JPH0722637A - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐候性、密着性に優れた太陽電池モジュール
を提供する。 【構成】 光起電力素子上１０２を充填材１０３で被覆
し、該充填材１０３をフッ化ビニリデン共重合体とアク
リル樹脂の混合物で形成する。前記充填材中には酸成分
を含有させる。 【効果】 充填材１０３は耐候性に優れた材料であるの
で、変換効率の劣化がなく、さらに、充填材１０３が密
着性に優れた材料であるので、太陽電池モジュールの信
頼性が高い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、太陽電池モジュールに
係わり、特に導電性基体上に少なくとも一層の半導体光
活性層が形成された光起電力素子の表面被覆材の改良に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アモルファスシリコン太陽電池を代表と
する薄膜太陽電池は、導体金属基板上にシリコン層を堆
積し、さらに該堆積層上に透明導電層を形成したものか
ら成るが、ガラス基板上にシリコンを堆積する場合と異
なり、光入射側表面を透明な被覆材で覆って保護する必
要がある。その保護手段としては、最表面側にフッ素樹
脂フィルムやフッ素樹脂塗料等から成る透明な表面樹脂
層たるフッ化物重合体薄膜を設け、その内側には種々の
熱可塑性透明有機樹脂から成る充填材を設けるように構
成したものが知られている。

【０００３】より具体的に説明すると、前記表面樹脂層
としては、四フッ化エチレン−エチレン共重合体フィル
ム、ポリフッ化ビニルフィルム等のフッ素樹脂フィルム
が用いられ、該表面樹脂層と光起電力素子との間に介在
する充填材としては、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共
重合体）、ブチラール樹脂等が用いられ、該光起電力素
子を載置する導電性基体の裏面側に設けられる裏面フィ
ルムとしては、ナイロンフィルム、アルミラミネートテ
ドラーフィルム等、種々のフィルムが用いられる。従っ
て、前記三種の充填材、すなわち表面樹脂層と光起電力
素子との間に介在する充填材、前記導電性基体と裏面フ
ィルムとの間に介在する充填材、及び該裏面フィルムと
支持基板との間に介在する充填材は、夫々接着剤として
の機能と、外部からの引っ掻き傷や、衝撃から光起電力
素子を保護する機能を有するように設けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記表
面樹脂層と充填材から成る被覆材の構成では、例えば２
０年程度の長期間の屋外使用をすると、充填材樹脂の主
鎖中に不飽和二重結合が生じ、ひいては該二重結合が共
役することになって、紫外線領域あるいはそれよりも短
波長の可視光領城で光吸収を有するようになる。すなわ
ち、耐候性の点で問題がある。

【０００５】一方、特開昭５８−６０５７９号公報に
は、太陽電池用充填材樹脂の耐候性を改善するための手
段として、カップリング剤及び有機過酸化物を含有する
エチレン系共重合樹脂を用いたものが開示されている。
この場合、エチレン系共重合樹脂としては、好ましくは
酢酸ビニル含有量が約４０重量％以下のエチレン−酢酸
ビニル共重合体（ＥＶＡ）であるとし、より好ましくは
２０〜４０重量％である旨が記載されている。なお、該
ＥＶＡは、白板硝子あるいはポリフッ化ビニルシートに
対する密着力が良く、可撓性に富むものである旨が開示
されている。

【０００６】しかしながら、かかるＥＶＡを用いた前記
耐候性を改善するための手段は、紫外線吸収剤あるいは
ヒンダードアミンの添加を行うのみであり、２０年とい
うような長期間についての耐候性は期待できないもので
ある。また、該ＥＶＡは、黄変が生じ易く、これによる
光透過率の減少にともない太陽電池モジュールの変換効
率が低下する点で問題がある。

【０００７】この点は、太陽モジュールを屋根材一体型
のような高温下で使用した場合により顕著なものとな
る。すなわち、充填材をＥＶＡで構成すると、８０℃以
上のモジュール温度では黄変がより促進されることが知
られている。一般に、ＥＶＡを使用する場合、安定化剤
として紫外線吸収剤、光安定化剤、酸化防止剤を添加す
るようにしているが、これらの添加剤は、少なくとも１
０年以内には揮発し、あるいはブリードアウト又は分解
することが予想されている。

【０００８】他方、もう一つの代表的な充填材としてブ
チラール樹脂が挙げられる。ブチラール樹脂の場合、耐
候性は比較的優れているが、吸湿性が比較的高いので、
光起電力素子の欠陥部分に水分が侵入し易いという問題
がある。すなわちこの侵入した水分と光起電力素子の電
界により集電電極の構成材料である金属がイオン化と析
出を繰り返して成長するという現象がある。この現象反
応が進行すると光起電力素子内で短絡が生じたり、分離
した電荷を効率良く外部に取り出すことができなくな
り、変換効率が低下するという問題が生じる。さらに
は、ブチラール樹脂は、高温高湿下では、透明性が著し
く低下する不可逆失透という太陽電池に用いるには致命
的欠陥を有している。

【０００９】上記以外にも、充填材としてフッ素樹脂を
用いる手法も知られている。この手法は、例えば特公平
４−７６２２９号公報における記載では、基板と該基板
上に形成されたＣｄＳ／ＣｄＴｅ型太陽電池において、
パーフロロアルキレン基と活性水素を含む樹脂の誘導体
を成分とする保護膜を設けた旨の構成が開示されてい
る。ここで、パーフロロアルキレン基と活性水素を含む
樹脂としては、旭硝子株式会杜製の樹脂製品（商品名：
ルミフロン）が挙げられている。前記記載によれば、該
樹脂製品は、分子中にパーフロロアルキレン基とペンダ
ントな活性水素、より詳しくはＯＨ基を有しており、通
常は数平均分子量２万から８万の含フッ素ポリマーで、
メラミンやイソシアネート基を有する化合物と反応し
て、前記樹脂の誘導体（架橋ポリマー）が生じるとして
いる。さらに前記記載では、上記ルミフロンをイソシア
ネートあるいはレゾール型フェノール樹脂で架橋し、耐
湿性が優れた保護膜を得る旨も開示されている。

【００１０】なお、上記記載における架橋樹脂を用いた
被覆の手法では、保護膜は、太陽電池モジュールの最表
面に位置する必要がある。すなわち、上記架橋剤を混合
した後の樹脂のポットライフは一般には短く、実際には
ブロッキング剤によりイソシアネートを保護してポット
ライフを長くするようにしているのが実状である。

【００１１】ところが、上記樹脂上に表面樹脂層を積層
するような被覆材構造を採用した場合、樹脂架橋時にブ
ロッキング剤が解離、揮発できず架橋反応が進行しない
というような問題が生じる。また、該樹脂を架橋後に表
面樹脂層を積層しようとしても、架橋樹脂は、粘着性、
接着性がないので、積層は困難である。

【００１２】さらに、架橋剤がメラミンである場合、有
効なブロッキング剤は知られていないので、上記架橋樹
脂は太陽電池モジュールの最表面に使用することが必要
となる。ところが、上記架橋樹脂の表面硬度は、鉛筆の
硬度単位で表すと一般にＢ乃至Ｈ程度の軟らかいもので
ある。かかる表面硬度では、屋外の砂やゴミ等の接触で
簡単に傷がつき、この傷に汚物やあるいはゴミが蓄積す
るようになり、これを原因として太陽光の遮蔽現象が生
じる。また、上記架橋樹脂の積層では、その積層手法に
も関係するが、単に塗料を塗布するだけではピンホール
やゴミの抱き込みが生じやすく、光起電力素子への水分
や酸素が浸入し易い。従って、耐候性、耐湿性を高い水
準で維持できるような有機材料に係る表面被覆材は知ら
れていないのが実状である。

【００１３】上記黄変や、吸湿の問題を解決するには、
被覆材をガラスで構成するのが最もよいとされ、そのた
めガラスによる太陽電池を封止する各種の手法が試みら
れてきた。

【００１４】しかしながら、ガラスによる被覆はフレキ
シブル性、耐衝撃性、軽量化、低コスト化の点で問題が
ある。

【００１５】本発明は、上記従来技術の被覆材に関する
課題を解決するべくなされたものであり、耐候性、耐熱
性に富み、光起電力素子との密着性が良好で、耐擦傷性
に優れており、透湿による光起電力素子の長期的な性能
劣化を最小限に抑えることができる等とした太陽電池モ
ジュールを提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の主たる構成は、少なくとも一層の半導体光活
性層が形成された光起電力素子と、該光起電力素子の光
入射側表面に設けられる透明な充填材とを含む太陽電池
モジュールにおいて、前記充填材は、フッ化ビニリデン
共重合体とアクリル樹脂の混合物から成ることを特微と
する。

【００１７】

【作用】図１は、本発明に係る太陽電池モジュールの概
略構成図を示すものであり、同図において、１０１は導
電性基体、１０２は光起電力素子、１０３は充填材、１
０４は表面樹脂層である。また、１０５、１０７は裏面
の充填材、１０６は裏面フィルム、１０８は支持基板で
ある。外部からの光は、最表面の樹脂１０４から入射
し、光起電力素子１０２に到達し、生じた起電力は出力
端子（不図示）より外部に取り出されるようになってい
る。

【００１８】本発明に係る光起電力素子１０２は、導電
性基体１０１上に、光変換部材としての半導体光活性層
が形成されたものである。

【００１９】図２は、該光起電力素子の概略構成を示す
ものであるが、同図において、２０１は導電性基体、２
０２は裏面反射層、２０３は半導体光活性層、２０４は
透明導電層、２０５は集電電極、そして２０６は出力端
子である。ここで、導電性基体２０１は、光起電力素子
の基体としての機能を有すると共に、下部電極としての
機能も有する。前記導電性基体２０１の材料としては、
シリコン、タンタル、モリブデン、タングステン、ステ
ンレス、アルミニウム、銅、チタン、カーボンシート、
鉛メッキ鋼板、導電層が形成してある樹脂フィルムやセ
ラミックス等が挙げられる。

【００２０】前記導電性基体２０１上の裏面反射層とし
ては、金属層、若しくは金属酸化物層、又は金属層と金
属酸化物層を形成してもよい。該金属層としては、例え
ば、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉ等が用い
られ、該金属酸化物層としては、例えばＺｎＯ，ＴｉＯ
₂，ＳｎＯ₂等が用いられる。なお、上記金属層や金属酸
化物を形成する手法としては、抵抗加熱蒸着法、電子ビ
ーム蒸着法、スパッタリング法等がある。

【００２１】前記半導体光活性層２０３は、光電変換を
行う部分であり、その具体的な構成材料としては、ｐｎ
接合型多結晶シリコンや、ｐｉｎ接合型アモルファスシ
リコン、あるいはＣｕＩｎＳｅ₂，ＣｕＩｎＳ₂，ＧａＡ
ｓ，ＣｄＳ／Ｃｕ₂Ｓ，ＣｄＳ／ＣｄＴｅ，ＣｄＳ／Ｉ
ｎＰ，ＣｄＴｅ／Ｃｕ₂Ｔｅを例とする化合物半導体等
が挙げられる。該半導体光活性層を形成する手法として
は、多結晶シリコンである場合、溶融シリコンのシート
化や非晶質シリコンの熱処理、アモルファスシリコンで
ある場合、シランガスなどを原料とするプラズマＣＶ
Ｄ、化合物半導体である場合、イオンプレーティング、
イオンビームデポジション、真空蒸着法、スパッタ法、
電析法等がある。

【００２２】前記透明導電層２０４は、太陽電池の上部
電極の役目を果たしているが、半導体光活性層のシート
抵抗が十分に低い場合には設ける必要はない。用いる材
料としては、例えば、Ｉｎ₂Ｏ₃，ＳｎＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃−
ＳｎＯ₂（ＩＴＯ），ＺｎＯ，ＴｉＯ₂，Ｃｄ₂ＳｎＯ₄、
高濃度不純物ドープした結晶性半導体等が挙げられる。
該透明導電層を形成する手法としては、抵抗加熱蒸着、
スパッタ法、スプレー法、ＣＶＤ法、不純物拡散法等が
ある。

【００２３】該透明導電層２０４の上には電流を効率よ
く集電するために、格子状の集電電極（グリッド）２０
５を設ける。該集電電極２０５の具体的な材料として
は、例えば、Ｔｌ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ａｇ，Ｎ
ｉ，Ｃｕ，Ｓｎ、あるいは代表的には銀ペーストである
導電性ペーストなどが挙げられる。該集電電極の形成方
法としては、マスクパターンを用いたスパッタリング、
抵抗加熱、ＣＶＤ法や、全面に金属膜を蒸着した後に不
要な部分をエッチングで取り除きパターニングする方
法、光ＣＶＤにより直接グリッド電極パターンを形成す
る方法、グリッド電極パターンのネガパターンのマスク
を形成した後にメッキする方法、導電性ペーストを印刷
する方法等がある。前記導電性ペーストとしては、通
常、微粉末状の銀、金、銅、ニッケル、カーボンなどを
バインダーポリマーに分散させたものが用いられる。バ
インダーポリマーとしては、例えば、ポリエステル、エ
ポキシ、アクリル、アルキド、ポリビニルアセテート、
ゴム、ウレタン、フェノール等の樹脂が挙げられる。

【００２４】最後に、起電力を取り出すために出力端子
２０６を導電性基体２０１と集電電極２０５に夫々取り
付ける。導電性基体２０１に銅タブ等の金属体を接続す
るには、スポット溶接や半田で接合する手法が、該集電
電極２０５に金属体を接続するには、導電性ペーストや
半田によって電気的に接合する手法が採られる。

【００２５】上記の手法で作成した光起電力素子は、所
望する電圧あるいは電流に応じて直列か並列に接続され
る。また、絶縁化した基体上に光起電力素子を集積化し
て所望の電圧あるいは電流を得ることもできる。

【００２６】次に、図１に示された個々の被覆材につい
て説明する。

【００２７】裏面フィルム１０６は、光起電力素子１０
２の導電性基体１０１と外部との電気的絶縁を保つため
に必要である。該裏面フィルムの材料としては、導電性
基体１０１と充分な電気絶縁性を確保でき、しかも長期
耐久性に優れ熱膨張、熱収縮に耐えられる、柔軟性を兼
ね備えた材料が好ましい。好適に用いられるフィルムと
しては、ナイロン、ポリエチレンテレフタレートが挙げ
られる。

【００２８】裏面の充填材１０５は導電性基体１０１、
裏面フィルム、補強板との接着を図るためのものであ
る。材料としては、上記構成部材と充分な接着性を確保
でき、しかも長期耐久性に優れ、熱膨張、熱収縮に耐え
られる柔軟性を兼ね備えた材料が好ましい。本発明で好
適に用いられる材料としては、ＥＶＡ、ブチラール樹脂
などのホットメルト材、両面テープ、柔軟性を有するエ
ポキシ接着剤が挙げられる。

【００２９】太陽電池モジュールが高温で使用される場
合、例えば屋根材一体型などでは高温下での接着を確実
にするために、架橋することがより好ましい。ＥＶＡな
どの場合には、有機過酸化物を用いる方法が一般的であ
る。

【００３０】裏面の被覆フィルム１０６の外側には、太
陽電池モジュールの機械的強度の増強、あるいは温度変
化による歪や反りの変形防止、等のために、補強板を張
り付けても良い。該補強板としては、例えば、鋼板、プ
レコート鋼板、プラスチック板、ＦＲＰ（ガラス繊維強
化プラスチック）板が好適である。

【００３１】次に、本発明の中核的構成要素である光受
光側の充填材１０３について詳述する。該充填材１０３
は、光起電力素子１０２の表面の凹凸をカムフラージュ
し、かつ光起電力素子１０２と表面樹脂層１０４との接
着強度を確保するために必要である。したがって、耐候
性、耐熱性、耐湿性が要求され、さらには、熱圧着時に
熱可塑性、接着性も要求される。

【００３２】上記要求を満たす充填材１０３の材料とし
ては、フッ化ビニリデン共重合体とアクリル樹脂の混合
物が好適である。該混合物は、フッ化ビニリデン共重合
体とアクリル樹脂との配合比が１／９乃至４／６である
ことが望ましい。なお、ＥＶＡ、ブチラール樹脂、両面
テープ、エポキシ樹脂等は不適である。

【００３３】前記配合比が１／９より低い場合は、フッ
化ビニリデン共重合体の有する耐候性を期待することが
できないか、アクリル樹脂の可撓性の欠如が顕在化され
る。一方、４／６よりも大きい場合は耐候性は十分であ
るが、熱圧着時の温度が２００℃以上必要なため、集電
電極に用いた有機樹脂が過剰に架橋あるいは酸化劣化す
る問題が生じる。また、２００℃以上の熱圧着を実施
し、熱可塑性を示しても光起電力素子あるいは表面樹脂
層との密着性が不十分である。

【００３４】本発明の混合物に用いられるフッ化ビニリ
デンモノマーは、極めて極性が高く共重合できるモノマ
ーに限定される。アクリルエステルモノマーは一般には
数％しか共重合しないので、共重合できるモノマーとし
ては、ヘキサフルオロプロビレン、テトラフルオロエチ
レン、フルオロアルキルビニルエーテル、ヘキサフルオ
ロイソブチレンが挙げられ、これらはグラフト共重合す
ることも可能である。グラフト共重合の一例としては、
フッ化ビニリデンモノマー、クロロトリフルオロエチレ
ン、ペルオキシドを側鎖に有するビニルモノマーを共重
合して得られる。このグラフト共重合体をポリフッ化ビ
ニリデンと共重合と混合することも可能である。あるい
は、ペルオキシドを側鎖に有するビニルモノマーを共重
合したフッ素ゴムを幹ポリマーとし、フツ化ビニリデン
モノマーを枝ポリマーとしてグラフト重合することも可
能である。

【００３５】次に、本発明に係る充填材１０３に混合さ
れるアクリル樹脂について述べる。該アクリル樹脂は特
に限定されるものではないが、耐候性に優れたものが好
ましい。アクリル樹脂を構成する主なモノマーとしては
メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレ
ート、２−プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピ
ル（メタ）アクリレートなどである。該充填材１０３に
可撓性が必要な場合はブチル（メタ）アクリレート、２
−エチルヘシル（メタ）アクリレートなどを共重合する
ことができる。アクリル樹脂の吸湿性を低下させるた
め、スチレンを共重合することも可能である。

【００３６】該充填材は、光起電力素子１０２と表面樹
脂層１０４との夫々の密着力を上げるために酸成分を有
していることが好ましい。酸価で表せば５乃至５０であ
ることが好ましい。ここで、酸価とは、樹脂などの遊離
酸の量を表す値で、試料１ｇ中に含まれる遊離酸を中和
するのに要する水酸化カリウムのミリグラム数で表すも
のをいう。該酸価が５未満である場合には、含有された
酸成分の効果が乏しい。逆に、酸価が５０より大きい場
合は、前記密着力が十分に期待できるが、吸湿率が高く
なり光起電力素子の信頼性を低下させることになる。さ
らには、透明導電層が酸成分でエッチングされる問題も
生じる。充填材に酸成分を導入する手法としては、充填
材の第二成分であるアクリル樹脂に酸含有のモノマーを
共重合する方法と、酸含有の第三成分の樹脂を添加する
方法に大別される。

【００３７】充填材の第二成分であるアクリル樹脂に酸
含有のモノマーを共重合する場合、（メタ）アクリル酸
を共重合するか無水マレイン酸、無水フマル酸を共重合
した後、水により開環する方法が挙げられる。

【００３８】もう一つの酸成分を導入する手法として
は、第三成分の樹脂を添加する方法である。該第三成分
の樹脂としては、スチレン無水マレイン酸共重合体、イ
ソブチレン無水マレイン酸共重合体の開環物が挙げられ
る。さらには、（メタ）アクリル酸がブロック又はグラ
フト共重合された樹脂が挙げられる。

【００３９】本発明で用いられる表面樹脂層あるいは光
起電力素子に対する密着力は、ランダム共重合体よりブ
ロックあるいはグラフト共重合体の方が優れている。

【００４０】次に充填材の架橋に関して説明する。

【００４１】太陽電池モジュールの使用環境を考えると
充填材が架橋されていることが望ましい。すなわち、高
温下で長期間光起電力素子と表面樹脂層を強固に接着し
ていることが要求される。太陽光の熱により充填材が軟
化したり、端部より充填材が剥離することがないよう
に、充填材を架橋することが好ましい。

【００４２】充填材を架橋する手法としては、一般に、
イソシアネート、メラミン、有機過酸化物などである。
本発明に使用される架橋剤としては、ポットライフが十
分長いこと、架橋時の架橋反応が速やかなこと以外に、
充填材上に表面樹脂層が積層されるので、架橋剤からの
遊離物がなく、あるいは微量であることが好ましい。

【００４３】上記の要求を満たすものとしては有機過酸
化物である。以下に有機過酸化物について詳しく説明す
る。

【００４４】有機過酸化物による架橋は有機過酸化物か
ら発生する遊離ラジカルが樹脂中の水素を引き抜いてＣ
−Ｃ結合を形成することによって行われる。有機過酸化
物の活性化の手法としては、熱分解、レドックス分解及
びイオン分解が知られているが、一般には熱分解法が好
適である。

【００４５】化学構造は、ヒドロペルオキシド系、ジア
ルキル（アリル）ペルオキシド系、ジアシルペルオキシ
ド系、ペルオキシケタール系、ペルオキシエステル系、
ペルオキシカルボネート系及びケトンペルオキシド系に
大別される。

【００４６】ヒドロペルオキシド系としては、ｔ−ブチ
ルペルオキド、１，１，３，３−テトラメチルブチルペ
ルオキシド、ｐ−メンタンヒドロペルオキシド、クメン
ヒドロペルオキシド、ｐ−サイメンヒドロペルオキシ
ド、ジイソプロピルベンゼンペルオキド、２，５−ジメ
チルヘキサン−２，５−ジヒドロペルオキシド、シクロ
ヘキサンペルオキシド、３，３，５−トリメチルヘキサ
ノンペルオキシド等が挙げられる。

【００４７】ジアルキル（アリル）ペルオキシド系とし
ては、ジ−ｔ−ブチルペルオキシド、ジクミルペルオキ
ド、ｔ−ブチルクミルペルオキドなどが挙げられる。

【００４８】ジアシルペルオキシド系としては、ジアセ
チルペルオキシド、ジプロピオニルペルオキシド、ジイ
ソブチリルペルオキシド、ジオクタノイルペルオキシ
ド、ジデカノイルペルオキシド、ジラウロイルペルオキ
シド、ビス（３，３，５−トリメチルヘキサノイル）ペ
ルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、ｍ−トルイルペ
ルオキシド、ｐ−クロロベンゾイルペルオキシド、２，
４−ジクロロベンゾイルペルオキシド、ペルオキシコハ
ク酸などが挙げられる。

【００４９】ペルオキシケタール系としては、２，２−
ジ−ｔ−ブチルペルオキシブタン、１，１−ジ−ｔ−ブ
チルペルオキシシクロヘキサン、１，１−ジ−（ｔ−ブ
チルペルオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキ
サン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペル
オキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ
−ブチルペルオキシ）ヘキシン−３、１，３−ジ（ｔ−
ブチルペルオキシイソプロピル）ベンゼン、２，５−ジ
メチル−２，５−ジベンゾイルペルオキシヘキサン、
２，５−ジメチル−２，５−ジ（ペルオキシベンゾイ
ル）ヘキシン−３、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔ−ブ
チルペルオキシ）バレレートなどが挙げられる。

【００５０】ペルオキシエステル系としては、ｔ−ブチ
ルペルオキシアセテート、ｔ−ブチルペルオキシイソブ
チレート、ｔ−ブチルペルオキシピバレート、ｔ−ブチ
ルペルオキシネオデカノエート、ｔ−ブチルペルオキシ
−３，３，５−トリメチルヘサノエート、ｔ−ブチルペ
ルオキシ−２−エチルヘキサノエート、（１，１，３，
３−テトラメチルブチルペルオキシ）−２−エチルヘキ
サノエート、ｔ−ブチルペルオキシラウレート、ｔ−ブ
チルペルオキシベンゾエート、ジ（ｔ−ブチルペルオキ
シ）アジペート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ペル
オキシ−２−エチルヘキサノイル）ヘキサン、ジ（ｔ−
ブチルペルオキシ）イソフタレート、ｔ−ブチルペルオ
キシマレート、アセチルシクロヘキシルスルフォニルペ
ルオキシドなどが挙げられる。

【００５１】ペルオキシカルボナート系としては、ｔ−
ブチルペルオキシイソプロピルカルボナート、ジ−ｎ−
プロピルペルオキシジカルボナート、ジ−ｓｅｃ−ブチ
ルペルオキシジカルボナート、ジ（イソプロピルペルオ
キシ）ジカルボナート、ジ（２−エチルヘキシルペルオ
キシ）ジカルボナート、ジ（２−エトキシエチルペルオ
キシ）ジカルボナート、ジ（メトキシイソプロピルペル
オキシ）ジカルボナート、ジ（３−メトキシブチルペル
オキシ）ジカルボナート、ビス−（４−ｔ−ブチルシク
ロヘキシルペルオキシ）ジカルボナートなどが挙げられ
る。

【００５２】ケトンペルオキシド系としては、アセチル
アセトンペルオキド、メチルエチルケトンペルオキシ
ド、メチルイソブチルケトンペルオキド、ケトンペルオ
キシドなどが挙げられる。その他の構造としては、ビニ
ルトリス（ｔ−ブチルペルオキシ）シランなども知られ
ている。

【００５３】上記有機過酸化物の添加量は充填材に対し
て０．１乃至５％が一般的である。上記有機過酸化物を
充填材に混合し、加圧加熱しながら架橋及び太陽電池モ
ジュ一ルの熱圧着を行うことが可能である。加熱温度な
らびに時間は各々の有機過酸化物の熱分解温度特性で決
定することができる。一般には熱分解が９０％、より好
ましくは９５％以上進行する温度と時間をもって加熱を
終了する。加圧方法としては、熱ロール、熱プレスで加
圧する方法とエアーバッグ状の治具を用いて系内を減圧
することによって大気圧で加圧する方法がある。

【００５４】上記架橋反応を効率良く行うためには、架
橋助剤と呼ばれるトリアリルシアヌレートを用いること
が望ましい。一般には充填材の０．１乃至５％の添加量
である。

【００５５】充填材と光起電力素子あるいは表面樹脂層
との密着力をより一層向上する必要のある場合、シラン
カップリング剤を充填材に併用することで目的が達成さ
れる。シランカップリング剤の具体的な構造としては、
ビニルトリクロルシラン、ビニルトリス（β−メトキシ
エトキシ）シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニル
トリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリ
メトキシシラン、β−（３、４−エポキシシクロヘキシ
ル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロ
ピルメチルジエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミ
ノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラ
ン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェ
ニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メ
ルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロ
ピルトリメトキシシランなどが挙げられる。

【００５６】シランカップリング剤の添加量としては充
填材に対して、０．０１乃至５％が望ましい。添加量が
０．０１％未満の場合にはシランカップリング剤の効果
が期待できない。一方、５％より多い場合には、添加量
ほどの効果が望めないばかりか、低分子量成分が多くな
り充填材の機械的強度が低下する恐れがある。

【００５７】本発明に用いられる充填材の材料は耐候性
において優れたものであるが、更なる耐候性の改良のた
めに、あるいは充填材フィルムの下層の保護のために、
紫外線吸収剤を併用することもできる。紫外線吸収剤と
しては、公知の化合物が用いられる。化学構造としては
サリチル酸系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール
系、シアノアクリレート系に大別される。

【００５８】サリチル酸系としては、フェニルサリシレ
ート、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルサリシレート、ｐ
−オクチルフェニルサリシレートなどが挙げられる。

【００５９】ベンゾフェノン系としては、２，４−ジヒ
ドロキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキ
シベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−オクトキシベ
ンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ドデシルオキシベ
ンゾフェノン、２，２′−ジヒドロキシ−４−メトキシ
ベンゾフェノン、２，２′−ジヒドロキシ−４，４′−
ジメトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メト
キシ−５−スルホベンゾフェノン、ビス（２−メトキシ
−４−ヒドロキシ−５−ベンゾフェノン）メタンなどが
挙げられる。

【００６０】ベンゾトリアゾール系としては、２−
（２′−ヒドロキシ−５′−メチルフェニル）べンゾト
リアゾール、２−（２′−ヒドロキシ−５′−ｔｅｒｔ
−ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２′−
ヒドロキシ−３′，５′−ジ・ｔｅｒｔ−ブチルフェニ
ル）ベンゾトリアゾール、２−（２′−ヒドロキシ−
３′−ｔｅｒｔ−ブチル−５−メチルフェニル）−５−
クロロベンゾトリアゾール、２−（２′−ヒドロキシ−
３′，５′−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−ク
ロロベンゾトリアゾール、２−（２′−ヒドロキシ−
３′，５′−ジ−ｔｅｒｔ−アミルルフェニル）ベンゾ
トリアゾール、２−｛２′−ヒドロキシ−３′−
（３″，４″，５″，６″−テトラヒドロフタルイミド
メチル）−５′−メチルフェニル｝ベンゾトリアゾー
ル、２，２−メチレンビス｛４−（１，１，３，３−テ
トラメチルブチル）−６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール
−２−イル）フェノール｝などが挙げられる。

【００６１】シアノアクリレート系としては、２−エチ
ルヘキシル−２−シアノ−３，３′−ジフェニルアクリ
レート、エチル−２−シアノ−３，３′−ジフェニルア
クリレートなどが挙げられる。上記紫外線吸収剤を少な
くとも１種以上添加することが好ましい。

【００６２】上記紫外線吸収剤以外に耐候性を付与する
手法としてはヒンダードアミン系光安定化剤を使用でき
ることが知られている。ヒンダードアミン系光安定化剤
は紫外線吸収剤のようには紫外線を吸収しないが、紫外
線吸収剤を併用することによつて著しい相乗効果を示
す。もちろんヒンダードアミン系以外にも光安定化剤と
して機能するものはあるが、着色している場合が多く本
発明の充填材には望ましくない。ヒンダードミン系光安
定化剤としてはコハク酸ジメチル−１−（２−ヒドロキ
シエチル）−４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラ
メチルピペリジン重縮合物、ポリ［｛６−（１，１，
３，３−テトラメチルブチル）アミノ−１，３，５−ト
リアジン−２，４−ジイル｝｛（２，２，６，６−テト
ラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝ヘキサメチレン
｛（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）
イミノ｝］、Ｎ，Ｎ′−ビス（３−アミノプロピル）エ
チレンジアミン−２，４−ビス［Ｎ−ブチル−Ｎ−
（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジ
ル）アミノ］−６−クロロ−１，３，５−トリアジン縮
合物、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペ
リジル）セバケート、２−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−４
−ヒドロキシベンジル）−２−ｎ−ブチルマロン酸ビス
（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジ
ル）などが知られている。

【００６３】一般に、フッ素樹脂は耐候性に較ベ、耐熱
性が若干劣ると予想できるため、酸化防止剤を添加する
ことが望ましい。酸化防止剤の化学構造としてはモノフ
ェノール系、ビスフェノール系、高分子型フェノール
系、硫黄系、燐酸系に大別される。

【００６４】モノフェノール系としては、２，６−ジ−
ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ブチル化ヒドロキ
シアニゾール、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−エ
チルフェノールなどが挙げられる。

【００６５】ビスフェノール系としては、２，２′−メ
チレン−ビス−（４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフ
ェノール）、２，２′−メチレン−ビス−（４−エチル
−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４′−チオ
ビス−（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノー
ル）、４，４′−ブチリデン−ビス−（３−メチル−６
−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、３，９−ビス
［｛１，１−ジメチル−２−｛β−（３−ｔｅｒｔ−ブ
チル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオ
ニルオキシ｝エチル｝２，４，８，１０−テトラオキサ
スピロ］５，５ウンデカンなどが挙げられる。

【００６６】高分子フェノール系としては、１，１，３
−トリス−（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔｅｒ
ｔ−ブチルフェニル）ブタン、１，３，５−トリメチル
−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル
−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、テトラキス−
｛メチレン−３−（３′，５′−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル
−４′−ヒドロキスフェニル）プロピオネート｝メタ
ン、ビス｛（３，３′−ビス−４′−ヒドロキシ−３′
−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ブチリックアシッド｝グ
ルコールエステル、１，３，５−トリス（３′，５′−
ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４′−ヒドロキシベンジル）−
ｓ−トリアジン−２，４，６−（１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ）ト
リオン、トリフェノール（ビタミンＥ）などが知られて
いる。

【００６７】一方、硫黄系としては、ジラウリルチオジ
プロピオネート、ジミリスチルチオジプロピオネート、
ジステアリルチオプロピオネートなどが挙げられる。

【００６８】燐酸系としては、トリフェニルホスファイ
ト、ジフェニルイソデシルホスファイト、フェニルジイ
ソデシルホスファイト、４，４′−ブチリデン−ビス−
（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル−ジ−ト
リデシル）ホスファイト、サイクリックネオペンタンテ
トライルビス（オクタデシルホスファイト）、トリス
（モノ及びあるいはジ）フェニルホスファイト、ジイソ
デシルペンタエリスリトールジフォスファイト、９，１
０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−ホスファフェナスレ
ン−１０−オキサイド、１０−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ
−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−９，１０−ジヒ
ドロ−９−オキサ−１０−ホスファフェナンスレン−１
０−オキサイド、１０−デシロキシ−９，１０−ジヒド
ロ−９−オキサ−１０−ホスファフェナンスレン、サイ
クリックネオペンタンテトライルビス（２，４−ジ−ｔ
ｅｒｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、サイクリック
ネオペンタンテトライルビス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−
メチルフェニル）ホスファイト、２，２−メチレンビス
（４，６−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）オクチルホスフ
ァイトなどが挙げられる。

【００６９】太陽電池モジュールの使用環境を考慮して
低揮発性の紫外線吸収剤、光安定化剤及び酸化防止剤を
用いることが好ましい。

【００７０】次に、本発明で用いられる表面樹脂層につ
いて説明する。表面樹脂層は太陽電池モジュールの最表
層に位置するため耐候性、撥水性、耐汚染性、機械強度
をはじめとして、太陽電池モジュールの屋外暴露におけ
る長期信頼性を確保するために必要である。

【００７１】本発明に好適に用いられる材料としては、
フッ素元素の含有量が３８乃至６０％の材料が好まし
い。具体的なフィルムとしてはフッ化ビニリデン共重合
体あるいは四フッ化エチレン−エチレン共重合体が挙げ
られる。ホモポリマー単独のポリフッ化ビニリデンのフ
ッ素元素含有量は５６％であり、表面硬度、可撓性、透
明性、コストなどの調整のために、アクリル樹脂を混合
することも可能である。フッ化ビニリデン共重合体とア
クリル樹脂との混合比率は１０／０乃至７／３が好まし
い。混合比率が７／３未満である場合には表面樹脂層に
要求される耐候性を期待することが難しい。

【００７２】混合比が７／３である場合のフッ素元素の
含有量は３９％程度となる。一方、四フッ化エチレン−
エチレン共重合体は二元共重合体で前記含有量は同じく
５６％である。四フッ化エチレン−エチレン共重合体
は、所定の高温領域で脆性化を示すので、一般には第三
成分としてビニルエーテルあるいはビニルエステルモノ
マーを共重合することによって、上記欠陥を改善するこ
とが一般的である。耐候性については、フッ化ビニリデ
ン共重合体樹脂の方が、四フッ化エチレン−エチレン共
重合体よりも優れているという報告がされている。ま
た、耐候性及び機械的強度の両立では四フッ化エチレン
−エチレン共重合体が優れているというデータもある。

【００７３】前記充填材との接着性の改良のために、コ
ロナ処理、プラズマ処理を表面樹脂層に行うことが望ま
しい。

【００７４】本発明に係る太陽電池モジュールは、屋根
などに固定した状態で用いられる場合が多く、また、そ
の固定手段としては太陽電池モジュールの端部を折曲げ
るという加工手段が用いられることが多い。太陽電池モ
ジュールを折曲げ加工する場合、表面樹脂層も同時に伸
ばされるので、表面樹脂層の折り曲げ部で破断又はクラ
ックが生じる場合がある。四フッ化エチレン−エチレン
共重合体において、一軸延伸処理が施されていることが
多い。

【００７５】この一軸延伸処理が施されたフィルムの特
徴は、延伸された方向を除く方向又は延伸されていない
フィルムに比ベて破断伸びが低く、破断抗張力が高い点
そして透湿度が低い点である。しかしながら、この一軸
延伸されたフィルムを用いて折曲げ加工を行うと、折曲
げ部でフィルムに破断あるいはクラックが生じ易い。折
り曲げ時の欠陥を防止するためには、大きい曲率で曲げ
るあるいは加温しながら曲げる必要があり、折曲げ加工
に時間と煩雑な作業が付随していた。したがって、無延
伸フィルムを使用することにより、上記煩雑な作業が不
要となる。

【００７６】

【実施例】（実施例１）本実施例では、まず、光起電力
素子を製作したが、図２は該光起電力素子の構成を示す
ものである。

【００７７】洗浄したステンレス基体２０１上に、スパ
ッタ法で裏面反射層２０２としてＡｌ層（膜厚５０００
Å）とＺｎＯ層（膜厚５０００Å）を順次形成する。次
いで、プラズマＣＶＤ法により、ＳｉＨ₄とＰＨ₃とＨ₂
の混合ガスからｎ型ａ−Ｓｉ層 を、ＳｉＨ₄とＨ₂の混
合ガスからｉ型ａ−Ｓｉ層を、ＳｉＨ₄とＢＦ₃とＨ₂の
混 合ガスからｐ型微結晶μｃ−Ｓｉ層を形成し、ｎ層
膜厚１５０Å／ｉ層膜厚４０００Å／ｐ層膜厚１００Å
／ｎ層膜厚１００Å／ｉ層膜厚８００Å／ｐ層膜厚１０
０Åの層構成のタンデム型ａ−Ｓｉ光電変換半導体層２
０３を形成した。

【００７８】次に、透明導電層２０４として、Ｉｎ２０
３薄膜（膜厚７００Å）を、Ｏ₂雰囲気下でＩｎを抵抗
加熱法で蒸着する事によって形成した。さらに、集電用
のグリッド電極２０５を銀ペーストのスクリーン印刷に
より形成し、最後に、マイナス側端子として銅タブをス
テンレス基体にステンレス半田を用いて取り付け、プラ
ス側端子としては錫箔のテープを導電性接着剤にて集電
電極に取り付け出力端子２０６とし、光起電力素子を得
た。

【００７９】次に、本発明に係る表面の充填材は以下の
ようにして試作した。フッ化ビニリデン共重合体とアク
リル樹脂の混合物（電気化学社製、商品名：カイナーフ
ィルム４、ポリフッ化ビニリデン／アクリル樹脂の比が
３／７）１００部、酸成分としてブロックポリマー（日
本油脂社製、商品名：モディパーＨ５００、酸価１２
０、風で乾して無溶剤としたもの）１０部、紫外線吸収
剤として２−ヒドロキシ−４−オクトキシベンゾフェノ
ン（サイアナミッド社製、商品名：サイアソーブＵＶ５
３１）０．３部、光安定化剤としてビス（２，２，６，
６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート（チバ
ガイギー社製、商品名：チヌビン７７０）を０．１部、
酸化防止剤としてトリス（モノ及び／又はジノニルフェ
ニル）ホスファイト（ユニロイヤル社製、商品名：ナウ
ガードＰ）０．２部、シランカップリング剤としてγ−
メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（信越シリ
コーン杜製、商品名：ＫＢＭ５０３）として及び架橋剤
として２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔｅｒｔ−ペ
ルオキシ）ヘキサン（アトケム社製、商品名：ルパゾー
ル１０１）１．５部を混合し、押し出し機（由利ロール
社製、商品名：ＧＰＤ）を用いて２２０℃で押し出し、
厚みが２５０μｍの表面充填材を得た。このようにして
得られた充填材の酸価は１１であった。

【００８０】上記光起電力素子と表面の充填材を用いて
太陽電池モジュールとする過程を図１を用いて説明す
る。

【００８１】作成した光起電力素子１０１、１０２の裏
面に下から順番に補強板１０８としてガルバリウム鋼板
３０４（０．８ｍｍ厚）、裏面充填材１０７としてＥＶ
Ａ（Ｍｏｂａｙ社製、高耐候性グレード、厚み４６０μ
ｍ）、裏面フィルム１０６としてナイロン（デュポン社
製、商品名：ダーテック、厚み７５μｍ）及び裏面充填
材１０５としてＥＶＡ（同上）を積層した。

【００８２】次に、太陽電池の受光面側に下から順番に
充填材１０３としてフッ化ビニリデン共重合体樹脂とア
クリル樹脂の混合物からなるフィルム（上記フィルム）
及び表面樹脂層１０４として四フッ化エチレン−エチレ
ン共重合体（デュポン社製、商品名：テフゼル、無延伸
フィルム厚み５０μｍ）を積層した。この後、上記積層
物をアルミ板と２ｍｍ厚みのシリコンラバーの間に挟ん
で、真空ポンプを用いて７００ｍｍＨｇまで減圧し、オ
ーブンにて１７０℃の雰囲気中で３０分加熱し、上記被
覆材が光起電力素子と一体化した太陽電池モジュールを
得た。

【００８３】上記方法にて作製した太陽電池モジュール
について以下の項目について評価を行った。

【００８４】（１）変換効率 ＡＭ−１．５グローバルの太陽光スペクトルで１００ｍ
Ｗ／ｃｍ²の光量の疑似太陽光源を用いて太陽電池特性
を測定し、変換効率を求めた。

【００８５】（２）耐候性 サンシャインウェザーメーターに太陽電池モジュールを
投入し、光照射及び降雨サイクルによって促進耐候性試
験を行い、５０００時間後の外観上の変化及び太陽電池
モジュールの性能を変換効率の相対低下率（百分率）で
評価した。ただし、アモルファスシリコンの光起電力素
子自身の光劣化は除外した。

【００８６】（３）耐熱性 太陽電池モジュールを１００℃の雰囲気中に２４時間放
置し、外観上の変化を観察した。下記の表１における評
価では、全く変化がないものを○とし、信頼性を大きく
損なうと思われる剥離、亀裂、着色の生じたものをもの
を×とし、その中間を△とした。

【００８７】（４）温度サイクル −４０℃／１時間、８５℃／１時間の温度サイクル試験
を５０サイクル行い、試験後の太陽電池モジュールの外
観上の変化を観察した。前記表１では、全く変化がない
ものを○とし、信頼性を大きく損なうと思われる剥離、
亀裂、着色の生じたものをものを×とし、その中間を△
とした。

【００８８】（５）温湿度サイクル −４０℃／１時間、８５℃／８５％ＲＨ／４時間の温湿
度サイクル試験を２０サイクル行い、試験後の太陽電池
モジュールの外観上の変化を観察した。前記表１では全
く変化がないものを○とし、信頼性を大きく損なうと思
われる剥離、亀裂、着色の生じたものをものを×とし、
その中間を△とした。

【００８９】（６）耐湿性 ８５℃／８５％ＲＨの雰囲気中に太陽電池モジュールを
置き、ソーラーシミュレーターで受光面に疑似太陽光を
照射して、２４時間後の太陽電池モジュールの性能を変
換効率の相対低下率（百分率）で評価した。

【００９０】（７）曲げ加工性 折曲げ機を用いて曲率１０ｍｍＲで補強板とラミ材の部
分のみを加工した。折曲げ部分のラミ材の亀裂あるいは
破断の有無を評価した。

【００９１】（８）耐擦傷性 ４５度の角度に保持した太陽電池モジユールを表面に１
００メッシュパスの砂を１ｍの高さから毎分１０ｇ、１
００分間自然落下した。この時表面樹脂層に生じる傷を
観察した。前記表１では、ほとんど傷のつかなかったも
のを○とし、傷の生じたものをものを×とし、その中間
を△とした。

【００９２】（実施例２）本実施例は、上記実施例１に
おいて、表面樹脂層を一軸延伸された四フッ化エチレン
−エチレン共重合体（デュポン社製、商品名：テフゼル
Ｔ² 、厚み５０μｍ）に代えた他は全く同様にして太陽
電池モジュールを作成した。

【００９３】（実施例３）本実施例は、上記実施例１に
おいて、表面樹脂層をポリフッ化ビニリデンフィルム
（電気化学社製、商品名：カイナーフィルム１、無延伸
フィルム厚み５０μｍ）に代えた他は全く同様にして太
陽電池モジュールを作成した。

【００９４】（実施例４）本実施例は、上記実施例１に
おいて、表面の充填材のシランカップリング剤を用いな
かった他は全く同様にして太陽電池モジュールを作成し
た。

【００９５】（実施例５）本実施例は、上記実施例１に
おいて、表面の充填材のシランカップリング剤及び架橋
剤を用いなかった他は全く同様にして太陽電池モジュー
ルを作成した。

【００９６】（実施例６）本実施例は、上記実施例１に
おいて、酸成分としてスチレン無水マレイン酸共重合体
ハーフエステル化物（ＡＲＣＯケミカル社製、商品名：
ＳＭＡレジン１４４０）１０部に代え、さらに表面の充
填材のシランカップリング剤及び架橋剤を用いなかった
他は全く同様にして太陽電池モジュールを作成した。上
記充填材の酸価は２１であった。

【００９７】（実施例７）本実施例は、前記実施例６に
おいて、酸成分としてスチレン無水マレイン酸共重合体
ハーフエステル化物（ＡＲＣＯケミカル社製、商品名：
ＳＭＡレジン１４４０）を０．１部に減らした他は全く
同様にして太陽電池モジュールを作成した。上記充填材
の酸価は０．２であった。

【００９８】（実施例８）本実施例は、上記実施例３に
おいて、表面の充填材を以下のように変更した。フッ化
ビニリデン共重合体とアクリル樹脂の混合物（電気化学
社製、商品名：カイナーフィルム４、ポリフッ化ビニリ
デン／アクリル樹脂の比が３／７）３０部、アクリル樹
脂としてポリメチルメタクリレート（三菱レーヨン社
製、商品名：ダイヤナールＢＲ８０）７０部を混合し、
押し出し機（由利ロール社製、商品名：ＧＰＤ）を用い
て２００℃で押し出し、２５０μｍの表面充填材を得
た。その他は全く同様にして太陽電池モジュールを作成
した。

【００９９】（実施例９）本実施例は、上記実施例１に
おいて、表面の充填材を以下のようにして変更した。フ
ッ化ビニリデン共重合体とアクリル樹脂の混合物（電気
化学社製、商品名：カイナーフィルム１、ポリフッ化ビ
ニリデン／アクリル樹脂の比が７／３）６０部、アクリ
ル樹脂としてポリメチルメタクリレート（三菱レーヨン
社製、商品名：ダイヤナールＢＲ８０）４０部を混合
し、押し出し機（由利ロール社製、商品名：ＧＰＤ）を
用いて２４０℃で押し出し、２５０μｍの表面充填材を
得た。その他は全く同様にして太陽電池モジュールを作
成した。

【０１００】（比較例１）本比較例は、上記実施例１に
おいて、表面の充填材をフッ化ビニリデン共重合体とア
クリル樹脂の混合物をＥＶＡ（裏面充填材と同一）に変
更した。その他は全く同様にして太陽電池モジュールを
作成した。

【０１０１】（比較例２）本比較例は、上記実施例１に
おいて、表面の充填材をフッ化ビニリデン共重合体とア
クリル樹脂の混合物をブチラール樹脂（積水化学社製、
商品名：エスレックＢ、厚み５００μｍ）に変更した。
その他は全く同様にして太陽電池モジュールを作成し
た。

【０１０２】上述したように、下記の表１は、上記実施
例と比較例における太陽電池モジュールの評価結果につ
いて示すものである。

【０１０３】

【表１】 以上本発明につき詳述したが、本発明は、上記に実施態
様あるいは実施例に記載した範囲に限定されるものでは
なく、その要旨の範囲内で種々変更することができる。

【０１０４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、少なく
とも一層の半導体光活性層が形成された光起電力素子
と、該光起電力素子の光入射側表面に設けられる透明な
充填材とを含む太陽電池モジュールにおいて、前記充填
材は、フッ化ビニリデン共重合体とアクリル樹脂の混合
物から成ることを特微とするので、以下に列記の優れた
効果を奏する。

【０１０５】（１）耐候性に優れた被覆となる。すなわ
ち、フッ素樹脂とアクリル樹脂を用いるために本質的に
耐候性の優れた表面被覆材料となる。従来、用いられて
いたＥＶＡのように長期間使用中に黄変することがな
く、太陽電池素子の変換効率の劣化がない。

【０１０６】（２）耐湿性に優れた被覆となる。すなわ
ち、水酸基を過剰に有しない化学構造のために本質的に
耐湿性の優れた表面被覆材料となる。従来、用いられて
いたブチラール樹脂のように高湿下で吸湿し、太陽電池
素子に容易に水分が進入することがない。したがって、
太陽電池素子内部の電気的短絡が生じにくい。さらには
ブチラール樹脂の最大の欠陥である失透現象がなく、太
陽電池素子の変換効率の劣化がない。

【０１０７】充填材に用いるフッ化ビニリデン共重合体
とアクリル樹脂の比が１／９乃至４／９とすることによ
り以下の効果が期待できる。

【０１０８】（３）熱圧着性に優れた被覆となる。すな
わち、フッ化ビニリデン共重合体とアクリル樹脂の比を
１／９乃至４／６にすることによって、比較的低温で熱
圧着が可能である。前記比が４／６より大きいと熱溶融
するのに２００℃を越す高温が必要である。この高温処
理にって、集電電極に用いられる樹脂の過剰な架橋ある
いは酸化が生じ、太陽電池モジュールの長期信頼性を損
なう場合がある。さらに熱溶融しても接着力が比較的低
く、長期間密着を維持することが困難である。一方、前
記混合比率が１／９未満の場合にはフッ化ビニリデン共
量合体の有する耐候性を期待できない。

【０１０９】さらに、充填剤の酸価を５乃至５０にする
ことにより、 （４）密着性に優れた充填材となる。すなわち、酸成分
により光起電力素子あるいは表面樹脂層との密着力を改
書することができる。

【０１１０】酸成分として酸含有のグラフト共重合体ま
たはブロックポリマーを用いることで、 （５）さらに密着性に優れた被覆となる。すなわち、厳
しい使用環境下で長期間安定した密着力を得ることが可
能である。あるいは、酸成分の添加量を少なくすること
でより吸湿性を抑えることが可能である。

【０１１１】充填材を架橋することにより、 （６）耐熱性に優れた被覆となる。すなわち、架橋物で
あるため高温使用時に充填材が軟化したり、剥離が生じ
ると言った問題は防止できる。また、フッ素樹脂を用い
ているために本質的に耐熱性の優れた表面被覆材料とな
る。従来、用いられていたブチラール樹脂のように高温
下の使用中に添加されていた酸化防止剤などが揮発した
後、黄変が加速すると言った問題がなく、太陽電池素子
の変換効率の劣化がない。

【０１１２】充填材にカップリング剤を加えることに上
記密着性をより向上できる。一方、表面樹脂層に関して
は、四フッ化エチレン−エチレン共重合体を用いること
によって、 （７）耐候性に優れた被覆となる。すなわち、充填材の
フッ素樹脂と相まって、四フッ化エチレン−エチレン共
重合体の有する耐候性が期待できる。

【０１１３】（８）機械的強度の高い被覆材となる。す
なわち、フッ素樹脂フィルムの中でも極めて破断強度と
破断伸度を有する四フッ化エチレン−エチレン共重合体
であるため、外部からの衝撃、応力、例えば、砂塵、落
雹に対して安定した表面被覆を保証する。

【０１１４】さらに延伸処理されていない四フッ化エチ
レン−エチレン共重合体を用いることで、 （９）後加工性に優れた被覆となる。すなわち、延伸処
理された四フッ化エチレン−エチレン共重合体を用いた
太陽電池モジュールはモジュール端部を曲げ加工した場
合、表面樹脂層にクラックあるいは破断が顕在化し、最
表層である四フッ化エチレン−エチレン共責合体の撥水
性、防湿性が期待できない。延伸処理されていないフィ
ルム用いることにより上記クラックあるいは破断が防止
できる。さらには、無延伸であるため、熱収縮率が小さ
く、熱接着後の収縮応力も小さくできる。

【０１１５】総じて、太陽電池モジュールの少なくとも
光入射側の表面の充填材にフッ化ビニリデン共重合体と
アクリル樹脂の混合物を用いることによって、従来大き
な問題となっていた耐候性、耐熱性、耐湿性に優れ、太
陽電池モジュールの変換効率の低下が抑えられる。ま
た、充填材に酸成分を導入することによって被覆材の界
面の接着が長期的に保証される。更に、従来より用いら
れているＥＶＡ、ブチラール樹脂などの充填材と同様の
プロセスにより太陽電池モジュールが製造できるので、
新たな設備が不要である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る太陽電池モジュールの概略断面図
の一例である。

【図２】図１の太陽電池モジュールで使用する、光起電
力素子の基本構成を示す概略断面図の一例である。

【符号の説明】 １０１ 導電性基体、 １０２ 光起電力素子、 １０３ 充填材、 １０４ 表面樹脂層、 １０５ 裏面充填材、 １０６ 裏面フィルム、 １０７ 裏面充填材、 １０８ 補強板、 ２０１ 導電性基体、 ２０２ 裏面反射層、 ２０３ 半導体活性層、 ２０４ 透明導電層、 ２０５ 集電電極、 ２０６ 出力端子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片岡 一郎 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一層の半導体光活性層が形成
   された光起電力素子と、該光起電力素子の光入射側表面
   に設けられる透明な充填材とを含む太陽電池モジュール
   において、前記充填材は、フッ化ビニリデン共重合体と
   アクリル樹脂の混合物から成ることを特微とする太陽電
   池モジュール。
2. 【請求項２】 前記混合物は、フッ化ビニリデン共重合
   体とアクリル樹脂の比が１／９乃至４／６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。
3. 【請求項３】 前記充填材は、酸価が５乃至５０である
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の太陽電
   池モジュール。
4. 【請求項４】 前記充填材は、酸成分たるグラフト共重
   合体又はブロックポリマーが含有されていることを特徴
   とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載
   の太陽電池モジュール。
5. 【請求項５】 前記充填材は、架橋されていることを特
   徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記
   載の太陽電池モジュール。
6. 【請求項６】 前記充填材は、カップリング剤が含有さ
   れていることを特微とする請求項１から請求項５までの
   いずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
7. 【請求項７】 前記充填材は、その最表面側に、透明な
   表面樹脂層が設けられていることを特微とする請求項１
   から請求項６までのいずれか１項に記載の太陽電池モジ
   ュール。
8. 【請求項８】 前記表面樹脂層は、フッ素含有量が３８
   乃至６０％のフッ素樹脂フィルムであることを特徴とす
   る請求項７に記載の太陽電池モジュール。
9. 【請求項９】 前記表面樹脂層は、四フッ化エチレン−
   エチレン共重合体であることを特徴とする請求項７に記
   載の太陽電池モジュール。
10. 【請求項１０】 前記四フッ化エチレン−エチレン共重
    合体は、延伸処理されていないことを特徴とする請求項
    ９に記載の太陽電池モジュール。
11. 【請求項１１】 前記光起電力素子は、導電性基体上に
    半導体光活性層及び透明導電層を形成積層することによ
    り形成されていることを特徴とする請求項１から請求項
    １０までのいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。