JP2000323734A

JP2000323734A - 太陽電池用フィルムおよびそのフィルムを用いた太陽電池モジュール

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Publication number: JP2000323734A
Application number: JP11126354A
Authority: JP
Inventors: Kojiro Okawa; 晃次郎大川; Yasushi Yamada; 泰山田
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1999-05-06
Filing date: 1999-05-06
Publication date: 2000-11-24
Anticipated expiration: 2019-05-06
Also published as: JP4459323B2

Abstract

(57)【要約】【課題】太陽電池のセル部の外側に積層される太陽電
池用フィルムであって、太陽電池に入射した光を、反射
により外部に散逸させることなく、できるだけ繰り返し
再入射させて発電に有効利用することのできる太陽電池
用フィルムと、それを用いた発電効率に優れた太陽電池
モジュールを提供する。【解決手段】太陽電池用フィルム10を、例えば、基材
フィルム１の一方の面に、四角錐などを配列した形状の
凹凸構造体を備えた光線封じ込め層２を積層し、更にそ
の上に接着層３を積層して構成する。そして、この太陽
電池用フィルム10を、例えば、基板８の上に形成された
太陽電池素子（セル部）７の上に、その接着層３が接す
るように重ねて、加熱、加圧し、一体化させて太陽電池
モジュール100 を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池用フィル
ムおよびそのフィルムを用いた太陽電池モジュールに関
し、更に詳しくは、太陽電池のセル部の外側に積層して
用いられるフィルムであって、太陽電池に入射した光を
有効に発電に利用できるよう、内部で反射されて外側に
透過する光を再度内側に反射させる、即ち、光を封じ込
めることのできる光線封じ込め機能を備えた太陽電池用
フィルム、およびそのフィルムを用いて発電効率を向上
させた太陽電池モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、太陽電池においては、入射した光
を有効に利用するため、例えば、太陽電池のセル部の背
面に、高反射性の金属蒸着層や白色の着色層などによる
反射層を設けて、セル部を透過した光を反射させて発電
に再利用する方法が採られていた。しかしながら、この
ような方法を採った場合でも、実際には、太陽電池に入
射した光には、そのまま発電に寄与できるものと、一旦
入射したものの反射して外部に散逸してしまうものとが
あり、入射した光の利用効率の点では、なお充分ではな
いという問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題点を解決するためになされたものであり、その目的
とするところは、太陽電池のセル部の外側に積層される
基板やカバーフィルムなどのフィルムに、前記外部に散
逸していた光をできるだけ内部に再入射させる機能、言
わば光線封じ込め機能を付与することにより、太陽電池
の発電効率を高めることのできる太陽電池用フィルム
と、それを用いて太陽電池をモジュール化することによ
り発電性能に優れた太陽電池モジュールを提供すること
にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記の課題は、以下の本
発明により解決することができる。即ち、請求項１に記
載した発明は、太陽電池のセル部の外側に積層して用い
られるフィルムであって、該フィルムが、単独の基材フ
ィルム、もしくは基材フィルムを含む複数の層が積層さ
れた積層フィルムからなり、且つ、該フィルムの少なく
ともいずれかの１層に、光線封じ込め層が設けられてい
ることを特徴とする太陽電池用フィルムからなる。

【０００５】このような太陽電池用フィルムは、太陽電
池のカバーフィルムのほか、セル部の基板としても効果
的に使用できるものであり、前記基材フィルムは、その
用途に応じて材質、厚さなどを適宜選定し、強度、耐熱
性、耐候性、透明性など必要な性能を有するものを使用
することができる。

【０００６】このような構成を採ることにより、本発明
の太陽電池用フィルムには、光線封じ込め機能が付加さ
れるので、太陽電池に入射した光を繰り返し内部に再入
射させることができ、発電効率を高められる太陽電池用
フィルムを提供することができる。

【０００７】また、請求項２に記載した発明は、太陽電
池のセル部の外側に積層して用いられるフィルムであっ
て、該フィルムが、単独の基材フィルム、もしくは基材
フィルムを含む複数の層が積層された積層フィルムの一
方の面に、太陽電池のセル部に積層するための接着層が
予め積層された積層体からなり、且つ、該積層体の少な
くともいずれかの１層に、光線封じ込め層が設けられて
いることを特徴とする太陽電池用フィルムからなる。

【０００８】この構成は、前記請求項１に記載した発明
の太陽電池用フィルムの構成において、光線封じ込め層
を積層するフィルムに、予め太陽電池のセル部の外側に
積層するための接着層を積層しておいて、その積層体の
少なくともいずれかの１層に、光線封じ込め層を設けた
構成に相当する。そして、このような構成の太陽電池用
フィルムは、太陽電池のカバーフィルムとして特に好適
に使用できるものである。

【０００９】従って、このような構成を採ることによ
り、前記請求項１に記載した発明の作用効果に加えて、
この太陽電池用フィルムを太陽電池のセル部の外側に積
層する際、接着層の柔軟で滑り性が悪くハンドリング性
のよくない接着性フィルムを別に用意して、セル部と太
陽電池用フィルムの間に重ねて積層する必要がなくな
り、接着層の厚さを、そのハンドリング性のために厚く
する必要もなく、必要最小限に薄くすることができ、更
に、積層の作業工程が簡略化され、生産性を向上させる
ことができる。

【００１０】尚、上記の構成において、光線封じ込め層
を、接着層の上、即ち、太陽電池用フィルムの最内層
（セル部に積層する側）に設ける場合は、セル部と接す
る部分の外側周囲を取り除くようにパターン状に設ける
ことにより、外側周囲の接着層を利用して、太陽電池用
フィルムを問題なくセル部に積層することができる。

【００１１】請求項３に記載した発明は、前記光線封じ
込め層が、配列された凹凸構造を有し、少なくとも該凹
凸構造の高さまたは深さが０．１ｎｍ〜５００μｍであ
ることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池
用フィルムである。

【００１２】上記の構成において、光線封じ込め層に形
成する凹凸構造の形状は、断面が三角形、台形、半円形
など傾斜面を有する凸条（畝状）もしくは凹条を配列し
た形状、または、ピラミッド形などの角錐形、角錐の上
部をカットした台形、ドーム形などの半球状、或いは曲
率をつけた半球状などの凸部もしくは凹部を配列した形
状が好ましく、特に、ピラミッド形など四角錐形の凸部
もしくは凹部の配列で、対向する斜面同士のなす角度
（頂角）が９０°のものが好ましい。

【００１３】上記凹凸構造の高さまたは深さは、０．１
ｎｍ〜５００μｍの範囲が好ましく、凹凸構造の高さま
たは深さが０．１ｎｍ未満、または５００μｍを超える
場合は、いずれも外部に散逸する光を屈折、反射させて
内部に再入射させる効果が低下するため好ましくない。

【００１４】また、このような凹凸構造の高さまたは深
さの範囲は、適用する太陽電池の種類によっても、その
適性範囲が異なり、例えば、アモルファスシリコンなど
薄膜系の太陽電池に対しては、凹凸構造の高さまたは深
さが０．１ｎｍ〜５００ｎｍのように小さな凹凸構造が
適しており、単結晶シリコンなど厚さの大きい太陽電池
に対しては、凹凸構造の高さまたは深さが１μｍ〜５０
０μｍのように比較的大きい凹凸構造が適している。従
って、前記のような構成を採ることにより、前記請求項
１または２に記載した発明の作用効果に加えて、光線封
じ込め層に一層効果的な光線封じ込め機能を付与するこ
とができる。

【００１５】請求項４に記載した発明は、前記光線封じ
込め層の配列された凹凸構造が、高さまたは深さが１μ
ｍ〜５００μｍの大きな凹凸構造の上に、更に、高さま
たは深さが０．１ｎｍ〜５００ｎｍの小さな凹凸構造を
配列して形成した多段凹凸構造を有することを特徴とす
る請求項３に記載の太陽電池用フィルムである。

【００１６】このような構成を採ることにより、太陽電
池に入射した光が、反射により外部に散逸するのを、更
に効果的に屈折、反射させて内部に再入射させることが
できるため、前記請求項３に記載した発明の作用効果に
加えて、光線封じ込め層の光線封じ込め効果を一層優れ
たものにすることができる。

【００１７】請求項５に記載した発明は、前記太陽電池
用フィルムの少なくとも基材フィルムが、耐候性フィル
ムであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに
記載の太陽電池用フィルムである。

【００１８】このような構成を採ることにより、前記請
求項１乃至４のいずれかに記載した発明の作用効果に加
えて、太陽電池用フィルムの耐候性を向上させることが
できる。従って、このような太陽電池用フィルムを太陽
電池の外側に積層することにより、発電性能の向上と共
に、長期に渡ってセル部を安全に保護することができ、
長期信頼性に優れた太陽電池モジュールを提供すること
ができる。

【００１９】請求項６に記載した発明は、前記太陽電池
用フィルムのいずれかの層に、ガスバリヤー層が積層さ
れていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに
記載の太陽電池用フィルムである。

【００２０】本発明の太陽電池用フィルムは、主に太陽
電池の前面側（光の入射する側）に用いられるため、ガ
スバリヤー層も透明性、特に可視光域の光の透過性に優
れることが好ましく、例えば、珪素酸化物（Ｓｉ
Ｏ_X）、珪素窒化物（ＳｉＮ_X）、錫酸化物（Ｓｎ
Ｏ_X）、酸化アルミニウム（Ａｌ_XＯ_Y）などの蒸着
層、または無機−有機のハイブリッドコート層などを使
用することが好ましい。これらは、単独で用いてもよい
が、複数を組み合わせた複合層として積層することもで
きる。

【００２１】このような構成を採ることにより、前記請
求項１乃至５のいずれかに記載した発明の作用効果に加
えて、水蒸気、酸素などのガスバリヤー性を向上させる
ことができるので、水分や酸素により劣化しやすい多結
晶もしくは微結晶シリコンを用いた薄膜系の太陽電池、
或いは、これらをアモルファスシリコン、アモルファス
シリコンゲルマニウム、銅セレン系などの太陽電池と組
み合わせたタンデム型の太陽電池に対しても好適に使用
できる太陽電池用フィルムとすることができる。

【００２２】そして、請求項７に記載した発明は、前記
請求項１乃至６のいずれかに記載の太陽電池用フィルム
が、太陽電池のセル部の少なくとも一方の外側に用いら
れていることを特徴とする太陽電池モジュールである。

【００２３】このような構成を採ることにより、太陽電
池のセル部の外側に用いられている本発明の太陽電池用
フィルムが、先に説明したように、強度、耐熱性、耐候
性、透明性、ガスバリヤー性などの性能に優れると共
に、光線封じ込め機能も備えているので、入射した光を
効果的に発電に利用することができ、長期信頼性に加え
て発電効率にも優れた太陽電池モジュールを提供するこ
とができる。また、太陽電池用フィルムに接着層を予め
積層した構成を採った場合は、更に太陽電池のモジュー
ル化工程を簡略化でき、前記性能に優れると共に、経済
性、生産性にも優れた太陽電池モジュールを提供するこ
とができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の太陽電池用フィ
ルムの製造に用いる材料、および製造方法など実施の形
態について説明する。先ず、本発明の太陽電池用フィル
ムの基材フィルムとしては、強度、耐熱性、透明性（可
視光域の光の透過性）と共に、耐候性にも優れることが
好ましく、例えば、ポリビニルフルオライド（以下、Ｐ
ＶＦ）フィルム、エチレン−テトラフルオロエチレン共
重合樹脂（以下、ＥＴＦＥ樹脂）フィルムなどのフッ素
樹脂フィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリエーテ
ルスルホンフィルム、ポリサルホンフィルム、ポリアク
リロニトリルフィルム、アクリル樹脂フィルム、セルロ
ースアセテートフィルム、ガラス繊維強化ポリエステル
フィルム、ガラス繊維強化アクリル樹脂フィルム、ガラ
ス繊維強化ポリカーボネートフィルム、その他、耐候性
ポリエチレンテレフタレートフィルム、耐候性ポリプロ
ピレンフィルムなどを使用することができる。これらは
単独のフィルムを使用してもよいが、二種以上を積層し
た複合フィルムを使用することもできる。

【００２５】また、ガスバリヤー層を設ける場合、各種
のガスバリヤー性材料を使用することができるが、水蒸
気、酸素、その他のガスに対する優れたバリヤー性を備
えると同時に透明性や耐熱性、耐候性を兼ね備えること
が好ましく、この点から、珪素酸化物（ＳｉＯ_X）、珪
素窒化物（ＳｉＮ_X）、錫酸化物（ＳｎＯ_X）、酸化ア
ルミニウム（Ａｌ_XＯ_Y）のいずれかの単独、もしくは
二種以上の混合系の蒸着層、または無機−有機のハイブ
リッドコート層のうちのいずれか一種、または二種以上
を組み合わせた複合層を好適に使用することができる。

【００２６】上記珪素酸化物（ＳｉＯ_X）、珪素窒化物
（ＳｉＮ_X）、錫酸化物（ＳｎＯ_X）、酸化アルミニウ
ム（Ａｌ_XＯ_Y）などの蒸着層は、ＣＶＤ法、ＰＥ（Pr
asmaenhanced)−ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、スパッタリング
法などにより、基材フィルム上に容易に形成することが
できる。特に、ＰＥ−ＣＶＤ法は、透明で緻密な蒸着膜
を低い温度で蒸着できるため一層好ましい。このような
蒸着層の厚さは、５０〜５０００Åの範囲が適当であ
り、３００〜１５００Åの範囲が更に好ましい。

【００２７】また、無機−有機のハイブリッドコート層
としては、例えば、テトラエトキシシランとエチレン−
ビニルアルコール共重合体などからなる無機−有機のハ
イブリッド材料を使用することができ、これらの塗布液
を調整し、グラビア方式などで基材フィルム上に塗布
し、加熱乾燥することにより形成することができる。こ
のような無機−有機のハイブリッドコート層は、乾燥時
の塗布量が０．５〜８ｇ／ｍ²の範囲となるように設け
ることが好ましく、１〜５ｇ／ｍ²の範囲に設けること
が更に好ましい。このような無機−有機のハイブリッド
コート層は、ガスバリヤー性に優れており、単独で用い
てもよいが、前記無機酸化物などの蒸着層の上にコーテ
ィングするなど、無機酸化物などの蒸着層と併用するこ
とにより一層そのガスバリヤー性を向上させることがで
きる。

【００２８】次に、太陽電池のセル部に積層するための
接着層を予め積層して太陽電池用フィルムを構成する場
合、その接着層には、エチレン−酢酸ビニル共重合体、
エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−α
オレフィン共重合体などのエチレン共重合体、直鎖状低
密度ポリエチレン（Ｌ・ＬＤＰＥ）、アイオノマー、ポ
リビニルブチラール、シリコーン系樹脂のほか、ポリス
チレン系、ポリオレフィン系、ポリジエン系、ポリエス
テル系、ポリウレタン系、フッ素系、ポリアミド系など
のエラストマーなどを用いることができる。尚、前記各
種エチレン共重合体については、グラフト共重合変性し
たエチレン共重合体であってもよい。

【００２９】接着層の厚さは、特に限定はされず、太陽
電池用フィルムを積層する太陽電池素子（セル部）の種
類や形状に応じて、適する厚さで基材フィルムなどに積
層することができる。積層方法についても、接着層の材
質と積層する厚さに応じて、例えば、溶液、ディスパー
ジョンなどを用いるコーティング法、押し出しコート
法、カレンダーコート法、熱ラミネート法、ドライラミ
ネート法など適宜の手段により基材フィルム面などに積
層することができる。

【００３０】そして、光線封じ込め層は、例えば、図３
の（イ）、（ロ）に示したように構成することができ
る。即ち、図３の（イ）、（ロ）は、それぞれ本発明の
太陽電池用フィルムに設けられる光線封じ込め層の一例
の構成を説明する模式断面図であり、（イ）は、基材フ
ィルム１の一方の面（図では下側の面）に、透明な凹凸
構造体４を形成し、その上に、凹凸構造体４の凹凸部に
空気層が残るように、接着剤層５を設けた支持フィルム
６を、その接着剤層５を凹凸構造体４に向けて重ね合わ
せ、所定の間隔を置いてスポットシール部でスポット状
に接着して光線封じ込め層２を形成したものである。

【００３１】このような構成を採ることにより、矢印で
示したように外部に散逸しようとする光を反射、屈折さ
せて太陽電池に再入射させることができる。このような
光線封じ込め層２は、図示したように１層で設けてもよ
いが、２層を基材フィルムの両側に別々に、或いは、片
側に重ねて設けることによっても良好な光線封じ込め効
果を得ることができる。

【００３２】また、図３の（ロ）は、前記（イ）に示し
た光線封じ込め層２の構成において、透明な凹凸構造体
４のみを、大きな凹凸構造体４a の上に小さな凹凸構造
体４b を重ねて形成した多段凹凸構造に変えて、光線封
じ込め層２を構成したものである。

【００３３】上記凹凸構造体（４、４a 、４b ）の形状
は、先に説明したように、断面が三角形、台形、半円形
など傾斜面を有する凸条（畝状）もしくは凹条を配列し
た波形の形状、または、ピラミッド形などの角錐形、角
錐の上部をカットした台形、ドーム形などの半球状、或
いは曲率をつけた半球状などの凸部もしくは凹部を配列
した形状が好ましく、特に、ピラミッド形など四角錐形
の凸部もしくは凹部の配列で、対向する斜面同士のなす
角度（頂角）が９０°のものが好ましい。そして、上記
凹凸構造体の高さまたは深さは０．１ｎｍ〜５００μｍ
の範囲が好ましい。

【００３４】このような凹凸構造体は、その高さまたは
深さが０．１μｍ〜５００μｍのように比較的大きい場
合は、例えば、基材フィルム上に設けた熱可塑性樹脂層
を加熱軟化させて、金型などの型材に圧着、冷却し、凹
凸構造を賦型する方法、或いは、紫外線硬化型樹脂など
の電離放射線硬化型樹脂を基材フィルムに塗布し、その
塗布面を離型性金型や離型性型付けシートなどに圧着
し、その状態で硬化させた後、型材から剥離して凹凸構
造を賦型する方法で形成することができる。

【００３５】高さまたは深さが０．１ｎｍ〜０．１μｍ
のように小さい凹凸構造の場合は、例えば、ＺｎＯまた
はＳｎＯ₂などの透明薄膜をエッチングを伴うＣＶＤ法
により形成するか、または、ＣＶＤ法によりスペキュラ
ーな薄膜を形成した後、スパッタリングをかけることに
より、微細なテクスチャー構造、即ち、微細な突起状の
凹凸構造を形成することができる。また、ＳｉＯ_xの透
明薄膜をＣＶＤ法またはＰＥ−ＣＶＤ法などで形成する
方法によっても、微細な突起状の凹凸構造を形成するこ
とができる。この場合、ＳｉＯ_xの透明薄膜は、ガスバ
リヤー層を兼ねる効果も有している。

【００３６】前記図３の（イ）、（ロ）に示した光線封
じ込め層２では、凹凸構造体の凹凸部に空気層を設けて
反射、屈折効果を高めたが、別の方法として、前記凹凸
構造体と屈折率の異なる透明材料、例えば、屈折率の異
なる透明樹脂、或いは、屈折率の異なる透明微粒子（Ｔ
ｉＯ₂、ＳｉＯ_xなど）を分散した樹脂などを凹凸構造
体の凹凸空隙部に充填してもよく、それにより光線封じ
込め層の反射、屈折効果を高めることができる。上記屈
折率の異なる透明材料は、例えば、凹凸構造体を樹脂材
料で形成した場合、屈折率１．８〜２．２の高屈折率材
料、または屈折率１．１〜１．３の低屈折率材料が適当
である。

【００３７】また、前記凹凸構造体が樹脂材料で形成さ
れる場合、更に別の方法として、その凹凸構造体の凹凸
面に、蒸着手段でＳｉＯ_x、ＺｎＳ、ＴｉＯ₂、Ｓｂ₂
Ｏ₃などの屈折率の異なる透明薄膜層を設けることがで
きる。このような構成を採った場合も、凹凸面の反射効
率が高められるので、良好な光線封じ込め効果を得るこ
とができる。

【００３８】

【実施例】以下に、図面を用いて本発明を具体的に説明
する。但し、本発明はこれらの図面に限定されるもので
はない。請求項１に記載した発明は、太陽電池のセル部
の外側に積層して用いられるフィルムであって、該フィ
ルムが、単独の基材フィルム、もしくは基材フィルムを
含む複数の層が積層された積層フィルムからなり、且
つ、該フィルムの少なくともいずれかの１層に、光線封
じ込め層が設けられていることを特徴とする太陽電池用
フィルムであり、例えば、図１の（イ）〜（ホ）に示し
たような構成を採ることができる。

【００３９】即ち、図１の（イ）〜（ホ）は、それぞれ
本発明の太陽電池用フィルムの一実施例の構成を説明す
る模式断面図であり、図１の（イ）に示した太陽電池用
フィルムは、基材フィルム１の外側、即ち、光が入射す
る側に光線封じ込め層２a を設けた構成であり、（ロ）
に示した太陽電池用フィルムは、基材フィルム１の内
側、即ち、太陽電池に積層する側に光線封じ込め層２a
を設けた構成である。また、（ハ）に示した太陽電池用
フィルムは、基材フィルム１の両側に光線封じ込め層を
設けた構成であり、基材フィルム１の外側に光線封じ込
め層２a を設け、内側に光線封じ込め層２b を設けた構
成である。そして、（ニ）、（ホ）に示した太陽電池用
フィルムは、基材フィルム１の外側または内側に光線封
じ込め層２a 、２b を２層重ねて設けた構成である。

【００４０】上記の構成において、図には示していない
が、必要に応じて太陽電池用フィルムのいずれかの層、
好ましくは中間層に、先に説明したようなガスバリヤー
層を設けることができる。また、光線封じ込め層など基
材フィルム以外の層が最外層にある場合は、更にその上
にフィルムラミネートや樹脂コーティングによる保護層
を設けることもできる。

【００４１】このような構成を採ることにより、先に説
明したように、強度、耐熱性、耐候性、透明性のほかガ
スバリヤー性などに優れると共に、太陽電池に入射した
光を繰り返し内部に再入射させることができ、発電効率
を高めることのできる太陽電池用フィルムを提供するこ
とができる。尚、上記のような構成の太陽電池用フィル
ムを、太陽電池のセル部の外側に積層する際には、先に
接着層として説明した樹脂のフィルムを別に用意し、こ
れをセル部と太陽電池用フィルムとの間に挟んで加熱、
圧着することにより積層することができる。

【００４２】また、請求項２に記載した発明は、太陽電
池のセル部の外側に積層して用いられるフィルムであっ
て、該フィルムが、単独の基材フィルム、もしくは基材
フィルムを含む複数の層が積層された積層フィルムの一
方の面に、太陽電池のセル部に積層するための接着層が
予め積層された積層体からなり、且つ、該積層体の少な
くともいずれかの１層に、光線封じ込め層が設けられて
いることを特徴とする太陽電池用フィルムであり、例え
ば、図２の（イ）〜（ホ）に示したような構成を採るこ
とができる。

【００４３】即ち、図２の（イ）〜（ホ）は、それぞれ
本発明の太陽電池用フィルムの一実施例の構成を説明す
る模式断面図であり、図２の（イ）に示した太陽電池用
フィルムは、基材フィルム１の外側、即ち、光が入射す
る側に光線封じ込め層２a を設け、内側、即ち、太陽電
池に積層する側に、太陽電池のセル部に積層するための
接着層３を設けた構成である。図２の（ロ）に示した太
陽電池用フィルムは、基材フィルム１を最外層とし、そ
の内側、即ち、太陽電池に積層する側に、光線封じ込め
層２a と接着層３とを順に積層した構成である。

【００４４】図２の（ハ）に示した太陽電池用フィルム
は、基材フィルム１を最外層とし、その内側に接着層３
と光線封じ込め層２a とを順に積層した構成である。こ
の構成の場合、光線封じ込め層２a が最内層にあるた
め、接着層３の接着機能を維持するためには、例えば、
光線封じ込め層２a を、その外側周縁部が取り除かれた
パターン状に設けることが必要である。また、（ニ）に
示した太陽電池用フィルムは、基材フィルム１の外側
に、光線封じ込め層２a を設けると共に、内側に光線封
じ込め層２b と接着層３とを順に積層した構成である。
そして、（ホ）に示した太陽電池用フィルムは、基材フ
ィルム１を最外層として、その内側に、光線封じ込め層
２a 、光線封じ込め層２b 、接着層３をこの順に積層し
た構成である。この場合、基材フィルム１と接着層３と
の間に、光線封じ込め層２a と光線封じ込め層２b と
が、２層重ねて積層された構成である。

【００４５】以上、図２の（イ）〜（ホ）に示した構成
の太陽電池用フィルムの場合も、図には示していない
が、必要に応じて、そのいずれかの層、好ましくは中間
層に、ガスバリヤー層を設けることができ、また、光線
封じ込め層など基材フィルム以外の層が最外層にある場
合は、その上にフィルムラミネートや樹脂コーティング
による保護層を設けることもできる。

【００４６】そして、このような構成を採ることによ
り、先に説明したように、強度、耐熱性、耐候性、透明
性、ガスバリヤー性などに優れると共に、太陽電池の外
側に積層するための接着層が予め積層されているので、
接着層の厚さを必要最小限に薄くすることができ、ま
た、太陽電池のモジュール化の工程も簡略化でき、更
に、太陽電池に入射した光を繰り返し内部に再入射させ
て発電効率を高めることのできる太陽電池用フィルムを
提供することができる。

【００４７】図３の（イ）、（ロ）は、それぞれ本発明
の太陽電池用フィルムに設けられる光線封じ込め層の一
例の構成を説明する模式断面図であり、その構成および
得られる効果などについては、先に説明した通りであ
り、重複を避けるためここでは省略する。

【００４８】また、図４は、図３に示した光線封じ込め
層の凹凸構造体の一例の形状を説明する図であり、
（イ）はその平面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ線断面
図、（ハ）は斜視図である。図４に示した光線封じ込め
層の凹凸構造体は、（ハ）の斜視図で分かるように三角
柱を横に寝かせて配列した波形の形状の凹凸構造体であ
り、その頂角θは９０°前後が好ましく、９０°が最適
である。また、高さｈは、０．１ｎｍ〜５００μｍの範
囲が好ましい。

【００４９】図５は、図３に示した光線封じ込め層の凹
凸構造体の図４とは異なる一例の形状を説明する図であ
り、（イ）はその平面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ線断
面図、（ハ）は斜視図である。図５に示した光線封じ込
め層の凹凸構造体は、（ハ）の斜視図で分かるようにピ
ラミッド形（四角錐形）の凸部を配列した形状の凹凸構
造体であり、この場合も、頂部における面と面とのなす
角度θは９０°前後が好ましく、９０°が最適である。
また、高さｈは、０．１ｎｍ〜５００μｍの範囲が好ま
しい。

【００５０】そして、図６は、本発明の太陽電池用フィ
ルムを用いて作製される太陽電池モジュールの一実施例
の構成を示す模式断面図である。図６において、太陽電
池モジュール１００は、前面、即ち、光が入射する側か
ら、基材フィルム１、光線封じ込め層２、接着層３、太
陽電池素子（セル部）７、基板８が順に積層された構成
であり、このような構成の太陽電池モジュールは、例え
ば、基板８の上に太陽電池素子（セル部）７を形成し、
その上に、基材フィルム１と光線封じ込め層２と接着層
３とが順に積層された構成の太陽電池用フィルム１０を
重ねて加熱、加圧することにより積層、一体化させて作
製することができる。

【００５１】上記の構成において、太陽電池用フィルム
１０には、必要に応じて、そのいずれかの層にガスバリ
ヤー層を設けることができ、また、必要な場合には、太
陽電池素子（セル部）７の背面側、即ち、基板８の上に
も太陽電池用フィルム１０を積層することができる。

【００５２】このような構成を採ることにより、太陽電
池のセル部の外側に、強度、耐熱性、耐候性、透明性、
ガスバリヤー性などに優れると共に、太陽電池に入射し
た光を繰り返し内部に再入射させることのできる太陽電
池用フィルムが積層されているので、長期信頼性に優れ
ると同時に、太陽電池に入射した光を有効に利用でき、
発電性能に優れた太陽電池モジュールを提供することが
できる。

【００５３】以下に、実施例、比較例を挙げて本発明を
更に具体的に説明する。〔実施例１〕（太陽電池用フィルムの作製）基材フィルムとして、厚
さ７５μｍのＥＴＦＥ樹脂フィルムを用い、その一方の
面に光線封じ込め層として、先ず、紫外線硬化型アクリ
ル系樹脂を用いて図４に示した三角柱を横に寝かせて配
列した波形の形状で、その高さが８μｍ、頂角が６０°
の凹凸構造体を形成し、その上にＣＶＤ法により、厚さ
８０ｎｍのＺｎＯテクスチャー構造層を形成し、更にそ
の上に、ガスバリヤー層を兼ねてＣＶＤ法により厚さ７
０ｎｍのＳｉＯ_X蒸着層を設けて実施例１の太陽電池用
フィルムを作製した。

【００５４】〔実施例２〕前記実施例１の太陽電池用フ
ィルムの構成において、光線封じ込め層の波形の凹凸構
造体を、その高さが８μｍで頂角が９０°となる形状に
変えたほかは、総て実施例１と同様に加工して実施例２
の太陽電池用フィルムを作製した。

【００５５】〔実施例３〕前記実施例１の太陽電池用フ
ィルムの構成において、光線封じ込め層の波形の凹凸構
造体を、高さが８μｍで頂角が１２０°となる形状に変
えたほかは、総て実施例１と同様に加工して実施例３の
太陽電池用フィルムを作製した。

【００５６】〔実施例４〕前記実施例１の太陽電池用フ
ィルムの構成において、光線封じ込め層の波形の凹凸構
造体を、図５に示したピラミッド形（四角錐）の凸部を
配列した形状で、その高さが８μｍ、頂部の対向面のな
す角度（頂角）が６０°の凹凸構造体に変えたほかは、
総て実施例１と同様に加工して実施例４の太陽電池用フ
ィルムを作製した。

【００５７】〔実施例５〕前記実施例４の太陽電池用フ
ィルムの構成において、光線封じ込め層の凹凸構造体の
ピラミッド形の凸部の形状を、高さが８μｍで頂角が９
０°となる形状に変えたほかは、総て実施例４と同様に
加工して実施例５の太陽電池用フィルムを作製した。

【００５８】〔実施例６〕前記実施例４の太陽電池用フ
ィルムの構成において、光線封じ込め層の凹凸構造体の
ピラミッド形の凸部の形状を、高さが８μｍで頂角が１
２０°となる形状に変えたほかは、総て実施例４と同様
に加工して実施例６の太陽電池用フィルムを作製した。

【００５９】〔比較例１〕比較例の太陽電池用フィルム
として、前記実施例１の太陽電池用フィルムの構成にお
いて、基材フィルムに形成した光線封じ込め層を、紫外
線硬化型アクリル系樹脂による厚さ８μｍのフラットな
樹脂層のみに変えて形成し、比較例１の太陽電池用フィ
ルムを作製した。

【００６０】〔試験および結果〕以上のように作製した
実施例１〜６、および比較例１の太陽電池用フィルムを
評価するため、反射層としてＡｇの蒸着層を設けたガラ
ス基板の上に、アモルファスシリコンからなる太陽電池
素子（セル部）を形成した太陽電池を用意し、その前面
側（基板の反対側）に、実施例１〜６、および比較例１
の太陽電池用フィルムを、それぞれ加熱、加圧して積
層、一体化してモジュール化し、実施例１〜６、および
比較例１の太陽電池モジュールを作製した。

【００６１】上記実施例１〜６、および比較例１の太陽
電池モジュールについて、それぞれの短絡電流〔Ｊｓｃ
（ｍＡ／ｃｍ²）〕を測定し、また、それらの比較例１
に対する向上率〔％〕を算出して、その結果を表１にま
とめて示した。

【００６２】

【表１】

【００６３】表１に示した結果から明らかなように、実
施例１〜６の太陽電池用フィルムを前面用のカバーフィ
ルムに用いて作製した実施例１〜６の太陽電池モジュー
ルは、いずれもその短絡電流が、比較例１の太陽電池用
フィルムを用いて作製した比較例１の太陽電池モジュー
ルよりも大きく、光線封じ込め層による短絡電流の向上
効果が認められた。また、実施例１〜６の中でも、実施
例５の太陽電池モジュール、即ち、太陽電池用フィルム
の光線封じ込め層の紫外線硬化型樹脂による凹凸構造体
が、ピラミッド形（四角錐形）の凸部を配列した形状
で、その頂部の対向面のなす角度（頂角）が９０°の形
状のものが、短絡電流が最大であり、最良であった。

【００６４】

【発明の効果】以上、詳しく説明したように、本発明に
よれば、強度、耐熱性、耐候性、透明性のほかガスバリ
ヤー性などに優れると共に、太陽電池に入射した光を繰
り返し内部に再入射させることができ、短絡電流ひいて
は発電効率を高めることのできる太陽電池用フィルムを
提供することができる。また、この太陽電池用フィルム
の内面側に、太陽電池の外側に積層するための接着層を
予め積層することもでき、その場合には、接着層の厚さ
を必要最小限に薄くすることができると共に、この太陽
電池用フィルムを太陽電池の外側にカバーフィルムとし
て積層するモジュール化の工程を簡略化することがで
き、更に、太陽電池に入射した光を繰り返し内部に再入
射させて発電効率を高めることのできる太陽電池用フィ
ルムを提供することができる。

【００６５】そして、このような太陽電池用フィルム
を、太陽電池のカバーフィルム、またはセル部の基板に
用いて太陽電池モジュールを作製することにより、長期
信頼性に優れると共に、発電効率の高い太陽電池モジュ
ールを生産性よく提供できる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（イ）〜（ホ）は、それぞれ本発明の太陽電池
用フィルムの一実施例の構成を説明する模式断面図であ
る。

【図２】（イ）〜（ホ）は、それぞれ本発明の太陽電池
用フィルムの図１とは異なる実施例の構成を説明する模
式断面図である。

【図３】（イ）、（ロ）は、それぞれ本発明の太陽電池
用フィルムに設けられる光線封じ込め層の一例の構成を
説明する模式断面図である。

【図４】図３に示した光線封じ込め層の凹凸構造体の一
例の形状を説明する図であり、（イ）はその平面図、
（ロ）は、（イ）のＡ−Ａ線断面図、（ハ）は斜視図で
ある。

【図５】図３に示した光線封じ込め層の凹凸構造体の図
４とは異なる一例の形状を説明する図であり、（イ）は
その平面図、（ロ）は、（イ）のＡ−Ａ線断面図、
（ハ）は斜視図である。

【図６】本発明の太陽電池用フィルムを用いて作製され
る太陽電池モジュールの一実施例の構成を示す模式断面
図である。

【符号の説明】

１基材フィルム２、２a 、２b 光線封じ込め層３接着層４、４a 、４b 凹凸構造体５接着剤層６支持フィルム７太陽電池素子（セル部）８基板１０太陽電池用フィルム１００太陽電池モジュール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4F100 AA20 AK04 AK04J AK18 AK18J AK25 AL01 AR00B AR00C AR00D AT00A BA02 BA03 BA06 BA07 BA10A BA10B BA10C BA13 CB00 DD01B DD01C DD07B DD07C EH66 GB41 JD02 JD02D JG10 JJ03 JK01 JL09 JL09A JN01 JN02B JN02C JN30B JN30C YY00B YY00C 4K029 AA11 AA25 BA46 BA49 BB00 BC07 BD00 4K030 BA44 BA47 BB00 BB13 CA07 CA12 LA16 5F051 BA18 EA18 GA06 HA07 HA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】太陽電池のセル部の外側に積層して用いら
れるフィルムであって、該フィルムが、単独の基材フィ
ルム、もしくは基材フィルムを含む複数の層が積層され
た積層フィルムからなり、且つ、該フィルムの少なくと
もいずれかの１層に、光線封じ込め層が設けられている
ことを特徴とする太陽電池用フィルム。
【請求項２】太陽電池のセル部の外側に積層して用いら
れるフィルムであって、該フィルムが、単独の基材フィ
ルム、もしくは基材フィルムを含む複数の層が積層され
た積層フィルムの一方の面に、太陽電池のセル部に積層
するための接着層が予め積層された積層体からなり、且
つ、該積層体の少なくともいずれかの１層に、光線封じ
込め層が設けられていることを特徴とする太陽電池用フ
ィルム。
【請求項３】前記光線封じ込め層が、配列された凹凸構
造を有し、少なくとも該凹凸構造の高さまたは深さが
０．１ｎｍ〜５００μｍであることを特徴とする請求項
１または２に記載の太陽電池用フィルム。
【請求項４】前記光線封じ込め層の配列された凹凸構造
が、高さまたは深さが１μｍ〜５００μｍの大きな凹凸
構造の上に、更に、高さまたは深さが０．１ｎｍ〜５０
０ｎｍの小さな凹凸構造を配列して形成した多段凹凸構
造を有することを特徴とする請求項３に記載の太陽電池
用フィルム。
【請求項５】前記太陽電池用フィルムの少なくとも基材
フィルムが、耐候性フィルムであることを特徴とする請
求項１乃至４のいずれかに記載の太陽電池用フィルム。
【請求項６】前記太陽電池用フィルムのいずれかの層
に、ガスバリヤー層が積層されていることを特徴とする
請求項１乃至５のいずれかに記載の太陽電池用フィル
ム。
【請求項７】前記請求項１乃至６のいずれかに記載の太
陽電池用フィルムが、太陽電池のセル部の少なくとも一
方の外側に用いられていることを特徴とする太陽電池モ
ジュール。