JP2017126699A - 太陽光発電モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】微少な水滴が表面に残留することが少なく、速やかに水滴を排除できる被膜を簡便かつ安価な方法で形成でき、性能劣化の主原因となるＰＩＤや、スネイルトレイルとこれに随伴する不具合の発生を抑制することが可能な太陽光発電モジュールを提供する。
【解決手段】太陽光発電モジュールは、外周フレーム１１と、透明基板１２と、封止材１３と、セル１４と、インターコネクタ１５と、バックシート１６の機能部材を有しており、機能部材は、１種または２種以上のベース樹脂と、ＯＨ基を２個以上含む含フッ素アルコール系化合物を含有する撥水性の表面改質物質の被膜で覆われている。
【選択図】図１

Description

本発明は、屋外などに設置する際に著しい性能低下を引き起こすＰＩＤ現象等を抑制し、安定して高出力を得ることが可能な透明性かつ撥水性組成物を表面改質塗膜として用いてなる太陽光発電モジュールに関する。

地球温暖化対策として自然エネルギーの利用が注目されている。その選択肢のひとつである太陽電池には、高変換効率、高耐候性、低コストが望まれており、特に発電機能の中核である太陽電池モジュール（あるいは太陽光発電モジュール）には、高い変換効率を維持しつつ長期安定的に使用できることが求められている。

ところで、近年産業用途などにおいて、多数のモジュールを直列接続して運転するなど、太陽光発電モジュールを高電圧で運転するケースが増えている。しかし、このような高電圧で太陽光発電モジュールを運転すると、構成部材である稼働フレームとモジュール間に高い電位差が生じ、発電能力が著しく減衰するＰＩＤ（Potential Induced Degradation）と呼ばれる現象が起こることが分かっている。得られた電気の利用効率を上げるために、今後も太陽電池の運転電圧は高くなる傾向あり、より高い電圧で運転してもＰＩＤを起こさない太陽光発電モジュールの設計が求められている。

ＰＩＤの生じる原因として、例えば”旭硝子株式会社、ＰＶ ＪＡＰＡＮ ２０１３ 部材関連専門セミナー資料、２０１３年”（非特許文献１）では、発電モジュール内への水の侵入や透明基板部材として使用されるカバーガラス中のナトリウムイオンの移動により惹起されることが指摘されている。このＰＩＤを防止するために、特開２０１４−１１２７０号公報（特許文献１）に記載されているような絶縁性の高いセル封止材の使用や、特開２０１１−２５４１１６号公報（特許文献２）や、特開２０１３−２５４９９３号公報（特許文献３）に記載されているようなガラス中のナトリウムイオンのセルへの移動抑制など、種々の対策が提案されているが、根本的な解決には至っていない。

さらに、”P.Pengほか、RSC Advances、２巻、113599-11365ページ、２０１２年”（非特許文献２）等では、スネイルトレイル（Snail Trail）（スネイルトラック（Snail Track）とも表記される）と呼ばれる不具合も報告されている。スネイルトレイルとは、主に発電セルと封止材の界面に発生し、“カタツムリが這った様な痕跡”を生じる現象である。スネイルトレイルは、セルのシリコンウェハーに微少なクラックが生じることで形成され、水、酸素、二酸化炭素が関与していると考えられている。

また、"S.Richterほか、Proceedings of 27th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition、2012"（非特許文献３）では、スネイルトレイルが生じた部分は黒色や灰色に変色しており、それら変色域には、ナノ粒子化したＡｇ等の電極成分のほかに硫黄、リンあるいは塩素が観測されている。また、スネイルトレイルと、これに付随して起こる不具合では、電極やハンダの腐食、剥離などの劣化によるものも一因として挙げられている。これらの不具合は、モジュールの中への水分の侵入や、EVA等の封止材の加水分解により生じた酢酸が原因であると考えられている。そして、これらの不具合もＰＩＤと同様に太陽電池の信頼性を著しく低下させる要因となるが、根本的な解決が困難であり、早急な対策が必要とされている。

特開２００１−６０７０１号公報（特許文献４）には、太陽電池モジュール内部の電極の腐食を防止することを目的とし、塩素イオンや硫酸イオンのモジュール内部への進入を防止するため、シール材、支持枠、電極部の少なくともいずれかの表面にフィルム形成剤とイオン交換性材料とを含む塗料からなる塗膜を形成している太陽電池モジュールおよびその防蝕方法が記載されている。

しかし、この文献における塗膜にはフィルム形成剤の他にイオン交換性材料が含まれている。これは、外部から侵入しようとする塩素イオンや硫酸イオンを補足する目的で付加されるが、これはこの文献が単に電極の腐食だけを問題にしているからであり、ＰＩＤに対しては却ってこのようなイオン交換性材料は悪影響を与えると考えられる。例えば、同文献の段落００３０には「陽イオン交換性材料と陰イオン交換性材料は混合して用いることが好ましい。イオン交換によって生じた水素イオンと水酸イオンは再結合して水となる。陽イオン交換性材料は陽イオン（たとえば、Ｎａ、Ｋなどのアルカリ金属イオン；Ａｇ，Ｃｕなどの金属イオン；トリメチルアンモニウムイオン、テトラメチルアンモニウムイオンなどのアンモニウムイオン）の除去に用いられる。一方、陰イオン交換性材料は陰イオン（たとえば、Ｃｌ、Ｂｒなどのハロゲンイオン；ＳＯ₄ 、ＮＯ₃ などの酸化物イオン；蟻酸、酢酸、フタル酸などの有機酸イオン）の除去に用いられる」と記載されているが、このような金属イオン自体、ＰＩＤやスネイルトレイルに悪影響を与える可能性があることは上記非特許文献２、非特許文献３からも明かである。また、同様に段落００３１−００３６にはイオン交換樹脂も記載されているが、これらもよい影響を与えることはないと考えられる。

この様に、この文献に開示されている技術はＰＩＤやスネイルトレイルに関する知見が無い状態で開発されたものと考えられ、ＰＩＤやスネイルトレイルの防止技術に役立つものではない。

特開２０１４−１１２７０号公報 特開２０１１−２５４１１６号公報 特開２０１３−２５４９９３号公報 特開２００１−６０７０１号公報

旭硝子株式会社、ＰＶ ＪＡＰＡＮ ２０１３ 部材関連専門セミナー資料（２０１３年） Ｐ．Ｐｅｎｇほか、ＲＳＣ Ａｄｖａｎｃｅｓ、２巻、１１３５９９−１１３６５ページ、２０１２年 Ｓ．Ｒｉｃｈｔｅｒほか、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ２７ｔｈ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｓｏｌａｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｘｈｉｂｉｔｉｏｎ、２０１２年

本発明の目的は、上記の問題を解決するためになされたものであり、微少な水滴が表面に残留することが少なく、速やかに水滴を排除できる被膜を簡便かつ安価な方法で形成でき、性能劣化の主原因となるＰＩＤや、スネイルトレイルとこれに随伴する不具合の発生を抑制することが可能な太陽光発電モジュール用の表面改質樹脂組成物およびそれを用いた太陽光発電モジュールを提供することである。

出願人は、発電効率を向上させかつ前述の問題点を解決するために、特願２０１４−１７２８７３号に示される所定の物性値を有する表面改質塗膜を太陽光発電モジュールの外部に形成することがＰＩＤ現象やスネイルトレイル現象等の不具合の抑制に有効であることを見出した。また、特願２０１５−０１４９７１号に示される含フッ素アダマンタン化合物が前記表面改質塗膜の成分として優れていることも見出した。そして、さらに研究を重ねた結果、前記表面改質塗膜中にフッ素含有アルコール系化合物を僅かに含有させることで、撥水性が飛躍的に向上することを見出した。すなわち上記課題は以下の本発明の構成により達成される。

（１）構造部材として少なくとも外周フレーム、透明基板、封止材およびバックシートと、機能部材として少なくとも以下の（Ａ）または（Ｂ）の何れかを有し、
（Ａ）セルおよびインターコネクタ、
（Ｂ）透明電極、発電層、および裏面電極、
撥水性の表面改質物質の被膜で少なくとも上記いずれかの部材の表面全てまたは一部が覆われており、前記表面改質物質は、１種または２種以上のベース樹脂と、
ＯＨ基を２個以上含む含フッ素アルコール系化合物とを含有する太陽光発電モジュール。
（２） 前記含フッ素アルコール系化合物は、下記式（１）で表される上記（１）の太陽光発電モジュール。

（式（１）において、Ｒ^１とＲ^１’はＯＨ基またはＣＨ２ＯＨ基、Ｒ^２とＲ^2’はＯＨ基を０〜３個含有しかつＦを０個または１個以上含有する炭素数１〜５個のアルキレンオキシ基、Ｒ^３とＲ^3’はＦを１個以上含有し炭素数１〜５個の炭素鎖、Ｒ^４はＦを１個以上含有し炭素数１〜１０個の炭素鎖、iとi’は０〜５の整数でそれぞれ同一でも異なっていてもよく、jとｊ’は１〜５の自然数でそれぞれ同一でも異なっていてもよく、kは０〜２０の整数である。）
（３）前記ベース樹脂はフッ素を含有するかフッ素系樹脂である上記（１）または（２）の太陽光発電モジュール。
（４）前記ベース樹脂に対する含フッ素アルコール系化合物の含有量が０．００１ppm以上１００ppm以下である上記（１）〜（３）のいずれかの太陽光発電モジュール。
（５）前記被膜を形成した面を水平面に対して３０度傾斜させたときの水滴の滑落する速度が０．３mm/s以上である上記（１）〜（４）のいずれかの太陽光発電モジュール。
（６）前記被膜の水の接触角が７０度以上である上記（１）〜（５）のいずれかの太陽光発電モジュール。
（７）前記被膜面の水の滑落角が７０度未満である上記（１）〜（６）のいずれかの太陽光発電モジュール。

本発明によれば、微少な水滴が表面に残留することが少なく、速やかに水滴を排除できる被膜を簡便かつ安価な方法で形成でき、太陽光発電モジュール表面の撥水性が飛躍的に改善され、出力低下の主原因となるＰＩＤや、スネイルトレイルあるいはこれらに随伴する不具合の発生を抑制でき、太陽光発電モジュールの信頼性、寿命が向上し、長期間安定した出力を確保することが可能となり、量産工程での製造において特に有用である。

本発明の太陽光発電モジュールの一態様を示す模式図である。 本発明の太陽光発電モジュールの他の態様を示す模式図である。 実施例３の水の転落速度を示すグラフである。

本発明の太陽光発電モジュールは、構造部材として少なくとも外周フレーム、透明基板、封止材およびバックシートと、機能部材として少なくとも以下の（Ａ）または（Ｂ）の何れかを有し、
（Ａ）セルおよびインターコネクタ、
（Ｂ）透明電極、発電層、および裏面電極、
撥水性の表面改質物質の被膜で少なくとも上記いずれかの部材の表面全てまたは一部が覆われており、前記表面改質物質は、１種または２種以上のベース樹脂と、
ＯＨ基を２個以上含む含フッ素アルコール系化合物とを含有するものである。

このように、撥水性の表面改質物質の被膜で構造部材の少なくとも一部を覆うことにより、水分の進入を防止してＰＩＤや、スネイルトレイルあるいはこれらに随伴する不具合の発生を抑制することができる。

＜表面改質物質＞
表面改質物質に撥水特性を持たせるには、フッ素を含有する樹脂など低表面エネルギーの物質を用いればよい。前記表面改質物質は、無機材料等で構成することも可能であるが、被膜の形成し易さ、コスト面などから、樹脂材料が好ましい。ベースとなる樹脂材料に上記含フッ素アルコール系化合物を添加した樹脂組成物とすることで安価で容易に成膜でき扱いやすい被膜材料を得ることができる。さらに、本発明では、表面改質物質の被膜中に含フッ素アルコール系化合物を添加することで、撥水特性を飛躍的に改善させることが可能になった。

撥水性を向上させるには、単にフッ素をコート面に増やすだけでは不十分である。表面疎水化処理には、例えば、シリコーン系化合物または樹脂、フッ素系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの疎水性材料により表面を被覆するが、このような処理が施された物体表面に水が付着すると、水は弾かれて球状の水滴となる。このとき、大きい水滴は自重により落下するが、小さい水滴は物体表面に強く付着したままになり、付着表面を垂直に傾けても落下しないという現象が生じる。

このように、コート面表面に疎水性基しかないと、基材のコート面を垂直にしても、細かい水滴はコート面に付着したままになってしまう。そこで、コート面に親水基、例えばＯＨ基を配向させると、親水性のＯＨ基により水滴が移動しやすくなり、細かく分散した水滴が結合することで大きく重くなり流れやすくなる。一般的なフッ素系樹脂などでもＯＨ基を含有するものもあるが、このような樹脂ではＯＨ基は通常基材側に配向してしまい、表面側に表れなくなる。そこで、表面改質物質に含フッ素アルコール系化合物を添加すると、これに含まれる親水性のＯＨ基が表面側に配向して水滴が移動しやすくなり、結合することで流れやすくなると考えられる。また、同様に含フッ素アルコール系化合物に含まれるフッ素も表面のフッ素元素を増加させ、撥水特性をより向上させる効果も望める。

含フッ素アルコール系化合物についてより詳細に説明すると、ＯＨ基を２個以上含み、好ましくは炭素数５以上の直鎖状化合物であり、直鎖状の骨格内には１つ以上の酸素が存在してエーテル結合を形成していてもよい。また、直鎖状骨格に結合しているフッ素は好ましくは１０以上、より好ましくは１６以上である。ＯＨ基は骨格主鎖の両端に存在するが、さらに骨格中の置換基として１〜４個存在していてもよい。

より具体的には、含フッ素アルコール系化合物は、下記式（１）で表される化合物が好ましい。

式（１）において、Ｒ^１とＲ^１’はＯＨ基またはＣＨ２ＯＨ基、Ｒ^２とＲ^2’はＯＨ基を０〜３個好ましくは１〜３個含有しかつＦを０個または１個以上含有する炭素数１〜５個、好ましくは１ないし４個のアルキレンオキシ基である。Ｒ^３とＲ^3’はＦを１個以上、炭素数１〜５個の炭素鎖である。Ｒ^１とＲ^１’、Ｒ^２とＲ^2’、Ｒ^３とＲ^3’はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。Ｒ^４はＦを１個以上含有し炭素数１〜１０個の炭素鎖である。iとi’は０〜５の整数で同一でも異なっていてもよく、ｊとｊ’は１〜５の自然数で同一でも異なっていてもよく、kは０〜２０の整数であり、好ましくは１〜１５、より好ましくは２〜１０である。また、Ｒ^２とＲ^2’、Ｒ^３とＲ^3’あるいはＲ^４に含まれるフッ素の個数は、好ましくは２〜１０であり、より好ましくは４〜１０である。

Ｒ^２とＲ^2’、Ｒ^３とＲ^3’あるいはＲ^４に含まれるフッ素の個数が多いほど、撥水特性が向上する。また、Ｒ^２とＲ^2’に含まれるＯＨ基の個数は、ある程度多い方が水滴が流れやすくなるが多すぎると撥水特性を阻害するようになってくる。また、kはある程度大きいほどＯＨ基やＦが被膜表面に配向しやすくなるものと考えられるが、あまり大きすぎると分子の自由度が減少するため悪影響が生じやすくなる。

含フッ素アルコール系化合物として、以下の化合物を例示することができる。例えば、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ）_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ）₃ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ）_４ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ）_５ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ）_６ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ）_７ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ）_８ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ）_９ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ）_１０ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ）_２０ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ）_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＯＣＦ_２ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＯＣＨＦＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ_２Ｏ）_３ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ_２Ｏ）_４ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ_２Ｏ）_４ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ_２Ｏ）_５ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ_２Ｏ）_１０ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ_２Ｏ）_１５ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ_２Ｏ）_２０ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＯＣＦ（ＣＨ_３）ＣＦ_２ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ（ＣＨ_３）ＣＦ_２Ｏ）_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ（ＣＨ_３）ＣＦ_２Ｏ）_５ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ（ＣＨ_３）ＣＦ_２Ｏ）_１０ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ（ＣＨ_３）ＣＦ_２Ｏ）_１５ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ（ＣＨ_３）ＣＦ_２Ｏ）_２０ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＯＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２Ｏ）_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２Ｏ）_３ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２Ｏ）_４ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２Ｏ）_５ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２Ｏ）_１０ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２Ｏ）_１５ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２Ｏ）_２０ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ）_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ）_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ）_１０ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ）_２０ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ）_２０ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ）_２０ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２ＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＯＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２ＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ）_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＯＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２ＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ）_３ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＯＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２ＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ）_４ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＯＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２ＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ）_５ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＯＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２ＯＨ、ＨＯＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２ＯＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｏ（ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２
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ベース樹脂に対する含フッ素アルコール系化合物の含有量としては、好ましくは０．００１ppm以上、１００ppm以下であり、より好ましくは０．００５ppm以上、５０ppm以下、特に好ましくは０．０１ppm以上、１０ppm以下である。含フッ素アルコール系化合物を前記上限を超えて添加しても効果が向上しにくくなる傾向が見受けられる。

ベース樹脂材料としては、溶剤希釈型、熱硬化型または紫外線硬化型のいずれの樹脂も用いることができる。

溶剤希釈型の樹脂とは、塗膜を形成させる際の被膜の前駆体が被膜形成後も化学的に変化しない樹脂を意味し、熱硬化型の樹脂とは被膜の前駆体が熱により硬化する樹脂を意味し、紫外線硬化型の樹脂とは被膜の前駆体が紫外線により硬化する樹脂を意味する。これらの樹脂を以下に例示するが、本発明はこれにより限定されるものではない。

溶剤希釈型の樹脂：あらかじめ被膜を形成する主体であるベース樹脂固形分と前記含フッ素アルコール系化合物を溶解しておき、太陽光発電モジュールの各部材に塗布し溶剤を蒸発させることにより被膜を形成させて所望の被膜形成モジュールを得ることができる。溶剤希釈型で用いられる固形分としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ポリエステル、ＥＶＡ（エチレン−ビニルアセテートコポリマー）、ＰＣＶ（ポリ塩化ビニル）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＵ（ポリウレタン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）、ブチラール樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマー）、ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー）、ＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）などのフッ素系樹脂、シリコーン樹脂などこれらの１種、または２種以上を混合して用いることができる。なかでも、フッ素系樹脂は撥水性に優れ、上記で示した特性も優れている。一方、他の樹脂を用いた場合でもある程度の効果を得ることができるため、使用条件などによりこれらを使用することができる。更に、これらに熱硬化性あるいは紫外線などの活性エネルギー線硬化性を付与した樹脂組成物等も使用できる。

熱硬化型の樹脂：あらかじめ被膜を形成する主体であるベース樹脂固形分と前記含フッ素アルコール系化合物を溶解しておき、太陽光発電モジュールの各部材に塗布し溶剤を蒸発させた後に、塗布面を室温以上で加熱し被膜を形成させて所望のモジュールを得ることができる。熱硬化型で用いられる固形分としては、例えばエポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレア樹脂、ウレタン樹脂、およびポリイミド樹脂や、フッ素樹脂、シラザン樹脂およびシリコーン樹脂等の重合体が挙げられ、これらの１種または２種以上を混合して用いることができる。

熱開始剤としては、ＡＩＢＮ（アゾビスイソブチロニトリル）やジメチル−２，２‘−アゾビス（２−メチルプロピオネート）などのアゾ系化合物、ケトンパーオキサイドやパーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアリルキルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシエステル、パーオキシカーボネートなどの化合物またはその誘導体が好ましく、市販品では、日油株式会社製パーロイルＯ、パーロイルＬ、パーロイルＳ、パーオクタＯ、パーロイルＳＡ、パーヘキサ２５０、パーヘキシルＯ、ナイパーＰＭＢ、パーブチルＯ、ナイパーＢＭＴ、ナイパーＢＷ、パーブチルＩＢ、パーヘキサＭＣ、パーヘキサＴＭＨ、パーヘキサＨＣ、パーヘキサＣ、パーテトラＡ、パーヘキシルＩ、パーブチルＭＡ、パーブチル３５５、パーブチルＬ、パーヘキサ２５ＭＴ、パーブチルＩ、パーブチルＥ、パーヘキシルＺ、パーヘキサＶ、パーブチルＰ、パークミルＤ、パーヘキシルＤ、パーヘキサ２５Ｂ、パーブチルＤ、パーメンタＨ、パーヘキシン２５Ｂなどが用いられる。

紫外線硬化型の樹脂：あらかじめ被膜を形成する主体であるベース樹脂固形分と前記含フッ素アルコール系化合物を溶解しておき、太陽光発電モジュールの各部材に塗布し溶剤を蒸発させた後に、塗布面に紫外線を照射し硬化させた被膜を形成させて所望のモジュールを得る。紫外線硬化型で用いられる固形分としては、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、オキセタン樹脂およびポリビニルエーテル樹脂等が挙げられ、これらの１種または２種以上を用いることができる。

光重合開始剤としては、例えばＩＲＧＡＣＵＲＥ６５１、ＩＲＧＡＣＵＲＥ１８４、ＤＡＲＯＣＵＲ１１７３、ＩＲＧＡＣＵＲＥ２９５９、ＩＲＧＡＣＵＲＥ１２７、ＩＩＲＧＡＣＵＲＥ９０７、ＩＩＲＧＡＣＵＲＥ３６９、ＩＩＲＧＡＣＵＲＥ３７９、ＤＡＲＯＣＵＲ ＴＰＯ、ＩＲＧＡＣＵＲＥ８１９、ＩＲＧＡＣＵＲＥ７８４、ＩＲＧＡＣＵＲＥ ＯＸＥ１、ＩＲＧＡＣＵＲＥ ＯＸＥ２、ＩＲＧＡＣＵＲＥ７５４等のチバガイギー社製のものやＢＡＳＦ社製のＬｕｃｉｒｉｎ ＴＰＯ、Ｌｕｃｉｒｉｎ ＴＰＯ−Ｌを単独あるいは二種以上混合して使用できる。

光硬化を促進するため、例えば、ベンゾフェノン等のケトン化合物、ローズベンガル等の色素や、フルオレン、ピレン、あるいはフラーレン等の共役系化合物を光増感剤として、光開始剤に対して質量比で０．０５〜３倍量を光開始剤と共に用いることができる。

光硬化では、高圧水銀灯、定圧水銀灯、タリウムランプ、インジウムランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、紫外線ＬＥＤ、青色ＬＥＤ，白色ＬＥＤ、ハリソン東芝ラィティング社製のエキシマランプ、フュージョン社製のＨバルブ、Ｈプラスバルブ、Ｄバルブ、Ｖバルブ、Ｑバルブ、Ｍバルブ等の発光を光源として挙げられるほか、太陽光の使用も可能である。なお、酸素非存在下で硬化する方法としては、窒素ガス、炭酸ガス、ヘリウムガス等の雰囲気で行う場合が挙げられる。

さらに、光硬化では、２００〜４００nmの紫外線を好ましくは０．１〜１０００J/cm²の範囲で照射するとよい。また、硬化に活性なエネルギー線を複数回に分割して照射する方がより好ましい。すなわち１回目に全照射量の１／２０〜１／３程度を照射し、２回目以降に必要残量を照射すると、複屈折のより小さな硬化物が得られる。照射時間は、樹脂量や硬化の程度に応じて適宜調整することが可能であり、通常１秒〜１０分程度の間で調整される。

溶剤希釈型、熱硬化型、あるいは紫外線硬化型として用いられる固形分と前記含フッ素アルコール系化合物をあらかじめ溶解させておく溶剤は、上記固形分を溶解あるいは分散させることが可能な溶剤であれば特に限定されるものではない。具体的には、ＣＦ₃ＣＨ₂ＯＨ、Ｆ（ＣＦ₂）₂ＣＨ₂ＯＨ、（ＣＦ₃）₂ＣＨＯＨ、Ｆ（ＣＦ₂）₃ＣＨ₂ＯＨ、Ｆ（ＣＦ₂）₄Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ、Ｈ（ＣＦ₂）₂ＣＨ₂ＯＨ、Ｈ（ＣＦ₂）₃ＣＨ₂ＯＨ、Ｈ（ＣＦ₂）₄ＣＨ₂ＯＨなどのフッ素アルコール系溶剤、パーフルオロベンゼン、メタキシレンヘキサフルオライドなどの含フッ素芳香族系溶剤、ＣＦ₄（ＨＦＣ−１４）、ＣＨＣｌＦ₂（ＨＣＦＣ−２２）、ＣＨＦ₃（ＨＦＣ−２３）、ＣＨ₂ＣＦ₂（ＨＦＣ−３２）、ＣＦ₃ＣＦ₃（ＰＦＣ−１１６）、ＣＦ₂ＣｌＣＦＣｌ₂（ＣＦＣ−１１３）、Ｃ₃ＨＣｌＦ₅（ＨＣＦＣ−２２５）、ＣＨ₂ＦＣＦ₃（ＨＦＣ−１３４ａ）、ＣＨ₃ＣＦ₃（ＨＦＣ−１４３ａ）、ＣＨ₃ＣＨＦ₂（ＨＦＣ−１５２ａ）、ＣＨ₃ＣＣｌ₂Ｆ（ＨＣＦＣ−１４１ｂ）、ＣＨ₃ＣＣｌＦ₂（ＨＣＦＣ−１４２ｂ）、Ｃ₄Ｆ₈（ＰＦＣ−Ｃ３１８）、ＨＦＣ−１４２ｂなどのフルオロカーボン系溶剤などが例示される。希釈率については、使用する樹脂や溶剤、また形成する被膜の厚さ、乾燥条件などにより最適な希釈率に調整すればよい。通常、被膜形成には固形成分が調整後の溶剤中３０〜０．０５質量％となるよう調製される。

さらに、例えば、キシレン、トルエン、ソルベッソ１００、ソルベッソ１５０、ヘキサンなどの炭化水素系溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸エチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノブチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノブチルエーテル、酢酸エチレングリコール、酢酸ジエチレングリコールなどのエステル系溶剤、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶剤、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトンなどのケトン系溶剤、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、アセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミドなどのアミド系溶剤、ジメチルスルホキシドなどのスルホン酸エステル系溶剤、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール（重合度３〜１００）などが例示され、これらを単独あるいは２種以上を混合して用いることができる。

なお、これらのうち、溶解能、塗膜外観、貯蔵安定性の点から前記各種のアルコール系溶剤、フッ素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤が好ましく、特に、メタノール、エタノール、イソプロパノール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、セロソルブアセテート、酢酸ブチル、酢酸エチル、パーフルオロベンゼン、メタキシレンヘキサフルオライド、ＨＣＦＣ−２２５、ＣＦＣ−１１３、ＨＦＣ−１３４ａ、ＨＦＣ−１４３ａ、ＨＦＣ−１４２ｂを単独あるいは２種以上混合して使用することが好ましい。

被膜を構造部材に形成する場合、外周フレームの内側にブチルゴムやシリコーンゴムなどをコーキング剤として使用しても、外周フレーム部材と透明基板部材およびバックシート部材間ですき間が生じる場合がある。このため、これら構造部材間の隙間にも被膜あるいは被膜材による充填部位を形成させるとよい。具体的には被膜成分の溶液を染みこませる手法が有効であり、その際の被膜に供される固形分は溶剤希釈型あるいは熱硬化型の使用が好ましい。

本発明の表面改質物質として使用可能なベース樹脂は市販製品では、例えばテフロン（登録商標）AFシリーズ（デュポン社製）、テドラーシリーズ（デュポン社製）、フルオンシリーズ（旭硝子社製）、サイトップ（旭硝子社製）、ハイフロンシリーズ（ソルベイ・ソレクシス社製）、ＴＨＶシリーズ（住友スリーエム社製）、ネオフロンシリーズ（ダイキン工業社製）、オプトエース（ダイキン工業社製）、カイナーシリーズ（アルケマ社製）、ダイニオンシリーズ（ダイニオン社製）、マーベルコート（三菱ガス化学社製）、エフトップシリーズ（三菱マテリアル電子化成製）、エスエフコート（AGCセイケミカル社製）などが挙げられる。これらを単独あるいは２種以上混合して用いることができる。

また、本発明では上記の各成分に加えてフュームドシリカを添加してもよい。フュームドシリカを含有することで、得られる薄膜の耐擦傷性等の耐久性が向上する。本発明で用いることができるフュームドシリカは、好ましくは一次粒子の平均径が１〜１００nm、比表面積が１０〜１０００m²/gであり、より好ましくは、一次粒子の平均径が３〜５０nm、比表面積が４０〜４００m²/gである。具体的には、エボニック社製のフュームドシリカであれば、Ｒ２０２、Ｒ８０５、Ｒ８１２、Ｒ８１２Ｓ、ＲＸ２００、ＲＹ２００，Ｒ９７２、Ｒ９７２ＣＦ，９０Ｇ、２００Ｖ，２００ＣＦ、２００ＦＡＤ、３００ＣＦ等を用いることができる。このようなフュームドシリカは組成物全量に対して０．０１〜１０質量％の範囲で添加するとよい。また、フュームドシリカとともに、微粒子状のチタニア、ジルコニア、アルミナ、シリカ−アルミナなども単独あるいは二種以上を混合して用いてもよい。

さらに、本発明では上記の各成分に加えて炭素数１〜１０、好ましくは炭素数２〜６のフルオロアルキル基を含有するアルコキシシランを添加してもよい。例えばＣＦ₃（ＣＨ₂）₉Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃ 、ＣＦ₃（ＣＨ₂）₈Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₃ 、ＣＦ₃（ＣＨ₂）₇Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃ 、（ＣＦ₃）₂ＣＨＳｉ（ＯＣＨ₃）₃ 、ＣＦ₃（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃ 、ＣＦ₃ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃ 、（ＣＦ₃）₂ＣＨＳｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₃ 、ＣＦ₃（ＣＨ₂）₆Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃ 、ＣＦ₃（ＣＨ₂）₅Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃ 、ＣＦ₃（ＣＨ₂）₄Ｓｉ（ＯＣＨ₃）_３ 、ＣＦ₃（ＣＨ₂）₃Ｓｉ（ＯＣＨ₃）_３ 、ＣＦ₃（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃ 、ＣＦ₃（ＣＦ₂）₇Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃ 、ＣＨ₃（ＣＦ₂）₇Ｓｉ（ＯＣＨ₃）_３ 、ＣＨ₃ＣＦ₂（ＣＨ₂）₇Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃ 、ＣＨ₃ＣＦ₂（ＣＨ₂）₆Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃ 、ＣＦ₃（ＣＨ₂）₆Ｓｉ（ＯＣＨ（ＣＨ₃）₂）₃ などを単独あるいは二種以上を混合して用いることができる。

これらアルコキシシラン化合物の含有量は、溶媒成分を除く透明樹脂材料中に含まれるフッ素原子の総量が少なくとも５質量％以上含まれるように添加すればよく、より好ましくは１０質量％以上、更に好ましくは３０質量％以上になるように添加すればよい。その上限としては特に規制されるものではないが、多すぎると光透過性、基材への接着性に悪影響が生じる場合があるので、被膜樹脂材料中に含まれる全ての化合物に由来するフッ素原子の総量が４０質量％以下となるように添加すべきである。

本発明では、上記各樹脂材料と、有機溶剤、および必要に応じて光重合開始剤あるいは熱重合開始剤を混合し、樹脂組成溶液を調整して被膜形成用の塗布溶液を得ることができる。この樹脂組成溶液を部材表面に湿式塗布し、光などの放射線エネルギー照射あるいは加熱により硬化させることで反射防止膜を形成することができる。

溶剤希釈型あるいは熱硬化型あるいは紫外線硬化型の固形分を塗布する際には、布や紙などに上記の溶液を染みこませ太陽電池モジュールの各部材表面上を手で拭く手法、または既存の塗布法から好適な方法を選択することができる。具体的には、スクリーン印刷などの印刷法、グラビアコート法、リバースコート法、バーコート法、スプレーコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ダイコート法等を用いることができ、条件によってはカーテンコート（フローコート）、スピンコート法、CVD法、mist-CVD法等を用いてよく、これらの手法の中から最適なものを選択して被膜を形成させ、所望の被膜形成太陽光発電モジュールを得ることができる。

表面改質物質の被膜は、上記構造部材に形成しても、機能性部材に形成しても効果的である。被膜を構造部材である外周フレーム部材、透明基板部材およびバックシート部材の表面に形成することで、ＰＩＤを抑制することができる。具体的には、組み立て前に、あらかじめ外周フレーム部材、透明基板部材およびバックシート部材の全面を表面改質物質の被膜で被覆し、太陽光発電モジュールを組み立てることにより、該発電モジュールへの雨水や外気の侵入を防ぎＰＩＤを防ぐことが可能になる。特に、少なくとも外周フレーム部材、透明基板部材およびバックシート部材の１つまたは２つ以上において、部材が空気と接触している面だけを覆うことでも効果が得られる。

また、被膜は機能性部材に形成してもよい。機能性部材に形成するときには、セルに形成すると効果的であり、セル部材表面の一部または前部に形成するとよい。あるいは、透明電極、発電層、および裏面電極の積層体に形成してもよいが、これらは透明基板上に一体的に形成されているため、これらを覆うように被膜を形成する必要がある。

形成される被膜の膜厚としては、特に規制されるものではなく、通常の樹脂材料により形成される塗膜と同程度でよい。具体的には、１〜５００nm程度であればよい。また、コート層の膜厚を調整することにより所望の物性に調整することも可能である。塗布用の組成溶液の固形分濃度は、使用される特定の器具・装置、溶液の粘度、スピナーの速度や塗布に許容される時間等により望ましいフィルム厚となるよう調整すればよい。

＜水の接触角＞
本発明における被膜の水に対する接触角は大きいほど撥水性が向上し、太陽光発電モジュールへの水の侵入を阻害することができ、屋外で長期間初期性能を維持することができる。また、モジュールに付着した汚れも容易に除去できる。接触角は、接触角計で測定できる。当該被膜の水の接触角の好ましい範囲は、７０°以上であれば濡れ難く、濡れ広がり難くなるが、好ましくは測定温度および測定湿度が２０℃〜５０℃で２０％RH〜５０％RHの条件で、７５度より大きく１８０度未満であり、より好ましくは８０度より大きく１５０度未満であり、更に好ましくは８０度以上１４０度未満である。

接触角の測定は１/２θ法を用いるとよい。すなわち固液界面・水平線と、液滴端での接線、この二つの線がなす角をθＡ（接触角）とし、固液界面・水平線と、液滴頂点と液滴端を結ぶ線、この二つの線がなす角をθＢ（測定角）とすると、測定角は接触角の1/2の関係にあることから接触角が求められる。

＜水の滑落角＞
本発明における被膜の水に対する滑落角は小さいほど、撥水性が向上し太陽光発電モジュールへの水の侵入を阻害することができ、屋外で長期間初期性能を維持することができる。滑落角は、滑落角計で測定できる。例えば太陽光発電モジュールの各部材の被膜面を水平に保ち水滴を付着させておき、この被膜面を少しずつ傾け水滴が滑り落ちる角度を測定する。本発明において好ましい滑落角は、０．５度以上７０度未満であり、より好ましくは０．５度以上６０度以下、特に１度以上５５度以下である。

＜水の滑落（転落）速度＞
本発明における被膜に付着した水の滑落（転落）速度は、大きいほど撥水性が向上し太陽光発電モジュールへの水の侵入を阻害することができ、屋外で長期間初期性能を維持することができる。滑落速度は、滑落速度計で測定できる。例えば太陽光発電モジュールの各部材の被膜面を傾斜させずに水平状態で水滴を付着させておき、この被膜面を少しずつ傾け水滴が滑り落ちる角度とその際の水滴の速度を測定する。好ましい滑落速度としては、被膜面を傾斜させる角度が水平に対して２０度〜６０度の場合、水滴が滑落する速度は０．３mm/s以上であり、より好ましくは０．４mm/s以上１m/s以下であり、特に好ましくは０．５mm/s以上であり、その上限としては特に規制されるものではないが１ｍ／ｓ以下である。前記測定に使用する水滴は、３μL〜３０μL程度がよい。水の滑落速度は、転落する水滴を高速度カメラで撮影するなどして求めることができる。例えば、滑落開始から任意の時間、具体的には１秒後（１０００ミリ秒後）までの移動距離を測定し、その時間対距離の傾きより求めるとよい。また、このとき水滴中にトレーサー粒子を混入して、このトレーサーを測定してもよい。

＜屈折率＞
本発明における光発電モジュールに施される被膜自体の屈折率が構造部材である透明基板部材あるいは機能性部材であるセル部材の屈折率と同じ場合、被膜を施した際の発電効率は被膜を施す前と同じ性能を維持できる。また、被膜の屈折率が透明基板部材あるいはセル部材の屈折率より小さい場合、反射防止効果により発電性能が好ましくは０．５〜３％程度向上する。

＜光透過率＞
本発明における光発電モジュールに施される被膜自体の光線透過率が透明基板部材あるいはセル部材の光線透過率と同じ場合、当該被膜を施した際の発電効率は被膜を施す前と同じ性能を維持できる。また、被膜の光線透過率が透明基板部材あるいはセル部材の光線透過率より大きい場合、発電性能が０．５％〜３％程度向上する。なお、透明基板部材に発電効率を向上させるために多孔質反射防止材が用いられることがあるが、本発明における被膜は、それら多孔質反射防止材上に更に撥水性の被膜を形成するので、このような反射防止材により誘発されるＰＩＤも防止することができる。

＜シート抵抗＞
表面改質物質の被膜は、各部材に形成したときに、湿度が８５％RHの条件下で、シート抵抗が１００Ω/sq以上、好ましくは５００Ω/sq以上、より好ましくは１０００Ω/sq以上であるとよい。シート抵抗が前記値以上であればＰＩＤによる発電モジュールの性能劣化を効果的に防ぐことができる。上記の湿度条件で有効な部材のシート抵抗は、１００Ω/sq以上であるが、その上限は好ましくは１０¹⁵Ω/sq以下であり、より好ましくは１０¹⁰Ω/sq以下である。

なお、塗装膜や薄膜などの抵抗を評価する際には、表面抵抗率(単位：Ω／□あるいはΩ／sq）が通常用いられる。この抵抗値は、シート抵抗あるいは表面抵抗と呼ばれ、単位正方形（１cm²）の領域を電流が片方から対向する方向へ流れる際の抵抗値であり、撥水性が高い被膜はシート抵抗値が大きくなる。本発明における部材表面の電気抵抗を測定する際の湿度条件は好ましくは−４０℃〜１００℃であり、より好ましくは１５〜８５℃であり、より好ましくは２０℃〜６０℃である。

以下に本発明の実施形態について、代表的な太陽光発電モジュール構造の断面図を例示して説明するが、本発明はこれらの例示構造に限定されるものではない。図１は（Ａ）結晶系の太陽光発電モジュールの断面図であり、その詳細については特許文献２を参照されたい。この例の太陽光発電モジュールは、基本構成として少なくとも外周フレーム１１と、透明基板１２と、封止材１３と、セル１４と、インターコネクタ１５と、バックシート１６とを有する。

図２は、（Ｂ）アモルファスシリコン系あるいは化合物系の太陽光発電モジュールの断面図であり、その詳細については特開２０１３-１６５２３２号公報あるいは特開平０５−１７５５２９号公報を参照されたい。この例の太陽光発電モジュールは、基本構成として少なくとも外周フレーム１０１と、透明基板１０２と、封止材１０３と、発電層１０４と、透明電極１０５と、裏面電極１０６と、バックシート１０７とを有する。

図１に例示される太陽光発電モジュールの場合、太陽光や発電に必要な光は、モジュールの透明基板１２を透過してセル１４に至り、セル１４で光電変換され、生じた電力がインターコネクタ１５を介して取り出される。また、図２に例示される太陽光発電モジュールの場合、太陽光や発電に必要な光は、モジュールの透明電極を通過して発電層１０４に至り、発電層１０４で光電変換され、生じた電力が透明基板１０２と裏面電極１０６とを介して取り出される。

ここで、図１、２における構成要素のうち、外周フレーム、透明基板、封止材およびバックシートは構造部材であり、何れの種類の太陽光発電モジュールにも共通している。一方、発電機能に直接関与する機能性部材は、（Ａ）結晶系の太陽光発電モジュールではセルおよびインターコネクタであり、（Ｂ）アモルファスシリコン系あるいは化合物系の太陽光発電モジュールでは透明電極、発電層、および裏面電極となる。なお、上記各構成部材は必須の基本構成であり、必要に応じてさらに付加的な構成要素が加えられる。

本発明では、これらの構成要素のうちの何れかにおいて、その表面の少なくとも一部が撥水性の表面改質物質の被膜で覆われていることが重要である。なかでも、機能性部材は重要であり、これらの何れか、特にセルまたは透明電極、発電層、および裏面電極の積層体の一部または全ての表面が覆われているようにするとよい。また、セルに被膜を形成するときにはインターコネクタまで形成するのがより効果的である。さらに、これらの一部の領域に形成するときには、セルの片面全面、あるいは裏面電極側全面に形成するとよい。

一方、このような機能性部材に被膜を形成するのが困難であるかコスト面などの理由により、機能性部材に被膜を形成することができない場合には、構造部材の何れかに形成してもある程度の効果を得ることができる。具体的には、外周フレーム、透明基板、封止材およびバックシートの少なくとも何れかに表面改質物質の被膜を形成してもよい。さらに、これらの部材の内側に被膜を形成することも効果的である。なお、外周フレームにアルミニウムを用いる場合には、アルミニウム表面にアルマイト（酸化アルミニウム）処理を行ったものが好ましい。また、これらの部材の結合ないし接合部、特に隙間部分に表面改質物質の被膜を形成するのも効果的である。最小限の処理で効果を得るには、これらの部材が空気（外気）と接触している部分だけに被膜を形成することである。勿論、これらの全てに被膜を形成するのが最も効果的であることはいうまでもない。

具体的な数値で表した場合、各構成要素の表面の好ましくは５０％以上、より好ましくは８０％以上が表面改質物質の被膜で覆われるようにするとよい。ここで重要なのは、構成部材の表面を一部でも表面改質物質の被膜で覆うことで一定の効果が得られるということである。表面改質物質の被膜の厚みとしては、好ましくは１nm以上であり、より好ましくは５nm以上５００nm以下であり、さらに好ましくは１０nm以上１６０nm以下である。被膜が薄すぎると効果が得られ難くなり、一定以上の厚みにしても効果に変化が生じなくなってくる。

表面改質物質の被膜は、撥水性、表面硬度や耐擦り性さらには基材との密着性に優れ、孔（穴）やクラックなどが少なければ少ないほどイオンや分子などの超微細な物質移動を妨げることができ、ＰＩＤを引き起こす原因となるモジュール内でのナトリウムなどのイオンの移動を起こし難くできる。また、当該被膜は撥水性であるため、雨水や空気中の水分の侵入を起こし難い太陽光発電モジュールを得ることができる。さらに、基板内面や外面周囲に被膜を形成することで、透明基板の材料であるガラス中に存在するＮａイオンによるセルの汚染を防止でき、ナトリウムイオンによるＰＩＤの発生を防止することができる。

発電モジュールの各部材に使用される材料としては、例えば、外周フレームには、加工のしやすさや軽量性の観点からアルミニウムがよく使用される。透明基板には、必ずしも限定されるものではないが、ガラス、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）などの材料が用いられる。封止材には、例えばエチレン-酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）やシリコーン樹脂などが用いられ、セルやインターコネクタ、あるいは発電層、透明電極および裏面電極を保護する。バックシートには、例えばポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、アルミニウム、ガラスなどやそれらの積層体を使用し封止材や内部の発電部位を保護する。なお、外周フレームの内側には、ブチルゴムやシリコーンゴムなどをコーキング剤として使用し、発電モジュール内部を保護している。

本発明は太陽光発電モジュールの種類や態様に関わらず使用することができ、例えば、結晶系、アモルファスシリコン系、あるいはＣＩＧＳ等の化合物系、さらには色相増感型や有機薄膜型等の有機系などの発電基板を有する太陽光発電モジュール全般に用いることができる。また、上記で例示された基本構成に加えて、例えば反射防止層等、必要な機能を補うために種々の付加的構成要素を加えてもよい。

次に、実施例を示して本発明をより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。

〔実施例１〕
フッ素含有アルコール系化合物として分子量約７００g/molの下記式（２）で表される化合物を１ppmテフロンAF1601Sに分散した。これを布に染みこませ、被膜の厚さが０．０２〜０．２μm程度となるように、結晶系太陽光発電モジュール（１６５９mm×９９０mm）の外側のアルミニウム外周フレーム、ガラス透明基板、フレームとガラス基板およびバックシートとのすき間に塗り込み、ヘアドライヤーで熱風を送り乾燥した。同様に評価用の超白フロートガラス（大きさ１００mm×１００mm、厚さ３．２mm：以下の各実施例、比較例において同じ）上に塗布した後、前記同様乾燥し、評価用コート膜を得た。

この評価用コート膜の水の接触角（２５℃、４０％RH）と滑落角（２５℃、４０％RH）、滑落速度（傾斜角５０度、２５℃、４０％RH）、およびシート抵抗（２５℃、８５％RH）を測定したところ、各々１０３．３度、１３．７度、２．１mm/s、４．９×１０⁴Ω/ｓｑであった。いずれの水滴の滑落速度も、滑落開始から１秒後（１０００ミリ秒後）までの移動距離を測定し、その傾きより求めた。得られた発電モジュールに−１０００Ｖの電圧を印加し発光させたところ内部のセルが全て発光し、この発光量を１００％（基準値）とした。

この発電モジュールを、高温高湿条件（９５℃、８５％RH）下に曝し１００間放置した後、取り出し上記同様に−１０００Vの電圧を印加すると発光し、このときの発光量は高温高湿条件に曝す前の９８％の発光量であった。

〔比較例１〕
実施例１と同ロットの結晶系太陽光発電モジュール（１６５９mm×９９０mm）に、化（２）の化合物を添加しない以外は実施例１と同様にして得られた溶液を布に染みこませ、実施例１と同様に塗布し、乾燥させた。同様に評価用の超白フロートガラス上に塗布した後、乾燥し、評価用コート膜を得た。評価用ガラスの水の接触角（２５℃、４０％RH）と滑落角（２５℃、４０％RH）、滑落速度（傾斜角５０度、２５℃、４０％RH）およびシート抵抗（２５℃、８５％RH）を測定したところ、各々１０４．３度、１４．８度、０．２０mm/s、５．５１×１０⁴Ω/ｓｑであった。得られた発電モジュールに−１０００Ｖの電圧を印加したところ内部のセルが全て発光し、この発光量を１００％（基準値）とした。

この発電モジュールを、高温高湿条件（９５℃、８５％RH）下に曝し１００時間放置した後、取り出し−１０００Ｖの電圧を印加した際の発光量は高温高湿条件に曝す前の２８％の発光量であった。

〔比較例２〕
１，７−ビス（２，２−ジアクリロキシメチル−ブチルオキシ）−２，２，３，４，４，５，６，６，８，８，９，９，１０，１０−テトラデカフルオロ−アダマンタン：１g 、ＡＩＢＮ（２，２’−アゾビスイソブチロニトリル）：５０mg、メチルイソブチルケトン：４０g 、日本化薬製のＤＰＨＡ：５００mgを１００mLのフラスコ中に投入し各成分を溶解させた。

次に、実施例１と同ロットの結晶系太陽光発電モジュール（１６５９mm×９９０mm）に、得られた溶液を布に染みこませ、実施例１と同様に塗布し、乾燥させた。同様に評価用の超白フロートガラス上に塗布した後、乾燥し、評価用コート膜を得た。この評価用コート膜の水の接触角（２５℃、４０％RH）と滑落角（２５℃、４０％RH）、滑落速度（傾斜角５０度、２５℃、４０％RH）、およびシート抵抗（２５℃、８５％RH）を測定したところ、各々１００．５度、５．７度、０．２８mm/s、６．０１×１０²Ω/sqであった。得られた発電モジュールに−１０００Ｖの電圧を印加したところ内部のセルが全て発光し、この発光量を１００％（基準値）とした。

この発電モジュールを、高温高湿条件（９５℃、８５％RH）下に曝し１００時間放置した後、取り出し−１０００Ｖの電圧を印加した際の発光量は高温高湿条件に曝す前の３５％の発光量であった。

〔実施例２〕
分子量約７５０g/molの下記式（３）で表される化合物を１ppmテフロンAF1601Sに分散した。これを布に染みこませ、被膜の厚さが０．０２〜０．２μm程度となるように、実施例１と同様な結晶系太陽光発電モジュール（１６５９mm×９９０mm）の外側のアルミニウム外周フレーム、ガラス透明基板、フレームとガラス基板およびバックシートとのすき間に塗り込み、ヘアドライヤーで熱風を送り乾燥した。同様に評価用の超白フロートガラス（大きさ１００mm×１００mm、厚さ３．２mm：以下の各実施例、比較例において同じ）上に塗布した後、前記同様乾燥し、評価用コート膜を得た。この評価用コート膜の水の接触角（２５℃、４０％RH）と滑落角（２５℃、４０％RH）、滑落速度（傾斜角５０度、２５℃、４０％RH）、およびシート抵抗（２５℃、８５％RH）を測定したところ、各々１０３．２度、１２．５度、５．４mm/s、４．８２×１０⁴Ω/ｓｑであった。得られた発電モジュールに−１０００Ｖの電圧を印加し発光させたところ内部のセルが全て発光し、この発光量を１００％（基準値）とした。

この発電モジュールを、高温高湿条件（９５℃、８５％RH）下に曝し１００時間放置した後、取り出し−１０００Ｖの電圧を印加した際の発光量は高温高湿条件に曝す前の９９％の発光量であった。

〔実施例３〕
実施例１において、式(２)で表される化合物の濃度を１，２，３，４ppmと変化させた以外は実施例１と同様にして各評価用コート膜サンプル３−１〜３−４を作製した。また、比較サンプルとして、比較例１の被膜を形成した評価用コート膜比較サンプルを用意した。

得られた各サンプル３−１〜３−４について３０°に傾斜させたときの水の滑落速度を測定した。結果を図３に示す。図３のＹ軸（縦軸）は水滴の先頭端の移動距離（ミリメートル）、Ｘ軸（横軸）は経過時間（ミリ秒）であり、平均化した傾きより滑落速度を得た。得られた結果から、添加量1ppmのサンプル３−１でも効果が認められるが、添加量３ppmのサンプル３−３で顕著な効果が現れ、さらにサンプル３−４で効果がより向上していることが分かる。

〔実施例４〕
実施例１の式（２）で表される化合物を分子量約１２００g/molとし、これを１ppm分散したテフロンAF1601Sを布に染みこませ、被膜の厚さが０．０２〜０．２μm程度となるように、実施例１と同様な結晶系太陽光発電モジュール（１６５９mm×９９０mm）の外側のアルミニウム外周フレーム、ガラス透明基板、フレームとガラス基板およびバックシートとのすき間に塗り込み、ヘアドライヤーで熱風を送り乾燥した。同様に評価用の超白フロートガラス（大きさ１００mm×１００mm、厚さ３．２mm：以下の各実施例、比較例において同じ）上に塗布した後、前記同様乾燥し、評価用コート膜を得た。この評価用コート膜の水の接触角（２５℃、４０％RH）と滑落角（２５℃、４０％RH）、滑落速度（傾斜角５０度、２５℃、４０％RH）、およびシート抵抗（２５℃、８５％RH）を測定したところ、各々１０２．１度、１１．５度、１２．３mm/s、６．１２×１０⁴Ω/ｓｑであった。得られた発電モジュールに−１０００Ｖの電圧を印加し発光させたところ内部のセルが全て発光し、この発光量を１００％（基準値）とした。

この発電モジュールを、高温高湿条件（９５℃、8５％RH）下に曝し１００時間放置した後、取り出し−１０００Ｖの電圧を印加した際の発光量は高温高湿条件に曝す前の９９％の発光量であった。

〔実施例５〕
実施例１の式（２）で表される化合物を分子量約１５００g/molとし、これを１ppm分散したテフロンAF1601Sを布に染みこませ、被膜の厚さが０．０２〜０．２μm程度となるように、実施例１と同様な結晶系太陽光発電モジュール（１６５９mm×９９０mm）の外側のアルミニウム外周フレーム、ガラス透明基板、フレームとガラス基板およびバックシートとのすき間に塗り込み、ヘアドライヤーで熱風を送り乾燥した。同様に評価用の超白フロートガラス（大きさ１００mm×１００mm、厚さ３．２mm：以下の各実施例、比較例において同じ）上に塗布した後、前記同様乾燥し、評価用コート膜を得た。この評価用コート膜の水の接触角（２５℃、４０％RH）と滑落角（２５℃、４０％RH）、滑落速度（傾斜角５０度、２５℃、４０％RH）、およびシート抵抗（２５℃、８５％RH）を測定したところ、各々１０３．７度、１０．５度、１５．１mm/s、７．３９×１０⁴Ω/ｓｑであった。得られた発電モジュールに−１０００Ｖの電圧を印加し発光させたところ内部のセルが全て発光し、この発光量を１００％（基準値）とした。

この発電モジュールを、高温高湿条件（９５℃、8５％RH）下に曝し１００時間放置した後、取り出し−１０００Ｖの電圧を印加した際の発光量は高温高湿条件に曝す前の９９％の発光量であった。

〔実施例６〕
実施例１の式（２）で表される化合物を分子量約７００g/molとし、これを１ppm分散した、４重量％のポリメチルメタクリレート酢酸ブチル溶液を布に染みこませ、被膜の厚さが０．０２〜０．２μm程度となるように、実施例１と同様な結晶系太陽光発電モジュール（１６５９mm×９９０mm）の外側のアルミニウム外周フレーム、ガラス透明基板、フレームとガラス基板およびバックシートとのすき間に塗り込み、ヘアドライヤーで熱風を送り乾燥した。同様に評価用の超白フロートガラス（大きさ１００mm×１００mm、厚さ３．２mm：以下の各実施例、比較例において同じ）上に塗布した後、前記同様乾燥し、評価用コート膜を得た。この評価用コート膜の水の接触角（２５℃、４０％RH）と滑落角（２５℃、４０％RH）、滑落速度（傾斜角５０度、２５℃、４０％RH）、およびシート抵抗（２５℃、８５％RH）を測定したところ、各々１０３．２度、１２．７度、３．１mm/s、５．０×１０⁴Ω/ｓｑであった。得られた発電モジュールに−１０００Ｖの電圧を印加し発光させたところ内部のセルが全て発光し、この発光量を１００％（基準値）とした。

この発電モジュールを、高温高湿条件（９５℃、８５％RH）下に曝し１００時間放置した後、取り出し−１０００Ｖの電圧を印加した際の発光量は高温高湿条件に曝す前の９８％の発光量であった。

本発明は、単結晶、多結晶、アモルファスシリコン半導体型等のシリコン系やＣＩＧＳ等といった化合物系のほか色相増感型や有機薄膜型等の有機系など発電基板の種類に限定されることなく、種々のタイプの太陽光発電モジュールの長期にわたる性能維持および発電効率の向上に利用できる。また、屋外で使用される太陽光をエネルギー源とするものに限らず、屋内で人工光をエネルギー源とする発電モジュールに応用することもできる。

１１：外周フレーム
１２：透明基板
１３：封止材
１４：セル
１５：インターコネクタ
１６：バックシート
１０１：外周フレーム
１０２：透明基板
１０３：封止材
１０４：発電層
１０５：透明電極
１０６：裏面電極
１０７：バックシート

Claims (7)

1. 構造部材として少なくとも外周フレーム、透明基板、封止材およびバックシートと、機能部材として少なくとも以下の（Ａ）または（Ｂ）の何れかを有し、
   （Ａ）セルおよびインターコネクタ、
   （Ｂ）透明電極、発電層、および裏面電極、
   撥水性の表面改質物質の被膜で少なくとも上記いずれかの部材の表面全てまたは一部が覆われており、前記表面改質物質は、１種または２種以上のベース樹脂と、
   ＯＨ基を２個以上含む含フッ素アルコール系化合物とを含有する太陽光発電モジュール。
2. 前記含フッ素アルコール系化合物は、下記式（１）で表される請求項１の太陽光発電モジュール。
   

   

   （式（１）において、Ｒ^１とＲ^１’はＯＨ基またはＣＨ２ＯＨ基、Ｒ^２とＲ^2’はＯＨ基を０〜３個含有しかつＦを０個または１個以上含有する炭素数１〜５個のアルキレンオキシ基、Ｒ^３とＲ^3’はＦを１個以上含有し炭素数１〜５個の炭素鎖、Ｒ^４はＦを１個以上含有し炭素数１〜１０個の炭素鎖、iとi’は０〜５の整数でそれぞれ同一でも異なっていてもよく、jとｊ’は１〜５の自然数でそれぞれ同一でも異なっていてもよく、kは０〜２０の整数である。）
3. 前記ベース樹脂はフッ素を含有するかフッ素系樹脂である請求項１または２の太陽光発電モジュール。
4. 前記ベース樹脂に対する含フッ素アルコール系化合物の含有量が０．００１ppm以上１００ppm以下である請求項１〜３のいずれかの太陽光発電モジュール。
5. 前記被膜を形成した面を水平面に対して３０度傾斜させたときの水滴の滑落する速度が０．３mm/s以上である請求項１〜４のいずれかの太陽光発電モジュール。
6. 前記被膜の水の接触角が７０度以上である請求項１〜５のいずれかの太陽光発電モジュール。
7. 前記被膜面の水の滑落角が７０度未満である請求項１〜６のいずれかの太陽光発電モジュール。
   

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