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太陽光発電システム構成材料 技術総覧2011
【委託本】

発 行:電気・電子材料研究会
販 売:株式会社 加工技術研究会
体 裁:A4判 296頁
発 行:2010年12月24日
定 価:36,750円(本体35,000円+税、送料別)

太陽光発電システム構成材料 技術総覧2011


 環境調和型クリーンエネルギーとして、太陽光発電システム(Photovoltaic System)、燃料電池(水素発電システム)、風力発電、バイオマスエネルギーなどの開発が世界的規模で推進されています。そのなかで、太陽光発電(PV)は実用化されてから30年以上が経過し、一時停滞していた市場が、2009年後半から再び成長軌道に向けて力強く動き出しました。  太陽電池の世界市場は2030年には約30兆円になり、現在、低コスト高効率のための新しいセル技術の開発をはじめ、太陽光発電システム構成材料の性能アップとコスト圧縮がより一層求められています。  さらに、PVシステムは変圧器,遮断器,避雷器等と同様、屋外使用の静止電気機器であり、従って、モジュールの構成材料は機器絶縁システムを構成する電気絶縁材料の機能と特性が要求されます。  筆者は約10年間に亘り、関係会社の協力の下に太陽光発電システム構成材料の研究,開発とその製品化を推進して参りました。“作れば売れる時代は終わった。今後は技術力とコスト競争が課題”の時代を迎える事になります。  本書は、太陽光発電システムのモジュール構成材料を分析するとともに、モジュール全体像の開発動向,構成材料の現状,最新の市場動向および、それに対応したパネル構成の具体的開発状況に着目し、電気・電子材料研究会が編纂した以下の技術レポートの集大成を行うとともに、さらなる内容の見直しと充実を図って参りました。  現在、太陽光発電システムの分野で活躍中の技術者や、今後、自社の独自なハードおよび、ソフト技術を生かして本分野に新規参入を計画中の方々に、多少なりとも参考になれば幸甚です。


監修:杉本 榮一(電気・電子材料研究会 会長、(株)デンギケン(電技研)代表取締役)

 

内  容

はじめに

1章 PVシステムの概要

 1.1 太陽光発電の原理

 1.2 太陽光発電(PV)システムと構成材料

2章 太陽電池用セル材料

 2.1 概要

 2.2 シリコン

  2.2.1 単結晶シリコン型

  2.2.2 多結晶シリコン型

  2.2.3 微結晶シリコン型

  2.2.4 アモルファスシリコン型

  2.2.5 薄膜シリコン型

  2.2.6 ハイブリッド型(HIT型)

  2.2.7 多接合型(タンデム型)

  2.2.8 球状シリコン型

  2.2.9 電界効果型

 2.3 化合物系 

  2.3.1 GaAs

  2.3.2 CIS系(カルコパイライト系)

  2.3.3 Cu2ZnSn

  2.3.4 CdTe-CdS

  2.3.5 その他

 2.4 有機系

  2.4.1 色素増感太陽電池

  2.4.2 有機薄膜太陽電池

  2.4.3 量子ドット型

 2.5 各種太陽光発電セルの出力特性

3章 太陽光発電システムパネル構成材料

 3.1 電気機器絶縁システムからみたパネル材の機能

 3.2 鉛フリーはんだ

  3.2.1 鉛フリーはんだの種類

  3.2.2 鉛フリーはんだ実装の現状

4章 封止樹脂

 4.1 はじめに

 4.2 各社の封止材

  4.2.1 三井化学ファブロ㈱:“ソーラーエバ(SOLAREVA)”

   4.2.1.1 ソーラーエの銘柄と基本物性

   4.2.1.2 代表的なソーラーモジュールの構成

   4.2.1.3 代表的なソーラーモジュールの生産工程

   4.2.1.4 ソーラーモジュールの製造条件例

   4.2.1.5 ローラーエバの架橋速度

   4.2.1.6 ソーラーエバの長期物性(YI、ガラス接着強度)

   4.2.1.7 ソーラーエバの標準仕様

  4.2.2 ㈱クラレ:PVB(ポリビニルブチラール)フィルム

   4.2.2.1 はじめに

   4.2.2.2 PVBフィルム

   4.2.2.3 PVB封止材使用の実用例とモジュール構成例

   4.2.2.4 PVBフィルムの特長

   4.2.2.5 PVBフィルムのラミネート

   4.2.2.6 太陽電池PVBフィルムの開発

   4.2.2.7 次世代PVBフィルム

   4.2.2.8 バックシート系モジュールへの適応

  4.2.3 三井・デュポン ポリケミカル㈱:アイオノマー樹脂“ハイミラン”

   4.2.3.1 アイオノマー樹脂“ハイミラン”とは

   4.2.3.2 ハイミランESの特徴

   4.2.3.3 ハイミランESEVA封止材との比較

   4.2.3.4 ハイミランESEVA封止材との比較(対接着力)

   4.2.3.5 封止材料の特性比較

  4.3 まとめ

5章 保護フィルム(バックシート) 

 5.1 太陽光発電システム・シリコンモジュール用保護フィルム(バックシート)

  5.1.1 保護フィルム(バックシート)に要求される機能と特性

  5.1.2 構成材料の品質特性

  5.1.3 バックシート用基材の種類と特性

 5.2 バックシート用耐熱フィルム

  5.2.1 概要

  5.2.2 フッ素樹脂フィルム

 5.3 耐熱・低オリゴマータイプPETフィルムの特性

 5.4 水蒸気バリアーフォルム(耐熱、耐湿性)

 5.5 電気絶縁フィルム

 5.6 透明PETフィルム

 5.7 バックシート用接着剤

  5.7.1 基本的特性評価

  5.7.2 評価方法

  5.7.3 代表的接着剤の試験結果

 5.8 Bostic, Inc.接着剤

 5.9 紫外線吸収剤

 5.10 封止樹脂と保護フィルムの適合性評価

  5.10.1 BSEVAフィルム(汎用フィルム)と剥離力

  5.10.2 Fast cure type EVAフィルムとBSの剥離力

6章 太陽光発電量とバックシートの使用量

 6.1 はじめに

 6.2 太陽電池生産量(MW/年)とBS需要量(百万m2/年)

 6.3 太陽光発電量とBS使用量の計算式

7章 各社BSメーカーの製品群

 7.1 リンテック㈱“Photomark Series

  7.1.1 製品構成および特長

 7.2 ㈱コバヤシ“コバテックPV

  7.2.1 コバテックPVの機能

  7.2.2 コバテックPVの種類

  7.2.3 製品規格

  7.2.4 各種物性表

 7.3 ㈱電技研(電技研)“BACKVERR

  7.3.1 製品構成

  7.3.2 特長

  7.3.3 一般特性

  7.3.4 電気特性の試験方法

 7.4 世界のBSメーカー製品群の特性表

8章 太陽光発電システムの回路電圧と電気絶縁設計

 8.1 はじめに

 8.2 太陽光発電セルの発生電圧および電流

 8.3 太陽光発電システムの設置状況と回路電圧

 8.4 太陽光発電システムモジュールの電気絶縁設計

  8.4.1 太陽光発電パネルの稼働時の事故・障害進展フロー

  8.4.2 電気絶縁評価

 8.5 発電モジュールの電気絶縁設計

  8.5.1 電気絶縁設計の基本概要

  8.5.2 充電部の隙間と放電電圧

  8.5.3 太陽光発電モジュールの概略断面構造と電気絶縁の要点

 8.6 まとめ

9章 電気絶縁材料の耐熱寿命と劣化要因

 9.1 はじめに

 9.2 耐熱性とその評価方法の分類

 9.3 耐熱寿命予測の理論的基礎

 9.4 フィルムの耐熱性について

10章 PVモジュール用粘・接着テープ

 10.1 PV用粘着テープの構成

 10.2 特長

 10.3 一般特性

 10.4 信頼性評価試験

  10.4.1 試験項目

  10.4.2 試験方法

  10.4.3 試験結果

 10.5 特許・商標

 10.6 PVモジュール端面シールテープ

  10.6.1 PVモジュール端面シールの開発動向

  10.6.2 発泡体両面粘着テープ

  10.6.3 ポリウレタン発泡体

  10.6.4 ポリエチレン発泡体

  10.6.5 ブチルゴム発泡体

 10.7 アクリル発泡体両面粘着テープ

  10.7.1 構造

  10.7.2 テープの特長

 10.8 まとめ(課題と展望)

11章 太陽電池モジュールの評価・試験・認証サービスの現状と動向

 1.はじめに

 2.太陽電池モジュールの認証規格

 3.太陽電池モジュールの認証試験とTUV Rheinalandグループの経験

 4.太陽電池モジュールの性能評価試験

 5.コンポーネントの評価・試験および認証

 6.太陽光発電に関わるその他の評価・試験サービス

 7.まとめ

12章 太陽光発電システムの規格とバックシートと封止材の評価について

 1.ケミトックスの業務紹介

 2.太陽電池の規格

 3.バックシートの試験・評価

 4.封止材の試験・評価

13章 PVシステム構成材料の特許

 13.1 バックシートの信頼性評価法

 13.2 太陽電池の保護材に関する特許

 13.3 太陽電池の封止材に関する特許

 13.4 太陽電池用保護材に関する特許

14章 寄稿(Contribution

 「太陽光発電システム構成材料の水蒸気透過率および各種分析技術」(㈱三井化学分析センター)

 「高性能紫外線吸収剤と保護フィルムへの応用」(㈱日本触媒)

 「太陽電池バックシート用コーティング剤Zeffle GK」(ダイキン工業㈱)

15章 用語集

16章 まとめ(課題と展望)