JPH09191121A

JPH09191121A - 太陽電池モジュール及びその製造方法

Info

Publication number: JPH09191121A
Application number: JP8018284A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Yamada; 聡山田; Takahiro Mori; 隆弘森; Hidenori Shiozuka; 秀則塩塚; Ayako Komori; 綾子小森; Ichiro Kataoka; 一郎片岡
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-01-10
Filing date: 1996-01-10
Publication date: 1997-07-22

Abstract

(57)【要約】【目的】光起電力素子の保護能力に優れた太陽電池モ
ジュールを提供する。また発泡体により断熱性を付与し
光起電力素子の劣化を抑えた太陽電池モジュールを提供
する。【構成】支持基板（１０１）、未発泡体（１０２
Ａ）、絶縁体（１０３）、光起電力素子（１０４）、お
よび表面被覆材（１０５）を積層し、加熱加圧の被覆工
程で、未発泡体（１０２Ａ）は、発泡し発泡体（１０２
Ｂ）となる。発泡体（１０２Ｂ）を有する構造とし保護
能力を向上させ、断熱性を付与する。発泡体は未発泡体
をラミネーション工程中に発泡させることで光起電力素
子の裏面の凹凸を充填する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光電変換部材としての
半導体光活性層を有する光起電力素子が表面被覆材およ
び裏面被覆材で封止された太陽電池モジュールに関す
る。詳細には本発明は、導電性基板上に光電変換部材と
しての半導体光活性層と透明導電層が形成された光起電
力素子と、該光起電力素子の受光側に設けられた表面被
覆材と、該光起電力素子の裏面側に設けられた裏面被覆
材とからなる太陽電池モジュールであって、前記裏面被
覆材は特定の発泡体を有していて、光劣化が少なく、構
造的にクッション性に富み多的圧力により変形しない太
陽電池モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来数多くの薄膜光起電力素子が提案さ
れている。それら薄膜光起電力素子の代表的なものとし
てアモルファスシリコン薄膜光起電力素子を挙げること
ができる。そうしたアモルファスシリコン薄膜光起電力
素子として、導電性基体上に光電変換素子として機能す
るアモルファスシリコン半導体膜を設け、該半導体膜上
に透明導電層を設けた構成を有するものが知られてい
る。このような薄膜起電力素子（ソーラセル）は、柔軟
性に優れかつ軽量である。こうした利点を有するソーラ
セルをモジュール化した持ち運び可能で屋外レジャーな
どに使用可能な太陽電池モジュールが知られている。従
来の太陽電池モジュールとしては、光起電力素子を外部
からの力から保護するために、裏面被覆材の一部として
発泡体を貼り合わせたものがある。このような太陽電池
モジュールは、海岸や、川原などの凸凹なところでモジ
ュールを誤って踏むようなことがあっても、発泡体が、
歪み、凹凸を吸収するので光起電力素子が傷つくのが防
げる。また、このような太陽電池モジュールには、軽
く、水に浮くような軽いものもある。

【０００３】ところで、アモルファスシリコン太陽電池
においては、ステボラロンスキー劣化で、その変換効率
はいったん低下するが、熱アニールにより回復する。ま
た、該アモルファスシリコン太陽電池は、高い温度でも
変換効率の低下が少ない。そのため、結晶系の光起電力
素子の設置形態などで採用されている複雑な冷却構造を
とる必要がない。アモルファスシリコン太陽電池はせい
ぜい数μｍの薄膜でも機能するため、種々の耐熱性を有
する基板に堆積が可能である。例えば、鋼板、メッキ鋼
板、ステンレススチール、ポリイミドなどに代表される
耐熱性の樹脂フィルムである。したがって、可撓性に優
れるため、３ｍｍ程度の剛直なガラス板に貼り合わせな
くても、光起電力素子が破損することがない。すなわ
ち、アモルファスシリコンからなる光起電力素子は様々
な被覆形態が可能である。例えば、ガラス板に代わりプ
ラスチックフィルムで被覆することもでき、剛性を付与
する場合には鋼板などを使用することが可能である。表
面にガラス板を使用せず、支持基板として鋼板などを用
いる太陽電池モジュールは剛性、耐火性、不燃性、経済
性のバランスがとれているといえる。このような太陽電
池モジュールは金属屋根と類似の構造である。したがっ
て、太陽電池モジュールは、複雑な部材、施工を必要と
することなくして容易に設置できる。

【０００４】しかしながら、鋼板は熱伝導率が約０．５
Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋと高く、外気、あるいは固定部材にそ
の熱を逃してしまう。そのため、アモルファスシリコン
太陽電池を熱アニールするには不十分である。熱を逃が
さないためには、アモルファスシリコン太陽電池と鋼板
の間に熱伝導率が約４×１０^-4Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋと１０
００倍も低い発泡体を積層することが望ましい。使用す
る環境、設置方法にもよって異なるが、一般には１×１
０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ以下の熱伝導率の発泡体を使用し
た太陽電池モジュールは、屋根に設置した場合には、発
泡体を持たない太陽電池モジュールに比べて約１０乃至
３０℃も光起電力素子の温度が上昇する。こうしたこと
から従来は、太陽電池モジュールに支持基板の裏側から
発泡体を貼り合わせて断熱材としていた。しかし、発泡
体と光起電力素子の間には、支持基板、絶縁体が存在
し、熱容量、熱伝導が大きくなってしまい、光起電力素
子を昇温させる効果は小さく１０〜２０℃程度である。

【０００５】支持基板と絶縁体間に、発泡体を接着する
ことも考えられるが、高い耐熱性の発泡体でなければ被
覆工程中に気泡がつぶれてしまう。その理由としては、
被覆工程は、加熱により充填材を溶融し、加圧により被
覆材を光起電力素子に貼り合わせることにより行われる
ことから、該工程において発泡体を同時に貼り合わせる
と、発泡体が加熱、加圧され、発泡体の気泡はつぶれて
しまう。特に真空ラミネーションの場合には、発泡体に
含有するガスが、加熱と加圧により追い出され、さらに
真空引きされることにより、発泡体の気泡はなくなって
しまい、さらに、発泡体の樹脂が溶融し、空間がなくな
る。そのためその後、冷却しても元の発泡体の厚みに戻
ることがない。したがって、被覆工程で表面被覆材、発
泡体を有する裏面被覆材と光起電力素子とを一括で被覆
することは困難である。一方、耐熱性に優れた発泡体で
は被覆工程中の高温下でも熱変形しにくく、光起電力素
子の凹凸を充填することができない。さらには耐熱性に
優れた発泡体はほとんどが可撓性に欠けるという問題を
合わせ持っているのが実情である。すなわち、ポリアセ
タール、フェノール樹脂、ポリエチレンテレフタレート
からなる発泡体は耐熱性に優れているものの可撓性に欠
ける。例えば、モジュールを１００ｍｍの曲率に曲げた
場合、発泡体に亀裂が生じたり、しわが付いたり、モジ
ュールの外観不良となる。なおこの場合、可撓性と耐熱
性が両立していると考えられる架橋されたシリコーンを
発泡体として使用すると、モジュールの被覆工程中に７
０％程度の厚みに潰れることが本発明者らの実験を介し
ての検討の結果判明した。

【０００６】つまり、当初期待したほどの断熱性は得ら
れない。そこで、被覆工程中に押し潰される厚みを見込
んで、被覆完了後の厚みより厚い発泡材を使用すること
により上記問題は回避できる。しかしながら、現在の光
起電力素子は変換効率の改善が図られ、光起電力素子で
発生した電流を光起電力素子の裏面に集電する手法がと
られている。すなわち、一般に太陽電池モジュールの光
起電力素子の裏面には配線が施される。したがってその
裏面は、程度の差はあれ、凹凸形状である。このような
光起電力素子をすでに発泡した平面性を有する発泡体と
貼り合わせた場合、別の問題が生じる。すなわち、架橋
された発泡体では上記凹凸を十分に充填することができ
ず、モジュール内部に空洞が生じる。太陽電池モジュー
ルのＪＩＳＣ−８９１７で記述されている高温高湿結露
試験などの高温高湿時に空洞部に水分が侵入し、その後
低温になった時には、水が凍り、体積膨張しその周辺の
部材が剥離するなどの問題が生じる。上記凹凸への充填
性を改善するために、架橋していない発泡体を用いる方
法が考えられるが、被覆工程中に架橋していないがため
に、発泡体が押し潰される。この場合押し潰されないよ
うな、耐熱性を有する発泡体、例えば、シリコーン、ポ
リエステル、とりわけ、ポリエチレンテレフタレート、
あるいは若干耐熱性が劣るがポリプロピレンではそもそ
も、熱変形しないため、充填性は望めない。したがっ
て、熱アニールのために従来の太陽電池モジュールは裏
面側の支持基板である鋼板の外側に断熱材として、発泡
体を貼り合わせ、太陽電池モジュールの温度を高い温度
で保持する工夫がなされている。しかし、このような太
陽電池モジュールにおいても、鋼板から上の被覆工程と
その後に、発泡体を接着剤により貼り合わせる方法を用
いなければならない。発泡体は熱伝導の優れた鋼板を介
しているため、昇温効果は少なく、熱アニールによる効
果は低い。さらには、発泡体がモジュールに外付けされ
た状態のために、水分を吸収しやすく当初の熱伝導を期
待できないなどの問題も抱えている。耐熱性のある発泡
体を被覆工程中に接着する場合、光起電力素子の凹凸を
充填できない、可撓性がないといった問題がある。

【０００７】一方、可撓性の有する発泡体ではモジュー
ルの被覆工程中に気泡が壊れ、発泡体ではなくなってし
まう。さらには可撓性があり、架橋された発泡体は被覆
工程直後には光起電力素子の凹凸を充填しているように
見えるが、実使用中あるいは温度サイクルあるいは温湿
度サイクル後、光起電力素子の凹凸部分の充填が不良に
なるという問題が生じる。これは、架橋されている発泡
体を一時的に熱変形しただけにすぎす、環境変化などに
起因する応力で凹凸部分が剥離したり、あるいは発泡体
の残留している内部応力を経時的に緩和することが原因
である。このような凹凸を充填できなくなってしまった
太陽電池モジュールはその後の実使用において、温湿度
変化で凹凸部分に水分が侵入あるいは結露し、その凹凸
のある界面の剥離が一層進行してしまうという問題があ
る。

【０００８】ところで、発泡体を太陽電池モジュールに
貼り合わせるには、あらかじめ光起電力素子を、表面被
覆材と絶縁体により被覆するラミネーションの工程と、
その後、絶縁体上に接着剤などを用いて発泡体を貼り合
わせる、貼り合わせ工程が必要である。そのために発泡
体の気泡を潰さず、太陽電池モジュールに貼り合わせる
には、発泡体を常温で貼り合わせる工程が必要となる。
発泡体を貼り合わせる工程は、接着剤の塗布、乾燥、発
泡体の貼り合わせ、接着剤の硬化の工程が必要となる。
この方法は工程数が多く効率的でなくまた生産性がよく
ない。また、接着剤が溶剤系である場合には、接着剤塗
布のための塗装ブースが必要となり、そのための排気の
設備などが必要となり設備が大掛かりなものとなる。接
着剤が水系である場合、例えば、エマルジョン塗料に
は、その乾燥に時間がかかる場合が多い。さらに、この
ような接着剤は、その実使用下での接着強度が十分でな
い場合が多く、剥離を生じる場合も多い。また、光起電
力素子の裏面の凹凸に関係なく、厚み一定のものを貼り
合わせるので、貼り合わせ後に凸部に面した発泡体は凸
状になり外観上好ましくない。さらに、このような常温
貼り合わせの工程で製造した太陽電池モジュールは、発
泡体が十分な熱履歴を受けていないために温度、温湿度
変化による歪みを生じることがある。例えば、温度サイ
クル、温湿度サイクル試験で発泡体が熱膨張あるいは熱
収縮し、太陽電池モジュール全体がカールしてしまう。
カールを防ぐために発泡体をあらかじめ熱サイクルをか
け熱収縮のないようにすることもなされている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術における上述した問題を解決し、光起電力素子の昇
温効果に優れ、かつ、充填性を改良した発泡体を有する
太陽電池モジュールを提供することにある。本発明の他
の目的は、裏面保護性に優れ、かつ、充填性を改良した
発泡体を有する太陽電池モジュールを提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、光起電力素
子の少なくとも裏面側に発泡体を有する構造とし、発泡
体が光起電力素子の凹凸を充填することにより達成され
る。すなわち、上記目的を達成する本発明の太陽電池モ
ジュールは、光電変換部材としての半導体光活性層を有
する光起電力素子が、表面被覆材、裏面被覆材により被
覆され、前記裏面被覆材が発泡体を有する太陽電池モジ
ュールであって、前記発泡体が光起電力素子の裏面の凹
凸を充填していることを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明における発泡体は、太陽電池モジュール
を屋根材として使用する場合や、架台設置の場合には、
断熱材として働く。また、柔軟性をもつ太陽電池モジュ
ールの場合には、光起電力素子を外部からの力から保護
する働きをもつ。本発明によれば、少なくとも裏面側
に、発泡体を有することで、アモルファスシリコン太陽
電池を使用した場合のステボラロンスキー劣化が格段に
軽減できる。これは優れた昇温効果で熱アニールされる
ためである。また、川原、海岸などの凸凹なところで誤
って踏んでしまった際にも光起電力素子にダメージを与
えない。さらに、変形しやすい発泡体を用いることによ
り、他の硬質な樹脂を減らすことができ、軽量化が達成
できる。さらに、本発明においては、未発泡体が被覆工
程中に発泡することにより、温度サイクル、温湿度サイ
クル試験でも剥離、絶縁不良などの問題のない安定した
太陽電池モジュールが達成できる。これは発泡体が光起
電力素子の凹凸を充填し、モジュール内部に空洞が存在
しないためである。さらにまた、裏面被覆材に発泡体を
有する太陽電池モジュールの製造方法において、光起電
力素子の被覆工程中に未発泡体が発泡するようにするこ
とにより、太陽電池モジュールに発泡体を別工程で貼り
合わせるプロセスが必要でなくなり、工程の簡略化が達
成できる。そして、被覆工程中に発泡体を形成するため
に、被覆材が、十分な熱履歴を受けることにより、熱収
縮などを生じない。さらに、未発泡体を被覆工程で発泡
させた発泡体は光起電力素子の裏面の形状に沿った形で
形成され、裏面に歪みのない良好な外観が得られる。

【００１２】

【実施態様例】図１に本発明の太陽電池モジュールの概
略構成図を示す。図１において、１０１は支持基板、１
０２Ａは未発泡体、１０３は絶縁体、１０４は光起電力
素子、１０５は表面被覆材である。以上を積層し、加熱
加圧の被覆工程で、未発泡体１０２Ａは、発泡し発泡体
１０２Ｂとなる。太陽光は、表面被覆材１０５に入射
し、光起電力素子１０４に到達し、起電力が生ずる。支
持基板１０１は、太陽電池モジュールを支持するもので
ある。

【００１３】太陽電池モジュールに求められる剛性は使
用目的で２分される。すなわち、恒久的に設置する太陽
電池モジュールと、携帯性、柔軟性に優れた太陽電池モ
ジュールの２種類である。恒久的に設置する太陽電池モ
ジュールとしては、建材一体型として使用する場合や、
フレームをモジュールに取り付け、フレームを介して架
台に設置する場合である。これらの用途の太陽電池モジ
ュールは、十分な剛性が必要である。通常、風速３０〜
４０ｍ／秒に耐えられる剛性が必要といわれている。と
りわけ、表面をガラス板を使用せず、フッ素フィルムな
どで表面を被覆したモジュールは支持基板による剛性付
与が効果的である。本発明に使用される支持基板は鋼
板、ガラス繊維強化プラスチック、硬質プラスチック、
材木などが挙げられる。建材一体型の場合には、折り曲
げ加工することにより剛性の改善を図ると同時に取り付
け部材であるチャンネルにはめ込む構造が好適に用いら
れる。これらの加工には鋼板、ステンレス鋼板が適して
いる。これらの材料は高温の火炎でも溶融あるいは変形
しずらく屋根材としても好適に使用されている。このよ
うな用途には、防錆性、耐候性に優れていることが好ま
しい。上記特性のために、耐候性に優れた塗料の塗布が
一般に行われている。支持基板と発泡体との接着強度が
不十分である場合、接着剤あるいは粘着剤で貼合するこ
とができる。該接着剤としてはエチレン酢酸ビニルなど
の熱可塑性樹脂が使用でき、粘着剤としてはエマルジョ
ン塗料などが好適に使用できる。

【００１４】一方、恒久的に固定せず、携帯し必要な場
合のみ、使用するタイプのものがある。すなわち、系統
電線の届いていない行楽地のような場所での使用あるい
はヨット、自動車などのバッテリーチャージ用での使用
のタイプのものである。これらの用途には柔軟で軽量な
太陽電池モジュールが求められ、携帯するには軽量であ
ることが好ましく、使用しない時には、折りたたみ、あ
るいは丸めて保管することが望ましい。こうした太陽電
池モジュールは先に述べた恒久的に設置するタイプの太
陽電池モジュールよりも裏面の被覆材は過酷な使用のさ
れ方をする場合が多い。すなわち携帯時、引きずられた
り、使用時誤って足で踏まれたりする。これらの外力に
抗するために、裏面に発泡体が採用されるわけである
が、外力に比べて発泡体の耐擦傷性、緩衝性が劣る際に
は、最も裏面側に保護フィルムを使用することができ
る。保護フィルムとして要求される特性は耐候性、可撓
性、耐水性、耐ガソリン性、可塑剤の耐移行性である。
具体的な材料としては低密度ポリエチレン、ポリエチレ
ン共重合体、たとえば酢酸ビニルが３０重量％以下のエ
チレン酢酸ビニル、可塑剤を含有したポリ塩化ビニル、
ポリエステル、フッ化ビニルが挙げられる。保護フィル
ムと発泡体との接着強度が不十分である場合は支持基板
と同様に、接着剤あるいは粘着剤で貼合することができ
る。保護フィルムはモジュールの保護のみばかりか、製
造方法にも利点を有する。すなわち、発泡剤が分解する
際に発生するガスの逃げを防ぐのに効果的である。この
場合も接着剤あるいは粘着剤を併用することができる。

【００１５】本発明で使用される接着剤は、太陽電池モ
ジュールの被覆工程の初期の段階では溶けていて、終了
時には架橋されることが好ましい。架橋は、後で述べる
有機過酸化物などの架橋剤を使用して行うのが好まし
い。このように架橋を行うことにより接着剤の樹脂の凝
集力が向上し、接着剤の層内での破壊がなくなる。支持
基板あるいは発泡体の界面と共有結合を形成することも
可能であり、接着強度が向上する。接着剤の具体的な材
料としては、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン−
エチルアクリレート共重合体、ポリビニルブチラール、
シリコーン樹脂、アクリル樹脂などが挙げられる。

【００１６】未発泡体１０２Ａは、発泡剤を含有する材
料である。未発泡体は被覆工程中に発泡剤が分解しガス
を発生し発泡体１０２Ｂとなる。本発明の未発泡体に使
用される樹脂としては充填性が要求される。例えば、Ａ
ＳＴＭ４−１２３８改の流れ易さの目安であるメルトフ
ローレートで表現できる。１乃至４００ｄｇ／分の流動
性が適している。１ｄｇ／分未満では光起電力素子の裏
面の凹凸を充填できるだけの流動性が得られない。被覆
工程の温度を上げることによっても、流動性が得られる
が、表面被覆の充填材であるエチレン酢酸ビニルなどが
黄変し、モジュールの変換効率が低下するという問題が
生じる。一方、４００ｄｇ／分よりも大きな流動性を有
する樹脂は発泡剤から発生するガスを捕らえられず、ガ
スがモジュール外に散逸してしまう。発泡剤から発生さ
れるガスによって形成される気泡構造はモジュールの被
覆工程中の高温に押し潰されない耐熱性が要求される。
したがって、架橋できる樹脂が好ましい。また該未発泡
体については、被覆工程中に発泡体となる他に、絶縁
体、支持基板との接着強度が要求される。また、分子内
にある程度の極性基を有している必要がある。これらの
条件を満たす材料であれば、特に限定されないが、具体
的な材料としては、天然ゴム、スチレンブタジエンラバ
ー、クロロプレン、エチレンプロピレンジエンラバー、
エチレン酢酸ビニル、エチレンエチルアクリレートなど
のエチレンとアクリルエステルの共重合物などが挙げら
れる。接着剤を別途使用する場合にはポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂も使用でき
る。もちろんこうした樹脂のブレンドも使用可能であ
る。

【００１７】本発明における未発泡体は樹脂の他に発泡
剤、架橋剤、フィラーを含有することが好ましい。該未
発泡体について発泡を行うには、化学反応時に副生する
ガスを利用する方法、低沸点の揮発性溶剤を混入または
含浸させ気化させる方法、ミクロバルーン（中空気球）
を包含させる方法、可溶性物質を添加しこれを溶出させ
る方法などが採用できる。本発明においては、化学反応
時に副生するガスを利用する方法が好ましい。とりわ
け、独立気泡の得やすい有機発泡剤を使用することが好
ましい。ここでいう、有機発泡剤とは加熱することによ
って分解し、ガスが発生する材料を意味する。そこにあ
って、未発泡体をなす樹脂が軟化して、発泡をし、硬化
し発泡体となる。なお、前記有機発泡剤の他に、無機発
泡剤を使用することができる。そうした無機発泡剤とし
ては、重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、炭酸ア
ンモニウム、アジド化合物などが挙げられる。ホウ水酸
化ナトリウム、軽金属もガスを発生することは可能であ
るが、発生温度が４００度以上と高かったり、発生ガス
種が水素であり危険である。無機の発泡剤は連続気泡が
生じやすく、本発明に使用する場合には防水処理などで
発泡体に水分が入らないようにする工夫が必要である。

【００１８】本発明に好適に使用される有機発泡剤につ
いて説明する。本発明では、熱分解によるガスの発生速
度が適当であり、発生ガスがほとんど窒素であり、均一
微細な単独気泡体が得られる有機発泡剤が好ましい。し
かも、シャープにガスが発生する材料が好ましい。発泡
剤の分解温度が太陽電池モジュールの被覆工程に用いら
れる温度と大きく異なる場合には、発泡助剤を用いる場
合もある。発泡剤の分解温度は、樹脂が軟化し架橋の反
応が進行している時にガスを発生することが好ましく、
樹脂の軟化点より高く、後で述べる有機過酸化物の架橋
剤の１時間半減温度の−４０乃至＋４０℃が好ましい。
発泡体を形成する際には、樹脂の架橋が先行し、ガスの
発生がなされることが好ましい。本発明において発泡剤
の添加量は樹脂１００重量部に対して０．１乃至３０部
が好ましい。

【００１９】携帯用のモジュールの場合、被覆工程中の
耐熱性の改善や絶縁体との接着強度を向上あるいはモジ
ュールの裏面表面に位置する場合は耐擦傷性が要求され
る。従って、発泡体が架橋されていることが好ましい。
発泡体を架橋する方法としては、一般に、ラジカル架
橋、硬化剤との反応による、イオン架橋が挙げられる。
上記の要求を満たすものとしてはラジカル架橋が好適で
ある。ラジカル架橋は電子線架橋、放射線架橋、化学架
橋に分類できるが、装置の簡便さからみれば、化学架橋
が好ましい。この場合有機過酸化物による架橋が一般的
である。

【００２０】以下に有機過酸化物について詳しく説明す
る。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
化方法には、熱分解、レドックス分解およびイオン分解
が知られている。一般には熱分解法が好んで行われてい
る。該有機過酸化物の添加量は発泡体の樹脂に対して
０．１乃至５ｗｔ．％が一般的である。有機過酸化物
は、通常１時間半減期で表されることが多く、本発明に
使用される有機過酸化物の１時間半減期温度に特に制約
はないが、オレフィン樹脂を主成分とする場合には圧縮
成型温度が約９０乃至１５０℃であることから１時間半
減期温度は１００乃至１７０℃が好ましい。発泡剤の分
解温度と、架橋剤の分解温度の関係も厳密には規定でき
ないが、有機過酸化物の１時間半減期温度が発泡剤の分
解温度よりも高いことが好ましい。

【００２１】前記未発泡体には、増量剤として、また気
泡の数を調整するために核剤としてフィラーを添加する
ことが好ましい。フィラーの量を多くすることにより気
泡の数は増やし、緻密な発泡体を得ることができる。核
剤の添加量としてはせいぜい１重量％あれば十分であ
り、それ以上の添加量では気泡の数は増えない。経済的
な理由で安価な増量剤を添加することは可能である。こ
れらの核化効果を有する材料としては炭酸カルシウム、
クレー、タルク、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、カーボ
ンブラック、二酸化珪素、酸化チタン、プラスチック微
粒子オルトホウ酸と滑石、脂肪酸のアルカリ土類金属
塩、クエン酸、炭酸水素ナトリウムなどが挙げられる。

【００２２】本発明の特徴である充填性については、前
記未発泡体の処方と被覆工程の条件により決定される。
すなわち、未発泡体の使用している樹脂の流動性の有す
る温度まで加熱して、樹脂が溶融し、光起電力素子の凹
凸をまず、充填する。次いで、発泡剤が分解し発泡体が
形成される。この時ガスの発生が終了し加熱状態に晒さ
れると、せっかく形成した気泡構造が壊れる。したがっ
て、この時、架橋反応が伴うことが好ましい。本発明で
いう光起電力素子の裏面の凹凸とは裏面部分の凹凸を意
味する。絶縁体を使用する太陽電池モジュールの場合、
光起電力素子の裏面の凹凸を絶縁体だけでは平滑にでき
ずに残留する絶縁体の凹凸も含む。本発明において使用
する発泡体は、水分を含むと熱伝導度が高くなるため、
水分を吸収しにくい独立気泡であることが好ましい。な
お、恒久的に固定設置しないタイプの太陽電池モジュー
ルでは、発泡体は、光起電力素子の裏面の保護をする。
また、裏面の保護を発泡体とすることで、水に浮くこと
も可能となる。このような太陽電池モジュールの場合に
も水分を吸収しにくい独立気泡であることが好ましい。
発泡剤の厚みは使用する目的、環境によって異なるが、
太陽電池モジュールを屋根材として使用する場合や、架
台設置の場合には、膜厚は０．５乃至１５ｍｍ程度が望
ましい。膜厚が薄いと、光起電力素子の昇温効果が低く
ステボラロンスキーの劣化のアニールが期待できない。
一方、１５ｍｍよりも厚い場合温度サイクル試験などで
発泡体は著しく熱膨張と熱収縮し、隣接している被覆材
との界面から剥離が生じることがある。

【００２３】上述した柔軟性を持つ太陽電池モジュール
の場合には、光起電力素子を外部からの力から保護する
特性が要求される。簡易設置中に靴で踏まれたり、移動
中に地面を引き摺られたりすることが想定される。とり
わけ、靴で踏まれる場合、モジュールの底に砂あるいは
土が存在し裏面から光起電力素子を変形する力が作用す
る。これらの応力を緩和するには剛性の高い材料を使用
するよりも緩衝性に優れた材料が好適である。発泡体の
厚みは砂あるいは土などの大きさに比べて大きなことが
好ましい。しかしながら、あまり厚い発泡体は前述した
ようにカールなどの問題が発生するため、１乃至１５ｍ
ｍ程度が望ましい。

【００２４】絶縁体１０３は、光起電力素子１０４と発
泡体１０２との接着の機能、光起電力素子１０４と外部
との絶縁をより確実にする機能を持つ。絶縁体として要
求される他の特性は、電気絶縁性、機械的強度、湿潤時
の絶縁性、耐熱性である。絶縁体が光起電力素子あるい
は発泡体との接着強度が低い場合には絶縁体との界面に
接着剤を使用することができる。構造的には接着剤、絶
縁体、接着剤があらかじめ一体に積層されたものである
ことが作業性の観点から好ましい。該接着剤は、熱的な
特性としては高温で溶融し、更に高温で架橋が伴うこと
が望ましい。しかし、モジュールの温度が８０℃程度し
か昇温しない用途では架橋はそれ程重要ではない。絶縁
体としては、２軸延伸のポリエチレンテレフタレート、
ナイロン、ガラス繊維、プラスチック繊維の不織布など
が挙げられる。

【００２５】本発明における光起電力素子１０４は、少
なくとも、導電性基板上に、光電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。その一例としての
概略構成図を図２に示す。図２において、２０１は導電
性基板、２０２は裏面反射層、２０３は半導体光活性
層、２０４は透明導電層、２０５は集電電極である。導
電性基板２０１は光起電力素子の基体になると同時に、
下部電極の役割も果たす。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
などがある。該導電性基板２０１上には裏面反射層２０
２として、金属層、あるいは金属酸化物層、あるいは金
属層と金属酸化物層を形成してもよい。金属層には、例
えば、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉなどが
用いられ、金属酸化物層には、例えば、ＺｎＯ，ＴｉＯ
₂，ＳｎＯ₂などが用いられる。上記金属層および金属酸
化物層の形成方法としては、抵抗加熱蒸着法、電子ビー
ム蒸着法、スパッタリング法などがある。

【００２６】半導体光活性層２０３は光電変換を行う部
分で、具体的な材料としては、ｐｎ接合型多結晶シリコ
ン、ｐｉｎ接合型アモルファスシリコン、あるいはＣｕ
ＩｎＳｅ₂，ＣｕＩｎＳ₂，ＧａＡｓ，ＣｄＳ／Ｃｕ
₂Ｓ，ＣｄＳ／ＣｄＴｅ，ＣｄＳ／ＩｎＰ，ＣｄＴｅ／
Ｃｕ₂Ｔｅをはじめとする化合物半導体などが挙げられ
る。上記半導体光活性層の形成方法としては、多結晶シ
リコンの場合は溶融シリコンのシート化か非晶質シリコ
ンの熱処理、アモルファスシリコンの場合はシランガス
などを原料とするプラズマＣＶＤ、化合物半導体の場合
は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、電析法などがある。透明導電
層２０４は光起電力素子の上部電極の役目を果たしてい
る。用いる材料としては、例えば、Ｉｎ₂Ｏ₃，Ｓｎ
Ｏ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂（ＩＴＯ），ＺｎＯ，Ｔｉ
Ｏ₂，Ｃｄ₂ＳｎＯ₄，高濃度不純物ドープした結晶性半
導体層などがある。形成方法としては抵抗加熱蒸着、ス
パッタ法、スプレー法、ＣＶＤ法、不純物拡散法などが
ある。

【００２７】透明導電層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２０５（グリッド）を設け
てもよい。集電電極２０５の具体的な材料としては、例
えば、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した導電性ペーストなどが
挙げられる。バインダーポリマーとしてはポリエステ
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、フェノールなどの樹脂が挙げら
れる。導電性ペーストの他に集電電極２０５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で不必
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などが挙げられる。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
と集電電極に取り付ける。導電性基体へは銅タブなどの
金属体をスポット溶接や半田で接合する方法がとられ、
集電電極へは金属体を導電性接着剤や半田２０７によっ
て電気的に接続する方法がとられる。なお集電電極に取
り付ける際、出力端子が導電性基板や半導体層と接触し
て短絡するのを防ぐために絶縁体２０８を設けることが
望ましい。上記の手法で作製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、絶縁化した基板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。

【００２８】表面被覆材は、光起電力素子を外部からの
応力などから保護し、かつ光起電力素子の光電変換に必
要な光線を十分に透過させる機能を奏するものであるこ
とが必要である。表面被覆材は、充填材と表面保護層の
フィルムからなるものが好ましい。充填材に用いられる
樹脂としては、透明性、耐候性、接着性に優れているこ
とが必要である。また光起電力素子表面の凹凸を充填す
るために、太陽電池モジュールの製造工程において、流
動性を有することが必要である。例えば加熱、加圧の被
覆工程であれば、熱可塑性樹脂が挙げられる。具体的な
材料としては、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリビニ
ルブチラール、シリコン樹脂、アクリル樹脂などが挙げ
られる。充填材の接着強度が不十分である場合には、シ
ランカップリング剤、チタネートカップリング剤を併用
することによりその接着強度の増大をはかることができ
る。また充填材を構成する上述した接着性の樹脂に紫外
線吸収剤を配合して充填材に所望の紫外線遮蔽機能を持
たせるようにすることが望ましい。この場合に使用する
紫外線吸収剤としては、有機系紫外線吸収剤、無機系紫
外線吸収剤が挙げられる。充填材には、機械的強度を向
上させるために、補強をすることが好ましい。具体的な
材料としては、ラミネーション時にガラス繊維不織布、
有機繊維からなる不織布をはさみ込むことや、充填材の
樹脂にあらかじめガラスの短繊維、ガラスビーズなどの
フィラーを混合することが好ましい。

【００２９】表面保護層は、熱や光、水分に対して安定
である（耐候性に優れている）ことが重要である。また
表面保護層は、汚れによる光起電力素子の効率の低下を
防ぐように汚れにくいことが望ましい。この目的のため
に、表面保護層は撥水性を有するであることが望まし
い。その撥水性は、好ましくは水の接触角が５０度以上
であり、より好ましくは７０度以上である。表面保護層
は、フッ素樹脂、または、シリコン樹脂で構成する。好
ましい態様においては、表面保護層は、フッ素樹脂で構
成される。これらの樹脂で構成される表面保護層は、そ
の充填材との接着強度を確保するについて、コロナ放電
処理、オゾン処理、または、プライマーのコーティング
を行うことが好ましい。また、フッ素樹脂などによりコ
ーティングを施したガラスを用いることも可能である。

【００３０】本発明の重要な特徴の一つはエッジシール
である。一般に太陽電池モジュールは凹凸を有する光起
電力素子、あるいはそれの接続されたものであるため、
被覆工程はエアーバック方式を用いる。この方法の特徴
はモジュール内部に気泡が残留しないことである。すな
わち、被覆材および光起電力素子を積層し、減圧にして
空気を取り除き、エアバックを介して大気圧により加
圧、昇温する方法である。従って、減圧下で被覆するこ
とがほとんどである。しかしながら、本発明の発泡体は
被覆工程中にガスを発生して膨張するものであるから、
発生したガスをいかに発泡体中に残留させるかが重要で
ある。本発明においては、未発泡体被覆工程中に効率よ
く発泡させるために、エッジシールを用いることが好ま
しい。まず、図８に示すようにＯ−リング７０２を持つ
アルミプレート７０１上に、支持基板７０３、未発泡体
７０４、絶縁体７０５、光起電力素子７０６、表面被覆
材７０７を積層し、シリコンラバー７０８でふたをす
る。この時に、絶縁体７０５と支持基板７０３が未発泡
体７０４に比べ各辺で大きいことが重要である。好まし
くは１〜１０ｃｍである。シリコンラバー７０８とＯ−
リング７０２、アルミニウムプレート７０１に囲まれた
空間を真空引きすると、シリコンラバーを介して、圧力
が、積層体にかかる。すると、絶縁体７０５と、支持基
板７０３が接し、未発泡体７０４は、絶縁体７０５と支
持基板７０３により囲まれた状態となる。その状態でラ
ミネーション工程時の加熱を受けると、未発泡体７０４
が発泡のためのガスを発生する。そのガスは絶縁体７０
５、支持基板７０３に囲まれており逃げることなく未発
泡体が発泡するのに効率よく用いられ、発泡体となる。
より好ましくは、絶縁体７０５、支持基板７０３の発泡
体と接する面には、接着剤があることが好ましい。絶縁
体７０５と、支持基板７０３が未発泡体と同じ寸法であ
っても発泡体となるが、その発泡倍率はエッジシールし
た場合に比べると低いものとなる。

【００３１】

【実施例】以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。

【００３２】

【実施例１】本実施例においては、図１に示す構成の太
陽電池モジュールを作製した。当該モジュールは、図５
に示すように、支持基板４０１、未発泡体４０２、絶縁
体４０３、光起電力素子４０４、補強材４０５、充填材
４０６、表面保護層４０７を以下に述べるようにして用
意し、これらを積層することにより作製した。すなわ
ち、補強板４０１として亜鉛メッキ鋼板（厚さ３００μ
ｍ）を用意した。充填材としてのエチレン酢酸ビニル
（酢酸ビニル３３重量％、メルトフローレイト３０）１
００重量部、架橋剤としての２，５−ジメチル−２，５
−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンを１．５重量
部、ＵＶ吸収剤としての２−ヒドロキシ−４−ｎ−オク
トキシベンゾフェノンを０．３重量部、酸化防止剤とし
てのトリス（モノ−ノニルフェニル）フォスファイトを
０．２重量部、光安定化剤としての（２，２，６，６−
テトラメチル−４−ピペリジル）セバケートを０．１重
量部を混合し、Ｔダイと押し出し機を用いて、４６０μ
ｍの厚みのシートを用意した。

【００３３】未発泡体は、以下のように用意した。すな
わち、エチレン酢酸ビニル樹脂（酢酸ビニル１５重量
％、メルトフローレイト９ｄｇ／ｍｉｎ）を１００重量
部、核剤として軽質の炭酸カルシウム（１次粒径約３μ
ｍ）を４０重量部、発泡剤としてアゾジカルボソアミド
とジニトロソペンタメチレテトラミンの混合物を５重量
部、架橋剤としてジクミルパーオキシドを１重量部、ス
テアリン酸を０．５重量部、顔料としてカーボンブラッ
ク０．１重量部を混合し、逆Ｌ型４本カレンダーを用い
て１．５ｍｍの厚みのシートを用意した。絶縁体４０３
として、両面コロナ処理された２軸延伸のポリエチレン
テレフタレートフィルム（厚み５０μｍ）を用意した。
絶縁体、補強板の大きさは未発泡体よりも各辺５ｃｍ大
きいものを用意した。

【００３４】光起電力素子４０４としては、図３および
図４に示す構成のものを次のようにして作製した。な
お、図３は光起電力素子の平面と断面の略図であり、図
４は該光起電力素子の裏面の略図である。すなわち、ま
ず洗浄した帯状のステンレス基板３０１を用意し、該基
板上に、スパッタ法で裏面反射層３０２としてＡｌ層
（膜厚５０００Å）とＺｎＯ層（膜厚５０００Å）を順
次形成した。ついで、プラズマＣＶＤ法により、ＳｉＨ
₄とＰＨ₃とＨ₂の混合ガスを用いてｎ型アモルファスシ
リコン層を、ＳｉＨ₄とＨ₂の混合ガスを用いてｉ型アモ
ルファスシリコン層を、そしてＳｉＨ₄とＢＦ₃とＨ₂の
混合ガスを用いてｐ型微結晶μｃ−Ｓｉ層を形成する方
法で、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１００Åの層構成のタンデム型アモルファスシリ
コン光電変換半導体層を形成した。次に、透明導電層３
０４として、Ｉｎ₂Ｏ₃薄膜（膜厚７００Å）を、Ｏ₂雰
囲気下でＩｎを抵抗加熱法で蒸着することによって形成
した。かくして得られたものを切断し、その後、スクリ
ーン印刷により、エッチングし、３０ｃｍ×９ｃｍサイ
ズの複数の素子を得た。得られた複数個の素子の中から
１３個を選び、それぞれについて、集電用のグリッド電
極３０５を、銀ペースト（商品番号：＃５００７，デュ
ポン社製）を用いてスクリーン印刷により形成し、集電
電極どうしをワイヤーバスバー３０６（半田メッキ銅線
直径４００μｍ）を銀ペースト３０７（商品番号：＃２
２０，ケスル社製）を用い接着し、接続した。さらに銅
タブ３０８（厚さ１００μｍ）をスポット溶接によりス
テンレス基板に取り付け、光起電力素子を得た。得られ
た１３個の光起電力素子の銅タブ３０８を隣接する光起
電力素子のワイヤーバスバー３０６に半田付けして直列
接続した。それぞれの光起電力素子の裏面には、バイパ
スダイオード３０９（２．５φ）を絶縁テープ（厚み１
４０μｍ、ポリエチレンテレフタレート基材１００μ
ｍ、粘着剤４０μｍ）３１５を介して１つずつ裏面に取
り付け、光起電力素子の＋および−に半田によって接続
した。さらに、同じ絶縁テープをバイパスダイオード上
に貼りつけた。直列接続した光起電力素子の一番端の光
起電力素子にそれぞれ、−出力用銅タブ３１０を両面テ
ープ（厚み６５μｍ）で、＋出力用の銅タブ３１１（厚
み１００μｍ）を絶縁テープ３１２（厚み１４０μｍ、
ポリエチレンテレフタレート基材１００μｍ、粘着材４
０μｍ）を介して付けた。−出力用の銅タブ（厚み１０
０μｍ）には、一番端の光起電力素子の銅タブ３０８を
半田付けした。＋出力用の銅タブ３１１には反対の端の
光起電力素子のワイヤーバスバーをおり返し、半田付け
した。出力を片端とするために−出力タブは銅タブ３１
３を半田付けして延長し、絶縁テープ３１４（厚み１４
０μｍ、ポリエチレンテレフタレート基材１００μｍ、
粘着材４０μｍ）を介して光起電力素子に貼りつけた。
＋出力端子も同様とした。かくして光起電力素子４０４
を用意した。

【００３５】表面保護層４０７として無延伸のエチレン
−テトラフルオロエチレンフィルム（厚さ５０μｍ）を
用意した。充填材とのその接着面には、あらかじめコロ
ナ放電処理を施した。補強材４０５としてガラス繊維不
織布（線径１０μｍ、坪量８０ｇ／ｍ²）を用意した。
アルミ板（厚み１０ｍｍ）上に汚れ防止としてＰＦＡフ
ィルム（厚み５０μｍ）を敷いて、かくして用意した補
強板４０１である亜鉛メッキ鋼板、未発泡体４０２、絶
縁体４０３、光起電力素子４０４、補強材４０５、充填
材４０６、表面保護層４０７を積層した。補強板と未発
泡体、未発泡体と絶縁体の間に接着剤として充填材と同
じものを使用した。該積層体の上に耐熱性シリコンゴム
のシート（厚み３ｍｍ）を載せた。ついでシール材とし
てＯ−リングを用い、真空ポンプで該積層体の内部を１
０ｍｍＨｇになるように減圧した。十分に減圧された
後、真空引きを続けながら１２０℃の熱風乾燥炉に投入
し、１００分後に取り出した。その後真空引きを続けな
がら室温まで冷却した。かくして光起電力素子モジュー
ルを得た。未発泡体は、４．０ｍｍの厚さとなった。こ
のようにして複数個の太陽電池モジュールを得た。

【００３６】

【評価】得られた太陽電池モジュールを下述する評価手
法で評価した。評価結果は表１に示す。

【００３７】

【温度、湿度変化に対する耐久性】太陽電池モジュール
について、−４０℃／１時間、８５℃／８５％ＲＨ／４
時間の温湿度サイクル試験を２００サイクル繰り返した
後、当該モジュールの外観を目視により評価した。評価
結果は、以下の評価基準で表１に示す。すなわち、 ◎：外観の変化の全くないもの、 ○：外観の変化が多少あり、指触によって内部が剥離し
ていると確認できるもの、あるいはモジュールを分解し
て剥離が確認できたもの、 ×：剥離が生じたもの。

【００３８】

【クッション性試験】砂の上にある太陽電池モジュール
が踏まれたことを想定した試験を行った。すなわち、太
陽電池モジュールを砂（最大粒径３ｍｍ程度、平均粒径
１ｍｍ）を敷いた地面に置き、その上から１０ｃｍ角で
６０ｋｇの重りを１０分間置いた。その後の外観の変化
を目視で観察し、高圧絶縁破壊試験を行った。以下に高
圧絶縁破壊試験について説明する。まず、上述の砂上で
の荷重試験を行った太陽電池モジュールの陽極と陰極を
短絡させた。得られた試料を電気伝導度が３５００ｏｈ
ｍ・ｃｍ以上の溶液（界面活性剤としてのロームアンド
ハーツ社製商品名トリトンＸ−１００を０．１重量％
含有）に浸した。その際試料の出力端子は溶液に浸さな
いようにして上述の荷重をかけた部分を溶液に浸した。
溶液側に電源の陰極をつけ、試料の出力端子に電源の陽
極をつなぎ、電源より２０００Ｖの電圧をかけ、そのリ
ーク電流を測定した。この試験における評価は、外観
上、光起電力素子および被覆材にほとんど変形がみられ
ずリーク電流が０．５μＡない場合を◎、外観上光起電
力素子および被覆材に変形などはみられるがリーク電流
が０．５μＡない場合を○、被覆材または、光起電力素
子が大きく変形しリーク電流が０．５μＡを越える場合
を×とする基準で行った。評価結果を表１に示す。な
お、鋼板を補強板として用いた太陽電池モジュールの場
合は、この試験を行わなかった。

【００３９】

【光劣化の測定】太陽電池モジュールを１ＳＵＮの光に
当てて光劣化させた。変換効率がほぼ一定となったとこ
ろで変換効率を測定した。評価として初期の変換効率を
１００として光劣化後の太陽電池モジュールの変換効率
を相対値で表１に示した。

【００４０】

【実施例２】実施例１の補強板４０１に代わり低密度ポ
リエチレンフィルム（酸化チタン１０％含有、カーボン
ブラック０．２％含有、厚さ１５０μｍ）を保護フィル
ムとして使用した以外は実施例１と全く同様にして複数
の太陽電池モジュールを得た。発泡体の膜厚は３．８ｍ
ｍとなった。得られた太陽電池モジュールを実施例１に
おけると同様に評価した。評価結果を表１に示す。

【００４１】

【実施例３】保護フィルムを使用しなかった以外は実施
例２と全く同様にして複数の太陽電池モジュールを得
た。発泡体の膜厚は３．６ｍｍとなった。得られた太陽
電池モジュールを実施例１におけると同様に評価した。
評価結果を表１に示す。

【００４２】

【実施例４】架橋剤を使わずに、未発泡体（厚み１．５
ｍｍ）を２枚使用した以外は実施例１と全く同様にして
複数の太陽電池モジュールを得た。発泡体の膜厚は４．
２ｍｍとなった。得られた太陽電池モジュールを実施例
１におけると同様に評価した。なお、クッション性の評
価は行わなかった。評価結果を表１に示す。

【００４３】

【実施例５】補強板４０１、発泡体４０２、絶縁体４０
３の各対応する辺の長さを同じにした以外は、実施例２
と全く同様にして複数の太陽電池モジュールを得た。発
泡体の膜厚は３．４ｍｍとなった。得られた太陽電池モ
ジュールを実施例１におけると同様に評価した。評価結
果を表１に示す。

【００４４】

【実施例６】実施例１に使用した被覆工程で１０ｍｍＨ
ｇに減圧できる装置に代わり、大気中で加熱加圧処理で
きる装置を使用した。装置はシリコンラバーを貼ったシ
リンダーにより加圧できる。モジュールに１ｋｇ／ｃｍ
²の圧力と１５０℃の温度で２０分間処理した。その他
は実施例１と全く同様にして複数の太陽電池モジュール
を得た。発泡体の膜厚は２．８ｍｍとなった。得られた
太陽電池モジュールを実施例１におけると同様に評価し
た。なお、クッション性の評価は行わなかった。評価結
果を表１に示す。

【００４５】

【比較例１】図６に示す構成の太陽電池モジュールを作
製した。該モジュールは、図６に示すように、発泡体５
０１、接着剤５０２、補強板５０３、絶縁体５０４、光
起電力素子５０５、補強材５０６、充填材５０７、表面
保護層５０８をまず用意し、これらを積層することによ
り作製した。発泡体５０１としてポリスチレン発泡体
（５ｍｍ）、接着剤５０２としてアクリルエマルジョン
接着剤、補強板５０３として亜鉛メッキ鋼板（３００μ
ｍ）を用意した。絶縁体５０４、光起電力素子５０５、
補強材５０６、充填材５０７、表面保護層５０８は実施
例１と同様なものを用意した。実施例１と同様に熱源を
有するアルミ板（厚み２０ｍｍ）上に、かくして用意し
た補強板５０３、絶縁体５０４、光起電力素子５０５、
補強材５０６、充填材５０７、および表面保護層５０８
を積層した。該積層体の上に耐熱性シリコンゴムのシー
ト（厚み３ｍｍ）を載せた。ついでシール材としてＯ−
リングを用い、真空ポンプで該積層体の内部を１０ｍｍ
Ｈｇになるように減圧した。十分に減圧された後、室温
から１５０℃に加熱し２０分間１５０℃の温度に保持し
た。その後真空引きを続けながら室温まで冷却した。そ
の後、補強板５０３に、接着剤５０２をローラーを用い
て塗布した。１０分間接着剤の乾燥を行った後、発泡体
５０１を貼り合わせた。このようにして複数個の太陽電
池モジュールを得た。得られた太陽電池モジュールを実
施例１におけると同様に評価した。なお、クッション性
の評価は行わなかった。評価結果を表１に示す。

【００４６】

【比較例２】図７に示す構成の太陽電池モジュールを作
製した。該モジュールは、図７に示すように、発泡体６
０１、接着剤６０２、絶縁体６０３、光起電力素子６０
４、補強材６０５、充填材６０６、表面保護層６０７を
まず用意し、これらを積層することにより作製した。発
泡体６０１としてポリエチレン発泡体（４ｍｍ）、接着
剤６０２としてアクリルエマルジョン接着剤を用意し
た。絶縁体６０３は、実施例１においてＥＶＡシートを
１枚とした。光起電力素子６０４、補強材６０５、充填
材６０６、表面保護層６０７は実施例１と同様なものを
用意した。実施例１と同様に熱源を有するアルミ板（厚
み２０ｍｍ）上に、かくして用意した絶縁体６０３、光
起電力素子６０４、補強材６０５、充填材６０６、およ
び表面保護層６０７を積層した。該積層体の上に耐熱性
シリコンゴムのシート（厚み３ｍｍ）を載せた。ついで
シール材としてＯ−リングを用い、真空ポンプで該積層
体の内部を１０ｍｍＨｇになるように減圧した。十分に
減圧された後、室温から１５０℃に加熱し２０分間１５
０℃の温度に保持した。その後真空引きを続けながら室
温まで冷却した。その後、絶縁体５０３上に、接着剤５
０２をローラーを用いて塗布した。１０分間接着剤の乾
燥を行った後、発泡体５０１を貼り合わせた。このよう
にして複数個の太陽電池モジュールを得た。得られた太
陽電池モジュールを実施例１におけると同様に評価し
た。評価結果を表１に示す。

【００４７】

【比較例３】８０℃４．０時間、−４０℃１．０時間を
１サイクルとし、１０サイクルの熱履歴を被覆工程前に
あらかじめ比較例２で使用した発泡体６０１に施した。
熱履歴を施した発泡体の厚みは処理前と同じく５．０ｍ
ｍであった。この他は、比較例２と全く同様にして複数
の太陽電池モジュールを得た。得られた太陽電池モジュ
ールを実施例１におけると同様に評価した。評価結果を
表１に示す。

【００４８】

【参考例１】発泡体５０１、接着剤５０２を使用しなか
った以外は、比較例１と同様にして複数個の太陽電池モ
ジュールを得た。得られた太陽電池モジュールを実施例
１におけると同様に評価した。なお、クッション性の評
価は行わなかった。評価結果を表１に示す。

【００４９】

【参考例２】発泡体６０１、接着剤６０２を使用しなか
った以外は、比較例２と同様にして複数個の太陽電池モ
ジュールを得た。得られた太陽電池モジュールを実施例
１におけると同様に評価した。評価結果を表１に示す。

【００５０】

【表１】

【００５１】

【発明の効果】表１に示した結果からしても明らかなよ
うに、本発明による太陽電池モジュールは、発泡体によ
って、光起電力素子裏面の凹凸が充填されていること
で、高温高湿下から低温にさらされるような温湿度の変
化においても剥離を生じることはない。携帯性、柔軟性
に優れたモジュールにおいては、裏面側に発泡体を有す
ることにより、川原、海岸などの凸凹なところでモジュ
ールを誤って踏んでしまった際に光起電力素子にダメー
ジを与えない。恒久的に設置するモジュールにおいては
発泡体の断熱効果により光起電力素子が高温で保持さ
れ、光劣化を最小限にすることが可能である。さらに、
発泡体を被覆工程で発泡させ、モジュールに貼り合わせ
ることで、１モジュールを作製するのに要する時間が削
減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の太陽電池モジュールの概略構成図であ
る。

【図２】光起電力素子の概略構成図である。

【図３】実施例における光起電力素子の平面および断面
の略図である。

【図４】図３の光起電力素子の裏面略図である。

【図５】実施例の太陽電池モジュールの概略構成図であ
る。

【図６】比較例１の太陽電池モジュールの概略構成図で
ある。

【図７】比較例２の太陽電池モジュールの概略構成図で
ある。

【図８】ラミネーション装置の説明図である。

【符号の説明】

１０１補強板１０２Ａ未発泡体１０３絶縁体１０４光起電力素子１０５表面被覆材１０２Ｂ発泡体２０１導電性基板２０２裏面反射層２０３半導体光活性層２０４透明導電層２０５集電電極２０６出力端子２０７半田２０８絶縁体３０１ステンレス基板３０２裏面反射層３０３光電変換半導体層３０４透明導電層３０５グリッド電極３０６バスバー電極３０７銀ペースト３０８銅タブ３０９バイパスダイオード３１０ −出力用銅タブ３１１＋出力用銅タブ３１２絶縁テープ３１３ −出力用タブ３１４絶縁テープ４０１補強板４０２未発泡体４０３絶縁体４０４光起電力素子４０５補強材４０６充填材４０７表面保護層５０１発泡体５０２接着剤５０３補強板５０４絶縁体５０５光起電力素子５０６補強材５０７充填材５０８表面保護層６０１発泡体６０２接着剤６０３絶縁体６０４光起電力素子６０５補強材６０６充填材６０７表面保護層７０１アルミプレート７０２Ｏ−リング７０３補強板７０４未発泡体７０５絶縁体７０６光起電力素子７０７表面被覆材７０８シリコーンラバー

フロントページの続き (72)発明者小森綾子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 (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

【特許請求の範囲】

【請求項１】光電変換部材としての半導体光活性層を
有する光起電力素子が、表面被覆材、裏面被覆材により
被覆され、前記裏面被覆材が発泡体を有する太陽電池モ
ジュールにおいて、前記発泡体が光起電力素子の裏面の
凹凸を充填していることを特徴とする太陽電池モジュー
ル。
【請求項２】前記発泡体が、架橋されていることを特
徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】前記発泡体が独立気泡からなることを特
徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュー
ル。
【請求項４】前記裏面被覆材が少なくとも前記発泡体
と支持基板で構成されていることを特徴とする請求項１
乃至３のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】前記支持基板が鋼板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。
【請求項６】前記表面被覆材の表面がフッ素樹脂であ
ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の
太陽電池モジュール。
【請求項７】光電変換部材としての半導体光活性層を
有する光起電力素子が、表面被覆材、裏面被覆材により
被覆され、裏面被覆材に発泡体を有する太陽電池モジュ
ールの製造方法において、前記光起電力素子を被覆する
工程において未発泡体中の発泡剤が分解することで発泡
体を形成することを特徴とする太陽電池モジュールの製
造方法。
【請求項８】前記被覆工程中に発生するガスを封止す
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
ルの製造方法。
【請求項９】前記裏面被覆材を、絶縁体、発泡体およ
び支持基板を順に積層して形成し、前記光起電力素子の
被覆工程前の該絶縁体および該支持基板の積層時に対応
する各辺の長さを、被覆工程前の前記未発泡体の辺の長
さよりも大きくすることを特徴とする請求項７または８
に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１０】前記被覆工程がバキューム方式である
ことを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の太
陽電池モジュールの製造方法。