JP2011159724A - 太陽電池モジュール用基材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池モジュール用基材を低コストで製造できる。
【解決手段】本発明の太陽電池モジュール用基材１は、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグからなる絶縁層２の一方の面に、水蒸気バリア性、酸素バリア性及び絶縁性を有する非フッ素系樹脂のバリア層４を設けた。バリア層４はセラミック蒸着フィルムまたはガスバリア性積層フィルムからなる。セラミック蒸着フィルムは、ポリエステル系またはポリアミド系フィルムにガスバリア性を有する酸化アルミナまたはシリカを設けた。ガスバリア性積層フィルムは、ポリアミド系フィルムに、無機酸化物蒸着層からなる第一及び第二ガスバリア層の間に水溶性高分子溶液のガスバリア性被覆層を挟んだものを積層した。絶縁層２の他方の面には太陽電池セルに電気的に接続する回路層３を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、裏面にプラス電極（Ｐ型半導体電極）、マイナス電極（Ｎ型半導体電極）の両電極を備える太陽電池セルを固定するための太陽電池モジュール用基材およびその製造方法に関する。

近年、自然エネルギーを利用する発電システムである太陽光発電の普及が急速に進められている。太陽光発電をするための太陽電池モジュールは、図７に示すように、受光側に配置された透光性基板１２０と、裏面側に配置された太陽電池モジュール用基材（バックシート）１１０と、透光性基板１２０および太陽電池モジュール用基材１１０の間に配置された多数の太陽電池セル１３０とを有している。また、太陽電池セル１３０は、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）フィルム等の封止用フィルム１４０ａ，１４０ｂに挟まれて封止されている。
従来、太陽電池モジュールにおいては、多数の太陽電池セル１３０，１３０・・・が、幅１〜３ｍｍの配線材１５０で電気的に直列に接続されていた。太陽電池セル１３０は、太陽の受光面１３０ａである表面側にマイナス電極（Ｎ型半導体電極）１３１、裏面側にプラス電極（Ｐ型半導体電極）１３２が設けられているため、配線材１５０で接続すると、太陽電池セル１３０の受光面１３０ａの上に配線材１５０が重なり、光電変換の面積効率が低下する傾向にあった。

上述した電極１３１，１３２の配置では、配線材１５０が太陽電池セル１３０の表側から裏側に回り込む構造になるため、各部材の熱膨張の差が原因で配線材１５０が断線することがあった。
そこで、特許文献１，２ではプラス電極とマイナス電極の両電極がセルの裏面に設置されたバックコンタクト方式の太陽電池セルが提案されている。この方式の太陽電池セルではセル裏面で直列に接続することが可能であり、セル表面の受光面積が犠牲にならず光電変換の面積効率の低下を防止できる。また、配線材を表側から裏側に回り込む構造にしなくてもよいため、各部材の熱膨張の差による配線材の断線も防止できる。
このバックコンタクト方式の太陽電池セルを用いて太陽電池モジュールを製造する際には、多数の太陽電池セルを、配線材を用いて電気的に直列に接続した後、ＥＶＡフィルムにより挟んで封止し、透光性基板と太陽電池モジュール用基材とで挟持していた。

従来、太陽電池モジュール裏面のバリア層として裏面外部から水蒸気や酸素等が浸入するのを防ぐためにフッ化ビニル樹脂（ＰＶＦ）フィルム（商品名「テドラー」；登録商標）が用いられている。
また、例えば特許文献３に記載された保護シートでは、太陽電池モジュールの裏面に用いる保護シートとして、フッ化ビニリデン、三フッ化エチレン、三フッ化塩化エチレン、四フッ化エチレン等のフッ素含有樹脂層を用いている。

特開２００９−１１１１２２号公報 特開２００９−２２４５９７号公報 特許第４１７７５９０号公報

ところで、太陽光発電の普及が進むにつれて低コスト化が求められ、太陽電池モジュール製造における生産性向上が重要になってきている。
しかしながら、上述したフッ化ビニル樹脂フィルムやフッ素含有樹脂層は高価であり、太陽電池モジュールの価格を上昇させるために太陽電池パネルの普及を妨げる要因になっていた。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、バックコンタクト方式の太
陽電池セルを用いた太陽電池モジュールを低コストで製造できるようにした太陽電池モジュール用基材およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明による太陽電池モジュール用基材は、繊維および樹脂を含有する複合材料からなる絶縁層と、該絶縁層の一方の面に設けられていて水蒸気バリア性、酸素バリア性及び絶縁性を有する非フッ素系樹脂のバリア層とを有することを特徴とする。
また、本発明による太陽電池モジュール用基材の製造方法は、繊維および樹脂を含有する複合材料からなる絶縁層の一方の面に、水蒸気バリア性、酸素バリア性及び絶縁性を有する非フッ素系樹脂を接合することでバリア層を形成することを特徴とする。
本発明によれば、絶縁層の一方の面にバリア層として、水蒸気バリア性、酸素バリア性及び絶縁性を有する非フッ素系樹脂のバリア層を設けたことで、水蒸気バリア性及び酸素バリア性を含む耐候性が高く、絶縁性など長期信頼性を発揮すると共に、フッ化ビニル樹脂フィルムやフッ素含有樹脂層を用いた従来技術のバリア層と比較して厚みを薄くできて安価に太陽電池モジュール用基材を製造できる。

また、バリア層は、酸化アルミナまたはシリカの層を設けたガスバリア性フィルムであることが好ましい。
或いは、バリア層は、ポリアミド系フィルムの前記絶縁層側の一方の面に、無機酸化物蒸着層からなる第一ガスバリア層と、水溶性高分子を含む溶液を塗布、乾燥することにより形成されたガスバリア性被覆層と、無機酸化物蒸着層からなる第二ガスバリア層とを順次積層してなるガスバリア性積層フィルムであることが好ましい。
これらガスバリア性フィルムやガスバリア性積層フィルムは、水蒸気バリア性及び酸素バリア性を含む耐候性が高く、絶縁性など長期信頼性を発揮できると共に、フッ化ビニル樹脂フィルムやフッ素含有樹脂層を用いた従来技術のバリア層と比較して厚みが薄く安価である。しかも、フッ素系樹脂と相違して使用済み後に焼却する際にダイオキシン等を発生しないから環境適合性が高い。

また、バリア層の、絶縁層とは反対側の他方の面にＰＥＴフィルムを被着してなることが好ましい。
バリア層として設けたガスバリア性フィルムやガスバリア性積層フィルムは水蒸気バリア性や酸素バリア性を含む耐候性や長期信頼性は高いが、耐スクラッチ性に劣る特性があるため、バリア層にＰＥＴフィルムを被着することで耐スクラッチ性が高くなり、太陽電池パネルを屋外等に設置する際や設置状態で傷等がつきにくく製品寿命が一層長くなる。
また、絶縁層は、プリプレグであることが好ましい。
プリプレグは剛性が高く絶縁性等の電気信頼性が高いため、漏電を確実に防止できる。
また、プリプレグは網目状に配設されたガラス繊維に樹脂を含浸させてなることが好ましい。

また、絶縁層の他方の面に設けられていて太陽電池セルに電気的に接続される回路層を
有していてもよい。
回路層に太陽電池セルを接続することよって、多数の太陽電池セルを一度の工程で電気的に直列に接続できる。すなわち、太陽電池セルの太陽電池モジュール用基材への積層と太陽電池セル同士の接続とを同時に行うことができて電気的接続の信頼性が高い。したがって、バックコンタクト方式の太陽電池セルを用いた太陽電池モジュールを簡便に製造できて生産性を高くできる。
また、絶縁層が複合材料からなることで、回路層との密着性が高くなる。さらに、絶縁層が複合材料からなるため、太陽電池モジュール用基材の寸法安定性および剛性が高い。

また、回路層における太陽電池セルに接触する電極部にスタッドバンプが設けられてい
てもよい。
回路層の電極部にスタッドバンプが設けられているため、太陽電池セルの電極と容易に
接続できる上に、電気的接続の信頼性を向上させることができる。
また、回路層の電極部以外の部分が、絶縁性材料からなるオーバーコート層により被覆
されていてもよい。
回路層の電極部以外の部分がオーバーコート層によって被覆されるため、互いに隣接する回路層同士の短絡を防止できる。また、太陽電池モジュールの製造にＥＶＡフィルムが用いられる場合には、ＥＶＡフィルムから放出される酢酸ガスによる回路層の腐食を防止できる。

本発明による太陽電池モジュール用基材及びその製造方法は、絶縁層の一方の面に、水蒸気バリア性、酸素バリア性及び絶縁性を有する非フッ素系樹脂のバリア層を設けたことで、水蒸気バリア性及び酸素バリア性を含む耐候性、絶縁性など長期信頼性を有すると共に、フッ化ビニル樹脂フィルムやフッ素含有樹脂層を用いた従来技術のバリア層と比較して厚みを薄くできて太陽電池モジュール用基材を安価に製造することができる。しかも、フッ素系樹脂と相違して使用後に廃棄焼却する際にダイオキシン等を発生しないから環境適合性が高い。

本発明の実施形態による太陽電池モジュール用基材を示す断面模式図である。 実施形態による太陽電池モジュール用基材を含む太陽電池モジュールの断面模式図である。 （ａ）はセラミック蒸着フィルムの要部断面模式図、（ｂ）はガスバリア性積層フィルムの断面模式図である。 実施形態による太陽電池モジュール用基材の製造工程を示す断面模式図である。 実施形態による太陽電池モジュール用基材を用いた太陽電池モジュールの製造方法を示す断面模式図である。 変形例による太陽電池モジュール用基材を示す断面模式図である。 従来の太陽電池モジュールの一例を示す断面模式図である。

本発明の実施形態による太陽電池モジュール用基材について説明する。
図１に示す本実施形態による太陽電池モジュール用基材１は、絶縁層２と、絶縁層２の一方の面即ち図示しない太陽電池セル側に設けられた回路層３と、絶縁層２の他方の面に設けられたバリア層４とを有する。そして、回路層３の太陽電池セルに接触する電極部３ａにはスタッドバンプ５が設けられ、回路層３の電極部３ａ以外の部分である非電極部３ｂはオーバーコート層６で被覆されている。
太陽電池モジュール用基材１は後述する太陽電池セル１２を挟んで受光面となる透光性基板１１と接合されて一体化され、図２に示す太陽電池モジュール１０を形成する。

本実施形態による太陽電池モジュール用基材１を使用した太陽電池モジュール１０を図２に示す。図２に示す太陽電池モジュール１０は、光の入射面側である受光面側に配置された透光性基板１１と、その裏面側に配置された太陽電池モジュール用基材１と、これら透光性基板１１および太陽電池モジュール用基材１の間に配置された多数の太陽電池セル１２，１２、…と、太陽電池セル１２，１２、…を封止する封止層１３とを具備する。
太陽電池モジュール用基材１はオーバーコート層６側で太陽電池セル１２、１２、…を挟んで透光性基板１１と接合されている。

次に図１の太陽電池モジュール用基材１を構成する各部材について説明する。
絶縁層２の太陽電池セル１２側に設けた回路層３は、太陽電池セル１２に電気的に接続される層である。回路層３は太陽電池モジュール用基材１に積層される多数の太陽電池セル１２を電気的に直列に接続するパターンを有している。
回路層３を構成する材料として、電気抵抗が低い材料、例えば銅、アルミニウム、鉄−ニッケル合金などが使用される。また、導電性高分子を使用することもできる。
回路層３の表面は、スタッドバンプ５およびオーバーコート層６との密着性を向上させるために、ギ酸、硫酸、硝酸などの腐食性薬液によって粗面化処理が施されていることが好ましい。

スタッドバンプ５は、回路層３と太陽電池セル１２との電気的接続を補助する部材であり、太陽電池セル１２の電極１２ａに対応して配設されている。本実施形態におけるスタッドバンプ５は例えば切頭円錐形になっており、先端がオーバーコート層６の表面から突出している。
スタッドバンプ５の材料として電気抵抗が低い材料が使用される。中でも回路層３との電気抵抗が低くなることから、銀、銅、錫、鉛、ニッケル、金よりなる群から選ばれる１種以上の金属を含有することが好ましい。特に、スタッドバンプ５は粘度が高く容易に切頭円錐形等の所望の形状に形成するために、銀、銅、錫、半田（銅と鉛が主成分である。）よりなる群から選ばれる１種以上の金属を含有する導電性ペーストにより形成されていることが好ましい。

また、導電性ペーストは低温硬化タイプであることが好ましい。導電性ペーストが低温硬化タイプであれば、１２０〜１６０℃という低温で太陽電池セル１２の電極１２ａと回路層３とをスタッドバンプ５によって電気的に接続できる。１２０〜１６０℃は、封止層１３を構成する封止用フィルムとして使用可能なＥＶＡフィルムの軟化、溶融、架橋が生じる温度であるから、封止用フィルムとしてＥＶＡフィルムを用いる場合には、容易に加工できるため、太陽電池セル１２の電極１２ａと導電性ペーストから形成されるスタッドバンプ５とをより容易に電気的に接続させることができる。
低温硬化タイプの導電性ペーストとしては、ポリマーと導電性フィラーを含有し、ポリマーの硬化による導電性フィラーの物理的接触によって導電性を発現するもの、有機物に銀もしくは銅を配位、還元させたナノ粒子を含有し、低温焼結（１２０〜１６０℃）させることにより導電性を発現するものが挙げられる。電気抵抗がより低くなる点では、後者の材料が好ましい。

オーバーコート層６は絶縁性材料からなっている。オーバーコート層６を構成する絶縁性材料としては、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。これら樹脂は１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
また、上記の樹脂に、シリカ（ＳｉＯ_２）、マイカ、アルミナ、硫酸バリウムからなる群から選ばれる１種以上の無機粉末を含有してもよい。

次に、絶縁層２について説明する。絶縁層２は、繊維および樹脂を含有する複合材料からなり、好ましくは網目状に配設された繊維に樹脂が含浸させられた樹脂含有繊維からなるプリプレグを用いる。繊維としては、例えばガラスクロス、ガラス不織布、紙などが挙げられる。樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。
絶縁層２を構成するプリプレグは、例えば網目状に配設されたガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させて構成されている。絶縁層２としてプリプレグを用いると反りが少なく電気絶縁性が高いという特性を呈する。

次に、本実施形態における太陽電池モジュール用基材１におけるバリア層４について説明する。
バリア層４は空気透過を調整する層である。バリア層４として、水蒸気バリア性と酸素バリア性を含む耐候性、絶縁性など長期信頼性を有する材料が使用される。本実施形態では、例えば図３（ａ）に示すように、ポリエステル系フィルム（またはポリアミド系フィルム）１４の片面にガスバリア層としてガスバリア性の高い酸化アルミナ１５を設けた構成を有するセラミック蒸着フィルム１６を用いている。或いは酸化アルミナ１５に代えてシリカを設けてもよく、シリカもガスバリア性の高い材質である。特に酸化アルミナは透明度が高い特性を有していて好ましい。
これら酸化アルミナフィルムとシリカフィルムは蒸着によってプリプレグの絶縁層２に被着することができ、包括してセラミック蒸着フィルムとされている。しかし、酸化アルミナフィルムとシリカフィルムは蒸着によらず、ポリエステルフィルム１４に積層した構成で接着剤を介して絶縁層２に接合することもできる。
なお、酸化アルミナフィルムとシリカフィルムを含むセラミック蒸着フィルム１６は、ＧＬフィルム（凸版印刷株式会社の商品名）として知られている。セラミック蒸着フィルム１６はガスバリア性フィルムを構成する。

また、バリア層４として、セラミック蒸着フィルム１６に代えて、図３（ｂ）に示すようなガスバリア性積層フィルム１８を用いてもよい。ガスバリア性積層フィルム１８は特許第４０１３６０４号公報に詳しく開示されており、ここでは簡単に説明する。なお、ガスバリア性積層フィルム１８は、凸版印刷株式会社製の商品名「ＧＸフィルム」として知られている。
図３に示すガスバリア性積層フィルム１８は、ポリアミド系フィルム１９の片面に、アンカーコート層２０を介して厚さが１〜４００ｎｍの範囲の無機酸化物蒸着層からなる第一ガスバリア層（Ａ層）２１、水溶性高分子を含む溶液を塗布、乾燥することにより形成された厚さが０．０５〜５０μｍの範囲のガスバリア性被覆層２２、厚さが１〜４００ｎｍの範囲の無機酸化物蒸着層からなる第二ガスバリア層（Ｂ層）２３を順次積層してなる積層フィルムである。更にヒートシール層２４を積層しているが、省略してもよい。
そして、ガスバリア性被覆層２２と、第一及び第二ガスバリア層（Ａ、Ｂ）２１，２３との厚さの比率が、１／０．００５〜１／１の範囲を満たしている。ガスバリア性積層フィルム１８は透明であるが、透明でなくてもよい。

このガスバリア性積層フィルム１８は、アンカーコート層２４が、アクリルポリオールに下記一般式（１）で表される。
Ｒ’Ｓｉ（ＯＲ）₃・・・・（１）
（但し、Ｒはアミノ基、イソシアネート基、スルホキシド基のいずれかの官能基、Ｒはアルキル基）３官能基のオルガノシランを処方した液を塗布、乾燥させて設けたアンカーコート層２４である。アンカーコート層２４を形成する樹脂として、ウレタンポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂等を採用できる。
第一ガスバリア層（Ａ層）２１は高いバリア性を発現させるための層であって、このＡ層を構成する無機酸化物としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムもしくはこれらの混合物を挙げることができる。
ガスバリア層の形成には、電子線加熱や誘導加熱、抵抗加熱を蒸発手段とした真空蒸着法の他、スパッタリング法、ＣＶＤ法およびイオンプレーティング法などを用いることができる

第一及び第二ガスバリア層２１，２３間に挟持されるガスバリア性被覆層２２は、第一
ガスバリア層（Ａ層）２１を保護するとともに、第一ガスバリア層（Ａ層）２１との相乗効果により高いガスバリア性を発現するために設けられる。ガスバリア性被覆層２２は、水溶性高分子と、（ａ）１種以上の金属アルコキシドおよびその加水分解物、または、（ｂ）塩化錫の少なくとも一方を含む水溶液あるいは水／アルコール混合溶液を主剤とするコーティング剤を塗布し、加熱乾燥してなるガスバリア性被膜層である。
水溶性高分子は、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、デンプン、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ナトリウム等が挙げられる。特にポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡと略す）を本発明のコーティング剤に用いた場合にガスバリア性が最も優れる。
また、コーティング剤に使用される塩化錫は、塩化第一錫（ＳｎＣｌ₂）、塩化第二錫（ＳｎＣｌ₄）、あるいはそれらの混合物であってもよく、これら塩化錫は、無水物でも水和物でもあってもよい。
さらに、金属アルコキシドは、一般式、Ｍ（ＯＲ）_n（Ｍ：Ｓｉ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｚｒ等の金属、Ｒ：ＣＨ₃，Ｃ₂Ｈ₅等のアルキル基）で表せる化合物である。

無機酸化物からなる第二ガスバリア層（Ｂ層）２３は、第一ガスバリア層（Ａ層）２１およびガスバリア性被覆層２２を保護するとともに、高い水蒸気バリア性と酸素ガスバリア性を維持するために設けられる。第一ガスバリア層（Ａ層）２１と同様、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムもしくはこれらの混合物を挙げることができる。
ガスバリア層の形成には、電子線加熱や誘導加熱、抵抗加熱を蒸発手段とした真空蒸着法の他、スパッタリング法、ＣＶＤ法およびイオンプレーティング法などを用いることができるが、生産性の点から巻取りフィルム上に真空蒸着法を用いて層を形成する方法が好ましい。

また、ヒートシール層２４は熱可塑性樹脂であり、特に材質は限定されるものではないが、例えば、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線状（直鎖状）低密度ポリエチレン、その他等の各種のポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、エチレン系共重合体樹脂、エチレン−メタクリル酸共重合体樹脂（アイオノマー）を使用することができる。

本実施形態による太陽電池モジュール用基材１におけるバリア層４として、上述したセラミック蒸着フィルム１６（ＧＬフィルム）とガスバリア性積層フィルム１８（ＧＸフィルム）のいずれを用いてもよく、いずれを用いても水蒸気や酸素等のガスバリア性に優れている。セラミック蒸着フィルム１６（ＧＬフィルム）とガスバリア性積層フィルム１８（ＧＸフィルム）は、蒸着や接着剤によって絶縁層２であるプリプレグに接合できる。
なお、バリア層４の外側である絶縁層２とは反対側の面にＰＥＴフィルムを被着して積層してもよい。ＰＥＴフィルムを積層することで耐スクラッチ性が向上する。

次に、太陽電池モジュール１０の太陽電池モジュール用基材１以外の構成について説明する。
図２において、透光性基板１１としては、例えばガラス基板、透明樹脂基板などが挙げられる。透明樹脂基板を構成する透明樹脂としては、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレートなどが挙げられる。
本実施形態に使用される太陽電池セル１０は、裏面にプラス電極およびマイナス電極を備えるバックコンタクト方式のものである。太陽電池セル１０としては、単結晶シリコン型、多結晶シリコン型、アモルファスシリコン型、化合物型、色素増感型などが挙げられる。これらの中でも、発電効率に優れる点では、単結晶シリコン型が好ましい。
封止層１３は封止用フィルムにより形成される。封止用フィルムとしては、例えば、ＥＶＡフィルム、エチレン・（メタ）アクリル酸エステル共重合体フィルム、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素樹脂フィルムなどが使用される。通常、封止用フィルムは、太陽電池セル１０を挟み込むように２枚以上で使用される。

次に、本実施形態による太陽電池モジュール用基材１の製造方法について、図４に基づいて説明する。
図４（ａ）において、絶縁層２として、ガラス繊維および半硬化の熱硬化性樹脂を含有するプリプレグからなる半硬化複合材料層２Ａの一方の面に導電層３Ａを積層し、半硬化複合材料層２Ａの他方の面にバリア層４を積層し、加熱加圧処理する。
ここで、バリア層４として、セラミック蒸着フィルム１６（ＧＬフィルム）またはガスバリア性積層フィルム１８（ＧＸフィルム）を用いるため、プリプレグからなる絶縁層２の裏面に蒸着によって被着して接合できる。
そして、加熱加圧処理することで、半硬化複合材料層２Ａは絶縁層２になる。
ここで、導電層３Ａとしては、例えば銅、アルミニウム、鉄−ニッケル合金などの金属の金属箔を使用することができる。また、導電性高分子を含有する層であってもよい。

次いで、図４（ｂ）に示すように導電層３Ａの上にレジストパターン２５を設け、エッチング処理する。そして、図４（ｃ）に示すような回路層３を形成する。この回路層３の形成では、フォトリソグラフィを適用する。
フォトリソグラフィでは、まず、導電層３Ａの表面の全面にレジスト層を設ける。その際、レジスト層としてドライフィルムレジストを用いてもよいしウェットレジストを導電層３Ａに塗工して形成したものでもよい。
次いで、レジスト層の上にフォトマスクを配置し、露光し、現像してレジストパターン２５を設ける。次に、レジストパターン２５で被覆されていない導電層３Ａをエッチング処理して除去する。エッチングとしては、ドライエッチング、ウェットエッチングのいずれであってもよいが、通常は、ウェットエッチングが適用される。
その後、レジストパターン２５を剥離する。このように、導電層３Ａをパターン加工して、回路層３を得る。得られた回路層３の表面には粗面化処理を施してもよい。回路層３の表面に粗面化処理を施すと、スタッドバンプ１４の密着性を向上させることができる。粗面化処理は、例えば、腐食性薬液を回路層１２の表面に接触させる方法を適用することができる。

次いで、図４（ｄ）に示すように、絶縁性のオーバーコート材を回路層３の非電極部３ｂに塗工してオーバーコート層６を形成する。
オーバーコート材としては、例えば熱可塑性樹脂を含有する塗工液、熱硬化性成分を含有する塗工液、光硬化性成分を含有する塗工液などを使用できる。熱可塑性樹脂を含有する塗工液を使用した場合には、塗工後、乾燥処理を行う。熱硬化性成分を含有する塗工液を使用した場合には、塗工後に熱硬化処理を行う。光硬化性成分を含有する塗工液を用いる場合には光硬化処理を行う。

次いで、回路層３の電極部３ａにスタッドバンプ５を形成する。スタッドバンプ５の形成方法としては、例えばめっき、スクリーン印刷、ディスペンス、転写などの方法を適用することができる。その際、容易に所望の形状にできることから、銀、銅、錫、半田よりなる群から選ばれる１種以上の金属を含有する導電性ペーストを用いることが好ましい。さらには、太陽電池セル１２の電極１２ａとスタッドバンプ５とをより容易に電気的に接続させることができる点では、低温硬化タイプの導電性ペーストがより好ましい。
以上の製造方法により、図１に示す太陽電池モジュール用基材１を製造できる。
上記製造方法によれば、絶縁層２と回路層３との密着性を高くできる。また、絶縁層２としてプリプレグを用いているため、得られる太陽電池モジュール用基材１の寸法安定性および剛性を高くできる。

つぎに、本実施形態による太陽電池モジュール用基材１を用いた太陽電池モジュール１０の製造方法について、図５により説明する。
図５において、太陽電池モジュール用基材１のオーバーコート層６上に、封止用フィルム１３Ａ、太陽電池セル１２、封止用フィルム１３Ｂ、透光性基板１１を順次積層する。その際、太陽電池セル１２の電極１２ａに太陽電池モジュール用基材１のスタッドバンプ５が対向するように配置する。
次いで、太陽電池モジュール用基材１、封止用フィルム１３Ａ、太陽電池セル１２、封止用フィルム１３Ｂ、透光性基板１１の積層体を加熱加圧する。この加熱加圧により、スタッドバンプ５を封止用フィルム１３Ａに貫通させて太陽電池セル１２の電極１２ａに接触させ、さらにスタッドバンプ５の先端を押し潰して充分な接続面積を確保する。
このようにして、太陽電池モジュール用基材１、封止用フィルム１３Ａ、太陽電池セル１２、封止用フィルム１３Ｂ、透光性基板１１を密着させると同時に、太陽電池セル１２を回路層３により電気的に直列に接続することができ、図２に示す太陽電池モジュール１０が得られる。

上述した本実施形態による太陽電池モジュール用基材１によれば、次の作用効果を奏する。
本実施形態による太陽電池モジュール用基材１は寸法安定性および剛性に優れている。そのため、太陽電池モジュール１０を製造する際に、太陽電池モジュール用基材１に封止用フィルム１３Ａ、太陽電池セル１２、封止用フィルム１３Ｂ、透光性基板１１を高い位置精度で積層できる。
また、太陽電池モジュール１０は、本実施形態による太陽電池モジュール用基材１を用いたものであるため、バックコンタクト方式の太陽電池セル１２を積層すると同時に多数の太陽電池セル１２，１２、…を電気的に直列に接続することで得られる。

また、本実施形態による太陽電池モジュール用基材１によれば、バリア層４として非フッ素系樹脂で
あるセラミック蒸着フィルム１６やガスバリア性積層フィルム１８を用いたから、高い水蒸気バリア性と酸素バリア性を含む耐候性、絶縁性など長期信頼性を発揮することができる。
しかも、プリプレグからなる絶縁層２に対して、セラミック蒸着フィルム１６やガスバリア性積層フィルム１８からなるバリア層４を蒸着によって接合できるから、従来バリア層として用いていたフッ化ビニル樹脂やフッ素系樹脂（「テドラー」）と比較して厚みを１２〜２０ナノメートルと薄層に形成できると共に安価になる。そのため、太陽電池モジュール１０の価格を抑制して普及に貢献できる。
また、上述したフッ化ビニリデンや三フッ化エチレン等のフッ素含有樹脂層を外層に設けた保護シート等と比較しても、低廉である上に使用後に焼却する際にダイオキシン等が発生しないから環境安全性が高いという効果がある。

また、本実施形態による太陽電池モジュール用基材１を用いた太陽電池モジュール１０によれば、絶縁層２の一方の面に設けられた回路層３に太陽電池セル１２を積層することよって、太陽電池セル１２を電気的に直列に接続できる。しかも、太陽電池セル１２の太陽電池モジュール用基材１への積層と太陽電池セル１２同士の接続とを同時に行うことができるため、太陽電池モジュール１２を容易に製造でき、その生産性を高くできる。しかも、太陽電池モジュール用基材１は熱や圧力によって劣化しない。
また、回路層３に接する絶縁層２は複合材料からなるプリプレグであり、絶縁層２を形成するための半硬化複合材料層２Ａは半硬化の熱硬化性樹脂を含有しているため、加熱加圧処理によって絶縁層２の両側の回路層３およびバリア層４を架橋する。そのため、絶縁層２と回路層３およびバリア層４との密着性は高くなる。さらに、絶縁層２が複合材料からなるため、太陽電池モジュール用基材１の寸法安定性と剛性に優れる。
特に、例えば、従来、絶縁層２として広く使用されているＰＥＴ基材、ＰＥＮ基材を含む太陽電池モジュール用基材（バックシート）よりも寸法安定性および剛性に優れるから、本実施形態による太陽電池モジュール用基材１は優れた物性を有するものとなる。

また、太陽電池モジュール１０は、本実施形態による太陽電池モジュール用基材１に封止用フィルム１３Ａ、１３Ｂにより封止された太陽電池セル１２を積層した際には、スタッドバンプ５が封止用フィルム１３Ａを貫通するため、太陽電池セル１２の電極に電気的により容易に接続させることができる。また、スタッドバンプ５を用いることで、確実にかつ充分な面積で接続させることができるため、電気的接続の信頼性を向上させる。
また、太陽電池モジュール用基材１は、オーバーコート層６を有しているため、互いに隣接する回路層３の短絡を防止できる上、封止用フィルムとしてＥＶＡフィルムを用いた場合には、ＥＶＡフィルムから放出される酢酸ガスによる回路層３の腐食を防止できる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜の構成や材料等の変更が可能であり、これらも本発明に含まれる。
以下に、上述した実施形態と同一または同様な部材、部品については同一の符号を用いて説明する。
例えば、上述した実施形態による太陽電池モジュール用基材１は、プリプレグによる絶縁層２に対してセラミック蒸着フィルム１６やガスバリア性積層フィルム１８を蒸着によって接合する構成であるが、これに代えて接着剤によって接合してもよい。
図６はそのような変形例による太陽電池モジュール用基材１Ａを示す図であり、絶縁層２とバリア層４、そして絶縁層２と回路層３及びオーバーコート層６とはそれぞれ接着剤２８で接合されて一体化されている。接着剤２８として、例えばエポキシ系、ウレタン系、アクリル系樹脂等を用いることができる。

また、上述の実施形態等では、スタッドバンプ５およびオーバーコート層６を有しているが、これらは任意である。しかし、より簡便に太陽電池モジュール１０を製造できる点では、スタッドバンプ５を有することが好ましい。また、互いに隣接する回路層３の短絡を防止できる上、ＥＶＡフィルムから放出される酢酸ガスによる回路層３の腐食を防止できる点で、オーバーコート層６を有することが好ましい。
スタッドバンプ５の形状は、切頭円錐形に限らず、円錐形、円筒形、三角錐形、半球状などであってもよい。なお、本発明はバックコンタクト方式の太陽電池モジュールでなくてもよく、適宜の方式の太陽電池モジュールに適用できる。例えば、上述の従来技術の方式のものにも適用できる。

以下、本発明の太陽電池モジュール用基材１の実施例について具体的に説明する。
まず、図４（ａ）に示すように、厚さ２００μｍのプリプレグ（商品名：ＭＣＬ−Ｅ−６７Ｎ、日立化成工業製）からなる半硬化複合材料層２Ａの一方の面に、厚さ３５μｍの導電層３Ａ（商品名：ＪＴＣ銅箔、日鉱金属製）を積層すると共に、半硬化複合材料層２Ａの他方の面に厚さ２５μｍのセラミック蒸着フィルム１６（商品名「ＧＬフィルム」凸版印刷株式会社製）をバリア層４として積層し、積層体を得た。
なお、凸版印刷株式会社製の酸化アルミナを層状に設けたＧＬフィルムは、水蒸気と酸素のバリア性について次の特性を有している。即ち、水蒸気は２ｇ／ｍ^２／日以下の透過性能であり、酸素は４ｃｃ／ｍ^２／日以下の透過特性を有している。
次いで、その積層体を、真空度：２ｋＰａ、温度：１７０℃、圧力：２ＭＰａ、加熱加圧時間１２０分の条件で加熱加圧した。この処理により、半硬化複合材料層２Ａを絶縁層２とした。

次いで、導電層３Ａの表面にドライフィルムレジスト（商品名：ＲＹ３３１５、日立化成工業製）を、ロールラミネーターを用いて、温度：１１０℃、搬送速度：０．５ｍ／分の条件で貼り付けた。その後、フォトマスクを用いた露光（露光量：８０ｍＪ／ｃｍ^２）、現像（１質量％のＮａ_２ＣＯ_３、温度：３０℃）により、図４（ｂ）に示すような、レジストパターン２５を形成した。
次いで、露出している導電層３Ａを塩化銅（温度：５０℃）によりエッチングした後、５０℃、５質量％の水酸化ナトリウム水溶液によりレジストパターン２５を剥離して、図４（ｃ）に示すような、回路パターンを有する回路層３を形成した。

次いで、回路層３の表面に、マイクロエッチング剤（商品名：ＣＺ８１００、メック
製）を、３０℃で５０秒間接触させて、粗面化処理を施した。
次いで、絶縁性のオーバーコート材（商品名：ＳＲ７０００、日立化成工業製）をスクリーン印刷機により回路層３の非電極部３ｂに塗工した。その後、７０℃で３０分間プリベークを施し、高圧水銀ランプで２０００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線を照射し、１７０℃で６０分間のポストベークを施して、図４（ｄ）に示すような、オーバーコート層６を形成した。
次いで、回路層３の電極部３ａに、銀ペースト（商品名：ＳＤ１１１４、ハリマ化成製）をスクリーン印刷機により印刷して、切頭円錐形のスタッドバンプ５を形成した。これにより、太陽電池モジュール用基材１を得た。
また、バリア層４として、ＧＬフィルムに代えてガスバリア性積層フィルム１８（商品名「ＧＸフィルム」凸版印刷株式会社製）を用いて同様に太陽電池モジュール用基材１を製造した。

次いで、図５に示すように、各太陽電池モジュール用基材１に、ＥＶＡフィルム（封止用フィルム１３Ａ）、太陽電池セル１２、ＥＶＡフィルム（封止用フィルム１３Ｂ）、ガラス基板（透光性基板１１）を積層した。その際、太陽電池セル１２の電極１２ａに太陽電池モジュール用基材１のスタッドバンプ５が対向するように配置した。
次いで、太陽電池モジュール用基材１／封止用フィルム１３Ａ／太陽電池セル１２／封止用フィルム１３Ｂ／透光性基板１１の積層体を加熱加圧し、スタッドバンプ５を封止用フィルム１３Ａに貫通させた。これにより、スタッドバンプ５と太陽電池セル１２の電極１２ａとを接続して、図２に示す太陽電池モジュール１０を２種類得た。

１、１Ａ 太陽電池モジュール用基材
２ 絶縁層
３ 回路層
３Ａ 導電層
３ａ 電極部
３ｂ 非電極部
４ バリア層
５ スタッドバンプ
６ オーバーコート層
１１ 透光性基板
１２ 太陽電池セル
１２ａ 電極
１３ 封止層

Claims (9)

1. 繊維および樹脂を含有する複合材料からなる絶縁層と、該絶縁層の一方の面に設けられていて水蒸気バリア性、酸素バリア性及び絶縁性を有する非フッソ系樹脂のバリア層とを有することを特徴とする太陽電池モジュール用基材。
2. 前記バリア層は、酸化アルミナまたはシリカの層を設けたガスバリア性フィルムである請求項１に記載された太陽電池モジュール用基材。
3. 前記バリア層は、ポリアミド系フィルムの前記絶縁層側の一方の面に、無機酸化物蒸着層からなる第一ガスバリア層と、水溶性高分子を含む溶液を塗布、乾燥することにより形成されたガスバリア性被覆層と、無機酸化物蒸着層からなる第二ガスバリア層とを順次積層してなるガスバリア性積層フィルムである請求項１に記載された太陽電池モジュール用基材。
4. 前記バリア層の、絶縁層とは反対側の他方の面にＰＥＴフィルムを被着してなる請求項１乃至３のいずれかに記載された太陽電池モジュール用基材。
5. 前記絶縁層は、プリプレグである請求項１乃至４のいずれかに記載された太陽電池モジュール用基材。
6. 前記絶縁層の他方の面に設けられていて太陽電池セルに電気的に接続される回路層を有している請求項１乃至５のいずれかに記載された太陽電池モジュール用基材。
7. 前記回路層における太陽電池セルに接触する電極部にスタッドバンプが設けられている請求項６に記載された太陽電池モジュール用基材。
8. 前記回路層の電極部以外の部分が、絶縁性材料からなるオーバーコート層により被覆されている請求項７に記載された太陽電池モジュール用基材。
9. 繊維および樹脂を含有する複合材料からなる絶縁層の一方の面に、水蒸気バリア性、酸素バリア性及び絶縁性を有する非フッ素系樹脂を接合することでバリア層を形成することを特徴とする太陽電池モジュール用基材の製造方法。

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