JP2001085708A

JP2001085708A - 太陽電池モジュール

Info

Publication number: JP2001085708A
Application number: JP25829199A
Authority: JP
Inventors: Yukie Ueno; 雪絵上野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-09-13
Filing date: 1999-09-13
Publication date: 2001-03-30

Abstract

(57)【要約】【課題】金属からなる基板上に光変換部材としての
半導体層を有する光起電力素子と、金属からなる裏面材
との間にかかる交流成分による影響を減少させ、交流成
分からダメージを受けない太陽電池モジュールを提供す
る。【解決手段】金属からなる基板１０１上に光変換部材
としての半導体層１０３を少なくとも一層有する光起電
力素子１０８と、金属からなる裏面材１１１と、裏面材
１１１と光起電力素子１０８との間に配される封止材１
１０とを有する太陽電池モジュールにおいて、裏面材１
１１が複数の開口部を有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は太陽電池モジュール
に関するものであり、より詳しくは、金属基板上に半導
体層を有する光起電力素子と、該光起電力素子の非受光
面側（以下、裏面）に金属からなる裏面材と、該裏面材
と光起電力素子との間に配される封止材とを有する太陽
電池モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境問題に対する意識の高まりが
世界的に広がりを見せている。中でもＣＯ₂排出に伴う
地球の温暖化現象に対する危倶感は深刻で、クリーンな
エネルギーへの希求は益々強まっている。現在のとこ
ろ、太陽電池はその安全性と扱いやすさから、クリーン
なエネルギー源として期待のもてるものだということが
できる。

【０００３】これらの太陽電池の中でも、導体金属基板
上にシリコンを堆積し、その上に透明導電層を形成した
アモルファスシリコン太陽電池を代表とする薄膜太陽電
池は、軽量でかつ耐衝撃性、フレキシブル性に富んでい
るので、将来のモジュール形態として有望視されてい
る。ただ、ガラス基板上にシリコンを堆積する場合と異
なり光入射側表面を透明な被覆材で覆い、光起電力素子
を保護する必要がある。最も一般的には最表面にガラス
を用いガラスと光起電力素子とを封止材樹脂で接着する
という方法が取られる。ガラスは耐候性に優れ湿度も通
さないため半導体である光起電力素子を被覆する部材と
しては最も優れているものの一つであるといえる。その
ため太陽電池モジュールのほとんどが最表面の被覆にガ
ラスを用いている。

【０００４】しかし、ガラス被覆は、１）重い、２）曲
げられない、３）衝撃に弱い、４）コスト高、という問
題点を有しており、これでは薄膜太陽電池の軽量・耐衝
撃性・フレキシブルという利点を生かすことができな
い。

【０００５】そこで、表面被覆材として最表面にフッ素
樹脂フィルム等の透明なフッ化物重合体薄膜、その内側
には種々の熱可塑性透明有機樹脂を封止材樹脂として用
いることにより、薄膜太陽電池の特徴を生かした軽くて
フレキシブル性のある太陽電池モジュールが提案されて
きた。これらの材料が用いられてきた理由としては、１）フッ化物重合体は耐候性・撥水性に富んでおり、樹
脂の劣化による黄変・白濁あるいは表面の汚れによる光
透過率の減少に起因する太陽電池モジュールの変換効率
の低下を少なくすることができる、２）熱可塑性透明樹
脂は安価であり内部の光起電力素子を保護するための封
止材として大量に用いることができる、といったことが
挙げられる。

【０００６】また光起電力素子上には、一般に発電した
電力を効率良く取り出すための種々の集電電極や、素子
どうしを直列化あるいは並列化するための金属部材が設
けられており、熱可塑性透明樹脂はこのような電極や金
属部材などの実装部材をも封止することにより素子表面
上の凹凸を埋めて被覆材表面を平滑にするという効果も
持っている。

【０００７】しかし、このようなフィルムで被覆した太
陽電池モジュールはフレキシブルではあるがガラスを用
いた場合に比べ当然機械的剛性が乏しくなる。そこでこ
れを改善するために裏面に接着剤層を介して種々の裏面
材（基体）を貼り付けるのが一般であり、通常、裏面材
として剛性の高い鋼板やプラスチック板などが用いられ
る。

【０００８】また、フィルムで被覆した太陽電池のフレ
キシブル性を生かした屋根材一体型太陽電池モジュール
の開発も活発に進められている。この場合は、屋根用鋼
板に接着剤層を介して光起電力素子を貼り付ける。すな
わち屋根用鋼板が補強材としての機能を果たす。

【０００９】これらの太陽電池モジュールは、一般に、
多数の太陽電池モジュールを架台上に所定の配列関係を
もって並置した状態で相互に電気接続したものであり、
インバータを含むパワーコンディショナを介して系統電
源と連系させることにより、負荷への電力供給を実現し
た太陽光発電システムを構成するが、以下のような場合
には外部からの影響で太陽電池モジュールに交流成分が
流れこむことがある。

【００１０】１）通常、太陽電池モジュールのような電
気製品は、工場等からの出荷時、システムで規程された
電圧を印加して行う耐電圧試験を行うことが義務づけら
れている。この試験で、作業員のミス等により耐電圧試
験を行うプラス極とマイナス極が、試験中や試験後放電
中にショートして、光起電力素子と金属鋼板からなる裏
面材との間に交流成分が流れる場合。

【００１１】２）実際に系統電源と連系した状態で避雷
針等への近傍に落雷が起き、かつインバータを含むパワ
ーコンディショナ中に保護回路がない場合または故障し
ている場合には、その接地付近の大地の電位が上昇し、
他の接地極から太陽電池モジュールヘ雷サージが逆流す
る場合。

【００１２】このように外部からの影響で太陽電池モジ
ュールに交流成分が流れる場合、光起電力素子にも交流
成分が流れるために、半導体層がダメージを受けて特
性、特に低照度における起電圧特性が劣化することがあ
る。このような問題は、歩留まりの低下や出力の減少へ
とつながる可能性があった。これは、光起電力素子と裏
面材としての金属鋼板との間の裏面接着剤が、外部から
電圧を印加された場合にキャパシタンスとして働き、交
流成分が光起電力素子と裏面材間に流れることにより発
生すると考えられ、太陽電池モジュールの直列数が多い
場合等、顕著に現れる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は以上の
ような課題を克服して、金属からなる基板上に光変換部
材としての半導体層を有する光起電力素子と金属からな
る裏面材との間にかかる交流成分の影響を減少させ、交
流成分からダメージを受けない太陽電池モジュールを提
供することである。更には、量産性が高く、信頼性の高
い太陽電池モジュールを提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上述した目
的を達成するために、金属からなる基板上に光変換部材
としての半導体層を有する光起電力素子と金属からなる
裏面材との間にかかる交流成分の影響を減少させ、交流
成分からダメージを受けない太陽電池モジュールについ
て鋭意検討した結果、以下に述べる知見を得た。

【００１５】その骨子は、金属からなる基板上に光変換
部材としての半導体層を少なくとも一層有する光起電力
素子と、金属からなる裏面材とを有する太陽電池モジュ
ールが、該裏面材に複数の開口部を持つことによって、
光起電力素子と裏面材との間のキャパシタンスが小さく
なり交流インピーダンスが大きくなることによって、光
起電力素子へのダメージを減少させるものである。その
結果、太陽電池モジュールの特性、特には低照度におけ
る起電圧特性の劣化を抑えることができることを見いだ
した。

【００１６】光起電力素子と裏面材との間のキャパシタ
ンスについて更に詳述すると、後述のように、耐衝撃
性、フレキシブル性に優れたアモルファスシリコン薄膜
太陽電池等は金属基板等を支持基板として使用すること
が多い。さらに耐候性、耐衝撃性、機械的強度をあげる
ために金属材等からなる裏面材上に樹脂封止を行う。

【００１７】しかし、製造工程の耐電圧試験や、設置時
に落雷等でサージが発生した場合、光起電力素子と裏面
材の間の絶縁シートや裏面封止材（接着剤）がキャパシ
タンスとして働き、光起電力素子に交流成分が流れるた
めに、半導体層がダメージを受けて電気特性の低下等の
問題が生じる。これを解決するためには、光起電力素子
と裏面材との間のキャパシタンスを小さくして交流イン
ピーダンスを大きくすることが有効である。

【００１８】具体的には、裏面材に複数の開口部を持つ
ことによって、光起電力素子と裏面材との間のキャパシ
タンスを小さくすることで達成される。このことによ
り、製造工程の耐電圧試験や、設置時に落雷等でサージ
が発生した場合に、光起電力素子と裏面材の間の絶縁シ
ートや裏面封止材がキャパシタンスとして働いて発生す
る交流成分のインピーダンスを大きくすることができ、
光起電力素子へのダメージを減少させ、低照度における
起電圧特性の劣化を抑えることが可能となる。

【００１９】本発明はこれらの知見に基づいて完成され
たものであり、本発明の太陽電池モジュールは、金属か
らなる基板上に光変換部材としての半導体層を少なくと
も一層有する光起電力素子と、金属からなる裏面材と、
該裏面材と光起電力素子との間に配される封止材（裏面
封止材）とを有する太陽電池モジュールにおいて、前記
裏面材が複数の開口部を有することを特徴とする。

【００２０】また、前記裏面材の開口率を１０％以上と
することにより、キャパシタンスを十分小さくすること
ができ、起電圧特性に関しより信頼性の高いものとな
る。なお、開口率の上限は特に限定されず、太陽電池モ
ジューの耐衝撃性、機械的強度等を考慮して適宜設計す
ることができる。

【００２１】さらに、前記開口部を有する裏面材が、そ
の両面に有機樹脂層を有することにより、受光面の封止
材（表面封止材）や非受光面の封止材（裏面封止材）と
の接着力を向上させ、さらに裏面材の耐候性を上げるこ
とが可能となる。

【００２２】また、前記裏面材が開口部を持つことによ
り、太陽電池モジュールの熱容量が小さくなり、外部温
度や日射によってモジュール温度が上昇しやすくなるた
め、半導体層をアモルファスシリコン薄膜層とすること
により、アニール効果が期待できる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
態様例を説明する。

【００２４】図１は本発明の太陽電池モジュールの一例
である。図１において、１０６はフッ化物重合体薄膜層
よりなる透明部材、１０７は熱可塑性透明有機樹脂より
なる表面封止材、１０８は光起電力素子、１０９は絶縁
シート、１１０は裏面封止材、１１１は裏面材である。
この例では表面封止材の有機樹脂と同じものを裏面封止
材として用いている。

【００２５】以下に本発明の太陽電池モジュールの構成
要素に関して説明するが、本発明はこのような特定の構
造、もしくは形状の太陽電池モジュールに限定されるも
のではない。

【００２６】（光起電力素子）図１に示す光起電力素子
１０８は、主として金属基板１０１、裏面反射層１０
２、半導体層１０３、透明導電層１０４、集電電極１０
５により構成されている。

【００２７】基板１０１は、アモルファスシリコンのよ
うな多層薄膜の構成による太陽電池の場合の半導体層１
０３を機械的に支持する基板であり、また下部電極の役
割も果たす。

【００２８】基板１０１の材料としては、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
等が挙げられる。

【００２９】半導体層１０３としては、アモルファスシ
リコン系半導体を例に挙げると、ｉ層を構成する半導体
材料として、ａ−Ｓｉ，ａ−ＳｉＧｅ，ａ−ＳｉＣ等の
いわゆるＩＶＢ族及びＩＶＢ族合金系アモルファス半導
体が挙げられる。ｐ層またはｎ層を構成する半導体材料
としては、前述したｉ層を構成する半導体材料に価電子
制御剤をドーピングすることによって得られる。また原
料としては、ｐ型半導体を得るための価電子制御剤とし
ては第ＩＩＩＢ族の元素を含む化合物が用いられる。第
ＩＩＩＢ族の元素としては、Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎが挙
げられる。ｎ型半導体を得るための価電子制御剤として
は第ＶＢ族の元素を含む化合物が用いられる。第ＶＢ族
の元素としてはＰ，Ｎ，Ａｓ，Ｓｂが挙げられる。

【００３０】アモルファスシリコン系半導体以外の薄膜
半導体としてはＣｄＳ，ＣｄＴｅ，Ｃｕ₂Ｓ等のＩＩ−
ＶＩ族系半導体、ＣｕＩｎＳｅ₂，ＳｕＩｎＳ₂等の半導
体、フタロシアニン、ヒドロキシ・スクァリリウム、ポ
リアセチレン等の有機系半導体等を本発明に用いること
ができる。

【００３１】本発明においては、分光感度や電圧の向上
を目的として半導体接合を２層以上積層するいわゆるタ
ンデムセルやトリプルセルを用いることもできる。

【００３２】上記の光起電力素子は、所望する電圧ある
いは電流に応じて直並列に接続される。また、絶縁化し
た基板上に光起電力素子を集積化して所望の電圧あるい
は電流を得ることもできる。

【００３３】（裏面絶縁シート）絶縁シート１０９は、
光起電力素子１０８の導電性基板１０１と裏面材１１１
との間の電気的絶縁を保つために用いている。裏面封止
材１１０だけでも絶縁性はあるが厚さにばらつきがある
ため、膜厚の薄い部分あるいはピンホール部分において
は、光起電力素子と裏面材とのショートが発生する恐れ
がある。絶縁シートはそれを防止するための安全策とし
て使用している。

【００３４】絶縁シート１０９の材料としては、導電性
基板１０１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。好適に用いられる材料とし
てはナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）等がある。

【００３５】（裏面封止材）裏面封止材１１０は、光起
電力素子１０８と裏面の絶縁シートあるいは絶縁シート
と裏面材との接着を図るためのものである。したがっ
て、要求される特性としては長期耐久性、耐熱膨張性、
耐熱収縮性および接着性が挙げられる。

【００３６】裏面封止材１１０の材料としては、ＥＶＡ
（酢酸ビニル−エチレン共重合体）、ポリビニルブチラ
ール等のホットメルト材、両面テープ、エポキシ樹脂等
を使用することができる。

【００３７】太陽電池モジュールが高温で使用される場
合、例えば屋根材一体型などでの使用の場合は高温下で
の接着力を確実にするために架橋していることがより望
ましい。ＥＶＡなどでの架橋剤としては有機過酸化物を
用いるのが一般的である。

【００３８】また、表面封止材と同じ材料を裏面封止材
として用いることももちろん可能であり、通常はそのよ
うな場合が多い。

【００３９】（裏面材）絶縁シート１０９の外側には、
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、裏面材
１１１を貼り付ける。

【００４０】裏面材１１１の材質としては長期間の屋外
使用に耐え得る十分な耐腐食性と剛性を持った材料が望
ましい。例えば、溶融亜鉛メッキ鋼板、ガルバリウム鋼
板、ガルバナイズド鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウ
ム板、ＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）が好まし
く、これらの中でも溶融亜鉛メッキ鋼板、ガルバリウム
鋼板（溶融亜鉛−アルミ合金メッキ鋼板）、ガルバナイ
ズド鋼板（溶融亜鉛−アルミ合金メッキ鋼板）、ステン
レス鋼板がより好ましい。

【００４１】裏面材１１１の両面には耐腐食性、樹脂と
の接着性、耐擦傷性、意匠性等を考慮して有機樹脂層を
設けることが好ましい。この有機樹脂としてはポリエス
テル樹脂、シリコンポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、
ウレタン樹脂、アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂、
シリコン樹脂、フッ素樹脂のいずれかから選択される樹
脂を主成分とすることが望ましい。

【００４２】光起電力素子とは逆側に設けられる有機樹
脂層は直接外部環境にさらされるため、より耐擦傷性を
向上させる目的で金属あるいは金属酸化物の微粒子を含
有させることができる。具体的には、アルミニウム、マ
グネシウム、亜鉛、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化
チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛等の球状粒子ある
いは棒状粒子あるいはフレーク状粒子である。

【００４３】このような有機樹脂層を両面に設けた裏面
材の具体的な例としては、塗装溶融亜鉛メッキ鋼板、塗
装ガルバリウム鋼板、塗装ガルバナイズド鋼板、塗装ス
テンレス鋼板、塗装アルミニウム板のように塗装により
表面に樹脂層を形成した金属板等が挙げられる。

【００４４】これらの裏面材は、機械的強度とキャパシ
タンスの関係より所望の開口率で開口部を設けて使用す
る。開口部の形状は特に限定されない。

【００４５】（表面封止材）表面封止材１０７は光起電
力素子１０８の凹凸を樹脂で被覆し、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
表面透明部材１０６と光起電力素子１０８との接着を確
保するために必要である。したがって、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。
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）、ポリビニル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、フッ
素樹脂などが挙げられる。

【００４６】本発明に用いられる表面封止材樹脂の材料
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、封止材樹脂下層の保護のために、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。

【００４７】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表面封止材樹脂とな
る。

【００４８】さらに、耐熱性・熱加工性改善のために熱
酸化防止剤を添加することも可能である。熱酸化防止剤
の化学構造としてはモノフェノール系、ビスフェノール
系、高分子型フェノール系、硫黄系、燐酸系がある。

【００４９】光起電力素子１０８および／または表面透
明部材１０６との接着性をより改善するためにシランカ
ップリング剤や有機チタネート化合物を表面封止材樹脂
に添加することが可能である。

【００５０】一方、光起電力素子に到達する光量の減少
をなるべく抑えるために、表面封止材樹脂は透明でなく
てはならず、具体的には光透過率が４００ｎｍ以上８０
０ｎｍ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。

【００５１】（表面透明部材）表面透明部材１０６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
屋外曝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。

【００５２】表面透明部材１０６に好適に用いられる材
料としては白板強化ガラス、フッ素樹脂フィルム、アク
リル樹脂フィルムなどがある。薄膜太陽電池のフレキシ
ブル性、軽薄性を最大限に発揮させるためにはフィルム
で被覆することが望ましいが、なかでもフッ素樹脂フィ
ルムは耐候性、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（ＰＶＤＦ）樹
脂、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）樹脂あるいは四フッ化
エチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）樹脂などがあ
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−エチレン共重合体樹脂が優れてい
る。

【００５３】（太陽電池モジュールの作成）以上述べ
た、表面透明部材、表面封止材、光起電力素子、裏面絶
縁シート、裏面封止材、裏面材を用いて太陽電池モジュ
ールとする方法を次に説明する。

【００５４】表面封止材樹脂、表面透明部材で光起電力
素子受光面を被覆するには、シート状に成型した表面封
止材樹脂を作製しこれを表面透明部材とともに光起電力
素子上に加熱圧着する方法が一般的である。すなわち、
光起電力素子と表面透明部材との間に表面封止材樹脂シ
ートを挿入して加熱圧着することにより太陽電池モジュ
ールとすることができる。この時、表面透明部材がフィ
ルムであれば、外側に凹凸形状を有するものを配置し、
圧着時にそれがフィルムに押しつけられるようにすれば
容易に受光面側表面に凹凸を設けることができる。な
お、圧着時の加熱温度及び加熱時間は封止材樹脂の架橋
反応が十分に進行する温度・時間をもって決定する。

【００５５】また、裏面についても同様な方法で裏面絶
縁シート、裏面封止材、裏面材を用いて被覆を行えばよ
い。通常は表面封止材と裏面封止材は同じ材料であるの
で上記工程と同時に行うことができる。

【００５６】加熱圧着の方法としては従来公知である真
空ラミネーション、ロールラミネーションなどを種々選
択して用いることができる。すなわち、例えば表面透明
部材１０６／表面封止材樹脂シート１０７／光起電力素
子１０８／裏面封止材樹脂シート１１０／裏面絶縁シー
ト１０９／裏面封止材樹脂シート１１０／裏面材１１１
という順に重ねて太陽電池モジュール積層体とし、これ
を加熱圧着すれば図１に示したような太陽電池モジュー
ルとすることができる。

【００５７】

【実施例】以下本発明の実施例を詳しく説明するが、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、
以下の実施例で作製した太陽電池モジュールの信頼性を
確認するために以下のような試験を行った。

【００５８】（１）絶縁耐圧試験試験体のプラスマイナスの出力端子を導線で短絡した
後、試験体の金属からなる裏面材と出力端子間に、試験
体のシステム電圧の２倍＋１０００Ｖの電圧を１分間印
加する。

【００５９】試験終了後、放電中に試験機のプラス端子
を接続したままでマイナス端子をショート（接触）させ
る。

【００６０】試験前後で２００ｌｕｘにおける起電圧を
測定し±５％の変化率の場合は○、それ以外の場合は変
化率を記した。

【００６１】（２）雷サージ試験試験体のプラスマイナスの出力端子を導線で短絡した
後、試験体の金属からなる裏面材と出力端子間に、雷サ
ージを印加する。印加電圧：±５ｋＶ印加時間：１．２×５０μｓ印加回数：５回試験前後で２００ｌｕｘにおける起電圧を測定し±５％
の変化率の場合は○、それ以外の場合は変化率を記し
た。

【００６２】（実施例１）本発明の太陽電池モジュール
の第一実施例として図１に示すような太陽電池モジュー
ルを作製した。

【００６３】洗浄したステンレス基板１０１上に、スパ
ッタ法で裏面反射層１０２としてＡｌ層（膜厚５０００
Å）とＺｎＯ層（膜厚５０００Å）を順次形成する。つ
いで、プラズマＣＶＤ法により、ＳｉＨ₄とＰＨ₃とＨ₂
の混合ガスからｎ型ａ−Ｓｉ層を、ＳｉＨ₄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光電変換半導体層１０３
を形成した。次に、透明導電層１０４として、Ｉｎ₂Ｏ₃
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た。

【００６４】さらに、Ｃｕワイヤーをカーボンペースト
で被覆した電極を熱圧着装置で接着し集電電極１０５を
形成し、最後にマイナス側端子として銅タブをステンレ
ス基板１０１にステンレス半田を用いて取り付け、プラ
ス側端子としては錫箔のテープを導電性接着剤にて集電
電極１０５に取り付け出力端子とし、光起電力素子１０
８を得た。そしてこの光起電力素子を複数個直列の接続
してセルブロックとした。

【００６５】上記セルブロック、ＥＶＡシート（スプリ
ングボーンラボラトリーズ社製、商品名フォトキャッ
プ、厚さ４６０μｍ）、片面をコロナ放電処理した無延
伸のＥＴＦＥフィルム（デュポン社製、商品名テフゼル
フィルム、厚さ５０μｍ）、ポリエチレンテレフタレー
ト（ＰＥＴ）フィルム（東レ社製、商品名ルミラー、厚
さ５０μｍ）、ガルバリウム鋼板（大同鋼板製、商品名
タイマカラーＧＬ、厚さ０．４ｍｍ）を、ＥＴＦＥフィ
ルム１０６／ＥＶＡシート１０７／セルブロック／ＥＶ
Ａシート１１０／ＰＥＴフィルム１０９／ＥＶＡシート
１１０／鋼板１１１という順に重ねて太陽電池モジュー
ル積層体とした。

【００６６】次に、ＥＴＦＥフィルム１０６の外側に、
離型用テフロンフィルム（デュポン社製、商品名テフロ
ンＰＦＡフィルム、厚さ５０μｍ）を介してステンレス
メッシュ（４０×４０メッシュ、線径０．１５ｍｍ）を
配し、上記積層体を真空ラミネート装置を用いて加圧脱
気しながら１５０℃で３０分加熱圧着することにより太
陽電池モジュールを得た。表面透明部材であるＥＴＦＥ
フィルムの表面には上記メッシュにより最大３０μｍの
高低差の凹凸が形成された。

【００６７】出力端子はあらかじめ光起電力素子裏面に
まわしておき、ラミネート後、ガルバリウム鋼板に予め
開けておいた端子取り出し口から出力が取り出せるよう
にした。

【００６８】さらにこのモジュールの裏面材の光起電力
素子よりも外側に延在している部分をローラーフォーマ
ーにて折り曲げ加工して、裏面材がそのまま屋根材の機
能を果たす「屋根材一体型太陽電池モジュール」とし
た。

【００６９】一方、ここで用いた裏面材であるガルバリ
ウム鋼板の両面にはポリエステル系塗料による樹脂層が
形成されており、光起電力素子と逆側の面の樹脂層中に
はガラスの微小繊維が含有されている。また、有機樹脂
層の厚みは光起電力素子側が８μｍ、逆側が１７μｍで
ある。更に図１（ｂ）に示すように、直径３０ｍｍ、ピ
ッチ１０ｍｍの孔（開口率４４％）が形成されている。

【００７０】かくして、太陽電池モジュールを得た。評
価結果を表１に示す。

【００７１】表１からも明らかなように本実施例で得ら
れた太陽電池モジュールはいずれの試験においても良好
な結果を示した。

【００７２】（実施例２）裏面材を開口率５０％のメッ
シュ形状のものを用いた以外は実施例１と全く同様にし
て太陽電池モジュールを作製した。

【００７３】評価結果を表１に示す。いずれも特性の低
下は無く実施例１と同様に良好な結果が得られた。

【００７４】図３に裏面材の開口率と試験前後での低照
度における起電圧特性の変化率を示す。図３に示すよう
に裏面材の開口率は１０％以上にすることが好ましい。

【００７５】（比較例１）裏面材に開口部を設けないこ
と以外は実施例１と全く同様にして太陽電池モジュール
を作製した。

【００７６】評価結果を表１に示す。低照度における起
電圧特性は、絶縁耐圧試験で２０％、雷サージ試験で１
５％低下していた。これは光起電力素子と裏面材の間の
キャパシタンスが大きくなり、光起電力素子にインピー
ダンスの小さな交流成分が流れたために、半導体層がダ
メージを受けたことを原因として考えられる。

【００７７】図４に実施例１と比較例１の雷サージ試験
の印加電圧を変化させた場合の特性の変化を示す。図４
からもわかるように、本発明で得られた太陽電池モジュ
ールは耐サージ性に優れていることがわかる。

【００７８】（実施例３）裏面材に図２のような長孔型
の開口部（開口率７０％）を形成したこと以外は実施例
１と全く同様にして太陽電池モジュールを形成した。

【００７９】評価結果を表１に示す。いずれも特性の低
下は無く実施例１と同様に良好な結果が得られた。

【００８０】

【表１】

【００８１】

【発明の効果】本発明の太陽電池モジュールによれば、
外部からの交流成分による影響で起電圧特性等の劣化を
生じる問題がなく、歩留り、信頼性に優れた太陽電池モ
ジュールの提供ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により製造される太陽電池モジュールの
一例を示す模式図である。

【図２】本発明に用いられる裏面材の開口パターンの一
例を示す模式図である。

【図３】裏面材の開口率と試験前後での起電圧特性の変
化の一例を示す図である。

【図４】本発明の実施例と比較例の試験前後での起電圧
特性の変化を示す図である。

【符号の説明】

１０１金属基板１０２裏面反射層１０３半導体層１０４透明導電層１０５集電電極１０６透明部材１０７表面封止材１０８光起電力素子１０９絶縁シート１１０裏面封止材１１１裏面材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属からなる基板上に光変換部材として
の半導体層を少なくとも一層有する光起電力素子と、金
属からなる裏面材と、該裏面材と光起電力素子との間に
配される封止材とを有する太陽電池モジュールにおい
て、前記裏面材が複数の開口部を有することを特徴とす
る太陽電池モジュール。
【請求項２】前記裏面材の開口率が１０％以上である
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】前記裏面材が両面に有機樹脂層を有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モ
ジュール。
【請求項４】前記光変換部材としての半導体層がアモ
ルファスシリコン薄膜を含む半導体層であることを特徴
とする請求項１乃至３のいずれかに記載の太陽電池モジ
ュール。