JP2014017352A - 太陽電池モジュール用裏面構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】温度変化に対する特定方向の寸法変化が小さく、線膨張係数の等方性と軽量性を両立した太陽電池モジュール用裏面構造体と前記構造体を含む太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】薄膜層（以下、スキン層２という）及び熱可塑性樹脂層（以下、コア層３という）を、スキン層２、コア層３、スキン層２の順序で有する構造体であり、スキン層２は、ある方向の線膨張係数（これをα１とする）が１１×１０^−６／℃以下であり、スキン層２と同一面内であり、前記ある方向から４５度、９０度、１３５度回転させた方向の線膨張係数をそれぞれα２、α３、α４とした時に、下記の関係式を満たす。９８≦α２／α１×１００≦１０２、９８≦α３／α１×１００≦１０２、９８≦α４／α１×１００≦１０２。
【選択図】図１

Description

本発明は、同一面内における線膨張係数の等方性、軽量性に優れた太陽電池モジュール用裏面構造体に関するものである。

また、本発明の太陽電池モジュール用裏面構造体を有する太陽電池モジュールは、一般的なガラスを始めとした受光面保護材、樹脂製封止材、太陽電池セル、裏面保護シートを有する太陽電池モジュールと比べて軽量であるため、本発明は特別な屋根補強を実施することなく設置することができる太陽電池モジュールに関する。

太陽電池モジュールは、従来家屋や工場等の建築物の屋根面に敷設するものが一般的で、受光面保護部材がガラスで、四方側縁を金属製のフレームで囲まれたものが上市されているが、質量が大きいため、取付時のハンドリング性に問題があった。さらに従来の太陽光発電パネルは、設置架台を含めると約２０ｋｇ／ｍ^２程度の積載質量になり、既存の屋根、特にスレート屋根や金属折板屋根のような軽量屋根材の建屋では、構造的に搭載できないケースがあり、補強を要する場合がある等適用に当たって制約があった。そこで太陽電池モジュールの軽量化を図るための太陽電池モジュール用裏面保護基板、および同裏面保護基板を含む太陽電池モジュールが提案されている。（例えば、特許文献１参照）

国際公開第２００７／０８８８９２号パンフレット

しかしながら、上述の特許文献１の太陽電池モジュール用裏面保護基板は、高価ゆえ、経済性に劣るという問題があった。また、炭素繊維やガラス繊維などの強化繊維を含有する熱可塑性樹脂を用いていることから、裏面保護基板面内の強化繊維方向の線膨張係数と、前記保護基板と同一面内で９０度回転させた方向の線膨張係数が乖離する性質、つまり線膨張係数が異方性を有するため、温度変化に対して特定方向の寸法変化が大きくなり、結果、裏面保護基板の寸法変化が原因で、発電素子である太陽電池セル同士を繋ぐ配線が切断するなど、太陽電池モジュールの発電特性に劣るという問題がある。この問題を解決するために、それぞれ強化繊維方向が異なる保護基板を積層させ擬似的に等方にする方法があるが、積層界面で破壊が起きやすくなるという問題や経済性がさらに悪化することになる。

本発明では、このような点に鑑み、線膨張係数の等方性と軽量性を両立した太陽電池モジュール用裏面構造体と該構造体を含む太陽電池モジュールを提供することにある。

上述した課題を解決するため、本発明は、以下（１）〜（９）である。
（１）薄膜層（以下、スキン層という）及び熱可塑性樹脂層（以下、コア層という）を、スキン層、コア層、スキン層の順序で有する構造体であり、
前記スキン層は、ある方向の線膨張係数（これをα１とする）が１１×１０^−６／℃以下であり、
前記スキン層と同一面内であり、前記ある方向から４５度、９０度、１３５度回転させた方向の線膨張係数をそれぞれα２、α３、α４とした時に、下記の関係式を満たすことを特徴とする太陽電池モジュール用裏面構造体。

９８≦α２／α１×１００≦１０２
９８≦α３／α１×１００≦１０２
９８≦α４／α１×１００≦１０２
（２）前記スキン層が金属からなることを特徴とする（１）に記載の太陽電池モジュール用裏面構造体。
（３）前記スキン層の厚みが０．１５ｍｍ以下であることを特徴とする（１）又は（２）に記載の太陽電池モジュール用裏面構造体。
（４）前記コア層の厚みが、３ｍｍ以上であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の太陽電池モジュール用裏面構造体。
（５）前記コア層が、ハニカム状のシート、中空状のシート、又は、発泡状のシートであることを特徴とする、（１）〜（４）のいずれかに記載の太陽電池モジュール用裏面構造体。
（６）熱可塑性フィルムを有し、
該熱可塑性フィルム、スキン層、コア層、スキン層を、この順序で有す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用裏面構造体。
（７）前記熱可塑性フィルムの厚みが２５０μｍ以上であることを特徴とする（６）に記載の太陽電池モジュール用裏面構造体。
（８）前記熱可塑性フィルムが有色フィルムであることを特徴とする（６）又は（７）に記載の太陽電池モジュール用裏面構造体。
（９）前記（１）〜（８）のいずれかに記載の太陽電池モジュール用裏面構造体を含む、太陽電池モジュール。

本発明によれば、太陽電池モジュール用裏面構造体の線膨張係数が等方性を有するため、
温度変化に対する特定方向の寸法変化が小さく、かつ軽量で経済性を兼ね備える事が可能となる。また、本発明の裏面構造体を有する太陽電池モジュールも温度変化に対する特定方向の寸法変化が小さいことから、発電素子である太陽電池セル同士を繋ぐ配線切断などを好適に防止し、かつ軽量な太陽電池モジュールを得ることでスレート屋根や金属折板屋根のような軽量屋根材の建屋でも特段の屋根補強工事を施す必要がないので、適用対象の拡大、工期の短縮が可能となる。

本発明の、太陽電池モジュール用裏面構造体の積層構成の一例を模式的に示す断面図である。 本発明の、太陽電池モジュール用裏面構造体の積層構成の別の例を模式的に示す断面図である。 本発明の、太陽電池モジュール用裏面構造体のコア層として使用されるハニカム状のシートの概略図である。 本発明の、太陽電池モジュール用裏面構造体のコア層として使用される中空状のシートの概略図である。 本発明の、太陽電池モジュール用裏面構造体を含む太陽電池モジュールの一例を模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態にかかる太陽電池モジュールの一体化工程で使用する真空ラミネート装置を側面からみた概略断面図である。 本発明の、太陽電池モジュールの機械的特性（耐荷重評価）を行う際の、太陽電池モジュール（配線図示せず）を架台へ取り付けた状態を示す概略図である。 本発明の、太陽電池モジュールのサーマルサイクル（ＴＣ）評価を行う際の、太陽電池モジュールを示す概略図である。

以下に本発明を詳細に説明する。

［太陽電池モジュール用裏面構造体］
図１は、本発明の、太陽電池モジュール用裏面構造体の積層構成の一例を模式的に示す断面図である。本発明の太陽電池モジュール用裏面構造体１は、薄膜層（以下、スキン層２という）及び熱可塑性樹脂層（以下、コア層３という）を、スキン層、コア層、スキン層の順序で有する構造体であって、前記スキン層２は、ある方向の線膨張係数（これをα１とする）が１１×１０^−６／℃以下であり、前記スキン層２と同一面内であり、前記ある方向から４５度、９０度、１３５度回転させた方向の線膨張係数をそれぞれα２、α３、α４とした時に、下記の関係式を満たすことを特徴とする太陽電池モジュール用裏面構造体である。

９８≦α２／α１×１００≦１０２
９８≦α３／α１×１００≦１０２
９８≦α４／α１×１００≦１０２
スキン層とは、ある方向の線膨張係数（これをα１とする）が１１×１０^−６／℃以下であり、前記スキン層と同一面内で、前記ある方向から４５度、９０度、１３５度回転させた方向の線膨張係数をそれぞれα２、α３、α４とした時に、下記の関係式を満たす層を意味する。スキン層の線膨張係数が下記関係式を外れると、温度変化に対して特定方向の寸法変化が大きくなり、結果、太陽電池モジュール用裏面構造体の寸法変化が原因で、発電素子である太陽電池セル同士を繋ぐ配線が切断するなど、太陽電池モジュールの発電特性に劣るという問題が発生する場合がある。

９８≦α２／α１×１００≦１０２
９８≦α３／α１×１００≦１０２
９８≦α４／α１×１００≦１０２
またスキン層２のある方向の線膨張係数（α１）は、寒暖の激しい地域での温度変化を考慮した特定方向の寸法変化を考慮して１１×１０^−６／℃以下であることが重要であり、線膨張係数の下限は特に限定されないが、金属が有する線膨張係数の下限という点から、１×１０^−６／℃以上であることが好ましい。

スキン層２は、前述の線膨張係数の関係式を満たすものであれば、その材質に特に制限はないが、経済性、実用性を考慮すると金属を好ましく使用することができる。スキン層として用いる金属は、さらに好ましくは、腐食しにくいという利点があるステンレス鋼を使用することができる。例えば、フェライト系ステンレスの代表種であるＳＵＳ４３０やＳＵＳ４３０Ｊ１Ｌ（ＪＩＳ規格）を好適に使用することができる。

厚みは、軽量性を考慮すると０．１５ｍｍ以下が好ましいが、スキン層２、コア層３、スキン層２の順序で有する構造体を製造する際のスキン層の折れ皺を好適に防ぐ下限厚みである０．０５ｍｍ以上が好ましい。

コア層は、前述のスキン層の間に配置される層であり、熱可塑性樹脂を含みさえすれば、その層の特性などに特に制限はない。本発明の太陽電池モジュール用裏面構造体は、コア層を熱可塑性樹脂層とすることで、軽量化が可能となる。このようなコア層は、積雪などを考慮した耐荷重性を考慮すると厚みは、３ｍｍ以上であることが好ましく、耐荷重性と軽量性を兼ね備えるものとして５ｍｍ以上がさらに好ましく、上限は特に指定されないが、軽量性、経済性を考慮すると２０ｍｍ以下とすることが好ましい。

またコア層は、ハニカム状のシート、中空状のシート、又は、発泡状のシートであることが好ましい。例えば、図３、図４は、それぞれハニカム状のシートと中空状のシートの概略図であり、本発明の、太陽電池モジュール用裏面構造体のコア層３として使用される。

コア層として好適なハニカム状のシートとは、多角形のセルの集合体を上下シートでサンドイッチしたパネルである。このようなハニカム状のシートは、単位質量あたりの強度が優れており、材質が、耐熱性・経済性などを兼ね備えたポリプロピレンやポリカーボネートであることが好ましい。このようなハニカム状のシートとしては、例えば岐阜プラスチック工業株式会社製の商品名ＴＥＣＣＥＬＬ（登録商標）、型番Ｔ５−１３００（材質：ポリプロピレン、厚み：５ｍｍ、セル：六角形）があげられる。

コア層として好適な中空状のシート１０とは、２枚以上の表面シート（３枚以上のシートを有する場合の内層に配置されるものもここでは便宜的に表面シートと呼ぶこととする）の間に一方向に延在する芯材（リブ）１１が表面シートをつなぐように設けられた形状を有し、芯材（リブ）１１に直交する断面において四角形などの中空部１２が形成された構造体である。なお、形状が上記を満たす限り、シート状の表面シートとリブが別個に成形されたものを接着等により一体化加工することにより得られたものであっても、押し出し成形等で一体成形されたものであってもかまわない。好ましくは、中空状のシート１０の材質が、耐熱性、経済性などを兼ね備えたポリプロピレンやポリカーボネートであることが好ましく、剛性等の観点から押出し成形により一体成形されたものであればより好ましい。このような中空状のシートとしては、例えばＳＡＢＩＣイノベーティブプラスチックスジャパン合同会社製の型番ＬＴＣ／１０／２ＲＳ／１７００（材質：ポリカーボネート、厚み１０ｍｍ、中空部：四角形）があげられる。

コア層として好適な発泡状のシートとは、発泡したシートのことを指し、一般に、樹脂発泡体などと言われる。発泡状のシートには、内部に気泡が存在するが、気泡同士が繋がっておらず、気泡同士が壁で仕切られている状態である独立気泡発泡体と言われるシートと、内部に気泡が存在するが、気泡同士が繋がっており、気泡同士の壁に小さな孔が開いている連続気泡発泡体と言われるシートの２種が存在するが、強度面から独立気泡発泡体体が好ましく使用される。このような発泡状のシートとしては、例えば東レ株式会社製の型番ＡＶ９０（材質：ポリプロピレン、厚み５ｍｍ）があげられる。

ここで、本発明の太陽電池用裏面構造体は、スキン層、コア層、スキン層をこの順序で有する構造体であるが、この順序でありさえすれば、各層の間に他の層を介しても問題はない。なお、スキン層、コア層、スキン層を直接積層することは容易でないため、スキン層、接着層、コア層、接着層、スキン層がこの順序で直接積層されている構造体が最も好ましい。

ここで接着層に好適に用いられる接着剤としては、スキン層とコア層の密着性や寒暖や降雨の外部環境の影響を考慮すると、シリコーン系の接着剤を好適に使用することができる。このような接着剤としては、例えばセメダイン株式会社製の型番ＳＸＡ１４２があげられる。各層中の接着剤の量は、特に限定はされないが、接着剤をコーティングする方法に依存し、ロールコート等の場合は、各接着層において５０ｇ／ｍ^２〜３００ｇ／ｍ^２が最適な塗布量といえる。なお、ロールコートの場合は、コア層の両側それぞれに前記塗布量の接着剤をコーティングし、スキン層を両面に積層することで太陽電池モジュール用裏面構造体を作成することができる。接着剤が湿気硬化型の接着剤で、スキン層が金属の場合は、コア層の両側に接着剤をコートした後、２０〜３０℃で湿度４０〜６０％の環境下に２〜５分ほど放置することで接着剤が好適に湿気を吸収することができる。接着層を介して積層した太陽電池モジュール用裏面構造体をプレス機で１〜１０ｋｇ／ｃｍ^２で１〜２日ほど加圧保持することで構造体の見栄えを良くすることができる。なお、加圧保持する際の環境下は、極端な環境下でなければ問題ないが、１０〜４０℃の環境下で加圧保持することが接着剤の硬化から好ましいと言える。また、プレス時にゴムを介することで均等に加圧され、外観が良くなる。ゴムとしては例えば、金陽社製の型番キンヨーボードＦ２００を好適に使用することができる。

図２に示す、別の太陽電池モジュール用裏面構造体９として、熱可塑性フィルム４を有し、該熱可塑性フィルム４、スキン層２、コア層３、スキン層２を、この順序で有する構造体がある。図２の太陽電池モジュール用裏面構造体の場合、この順序でありさえすれば、各層の間に他の層を介しても問題はない。なお、熱可塑性フィルム、スキン層、コア層、スキン層を直接積層することはできないため、熱可塑性フィルム、接着層、スキン層、接着層、コア層、接着層、スキン層がこの順序で直接積層されている構造体が最も好ましい。

なお、太陽電池モジュールとして屋外に暴露した際、太陽電池モジュール用裏面構造体中の熱可塑性フィルムは、太陽電池セルの間を通り抜けた光を反射して再利用するための反射性を付与する役割を担うことができるため、本発明の太陽電池モジュール用裏面構造体は、熱可塑性フィルムを有していることが好ましい。

図２の態様の太陽電池モジュール用裏面構造体の場合も、前述の図１の態様の太陽電池モジュール用裏面構造体の場合と同様の接着剤を同様にプレスして、同様の接着層を用いることができる。

熱可塑性フィルム４としては、複数のフィルムを貼り合わせたフィルム、例えば、酸化チタンを含有するポリオレフィンフィルム（厚み１５０μｍ）とポリエステルフィルム（厚み１２５μｍ 東レ株式会社製の型番Ｘ１０Ｓ）をイソシアネート系の接着剤等でドライラミネートしたもの等を好適に用いることができる。熱可塑性フィルムとして、複数のフィルムを貼り合わせたフィルムを用いる場合には、そこで用いるポリオレフィンフィルムは、単層のフィルムであっても、直鎖状低密度ポリエチレンの層、ポリプロピレンの層などの多層構成のフィルムであっても良い。

また、熱可塑性フィルム自体がポリエステル単体やポリオレフィン単体であっても良く、それぞれが単層であっても多層であっても良い。このようなポリエステルフィルムとしては、例えば東レ株式会社製の型番Ｅ２０Ｆがあげられる。ポリオレフィンフィルムは、多層の場合、直鎖状低密度ポリエチレンの層、ポリプロピレンの層などの多層構成であっても良い。

なお、熱可塑性フィルムが、酸化チタンを含有するポリオレフィンフィルムとポリエステルフィルムをイソシアネート系の接着剤でドライラミネートしたものである場合、太陽電池モジュール用裏面構造体において、熱可塑性フィルム、接着層、スキン層、接着層、コア層、接着層、スキン層をこの順で積層する際は、熱可塑性フィルムのポリエステル面がスキン層側に向くようにすることが好ましい。

また、図２の態様の太陽電池モジュール用裏面構造体に用いられる熱可塑性フィルムの厚みは、２５０μｍ以上とすることが好ましく、上限は特に設けないが、経済性の面から１，０００μｍ以下とすることが好ましい。最終的に本発明の太陽電池モジュール用裏面構造体を用いた太陽電池モジュールを作成する際、真空ラミネート装置１３を用いて加熱加圧するため、コア層の模様（例えば、ハニカム状のシートがコア層の場合、ハニカム状の模様）が外観上に浮かび上がる問題があり、厚みを２５０μｍ以上とすることでこれを好適に抑制することが可能となる。

また、図２の態様の太陽電池モジュール用裏面構造体に用いられる熱可塑性フィルムは、有色フィルムとすることが好ましい。熱可塑性フィルムが有色フィルムの場合には、太陽電池モジュールとして屋外に暴露した際、太陽電池モジュール用裏面構造体の熱可塑性フィルムは、太陽電池セルの間を通り抜けた光を反射して再利用するための反射性を付与する役割を担うことができるからである。つまり、熱可塑性フィルムが有色フィルムの場合には、反射率に優れた有色フィルムであることが好ましく、そのため熱可塑性フィルムは酸化チタンを含有することが好ましい。なお、本発明でいう有色フィルムとは、全光線透過率が２０％以下の熱可塑性フィルムを意味する。有色フィルムは、全光線透過率が１５％以下であることがさらに好ましく、最も好ましくは１０％以下である。

［太陽電池モジュールの一体化方法］
本発明にかかる太陽電池モジュール用裏面構造体を含む、太陽電池モジュールの一例について、太陽電池モジュール用裏面構造体として、熱可塑性フィルム、接着層、スキン層、接着層、コア層、接着層、スキン層の順序で積層されている構造体を用いた場合の太陽電池モジュールの一体化方法について説明する。なお、本発明の太陽電池モジュールは、本発明の太陽電池モジュール用裏面構造体を含みさえすれば特に限定されず、そのため本発明の太陽電池モジュールの構造は、後述する図５の構成に限定されるものではない。

図５は、上述の太陽電池モジュール用裏面構造体を含む太陽電池モジュールの一例を模式的に示す断面図であり、構成は、受光面側からフッ素系フィルム７、第１の樹脂製封止材６、配線を施した太陽電池セル５、第２の樹脂製封止材２５、本発明の裏面構造体９がこの順で積層一体化された構成であって、これらをこの順に積層し、加熱するとともに加圧して一体化する真空ラミネート工程を経て、太陽電池モジュールが製造される。なお、本発明の太陽電池モジュール用裏面構造体は、熱可塑性フィルム面側が樹脂製封止材２５側に向くように積層（熱可塑性フィルムと樹脂製封止材とが接するように積層）して用いることが好ましい。

図６に示す真空ラミネート装置１３を用い、予め１３０〜１５０℃に加熱された加熱板１４の上にダミーガラス（例えば、厚み３．２ｍｍ、図示せず）や金属板（図示せず）を載置し、その上に、フッ素系フィルム７、第１の樹脂製封止材６、配線を施した太陽電池セル５、第２の樹脂製封止材２５、本発明の裏面構造体９をこの順に積層して、静置する（積層体８）。なお、積層する順番は上下が逆であっても相対的な配置が上記の順であれば問題ないが、本発明の太陽電池モジュール用裏面構造体の熱可塑性フィルム面側が樹脂製封止材２５側に向くように積層（熱可塑性フィルムと樹脂製封止材とが接するように積層）される必要がある。しかる後、真空ラミネート装置１３の上筐体１５を閉じて密閉し、下筐体１６に取り付けられた排気管１７から排気装置（図示せず）で一体化する前の積層体８が静置されている空間部１８の空気を排気するとともに、同時に上筐体１５に取り付けられた給排気管１９からもゴム製ダイアフラム２０と上筐体１５とで形成する空間部２１の空気を排気し、空間部１８および空間部２１を減圧状態とする。このとき、空間部２１の圧力を空間部１８に比較し若干低くしてゴム製ダイアフラム２０を上筐体１５の内壁面２２に張り付いた状態とすることが好ましい。この状態を４分間保持した後、給排気管１９から空気を導入して、空間部１８と空間部２１の圧力差（大気圧）によりゴム製ダイアフラム２０を一体化する前の積層体８に押し当て加圧する。かかる加圧状態は、使用する樹脂製封止材のラミネート推奨時間にも依存するが、１６〜３６分間保持することが好ましい。以上のように加熱するとともに加圧を行うことにより、本発明にかかる太陽電池モジュール用裏面構造体を含む、太陽電池モジュールを作成することができる。真空ラミネート装置１３の加熱板１４の温度は使用する樹脂製封止材のラミネート推奨温度にも依存するが、１３０〜１５０℃が好ましい。

［フッ素系フィルム］
本発明の太陽電池モジュールにおいて好適に用いることができるフッ素系フィルム７は、太陽電池モジュールの受光面側の保護部材として用いられる。フッ素系フィルム７としては、水蒸気バリア性・透明性に優れるが製造コストが高いテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン（ＦＥＰ）や、製造コストは低いが水蒸気バリア性に劣るポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）などがある。好ましくは、これら特性について突出した特性はないもののバランス良く兼ね備えるエチレンーテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）がある。厚みは降雹などの受光面側の衝撃から太陽電池セル５を保護する役目と費用面から５０μｍ以上２００μｍ以下が好ましい。

［樹脂製封止材（第１、第２）］
本発明の太陽電池モジュールに用いられる樹脂製封止材としては、公知の太陽電池用の封止材を使用でき、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、オレフィン系樹脂（とりわけグラフト変性ポリエチレン樹脂）、ポリビニルブチラール樹脂（ＰＶＢ）、アイオノマー樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられるが、各積層される部材との密着性から、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、オレフィン系樹脂（とりわけグラフト変性ポリエチレン樹脂）が好ましい。また、１４０℃を超える高温でモジュール一体化を行った際には、コア層であるハニカム状のシート、中空状のシート、発泡状のシートなどの変形を生じることがあるので、これを防止するため、１４０℃以下で一体化（溶融→硬化→一体化）を可能とすることが好ましく、そのため、樹脂製封止材としてはエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、オレフィン系樹脂（とりわけグラフト変性ポリエチレン樹脂）が好ましい。エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）としては、例えばサンビック株式会社製の型番ｆａｓｔｃｕｒｅ ＰＶ−４５ＦＲ００Ｓ、グラフト変性ポリエチレン樹脂としては、アルケマ株式会社製の型番ＬＣ３−ＵＶやＬＣ４−ＵＶがあげられる。また、樹脂製封止材の厚みに関しては、第１の樹脂製封止材６は降雹などの受光面側の衝撃から太陽電池セル５を保護する役目からも４００μｍ以上が好ましく、費用面から４５０μｍ〜８００μｍがさらに好ましい。第２の樹脂製封止材２５は費用面から１００μｍ以上８００μｍ以下が好ましい。

［太陽電池セル］
本発明における太陽電池モジュールの一例における太陽電池セル５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、化合物型など多岐に渡るが、フッ素系フィルムは、水蒸気透過性が劣るため、主に水蒸気の影響を受けにくい単結晶シリコン型、多結晶シリコン型が好ましい。

以下本発明を実施例にて具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
［特性の評価方法］
（１）線膨張係数評価
実施例および比較例で作成した太陽電池モジュール用裏面構造体のスキン層の線膨張係数を評価した（実施例１〜４のスキン層は、厚み０．１５ｍｍのＪＩＳ規格品番ＳＵＳ４３０を使用し、比較例１のスキン層は、厚み０．３ｍｍの炭素繊維を一方向に配列させたＣＦＲＰを使用した）。

線膨張係数の測定方法は、ＪＩＳ Ｚ ７１９７（プラスチックの熱機械分析による線膨張率試験方法 １９９１年制定）に準じて、−４０〜９０℃間の線膨張係数を測定した。なお、スキン層が金属材料の場合も、本発明の場合は、厚み０．１５ｍｍ以下と薄いため、線膨張係数は上記ＪＩＳに準じて算出される。測定装置は株式会社島津製作所製の型番 ＴＭＡ−６０を用いて、試験片形状は、５ｍｍ幅×長さ１５ｍｍとした。前記スキン層のある方向の線膨張係数をα１（ＣＦＲＰの場合は、炭素繊維方向の線膨張係数をα１とする）とした際、前記スキン層と同一面内であり、前記ある方向から４５度、９０度、１３５度回転させた方向の線膨張係数をそれぞれα２、α３、α４として、同一の方法で線膨張係数を測定した。α１〜α４における試験片をそれぞれ３回測定して平均値を求めた。評価の指標として、以下の全ての関係式を満足する場合を合格とし、そうでない場合を不合格とした。なお、最も前述の合格範囲内におさめるのが難しいのは、α３／α１である。

９８≦α２／α１×１００≦１０２
９８≦α３／α１×１００≦１０２
９８≦α４／α１×１００≦１０２
（２）サーマルサイクル（ＴＣ）評価
実施例、比較例で作製した太陽電池モジュール用裏面構造体を含む太陽電池モジュールサンプル２６（図８ サイズ２００ｍｍ×４００ｍｍ、フレームあり）のサーマルサイクル処理を行った後の配線２７の状態（切断の有無）をルーペで目視観察した。なお、観察箇所は、セルとセルの間の配線箇所２８とした。

サーマルサイクル処理の方法は、エスペック社製の型番ＰＳＬ−４ＫＰのチャンバーを使用し、ＪＩＳ Ｃ ８９１７（結晶系太陽電池モジュールの環境試験方法及び耐久性試験方法 １９９８年制定）の附属書１（規定）温度サイクル試験Ａ−１に準じて−４０℃〜９０℃の処理を行った。
（３）外的荷重に対する機械的特性（耐荷重評価）
実施例、比較例で作製した太陽電池モジュール用裏面構造体を含む太陽電池モジュールサンプル２３（サイズ２００ｍｍ×１，５００ｍｍ、フレームあり）の耐荷重性を評価した。評価用サンプルを、２００ｍｍという狭い幅のモジュールとした理由は、砂袋により荷重をかけたとき、その狭い幅が原因でねじれた力が加わるなど、モジュール面内の様々な方向に働く荷重試験を行うことが可能となるためである。
荷重をかける方法としては、図７に示すように太陽電池モジュールサンプル２３の２００ｍｍの短辺側両端を架台２４に固定する。そして、太陽電池モジュールサンプル２３の上に砂袋などを使用し、フレームにかからないように２００ｋｇの荷重をかけ、５分間放置する。放置後のモジュールサンプルを株式会社アイテス製型番ＰＶＸ１００のＥＬ検査装置を用いて、セルに発生したクラックの数を数えた。ここではクラックの長さではなく、クラックの個数で判断し、クラック数１０個未満を○、１０個以上を×とした。
（４）全光線透過率
本全光線透過率の値は、ヘイズメーター（日本電色工業株式会社製、型番：ＮＤＨ２０００）で測定した。

［使用材料］
（フッ素系フィルム）
フッ素系フィルムとして、東レフィルム加工株式会社製のエチレン−テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ） 型番７５ＥＬを用いた。

（樹脂製封止材）
第１、第２の樹脂製封止材として、厚み４５０μｍのサンビック株式会社製のエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ） 型番ｆａｓｔｃｕｒｅ ＰＶ−４５ＦＲ００Ｓを用いた。

（太陽電池セル）
太陽電池セルとして、６インチ-１８０μｍ厚みのシリコン多結晶セル ＳＯＬＡＲＴＥＣＨ ＥＮＥＲＧＹ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ製 型番Ｍ−１５６−３をサーマルサイクル（ＴＣ）評価用として、ストリングス方向２枚×１列（計２枚）を用いた。また、耐荷重評価用として、ストリングス方向９枚×１列（計９枚）を用いた。配線は、公知のセル自動配線装置にて、ストリングス方向のセル間を接続するタブを３本並列にして接続した。

（裏面構造体）
実施例の裏面構造体の構成は、熱可塑性フィルム、接着層、スキン層、接着層、コア層、接着層、スキン層がこの順序で直接積層された構成とした。

接着層は、シリコーン系の接着剤であるセメダイン株式会社製の型番ＳＸＡ１４２を使用した。

スキン層は、厚み０．１５ｍｍのＪＩＳ規格品番ＳＵＳ４３０を使用し、コア層は実施例毎に異なるものを使用した（ハニカム状シート、中空状のシート、発泡状のシート）。

熱可塑性フィルムは、酸化チタンを含有するポリオレフィンフィルム（厚み１５０μｍ）とポリエステルフィルム（厚み１２５μｍ 東レ株式会社製の型番Ｘ１０Ｓ）とをイソシアネート系の接着剤等でドライラミネートしたものを用いた。ここでポリオレフィンフィルムの厚みが１５０μｍであるもの（タイプ１と呼称、熱可塑性フィルムとしての総厚みは２７５μｍ、全光線透過率は６．８％）を実施例１〜３で使用し、一方ポリオレフィンフィルムの厚みが１００μｍであるもの（タイプ２と呼称、熱可塑性フィルムとしての総厚みは２２５μｍ、全光線透過率は、９．５％）を実施例４で使用した。

裏面構造体の作成方法としては、まずスキン層、接着層、コア層、接着層、スキン層の積層体を先に作成する（先行積層体と呼称する）。ロールコートにより、コア層の両側それぞれに１５０ｇ／ｍ^２の塗布量の接着剤をコーティングし、スキン層を両面に積層する。スキン層が金属であるため、コア層の両側に接着剤をコートした後、２０℃で湿度６０％の環境下に５分放置してから積層した。その後、この先行積層体をプレス機で３ｋｇ／ｃｍ^２、２０℃の環境下で２日間加圧保持した。プレス時にゴムを介することで均等に加圧され、外観が良くなるため、金陽社製の型番キンヨーボードＦ２００を先行積層体に挟み込むように配置しプレスした。

次に、先行積層体の一方のスキン層の面に、ロールコートで接着剤を１５０ｇ／ｍ^２塗布し、その上に熱可塑性フィルムを積層する（熱可塑性フィルムのポリエステルフィルム面を接着剤側になるように積層する）。その後、この先行積層体をプレス機で３ｋｇ／ｃｍ^２、２０℃湿度６０％の環境下で２日間加圧保持した。プレス時に金陽社製の型番キンヨーボードＦ２００を先行積層体に挟み込むように配置しプレスし、本発明の裏面構造体を得た。

一方、比較例の裏面構造体の構成は、スキン層、接着層、コア層、接着層、スキン層がこの順序で直接積層された構成であり、スキン層は、炭素繊維を一方向（図７の場合は、１，５００ｍｍの長手方向、図８の場合は、２００ｍｍの短辺方向）に配列させた厚み０．３ｍｍのＣＦＲＰと、コア層は、厚み１０ｍｍの発泡アクリルを使用し、接着剤はエポキシ系のものが好適に使用され、公知の方法で積層し一体化した。

（実施例１）
フッ素系フィルム７、第１の樹脂製封止材６、配線を施した太陽電池セル５、第２の樹脂製封止材２５、およびコア層がハニカム状シート（岐阜プラスチック工業株式会社製の型番Ｔ５−１３００、材質：ポリプロピレン、厚み：５ｍｍ、セル：六角形）である裏面構造体がこの順で積層一体化された構成の太陽電池モジュールモデルサンプル（なお、裏面構造体は、熱可塑性フィルム面が第２の樹脂製封止材面と接するように配置した）を、下記工程にて作成した。

図６に示す真空ラミネート装置を用い、予め１３５℃に加熱された加熱板１４の上にダミーガラス（厚み３．２ｍｍ、図示せず）を載置し、その上にフッ素系フィルム７、第１の樹脂製封止材６、配線を施した太陽電池セル５、第２の樹脂製封止材２５、裏面構造体をこの順に積層し、静置した（一体化する前の積層体８）。次に、真空ラミネート装置１３の上筐体１５を閉じて密閉し、下筐体１６に取り付けられた排気管１７から排気装置（図示せず）で一体化する前の積層体８が静置されている空間部１８の空気を排気するとともに、同時に上筐体１５に取り付けられた給排気管１９からもゴム製ダイアフラム２０と上筐体１５とで形成する空間部２１の空気を排気し、空間部１８および空間部２１を減圧状態とした。このとき、空間部２１の圧力を空間部１８に比較し若干低くしたので、ゴム製ダイアフラム２０は上筐体１５の内壁面２２に貼り付いていた。この状態を４分間保持した後、給排気管１９から空気を導入して、空間部１８と空間部２１の圧力差によりゴム製ダイアフラム２０を一体化する前の積層体８に押し当て加圧した。かかる加圧状態を、１６分間保持し、太陽電池モジュールを作成した。なお、空間部１８と空間部２１の圧力差は、７０ｋＰａとした。

（実施例２）
コア層が中空状のシート（ＳＡＢＩＣイノベーティブプラスチックスジャパン合同会社製の型番ＬＴＣ／１０／２ＲＳ／１７００、材質：ポリカーボネート、厚み１０ｍｍ、中空部：四角形）である裏面構造体であること以外、実施例１と同様に太陽電池モジュールを作成した。

（実施例３）
コア層が発泡状のシート（東レ株式会社製の型番ＡＶ９０、材質：ポリプロピレン、厚み５ｍｍ）である裏面構造体であること以外、実施例１と同様に太陽電池モジュールを作成した。

（実施例４）
熱可塑性フィルムのポリオレフィンフィルムの厚みが１００μｍであること以外、実施例１と同様に太陽電池モジュールを作成した。

（比較例１）
裏面構造体の構成が、下記構成であること以外、実施例と同様に太陽電池モジュールを作成した。

比較例の裏面構造体構成：スキン層、接着層、コア層、接着層、スキン層がこの順序で直接積層された構成であり、スキン層が、炭素繊維を一方向（図７の場合は、１，５００ｍｍの長手方向、図８の場合は、２００ｍｍの短辺方向）に配列させた厚み０．３ｍｍのＣＦＲＰと、コア層が厚み１０ｍｍの発泡アクリルであり、接着剤をエポキシ系のものを使用し、公知の方法で積層し一体化した。

（実施例と、比較例１の比較）
実施例と比較例１との比較より、スキン層の線膨張係数の測定方向による変化が小さい、つまり線膨張係数の等方性が高いほど、サーマルサイクル（ＴＣ）評価において寸法変化が小さく、配線切断の耐性が高いことが判る。
（実施例１と実施例４の比較）
実施例１と実施例４との比較より、熱可塑性フィルムの厚みが２５０ｍｍ以下になった場合、真空ラミネート装置での加熱加圧後（太陽電池モジュール作製後）、コア層の模様（ハニカム状の模様）が外観上に浮かび上がり、品位が悪化することが判る。ただし、実用上問題になるような品位悪化ではない。

１、９ 本発明の太陽電池モジュール用裏面構造体の例
２ スキン層
３ コア層
４ 熱可塑性フィルム
５ 太陽電池セル
６ 第１の樹脂製封止材
７ フッ素系フィルム
８ 一体化する前の積層体
１０ 中空状のシート
１１ 芯材（リブ）
１２ 中空部
１３ 真空ラミネート装置
１４ 加熱板
１５ 上筐体
１６ 下筐体
１７ 排気管
１８ 空間部
１９ 給排気管
２０ ゴム製ダイアフラム
２１ 空間部
２２ 内壁面
２３ 耐荷重評価用太陽電池モジュールサンプル
２４ 架台（Ｈ型鋼）
２５ 第２の樹脂製封止材
２６ サーマルサイクル評価用太陽電池モジュールサンプル
２７ 配線
２８ 配線（セルとセル間のルーペ観察箇所）

Claims (9)

1. 薄膜層（以下、スキン層という）及び熱可塑性樹脂層（以下、コア層という）を、スキン層、コア層、スキン層の順序で有する構造体であり、
   前記スキン層は、ある方向の線膨張係数（これをα１とする）が１１×１０^−６／℃以下であり、
   前記スキン層と同一面内であり、前記ある方向から４５度、９０度、１３５度回転させた方向の線膨張係数をそれぞれα２、α３、α４とした時に、下記の関係式を満たすことを特徴とする太陽電池モジュール用裏面構造体。
   ９８≦α２／α１×１００≦１０２
   ９８≦α３／α１×１００≦１０２
   ９８≦α４／α１×１００≦１０２
2. 前記スキン層が金属からな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用裏面構造体。
3. 前記スキン層の厚みが０．１５ｍｍ以下であ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用裏面構造体。
4. 前記コア層の厚みが、３ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池モジュール用裏面構造体。
5. 前記コア層が、ハニカム状のシート、中空状のシート、又は、発泡状のシートであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池モジュール用裏面構造体。
6. 熱可塑性フィルムを有し、
   該熱可塑性フィルム、スキン層、コア層、スキン層を、この順序で有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の太陽電池モジュール用裏面構造体。
7. 前記熱可塑性フィルムの厚みが２５０μｍ以上であることを特徴とする請求項６に記載の太陽電池モジュール用裏面構造体。
8. 前記熱可塑性フィルムが有色フィルムであることを特徴とする請求項６又は７に記載の太陽電池モジュール用裏面構造体。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の太陽電池モジュール用裏面構造体を含む、太陽電池モジュール。

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