ペロブスカイト太陽電池の封止材評価

封止材評価の概要

一般的なペロブスカイト太陽電池モジュールは、受光面側から以下の順に積層された多層積層構造です。

• カバーガラス／封止材
• 透明電極（透明導電性基板：ITO）
• 電子輸送層（ETL）
• ペロブスカイト層
• 正孔輸送層（HTL）
• 金属電極
• 背面封止材／基板

ペロブスカイト太陽電池をモジュール化する際には、水分や酸素の侵入を防ぐための高い封止性能が不可欠です。ペロブスカイト材料は耐湿性が低いため、シリコン太陽電池と比較して、より厳格な封止設計が求められます。

当社では、封止材に関する各種特性の評価および解析を承っております。

封止材評価項目

ガスバリア性評価

• 封止材フィルムの水蒸気バリア性を評価します。

  測定条件

  • 前処理：真空脱ガス80℃、24時間
  • 試料ホルダー：90mmφ
    （試料測定範囲：40mmφ）
  • 測定条件：40℃、90％RH

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温湿度サイクル試験

屋外に設置される太陽電池モジュールは、昼夜の温度変化、季節による高温・低温、結露を伴う高湿度環境といった温度と湿度が同時に変動する環境に長期間さらされます。

温湿度サイクル試験は、これらを加速的に繰り返し負荷することで、短期間で封止材の耐久性を評価します。

温湿度サイクル試験概要

• 耐熱、耐寒性試験
• 温湿度サイクル試験
  -45～+180℃/20～98%RH
  温度移行：約4℃/分
• 槽サイズ：1.1m×1m×1mなど
• 耐荷重：200kg

冷熱衝撃試験

• 冷熱衝撃試験は、急激な温度変化によって発生する熱応力を加速的に付与し、封止材および異種材料界面におけるクラックや剥離の発生を評価するために重要な試験です。ペロブスカイト太陽電池モジュールでは、これらの欠陥が水分・酸素侵入の起点となるため、信頼性確保の観点から冷熱衝撃試験による評価が不可欠です。

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• 冷熱衝撃試験概要

  • -70℃～300℃対応
  • 耐荷重50kgまで対応
    （試料カゴ含む）
  • 通電状態での試験も可能
  • 試料温度による制御が可能

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• 項目	仕様
  型式	TSA-203ES-W
  テストエリア	W650×H460×D670 mm（200L）
  高温さらし	＋60～＋300℃
  低温さらし	-70～0℃
  復帰時間 ※負荷影響あり	・-65⇔150℃ 10分以内 ・-40⇔125℃ 5分以内