JPH10200141A

JPH10200141A - 太陽電池モジュールの製造方法

Info

Publication number: JPH10200141A
Application number: JP9000090A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Yamada; 聡山田; Ichiro Kataoka; 一郎片岡; Ayako Komori; 綾子小森; Takahiro Mori; 隆弘森; Hidenori Shiozuka; 秀則塩塚
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-01-06
Filing date: 1997-01-06
Publication date: 1998-07-31
Anticipated expiration: 2017-01-06
Also published as: US6113718A; JP4154004B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、凹凸のある光起電力素子を被覆し
た場合でも、光起電力素子の変形や破損、被覆材料の破
れなどが発生せず、発泡体の発泡倍率の不均一に起因し
た太陽電池モジュールの波打ちが少なく、かつ、発泡の
不均一起因した外観不良の無い、太陽電池モジュールの
製造方法を提供する。【解決手段】本発明の太陽電池モジュールの製造方法
は、光起電力素子を表面被覆材と裏面被覆材との間に有
してなる太陽電池モジュールの製造方法において、前記
表面被覆材又は／及び前記裏面被覆材の外側に、厚さ方
向に弾性変形する部材と曲げ剛性を有する部材とを順に
積み重ねて配置し、前記曲げ剛性を有する部材の外側か
ら加圧することにより、光起電力素子を表面被覆材と裏
面被覆材で被覆する工程を有することを特徴とする。

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の
製造方法に係る。より詳細には、光起電力素子の変形又
は破損、被覆材の破れ、及び、発泡体の不均一に起因し
たモジュールの波打ち又は外観不良、などが防止できる
太陽電池モジュールの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、数多くの薄膜光起電力素子が提案
されている。その代表的なものとしては、例えば、導電
性基体の上に、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と透明導電層とを順次重ねて設けた
構成を有する、アモルファスシリコン薄膜光起電力素子
を挙げることがきる。

【０００３】このような光起電力素子が組み込まれた太
陽電池モジュールは、軽量で、かつ、柔軟性に富んでい
るため、単結晶シリコン太陽電池や多結晶太陽電池では
難しい用途の太陽電池モジュール、例えば、持ち運びが
可能で屋外レジャー等に使用できる太陽電池モジュール
や、金属板等にラミネーションして屋根材として使用で
きる太陽電池モジュールとして利用できる。

【０００４】屋外で持ち運び可能で屋外レジャー等に使
用できる太陽電池モジュールとしては、光起電力素子を
樹脂で被覆したものが用いられる。この太陽電池モジュ
ールは、柔軟性に富み、軽量である。また、光起電力素
子を外部からの衝撃、鋭利なものによる傷から守るため
に、発泡体を裏面に貼りあわせても構わない。このよう
に発泡体を貼りあわせた太陽電池モジュールは、水に浮
くことも可能である。

【０００５】屋外レジャー等に使用可能な太陽電池モジ
ュールでは、絶縁体までラミネーションした後、発泡体
を貼りあわせる方法で作製していた。しかし、この方法
では、絶縁フィルムまでの被覆工程、発泡体を貼りあわ
せる工程という２つの工程が必要であった。太陽電池モ
ジュールを低コストで作製するには、これらの工程の簡
略化が検討課題であった。

【０００６】ところで、アモルファスシリコン薄膜光起
電力素子は、ステボラロンスキー劣化で、一旦低下した
変換効率が熱アニールにより、回復することが知られて
いる。また、アモルファスシリコン薄膜光起電力素子の
もう１つの特徴としては、結晶系の光起電力素子に比べ
て、高い温度でも変換効率の低下が少ないことが挙げら
れる。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採る必要がない。

【０００７】また、アモルファスシリコン薄膜光起電力
素子は、厚さが数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などの金属基板、
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。これらの基板は可撓性に優れる為、厚さが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
子が破損する事がない。すなわち、アモルファスシリコ
ン薄膜光起電力素子は、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
する事もでき、剛性を付与する場合には鋼板等を使用す
る事も可能である。

【０００８】表面にガラス板を使用せず、補強板として
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取れていると言える。
このような太陽電池モジュールは、現在施工されている
金属屋根と類似の構造である。すなわち、太陽電池付き
の屋根として、複雑な部材、施工を必要とせず、現行の
工法に則り太陽電池モジュールが設置できる利点があ
る。

【０００９】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ため、アモルファスシリコン薄膜光
起電力素子を熱アニールするには問題があった。熱を逃
がさない方法としては、例えば、アモルファスシリコン
薄膜光起電力素子と鋼板との間に、鋼板に比べて熱伝導
率が１０００分の１程度である、発泡体（熱伝導率が、
例えば約４×１０^-4Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ）を設ける方法が
ある。

【００１０】使用する環境、設置方法によっても異なる
が、一般には１×１０^-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を屋根に設置
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２５〜４０℃も光起電力素子の温度が上昇す
ることが期待される。しかし、従来の太陽電池モジュー
ルでは、補強板の裏側から発泡体を貼り合わせて断熱材
としていたため、発泡体と光起電力素子との間には、補
強板および絶縁体が存在しており、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期
待値より小さく、１０℃〜２０℃程度であった。

【００１１】また、従来の光起電力素子を表面被覆材と
裏面被覆材で被覆する工程では、脱気性に優れた二重真
空方式のラミネーターが一般に使用されていた。このラ
ミネーターは、真空チャンバーを２個有し、ゴム等を隔
壁として使用するものであった。この方式によれば、モ
ジュールを下層のチャンバーに入れ、真空引きを上層、
下層のチャンバー共に行ない、所定時間の真空引きを完
了した後に上層のチャンバーの真空引きを中止すれば、
隔壁を介して、モジュールを大気圧で加圧できるもので
ある。従って、モジュールを圧縮する前に充分真空引き
である為、モジュールラミ材内部の脱気性に優れた方式
である。しかしながら、二重真空方式のチャンバーはそ
の構造上、大面積のモジュールを被覆できる、大型チャ
ンバーを作るには剛性の高い構造部材が必要であった。

【００１２】一方、このように剛性の高い構造部材を必
要としない一重真空方式のチャンバーも提案されてい
る。この方式では、ラミネーターのプレート上にＯリン
グを設けて、ゴム板等で真空吸着するものである。

【００１３】以下では、一重真空方式のチャンバーを用
い、光起電力素子を表面被覆材と裏面被覆材で被覆する
工程について説明する。

【００１４】（光起電力素子を表面被覆材と裏面被覆材
で被覆する工程）光起電力素子を表面被覆材と裏面被覆
材で被覆する工程では、フェイスアップ法、フェイスダ
ウン法と呼ばれる２つの方法が多用される。

【００１５】フェイスアップ法とは、Ｏリングを有する
ラミネーターのプレート上に、裏面被覆材、光起電力素
子および表面被覆材をこの順番で積層し、その上にシリ
コーンラバー等を載せてから、ラミネーターのプレー
ト、Ｏリングおよびシリコーンラバーによって囲まれた
内部を、真空引きした後、所定の温度に加熱したオーブ
ンに投入し、所定の時間加熱するものであった。フェイ
スダウン法は、被覆材と光起電力素子の積層順が逆であ
る点のみフェイスアップ法と異なり、他の点は同様であ
る。

【００１６】この２つの方法は、光起電力素子の形状、
被覆材料の厚さ、実装部品などの凹凸、又は、表裏いず
れの面が平滑性を必要するか、などを考慮して選択する
事ができる。例えば、光起電力素子の表面の凸が大き
く、表面被覆材が薄い場合には、フェイスアップ法をを
選択する。一方、光起電力素子の表面の凸が大きくて
も、表面の被覆材の厚さが十分に厚い場合には、フェイ
スダウン法を用いる事も可能である。フェイスダウン法
は、治具の金属板が太陽電池モジュールの表面を加圧す
るので、太陽電池モジュールの表面が平滑になる。一
方、フェイスアップ法ではシリコーンラバー等で表面を
加圧するので太陽電池表面は、光起電力素子の形状に沿
った形となる。

【００１７】（被覆工程において未発泡体を発泡させる
際の問題）光起電力素子を表面被覆材と裏面被覆材で被
覆する工程において、未発泡体を発泡させて、裏面被覆
材を構成する発泡体の層を形成する場合は、フェイスア
ップ法が好ましい。

【００１８】何故ならば、フェイスダウン法では、治具
に使用するシリコーンラバー等の隔壁は曲げ剛性が小さ
く、シリコーンラバー端部を真空引きによって固定して
いるため、シリコーンラバーは未発泡体の発泡時の圧力
によって中央部で伸びやすい。その結果、太陽電池モジ
ュールの中央部に相当する部分は、発泡が粗く不均質な
発泡体となるため、好ましくない。

【００１９】一方、フェイスアップ法では、光起電力素
子を介して発泡体が加圧できるので光起電力素子の下に
あたる部分は均質な発泡体を得ることが可能である。し
かし、光起電力素子のある部分とない部分で発泡倍率が
異なるという状況が生じるため、この問題を解決する必
要があった。

【００２０】（被覆工程における光起電力素子の変形）
現在、太陽電池の被覆材料の厚さは、太陽電池モジュー
ルの低コスト化を図るため、薄くなってきている。この
理由から、上述したフェイスアップ法による被覆工程が
好適に用いられる。

【００２１】しかしながら、この方法で、裏面に凸部を
持つ光起電力素子を被覆した場合、被覆工程中の光起電
力素子は、裏面の凸部に追従して押され、光起電力素子
が変形したり、破損するという問題が生じていた。

【００２２】（発泡の不均一）未発泡体は、樹脂が加熱
溶融された後、未発泡体に含まれる発泡剤が熱分解して
発泡体となる。

【００２３】フェイスアップ法で被覆する場合、未発泡
体は加熱溶融時に流れを生じて、光起電力素子の裏面の
凸部に対応する部分に樹脂が少なくなる。この状態で発
泡剤が分解しても、光起電力素子の凸部には樹脂が無い
ため、発泡体ができない。そのため、形成される発泡体
が不均一になるという問題を生じる。この発泡の不均一
は、太陽電池モジュールの裏面に窪みを生じる原因とな
る。

【００２４】一方、フェイスダウン法でシリコーンラバ
ーによって未発泡体を追従させれば、樹脂流れによる問
題は解決できる。しかし、前述の中央部と端部の発泡の
不均一を生じる。シリコーンラバーと未発泡体の間に曲
げ剛性の大きな部材を入れて加圧しても、樹脂流れによ
る外観不良が生じる。

【００２５】また、フェイスアップ法で、光起電力素子
の裏面の形状に合わせた被覆時の積層台を用意すること
で樹脂流れや、光起電力素子の変形を防ぐことができる
が、でき上がる太陽電池モジュールは、一部が出っ張っ
た形となり外観上好ましくない。さらに、屋外で持ち運
ぶ際にその出っ張り部分が選択的に擦れやすく、被覆が
破れるという新たな問題が生じる。

【００２６】（ラミ材の波打ち）発泡倍率が異なる場
合、太陽電池モジュールの厚さが部分的に変わるため、
太陽電池モジュールの表面がうねった状態となり外観不
良となってしまう。特に、未発泡体を用いたラミ材で
は、光起電力素子のある部分とない部分の発泡倍率の違
いが大きいため、ラミ材の波打ちが発生しやすい。

【００２７】上記ラミ材とは、図１では、裏面被覆材１
０６と表面被覆材１０８とを指す。また、図３では、裏
面材３０４から不織布３０９までの構成物と、不織布３
１１から表面材３１３までの構成物とを意味する。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、凹凸のある
光起電力素子を被覆した場合でも、光起電力素子の変形
や破損、被覆材料の破れなどが発生せず、発泡体の発泡
倍率の不均一に起因した太陽電池モジュールの波打ちが
少なく、かつ、発泡の不均一起因した外観不良の無い、
太陽電池モジュールの製造方法を提供することを目的と
する。

【００２９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために鋭意研究開発を重ねた結果、次のような
方法が最良であることを見いだした。

【００３０】本発明に係る太陽電池モジュールの製造方
法は、光起電力素子を表面被覆材と裏面被覆材との間に
設けてなる太陽電池モジュールの製造方法において、前
記表面被覆材又は／及び前記裏面被覆材の外側に、厚さ
方向に弾性変形する部材と曲げ剛性を有する部材とを順
に積み重ねて配置し、前記曲げ剛性を有する部材の外側
から加圧することにより、光起電力素子を表面被覆材と
裏面被覆材で被覆する工程を有することを特徴とする。

【００３１】上記製造方法によれば、厚さ方向に弾性変
形する部材を設けたことにより、光起電力素子の変形や
破壊、被覆材の破れを防ぐことが可能となる。また、厚
さ方向に変形する部材が有する、変形量に応じて硬度が
変わる性質を利用することで、発泡体の発泡を均一にで
きる。さらに、曲げ剛性を有する部材を介して加圧する
ため、太陽電池モジュールの被覆材の表面は、厚さ方向
に弾性変形する部材の変形量以上には変形することがな
い。その結果、太陽電池モジュールには、大きな波打ち
が生じない。

【００３２】前記裏面被覆材を構成する発泡体の層は、
前記工程において未発泡体が発泡されて形成されたた
め、未発泡体は他の被覆材と同様な熱履歴を受けること
ができる。その結果、発泡体を別工程で貼りあわせる従
来方法で生じた、発泡体と絶縁フィルムの剥離を、防ぐ
ことが可能な太陽電池モジュールがえられる。

【００３３】前記裏面被覆材が、前記発泡体の層と、織
布又は不織布の層とから構成されているため、凹凸があ
る場所で使用中に踏むようなことがあっても素子にダメ
ージを与えることがない太陽電池モジュールが得られ
る。

【００３４】前記光起電力素子の接続部材が、前記光起
電力素子の表面又は裏面に実装されているため、接続部
材の破断等を生じにくい太陽電池モジュールが得られ
る。

【００３５】前記光起電力素子のバイパスダイオード
が、前記光起電力素子の表面又は裏面に実装されている
ため、バイパスダイオードが破損しにくい太陽電池モジ
ュールが得られる。

【００３６】前記光起電力素子の基板が可撓性を有する
ため、柔軟性に優れた太陽電池モジュールが得られる。

【００３７】前記光起電力素子の基板が金属であるた
め、電気接続が容易である太陽電池モジュールが得られ
る。

【００３８】前記加圧の手段が真空加圧であるため、気
泡等のない、外観の優れた太陽電池モジュールが得られ
る。

【００３９】前記表面被覆材の外側に設けた前記厚さ方
向に弾性変形する部材の圧縮硬さＡと、前記裏面被覆材
の外側に設けた前記厚さ方向に弾性変形する部材の圧縮
硬さＢとの関係が、Ａ≧Ｂであるため、表面被覆材の外
側に設けた厚さ方向に弾性変形する部材が、裏面被覆材
の外側に設けた厚さ方向に弾性変形する部材より、厚さ
方向に弾性変形するのを防ぐことができる。その結果、
光起電力素子に変形が生じる問題を解消できる。また、
太陽電池モジュールの表面がフラット感の高いものとな
るため、外観的にも優れた太陽電池モジュールがえられ
る。

【００４０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る太陽電池モ
ジュールの製造方法を説明する概略図である。本発明
は、さまざまな被覆装置を用いることが可能であるが、
図１は一重真空方式を用いた一例である。

【００４１】図１において、１０１はラミネーターのプ
レート、１０２はＯリング、１０３はシリコーンラバー
からなる隔壁、１０４には曲げ剛性を有する部材、１０
５は厚さ方向に弾性変形する部材、１０６は裏面被覆
材、１０７は光起電力素子、１０８は表面被覆材、１０
９は厚さ方向に弾性変形する部材、１１０はに曲げ剛性
を有する部材、１１１はチューブ、１１２は真空ポンプ
である。以下では、裏面被覆材１０６と表面被覆材１０
８を合わせて、ラミ材と呼ぶ場合がある。

【００４２】これらを、図１に示すように積層し、ラミ
ネーターのプレート１０１、Ｏリング１０２、及び、隔
壁１０３によって囲まれた部分を、真空ポンプ１１２を
用いて真空引きする。その後、図１の治具［ラミネータ
ーのプレート１０１とその上に設けたもの全て（１０２
〜１１０）］を、所定温度に加熱したオーブン内で、所
定時間加熱する。

【００４３】（ラミネーターのプレート）ラミネーター
のプレート１０１は、太陽電池モジュールの被覆材（す
なわちラミ材）、光起電力素子、厚さ方向に弾性変形す
る部材、及び、曲げ剛性を有する部材、を積層する台と
なるものである。支持台、Ｏリング、隔壁内部の真空引
きを助けるために支持台上にメッシュを置くことが好ま
しい。

【００４４】上述した治具をオーブン内で加熱すること
から、ラミネーターのプレート１０１には、被覆工程の
温度以上の耐熱性が要求される。一般的な被覆工程の温
度条件であれば、１５０〜２００℃程度の常用耐熱温度
があることが好ましい。

【００４５】ラミネーターのプレート１０１には、ラミ
ネーターのプレート１０１、Ｏリング１０２、及び、隔
壁１０３によって囲まれた部分を、真空ポンプ１１２を
用いて真空引きしても、変形することのない強度が必要
である。あるいは、梁に掛けられた場合の撓みも１ｍｍ
以下に抑える場合には、厚さが１．０ｍｍ以上の鋼板、
又は、厚さが５ｍｍ以上のアルミニウム板、がラミネー
ターのプレートとして好ましい。

【００４６】ラミネーターのプレート１０１は、このよ
うな治具をオーブンに入れて加熱する被覆方法の場合に
は、太陽電池モジュールヘの熱伝導が優れていることが
好ましい。

【００４７】また、不図示ではあるが、ラミネーターの
プレート自体が、熱源を有していても構わない。すなわ
ち、ラミネーターのプレートにヒーターを取りつけた
り、内蔵させることも可能である。

【００４８】さらに、本発明に係るラミネーターのプレ
ートは、他にに曲げ剛性を有する部材を使用しない場合
は、ラミネーターのプレートに弾性変形しないという機
能を持たせることも可能である。

【００４９】（Ｏリング）上述した治具をオーブン内で
加熱することから、Ｏリング１０２には、被覆工程の温
度以上の耐熱性が必要である。一般的な被覆工程の温度
条件であれば１５０〜２００℃程度の常用耐熱温度があ
ることが好ましい。

【００５０】（隔壁）上述した治具をオーブン内で加熱
することから、シリコーンラバーからなる隔壁１０３に
は、被覆工程の温度以上の耐熱性が必要である。一般的
な被覆工程の温度条件であれば１５０〜２００℃程度の
常用耐熱温度があることが好ましい。

【００５１】（曲げ剛性を有する部材）本発明に係る曲
げ剛性を有する部材は、未発泡体を被覆工程で発泡する
場合に、太陽電池モジュールにおいて、光起電力素子が
有る部分と無い部分の発泡倍率が異なってしまうという
問題を解消するために用いられる。

【００５２】未発泡体が発泡する際には、未発泡体に含
まれる発泡材が、ガスを発生する。発生したガスは、被
覆材や、光起電力素子を押し上げる。その際、治具端部
では隔壁と支持基板が固定されているために押し上げら
れにくいが、中央部では固定端が遠く隔壁の伸びによっ
てふくらみやすい。そのため太陽電池モジュールにうね
りを生じる。このうねりを発生させないためには、曲げ
剛性を有する部材として、弾性率が高く、厚さが厚いも
のが好ましい。弾性率は、１×１０¹⁰Ｐａ乃至５０×１
０¹⁰Ｐａであることが好ましい。

【００５３】しかし、厚さに関しては、弾性率が大きく
ても、厚みが薄いものでは曲げ剛性は不足する。厚みが
厚いと熱伝導が悪くなると言う問題を生じる。また熱容
量も大きくなる。これらの理由から、弾性率が高く、厚
みが薄いもののほうがより好ましい。

【００５４】また、熱伝導率も高いことが好ましい。上
記の条件を満たすものとしては金属板が好ましい。好ま
しい厚みは０．１〜５ｍｍである。但し、曲げ剛性を有
する部材が熱源を有する場合には、その限りではない。

【００５５】（厚さ方向に弾性変形する部材）本発明に
係る厚さ方向に弾性変形する部材は、光起電力素子の表
面及び裏面ある凹凸に対して変形するものである。加圧
時に変形することによって光起電力素子の形状に沿った
形となり被覆材料を均一に加圧することができる。厚さ
方向に弾性変形する部材がない場合には、曲げ剛性を有
する部材と光起電力素子の凸部がだけが部分的に加圧さ
れることとなり、光起電力素子が変形、破損すること
や、光起電力素子の変形によって材料の破れを生じる。
厚さ方向に弾性変形する部材は、光起電力素子の形状に
沿った加圧ができることで脱気不良等の外観不良もなく
すことができる。

【００５６】厚さ方向に弾性変形する部材の厚さは、光
起電力素子の凹凸よりも厚いことが必要である。また、
１気圧の加圧下で光起電力素子の凹凸を吸収できる厚さ
が必要である。一方、厚すぎると熱伝導が悪くなり、熱
容量が大きくなると言った問題もある。したがって、厚
さ方向に弾性変形する部材の厚さとしては、１乃至１０
ｍｍが好ましい。

【００５７】厚さ方向に弾性変形する部材は、被覆工程
の温度で熱変形しない耐熱性をもつことが好ましい。熱
変形してしまうと、弾性体としての機能を果たすことが
できず、形成した太陽電池モジュールでは、光起電力素
子において変形や破損が生じてしまう。また、熱変形し
てしまうと再使用ができないという問題もある。

【００５８】また、本発明に係る厚さ方向に弾性変形す
る部材は、被覆工程で半永久的に使用できるように、変
形後、常温放置にて復元することが好ましい。

【００５９】特に、未発泡体を被覆工程で発泡する方法
に適した弾性変形する部材には、初期の加圧に対して光
起電力素子の凹凸に追従し、均一な加圧ができ、さら
に、発泡剤が分解した時に発生するガスの圧力によって
さらに変形し、その圧力に応じて均一に変形すること
で、発泡体を均一なものとでき、さらに光起電力素子の
凹凸の充填性を改善できる、機能が求められる。

【００６０】このような機能をもつためには、厚さ方向
に弾性変形する部材の圧縮硬さは、０．０１以上５００
ｋｇ／ｃｍ²であることが好ましい。０．０１未満であ
ると厚さ方向に弾性変形の度合いが大きく、膜厚を大き
くとらないと、光起電力素子の凸部が曲げ剛性を有する
部材に突き当たってしまい、厚さ方向に弾性変形する効
果は小さい。また、５００ｋｇ／ｃｍ²以上であると、
厚さ方向に弾性変形せずに、光起電力素子の凹凸に力が
集中し光起電力素子の変形、破損が生じる。

【００６１】光起電力素子の表面側に設けられる厚さ方
向に弾性変形する部材は、裏面側のそれと比べて硬度が
高いことが好ましい。この硬度差をつけることにより、
表面側の厚さ方向に弾性変形する部材が裏面側よりも厚
さ方向に弾性変形した場合、光起電力素子に変形が生じ
る問題を解消できる。また、太陽電池モジュールの表面
がフラット感の高いものとなるため、外観的にも優れた
太陽電池モジュールが得られる。

【００６２】（裏面被覆材）本発明に係る裏面被覆材１
０６は、絶縁体、未発泡体、及び、保護フィルム又は補
強板から構成される。未発泡体は、被覆工程中に発泡
し、発泡体となる。

【００６３】（絶縁体）絶縁体は、光起電力素子と発泡
体との接着の機能、光起電力素子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
性としては、電気絶縁性、機械的強度、湿潤時の絶縁
性、耐熱性が挙げられる。

【００６４】絶縁体と光起電力素子又は発泡体との接着
強度が低い場合には、これら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
予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。

【００６５】本発明に使用される接着剤は、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事が望ま
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。

【００６６】絶縁体としては、例えば、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、樹脂
繊維の不織布が挙げられる。

【００６７】（未発泡体）未発泡体は、樹脂の他に、発
泡剤、架橋剤、フィラーなどを含有する材料である。特
に、未発泡体に含まれる発泡剤は、被覆工程において分
解し、ガスを発生して発泡体となる。

【００６８】（未発泡体の樹脂）本発明の未発泡体に使
用される樹脂には、充填性が要求される。例えば、ＡＳ
ＴＭ４−１２３８改では、流れ易さの目安がメルトフロ
ーレートで表現されていれが、本発明の未発泡体に使用
される樹脂としては、１乃至４００ｄｇ／分の流動性が
好ましい。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
の温度を上げる事によっても、流動性が上げられるが、
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。

【００６９】また、発泡剤から発生するガスによって形
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。従って、未発泡体
の樹脂としては、架橋剤を含むものが好ましい。

【００７０】さらに、未発泡体の樹脂には、被覆工程中
に発泡体となる他に、絶縁体や補強板との接着強度が要
求される。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
アクリエ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、例えばポリエチレン、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、上記樹脂をブ
レンドして用いても構わない。

【００７１】（未発泡体に含有される発泡剤）発泡する
方法としては、例えば、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等
が挙げられる。いずれの方法も本発明に使用することが
できる。

【００７２】本発明に好適な発泡剤の材料は、化学反応
時に副生するガスを利用する方法の場合、独立気泡の得
やすい有機発泡剤が好ましい。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の事である。
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。

【００７３】このような発泡剤は、有機発泡剤と無機発
泡剤に２分される。

【００７４】無機発泡剤としては、例えば重炭酸ナトリ
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事は可能であるが、発生温度が４０
０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
いようする工夫が必要である。

【００７５】一方、有機発泡剤は、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ため、本発明の発
泡剤として好ましい。しかも、シャープにガスが発生す
る材料が好ましい。

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】このような発泡剤の添加量としては、０．
１乃至３０部が好ましい。

【００７９】（未発泡体に含有される架橋剤）携帯用の
太陽電池モジュールでは、被覆工程における耐熱性の改
善、絶縁体との接着強度の向上、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の向上が求められて
いる。従って、発泡体が架橋されている事が好ましい。

【００８０】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
橋の方が好ましい。

【００８１】ラジカル架橋は、電子線架橋、放射線架
橋、化学架橋などに分類できるが、使用する装置が簡便
であることから、化学架橋が好適に用いられる。中で
も、有機過酸化物による架橋が多用されている。以下で
は、有機過酸化物について詳しく説明する。

【００８２】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としては、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
が多用されている。

【００８３】上記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５％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事が多いが、本発明
に使用される有機過酸化物の１時間半減期温度には、特
に制約はない。しかし、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℃である事
から、１時間半減期温度は１００乃至１７０℃が好まし
い。

【００８４】発泡剤の分解温度と、架橋剤の分解温度と
の関係も厳密には規定できないが、有機過酸化物の１時
間半減期温度は、発泡剤の分解温度よりも高い方が好ま
しい。

【００８５】（未発泡体に含有されるフィラー）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、フィラーを添加しても良い。フィラーの量
を多くすることにより、気泡の数を増やし、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％あれば充分であり、それ以上の添加量では気
泡の数は増えない。

【００８６】むしろ経済的な理由で安価な増量剤を添加
する事は可能である。これらの核化効果を有する材料と
しては、例えば、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、樹脂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。

【００８７】（発泡体）柔軟性を持つ太陽電池モジュー
ルの場合、発泡体は、光起電力素子の裏面を保護する機
能がある。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。この様な太陽電池モジュール
の場合では、水分を吸収しにくい独立気泡であることが
好ましい。前述した発泡剤を使用する方法が、独立気泡
を作るのには好適である。

【００８８】さらに、外部より加えられる力から光起電
力素子を保護する特性も求められる。持ち運び可能な太
陽電池モジュールでは、地面近くに設置した場合に靴で
踏まれたり、移動中に地面を引き摺られたりする事が想
定される。とりわけ、靴で踏まれる場合、太陽電池モジ
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
ためには、発泡体の材料としては、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。

【００８９】発泡体の厚みは、砂あるいは土などの大き
さに較べて大きい事が好ましい。しかしながら、あまり
厚い発泡体は前述した様にカールなどの問題が発生する
為、１乃至１５ｍｍ程度が望ましい。

【００９０】（補強板、保護フィルム）補強板は、太陽
電池モジュールを支持するものである。

【００９１】太陽電池モジュールはその使用目的で、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との２種類に分けられる。

【００９２】この２種類の太陽電池モジュールに求めら
れる剛性は、以下に示すように異なっている。

【００９３】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
場合などが挙げられる。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３０〜４
０ｍ／秒に耐えられる剛性が必要と言われている。とり
わけ、表面にガラス板を使用せず、フッ素フィルム等で
表面を被覆した太陽電池モジュールでは、補強板による
剛性付与が効果的である。この場合に使用される補強板
の材料としては、例えば鋼板、ガラス繊維強化プラスチ
ック、硬質プラスチック、材木等が挙げられる。建材一
体型の場合には、祈り曲げ加工する事により剛性の改善
を図ると同時に、取り付け部材であるチャンネルに嵌め
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。この様な用途には、防錆性、耐候性
に優れている事が好ましい。上記特性の為に、耐候性に
優れた塗料の塗布が一般に行なわれている。補強板と発
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。この場合、接着剤とし
てはエチレン酢酸ビニル等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の好適に使用でき
る。

【００９４】一方、恒久的にモジュールを固定せず、携
帯し必要な場合のみ、太陽電池を使用する用途がある。
例えば、系統電線の届いていない行楽地の様な場所、あ
るいはヨットや自動車などのバッテリーチャージであ
る。これらの用途には柔軟で軽量な太陽電池モジュール
が求められる。すなわち、携帯するには軽量である事が
好ましく、使用しない時には、折りたたみ、あるいは丸
めて保管する事が望ましい。これらのモジュールは先に
述べた恒久的に設置するタイプの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、引き摺られたり、使用時誤って足で踏まれ
たりする。

【００９５】これらの外力に抗する為に、裏面に発泡体
が採用される訳であるが、外力に較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
特性は酎候性、可鏡性、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、例えば酢酸ビニルが
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、補強板と同様に、接着剤あるいは粘着剤で
貼合することができる。

【００９６】保護フィルムは、太陽電池モジュールの保
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。

【００９７】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
有機過酸化物等で行なうのが好ましい。架橋を行なうこ
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。補強板あるいは発泡体の界面と共
有結合を形成する事も可能であり、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−エチルアクリエート共重合
体、ポリビニルプチラール、シリコーン樹脂、アクリル
樹脂等が挙げられる。

【００９８】（光起電力素子）本発明に係る光起電力素
子は、少なくとも、導電性基板上に、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り、例えば図２
及び図３に示した構成のものが挙げられる。

【００９９】図２及び図３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、２
０４は透明導電層、２０５は集電電極である。

【０１００】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。その材料と
しては、例えばシリコン、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挙げられる。

【０１０１】上記導電性基板２０１上には、裏面反射層
２０２として、金属層又は／及び金属酸化物層を形成し
ても良い。金属層としては、例えば、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍ
ｏ，Ｗ，Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉなどが用いられ、金属酸化物
層としては、例えば、ＺｎＯ，ＴｉＯ₂，ＳｎＯ₂などが
用いられる。上記金属層及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。

【０１０２】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ＣｕＩｎＳｅ₂，ＣｕＩｎＳ₂，ＧａＡｓ，ＣｄＳ／
Ｃｕ₂Ｓ，ＣｄＳ／ＣｄＴｅ，ＣｄＳ／ＩｎＰ，ＣｄＴ
ｅ／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。

【０１０３】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おり、その材料としては、例え
ば、Ｉｎ₂Ｏ₃，ＳｎＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂（ＩＴ
Ｏ），ＺｎＯ，ＴｉＯ₂，Ｃｄ₂ＳｎＯ₄，高濃度不純物
ドープした結晶性半導体層などが挙げられる。また、そ
の形成方法としては、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。

【０１０４】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、フエ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。

【０１０５】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
体に取り付ける場合は、銅タブ等の金属体をスポット溶
接や半田で接合する方法が用いられる。集電電極に取り
付ける場合は、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取られる。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、絶縁体２０８を設けること
が望ましい。

【０１０６】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。

【０１０７】（表面被覆材）本発明に係る表面被覆材
は、充填材と表面材から構成される。光起電力素子を外
部からの応力等から保護し、且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。

【０１０８】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、ポリビニルプチラール、シ
リコーン樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。

【０１０９】充填材の接着強度が不充分である場合に
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、被覆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、ガラスビーズ等のフィラ
ーを混合することが好ましい。

【０１１０】表面材は、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
材は、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。この目的の為に、表面材
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。表面材は、フッ素樹脂、ま
たは、シリコーン樹脂で構成する。好ましい態様におい
ては、表面材は、フッ素樹脂で構成される。このような
フッ素樹脂としては、ＥＴＦＥ，ＰＦＡ，ＦＥＰ等が挙
げられる。

【０１１１】これらの樹脂で構成される表面材は、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
行なうことが好ましい。また、フッ素樹脂等によりコー
ティングを施したガラスを用いることも可能である。

【０１１２】

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

【０１１３】（実施例１）本例では、光起電力素子とし
て図２及び図３に示した層構成のアモルファスシリコン
（以下ａ−Ｓｉと呼称する）太陽電池を作製し、これを
用いて図４に示した太陽電池モジュールを形成した。

【０１１４】本例の太陽電池モジュールは、図４に示す
ように、ラミネーターのプレート３０１上に、厚さ方向
に弾性変形する部材３０２、エンボスシート３０３、裏
面材３０４、不織布３０５、未発泡体３０６、絶縁体３
０７、充填材３０８、不織布３０９、光起電力素子３１
０、不織布３１１、充填材３１２、表面材３１３、エン
ボスシート３１４、厚さ方向に弾性変形する部材３１
５、曲げ剛性を有する部材３１６をまず用意し、これら
を積層することにより作製した。

【０１１５】以下では、各構成物の内容を詳細に説明す
る。

【０１１６】（充填材）裏面被覆材の充填材３０８、及
び、表面被覆材の充填材３１２は、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）を
１００重量部、架橋剤として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
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（２，２，６，６−テトラ
メチル−４−ピペリジル）セパレートを０．１重量部を
混合したものを、Ｔダイと押し出し機を用いて作製し
た。

【０１１７】裏面被覆材の充填材３０８の厚みは２３０
μｍ、表面被覆材の充填材３１２の厚み４６０μｍの厚
みとした。

【０１１８】（未発泡体）未発泡体３０６は、以下の様
に用意した。

【０１１９】エチレン−酢酸ビニル樹脂（酢酸ビニル１
５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３μｍ）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イドを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重量部を混合したものを、逆Ｌ型４本カ
レンダーを用いて、厚みが１．５ｍｍのシートに形成し
た。

【０１２０】（絶縁体）絶縁体３０７としては、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）を用いた。処理された表面
は、濡れ指数が５３ｄｙｎｅ／ｃｍ以上であった。

【０１２１】（不織布あるいは織布）裏面下側に位置す
る不織布３０５としては、ポリプロピレンの有機不繊維
（坪量２０グラム秤米、平均繊維径１５ミクロン、見掛
け厚み１３０μｍ、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｝］３
％含有）を使用した。

【０１２２】光起電力素子の下に位置する不織布３０９
としては、ガラス繊維不織布（線径１０μｍ、坪量２０
ｇ／ｍ²、Ｅガラス、ガラス繊維径６μｍ、アクリルバ
インダー５％。）を用意した。

【０１２３】光起電力素子の上に位置する不織布３１１
としては、ガラス繊維不織布（線径１０μｍ、坪量８０
ｇ／ｍ²、Ｅガラス、ガラス繊維径６μｍ、アクリルバ
インダー５％）を用意した。

【０１２４】（光起電力素子）光起電力素子３１０とし
ては、次の手順で作製した図２及び図３に示す構成のも
のを用いた。

【０１２５】（１）まず洗浄した帯状のステンレス基板
２０１を用意し、該基板上に、スパッタ法で裏面反射層
２０２としてＡｌ層（膜厚５００ｎｍ）とＺｎＯ層（膜
厚５００ｎｍ）を順次形成した。

【０１２６】（２）次に、プラズマＣＶＤ法により、ｎ
型層（膜厚１５ｎｍ）／ｉ型層（膜厚４００ｎｍ）／ｐ
型層（膜厚１０ｎｍ）／ｎ型層（膜厚１０ｎｍ）／ｉ型
層（膜厚８０ｎｍ）／ｐ型層（膜厚１０ｎｍ）の層構成
からなる、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、半導体光活性層２０３とした。

【０１２７】ここで、ｎ型層は、ＳｉＨ₄とＰＨ₃とＨ₂
の混合ガスを用いて作製したｎ型のアモルファスシリコ
ン（ａ−Ｓｉ）層を指す。また、ｉ型層は、ＳｉＨ₄と
Ｈ₂の混合ガスを用いて作製したｉ型のアモルファスシ
リコン（ａ−Ｓｉ）層を指す。そして、ｐ型層は、Ｓｉ
Ｈ₄とＢＦ₃とＨ₂の混合ガスを用いて作製したｐ型の微
結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）層を意味する。

【０１２８】（３）透明導電層２０４としては、Ｉｎ₂
Ｏ₃薄膜（膜厚７００ｎｍ）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。

【０１２９】（４）上記工程（１）〜（３）により得ら
れたものを切断した後、スクリーン印刷によりエッチン
グして、３０ｃｍ×９ｃｍサイズの複数の素子を得た。

【０１３０】（５）得られた複数個の素子の中から１３
個を選ぴ、それぞれについて、集電用のグリッド電極２
０５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た。

【０１３１】（６）集電電極どうしを、ワイヤーバスバ
ー２０６（半田メッキ銅線直径４００μｍ）と銀ペース
ト２０７（商品番号：＃２２０、ケスル社製）とを用い
て接着し、接続した。

【０１３２】（７）銅タブ２０８（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。

【０１３３】（８）得られた１３個の光起電力素子の銅
タブ２０８を、隣接する光起電力素子のワイヤーバスバ
ー２０６に半田付けして直列接続した。

【０１３４】（９）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２０９（２．５φ）を絶縁テー
プ（厚み１４０μｍ、ポリエチレンテレフタレート基材
１００μｍ、粘着材４０μｍ）２１５を介して１つずつ
裏面に取りつけ、光起電力素子の＋電極及び−電極に半
田で接続した。

【０１３５】（１０）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１番端の光起電力素子にそれぞれ、−出力用の銅タ
ブ２１０を両面テープ（厚み６５μｍ）で、＋出力用の
銅タブ２１１（厚み１００μｍ）を絶縁テープ２１２
（厚み１４０μｍ。ポリエチレンテレフタレート基材１
００μｍ、粘着材４０μｍ）を介して付けた。

【０１３６】（１１）−出力用の銅タブ（厚み１００μ
ｍ）には、一番端の光起電力素子の銅タブ２０８を半田
付けした。また、＋出力用の銅タブ２１１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。

【０１３７】（１２）出力を片端とするために、−出力
用の銅タブには銅タブ２１３を半田付けして延長し、絶
縁テープ２１４（厚み１４０μｍ、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。

【０１３８】上記工程（１）〜（１２）により、本例で
用いる光起電力素子３１０を用意した。

【０１３９】（表面材）表面材３１３としては、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５
０μｍ）を用意した。充填材３０７との接着面には、あ
らかじめコロナ放電処理を施した。

【０１４０】（エンボスシート）裏面材側のエンボスシ
ート３０３としては、チョップドストランドマット（坪
量４５０ｇ／ｍ²、繊維径１７μｍ、二次繊維束数４０
０ｍｍ、繊維長１００ｍｍ）を使用した。充填材の流動
によるエンボスシートの汚れを防ぐため、ＰＦＡフィル
ムを併用した。

【０１４１】表面材側のエンボスシート３１４として
は、有機繊維不織布（ポリエステル樹脂、繊維径２０μ
ｍ、坪量２０ｇ／ｍ²）を使用した。

【０１４２】（厚さ方向に弾性変形する部材）裏面材側
の厚さ方向に弾性変形する部材３０２としては、クロロ
プレンゴム発泡体（ＪＩＳＫ６７６７準拠の圧縮硬度
５０、厚み８．０ｍｍ、発泡倍率３０倍）を用いた。

【０１４３】表面材側の厚さ方向に弾性変形する部材３
１５としては、シリコーンラバー（ＪＩＳＫ６７６７
準拠の圧縮硬度７０、厚み２ｍｍ）を用意した。

【０１４４】（曲げ剛性を有する部材）裏面材の曲げ剛
性を有する部材としては、曲げ剛性を有するラミネータ
ーのアルミプレート（弾性率７．０×１０¹⁰Ｐａ、厚み
８ｍｍ）３０１を兼用した。

【０１４５】表面側の曲げ剛性を有する部材３１６とし
ては、鋼板（弾性率２０×１０¹⁰Ｐａ、厚さ０．８ｍ
ｍ）を用意した。

【０１４６】以下では、上述した各構成物を用いて光起
電力素子を被覆し、太陽電池モジュールを作製する方法
について説明する。

【０１４７】まず、プレートとしてアルミ板３０１を用
いたラミーネーターの所定の位置に、汚れ防止として不
図示のＰＦＡフィルム（厚み５０μｍ）を敷いた。

【０１４８】そして、このＰＦＡフィルムの上に、厚さ
方向に弾性変形する部材３０２、エンボスシート３０
３、裏面材３０４、不織布３０５、未発泡体３０６、絶
縁体３０７、充填材３０８、不織布３０９、光起電力素
子３１０、不織布３１１、充填材３１２、表面材３１
３、エンボスシート３１４、厚さ方向に弾性変形する部
材３１５、曲げ剛性を有する部材３１６、を順に重ねて
積層体とし、この上に隔壁３１７として耐熱性シリコー
ンゴムのシート（ＪＩＳＫ６７６７準拠の圧縮硬度７
０、厚み２ｍｍ）を載せた。

【０１４９】次に、シール材としてＯリング３１８を用
い、真空ポンプでラミーネーターの内部を２Ｔｏｒｒに
なるように減圧した。３０分間真空引きを続けた後、１
２０℃の熱風乾燥炉に投入し、１００分後に取りだし
た。その後真空びきを続けながら室温まで冷却した。冷
却完了迄に常時、真空度は４Ｔｏｒｒ以下であった。

【０１５０】このようにして、複数個の光起電力素子モ
ジュールを作製した。

【０１５１】以下では、作製した光起電力素子モジュー
ルに対して行った４つの評価項目、すなわち、初期外
観、電気絶縁性試験、耐擦傷性試験、温湿度サイクル試
験に関して説明する。これらの評価結果は、表１に纏め
て示した。

【０１５２】（初期外観）被覆工程を経て得られた太陽
電池モジュールの初期外観を評価した。観察する部位と
して、表面被覆材、光起電力素子および裏面被覆材の３
つを取り上げ、次のような基準で判定した。 ○：表面被覆の剥離、気泡残り、モジュールの波打ち、
光起電力素子の裏面の凹凸から発生する光起電力素子の
変形、破損が１ｍ離れた距離から観察されないもの △：光起電力素子の裏面の凹凸から発生する光起電力素
子の変形が観察されるが、その変形量が０．２ｍｍ未満
のもの ×：表面被覆の剥離、気泡残り、裏面発泡体の窪み、光
起電力素子の裏面の凹凸から発生する光起電力素子の変
形、破損が生じたもので変形量が０．２ｍｍ以上のもの（電気絶縁性試験）被覆工程を経て得られた太陽電池モ
ジュールに対して、高圧絶縁破壊試験を行なった。以下
に高圧絶縁破壊試験について説明する。

【０１５３】まず、光起電力素子モジュールの陽極と
陰極を短絡させる。

【０１５４】得られた試料を電気伝導度が３５００ｏ
ｈｍ・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。

【０１５５】溶液側に電源の陰極を漬け、試料の出力
端子に電源の陽極を繋いだ。

【０１５６】電源より２２００Ｖの電圧をかけ、その
リーク電流を測定した。

【０１５７】この試験における評価は、リーク電流が５
０μＡ以下の場合を○、リーク電流が５０μＡを越える
場合を×とした。

【０１５８】（耐擦傷性試験）耐擦傷性試験は、外部か
らの引っかきに対する太陽電池モジュールの表面被覆材
の保護能力が充分であるか否かを調べる試験である。

【０１５９】この試験では、先ず、鋼鉄製の刃を速度１
５２．４ｍｍ／秒で、該刃先に荷重（Ｆ）を加えながら
太陽電池モジュールの表面を矢印Ｄの方向に動かした。

【０１６０】この試験における評価として、上記引っか
きをした後、上述した手法で高圧絶縁破壊試験を行っ
た。評価結果として、リーク電流が５０μＡを越えない
時の刃先の最大荷重を示した。

【０１６１】（温湿度サイクル試験）光起電力素子モジ
ュールに対して、設定１（−４０℃／１時間）と設定２
（８５℃／８５％ＲＨ／４時間）からなる温湿度サイク
ル試験を、２００サイクル繰り返した後、光起電力素子
モジュールの外観を目視により評価した。その際、外観
の目視評価は、次のような基準で判定した。 ○：外観の変化の全くないもの △：外観の変化が多少あり、指蝕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 ×：剥離が生じたものさらに、太陽電池モジュールに対して、シャント抵抗の
変化率を調べた。

【０１６２】ここでは、モジュールを暗状態で一スラブ
当たり０．４Ｖの順バイアスでの電流値をシャント抵抗
とした。

【０１６３】その変化率は、試験後のシャント抵抗を試
験前のシャント抵抗で除した値の百分率である。

【０１６４】（実施例２）本例では、実施例１におけ
る、表面側の厚さ方向に弾性変形をする部材３１５と、
裏面側の厚さ方向に弾性変形をする部材３０２とを、表
裏逆に使用した点が実施例１と異なる。他の点は実施例
１と同様にして、複数の光起電力素子モジュールを作製
した。その後、実施例１と同様に評価した。

【０１６５】（実施例３）本例では、裏面下側に位置す
る不織布３０５を使用しなかった点が実施例１と異な
る。他の点は実施例１と同様にして、複数の光起電力素
子モジュールを作製した。その後、実施例１と同様に評
価した。

【０１６６】（実施例４）本例では、未発泡体３０６の
代わりに表面被覆材の充填材３１２を使用した点が実施
例１と異なる。他の点は実施例１と同様にして、複数の
光起電力素子モジュールを作製した。その後、実施例１
と同様に評価した。

【０１６７】（実施例５）本例では、厚さ方向に弾性変
形する部材３０２、エンボスシート３０３、裏面材３０
４および不織布３０５の代わりに、カラー鋼板（ガルバ
ナイズド鋼板、両面でメッキ重量１５０ｇ／ｍ²、２コ
ート２べーク品、耐候面の最表層塗料はポリエステル樹
脂）を使用した点が実施例１と異なる。他の点は実施例
１と同様にして、複数の光起電力素子モジュールを作製
した。その後、実施例１と同様に評価した。

【０１６８】（比較例１）本例では、厚さ方向に弾性変
形をする部材３０２、３１５を両方とも使用しなかった
点が実施例１と異なる。他の点は実施例１と同様にし
て、複数の光起電力素子モジュールを作製した。その
後、実施例１と同様に評価した。

【０１６９】（比較例２）本例では、曲げ剛性を有する
部材３１６を使用しなかった点が実施例１と異なる。他
の点は実施例１と同様にして、複数の光起電力素子モジ
ュールを作製した。その後、実施例１と同様に評価し
た。

【０１７０】（比較例３）本例では、実施例５で用いた
厚さ方向に弾性変形する部材３１５を使用しなかった。
他の点は実施例５と同様にして、複数の光起電力素子モ
ジュールを作製した。その後、実施例１と同様に評価し
た。

【０１７１】

【表１】表１から、本発明による太陽電池モジュールは、曲げ剛
性を有する部材と厚さ方向に弾性変形する部材の使用に
よって、初期外観に優れ、かつ、高い電気絶縁性を示す
ことが分かった。また、厚さ方向に弾性変形する部材に
より光起電力素子の変形がないため、外部からの傷に対
する耐性に優れ、高い信頼性を示すことも確認された。
さらに、未発泡体を被覆工程で発泡する方法において
は、厚さ方向に弾性変形する部材の変形量に対して硬度
が変わる性質を利用することで、均一な発泡体がえられ
た。また、光起電力素子の凹凸への発泡体の充填性を改
善することもできた。

【０１７２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
凹凸のある光起電力素子を被覆した場合でも、光起電力
素子の変形や破損、被覆材料の破れなどが発生せず、発
泡体の発泡倍率の不均一に起因した太陽電池モジュール
の波打ちが少なく、かつ、発泡の不均一起因した外観不
良の無い、太陽電池モジュールの製造方法がえられる。

【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製造方法の
一例を示す概略図である。

【図２】図１の太陽電池モジュールの製造方法で用い
た、光起電力素子の概略構成図である。

【図３】図１の太陽電池モジュールの製造方法で用い
た、光起電力素子の概略構成図である。

【図４】本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法の
他の一例を示す概略図である。

【符号の説明】

１０１ラミネーターのプレート、１０２Ｏリング、１０３シリコーンラバーからなる隔壁、１０４曲げ剛性を有する部材、１０５厚さ方向に弾性変形する部材、１０６裏面被覆材、１０７光起電力素子、１０８表面被覆材、１０９厚さ方向に弾性変形する部材、１１０曲げ剛性を有する部材、１１１チューブ、１１２真空ポンプ、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（グリッド）、２０６出力端子（ワイヤーバスバー）、２０７半田（銀ペースト）、２０８絶縁体（銅タブ）、２０９バイパスダイオード、２１０ −出力用の銅タブ、２１１＋出力用の銅タブ、２１２絶縁テープ、２１３銅タブ、２１４絶縁テープ、２１５絶縁テープ、３０１ラミネーターのプレート、３０２厚さ方向に弾性変形する部材、３０３エンボスシート、３０４裏面材、３０５不織布、３０６未発泡体、３０７絶縁体、３０８充填材、３０９不織布、３１０光起電力素子、３１１不織布、３１２充填材、３１３表面材、３１４エンボスシート、３１５厚さ方向に弾性変形する部材、３１６曲げ剛性を有する部材。

フロントページの続き (72)発明者森隆弘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)発明者塩塚秀則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】光起電力素子を表面被覆材と裏面被覆材
との間に有してなる太陽電池モジュールの製造方法にお
いて、前記表面被覆材又は／及び前記裏面被覆材の外側に、厚
さ方向に弾性変形する部材と曲げ剛性を有する部材とを
順に積み重ねて配置し、前記曲げ剛性を有する部材の外側から加圧することによ
り、光起電力素子を表面被覆材と裏面被覆材で被覆する工程
を有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２】前記裏面被覆材を構成する発泡体の層
は、前記工程において未発泡体が発泡されて形成された
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
の製造方法。
【請求項３】前記裏面被覆材が、前記発泡体の層と、
織布又は不織布の層とから構成されていることを特徴と
する請求項１又は２に記載の太陽電池モジュールの製造
方法。
【請求項４】前記光起電力素子の接続部材が、前記光
起電力素子の表面又は裏面に実装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１項に記載の太陽電池
モジュールの製造方法。
【請求項５】前記光起電力素子のバイパスダイオード
が、前記光起電力素子の表面又は裏面に実装されている
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載
の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項６】前記光起電力素子の基板が、可撓性を有
することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に
記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項７】前記光起電力素子の基板が、金属である
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載
の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項８】前記加圧の手段が、真空加圧であること
を特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の太
陽電池モジュールの製造方法。
【請求項９】前記表面被覆材の外側に設けた前記厚さ
方向に弾性変形する部材の圧縮硬さＡと、前記裏面被覆
材の外側に設けた前記厚さ方向に弾性変形する部材の圧
縮硬さＢとの関係が、Ａ≧Ｂであることを特徴とする請
求項１乃至８のいずれか１項に記載の太陽電池モジュー
ルの製造方法。