JPH1051013A

JPH1051013A - 太陽電池モジュール

Info

Publication number: JPH1051013A
Application number: JP8202215A
Authority: JP
Inventors: Masanori Kaya; 政徳賀屋; Atsushi Hayashi; 篤林; Hiroshi Ariga; 広志有賀; Yoshiki Sakamoto; 由喜阪本
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1996-07-31
Filing date: 1996-07-31
Publication date: 1998-02-20
Anticipated expiration: 2016-07-31
Also published as: JP3794059B2

Abstract

(57)【要約】【課題】透光フィルムと充填材との密着性に優れ、長期
信頼性の高い太陽電池モジュールの提供。【解決手段】補強板と透光フィルムとの間に太陽電池素
子をＥＶＡを主成分とする樹脂で充填した太陽電池モジ
ュールにおいて、透光フィルムが、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｔｉ、
Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ａｌ、Ｃｒ
およびＺｎの内の一種以上の金属の酸化物薄膜がＥＶＡ
との接触面に乾式法で形成された含フッ素樹脂フィルム
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、長期信頼性に優
れ、生産性も高い太陽電池モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球環境保護の観点から、より安
全性の高いクリーンなエネルギーが望まれている。将来
期待されているクリーンなエネルギーの中でも特に太陽
電池は、そのクリーンさと安全性と取り扱い易さから期
待が高まっている。太陽電池としては、単結晶シリコン
太陽電池モジュール、非単結晶シリコン太陽電池モジュ
ール等があるが、太陽電池素子自体が衝撃に弱いため、
ガラス板、および太陽電池素子とガラス板の間の充填材
であるエチレン−酢酸ビニル共重合体（以下、ＥＶＡと
いう）等を使用して太陽電池素子を保護している。

【０００３】また、非単結晶シリコン太陽電池の一つで
ある非晶質シリコン太陽電池の基板材料として、可曲性
や耐衝撃性に優れている高分子樹脂基板やステンレス箔
等の金属基板などが用いられる。これらの基板を用いた
太陽電池は、可曲性で、耐衝撃性に優れているため、太
陽電池の表面の保護材料には、ガラス以外の、含フッ素
樹脂フィルム等の耐候性樹脂フィルムが通常用いられて
いる。このような樹脂フィルムを表面に有する太陽電池
モジュールは軽量であり、モジュールの連結または架台
への設置のための枠体も簡便なもので充分であり、取り
扱いやすい。

【０００４】しかしながら、含フッ素樹脂フィルムは、
耐候性、機械的強度、耐熱性、耐薬品性、防汚性、透明
性等の特性に優れているものの、下層であるＥＶＡとの
密着性が充分でない。このため、例えば、特開平７−１
３１０４８号公報に記載されるように、予めＥＶＡとの
接着面にプラズマ処理を施して接着性を高め、さらに必
要によりＥＶＡとの接着面に凹凸形状を付して充填材と
の接触面積を増大させることにより、密着性を向上させ
る必要があった。これとは別に、含フッ素樹脂フィルム
と他の樹脂との密着性を高めるために、含フッ素樹脂フ
ィルムの表面をコロナ放電処理する技術も知られている
が、いずれも接着性が不充分であった。

【０００５】また、接着剤を用いて含フッ素樹脂フィル
ムとＥＶＡとの密着性を高めることも考えられるが、接
着剤は紫外線により劣化が生じることから、やはり密着
性、透明性が不充分であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実情に
鑑みてなされたものであり、補強板と透光フィルムとの
間に太陽電池素子をＥＶＡで充填した太陽電池モジュー
ルにおいて、透光フィルムとＥＶＡとの層間密着性が高
く、長期信頼性の高い太陽電池モジュールを提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、補強板と透光フィルムとの間に太陽電池
素子をエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を主成
分とする樹脂で充填した太陽電池モジュールにおいて、
前記透光フィルムが、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、
Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ａｌ、ＣｒおよびＺｎか
らなる群から選ばれる一種以上の金属の酸化物からなる
薄膜が前記エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）と
の接触面に乾式法により形成されてなる含フッ素樹脂フ
ィルムであることを特徴とする太陽電池モジュールを提
供する。

【０００８】ここで、前記乾式法がスパッタリング法で
あるのが好ましい。

【０００９】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明の太陽電池モジュールは、基本的に、補強板上に太
陽電池素子を有し、表面を透光フィルムで保護した積層
体であり、補強板と透光フィルムとの間に、太陽電池素
子と必要に応じて設けられる充填材保持材とをエチレン
−酢酸ビニル共重合体ポリマー（ＥＶＡ）で充填した太
陽電池モジュールである。

【００１０】本発明に用いる透光フィルムとしては、含
フッ素樹脂フィルムが好ましい。含フッ素樹脂フィルム
の使用により、耐熱性、耐候性、耐薬品性に優れた太陽
電池モジュールが得られる。また、含フッ素樹脂フィル
ムは防汚性に優れており、太陽電池モジュール表面にほ
こりやゴミが付着しにくいため、長期に渡って高性能な
太陽電池モジュールが得られる。

【００１１】含フッ素樹脂フィルムとしては、樹脂の分
子構造式中にフッ素を含有する熱可塑性樹脂であれば特
に限定されず、公知の各種の含フッ素系樹脂が使用可能
である。具体的には、テトラフルオロエチレン系樹脂、
クロロトリフルオロエチレン系樹脂、フッ化ビニリデン
系樹脂、フッ化ビニル系樹脂、またはこれら樹脂の複合
物等が挙げられる。特に耐候性、防汚性等の点から、テ
トラフルオロエチレン系樹脂が好ましい。

【００１２】テトラフルオロエチレン系樹脂としては、
具体的には、テトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦ
Ｅ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロ（アルコ
キシエチレン）共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエ
チレン・ヘキサフルオロプロピレン・パーフルオロ（ア
ルコキシエチレン）共重合体（ＥＰＥ）、テトラフルオ
ロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥ
Ｐ）、またはテトラフルオロエチレン・エチレン共重合
体（ＥＴＦＥ）、エチレン・トリクロロフルオロエチレ
ン共重合体（ＥＴＣＦＥ）などが挙げられる。これらの
うち、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ、ＦＥＰまたはＥＴＣＦＥが好
ましく、特に、コスト、機械的強度、スパッタ成膜性等
の点からＥＴＦＥが好ましい。ＥＴＦＥは、エチレンお
よびテトラフルオロエチレンを主体とするものであっ
て、必要に応じ、少量のコモノマー成分を共重合させた
ものであってもよい。

【００１３】コモノマー成分としては、テトラフルオロ
エチレンおよびエチレンと共重合可能なモノマー、例え
ば、次記の化合物が挙げられる。ＣＦ₂＝ＣＦＣｌ、ＣＦ₂＝ＣＨ₂などの含フッ素エチ
レン類、ＣＦ₂＝ＣＦＣＦ₃、ＣＦ₂＝ＣＨＣＦ₃など
の含フッ素プロピレン類、ＣＨ₂＝ＣＨＣ₂Ｆ₅、ＣＨ
₂＝ＣＨＣ₄Ｆ₉、ＣＨ₂＝ＣＦＣ₄Ｆ₉、ＣＨ ₂＝Ｃ
Ｆ（ＣＦ₂）₃Ｈなどのフルオロアルキル基の炭素数が
２〜１０の含フッ素アルキルエチレン類、ＣＦ₂＝ＣＦ
Ｏ（ＣＦ₂ＣＦＸＯ）_mＲ_f（式中Ｒ_fは炭素数１〜６
のパーフルオロアルキル基、Ｘはフッ素原子またはトリ
フルオロメチル基、ｍは１〜５の整数を示す）などのパ
ーフルオロ（アルキルビニルエーテル）類、ＣＦ₂＝Ｃ
ＦＯＣＦ₂ＣＦ₂ＣＦ₂ＣＯＯＣＨ₃やＣＦ₂＝ＣＦＯ
ＣＦ₂ＣＦ（ＣＦ₃）ＯＣＦ₂ＣＦ₂ＳＯ₂Ｆなどの容
易にカルボン酸基やスルホン酸基に変換可能な基を有す
るビニルエーテル類などが挙げられる。

【００１４】ＥＴＦＥ中のエチレン／テトラフルオロエ
チレンのモル比は、４０／６０〜７０／３０、特に４０
／６０〜６０／４０、が好ましい。また、コモノマー成
分の含有量は、全モノマーに対して０．３〜１０モル
％、特に０．３〜５モル％が好ましい。クロロトリフル
オロエチレン系樹脂としては、具体的には、例えばクロ
ロトリフルオロエチレンホモポリマー（ＣＴＦＥ）、ま
たはエチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体
（ＥＣＴＦＥ）などが挙げられる。

【００１５】本発明においては、上記の含フッ素樹脂を
主成分とし、他の熱可塑性樹脂を含有した混合系の樹脂
も好ましく用いられる。熱硬化性合成樹脂としては、例
えば、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、フ
ラン樹脂、アルキッド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、
ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、ケイ素樹脂、
ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、またはポリパラバ
ン酸樹脂などが挙げられる。

【００１６】本発明において用いる含フッ素樹脂フィル
ムの形状および大きさは、目的とする太陽電池モジュー
ルの形状および大きさに応じて適宜決定すればよく、特
に限定されないが、厚みは、高い光透過率による発電効
率向上の観点からは薄くする程好ましい一方、強度の観
点からは厚くする程好ましいことから、１０〜２００μ
ｍ、特に２０〜６０μｍの厚みとすることが好ましい。

【００１７】本発明において用いる透光フィルムには、
Ｓｉ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓ
ｎ、Ｉｎ、Ａｌ、ＣｒおよびＺｎからなる群から選ばれ
る一種以上の金属の酸化物からなる薄膜がＥＶＡとの接
触面上に乾式法により形成される。このような酸化物薄
膜が透光フィルム表面に形成されることにより、透光フ
ィルムとＥＶＡとの密着性が高められるので、プラズマ
処理や凹凸形状付与等の表面処理を必要とすることな
く、ＥＶＡを融点以上に加熱しながら透光フィルムと熱
圧着させる熱プレス法のみで透光フィルムとＥＶＡとを
充分な密着性をもって接着することができ、太陽電池モ
ジュールの耐久性を向上させる。

【００１８】用いる酸化物薄膜は、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｔｉ、
Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ａｌ、Ｃｒ
およびＺｎからなる群から選ばれる一種以上の金属の酸
化物からなるものであれば特に限定されない。

【００１９】少なくとも、Ｓｉを含む金属の酸化物から
なる薄膜であることが、より密着性が向上するので好ま
しい。少なくともＳｉを含む金属の酸化物の具体例とし
ては、ＳｉＯ₂、ＳｉとＺｒとの酸化物、ＳｉとＴｉと
の酸化物、ＳｉとＴａとの酸化物、ＳｉとＮｂとの酸化
物、ＳｉとＳｎとの酸化物、ＳｉとＺｎとの酸化物ある
いはＳｉとＳｎとＴｉとの酸化物、を主成分とする酸化
物などが挙げられる。

【００２０】ＥＶＡとの密着性、および生産性の観点か
ら、ＳｉとＳｎとの酸化物、ＳｉとＺｒとの酸化物、Ｓ
ｉとＴｉとの酸化物、を主成分とする酸化物が好まし
く、特に、ＳｉとＳｎとの酸化物を主成分とする酸化物
が好ましい。

【００２１】本発明における酸化物薄膜の膜厚は、ＥＶ
Ａとの密着性確保の観点から、０．５ｎｍ以上であるこ
とが好ましい。また、光透過性の維持、含フッ素樹脂フ
ィルムの可撓性の維持および含フッ素樹脂フィルムとの
密着性の観点から、３０ｎｍ以下、特に、１０ｎｍ以下
であることが好ましい。本発明における酸化物薄膜のＳ
ｉの含有割合は、全金属に対してＳｉが２０〜８０原子
％であることが好ましく、特に、３０〜７０原子％であ
ることが好ましい。Ｓｉの含有割合をこのような範囲と
することで、１）Ｓｉ以外の金属成分の作用により、酸
化物膜を薄くしても含フッ素樹脂フィルム表面上での被
覆率を上げることができる、２）成膜法として直流スパ
ッタリング法を用いた場合に、酸化物膜と同様の前記組
成範囲の合金ターゲットを用いることで、アーキングが
防止される、等の効果が得られる。一方、合金ターゲッ
トにおけるＳｉの含有割合が大きくなると、成膜速度が
低下する傾向にあるので、生産性の観点からは、Ｓｉは
７０原子％以下であることが好ましい。

【００２２】本発明において、酸化物薄膜を得る方法と
しては、乾式法であれば特に限定されない。乾式法は、
湿式法に比べ、膜が均一にでき、成膜された膜は含フッ
素樹脂フィルムとの密着性が高い。乾式法としては、例
えば、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イオ
ンプレーティング法等が挙げられる。特に、スパッタリ
ング法は、生産性に優れ、工業的に幅広く使われている
とともに、非常に緻密で、かつ、含フッ素樹脂フィルム
との密着性が高い膜が均一な膜厚で得られるので好まし
い。

【００２３】スパッタリング法としては、直流スパッタ
リング法、高周波スパッタリング法のいずれでも使用で
きる。大面積の基体に、大きな成膜速度で、効率よく成
膜できる等の生産性に優れる点で、直流スパッタリング
法が好ましい。ＳｉとＳｎとの酸化物を主成分とする薄
膜の例として、ＳｉとＳｎとの酸化物からなる薄膜が挙
げられる。ＳｉとＳｎとの酸化物からなる薄膜について
は、ＳｉとＳｎとの混合物ターゲットを用い、酸素含有
雰囲気中での反応性スパッタリング法により成膜して得
られる。ＳｉとＳｎとの混合物ターゲットを用いること
により、Ｓｉターゲットを用いる場合と異なり、ターゲ
ットの導電性が向上することなどから、Ｓｉターゲット
では使用できなかった直流スパッタリング法の使用が可
能となり、成膜速度を大きくすることができる。この
際、間欠的な負の直流電圧をターゲットに印加する方法
により、成膜時のアーキング発生を効果的に抑制し、投
入電力を増大させ、さらに大きな成膜速度を長時間維持
することが可能である。具体的なスパッタリング条件
は、装置の種類、ターゲット組成等の諸条件によって変
動するので適宜選択すればよいが、一般的には１×１０
^-5〜１×１０^-4Ｔｏｒｒまで真空排気後、アルゴンと酸
素を２５：７５〜０：１００の流量比で容器内に導入
し、スパッタリングガス圧を１×１０^-3〜１０×１０^-3
Ｔｏｒｒ、電力密度０．５〜５Ｗ／ｃｍ²で行うのが好
ましく、この場合の成膜速度は、ＳｉとＳｎの組成比に
よっても異なるが、Ｓｉが５０原子％の場合、およそ１
２０ｎｍ／分である。

【００２４】Ｓｎ以外でも、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、
Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｉｎ、Ａｌ、ＣｒおよびＺｎからなる
群から選ばれる一種以上の金属とＳｉとからなるターゲ
ットを用いた場合でもＳｉ−Ｓｎ系と同様の効果が得ら
れるが、Ｓｉ−Ｓｎ系の金属ターゲットを用いた場合
は、スパッタリングによる成膜速度が最も大きく、最も
生産性に優れる。

【００２５】前記ＳｉとＳｎとからなるターゲットは、
混合物の状態のものでも、合金の状態のものでも用いう
る。例えば、ＳｉとＳｎと混合物ターゲットは、Ｓｉと
Ｓｎとの混合物をＣＩＰ法（冷間等方プレス法）あるい
は温間プレス（Ｓｎの融点直下の温度で金型成形プレ
ス）で成形して得ることができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以上に説明した透光性フィルムを
用いた本発明の太陽電池モジュールの一例を図８を参照
しつつ、以下に具体的に説明するが、補強板と透光フィ
ルムとの間に太陽電池素子をＥＶＡで充填したモジュー
ルにおいて、補強板、太陽電池素子等がいかなる構成を
有するものでも本発明の要件を満たしている限り本発明
の範囲であり、以下の例に限定されるものではない。図
８は、補強板１４１０上に太陽電池素子１４２０、充填
材１４４０、必要に応じて充填材保持材、本発明の特徴
である所定の酸化物薄膜が形成された含フッ素樹脂フィ
ルム１４３０を有する本発明の好適例を示す太陽電池モ
ジュールである。

【００２７】本実施態様例の太陽電池モジュールは例え
ば次のようにして作製することができる。補強板上に、
補強板全面に充填材としてシート状のＥＶＡ、太陽電池
素子、シート状のＥＶＡ、あらかじめ所定の酸化物薄膜
が形成された含フッ素樹脂フィルムを順次重ね合わせ、
加圧脱泡しながら高温で充填材（ＥＶＡ）を溶融するこ
とにより、太陽電池素子を含フッ素樹脂フィルムと補強
板でサンドイッチした。このとき、含フッ素樹脂フィル
ムの酸化物薄膜が形成された面を内側（充填材側）とし
た。

【００２８】（透光フィルム）本発明で用いられる太陽
電池モジュールの透光フィルムとしては、ＳｉとＳｎと
の酸化物を主成分とする薄膜がＥＶＡとの接触面に形成
されてなる含フッ素樹脂フィルムを用いることが好まし
い。前述のように、含フッ素樹脂フィルムとしては、樹
脂の分子構造式中にフッ素を含む熱可塑性樹脂であれば
特に限定されず、従来公知の各種の含フッ素樹脂が使用
可能である。また、含フッ素系樹脂の中でＥＴＦＥが好
ましい。ＳｉとＳｎとの酸化物薄膜の形成方法は乾式法
によればよく、直流スパッタリング法によるのが好まし
い。

【００２９】（充填材）充填材としてはエチレン−酢酸
ビニル共重合体（ＥＶＡ）を主成分とする樹脂を用い
る。ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）は、耐候
性が良いが、ＥＴＦＥ程の耐候性はないため、３００〜
１０００ｐｐｍ程度のヒンダードアミン系光安定剤、２
００〜２０００ｐｐｍ程度の熱安定剤、１０００〜４０
００ｐｐｍの紫外線吸収剤の３種類の添加剤を添加する
のが好ましい。また、ＥＶＡ中の酢酸ビニルの含有量
は、耐ストレスクラック性を向上させるためには増加さ
せる方が良いが、増加させると水蒸気の透過率が大きく
なるため、３〜２０重量％が好適に用いられる。

【００３０】（充填材保持材）充填材保持材は、充填材
が高温になった時でも流れ出さないようにするため、お
よび、太陽電池モジュール表面が鋭利な物で引っ掻かれ
た場合の太陽電池の保護の目的で使用される補強材であ
る。また、太陽電池モジュールを加熱真空脱泡して作製
する際に、太陽電池モジュール内に残存する空気を太陽
電池モジュール外に排出する効果もある。充填材保持材
の種類には特に限定はないが、できるだけ空孔率が高
く、透明性が高く、かつ、強度があることが好ましい。
例えば、ガラス不織布やポリマー不織布などを使用する
ことができる。

【００３１】（補強板）本発明で用いられる太陽電池モ
ジュールの構造体となる補強板は、特に限定はなく、例
えば、ステンレス板や鋼板、メッキ鋼板、ガルバリウム
鋼板等を使用することができる。構造強度等の点から、
０．２〜２．０ｍｍの厚みが好ましく、さらに好ましく
は０．３〜１．６ｍｍの補強板である。

【００３２】（太陽電池素子）本発明の太陽電池素子の
種類に特に制限はないが、好ましくは可曲性を有する太
陽電池であり、特に好ましくはステンレス基板上に形成
された非晶質シリコン半導体である。

【００３３】太陽電池素子が可曲性であると、太陽電池
モジュール自体に必要以上の剛性を要求しないため、補
強材の厚みも薄くでき、透光フィルムの破断を防ぐこと
ができる。

【００３４】ステンレス基板上に形成された非晶質シリ
コン半導体は０．１ｍｍ程度の厚みまで薄くすることが
できるため、太陽電池素子を充填するための充填材の量
を少なくすることができ、その結果、太陽電池モジュー
ルの厚みを減らすことができる。

【００３５】さらに、ステンレス基板上に形成された非
晶質シリコン半導体を使用することにより太陽電池素子
の重量を軽量化することができ、その結果、補強板に要
求される強度を低減でき、補強材の厚みを低減できる。

【００３６】本発明の太陽電池モジュールに使用する太
陽電池素子の一例の概略断面図を図１に示した。図１に
おいて１０１は導電性基体、１０２は裏面反射層、１０
３は光電変換部材としての半導体層、１０４は透明導電
層である。１０２の裏面反射層は１０１の基体に導電性
基体を用いることで兼ねることもできる。

【００３７】上記基体１０１としては、ステンレス、ア
ルミニウム、銅、チタン、カーボンシート、亜鉛メッキ
鋼板、導電層が形成してあるポリイミド、ポリエステ
ル、ポリエチレンナフタライド、エポキシなどの樹脂フ
ィルムやセラミックス等が挙げられる。

【００３８】上記薄膜半導体層１０３としては、非晶質
シリコン系半導体、多結晶シリコン半導体、結晶シリコ
ン半導体や、銅インジウムセレナイドなどの化合物半導
体が適当である。非晶質シリコン半導体の場合には、シ
ランガス等のプラズマＣＶＤ法により形成する。また、
多結晶シリコン半導体の場合は、溶融シリコンのシート
化あるいは非晶質シリコン系半導体の熱処理により形成
する。

【００３９】ＣｕＩｎＳｅ₂／ＣｄＳの場合は、電子ビ
ーム蒸着やスパッタリング、電析（電解液の電気分解に
よる析出）などの方法で形成する。半導体層の構成とし
ては、ｐｉｎ接合、ｐｎ接合、ショットキー型接合が用
いられる。該半導体層は少なくとも裏面電極層１０２と
透明導電層１０４にサンドイッチされた構造になってい
る。該裏面電極層１０２には、金属層あるいは金属酸化
物、あるいは金属層と金属酸化物層の複合層が用いられ
る。

【００４０】金属層の材質としては、Ｔｉ、Ａｌ、Ａ
ｇ、Ｔｉなどが用いられ、金属酸化物層としてＺｎＯ、
ＴｉＯ₂、ＳｎＯ₂等が採用される。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、電子ビ
ーム蒸着、スパッタリング法、スプレー法、ＣＶＤ法、
不純物拡散法等がある。さらに、透明導電層の上の光起
電力によって発生した電流を効率よく集電するための、
格子（グリッド）上に集電電極を設けてもよい。

【００４１】集電電極の材料としては、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍ
ｏ、Ｗ、Ａｌ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｎ及び銀ペースト
等の導電性ペーストが用いられる。グリッド電極の形成
方法にはマスクパターンを用いたスパッタリング、抵抗
加熱、ＣＶＤ等の蒸着方法、あるいは全面に金属層を蒸
着した後にエッチングしてパターニングする方法、光Ｃ
ＶＤにより直接グリッド電極パターンを形成する方法、
グリッド電極のネガパターンのマスクを形成したあとに
メッキにより形成する方法、導電性ペーストを印刷して
形成する方法等がある。導電性ペーストは、通常微粉末
状の金、銀、銅、ニッケル、カーボン等をバインダーポ
リマーと分散させたものが使用される。上記バインダー
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、フェノール等の樹脂がある。

【００４２】グリッド電極で集電した電流をさらに集め
て輸送するためのバスバーの材料としてはスズ、あるい
はハンダコーティングした銅、ニッケル等を用いる。バ
スバーのグリッド電極への接続は、導電性接着剤あるい
はハンダで行う。

【００４３】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳述するが、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。［実施例１］本実施例は、ステンレス基板上に作製した
アモルファスシリコン太陽電池素子を直列接続したあ
と、表面として、接触面側に酸化物薄膜を有する含フッ
素樹脂フィルムを、裏面に０．８ｍｍの厚みの亜鉛鋼板
の補強板を設けた太陽電池モジュールである。

【００４４】まず、酸化物薄膜層を有する含フッ素樹脂
フィルムの作製を行った。含フッ素樹脂フィルムとして
厚さ５０μｍＥＴＦＥのフィルムを用意した。直流スパ
ッタリング装置内に、３０×３０ｃｍの大きさのガラス
板に、３０×３０ｃｍの大きさのＥＴＦＥのフィルムを
固定した基板を陽極側にセットし、ＳｉとＳｎとの混合
物（原子比５０：５０）のターゲットを陰極側にセット
した。スパッタリング装置内を３×１０^-5Ｔｏｒｒまで
真空排気後、アルゴンと酸素を流量比で１：４容器内に
導入し、スパッタリングガス圧を２．４×１０^-3Ｔｏｒ
ｒ、電力密度２．２Ｗ／ｃｍ²とし、スパッタリングを
行い、ＳｉとＳｎとの酸化物薄膜（膜厚約６ｎｍ）を成
膜した。

【００４５】次に、太陽電池モジュールの作製について
図１を用いて以下に詳述する。まず、アモルファスシリ
コン太陽電池素子は次にようにして作製した。洗浄した
０．１ｍｍのロール状の長尺ステンレス基板１０１上に
Ｓｉを１％含有するＡｌ裏面電極層１０２をスパッタ法
により膜厚５０００Å形成した。

【００４６】次に、ｎ／ｉ／ｐ型非単結晶シリコンを積
層させた半導体層１０３を、ｎ型半導体としてはＰ
Ｈ₃，ＳｉＨ₄，Ｈ₂のガスを用い、ｉ型半導体として
はＳｉＨ ₄，Ｈ₂のガスを用い、ｐ型半導体としてはＢ
₂Ｈ₆，ＳｉＨ₄，Ｈ₂ガスを用いて、プラズマＣＶＤ
法によって、ｎ型半導体層を３００Å、ｉ型半導体層を
４０００Å、ｐ型半導体層を１００Åを順次形成した。

【００４７】その後、膜厚８００ÅのＩＴＯ１０４を抵
抗加熱蒸着により形成してアモルファスシリコン太陽電
池素子１００を形成した。

【００４８】次に、上記長尺の太陽電池素子を縦３０ｃ
ｍ×１５ｃｍの大きさで図２のような形状にプレスマシ
ンを用いて打ち抜き、複数個の太陽電池素子を作製し
た。

【００４９】ここで、プレスマシンにより切断された太
陽電池素子の切断面では、太陽電池素子がつぶされてＩ
ＴＯ電極とステンレス基板が短絡した状態になってい
る。そこで次に、この短絡をリペアーするために、図２
及び図３に示したように各太陽電池素子のＩＴＯ電極の
周辺を除去した（２１１）。ここで、ＩＴＯ電極の周辺
の除去は、ＩＴＯを溶解するがアモルファスシリコン半
導体は溶解しない選択性を有するエッチング材（ＦｅＣ
ｌ₃）を各太陽電池素子の切断面よりやや内側のＩＴＯ
の周囲にスクリーン印刷しＩＴＯを溶解した後、水洗浄
することにより行い、ＩＴＯ電極の素子分離部２１１を
形成した。

【００５０】次にＩＴＯ上に集電用グリッド電極２１２
としてポリエステル樹脂をバインダーとする銀ペースト
をスクリーン印刷することにより形成し、熱硬化させた
（２１２）。

【００５１】次にグリッド電極の集電電極である錫メッ
キ銅線２１３をグリッド電極と直交させる形で配置した
のち、グリッド電極との交点に接着性銀インク２１４を
点下し、１５０℃／３０分乾燥して、グリッド電極と錫
メッキ銅線とを接続した。その際に、錫メッキ銅線とス
テンレス基板の端面が接触しないように、錫メッキ銅線
とステンレス基板の端面が接触しないように、錫メッキ
銅線２１３の下にポリイミドテープを貼りつけた。

【００５２】次に、アモルファスシリコン太陽電池素子
の、非発電領域の一部のＩＴＯ層／ａ−Ｓｉ層を、グラ
インダーで除去してステンレス基板を露出させた後、そ
の部分に銅箔２１５をスポット溶接器で溶接した。

【００５３】次に上記太陽電池素子を図４のように、４
０１の太陽電池素子の錫メッキ銅線４１１と４０２の太
陽電池素子の銅箔４１２とを半田付けすることにより直
列接続し、同様に隣接する太陽電池素子の錫メッキ銅線
と銅箔を半田付けすることにより１３枚の太陽電池素子
を直列接続した。

【００５４】次に、プラス及びマイナスの端子用配線は
ステンレス基板の裏側で行った。図５に、直列接続され
た太陽電池素子の裏面配線図を示した。プラス側の配線
は、１３番目の太陽電池素子４１３の中央部に絶縁性ポ
リエステルテープ４２２を貼りつけた上に銅箔４２１を
貼りつけ、次に、銅箔４２１と錫メッキ銅線を半田付け
することにより行った。また、マイナス側の配線は、１
番目の太陽電池素子４０１に銅箔４２３を図５に示した
ように配線した後、４０１の太陽電池素子にスポット溶
接された銅箔４３０と半田付けすることにより行った。

【００５５】次に、図６に示したように、０．８ｍｍの
厚みの亜鉛鋼板（６０１）／０．５ｍｍ厚みのＥＶＡ
（６０２）／上記１３枚直列接続した太陽電池素子（６
０３）／ＥＶＡ（６０２）／酸化物薄膜が形成された含
フッ素樹脂フィルム（６０４）を順次重ね合わせ、真空
熱ラミネーターを用いて１５０℃×１００分でＥＶＡを
溶融させることにより、太陽電池素子６０３を亜鉛鋼板
及び含フッ素樹脂フィルムではさみ込み、樹脂封止した
太陽電池モジュール６００を作製した。なお、含フッ素
樹脂フィルムは酸化物薄膜が形成された面を内側（ＥＶ
Ａ側）とした。ここで、本発明では、ＳｉとＳｎの酸化
物の薄膜が形成された含フッ素樹脂フィルムを用いるこ
とにより、含フッ素樹脂フィルム表面にプラズマ処理等
を施すことなく、さらには、含フッ素樹脂フィルム表面
に凹凸形状を付与することなく、十分な密着性をもって
ＥＶＡと接着することができた。なお、ここで用いたＥ
ＶＡは、ヒンダードアミン系光安定剤７００ｐｐｍ、熱
安定剤５００ｐｐｍ、紫外線吸収剤３０００ｐｐｍが添
加され、酢酸ビニル含有量が６重量％のＥＶＡである。

【００５６】また、直列接続された太陽電池素子６０３
は、後の工程で太陽電池モジュール６００の端部を折り
曲げられるように、亜鉛鋼板及び含フッ素樹脂フィルム
６０４よりも一回り小さなサイズとした。

【００５７】次に、上記作製した太陽電池モジュール６
００の四隅を、図７に示したように太陽電池素子６０３
の特性に影響がないように切断機で切り取り、太陽電池
モジュール７００を作製した。

【００５８】（耐久性）また、本実施例の太陽電池モジ
ュールを屋外に設置して、耐久性の評価を行った。その
結果、本実施例の太陽電池モジュールは、２年経過後で
も、透光フィルムとＥＶＡとの剥離が全く生じなかっ
た。

【００５９】［比較例１］実施例１において、含フッ素
樹脂フィルムにスパッタリングによる酸化物薄膜形成を
行わずに、その代わりに、ＥＶＡとの接着を高めるため
に予め含フッ素樹脂フィルムの接着面に１８０Ｗ／ｍ／
（ｍ／ｍｉｎ）でコロナ放電処理を施した以外は実施例
１と同様にして太陽電池モジュールの作製をし、上記同
様の評価を行った。その結果、太陽電池性能について
は、実施例と同等であった。一方、耐久性については、
２か月経過後には、含フッ素樹脂フィルムとＥＶＡとの
剥離が生じた。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
透光性フィルムと充填材であるＥＶＡとの密着耐久性に
優れ、耐候性、耐熱性等にも優れることから、長期信頼
性の高い太陽電池モジュールが得られる。また、透光性
フィルムに何ら特別な処理を施すことなく、熱溶着のみ
でＥＶＡとを充分に接着できる点で、生産性に優れる。
さらに、透光性フィルム上への酸化物を主成分とする薄
膜の形成をスパッタリング法により行えば、大面積の基
体に、高い成膜速度で、効率よく成膜できることからよ
り生産性に優れるとともに、この酸化物薄膜と透光性フ
ィルムとの密着性も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の太陽電池モジュールに用いる
半導体素子の模式的断面図である。

【図２】本発明の実施例の太陽電池モジュールに用いる
太陽電池素子の模式的平面図である。

【図３】本発明の実施例の太陽電池モジュールに用いる
太陽電池素子の模式的断面図である。

【図４】本発明の実施例の太陽電池モジュールに用いる
直列接続を行う太陽電池素子の説明図である。

【図５】本発明の実施例の太陽電池モジュールに用いる
太陽電池素子出力端子の説明図である。

【図６】（ａ）は本発明に使用されるラミネートした太
陽電池モジュールの平面図、（ｂ）および（ｃ）はその
断面図である。

【図７】本発明に使用されるラミネートを切断した太陽
電池モジュールの平面図である。

【図８】本発明の実施態様例に使用されるラミネートし
た太陽電池モジュールの説明図である。

【符号の説明】

１００アモルファスシリコン太陽電池素子１０１ステンレス基板（導電性基体）１０２Ａｌ裏面電極層（裏面反射層）１０３半導体層（光電変換部材）１０４ＩＴＯ（透明導電層）２１１ＩＴＯ電極の素子分離部２１２ＩＴＯ上の集電用グリッド電極２１３，４１１錫メッキ銅線２１４接着性銀インク２１５，４１２，４２１，４２３，４３０銅箔４０１，４０２，４１３，６０３，１４２０太陽電池
素子４２２絶縁性ポリエステルテープ６００，７００太陽電池モジュール６０１亜鉛鋼板６０２，ＥＶＡ６０４，１４３０酸化物薄膜が形成された含フッ素樹
脂フィルム１４１０補強板１４４０充填材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者阪本由喜神奈川県川崎市幸区塚越３丁目474番地２旭硝子株式会社玉川分室内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】補強板と透光フィルムとの間に太陽電池素
子をエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を主成分
とする樹脂で充填した太陽電池モジュールにおいて、前記透光フィルムが、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、
Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ａｌ、ＣｒおよびＺｎか
らなる群から選ばれる一種以上の金属の酸化物からなる
薄膜が前記エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）と
の接触面に乾式法により形成されてなる含フッ素樹脂フ
ィルムであることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】前記乾式法がスパッタリング法である請求
項１に記載の太陽電池モジュール。