JP5834709B2 - 太陽電池集電用シート及びそれを用いた太陽電池モジュール - Google Patents

Description

本発明は、バックコンタクト型の太陽電池素子から電気を取り出すための太陽電池集電用シート及びそれを用いた太陽電池モジュールに関する。

近年、環境問題に対する意識の高まりから、クリーンなエネルギー源としての太陽電池が注目されている。一般に、太陽電池を構成する太陽電池モジュールは、受光面側から、透明前面基板、封止材、太陽電池素子、封止材及び裏面保護シートが順に積層された構成であり、太陽光が上記太陽電池素子に入射することにより発電する機能を有している。

上記太陽電池モジュールにおいては、通常、上記裏面保護シートを、白色顔料を含む材料を用いて形成した白色裏面保護シートとする。このようにすることで、上記透明前面基板から入射した光のうち太陽電池素子で吸収されず透過してきた光を反射し、再度太陽電池素子に光を吸収させることにより、太陽電池モジュールの発電効率を向上させることができる（特許文献１）。

ところで、太陽電池素子は、太陽光を受光する受光面と、その裏側に位置する非受光面とを含むが、受光面における太陽光線の受光効率を高めるために、受光面には電極を配置せず、非受光面に異なる極性を有する複数の電極を配置したバックコンタクト型の太陽電池素子が知られている。

バックコンタクト形の太陽電池素子には種々の方式がある。受光面と非受光面とを貫通する複数のスルーホールを有する半導体基板を備え、非受光面に極性が異なる複数の電極が設けられたメタルラップスルー（ＭＷＴ）方式、或いはエミッタラップスルー（ＥＷＴ）方式の太陽電池素子がある他、スルーホールを有しない構造の太陽電池素子もある。

バックコンタクト型の太陽電池素子を備える太陽電池モジュールにおいては、バックコンタクト形の太陽電池素子から電気を取り出すにために、通常、回路になる金属箔を基材である樹脂シートの表面に積層させた太陽電池集電用シートが使用される。この太陽電池集電用シートが太陽電池素子と裏面保護シートの間に配置されるため、バックコンタクト型の太陽電池素子を備える太陽電池モジュールにおいては、上記透明前面基板から入射した光の大部分は、金属箔を積層させた太陽電池集電用シートに遮られて、裏面保護シートまで達することはない。

よってバックコンタクト型の太陽電池素子を備える太陽電池モジュールにおいては、その構造上、入射した光を裏面保護シートで反射し、太陽電池モジュールの発電効率を向上させることはできない。しかし、太陽電池モジュールの発電効率向上に対する要求は、更に強くなってきており、バックコンタクト型の太陽電池素子を備える太陽電池モジュールにおいても、発電効率の向上が求められている。

特開２００７−１７７１３６号公報

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、バックコンタクト型の太陽電池素子を備える太陽電池モジュールにおいて、発電効率を向上することのできる太陽電池集電用シート、及びそのような太陽電池集電用シートを用いた太陽電池モジュールを提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、バックコンタクト型の太陽電池素子用の太陽電池集電用シートにおいて金属等からなる回路上に形成される絶縁層の一部又は全部の層を、白色顔料を含む白色層とすることで、上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は、以下のものを提供する。

（１）本発明は、太陽電池モジュールにおける内部配線用として太陽電池素子の裏面側に配置され、樹脂基材の表面に形成され、金属からなる配線部と非配線部とからなる回路と、前記回路上に形成される絶縁層を備え、前記絶縁層は、白色顔料を含む白色層を備えることを特徴とする太陽電池集電用シートである。

（２）また、本発明は、前記白色顔料の粒径が０．５μｍ以上１．５μｍ以下である（１）記載の太陽電池集電用シートである。

（３）また、本発明は、前記絶縁層の波長４５０ｎｍから８００ｎｍの光の反射率が６５％以上であり、かつ、波長８００ｎｍから１１００ｎｍの光の反射率が７５％以上である（１）又は（２）いずれか記載の太陽電池集電用シートである。

（４）また、本発明は、前記絶縁層の厚さが１８μｍ以上２５μｍ以下である（１）から（３）いずれか記載の太陽電池集電用シートである。

（５）また、本発明は、（１）から（４）いずれか記載の太陽電池集電用シートと、バックコンタクト型の太陽電池素子とを、備える太陽電池モジュールである。

本発明によれば、太陽電池モジュール内において太陽電池素子の直下に積層される太陽電池集電用シートの絶縁層で太陽光線を反射するため、バックコンタクト型の太陽電池素子を備える太陽電池モジュールにおいても、太陽光線を効率よく反射し、太陽電池モジュールの発電効率を向上することができる。

バックコンタクト型の太陽電池素子を備える太陽電池モジュ−ルについて、その層構成の一例を例示する断面の模式図である。 バックコンタクト型の太陽電池素子を備える太陽電池モジュ−ルに入射する太陽光について、モジュール内での進行、反射の経路を模式的に示した、太陽電池モジュールの断面の部分拡大図である。 バックコンタクト型の太陽電池素子を備える太陽電池モジュ−ルについて、その層構成の一例を例示する断面の模式図である。 実施例１、２及び比較例１〜４の波長２５０ｎｍから１２００ｎｍの光の反射率（％）を示す図である。

以下、本発明の太陽電池集電用シートの一実施形態、及びそれを用いた太陽電池モジュールの一実施形態について詳細に説明する。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。

＜太陽電池集電用シート＞
図１、図２を参照しながら、本発明の太陽電池集電用シートについて説明する。図１に示す通り、太陽電池集電用シート５は、背面封止材層５１と、絶縁層５２と、樹脂基材５３と、回路５４と、を備える。背面封止材層５１は本発明の必須の構成要素ではないが、以下、一実施形態として背面封止材層５１を備える太陽電池集電用シートについて説明する。

太陽電池集電用シート５においては、樹脂基材５３の表面に、例えば銅等の金属からなる配線部５４１と、非配線部５４２からなる回路５４が形成されている。そして、回路５４を覆って絶縁層５２が形成される。絶縁層５２の表面絶縁層５２の上面に背面封止材層５１が形成されている。また背面封止材層５１の上部表面から、絶縁層５２を通じて、回路５４の上部表面まで貫通する導通凹部７が形成されている。

＜絶縁層＞
次に、本発明の太陽電池集電用シートに形成される絶縁層について説明する。従来より、バックコンタクト型の太陽電池素子用の太陽電池集電用シートにおいては、電極間の短絡を防止するために回路上に絶縁層が形成されることが一般的である。また、当該絶縁層は各種の絶縁性インキを硬化させたものである場合が多く、その色については透明若しくは半透明であるのが一般的である。本発明の太陽電池集電用シートにおいては、当該絶縁層に着色して白色層とすることにより、短絡の防止という従来の効果に加えて、太陽光を反射し発電効率を向上させる機能を当該絶縁層に持たせたことが特徴となっている。

図２に示すように、本発明の太陽電池モジュール１においては、絶縁層５２は、太陽電池モジュール１の平面視においては、太陽電池素子が配置されていない領域である素子周辺領域Ｐにも配置されることになる。このため、太陽電池素子４に吸収されなかった太陽光は、太陽電池集電用シート５の素子周辺領域Ｐにおける絶縁層５２の表面で反射され、反射された太陽光は、更に透明前面基板２で反射されて太陽電池素子４に吸収される。

絶縁層５２を形成するための絶縁剤としては、従来公知の絶縁材、例えば、エポキシ−フェノール系インキ等の熱硬化性絶縁インキ、或いは、アクリル系等の紫外線硬化型絶縁コート剤等を用いることができる。

絶縁層５２に着色して白色層とするためには、絶縁層の形成前に、上記の絶縁剤に白色顔料を添加する。白色顔料の種類は特に限定されず、酸化チタン、酸化亜鉛等の従来公知の白色顔料を用いることができる。一般に白色層は可視光線の領域にある太陽光について効率よく反射するため、絶縁層を白色層とすることにより、太陽電池モジュールの発電効率向上に寄与することができる。

本発明においては、絶縁材に添加する白色顔料は、粒径が０．５μｍ以上１．５μｍ以下であることが好ましい。白色顔料の粒径が上記範囲にあれば、当該白色層は可視光線の領域に加えて近赤外線をも効率よく反射するため、太陽電池モジュールの発電効率向上に更に大きく寄与することができる。

粒径は、日本電子社製の透過型電子顕微鏡（ＪＥＭ−１２３０）を用いて白色顔料の一次粒子径を写真に撮影した後、その画像をマウンテック社製の画像解析式粒度分布測定ソフトウェア（ＭＡＣ−Ｖｉｅｗ Ｖｅｒ．３）にて統計処理を行い算出して得られる値を採用する。粒径の算出にあたっては体積基準の円相当径を採用する。

本発明においては、絶縁材に添加する白色顔料は、粒径が０．８μｍ以上１．２μｍ以下の白色顔料の粒子が、全白色顔料の粒子中の８０質量％以上であることがより好ましい。白色層の近赤外線反射効果が高まるからである。

なお、波長が７５０ｎｍ以下の可視光線の領域の光を効率よく反射するために、粒径が０．２μｍ以上０．６μｍ以下の白色顔料の粒子が、全白色顔料の粒子中の６０質量％以上である白色顔料を、全白色顔料中に１０質量％以上２０質量％以下含有することが好ましい。

粒径が０．５μｍ以上１．５μｍ以下の白色顔料の代表例は酸化チタンであり、本発明においても、白色顔料として、酸化チタンを用いることが好ましい。ここで、酸化チタンには表面処理された酸化チタンも含まれる。例えば、酸化チタンの場合、その製造は、以下のようにして行うことができる。

含水酸化チタンを原料とし、そこに酸化チタン分に対して酸化アルミニウム換算で０．１質量％以上０．５質量％以下のアルミニウム化合物と炭酸カリウム換算で０．１質量％以上０．５質量％以下のカリウム化合物、及び、酸化亜鉛換算で０．２質量％以上１．０質量％以下の亜鉛化合物を添加し、乾燥、焙焼することによって製造することができる。以下、上記の製造に用いる各材料について、簡単に説明し、より具体的な製造方法について説明する。

原料として使用される含水酸化チタンは、イルメナイトやルチル等のチタン含有鉱石を硫酸や塩酸で処理して不純物を除去した後に、水を加えたり酸化したりすることによって形成させることができる。また、チタンアルコキシドの加水分解によっても形成させることができる。本発明では、酸化チタンの工業的製法として知られている硫酸法において中間生成物として取り出されるメタチタン酸が好ましい。

含水酸化チタンに添加するアルミニウム化合物の種類については、最終的に得られる酸化チタンの、本発明が目的としている特性に悪影響をもたらさない化合物であれば、何ら制限はないが、酸化物や含水酸化物以外では、水溶性の化合物であることが好ましい。具体的には、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム等が好ましい。アルミニウム化合物の添加量については酸化チタン分に対し酸化アルミニウム換算で０．１質量％以上０．５質量％以下が好ましい。

含水酸化チタンに添加するカリウム化合物の種類についても、アルミニウム化合物の場合と同様何ら制限はないが、具体的には水酸化カリウム、塩化カリウム等が好ましい。カリウム化合物の添加量については酸化チタン分に対し炭酸カリウム換算で０．２質量％以上０．５質量％以下が好ましい。カリウム化合物の不存在下及び痕跡量の存在下では、粒子同士の溶融が激しくなって、一次粒子径まで分散することが困難になるため、近赤外線を反射し難くなる。逆に過剰に添加すると、焙焼によって得られる酸化チタン粒子の形状が棒状となってしまい、近赤外線反射効果が低下する。また、最適な粒子径でのルチル化率が低下する。

含水酸化チタンに添加する亜鉛化合物の種類についても、上記の他の金属成分と同様、何ら制約はないが、具体的には酸化亜鉛、硫酸亜鉛、塩化亜鉛等が好ましい。亜鉛化合物の添加量については、酸化チタン分に対し酸化亜鉛換算で０．２質量％以上１．０質量％以下が好ましい。亜鉛化合物の不存在下及び痕跡量の存在下では、焙焼後の酸化チタン粒子の形状が棒状となるため、近赤外線反射効果が低下する。また、粒子成長に高い焙焼温度が必要となり、結果として粒子同士の溶融が激しくなって、一次粒子径まで分散することが困難になるため、近赤外線反射効果が低下する。なお、亜鉛化合物は容易に酸化チタンと反応しチタン酸亜鉛を生成する。チタン酸亜鉛は酸化チタンと比べ屈折率が低い。そのため、亜鉛量が増えていくと、赤外線反射効果は低下していくので、過剰の添加量は好ましくない。

具体的には、例えば、以下のようにして、粒径が０．５μｍ以上１．５μｍ以下の酸化チタンを製造することができる。

上記金属成分の含水酸化チタンへの添加方法としては、乾式による物理混合、スラリー中への湿式混合等があるが、添加金属成分が酸化チタン粒子の各々に充分分散できるように、湿式分散を行った方が好ましい。特に工業的製造における中間生成物として得られる、不純物除去を行った後の含水酸化チタンケーキを、必要に応じ水等の媒体中に分散し、そこへ上記添加成分を含有する化合物を加えて、充分に攪拌すればよい。

上述した、アルミニウム、カリウム、亜鉛の金属成分を、含水酸化チタンに混合した後、乾燥機にて乾燥する。この際、酸化チタン（ＴｉＯ_２）分が全質量の５０％以上６５％以下となるように乾燥する。

上記含水酸化チタンの乾燥後、焙焼するにあたっては、顔料用酸化チタンを通常に焙焼する程度の温度範囲である、９００℃以上１１００℃以下の焙焼温度で処理を行う。この温度領域から低温側にシフトした場合は、一次粒子径が十分に成長せず、所望とする近赤外線反射効果の低下を招くことになる。逆に高温側にシフトした場合は、粒子同士の過剰な焼結が起こってしまい、粉砕性が低下して結果的に近赤外線反射効果の低下を招くことになる。

白色の絶縁層５２の厚さ（配線部５４１の上面から背面封止材層５１の下面までの厚みをもって絶縁層の厚さとする）は１２μｍ以上〜２５μｍ以下が好ましく、１８μｍ以上〜２５μｍ以下であることがより好ましい。１２μｍ未満であると、絶縁性が不十分となるので好ましくなく、１８μｍ未満である場合には、可視光線域における反射率が１８μｍ以上の場合と比較して低下するため、１８μｍ以上であることがより好ましい。また、２５μｍを越えてもそれ以上の絶縁効果及び反射効果が得られず、むしろ導通凹部７のパターン形成が困難となり、また不経済であるので好ましくない。

なお、本発明においては、絶縁層５２の層全体に白色顔料を含有させてもよく、一部の層にのみ白色顔料を含有させてもよい。一部の層、例えば中間層のみに含有させることで、他の接着性等が低下することを効果的に防止できる。

＜太陽電池集電用シートのその他の構成要素＞
背面封止材層５１は、太陽電池モジュール１における太陽電池素子４の位置を固定し、また、太陽電池素子に対する外部からの衝撃を緩和するために設けられる。背面封止材層５１は、絶縁層５２上に、導通凹部７が占める場所を除いて形成される。なお、本発明において背面封止材層５１は必ずしも必須ではない。

背面封止材層５１を形成する封止材としては、従来公知の太陽電池モジュールに用いられる封止材が適用可能であり、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）、アイオノマー、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリエチレン等のオレフィン系封止材等を用いることができる。

背面封止材層５１の厚さは１００μｍ以上〜６００μｍ以下が好ましい。１００μｍ未満であると、充分に衝撃を緩和することができず、６００μｍを越えてもそれ以上の効果が得られず、むしろ導通凹部７のパターン形成が困難となり、また不経済であるので好ましくない。なお、本発明の太陽電池集電用シートにおいては、背面封止材層５１は絶縁層５２へ侵入する光及び絶縁層５２で反射される光をできるだけ多く透過させる必要があるため、光線透過率の高い無色透明の層、若しくはそれに近い色の層であることが好ましい。

樹脂基材５３は、シート状に成型された樹脂である。樹脂基材５３を構成する樹脂としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリ塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル系樹脂、各種のナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリールフタレート系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系等が例示される。

樹脂基材５３の厚さは、太陽電池集電用シート５に要求される強度や薄さ等に応じて適宜設定すればよい。樹脂基材５３の厚さは、特に限定されないが、一例として２０〜２５０μｍが挙げられる。

回路５４は、所望の配線形状となるように太陽電池集電用シート５の表面に形成された電気配線である。回路５４の配線部５４１は、例えば銅等の金属からなる層である。回路５４を樹脂基材５３の表面に形成するためには、樹脂基材５３の表面に銅箔を接合させ、その後、エッチング処理等によりその銅箔をパターニングする方法が例示される。

回路５４の厚さは、太陽電池集電用シート５に要求される耐電流の大きさ等に応じて適宜設定すればよい。回路５４の厚さは、特に限定されないが、一例として１０〜５０μｍが挙げられる。

図１に示すように、導通凹部７は、太陽電池モジュール１において、太陽電池素子４の電極４１の直下の位置となるように形成される。導通凹部７は、背面封止材層５１の上面部から絶縁層５２を通じて配線部５４１の上面まで貫通する孔である。

＜太陽電池集電用シートの製造方法＞

本実施態様の太陽電池集電用シート５の製造方法では、まず樹脂基材５３の表面に、銅等の金属からなる導電層が積層された積層シートが使用される。この積層シートに対して、エッチング工程及び剥離工程を施すことにより、太陽電池集電用シート５上に回路５４が形成される。更に回路５４が形成された積層シートに対して、絶縁コーティング工程を施すことにより、回路５４上に絶縁層５２が形成され、そして、絶縁層５２に積層する形で封止材層積層工程を施すことにより、絶縁層５２上に背面封止材層５１が形成される。以下、エッチング工程、剥離工程、絶縁コーティング、及び封止材層積層工程について説明する。

［エッチング工程］
まず、エッチング工程について説明する。この工程は、所望の回路５４の形状にパターニングされたエッチングマスク（図示せず）を上記の積層シートの表面に作製した後でエッチング処理を行うことにより、エッチングマスクに覆われていない箇所における導電層を除去する工程である。

既に説明したように、この工程で使用される積層シートは、樹脂基材５３の表面に銅等の金属からなる導電層が形成されたものである。樹脂基材５３の表面に銅等の金属からなる導電層を形成させる方法については、銅箔を接着剤によって樹脂基材５３の表面に接着する方法、樹脂基材５３の表面に銅箔を蒸着させる方法等が例示されるが、コストの面からは、銅箔を接着剤によって樹脂基材５３の表面に接着する方法が有利である。中でも、ウレタン系、ポリカーボネート系、エポキシ系等の接着剤を使用したドライラミネート法によって銅箔を樹脂基材５３の表面に接着する方法が好ましい。

この工程では、まず、上記の積層シートの表面（すなわち上記の導電層の表面）に所望の配線部５４１の形状にパターニングされたエッチングマスク（図示せず）が作製される。エッチングマスクは、エッチング工程において、将来配線部５４１となる導電層が浸漬液による腐食を免れるために設けられる。このようなエッチングマスクを形成する方法は特に限定されず、例えば、フォトレジスト又はドライフィルムをフォトマスクを通して感光させた後で現像することにより積層シートの表面にエッチングマスクを形成してもよいし、インクジェットプリンター等の印刷技術により積層シートの表面にエッチングマスクを形成してもよい。エッチングマスクは、後に説明する剥離工程において、アルカリ性の剥離液で剥離できることが必要である。このような観点からは、フォトレジスト又はドライフィルムを使用してエッチングマスクを作製することが好ましい。

次に、エッチング工程におけるエッチング処理について説明する。この処理は、エッチングマスクに覆われていない箇所における導電層を浸漬液により除去する処理である。この処理を経ることにより、導電層のうち、配線部５４１となる箇所以外の部分が除去されるので、樹脂基材５３の表面には、所望とする配線部５４１の形状に導電層が残ることになる。

［剥離工程］
次に、剥離工程でアルカリ性の剥離液を使用して、エッチングマスクを除去する。この工程を経ることにより、エッチングマスクが配線部５４１の表面から除去される。剥離工程で使用されるアルカリ性の剥離液としては、例えば、所定濃度の苛性ソーダの水溶液が挙げられる。

［絶縁コーティング工程］
次に、太陽電池集電用シート５の回路５４上に白色の絶縁層５２を形成する方法について説明する。絶縁性インキを主成分とし、これに、白色顔料を添加し、更に、必要ならば、紫外線吸収剤、可塑剤、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、架橋剤、硬化剤、封止剤、滑剤、強化剤、補強剤、難燃剤、耐炎剤、発泡剤、防カビ剤、顔料・染料等の着色剤、その他等の添加剤の１種ないし２種以上を任意に添加し、更に、必要に応じて、溶剤、希釈剤等を添加し、充分に混練してインキ組成物を調製する。上記絶縁性インキとしては、上述した通り、熱硬化型の絶縁性インキ、紫外線硬化型絶縁コート剤等、従来公知のものを用いることができる。上記で調製したインキ組成物を使用し、これを回路５４の配線部５４１及び非配線部２２２のうち導通凹部７を除いた部分を覆って塗布ないし印刷し、白色の絶縁層を形成することができる。

白色の絶縁層を形成する場合、例えば以下の方法で形成することが好ましい。先ず、固形分比が２０％以上５０％以下のインキ組成物を調製する。ここで、全固形分に対して、白色顔料を１０質量％以上１００質量％以下配合する。次いで、このインキ組成物を回路５４の配線部５４１及び非配線部２２２のうち導通凹部７を除いた部分に塗布する。塗布量は５ｇ／ｍ^２以上４０ｇ／ｍ^２以下にする。熱硬化型の絶縁性インキを絶縁性インキとして用いた場合には、太陽電池モジュールを製造する際の加熱圧着の熱により、上記インキ組成物を硬化させて、白色の絶縁層を形成する。紫外線硬化型絶縁コート剤を絶縁性インキとして用いた場合には、紫外線の照射により上記インキ組成物を硬化させて、白色の絶縁層を形成する。

［封止材積層工程］
背面封止材層５１の形成方法は特に限定されないが、例えば、封止材をシート状に形成後、導通凹部７を形成する位置にあらかじめパンチング等で貫通孔を形成し、その後に絶縁層５２によって形成された凹部と貫通孔とが重なるように積層することで回路５４上に貫通する導通凹部７を形成できる。

＜太陽電池集電用シートの他の実施形態＞
太陽電池集電用シート５は、後述する通り、太陽電池素子４の他、他の部材と一体化する工程を経て、太陽電池モジュール１となるが、その工程に先だって、樹脂基材５３の裏面側にあらかじめ別の、フッ素系樹脂フィルムであるＥＴＦＥ、耐加水分解ＰＥＴ等の裏面保護シート６を一体化することにより、太陽電池モジュール１の製造に用いる裏面保護シート一体化シートとすることも可能である。裏面保護シート一体化シートを作成するには、樹脂基材５３の裏面側に裏面保護シート６をドライラミネーション法等によって積層する。

＜太陽電池モジュール＞
次に、本発明の太陽電池集電用シートが使用されるバックコンタクト型の太陽電池素子を備える太陽電池モジュールについて説明する。図１は、バックコンタクト型の太陽電池素子を備える太陽電池モジュ−ル１について、その層構成の一例を例示する断面の模式図である。太陽電池モジュール１は、入射光８の受光面側から、ガラス等からなる透明前面基板２、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）、アイオノマー、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリエチレン等からなる前面封止材層３、太陽電池素子４、背面封止材層５１と絶縁層５２と樹脂基材５３等からなる太陽電池集電用シート５、フッ素系樹脂フィルムであるＥＴＦＥ、耐加水分解ＰＥＴ等からなる裏面保護シート６が順に積層された構成である。電極４１から取り出された電気は、導通凹部７内の導電性材料を介して対応する配線部５４１に伝導される。

＜太陽電池モジュールの製造方法＞
太陽電池モジュール１を製造するには、太陽電池集電用シート５、太陽電池素子４及び他の部材の一体化の工程の前に、まず太陽電池集電用シート５の導通凹部７に導電性材料を充填する。この導電性材料は、例えばハンダ等の導電性材料が例示できる。これにより、導通凹部７は、配線部５４１が底面で露出するように形成されているため、導電性材料と配線部５４１とが導通する。

次に透明前面基板２、前面封止材層３、太陽電池素子４、背面封止材層５１と絶縁層５２と樹脂基材５３等からなる太陽電池集電用シート５、裏面保護シート６を積層して一体化する。この一体化の方法としては真空熱ラミネート加工により一体化する方法が挙げられる。上記方法を用いた際のラミネート温度は、１３０℃〜１９０℃の範囲内とすることが好ましい。また、ラミネート時間は、５〜６０分の範囲内が好ましく、特に８〜４０分の範囲内が好ましい。なお、本発明の太陽電池モジュールにおいては、透明前面基板２、前面封止材層３、及び背面封止材層５１は、絶縁層５２へ侵入する光及び絶縁層５２で反射される光をできるだけ多く透過させる必要があるため、光線透過率の高い無色透明の層、若しくはそれに近い色の層であることが好ましい。

この一体化の過程において、太陽電池集電用シート５の樹脂基材５３は、太陽電池モジュールとして他の部材と強固に一体化される。そして、太陽電池モジュール１の平面視においては、太陽電池素子が配置されていない領域である素子周辺領域Ｐに本発明の絶縁層５２が配置されることになる。

なお、この実施形態においては、背面封止材層５１を備える太陽電池集電用シートについて説明したが、本発明の太陽電池集電用シートにおいては、背面封止材層５１は必須の構成要素ではないため、例えば、図３に示すように、太陽電池集電用シート５は、背面封止材層を備えず絶縁層５２の上に直接、太陽電池素子４が配置される構成であってもよい。このような太陽電池集電用シートも当然に本発明の範囲内である。

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

＜実施例１＞
以下に示す方法で、膜厚２０μｍの白色の絶縁層を有する太陽電池集電用シートのサンプルを作製した。

先ず、粒径１μｍの酸化チタンが２０質量％、市販のアクリル系紫外線硬化型絶縁コート剤が８０質量％、の配分となるように混合して白色絶縁性インキ組成物を調製した。

次に、厚み１００μｍのＰＥＴフィルムの表面に、ドライラミネート法によって厚み３５μｍの銅箔を接着してなる接合体を形成した。

上記の接合体の銅箔面上に、スクリーン印刷により、上記の白色絶縁性インキ組成物を塗布膜厚２０μｍとなるように塗布し、実施例１の太陽電池集電用シートのサンプルを形成した。

＜実施例２＞
以下に示す方法で、膜厚１３μｍの白色の絶縁層を有する太陽電池集電用シートのサンプルを作製した。

先ず、実施例１と同じ組成の白色顔料を調製し、次に、実施例１と同じ組成の白色絶縁性インキ組成物を調製し、次に、実施例１と同じ接合体を形成した。

上記の接合体の銅箔面上に、スクリーン印刷により、上記の白色絶縁性インキ組成物を塗布膜厚１３μｍとなるように塗布し、実施例２の太陽電池集電用シートのサンプルを形成した。

＜比較例１＞
従来公知の太陽電池集電用シートにおけるように絶縁層が透明である場合には、太陽光は絶縁層を透過して主に回路上の銅箔面で反射することが考えられる。そこで、そのような場合との比較のために、厚み１００μｍのＰＥＴフィルムの表面に、ドライラミネート法によって厚み３５μｍの銅箔を接着してなる接合体を、透明絶縁層を有する太陽電池集電用シートのサンプルとして作製した。

＜比較例２＞
本発明の太陽電池集電用シートの絶縁層における反射率向上に対する銅箔面の寄与を検証するため、スクリーン印刷により、厚み５０μｍのＥＴＦＥフィルムの表面に上記の白色絶縁性インキ組成物を塗布膜厚２０μｍとなるように塗布し、膜厚２０μｍの白色の絶縁層を有する太陽電池集電用シートのサンプル（銅箔面なし）を作製した。

＜比較例３＞
以下に示す方法で、黒色の絶縁層を有する太陽電池集電用シートのサンプルを作製した。

先ず、カーボンブラックが１０質量％、市販のアクリル系紫外線硬化型絶縁コート剤が９０質量％、の配分となるように混合して黒色絶縁性インキ組成物を調製した。

次に、実施例１と同じ接合体を形成し、当該接合体の銅箔面上に、スクリーン印刷により、上記の黒色絶縁性インキ組成物を塗布膜厚２０μｍとなるように塗布し、黒色の絶縁層を有する太陽電池集電用シートのサンプルを形成した。

＜比較例４＞
従来公知の太陽電池モジュールの一形態として、裏面保護シートを白色として太陽光を反射させ発電効率の向上を図るものがある。そこで、５０μｍの酸化チタン添加白色ＰＥＴフィルム（東レ製、「Ｅ２０Ｆ」）を、白色の裏面保護シートのサンプルとした。

＜評価例＞
分光光度計（島津製作所製、「ＵＶ−３１００」）を用いて、実施例１、２及び比較例１から４、に光を入射したときの、波長２５０ｎｍから１２００ｎｍの光の反射率（％）を評価した。実施例１、２、比較例２、３についてはサンプルの絶縁層側に光を入射し、比較例１については、サンプルの銅箔面側に光を入射した。評価結果を図４に示した。

図４における実施例１、２の評価結果より、本発明の白色の絶縁層を備える太陽電池集電用シートは、可視光線領域のほぼ全範囲（波長が４５０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲）で、反射率が６５％以上であり、かつ、近赤外線領域のうちの所定の領域（波長が８００ｎｍ〜１１００ｎｍの範囲）において、反射率が７５％以上であり、これらの範囲において、反射率が高いことが確認された。アモルファス型、多結晶型、単結晶型等、太陽電池素子の種類によって、その幅は若干異なるが、一般に太陽電池素子は、５００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長の光に対して高い分光感度を有している。このことより、本発明の白色の絶縁層を備える太陽電池集電用シートは、発電効率の向上に充分に寄与しうることがわかる。

実施例１と実施例２の対比より、本発明の白色の絶縁層を備える太陽電池集電用シートにおいては、絶縁層の厚さが、一定値より薄いと、主に可視光線の領域において、反射率が若干低下することが確認された。これは、絶縁層が薄いと、可視光線領域における銅箔面の反射率の相対的な低さの影響をより強く受けるためであると考えられる。このことより、絶縁層の厚さは１８μｍ以上であることが、より好ましいということがわかる。

比較例１との対比より、本発明の白色の絶縁層を備える太陽電池集電用シートは、従来の透明な絶縁層を備える太陽電池集電用シートを積層した太陽電池モジュールにおいて回路上の銅箔面で光を反射する場合と比較して、主に可視光線の領域においては、明らかにより高い反射率を有し、近赤外線領域においても、ほぼ同等かそれ以上の反射率を有することが確認された。

比較例２においては、近赤外線領域において、反射率が漸減し、実施例１、２より、反射率が相対的に低くなっている。このことより、本発明の白色の絶縁層を備える太陽電池集電用シートの反射率の向上には、特に近赤外線領域においては、銅箔面の反射率の高さも寄与していることが確認された。

比較例４との対比より、本発明の白色の絶縁層を備える太陽電池集電用シートは、従来のバックコンタクト型ではない太陽電池素子を有する太陽電池モジュールにおいて、白色のＰＥＴフィルムからなる裏面保護シートによって光を反射する場合と比較しても、ほぼ同等の高い反射率を有することが確認された。

これらの結果は、本発明の太陽電池集電用シートを用いて太陽電池モジュールを作製した場合に、金属からなる回路上に形成された白色の絶縁層での太陽光の反射によって、太陽電池モジュールの発電効率が向上することを意味する。

１ 太陽電池モジュール
２ 透明前面基板
３ 前面封止材層
４ 太陽電池素子
５ 太陽電池集電用シート
５１ 背面封止材層
５２ 絶縁層
５３ 樹脂基材
５４ 回路
６ 裏面保護シート
７ 導通凹部

Claims (5)

1. 太陽電池モジュールにおける内部配線用としてバックコンタクト型の太陽電池素子の裏面側に配置され、
   樹脂基材の表面に形成され、銅からなる配線部と非配線部とからなる回路と、
   前記回路上に形成される絶縁層を備え、
   前記絶縁層は、粒径が０．２μｍ以上１．５μｍ以下である白色顔料を含む白色層を備え、厚さが１２μｍ以上２５μｍ以下であることを特徴とする太陽電池集電用シート。
2. 前記白色顔料の粒径が０．５μｍ以上１．５μｍ以下である請求項１記載の太陽電池集電用シート。
3. 前記絶縁層の波長４５０ｎｍから８００ｎｍの光の反射率が６５％以上であり、かつ、波長８００ｎｍから１１００ｎｍの光の反射率が７５％以上である請求項１又は２いずれか記載の太陽電池集電用シート。
4. 前記絶縁層の厚さが１８μｍ以上２５μｍ以下である請求項１から３いずれか記載の太陽電池集電用シート。
5. 請求項１から４いずれか記載の太陽電池集電用シートと、バックコンタクト型の太陽電池素子とを、備える太陽電池モジュール。

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