JP4132479B2 - 太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は太陽電池モジュールおよびその製造方法に関し、特に透明絶縁基板の傷を防止しながら太陽電池モジュールの表面からの反射光による光公害を防止する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、化石エネルギー資源の枯渇の問題や大気中のＣＯ2の増加のような環境問題などから、クリーンな新エネルギーの開発が望まれており、特に太陽光発電が期待されている。太陽光発電に用いられる太陽電池モジュールには、大別して、結晶系モジュールと薄膜系モジュールとがある。
【０００３】
結晶系太陽電池モジュールでは、前面カバーガラス上に小面積の単結晶半導体ウェハを用いて形成された太陽電池セルを２０〜３０枚配置して相互配線している。そして、これらのセルをＥＶＡなどの充填剤で封止し、テドラー（登録商標）などの保護フィルムを用いて保護している。
【０００４】
薄膜系太陽電池モジュール（基板一体型モジュール）では、前面カバーガラスを兼ねるガラス基板上に透明電極層、半導体薄膜光電変換層および裏面電極層を順に積層している。これらの層は気相成長とレーザスクライブなどによるパターニングとを利用して複数の太陽電池セルに分割され、かつ電気的に相互接続（集積化）されており、これによって所望の電圧と電流の出力が得られる。そして、薄膜系太陽電池モジュールでも結晶系太陽電池モジュールの場合と同様の充填剤と保護フィルムが用いられる。
【０００５】
薄膜系太陽電池モジュールの結晶系太陽電池モジュールに対する特長は、素子間の配線および素子−ガラス基板間の封止樹脂が不要なため、コスト面で有利であるだけでなく、封止樹脂における光吸収によるエネルギー損失および封止樹脂の黄変による特性劣化がないことである。
【０００６】
ところで、上記のような構成の太陽電池モジュールを屋根やビルの外壁に配列した場合、太陽と太陽電池モジュールとの角度によっては、太陽光が反射して隣接する家屋の中を照らしたりする等の光公害の問題が一部で指摘されていた。
【０００７】
そこで、このような問題を解決するために、ガラス基板の表面に凹凸形状を形成する技術が提案されている（たとえば特開平１１−７４５５２号公報）。しかし、この技術では、ガラス基板の加工に伴うコスト増やガラス基板の強度低下など種々の問題が生じる。
【０００８】
また、太陽電池モジュールは様々な工程を経て製造されるため、ハンドリング中にガラス基板にしばしば傷が生じる。このようにガラス基板に傷が生じた太陽電池モジュールは外観が悪いため、太陽電池としての性能は十分であるにもかかわらず商品価値が低く、場合によっては出荷できなくなるものもある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、透明絶縁基板の加工に伴うコスト増や強度低下など問題、および透明絶縁基板の傷を防止し、かつ表面からの反射光による光公害を防止できる太陽電池モジュール、およびこのような太陽電池モジュールを簡便に製造できる方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の太陽電池モジュールは、第１と第２の主面を有する透明絶縁基板と、前記透明絶縁基板の第１の主面上に順次積層された透明電極層、半導体光電変換層および裏面電極層からなる太陽電池セルと、前記透明絶縁基板の第２の主面における、透明電極層、半導体光電変換層および裏面電極層のスクライブ線を含む領域以外に対応する領域上に形成された防眩膜とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
ここで、太陽電池モジュールに含まれる複数の短冊状の太陽電池セルは、透明電極層のスクライブ線、半導体光電変換層のスクライブ線および裏面電極層のスクライブ線からなる３本１組のスクライブ線により互いに分離される。本発明においては、透明絶縁基板の前記第２主面における、複数の太陽電池セルを互いに分離する３本１組の透明電極層、半導体光電変換層および裏面電極層のスクライブ線（およびその両側の部分）を含む所定の幅の領域以外に対応する領域上に防眩膜が形成される。したがって、本発明においては、防眩膜も短冊状に形成されている。
【００１２】
本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、第１と第２の主面を有する透明絶縁基板と、前記透明絶縁基板の第１の主面上に順次積層された透明電極層、半導体光電変換層および裏面電極層からなる太陽電池セルと、前記透明絶縁基板の第２の主面における、透明電極層、半導体光電変換層および裏面電極層のスクライブ線を含む領域以外に対応する領域上に形成された防眩膜とを備えた太陽電池モジュールを製造するにあたり、前記透明絶縁基板の第２の主面において、透明電極層、半導体光電変換層および裏面電極層をスクライブするためにレーザー照射する領域以外に対応する領域上に防眩膜を形成する工程と、前記防眩膜を形成した後、前記透明絶縁基板の第１の主面上に形成された透明電極層に透明絶縁基板を通してレーザー照射することにより透明電極層をスクライブする工程と、前記透明電極層上に半導体光電変換層を形成した後、半導体光電変換層に透明絶縁基板を通してレーザー照射することにより半導体光電変換層をスクライブする工程と、前記半導体光電変換層上に裏面電極層を形成した後、裏面電極層に透明絶縁基板を通してレーザー照射することにより裏面電極層をスクライブする工程とを具備したことを特徴とする。
【００１３】
このように透明絶縁基板上に防眩膜を形成した後に、防眩膜のない領域で透明絶縁基板を通して透明電極層、半導体光電変換層および裏面電極層にレーザー照射してこれらの層をスクライブするようにすれば、太陽電池モジュールの製造工程中に透明絶縁基板に傷が生じるのを防止できる。
【００１４】
本発明において用いられる防眩膜は、有機ポリマー、無機ポリマーまたはこれらの複合材料を含む。この防眩膜は、光を散乱させるのに適した微細な凹凸を含む表面を有する。この防眩膜は、さらに無機粒子または／および有機粒子を含んでいてもよい。
【００１５】
本発明においては、防眩膜の凹凸表面上に形成された、平坦な表面を有する汚れ防止膜をさらに備えていてもよい。
【００１６】
本発明において、防眩膜として有機ポリマーを用いる場合、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、またはこれらの混合物を含むものを用いることが好ましい。
【００１７】
アクリル系樹脂としては、以下の分子構造：
【００１８】
【化２】
【００１９】
（式中、Ｒ1は炭素数１〜１０のアルキル基、Ｒ2は水素原子または炭素数１〜１０のアルキル基、アリール基およびアラルキル基からなる群より選択される一価の炭化水素基、ａは０、１、または２を示す。）
で表わされる基を含有する加水分解性シリル基含有アクリル共重合体を含むものが挙げられる。また、フッ素系樹脂としては、水酸基含有フッ素系樹脂が挙げられる。
【００２０】
本発明において、防眩膜として無機ポリマーを用いる場合、その原料としてアルキルシリケート（具体的には、エチルシリケート、ブチルシリケートまたはこれらの混合物）を用いることが好ましい。このような原料から生成される無機ポリマーはシリカを含む。
【００２１】
上記のように防眩膜に無機粒子を含有させる場合、無機粒子としてはたとえばシリカ粒子が挙げられる。また、防眩膜に有機粒子を含有させる場合、有機粒子としてはたとえばアクリル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリエチレンワックス、またはこれらの少なくとも２種以上の混合物が挙げられる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明についてより詳細に説明する。
【００２３】
図１に、本発明に係る薄膜系太陽電池モジュールの一部を断面で示す。図１において、透明絶縁基板１の下面（第１の主面）上には、ＳｎＯ2等の透明導電酸化膜（ＴＣＯ）からなる透明電極層２、シリコン等からなる半導体光電変換層３、およびＡｇ等からなる裏面電極層４が順に積層されている。これらは、図１の紙面に直交する方向に延びる透明電極層２のスクライブ線２ａ、半導体光電変換層３のスクライブ線３ａ、および裏面電極層４のスクライブ線４ａによってそれぞれ複数の細長い短冊状の領域に分割されている。このように順次積層されたそれぞれ短冊状の透明電極２、半導体光電変換層３および裏面電極４により１つの短冊状の太陽電池セル５が形成されている。そして、任意の太陽電池セル５の透明電極２は半導体層のスクライブ線３ａを介して隣り合う太陽電池セル５の裏面電極４に接続され、複数の太陽電池セル５が電気的に直列に集積化されている。このように集積化された複数の太陽電池セルの背面は充填樹脂層６によって封止され、さらにその上に積層された耐候性の背面カバーフィルム７によって保護されている。
【００２４】
本発明に係る太陽電池モジュールにおいて、透明電極層２としては、ＳｎＯ2、ＩＴＯ、ＩＴＯ／ＳｎＯ2の積層体、またはＺｎＯ等が用いられる。半導体光電変換層３としては、非晶質シリコンａ−Ｓｉ、水素化非晶質シリコンａ−Ｓｉ：Ｈ、水素化非晶質シリコンカーバイドａ−ＳｉＣ：Ｈ、非晶質シリコンナイトライド等の他、シリコンと炭素、ゲルマニウム、錫等の他の元素との合金からなる非晶質シリコン系半導体の非晶質または微結晶を、ｐｉｎ型、ｎｉｐ型、ｎｉ型、ｐｎ型、ＭＩＳ型、ヘテロ接合型、ホモ接合型、ショットキバリア型あるいはこれら組合せた型等に合成した半導体層が用いられる。この他、半導体光電変換層としては、ＣｄＳ系、ＧａＡｓ系、ＩｎＰ系等を用いることもできる。裏面電極層４としては、金属または金属酸化物／金属の複合膜等が用いられる。充填樹脂層６としては、シリコン、エチレン−ビニルアセテート共重合体、ポリビニルブチラール等が用いられる。背面カバーフィルム７としては、フッ素系樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレート、またはアルミニウム等の金属フィルムやＳｉＯ2等の薄膜をラミネートした多層構造のフィルム等が用いられる。
【００２５】
また、図１に示すように、透明絶縁基板１の上面（第２の主面）には、透明電極層２、半導体光電変換層３および裏面電極層４のスクライブ線２ａ、３ａ、４ａを含む領域以外に対応する領域上に防眩膜１０が形成されている。ここで、防眩膜１０を形成しない領域の幅は、３本１組のスクライブ線２ａ、３ａ、４ａを確実に含むように、これらのスクライブ線の両端（スクライブ線２ａの一端とスクライブ線４ａの他端）の両側に１００μｍ以上の幅を持たせるように規定する。また、図１の防眩膜１０は光を散乱させるのに適した微細な凹凸を含む表面を有する。
【００２６】
防眩膜１０の材料としては、後に詳細に説明するように、有機ポリマー、無機ポリマー、またはそれらの複合材料を用いることができる。これらの原料に必要に応じて硬化剤を添加したり希釈剤（たとえば有機溶剤）で希釈した塗布液を所定の領域上に塗布した後に硬化することにより防眩膜１０を形成することができる。
【００２７】
また、防眩膜１０表面の微細な凹凸は、エンボスローラーを用いることによって形成することができる。防眩膜１０の原料の塗布液は、硬化前にはガラス基板１よりはるかに軟質であるので、凹凸表面の形成加工は太陽電池モジュールの他の部分に何らの損傷を与えることなく容易に実施できる。なお、防眩膜１０表面の微細な凹凸構造は、エンボスローラーに限らず、エンボスフィルム転写、サンドブラストなどを利用して形成することもできる。
【００２８】
図１に示すように、透明絶縁基板１の第２の主面の一部に防眩膜１０が形成されているので、反射光による光公害を防止できる。
【００２９】
図１に示す太陽電池モジュールの製造方法を図２（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明する。まず、図２（Ａ）に示すように、第１の主面に透明電極層２が形成された透明絶縁基板１の第２の主面において、透明電極層、半導体光電変換層および裏面電極層をスクライブするためにレーザー照射する領域以外に対応する領域上に防眩膜の塗布液を塗布し、エンボスローラーなどにより表面に凹凸を形成した後、硬化させて防眩膜１０を形成する。通常、透明絶縁基板１は透明電極層２が形成された状態で購入されるが、透明電極層２が形成されていない透明絶縁基板１の上面に防眩膜１０を形成した後、透明電極層２を形成してもよい。その後、レーザービームＬを基板１の上面側から防眩膜１０が形成されていない領域の基板１を通して透明電極層２に照射し、透明電極層２のスクライブ線２ａを形成して透明電極層２を分離する。
【００３０】
次に、図２（Ｂ）に示すように、透明絶縁基板１の第１の主面の透明電極層２上にｐ層、ｉ層およびｎ層を含む半導体光電変換層３を製膜する。その後、レーザービームＬを基板１の上面側から防眩膜１０が形成されていない領域の基板１を通して半導体光電変換層３に照射し、半導体光電変換層３のスクライブ線３ａを形成して半導体光電変換層３を分離する。
【００３１】
次いで、図２（Ｃ）に示すように、透明絶縁基板１の第１の主面の半導体光電変換層３上に裏面電極層４を製膜する。その後、レーザービームＬを基板１の上面側から防眩膜１０が形成されていない領域の基板１を通して裏面電極層４（および半導体光電変換層３）に照射し、裏面電極層４のスクライブ線４ａを形成して裏面電極層４を分離して太陽電池セル５を形成する。
【００３２】
さらに、図１に示すように、太陽電池セル５の背面を充填樹脂層６によって封止され、さらに耐候性の背面カバーフィルム７によって保護する。
【００３３】
図２（Ａ）〜（Ｃ）に示す方法を用いれば、従来のように透明絶縁基板１に凹凸をつける加工を行う必要がないので、コスト増や透明絶縁基板１の強度低下を避けることができる。また、予め透明絶縁基板１の第２の主面に防眩膜１０を形成しているので、透明絶縁基板１に傷がつくのを防止でき、太陽電池モジュールの商品価値が低下することもない。
【００３４】
防眩膜１０の材料は、十分な耐候性を有し、光透過性が良好であり、半導体光電変換層の製膜温度に耐えられる耐熱性を有することが要求される。このような要求を満たす防眩膜１０の材料としては、有機ポリマー、無機ポリマー、またはそれらの複合材料を用いることができる。このうち、有機ポリマーは柔軟であってひび割れしにくい点で好ましく、無機ポリマーは耐候性や耐熱性が高いという点で好ましい。
【００３５】
本発明において、防眩膜として有機ポリマーを用いる場合、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、またはこれらの混合物を含むものを用いることが好ましい。有機ポリマー中のアクリル系樹脂、フッ素系樹脂、またはこれらの混合物の含有率は、５０重量％以上、好ましくは８０重量％以上、さらに好ましくは９５重量％以上に設定される。
【００３６】
アクリル系樹脂としては、アクリル系モノマーを含むビニルモノマーと、加水分解性シリル基含有モノマーとの共重合により得られるものが好ましい。このようなアクリル系樹脂は、主鎖が実質的に炭素−炭素結合からなり、末端または側鎖に少なくとも１個の加水分解性シリル基を含有する。加水分解性シリル基とは、加水分解性基と結合した珪素原子を有する置換基である。なお、上記のアクリル系樹脂は、主鎖または側鎖にウレタン結合またはシロキサン結合を一部含んでもよい。
【００３７】
ビニルモノマーは特に限定されない。具体的には、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、トリフロロエチル（メタ）アクリレート、ペンタフロロプロピル（メタ）アクリレート、ポリカルボン酸（マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等）と炭素数１〜２０の直鎖または分岐のアルコールとのジエステルまたはハーフエステル等の不飽和カルボン酸のエステル；スチレン、ａ−メチルスチレン、クロロスチレン、スチレンスルホン酸、４−ヒドロキシスチレン、ビニルトルエン等の芳香族炭化水素系ビニル化合物；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ジアリルフタレート等のビニルエステルやアリル化合物；（メタ）アクリロニトリル等のニトリル基含有ビニル化合物；グリシジル（メタ）アクリレート等のエポキシ基含有ビニル化合物；ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ビニルピリジン、アミノエチルビニルエーテル等のアミノ基含有ビニル化合物；（メタ）アクリルアミド、イタコン酸ジアミド、ａ−エチル（メタ）アクリルアミド、クロトンアミド、マレイン酸ジアミド、フマル酸ジアミド、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ブトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−メチルアクリルアミド、アクリロイルモルホリン等のアミド基含有ビニル化合物；２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチルビニルエーテル、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、アロニクス５７００（東亜合成（株）製）、Placcel FA-1、Placcel FA-4、Placcel FM-1、Placcel FM-4（以上ダイセル化学（株）製）等の水酸基含有ビニル化合物；（メタ）アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸およびそれらの塩（アルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩等）、無水マレイン酸等の不飽和カルボン酸、酸無水物、またはその塩；ビニルメチルエーテル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、クロロプレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン、マレイミド、Ｎ−ビニルイミダゾール、ビニルスルホン酸等のその他のビニル化合物等が挙げられる。
【００３８】
加水分解性シリル基含有モノマーとしては、具体的には、以下のようなアルコキシシランビニルモノマーが挙げられる。
【００３９】
【化３】
【００４０】
加水分解性シリル基含有アクリル系共重合体中のアルコキシシランビニルモノマー単位の含有率は、５〜９０重量％、好ましくは２０〜８０重量％、さらに好ましくは３０〜７０重量％に設定される。
【００４１】
アルコキシシランビニルモノマーとビニルモノマーとの共重合体の製造方法は、たとえば特開昭５４−３６３９５、特開昭５７−３６１０９、特開昭５８−１５７８１０等に開示されている。アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系ラジカル開始剤を用いた溶液重合が最も好ましい。また必要に応じて、連鎖移動剤を用い、分子量を調節してもよい。連鎖移動剤としては、ｎ−ドデシルメルカプタン、ｔ−ドデシルメルカプタン、ｎ−ブチルメルカプタン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、（Ｈ3ＣＯ）3Ｓｉ−Ｓ−Ｓ−Ｓｉ（ＯＣＨ3）３、（ＣＨ3Ｏ）3Ｓｉ−Ｓ８−Ｓｉ（ＯＣＨ3）3等が挙げられる。特に、分子中に加水分解性シリル基を有する連鎖移動剤、たとえばγ−メルカプトプロピルトリメトキシシランを用いれば、末端に加水分解性シリル基が導入された加水分解性シリル基含有アクリル系共重合体を得ることができる。
【００４２】
重合溶剤は炭化水素類（トルエン、キシレン、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン等）、酢酸エステル類（酢酸エチル、酢酸ブチル等）、アルコール類（メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール等）、エーテル類（エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、セロソルブアセテート等）、ケトン類（メチルエチルケトン、アセト酢酸エチル、アセチルアセトン、ジアセトンアルコール、メチルイソブチルケトン、アセトン等）のような非反応性の溶剤であれば特に限定されない。
【００４３】
市販の加水分解性シリル基含有アクリル系共重合体としては、鐘淵化学工業株式会社製ゼムラック（登録商標）が挙げられる。ゼムラックは、上述した
（Ｒ1）3-a（Ｒ2）aＳｉ−
（式中、Ｒ1、Ｒ2、およびａの定義は上記の通りである。）
という分子構造を含んでいる。
【００４４】
一方、フッ素系樹脂としては、水酸基含有フッ素系共重合体を用いることが好ましい。水酸基含有フッ素系共重合体としては、水酸基価が５〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇ、さらに１０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇのものが特に好ましい。水酸基含有フッ素系共重合体は、（１）フッ素含有ビニルモノマー、（２）水酸基含有ビニルモノマー、および（３）その他のモノマーを共重合することにより合成できる。
【００４５】
（１）のフッ素含有ビニルモノマーとしては、クロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン等のフルオロオレフィン；ＣＨ2＝ＣＨＣＯＯＣＨ2ＣＦ3、ＣＨ2＝Ｃ（ＣＨ3）ＣＯＯＣＨ2ＣＦ3、ＣＨ2＝ＣＨＣＯＯＣＨ（ＣＦ３）2、ＣＨ3＝Ｃ（ＣＨ3）ＣＯＯＣＨ（ＣＦ3）2、ＣＨ2＝ＣＨＣＯＯＣＨ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ３、ＣＨ2＝ＣＨＣＯＯＣＦ3、ＣＨ2＝Ｃ（ＣＨ3）ＣＯＯＣＨ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ3、ＣＨ2＝Ｃ（ＣＨ3）ＣＯＯＣＦ3等を含む（メタ）アクリル酸フルオロアルキル等が挙げられる。
【００４６】
（２）の水酸基含有ビニルモノマーとしては、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ヒドロキシプロピルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、ヒドロキシヘキシルビニルエーテル等のヒドロキシアルキルビニルエーテル；２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド、アロニクス５７００（東亜合成（株）製）、Placcel FA-1、同 FA-4、同FM-1、同FM-4（以上ダイセル化学（株）製）等が挙げられる。
【００４７】
（３）のその他のモノマーとしては、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル；シクロヘキシルビニルエーテル；マレイン酸、フマール酸、アクリル酸、メタクリル酸、カルボキシルアルキルビニルエーテル等のカルボキシル基含有モノマー；エチレン、プロピレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニル；メタクリル酸メチル、アクリル酸メチル等の不飽和カルボン酸エステル；ビニルトリエトキシシラン、γ−（メタ）アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン等の加水分解性シリル基含有モノマー等が挙げられる。
【００４８】
市販の水酸基含有フッ素系樹脂としては、旭硝子コートアンドレジン株式会社製のルミフロン、ボンフロン、株式会社トウベ製ニューガメット、大日本塗料株式会社製Ｖフロン（いずれも登録商標）が挙げられる。
【００４９】
上記のうちルミフロンは、以下に示す基本物性を有する。
【００５０】
【表１】
【００５１】
本発明において、防眩膜として無機ポリマーを用いる場合、その原料としてアルキルシリケートを用いることができる。アルキルシリケートとしては、たとえばエチルシリケート、ブチルシリケート、またはこれらの混合物が挙げられる。このような原料から生成される無機ポリマーはシリカを含有する。こうした無機ポリマーを生成させる際には、原料に触媒好ましくはＨＣｌ等の酸触媒を添加した後に塗布することにより、硬化速度をコントロールしてもよい。
【００５２】
市販の無機ポリマーの原料としては、たとえば（有）テー・エス・ビー製の無機ワニス、ＴＳＢ４２００、ＴＳＢ４３００、ＴＳＢ４４００が挙げられる。ＴＳＢ４２００はエチルシリケート、ＴＳＢ４４００はブチルシリケートを主成分とするものであり、ＴＳＢ４３００はエチルシリケートとブチルシリケートとの混合物である。これらの原料からは耐候性かつ耐熱性の無機ポリマーが得られる。
【００５３】
さらに、防眩膜として複合材料を用いてもよい。複合材料としては、無機ポリマー分子構造中に有機分子を付加したもの、無機ポリマーと有機ポリマーとの混合物、無機ポリマー中に有機ポリマーを分散したものなどが挙げられる。
【００５４】
市販の複合材料としては、日本油脂株式会社製のセラミック系塗料、ベルクリーン（登録商標）が挙げられる。ベルクリーンはアルキルシリケートに高耐久性の有機ポリマーを混合したものである。
【００５５】
防眩膜１０の平均厚さは、０．１〜５００μｍ、好ましくは０．５〜１００μｍ、さらに好ましくは１〜３０μｍに設定される。防眩膜１０の平均厚さが０．１μｍより薄い場合には光散乱に適した凹凸を形成することが困難になる。防眩膜１０の平均厚さが５００μｍより厚い場合には防眩膜１０の透光性が低下して太陽電池セル５に達する光が減少するおそれがある。
【００５６】
本発明においては、複数層の光乱反射層を積層してもよい。たとえば、屈折率の異なる材料からなる複数層の光乱反射層を組合せることにより光乱反射効果を向上することができる。上層の防眩膜として無機ポリマーを用いれば、表面硬度や耐摩耗性を向上させることができる。上層の防眩膜として有機ポリマーを用いれば、表面のクラックやひずみを吸収することができる。また、上層の防眩膜として、汚染防止のために撥水性の高いフッ素系樹脂や、水分散性のよい無機ポリマーを用いてもよい。
【００５７】
本発明においては、有機ポリマーまたは無機ポリマーからなる防眩膜１０中に無機粒子または／および有機粒子を分散させてもよい。
【００５８】
無機粒子としては、シリカからなるものが用いられる。具体的には、たとえば、φ４μｍのシリカからなるデグサジャパン製ＴＳ１００、φ２μｍのシリカからなるデグサジャパン製デグサＯＫ−６０７、φ０．０７〜０．１μｍのシリカゾルからなる日産化学工業株式会社製ＥＧ−ＳＴ−ＺＬ等が用いられる。
【００５９】
有機粒子としては、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリエチレンワックス、またはこれらの少なくとも２種以上の混合物を主成分とするものが用いられる。具体的には、たとえば、φ８μｍのＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）からなる積水化成製ＭＢＸ−８、平均φ１５μｍ、最大φ３０μｍのＰＥ（ポリエチレン）からなる楠本化成製ＳＥ４８０−１０Ｔ等が用いられる。
【００６０】
無機粒子または／および有機粒子の粒径は、０．０５〜２００μｍ、より好ましくは０．５〜１００μｍ、特に好ましくは１〜１０μｍである。
【００６１】
有機または無機のポリマーと無機または有機の粒子との混合重量比は、無機または有機粒子の粒径に応じて調整することが好ましい。粒子の粒径が１μｍ未満の場合は５０〜２０００、特には１００〜１５００が好ましい。粒子の粒径が１μｍ以上、たとえば１〜１０μｍである場合は、０．１〜９８、さらに１〜５０、特に１〜１０が好ましい。粒径が小さいと光乱反射効果が十分に発揮されず、逆に粒径が大きいとポリマーに対する粒子の分散性が低下するため好ましくない。
【００６２】
さらに、防眩膜１０の凹凸表面上に平滑な表面を有する汚れ防止膜を形成してもよい。すなわち、防眩膜１０が微細な凹凸構造の表面を有する場合には汚れが付着しやすいが、その凹凸表面を汚れ防止膜で平坦化することによって、太陽電池モジュールの表面の汚れを軽減することができる。
【００６３】
このような汚れ防止膜の材料としては、防眩膜１０として例示した材料を用いることができる。光乱反射効果の観点からは、汚れ防止膜と防眩膜１０は互いに異なる材料で形成されていることが好ましい。ただし、汚れ防止膜と防眩膜１０が同じ材料で形成されていても、一旦形成された防眩膜１０の凹凸表面は汚れ防止膜１２との間に明瞭な界面を形成するので、その凹凸界面によって光乱反射効果は維持される。
【００６４】
汚れ防止膜としてフッ素系樹脂を用いた場合、その表面は良好な撥水性を有するので、雨水などによる塵の付着が減少する。汚れ防止膜としてアルキルシリケートから形成されるシリカを含む無機ポリマーを用いた場合、太陽電池セルの表面の耐薬品性が向上するとともに、親水性が良好になるため汚れがついたとしても均一化されて目立ちにくくなる。
【００６５】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、透明絶縁基板の加工に伴うコスト増や強度低下など問題、および透明絶縁基板の傷を防止し、かつ表面からの反射光による光公害を防止できる太陽電池モジュール、およびこのような太陽電池モジュールを簡便に製造できる方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る太陽電池モジュールの概略構成を示す断面図。
【図２】本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法の一例を示す断面図。
【符号の説明】
１…透明絶縁基板
２…透明電極層
３…半導体光電変換層
４…裏面電極層
５…太陽電池セル
６…充填樹脂層
７…背面カバーフィルム
１０…防眩膜
【発明の属する技術分野】
本発明は太陽電池モジュールおよびその製造方法に関し、特に透明絶縁基板の傷を防止しながら太陽電池モジュールの表面からの反射光による光公害を防止する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、化石エネルギー資源の枯渇の問題や大気中のＣＯ2の増加のような環境問題などから、クリーンな新エネルギーの開発が望まれており、特に太陽光発電が期待されている。太陽光発電に用いられる太陽電池モジュールには、大別して、結晶系モジュールと薄膜系モジュールとがある。
【０００３】
結晶系太陽電池モジュールでは、前面カバーガラス上に小面積の単結晶半導体ウェハを用いて形成された太陽電池セルを２０〜３０枚配置して相互配線している。そして、これらのセルをＥＶＡなどの充填剤で封止し、テドラー（登録商標）などの保護フィルムを用いて保護している。
【０００４】
薄膜系太陽電池モジュール（基板一体型モジュール）では、前面カバーガラスを兼ねるガラス基板上に透明電極層、半導体薄膜光電変換層および裏面電極層を順に積層している。これらの層は気相成長とレーザスクライブなどによるパターニングとを利用して複数の太陽電池セルに分割され、かつ電気的に相互接続（集積化）されており、これによって所望の電圧と電流の出力が得られる。そして、薄膜系太陽電池モジュールでも結晶系太陽電池モジュールの場合と同様の充填剤と保護フィルムが用いられる。
【０００５】
薄膜系太陽電池モジュールの結晶系太陽電池モジュールに対する特長は、素子間の配線および素子−ガラス基板間の封止樹脂が不要なため、コスト面で有利であるだけでなく、封止樹脂における光吸収によるエネルギー損失および封止樹脂の黄変による特性劣化がないことである。
【０００６】
ところで、上記のような構成の太陽電池モジュールを屋根やビルの外壁に配列した場合、太陽と太陽電池モジュールとの角度によっては、太陽光が反射して隣接する家屋の中を照らしたりする等の光公害の問題が一部で指摘されていた。
【０００７】
そこで、このような問題を解決するために、ガラス基板の表面に凹凸形状を形成する技術が提案されている（たとえば特開平１１−７４５５２号公報）。しかし、この技術では、ガラス基板の加工に伴うコスト増やガラス基板の強度低下など種々の問題が生じる。
【０００８】
また、太陽電池モジュールは様々な工程を経て製造されるため、ハンドリング中にガラス基板にしばしば傷が生じる。このようにガラス基板に傷が生じた太陽電池モジュールは外観が悪いため、太陽電池としての性能は十分であるにもかかわらず商品価値が低く、場合によっては出荷できなくなるものもある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、透明絶縁基板の加工に伴うコスト増や強度低下など問題、および透明絶縁基板の傷を防止し、かつ表面からの反射光による光公害を防止できる太陽電池モジュール、およびこのような太陽電池モジュールを簡便に製造できる方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の太陽電池モジュールは、第１と第２の主面を有する透明絶縁基板と、前記透明絶縁基板の第１の主面上に順次積層された透明電極層、半導体光電変換層および裏面電極層からなる太陽電池セルと、前記透明絶縁基板の第２の主面における、透明電極層、半導体光電変換層および裏面電極層のスクライブ線を含む領域以外に対応する領域上に形成された防眩膜とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
ここで、太陽電池モジュールに含まれる複数の短冊状の太陽電池セルは、透明電極層のスクライブ線、半導体光電変換層のスクライブ線および裏面電極層のスクライブ線からなる３本１組のスクライブ線により互いに分離される。本発明においては、透明絶縁基板の前記第２主面における、複数の太陽電池セルを互いに分離する３本１組の透明電極層、半導体光電変換層および裏面電極層のスクライブ線（およびその両側の部分）を含む所定の幅の領域以外に対応する領域上に防眩膜が形成される。したがって、本発明においては、防眩膜も短冊状に形成されている。
【００１２】
本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、第１と第２の主面を有する透明絶縁基板と、前記透明絶縁基板の第１の主面上に順次積層された透明電極層、半導体光電変換層および裏面電極層からなる太陽電池セルと、前記透明絶縁基板の第２の主面における、透明電極層、半導体光電変換層および裏面電極層のスクライブ線を含む領域以外に対応する領域上に形成された防眩膜とを備えた太陽電池モジュールを製造するにあたり、前記透明絶縁基板の第２の主面において、透明電極層、半導体光電変換層および裏面電極層をスクライブするためにレーザー照射する領域以外に対応する領域上に防眩膜を形成する工程と、前記防眩膜を形成した後、前記透明絶縁基板の第１の主面上に形成された透明電極層に透明絶縁基板を通してレーザー照射することにより透明電極層をスクライブする工程と、前記透明電極層上に半導体光電変換層を形成した後、半導体光電変換層に透明絶縁基板を通してレーザー照射することにより半導体光電変換層をスクライブする工程と、前記半導体光電変換層上に裏面電極層を形成した後、裏面電極層に透明絶縁基板を通してレーザー照射することにより裏面電極層をスクライブする工程とを具備したことを特徴とする。
【００１３】
このように透明絶縁基板上に防眩膜を形成した後に、防眩膜のない領域で透明絶縁基板を通して透明電極層、半導体光電変換層および裏面電極層にレーザー照射してこれらの層をスクライブするようにすれば、太陽電池モジュールの製造工程中に透明絶縁基板に傷が生じるのを防止できる。
【００１４】
本発明において用いられる防眩膜は、有機ポリマー、無機ポリマーまたはこれらの複合材料を含む。この防眩膜は、光を散乱させるのに適した微細な凹凸を含む表面を有する。この防眩膜は、さらに無機粒子または／および有機粒子を含んでいてもよい。
【００１５】
本発明においては、防眩膜の凹凸表面上に形成された、平坦な表面を有する汚れ防止膜をさらに備えていてもよい。
【００１６】
本発明において、防眩膜として有機ポリマーを用いる場合、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、またはこれらの混合物を含むものを用いることが好ましい。
【００１７】
アクリル系樹脂としては、以下の分子構造：
【００１８】
【化２】
（式中、Ｒ1は炭素数１〜１０のアルキル基、Ｒ2は水素原子または炭素数１〜１０のアルキル基、アリール基およびアラルキル基からなる群より選択される一価の炭化水素基、ａは０、１、または２を示す。）
で表わされる基を含有する加水分解性シリル基含有アクリル共重合体を含むものが挙げられる。また、フッ素系樹脂としては、水酸基含有フッ素系樹脂が挙げられる。
【００２０】
本発明において、防眩膜として無機ポリマーを用いる場合、その原料としてアルキルシリケート（具体的には、エチルシリケート、ブチルシリケートまたはこれらの混合物）を用いることが好ましい。このような原料から生成される無機ポリマーはシリカを含む。
【００２１】
上記のように防眩膜に無機粒子を含有させる場合、無機粒子としてはたとえばシリカ粒子が挙げられる。また、防眩膜に有機粒子を含有させる場合、有機粒子としてはたとえばアクリル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリエチレンワックス、またはこれらの少なくとも２種以上の混合物が挙げられる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明についてより詳細に説明する。
【００２３】
図１に、本発明に係る薄膜系太陽電池モジュールの一部を断面で示す。図１において、透明絶縁基板１の下面（第１の主面）上には、ＳｎＯ2等の透明導電酸化膜（ＴＣＯ）からなる透明電極層２、シリコン等からなる半導体光電変換層３、およびＡｇ等からなる裏面電極層４が順に積層されている。これらは、図１の紙面に直交する方向に延びる透明電極層２のスクライブ線２ａ、半導体光電変換層３のスクライブ線３ａ、および裏面電極層４のスクライブ線４ａによってそれぞれ複数の細長い短冊状の領域に分割されている。このように順次積層されたそれぞれ短冊状の透明電極２、半導体光電変換層３および裏面電極４により１つの短冊状の太陽電池セル５が形成されている。そして、任意の太陽電池セル５の透明電極２は半導体層のスクライブ線３ａを介して隣り合う太陽電池セル５の裏面電極４に接続され、複数の太陽電池セル５が電気的に直列に集積化されている。このように集積化された複数の太陽電池セルの背面は充填樹脂層６によって封止され、さらにその上に積層された耐候性の背面カバーフィルム７によって保護されている。
【００２４】
本発明に係る太陽電池モジュールにおいて、透明電極層２としては、ＳｎＯ2、ＩＴＯ、ＩＴＯ／ＳｎＯ2の積層体、またはＺｎＯ等が用いられる。半導体光電変換層３としては、非晶質シリコンａ−Ｓｉ、水素化非晶質シリコンａ−Ｓｉ：Ｈ、水素化非晶質シリコンカーバイドａ−ＳｉＣ：Ｈ、非晶質シリコンナイトライド等の他、シリコンと炭素、ゲルマニウム、錫等の他の元素との合金からなる非晶質シリコン系半導体の非晶質または微結晶を、ｐｉｎ型、ｎｉｐ型、ｎｉ型、ｐｎ型、ＭＩＳ型、ヘテロ接合型、ホモ接合型、ショットキバリア型あるいはこれら組合せた型等に合成した半導体層が用いられる。この他、半導体光電変換層としては、ＣｄＳ系、ＧａＡｓ系、ＩｎＰ系等を用いることもできる。裏面電極層４としては、金属または金属酸化物／金属の複合膜等が用いられる。充填樹脂層６としては、シリコン、エチレン−ビニルアセテート共重合体、ポリビニルブチラール等が用いられる。背面カバーフィルム７としては、フッ素系樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレート、またはアルミニウム等の金属フィルムやＳｉＯ2等の薄膜をラミネートした多層構造のフィルム等が用いられる。
【００２５】
また、図１に示すように、透明絶縁基板１の上面（第２の主面）には、透明電極層２、半導体光電変換層３および裏面電極層４のスクライブ線２ａ、３ａ、４ａを含む領域以外に対応する領域上に防眩膜１０が形成されている。ここで、防眩膜１０を形成しない領域の幅は、３本１組のスクライブ線２ａ、３ａ、４ａを確実に含むように、これらのスクライブ線の両端（スクライブ線２ａの一端とスクライブ線４ａの他端）の両側に１００μｍ以上の幅を持たせるように規定する。また、図１の防眩膜１０は光を散乱させるのに適した微細な凹凸を含む表面を有する。
【００２６】
防眩膜１０の材料としては、後に詳細に説明するように、有機ポリマー、無機ポリマー、またはそれらの複合材料を用いることができる。これらの原料に必要に応じて硬化剤を添加したり希釈剤（たとえば有機溶剤）で希釈した塗布液を所定の領域上に塗布した後に硬化することにより防眩膜１０を形成することができる。
【００２７】
また、防眩膜１０表面の微細な凹凸は、エンボスローラーを用いることによって形成することができる。防眩膜１０の原料の塗布液は、硬化前にはガラス基板１よりはるかに軟質であるので、凹凸表面の形成加工は太陽電池モジュールの他の部分に何らの損傷を与えることなく容易に実施できる。なお、防眩膜１０表面の微細な凹凸構造は、エンボスローラーに限らず、エンボスフィルム転写、サンドブラストなどを利用して形成することもできる。
【００２８】
図１に示すように、透明絶縁基板１の第２の主面の一部に防眩膜１０が形成されているので、反射光による光公害を防止できる。
【００２９】
図１に示す太陽電池モジュールの製造方法を図２（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明する。まず、図２（Ａ）に示すように、第１の主面に透明電極層２が形成された透明絶縁基板１の第２の主面において、透明電極層、半導体光電変換層および裏面電極層をスクライブするためにレーザー照射する領域以外に対応する領域上に防眩膜の塗布液を塗布し、エンボスローラーなどにより表面に凹凸を形成した後、硬化させて防眩膜１０を形成する。通常、透明絶縁基板１は透明電極層２が形成された状態で購入されるが、透明電極層２が形成されていない透明絶縁基板１の上面に防眩膜１０を形成した後、透明電極層２を形成してもよい。その後、レーザービームＬを基板１の上面側から防眩膜１０が形成されていない領域の基板１を通して透明電極層２に照射し、透明電極層２のスクライブ線２ａを形成して透明電極層２を分離する。
【００３０】
次に、図２（Ｂ）に示すように、透明絶縁基板１の第１の主面の透明電極層２上にｐ層、ｉ層およびｎ層を含む半導体光電変換層３を製膜する。その後、レーザービームＬを基板１の上面側から防眩膜１０が形成されていない領域の基板１を通して半導体光電変換層３に照射し、半導体光電変換層３のスクライブ線３ａを形成して半導体光電変換層３を分離する。
【００３１】
次いで、図２（Ｃ）に示すように、透明絶縁基板１の第１の主面の半導体光電変換層３上に裏面電極層４を製膜する。その後、レーザービームＬを基板１の上面側から防眩膜１０が形成されていない領域の基板１を通して裏面電極層４（および半導体光電変換層３）に照射し、裏面電極層４のスクライブ線４ａを形成して裏面電極層４を分離して太陽電池セル５を形成する。
【００３２】
さらに、図１に示すように、太陽電池セル５の背面を充填樹脂層６によって封止され、さらに耐候性の背面カバーフィルム７によって保護する。
【００３３】
図２（Ａ）〜（Ｃ）に示す方法を用いれば、従来のように透明絶縁基板１に凹凸をつける加工を行う必要がないので、コスト増や透明絶縁基板１の強度低下を避けることができる。また、予め透明絶縁基板１の第２の主面に防眩膜１０を形成しているので、透明絶縁基板１に傷がつくのを防止でき、太陽電池モジュールの商品価値が低下することもない。
【００３４】
防眩膜１０の材料は、十分な耐候性を有し、光透過性が良好であり、半導体光電変換層の製膜温度に耐えられる耐熱性を有することが要求される。このような要求を満たす防眩膜１０の材料としては、有機ポリマー、無機ポリマー、またはそれらの複合材料を用いることができる。このうち、有機ポリマーは柔軟であってひび割れしにくい点で好ましく、無機ポリマーは耐候性や耐熱性が高いという点で好ましい。
【００３５】
本発明において、防眩膜として有機ポリマーを用いる場合、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、またはこれらの混合物を含むものを用いることが好ましい。有機ポリマー中のアクリル系樹脂、フッ素系樹脂、またはこれらの混合物の含有率は、５０重量％以上、好ましくは８０重量％以上、さらに好ましくは９５重量％以上に設定される。
【００３６】
アクリル系樹脂としては、アクリル系モノマーを含むビニルモノマーと、加水分解性シリル基含有モノマーとの共重合により得られるものが好ましい。このようなアクリル系樹脂は、主鎖が実質的に炭素−炭素結合からなり、末端または側鎖に少なくとも１個の加水分解性シリル基を含有する。加水分解性シリル基とは、加水分解性基と結合した珪素原子を有する置換基である。なお、上記のアクリル系樹脂は、主鎖または側鎖にウレタン結合またはシロキサン結合を一部含んでもよい。
【００３７】
ビニルモノマーは特に限定されない。具体的には、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、トリフロロエチル（メタ）アクリレート、ペンタフロロプロピル（メタ）アクリレート、ポリカルボン酸（マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等）と炭素数１〜２０の直鎖または分岐のアルコールとのジエステルまたはハーフエステル等の不飽和カルボン酸のエステル；スチレン、ａ−メチルスチレン、クロロスチレン、スチレンスルホン酸、４−ヒドロキシスチレン、ビニルトルエン等の芳香族炭化水素系ビニル化合物；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ジアリルフタレート等のビニルエステルやアリル化合物；（メタ）アクリロニトリル等のニトリル基含有ビニル化合物；グリシジル（メタ）アクリレート等のエポキシ基含有ビニル化合物；ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ビニルピリジン、アミノエチルビニルエーテル等のアミノ基含有ビニル化合物；（メタ）アクリルアミド、イタコン酸ジアミド、ａ−エチル（メタ）アクリルアミド、クロトンアミド、マレイン酸ジアミド、フマル酸ジアミド、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ブトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−メチルアクリルアミド、アクリロイルモルホリン等のアミド基含有ビニル化合物；２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチルビニルエーテル、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、アロニクス５７００（東亜合成（株）製）、Placcel FA-1、Placcel FA-4、Placcel FM-1、Placcel FM-4（以上ダイセル化学（株）製）等の水酸基含有ビニル化合物；（メタ）アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸およびそれらの塩（アルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩等）、無水マレイン酸等の不飽和カルボン酸、酸無水物、またはその塩；ビニルメチルエーテル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、クロロプレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン、マレイミド、Ｎ−ビニルイミダゾール、ビニルスルホン酸等のその他のビニル化合物等が挙げられる。
【００３８】
加水分解性シリル基含有モノマーとしては、具体的には、以下のようなアルコキシシランビニルモノマーが挙げられる。
【００３９】
【化３】
加水分解性シリル基含有アクリル系共重合体中のアルコキシシランビニルモノマー単位の含有率は、５〜９０重量％、好ましくは２０〜８０重量％、さらに好ましくは３０〜７０重量％に設定される。
【００４１】
アルコキシシランビニルモノマーとビニルモノマーとの共重合体の製造方法は、たとえば特開昭５４−３６３９５、特開昭５７−３６１０９、特開昭５８−１５７８１０等に開示されている。アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系ラジカル開始剤を用いた溶液重合が最も好ましい。また必要に応じて、連鎖移動剤を用い、分子量を調節してもよい。連鎖移動剤としては、ｎ−ドデシルメルカプタン、ｔ−ドデシルメルカプタン、ｎ−ブチルメルカプタン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、（Ｈ3ＣＯ）3Ｓｉ−Ｓ−Ｓ−Ｓｉ（ＯＣＨ3）３、（ＣＨ3Ｏ）3Ｓｉ−Ｓ８−Ｓｉ（ＯＣＨ3）3等が挙げられる。特に、分子中に加水分解性シリル基を有する連鎖移動剤、たとえばγ−メルカプトプロピルトリメトキシシランを用いれば、末端に加水分解性シリル基が導入された加水分解性シリル基含有アクリル系共重合体を得ることができる。
【００４２】
重合溶剤は炭化水素類（トルエン、キシレン、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン等）、酢酸エステル類（酢酸エチル、酢酸ブチル等）、アルコール類（メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール等）、エーテル類（エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、セロソルブアセテート等）、ケトン類（メチルエチルケトン、アセト酢酸エチル、アセチルアセトン、ジアセトンアルコール、メチルイソブチルケトン、アセトン等）のような非反応性の溶剤であれば特に限定されない。
【００４３】
市販の加水分解性シリル基含有アクリル系共重合体としては、鐘淵化学工業株式会社製ゼムラック（登録商標）が挙げられる。ゼムラックは、上述した
（Ｒ1）3-a（Ｒ2）aＳｉ−
（式中、Ｒ1、Ｒ2、およびａの定義は上記の通りである。）
という分子構造を含んでいる。
【００４４】
一方、フッ素系樹脂としては、水酸基含有フッ素系共重合体を用いることが好ましい。水酸基含有フッ素系共重合体としては、水酸基価が５〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇ、さらに１０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇのものが特に好ましい。水酸基含有フッ素系共重合体は、（１）フッ素含有ビニルモノマー、（２）水酸基含有ビニルモノマー、および（３）その他のモノマーを共重合することにより合成できる。
【００４５】
（１）のフッ素含有ビニルモノマーとしては、クロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン等のフルオロオレフィン；ＣＨ2＝ＣＨＣＯＯＣＨ2ＣＦ3、ＣＨ2＝Ｃ（ＣＨ3）ＣＯＯＣＨ2ＣＦ3、ＣＨ2＝ＣＨＣＯＯＣＨ（ＣＦ３）2、ＣＨ3＝Ｃ（ＣＨ3）ＣＯＯＣＨ（ＣＦ3）2、ＣＨ2＝ＣＨＣＯＯＣＨ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ３、ＣＨ2＝ＣＨＣＯＯＣＦ3、ＣＨ2＝Ｃ（ＣＨ3）ＣＯＯＣＨ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ3、ＣＨ2＝Ｃ（ＣＨ3）ＣＯＯＣＦ3等を含む（メタ）アクリル酸フルオロアルキル等が挙げられる。
【００４６】
（２）の水酸基含有ビニルモノマーとしては、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ヒドロキシプロピルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、ヒドロキシヘキシルビニルエーテル等のヒドロキシアルキルビニルエーテル；２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド、アロニクス５７００（東亜合成（株）製）、Placcel FA-1、同 FA-4、同FM-1、同FM-4（以上ダイセル化学（株）製）等が挙げられる。
【００４７】
（３）のその他のモノマーとしては、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル；シクロヘキシルビニルエーテル；マレイン酸、フマール酸、アクリル酸、メタクリル酸、カルボキシルアルキルビニルエーテル等のカルボキシル基含有モノマー；エチレン、プロピレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニル；メタクリル酸メチル、アクリル酸メチル等の不飽和カルボン酸エステル；ビニルトリエトキシシラン、γ−（メタ）アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン等の加水分解性シリル基含有モノマー等が挙げられる。
【００４８】
市販の水酸基含有フッ素系樹脂としては、旭硝子コートアンドレジン株式会社製のルミフロン、ボンフロン、株式会社トウベ製ニューガメット、大日本塗料株式会社製Ｖフロン（いずれも登録商標）が挙げられる。
【００４９】
上記のうちルミフロンは、以下に示す基本物性を有する。
【００５０】
【表１】
本発明において、防眩膜として無機ポリマーを用いる場合、その原料としてアルキルシリケートを用いることができる。アルキルシリケートとしては、たとえばエチルシリケート、ブチルシリケート、またはこれらの混合物が挙げられる。このような原料から生成される無機ポリマーはシリカを含有する。こうした無機ポリマーを生成させる際には、原料に触媒好ましくはＨＣｌ等の酸触媒を添加した後に塗布することにより、硬化速度をコントロールしてもよい。
【００５２】
市販の無機ポリマーの原料としては、たとえば（有）テー・エス・ビー製の無機ワニス、ＴＳＢ４２００、ＴＳＢ４３００、ＴＳＢ４４００が挙げられる。ＴＳＢ４２００はエチルシリケート、ＴＳＢ４４００はブチルシリケートを主成分とするものであり、ＴＳＢ４３００はエチルシリケートとブチルシリケートとの混合物である。これらの原料からは耐候性かつ耐熱性の無機ポリマーが得られる。
【００５３】
さらに、防眩膜として複合材料を用いてもよい。複合材料としては、無機ポリマー分子構造中に有機分子を付加したもの、無機ポリマーと有機ポリマーとの混合物、無機ポリマー中に有機ポリマーを分散したものなどが挙げられる。
【００５４】
市販の複合材料としては、日本油脂株式会社製のセラミック系塗料、ベルクリーン（登録商標）が挙げられる。ベルクリーンはアルキルシリケートに高耐久性の有機ポリマーを混合したものである。
【００５５】
防眩膜１０の平均厚さは、０．１〜５００μｍ、好ましくは０．５〜１００μｍ、さらに好ましくは１〜３０μｍに設定される。防眩膜１０の平均厚さが０．１μｍより薄い場合には光散乱に適した凹凸を形成することが困難になる。防眩膜１０の平均厚さが５００μｍより厚い場合には防眩膜１０の透光性が低下して太陽電池セル５に達する光が減少するおそれがある。
【００５６】
本発明においては、複数層の光乱反射層を積層してもよい。たとえば、屈折率の異なる材料からなる複数層の光乱反射層を組合せることにより光乱反射効果を向上することができる。上層の防眩膜として無機ポリマーを用いれば、表面硬度や耐摩耗性を向上させることができる。上層の防眩膜として有機ポリマーを用いれば、表面のクラックやひずみを吸収することができる。また、上層の防眩膜として、汚染防止のために撥水性の高いフッ素系樹脂や、水分散性のよい無機ポリマーを用いてもよい。
【００５７】
本発明においては、有機ポリマーまたは無機ポリマーからなる防眩膜１０中に無機粒子または／および有機粒子を分散させてもよい。
【００５８】
無機粒子としては、シリカからなるものが用いられる。具体的には、たとえば、φ４μｍのシリカからなるデグサジャパン製ＴＳ１００、φ２μｍのシリカからなるデグサジャパン製デグサＯＫ−６０７、φ０．０７〜０．１μｍのシリカゾルからなる日産化学工業株式会社製ＥＧ−ＳＴ−ＺＬ等が用いられる。
【００５９】
有機粒子としては、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリエチレンワックス、またはこれらの少なくとも２種以上の混合物を主成分とするものが用いられる。具体的には、たとえば、φ８μｍのＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）からなる積水化成製ＭＢＸ−８、平均φ１５μｍ、最大φ３０μｍのＰＥ（ポリエチレン）からなる楠本化成製ＳＥ４８０−１０Ｔ等が用いられる。
【００６０】
無機粒子または／および有機粒子の粒径は、０．０５〜２００μｍ、より好ましくは０．５〜１００μｍ、特に好ましくは１〜１０μｍである。
【００６１】
有機または無機のポリマーと無機または有機の粒子との混合重量比は、無機または有機粒子の粒径に応じて調整することが好ましい。粒子の粒径が１μｍ未満の場合は５０〜２０００、特には１００〜１５００が好ましい。粒子の粒径が１μｍ以上、たとえば１〜１０μｍである場合は、０．１〜９８、さらに１〜５０、特に１〜１０が好ましい。粒径が小さいと光乱反射効果が十分に発揮されず、逆に粒径が大きいとポリマーに対する粒子の分散性が低下するため好ましくない。
【００６２】
さらに、防眩膜１０の凹凸表面上に平滑な表面を有する汚れ防止膜を形成してもよい。すなわち、防眩膜１０が微細な凹凸構造の表面を有する場合には汚れが付着しやすいが、その凹凸表面を汚れ防止膜で平坦化することによって、太陽電池モジュールの表面の汚れを軽減することができる。
【００６３】
このような汚れ防止膜の材料としては、防眩膜１０として例示した材料を用いることができる。光乱反射効果の観点からは、汚れ防止膜と防眩膜１０は互いに異なる材料で形成されていることが好ましい。ただし、汚れ防止膜と防眩膜１０が同じ材料で形成されていても、一旦形成された防眩膜１０の凹凸表面は汚れ防止膜１２との間に明瞭な界面を形成するので、その凹凸界面によって光乱反射効果は維持される。
【００６４】
汚れ防止膜としてフッ素系樹脂を用いた場合、その表面は良好な撥水性を有するので、雨水などによる塵の付着が減少する。汚れ防止膜としてアルキルシリケートから形成されるシリカを含む無機ポリマーを用いた場合、太陽電池セルの表面の耐薬品性が向上するとともに、親水性が良好になるため汚れがついたとしても均一化されて目立ちにくくなる。
【００６５】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、透明絶縁基板の加工に伴うコスト増や強度低下など問題、および透明絶縁基板の傷を防止し、かつ表面からの反射光による光公害を防止できる太陽電池モジュール、およびこのような太陽電池モジュールを簡便に製造できる方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る太陽電池モジュールの概略構成を示す断面図。
【図２】本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法の一例を示す断面図。
【符号の説明】
１…透明絶縁基板
２…透明電極層
３…半導体光電変換層
４…裏面電極層
５…太陽電池セル
６…充填樹脂層
７…背面カバーフィルム
１０…防眩膜
Claims (9)
- 第１と第２の主面を有する透明絶縁基板と、前記透明絶縁基板の第１の主面上に順次積層された透明電極層、半導体光電変換層および裏面電極層からなる太陽電池セルと、前記透明絶縁基板の第２の主面における、透明電極層、半導体光電変換層および裏面電極層のスクライブ線を含む領域以外に対応する領域上に形成された防眩膜とを備えた太陽電池モジュールを製造するにあたり、
前記透明絶縁基板の第２の主面において、透明電極層、半導体光電変換層および裏面電極層をスクライブするためにレーザー照射する領域以外に対応する領域上に防眩膜を形成する工程と、
前記防眩膜を形成した後、前記透明絶縁基板の第１の主面上に形成された透明電極層に透明絶縁基板を通してレーザー照射することにより透明電極層をスクライブする工程と、
前記透明電極層上に半導体光電変換層を形成した後、半導体光電変換層に透明絶縁基板を通してレーザー照射することにより半導体光電変換層をスクライブする工程と、
前記半導体光電変換層上に裏面電極層を形成した後、裏面電極層に透明絶縁基板を通してレーザー照射することにより裏面電極層をスクライブする工程と
を具備したことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。 - 前記防眩膜は、有機ポリマー、無機ポリマーまたはこれらの複合材料を含むことを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュールの製造方法。
- 前記防眩膜は、光を散乱させるのに適した微細な凹凸を含む表面を有することを特徴とする請求項１または２記載の太陽電池モジュールの製造方法。
- 前記防眩膜は、さらに無機粒子または／および有機粒子を含むことを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の太陽電池モジュールの製造方法。
- 前記防眩膜の前記凹凸表面上に形成された、平坦な表面を有する汚れ防止膜をさらに備えたことを特徴とする請求項３または４記載の太陽電池モジュールの製造方法。
- 前記有機ポリマーは、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、またはこれらの混合物を含むことを特徴とする請求項２記載の太陽電池モジュールの製造方法。
- 前記アクリル系樹脂は、以下の分子構造：
で表わされる基を含有する加水分解性シリル基含有アクリル系共重合体を含み、
前記フッ素系樹脂は水酸基含有フッ素系樹脂であることを特徴とする請求項６記載の太陽電池モジュールの製造方法。 - 前記無機ポリマーの原料が、アルキルシリケートであることを特徴とする請求項２記載の太陽電池モジュールの製造方法。
- 前記無機ポリマーはシリカを含むことを特徴とする請求項２記載の太陽電池モジュールの製造方法。
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