JP2003037279A - 太陽電池モジュールとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接着性樹脂封止剤の厚さを低減し、かつ製造
工程の簡略化と製造時間の短縮を図った太陽電池モジュ
ールとその製造方法を提供する。 【解決手段】 表面保護部材１と太陽電池３と２つの電
気絶縁性の保護層（２，４）とは、融着または接着によ
り一体化して積層体とし、表面保護部材１の太陽電池側
主面周辺部に、額縁状にかつ前記太陽電池セルと所定の
隙間（ｇ）を設けて接着した周囲シール剤５を介して、
少なくとも１個の前記積層体と裏面保護部材８とを、所
定の隙間（ｓ）を設けて固定してなり、内部リード線と
しての接続リード線７と、複数個の太陽電池セル間の同
一の極を電気的に接続するための集電リード線６とを、
所定の隙間（ｓ）により設けられた前記積層体と前記裏
面保護部材との空間に配設してなるものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、屋外に設置され
た架台や屋根などに設置される太陽電池モジュール、特
に、表面保護部材としてガラス板を使用する太陽電池モ
ジュールの製造方法および構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】薄膜太陽電池は、薄型で軽量、製造コス
トの安さ、大面積化が容易であることなどから、今後の
太陽電池の主流となると考えられ、電力供給用以外に、
建物の屋根や窓などにとりつけて利用される業務用，一
般住宅用にも需要が広がってきている。一般住宅用とし
て、太陽電池付き屋根瓦なども開発されている。

【０００３】近年では、プラスチックフィルムを用いた
フレキシブルタイプの太陽電池の研究開発がすすめられ
ており、このフレキシブル性を生かし、ロールツーロー
ル方式やステップロール方式の製造方法により大量生産
が可能となっている。

【０００４】上記薄膜太陽電池モジュールとして、電気
絶縁性を有するフィルム基板上に形成された太陽電池
を、電気絶縁性の保護材により封止するために、太陽電
池の受光面側および非受光面側の双方に保護層を設けた
ものが知られている。

【０００５】図１２および図１３は、従来の太陽電池モ
ジュールの模式的構造の一例を示し、図１２は、太陽電
池モジュールの側断面図、図１３は、断面コ字形の金属
製枠体を有するフレームに装着した状態の太陽電池モジ
ュールの側断面図を示す。

【０００６】図１２において、太陽電池２１は、複数個
の太陽電池素子が直列または並列接続されており、その
受光面側にガラス板（例えば、厚さ３ｍｍ）などの表面
保護部材２２、非受光面側に、一弗化エチレン（商品
名：テドラー、デュポン社製）を両面に接着したアルミ
ニウム箔からなる裏面保護部材３０が設けられ、接着封
止性に優れかつ安価なＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共
重合樹脂）などの接着性樹脂封止材４０により熱融着封
止されている。ＥＶＡとしては、例えば厚さ０．４〜
０．８ｍｍのシート状ＥＶＡが使用される。このＥＶＡ
は、前記各部材が積層された後、真空ラミネータを用い
て、約１２０℃〜１６０℃の温度で加熱加圧し、接着固
定を行った後、１３０℃〜１６０℃の乾燥機中で、加熱
硬化される。ガラス板の周囲にはみ出したＥＶＡは切断
除去される。

【０００７】また太陽電池２１は、そのプラス(＋)極と
マイナス(−)極に、内部リード線５０、６０が電気的に
接続され、この内部リード線５０、６０は、裏面保護部
材３０に接着固定された接続端子ボックス７０に、裏面
保護部材３０を貫通して導かれ、接続端子ボックス７０
の内部で外部リード線としてのケーブル８０の芯線９
０、１００と電気接続され、これら全体として太陽電池
モジュール１１０を形成している。

【０００８】なお、前記表面保護部材２２としては、ガ
ラス板などの無機系材料の外に、透明アクリル板などの
有機系材料を用いることもある。また、裏面保護部材３
０としては、上記以外に、フッ素系フィルムなどの有機
系フィルム単体、有機系フィルムと金属箔を貼り合せた
複合材料、もしくは金属板やガラス板などの金属・無機
系材料を用いることもある。

【０００９】図１３は、フレームに装着した太陽電池モ
ジュールの一例を示し、図１３において、太陽電池モジ
ュール１１０は、その周囲にフレーム１２０が配置さ
れ、太陽電池モジュール１１０の周縁部１３が、金属製
フレーム１２０の断面コ字形の枠体１４ａを有する保持
部１４の内部に挿入され、隙間を埋めるように注入され
た接着性シール材１５で固定保持されている。ここで、
接着性シール材１５は、加熱流動性のあるブチルゴムや
液状で硬化後に固体となるシリコーンゴムなどの接着性
のある弾性シール材が用いられ、ガラス板などの表面保
護部材２２やフレーム１２０の熱膨張を吸収するととも
に、水分侵入を抑制している。

【００１０】また、前述のように、太陽電池付き屋根瓦
なども開発されており（特開２０００−２２６９０９号
公報参照）、前記公報に記載された太陽電池構造体（太
陽電池モジュール）も、前記図１３に示す太陽電池モジ
ュールの構造と類似している。

【００１１】前記公報に記載された太陽電池付き屋根瓦
は、屋根瓦本体と太陽電池構造体（太陽電池モジュー
ル）とからなり、屋根瓦本体はセメント組成物をプレス
して成形したもので、この屋根瓦本体の上面の略中央
に、前記太陽電池構造体を挿入する凹部が設けられ、水
上側には、８個の釘打ち孔台座が設けられ、この釘打ち
孔台座の略中央に釘孔が穿設され、屋根へ取り付け固定
できるように構成されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来の
太陽電池モジュールとその製造方法においては、下記の
ような問題がある。

【００１３】前述のように、従来の製造方法において
は、太陽電池モジュールを構成する各部材を積層した
後、真空ラミネータを用いて、真空脱気，加熱，加圧等
の工程を経て、接着性樹脂封止剤（例えば、ＥＶＡ）に
より熱融着封止を行い、さらに熱融着封止後に、ガラス
板の周囲にはみ出した接着性樹脂封止剤を、切断加工に
より除去する方法を採用しているので、製造工程が複雑
でかつ製造所要時間が長い問題があった。

【００１４】また、従来、セル自身の凹凸のために製造
時に割れが発生したり気泡が発生するのを防止するため
に、接着性樹脂封止剤は、ある程度の厚さが必要であっ
た。接着性樹脂封止剤（例えば、ＥＶＡ）は、通常、可
燃性材料であり、この量が増大すると、火災時に、多量
のガスが発生する問題があり、この観点から、接着性樹
脂封止剤の使用量、即ち、厚さの低減が望まれていた。
さらに、当然のことながら、太陽電池モジュール周縁部
からの水分侵入の遮断機能を備える構造が要請される。

【００１５】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、本発明の課題は、モジュール
周縁部からの十分な水分侵入遮断機能を有しながらも、
接着性樹脂封止剤の厚さを低減し、かつ製造工程の簡略
化と製造時間の短縮を図った太陽電池モジュールとその
製造方法を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、この発明においては、電気絶縁性を有するフィルム
基板上に、複数個の太陽電池素子を直列または並列接続
した太陽電池を形成し、この太陽電池の受光面側および
非受光面側の双方に電気絶縁性の保護層を設けてなり、
かつ少なくとも前記受光面側保護層は透光性材料とした
太陽電池セルを、ガラス板からなる表面保護部材と裏面
保護部材との間に配設し、前記太陽電池の正極および負
極の内部リード線を、モジュール外の外部リード線に電
気的に接続してなる太陽電池モジュールの製造方法にお
いて、 １）前記太陽電池と前記２つの保護層とを、加圧加熱融
着して前記太陽電池セルを作成する工程と、 ２）前記太陽電池セルを、前記表面保護部材主面中央部
上に加圧加熱接着する工程と、 ３）前記内部リード線としての接続リード線を、太陽電
池に電気的に接続する工程と、 ４）前記表面保護部材の前記太陽電池側主面周辺部に、
額縁状にかつ前記太陽電池セルと所定の隙間を設けて、
周囲シール剤を接着する工程と、を含む製造方法によ
り、中間モジュールを形成し、 複数個の前記中間モジュールにおける前記接続リード線
を、複数個の中間モジュール間の同一の極を電気的に接
続するための集電リード線に接続した後、モジュール端
部から前記集電リード線をモジュール外に引き出し、し
かる後、前記複数個の中間モジュールを、前記周囲シー
ル剤を介して、前記裏面保護部材に接着固定する（請求
項１の発明）。

【００１７】上記製造方法によれば、真空ラミネータを
用いずに、気泡のない保護層を有する太陽電池太陽電池
モジュールが、短時間（従来の約１／５の時間）で作成
できる。また、従来、ガラス端部にはみ出した透光性接
着剤を切断する工程が必要であったが、本発明において
は、切断工程等の後加工は必要としない。

【００１８】さらに、本発明によれば、前記周囲シール
剤により、水分侵入を遮断することができる。さらにま
た、裏面保護部材に太陽電池セルが直接押圧されること
がないことと、表面が実質的に平滑なフィルム基板上に
形成されたa-Si太陽電池は、受光面側が平滑であり、ガ
ラス板との間の保護層の厚さを薄くしても太陽電池セル
が破損することがないので、従来の接着性樹脂封止剤に
相当する２つの保護層の厚さを小としても、従来方法の
ように、セル自身の凹凸のために製造時に割れが発生す
るなどの問題は生じない。従って、火災時の発生ガスを
低減できる。

【００１９】なお、前記請求項１の発明において、太陽
電池セルと周囲シール剤との間に隙間を設ける理由は、
以下のとおりである。

【００２０】その第１は、周囲シール剤と太陽電池セル
との間に隙間を設けることにより、太陽電池セル側への
水分の侵入が少なくなるからである。その理由は、周囲
シール剤と太陽電池セルとの接触による水分の拡散が防
止できるためと推定される。本発明では、周囲シール剤
が吸水した場合、まず太陽電池セルと周囲シール剤との
間の隙間および太陽電池セルと裏面保護部材との間の隙
間に水分が水蒸気の形で放出される。この水分が所定濃
度に達したときから保護層の吸水が始まるため、接触拡
散の場合より水分侵入速度が遅くなる。

【００２１】その第２は、周囲シール剤に用いられる可
塑剤、および低分子量成分が太陽電池セルの保護層に移
行して、保護層が変色するのを防止するためである。例
えば、ブチルゴム系の周囲シール剤には、約１０から２
０重量％の可塑材が含まれている。これらの可塑材は６
０℃以上の温度で熱拡散を起こし、太陽電池セル用保護
層中に移行する。保護層中に移行すると、保護層は変色
をおこし、光透過率の低下を招く。そこで、前記隙間を
設けることにより、この変色を防止できる。

【００２２】また、前記中間モジュールの裏面保護部材
への固定方法は、前記請求項１の発明には限定されず、
下記請求項２の発明のようにすることもできる。即ち、
請求項１に記載の製造方法において、前記周囲シール剤
を介して裏面保護部材に接着固定することに代えて、隣
接する中間モジュールの前記表面保護部材間に跨って設
けたモジュール止め金具により、前記複数個の中間モジ
ュールを、前記周囲シール剤を介して、前記裏面保護部
材に押圧固定する。

【００２３】さらに、請求項１または２に記載の製造方
法において、前記太陽電池と２つの保護層とを加圧加熱
融着して太陽電池セルを作成する工程は、前記太陽電池
と２つの保護層の３種類のシートを、それぞれ各巻き出
しロールから巻き出し、２つの対向する加熱ロール間に
向けて搬送し、この加熱ロール間で３種類のシートを加
圧加熱融着した後、この融着した太陽電池セルシート
を、巻取りロールに巻き取る工程とする（請求項３の発
明）。これにより、太陽電池セルが容易かつ量産性よく
作成できる。

【００２４】さらにまた、請求項１ないし３のいずれか
に記載の製造方法において、前記太陽電池セルを表面保
護部材主面中央部上に加圧加熱接着する工程は、前記表
面保護部材としてのガラス板を加熱装置の加熱板上の所
定位置に搬送して予備加熱し、この予備加熱されたガラ
ス板上の所定位置に前記太陽電池セルを搬送して、プレ
ス装置により前記加圧加熱接着を行なう工程とする（請
求項４の発明）。

【００２５】上記請求項３の発明のようにして、あらか
じめ太陽電池の両面にロール法等で接着剤層を構成し、
実質的に太陽電池セル表面が平滑であって気泡になり得
る空間がないため、前記請求項４の発明のように、真空
脱気工程を用いないプレス法により、表面保護部材に太
陽電池セルを接着できる。またあらかじめガラス板の余
熱工程を設けガラス板を十分に余熱できるため、接着時
間が１〜５分と短くて良く、製造時間の短縮化を図るこ
とができる。

【００２６】次に、太陽電池モジュールの構成として
は、下記請求項５の発明が好ましい。即ち、電気絶縁性
を有するフィルム基板上に、複数個の太陽電池素子を直
列または並列接続した太陽電池を形成し、この太陽電池
の受光面側および非受光面側の双方に電気絶縁性の保護
層を設けてなり、かつ少なくとも前記受光面側保護層は
透光性接着剤層とした太陽電池セルを、ガラス板からな
る表面保護部材と裏面保護部材との間に配設し、前記太
陽電池の正極および負極の内部リード線を、モジュール
外の外部リード線に電気的に接続してなる太陽電池モジ
ュールにおいて、前記表面保護部材と太陽電池と２つの
電気絶縁性の保護層とは、融着または接着により一体化
して積層体とし、前記表面保護部材の前記太陽電池側主
面周辺部に、額縁状にかつ前記太陽電池セルと所定の隙
間（ｇ）を設けて接着した周囲シール剤を介して、少な
くとも１個の前記積層体と前記裏面保護部材とを、所定
の隙間（ｓ）を設けて固定してなり、前記内部リード線
としての接続リード線と、複数個の太陽電池セル間の同
一の極を電気的に接続するための集電リード線とを、前
記所定の隙間（ｓ）により設けられた前記積層体と前記
裏面保護部材との空間に配設してなるものとする。

【００２７】前記請求項５の発明の実施態様としては、
下記請求項６ないし１２の発明が好適である。即ち、請
求項５に記載の太陽電池モジュールにおいて、前記裏面
保護部材は、金属板または表面処理された金属板とする
（請求項６の発明）。樹脂系材料を用いる場合に比べ、
金属板は防火構造の観点から好ましい。なお、裏面保護
部材としては、前記金属板を含め下記の材料が適用でき
る。ガラス板、曲げ加工した表面処理鋼板、およびＳＵ
Ｓ板、アルマイト処理したアルミニウム板、一弗化エチ
レン（商品名：テドラー、デュポン社製）を両面に接着
したアルミニウム箔や鉄箔等である。一弗化エチレンを
用いる場合は、金属板に比べて耐火性は劣る。

【００２８】また、請求項５に記載の太陽電池モジュー
ルにおいて、前記裏面保護部材は、屋根瓦としてのコン
クリート板とし、前記積層体からコンクリート板の非受
光面側に、前記接続リード線と電気的に接続した集電リ
ード線を引き出してなるものとする（請求項７の発
明）。これにより、前記製造上の効果を有する太陽電池
付き屋根瓦が提供できる。

【００２９】さらに、前記透光性接着剤層の好ましい実
施態様として、請求項５に記載の太陽電池モジュールに
おいて、以下のとおりとする。即ち、透光性接着剤層
は、０．３ｍｍ以下のシート状のエチレン−酢酸ビニー
ル共重合樹脂（ＥＶＡ）とする（請求項８の発明）。ま
た、溶剤に溶解したＥＶＡを塗布・乾燥したものとする
（請求項９の発明）。さらに、イソシアネートを含有す
るウレタン系接着剤層とする（請求項１０の発明）。さ
らにまた、シリコーン系、アクリル系、ポリエステル系
のシート状粘着剤層とする（請求項１１の発明）。

【００３０】また、請求項５に記載の太陽電池モジュー
ルにおいて、前記周囲シール剤は、ブチルゴム系、アク
リル樹脂系、ポリエステル樹脂系、シリコーン系の粘着
シール剤からなるものとする（請求項１２の発明）。前
記粘着シール剤は、シート状で供給される場合と、押し
出し機により押し出し、直接、表面保護部材上に構成す
る方法とが適用できる。

【００３１】さらに、非受光面側の背面絶縁保護層とし
ては、受光面側と同一とすることもできるが、下記の材
料が適用できる。シート状ＥＶＡ、液状ＥＶＡ、各種塗
料，接着材および粘着材を貼り付けたポリエステル、フ
ッ素系フィルム、ポリオレフィン、変性ポレオレフィン
等の各種プラスチックフィルム等である。これらの背面
絶縁保護層は黒、白、青等に着色することができる。

【００３２】また、接続リード線としては、半田ディッ
プ銅箔、半田メッキ銅箔、錫メッキ銅箔、フレキシブル
プリント基板、絶縁ワニス部分被覆銅線、平網銅線等が
用いられる。リード線の取り付けは導電性粘着シート、
半田付け、半田付け＋導電接着剤等公知の方法で取り付
けできる。集電リード線としては、ポリエチレン被覆電
線、絶縁ワニス被覆電線（エナメル線）樹脂被覆平板電
線等が適用できる。線の直径は、２ｍｍ以下が好まし
い。

【００３３】

【発明の実施の形態】図面に基づき、本発明の実施例に
ついて以下に述べる。

【００３４】（実施例１）まず、前記中間モジュールの
構成およびその形成手順の実施例に関し、図１に基づい
て述べる。図１（ａ）は中間モジュールを裏面から見た
模式的平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の模式的側断面
図を示す。

【００３５】図１に示す中間モジュールは、表面保護部
材１として厚さ３ｍｍの強化青板フロートガラス板、透
光性接着剤層２として厚さ０．２ｍｍのシート状ＥＶ
Ａ、背面絶縁保護層４として厚さ０．２ｍｍのシート状
ＥＶＡ、太陽電池３としてプラスチック基板に形成した
a-Siセル、周囲シール剤５として粘着性ブチルゴムを用
いた。

【００３６】以下に、各製造手順につき説明する。 １.太陽電池の製造 本実施例に用いた太陽電池は幅４５０ｍｍ，長さ２００
ｍ，厚さ５０μｍのアラミド基板を用い、この基板上に
幅４００ｍｍ、長さ８００ｍｍの太陽電池を、その素子
数２００を単位として構成した。 ２.太陽電池セルの製造 前記太陽電池に透光性接着剤層２および背面絶縁保護層
４を張付けて、以下のようにして太陽電池セルを形成す
る。図４に太陽電池に接着剤層を張付ける装置の概念的
構成図を示す。本装置はロール状に巻かれたプラスチッ
ク基板上に形成してなる太陽電池３を搬送するための巻
き出しロール３３、および巻き取りロール３４、シート
状接着剤（透光性接着剤層２および背面絶縁保護層４）
と太陽電池３とを熱融着するための加熱ロール３１，３
２とから構成されている。３５および３６は、それぞれ
透光性接着剤層２および背面絶縁保護層４の巻き出しロ
ールである。加熱ロールの表面温度は８０℃〜１２０℃
に設定される。

【００３７】上記装置により、太陽電池と２つの接着性
保護層とを、それぞれ各巻き出しロールから巻き出し、
２つの対向する加熱ロール３１，３２間に向けて搬送
し、この加熱ロール間で３種類のシートを加圧加熱融着
した後、巻取りロール３４に巻き取ることにより、太陽
電池セルシートを形成した。 ３.太陽電池セルの表面保護部材への張付け 表面保護部材への太陽電池セル張付け装置の概念的構成
図を図５に示す。本装置は透光性接着剤および背面絶縁
保護層を接着積層した太陽電池セルを表面保護部材１
（青板ガラス板）に張付ける装置である。

【００３８】本装置は、太陽電池セルを連続した基板か
ら切り離すための図示しない切断装置と、切断された太
陽電池セルを一枚ずつ供給するための太陽電池セル供給
装置４１と、ガラス板を一枚ずつ供給するためのガラス
板供給装置４２と、ガラス板を予備加熱するための予熱
装置部４３と、ガラス板に太陽電池セルを張付けるため
の加熱プレス装置４４と、図示しない４弗化エチレン樹
脂含有ガラス織布製ベルトからなるガラス板搬送装置と
から構成されている。

【００３９】加熱プレス装置４４および予熱装置部４３
の詳細説明用の概念図を図６に示す。透光性接着剤層が
ＥＶＡの場合、加熱板４７とヒータ４８を備えた予熱装
置部４３により、ガラス板１は１５０℃に加熱され、プ
レス装置４６を備える加熱プレス装置４４部に搬送用ベ
ルト４５により搬送される。ここで、太陽電池セル４９
を吸着したプレス装置４６により、ガラス板１上の所定
位置に太陽電池セル４９をプレスする。プレス圧力は、
太陽電池セル１ｃｍ²当り１．２ｋｇに設定した。加圧
時間は３０秒で、その後圧力を太陽電池セル１ｃｍ²当
り０．５ｋｇに設定し１．５分間加圧した。これはＥＶ
Ａのはみ出しを防止するためである。加圧後、プレス装
置より空気を噴出し加圧部をモジュールより引き離し
た。

【００４０】本装置の特徴は、真空脱気なしに少なくと
もガラス面から観察される太陽電池セル面上に気泡のな
い接着層が２分と短時間で接合できることである。 ４．接続リード線の取り付け 太陽電池セルの接続リード線取り付け部には、あらかじ
め、背面絶縁保護層剥離用の図示しない４弗化エチレン
樹脂テープが貼り付けてあり、その剥離テープを剥が
し、電極部を露出させた後、図１に示すように、接続リ
ード線を取り付ける。リード線の取り付けには、導電性
粘着シートを用いる。使用した接続リード線は、厚さ
０．１ｍｍ、幅６ｍｍの半田ディップ銅箔である。 ５．周囲シール剤の取り付け 図１に示すように、太陽電池セルが張付けられていない
部分のガラス板上に、隙間ｇ（例えば、３ｍｍ）が得ら
れるように、周囲シール剤５としてのシート状ブチルゴ
ム接着材（幅５ｍｍ、厚さ３ｍｍ）を張付けた。

【００４１】前記１〜５のようにして、中間モジュール
を作成した。次に、この中間モジュールを複数個用いて
裏面保護部材に固定し、集電リードをモジュールの外に
引き出す方法等について、以下に説明する。

【００４２】図２および図３は、カラー鋼板を曲げ加工
して製造された裏面保護部材を用いて組み立てたモジュ
ールの実施例を示す。図２（ａ）は中間モジュール２個
を有するモジュールの模式的平面図、図２（ｂ）は図２
（ａ）におけるＤ−Ｄに沿う部分拡大断面図、図３
（ａ）は図２（ａ）におけるＡ−Ａに沿う模式的断面
図、図３（ｂ）は図２（ａ）におけるＢ−Ｂに沿う模式
的断面図、図３（ｃ）は図２（ａ）におけるＣ−Ｃに沿
う模式的断面図である。図２および図３において、図１
と同一の機能部材には、同一番号を付して詳細説明を省
略する。

【００４３】モジュールは、表面保護部材１、透光性接
着剤層２、太陽電池３、背面絶縁保護層４、周囲シール
剤５、接続リード線７とからなる中間モジュールと、集
電リード線６と、裏面保護部材８と、中間接続部材９
と、中間接続部材シール剤１０と、集電リード線部シー
ル剤１１と、端部シール材１２と、端部構成材１３と、
通常は裏面保護部材８に接着され電気出力を外部に引き
出すための図示しない端子ボックスとから構成されてい
る。モジュール組み立て上の各構成部材および構成部分
の作成方法は以下のとおりである。 裏面保護部材 モジュール背面構造材であるカラー鋼板（厚さ１ｍｍ）
をプレス曲げ加工して、所定の形状を有する裏面保護部
材８を作成した。図３（ａ）に示すように、裏面保護部
材８は、接続リード線７と集電リード線６とを接続する
接続スペースとしての隙間ｓを備えるように形成する。 接続リード線と集電リード線との接続 図３（ａ）に示すように、前記接続スペースにおいて、
接続リード線７と集電リード線６との接続を行なう。接
続は半田付けとし、接続部の絶縁被覆を行なう。 中間接続部材およびその周辺部 中間接続部材９は、図３（ｂ）および図２（ｂ）に示す
ように、塗装された中空鉄材に集電リード線６を通すた
めの穴を有する。集電リード線６としてはポリエチレン
被覆電線を用い、貫通部は、集電リード線部シール剤１
１によりシールした。裏面保護部材８との接触部には、
中間接続部シール材１０としてシート状アクリル系粘着
材を用いて中間接続部材９を固定するようにした。 集電リード線のモジュール外への引き出し 前記図２（ｂ）と同様の構成により、集電リード線６を
モジュール端部からモジュール外へ引き出し、裏面保護
部材の背面側に接着された図示しない端子ボックスに導
き、端子ボックス内の外部引き出し用の端子と、電気的
に接続する。集電リード線６は、裏面保護部材８の背面
に明けられた穴から引き出し、引き出し部をシール材で
充填する方法もあるが、製造上、集電リード線６を裏面
保護部材８の背面を貫通させるよりも、前記端部貫通構
成の方が、シンプルである。なお、モジュール端部は、
集電リード線６を貫通させない場合、図３（ｃ）に示す
ように、端部構成材１３および端部シール材１２により
シールする。 モジュールの組み立て 前述のように、中間接続部材および端部接続部材を貫通
した集電リード線を、裏面保護部材の所定位置に接着固
定した端子ボックスの端子と電気的に接続し、電気的接
続部を、絶縁テープ、絶縁塗料等により絶縁処理を行な
った後、中間モジュールと裏面保護部材８とを圧接し接
着固定した。

【００４４】（実施例２）図７は、請求項２の発明に関
わる実施例の概念的説明図である。この実施例における
中間モジュールは、周囲シール剤５の厚さを５ｍｍとし
た以外は、実施例１の中間モジュールと同様である。図
７のモジュールの場合、裏面保護部材であるカラー鋼板
８は、ねじ５１により架台に固定されている。実施例１
と同様に、集電リード線５４を接続リード線７に半田付
けにより固定し、集電リード線５４の端部を図示しない
端子ボックスに電気的に接続する。この実施例において
は、中間モジュールを所定位置に固定し、隣接する中間
モジュールの表面保護部材１間に跨って設けたモジュー
ル止め金具５２を、保護用弾性体５３を介して、モジュ
ールを架台にねじ止め固定する。

【００４５】（実施例３）コンクリート瓦への組み立て
例を図８に示す。図８（ａ）はモジュールの模式的平面
図、図８（ｂ）はモジュールの模式的側断面図を示す。

【００４６】モジュールの寸法は幅２２０ｍｍ、長さ８
４０ｍｍである。周囲シール剤６３として、厚さ１ｍ
ｍ、幅５ｍｍのシートアクリル粘着材を用いた以外は、
実施例１と同様にして作成した中間モジュールを用い
た。瓦６１の寸法は幅４００ｍｍ、長さ９１０ｍｍであ
る。

【００４７】瓦６１には、中間モジュール６２を収納す
るための凹み部ａを設けてある。凹み部ａには中間モジ
ュール６２を設置するための段差ｂを設けてある。集電
リード線６３には、瓦を貫通する部分を水密構造とする
ために弾性ゴム製のブッシング６４が熱融着されてい
る。集電リード線５４の一端を太陽電池セルに半田付け
等により電気的に接続し、電気的接続部には絶縁性シー
ル材が塗布されている。

【００４８】（実施例４）実施例１の透光性接着剤層と
してのシート状ＥＶＡに代えて液状ＥＶＡを用いた。液
状ＥＶＡの成分は下記の通りである。 ・数平均分子量 2000の酢酸ビニール樹脂 ・溶剤 酢酸ビニール、MIBK（メチルイソブチルケト
ン） ・過酸物１ 00-t-butyl 0-(ethylhexyl) monoperoxyca
rbonate ・過酸物２ 2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexa
ne ・酸化防止剤 tris(mono-nonylphenyl)phosphite ・紫外線吸収材 2-hydroxy-4-n-octoxybezophenone ・シランカップリング材 ethoxysilane 上記成分からなる液状組成物を連続したシート状のアラ
ミド樹脂基板a-Siセルにディップ法で、乾燥後の厚さが
５０μｍとなるように塗布後、乾燥した。上記により太
陽電池セルを作成後、実施例１と同様に太陽電池モジュ
ールを作成した。

【００４９】（実施例５）実施例１の透光性接着剤層と
してのシート状ＥＶＡに代えて、下記成分からなる接着
剤組成物を用いた。 ・溶剤 キシレン、 ・樹脂 フッ素系ウレタン樹脂（四弗化エチレン−ビニ
ルモノマー共重合体） ・硬化剤 ヘキサメチレンジイソシアネート ・酸化防止剤tris(mono-nonylphenyl)phosphite ・紫外線吸収材2-hydroxy-4-n-octoxybezophenone ・シランカップリング材 ethoxysilane 上記液状組成物を連続したシート状のアラミド樹脂基板
a-Siセルにカレンダー法で乾燥後の厚さが５０μｍとな
るように塗布後、乾燥した。上記により太陽電池セルを
作成後、実施例１と同様に太陽電池モジュールを作成し
た。

【００５０】（実施例６）透光性接着剤層として、実施
例１のシート状ＥＶＡに代えて、シート状アクリル系粘
着材を用い、背面絶縁保護層として、粘着材付きポリエ
ステルフィルムを用いた以外は実施例１と同様に作成し
た。

【００５１】（実施例７）透光性接着剤層として、実施
例４のＥＶＡに代えて、溶液タイプのシリコーン系粘着
材を用い、ロール法により背面に厚さ５０μｍのポリエ
ステルフィルムを貼り付けた以外は実施例１と同様に作
成した。

【００５２】（実施例８）周囲シール剤として、実施例
１のブチルゴムに代えて、厚さ３ｍｍのシート状アクリ
ル系粘着材を用いた以外は実施例１と同様に作成した。

【００５３】（実施例９）上記各実施例を含む各種の構
成材料に関し、信頼性評価試験を行なった。その結果を
図１１に示す。なお、図１１は比較例を含み、また図１
１における実施例の番号は、前記１〜８までの実施例番
号と、一部一致しないものを含む。

【００５４】ところで、評価試験としては、図１１の注
１）および注２）で示すように、下記の二種類の試験を
行なった。 試験１：透光性接着剤の黄変性を評価する目的で、評価
用モジュールを１２０℃の高温雰囲気中に放置し、目視
で変色が確認できるまでの時間を測定した。 試験２：水分の侵入の有無を確認する目的で、評価用モ
ジュールを８５℃８５％の高温高湿中に放置し、モジュ
ール中の水分侵入量を湿度インジケータの湿度１０％レ
ンジの領域が変色するまでの時間を測定した。

【００５５】実施例のモジュールの構造は、図１ないし
図３に示す構造と同等で、寸法３０ｃｍ角のモジュール
とした。図９に湿度インジケータの取り付けを含む模式
的構成を示す。比較例は、図１０に示すように、太陽電
池セル４９と周囲シール剤５とが接触した構成を有する
比較評価用モジュールとした。

【００５６】使用した湿度インジケータは、HUMIDIAL
CORPORATION製の品番：AEC826004NEとした。

【００５７】図１１には各実施例および比較例の構成部
材と、これに対応する上記試験１および２の測定結果の
時間を示す。図１１から明らかなように、本発明のモジ
ュールは、比較例に比較して変色開始までの時間が、
１．５倍以上長く、また水分侵入を示すインジケータの
変色時間は、１．５〜２．２倍長くなっており、周囲シ
ール剤からの可塑剤等の変色成分の移行、水分の侵入速
度が遅くなっていることが判る。このほか、各実施例の
モジュールについて、JIS C 8938記載の信頼性試験と
して、高温高湿放置（85℃95%RH）1000h、ヒートサイク
ル試験（90℃から−20℃）200サイクル、湿熱サイクル
（85℃85％から−40℃）50サイクルを実施したが、外観
変化、出力変化は認められなかった。

【００５８】

【発明の効果】この発明によれば前述のように、電気絶
縁性を有するフィルム基板上に、複数個の太陽電池素子
を直列または並列接続した太陽電池を形成し、この太陽
電池の受光面側および非受光面側の双方に電気絶縁性の
保護層を設けてなり、かつ少なくとも前記受光面側保護
層は透光性接着剤層とした太陽電池セルを、ガラス板か
らなる表面保護部材と裏面保護部材との間に配設し、前
記太陽電池の正極および負極の内部リード線を、モジュ
ール外の外部リード線に電気的に接続してなる太陽電池
モジュールにおいて、前記表面保護部材と太陽電池と２
つの電気絶縁性の保護層とは、融着または接着により一
体化して積層体とし、前記表面保護部材の前記太陽電池
側主面周辺部に、額縁状にかつ前記太陽電池セルと所定
の隙間（ｇ）を設けて接着した周囲シール剤を介して、
少なくとも１個の前記積層体と前記裏面保護部材とを、
所定の隙間（ｓ）を設けて固定してなり、前記内部リー
ド線としての接続リード線と、複数個の太陽電池セル間
の同一の極を電気的に接続するための集電リード線と
を、前記所定の隙間（ｓ）により設けられた前記積層体
と前記裏面保護部材との空間に配設してなるものとし、
また、前記太陽電池モジュールの製造方法として、１）
前記太陽電池と前記２つの保護層とを、加圧加熱融着し
て前記太陽電池セルを作成する工程と、２）前記太陽電
池セルを、前記表面保護部材主面中央部上に加圧加熱接
着する工程と、３）前記内部リード線としての接続リー
ド線を、太陽電池に電気的に接続する工程と、４）前記
表面保護部材の前記太陽電池側主面周辺部に、額縁状に
かつ前記太陽電池セルと所定の隙間を設けて、周囲シー
ル剤を接着する工程と、を含む製造方法により、中間モ
ジュールを形成し、複数個の前記中間モジュールにおけ
る前記接続リード線を、複数個の中間モジュール間の同
一の極を電気的に接続するための集電リード線に接続し
た後、モジュール端部から前記集電リード線をモジュー
ル外に引き出し、しかる後、前記複数個の中間モジュー
ルを、前記周囲シール剤を介して、前記裏面保護部材に
接着固定することとしたので、モジュール周縁部からの
十分な水分侵入遮断機能を有しながらも、接着性樹脂封
止剤の厚さを低減し、かつ製造工程の簡略化と製造時間
の短縮を図った太陽電池モジュールとその製造方法を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に関わる中間モジュールの模式
的構成図

【図２】本発明の実施例に関わる太陽電池モジュールの
模式的構成図

【図３】図２の太陽電池モジュールの模式的部分断面図

【図４】本発明に関わる接着剤層張付け装置の概念的構
成図

【図５】表面保護部材への太陽電池セル張付け装置の概
念的構成図

【図６】図５の装置の部分詳細説明図

【図７】本発明の異なる実施例に関わる太陽電池モジュ
ールの模式的構成図

【図８】本発明のさらに異なる実施例に関わる太陽電池
モジュールの模式的構成図

【図９】本発明の評価試験用太陽電池モジュールの模式
的構成図

【図１０】本発明の比較評価試験用太陽電池モジュール
の模式的構成図

【図１１】本発明の評価試験結果を示す図

【図１２】従来の太陽電池モジュールの一例を示す模式
的構成の側断面図

【図１３】図１２のモジュールをフレームに取り付けた
太陽電池モジュールの模式的構成の側断面図

【符号の説明】

１：表面保護部材、２：透光性接着剤層、３：太陽電
池、４：背面絶縁保護層、５，６３：周囲シール剤、
６，５４：集電リード線、７：接続リード線、８：裏面
保護部材、９：中間接続部材、３１：加熱ロール、４
３：予熱装置部、４４：加熱プレス装置、５２：モジュ
ール止め金具、６１：瓦、６２：中間モジュール。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気絶縁性を有するフィルム基板上に、
   複数個の太陽電池素子を直列または並列接続した太陽電
   池を形成し、この太陽電池の受光面側および非受光面側
   の双方に電気絶縁性の保護層を設けてなり、かつ少なく
   とも前記受光面側保護層は透光性材料とした太陽電池セ
   ルを、ガラス板からなる表面保護部材と裏面保護部材と
   の間に配設し、前記太陽電池の正極および負極の内部リ
   ード線を、モジュール外の外部リード線に電気的に接続
   してなる太陽電池モジュールの製造方法において、 １）前記太陽電池と前記２つの保護層とを、加圧加熱融
   着して前記太陽電池セルを作成する工程と、 ２）前記太陽電池セルを、前記表面保護部材主面中央部
   上に加圧加熱接着する工程と、 ３）前記内部リード線としての接続リード線を、太陽電
   池に電気的に接続する工程と、 ４）前記表面保護部材の前記太陽電池側主面周辺部に、
   額縁状にかつ前記太陽電池セルと所定の隙間を設けて、
   周囲シール剤を接着する工程と、を含む製造方法によ
   り、中間モジュールを形成し、 複数個の前記中間モジュールにおける前記接続リード線
   を、複数個の中間モジュール間の同一の極を電気的に接
   続するための集電リード線に接続した後、モジュール端
   部から前記集電リード線をモジュール外に引き出し、し
   かる後、前記複数個の中間モジュールを、前記周囲シー
   ル剤を介して、前記裏面保護部材に接着固定することを
   特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の製造方法において、前
   記周囲シール剤を介して裏面保護部材に接着固定するこ
   とに代えて、隣接する中間モジュールの前記表面保護部
   材間に跨って設けたモジュール止め金具により、前記複
   数個の中間モジュールを、前記周囲シール剤を介して、
   前記裏面保護部材に押圧固定することを特徴とする太陽
   電池モジュールの製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の製造方法にお
   いて、前記太陽電池と２つの保護層とを加圧加熱融着し
   て太陽電池セルを作成する工程は、前記太陽電池と２つ
   の保護層の３種類のシートを、それぞれ各巻き出しロー
   ルから巻き出し、２つの対向する加熱ロール間に向けて
   搬送し、この加熱ロール間で３種類のシートを加圧加熱
   融着した後、この融着した太陽電池セルシートを、巻取
   りロールに巻き取る工程とすることを特徴とする太陽電
   池モジュールの製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の製
   造方法において、前記太陽電池セルを表面保護部材主面
   中央部上に加圧加熱接着する工程は、前記表面保護部材
   としてのガラス板を加熱装置の加熱板上の所定位置に搬
   送して予備加熱し、この予備加熱されたガラス板上の所
   定位置に前記太陽電池セルを搬送して、プレス装置によ
   り前記加圧加熱接着を行なう工程とすることを特徴とす
   る太陽電池モジュールの製造方法。
5. 【請求項５】 電気絶縁性を有するフィルム基板上に、
   複数個の太陽電池素子を直列または並列接続した太陽電
   池を形成し、この太陽電池の受光面側および非受光面側
   の双方に電気絶縁性の保護層を設けてなり、かつ少なく
   とも前記受光面側保護層は透光性接着剤層とした太陽電
   池セルを、ガラス板からなる表面保護部材と裏面保護部
   材との間に配設し、前記太陽電池の正極および負極の内
   部リード線を、モジュール外の外部リード線に電気的に
   接続してなる太陽電池モジュールにおいて、 前記表面保護部材と太陽電池と２つの電気絶縁性の保護
   層とは、融着または接着により一体化して積層体とし、
   前記表面保護部材の前記太陽電池側主面周辺部に、額縁
   状にかつ前記太陽電池セルと所定の隙間（ｇ）を設けて
   接着した周囲シール剤を介して、少なくとも１個の前記
   積層体と前記裏面保護部材とを、所定の隙間（ｓ）を設
   けて固定してなり、 前記内部リード線としての接続リード線と、複数個の太
   陽電池セル間の同一の極を電気的に接続するための集電
   リード線とを、前記所定の隙間（ｓ）により設けられた
   前記積層体と前記裏面保護部材との空間に配設してなる
   ことを特徴とする太陽電池モジュール。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の太陽電池モジュールに
   おいて、前記裏面保護部材は、金属板または表面処理さ
   れた金属板とすることを特徴とする太陽電池モジュー
   ル。
7. 【請求項７】 請求項５に記載の太陽電池モジュールに
   おいて、前記裏面保護部材は、屋根瓦としてのコンクリ
   ート板とし、前記積層体からコンクリート板の非受光面
   側に、前記接続リード線と電気的に接続した集電リード
   線を引き出してなることを特徴とする太陽電池モジュー
   ル。
8. 【請求項８】 請求項５に記載の太陽電池モジュールに
   おいて、前記透光性接着剤層は、０．３ｍｍ以下のシー
   ト状のエチレン−酢酸ビニール共重合樹脂（ＥＶＡ）と
   することを特徴とする太陽電池モジュール。
9. 【請求項９】 請求項５に記載の太陽電池モジュールに
   おいて、前記透光性接着剤層は、溶剤に溶解したＥＶＡ
   を塗布・乾燥したものとすることを特徴とする太陽電池
   モジュール。
10. 【請求項１０】 請求項５に記載の太陽電池モジュール
    において、前記透光性接着剤層は、イソシアネートを含
    有するウレタン系接着剤層とすることを特徴とする太陽
    電池モジュール。
11. 【請求項１１】 請求項５に記載の太陽電池モジュール
    において、前記透光性接着剤層は、シリコーン系、アク
    リル系、ポリエステル系のシート状粘着剤層とすること
    を特徴とする太陽電池モジュール。
12. 【請求項１２】 請求項５に記載の太陽電池モジュール
    において、前記周囲シール剤は、ブチルゴム系、アクリ
    ル樹脂系、ポリエステル樹脂系、シリコーン系の粘着シ
    ール剤からなることを特徴とする太陽電池モジュール。