JP2002134768A

JP2002134768A - 太陽電池モジュール及びその製造方法

Info

Publication number: JP2002134768A
Application number: JP2000329633A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Matsui; 宏史松居
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2000-10-27
Filing date: 2000-10-27
Publication date: 2002-05-10

Abstract

(57)【要約】【課題】安価で、長期信頼性、生産性に優れた太陽電
池モジュールを提供する。【解決手段】透光性基板１０１、表面封止材膜１０
２、光起電力素子１０３、裏面被覆材１０５（裏面封止
材膜１０６と裏面保護膜１０７の貼り合わせフィルム）
からなり、該封止材膜１０２、１０６としてエチレン酢
酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含有量：２０〜２６ｗｔ
％、ＭＦＲ０．８ｇ〜４ｇ／１０ｍｉｎ）シートを用
い、その表面に当該シート全厚みの１０〜５０％の凹凸
構造を形成し、裏面保護膜２０３として、エチレン−４
弗化エチレン共重合体シートとポリエチレンテレフタレ
ートフィルムを複数層積層して接着一体化した複合フィ
ルムを用いる。

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
ル及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
の太陽電池モジュールは、通常、強化ガラス上に、表面
封止材膜としてエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶ
Ａ）シートを載せ、この上にリード線で接続された複数
の光起電力素子を並べ、この上に裏面封止材膜としてＥ
ＶＡシートを載せ、この上に裏面保護膜（例えばフッ素
フィルム／金属箔／フッ素フィルムの複合シート）を載
せた後、二重真空室ラミネート装置で、全体を加熱加圧
することにより製造される。

【０００３】ところが、この従来の太陽電池モジュール
では、加熱加圧の際にＥＶＡ樹脂が溶融してガラス端部
からはみ出したり、また、裏面封止材膜が位置ずれを起
こしてガラス端部からはみ出すため、このはみ出したＥ
ＶＡ樹脂や裏面保護膜（以下、バリと称する）を切り取
る工程が必要となり、稼働率や生産性の向上を引き下げ
る要因となっていた。

【０００４】上述の問題を解決する手段として、特開平
６−１７７４１２号公報に示されているように、メルト
フローレートが１４ｇ／１０ｍｉｎ以下の低流動性ＥＶ
Ａを使用する方法が知られている。この公報に示される
実施例を簡単に説明すると、ガラス上に、表裏からメル
トフローレートが１４ｇ／１０ｍｉｎ以下のＥＶＡシー
トで挟み込んだシリコン光起電力素子を置き、その上に
弗化ビニル（ＰＶＦ）／アルミ箔／弗化ビニル（ＰＶ
Ｆ）の複合シートを置いて、全体を加熱圧着する。ＥＶ
Ａの流動性が低いために、全体を一体に加熱圧着した際
にガラスの周縁端部からＥＶＡが流れ出さないというも
のである。

【０００５】しかしながら、この公報の実施例では、低
流動性のＥＶＡ樹脂を用いることにより、ＥＶＡのバリ
取りが不要であることのみが示されているだけで、具体
的なＥＶＡシートや裏面保護膜の裁断寸法の適用例、セ
ル割れ、気泡残り等の外観、太陽電池セル／裏面フィル
ム／アルミ枠間の電気的絶縁性に関する評価結果が示さ
れていない。低流動かつ硬いＥＶＡ樹脂を用いると、加
熱加圧時にセルが割れる可能性がある。また、充分に脱
気・加圧を行なわなければ気泡が残る可能性があり、一
方、脱気時間、加圧時間を充分に取るとラミネート時間
が延びて生産効率が悪くなる。

【０００６】また、従来の太陽電池モジュールは、前記
公報の実施例に示されるように、裏面保護膜として、弗
化ビニル（ＰＶＦ）／アルミ箔／弗化ビニル（ＰＶＦ）
のような、耐防湿性を向上すべく金属箔を有機化合物樹
脂で挟みこんだ複合フィルムを使用した。

【０００７】しかしながら、金属箔入り裏面保護膜は材
料コストが高く、太陽電池モジュールのコストを引き上
げる要因となるばかりか、加熱加圧時に、金属箔に電流
がリークする可能性がある。また、裏面保護膜は加熱加
圧時に位置ずれを起こし易く、ガラスの周縁端部からは
み出した状態でバリ取り作業を行なわなければ、金属箔
が後工程で取り付けることになるアルミ枠と接触して絶
縁不良を起こす可能性がある。

【０００８】本発明は上述の問題に鑑みてなされたもの
であり、金属箔入り裏面保護膜を用いずとも防湿性、耐
光性、耐熱性、耐水性等の諸堅牢性に優れ、且つ、低流
動かつ硬い樹脂を用いてもセル割れが無く、気泡残りを
防止しながらラミネート時間を短縮でき、さらに加熱圧
着後のバリ取り作業をしない点で生産性に優れた太陽電
池モジュール及びその製造方法を提供することを目的と
している。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、透光性基板、表面封止材
膜、光起電力素子、裏面封止材膜、および裏面保護膜を
積層した太陽電池モジュールにおいて、前記表面封止材
膜及び裏面封止材膜がエチレン−酢酸ビニル共重合体シ
ートであり、該エチレン−酢酸ビニル共重合体シートの
酢酸ビニル含有量が２０〜２６重量％、メルトフローレ
ートが０．８〜４ｇ／１０ｍｉｎであることを特徴とし
ている。

【００１０】また、請求項２に記載の発明は、前記表面
封止材膜及び裏面封止材膜がその表面に凹凸構造を有
し、この凹凸部の高さが、該封止材膜の全厚みの１０〜
５０％を占めることを特徴としている。

【００１１】また、請求項３に記載の発明は、前記裏面
封止材膜と裏面保護膜があらかじめ接着一体化されてい
ることを特徴としている。

【００１２】また、請求項４に記載の発明は、前記裏面
保護膜が、少なくとも片面に無機酸化物をコーティング
した有機化合物樹脂フィルムを複数層被着した複合フィ
ルムであることを特徴としている。

【００１３】また、請求項５に記載の発明は、前記有機
化合物樹脂フィルムが、フッ素フィルム或いはポリエス
テルフィルムであることを特徴としている。

【００１４】また、請求項６に記載の発明は、前記表面
封止材膜と前記光起電力素子との間にガラス繊維不織布
が介在することを特徴としている。

【００１５】また、請求項７に記載の発明は、前記透光
性基板の外形をＬ１×Ｗ１、表面封止材膜の外形をＬ２
×Ｗ２、裏面封止材膜の外形をＬ３×Ｗ３とすると、Ｌ
１＞Ｌ３＞Ｌ２、且つＷ１＞Ｗ３＞Ｗ２の条件を満た
し、前記透光性基板の周縁端部より内側に前記裏面封止
材膜の周縁端部が配置され、さらに該裏面封止材膜の周
縁端部より内側に前記表面封止材膜の周縁端部が配置さ
れるように積層重合し、該表面封止材膜と裏面封止材膜
の裁断寸法を、Ｌ１−Ｌ２＝４〜１２ｍｍ、Ｌ１−Ｌ３
＝０〜８ｍｍに設定して積層重合することを特徴として
いる。

【００１６】また、請求項８に記載の発明は、二重真空
室ラミネート装置を用いて積層することを特徴としてい
る。

【００１７】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、透光性基板、
表面封止材膜、光起電力素子、裏面封止材膜、および裏
面保護膜を積層した太陽電池モジュールにおいて、前記
封止材膜として、酢酸ビニル含有量が２０〜２６重量
％、メルトフローレートが０．８〜４ｇ／１０ｍｉｎの
低流動性かつ硬固なエチレン−酢酸ビニル重合体（ＥＶ
Ａ）シートを使用するので、加熱加圧時に溶融してガラ
スの周縁端部から流動するＥＶＡの流動が抑制される。
これにより、ラミネーション後のバリ除去作業が軽減で
きる。メルトフローレートが４ｇ／１０ｍｉｎを超える
と流動性が高くなるので好ましくない。また、メルトフ
ローレートが８ｇ／１０ｍｉｎ未満になると、樹脂が硬
くなりすぎて接着性が低下するので好ましくない。

【００１８】また、従来の高流動性ＥＶＡシートを用い
た場合、セルを複数個接続して形成されるセルストリン
グスの列間をアクリル糊ＰＥＴテープ等で固定をしなけ
れば、加熱加圧後に列間が大きく広がって外観上問題と
なったが、請求項１に記載の低流動ＥＶＡシートを用い
ると、アクリル糊ＰＥＴテープで固定をせずとも列間が
広がることはない。また、セル特性を向上させるために
裏面封止樹脂膜としてチタン白で着色したＥＶＡシート
を用いた場合、高流動ＥＶＡシートは、加熱加圧後にチ
タン白がセル受光面に廻り込んで特性を落とす可能性が
あったが、低流動性ＥＶＡシートを用いると、セル受光
面に廻り込むことは無いので出力特性を落とすことはな
い。

【００１９】しかしながら、請求項１に記載した低流動
且つ硬固なＥＶＡ樹脂を用いると、加圧によるセル割れ
が懸念されるが、請求項２の発明によれば、ＥＶＡシー
トの表面にこのシート厚さの１０〜５０％以下のエンボ
ス加工（凹凸加工）を施すと、セル表面の突起部がＥＶ
Ａシート表面の凹部に収納されるので、真空加圧時にセ
ルが割れることはない。

【００２０】また、請求項１に記載した流動性が低いＥ
ＶＡ樹脂を用いると、セル脇の間隙にＥＶＡが流れ込む
前に硬化してラミネーション後に気泡が残る可能性が懸
念されるが、請求項２に示す如く、ＥＶＡシートの表面
にこのシート厚さの１０〜５０％以下のエンボス加工
（凹凸加工）を施すと、セルとＥＶＡシート層その間の
脱気性能が格段に向上するため、ＥＶＡが硬化する前に
加圧を開始すれば、セル脇の間隙にＥＶＡが充填されて
気泡残りを誘発することもない。

【００２１】また、請求項３に記載の発明によれば、裏
面封止材膜を予め裏面保護膜と貼り合わせた裏面封止材
膜を用いるので、ＥＶＡの流れが裏面保護膜に拘束さ
れ、ガラスの周縁端部から流動するＥＶＡの量を抑制で
きる。したがって、ラミネーション後のバリ取り作業が
削減できる。

【００２２】また、請求項４及び５に記載の発明によれ
ば、前記太陽電池モジュールの裏面保護膜として、無機
酸化物をコーティングしたフッ素フィルムあるいはポリ
エステルフィルムが２層或いは３層積層した複合フィル
ムを用いるので、従来の金属箔入り裏面保護膜と比べ、
安価で、電気的絶縁性、堅牢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。

【００２３】また、請求項６に記載の発明によれば、前
記太陽電池モジュールにおいて、表面封止材膜と光起電
力素子の間にガラス繊維不織布を配置すると、加熱圧着
時に溶融してガラス端部に流れ出そうとするＥＶＡ樹脂
が複雑に絡み合ったガラス繊維の間に含浸し、ガラスの
周縁端部から流出するＥＶＡ樹脂の量を抑制できる。し
たがって、ラミネーション後のバリ取り作業が削減でき
る。

【００２４】ところで、特開平１１−３０７７８９号公
報には、表面封止材と光起電力素子との間にガラス繊維
不織布を挟む例が開示されているが、この公報に記載さ
れた発明は、表面透明部材に機械的強度が弱いフッ素フ
ィルムを用いたアモルファスシリコン系太陽電池の封止
樹脂の強度を向上させるために用いられており、本発明
のように、表面透明部材に機械的強度に優れたガラスな
どを用いた多結晶シリコン系太陽電池素子の封止樹脂の
流動性を抑制することを目的に用いる場合とは異なる。

【００２５】また、請求項７に記載の発明によれば、前
記太陽電池モジュールの製造において、表面透光性基板
の外形をＬ１×Ｗ１、表面封止材膜の外形をＬ２×Ｗ
２、裏面封止材膜の外形をＬ３×Ｗ３とすると、Ｌ１＞
Ｌ３＞Ｌ２、且つＷ１＞Ｗ３＞Ｗ２の条件を満たし、表
面透光性基板の周縁端部より内側に裏面封止樹脂と裏面
材との積層フィルムの周縁端部が、さらに裏面封止樹脂
と裏面絶縁材との積層フィルムの周縁端部より内側に表
面封止樹脂の周縁端部が配置されるように積層重合する
ので、表面封止樹脂の流れが裏面封止樹脂と裏面絶縁材
との積層フィルムで押さえられるのでＥＶＡの流動が抑
えられる。

【００２６】また、請求項７に記載の発明では、加熱加
圧前の表面封止材の裁断寸法をＬ１−Ｌ２＝２〜６ｍｍ
に、裏面封止材膜の裁断寸法をＬ１−Ｌ３＝０〜４ｍｍ
に設定すれば、積載自動機でシートを積載したときの最
大ずれ量を考慮しても加熱加圧後に溶融ＥＶＡがガラス
の周縁端部と均一になる。Ｌ１−Ｌ２＜２ｍｍ且つＬ１
−Ｌ３＜０ｍｍの場合、加熱加圧後に溶融ＥＶＡがガラ
スの周縁端部からはみ出し、ラミネート装置に付着して
清掃が煩雑になるので好ましくない。またＬ２−Ｌ３＞
６ｍｍの場合、加熱加圧後にガラスの周縁端部のＥＶＡ
厚さが薄くなるので好ましくない。また、Ｌ１−Ｌ３＞
４ｍｍの場合、周縁端部から水分が浸透して高温高湿度
試験の規格を満たさないので好ましくない。

【００２７】また、請求項８に記載の発明によれば、二
重真空ラミネート装置を用いるので、脱気時間・加熱温
度、プレス圧力、プレス時間が制御可能となり、溶融Ｅ
ＶＡのはみ出し量をコントロールしやすくなる。

【００２８】以上のように、請求項１〜請求項６の発明
によると、封止材膜としてＥＶＡ（ＭＦＲ０．８ｇ〜４
ｇ／１０ｍｉｎ）シートの表面に当該シート全厚みの１
０〜５０％のエンボス加工を施し、裏面保護膜として、
有機化合物樹脂フィルムを複数層被着した複合フィルム
を用い、裏面封止材膜と貼り合わせた複合フィルムを用
いると、防湿性、耐光性、耐熱性などの諸堅牢性、生産
性（バリ取り作業工程廃止、ラミネート時間短縮）、電
気的絶縁性、価格性に優れた太陽電池モジュールを提供
できる。

【００２９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施例である太陽
電池モジュールの構成を分解して示した概略断面図であ
る。本発明の太陽電池モジュールは、透光性基板１０
１、表面封止樹脂１０２、ガラス繊維不織布１０３、光
起電力素子１０４、裏面被覆材１０５から構成される。

【００３０】＜透光性基板１０１＞本発明に使用する透
光性基板１０１は太陽電池モジュールの構造支持体とな
り、光を透過するものであれば使用でき、例えば白板熱
処理ガラス、青板熱処理ガラス、透明アクリル樹脂、ポ
リカーボネート樹脂が挙げられる。

【００３１】＜表面封止樹脂１０２＞本発明に使用する
表面封止樹脂１０２のメルトフローレートは０．８〜４
ｇ／１０ｍｉｎが好ましい。メルトフローレートが０．
８ｇ／１０ｍｉｎ未満になると、非流動となり、光起電
力素子間の間隙に樹脂が十分に充填されず、気泡残りを
発生させる場合がある。また、メルトフローレートが４
ｇ／１０ｍｉｎより大きくなると、高流動となりすぎ、
ラミネータの熱板温度、脱気時間、プレス圧力、プレス
時間等の制御因子や、樹脂シートの裁断寸法を好適に設
定するだけでは、ラミネート後の溶融樹脂がガラスの周
縁端部と均一になるようにコントロールできない。

【００３２】本発明に使用する表面封止樹脂は、透明
性、耐候性、接着性に優れたものであれば限定されるも
のではない。これらの要求をみたす樹脂としては、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）が挙げられ、エチレン−酢
酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）が好適に用いられる。

【００３３】また、本発明に使用するＥＶＡベースポリ
マーの酢酸ビニル含有量は、２０〜２６重量％が好まし
い。２０重量％未満の場合は、融点が高くなり、ＥＶＡ
シート成型時において酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添
加剤が揮発するので好ましくない。また、２６重量％よ
り大きくなると、成型後のＥＶＡシートが高流動となる
ので好ましくない。

【００３４】また、封止樹脂の機械的強度、耐侯性、接
着性を向上させるためには架橋することが有効である。
架橋の方法としては熱及び光により有機ラジカルを生成
するものであれば特に制限されるものではない。予め樹
脂に有機過酸化物を添加して加熱する方法が好ましく、
また、ゲル化促進のために架橋助剤を配合することも望
ましい。熱酸化を防ぐために予め酸化防止剤、二次酸化
防止剤を添加するのが好ましい。また耐光性を向上させ
るために、紫外線吸収剤を添加するのが好ましく、接着
性向上のためにシランカップリング剤を添加するのが好
ましい。

【００３５】一般的にＥＶＡの酢酸ビニル含有量が２６
重量％以下になると樹脂が堅くなるので、加圧時にセル
割れを引き起こす可能性がある。この防止策として図８
に示す如く、シートの片面にＥＶＡシートの全厚みに対
して１０〜５０％の凹凸構造をエンボス加工で施すのが
よい。エンボスの加工形状は凹凸形状になっていれば特
に限定されるものではない。このエンボス加工によりシ
ート表面にクッション性を付与することができ、セル割
れ防止に有効となる。また、このエンボス加工によっ
て、脱気性が格段に向上し、ラミネーションプロセスに
おいて、脱気時間を短縮することができるので、トータ
ルラミネート時間を短縮することができ、生産性向上に
繋がる。

【００３６】また、本発明に使用する表面封止樹脂の厚
さは、０．６〜０．８ｍｍが好ましく、より好ましくは
０．８ｍｍである。

【００３７】＜ガラス繊維不織布１０３＞本発明に使用
するガラス繊維不織布１０３は、加熱加圧時に溶融する
表面封止材の流動を抑制し、加熱加圧後のバリ取り作業
を軽減させる働きを有する。ガラス繊維不織布１０３
は、低流動かつ硬い樹脂が含浸し易いように細線径のも
のを使用するのが好ましく、線径：５〜１０μｍ、目付
け量：１０〜４０ｇ／ｍ²のものを使用するのが好適で
ある。

【００３８】＜光起電力素子１０４＞本発明における光
起電力素子１０４としては、単結晶、多結晶、あるいは
アモルファスシリコン太陽電池を用いることが可能であ
る。

【００３９】＜裏面被覆材１０５＞本発明に使用する裏
面被覆材１０５は、裏面封止材膜１０６と裏面保護膜１
０７を一体接着化した複合フィルムである。

【００４０】＜裏面封止樹脂１０６＞本発明に使用する
裏面封止樹脂１０６は、具体的には表面封止樹脂１０２
と同様の材料であることが好ましい。また、太陽電池の
出力特性を向上させるために、チタン白等の着色材を添
加することが好ましい。

【００４１】＜裏面保護膜１０７＞本発明に使用する裏
面保護膜１０７に対する特性として、安価かつ、低水蒸
気透過性、耐光性、耐熱性、防湿性等の諸堅牢性、電気
絶縁性に優れたフィルムを要求するため、図２（ａ）或
いは図２（ｂ）に示す如く、表面にアルミナ、シリカ等
の無機酸化物のコーティング膜１３７を形成した有機化
合物樹脂膜１１７或いは１２７の３層あるいは２層を積
層したフィルムであることが好ましい。前記有機化合物
樹脂膜１１７の好ましい態様としては、エチレン−テト
ラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）フィルム、テ
トラフルオロエチレン重合体（ＰＴＦＥ）フィルム、ビ
ニルフルオライド重合体（ＰＶＦ）フィルム、テトラフ
ルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル
共重合体（ＰＦＡ）フィルム等の耐光性、耐水蒸気透過
性に優れたフッ素樹脂フィルムが挙げられる。また、前
記有機化合物樹脂膜１２７の好ましい態様としては、ポ
リエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリエ
チレンナフタレート（ＰＥＮ）等に紫外線吸収剤を添加
して混練したポリエステルフィルムが挙げられる。前記
有機化合物樹脂１２７を２層或いは３層積層一体化して
なる裏面保護膜１０７の好ましい態様としては、ＰＥＴ
／ＰＥＴ／ＥＴＦＥ、ＰＥＴ／ＰＥＴ／ＰＶＦ、ＰＥＴ
／ＰＥＴ／ＰＥＴ、ＰＥＴ／ＥＴＦＥ、ＰＥＴ／ＰＶＦ
が挙げられる。

【００４２】本発明で好適に用いられるＰＥＴ／ＰＥＴ
／ＥＴＦＥは、各フィルムの表面にシリカ、アルミナ等
の無機酸化物を蒸着した防湿層間を対峙するように一体
接着化して製造する。第一層及び第二層のＰＥＴは、耐
候性を向上させるために、紫外線吸収剤、着色剤を添加
混練するのが好ましい。第三層のＥＴＦＥ表面は端子箱
との接着性をよくするため、コロナ放電処理を行なうの
が好ましい。

【００４３】

【実施例】（実施例１）本実施例においては評価用モジ
ュールとして、図３に示す構成の太陽電池モジュールを
作製した。図３は本実施例の構成を示す概略斜視図、図
４は本実施例の構成を示す概略断面図、図５は太陽電池
モジュールの製造において強化ガラスと裏面封止材膜の
大きさを比較した概略正面図、図６は太陽電池モジュー
ルの製造において、強化ガラスと裏面封止材膜の大きさ
を比較した概略正面図、図７は光起電力素子を複数個直
列に接続したセルストリングスの概略斜視図を示す。

【００４４】当該太陽電池モジュールは、図４に示すよ
うに透光性基板２０１、表面封止樹脂２０２、セルマト
リクス２０５、裏面封止材膜２０８（裏面封止材膜２０
６／裏面保護膜２０７の積層シート）からなり、これら
を積載自動機で積層することにより被ラミネート体を作
製した。

【００４５】（透光性基板２０１）透光性基板として、
白板熱処理ガラス（９６１ｍｍ×１１１０ｍｍ×３．２
ｍｍ）を準備した。

【００４６】（表面封止材膜２０２の作成）表面封止樹
脂としてエチレン−酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含
有量２０重量％、メルトフローレート０．８ｇ／１０ｍ
ｉｎ）１００重量部と架橋剤として１，１ビス（ｔ−ブ
チルパーオキシ）３，３，５トリメチルシクロヘキサン
を２重量部、架橋助剤としてトリアリルイソシアヌレー
トを３重量部、シランカップリング剤としてγ−メタク
リロキシプロピルトリメトキシシランを１重量部、紫外
線吸収剤として２−ヒドロキシ−４−オクチルベンゾフ
ェノンを０．３重量部、光安定化剤を混合し、Ｔダイと
押し出し機を用いて、８００μｍの厚みのシートとし、
更にエンボスロールによって４００μｍのエンボスを付
けた。該ＥＶＡロールから、表１に示す寸法にシートを
裁断した。

【００４７】（裏面封止樹脂２０６の作製）裏面封止樹
脂としてエチレン−酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含
有量２０重量％、メルトフローレート０．８ｇ／１０ｍ
ｉｎ）１００重量部とし、架橋剤として１，１ビス（ｔ
−ブチルパーオキシ）３，３，５トリメチルシクロヘキ
サンを５重量部、架橋助剤としてトリアリルイソシアネ
ートを３重量部、他の添加剤として紫外線吸収剤、酸化
防止剤、光安定化剤、チタン白を混合し、Ｔダイと押し
出し機を用いて、６００μｍの厚みのシートとし、更に
エンボスロールによって３００μｍのエンボスを付け
た。

【００４８】（裏面保護膜２０７の作製）裏面保護膜と
して、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ、厚さ３８
μｍ）とポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ、厚さ３
８μｍ）、エチレン−４弗化エチレン（厚さ２５μｍ）
を一体接着した複合フィルムを準備した。第二層ＰＥＴ
表面には防湿層としてアルミナを蒸着し、第三層ＥＴＦ
Ｅ表面には、端子箱との接着性向上のためコロナ放電処
理を施した。

【００４９】（裏面被覆材２０８の作製）前記裏面封止
材膜２０６と裏面保護膜２０７をカレンダーロールで熱
圧着し、積層一体化した裏面被覆材を作製した。該裏面
被覆材ロールから、表１に示す寸法に裁断して裏面封止
材膜２０８を準備した。

【００５０】（光起電力素子２０３の作製）まず半導体
用シリコンにＰ型不純物をドープして真空炉で加熱溶解
し、これを型に入れて凝固し、次いで分割、スライス
し、１５０ｍｍ×１５５ｍｍ×０．３５ｍｍのＰ型シリ
コン基板を形成した。次いで、Ｎ型ガスを熱拡散してＰ
Ｎ接合を形成し、その表面にプラズマＣＶＤ法で反射防
止膜を形成した。ついで、Ａｇ電極を焼成してその表面
の半田を積層して光起電力素子２０３を完成させた。

【００５１】（セルストリングス２０４の作製）前記素
子基板２０３を既存自動機に投入し次のようにセルスト
リングス２０４を作製した。即ち、裏面に半田ディップ
硬質銅（厚み１６０μｍ、幅２ｍｍ）を負極部材として
半田付けし、次いで表面に半田ディップ硬質銅（厚さ１
００μｍ、幅５ｍｍ）を正極部材として半田付けし、更
に、これを７枚等間隔になるように並べて半田付けによ
り電気的に接続し、図７に示すようなセルストリングス
２０４を形成した。

【００５２】（セルマトリクス２０５の作製）前記セル
ストリングス２０４を既存自動機に投入し、次のように
セルマトリクス２０５を作製した。即ち、前記セルスト
リングス２０４を正極／負極が互い違いになるように６
並列に並べ、各セルストリングス２０４を硬質銅（厚み
２３０μｍ、幅６ｍｍ）で半田付けして電気的に接続し
た。ついで、硬質銅（厚み２３０μｍ、幅６ｍｍ）をポ
リエチレンテレフタレート基材／シリコン粘着材積層フ
ィルムでラミネートした出力リード線を、正極負極に半
田付けして電極を取り出した。また、バイパスダイオー
ド取り付けのためにセルストリングス２０４を２列毎に
前記出力リードを半田付けした。

【００５３】＜積層工程＞前述した透光性基板２０１、
表面封止材膜２０２、セルマトリクス２０５、裏面封止
材膜２０８を、既存の積層自動機に投入して次のように
積層した。即ち、まず、透光性基板２０１を吸引ロボッ
トで掴んで積層ラインに置き、ついで表面封止材膜２０
２を吸引ロボットで掴んで、前記透光性基板２０１上に
非エンボス面が透光性基板に接するように置き、次いで
セルマトリクス２０５を吸引ロボットで掴んで前記裏面
封止材膜２０８上に置き（図５）、最後に裏面封止材膜
２０８を吸引ロボットで掴んで前記セルマトリクス２０
５の上に置き、図６に示すような太陽電池モジュールの
被ラミネート体を得た。

【００５４】＜ラミネート工程＞積層ラインから被ラミ
ネート体を二重真空ラミネート装置の供給部へ導き、被
ラミネート体全体をケミグラスシートで覆う。加熱板の
約１４０℃のラミネート部へ、被ラミネート体を導入す
る。次いで上チャンバーと下チャンバーを排気する。約
１．５分後に下チャンバーを排気したまま、上チャンバ
ー内を約３００ｍｍＨｇまで戻すことによりシリコンゴ
ム製ダイアフラムで被ラミネート体を加圧圧着する。こ
の状態のまま、４分間保持した。

【００５５】＜架橋工程＞ラミネータから取り出した太
陽電池パネルを１５０℃に設定した、熱風強制循環加熱
炉に約１５分間投入した。

【００５６】加熱炉から取りだした太陽電池パネルの周
囲４辺に、予めブチルゴムを注入した金属枠２０９を自
動機で組み付け、さらに、裏面被覆材面２０８から取出
した出力リードに端子箱２１０を半田接着し、評価用モ
ジュールを作製した。

【００５７】得られた太陽電池モジュールについて以下
の評価を行なった。結果を表２に示す。

【００５８】（はみ出しＥＶＡ及び裏面フィルムの重量
測定）ラミネート工程後の太陽電池パネル周縁端部から
はみ出したバリを切り取って重量を測定した。

【００５９】（高温高湿度試験）太陽電池モジュールを
９０℃／８５％ＲＨの環境試験器に投入し、２０００時
間後の出力特性値を測定し、絶縁抵抗を測定し、外観検
査を行なった。外観検査は以下の基準で示す。 ○：外観が変化しなかったもの ×：外観が変化したもの出力特性値は、以下の基準で示す。 ○：Ｐｍ及びＦＦ変化率が−５％以下のもの ×：Ｐｍ及びＦＦ変化率が−５％を超えるもの絶縁抵抗値は、アルミ枠−裏面フィルム−光起電力素子
間にＤＣ３５００Ｖを印加した時の値を測定し、その結
果を以下の評価基準で示した。 ○：絶縁抵抗が５００ＭΩ以上のもの ×：絶縁抵抗が５００ＭΩを超えるもの

【００６０】（実施例２）表１に示すように表面封止材
膜の裁断寸法を９５３ｍｍ×１１０２ｍｍ、裏面封止材
膜の裁断寸法を９５７ｍｍ×１１０６ｍｍとした以外は
実施例１に従った。評価結果は、表２に示す。

【００６１】（実施例３）表面封止材膜２０３及び裏面
封止材膜２０７に酢酸ビニル含有量２６ｗｔ％（ＭＦ
Ｒ：４ｇ／１０ｍｉｎ）を用い、表面ガラス封止材膜２
０３とセルマトリクス２０６の間に表面封止材膜２０３
と略同寸のガラス繊維不織布（アクリルバインダー、線
径：１０μｍ、目付け量：４０ｇ／ｍ²）を挟みこんだ
以外は、実施例１に従った。評価結果は、表２に示す。

【００６２】（実施例４）表１に示すように表面封止材
膜２０２の裁断寸法を９５３ｍｍ×１１０２ｍｍ、裏面
封止材膜２０２の裁断寸法を９５７ｍｍ×１１０６ｍｍ
とした以外は実施例２に従った。評価結果は、表２に示
す。

【００６３】（実施例５）裏面保護膜として、ＰＥＴ／
ＥＴＦＥ２層一体フィルムを用いた以外は、実施例１に
従った。評価結果は、表２に示す。

【００６４】（比較例１）表面封止材膜２０２及び裏面
封止材膜２０６のメルトフローレート１５ｇ／１０ｍ
ｉｎ（ＥＶＡ酢酸ビニル含有量：２６ｗｔ％）とし、エ
ンボス深さを１５μｍとし、裏面保護膜２０７に弗化ビ
ニル／アルミ箔／弗化ビニルを用いた以外は実施例１に
従った。評価結果は、表２に示す。

【００６５】（比較例２）裏面封止材膜２０６と裏面保
護膜２０７を分離して積層した以外は実施例１に従っ
た。評価結果は、表２に示す。

【００６６】表２から明らかなように、実施例１〜６の
太陽電池モジュールは、ラミネーション後の初期外観に
おいて、気泡残りがない外観上優れたものあり、高温高
湿度試験後の外観、出力特性、電気絶縁性に問題は認め
られなかった。また、ラミネーション後、ガラスの周縁
端部からはみ出すバリを切り取る必要がないものであっ
た。

【００６７】これに対して、比較例１のように１５ｇ／
１０ｍｉｎのＥＶＡシートを用い、裏面保護膜２０７に
弗化ビニル／アルミ箔／弗化ビニルを用いた場合、ラミ
ネーション後のバリ取り作業が必要となり、バリを切り
取らずに金属枠を取り付けると、絶縁不良を起こすこと
が分かった。また、エンボス深さを１５μｍとしたた
め、実施例１〜６と同じ脱気時間でラミネーションを行
なうと、気泡残りが発生することが分かった。

【００６８】また、比較例２のように、裏面保護膜２０
７と、裏面封止樹脂２０６を分離して積層した場合も、
ラミネーション後、ガラスの周縁端部からはみ出すバリ
量が多く、後工程で加熱炉に付着したり、金属枠を固定
しにくくなるため、バリを切り取る必要があることがわ
かった。

【００６９】

【表１】

【００７０】

【表２】

【００７１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
透光性基板、表面封止材膜、光起電力素子、裏面被覆材
（裏面封止材膜と裏面保護膜の貼り合わせフィルム）を
積層した太陽電池モジュールにおいて、封止材膜として
エチレン酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含有量：２０
〜２６ｗｔ％、ＭＦＲ０．８ｇ〜４ｇ／１０ｍｉｎ）シ
ートを用い、その表面に当該シート全厚みの５０％の凹
凸構造を形成し、裏面保護膜として、エチレン−４弗化
エチレン共重合体シートとポリエチレンテレフタレート
フィルムを複数層積層して接着一体化した複合フィルム
を用い、該裏面保護膜と裏面封止材膜とを貼り合わせた
複合フィルムを用いると、ラミネーション後のバリ作業
が不要となり、ラミネーション時間を短縮でき、長期信
頼性に優れた太陽電池モジュールを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の太陽電池モジュールの実施態様を示す
概略断面図である。

【図２】実施例１の太陽電池モジュールの断面図であ
る。

【図３】実施例１の太陽電池モジュールの概略断面図で
ある。

【図４】実施例１の太陽電池モジュールの製造におい
て、透光性基板、表面封止材膜、セルマトリクスの大き
さを比較した概略正面図である。

【図５】実施例１の太陽電池モジュールの製造におい
て、透光性基板、裏面被覆材の大きさを比較した概略正
面図である。

【図６】実施例１の太陽電池モジュールの製造におい
て、光起電力素子を複数個接続したセルマトリクスの概
略斜視図である。

【図７】本発明の実施態様に用いる封止材膜の概略断面
図である。

【図８】本発明の太陽電池モジュールの封止材膜の厚み
と凹凸の高さとの関係を示す図である。

【符号の説明】

１０１透光性基板１０２表面封止材膜１０３ガラス繊維不織布１０４光起電力素子１０５裏面被覆材１０６裏面封止材膜１０７裏面保護膜１１７ポリエステル樹脂フィルム１２７フッ素樹脂フィルム１３７無機酸酸化物コーティング膜２０１透光性基板２０２表面封止材膜２０３光起電力素子２０４セルストリングス２０５セルマトリクス２０６裏面封止材膜２０８裏面保護膜２０９金属フレーム２１０端子箱

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透光性基板、表面封止材膜、光起電力素
子、裏面封止材膜、および裏面保護膜を積層した太陽電
池モジュールにおいて、前記表面封止材膜及び裏面封止
材膜がエチレン−酢酸ビニル共重合体シートであり、該
エチレン−酢酸ビニル共重合体シートの酢酸ビニル含有
量が２０〜２６重量％、メルトフローレートが０．８〜
４ｇ／１０ｍｉｎであることを特徴とする太陽電池モジ
ュール。
【請求項２】前記表面封止材膜及び裏面封止材膜がそ
の表面に凹凸構造を有し、この凹凸部の高さが、該封止
材膜の全厚みの１０〜５０％を占め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】前記裏面封止材膜と裏面保護膜があらか
じめ接着一体化されてい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】前記裏面保護膜が、少なくとも片面に無
機酸化物をコーティングした有機化合物樹脂フィルムを
複数層被着した複合フィルムであることを特徴とする請
求項３に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】前記有機化合物樹脂フィルムが、フッ素
フィルム或いはポリエステルフィルムであることを特徴
とする請求項４に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】前記表面封止材膜と前記光起電力素子と
の間にガラス繊維不織布が介在することを特徴とする請
求項１ないし３に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】前記透光性基板の外形をＬ１×Ｗ１、表
面封止材膜の外形をＬ２×Ｗ２、裏面封止材膜の外形を
Ｌ３×Ｗ３とすると、Ｌ１＞Ｌ３＞Ｌ２、且つＷ１＞Ｗ
３＞Ｗ２の条件を満たし、前記透光性基板の周縁端部よ
り内側に前記裏面封止材膜の周縁端部が配置され、さら
に該裏面封止材膜の周縁端部より内側に前記表面封止材
膜の周縁端部が配置されるように積層重合し、該表面封
止材膜と裏面封止材膜の裁断寸法を、Ｌ１−Ｌ２＝４〜
１２ｍｍ、Ｌ１−Ｌ３＝０〜８ｍｍに設定して積層重合
することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項８】二重真空室ラミネート装置を用いて積層
することを特徴とする請求項７に記載の太陽電池モジュ
ールの製造方法。