1:13.33、総厚は430μmである。 Group 9: The thickness of the thermoplastic SEBS is 30 μm, the thickness of the thermosetting EVA is 400 μm, the thickness ratio of the thermoplastic SEBS to the thermosetting EVA is 1: 13.33, and the total thickness is 430 μm.
グループ10: 熱可塑性SEBSの厚さは10μm、熱硬化性EVAの厚さは400μm、熱可塑性SEBSと熱硬化性EVAの厚さ比は1:40、総厚は410μmである。 Group 10: The thickness of the thermoplastic SEBS is 10 μm, the thickness of the thermosetting EVA is 400 μm, the thickness ratio of the thermoplastic SEBS to the thermosetting EVA is 1:40, and the total thickness is 410 μm.
グループ11: 熱硬化性EVAの厚さは400μm、総厚は400μmである。 Group 11: The thermosetting EVA has a thickness of 400 μm and a total thickness of 400 μm.
試験結果によれば、熱可塑性樹脂層と熱硬化性樹脂層の厚さ比が1:0.59~1:10のとき、熱分解プロセスにおいて電池パネルはクラックを発生しなかった(図2A~図2Hに示されるように)。しかしながら、モジュールが熱硬化性パッケージングフィルムのみを含む、または熱可塑性樹脂層と熱硬化性樹脂層の厚さ比が1:10より大きいとき、クラックを発生した(図2I~2Kに示されるように)。 According to the test results, when the thickness ratio of the thermoplastic resin layer to the thermosetting resin layer was 1: 0.59 to 1:10, the battery panel did not crack in the thermal decomposition process (FIGS. 2A to 2A). As shown in FIG. 2H). However, cracks occurred when the module contained only the thermosetting packaging film or the thickness ratio of the thermoplastic resin layer to the thermosetting resin layer was greater than 1:10 (as shown in FIGS. 2I-2K). To).
本開示は、熱硬化性樹脂層(EVAなど)および熱可塑性樹脂層(SEBSなど)から構成された複合パッケージングフィルムを提供し、モジュールを保護して長寿命化を図ることができるだけでなく、モジュールを分解しているとき、熱可塑性の特性により、適切な温度において溶融したパッケージングフィルムをガラスおよび無傷の電池と分離することができ、その後の高付加価値リサイクルに役立つことができる。 The present disclosure provides a composite packaging film composed of a thermosetting resin layer (such as EVA) and a thermoplastic resin layer (such as SEBS), which not only protects the module and extends its life. When disassembling the module, the thermoplastic properties allow the melted packaging film to be separated from the glass and intact batteries at the appropriate temperature, which can be useful for subsequent high value-added recycling.
本開示は、例として及び望ましい実施の形態によって記述されているが、本開示は開示された実施形態に限定されるものではない。逆に、当業者には自明の種々の変更及び同様の配置をカバーするものである。よって、添付の特許請求の範囲は、最も広義な解釈が与えられ、全てのこのような変更及び同様の配置を含むべきである。 The present disclosure is described by way of example and in the preferred embodiment, but the present disclosure is not limited to the disclosed embodiments. Conversely, it covers various modifications and similar arrangements that are self-evident to those of skill in the art. Thus, the appended claims are given the broadest interpretation and should include all such changes and similar arrangements.
10 太陽電池モジュール
12 第1の基板
14 第2の基板
16 電池ユニット
18 第1の熱硬化性樹脂層
20 第1の熱可塑性樹脂層
22 第2の熱硬化性樹脂層
24 第2の熱可塑性樹脂層
T1 第1の熱硬化性樹脂層と第1の熱可塑性樹脂層の総厚
T1a 第1の熱可塑性樹脂層の厚さ
T1b 第1の熱硬化性樹脂層の厚さ
T2 第2の熱硬化性樹脂層と第2の熱可塑性樹脂層の総厚
T2a 第2の熱可塑性樹脂層の厚さ
T2b 第2の熱硬化性樹脂層の厚さ
10
Claims (8)
前記第1の基板に対向して配置された第2の基板、
前記第1の基板と前記第2の基板の間に配置された電池ユニット、
前記電池ユニットと前記第1の基板の間に配置された第1の熱硬化性樹脂層、
前記電池ユニットと前記第1の熱硬化性樹脂層の間に配置された第1の熱可塑性樹脂層、
前記電池ユニットと前記第2の基板の間に配置された第2の熱硬化性樹脂層、および
前記電池ユニットと前記第2の熱硬化性樹脂層の間に配置された第2の熱可塑性樹脂層を含む太陽電池モジュール。 First board,
The second substrate, which is arranged to face the first substrate,
A battery unit arranged between the first substrate and the second substrate,
A first thermosetting resin layer arranged between the battery unit and the first substrate,
A first thermoplastic resin layer disposed between the battery unit and the first thermosetting resin layer,
A second thermosetting resin layer arranged between the battery unit and the second substrate, and a second thermoplastic resin arranged between the battery unit and the second thermosetting resin layer. Solar cell module containing layers.
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