JPH11177110A

JPH11177110A - 太陽電池モジュール及びその製造方法

Info

Publication number: JPH11177110A
Application number: JP9340965A
Authority: JP
Inventors: Ayako Komori; 綾子小森; Takahiro Mori; 隆弘森; Satoshi Yamada; 聡山田; Hidenori Shiozuka; 秀則塩塚; Ichiro Kataoka; 一郎片岡
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-12-11
Filing date: 1997-12-11
Publication date: 1999-07-02

Abstract

(57)【要約】【課題】光起電力素子に実装される金属部材に接する
透明有機高分子樹脂の劣化を防ぎ、難燃性、実装部材上
の耐スクラッチ性、各部材の充填性にすぐれ、繊維状無
機化合物の浮き出しがない高信頼性太陽電池モジュール
を提供する。【解決手段】光起電力素子１０１の少なくとも光受光
面側が透明有機高分子樹脂１０３で被覆されている太陽
電池モジュールにおいて、少なくとも光起電力素子１０
１上の金属部材よりなる凸部１１１と、透明有機高分子
樹脂１０３との間に、着色樹脂フィルム１０６の両側に
有機高分子樹脂層１０７を設けた化粧テープ１０５を有
する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
ル及びその製造方法に係り、特に光受光面側をそれに接
する透明有機高分子樹脂で被覆された太陽電池モジュー
ルの光起電力素子実装部材上の被覆材に関する。

【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
なエネルギーヘの希求はますます強まってきている。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及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、導電性
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。

【０００５】導電性金属基板上に半導体層を有した薄膜
太陽電池は、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。

【０００６】図５はこのような従来の太陽電池モジュー
ルを示す概略断面図である。図５に於いて、５０３は表
面透明樹脂フィルム、５０２は透明有機高分子樹脂、５
０１は光起電力素子、５０４は絶縁体層として硬質フィ
ルム、５０５は補強板である。より具体的には、表面透
明樹脂フィルム５０３は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であり、透
明有機高分子樹脂５０２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、硬質フィルム
５０４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である。その他図
示していないが、集電電極は、金、銀、半田、導電性ペ
ースト等であり、端子および金属箔には、銅、銀、半田
メッキ銅、銀メッキ銅、錫メッキ銅などが用いられる。

【０００７】この例において透明有機高分子樹脂５０２
は、光起電力素子５０１と表面透明樹脂フィルム５０３
及び硬質フィルム５０４、硬質フィルム５０４と光起電
力素子５０１の裏側の接着剤としての役割と、実装部材
の凹凸を埋め、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はたしている。

【０００８】前述のように、最表面の表面透明樹脂フィ
ルム５０３としてはエチレン−テトラフルオロエチレン
共重合体フィルム、ポリフッ化ビニルフィルム等のフッ
素樹脂フィルムやフッ素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た。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、さらにアモルファスシリコンのフレキシブル性を十
分にいかした、柔軟性をもった太陽電池モジュールとす
ることができる。

【０００９】さらに、その内側の充填材としての透明有
機高分子樹脂５０２には、エチレン−酢酸ビニル共重合
体（ＥＶＡ）、シリコン樹脂などの種々の透明有機高分
子樹脂が用いられてきた。一般的には、安価であり内部
の光起電力素子５０１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透
明有機高分子樹脂として知られているＥＶＡを用いるこ
とが多い。

【００１０】また、光起電力素子５０１上には一般的に
発電した電力を効率よく取り出すための実装部材が設け
られており、透明有機高分子樹脂５０２はこれらの実装
部材を封止し外部からの衝撃から守るという効果も持っ
ている。

【００１１】更に、表面透明フィルム５０３としてフッ
化物重合体薄膜等の樹脂フィルムを用いた場合、ガラス
を用いた太陽電池モジュールに比べ、耐スクラッチ性が
低下するため、充填材として用いられる透明有機高分子
樹脂５０２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
うすることによって、少量の透明有機高分子樹脂５０２
により高い耐スクラッチ性が得られる。燃焼エネルギー
が大きく、非常に燃えやすい透明有機高分子樹脂５０２
の使用量を少なくすることはすなわち太陽電池モジュー
ルの難燃化につながる。さらに、繊維状無機化合物は太
陽電池モジュール作成時の脱気性の向上にも大きな働き
をしており、屋根設置タイプ、屋根材一体タイプなどの
大型モジュールにおいては特に重要な役割をもつ。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の構
成においては、光起電力素子５０１表面は、実装部材上
も発電領域上も全て同じ被覆構成で被覆されていた。こ
の従来構成による問題点としては以下のようなことがあ
げられる。１．実装部材に使用する金属の変色・腐食。２．実装部材上およびその周辺の透明有機高分子樹脂の
劣化・変色。３．実装部材上のガラス繊維の浮き出し。４．実装部材上の耐スクラッチ性の低下。

【００１３】問題点１及び２は、透明有機高分子樹脂５
０２と接している金属表面が銅であり、透明有機高分子
樹脂５０２がＥＶＡである時に特に著しい。この部分に
光や熱、水分といった環境因子が複合的に加味されたと
き上記の現象が加速的に生じる。これは、光・熱・水分
などの環境因子および銅の触媒作用によりＥＶＡの劣化
の加速、ＥＶＡの分解生成物である酢酸による銅の腐
食、あるいはそれらの相乗作用によるものと考えられ
る。このような問題により、銅箔上のＥＶＡさらには銅
箔周辺のＥＶＡの変色が引き起こされるため、発電領域
において光起電力素子５０１に到達する光量が減少し、
太陽電池の発電効率を低下させることになる。

【００１４】これらを解決する方法としては、材料の変
更および環境因子のいずれかの遮断があげられる。材料
の変更としては、透明有機高分子樹脂５０２としてＥＶ
Ａ以外の充填材を使えば良い。例えば、シリコン樹脂や
フッ素樹脂など耐候性に優れた樹脂が挙げられるが、こ
れらの樹脂は非常に高価であり実際の製品に取り入れる
ことは難しい。また環境因子のいずれかひとつを削除す
れば、各々の劣化・変色は非常に軽減されるが、現実に
は、太陽電池モジュールとは屋外で長期に使用する物で
あるため熱・水分を遮断することは非常に難しい。

【００１５】次に、問題点３であるが、光起電力素子５
０１の実装部材部分は発電領域に対して凸になってい
る。被覆する際には、これらの凹凸を吸収し、平滑にす
る方向に充填材は流動するため、凸部である実装部材上
の透明有機高分子樹脂５０２の厚みは薄くなる。前述の
ように、表面被覆材として、耐スクラッチ性の確保およ
び作成時の脱気性の向上という点から繊維状無機化合物
を用いているが、透明有機高分子樹脂５０２の厚みが薄
いということは、繊維状無機化合物を充填する透明有機
高分子樹脂５０２の量が少ないということである。これ
により、長期屋外暴露、耐候性試験、耐熱性試験などの
環境試験により繊維状無機化合物が浮き出すという問題
が発生する。繊維状無機化合物が浮き出している部分
は、透明有機高分子樹脂５０２と繊維状無機化合物およ
び光起電力素子５０１が接していないため、これらの界
面で接着力は低下し、外部からの湿度の影響を受けやす
くなる。長期屋外使用される太陽電池モジュールにとっ
てはこれらの欠陥は致命的なものである。

【００１６】これを解決するためには、透明有機高分子
樹脂５０２の量を増加すれば良いのだが、特にＥＶＡは
非常に燃焼エネルギーが高く燃えやすいため、その量を
増加することは、難燃性を低下させることにつながり安
全性の点で問題が残る。さらにコスト的にも高価格とな
り低コスト下への動きに反する。

【００１７】問題点４についても、前記した理由より実
装部材上の透明有機高分子樹脂５０２の厚みが薄くなる
ため耐スクラッチ性を確保できない。特に、この部分は
凸になるために外部からの衝撃・荷重を受けやすいため
このことは大きな問題となる。

【００１８】上記のような問題を解決する方法として、
金属部材と透明有機高分子樹脂５０２の間に別材料から
なる樹脂フィルムを挿入し、直接金属部材と透明有機高
分子樹脂５０２を接触しないような方法があげられる。
この樹脂フィルムとしては安価で耐スクラッチ性にも優
れるポリエチレンテレフタレートフィルム等が望まし
い。しかし、この場合実装部材の凹凸を透明有機高分子
樹脂５０２で充填することができなくなり、フィルムと
実装部材の間に空隙ができる。長期屋外使用などにより
水分の侵入、剥離等が発生する確率が高く長期信頼性に
劣る。また、この方法においては、実装部材上の繊維状
無機化合物の浮き出しという問題は依然解決されないま
まである。

【００１９】加えて、太陽電池モジュールの大型化が進
むにつれて、太陽電池モジュール作成時に十分な脱気が
できず充填不良・気泡残りなどが発生するという問題が
発生している。

【００２０】本発明は前記太陽電池モジュールの欠点を
解決するために、光起電力素子に実装される金属部材に
接する透明有機高分子樹脂の劣化を防ぎ、長期屋外使用
に際しても変色・劣化などによる変換効率の低下がない
こと、さらに太陽電池モジュールが難燃性であること・
実装部材上の耐スクラッチ性を確保すること・各部材の
充填性にすぐれること・繊維状無機化合物の浮き出しが
ないこと、これらを全てを満足した高信頼性太陽電池モ
ジュールを作成すること、さらに大型太陽電池モジュー
ルにおいても上記の信頼性を低下させることないことを
目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明者等は鋭意研究開
発を重ねた結果、光起電力素子上の金属部材よりなる凸
部と、透明有機高分子樹脂との間に、着色樹脂フィルム
の両側に有機高分子樹脂層を設けた化粧テープを配置す
ることにより上記課題を解決できることを見出し、本発
明を完成するに至った。

【００２２】すなわち、本発明は光起電力素子の少なく
とも光受光面側が透明有機高分子樹脂で被覆されている
太陽電池モジュールにおいて、少なくとも光起電力素子
上の金属部材よりなる凸部と、透明有機高分子樹脂との
間に、着色樹脂フィルムの両側に有機高分子樹脂層を設
けた化粧テープを有することを特徴とする太陽電池モジ
ュールである。

【００２３】

【作用】本発明によれば以下の効果が期待できる。

【００２４】（１）難燃性を確保しつつ、長期屋外使用
において繊維状無機化合物の浮き出しのない太陽電池モ
ジュールとすることができる。すなわち、凸部となる金
属部材上のみの透明有機高分子樹脂量を確保できるた
め、また金属部材上のみ樹脂量を増加させるため難燃性
も確保できる。

【００２５】（２）金属部材上の耐スクラッチ性を確保
できる。すなわち、実装部材上と有機高分子樹脂間に別
部材の着色樹脂フィルムを設けることにより非常に高い
耐スクラッチ性を確保できる。

【００２６】（３）金属部材の凹凸を充填できる。すな
わち、金属部材と着色樹脂フィルムの間に有機高分子樹
脂層を設けることにより金属部材による実装部の凹凸を
十分に吸収し充填することができる。

【００２７】前記金属部材の少なくとも表面が銅以外の
金属よりなることにより（４）金属部材の腐食・酸化を
さらに防ぐことができる。すなわち、化粧テープの有機
高分子樹脂層としてエチレン−酢酸ビニル共重合体を使
用した際にも金属部材の腐食・酸化をさらに防ぐことが
できる。

【００２８】前記化粧テープと前記金属部材の間に別材
料からなる接着剤層を設けることにより、（５）金属部
材と化粧テープのずれを防止できる。すなわち、金属部
材上に化粧テープを接着剤により固定した後、その上に
被覆材層を形成できるため、金属部材と化粧テープのア
ライメントずれを起こすことなく確実に化粧テープを金
属部材上に設けておくことができる。

【００２９】さらに、前記化粧テープが太陽電池モジュ
ール端部に露出せず、かつ化粧テープの端部が、モジュ
ール端部から１００ｍｍ以下の位置に存在することによ
り、（６）長期使用に渡り、外部からの水の侵入、剥離
をなくすことができる。すなわち、着色樹脂フィルムと
有機高分子樹脂層の界面はもっとも接着力の弱い界面で
あり、その程度は外部に露出しているとさらに低下が著
しいため、化粧テープ端部をモジュール端部に露出させ
ないことにより接着力の低下を抑制することができる。
（７）大型太陽電池モジュールの作成の際にも、脱気性
の優れたモジュールとすることができる。すなわち、モ
ジュール内部に充填不良・残留気泡等のない太陽電池モ
ジュールとすることができる。

【００３０】前記化粧テープの着色樹脂フィルムの全光
線透過率が４００ｎｍ〜８００ｎｍの全波長領域におい
て５％以下であることにより、（８）金属部材の有機高
分子樹脂による腐食、有機高分子樹脂の劣化を防ぐこと
ができる。また、着色樹脂フィルム自身の光による劣化
を防止できる。すなわち、着色樹脂フィルム内部に光が
到達しないため金属部材と有機高分子樹脂との相乗効果
を抑制することができる。また、金属部材を隠すことが
できるため美観に優れたモジュールとすることができ
る。

【００３１】前記着色樹脂フィルムの融点が封止工程の
最高温度以上、好ましくは１６０℃以上の硬質高分子フ
ィルムであることにより（９）太陽電池モジュール作成
時の熱履歴に耐えうる樹脂フィルムとなる。すなわち、
モジュール作成時に着色樹脂フィルムが流動し、光起電
力素子上に流れ出して変換効率の低下をきたすことなく
太陽電池モジュールを作成できる。

【００３２】前記着色樹脂フィルムの厚さが３０μｍ〜
２００μｍであることにより（１０）耐スクラッチ性を
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。

【００３３】前記化粧テープの有機高分子樹脂層および
前記被覆材としての透明有機高分子樹脂がエチレン酢酸
ビニル−共重合体であることにより、（１１）従来から
の太陽電池モジュールの被覆材として、最も用いられて
いる樹脂であり、現在の被覆材構成を大きく変更するこ
となく太陽電池モジュールを作成することができる。

【００３４】前記化粧テープの有機高分子樹脂層の片側
あたりの厚さが５０μｍ〜６００μｍであることによ
り、（１２）金属部の凹凸を充填することができ、同時
に太陽電池モジュールとしての難燃性を確保し、長期使
用に際し繊維状無機化合物の浮き出しを抑制した、高信
頼性の太陽電池モジュールを低コストで作成することが
できる。

【００３５】前記太陽電池モジュールの受光面側最表面
に表面透明樹脂フィルムを設けることにより、（１３）
長期屋外暴露の際の外部からの汚れを防止し、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。

【００３６】前記最表面透明樹脂フィルム層が透明なフ
ッ化物重合体フィルムであるにより、（１４）耐候性・
防汚性に優れた被覆となる。すなわち、充填材の透明有
機高分子樹脂と相まって、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撥水性により表
面の汚れを軽減できる。

【００３７】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
ことによって、（１５）エチレン−テトラフルオロエチ
レン共重合体が有する耐候性・透明性・機械的強度をい
かした被覆材となる。

【００３８】

【発明の実施の形態】太陽電池モジュールの構成図１は本発明の太陽電池モジュールの一例を示す概略構
成図である。

【００３９】図１に於いて、１０１は光起電力素子、１
０２は繊維状無機化合物、１０３は充填材としての透明
有機高分子樹脂、１０４は最表面に位置する表面透明樹
脂フィルム、１０５は着色樹脂フイルム１０６、有機高
分子樹脂層１０７よりなる化粧テープ、１０８は裏面接
着層、１０９は絶縁層としての硬質フィルム、１１０は
補強板である。

【００４０】また、光起電力素子１０１上には、プラス
側出力端子１１１が設けられ、非受光面側にはマイナス
出力端子１１２が設けられている。化粧テープｌ０５は
接着剤層１１３によってプラス側出力端子１１１に固定
される。外部からの光は、表面被覆材を透過して、光起
電力素子１０１に到達し、生じた起電力は出力端子（不
図示）より外部に取り出される。

【００４１】［光起電力素子１０１］光起電力素子１０
１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
体太陽電池など従来公知な素子を目的に応じて種々選択
して用いて良い。

【００４２】ここではその一例として導電性基体上に光
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
れたものについて説明する。概略構成を図２に示すが、
図２（ａ）は光起電力素子の平面図、図２（ｂ）はその
集電電極を省いた状態で示したＡ−Ａ′断面図、図２
（ｃ）はそのＢ−Ｂ′断面図である。図２に於いて２０
１は導電性基体、２０２は裏面反射層、２０３は半導体
光活性層、２０４は透明導電層、２０５は集電電極、２
０６ａはプラス側出力端子、２０６ｂはマイナス側出力
端子、そして２０７は絶縁テープである。

【００４３】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。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。

【００４４】上記導電性基体２０１上には裏面反射層２
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，Ｔ
ｉＯ₂，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。

【００４５】半導体光活性層２０３は光電変換を行う部
分である。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
ＣｕｌｎＳｅ₂，ＣｕＩｎＳ₂，ＧａＡｓ，ＣｄＳ／Ｃｕ
₂Ｓ，ＣｄＳ／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。半導体光活性層２０３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。

【００４６】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いる。用いる材料としては、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。

【００４７】透明導電層２０４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、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ａｇ，Ｎ
ｉ，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、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。

【００４８】起電力を取り出すために出力端子２０６
ａ，２０６ｂを導電性基体２０１と集電電極２０５に取
り付ける。出力端子２０６ａ，２０６ｂには、通常の金
属部材、すなわち表面もしくは全体が銅、銀、半田、ニ
ッケル、亜鉛、錫などの金属部材が用いられるが、化粧
テープの有機高分子樹脂層としてＥＶＡを用いる場合に
は少なくとも表面が銅以外の金属であることが好まし
い。導電性基体２０１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２０５へ
は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。

【００４９】絶縁テープ２０７は、プラス側の出力端子
２０６ａの下側に、導電性基体２０１とプラス側出力端
子２０６ａを絶縁するために貼りつける。出力端子上で
半田付け作業を行なうことも考えられるため、絶縁テー
プ２０７には、耐熱性も要求される。使用される材料と
しては、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、シ
リコン、ガラスクロス等の単体のテープあるいはこれら
のうちの２種類以上を貼り合わせたテープを使用する。

【００５０】上記の手法で作成した光起電力素子１０１
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、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。

【００５１】上記の様な、出力端子２０６ａ，２０６ｂ
としての金属部材は、発電領域外である導電性基体２０
１の両端部に取り付けることが一般的である。さらに、
これらを直列化および並列化する際には、これら出力端
子を構成する金属部材に、直列部材あるいは並列部材
を、半田付け等で接続する。

【００５２】［被覆材］次に、本発明に用いられる被覆
材の構成について詳しく説明する。

【００５３】（化粧テープ１０５）初めに、化粧テープ
１０５について説明する。

【００５４】化粧テープ１０５は、プラス側出力端子１
１１上に設けられる。

【００５５】プラス側出力端子１１１は光起電力素子１
０１の受光面側に凸になって設けられている。そのた
め、この部分を被覆する被覆材の厚みも非常に薄くな
る。また、凸部分であるため非常に外部からの衝撃・荷
重を受けやすい場所であり、耐スクラッチ性を確保でき
ない。

【００５６】本発明で用いる化粧テープ１０５として
は、着色樹脂フィルム１０６の両側に有機高分子樹脂層
１０７をあらかじめ積層したストリップを使用する。

【００５７】着色樹脂フィルム１０６を使用することに
より、上記問題は解決される。

【００５８】また、着色樹脂フィルム１０６の非受光面
側に有機高分子樹脂層１０７をあらかじめ積層している
ため、着色樹脂フィルム１０６により透明有機高分子樹
脂１０３が実装部材の凹凸に流れるのが阻止されること
がなく、凹凸を充填することができる。すなわち、着色
樹脂フィルム１０６と実装部材の間に、長期屋外使用中
に水分などの侵入がおこり安全性・変換効率の低下を促
す空隙ができることがない。

【００５９】更に、着色樹脂フィルム１０６の非受光面
側にも有機高分子樹脂層１０７をあらかじめ積層してい
るため、初期には充填されていた繊維状無機化合物１０
２が、長期屋外使用中に浮き出してくるという問題がな
い。

【００６０】化粧テープ１０５の長さは、モジュールの
端部に露出せずかつモジュール端部から１００ｍｍ以下
であることが望ましい。

【００６１】モジュール端部に露出すると、着色樹脂フ
ィルム１０６と有機高分子樹脂層１０７の界面はもっと
も接着力の弱い界面であるため、その部分から剥離・浸
水しやすく、長期屋外使用への信頼性が得られにくい傾
向がある。

【００６２】また、モジュール端部から化粧テープ１０
５端部までの距離が１００ｍｍより大きいと、太陽電池
モジュール作成時の脱気性が低下する傾向があり、特に
大型太陽電池モジュールの場合は著しい充填不良及び残
留気泡が発生する傾向がある。これは、化粧テープ１０
５をモジュール端部付近まで延長することにより透明有
機高分子樹脂１０３と補強板１１０の間に段差をつく
り、密着することを防止するため、脱気の流路を確保す
ることができるからである。このような段差を作成する
ための別部材を用意しても良いが、これはさらに生産時
の工程を増加させることになる。従って、化粧テープ１
０５を延長することにより、工程数を増加することなく
上記の効果が得られる。

【００６３】以下、化粧テープ１０５の各層について詳
しく説明する。

【００６４】＜着色樹脂フィルム１０６＞着色樹脂フィ
ルム１０６としては、全光線透過率が４００ｎｍから８
００ｎｍの全波長領域において５％以下であることが望
ましい。これによって、外部からの光を遮断できるた
め、樹脂の劣化を大幅に抑制することができる。

【００６５】また、着色樹脂フィルム１０６は、補強版
１１０の少なくとも一部と同色系であることが好まし
い。例えば、黒色系硬質高分子フィルム等であることが
好ましい。

【００６６】具体的には、ポリエチレンテレフタラート
（ＰＥＴ）、ナイロン、ポリカーボネート、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、アクリル等の硬
質高分子フィルムが望ましく、融点が封止工程の最高温
度以上、具体的には１６０℃以上である硬質高分子フィ
ルムより好ましい。

【００６７】そして、着色樹脂フィルム１０６の厚さ
は、３０μｍ〜２００μｍが望ましい。３０μｍ以上で
あれば実装部材上を十分に保護することができ、２００
μｍ以下であれば応力が大きくなり、温湿度サイクルな
どを繰り返すうちにその部分から剥れが生じやすくなる
という問題がなく好ましい。

【００６８】＜有機高分子樹脂層１０７＞有機高分子樹
脂層１０７としては、後述する透明有機高分子樹脂１０
３と同様の樹脂を使用することができ、透明有機高分子
樹脂１０３と同一の樹脂を用いることが好ましく、ＥＶ
Ａを用いることがより好ましい。

【００６９】有機高分子樹脂層１０７の片側あたりの厚
みは５０μｍ〜６００μｍがのぞましい。５０μｍ以上
であれば、実装部材の凹凸を十分に充填でき、また繊維
状無機化合物の浮き出しを抑えることが十分にでき好ま
しい。また、６００μｍ以下上であれば、化粧テープ１
０５の部分だけが大きくでっぱり太陽電池モジュールの
美観性に劣るという問題、及び有機高分子樹脂量が多く
なり太陽電池モジュールとしての燃焼エネルギーが高く
なるという問題がなく好ましい。

【００７０】（接着剤層１１３）化粧テープ１０５とプ
ラス側出力端子１１１の間に接着剤層を設けることによ
り、プラス側出力端子１１１上に化粧テープ１０５を接
着剤層１１３により固定した後、その上に被覆材層を形
成できるため、プラス側出力端子１１１と化粧テープ１
０５のアライメントずれを起こすことなく確実に化粧テ
ープ１０５を配置することができ好ましい。

【００７１】接着剤層１１３としては、化粧テープ１０
５の有機高分子樹脂層１０７と異なる樹脂よりなること
が好ましく、具体的にはシリコン系粘着剤、アクリル系
粘着剤、特殊合成ゴム系接着剤等が挙げられる。

【００７２】また、接着剤層１１３の厚みは、特に限定
されないが、２５μｍ〜２５０μｍであることが好まし
い。

【００７３】（表面被覆材）次に本発明に用いられる表
面被覆材材料について詳しく説明する＜透明有機高分子樹脂１０３＞透明有機高分子樹脂１０
３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。

【００７４】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。

【００７５】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。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。

【００７６】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
物の添加量は有機高分子樹脂１００重量部に対して０．
５〜５重量部である。

【００７７】上記有機過酸化物を充填材に併用し、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。充填材樹脂の架橋を
確かめるにはゲル分率を測定すれば良く、高温下での充
填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。

【００７８】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。一般には樹脂１００重
量部に対して１〜５重量部の添加量である。

【００７９】本発明に用いられる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、
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。

【００８０】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には望ましくない。

【００８１】上記紫外線吸収剤および光安定化剤の添加
量は、充填材樹脂に対してそれぞれ０．１〜１．０ｗｔ
％、０．０５〜１．０ｗｔ％が望ましい。

【００８２】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。

【００８３】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１０１
あるいは表面透明樹脂フィルム１０４との接着力を向上
することが好ましい。さらに、表面被覆材として繊維状
無機化合物１０２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。

【００８４】添加量は、充填材樹脂１００重量部に対し
て０．１〜３重量部が好ましく、０．２５〜１重量部が
より好ましい。

【００８５】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。

【００８６】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ＳＰＲＩＮＧＢＯＲＮ・ＬＡＢＯＲＡＴＯＲＩＥＳ・
ＩＮＣ．製のＰＨＯＴＯＣＡＰなどである。これらを光
起電力素子１０１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。

【００８７】＜繊維状無機化合物１０２＞本発明で用い
られる繊維状無機化合物１０２は、透明有機高分子樹脂
１０３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。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。

【００８８】＜表面透明樹脂フィルム１０４＞本発明で
用いられる表面透明樹脂フィルム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。

【００８９】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エチレン−テトラフルオロ
エチレン共重合体が優れている。

【００９０】表面透明樹脂フィルム１０４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、２０〜２００マイクロメートルが好ま
しく、より好適には３０〜１００マイクロメートルであ
る。

【００９１】なお、前記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。

【００９２】（裏面被覆材）次に本発明に用いられる裏
面被覆材材料について詳しく説明する＜硬質フィルム１０９＞硬質フィルム１０９は光起電力
素子１０１の導電性基体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、導電性基体と充分な電
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。

【００９３】＜補強板１１０＞補強板１１０は、太陽電
池モジュールの機械的強度を増すため、あるいは温度変
化による反り、歪みを防止するのに必要である。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、鋼板を用いたもの
は、折り曲げ加工等の加工性に優れ従来行なっているよ
うなフレーム付け無しで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
用可能になり、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、補強板１１０
として有機高分子樹脂で塗装された鋼板を用いることに
より耐候性、防錆性に優れた高信頼性の太陽電池モジュ
ールを得ることができる。

【００９４】＜裏面接着層１０８＞非受光面側に使用す
る裏面接着層１０８としては、受光面側に用いられもの
と同様の透明有機高分子樹脂であってもよい。しかし、
非受光面側に使用される裏面接着層に必要とされる性能
としては、受光面側に必要とされる光や熱等により着色
しないことよりも、光や熱、屋外での使用、温湿度サイ
クル試験などにおいて光起電力素子１０１と硬質フィル
ム１０９および補強板１１０との接着力が低下しないこ
とである。補強板１１０として、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坂などを用
いた場合等は、特に接着力が弱く、長期信頼性に大きな
問題がある。従って、有機高分子樹脂すなわちエチレン
−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）、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。

【００９５】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。

【００９６】さらに、工程の簡略化のために、硬質フィ
ルム１０９の両側に、上記のような裏面接着層１０８を
あらかじめ一体積層した材料を用いても良い。

【００９７】太陽電池モジュールの製造方法以上述べた光起電力素子１０１、繊維状無機化合物１０
２、透明有機高分子樹脂１０３、表面透明樹脂フィルム
１０４、化粧テープ１０５、接着剤層１１３、裏面接着
層１０８、硬質フィルム１０９、補強板１１０を用いて
太陽電池モジュールとする方法を次に説明する。

【００９８】光起電力素子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を作製しこれ
を素子の表裏に加熱圧着する方法が一般的である。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、表面透明樹
脂フィルム１０４、裏面接着層１０８、硬質フィルム１
０９、裏面接着層１０８、補強板１１０を図１の順、あ
るいは逆の順で積層し、加熱圧着されている。また、プ
ラス側出力端子１１１上には接着剤層１１３により化粧
テープ１０５を積層、固定する。しかし、少量の充填材
により光起電力素子１０１を被覆する為にも、表面透明
樹脂フィルム１０４を上にした図１の順で積層すること
がより好適である。

【００９９】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。

【０１００】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。なかで
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成することができ
るため好ましい方法である。

【０１０１】

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

【０１０２】尚、実施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。結果を表１に示
す。

【０１０３】（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。 ○：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。

【０１０４】（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時間および３０００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。

【０１０５】さらに、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−ｐｏ
ｔおよびｗｅｔ・ｈｉ−ｐｏｔの両方を行なった。ｄｒｙ・ｈｉ−ｐｏｔ：素子と補強材との間に、２２０
０Ｖの電圧を印加した時の漏れ電流を測定。ｗｅｔ・ｈｉ−ｐｏｔ：太陽電池モジュールを伝導度３
０００Ω・ｃｍの電界溶液に浸して、素子と溶液の間に
２２００Ｖの電圧を印加した時の漏れ電流を測定。

【０１０６】外観上の変化に対しては、以下のような基
準で評価した。 ○：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。 ×：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。

【０１０７】漏れ電流に対しては、以下のような基準で
評価した。 ◎：漏れ電流が０μＡ以上１μＡ未満。 ○：漏れ電流が１μＡ以上５０μＡ未満。 ×：漏れ電流が５０μＡ以上。

【０１０８】（３）温湿度サイクル −４０℃／１時間、８５℃／８５％ＲＨ／２０時間の温
湿度サイクル試験を１００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。さらに、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。ｄｒｙ・ｈｉ−ｐｏｔ：素子と補強材との間に、２２０
０Ｖの電圧を印加した時の漏れ電流を測定。ｗｅｔ・ｈｉ−ｐｏｔ：太陽電池モジュールを伝導度３
０００Ω・ｃｍの電界溶液に浸して、素子と溶液の間に
２２００Ｖの電圧を印加した時の漏れ電流を測定。

【０１０９】外観上の変化に対しては、以下のような基
準で評価した。 ○：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。 ×：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。

【０１１０】漏れ電流に対しては、以下のような基準で
評価した。 ◎：漏れ電流が０μＡ以上１μＡ未満。 ○：漏れ電流が１μＡ以上５０μＡ未満。 ×：漏れ電流が５０μＡ以上。

【０１１１】（４）耐候性超エネルギー照射試験機（スガ試験機社製）に太陽電池
モジュールを投入し、メタルハライドランプによる５時
間の紫外線の照射（強度：１００ｍｗ／ｃｍ²＠３００
ｎｍ−４００ｎｍ、雰囲気：ブラックパネル温度７０度
／湿度７０％ＲＨ）と１時間の結露（温度３０度／湿度
９６％ＲＨ）を繰り返すデューサイクル試験を行ない、
２０００時間後の外観上の変化を観察した。 ○：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。 ×：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。

【０１１２】（実施例１）〔光起電力素子〕まず、アモルファスシリコン（ａ−Ｓ
ｉ）太陽電池（光起電力素子）を製作する。作製手順を
図２を用いて説明する。

【０１１３】洗浄した導電性基体２０１としてのステン
レス基板上に、スパッタ法で裏面反射層２０２としてＡ
ｌ層（膜厚５０００Å）とＺｎＯ層（膜厚５０００Å）
を順次形成する。

【０１１４】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１５０Å／ｉ層膜厚４０００Å／ｐ層膜
厚１００Å／ｎ層膜厚１００Å／ｉ層膜厚８００Å／ｐ
層膜厚１００Å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。

【０１１５】次に、透明導電層２０４として、Ｉｎ₂Ｏ₃
薄膜（膜厚７００Å）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。さらに、集電電極
２０５としてグリッド電極を両面銀メッキ銅タブにより
形成し、最後にマイナス側出力端子２０６ｂとして銅タ
ブを導電性基体２０１にステンレス半田２０７を用いて
取り付け、プラス側出力端子２０６ａとしては錫箔のテ
ープを導電性接着剤２０７にて集電電極２０５に取り付
け出力端子とし、光起電力素子を得た。

【０１１６】〔セルブロック〕上記素子を直列に接続し
て太陽電池セルブロックを作製する方法を図３を用いて
説明する。

【０１１７】各素子３０１を並べた後、隣り合う素子の
一方の素子のプラス側端子３０５ａと他方の素子のマイ
ナス側端子３０５ｂとを銅タブ３０６で半田３０８を用
いて接続する。これにより１０個の素子を直列化した外
形寸法３５０ｍｍ×２４００ｍｍの太陽電池セルブロッ
クを得た。この際、一番端の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べる裏面被覆層の穴から出
力を取り出せるようにした。

【０１１８】〔モジュール化〕上記素子を被覆して太陽
電池モジュールを作製する方法を図４を用いて説明す
る。

【０１１９】図４（ａ）に示すように、セルブロック４
０１のプラス側出力端子４１１に接着剤層４１３を貼り
付ける。

【０１２０】図４（ｂ）に示すように、接着剤層付きセ
ルブロック４０１、繊維状無機化合物４０２、透明有機
高分子樹脂４０３、表面透明樹脂フィルム４０４、繊維
状無機化合物４０６、裏面一体積層フィルム４０７、補
強板４０８を積層することによりモジュールを作成し
た。

【０１２１】尚、化粧テープ４０５は、幅１３ｍｍのも
のを用意し、図４（ｃ）に示すように、プラス側出力端
子４１１の上に沿わせる様に積層し、接着剤層４１３に
より固定する。

【０１２２】この積層体を一重真空室方式のラミネート
装置のプレート上に表面透明フィルム４０４側を上にし
て置き、シリコンラバーシートを重ねた。次いで、穴の
空いたパイプを通して、真空ポンプを用いて排気し、ラ
バーをプレートに吸着させた。この時の排気速度は、７
６Ｔｏｒｒ／ｓｅｃ．とし、内部の真空度５Ｔｏｒｒで
３０分間排気した。このプレートを、あらかじめ１６０
度雰囲気とした熱風オーブンの中に投入し、プレート温
度を１４０度以上の温度で、１５分間保持することによ
りＥＶＡの溶融と架橋反応を行った。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度程度にまで冷却してから排気を止め太陽電池モジ
ュールを取り出した。

【０１２３】取り出し後、補強板４０８より大きい被覆
材は、補強板４０８の端部に合わせてカットし、さら
に、補強板４０８の長辺側端部を折り曲げ加工した。

【０１２４】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、補強板４０８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。

【０１２５】（繊維状無機化合物４０２）目付量８０ｇ
／ｍ²、厚さ４００μｍ、結着剤アクリル樹脂４．０％
含有、線径１０μｍのガラス繊維不織布を用意した。

【０１２６】（繊維状無機化合物４０６）目付量２０ｇ
／ｍ²、厚さ１００μｍ、結着剤アクリル樹脂４．０％
含有、線径１０μｍのガラス繊維不織布を用意した。

【０１２７】（透明有機高分子樹脂４０３）透明有機高
分子樹脂としてエチレン−酢酸ビニル（酢酸ビニル３３
重量％、メルトフローレート３０）１００重量部と架橋
剤としてｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネー
トを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、光安定化剤としてビス（２，
２，６，６，−テトラメチル−４−ピベリジル）セパケ
ートを０．１重量部を混合し、４６０μｍ厚みのシート
を用意した。

【０１２８】（表面透明樹脂フィルム４０４）表面透明
樹脂フィルム４０４として、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５０μｍ）を用意し
た。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。

【０１２９】（裏面一体積層フィルム４０７）裏面一体
積層フィルム４０７として、接着層として、エチレン−
アクリル酸エチル共重合体）（ＥＥＡ）（厚さ２００μ
ｍ）とポリエチレン（ＰＥ）樹脂（厚さ２５μｍ）、絶
縁フィルム２軸延伸のポリエチレンテレフタレートフィ
ルム（ＰＥＴ）（厚さ５０μｍ）を、ＥＥＡ／ＰＥ／Ｐ
ＥＴ／ＰＥ／ＥＥＡの順で一体積層し総厚さ５００μｍ
とした一体積層フィルムを用意した。

【０１３０】（補強板４０８）補強板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）に一方にはポリエステル系塗料を、もう一
方にはガラス繊維を添加したポリエステル系塗料をコー
トした鋼鈑を用意した。厚みは、４００μｍの鋼鈑とし
た。

【０１３１】（化粧テープ４０５）化粧テープとして
は、着色樹脂フィルムとしてのポリエチレンテレフタレ
ート（ＰＥＴ）フィルム（厚さ５０μｍ、黒色、４００
ｎｍ〜８００ｎｍの全波長領域における全光線透過率が
２．５％、融点２６３℃）の両側に、有機高分子樹脂層
としてエチレン−酢酸ビニル共重合体（厚さ４６０μ
ｍ）を一体積層したＥＶＡ／ＰＥＴ／ＥＶＡのフィルム
を用意した。

【０１３２】（接着剤層４１３）接着剤層としては、ア
クリル系糊（支持体なし、厚み５０μｍ）を用意した。

【０１３３】（大きさ）繊維状無機化合物４０２、４０
６は、セルブロック４０１よりも各辺５ｍｍ大きい物を
用意した。裏面一体積層フィルムは、セルブロックより
も各辺１１ｍｍ大きいものを用意した。

【０１３４】補強板４０８は、セルブロック４０１より
も各辺１００ｍｍ大きいものを用意した。

【０１３５】透明有機高分子樹脂４０３および表面透明
樹脂フィルム４０４は、セルブロック４０１よりも各辺
１１０ｍｍ大きいものを用意した。

【０１３６】化粧テープ４０５は、１３ｍｍ幅でセルブ
ロック４０１から各辺８０ｍｍ大きい物、即ち化粧テー
プ４０５の端部が太陽電池モジュール端部から２０ｍｍ
に位置するものを用意した。

【０１３７】（実施例２）実施例１において、プラス側
出力端子４１１として銅タブを使用した以外は同様にし
て太陽電池モジュールを作成した。

【０１３８】（実施例３）実施例１において、あらかじ
めプラス側出力端子４１１上に化粧テープ４０５を固定
するための接着剤層４１３を使用しなかった以外は同様
にして太陽電池モジュールを作成した。

【０１３９】（実施例４）実施例１において、化粧テー
プ４０５に使用する着色樹脂フィルムを白色ＰＥＴフィ
ルム（４００ｎｍ〜８００ｎｍの全波長領域における全
光線透過率が１５．８％、融点２６３℃）にした以外は
同様にして太陽電池モジュールを作成した。

【０１４０】（実施例５）実施例１において、化粧テー
プ４０５に使用する有機高分子樹脂層としてエチレン−
アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）とした以外は同様
にして太陽電池モジュールを作成した。

【０１４１】（比較例１）実施例１において、化粧テー
プ４０５として受光面側にのみ有機高分子樹脂層を一体
積層したＥＶＡ／ＰＥＴを使用した以外は同様にして太
陽電池モジュールを作成した。

【０１４２】（比較例２）実施例１において、化粧テー
プ４０５としてプラス側出力端子４１１側にのみ有機高
分子樹脂層を一体積層したＰＥＴ／ＥＶＡを使用した以
外は同様にして太陽電池モジュールを作成した。

【０１４３】（比較例３）実施例１において、化粧テー
プ４０５として有機高分子樹脂層を持たない着色樹脂フ
ィルムのみの黒色ポリエチレンテレフタレートフィルム
を使用したこと以外は同様にして太陽電池モジュールを
作成した。

【０１４４】（比較例４）実施例１において、化粧テー
プ４０５の着色樹脂フィルムを無色透明なＰＥＴフィル
ム（４００ｎｍ〜８００ｎｍの全波長領域における全光
線透過率が８８．５％、融点２６３℃）にした以外は同
様にして太陽電池モジュールを作成した。

【０１４５】（比較例５）実施例１において化粧テープ
４０５を使用しなかったこと以外は同様にして太陽電池
モジュールを作成した。

【０１４６】

【表１】

【０１４７】表１から明らかなように、実施例の太陽電
池モジュールは、初期外観に優れた太陽電池モジュール
となった。また、高温高湿度環境、温湿度サイクル試験
および耐候性試験後にも剥離、気泡など外観上の変化は
全くなく良好であり、ほとんどのモジュールで漏れ電流
もいずれも１μＡ以下であり電気絶縁性は確保できた。

【０１４８】実施例３においても、接着剤層４１３によ
る化粧テープ４０５の仮固定を行なわなかったために若
干化粧テープ４０５がプラス側出力端子４１１上からず
れる物があったが、特性には問題はなく、長期使用に際
しても問題はない。

【０１４９】実施例４においても、化粧テープ４０５の
着色樹脂フィルムとして白いＰＥＴフィルムを使用した
ため黒いＰＥＴフィルムと比較して隠蔽力が小さいため
若干プラス側出力端子４１１の存在が外観上認識でき
る。しかし、耐候性試験後にも剥離その他の実使用にお
いて問題となるような欠陥はなく良好なモジュールあ
る。

【０１５０】これにより、実施例に示した全てのモジュ
ールにおいて、長期の使用に際して高い信頼性が確保で
きると考えられる。

【０１５１】これに対し、着色樹脂フィルムの両側に有
機高分子樹脂層を設けた化粧テープを使用しなかった比
較例では、高温高湿度試験、温湿度サイクル試験および
耐候性試験後に繊維状無機化合物の浮き出し、フィルム
からの剥離などの不良が発生した。

【０１５２】比較例１、３の様に着色樹脂フィルムのプ
ラス側出力端子４１１側に有機高分子樹脂層を介在させ
なかった太陽電池モジュールにおいては、環境試験を繰
り返したところ剥離が生じた。また、この隙間に水分な
どが侵入し電気絶縁性を低下させた。

【０１５３】比較例２、３の様に着色樹脂フィルムの受
光面側に有機高分子樹脂層を介在させなかった太陽電池
モジュールにおいては、プラス側出力端子４１１上に繊
維状無機化合物の浮き上がりが発生した。その程度は特
に耐候性試験後に著しかった。

【０１５４】比較例４に示した着色樹脂フィルムのかわ
りに透明なＰＥＴフィルムを用いた太陽電池モジュール
では、有機高分子樹脂層とプラス側出力端子４１１の金
属部材がふれ合っているところに太陽光があたるため腐
食が大きかった。

【０１５５】化粧テープを使用しなかった比較例５で
は、初期の脱気がうまくいかず充填不良となった。さら
に、表１には示していないが、外部からの引っかき等に
よる傷にも弱いことが確認されている。

【０１５６】

【発明の効果】本発明によれば、光起電力素子に実装さ
れる金属部材に接する透明有機高分子樹脂の劣化を防
ぎ、長期屋外使用に際しても変色、劣化などによる変換
効率の低下がなく、耐スクラッチ性を確保したモジュー
ルとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の太陽電池モジュールの一例を示す概略
構成図である。

【図２】本発明で使用する光起電力素子の一例を示す概
略断面図である。

【図３】光起電力素子を直列化した状態を示す概略断面
図である。

【図４】実施例１の太陽電池モジュールを示す図であ
る。

【図５】従来の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、４０３、５０２透明有機高分子樹脂１０４、４０４、５０３表面透明樹脂フィルム１０５、４０５化粧テープ１０６着色樹脂フィルム１０７有機高分子樹脂層１０８裏面接着層１０９、５０４硬質フィルム１１０、４０８、５０５補強板１１１、２０６ａ、３０５ａ、４１１プラス側出力端
子１１２、２０６ｂ、３０５ｂ、４１２マイナス側出力
端子１１３、４１３接着剤層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２０７絶縁テープ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

───────────────────────────────────────────────────── 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

【特許請求の範囲】

【請求項１】光起電力素子の少なくとも光受光面側が
透明有機高分子樹脂で被覆されている太陽電池モジュー
ルにおいて、少なくとも光起電力素子上の金属部材より
なる凸部と、透明有機高分子樹脂との間に、着色樹脂フ
ィルムの両側に有機高分子樹脂層を設けた化粧テープを
有することを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】凸部が、光起電力素子の出力端子である
ことを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】出力端子が、プラス側出力端子であるこ
とを特徴とする請求項２記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】金属部材の少なくとも表面が銅以外の金
属よりなることを特徴とする請求項１〜３記載の太陽電
池モジュール。
【請求項５】化粧テープと凸部の間に接着剤層を有す
ることを特徴とする請求項１〜４記載の太陽電池モジュ
ール。
【請求項６】化粧テープの端部が、太陽電池モジュー
ル端部から露出せず、かつ太陽電池モジュール端部から
１００ｍｍ以下に位置することを特徴とする請求項１〜
５記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】化粧テープの着色樹脂フィルムの全光線
透過率が、４００ｎｍ〜８００ｎｍの全波長領域におい
て５％以下であることを特徴とする請求項１〜６記載の
太陽電池モジュール。
【請求項８】化粧テープの着色樹脂フィルムが、融点
が封止工程の最高温度以上である硬質高分子フィルムで
あることを特徴とする請求項１〜７記載の太陽電池モジ
ュール。
【請求項９】化粧テープの着色樹脂フィルムが、被積
層体の少なくとも一部と同色系であることを特徴とする
請求項１〜８記載の太陽電池モジュール。
【請求項１０】化粧テープの着色樹脂フィルムの厚さ
が３０μｍ〜２００μｍであることを特徴とする請求項
１〜９記載の太陽電池モジュール。
【請求項１１】化粧テープの有機高分子樹脂層が、透
明有機高分子樹脂と同一樹脂よりなることを特徴とする
請求項１〜１０記載の太陽電池モジュール。
【請求項１２】化粧テープの有機高分子樹脂層がエチ
レン−酢酸ビニル共重合体よりなることを特徴とする請
求項１１記載の太陽電池モジュール。
【請求項１３】化粧テープの有機高分子樹脂層の片側
あたりの厚さが５０μｍ〜６００μｍであることを特徴
とする請求項１〜１２記載の太陽電池モジュール。
【請求項１４】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１〜１３記載の太陽電
池モジュール。
【請求項１５】光起電力素子の少なくとも光受光面側
が透明有機高分子樹脂で被覆されている太陽電池モジュ
ールの製造方法において、少なくとも光起電力素子上の
金属部材よりなる凸部と、透明有機高分子樹脂との間
に、着色樹脂フィルムの両側に有機高分子樹脂層を設け
た化粧テープを配置する工程を有することを特徴とする
太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１６】凸部が、光起電力素子の出力端子であ
ることを特徴とする請求項１５記載の太陽電池モジュー
ルの製造方法。
【請求項１７】出力端子が、プラス側出力端子である
ことを特徴とする請求項１６記載の太陽電池モジュール
の製造方法。
【請求項１８】金属部材の少なくとも表面が銅以外の
金属よりなることを特徴とする請求項１５〜１７記載の
太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１９】化粧テープと凸部の間に接着剤層を設
けること特徴とする請求項１５〜１８記載の太陽電池モ
ジュールの製造方法。
【請求項２０】化粧テープの端部を、太陽電池モジュ
ール端部から露出せず、かつ太陽電池モジュール端部か
ら１００ｍｍ以下に配置すること特徴とする請求項１５
〜１９記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項２１】化粧テープの着色樹脂フィルムの全光
線透過率が、４００ｎｍ〜８００ｎｍの全波長領域にお
いて５％以下であることを特徴とする請求項１５〜２０
記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項２２】化粧テープの着色樹脂フィルムが、融
点が封止工程の最高温度以上である硬質高分子フィルム
であることを特徴とする請求項１５〜２１記載の太陽電
池モジュールの製造方法。
【請求項２３】化粧テープの着色樹脂フィルムが、被
積層体の少なくとも一部と同色系であることを特徴とす
る請求項１５〜２２記載の太陽電池モジュールの製造方
法。
【請求項２４】化粧テープの着色樹脂フィルムの厚さ
が３０μｍ〜２００μｍであることを特徴とする請求項
１５〜２３記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項２５】化粧テープの有機高分子樹脂層が、透
明有機高分子樹脂と同一樹脂よりなることを特徴とする
請求項１５〜２４記載の太陽電池モジュールの製造方
法。
【請求項２６】化粧テープの有機高分子樹脂層がエチ
レン−酢酸ビニル共重合体よりなることを特徴とする請
求項２５記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項２７】化粧テープの有機高分子樹脂層の片側
あたりの厚さが５０μｍ〜６００μｍであることを特徴
とする請求項１５〜２６記載の太陽電池モジュールの製
造方法。
【請求項２８】１重真空排気方式により貼り合わせ製
造することを特徴とする請求項１５〜２７記載の太陽電
池モジュールの製造方法。