JP2020174060A - 太陽電池モジュール用の集電ワイヤー固定フィルム、及び、それを用いてなる太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】集電ワイヤー全体がワイヤー保持層に埋没してしまうことによる通電不良を回避しながら、尚且つ、適度にワイヤー保持力を発揮する「太陽電池モジュール用の集電ワイヤー固定フィルム」を提供すること【解決手段】基材層６１と、ワイヤー保持層６３と、を含んでなり、基材層６１は、融点２００℃以上の熱可塑性樹脂をベース樹脂とし、ワイヤー保持層６３は、密度０．８７０ｇ／ｃｍ３以上０．９３０ｇ／ｃｍ３以下のポリエチレン系樹脂をベース樹脂とし、シラン成分を含有せず、８０℃での複素粘度が、９．０Ｅ＋５Ｐａ・ｓ以上１．０Ｅ＋７Ｐａ・ｓ以下であり、１６０℃での複素粘度が、６．０Ｅ＋３Ｐａ・ｓ以上５．０Ｅ＋４Ｐａ・ｓ以下である、集電ワイヤー固定フィルム６とする。【選択図】図４

Description

本発明は、太陽電池モジュール用の集電ワイヤー固定フィルム、及び、それを用いて行う太陽電池モジュールの製造方法に関する。詳しくは、マルチワイヤー方式で太陽電池素子が実装される太陽電池モジュールにおいて用いる集電ワイヤー固定フィルムと、それを用いて構成される太陽電池モジュール、及び、その製造方法に関する。

従来、太陽電池モジュールの層構成は、図１に示す太陽電池モジュール１と同様の層構成が一般的である。即ち、受光面側から、透明前面基板２、受光面側封止材３１、複数の太陽電池素子４、非受光面側封止材３２、及び、裏面保護シート５が順に積層された構成である。又、複数の太陽電池素子４については、通常、各素子の表面又は裏面に、複数の隣接する太陽電池素子を接続してこれらの各素子において発電した電気を集電するための導線が接続されている。太陽電池素子同士を電気的に接続するために配置されるこのような導線としては、従来、「バスバー」と称される幅２ｍｍ〜５ｍｍ程度の帯状の導線が用いられることが一般的であった。

複数の太陽電池素子を電気的に接合する導線は、太陽電池モジュールを構成する上で必須の構成要件である。しかしながら、一方で、太陽電池素子の受光面のうち、これらの導線によって被覆されている部分においては、太陽電池素子への太陽光の入光が物理的に遮られてしまう。これによる光利用効率の低下を最小化することが、単位面積当りの発電効率の向上が厳しく要求される太陽電池の開発競争の中で、切実な課題として認識されるようになっていた。

このような問題を解決するために、上述の帯状の導線（バスバー）に代えて、断面が略真円形である直径１００μｍ〜２００μｍ程度の多数の細線からなる集電ワイヤーを、太陽電池素子同士を電気的に接続する導線として用いる「マルチワイヤー接続」と称される太陽電池素子同士の接続構成が採用され始めている。この「マルチワイヤー接続」は、太陽電池モジュールの発電効率向上を可能とする技術として、今後の需要拡大が見込まれている（特許文献１、２参照）。

多数の細線（集電ワイヤー）による「マルチワイヤー接続」によって、太陽電池素子を電気的に接合する場合、各細線（集電ワイヤー）を、ハンダ処理等により太陽電池素子に固定することも可能ではあるが、図２に示すように、多数の集電ワイヤー６４を樹脂フィルム（「集電ワイヤー固定フィルム」６Ａ、６Ｂ）に埋込み、集電ワイヤー６４が埋め込まれたこの樹脂フィルム（「集電ワイヤー固定フィルム」）によって隣接する太陽電池素子４Ａ、４Ｂを電気的に接続する構造が、より好ましい接続構造として、今後、「マルチワイヤー接続」における主流の接続構造となっていくことが予想されている。

ここで、「集電ワイヤー固定フィルム」を用いて行う「マルチワイヤー接続」タイプの太陽電池素子を搭載した太陽電池モジュールの製造は、図２及び図３に示す通り、集電ワイヤー固定フィルム６Ａ、６Ｂに仮着状態（図７に示す状態）で、多数の集電ワイヤー６４を、太陽電池素子４Ａ、４Ｂの表面又は裏面に接合することにより行われる。

そして、集電ワイヤー固定フィルムと集電ワイヤーとの仮着状態においては、多数の細線からなる集電ワイヤーが、太陽電池素子への接合前の作業中において同フィルムから落下せずに安定的に保持されるような適度なワイヤー保持力が求められる。しかしながら、この埋まりこみが過剰であると、集電ワイヤーの全体がワイヤー保持層内に埋没してしまい、そうすると、太陽電池素子の電極との間の通電不良が発生するリスクが高まる。

国際公開第２００４／０２１４５５号 国際公開第２０１７／０７６７３５号

本発明は、上記状況に鑑みて開発されたものであり、「マルチワイヤー接続」タイプの太陽電池モジュールにおいて集電ワイヤーを太陽電池素子に固定する「太陽電池モジュール用の集電ワイヤー固定フィルム」であって、集電ワイヤー全体がワイヤー保持層に埋没してしまうことによる通電不良を回避しながら、尚且つ、適度にワイヤー保持力を発揮する「太陽電池モジュール用の集電ワイヤー固定フィルム」を提供することを課題とする。

本発明者らは、「太陽電池モジュール用の集電ワイヤー固定フィルム」において、集電ワイヤーが埋まりこむワイヤー保持層の複素粘度を、特定範囲に最適化することによって、上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のものを提供する。

（１） 太陽電池モジュール用の集電ワイヤー固定フィルムであって、基材層と、ワイヤー保持層と、を含んでなり、前記基材層は、融点２００℃以上の樹脂をベース樹脂とし、前記ワイヤー保持層は、密度０．８７０ｇ／ｃｍ^３以上０．９３０ｇ／ｃｍ^３以下のポリエチレン系樹脂をベース樹脂とし、シラン成分を含有せず、８０℃での複素粘度が、９．０Ｅ＋５Ｐａ・ｓ以上１．０Ｅ＋７Ｐａ・ｓ以下であり、１６０℃での複素粘度が、６．０Ｅ＋３Ｐａ・ｓ以上５．０Ｅ＋４Ｐａ・ｓ以下である、集電ワイヤー固定フィルム。

（２） 前記ワイヤー保持層の融点が１０５℃以上１２５℃以下である、（１）に記載の集電ワイヤー固定フィルム。

（３） 前記ワイヤー保持層の厚さが、２５μｍ以上１００μｍ以下である、（１）又は（２）に記載の集電ワイヤー固定フィルム。

（４） 前記基材層の厚さが、１０μｍ以上２５μｍ以下である、（１）から（３）の何れかに記載の集電ワイヤー固定フィルム。

（５） （１）から（４）の何れかに記載の集電ワイヤー固定フィルムを備える、マルチワイヤー接続方式の太陽電池モジュールであって、複数の太陽電池素子と、前記太陽電池素子の表面に接合されている複数の集電ワイヤーと、複数の前記集電ワイヤーを被覆して前記太陽電池素子の表面に積層されている前記集電ワイヤー固定フィルムと、を備える、太陽電池モジュール。

（６） （５）に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、複数の前記集電ワイヤーと前記集電ワイヤー固定フィルムとを１５０℃を超えて２００℃未満の加熱温度で加熱圧着することにより、前記集電ワイヤーを前記ワイヤー保持層に埋め込んで仮着する仮着工程と、前記集電ワイヤーと仮着されている前記集電ワイヤー固定フィルムを、前記太陽電池素子に１０５℃以上１６０℃以下の加熱温度で加熱圧着することにより、前記集電ワイヤーを前記太陽電池素子に仮接合する仮接合工程と、前記集電ワイヤー及び集電ワイヤー固定フィルムが仮接合されている太陽電池素子と、その他の構成部材とを、真空熱ラミネート加工により一体化するモジュール一体化工程と、を含み、前記仮着工程を行う前における前記集電ワイヤー固定フィルムの前記ワイヤー保持層の厚さが、前記集電ワイヤーの直径の２５％以上５０％以下である、太陽電池モジュールの製造方法。

本発明によれば、「マルチワイヤー接続」タイプの太陽電池モジュールにおいて集電ワイヤーを太陽電池素子に固定する「太陽電池モジュール用の集電ワイヤー固定フィルム」であって、集電ワイヤー全体がワイヤー保持層に埋没してしまうことによる通電不良を回避しながら、尚且つ、適度にワイヤー保持力を発揮する「太陽電池モジュール用の集電ワイヤー固定フィルム」を提供することができる。

本発明の集電ワイヤー固定フィルムを用いて構成されている太陽電池モジュールの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の集電ワイヤー固定フィルムを用いて電気的に接続されている太陽電池素子の「マルチワイヤー接続」による接続構造の説明に供する斜視図である。 図２の「マルチワイヤー接続」の接続構造の側面図である。 図１の太陽電池モジュールにおける集電ワイヤー固定フィルムへの集電ワイヤーの埋まり込みの態様を模式的に示す太陽電池モジュールの部分拡大断面図である。 本発明の集電ワイヤー固定フィルムの層構成を模式的に示す断面図である。 図７と併せて、本発明の集電ワイヤー固定フィルムと集電ワイヤーとの仮圧着の態様の説明に供する図面である。 図６と併せて、本発明の集電ワイヤー固定フィルムと集電ワイヤーとの仮圧着の態様の説明に供する図面である。

以下、本発明の集電ワイヤー固定フィルム、及び、それを用いた太陽電池モジュールについて説明する。本発明は以下に記載される実施形態に限定されるものではない。

＜集電ワイヤー固定フィルム＞
本発明の集電ワイヤー固定フィルム６は、図１に示す通り、太陽電池モジュール１において複数の太陽電池素子４同士を「マルチワイヤー接続」により電気的に接続する際に、この接続構造を構成する樹脂フィルムである。

図２及び図３に示す通り、「マルチワイヤー接続」タイプの太陽電池モジュール１における太陽電池素子４同士の接続は、多数の集電ワイヤー６４を、集電ワイヤー固定フィルム６Ａ、６Ｂに埋め込まれた状態において、太陽電池素子４Ａ、４Ｂの表面又は裏面に接合することにより行われる。

又、図４に示す通り、集電ワイヤー固定フィルム６を用いた「マルチワイヤー接続」においては、太陽電池素子４Ｂに接合される集電ワイヤー６４は、集電ワイヤー固定フィルム６Ｂのワイヤー保持層６３にその大部分が埋めこまれており、同時に、その一部が、太陽電池素子４Ｂに導通可能に集電ワイヤー固定フィルム６Ｂの表面から露出している。そして、個々の集電ワイヤー６４と太陽電池素子４Ｂとの導通は、当該露出部分において確保されている。

そして、図５に示す通り、本発明の集電ワイヤー固定フィルム６は、耐熱性を有し、集電ワイヤーを固定する基板としての機能を発揮する基材層６１と、集電ワイヤー６４が埋まり込む層であるワイヤー保持層６３と、を含んでなる多層フィルムである。基材層６１と、ワイヤー保持層６３とは、接着剤層６２により十分な接着強度で接合されている構成であることが好ましい。

上記層構成からなる集電ワイヤー固定フィルム６の総厚さは、７０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。又、基材層６１の厚さは、同様に１０μｍ以上２５μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上１５μｍ以下であることがより好ましい。又、ワイヤー保持層６３の厚さは、２５μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、４５μｍ以上８０μｍ以下であることがより好ましい。

但し、上記の各厚さ範囲は、一般的な「マルチワイヤー接続」構造における集電ワイヤー６４の直径が、概ね１００μｍ以上２００μｍ以下程度であることを前提とするものである。よって、集電ワイヤー固定フィルム６の厚さは、必ずしも、上記厚さ範囲内に限定されるものではない。例えば、ワイヤー保持層６３の厚さについては、埋め込み対象とする集電ワイヤー６４の直径等に応じて、適宜調整することにより、当該集電ワイヤー固定フィルムに好ましいワイヤー保持性能備えさせることができる。

ここで、集電ワイヤー固定フィルム６のワイヤー保持層６３は、加熱圧着により、集電ワイヤー６４が埋まり込んだ状態においては、図７に示す通り、集電ワイヤー６４によって押し出された分の樹脂の体積に応じて、図６の状態と比較して、その厚さが増加する。このことを加味した集電ワイヤー固定フィルム６のワイヤー保持層６３の使用前の初期状態におけるワイヤー保持層６３の好ましい厚さは、使用対象となる集電ワイヤー６４の直径の２５％以上５０％以下である。

そして、上記層構成からなる集電ワイヤー固定フィルム６は、耐熱性に優れる基材層６１に、所定温度における複素粘度を、所定範囲に調整したワイヤー保持層６３を積層することにより、優れた耐熱性と集電ワイヤー６４の通電不良を回避しながらも仮着状態において安定的にワイヤーを保持することができるワイヤー保持力を有するものとしたことを主たる特徴とする。

［基材層］
集電ワイヤー固定フィルム６の基材層６１は、融点２００℃以上、好ましくは融点２５０℃以上の熱可塑性樹脂をベース樹脂とする。そのように耐熱性に優れる熱可塑性樹脂であり、基材層６１を形成するベース樹脂として用いることができる樹脂の具体例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）（融点：２５５℃）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）（融点：２３２℃）、等を挙げることができる。集電ワイヤー固定フィルム６の基材層６１を形成するベース樹脂としては、上記の熱可塑性樹脂の中でも、特に耐熱性に優れる樹脂でありながら、経済性や製造時の取り扱い性をも良好に保持することができる、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を好ましく用いることができる。

［ワイヤー保持層］
集電ワイヤー固定フィルム６のワイヤー保持層６３は、柔軟性に優れるポリエチレン系樹脂をベース樹脂とする樹脂組成物により形成されている。

又、集電ワイヤー固定フィルム６においては、ワイヤー保持層６３には、様々な樹脂フィルムの金属密着性を向上させるために広く用いられているシラン成分は含有されていない。ベース樹脂とするポリエチレン樹脂の複素粘度を最適化することによって、例えば、相対的に高価なシラン変性樹脂等を用いずに、好ましいワイヤー保持力を発現させるものである。よって、集電ワイヤー固定フィルム６は、この点において経済性にも優れた樹脂フィルム材料である。

そして、集電ワイヤー固定フィルム６においては、ワイヤー保持層６３の複素粘度が、８０℃と１６０℃においてそれぞれ最適化されている。ここで、本明細書において、複素粘度（Ｐａ・ｓ）とは、回転型レオメーター（Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ製 ＭＣＲ３０１）を用いて、パラレルプレートジオメトリー（直径８ｍｍ）、応力０．５Ｎ、歪み５％、角速度０．１（１／ｓ）、昇温速度５℃／ｍｉｎの条件において測定した値を、複素粘度としたものである。

ワイヤー保持層６３の１６０℃での複素粘度は、６．０Ｅ＋３Ｐａ・ｓ以上５．０Ｅ＋４Ｐａ・ｓ以下であればよく、１６０℃での複素粘度は８．０Ｅ＋３Ｐａ・ｓ以上３．０Ｅ＋４Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。ワイヤー保持層６３の１６０℃での複素粘度を、６．０Ｅ＋３Ｐａ・ｓ以上とすることにより、集電ワイヤー６４の集電ワイヤー固定フィルム６への仮着時において、集電ワイヤー６４の全体がワイヤー保持層６３に埋没してしまうことによる上述の通電不良を十分に回避することができる。又、一方でワイヤー保持層６３の１６０℃での複素粘度を、５．０Ｅ＋４Ｐａ・ｓ以下とすることにより、上記仮着時において、ワイヤー保持層６３による良好なワイヤー保持力を発現させることができる。

一方、ワイヤー保持層６３の８０℃での複素粘度は、９．０Ｅ＋５Ｐａ・ｓ以上１．０Ｅ＋７Ｐａ・ｓ以下であればよく、同複素粘度は１．０Ｅ＋６Ｐａ・ｓ以上７．０Ｅ＋６Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。ワイヤー保持層６３の８０℃での複素粘度を、９．０Ｅ＋５Ｐａ・ｓ以上とすることにより、集電ワイヤー６４を仮着した状態の集電ワイヤー固定フィルム６を太陽電池素子４に加熱圧着する際の昇温過程でワイヤーが動く、脱離する等の不具合を防ぐことができる。又、一方でワイヤー保持層６３の８０℃での複素粘度を、１．０Ｅ＋７Ｐａ・ｓ以下とすることにより、上記昇温過程、及び、冷却過程においての太陽電池発電素子への応力負荷を軽減することができる。

尚、太陽電池モジュール内の温度は、高温環境下での稼働中においては、８０℃程度にまで達する場合もあり、上記のようにワイヤー保持層６３の８０℃での複素粘度を、９．０Ｅ＋５Ｐａ・ｓ以上としておくことにより、高温環境下での稼働中に、集電ワイヤー６４の位置ずれを防止することもできる。

又、ワイヤー保持層６３の融点については、１０５℃以上１２５℃以下であることが好ましく、１０５℃以上１２０℃以下であることが、より好ましい。ワイヤー保持層６３の融点を１０５℃以上とすることにより、集電ワイヤー６４の集電ワイヤー固定フィルム６への仮着時において、集電ワイヤー６４の全体がワイヤー保持層６３に埋没してしまうことによる上述の通電不良を十分に回避することができる。又、一方でワイヤー保持層６３の融点を、１２５℃以下とすることにより、上記仮着時において、ワイヤー保持層６３による良好なワイヤー保持力を発現させることができる。

尚、本明細書において、各樹脂層を形成する材料樹脂の融点とは、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により測定して得ることができる各樹脂の融点のことを言うが、ＤＳＣ曲線の谷のピークが複数存在する場合は、そのうちのピーク面積が最も大きいピークが示す融点のことを、当該樹脂の融点と言うものとする。

又、ワイヤー保持層６３のビカット軟化点については、７５℃以上１００℃以下であることが好ましく、７５℃以上９０℃以下であることが、より好ましい。ワイヤー保持層６３のビカット軟化点を７５℃以上とすることにより、集電ワイヤー６４を仮着した状態の集電ワイヤー固定フィルム６を太陽電池素子４に加熱圧着する際の昇温過程でワイヤーが動く、脱離する等の不具合を防ぐことができる。又、一方でワイヤー保持層６３の融点を、１２５℃以下とすることにより、上記昇温過程、及び、冷却過程においての太陽電池発電素子への応力負荷を軽減することができる。

上記のように、所定温度での複素粘度等が最適化されているワイヤー保持層６３を形成するためのベース樹脂とする樹脂材料としては、密度０．８７０ｇ／ｃｍ^３以上０．９３０ｇ／ｃｍ^３以下、好ましくは、密度０．８８０ｇ／ｃｍ^３以上０．９２０ｇ／ｃｍ^３以下のポリエチレン系樹脂を用いることができる。ここで、ベース樹脂とは、当該樹脂層内の全樹脂成分中において含有量比が最も大きい樹脂のことを言い、樹脂成分中の含有量比が５０質量％以上であり、９０質量％以上であることが好ましい。尚、集電ワイヤー固定フィルム６の各層に含有される各樹脂の含有量比は、例えば、ＤＳＣ（示差走査熱量測定）やＩＲ（赤外分光法）、ＮＭＲ（核磁気共鳴）で検出されるピーク比等から分析することができる。

又、ワイヤー保持層６３を形成するポリエチレン系樹脂は、そのうちの９０質量％以上１００質量％以下の樹脂が、密度０．８７０ｇ／ｃｍ^３以上０．９１０ｇ／ｃｍ^３以下のポリエチレン系α−オレフィン共重合体であることがより好ましい。ワイヤー保持層６３を形成する上記密度範囲内のポリエチレン系樹脂のうち、９０質量％以上がポリエチレン系α−オレフィン共重合体であることにより、基材層６１とワイヤー保持層６３との密着性が向上し、これにより、多層構成のフィルムである集電ワイヤー固定フィルム６の耐久性が向上する。

［接着剤層］
集電ワイヤー固定フィルム６において十分な耐熱性を担保する高融点の樹脂からなる基材層６１と、集電ワイヤー６４を仮着状態において安定的に保持することができる適度な粘性を有する樹脂からなるワイヤー保持層６３とは、接着剤層６２を介して十分な強度で接合される構成であることが好ましい。又、接着剤層６２には透明性も求められる。そのような接着剤層６２を形成するための接着剤としては、アクリル系、ポリカーボネート系、フェノール系等、樹脂フィルム同士のドライラミネーション加工に用いられている公知の各種接着剤を用いることができるが、例えば、基材層６１をポリエチレンテレフタレートで形成し、ワイヤー保持層６３を低密度ポリエチレンで形成する場合であれば、良好な透明性を保持しつつ、層間の密着強度を特に強固にしやすいポリカーボネート系の接着剤を特に好ましく用いることができる。

［集電ワイヤー固定フィルムの製造方法］
集電ワイヤー固定フィルムの製造方法は、基材層及びワイヤー保持層を形成する樹脂組成物からなる樹脂フィルムを、接着剤で接合するドライラミネーション法によることができる。

尚、集電ワイヤー固定フィルムを製造する際に、ワイヤー保持層６３の複素粘度を、上述の各範囲内に最適化するための、具体的手段の一例として、ワイヤー保持層６３を形成するためのベース樹脂とするポリエチレン等の分子量に着目して材料樹脂を吟味する手段を挙げることができる。ワイヤー保持層６３を形成するためのベース樹脂の分子量を大きくすることにより、ワイヤー保持層６３の複素粘度をより大きくすることが可能であり、反対に、同樹脂の分子量を小さくすることにより、ワイヤー保持層６３の複素粘度をより小さくすることが可能である。

＜太陽電池モジュール＞
本発明の太陽電池モジュールは、図１に示す基本構造を有する「マルチワイヤー接続」タイプの太陽電池モジュール１である。この太陽電池モジュール１は、各太陽電池素子間を複数の集電ワイヤー６４で接続する「マルチワイヤー接続」構造を含む太陽電池モジュールである。各太陽電池素子の表面にこれらの複数の集電ワイヤー６４を安定的に配置して電気的に接合するために、集電ワイヤー固定フィルム６が用いられる。太陽電池素子４条において集電ワイヤー固定フィルム６によって集電ワイヤー６４が被覆されて構成される「マルチワイヤー接続」構造の形成の態様は、上述した通りである。

「マルチワイヤー接続」タイプの太陽電池モジュール１を構成する受光面側封止材３１及び非受光面側封止材３２は、何れも、主として太陽電池素子４を外部衝撃から保護する機能を発揮する樹脂シートである。又、特に受光面側封止材３１は、太陽光線を高い透過率で透過させるために透明なシートであることが求められる。これらの封止材３（３１、３２）としては、ポリエチレンやエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等各種のオレフィン系樹脂をベース樹脂とする封止材シートを適宜用いることができる。集電ワイヤー固定フィルム６のワイヤー保持層６３との密着性を高めるためには、ポリエチレン又はＥＶＡをベース樹脂とする封止材シートを、これらの各層の樹脂組成に応じて適宜選択すればよい。

太陽電池素子４としては、例えば、アモルファスシリコン型、結晶シリコン型等、「マルチワイヤー接続」が適用可能な太陽電池素子であれば、特に限定なく用いることができる。透明前面基板２、裏面保護シート５については、太陽電池モジュール用途の各部材として従来公知の部材を特に制限なく用いることができる。又、本発明の太陽電池モジュールは、上記部材以外の部材を必要に応じて更に含むものであってもよい。

＜太陽電池モジュールの製造方法＞
「マルチワイヤー接続」構造を含む太陽電池モジュール１の製造は、複数の集電ワイヤー６４と集電ワイヤー固定フィルム６とを加熱圧着して仮着する「仮着工程」と、集電ワイヤー６４と仮着されている集電ワイヤー固定フィルム６を、太陽電池素子４に加熱圧着して集電ワイヤー６４を太陽電池素子４に仮接合する「仮接合工程」と、集電ワイヤー６４及び集電ワイヤー固定フィルム６が仮接合されている太陽電池素子４と、透明前面基板２、受光面側封止材３１、太陽電池素子４、非受光面側封止材３２、及び裏面保護シート５等の他の構成部材とを、真空熱ラミネート加工により一体化する「モジュール一体化工程」と、を順次行う製造方法によって、製造することが好ましい。

（仮着工程）
この工程では、複数の集電ワイヤー６４と集電ワイヤー固定フィルム６とを１５０℃を超えて２００℃未満の加熱温度で加熱圧着することにより、集電ワイヤー６４をワイヤー保持層６３に埋め込んで仮着し複数の集電ワイヤー６４と集電ワイヤー固定フィルム６との仮着体を形成する。

上記の加熱温度を、１５０℃を超える温度に設定する理由は、高温環境下での使用が想定される太陽電池モジュールの信頼性を高い水準に維持するためである。太陽電池の稼働中においてモジュール内温度は１００℃を超える高温に達する場合もある。よって、このような高温環境に対して十分な耐熱性を安全幅をもって確保できる樹脂材料を用いることが必須であり、その結果、加熱加工時の加熱温度も上記温度以上となることが必須となる。一方で、この加熱温度を２００℃未満とすることで、加熱時に基材層６１が溶融してしまうことを防ぐことができる。

１６０℃での複素粘度が上述の範囲内に最適化されている集電ワイヤー固定フィルム６は、上記加熱温度（１５０℃を超えて２００℃未満）での加熱圧着時に、ワイヤー保持層６３が集電ワイヤー６４の周囲に適切に回り込み、集電ワイヤーの全体がワイヤー保持層内に埋没することによる通電不良が発生するリスクを避けながら、適度なワイヤー保持力を発揮することできる。尚、ここで言う加熱温度とは、加熱対象である集電ワイヤー固定フィルム６のワイヤー保持層６３の側の表面温度の最高到達温度と同義とする。

尚、仮着工程を行う前における集電ワイヤー固定フィルム６について、そのワイヤー保持層６３の厚さを、仮着対象とする集電ワイヤー６４の直径の２５％以上５０％以下としておくことが好ましい。これにより、上記加熱条件の仮着時におけるワイヤー保持層６３を、より確実に集電ワイヤー６４の周囲へ適切に回り込ませることができる。

（集電ワイヤー接合工程）
この工程では、集電ワイヤー６４が仮着されている集電ワイヤー固定フィルム６を、当該フィルムによって当該ワイヤーを被覆しながら、太陽電池素子４に加熱温度１０５℃以上１６０℃以下で加熱圧着することにより、集電ワイヤー６４を太陽電池素子に仮接合する。

上記の加熱温度を１０５℃以上の温度とするのは、上記同様、高温環境下での使用が想定される太陽電池モジュールの信頼性を高い水準に維持するためである。一方で、この加熱温度を１６０℃以下とすることで、加熱時に各層を構成する樹脂の熱劣化による黄変等を防ぐことができる。

（モジュール一体化工程）
この工程では、集電ワイヤー及び集電ワイヤー固定フィルムが仮接合されている太陽電池素子と、その他の構成部材とを、真空熱ラミネート加工により一体化する。

この真空熱ラミネート加工を行う場合、ラミネート温度は、１３０℃以上１７０℃以下の範囲内とすることが好ましい。又、ラミネート時間は、５分以上３０分以下の範囲内が好ましく、特に８分以上１５分以下の範囲内が好ましい。このようにして、上記各層を一体成形体として加熱圧着成形する際に、加熱によってワイヤー保持層６３を形成する樹脂が、断面が略円形である集電ワイヤー６４の周囲に更に完全に隙間なく回り込み、一体化後の太陽電池モジュールにおいて集電ワイヤー固定フィルム６と集電ワイヤー６４との間に高い密着性が発現し、集電ワイヤー６４は極めて安定的に支持されることとなる。

以下の通り、実施例、比較例の各集電ワイヤー固定フィルムを作成して、本発明の効果を検証した。

＜集電ワイヤー固定フィルムの作成＞
下記の各樹脂材料を用いて、実施例及び比較例の集電ワイヤー固定フィルムを作製した。

基材層を構成する樹脂フィルムとしては何れの実施例・比較例においても、下記の「ポリエチレンテレフタレートフィルム」を用い、ワイヤー保持層を構成する樹脂フィルムとして、実施例・比較例毎に、それぞれ下記の「ポリエチレンフィルム１〜９」を使い分けた。

「ポリエチレンテレフタレートフィルム」
：融点２６０℃、厚さ１２μｍ、商品名「ルミラー（登録商標）Ｓ１０」（東レ株式会社製）

「ポリエチレンフィルム１」
：密度０．９１９ｇ／ｃｍ^３、のメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン（Ｍ−ＬＬＤＰＥ）を厚さ６０μｍで製膜して得た樹脂フィルム。融点１１０℃、ビカット軟化点８０℃。実施例１に使用。

「ポリエチレンフィルム２」
：密度０．９２８ｇ／ｃｍ^３、のメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン（Ｍ−ＬＬＤＰＥ）を厚さ６０μｍで製膜して得た樹脂フィルム。融点１２０℃、ビカット軟化点８０℃。実施例２に使用。

「ポリエチレンフィルム３」
：密度０．９１４ｇ／ｃｍ^３、のメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン（Ｍ−ＬＬＤＰＥ）を厚さ６０μｍで製膜して得た樹脂フィルム。融点１０７℃、ビカット軟化点７５℃。実施例３に使用。

「ポリエチレンフィルム４」
：密度０．９１０ｇ／ｃｍ^３、のメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン（Ｍ−ＬＬＤＰＥ）を厚さ６０μｍで製膜して得た樹脂フィルム。融点１００℃、ビカット軟化点６８℃。実施例４に使用。

「ポリエチレンフィルム５」
：密度０．９３２ｇ／ｃｍ^３、の中低圧法中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）を厚さ６０μｍで製膜して得た樹脂フィルム。融点１３２℃、ビカット軟化点８５℃。実施例５に使用。

「ポリエチレンフィルム６」
：密度０．９１８ｇ／ｃｍ^３、のメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン（Ｍ−ＬＬＤＰＥ）を厚さ６０μｍで製膜して得た樹脂フィルム。融点１００℃、ビカット軟化点６０℃。比較例１に使用。
「ポリエチレンフィルム７」
：密度０．９３０ｇ／ｃｍ^３、のメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン（Ｍ−ＬＬＤＰＥ）を厚さ６０μｍで製膜して得た樹脂フィルム。融点１２８℃、ビカット軟化点９２℃。比較例２に使用。
「ポリエチレンフィルム８」
：密度０．９２０ｇ／ｃｍ^３、のメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン（Ｍ−ＬＬＤＰＥ）を厚さ６０μｍで製膜して得た樹脂フィルム。融点１０５℃、ビカット軟化点６５℃。比較例３に使用。
「ポリエチレンフィルム９」
：密度０．９２２ｇ／ｃｍ^３、のメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン（Ｍ−ＬＬＤＰＥ）を厚さ６０μｍで製膜して得た樹脂フィルム。融点１０５℃、ビカット軟化点７５℃。比較例４に使用。

上記の「ポリエチレンテレフタレートフィルム」と、「ポリエチレンフィルム１〜９」の何れかを、ポリカーボネート系接着剤によるドライラミネート法により接合して得た多層樹脂フィルムを各実施例、比較例の集電ワイヤー固定フィルムとした。

何れの集電ワイヤー固定フィルムについても、全層及び各層の厚さは、基材層の厚さ１２μｍ、ワイヤー保持層の厚さ６０μｍ、に両フィルム間の接着剤層の厚さ４μｍを含めた総厚さを７６μｍとした。

＜試験例：複素粘度＞
実施例・比較例の各集電ワイヤー固定フィルムのワイヤー保持層を形成するために用いる上記の各ポリエチレンフィルムについて、下記の方法により、８０℃、及び１６０℃の複素粘度を測定し、測定結果を各集電ワイヤー固定フィルムのワイヤー保持層の８０℃、及び１６０℃の複素粘度とし、その結果を表１に示した。
［複素粘度の試験方法］
複素粘度は、回転型レオメーター（Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ製 ＭＣＲ３０１）を用いて、パラレルプレートジオメトリー（直径８ｍｍ）、応力０．５Ｎ、歪み５％、角速度０．１（１／ｓ）、昇温速度５℃／ｍｉｎの条件にて測定した。

＜評価例１：ワイヤー保持力＞
実施例、比較例の各集電ワイヤー固定フィルムについて、ワイヤー保持力を、以下の試験方法により測定し、下記の評価基準に基づいて評価した。

［ワイヤー保持力評価用サンプルの作成］
温度１６０℃のホットプレート上で、集電ワイヤー（直径２５０μｍのワイヤーを、１５ｍｍ間隔で９本配置）上に、集電ワイヤー固定フィルム（各実施例、比較例の集電ワイヤー固定フィルム）載置し１００ｋＰａの圧力をかけて仮着することにより「ワイヤー保持力評価用サンプル」を作成した。

［ワイヤー保持力試験］
上記の各ワイヤー保持力評価用サンプルにおいて、先端部分を集電ワイヤー固定フィルムから剥離させた９本の集電ワイヤーの各先端部分を引っ張る形で、剥離試験機（テンシロン万能試験機 ＲＴＦ−１１５０−Ｈ）を用い、「１８０度剥離試験」を実施した。試験結果について、下記の評価基準により、初期密着性を評価した。評価結果を「初期密着性」として表１に記す。尚、「１８０度剥離試験」の試験条件は、常温、剥離速度５０ｍｍ／ｍｉｎとした。
（評価基準）
Ａ：５Ｎ／１５ｍｍ以上
Ｂ：２Ｎ／１５ｍｍ以上５Ｎ／１５ｍｍ未満
Ｃ：２Ｎ／１５ｍｍ未満
＜評価例２：通電安定性＞
実施例、比較例の各集電ワイヤー固定フィルムについて、通電安定性を、以下の試験方法により測定し、下記の評価基準に基づいて評価した。

［通電安定性評価用サンプルの作成］
集電ワイヤー固定フィルム（各実施例、比較例の集電ワイヤー固定フィルム）に集電ワイヤー（直径２５０μｍのワイヤーを、１５ｍｍ間隔で９本配置）が仮着された積層体である実施例比較例の各「ワイヤー保持力評価用サンプル」と下記の材料を用いて、太陽電池素子を実装し、下記のラミネート条件による真空ラミネートによって一体化し、「通電安定性評価用サンプルの作成」を作成した。モジュール層構成は、図１及び図２に示す通りとした。
透明前面基板（青板ガラス、１８０ｍｍ×１８０ｍｍ、厚さ３．２ｍ）
受光面側封止材（密度０．９８５ｇ／ｃｍ^３の低密度ポリエチレンフィルム、厚さ４５０μｍ）
ワイヤー保持力評価用サンプル（各実施例、比較例の「ワイヤー保持力評価用サンプル」）
太陽電池素子（ＰＶＧ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ製太陽電池素子（Ｅａｒｔｈ ＯＮ−１９４））を１枚配置
非受光面側封止材（密度０．９８５ｇ／ｃｍ^３の低密度ポリエチレンフィルム、厚さ４５０μｍ）
裏面保護シート（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、厚さ１８８μｍ）
真空ラミネート条件
（ａ）真空引き：５．０分
（ｂ）加圧（０ｋＰａ〜７０ｋＰａ）：１．５分
（ｃ）圧力保持（７０ｋＰａ）：１０．０分
（ｄ）温度１５０℃

［通電安定性試験］
上記の各通電安定性評価用サンプルについて、ＥＬ（エレクトロルミネセンス）検査を行った。尚、ＥＬ（エレクトロルミネセンス）検査とは、太陽電池素子に電界を印加することにより、半導体内に入った電子と正孔が再結合して発光したものを撮影して、その画像を分析することにより、セルのクラック（亀裂）や、インターコネクターの断線・接続不良等を確認する試験である。
（評価基準）
Ａ：全面が強く発光し、通電が確認されている状況
Ｂ：ワイヤー以外の部分で発光が弱い部分がある
Ｃ：一部が発光しておらず通電していない状況

表１の結果から分かる通り、集電ワイヤー固定フィルムのワイヤー保持力は、１６０℃の複素粘度が特定範囲にあることが重要であるが、比較例４の結果から分かる通り、１６０℃の複素粘度を最適化して十分なワイヤー保持力を付与したとしても、８０℃での複素粘度が過少である場合、上述の通り、昇温過程におけるワイヤーの位置ずれ等が起こりやすく、通電安定性が不十分となる。一方、比較例３の結果からは、８０℃での複素粘度が最適化されていたとしても、１６０℃の複素粘度が過少であると、やはり通電安定性が良好に維持できないことが分かる。

以上の試験及び評価結果から、本発明の集電ワイヤー固定フィルムは、「マルチワイヤー接続」タイプの太陽電池モジュールにおいて集電ワイヤーを太陽電池素子に固定する「太陽電池モジュール用の集電ワイヤー固定フィルム」において、耐熱性に優れるポリエチレンテレフタレート樹脂で耐熱性を構成し、柔軟性を有しモールディング性向上に寄与しうるポリエチレン系樹脂でワイヤー保持層を構成した多層フィルムであり、尚且つ、集電ワイヤー等に対する長期に亘る密着耐久性が十分に向上されたものであることが確認された。

１ 太陽電池モジュール
２ 透明前面基板
３ 封止材
３１ 受光面側封止材
３２ 非受光面側封止材
４ 太陽電池素子
５ 裏面保護シート
６ 集電ワイヤー固定フィルム
６１ 基材層
６２ 接着剤層
６３ ワイヤー保持層
６４ 集電ワイヤー

Claims (6)

1. 太陽電池モジュール用の集電ワイヤー固定フィルムであって、
   基材層と、
   ワイヤー保持層と、を含んでなり、
   前記基材層は、融点２００℃以上の熱可塑性樹脂をベース樹脂とし、
   前記ワイヤー保持層は、密度０．８７０ｇ／ｃｍ^３以上０．９３０ｇ／ｃｍ^３以下のポリエチレン系樹脂をベース樹脂とし、シラン成分を含有せず、
   ８０℃での複素粘度が、９．０Ｅ＋５Ｐａ・ｓ以上１．０Ｅ＋７Ｐａ・ｓ以下であり、
   １６０℃での複素粘度が、６．０Ｅ＋３Ｐａ・ｓ以上５．０Ｅ＋４Ｐａ・ｓ以下である、
   集電ワイヤー固定フィルム。
2. 前記ワイヤー保持層の融点が１０５℃以上１２５℃以下である、請求項１に記載の集電ワイヤー固定フィルム。
3. 前記ワイヤー保持層の厚さが、２５μｍ以上１００μｍ以下である、請求項１又は２に記載の集電ワイヤー固定フィルム。
4. 前記基材層の厚さが、１０μｍ以上２５μｍ以下である、請求項１から３の何れかに記載の集電ワイヤー固定フィルム。
5. 請求項１から４の何れかに記載の集電ワイヤー固定フィルムを備える、マルチワイヤー接続方式の太陽電池モジュールであって、
   複数の太陽電池素子と、
   前記太陽電池素子の表面に接合されている複数の集電ワイヤーと、
   複数の前記集電ワイヤーを被覆して前記太陽電池素子の表面に積層されている前記集電ワイヤー固定フィルムと、を備える、太陽電池モジュール。
6. 請求項５に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、
   複数の前記集電ワイヤーと前記集電ワイヤー固定フィルムとを１５０℃を超えて２００℃未満の加熱温度で加熱圧着することにより、前記集電ワイヤーを前記ワイヤー保持層に埋め込んで仮着する仮着工程と、
   前記集電ワイヤーと仮着されている前記集電ワイヤー固定フィルムを、前記太陽電池素子に１０５℃以上１６０℃以下の加熱温度で加熱圧着することにより、前記集電ワイヤーを前記太陽電池素子に仮接合する仮接合工程と、
   前記集電ワイヤー及び集電ワイヤー固定フィルムが仮接合されている太陽電池素子と、その他の構成部材とを、真空熱ラミネート加工により一体化するモジュール一体化工程と、を含み、
   前記仮着工程を行う前における前記集電ワイヤー固定フィルムの前記ワイヤー保持層の厚さが、前記集電ワイヤーの直径の２５％以上５０％以下である、太陽電池モジュールの製造方法。

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