JPH1187755A

JPH1187755A - 太陽電池モジュール及びその製造方法

Info

Publication number: JPH1187755A
Application number: JP9246274A
Authority: JP
Inventors: Ayako Komori; 綾子小森; Hidenori Shiozuka; 秀則塩塚; Satoshi Yamada; 聡山田; Ichiro Kataoka; 一郎片岡
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-09-11
Filing date: 1997-09-11
Publication date: 1999-03-30

Abstract

(57)【要約】【課題】光起電力素子の表面形状にかかわらず、太陽
電池モジュール表面の凹凸がなく、平滑で美観性に優
れ、かつ使用する樹脂量が少なく難燃性の太陽電池モジ
ュール及びその製造方法を提供することにある。【解決手段】透明な有機高分子樹脂と最表面の透明な
樹脂フィルムとを少なくとも含む被覆材で光起電力素子
の光入射側の表面を封止し、光非受光面側に補強板を設
けた太陽電池モジュールにおいて、前記補強板の一部に
光起電力素子上に設けられた凸部の入り込む凹部が形成
されている補強板を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池モジュー
ル及びその製造方法に係わり、特に、透明な有機高分子
樹脂と最表面の透明な樹脂フィルムとを少なくとも含む
被覆材で光起電力素子の光入射側の表面を封止し、光起
電力素子の光非受光面側に補強板を設けた太陽電池モジ
ュール及びその製造方法に関するものである。

【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
金属基体上にシリコンを堆積し、その上に透明電極層を
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】最近では、アモルファス太陽電池の軽量で
かつ耐衝撃性、フレキシブル性に富んでいるという長所
を活かし、建築物の屋根および壁などへの設置が積極的
に行なわれつつある。この場合、太陽電池モジュールの
非受光面側に接着剤層を介して補強板を貼り付けること
が一般的である。補強板を貼りつけることにより、太陽
電池モジュールの機械的強度を高めおよび温度変化によ
る歪みや反りを防止することができる。また、補強板と
して金属鋼鈑を使用した際には、その鋼鈑を非受光面側
に折り曲げ加工して機械的強度を高めることで、従来一
般的であった、太陽電池モジュールの周囲へのフレーム
の取り付けが不要となる。これにより、原材料コストの
ダウンおよび作業工程数の減少ができ、安価な太陽電池
モジュールとすることができる。

【０００６】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。

【０００７】従来は、この表面被覆材として最表面に４
フッ化エチレン−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。

【０００８】さらに、その内側には封止材ないし充填材
としてエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）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ＥＶ
Ａを用いることが多い。

【０００９】ところが、最表面被覆材としてフッ化物重
合体薄膜等の透明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（引
っ掻きに対する耐絶縁性）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。さらに、繊維状無機化合物の働きと
して、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、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。

【００１０】図１１はこのような太陽電池モジュールの
従来例である。図１１に於いて、７０３は表面透明樹脂
フィルムとしてのフッ化物重合体薄膜層、７０２は充填
材としての透明有機高分子樹脂、７０１は光起電力素
子、７０４は絶縁体層、７０５は補強板である。より具
体的には、表面透明樹脂フィルムとしてのフッ化物重合
体薄膜層７０３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、充填材と
しての透明有機高分子樹脂７０２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
体層７０４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り、補強
板７０５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、ＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチ
ック）等である。この例において、透明有機高分子樹脂
７０２は、光起電力素子７０１とフッ素樹脂フィルム７
０３及び絶縁体層７０４、絶縁体層７０４と光起電力素
子７０１の裏側及び補強板７０５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
る充填材の役割をはたしている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の薄膜
太陽電池の構成を、本発明の実施形態を示す図２〜図４
を併用して説明すると、上記光起電力素子７０１は、次
のようにして構成される。すなわち、導電性金属基体２
０１上に裏面反射層２０２／半導体層（半導体光活性
層）２０３／透明電極層２０４を有し、透明電極層の上
には、電流を効率よく集電するために、集電電極（グリ
ッド）２０５を設ける。特に、集電電極２０５として金
属ワイヤーを用いることが多い。さらに、起電力を取り
出すために、出力端子２０６ａおよび２０６ｂを、導電
性金属基体２０１と集電電極２０５に取り付ける。ま
た、プラス側の出力端子２０６ａの下側には、導電性金
属基体２０１とプラス側出力端子２０６ａを絶縁するた
めに絶縁テープ２０７を貼る。出力端子を電気的に接合
するためには、銅タブなどの金属体を、スポット溶接や
半田で接続している。すなわち、光起電力素子７０１に
おいては、導電性金属基体の表裏面に厚み約１００μｍ
乃至５００μｍほどの実装がされ、かなりの凹凸が生じ
ることになる。このように凹凸を持つ光起電力素子７０
１を、充填材である透明有機高分子樹脂７０２で被覆
し、さらに最表面を表面透明樹脂フィルムたるフッ化物
重合体薄膜層７０３で被覆して、薄膜太陽電池モジュー
ルとする。

【００１２】このように、これらの凹凸を持つ光起電力
素子を充填材で被覆する方法としては以下の２点が考え
られる。

【００１３】（ａ）太陽電池モジュールの表裏面の凹凸
を全て埋没するのに十分量の樹脂で被覆し、太陽電池モ
ジュールの表面を平滑にする。

【００１４】（ｂ）樹脂を凹凸に追従させて被覆し、太
陽電池モジュールの表面も光起電力素子の凹凸と同様の
凹凸を有する。

【００１５】上記（ａ）の方法で被覆する場合、実装部
材の厚みと同程度の厚みの充填材量が太陽電池モジュー
ルの表面全体に必要となる。すなわち、多量の充填材が
必要となる。ところが、充填材が多い場合には以下のよ
うな問題が生じる。

【００１６】（１）太陽電池モジュールの変換効率の低
下表面被覆材の光透過率の低下を促し、これはすなわち太
陽電池モジュールの変換効率の低下につながる。

【００１７】（２）難燃性の低下充填材として使用する透明有機高分子樹脂は、非常に燃
えやすく燃焼エネルギーは高い。すなわち、充填材の量
を増加することは、太陽電池モジュールの難燃性を低下
させることになる。太陽電池モジュールを屋根に設置し
たり、屋根一体型太陽電池として使用する際には、日本
においては、建設大臣より“不燃材”としての指定を受
けなければならず、アメリカ合衆国では”ＵＬｌ７０
３”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。

【００１８】また、上記（ｂ）の方法で被覆する場合、
光起電力素子の裏面配線および表面実装部材が、太陽電
池モジュールの表面に全て凹凸として反映するため、美
観性に劣る。特に屋根材、壁材として太陽電池モジュー
ルを設置する際には、建築物の一部として使用されるこ
とから意匠性が非常に重視されるため、表面の凹凸は非
常に大きな問題となる。

【００１９】また、実装部材上など凸になっている部分
は、被覆工程での加熱圧着の際に充填材がしごかれ薄く
なる。薄くなった部分は外部からの衝撃に弱くなるた
め、耐スクラッチ性という点で非常に問題となる。

【００２０】本発明の目的は、前記太陽電池モジュール
の欠点を解決し、光起電力素子の表面形状にかかわら
ず、太陽電池モジュール表面の凹凸がなく、平滑で美観
性に優れ、かつ使用する樹脂量が少なく難燃性の太陽電
池モジュール及びその製造方法を提供することにある。

【００２１】

【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出した。すなわち、透明な有
機高分子樹脂と最表面の透明な樹脂フィルムとを少なく
とも含む被覆材で光起電力素子の光入射側の表面を封止
し、光非受光面側に補強板を設けた太陽電池モジュール
において、前記補強板の一部に光起電力素子上に設けら
れた凸部の入り込む凹部が形成されている補強板を用い
る。

【００２２】この方法によれば、補強板の一部に形成さ
れた凹部に、光起電力素子上に設けた凸部が入り込む形
となるので、以下のような効果が期待できる。

【００２３】（１）光起電力素子の表面形状にかかわら
ず、太陽電池モジュール表面が平滑で、美観性に優れた
太陽電池モジュールとなる。すなわち、光起電力素子の
裏面配線および表面実装部材が、太陽電池モジュールの
表面に凹凸として反映されないため、美観性に優れる。

【００２４】（２）より少量の充填材で光起電力素子の
凹凸を被覆できるため、難燃性の高い太陽電池モジュー
ルとなる。すなわち、燃焼エネルギーの高い有機高分子
樹脂量を減少させることにより難燃性を確保できる。

【００２５】（３）少量の充填材で被覆できるため、光
透過率の低下を低減することができる。すなわち太陽電
池モジュールの変換効率の低下を低減することができ
る。

【００２６】（４）補強板の一部に凹部を形成すること
により、補強板の剛性を高めることができる。

【００２７】前記光起電力素子の受光面側に金属部材に
よる集電電極を設け、さらに起電力を取り出すために出
力端子を前記導電性金属基体と前記集電電極にとりつけ
る事により、（５）光起電力素子の電流を効率よく集電
できる。すなわち、集電電極により効率的に電流を集電
することにより高い発電量を確保できる様になる。

【００２８】補強板の凹部が、光起電力素子上に設けら
れた前記出力端子により形成された凸部とかみ合うよう
に形成されていることにより、（６）表面のフラット観
が一層高まり、美観性に優れた太陽電池モジュールとす
ることができる。

【００２９】（７）被覆工程において、積層時の位置合
わせが容易になる。すなわち、補強板の凹部と出力端子
の凸部の位置をあわせれば良く、特別な積層治具なしに
積層することができる。

【００３０】補強板の凹部の深さは、１００μｍ乃至１
０００μｍの範囲が望ましい。補強板の凹部の深さが、
１００μｍ乃至１０００μｍであることにより、（８）
現在の被覆材構成を変えることなく、表面が平滑な太陽
電池モジェールを得ることができる。

【００３１】補強板が金属であることにより、（９）耐
衝撃性、耐候性、耐摩耗性に優れた太陽電池モジュール
となる。すなわち、裏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としての設置が容易
になる。また、（１０）フレキシブルな太陽電池モジュ
ールとすることができる。すなわち、折り曲げ加工など
の加工性に優れた太陽電池モジュールとなる。

【００３２】補強板の凹部をプレス加工により形成する
ことにより、（１１）凹部の形成が容易であり、低コス
トで様々な形状に加工することができる。

【００３３】前記出力端子を構成する金属部材は、その
表面もしくは全体が、銅、銀、半田、ニッケル、亜鉛、
錫から選択される金属からなることができ、（１２）特
殊な金属部材を使用する必要が無い。すなわち、補強板
に凹部が形成され、これに光起電力素子の出力端子が入
り込む形であるため、光起電力素子の実装において通常
使用されている金属部材を出力端子に使用することがで
き、材料費を低コストに抑えることができる。

【００３４】太陽電池モジュールの非受光面側補強板が
光起電力素子の被覆工程と同時に一体成型されることに
より、（１３）製造工程を簡略化することができる。す
なわち、光起電力素子を被覆するのと同時に補強板を貼
り付けることにより製造工程を簡略化し量産性を向上さ
せることができる。

【００３５】太陽電池モジュールの受光面側が透明な有
機高分子樹脂により被覆され、最表面は樹脂フィルム層
を設けたことにより、（１４）外部からの衝撃から光起
電力素子を保護することができる。すなわち、透明な有
機高分子樹脂により被覆することにより、外部からの引
っ掻き・衝撃を緩和することができる。また、（１５）
長期屋外暴露の際の外部からの汚れを防止し、太陽電池
モジュール表面を外部からの汚れから保護することがで
きる。すなわち、最表面に樹脂フィルム層を設けること
により、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ことにより、（１６）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、（１７）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
しに太陽電池モジュールを作成することができる。

【００３８】前記太陽電池モジュールが一重真空方式に
より貼り合わせ製造することにより、（１８）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。特に屋根や壁に設置の大型モジュールをラミネ
ートするためには有効である。

【００３９】

【発明の実施の形態】図１に本発明の太陽電池モジュー
ルの概略構成を示す。図１に於いて、１０１は光起電力
素子、１０２はガラス繊維不織布、１０３は封止材ない
し充填材としての透明有機高分子樹脂、１０４は最表面
に位置する透明な樹脂フィルム（以下、表面透明樹脂フ
ィルムという）、１０５は裏面に用いる接着剤層、１０
６は絶縁体層としての硬質フィルム、１０７は機械的強
度を増すための補強板、そして１０８は実装部材を保護
するための化粧テープである。

【００４０】外部からの光は、表面被覆材である面透明
樹脂フィルム１０４及び透明有機高分子樹脂１０３を透
過して、光起電力素子１０１に到達し、生じた起電力は
光起電力素子１０１上の出力端子２０６ａ，２０６ｂ
（図２〜図４参照）より外部に取り出される。２０６ａ
はプラス側出力端子、２０６ｂはマイナス側出力端子で
ある。補強板１０７には、その受光面側の一部に、あら
かじめ、これらの出力端子２０６ｂによる光起電力素子
１０１下面上の凸部が入り込む凹部１０９が形成されて
いる。

【００４１】光起電力素子１０１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。ここではその光起電力素子１０１の一例とし
て、導電性金属基体上に光変換部材としての半導体層
（半導体光活性層）と透明電極層が形成されたものにつ
いて説明する。

【００４２】この光起電力素子１０１の概略構成を図２
〜図４に示す。図２は光起電力素子１０１の平面図、図
３はその集電電極を省いた状態で示したＡ−Ａ′断面
図、図４はそのＢ−Ｂ′断面図である。この図２〜図４
に於いて、２０１は導電性金属基体、２０２は裏面反射
層、２０３は半導体層、２０４は透明電極層、２０５は
格子状の集電電極、２０６ａはプラス側出力端子、２０
６ｂはマイナス側出力端子、そして２０７は絶縁テープ
である。

【００４３】導電性金属基体２０１は、光起電力素子１
０１の基体になると同時に、下部電極の役割も果たす。
導電性金属基体２０１はここではステンレスから成る
が、他の材料、例えば、シリコン、タンタル、モリブデ
ン、タングステン、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を用いることもできる。上記
導電性金属基体２０１上には裏面反射層２０２として、
Ａｌから成る金属層とＺｎＯから成る金属酸化物層とが
この順序で形成されている。しかし、導電性金属基体２
０１上には、金属層のみ、あるいは金属酸化物層のみを
形成しても良い。金属層には、上記Ａｌの他に、例え
ば、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｇ，Ｎｉ，などを用いる
ことができ、また金属酸化物層には、上記ＺｎＯの他
に、例えば、ＴｉＯ₂，ＳｎＯ₂などを用いることができ
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。

【００４４】半導体層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Ｃｕ
ＩｎＳｅ₂，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。上記半導体層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。

【００４５】透明電極層２０４は太陽電池の上部電極の
役目を果たしている。ここで用いている透明電極層２０
４の材料はＩｎ₂Ｏ₃であるが、他の用い得る材料とし
て、例えば、ＳｎＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂（ＩＴＯ），
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。透明電極層２０４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。

【００４６】透明電極層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すなわち集電
用のグリッド電極を設けてある。但し、この集電電極は
省くこともできる。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等の金属ワイヤーあるいはこれらの金属
ワイヤーを導電性樹脂で被覆したもの、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。ここで
は、集電電極２０５は銅ワイヤーを導電性樹脂で被覆し
たものから成る。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、Ｃ
ＶＤ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、導電性樹脂で被覆した金属ワイヤー
を加熱圧着する方法、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。

【００４７】起電力を取り出すために出力端子２０６
ａ，２０６ｂを導電性金属基体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。
導電性金属基体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。

【００４８】絶縁テープ２０７は、プラス側の出力端子
２０６ａの下側に、導電性金属基体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。

【００４９】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。

【００５０】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金属基体
２０１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。すなわち、導電性金属基
体２０１は、光起電力素子部分（有効領域）に比べ、端
部の出力端子部分は凸になるような構造となる。

【００５１】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。

【００５２】本発明の太陽電池モジュールの被覆材構成
は、図１に示す如くであり、光起電力素子１０１に対
し、脱気性を向上させる繊維状無機化合物であるガラス
繊維不織布１０２、充填材である透明有機高分子樹脂１
０３、最表面被覆材である表面透明樹脂フィルム１０
４、接着剤層１０５、絶縁体層である硬質フィルム１０
６、補強板１０７、化粧テープ１０８の各構成要素を持
つ。

【００５３】機械的強度を高め、太陽電池モジュール周
囲へのフレームの取り付けを不要とし、あるいは温度変
化による歪やソリを防止する目的で、補強板１０７を折
り曲げ加工することが行われるが、かかる折り曲げ加工
をする際には、折り曲げ部分には、繊維状無機化合物１
０２および硬質フィルム１０７は含まないことが望まし
い。これは、繊維状無機化合物１０２を含む場合、折り
曲げ加工、特に非受光面側に補強板１０７を折り曲げる
加工（下曲げ加工）を行なうと、折り曲げ部分が白化
し、外観上の美観が損なわれること。さらに、白化して
いる部分はすなわち、繊維状無機化合物１０２が充填材
１０３により十分に含浸されていないため、その部分に
外部からの水分が侵入し、表面透明樹脂フィルム１０４
との剥離等を起こすことになること。硬質フィルム１０
６が、折り曲げ部分にある場合、その折り曲げの角度お
よび形状は使用している硬質フィルム１０６の伸び率に
規制されることになること。さらに、長期屋外使用や温
湿度サイクル、高温高湿度環境での使用等により曲げ部
分に応力がかかるため剥離してくる可能性が高いこと、
などの理由による。

【００５４】次に本発明に用いられる表面被覆材の材料
について詳しく説明する。

【００５５】透明有機高分子樹脂１０３による充填材
は、光起電力素子１０１の凹凸を樹脂で被覆し、光起電
力素子１０１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透明樹脂フィルム１０４と光起電
力素子１０１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（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。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。

【００５６】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。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。

【００５７】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。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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】さらに、耐熱性・熱加工性の改善のために
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．
０ｗｔ％であることが好ましい。

【００６３】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、充填材としての透明有機高
分子樹脂１０３と光起電力素子１０１あるいは表面樹脂
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、表面被覆材としてガラス繊維不織布１０２等の
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。

【００６４】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。

【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。

【００６７】本発明で用いられるガラス繊維不織布１０
２などの繊維状無機化合物は、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。さらに、繊維状無機化
合物と充填材たる透明有機高分子樹脂１０３との密着力
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。

【００６８】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。

【００６９】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いは四フッ化エチレ
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。表面透明樹脂フィルム１０
４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２００マイクロ
メートルが好ましく、より好適には３０乃至１００マイ
クロメートルである。

【００７０】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。この中でもプラズマ処理
は、長期にわたり高い接着力が得られるので好適に用い
られる。

【００７１】硬質フィルム１０６は光起電力素子１０１
の導電性金属基体２０１と外部との電気的絶縁性を保つ
ために必要である。材料としては、導電性金属基体２０
１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。

【００７２】補強板１０７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。

【００７３】本モジュールの補強板１０７には、あらか
じめその一部に光起電力素子１０１の出力端子２０６ｂ
の凸部と嵌り合う凹部１０９が形成された板を使用す
る。代表的な補強板１０７の凹部１０９の形状を図６及
び図７に示す。図６から分かるように、この例の凹部１
０９は、補強材の長手方向に平行に延びる２本の溝とし
て形成されている。その凹部１０９の断面形状は、長方
形断面となっているが、本発明は必ずしも長方形断面に
限定されるものではない。また、補強材の長手方向に垂
直に延びる１又は２以上の溝として形成してもよい。す
なわち、導電性基板２００上端部の出力端子部分２０６
ｂがちょうど補強板１０７の凹部１０９にかみ合い、ラ
ミネートした際には平滑になる様に、補強板１０７を加
工する。また、導電性基板２００の非受光面側に裏面取
り出し用の端子を取りつけている際には、この部分も同
様な加工しておくことが望ましい。凹部１０９は光起電
力素子１０１の上部に形成された出力端子２０６ａが、
後述する加熱圧着工程において応力を受けて起こる光起
電力素子１０１の変形も吸収することができる。

【００７４】補強板１０７として鋼鈑を用いたものは、
折り曲げ加工等の加工性に優れることから、例えば、そ
の長手方向に沿った縁を非受光面側に折り曲げ加工して
機械的強度を高めることにより、従来行なわれているよ
うなフレーム付けを用いる必要のない製品として提供す
ることができる。また、上記のような凹部１０９を形成
するような加工を行なうにあたっても、プレス加工にて
容易に成型することができる。補強板１０７の凹部１０
９の深さは、１００μｍ乃至１０００μｍであることが
望ましい。深さが１００μｍ以上であれば、光起電力素
子の凸部を十分に吸収でき、太陽電池モジュール表面が
平滑にはなり好ましい。また、深さが１０００μｍ以下
であれば、溝の部分の脱気がしにくくなり、脱気不良に
なり初期外観も優れないものとなるという問題がなく好
ましい。

【００７５】太陽電池モジュール作製の際に、このよう
にプレス加工した補強板１０７を一体成型することによ
り製造工程を簡略化できる。すなわち、光起電力素子１
０１を被覆するのと同時に補強板１０７を貼り付けるこ
とにより、製造工程を簡略化し量産性を向上させること
ができる。さらに、補強板１０７を折り曲げ加工するこ
とにより、屋根材や壁材として太陽電池モジュールを使
用することが可能となり、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、補強板として、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。

【００７６】非受光面側に使用する接着剤層１０５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
接着剤層１０５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１０６および補強
板１０７との接着力が低下しないことである。

【００７７】補強板１０７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鈑などを
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。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。

【００７８】さらに、工程の簡略化のために、硬質フィ
ルム１０６の両側に、上記のような接着剤層１０５をあ
らかじめ一体積層した材料を用いても良い。

【００７９】以上述べた光起電力素子、繊維状無機化合
物、透明有機高分子樹脂、表面透明樹脂フィルム、接着
剤層、硬質フィルム、補強板を用いて、太陽電池モジュ
ールとする方法を、次に説明する。

【００８０】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を作
製し、これを光起電力素子１０１の表裏に加熱圧着する
方法が一般的である。ここでの太陽電池モジュールの被
覆構成は、図１に示すような構成である。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、接着
剤層１０５、硬質フィルム１０６、接着剤層１０５、補
強板１０７、化粧テープ１０８が、図の順あるいは逆の
順で積層され、加熱圧着されている。しかし、少量の充
填材により光起電力素子を被覆する為にも、樹脂フィル
ムを上にした図の順で積層することがより好適である。

【００８１】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。

【００８２】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。

【００８３】

【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。

【００８４】先ず、本実施例における評価方法について
説明する。

【００８５】（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示す。

【００８６】＜表面の凹凸について＞ ○：太陽電池モジュールから２ｍの距離からモジュール
を観察しても、その凹凸が目立たず美観性に優れている
場合、△：太陽電池モジュールから５ｍの距離からモジ
ュールを観察しても、その凹凸が目立ず、実使用上問題
がないと考えられる場合、×；太陽電池モジュールから
５ｍの距離からモジュールを観察しても非常に凹凸が目
立つ場合、として示した。

【００８７】＜その他について＞ ○：外観上表面の凹凸以外の欠陥が全くない場合、△：
外観上表面の凹凸以外の欠陥も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表
面の凹凸以外の外観上の欠陥が非常に大きい場合として
示した。

【００８８】（２）耐スクラッチ性図１０に示すような方法で、金属部材上、裏面配線上等
の太陽電池モジュール表面の最も凸になっている部分
を、厚さ１ｍｍのカーボンスチール製の板の角を用い
て、荷重Ｆ（２ポンド〜５ポンド）をかけて引っ掻き、
引っ掻き後の表面被覆材が外部との絶縁性を保つことが
できるかどうかを評価した。判定は、モジュールを伝導
度３０００Ω・ｃｍの電解質溶液に浸して、素子と溶液
の間に２２００ボルトの電圧を印加した時の洩れ電流が
５０μＡを越えた場合を不合格とした。○：５ポンド合
格、△：２ポンド〜４ポンド合格、×：２ポンド不合格
で示した。

【００８９】（３）耐候性サンシャインウエザオメーター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と降雨サイクルに
よって、促進耐候性試験を行ない、５０００時間後、１
００００時間後の外観上の変化を観察した。〇：外観上
全く変化がない場合、△：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、×：被覆材の著しい剥離、
変色があり明かに実使用上さしつかえがある場合、とし
て示した。

【００９０】（４）高温高湿度試験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。

【００９１】外観上の変化に対しては、評価結果は、以
下のような基準で示す。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、×：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。

【００９２】（５）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。外観上の変
化に対しては、評価結果は、以下のような基準で示す。
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、
×：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。

【００９３】（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〜図４を用いて説明する。

【００９４】導電性金属基体２０１として洗浄したステ
ンレス基板を用意し、その上に、スパッタ法で裏面反射
層２０２としてＡｌ層（膜厚５０００Å）とＺｎｏ層
（膜厚５０００Å）を順次形成する。次いで、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、ＳｉＨ₄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。次
に、透明電極層２０４として、Ｉｎ₂Ｏ₃薄膜（膜厚７０
０Å）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、格子状の集電電極２０５
として、銅ワイヤー（φ＝１００μｍ）に導電性樹脂か
らなる被覆層を用いた集電用のグリッド電極（φ＝１５
０μｍ）を、透明電極層２０４に加熱圧着することによ
り形成した。最後に、発電領域の外側にプラス側端子２
０６ａを両面銀メッキ銅タブ（厚み＝１００μｍ）によ
り形成し、集電用グリッド電極に取りつけた。但し、発
電領域外すなわちマイナス領域にプラス側端子を取りつ
けるため絶縁体層として絶縁テープ２０７を集電電極２
０５の下側に貼り付ける。

【００９５】また、マイナス側端子２０６ｂとして銅タ
ブを、ステンレス基体（２０１）に、ステンレス半田３
０２を用いて取り付けて出力端子とし、光起電力素子１
０１を得た。

【００９６】〔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３００を作製する方法を、図５
を用いて説明する。

【００９７】各光起電力素子１０１を並べた後、隣り合
う素子の一方の素子のプラス側端子２０６ａと、他方の
素子のマイナス側端子２０６ｂとを、銅タブ３０１で半
田３０２を用いて接続する。その際、銅タブ３０１の下
側には、絶縁を完全なものとするため絶縁テープ３０３
を介在させた。このようにして１０個の光起電力素子１
０１を直列化した太陽電池セルブロックを得た。このセ
ルブロックの外径寸法は３５０ｍｍ×２４００ｍｍとし
た。この際、一番端の素子のプラス側出力端子２０６ａ
から銅タブ３０１を裏面に回して、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。

【００９８】〔モジュール化〕上記光起電力素子を被覆
して太陽電池モジュールを作製する方法を、図８を用い
て説明する。

【００９９】光起電力素子１０１により構成されるセル
ブロック３００、繊維状無機化合物５０２、受光面側透
明有機高分子樹脂１０３、表面透明樹脂フィルム１０
４、繊維状無機化合物５０５，裏面一体積層フィルム５
０６、補強板１０７を用意し、これらを積層することに
より作成した。また、セルブロックの光起電力素子１０
１上には化粧テープ５０８を積層した。

【０１００】（繊維状無機化合物）織維状無機化合物５
０２として、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
不織布を用意した。

【０１０１】また、繊維状無機化合物５０５として、目
付量２０ｇ／ｍ²、厚さ１００μｍ、結着剤アクリル樹
脂４．０％含有、線径１０μｍのガラス不織布を用意し
た。

【０１０２】（受光面側透明有機高分子樹脂）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重量部と架橋剤として
２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキ
シ）ヘキサンを１．５重量部、ＵＶ吸収剤として２−ヒ
ドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノンを０．３
重量部、酸化防止剤としてトリス（モノ−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、４６０μｍ厚みの
シートを用意した。

【０１０３】（表面透明樹脂フィルム）表面樹脂フィル
ム１０４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。受光面側
透明有機高分子樹脂１０３との接着面には、あらかじめ
プラズマ処理を施した。

【０１０４】（裏面一体積層フィルム）一体積層フィル
ム５０６は、接着剤層１０５及び絶縁体層（１０６）と
して、エチレン−アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）
（厚さ２００μｍ）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、Ｅ
ＥＡ／ＰＥ／ＰＥＴ／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。

【０１０５】（補強板）補強板１０７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コートし、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。この鋼板１０７に、セルブロック３００のマイ
ナス側の端子部分に、幅１０ｍｍ、深さ６００μｍの凹
部１０９をプレス成型した。

【０１０６】（化粧テープ）化粧テープ１０８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）の片側に、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のフィルムを用意した。

【０１０７】（大きさ）繊維状無機化合物５０２，５０
５は、セルブロック３００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５０６は、セルブロッ
ク３００よりも各辺１５ｍｍ大きいものを用意した。

【０１０８】補強板１０７は、セルブロック３００より
も各辺８０ｍｍ大きいものを用意した。

【０１０９】透明有機高分子樹脂１０３および表面透明
樹脂フィルム１０４は、セルブロック３００よりも各辺
９０ｍｍ大きいものを用意した。

【０１１０】化粧テープ１０８は、２０ｍｍ幅でセルブ
ロック３００の長さと同様のものを用意した。

【０１１１】（被覆工程）表面透明樹脂フィルム１０４
／受光面側透明有機高分子樹脂１０３／繊維状無機化合
物（８０ｇ／ｍ²）５Ｏ２／セルブロック３００／繊維
状無機化合物（２０ｇ／ｍ²）５０５／裏面一体積層フ
ィルム５０６／補強板１０７の順に重ねて、太陽電池モ
ジュール積層体６０１（図９）とした。また、集電電極
上に化粧テープ５０８を積層した。

【０１１２】この積層体６０１を、図９に示すように、
一重真空方式のラミネート装置のプレート６０２上に、
アルミメッシュ６０３、発泡材６０４、ＰＴＦＥ６０５
の順で積層した。そして、この上に積層体６０１を重
ね、さらにＰＴＦＥ６０６、シリコンラバーシート６０
７を重ねた。なお、積層体６０１はＥＴＦＥ側を上にし
ておいた。

【０１１３】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、ラバーシート６０７をプレート
６０２に吸着させた。この時の排気速度は、７６Ｔｏｒ
ｒ／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１５０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１５
０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。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、太陽電
池モジュールを取り出した。取り出し後、補強板１０７
より大きい被覆材は、補強板１０７の端部に合わせてカ
ットし、さらに、補強板１０７の長辺側端部を折り曲げ
加工した。出力端子はあらかじめ光起電力素子１０１の
裏面にまわしておき、ラミネート後、ガルバリウム鋼板
（１０７）に予め開けておいた端子取り出し口（裏面被
覆層の穴）から出力が取り出せるようにした。

【０１１４】（実施例２）実施例１において、２重真空
方式のラミネート装置を用いて貼り合わせたこと以外は
同様にして太陽電池モジュールを作成した。

【０１１５】（実施例３）実施例１において充填材とし
て、エチレン−アクリル酸エチル（ＥＥＡ）（アクリル
酸エチル２５重量％）１００重量部と架橋剤として２，
５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）
ヘキサンを３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−ピペリジル）
セパケートを０．１重量部を混合し、４６０μｍ厚みの
シートを用意したこと以外は同様にして太陽電池モジュ
ールを作成した。

【０１１６】（実施例４）実施例１において、最表面被
覆材（１０４）としてガラスを用いて、積層をガラスを
一番下になるように行な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。

【０１１７】（比較例１）実施例１において、補強板１
０７として凹凸の無い平鋼板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。

【０１１８】（比較例２）実施例４において、補強板１
０７として凹凸１０９の無い平鋼板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。

【０１１９】以上述べた実施例および比較例で作成した
太陽電池モジュールについての評価結果を表１に示す。

【０１２０】

【表１】

【０１２１】表１から明らかなように、実施例１〜４の
太陽電池モジュールは、表面の凹凸もなく、また脱気不
良・充填不良もない初期外観に優れた太陽電池モジュー
ルとなった。また、耐スクラッチ性に関しても、すべて
５ポンド以上であり使用時の安全性にも優れている。ま
た耐候性試験においては、実施例３および実施例４にお
いて１００００時間後に若干の剥離が認められたが、極
微小であり、実使用に際しては全く問題ないレベルであ
る。さらに、高温高湿度試験および温湿度サイクル試験
においては、試験後にも外観上の変化は全くなく非常に
良好であった。

【０１２２】また、補強材に深さ１０μｍの凹部を設け
た実施例５においても、深さが浅いために若干の凹凸が
太陽電池モジェール表面に観察される。耐候性試験・高
温高湿度試験においても比較例１同様にガラス繊維の浮
き出しが見られる。

【０１２３】補強板の凹部の深さが２０００μｍとした
実施例６においては、光起電力素子の凹凸は吸収できる
が溝の部分の脱気が十分に行なえず、脱気不良となりガ
ラス繊維の浮き出しが見られた。また、耐候性試験を行
なうと、ガラス繊維の浮き出している部分がさらに進行
し、モジュール全体に広がった。高温高湿度試験・温湿
度サイクル試験を行なった結果、裏面が膨らみ剥離して
きた。

【０１２４】これに対して、補強板として凹凸のない平
板を使用した比較例１においては、表面上も凹凸が非常
に目立ち美観性に劣るモジュールとなった。また、耐候
性試験及び高温高湿度試験においても充填材の厚みの薄
くなった部分部分でガラス繊維の浮き出しが見られ、こ
の部分に水分が侵入し電気絶縁性も低下させた。

【０１２５】最表面被覆材としてガラスを用いて、さら
に補強板に平板を使用した比較例２では、初期において
充填不良が発生した。これは、ガラスを用いているため
光起電力素子の凹凸に追従することができないために起
こったと考えられる。初期に充填不良が大きいため、そ
の後の環境試験においても良い結果は得られなかった。

【０１２６】

【発明の効果】本発明によれば、透明な有機高分子樹脂
と最表面の透明な樹脂フィルムとを少なくとも含む被覆
材で光起電力素子の光入射側の表面を封止し、光非受光
面側に補強板を設けた太陽電池モジュールにおいて、あ
らかじめ前記補強板の一部に光起電力素子上に設けられ
た凸部の入り込む凹部が形成されている補強板を用いる
ものであるので、光起電力素子の形状にかかわらず、太
陽電池モジュール表面の凹凸がなく平滑で美観性に優
れ、かつ使用する樹脂量が少ない難燃性の太陽電池モジ
ュールを作成することができる。また長期の野外使用に
際して、信頼性の高い太陽電池モジュールとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の太陽電池モジュールの概略断面図であ
る。

【図２】図１の太陽電池モジュールで使用する光起電力
素子の基本構成を示す概略平面図である。

【図３】図２の光起電力素子を、その集電電極を省いた
状態で示したＡ−Ａ′断面図である。

【図４】図１の光起電力素子の一部を示すＢ−Ｂ′断面
図である。

【図５】直列化した光起電力素子の概略断面図である。

【図６】本発明における補強板の代表的な形状を示した
平面図である。

【図７】図６に示した本発明の補強板のａ−ａ′断面と
それに対する光起電力素子の対応関係を示した断面図で
ある。

【図８】本発明の実施例１に係る太陽電池モジュールの
概略断面図である。

【図９】本発明の実施例１に係る太陽電池モジュールの
被覆工程におけるラミネート装置での積層断面図であ
る。

【図１０】本発明の耐スクラッチ試験の説明図である。

【図１１】従来の太陽電池モジュールの一例の概略断面
図である。

【符号の説明】

１０１光起電力素子１０２ガラス繊維不織布（繊維状無機化合物）１０３透明有機高分子樹脂（充填材）１０４表面透明樹脂フィルム１０５裏面接着剤層１０６硬質フィルム（絶縁体層）１０７補強板１０８化粧テープ１０９補強板の凹部２００導電性基板２０１導電性金属基体２０２裏面反射層２０３半導体層（半導体光活性層）２０４透明電極層２０５格子状の集電電極（集電用のグリッド電極）２０６ａプラス側出力端子２０６ｂマイナス側出力端子２０７絶縁テープ３００セルブロック３０１銅タブ（直列部材）３０２半田３０３絶縁テープ３０４銅タブ４０８ａプラスの出力端子穴４０８ｂマイナスの出力端子穴５０２，５０５繊維状無機化合物５０６裏面一体積層フィルム６０１太陽電池モジュール積層体６０２ラミネート装置プレート６０３アルミメッシュ６０４発泡材６０５，６０６ＰＴＦＥ６０７シリコンラバーシート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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】透明な有機高分子樹脂と最表面の透明な
樹脂フィルムとを少なくとも含む被覆材で光起電力素子
の光入射側の表面を封止し、光起電力素子の光非受光面
側に補強板を設けた太陽電池モジュールにおいて、前記
補強板の一部に光起電力素子上に設けられた凸部の入り
込む凹部が形成されていることを特徴とする太陽電池モ
ジュール。
【請求項２】前記補強板の凹部が、光起電力素子上に
設けられた出力端子により形成される凸部とかみ合うよ
うに形成されてい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】前記補強板の凹部の深さが１００μｍ〜
１０００μｍであることを特徴とする請求項１乃至２記
載の太陽電池モジュール。
【請求項４】前記凹部が補強材の２方向以上に複数形
成されていることを特徴とする請求項１乃至３記載の太
陽電池モジュール。
【請求項５】前記凹部が補強材の長手方向に平行に形
成されていることを特徴とする請求項１乃至４記載の太
陽電池モジュール。
【請求項６】前記凹部が補強材の長手方向に垂直に形
成されていることを特徴とする請求項１乃至４記載の太
陽電池モジュール。
【請求項７】前記補強板が金属であることを特徴とす
る請求項１乃至５記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】前記補強板の厚みが１５００μｍ以下で
あることを特徴とする請求項１乃至７記載の太陽電池モ
ジュール。
【請求項９】前記補強板の凹部がプレス加工により形
成されていることを特徴とする請求項１乃至８記載の太
陽電池モジュール。
【請求項１０】前記プレス加工した補強板の非受光面
側は平板であることを特徴とする請求項１乃至９記載の
太陽電池モジュール。
【請求項１１】前記太陽電池モジュールの非受光面側
に補強板が一体成型されていることを特徴とする請求項
１乃至１０記載の太陽電池モジュール。
【請求項１２】前記光起電力素子の受光面側には光発
電領域上に集電電極を、非光発電領域上には起電力を取
り出すための出力端子をとりつけたことを特徴とする請
求項１乃至１１記載の太陽電池モジュール。
【請求項１３】前記太陽電池モジュールが一重真空方
式により貼り合わせ製造されたものであることを特徴と
する請求項１乃至１２記載の太陽電池モジュール。
【請求項１４】透明な有機高分子樹脂と最表面の透明
な樹脂フィルムとを少なくとも含む被覆材で光起電力素
子の光入射側の表面を封止し、光起電力素子の光非受光
面側に補強板を設けた太陽電池モジュールの製造方法に
おいて、あらかじめ前記補強板の一部に光起電力素子上
に設けられた凸部の入り込む凹部を形成することを特徴
とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１５】前記補強板の凹部が、光起電力素子上
に設けられた出力端子により形成される凸部とかみ合う
ように形成されていることを特徴とする請求項１４記載
の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１６】前記補強板の凹部の深さが１００μｍ
〜１０００μｍであることを特徴とする請求項１３乃至
１５記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１７】前記凹部が補強材の２方向以上に複数
形成されていることを特徴とする請求項１３乃至１６記
載の太陽電池モジュール。
【請求項１８】前記凹部が補強材の長手方向に平行に
形成されていることを特徴とする請求項１３乃至１７記
載の太陽電池モジュール。
【請求項１９】前記凹部が補強材の長手方向に垂直に
形成されていることを特徴とする請求項１３乃至１７記
載の太陽電池モジュール。
【請求項２０】前記補強板が金属であることを特徴と
する請求項１３乃至１９記載の太陽電池モジュールの製
造方法。
【請求項２１】前記補強板の厚みが１５００μｍ以下
であることを特徴とする請求項１３乃至２０記載の太陽
電池モジュールの製造方法。
【請求項２２】前記補強板の凹部がプレス加工により
形成されていることを特徴とする請求項１３乃至２１記
載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項２３】前記プレス加工した補強板の非受光面
側は平板であることを特徴とする請求項１３乃至２２記
載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項２４】前記太陽電池モジュールの非受光面側
補強板が光起電力素子の被覆工程と同時に一体成型され
ることを特徴とする請求項１３乃至２３記載の太陽電池
モジュールの製造方法。
【請求項２５】前記光起電力素子の受光面側には光発
電領域上に集電電極を、非光発電領域上には起電力を取
り出すための出力端子をとりつけたことを特徴とする請
求項１３乃至２４記載の太陽電池モジュールの製造方
法。
【請求項２６】前記太陽電池モジュールを一重真空方
式により貼り合わせ製造することを特徴とする請求項１
３乃至２５記載の太陽電池モジュールの製造方法。