JPH10209473A - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、柔軟性が高く、電気絶縁性に優
れ、かつ、剥離を防ぐことができる太陽電池モジュール
を提供する。 【解決手段】 本発明の太陽電池モジュールは、光起電
力素子を表面被覆材と裏面被覆材との間に設け、前記光
起電力素子の出力取り出し電極にリード線を取り付け、
さらに出力取り出し箱を有する太陽電池モジュールにお
いて、前記出力取り出し電極は、前記光起電力素子の外
部まで延びており、かつ、樹脂によって被覆されている
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に
係る。より詳細には、柔軟性が高く、電気絶縁性に優
れ、かつ、剥離を防ぐことができる太陽電池モジュール
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】このように軽量で柔軟性に富んでいる太陽
電池モジュールには、恒久的に設置される太陽電池モジ
ュールとは異なった性能が要求される。特に、従来の太
陽電池モジュールでは、付設された出力取り出し箱の電
気絶縁性が不十分な問題、出力取り出し箱を付設したこ
とに伴う浸水や剥離の問題などがあり、これらを解決す
る手段の開発が望まれていた。以下では、これらの問題
点について詳細に説明する。

【０００５】（出力取り出し箱）従来の太陽電池モジュ
ールは、その出力のために出力取り出し箱を持つ。出力
取り出し箱は、太陽電池モジュールの使用形態によって
様々なものがつかわれている。フレームを有する、様々
な設置に対応する太陽電池モジュールでは、使用状態に
合わせた接続が可能な出力取り出し箱を持つ。屋根材と
して使用するモジュールは、その使用状態が予め決まっ
ており、それぞれの太陽電池モジュールとの接続の簡単
な形態のものを用いる。レジャー用等の持ち運びの可能
な太陽電池モジュールでは、出力を簡単に電気機器やバ
ッテリーに簡単に接続できるコードを充填材で埋めたも
の等が用いられる。

【０００６】（出力取り出し箱の取りつけ）恒久的に設
置する太陽電池モジュールでは、出力取り出し箱を接着
剤によって貼りあわせている。これは設置後に、動的な
力をうけることがないためである。

【０００７】一方、持ち運びの可能な太陽電池モジュー
ルでは、出力のケーブルを引っ張ることや端子取り出し
箱を踏むことなど動的な力をうける。そのため出力取り
出し箱は、接着剤で貼りあわせるだけでは、十分な機械
的強度がない。そのため出力取りだし箱に突起を設け、
太陽電池モジュールに穴をあけ、その穴に出力取り出し
箱の突起を入れて固定する方法や、ボルト及びナットで
固定する方法等が用いられている。

【０００８】（出力取り出し箱の取りつけ位置）恒久的
に設置する太陽電池モジュールの出力取り出し箱は、太
陽電池モジュールの裏面側に取りつけられることが多
い。恒久的に設置する太陽電池モジュールでは、使用で
きる面積に対していかに出力を大きくできるかが重要で
あり、出力取り出し箱の様に、発電に関係ない部分は裏
面に設けられる。裏面に設けることで比較的耐候性の劣
る材料も使用可能である。この位置であれば、雨などに
より、直接水滴がかかるようなこともない。また裏面に
取りつける為にその大きさに制約はなく、大きな取りつ
け面積で強い接着を得ることも可能である。さらに、接
着面積を大きくとることで水分の侵入経路を長くして、
電気絶縁性を高める効果もある。

【０００９】一方、持ち運び可能な太陽電池モジュール
は、様々な場所に追従して設置できるようにする為、出
力取り出し箱はできるかぎり小さく、裏面に凹凸を持た
ないことが好ましい。その為、表面側に取りつけられる
ことが多く、できるかぎり小さくすることが好ましい。
また、ボルトとナット等で出力取り出し箱を固定した場
合、裏面に凹凸ができるため、持ち運びの際に引っかか
る等の不都合が生じることがある。

【００１０】（出力取り出し箱の電気絶縁性）出力取り
出し箱は電気絶縁性が重要である。特に、水分の侵入を
防ぐことが必要となる。

【００１１】恒久的に設置されるモジュールでは、端子
取り出し箱の本体部分と蓋部分のシール性を高めるため
に、Ｏリングでシールする等の方法がなされている。端
子取り出し箱と太陽電池モジュールとの接着部は、防水
性のシーラント等で覆い水分の侵入を防いでいる。また
前述のように接着面積を大きくする方法も採用されてい
る。このような恒久的に設置される太陽電池モジュール
の出力取り出し箱は、長期にわたって水に埋没すること
はほとんどなく、水蒸気、水滴に耐えられる程度の水分
ヘの耐性を有していればよい。また、これら恒久設置の
太陽電池モジュールは、フレームや鋼板によって支持さ
れており、曲げなどの力によって出力取り出し箱に力が
かかる場合はほとんどなく、力がかかった場合でもその
変位量は小さい。その為、接着剤は、可撓性の低いもの
でも構わない。

【００１２】一方、持ち運び可能な太陽電池モジュール
では、出力取り出し箱を太陽電池モジュールの穴と出力
取り出し箱の突起で固定している為に、その穴を通して
水分が侵入する可能性がある。特に固定する部分の強度
を保つ為に、被覆材にガラス繊維がある場合には、穴部
分のガラス繊維を伝って水分が侵入しやすい。また持ち
運び可能なモジュールは、例えば海や川などで使用され
る場合が多い。特に発泡体を有する太陽電池モジュール
は水に浮くことが可能なため、水に浮かべて使用するこ
ともある。そのため、出力取り出し箱が波などによって
水に埋没する場合もある。このような環境下で使用する
出力取り出し箱には、恒久設置する太陽電池モジュール
と異なり屋根材で使用する以上の電気絶縁性が必要され
る。

【００１３】しかし、ガラス繊維を取り去ってしまう
と、出力取り出し箱に力がかかった際に太陽電池モジュ
ールの強度が不足し、固定している穴が裂けて出力取り
出し箱が外れやすいという問題が生じる。また、柔軟性
を有するモジュールは曲げて使用されることも多いた
め、出力取り出し箱の充填材には可撓性が要求される。

【００１４】（太陽電池モジュールの表面）従来の太陽
電池モジュールでは、出力の低下を防ぐためにその表面
が汚れにくいような工夫が施されている。例えば、その
表面にはフッ素樹脂フィルムやフッ素コーティングを設
け、発水性が付与されている。この発水性の為に、接着
剤等がほとんど接着しないため、太陽電池モジュールの
表面と端子取り出し箱との間に設けたシーラントの界面
に水分の流路ができやすい。これを防ぐ為に、太陽電池
モジュールの表面に接着処理を施すこともなされてい
る。しかしながら、シーラントと表面被覆材との界面の
水分の流路をなくす事だけでは絶縁性を十分に保つこと
はできない。

【００１５】（シーラント）柔軟性を有する太陽電池モ
ジュールにおいて、シーラントは可撓性を有することが
重要である。恒久設置のモジュールでは、強固に接着し
ていれば可撓性はほとんど必要ないが、柔軟性を有する
太陽電池モジュールでは、太陽電池モジュールの曲げに
対して伸び、縮みすることが必要である。可撓性がない
と凝集破壊してしまいその部分からの水分の侵入を生じ
てしまう。

【００１６】さらにシーラントは流動性が重要である。
出力取り出し電極とリード線の接続部、リード線等を完
全に覆わなければならない。恒久設置の太陽電池モジュ
ールでは、接続の変更等がある為に出力取り出し電極と
リード線接続部はシーラントで覆わずに、出力取り出し
箱の密閉性によってその絶縁を補償しているが、持ち運
び可能な太陽電池モジュールでは、シーラントによって
絶縁性を補償しているからである。

【００１７】（遮光フィルム）光起電力素子は、電極、
接続部材が表面にある場合もある。これらの部材が直接
見えることは外観上好ましくない。また、その部分が、
引っ掻き等の外部からの力に対して機械的な強度が不足
するといった問題も起こる。それらを防ぐ為に、遮光フ
ィルムを貼る場合がある。遮光フィルムは、光起電力素
子の各辺に貼る。その際、それぞれの辺の遮光フィルム
に隙間を開けることは外観上好ましくなく、重ねた部分
ができる。そのフィルムが重なる部分には、接着剤がな
くそこから水分が侵入する場合もある。さらに図７に示
すように、光起電力素子の出力取り出し電極を遮光フィ
ルムで隠した場合には、遮光フィルム７０６と出力取り
出し電極７０５との界面は接着されておらず、その部分
が温度変化等により膨れを生じ、その周辺部に剥離を発
生させる場合がある。

【００１８】（未発泡体を被覆工程で発泡する太陽電池
モジュール）未発泡体を被覆工程で発泡する太陽電池モ
ジュールでは、被覆材中の充填材が太陽電池モジュール
の端部で薄くなる傾向がある。その対策として、補強材
にガラス繊維を用いた太陽電池モジュールの端部では、
充填材に対してガラス繊維の量が多くなり、剥離が生じ
やすい状態となっている。

【００１９】（太陽電池モジュールの端部における浸
水）太陽電池モジュールの端部にガラス繊維があると、
ガラス繊維を伝って太陽電池モジュール内部に水が侵入
して絶縁抵抗が低下する場合がある。

【００２０】この端部における剥離や水の侵入を防ぐた
め、恒久施設の太陽電池モジュールでは、モジュール端
部からガラス繊維を無くことが可能である。

【００２１】しかし、持ち運び可能な太陽電池モジュー
ルでは、太陽電池モジュールを簡易的にロープ等で固定
できるように太陽電池モジュールの光起電力素子のない
部分に穴が設けられている場合がある。このようなモジ
ュールの端部からガラス繊維を取り除くと、穴部分の強
度が不足し、ロープ等で固定している際に風などの外力
によって、穴からモジュールに亀裂が生じる等の問題が
ある。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、柔軟性が高
く、電気絶縁性に優れ、かつ、剥離を防ぐことができる
太陽電池モジュールを提供することを目的とする。

【００２３】

【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
太陽電池モジュールが最良であることを見いだした。 （１）本発明に係る太陽電池モジュールは、光起電力素
子を表面被覆材と裏面被覆材との間に設け、前記光起電
力素子の出力取り出し電極にリード線を取り付け、さら
に出力取り出し箱を有する太陽電池モジュールにおい
て、前記出力取り出し電極は、前記光起電力素子の外部
まで延びており、かつ、樹脂によって被覆されているこ
とを特徴とする。

【００２４】出力取り出し電極が光起電力素子の外部ま
で延びているため、出力端子の引っ張りに対する強度を
向上させることができる。また、出力取り出し電極が樹
脂によって被覆されているため、出力取り出し電極に接
着していない部分が無くなり、温度変化などによる剥離
を防止できる。 （２）前記出力取り出し箱は、該出力取り出し箱が有す
る突起を前記太陽電池モジュールの出力取り出し口近傍
の前記表面被覆材に設けた穴に入れて固定され、前記出
力取り出し箱の内部には、前記出力取り出し電極、前記
リード線、及び、前記出力取り出し電極と前記リード線
との接続部を有し、かつ、前記出力取り出し箱の内部
が、シーラントによって充填されていることを特徴とす
る。

【００２５】その結果、出力取り出し箱を太陽電池モジ
ュールに強固に固定できるため、出力取り出し箱が外力
によりはずれるのを防ぐことができる。さらに出力取り
出し箱の内部をシーラントで充填したことにより、出力
取り出し箱の内部へ水分が侵入するのを防ぐことが可能
となる。 （３）前記太陽電池モジュールの前記表面被覆材は、ガ
ラス繊維を含有するが、前記出力取り出し箱を固定する
穴を設けた部分、及び、太陽電池モジュール端部には該
ガラス繊維が無いことから、水分が穴部分やモジュール
端部からガラス繊維を伝ってモジュール内部に入ること
を防止できる。また、モジュール端部のガラス繊維の量
の多い部分を無くすことで剥離を抑制できる。さらに、
モジュール端部にガラス繊維が無いため、モジュール端
部を熱融着することもできる。 （４）前記光起電力素子の接続部材及び集電部材の一部
が遮光材により隠されており、該遮光材が重なりあう部
分には接着剤が充填されているため、遮光材の重なりあ
う部分からモジュール内部への水分の侵入を防ぐことが
できる。 （５）前記遮光材の厚さが２５μｍ以上５００μｍ以下
であるため、遮光材によって接続部分を覆うことがで
き、接続部分を外力から守ることが可能となる。さらに
太陽電池モジュールのハトメ強度を向上できる。 （６）前記太陽電池モジュールの表面被覆材の表面が樹
脂であることから、柔軟で且つ軽量な太陽電池モジュー
ルを提供できる。 （７）前記太陽電池モジュールの裏面被覆材は発泡体を
含有するため、太陽電池モジュールの裏面からの外力に
対してクッション性を有し、光起電力素子を保護する能
力の高い太陽電池モジュールがえられる。 （８）前記太陽電池モジュールの裏面被覆材に含有され
る発泡体は、被覆工程中に未発泡体を発泡して形成され
たため、太陽電池モジュールの裏面に存在する凹凸形状
（例えば、バイパスダイオード、電極取り出し用の配線
など）に追従した形で発泡させることができる。従っ
て、従来スポンジ等を貼り付けた際に生じていた空洞な
どが発生せず、信頼性の高い太陽電池モジュールがえら
れる。またその結果、従来必要としたスポンジ等を後か
ら太陽電池モジュールの裏面に貼り付ける工程の削減も
可能となる。 （９）前記出力取り出し箱の内部を充填するシーラント
は、硬化後に１００％以上５００％以下の破断伸度を示
すものであることから、太陽電池モジュール使用時の曲
げに対しても表面から剥がれることを防ぐことができ
る。その結果、水分の流路ができないので、モジュール
内部への水分の侵入が発生しない。 （１０）前記出力取り出し箱の内部を充填するシーラン
トの粘度は、３０ポイズ以上５０００ポイズ以下である
ため、出力取り出し電極とリード線の接続部、及び、リ
ード線を欠陥なく覆うことができ、シーラント内部に気
泡等が発生するのを防ぐことができる。 （１１）前記光起電力素子の出力取り出し電極を覆った
樹脂が、前記表面被覆材又は前記裏面被覆材のいずれか
を構成する樹脂であるため、被覆材の他の材料との接着
界面が増えることなく、信頼性を損なうことがない。

【００２６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る太陽電池モ
ジュールの構成を示す概略図である。図１（ａ）は平面
図である。図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ’部
分の断面図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）におけるＢ
−Ｂ’部分の断面図である。

【００２７】図１において、１０１は裏面被覆材、１０
２は光起電力素子、１０３は表面被覆材、１０４は出力
取り出し箱、１０５は出力取り出しコードである。１０
６は遮光フィルム長辺、１０７は遮光フィルム短辺であ
る。１０２の光起電力素子に遮光フィルム１０６、１０
７を貼りつける。斜線部分が遮光フィルムの重なり部分
である。

【００２８】（裏面被覆材）本発明では、持ち運び可能
なモジュールとするため、裏面被覆材１０１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。

【００２９】（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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】（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。

【００３４】（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。

【００３５】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。

【００３６】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。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。

【００３７】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。

【００３８】（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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】（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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】（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。

【００５３】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。

【００５４】（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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】（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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】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、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。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】（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
に示した構成のものが挙げられる。図２（ａ）は光起電
力素子の平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）におけ
るＡ−Ａ’部分の断面図である。また、図２（ｃ）は図
２（ａ）の光起電力素子をモジュール化した状態を示す
平面図である。

【００６６】図２において、２０１は導電性基板、２０
２は裏面反射層、２０３は半導体光活性層、２０４は透
明導電層、２０５は集電用のグリッド電極、２０６は出
力端子であるワイヤーバスバー、２０７は銀ペースト、
２０８、２１３、２１６は銅タブ、２０９はバイパスダ
イオード、２１０は−出力用の銅タブ、２１１は＋出力
用の銅タブ、２１２、２１４、２１５及び２１７は絶縁
テープである。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】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。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】（表面被覆材）本発明に係る表面被覆材１
０３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。

【００７５】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。

【００７６】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。しかし、ガラス繊維が外
部に出る場合にはそのガラス繊維と充填材の界面から水
分の侵入を生じる場合がある。その為太陽電池モジュー
ルの端部、出力取り出し箱を固定する穴の部分はガラス
繊維を無くす必要がある。

【００７７】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、四フッ化エチレン−エチレン共重
合体（ＥＴＦＥ）、三フッ化塩化エチレン樹脂（ＰＣＴ
ＦＥ）、四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニ
ルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン−六
フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、フッ化ビニリデ
ン樹脂（ＰＶＤＦ）、フッ化ビニル樹脂（ＰＶＦ）等が
挙げられる。

【００７８】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ために、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。

【００７９】出力取り出し箱の取りつけ部分は、易接着
処理がなされていることが好ましい。その方法は、充填
材との接着強度を高める方法と同じで良い。

【００８０】（出力取り出し箱）本発明に係る出力取り
出し箱１０４は、光起電力素子の出力を外部に取り出す
部分を保護するものである。外部から加えられる力や外
部から侵入する水分から、出力取り出し電極とリード線
を接続した部分を保護する。また、出力取り出し箱１０
４は、踏まれたり蹴られたりしても割れることなく、光
りや水分に対して劣化しないことが必要である。

【００８１】本発明において出力取り出し箱の形は、ど
のようなものでも使用可能である。以下では、図３に示
した３つの部分、すなわち出力取り出し箱固定部品３０
５、上蓋３０６及び下蓋３０７、からなる端子取り出し
箱について説明する。

【００８２】（出力取り出し箱固定部品）出力取り出し
箱固定部品３０５は、図３に示すように４つの突起を持
ったものである。出力取り出し箱固定部品３０５は、こ
れら４つの突起を、太陽電池モジュールにあけた４つの
穴３０４にそれぞれ差し込むことによって固定される。
取り出し箱固定部品３０５の片側には、出力取り出し電
極３０１と半田づけしたリード線（不図示）を外部に出
す穴を有する。このような構成をした出力取り出し箱固
定部品３０５の内部に、シーラントを充填して外部との
絶縁性を保つ。出力取り出し箱固定部品３０５を太陽電
池モジュールに固定する際は、出力取り出し箱の突起部
分、表面被覆材と接する部分、及びコードと接する部
分、にシーラントをつけてから太陽電池モジュールの穴
に差し込む。その後、出力取り出し箱固定部品３０５の
内部にシーラントを流し込む。

【００８３】（上蓋３０６、下蓋３０７）上蓋３０６及
び下蓋３０７は、出力取り出し箱固定部品３０５を太陽
電池モジュールの表面側及び裏面側から覆う部品であ
る。出力取り出し箱固定部品に上蓋をかぶせ、下蓋を反
対面からかぶせて固定する。

【００８４】図２において、２０１は導電性基板、２０
２は裏面反射層、２０３は半導体光活性層、２０４は透
明導電層、２０５は集電用のグリッド電極、２０６は出
力端子であるワイヤーバスバー、２０７は銀ペースト、
２０８、２１３、２１６は銅タブ、２０９はバイパスダ
イオード、２１０は−出力用の銅タブ、２１１は＋出力
用の銅タブ、２１２、２１４、２１５及び２１７は絶縁
テープである。

【００８５】（出力取り出し箱近傍の構成）本発明に係
る出力取り出し電極３０１は、複数の光起電力素子の出
力を外部に取り出すためのものである。すなわち、図３
における出力取り出し電極３０１は、図２（ｃ）に示し
た太陽電池モジュールを構成する光起電力素子の銅タブ
２１３及び２１６が、素子の外部まで延長された部分２
１３’及び２１６’を意味する。出力取り出し電極３０
１の上には、ガラス繊維があっても良い。

【００８６】本発明に係る出力取り出し電極３０１は、
樹脂によって覆われている。樹脂で覆われているという
ことは、出力取り出し電極３０１の取り出し口（この部
分のみ樹脂の被覆が存在しない）以外の部分で未接着の
部分を持たないということを意味する。その具体的な方
法としては、遮光フィルムと出力取り出し電極間に接着
剤を用いる方法や、出力取り出し部分の遮光フィルムを
切り取り（図４）、その部分を表面被覆材、裏面被覆材
の充填材で覆う方法などが挙げられる。

【００８７】出力取り出し箱を固定する為、出力取り出
し箱固定部品３０５の突起を差し込む穴３０４は、太陽
電池モジュールを貫通させて形成する。その際に穴部分
には、水分の侵入路となるガラス繊維を持たないことが
重要である。穴部分にガラス繊維があると穴から侵入し
た水分がガラス繊維を伝い、太陽電池モジュール内部ヘ
と侵入し、電気絶縁性が低下する。ガラス繊維を穴部分
からなくす方法としては、例えば図３に示すように、出
力取り出し電極３０１の部分と光起電力素子３０３の部
分を型どったガラス繊維不織布を使用する方法が挙げら
れる。また、穴部分のガラス繊維不織布に、予め大きく
穴（突起を差し込む穴３０４よりも大きな径の穴）をあ
けておく方法でも構わない。

【００８８】穴部分にガラス繊維がないことで、端子取
り出し箱の取りつけ強度が低下する事が考えられるが、
遮光フィルムの厚膜化で強度を補償できる。

【００８９】本発明に係るシーラントは、リード線、表
面被覆材の表面、及び出力取り出し箱との接着性に優れ
ていることが好ましい。柔軟性を有する太陽電池モジュ
ールの曲げに対して追従できる可撓性が必要である。こ
れらの条件を満たすものとしては、例えばエポキシ樹
脂、シリコーン樹脂、ポリサルファイド樹脂等が挙げら
れる。

【００９０】本発明に係る遮光フィルムは、隠蔽力に優
れることが重要である。接続部材や、電極等を隠す役割
を持つ。また、ガラス不織布がない部分の強度を補償す
ることも必要である。そのために厚みを増すことや、透
過率を低くすることができる。しかし、あまり厚みを大
きくすると太陽電池モジュールがカールを生じてしま
う。その為カールしない厚さであることが必要である。
さらに、表面被覆材、裏面被覆材の充填材との接着力が
必要である。接着性向上の為に表面にコーティング処理
を施す場合もある。また光に対して変色のないことも必
要である。

【００９１】

【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。

【００９２】（実施例１）本例では、図２に示した層構
成の光起電力素子からなる太陽電池モジュールを、図５
に示す方法を用いて作製した。その後、図６に示すよう
な出力取り出し箱を設けた。

【００９３】本例の太陽電池モジュールは、図５に示す
ように、ラミネーターのプレート５０１上に、厚さ方向
に弾性変形する部材５０２、エンボスシート５０３、裏
面材５０４、不織布５０５、未発泡体５０６、絶縁体５
０７、充填材５０８、不織布５０９、光起電力素子５１
０、不織布５１１、充填材５１２、表面材５１３、エン
ボスシート５１４、厚さ方向に弾性変形する部材５１
５、曲げ剛性を有する部材５１６をまず用意し、これら
を積層することにより作製した。

【００９４】以下では、各構成物の内容を詳細に説明す
る。

【００９５】（充填材）裏面被覆材の充填材５０８、及
び、表面被覆材の充填材５１２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（モノーノニルフエニル）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。

【００９６】裏面被覆材の充填材５０８の厚みは２３０
μｍ、表面被覆材の充填材５１２の厚み４６０μｍの厚
みとした。

【００９７】（未発泡体）未発泡体５０６は、以下の様
に用意した。

【００９８】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
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。

【００９９】（絶縁体）絶縁体５０７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。

【０１００】（不織布あるいは織布）裏面下側に位置す
る不織布５０５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。

【０１０１】光起電力素子５１０の下に位置する不織布
５０９としては、ガラス繊維不織布（線径１０μｍ、坪
量２０ｇ／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。

【０１０２】光起電力素子５１０の上に位置する不織布
５１１としては、ガラス繊維不織布（線径１０μｍ、坪
量８０ｇ／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。

【０１０３】（光起電力素子）光起電力素子５１０とし
ては、次の手順で作製した図２に示す構成のものを用い
た。 （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５００ｎ
ｍ）を順次形成した。 （２）次に、プラズマＣＶＤ法により、ｎ型層（膜厚１
５ｎｍ）／ｉ型層（膜厚４００ｎｍ）／ｐ型層（膜厚１
０ｎｍ）／ｎ型層（膜厚１０ｎｍ）／ｉ型層（膜厚８０
ｎｍ）／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。

【０１０４】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。 （３）透明導電層２０４としては、Ｉｎ₂Ｏ₃薄膜（膜厚
７０ｎｍ）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。 （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、３０
ｃｍ×９ｃｍサイズの複数の素子を得た。 （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２０５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。 （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。 （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。 （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。 （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１４０
μｍ。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。 （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１４０μ
ｍ。ポリエチレンテレフタレート基材１００μｍ、粘着
材４０μｍ）を介して付けた。 （１１）−出力用の銅タブ（厚み１００μｍ）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。 （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２１
４（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、−出力端子となる出力取り出し電極２１３’
を形成した。また、＋出力端子となる出力取り出し電極
２１６’も同様に形成した。

【０１０５】上記工程（１）〜（１２）により、本例で
用いる光起電力素子５１０を用意した。

【０１０６】（表面材）表面材５１３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５０７との接着面には、あ
らかじめコロナ放電処理を施した。

【０１０７】（エンボスシート）裏面材側のエンボスシ
ート５０３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。

【０１０８】表面材側のエンボスシート５１４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。

【０１０９】（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５０２としては、クロロ
プレンゴム発泡体（ＪＩＳ Ｋ６７６７準拠の圧縮硬度
５０、厚み８．０ｍｍ。発泡倍率３０倍）を用いた。

【０１１０】表面材側の厚さ方向に弾性変形する部材５
１５としては、シリコーンラバー（ＪＩＳ Ｋ６７６７
準拠の圧縮硬度７０、厚み２ｍｍ。）を用意した。

【０１１１】（曲げ剛性を有する部材）裏面材の曲げ剛
性を有する部材５０１としては、ラミネーターのアルミ
プレート（厚み８ｍｍ）を用いた。

【０１１２】表面側の曲げ剛性を有する部材５１６とし
ては、鋼板（厚さ０．８ｍｍ）を用意した。

【０１１３】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。

【０１１４】まず、プレートとしてアルミ板５０１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。

【０１１５】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５０２、エンボスシート５０
３、裏面材５０４、不織布５０５、未発泡体５０６、絶
縁体５０７、充填材５０８、不織布５０９、光起電力素
子５１０、不織布５１１、充填材５１２、表面材５１
３、エンボスシート５１４、厚さ方向に弾性変形する部
材５１５、曲げ剛性を有する部材５１６、を順に重ねて
積層体とし、この上に隔壁５１７として耐熱性シリコー
ンゴムのシート（ＪＩＳ Ｋ６７６７準拠の圧縮硬度７
０、厚み２ｍｍ。）を載せた。

【０１１６】次に、シール材としてＯリング５１８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。こ
のようにして、複数個の太陽電池モジュールを作製し
た。

【０１１７】以下では、作製した太陽電池モジュールに
出力取り出し箱を取り付ける方法について、図６を用い
て説明する。

【０１１８】図６において、６０１は出力取り出し端
子、６０２はガラス不敷布、６０３は光起電力素子、６
０４は穴、６０５は出力取り出し箱固定部品、６０６は
上蓋、６０７は下蓋である。

【０１１９】図６に示すように、出力取り出し端子６０
１の近傍に３φの穴６０４をあけた。 次に、出力取り
出し端子６０１にリード線（不図示）を半田づけし、出
力取り出し箱固定部品６０５の太陽電池モジュールと接
する部分にシリコーンシーラント（粘度７００ポイズ、
硬化後硬度２１、破断伸度４７０％）を塗布し、出力取
り出し箱の突起を太陽電池モジュールの穴に差し込ん
だ。

【０１２０】さらに、出力取り出し箱内部にシリコーン
シーラント（同上）を充填した。その後室温で３日間放
置して出力取り出し箱の上蓋６０６および下蓋６０７を
取りつけた。

【０１２１】最後に、出力取り出し箱の取り付けを終え
た太陽電池モジュールの４角に、簡易設置用の穴を設け
た。太陽電池モジュールの各辺から２０ｍｍのところに
１２φの穴をあけてはとめをとりつけた。

【０１２２】以下では、上記工程により作製した太陽電
池モジュールに対して行った４つの評価項目、すなわ
ち、温湿度サイクル試験、海水浸漬試験、高温浸水試
験、はとめ強度の測定に関して説明する。これらの評価
結果は、表１に纏めて示した。

【０１２３】（温湿度サイクル試験）太陽電池モジュー
ルに対して、設定１（−４０℃／１時間）と設定２（８
５℃／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、太陽電池モジュー
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 Δ：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、温湿度サイクル試験を終えた太陽電池モジュー
ルに対して、絶縁試験を行ない絶縁抵抗を測定した。以
下に絶縁試験について説明する。

【０１２４】まず、太陽電池モジュールの陽極と陰極
を短絡させる。

【０１２５】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、ロームアン
ドハーツ社製の商品名トリトン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。

【０１２６】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。

【０１２７】電源より２２００Ｖの電圧をかけ、その
リーク電流を測定した。

【０１２８】この試験における評価として、表１にはリ
ーク電流を示した。

【０１２９】（海水浸漬試験）太陽電池モジュールを海
水中に３１日間浸漬した後、海水中で絶縁抵抗を測定し
た。その際、絶縁抵抗の評価は、次のような基準で判定
した。 ○：絶縁抵抗値が４０Ω／ｍ²以上のもの。 ×：絶縁抵抗値が４０Ω／ｍ²未満のもの。

【０１３０】（高温浸水試験）太陽電池モジュールを８
５℃の水中に１０日間浸漬した後、水中から取り出した
太陽電池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、高温浸水試験を終えた太陽電池モジュールに対
して、絶縁試験を行ない絶縁抵抗を測定した。この絶縁
試験は、温湿度サイクル試験後に行った絶縁試験と同様
とした。

【０１３１】（はとめ強度の測定）はとめ強度の測定
は、太陽電池モジュールの簡易設置用の穴にロープを通
し、その先に荷重をかけて行った。表１には、太陽電池
モジュールが破損した際の荷重を示した。

【０１３２】（実施例２）本例では、取り出し電極部分
にあたる遮光フィルムを切り取らずに、遮光フィルムと
取り出し電極との間に充填材と同じ部材を挟み込んだ点
が実施例１と異なる。

【０１３３】他の点は実施例１と同様にして、複数の太
陽電池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。

【０１３４】（実施例３）本例では、シリコーンシーラ
ントを、非流動、硬化後硬度３０、破断伸度４１０％の
ものに変更した点が実施例１と異なる。

【０１３５】他の点は実施例１と同様にして、複数の太
陽電池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。

【０１３６】（実施例４）本例では、シリコーンシーラ
ントを、非流動、硬化後硬度１０、破断伸度１４００％
のものに変更した点が実施例１と異なる。

【０１３７】他の点は実施例１と同様にして、複数の太
陽電池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。

【０１３８】（実施例５）本例では、未発泡シートを使
用せずに絶縁フィルムまで作製した後、発泡体（ポリエ
チレン発泡体、厚さ３ｍｍ、発泡倍率３０倍）をアクリ
ルエマルジョン接着剤を用いて貼りあわせた点が実施例
１と異なる。

【０１３９】他の点は実施例１と同様にして、複数の太
陽電池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。

【０１４０】（実施例６）本例では、未発泡シートを使
用せずに絶縁フィルムまで作製した点が実施例１と異な
る。

【０１４１】他の点は実施例１と同様にして、複数の太
陽電池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。

【０１４２】（比較例１）本例では、遮光フィルムを切
り取らない点が実施例１と異なる。

【０１４３】他の点は実施例１と同様にして、複数の太
陽電池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。

【０１４４】（比較例２）本例では、ガラス繊維不織布
を他の被覆材と同じ大きさにした点が比較例１と異な
る。

【０１４５】他の点は実施例１と同様にして、複数の太
陽電池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。

【０１４６】（比較例３）本例では、遮光フィルムの厚
さを１２．５μｍのＰＶＦに変更した点が実施例１と異
なる。

【０１４７】他の点は実施例１と同様にして、複数の太
陽電池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。

【０１４８】

【表１】 表１の結果から、次の点が明らかとなった。 （ａ）発明に係る太陽電池モジュールは、出力取り出し
端子が樹脂で覆われているため、電気絶縁性を向上でき
る。 （ｂ）発明に係る太陽電池モジュールは、太陽電池モジ
ュール端部および出力取り出し箱を固定する穴にガラス
繊維を有していないため、電気絶縁性を向上できる。 （ｃ）ガラス繊維がモジュール端部にないことで、端子
取り出し箱の取りつけ強度が低下するが、遮光フィルム
の厚膜化で強度を補うことができる。

【０１４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
柔軟性が高く、電気絶縁性に優れ、かつ、剥離を防ぐこ
とができる太陽電池モジュールがえられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る太陽電池モジュールの構
成の一例を示す概略図である。

【図２】図２は、本発明に係る太陽電池モジュールで用
いた、光起電力素子の概略構成図である。

【図３】図３は、本発明に係る太陽電池モジュールの出
力取り出し電極付近を説明する概略図である。

【図４】図４は、本発明に係る太陽電池モジュールの構
成の他の一例を示す概略図である。

【図５】図３は、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６】図６は、本発明に係る太陽電池モジュールの構
成の他の一例を示す概略図である。

【図７】図７は、従来の太陽電池モジュールの構成の一
例を示す概略図である。

【符号の説明】

１０１ 裏面被覆材、 １０２ 光起電力素子、 １０３ 表面被覆材、 １０４ 出力取り出し箱、 １０５ 出力取り出しコード、 １０６ 遮光フィルム長辺、 １０７ 遮光フィルム短辺、 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 集電用のグリッド電極、 ２０６ 出力端子であるワイヤーバスバー、 ２０７ 銀ペースト、 ２０８、２１３、２１６ 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、２１４、２１５、２１７ 絶縁テープ、 ２１３’、２１６’ 素子の外部まで延長された部分
（出力取り出し電極）、 ３０１ 出力取り出し電極、 ３０２ ガラス繊維、 ３０３ 光起電力素子、 ３０４ 穴、 ３０５ 出力取り出し箱固定部品、 ３０６ 上蓋、 ３０７ 下蓋、 ４０１ 裏面保護フィルム、 ４０２ 発泡体、 ４０３ 絶縁フィルム、 ４０４ 充填材、 ４０５ 遮光フィルム、 ４０６ 銅タブ、 ４０７ 表面被覆材、 ５０１ ラミネーターのプレート、 ５０２ 厚さ方向に弾性変形する部材、 ５０３ エンボスシート、 ５０４ 裏面材、 ５０５ 不織布、 ５０６ 未発泡体、 ５０７ 絶縁体、 ５０８ 充填材、 ５０９ 不織布、 ５１０ 光起電力素子、 ５１１ 不織布、 ５１２ 充填材、 ５１３ 表面材、 ５１４ エンボスシート、 ５１５ 厚さ方向に弾性変形する部材、 ５１６ 曲げ剛性を有する部材、 ５１７ 隔壁、 ５１８ Ｏリング、 ６０１ 出力取り出し端子、 ６０２ ガラス不敷布、 ６０３ 光起電力素子、 ６０４ 穴、 ６０５ 出力取り出し箱固定部品、 ６０６ 上蓋、 ６０７ 下蓋、 ７０１ 裏面保護フィルム、 ７０２ 発泡体、 ７０３ 絶縁フィルム、 ７０４ 充填材、 ７０５ 出力取り出し電極、 ７０６ 遮光フィルム、 ７０７ 表面被覆材。

───────────────────────────────────────────────────── 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 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】 光起電力素子を表面被覆材と裏面被覆材
   との間に設け、前記光起電力素子の出力取り出し電極に
   リード線を取り付け、さらに出力取り出し箱を有する太
   陽電池モジュールにおいて、前記出力取り出し電極は、
   前記光起電力素子の外部まで延びており、かつ、樹脂に
   よって被覆されていることを特徴とする太陽電池モジュ
   ール。
2. 【請求項２】 前記出力取り出し箱は、該出力取り出し
   箱が有する突起を前記太陽電池モジュールの出力取り出
   し口近傍の前記表面被覆材に設けた穴に入れて固定さ
   れ、前記出力取り出し箱の内部には、前記出力取り出し
   電極、前記リード線、及び、前記出力取り出し電極と前
   記リード線との接続部を有し、かつ、前記出力取り出し
   箱の内部が、シーラントによって充填されていることを
   特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
3. 【請求項３】 前記太陽電池モジュールの前記表面被覆
   材は、ガラス繊維を含有するが、前記出力取り出し箱を
   固定する穴を設けた部分、及び、太陽電池モジュール端
   部には該ガラス繊維が無い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。
4. 【請求項４】 前記光起電力素子の接続部材及び集電部
   材の一部が遮光材により隠されており、該遮光材が重な
   りあう部分には接着剤が充填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。
5. 【請求項５】 前記遮光材の厚さが、２５μｍ以上５０
   ０μｍ以下であ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。
6. 【請求項６】 前記太陽電池モジュールの表面被覆材の
   表面が、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１項に記載の太陽電池モジュール。
7. 【請求項７】 前記太陽電池モジュールの裏面被覆材
   は、発泡体を含有す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。
8. 【請求項８】 前記太陽電池モジュールの裏面被覆材に
   含有される発泡体は、被覆工程中に未発泡体を発泡して
   形成された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。
9. 【請求項９】 前記出力取り出し箱の内部を充填するシ
   ーラントは、硬化後に１００％以上５００％以下の破断
   伸度を示すもの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。
10. 【請求項１０】 前記出力取り出し箱の内部を充填する
    シーラントの粘度は、３０ポイズ以上５０００ポイズ以
    下であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１
    項に記載の太陽電池モジュール。
11. 【請求項１１】 前記光起電力素子の出力取り出し電極
    を覆った樹脂が、前記表面被覆材又は前記裏面被覆材の
    いずれかを構成する樹脂であることを特徴とする請求項
    １乃至１０のいずれか１項に記載の太陽電池モジュー
    ル。