JP2014011305A - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池素子が発電した電気を、集電線により効率良く取り出すことが可能な、太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】少なくとも光電変換層及び透明電極３を有する太陽電池素子、及び該太陽電池素子と接続した集電線５、を有する太陽電池モジュール１０であって、透明電極３と集電線５が金属６を介して接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池モジュールに関し、特に、太陽電池からの電気取り出し効率が改善された太陽電池モジュールに関する。

薄膜系の太陽電池素子から電気を取り出すためには、通常、薄膜系太陽電池素子を形成する各太陽電池セルの、光電変換層と重ならない箇所、特に薄膜系太陽電池素子の両端に電気取り出し用の電極を設置し、該電極と集電線を接続することが行われている（例えば特許文献１参照）。これは、多くの太陽電池セルを直列に接続し、その両端で電気を取り出すことで、大きな電位を得ることが可能となるためである。

そして、太陽電池セルの受光面側に存在する電極としては、より多くの発電を得るために、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ_２、及びこれらを組み合わせた透明電極が使用されている。

特開２０１１−１７１７０７号公報

本発明は、太陽電池素子が発電した電気を、集電線により効率良く取り出すことが可能な、太陽電池モジュールを提供することを課題とする。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ね、太陽電池から電気を取り出す電極と集電線の接続に着目した。そして透明電極と集電線の接続を検討したところ、透明電極と集電線との間に金属を介して両者を接続することで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。すなわち本発明は、
少なくとも光電変換層及び透明電極を有する太陽電池素子、及び該太陽電池素子と接続した集電線、を有する太陽電池モジュールであって、
前記透明電極と前記集電線が金属を介して接続されていることを特徴とする、太陽電池モジュールである。

また、前記透明電極と金属が直接積層されていてもよく、前記透明電極と金属との間に光電変換層を有してもよい。また、前記透明電極は、少なくともＩＴＯ層を含む積層体であることが好ましい。
また、前記金属がＡｇであることが好ましく、前記光電変換層が有機層であることが好ましい。

本発明により、電気取り出し効率および実際の使用条件下における耐久性が向上した太陽電池モジュールを提供することができる。

本発明の一実施態様に係る太陽電池モジュールの断面図である。 本発明の一実施態様に係る太陽電池モジュールの断面図である。 本発明の一実施態様に係る太陽電池モジュールの断面図である。

以下、本発明について、具体的な態様を示しながら詳細に説明するが、本発明は例示する具体的態様に限定されないことはいうまでもない。
本発明の実施態様に係る太陽電池モジュールは、少なくとも光電変換層及び透明電極を有する太陽電池素子、及び該太陽電池素子と接続した集電線、とを有する。

＜１．太陽電池素子＞
太陽電池素子は、少なくとも光電変換層及び透明電極を有するが、通常これら以外に、光電変換層を支持する基板を有する。また、光電変換層は、その受光面側及び非受光面側で光電変換層と接続する少なくとも一対の電極を有する。一対の電極のうち、少なくとも一方が透明電極である。

＜１−１．光電変換層＞
光電変換層は、太陽電池の光電変換層として用いられるものであれば特段限定されない。具体的には、薄膜単結晶シリコン、薄膜多結晶シリコン、アモルファスシリコン、微結晶シリコン、球状シリコンなどのシリコン系半導体材料、ＣＩＳ系、ＣＩＧＳ系、ＧａＡｓ系などの化合物半導体材料、有機色素材料、有機半導体材料等からなる層があげられる。これらのうち、有機半導体材料からなるものであることが、好ましい。以下、光電変換層に用いられる材料が有機半導体である有機薄膜太陽電池素子について特に具体的に説明する。

有機半導体は半導体特性により、ｐ型、ｎ型に分けられる。ｐ型、ｎ型は、電気伝導に寄与するのが、正孔、電子いずれであるかを示しており、材料の電子状態、ドーピング状態、トラップ状態に依存する。したがって、ｐ型、ｎ型は必ずしも明確に分類できない場合があり、同一物質でｐ型、ｎ型両方の特性を示すものもある。

ｐ型半導体の例として、テトラベンゾポルフィリン、テトラベンゾ銅ポルフィリン、テトラベンゾ亜鉛ポルフィリン等のポルフィリン化合物；フタロシアニン、銅フタロシアニン、亜鉛フタロシアニン等のフタロシアニン化合物；ナフタロシアニン化合物；テトラセンやペンタセンのポリアセン；セキシチオフェン等のオリゴチオフェンおよびこれら化合物を骨格として含む誘導体が挙げられる。さらに、ポリ（３−アルキルチオフェン）などを含むポリチオフェン、ポリフルオレン、ポリフェニレンビニレン、ポリトリアリルアミン、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール等の高分子等が例示される。

ｎ型半導体の例として、フラーレン（Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６）；オクタアザポルフィリン；上記ｐ型半導体のパーフルオロ体；ナフタレンテトラカルボン酸無水物、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド、ペリレンテトラカルボン酸無水物、ペリレンテトラカルボン酸ジイミド等の芳香族カルボン酸無水物やそのイミド化物；及び、これら化合物を骨格として含む誘導体などが挙げられる。

少なくともｐ型の半導体およびｎ型の半導体が含有されていれば、光電変換層の具体的な構成は任意である。光電変換層は単層の膜のみによって構成されていてもよく、２以上の積層膜によって構成されていてもよい。例えば、ｎ型の半導体とｐ型の半導体とを別々の膜に含有させるようにしても良く、ｎ型の半導体とｐ型の半導体とを同じ膜に含有させても良い。また、ｎ型の半導体及びｐ型の半導体は、それぞれ、１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。

光電変換層の具体的な構成例としては、ｐ型半導体とｎ型半導体が層内で相分離した層（ｉ層）を有するバルクヘテロ接合型、それぞれｐ型半導体を含む層（ｐ層）とｎ型半導
体を含む層（ｎ層）が界面を有する積層型（ヘテロｐｎ接合型）、ショットキー型およびそれらの組合せが挙げられる。これらの中でもバルクへテロ接合型およびバルクへテロ接合型と積層型を組み合わせた（ｐ−ｉ−ｎ接合型）が高い性能を示すことから好ましい。

光電変換層のｐ層、ｉ層、ｎ層各層の厚みは、通常３ｎｍ以上、中でも１０ｎｍ以上、また、通常５００ｎｍ以下、中でも５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下とすることが好ましい。層を厚くすることで光電流が増大する傾向にあり、薄くすることで直列抵抗が低下する傾向にある。

＜１−２．透明電極＞
透明電極は、導電性を有する材料により形成し、透明電極は太陽電池素子の受光面側の電極であることが好ましい。透明電極を構成する材料としては、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ、ＩＺＯ、ＮｉＯ、ＴｉＯｘ等の金属酸化物、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｉｎ、Ｌｉ、Ｐｔ、Ｃｒなどの金属およびその合金、ポリチオフェン誘導体にポリスチレンスルホン酸をドーピングしたＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、ポリピロールおよびポリアニリンなどにヨウ素などをドーピングした導電性ポリマー、並びにこれらの２種以上の積層物や混合物があげられる。
これらのうち、金属酸化物、金属酸化物と金属の積層物などが好ましく、少なくともＩＴＯを含む積層体であることが好ましい。
また、太陽電池素子の受光面側の電極として透明電極を用いる場合には、光の透過率は、太陽電池素子の発電効率を考慮すると、光学界面での部分反射によるロスを除いて８０％以上が好ましい。
透明電極の膜厚は特段限定されず、通常１０ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下である。

＜１−３．第二電極＞
透明電極と対をなす電極（以下第二電極と称する。）は、同様に透明電極であってもよく、透明電極でなくてもよい。
第二電極を構成する材料としては、透明電極に使用可能なものを同様に用いることができる。太陽電池素子の非受光面側に積層する電極である場合には、透明性は要求されない。

透明電極及び第二電極の形成方法に制限はない。例えば、真空蒸着、スパッタ等のドライプロセスにより形成することができる。また、導電性インク等を用いたウェットプロセスにより形成することもできる。この導電性インクとしては、例えば、導電性高分子、金属粒子分散液等を用いることができる。さらに、電極は２層以上積層してもよく、表面処理による特性（電気特性やぬれ特性等）を改良してもよい。
第二電極の膜厚は特段限定されず、通常１０ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下である。

＜１−４．太陽電池素子基板＞
太陽電池素子基板は光電変換層を支持する支持部材である。基板を形成する材料としては、例えば、ガラス、サファイア、チタニア等の無機材料；ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ナイロン、ポリスチレン、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、フッ素樹脂フィルム、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状ポリオレフィン、セルロース、アセチルセルロース、ポリ塩化ビニリデン、アラミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリ（メタ）アクリル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリアリレート、ポリノルボルネン等の有機材料；ステンレス、チタン、ニッケル、銀、金、銅、アルミニウム等の金属材料；などが挙げられる。

これらの中でも、ガラス、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、
ポリイミド、ポリ（メタ）アクリル樹脂フィルム、ステンレス、アルミニウムが太陽電池素子の形成しやすさの点で好ましい。
なお、基板の材料は、１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。また、これら有機材料に炭素繊維、ガラス繊維などの強化繊維を含ませ、機械的強度を補強させても良い。また、これら金属材料に絶縁性を付与するために表面をコートあるいはラミネートしたものなどの複合材料としてもよい。

＜２．集電線＞
本実施形態に係る太陽電池モジュールにおいて、集電線は太陽電池素子と接続され、太陽電池素子が発電した電気を外部に取り出す機能を有する。本実施態様に係る太陽電池モジュールでは、太陽電池素子の透明電極と集電線が金属を介して接続されることを特徴とする。
本発明者らは、集電線による太陽電池素子からの電気取り出しについて検討したところ、金属を介して透明電極と集電線を接続することで、透明電極と集電線を直接接続するよりも電気取り出し効率が向上することを見出した。

集電線の材料としては、金属や合金などがよく用いられ、その中でも抵抗率の低い銅やアルミ、銀、金、ニッケルなどを用いることが好ましい。その中でも銅やアルミが安価であることから、特に好ましい。また、錆防止のため、集電線の周囲をスズや銀などでメッキしたり、表面を樹脂などでコートしてあったり、フィルムをラミネートしてあってもよい。集電線の形状としては、平角線、箔、平板、ワイヤー状のものがあるが、接着面積の確保などの理由から、平角線や、箔、平板状のものを用いることが好ましい。
なお、本明細書でいう「箔」は厚みが１００μｍ未満のものをいい、「板」は厚みが１００μｍ以上のものをいう。また「平角線」とは、断面が円形のワイヤーを圧延して、断面の形状を四角形にしたものをいう。

また集電線は、導電性を有する限り特段の限定はされないが、接続する透明電極または第二電極よりも抵抗値が低いものが好ましく、特に、透明電極または第二電極より厚みを厚くすることによって、抵抗値を低減させることが好ましい。集電線の厚みとしては、５μｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１０μｍ以上である。また、２ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１ｍｍ以下、特に好ましくは３００μｍ以下である。上記範囲より厚みが薄いと、集電線の抵抗値が上昇し、発電した電力を効率よく外部に取り出すことができない。また、上記範囲より厚みが厚いと、太陽電池モジュールの重量が増加するとともに可撓性が減少したり、モジュール表面に凹凸が発生しやすくなったり、生産コストが増加するなどの問題が生じる恐れがある。

また、集電線の幅としては、０．５ｍｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１ｍｍ以上、特に好ましくは２ｍｍ以上である。また、集電線の幅は、５０ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは２０ｍｍ以下、特に好ましくは１０ｍｍ以下である。上記範囲より集電線の幅が狭いと、集電線の抵抗値が上昇し、発電した電力を効率よく取り出すことができない。また、集電線の機械強度が減少し、破断等の原因になる恐れがある。また、上記範囲より集電線の幅が広いと、モジュール全体における開口率が減少し、モジュールの発電量の低下に繋がる恐れがある。
加えて、集電線の表面にエンボス加工を施すことで、導電性が向上し好ましい。

＜３．金属＞
透明電極と集電線の間に介される金属は特段限定されず、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｉｎ、Ｌｉ、Ｐｔ、Ｃｒなどが例示される。そのうち、Ａｇ，Ａｌ，Ａｕであることが好ましく、Ａｇであることがより好ましい。
金属の厚みは、太陽電池モジュール全体の厚みに影響を与えない程度の厚さであれば特
段限定されず、通常５ｎｍ以上、好ましくは１０ｎｍ以上、より好ましくは２０ｎｍ以上であり、通常２０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下である。
金属の形成方法は特段制限はなく、例えば、真空蒸着、スパッタ等のドライプロセスにより形成することができる。

透明電極と金属は、直接積層されてもよく、間に別の層をさらに含んでもよいが、少なくとも金属と集電線が直接積層される。間に含む別の層としては、光電変換層があげられる。透明電極、金属、集電線がそれぞれこの順に、直接積層されてもよく、透明電極と金属との間に光電変換層を有してもよい。
金属と集電線の接続は、電気的に接続可能であればその方法は特段限定されず、接着材・粘着材を用いる方法などが挙げられる。
接着材・粘着材の材料としては、炭化水素系接着剤、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、シリコン系接着剤、エチレン−酢酸ビニル共重合体系接着剤等のうち、導電性を有するものを用いることができる。
その中でも好ましくは、炭化水素系接着剤又はエポキシ系接着剤であり、更に好ましくは炭化水素系粘着剤又は熱硬化性エポキシ系接着剤であり、特に好ましくはブチルゴム系粘着剤又は熱硬化性エポキシ系接着剤である。

接着材の材料が炭化水素系粘着剤であることは、水蒸気透過率が低く、光線透過率が高い点及び接着する際に熱をかけずに接着できることから太陽電池セルへの熱によるダメージが避けることができることから好ましい。
また、接着材は、電気的な接続をより確実にする観点から、高い導電性を有することが好ましい。高い導電性を有する接着材としては、繊維系両面導電性テープ、金属箔系両面導電性テープ、ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ、異方性導電フィルム）等が挙げられる。この中でも、接着工程に加熱が不要であり、プロセスが簡易であることから両面導電性テープが好ましく用いられる。
接着材の導電性が低い場合には、電極と集電線の一部を接着材で固定し、残りの部分で電極と集電線とが直接接するように設置するのが好ましい。

＜４．太陽電池モジュール＞
以下、本発明の実施態様に係る太陽電池モジュールにおいて、集電線と太陽電池素子がどのように接続するかについて、より具体的に説明する。
図１には、本発明の実施態様に係る有機薄膜太陽電池モジュール１０の断面図を示す。
本実施態様に係る有機薄膜太陽電池モジュール１０は、基板１上に透明電極３、有機半導体層２、第二電極４の順に積層された太陽電池セルを、複数直列に配置したモノリシック構造を有する。
有機薄膜太陽電池モジュール１０は、その端部の透明電極３上に金属６を介して、透明電極３と集電線５が接続される。このように、透明電極３と集電線５との接続に際し金属６を介することで集電線間の電気抵抗が下がり、太陽電池モジュールからの集電線を介した電気取出し効率が向上する。

図２には、本発明の別の実施態様に係る有機薄膜太陽電池モジュール２０の断面図を示す。
有機薄膜太陽電池モジュール２０では、太陽電池素子の端部ではなくセル上において、透明電極３と集電線５とを金属６を介して接続される。このようにセルの上部に集電線を設置する場合であっても、透明電極３と集電線５との間に金属を介することで、太陽電池モジュールからの集電線を介した電気取り出し効率が向上する。

図３には、本発明の別の実施態様に係る有機薄膜太陽電池モジュール３０の断面図を示
す。
有機薄膜太陽電池モジュール３０では、太陽電池素子の端部ではなくセル上において、透明電極３と集電線５とを、有機半導体層２、第二電極４及び金属６を介して接続される。このようにセルの上部に集電線を設置する場合であり、かつ、透明電極３と集電線５との間に有機半導体層２や第二電極４を配置しても、透明電極３と集電線５との間に金属を介することで、太陽電池モジュールからの集電線を介した電気取り出し効率が向上する。なお、別の実施態様に係る太陽電池モジュールでは、第二電極が金属の場合、例えば第二電極がＡｇである場合には、別途金属６を設けなくても透明電極３が金属を介して集電線５と接続することになり、このような実施態様についても本発明の技術的範囲に含まれることとなる。

＜５．製造方法＞
本実施態様に係る太陽電池モジュールは、太陽電池素子と集電線とを、金属を介して接続することで製造される。太陽電池素子は、外部からの水や光に十分な耐性を有しないことから、太陽電池モジュール製造の際には、通常太陽電池素子を封止する。
太陽電池素子を封止する封止材は、太陽電池モジュールの強度保持の観点から強度が高いことが好ましい。具体的強度については、封止材以外の層の強度とも関係することになり一概には規定しにくいが、太陽電池モジュール全体が良好な曲げ加工性を有し、折り曲げ部分の剥離を生じないような強度を有するのが望ましい。

また、封止材は、太陽電池セルの受光面側に用いられる場合、光吸収を妨げない観点から可視光を透過させるものが好ましい。例えば、可視光（波長３６０〜８３０ｎｍ）の光の透過率は、通常７５％以上、好ましくは８０％以上、より好ましくは８５％以上、さらに好ましくは９０％以上、なかでも好ましくは９５％以上、特に好ましくは９７％以上である。太陽光をより多く電気エネルギーに変換するためである。

一方、太陽電池素子の受光面と反対側に封止材を用いる場合は、必ずしも可視光を透過させる必要がなく、不透明でもよい。
さらに、太陽電池モジュールは光を受けて熱せられることが多いため、封止材も熱に対する耐性を有することが好ましい。この観点から、封止材の構成材料の融点は、通常１００℃以上、好ましくは１２０℃以上、より好ましくは１３０℃以上であり、また、通常３５０℃以下、好ましくは３２０℃以下、より好ましくは３００℃以下である。融点を高くすることで太陽電池モジュールの使用時に封止材が融解・劣化するのを防ぐことができる。

封止材の厚みは特に規定されないが、通常５μｍ以上、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは３０μｍ以上であり、また、通常１０００μｍ以下、好ましくは８００μｍ以下、より好ましくは６００μｍ以下である。厚くすることで太陽電池モジュール全体の強度が高まる傾向にあり、薄くすることで柔軟性が高まり、また可視光の透過率が向上する傾向にある。このため、両方の利点を兼ね備える範囲として、上記範囲とするのが望ましい。

封止材を構成する材料としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）樹脂組成物をフィルムにしたもの（ＥＶＡフィルム）などを用いることができる。
しかし、ＥＶＡ樹脂の架橋処理には比較的時間を要するため、太陽電池モジュールの生産速度及び生産効率を低下させる原因となる場合がある。また、長期間使用の際には、ＥＶＡ樹脂組成物の分解ガス（酢酸ガス）またはＥＶＡ樹脂自体が有する酢酸ビニル基が、太陽電池素子に悪影響を与えて発電効率が低下させる場合がある。そこで、封止材としては、ＥＶＡフィルムの他に、プロピレン・エチレン・α−オレフィン共重合体からなる共重合体のフィルムを用いることもできる。

なお、封止材は１種の材料で形成されていてもよく、２種以上の材料で形成されていても良い。また、封止材は単層フィルムにより形成されていても良いが、２層以上のフィルムを備えた積層フィルムであってもよい。
封止材は、通常太陽電池素子を挟み込むように設ける。
また、封止材に、紫外線遮断、熱線遮断、導電性、反射防止、防眩性、光拡散、光散乱、波長変換、ガスバリア性等の機能を付与してもよい。特に、太陽電池の場合は、太陽光からの強い紫外線にさらされることから、紫外線遮断機能を持つことが好ましい。
このような機能を付与する方法としては、機能を有する層を塗布成膜等により封止材上に積層してもよいし、機能を発現する材料を溶解・分散させるなどして封止材に含有させてもよい。

また、本実施態様に係る太陽電池モジュールでは、封止後更に耐候性保護シートを最表面に設けることができる。耐候性保護シートは温度変化、湿度変化、光、風雨などデバイス設置環境から太陽電池モジュールを保護するシート及びフィルムである。 耐候性保護シートでデバイス表面を覆うことにより、太陽電池モジュール構成材料、特に太陽電池素子が保護され、劣化することなく、高い発電能力を得ることができるという利点がある。

耐候性保護シートは、太陽電池素子の最表層に位置するため、耐候性、耐熱性、透明性、撥水性、耐汚染性、機械強度などの、太陽電池セルの表面被覆材として好適な性能を備え、しかもそれを屋外暴露において長期間維持する性質を有することが好ましい。
また、耐候性保護シートは、太陽電池セルの受光面側に用いられる場合、光吸収を妨げない観点から可視光を透過させるものが好ましい。例えば、可視光（波長３６０〜８３０ｎｍ）の光の透過率は、通常７５％以上、好ましくは８０％以上、より好ましくは８５％以上、さらに好ましくは９０％以上、なかでも好ましくは９５％以上、特に好ましくは９７％以上である。太陽光をより多く電気エネルギーに変換するためである。

一方、太陽電池素子の受光面と反対側に耐候性保護シートを用いる場合は、必ずしも可視光を透過させる必要がなく、不透明でもよい。
さらに、太陽電池素子は光を受けて熱せられることが多いため、耐候性保護シートも熱に対する耐性を有することが好ましい。この観点から、耐候性保護シートの構成材料の融点は、通常１００℃以上、好ましくは１２０℃以上、より好ましくは１３０℃以上であり、また、通常３５０℃以下、好ましくは３２０℃以下、より好ましくは３００℃以下である。融点を高くすることで太陽電池素子の使用時に耐候性保護シートが融解・劣化する可能性を低減できる。

耐候性保護シートを構成する材料は、太陽電池モジュールを保護することができるものであれば任意である。その材料の例を挙げると、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ＡＳ（アクリロニトリル−スチレン）樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フッ素系樹脂、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリアクリル系樹脂、各種ナイロン等のポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド−イミド樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。

中でも好ましくはフッ素系樹脂が挙げられ、その具体例を挙げるとポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、４−フッ化エチレン−パークロロアルコキシ共重合体（ＰＦＡ）、４−フッ化エチレン−６−フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、２−エチレン−４−フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリ３−フッ化塩化エチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）及びポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）等が挙げられる。

なお、耐候性保護シートは１種の材料で形成されていてもよく、２種以上の材料で形成されていても良い。また、耐候性保護シートは単層フィルムにより形成されていても良いが、２層以上のフィルムを備えた積層フィルムであってもよい。
耐候性保護シートの厚みは特に規定されないが、通常１０μｍ以上、好ましくは１５μｍ以上、より好ましくは２０μｍ以上であり、また、通常２００μｍ以下、好ましくは１８０μｍ以下、より好ましくは１５０μｍ以下である。厚みを厚くすることで機械的強度が高まる傾向にあり、薄くすることで柔軟性が高まる傾向にある。このため、両方の利点を兼ね備える範囲として、上記範囲とするのが望ましい。

また耐候性保護シートには、他のフィルムとの接着性の改良のために、コロナ処理、プラズマ処理等の表面処理を行なってもよい。
耐候性保護シートは、太陽電池モジュールにおいてできるだけ外側に設けることが好ましい。デバイス構成部材のうちより多くのものを保護できるようにするためである。
また、耐候性保護シートに紫外線遮断、熱線遮断、防汚性、親水性、疎水性、防曇性、耐擦性、導電性、反射防止、防眩性、光拡散、光散乱、波長変換、ガスバリア性等の機能を付与してもよい。特に、太陽電池の場合は、太陽光からの強い紫外線にさらされることから、紫外線遮断機能を持つことが好ましい。

このような機能を付与する方法としては、機能を有する層を塗布成膜等により耐候性保護シート上に積層してもよいし、機能を発現する材料を溶解・分散させるなどして耐候性保護シートに含有させてもよい。

本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、上記説明以外の製造方法については特段限定されず、公知の方法を適用すればよい。具体的には、必要となる層を積層させ、真空ラミネーターやロールラミネーターを用いた熱ラミネート法などによることができる。

熱ラミネートによる場合には、真空条件下で行うことが好ましく、通常真空度が１０Ｐａ以上、好ましくは２０Ｐａ以上、より好ましくは３０Ｐａ以上である。一方上限は、通常１５０Ｐａ以下、好ましくは１２０Ｐａ以下、より好ましくは１００Ｐａ以下である。上記範囲とすることで、モジュール内の各層において気泡の発生を抑制することができ、生産性も向上するため好ましい。
真空時間としては、通常１分以上、好ましくは２分以上、より好ましくは３分以上である。一方上限は、通常２０分以下、好ましくは１８分以下、より好ましくは１５分以下である。真空時間を上記範囲とすることで、熱ラミネート後の太陽電池モジュールの外観が良好となり、またモジュール内の各層において熱ラミネート条件による気泡の発生を抑制することができるため好ましい。

熱ラミネートの加圧条件は、通常圧力が５０ｋＰａ以上、好ましくは７０ｋＰａ以上、より好ましくは９０ｋＰａ以上である。一方上限値は、１０１ｋＰａ以下であることが好ましい。上記範囲の加圧条件とすることで、太陽電池モジュールを損傷することなく、また適度な接着性を得ることができるため、耐久性の観点からも好ましい。
上記圧力の保持時間は、通常１分以上、好ましくは３分以上、より好ましくは５分以上である。一方上限は、通常５０分以下、好ましくは４０分以下、より好ましくは３０分以下である。上記保持時間とすることで、封止材のゲル化率を適正とすることができるため、十分な接着強度を得ることができる。

熱ラミネートの温度条件は、通常１１５℃以上、好ましくは１２０℃以上、より好ましくは１２５℃以上である。一方上限値は、通常１８０℃以下、好ましくは１６５℃以下、より好ましくは１５５℃以下である。上記温度範囲とすることで、十分な接着強度を得る
ことができる。
また、上記温度の保持時間は、通常１分以上、好ましくは３分以上、より好ましくは５分以上である。一方上限は５０分以下、好ましくは４０分以下、より好ましくは３０分以下である。上記保持時間とすることで、封止材の架橋が適度に行われるため耐久性能が向上し、適度な柔軟性を有することができるため、好ましい。

以下、実施例により、本発明を更に詳細に説明するが、本発明が実施例のみに限定されないことはいうまでもない。
＜実験例１：抵抗の測定＞
矩形のＰＥＮ基板の一方の表面上に金属電極を積層し、積層体の金属電極表面に、集電線を１６ｍｍの間隔となるように導電性接着剤で貼り合せ、集電線間の抵抗を測定した。
用いた金属電極は、Ａ：ＩＭＩ電極（ＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯの積層体）、Ｂ：ＩＭＩ電極上にＡｇ膜を蒸着させたもの、の２種類とした。
また、集電線間の抵抗は、以下の３つの条件で測定した。結果を表１に示す。
１）封止後：フィルムにより集電線を両側から封止した後に、集電線間の抵抗を測定した。
２）高湿高温試験後：８５℃、８５％ＲＨ環境下に５０時間晒した後に、集電線間の抵抗を測定した。
３）結露凍結試験後：ＪＩＳ Ｃ８９３８に準じて２０サイクルの結露凍結試験を行った後に、集電線間の抵抗を測定した。

＜実験例２：有機太陽電池モジュールの製造＞
図１に示す構成を有する有機薄膜太陽電池モジュールを製造する。
基板：ＰＥＮ、厚さ１００μｍ
透明電極：ＩＭＩ（ＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯの積層体）、厚さ１００ ｎｍ
光電変換層：ＺｎＯ／Ｐ３ＨＴ：Ｃ６０ビスインデン付加体／ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ
第二電極：Ａｇ、厚さ１００ ｎｍ
金属：Ａｇ、厚さ１００ ｎｍ
粘着材付エンボスタイプ集電線：住友スリーエム製１３４５

＜比較実験例２：有機太陽電池モジュールの製造＞
金属を介さず、透明電極と集電線を直接接続したこと以外は実験例２と同様にして、有機薄膜太陽電池モジュールを製造する。

作成したモジュールについて、８５℃、８５％ＲＨの環境下に５０時間晒した後に、結露凍結試験２０サイクルを実施すると、初期変換効率に対しての変換効率の維持率が以下のようになる。
実験例２ ：９８％
比較実験例２：８０％
以上より、本発明の太陽電池モジュールは電気取り出し効率が高く、実際の使用条件下
における耐久性が高いことがわかる。

１０、２０、３０ 有機薄膜太陽電池モジュール
１ 基板
２ 有機半導体層
３ 透明電極
４ 第二電極
５ 集電線
６ 金属

Claims (6)

1. 少なくとも光電変換層及び透明電極を有する太陽電池素子、及び該太陽電池素子と接続した集電線、を有する太陽電池モジュールであって、
   前記透明電極と前記集電線が金属を介して接続されていることを特徴とする、太陽電池モジュール。
2. 透明電極と金属が直接積層された、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
3. 透明電極と金属との間に光電変換層を有する、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
4. 前記透明電極は、少なくともＩＴＯ層を含む積層体である、請求項１から３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
5. 前記金属がＡｇである、請求項１から４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
6. 前記光電変換層が有機層である、請求項１から５のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。

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