JP6541106B2

JP6541106B2 - 太陽電池モジュール

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Publication number: JP6541106B2
Application number: JP2015133749A
Authority: JP
Inventors: 俊行佐久間
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2015-07-02
Filing date: 2015-07-02
Publication date: 2019-07-10
Anticipated expiration: 2035-07-02
Also published as: JP2017017227A

Description

本発明は、太陽電池モジュール、特に金属シートを備える太陽電池モジュールに関する。

光電変換効果を利用して光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽光発電は、クリーンエネルギーを得る手段の１つである。太陽電池モジュールでは、一般的に、太陽電池セルにＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）が重ねられ、ＥＶＡに耐候性シートが重ねられる。このような構成において、絶縁性低下を抑制するために、絶縁性の樹脂シートであるＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）が、太陽電池セルと耐候性シートとの間、特にＥＶＡとＥＶＡとの間に配置される（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２８２９００号公報

ＰＥＴとＥＶＡとの接着性はそれほど高くないので、これらの境界で剥離が発生しやすい。剥離が発生すると、太陽電池モジュールの耐久性が低下する。

本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、太陽電池モジュールの耐久性の低下を抑制する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の太陽電池モジュールは、太陽電池セルと、太陽電池セルの一面側に配置される保護部材と、太陽電池セルの他面側に配置される絶縁性樹脂部材と、絶縁性樹脂部材と太陽電池セルとの間に配置される金属シートと、金属シートと絶縁性樹脂部材との間に配置される接着部材とを備える。絶縁性樹脂部材、接着部材、金属シートは、この順番で接しながら重ねられ、接着部材は、絶縁性樹脂部材に接して配置される第１接着部材と、第１接着部材に接して配置される第２接着部材とを備える。第１接着部材のＳＰ（ＳｏｌｕｂｉｌｉｔｙＰａｒａｍｅｔｅｒ）値は、絶縁性樹脂部材のＳＰ値と第２接着部材のＳＰ値との間である。

本発明によれば、太陽電池モジュールの耐久性の低下を抑制できる。

本発明の実施例に係る太陽電池モジュールの受光面側からの平面図である。図１の太陽電池モジュールの裏面側からの平面図である。図１の太陽電池モジュールのｙ軸に沿った断面図である。図３の受光面側部材と裏面側部材の構成を示す断面図である。図４の比較対象となる受光面側部材と裏面側部材の構成を示す断面図である。図３の受光面側部材と裏面側部材の別の構成を示す断面図である。図７（ａ）−（ｂ）は、図４あるいは図６のバリアシートの別の構成を示す断面図である。

本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例は、複数の太陽電池セルが配置された太陽電池モジュールに関する。太陽電池モジュールでは、一方の面が「受光面」となり、他方の面が「裏面」となる。太陽電池モジュールの裏面は、一般的に、屋根に対向するように配置される。このような配置において、太陽電池モジュールの裏面側から水蒸気、酸素等が侵入するおそれがあり、これらの侵入によって太陽電池セルが劣化する場合がある。このような水蒸気、酸素等の侵入を抑制するために、太陽電池セルの裏面側に金属シートが挿入される。その際、金属シートの絶縁性を確保する必要があるので、金属シートの両面は、絶縁性樹脂によって覆われる。さらに、太陽電池モジュールの裏面側からの絶縁性樹脂の劣化を抑制するために、太陽電池モジュールの最裏面側に耐候性樹脂が配置される。なお、耐候性樹脂と絶縁性樹脂との間には、透明充填剤が配置される。

このような構成、特に太陽電池セルから裏面側に向かう方向の構成において、絶縁性樹脂と透明充填剤との接着性が高くない。そのため、太陽電池セルから裏面側に向かう方向の構成の強度を向上することによって、太陽電池モジュールの耐久性の低下を抑制することが望まれる。これに対応するために、本実施例に係る太陽電池モジュールでは、太陽電池モジュールの最裏面側に絶縁性樹脂と配置させ、絶縁性樹脂と金属シートとを接着部材によって接着させる。絶縁性樹脂を金属シートの近くではなく、最裏面側まで離すとともに、絶縁性樹脂との接着性の高い接着部材を使用するので、密着強度が向上する。したがって、封止に対する信頼性が向上する。

図１は、本発明の実施例に係る太陽電池モジュール１００の受光面側からの平面図である。図２は、太陽電池モジュール１００の裏面側からの平面図である。図１に示すように、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸からなる直角座標系が規定される。ｘ軸、ｙ軸は、太陽電池モジュール１００の平面内において互いに直交する。ｚ軸は、ｘ軸およびｙ軸に垂直であり、太陽電池モジュール１００の厚み方向に延びる。また、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のそれぞれの正の方向は、図１における矢印の方向に規定され、負の方向は、矢印と逆向きの方向に規定される。太陽電池モジュール１００を形成する２つの主表面であって、かつｘ−ｙ平面に平行な２つの主表面のうち、ｚ軸の正方向側に配置される主平面が受光面であり、ｚ軸の負方向側に配置される主平面が裏面である。以下では、ｚ軸の正方向側を「受光面側」とよび、ｚ軸の負方向側を「裏面側」とよぶ。

太陽電池モジュール１００は、太陽電池セル１０と総称される第１１太陽電池セル１０ａａ、・・・、第８４太陽電池セル１０ｈｄ、群間配線材１４、群端配線材１６、セル間配線材１８、導電材２０、第１取出し配線３０、第２取出し配線３２、第３取出し配線３４、第４取出し配線３６を含む。第１非発電領域３８ａと第２非発電領域３８ｂは、ｙ軸方向において、複数の太陽電池セル１０を挟むように配置される。具体的には、第１非発電領域３８ａは、複数の太陽電池セル１０よりもｙ軸の正方向側に配置され、第２非発電領域３８ｂは、複数の太陽電池セル１０よりもｙ軸の負方向側に配置される。第１非発電領域３８ａ、第２非発電領域３８ｂ（以下、「非発電領域３８」と総称することもある）は、矩形状を有し、太陽電池セル１０を含まない。

複数の太陽電池セル１０のそれぞれは、入射する光を吸収して光起電力を発生する。太陽電池セル１０は、例えば、結晶系シリコン、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）またはインジウム燐（ＩｎＰ）等の半導体材料によって形成される。太陽電池セル１０の構造は、特に限定されないが、ここでは、一例として、結晶シリコンとアモルファスシリコンとが積層されているとする。図１および図２では省略しているが、各太陽電池セル１０の受光面および裏面には、互いに平行にｘ軸方向に延びる複数のフィンガー電極と、複数のフィンガー電極に直交するようにｙ軸方向に延びる複数、例えば２本のバスバー電極とが備えられる。バスバー電極は、複数のフィンガー電極のそれぞれを接続する。

複数の太陽電池セル１０は、ｘ−ｙ平面上にマトリクス状に配列される。ここでは、ｘ軸方向に８つの太陽電池セル１０が並べられ、ｙ軸方向に４つの太陽電池セル１０が並べられる。ｙ軸方向に並んで配置される４つの太陽電池セル１０は、セル間配線材１８によって直列に接続され、１つの太陽電池群１２が形成される。例えば、第１１太陽電池セル１０ａａ、第１２太陽電池セル１０ａｂ、第１３太陽電池セル１０ａｃ、第１４太陽電池セル１０ａｄが接続されることによって、第１太陽電池群１２ａが形成される。他の太陽電池群１２、例えば、第２太陽電池群１２ｂから第８太陽電池群１２ｈも同様に形成される。その結果、８つの太陽電池群１２がｘ軸方向に平行に並べられる。

太陽電池群１２を形成するために、セル間配線材１８は、隣接した太陽電池セル１０のうちの一方の受光面側のバスバー電極と、他方の裏面側のバスバー電極とを接続する。例えば、第１１太陽電池セル１０ａａと第１２太陽電池セル１０ａｂとを接続するための２つのセル間配線材１８は、第１１太陽電池セル１０ａａの裏面側のバスバー電極と第１２太陽電池セル１０ａｂの受光面側のバスバー電極とを電気的に接続する。これらの接続には樹脂が使用される。この樹脂は導電性、非導電性いずれでもよい。後者の場合はセル間配線材１８とバスバー電極とが直接接続されることで電気的に接続される。また、樹脂ではなくハンダでもよい。

７つの群間配線材１４のうちの３つが、第１非発電領域３８ａに配置され、残りの４つが、第２非発電領域３８ｂに配置される。７つの群間配線材１４のそれぞれは、ｘ軸方向に延びて、群端配線材１６を介して互いに隣接する２つの太陽電池群１２に電気的に接続される。例えば、第１太陽電池群１２ａの第２非発電領域３８ｂ側に位置する第１４太陽電池セル１０ａｄ、第２太陽電池群１２ｂの第２非発電領域３８ｂ側に位置する第２４太陽電池セル１０ｂｄのそれぞれは、群端配線材１６を介して群間配線材１４に電気的に接続される。

ｘ軸方向の両端に位置する第１太陽電池群１２ａ、第８太陽電池群１２ｈには、導電材２０が接続される。第１太陽電池群１２ａに接続される導電材２０は、第１１太陽電池セル１０ａａの受光面側から第１非発電領域３８ａの方向に延びている。導電材２０には、正負一対の第１取出し配線３０、第２取出し配線３２が接続されている。そのため、第１取出し配線３０は、導電材２０を介して、第１太陽電池群１２ａに電気的に接続され、第２取出し配線３２は、導電材２０を介して、第８太陽電池群１２ｈに電気的に接続される。

第１取出し配線３０は、導電材２０に接続された位置から、第１１太陽電池セル１０ａａの裏面側に延びている。また、第１取出し配線３０は、第１１太陽電池セル１０ａａの裏面側においてｙ軸の負方向に延びてからｘ軸の正方向に屈曲する。このようにして、第１取出し配線３０は、第１１太陽電池セル１０ａａ、第２１太陽電池セル１０ｂａ、第３１太陽電池セル１０ｃａ、第４１太陽電池セル１０ｄａの裏面側においてｘ軸に沿って配置される。その際、第１取出し配線３０は、第１１太陽電池セル１０ａａ、第２１太陽電池セル１０ｂａ、第３１太陽電池セル１０ｃａ、第４１太陽電池セル１０ｄａの裏面側に設けられた群端配線材１６、セル間配線材１８に対してｚ軸方向において離間する。第２取出し配線３２は、第８１太陽電池セル１０ｈａ、第７１太陽電池セル１０ｇａ、第６１太陽電池セル１０ｆａ、第５１太陽電池セル１０ｅａに対して同様に配置される。

次に、第３取出し配線３４、第４取出し配線３６の構成を説明する。２本の群端配線材１６は、第２太陽電池群１２ｂにおける第２１太陽電池セル１０ｂａの裏面側から第１非発電領域３８ａの方向に延びている。また、別の２本の群端配線材１６は、第３太陽電池群１２ｃにおける第３１太陽電池セル１０ｃａの受光面側から第１非発電領域３８ａの方向に延びている。群間配線材１４は、これら４本の群端配線材１６に電気的に接続されている。第３取出し配線３４は、２本の群端配線材１６の間に配置され、群間配線材１４に電気的に接続される。

第３取出し配線３４は、群間配線材１４に接続された位置から、第３１太陽電池セル１０ｃａの裏面側に延びている。また、第３取出し配線３４は、第３１太陽電池セル１０ｃａの裏面側においてｙ軸の負方向に延びてからｘ軸の正方向に屈曲する。このようにして、第３取出し配線３４は、第３１太陽電池セル１０ｃａ、第４１太陽電池セル１０ｄａの裏面側を第１取出し配線３０と平行にｘ軸に沿って配置される。第３取出し配線３４は、第１取出し配線３０と同様に、第３１太陽電池セル１０ｃａ、第４１太陽電池セル１０ｄａの裏面側に設けられた群端配線材１６、セル間配線材１８に対してｚ軸方向において離間する。第４取出し配線３６は、第６１太陽電池セル１０ｆａ、第５１太陽電池セル１０ｅａに対して同様に配置される。

図３は、太陽電池モジュール１００のｙ軸に沿った断面図であり、図１のＡ−Ａ’断面図である。太陽電池モジュール１００は、太陽電池セル１０と総称される第１１太陽電池セル１０ａａ、第１２太陽電池セル１０ａｂ、第１３太陽電池セル１０ａｃ、第１４太陽電池セル１０ａｄ、群間配線材１４、群端配線材１６、セル間配線材１８、導電材２０、第１取出し配線３０、受光面側部材４０、裏面側部材４２、端子ボックス４４を含む。図３の上側が裏面側に相当し、下側が受光面側に相当する。

受光面側部材４０は、太陽電池セル１０に対して、太陽電池モジュール１００の受光面側に配置される。一方、裏面側部材４２は、太陽電池セル１０に対して、太陽電池モジュール１００の裏面側に配置される。受光面側部材４０および裏面側部材４２のそれぞれの構成については、後述する。端子ボックス４４は、直方体状に形成され、裏面側部材４２の開口部（図示せず）を覆うように、裏面側部材４２の裏面側から、シリコーンなどの接着剤を使用して接着される。正負一対の第１取出し配線３０、第２取出し配線３２と、第３取出し配線３４、第４取出し配線３６は、端子ボックス４４に格納されているバイパスダイオード（不図示）に導かれている。ここで端子ボックス４４は、裏面側部材４２上において、第４１太陽電池セル１０ｄａ、第５１太陽電池セル１０ｅａにオーバーラップする位置に配置される。太陽電池モジュール１００の周囲には、Ａｌフレーム枠が取り付けられてもよい。

図４は、受光面側部材４０と裏面側部材４２の構成を示す断面図である。太陽電池モジュール１００は、受光面側部材４０、太陽電池セル１０、裏面側部材４２を含む。受光面側部材４０は、保護部材５０、透明充填部材５２を含む。裏面側部材４２は、白色充填部材５４、バリアシート４６、バックシート４８を含む。バリアシート４６は、第２接着部材５６、第１接着部材５８、金属シート６０、第１接着部材６２、第２接着部材６４を含み、バックシート４８は、第２接着部材６６、第１接着部材６８、絶縁性樹脂部材７０を含む。なお、第２接着部材６６、第１接着部材６８は、接着部材７２に含められる。図４の上側が裏面側に相当し、下側が受光面側に相当する。

保護部材５０は、太陽電池モジュール１００の一面側、具体的には受光面側に配置されており、太陽電池モジュール１００の表面を保護する。保護部材５０には、透光性および遮水性を有するガラス、透光性プラスチック等が使用され、矩形板状に形成される。

透明充填部材５２は、保護部材５０の裏面側に配置される。透明充填部材５２は、保護部材５０と太陽電池セル１０との間に配置されて、これらを接着する。透明充填部材５２には、例えば、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＥＰＭあるいはＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）等の樹脂フィルムのような熱可塑性樹脂が使用される。なお、熱硬化性樹脂が使用されてもよい。透明充填部材５２は、透光性を有するとともに、保護部材５０におけるｘ−ｙ平面と略同一寸法の面を有する矩形状のシート材によって形成される。

太陽電池セル１０は、図３の通りなので、説明を省略する。白色充填部材５４は、透明充填部材５２の裏面側に配置される。白色充填部材５４は、透明充填部材５２との間で、太陽電池セル１０等を封止する。白色充填部材５４は、チタニア等の白色顔料が透明充填部材５２に含まれることによって形成される。ここで、太陽電池モジュール１００の受光面側から入射された光は、保護部材５０、透明充填部材５２を透過する。透明充填部材５２を透過した光の一部は、太陽電池セル１０に取り込まれる。一方、光の残りは、白色充填部材５４に到達する。白色充填部材５４に含まれた白色顔料は、到達された光を反射させる。そのため、反射した光の一部が、太陽電池セル１０に取り込まれるので、発電量が増加する。

第２接着部材５６は、バリアシート４６のうちの最も受光面側に配置される。また、第２接着部材５６は、白色充填部材５４の裏面側に接して配置される。第２接着部材５６は、例えば、ＰＯ（ポリオレフィン）あるいはアクリルで形成される。

第１接着部材５８は、第２接着部材５６の裏面側に接して配置される。第１接着部材５８は、ＥＭＭＡ（エチレン・メチルメタクリレート共重合体）、ＥＥＡ（エチレン・エチルアクリレート共重合体）、ＥＭＡＧＭＡ（エチレン・メタクリレート・グリシジルメタクリレート共重合体）、ＥＥＡＭＡＨ（エチレン・エチルアクリレート・無水マレイン酸共重合体）、アクリル酸ブチル、ブタジエンゴム、プロピルアクリレート、プロピルメタクリレート、プロピレン、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸エチル、メタクリル樹脂のうちのいずれか、あるいはこれらの組合せによって形成される。なお、第１接着部材５８と第２接着部材５６は、受光面用の接着部材９４ともよばれる。

金属シート６０は、第１接着部材５８の裏面側に配置される。そのため、受光面用の接着部材９４である第２接着部材５６、第１接着部材５８を介して、白色充填部材５４と金属シート６０とが接着されている。金属シート６０は、例えば、アルミニウム等によって形成される。また、金属シート６０のｘ−ｙ平面におけるサイズは、図１および図２に示された複数の太陽電池セル１０を覆うことが可能なサイズであって、かつ保護部材５０におけるｘ−ｙ平面のサイズよりも小さくされる。これは、太陽電池モジュール１００の裏面側から侵入した水蒸気、酸素等が太陽電池セル１０に到達することを防止するためのである。金属シート６０は、太陽電池セル１０と後述の絶縁性樹脂部材７０との間に配置される。

第１接着部材６２は、金属シート６０の裏面側に配置される。第１接着部材６２は、第１接着部材５８と同様に形成される。なお、第１接着部材６２と第１接着部材５８とには、金属シート６０との接着性を高めるために、シランカップリング剤が添加される。第２接着部材６４は、バリアシート４６のうちの最も裏面側に配置される。また、第２接着部材６４は、第１接着部材６２の裏面側に配置される。第２接着部材６４は、第２接着部材５６と同様に形成される。

第２接着部材６６は、バックシート４８のうちの最も受光面側に配置される。また、第２接着部材６６は、第２接着部材６４の裏面側に配置される。第２接着部材６６は、第２接着部材５６と同様に形成される。第１接着部材６８は、第２接着部材６６の裏面側に接して配置される。第１接着部材６８は、第１接着部材５８、第１接着部材６２と同様に形成されるが、金属シート６０に接着されないので、シランカップリング剤を含んでいなくてもよい。第２接着部材６６との差異を明確にするために、第２接着部材５６は第３接着部材ともよばれる。また、第１接着部材６８との差異を明確にするために、第１接着部材５８は第４接着部材ともよばれる。

絶縁性樹脂部材７０は、バックシート４８のうちの最も裏面側に配置されるので、太陽電池モジュール１００の他面側、具体的には裏面側に配置される。また、絶縁性樹脂部材７０は、第１接着部材６８の裏面側に接して配置される。絶縁性樹脂部材７０は、ＰＥＴ、ポリアミド、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）によって形成されており、絶縁性を有する。絶縁性樹脂部材７０におけるｘ−ｙ平面のサイズは、保護部材５０におけるｘ−ｙ平面のサイズと同等にされる。

前述のごとく、接着部材７２は、第２接着部材６６、第１接着部材６８を含むので、金属シート６０と絶縁性樹脂部材７０との間に配置されてこれらを接着する。そのため、絶縁性樹脂部材７０、接着部材７２、金属シート６０は、ｚ軸の負方向から正方向に向かって、この順番で接しながら重ねられる。

金属シート６０を含むバリアシート４６のｘ−ｙ平面におけるサイズは、図１および図２に示された複数の太陽電池セル１０を覆うことが可能なサイズにされるが、白色充填部材５４、第２接着部材６６のｘ−ｙ平面におけるサイズよりも小さくされる。これは、白色充填部材５４と第２接着部材６６のうち、バリアシート４６のｘ−ｙ平面における外周を囲む部分を直接接着させることによって、内部にバリアシート４６を封止させるためである。これにより、金属シート６０と白色充填部材５４とが剥離することが抑制される。

このような太陽電池モジュール１００は、ラミネート加工によって生成される。ラミネート加工では、ラミネート温度の５０度〜１４０度で太陽電池モジュール１００が加熱される。また、透明充填部材５２、白色充填部材５４の軟化点は、５０度〜１４０度であり、ラミネート温度以下である。そのため、これらは、ラミネート加工において軟化することによって、互いに接着する。さらに、第２接着部材５６、第２接着部材６４、第２接着部材６６、第１接着部材５８、第１接着部材６２、第１接着部材６８の軟化点も、５０度〜１４０度であり、ラミネート温度以下である。そのため、これらも、ラミネート加工において軟化することによって、互いに接着する。

一方、絶縁性樹脂部材７０の軟化点は、１４５度以上であり、ラミネート温度よりも高い。そのため、これは、ラミネート加工において軟化が不十分であり、接着力が弱くなる。図４に示した構成は、これに対応するための構成である。絶縁性樹脂部材７０として使用されるＰＥＴのＳＰ（ＳｏｌｕｂｉｌｉｔｙＰａｒａｍｅｔｅｒ：溶解パラメータ）値は１０．６〜１０．７であり、ポリアミドのＳＰ値は１３．６であり、ＰＴＦＥのＳＰ値は３．６〜６．２値であり、ＰＶＦのＳＰ値は９．５である。ＳＰ値は、正則溶液論により定義された値であり、２成分系溶液の溶解度の目安となり、単位は（ｃａｌ／ｃｍ^３）^１／２である。正則溶液論では、溶媒−溶質間に作用する力は分子間力のみと仮定されるので、ＳＰ値は分子間力を表す尺度として使用される。ここで、２つの成分のＳＰ値の差が小さいほど、溶解度が大きくなる。

また、第１接着部材６８として使用されるＥＭＭＡのＳＰ値は９．１〜９．４２であり、ＥＥＡは９．４３であり、ＥＭＡＧＭＡは９．０〜９．５４であり、ＥＥＡＭＡＨは９．０〜９．５５であり、アクリル酸ブチルのＳＰ値は９．０である。また、ブタジエンゴムのＳＰ値は８．６であり、プロピルアクリレートのＳＰ値は９．０であり、プロピルメタクリレートのＳＰ値は８．８であり、プロピレンのＳＰ値は９．３であり、メタクリル酸ブチルのＳＰ値は８．８である。さらに、メタクリル酸エチルのＳＰ値は９．０であり、メタクリル樹脂のＳＰ値は９．１である。これらのうち、絶縁性樹脂部材７０のＳＰ値との差が「１」以下になるＳＰ値の材料が使用される。そのため、ラミネート加工における絶縁性樹脂部材７０の軟化が不十分であっても、絶縁性樹脂部材７０と第１接着部材６８との接着性が十分になる。ここで、第１接着部材６８と絶縁性樹脂部材７０のＳＰ値は、いずれも「ある程度の範囲を有している」が、ここでは、接着性が高くなるような、ＳＰ値の差が「１」以下となる組合せに着目する。なお、ＳＰ値の差が「１」よりも大きい場合であっても、ＳＰ値の差が小さくなるほど接着力が強くなる。

さらに、第２接着部材６６として使用されるＰＯのＳＰ値は７．７〜８．４であり、アクリルのＳＰ値は９．０〜９．５である。これらのうち、第１接着部材６８のＳＰ値との差が１以下になるＳＰ値の材料が使用される。このように、第１接着部材６８のＳＰ値は、絶縁性樹脂部材７０のＳＰ値と第２接着部材６６のＳＰ値との間であり、絶縁性樹脂部材７０から第２接着部材６６までの接着性が十分になる。さらに、第２接着部材６６、第２接着部材６４、第１接着部材６２、金属シート６０が順に重ねられ、かつ第１接着部材６２に添加剤が加えられるので、絶縁性樹脂部材７０から金属シート６０までの接着性が十分になる。

これらの説明に加えて、白色充填部材５４として使用されるＥＶＡのＳＰ値は７．８〜１０．６であり、ＰＥのＳＰ値は７．７〜８．４であり、ＰＰのＳＰ値は８．０であり、ＥＰＭあるいはＥＰＤＭのＳＰ値は、７．９〜８．０である。また、第２接着部材５６のＳＰ値は、第２接着部材６６のＳＰ値と同一であり、第１接着部材５８のＳＰ値は、第１接着部材６８のＳＰ値と同一である。そのため、第２接着部材５６のＳＰ値と白色充填部材５４のＳＰ値との差が１以下となり、第２接着部材５６のＳＰ値と第１接着部材５８のＳＰ値との差が１以下となるような材料がそれぞれ使用される。

次に、図４に示した構成の効果を説明するために、太陽電池モジュール１００の比較対象となる太陽電池モジュール１１０の構成を説明する。図５は、比較対象となる受光面側部材４０と裏面側部材４２の構成であって、太陽電池モジュール１１０の構成を示す断面図である。図５は、図４と同様に示される。ここでは、図４との差異が明確になるように、対応する構成には、同一の符号を付与している。

保護部材５０、透明充填部材５２、太陽電池セル１０は、図４と同様である。透明充填部材８０は、透明充填部材５２の裏面側に配置される。透明充填部材８０は、透明充填部材５２との間で、太陽電池セル１０等を封止する。透明充填部材８０は、透明充填部材５２と同様に形成される。

絶縁性樹脂部材８２は、バリアシート４６のうちの最も受光面側に配置される。また、絶縁性樹脂部材８２は、透明充填部材８０の裏面側に配置される。絶縁性樹脂部材８２は、絶縁性樹脂部材７０と同様に形成される。第１接着部材８４は、絶縁性樹脂部材８２の裏面側に配置される。第１接着部材８４は、第１接着部材５８と同様に形成される。金属シート６０は、第１接着部材８４の裏面側に配置される。第１接着部材８６は、金属シート６０の裏面側に配置される。第１接着部材８６は、第１接着部材５８と同様に形成される。絶縁性樹脂部材８８は、バリアシート４６のうちの最も裏面側に配置される。また、絶縁性樹脂部材８８は、第１接着部材８６の裏面側に配置される。絶縁性樹脂部材８８は、絶縁性樹脂部材７０と同様に形成される。

透明充填部材９０は、絶縁性樹脂部材８８の裏面側に配置される。透明充填部材９０は、透明充填部材５２と同様に形成される。耐候性樹脂部材９２は、太陽電池モジュール１００の他面側、具体的には裏面側に配置される。また、耐候性樹脂部材９２は、透明充填部材９０の裏面側に接して配置される。耐候性樹脂部材９２は、耐候性を有しており、絶縁性樹脂部材７０と同様に形成されてもよい。

ここで、絶縁性樹脂部材８８および耐候性樹脂部材９２として使用されるＰＥＴのＳＰ値は１０．６〜１０．７であり、ポリアミドのＳＰ値は１３．６であり、ＰＴＦＥのＳＰ値は３．６〜６．２値であり、ＰＶＦのＳＰ値は９．５である。また、透明充填部材９０として使用されるＥＶＡのＳＰ値は７．８〜１０．６であり、ＰＥのＳＰ値は７．７〜８．４であり、ＰＰのＳＰ値は８．０であり、ＥＰＭあるいはＥＰＤＭのＳＰ値は、７．９〜８．０である。そのため、耐候性樹脂部材９２のＳＰ値と透明充填部材９０のＳＰ値との差は「２」よりも大きく、透明充填部材９０のＳＰ値と絶縁性樹脂部材８８のＳＰとの差は「２」よりも大きい。その結果、耐候性樹脂部材９２と透明充填部材９０との間の接着性が小さくなり、透明充填部材９０と絶縁性樹脂部材８８との間の接着性も小さくなる。ここで、絶縁性樹脂部材８８および耐候性樹脂部材９２と、透明充填部材９０のＳＰ値は、いずれも「ある程度の範囲を有している」が、ここでは、接着性が低くなるような、ＳＰ値の差が「２」よりも大きくなる組合せに着目する。なお、ＳＰ値の差が「２」以下であっても、ＳＰ値の差が大きくなるほど接着力が弱くなる。

さらに、図４に示した太陽電池モジュール１００の別の構成を説明する。図６は、受光面側部材４０と裏面側部材４２の別の構成を示す断面図である。太陽電池モジュール１００は、受光面側部材４０、太陽電池セル１０、裏面側部材４２を含む。受光面側部材４０は、保護部材５０、透明充填部材５２を含む。裏面側部材４２は、白色充填部材５４、バリアシート４６、バックシート４８を含む。バリアシート４６は、第２接着部材５６、第１接着部材５８、金属シート６０、プライマー７４を含み、バックシート４８は、プライマー７６、絶縁性樹脂部材７０を含む。なお、プライマー７４が、接着部材７２に相当するので、接着部材７２は、単一の部材で形成されている。図６の上側が裏面側に相当し、下側が受光面側に相当する。

図４と比較すると、プライマー７４は、バリアシート４６のうちの最も裏面側に配置される。また、プライマー７４は、金属シート６０の裏面側に接して配置される。プライマー７４は、第１接着部材６８に使用されうる材料のいずれかによって形成されればよい。プライマー７６は、バックシート４８のうちの最も受光面側に配置される。また、プライマー７６は、プライマー７４の裏面側に配置される。プライマー７６は、プライマー７４と同様に形成される。絶縁性樹脂部材７０は、バックシート４８のうちの最も裏面側に配置されるので、太陽電池モジュール１００の他面側、具体的には裏面側に配置される。また、絶縁性樹脂部材７０は、プライマー７６の裏面側に接して配置される。ここで、プライマー７６のＳＰ値は、第１接着部材６８のＳＰ値と同一であり、絶縁性樹脂部材７０のＳＰ値は前述の通りである。そのため、プライマー７６のＳＰ値と絶縁性樹脂部材７０のＳＰ値との差が１以下となるような材料がそれぞれ使用される。

さらに、バリアシート４６の変形例を説明する。図７（ａ）−（ｂ）は、バリアシート４６の別の構成を示す断面図である。図７（ａ）のバリアシート４６は、プライマー７８、金属シート６０、第１接着部材６２、第２接着部材６４を含む。プライマー７８は、バリアシート４６のうちの最も受光面側に配置される。プライマー７８は、プライマー７４と同様に構成される。金属シート６０は、プライマー７８の裏面側に配置される。第１接着部材６２は、金属シート６０の裏面側に配置され、第２接着部材６４は、バリアシート４６のうちの最も裏面側に配置される。また、第２接着部材６４は、第１接着部材６２の裏面側に配置される。

図７（ｂ）のバリアシート４６は、プライマー７８、金属シート６０、プライマー７４を含む。プライマー７８は、バリアシート４６のうちの最も受光面側に配置される。金属シート６０は、プライマー７８の裏面側に配置される。プライマー７４は、バリアシート４６のうちの最も裏面側に配置される。また、プライマー７４は、金属シート６０の裏面側に配置される。

以下では、太陽電池モジュール１００の製造方法について説明する。まず、ｚ軸の正方向から負方向に向かって、保護部材５０、透明充填部材５２、太陽電池セル１０、白色充填部材５４、バリアシート４６、バックシート４８が順に重ね合わせられることによって、積層体が生成される。ここで、バリアシート４６、バックシート４８の構成は、図４、図６、図７（ａ）−（ｂ）のように示される。

これに続いて、積層体に対して、ラミネート・キュア工程がなされる。この工程では、積層体を減圧下で加圧することによって、積層体から空気を抜き、加熱して、積層体を一体化する。前述のごとく、ラミネート・キュア工程における真空ラミネートでは、温度が前述のごとく、５０〜１４０℃程度に設定される。さらに、絶縁性樹脂部材７０に対して、端子ボックス４４が接着剤にて取り付けられる。

本発明の実施例によれば、軟化点がラミネート温度よりも高い絶縁性樹脂部材を最裏面側に配置させるので、太陽電池モジュールの内部における絶縁性樹脂部材での剥離の発生を抑制できる。また、絶縁性樹脂部材とバリアシートとの間に透明充填部材を配置させないので、剥離の発生を抑制できる。また、絶縁性樹脂部材、接着部材、金属シートは、この順番で接しながら重ねられるので、剥離の発生を抑制できる。また、第１接着部材のＳＰ値が、絶縁性樹脂部材のＳＰ値と第２接着部材のＳＰ値との間であるので、第１接着部材のＳＰ値と絶縁性樹脂部材のＳＰ値との差、第１接着部材のＳＰ値と第２接着部材のＳＰ値との差を小さくできる。また、これらの差が小さくなるので、接着性を強化できる。

また、保護部材と前記太陽電池セルとの間に透明充填部材が配置され、金属シートと太陽電池セルとの間に白色顔料を含む裏面充填部材が配置されるので、裏面充填部材での反射を増加できる。また、金属シートと絶縁性樹脂部材の密着性が高いので、酸素や水蒸気等の環境劣化因子が太陽モジュール内に侵入することを抑制できる。また、酸素や水蒸気等の環境劣化因子が太陽モジュール内に侵入することが抑制されるので、太陽電池モジュールの信頼性を向上できる。また、金属シート端部が露出していないので、金属シート端部からの剥離を防止できる。

また、片面にポリエチレンやポリプロピレン等の融点が低い樹脂を接着した金属シートと、片面にポリエチレンやポリプロピレン等の融点が低い樹脂を接着した絶縁性樹脂シートを使用するので、ラミネート加工の際に溶け合わすことができる。また、ラミネート加工の際に溶け合わすので、金属シートと絶縁性シートの密着性を向上できる。また、絶縁性樹脂シートの片面にポリエチレンやポリプロピレン等の融点が低く、かつ裏面充填剤と相溶性が高い樹脂を接着した絶縁性樹脂シートを使用し、かつ内側の金属シートの大きさを小さくするので、接着部材と絶縁性樹脂との接着力を向上できる。

本実施例の概要は、次の通りである。本発明のある態様の太陽電池モジュール１００は、太陽電池セル１０と、太陽電池セル１０の一面側に配置される保護部材５０と、太陽電池セル１０の他面側に配置され、かつラミネート温度よりも高い軟化点を有する絶縁性樹脂部材７０と、絶縁性樹脂部材７０と太陽電池セル１０との間に配置される金属シート６０と、金属シート６０と絶縁性樹脂部材７０との間に配置され、かつラミネート温度以下の軟化点を有する接着部材７２とを備える。絶縁性樹脂部材７０、接着部材７２、金属シート６０は、この順番で接しながら重ねられる。

接着部材７２は、絶縁性樹脂部材７０に接して配置される第１接着部材６８と、第１接着部材６８に接して配置される第２接着部材６６、６４とを備えてもよい。第１接着部材６８のＳＰ（ＳｏｌｕｂｉｌｉｔｙＰａｒａｍｅｔｅｒ）値は、絶縁性樹脂部材７０のＳＰ値と第２接着部材６６、６４のＳＰ値との間であってもよい。

第１接着部材６８のＳＰ値と絶縁性樹脂部材７０のＳＰ値との差が１以下であってもよい。

接着部材７２は、単一の部材で形成されており、接着部材７２のＳＰ値と絶縁性樹脂部材７０のＳＰ値との差が１以下であってもよい。

保護部材５０と太陽電池セル１０との間に配置される透明充填部材５２と、金属シート６０と太陽電池セル１０との間に配置される白色充填部材５４とをさらに備えてもよい。白色充填部材５４と金属シート６０とは受光面用の接着部材９４を介して接着されていてもよい。

受光面用の接着部材９４のＳＰ値と白色充填部材５４のＳＰ値との差が１以下であってもよい。

受光面用の接着部材９４は、白色充填部材５４に接して配置される第２接着部材５６と、第２接着部材５６に接して配置される第１接着部材５８とを備えてもよい。第２接着部材５６のＳＰ値と第１接着部材５８のＳＰ値との差が１以下であってもよい。

白色充填部材５４と接着部材７２の一部は、直接接着していてもよい。

以上、本発明について実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１０太陽電池セル、１２太陽電池群、１４群間配線材、１６群端配線材、１８セル間配線材、２０導電材、３０第１取出し配線、３２第２取出し配線、３４第３取出し配線、３６第４取出し配線、３８非発電領域、４０受光面側部材、４２裏面側部材、４４端子ボックス、４６バリアシート、４８バックシート、５０保護部材、５２透明充填部材、５４白色充填部材、５６第２接着部材（第３接着部材）、５８第１接着部材（第４接着部材）、６０金属シート、６２第１接着部材、６４，６６第２接着部材、６８第１接着部材、７０絶縁性樹脂部材、７２接着部材、９４受光面用の接着部材、１００太陽電池モジュール。

Claims

太陽電池セルと、
前記太陽電池セルの一面側に配置される保護部材と、
前記太陽電池セルの他面側に配置される絶縁性樹脂部材と、
前記絶縁性樹脂部材と前記太陽電池セルとの間に配置される金属シートと、
前記金属シートと前記絶縁性樹脂部材との間に配置される接着部材とを備え、
前記絶縁性樹脂部材、前記接着部材、前記金属シートは、この順番で接しながら重ねられ、
前記接着部材は、
前記絶縁性樹脂部材に接して配置される第１接着部材と、
前記第１接着部材に接して配置される第２接着部材とを備え、
前記第１接着部材のＳＰ（ＳｏｌｕｂｉｌｉｔｙＰａｒａｍｅｔｅｒ）値は、前記絶縁性樹脂部材のＳＰ値と前記第２接着部材のＳＰ値との間であることを特徴とする太陽電池モジュール。
前記第１接着部材のＳＰ値と前記絶縁性樹脂部材のＳＰ値との差が１以下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。
前記接着部材は、単一の部材で形成されており、
前記接着部材のＳＰ値と前記絶縁性樹脂部材のＳＰ値との差が１以下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。
前記保護部材と前記太陽電池セルとの間に配置される透明充填部材と、
前記金属シートと前記太陽電池セルとの間に配置される白色充填部材とをさらに備え、
前記白色充填部材と前記金属シートとは、受光面側用の接着部材を介して接着されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
前記受光面側用の接着部材のＳＰ値と前記白色充填部材のＳＰ値との差が１以下であることを特徴とする請求項４に記載の太陽電池モジュール。
前記受光面側用の接着部材は、
前記白色充填部材に接して配置される第３接着部材と、
前記第３接着部材に接して配置される第４接着部材とを備え、
前記第３接着部材のＳＰ値と前記第４接着部材のＳＰ値との差が１以下であることを特徴とする請求項５に記載の太陽電池モジュール。
前記白色充填部材と前記接着部材の一部は、直接接着していることを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。