JP4498490B2

JP4498490B2 - 太陽電池のカバーフィルム、およびそれを用いた太陽電池モジュール

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Publication number: JP4498490B2
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Authority: JP
Inventors: 晃次郎大川; 泰山田
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池のカバーフィルム、およびそれを用いた太陽電池モジュールに関し、更に詳しくは、カバーフィルムの水蒸気その他のガスバリヤー性を一層向上させ、水分や酸素などで劣化しやすい多結晶もしくは微結晶シリコンが用いられた薄膜系太陽電池、またはこれらをアモルファスシリコン、アモルファスシリコンゲルマニウム、銅セレン系などの太陽電池と組み合わせたタンデム型の太陽電池にも好適に使用できるようにした高ガスバリヤー性のカバーフィルム、およびそれを用いた太陽電池モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽電池は、クリーンなエネルギー源として、住宅における発電用途への大きな需要が見込まれている。
また、太陽電池は、その使用にあたって、屋外の環境下で腐食などの影響を受けやすいため、外側をカバーフィルムなどでパッケージ保護すること、即ち、モジュール化が行われている。
【０００３】
そして、従来の薄膜系太陽電池の主流であるアモルファス系太陽電池においては、その太陽電池特性を維持するために、モジュール化に使用するカバーフィルムに対して、透湿度が数ｇ／ｍ²・ｄａｙという高水蒸気バリヤー性のみが要求されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、今後、その発展が期待される多結晶または微結晶シリコン薄膜を用いた太陽電池においては、そのモジュール化部材に対して、従来のアモルファス系薄膜太陽電池や通常の単結晶・多結晶シリコン太陽電池よりも高い水蒸気バリヤー性に加えて、高酸素バリヤー性が求められている。これは、多結晶または微結晶シリコン薄膜系太陽電池が、アモルファス系薄膜太陽電池や通常の単結晶・多結晶シリコン太陽電池と異なり、欠陥を多く含んだ数多くの結晶粒界を有するため、屋外の過酷な条件下においては、酸素や水蒸気、雨水および大気中の不純物等が、その内部にまで容易に侵入し、特に酸素による酸化等の反応を伴うことにより、材料物性自体を劣化させてしまうことがその原因である。
【０００５】
本発明は、このような要求に応えるためになされたものであり、その目的とするところは、太陽電池のモジュール化に際して、太陽電池の外側に積層して用いられるカバーフィルムのガスバリヤー性、特に、水蒸気および酸素のバリヤー性を向上させ、アモルファス系太陽電池はもとより、多結晶または微結晶シリコン薄膜を用いた太陽電池に対しても好適に使用でき、恒久的に良好な性能を発現させることのできる太陽電池のカバーフィルムと、それを用いた高性能の太陽電池モジュールを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、以下の本発明により達成することができる。即ち、請求項１に記載した発明は、カバーフィルムが、太陽電池の少なくとも一方の面に用いられている太陽電池モジュールであって、該カバーフィルムが、１層もしくは複数層の耐候性フィルムと、該耐候性フィルムを太陽電池に積層するための接着層とからなり、且つ、該カバーフィルムが、該耐候性フィルムと該接着層との積層体として用いられる場合は、該積層体の少なくともいずれかの層に、無機酸化物の蒸着層と、その上に設けられた、テトラエトキシシラン５重量部とエチレン−ビニルアルコール共重合体９５重量部からなる無機−有機のハイブリッド材料の塗布液を加熱乾燥することにより形成される無機−有機のハイブリッドコート層を組み合わせた層で形成されている高ガスバリヤー層が設けられ、また、該耐候性フィルムと該接着層とを別々のフィルムとして用いられる場合は、該耐候性フィルムの少なくともいずれかの層、または該接着層のフィルムの一方の面に、該高ガスバリヤー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からなる。
【０００７】
上記において、少なくとも太陽電池の前面（光の入射する側）に用いられるカバーフィルムは、耐候性フィルム、高ガスバリヤー層、接着層など、その総ての材料を透明性（可視光域の光の透過性）に優れたもので形成するが、背面に用いられるカバーフィルムは、通常、透明である必要はなく、むしろ一部に反射性を有する層を設けて、入射した光を有効に利用することが好ましい。
【０００８】
このような構成を採ることにより、太陽電池のカバーフィルムは、耐候性フィルムと高ガスバリヤー層とにより、環境大気下で長期に渡って安定した耐候性と、強度、耐熱性、そして、水蒸気、酸素その他のガスバリヤー性などに優れた性能を備えたものとなり、また、接着層により、太陽電池素子（セル部）を外側から包んで安全に密封し、固定することができるようになる。
【００１０】
上記高ガスバリヤー層のうち、珪素酸化物（ＳｉＯ_X）、珪素窒化物（ＳｉＮ_X）、錫酸化物（ＳｎＯ_X）、酸化アルミニウム（Ａｌ_XＯ_Y）のいずれかの単独または二種以上の混合系の蒸着層、および無機−有機のハイブリッドコート層は、高ガスバリヤー性であると同時に透明性（可視光域の光の透過性）、耐候性、耐熱性にも優れており、太陽電池の前面（光の入射する側）用、背面用のいずれのカバーフィルムにも好適に使用することができる。
そして、金属の蒸着層、金属箔、金属板は、特に高ガスバリヤー性、耐候性、耐熱性に優れるが、不透明であるため、光の透過性を必要としない背面用のカバーフィルムに好適に使用することができる。
【００１１】
また、無機−有機のハイブリッドコート層は、例えば、テトラエトキシシランとエチレン−ビニルアルコール共重合体などからなる無機−有機のハイブリッド材料の塗布液をグラビア方式などで塗布し、加熱乾燥することにより形成することができる。
このような無機−有機のハイブリッドコート層は、ガスバリヤー性に優れており、単独で用いてもよいが、前記無機酸化物などの蒸着層の上にコーティングするなど、無機酸化物などの蒸着層と併用することにより一層そのガスバリヤー性を高めることができる。
【００１２】
このような構成を採ることにより、高ガスバリヤー層を透明型または不透明型のどちらでも任意に形成でき、且つ、水蒸気、酸素その他のガスバリヤー性、耐候性、耐熱性を一層優れたものにすることができるので、カバーフィルムの水蒸気、酸素その他のガスバリヤー性、耐候性、耐熱性を一層向上させることができる。
【００１４】
太陽電池は、通常、ガラス、合成樹脂などの基板の上に、発電層、両側の電極、その他反射層などを形成し、また、リード線を設けてセル部が作製される。
従って、基板に強度のほか、高ガスバリヤー性、耐候性、耐熱性など必要な性能を具備させた場合は、カバーフィルムは、基板の反対側の面のみに用いてモジュール化することもでき、また、基板の性能が不充分な場合は、両面にカバーフィルムを用いてセル部を密封、固定しモジュール化することができる。
【００１５】
このような構成を採ることにより、太陽電池のセル部が、強度、耐候性、耐熱性、高ガスバリヤー性を兼ね備えた材料でパッケージ保護されるので、恒久的に良好な性能を発現できる太陽電池モジュールとすることができる。
【００１６】
請求項２に記載した発明は、前記太陽電池が、多結晶もしくは微結晶シリコンが用いられた薄膜系太陽電池、またはこれらをアモルファスシリコン、アモルファスシリコンゲルマニウム、銅セレン系などの太陽電池と組み合わせたタンデム型の太陽電池であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュールである。
【００１７】
本発明の太陽電池のカバーフィルムは、前記したように、強度、耐候性、耐熱性と共に、水蒸気、酸素その他のガスバリヤー性においても特に優れているので、太陽電池が、水蒸気、酸素などで劣化しやすい多結晶もしくは微結晶シリコンが用いられた薄膜系太陽電池、またはこれらをアモルファスシリコン、アモルファスシリコンゲルマニウム、銅セレン系などの太陽電池と組み合わせたタンデム型の太陽電池であっても、恒久的に良好な性能を発現できる太陽電池モジュールとすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の太陽電池モジュールの実施の形態について説明する。図１〜図８は、それぞれ太陽電池のカバーフィルムの参考例の構成を示す模式断面図である。但し、各層の積層の際、接着性向上のために必要に応じて施されるコロナ放電処理、或いはアンカーコート、プライマーコート、接着剤コートなどは省略して示した。また、図９および図１０は、それぞれ本発明の太陽電池モジュールの一実施例の構成を説明する模式断面図である。尚、本発明はこれらの図面に限定されるものではない。
【００１９】
図１に示した太陽電池のカバーフィルム１０は、外側（図において上側）から、耐候性フィルム１、高ガスバリヤー層３、接着層２の順に積層した構成であり、高ガスバリヤー層３が、耐候性フィルム１と接着層２との界面に設けられた構成である。
このような構成を採った場合、高ガスバリヤー層３は、両側の耐候性フィルム１と接着層２とで保護されるため、損傷を受けにくく、その性能を効果的に発揮させることができる。
【００２０】
図２に示した太陽電池のカバーフィルム２０は、外側から、耐候性フィルム１、高ガスバリヤー層３、耐候性フィルム１′、接着層２の順に積層した構成であり、高ガスバリヤー層３が、二層の耐候性フィルム１、１′の界面に設けられた構成である。
このような構成を採った場合、高ガスバリヤー層３は、その両側を耐候性、強度、耐熱性に優れた耐候性フィルム１、１′で保護されるため、前記図１に示した構成の場合よりも、更に損傷を受けにくくなり、その性能を一層確実に発揮させることができる。
【００２１】
図３に示した太陽電池のカバーフィルム３０は、外側から、保護層４、高ガスバリヤー層３、耐候性フィルム１、接着層２の順に積層した構成である。
この構成は、耐候性フィルム１の内側の面、即ち、太陽電池に積層する側の面に接着層２を設け、外側の面に高ガスバリヤー層３を設けた構成であるため、高ガスバリヤー層３が損傷される恐れがあり、それを防ぐために更にその上にハードコート層などによる保護層４を設けて構成したものである。
このような構成を採ることにより、高ガスバリヤー層３は、内面側の耐候性フィルム１と保護層４とで挟まれて保護されるので、安全に高ガスバリヤー層３の性能を発揮させることができる。
【００２２】
図４に示した太陽電池のカバーフィルム４０は、外側から、耐候性フィルム１、接着層２、高ガスバリヤー層３の順に積層した構成である。
このような構成を採った場合、接着層２の太陽電池に対する接着性が失われるため、必ずしも好ましい構成とは言えないが、接着層２の持つクッション性は利用することができ、また、太陽電池のもう一方の側に前記図１〜図３に示したような構成、即ち、最内層に接着層２が積層された構成のカバーフィルムを用いて、両側から太陽電池を挟み込むように積層することにより、少なくとも太陽電池の外側周縁部でカバーフィルムの内面同士を接着させることができるので、良好に太陽電池を密封、固定し、モジュール化することができる。
【００２３】
以上は、太陽電池のカバーフィルムを、１層もしくは複数層の耐候性フィルムに、予め太陽電池に積層するための接着層が積層された構成とし、更に、その積層体のいずれかの層に、高ガスバリヤー層を設けて構成したものである。
このような構成を採ることにより、単に高ガスバリヤー層による水蒸気、酸素などのガスに対する優れたバリヤー性を付与できるだけでなく、接着層をカバーフィルムに一体化させることにより、モジュール化の工程を簡略化でき、生産性を向上できる効果も得られる。
【００２４】
以下、図５〜図８には、上記接着層一体型のカバーフィルムとは異なり、カバーフィルムと接着層とが別々のフィルムで用意される接着層分離型のカバーフィルムの構成の例を示した。
即ち、図５に示した太陽電池のカバーフィルム５０は、耐候性フィルム１の内側（太陽電池に積層する側）に高ガスバリヤー層３を積層した積層フィルムを外側フィルムとし、その内側、即ち、高ガスバリヤー層３側に、別に用意した接着層のフィルム２′を内側フィルムとして配置して構成したものである。
【００２５】
このようなカバーフィルム５０は、太陽電池に積層する際、図に示した配置、即ち、太陽電池の積層面に、先ず、内側フィルムの接着層のフィルム２′を重ね、更にその外側に、前記外側フィルムの高ガスバリヤー層３が接着層のフィルム２′に接するように重ねて配置し、真空ラミネート法により、真空、加熱圧着して太陽電池に積層するものである。
【００２６】
図６に示した太陽電池のカバーフィルム６０は、二枚の耐候性フィルム１、１′の間に高ガスバリヤー層３を挟んで積層した積層フィルムを外側フィルムとし、その内側、この場合、太陽電池に積層する耐候性フィルム１′側に、別に用意した接着層のフィルム２′を内側フィルムとして配置して構成したものである。
【００２７】
この構成のカバーフィルム６０も、太陽電池に積層する際には、太陽電池の積層面に、先ず、内側フィルムの接着層のフィルム２′を重ね、更にその外側に、前記外側フィルムを重ねて配置し、真空ラミネート法により、真空、加熱圧着して太陽電池に積層することができる。
【００２８】
図７に示した太陽電池のカバーフィルム７０は、耐候性フィルム１の外側、即ち、太陽電池に積層する側の反対側の面に、高ガスバリヤー層３を積層し、その上に保護層４を積層した積層フィルムを外側フィルムとし、その内側、即ち、耐候性フィルム１側に、接着層のフィルム２′を内側フィルムとして配置して構成したものである。
【００２９】
この場合も、太陽電池への積層は、前記図５、図６に示したカバーフィルムと同様、内側フィルムの接着層のフィルム２′を太陽電池の積層面に重ね、その外側に前記外側フィルムを重ねて配置し、真空、加熱圧着することにより、積層することができる。
【００３０】
図８に示した太陽電池のカバーフィルム８０は、外側フィルムには耐候性フィルム１の単独のフィルムを用い、その内側に内側フィルムとして、接着層のフィルム２′の内面、即ち、太陽電池に積層する側の面に高ガスバリヤー層３を積層した積層フィルムを配置して構成したものである。
【００３１】
この構成のカバーフィルム８０は、接着層のフィルム２′の内面に高ガスバリヤー層３が積層されているので、前記図４に示したカバーフィルム４０の場合と同様、接着層のフィルム２′の太陽電池に対する接着性が失われるため、太陽電池のもう一方の側に、前記図１〜図３、または図５〜図７に示したような構成、即ち、最内層に接着層２または接着層のフィルム２′が積層された構成のカバーフィルムを用いて、両側から太陽電池を挟み込むように積層することにより、太陽電池の外側周縁部でカバーフィルムの内面同士を接着させることができるので、良好に太陽電池を密封、固定し、モジュール化することができる。
【００３２】
次に、以上のような構成の太陽電池のカバーフィルムの各層に用いる材料について説明する。
先ず、耐候性フィルム１としては、ポリビニルフルオライド（以下、ＰＶＦ）フィルム、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合樹脂（以下、ＥＴＦＥ樹脂）フィルムなどのフッ素樹脂フィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリサルホンフィルム、ポリアリレートフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、アクリル樹脂フィルム、セルロースロースアセテートフィルム、ガラス繊維強化ポリエステルフィルム、ガラス繊維強化アクリル樹脂フィルム、ガラス繊維強化ポリカーボネートフィルム、その他、耐候性ポリエチレンテレフタレートフィルム、耐候性ポリプロピレンフィルムなどを使用することができる。
これらのフィルムは単独で使用してもよいが、二種以上を積層した複合フィルムとして使用することもできる。
【００３３】
尚、これらの耐候性フィルム１は、カバーフィルムが太陽電池の前面（受光側）用のカバーフィルムとして用いられる場合は、透明であること、特に可視光域の光の透過性に優れることが必要であり、上記の透明なフィルムを用いるが、背面用のカバーフィルムとして用いられる場合は、透明である必要はなく、逆に反射性を持たせるため、酸化チタンなどの白色顔料で白色に着色したり、或いは、中間層に高ガスバリヤー層を兼ねて、アルミニウムなどの金属蒸着層または金属箔を積層した積層フィルムとしてもよく、更には、太陽電池の支持体も兼ねてアルミニウム、スチール、ステンレスなどの金属板を中間層に積層した積層板を使用することもできる。
【００３４】
次に、接着層２または接着層のフィルム２′には、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−αオレフィン共重合体などのエチレン共重合体、ポリビニルブチラール、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、アイオノマー、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂のほか、ポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリジエン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、フッ素樹脂系、ポリアミド系などのエラストマーを用いることができる。
尚、前記エチレン共重合体では、グラフト共重合変性、或いは架橋剤、架橋助剤などの添加により、架橋性を付与したエチレン共重合体も好ましく使用することができる。
【００３５】
接着層２または接着層のフィルム２′の厚さは、特に限定されず、カバーフィルムを積層する太陽電池素子の種類とその形状に応じて、適する厚さに設定することができ、通常、５０〜１０００μｍ範囲が適当である。
接着層２の積層方法は、接着層の材質と積層する厚さに応じて、溶液もしくはディスパージョンなどの塗布液を用いるコーティング法のほか、押し出しコート法、カレンダーコート法、或いは、予め製膜したフィルムを用いる熱ラミネート法、ドライラミネート法など適宜の手段により積層することができる。
また、接着層を予めフィルム化し、接着層のフィルム２′として用いる場合は、カレンダー法、Ｔダイ法、インフレーション製膜法などにより所望の厚さのフィルムに製膜して用いることができる。
【００３６】
高ガスバリヤー層３は、先にもその材質など一部を説明したので、多少重複するが、各種のガスバリヤー性材料を使用することができ、前面用のカバーフィルムに用いる場合は、透明性を兼ね備える必要があり、例えば、珪素酸化物（ＳｉＯ_X）、珪素窒化物（ＳｉＮ_X）、錫酸化物（ＳｎＯ_X）、酸化アルミニウム（Ａｌ_XＯ_Y）のいずれかの単独、または二種以上の混合系の蒸着層、または無機−有機のハイブリッドコート層のうちのいずれか一種または二種以上を組み合わせた層を好適に使用することができる。
特に、複数を組み合わせて複合層として使用した場合は、そのガスバリヤー性を一層向上させることができる。
また、背面用のカバーフィルムに用いる場合は、透明性を必要としないため、上記のほかに、各種金属の蒸着層、金属箔、金属板などを、例えば、カバーフィルムの中間層に積層して用いることもできる。
【００３７】
上記珪素酸化物（ＳｉＯ_X）、珪素窒化物（ＳｉＮ_X）、錫酸化物（ＳｎＯ_X）、酸化アルミニウム（Ａｌ_XＯ_Y）などの蒸着層は、ＰＥ（Prasma enhanced)−ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、スパッタリング法などにより形成することができるが、特に、ＰＥ−ＣＶＤ法は、透明で緻密な蒸着膜を低い温度で蒸着できるため一層好ましく使用することができる。
【００３８】
このような蒸着層の厚さは、５０〜５０００Åの範囲でよく、３００〜１５００Åの範囲が更に好ましい。また、無機−有機のハイブリッドコート層を設ける場合は、乾燥時の塗布量が０．５〜８ｇ／ｍ²の範囲が適当であり、１〜５ｇ／ｍ²の範囲が更に好ましい。
【００３９】
また、保護層４は、前記高ガスバリヤー層３が、カバーフィルムの外側に設けられた時、これを保護するために設けるものであり、例えばハードコート層などに用いられている公知の各種電離放射線硬化性樹脂、または熱硬化性樹脂などを好ましく使用することができる。
【００４０】
図９および図１０は、それぞれ本発明の太陽電池モジュールの一例の構成を説明する模式断面図である。図９に示した太陽電池モジュール１００は、図において上側から、耐候性フィルム１、高ガスバリヤー層３、接着層２、太陽電池素子（セル部）６、セル部の基板５が順に積層された構成であり、太陽電池の一方の面のみに本発明の太陽電池のカバーフィルムを積層してモジュール化する場合の一実施例の構成を示すものである。
【００４１】
このような構成は、セル部の基板５がカバーフィルムの機能を兼ね備える場合にのみ採ることができ、このような太陽電池モジュール１００は、例えば、セル部の基板５の上に、発電層および両側の電極、リード線を含む太陽電池素子（セル部）６を形成し、その上に前記図１に示した構成の太陽電池のカバーフィルム１０を重ねて、真空ラミネート装置で、真空、加熱圧着して一体化する方法で作製することができる。
【００４２】
図１０に示した太陽電池モジュール２００は、図において上側から、耐候性フィルム１、高ガスバリヤー層３、接着層２、太陽電池素子（セル部）６、セル部の基板５、接着層２、耐候性フィルム１′、高ガスバリヤー層３、耐候性フィルム１が順に積層された構成であり、この場合は、太陽電池の両側の面に、本発明の太陽電池のカバーフィルムを積層してモジュール化する場合の一実施例の構成を示すものである。
【００４３】
このような太陽電池モジュール２００は、例えば、セル部の基板５の上に、発電層および両側の電極、リード線を含む太陽電池素子（セル部）６を形成し、セル部の基板５の下に、前記図２に示した構成の太陽電池のカバーフィルム２０をその接着層２を上に向けて重ねると共に、太陽電池素子（セル部）６の上にも、前記図１に示した構成の太陽電池のカバーフィルム１０をその接着層２を下に向けて重ね合わせて、真空ラミネート装置で、真空、加熱圧着して一体化する方法で作製することができる。
【００４４】
以上のように、本発明の太陽電池モジュールのカバーフィルムは、その耐候性フィルムと接着層とを含めたいずれかの層に高ガスバリヤー層が積層されており、且つ、耐候性フィルムは、耐候性に優れると共に、強度、耐熱性にも優れ、また、高ガスバリヤー層も、水蒸気、酸素などのガスバリヤー性に優れると共に、耐候性、耐熱性にも優れているため、カバーフィルムが全体として、強度、および耐候性、ガスバリヤー性、耐熱性に優れたものとなる。
【００４５】
従って、このようなカバーフィルムを用いて、太陽電池を包み込んで密封することにより、太陽電池がアモルファス系太陽電池の場合はもとより、水分や酸素により酸化、劣化しやすい多結晶または微結晶シリコン薄膜を用いた太陽電池であっても、これを安全に保護することができ、恒久的に良好な性能を発現できる太陽電池モジュールとすることができる。
【００４６】
【実施例】
以下に、参考例、実施例、比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。
〔参考例１〕
（前面用の太陽電池のカバーフィルムの作製）耐候性フィルムとして、厚さ２５μｍの透明なＥＴＦＥ樹脂フィルムを用い、その一方の面に高ガスバリヤー層として、珪素酸化物（ＳｉＯ_X）の蒸着層をＰＥ−ＣＶＤ法により厚さ５００Åに蒸着して設け、更にその上に、接着層として、エチレン−酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含有量３５重量％）１００重量部と、架橋剤ＤＣＰ（ジクミルペルオキシド）２重量部、紫外線吸収剤（２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン）３重量部とを１１０℃で均一に混合した樹脂組成物を、カレンダーコート法により厚さ２５０μｍに被覆、積層して参考例１の前面用の太陽電池のカバーフィルムを作製した。
【００４７】
（背面用の太陽電池のカバーフィルムの作製）耐候性フィルムとして、厚さ３８μｍの白着色ＰＶＦフィルムを二枚用意し、また、高ガスバリヤー層として厚さ２０μｍのアルミニウム箔を用意し、ドライラミネート法により、白着色ＰＶＦフィルム（厚さ３８μｍ）／アルミニウム箔（厚さ２０μｍ）／白着色ＰＶＦフィルム（厚さ３８μｍ）の順に貼り合わせた後、その一方の面に接着層として、エチレン−酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含有量３５重量％）１００重量部と、架橋剤ＤＣＰ１重量部、紫外線吸収剤（２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン）２重量部、白色顔料として酸化チタン２５重量部とを１２０℃で均一に混合した樹脂組成物を、カレンダーコート法により厚さ２５０μｍに被覆、積層して参考例１の背面用の太陽電池のカバーフィルムを作製した。
【００４８】
〔実施例１〕
（前面用の太陽電池のカバーフィルムの作製）耐候性フィルムとして、厚さ２５μｍの透明なＰＶＦフィルムを用い、その一方の面に高ガスバリヤー層として、先ず、酸化アルミニウムの蒸着層をＰＶＤ法で厚さ４００Åに蒸着して設けた後、その上に、テトラエトキシシラン５重量部とエチレン−ビニルアルコール共重合体９５重量部からなる無機−有機ハイブリッド材料の塗布液をグラビアコート法で乾燥時の塗布量が３ｇ／ｍ²となるように塗布し、加熱乾燥して塗膜層を形成し、複合層の高ガスバリヤー層を設け、更にその上に接着層として、エチレン−酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含有量３０重量％）１００重量部と、架橋剤ＴＢＰＨ〔２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサン〕１．５重量部、架橋助剤ＴＡＣ（トリアリルシアヌレート）２重量部、シランカップリング剤３重量部とを１１０℃で均一に混合した樹脂組成物を、押し出しコート法により厚さ２００μｍに積層して実施例１の前面用の太陽電池のカバーフィルムを作製した。
【００４９】
（背面用の太陽電池のカバーフィルムの作製）耐候性フィルムとして、厚さ２５μｍの白着色耐候性ポリエチレンテレフタレートフィルム（以下、白着色耐候性ＰＥＴフィルム）を二枚用意し、また、高ガスバリヤー層として厚さ２０μｍのアルミニウム箔を用意し、ドライラミネート法により、白着色耐候性ＰＥＴフィルム（厚さ２５μｍ）／アルミニウム箔（厚さ２０μｍ）／白着色耐候性ＰＥＴフィルム（厚さ２５μｍ）の順に貼り合わせた後、その一方の面に接着層として、エチレン−酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含有量３０重量％）１００重量部と、架橋剤ＴＢＰＨ〔２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサン〕１．５重量部、架橋助剤ＴＡＣ（トリアリルシアヌレート）２重量部、シランカップリング剤３重量部とを１１０℃で均一に混合した樹脂組成物を、押し出しコート法により厚さ２００μｍに積層して実施例１の背面用の太陽電池のカバーフィルムを作製した。
【００５０】
〔比較例１〕
（前面用の太陽電池のカバーフィルムの作製）前記参考例１の前面用の太陽電池のカバーフィルムの構成において、高ガスバリヤー層の珪素酸化物（ＳｉＯ_X）の蒸着層を取り除いた他は、総て参考例１の前面用の太陽電池のカバーフィルムと同様に加工して比較例１の前面用の太陽電池のカバーフィルムを作製した。
【００５１】
（背面用の太陽電池のカバーフィルムの作製）前記参考例１の背面用の太陽電池のカバーフィルムの構成において、高ガスバリヤー層として二枚の白着色ＰＶＦフィルムの間に積層したアルミニウム箔のみを取り除いた他は、総て参考例１の背面用の太陽電池のカバーフィルムと同様に加工して比較例１の背面用の太陽電池のカバーフィルムを作製した。
【００５２】
〔試験および結果〕以上のように作製した
参考例１、実施例１、および比較例１の前面用と背面用の太陽電池のカバーフィルムを評価するため、下記の試験を行い、その結果を表１と表２にまとめて示した。
（１）各カバーフィルムの水蒸気透過度（４０℃、９０％ＲＨ雰囲気下）および酸素透過度（２５℃、１００％ＲＨ雰囲気下）を水蒸気透過度測定装置（MOCONPERMATRAN モダンコントロール社製）および酸素透過度測定装置（MOCON OXTRAN モダンコントロール社製）を用いて測定し、その結果を表１に示した。
【００５３】
【表１】

尚、水蒸気透過度の単位は、〔ｇ／ｍ²・ａｔｍ・ｄａｙ〕、酸素透過度の単位は、〔ｃｃ／ｍ²・ａｔｍ・ｄａｙ〕である。
【００５４】
（２）太陽電池としてＰＥ−ＣＶＤ法により作製した微結晶シリコン薄膜を用いた太陽電池を用意し、その前面と背面とに、参考例１、実施例１、および比較例１の前面用と背面用の太陽電池のカバーフィルムを、それぞれ真空ラミネート法で積層、一体化してモジュール化し、参考例１、実施例１、および比較例１の太陽電池モジュールを作製し、その性能、長期安定性を評価するため、初期、および１ｓｕｎ、５０℃、２０００時間照射後における光電変換効率（η）〔％〕と、ＦＦ（ＦｉｌｌＦａｃｔｏｒ）とを測定し、その結果を表２に示した。
【００５５】
【表２】

【００５６】
以上、表１および表２に示した結果から明らかなように、実施例１の太陽電池のカバーフィルムは、耐候性フィルムと接着層に加えて、高ガスバリヤー層が設けられているので、強度、耐候性、耐熱性に優れると共に、水蒸気透過度および酸素透過度が格段に小さく、高度のガスバリヤー性を備えている。また、水分や酸素の存在により劣化しやすい微結晶シリコン薄膜を用いた太陽電池の両面に、実施例１の太陽電池のカバーフィルムを積層してモジュール化した実施例１の太陽電池モジュールは、１ｓｕｎ、５０℃、２０００時間の照射後においても、良好な変換効率とＦＦを維持しており、太陽電池特性の長期安定性に優れていた。
【００５７】
【発明の効果】
以上、詳しく説明したように、本発明によれば、強度、耐候性、耐熱性に優れると共に、高度の水蒸気、酸素などのガスバリヤー性を備えた太陽電池のカバーフィルムを提供することができる。
また、本発明の太陽電池のカバーフィルムを太陽電池の外側に積層してモジュール化することにより、太陽電池が、水分や酸素により劣化しやすい多結晶もしくは微結晶シリコンが用いられた薄膜系太陽電池、または、これらをアモルファスシリコン、アモルファスシリコンゲルマニウム、銅セレン系などの太陽電池と組み合わせたタンデム型の太陽電池であっても、その太陽電池特性を恒久的に良好に発現させることができ、長期信頼性に優れた太陽電池モジュールを生産性よく提供できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】太陽電池のカバーフィルムの第１の参考例の構成を示す模式断面図である。
【図２】太陽電池のカバーフィルムの第２の参考例の構成を示す模式断面図である。
【図３】太陽電池のカバーフィルムの第３の参考例の構成を示す模式断面図である。
【図４】太陽電池のカバーフィルムの第４の参考例の構成を示す模式断面図である。
【図５】太陽電池のカバーフィルムの第５の参考例の構成を示す模式断面図である。
【図６】太陽電池のカバーフィルムの第６の参考例の構成を示す模式断面図である。
【図７】太陽電池のカバーフィルムの第７の参考例の構成を示す模式断面図である。
【図８】太陽電池のカバーフィルムの第８の参考例の構成を示す模式断面図である。
【図９】本発明の太陽電池モジュールの一実施例の構成を説明する模式断面図である。
【図１０】本発明の太陽電池モジュールの図９とは異なる実施例の構成を説明する模式断面図である。
【符号の説明】
１、１´耐候性フィルム
２接着層
２´接着層のフィルム
３高ガスバリヤー層
４保護層
５セル部の基板
６太陽電池素子（セル部）
１０、２０、３０、４０太陽電池のカバーフィルム
（接着層一体型）
５０、６０、７０、８０太陽電池のカバーフィルム
（接着層分離型）
１００、２００太陽電池モジュール

Claims

カバーフィルムが、太陽電池の少なくとも一方の面に用いられている太陽電池モジュールであって、該カバーフィルムが、１層もしくは複数層の耐候性フィルムと、該耐候性フィルムを太陽電池に積層するための接着層とからなり、且つ、該カバーフィルムが、該耐候性フィルムと該接着層との積層体として用いられる場合は、該積層体の少なくともいずれかの層に、無機酸化物の蒸着層と、その上に設けられた、テトラエトキシシラン５重量部とエチレン−ビニルアルコール共重合体９５重量部からなる無機−有機のハイブリッド材料の塗布液を加熱乾燥することにより形成される無機−有機のハイブリッドコート層を組み合わせた層で形成されている高ガスバリヤー層が設けられ、また、該耐候性フィルムと該接着層とを別々のフィルムとして用いられる場合は、該耐候性フィルムの少なくともいずれかの層、または該接着層のフィルムの一方の面に、該高ガスバリヤー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。
前記太陽電池が、多結晶もしくは微結晶シリコンが用いられた薄膜系太陽電池、またはこれらをアモルファスシリコン、アモルファスシリコンゲルマニウム、銅セレン系などの太陽電池と組み合わせたタンデム型の太陽電池であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。