太陽電池パネルモジュールの主要材料：完全ガイド···

2026-06-25
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太陽電池パネルモジュールの主要材料: 完全な内訳

はじめに

ほとんどの太陽光発電モジュールは、いくつかの主要材料から作られています。一般的な太陽電池モジュールは、前面材料、太陽電池、封止材、背面材料、フレーム、およびいくつかの補助部品で構成されています。各層にはそれぞれ役割があり、それらが一体となってモジュールの性能と寿命を決定します。順に見ていきましょう。

前面材料

その役割とガラスが選ばれる理由

PVモジュールの前面材料は、太陽電池が利用可能な波長範囲で高い透過率を持ち、屈折率が低いことが求められます。これにより、太陽光が可能な限り効率的に吸収されます。透過率と反射率に加えて、前面材料は水を通さず、耐衝撃性に優れ、長期間の紫外線曝露に対して安定し、熱抵抗が低いことが必要です。これにより、金属接点や相互接続部の腐食を防ぎ、モジュールの寿命を延ばします。

モジュールは屋外に設置され、風、砂、雨、雪などの厳しい気象条件に直面することが多いため、前面材料には内部のセルを外部の衝撃から保護するための一定の剛性も必要です。

前面材料には、アクリル、ポリマー、ガラスなどいくつかの選択肢があります。最も一般的な選択肢は強化低鉄ガラスです。低コストで、強度があり、安定し、透明性が高く、防水性・気密性に優れ、自己洗浄性能も良好だからです。

太陽電池モジュールの強化低鉄前面ガラス

太陽電池

発電の心臓部

太陽電池はPVモジュールの最も重要な部品の一つであり、モジュール全体の出力を直接決定します。これは太陽光から電気を生成する半導体ウェハであり、特定の照明条件が満たされると、セルは電圧を出力し、回路に接続されると電流を生成します。

セルには多くの選択肢があります。プロセス技術により、TOPCon、BC、HJTなどがあります。サイズ仕様には182、183、210などがあります。同じ技術とサイズでも、セルは効率によってさらにグレード分けされます。

太陽電池の種類

封止材

すべてをまとめる接着層

封止材は、太陽電池セルとモジュールの前面・背面の間の接着を提供します。高温と強い紫外線曝露下でも安定している必要があります。また、光学的に透明で、熱抵抗が低く、電気抵抗が高いことも必要です。

EVA（エチレン酢酸ビニル）が最も一般的に使用される封止材です。これは薄膜として供給され、セルと前面・背面の間に配置され、サンドイッチ構造を形成します。このサンドイッチは、140〜150°Cに加熱され、一定の圧力下で一定時間保持され、EVAが重合してモジュールを接着します。下の画像では、セル上の半透明のフィルムがEVAです。

太陽電池セル上のEVA封止材フィルム

バックシート

保護用の背面

PVバックシートはモジュールの背面です。その主な要件は、熱抵抗が低く、水や水蒸気を遮断できることです。単層ガラスモジュールは通常、ポリマーフィルムをバックシートとして使用しますが、両面ガラスモジュールはガラスを使用します。透明なガラス背面は地面からの反射光を吸収し、出力を向上させることができるためです。

PVリボン（錫メッキ銅リボン）

電流の収集と伝送方法

PVリボン（錫メッキ銅リボン）は、主にインターコネクトリボンとバスリボンに分けられます。インターコネクトリボンはモジュール内のセルを接続し、ストリンガー機によってセル表面の導電性バスバーに直接はんだ付けされ、各セルからの電流を伝導・収集します。バスリボンはモジュール内のセルストリングを接続し、インターコネクトリボンにはんだ付けされ、セルが生成した電流をジャンクションボックスに集めます。

PVリボンの基材は銅金属で、薄い錫の層でコーティングされています。銅基材は高い導電性と低い抵抗を提供し、モジュールの内部抵抗を低減し、電力損失を削減します。錫コーティングが必要なのは、銅は融点が高く、単独でははんだ付け性が悪いためです。銅基材に錫をコーティングすることで、リボンに良好な溶接性が与えられ、インターコネクトリボンがセル表面のバスバーにしっかりと接着し、良好な電流の流れを確保します。

PV錫メッキ銅リボン

ジャンクションボックス

外部回路への橋渡し

ジャンクションボックスは、PVモジュールの電流を伝送します。内部のバスリボンに接続し、モジュールを外部回路に接続します。優れた電気性能が必要であり、その設計と寸法は、電気的、機械的、耐熱性、耐腐食性、耐候性の要件を含む動作環境の要求を満たし、ユーザーや環境に害を及ぼさないものでなければなりません。一般的なPVモジュールのジャンクションボックスにはMC4クイックコネクタが使用されています。

フレーム

強度、シーリング、そして簡単な設置

フレームにはいくつかの目的があります。まず、ガラスの端を保護し、外力によるモジュールの割れを防ぎます。次に、エッジシーラントと組み合わせることで、モジュールのシーリング性能を強化します。第三に、モジュール全体の機械的強度を大幅に向上させます。第四に、モジュールの設置と輸送を容易にし、モジュールを取付構造に接続するキャリアとして機能するため、適切な固定により最適な耐荷重性が得られ、単一の架台から統合されたアレイまで拡張でき、発電所システム全体の機械的能力を高めます。