JPH1027920A - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 太陽電池モジュールをラミネートする際の脱
気性に優れ、かつ、長期屋外使用および温湿度サイクル
試験に際しても、太陽電池モジュール内部へ侵入する水
分を抑制できる、太陽電池モジュールを提供する。 【解決手段】 太陽電池モジュールは、光起電力素子１
０１を、少なくとも透明有機高分子樹脂１０３で封止し
た太陽電池モジュールにおいて、前記光起電力素子１０
１の対向する二辺の非受光面側に、前記太陽電池モジュ
ールの端部まで伸びた短冊状有機高分子樹脂１０５を設
けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産素上の利用分野】本発明は、太陽電池モジュールに
係る。より詳細には、モジュールをラミネートする際の
脱気性に優れ、かつ、モジュール内部へ侵入する水分を
抑制できる、太陽電池モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、導電性金属基板上に、例えばシリ
コンからなる半導体光活性層、透明導電層を順次重ねて
設けた、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、軽量で、かつ、耐衝撃性やフレキシブル
性に富んでいるため、太陽電池モジュールを構成する光
起電力素子として有望視されている。

【０００３】しかし、ガラス基板上に半導体光活性層を
設けた太陽電池では、ガラス基板が光入射側となるた
め、ガラス基板上に保護層を設ける必要はないのに対し
て、導電性金属基板上に薄膜からなる半導体光活性層を
有する太陽電池では、半導体光活性層の光入射側表面を
透明な被覆材で覆い、太陽電池を保護する必要がある。

【０００４】従来、この被覆材としては、４フッ化エチ
レン−エチレン共重合体、ポリフッ化ビニル等からなる
フッ素系樹脂フィルムや、フッ素系樹脂塗料等を用いた
透明なフッ化物重合体薄膜が用いられている。このフッ
化物重合体は、耐候性・撥水性に優れているため、樹脂
の劣化による黄変・白濁あるいは表面の汚れによる光透
過率の滅少に起因する太陽電池モジュールの変換効率の
低下を少なくすることができる。特に、半導体光活性層
がアモルファスシリコンの場合には、そのフレキシブル
性を十分に活かした、柔軟性を有する太陽電池モジュー
ルが得られる。

【０００５】また、被覆材の内側には、種々の透明有機
高分子樹脂からなる充填材が設けられる。この透明有機
高分子樹脂は、安価であり内部の光起電力素子を保護す
るための充填材として大量に用いることができ、耐熱性
および耐候性に優れた、特性を有する必要があるため、
例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）が好適
に用いられる。

【０００６】ところが、光入射側最表面の被覆材として
フッ化物重合体薄膜等からなる樹脂フィルムを用いた太
陽電池モジュールは、光入射側最表面がガラス基板であ
る太陽電池モジュールに比ベて、耐スクラッチ性が劣
る。そのため、充填材として用いられる有機高分子樹脂
中に、ガラス繊維不織布などの繊維状無機化合物を含浸
させ表面被覆材として用いることが多い。この繊維状無
機化合物を含浸させた表面被覆材は、屋根や壁設置タイ
プの大型の太陽電池モジュールの場合にも用いられる
が、この場合にはラミネーション時のモジュール内部の
脱気性を向上させる働きも大きい。

【０００７】図５は、上述した従来の太陽電池モジュー
ルの一例である。図５において、５０３はフッ化物重合
体薄膜層、５０２は熱可塑性透明有機樹脂、５０１は光
起電力素子、５０４は絶縁体層、５０５は補強材であ
る。

【０００８】フッ化物重合体薄膜層５０３としては、例
えばＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重
合体）フィルム、ＰＶＦ（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る。熱可塑性透明有
機樹脂５０２としては、例えばＥＶＡ（エチレン−酢酸
ビニル共重合体）、ブチラール樹脂等が挙げられる。ま
た、絶縁体層５０４としては、ポリエチレンテレフタレ
ートフィルム、ナイロンフィルム、アルミラミネートテ
ドラーフィルムをはじめとする種々の有機樹脂硬質フィ
ルムが使用でき、補強材５０５としては、塗装亜鉛鋼板
のような絶縁処理した金属、カーボンファイバー、ＦＲ
Ｐ（ガラス繊維強化プラスチック）等が好適に用いられ
る。

【０００９】図５に示した熱可塑性透明有機樹脂５０２
は、光起電力素子５０１とフッ素樹脂フィルム５０３
及び絶縁体層５０４との接着剤としての役割と、絶縁
体層５０４と補強材５０５との接着剤としての役割と、
外部からの引っかき、衝撃等から太陽電池を保護する
充填材の役割をはたしている。

【００１０】しかしながら、ガラス繊維等の繊維状無機
化合物を太陽電池モジュールの端部に露出している場
合、外部からの水分が侵入し、電気絶縁性が低下した
り、剥離等が発生して外観不良を起こすという問題があ
った。これは、ガラス等の無機化合物とそれを含浸して
いる透明有機高分子樹脂との密着力が低いため、ガラス
繊維をつたって水分が侵入してしまうと考えられる。

【００１１】この密着力を向上させる対策としては、ガ
ラス繊維表面にシランカップリング処理などの表面処理
を施し、さらにそれを充填する透明有機高分子樹脂にも
シランカップリング処理を施すことにより、水分の侵入
を抑制できる方法が提案されている。

【００１２】しかし、これらの処理を行なっても、太陽
電池モジュールを長期間、屋外使用した場合、ガラス繊
維の末端部から水分が毛細管現象のように侵入し、いっ
たん侵入した水分は、表面処理を劣化させ、さらなる水
分の侵入を促す結果になることが分かった。

【００１３】この防止策としては、ガラス織維を太陽電
池モジュール端部に露出させないことや、末端部分の少
ないガラス繊維を用いることが開示されている。例え
ば、特公昭６２−３３７５６号公報では、外部から被覆
材中ヘの水分の侵入を少なくする為に、末端部の少ない
ガラス繊維を太陽電池素子の両面に配置し、さらにその
末端部分は充填材用樹脂内に封止した太陽電池モジュー
ルが開示されている。

【００１４】しかし、特公昭６２−３３７５６号公報に
開示された技術では、繊維状無機化合物のもう一つの大
きな役割である、太陽電池モジュールがラミネートされ
る時の脱気性が阻害されるという問題点があった。すな
わち、従来は、繊維状無機化合物がモジュール端部にま
で存在することにより、有機高分子樹脂同士および有機
高分子樹脂と樹脂フィルム等が密着してしまうのを防止
し、被覆材内部の脱気を完全なものとすることができた
が、長期信頼性を向上させるため、繊維状無機化合物を
モジュールの末端に露出しないと、この脱気性が低下
し、太陽電池モジュール内部に気泡が残ってしまう。そ
の結果、初期における外観は良好であっても、屋外使用
および温湿度サイクル試験などにより、剥れが生じると
いう問題が生じた。この現象は、屋根や壁設置型の大型
の太陽電池モジュールにおいては、特に深刻な問題であ
る。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、太陽電池モ
ジュールをラミネートする際の脱気性に優れ、かつ、長
期屋外使用および温湿度サイクル試験に際しても、太陽
電池モジュール内部へ侵入する水分を抑制できる、太陽
電池モジュールを提供することを目的とする。

【００１６】

【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。

【００１７】本発明に係る太陽電池モジュールは、光起
電力素子を、少なくとも透明有機高分子樹脂で封止した
太陽電池モジュールにおいて、前記光起電力素子の対向
する二辺の非受光面側に、前記太陽電池モジュールの端
部まで伸びた短冊状の有機高分子樹脂層を設けたため、
モジュールをラミネートする際の脱気性に優れた太陽電
池モジュールとなる。すなわち、ラミネート時に十分な
脱気が行なえるため、初期外観が良好であるばかりでな
く、温湿度サイクル試験および長期屋外使用に際して
も、剥離等の欠陥のない信頼性の高い太陽電池モジュー
ルが得られる。

【００１８】前記太陽電池モジュールの受光面側の最表
面に、透明樹脂フィルムを設けたため、フレキシブルか
つ軽量な太陽電池モジュールが得られる。

【００１９】前記太陽電池モジュールの非受光面側に、
補強材を貼り付けて設けたため、耐衝撃性に優れた太陽
電池モジュールとなる。すなわち、両面からの衝撃に強
い太陽電池モジュールとなるため、建物の壁や屋根等へ
の設置が安易に行なえるようになる。

【００２０】前記補強材が金属であることにより、耐候
性・耐摩耗性に優れた太陽電池モジュールとなる。ま
た、フレキシブルな太陽電池モジュールとすることもで
きる。

【００２１】前記透明有機高分子樹脂は、繊維状無機化
合物を含有しているため、多量の有機高分子樹脂を使用
することなく、耐スクラッチ性を確保できる。すなわ
ち、燃焼エネルギーの高い有機高分子樹脂の使用が少量
で済むため、難燃性に優れた太陽電池モジュールが得ら
れる。

【００２２】前記繊維状無機化合物が、太陽電池モジュ
ールの端部に存在しないことから、温湿度サイクル試験
および長期屋外使用に際しても、剥離・電気絶縁性の低
下のない、信頼性の高い太陽電池モジュールが得られ
る。すなわち、繊維状無機化合物がモジュール端部に位
置しないことにより、外部からの水分の侵入のない太陽
電池モジュールとすることができる。

【００２３】前記補強材が、前記光起電力素子よりも大
きな面積であるため、容易に太陽電池モジュールの形状
を加工することが可能である。すなわち、光起電力素子
の形状を変えることなく、太陽電池モジュールの形状を
変化、加工させることができる。

【００２４】前記短冊状の有機高分子樹脂が、前記透明
有機高分子樹脂層と同一材料であることにより、耐候性
・耐熱性などに優れた、表面被覆材としても使用してい
る樹脂を、大きな変更なく用いることができる。

【００２５】前記透明樹脂フィルムが、フッ化物重合体
フィルムであることにより、耐侯性、防汚性に優れた被
覆が可能となる。すなわち、充填材の透明有機高分子樹
脂とあいまって、フッ化物重合体の有する耐候性が期待
でき、さらにフッ化物重合体の高い撥水性により表面の
汚れも軽減できる。

【００２６】前記フッ化物重合体フィルムが、エチレン
−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）である
ことにより、耐候性、透明性および機械的強度の優れた
被覆材が得られる。

【００２７】前記フッ化物重合体フィルムは、前記透明
有機高分子樹脂と接する面に、コロナ放電処理あるいは
プラズマ放電処理が施されているため、接着力の優れた
長期信頼性の高い被覆材が得られる。すなわち、樹脂フ
ィルムと透明有機高分子樹脂を適正化し、初期における
樹脂フィルムと透明有機高分子樹脂との接着力接着力を
向上することはもちろん、長期屋外暴露後の接着力にお
いても高い信頼性の持てる被覆材となる。

【００２８】前記透明有機高分子樹脂が、エチレン−酢
酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）であるため、従来から太陽
電池モジュールの被覆材として多用された高い実績が利
用でき、かつ、現在の被覆材構成を大きく変更すること
なしに上述した効果を得ることができる。

【００２９】前記エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶ
Ａ）が、有機過酸化物によって架橋されているため、高
温での使用の際にも変形することなく、内部の光起電力
素子を保護することが可能となる。

【００３０】前記透明有機高分子樹脂が、シランカップ
リング処理されているため、繊維状無機化合物および導
電性基板、補強材との接着力が向上し、水分の侵入を抑
制できる。

【００３１】前記繊維状無機化合物が、シランカップリ
ング処理されているため、有機高分子樹脂との接着力が
さらに向上する。すなわち、水分の侵入の抑制がさらに
確実に行なえる。

【００３２】前記繊維状無機化合物が、ガラス繊維不織
布であることから、安価な材料で太陽電池モジュールを
作製できる。

【００３３】前記光起電力素子と前記補強材の間に、硬
質フィルムを有するため、光起電力素子の実装部分の凸
部が補強材と接することで防止することができる。

【００３４】前記硬質フィルムが、絶縁破壊電圧１０ｋ
Ｖ以上のフィルムであることから、外部との電気絶縁性
が確保でき、安全性の高い太陽電池モジュールとするこ
とができる。

【００３５】前記硬質フィルムが、ポリカーボネート、
ポリエチレンテレフタレート、ナイロンの中から選ばれ
るため、安価な汎用樹脂フィルムとすることにより、大
きな材料コストの上昇なしに太陽電池モジュールを作製
できる。

【００３６】前記太陽電池モジュールが、１重真空排気
方式により貼り合わせ製造されるため、低コストな装置
で、簡易に太陽電池モジュールを作製できる。大型の太
陽電池モジュールをラミネートするためには、特に有効
である。

【００３７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る太陽電池モ
ジュールの概略構成図である。図１において、１０１は
光起電力素子、１０２はガラス繊維不織布からなる繊維
状無機化合物、１０３は充填材として設けた透明有機高
分子樹脂、１０４は最表面に位置する透明樹脂フィル
ム、１０５は短冊状有機高分子樹脂、１０６は光起電力
素子の裏面に設けた裏面接着剤層、１０７は絶縁層とし
て設けた硬質フィルム、１０８は補強材、１０９は化粧
テープである。外部から入射する光は、表面被覆材（１
０４、１０３及び１０２）を透過して、光起電力素子１
０１に到達し、生じた起電力は出力端子（不図示）から
外部に取り出される。

【００３８】（光起電力素子）本発明に係る光起電力素
子１０１としては、例えば、結晶シリコン太陽電池、多
結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコン太陽電
池、銅インジウムセレナイド太陽電池、化合物半導体太
陽電池など、従来公知な素子を目的に応じて種々選択し
て用いて構わない。図１における光起電力素子１０１
は、その一例であり、導電性基体上に光変換部材として
の半導体光活性層と透明導電層が形成されたものであ
る。

【００３９】図２は、光起電力素子１０１の概略構成図
であり、２０１は導電性基体、２０２は裏面反射層、２
０３は半導体光活性層、２０４は透明導電層、２０５は
集電電極、２０６は出力端子である。

【００４０】導電性基体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。このような
導電性基体２１０の上に、裏面反射層２０２として、金
属層、金属酸化物層、又は、金属層と金属酸化物層、を
形成しても良い。金属層には、例えばＴｉ、Ｃｒ、Ｍ
ｏ、Ｗ、Ａｌ、Ａｇ、Ｎｉなどが用いられ、金属酸化物
層には、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
グ法などが挙げられる。

【００４１】半導体光活性層２０３は光電変換を行う部
分である。その具体的な材料としては、例えば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、ＣｕＩｎＳ、ＧａＡｓ、
ＣｄＳ／Ｃｕ₂Ｓ、ＣｄＳ／ＣｄＴｅ、ＣｄＳ／Ｉｎ
Ｐ、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、あるいは非晶質シリコンの熱処理法、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法、化合物半導体の場合はイオンプレーティング
法、イオンビームデポジション法、真空蒸着法、スパッ
タ法、電析法などがある。

【００４２】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。その具体的な材料としては、例え
ばＩｎ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂（ＩＴＯ）、
ＺｎＯ、ＴｉＯ₂、Ｃｄ₂ＳｎＯ₄、高濃度不純物をドー
プした結晶性半導体などが挙げられる。透明導電層の形
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。

【００４３】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。集電電極の具体的な材料としては、例えばＴ
ｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｎ、
あるいは銀ペーストをはじめとする導電性ペーストなど
が挙げられる。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法、抵抗加熱法、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、導電性ぺーストを印刷する方法などがあ
る。導電性ぺーストは、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、フェノールなど
の樹脂が挙げられる。

【００４４】最後に、起電力を取り出すための出力端子
２０６を、導電性基体と集電電極に取り付ける。導電性
基体に取り付ける方法としては、例えば銅タブ等の金属
体をスポット溶接や半田で接合する方法が用いられ、集
電電極に取り付ける方法としては、例えば金属体を導電
性ペーストや半田によって電気的に接続する方法が取ら
れる。

【００４５】上述した手法で作製した光起電力素子は、
所望の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、これとは別に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。

【００４６】（太陽電池モジュール）本発明に係る太陽
電池モジュールとしては、例えば図１に示した被覆材の
構成からなるものが挙げられる。

【００４７】図１において、１０１は前述した光起電力
素子、１０２は繊維状無機化合物、１０３は透明有機高
分子樹脂、１０４は表面樹脂フィルム、１０５は短冊状
有機高分子樹脂、１０６は裏面接着剤、１０７は硬質フ
ィルム、１０８は補強材である。これらを、図１（ａ）
に示すような順序で積層する。また、光起電力素子の集
電電極２０５上に化粧テープ１０９を積層する。

【００４８】以下では、各構成物について詳細に述べ
る。 （繊維状無機化合物）繊維状無機化合物１０２は、補強
材１０８よりも小さく、モジュール端部に存在しないこ
とが望ましい。繊維状無機化合物１０２が補強材１０８
と同じかあるいは大きくモジュール端部に露出している
場合、外部から水分が侵入し、被覆材の劣化を促進し、
剥離が生じる。また、水分が侵入することによって内部
の光起電力素子と外部との電気的絶縁性が低下する。こ
れは、繊維状無機化合物１０２と透明有機高分子樹脂１
０３との密着力が弱く、その界面が流路となり繊維状無
機化合物１０２をつたうような形で水分が侵入してくる
ためである。繊維状無機化合物１０２と透明有機高分子
樹脂１０３との密着力は、シランカップリング処理等の
表面処理をどちらか一方あるいは両方に行なうことによ
り飛躍的に向上する。しかし、その程度には限界があ
り、長期屋外暴露や温湿度サイクル試験後には表面処理
剤が劣化し、密着力も低下する傾向がある。

【００４９】本発明で用いられる繊維状無機化合物１０
２は、充填材の量を減少させて、耐スクラッチ性を確保
しつつ難燃性材料とするために必要である。さらに、屋
根や壁設置タイプの大型の太陽電池モジュールでは、ラ
ミネーション時の、モジュール内部の脱気を十分に行な
うためにも非常に有効である。使用する繊維状無機化合
物としては、ガラス繊維不織布を用いるのが一般的であ
る。

【００５０】さらに、繊維状無機化合物と充填材の密着
力を向上させるために繊維状無機化合物の表面にシラン
カップリング処理することが望ましい。

【００５１】（透明有機高分子樹脂）透明有機高分子樹
脂１０３は、光起電力素子１０１の凹凸を樹脂で被覆
し、素子を温度変化、湿度、衝撃などの過酷な外部環境
から守りかつ表面フィルムと素子との接着を確保するた
めに必要である。したがって、耐候性、接着性、充填
性、耐熱性、耐寒性、耐衝撃性が要求される。これらの
要求を満たす樹脂としてはエチレン−酢酸ビニル共重合
体（ＥＶＡ）、エチレン−アクリル酸メチル共重合体
（ＥＭＡ）、エチレン−アクリル酸エチル共重合体（Ｅ
ＥＡ）、ポリビニルブチラール樹脂などのポリオレフィ
ン系樹脂、ウレタシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂
などが挙げられる。

【００５２】なかでも、ＥＶＡは太陽電池用途としてバ
ランスのとれた物性を有しており、好んで用いられる。
ただ、そのままでは熱変形温度が低いために容易に高温
使用下で変形やクリープを呈するので、架橋して耐熱性
を高めておくことが望ましい。ＥＶＡの場合は有機過酸
化物で架橋するのが一般的である。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
の水素やハロゲン原子を引き抜いてＣ−Ｃ結合を形成す
ることによって行われる。

【００５３】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。有機過酸化物の化
学構造の具体例としては、ヒドロペルオキシド、ジアル
キル（アリル）ペルオキシド、ジアシルペルオキシド、
ペルオキシケタール、ペルオキシエステル、ぺルオキシ
カルボネートおよびケトンペルオキシドなどが挙げられ
る。なお、有機過酸化物の添加量は封止材樹脂１００重
量部に対して０．５乃至５重量部である。

【００５４】上記有機過酸化物を封止材に併用し、真空
下で加圧加熱しながら架橋および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
時間をもって加熱加圧を終了する。

【００５５】封止材樹脂の架橋を確かめるにはゲル分率
を測定すれば良く、高温下での封止材樹脂の変形を防ぐ
ためにはゲル分率が７０ｗｔ％以上となるように架橋す
ることが望ましい。

【００５６】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イソシアヌレート（ＴＡＩ
Ｃ）を用いることも可能である。一般には封止材樹脂１
００重量部に対して１乃至５重量部の添加量である。

【００５７】本発明に用いられる封止材の材料は耐候性
において優れたものであるが、更なる耐候性の改良、あ
るいは、封止材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
合物が用いられるが、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を用いることが好まし
い。具体的にはサリチル酸系、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の各種有機化
合物を挙げることができる。

【００５８】紫外線吸収剤の他に光安定化剤も同時に添
加すれば、光に対してより安定な封止材となる。代表的
な光安定化剤はヒンダードアミン系光安定化剤である。
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、紫外線吸収剤と併用すること
によっ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封止材には望まし
くない。

【００５９】上記紫外線吸収剤および光安定化剤の添加
量は、封止材樹脂に対してそれぞれ０．１〜１．０ｗｔ
％、０．０５〜１．０ｗｔ％が望ましい。

【００６０】さらに、耐熱性・熱加工性改善のために酸
化防止剤を添加することも可能である。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、燐酸系がある。酸化防
止剤の添加量は充填材樹脂に対して０．０５〜１．０ｗ
ｔ％であることが好ましい。

【００６１】より厳しい環境下で太陽電池モジュールの
使用が想定される場合には充填材と光起電力素子あるい
は表面樹脂フィルムとの接着力を向上することが好まし
い。

【００６２】さらに、表面被覆材として繊維状無機化合
物を使用する場合には、これとの接着力を向上させる必
要がある。そのためには、シランカップリング処理が有
効であり、シランカップリング剤の具体例としては、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
リメトキシシラン等が挙げられる。

【００６３】添加量は、封止材樹脂１００重量部に対し
て０．１乃至３重量部が好ましく、０．２５乃至１重量
部がより好ましい。

【００６４】一方、光起電力素子に到達する光量の滅少
をなるべく抑えるために、表面封止材は透明でなくては
ならず、具体的には光透過率が４００ｎｍ以上８００ｎ
ｍ以下の可視光波長領域において８０％以上であること
が望ましく、９０％以上であることがより望ましい。ま
た、大気からの光の入射を容易にするために、摂氏２５
度における屈折率が１．１から２．０であることが好ま
しく、１．１から１．６であることがより好ましい。

【００６５】上記添加剤を配合したＥＶＡをシート状に
成型した太陽電池用のＥＶＡシートが上市されている。
例えば、ハイシート工業（株）製のソーラーＥＶＡや
（株）ブリヂストン製のEVASAFE WGシリーズやスプリン
グボーン・ラボラトリーズ社製のPHOTOCAPなどである。
これらを光起電力素子と表面部材との間に挿入し加熱圧
着することにより容易に太陽電池モジュールを作製でき
る。

【００６６】（表面樹脂フイルム）本発明に係る表面樹
脂フイルム１０４は、太陽電池モジュールの最表層に位
置するため透明性、耐候性、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の性能が必要である。本発明に好
適に用いられる材料としては白板強化ガラス、フッ素樹
脂フィルム、アクリル樹脂フィルムなどがある。白板強
化ガラスは透明性が高く、衝撃にも強くて割れにくいた
め太陽電池モジュールの表面部材として広く用いられて
いる。

【００６７】しかし、最近ではモジュールに軽量性、フ
レキシブル性が求められる場合も多く、そのような場合
には樹脂フィルムが表面部材として用いられる。なかで
もフッ素樹脂フィルムは耐候性、耐汚染性に優れている
ため好んで用いられる。具体的にはポリフッ化ビニリデ
ン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂あるは四フッ化エチレン
−エチレン共重合体などがある。耐候性の観点ではポリ
フッ化ビニリデン樹脂が優れているが、耐候性および機
械的強度の両立と透明性では四フッ化エチレン−エチレ
ン共重合体が優れている。表面樹脂フィルムの厚さは機
械的強度の確保のためにある程度厚くなければならず、
またコストの観点からはあまり厚すぎるのにも問題があ
る。具体的には、２０乃至２００μｍが好ましく、より
好適には３０乃至１００μｍである。

【００６８】なお、前記封止材との接着性の改良のため
に、コロナ処理、プラズマ処理、オゾン処理、ＵＶ照
射、電子線照射、火炎処理等の表面処理を樹脂フィルム
の片面に行うことが望ましい。この中でもコロナ放電処
理は処理速度が速く比較的簡易な装置で接着力の大きな
向上が図れるので好適に用いられる。

【００６９】（短冊状有機高分子樹脂）短冊状有機高分
子樹脂１０５は、例えば図１（ｂ）に示すとおり、光起
電力素子１０１の対向する二辺の非受光面側に、太陽電
池モジュールの端部まで伸びるように配置される。換言
すれば、短冊状有機高分子樹脂１０５は、光起電力素子
１０１の下側（非受光面側）から補強材１０８の端部に
まで到達するような長さで差し込まれている。

【００７０】これにより、受光面側被覆材として用いる
透明有機高分子樹脂１０３が、裏面接着剤１０６および
補強材１０８に直接密着しないようにできる。その結
果、モジュール内部から外部にまで連続した隙間を設け
ることができるため、大型のモジュールであっても十分
に脱気することが可能になる。

【００７１】また、短冊状有機高分子樹脂１０５は、化
粧テープ１０９と連続した凸部を形成しているため、屋
根材および壁材として使用するに当たっては、意匠性に
すぐれた太陽電池モジュールとなる。

【００７２】さらに、化粧テープ１０９および短冊状有
機高分子樹脂１０３の部分は、太陽電池モジュールの他
の部分と比較すると凸となっており、光起電力素子上に
たいしてテーパーをなしている。このため、特に瓦棒タ
イプの屋根設置型太陽電池モジュールにおいては、光起
電力素子上に汚れがたまりにくく、長期屋外使用によっ
ても変換効率の低下を最小限にすることができる。

【００７３】本発明に係る短冊状有機高分子樹脂１０５
としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体（Ｅ
ＶＡ）、エチレン−アクリル酸メチル共重合体（ＥＭ
Ａ）、エチレン−アクリル酸エチル共重合体（ＥＥ
Ａ）、ブチラール樹脂などのポリオレフィン系樹脂、ウ
レタン樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。中で
も、ＥＶＡは表面被覆材である透明有機高分子樹脂１０
３として好適に用いられるため、短冊状有機高分子樹脂
としてもＥＶＡを用いることが好ましい。短冊状有機高
分子樹脂１０５と透明有機高分子樹脂１０３とを同一材
料にした場合、ラミネート後の被覆材としては、短冊状
有機高分子樹脂を差し込んでいない従来の太陽電池モジ
ュールの被覆と非常に近いものとなり、被覆構成を大き
く変えることなく、上記の効果が得られる。

【００７４】短冊状有機高分子樹脂１０５の幅は、５ｍ
ｍ乃至１５ｍｍが好ましい。５ｍｍ以下であると、十分
な隙間を作ることができず脱気効果が得られない。ま
た、１５ｍｍ以上であると使用する有機高分子樹脂の量
が多くなり、燃焼エネルギーの高い有機高分子樹脂量が
増加することは難燃性を低下させることとなる。屋根設
置および壁設置の太陽電池モジュールの場合、日本にお
いては、建築大臣より“不燃材”としての指定を受けな
ければならず、アメリカ合衆国内では、ＵＬ１７０３で
規定される燃焼性試験でクラスＡに合格しなければなら
ないため、難燃性を低下させるような構成のモジュール
は用いることはできない。また、１５ｍｍ以上の幅を持
つ場合、短冊状有機高分子樹脂１０５を用いた部分の被
覆材が厚くなり加工性が低下する。

【００７５】（裏面接着剤）非受光面側に使用する裏面
接着剤１０６としては、受光面側に用いた透明有機高分
子樹脂１０３と同様の材料であってもよい。

【００７６】すなわち、裏面接着剤１０６として好適に
用いられる有機高分子樹脂としては、例えばエチレン−
酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−アクリル酸
メチル共重合体（ＥＭＡ）、エチレン−アクリル酸エチ
ル共重合体（ＥＥＡ）、ポリエチレン、ブチラール樹脂
などのポリオレフィン系樹脂、ウレタン樹脂、シリコー
ン樹脂、柔軟性を有するエポキシ接着剤が挙げられる。

【００７７】しかし、非受光面側に使用される裏面接着
剤に必要とされる性能は、受光面側に必要とされる性
能、すなわち光や熱等により着色しないこととは異な
る。裏面接着剤の性能としては、屋外での使用、あるい
は温湿度サイクル試験などにおいて、光や熱等により、
光起電力素子と硬質フィルムおよび補強材との接着力が
低下しないことが求められる。

【００７８】補強材として、例えば耐候性、防錆性に優
れた表面が有機高分子で被覆された塗装亜鉛鋼鈑などを
用いた場合には、特に接着力が弱くなるため、長期信頼
性に大きな問題がある。この問題を解決する方法として
は、裏面接着剤１０６として好適に用いられる有機高分
子樹脂の表面に、接着力強化のために以下の材料をコー
ティングあるいは貼り合わせることが望ましい。

【００７９】その材料としては、接着剤すなわちエチレ
ン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−アクリ
ル酸メチル共重合体（ＥＭＡ）、エチレン−アクリル酸
エチル共重合体（ＥＥＡ）、ブチラール樹脂などのポリ
オレフィン系樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂など
に、粘着性付与樹脂すなわちタッキファイヤー、クマロ
ンインデン樹脂、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂、
ポリペンテン樹脂、キシレン・ホルムアルデヒド樹脂、
ポリブテン、ロジン、ロジンペンタエリスリトールエス
テル、ロジングリセリンエステル、水素添加ロジン、水
素添加ロジンメチルエステル、水素添加ロジンペンタエ
リスリトールエステル、水素添加ロジントリエチレング
リコールエステル、重合ロジンエステル、脂肪族石油樹
脂、脂肪環石油樹脂、合成ポリテルテン、ペンタジエン
樹脂、α−ピネン、β−ピネン、ジペンテン系樹脂、テ
ルペン−フェノール樹脂等を混合したものが好ましい。

【００８０】さらに、工程の簡略化のために、硬質フィ
ルムの両側に、上記のような接着剤層をあらかじめ一体
積層した材料を用いても良い。

【００８１】（硬質フィルム）硬質フィルム１０７は光
起電力素子１０１の導電性基板と外部との電気的絶縁を
保つために必要である。材料としては、導電性基板と充
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。

【００８２】（補強材）補強材１０８は、光起電力素子
１０１よりも大きいことが好ましい。太陽電池モジュー
ルを屋根・壁等に設置する場合、あるいは屋根材一体型
の太陽電池モジュールの場合、モジュールを折り曲げ加
工して使用することが好ましい。折り曲げ加工すること
により、フレームなどを取りつけなくても設置が可能に
なる。その結果、フレーム及びその付属品に必要な原材
料コストの削減、フレーム取り付けの工程の減少によ
り、より容易にかつ安価に太陽電池モジュールを作製、
設置することができる。このためには、補強材１０８を
光起電力素子１０１より大きくし、光起電力素子１０１
に応力をかけることなく、複雑な加工を可能にすること
が好ましい。

【００８３】補強材１０８は、太陽電池モジュールの機
械的強度を増すために、あるいは、温度変化による歪、
ソリを防止するために必要である。具体的には、鋼板、
プラスチック板、ＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチッ
ク）板が好ましい。特に鋼鈑を用いたものは、折り曲げ
加工等の加工製に優れ、従来行なわれているようなフレ
ーム付けを用いなくても製品化することができる。屋根
や壁材として一体化された太陽電池モジュールとして使
用可能であり、このことは、コストダウンおよび製造工
程の簡略化という意味でも非常に有効である。さらに、
補強材として、有機高分子樹脂で塗装された鋼鈑を用い
ることにより耐候性、防錆性に優れた高信頼性の太陽電
池モジュールとすることができる。

【００８４】（化粧テープ）化粧テープ１０９は、集電
電極２０５の上に設けられる。また同時に、これらの光
起電力素子を直列する際の半田上にも設けられている。
これらの集電電極は基板上に設けられており、凸になっ
ている。そのため、集電電極上の被覆材の厚みは薄くな
り、非常に外部からの衝撃に弱くなっている。

【００８５】集電電極を構成する金属部材と有機高分子
樹脂とが接し、さらに光が照射された場合、金属部材上
の樹脂の劣化が加速されたり、樹脂の分解物によって金
属部材が腐食される現象が発生する。これを防ぐために
は、化粧テープとして、ポリエチレンテレフタレート、
ナイロン、ポリカーボネート等の硬質フィルムを用い、
さらに光を遮断するために黒色、暗かっ色なフィルム、
具体的には、全光線透過率が３００ｎｍ乃至８００ｎｍ
での値が５％以下であるようなフィルムを使用すること
が望ましい。また、フィルムの下の金属部材を被覆する
ためフィルムの下にはＥＶＡ、ＥＥＡ等の有機高分子樹
脂層を設けることが望ましい。

【００８６】（太陽電池モジュールの形成方法）以下で
は、上述した光起電力素子１０１、繊維状無機化合物１
０２、透明有機高分子樹脂１０３、透明樹脂フィルム１
０４、裏面接着剤１０６、硬質フィルム１０７、補強材
１０８を用いて太陽電池モジュールを形成する方法につ
いて説明する。

【００８７】従来の太陽電池モジュールでは、光起電力
素子１０１の受光面を被覆するには、シート状に成型し
た透明有機高分子樹脂１０３を素子の表裏に加熱圧着す
る方法が一般的に採用されている。

【００８８】これに対して、本発明に係る太陽電池モジ
ュールの被覆構成は、図１に示されるような構成であ
る。すなわち、光起電力素子１０１、繊維状無機化合物
１０２、透明有機高分子樹脂１０３、表面樹脂フィルム
１０４、短冊状有機高分子樹脂１０５、接着剤層１０
６、硬質フィルム１０７、裏面接着剤１０６、補強材１
０８が図の順、あるいは逆の順で積層し、加熱圧着され
ている。また、集電電極２０５上には化粧テープｌ０９
を積層する。

【００８９】しかし、少量の充填材により光起電力素子
を被覆できることから、樹脂フィルムを上にした図１の
順で積層した方がより好ましい。

【００９０】なお、圧着時の加熱温度及び加熱時間は架
橋反応が十分に進行する温度・時間をもって決定する。

【００９１】加熱圧着の方法としては、従来公知である
２重真空排気方式、１重真空排気方式、ロールラミネー
ションなどを種々選択して用いることができる。中で
も、１重真空排気方式による加熱圧着は、低コストな装
置で、簡易に太陽電池モジュールを作製できるため好ま
しい方法である。

【００９２】

【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。

【００９３】（実施例１）本例では、光起電力素子とし
て図２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
３に示した太陽電池セルブロックを形成した。その後、
この太陽電池セルブロックを被覆して、図４に示した太
陽電池モジュールを形成した。

【００９４】以下では、まず光起電力素子の作製方法に
ついて説明する。 （１）洗浄したステンレス基板２０１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。

【００９５】（２）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、ＳｉＨ
₄とＨ₂の混合ガスからｉ型ａ−Ｓｉ層を、ＳｉＨ₄とＢ
Ｆ₃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１５ｎｍ／ｉ層膜厚４００ｎｍ／ｐ層膜厚
１０ｎｍ／ｎ層膜厚１０ｎｍ／ｉ層膜厚８０ｎｍ／ｐ層
膜厚１０ｎｍの層構成のタンデム型ａ−Ｓｉ光電変換半
導体層２０３を形成した。

【００９６】（３）透明導電層２０４として、Ｉｎ₂Ｏ₃
薄膜（膜厚７０ｎｍ）を、Ｏ₂雰囲気下でＩｎを抵抗加
熱法で蒸着する事によって形成した。 （４）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た。

【００９７】（５）マイナス側端子２０６ｂとして、銅
タブをステンレス基板にステンレス半田２０８を用いて
取り付けた。また、プラス側端子２０６ｂとして、錫箔
のテープを導電性接着剤２０７にて集電電極に取り付け
た。このように２つの出力端子を形成し、光起電力素子
の作製を終えた。

【００９８】以下では、上記工程（５）で作製した光起
電力素子を、複数個直列に接続して外形寸法３５０ｍｍ
×２４００ｍｍのセルブロックを形成する方法につい
て、図３を用いて説明する。

【００９９】（６）各光起電力素子を並ベた後、隣り合
う光起電力素子において、一方の光起電力素子のプラス
側端子３０５ａと他方の光起電力素子のマイナス側端子
３０５ｂとを、銅タブ３０６で半田を用いて接続した。
同様にして、３個の光起電力素子を直列化した太陽電池
セルブロックを作製した。この際、一番端に接続された
光起電力素子の出力端子に接続した銅タブは、裏面に回
して後に述ベる裏面被覆層の穴から出力を取り出せるよ
うにした。

【０１００】以下では、上記工程（６）で作製したセル
ブロックを被覆して太陽電池モジュールを作製する方法
について、図４を用いて説明する。

【０１０１】（７）セルブロック４０１を挟むように、
受光面側には、繊維状無機化合物４０２、透明有機高分
子樹脂４０３、及び透明樹脂フィルム４０４を用意し、
非受光面側には、短冊状有機高分子樹脂４０５、繊維状
無機化合物４０６、裏面一体積層フィルム４０７、補強
材４０８を用意して、これらを重ねた積層体を作製し
た。

【０１０２】このとき、短冊状有機高分子樹脂４０５
は、セルブロック４０１の４隅に置き、セルブロックの
下側（非受光面側）に５ｍｍ重ねて補強材４０８の端部
まで到達するように積層した。また、セルブロックを構
成する光起電力素子の集電電極上には、化粧テープ４０
９を積層した。

【０１０３】（８）この積層体を、１重真空室方式のラ
ミネート装置内にあるプレート上に、透明樹脂フィルム
４０４の側を上にして置き、積層体の上にシリコンラバ
ーシートを重ねた。

【０１０４】（９）シリコンラバーシートの中に穴の空
いたパイプを通して、真空ポンプを用いてその中を排気
し、シリコンラバーシートをプレートに吸着させた。そ
の際、シリコンラバーシート内部は７６Ｔｏｒｒ／秒の
排気速度で減圧し、シリコンラバーシート内部を５Ｔｏ
ｒｒの圧力で３０分間排気した。

【０１０５】（１０）このプレートを、あらかじめ１５
０度雰囲気とした熱風オーブンの中に投入し、プレート
温度が１５０度に昇温してから３０分間その温度を保持
することによりＥＶＡの溶融と架橋反応を行った。

【０１０６】（１１）その後、プレートをオーブンより
取り出し、ファンで風を送りプレートを４０度以下にま
で冷却してから排気を止め、積層体すなわち太陽電池モ
ジュールを取り出した。

【０１０７】（１２）補強材より大きい被覆材は、補強
材の端部に合わせてカットし、さらに、補強材の長辺側
端部を折り曲げ加工した。

【０１０８】（１３）出力端子はあらかじめ光起電力素
子裏面にまわしておき、ラミネート後、ガルバリウム鋼
板に予め開けておいた端子取り出し口から出力が取り出
せるようにした。 上記工程（１）〜（１３）により、本例の太陽電池モジ
ュールを作製した。

【０１０９】以下では、本例の工程（７）で用いたセル
ブロック４０１の各被覆物に関して説明する。

【０１１０】受光面側に設けた繊維状無機化合物４０２
としては、目付量が８０ｇ／ｍ²、厚さが４００μｍ、
結着剤アクリル樹脂を４．０％含有し、線径１０μｍの
ガラス繊維不織布を用いた。また、非受光面側の繊維状
無機化合物４０６としては、目付量が２０ｇ／ｍ²、厚
さが１００μｍ、結着剤アクリル樹脂を４．０％含有
し、線径１０μｍのガラス繊維不織布を用いた。各繊維
状無機化合物４０２、４０６は、セルブロックよりも各
辺５ｍｍ大きい物を用意した。

【０１１１】透明有機高分子樹脂４０３は、充填剤とし
てエチレン−酢酸ビニル（酢酸ビニル３３重量％、メル
トフローレート３０）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）
へキサンを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）
セパケートを０．１重量部を混合したものであり、厚さ
が４６０μｍのシート状にして用いた。

【０１１２】樹脂フィルム４０４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５０μ
ｍ）を用意し、透明有機高分子樹脂４０３との接着面に
は、あらかじめプラズマ処理を施した。

【０１１３】短冊状有機高分子樹脂４０５としては、透
明有機高分子樹脂４０３と同一の材料を使用した。ま
た、短冊状有機高分子樹脂４０５は、１０ｍｍ幅で長さ
９５ｍｍのものを４本用意した。

【０１１４】裏面一体積層フィルム４０７は、裏面接着
剤と絶縁フィルムを積層したものである。裏面接着材と
しては、厚さ２００μｍのエチレン−アクリル酸エチル
共重合体（以下ＥＥＡと呼称する）と、厚さ２５μｍの
ポリエチレン樹脂（以下ＰＥと呼称する）とを用い、絶
縁フィルムとしては、厚さ５０μｍの２軸延伸のポリエ
チレンテレフタレート（以下ＰＥＴと呼称する）フィル
ムを用いた。これらを、ＥＥＡ／ＰＥ／ＰＥＴ／ＰＥ／
ＥＥＡの順で積み重ね、総厚さが５００μｍの一体積層
フィルムを用意した。また、裏面一体積層フィルム４０
７は、セルブロックよりも各辺１５ｍｍ大きいものを用
いた。

【０１１５】補強材４０８としては、ガルバリウム鋼鈑
（アルミニウム５５％、亜鉛４３．４％、シリコン１．
６％が一体となったアルミ・亜鉛合金メッキ鋼鈑）を用
意し、一方の面にはポリエステル系塗料を、他方の面に
はガラス繊維を添加したポリエステル系塗料を、それぞ
れコーティングした鋼鈑を用いた。その鋼鈑の厚みは、
４００μｍとした。また、補強材は、セルブロックより
も各辺８０ｍｍ大きいものを用意した。

【０１１６】化粧テープ４０９としては、ポリエチレン
テレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（厚さ５０μｍ、色
黒色）の両面に、エチレン−酢酸ビニル共重合体（厚さ
４６０μｍ）を一体積層した、ＥＶＡ／ＰＥＴ／ＥＶＡ
のフィルムを用いた。また、化粧テープ４０９は、２０
ｍｍ幅でセルブロックの長さと同様のものを用意した。

【０１１７】（実施例２）本例では、積層体を張り合わ
せる際に、１重真空室方式の代わりに２重真空室方式の
ラミネート装置を用い、太陽電池モジュールを作製した
点が実施例１と異なる。他の点は、実施例１と同様とし
た。

【０１１８】（実施例３）本例では、非受光面側に配置
される裏面一体積層フィルム４０７において、絶縁フィ
ルムとして厚さが５０μｍのナイロンを用い、太陽電池
モジュールを作製した点が実施例１と異なる。すなわ
ち、裏面一体積層フィルム４０７としては、ＥＥＡ／Ｐ
Ｅ／ナイロン／ＰＥ／ＥＥＡの順で一体積層した層厚さ
５００μｍのフィルムを使用した。他の点は、実施例１
と同様とした。

【０１１９】（実施例４）本例では、短冊状無機化合物
として、厚さが４６０μｍのＥＥＡ（エチレン−アクリ
ル酸エチル共重合体）を用い、太陽電池モジュールを作
製した点が実施例１と異なる。他の点は、実施例１と同
様とした。

【０１２０】（実施例５）本例では、補強材としてＦＲ
Ｐ（ガラス繊維強化プラスチック）を用い、各被覆材の
大きさは次のように変更し、折り曲げ加工を施さずに、
太陽電池モジュールを作製した点が実施例１と異なる。

【０１２１】繊維状無機化合物４０２としては、セルブ
ロックよりも各辺５ｍｍ大きい物を用意した。短冊状有
機高分子樹脂４０５としては、１０ｍｍ幅で長さ２５ｍ
ｍのものを４本用意した。裏面一体積層フィルムとして
は、セルブロックよりも各辺１５ｍｍ大きいものを用意
した。補強材としては、セルブロックよりも各辺１０ｍ
ｍ大きいものを用意した。透明有機高分子樹脂および透
明樹脂フィルムとしては、セルブロックよりも各辺２０
ｍｍ大きいものを用意した。他の点は、実施例１と同様
とした。

【０１２２】（比較例１）本例では、実施例１におい
て、短冊状有機高分子樹脂４０５を使用しなかったこと
以外は同様にして太陽電池モジュールを作製した。

【０１２３】（比較例２）本例では、実施例２におい
て、短冊状有機高分子樹脂４０５を使用しなかったこと
以外は同様にして太陽電池モジュールを作製した。

【０１２４】（比較例３）本例では、実施例３におい
て、短冊状有機高分子樹脂４０５を使用しなかったこと
以外は同様にして太陽電池モジュールを作製した。

【０１２５】（比較例４）本例では、実施例５におい
て、短冊状有機高分子樹脂４０５を使用しなかったこと
以外は同様にして太陽電池モジュールを作製した。

【０１２６】以上述べた実施例及び比較例で作製した太
陽電池モジュールについて、下記項目の評価を行った。
その結果は、表１に示した。

【０１２７】（１）初期外観 太陽電池モジュールの初期外観を目視により評価した。
評価結果は、以下のような基準で表１に示す。すなわ
ち、○：外観上の欠陥が全くない場合、△：外観上の欠
陥が多少あるが実使用上さしつかえない場合、×：脱気
不良、モジュールの湾曲等外観上の欠陥が非常に大きい
場合。

【０１２８】（２）高温高湿度試験 折り曲げ加工した太陽電池モジュールを、８５度／８５
％（相対湿度）下に、１０００時間投入した後、太陽電
池モジュールを取り出し、外観上の変化を目視により行
なった。

【０１２９】また、取り出してから２時間後の漏れ電流
を測定した。漏れ電流の測定は、dry hi-potおよびwet
hi-potの両方を行なった。ここで、dry hi-potとは、素
子と補強材との間に、２２００Ｖの電圧を印加した時の
漏れ電流の測定を意味する。wet hi-potとは、太陽電池
モジュールを伝導度３０００Ω・ｃｍの電界溶液に浸し
て、素子と溶液との間に、２２００Ｖの電圧を印加した
時の漏れ電流の測定を意味する。

【０１３０】表１における、外観上の変化に関する評価
結果を示す各記号は、次のような基準を表す。○印は外
観上の欠陥が全くない場合、△印は外観上の欠陥が多少
あるが実使用上さしつかえない場合、×印は剥離、変
色、モジュールの湾曲等外観上の欠陥が非常に大きい場
合、である。

【０１３１】表１における漏れ電流に関する評価結果を
示す各記号は、次のような基準を表す。○印は漏れ電流
が０μＡ以上１μＡ未満の場合、△印は漏れ電流が１μ
Ａ以上５０μＡ未満の場合、×印は漏れ電流が５０μＡ
以上の場合、である。

【０１３２】（３）温湿度サイクル 太陽電池モジュールを放置する雰囲気の温湿度を、−４
０℃（１時間）と８５℃／８５％ＲＨ（２０時間）に交
互に変化させ（これを、１サイクルとする）、１００サ
イクル行った後、太陽電池モジュールの外観上の変化を
観察した。

【０１３３】また、取り出してから２時間後の漏れ電流
を測定した。素子と補強材との間に、２２００Ｖの電圧
を印加した時の漏れ電流の測定（dry hi-pot）、及び太
陽電池モジュールを伝導度３０００Ω・ｃｍの電界溶液
に浸して、素子と溶液との間に、２２００Ｖの電圧を印
加した時の漏れ電流の測定（wet hi-pot）の両方を行な
った。

【０１３４】表１において温湿度サイクルの結果を示す
各記号の意味は、上述した高温高湿度試験において説明
したものと同様である。

【０１３５】

【表１】

【０１３６】表１から、以下の点が明らかとなった。 （イ）各実施例の太陽電池モジュールは、初期外観に優
れていることが分かる。また、高温高湿度環境試験およ
び温湿度サイクルにおいても、試験後に剥離、気泡など
外観上の変化は全くなく良好であり、ほとんどの太陽電
池モジュールでは漏れ電流も１μＡ以下であることから
電気絶縁性が確保できた。

【０１３７】（ロ）実施例３では、環境試験後に若干の
電気絶縁性の低下を示したが、極微量であり実使用には
問題がない程度であり、初期外観、試験後の外観も脱気
不良や剥離等はなく良好であった。

【０１３８】（ハ）短冊状有機高分子樹脂を使用しなか
った各比較例の場合は、いずれも初期外観において、脱
気不良が原因と思われる大きな気泡および広範囲に渡る
充填不良が発生した。

【０１３９】（ニ）また各比較例では、上記（ハ）に示
した外観不良が、高温高湿度環境試験および温湿度サイ
クル試験において悪化の傾向を見せ、温湿度サイクル試
験後のWet hi-pot試験では電気絶縁性の低下も示した。

【０１４０】したがって、本発明に係る各実施例の太陽
電池モジュールは、長期の使用に際しても高い信頼性が
確保できると考えられる。

【０１４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光起電力素子を、少なくとも透明有機高分子樹脂で封止
した太陽電池モジュールにおいて、前記光起電力素子の
対向する二辺の非受光面側に、前記太陽電池モジュール
の端部まで伸びた短冊状有機高分子樹脂を設けたことに
より、屋根・壁設置型の大型モジュールにおいても、太
陽電池モジュールをラミネートする際の脱気性に優れ、
さらに、長期屋外使用および温湿度サイクル試験に際し
ても、太陽電池モジュール内部への水分の侵入がなく、
電気絶縁性を確保できる高信頼性の太陽電池モジュール
が得られる。

【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一例を示す
概略断面図および平面図である。

【図２】図１の太陽電池モジュールで用いた、光起電力
素子の基本構成を示す概略断面図である。

【図３】本発明に係る直列化した太陽電池モジュールの
一例を示す断面図である。

【図４】本発明に係る太陽電池モジュールの他の例を示
す概略断面図および平面図である。

【図５】従来の一般的な太陽電池モジュールを示す概略
断面図である。

【符号の説明】

１０１、３０１、５０１ 光起電力素子、 １０２、４０２、４０６ 繊維状無機化合物、 １０３、３０２、４０３ 透明有機高分子樹脂、 １０４、３０３、４０４ 透明樹脂フィルム、 １０５、４０５ 短冊状有機高分子樹脂、 １０６ 裏面接着剤、 １０７、３０４ 硬質フィルム、 １０８、４０８、５０５ 補強材、 １０９、４０９ 化粧テープ、 ２０１ 導電性基体、 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（プラス側）、 ２０６ 出力端子、 ２０７ 導電性接着剤、 ３０５ａ 集電電極（プラス側）、 ３０５ｂ 集電電極（マイナス側）、 ３０６ 銅タブ、 ３０７ 絶縁テープ、 ３０８ 半田、 ４０１ セルブロック、 ４０７ 裏面一体積層フィルム、 ５０２ 熱可塑性透明有機樹脂、 ５０３ フッ化物重合体薄膜層、 ５０４ 絶縁体層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (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 (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光起電力素子を、少なくとも透明有機高
   分子樹脂で封止した太陽電池モジュールにおいて、 前記光起電力素子の対向する二辺の非受光面側に、前記
   太陽電池モジュールの端部まで伸びた短冊状有機高分子
   樹脂を設けたことを特徴とする太陽電池モジュール。
2. 【請求項２】 前記太陽電池モジュールの受光面側の最
   表面に、透明樹脂フィルムを設け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。
3. 【請求項３】 前記太陽電池モジュールの非受光面側
   に、補強材を貼り付けて設け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。
4. 【請求項４】 前記補強材が金属であることを特徴とす
   る請求項３に記載の太陽電池モジュール。
5. 【請求項５】 前記透明有機高分子樹脂は、繊維状無機
   化合物を含有し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。
6. 【請求項６】 前記繊維状無機化合物が、太陽電池モジ
   ュールの端部に存在しないことを特徴とする請求項５に
   記載の太陽電池モジュール。
7. 【請求項７】 前記補強材が、前記光起電力素子よりも
   大きな面積であることを特徴とする請求項３に記載の太
   陽電池モジュール。
8. 【請求項８】 前記短冊状有機高分子樹脂が、前記透明
   有機高分子樹脂と同一材料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。
9. 【請求項９】 前記透明樹脂フィルムが、フッ化物重合
   体フィルムであることを特徴とする請求項２に記載の太
   陽電池モジュール。
10. 【請求項１０】 前記フッ化物重合体フィルムが、エチ
    レン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）で
    ある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】 前記フッ化物重合体フィルムは、前記
    透明有機高分子樹脂と接する面に、コロナ放電処理ある
    いはプラズマ放電処理が施されていることを特徴とする
    請求項９に記載の太陽電池モジュール。
12. 【請求項１２】 前記透明有機高分子樹脂が、エチレン
    −酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）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。
13. 【請求項１３】 前記エチレン−酢酸ビニル共重合体
    （ＥＶＡ）が、有機過酸化物によって架橋されているこ
    とを特徴とする請求項１２に記載の太陽電池モジュー
    ル。
14. 【請求項１４】 前記透明有機高分子樹脂が、シランカ
    ップリング処理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。
15. 【請求項１５】 前記繊維状無機化合物が、シランカッ
    プリング処理されていることを特徴とする請求項５に記
    載の太陽電池モジュール。
16. 【請求項１６】 前記繊維状無機化合物が、ガラス繊維
    不織布であることを特徴とする請求項５に記載の太陽電
    池モジュール。
17. 【請求項１７】 前記光起電力素子と前記補強材との間
    に、硬質フィルムを有することを特徴とする請求項３に
    記載の太陽電池モジュール。
18. 【請求項１８】 前記硬質フィルムが、絶縁破壊電圧１
    ０ｋＶ以上のフィルムであることを特徴とする請求項１
    ７に記載の太陽電池モジュール。
19. 【請求項１９】 前記硬質フィルムが、ポリカーボネー
    ト、ポリエチレンテレフタレート、ナイロンの中から選
    ばれることを特徴とする請求項１８に記載の太陽電池モ
    ジュール。
20. 【請求項２０】 前記太陽電池モジュールが、１重真空
    排気方式により貼り合わせ製造され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。