JP2020065008A - ソーラーパネルの製造方法及びソーラーパネル - Google Patents

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Abstract

【課題】軽量化を実現しつつ、高温の環境下においても安定的に性能を発揮可能なソーラーパネルの製造方法及びソーラーパネルを提供する。【解決手段】本発明の製造方法で製造されたソーラーパネルとしての車両用ソーラーパネル１は、保護カバー３と、背面カバー５と、太陽電池セル７ａと、封止材９とを備えている。この製造方法では、第１工程と、第２工程と、第３工程とを備えている。第１工程では、保護カバー３の第１裏面３１１に対し、封止材９を水蒸気から保護する保護層としての第１保護層１３を形成する。第２工程では、保護カバー３、第１封止材シート９ａ、太陽電池セル７ａ、第２封止材シート９ｂ及び背面カバー５によって積層体４０を得る。第３工程では、積層体４０を加熱しつつ圧着する。この製造方法では、第１裏面３１１に対し、第１保護層１３を構成する保護材料３１を蒸着させることにより、第１保護層１３を形成する。【選択図】図２

Description

本発明は、ソーラーパネルの製造方法及びソーラーパネルに関する。
特許文献１に従来のソーラーパネルが開示されている。このソーラーパネルは、保護カバーと、背面カバーと、複数の太陽電池セルと、封止材と、水蒸気バリアフィルムと、接着充填材とを備えている。保護カバーは樹脂製であり、第１表面から第１裏面まで透光性を有している。背面カバーは、第１裏面側に配置されており、第２表面を有している。封止材は、第１裏面と第２表面との間で各太陽電池セルを封止状態で固定している。水蒸気バリアフィルムは、保護カバーと封止材との間、より詳細には、第１裏面と封止材との間に設けられている。水蒸気バリアフィルムは、樹脂製のフィルムからなる基材に対し、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）や金属酸化物等からなる無機化合物の層を形成することで得られている。接着充填材は、第１裏面と水蒸気バリアフィルムとの間に設けられており、水蒸気バリアフィルムを第１裏面に接着している。
このソーラーパネルを製造するに当たっては、封止材を構成する第１封止材シート及び第２封止材シートを準備するとともに、シート状をなす接着充填材を準備する。そして、背面カバーの第２表面に、第２封止材シート、各太陽電池セル及び第１封止材シートを順に積層する。さらに、第１封止材シートに対して水蒸気バリアフィルムと接着充填材とを順に積層する。そして、接着充填材に対して、第１裏面を対面させた状態で保護カバーを積層する。こうして、保護カバー、接着充填材、水蒸気バリアフィルム、第１封止材シート、各太陽電池セル、第２封止材シート及び背面カバーによって積層体を得る。そして、この積層体を加熱しつつ圧着することにより、ソーラーパネルが完成する。
このソーラーパネルは、保護カバーを樹脂製とすることにより、無機ガラス製の保護カバーを採用する場合に比べて、軽量化が可能となっている。ここで、保護カバーを樹脂製とすることにより、無機ガラス製である場合に比べて、保護カバーは大気中の水蒸気を透過し易くなる。このため、高温の環境下で使用した際に、水蒸気によって封止材に気泡が生じて封止性能が低下したり、各太陽電池セルが吸湿することで出力が低下したりすることで、ソーラーパネルの性能が低下することが懸念される。この点、このソーラーパネルでは、水蒸気バリアフィルムによって、保護カバーを透過した水蒸気が封止材や各太陽電池セルに到達することが防止される。このため、このソーラーパネルでは、保護カバーを樹脂製としていても、高温の環境下で性能が低下し難くなっている。
特開２０１２−２０４４５８号公報
しかし、保護カバーは、平坦な板状に形成される場合に限らず、例えば、第１裏面側から第１表面側に向かって湾曲する形状等に形成される場合があり得る。また、保護カバーには、第１裏面側に対して、インターコネクタやタブ線等の配線を第１表面側から見えなくするための隠蔽部材が設けられたり、リブ等の突部が設けられたりすることから、第１裏面が凹凸形状となる場合もあり得る。このような場合、水蒸気バリアフィルムを第１裏面に好適に接着することは困難であり、第１裏面に接着された水蒸気バリアフィルムに皺等が生じ易くなる。このため、上記従来のソーラーパネルでは、水蒸気バリアフィルムが十分に機能しなくなり、高温の環境下で安定して性能を発揮し難い。
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、軽量化を実現しつつ、高温の環境下においても安定的に性能を発揮可能なソーラーパネルの製造方法及びソーラーパネルを提供することを解決すべき課題としている。
本発明のソーラーパネルの製造方法は、第１表面から第１裏面まで透光性を有する樹脂製の保護カバーと、前記第１裏面側に配置され、第２表面を有する背面カバーと、太陽電池セルと、前記第１裏面と前記第２表面との間で前記太陽電池セルを封止状態で固定する封止材とを備えたソーラーパネルの製造方法であって、
前記第１裏面に対し、前記封止材を水蒸気から保護する保護層を形成する第１工程と、
前記封止材を構成する第１封止材シート及び第２封止材シートを準備し、前記第２表面に前記第２封止材シート、前記太陽電池セル及び前記第１封止材シートを順に積層するとともに、前記第１封止材シートに対して前記保護層を対面させた状態で前記保護カバーを積層し、前記保護カバー、前記第１封止材シート、前記太陽電池セル、前記第２封止材シート及び前記背面カバーによって積層体を得る第２工程と、
前記積層体を加熱しつつ圧着することにより、前記積層体から前記ソーラーパネルを得る第３工程とを備え、
前記第１工程では、前記第１裏面に対し、前記保護層を構成する保護材料を蒸着させることにより、前記保護層を形成することを特徴とする。
本発明のソーラーパネルの製造方法（以下、単に製造方法という。）によって、製造されたソーラーパネルは、保護カバーが樹脂製であるため、保護カバーが無機ガラス製である場合に比べて軽量を実現できる。そして、保護カバーの第１裏面には保護層が形成されている。
ここで、この製造方法では、第１裏面に対し、保護層を構成する保護材料を蒸着させることによって、保護層を第１裏面に直接形成する。このため、この製造方法では、保護カバーが湾曲していたり、第１裏面が凹凸形状となっていたりしても、第１裏面に対して保護層を好適に形成できる。これにより、保護層が好適に機能し、保護カバーを透過した水蒸気から封止材を好適に保護できるため、封止材に気泡がより生じ難くなるとともに、太陽電池セルもより吸湿し難くなる。こうして、この製造方法で製造されたソーラーパネルでは、高温の環境下であっても、封止材が太陽電池セルを安定的に封止することができるとともに、太陽電池セルの出力がより安定する。
したがって、本発明の製造方法によれば、軽量化を実現しつつ、高温の環境下においても安定的に性能を発揮可能なソーラーパネルを製造できる。
本発明の製造方法において、第１工程では、第２表面に対しても、保護材料を蒸着させて保護層を形成することが好ましい。この場合には、第１裏面に形成された保護層と、第２表面に形成された保護層とによって、封止材が囲包される。このため、保護カバーを透過した水蒸気だけでなく、背面カバーを透過した水蒸気からも封止材を好適に保護できる。このため、この製造方法で製造されたソーラーパネルでは、高温の環境下であっても、封止材が太陽電池セルをより安定的に封止することができるとともに、太陽電池セルの出力がより一層安定する。また、この製造方法では、第２表面に形成された保護層によって、背面カバー側から水蒸気が封止材に到達し難くなるため、背面カバーを樹脂製とすることもできる。この場合には、更なる軽量化を実現できる。
本発明の製造方法において、蒸着は、化学蒸着であることが好ましい。この場合には、第１裏面や第２表面に対して、保護層をより好適に形成することが可能となる。
また、第１裏面には、背面カバーに向かって延び、第２表面と当接しつつ、封止材の周囲を覆うリブが設けられていることが好ましい。この場合には、第３工程において、積層体を加熱しつつ圧着する際、第１封止材シート及び第２封止材シート、ひいては封止材が保護カバーと背面カバーとの間からはみ出すことを防止できる。ここで、第１裏面にリブが設けられていても、この製造方法では、第１裏面に対して保護層を好適に形成できる。
本発明のソーラーパネルは、第１表面から第１裏面まで透光性を有する樹脂製の保護カバーと、前記第１裏面側に配置され、第２表面を有する背面カバーと、太陽電池セルと、前記第１裏面と前記第２表面との間で前記太陽電池セルを封止状態で固定する封止材とを備え、
前記第１裏面及び前記第２表面には、前記封止材を水蒸気から保護する保護層が形成されていることを特徴とする。
上記従来のソーラーパネルでは、保護カバーの第１裏面のみに水蒸気バリアフィルムが接着されているため、背面カバー側から透過した水蒸気によって、封止材に気泡が生じたり、太陽電池セルの出力が低下したりすることを防止できない。
この点、本発明のソーラーパネルでは、本発明のソーラーパネルでは、保護カバーの第１裏面と、背面カバーの第２表面とに、それぞれ保護層が形成されている。このため、保護カバー側から透過した水蒸気だけでなく、背面カバーを透過した水蒸気からも封止材を好適に保護できる。このため、このソーラーパネルでは、封止材に気泡がより生じ難くなるとともに、太陽電池セルもより吸湿し難くなる。これにより、このソーラーパネルでは、高温の環境下であっても、封止材が太陽電池セルを安定的に封止することができるとともに、太陽電池セルの出力がより安定する。
したがって、本発明ソーラーパネルは、軽量化を実現しつつ、高温の環境下においても安定的に性能を発揮できる。
また、このソーラーパネルでは、第２表面に形成された保護層によって、背面カバー側から水蒸気が封止材に到達し難くなることから、背面カバーを樹脂製とすることもできる。これにより、更なる軽量化も実現できる。
本発明の製造方法によれば、軽量化を実現しつつ、高温の環境下においても安定的に性能を発揮可能なソーラーパネルを製造できる。また、本発明ソーラーパネルは、軽量化を実現しつつ、高温の環境下においても安定的に性能を発揮できる。
図１は、実施例１の製造方法で製造されたソーラーパネルを示す断面図である。 図２は、実施例１の製造方法で製造されたソーラーパネルを示す要部拡大断面図である。 図３は、実施例１の製造方法に係り、第１工程を示す模式断面図である。 図４は、実施例１の製造方法に係り、第２工程を示す要部拡大断面図である。 図５は、実施例１の製造方法に係り、第３工程を示す要部拡大断面図である。 図６は、実施例１の製造方法で製造した試料１と、実施例２の製造方法で製造した試料２と、比較例の製造方法で製造した試料３とにおける検証結果等を示す一覧図である。
以下、本発明を具体化した実施例１、２を図面を参照しつつ説明する。
（実施例１）
図１に示すように、車両用ソーラーパネル１は、保護カバー３と、背面カバー５と、太陽電池ストリング７と、封止材９とを備えている。車両用ソーラーパネル１は、本発明における「ソーラーパネル」の一例である。この車両用ソーラーパネル１は、図示しない車両に採用されており、ルーフパネルに取り付けられている。
本実施例では、図１に示す各矢印によって、車両用ソーラーパネル１の前後方向を規定している他、車両用ソーラーパネル１の上下方向、すなわち厚さ方向を規定している。そして、図２以降では、図１に対応して前後方向及び上下方向を規定している。なお、これらの各方向は説明の便宜上のための一例である。
保護カバー３は、カバー本体３ａと隠蔽部材３ｂとで構成されている。カバー本体３ａは、ポリカーボネートを主成分とする透明樹脂によって矩形の板状に形成されており、第１表面３１０から第１裏面３１１まで透光性を有している。第１表面３１０は、車両用ソーラーパネル１の表面、つまり、車両用ソーラーパネル１の意匠面を構成している。一方、第１裏面３１１は、第１表面３１０の反対側、すなわち、封止材９側に位置している。ここで、カバー本体３ａ、ひいては保護カバー３は、車両のルーフパネルに沿った曲率で第１裏面３１１側から第１表面３１０側に向かって凸形状に湾曲する形状に形成されている。
隠蔽部材３ｂは、不透明の黒色等に着色されたポリカーボネートを主成分とする樹脂によって形成されている。隠蔽部材３ｂは、カバー本体３ａの第１裏面３１１に射出成形されることで形成されており、第１裏面３１１と一体をなしている。この隠蔽部材３ｂにより、保護カバー３では、第１裏面３１１側が凹凸形状となっている。なお、カバー本体３ａ及び隠蔽部材３ｂについて、ポリカーボネート以外を主成分とする樹脂で形成しても良い。また、カバー本体３ａのみで保護カバー３を構成しても良い。
隠蔽部材３ｂは、枠部３１２と複数の連結部３１３とを有している。枠部３１２は、カバー本体３ａの周縁部分に沿いつつ、太陽電池ストリング７を囲包する枠状に形成されている。枠部３１２は、カバー本体３ａの第１表面３１０側から太陽電池ストリング７の接続タブ線７ｂ等が見えることを防止している。
また、枠部３１２には、背面カバー５に向かって下方に延びるリブ３１４が一体で形成されている。リブ３１４は、枠部３１２において最も外側となる位置に設けられており、枠部３１２を一周するように形成されている。
各連結部３１３は、枠部３１２の内側に配置されており、カバー本体３ａの幅方向に延びて枠部３１２とそれぞれ連結している。ここで、幅方向とは、前後方向及び上下方向に直交する方向である。各連結部３１３は、第１表面３１０側から太陽電池ストリング７のインターコネクタ７ｃが見えることを防止している。なお、接続タブ線７ｂ及びインターコネクタ７ｃについては後述する。
また、図２に示すように、保護カバー３において、第１裏面３１１には、第１保護層１３が形成されている。上記のように、第１裏面３１１には、隠蔽部材３ｂが一体で形成されているため、第１保護層１３は、隠蔽部材３ｂにおける封止材９側、すなわち枠部３１２、各連結部３１３及びリブ３１４における封止材９側にも形成されている。第１保護層１３は、保護カバー３を透過した水蒸気から封止材９を保護する。
背面カバー５は、ポリカーボネートを主成分とする樹脂によって形成されている。背面カバー５は、保護カバー３に沿った曲率で湾曲する板状をなしており、第２表面５ａと、第２裏面５ｂとを有している。第２表面５ａは、保護カバー３の第１裏面３１１側に位置しており、封止材９と対向している。第２表面５ａには、第２保護層１５が形成されている。第２保護層１５は、背面カバー５を透過した水蒸気から封止材９を保護する。上記の第１保護層１３及び第２保護層１５は、本発明の「保護層」の一例である。ここで、図２等では、説明を容易にするため、第１、２保護層１３、１５の他、保護カバー３や背面カバー５等の厚さを誇張して図示している。
図２に示すように、第２表面５ａには、第２保護層１５を介してリブ３１４が当接している。一方、第２裏面５ｂは、第２表面５ａの反対側に位置しており、車両用ソーラーパネル１の背面を構成している。なお、ポリカーボネート以外を主成分とする樹脂の他、金属等で背面カバー５を形成しても良い。
太陽電池ストリング７は、複数の太陽電池セル７ａと、複数のタブ線７ｂと、複数のインターコネクタ７ｃとで構成されている。各太陽電池セル７ａはマトリクス状に配置されている。各タブ線７ｂ及び各インターコネクタ７ｃは、導電性を有する金属板によって形成されており、各太陽電池セル７ａ同士を通電可能に接続している。
封止材９は、第１封止材シート９ａと第２封止材シート９ｂとで構成されている。これらの第１、２封止材シート９ａ、９ｂは、ＥＶＡ製である。封止材９は、保護カバー３の裏面３１１と、背面カバー５の第２表面５ａとの間に位置している。ここで、第１裏面３１１及び第２表面５ａには、それぞれ第１、２保護層１３、１５が形成されているため、封止材９は、第１裏面３１１と、第２表面５ａと、リブ３１４との間で、第１、２保護層１３、１５によって全体が囲包されている。封止材９は、太陽電池ストリング７を封止状態で固定している。なお、ＥＶＡに代えて、例えば、アイオノマー樹脂の他、シリコン樹脂やポリオレフィン等で第１、２封止材シート９ａ、９ｂ、ひいては封止材９を形成しても良い。
このルーフパネル１は、実施例１の製造方法によって製造されている。この製造方法では、まず初めに、準備工程を行う。準備工程では、保護カバー３及び背面カバー５を準備する。ここで、準備工程で準備する保護カバー３では、第１裏面３１１に第１保護層１３が形成されていない。同様に、背面カバー５において、第２表面５ａには第２保護層１５が形成されていない。このような保護カバー３及び背面カバー５を準備することで、準備工程が完了する。
次に、第１工程を行う。第１工程では、第１裏面３１１に対し、プラズマＣＶＤによって、第１保護層１３を形成する。また、第２表面５ａに対し、プラズマＣＶＤによって、第２保護層１５を形成する。プラズマＣＶＤは、本発明の「化学蒸着」の一例である。
プラズマＣＶＤは、図３に示す蒸着装置２０によって行う。蒸着装置２０は、ハウジング２１と、第１電極２２と、第２電極２３と、制御装置２４と、射出装置２５と、第１配管２６と、第２配管２７とを備えている。
ハウジング２１は、第１ハウジング２１１と、第２ハウジング２１２とを有している。第１ハウジング２１１は、平面状に形成された底壁２１１ａと、底壁２１１ａから第２ハウジング２１２に向かって上方側に延びる第１側壁２１１ｂとを有している。第２ハウジング２１２は、第１ハウジング２１１に対して開閉可能に取り付けられており、第１ハウジング２１１の上方に配置されている。第２ハウジング２１２は、平面状に形成された上壁２１２ａと、上壁２１２ａから第１ハウジング２１１に向かって下方側に延びる第２側壁２１２ｂとを有している。
第１ハウジング２１１に対して第２ハウジング２１２が閉じられることにより、ハウジング２１の内部には、作業室２８が形成されている。なお、図示を省略するものの、第１側壁２１１ｂと第２側壁２１２ｂとには、作業室２８とハウジング２１の外部との間を封止する封止部材が設けられている。
第１電極２２は、第１ハウジング２１１の底壁２１１ａに固定されており、第１ハウジング２１１内、ひいては作業室２８内に配置されている。また、第１電極２２には、載置治具２２０が設けられている。載置治具２２０は金属等によって形成されている。第２電極２３は、第２ハウジング２１２の上壁２１２ａに固定されており、第２ハウジング２１２内に配置されている。第１電極２２と第２電極２２ｂとは、作業室２８内において、所定の間隔を設けつつ上下方向で対向している。
制御装置２４は、第１電極２２及び第２電極２３と電気的に接続されており、第１、２電極２２、２３に高周波を発生させることが可能となっている。また、制御装置２４は、射出装置２５の作動制御を行うことが可能となっている。
射出装置２５は、内部に第１、２保護層１３、１５を構成する保護材料３１を貯留している。この製造方法では、保護材料３１としてＤＬＣを採用している。なお、保護材料３１としては、ＤＬＣの他に、例えば、Ｓｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｋ、Ｓｎ、Ｎａ、Ｂ、Ｔｉ、Ｐｂ、Ｚｒ、Ｙ等が１種類以上含まれた酸化物、窒化物、炭化物、酸窒化物又は酸炭化物等を採用することができる。
射出装置２５は、第１配管２６を通じて、第１ハウジング２１１に接続されている。これにより、射出装置２５は、作業室２８内に対して、保護材料３１をガス状に射出することが可能となっている。
第２配管２７は、第２ハウジング２１２に接続されている。第２配管２７には、ポンプ２７ａが設けられている。ポンプ２７ａは、制御装置２４によって制御可能となっている。第２配管２７は、作業室２８内の空気や作業室２８内に残存する保護材料３１をハウジング２１の外部に排出可能となっている。
保護カバー３の第１裏面３１１に第１保護層１３を形成するに当たっては、まず初めに、保護カバー３を載置治具２２０に載置する。この際、載置治具２２０に対して、保護カバー３の第１表面３１０を当接させた状態で保護カバー３を載置する。ここで、載置治具２２０は、保護カバー３の形状に対応するように、下方に向かって凹む形状となっている。なお、保護カバー３の側面等、第１保護層１３の形成が不要な箇所には、マスキングを施しても良い。
こうして、保護カバー３が載置治具２２０にされた状態で、保護カバー３が作業室２８内に配置される。この状態で、第１ハウジング２１１と第２ハウジング２１２とを閉じる。そして、制御装置２４によってポンプ２７ａを作動させる。これにより、ポンプ２７ａが作業室２８内の空気をハウジング２１の外部に排出することで、作業室２８内が真空状態となる。
次に、制御装置２４によって射出装置２５を作動させる。これにより、射出装置２５が作業室２８内に保護材料３１をガス状に射出する。そして、制御装置２４によって、第１、２電極２２、２３に高周波を発生させることで、作業室２８内において、第１電極２２と第２電極２３との間にプラズマを発生させる。これにより、作業室２８内の保護材料３１が励起されることで、保護材料３１が保護カバー３の第１裏面３１１に蒸着される。こうして、第１裏面３１１に対して、保護材料３１からなる第１保護層１３が形成される。
第１裏面３１１に第１保護層１３が形成された後、射出装置２５の作動を停止するとともに、ポンプ２７ａを作動させ、作業室２８内に残留する保護材料３１をハウジング２１の外部に排出する。その後、作業室２８内から保護カバー３を取り出すとともに、引き続き、背面カバー５の第２表面５ａに第２保護層１５を形成する。詳細な図示を省略するものの、第２表面５ａに第２保護層１５を形成するに当たっても、第１裏面３１１に第１保護層１３を形成する場合と同様に行う。この際、載置治具２２０に換えて、背面カバー５の形状に対応する載置治具を用いる。こうして、第２表面５ａに対して、保護材料３１からなる第２保護層１５が形成される。つまり、この製造方法では、第１保護層１３と第２保護層１５とを同じ保護材料３１によって形成している。また、この製造方法では、第１保護層１３の厚さと、第２保護層１５の厚さとがほぼ等しくなるように形成している。なお、第１保護層１３と第２保護層１５とを他の厚さに形成したり、第１保護層１３と第２保護層１５とで異なる厚さに形成したりしても良い。
このように、第１裏面３１１に第１保護層１３が形成され、また、第２表面５ａに第２保護層１５が形成されることで、第１工程が完了する。ここで、第１保護層１３や第２保護層１５は、薄く形成されれば、保護カバー３や背面カバー５を透過した水蒸気から封止材９を十分に保護できなくなる。一方、第１保護層１３や第２保護層１５が過度に厚く形成されれば、光の透過率が低下するため、各太陽電池セル７ａの出力低下の要因となる。このため、この製造方法では、８５°Ｃで湿度が８５％となる環境下において、１日の水蒸気透過率が１ｇ／ｍ2以下となり、かつ、全光線透過率が８０％以上となるように、第１、２保護層１３、１５の厚さを設定している。具体的には、第１、２保護層１３、１５について、２００ｎｍの厚さに設定している。なお、保護材料３１の種類や要求する性能等に応じて、第１、２保護層１３、１５の厚さは適宜設定可能である。
次に、第２工程を行う。第２工程では、図４に示すように、第１裏面３１１に第１保護層１３が形成された保護カバー３と、第２表面５ａに第２保護層１５が形成された背面カバー５と、第１封止材シート９ａと、第２封止材シート９ｂと、太陽電池ストリング７とを準備する。そして、ラミネート治具５１に対して、第２裏面５ｂを当接させた状態で背面カバー５を載置する。この状態で、背面カバー５の第２表面５ａ、より詳細には、第２保護層１５に対して、第２封止材シート９ｂ、太陽電池ストリング７及び第１封止材シート９ａを順に積層する。さらに、第１封止材シート９ａに対して第１保護層１３を対面させた状態で保護カバー３を積層する。これにより、保護カバー３、第１封止材シート９ａ、太陽電池ストリング７、第２封止材シート９ｂ及び背面カバー５によって積層体４０を得る。こうして、第２工程が完了する。
次に、第３工程を行う。第３工程では、積層体４０に対してラミネート加工を行う。具体的には、図５に示すように、ラミネート治具５１を加熱することで、ラミネート治具５１を通じて積層体４０を加熱する。これにより、第１、２封止材シート９ａ、９ｂが軟化する。この状態で、ダイヤフラム５３を保護カバー３側から積層体４０に押し当てることにより、ダイヤフラム５３とラミネート治具５１との間で積層体４０を挟持する。そして、積層体４０を真空状態にしつつ、ダイヤフラム５３とラミネート治具５１とで積層体４０を圧着する。このため、軟化した第１封止材シート９ａと第２封止材シート９ｂとが一体化し、封止材９が形成される。これにより、封止材９は、保護カバー３と背面カバー５との間で太陽電池ストリング７、すなわち、各太陽電池セル７ａ、各接続タブ線７ｂ及び各インターコネクタ７ｃを封止状態で固定する。また、積層体４０が圧着されることで、背面カバー５の第２表面５ａにリブ３１４が当接する。これにより、封止材９の外周側にリブ３１４が配置され、封止材９がリブ３１４によって囲包される。こうして、保護カバー３、背面カバー５、太陽電池ストリング７及び封止材９が一体化され、図１及び図２に示す車両用ソーラーパネル１が完成する。
このように、実施例１の製造方法によって製造された車両用ソーラーパネル１は、保護カバー３が樹脂製であるため、保護カバー３が無機ガラス製である場合に比べて、軽量化することが可能となっている。また、この車両用ソーラーパネル１では、背面カバー５も樹脂製であるため、十分に軽量化することが可能となっている。
そして、保護カバー３の第１裏面３１１には第１保護層１３が形成されており、背面カバー５の第２表面５ａには第２保護層１５が形成されている。ここで、この製造方法では、第１裏面３１１や第２表面５ａに対し、保護材料３１をプラズマＣＶＤによって蒸着させることで、第１、２保護層１３、１５を第１裏面３１１及び第２表面５ａにそれぞれ直接形成している。このため、この製造方法では、保護カバー３が湾曲する形状であり、かつ、第１裏面３１１が凹凸形状となっていても、第１裏面３１１に対して第１保護層１３を好適に形成することが可能となっている。同様に、背面カバー５が湾曲する形状であっても、第２表面５ａに対して第２保護層１５を好適に形成することが可能となっている。
これにより、この製造方法で製造された車両用ソーラーパネル１では、第１、２保護層１３、１５が好適に機能する。そして、第１保護層１３と第２保護層１５とで、封止材９の全体が囲包されるため、保護カバー３を透過した水蒸気や背面カバー５を透過した水蒸気から封止材９を好適に保護できる。このため、この車両用ソーラーパネル１では、封止材９に気泡がより生じ難くなるとともに、各太陽電池セル７ａもより吸湿し難くなっている。この結果、この車両用ソーラーパネル１では、高温の環境下であっても、封止材９が太陽電池ストリング７を安定的に封止することができるとともに、各太陽電池セル７ａの出力がより安定する。
したがって、実施例１の製造方法によれば、軽量化を実現しつつ、高温の環境下においても安定的に性能を発揮可能な車両用ソーラーパネル１を製造できる。
特に、この製造方法によって製造された車両用ソーラーパネル１では、保護カバー３にリブ３１４が形成されているため、積層体４０を加熱しつつ圧着する際、保護カバー３と背面カバー５との間から封止材９がはみ出すことを防止できる。これにより、保護カバー３と背面カバー５との間からはみ出した封止材９を切除する作業が不要となるため、製造を容易化することができる。また、リブ３１４にも第１保護層１３が形成されているため、リブ３１４側から透過した水蒸気に対しても封止材９を保護することができる。ここで、この製造方法では、上記のようにプラズマＣＶＤを行うため、保護カバー３にリブ３１４が設けられていても、第１保護層１３を好適に形成することが可能となっている。
（実施例２）
実施例２の製造方法では、保護材料３１として酸窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）を採用している。また、この製造方法においても、第１、２保護層１３、１５の厚さを２００ｎｍとしている。実施例２の製造方法における他の構成は、実施例１の製造方法と同様である。
実施例２の製造方法についても、実施例１の製造方法と同様の作用を奏することができる。このため、実施例２の製造方法で製造された車両用ソーラーパネル１も、実施例１の製造方法で製造された車両用ソーラーパネル１と同様、高温の環境下であっても、封止材９が太陽電池ストリング７を安定的に封止することができるとともに、各太陽電池セル７ａの出力がより安定する。
第１、２保護層１３、１５の性能について、より具体的に検証する。検証に当たっては、実施例１の製造方法で製造した車両用ソーラーパネル１を試料１として用意した。また、実施例２の製造方法で製造した車両用ソーラーパネル１を試料２として用意した。そして、比較例の製造方法で製造した車両用ソーラーパネルを試料３として用意した。
＜試料３＞
比較例の製造方法は、第１工程において、第１、２保護層１３、１５を形成しない点を除いて、実施例１、２の製造方法と同様である。つまり、試料３には、第１、２保護層１３、１５が存在しない。
検証の内容は以下の通りである。
（１）水蒸気透過率
試料１〜３について、８５°Ｃで湿度が８５％の環境下における１日の水蒸気透過率を検証した。
（２）湿冷熱サイクル試験
本試験は、試料１〜３について、５０°Ｃで湿度が９５％の環境下に１７．５時間晒した状態から、マイナス２０°Ｃの環境に７．５時間晒し、さらに、１１０°Ｃの環境に試料１〜３を１７．５時間晒すことを４回繰り返して行った。
（３）耐熱試験
本試験は、１１０°Ｃの環境下に、試料１〜３の車両用ソーラーパネルを７４０時間晒すことで行った。
（４）耐湿試験
本試験は、８５°Ｃで湿度が８５％の環境下に、試料１〜３を４８０時間晒すことで行った。
（５）冷熱サイクル試験
本試験は、試料１〜３に対し、周囲の温度をマイナス３０°Ｃと１１０°Ｃとの間で１００回変化させて行った。
これらの結果を図６に示す。同図に示されるように、試料３では、水蒸気透過率が１０．２ｇ／ｍ2となっている。また、試料３では、湿冷熱サイクル試験中に封止材９に気泡が発生した。さらに、試料３では、耐熱試験が３３２時間経過した時点で封止材９に気泡が発生した。また、試料３では、耐湿試験が３１５時間経過した時点で封止材９に気泡が発生した。そして、試料３では、冷熱サイクル試験において、温度変化が８３回となった時点で封止材９に気泡が発生した。これらのため、試料３では、湿冷熱サイクル試験、耐熱試験、耐湿試験及び冷熱サイクル試験の全てが不合格となった。
これに対し、試料１では、水蒸気透過率が０．４３ｇ／ｍ2となっている。また、試料２では、水蒸気透過率が０．２２ｇ／ｍ2となっている。これらのように、試料１、２では、試料３に比べて、水蒸気透過率が小さくなっており、保護カバー３や背面カバー５を透過した水蒸気が封止材９まで達し難くなっている。また、試料１、２では、湿冷熱サイクル試験、耐熱試験、耐湿試験及び冷熱サイクル試験において、封止材９に気泡が発生することがなく、全て合格となった。これらのように、実施例１、２の製造方法によれば、第１、２保護層１３、１５が好適に機能し、高い性能を発揮することが判明した。また、第１、２保護層１３、１５をＳｉＯｘＮｙで構成することにより、第１、２保護層１３、１５をＤＬＣで構成する場合に比べて、水蒸気透過率をより小さくできることが判明した。
以上において、本発明を実施例１、２に即して説明したが、本発明は上記実施例１、２に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、実施例１、２の製造方法では、プラズマＣＶＤによって第１、２保護層１３、１５を形成しているが、これに限らず、他の化学蒸着によって第１、２保護層１３、１５を形成しても良い。また、スパッタ法などの物理蒸着によって第１、２保護層１３、１５を形成しても良い。
また、実施例１、２の製造方法において、第１工程では、保護カバー３の第１裏面３１１に第１保護層１３のみを形成しても良い。
さらに、実施例１、２の製造方法において、第１工程では、保護カバー３の第１裏面３１１と第１表面３１０とに第１保護層１３を形成しても良い。同様に、背面カバー５の第２表面５ａと第２裏面５ｂとに第２保護層１５を形成しても良い。
本発明は、車両用ソーラーパネルの他、各種の太陽光発電設備に用いるソーラーパネル等に利用可能である。
１…車両用ソーラーパネル（ソーラーパネル）
３…保護カバー
５…背面カバー
５ａ…第２表面
７ａ…太陽電池セル
９…封止材
９ａ…第１封止材シート
９ｂ…第２封止材シート
１３…第１保護層（保護層）
１５…第２保護層（保護層）
３１…保護材料
４０…積層体
３１０…第１表面
３１１…第１裏面
３１４…リブ

Claims (5)

  1. 第１表面から第１裏面まで透光性を有する樹脂製の保護カバーと、前記第１裏面側に配置され、第２表面を有する背面カバーと、太陽電池セルと、前記第１裏面と前記第２表面との間で前記太陽電池セルを封止状態で固定する封止材とを備えたソーラーパネルの製造方法であって、
    前記第１裏面に対し、前記封止材を水蒸気から保護する保護層を形成する第１工程と、
    前記封止材を構成する第１封止材シート及び第２封止材シートを準備し、前記第２表面に前記第２封止材シート、前記太陽電池セル及び前記第１封止材シートを順に積層するとともに、前記第１封止材シートに対して前記保護層を対面させた状態で前記保護カバーを積層し、前記保護カバー、前記第１封止材シート、前記太陽電池セル、前記第２封止材シート及び前記背面カバーによって積層体を得る第２工程と、
    前記積層体を加熱しつつ圧着することにより、前記積層体から前記ソーラーパネルを得る第３工程とを備え、
    前記第１工程では、前記第１裏面に対し、前記保護層を構成する保護材料を蒸着させることにより、前記保護層を形成することを特徴とするソーラーパネルの製造方法。
  2. 前記第１工程では、前記第２表面に対しても、前記保護材料を蒸着させて前記保護層を形成するソーラーパネルの製造方法。
  3. 前記蒸着は、化学蒸着である請求項１又は２記載のソーラーパネルの製造方法。
  4. 前記第１裏面には、前記背面カバーに向かって延び、前記第２表面と当接しつつ、前記封止材の周囲を覆うリブが設けられている請求項１乃至３のいずれか１項記載のソーラーパネルの製造方法。
  5. 第１表面から第１裏面まで透光性を有する樹脂製の保護カバーと、前記第１裏面側に配置され、第２表面を有する背面カバーと、太陽電池セルと、前記第１裏面と前記第２表面との間で前記太陽電池セルを封止状態で固定する封止材とを備え、
    前記第１裏面及び前記第２表面には、前記封止材を水蒸気から保護する保護層が形成されていることを特徴とするソーラーパネル。
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