JP2002134767A

JP2002134767A - 太陽電池モジュール用保護シート

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Publication number: JP2002134767A
Application number: JP2000326086A
Authority: JP
Inventors: Masahito Nakabayashi; 正仁中林; Takeshi Nakayama; 武之中山; Akira Abe; 彰阿部
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2000-10-25
Filing date: 2000-10-25
Publication date: 2002-05-10

Abstract

(57)【要約】【課題】容易に施工でき、ガラス表面にラミネートす
ることで、ガラス表面の反射率を低減し、太陽電池セル
に到達する光の強度を増大せしめ、エネルギー変換効率
を向上させる保護シートの提供。【解決手段】太陽電池モジュールの受光面側の保護材
に貼付する保護シートであって、透明樹脂シートと、そ
の片面に積層されてなる透明接着剤層とからなり、該透
明樹脂シートの全光線透過率が９０％以上、可視光反射
率が６％以下であり、かつ、保護シートの全光線透過率
が９０％以上であることを特徴とする太陽電池モジュー
ル用保護シート；及び該太陽電池モジュール用保護シー
トを受光面側の保護材に貼付してなる太陽電池モジュー
ル。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池モジュー
ルの受光面側の保護材に貼付し太陽電池モジュールを保
護しつつ、太陽電池の光−電気変換効率を向上させる保
護シートに関する。

【０００２】

【従来の技術】太陽電池は一般に、受光面に太陽電池モ
ジュールの保護材としてガラス等の透明基板が用いられ
ている。透明基板には高い光透過性が要求されるが、一
般的なガラスは可視光線に対し、表面のみで約４％（両
面で約８％）の反射率を持ち、光透過率の低下を招いて
いる。また、太陽電池は主に建造物の屋根、屋上や壁材
として設置されているが、設置場所によっては、太陽電
池モジュールの保護材であるガラス板の反射光が高速道
路等の高所を通過する運転手の目を射す等の悪影響を及
ぼすことがある。

【０００３】保護材表面の反射率を低減させるには、低
屈折率膜、多層干渉膜等を保護材にコーティングするこ
とが理論的に知られているが、コーティング層の耐候性
や再処理が難しいこと、また、コストの面から実用的で
はない。更に、既に設置されている太陽電池モジュール
を低反射率にする処理は作業上困難であった。

【０００４】また、太陽電池モジュールの保護材は通常
ガラス板からなるので、太陽電池を屋根や壁装材として
取り付けた場合、太陽光による熱変形や地震等の外部か
らの応力、雹、霰等の落下物によって破砕するおそれが
あり、飛散した破片が人体、器物へ危害を及ぼす問題が
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の目的
は、容易に施工でき、保護材であるガラス表面にラミネ
ートすることで、ガラス表面の反射率を低減し、太陽電
池セルに到達する光の強度を増大せしめ、エネルギー変
換効率を向上させる保護シートを提供することにある。
本発明の第２の目的は、前記のようにエネルギー変換効
率を向上させるとともに、万一保護材が破損した場合に
も、保護材の飛散を低減できる保護シートを提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、以下の発明を
包含する。（１）太陽電池モジュールの受光面側の保護材に貼付す
る保護シートであって、透明樹脂シートと、その片面に
積層されてなる透明接着剤層とからなり、該透明樹脂シ
ートの全光線透過率が９０％以上、可視光反射率が６％
以下であり、かつ、保護シートの全光線透過率が９０％
以上であることを特徴とする太陽電池モジュール用保護
シート。

【０００７】（２）前記透明接着剤層の２３℃における
貯蔵弾性率（Ｇ’）が１０³〜１０⁶Ｐａ、損失弾性率
（Ｇ”）が１０³〜１０⁶Ｐａであり、かつ、ガラスに対
する接着力が０．５〜４０Ｎ／２５ｍｍである前記
（１）に記載の太陽電池モジュール用保護シート。（３）ガラスに対する接着力が０．５〜１０Ｎ／２５ｍ
ｍである前記（１）又は（２）に記載の太陽電池モジュ
ール用保護シート。（４）前記（１）〜（３）のいずれかに記載の太陽電池
モジュール用保護シートを受光面側の保護材に貼付して
なる太陽電池モジュール。

【０００８】

【発明の実施の形態】本明細書において、太陽電池セル
とは、光起電力効果によって起電力を発生する半導体装
置（素子）をいい、太陽電池モジュールとは、太陽電池
セルに保護材を装着したものをいい、これらを利用した
発電システムを太陽電池という。

【０００９】図１に太陽電池モジュール２の構造の具体
例を示す。これは、単結晶シリコン、多結晶シリコン、
アモルファスシリコン等の半導体素子からなる太陽電池
セル５の両極にリード線７を設け、太陽電池セル５の周
囲を透明な充填剤８で封止し、両面に保護材６としてフ
ロートガラスを装着している。なお、図１において、符
号１は本発明の保護シートであり、透明樹脂シート３と
透明接着剤層４の積層体よりなる。

【００１０】本発明において、全光線透過率とは、透明
樹脂シート又は保護シートの平行入射光束に対する全透
過光束の割合をいう。また、可視光反射率とは、透明樹
脂シート又は保護シートに垂直に入射する昼光の光束に
ついて反射光束の入射光束に対する比をいう。

【００１１】本発明の太陽電池モジュール用保護シート
は、太陽電池モジュールの受光面側の保護材に貼付する
保護シートであって、透明樹脂シートと、その片面に積
層されてなる透明接着剤層とからなり、該透明樹脂シー
トの全光線透過率が９０％以上、可視光反射率が６％以
下であり、かつ、保護シートの全光線透過率が９０％以
上であることを特徴とする。

【００１２】前記透明樹脂シートの全光線透過率が９０
％未満であると、エネルギー変換効率が低下する。当該
全光線透過率は、好ましくは９２％以上である。前記透
明樹脂シートの可視光反射率が６％を超えると、反射光
による悪影響を低減できないとともに、全光線透過率が
低下し、エネルギー変換効率が低下する。当該可視光反
射率は、好ましくは５％以下である。前記保護シートの
全光線透過率が９０％未満であると、エネルギー変換効
率が低下する。当該全光線透過率は、好ましくは９２％
以上である。

【００１３】本発明に用いられる透明樹脂シートの材料
としては、光線透過性を有する合成樹脂が挙げられる。
かかる合成樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリブテン、ポリスチレン等のポリオレフィン；ポ
リエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート
等のポリエステル；エチルセルロース、トリ酢酸セルロ
ース等のセルロース誘導体；及びポリ塩化ビニル、ポリ
酢酸ビニル、ポリ（メタ）アクリル酸とそのエステル化
合物、ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、
ポリビニルブチラール、ポリイミド、ポリカーボネー
ト、ポリアミド、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチ
レン−アクリル酸共重合体、ウレタン樹脂、エポキシ樹
脂等を用いることができる。これらのうち、特に全光線
透過率が良好であることから、ポリオレフィン、ポリエ
ステル、セルロース誘導体、ポリ（メタ）アクリル酸と
そのエステル化合物、ウレタン樹脂を用いるのが好まし
い。

【００１４】本発明に用いられる透明樹脂シートの厚さ
は特に限定されないが、一般に５〜５００μｍであり、
好ましくは１０〜２００μｍである。厚過ぎると、全光
線透過率が低下し、薄過ぎると、保護シートの強度が不
足し、飛散防止効果が得にくくなる。これらの透明樹脂
シートは、単独で用いてもよいが、全光線透過率を向上
させたり、可視光反射率を低下させる目的で、透明樹脂
シートの受光面側にコート層を設けるなど表面処理を行
ってもよい。

【００１５】表面処理を施した透明樹脂シートとして
は、いわゆる防眩（ＡＧ）フィルムとして知られている
ものを用いてもよい。このようなシートは、透明樹脂シ
ートに微少な表面凹凸をもつ硬い透明層を形成すること
により外光を拡散反射させ、反射像をぼかす処理（防眩
処理）がなされている。

【００１６】可視光反射率を低下させる目的のコート層
は特に限定されるものではないが、透明樹脂シート表面
に、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル等の金属、あ
るいは合金、酸化錫、インジウム酸化錫、酸化アンチモ
ン等の金属酸化物の透明な薄膜を設けることができる。
これらのコート層を設ける方法としては、真空蒸着法や
スパッタリング法等を用いることができる。このような
コート層の厚さは通常１〜１０００ｎｍ程度である。

【００１７】また、屈折率の低い樹脂を表面に設けるこ
とで全光線透過率を向上させることもできる。このよう
な樹脂としては、エチレン−テトラフルオロエチレン共
重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリヘキサ
フルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン−パーフ
ルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリビニルフ
ルオリド等のフッ素樹脂が挙げられる。このような樹脂
を透明樹脂シート上に設ける方法としては、例えば、こ
れらの樹脂を各種溶媒に溶解せしめ、浸漬法、スプレー
法、グラビュアコーターやダイコーター、ナイフコータ
ーを用いて塗布した後、乾燥機で乾燥させることで所望
のコート層を設ける方法が挙げられる。このようなコー
ト層の厚さは通常０．１〜１００μｍであり、好ましく
は０.５〜１０μｍ程度である。

【００１８】可視光反射率を低下させる目的で、各種粒
子を分散させた樹脂をコート層として用いることができ
る。このような粒子（フィラー）としては、酸化チタ
ン、酸化珪素（シリカ）、酸化錫、炭酸カルシウム、イ
ンジウム酸化錫、酸化アンチモン等の粒子を挙げること
ができる。このような粒子の径は０．１〜１０００ｎｍ
の範囲が好ましい。このような粒子を分散させる樹脂と
しては、ポリエステル、セルロース誘導体、ポリ塩化ビ
ニル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリブテン、ポ
リ（メタ）アクリル酸とそのエステル化合物、ポリビニ
ルアルコール、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチ
ラール、ポリアミド、エチレン−酢酸ビニル共重合体、
エチレン−アクリル酸共重合体、ウレタン樹脂、エポキ
シ樹脂、シリコーン樹脂等を用いることができる。更
に、前記フッ素樹脂を用いることもできる。粒子と樹脂
の配合比は特に限定されるものではないが、樹脂１００
重量部に対して、粒子０．１〜１５重量部の範囲である
ことが好ましい。このような各種粒子を分散させたコー
ト層の厚さは通常０.１〜１００μｍであり、好ましく
は０.５〜１０μｍ程度である。

【００１９】粒子を分散させた樹脂を前記透明樹脂シー
ト上にコートする方法としては、例えば、各種溶剤に粒
子と樹脂を分散させた後、浸漬法、スプレー法、グラビ
ュアコーターやダイコーター、ナイフコーターを用いて
塗布した後、乾燥機で乾燥させることで所望のコート層
を設ける方法が挙げられる。

【００２０】本発明の保護シートに用いる透明接着剤と
しては、天然ゴム、合成ゴム、ポリエステル、セルロー
ス誘導体、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリブテ
ン、ポリ（メタ）アクリル酸とそのエステル化合物、ポ
リアミド、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−
アクリル酸共重合体、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シ
リコーン樹脂等の感圧接着剤や感熱接着剤が挙げられ
る。これらのうちでも、ポリ（メタ）アクリル酸エステ
ル化合物やシリコーン樹脂からなる感圧接着剤が透明接
着剤として用いられると、既に設置されている太陽電池
モジュールに簡単に施工できるので好ましい。

【００２１】本発明の保護シートにおいては、前記透明
接着剤層の２３℃における貯蔵弾性率（Ｇ’）が１０³
〜１０⁶Ｐａ、損失弾性率（Ｇ”）が１０³〜１０⁶Ｐａ
であり、かつ、ガラスに対する接着力が０．５〜４０Ｎ
／２５ｍｍであることが好ましい。このような構成とす
ることにより、保護シートにガラス飛散防止効果が付与
され、保護材が破損した場合に、保護材の飛散を低減で
きる。

【００２２】また、本発明の保護シートにおいて、貼り
替え処理が容易な点で、透明接着剤のガラスに対する接
着力は、好ましくは０．５〜１０Ｎ／２５ｍｍであり、
より好ましくは０．５〜８Ｎ／２５ｍｍ、更に好ましく
は１〜５Ｎ／２５ｍｍである。即ち、保護シートが経時
で汚れたり、老化して性能が低下した場合でも、透明接
着剤のガラスに対する接着力が０．５〜１０Ｎ／２５ｍ
ｍの範囲内であれば、簡単に剥離することができ、新品
の保護シートに貼り替えて機能を回復できる。透明接着
剤層の厚さは通常１〜１００μｍ、好ましくは５〜５０
μｍ程度である。

【００２３】これらの接着剤はホットメルトコーター等
で、前記透明樹脂シート上に塗布することもできるが、
各種溶剤に接着剤を溶解させた後、前記透明樹脂シート
上にスプレー法、グラビュアコーターやダイコーター、
ナイフコーターを用いて塗布した後、乾燥機で乾燥させ
ることで所望の接着剤層を設けることもできる。また、
後述の剥離シート上にこれらの接着剤をホットメルトコ
ーター等で塗布するか、各種溶剤に接着剤を溶解させた
後、該剥離シート上にスプレー法、グラビュアコーター
やダイコーター、ナイフコーターを用いて塗布した後、
乾燥機で乾燥させて所望の接着剤層を設けた後、前記透
明樹脂シートに転写することにより、本発明の保護シー
トとすることもできる。

【００２４】本発明の保護シートの透明接着剤として感
圧接着剤が用いられる場合は、透明接着剤層上に剥離シ
ートが積層される。剥離シートは、グラシン紙、コート
紙、ポリラミネート紙などの紙、ポリエチレン、ポリプ
ロピレンなどのポリオレフィンフィルム、ポリエチレン
テレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリ
エステルフィルムの片面又は両面に長鎖アルキル樹脂、
シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の剥離コート層を設けた
ものが使用される。特に、ポリプロピレンフィルム、ポ
リエチレンテレフタレートフィルムが剥離シートの表面
平滑性が得やすいので好ましい。

【００２５】このような剥離シートの剥離コート層の表
面粗さ（ＪＩＳＢ０６０１における中心線平均粗さ
（Ｒａ））は、０．１μｍ以下が好ましく、特に好まし
くは０．０５μｍ以下である。剥離シートの表面粗さが
このような範囲であれば、透明接着剤の表面も平滑とな
り、保護シートを太陽電池モジュールに接着した後、接
着界面も平滑となり、この界面での入射光の散乱が起き
にくく、エネルギー変換効率が低下しにくくなる。この
ような剥離シートの厚さは通常１０〜２００μｍ、好ま
しくは２０〜１００μｍである。

【００２６】本発明の保護シートが適用される太陽電池
モジュールとしては、受光面側の保護材に本発明の保護
シートを貼付しうるものであれば、制限はなく、単結晶
シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、アモルフ
ァスシリコン太陽電池等の各種太陽電池モジュールに適
用することができる。

【００２７】

【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を更に
具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を何ら制限
するものではない。以下の実施例及び比較例で用いたエ
ネルギー変換効率測定用太陽電池モジュール及びそのエ
ネルギー変換効率、並びに各種特性の測定方法は次のと
おりである。

【００２８】＜エネルギー変換効率測定用太陽電池モジ
ュール＞エネルギー変換効率測定用太陽電池モジュール
２としては、二枚のフロートガラス６（厚さ３ｍｍ）の
間に、リード線７を有する多結晶シリコンを用いた太陽
電池セル５（３０ｃｍ²）が、エチレン−酢酸ビニル共
重合体樹脂を充填剤８として埋設されたものを用いた
（図１参照）。

【００２９】＜エネルギー変換効率の測定＞５００Ｗの
メタルハライドランプを用いて、太陽電池セルの電流−
電圧曲線からエネルギー変換効率を算出した。このとき
の太陽電池モジュールの受光面における光学強度を、ポ
リシリコン製照度計を用いて測定したところ、４０ｍＷ
／ｃｍ²であった。前記太陽電池セルのエネルギー変換
効率を、保護シートを貼付せずに測定したところ、１
３．３９％であった。＜エネルギー変換効率の変化率＞以下の式に従って求め
た。

【００３０】

【数１】Δη＝［（η_n−η₀）／η₀］×１００（式中、Δηはエネルギー変換効率を、η₀は保護シー
トを貼付していない太陽電池モジュールのエネルギー変
換効率を、η_nは保護シートを貼付した太陽電池モジュ
ールのエネルギー変換効率を表す。）

【００３１】＜全光線透過率の測定＞全光線透過率は、
日本電色工業株式会社製ヘーズメーターを使用し、ＪＩ
ＳＫ７１０５に従って測定した。なお、保護シートの全
光線透過率の測定に際しては、透明樹脂シートに透明接
着剤として厚さ２０μｍの感圧接着剤層を設けたものを
試験片とし、透明樹脂シート側から平行光束を照射し
た。＜可視光反射率の測定＞可視光反射率は島津製作所ＵＶ
−ＰＣ３１００型紫外・可視スペクトロメーターを用
い、ＪＩＳＲ３１０６に準じて測定した。

【００３２】＜貯蔵弾性率（Ｇ’）の測定＞レオメトリ
ックス社製ＲＤＡ−IIレオメーターを用いて測定した。＜損失弾性率（Ｇ”）の測定＞レオメトリックス社製Ｒ
ＤＡ−IIレオメーターを用いて測定した。＜接着力の測
定＞保護シートの接着力はインストロン社製万能引張試
験機を用い、ＪＩＳＺ０２３７に準じて測定した。な
お、被着体には、フロートガラスを用いた。

【００３３】＜実施例１＞透明樹脂シートとして５０μ
ｍの２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの片
面に、アクリル系バインダー１００重量部及びシリカフ
ィラー５重量部からなる防眩処理（コート厚：約２μ
ｍ）を行い、更に、防眩処理層の上に反射防止処理ＨＥ
Ａコート（伯東オーシーエルアイ（株））を行ったもの
を用いた。

【００３４】前記シートの前記の処理がされていない面
側に、透明接着剤として乾燥膜厚が２０μｍとなるよう
に感圧接着剤（２−エチルヘキシルアクリレート−２−
ヒドロキシエチルアクリレート共重合体）を塗布し、シ
リコーン樹脂からなる剥離コート層を設けたポリエチレ
ンテレフタレート（リンテック社製ＳＰＰＥＴ３８１
１、厚さ３８μｍ、剥離コート面の表面粗さ（Ｒａ）
０．０３μｍ）を積層し、保護シートを作製した。続い
て、保護シートを太陽電池モジュールに接着し、エネル
ギー変換効率を測定した。表１に保護シートの物性とエ
ネルギー変換効率の測定結果を示す。

【００３５】＜実施例２＞透明樹脂シートとしてウレタ
ン樹脂基材に非晶質フッ素樹脂により反射防止コート処
理された厚さ２００μｍの樹脂シート（旭硝子（株）
製、商品名：アークトップ）を用いた以外は実施例１と
同様にして保護シートを作製し、エネルギー変換効率を
測定した。結果を表１に示す。

【００３６】＜実施例３＞透明樹脂シートとして三酢酸
セルロース（ＴＡＣ）フィルム上に反射防止コート処理
された厚さ８０μｍの樹脂シート（日本油脂（株）製、
商品名：リアルック）を用いた以外は実施例１と同様に
して保護シートを作製し、エネルギー変換効率を測定し
た。結果を表１に示す。

【００３７】＜比較例１＞透明樹脂シートとして５０μ
ｍのつや消し処理されたポリエチレンテレフタレートフ
ィルム（ユニチカ（株）製、商品名：エンブレットＰＴ
Ｈ）を用いた以外は実施例１と同様にして保護シートを
作製し、エネルギー変換効率を測定した。結果を表１に
示す。

【００３８】＜比較例２＞透明樹脂シートとして５０μ
ｍのエンボス処理を施したポリエチレンテレフタレート
フィルム（ユニチカ（株）製、商品名：ＥＭ−５０[No.
14]）を用いた以外は実施例１と同様にして保護シート
を作製し、エネルギー変換効率を測定した。結果を表１
に示す。

【００３９】＜比較例３＞透明樹脂シートとして防眩処
理及び反射防止処理を行わないポリエチレンテレフタレ
ートフィルムを用いた以外は実施例１と同様にして保護
シートを作製し、エネルギー変換効率を測定した。結果
を表１に示す。

【００４０】

【表１】

【００４１】実施例１〜３と同様にして保護シートを貼
付した太陽電池モジュールの保護シートの上に、直径３
ｃｍの鋼球を６０ｃｍの高さから落下しても、ガラスの
破片が保護シートから剥離して周囲に飛び散ることはな
かった。また、太陽電池モジュールに貼付した保護シー
トは簡単に剥離することができ、貼り替えが可能であっ
た。

【００４２】

【発明の効果】本発明の太陽電池モジュール用保護シー
トは、エネルギー変換効率を低下させず、逆に向上させ
る能力を持つ。また、好ましい態様においては、既に設
置されている太陽電池モジュールにも簡便に施工がで
き、保護シートが劣化しても、貼り替えによって機能を
回復できる。更に、太陽電池の保護材が落下物等によっ
て破砕しても、破片が飛散して危害を及ぼすことがな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例及び比較例で用いた保護シートと太陽電
池モジュールを示す図である。

【符号の説明】

１保護シート２太陽電池モジュール３透明樹脂シート４透明接着剤層５太陽電池セル６保護材（フロートガラス）７リード線８充填剤（エチレン−酢酸ビニル共重合体）９受光面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者阿部彰東京都板橋区本町23−23 リンテック株式会社内Ｆターム(参考） 5F051 AA02 AA03 AA05 GA03 HA01 JA04 JA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】太陽電池モジュールの受光面側の保護材
に貼付する保護シートであって、透明樹脂シートと、そ
の片面に積層されてなる透明接着剤層とからなり、該透
明樹脂シートの全光線透過率が９０％以上、可視光反射
率が６％以下であり、かつ、保護シートの全光線透過率
が９０％以上であることを特徴とする太陽電池モジュー
ル用保護シート。
【請求項２】前記透明接着剤層の２３℃における貯蔵
弾性率（Ｇ’）が１０³〜１０⁶Ｐａ、損失弾性率
（Ｇ”）が１０³〜１０⁶Ｐａであり、かつ、ガラスに対
する接着力が０．５〜４０Ｎ／２５ｍｍである請求項１
記載の太陽電池モジュール用保護シート。
【請求項３】ガラスに対する接着力が０．５〜１０Ｎ
／２５ｍｍである請求項１又は２記載の太陽電池モジュ
ール用保護シート。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項に記載の太
陽電池モジュール用保護シートを受光面側の保護材に貼
付してなる太陽電池モジュール。