JP2011254072A - Solar cell device - Google Patents
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Abstract
【課題】太陽電池モジュールを完全に引き出していない状態でも十分な出力電圧が得られる太陽電池装置を提供する。
【解決手段】太陽電池モジュール10と当該太陽電池モジュール10を巻き取るための巻取パイプ30とを含む太陽電池装置に、電力を取り出すための正極端子及び負極端子を有する矩形状の複数の薄膜太陽電池ユニット11を、可撓性を有する矩形状基材20の一方の面上に、各薄膜太陽電池ユニット11の特定の辺が矩形状基材の特定の縁と平行になるように配設した太陽電池モジュール10であって、各薄膜太陽電池ユニットの各正極端子と電気的に接続された第1出力端子10p、及び、各薄膜太陽電池ユニットの各負極端子と電気的に接続された第2出力端子10nを備える太陽電池モジュール10を採用しておく。
【選択図】図1A solar cell device capable of obtaining a sufficient output voltage even when a solar cell module is not completely pulled out.
A solar cell device including a solar cell module and a winding pipe for winding the solar cell module, and a plurality of rectangular thin film solar cells having a positive electrode terminal and a negative electrode terminal for taking out electric power. The battery unit 11 was disposed on one surface of the flexible rectangular base material 20 so that a specific side of each thin film solar cell unit 11 was parallel to a specific edge of the rectangular base material. It is the solar cell module 10, Comprising: The 1st output terminal 10p electrically connected with each positive electrode terminal of each thin film solar cell unit, and the 2nd electrically connected with each negative electrode terminal of each thin film solar cell unit The solar cell module 10 provided with the output terminal 10n is employ | adopted.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、太陽電池装置に係り、太陽電池モジュールと当該太陽電池モジュールを巻き取るための巻取パイプとを含む太陽電池装置に関する。 The present invention relates to a solar cell device, and relates to a solar cell device including a solar cell module and a winding pipe for winding the solar cell module.
太陽電池は、太陽光がありさえすれば発電が可能な、CO2などの温室効果ガスを発生
しないクリーンなエネルギー源である。そして、ロールスクリーンは、窓等から屋内に日光が入り込まないようにするために窓際に配置される装置であるため、ロールスクリーンにて遮蔽する日光を有効利用するために、ロールスクリーンのスクリーン部分に太陽電池を取り付けること(例えば、特許文献1、2参照。)が提案されている。
A solar cell is a clean energy source that does not generate greenhouse gases such as CO 2 that can generate electricity as long as there is sunlight. And since the roll screen is a device arranged near the window to prevent sunlight from entering the indoors through windows, etc., in order to effectively use the sunlight shielded by the roll screen, It has been proposed to attach a solar cell (for example, see
しかしながら、スクリーンに用いる太陽電池素子はフレキシブルである必要があるが、スクリーンの開閉により、太陽電池素子の損傷により出力の低下に対応したり、太陽電池モジュールを完全に引き出していない状態で十分な出力が得られるロールスクリーン等(太陽電池モジュールと当該太陽電池モジュールを巻き取るための巻取パイプとを含む装置)は未だ開発されていないのが現状である。 However, the solar cell element used for the screen needs to be flexible, but sufficient output can be achieved without opening or closing the screen to cope with a decrease in output due to damage to the solar cell element or when the solar cell module is not completely pulled out. A roll screen or the like (device including a solar cell module and a winding pipe for winding the solar cell module) has not yet been developed.
そこで、本発明の課題は、太陽電池モジュールを完全に引き出していない状態でも十分な出力電圧が得られる太陽電池装置(太陽電池モジュールと当該太陽電池モジュールを巻き取るための巻取パイプとを含む装置)を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a solar cell device (a device including a solar cell module and a winding pipe for winding the solar cell module) that can obtain a sufficient output voltage even when the solar cell module is not completely pulled out. ) To provide.
上記課題を解決するために、本発明の太陽電池装置は、電力を取り出すための正極端子及び負極端子を有する矩形状の複数の薄膜太陽電池ユニットを、可撓性を有する矩形状基材の一方の面上に、各薄膜太陽電池ユニットの特定の辺が矩形状基材の特定の縁と平行になるように配設した太陽電池モジュールであって、各薄膜太陽電池ユニットの各正極端子と電気的に接続された第1出力端子、及び、各薄膜太陽電池ユニットの各負極端子と電気的に接続された第2出力端子を備える太陽電池モジュールと、太陽電池モジュールの特定の縁側が固定された,太陽電池モジュールを巻き取るための巻取パイプとを備える。 In order to solve the above-described problems, a solar cell device of the present invention includes a plurality of rectangular thin-film solar cell units each having a positive electrode terminal and a negative electrode terminal for taking out electric power. On the surface of the thin-film solar cell unit, a specific side of each thin-film solar cell unit is arranged in parallel with a specific edge of the rectangular substrate, A first output terminal connected to each other and a second output terminal electrically connected to each negative electrode terminal of each thin film solar cell unit, and a specific edge side of the solar cell module is fixed , And a winding pipe for winding the solar cell module.
すなわち、本発明の太陽電池装置は、1つの薄膜太陽電池ユニットに光が当たっていさえすれば、太陽電池モジュールから一定量の電圧が出力される構成を有している。従って、この太陽電池装置は、太陽電池モジュールを完全に引き出していない状態でも十分な出力電圧が得られる装置となっていると言うことが出来る。 That is, the solar cell device of the present invention has a configuration in which a certain amount of voltage is output from the solar cell module as long as one thin film solar cell unit is exposed to light. Therefore, it can be said that this solar cell device is a device that can obtain a sufficient output voltage even when the solar cell module is not completely pulled out.
本発明の太陽電池装置には、太陽電池モジュールが、薄膜太陽電池ユニット側の面が外側となる形で巻取パイプに巻き取られる構成を採用しておくことが望ましい。何故ならば、そのような構成を採用しておけば、太陽電池モジュールの巻取パイプへの巻き取りにより、各薄膜太陽電池ユニットの性能が劣化しないようにすることが出来ることになるからである。 In the solar cell device of the present invention, it is desirable to employ a configuration in which the solar cell module is wound around the winding pipe so that the surface on the thin film solar cell unit side is the outside. This is because, by adopting such a configuration, it is possible to prevent the performance of each thin film solar cell unit from being deteriorated by winding the solar cell module around the winding pipe. .
本発明の太陽電池装置の出力は、さまざまな用途に使用することが出来る。例えば、本発明の太陽電池装置に、巻取パイプを回転駆動するためのモーターと、モーターの電源として機能する,太陽電池モジュールの第1、第2出力端子からの電力で充電される蓄電池とを付加しておくことも出来る。また、本発明の太陽電池装置に、負荷に電力を供給するための蓄電池と、太陽電池モジュールの第1、第2出力端子からの電力で蓄電池を充電するための充放電コントローラとを付加しておくことも出来る。 The output of the solar cell device of the present invention can be used for various applications. For example, the solar cell device of the present invention includes a motor for rotationally driving the winding pipe, and a storage battery that functions as a power source for the motor and is charged with electric power from the first and second output terminals of the solar cell module. It can also be added. In addition, a storage battery for supplying power to the load and a charge / discharge controller for charging the storage battery with power from the first and second output terminals of the solar cell module are added to the solar cell device of the present invention. You can also leave.
本発明の太陽電池装置を実現する際には、薄膜太陽電池ユニット側の見た目を良くする(薄膜太陽電池ユニット側の面をまぶしくないようにする)ために、太陽電池モジュールの,薄膜太陽電池ユニット側の表面に防眩処理を施しておくことが好ましい。 When realizing the solar cell device of the present invention, in order to improve the appearance of the thin film solar cell unit side (so that the surface of the thin film solar cell unit side is not dazzled), the thin film solar cell unit of the solar cell module It is preferable to apply an antiglare treatment to the surface on the side.
また、本発明の太陽電池装置は、携帯機器用の充電器等として実現することも、ロールスクリーンとして実現することも出来る。さらに、本発明の太陽電池装置を実現するに際しては、太陽電池モジュールの各薄膜太陽電池ユニットを、複数のアモルファスシリコン系太陽電池素子を電気的に接続したユニットとしておくことが出来る。 Moreover, the solar cell apparatus of this invention can be implement | achieved as a charger for portable apparatuses, etc., and can also be implement | achieved as a roll screen. Furthermore, when realizing the solar cell device of the present invention, each thin-film solar cell unit of the solar cell module can be a unit in which a plurality of amorphous silicon solar cell elements are electrically connected.
本発明によれば、太陽電池モジュールを完全に引き出していない状態でも十分な出力電圧が得られる太陽電池装置を提供することが出来る。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the solar cell apparatus which can obtain sufficient output voltage even in the state which has not pulled out the solar cell module completely can be provided.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
《第1実施形態》
図1に模式的に示してあるように、本発明の第1実施形態に係る太陽電池装置は、本体部100、充放電コントローラ110、蓄電池120及び2つの主出力端子130を備えた装置/システムである。
<< First Embodiment >>
As schematically shown in FIG. 1, the solar cell device according to the first embodiment of the present invention is a device / system including a
この太陽電池装置が備える2つの主出力端子130は、直流電圧(電流)にて動作する機器(照明器具等)が接続される端子である。各主出力端子130には、蓄電池120(及び充放電コントローラ110)の各出力端子が接続されている。
The two
充放電コントローラ110は、本体部100からの電力(後述する太陽電池モジュール10が発生する電力)で蓄電池120を充電する回路である。
The charge /
本体部100は、太陽電池モジュール10、巻取パイプ30、保持部40等から構成された,一種のプルコード式(スプリング式)ロールスクリーンである。
The
太陽電池モジュール10は、可撓性を有する矩形状基材20の一方の面側に、複数の長方形状の太陽電池ユニット11を、各太陽電池ユニット11の長手方向が太陽電池モジュール10の巻取パイプ30による巻取り方向と直交するように並設したモジュールである。換言すれば、太陽電池モジュール10は、複数の薄膜太陽電池ユニット11を、可撓性を有する矩形状基材20の一方の面上に、各薄膜太陽電池ユニット11の特定の辺(長手方向の辺)が矩形状基材20の特定の縁(巻取り方向と直交する方の縁)と平行になるように配設したモジュールとなっている。
The
また、太陽電池モジュール10は、各太陽電池ユニット11の正極端子と接続された出力端子10p、及び、各太陽電池ユニット11の負極端子と接続された出力端子10mを備えたモジュール(つまり、各太陽電池ユニット11を並列接続したモジュール)ともなっている。なお、本明細書において、太陽電池ユニット11とは、1組の出力端子(正極端子及び負極端子)を有する1つの太陽電池素子、或いは、複数の太陽電池素子が直列接続(又は直並列接続)された,1組の出力端子を有する素子(ユニット)のことである。
Further, the
この太陽電池モジュール10としては、上記構成を有するものでありさえすれば、具体的な構成の異なる様々なものを使用することが出来る。
As this
例えば、太陽電池モジュール10として、図2Aに示したように、耐候性保護フィルム12、封止材13a、複数の太陽電池ユニット11、封止材13b、バックシート14、シール材15、矩形状基材20からなるものや、図2Bに示したように、図2Aに示したものからシール材15を取り除いたものを使用することが出来る。また、図3Aに示したように、耐候性保護フィルム12、封止材13a、複数の太陽電池ユニット11、封止材13b、バックシート14、シール材15、矩形状基材20からなるものや、図3Bに示したように、図3Aに示したものからシール材15を取り除いたものも使用することが出来る。さらに、図3Cに示したように、矩形状基材20の裏面側にバックシート14を設けたものを使用することが出来る。なお、各太陽電池モジュール10の各構成要素の詳細については、太陽電池モジュール10の製造手順と共に、後ほどまとめて説明する。
For example, as shown in FIG. 2A, as the
保持部40(図1)は、複数の部材を組み合わせることによって構成された、巻取パイプ30を回転可能な形で保持するためのユニットである。本体部100の窓への取り付け時には、この保持部40が、窓枠内/窓枠外に、直接或いは他部材を介して固定される。
The holding unit 40 (FIG. 1) is a unit configured to hold the winding
巻取パイプ30は、太陽電池モジュール10を巻き取るためのパイプ状部材である。この巻取パイプ30の外径は、(1)太陽電池モジュール10の長さ、(2)巻取パイプ30の外径が小さ過ぎると、太陽電池モジュール10の巻き取り時に太陽電池モジュール10が損傷しやすくなること、(3)巻取パイプ30の外径が大きすぎると、巻取パイプ30の重量および体積が増すため施工性が悪くなること、等を考慮して定めるべきものである。なお、巻取パイプ30の構成材料は何であっても構わないが、アルミニウムが軽量であるため、好適である。
The winding
巻取パイプ30の外径は特に限定されないが、通常10mm以上、好ましくは30mm以上、より好ましくは50mm以上である。短絡電流と開放電圧を維持するためには、巻取パイプ30の外径が大きい方が好ましいが、施工性を考慮すると通常500mm以下、好ましくは400mm以下、より好ましくは300mm以下である。
The outer diameter of the winding
巻取パイプ30による巻き取りを可能とするために、太陽電池モジュール10の一端(以下、上端と表記する)は、巻取パイプ30の外周面に固定されている。また、太陽電池モジュール10の上端と平行な他端(以下、下端と表記する)には、錘等として機能するボトムバー27が取り付けられている。ボトムバー27の中央部分には、太陽電池モジュール10の昇降操作を行うためのプルコード29が取り付けられている。
In order to enable winding by the winding
本太陽電池装置の本体部100は、太陽電池モジュール10を図4(a)に示してある形で巻取パイプ30に巻き取るものであっても、太陽電池モジュール10を図4(b)に示してある形で巻取パイプ30に巻き取るものであっても良い。ただし、太陽電池モジュール10に相当する構成の実験用モジュールを、その太陽電池ユニット11側の面(以下、PV面と表記する)を外側/内側に向けた状態でさまざまな外径のパイプに繰り返し巻き付け、その後、その性能(短絡電流、開放電圧)を測定する実験により、図5(a)、(b)に示した結果が得られている。すなわち、巻取パイプ30の外径(図5における巻き径)が小さい場合には、PV面が外側を向く形で太陽電池モジュール10を巻取パイプ30に巻き取った方(図5(b))が、太陽電池ユニット11の性能(短絡電流、開放電圧)が劣化し難いことが分かっている。これは、フレキシブル性のある太陽電池素子の半導体層や電極界面が圧縮応力に弱く、引っ張り耐性があるためと考えられる。従って、PV面が外側を向く形で太陽電池モジュール10を巻取パイプ30に巻き取った方が好ましい。なお、図5(a)、(b)において、“短絡電流(規格化)”とは、“実験用モジュールの,或る巻き径のパイプへの巻き付けを1000回繰り返した後の短絡電流”/“実験用モジュールの初期状態における短絡電流”のことである。また、“開放電圧(規格化)”とは、同様に、“実験用モジュールの,或る巻き径のパイプへの巻き付けを1000回繰り返した後の開放電圧”/“実験用モジュールの初期状態における開放電圧”のことである。
Even if the
そのため、本体部100は、PV面が外側を向く形で太陽電池モジュール10を巻取パイプ30に巻き取るものとしておくことが望ましい。このとき、巻取パイプ30の外径が50mm以上であると短絡電流および開放電圧に影響が出ないため、好ましい。
Therefore, it is desirable that the
一方、PV面が内側を向く形で太陽電池モジュール10を巻取パイプ30に巻き取る場合には、巻取パイプ30の外形が75mm以上であると短絡電流に影響がでないため好ましい。また、巻取パイプ30の外形が100mm以上であると短絡電流への影響がないことに加え、開放電流への影響が小さいためより好ましく、150mm以上であると開放電流への影響が殆ど見られないため更に好ましい。
On the other hand, when the
巻取パイプ30(図1)内には、巻取パイプ30に、太陽電池モジュール10の巻き取り方向の回転力を付勢するための付勢機構(図示略)が設けられている。巻取パイプ30内には、太陽電池モジュール10の巻き上げ速度が、常に、所定速度以下となるように(過度に高速にならないように)するためのブレーキ機構(図示略)も設けられている。
In the winding pipe 30 (FIG. 1), an urging mechanism (not shown) for urging the winding
さらに、巻取パイプ30内には、付勢機構により回転力が付勢されている巻取パイプ30を、太陽電池モジュール10の一部のみを巻き取った状態(太陽電池モジュール10の巻取パイプ30からの引き出し量が異なる複数の状態の中のいずれかの状態)で停止させるための停止位置制御機構(図示略)も設けられている。これらの機構は、既存のプルコード式ロールスクリーンの巻取パイプ内に設けられているものと本質的には同じものである。そのため、各機構の詳細説明は省略する。
Furthermore, in the winding
巻取パイプ30内には、ロータリーコネクタ35(本実施形態では、2極タイプのもの)が設けられている。そして、当該ロータリーコネクタ35の一方の側の2端子は、太陽電池モジュール10の出力端子10p、10mと結線されており、当該ロータリーコネク
タ35の他方の側の2端子は、充放電コントローラ110に電力を供給するためのケーブル50に接続されている。
In the winding
以上、説明したように、本実施形態に係る太陽電池装置の本体部100には、可撓性を有する矩形状基材20の一方の面側に、複数の長方形状の太陽電池ユニット11を、各太陽電池ユニット11の長手方向の辺が太陽電池モジュール10の巻取パイプ30による巻取り方向と直交するように並設した太陽電池モジュール10であって、各太陽電池ユニット11の正極端子と接続された出力端子10p及び各太陽電池ユニット11の負極端子と接続された出力端子10mを備えた太陽電池モジュール10が、用いられている。
As described above, the
そして、太陽電池装置は、その太陽電池モジュール10の出力により蓄電池120が充電されるものとなっている。従って、太陽電池装置は、他の構成の太陽電池モジュールが採用されているものよりも、“蓄電池120が充電できない”といったような現象が生じにくい装置となっていることになる。
In the solar cell device, the
具体的には、複数の太陽電池素子を単純に(バイパスコンデンサ等を介さずに)直列(又は直並列)接続した太陽電池ユニット11を用いて、図6(a)に示した構成の太陽電池モジュール10が同図に示してある方向に巻き取られる太陽電池装置(以下、実施形態型装置と表記する)と、図6(b)に示した構成の太陽電池モジュール10が同図に示してある方向に巻き取られる太陽電池装置(以下、非実施形態型装置と表記する)とを製造し、両装置の太陽電池モジュール10、10′の全長のおよそ1/3の部分を巻取パイプ30に巻き上げた場合を考える。
Specifically, a solar cell having a configuration shown in FIG. 6A is used by using a
この場合、実施形態型装置では、1個の太陽電池ユニット11が機能しなくなる(太陽電池モジュール10が、元々、2個の太陽電池ユニット11を備えたモジュールとして機能することになる)だけである。そのため、実施形態型装置では、出力自体は下がる(2/3となる)が、出力電圧は殆ど変わらないことになる。
In this case, in the embodiment type device, only one
一方、上記場合、非実施形態型装置では、全ての太陽電池ユニット11の出力が大きく低下してしまうことになる。実際、図6(a)、図6(b)に示した構成の太陽電池モジュール10、10′を製造し、その一部を遮光して行った実験から、図7に示した結果が得られている。すなわち、太陽電池モジュール10では、一部を遮蔽しても、出力電圧は殆どかわらない(出力は変わる)が、太陽電池モジュール10′では、そのおよそ1/3の部分を遮蔽しただけで、出力がほぼ“0”になるという結果が、得られている。
On the other hand, in the above case, in the non-embodiment type apparatus, the outputs of all the
太陽電池ユニット11を直列接続しておいた場合にも、太陽電池モジュール10′と同様に、その一部を遮蔽しただけで出力が下がるのであるから、本実施形態に係る太陽電池装置は、他の構成の太陽電池モジュールが採用されているものよりも、“蓄電池120が充電できない”といったような現象が生じにくい装置となっていると言うことが出来る。
Even when the
最後に、図2、図3に示した太陽電池モジュール10の各構成要素に要求される条件と、太陽電池モジュール10の製造方法とを説明しておくことにする。
Finally, conditions required for each component of the
[太陽電池モジュール10の厚み]
太陽電池モジュール10の厚みは通常0.03mm以上、好ましくは0.05mm以上、より好ましくは0.1mm以上、さらに好ましくは0.5mm以上、最も好ましくは1mm以上、また、通常5mm以下、好ましくは4mm以下、より好ましくは2mm以下、さらに好ましくは1.5mm以下である。太陽電池モジュール10をコンパクトに巻き取れるという観点からは、太陽電池モジュール10の厚みは薄い方が良いが、薄すぎると太陽電池モジュール10の強度が下がり損傷しやすくなるだけではなく、もれ電流などの電
気的なトラブルも発生しやすくなるためである。
[Thickness of solar cell module 10]
The thickness of the
[太陽電池ユニット11]
太陽電池ユニット11自体/太陽電池ユニット11の構成要素として使用する太陽電池素子(以下、ユニット素子と表記する)は、或る程度の可撓性を有する(曲げ応力が繰り返しかかっても壊れにくい)太陽電池素子であれば良い。従って、ユニット素子として、アモルファスシリコン系太陽電池素子、有機太陽電池素子、化合物半導体系太陽電池素子などを用いることができる。
[Solar cell unit 11]
The
ロールスクリーンとして機能させる場合、限られた端辺のみを固定して設置されるため、バタつきなどに対する衝撃に強い有機太陽電池素子が好ましい。有機太陽電池素子は、必要に応じて着色等も可能であり、意匠性の点からも好ましい。
ここで、有機太陽電池素子とは、光吸収層(光電変換層)に有機半導体を用いた太陽電池素子である。構成は特に限定されないが、例えば、アノード、正孔取り出し層、光電変換層(有機活性層)、電子取り出し層、及びカソードが順次形成された層構造と基板とを有する。基板上にこれらの層構造を有しても、これらの層構造の上に基板を有してもよい。
In the case of functioning as a roll screen, an organic solar cell element that is resistant to impacts such as fluttering is preferable because only a limited edge is fixed and installed. The organic solar cell element can be colored, if necessary, and is preferable from the viewpoint of design.
Here, the organic solar cell element is a solar cell element using an organic semiconductor for the light absorption layer (photoelectric conversion layer). The configuration is not particularly limited, and includes, for example, a layer structure in which an anode, a hole extraction layer, a photoelectric conversion layer (organic active layer), an electron extraction layer, and a cathode are sequentially formed, and a substrate. You may have these layer structures on a board | substrate, and you may have a board | substrate on these layer structures.
基板の厚さ及び材料は、或る程度の可撓性を有し、ロールカーテンと共に巻き取れる限り特に制限は無い。厚さは通常5μm以上、通常1mm以下である。材料は特に限定されず、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、及びポリイミド等の高分子材料、アルミニウム、鉄、ステンレス、及び銅、等の金属、並びにこれらの材料に絶縁性を付与した複合材料等が挙げられる。 The thickness and material of the substrate are not particularly limited as long as they have a certain degree of flexibility and can be wound together with the roll curtain. The thickness is usually 5 μm or more and usually 1 mm or less. The material is not particularly limited, and examples thereof include polymer materials such as polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and polyimide, metals such as aluminum, iron, stainless steel, and copper, and composite materials that impart insulation to these materials. It is done.
アノード及びカソードは、いずれか一方が透光性であればよく、両方が透光性であっても構わない。透光性があるとは太陽光が40%以上透過する程度のものである。アノードの膜厚は特に制限は無いが、通常10nm以上、通常10μm以下である。アノードの材料としては例えば、インジウム−スズ酸化物(ITO)、インジウム−亜鉛酸化物(IZO)などの導電性金属酸化物、銀、金及びアルミニウムなどの金属、金属の薄膜を導電性金属酸化物などの透明酸化物薄膜にて挟持した3層構造の透明導電膜(IMI)、カーボンナノチューブやグラフェンなどの炭素材料、並びに、スルホン酸及び/又はハロゲンな
どがドーピングされた導電性高分子などが使用される。カソードの膜厚は特に制限は無いが、通常10nm以上、通常10μm以下である。材料としては例えば、銀やアルミニウム等の金属など、アノードと同様のものを用いることができるが、それに加えて、カルシウムやバリウム、セシウム等の仕事関数の小さい金属も好適に使用される。アノード又はカソードは2層以上積層してもよく、表面処理により特性(電気特性やぬれ特性等)を改良してもよい。有機活性層は通常p型半導体化合物とn型半導体化合物を含む。有機活性層の層構成は、薄膜積層型、バルクヘテロ接合型、及びPIN型等が挙げられる。中でも、p型半導体化合物とn型半導体化合物が混合したバルクヘテロ接合型が好ましい。膜厚は特に限定されないが、通常10nm以上であり、通常10μm以下である。有機活性層の作成方法は特に制限されないが、スピンコート、ダイコート、グラビアコート、ディップコート、インクジェットなどの塗布法が好ましい。
Any one of the anode and the cathode may be translucent, and both may be translucent. Translucency means that sunlight passes through 40% or more. The film thickness of the anode is not particularly limited, but is usually 10 nm or more and usually 10 μm or less. Examples of the material of the anode include conductive metal oxides such as indium-tin oxide (ITO) and indium-zinc oxide (IZO), metals such as silver, gold and aluminum, and metal thin films made of conductive metal oxide. Three-layer transparent conductive film (IMI) sandwiched by transparent oxide thin films such as carbon materials such as carbon nanotubes and graphene, and conductive polymers doped with sulfonic acid and / or halogen are used. Is done. The film thickness of the cathode is not particularly limited, but is usually 10 nm or more and usually 10 μm or less. As the material, for example, a metal similar to the anode such as a metal such as silver or aluminum can be used. In addition, a metal having a low work function such as calcium, barium or cesium is also preferably used. Two or more anodes or cathodes may be laminated, and characteristics (electric characteristics, wetting characteristics, etc.) may be improved by surface treatment. The organic active layer usually contains a p-type semiconductor compound and an n-type semiconductor compound. Examples of the layer structure of the organic active layer include a thin film stack type, a bulk heterojunction type, and a PIN type. Among these, a bulk heterojunction type in which a p-type semiconductor compound and an n-type semiconductor compound are mixed is preferable. The film thickness is not particularly limited, but is usually 10 nm or more and usually 10 μm or less. The method for forming the organic active layer is not particularly limited, but a coating method such as spin coating, die coating, gravure coating, dip coating, and ink jet is preferable.
p型半導体化合物とは、その膜が正孔を輸送できるp型半導体として動作する材料であるが、π共役高分子化合物やπ共役低分子有機化合物などが好ましく用いられ、一種の化合物でも複数種の化合物の混合物でもよい。共役高分子化合物は単一あるいは複数のπ共役モノマーを重合したものであり、そのモノマーとしては、置換基を有してもよいチオフェン、フルオレン、カルバゾール、ジフェニルチオフェン、ジチエノチオフェン、ジチエノシロール、ジチエノシクロヘキサン、ベンゾチアジアゾール、チエノチオフェン、イミドチオフェン、ベンゾジチオフェン等が挙げられ、分子量は1万以上が好ましい。これら
のモノマーは直接結合してもよく、エチレニレン基(−CH=CH−)、アセチレニレン基(−C≡C−)、窒素原子及び/又は酸素原子等を介して結合していてもよい。π共役高分子材料は、曲げ応力に対する耐久性があるため、耐衝撃性やロールスクリーンの開閉に対する耐久性の点で好ましい。
A p-type semiconductor compound is a material that operates as a p-type semiconductor whose film can transport holes, but a π-conjugated high molecular compound, a π-conjugated low-molecular organic compound, or the like is preferably used. A mixture of these compounds may also be used. The conjugated polymer compound is obtained by polymerizing a single or a plurality of π-conjugated monomers, and examples of the monomer include thiophene, fluorene, carbazole, diphenylthiophene, dithienothiophene, dithienosilole, dithieno which may have a substituent. Examples include cyclohexane, benzothiadiazole, thienothiophene, imidothiophene, benzodithiophene, and the molecular weight is preferably 10,000 or more. These monomers may be directly bonded, or may be bonded via an ethylenylene group (—CH═CH—), an acetylenylene group (—C≡C—), a nitrogen atom and / or an oxygen atom. Since the π-conjugated polymer material has durability against bending stress, it is preferable in terms of impact resistance and durability against opening and closing of the roll screen.
低分子有機半導体材料としてはペンタセンやナフタセン等の縮合芳香族炭化水素、チオフェン環が4個以上結合したオリゴチオフェン類、ポルフィリン化合物、テトラベンゾポルフィリン化合物等のポルフィリン化合物類及びその金属錯体、並びにフタロシアニン化合物及びその金属錯体等、が挙げられる。p型半導体のHOMOレベルは、通常−5.7eV以上であり、通常−4.6eV以下である。 Low molecular organic semiconductor materials include condensed aromatic hydrocarbons such as pentacene and naphthacene, oligothiophenes bonded with 4 or more thiophene rings, porphyrin compounds such as porphyrin compounds and tetrabenzoporphyrin compounds and metal complexes thereof, and phthalocyanine compounds And metal complexes thereof. The HOMO level of the p-type semiconductor is usually −5.7 eV or more and usually −4.6 eV or less.
n型半導体化合物としては、特段の制限はないが、フラーレン化合物及びその誘導体、縮合環テトラカルボン酸ジイミド類が挙げられる。フラーレンとしてはC60又はC70等があげられ、そのフラーレンの2個の炭素に置換基を付加したもの、4個の炭素に置換基を付加したもの、さらには6個の炭素に置換基を付加したものが挙げられる。フラーレン化合物は、塗布法に適用できるようにするためには、当該フラーレン化合物が何らかの溶媒に対して溶解性が高く溶液として塗布可能であることが好ましい。n型半導体のLUMOレベルは通常−4.5eV以上であり、通常−2.0eV以下である。 The n-type semiconductor compound is not particularly limited, and examples thereof include fullerene compounds and derivatives thereof, and condensed ring tetracarboxylic acid diimides. Examples of fullerenes include C60 or C70, and those obtained by adding a substituent to two carbons of the fullerene, those having a substituent added to four carbons, and further adding a substituent to six carbons. Things. In order for the fullerene compound to be applicable to a coating method, the fullerene compound is preferably highly soluble in some solvent and can be applied as a solution. The LUMO level of an n-type semiconductor is usually −4.5 eV or more and usually −2.0 eV or less.
正孔取り出し層の膜厚は特に限定されないが通常2nm以上500nm以下である。材料は、ポリチオフェン、ポリピロール、又はポリアニリンなどに、スルホン酸及び/又はハロゲンなどがドーピングされた導電性ポリマーや、酸化モリブデンや酸化ニッケルのような、仕事関数の大きな金属酸化物が用いられる。 The thickness of the hole extraction layer is not particularly limited, but is usually 2 nm or more and 500 nm or less. As the material, a conductive polymer in which polythiophene, polypyrrole, or polyaniline is doped with sulfonic acid and / or halogen, or a metal oxide having a high work function such as molybdenum oxide or nickel oxide is used.
電子取り出し層の膜厚は特に限定されないが通常0.1nm以上500nm以下である。材料は、特に限定されないが、具体的には、無機化合物又は有機化合物が挙げられる。無機化合物としては、LiF等のアルカリ金属の塩や酸化チタン(TiOx)や酸化亜鉛(ZnO)のようなn型の酸化物半導体が挙げられる。有機化合物としては、バソキュプロイン(BCP)、バソフェナントレン(Bphen)のようなフェナントレン誘導体や、分子内にリン原子と酸素原子との二重結合またはリン原子と硫黄原子との二重結合を有するホスフィン化合物、及び、リン原子に芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を有するホスフィン化合物等が挙げられ、中でも、リン原子に芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を有するホスフィン化合物が好ましい。 The thickness of the electron extraction layer is not particularly limited, but is usually from 0.1 nm to 500 nm. The material is not particularly limited, and specific examples include inorganic compounds and organic compounds. Examples of the inorganic compound include alkali metal salts such as LiF, and n-type oxide semiconductors such as titanium oxide (TiOx) and zinc oxide (ZnO). Organic compounds include phenanthrene derivatives such as bathocuproin (BCP) and bathophenanthrene (Bphen), and phosphine compounds having a double bond between a phosphorus atom and an oxygen atom or a double bond between a phosphorus atom and a sulfur atom in the molecule. And a phosphine compound having an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group on the phosphorus atom, and among them, a phosphine compound having an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group on the phosphorus atom is preferable.
一方、アモルファスシリコン系太陽電池素子は、厚さ1μm程度の薄膜でも太陽光を十分に吸収できる長所を有する。また、アモルファスシリコンは、曲げに対する耐性が高い非結晶質の材料である。そのため、太陽電池ユニット11として、幾つかのアモルファスシリコン系太陽電池素子からなるものを採用しておけば、巻取パイプ30への巻き取りによる太陽電池ユニット11の破壊/性能劣化等が生じにくい、薄くて軽量な太陽電池モジュール10を実現することができる。
On the other hand, an amorphous silicon solar cell element has an advantage that it can sufficiently absorb sunlight even with a thin film having a thickness of about 1 μm. Amorphous silicon is an amorphous material with high resistance to bending. Therefore, if the
アモルファスシリコン系太陽電池素子とは、光電変換層にアモルファスシリコンを用いた太陽電池素子である。構成は特に限定されないが、例えば、電極間に光電変換層が形成された層構造と基板とを有する。基板は前記有機太陽電池素子と同様のものを用いることができる。電極は前記有機太陽電池のアノード及びカソードと同様のものを用いることができる。光電変換層はPIN構造を有するものが好ましい。 An amorphous silicon solar cell element is a solar cell element using amorphous silicon for the photoelectric conversion layer. Although a structure is not specifically limited, For example, it has the layer structure and board | substrate with which the photoelectric converting layer was formed between electrodes. The same substrate as the organic solar cell element can be used. The same electrode as the anode and cathode of the organic solar cell can be used as the electrode. The photoelectric conversion layer preferably has a PIN structure.
また、ユニット素子として化合物半導体系太陽電池素子を用いることもできる。化合物半導体系太陽電池素子とは、光電変換層に化合物半導体を用いた太陽電池素子である。構成は特に限定されないが、例えば、電極間に光電変換層が形成された層構造と基板とを有
する。基板及び電極はアモルファスシリコン系太陽電池素子と同様のものを用いることができる。
Moreover, a compound semiconductor solar cell element can also be used as a unit element. The compound semiconductor solar cell element is a solar cell element using a compound semiconductor for the photoelectric conversion layer. Although a structure is not specifically limited, For example, it has the layer structure and board | substrate with which the photoelectric converting layer was formed between electrodes. The same substrate and electrode as those of the amorphous silicon solar cell element can be used.
光電変換層としては、高い光電変換効率が得られるI−III−VI2族半導体(カルコパイ
ライト系)が好ましく、特にI族元素としてCuを用いたCu−III−VI2族半導体が好ましい。Cu−III−VI2族半導体とは、CuとIII族元素とVI族元素が1:1:2の割合で
含まれる化合物からなる半導体のことである。このCu−III−VI2族半導体としては、CuInSe2、CuGaSe2、Cu(In1-xGax)Se2、CuInS2、CuGaS2
、Cu(In1-xGax)S2、CuInTe2、CuGaTe2、Cu(In1-xGax)T
e2を例示できる。
The photoelectric conversion layer is preferably an I-III-VI group 2 semiconductor (chalcopyrite type) that provides high photoelectric conversion efficiency, and particularly preferably a Cu-III-VI group 2 semiconductor using Cu as the group I element. The Cu-III-VI group 2 semiconductor is a semiconductor made of a compound containing Cu, a group III element, and a group VI element in a ratio of 1: 1: 2. As this Cu-III-VI 2 group semiconductor, CuInSe 2 , CuGaSe 2 , Cu (In 1-x Ga x ) Se 2 , CuInS 2 , CuGaS 2 are used.
, Cu (In 1-x Ga x) S 2, CuInTe 2, CuGaTe 2, Cu (In 1-x Ga x) T
e 2 can be exemplified.
また、これらの2種以上の混合物であってもよい。中でも特に、CIS系半導体及びCIGS系半導体が好ましい。 Moreover, the mixture of these 2 or more types may be sufficient. Among these, a CIS semiconductor and a CIGS semiconductor are particularly preferable.
CIS系半導体とは、CuIn(Se1-ySy)2〔0≦y≦1〕のことである。すなわ
ち、CIS系半導体とは、CuInSe2、CuInS2、又はこれらが混合状態にあるもののことである。なお、Seに代えてSを用いると安全性が高まり好ましい。
The CIS-based semiconductor is CuIn (Se 1-y S y ) 2 [0 ≦ y ≦ 1]. That is, the CIS-based semiconductor is CuInSe 2 , CuInS 2 , or those in a mixed state. In addition, it is preferable to use S instead of Se because safety is improved.
CIGS系半導体とは、Cu(In1-xGax)(Se1-ySy)2〔0<x<1、0≦y
≦1〕のことである。なお、Cu(In1-xGax)Se2は、通常、CuInSe2とCuGaSe2との混晶となっている。また、xの範囲は、通常は0より大きく、好ましくは
0.05より大きく、より好ましくは0.1より大きく、また、通常0.8未満、好ましくは0.5未満、より好ましくは0.4未満である。
The CIGS-based semiconductor is Cu (In 1-x Ga x ) (Se 1-y S y ) 2 [0 <x <1, 0 ≦ y
≦ 1]. Note that Cu (In 1-x Ga x ) Se 2 is usually a mixed crystal of CuInSe 2 and CuGaSe 2 . Also, the range of x is usually greater than 0, preferably greater than 0.05, more preferably greater than 0.1, and usually less than 0.8, preferably less than 0.5, more preferably 0. Less than 4.
[耐候性保護フィルム12]
耐候性保護フィルム12は、天候変化から太陽電池ユニット11を保護するためのフィルムである。太陽電池ユニット11の構成要素のなかには、温度変化、湿度変化、自然光、風雨による侵食などにより劣化するものがある。そのため、耐候性保護フィルム12で太陽電池ユニット11を覆うことにより、太陽電池ユニット11等を天候変化などから保護することにより、発電能力が劣化しないようにしておくことが望ましい。
[Weather-resistant protective film 12]
The weather-resistant
耐候性保護フィルム12は、太陽電池モジュール10の最表層に位置するため、耐候性、耐熱性、透明性、撥水性、耐汚染性、機械強度などの、太陽電池モジュール10(太陽電池ユニット11)の表面被覆材として好適な性能を備え、しかもそれを屋外暴露において長期間維持する性質を有することが好ましい。
Since the weather-resistant
太陽電池モジュール10は、コンパクトに巻き取れるものであることが好ましい。従って、耐候性保護フィルム12は薄いものが好ましい。通常10μm以上、好ましくは15μm以上、より好ましくは20μm以上であり、また、通常200μm以下、好ましくは180μm以下、より好ましくは150μm以下、さらに好ましくは100μm以下である。耐候性保護フィルム12を薄くすると柔軟性が高まるため巻取り易くなる。ただし、耐候性保護フィルム12が薄過ぎるのは好ましくない。何故ならば、耐候性保護フィルム12が薄過ぎると、耐候性が確保されないことになるからである。
It is preferable that the
また、耐候性保護フィルム12は、太陽電池ユニット11の光吸収を妨げないという観点から、可視光を透過させるものが好ましい。例えば、耐候性保護フィルム12の可視光(波長360〜830nm)の光の透過率は、80%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましく、特に好ましくは95%である。
In addition, the weather-resistant
さらに、太陽電池モジュール10は光を受けて熱せられることが多いため、耐候性保護
フィルム12も熱に対する耐性を有することが好ましい。この観点から、耐候性保護フィルム12の構成材料の融点は、通常100℃以上、好ましくは120℃以上、より好ましくは130℃以上であり、また、通常350℃以下、好ましくは320℃以下、より好ましくは300℃以下である。融点を高くすることで太陽電池モジュール10の使用時に耐候性保護フィルム12が融解・劣化する可能性を低減できる。
Furthermore, since the
耐候性保護フィルム12を構成する材料は、天候変化から太陽電池ユニット11を保護することができるものであれば任意である。その材料の例を挙げると、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、AS(アクリロニトリル−スチレン)樹脂、ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン)樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フッ素系樹脂、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリアクリル系樹脂、各種ナイロン等のポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド−イミド樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。
The material which comprises the weather-resistant
中でも好ましくはフッ素系樹脂が挙げられ、その具体例を挙げるとポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、4−フッ化エチレン−パークロロアルコキシ共重合体(PFA)、4−フッ化エチレン−6−フッ化プロピレン共重合体(FEP)、2−エチレン−4−フッ化エチレン共重合体(ETFE)、ポリ3−フッ化塩化エチレン(PCTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)及びポリフッ化ビニル(PVF)等が挙げられる。 Among them, fluorine resin is preferable, and specific examples thereof include polytetrafluoroethylene (PTFE), 4-fluoroethylene-perchloroalkoxy copolymer (PFA), 4-fluoroethylene-6-fluoride. Propylene copolymer (FEP), 2-ethylene-4-fluoroethylene copolymer (ETFE), poly-3-fluoroethylene chloride (PCTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinyl fluoride (PVF), etc. Can be mentioned.
また、耐候性層に、紫外線遮断、熱線遮断、防汚性、防曇性、耐擦性、導電性、反射防止、防眩性、光拡散、光散乱、波長変換、ガスバリア性等の機能を付与してもよい。特に、太陽電池モジュール10は太陽光からの強い紫外線にさらされるので、耐候性層に、紫外線遮断機能を持たせてもよい。紫外線遮断機能を有する層を塗工製膜等により耐候性層上に積層したり、紫外線遮断機能を発現する材料を溶解・分散させるなどして耐候性層に含有させることにより、紫外線遮断機能を耐候性層に付与できる。
In addition, the weather-resistant layer has functions such as ultraviolet blocking, heat blocking, antifouling, antifogging, abrasion resistance, conductivity, antireflection, antiglare, light diffusion, light scattering, wavelength conversion, gas barrier properties, etc. It may be given. In particular, since the
なお、耐候性保護フィルム12は1種の材料で形成されていてもよく、2種以上の材料で形成されていても良い。また、耐候性保護フィルム12は単層フィルムにより形成されていても良いが、2層以上のフィルムを備えた積層フィルムであってもよい。
In addition, the weather-resistant
また、耐候性保護フィルム12には、他のフィルムとの接着性の改良のために、コロナ処理、プラズマ処理等の表面処理を行なってもよい。
Further, the weatherproof
耐候性保護フィルム12は、太陽電池モジュール10においてできるだけ外側に設けることが好ましい。太陽電池モジュール10の構成部材のうちより多くのものを保護できるようにするためである。したがって耐候性保護フィルム12は太陽電池モジュール10の最表面に設けておくことが好ましい。
The weather-resistant
さらに、巻取った状態で矩形状基材20の太陽電池ユニット11が設けられていない側(室内側)の面と耐候性保護フィルム12の表面側とが、接着する可能性を無くするために、耐候性保護フィルム12の表面にエンボス加工を施してもよい。また、この太陽電池モジュール10表面のエンボス加工は、太陽電池モジュール10を、外から見てまぶしくないものとするためにも、有効である。
Furthermore, in order to eliminate the possibility that the surface of the
[封止材13a]
封止材13aは、太陽電池ユニット11を補強するフィルムである。太陽電池ユニット11は薄いため通常は強度が弱く、ひいては太陽電池モジュール10の強度が弱くなる傾向があるが、封止材13aにより強度を高く維持することが可能である。
[
The sealing
太陽電池モジュール10をコンパクトに巻き取れるようにするために、封止材13aは薄いものが好ましい。通常50μm以上、好ましくは100μm以上、より好ましくは150μm以上であり、また、通常500μm以下、好ましくは450μm以下、より好ましくは400μm以下である。薄くすることで柔軟性が高まり巻取り易くなるが、薄すぎると強度が確保されないことになり好ましくない。
In order to allow the
また、封止材13aは、太陽電池モジュール10の強度保持の観点から強度が高いことが好ましい。具体的強度については、封止材13a以外の耐候性保護フィルム12やバックシート14の強度とも関係することになり一概には規定しにくいが、封止材13aは、太陽電池モジュール10を、巻取パイプ30に巻き取ったり、伸ばしたりしても、太陽電池モジュール10の各部で剥離や変形を生じないような接着性と強度を有していることが望ましい。
Moreover, it is preferable that the sealing
また、封止材13aは、太陽電池ユニット11の光吸収を妨げない観点から可視光を透過させるものが好ましい。例えば、封止材13aの可視光(波長360〜830nm)の光の透過率は、通常60%以上、好ましくは70%以上、より好ましくは75%以上、更に好ましくは80%以上、中でも好ましくは85%以上、とりわけ好ましくは90%以上、特に好ましくは95%以上、その中でも特に好ましくは97%以上である。太陽光をより多く電気エネルギーに変換するためである。
Moreover, the sealing
さらに、太陽電池モジュール10は光を受けて熱せられることが多いため、封止材13aも熱に対する耐性を有することが好ましい。この観点から、封止材13aの構成材料の融点は、通常100℃以上、好ましくは120℃以上、より好ましくは130℃以上であり、また、通常350℃以下、好ましくは320℃以下、より好ましくは300℃以下である。融点を高くすることで太陽電池装置(本体装置100)の使用時に封止材13aが融解・劣化する可能性を低減できる。
Furthermore, since the
封止材13aを構成する材料としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン−アクリル酸エチル共重合体(EEA)や、エチレン−アクリル酸メチル共重合体(EMA)、エチレン−メチルメタクリレート共重合体(EMMA)、エチレン−メタクリル酸共重合体(EMAA)、プロピレン・エチレン・α−オレフィン共重合体、エチレン・α−オレフィン共重合体、ウレタン樹脂、ブチラール樹脂、アイオノマー樹脂、あるいはシリコーン樹脂などが挙げられる。
Examples of the material constituting the sealing
また、テトラフルオロエチレン(TFE)、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)、ビニリデンフロライド(VdF)もしくは、テトラフルオロエチレン(TFE)、ビニリデンフロライド(VdF)を主成分とするフッ素ポリマーも挙げられる。中でもオレフィン系の樹脂は、安価な、誤って加熱しすぎた場合にも、有毒ガスを発生する可能性が低い材料である。従って、オレフィン系の樹脂は、室内で用いられる太陽電池装置(本体装置100)の封止材13aとして好適である。
Moreover, the fluoropolymer which has tetrafluoroethylene (TFE), hexafluoropropylene (HFP), vinylidene fluoride (VdF) or tetrafluoroethylene (TFE), vinylidene fluoride (VdF) as a main component is also mentioned. Among these, olefin-based resins are inexpensive materials that have a low possibility of generating toxic gas even when heated by mistake. Accordingly, the olefin-based resin is suitable as the sealing
ロールスクリーンの開閉で生じる曲げ応力による、太陽電池素子へのダメージを低下させる観点からは、架橋性封止材が好ましい。一方、ロールスクリーンの開閉の容易性の観点からは、柔軟性を維持するために、非架橋性封止材が好ましい。 From the viewpoint of reducing damage to the solar cell element due to bending stress generated by opening and closing the roll screen, a crosslinkable sealing material is preferable. On the other hand, from the viewpoint of easy opening and closing of the roll screen, a non-crosslinkable sealing material is preferable in order to maintain flexibility.
[封止材13b]
封止材13bは、上述した封止材13aと同様のフィルムであり、配設位置が異なる他は封止材13aと同様のものを同様に用いることができる。厚みも封止材13aと同様である。また、太陽電池ユニット11よりも背面側の構成部材は必ずしも可視光を透過させ
る必要が無いため、封止材13bとしては、可視光を透過させないものを用いることもできる。
[Encapsulant 13b]
The sealing
[バックシート14]
太陽電池モジュール10をコンパクトに巻き取り可能なものとするために、バックシート14は薄いのが好ましい。通常10μm以上、好ましくは15μm以上、より好ましくは20μm以上であり、また、通常200μm以下、好ましくは180μm以下、より好ましくは150μm以下である。薄くすることで柔軟性が高まる傾向になり巻取り易くなるが、薄すぎると耐候性が確保されないことになり好ましくない。
[Backsheet 14]
The
バックシート14は、上述した耐候性保護フィルム12と同様のフィルムであり、配設位置が異なる他は耐候性保護フィルム12と同様のものを同様に用いることができる。また、太陽電池ユニット11よりも背面側の構成部材は必ずしも可視光を透過させる必要が無いため、可視光を透過させないものを用いることもできる。このため、バックシート14としては、以下に説明するものを用いることもできる。
The
例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリルースチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリルーブタジエンースチレン共重合体(ABS樹脂)、ポリ塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、各種のナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリールフタレート系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系樹脂、その他等の各種の樹脂のシートを使用することができる。 For example, polyethylene resin, polypropylene resin, cyclic polyolefin resin, polystyrene resin, acrylonitrile-styrene copolymer (AS resin), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin), polyvinyl chloride resin, fluorine Resins, poly (meth) acrylic resins, polycarbonate resins, polyester resins such as polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate, polyamide resins such as various nylons, polyimide resins, polyamideimide resins, polyarylphthalate resins Sheet of various resins such as silicone resin, polysulfone resin, polyphenylene sulfide resin, polyethersulfone resin, polyurethane resin, acetal resin, cellulose resin, etc. It is possible to use.
これらの樹脂のシートの中でも、フッ素系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂のシートを使用することが好ましい。フッ素系樹脂の具体例を挙げるとポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、4−フッ化エチレン−パークロロアルコキシ共重合体(PFA)、4−フッ化エチレン−6−フッ化プロピレン共重合体(FEP)、2−エチレン−4−フッ化エチレン共重合体(ETFE)、ポリ3−フッ化塩化エチレン(PCTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)及びポリフッ化ビニル(PVF)等が挙げられる。なお、これらは1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 Among these resin sheets, it is preferable to use a fluorine resin, a cyclic polyolefin resin, a polycarbonate resin, a poly (meth) acrylic resin, a polyamide resin, or a polyester resin sheet. Specific examples of the fluorine resin include polytetrafluoroethylene (PTFE), 4-fluorinated ethylene-perchloroalkoxy copolymer (PFA), 4-fluorinated ethylene-6-fluorinated propylene copolymer (FEP). , 2-ethylene-4-fluoroethylene copolymer (ETFE), poly-3-fluoroethylene chloride (PCTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), and polyvinyl fluoride (PVF). In addition, these may use 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
[シール材15]
上述した耐候性保護フィルム12、封止材13a、13b、及びバックシート14の縁部をシールするために、シール材15を用いても良い。太陽電池モジュール10は光を受けて熱せされることが多いため、シール材15も熱に対する耐性を有することが好ましい。この観点から、シール材15の構成材料の融点は、通常100℃以上、好ましくは120℃以上、より好ましくは130℃以上であり、また、通常250℃以下、好ましくは200℃以下、より好ましくは180℃以下である。融点が低すぎると薄膜太陽電池100の使用時にシール材15が融解する可能性がある。
[Sealant 15]
In order to seal the edges of the weatherproof
シール材15を構成する材料としては、例えば、フッ素系樹脂、シリコーン樹脂、アクリル系樹脂等のポリマーが挙げられる。なお、シール材15は1種の材料で形成されていてもよく、2種以上の材料で形成されていても良い。
Examples of the material constituting the sealing
シール材15は、太陽電池モジュール10の耐候性保護フィルム12とバックシート1
4以外の各フィルムをシールできる位置に設ける。これによりシール材15で囲まれた空間を密閉し、この空間内に湿気及び酸素が侵入しないようにすることができる。
The sealing
Each film other than 4 is provided at a position where it can be sealed. Thereby, the space surrounded by the sealing
このシール材15は、さまざまな方法により形成することが出来る。例えば、シール材15の構成材料を、耐候性保護フィルム12とバックシート14との間に注入することにより形成できる。
The sealing
[矩形状基材20]
太陽電池モジュール10をコンパクトに巻き取れるものとするために、矩形状基材20は薄いものが良い。通常0.1mm以上、好ましくは0.15mm以上、より好ましくは0.2mm以上であり、また、通常2mm以下、好ましくは1.5mm以下、より好ましくは1mm以下である。薄くすることで柔軟性が高まる傾向になり巻取り易くなるが、薄すぎると強度が確保されないことになり好ましくない。
[Rectangular base material 20]
In order to wind up the
矩形状基材20の材質は、ポリプロピレンやポリエステル製のような樹脂から作成されるものの他、和紙、綿や麻のような天然素材でもよい。またポリエステルと綿の混紡でもよい。又、ガラス繊維等の無機繊維、ポリエステル等の樹脂繊維を含んでいても構わない。矩形状基材20は遮光性の高いものでもよく、また低いもの(いわゆる透け感のあるもの)でも良い。また矩形状基材20は遮熱性のあるものでもよい。
The material of the
矩形状基材20の色は特に何色でも良いが、白、ベージュ、ブラウン、ブルー、グリーン等が意匠性から好適に用いられる。また意匠性を上げるために、特に室内側に所望の模様を施しても良い。さらに、巻取った状態で、矩形状基材20の太陽電池ユニット11が設けられていない側(室内側)の面と耐候性保護フィルム12の表面側とが、接着する可能性を無くするために、矩形状基材20の室内側の表面にエンボス加工を施しておくことも出来る。
The color of the
[紫外線カットフィルム16]
紫外線カットフィルム16は紫外線の透過を防止するフィルムである。太陽電池モジュール10の構成部品のなかには紫外線により劣化するものがあるため、紫外線カットフィルム16を用いても良い。例えば後述するガスバリアフィルム17a,17bなどは種類によっては紫外線により劣化するものがあるので、紫外線カットフィルム16を用いることによりガスバリアフィルム17a,17b等を紫外線から保護し、その機能を高く維持することができる。
[UV cut film 16]
The
矩形状基材20と太陽電池モジュール10を巻き取った状態でコンパクトでなければならないため、紫外線カットフィルム16は薄いのが好ましい。通常5μm以上、好ましくは10μm以上、より好ましくは15μm以上であり、また、通常200μm以下、好ましくは180μm以下、より好ましくは150μm以下である。厚みを厚くすることで紫外線の吸収が高まる傾向にあるが、厚くしすぎるとコンパクト性を確保できなくなる。
Since the
紫外線カットフィルム16に要求される紫外線の透過抑制能力の程度は、紫外線(例えば、波長300nm)の透過率が50%以下であることが好ましく、30%以下であることがより好ましく、特に好ましくは10%以下である。
The degree of the ability to suppress the transmission of ultraviolet rays required for the
また、紫外線カットフィルム16は、太陽電池ユニット11の光吸収を妨げない観点から可視光を透過させるものが好ましい。例えば、可視光(波長360〜830nm)の光の透過率が80%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましく、特に好ましくは95%である。
Moreover, the
さらに、太陽電池モジュール10は光を受けて熱せられることが多いため、紫外線カットフィルム16も熱に対する耐性を有することが好ましい。この観点から、紫外線カットフィルム16の構成材料の融点は、通常100℃以上、好ましくは120℃以上、より好ましくは130℃以上であり、また、通常350℃以下、好ましくは320℃以下、より好ましくは300℃以下である。融点が低すぎると薄膜太陽電池100の使用時に紫外線カットフィルム16が融解する可能性がある。
Furthermore, since the
また、紫外線カットフィルム16は、柔軟性が高く、隣接するフィルムとの接着性が良好であり、水蒸気や酸素をカットしうるものが好ましい。
Moreover, the ultraviolet-
紫外線カットフィルム16を構成する材料は、紫外線の強度を弱めることができるものであれば任意である。その材料の例を挙げると、エポキシ系、アクリル系、ウレタン系、エステル系の樹脂に紫外線吸収剤を配合して成膜したフィルムなどが挙げられる。
The material constituting the
紫外線吸収剤としては、例えば、サリチル酸系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系のものを用いることができる。中でもベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系が好ましい。この例としては、ベンゾフェノン系やベンゾトリアゾール系の種々の芳香族系有機化合物などが挙げられる。紫外線吸収剤は1種の化合物で形成されていてもよく、2種以上の化合物で形成されていても良い。 As the ultraviolet absorber, for example, salicylic acid-based, benzophenone-based, benzotriazole-based, and cyanoacrylate-based ones can be used. Of these, benzophenone and benzotriazole are preferable. Examples of this include various aromatic organic compounds such as benzophenone and benzotriazole. The ultraviolet absorber may be formed of one kind of compound or may be formed of two or more kinds of compounds.
また、紫外線吸収剤を樹脂中に分散あるいは溶解させた層を基材フィルム上に形成したフィルムを用いても良い。或いは紫外線吸収層を基材フィルム上に形成したフィルムを用いることもできる。このようなフィルムは、例えば、紫外線吸収剤を含む塗布液を基材フィルム上に塗布し、乾燥させることで作製できる。 Moreover, you may use the film which formed the layer which disperse | distributed or melt | dissolved the ultraviolet absorber in resin on the base film. Or the film which formed the ultraviolet absorption layer on the base film can also be used. Such a film can be produced, for example, by applying a coating solution containing an ultraviolet absorber on a substrate film and drying it.
基材フィルムの材質は特に限定されないが、耐熱性、柔軟性のバランスが良好なフィルムが得られる点で、例えばポリエステルが挙げられる。 Although the material of a base film is not specifically limited, For example, polyester is mentioned at the point from which the balance of heat resistance and a softness | flexibility is obtained.
塗布は任意の方法で行うことができる。例えば、リバースロールコート法、グラビアコート法、キスコート法、ロールブラッシュ法、スプレーコート法、エアナイフコート法、ワイヤーバーバーコート法、パイプドクター法、含浸・コート法、カーテンコート法などが挙げられる。また、これらの方法は1種を単独で行なってもよく、2種以上を任意に組み合わせて行うこともできる。 Application | coating can be performed by arbitrary methods. Examples include reverse roll coating, gravure coating, kiss coating, roll brushing, spray coating, air knife coating, wire barber coating, pipe doctor method, impregnation / coating method, curtain coating method and the like. In addition, these methods may be performed alone or in any combination of two or more.
なお、紫外線カットフィルム16は単層フィルムにより形成されていても良いが、2層以上のフィルムからなる積層フィルムであってもよい。
The
[ガスバリアフィルム17a、17b]
ガスバリアフィルム17aは水及び酸素の透過を防止するフィルムである。
太陽電池ユニット11は、湿気及び酸素に弱い傾向がある。特に、ZnO:Al等の透明電極や、化合物半導体系太陽電池素子及び有機太陽電池素子が水分及び酸素により劣化することがある。そのため、ガスバリアフィルム17a、17bで太陽電池ユニット11を被覆することにより、太陽電池ユニット11を水及び酸素から保護しておくことが好ましい。
[
The
The
太陽電池モジュール10は、コンパクトに巻き取れるものであった方が良いため、ガスバリアフィルム17aは薄いのが好ましい。通常10μm以上、好ましくは15μm以上、より好ましくは20μm以上であり、また、通常200μm以下、好ましくは180μm以下、より好ましくは150μm以下である。薄くすることで柔軟性が高まる傾向になり巻取り易くなるが、薄すぎるとバリア性が確保されないことになり好ましくない。
Since it is better for the
ガスバリアフィルム17a、17bに要求される防湿能力の程度は、太陽電池ユニット11の種類などに応じて様々である。例えば、太陽電池ユニット11が化合物半導体系太陽電池素子である場合には、単位面積(1m2)の1日あたりの水蒸気透過率が、1×1
0-1g/m2/day以下であることが好ましく、1×10-2g/m2/day以下であることがより好ましく、1×10-3g/m2/day以下であることが更に好ましく、1×
10-4g/m2/day以下であることが中でも好ましく、1×10-5g/m2/day以下であることがとりわけ好ましく、1×10-6g/m2/day以下であることが特に好
ましい。また、太陽電池ユニット11が有機太陽電池素子である場合には、単位面積(1m2)の1日あたりの水蒸気透過率が、1×10-1g/m2/day以下であることが好ましく、1×10-2g/m2/day以下であることがより好ましく、1×10-3g/m2/day以下であることが更に好ましく、1×10-4g/m2/day以下であることが中
でも好ましく、1×10-5g/m2/day以下であることがとりわけ好ましく、1×1
0-6g/m2/day以下であることが特に好ましい。水蒸気が透過しなければしないほ
ど、太陽電池ユニット11及びZnO:Al等の透明電極の水分との反応に起因する劣化が抑えられるので、発電効率が上がると共に寿命が延びる。
The degree of moisture resistance required for the
It is preferably 0 −1 g / m 2 / day or less, more preferably 1 × 10 −2 g / m 2 / day or less, and 1 × 10 −3 g / m 2 / day or less. Is more preferable, 1 ×
It is particularly preferably 10 −4 g / m 2 / day or less, particularly preferably 1 × 10 −5 g / m 2 / day or less, and 1 × 10 −6 g / m 2 / day or less. It is particularly preferred. Moreover, when the
Particularly preferably, it is 0 -6 g / m 2 / day or less. As the water vapor does not pass, deterioration due to the reaction between the
ガスバリアフィルム17a、17bに要求される酸素透過性の程度は、太陽電池ユニット11の種類などに応じて様々である。例えば、太陽電池ユニット11(ユニット素子)が化合物半導体系太陽電池素子である場合には、単位面積(1m2)の1日あたりの酸素
透過率が、1×10-1cc/m2/day/atm以下であることが好ましく、1×10-2cc/m2/day/atm以下であることがより好ましく、1×10-3cc/m2/d
ay/atm以下であることが更に好ましく、1×10-4cc/m2/day/atm以
下であることが中でも好ましく、1×10-5cc/m2/day/atm以下であること
がとりわけ好ましく、1×10-6cc/m2/day/atm以下であることが特に好ま
しい。また、例えば、太陽電池ユニット11が有機太陽電池素子である場合には、単位面積(1m2)の1日あたりの酸素透過率が、1×10-1cc/m2/day/atm以下であることが好ましく、1×10-2cc/m2/day/atm以下であることがより好ま
しく、1×10-3cc/m2/day/atm以下であることが更に好ましく、1×10-4cc/m2/day/atm以下であることが中でも好ましく、1×10-5cc/m2/
day/atm以下であることがとりわけ好ましく、1×10-6cc/m2/day/a
tm以下であることが特に好ましい。酸素が透過しなければしないほど、太陽電池ユニット11及びZnO:Al等の透明電極の酸化による劣化が抑えられる。
The degree of oxygen permeability required for the
It is more preferably at most ay / atm, particularly preferably at most 1 × 10 −4 cc / m 2 / day / atm, and at most 1 × 10 −5 cc / m 2 / day / atm. Particularly preferred is 1 × 10 −6 cc / m 2 / day / atm or less. For example, when the
It is particularly preferable that it is not more than day / atm. 1 × 10 −6 cc / m 2 / day / a
Particularly preferred is tm or less. The deterioration of the
また、ガスバリアフィルム17a、17bは、太陽電池ユニット11の光吸収を妨げない観点から可視光を透過させるものが好ましい。例えば、可視光(波長360〜830nm)の光の透過率は、通常60%以上、好ましくは70%以上、より好ましくは75%以上、更に好ましくは80%以上、中でも好ましくは85%以上、とりわけ好ましくは90%以上、特に好ましくは95%以上、その中でも特に好ましくは97%以上である。太陽光をより多く電気エネルギーに変換するためである。
Moreover, the
さらに、太陽電池モジュール10は光を受けて熱せられることが多いため、ガスバリアフィルム17a、17bも熱に対する耐性を有することが好ましい。この観点から、ガスバリアフィルム17a、17bの構成材料の融点は、通常100℃以上、好ましくは120℃以上、より好ましくは130℃以上であり、また、通常350℃以下、好ましくは320℃以下、より好ましくは300℃以下である。融点を高くすることで太陽電池モジュール10の使用時にガスバリアフィルム17a、17bが融解・劣化する可能性を低減できる。
Furthermore, since the
ガスバリアフィルム17a、17bの具体的な構成は、太陽電池ユニット11を水から
保護できる限り任意である。ただし、ガスバリアフィルム17a、17bを透過しうる水蒸気や酸素の量を少なくできるフィルムほど製造コストが高くなるため、これらの点を総合的に勘案して適切なものを使用することが好ましい。
The specific configuration of the
好適なガスバリアフィルム17a、17bとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)或いはポリエチレンナフタレート(PEN)等の基材フィルムにSiOx
(xの値は1.5〜1.8)を真空蒸着したフィルムなどが挙げられる。SiOxに替わ
りAlOy(yの値は1.0〜1.4)を用いてもよく、これら2種類の材料で形成され
ていても良い。また、ガスバリアフィルム17a、17bは単層フィルムにより形成されていても良いが、2層以上のフィルムを備えた積層フィルムであってもよい。
Suitable
Examples thereof include a film obtained by vacuum-depositing (the value of x is 1.5 to 1.8). AlO y (value of y is 1.0 to 1.4) may be used instead of SiO x, and these two kinds of materials may be used. The
[ゲッター材フィルム18a、18b]
ゲッター材フィルム18a、18bは水分及び/又は酸素を吸収するフィルムである。太陽電池ユニット11の構成部品のなかには上記のように水分で劣化するものがあり、また、酸素によって劣化するものもある。そのため、ゲッター材フィルム18a、18bで太陽電池ユニット11を覆うことにより、太陽電池ユニット11等を水分及び/又は酸素から保護し、発電能力が低下しないようにしおくことが好ましい。
[
The
ここで、ゲッター材フィルム18a、18bは、ガスバリアフィルム17a、17bとは異なり、水分の透過を妨げるものではなく、水分を吸収するものである。水分を吸収するフィルムを用いることにより、ガスバリアフィルム17a、17b等で太陽電池ユニット11を被覆した場合に、ガスバリアフィルム17a、17b及びシール材15で形成される空間に僅かに浸入する水分をゲッター材フィルム18a、18bが捕捉して水分による太陽電池ユニット11への影響を排除できる。
Here, unlike the
ゲッター材フィルム18a、18bの水分吸収能力の程度は、通常0.1mg/cm2
以上、好ましくは0.5mg/cm2以上、より好ましくは1mg/cm2以上である。この数値が高いほど水分吸収能力が高く太陽電池素子6の劣化を抑制しうる。また、上限に制限は無いが、通常10mg/cm2以下である。
The degree of water absorption capacity of the
As mentioned above, Preferably it is 0.5 mg / cm < 2 > or more, More preferably, it is 1 mg / cm < 2 > or more. The higher this value, the higher the water absorption capacity, and the deterioration of the solar cell element 6 can be suppressed. Moreover, although there is no restriction | limiting in an upper limit, it is usually 10 mg / cm < 2 > or less.
また、ゲッター材フィルム18a、18bが酸素を吸収することにより、ガスバリアフィルム17a、17b等で太陽電池ユニット11を被覆した場合に、ガスバリアフィルム17a、17b及びシール材15で形成される空間に僅かに浸入する酸素をゲッター材フィルム18a、18bが捕捉して酸素による太陽電池ユニット11への影響を排除できる。
Further, when the
ゲッター材フィルム18a、18bの厚みは特に規定されないが、通常5μm以上、好ましくは10μm以上、より好ましくは15μm以上であり、また、通常200μm以下、好ましくは180μm以下、より好ましくは150μm以下である。厚みを厚くすることで機械的強度が高まる傾向にあり、薄くすることで柔軟性が高まる傾向にある。
The thickness of the
さらに、ゲッター材フィルム18a、18bは、太陽電池ユニット11の光吸収を妨げない観点から可視光を透過させるものが好ましい。例えば、可視光(波長360〜830nm)の光の透過率は、通常60%以上、好ましくは70%以上、より好ましくは75%以上、更に好ましくは80%以上、中でも好ましくは85%以上、とりわけ好ましくは90%以上、特に好ましくは95%以上、その中でも特に好ましくは97%以上である。太陽光をより多く電気エネルギーに変換するためである。
Furthermore, the
さらに、太陽電池モジュール10は光を受けて熱せされることが多いため、ゲッター材フィルム18a、18bも熱に対する耐性を有することが好ましい。この観点から、ゲッ
ター材フィルム18a、18bの構成材料の融点は、通常100℃以上、好ましくは120℃以上、より好ましくは130℃以上であり、また、通常350℃以下、好ましくは320℃以下、より好ましくは300℃以下である。融点を高くすることで薄膜太陽電池100の使用時にゲッター材フィルム18a、18bが融解・劣化する可能性を低減できる。
Furthermore, since the
ゲッター材フィルム18a、18bを構成する材料は、水分及び/又は酸素を吸収することができるものであれば任意である。その材料の例を挙げると、水分を吸収する物質としてアルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、シリカゲル、ゼオライト系化合物、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、硫酸ニッケル等の硫酸塩、アルミニウム金属錯体、アルミニウムオキサイドオクチレート等の有機金属化合物などが挙げられる。具体的には、アルカリ土類金属としては、Ca、Sr、Baなどが挙げられる。アルカリ土類金属の酸化物としては、CaO、SrO、BaO等が挙げられる。その他にZr−Al−BaOや、アルミニウム金属錯体等も挙げられる。具体的な商品名を挙げると、例えば、OleDry(双葉電子社製)等が挙げられる。
The material constituting the
酸素を吸収する物質としては、活性炭、シリカゲル、活性アルミナ、モレキュラーシーブ、酸化マグネシウム、酸化鉄等が挙げられる。またFe、Mn、Zn、及びこれら金属の硫酸塩・塩化物塩・硝酸塩等の無機塩も挙げられる。 Examples of the substance that absorbs oxygen include activated carbon, silica gel, activated alumina, molecular sieve, magnesium oxide, and iron oxide. In addition, Fe, Mn, Zn, and inorganic salts such as sulfates, chlorides, and nitrates of these metals are also included.
なお、ゲッター材フィルム18a、18bは1種の材料で形成されていてもよく、2種以上の材料で形成されていても良い。また、ゲッター材フィルム18a、18bは単層フィルムにより形成されていても良いが、2層以上のフィルムを備えた積層フィルムであってもよい。
In addition, the
ゲッター材フィルム18a、18bは吸水剤又は乾燥剤の種類に応じて任意の方法で形成することができるが、例えば、吸水剤又は乾燥剤を分散したフィルムを粘着剤で添付する方法、吸水剤又は乾燥剤の溶液をスピンコート法、インクジェット法、ディスペンサー法等で塗布する方法などを用いることができる。また真空蒸着法、スパッタリング法などの成膜法を使用してもよい。
The
吸水剤又は乾燥剤のためのフィルムとしては、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、ポリ塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等を用いることができる。中でも、ポリエチレン系樹脂、フッ素系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂のフィルムが好ましい。なお、前記樹脂は1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。 Examples of the film for the water-absorbing agent or drying agent include polyethylene resins, polypropylene resins, cyclic polyolefin resins, polystyrene resins, acrylonitrile-styrene copolymers (AS resins), and acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers. (ABS resin), polyvinyl chloride resin, fluorine resin, poly (meth) acrylic resin, polycarbonate resin, and the like can be used. Among these, films of polyethylene resin, fluorine resin, cyclic polyolefin resin, and polycarbonate resin are preferable. In addition, the said resin may use 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
[補強材]
太陽電池モジュール10は、頻繁に巻き取られたりのばされたりするものである。また、太陽電池モジュール10は、窓からの太陽光により熱せられて高温になりやすい。このような使用条件下では封止材13a等のフィルムがクリープを呈したり、歪んだり、反ったりし易い。特に太陽電池モジュール10の縁部分にこのような変形等が発生し易いため、太陽電池モジュール10中に補強材を設けておいても良い。
[Reinforcing material]
The
補強材としては、ガラス、チタン等の無機系繊維からなる不織布或いは織布、ポリアミド,ポリアミドイミド,ポリイミド,液晶性ポリマー,芳香族アミド等の有機系繊維からなる不織布或いは織布、およびこれらの混紡からなる不織布或いは織布が挙げられる。 Examples of the reinforcing material include nonwoven fabrics or woven fabrics made of inorganic fibers such as glass and titanium, nonwoven fabrics or woven fabrics made of organic fibers such as polyamide, polyamideimide, polyimide, liquid crystalline polymer, and aromatic amide, and blends thereof. Nonwoven fabric or woven fabric made of
中でもガラス繊維不織布が好適に用いられる。またこの不織布が封止材13a、13bと接するようにして用いられる場合は、封止材樹脂とガラス繊維界面の接着性を向上させるため、ガラス繊維の表面をシランカップリング剤で処理しても良い。
Among these, a glass fiber nonwoven fabric is preferably used. In addition, when this nonwoven fabric is used so as to be in contact with the sealing
具体的なシランカップリング剤としては、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。処理方法としてはシランカップリング剤のアルコール溶液や水溶液を不織布に吹きかけるスプレー法、溶液に不織布を漬ける浸漬法、溶液で濡れたロールの間に不織布を通すグラビアコート法などがある。 Specific examples of the silane coupling agent include vinyltrichlorosilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, and γ-aminopropyltriethoxy. Examples include silane and γ-chloropropyltrimethoxysilane. Treatment methods include a spray method in which an alcohol solution or an aqueous solution of a silane coupling agent is sprayed on the nonwoven fabric, a dipping method in which the nonwoven fabric is immersed in the solution, and a gravure coating method in which the nonwoven fabric is passed between rolls wet with the solution.
補強材の形状としては、封止材13a、13bのように太陽電池ユニット11群全体を覆う形状や、太陽電池モジュール10の縁部分のみを補強する形状を採用しておくことが出来る。
As the shape of the reinforcing material, a shape that covers the entire group of
[その他]
太陽電池モジュール10を、不燃性、難燃性のものとするために、太陽電池モジュール10の太陽電池ユニット11以外の部分に、ガラス不織布やシリカ等の充填材を添加しておくことも出来る。
[Others]
In order to make the
[太陽電池モジュール10の製造方法]
太陽電池モジュール10の矩形状基材20以外の部分(以下、太陽電池部と表記する)は、さまざまな方法により製造するすることが出来る。例えば、図2に示したタイプの太陽電池部は、耐候性保護フィルム12とバックシート14との間に、1個又は2個以上の太陽電池ユニット11を直列または並列接続したものを、封止材13a、13bと共に一般的な真空ラミネート装置でラミネートすることにより製造することができる。また、図3に示したタイプの太陽電池部は、上記のようなラミネート時に、紫外線カットフィルム16、ガスバリアフィルム17a,17b、ゲッター材フィルム18a,18bを同時にラミネートすることや、幾つかのフィルムを別途ラミネートすることにより製造することが出来る。
[Method for Manufacturing Solar Cell Module 10]
Portions other than the
この際、加熱温度は通常130℃以上、好ましくは140℃以上であり、通常180℃以下、好ましくは170℃以下である。また、加熱時間は通常10分以上、好ましくは20分以上であり、通常100分以下、好ましくは90分以下である。圧力は通常0.001MPa以上、好ましくは0.01MPa以上であり、通常0.2MPa以下、好ましくは0.1MPa以下である。圧力をこの範囲とすることで封止を確実に行い、かつ、端部からの封止材13a,13bがはみ出しや過加圧による膜厚低減を抑え、寸法安定性を確保しうる。
At this time, the heating temperature is usually 130 ° C. or higher, preferably 140 ° C. or higher, and is usually 180 ° C. or lower, preferably 170 ° C. or lower. The heating time is usually 10 minutes or longer, preferably 20 minutes or longer, usually 100 minutes or shorter, preferably 90 minutes or shorter. The pressure is usually 0.001 MPa or more, preferably 0.01 MPa or more, and usually 0.2 MPa or less, preferably 0.1 MPa or less. By making the pressure within this range, sealing can be performed reliably, and the sealing
矩形状基材20・太陽電池部間の固定方法としては、接着材を用いる方法と、縫い付ける方法が挙げられる。接着材としては、例えばポリ酢酸ビニル系接着剤、ポリアクリル酸エステル系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、エチレン共重合体系接着剤、セルロース系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリアミド系接着剤、ポリイミド系接着剤、アミノ樹脂系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリウレタン系接着剤、反応型(メタ)アクリル系接着剤、シリコーン系接着剤等が挙げられる。なお、接着剤は1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
Examples of the fixing method between the
縫い合わせる方法としては、太陽電池モジュール10の周辺のみを縫う方法や、太陽電
池ユニット11が存在しない部分を縦断あるいは横断する形で太陽電池モジュール10を縫う方法を採用することが出来る。
As a method of sewing, a method of sewing only the periphery of the
巻取った状態で矩形状基材20の薄膜太陽電池が装着されていない側(室内側)の面と耐候性保護フィルム12の表面側とが、接着する可能性を無くするため、矩形状基材20の室内側の表面にエンボス加工を施してもよい。
In order to eliminate the possibility that the surface of the
《第2実施形態》
本発明の第2実施形態に係る太陽電池装置(以下、第2太陽電池装置と表記する)は、巻取パイプ30関連の構成のみが、上記した第1実施形態に係る太陽電池装置(以下、第1太陽電池装置と表記する)と異なる装置である。そのため、以下では、第2太陽電池装置の巻取パイプ30関連の構成のみを説明することにする。
<< Second Embodiment >>
The solar cell device according to the second embodiment of the present invention (hereinafter referred to as “second solar cell device”) is the only solar cell device according to the above-described first embodiment (hereinafter referred to as “second solar cell device”). This is a device different from the first solar cell device. Therefore, only the configuration related to the winding
図8に、第2太陽電池装置の巻取パイプ30関連の構成を示す。なお、この図の右側に示してある各ユニットは、実際には、保持部40内や保持部40の前面(室内側の面)に設けられているものである。
In FIG. 8, the structure regarding the winding
図示してあるように、第2太陽電池装置の本体部100は、巻取パイプ30内に、巻取パイプ30を保持部40に対して回転させるためのモーター31が内蔵されたものとなっている。
As shown in the drawing, the
また、巻取パイプ30内には、4極タイプのロータリーコネクタ35bも設けられている。そして、太陽電池モジュール10(図示略)の出力端子10p、10mは、当該ロータリーコネクタ35及びケーブル50を介して充放電コントローラ110に接続されている。また、モーター31は、ロータリーコネクタ35及びケーブル55を介して、モーターコントローラ140が接続されている。
Further, a four-pole
第2太陽電池装置が備える充放電コントローラ110は、第1太陽電池装置が備える充放電コントローラ110に、商用電源からの電力で蓄電池120を充電する機能(本実施形態では、所定操作がなされたときに働く機能)を追加した回路である。また、モーターコントローラ140は、第2太陽電池装置用のリモコン(図示略)が出力したIR信号を、IRセンサ135により検出して、そのIR信号に応じた制御(駆動)をモーター31に対して行う回路である。
The charge /
そして、第2太陽電池装置は、図8に示してあるように、蓄電池120がモーターコントローラ140の電源として機能するように、各部を結線した装置となっている。
And the 2nd solar cell apparatus is an apparatus which connected each part so that the
以上の説明から明らかなように、この第2太陽電池装置にも、可撓性を有する矩形状基材20の一方の面側に、電力を取り出すための正極端子及び負極端子を有する複数の長方形状の太陽電池ユニット11を、各太陽電池ユニット11の特定の辺(長手方向に延びた辺)が矩形状基材20の特定の縁(上端/下端側の縁)と平行になるように配設した太陽電池モジュール10が、用いられている。
As is apparent from the above description, the second solar cell device also has a plurality of rectangles having a positive electrode terminal and a negative electrode terminal for taking out electric power on one surface side of the flexible
そして、第2太陽電池装置では、その太陽電池モジュール10の出力により充電される蓄電池120からの電力で、モーター31が駆動される。従って、第2太陽電池装置は、原則として(太陽電池モジュール10を完全に巻取パイプ30に巻き取った状態が長時間継続しない限りは)、消費電力が“0”の電動ローススクリーンとして機能することになる。
In the second solar cell device, the
また、第2太陽電池装置には、商用電源からの電力で蓄電池120を充電する機能を有
する充放電コントローラ110が用いられている。従って、第2太陽電池装置は、太陽電池モジュール10を完全に巻取パイプ30に巻き取った状態が長時間継続した結果として蓄電池120の蓄電量が不足した場合に、力をかけて太陽電池モジュール10を引き出す必要がない装置となっていることにもなる。
Moreover, the charge /
《変形形態》
上記した各実施形態に係る太陽電池装置は、各種の変形を行えるものである。例えば、太陽電池モジュール10を、図9に示したように、可撓性を有する矩形状基材20の一方の面側に、複数の太陽電池ユニット11をマトリックス状に配置したモジュールであって、各太陽電池ユニット11の正極端子と接続された出力端子10p及び各太陽電池ユニット11の負極端子と接続された出力端子10mを備えたモジュールに変形することが出来る。
<Deformation>
The solar cell device according to each of the above-described embodiments can be variously modified. For example, as shown in FIG. 9, the
また、図10に示したように、太陽電池モジュール10を、正極端子、負極端子の位置が上記したものとは異なる太陽電池ユニット11が用いられたものに変形することも出来る。
Moreover, as shown in FIG. 10, the
太陽電池装置を、携帯機器用の充電器等に変形することも、太陽電池装置を、充放電コントローラ110を備えないもの(太陽電池モジュール10と蓄電池120とが直結されているもの)に変形することも出来る。なお、太陽電池装置を、後者のものに変形する場合には、逆流防止ダイオード等を、各太陽電池ユニット11の正極端子と出力端子10pとの間等に設けておくべきである。
Changing the solar cell device into a charger for a portable device or the like also changes the solar cell device into one that does not include the charge / discharge controller 110 (one in which the
さらに、太陽電池ユニット11の何割かが隠れた位置で太陽電池モジュール10が止まらない装置に太陽電池装置(本体部100)を変形することも出来る。なお、第1太陽電池装置を、そのような装置に変形するためには、例えば、停止位置制御機構として、360度回転する毎に巻取パイプ30を止める機構を採用し、太陽電池モジュール10として、各太陽電池ユニット11の中心間隔が、巻取パイプ30の外周の長さと等しいものを採用すれば実現できる。また、太陽電池モジュール10の左右の縁に凸部を設けると共に、保持部40の近傍/保持部40の下端部分の当該凸部と係合する位置に、太陽電池モジュール10の縁を挟むテンションローラを設けておくことによっても実現できる。また、第2太陽電池装置の上記のような装置への変形は、モーターコントローラ140をプログラミングし直すだけで実現できる。
Furthermore, the solar cell device (main body portion 100) can be transformed into a device in which the
また、太陽電池モジュール10からの電力の取り出しを、ロータリーコネクタ以外のもの(スリップリング等)を用いて行っても良いことや、太陽電池モジュール10からの電力の取り出しを、ロータリーコネクタ等を用いることなく太陽電池モジュール10の下端側から行っても良いことなどは、当然のことである。例えば、プルコード29を介して電力の取り出しを行っても構わない。
Moreover, taking out the electric power from the
10 太陽電池モジュール
10p,10m 出力端子
11 太陽電池ユニット
12 耐候性保護フィルム
13a,13b 封止材
14 バックシート
15 シール材
16 紫外線カットフィルム
17a,17b ガスバリアフィルム
18a,18b ゲッター材フィルム
20 矩形状基材
30 巻取パイプ
31 モーター
35,35b ロータリーコネクタ
40 保持部
50,55 ケーブル
100 本体部
110 充放電コントローラ
120 蓄電池
130 主出力端子
135 IRセンサ
140 モーターコントローラ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
各薄膜太陽電池ユニットの各正極端子と電気的に接続された第1出力端子、及び、各薄膜太陽電池ユニットの各負極端子と電気的に接続された第2出力端子を備える太陽電池モジュールと、
前記太陽電池モジュールの前記特定の縁側が固定された,前記太陽電池モジュールを巻き取るための巻取パイプと
を備えることを特徴とする太陽電池装置。 A plurality of rectangular thin film solar cell units having a positive electrode terminal and a negative electrode terminal for taking out electric power are arranged on one surface of a flexible rectangular substrate, and a specific side of each thin film solar cell unit is A solar cell module disposed so as to be parallel to a specific edge of a rectangular substrate,
A first output terminal electrically connected to each positive electrode terminal of each thin film solar cell unit; and a solar cell module comprising a second output terminal electrically connected to each negative electrode terminal of each thin film solar cell unit;
A solar cell device comprising: a winding pipe for winding the solar cell module, to which the specific edge side of the solar cell module is fixed.
ことを特徴とする請求項1記載の太陽電池装置。 The solar cell device according to claim 1, wherein the solar cell module has a configuration in which the surface on the thin film solar cell unit side is wound around the winding pipe.
ことを特徴とする請求項2記載の太陽電池装置 The solar cell device according to claim 2, wherein an outer diameter of the winding pipe is 50 mm or more.
前記モーターの電源として機能する,前記太陽電池モジュールの前記第1、第2出力端子からの電力で充電される蓄電池と
をさらに備える
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の太陽電池装置。 A motor for rotationally driving the winding pipe;
The storage battery charged with the electric power from the said 1st, 2nd output terminal of the said solar cell module which functions as a power supply of the said motor is further provided. These are characterized by the above-mentioned. Solar cell device.
前記太陽電池モジュールの前記第1、第2出力端子からの電力で前記蓄電池を充電するための充放電コントローラと
をさらに備える
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の太陽電池装置。 A storage battery for supplying power to the load;
The solar cell according to any one of claims 1 to 3, further comprising: a charge / discharge controller for charging the storage battery with electric power from the first and second output terminals of the solar cell module. Battery device.
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の太陽電池装置。 The solar cell device according to any one of claims 1 to 5, wherein an anti-glare treatment is performed on a surface of the solar cell module on a thin film solar cell unit side.
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の太陽電池装置。 The solar cell device according to any one of claims 1 to 6, wherein the solar cell device functions as a roll screen.
ことを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の太陽電池装置。 Each thin film solar cell unit of the said solar cell module is a unit which electrically connected several amorphous silicon type solar cell elements. The solar cell apparatus as described in any one of Claim 1 to 7 characterized by the above-mentioned. .
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