JP2012256717A - 太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】裏面側着色封止膜の発電素子上への回り込みを防止することができる太陽電池モジュールの製造方法を提供すること。
【解決手段】受光面側透明保護部材１１、受光面側封止膜１３Ａ、発電素子１４、裏面側着色封止膜１３Ｂ及び裏面側保護部材１２をこの順で積層することにより積層体１０を得、該積層体１０を加圧及び加熱することにより一体化する工程を含む太陽電池モジュールの製造方法において、前記発電素子１４を、平面視で、前記受光面側透明保護部材１１の端部から少なくとも１５ｍｍ内側に間隔を空けた位置に配置して前記積層を行うことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は太陽電池モジュールの製造方法に関し、特に裏面側着色封止膜の回り込みを防止可能な太陽電池モジュールの製造方法に関する。

近年、資源の有効利用や環境汚染の防止等の面から、太陽光を電気エネルギーに直接、変換する太陽電池が広く使用され、さらなる開発が進められている。

太陽電池は、一般的に、受光面側透明保護部材と裏面側保護部材（バックカバー）との間に受光面側封止膜及び裏面側封止膜により、発電素子を封止した構成とされている。従来の太陽電池は、高い電気出力を得るために、複数の発電素子を接続し、太陽電池モジュールとして用いられている。したがって、発電素子間の絶縁性を確保するために、絶縁性のある封止膜が用いられる。

受光面側および裏面側に用いられる封止膜としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）フィルムなどが好ましく用いられている。また、膜強度や耐久性を向上させるために、前記封止膜にＥＶＡの他に有機過酸化物などの架橋剤を用いて架橋密度を向上させている。

上記太陽電池においては、太陽電池に入射した光をできるだけ効率よく太陽電池用セル内に取り込めるようにすることが発電効率の向上の点から強く望まれている。したがって、受光面側封止膜は、入射した太陽光を吸収したり、反射したりすることが無く、太陽光のほとんどを透過させるものが望ましい。そのため、透明性に優れる封止膜が受光面側封止膜として使用されている（例えば、特許文献１）。

一方、裏面側封止膜としては、二酸化チタン（ＴｉＯ₂）などの着色剤により着色されたＥＶＡフィルムが用いられる（例えば、特許文献２）。このように着色された裏面側封止膜によれば、太陽電池内部における受光面側封止膜と裏面側封止膜との界面における光の反射や、着色剤自体による光の乱反射で、発電素子間に入射した光を乱反射させて裏面側に再び入射させることができる。これにより太陽電池に入射した光の利用効率が高まり、太陽電池の発電効率を向上させることができる。

太陽電池モジュールを作製するには、図１に示すように、受光面側透明保護部材１１、受光面側封止膜１３Ａ、接続タブ１５により電気的に接続された複数の発電素子１４、裏面側封止膜１３Ｂ、及び裏面側保護部材１２（バックカバー）をこの順で積層し、得られた積層体１０を加圧及び加熱することにより受光面側封止膜及び裏面側封止膜を架橋硬化させ、各部材を接着一体化する方法が用いられる。

積層体１０の各部材の接着一体化は、一般に真空ラミネータを用いて行われる。真空ラミネータとしては、例えば、図２に示すように、ダイヤフラム１０３を有する上側チャンバ１０２と、載置台１０５が設けられた下側チャンバ１０１とを備える二重真空室方式の真空ラミネータ１００が使用される。接着一体化は、積層体１０を、受光面側透明保護部材１１が下側となるように載置台１０５上に載置した後、上側チャンバ１０２及び下側チャンバ１０１を真空状態とし、載置台１０５に内蔵されたヒータ（図示せず）により積層体１０を加熱すると共に、上側チャンバ１０２を大気圧以上の圧力としてダイヤフラム１０３により積層体１０の上面を押圧することにより行われる。

特開２００８−０５３３７９号公報 特開平０６−１７７４１２号公報

しかしながら、積層体を加圧する際、積層体に掛かる圧力が不均一となる場合があり、図３に示すように、加熱により溶融した裏面側着色封止膜１３Ｂが発電素子１４の受光面上に入り込む場合があった（以下、この現象を「回り込み」と称する）。回り込みが生じると、太陽電池の外観特性が低下するだけでなく、発電素子に入射する太陽光が減少して発電効率が低下する場合がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、裏面側着色封止膜の発電素子の受光面側への回り込みが防止された太陽電池モジュールの製造方法を提供することにある。

上記目的は、受光面側透明保護部材、受光面側封止膜、発電素子、裏面側着色封止膜及び裏面側保護部材をこの順で積層することにより積層体を得、該積層体を加圧及び加熱することにより一体化する工程を含む太陽電池モジュールの製造方法において、前記発電素子を、平面視で、前記受光面側透明保護部材の端部から少なくとも１５ｍｍ内側に間隔を空けた位置に配置して前記積層を行うことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法により達成される。

回り込みは、積層体の端部への圧力が集中して、積層体の端部付近が鉛直方向に加圧されずに、内側に傾いて加圧されることにより引き起こされるものと考えられる。従来は、発電効率の点から、太陽電池モジュールのサイズに対してできるだけ多くの発電素子を配置するために、受光面側透明保護部材の端部に極めて近い位置まで発電素子を配置していた。本発明の構成のように、発電素子を受光面側透明保護部材の端部から１５ｍｍ以上離れた位置に配置すれば、圧力が端部に集中することによる影響を受けにくいため、裏面側着色封止膜の回り込みを防止することが可能となる。

本発明の好ましい態様は以下の通りである。
（１）前記積層体を、８０〜１５０℃の範囲の温度に加熱する。
（２）前記積層体を、１．０×１０³Ｐａ〜５．０×１０⁷Ｐａの範囲の圧力で加圧する。
（３）前記受光面側封止膜及び前記裏面側着色封止膜は、エチレン−酢酸ビニル共重合体及び架橋剤を含む。
（４）前記裏面側着色封止膜は着色剤を含み、該着色剤は、二酸化チタン、炭酸カルシウム、ウルトラマリン及びカーボンブラックからなる群から選択される。

また、本発明は、受光面側透明保護部材と裏面側保護部材との間に封止膜を介在させ、接着一体化させることにより発電素子を封止してなる太陽電池モジュールであって、前記発電素子を、平面視で、前記受光面側透明保護部材の端部から少なくとも１５ｍｍ内側に間隔を空けた位置に配置したことを特徴とする太陽電池モジュールも提供する。

本発明の太陽電池モジュールの製造方法によれば、裏面側着色封止膜の発電素子の受光面への回り込みを防止することができる。したがって、外観特性及び発電効率の低下が防止された太陽電池モジュールを得ることができる。

太陽電池モジュールの概略断面図である。 一般的な真空ラミネータ示す概略断面図である。 回り込みの様子を示す説明図である。 発電素子の配置位置を示す太陽電池モジュールの部分平面図である。

本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、図１に示すように、受光面側透明保護部材１１、受光面側封止膜１３Ａ、発電素子１４、裏面側着色封止膜１３Ｂ及び裏面側保護部材１２をこの順で積層することにより積層体１０を得、この積層体１０を加圧及び加熱することにより一体化する工程を有する。発電素子１４は通常複数設けられ、銅箔等の導電材よりなる接続タブ１５により互いに電気的に接続される。

そして、本発明の太陽電池モジュールの製造方法では、発電素子を、平面視で、前記受光面側透明保護部材の端部から少なくとも１５ｍｍ内側に間隔を空けた位置に配置して積層を行う。即ち、図４に示す太陽電池モジュールの部分平面図のように、平面視での受光面側透明保護部材１１の端部１１ａと発電素子１４の端部１４ａの間隔の幅Ｗが、１５ｍｍ以上、好ましくは２０ｍｍ以上となるように発電素子を積層する。上限は特に限定されないが、太陽電池モジュールの製品としての点から一般に１００ｍｍ以下である。なお、本図では、発電素子の電極や発電素子同士を接続する接続タブは図示していない。

本発明において、発電素子に対して受光面側（表面側）を「受光面側」と称し、発電素子の受光面とは反対面側を「裏面側」と称する。

以下、太陽電池モジュールの各部材について説明する。

［受光面側封止膜及び裏面側着色封止膜］
受光面側封止膜及び裏面側着色封止膜は、エチレン−酢酸ビニル共重合体を用いて作製されたものを用いることが好ましい。これにより、安価であり、絶縁性及び柔軟性に優れる封止膜を形成することができる。

エチレン−酢酸ビニル共重合体における酢酸ビニルの含有量は、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体に対して２０〜３５質量％、さらに２２〜３０質量％、特に２４〜２８質量％とするのが好ましい。酢酸ビニルの含有量が、２０質量％未満であると、封止膜用組成物の流動性が低くなり、太陽電池用封止膜の加工性が低下する恐れがあり、３５質量％を超えると、カルボン酸、アルコール、アミン等が発生し封止膜と接する部材との界面で発泡が生じ易くなる恐れがある。

受光面側封止膜及び裏面側着色封止膜は、エチレン−酢酸ビニル共重合体に加えて、さらにポリビニルアセタール系樹脂（例えば、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ樹脂）、変性ＰＶＢ）、塩化ビニル樹脂を副次的に使用しても良い。その場合、特にＰＶＢが好ましい。

エチレン−酢酸ビニル共重合体としては、ＪＩＳ Ｋ７２１０で規定されるメルトフローレートが、３５ｇ／１０分以下、特に３〜６ｇ／１０分のものを使用するのが好ましい。このようなメルトフローレート有するエチレン−酢酸ビニル共重合体を用いた受光面側封止膜及び裏面側着色封止膜によれば、太陽電池作製時の封止工程における加熱加圧の際に、封止膜が溶融や位置ズレを起こして基板の端部からはみ出でるのを抑制することができ、また裏面側着色封止膜の回り込みも確実に防止することができる。なお、本発明において、メルトフローレート（ＭＦＲ）の値は、ＪＩＳ Ｋ７２１０に従い、１９０℃、荷重２１．１８Ｎの条件に基づいて測定されたものである。

本発明において、受光面側封止膜及び裏面側着色封止膜は、エチレン−酢酸ビニル共重合体の架橋構造を形成するための架橋剤を含むことが好ましい。架橋剤は、有機過酸化物又は光重合開始剤を用いることが好ましい。なかでも、接着力、耐湿性、耐貫通性の温度依存性が改善された封止膜が得られることから、有機過酸化物を用いるのが好ましい。

前記有機過酸化物としては、１００℃以上の温度で分解してラジカルを発生するものであれば、どのようなものでも使用することができる。有機過酸化物は、一般に、成膜温度、組成物の調整条件、硬化温度、被着体の耐熱性、貯蔵安定性を考慮して選択される。特に、半減期１０時間の分解温度が７０℃以上のものが好ましい。

前記有機過酸化物としては、樹脂の加工温度・貯蔵安定性の観点から例えば、ベンゾイルパーオキサイド系硬化剤、ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシピバレート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシピバレート、３，５，５−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ジ−ｎ−オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、スクシニックアシドパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（２−エチルヘキサノイルパーオキシ）ヘキサン、１−シクロヘキシル−１−メチルエチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、４−メチルベンゾイルパーオキサイド、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｍ−トルオイル＋ベンゾイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）−２−メチルシクロヘキサネート、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサネート、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサネート、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、２，２−ビス（４，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシシクロヘキシル）プロパン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）シクロドデカン、ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシマレイックアシド、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシラウレート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（メチルベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート、ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシベンゾエート、２，５−ジ−メチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、等が挙げられる。

ベンゾイルパーオキサイド系硬化剤としては、７０℃以上の温度で分解してラジカルを発生するものであればいずれも使用可能であるが、半減期１０時間の分解温度が５０℃以上のものが好ましく、調製条件、成膜温度、硬化（貼り合わせ）温度、被着体の耐熱性、貯蔵安定性を考慮して適宜選択できる。使用可能なベンゾイルパーオキサイド系硬化剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、２，５−ジメチルヘキシル−２，５−ビスパーオキシベンゾエート、ｐ−クロロベンゾイルパーオキサイド、ｍ−トルオイルパーオキサイド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート等が挙げられる。ベンゾイルパーオキサイド系硬化剤は１種でも２種以上を組み合わせて使用してもよい。

有機過酸化物として、特に、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンが好ましい。これにより、優れた絶縁性を有する太陽電池用封止膜が得られる。

前記有機過酸化物の含有量は、エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、０．１〜５質量部、より好ましくは０．２〜３質量部であることが好ましい。前記有機過酸化物の含有量は、少ないと得られる封止膜の絶縁性が低下する恐れがあり、多くなると共重合体との相溶性が悪くなる恐れがある。

また、光重合開始剤としては、公知のどのような光重合開始剤でも使用することができるが、配合後の貯蔵安定性の良いものが望ましい。このような光重合開始剤としては、例えば、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルホリノプロパン−１などのアセトフェノン系、ベンジルジメチルケタ−ルなどのベンゾイン系、ベンゾフェノン、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系、イソプロピルチオキサントン、２−４−ジエチルチオキサントンなどのチオキサントン系、その他特殊なものとしては、メチルフェニルグリオキシレ−トなどが使用できる。特に好ましくは、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルホリノプロパン−１、ベンゾフェノン等が挙げられる。これら光重合開始剤は、必要に応じて、４−ジメチルアミノ安息香酸のごとき安息香酸系又は、第３級アミン系などの公知慣用の光重合促進剤の１種または２種以上を任意の割合で混合して使用することができる。また、光重合開始剤のみの１種単独または２種以上の混合で使用することができる。

前記光重合開始剤の含有量は、エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して０．５〜５．０質量部であることが好ましい。

受光面側封止膜及び裏面側着色封止膜は、必要に応じて、さらに架橋助剤を含んでいてもよい。前記架橋助剤は、エチレン−酢酸ビニル共重合体のゲル分率を向上させ、封止膜の接着性及び耐久性を向上させることができる。

前記架橋助剤の含有量は、エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、一般に１０質量部以下、好ましくは０．１〜５質量部、更に好ましくは０．１〜２．５質量部で使用される。これにより、接着性に優れる封止膜が得られる。

前記架橋助剤（官能基としてラジカル重合性基を有する化合物）としては、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等の３官能の架橋助剤の他、（メタ）アクリルエステル（例、ＮＫエステル等）の単官能又は２官能の架橋助剤等を挙げることができる。なかでも、トリアリルシアヌレートおよびトリアリルイソシアヌレートが好ましく、特にトリアリルイソシアヌレートが好ましい。

受光面側封止膜及び裏面側着色封止膜は、太陽電池内部の封止性能を考慮すると、優れた接着力を有するのが好ましい。そのために、接着向上剤をさらに含んでいても良い。接着向上剤としては、シランカップリング剤を用いることができる。これにより、優れた接着力を有する太陽電池用封止膜を形成することが可能となる。前記シランカップリング剤としては、γ−クロロプロピルメトキシシラン、ビニルエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシランを挙げることができる。これらシランカップリング剤は、単独で使用しても、又は２種以上組み合わせて使用しても良い。なかでも、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランが特に好ましく挙げられる。

前記シランカップリング剤の含有量はエチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して５質量部以下、好ましくは０．１〜２質量部であることが好ましい。

本発明に使用する裏面側着色封止膜は着色剤を含んでいる。着色剤としては、チタン白（二酸化チタン）、炭酸カルシウム等による白色着色剤；ウルトラマリン等による青色着色剤；カーボンブラック等による黒色着色剤；ガラスビーズ及び光拡散剤等による乳白色着色剤などを使用することができる。好ましくは、チタン白による白色着色剤を使用することができる。

着色剤は、裏面側着色封止膜に含まれるエチレン−酢酸ビニル共重合体１００重量部に対して、好ましくは２〜１０重量部、より好ましくは３〜６質量部含まれるのが好ましい。

受光面側封止膜及び裏面側着色封止膜は、膜の種々の物性（機械的強度、光学的特性、耐熱性、耐光性、架橋速度等）の改良あるいは調整のため、必要に応じて、可塑剤、アクリロキシ基含有化合物、メタクリロキシ基含有化合物及び／又はエポキシ基含有化合物などの各種添加剤、紫外線吸収剤、光安定剤および老化防止剤を含んでいてもよい。

受光面側封止膜及び裏面側着色封止膜を形成するには、公知の方法に準じて行えばよい。例えば、上述した各成分を含む組成物を、通常の押出成形、又はカレンダ成形（カレンダリング）等により成形してシート状物を得る方法により製造することができる。また、前記組成物を溶剤に溶解させ、この溶液を適当な塗布機（コーター）で適当な支持体上に塗布、乾燥して塗膜を形成することによりシート状物を得ることもできる。尚、製膜時の加熱温度は、架橋剤が反応しない或いはほとんど反応しない温度とすることが好ましい。例えば、５０〜９０℃、特に４０〜８０℃とするのが好ましい。受光面側封止膜及び裏面側着色封止膜の厚さは、例えば０．０５〜２ｍｍ、好ましくは０．３〜１．０ｍｍである。この範囲であれば、回り込みが生じることもなく、高い封止性能を得ることができる。

［受光面側透明保護部材］
本発明で使用される受光面側透明保護部材は、通常珪酸塩ガラスなどのガラス基板等を使用することができる。受光面側透明保護部材の厚さは、０．１〜１０ｍｍが一般的であり、０．３〜５ｍｍが好ましい。受光面側透明保護部材は、一般に、化学的に、或いは熱的に強化させたものであってもよい。

［裏面側保護部材］
本発明で使用される裏面側保護部材は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリアミドなどのプラスチックフィルムが好ましく用いられる。また、耐熱性、耐湿熱性を考慮してフッ化ポリエチレンフィルム、特にフッ化ポリエチレンフィルム／Ａｌ／フッ化ポリエチレンフィルムをこの順で積層させたフィルムや、ポリフッ化ビニル（商品名：テドラー）／ＰＥＴ／ポリフッ化ビニルをこの順で積層させたフィルムでも良い。

［発電素子］
太陽電池モジュールに用いられる発電素子は、光電変換を行うものであり、従来公知の半導体基板が用いられる。半導体基板としては、単結晶、多結晶、あるいは非晶質によって構成された光半導体素子などが用いられる。具体的には、非晶質シリコンａ−Ｓｉ，水素化非晶質シリコンａ−Ｓｉ：Ｈ，水素化非晶質シリコンカーバイドａ−ＳｉＣ：Ｈ，非晶質シリコンナイトライドなどの他、シリコンと炭素、ゲルマニウム、スズなどの他の元素との合金から成る非晶質シリコン系半導体の非晶質あるいは微結晶をｐｉｎ型、ｎｉｐ型、ｎｉ型、ｐｎ型、ＭＩＳ型、ヘテロ接合型、ホモ接合型、ショットキーバリアー型あるいはこれらを組み合わせた型などに構成した半導体層が用いられる。その他、光半導体層はＣｄＳ系、ＧａＡｓ系、ＩｎＰ系などであってもよい。

発電素子を太陽電池モジュールに組み込む際には、従来公知の方法に従って行えばよい。例えば、発電素子の電極にハンダメッキなどで施した銅箔などのインナーリードを接続し、さらに太陽電池モジュールから所定の電気出力を取り出すことができるように、インナーリードで発電素子を直並列に接続する。

［加圧加熱工程］
以下、本発明の太陽電池モジュールの製造方法における加圧加熱工程について説明する。

本発明の方法では、上述した積層体を加熱しながら加圧する。本発明において、積層体を加圧及び加熱する方法は特に限定されないが、例えば、膨張自在なダイヤフラムを有する真空ラミネータ、特に図２に示す二重真空室方式による真空ラミネータを用いて行うことが好ましい。

図２に示す真空ラミネータ１００は、ダイヤフラム１０３を具備する上側チャンバ１０２と、積層体１０を載置するための載置台１０５を具備する下側チャンバ１０１とを有する。真空ラミネータ１００では、上側チャンバ１０２及び下側チャンバ１０１内を真空引きした後、ダイヤフラム１０３により積層体１０が加圧される。上側チャンバ１０２及び下側チャンバ１０１内の真空引きは、下側チャンバ用排気口１０６に接続された下側チャンバ用真空ポンプ１０７、及び上側チャンバ用排気口１０８に接続された上側チャンバ用真空ポンプ１０９により行われる。

このような真空ラミネータを用いて積層体１０を加圧するには、初めに、下側チャンバ１０１内に設けられた載置台１０５に、受光面側透明保護部材１１、受光面側封止膜１３Ａ、発電素子１４、裏面側着色封止膜１３Ｂ、及び裏面側保護部材１２をこの順で積層することにより積層体１０を得る。

本発明では、発電素子１４を、平面視で、受光面側透明保護部材１１の端部から少なくとも１５ｍｍ、好ましくは少なくとも２０ｍｍ内側に間隔を空けた位置に配置して積層して積層体を得る。即ち、図４に示す太陽電池モジュールの部分平面図のように、平面視での受光面側透明保護部材１１の端部１１ａと発電素子１４の端部１４ａの間隔の幅Ｗが、１５ｍｍ以上、好ましくは２０ｍｍ以上となるように発電素子を積層する。上限は特に制限されないが、例えば、１００ｍｍ以下である。

次に、上側チャンバ１０２及び下側チャンバ１０１をそれぞれ上側チャンバ用真空ポンプ１０９及び下側チャンバ用真空ポンプ１０７により減圧して真空にした後、上側チャンバ１０２内を好ましくは大気圧以上の圧力とする。これにより、積層体１０の最上面がダイヤフラム１０３により押圧され、積層体１０が加圧される。

上側チャンバ１０２内及び下側チャンバ１０１内をそれぞれ真空とするには、まず上側チャンバ１０２及び下側チャンバ１０１内をそれぞれ、５０〜１５０Ｐａ、特に５０〜１００Ｐａに減圧することにより行われるのが好ましい。真空時間は、例えば、０．１〜５分とする。その後、上側チャンバ内を４０〜１１０ｋＰａ、特に６０〜１０５ｋＰａとすることでダイヤフラム１０３により、積層体が均一に加圧される。

積層体は、１．０×１０³Ｐａ〜５．０×１０⁷Ｐａ、特に６０〜１０５ｋＰａの圧力で加圧されるようにダイヤフラムの膨張度を調整するのが好ましい。プレス時間は、例えば、５〜１５分とする。

本発明の方法では、加圧と共に加熱を行う。加熱方法としては、図２に示す真空ラミネータ１００全体をオーブンなどの高温環境において加熱する方法、図２に示す真空ラミネータ１００の下側チャンバ１０１内に加熱板などの加熱媒体を導入して、積層体１０を加熱する方法などが挙げられる。後者の方法は、例えば、載置台１０５として加熱板を用いたり、載置台１０５の上側及び／又は下側に加熱板を配置したり、積層体の上側及び／又は下側に加熱板を配置したりすることにより行われる。

積層体は、８０〜１５０℃、特に９０〜１４５℃の温度に加熱されるのが好ましい。加熱時間は１０分〜１時間であればよい。また、積層体を８０〜１２０℃の温度で予備加熱した後、１００〜１５０℃（特に１３０℃付近）の温度で加熱し、段階的に加熱を行うのがより好ましい。

積層体の加圧加熱は、積層体を加熱して上記温度まで昇温させるとともに、真空ラミネータ内を真空引きし、その後にダイヤフラムを膨張させて行うのが好ましい。

本発明では、上記のように発電素子を配置しているので、加熱及び加圧の際に、圧力が部分的に偏重する影響を受けにくい。そのため、裏面側着色封止膜の回り込みを防止することができる。

以下、本発明を実施例により詳細に説明する。

［実施例１〜６、比較例１〜９］
１．受光面側封止膜の作製
下記配合の材料をロールミルに供給し、７０℃で混練した。これにより得られた封止膜用組成物を７０℃でカレンダ成形し、受光面側封止膜（厚さ０．６ｍｍ）を作製した。

（配合）
・エチレン−酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含量：２６質量％、ＭＦＲ：４．３ｇ／１０分） １００質量部
・架橋剤（２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン）
（パーヘキサ２５Ｂ：日本油脂製） １．３質量部
・架橋助剤（トリアリルイソシアヌレート）
（ＴＡＩＣ：日本化成製） １．５質量部
・シランカップリング剤（γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン）
（ＫＢＭ５０３：信越化学製） ０．５質量部

２．裏面側着色封止膜の作製
下記配合の材料をロールミルに供給し、７０℃で混練した。これにより得られた封止膜用組成物を７０℃でカレンダ成形し、裏面側着色封止膜（厚さ０．６ｍｍ）を作製した。

（配合）
・エチレン−酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含量：２６質量％、ＭＦＲ：４．３ｇ／１０分） １００質量部
・架橋剤（２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン）
（パーヘキサ２５Ｂ：日本油脂製） １．３質量部
・架橋助剤（トリアリルイソシアヌレート）
（ＴＡＩＣ：日本化成製） １．５質量部
・シランカップリング剤（γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン）
（ＫＢＭ５０３：信越化学製） ０．５質量部
・着色剤（二酸化チタン） ５質量部

３．太陽電池モジュールの作製
受光面側透明保護部材（白板強化ガラス（エンボス付）、２３０ｍｍ×２３０ｍｍ×３．２ｍｍ）／上記受光面側封止膜（２３０ｍｍ×２３０ｍｍ）／発電素子（単結晶シリコンセル：１２５ｍｍ×１２５ｍｍ、厚さ：２２０μｍ）／上記裏面側着色封止膜（２３０×２３０ｍｍ）／裏面側保護部材（イソボルタ社製ＴＰＴ（テドラー／ＰＥＴ／テドラー：型番２４４２）、２３０ｍｍ×２３０ｍｍ、厚さ：３５０μｍ）をこの順で積層した。なお、この際、発電素子は、受光面側透明保護部材（白板強化ガラス）の端部から表１及び２に示す間隔を空けて積層し、それぞれ積層体を得た。

得られた積層体を、ダイヤフラムを備える二重真空室方式真空ラミネータにて、１４５℃において、真空時間５分、圧力０．１ＭＰａ、プレス時間１５分で接着一体化し、太陽電池モジュールを作製した。

＜評価方法＞
・回り込み度の測定
作製した太陽電池モジュールについて、裏面側着色封止膜の発電素子の受光面上への回り込み度を測定した。回り込み度の測定は、発電素子の端部から裏面側着色封止膜が最も回り込んだ箇所までの長さ（ｍｍ）をスケールで計測することにより行った。

結果を表１〜２に示す。

＜評価結果＞
各表に示されているように、発電素子を受光面側透明保護部材の端部から１５ｍｍ以上離れている位置に配置して作製した太陽電池モジュールは、回り込みが防止されていることが認められた。

本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法によれば、裏面側着色封止膜の回り込みを防止することができ、外観特性の低下及び発電効率の低下が防止された太陽電池モジュールを得ることができる。

１０ 積層体
１１ 受光面側透明保護部材
１２ 裏面側保護部材
１３Ａ 受光面側封止膜
１３Ｂ 裏面側着色封止膜
１４ 発電素子
１５ 接続タブ
１００ 真空ラミネータ
１０１ 下側チャンバ
１０２ 上側チャンバ
１０３ ダイヤフラム
１０５ 載置台
１０６ 下側チャンバ用排気口
１０７ 下側チャンバ用真空ポンプ
１０８ 上側チャンバ用排気口
１０９ 上側チャンバ用真空ポンプ

Claims (6)

1. 受光面側透明保護部材、受光面側封止膜、発電素子、裏面側着色封止膜及び裏面側保護部材をこの順で積層することにより積層体を得、該積層体を加圧及び加熱することにより一体化する工程を含む太陽電池モジュールの製造方法において、
   前記発電素子を、平面視で、前記受光面側透明保護部材の端部から少なくとも１５ｍｍ内側に間隔を空けた位置に配置して前記積層を行うことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
2. 前記積層体を、８０〜１５０℃の範囲の温度に加熱す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の製造方法。
3. 前記積層体を、１．０×１０³Ｐａ〜５．０×１０⁷Ｐａの範囲の圧力で加圧することを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
4. 前記受光面側封止膜及び前記裏面側着色封止膜は、エチレン−酢酸ビニル共重合体及び架橋剤を含むことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
5. 前記裏面側着色封止膜は着色剤を含み、該着色剤は、二酸化チタン、炭酸カルシウム、ウルトラマリン及びカーボンブラックからなる群から選択されることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
6. 受光面側透明保護部材と裏面側保護部材との間に封止膜を介在させ、接着一体化させることにより発電素子を封止してなる太陽電池モジュールであって、
   前記発電素子を、平面視で、前記受光面側透明保護部材の端部から少なくとも１５ｍｍ内側に間隔を空けた位置に配置したことを特徴とする太陽電池モジュール。

Images