轻薄 难燃新型晶体硅太阳能电池板研发成功

日本产业技术综合研究所(产综研)9月5日宣布，开发出了难燃、可靠性高且重量轻的晶体硅型太阳能电池板。

开发的太阳能电池板及其结构

由产综研光伏发电研究中心模块可靠性小组高级主任研究员原浩二郎等，与信越化学工业共同开发。是采用以硅橡胶制成的片状新材料封装而实现的。

耐冲击强度也提高

钢球跌落试验前后的相对输出和电致发光图像

该电池板未使用以往晶体硅型电池板采用的易燃性有机材料及厚重的玻璃基板。

燃烧试验中的情形和试验后的外观

由此，就能开拓纯电动汽车(EV)等车载用途、以及住宅屋顶材料一体型和墙面等以前难以采用晶体硅型电池板的新用途，有望向智能住宅领域扩大应用，为零能耗住宅(ZEH)的实现做出贡献。

太阳能电池板的课题之一是发生火灾时的安全性。虽然采取了防火对策，但被指出存在发生火灾时等玻璃基板会破裂，树脂封装材料和背板会燃烧的可能性。

但现在的晶体硅型电池板，与一般采用EVA(乙烯与醋酸乙烯酯的共聚物)封装材料时相比，成本竞争力会降低，所以难以采用新的阻燃性材料。

硅橡胶封装材料具备阻燃性和可靠性都高的特点。1980年代曾为投产初期的市售太阳能电池板所采用。这些电池板从设置时起到现在已经过去约30年，而且设置在室外，有报告显示目前仍然保持着稳定的发电量。

信越化学开发了可用于目前的太阳能电池板制造工艺和制造装置的硅橡胶封装材料，与产综研共同试制了太阳能电池板，并进行了评测。虽然确认了可靠性很高，但存在成本高的课题。

于是，此次开发了虽利用硅橡胶封装材料，但能抑制电池板成本增加的方法。采用去掉玻璃基板、铝框架和背板的结构，可以吸收使用硅橡胶封装材料造成的成本增加。

开发的太阳能电池板由厚度约为500μm的硅橡胶封装材料、厚度约为50μm的阻燃性高分子膜的表面材料，和经绝缘处理的铝合金板背板构成。

铝合金板代替背板保护背面和提高耐湿性，并取代原由铝框架担任的电池板在架台上的固定部分。其能轻松固定到架台上。

硅橡胶封装材料、高分子膜表面材料和铝合金背面材料，都为高阻燃性材料，能让电池板整体都不易燃烧。

另外，此次的电池板与相同尺寸的以往电池板相比，重量约减少一半，若减薄铝合金板厚度，还能进一步削减重量。

耐冲击强度也提高了。此次的电池板，以钢球跌落试验作了评估。让钢球(直径38mm，重量约225g)从高1m的位置落到电池板表面3次，评估了试验前后的输出功率和电致发光特性，采用以往构成的电池板，电池单元(发电元件)出现裂纹，输出功率降至初期值的87%。

而新电池板，钢球跌落的冲击仅造成了局部微微发暗，输出功率几乎没有降低。据认为是硅橡胶封装材料的橡胶弹性阻止了钢球的冲击在电池单元上的扩散。

此次开发的详细内容将在第77届应用物理学会秋季学术演讲会(9月13日～16日，在新潟县新潟市举行)上发表。