JP6136668B2 - 太陽電池モジュール及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の太陽電池セルを封止した太陽電池モジュール及びその製造方法、特にモジュール面積を有効に活用できる太陽電池モジュール及びその製造方法に関する。

太陽電池は、クリーンで無尽蔵のエネルギー源である太陽からの光を直接電気に変換できることから、新しいエネルギー源として期待されている。

このような太陽電池を家屋用或いは工業用等の電源として用いるにあたっては、太陽電池１枚当たりの出力が数Ｗと小さいことから、通常複数の太陽電池セルを電気的に直列或いは並列に接続することで、出力を数１００Ｗにまで高めた太陽電池モジュールとして使用するのが一般的である。

図１、図２に従来の太陽電池モジュールの断面構成を示す。図１は結晶系の太陽電池セルを用いたもの、図２は薄膜系の太陽電池セルを用いたものである。
図１、図２に示すいずれの太陽電池モジュールも複数の太陽電池セル１を電気的に接続し配列したものをカバーガラスなどの透明基板２とバックシート（裏面カバー）４とで挟み、その間を封止材３で封止した積層パネルについて、その積層パネルの外周縁をシール材１０でシールした状態でフレーム部材５で固定したものである。

かかる太陽電池モジュールは、図１において、略正方形の板状の太陽電池セル１を一列に並べて隣り合う太陽電池セル同士を平角状の銅箔やインバール等の導体からなるインターコネクタ７によって電気的に接続したストリングを形成する工程と、ストリング同士を配線により電気的に接続するマトリクス工程と、ガラス、透光性プラスチックのような透光性を有する透明基板２と、耐候性フィルムからなる裏面カバー４との間に、耐候性、耐湿性に優れ透光性を有する封止材３により封止するラミネート工程と、積層パネルの側端部、外周上縁及び下縁をフレーム部材５で固定するフレーム工程とを経て製造される。なお、太陽電池セル１には水分に対して脆弱な材料が使用されていることから、フレーム工程では積層パネルの側端部、外周上縁及び下縁とフレーム部材５との間に内部への水分の侵入を防ぐシール材１０を挟んでいる。

また、同じ発電量の太陽電池セルを同じ数だけ１枚の太陽電池モジュールに敷き詰める場合、太陽電池モジュールの面積が小さいほど設置面積を有効に使用することができる。

ここで、特開２００８−０５３４３５号公報（特許文献１）、特開２００９−１４１２６４号公報（特許文献２）、特開２０１０−０２７６５９号公報（特許文献３）では、太陽電池セルの電極とインターコネクタとの接続を工夫して、製造歩留りの低下を防止し、抵抗損失を低減させてフィルファクター（ＦＦ）を向上させた光透過率のよい太陽電池モジュールが開示されている。しかしながら、限られたモジュール面積の有効活用については未だ十分ではなかった。

特開２００８−０５３４３５号公報 特開２００９−１４１２６４号公報 特開２０１０−０２７６５９号公報

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、太陽電池モジュールにおける太陽電池セルの設置対象となる面の面積（モジュール面積）を有効に活用できる太陽電池モジュール及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題について検討したところ、太陽電池モジュールにおいて積層パネル側端部、外周上縁及び下縁に配置されたシール材による耐水性、耐湿性の効果が十分でないことから太陽電池セルの配置位置としてフレーム部材の側端部から該フレーム部材でシールされる積層パネルの側端部に近接する太陽電池セルまでの距離を大きくとる必要があり、これがモジュール面積の有効活用の妨げとなっていることを把握し、鋭意検討を行い、以下の方法でモジュール面積の有効活用できることを見出し、本発明を成すに至った。
太陽電池モジュールの製造において、ラミネーション後、フレーム部材の嵌め込み部に耐透水性、耐透湿性に優れたフィルム等のシール材を取り付ける際に、該シール材と積層パネルとの間にペースト状又はフィルム状の別のシール材を取り付けることで積層パネル内側への透水、透湿を防止することができること。
上記別のシール材を取り付けるに当たり、該別のシール材の積層パネル側に更にフレーム部材のシールドに使われるペース卜状又はフィルム状の材料、或いは上記別のシール材や積層パネルを構成する材料（透明基板、裏面カバー、封止材）と接着性の良い材料からなる第三のシール材を取り付けることで積層パネル内側への透水、透湿を更に抑えることができること。

即ち、本発明は、下記の太陽電池モジュール及びその製造方法を提供する。
〔１〕 少なくとも一方がガラス基板である２枚のパネルの間に複数の太陽電池セルを樹脂封止した積層パネルの側端部、外周上縁及び下縁にフレーム部材の凹状の嵌め込み部を嵌め込んで該フレーム部材を装着した太陽電池モジュールであって、上記積層パネルの少なくとも側端部とフレーム部材の嵌め込み部との間に、積層パネル側からフレーム部材側方向に順に、上記積層パネルの少なくとも側端部を覆うシリコーンゴム系接着層からなる第３シール材と、アイオノマーフィルム、ポリプロピレンフィルム及びポリエステルフィルムのいずれかのフィルムからなる、又はこれらのうちの２以上から構成される多層構造のフィルムからなる第１シール材と、アクリルフィルム又はエポキシフィルムからなる第２シール材とを積層した該第１、第２、第３シール材からなるシール部材を配設してなる太陽電池モジュール。
〔２〕 上記第３シール材は、一液型ＲＴＶシリコーンゴム接着剤の硬化物である〔１〕記載の太陽電池モジュール。
〔３〕 フレーム部材の側端部から該フレーム部材でシールされる積層パネルの側端部に近接する太陽電池セルまでの距離が２６ｍｍ以下であることを特徴とする〔１〕又は〔２〕記載の太陽電池モジュール。
〔４〕 上記第１シール材は、アイオノマーフィルム、ポリプロピレンフィルム又はポリエステルフィルムからなる〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
〔５〕 少なくとも一方がガラス基板である２枚のパネルの間に複数の太陽電池セルを樹脂封止して積層パネルとし、該積層パネルの側端部、外周上縁及び下縁にフレーム部材の凹状の嵌め込み部を嵌め込んでフレーム部材を装着する太陽電池モジュールの製造方法であって、上記フレーム部材の嵌め込み部の凹面にアクリルフィルム又はエポキシフィルムからなる第２シール材、アイオノマーフィルム、ポリプロピレンフィルム及びポリエステルフィルムのいずれかのフィルムからなる、又はこれらのうちの２以上から構成される多層構造のフィルムからなる第１シール材、シリコーンゴム系接着剤の順番で積層した後、積層パネルにフレーム部材を装着し、該積層パネルの少なくとも側端部とフレーム部材の嵌め込み部との間に、積層パネル側からフレーム部材側方向に順に、上記積層パネルの少なくとも側端部を覆うシリコーンゴム系接着層からなる第３シール材と、アイオノマーフィルム、ポリプロピレンフィルム及びポリエステルフィルムのいずれかのフィルムからなる、又はこれらのうちの２以上から構成される多層構造のフィルムからなる第１シール材と、アクリルフィルム又はエポキシフィルムからなる第２シール材とを積層した該第１、第２、第３シール材からなるシール部材を配設する太陽電池モジュールの製造方法。
〔６〕 上記第１シール材は、アイオノマーフィルム、ポリプロピレンフィルム又はポリエステルフィルムからなる〔５〕記載の太陽電池モジュールの製造方法。

本発明によれば、積層パネルの少なくとも側端部とフレーム部材との間に積層パネル側からフレーム部材側方向に順にアイオノマーフィルム、ポリプロピレンフィルム及びポリエステルフィルムのいずれか又はこれらのうちの２以上を含む多層構造からなる第１シール材と、シリコーン樹脂からなるペースト状又はフィルム状の第２シール材とを積層したシール部材を配設するので、積層パネルの側端部の水分に対するシール性が改善され、モジュール面積を有効に活用することができる。

従来の太陽電池モジュールの外周縁付近の構成例１を示す断面図である。 従来の太陽電池モジュールの外周縁付近の構成例２を示す断面図である。 本発明に係る太陽電池モジュールの要部構成を示す概略図であり、（Ａ）は太陽電池モジュールの要部平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）中のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 本発明に係る太陽電池モジュールの第１の実施形態の外周縁付近の構成を示す断面図である。 本発明に係る太陽電池モジュールの第１の実施形態の外周縁付近の別の構成を示す断面図である。 本発明に係る太陽電池モジュールの第２の実施形態の外周縁付近の構成を示す断面図である。 本発明に係る太陽電池モジュールの第２の実施形態の外周縁付近の別の構成を示す断面図である。

以下、本発明に係る太陽電池モジュール及びその製造方法の実施形態について添付図面を参照して説明する。ただし、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、以下では結晶系太陽電池セルを用いた太陽電池モジュールを例に取って説明するが、薄膜系太陽電池セルを用いた太陽電池モジュールへも同様に適用可能である。

（太陽電池モジュール）
本発明に係る太陽電池モジュールは、図３に示すような、複数の太陽電池セルのうち、隣接する太陽電池セル１、１’間で帯状の表面バスバー電極１ｂｅと裏面電極１ｒｅ’とを配線材（インターコネクタ７）を半田付けで接合することにより該複数の太陽電池セルを直列接続する構成となっている。なお、太陽電池セル１、１’の構成は同じであり、太陽電池セル１’において太陽電池セル１と同じ構成部材には参照符号に「’」を付けている。以降、太陽電池セル１を代表例として説明するが、太陽電池セル１’でも同じように構成される。

ここで、太陽電池セル１は、半導体基板１ａと、その表面（受光面）に形成される表面集電電極（フィンガー電極１ｆｅ及びバスバー電極１ｂｅからなる）と、裏面に形成される裏面集電電極（帯状の裏面電極１ｒｅ及びそれを除くほぼ全面に形成された集電用のアルミニウム電極からなる）とを具備する。半導体基板１ａとしては、例えば、一辺が１５５ｍｍ程度の擬似四角形で、厚みが０．２〜０．３ｍｍ程度の単結晶シリコンや多結晶シリコン等のｐ型又はｎ型シリコン基板が用いられる。

半導体基板１ａがｐ型シリコン基板の場合、この基板表層にはｐ／ｎ接合が形成される。このｐ／ｎ接合の形成は、具体的には、リン等のｎ型の不純物を含む溶液をｐ型シリコン基板の表面に塗布するか、或いはこのｐ型シリコン基板を気相中に基板同士を重ね合わせておき、８００〜９００℃程度でその表面からリン、砒素、アンチモン等のｎ型の不純物を熱拡散させることにより、ｐ型シリコン基板の表層に不純物拡散層を形成することで行なわれる。即ち、半導体基板１ａ内にｎ型領域とｐ型領域が形成され、ｎ型領域とｐ型領域との界面部分に半導体接合部が形成される。こうして形成された太陽電池セル１の受光面であるｎ型拡散面を表面とし、この面と反対側の不拡散面を裏面とする。受光面である表面には、図示していないが、反射防止膜を形成しておくことが望ましい。なお、この半導体基板１ａは、シリコン以外に単結晶ガリウム砒素等を用いてもよいし、ｎ型基板に臭化ボロンなどの拡散源を用いてｐ型の拡散層を設けてｐ／ｎ接合を形成してもよい。

上記半導体基板１ａには、図３に示すように、半導体基板１ａの受光面にｎ型領域と接して表面集電電極が形成され、半導体基板１ａの裏面にｐ型領域と接して裏面集電電極が形成されている。表面の表面集電電極は、フィンガー電極（フィンガー部ともいう）１ｆｅと、バスバー電極（表面バスバー電極（バスバー部）ともいう）１ｂｅで構成される。

また、バスバー電極１ｂｅは、半導体基板１ａの受光面を隣接する半導体基板との連設方向（長手方向）に沿ってその一端部から他端部にかけて２本平行に形成された帯状の電極である。フィンガー電極１ｆｅは、バスバー電極１ｂｅと直角に交差するようにして複数本が基板の全幅にわたって形成されることが多い。バスバー電極１ｂｅ（１ｂｅ’）の幅は、例えば０．５〜３ｍｍ程度であり、フィンガー電極１ｆｅの幅は、例えば０．０５〜０．２ｍｍ程度が好ましい。

このような受光面の集電電極及び裏面の集電電極は、具体的には、次のようにして形成される。即ち、電極形成工程において、半導体基板１ａの受光面には線状に、裏面には全面に、金属又はそれに準じる物質を各集電電極としてパタ−ニングし、真空蒸着法やスクリ−ン印刷法を用いて各集電電極を形成する。スクリーン印刷の場合、例えば、銀粉末、ガラスフリット、結合剤、溶剤等を含む銀ペーストをスクリーン印刷して、７００〜８００℃程度の温度で焼き付け、全体を半田層で被覆することにより形成される。また、裏面の集電電極は、銀ペーストをスクリーン印刷して形成されるインターコネクタ７を接続するためのバスバー状の銀電極（裏面電極１ｒｅ）と、それを除くほぼ全面に形成された集電用のアルミニウム電極（図示せず）とで構成され、裏面電極１ｒｅは半田層で被覆される。

このようにして得られる太陽電池１、１’を受光面を同一方向に向けた状態でバスバー電極の長さ方向に沿って配置し、太陽電池セル１の表面バスバー電極１ｂｅと、この太陽電池セル１と隣接する他の太陽電池セル１’の裏面電極１ｒｅ’に、クランク形状のインターコネクタ７を半田接合により接続し、これを繰り返して太陽電池セル１を連結して、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すような太陽電池モジュールを得る。ここで用いられるインターコネクタ７は、平角状の銅箔やインバール等である。また、太陽電池セルの連結数は通常、２〜６０個である。

図４に、本発明に係る太陽電池モジュールの第１の実施形態の外周縁付近の構成を示す。
図３のような太陽電池セルを連結した状態のままでは、太陽電池セルの表面や裏面を保護する必要があることから、太陽電池モジュール製品としては、図４に示すように太陽電池モジュールをカバーガラスのような透明基板２と裏面カバー４の２枚のパネルの間に挟んで製品化する。この場合、ガラス板等の透明基板２と裏面カバー４との間に、太陽電池セル１の受光面である表面を透明基板２側に向けて挟み、透明な充填材を封止材３としてインターコネクタ７で連結された複数の太陽電池セル１を封入するスーパーストレート方式が一般に用いられる。また、図４に示すように、連結終端の太陽電池セルの電極には外部取り出し用のインターコネクタが接続され、裏面カバー４の外側に引き出されて端子ボックス８と接続され、端子ボックス８から出力リード線９に出力されるようになっている。

本発明の太陽電池モジュールは、図４に示すように、連結した複数の太陽電池セル１を少なくとも一方がガラス基板である２枚のパネル（透明基板２、裏面カバー４）の間に樹脂封止した積層パネルの側端部、外周上縁及び下縁にフレーム部材５の凹状の嵌め込み部を嵌め込んで該フレーム部材５を装着したものであって、上記積層パネルの少なくとも側端部とフレーム部材５の嵌め込み部との間に、積層パネル側からフレーム部材側方向に順にアイオノマーフィルム、ポリプロピレンフィルム及びポリエステルフィルムのいずれか又はこれらのうちの２以上を含む多層構造からなる第１シール材１１と、シリコーン樹脂からなるペースト状又はフィルム状の第２シール材１２とを積層したシール部材を配設してなることを特徴とするものである。

ここで、透明基板２は、太陽光を入射させる側となる透明部材であり、透明性、耐候性、耐衝撃性をはじめとして屋外使用において長期の信頼性能を有する部材が必要である。例えば白板強化ガラス、アクリル樹脂、フッ素樹脂又はポリカーボネート樹脂等が挙げられ、特に厚さ３〜５ｍｍ程度の白板強化ガラスが好ましい。

裏面カバー４は、太陽光入射の反対面側のパネルであり、太陽電池セル１の温度を効率よく放熱する材料が好ましく、ガラス材、合成樹脂材、金属材又はそれらの複合部材が挙げられる。ガラス材の例としては、青板ガラス、白板ガラス又は強化ガラス等が挙げられ、合成樹脂材としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂又はエポキシ樹脂等が挙げられる。また金属材としては、銅、アルミニウム又は鉄等が挙げられ、複合材としては、シリカをはじめ、酸化チタン、アルミナ、窒化アルミニウムなど高い熱伝導性を有する材料を担持した合成樹脂等が挙げられる。裏面カバー４を透明基板２と同様に透明部材としてもよい。裏面カバー４の厚さは、０．１〜０．６ｍｍ程度が好ましい。

封止材３としては、使用環境において光透過率の低下の少ないＰＶＢ（ポリビニルブチロール）や耐湿性に優れたＥＶＡ（エチレンビニルアセタート）等が用いられる。封止材３の厚さは２００〜８００μｍ程度が好ましい。

積層パネルは上記透明基板２、太陽電池セル１を内包する封止材３、裏面カバー４から構成される。ここで、積層パネルの側端部とは、透明基板２の側端部、封止材３の層としての側端部、裏面カバー４の側端部からなる。また、積層パネルの外周上縁とは積層パネルの透明基板２側のエッジ部及びその周辺領域のことであり、外周下縁とは積層パネルの裏面カバー４側のエッジ部及びその周辺領域のことである。

フレーム部材５は、アルミニウム等の金属製又は樹脂製の部材であり、積層パネルの側端部、外周上縁及び下縁に嵌め込まれて積層パネルを保持する凹状の嵌め込み部を有する。

第１シール材１１は、アイオノマーフィルム、ポリプロピレンフィルム及びポリエステルフィルムのいずれか又はこれらのうちの２以上を含む多層構造からなるフィルム状のものであって、その一方の面が積層パネルの側端部、即ち透明基板２の側端部、封止材３の層としての側端部、裏面カバー４の側端部を完全に覆い、他方の面が第２シール材１２と接する。

第１シール材１１として用いるアイオノマーフィルムとしては、例えばエチレン系、ウレタン系、スチレン系、フッ素系のいずれのアイオノマーフィルムでもよい。
また、ポリプロピレンフィルムとしては、無延伸フィルム（ＣＰＰフィルム、ＩＰＰフィルム）、延伸フィルム（ＯＰＰフィルム）のいずれでもよい。
また、ポリエステルフィルムとしては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）フィルム、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）フィルム、ＰＢＮ（ポリブチレンナフタレート）フィルムなどのいずれでもよい。
或いは、耐透水性、耐浸水性を有するアルミニウム箔や高分子材料のフィルムにシリカを蒸着したものを第１シール材１１として用いてもよい。

第１シール材１１の厚さは、１０〜５００μｍが好ましく、２０〜４００μｍがより好ましい。第１シール材１１の厚さが１０μｍ未満では積層パネルの側端部のシール性を改善する効果が不十分となるおそれがあり、５００μｍ超ではフィルムコストが高くなる。

第２シール材１２は、シリコーン樹脂からなるペースト状又はフィルム状のものであって、図４に示すように、フレーム部材５の凹状の嵌め込み部の内面に沿って一定の厚さで配置され、これによって第１シール材１１の片面を完全に覆うと共に積層パネルの外周上縁及び下縁をある程度覆うように配置されている。

第２シール材１２に用いる材料のうち、ペースト状のものとしては例えばシリコーンゴム、ブチルゴムなどが挙げられ、フィルム状のものとしては例えばアクリルフィルム、エポキシフィルムなどが挙げられる。

第２シール材１２の厚さは、１０〜５００μｍが好ましく、２０〜４００μｍがより好ましい。第２シール材１２の厚さが１０μｍ未満では積層パネルの側端部のシール性を改善する効果が不十分となるおそれがあり、５００μｍ超ではそれ以上のシール性改善効果が得られず材料費が高くなる場合がある。

以上の構成により、積層パネルの側端部の水分に対するシール性が従来のもの（図１、図２の構成のもの）よりも改善され、フレーム部材５の側端部から該フレーム部材５でシールされる積層パネルの側端部に近接する太陽電池セル１までの距離Ｌを１２ｍｍ以上２６ｍｍ以下とすることができ、モジュール面積を有効活用することが可能となる。

なお、本実施形態として、図５に示すように、第１シール材１１の被覆形態として、積層パネルの側端部（透明基板２の側端部、封止材３の層としての側端部、裏面カバー４の側端部）を覆うだけではなく、第２シール材１２と同様に、該積層パネルの外周上縁及び下縁をある程度覆うようにしてもよい。

図６に、本発明に係る太陽電池モジュールの第２の実施形態の外周縁付近の構成を示す。
本実施形態では、第１の実施形態の太陽電池モジュール（図４、図５）において、更に、第１シール材１１と積層パネルの側端部との間に、シリコーン樹脂からなるペースト状又はフィルム状のもの、又はシリコーンゴム系接着剤からなる第３シール材１３を配置することを特徴とする。それ以外の構成は第１シール材１１、第２シール材１２の厚さを除き、第１の実施形態と同様である。

ここで、第３シール材１３は、シリコーン樹脂からなるペースト状又はフィルム状のもの、又はシリコーンゴム系接着剤からなる一定の厚さをもつ層であって、一方の面が積層パネルの側端部、即ち透明基板２の側端部、封止材３の層としての側端部、裏面カバー４の側端部を完全に覆うと共に、他方の面が第１シール材１１と接する。

第３シール材１３として用いる材料（シリコーン樹脂からなるペースト状又はフィルム状のもの）としては、例えば第２シール材１２に用いる材料と同じでもよい。また、シリコーンゴム系接着剤としては、例えば信越化学工業（株）製一液型ＲＴＶゴム（商品名ＫＥ４５Ｗ）を用いるとよい。

本実施形態では、第１シール材１１、第２シール材１２、第３シール材１３の厚さを、それぞれ１０〜５００μｍ、１０〜５００μｍ、１０〜５００μｍとすることが好ましく、２０〜４００μｍ、２０〜４００μｍ、２０〜４００μｍとすることがより好ましい。それぞれの厚さがその下限を下回るようになると積層パネルの側端部のシール性を改善する効果が不十分となるおそれがあり、上限を超えるようになると材料費が高くなる。

以上の構成により、積層パネルの外周縁の水分に対するシール性が従来のもの（図１、図２の構成のもの）よりも改善され、フレーム部材５の側端部から該フレーム部材５でシールされる積層パネルの側端部に近接する太陽電池セル１までの距離を１２ｍｍ以上２６ｍｍ以下とすることができ、モジュール面積を有効活用することが可能となる。

なお、本実施形態として、図７に示すように、第３シール材１３の被覆形態として、積層パネルの側端部（透明基板２の側端部、封止材３の層としての側端部、裏面カバー４の側端部）を覆うだけではなく、第１シール材１１及び第２シール材１２と同様に、該積層パネルの外周上縁及び下縁をある程度覆うようにしてもよい。

（太陽電池モジュールの製造方法）
次に、本発明の太陽電池モジュールの製造方法について説明する。
まず、上述した構成の太陽電池セル１の表面バスバー電極１ｂｅ及び裏面電極１ｒｅ、並びにインターコネクタ７の接合部分に半田用フラックスを塗布する。なお、半田用フラックスの塗布方法としては特に制限はなく、例えばスクリーン印刷法、インクジェット法、スタンプ印刷法等が挙げられる。
次に、太陽電池セル１のバスバー電極１ｂｅとインターコネクタ７の半田用フラックスを塗布した面とを当接させ、加熱してバスバー電極１ｂｅとインターコネクタ７とを接合する。例えば、インターコネクタ７の半田用フラックス塗布面とは反対側の面からハンダコテでなぞりながら加熱するとよい。次いで、もう一つの太陽電池セル１’の裏面電極１ｒｅを上記インターコネクタ７の半田用フラックス塗布面と当接させ、同様に加熱して裏面電極１ｒｅとインターコネクタ７とを接合する（図３）。これらの接合は、太陽電池セル１の受光面側、裏面側の両方から同時に加熱することによって表裏同時にインターコネクタ７を接合するようにしてもよい。

次に、太陽電池モジュールでは、太陽電池セル１、１’の表面や裏面を保護する必要があることから、上述したインターコネクタ７を備えた複数の太陽電池セル（太陽電池セル１、１’）を、図４に示すように、透明基板２と裏面カバー（バックシート）４との間に挟んだ構成とする。この場合、例えば、透明基板２と裏面カバー４との間に、太陽電池セルの受光面を透明基板２に向けて挟み、透明な封止材３でインターコネクタ７を備えた複数の太陽電池セル（太陽電池セル１、１’）を封入する（ラミネーション工程）。これにより、複数の太陽電池セル１が透明基板２と裏面カバー４の２枚のパネルで挟まれ、封止材３で封止された積層パネルとなる。

次に、上記積層パネルの側端部、外周上縁及び下縁にフレーム部材５の凹状の嵌め込み部を嵌め込むことにより積層パネルをフレーム部材５で固定する。その際、予めフレーム部材５の嵌め込み部の凹面を覆うように第２シール材１２を配置し、更に第２シール材１２の上に第１シール材１１を配置しておく。第２シール材１２がペースト状のものは塗布により配置する。これにより、フレーム部材５の嵌め込み部を積層パネルの側端部、外周上縁及び下縁に嵌め込むと、図４、図５に示すように、該積層パネル側から順に第１シール材１１、第２シール材１２が積層され、積層パネルの側端部がシールされた状態となり、太陽電池モジュールが完成する。

なお、フレーム部材５の嵌め込み部の凹面に上記のように第２シール材１２及び第１シール材１１を配置した後、更に第１シール材１１上に第３シール材１３を配置しておき、これを積層パネルの側端部、外周上縁及び下縁に嵌め込むようにしてもよい。これにより、図６、図７に示すように、該積層パネル側から順に第３シール材１３、第１シール材１１、第２シール材１２が積層され、積層パネルの側端部がシールされた状態となり、太陽電池モジュールが完成する。

以下、本発明の実施例を挙げて、本発明を更に具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。

＜太陽電池セルの作製＞
厚さ３００μｍ、比抵抗０．５Ω・ｃｍの、ホウ素ドープ｛１００｝ｐ型アズカットシリコン基板８枚を用意した。濃水酸化カリウム水溶液によりダメージ層を除去した後、これらの試料を同時に水酸化カリウム−２−プロパノール混合溶液に浸漬した。水洗、乾燥後、アンモニア水−過酸化水素水・フッ酸・塩酸−過酸化水素水・フッ酸の順番で洗浄し、水洗、乾燥した。
次に、シリコン基板８枚を非受光面同士を重ね合わせ、石英ボートに搭載して、拡散炉に投入した。ヒーター温度を８５０℃まで昇温して、オキシ塩化リンを窒素１リットル／分にてバブリングさせた。バブリング蒸発したオキシ塩化リンは、酸素ガス１リットル／分を伴ってシリコン基板表面においてリンガラスとして堆積させた。引き続き、窒素雰囲気中に３０分間放置した後、拡散炉から取出した。拡散処理したこれら８枚のシリコン基板はＨＦ水溶液でリンガラスを除去後、９００℃の酸素雰囲気で熱処理し、シリコン酸化膜の酸化膜パッシベーション層を形成した。
次に、上記シリコン基板をプラズマＣＶＤ処理して表面にＳｉＮ膜を形成した。この際、原料ガスとしてモノシランガスとアンモニアガスを使用した。また、プラズマを発生させるための電源の周波数は、マイクロ波を用い、圧力は０．１〜１０Ｔｏｒｒ、基板温度は４００℃、処理時間は５分間とした。その後、シリコン基板の非受光面にＰ⁺層を形成した後、スクリーン印刷でＡｌもしくはＡｌ／Ａｇを印刷・焼成して裏面の集電電極を形成した。
最後に、受光面にスクリーン印刷によりＡｇをパターン印刷・焼成して表面の集電電極であるフィンガー電極及びバスバー電極を形成し、太陽電池セル８枚を得た。

＜太陽電池モジュールの作製＞
得られた太陽電池セル１枚を白板強化ガラス（厚さ３．２ｍｍ）の透明基板と裏面カバー（厚さ０．３２ｍｍ）で挟み、その間をＥＶＡ（エチレンビニルアセタート）で封止して積層パネルとした。なお、封止材の厚さを４００μｍとした。また、フレーム部材の外縁から太陽電池セルとの距離はいずれの試料についても１５ｍｍであった。このとき、太陽電池セルの表裏面の電極から外部取り出し用インターコネクタにより裏面カバー側に引き出し、太陽電池特性の測定を可能な構成とした。

次に、凹状の嵌め込み部を有するアルミニウム製のフレーム部材を用い、該嵌め込み部の凹面に、下記の第１シール材、第２シール材、第３シール材の材料群から表１の組み合わせとなるように、第２シール材、第１シール材、第３シール材の順番で積層した後、上記積層パネルの側端部、外周上縁及び下縁に嵌め込み部を嵌め込み、評価用太陽電池モジュールとした。

（第１シール材）
・アイオノマーフィルム：厚さ１００μｍ
・ポリプロピレンフィルム：厚さ８０μｍ
・ポリエステルフィルム：厚さ１２０μｍ
・アルミフィルム：東洋アルミニウム（株）製、厚さ５０μｍ
（第２シール材）
・ブチルゴム
・アクリルフィルム
・エチレンフォーム材
（第３シール材）
・シリコーンゴム系接着剤：信越化学工業（株）製、一液型ＲＴＶゴム（商品名ＫＥ４５Ｗ）

得られた太陽電池モジュールを下記の条件でプレッシャークックテストを行い、各試験時間（０、１００、２００、３００、４００時間）ごとにソーラーシミュレータ（光強度：１ｋＷ／ｍ²，測定ステージ温度２５℃， Ｘｅランプ，スペクトル：ＡＭ１．５グローバル）の下で太陽電池モジュール特性としてフィルファクター（ＦＦ）を測定した。このとき、初期のフィルファクターを１００としてプレッシャークックテストによる試験時間ごとのフィルファクターの低下の程度を評価した。

［プレッシャークックテスト（ＰＣＴ）］（ＪＩＳ Ｃ ６００６８−２−６６（２００１）に準拠）
・温度：１２１℃
・湿度：１００％ＲＨ
・圧力：２ｋｇ／ｃｍ²
・試験時間：１００、２００、３００、４００時間
以上の結果を表１に示す。

以上の結果、耐透湿性に優れた第１シール材を第２シール材と積層パネルの側端部との間に配置することにより、プレッシャークックテストによるフィルファクターの低下が抑制され、積層パネル側端部の水分に対するシール性が改善された。これにより、太陽電池モジュールのモジュール面積を有効に活用できる。

１、１’ 太陽電池セル
１ａ、１ａ’ 半導体基板
１ｂｅ、１ｂｅ’ バスバー電極
１ｆｅ、１ｆｅ’ フィンガー電極
１ｒｅ、１ｒｅ’ 裏面電極
２ 透明基板
３ 封止材
４ 裏面カバー
５ フレーム部材
６、６’ 半田接合部
７ インターコネクタ
７ａ 透明電極
７ｂ 裏面電極
８ 端子ボックス
９ 出力リード線
１０ シール材
１１ 第１シール材
１２ 第２シール材
１３ 第３シール材

Claims (6)

1. 少なくとも一方がガラス基板である２枚のパネルの間に複数の太陽電池セルを樹脂封止した積層パネルの側端部、外周上縁及び下縁にフレーム部材の凹状の嵌め込み部を嵌め込んで該フレーム部材を装着した太陽電池モジュールであって、上記積層パネルの少なくとも側端部とフレーム部材の嵌め込み部との間に、積層パネル側からフレーム部材側方向に順に、上記積層パネルの少なくとも側端部を覆うシリコーンゴム系接着層からなる第３シール材と、アイオノマーフィルム、ポリプロピレンフィルム及びポリエステルフィルムのいずれかのフィルムからなる、又はこれらのうちの２以上から構成される多層構造のフィルムからなる第１シール材と、アクリルフィルム又はエポキシフィルムからなる第２シール材とを積層した該第１、第２、第３シール材からなるシール部材を配設してなる太陽電池モジュール。
2. 上記第３シール材は、一液型ＲＴＶシリコーンゴム接着剤の硬化物である請求項１記載の太陽電池モジュール。
3. フレーム部材の側端部から該フレーム部材でシールされる積層パネルの側端部に近接する太陽電池セルまでの距離が２６ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の太陽電池モジュール。
4. 上記第１シール材は、アイオノマーフィルム、ポリプロピレンフィルム又はポリエステルフィルムからなる請求項１〜３のいずれか１項記載の太陽電池モジュール。
5. 少なくとも一方がガラス基板である２枚のパネルの間に複数の太陽電池セルを樹脂封止して積層パネルとし、該積層パネルの側端部、外周上縁及び下縁にフレーム部材の凹状の嵌め込み部を嵌め込んでフレーム部材を装着する太陽電池モジュールの製造方法であって、上記フレーム部材の嵌め込み部の凹面にアクリルフィルム又はエポキシフィルムからなる第２シール材、アイオノマーフィルム、ポリプロピレンフィルム及びポリエステルフィルムのいずれかのフィルムからなる、又はこれらのうちの２以上から構成される多層構造のフィルムからなる第１シール材、シリコーンゴム系接着剤の順番で積層した後、積層パネルにフレーム部材を装着し、該積層パネルの少なくとも側端部とフレーム部材の嵌め込み部との間に、積層パネル側からフレーム部材側方向に順に、上記積層パネルの少なくとも側端部を覆うシリコーンゴム系接着層からなる第３シール材と、アイオノマーフィルム、ポリプロピレンフィルム及びポリエステルフィルムのいずれかのフィルムからなる、又はこれらのうちの２以上から構成される多層構造のフィルムからなる第１シール材と、アクリルフィルム又はエポキシフィルムからなる第２シール材とを積層した該第１、第２、第３シール材からなるシール部材を配設する太陽電池モジュールの製造方法。
6. 上記第１シール材は、アイオノマーフィルム、ポリプロピレンフィルム又はポリエステルフィルムからなる請求項５記載の太陽電池モジュールの製造方法。

Images