JPH11135820A - 太陽電池モジュール及び太陽電池モジュール用補強部材 - Google Patents

太陽電池モジュール及び太陽電池モジュール用補強部材

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JPH11135820A
JPH11135820A JP10231362A JP23136298A JPH11135820A JP H11135820 A JPH11135820 A JP H11135820A JP 10231362 A JP10231362 A JP 10231362A JP 23136298 A JP23136298 A JP 23136298A JP H11135820 A JPH11135820 A JP H11135820A
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秀則 塩塚
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聡 山田
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期屋外暴露においても補強板からの接着剤
・封止材の剥離がない信頼性の高い構造であるととも
に、材料原価のコストダウンをはかり低コストで製造で
きる太陽電池モジュールを提供する。 【解決手段】 光変換部材としての半導体層を少なくと
も一層有する光起電力素子を単一あるいは複数個接続し
た太陽電池素子３０１と、最表面の透明部材３０３と該
透明部材３０３と太陽電池素子３０１との間に配された
封止材３０２ａを有する受光面側被覆材と、最裏面の補
強材３０６と該補強材３０６と太陽電池素子３０１の間
に配された太陽電池素子３０１と補強材３０６を張り合
わせる接着剤３０５を有する非受光面側被覆材を有する
太陽電池モジュールにおいて、前記補強材３０６が両面
に有機樹脂層を有し、かつ太陽電池素子３０１側の有機
樹脂層の厚みが太陽電池素子３０１とは逆側の有機樹脂
層の厚みよりも薄くされた太陽電池モジュール。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は太陽電池モジュール
に係わり、特に光起電力素子の非受光面側（以下、裏
面）に金属板等の補強材（基体）を有する太陽電池モジ
ュール及び該補強材に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、環境問題に対する意識の高まり
が、世界的に広がりを見せている。中でもＣＯ2排出に
伴う地球の温暖化現象に対する危惧感は深刻で、クリー
ンなエネルギーへの希求は益々強まっている。太陽電池
は現在のところ、その安全性と扱いやすさから、クリー
ンなエネルギー源として期待のもてるものだということ
ができる。
【０００３】太陽電池には様々な形態がある。代表的な
ものとしては、 （１）結晶シリコン太陽電池 （２）多結晶シリコン太陽電池 （３）アモルファスシリコン太陽電池 （４）銅インジウムセレナイド太陽電池 （５）化合物半導体太陽電池 などがある。この中で、薄膜結晶シリコン太陽電池、化
合物半導体太陽電池およびアモルファスシリコン太陽電
池は、比較的低コストで大面積化が可能なため、最近で
は各方面で活発に研究開発が進められている。
【０００４】更に、これらの太陽電池の中でも、導体金
属基板上にシリコンを堆積し、その上に透明導電層を形
成し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、フレキシブル性に富
んでいるので、将来のモジュール形態として有望視され
ている。ただ、ガラス基板上にシリコンを堆積する場合
と異なり、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。最も一般的には最表面にガラ
スを用い、ガラスと太陽電池素子とを封止材樹脂で接着
するという方法が取られる。ガラスは耐候性に優れ湿度
も通さないため半導体である光起電力素子を被覆する部
材としては最も優れているものの一つであると言える。
そのため太陽電池モジュールのほとんどが最表面の被覆
にガラスを用いている。
【０００５】しかし、ガラス被覆は１）重い、２）曲げ
られない、３）衝撃に弱い、４）コスト高、という問題
点を有しており、これでは薄膜太陽電池の軽量・耐衝撃
性・フレキシブルという利点を生かすことができない。
【０００６】そこで、従来から表面被覆材として最表面
にフッ素樹脂フィルム等の透明なフッ化物重合体薄膜、
その内側には種々の熱可塑性透明有機樹脂を封止材樹脂
として用いることによって、薄膜太陽電池の特徴を生か
した軽くてフレキシブル性のある太陽電池モジュールが
提案されてきた。これらの材料が用いられてきた理由と
しては、１）フッ化物重合体は耐候性・撥水性に富んで
おり、樹脂の劣化による黄変・白濁あるいは表面の汚れ
による光透過率の減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、２）熱可塑
性透明樹脂は安価であり内部の光起電力素子を保護する
ための封止材として大量に用いることができる、といっ
たことが挙げられる。また、太陽電池素子上には一般に
発電した電力を効率よく取り出すための種々の集電電極
や、素子どうしを直列化あるいは並列化するための金属
部材が設けられており、熱可塑性透明有機樹脂はこのよ
うな電極や金属部材などの実装部材をも封止することに
より素子表面上の凹凸を埋めて被覆材表面を平滑にする
という効果も持っている。
【０００７】しかし、このようなフィルムで被覆した太
陽電池モジュールはフレキシブルではあるがガラスを用
いた場合に比べ当然機械的剛性が乏しくなる。
【０００８】そこでこれを改善するために裏面に接着剤
層を介して種々の補強材（基体）を貼り付けるのが一般
的であり、通常、裏面補強材（裏面補強板）として剛性
の高い鋼板やプラスチック板などが用いられる。また、
フィルムで被覆した太陽電池のフレキシブル性を生かし
た屋根材一体型太陽電池モジュールの開発も活発に進め
られている。この場合は、屋根用鋼板に接着剤層を介し
て光起電力素子を貼り付ける。すなわち屋根用鋼板が補
強材としての機能を果たす。
【０００９】図１はこのような太陽電池モジュールの一
例である。図１において、１０３はフッ化物重合体薄膜
層よりなる透明部材、１０２は熱可塑性透明有機樹脂よ
りなる充填材、１０１は光起電力素子、１０４は絶縁シ
ート、１０５は接着剤、１０６は補強材である。この例
では光受光面の有機樹脂と同じものを裏面の封止材とし
て用いている。
【００１０】より具体的には、透明部材１０３はＥＴＦ
Ｅ（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、ＰＶＤＦ
（ポリフッ化ビニリデン）フィルム等のフッ素樹脂フィ
ルムであり、充填材１０２はＥＶＡ（エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体）、ブチラール樹脂等であり、絶縁シート
１０４はナイロンフィルム、ＰＶＦフィルム、ポリエチ
レンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリエチレン
フィルムをはじめとする種々の有機樹脂フィルムであ
り、接着剤１０５はＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重
合体）やブチラール樹脂等のホットメルト接着剤、エポ
キシ樹脂、シリコン樹脂等であり、補強材１０６は亜鉛
鋼板、ガルバリウム鋼板、ステンレス板、アクリル板、
ポリカーボネート板、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）
板等である。
【００１１】この例において充填材１０２は光起電力素
子１０１と透明部材１０３及び絶縁シート１０４との接
着剤としての役割と、外部からの引っかき、衝撃から太
陽電池を保護する充填材の役割を果たしている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ところで、太陽電池モ
ジュールは屋外の厳しい環境下で使用されるためにその
構成部材には高度な耐候性・耐久性が要求される。補強
材もその例外ではなく、その耐久性を高めるために種々
の方策が施される。例えばそれが鋼板の場合は腐食を抑
制するために、亜鉛メッキ、アルミメッキ、亜鉛・アル
ミ合金メッキ等の耐腐食性メッキを表面に施したり、フ
ッ素樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル
樹脂、エポキシ樹脂等を主成分とする耐候性塗料を表面
に塗ったりしている。また、プラスチック板の場合に
は、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）等の高耐久性のも
のが選択される。
【００１３】しかし、補強材に樹脂層を設けて耐候性・
耐久性を高める場合、劣化による樹脂表面層の脱落を考
慮してある程度樹脂層を厚くするとクラックが発生しや
すくなり補強材から樹脂層が剥がれやすくなるという問
題が発生する場合がある。従って、厚みの厚い有機樹脂
層を太陽電池素子側の表面に設けた補強材を用いると、
長期間の屋外暴露や種々の加速劣化試験において補強材
からの有機樹脂層の剥離、すなわち補強材からの光起電
力素子の剥離が顕在化することがある。
【００１４】また、鋼板表面に塗装される代表的な耐候
性塗料であるフッ素系塗料、シリコン系塗料は、化学結
合が安定で表面の化学活性が小さい、すなわち撥水性が
大きいため、一般的に接着剤樹脂との接着性に乏しいが
十分大きい接着力がない場合が多い。従って、フッ素樹
脂層あるいはシリコン樹脂層を太陽電池素子側の表面に
設けた補強材を用いると、長期間の屋外暴露や種々の加
速劣化試験において補強材からの接着剤樹脂の剥離、す
なわち補強材からの光起電力素子の剥離が顕在化するこ
とがある。
【００１５】さらに、従来、補強材の表裏の区別は特に
なく、両面とも耐候性・耐久性を高めて使用していため
に補強材が高コストであるということも問題の一つであ
る。
【００１６】これらの問題は、補強材が光起電力素子の
外側に大きく延在する構成となる屋根材一体型太陽電池
モジュールではさらに考慮されるべきである。図２に代
表的な屋根材一体型太陽電池モジュールの断面構成を示
す。図２において、２０１は太陽電池素子、２０２は封
止材、２０３は透明部材、２０４は絶縁シート、２０５
は接着剤、２０６は補強材である。
【００１７】屋根材一体型太陽電池モジュールにおいて
は補強材２０６上に封止材２０２および表面部材２０３
が延在して形成されている。さらに、その補強材２０６
の延在した部分は屋根形状にあわせて例えば図に示され
るように折り曲げ加工がなされる。この場合、補強材２
０６と接しているのは光起電力素子２０１下の接着剤２
０５のみならず、封止材２０２とも接することとなり、
しかも封止材２０２と接している部分のさらに一部は曲
げ加工によってストレスが溜まった状態となっている。
このような状態のモジュールを長期間屋外に設置すると
上述した素子の剥離にもまして、折り曲げ加工部での補
強材２０６と封止材２０２との剥離が発生することがあ
る。そしてこれは補強材２０６の素子側にフッ素樹脂、
シリコン樹脂等の高耐候樹脂層が設けられていると非常
に顕著に発現する場合がある。
【００１８】本発明は、信頼性が高く、低コスト化を図
ることが可能な太陽電池モジュール及び太陽電池モジュ
ール用補強部材を提供することを目的とする。
【００１９】本発明は、前記した欠点を解決し、２０年
間を超えるような長期屋外暴露においても補強材からの
接着剤・封止材の剥離がない信頼性の高い構造であると
ともに、材料原価のコストダウンをはかり低コストで製
造できる太陽電池モジュール及び太陽電池モジュール用
補強部材を提供することを目的とする。
【００２０】また、本発明は、補強材と有機樹脂層との
密着力が向上して、その上に配される接着剤、封止材が
補強材から剥離しにくくなり、太陽電池モジュールの長
期屋外使用下での信頼性が向上し、片面の有機樹脂層を
薄くするので補強材のコストダウンを図ることができる
太陽電池モジュール及び太陽電池モジュール用補強部材
を提供することを目的とする。
【００２１】また、本発明は、光起電力素子と補強材と
を貼り合わせる接着剤と補強材、あるいは光起電力素子
表面を被覆する封止材と補強材との接着力が向上して、
太陽電池モジュールを長期間屋外で使用しても補強材か
ら素子あるいは封止材が剥離するようなことがなくり、
太陽電池素子とは逆側、すなわち直接外部にさらされる
面の耐候性は高耐候性樹脂層で維持しながら逆の面には
安価な比較的耐候性に乏しい樹脂を用いることができ、
高信頼性の太陽電池モジュール及び太陽電池モジュール
用補強部材を提供することを目的とする。
【００２２】また、本発明は、光入射側最表面に硬質透
明部材、最裏面に補強材を配し、該硬質透明部材と該補
強材の間に光起電力素子を一つ若しくは二つ以上、封止
材を用いて構成される太陽電池モジュールにおいて、極
めて優れた強度、剥離等の発生しない優れた信頼性、優
れた特性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
手段を用いることが最良であることを見いだした。
【００２４】即ち、本発明は、光変換部材としての半導
体層を少なくとも一層有する光起電力素子を単一あるい
は複数個接続した太陽電池素子と、最表面の透明部材と
該透明部材と太陽電池素子との間に配された封止材を有
する受光面側被覆材と、最裏面の補強材と該補強材と太
陽電池素子の間に配され太陽電池素子と補強材を張り合
わせる接着剤を有する非受光面側被覆材を有する太陽電
池モジュールにおいて、前記補強材が両面に有機樹脂層
を有し、かつ太陽電池素子側の有機樹脂層の厚みが太陽
電池素子とは逆側の有機樹脂層の厚みよりも薄くされた
ことを特徴とする太陽電池モジュールである。
【００２５】また、本発明は、光変換部材としての半導
体層を少なくとも一層有する光起電力素子を単一あるい
は複数個接続した太陽電池素子と、最表面の透明部材と
該透明部材と太陽電池素子との間に配された封止材を有
する受光面側被覆材と、最裏面の補強材と該補強材と太
陽電池素子の間に配され太陽電池素子と補強材を張り合
わせる接着剤を有する非受光面側被覆材を有する太陽電
池モジュールにおいて、前記補強材が両面に有機樹脂層
を有し、かつ太陽電池素子側の有機樹脂層の耐候性より
太陽電池素子とは逆側の有機樹脂層の耐候性が高められ
ていることを特徴とする太陽電池モジュールである。
【００２６】また、本発明は、補強材の両面に有機樹脂
層を有し、かつ一方の面側の有機樹脂層の厚みが他方の
面側の有機樹脂層の厚みよりも薄くされていることを特
徴とする太陽電池モジュール用補強部材である。
【００２７】また、本発明は、補強材の両面に有機樹脂
層を有し、かつ一方の面側の有機樹脂層の耐候性より他
方の面側の有機樹脂層の耐候性が高められていることを
特徴とする太陽電池モジュール用補強部材である。
【００２８】
【発明の実施の形態】図３は本発明の太陽電池モジュー
ルの一例を示す概略断面図である。
【００２９】図３において、３０１は太陽電池素子、３
０２ａは表面封止材、３０２ｂは裏面封止材、３０３は
透明部材、３０４は絶縁シート、３０５は接着剤、３０
６は補強材である。
【００３０】外部からの光は、最表面の透明部材３０３
から入射し、太陽電池素子３０１に到達し、生じた起電
力は端子取出し口（不図示）より外部に取り出される。
【００３１】［補強材３０６］絶縁シート３０４の外側
（図中下側）には、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、温度変化による歪み、ソリを防
止するために、補強材を貼り付ける。
【００３２】補強材の材質としては長期間の屋外使用に
絶え得る十分な耐腐食性と剛性を持った材料が望まし
い。例えば、溶融亜鉛メッキ鋼板、ガルバリウム鋼板、
ステンレス鋼板、アルミニウム、ＦＲＰ（ガラス繊維強
化プラスチック）が好ましく、溶融亜鉛メッキ鋼板、ガ
ルバリウム鋼板（溶融亜鉛−アルミ合金メッキ鋼板）、
ステンレス鋼板がより好ましい。
【００３３】補強材の両面には耐腐食性、樹脂との接着
性、耐擦傷性、意匠性を考慮して有機樹脂層を設ける。
【００３４】本発明においては、太陽電池素子側の有機
樹脂層の厚みを太陽電池素子とは逆側の有機樹脂層の厚
みよりも薄くする。これを図４に模式的断面図として示
す。図４において、４０１は補強材、４０２，４０３は
それぞれ有機樹脂層、４０４は太陽電池モジュール用補
強部材である。図４に示されるように、一方の有機樹脂
層４０２の厚みが薄くされており、こちら側に太陽電池
素子が配される。
【００３５】このことにより、補強材と太陽電池素子側
の有機樹脂層との密着力が向上して、その上に配される
接着剤３０５、封止材３０２が補強材から剥離しにくく
なり、太陽電池モジュールの長期屋外使用下での信頼性
が向上する。また、片面の有機樹脂層が薄くなるので補
強材のコストダウンが図れる。
【００３６】とりわけ、光入射側最表面に硬質透明部
材、最裏面に補強材を配し、該硬質透明部材と該補強材
の間に光起電力素子を一つ若しくは二つ以上、封止材を
用いて構成される太陽電池モジュールにおいて優れた効
果を発揮する。特にこの構成においては、光入射側最表
面がフィルム部材のときと異なり、サイドエッヂから浸
透した水分若しくは内部で発生した揮発成分、分解物が
長時間残留する。その結果、補強材の樹脂層を膨潤させ
たり、劣化させたりする可能性が高くなり、この時の樹
脂層の応力で、補強材から樹脂層が剥離することが多く
なり、樹脂層に小さな膨れ等が発生する。特にこの現象
は樹脂層の厚みが熱くなるとより顕著に発生することに
なる。
【００３７】また、硬質透明部材と補強材の間の充填材
が配されるギャップが１．５ｍｍ以上になるとサイドエ
ッヂからの湿度の侵入が著しく、前述の現象がとりわけ
発生しやすくなる。
【００３８】また、別の効果としては、補強材のサイズ
を硬質透明部材のサイズより大きくすることで、硬質透
明部材の破損等の有効な防止手段を得る。更に、硬質透
明部材よりも補強材が大きな領域で、硬質透明部材の破
損防止用の加工、デザイン上の加工、取り付け上の加工
等を行うことも有効である。
【００３９】有機樹脂層の厚さは、補強材の太陽電池素
子側に設けられる有機樹脂層の厚みが、好ましくは５μ
ｍ以上３０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以上２０μ
ｍ以下であり、太陽電池素子とは逆側に設けられる有機
樹脂層の厚みが、好ましくは１０μｍ以上５０μｍ以
下、より好ましくは１０μｍ以上３０μｍ以下である。
【００４０】有機樹脂層を形成する樹脂としては、例え
ばポリエステル樹脂、シリコンポリエステル樹脂、エポ
キシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、アクリルシリ
コン樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂等を主成分とする
樹脂が望ましい。
【００４１】また、本発明においては、太陽電池素子側
の有機樹脂層の耐候性より太陽電池素子とは逆側の有機
樹脂層の耐候性を高めてもよい。このことにより、光起
電力素子と補強材を貼り合わせる接着剤３０５と補強材
あるいは光起電力素子表面を被覆する封止材３０２と補
強材との接着力が向上して、太陽電池モジュールを長期
間屋外で使用しても補強材から素子３０１あるいは封止
材３０２が剥離することがなくなる。さらに、太陽電池
素子とは逆側、すなわち直接外部にさらされる面の耐候
性は高耐候性樹脂層で維持しながら逆の面には安価な比
較的耐候性に乏しい樹脂を用いることができるので、高
信頼性の太陽電池モジュールを低コストで提供できる。
【００４２】太陽電池素子側の有機樹脂層と太陽電池素
子とは逆側の有機樹脂層が異なる樹脂よりなることが好
ましく、具体的には補強材の太陽電池素子側に設けられ
る有機樹脂層としては、ポリエステル樹脂、シリコンポ
リエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂から選ば
れるいずれか一種を主成分とするものが好ましく、太陽
電池素子とは逆側に設けられる有機樹脂層がポリエステ
ル樹脂、シリコンポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ア
クリルシリコン樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂から選
ばれるいずれか一種を主成分とするものが好ましい。
【００４３】また、太陽電池素子側の有機樹脂層の厚み
を太陽電池素子とは逆側の有機樹脂層の厚みよりも薄い
ことが好ましい。この場合でも、具体的には、補強材の
太陽電池素子側に設けられる有機樹脂層の厚みが、好ま
しくは５μｍ以上３０μｍ以下、より好ましくは５μｍ
以上２０μｍ以下であり、太陽電池素子とは逆側に設け
られる有機樹脂層の厚みが、好ましくは１０μｍ以上５
０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以上３０μｍ以下
である。
【００４４】いずれの発明においても、太陽電池素子と
は逆側に設けられる有機樹脂層は直接外部環境にさらさ
れるため、より耐擦傷性を向上させる目的で金属あるい
は金属酸化物の微粒子を含有させることができる。具体
的には、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、酸化珪
素、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化アルミニウ
ム、酸化亜鉛等の球状粒子あるいは棒状粒子あるいはフ
レーク状粒子である。
【００４５】このような有機樹脂層を両面に設けた補強
材の具体的な例としては、塗装溶融亜鉛メッキ鋼板、塗
装ガルバリウム鋼板、塗装ステンレス鋼板、塗装アルミ
ニウム板のように塗装により表面に樹脂層を形成した金
属板、塗装ＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）板等
が挙げられる。
【００４６】［光起電力素子３０１］光起電力素子とし
ては、上述したように、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
などの種々のものを任意に選択して使用できる。ここで
は一例として導電性基体上に光変換部材としての半導体
層、透明電極層が形成されたものについて詳しく説明す
る。
【００４７】概略構成図を図５（ａ）及び図５（ｂ）に
示す。この図において５０１は導電性基体、５０２は裏
面反射層、５０３は半導体層、５０４は透明電極層、５
０５は集電電極である。
【００４８】導電性基体５０１は光起電力素子の基体に
なると同時に、下部電極の役割も果たす。材料として
は、シリコン、タンタル、モリブデン、タングステン、
ステンレス、アルミニウム、銅、チタン、カーボンシー
ト、鉛メッキ鋼板、導電層が形成してある樹脂フィルム
やセラミックスなどがある。
【００４９】上記導電性基体５０１上には裏面反射層５
０２として、金属層あるいは金属酸化物層、あるいは金
属層と金属酸化物層を形成しても良い。金属層には、例
えば、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉなどが
用いられ、金属酸化物層には、例えばＺｎＯ，Ｔｉ
Ｏ2，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。
【００５０】半導体層５０３は光電変換を行う部分で、
具体的な材料としては、ｐｎ接合型多結晶シリコン、ｐ
ｉｎ接合型アモルファスシリコン、あるいはＣｕＩｎＳ
ｅ2，ＣｕＩｎＳ2，ＧａＡｓ，ＣｄＳ／Ｃｕ2Ｓ，Ｃｄ
Ｓ／ＣｄＴｅ，ＣｄＳ／ＩｎＰ，ＣｄＴｅ／Ｃｕ2Ｔｅ
をはじめとする化合物半導体などが挙げられる。上記半
導体層５０３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。
【００５１】透明電極層５０４は太陽電池の上部電極の
役目を果たしている。用いる材料としては、例えば、Ｉ
ｎ2Ｏ3、ＳｎＯ2，Ｉｎ2Ｏ3−ＳｎＯ2（ＩＴＯ），Ｚｎ
Ｏ，ＴｉＯ2，Ｃｄ2ＳｎＯ4，高濃度不純物ドープした
結晶性半導体層などがある。形成方法としては抵抗加熱
蒸着、スパッタ法、スプレー法、ＣＶＤ法、不純物拡散
法などがある。
【００５２】透明電極層５０４の上には電流を効率よく
集電するために、格子状あるいは列状の集電電極５０５
（グリッド）を設けてもよい。集電電極５０５の具体的
な材料としては、例えば、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ａ
ｌ，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
５０５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、導電性
ペーストを印刷する方法などがある。導電性ペースト
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。
【００５３】最後に発生した起電力を取り出すためにプ
ラス側出力端子５０６ａ、マイナス側出力端子５０６ｂ
を導電性基体５０１と集電電極５０５に取り付ける。導
電性基体５０１へ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取られ、集電電極５０５へは金属
体を導電性接着剤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。
【００５４】上記の方法で作成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。
【００５５】［表面封止材３０２ａ］表面封止材樹脂は
光起電力素子３０１の凹凸を樹脂で被覆し、素子３０１
を温度変化、湿度、衝撃などの過酷な外部環境から守り
かつ透明部材３０３と素子３０１との接着を確保するた
めに用いられる。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。
【００５６】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（ＥＥＡ）、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、ウレタン樹脂、シリコー
ン樹脂、フッ素樹脂などが挙げられる。
【００５７】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
を高めることが望ましい。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。有機過酸化物の活性化方法には、
熱分解、レドックス分解及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。
【００５８】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、ペ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。
【００５９】上記有機過酸化物を封止材樹脂に併用し、
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。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。
【００６０】本発明に用いられる封止材樹脂の材料は耐
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、封止材樹脂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。
【００６１】紫外線吸収剤の他には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樹脂となる。
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樹脂に
は望ましくない。
【００６２】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。
【００６３】さらに、耐熱性、熱加工性改善のために熱
酸化防止剤を添加することも可能である。熱酸化防止剤
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。熱
酸化防止剤の添加量は充填材樹脂に対して０．０５〜
１．０ｗｔ％であることが好ましい。
【００６４】光起電力素子１０１および／または透明部
材１０３との接着性をより改善するためにシランカップ
リング剤や有機チタネート化合物を封止材樹脂に添加す
ることが可能である。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。
【００６５】一方、光起電力素子１０１に到達する光量
の減少をなるべく抑えるために、表面封止材樹脂は透明
でなくてはならず、具体的には光透過率が４００ｎｍ以
上８００ｎｍ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。
【００６６】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、
（株）ブリヂストン製のＥＶＡＳＡＦＥＷＧシリーズ、
ＳＰＲＩＮＧＢＯＲＮ・ＬＡＢＯＲＡＴＯＲＩＥＳ・Ｉ
ＮＣ．製のＰＨＯＴＯＣＡＰなどである。これらを光起
電力素子と表面透明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。
【００６７】〔透明部材３０３〕本発明で用いられる透
明部材は太陽電池モジュールの最表面に位置するため耐
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。
【００６８】本発明に好適に用いられる材料としては、
フィルム系部材として、フッ素樹脂フィルム、アクリル
樹脂フィルム、ポリエステルフィルム、ポリカーボネー
トフィルムなどがある。アモルファスシリコン太陽電池
のフレキシブル性、軽薄性を最大限に発揮させるために
はフィルムで被覆することが望ましいが、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
（ＰＶｄＦ）樹脂、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）樹脂あ
るいは四フッ化エチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦ
Ｅ）樹脂などがある。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
樹脂が優れている。
【００６９】透明部材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も問題がある。具体的には、１５乃
至２００μｍが好ましく、より好適には３０乃至１００
μｍである。
【００７０】なお、前記封止材樹脂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表面保護フ
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。
【００７１】透明部材には反射光の低減、貼り合わせ時
のシワ発生抑制、意匠性などを考慮して凹凸を設けるこ
とがしばしば行われるが、なお、この凹凸はあらかじめ
透明部材に付与しておいてもよいし、被覆形成工程中に
設けられても良いし、被覆形成後プレスなどの方法によ
って設けられても良い。
【００７２】また、本発明に好適に用いられる材料とし
て、硬質系透明部材、即ちフィルムまたはシート状のフ
レキシブル感のない素材が挙げられる。具体的には、例
えば白板ガラス、青板ガラス等の無機ガラス部材、ポリ
カーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、
ポリエステル樹脂等からなる部材が挙げられる。
【００７３】硬質透明部材の厚みは、素材の特性によっ
て異なるが、概ね０．５ｍｍ以上が好ましい。
【００７４】透明硬質部材は、封止材との接着性を改良
するために、表面処理、コーティング等の処理を施すこ
とで更に改善される。また、光の反射を低下するために
表面処理、反射防止、表面への凹凸の形成なども改善に
効果を発揮するものである。
【００７５】［裏面封止材３０２ｂ・接着剤３０５］裏
面封止材及び接着剤は、光起電力素子３０１と裏面の絶
縁シート３０４あるいは絶縁シート３０４と補強材３０
６との接着を図るためのものである。したがって、要求
される特性としては長期耐久性、耐熱膨張性、耐熱収縮
性および接着性が挙げられる。
【００７６】材料としては、ＥＶＡ、ポリビニルブチラ
ール等のホットメルト材、両面テープ、エポキシ樹脂等
を使用する。太陽電池モジュールが高温で使用される場
合、例えば屋根材一体型などでの使用の場合は高温下で
の接着力を確実にするために架橋していることがより望
ましい。ＥＶＡなどでの架橋剤としては有機過酸化物を
用いるのが一般的である。
【００７７】また、表面封止３０２ａ材と同じ材料を裏
面封止材および接着剤として用いることももちろん可能
であり、コスト及び作製の容易さから、同じ材料を用い
るのは好ましい。
【００７８】［絶縁シート３０４］絶縁シートは、光起
電力素子３０１の導電性基板と補強材３０６との間の電
気的絶縁を保つために用いている。接着剤３０５だけで
も絶縁性はあるので絶縁シート３０４は必須ではない
が、接着剤３０５の層は厚さにばらつきがあることがあ
るため、接着剤３０５の層の膜厚の薄い部分あるいはピ
ンホール部分においては、光起電力素子３０１と補強材
３０６とのショートが発生する恐れがある。絶縁シート
はそれを防止するための安全策として使用している。
【００７９】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。好適に用いられる材料としては、ナイロン、ポリエ
チレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフッ化ビニル
（ＰＶＦ）等がある。
【００８０】〔太陽電池モジュールの作製〕以上述べた
光起電力素子３０１、表面封止材３０２ａ、透明部材３
０３、絶縁シート３０４、裏面封止材３０２ｂ、接着剤
３０５、補強材３０６を用いて太陽電池モジュールとす
る方法の一例を次に説明する。
【００８１】表面封止材３０２ａ、透明部材３０３で光
起電力素子３０１受光面を被覆するには、シート状に成
型した表面封止材３０２ａ樹脂を作製しこれを透明部材
３０３とともに素子３０１上に加熱圧着する方法が一般
的である。すなわち、光起電力素子３０１と透明部材３
０３との間に封止材３０２ａ樹脂シートを挿入して加熱
圧着することにより太陽電池モジュールとすることがで
きる。この時、透明部材３０３がフィルムであれば、外
側に凹凸形状を有するものを配置し、圧着時にそれがフ
ィルムに押し付けられるようにすれば容易に被覆材表面
に凹凸を設けることができる。なお、圧着時の加熱温度
及び加熱時間は封止材樹脂の架橋反応が十分に進行する
温度・時間をもって決定する。
【００８２】また、裏面についても同様な方法で絶縁シ
ート３０４、補強材３０６、裏面裏面封止材３０２ｂ・
接着剤３０５を用いて被覆を行えばよい。通常は表面封
止材３０２ａと裏面封止材３０２ｂおよび接着剤３０５
は同じ材料であるので上記工程と同時に行うことができ
る。
【００８３】加熱圧着の方法としては真空ラミネーショ
ン、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。すなわち、光起電力素子、封止材シート、
表面透明部材、裏面絶縁シート、補強材を例えば透明部
材／封止材シート／光起電力素子／封止材シート／絶縁
シート／封止材シート／補強材という順に重ねて太陽電
池モジュール積層体とし、これを加熱圧着すれば太陽電
池モジュールとすることができる。
【００８４】尚、図１及び図２に示される太陽電池モジ
ュール構成にも図４に示されるような構成のまたは耐候
性に差を持たせた構成の補強部材が適用できることは云
うまでもない。
【００８５】
【実施例】以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。尚、作製したモジュールの長期信頼性を確認するた
めに以下のような促進劣化試験を行った。
【００８６】（１）耐腐食性試験 塩水噴霧試験機（スガ試験機社製）に太陽電池モジュー
ルを投入し、塩水噴霧２時間、乾燥４時間、湿潤２時間
を繰り返す複合サイクル試験を９００サイクル行った。
具体的な条件は以下の通りである。
【００８７】 塩水噴霧：温度３５±１℃、塩水濃度５±０．５％ 乾燥：温度６０±１℃、相対湿度２０−３０％ＲＨ 湿潤：温度５０±１℃、相対湿度９５％ＲＨ以上。
【００８８】観察結果は、変化のないものは○とし、変
化のあったものはその状況を簡単にコメントした。
【００８９】（２）耐候性試験 サンシャインウェザオメーター（スガ試験機社製）に太
陽電池モジュールを投入し、キセノンランプによる光照
射（照射強度：３ＳＵＮ、雰囲気：ブラックパネル温度
８３度／湿度５０％ＲＨ）をしながら２時間おきに８分
間の降雨を繰り返す促進耐候性試験を行い、５０００時
間後の外観上の変化を観察した。観察結果は、変化の無
いものには○とし、変化のあったものはその状況を簡単
にコメントした。
【００９０】（３）耐湿性試験 環境試験機に太陽電池モジュールを投入し、温度８５度
／湿度８５％ＲＨの環境下に１０００時間放置し、外観
上の変化を観察した。観察結果は、変化の無いものは○
とし、変化のあったものはその状況を簡単にコメントし
た。
【００９１】（４）温湿度サイクル −４０℃／４０分、８５℃／８５％ＲＨ／２０時間の温
湿度サイクル試験を１０サイクル行い、試験後の太陽電
池モジュールの外観上の変化を観察した。観察結果は、
変化の無いものは○とし、変化のあったものはその状況
を簡単にコメントした。
【００９２】（実施例１）以下に示す方法で、図２に示
す屋根材一体型太陽電池モジュールを得た。
【００９３】〔光起電力素子〕まず、アモルファスシリ
コン（ａ−Ｓｉ）太陽電池（光起電力素子）を製作す
る。作製手順を図５（ａ）及び図５（ｂ）を用いて説明
する。
【００９４】洗浄した導電性基体５０１としてのステン
レス基板上に、スパッタ法で裏面反射層５０２としてＡ
ｌ層（膜圧５０００オングストローム）とＺｎＯ層（膜
圧５０００オングストローム）を順次形成する。
【００９５】ついで、プラズマＣＶＤ法により、ＳｉＨ
4とＰＨ3とＨ2の混合ガスからｎ型ａ−Ｓｉ層を、Ｓｉ
Ｈ4とＨ2の混合ガスからｉ型ａ−Ｓｉ層を、ＳｉＨ4と
ＢＦ3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１５０オングストローム／ｉ層膜厚４０
００オングストローム／ｐ層膜厚１００オングストロー
ム／ｎ層膜厚１００オングストローム／ｉ層膜厚８００
オングストローム／ｐ層膜厚１００オングストロームの
層構成のタンデム型ａ−Ｓｉ半導体層５０３を形成し
た。
【００９６】次に、透明電極層５０４として、Ｉｎ2Ｏ3
薄膜（膜厚７００オングストローム）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。
【００９７】さらに、集電電極５０５としてグリッド電
極を銀ペーストのスクリーン印刷により形成し、最後に
マイナス側端子５０６ｂとして銅タブを導電性基体５０
１にステンレス半田５０８を用いて取り付け、プラス側
端子５０６ａとしては錫箔のテープを導電性接着剤５０
７にて集電電極５０５に取り付け出力端子とし、光起電
力素子を得た。そしてこの光起電力素子を複数個直列に
接続してセルブロックとした。かくして、複数のセルブ
ロックを得た。
【００９８】〔モジュール化〕上記光起電力素子（セル
ブロック）を被覆して太陽電池モジュールとする方法を
図２を用いて説明する。
【００９９】補強材２０６としては、両面にポリエステ
ル系塗料による樹脂層が形成されたガルバリウム鋼板
（大同鋼板社製、商品名タイマカラーＧＬ、厚さ０．４
ｍｍ）を用いた。有機樹脂層の厚みは素子側が８μｍ、
逆側が１７μｍである。また、素子と逆側の面の有機樹
脂層中にはガラスの微小繊維が含有されている。
【０１００】光起電力素子２０１、充填材２０２及び接
着剤２０５としてのＥＶＡシート（スプリングボーンラ
ボラトリーズ社製、商品名フォトキャップ、厚さ４６０
μｍ）、透明部材２０３としての片面をコロナ放電処理
した無延伸のＥＴＦＥフィルム（デュポン社製、商品名
テフゼルフィルム、厚さ５０μｍ）、絶縁シート２０４
としてのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィル
ム（東レ社製、商品名ルミラー、厚さ５０μｍ）をＥＴ
ＦＥ／ＥＶＡ／光起電力素子／ＥＶＡ／ＰＥＴ／ＥＶＡ
／補強材という順に重ねて太陽電池モジュール積層体と
した。
【０１０１】次に、ＥＴＦＥの外側に、離型用テフロン
フィルム（デュポン社製、商品名テフロンＰＦＡフィル
ム、厚さ５０μｍ）を介してステンレスメッシュ（４０
×４０メッシュ、線径０．１５ｍｍ）を配し、積層体を
真空ラミネート装置を用いて加圧脱気しながら１５０℃
で３０分加熱圧着することにより太陽電池モジュールを
得た。表面被覆材表面にはメッシュにより最大３０μｍ
の高低差の凹凸が形成された。
【０１０２】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、補強材２０６にあらかじ
め開けておいた端子取出し口から出力が取り出せるよう
にした。
【０１０３】さらにこのモジュールの補強材２０６の光
起電力素子２０１よりも外側に延在している部分をロー
ラーフォーマーにて折り曲げ加工して、補強材２０６が
そのまま屋根材の機能を果たす「屋根材一体型太陽電池
モジュール」とした。
【０１０４】なお、ここで用いたＥＶＡシートは太陽電
池の封止材として広く用いられているものであり、ＥＶ
Ａ樹脂（酢酸ビニル含有率３３％）１００重量部に対し
て架橋剤として有機過酸化物を１．５重量部、紫外線吸
収剤０．３重量部、光安定化剤０．１重量部、熱酸化防
止剤０．２重量部、シランカップリング剤０．２５重量
部を配合したものである。
【０１０５】かくして、複数個の太陽電池モジュールを
得た。評価結果を表１に示す。
【０１０６】表１から明らかなように本実施例で得られ
た太陽電池モジュールはいずれの促進劣化試験において
も良好な結果を示した。
【０１０７】（実施例２）補強材２０６として、素子側
にエポキシ系塗料で厚さ１５μｍの有機樹脂層を、逆側
にフッ素系塗料で厚さ１５μｍの有機樹脂層を形成した
０．４ｍｍ厚のガルバリウム鋼板を用いた以外は実施例
１と全く同様にして太陽電池モジュールを作製した。
【０１０８】評価結果を表１に示す。いずれも外観上の
変化はなく実施例１と同じく良好な結果であった。
【０１０９】（実施例３）補強材２０６として、素子側
にポリエステル系塗料で厚さ８μｍの有機樹脂層を、逆
側にシリコンポリエステル系塗料で厚さ１５μｍの有機
樹脂層を形成した０．４ｍｍ厚のステンレス鋼板を用い
た以外は実施例１と全く同様にして太陽電池モジュール
を作製した。
【０１１０】評価結果を表１に示す。いずれも外観上の
変化はなく実施例１と同じく良好な結果であった。
【０１１１】（比較例１）補強材２０６の表裏を逆にし
た以外は実施例１と同様にして太陽電池モジュールを作
製した。評価結果を表１に示す。
【０１１２】耐湿性試験および温湿度サイクル試験にお
いて素子裏面での接着剤２０５と補強材２０６との剥
離、折り曲げ部での封止材２０２と補強材２０６との剥
離が顕在化することがあった。原因は補強材２０６表面
に設けられた有機樹脂層の補強材２０６からの剥離であ
った。
【０１１３】さらに耐腐食性試験においては補強材２０
６の裏面（直接外部にさらされる面）で、端部から１ミ
リ程度内側まで有機樹脂層の浮き上がり（エッジクリー
プ）が認めらることがあった。また同じ部分で白錆の発
生も認められた。
【０１１４】（比較例２）補強材２０６の表裏を逆にし
た以外は実施例２と同様にして太陽電池モジュールを作
製した。評価結果を表１に示す。
【０１１５】耐湿性試験および温湿度サイクル試験にお
いて素子裏面での接着剤２０５と補強材２０６との剥
離、折り曲げ部での封止材２０２と補強材２０６との剥
離が顕在化することがあった。原因は補強材２０６表面
に設けられたフッ素樹脂層と封止材樹脂との剥離であっ
た。
【０１１６】さらに耐腐食性試験においては補強材２０
６の裏面で有機樹脂層のクラックが発生し、その部分か
らの白錆の発生が認められることがあった。
【０１１７】（比較例３）補強材２０６の表裏を逆にし
た以外は実施例３と同様にして太陽電池モジュールを作
製した。評価結果を表１に示す。
【０１１８】耐湿性試験および温湿度サイクル試験にお
いて素子裏面での接着剤２０５と補強材２０６との剥
離、折り曲げ部での封止材２０２と補強材２０６との剥
離が顕在化することがあった。原因は補強材２０６表面
に設けられたシリコンポリエステル樹脂層と封止材樹脂
との剥離であった。
【０１１９】さらに耐腐食性試験においては補強材２０
６の裏面で、端部から０．５ミリ程度内側まで樹脂の浮
き上がり（エッジクリープ）が認められることがあっ
た。
【０１２０】
【表１】
【０１２１】
【発明の効果】以上説明のように、本発明によれば、補
強材と有機樹脂層との密着力が向上して、その上に配さ
れる接着剤、封止材が補強材から剥離しにくくなり、太
陽電池モジュールの長期屋外使用下での信頼性が向上す
る。さらに、片面の有機樹脂層を薄くするので補強材の
コストダウンを図ることができる。
【０１２２】また、本発明によれば、光起電力素子と補
強材とを貼り合わせる接着剤と補強材、あるいは光起電
力素子表面を被覆する封止材と補強材との接着力が向上
して、太陽電池モジュールを長期間屋外で使用しても補
強材から素子あるいは封止材が剥離するようなことがな
くなる。さらに、太陽電池素子とは逆側、すなわち直接
外部にさらされる面の耐候性は高耐候性樹脂層で維持し
ながら逆の面には安価な比較的耐候性に乏しい樹脂を用
いることができるので、高信頼性の太陽電池モジュール
及び補強材を低コストで提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】太陽電池モジュールの一例を説明するための模
式的断面図である。
【図２】屋根材一体型太陽電池モジュールの一例を説明
するための模式的断面図である。
【図３】本発明の太陽電池モジュールの構成の一例を説
明するための模式的断面図である。
【図４】本発明の補強部材の構成の一例を説明するため
の模式的断面図である。
【図５】太陽電池素子の構成の一例を説明するための模
式的断面図（（ａ））及び模式的平面図（（ｂ））であ
る。
【符号の説明】
１０１ 光起電力素子 １０２ 充填材 １０３ 透明部材 １０４ 絶縁シート １０５ 接着剤 １０６ 補強材 ２０１ 光起電力素子 ２０２ 充填材 ２０３ 透明部材 ２０４ 絶縁シート ２０５ 接着剤 ２０６ 補強材 ３０１ 光起電力素子 ３０２ａ 表面封止材 ３０２ｂ 裏面封止材 ３０３ 透明部材 ３０４ 絶縁シート ３０５ 接着剤 ３０６ 補強材 ４０１ 補強材 ４０２ 有機樹脂層 ４０３ 有機樹脂層 ４０４ 太陽電池モジュール用補強部材 ５０１ 導電性基体 ５０２ 裏面反射層 ５０３ 半導体層 ５０４ 透明電極層 ５０５ 集電電極 ５０６ａ プラス側出力端子 ５０６ｂ マイナス側出力端子 ５０７ 導電性接着剤 ５０８ 半田
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 聡 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 (46)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光変換部材としての半導体層を少なくと
    も一層有する光起電力素子を単一あるいは複数個接続し
    た太陽電池素子と、最表面の透明部材と該透明部材と太
    陽電池素子との間に配された封止材を有する受光面側被
    覆材と、最裏面の補強材と該補強材と太陽電池素子の間
    に配され太陽電池素子と補強材を張り合わせる接着剤を
    有する非受光面側被覆材を有する太陽電池モジュールに
    おいて、前記補強材が両面に有機樹脂層を有し、かつ太
    陽電池素子側の有機樹脂層の厚みが太陽電池素子とは逆
    側の有機樹脂層の厚みよりも薄くされたことを特徴とす
    る太陽電池モジュール。
  2. 【請求項２】 補強材の太陽電池素子側に設けられる有
    機樹脂層の厚みが５μｍ以上３０μｍ以下であり、太陽
    電池素子とは逆側に設けられる有機樹脂層の厚みが１０
    μｍ以上５０μｍ以下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。
  3. 【請求項３】 補強材の太陽電池素子とは逆側に設けら
    れる有機樹脂層中に金属あるいは金属酸化物の微粒子が
    含有されていることを特徴とする請求項１乃至２に記載
    の太陽電池モジュール。
  4. 【請求項４】 補強材の一部分が太陽電池素子の外周部
    分に延在しており、その部分の上には透明部材と封止材
    が配されていることを特徴とする請求項１乃至３に記載
    の太陽電池モジュール。
  5. 【請求項５】 補強材が鉄もしくはステンレスを有する
    ことを特徴とする請求項１乃至４に記載の太陽電池モジ
    ュール。
  6. 【請求項６】 封止材が紫外線吸収剤を含有するエチレ
    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乃至５に記載の太陽電池モジュール。
  7. 【請求項７】 透明部材が厚さ１５μｍ以上２００μｍ
    以下の有機樹脂フィルムであることを特徴とする請求項
    １乃至６に記載の太陽電池モジュール。
  8. 【請求項８】 透明部材がフッ素樹脂フィルムであるこ
    とを特徴とする請求項１乃至７に記載の太陽電池モジュ
    ール。
  9. 【請求項９】 透明部材が硬質透明部材であることを特
    徴とする請求項１乃至６に記載の太陽電池モジュール。
  10. 【請求項１０】 硬質透明部材と補強材との充填材が配
    するギャップが１．５ｍｍ以下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】 透明部材のサイズが補強材のサイズよ
    りも小さいことを特徴とする請求項９乃至１０に記載の
    太陽電池モジュール。
  12. 【請求項１２】 硬質透明部材がガラスであることを特
    徴とする請求項９乃至１１に記載の太陽電池モジュー
    ル。
  13. 【請求項１３】 光起電力素子が導電性基体上に少なく
    とも光変換部材としてアモルファスシリコン薄膜を含む
    半導体層、透明電極層を有するものであることを特徴と
    する請求項１乃至１２に記載の太陽電池モジュール。
  14. 【請求項１４】 補強材が板状部材であることを特徴と
    する請求項１乃至１３に記載の太陽電池モジュール。
  15. 【請求項１５】 補強材が曲折部を有することを特徴と
    する請求項１乃至１４に記載の太陽電池モジュール。
  16. 【請求項１６】 曲折部は太陽電池素子が配されている
    領域外の位置であることを特徴とする請求項１５に記載
    の太陽電池モジュール。
  17. 【請求項１７】 補強材の両面に形成された有機樹脂層
    が同じ主成分の樹脂を有することを特徴とする請求項１
    乃至１６に記載の太陽電池モジュール。
  18. 【請求項１８】 光変換部材としての半導体層を少なく
    とも一層有する光起電力素子を単一あるいは複数個接続
    した太陽電池素子と、最表面の透明部材と該透明部材と
    太陽電池素子との間に配された封止材を有する受光面側
    被覆材と、最裏面の補強材と該補強材と太陽電池素子の
    間に配され太陽電池素子と補強材を張り合わせる接着剤
    を有する非受光面側被覆材を有する太陽電池モジュール
    において、前記補強材が両面に有機樹脂層を有し、かつ
    太陽電池素子側の有機樹脂層の耐候性より太陽電池素子
    とは逆側の有機樹脂層の耐候性が高められていることを
    特徴とする太陽電池モジュール。
  19. 【請求項１９】 太陽電池素子側の有機樹脂層と太陽電
    池素子とは逆側の有機樹脂層が異なる樹脂よりなること
    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】 補強材の太陽電池素子側に設けられる
    有機樹脂層がポリエステル樹脂、シリコンポリエステル
    樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂から選ばれるいずれ
    か一種を主成分とし、太陽電池素子とは逆側に設けられ
    る有機樹脂層がポリエステル樹脂、シリコンポリエステ
    ル樹脂、アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂、シリコ
    ン樹脂、フッ素樹脂から選ばれるいずれか一種を主成分
    とすることを特徴とする請求項１８乃至１９に記載の太
    陽電池モジュール。
  21. 【請求項２１】 太陽電池素子側の有機樹脂層の厚みが
    太陽電池素子とは逆側の有機樹脂層の厚みよりも薄いこ
    とを特徴とする請求項１８乃至２０に記載の太陽電池モ
    ジュール。
  22. 【請求項２２】 補強材の太陽電池素子側に設けられる
    有機樹脂層の厚みが５μｍ以上３０μｍ以下であり、太
    陽電池素子とは逆側に設けられる有機樹脂層の厚みが１
    ０μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とする請求項
    ２１に記載の太陽電池モジュール。
  23. 【請求項２３】 補強材の太陽電池素子とは逆側に設け
    られる有機樹脂層中に金属あるいは金属酸化物の微粒子
    が含有されていることを特徴とする請求項１８乃至２２
    に記載の太陽電池モジュール。
  24. 【請求項２４】 補強材の一部分が太陽電池素子配置領
    域の周囲へ向かって延在しており、その部分の上には透
    明部材と封止材が配されていることを特徴とする請求項
    １８乃至２３に記載の太陽電池モジュール。
  25. 【請求項２５】 補強材が鉄もしくはステンレスを有す
    ることを特徴とする請求項１８乃至２４に記載の太陽電
    池モジュール。
  26. 【請求項２６】 封止材が紫外線吸収剤を含有するエチ
    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１８乃至２５に記載の太陽電池モジュー
    ル。
  27. 【請求項２７】 透明部材が厚さ１５μｍ以上２００μ
    ｍ以下の有機樹脂フィルムであることを特徴とする請求
    項１８乃至２６に記載の太陽電池モジュール。
  28. 【請求項２８】 透明部材がフッ素樹脂フィルムである
    ことを特徴とする請求項１８乃至２７に記載の太陽電池
    モジュール。
  29. 【請求項２９】 光起電力素子が少なくとも導電性基体
    上に光変換部材としてアモルファスシリコン薄膜を含む
    半導体層、透明電極層を有するものであることを特徴と
    する請求項１８乃至２８に記載の太陽電池モジュール。
  30. 【請求項３０】 補強材が板状部材であることを特徴と
    する請求項１８乃至２９に記載の太陽電池モジュール。
  31. 【請求項３１】 補強材が曲折部を有することを特徴と
    する請求項１８乃至３０に記載の太陽電池モジュール。
  32. 【請求項３２】 曲折部は太陽電池素子が配されている
    領域外の位置であることを特徴とする請求項３１に記載
    の太陽電池モジュール。
  33. 【請求項３３】 補強材の両面に有機樹脂層を有し、か
    つ一方の面側の有機樹脂層の厚みが他方の面側の有機樹
    脂層の厚みよりも薄くされていることを特徴とする太陽
    電池モジュール用補強部材。
  34. 【請求項３４】 一方の有機樹脂層の厚みが５μｍ以上
    ３０μｍ以下であり、他方の有機樹脂層の厚みが１０μ
    ｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とする請求項３３
    に記載の太陽電池モジュール用補強部材。
  35. 【請求項３５】 他方の有機樹脂層中に金属あるいは金
    属酸化物の微粒子が含有されていることを特徴とする請
    求項３３乃至３４に記載の太陽電池モジュール用補強部
    材。
  36. 【請求項３６】 補強材が鉄もしくはステンレスを有す
    ることを特徴とする請求項３３乃至３５に記載の太陽電
    池モジュール用補強部材。
  37. 【請求項３７】 有機樹脂層が互いに同じ成分の樹脂を
    有することを特徴とする請求項３３乃至３６に記載の太
    陽電池モジュール用補強部材。
  38. 【請求項３８】 補強材が板状であることを特徴とする
    請求項３３乃至３７に記載の太陽電池モジュール用補強
    部材。
  39. 【請求項３９】 補強材の両面に有機樹脂層を有し、か
    つ一方の面側の有機樹脂層の耐候性より他方の面側の有
    機樹脂層の耐候性が高められていることを特徴とする太
    陽電池モジュール用補強部材。
  40. 【請求項４０】 一方の面側の有機樹脂層と他方の面側
    の有機樹脂層が異なる樹脂よりなることを特徴とする請
    求項３９に記載の太陽電池モジュール用補強部材。
  41. 【請求項４１】 一方の面側に設けられる有機樹脂層が
    ポリエステル樹脂、シリコンポリエステル樹脂、エポキ
    シ樹脂、ウレタン樹脂から選ばれるいずれか一種を主成
    分とし、他方の面側に設けられる有機樹脂層がポリエス
    テル樹脂、シリコンポリエステル樹脂、アクリル樹脂、
    アクリルシリコン樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂から
    選ばれるいずれか一種を主成分とすることを特徴とする
    請求項３９乃至４０に記載の太陽電池モジュール用補強
    部材。
  42. 【請求項４２】 一方の面側の有機樹脂層の厚みが他方
    の面側の有機樹脂層の厚みよりも薄いことを特徴とする
    請求項３９乃至４１に記載の太陽電池モジュール用補強
    部材。
  43. 【請求項４３】 一方の面側に設けられる有機樹脂層の
    厚みが５μｍ以上３０μｍ以下であり、他方の面側に設
    けられる有機樹脂層の厚みが１０μｍ以上５０μｍ以下
    であることを特徴とする請求項４２に記載の太陽電池モ
    ジュール用補強部材。
  44. 【請求項４４】 他方の面側に設けられる有機樹脂層中
    に金属あるいは金属酸化物の微粒子が含有されているこ
    とを特徴とする請求項３９乃至４３に記載の太陽電池モ
    ジュール用補強部材。
  45. 【請求項４５】 補強材が鉄もしくはステンレスを有す
    ることを特徴とする請求項３９乃至４４に記載の太陽電
    池モジュール用補強部材。
  46. 【請求項４６】 補強材が板状であることを特徴とする
    請求項３９乃至４５に記載の太陽電池モジュール用補強
    部材。
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