JP2012243996A - 薄膜シリコン系太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】作業性が良く、耐湿性に優れた薄膜シリコン太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】裏面保護カバーフィルムＡ１の開口を完全に覆うようにシール材シート小片Ｂ１を備える薄膜シリコン系太陽電池モジュールであって、前記開口の周囲では少なくとも、透明絶縁基板Ｉ、透明電極層Ｈ、光起電力薄膜半導体層Ｇ、裏面電極層Ｆ、充填材Ｃ、シール材シート小片Ｂ１、裏面保護カバーフィルムＡ１の順に積層されてなり、シール材シート小片Ｂ１には前記開口と重なる領域において配線材Ｄを外部に導出可能な溝が設けられてなり、シール材シートＢ１はシリカゲル、アルミナ、ゼオライト及びタルクからなる群から選択される１以上の無機充填材と、ポリイソブチレンとを含み、厚みは０．１〜０．７ｍｍであり、裏面保護カバーフィルムＡ１は、シール材シート小片Ｂ１と接する側の最外層にプライマー層を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池モジュールの裏面保護カバーフィルムに開けられた配線取出し用開口の構造に特徴を有する薄膜シリコン系太陽電池モジュールに関する。

近年、クリーンで、且、持続可能な再生エネルギーの重要性が認識され、太陽光を電気エネルギーに直接変換する太陽電池が注目され、性能向上、コストダウンを中心とする技術開発が活発に行われている。現在、結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコン太陽電池、アモルファスシリコン−微結晶シリコンタンデム太陽電池、ＣｄＴｅ太陽電池、ＣＩＧＳ系太陽電池、さらには色素増感型太陽電池などの太陽電池があり、この中で、薄膜シリコン系太陽電池は、シリコンの使用量が少なく、資源枯渇の影響が少なく、また、安価に製造できるという利点を有している。

一般に、薄膜シリコン系太陽電池モジュールは、ガラス板などの透明絶縁基板上に、透明電極層を形成し、シリコン等の光起電力薄膜半導体層、裏面電極層を形成し、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）等の充填材、裏面保護カバーフィルムを積層し、さらに、配線材、端子箱、フレームなどが取り付けられて、製造される。当然のことながら内部の太陽電池の出力を端子箱に導くために、裏面保護カバーフィルムには開口が設けられ、その開口から配線材を取り出す構造になっている。

太陽電池モジュールは、通常、屋根上、ビルの屋上、フィールドなど、屋外の過酷な環境下に設置され、１０年以上の長期使用が想定されるため、耐候性、耐熱性、耐湿性などの長期信頼性が要求される。

薄膜シリコン系太陽電池は、多くの利点を有する一方で、光起電力薄膜半導体層の厚みが薄いため、水や湿気に対する耐性に課題があった。

これらの課題に関連する従来技術には、特許文献１と特許文献２が有った。

特開２００１−１４８４９６号公報 特開２００１−０７７３８５号公報

太陽電池モジュールの耐候性、耐熱性、耐湿性などの長期信頼性が要求される。

そのため、裏面保護材には、耐候性樹脂フィルムでアルミ箔を挟んだ積層フィルム（裏面保護カバーフィルム）や、ガラス板といった水蒸気バリア性の高い部材が使用される。しかしながら、このような部材を使用した場合にも、モジュールの四周、および、裏面保護材に設けられた配線取出し用開口から湿分が進入するという課題があった。そこで、水蒸気バリア性の高いポリイソブチレン系シール材をモジュールの四周に設置する方法が検討されているが、配線取出し用開口からの湿分浸入という点で課題があった。

また、従来、配線取出し用開口にはシリコーン樹脂が充填されてきたが、シリコーン樹脂は、取扱性の容易さと、電気出力配線の腐食防止という点で好ましいが、水蒸気透過率は、２０〜１００ｇ／（ｍ^２・Ｄａｙ）程度と高く、防湿性について改善の余地があった。

裏面保護カバーフィルムには、通常、耐候性樹脂フィルムでアルミ箔を挟んだ複層シートが使用されるが、近年、システム電圧１０００Ｖに対応するため、裏面保護カバーフィルムの配線取出し用開口部と配線との絶縁距離を確保する必要があり、前記開口部が大型化する傾向にあり、防湿性を高める必要性が更に高まっている。

特許文献２の００４７欄に記載のとおり、従来から、裏面保護カバーフィルムの配線取出し用開口部の防湿性を改善するために、裏面保護カバーとしてＴｅｄｌｅｒ／Ａｌ箔／Ｔｅｄｌｅｒ三層シートを用いた場合は、その開口を覆う絶縁シート小片としてＴｅｄｌｅｒ単体のシートが用いられたりしていた。Ｔｅｄｌｅｒ単体のシートでは、前記三層シートが無い為に同開口部で水蒸気バリア性能が大幅に低下するなどの課題が発生していたため、Ｔｅｄｌｅｒ単体のシートに代えて、Ｔｅｄｌｅｒ／ＰＥＴ／Ｔｅｄｌｅｒ三層シートなどの様に金属箔を含まず水蒸気バリア性を有するシートを絶縁シート小片として用いることも可能であることが特許文献２の００４７欄などに開示されている。また、同様の思想でＥＶＡシート、ポリ弗化ビニル（ＰＶＦ）シート、ＥＶＡシートを順次積層した３層シート小片が、配線取り出し穴の部分を覆うように用いられていることの一例を図２で示す。特許文献２は、スリット付きの前記３層シートを、カバーフィルムと充填材の間に、配線取出し用開口を覆うように設置することで、防湿性を狙ったものである。しかしながら、複数のシートを重ねた上に、スリットに配線をはめ込むため、位置ズレが無いように配置するなど、作業性に課題が有った。また、封止工程において、ポリ弗化ビニル（あるいはＰＥＴ）シートが溶融しないため、配線とポリ弗化ビニル（あるいはＰＥＴ）シートとの間に、隙間が生じるため、防湿性という点でも十分、満足できるものでは無かった。

裏面保護材の配線取出し用開口の中に水蒸気バリア性の高いシール材を配置し、防湿性を高める方法について検討がなされている。一例を図３で示す。裏面保護材がガラス板の場合には、通常、太陽電池には、厚み３〜５ｍｍ程度のガラス板が用いられるため、シール材の厚みを、ガラスと同じ厚みに確保することができる。通常、シール材の厚みが湿分の進入方向に対して厚いほど、湿分進入の抑制効果が高い。よって、ガラス板の場合には、十分な防湿性を得ることができる。しかしながら、配線取出し用開口の中に、厚み３〜５ｍｍのシール材を設置するためには、例えば、加熱して、ホットメルト状にして流し込む方法があるが、ホットメルト塗布装置などの設置の必要があった。また、シール材の成型体を用いる方法があるが、シール材が厚いため、作業性が悪いという課題があった。また、シール材が厚いため、太陽電池モジュールの封止工程において、前記シール材を十分溶融させるためには、封止時間を長くする必要があり、生産性が低下するという課題があった。

一方、裏面保護カバーフィルムの厚みは１００〜２００μｍ程度と薄く、配線取り出し用開口の中に水蒸気バリア性の高いシール材を配置しても、シール材に十分な厚みを確保することが出来ず、十分な防湿性を得ることができない。また、配線取出し用開口と、シール材との密着性が不十分な場合には、その接点から湿分の進入が起こり易いという課題があった。

本発明者らは、鋭意検討した結果、ポリイソブチレン系シール材シート小片を、裏面保護カバーフィルムと、充填材との間に、配線取出し用開口を覆うように設置することで、従来技術の複層シートのように３層重ねる必要がなく、位置ズレ抑制などの作業性の悪さを改善し、また、前記シール材シート小片が封止工程で溶融するため、配線と前記シール材シートとの間に隙間を生じることが無く、十分な防湿性を得られることを見出した。また、わずか０．１〜０．７ｍｍ厚の前記シール材シート小片を用いることができ、湿分進入方向に対して、前記シール材シート小片の厚みを十分に確保することができ、高い防湿性を得ることを見出した。ポリイソブチレンの水蒸気バリア性は高いものの、アルミ箔や、蒸着フィルムには到底及ばず、単一のシール材シート小片でこれほどの薄さで高い防湿性を発現することは、当業者にとっては予想出来ないことであり、顕著な効果を有する。また、裏面保護カバーフィルムの充填材と接する面には、通常、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のシートが使用されるが、更に、プライマー層を設けた裏面保護カバーフィルムを用いることで、裏面保護カバーフィルムとポリイソブチレン系シール材シート小片との密着性を高めることができ、更に、防湿性が向上することを見出した。

すなわち、本発明が解決しようとする課題は、裏面保護カバーフィルムの配線取出し用開口の防湿方法に関し、開口の部分に複数シートを重ねるのではなく、ポリイソブチレン系シール材シート小片１枚を配置することにより、作業性が良く、ラミネート工程で前記シール材シート小片が溶融することで、配線と前記シール材シート小片との間に隙間が生じない様な構造を提供し、結果的には耐湿性の優れた薄膜シリコン系太陽電池モジュールを提供することである。

本発明者らは、裏面保護カバーフィルムの配線取り出し開口の部分において、その開口の大きさよりもわずかに面積の大きなポリイソブチレン系シール材シート小片を、裏面保護カバーフィルムと充填材との間に配置するとともに、裏面保護カバーフィルムには、充填剤と触れる層にプライマー層を備えた裏面保護カバーフィルムを用いることで、続いての真空ラミネート工程で前記シール材シート小片が溶融して、配線と前記シール材シート小片との間の密着性を得るとともに、裏面保護カバーフィルムと前記シール材シート小片との密着性を改善し、薄膜シリコン系太陽電池モジュールに優れた耐湿性を付与できることを見出し、本発明を完成させた。

本願発明は以下の構成を有するものである。

本発明は、透明絶縁基板上に、透明電極層、光起電力薄膜半導体層、裏面電極層を含む層が順次形成され、複数個の領域に分割されてなされる光起電力素子が電気的に接続され、その接続の終端として電力を集めるバス領域を有する薄膜太陽電池と、その薄膜太陽電池が形成された面を保護する充填材と裏面保護カバーフィルムを含む封止手段と、その薄膜太陽電池により発生した電力を外部に供給するための接続手段と、該接続手段とバス領域を結ぶ配線と、該配線を通す為に裏面保護カバーフィルムに設けられた開口を含む薄膜シリコン系太陽電池モジュールにおいて、裏面保護カバーフィルムの開口を完全に覆うように単数あるいは複数のポリイソブチレン系シール材シート小片を備え、前記開口の周囲では少なくとも、透明絶縁基板、透明電極層、光起電力薄膜半導体層、裏面電極層、充填材、ポリイソブチレン系シール材シート小片、裏面保護カバーフィルムの順に積層されてなり、前記ポリイソブチレン系シール材シート小片には前記開口と重なる領域において前記配線と接しつつ前記配線を外部に導出可能な溝が設けられてなり、前記ポリイソブチレン系シール材シートは、シリカゲル、アルミナ、ゼオライト及びタルクからなる群から選択される１以上の無機充填材と、ポリイソブチレンとを含み、厚みは０．１〜０．７ｍｍであり、前記裏面保護カバーフィルムは、前記ポリイソブチレン系シール材シート小片と接する側の最外層にプライマー層を備えることを特徴とする、薄膜シリコン系太陽電池モジュールに関する。なお、「複数個の領域に分割されてなる光起電力素子が電気的に直列接続される」とは、例えば、透明絶縁基板上に形成された透明電極層と、光起電力薄膜半導体層と、裏面電極層とを含む積層体において、複数の光起電力素子（光電変換セル）を形成するように直線状で互いに平行な複数本の透明電極層分離溝、光起電力薄膜半導体層分離溝、および裏面電極層分離溝によってそれぞれ分割され、かつ、それら複数の光起電力素子（光電変換セル）が前記光起電力薄膜半導体層分離溝を介して互いに電気的に直列接続されることを、言う。

好ましい実施態様としては、前記充填材がエチレン−酢酸ビニル共重合体を主成分とすることを特徴とする薄膜シリコン系太陽電池モジュールに関する。

好ましい実施態様としては、前記ポリイソブチレン系シール材シート小片が、シリカゲル、アルミナ、ゼオライト及びタルクから選択される１以上の無機充填材を１０〜５０重量％含有することを特徴とする薄膜シリコン系太陽電池モジュールに関する。

好ましい実施態様としては、前記プライマー層が、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系プライマー及びポリウレタン系プライマーからなる群から選択される１以上であることを特徴とする薄膜シリコン系太陽電池モジュールに関する。
好ましい実施態様としては、前記裏面保護カバーフィルムが、最外層に前記プライマー層を有する蒸着ＰＥＴフィルムであることを特徴とする薄膜シリコン系太陽電池モジュールに関する。

好ましい実施態様としては、金属フィルムを間に介在させた前記裏面保護カバーフィルムが、ＰＥＴ及び／又はフッ素樹脂で３０〜９０μｍの厚みのアルミ箔を挟んだカバーフィルムであり、最外層に前記プライマー層を有することを特徴とする薄膜シリコン系太陽電池モジュールに関する。

本発明の第１は、透明絶縁基板上に、透明電極層、光起電力薄膜半導体層、裏面電極層を含む層が順次形成され、複数個の領域に分割されてなる光起電力素子が電気的に直列接続され、その直列接続の終端として電力を集めるバス領域を有する薄膜太陽電池と、その薄膜太陽電池が形成された面を保護する充填材と裏面保護カバーフィルムを含む封止手段と、当該薄膜太陽電池により発生した電力を外部に供給するための接続手段と、当該接続手段とバス領域を結ぶ配線と、該配線を通す為に裏面保護カバーフィルムに設けられた開口を含む薄膜シリコン系太陽電池モジュールであって、裏面保護カバーフィルムの開口を完全に覆うようにポリイソブチレン系シール材シート小片を備え、前記開口の周囲では少なくとも、透明絶縁基板、透明電極層、光起電力薄膜半導体層、裏面電極層、充填材、ポリイソブチレン系シール材シート小片、裏面保護カバーフィルムの順に積層されてなり、前記ポリイソブチレン系シール材シート小片には前記開口と重なる領域において前記配線と接しつつ前記配線を外部に導出可能な溝が設けられてなり、前記ポリイソブチレン系シール材シートは、シリカゲル、アルミナ、ゼオライト及びタルクからなる群から選択される１以上の無機充填材と、ポリイソブチレンとを含み、厚みは０．１〜０．７ｍｍであり、前記裏面保護カバーフィルムは、前記ポリイソブチレン系シール材シート小片と接する側の最外層にプライマー層を備えることを特徴とする、薄膜シリコン系太陽電池モジュール、である。

本発明の第２は、前記充填材がエチレン−酢酸ビニル共重合体を主成分とすることを特徴とする前記の薄膜シリコン系太陽電池モジュール、である。

本発明の第３は、前記ポリイソブチレン系シール材シート小片が、シリカゲル、アルミナ、ゼオライト及びタルクから選択される１以上の無機充填材を１０〜５０重量％含有することを特徴とする、前記の薄膜シリコン系太陽電池モジュール、である。

本発明の第４は、前記プライマー層が、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系プライマー及びポリウレタン系プライマーからなる群から選択される１以上であることを特徴とする、前記の薄膜シリコン系太陽電池モジュール、である。

本発明の第５は、前記裏面保護カバーフィルムが、最外層に前記プライマー層を有する蒸着ＰＥＴフィルムであることを特徴とする、前記の薄膜シリコン系太陽電池モジュール、である。

本発明の第６は、前記裏面保護カバーフィルムが、ＰＥＴ及び／又はフッ素系樹脂で３０〜９０μｍの厚みのアルミ箔を挟んだカバーフィルムであり、最外層に前記プライマー層を有することを特徴とする前記の薄膜シリコン系太陽電池モジュール、である。

本発明の薄膜シリコン系太陽電池モジュールの配線取り出し用開口構造を用いることにより、作業性が良く、ポリイソブチレン系シール材シート小片と内部配線材との間の隙間、及び裏面保護カバーフィルムと前記シール材シート小片との密着性を改善しているため、優れた耐湿性を有する薄膜シリコン系太陽電池モジュールが得られる。

本発明の薄膜シリコン系太陽電池モジュールの裏面保護カバーフィルムフィルム開口部分の断面図である。 従来の薄膜シリコン系太陽電池モジュールの裏面保護カバーフィルムフィルム開口部分の断面図である。 比較例の薄膜シリコン系太陽電池モジュールの裏面保護カバーフィルムフィルム開口部分の別の断面図である。 本発明に関わる裏面保護カバーフィルムの断面図である。 本発明に関わる別の裏面保護カバーフィルムの断面図である。 本発明に関わるポリイソブチレン系シール材シート小片の代表図である。 従来のＥＶＡ／ＰＶＦ／ＥＶＡ３層シート小片の代表図である。 本発明の薄膜シリコン系太陽電池の工程図である。 本発明の薄膜シリコン系太陽電池の工程図である。 本発明の薄膜シリコン系太陽電池の工程図である。 本発明の薄膜シリコン系太陽電池の工程図である。 本発明の薄膜シリコン系太陽電池の工程図である。 本発明の薄膜シリコン系太陽電池の工程図である。

以下に本発明を詳細に説明する。

本発明の薄膜シリコン系太陽電池モジュールは、透明絶縁基板、透明電極層、光起電力薄膜半導体層、裏面電極層が順次積層された太陽電池セルに充填材、裏面保護カバーフィルムが順次配置して得られる構造であり、太陽電池セルは集積されている。集積された太陽電池セルの一番端の両端の部分にはリードが配置される。そのリードには別の配線材がハンダ付けされ、太陽電池セルと配線材との間には絶縁材が設けられるとともに、充填剤に設けられたスリット、及び裏面保護カバーフィルムに設けられた開口を通して配線材はモジュールの外に通される。充填剤と開口の間には開口の直径より少し大きなポリイソブチレン系シール材シート小片が配置されている。前記ポリイソブチレン系シール材シート小片は、シリカゲル、アルミナ、ゼオライト、タルクから選ばれる少なくとも１種の無機充填材と、ポリイソブチレンを含み、厚み０．１〜０．７ｍｍであり、前記カバーフィルムは、前記シール材シート小片と接する側の最外層にプライマー層を有していることを特徴とする。

透明絶縁基板としては、ガラス板やポリイミドフィルムなどの透光性の耐熱性基板が例示される。ガラス板としては、大面積な板が安価に入手可能で、透明性が高く、絶縁性が高い、二酸化珪素（ＳｉＯ_２）、酸化ナトリウム（Ｎａ_２Ｏ）及び酸化カルシウム（ＣａＯ）を主成分とする両主面が平滑なフロート板ガラスを用いることができる。

透明絶縁基板の厚さは、３ｍｍ、３．２ｍｍ、５ｍｍなど、工業的に利用可能な厚さであることが好ましい。

光起電力薄膜半導体層としては、アモルファスシリコンや微結晶シリコン、アモルファス−微結晶シリコンのタンデム等のシリコン系発電素子が例示される。
光起電力薄膜半導体層の両側には、光電変換セル同士を電気的に接続するために、通常、透明電極層および裏面電極層が形成される。透明電極層としては、ＳｎＯ_２やＺｎＯ、ＩＴＯ等が例示される。裏面電極層としては、銀やアルミニウム等が例示され、蒸着法やスパッタ法等により、例えば２００ｎｍ〜４００ｎｍ程度の厚さに形成することができる。

充填材としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）やポリブチルビニラール樹脂（ＰＶＢ）、エチレン−アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）等が例示される。安価で耐湿性に優れることから、ＥＶＡであることが好ましい。充填材には、架橋剤、架橋助剤、紫外線吸収剤、老化防止剤、シランカップリング剤やチタネート系の添加剤等が配合されても良い。

ポリイソブチレン系シール材シート小片としては、シリカゲル、アルミナ、ゼオライト、タルクから選ばれる少なくとも１種の無機充填材と、ポリイソブチレンとを含むことが好ましい。
ポリイソブチレンとしては、重量平均分子量１万〜１００万であることが好ましい。重量平均分子量１万未満であると、加工（封止）時に流動しすぎて好ましくない。重量平均分子量１００万以上であると、封止時に、流動性が低く、裏面保護カバーフィルムと十分な接着性が発現せずに好ましくない。

ポリイソブチレン系シール材シート小片は、シリカゲル、アルミナ、ゼオライト、タルクから選ばれる少なくとも１種の無機充填材を１０〜５０重量％含有することがより好ましい。１０重量％未満であると、十分な吸湿効果を示さず、好ましくない。５０重量％を超えると、加工温度における流動性が低下し、加工性が低下するため、好ましくない。無機充填材を配合することにより、水分、湿分が無機充填材に吸着し、ポリイソブチレン系シール材シート全体としての水蒸気透過率を低くすることできる。前記無機充填材の含有量の測定方法としては、トルエン等の溶剤に対する不溶分を抽出した後、例えば、６００℃、２時間の条件で灰化し、ＩＲ分析や元素分析を行う方法がある。

ポリイソブチレン系シール材シート小片の水蒸気透過率は０．２ｇ／（ｍ^２・Ｄａｙ）以下であることが、耐湿性を改善させるために、好ましい。

ポリイソブチレン系シール材シート小片には、裏面保護カバーフィルムや充填材との接着性を高めるため、必要に応じて、粘着付与剤やシランカップリング剤などを添加してもよい。

ポリイソブチレン系シール材シート小片は、裏面保護カバーフィルムと良好に接着することが好ましい。封止後の接着強度は、５Ｎ／ｃｍ以上であることが好ましい。ポリイソブチレン系シール材シート小片と裏面保護シートとの接着力が低い場合、両者の界面からの湿分進入が起こりやすく、好ましくない。裏面保護カバーフィルムに対する接着強度の測定方法としては、裏面保護カバーフィルム、ポリイソブチレン系シール材シート、充填材、ガラス板を順に積層し、真空ラミネートして、試験片を作製した後、裏面保護カバーフィルムを掴んで、９０度剥離試験を行う方法がある。

ポリイソブチレン系シール材シート小片は、適度な粘着性を有することが好ましい。適度な粘着性を有すると、充填材上に貼り付けることが出来、ポリイソブチレン系シール材シート小片の位置ずれが起こりにくく、作業性の点で、好ましい。一方、粘着性が高すぎると、通常、ゴム手袋を着用して作業するため、ゴム手袋に付着しやすく、作業性が悪く、好ましくない。

また、粘度を調整するために、カーボンブラック、ホワイトカーボン、炭酸カルシウム、可塑剤を添加してもよい。また、耐久性を向上させるために、酸化防止剤、紫外線吸収剤等を配合しても良い。

ポリイソブチレン系シール材シート小片の厚み０．１〜０．７ｍｍであることが好ましい。厚みが０．１ｍｍ未満であると、充分な水蒸気バリア性が得られないため、好ましくない。厚みが０．７ｍｍを超えると、この部分の厚みが大きく、封止後、裏面保護カバーフィルムに顕著な皺を生じるため、好ましくない。

裏面保護カバーフィルムとしては、最外層にプライマー層を有する。プライマー層としては、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系プライマー、ポリウレタン系プライマー、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体からなるプライマー層が例示される。この中で、ポリイソブチレン系シール材シート小片との密着性という観点から、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系プライマー、ポリウレタン系プライマーが好ましい。

裏面保護カバーフィルムとしては、最外層にプライマー層を有する蒸着ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム（図３）、または、ＰＥＴ及び／又はフッ素系樹脂で３０〜９０μｍの厚みのアルミ箔を挟んだカバーフィルム（図４）であることが好ましい。

最外層にプライマー層を有する蒸着ＰＥＴフィルムとしては、基材ＰＥＴ、蒸着層、プライマー層を順に積層したフィルムが例示される。蒸着層としては、シリカ及び／またはアルミナからなる蒸着層が例示される。

前記蒸着ＰＥＴフィルムの厚みは、１〜４００μｍであることが好ましく、５〜２００μｍであることがより好ましい。１μｍよりも薄いと、水蒸気バリア性が不足することがあり、４００μｍよりも厚いと屈曲性が低下し好ましくない。

蒸着ＰＥＴフィルムの水蒸気透過度は、０．０００１〜１．０ｇ／（ｍ^２・ｄａｙ）であることが好ましく、０．０００１〜０．１ｇ／（ｍ^２・ｄａｙ）であることが、より好ましい。水蒸気透過度が高いと、セルへの水分浸入を抑止できず、劣化を引き起こすため、好ましくない。水蒸気透過度（４０℃、９０％ＲＨ）の測定方法としては、ＪＩＳ Ｋ ７１２９に記載の方法がある。

蒸着ＰＥＴフィルムは、市販のものを使用することができ、例えば、シリカ蒸着ＰＥＴ（製品名：テックバリア、三菱化学株式会社製）、アルミナ蒸着ＰＥＴ（製品名：ファインバリア、株式会社麗光製）、二元蒸着ＰＥＴ（製品名：エコシアールＶＥ５００、東洋紡績株式会社製）、ＰＶＤＣコートされたシリカ蒸着ＰＥＴ（製品名：ＫＥＴ ＶＳ−１０、ダイセルバリューコーティング株式会社製）などが例示される。

ＰＥＴ及び／又はフッ素系樹脂で３０〜９０μｍの厚みのアルミ箔を挟んだカバーフィルムとしては、充填材と接する側から、プライマー、ＰＥＴ、アルミ箔、ＰＶＤＦ（ポリビニルジフルオライド）が積層された積層フィルムが例示される。前記カバーフィルムの厚みは、５０〜３００μｍが例示される。プライマー層の厚みとしては、２〜６０μｍが例示される。

裏面保護カバーフィルムには、配線取出し用の開口を設ける。開口の形状としては、円、楕円、長方形、正方形、多角形、スリット等が挙げられる。生産性やコストを考慮すると、特に円が好ましい。また、開口の大きさについては、好ましくはφ６（直径６ｍｍ）〜φ１００（直径１００ｍｍ）、より好ましくはφ１０（直径１０ｍｍ）〜φ７０（直径７０ｍｍ）、最も好ましくはφ１５（直径１５ｍｍ）〜φ２５（直径２５ｍｍ）の円形である。

なお、前記のように本発明のカバーフィルムの厚みは、３０〜９０μｍの厚みのアルミ箔を挟んだものであってカバーフィルムの厚みが５０〜３００μｍが例示され、また前記蒸着ＰＥＴフィルムの厚みが１〜４００μｍであることが例示されるように、１ｍｍに満たない・１ｍｍ未満である。従って、カバーフィルムの開口自体も厚みが１ｍｍに満たない。本発明は、このようなカバーフィルムの開口が厚み（あるいは深さ）として１ｍｍを越えることが無いような範囲の発明に関する。

なお、本発明のポリイソブチレン系シール材シート小片は、図１に示されるように裏面保護カバーフィルムの面に接しているものである。本発明は、図３のような例えば厚み３〜５ｍｍのＡ２裏面ガラス（図１〜図１３は、縦横の寸法は実寸を表すものではない）に設けられた開口にポリイソブチレン系シール材が１ｍｍ以上充填されているようなものを含まない。

ポリイソブチレン系シール材シート小片は、充填材と、裏面保護カバーフィルムの間に設置され、裏面保護カバーフィルムに設けられた配線取出し用開口部を覆うように設置する必要がある。ポリイソブチレン系シール材シート小片の面積は、配線取出し用開口よりも十分大きい必要があり、例えば、配線取出し用開口が２０ｍｍφの場合、ポリイソブチレン系シール材シート小片の寸法としては、２５ｍｍ×３０ｍｍ、３０ｍｍ×３０ｍｍ等が例示される。十分な面積を確保しないと、十分な防湿性を確保できず、好ましくない。

また、ポリイソブチレン系シール材シート小片にはリードを通すためのスリットが設けられる。

本発明の薄膜シリコン系太陽電池モジュールの製造方法としては、公知の方法を用いればよく（図８〜１３）、素子の両端に取り出し電極層を設け、絶縁材等を介して、金属リードを素子の両端部から、中央部まで配線する。その上にシート状の充填材、ポリイソブチレン系シール材シート小片、配線取出し用開口を設けた裏面保護カバーフィルムを配置する。本発明のポリイソブチレン系シール材シート小片１枚であるため、作業性は良好である。また、前記シール材シート小片は、適度な粘着性を有するため、充填材に適度に貼り付くため、搬送時に、前記シール材シート小片の位置ずれが起こりにくいという特徴を有している。また、裏面保護カバーフィルムに対しても、適度な粘着性を有するため、搬送時に、裏面カバーフィルムの位置ずれを防止する効果を有する。次に、公知の真空ラミネート装置を用いて、減圧・加圧・加熱を経て、太陽電池モジュールが形成される。成形温度は１３０℃〜１８０℃、好ましくは１４０℃〜１６０℃である。ラミネートの際の熱により、ポリイソブチレン系シール材シート小片は一旦やわらかくなり、配線と前記シール材シート小片が隙間無く接し、その後、８０℃以下になると前記シール材シート小片は固形化する。また、この際、裏面保護カバーフィルムと前記シール材シートが、溶融状態で、加熱・加圧されるため、十分な密着性を得ることができ、薄膜シリコン系太陽電池モジュールの防湿性を向上させることができる。
その後、所定の端子箱を取付けるとともに、モジュールの周辺部については、シール材等を介して、フレーム材を取り付ける。

本発明の薄膜シリコン系太陽電池の設置場所としては、屋根上、ビル・工場・学校・公共施設などの屋上、フィールド、砂漠などが例示される。

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。尚、本発明は、これらの実施例によって何ら限定されるものではない。

（実施例１）
予め、配線接続した５インチサイズのアモルファス−微結晶シリコンタンデム太陽電池セルの裏面に厚み０．４ｍｍのＥＶＡシートを重ね、厚み０．７ｍｍ、縦２５ｍｍ、横３５ｍｍの大きさで、スリットの入ったポリイソブチレン系シール材シート小片（製品名：ｈｅｌｉｏｓｅａｌ ＰＶＳ１０１、パーカーコーポレーション製）、直径２０ｍｍの円形状の配線取出し用開口を設けた蒸着ＰＥＴフィルム（、ＰＥＴ（１２μｍ）／蒸着層（シリカ／アルミナ）／プライマー、東洋紡績株式会社製）を、ポリイソブチレン系シール材シート小片が配線取出し用開口を被覆するように重ね、１７０℃、７分間、真空ラミネート成形した後、１５０℃のオーブンで、１２０分間、加熱することにより、薄膜シリコン系太陽電池モジュール（５インチ）を作製した。

（実施例２）
直径２０ｍｍの円形状の配線取出し用開口の代わりに長さ２０ｍｍのスリットに変えた以外は実施例１と同様にして、薄膜シリコン系太陽電池モジュール（５インチ）を作製した。

（実施例３）
蒸着ＰＥＴフィルムの代わりに、アルミ箔を含むバックシート（製品名：イソコーラーＳ／Ｓ１２１１６、イソボルタ社製、ＰＶＦ／アルミ箔／ＰＥＴ／プライマー）に変えた以外は実施例１と同様にして、薄膜シリコン系太陽電池モジュール（５インチ）を作製した。

（比較例１）
ポリイソブチレン系シール材シート小片の代わりに、ＥＶＡシート、ポリ弗化ビニル（ＰＶＦ）シート、ＥＶＡシートを順次、積層した３層シート小片に変えた以外は、実施例１と同様にして薄膜シリコン系太陽電池モジュール（５インチ）を作製した。

（１）外観の評価方法
上記の方法により得られた太陽電池モジュールの外観を目視で観察した。裏面保護カバーフィルムの配線取出し用開口におけるポリイソブチレン系シール材シートと配線材との間の隙間の有無を目視で観察した。○隙間無し。×隙間あり。

（２）接着性の評価方法
上記の方法により得られた太陽電池モジュールの裏面保護カバーフィルムの配線取出し穴を手で掴み、手で剥がせるか否かを調べた。○手では剥がれない。×手で容易に剥がせる。

（３）Ｐｍａｘ（最大出力）の評価方法
Ｐｍａｘは二灯式ソーラーシミュレータを用いて測定した。

（４）耐湿試験
太陽電池モジュールを８５℃、８５％ＲＨに設定された環境試験機の中に入れた。試験時間は、２００Ｈｒとした。２００Ｈｒ後のＰｍａｘを測定し、Ｐｍａｘ保持率（％）＝Ｐｍａｘ（２００Ｈｒ後）／Ｐｍａｘ（初期）×１００を算出した。判定基準は、Ｐｍａｘ保持率９５％以上とした。

実施例１〜３は、ポリイソブチレン系シール材シート小片１枚であるため、３層シート小片よりも、作業性が改善されている。前記シール材シート小片は、若干、粘着性を有するため、作業時に、充填材（ＥＶＡ）に、適度に貼り付くため、前記シール材シートの位置ずれが起こりにくく、作業性は良好であった。また、外観、接着性が良好であった。また、耐湿試験後のＰｍａｘ保持率は９５％以上と良好であった。比較例１では、３層シート小片を使用しているため、作業性は不良であった。また、ＰＶＦシートと配線材との間に隙間が観察され、外観は不良であった。耐湿試験後のＰｍａｘ保持率が９５％未満であり、耐湿性が不十分であった。

Ａ１ 裏面保護カバーフィルム
Ａ２ ガラス板
Ｂ１ ポリイソブチレン系シール材シート小片
Ｂ２ ＥＶＡ／ＰＶＦ／ＥＶＡ３層シート小片
Ｂ３ ポリイソブチレン系シール材
Ｃ 充填材
Ｄ 配線材
Ｅ 絶縁材
Ｆ 裏面電極
Ｇ 光起電力層
Ｈ 透明電極
Ｉ 透明絶縁基材
Ｊ 太陽電池
Ｋ ＥＶＡシート
Ｌ ＰＶＦシート
Ｍ バスバー
Ａ３ 基材フィルム
Ａ４ 蒸着層
Ａ５ プライマー層
Ａ６ フッ素系樹脂フィルム
Ａ７ アルミ箔
Ａ８ ＰＥＴフィルム

Claims (6)

1. 透明絶縁基板上に、透明電極層、光起電力薄膜半導体層、裏面電極層を含む層が順次形成され、複数個の領域に分割されてなる光起電力素子が電気的に直列接続され、その直列接続の終端として電力を集めるバス領域を有する薄膜太陽電池と、その薄膜太陽電池が形成された面を保護する充填材と裏面保護カバーフィルムを含む封止手段と、
   当該薄膜太陽電池により発生した電力を外部に供給するための接続手段と、当該接続手段とバス領域を結ぶ配線と、該配線を通す為に裏面保護カバーフィルムに設けられた開口を含む薄膜シリコン系太陽電池モジュールであって、
   裏面保護カバーフィルムの開口を完全に覆うようにポリイソブチレン系シール材シート小片を備え、
   前記開口の周囲では少なくとも、透明絶縁基板、透明電極層、光起電力薄膜半導体層、裏面電極層、充填材、ポリイソブチレン系シール材シート小片、裏面保護カバーフィルムの順に積層されてなり、
   前記ポリイソブチレン系シール材シート小片には前記開口と重なる領域において前記配線と接しつつ前記配線を外部に導出可能な溝が設けられてなり、
   前記ポリイソブチレン系シール材シートは、シリカゲル、アルミナ、ゼオライト及びタルクからなる群から選択される１以上の無機充填材と、ポリイソブチレンとを含み、厚みは０．１〜０．７ｍｍであり、
   前記裏面保護カバーフィルムは、前記ポリイソブチレン系シール材シート小片と接する側の最外層にプライマー層を備えることを特徴とする、薄膜シリコン系太陽電池モジュール。
2. 前記充填材がエチレン−酢酸ビニル共重合体を主成分とすることを特徴とする請求項１に記載の薄膜シリコン系太陽電池モジュール。
3. 前記ポリイソブチレン系シール材シート小片が、シリカゲル、アルミナ、ゼオライト及びタルクから選択される１以上の無機充填材を１０〜５０重量％含有することを特徴とする、請求項１または２に記載の薄膜シリコン系太陽電池モジュール。
4. 前記プライマー層が、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系プライマー及びポリウレタン系プライマーからなる群から選択される１以上であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の薄膜シリコン系太陽電池モジュール。
5. 前記裏面保護カバーフィルムが、最外層に前記プライマー層を有する蒸着ＰＥＴフィルムであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄膜シリコン系太陽電池モジュール。
6. 前記裏面保護カバーフィルムが、ＰＥＴ及び／又はフッ素系樹脂で３０〜９０μｍの厚みのアルミ箔を挟んだカバーフィルムであり、最外層に前記プライマー層を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄膜シリコン系太陽電池モジュール。

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