JP6560104B2 - 太陽電池モジュール - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池モジュールに関する。

従来から、太陽光を電力に変換する発電素子を備えた太陽電池モジュールが開発されており、例えば、電気エネルギーの供給源として車体に太陽電池モジュールを搭載する試みがなされている。太陽電池モジュールは、長期信頼性を確保するため、例えば透明接着剤などの封止材で封止された発電素子を含む封止層が、ガラス等の表面保護層と、バックシートと、の間に配置された構造を有している。

前述のように、車体に搭載する太陽電池モジュールは、燃費や走行安定性の面からできるだけ軽量化することが望ましい。そこで、軽量化を目的として、ガラスの代わりに樹脂を表面保護層に用いて太陽電池モジュールを構成することが検討されている。しかしながら、太陽電池モジュールの表面保護層をガラスから樹脂に変えることによって、太陽電池モジュールの製造過程にて反りが発生するという問題がある。

そのため、太陽電池モジュールの製造過程での反りの発生を抑制することを目的として、バックシートを高剛性かつ低線膨張係数の素材で構成することが検討されている（例えば、特許文献１参照）。さらに、特許文献１では、太陽電池モジュールの製造過程での反りの発生をより抑制する点から、バックシートを高剛性かつ低線膨張係数の素材で構成するとともに、表面保護層と発電素子との間に、各発電素子の受光面に対応する複数の開口部を設けた、高剛性かつ低線膨張係数の素材で構成した平板状の枠体を介装した太陽電池モジュールが検討されている。

特開２０１２−１１４３３１号公報

特許文献１に記載の太陽電池モジュールには、アルミニウム合金で構成される平板状の枠体が設けられているが、平板状の枠体は発光素子の受光面に対応する開口部が形成されているため、剛性確保のために厚さが必要となる。そのため、太陽電池モジュールの厚さ及び質量が増してしまうという問題がある。さらに、平板状の枠体を覆うための封止材も余分に必要となるため、太陽電池モジュールの厚さ及び質量がより一層増してしまうという問題がある。

また、特許文献１に記載の太陽電池モジュールでは、モジュール製造時に、発電素子の受光面及び配置に対応した平板状の枠体を準備し、かつ、平板状の枠体と発電素子とがずれることなく正確に配置する必要がある。したがって、特許文献１に記載の太陽電池モジュールでは、モジュールの製造に手間がかかり、製造コストが高くなるという問題も生じてしまう。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、厚さ、質量及び製造コストが低減され、かつ反りの発生が抑制された太陽電池モジュールを提供することを目的とする。

請求項１に記載の太陽電池モジュールは、太陽電池セルが封止材によって封止されている封止層と、前記封止層の太陽光が入射する側に配置され、樹脂で構成される表面層と、前記封止層の前記表面層の配置された側とは反対側に配置され、前記表面層の前記樹脂よりも線膨張率の低い材料で構成される背面層と、前記封止層の厚さ方向からみて前記封止層の前記太陽電池セルが設けられていない領域の少なくとも一部と重なり、かつ前記封止層と前記背面層との間に配置され、前記背面層を構成する材料よりも線膨張率の小さい材料で構成される低線膨張材層と、を有し、前記表面層は、ポリカーボネート樹脂及びポリメチルメタクリレート樹脂の少なくとも一種の樹脂で構成され、前記背面層は、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成され、前記低線膨張材層は、鉄又は鉄合金で構成される。

樹脂で構成される表面層、太陽電池セルが封止されている封止層及び樹脂よりも線膨張率の低い材料で構成される背面層を有する太陽電池モジュールでは、封止層の太陽電池セルが配置されている部位では反りが抑制される。しかし、封止層の太陽電池セルが配置されていない部位では太陽電池モジュールの反りが大きくなってしまう。

一方、請求項１に記載の太陽電池モジュールでは、封止層の厚さ方向からみて封止層の太陽電池セルが設けられていない領域の少なくとも一部と重なるように、低線膨張材層が配置されている。そして、低線膨張材層が封止層と背面層との間に配置されることで、太陽電池モジュールに発生する反りが抑制される。

さらに、請求項１に記載の構成では、発光素子の受光面に対応する開口部が形成された平板状の枠体を封止層に設けることなく、太陽電池モジュールに発生する反りが抑制される。そのため、太陽電池モジュールの厚さ及び質量が低減され、モジュールの製造工程の簡略化により太陽電池モジュールの製造コストも低減される。
また、上記太陽電池モジュールでは、低線膨張材層は、背面層を構成するアルミニウム及びアルミニウムよりも線膨張率が小さい鉄又は鉄合金で構成されている。さらに、背面層は、高い剛性を有するアルミニウム又はアルミニウム合金で構成されているため、太陽電池モジュールの反りの発生がより好適に抑制される。

請求項２に記載の太陽電池モジュールでは、前記低線膨張材層は、前記封止層の前記太陽電池セルが設けられていない周縁部の少なくとも一部の領域と重なるように配置される。

上記構成では、低線膨張材層が配置された領域における太陽電池モジュールの反りをより好適に抑制することができる。

請求項３に記載の太陽電池モジュールでは、前記低線膨張材層は、前記背面層の端部の少なくとも一部に配置される。

上記構成では、太陽電池モジュール端部における反りをより好適に抑制することができる。

請求項４に記載の太陽電池モジュールでは、前記低線膨張材層は、前記封止層の前記太陽電池セルが設けられていない周縁部の全周と重なるように配置される。

上記構成では、太陽電池モジュール周縁部の全周における反りをより好適に抑制することができる。

請求項５に記載の太陽電池モジュールでは、前記太陽電池セルは、複数配列されており、前記低線膨張材層は、隣接する前記太陽電池セル間における前記太陽電池セルが設けられていない領域の少なくとも一部と重なるように配置される。

上記構成では、太陽電池モジュールに発生する反りをより好適に抑制することができる。

請求項６に記載の太陽電池モジュールでは、前記低線膨張材層の一部は、前記封止層の厚さ方向からみて前記封止層の前記太陽電池セルが設けられている領域の一部と重なるように配置される。

上記構成では、低線膨張材層の一部が、太陽電池セルが設けられている領域の一部と重なる（オーバーラップする）。そのため、低線膨張材層が配置された領域における太陽電池モジュールの反りを更に好適に抑制することができる。

請求項８に記載の太陽電池モジュールでは、前記表面層の厚さは０．５ｍｍ〜１．５ｍｍであり、前記背面層の厚さは０．８ｍｍ〜２．０ｍｍである。

上記太陽電池モジュールでは、表面層及び背面層の厚さが特定の数値範囲内であるため、太陽電池モジュール全体の剛性と軽量化とのバランスを図ることができ、太陽電池モジュールの反りの発生が好適に抑制される。

本発明によれば、厚さ、質量及び製造コストが低減され、かつ反りの発生が抑制された太陽電池モジュールを提供することができる。

（ａ）は第１実施形態に係る太陽電池モジュールを、太陽光が入射する側から見た平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。 図１（ｂ）における点線部Ｘに対応する、第１実施形態に係る太陽電池モジュールの拡大図である。 図１（ｂ）における点線部Ｙに対応する、第１実施形態に係る太陽電池モジュールの拡大図である。 図１（ｂ）における点線部Ｘに対応する、参考例に係る太陽電池モジュールの拡大図である。 図１（ｂ）における点線部Ｙに対応する、参考例に係る太陽電池モジュールの拡大図である。 本発明の実施例に係る太陽電池モジュールを示す断面図である。 （ａ）は図６における領域Ｙ’に対応する、実施例に係る太陽電池モジュールの拡大図であり、（ｂ）は図６における領域Ｘ’に対応する、実施例に係る太陽電池モジュールの拡大図である。 太陽電池モジュールの長さ方向の位置と、太陽電池モジュールの変形量との関係を示すグラフである。 （ａ）は従来技術に係る太陽電池モジュールを、太陽光が入射する側から見た平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。 図９（ｂ）における点線部Ｘ’’に対応する、従来技術に係る太陽電池モジュールの拡大図である。

以下、本発明の太陽電池モジュールの実施形態について、図面を参照して説明する。なお、各図における部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係はこれに限定されない。また、実質的に同一の機能を有する部材には全図面を通して同じ符号を付与し、重複する説明は省略する場合がある。

［第１実施形態］
図１（ａ）は、第１実施形態に係る太陽電池モジュールを、太陽光が入射する側から見た平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。図２は、図１（ｂ）における点線部Ｘに対応する、第１実施形態に係る太陽電池モジュールの拡大図である。図３は、図１（ｂ）における点線部Ｙに対応する、第１実施形態に係る太陽電池モジュールの拡大図である。

図１〜図３に示すように、太陽電池モジュール１００は、複数の太陽電池セル１０が封止材により封止されている封止層１２と、複数の太陽電池セル１０を電気的に接続するインターコネクタ１１（図２、３では省略）と、樹脂で構成される表面層１４と、前記樹脂よりも線膨張率の低い材料で構成される背面層１６と、背面層１６を構成する材料よりも線膨張率の小さい材料で構成される低線膨張材層１５と、を有する。さらに、太陽電池モジュール１００では、表面層１４は、封止層１２の太陽光が入射する側に配置される。背面層１６は、封止層１２の表面層１４の配置された側とは反対側に配置される。そして、図２及び図３に示すように、低線膨張材層１５は、封止層１２と背面層１６との間にあり、封止層１２の厚さ方向からみて封止層１２の太陽電池セル１０が設けられていない領域の少なくとも一部と重なるように配置される。

次に、従来技術に係る太陽電池モジュールについて、図９及び図１０を参照して記載する。図９（ａ）は、従来技術に係る太陽電池モジュールを、太陽光が入射する側から見た平面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。図１０は、図９（ｂ）における点線部Ｘ’’に対応する、従来技術に係る太陽電池モジュールの拡大図である。

図９及び図１０に示すように、太陽電池モジュール３００は、複数の太陽電池セル２０が封止材により封止されている封止層２２と、複数の太陽電池セル２０を電気的に接続するインターコネクタ２１と、樹脂で構成される表面層２４と、前記樹脂よりも線膨張率の低い材料で構成される背面層２６と、を有する。太陽電池モジュール３００では、封止層２２の太陽電池セル２０が配置されている部位では反りが抑制される。しかし、封止層２２の太陽電池セル２０が配置されていない部位（図９（ｂ）及び図１０におけるモジュール端部）では太陽電池モジュール３００の反りが大きくなってしまう。

一方、本実施形態に係る太陽電池モジュール１００では、封止層１２の厚さ方向からみて封止層１２の太陽電池セルが設けられていない領域の少なくとも一部と重なるように、低線膨張材層１５が配置されている。そして、低線膨張材層１５が封止層１２と背面層１６との間に配置されることで、図１（ｂ）に示すように、太陽電池モジュール１００に発生する反りが抑制される。

さらに、太陽電池モジュール１００では、前述の特許文献１のように発光素子の受光面に対応する開口部が形成された平板状の枠体を封止層１２に設けることなく、太陽電池モジュール１００に発生する反りが抑制される。そのため、太陽電池モジュール１００の厚さ及び質量が低減され、モジュールの製造工程の簡略化により太陽電池モジュール１００の製造コストも低減される。

太陽電池モジュール１００では、図１（ａ）に示すように複数の太陽電池セル１０が、インターコネクタ１１によって電気的に接続された状態で配列されている。図１（ａ）では、６枚の太陽電池セル１０が配列されているが、太陽電池モジュール１００に配置される太陽電池セルの数は、本実施形態の例に限定されるものではなく、必要に応じて適宜選択される。

太陽電池セル１０としては、特に限定されるものではなく、従来から公知の太陽電池セルを用いることができる。太陽電池セル１０の具体例としては、例えば、シリコン型（単結晶シリコン型、多結晶シリコン型、微結晶シリコン型、アモルファスシリコン型等）、化合物半導体型（ＩｎＧａＡｓ型、ＧａＡｓ型、ＣＩＧＳ型、ＣＺＴＳ型等）、色素増感型、有機薄膜型等、任意の太陽電池セルが用いられる。これらの中でも、シリコン型の太陽電池セルが好ましく、単結晶シリコン型又は多結晶シリコン型の太陽電池セルがより好ましい。

太陽電池セル１０を電気的に接続するインターコネクタ１１としては、特に限定されるものではなく、従来から公知のインターコネクタを用いることができる。

太陽電池セル１０は、封止材によって封止されている。太陽電池セル１０が封止材によって封止されることで、封止層１２が形成される。

太陽電池セル１０を封止する封止材としては、太陽光を透過可能なものであれば特に限定されるものではなく、従来から公知の封止材を用いることができる。
封止材の材質の具体例としては、熱可塑性樹脂、架橋樹脂などが挙げられ、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合（ＥＶＡ）樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）樹脂、シリコーン樹脂等の任意の材料が用いられる。これらの中でも、ＥＶＡ樹脂が好ましい。

封止材には、接着性、耐候性等を向上させるため、各種添加剤が配合されていてもよい。添加剤としては、例えば、シランカップリング剤などの接着向上剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、変色防止剤等を配合することができる。

封止層１２の厚さは、太陽電池セル１０の厚さ、封止材の種類等を勘案して適宜設定される。本実施形態においては、封止層１２の厚さは、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることが好ましく、０．８ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることがより好ましく、０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることが更に好ましい。

太陽電池モジュール１００は、表面層１４を有する。表面層１４は、封止層１２の太陽光が入射する側（つまり、太陽電池セル１０の受光面側）に配置され、樹脂で構成される。

表面層１４は、光透過性を有する樹脂からなり、物理的衝撃や雨、ガスなどによる侵食から太陽電池セル１０、インターコネクタ１１などを保護する層である。表面層１４を構成する樹脂としては、太陽光を透過可能なものであれば特に限定されず、従来から公知の樹脂を用いることができる。

表面層１４を構成する樹脂としては、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、ポリスチレン（ＰＳ）樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合（ＡＳ）樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合（ＡＢＳ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）樹脂、ポリアミド（ＰＡ）樹脂等が挙げられる。
これらの中でも、ポリカーボネート樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂が好ましく、ポリカーボネート樹脂がより好ましい。

表面層１４を構成する樹脂には、各種添加剤が配合されていてもよい。添加剤としては、例えば、ガラス、アルミナ等の無機繊維、アラミド、ポリエーテルエーテルケトン、セルロース等の有機繊維、シリカ、クレー、アルミナ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の無機充填材、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、帯電防止剤等が挙げられる。

表面層１４の厚さは、太陽電池モジュール１００の機械的強度（特に剛性）、軽量化等を勘案して適宜設定される。本実施形態においては、表面層１４の厚さは、０．１ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることが好ましく、０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることがより好ましく、０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることが更に好ましい。

また、後述するように、背面層１６は、表面層１４を構成する樹脂よりも線膨張率の低い材料で構成される、つまり、表面層１４は、背面層１６を構成する材料よりも線膨張率の高い材料で構成される。なお、本明細書において、線膨張率はＪＩＳ Ｒ １６１８：２００２の規定に準じて測定される値である。

表面層１４を構成する樹脂の線膨張率は、背面層１６を構成する材料の線膨張率よりも高い値であればよく、例えば、２．５×１０^−５Ｋ^−１以上２．０×１０^−４Ｋ^−１以下であることが好ましく、４．０×１０^−５Ｋ^−１以上１．５×１０^−４Ｋ^−１以下であることがより好ましく、５．０×１０^−５Ｋ^−１以上１．０×１０^−４Ｋ^−１以下であることが更に好ましい。

また、後述するように、背面層１６は、表面層１４を構成する樹脂よりもヤング率の高い材料で構成されることが好ましい、つまり、表面層１４は、背面層１６を構成する材料よりもヤング率の低い材料で構成されることが好ましい。なお、本明細書において、ヤング率は、常温において、板状の試験片に引張荷重を加え、その変位を算出する引張試験により求めた値である。

表面層１４を構成する樹脂のヤング率は、０．１ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下であることが好ましく、０．５ＧＰａ以上５．０ＧＰａ以下であることが好ましく、１．５ＧＰａ以上４．０ＧＰａ以下であることが更に好ましい。

太陽電池モジュール１００は、背面層１６を有する。背面層１６は、封止層１２の表面層１４の配置される側とは反対側に配置され、表面層１４を構成する樹脂よりも線膨張率の低い材料で構成される。

背面層１６は、表面層１４と同様に、物理的衝撃や雨、ガスなどによる侵食から太陽電池セル１０、インターコネクタ１１などを保護する層である。背面層１６を構成する材料としては、表面層１４を構成する樹脂よりも線膨張率の低い材料で構成されていれば特に限定されない。

背面層１６を構成する材料の線膨張率は、表面層１４を構成する樹脂の線膨張率よりも低い値であればよく、例えば、１．０×１０^−５Ｋ^−１以上５．０×１０^−５Ｋ^−１以下であることが好ましく、１．５×１０^−５Ｋ^−１以上４．０×１０^−５Ｋ^−１以下であることがより好ましく、２．０×１０^−５Ｋ^−１以上３．０×１０^−５Ｋ^−１以下であることが更に好ましい。

さらに、背面層１６は、太陽電池モジュール１００の反りの発生を好適に抑制する観点から、高い剛性を有することが好ましい。

剛性は、例えば、背面層１６を構成する材料のヤング率及び背面層１６の厚さにより判断することができる。そのため、背面層１６は、ヤング率の高い材料で構成されていることが好ましく、例えば、表面層１４を構成する樹脂よりもヤング率の高い材料で構成されていることが好ましい。

背面層１６を構成する材料のヤング率は、３０ＧＰａ以上１５０ＧＰａ以下であることが好ましく、５０ＧＰａ以上１２０ＧＰａ以下であることが好ましく、６０ＧＰａ以上９０ＧＰａ以下であることが更に好ましい。

背面層１６を構成する材料としては、表面層１４を構成する樹脂よりも線膨張率の低い材料であればよく、例えば、低い線膨張率及び高い剛性を有するアルミニウム、アルミニウム合金などが挙げられる。

背面層１６の厚さは、太陽電池モジュール１００の機械的強度（特に剛性）、軽量化等を勘案して適宜設定される。本実施形態においては、背面層１６の厚さは、０．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であることが好ましく、０．８ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることがより好ましく、０．８ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であることが更に好ましい。
また、背面層１６の厚さは、表面層１４の厚さよりも大きいことが好ましい。

前述の背面層１６の厚さの数値範囲は、厚さ方向において低線膨張材層１５が配置されていない部分の背面層の厚さを指している。そのため、図２及び図３に示すように、封止層１２と背面層１６との間に低線膨張材層１５が配置されている部分では、背面層１６の厚さは、低線膨張材層１５の厚さの分だけ薄くなっている。

太陽電池モジュール１００は、低線膨張材層１５を有する。低線膨張材層１５は、背面層１６を構成する材料よりも線膨張率の小さい材料で構成される。また、低線膨張材層１５は、封止層１２と背面層１６との間にあり、封止層１２の厚さ方向からみて封止層１２の太陽電池セル１０が設けられていない領域の少なくとも一部と重なるように配置される。

低線膨張材層１５は、封止層１２の太陽電池セル１０が設けられていない周縁部の少なくとも一部の領域と重なるように配置されることが好ましく、図２に示すように、低線膨張材層１５は、封止層１２の太陽電池セル１０が設けられていない周縁部と重なるように配置されることがより好ましい。これにより、低線膨張材層１５が配置された領域における太陽電池モジュールの反りをより好適に抑制することができる。

なお、低線膨張材層１５は、封止層１２の太陽電池セル１０が設けられていない周縁部の全周（例えば、図１（ａ）の点線部Ｃ）と重なるように配置されていてもよく、このとき、周縁部の全領域と重なるように低線膨張材層１５が配置されていてもよく、周縁部の一部の領域と重なるように低線膨張材層１５が配置されていてもよい。これにより、太陽電池モジュール１００の周縁部の全周における反りをより好適に抑制することができる。

また、低線膨張材層１５は、背面層１６の端部の少なくとも一部に配置されることが好ましく、図２に示すように、低線膨張材層１５は、背面層１６の端部に配置されることがより好ましい。これにより、太陽電池モジュール１００の端部における反りをより好適に抑制することができる。

また、低線膨張材層１５は、太陽電池モジュール１００に発生する反りをより好適に抑制する点から、隣接する太陽電池セル１０間における太陽電池セル１０が設けられていない領域の少なくとも一部と重なるように配置されることが好ましく、図３に示すように、低線膨張材層１５は、隣接する太陽電池セル１０間における太陽電池セル１０が設けられていない領域と重なるように配置されることがより好ましい。なお、低線膨張材層１５と重なる領域は、図１に示す太陽電池モジュール１００の長手方向（図１（ａ）中のＡ−Ａ線と平行な方向）にて隣接する太陽電池セル１０間に限定されず、太陽電池モジュール１００の短手方向（図１（ａ）中のＡ−Ａ線と垂直な方向）にて隣接する太陽電池セル１０間であってもよい。

本実施形態に係る太陽電池モジュール１００は、封止層１２の太陽電池セル１０が設けられていない周縁部と重なるように配置される低線膨張材層１５及び隣接する太陽電池セル１０間における太陽電池セル１０が設けられていない領域と重なるように配置される低線膨張材層１５の両方が設けられているが、どちらか一方だけが設けられていてもよい。

さらに、低線膨張材層１５の一部は、封止層１２の厚さ方向からみて封止層１２の太陽電池セル１０が設けられている領域の一部と重なる（オーバーラップする）ように配置されることが好ましい。これにより、低線膨張材層１５が配置された領域における太陽電池モジュール１００の反りを更に好適に抑制することができる。

具体的には、図２に示すように、封止層１２の太陽電池セル１０が設けられていない周縁部及び端部と重なるように配置される低線膨張材層１５は、太陽電池セル１０と少なくとも一部の領域が重なっている。これにより、太陽電池モジュール１００の端部やその周辺における反りがより好適に抑制される。

図２に示すような低線膨張材層１５と太陽電池セル１０との重なっている領域の長さ（ラップ代）ａは、特に限定されないが、太陽電池モジュール１００の反りをより好適に抑制する点から、１ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることが好ましく、３ｍｍ以上１２ｍｍ以下であることがより好ましく、５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが更に好ましい。

また、図３に示すように、隣接する太陽電池セル１０間における太陽電池セル１０が設けられていない領域と重なるように配置される低線膨張材層１５は、太陽電池セル１０と少なくとも一部の領域が重なっている。これにより、太陽電池モジュール１００の太陽電池セル１０が隣接する部分（図１（ｂ）の点線部Ｙ）における反りがより好適に抑制される。

図３に示すような低線膨張材層１５と太陽電池セル１０との重なっている領域の長さ（ラップ代）ａ’は、特に限定されないが、太陽電池モジュール１００の反りをより好適に抑制する点から、１ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることが好ましく、３ｍｍ以上１２ｍｍ以下であることがより好ましく、５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが更に好ましい。
ラップ代ａ’は、前述のラップ代ａと同じ値であってもよく、異なる値であってもよい。

低線膨張材層１５を構成する材料の線膨張率は、背面層１６を構成する材料の線膨張率よりも低い値であればよく、例えば、５．０×１０^−６Ｋ^−１以上３．０×１０^−５Ｋ^−１以下であることが好ましく、８．０×１０^−６Ｋ^−１以上２．０×１０^−５Ｋ^−１以下であることがより好ましく、１．０×１０^−５Ｋ^−１以上１．５×１０^−５Ｋ^−１以下であることが更に好ましい。

さらに、低線膨張材層１５は、太陽電池モジュール１００の反りの発生を好適に抑制する観点から、高い剛性を有することが好ましい。そのため、低線膨張材層１５は、ヤング率の高い材料で構成されていることが好ましく、例えば、表面層１４を構成する樹脂よりもヤング率の高い材料で構成されていることが好ましく、背面層１４を構成する材料よりもヤング率の高い材料で構成されていることがより好ましい。

低線膨張材層１５を構成する材料のヤング率は、５０ＧＰａ以上３００ＧＰａ以下であることが好ましく、１００ＧＰａ以上２５０ＧＰａ以下であることが好ましく、１５０ＧＰａ以上２２０ＧＰａ以下であることが更に好ましい。

低線膨張材層１５を構成する材料としては、背面層１６を構成する材料よりも線膨張率の小さい材料であればよく、例えば、鉄、鉄合金などが挙げられる。

低線膨張材層１５の厚さは、太陽電池モジュール１００の機械的強度（特に剛性）、軽量化等を勘案して適宜設定される。本実施形態においては、低線膨張材層１５の厚さは、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることが好ましく、０．２ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であることがより好ましく、０．３ｍｍ以上０．６ｍｍ以下であることが更に好ましい。

［参考例］
次に、参考例に係る太陽電池モジュールについて、図４及び図５を用いて説明する。図４は、図１（ｂ）における点線部Ｘに対応する、参考例に係る太陽電池モジュールの拡大図であり、図５は、図１（ｂ）における点線部Ｙに対応する、参考例に係る太陽電池モジュールの拡大図である。

参考例に係る太陽電池モジュール２００は、封止層１２と背面層１６との間に配置される低線膨張材層１５の代わりに、背面層１６の封止層１２の配置された側とは反対側に配置される高線膨張材層１８を有する点で、第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００と相違する。

本参考例に係る太陽電池モジュール２００では、封止層１２の厚さ方向からみて封止層１２の太陽電池セルが設けられていない領域の少なくとも一部と重なるように、背面層１６を構成する材料よりも線膨張率の大きい材料で構成される高線膨張材層１８が配置されている。そして、高線膨張材層１８が背面層１６の封止層１２の配置された側とは反対側に配置されることで、背面層１６を構成する材料よりも線膨張率の大きい樹脂で構成される表面層１４の配置されている側とは反対側に、背面層１６を構成する材料よりも線膨張率の大きい材料で構成される高線膨張材層１８が位置することになる。そのため、図１（ｂ）に示すように、太陽電池モジュール２００に発生する反りが抑制される。

さらに、太陽電池モジュール２００では、前述の特許文献１のように発光素子の受光面に対応する開口部が形成された平板状の枠体を封止層１２に設けることなく、太陽電池モジュール２００に発生する反りが抑制される。そのため、太陽電池モジュール２００の厚さ及び質量が低減され、モジュールの製造工程の簡略化により太陽電池モジュール２００の製造コストも低減される。

また、高線膨張材層１８は、接着層１７を介して、背面層１６の封止層１２の配置された側とは反対側に接着されている。接着層１７としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合が挙げられる。

太陽電池モジュール２００は、高線膨張材層１８を有する。高線膨張材層１８は、背面層１６を構成する材料よりも線膨張率の大きい材料で構成される。また、高線膨張材層１８は、背面層１６の封止層１２の配置された側とは反対側に配置され、封止層１２の厚さ方向からみて封止層１２の太陽電池セル１０が設けられていない領域の少なくとも一部と重なるように配置される。

高線膨張材層１８は、封止層１２の太陽電池セル１０が設けられていない周縁部の少なくとも一部の領域と重なるように配置されることが好ましく、図４に示すように、高線膨張材層１８は、封止層１２の太陽電池セル１０が設けられていない周縁部と重なるように配置されることがより好ましい。これにより、高線膨張材層１８が配置された領域における太陽電池モジュール２００の反りをより好適に抑制することができる。

なお、高線膨張材層１８は、封止層１２の太陽電池セル１０が設けられていない周縁部の全周と重なるように配置されていてもよく、このとき、周縁部の全領域と重なるように高線膨張材層１８が配置されていてもよく、周縁部の一部の領域と重なるように高線膨張材層１８が配置されていてもよい。これにより、太陽電池モジュール２００の周縁部の全周における反りをより好適に抑制することができる。

また、高線膨張材層１８は、背面層１６の端部の少なくとも一部に配置されることが好ましく、図４に示すように、高線膨張材層１８は、背面層１６の端部に配置されることがより好ましい。これにより、太陽電池モジュール２００の端部における反りをより好適に抑制することができる。

また、高線膨張材層１８は、太陽電池モジュール２００に発生する反りをより好適に抑制する点から、隣接する太陽電池セル１０間における太陽電池セル１０が設けられていない領域の少なくとも一部と重なるように配置されることが好ましく、図５に示すように、高線膨張材層１８は、隣接する太陽電池セル１０間における太陽電池セル１０が設けられていない領域と重なるように配置されることがより好ましい。

本参考例に係る太陽電池モジュール２００は、封止層１２の太陽電池セル１０が設けられていない周縁部と重なるように配置される高線膨張材層１８及び隣接する太陽電池セル１０間における太陽電池セル１０が設けられていない領域と重なるように配置される高線膨張材層１８の両方が設けられているが、どちらか一方だけが設けられていてもよい。

さらに、高線膨張材層１８の一部は、封止層１２の厚さ方向からみて封止層１２の太陽電池セル１０が設けられている領域の一部と重なる（オーバーラップする）ように配置されることが好ましい。これにより、高線膨張材層１８が配置された領域における太陽電池モジュール２００の反りを更に好適に抑制することができる。

具体的には、図４に示すように、封止層１２の太陽電池セル１０が設けられていない周縁部及び端部と重なるように配置される高線膨張材層１８は、太陽電池セル１０と少なくとも一部の領域が重なっている。これにより、太陽電池モジュール２００の端部やその周辺における反りがより好適に抑制される。

図４に示すような高線膨張材層１８と太陽電池セル１０との重なっている領域の長さ（ラップ代）ｂは、特に限定されないが、太陽電池モジュール２００の反りをより好適に抑制する点から、１ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることが好ましく、３ｍｍ以上１２ｍｍ以下であることがより好ましく、５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが更に好ましい。

また、図５に示すように、隣接する太陽電池セル１０間における太陽電池セル１０が設けられていない領域と重なるように配置される高線膨張材層１８は、太陽電池セル１０と少なくとも一部の領域が重なっている。これにより、太陽電池モジュール２００の太陽電池セル１０が隣接する部分（図１（ｂ）の点線部Ｙ）における反りがより好適に抑制される。

図５に示すような高線膨張材層１８と太陽電池セル１０との重なっている領域の長さ（ラップ代）ｂ’は、特に限定されないが、太陽電池モジュール２００の反りをより好適に抑制する点から、１ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることが好ましく、３ｍｍ以上１２ｍｍ以下であることがより好ましく、５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが更に好ましい。
ラップ代ｂ’は、前述のラップ代ｂと同じ値であってもよく、異なる値であってもよい。

高線膨張材層１８を構成する材料の線膨張率は、背面層１６を構成する材料の線膨張率よりも高い値であればよく、例えば、２．５×１０^−５Ｋ^−１以上２．０×１０^−４Ｋ^−１以下であることが好ましく、４．０×１０^−５Ｋ^−１以上１．５×１０^−４Ｋ^−１以下であることがより好ましく、５．０×１０^−５Ｋ^−１以上１．０×１０^−４Ｋ^−１以下であることが更に好ましい。

高線膨張材層１８を構成する材料のヤング率は、０．１ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下であることが好ましく、０．５ＧＰａ以上５．０ＧＰａ以下であることが好ましく、１．５ＧＰａ以上４．０ＧＰａ以下であることが更に好ましい。

高線膨張材層１８を構成する材料としては、背面層１６を構成する材料よりも線膨張率の大きい材料であればよく、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリアミド樹脂などが挙げられる。この中でも、ポリカーボネート樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂、ポリアミド樹脂が好ましい。
なお、高線膨張材層１８を構成する材料は、前述の表面層１４を構成する樹脂と同じであってもよい。

高線膨張材層１８の厚さは、太陽電池モジュール１００の機械的強度（特に剛性）、軽量化等を勘案して適宜設定される。本参考例においては、高線膨張材層１８の厚さは、０．１ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることが好ましく、０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることがより好ましく、０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることが更に好ましい。

以下に実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって制限されるものではない。

まず、図６に示すような太陽電池モジュールを準備した。図６は、本発明の実施例に係る太陽電池モジュールを示す断面図である。図７は、（ａ）は図６における領域Ｙ’に対応する、実施例に係る太陽電池モジュールの拡大図であり、（ｂ）は図６における領域Ｘ’に対応する、実施例に係る太陽電池モジュールの拡大図である。

［実施例］
実施例に係る太陽電池モジュールは、太陽電池セル１０が封止材により封止されている封止層１２と、樹脂で構成される表面層１４と、前記樹脂よりも線膨張率の低い材料で構成される背面層１６と、背面層１６を構成する材料よりも線膨張率の小さい材料で構成される低線膨張材層１５と、を有する。本実施例では、太陽電池モジュールにおける太陽電池セル及び各層は、以下の材料により構成され、太陽電池セル及び各層の厚さならびに各層を構成する材料の線膨張率及びヤング率は以下の通りである。
太陽電池セル１０・・・単結晶シリコン（厚さ：０．２ｍｍ）
封止層１２・・・エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂（厚さ：１．０ｍｍ、セル上及びセル下共に０．４ｍｍ）
表面層１４・・・ポリカーボネート樹脂（厚さ：１．０ｍｍ、線膨張率：７．０×１０^−５Ｋ^−１、ヤング率：２．４ＧＰａ）
背面層１６・・・アルミニウム合金（厚さ：１．２ｍｍ、線膨張率：２．３×１０^−５Ｋ^−１、ヤング率：７０ＧＰａ、鉄系合金が配置されている部分の厚さ：０．８ｍｍ）
低線膨張材層１５・・・鉄合金（厚さ：０．４ｍｍ、線膨張率：１．１７×１０^−５Ｋ^−１、ヤング率：２００ＧＰａ）

さらに、実施例に係る太陽電池モジュールでは、ラップ代ａ、ａ’を共に０ｍｍ（ラップ無し）、５ｍｍ、１０ｍｍとし、ラップ代ａ、ａ’を変化させたときの太陽電池モジュールの変形量（反り）を評価した。太陽電池モジュールの変形量は、２５℃〜１００℃の間にて評価した。なお、図６における領域Ｙ’と領域Ｘ’との間の領域Ｚ’において、領域Ｙ’と同様に太陽電池セル１０間の領域と重なるように低線膨張材層１５が設けられているが、この領域Ｚ’におけるラップ代もそれぞれ０ｍｍ（ラップ無し）、５ｍｍ、１０ｍｍとした。

［比較例］
低線膨張材層が設けられていないこと以外は、前述の実施例に係る太陽電池モジュールと同様の構成を有する比較例に係る太陽電池モジュールを準備した。そして、比較例に係る太陽電池モジュールの変形量（反り）を、実施例に係る太陽電池モジュールと同様に評価した。

実施例及び比較例に係る太陽電池モジュールの変形量（反り）の評価結果を図８に示す。図８は、太陽電池モジュールの長さ方向の位置と、太陽電池モジュールの変形量との関係を示すグラフである。なお、図８において、モジュール長さは、モジュール中心部を０ｍｍとし、モジュールの長さ方向における位置を表し、変形量がプラスの場合、表面層側が凹となっており、変形量がマイナスの場合、背面層側が凹となっていることを表す。なお、太陽電池モジュールの変形量は、表面層側の表面の変位により評価した。

図８に示すように、実施例に係る太陽電池モジュール（ラップ無し）と比較例に係る太陽電池モジュールとを比較すると、実施例に係る太陽電池モジュールでは、モジュール端部における変形量の傾きが比較例に係る太陽電池モジュールよりも小さく、モジュール端部における反りが抑制されていた。

また、図８に示すように、実施例に係る太陽電池モジュール（ラップ代ａ、ａ’が５ｍｍ又は１０ｍｍ）と比較例に係る太陽電池モジュールとを比較すると、実施例に係る太陽電池モジュールでは、低線膨張材層が配置された領域における反りが抑制されており、太陽電池モジュール全体における反りがより好適に抑制されていた。

１０、２０ 太陽電池セル
１１、２１ インターコネクタ
１２、２２ 封止層
１４、２４ 表面層
１５ 低線膨張材層
１６、２６ 背面層
１７ 接着層
１８ 高線膨張材層
１００、２００、３００ 太陽電池モジュール

Claims (7)

1. 太陽電池セルが封止材によって封止されている封止層と、
   前記封止層の太陽光が入射する側に配置され、樹脂で構成される表面層と、
   前記封止層の前記表面層の配置された側とは反対側に配置され、前記表面層の前記樹脂よりも線膨張率の低い材料で構成される背面層と、
   前記封止層の厚さ方向からみて前記封止層の前記太陽電池セルが設けられていない領域の少なくとも一部と重なり、かつ前記封止層と前記背面層との間に配置され、前記背面層を構成する材料よりも線膨張率の小さい材料で構成される低線膨張材層と、
   を有し、
   前記表面層は、ポリカーボネート樹脂及びポリメチルメタクリレート樹脂の少なくとも一種の樹脂で構成され、
   前記背面層は、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成され、
   前記低線膨張材層は、鉄又は鉄合金で構成される太陽電池モジュール。
2. 前記低線膨張材層は、前記封止層の前記太陽電池セルが設けられていない周縁部の少なくとも一部の領域と重なるように配置される請求項１に記載の太陽電池モジュール。
3. 前記低線膨張材層は、前記背面層の端部の少なくとも一部に配置される請求項１又は請求項２に記載の太陽電池モジュール。
4. 前記低線膨張材層は、前記封止層の前記太陽電池セルが設けられていない周縁部の全周と重なるように配置される請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
5. 前記太陽電池セルは、複数配列されており、
   前記低線膨張材層は、隣接する前記太陽電池セル間における前記太陽電池セルが設けられていない領域の少なくとも一部と重なるように配置される請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
6. 前記低線膨張材層の一部は、前記封止層の厚さ方向からみて前記封止層の前記太陽電池セルが設けられている領域の一部と重なるように配置される請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
7. 前記表面層の厚さは０．５ｍｍ〜１．５ｍｍであり、前記背面層の厚さは０．８ｍｍ〜２．０ｍｍである請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。