輕薄 難燃新型晶體硅太陽(yáng)能電池板研發(fā)成功

日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所(產(chǎn)綜研)9月5日宣布，開(kāi)發(fā)出了難燃、可靠性高且重量輕的晶體硅型太陽(yáng)能電池板。

開(kāi)發(fā)的太陽(yáng)能電池板及其結(jié)構(gòu)

由產(chǎn)綜研光伏發(fā)電研究中心模塊可靠性小組高級(jí)主任研究員原浩二郎等，與信越化學(xué)工業(yè)共同開(kāi)發(fā)。是采用以硅橡膠制成的片狀新材料封裝而實(shí)現(xiàn)的。

耐沖擊強(qiáng)度也提高

鋼球跌落試驗(yàn)前后的相對(duì)輸出和電致發(fā)光圖像

該電池板未使用以往晶體硅型電池板采用的易燃性有機(jī)材料及厚重的玻璃基板。

燃燒試驗(yàn)中的情形和試驗(yàn)后的外觀

由此，就能開(kāi)拓純電動(dòng)汽車(EV)等車載用途、以及住宅屋頂材料一體型和墻面等以前難以采用晶體硅型電池板的新用途，有望向智能住宅領(lǐng)域擴(kuò)大應(yīng)用，為零能耗住宅(ZEH)的實(shí)現(xiàn)做出貢獻(xiàn)。

太陽(yáng)能電池板的課題之一是發(fā)生火災(zāi)時(shí)的安全性。雖然采取了防火對(duì)策，但被指出存在發(fā)生火災(zāi)時(shí)等玻璃基板會(huì)破裂，樹(shù)脂封裝材料和背板會(huì)燃燒的可能性。

但現(xiàn)在的晶體硅型電池板，與一般采用EVA(乙烯與醋酸乙烯酯的共聚物)封裝材料時(shí)相比，成本競(jìng)爭(zhēng)力會(huì)降低，所以難以采用新的阻燃性材料。

硅橡膠封裝材料具備阻燃性和可靠性都高的特點(diǎn)。1980年代曾為投產(chǎn)初期的市售太陽(yáng)能電池板所采用。這些電池板從設(shè)置時(shí)起到現(xiàn)在已經(jīng)過(guò)去約30年，而且設(shè)置在室外，有報(bào)告顯示目前仍然保持著穩(wěn)定的發(fā)電量。

信越化學(xué)開(kāi)發(fā)了可用于目前的太陽(yáng)能電池板制造工藝和制造裝置的硅橡膠封裝材料，與產(chǎn)綜研共同試制了太陽(yáng)能電池板，并進(jìn)行了評(píng)測(cè)。雖然確認(rèn)了可靠性很高，但存在成本高的課題。

于是，此次開(kāi)發(fā)了雖利用硅橡膠封裝材料，但能抑制電池板成本增加的方法。采用去掉玻璃基板、鋁框架和背板的結(jié)構(gòu)，可以吸收使用硅橡膠封裝材料造成的成本增加。

開(kāi)發(fā)的太陽(yáng)能電池板由厚度約為500μm的硅橡膠封裝材料、厚度約為50μm的阻燃性高分子膜的表面材料，和經(jīng)絕緣處理的鋁合金板背板構(gòu)成。

鋁合金板代替背板保護(hù)背面和提高耐濕性，并取代原由鋁框架擔(dān)任的電池板在架臺(tái)上的固定部分。其能輕松固定到架臺(tái)上。

硅橡膠封裝材料、高分子膜表面材料和鋁合金背面材料，都為高阻燃性材料，能讓電池板整體都不易燃燒。

另外，此次的電池板與相同尺寸的以往電池板相比，重量約減少一半，若減薄鋁合金板厚度，還能進(jìn)一步削減重量。

耐沖擊強(qiáng)度也提高了。此次的電池板，以鋼球跌落試驗(yàn)作了評(píng)估。讓鋼球(直徑38mm，重量約225g)從高1m的位置落到電池板表面3次，評(píng)估了試驗(yàn)前后的輸出功率和電致發(fā)光特性，采用以往構(gòu)成的電池板，電池單元(發(fā)電元件)出現(xiàn)裂紋，輸出功率降至初期值的87%。

而新電池板，鋼球跌落的沖擊僅造成了局部微微發(fā)暗，輸出功率幾乎沒(méi)有降低。據(jù)認(rèn)為是硅橡膠封裝材料的橡膠彈性阻止了鋼球的沖擊在電池單元上的擴(kuò)散。

此次開(kāi)發(fā)的詳細(xì)內(nèi)容將在第77屆應(yīng)用物理學(xué)會(huì)秋季學(xué)術(shù)演講會(huì)(9月13日～16日，在新潟縣新潟市舉行)上發(fā)表。