JP2014225550A - 太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】投石等の外的要因による太陽電池セルの損傷を抑制できる太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】この太陽電池モジュールは、太陽電池セル１０と、太陽電池セルの周囲を覆う封止材層２０，４０と、太陽電池セル１０の受光面側に配置された表面保護層３０と、太陽電池セル１０の非受光面側に配置された裏面保護層５０とを備える。そして、太陽電池セルの受光面側であって、太陽電池セル１０と表面保護層３０との間に、膜厚が１〜２５μｍ、２７℃での硬度が３００ＭＰａ以上の中間コート層２２が設けられている。中間コート層２２の水蒸気透過率は、表面保護層の水蒸気透過率よりも大きいことが好ましい。【選択図】図２

Description

本発明は、投石等の外的要因による損傷を抑制できる太陽電池モジュール及びその製造方法に関する。

太陽電池モジュールは、長期信頼性を確保するため、太陽電池セルの周囲を封止材層で覆い、更にその外側を表面保護層と裏面保護層とで覆った封止構造を取っている。

近年、軽量化、施工性および量産性の観点からプラスチックフィルム等の可撓性基板を用いた薄膜太陽電池の研究開発が進められている。薄膜太陽電池を用いた太陽電池モジュールにおいては、軽量、フレキシブル性という特徴を活かすべく、表面保護層には、フッ素樹脂フィルム等の耐候性を有する樹脂フィルム等が用いられている。また、封止材層には、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）、ポリオレフィン、熱可塑性ポリウレタン等の耐熱性に優れた樹脂材料等が用いられている。

しかしながら、フッ素樹脂フィルム等の樹脂フィルムを表面保護層に使用した場合、投石等の外的要因により、キズや貫通孔等が発生し易かった。表面保護層のキズや貫通孔等が太陽電池セルまで到達すると、モジュール内部に水が浸入して、太陽電池セルの電極層や発電層などが腐食し、発電効率が低下する等の問題があった。

特許文献１には、受光面側保護材料と非受光面側保護材料との間に、太陽電池セルを接着性樹脂封止材により封止した太陽電池モジュールであって、太陽電池セルの受光面側には予め接着性樹脂封止材が仮接着されており、仮接着された接着性樹脂封止材と受光面側の接着性樹脂封止材との間に透明プラスチック材料が配置された太陽電池モジュールが開示されている。

特開２００６−１７３３３９号公報

特許文献１では、透明プラスチック材料として、厚さは、０．１〜１．０ｍｍを有するもので、材料としてはポリカーボネートフィルム、アクリル系透明プラスチック、ポリエステル板のいずれかであり、かつ、両面コロナ処理したものが好適であるとされている。

しかしながら、透明プラスチック材料の厚みを大きくすると、太陽電池モジュールのフレキシブル性が損なわれることがあった。

よって、本発明の目的は、投石等の外的要因による太陽電池セルの損傷を抑制できる太陽電池モジュール及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池セルと、前記太陽電池セルの周囲を覆う封止材層と、前記太陽電池セルの受光面側を覆う封止材層上に配置された表面保護層と、前記太陽電池セルの非受光面側を覆う封止材層上に配置された裏面保護層とを備える太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池セルの受光面側であって、前記太陽電池セルと前記表面保護層との間に、膜厚が１〜２５μｍ、２７℃での硬度が３００ＭＰａ以上の中間コート層が設けられていることを特徴とする。

本発明の太陽電池モジュールによれば、太陽電池セルと表面保護層との間に、膜厚が１〜２５μｍ、２７℃での硬度が３００ＭＰａ以上の中間コート層が設けられているので、投石等の外的要因によって、表面保護層が損傷してキズや貫通孔などが発生しても、中間コート層の位置でキズや貫通孔を防止でき、太陽電池セルまでキズや貫通孔を到達させないようにできる。また、中間コート層の膜厚が、１〜２５μｍであるので、キズや貫通孔の発生を抑制しつつ、太陽電池モジュールのフレキシブル性を維持することができる。

本発明の太陽電池モジュールは、前記中間コート層が、前記表面保護層と、前記太陽電池セルの受光面側を覆う封止材層との界面に設けられていることが好ましい。この態様によれば、太陽電池セルに達するキズや貫通孔の発生を効率よく抑制できる。

本発明の太陽電池モジュールは、前記太陽電池セルの受光面側を覆う封止材層が、太陽電池セルの受光面側に積層された第１封止材層と、前記第１封止材層上に積層された第２封止材層とで構成され、前記中間コート層が、前記第１封止材層と、前記第２封止材層との界面に設けられていることが好ましい。この態様によれば、太陽電池セルに達するキズや貫通孔の発生を効率よく抑制できる。更には、第１封止材層と、第２封止材層とが密着性の低い組み合わせであっても、中間コート層を、第１封止材層と第２封止材層との間に介在させることによって、両者を密着性よく接合でき、材料選択の自由度が大きい。

本発明の太陽電池モジュールは、前記中間コート層の水蒸気透過率が、前記表面保護層の水蒸気透過率よりも大きいことが好ましい。中間コート層の水蒸気透過率を、表面保護層の水蒸気透過率よりも大きくすることで、封止材層等の加水分解や熱分解によって、太陽電池モジュールの内部に酢酸イオン等の各種イオンや水蒸気が発生しても、内部に留まらせることなく速やかに外部に逃がすことができる。

本発明の太陽電池モジュールは、前記中間コート層が、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂及びフッ素樹脂から選ばれる１種以上の透明樹脂で構成されていることが好ましい。

本発明の太陽電池モジュールは、前記中間コート層の線膨脹係数が、前記封止材層よりも小さいことが好ましい。この態様によれば、中間コート層と封止材層との密着性を良好にできる。

本発明の太陽電池モジュールの製造方法の第１は、太陽電池セルの受光面側を、第１封止材層でラミネートする工程と、前記第１封止材層上に、２７℃での硬度が３００ＭＰａ以上の中間コート層を、１〜２５μｍの膜厚で製膜する工程と、前記中間コート層上に、直接、又は、第２封止材層を介して表面保護層を積層する工程と、太陽電池セルの非受光面側に、第３封止材層を介して裏面保護層を積層する工程とを含むことを特徴とする。

本発明の太陽電池モジュールの製造方法の第２は、第１封止材層の一方の面に、２７℃での硬度が３００ＭＰａ以上の中間コート層を、１〜２５μｍの膜厚で製膜する工程と、太陽電池セルの受光面側を、前記第１封止材層の、前記中間コート層が製膜されていない側の面でラミネートする工程と、前記中間コート層上に、直接、又は、第２封止材層を介して表面保護層を積層する工程と、太陽電池セルの非受光面側に、第３封止材層を介して裏面保護層を積層する工程とを含むことを特徴とする。

本発明の太陽電池モジュールの製造方法の第３は、太陽電池セルの受光面側を、第１封止材層でラミネートする工程と、第２封止材層に、２７℃での硬度が３００ＭＰａ以上の中間コート層を、１〜２５μｍの膜厚で製膜する工程と、前記第１封止材層上に、前記中間コート層が製膜された前記第２封止材層を介して表面保護層を積層する工程と、太陽電池セルの非受光面側に、第３封止材層を介して裏面保護層を積層する工程とを含むことを特徴とする。

本発明の太陽電池モジュールの製造方法の第４は、太陽電池セルの受光面側を、第１封止材層でラミネートする工程と、前記第１封止材層上に、第２封止材層を積層する工程と、前記第２封止材層上に、２７℃での硬度が３００ＭＰａ以上の中間コート層を、１〜２５μｍの膜厚で製膜する工程と、前記中間コート層上に、表面保護層を積層する工程と、太陽電池セルの非受光面側に、第３封止材層を介して裏面保護層を積層する工程とを含むことを特徴とする。

本発明の太陽電池モジュールの製造方法の第５は、太陽電池セルの受光面側を、第１封止材層でラミネートする工程と、表面保護層の裏面側に、２７℃での硬度が３００ＭＰａ以上の中間コート層を、１〜２５μｍの膜厚で製膜する工程と、前記第１封止材層上に、直接、又は、第２封止材層を介して、前記中間コート層が裏面側に製膜された表面保護層を積層する工程と、太陽電池セルの非受光面側に、第３封止材層を介して裏面保護層を積層する工程とを含むことを特徴とする。

本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、前記中間コート層を塗布形成法で製膜することが好ましい。

本発明の太陽電池モジュールによれば、太陽電池セルと表面保護層との間に、膜厚が１〜２５μｍ、２７℃での硬度が３００ＭＰａ以上の中間コート層が設けられているので、投石等の外的要因によって、表面保護層が損傷してキズや貫通孔などが発生しても、中間コート層の位置でキズや貫通孔を防止でき、太陽電池セルまでキズや貫通孔を到達させないようにできる。また、中間コート層の膜厚が、１〜２５μｍであるので、キズや貫通孔の発生を抑制しつつ、太陽電池モジュールのフレキシブル性を維持することができる。

また、本発明の太陽電池モジュールの製造方法によれば、太陽電池セルと表面保護層との間に、膜厚が１〜２５μｍ、２７℃での硬度が３００ＭＰａ以上の中間コート層が設けられた太陽電池モジュールを製造できる。

本発明の太陽電池モジュールの第１の実施形態の概略構成図である。 図１の範囲Ａの拡大図である。 同太陽電池モジュールに用いる太陽電池セルの一実施形態の概略構成図である。 同太陽電池モジュールに用いる太陽電池セルの他の実施形態の概略構成図である。 本発明の太陽電池モジュールの第２の実施形態の概略構成図である。 本発明の太陽電池モジュールの第２の実施形態の変形例の概略構成図である。

本発明の太陽電池モジュールの第１の実施形態について、図１，２を用いて説明する。

この太陽電池モジュールは、太陽電池セル１０と、太陽電池セルの受光面側を覆う封止材層２０上に配置された表面保護層３０と、太陽電池セル１０の非受光面側を覆う封止材層４０上に配置された裏面保護層５０とを備える。図２を併せて参照すると、太陽電池セルの受光面側を覆う封止材層２０は、第１封止材層２１と、第２封止材層２３とで構成されている。そして、第１封止材層２１と、第２封止材層２３との界面に中間コート層２２が設けられている。

なお、本発明において、受光面とは、太陽電池セルが太陽光を受光する側の面のことである。また、非受光面とは、太陽電池セルが太陽光を受光する面の反対面を意味する。

太陽電池セル１０の構造としては、特に限定は無い。例えば、図３に示される構造等が挙げられる。図３に示される構造の太陽電池セルは、基板１１の片面に、第１電極層１２、光電変換層１３及び第２電極層１４が順次積層して構成された素子１５が複数形成されている。そして、図示しないが、それぞれの素子１５が直列及び／又は並列に接続している。また、上記のように同一基板上に複数の素子が形成される場合もあれば、一つの基板上に一つの素子が形成され、それらの素子同士が直列及び／又は並列に接続する場合もある。

また、太陽電池セル１０は、図４に示す構造をなすものであってもよい。図４に示される構造の太陽電池セルは、基板１１の受光面側１０ｂに、第１電極層１２、光電変換層１３、第２電極層１４を順次積層して構成された素子１５が複数形成され、基板１１の非受光面側１０ａに、第３電極層１６が複数形成され、隣接する素子１５どうしが、次に示す態様で第３電極層１６を介して電気的に直列接続している。

すなわち、素子１５の両端部には、基板１１上に第１電極層１２、光電変換層１３が順次積層され、第２電極層１４が設けられていない接続部１５ａ，１５ａが設けられている。また、第３電極層１６は、素子１５とほぼ同じ間隔で、かつ、隣接する一方の素子側にずれて分割されている。また、各素子１５には、第３電極層１６、基板１１、第１電極層１２、光電変換層１３、第２電極層１４を貫通して形成された第１貫通孔１７が、所定間隔で複数形成されている。そして、第１貫通孔１７の内壁において、第２電極層１４と第３電極層１６とが、導体層１８ａにより電気的に接続している。また、第１電極層１２は、光電変換層１３で覆われて、第２電極層１４、導体層１８ａ及び第３電極層１６と絶縁されている。また、接続部１５ａには、第３電極層１６、基板１１、第１電極層１２、光電変換層１３を貫通して形成された第２貫通孔１９が形成されている。そして、第２貫通孔１９の内壁において、第３電極層１６と第１電極層１２とが、導体層１８ｂにより電気的に接続している。

素子１５での発電により発生した電流は、光電変換層１３から第２電極層１４へと流れ、第１貫通孔１７を通って、素子１５の第２電極層１４から、第３電極層１６へと流れる。そして、第３電極層１６に移動した電流は、接続部１５ａへと移動し、第２貫通孔１９を通って、隣接する素子１５の第１電極層１２へと流れる。このようにして、この太陽電池セル１０は、第１貫通孔１７、第２貫通孔１９を介して、それぞれの素子１５が直列接続している。このような構造は、ＳＣＡＦ(Ｓｅｒｉｅｓ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｔｈｒｏｕｇｈ Ａｐｅｒｔｕｒｅｓ ｆｏｒｍｅｄ ｏｎ Ｆｉｌｍ)構造と呼ばれており、例えば、特開平６―３４２９２４号公報などに記載される方法で製造できる。

太陽電池セルの基板１１は、絶縁性及び耐熱性を有するものであればよく、特に限定は無い。例えば、可撓性フィルム基板、ガラス基板、絶縁層でコーティングされたステンレス基板等が挙げられる。可撓性フィルム基板としては、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレンテレフタレート、アラミドなどで構成されたフィルム基板が挙げられる。可撓性フィルム基板を用いることで、フレキシブルな太陽電池セルとすることができる。なお、基板１１が光入射側に配される場合には、基板１１は光透過性の材料で構成すべきことはいうまでもない。

太陽電池セルの第１電極層１２及び第２電極層１４のうち、光入射側に配置される電極層は、ＩＴＯ、ＳｎＯ、ＺｎＯなどの透明導電性酸化物で形成される。

また、第１電極層１２、第２電極層１４のうち、光入射側とは反対側に配置される電極層、及び第３電極層１６は、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｍｏ及びこれらの合金などの導電性金属で形成されることが好ましい。また、これらの導電性金属で形成される層（以下、導電性金属層という）に、ＩＴＯ、ＳｎＯ、ＺｎＯなどの透明導電性酸化物で形成される層（以下、透明導電性酸化物層という）が積層されていてもよい。

各電極層の形成方法は特に限定は無い。各種電極材料を、蒸着法、スパッタ法、鍍金など当該技術において知られている任意の製膜方法で製膜して形成できる。

光電変換層１３としては、特に限定はない。微結晶シリコン系光電変換層、アモルファスシリコン系光電変換層、アモルファスシリコンゲルマニウム系光電変換層、ＣＩＳ系光電変換層、ＣＺＴＳ系光電変換層等が挙げられる。ＣＩＳ系光電変換層としては、ＣｕＩｎＳｅ_２、ＣｕＧａＳｅ_２、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ_２、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓ，Ｓｅ）_２等のＣＩＳ系半導体化合物で形成された光電変換層が挙げられる。ＣＺＴＳ系光電変換層としては、Ｃｕ_２ＺｎＳｎＳｅ_４、Ｃｕ_２ＺｎＳｎ（Ｓ，Ｓｅ）_４等のＣＺＴＳ系半導体化合物で形成された光電変換層が挙げられる。更に、光電変換層は、半導体セルが複数層積層した多接合構造であってもよい。

図１，２に再び戻ると、太陽電池セル１０の非受光面側１０ａには、封止材層（第３封止材層）４０が配置され、さらにその外側に裏面保護層５０が配置されている。

封止材層（第３封止材層）４０は、耐熱性を有する材料で構成されていることが好ましい。例えば、ポリエチレン、エチレン／酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリイミド、ポリビニル、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。

封止材層４０の線膨脹係数は、１０〜５００［×１０^−５／℃］が好ましく、１０〜１００［×１０^−５／℃］がより好ましい。封止材層４０の線膨脹係数が上記範囲内であれば、太陽電池セル１０との応力差を小さくでき、密着性を高めることができる。なお、本発明において線膨脹係数は、ＴＭＡ法（ＪＩＳ Ｋ ７１９７）で測定した値である。

裏面保護層５０は、防水性、耐熱性、耐候性に優れた材料で構成されていることが好ましい。例えば、シリコーン樹脂シート、アクリル樹脂シート、ポリエステル樹脂（ＰＥＴなど）シート、ポリカーボネート樹脂シート、フッ素樹脂シート等の樹脂シート、ＳＵＳ鋼板、Ａｌ板など金属板、及び金属板の表面を、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、フッ素樹脂等の樹脂でコーティングした樹脂コーティング板等が挙げられる。

なお、封止材層４０、裏面保護層５０は、太陽電池セル１０の非受光面側に配置されるため、透明性を有さない、あるいは、透明性の低い材料で構成されていてもよい。

太陽電池セル１０の受光面側１０ｂには、封止材層２０が配置され、さらにその外側に、表面保護層３０が配置されている。

太陽電池セルの受光面側を覆う封止材層２０は、第１封止材層２１と、第２封止材層２３とで構成されている。そして、第１封止材層２１と第２封止材層２３との界面に中間コート層２２が設けられている。

第１封止材層２１は、透明性及び耐熱性を有する材料が好ましい。例えば、ポリエチレン、エチレン／酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリイミド、ポリビニル、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。

第１封止材層２１の線膨脹係数は、１０〜５００［×１０^−５／℃］が好ましく、１０〜１００［×１０^−５／℃］がより好ましい。第１封止材層２１の線膨脹係数が上記範囲内であれば、太陽電池セル１０や中間コート層２２との応力差を小さくでき、密着性を高めることができる。なお、本発明において線膨脹係数は、ＴＭＡ法（ＪＩＳ Ｋ ７１９７）で測定した値である。

第１封止材層２１の水蒸気透過率は、表面保護層３０よりも大きいことが好ましく、具体的には、０．１〜１００ｇ／ｍ^２・２４Ｈが好ましく、１．０〜５０ｇ／ｍ^２・２４Ｈがより好ましい。なお、本発明において水蒸気透過率は、感湿センサ法（ＪＩＳ Ｋ ７１２９）で測定した値である。

第１封止材層２１の膜厚は、５０〜３００μｍが好ましく、１００〜２００μｍがより好ましい。

中間コート層２２は、透明性及び耐熱性を有する材料が好ましい。例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂等の透明樹脂が挙げられる。第１封止材層２１や第２封止材層２３との密着性を考慮して適宜選択することが好ましい。

中間コート層２２の２７℃での硬度は、３００ＭＰａ以上であり、４００〜１０００ＭＰａが好ましい。中間コート層２２の硬度が３００ＭＰａ未満であると、補強効果が不十分である。中間コート層２２の硬度が高すぎると、太陽電池モジュールのフレキシブル性が低下する傾向にあるので、上限は１０００ＭＰａが好ましい。なお、本発明において、中間コート層２２の硬度は、ナノインデンテーション法により測定した値である。すなわち、試験温度２７℃で、測定装置として「ＥＮＴ−１１００」（エリオニクス社）を用い、先端形状が三角錐で先端角が１１５°のプローブを、最大押込み強さ０．５ｍＮ、加重増加・減速速度０．０５ｍＮ／ｓ、最大加重保持時間５秒でサンプルに押込み、押込み力と押込み深さとの関係から硬度を測定した。

中間コート層２２の膜厚は、１〜２５μｍであり、３〜１０μｍが好ましい。１μｍ未満であると、補強効果が不十分である。２５μｍを超えると、応力差によって中間コート層と封止材層との間で剥離が生じたり、中間コート層に割れが生じることがある。また、太陽電池モジュールのフレキシブル性が低下する傾向にある。

中間コート層２２の２７℃での硬度と、膜厚との積は、１２００〜１００００（ＭＰａ・μｍ）が好ましい。上記値が１２００（ＭＰａ・μｍ）以上であれば、孔や傷の発生をより効果的に抑制できる。

中間コート層２２の線膨脹係数は、第１封止材層２１よりも小さいことが好ましく、具体的には、１〜２０［×１０^−５／℃］が好ましい。中間コート層２２の線膨脹係数を、第１封止材層２１よりも小さくすることで、中間コート層の剥離を防止することができる。

中間コート層２２の水蒸気透過率は、表面保護層３０よりも大きいことが好ましく、具体的には、１〜２０ｇ／ｍ^２・２４Ｈが好ましい。中間コート層２２の水蒸気透過率を、表面保護層３０よりも大きくすることで、封止材層等の加水分解や熱分解によって、太陽電池モジュールの内部に酢酸イオン等の各種イオンや水蒸気が発生しても、これらを内部に留まらせることなく速やかに外部に逃がすことができる。

中間コート層２２の表面は、コロナ処理、プラズマ処理等から選ばれる表面処理が施されていてもよい。表面処理を施すことで、中間コート層２２と第２封止材層２３との密着性を高めることができる。

中間コート層２２は、塗布形成法等の方法を用いて形成できる。

第２封止材層２３は、第１封止材層２１と同様の材料を用いることができる。第２封止材層２３は、第１封止材層２１と同じ材料で構成されていてもよく、異なる材料で構成されていてもよい。

第２封止材層２３の線膨脹係数は、１０〜５００［×１０^−５／℃］が好ましく、１０〜１００［×１０^−５／℃］がより好ましい。第２封止材層２３の線膨脹係数が上記範囲内であれば、中間コート層２２や表面保護層３０との間の密着性を良好にできる。

第２封止材層２３の水蒸気透過率は、表面保護層３０よりも大きいことが好ましく、具体的には、０．１〜１００ｇ／ｍ^２・２４Ｈが好ましく、１．０〜５０ｇ／ｍ^２・２４Ｈがより好ましい。

表面保護層３０は、透明性、耐候性及び耐熱性に優れた材料で構成される。好ましくは透光性樹脂である。表面保護層３０を透光性樹脂で構成することにより、軽量でフレキシブル性に優れた太陽電池モジュールとすることができる。透光性樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。なかでも、耐候性に優れるということからフッ素樹脂が好ましい。フッ素樹脂としては、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等が挙げられる。

この実施形態の太陽電池モジュールは以下のようにして製造できる。

まず、太陽電池セル１０の受光面側に第１封止材層２１を配置し、太陽電池セル１０の受光面側をラミネートする。太陽電池セル１０としてフレキシブルタイプの薄膜太陽電池を用いた場合、反りが発生することがあるが、太陽電池セル１０の受光面側を第１封止材層２１でラミネートすることで、反りの発生を防止できる。

次に、第１封止材層２１上に、中間コート層の原料となるコーティング液を、ロールコータ、バーコータ、マイクログラビア等の各種方法で塗布し、紫外線硬化、熱硬化、常温硬化等の方法で乾燥及び硬化して中間コート層２２を製膜する。製膜後の中間コート層２２には、コロナ処理、プラズマ処理等の表面処理を行ってもよい。表面処理を施すことで、中間コート層２２と第２封止材層２３との密着性を高めることができる。

次に、中間コート層２２上に、第２封止材層２３と表面保護層３０とを配置する。また、太陽電池セル１０の非受光面側に、第３封止材層４０と裏面保護層５０とを配置する。

そして、太陽電池セル１０の受光面側及び非受光面側を、表面保護層３０と裏面保護層２２とでラミネートして封止する。このようにして、図１，２に示す太陽電池モジュールを製造できる。

また、この太陽電池モジュールは以下のようにして製造することもできる。

すなわち、第１封止材層２１の一方の面に、中間コート層の原料となるコーティング液を塗布し、乾燥及び硬化して、第１封止材層２１上に中間コート層２２を製膜する。

次に、太陽電池セル１０の受光面側に、第１封止材層２１の中間コート層２２が形成されていない側の面が太陽電池セル１０に対向するように配置する。そして、太陽電池セルの受光面側を、第１封止材層２１の、中間コート層２２が製膜されていない側の面でラミネートする。

次に、中間コート層２２上に、第２封止材層２３と表面保護層３０とを配置する。また、太陽電池セル１０の非受光面側に、第３封止材層４０と裏面保護層５０とを配置する。

そして、太陽電池セル１０の受光面側及び非受光面側を、表面保護層３０と裏面保護層２２とでラミネートして封止する。このようにして、図１，２に示す太陽電池モジュールを製造できる。

また、この太陽電池モジュールは以下のようにして製造することもできる。

まず、太陽電池セル１０の受光面側に第１封止材層２１を配置し、太陽電池セル１０の受光面側をラミネートする。

次に、第２封止材層２３の一方の面に、中間コート層の原料となるコーティング液を塗布し、乾燥及び硬化して、第２封止材層２３上に中間コート層２２を製膜する。

次に、第１封止材層２１上に、第２封止材層２３の中間コート層２２が形成されている側の面が第１封止材層２１に対向するように配置する。そして、第２封止材層２３上に表面保護層３０を配置する。また、太陽電池セル１０の非受光面側に、第３封止材層４０と裏面保護層５０とを配置する。

そして、太陽電池セル１０の受光面側及び非受光面側を、表面保護層３０と裏面保護層２２とでラミネートして封止する。このようにして、図１，２に示す太陽電池モジュールを製造できる。

本発明の太陽電池モジュールの第２の実施形態について、図５を用いて説明する。

この実施形態の太陽電池モジュールは、第２封止材層２３と表面保護層３０との界面に中間コート層２２が設けられている点が、上記第１の実施形態と相違する。

この実施形態では、第２封止材層２３と表面保護層３０との界面に中間コート層２２が設けられているので、外的要因により表面保護層３０が損傷しても、傷や孔が太陽電池セル１０に達することを効果的に防止できる。

この太陽電池モジュールは以下のようにして製造できる。

まず、太陽電池セル１０の受光面側に第１封止材層２１を配置し、太陽電池セル１０の受光面側をラミネートする。

次に、第２封止材層２３の一方の面に、中間コート層の原料となるコーティング液を塗布し、乾燥及び硬化して、第２封止材層２３上に中間コート層２２を製膜する。

次に、第１封止材層２１上に、第２封止材層２３の中間コート層２２が形成されていない側の面が第１封止材層２１に対向するように配置する。そして、第２封止材層２３に製膜された中間コート層２２上に表面保護層３０を配置する。また、太陽電池セル１０の非受光面側に、第３封止材層４０と裏面保護層５０とを配置する。

そして、太陽電池セル１０の受光面側及び非受光面側を、表面保護層３０と裏面保護層２２とでラミネートして封止する。このようにして、図５に示す太陽電池モジュールを製造できる。

また、この太陽電池モジュールは以下のようにして製造することもできる。

まず、太陽電池セル１０の受光面側に第１封止材層２１を配置し、太陽電池セル１０の受光面側をラミネートする。

次に、第１封止材層２１上に第２封止材層２３を積層する。

次に、第２封止材層２３上に、中間コート層の原料となるコーティング液を塗布し、乾燥及び硬化して、第２封止材層２３上に中間コート層２２を製膜する。

次に、第２封止材層２３に製膜された中間コート層２２上に表面保護層３０を配置する。また、太陽電池セル１０の非受光面側に、第３封止材層４０と裏面保護層５０とを配置する。

そして、太陽電池セル１０の受光面側及び非受光面側を、表面保護層３０と裏面保護層２２とでラミネートして封止する。このようにして、図５に示す太陽電池モジュールを製造できる。

また、この太陽電池モジュールは以下のようにして製造することもできる。

まず、表面保護層３０の裏面側に、中間コート層の原料となるコーティング液を塗布し、乾燥及び硬化して、表面保護層３０の裏面側に中間コート層２２を製膜する。

次に、太陽電池セル１０の受光面側に第１封止材層２１を配置し、太陽電池セル１０の受光面側をラミネートする。

次に、第１封止材層２１上に第２封止材層２３を積層する。そして、第２封止材層２３上に、表面保護層３０の中間コート層２２が形成されている側の面（裏面側）が第２封止材層２３に対向するように配置する。また、太陽電池セル１０の非受光面側に、第３封止材層４０と裏面保護層５０とを配置する。

そして、太陽電池セル１０の受光面側及び非受光面側を、表面保護層３０と裏面保護層２２とでラミネートして封止する。このようにして、図５に示す太陽電池モジュールを製造できる。

本発明の太陽電池モジュールの第２の実施形態の変形例について、図６を用いて説明する。図５に示す太陽電池モジュールは、太陽電池モジュールの受光面側を覆う封止材層が、第１封止材層２１と第２封止材層２３とで構成されているが、図６では、第２封止材層を省略し、第１封止材層２１のみとしている。そして、第１封止材層２１と表面保護層３０との界面に中間コート層２２が設けられている。

この太陽電池モジュールは以下のようにして製造できる。

まず、太陽電池セル１０の受光面側に第１封止材層２１を配置し、太陽電池セル１０の受光面側をラミネートする。

次に、第１封止材層２１上に、中間コート層の原料となるコーティング液を塗布し、乾燥及び硬化して、中間コート層２２を製膜する。

次に、中間コート層２２上に表面保護層３０を配置する。また、太陽電池セル１０の非受光面側に、第３封止材層４０と裏面保護層５０とを配置する。

そして、太陽電池セル１０の受光面側及び非受光面側を、表面保護層３０と裏面保護層２２とでラミネートして封止する。このようにして、図６に示す太陽電池モジュールを製造できる。

また、この太陽電池モジュールは以下のようにして製造することもできる。

すなわち、第１封止材層２１の一方の面に、中間コート層の原料となるコーティング液を塗布し、乾燥及び硬化して、第１封止材層２１上に中間コート層２２を製膜する。

次に、太陽電池セル１０の受光面側に、第１封止材層２１の中間コート層２２が形成されていない側の面が太陽電池セル１０に対向するように配置する。そして、太陽電池セルの受光面側を、第１封止材層２１の、中間コート層２２が製膜されていない側の面でラミネートする。

次に、中間コート層２２上に、表面保護層３０を配置する。また、太陽電池セル１０の非受光面側に、第３封止材層４０と裏面保護層５０とを配置する。

そして、太陽電池セル１０の受光面側及び非受光面側を、表面保護層３０と裏面保護層２２とでラミネートして封止する。このようにして、図６に示す太陽電池モジュールを製造できる。

また、この太陽電池モジュールは以下のようにして製造することもできる。

まず、表面保護層３０の裏面側に、中間コート層の原料となるコーティング液を塗布し、乾燥及び硬化して、表面保護層３０の裏面側に中間コート層２２を製膜する。

次に、太陽電池セル１０の受光面側に第１封止材層２１を配置し、太陽電池セル１０の受光面側をラミネートする。

次に、第１封止材層２１上に、表面保護層３０の中間コート層２２が形成されている側の面（裏面側）が第１封止材層２１に対向するように配置する。また、太陽電池セル１０の非受光面側に、第３封止材層４０と裏面保護層５０とを配置する。

そして、太陽電池セル１０の受光面側及び非受光面側を、表面保護層３０と裏面保護層２２とでラミネートして封止する。このようにして、図６に示す太陽電池モジュールを製造できる。

以下に本発明の実施例を示すが、これによって本発明の内容は制限されるものではない。なお、以下の製造例において使用した各層の水蒸気透過率は、感湿センサ法（ＪＩＳ Ｋ ７１２９）で測定した。線膨脹係数はＴＭＡ法（ＪＩＳ Ｋ ７１９７）で測定した。また、中間コート層の硬度は、ナノインデンテーション法により、試験温度２７℃で、測定装置として「ＥＮＴ−１１００」（エリオニクス社）を用い、先端形状が三角錐で先端角が１１５°のプローブを、最大押込み強さ０．５ｍＮ、加重増加・減速速度０．０５ｍＮ／ｓ、最大加重保持時間５秒でサンプルに押込み、押込み力と押込み深さとの関係から測定した。

（例１）
太陽電池セル１０の受光面１０ｂ側にポリエチレンシートを配置し、ポリエチレンシートを１００℃に加熱して熱ラミネート法で太陽電池セル１０の受光面１０ｂをポリエチレンシートでラミネートして、太陽電池セル１０上に第１封止材層２１（線膨脹係数：４．５×１０^−４、水蒸気透過率：１．５１ｇ／ｍ^２・２４Ｈ）を１５０μｍ形成した。
次に、第１封止材層２１上に、コーティング液（シリコン系）を塗布し、室温で硬化して、表１に示す硬度の中間コート層２２（硬度：４３１ＭＰａ、線膨脹係数：１３．５×１０^−５、水蒸気透過率：７ｇ／ｍ^２・２４Ｈ）を１０μｍ製膜した。
次に、中間コート層２２上に、厚さ４００μｍの第２封止材層２３（材質:ポリエチレン、線膨脹係数：４．５×１０^−４、水蒸気透過率：１．５１ｇ／ｍ^２・２４Ｈ）と、厚さ２５μｍの表面保護層３０（材質：ＥＴＦＥ、線膨脹係数：０．９４×１０^−４、水蒸気透過率：１．３ｇ／ｍ^２・２４Ｈ）を配置した。
また、太陽電池セル１０の非受光面１０ａ側に、厚さ４００μｍの第３封止材層４０（材質:ポリエチレン、線膨脹係数：４．５×１０^−４、水蒸気透過率：１．５１ｇ／ｍ^２・２４Ｈ）と、厚さ２５μｍの裏面保護層５０（材質：ＥＴＦＥ、線膨脹係数：０．９４×１０^−４、水蒸気透過率：１．３ｇ／ｍ^２・２４Ｈ）を配置した。
そして、真空ラミネート法で、太陽電池セルをラミネートして、図１に示す太陽電池モジュールを製造した。

（例２）
第１封止材層２１上に、コーティング液を塗布する代わりに、フッ素樹脂フィルム（硬度：４３ＭＰａ、線膨脹係数：９．４×１０^−５、水蒸気透過率：１．３ｇ／ｍ^２・２４Ｈ、膜厚２５μｍ）を配置した以外は、例１と同様にして太陽電池モジュールを製造した。

例１，２の太陽電池モジュールを屋外に１年間暴露し、暴露後の太陽電池モジュール表面の孔発生数を、探傷法により測定した。すなわち、暴露後の太陽電池モジュールの表面保護層に、赤色浸透液（商品名「ＮＲＣ−ＡＬＩＩ」、太陽物産株式会社製）を塗布した。塗布後４日経過後に、赤色浸透液を太陽電池モジュールの表面保護層から洗浄除去し、孔が発生している箇所は、赤い斑点として現れるので、赤い斑点の数を光学顕微鏡で観察して測定した。結果を表１にまとめて記す。

表１に示すように、中間コート層の硬度が３００ＭＰａ以上である例１の太陽電池モジュールは、孔の発生がなく、投石等の外的要因によるモジュール表面の損傷を長期にわたって抑制できた。

１０：太陽電池セル
１１：基板
１２：第１電極層
１３：光電変換層
１４：第２電極層
１５：素子
１６：第３電極層
２１：第１封止材層
２２：中間コート層
２３：第２封止材層
３０：表面保護層
４０：第３封止材層
５０：裏面保護層

Claims (12)

1. 太陽電池セルと、前記太陽電池セルの周囲を覆う封止材層と、前記太陽電池セルの受光面側を覆う封止材層上に配置された表面保護層と、前記太陽電池セルの非受光面側を覆う封止材層上に配置された裏面保護層とを備える太陽電池モジュールにおいて、
   前記太陽電池セルの受光面側であって、前記太陽電池セルと前記表面保護層との間に、膜厚が１〜２５μｍ、２７℃での硬度が３００ＭＰａ以上の中間コート層が設けられていることを特徴とする太陽電池モジュール。
2. 前記中間コート層が、前記表面保護層と、前記太陽電池セルの受光面側を覆う封止材層との界面に設けられている請求項１に記載の太陽電池モジュール。
3. 前記太陽電池セルの受光面側を覆う封止材層が、太陽電池セルの受光面側に積層された第１封止材層と、前記第１封止材層上に積層された第２封止材層とで構成され、
   前記中間コート層が、前記第１封止材層と、前記第２封止材層との界面に設けられている請求項１に記載の太陽電池モジュール。
4. 前記中間コート層の水蒸気透過率が、前記表面保護層の水蒸気透過率よりも大きい請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
5. 前記中間コート層が、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂及びフッ素樹脂から選ばれる１種以上の透明樹脂で構成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
6. 前記中間コート層の線膨脹係数が、前記封止材層よりも小さい請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
7. 太陽電池セルの受光面側を、第１封止材層でラミネートする工程と、
   前記第１封止材層上に、２７℃での硬度が３００ＭＰａ以上の中間コート層を、１〜２５μｍの膜厚で製膜する工程と、
   前記中間コート層上に、直接、又は、第２封止材層を介して表面保護層を積層する工程と、
   太陽電池セルの非受光面側に、第３封止材層を介して裏面保護層を積層する工程と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。
8. 第１封止材層の一方の面に、２７℃での硬度が３００ＭＰａ以上の中間コート層を、１〜２５μｍの膜厚で製膜する工程と、
   太陽電池セルの受光面側を、前記第１封止材層の、前記中間コート層が製膜されていない側の面でラミネートする工程と、
   前記中間コート層上に、直接、又は、第２封止材層を介して表面保護層を積層する工程と、
   太陽電池セルの非受光面側に、第３封止材層を介して裏面保護層を積層する工程と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。
9. 太陽電池セルの受光面側を、第１封止材層でラミネートする工程と、
   第２封止材層に、２７℃での硬度が３００ＭＰａ以上の中間コート層を、１〜２５μｍの膜厚で製膜する工程と、
   前記第１封止材層上に、前記中間コート層が製膜された前記第２封止材層を介して表面保護層を積層する工程と、
   太陽電池セルの非受光面側に、第３封止材層を介して裏面保護層を積層する工程と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。
10. 太陽電池セルの受光面側を、第１封止材層でラミネートする工程と、
    前記第１封止材層上に、第２封止材層を積層する工程と、
    前記第２封止材層上に、２７℃での硬度が３００ＭＰａ以上の中間コート層を、１〜２５μｍの膜厚で製膜する工程と、
    前記中間コート層上に、表面保護層を積層する工程と、
    太陽電池セルの非受光面側に、第３封止材層を介して裏面保護層を積層する工程と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。
11. 太陽電池セルの受光面側を、第１封止材層でラミネートする工程と、
    表面保護層の裏面側に、２７℃での硬度が３００ＭＰａ以上の中間コート層を、１〜２５μｍの膜厚で製膜する工程と、
    前記第１封止材層上に、直接、又は、第２封止材層を介して、前記中間コート層が裏面側に製膜された表面保護層を積層する工程と、
    太陽電池セルの非受光面側に、第３封止材層を介して裏面保護層を積層する工程と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。
12. 前記中間コート層を塗布形成法で製膜する請求項７〜１１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。