太陽電池モジュール
【課題】耐候性及び耐熱性の両方に優れた太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】太陽電池モジュール１ａは、板体１０と、板体１０に対向しているシート１１と、板体１０とシート１１との間に設けられている充填剤層１３と、充填剤層１３内に配置されている太陽電池１２とを備えている。充填剤層１３は、第１の充填剤層１３ａと、第２の充填剤層１３ｂとを有する。第１の充填剤層１３ａは、シート１１に接するように設けられている。第１の充填剤層１３ａは、エチレン・酢酸ビニル共重合体を主成分としている。第２の充填剤層１３ｂは、第１の充填剤層１３ａに含まれるエチレン・酢酸ビニル共重合体よりも酢酸ビニル含量が少ないエチレン・酢酸ビニル共重合体、またはポリエチレンを主成分としている。
【解決手段】太陽電池モジュール１ａは、板体１０と、板体１０に対向しているシート１１と、板体１０とシート１１との間に設けられている充填剤層１３と、充填剤層１３内に配置されている太陽電池１２とを備えている。充填剤層１３は、第１の充填剤層１３ａと、第２の充填剤層１３ｂとを有する。第１の充填剤層１３ａは、シート１１に接するように設けられている。第１の充填剤層１３ａは、エチレン・酢酸ビニル共重合体を主成分としている。第２の充填剤層１３ｂは、第１の充填剤層１３ａに含まれるエチレン・酢酸ビニル共重合体よりも酢酸ビニル含量が少ないエチレン・酢酸ビニル共重合体、またはポリエチレンを主成分としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールに関する。特に、本発明は、板体とシートとの間に設けられている充填剤層内に配置されている太陽電池を備える太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境負荷が小さいエネルギー源として、太陽電池モジュールが大いに注目されている。
【０００３】
太陽電池モジュールは、受光することにより発電する太陽電池を備えている。太陽電池は、水分などとの接触により劣化しやすい。このため、太陽電池を外気から隔離する必要がある。従って、太陽電池は、通常、板体とシートとの間に設けられている充填剤層の内部に配置されている。すなわち、太陽電池は、充填剤層によって封止されている。
【０００４】
充填剤層の材料としては、例えば、下記の特許文献１などにおいて、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）が挙げられている。ＥＶＡにより充填剤層を形成した場合、充填剤層の水分透過性を低くできると共に、充填剤層の光透過率を高くすることができる。従って、ＥＶＡは、充填剤層の材料として好適である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１２９９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ＥＶＡの特性は、酢酸ビニル含量によって変化する。例えば、酢酸ビニル含量が多いＥＶＡは、吸水しやすい一方、酢酸ビニル含量が少ないＥＶＡは、吸水しにくい。このため、充填剤層の水分透過性が低く、優れた耐候性を有する太陽電池モジュールを得るためには、充填剤層の形成に、酢酸ビニル含量が少ないＥＶＡを用いる必要がある。
【０００７】
しかしながら、酢酸ビニル含量が少ないＥＶＡは、高温時における流動性が高い。このため、酢酸ビニル含量が少ないＥＶＡを用いて充填剤層を形成した場合、太陽電池モジュールが高温になったときに、充填剤層が流動するため、太陽電池モジュールの耐熱性が劣悪となる虞があった。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐候性及び耐熱性の両方に優れた太陽電池モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、鋭意研究の結果、充填剤層の一部が、酢酸ビニル含量が少ないＥＶＡを主成分としていたとしても、所定の条件を満たす場合は、太陽電池モジュールの耐熱性が劣悪とならないことを見出した。具体的には、本発明者らは、板体とシートとの間に設けられている充填剤層のうち、シートに接している部分のうちの少なくとも一部が、酢酸ビニル含量が多いＥＶＡ、または酢酸ビニルユニットを含まないエチレンを主成分としている場合は、充填剤層の残りの部分が酢酸ビニル含量が少ないＥＶＡを主成分としていても良好な耐熱性が得られることを見出した。その結果、本発明者らは、本発明をなすに至った。
【００１０】
すなわち、本発明に係る太陽電池モジュールは、板体と、シートと、充填剤層と、太陽電池とを備えている。シートは、板体に対向している。充填剤層は、板体とシートとの間に設けられている。太陽電池は、充填剤層内に配置されている。充填剤層は、第１の充填剤層と、第２の充填剤層とを有する。第１の充填剤層は、シートに接するように設けられている。第１の充填剤層は、エチレン・酢酸ビニル共重合体を主成分としている。第２の充填剤層は、第１の充填剤層に含まれるエチレン・酢酸ビニル共重合体よりも酢酸ビニル含量が少ないエチレン・酢酸ビニル共重合体、またはポリエチレンを主成分としている。
【００１１】
なお、本発明の「酢酸ビニル含量」とは、ＪＩＳ Ｋ７１９２：１９９９（ＩＳＯ ８９８５に対応）で規定されている酢酸ビニル含量である。本発明において、酢酸ビニル含量は、ＪＩＳ Ｋ７１９２：１９９９（ＩＳＯ ８９８５に対応）に規定のけん化法により測定することができる。具体的には、酢酸ビニル含量は、以下の方法により測定することができる。まず、試料を所定量だけ秤量する。秤量する試料の量は、酢酸ビニル含量が１０質量％未満の場合は、１ｇ、１０質量％〜２０質量％の場合は０．５ｇ、２０質量％〜４０質量％の場合は０．３ｇ、４０質量％以上の場合は、０．２ｇとする。次に、秤量した試料に、キシレン約５０ｍｌ及び０．１Ｎの水酸化カリウムのエタノール溶液２０ｍｌを加え、２００℃で２時間還流する。還流後、冷却したサンプルに０．１Ｎの硫酸水溶液を３０ｍｌ加え、攪拌する。その後、０．１Ｎの水酸化ナトリウム溶液を用いて、得られた溶液中の過剰の硫酸溶液の体積を滴定する（滴定試験１）。また、上記滴定試験を、試料を加えずに行う（滴定試験２）。次に、下記式（１）に基づいて酢酸ビニル含量を算出する。
【００１２】
酢酸ビニル含量（質量％）＝（（０．００８６９（Ａ−Ｂ））／Ｓ）×１００ ……… （１）
但し、上記式（１）において、
Ａ：滴定試験１において過剰であると判断された硫酸水溶液の体積（ｍｌ）、
Ｂ：滴定試験２において過剰であると判断された硫酸水溶液の体積（ｍｌ）、
Ｓ：滴定試験１において秤量した試料の質量（ｇ）、
である。
【００１３】
本発明において、「エチレン・酢酸ビニル共重合体を主成分とする」とは、エチレン・酢酸ビニル共重合体のみからなるか、または、エチレン・酢酸ビニル共重合体に、例えば、光安定剤、紫外線吸収剤などの添加剤やシラン変成樹脂などのエチレン・酢酸ビニル共重合体以外の樹脂が、約５質量％以内の割合で含まれていることをいう。
【００１４】
また、「ポリエチレンを主成分とする」とは、ポリエチレンのみからなるか、または、ポリエチレンに、例えば、光安定剤、紫外線吸収剤などの添加剤やシラン変成樹脂などのポリエチレン以外の樹脂が、約５質量％以内の割合で含まれていることをいう。
【００１５】
本発明において、第１の充填剤層に含まれるエチレン・酢酸ビニル共重合体における酢酸ビニル含量は、２０質量％以上であることが好ましい。
【００１６】
本発明において、第２の充填剤層は、第１の充填剤層に含まれるエチレン・酢酸ビニル共重合体よりも酢酸ビニル含量が少ないエチレン・酢酸ビニル共重合体を主成分とする層である場合は、第１の充填剤層に含まれるエチレン・酢酸ビニル共重合体における酢酸ビニル含量は、第２の充填剤層に含まれるエチレン・酢酸ビニル共重合体における酢酸ビニル含量の１．５倍以上であることが好ましい。
【００１７】
本発明において、第１の充填剤層は、太陽電池に接していてもよい。
【００１８】
本発明において、太陽電池は、第１の充填剤層と第２の充填剤層との間に配置されていてもよい。
【００１９】
本発明において、太陽電池は、第２の充填剤層の内部に配置されていてもよい。
【００２０】
本発明において、太陽電池は、第１の充填剤層の内部に配置されていてもよい。
【００２１】
本発明において、第１の充填剤層は、板体とシートとの両方に接するように設けられていてもよい。
【００２２】
本発明において、第２の充填剤層は、板体とシートとの両方に接するように設けられていてもよい。
【００２３】
本発明において、第１の充填剤層は、第２の充填剤層を包囲するように配置されていてもよい。
【００２４】
本発明において、板体がガラス板であり、シートが樹脂シートであってもよい。
【００２５】
本発明において、太陽電池は、板体側からの光を受光するものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、耐候性及び耐熱性の両方に優れた太陽電池モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
【図２】第２の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
【図３】第３の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
【図４】第４の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
【図５】第５の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
【図６】第６の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
【図７】第７の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
【図８】第８の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
【図９】第９の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
【図１０】第１０の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
【図１１】第１１の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
【図１２】第１２の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を実施した好ましい形態について、図１〜図１２に示す太陽電池モジュール１ａ〜１ｌを例に挙げて説明する。但し、太陽電池モジュール１ａ〜１ｌは、単なる例示である。本発明は、太陽電池モジュール１ａ〜１ｌに何ら限定されない。
【００２９】
また、以下の実施形態において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
【００３０】
《第１の実施形態》
図１は、本実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
【００３１】
図１に示すように、太陽電池モジュール１ａは、板体１０と、シート１１と、充填剤層１３と、太陽電池１２とを備えている。
【００３２】
（板体１０及びシート１１）
板体１０と、シート１１とは、太陽電池１２の保護部材としての機能を有する。板体１０は、太陽電池モジュール１ａの機械的強度を担保する部材である。板体１０は、剛性を有する部材である限りにおいて特に限定されない。板体１０は、ガラス板や樹脂板などにより構成することができる。なかでも、板体１０は、ガラス板により構成されていることが好ましい。ガラス板は、剛性及び光透過率が高く、かつ耐候性に優れているからである。
【００３３】
なお、板体１０の厚さは、特に限定されない。板体１０の厚さは、例えば、３ｍｍ〜６ｍｍ程度とすることができる。
【００３４】
シート１１は、板体１０と対向している。シート１１は、可撓性を有する部材である限りにおいて特に限定されない。シート１１は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などからなる樹脂シートなどにより構成することができる。なお、シート１１を構成する樹脂シートの内部には、例えば、アルミニウム箔などの遮光箔や、水分透過性が低い無機バリア層等が設けられていてもよい。無機バリア層は、例えば、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等の無機酸化物などにより形成することができる。
【００３５】
なお、シート１１の厚さは、特に限定されない。シート１１の厚さは、例えば、１５０μｍ〜３００μｍ程度とすることができる。
【００３６】
充填剤層１３は、板体１０とシート１１との間に充填されている。充填剤層１３は、太陽電池１２を封止するための部材である。このため、充填剤層１３は、封止層とも呼ばれる。この充填剤層１３の構成については、後に詳述する。
【００３７】
（太陽電池１２）
充填剤層１３の内部には、複数の太陽電池１２が配置されている。複数の太陽電池１２は、板体１０，充填剤層１３，シート１１の積層方向ｚに対して垂直な配列方向ｘに沿って配列されている。複数の太陽電池１２は、積層方向ｚを法線方向とする平面状にマトリクス状に配置されていてもよい。
【００３８】
複数の太陽電池１２は、配線材１４によって、直列または並列に電気的に接続されている。なお、太陽電池１２と配線材１４との接着は、例えば、樹脂中に導電性粒子が分散している導電性樹脂接着剤や、半田などにより行うことができる。
【００３９】
本実施形態においては、複数の太陽電池１２のそれぞれは、受光面１２ａが板体１０側を向き、裏面１２ｂがシート１１側を向くように配置されている。すなわち、本実施形態においては、複数の太陽電池１２のそれぞれは、板体１０側からの光を受光する。但し、本発明は、この構成に限定されない。太陽電池は、例えば、受光面がシート側を向き、裏面が板体側を向くように配置されていてもよい。また、太陽電池の両主面のそれぞれが受光面であってもよい。
【００４０】
太陽電池１２の構造は、特に限定されない。太陽電池１２は、例えば、ＨＩＴ（登録商標）構造を有するＨＩＴ太陽電池であってもよいし、他の構造の太陽電池であってもよい。
【００４１】
一般的に、太陽電池１２は、受光によりキャリア（電子及び正孔）を生成する光変換部を備えている。光変換部は、ｐｎ接合や、ｐｉｎ接合等の半導体接合を有する半導体材料から構成されている。半導体材料としては、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコンなどの結晶シリコン半導体、非晶質シリコン半導体、ＧａＡｓ等の化合物半導体などが挙げられる。
【００４２】
光変換部の第１及び第２の主面のそれぞれには、キャリアを集電する集電電極が形成されている。この集電電極が、隣り合う太陽電池１２間において配線材１４により接続されることにより、複数の太陽電池１２が電気的に接続されている。なお、集電電極は、一般的に、相互に平行に延びる複数のフィンガーと、フィンガーの延びる方向と垂直な方向に延びており、複数のフィンガーのそれぞれに接続されている１または複数のバスバーとを備えているが、これに限るものではない。
【００４３】
（充填剤層１３）
次に、本実施形態における充填剤層１３の構成について詳細に説明する。
【００４４】
充填剤層１３は、第１の充填剤層１３ａと、第２の充填剤層１３ｂとを有する。
【００４５】
第１の充填剤層１３ａは、シート１１に接するように設けられている。本実施形態では、具体的には、シート１１と板体１０との間に、第１の充填剤層１３ａと、第２の充填剤層１３ｂとが、シート１１側からこの順番で積層されている。シート１１と第１の充填剤層１３ａとは接着されている。第１及び第２の充填剤層１３ａ、１３ｂ間も接着されている。第２の充填剤層１３ｂと板体１０とも接着されている。
【００４６】
太陽電池１２は、第１の充填剤層１３ａと第２の充填剤層１３ｂとの間の境界に配置されている。よって、第１の充填剤層１３ａは、太陽電池１２に接している。なお、図１では、描画の便宜上、第１の充填剤層１３ａと第２の充填剤層１３ｂとの間の境界は、積層方向ｚにおいて、太陽電池１２が設けられた領域内に位置しているように描画しているが、例えば、積層方向ｚにおいて、太陽電池１２の受光面１２ａや裏面１２ｂと略面一であってもよい。
【００４７】
第１の充填剤層１３ａと第２の充填剤層１３ｂとのそれぞれの積層方向ｚに沿った厚みは、特に限定されない。第１の充填剤層１３ａの積層方向ｚに沿った厚みは、例えば、０．３ｍｍ〜０．８ｍｍ程度であることが好ましい。第２の充填剤層１３ｂの積層方向ｚに沿った厚みは、例えば、０．３ｍｍ〜０．８ｍｍ程度であることが好ましい。充填剤層１３全体の積層方向ｚに沿った厚みは、例えば、０．６ｍｍ〜２．０ｍｍ程度であることが好ましい。第１の充填剤層１３ａの積層方向ｚに沿った厚みと、第２の充填剤層１３ｂの積層方向ｚに沿った厚みとの比は、１：２〜２：１の範囲内であることが好ましい。
【００４８】
第１の充填剤層１３ａは、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を主成分としている。第１の充填剤層１３ａは、ＥＶＡからなるものであってもよいし、ＥＶＡと他の樹脂の混合物や共重合体、ＥＶＡに添加剤が添加されたものであってもよい。ここで、上記他の樹脂としては、例えば、シラン変成樹脂などが挙げられる。また、添加剤としては、例えば、光安定剤、紫外線吸収剤などが挙げられる。
【００４９】
第２の充填剤層１３ｂは、ＥＶＡ、または酢酸ビニルユニットを含まないポリエチレンを主成分としている。第２の充填剤層１３ｂは、ＥＶＡまたはポリエチレンからなるものであってもよいし、ＥＶＡまたはポリエチレンと他の樹脂の混合物や共重合体、ＥＶＡまたはポリエチレンに添加剤が添加されたものであってもよい。
【００５０】
なお、上記他の樹脂としては、例えば、シラン変成樹脂などが挙げられる。また、添加剤としては、例えば、光安定剤、紫外線吸収剤などが挙げられる。
【００５１】
第２の充填剤層１３ｂがＥＶＡを主成分とする場合において、第２の充填剤層１３ｂに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量は、第１の充填剤層１３ａに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量よりも少ない。第１の充填剤層１３ａに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量は、第２の充填剤層１３ｂに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量の１．５倍以上であることが好ましく、２倍以上であることがより好ましく、５倍以上であることがさらに好ましい。第１の充填剤層１３ａに含まれるＥＶＡにおける酢酸ビニル含量は、２０質量％以上であることが好ましく、２５質量％以上であることがより好ましい。第１の充填剤層１３ａに含まれるＥＶＡにおける酢酸ビニル含量は、３０質量％以下であることが好ましい。第２の充填剤層１３ｂに含まれるＥＶＡにおける酢酸ビニル含量は、２０質量％以下であることが好ましく、１５質量％以下であることがより好ましく、５質量％以下であることがさらに好ましい。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態では、酢酸ビニル含量が少ないＥＶＡまたは酢酸ビニル含量がゼロであるポリエチレンを主成分としており、水分透過性が低い第２の充填剤層１３ｂが設けられている。このため、本実施形態の太陽電池モジュール１ａでは、例えば、酢酸ビニル含量が多い第１の充填剤層のみにより充填剤層を構成した場合よりも、太陽電池１２に到達する水分量が少ない。よって、水分に起因する太陽電池１２の劣化を抑制することができる。従って、太陽電池モジュール１ａは、良好な耐候性を有する。
【００５３】
さらに、本実施形態では、酢酸ビニル含量が多いＥＶＡを主成分としており、高温になったときにも流動性が低い第１の充填剤層１３ａが、板体１０に比べて剛性が低いシート１１に接するように設けられている。このため、良好な耐熱性を実現することができる。すなわち、本実施形態のように、酢酸ビニル含量が多いＥＶＡを主成分とし、高温時の流動性が低い第１の充填剤層１３ａをシート１１に接するように設け、さらに、酢酸ビニル含量が少ないＥＶＡまたはポリエチレンを主成分とし、水分透過性が低い第２の充填剤層１３ｂを設けることにより、良好な耐候性と、良好な耐熱性とを両立させることができる。
【００５４】
なお、酢酸ビニル含量が多いＥＶＡを主成分とする第１の充填剤層１３ａをシート１１に接するように設けることにより耐熱性を改善することができる理由としては、充填剤層１３ａの、板体１０に対して剛性が低いシート１１側の部分の高温時における流動性を抑えることができるためであると考えられる。但し、高温になったときに流動性の高い第２の充填剤層１３ｂが設けられているにも関わらず、シート１１に接するように第１の充填剤層１３ａを設けることにより、大幅に耐熱性を改善することができた理由は、定かではない。
【００５５】
第１の充填剤層１３ａに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量が第２の充填剤層１３ｂに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量の１．５倍以上である場合には、良好な耐候性と良好な耐熱性とをより高い次元で両立させることができる。より好ましくは、第１の充填剤層１３ａに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量は、第２の充填剤層１３ｂに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量の２倍以上であり、さらに好ましくは、５倍以上である。
【００５６】
第１の充填剤層１３ａに含まれるＥＶＡにおける酢酸ビニル含量が２０質量％以上である場合は、より良好な耐熱性が得られ、２５質量％以上である場合は、さらに良好な耐熱性が得られる。
【００５７】
但し、第１の充填剤層１３ａに含まれるＥＶＡにおける酢酸ビニル含量が多すぎると、ＥＶＡ中の含水量が多くなりすぎ劣化を促進させるおそれがある。従って、第１の充填剤層１３ａに含まれるＥＶＡにおける酢酸ビニル含量は、３０質量％以下であることが好ましい。
【００５８】
第２の充填剤層１３ｂに含まれるＥＶＡにおける酢酸ビニル含量が２０質量％以下である場合は、より良好な耐候性が得られる。第２の充填剤層１３ｂに含まれるＥＶＡにおける酢酸ビニル含量は、より好ましくは、１５質量％以下であり、さらに好ましくは、５質量％以下である。第２の充填剤層１３ｂに含まれるＥＶＡにおける酢酸ビニル含量は、ゼロであってもよい。すなわち、第２の充填剤層１３ｂは、ポリエチレンからなるものであってもよい。
【００５９】
本実施形態では、高温になったときに流動性の低い第１の充填剤層１３ａが太陽電池１２に接するように設けられている。このため、より優れた耐熱性を実現することができる。
【００６０】
本実施形態では、太陽電池１２の受光面１２ａ側に配置されている板体１０は、水分透過性が低いガラス板により構成されている。このため、板体１０側からは、太陽電池モジュール１ａ内に水分は進入しにくい。よって、太陽電池モジュール１ａの出力に大きく影響する太陽電池１２の受光面１２ａ及び充填剤層１３の受光面１２ａ側に位置する部分が劣化しにくい。従って、太陽電池モジュール１ａの耐候性をより改善することができる。
【００６１】
特に、本実施形態では、太陽電池１２の受光面１２ａ側に、水分透過性の低い第２の充填剤層１３ｂが配置されており、水分透過性の高い第１の充填剤層１３ａは配置されていない。このため、太陽電池１２の受光面１２ａに到達する水分をより少なくすることができる。よって、太陽電池１２の受光面１２ａの劣化がより効果的に抑制されている。従って、太陽電池モジュール１ａの耐候性をさらに改善することができる。
【００６２】
なお、本実施形態に係る太陽電池モジュール１ａは、例えば、以下に例示する製造方法により製造することができる。
【００６３】
まず、シート１１の上に、第２の充填剤層１３ｂを形成するための、ＥＶＡまたはポリエチレンを主成分とするシートを１または複数枚配置する。その上に、配線材１４により電気的に接続された複数の太陽電池１２を配置し、さらにその上に、第１の充填剤層１３ａを形成するための、ＥＶＡを主成分とするシートを１または複数枚配置する。最後に、板体１０を積層する。形成された積層体を、減圧雰囲気中において、加熱圧着することにより、太陽電池モジュール１ａを完成させることができる。
【００６４】
以下、本発明を実施した好ましい形態の他の例について説明する。以下の説明において、上記実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
【００６５】
《第２の実施形態》
図２は、第２の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｂの略図的断面図である。
【００６６】
図２に示すように、第２の実施形態では、水分透過性が低い第２の充填剤層１３ｂが板体１０及びシート１１の両方に接するように設けられている。具体的には、太陽電池モジュール１ｂの周縁部には、積層方向ｚにおいて板体１０からシート１１にわたって第２の充填剤層１３ｂが設けられている。すなわち、積層方向ｚから視た際に、第１の充填剤層１３ａの外側には、第２の充填剤層１３ｂが設けられている。
【００６７】
なお、第２の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｂは、例えば、第１の充填剤層１３ａを形成するためのシートの面積を、第２の充填剤層１３ｂを形成するためのシートの面積よりも小さくすることにより、上記第１の実施形態で説明した製造方法と実質的に同様の方法により製造することができる。
【００６８】
《第３の実施形態》
図３は、第３の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｃの略図的断面図である。
【００６９】
図３に示すように、第３の実施形態では、高温においても流動性が低い第１の充填剤層１３ａが板体１０及びシート１１の両方に接するように設けられている。具体的には、本実施形態では、太陽電池モジュール１ｃの周縁部には、積層方向ｚにおいて板体１０からシート１１にわたって第１の充填剤層１３ａが設けられている。すなわち、積層方向ｚから視た際に、第２の充填剤層１３ｂの外側には、第１の充填剤層１３ａが位置している。
【００７０】
なお、第３の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｃは、例えば、第２の充填剤層１３ｂを形成するためのシートの面積を、第１の充填剤層１３ａを形成するためのシートの面積よりも小さくすることにより、上記第１の実施形態で説明した製造方法と実質的に同様の方法により製造することができる。
【００７１】
《第４の実施形態》
図４は、第４の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｄの略図的断面図である。
【００７２】
上記第１〜第３の実施形態では、複数の太陽電池１２が、第１の充填剤層１３ａと第２の充填剤層１３ｂとの間の境界に配置されている例について説明した。それに対して第４の実施形態では、図４に示すように、第２の充填剤層１３ｂが複数の太陽電池１２よりもシート１１側にまで至るように形成されており、太陽電池１２は、第２の充填剤層１３ｂ内に配置されている。すなわち、太陽電池１２は、水分透過性が低い第２の充填剤層１３ｂによって包囲されている。
【００７３】
なお、第４の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｄは、例えば、第１の充填剤層１３ａを形成するためのシートと太陽電池１２との間に、第２の充填剤層１３ｂを形成するためのシートを介在させることにより、上記第１の実施形態で説明した製造方法と実質的に同様の方法により製造することができる。
【００７４】
《第５の実施形態》
図５は、第５の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｅの略図的断面図である。
【００７５】
図５に示すように、本実施形態の太陽電池モジュール１ｅの上記第４の実施形態の太陽電池モジュール１ｄと異なる点は、上記第３の実施形態と同様に、太陽電池モジュール１ｅの周縁部には、積層方向ｚにおいて第１の充填剤層１３ａが板体１０からシート１１にわたって設けられている点である。このため、本実施形態では、積層方向ｚから視た際に、第２の充填剤層１３ｂの外側には、第１の充填剤層１３ａが位置している。
【００７６】
《第６の実施形態》
図６は、第６の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｆの略図的断面図である。
【００７７】
図６に示すように、本実施形態の太陽電池モジュール１ｆの第４の実施形態の太陽電池モジュール１ｄと異なる点は、上記第２の実施形態と同様に、太陽電池モジュール１ｆの周縁部には、積層方向ｚにおいて第２の充填剤層１３ｂが板体１０からシート１１にわたって設けられている点である。このため、本実施形態では、積層方向ｚから視た際に、第１の充填剤層１３ａの外側には、第２の充填剤層１３ｂが位置している。
【００７８】
《第７の実施形態》
図７は、第７の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｇの略図的断面図である。
【００７９】
図７に示すように、本実施形態の太陽電池モジュール１ｇの上記第１の実施形態の太陽電池モジュール１ａとは異なる点は、第１の充填剤層１３ａが複数の太陽電池１２よりも板体１０側にまで至るように形成されており、複数の太陽電池１２が第１の充填剤層１３ａ内に配置されている点である。
【００８０】
なお、本実施形態の太陽電池モジュール１ｇは、第２の充填剤層１３ｂを形成するためのシートの上に太陽電池１２を配置する前に、第１の充填剤層１３ａを形成するためのシートを配置することにより、上記第１の実施形態において説明した製造方法と実質的に同様の製造方法により製造することができる。
【００８１】
《第８の実施形態》
図８は、第８の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｈの略図的断面図である。
【００８２】
図８に示すように、第８の実施形態の太陽電池モジュール１ｈの第７の実施形態の太陽電池モジュール１ｇと異なる点は、上記第２及び第６の実施形態と同様に、太陽電池モジュール１ｈの周縁部には、積層方向ｚにおいて第２の充填剤層１３ｂが板体１０からシート１１にわたって設けられている点である。このため、本実施形態では、積層方向ｚから視た際に、第１の充填剤層１３ａの外側には、第２の充填剤層１３ｂが位置している。
【００８３】
《第９の実施形態》
図９は、第９の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｉの略図的断面図である。
【００８４】
図９に示すように、第９の実施形態の太陽電池モジュール１ｉの第７の実施形態の太陽電池モジュール１ｇと異なる点は、上記第３及び第５の実施形態と同様に、太陽電池モジュール１ｉの周縁部には、積層方向ｚにおいて第１の充填剤層１３ａが板体１０からシート１１にわたって設けられている点である。このため、本実施形態では、積層方向ｚから視た際に、第２の充填剤層１３ｂの外側には、第１の充填剤層１３ａが位置している。
【００８５】
《第１０〜第１２の実施形態》
図１０は、第１０の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｊの略図的断面図である。図１１は、第１１の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｋの略図的断面図である。図１２は、第１２の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｌの略図的断面図である。
【００８６】
図１０〜図１２に示すように、第１０〜第１２の実施形態では、第１の充填剤層１３ａが板体１０及びシート１１の両方に接している。第１の充填剤層１３ａは、第２の充填剤層１３ｂを包囲するように設けられている。
【００８７】
図１０に示すように、第１０の実施形態では、複数の太陽電池１２は、第２の充填剤層１３ｂ内に配置されている。
【００８８】
図１１に示すように、第１１の実施形態では、複数の太陽電池１２は、第１の充填剤層１３ａと第２の充填剤層１３ｂとの間の境界に配置されている。
【００８９】
図１２に示すように、第１２の実施形態では、複数の太陽電池１２は、第１の充填剤層１３ａ内に配置されている。
【００９０】
上記第２〜第１２の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｂ〜１ｌにおいても、上記第１の実施形態に係る太陽電池モジュール１ａと同様に、シート１１に接するように、高温において流動性の低い第１の充填剤層１３ａが設けられており、かつ水分透過性の低い第２の充填剤層１３ｂが設けられている。このため、優れた耐候性及び優れた耐熱性の両立を図ることができる。
【００９１】
また、第２，第３及び第１１の実施形態においても、上記第１の実施形態と同様に、高温において流動性の低い第１の充填剤層１３ａが複数の太陽電池１２に接するように設けられている。従って、より優れた耐熱性を実現することができる。
【００９２】
第２〜第６の実施形態においても、上記第１の実施形態と同様に、太陽電池１２の受光面１２ａ側に、水分透過性の低い第２の充填剤層１３ｂが配置されており、水分透過性の高い第１の充填剤層１３ａは配置されていない。従って、より優れた耐熱性を実現することができる。
【００９３】
第４〜第６及び第１０の実施形態においては、複数の太陽電池１２が第２の充填剤層１３ｂ内に配置されている。すなわち、複数の太陽電池１２が、水分透過性の低い第２の充填剤層１３ｂにより包囲されている。このため、複数の太陽電池１２に水分が到達することをより効果的に抑制できる。よって、複数の太陽電池１２の水分による劣化をより効果的に抑制することができる。従って、より優れた耐候性を実現することができる。
【００９４】
第７〜第９及び第１２の実施形態では、複数の太陽電池１２が第１の充填剤層１３ａ内に配置されている。すなわち、複数の太陽電池１２が、高温における流動性が低い第１の充填剤層１３ａにより包囲されている。このため、高温雰囲気中においても、複数の太陽電池１２が第１の充填剤層１３ａによって好適に保護される。従って、さらに優れた耐熱性を実現することができる。
【００９５】
第３，第５及び第９〜第１２の実施形態では、高温における流動性が低い第１の充填剤層１３ａが板体１０とシート１１との両方に接するように設けられている。このため、高温時において、充填剤層１３の変形をより効果的に抑制することができる。特に、第３，第５及び第９〜第１２の実施形態では、第２の充填剤層１３ｂの外側に第１の充填剤層１３ａが位置している。よって、高温における流動性の高い第２の充填剤層１３ｂの高温における流動も効果的に抑制される。従って、より優れた耐熱性を実現することができる。
【００９６】
なかでも、第１０〜第１２の実施形態では、第２の充填剤層１３ｂが第１の充填剤層１３ａにより包囲されている。このため、第２の充填剤層１３ｂの高温における流動をさらに効果的に抑制される。従って、さらに優れた耐熱性を実現することができる。
【００９７】
第２，第６及び第８の実施形態では、水分透過性の低い第２の充填剤層１３ｂが板体１０とシート１１との両方に接するように設けられている。具体的には、太陽電池モジュール１ｂ、１ｆ、１ｈの周縁部には、積層方向ｚにおいて第２の充填剤層１３ｂが板体１０からシート１１にわたって設けられている。このため、太陽電池モジュール１ｂ、１ｆ、１ｈの周縁部からの太陽電池モジュール１ｂ、１ｆ、１ｈ内への水分進入も効果的に抑制される。従って、より優れた耐候性を実現することができる。
【００９８】
第２，第３，第５，第６及び第８〜第１２の実施形態では、第１の充填剤層１３ａと第２の充填剤層１３ｂとの界面が、太陽電池モジュールの側面に露出していない。よって、第１の実施形態などのように、第１の充填剤層１３ａと第２の充填剤層１３ｂとの界面が、太陽電池モジュールの側面に露出している場合よりも、第１の充填剤層１３ａと第２の充填剤層１３ｂとの界面から太陽電池モジュール内に侵入する水分の量を少なくすることができる。従って、太陽電池モジュールの耐候性をさらに改善することができる。
【００９９】
《実施例》
（実施例１）
本実施例では、上記第１の実施形態に係る太陽電池モジュール１ａと同様の構成を有する太陽電池モジュールＡ１を以下の要領で作製した。まず、ガラス板からなる板体１０の上に、酢酸ビニル含量が１５質量％であり、厚みが０．６ｍｍであるＥＶＡシートと、配線材１４により電気的に接続された複数の太陽電池１２と、酢酸ビニル含量が２５質量％であり、厚みが０．６ｍｍであるＥＶＡシートと、シート１１とをこの順番で積層した。得られた積層体をラミネート法を用いて一体化し、アルミニウムからなるフレーム内に収納することにより太陽電池モジュールを作製した。本実施例では、第１の充填剤層１３ａにおける酢酸ビニル含量は２５質量％となる。第２の充填剤層１３ｂにおける酢酸ビニル含量は１５質量％となる。
【０１００】
なお、シート１１としては、厚みが約１９０μｍであるポリエチレンテレフタレートを用いた。また、用いた太陽電池１２の両表面には、相互に平行に延びる複数のフィンガーと、フィンガーと直交して設けられており、フィンガーの延びる方向に相互に隔離して配置されている２本のバスバーとが集電電極として設けられていた。
【０１０１】
次に、作製した太陽電池モジュールについて、ＪＩＳ Ｃ８９９１：２００４に規定の高温高湿度試験及び温度サイクル試験を行った。
【０１０２】
具体的には、高温高湿度試験は、太陽電池モジュールを温度：８５±２℃、相対湿度：８５±５％の範囲内の高温高湿槽中に、１０００時間放置することにより行った。そして、高温高湿度試験前後における太陽電池モジュールの出力低下率（（高温高湿度試験実施後の出力）／（高温高湿度試験実施前の出力））を測定した。また、高温高湿度試験前後における受光面１２ａ上の２本のバスバー間の抵抗増大率（（（高温高湿度試験実施後の抵抗）−（高温高湿度試験実施前の抵抗））／（高温高湿度試験実施前の抵抗））を測定した。
【０１０３】
温度サイクル試験は、作製した太陽電池モジュールの両端子間に導通監視装置を接続すると共に、絶縁性監視装置を太陽電池モジュールの一方の端子と、フレームとの間に接続した状態で、太陽電池モジュールの温度を−４０±２℃の範囲内の温度から、１００℃／時間で９０±２℃の範囲内の温度にまで昇温し、１０分保持した後に、−４０±２℃の範囲内の温度まで、１００℃／時間で冷却し、１０分保持した後に、再度、１００℃／時間で９０±２℃の範囲内の温度にまで昇温するサイクルを２００サイクル実施することにより行った。この試験中において、太陽電池モジュール周囲の空気は、２ｍ／秒で循環させた。また、試験中において、太陽電池モジュールには、ＡＭが１．５で、１００ｍＷ／ｃｍ２の強度の光を照射した。そして、温度サイクル試験前後における太陽電池モジュールの出力低下率（（温度サイクル試験実施後の出力）／（温度サイクル試験実施前の出力））を測定した。
【０１０４】
結果を、下記の表１に示す。
【０１０５】
（実施例２）
第２の充填剤層１３ｂにおける酢酸ビニル含量を５質量％としたこと以外は、上記実施例１と同様の構成を有する太陽電池モジュールＡ２を作製し、上記実施例１と同様に、高温高湿度試験及び温度サイクル試験を行った。結果を、下記の表１に示す。
【０１０６】
（実施例３）
第２の充填剤層１３ｂにおける酢酸ビニル含量を０質量％としたこと以外は、上記実施例１と同様の構成を有する太陽電池モジュールＡ３を作製し、上記実施例１と同様に、高温高湿度試験及び温度サイクル試験を行った。すなわち、本実施例では、第２の充填剤層１３ｂをポリエチレンにより形成した。結果を、下記の表１に示す。
【０１０７】
（比較例１）
第２の充填剤層１３ｂにおける酢酸ビニル含量を２５質量％としたこと以外は、上記実施例１と同様の構成を有する太陽電池モジュールＢ１を作製し、上記実施例１と同様に、高温高湿度試験及び温度サイクル試験を行った。結果を、下記の表１に示す。
【０１０８】
（比較例２）
第１の充填剤層１３ａ及び第２の充填剤層１３ｂのそれぞれにおける酢酸ビニル含量を０質量％としたこと以外は、上記実施例１と同様の構成を有する太陽電池モジュールＢ２を作製し、上記実施例１と同様に、高温高湿度試験及び温度サイクル試験を行った。結果を、下記の表１に示す。
【０１０９】
【表１】
【０１１０】
上記表１に示すように、第２の充填剤層１３ｂにおける酢酸ビニル含量が少なく、第１の充填剤層１３ａにおける酢酸ビニル含量が多い太陽電池モジュールＡ１〜Ａ３では、高温高湿度試験による出力低下率及び抵抗増大率が小さく、かつ、温度サイクル試験による出力低下率も小さかった。
【０１１１】
一方、第１の充填剤層１３ａ及び第２の充填剤層１３ｂの両方において酢酸ビニル含量が多い太陽電池モジュールＢ１では、温度サイクル試験による出力低下率は小さかったものの、高温高湿度試験による出力低下率及び抵抗増大率は大きかった。
【０１１２】
第１の充填剤層１３ａ及び第２の充填剤層１３ｂの両方において酢酸ビニル含量が少ない太陽電池モジュールＢ２では、高温高湿度試験による出力低下率及び抵抗増大率は小さかったものの、温度サイクル試験による出力低下率は大きかった。
【０１１３】
これらの結果から、シート１１に接するように設けられた第１の充填剤層１３ａを酢酸ビニル含量が少ないＥＶＡまたは酢酸ビニルユニットを含まないポリエチレンを主成分とするものとし、第２の充填剤層１３ｂを酢酸ビニル含量が多いＥＶＡを主成分とするものとすることにより、優れた耐候性と優れた耐熱性との両立を図ることができることが分かる。
【０１１４】
また、太陽電池モジュールＡ１〜Ａ３の高温高湿度試験結果の比較より、第２の充填剤層１３ｂに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量が少なくなるに従って、耐候性がさらに優れたものとなることが分かる。この結果から、第２の充填剤層１３ｂに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量は、１５質量％以下であることが好ましく、５質量％以下であることがさらに好ましいことが分かる。また、第１の充填剤層１３ａに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量は、第２の充填剤層１３ｂに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量の１．５倍以上であることが好ましく、５倍以上であることがさらに好ましいことが分かる。
【０１１５】
第２の充填剤層１３ｂに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量が共に０質量％である太陽電池モジュールＡ３と太陽電池モジュールＢ２とでは、第１の充填剤層１３ａに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量が異なるにも関わらず、耐候性が同等であった。この結果から、耐候性は、第２の充填剤層１３ｂに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量に主として相関しており、第１の充填剤層１３ａに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量が変化しても耐候性がそれほど変化しないことが分かる。
【０１１６】
第１の充填剤層１３ａに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量が２５質量％である太陽電池モジュールＡ１〜Ａ３，Ｂ１では、第２の充填剤層１３ｂに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量が互いに異なるにも関わらず、耐熱性が同等であった。第１の充填剤層１３ａに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量が０質量％である太陽電池モジュールＢ２のみが耐熱性が劣悪であった。この結果から、耐熱性は、第１の充填剤層１３ａに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量に主として相関しており、第２の充填剤層１３ｂに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量が変化しても耐候性がそれほど変化しないことが分かる。
【符号の説明】
【０１１７】
１ａ〜１ｌ…太陽電池モジュール
１０…板体
１１…シート
１２…太陽電池
１２ａ…太陽電池の受光面
１２ｂ…太陽電池の裏面
１３…充填剤層
１３ａ…第１の充填剤層
１３ｂ…第２の充填剤層
１４…配線材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールに関する。特に、本発明は、板体とシートとの間に設けられている充填剤層内に配置されている太陽電池を備える太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境負荷が小さいエネルギー源として、太陽電池モジュールが大いに注目されている。
【０００３】
太陽電池モジュールは、受光することにより発電する太陽電池を備えている。太陽電池は、水分などとの接触により劣化しやすい。このため、太陽電池を外気から隔離する必要がある。従って、太陽電池は、通常、板体とシートとの間に設けられている充填剤層の内部に配置されている。すなわち、太陽電池は、充填剤層によって封止されている。
【０００４】
充填剤層の材料としては、例えば、下記の特許文献１などにおいて、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）が挙げられている。ＥＶＡにより充填剤層を形成した場合、充填剤層の水分透過性を低くできると共に、充填剤層の光透過率を高くすることができる。従って、ＥＶＡは、充填剤層の材料として好適である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１２９９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ＥＶＡの特性は、酢酸ビニル含量によって変化する。例えば、酢酸ビニル含量が多いＥＶＡは、吸水しやすい一方、酢酸ビニル含量が少ないＥＶＡは、吸水しにくい。このため、充填剤層の水分透過性が低く、優れた耐候性を有する太陽電池モジュールを得るためには、充填剤層の形成に、酢酸ビニル含量が少ないＥＶＡを用いる必要がある。
【０００７】
しかしながら、酢酸ビニル含量が少ないＥＶＡは、高温時における流動性が高い。このため、酢酸ビニル含量が少ないＥＶＡを用いて充填剤層を形成した場合、太陽電池モジュールが高温になったときに、充填剤層が流動するため、太陽電池モジュールの耐熱性が劣悪となる虞があった。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐候性及び耐熱性の両方に優れた太陽電池モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、鋭意研究の結果、充填剤層の一部が、酢酸ビニル含量が少ないＥＶＡを主成分としていたとしても、所定の条件を満たす場合は、太陽電池モジュールの耐熱性が劣悪とならないことを見出した。具体的には、本発明者らは、板体とシートとの間に設けられている充填剤層のうち、シートに接している部分のうちの少なくとも一部が、酢酸ビニル含量が多いＥＶＡ、または酢酸ビニルユニットを含まないエチレンを主成分としている場合は、充填剤層の残りの部分が酢酸ビニル含量が少ないＥＶＡを主成分としていても良好な耐熱性が得られることを見出した。その結果、本発明者らは、本発明をなすに至った。
【００１０】
すなわち、本発明に係る太陽電池モジュールは、板体と、シートと、充填剤層と、太陽電池とを備えている。シートは、板体に対向している。充填剤層は、板体とシートとの間に設けられている。太陽電池は、充填剤層内に配置されている。充填剤層は、第１の充填剤層と、第２の充填剤層とを有する。第１の充填剤層は、シートに接するように設けられている。第１の充填剤層は、エチレン・酢酸ビニル共重合体を主成分としている。第２の充填剤層は、第１の充填剤層に含まれるエチレン・酢酸ビニル共重合体よりも酢酸ビニル含量が少ないエチレン・酢酸ビニル共重合体、またはポリエチレンを主成分としている。
【００１１】
なお、本発明の「酢酸ビニル含量」とは、ＪＩＳ Ｋ７１９２：１９９９（ＩＳＯ ８９８５に対応）で規定されている酢酸ビニル含量である。本発明において、酢酸ビニル含量は、ＪＩＳ Ｋ７１９２：１９９９（ＩＳＯ ８９８５に対応）に規定のけん化法により測定することができる。具体的には、酢酸ビニル含量は、以下の方法により測定することができる。まず、試料を所定量だけ秤量する。秤量する試料の量は、酢酸ビニル含量が１０質量％未満の場合は、１ｇ、１０質量％〜２０質量％の場合は０．５ｇ、２０質量％〜４０質量％の場合は０．３ｇ、４０質量％以上の場合は、０．２ｇとする。次に、秤量した試料に、キシレン約５０ｍｌ及び０．１Ｎの水酸化カリウムのエタノール溶液２０ｍｌを加え、２００℃で２時間還流する。還流後、冷却したサンプルに０．１Ｎの硫酸水溶液を３０ｍｌ加え、攪拌する。その後、０．１Ｎの水酸化ナトリウム溶液を用いて、得られた溶液中の過剰の硫酸溶液の体積を滴定する（滴定試験１）。また、上記滴定試験を、試料を加えずに行う（滴定試験２）。次に、下記式（１）に基づいて酢酸ビニル含量を算出する。
【００１２】
酢酸ビニル含量（質量％）＝（（０．００８６９（Ａ−Ｂ））／Ｓ）×１００ ……… （１）
但し、上記式（１）において、
Ａ：滴定試験１において過剰であると判断された硫酸水溶液の体積（ｍｌ）、
Ｂ：滴定試験２において過剰であると判断された硫酸水溶液の体積（ｍｌ）、
Ｓ：滴定試験１において秤量した試料の質量（ｇ）、
である。
【００１３】
本発明において、「エチレン・酢酸ビニル共重合体を主成分とする」とは、エチレン・酢酸ビニル共重合体のみからなるか、または、エチレン・酢酸ビニル共重合体に、例えば、光安定剤、紫外線吸収剤などの添加剤やシラン変成樹脂などのエチレン・酢酸ビニル共重合体以外の樹脂が、約５質量％以内の割合で含まれていることをいう。
【００１４】
また、「ポリエチレンを主成分とする」とは、ポリエチレンのみからなるか、または、ポリエチレンに、例えば、光安定剤、紫外線吸収剤などの添加剤やシラン変成樹脂などのポリエチレン以外の樹脂が、約５質量％以内の割合で含まれていることをいう。
【００１５】
本発明において、第１の充填剤層に含まれるエチレン・酢酸ビニル共重合体における酢酸ビニル含量は、２０質量％以上であることが好ましい。
【００１６】
本発明において、第２の充填剤層は、第１の充填剤層に含まれるエチレン・酢酸ビニル共重合体よりも酢酸ビニル含量が少ないエチレン・酢酸ビニル共重合体を主成分とする層である場合は、第１の充填剤層に含まれるエチレン・酢酸ビニル共重合体における酢酸ビニル含量は、第２の充填剤層に含まれるエチレン・酢酸ビニル共重合体における酢酸ビニル含量の１．５倍以上であることが好ましい。
【００１７】
本発明において、第１の充填剤層は、太陽電池に接していてもよい。
【００１８】
本発明において、太陽電池は、第１の充填剤層と第２の充填剤層との間に配置されていてもよい。
【００１９】
本発明において、太陽電池は、第２の充填剤層の内部に配置されていてもよい。
【００２０】
本発明において、太陽電池は、第１の充填剤層の内部に配置されていてもよい。
【００２１】
本発明において、第１の充填剤層は、板体とシートとの両方に接するように設けられていてもよい。
【００２２】
本発明において、第２の充填剤層は、板体とシートとの両方に接するように設けられていてもよい。
【００２３】
本発明において、第１の充填剤層は、第２の充填剤層を包囲するように配置されていてもよい。
【００２４】
本発明において、板体がガラス板であり、シートが樹脂シートであってもよい。
【００２５】
本発明において、太陽電池は、板体側からの光を受光するものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、耐候性及び耐熱性の両方に優れた太陽電池モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
【図２】第２の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
【図３】第３の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
【図４】第４の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
【図５】第５の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
【図６】第６の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
【図７】第７の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
【図８】第８の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
【図９】第９の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
【図１０】第１０の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
【図１１】第１１の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
【図１２】第１２の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を実施した好ましい形態について、図１〜図１２に示す太陽電池モジュール１ａ〜１ｌを例に挙げて説明する。但し、太陽電池モジュール１ａ〜１ｌは、単なる例示である。本発明は、太陽電池モジュール１ａ〜１ｌに何ら限定されない。
【００２９】
また、以下の実施形態において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
【００３０】
《第１の実施形態》
図１は、本実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
【００３１】
図１に示すように、太陽電池モジュール１ａは、板体１０と、シート１１と、充填剤層１３と、太陽電池１２とを備えている。
【００３２】
（板体１０及びシート１１）
板体１０と、シート１１とは、太陽電池１２の保護部材としての機能を有する。板体１０は、太陽電池モジュール１ａの機械的強度を担保する部材である。板体１０は、剛性を有する部材である限りにおいて特に限定されない。板体１０は、ガラス板や樹脂板などにより構成することができる。なかでも、板体１０は、ガラス板により構成されていることが好ましい。ガラス板は、剛性及び光透過率が高く、かつ耐候性に優れているからである。
【００３３】
なお、板体１０の厚さは、特に限定されない。板体１０の厚さは、例えば、３ｍｍ〜６ｍｍ程度とすることができる。
【００３４】
シート１１は、板体１０と対向している。シート１１は、可撓性を有する部材である限りにおいて特に限定されない。シート１１は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などからなる樹脂シートなどにより構成することができる。なお、シート１１を構成する樹脂シートの内部には、例えば、アルミニウム箔などの遮光箔や、水分透過性が低い無機バリア層等が設けられていてもよい。無機バリア層は、例えば、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等の無機酸化物などにより形成することができる。
【００３５】
なお、シート１１の厚さは、特に限定されない。シート１１の厚さは、例えば、１５０μｍ〜３００μｍ程度とすることができる。
【００３６】
充填剤層１３は、板体１０とシート１１との間に充填されている。充填剤層１３は、太陽電池１２を封止するための部材である。このため、充填剤層１３は、封止層とも呼ばれる。この充填剤層１３の構成については、後に詳述する。
【００３７】
（太陽電池１２）
充填剤層１３の内部には、複数の太陽電池１２が配置されている。複数の太陽電池１２は、板体１０，充填剤層１３，シート１１の積層方向ｚに対して垂直な配列方向ｘに沿って配列されている。複数の太陽電池１２は、積層方向ｚを法線方向とする平面状にマトリクス状に配置されていてもよい。
【００３８】
複数の太陽電池１２は、配線材１４によって、直列または並列に電気的に接続されている。なお、太陽電池１２と配線材１４との接着は、例えば、樹脂中に導電性粒子が分散している導電性樹脂接着剤や、半田などにより行うことができる。
【００３９】
本実施形態においては、複数の太陽電池１２のそれぞれは、受光面１２ａが板体１０側を向き、裏面１２ｂがシート１１側を向くように配置されている。すなわち、本実施形態においては、複数の太陽電池１２のそれぞれは、板体１０側からの光を受光する。但し、本発明は、この構成に限定されない。太陽電池は、例えば、受光面がシート側を向き、裏面が板体側を向くように配置されていてもよい。また、太陽電池の両主面のそれぞれが受光面であってもよい。
【００４０】
太陽電池１２の構造は、特に限定されない。太陽電池１２は、例えば、ＨＩＴ（登録商標）構造を有するＨＩＴ太陽電池であってもよいし、他の構造の太陽電池であってもよい。
【００４１】
一般的に、太陽電池１２は、受光によりキャリア（電子及び正孔）を生成する光変換部を備えている。光変換部は、ｐｎ接合や、ｐｉｎ接合等の半導体接合を有する半導体材料から構成されている。半導体材料としては、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコンなどの結晶シリコン半導体、非晶質シリコン半導体、ＧａＡｓ等の化合物半導体などが挙げられる。
【００４２】
光変換部の第１及び第２の主面のそれぞれには、キャリアを集電する集電電極が形成されている。この集電電極が、隣り合う太陽電池１２間において配線材１４により接続されることにより、複数の太陽電池１２が電気的に接続されている。なお、集電電極は、一般的に、相互に平行に延びる複数のフィンガーと、フィンガーの延びる方向と垂直な方向に延びており、複数のフィンガーのそれぞれに接続されている１または複数のバスバーとを備えているが、これに限るものではない。
【００４３】
（充填剤層１３）
次に、本実施形態における充填剤層１３の構成について詳細に説明する。
【００４４】
充填剤層１３は、第１の充填剤層１３ａと、第２の充填剤層１３ｂとを有する。
【００４５】
第１の充填剤層１３ａは、シート１１に接するように設けられている。本実施形態では、具体的には、シート１１と板体１０との間に、第１の充填剤層１３ａと、第２の充填剤層１３ｂとが、シート１１側からこの順番で積層されている。シート１１と第１の充填剤層１３ａとは接着されている。第１及び第２の充填剤層１３ａ、１３ｂ間も接着されている。第２の充填剤層１３ｂと板体１０とも接着されている。
【００４６】
太陽電池１２は、第１の充填剤層１３ａと第２の充填剤層１３ｂとの間の境界に配置されている。よって、第１の充填剤層１３ａは、太陽電池１２に接している。なお、図１では、描画の便宜上、第１の充填剤層１３ａと第２の充填剤層１３ｂとの間の境界は、積層方向ｚにおいて、太陽電池１２が設けられた領域内に位置しているように描画しているが、例えば、積層方向ｚにおいて、太陽電池１２の受光面１２ａや裏面１２ｂと略面一であってもよい。
【００４７】
第１の充填剤層１３ａと第２の充填剤層１３ｂとのそれぞれの積層方向ｚに沿った厚みは、特に限定されない。第１の充填剤層１３ａの積層方向ｚに沿った厚みは、例えば、０．３ｍｍ〜０．８ｍｍ程度であることが好ましい。第２の充填剤層１３ｂの積層方向ｚに沿った厚みは、例えば、０．３ｍｍ〜０．８ｍｍ程度であることが好ましい。充填剤層１３全体の積層方向ｚに沿った厚みは、例えば、０．６ｍｍ〜２．０ｍｍ程度であることが好ましい。第１の充填剤層１３ａの積層方向ｚに沿った厚みと、第２の充填剤層１３ｂの積層方向ｚに沿った厚みとの比は、１：２〜２：１の範囲内であることが好ましい。
【００４８】
第１の充填剤層１３ａは、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を主成分としている。第１の充填剤層１３ａは、ＥＶＡからなるものであってもよいし、ＥＶＡと他の樹脂の混合物や共重合体、ＥＶＡに添加剤が添加されたものであってもよい。ここで、上記他の樹脂としては、例えば、シラン変成樹脂などが挙げられる。また、添加剤としては、例えば、光安定剤、紫外線吸収剤などが挙げられる。
【００４９】
第２の充填剤層１３ｂは、ＥＶＡ、または酢酸ビニルユニットを含まないポリエチレンを主成分としている。第２の充填剤層１３ｂは、ＥＶＡまたはポリエチレンからなるものであってもよいし、ＥＶＡまたはポリエチレンと他の樹脂の混合物や共重合体、ＥＶＡまたはポリエチレンに添加剤が添加されたものであってもよい。
【００５０】
なお、上記他の樹脂としては、例えば、シラン変成樹脂などが挙げられる。また、添加剤としては、例えば、光安定剤、紫外線吸収剤などが挙げられる。
【００５１】
第２の充填剤層１３ｂがＥＶＡを主成分とする場合において、第２の充填剤層１３ｂに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量は、第１の充填剤層１３ａに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量よりも少ない。第１の充填剤層１３ａに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量は、第２の充填剤層１３ｂに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量の１．５倍以上であることが好ましく、２倍以上であることがより好ましく、５倍以上であることがさらに好ましい。第１の充填剤層１３ａに含まれるＥＶＡにおける酢酸ビニル含量は、２０質量％以上であることが好ましく、２５質量％以上であることがより好ましい。第１の充填剤層１３ａに含まれるＥＶＡにおける酢酸ビニル含量は、３０質量％以下であることが好ましい。第２の充填剤層１３ｂに含まれるＥＶＡにおける酢酸ビニル含量は、２０質量％以下であることが好ましく、１５質量％以下であることがより好ましく、５質量％以下であることがさらに好ましい。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態では、酢酸ビニル含量が少ないＥＶＡまたは酢酸ビニル含量がゼロであるポリエチレンを主成分としており、水分透過性が低い第２の充填剤層１３ｂが設けられている。このため、本実施形態の太陽電池モジュール１ａでは、例えば、酢酸ビニル含量が多い第１の充填剤層のみにより充填剤層を構成した場合よりも、太陽電池１２に到達する水分量が少ない。よって、水分に起因する太陽電池１２の劣化を抑制することができる。従って、太陽電池モジュール１ａは、良好な耐候性を有する。
【００５３】
さらに、本実施形態では、酢酸ビニル含量が多いＥＶＡを主成分としており、高温になったときにも流動性が低い第１の充填剤層１３ａが、板体１０に比べて剛性が低いシート１１に接するように設けられている。このため、良好な耐熱性を実現することができる。すなわち、本実施形態のように、酢酸ビニル含量が多いＥＶＡを主成分とし、高温時の流動性が低い第１の充填剤層１３ａをシート１１に接するように設け、さらに、酢酸ビニル含量が少ないＥＶＡまたはポリエチレンを主成分とし、水分透過性が低い第２の充填剤層１３ｂを設けることにより、良好な耐候性と、良好な耐熱性とを両立させることができる。
【００５４】
なお、酢酸ビニル含量が多いＥＶＡを主成分とする第１の充填剤層１３ａをシート１１に接するように設けることにより耐熱性を改善することができる理由としては、充填剤層１３ａの、板体１０に対して剛性が低いシート１１側の部分の高温時における流動性を抑えることができるためであると考えられる。但し、高温になったときに流動性の高い第２の充填剤層１３ｂが設けられているにも関わらず、シート１１に接するように第１の充填剤層１３ａを設けることにより、大幅に耐熱性を改善することができた理由は、定かではない。
【００５５】
第１の充填剤層１３ａに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量が第２の充填剤層１３ｂに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量の１．５倍以上である場合には、良好な耐候性と良好な耐熱性とをより高い次元で両立させることができる。より好ましくは、第１の充填剤層１３ａに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量は、第２の充填剤層１３ｂに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量の２倍以上であり、さらに好ましくは、５倍以上である。
【００５６】
第１の充填剤層１３ａに含まれるＥＶＡにおける酢酸ビニル含量が２０質量％以上である場合は、より良好な耐熱性が得られ、２５質量％以上である場合は、さらに良好な耐熱性が得られる。
【００５７】
但し、第１の充填剤層１３ａに含まれるＥＶＡにおける酢酸ビニル含量が多すぎると、ＥＶＡ中の含水量が多くなりすぎ劣化を促進させるおそれがある。従って、第１の充填剤層１３ａに含まれるＥＶＡにおける酢酸ビニル含量は、３０質量％以下であることが好ましい。
【００５８】
第２の充填剤層１３ｂに含まれるＥＶＡにおける酢酸ビニル含量が２０質量％以下である場合は、より良好な耐候性が得られる。第２の充填剤層１３ｂに含まれるＥＶＡにおける酢酸ビニル含量は、より好ましくは、１５質量％以下であり、さらに好ましくは、５質量％以下である。第２の充填剤層１３ｂに含まれるＥＶＡにおける酢酸ビニル含量は、ゼロであってもよい。すなわち、第２の充填剤層１３ｂは、ポリエチレンからなるものであってもよい。
【００５９】
本実施形態では、高温になったときに流動性の低い第１の充填剤層１３ａが太陽電池１２に接するように設けられている。このため、より優れた耐熱性を実現することができる。
【００６０】
本実施形態では、太陽電池１２の受光面１２ａ側に配置されている板体１０は、水分透過性が低いガラス板により構成されている。このため、板体１０側からは、太陽電池モジュール１ａ内に水分は進入しにくい。よって、太陽電池モジュール１ａの出力に大きく影響する太陽電池１２の受光面１２ａ及び充填剤層１３の受光面１２ａ側に位置する部分が劣化しにくい。従って、太陽電池モジュール１ａの耐候性をより改善することができる。
【００６１】
特に、本実施形態では、太陽電池１２の受光面１２ａ側に、水分透過性の低い第２の充填剤層１３ｂが配置されており、水分透過性の高い第１の充填剤層１３ａは配置されていない。このため、太陽電池１２の受光面１２ａに到達する水分をより少なくすることができる。よって、太陽電池１２の受光面１２ａの劣化がより効果的に抑制されている。従って、太陽電池モジュール１ａの耐候性をさらに改善することができる。
【００６２】
なお、本実施形態に係る太陽電池モジュール１ａは、例えば、以下に例示する製造方法により製造することができる。
【００６３】
まず、シート１１の上に、第２の充填剤層１３ｂを形成するための、ＥＶＡまたはポリエチレンを主成分とするシートを１または複数枚配置する。その上に、配線材１４により電気的に接続された複数の太陽電池１２を配置し、さらにその上に、第１の充填剤層１３ａを形成するための、ＥＶＡを主成分とするシートを１または複数枚配置する。最後に、板体１０を積層する。形成された積層体を、減圧雰囲気中において、加熱圧着することにより、太陽電池モジュール１ａを完成させることができる。
【００６４】
以下、本発明を実施した好ましい形態の他の例について説明する。以下の説明において、上記実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
【００６５】
《第２の実施形態》
図２は、第２の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｂの略図的断面図である。
【００６６】
図２に示すように、第２の実施形態では、水分透過性が低い第２の充填剤層１３ｂが板体１０及びシート１１の両方に接するように設けられている。具体的には、太陽電池モジュール１ｂの周縁部には、積層方向ｚにおいて板体１０からシート１１にわたって第２の充填剤層１３ｂが設けられている。すなわち、積層方向ｚから視た際に、第１の充填剤層１３ａの外側には、第２の充填剤層１３ｂが設けられている。
【００６７】
なお、第２の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｂは、例えば、第１の充填剤層１３ａを形成するためのシートの面積を、第２の充填剤層１３ｂを形成するためのシートの面積よりも小さくすることにより、上記第１の実施形態で説明した製造方法と実質的に同様の方法により製造することができる。
【００６８】
《第３の実施形態》
図３は、第３の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｃの略図的断面図である。
【００６９】
図３に示すように、第３の実施形態では、高温においても流動性が低い第１の充填剤層１３ａが板体１０及びシート１１の両方に接するように設けられている。具体的には、本実施形態では、太陽電池モジュール１ｃの周縁部には、積層方向ｚにおいて板体１０からシート１１にわたって第１の充填剤層１３ａが設けられている。すなわち、積層方向ｚから視た際に、第２の充填剤層１３ｂの外側には、第１の充填剤層１３ａが位置している。
【００７０】
なお、第３の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｃは、例えば、第２の充填剤層１３ｂを形成するためのシートの面積を、第１の充填剤層１３ａを形成するためのシートの面積よりも小さくすることにより、上記第１の実施形態で説明した製造方法と実質的に同様の方法により製造することができる。
【００７１】
《第４の実施形態》
図４は、第４の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｄの略図的断面図である。
【００７２】
上記第１〜第３の実施形態では、複数の太陽電池１２が、第１の充填剤層１３ａと第２の充填剤層１３ｂとの間の境界に配置されている例について説明した。それに対して第４の実施形態では、図４に示すように、第２の充填剤層１３ｂが複数の太陽電池１２よりもシート１１側にまで至るように形成されており、太陽電池１２は、第２の充填剤層１３ｂ内に配置されている。すなわち、太陽電池１２は、水分透過性が低い第２の充填剤層１３ｂによって包囲されている。
【００７３】
なお、第４の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｄは、例えば、第１の充填剤層１３ａを形成するためのシートと太陽電池１２との間に、第２の充填剤層１３ｂを形成するためのシートを介在させることにより、上記第１の実施形態で説明した製造方法と実質的に同様の方法により製造することができる。
【００７４】
《第５の実施形態》
図５は、第５の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｅの略図的断面図である。
【００７５】
図５に示すように、本実施形態の太陽電池モジュール１ｅの上記第４の実施形態の太陽電池モジュール１ｄと異なる点は、上記第３の実施形態と同様に、太陽電池モジュール１ｅの周縁部には、積層方向ｚにおいて第１の充填剤層１３ａが板体１０からシート１１にわたって設けられている点である。このため、本実施形態では、積層方向ｚから視た際に、第２の充填剤層１３ｂの外側には、第１の充填剤層１３ａが位置している。
【００７６】
《第６の実施形態》
図６は、第６の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｆの略図的断面図である。
【００７７】
図６に示すように、本実施形態の太陽電池モジュール１ｆの第４の実施形態の太陽電池モジュール１ｄと異なる点は、上記第２の実施形態と同様に、太陽電池モジュール１ｆの周縁部には、積層方向ｚにおいて第２の充填剤層１３ｂが板体１０からシート１１にわたって設けられている点である。このため、本実施形態では、積層方向ｚから視た際に、第１の充填剤層１３ａの外側には、第２の充填剤層１３ｂが位置している。
【００７８】
《第７の実施形態》
図７は、第７の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｇの略図的断面図である。
【００７９】
図７に示すように、本実施形態の太陽電池モジュール１ｇの上記第１の実施形態の太陽電池モジュール１ａとは異なる点は、第１の充填剤層１３ａが複数の太陽電池１２よりも板体１０側にまで至るように形成されており、複数の太陽電池１２が第１の充填剤層１３ａ内に配置されている点である。
【００８０】
なお、本実施形態の太陽電池モジュール１ｇは、第２の充填剤層１３ｂを形成するためのシートの上に太陽電池１２を配置する前に、第１の充填剤層１３ａを形成するためのシートを配置することにより、上記第１の実施形態において説明した製造方法と実質的に同様の製造方法により製造することができる。
【００８１】
《第８の実施形態》
図８は、第８の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｈの略図的断面図である。
【００８２】
図８に示すように、第８の実施形態の太陽電池モジュール１ｈの第７の実施形態の太陽電池モジュール１ｇと異なる点は、上記第２及び第６の実施形態と同様に、太陽電池モジュール１ｈの周縁部には、積層方向ｚにおいて第２の充填剤層１３ｂが板体１０からシート１１にわたって設けられている点である。このため、本実施形態では、積層方向ｚから視た際に、第１の充填剤層１３ａの外側には、第２の充填剤層１３ｂが位置している。
【００８３】
《第９の実施形態》
図９は、第９の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｉの略図的断面図である。
【００８４】
図９に示すように、第９の実施形態の太陽電池モジュール１ｉの第７の実施形態の太陽電池モジュール１ｇと異なる点は、上記第３及び第５の実施形態と同様に、太陽電池モジュール１ｉの周縁部には、積層方向ｚにおいて第１の充填剤層１３ａが板体１０からシート１１にわたって設けられている点である。このため、本実施形態では、積層方向ｚから視た際に、第２の充填剤層１３ｂの外側には、第１の充填剤層１３ａが位置している。
【００８５】
《第１０〜第１２の実施形態》
図１０は、第１０の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｊの略図的断面図である。図１１は、第１１の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｋの略図的断面図である。図１２は、第１２の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｌの略図的断面図である。
【００８６】
図１０〜図１２に示すように、第１０〜第１２の実施形態では、第１の充填剤層１３ａが板体１０及びシート１１の両方に接している。第１の充填剤層１３ａは、第２の充填剤層１３ｂを包囲するように設けられている。
【００８７】
図１０に示すように、第１０の実施形態では、複数の太陽電池１２は、第２の充填剤層１３ｂ内に配置されている。
【００８８】
図１１に示すように、第１１の実施形態では、複数の太陽電池１２は、第１の充填剤層１３ａと第２の充填剤層１３ｂとの間の境界に配置されている。
【００８９】
図１２に示すように、第１２の実施形態では、複数の太陽電池１２は、第１の充填剤層１３ａ内に配置されている。
【００９０】
上記第２〜第１２の実施形態に係る太陽電池モジュール１ｂ〜１ｌにおいても、上記第１の実施形態に係る太陽電池モジュール１ａと同様に、シート１１に接するように、高温において流動性の低い第１の充填剤層１３ａが設けられており、かつ水分透過性の低い第２の充填剤層１３ｂが設けられている。このため、優れた耐候性及び優れた耐熱性の両立を図ることができる。
【００９１】
また、第２，第３及び第１１の実施形態においても、上記第１の実施形態と同様に、高温において流動性の低い第１の充填剤層１３ａが複数の太陽電池１２に接するように設けられている。従って、より優れた耐熱性を実現することができる。
【００９２】
第２〜第６の実施形態においても、上記第１の実施形態と同様に、太陽電池１２の受光面１２ａ側に、水分透過性の低い第２の充填剤層１３ｂが配置されており、水分透過性の高い第１の充填剤層１３ａは配置されていない。従って、より優れた耐熱性を実現することができる。
【００９３】
第４〜第６及び第１０の実施形態においては、複数の太陽電池１２が第２の充填剤層１３ｂ内に配置されている。すなわち、複数の太陽電池１２が、水分透過性の低い第２の充填剤層１３ｂにより包囲されている。このため、複数の太陽電池１２に水分が到達することをより効果的に抑制できる。よって、複数の太陽電池１２の水分による劣化をより効果的に抑制することができる。従って、より優れた耐候性を実現することができる。
【００９４】
第７〜第９及び第１２の実施形態では、複数の太陽電池１２が第１の充填剤層１３ａ内に配置されている。すなわち、複数の太陽電池１２が、高温における流動性が低い第１の充填剤層１３ａにより包囲されている。このため、高温雰囲気中においても、複数の太陽電池１２が第１の充填剤層１３ａによって好適に保護される。従って、さらに優れた耐熱性を実現することができる。
【００９５】
第３，第５及び第９〜第１２の実施形態では、高温における流動性が低い第１の充填剤層１３ａが板体１０とシート１１との両方に接するように設けられている。このため、高温時において、充填剤層１３の変形をより効果的に抑制することができる。特に、第３，第５及び第９〜第１２の実施形態では、第２の充填剤層１３ｂの外側に第１の充填剤層１３ａが位置している。よって、高温における流動性の高い第２の充填剤層１３ｂの高温における流動も効果的に抑制される。従って、より優れた耐熱性を実現することができる。
【００９６】
なかでも、第１０〜第１２の実施形態では、第２の充填剤層１３ｂが第１の充填剤層１３ａにより包囲されている。このため、第２の充填剤層１３ｂの高温における流動をさらに効果的に抑制される。従って、さらに優れた耐熱性を実現することができる。
【００９７】
第２，第６及び第８の実施形態では、水分透過性の低い第２の充填剤層１３ｂが板体１０とシート１１との両方に接するように設けられている。具体的には、太陽電池モジュール１ｂ、１ｆ、１ｈの周縁部には、積層方向ｚにおいて第２の充填剤層１３ｂが板体１０からシート１１にわたって設けられている。このため、太陽電池モジュール１ｂ、１ｆ、１ｈの周縁部からの太陽電池モジュール１ｂ、１ｆ、１ｈ内への水分進入も効果的に抑制される。従って、より優れた耐候性を実現することができる。
【００９８】
第２，第３，第５，第６及び第８〜第１２の実施形態では、第１の充填剤層１３ａと第２の充填剤層１３ｂとの界面が、太陽電池モジュールの側面に露出していない。よって、第１の実施形態などのように、第１の充填剤層１３ａと第２の充填剤層１３ｂとの界面が、太陽電池モジュールの側面に露出している場合よりも、第１の充填剤層１３ａと第２の充填剤層１３ｂとの界面から太陽電池モジュール内に侵入する水分の量を少なくすることができる。従って、太陽電池モジュールの耐候性をさらに改善することができる。
【００９９】
《実施例》
（実施例１）
本実施例では、上記第１の実施形態に係る太陽電池モジュール１ａと同様の構成を有する太陽電池モジュールＡ１を以下の要領で作製した。まず、ガラス板からなる板体１０の上に、酢酸ビニル含量が１５質量％であり、厚みが０．６ｍｍであるＥＶＡシートと、配線材１４により電気的に接続された複数の太陽電池１２と、酢酸ビニル含量が２５質量％であり、厚みが０．６ｍｍであるＥＶＡシートと、シート１１とをこの順番で積層した。得られた積層体をラミネート法を用いて一体化し、アルミニウムからなるフレーム内に収納することにより太陽電池モジュールを作製した。本実施例では、第１の充填剤層１３ａにおける酢酸ビニル含量は２５質量％となる。第２の充填剤層１３ｂにおける酢酸ビニル含量は１５質量％となる。
【０１００】
なお、シート１１としては、厚みが約１９０μｍであるポリエチレンテレフタレートを用いた。また、用いた太陽電池１２の両表面には、相互に平行に延びる複数のフィンガーと、フィンガーと直交して設けられており、フィンガーの延びる方向に相互に隔離して配置されている２本のバスバーとが集電電極として設けられていた。
【０１０１】
次に、作製した太陽電池モジュールについて、ＪＩＳ Ｃ８９９１：２００４に規定の高温高湿度試験及び温度サイクル試験を行った。
【０１０２】
具体的には、高温高湿度試験は、太陽電池モジュールを温度：８５±２℃、相対湿度：８５±５％の範囲内の高温高湿槽中に、１０００時間放置することにより行った。そして、高温高湿度試験前後における太陽電池モジュールの出力低下率（（高温高湿度試験実施後の出力）／（高温高湿度試験実施前の出力））を測定した。また、高温高湿度試験前後における受光面１２ａ上の２本のバスバー間の抵抗増大率（（（高温高湿度試験実施後の抵抗）−（高温高湿度試験実施前の抵抗））／（高温高湿度試験実施前の抵抗））を測定した。
【０１０３】
温度サイクル試験は、作製した太陽電池モジュールの両端子間に導通監視装置を接続すると共に、絶縁性監視装置を太陽電池モジュールの一方の端子と、フレームとの間に接続した状態で、太陽電池モジュールの温度を−４０±２℃の範囲内の温度から、１００℃／時間で９０±２℃の範囲内の温度にまで昇温し、１０分保持した後に、−４０±２℃の範囲内の温度まで、１００℃／時間で冷却し、１０分保持した後に、再度、１００℃／時間で９０±２℃の範囲内の温度にまで昇温するサイクルを２００サイクル実施することにより行った。この試験中において、太陽電池モジュール周囲の空気は、２ｍ／秒で循環させた。また、試験中において、太陽電池モジュールには、ＡＭが１．５で、１００ｍＷ／ｃｍ２の強度の光を照射した。そして、温度サイクル試験前後における太陽電池モジュールの出力低下率（（温度サイクル試験実施後の出力）／（温度サイクル試験実施前の出力））を測定した。
【０１０４】
結果を、下記の表１に示す。
【０１０５】
（実施例２）
第２の充填剤層１３ｂにおける酢酸ビニル含量を５質量％としたこと以外は、上記実施例１と同様の構成を有する太陽電池モジュールＡ２を作製し、上記実施例１と同様に、高温高湿度試験及び温度サイクル試験を行った。結果を、下記の表１に示す。
【０１０６】
（実施例３）
第２の充填剤層１３ｂにおける酢酸ビニル含量を０質量％としたこと以外は、上記実施例１と同様の構成を有する太陽電池モジュールＡ３を作製し、上記実施例１と同様に、高温高湿度試験及び温度サイクル試験を行った。すなわち、本実施例では、第２の充填剤層１３ｂをポリエチレンにより形成した。結果を、下記の表１に示す。
【０１０７】
（比較例１）
第２の充填剤層１３ｂにおける酢酸ビニル含量を２５質量％としたこと以外は、上記実施例１と同様の構成を有する太陽電池モジュールＢ１を作製し、上記実施例１と同様に、高温高湿度試験及び温度サイクル試験を行った。結果を、下記の表１に示す。
【０１０８】
（比較例２）
第１の充填剤層１３ａ及び第２の充填剤層１３ｂのそれぞれにおける酢酸ビニル含量を０質量％としたこと以外は、上記実施例１と同様の構成を有する太陽電池モジュールＢ２を作製し、上記実施例１と同様に、高温高湿度試験及び温度サイクル試験を行った。結果を、下記の表１に示す。
【０１０９】
【表１】
【０１１０】
上記表１に示すように、第２の充填剤層１３ｂにおける酢酸ビニル含量が少なく、第１の充填剤層１３ａにおける酢酸ビニル含量が多い太陽電池モジュールＡ１〜Ａ３では、高温高湿度試験による出力低下率及び抵抗増大率が小さく、かつ、温度サイクル試験による出力低下率も小さかった。
【０１１１】
一方、第１の充填剤層１３ａ及び第２の充填剤層１３ｂの両方において酢酸ビニル含量が多い太陽電池モジュールＢ１では、温度サイクル試験による出力低下率は小さかったものの、高温高湿度試験による出力低下率及び抵抗増大率は大きかった。
【０１１２】
第１の充填剤層１３ａ及び第２の充填剤層１３ｂの両方において酢酸ビニル含量が少ない太陽電池モジュールＢ２では、高温高湿度試験による出力低下率及び抵抗増大率は小さかったものの、温度サイクル試験による出力低下率は大きかった。
【０１１３】
これらの結果から、シート１１に接するように設けられた第１の充填剤層１３ａを酢酸ビニル含量が少ないＥＶＡまたは酢酸ビニルユニットを含まないポリエチレンを主成分とするものとし、第２の充填剤層１３ｂを酢酸ビニル含量が多いＥＶＡを主成分とするものとすることにより、優れた耐候性と優れた耐熱性との両立を図ることができることが分かる。
【０１１４】
また、太陽電池モジュールＡ１〜Ａ３の高温高湿度試験結果の比較より、第２の充填剤層１３ｂに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量が少なくなるに従って、耐候性がさらに優れたものとなることが分かる。この結果から、第２の充填剤層１３ｂに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量は、１５質量％以下であることが好ましく、５質量％以下であることがさらに好ましいことが分かる。また、第１の充填剤層１３ａに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量は、第２の充填剤層１３ｂに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量の１．５倍以上であることが好ましく、５倍以上であることがさらに好ましいことが分かる。
【０１１５】
第２の充填剤層１３ｂに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量が共に０質量％である太陽電池モジュールＡ３と太陽電池モジュールＢ２とでは、第１の充填剤層１３ａに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量が異なるにも関わらず、耐候性が同等であった。この結果から、耐候性は、第２の充填剤層１３ｂに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量に主として相関しており、第１の充填剤層１３ａに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量が変化しても耐候性がそれほど変化しないことが分かる。
【０１１６】
第１の充填剤層１３ａに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量が２５質量％である太陽電池モジュールＡ１〜Ａ３，Ｂ１では、第２の充填剤層１３ｂに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量が互いに異なるにも関わらず、耐熱性が同等であった。第１の充填剤層１３ａに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量が０質量％である太陽電池モジュールＢ２のみが耐熱性が劣悪であった。この結果から、耐熱性は、第１の充填剤層１３ａに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量に主として相関しており、第２の充填剤層１３ｂに含まれるＥＶＡの酢酸ビニル含量が変化しても耐候性がそれほど変化しないことが分かる。
【符号の説明】
【０１１７】
１ａ〜１ｌ…太陽電池モジュール
１０…板体
１１…シート
１２…太陽電池
１２ａ…太陽電池の受光面
１２ｂ…太陽電池の裏面
１３…充填剤層
１３ａ…第１の充填剤層
１３ｂ…第２の充填剤層
１４…配線材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板体と、
前記板体に対向しているシートと、
前記板体と前記シートとの間に設けられている充填剤層と、
前記充填剤層内に配置されている太陽電池とを備え、
前記充填剤層は、前記シートに接するように設けられており、エチレン・酢酸ビニル共重合体を主成分とする第１の充填剤層と、前記第１の充填剤層に含まれるエチレン・酢酸ビニル共重合体よりも酢酸ビニル含量が少ないエチレン・酢酸ビニル共重合体、またはポリエチレンを主成分とする第２の充填剤層とを有する太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記第１の充填剤層に含まれるエチレン・酢酸ビニル共重合体における酢酸ビニル含量は、２０質量％以上である請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記第２の充填剤層は、前記第１の充填剤層に含まれるエチレン・酢酸ビニル共重合体よりも酢酸ビニル含量が少ないエチレン・酢酸ビニル共重合体を主成分とする層であり、
前記第１の充填剤層に含まれるエチレン・酢酸ビニル共重合体における酢酸ビニル含量は、前記第２の充填剤層に含まれるエチレン・酢酸ビニル共重合体における酢酸ビニル含量の１．５倍以上である請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記第１の充填剤層は、前記太陽電池に接している請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記太陽電池は、前記第１の充填剤層と前記第２の充填剤層との間に配置されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記太陽電池は、前記第２の充填剤層の内部に配置されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記太陽電池は、前記第１の充填剤層の内部に配置されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】
前記第１の充填剤層は、前記板体と前記シートとの両方に接するように設けられている請求項１〜７のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項９】
前記第２の充填剤層は、前記板体と前記シートとの両方に接するように設けられている請求項１〜８のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１０】
前記第１の充填剤層は、前記第２の充填剤層を包囲するように配置されている請求項１〜６及び８のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１１】
前記板体がガラス板であり、前記シートが樹脂シートである請求項１〜１０のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１２】
前記太陽電池は、前記板体側からの光を受光する請求項１〜１１のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１】
板体と、
前記板体に対向しているシートと、
前記板体と前記シートとの間に設けられている充填剤層と、
前記充填剤層内に配置されている太陽電池とを備え、
前記充填剤層は、前記シートに接するように設けられており、エチレン・酢酸ビニル共重合体を主成分とする第１の充填剤層と、前記第１の充填剤層に含まれるエチレン・酢酸ビニル共重合体よりも酢酸ビニル含量が少ないエチレン・酢酸ビニル共重合体、またはポリエチレンを主成分とする第２の充填剤層とを有する太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記第１の充填剤層に含まれるエチレン・酢酸ビニル共重合体における酢酸ビニル含量は、２０質量％以上である請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記第２の充填剤層は、前記第１の充填剤層に含まれるエチレン・酢酸ビニル共重合体よりも酢酸ビニル含量が少ないエチレン・酢酸ビニル共重合体を主成分とする層であり、
前記第１の充填剤層に含まれるエチレン・酢酸ビニル共重合体における酢酸ビニル含量は、前記第２の充填剤層に含まれるエチレン・酢酸ビニル共重合体における酢酸ビニル含量の１．５倍以上である請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記第１の充填剤層は、前記太陽電池に接している請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記太陽電池は、前記第１の充填剤層と前記第２の充填剤層との間に配置されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記太陽電池は、前記第２の充填剤層の内部に配置されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記太陽電池は、前記第１の充填剤層の内部に配置されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】
前記第１の充填剤層は、前記板体と前記シートとの両方に接するように設けられている請求項１〜７のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項９】
前記第２の充填剤層は、前記板体と前記シートとの両方に接するように設けられている請求項１〜８のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１０】
前記第１の充填剤層は、前記第２の充填剤層を包囲するように配置されている請求項１〜６及び８のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１１】
前記板体がガラス板であり、前記シートが樹脂シートである請求項１〜１０のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１２】
前記太陽電池は、前記板体側からの光を受光する請求項１〜１１のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１５９７１１（Ｐ２０１１−１５９７１１Ａ）
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８６５８（Ｐ２０１０−１８６５８）
【出願日】平成２２年１月２９日（２０１０．１．２９）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２９日（２０１０．１．２９）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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