JP2000012887A

JP2000012887A - 太陽電池モジュ―ル

Info

Publication number: JP2000012887A
Application number: JP11111589A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Shiozuka; 秀則塩塚; Ichiro Kataoka; 一郎片岡; Satoshi Yamada; 聡山田; Morio Kiso; 盛夫木曾
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-04-21
Filing date: 1999-04-20
Publication date: 2000-01-14

Abstract

(57)【要約】【課題】信頼性の高い太陽電池を提供する。【解決手段】複数の光起電力素子１００１を接続部材
１００２により接続した光起電力素子群をラミネーショ
ンしてなる太陽電池モジュールにおいて、一の光起電力
素子１００１の面積Ａと、該一の光起電力素子に隣接し
て配置された光起電力素子と該一の光起電力素子との隙
間１００４，１００５の面積の和Ｂの比率Ｂ／Ａが０．
００３乃至０．０４５である太陽電池モジュール。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、信頼性の高い太陽
電池モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平９−３６４０４号公報に開示され
た光起電力素子を図２に示す。図２（ａ）は、光起電力
素子を受光面側より見た平面図であり、図２（ｂ）はそ
のＡ−Ａ’断面図である。

【０００３】光起電力素子２０１の受光面側非発電領域
に絶縁接着体２０２を接着配置し、集電電極２０３を一
定間隔に配置し、集電電極２０３端部を絶縁接着体２０
２上に配置し、正極端子部材２０４を集電電極端部と電
気的接続するように絶縁接着体２０２上に圧着配置し用
いられている。また、負極端子部材２０５を光起電力素
子２０１裏面に半田付けあるいはレーザー溶接、超音波
溶接にて電気的接続して配置し用いられている。

【０００４】図３は図２で示した光起電力素子を用いて
直列接続を施した光起電力素子群の直列部の一例を示す
断面図である。半導体素子３０１の非発電領域で絶縁接
着体３０２上で、集電電極３０３に電気接続している正
極端子部材３０４は、半導体素子３０１の外部に取り出
され、隣接する半導体素子３１１の裏面に配置された負
極端子部材３１５へ半田３０６を用いて電気的に接続さ
れ直列されている。なお、３１２は絶縁接着体、３１３
は集電電極、３１４は正極端子部材、３０５は負極端子
部材、３０７は透明樹脂である。

【０００５】図５は、従来の太陽電池モジュールのラミ
ネーション材料の一例を示す積層図である。５０２、５
０３はガラス繊維不織布である。裏面側ガラス繊維不織
布５０２は、光起電力素子群５０１裏面の脱気促進、受
光面側ガラス繊維不織布５０３は光起電力素子群５０１
の受光面側の脱気促進と表面保護能力の上げるために必
要とされる。なお、５０４は透明樹脂、５０５は透明フ
ィルム、５０６は裏面樹脂、５０７は絶縁フィルム、５
０８は補強板である。

【０００６】図７、図８は、従来の結晶系の光起電力素
子群の一例を示す上面図である。

【０００７】図７では、光起電力素子７０１の形状は、
図７（ａ）に示されるように１００×１００ｍｍの正方
形であり、図７（ｂ）に示されるように複数の光起電力
素子が１．５ｍｍ間隔で直列接続されている。この場
合、図７（ｃ）に示されるように一の光起電力素子の面
積Ａと、隣接して配置された光起電力素子と該一の光起
電力素子との隙間の面積の和Ｂ（斜線部分）の比率Ｂ／
Ａは０．０６１となる。

【０００８】図８では、光起電力素子８０１の形状は、
図８（ａ）に示されるように１００×１００ｍｍの正方
形の角を切断した形であり、図８（ｂ）に示されるよう
に複数の光起電力素子が５ｍｍ又は２ｍｍ間隔で配置さ
れて直列接続されている。この場合、図８（ｃ）に示さ
れるように一の光起電力素子の面積Ａと、隣接して配置
された光起電力素子と該一の光起電力素子との隙間の面
積の和Ｂ（斜線部分）の比率Ｂ／Ａは０．１５７とな
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】太陽電池モジュール
は、光起電力素子群の上下に樹脂シート等を積層し、真
空引きを十分行った後にラミネーションを行うことによ
り作製される。

【００１０】図６（ａ）に示されるように１００ｍｍ×
１００ｍｍ程度の面積の小さい光起電力素子６０１を接
続した光起電力素子群の場合、ｘｙ方向のいずれにおい
ても光起電力素子群の中心部から外周部（太線）までの
縁面距離が短いため光起電力素子の裏面の脱気を光起電
力素子の周辺部からだけの脱気により容易に出来る。一
方、アモルファスシリコン太陽電池モジュールは大面積
化が可能であり、例えば３５０ｍｍ×２４０ｍｍ程度の
面積の大きい光起電力素子の製造が可能である。このよ
うな面積の大きい光起電力素子６０３を接続した光起電
力素子群の場合、図６（ｂ）に示されるようにｙ方向に
おいては、光起電力素子群の中心部から外周部（太線）
までの縁面距離が結晶系の面積の小さい光起電力素子の
場合に比べて長くなり以下のような問題が生じた。な
お、６０２、６０４は光起電力素子間の隙間を示す。

【００１１】光起電力素子群の上下に樹脂シートを積層
し、真空引きを十分行いラミネーションをする際、透明
樹脂および裏面樹脂が溶融する前に各ラミネーション材
料間、光起電力素子とラミネーション材料間を脱気しな
ければならない。これが不十分である場合、気泡残りが
生じて温度サイクル試験や外気の温度変化によりその気
泡が膨張し、それによってラミネーション材料間での剥
離が生じるおそれがある。特に光起電力素子直下は凹凸
が少ないことから真空引きした際に素子と樹脂が密着し
やすく、このことから脱気が十分できず、気泡残りが生
じやすい。

【００１２】前記のような面積の小さい光起電力素子を
接続してなる光起電力素子群をラミネーションする際は
光起電力素子群の中心部から外周部までの縁面距離が短
いため十分に光起電力素子の周辺部からの脱気が可能で
あるが、前記のような面積の大きい光起電力素子を直列
化した光起電力素子群では光起電力素子群の中心部から
外周部までの縁面距離が長いため光起電力素子の周辺部
からだけでは十分に脱気することができず、気泡残りが
生じ、温湿度変化などの激しい屋外での環境下において
長期信頼性を保持できないおそれがあった。

【００１３】また、図５では光起電力素子群５０１の上
下の空気を脱気するためにガラス繊維不織布５０２、５
０３が配置されており、光起電力素子群５０１直下にあ
る空気を脱気することができる。受光面側ガラス繊維不
織布５０３は脱気以外にも光起電力素子を保護する目的
としても使用される。裏面側ガラス繊維不織布５０２は
脱気およびスペーサーとしての電気絶縁の目的のために
配置されている。

【００１４】しかし、長尺の太陽電池モジュールを作製
する際、長尺のガラス繊維不織布上に長尺の光起電力素
子群を積層する工程においては光起電力素子の角がガラ
ス繊維不織布に引っ掛かってガラス繊維不織布が破れた
り、折れ曲がったりするためその手直し等でその工程が
煩雑になっていた。

【００１５】また、一般的に太陽電池モジュールにクリ
ープ耐性を付与するために、ラミネーション材料を架橋
することが多い。架橋剤としては有機過酸化物が使われ
ることが多い。しかし、有機過酸化物は加熱すると、ラ
ジカルを発生しながら熱分解し、残査がガス成分とな
る。

【００１６】図５に示されるような裏面樹脂５０６が光
起電力素子群５０１と金属製補強板５０８に挟まれたラ
ミネーション構成では、ラミネーション時に発生する有
機酸化物の分解物であるガスが光起電力素子群５０１下
に残存しやすい。このガスは樹脂が溶融した後に発生す
るためにガラス繊維不織布５０２を用いても、ガラス繊
維不織布５０２は溶融した裏面樹脂５０６に充填されて
いるために脱ガス効果は得られない。太陽電池モジュー
ルの光起電力素子群５０１下に有機過酸化物分解物が気
泡として残ると、外界の厳しい温湿度サイクルによりそ
の気泡が成長し裏面側充填材と光起電力素子群５０１の
剥離を引き起こしていた。

【００１７】また、脱気、脱ガスを促すために光起電力
素子間隔を大きく採り過ぎた場合、以下の問題が生じる
場合があった。

【００１８】光起電力素子群を金属鋼板上にラミネーシ
ョンした太陽電池モジュールでは、光起電力素子基板に
金属、ウェハーといった比較的剛性のある基板を用いる
ため、光起電力素子の有る部分とない部分で太陽電池モ
ジュールの剛性が大きく異なる。このような太陽電池モ
ジュールにおいて、隣合う光起電力素子間を広く設けた
場合、光起電力素子の接続部（光起電力素子間）では光
起電力素子がある部分に比ベ剛性が低くなり、搬送時や
ロール成形などの成形加工時に折れ曲ったり、湾曲し易
い。これにより、透明樹脂に内包されるガラス繊維不織
布が座屈し白化が発生したり、ガラス繊維と透明樹脂の
剥離が発生し易くなる。さらに剥離によって生じた空隙
に湿潤、冷却の繰り返しで結露により水が溜まりやす
く、太陽電池モジュールとしての信頼性を損なうおそれ
があった。

【００１９】また、隣合う光起電力素子の接続で以下の
問題が生じる場合があった。

【００２０】光起電力素子の充填率をあげるために、隣
り合う光起電力素子の間隔を小さくして接続した場合、
図３に示される半導体素子３１１は半導体素子３０１の
上に載り上がつて配置され、隣り合う光起電力素子の段
差Ｘが大きくなる。そのように直列接続された光起電力
素子群を透明樹脂３０７で充填し太陽電池モジュールを
作製した場合、図３に示される光起電力素子部の端部上
に配置される透明樹脂３０７の厚みＹが部分的に薄くな
ったり、段差部を充填出来ず気泡残りを発生させる。

【００２１】長期間に渡って屋外に曝されると紫外線等
により透明樹脂が分解され、気泡残りが生じて樹脂厚が
薄くなった部分においては、透明樹脂に内包されていた
ガラス繊維不織布が浮き出して空隙を生じる。この生じ
た空隙内には外界の温湿度サイクルにより結露し水が溜
まりやすく、太陽電池モジュールとしての電気特性を損
なう恐れがある。

【００２２】また、ガラス繊維が浮き出さないようにす
る為にガラス繊維不織布量に対して樹脂量を増量した場
合、以下の２点の問題が生じる場合がある。

【００２３】１点目は次の通りである。太陽電池モジュ
ールを屋根組みして屋外設置された場合、１ｓｕｎ照射
中には外気雰囲気温度より太陽電池モジュール内の温度
が約４５℃高くなることが確認されている。例えば、雰
囲気温度が３５℃の場合では、モジュール温度は８０℃
になり、このような高温下では表面ラミ材料の劣化が進
み、黄変が顕著に現れ、表面ラミ材料を透過して光起電
力素子に到達する入射光が減少する。この黄変による光
透過の減少は、膜厚に依存して大きくなり、樹脂厚が厚
いほど太陽電池モジュールの出力低下が懸念される。な
お、１ｓｕｎ照射とは、ＡＭ１．５における太陽光の照
射量をいう。

【００２４】２点目は次の通りである。ガラス基板や光
起電力素子のような不透気性の基板に樹脂を挟んで有機
過酸化物により架橋した場合、有機過酸化物は加熱によ
り熱分解し、残査がガス成分となる。発生するガス量も
使用する樹脂量に比例して増加し、樹脂量が多い場合、
受光面側の気泡の原因となりやすい。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、従来技
術の問題を克服した信頼性の高い太陽電池を提供するこ
とにある。

【００２６】即ち、本発明は複数の光起電力素子を接続
部材により接続した光起電力素子群をラミネーションし
てなる太陽電池モジュールにおいて、一の光起電力素子
の面積Ａと、該一の光起電力素子に隣接して配置された
光起電力素子と該一の光起電力素子との隙間の面積の和
Ｂの比率Ｂ／Ａが０．００３乃至０．０４５であること
を特徴とする太陽電池モジュールである。

【００２７】本発明の太陽電池モジュールにおいては、
前記一の光起電力素子に二つ以上の光起電力素子が隣接
して配置されていることは好ましい。

【００２８】また、前記光起電力素子が直列または並列
に接続されていることは好ましい。

【００２９】また、前記光起電力素子が長方形又は正方
形であることは好ましい。

【００３０】また、隣り合う光起電力素子の段差が接続
部材の厚み以下であることは好ましい。

【００３１】また、前記接続部材上のラミネーション材
料の厚みが２００μｍ以上であることは好ましい。

【００３２】また、前記接続部材が前記光起電力素子の
受光面側に配置されていることは好ましい。

【００３３】また、前記接続部材が、金属箔部材と該金
属箔部材の表面を覆う絶縁部材よりなることは好まし
い。

【００３４】また、前記接続部材と異なる極性の電極を
前記光起電力素子の裏面に設けることは好ましい。

【００３５】また、少なくとも前記光起電力素子の受光
面側に透明樹脂、透明フィルムが順次配置されており、
かつ前記光起電力素子の非受光面側に金属製補強板が配
置されていることは好ましい。

【００３６】なお、面積Ａとは、一の光起電力素子の面
積をいい、面積Ｂとは、該一の光起電力素子に隣接して
配置された光起電力素子と該一の光起電力素子との隙間
の面積の和をいうが、例を挙げて説明すると、図７
（ｃ）においては、一の光起電力素子７０１の面積が面
積Ａであり、該一の光起電力素子７０１を囲む斜線部分
の面積が面積Ｂとなる。また、図８（ｃ）においては、
一の光起電力素子８０１の面積が面積Ａであり、該一の
光起電力素子８０１を囲む斜線部分の面積が面積Ｂとな
る。また、図１０においては、一の光起電力素子１００
１面積が面積Ａであり、該一の光起電力素子１００１の
両脇の光起電力素子間の隙間１００４，１００５（斜線
部分）の面積の和が面積Ｂとなる。

【００３７】Ｂ／Ａを０．００３以上とすることで、光
起電力素子間の間隔が十分に確保されるため、面積の大
きい光起電力素子をラミネーションする際に、光起電力
素子群の裏面の空気を、光起電力素子の外周部から脱気
することに加えて、光起電力素子間からも、受光面側に
配置されたガラス繊維を介して脱気することができる。
このため、図５のように脱気のために光起電力素子の下
に裏面側ガラス繊維不織布５０２を配置する必要がなく
工程の簡略化、コストダウンを図ることができる。

【００３８】同様に、ラミネーションの際に光起電力素
子群の下で発生する有機過酸化物分解物を光起電力素子
間から速やかに脱ガスすることができる。また、受光面
側に透気性の透明樹脂フィルムを用いることによって、
発生したガスを受光面側より透過させることができる。
したがって、出来上がった太陽電池モジュールの光起電
力素子の下に有機過酸化物分解物が気泡として存在する
ことが無く、素子の下に残った気泡が原因となる温湿度
変化による裏面側充填材と光起電力素子の剥離が発生す
ることが無く、信頼性の高い太陽電池モジュールを提供
することが出来る。

【００３９】また、Ｂ／Ａを０．０４５以下とすること
で、隣り合う光起電力素子の間隔部分での太陽電池モジ
ュールの剛性が保たれる。このため、搬送時やロール成
形などに光起電力素子の直列部（光起電力素子間）が折
れ曲ったり、湾曲しにくくなり、透明樹脂に内包される
ガラス繊維不織布が座屈し白化が発生せず、ガラス繊維
と透明樹脂の剥離が生じることがなく、信頼性の高い太
陽電池モジュールを提供することができる。

【００４０】さらに、隣り合う光起電力素子の段差を接
続部材の厚み以下とすることにより、光起電力素子群の
上で最も凸な部分になる直列部を平坦にすることができ
る。これにより、使用する樹脂そのものの厚みを増やす
ことなく直列部の樹脂厚を確保出来るため、長期間屋外
の厳しい環境に曝され透明樹脂が分解されても内包され
ていたガラス繊維の浮き出しがなく、信頼性が損なわれ
ることがない。また、これにより樹脂量を削減でき、コ
ストダウンは言うまでもなく、前述したような表面ラミ
材の黄変による入射光の減少が原因となる出力低下や気
泡残りが生じない。また、図１（ａ）に示される半導体
素子１１１が隣接する半導体素子１０１に載り上げない
ため、ラミネーションにより光起電力素子のエッヂ部が
金属箔部材に過剰なストレスを与えることもない。

【００４１】また、接続部材上のラミネーション材料の
厚みを２００μｍ以上にすることにより高い耐侯性が確
保出来る。

【００４２】さらに、接続部材が、金属箔部材と該金属
箔部材の表面を覆う絶縁部材よりなることから、光起電
力素子端部と金属箔部材の間隔を保つことができ、光起
電力素子のエッヂ部が金属箔部材に過剰なストレスを与
えることのない信頼性の高い接続部材を提供することが
出来る。

【００４３】また、光起電力素子の表裏各々に端子取り
出し部材を設けることにより、光起電力素子受光面側の
非発電領域の面積を削減出来、受光面における発電領域
の占有率の高い太陽電池モジュールを提供することがで
きる。

【００４４】さらに、光起電力素子の受光面側を透明樹
脂、透明フィルムでラミネーションすることで、太陽電
池モジュール表面に可とう性を付与することでき、透明
樹脂と透明フィルムが光起電力素子の凹凸に追従し直列
部上の樹脂厚を確保することができる。加えて、補強材
として金属製鋼板を使用することで太陽電池モジュール
に剛性を付与でき、ロール成形等の種々の成形加工を行
うことで屋根材として幅広く使用することが可能とな
る。

【００４５】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明を詳細
に説明する。

【００４６】図１は、本発明の太陽電池モジュールの一
例を示す図である。

【００４７】図１（ａ）は本発明の太陽電池モジュール
の光起電力素子群の直列接続部を示す断面図である。図
１（ａ）において１０１、１１１は半導体素子、１０
２、１１２は絶縁接着体、１０３、１１３は集電電極、
１０４、１１４は正極端子部材、１０５、１１５は負極
端子部材、１０６は半田、１０７、１１７は絶縁テープ
を表している。

【００４８】図１（ｂ）は太陽電池モジュールの断面図
である。図１（ｂ）に於いて、１２１は光起電力素子
群、１２２は繊維状無機化合物１２７を含有した透明樹
脂、１２３は透明フィルム、１２４は裏面樹脂、１２５
は絶縁フィルム、１２６は補強板であり、外部からの光
は、最表面の透明フィルム１２３から入射し、光起電力
素子群１２１に到達し、生じた起電力は出力端子（不図
示）より外部に取り出される。

【００４９】本発明に於ける代表的な光起電力素子は、
導電性基体上に光変換部材としての半導体光活性層と透
明導電層が形成されたものである。その一例としての端
子取り出し部の概略断面図を図４に示す。この図に於い
て４００は半導体素子、４０１は導電性基体、４０２は
裏面反射層、４０３は半導体光活性層、４０４は透明導
電層、４０５は絶縁接着体、４０６は集電電極（４０６
ａ金属ワイヤー、４０６ｂ導電性接着層）、４０７は正
極端子部材、４０８は負極端子部材、４０９は絶縁テー
プである。

【００５０】以下、図４を参照して本発明の光起電力素
子の構成要素を説明する。

【００５１】（導電性基体４０１）導電性基体４０１は
光起電力素子の基体になると同時に、下部電極の役割も
果たす。材料としては、シリコン、タンタル、モリブデ
ン、タングステン、ステンレス、アルミニウム、銅、チ
タン、カーボンシート、鉛メッキ鋼板、導電層が形成し
てある樹脂フィルムやセラミックスなどがある。

【００５２】（裏面反射層４０２）上記導電性基体４０
１上には裏面反射層４０２として、金属層、あるいは金
属酸化物層、あるいは金属層と金属酸化物層を形成して
も良い。

【００５３】金属層には、例えば、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，
Ｗ，Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉなどが用いられ、金属酸化物層に
は、例えば、ＺｎＯ，ＴｉＯ₂、ＳｎＯ₂などが用いられ
る。上記金属層及び金属酸化物層の形成方法としては、
抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法
などがある。

【００５４】（半導体光活性層４０３）半導体光活性層
４０３は光電変換を行う部分で、具体的な材料として
は、ｐｎ接合型多結晶シリコン、ｐｉｎ接合型アモルフ
ァスシリコン、あるいはＣｕＩｎＳｅ₂，ＣｕＩｎＳ₂，
ＧａＡｓ，ＣｄＳ／Ｃｕ₂Ｓ，ＣｄＳ／ＣｄＴｅ，Ｃｄ
Ｓ／ＩｎＰ，ＣｄＴｅ／Ｃｕ₂Ｔｅをはじめとする化合
物半導体などが挙げられる。

【００５５】上記半導体光活性層の形成方法としては、
多結晶シリコンの場合は溶融シリコンのシート化か非晶
質シリコンの熱処理、アモルファスシリコンの場合はシ
ランガスなどを原料とするプラズマＣＶＤ、化合物半導
体の場合はイオンプレーティング、イオンビームデポジ
ション、真空蒸着法、スパッタ法、電析法などがある。

【００５６】（透明導電層４０４）透明導電層４０４は
太陽電池の上部電極の役目を果たしている。用いる材料
としては、例えば、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃−Ｓ
ｎＯ₂（ＩＴＯ），ＺｎＯ、ＴｉＯ₂、Ｃｄ₂ＳｎＯ₄高濃
度不純物ドープした結晶性半導体層などがある。形成方
法としては抵抗加熱蒸着、スパッタ法、スプレー法、Ｃ
ＶＤ法、不純物拡散法などがある。

【００５７】（絶縁接着体４０５）絶縁接着体４０５
は、絶縁性の高分子フィルム基材両面に粘着剤を積層し
たものである。粘着剤としてはアクリル系、ゴム系、シ
リコーン系、ポリビニルエーテル系等が挙げられる。こ
れらの粘着剤の中でアクリル系、シリコーン系が耐熱
性、耐久性、保持力に優れており、好適に用いられる。
絶縁性の高分子フィルム基材としては、半田の熱や正極
端子部材のバリや折れより光起電力素子を保護すること
を目的とする。構成材料としては、セロファン、レーヨ
ン、アセテート、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタ
レート、ポリエーテルケトン、フッ素樹脂、ポリスルフ
ォン、ポリアミド、ポリイミド、ポリイミドアミド等が
得られる。

【００５８】これらの中で粘着剤との接着性、低熱膨
張、強度が優れているポリエチレンテレフタレート、ポ
リイミドが特に好ましい。また、これらの積層体を用い
ても良い。

【００５９】（集電電極４０６）透明導電層４０４の上
には電流を効率よく集電するために、集電電極４０６を
設ける。集電電極４０６は、Ａｌ，Ａｇ，Ａｕ，Ｎｉ，
Ｃｕ，Ｓｎ，Ｐｔなどの比抵抗が１０^-4Ωｃｍ以下の金
属ワイヤー４０６ａを導電性粒子および結着剤を拡散し
たペースト４０６ｂでコーティングして作製する。ま
た、金属ワイヤーのコーティング層は膜厚は１μｍ以上
１００μｍ以下、好ましくは１μｍ以上５０μｍ以下と
する。これは１μｍ以下であると集電電極を透明電極上
に固定する接着力に乏しく、１００μｍ以上の厚みを持
った場合、集電電極が光起電力部を遮蔽する面積が大き
くなりすぎ光起電力素子への入射光が減少し太陽電池の
出力を減少する原因となる。

【００６０】（正極端子部材４０７、負極端子部材４０
８）本発明において使用する正極端子部材４０７、負極
端子部材４０８は、電気抵抗が低い金属または合金で形
成する。そうした材料の具体的な例として、銅、銀、
金、白金、アルミニウム、スズ、鉛、ニッケル等の金属
およびこれらの金属の合金が挙げれれる。必要に応じて
前記端子部材の表面には、腐食防止、酸化防止、導電性
樹脂との接着性向上、電気的導通の改良などの目的で薄
い表面金属層を形成してもよい。また、少なくとも１部
に導電性ペーストを塗布し、金属ワイヤーと電気的に接
続してもよい。その形状は帯状の箔体、またはワイヤー
等である。

【００６１】（絶縁テープ４０９）絶縁テープ４０９
は、絶縁性の高分子フィルム基材と粘着剤の積層体から
なる。正極端子部材上に配置するための粘着剤を高分子
フィルム基材設けている。粘着剤としてはアクリル系、
ゴム系、シリコーン系、ポリビニルエーテル系等が挙げ
られる。これらの粘着剤の中でアクリル系、シリコーン
系が耐熱性、耐久性、保持力に優れており、好適に用い
られる。構成材料としては、セロファン、レーヨン、ア
セテート、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリエーテルケトン、フッ素樹脂、ポリスルフォ
ン、ポリアミド、ポリイミド、ポリイミドアミド等が得
られる。これらの中で粘着剤との接着性、低熱膨張、強
度が優れているポリエチレンテレフタレート、ポリイミ
ドが特に好ましい。また、これらの積層して用いても構
わない。

【００６２】次に本発明の太陽電池ジュールに用いられ
るラミネーション材料について図１により詳しく説明す
る。

【００６３】（透明樹脂１２２）透明樹脂１２２は、光
起電力素子の凹凸を被覆し、光起電力素子を温度変化、
湿度、衝撃などの過酷な外部環境から守りかつ透明フィ
ルム１２３と素子との接着を確保するために必要であ
る。従って、耐候性、接着性、充填性、耐熱性、耐寒
性、耐衝撃性が要求される。

【００６４】これらの要求を満たす樹脂としてはエチレ
ン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−アクリ
ル酸メチル共重合体（ＥＭＡ）、エチレン−アクリル酸
エチル共重合体（ＥＥＡ）、ブチラール樹脂などのポリ
オレフィン系樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂など
が挙げられる。なかでも、ＥＶＡは太陽電池用途として
バランスのとれた物性を有しており、好んで用いられ
る。

【００６５】また、ＥＶＡはそのままでは熱変形温度が
低いために容易に高温使用下で変形やクリープを呈する
ので、架橋して耐熱性を高めておくことが望ましい。Ｅ
ＶＡの場合は有機過酸化物で架橋するのが一般的であ
る。有機過酸化物による架橋は有機過酸化物から発生す
る遊離ラジカルが樹脂中の水素やハロゲン原子を引き抜
いてＣ−Ｃ結合を形成することによって行われる。有機
過酸化物の活性化方法には、熱分解、レドックス分解お
よびイオン分解が知られている。一般には熱分解法が好
んで行われている。

【００６６】なお、有機過酸化物の添加量は透明樹脂１
００重量部に対して０．５乃至５重量部である。有機過
酸化物を透明樹脂に併用し、加圧加熱しながら架橋およ
び熱圧着を行うことが可能である。加熱温度ならびに時
間は各々の有機過酸化物の熱分解温度特性で決定するこ
とができる。一般には熱分解が９０％、より好ましくは
９５％以上進行する温度と時間をもって加熱加圧を終了
する。これによる充填材のゲル分率が８０％以上が好ま
しい。ここで、ゲル分率とは以下の式で求められる。ゲル分率＝（未溶解分の重量／試料の元の重量）×１０
０（％）すなわち、透明樹脂をキシレン等の溶媒で抽出した場
合、架橋してゲル化した部分は溶出せず架橋していない
ゾル部分のみ溶出する。ゲル分率１００％とは、完全に
架橋が完了したことを示す。抽出後残った試料を取り出
したキシレンを蒸発させることにより未溶解のゲル分の
みを得ることができる。ゲル分率が７０％未満である場
合、耐熱性や耐クリープ性に劣るため、夏などの高温下
での使用の際に問題が生じる。

【００６７】架橋反応を効率良く行うためには、架橋助
剤と呼ばれるトリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）
を用いることが望ましい。一般には充填材樹脂１００重
量部に対して１乃至５重量部の添加量である。その際
の、ＥＶＡ中の酢酸ビニル含有量が２０％乃至３０％で
あることが望ましい。酢酸ビニルの含有量が２０％以下
であり架橋度が同じＥＶＡである場合、その架橋密度は
高くなる為、非常に固い充填材となりフレキシブルな加
工性に劣る。また３０％以上であると、柔らかくなりす
ぎて、凹部でのしわなどが起こりやすくなる。

【００６８】本発明に用いられる透明樹脂は耐候性にお
いて優れたものであるが、更なる耐候性の改良、あるい
は、紫外線のために、紫外線吸収剤を併用することもで
きる。紫外線吸収剤としては、公知の化合物が用いられ
るが、太陽電池モジュールの使用環境を考慮して低揮発
性の紫外線吸収剤を用いることが好ましい。紫外線吸収
剤の他に光安定化剤も同時に添加すれば、光に対してよ
り安定な充填材となる。耐候性を付与する方法としては
ヒンダードアミン系光安定化剤を使用できることが知ら
れている。ヒンダードアミン系光安定化剤は紫外線吸収
剤のようには紫外線を吸収しないが、紫外線吸収剤を併
用することによって著しい相乗効果を示す。添加量は樹
脂１００重量部に対して０．１〜０．３重量部程度が一
般的である。もちろんヒンダードアミン系以外にも光安
定化剤として機能するものはあるが、着色している場合
が多く本発明の透明樹脂には望ましくない。

【００６９】さらに、より厳しい環境下で太陽電池モジ
ュールの使用が想定される場合には図１（ｂ）に示され
る透明樹脂１２２と光起電力素子群１２１あるいは透明
フィルム１２３との密着力を向上させることが好まし
い。シランカップリング剤や有機チタネート化合物を充
填材に添加することで前記密着力を向上することが可能
である。添加量は、充填材樹脂１００重量部に対して
０．１乃至３重量部が好ましく、０．２５乃至１重量部
がより好ましい。さらに、含浸している表面側ガラス繊
維不織布１２７と透明樹脂１２２の密着力を向上させる
ためにもシランカップリング剤や有機チタネート化合物
を透明樹脂中に添加することは有効である。

【００７０】一方、光起電力素子群１２１に到達する光
量の減少をなるべく抑えるために、透明樹脂１２２等の
表面ラミ材は透明でなくてはならず、具体的には光透過
率が４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の可視光波長領域に
おいて８０％以上であることが望ましく、９０％以上で
あることがより望ましい。また、大気からの光の入射を
容易にするために、摂氏２５度における屈折率が１．１
から２．０であることが好ましく、１．１から１．６で
あることがより好ましい。

【００７１】（透明フィルム１２３）透明フィルム１２
３は太陽電池モジュールの最表層に位置するため耐候
性、耐汚染性、機械強度をはじめとして、太陽電池モジ
ュールの屋外暴露における長期信頼性を確保するための
性能が必要である。本発明に用いられる透明フィルムと
してはフッ素樹脂、アクリル樹脂などがある。なかでも
フッ素樹脂は耐候性、耐汚染性に優れているため好んで
用いられる。具体的にはポリフッ化ビニリデン樹脂、ポ
リフッ化ビニル樹脂あるは四フッ化エチレン−エチレン
共重合体などがある。耐候性の観点ではポリフッ化ビニ
リデン樹脂が優れているが、耐候性および機械的強度の
両立と透明性では四フッ化エチレン−エチレン共重合体
が優れている。

【００７２】前記透明樹脂１２２との接着性の改良のた
めに、コロナ処理、プラズマ処理、オゾン処理、ＵＶ照
射、電子線照射、火炎処理等の表面処理を表面フィルム
に行うことが望ましい。具体的には、光起電力素子側
の、ぬれ指数が３４ｄｙｎｅ／ｃｍ乃至４５ｄｙｎｅ／
ｃｍであることが好ましい。ぬれ指数が３４ｄｙｎｅ／
ｃｍ以下であると、透明フィルム１２３と透明樹脂１２
２との接着力が十分ではないため、透明樹脂と樹脂フィ
ルムの剥離がおこる。また、樹脂フィルムとして、四フ
ッ化エチレン−エチレン共重合体樹脂フィルムを用いる
場合、ぬれ指数４５ｄｙｎｅ／ｃｍ以上にすることは難
しい。

【００７３】また、透明フィルム１２３として、延伸処
理されたフィルムを用いるとフィルムにクラックが生じ
る場合がある。すなわち、本発明のように太陽電池モジ
ュールの端部を折り曲げ加工する際には、折り曲げ部分
でフィルムが切れるため、その部分での被覆材の剥離お
よび水分の侵入を促し信頼性の低下をきたす。このこと
より、延伸処理されていないフィルムのほうが望まし
い。具体的には、ＡＳＴＭＤ−８８２試験法における、
引っ張り破断伸びが縦方向、横方向ともに２００％乃至
８００％であることが好ましい。

【００７４】（絶縁フィルム１２５）絶縁フィルム１２
５は、光起電力素子群１２１の導電性金属基板と外部と
の電気的絶縁を保つために用いられる。材料としては、
導電性金属基板と充分な電気絶縁性を確保でき、しかも
長期耐久性に優れ熱膨張、熱収縮に耐えられる、柔軟性
を兼ね備えた材料が好ましい。好適に用いられるフィル
ムとしては、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、
ポリカーボネートが挙げられる。

【００７５】（裏面樹脂１２４）裏面樹脂１２４は光起
電力素子群１２１と裏面の絶縁フィルム１２５との接着
を図るためのものである。材料としては、導電性基板と
充分な接着性を確保でき、しかも長期耐久性に優れ熱膨
張、熱収縮に耐えられる、柔軟性を兼ね備えた材料が好
ましい。好適に用いられる材料としては、ＥＶＡ、エチ
レン−アクリル酸メチル共重合（ＥＭＡ）、エチレン−
アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）、ポリエチレン、
ポリビニルブチラール等のホットメルト材、両面テー
プ、柔軟性を有するエポキシ接着剤が挙げられる。ま
た、補強板および絶縁フィルムとの接着力を向上するた
めにこれらの接着剤表面に粘着付与樹脂を塗布してもよ
い。これら充填材が、表面の接着性樹脂１２２として使
用されている透明樹脂と同じ材料であることも多い。さ
らには、工程の簡略化の為、絶縁フィルムの両側に、上
記の接着剤層をあらかじめ一体積層した材料を用いても
よい。

【００７６】また、熱変形温度が低いために容易に高温
使用下で変形やクリープを呈するので、透明樹脂１２２
と同様に有機過酸化物等で架橋して耐熱性を高めておく
ことが望ましい。

【００７７】（補強板１２６）太陽電池モジュールの機
械的強度を増すために、あるいは、温度変化による歪、
ソリを防止するために、また、屋根材一体型太陽電池モ
ジュールとするために補強板１２６を張り付ける。例え
ば、耐候性、耐錆性にすぐれた有機高分子樹脂で被覆さ
れた塗装亜鉛鋼板、プラスチック板、ＦＲＰ（ガラス繊
維強化プラスチック）板などが好ましい。

【００７８】（繊維状無機化合物１２７）透明樹脂１２
２中に含浸されている繊維状無機化合物１２７について
以下に述べる。まず、透明樹脂中に繊維状無機化合物を
含浸させる理由としては、以下のようなことがあげられ
る。

【００７９】太陽電池モジュール、特に住宅の屋根、壁
に設置されるモジュールには難燃性が求められている。
ところが、高分子樹脂の量が多いと非常に燃えやすくな
り、またその量が少ないと外部からの衝撃から内部の光
起電力素子を保護することができなくなる。そこで、少
ない樹脂で光起電力素子を外部環境から十分に保護する
ために、表面ラミ材として繊維状無機化合物を含浸した
透明樹脂を使用する。繊維状無機化合物としては、具体
的にはガラス繊維不織布、ガラス繊維織布、ガラスフィ
ラー等があげられる。特に、ガラス繊維不織布を用いる
ことが好ましい。ガラス繊維織布は、コストが高く、含
浸されにくい。また、ガラスフィラーは、耐スクラッチ
性の向上にあまり貢献しない為、より少量の透明樹脂で
光起電力素子を被覆することが難しい。また、長期使用
に鑑み、十分な密着力を確保するために透明樹脂にした
のと同様に、シランカップリング剤や有機チタネート化
合物で繊維状無機化合物１２７を処理しておくことが望
ましい。

【００８０】以上述べた光起電力素子１０１，１１１を
直列接続し光起電力素子群を作製する方法、光起電力素
子群１２１を用いて太陽電池モジュールを作製する方法
（ラミネーション）を次に説明する。

【００８１】（直列化）２つの光起電力素子を治具上に
裏向きに配置し、所望の間隔を開けて一方の光起電力素
子の正極端子部材１０４を他方の光起電力素子の負極端
子部材１１５に半田１０６で電気的に接続する。

【００８２】図１０に、光起電力素子を直列化した光起
電力素子群の一例を示す。図１０において、光起電力素
子１００１は正極端子部材１００２により直列化されて
いる。１００４、１００５は光起電力素子間の隙間であ
り、図１０における面積Ｂは隙間１００４と隙間１００
５の面積の和（斜線部分）をいう。１００３は集電電極
である。

【００８３】光起電力素子間の間隔１００４は、大きい
ほど直列部の隣り合う光起電力素子の段差は緩和され、
次のラミネーションの際における脱気効果は大きいが、
モジュールに対する光起電力素子の充填率が低くなる。
また、光起電力素子間は光起電力素子部と比べ剛性が小
さいため、折れや湾曲が生じる場合があり、このため、
光起電力素子間の透明樹脂と繊維状無機化合物が剥離し
て透明樹脂が白化することがある。したがってこの問題
を発生しないようにするため、一の光起電力素子の面積
Ａと、隣接して配置された光起電力素子と該一の光起電
力素子との隙間の面積の和Ｂの比率Ｂ／Ａが０．００３
以上０．０４５以下となるようにする。

【００８４】（ラミネーション）光起電力素子群のラミ
ネーションは以下のように行う。二重真空方式のラミネ
ート装置のプレート上に補強板、裏面フィルム、絶縁フ
ィルム、裏面樹脂、次いで光起電力素子群を受光面が上
を向くように積層し、更に繊維状無機化合物、透明樹
脂、透明フィルムを順次積層し、テフロンコートファイ
バーシート（厚み０．２ｍｍ）、シリコンラバーシート
（厚み２ｍｍ）を重ねる。次いで、真空ポンプを用いて
内部の真空度を２．１Ｔｏｒｒで３０分間排気する。な
お、圧着時の加熱温度及び加熱時間は架橋反応が十分に
進行するよう、予め１６０℃雰囲気に加熱したオーブン
中に真空ポンプで排気したまま投入し、５０分間保持し
た後取り出し冷却する。出力端子（不図示）は、補強板
に予め開けておいた端子取り出し口から取り出す。

【００８５】

【実施例】以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明す
るが本発明は以下に示す実施例に何ら限定されるもので
はない。

【００８６】＜実施例１＞以下に示す手順で、図４に示
される光起電力素子を作製し、図１（ｂ）に示される太
陽電池モジュールを作製した。

【００８７】（集電電極の作製）集電電極を構成する金
属ワイヤーとしては銅ワイヤーを使用し、以下の処方に
より導電性樹脂を作製した。

【００８８】溶剤として酢酸エチル２．５ｇ、ＩＰＡ
２．５ｇの混合溶剤を分散シェーク瓶に入れた。次に主
剤となるウレタン樹脂を２２．０ｇを前記シェーク瓶に
加えボールミルで十分撹枠した。次に、ブロックイソシ
アネートを１．１ｇ、分散用ガラス１０ｇを前記溶液に
加えた。次に導電性粒子として平均一次粒子径が０．０
５μｍのカーボンブラック２．５ｇを前記溶液に加え
た。材料を投入したシェーク瓶をペイントシェーカー
（東洋精機製作所製）にて１０時間分散した。でき上が
ったペーストから分散用ガラスビーズを取り除いた。

【００８９】次にワイヤーコート機を用いて上記導電性
樹脂を銅ワイヤーに以下の方法によリコーティングし
た。まず、送りだしリールに金属ワイヤーを巻いたリー
ルを設置し、巻き取りリールに向けて金属ワイヤー張
り、コーターに導電性樹脂を注入し、巻き取りながらコ
ーティングを行なった。

【００９０】（半導体素子の作製）洗浄した導電性基体
４０１としてのステンレス基板上に、スパッタ法で裏面
反射層４０２としてＡｌ層（膜厚５０００Å）とＺｎＯ
層（膜厚５０００Å）を順次形成した。

【００９１】ついで、プラズマＣＶＤ法により、ＳｉＨ
₄とＰＨ₃とＨ₂の混合ガスからｎ型ａ−Ｓｉ層を、Ｓｉ
Ｈ₄とＨ₂の混合ガスからｉ型ａ−Ｓｉ層を、ＳｉＨ₄と
ＢＦ₃ とＨ₂の混合ガスからｐ型微結晶μｃ−Ｓｉ層を形
成し、ｎ層膜厚１５０Å／ｉ層膜厚４０００Å／ｐ層膜
厚１００Å／ｎ層膜厚１００Å／ｉ層膜厚８００Å／ｐ
層膜厚１００Åの層構成のタンデム型ａ−Ｓｉ半導体光
活性層４０３を形成した。

【００９２】次に、透明電極４０４として、Ｉｎ₂２Ｏ₃
薄膜（膜厚７００Å）を、Ｏ₂雰囲気下でＩｎを抵抗加
熱法で蒸着する事によって形成し、半導体素子４００を
作製した。

【００９３】（光起電力素子の作製）上記で得られた半
導体素子４００（３５６ｍｍ×２３９ｍｍ）の受光面側
に塩化第二鉄を主成分とするエッチングペーストと市販
の印刷機を用いて発電領域が８００ｃｍ²になるように
透明導電層４０４の一部を除去し、不図示の発電領域と
非発電領域を透明電極上に形成した。

【００９４】半導体素子４００裏面に硬質銅１００μｍ
を負極端子部材４０８としてレーザー溶接して設けた。

【００９５】透明導電層４０４上の非発電領域に絶縁接
着体４０５（５０μｍ／ポリイミド２５μｍ／シリコー
ン粘着剤２５μｍ／ポリエチレンテレフタレート７５μ
ｍ／シリコーン粘着剤５０μｍ）をポリイミドが受光面
側の非発電領域に配置されるように接着した。

【００９６】集電電極４０６を５．５ｍｍ間隔で張り配
置し端部を上記絶縁接着体４０５で固定した。

【００９７】正極端子部材４０７として銀クラッドした
硬質銅１００μｍを集電電極４０６及び絶縁接着体４０
５上に配置した。

【００９８】集電電極４０６を透明導電層４０４と接着
させるために２００℃、圧力１ｋｇ／ｃｍ²、１分間で
加熱圧着を行った。

【００９９】集電電極４０６と正極端子部材４０７をよ
り接着させるために正極端子部材４０７上を２００℃、
圧力５ｋｇ／ｃｍ²、１５秒間で加熱圧着を行った。か
くして所望の光起電力素子４１０を得た。

【０１００】上記正極端子部材４０７上に絶縁テープ４
０９として黒色のポリエチレンテレフタレート１００μ
ｍ／アクリル粘着剤３０μｍを設けた。

【０１０１】以上の工程により繰り返し、光起電力素子
を３０個作製した。

【０１０２】（光起電力素子群の作製）図９に示すよう
に、１０個の光起電力素子９０１（３５６ｍｍ×２３９
ｍｍ）を光起電力素子間隔が２ｍｍ（Ｂ／Ａが０．０１
７）となるように治具上に裏向きにして等間隔にならべ
た。次に正極端子部材を一方の光起電力素子の負極端子
部材に半田付けにより電気的に接続して光起電力素子群
９００を作製した。

【０１０３】（ラミネーション）図１（ｂ）に示される
透明フィルム１２３としては下層の充填剤との接着面を
コロナ放電処理した無延伸のエチレン−テトラフルオロ
エチレンフィルム（ＥＴＦＥフィルム）を、透明樹脂１
２２としては厚さ４６０μｍのシート状のエチレン酢酸
ビニル（ＥＶＡ）（酢酸ビニル３３重量％、メルトフロ
ーレイト３０）１００重量部に架橋剤として２，５ジメ
チル−２，５ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンを
１．５重量部、ＵＶ吸収剤として２−ヒドロキシ−４−
ｎ―オクトキシベンゾフェノンを０．３重量部、酸化防
止剤としてトリス（モノ−ノニルフェニル）フオスフア
イトを０．２重量部、光安定化剤として（２，２，６，
６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケートを０．
１重量部を添加したものを用いた。繊維状無機化合物１
２７としては坪量４０ｇ／ｍ²でアクリルバインダーを
使用したガラス繊維不織布、裏面樹脂１２４としてはＥ
ＶＡシート（厚さ２２５μｍ）、絶縁フィルム１２５と
してはポリエチレンテレフタレート（厚さ１００μｍ）
を、補強板１２６としてはガルバリウム鋼板（厚さ０．
４ｍｍ、両面ポリエステル塗装品）を用いて、以下のよ
うに上記で得られた光起電力素子群のラミネーションを
おこなった。

【０１０４】アルミ鋼板で作られた治具上に補強板１２
６／裏面樹脂１２４／絶縁フィルム１２５／裏面樹脂１
２４／光起電力素子群１２１／繊維状無機化合物１２７
／透明樹脂１２２／透明フィルム１２３を順次積層し、
剥離シートとしてＰＦＡフィルムを積層し、シリコンラ
バー（厚さ２ｍｍ）を展開し、真空ポンプにて２．１ｔ
ｏｒｒで３０分間排気し、予め１６０℃雰囲気に加熱し
たオーブン中に真空ポンプで排気したまま投入し、５０
分間保持した後取り出し冷却し、１０直列の光起電力素
子の太陽電池モジュール３枚を得た。

【０１０５】（実施例２）光起電力素子間の間隔を５ｍ
ｍ（Ｂ／Ａが０．０４２）とした以外は実施例１と同様
にして太陽電池モジュールを作製した。

【０１０６】（実施例３）光起電力素子間の間隔を０．
５ｍｍ（Ｂ／Ａが０．００４）とした以外は実施例１と
同様にして太陽電池モジュールを作製した。

【０１０７】（比較例１）光起電力素子間の間隔を０．
３ｍｍ（Ｂ／Ａが０．００２）とした以外は実施例１と
同様にして太陽電池モジュールを作製した。

【０１０８】（比較例２）光起電力素子間の間隔を６ｍ
ｍ（Ｂ／Ａが０．０５１）とした以外は実施例１と同様
にして太陽電池モジュールを作製した。

【０１０９】（比較例３）透明樹脂１２２として用いら
れているＥＶＡシートの厚さを９２０μｍとした以外は
比較例１と同様にして太陽電池モジュールを作製した。

【０１１０】（評価）（波状線検査）光起電力素子間の白い筋（波状線）の有
無を観察する。白い筋（波状線）は、太陽電池モジュー
ルのラミネーション後の治具からの取り出しの際や太陽
電池モジュールの搬送の際に、光起電力素子間でモジュ
ールが湾曲し、表面ラミ材中でガラス繊維が折れたり、
ガラス繊維と透明樹脂が剥離して空隙が生じることによ
り生じる光起電力素子間の白い筋のことをいう。評価は
以下のように行った。 ○：外観上問題なし（波状線は目視できなかった。）。 ×：光起電力素子間に波状線が目視された。

【０１１１】（光起電力素子裏面外観検査）太陽電池モ
ジュールの表面ラミ材及び光起電力素子をめくり、１枚
の光起電力素子の下の気泡を観察する。評価は以下のよ
うに行った。 ○：気泡の大きさが１ｍｍφ以下であり、気泡の数が１
０個未満。 ×：気泡の大きさが１ｍｍφより大きいか、あるいは気
泡の大きさが１ｍｍφ以下で気泡の数が１０個以上あ
る。

【０１１２】（温湿度サイクル試験）状態（ｉ）８５
℃、８５％ＲＨ×２０時間、状態（ｉｉ）−４０℃×１
時間とし、状態（ｉ）→状態（ｉｉ）、状態（ｉｉ）→
状態（ｉ）への移行は各１時間で行い、計２３時間にて
１サイクルとして１０サイクルを行った。評価は以下の
ように行った。

【０１１３】光起電力素子の裏についての評価 ○：外観上問題なし。 ×：裏面樹脂と光起電力素子が剥離し、剥離部が盛り上
がっている。

【０１１４】光起電力素子間についての評価 ○：外観上問題なし（素子間に気泡が存在しない。）。 ×：素子間の気泡の存在、ラミ材の剥離。

【０１１５】（高温高湿試験）８５℃、８５％ＲＨ×１
０００時間で行った。評価は以下のように行った。

【０１１６】光起電力素子の裏についての評価 ○：外観上問題なし。 ×：裏面樹脂と光起電力素子が剥離し、剥離部が盛り上
がっている。

【０１１７】光起電力素子間についての評価 ○：外観上問題なし（素子間に気泡が存在しない。）。 ×：素子間の気泡の存在、ラミ材の剥離。

【０１１８】（半導体素子直列部上の樹脂厚み測定）各
モジュールの直列部の断面観察を行い、光起電力素子の
段差および直列部を被覆する樹脂厚みをを測定した。

【０１１９】（ＵＶ−テスト）照射状態：１００ｍＷ／ｃｍ²（３００〜４００ｎ
ｍ）、ブラックパネル温度：７０℃、雰囲気湿度：７０
％ＲＨ結露状態：暗黒、３０℃、９６％ＲＨ、サンプル表面に
結露、試験パネル温度：２８℃ 照射状態５時間／結露状態１時間の計６時間を１サイク
ルとし、２８８サイクル行った。サンプルとしては、実
施例１〜３、比較例１〜２の各太陽電池モジュール１枚
の直列部の１部分を切り出したものを使用した。評価は
以下のように行った。 ◎：外観上全く変化無し。 ○：数本のガラス繊維（ガラス繊維不織布のガラス繊
維）がうっすらと見える。実際上の使用において問題無
し。 ×：ガラス繊維が束で浮き出し、透明樹脂中に空隙が生
じている。

【０１２０】（耐熱試験）アモルファスシリコン太陽電
池モジュールの熱アニール効果による開放電圧、曲線因
子の上昇を除外した受光面側のラミネーション材料の耐
熱性を評価するため、スライドガラス０．５ｍｍに実施
例１〜３、比較例１、２で使用した受光面側ラミネーシ
ョン材料をラミネーションし初期透過率を測定した。そ
の後、１２０℃雰囲気下で１０００時間放置た後の透過
率を測定し比較検討をおこなった。

【０１２１】試験結果を表１に示す。なお、耐熱試験に
ついては、表中には４００ｎｍでの透過率の変化分を示
した。

【０１２２】

【表１】

【０１２３】（結果）（光起電力素子裏面外観検査）（温湿度サイクル試験）実施例１〜３では、その光起電力素子間の間隔が光起電
力素子群の裏面の脱気および脱ガスに十分であるため、
致命的な欠陥につながる気泡残りは発生しなかった。し
たがって、裏面樹脂と光起電力素子の剥離は発生しなか
った。

【０１２４】これに対して比較例１では、光起電力素子
間の間隔が小さすぎる為に光起電力素子群の裏面の脱
気、脱ガスが十分に行われずに光起電力素子群の裏面に
気泡が残り、温度サイクル試験において気泡が膨張して
裏面樹脂と光起電力素子との剥離が発生した。

【０１２５】（高温高湿試験）（波状線検査）比較例２では、ラミネーション後の治具からの取り出し
時や、搬送時に光起電力素子間でモジュールが湾曲し、
表面ラミ材中でガラス繊維が折れたり、ガラス繊維と透
明樹脂が剥離し空隙が生じ、白い筋（波状線）が発生し
た。高温高湿試験で、この空隙に水分が溜まりやすく、
透明樹脂の接着力が低下し、剥離が拡大した。

【０１２６】実施例１〜３及び比較例１、比較例３にお
いては、光起電力素子間で湾曲したり、折れ曲がること
がないため、光起電力素子間に白い筋（波状線）は発生
せず、高温高湿試験後においても剥離が発生することは
なかった。

【０１２７】（ＵＶテスト）各太陽電池モジュール直列
部の光起電力素子の段差、および直列部上の樹脂の厚さ
（ＥＶＡ厚み）の測定結果も表１にあわせて示す。

【０１２８】実施例１〜３、比較例１〜３に用いた接続
部材（絶縁テープ、正極端子部材、絶縁粘着剤）の厚さ
は４５５μｍである。実施例１、３および比較例２で
は、太陽電池モジュール中の直列部での光起電力素子の
段差は４５５μｍ以下であった。そのような太陽電池モ
ジュールでは直列部上のＥＶＡ厚みが２００μｍ以上あ
りＵＶテストにおいても良好な結果が得られた。実施例
２においては、直列部のＥＶＡ厚みが２００μｍ以下で
あり、数本のガラス繊維がうっすらと見られたが、実際
上の使用においては問題がない程度であった。

【０１２９】一方で比較例１は光起電力素子間の間隔が
小さいため、隣りの光起電力素子に乗り上げ、直列部上
にＥＶＡ厚みが９０μｍしか確保出来ずＵＶテスト後、
２ｍｍ×９ｍｍの大きさのガラス繊維の浮き出しが確認
された。実際上の使用を考えた場合、湿潤、冷却により
ガラス繊維が浮き出した部分に結露し、直列部を腐食し
太陽電池モジュールの特性を低下させることが懸念され
る。比較例３は、光起電力素子間の間隔が比較例１と同
じではあるが、比較例１において使用したよりも厚いＥ
ＶＡシートを透明樹脂として用いていることから、６２
０μｍのＥＶＡ厚みが確保できたため、ＵＶ試験の結果
は良好であった。

【０１３０】（耐熱試験）比較例３では、比較例１に比
べて表面保護能力を向上させるためＥＶＡ厚を増すこと
によって耐スクラッチ性はさらに向上したが耐熱試験で
は表面側ラミネーション材料の黄変がかなり進行しおり
入射光の減少による光電変換効率の低下が懸念される。

【０１３１】図１１に、波状線検査、光起電力素子裏面
外観検査、温湿度サイクル試験、高温高湿試験から得ら
れた結果と面積比Ｂ／Ａの関係を示す。評価は、光起電
力素子の裏、光起電力素子間別に以下のようにまとめ
た。

【０１３２】光起電力素子の裏についての評価（実線） ○：外観上問題なし。 ×：脱気・脱ガス不良が原因となる光起電力素子の裏に
おける気泡の残り、ラミ材の剥離。

【０１３３】光起電力素子間についての評価（破線） ○：外観上問題なし。 ×：光起電力素子間における波状線の発生、気泡の存
在、ラミ材の剥離。

【０１３４】以上から、複数の光起電力素子を接続する
ことにより形成される光起電力素子群をラミネートして
なる太陽電池モジュールにおいて、面積比Ｂ／Ａを０．
００３乃至０．０４５とすることにより、信頼性の高い
太陽電池モジュールを提供することができることが分か
った。

【０１３５】

【発明の効果】以上説明のように、本発明によれば、ラ
ミネーション時に脱気、脱ガスが十分に行われ、かつ剛
性も十分に保つことができ、信頼性の高い太陽電池モジ
ュールとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の太陽電池モジュールの一例を示す図で
ある。

【図２】従来の光起電力素子の一例を示す平面図及び断
面図である。

【図３】従来の光起電力素子群の直列部の一例を示す断
面図である。

【図４】本発明の光起電力素子の端子取り出し部の一例
を示す概略断面図である。

【図５】従来の太陽電池モジュールのラミネーション材
料の一例を示す積層図である。

【図６】光起電力素子の一例を示す上面図である。

【図７】従来の光起電力素子群の一例を示す上面図であ
る。

【図８】従来の光起電力素子群の一例を示す上面図であ
る。

【図９】実施例１の太陽電池素子群を示す図である。

【図１０】本発明の太陽電池素子群の一例を示す図であ
る。

【図１１】Ｂ／Ａと検査・試験の結果の関係を示すグラ
フである。

【符号の説明】

１０１、１１１半導体素子１０２、１１２絶縁接着体１０３、１１３集電電極１０４、１１４正極端子部材１０５、１１５負極端子部材１０６半田１０７１１７絶縁テープ１２１光起電力素子群１２２透明樹脂１２３透明フィルム１２４裏面樹脂１２５絶縁フィルム１２６補強板１２７繊維状無機化合物２０１光起電力素子２０２絶縁接着体２０３集電電極２０４正極端子部材２０５負極端子部材３０１、３１１半導体素子３０２、３１２絶縁接着体３０３、３１３集電電極３０４、３１４正極端子部材３０５、３１５負極端子部材３０６半田３０７透明樹脂４００半導体素子４０１導電性基体４０２裏面反射層４０３半導体光活性層４０４透明導電層４０５絶縁接着体４０６集電電極４０６ａ金属ワイヤー４０６ｂ導電性接着層４０７正極端子部材４０８負極端子部材４０９絶縁テープ４１０光起電力素子５０１光起電力素子群５０２裏面側ガラス繊維不織布５０３受光面側ガラス繊維不織布５０４透明樹脂５０５透明フィルム５０６裏面樹脂５０７絶縁フィルム５０８補強板６０１、６０３光起電力素子６０２、６０４隙間９００光起電力素子群９０１光起電力素子１００１光起電力素子１００２正極端子部材１００３集電電極１００４、１００５隙間７０１光起電力素子８０１光起電力素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山田聡東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者木曾盛夫東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の光起電力素子を接続部材により接
続した光起電力素子群をラミネーションしてなる太陽電
池モジュールにおいて、一の光起電力素子の面積Ａと、
該一の光起電力素子に隣接して配置された光起電力素子
と該一の光起電力素子との隙間の面積の和Ｂの比率Ｂ／
Ａが０．００３乃至０．０４５であることを特徴とする
太陽電池モジュール。
【請求項２】前記一の光起電力素子に二つ以上の光起
電力素子が隣接して配置されていることを特徴とする請
求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】前記光起電力素子が直列または並列に接
続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の
太陽電池モジュール。
【請求項４】前記光起電力素子が長方形又は正方形で
あることを特徴とする請求項１乃至３に記載の太陽電池
モジュール。
【請求項５】前記光起電力素子のうち隣り合う光起電
力素子の段差が前記接続部材の厚み以下であることを特
徴とする請求項１乃至４に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】前記接続部材上のラミネーション材料の
厚みが２００μｍ以上であることを特徴とする請求項１
乃至５に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】前記接続部材が前記光起電力素子の受光
面側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至６
に記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】前記接続部材が、金属箔部材と該金属箔
部材の表面を覆う絶縁部材よりなることを特徴とする請
求項１乃至７に記載の太陽電池モジュール。
【請求項９】前記接続部材と異なる極性の電極を前記
光起電力素子の裏面に設けたことを特徴とする請求項１
乃至８に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１０】少なくとも前記光起電力素子の受光面
側に透明樹脂、透明フィルムが順次配置されており、か
つ前記光起電力素子の非受光面側に金属製補強板が配置
されていることを特徴とする請求項１乃至９に記載の太
陽電池モジュール。