産総研ら,難燃軽量な太陽電池を開発

産業技術総合研究所(産総研)は,信越化学工業と共同で,シリコーンゴムでできたシート状の封止材を用いた新たな結晶シリコン太陽電池モジュールを開発した(ニュースリリース)。

住宅用の太陽光発電システムでは,モジュールの難燃性を高めることや破損を防ぐことにより,火災時における安全性をさらに高めることができると考えられるが,高コスト化につながる新しい高信頼性モジュールの開発や難燃性部材などの新部材の導入は難しかった。

信越化学と産総研が開発したシリコーン封止材は一般的に用いられるEVA封止材よりも比較的高コストだという問題があった。両者はシリコーン封止材のコストを抑制するとともに,難燃性などのシリコーンの特長を活かした新しい太陽電池モジュールの開拓を目指すこととした。

今回作製したモジュールは,厚さ約500μmのシリコーンゴムシート封止材と,厚さ約50μmの難燃性の高分子フィルム表面材,裏面材に絶縁処理をしたアルミ合金板で構成され,ガラス表面材を用いないサブストレート構造という特徴を持つ。

新モジュールではアルミフレームを用いず,アルミ合金の裏面材により直接かつ簡単にモジュールを固定して設置することができる。ガラスやバックシート,アルミフレームなどの部材を削減することで,モジュール全体のコストの増加を抑制する狙いがある。

また,難燃材料であるシリコーン封止材や高分子フィルム表面材と,金属のアルミ合金裏面材を用いることで,モジュール全体を難燃化することができ,アルミ合金板の厚さを抑えることで軽量化もできる(同サイズの従来型モジュールの約半分)。

耐衝撃強度,耐荷重強度,燃性評価,高温・高湿下での長期信頼性を確認するための評価試験を行なった結果,試作した太陽電池モジュールは太陽電池の新たな用途での利用や,設置・利用法の多様化の可能性を示した。

今後は,現在実施中の温度サイクル試験や紫外線照射試験などの信頼性評価結果も踏まえて,実用途を想定したモジュールの開発へと展開していきたいとしている。

例えば,EVなどの車載用太陽電池モジュールや,住宅の屋根材・建材一体型,外壁面へ設置できる太陽電池モジュールとしての用途を想定し,モジュールサイズや構造,部材の最適化,必要な信頼性試験などを,製造企業などとも協力して実施していく。

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