JP2013235932A - 太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストかつ簡便に、太陽電池セルストリングをシリコーン材料で封止する太陽電池モジュールの製造方法を提供する。
【解決手段】二枚の板ガラス１ａ，１ｂの間に複数の太陽電池セル３からなる太陽電池セルストリングを樹脂封止する製造方法において、（ｉ）板ガラス１ａ，１ｂそれぞれの片面にシリコーン硬化膜２を形成する工程、（ｉｉ）一方の板ガラス１ａのシリコーン硬化膜２上に、太陽電池セルストリングを配置する工程、（ｉｉｉ）他方の板ガラス１ｂのシリコーン硬化膜形成面を前記太陽電池セルストリングに向けて、一方の板ガラス１ａとの間に前記太陽電池セルストリングを挟むようにピラー４を介して他方の板ガラス１ｂを配置する工程、（ｉｖ）板ガラス１ａ，１ｂの間に２５℃で粘度０．１〜５．０Ｐａ・ｓの第２の硬化性シリコーン材料２を注入し硬化して太陽電池セルストリングを封止する工程を含む。
【選択図】図６

Description

本発明は、太陽電池セルストリングを樹脂封止する太陽電池モジュールの製造方法に関するものである。

太陽光発電は地球環境問題を解決する重要なエネルギー源として大きな期待が寄せられている。その主力はシリコンの結晶を用いた太陽電池で構成されたシステムであり、シリコンの結晶を用いた太陽電池は光電変換デバイスとして、その光電変換効率の改善が絶え間ない研究開発により成し遂げられてきた。その中で、単結晶シリコン太陽電池では、バンドギャップの大きい非晶質シリコン層をヘテロ接合層として利用した太陽電池や、光入射面の集電電極層を不要とすることで光入射面での電極による入射光の損失を極限まで無くしたバックコンタクト型の開発により２０％超の光電変換効率を達成するまでに開発が進められてきた。

太陽光発電は、太陽の光を電気に変換する太陽電池モジュールとその変換された電気を系統電力網のケーブルに接続するためのケーブルと周辺システムからなる。太陽電池モジュールは屋外にて太陽光下で暴露されることから高い耐久性能が求められる。２００９年に発表された独立行政法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構による『太陽光発電ロードマップ（ＰＶ２０３０＋）』では、２０１７年には太陽電池の寿命２５年、２０２５年には寿命３０年を達成することが謳われている。太陽光発電を商用電力の主翼を担う火力、原子力、水力と並ぶ基幹の電力源とするには、開発計画を前倒しして耐久性能の高い太陽電池を実現することが求められている。

一方、太陽電池モジュールでは、結晶シリコン太陽電池を表面及び裏面から封止することでその信頼性を高める材料として広くＥＶＡ（エチレンビニルアセテートコポリマー）が用いられてきたが、このＥＶＡはその低いガラス転移点により、高温では低粘度となり、低温では硬化する特性を持つために、屋外暴露における環境温度の変化による封止材のモジュラス増減現象が結晶シリコン太陽電池の配線不良を引き起こすことが指摘されており、ＥＶＡの使用がモジュール寿命２５年超の足枷となっている。

そこで、高温又は低温にかかわらず低いモジュラスを有するシリコーン材料を太陽電池セルの封止材料に用いることが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。また、電気、電子部品などをシリコーン材料で封止する方法については、シリコーンゲルからなる基相（未硬化）とその表面に、前記基相より比重が小さいシリコーンエラストマー又はシリコーンレジンからなる表面層（未硬化）からなるシリコーン複合体を、一体として同時に硬化処理する方法（例えば、特許文献１参照）、シリコーンゲルからなる基相（未硬化）とその表面に、前記基相と非相溶性を有するシリコーンエラストマー又はシリコーンレジンからなる表面層（未硬化）からなるシリコーン複合体を、一体として同時に硬化処理する方法（例えば、特許文献２参照）、第１の接着促進剤を含有するシリコーン層上に第２の接着促進剤を含有する第２の付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物を塗布、硬化して第２のシリコーン層を形成する方法（例えば、特許文献３参照）などが提案されている。

また特に、太陽電池セルの封止においては、太陽光を効率よくとり入れるためにセルと封止材料の間の気泡を取り除く方法（例えば、特許文献４、５参照）などが提案されている。

また、付加硬化型オルガノポリシロキサンに用いられる白金金属系触媒の例は、特許文献６〜９に開示されている。

特許第２５４７１３４号公報 特許第２５４７１３５号公報 特開２００５−１６１１３２号公報 特表２００７−５２７１０９号公報 特表２０１１−５１４６８０号公報 米国特許第３，２２０，９７２号明細書 米国特許第３，１５９，６０１号明細書 米国特許第３，１５９，６６２号明細書 米国特許第３，７７５，４５２号明細書

Ｂａｒｒｙ Ｋｅｔｏｌａ，Ｋｅｉｔｈ Ｒ．ＭｃＩｎｔｏｓｈ，Ａｎｎ Ｎｏｒｒｉｓ，Ｍａｒｙ Ｋａｙ Ｔｏｍａｌｉａ，"Ｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｆｏｒ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ"：２３rd Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｓｏｌａｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ２００８，ｐｐ．２９６９−２９７３

しかしながら、シリコーン材料を積層する際や、太陽電池セル封止材との間の気泡を除去するためには、それぞれの層を形成するためのプロセスや真空下での複雑なプロセスの設定が必要であり、太陽電池モジュールの量産レベルで考えるとコスト増となることから広く普及する上での妨げとなっており、低コストで封止可能な技術が求められている。

本発明は、前記事情に鑑みなされたもので、低コストかつ簡便に、太陽電池セルストリングをシリコーン材料で封止する太陽電池モジュールの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、前記目的を達成するため、下記の太陽電池モジュールの製造方法を提供する。
〔１〕 二枚の板ガラスの間に複数の太陽電池セルからなる太陽電池セルストリングを樹脂封止して太陽電池モジュールを製造する太陽電池モジュールの製造方法において、
（ｉ）二枚の板ガラスそれぞれの片面に第１の硬化性シリコーン材料を塗布し硬化してシリコーン硬化膜を形成する工程と、
（ｉｉ）一方の板ガラスのシリコーン硬化膜上に、太陽電池セルストリングを配置する工程と、
（ｉｉｉ）他方の板ガラスのシリコーン硬化膜形成面を前記太陽電池セルストリングに向けて、前記一方の板ガラスとの間に前記太陽電池セルストリングを挟むようにスペーサを介して他方の板ガラスを配置する工程と、
（ｉｖ）前記二枚の板ガラスの間に温度２５℃で粘度０．１〜５．０Ｐａ・ｓの第２の硬化性シリコーン材料を注入し硬化して前記太陽電池セルストリングを封止する工程、
を含むことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
〔２〕 前記第１の硬化性シリコーン材料及び第２の硬化性シリコーン材料は、それぞれ
（Ａ）下記平均組成式（１）
Ｒ_aＲ’_bＳｉＯ_(4-a-b)/2 （１）
（式中、Ｒはアルケニル基、Ｒ’は脂肪族不飽和結合を持たない非置換又は置換の炭素数１〜１０の一価炭化水素基、ａ、ｂは、０＜ａ≦２、０＜ｂ＜３、０＜ａ＋ｂ≦３を満たす数である。）
で表される１分子中に２個以上のケイ素原子に結合したアルケニル基を含有するオルガノポリシロキサン： １００質量部、
（Ｂ）１分子中に少なくとも２個のケイ素原子に結合した水素原子を含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン： （Ａ）成分のケイ素原子結合アルケニル基１モルに対してケイ素原子に結合した水素原子が０．４〜２．５倍モルとなる量、
（Ｃ）付加反応触媒： 触媒量
を含有することを特徴とする〔１〕に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
〔３〕 （Ｂ）成分は、１分子中にエポキシ基及び／又はアルコキシ基を含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンを少なくとも一部に含むことを特徴とする〔２〕に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
〔４〕 前記第１の硬化性シリコーン材料及び第２の硬化性シリコーン材料は、それぞれ更に、（Ｄ）接着付与成分を（Ａ）成分１００質量部に対して０．５〜２０質量部含有することを特徴とする〔２〕又は〔３〕に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
〔５〕 （Ｄ）成分の接着付与成分がビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、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、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランのいずれかであることを特徴とする〔４〕に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
〔６〕 前記（ｉｖ）工程は、真空注型により前記二枚の板ガラス間に前記第２の硬化性シリコーン材料を注入するものであることを特徴とする〔１〕〜〔５〕のいずれかに記載の太陽電池モジュールの製造方法。
〔７〕 前記（ｉｉ）工程は、前記一方の板ガラスのシリコーン硬化膜形成面上に前記太陽電池セルストリングを配置し、複数のスペーサを太陽電池セルに当接させながら前記シリコーン硬化膜に付着して該太陽電池セルの位置決めと固定を行うものであることを特徴とする〔１〕〜〔６〕のいずれかに記載の太陽電池モジュールの製造方法。
〔８〕 前記スペーサは、前記シリコーン硬化膜に対して粘着性を有することを特徴とする〔１〕〜〔７〕のいずれかに記載の太陽電池モジュールの製造方法。
〔９〕 前記太陽電池セルは、シリコン基板を用いて形成されたことを特徴とする〔１〕〜〔８〕のいずれかに記載の太陽電池モジュールの製造方法。
〔１０〕 前記太陽電池セルが両面受光型であることを特徴とする〔１〕〜〔９〕のいずれかに記載の太陽電池モジュールの製造方法。

本発明によれば、それぞれのシリコーン硬化膜形成面を対向させた二枚の板ガラスの間に太陽電池セルストリングを固定して挟み、該二枚の板ガラスの間に所定の粘度の硬化性シリコーン材料を注入し硬化させるので、低コストかつ簡便に太陽電池セルストリングと封止材との間に気泡を混入させることなく、シリコーン材料で太陽電池セルストリングを封止することが可能である。

二枚の板ガラス上にシリコーン硬化膜を形成した状態を示す断面図である。 一方の板ガラスのシリコーン硬化膜上に、太陽電池セルストリングを配置した状態を示す断面図である。 一方の板ガラスのシリコーン硬化膜上に、太陽電池セルストリングを配置した状態を示す斜視図である。 太陽電池セルストリングを挟むように一方の板ガラスの上方に他方の板ガラスを配置した状態を示す断面図である。 二枚の板ガラスの間に硬化性シリコーン材料を注入し硬化して太陽電池セルストリングを封止した状態を示す断面図である。 フレーミング処理された太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。

以下、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法の好適な態様について図面を参照して説明する。
図１は、二枚の板ガラス上に硬化性シリコーン材料を塗布・硬化した層の断面の一例であり、図２はそのうち一枚の板ガラス上のシリコーン硬化膜上に太陽電池セルストリングを配置し、シリコーン硬化膜上に立てたスペーサ（ピラー）により太陽電池セルストリングを固定したものの断面の一例である。また、図３は、図２の外観を示す斜視図であり、太陽電池セルストリングとピラーの位置の一例を示すものである。図４は、図２で示した板ガラス上方に、シリコーン材料を塗布硬化したもう一枚の板ガラスを配置し、二枚の板ガラスの端面の一部を密封用材で密封した状態の一例である。図５は、図４で示した二枚の板ガラス間のピラーにより形成されるスペースに第２の硬化性シリコーン材料を注入し硬化した状態の一例である。図６は、二枚の板ガラス端面の全部を密封用材で密封し更にフレーム部材で固定した状態の一例である。

（ｉ）シリコーン硬化膜形成工程（図１）
まず、図１に示すように、透明部材のパネルである二枚の板ガラス１ａ，１ｂそれぞれの片面に第１の硬化性シリコーン材料を塗布し硬化してシリコーン硬化膜２を形成する。

ここで、シリコーン硬化膜２は、透明性、耐候性をはじめとして屋外使用において２０年以上の長期信頼性が必要であり、そのために紫外線耐性の高く、低モジュラスで、かつ前記透明部材である板ガラス１ａ，１ｂとの密着性が良好であることが必要である。

このシリコーン硬化膜２の形成に用いられる第１の硬化性シリコーン材料は、
（Ａ）下記平均組成式（１）
Ｒ_aＲ’_bＳｉＯ_(4-a-b)/2 （１）
（式中、Ｒはアルケニル基、Ｒ’は脂肪族不飽和結合を持たない非置換又は置換の炭素数１〜１０の一価炭化水素基、ａ、ｂは、０＜ａ≦２、０＜ｂ＜３、０＜ａ＋ｂ≦３を満たす数である。）
で表される１分子中に２個以上のケイ素原子に結合したアルケニル基を含有するオルガノポリシロキサン： １００質量部、
（Ｂ）１分子中に少なくとも２個のケイ素原子に結合した水素原子を含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン： （Ａ）成分のケイ素原子結合アルケニル基１モルに対してケイ素原子に結合した水素原子が０．４〜２．５倍モルとなる量、
（Ｃ）付加反応触媒： 触媒量
を含有することが好ましい。

前記（Ａ）成分のアルケニル基含有オルガノポリシロキサンは、この組成物（第１の硬化性シリコーン材料）の主剤（ベースポリマー）であり、１分子中に２個以上のケイ素原子に結合したアルケニル基を含有する。

（Ａ）成分のオルガノポリシロキサンのアルケニル基Ｒとしては、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基等が挙げられ、特に、ビニル基であることが好ましい。（Ａ）成分のアルケニル基の結合位置としては、例えば、分子鎖末端及び／又は分子鎖側鎖が挙げられる。

（Ａ）成分のオルガノポリシロキサンにおいて、アルケニル基以外のケイ素原子に結合した有機基（一価炭化水素基）Ｒ’としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基等のアルキル基；フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基；ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基；クロロメチル基、３−クロロプロピル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基等のハロゲン化アルキル基などが挙げられるが、耐ＵＶ特性を鑑みると特にメチル基であることが好ましい。

このような（Ａ）成分の分子構造としては、例えば、直鎖状、一部分岐を有する直鎖状、環状、分岐鎖状、三次元網状等が挙げられるが、基本的に主鎖がジオルガノシロキサン単位（Ｄ単位）の繰り返しからなり、分子鎖両末端がトリオルガノシロキシ基で封鎖された、直鎖状のジオルガノポリシロキサン、直鎖状のジオルガノポリシロキサンと分岐鎖状或いは三次元網状のオルガノポリシロキサンの混合物であることが好ましい。

この場合、レジン状（分岐鎖状、三次元網状）のオルガノポリシロキサンとしては、アルケニル基とＳｉＯ_4/2単位（Ｑ単位）及び／又はＲ’’ＳｉＯ_3/2（Ｔ単位）（Ｒ’’はＲ又はＲ’）を含有するオルガノポリシロキサンであれば特に制限されないが、ＳｉＯ_4/2単位（Ｑ単位）と、ＲＲ’₂ＳｉＯ_1/2単位やＲ’₃ＳｉＯ_1/2単位等のＭ単位からなり、Ｍ／Ｑのモル比が０．６〜１．２であるレジン状オルガノポリシロキサンや、Ｔ単位とＭ単位及び／又はＤ単位からなるレジン状オルガノポリシロキサン等が例示される。

また、直鎖状オルガノポリシロキサンとレジン状オルガノポリシロキサンの好ましい配合割合は、質量比で好ましくは６０：４０〜１００：０、特に好ましくは８０：２０〜１００：０である。レジン状のオルガノポリシロキサンを４０質量部以上添加すると、粘度が高くなり取り扱い性が悪化するおそれがある。

また、平均組成式（１）において、ａは、０＜ａ≦２、好ましくは０．００１≦ａ≦１、ｂは、０＜ｂ＜３、好ましくは０．５≦ｂ≦２．５、ａ＋ｂは、０＜ａ＋ｂ≦３、好ましくは０．５≦ａ＋ｂ≦２．７を満たす数である。

この場合、直鎖状のジオルガノポリシロキサンとしては、前記式（１）において、ａ＋ｂが１．８〜２．２の範囲、より好ましくは１．９〜２．１の範囲、更に好ましくは１．９５〜２．０５の範囲のものが好適である。また、その粘度は２５℃において、１００〜５００，０００ｍＰａ・ｓ、特に４００〜１００,０００ｍＰａ・ｓのものが好ましい。更に、前記レジン状オルガノポリシロキサンとしては、２５℃において、粘度１，０００，０００ｍＰａ・ｓ以上の液体又は固体のものが好ましい。
なお、本発明において、粘度は回転粘度計を用いて２５℃で測定した値である。

このような（Ａ）成分のオルガノポリシロキサンとしては、例えば、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルビニルポリシロキサン、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖メチルビニルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、式：Ｒ¹ ₃ＳｉＯ_0.5で示されるシロキサン単位と式：Ｒ¹ ₂Ｒ²ＳｉＯ_0.5で示されるシロキサン単位と式：Ｒ¹ ₂ＳｉＯで示されるシロキサン単位と式：ＳｉＯ₂で示されるシロキサン単位からなるオルガノシロキサン重合体、式：Ｒ¹ ₃ＳｉＯ_0.5で示されるシロキサン単位と式：Ｒ¹ ₂Ｒ²ＳｉＯ_0.5で示されるシロキサン単位と式：ＳｉＯ₂で示されるシロキサン単位からなるオルガノシロキサン重合体、式：Ｒ¹ ₂Ｒ²ＳｉＯ_0.5で示されるシロキサン単位と式：Ｒ¹ ₂ＳｉＯで示されるシロキサン単位と式：ＳｉＯ₂で示されるシロキサン単位からなるオルガノシロキサン重合体、式：Ｒ¹Ｒ²ＳｉＯで示されるシロキサン単位と式：Ｒ¹ＳｉＯ_1.5で示されるシロキサン単位もしくは式：Ｒ²ＳｉＯ_1.5で示されるシロキサン単位からなるオルガノシロキサン重合体、及びこれらのオルガノポリシロキサンの２種以上からなる混合物が挙げられる。

ここで、前記式中のＲ¹はアルケニル基以外の一価炭化水素基であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基等のアルキル基；フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基；ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基；クロロメチル基、３−クロロプロピル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基等のハロゲン化アルキル基などが挙げられる。また、前記式中のＲ²はアルケニル基であり、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、へプテニル基などが挙げられる。

（Ｂ）成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、１分子中に少なくとも２個（通常、２〜３００個）、好ましくは３個以上（例えば、３〜１５０個程度）、より好ましくは３〜１００個程度のケイ素原子に結合した水素原子（即ち、ＳｉＨ基）を含有するものであり、直鎖状、分岐状、環状、或いは三次元網状構造の樹脂状物のいずれでもよい。

このようなオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、例えば、下記平均組成式（２）で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンが挙げられる。
Ｈ_cＲ³ _dＳｉＯ_(4-c-d)/2 （２）
（式中、Ｒ³は独立に脂肪族不飽和結合を含有しない非置換又は置換の一価炭化水素基、又はアルコキシ基であり、ｃ及びｄは、０＜ｃ＜２、０．８≦ｄ≦２かつ０．８＜ｃ＋ｄ≦３となる数であり、好ましくは０．０５≦ｃ≦１、１．５≦ｄ≦２かつ１．８≦ｃ＋ｄ≦２．７となる数である。また、１分子中のケイ素原子の数（又は重合度）は、２〜１００個、特に３〜５０個が好ましい。）

式（２）中、Ｒ³の脂肪族不飽和結合を含有しない非置換又は置換の一価炭化水素基としては、前記のＲ’として例示したものと同様のものが挙げられるほか、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基が挙げられるが、好ましくはフェニル基等の芳香族基を含まないものであり、代表的なものは炭素数が１〜１０、特に炭素数が１〜７のものであり、好ましくはメチル基等の炭素数１〜３の低級アルキル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基、炭素数１〜４のアルコキシ基であり、特に好ましくはメチル基、メトキシ基、エトキシ基である。

このようなオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、例えば、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、１，３，５，７−テトラメチルテトラシクロシロキサン、１，３，５，７，８−ペンタメチルペンタシクロシロキサン、メチルハイドロジェンシクロポリシロキサン、メチルハイドロジェンシロキサン・ジメチルシロキサン環状共重合体、トリス（ジメチルハイドロジェンシロキシ）メチルシラン等のシロキサンオリゴマー；分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、分子鎖両末端シラノール基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、分子鎖両末端シラノール基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体等；Ｒ³ ₂（Ｈ）ＳｉＯ_1/2単位とＳｉＯ_4/2単位からなり、任意にＲ³ ₃ＳｉＯ_1/2単位、Ｒ³ ₂ＳｉＯ_2/2単位、Ｒ³（Ｈ）ＳｉＯ_2/2単位、（Ｈ）ＳｉＯ_3/2単位又はＲ³ＳｉＯ_3/2単位を含み得るシリコーンレジン（但し、Ｒ³は前記と同じである）などの他、これらの例示化合物においてメチル基の一部又は全部をエチル基、プロピル基等の他のアルキル基で置換したものなどが挙げられ、更には下記式等で表されるものが挙げられる。

（式中、Ｒ³は前記と同じであり、ｓ、ｔはそれぞれ０又は１以上の整数である。）

ここで用いるオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、公知の方法で得ることができ、例えば、一般式：Ｒ³ＳｉＨＣｌ₂及びＲ³ ₂ＳｉＨＣｌ（式中、Ｒ³は前記と同じである）から選ばれる少なくとも１種のクロロシランを（共）加水分解し、或いは該クロロシランと一般式：Ｒ³ ₃ＳｉＣｌ及びＲ³ ₂ＳｉＣｌ₂（式中、Ｒ³は前記と同じである）から選ばれる少なくとも１種のクロロシランを組み合わせて共加水分解し、縮合することにより得ることができる。また、オルガノハイドロジェンポリシロキサンは、このように（共）加水分解縮合して得られたポリシロキサンを平衡化したものでもよい。

また、ガラスへの接着性をより向上させるために、（Ｂ）成分の少なくとも一部に、ＳｉＨ基に加えて１分子中にエポキシ基及び／又はアルコキシ基を含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンを用いることが好ましい。
このような（Ｂ）成分としては、例えば、下記式（３）で示されるエポキシ基含有シロキサン、

更に、下記式（４）〜（７）で示されるような、アルコキシシリル基含有シロキサンが挙げられる。

（式中、Ｒ⁴はメチル基、エチル基等のアルキル基であり、ｍは０以上、好ましくは０〜４０、より好ましくは２〜２０の整数、ｎは２以上、好ましくは２〜３０、より好ましくは３〜２０の整数、ｐ、ｑ、ｒは１以上の整数、好ましくはｐは１〜１０、ｑ及びｒは１〜３である。）

（Ｂ）成分は、１種単独で用いても、２種以上併用してもよい。

（Ｂ）成分の配合量は、（Ａ）成分のケイ素原子結合アルケニル基１モルに対してケイ素原子に結合した水素原子が０．４〜２．５倍モル、好ましくは０．７〜１．８倍モルとなる量であり、通常（Ａ）成分１００質量部に対し０．５〜５０質量部、好ましくは１〜３０質量部である。０．４倍モル未満であると硬化物が十分な強度を有しない場合があり、２．５倍モルを超えると硬化物が黄変してしまうおそれがある。

次に、（Ｃ）成分の付加反応触媒については、前記アルケニル基とケイ素原子に結合した水素原子（即ち、ＳｉＨ基）との付加反応を促進するための触媒であり、ヒドロシリル化反応に用いられる触媒として白金族金属系触媒等の周知の触媒が挙げられる。

この白金族金属系触媒としては、ヒドロシリル化反応触媒として公知のものが全て使用できる。例えば、白金黒、ロジウム、パラジウム等の白金族金属単体；Ｈ₂ＰｔＣｌ₄・ｙＨ₂Ｏ、Ｈ₂ＰｔＣｌ₆・ｙＨ₂Ｏ、ＮａＨＰｔＣｌ₆・ｙＨ₂Ｏ、ＫＨＰｔＣｌ₆・ｙＨ₂Ｏ、Ｎａ₂ＰｔＣｌ₆・ｙＨ₂Ｏ、Ｋ₂ＰｔＣｌ₄・ｙＨ₂Ｏ、ＰｔＣｌ₄・ｙＨ₂Ｏ、ＰｔＣｌ₂、Ｎａ₂ＨＰｔＣｌ₄・ｙＨ₂Ｏ（式中、ｙは０〜６の整数であり、好ましくは０又は６である）等の塩化白金、塩化白金酸及び塩化白金酸塩；アルコール変性塩化白金酸（例えば、前掲の特許文献６参照）、塩化白金酸とオレフィンとのコンプレックス（例えば、前掲の特許文献７〜９参照）、白金黒、パラジウム等の白金族金属をアルミナ、シリカ、カーボン等の担体に担持させたもの；ロジウム−オレフィンコンプレックス；クロロトリス（トリフェニルフォスフィン）ロジウム（ウィルキンソン触媒）；塩化白金、塩化白金酸又は塩化白金酸塩とビニル基含有シロキサン、特にビニル基含有環状シロキサンとのコンプレックス等が挙げられる。これらの中で、好ましいものとして、相溶性の観点及び塩素不純物の観点から、塩化白金酸をシリコーン変性したものが挙げられ、具体的には例えば塩化白金酸をテトラメチルジビニルジシロキサンで変性した白金触媒が挙げられる。

（Ｃ）成分の添加量は、白金原子にして（Ａ）及び（Ｂ）成分の合計量に対し、質量換算で０．１〜５００ｐｐｍ、好ましくは０．５〜１００ｐｐｍ、より好ましくは１〜５０ｐｐｍである。

また、（Ｄ）成分として、シリコーン組成物においてガラスへの接着性を付与する接着性付与剤として用いられる公知の接着付与成分を添加してもよく、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、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、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランのようなカーボンファンクショナルシランが挙げられる。このような（Ｄ）成分の添加は、（Ｂ）成分として前述した１分子中にエポキシ基及び／又はアルコキシ基を含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンを配合しない場合に特に有効である。
（Ｄ）成分は、１種単独で用いても、２種以上併用してもよい。

なお、（Ｄ）成分の配合量は、通常（Ａ）成分１００質量部に対して０．５〜２０質量部である。

また、前記第１の硬化性シリコーン材料の粘度は、２５℃において、０．２〜１０．０Ｐａ・ｓ、特に０．５〜５．０Ｐａ・ｓであることが好ましい。

前記第１の硬化性シリコーン材料の塗布対象となる透明部材のパネルとしては、透明性、耐候性、耐衝撃性をはじめとして屋外使用において長期の信頼性能を有する部材が必要であり、例えば白板強化ガラス、アクリル樹脂、フッ素樹脂又はポリカーボネート樹脂等が挙げられるが、一般的には厚さ３〜５ｍｍ程度の白板強化ガラス等の板ガラスである。

また、前記透明部材のパネルの太陽光入射側と反対側のパネル（入射側と同じ位置でなくてもよい）である板ガラス１ｂにおいては、太陽電池素子の温度を効率よく放熱することが求められ、例えば青板硝子、白板硝子又は強化硝子等が挙げられる。

なお、太陽光入射側と反対側となる板ガラス１ｂにおいては、透明性を有する部材を用いることにより、太陽光の直達光及び散乱光の一部を太陽光入射の反対面側に透過させることができ、例えば草原などに設置した場合、太陽電池モジュールの入射面と反対側の、つまり本来日陰となってしまう部分にも太陽光に一部が照射されることにより植物の生育を促し、家畜の放牧等にも利用できる。

また、第１の硬化性シリコーン材料を板ガラス１ａ，１ｂ上に塗布してシリコーン硬化膜２を形成するには、常法によりスプレーコーティング、フローコーティング、カーテンコーティング、スクリーンコーティング、流し込み及びそれらの組み合わせにより１０〜１，０００μｍ、好ましくは５０〜５００μｍ、更に好ましくは１００〜３００μｍの厚さに形成する。１０μｍより薄いと太陽電池セル３（すなわち太陽電池セルストリング）の厚みを吸収することが出来なくなる可能性があり、また１，０００μｍより厚いと硬化性シリコーン材料の使用量が増えすぎてコスト高となる。

更に必要に応じて、塗布した硬化性シリコーン材料をホットプレート、又はオーブン等で所定時間、所定温度で硬化或いは部分硬化する。硬化は太陽電池セル３（すなわち太陽電池セルストリング）を配置可能となる状態まで硬化するのが好ましい。

（ｉｉ）太陽電池セルストリングの固定工程（図２，図３）
次に、図２、図３に示すように、一方の板ガラス１ａのシリコーン硬化膜２上に、太陽電池セルストリングを配置し固定する。図２において、１ａは前記図１で説明した板ガラス、２はその上に塗布、硬化されたシリコーン硬化膜であり、そのシリコーン硬化膜２上に太陽電池セル３とピラー４が配置されている。

ここで、太陽電池セル３は、単結晶シリコンもしくは多結晶シリコンのうちから選ばれる１種もしくは２種のシリコン材料（シリコン基板）を用いて太陽電池セルとされたものである。太陽電池セル３は、両面受光型であることが好ましい。この場合、板ガラス１ａ，１ｂともに透明なものとする。

また、太陽電池セルストリングは、この太陽電池セル３同士をタブ線等のインターコネクタで電気的に直列に接続したものである。例えば、太陽電池セルストリングは、図３に示すように、複数の太陽電池セル３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄそれぞれのバスバー電極（不図示）に半田被覆銅線などのインターコネクタ５ａを半田付けして該太陽電池セル３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを電気的に接続する構成となっている。このとき、ある太陽電池セル３の裏面に接続されたインターコネクタ５ａは次の太陽電池セル３の表面に接続される形で、２つの太陽電池セル３が接続される。なお、５ｂは、外部端子（不図示）に接続される外部取り出しインターコネクタ、５ｃは、インターコネクタ５ａの方向を変える接続コネクタである。
太陽電池セルストリングにおける太陽電池セル３の連結数は通常、２〜６０個である。

ピラー（スペーサ）４は、太陽電池セル３（太陽電池セルストリング）をシリコーン硬化膜２の上に配置した際に、太陽電池セル３（太陽電池セルストリング）がシリコーン硬化膜２の上で位置ずれを起こさないようにするために、該太陽電池セル３を固定する位置決め部材であり、太陽電池セル３の上方に前記シリコーン硬化膜２を形成した板ガラス１ｂを配置する際に、板ガラス１ａ、１ｂを一定の間隔で保持するスペーサである。

ピラー４の材質は、ゴム弾性があり、かつ第１又は第２の硬化性シリコーン材料の塗布硬化膜に対して粘着性を有するものであれば特に制限はなく、例えばシリコーン製ゴム、アクリルゴム、ブチルゴム等が挙げられるが、第１及び第２の硬化性シリコーン材料の塗布硬化膜と同程度のモジュラスであるシリコーン製ゴムを用いることが好ましい。

また、ピラー４の形状については特に制限はなく、例えば円柱状或いは四角柱状のものが一般的である。また、ピラー４の高さによって板ガラス１ａ，１ｂの間隔が決まることになり、好ましくは１０〜１，０００μｍ、より好ましくは５０〜５００μｍ、更に好ましくは１００〜３００μｍの高さにする。ピラー４の高さが１０μｍより低いと毛細管現象の影響により後述する第２の硬化性シリコーン材料を注入する時間を長く要することになるおそれがあり、また１，０００μｍより高いと第２の硬化性シリコーン材料を多く必要としてコスト高となる場合がある。

図３は、板ガラス１ａのシリコーン硬化膜２上にピラー４と太陽電池セルストリングを配置した例を示す斜視図である。
ここでは、まず一方の板ガラス１ａのシリコーン硬化膜２上に太陽電池セルストリングを配置し、次に複数のピラー４を太陽電池セルストリングの太陽電池セル３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのそれぞれの端面に当接させながらシリコーン硬化膜２に付着させることにより、該太陽電池セル３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの位置決めと固定を行う。

配置するピラー４の数は、特に制限はないが、シリコーン硬化膜２を形成した板ガラス１ｂを太陽電池セルストリング上方に位置するようにピラー４上に配置したときに、板ガラス１ａ，１ｂを一定の間隔で保持でき、かつその後に行う第２の硬化性シリコーン材料を注入する際に太陽電池セル３又は太陽電池セルストリングが位置ずれを起こさない程度に太陽電池セル３を固定できる程度であればよい。

（ｉｉｉ）板ガラス挟持工程（図４）
次に、図４に示すように、他方の板ガラス１ｂのシリコーン硬化膜２形成面を板ガラス１ａのシリコーン硬化膜２上に配置した太陽電池セルストリングに向けて、一方の板ガラス１ａとの間にこの太陽電池セルストリングを挟むようにピラー４を介して他方の板ガラス１ｂを配置する。次いで、板ガラス１ａ，１ｂの端部の一部を密封用材６で密封する。
これにより、太陽電池セルストリングは、板ガラス１ｂのシリコーン硬化膜２との間に一定の間隔に空いたスペースが確保された状態で、板ガラス１ａ，１ｂの間に挟まれる。

（ｉｖ）シリコーン樹脂封止工程（図５）
次に、図５に示すように、二枚の板ガラス１ａ，１ｂの間に粘度０．１〜５．０Ｐａ・ｓの第２の硬化性シリコーン材料を注入し硬化して前記太陽電池セルストリングを封止する。詳しくは、図４において、板ガラス１ａ，１ｂの間であって密封用材６で密封されていない開口部から第２の硬化性シリコーン材料を注入して、太陽電池セルストリングは、板ガラス１ｂのシリコーン硬化膜２との間のスペースに充填し、該第２の硬化性シリコーン材料を硬化させてシリコーン硬化層７とする。これにより、太陽電池セル３、すなわち太陽電池セルストリングはシリコーン硬化膜２及びシリコーン硬化層７で封止された状態となる。

ここで、第２の硬化性シリコーン材料の組成は、第１の硬化性シリコーン材料と同様に前記（Ａ）〜（Ｄ）成分を含有したものであるが、その粘度が２５℃において０．１〜５．０Ｐａ・ｓ、好ましくは０．５〜３．０Ｐａ・ｓである。第２の硬化性シリコーン材料の粘度が０．１Ｐａ・ｓ未満であると、注入の際に気泡を巻き込む可能性が大きく、５．０Ｐａ・ｓ超となると、注入そのものに時間がかかり量産する上でコスト高になる場合がある。

また、この第２の硬化性シリコーン材料の注入方法は、一般的に重力注入法又は真空注入法でよいが、注入に要する時間を短くするため、及び封止系内に気泡を巻き込むことを防ぐために真空注型機による注入法が好ましい。更に、密封用材６は、シリコーン製ゴム或いはブチルゴムのものを用いることが好ましい。

（ｖ）フレーミング工程（図６）
図６に示すように、樹脂封止後の板ガラス１ａ，１ｂの外周端部（額縁端部）全てをシリコーン製ゴム或いはブチルゴム等の密封用材６で密封し、その外周端部にフレーム部材８を装着して、太陽電池モジュールを完成する。

フレーム部材８は、衝撃、風圧又は積雪に対する強度が優れ、耐候性を有し、かつ軽量であるアルミニウム合金、ステンレス鋼等からなるものが好ましい。これらの材料で成形されたフレーム部材８が太陽電池セルストリング構造体を狭持した板ガラス１ａ，１ｂの外周を囲うように装着され、ねじにより固定されている。

以上のように製造された太陽電池モジュールでは、太陽電池セル３、すなわち太陽電池セルストリングは図６においてその下面ではシリコーン硬化膜２と接触し、その上面はシリコーン硬化層７と接触して、板ガラス１ａ，１ｂと直接接していないことから、例えば太陽電池モジュールの長期使用において板ガラス１ａ，１ｂからの溶出物等の影響を受けて劣化することが避けられる。また、太陽電池セルストリングは、シリコーン硬化膜２、シリコーン硬化層７を介して平坦な板ガラス１ａ，１ｂに保持されるようになるため、パネル状の太陽電池モジュールとして見た場合に太陽光に対する受光角度のブレが少なくなり、一定性能を示すものとなる。また、本発明によれば、このような一定性能の太陽電池モジュールの量産が容易となる。

以下に、本発明の実施例及び比較例を挙げて、更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、下記例で、粘度は２５℃において回転粘度計を用いて測定した値である。

［実施例１］
（第１の硬化性シリコーン材料の調製）
（Ａ）分子中に２個以上のケイ素原子に結合したアルケニル基を含有する、分子鎖末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖された、粘度が５Ｐａ・ｓのジメチルポリシロキサン１００質量部、（Ｂ）粘度が１５ｍＰａ・ｓである、下記式（８）で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン２０質量部、（Ｃ）塩化白金酸とジビニルテトラメチルジシロキサンの錯体１０ｐｐｍを混合・脱気して、粘度２．５Ｐａ・ｓの組成物１を調製した。

（第２の硬化性シリコーン材料の調製）
（Ａ）分子中に２個以上のケイ素原子に結合したアルケニル基を含有する、分子鎖末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖された、粘度が０．４Ｐａ・ｓのジメチルポリシロキサン１００質量部、（Ｂ）粘度が１５ｍＰａ・ｓである、前記式（８）で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン１０質量部、（Ｃ）塩化白金酸とジビニルテトラメチルジシロキサンの錯体１０ｐｐｍを混合・脱気して、粘度０．３Ｐａ・ｓの組成物２を調製した。

（太陽電池モジュールの作製）
第１の硬化性シリコーン材料である前記組成物１を、３４０ｍｍ×３６０ｍｍの厚さ３．２ｍｍの白板強化ガラス二枚のそれぞれの片面にフローコーティングによりそれぞれ１００μｍの厚みで塗布した後、１００℃のオーブンに投入し、１０分間の硬化時間で硬化させてシリコーン硬化膜を得た。次に、そのうち一枚の白板強化ガラスのシリコーン硬化膜上に、両面受光型太陽電池セルを縦２個、横２個に配置してインターコネクタで直列接続した（２×２直の）シリコン単結晶太陽電池セルストリングを配置し、更に直径８ｍｍ高さ５００μｍの円柱状のシリコーンゴム製ピラーを太陽電池セルの端面に当接させながらシリコーン硬化膜に配置し、前記太陽電池セルストリングを固定した。このとき、ピラーはシリコーン硬化膜に対して粘着性を示し、シリコーン硬化膜に押し付けるだけで付着した。次に、もう一枚のシリコーン硬化膜が形成された白板強化ガラスをシリコーン硬化膜を内側として前記ピラー上に配置して二枚の白板強化ガラスで太陽電池セルストリングを挟むようにし、この二枚の白板強化ガラスからなる両面ガラスの三方をブチルゴムで密封した。次に、これを傾けて真空注型機に入れ、真空にした後、常法により第２の硬化性シリコーン材料である前記組成物２を両面ガラスの間に注入した。注入後、再度１００℃のオーブンに１０分間投入した後、両面ガラスの残りの一方をブチルゴムで密封し、更に両面ガラスの四方にアルミフレーム部材を装着した。なお、この場合は太陽光入射面及びその反対側の面の両面がガラスの構造となるので、通常両面ガラスの構造が用いられる両面受光型モジュールと同様に、両ガラスの間から外部取り出しインターコネクタを取り出し、外部端子に接続して配線を行った。

このように作製した太陽電池モジュールは、太陽電池セルストリングの封止樹脂に気泡の混入は認められず、太陽電池モジュールとして好適なものとなった。

［比較例１］
実施例１において、組成物２における（Ａ）成分を粘度の異なる分子鎖末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサンに変更して、粘度が１５．０Ｐａ・ｓである組成物３を調製し、それ以外は実施例１と同じ条件で太陽電池モジュールを作製した。

その結果、両面ガラスの間への組成物３の注入の際に気泡の巻き込みが発生し、太陽電池セルストリングの封止樹脂に気泡の混入が認められ、太陽電池モジュールとして不適なものとなった。

なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

１ａ，１ｂ 板ガラス
２ シリコーン硬化膜
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ 太陽電池セル
４ ピラー
５ａ インターコネクタ
５ｂ 外部取り出しインターコネクタ
５ｃ 接続コネクタ
６ 密封用材
７ シリコーン硬化層
８ フレーム部材

Claims (10)

1. 二枚の板ガラスの間に複数の太陽電池セルからなる太陽電池セルストリングを樹脂封止して太陽電池モジュールを製造する太陽電池モジュールの製造方法において、
   （ｉ）二枚の板ガラスそれぞれの片面に第１の硬化性シリコーン材料を塗布し硬化してシリコーン硬化膜を形成する工程と、
   （ｉｉ）一方の板ガラスのシリコーン硬化膜上に、太陽電池セルストリングを配置する工程と、
   （ｉｉｉ）他方の板ガラスのシリコーン硬化膜形成面を前記太陽電池セルストリングに向けて、前記一方の板ガラスとの間に前記太陽電池セルストリングを挟むようにスペーサを介して他方の板ガラスを配置する工程と、
   （ｉｖ）前記二枚の板ガラスの間に温度２５℃で粘度０．１〜５．０Ｐａ・ｓの第２の硬化性シリコーン材料を注入し硬化して前記太陽電池セルストリングを封止する工程、
   を含むことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
2. 前記第１の硬化性シリコーン材料及び第２の硬化性シリコーン材料は、それぞれ
   （Ａ）下記平均組成式（１）
   Ｒ_aＲ’_bＳｉＯ_(4-a-b)/2 （１）
   （式中、Ｒはアルケニル基、Ｒ’は脂肪族不飽和結合を持たない非置換又は置換の炭素数１〜１０の一価炭化水素基、ａ、ｂは、０＜ａ≦２、０＜ｂ＜３、０＜ａ＋ｂ≦３を満たす数である。）
   で表される１分子中に２個以上のケイ素原子に結合したアルケニル基を含有するオルガノポリシロキサン： １００質量部、
   （Ｂ）１分子中に少なくとも２個のケイ素原子に結合した水素原子を含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン： （Ａ）成分のケイ素原子結合アルケニル基１モルに対してケイ素原子に結合した水素原子が０．４〜２．５倍モルとなる量、
   （Ｃ）付加反応触媒： 触媒量
   を含有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. （Ｂ）成分は、１分子中にエポキシ基及び／又はアルコキシ基を含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンを少なくとも一部に含むことを特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
4. 前記第１の硬化性シリコーン材料及び第２の硬化性シリコーン材料は、それぞれ更に、（Ｄ）接着付与成分を（Ａ）成分１００質量部に対して０．５〜２０質量部含有することを特徴とする請求項２又は３に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
5. （Ｄ）成分の接着付与成分がビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、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、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランのいずれか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の製造方法。
6. 前記（ｉｖ）工程は、真空注型により前記二枚の板ガラス間に前記第２の硬化性シリコーン材料を注入するものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
7. 前記（ｉｉ）工程は、前記一方の板ガラスのシリコーン硬化膜形成面上に前記太陽電池セルストリングを配置し、複数のスペーサを太陽電池セルに当接させながら前記シリコーン硬化膜に付着して該太陽電池セルの位置決めと固定を行うものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
8. 前記スペーサは、前記シリコーン硬化膜に対して粘着性を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
9. 前記太陽電池セルは、シリコン基板を用いて形成されたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
10. 前記太陽電池セルが両面受光型であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。

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