WO2014050864A1 - 電子モジュール - Google Patents

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WO2014050864A1
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electronic module
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向井　厚史
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富士フイルム株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an electronic module obtained by modularizing an electronic device including an organic EL or a solar cell element. In particular, the ingress of moisture into the inside is suppressed, and the inside electronic device is sensitive to moisture.
  • the present invention also relates to an electronic module that can ensure high reliability.
  • Patent Document 1 discloses a flexible thin-film solar cell in which a photovoltaic cell, a multilayer back sheet, and a transparent barrier front sheet are laminated via an adhesive sealing layer in FIG.
  • the entire electronic device 102 in which the electronic element 102 a is formed on the flexible substrate 102 b is covered with the filler 104, and a peripheral sealing material 106 is provided around the filler 104.
  • a water vapor barrier film 108 is disposed on the electronic element 102a side of the electronic device 102, and a back sheet 110 having an opaque barrier property is disposed on the flexible substrate 102b side.
  • the water vapor barrier film 108 forms a barrier layer 108b in which an organic layer and an inorganic layer are laminated on a transparent support 108a such as PET, and the water vapor transmission rate is suppressed by the inorganic layer.
  • the back sheet 110 is bonded to a support 110a such as PET and an Al or SUS metal foil 110b having a thickness of 30 ⁇ m or more, and the water vapor transmission rate is suppressed by the metal foil layer 110b.
  • the structure having a back sheet like the flexible thin film solar cell and the electronic module 100 of Patent Document 1 has the following problems.
  • the electronic module 100 is demonstrated to an example.
  • the water vapor can be entered from the cross section of the water vapor barrier film 108 and the back sheet 110 and the cross section of the peripheral sealing material 106.
  • the support 108a of the water vapor barrier film 108 and the support 110a of the back sheet 110 are formed of a material having a water vapor transmission rate of about 5 g / m 2 / day, such as PET.
  • the peripheral sealing material 106 is made of polyisobutylene having a water vapor transmission rate of 0.05 to 0.5 g / m 2 / day as a main raw material, and more preferably containing a hygroscopic material. For this reason, the water vapor entering from the film end of the electronic module 100 is mainly routed through the support 108a of the water vapor barrier film 108 and the support 110a of the back sheet 110. As described above, in the electronic module 100, the support 108a of the water vapor barrier film 108 and the support 110a of the back sheet 110 serve as a moisture ingress path P (leakage path), and the amount of moisture intrusion into the electronic module 100 is reduced. There are many problems. For this reason, when the electronic device 102 is easily affected by moisture, the reliability of the electronic module 100 is deteriorated.
  • the object of the present invention is to eliminate the problems based on the above prior art, and even if the internal electronic device is sensitive to moisture, it suppresses the deterioration of the electronic device and ensures high reliability over a long period of time. It is to provide an electronic module that can be used.
  • the present invention provides at least an electronic device in which an electronic element is provided on a flexible substrate that does not transmit water vapor, and a peripheral sealing material provided on the periphery of the flexible substrate of the electronic device. And a water vapor barrier film provided so as to close a region surrounded by the peripheral sealing material, and the peripheral sealing material has a square root twice as large as a diffusion coefficient (a standard of a diffusion distance in a certain time) as K.
  • K 0.1 cm / ⁇ h or less
  • the water vapor barrier film has at least one inorganic layer formed on a support made of transparent resin, and the support is on the peripheral sealing material side.
  • the region surrounded by the peripheral sealing material is preferably filled with a filler.
  • the water vapor barrier film has a support thickness of 250 ⁇ m or less.
  • the peripheral sealing material preferably has a water vapor transmission rate of 2.0 g / m 2 / day or less.
  • a peripheral sealing material contains a polyisobutylene.
  • the flexible substrate of the electronic device includes one or more metal layers and an insulating layer formed on the metal layer, and an electronic element in which a lower electrode and a CIGS film are stacked on the insulating layer is formed.
  • the peripheral sealing material is preferably provided in contact with the insulating layer or the lower electrode.
  • an impact-resistant absorption layer is provided on the water vapor barrier film
  • a pressure-resistant layer is provided on the lower surface of the flexible substrate
  • the impact-resistant absorption layer and the pressure-resistant layer are made of a polycarbonate resin. preferable.
  • the amount of moisture entering the electronic module is reduced, and even if the internal electronic device is sensitive to moisture, the deterioration of the electronic device can be suppressed and the life can be extended. Can be realized.
  • high reliability can be ensured for a long period of time with respect to the electronic module.
  • (A) is typical sectional drawing which shows the electronic module of embodiment of this invention
  • (b) is a typical top view which shows the electronic device of the electronic module of Fig.1 (a). It is typical sectional drawing which shows an example of the solar cell submodule illustrated as an electronic device of the electronic module of embodiment of this invention. It is typical sectional drawing which shows the other example of the electronic module of embodiment of this invention. It is a graph which shows the relationship between the thickness of a support body, and water vapor permeability.
  • (A) is a typical top view which shows the glass plate used for a moisture penetration test
  • (b) is typical sectional drawing which shows the test body used for a moisture penetration test. It is typical sectional drawing which shows the conventional electronic module.
  • FIG. 1A is a schematic cross-sectional view showing an electronic module according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is a schematic plan view showing an electronic device of the electronic module in FIG.
  • An electronic module 10 illustrated in FIG. 1A includes an electronic device 12, a peripheral sealing material 14, a filler 16, and a water vapor barrier film 18.
  • the electronic device 12 includes at least a flexible substrate 20 that does not transmit water vapor and an electronic element 22 formed on the flexible substrate 20.
  • an electronic element 22 which is sensitive to moisture, a photoelectric conversion element having a photoelectric conversion layer such as a CIS film or a CIGS film, an organic EL element (OLED), an a-Si solar cell element, and an organic thin film solar cell element (OPV) ) Etc. Details of the flexible substrate 20 and the electronic element 22 will be described later.
  • the electronic element 22 is not formed on the peripheral portion 23 of the flexible substrate 20, and the peripheral sealing material 14 (see FIG. 1A) is attached to the peripheral portion 23. It arrange
  • a region D surrounded by the peripheral seal material 14 is filled with a filler 16, and the filler 16 is filled up to the upper surface 14 a of the peripheral seal material 14.
  • a water vapor barrier film 18 is provided on the upper surface 14 a of the peripheral sealing material 14 so as to cover a region D surrounded by the peripheral sealing material 14 filled with the filler 16.
  • the water vapor barrier film 18 has a support 24 made of a transparent resin and a water vapor barrier layer 26 formed on the support 24.
  • the water vapor barrier film 18 is disposed with the support 24 facing the peripheral sealing material 14, and light enters the electronic element 22 of the electronic device 12 from the water vapor barrier film 18 side.
  • the moisture entry path P is a support for the water vapor barrier film 18 as shown in FIG. Only 24 is used, so that the water vapor cross-sectional area can be halved. Thereby, water vapor transmission rate can be lowered.
  • the support 110a of the back sheet 110 is also the moisture ingress path P. .
  • the electronic module 10 according to the present embodiment can reduce the amount of water vapor entering by reducing the moisture ingress path P compared to the conventional one.
  • the electronic element 22 of the electronic device 12 is sensitive to moisture, the deterioration of the electronic element 22 of the electronic device 12 can be suppressed, and the life of the electronic module 10 can be increased.
  • high reliability can be ensured for the electronic module 10 over a long period of time.
  • the electronic module 10 can be manufactured as follows, for example. First, the electronic device 12 is prepared. Next, the peripheral sealing material 14 is disposed on the peripheral electrode 23 where the outermost surface of the lower electrode of the electronic device 12 or the flexible substrate 20 is exposed, and the peripheral sealing material is formed in a region D surrounded by the peripheral sealing material 14. A sheet-like filler 16 having the same thickness as 14 is disposed. And the water vapor
  • the peripheral sealing material 14 suppresses moisture intrusion from the periphery of the electronic module 10, suppresses moisture ingress from the outside of the electronic module 10 to the electronic element 22 whose performance is likely to deteriorate due to moisture, and reduces the performance of the electronic module 10. Is to prevent. In particular, in the electronic element 22 that is easily affected by moisture, the performance deterioration can be suppressed.
  • the diffusion coefficient indicating the diffusion distance per time when shifting from the non-equilibrium state to the equilibrium state with respect to moisture ingress, and the equilibrium state (one is a humidity atmosphere, the other is Both the water vapor transmission rate indicating the amount of water movement per hour in the dry atmosphere) is specified.
  • the diffusion coefficient indicates the distance at which moisture enters the peripheral sealing material 14 regardless of the amount of water around the peripheral sealing material 14, and indicates the degree of moisture penetration.
  • the water vapor transmission rate indicates the amount of moisture movement.
  • the degree to which moisture enters first is defined, and further, the amount of moisture intrusion is defined to prevent the peripheral sealing material 14 from becoming a moisture ingress path. 22 performance degradation is suppressed.
  • the peripheral sealing material 14 is formed using, for example, polyisobutylene (PIB), ionomer, TPU (thermoplastic elastomer), PVB (polyvinyl butyral), TPO (olefin elastomer), or the like. These main materials may further contain a hygroscopic material such as talc (hydrous magnesium silicate) or calcium oxide. As such a material, the above-mentioned material polyisobutylene (PIB), ionomer, TPU, PVB, TPO alone, or a mixture of polyisobutylene and talc, or magnesium oxide is preferable.
  • PIB polyisobutylene
  • TPU thermoplastic elastomer
  • PVB polyvinyl butyral
  • TPO olefin elastomer
  • the support 24 of the water vapor barrier film 18 is composed of a resin film such as PET, as will be described later.
  • PET has a water vapor transmission rate (WVTR) of 5 g / m 2 / day, and unless the water vapor transmission rate (WVTR) is sufficiently lower than this, the peripheral sealing material 14 becomes a moisture ingress route.
  • the peripheral sealing material 14 may be any material as described above with respect to the water vapor transmission rate (WVTR), and the water vapor transmission rate (WVTR) of a resin film such as PET constituting the support 24. It is preferable to set it as 2.0 g / m ⁇ 2 > / day or less which is a half or less. Thereby, the influence of the water
  • the filler 16 seals the electronic element 22 of the electronic device 12.
  • ionomer resin EVA (ethylene vinyl acetate), PVB, PE (polyethylene), olefin-based adhesive, polyurethane-based adhesive, and the like can be used.
  • various kinds of materials used as sealing materials in known solar cell modules can be used.
  • the thermoplastic olefin polymer resin and the thermoplastic polyurethane resin are preferable as the filler 16 because of excellent adhesiveness.
  • the adhesion to the filler 16 can be enhanced by applying a primer to the adherend or applying a corona treatment.
  • the water vapor barrier film 18 is for protecting the electronic device 12, particularly the electronic element 22 from moisture.
  • various resin films such as a PET film and a PEN film are used as the support 24 made of a transparent resin.
  • the transparent resin preferably has a total light transmittance of 85% at a wavelength of 400 to 1400 nm, more preferably 90% or more.
  • the water vapor transmission rate can be reduced by setting the thickness of the support 24 to 250 ⁇ m or less. For this reason, the thickness of the support 24 is preferably 250 ⁇ m or less.
  • the water vapor barrier layer 26 is composed of at least one inorganic compound layer (hereinafter also referred to as an inorganic layer), and thereby exhibits a water vapor barrier property.
  • the inorganic layer may be oxidized near the interface with the support 24 or an organic film described later.
  • the inorganic layer of the water vapor barrier layer 26 is composed of an inorganic compound such as a diamond-like compound, a metal oxide, a metal nitride, a metal carbide, a metal oxynitride, or a metal oxycarbide.
  • the inorganic compound contains, for example, one or more metals selected from diamond-like carbon (DLC), diamond-like carbon containing silicon, Si, Al, In, Sn, Zn, Ti, Cu, Ce, or Ta. Examples thereof include oxides, nitrides, carbides, oxynitrides, and oxide carbides.
  • a metal oxide, nitride, or oxynitride selected from Si, Al, In, Sn, Zn, and Ti is preferable.
  • a metal oxide, nitride, or oxynitride of Si or Al is preferable.
  • These inorganic layers are formed by, for example, a plasma CVD method or a sputtering method.
  • the water vapor barrier film 18 for example, an organic compound layer (hereinafter also referred to as an organic layer) as an underlayer is formed on a support 24 of various resin films such as a PET film and a PEN film.
  • the above-described inorganic layer may be formed on the layer.
  • the water vapor barrier film 18 having such a configuration, higher water vapor barrier properties can be obtained.
  • the water vapor barrier film 18 may have a configuration in which an organic layer, an inorganic layer, and an organic layer are laminated on the support 24 as the water vapor barrier layer 26.
  • acrylic resins and methacrylic resins are particularly preferable.
  • Such an organic layer is formed by, for example, a coating method using a known coating means such as a roll coating method or a spray coating method, a flash vapor deposition method, or the like.
  • a coating method using a known coating means such as a roll coating method or a spray coating method, a flash vapor deposition method, or the like.
  • various functions such as a contact
  • One or more layers may be formed.
  • a CIGS solar cell submodule will be described as an example of the electronic device 12.
  • a plurality of solar cells (photoelectric conversion elements) 50 having a stacked structure are formed on the flexible substrate 20 as the electronic element 22.
  • a lower electrode 52 In the solar battery cell 50, a lower electrode 52, a photoelectric conversion layer 54 made of a CIGS semiconductor compound, a buffer layer 56, and an upper electrode 58 are laminated.
  • the solar cell submodule includes a first conductive member 62 and a second conductive member 64.
  • the lower electrode 52 is also called a back electrode
  • the upper electrode 58 is also called a transparent electrode.
  • the flexible substrate 20 is, for example, a metal substrate that includes a base material 40, an Al (aluminum) base material 42, and an insulating layer 44.
  • the base material 40 and the Al base material 42 are integrally formed.
  • the insulating layer 44 is an anodic oxide film having an Al porous structure formed by anodizing the surface of the Al base 42.
  • a clad base material in which the base material 40 and the Al base material 42 are laminated and integrated is referred to as a metal base material 43.
  • the flexible substrate 20 has, for example, a flat plate shape, and the shape and size thereof are appropriately determined according to the size and the like of the solar cell submodule.
  • carbon steel, heat-resistant steel, or stainless steel is used for the (metal) base material 40 that constitutes the flexible substrate 20.
  • the carbon steel for example, carbon steel for machine structure having a carbon content of 0.6% by mass or less is used.
  • carbon steel for machine structure what is generally called SC material is used, for example.
  • SUS430, SUS405, SUS410, SUS436, SUS444, etc. can be used.
  • SPCC cold rolled steel sheet
  • a Kovar alloy (5 ppm / K)
  • titanium, or a titanium alloy may be used as titanium.
  • pure Ti (9.2 ppm / K) is used, and as a titanium alloy, Ti-6Al-4V or Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn, which is a wrought alloy, is used.
  • the thickness of the base material 40 affects flexibility, it is preferable to make it thin within a range that does not involve an excessive lack of rigidity.
  • the thickness of the substrate 40 is, for example, 10 to 800 ⁇ m. Preferably, it is 30 to 300 ⁇ m. More preferably, it is 50 to 150 ⁇ m. It is desirable to reduce the thickness of the base material 40 from the viewpoint of raw material costs, and the crack-generating bending radius of the layer formed on the surface can be reduced.
  • the Al base material 42 is mainly composed of Al, and the main component of aluminum is that the aluminum content is 90% by mass or more.
  • Various types of Al and Al alloys can be used for the Al base 42.
  • the Al base material 42 is, for example, a known material described in Aluminum Handbook 4th Edition (Light Metals Association (1990)), specifically, a 1000 series alloy such as JIS1050 material and JIS1100 material, JIS3003 material, JIS3004. Materials, 3000 series alloys such as JIS3005 material, 6000 series alloys such as JIS6061 material, JIS6063 material, JIS6101 material, and internationally registered alloy 3103A can be used.
  • Al having a purity of 99% by mass or more with few impurities is preferable.
  • the purity examples include 99.99 mass% Al, 99.96 mass% Al, 99.9 mass% Al, 99.85 mass% Al, 99.7 mass% Al, and 99.5 mass% Al. preferable.
  • industrial Al can also be utilized. Use of industrial Al is advantageous in terms of cost.
  • the thickness of the Al base 42 is not particularly limited and may be appropriately selected. In the state where the electronic device 12 is obtained, it is preferably 0.1 ⁇ m or more and not more than the thickness of the base 40.
  • the Al base material 42 is a pretreatment of the Al surface, formation of the insulating layer 44 by anodic oxidation, and generation of an intermetallic compound on the surface of the Al base material 42 and the base material 40 during the film formation of the photoelectric conversion layer 54 Etc., the thickness is reduced. Therefore, the thickness at the time of formation of the Al base material 42 to be described later takes into account the thickness reduction caused by these, and in the state where the electronic device 12 is formed, the Al base material is interposed between the base material 40 and the insulating layer 44.
  • the thickness of the Al base 42 is required to be 10 to 50 ⁇ m in order to form an insulating layer by anodic oxidation.
  • the surface roughness of the surface 44a of the insulating layer 44 is, for example, an arithmetic average roughness Ra of 1 ⁇ m or less, preferably 0.5 ⁇ m or less, and more preferably 0.1 ⁇ m or less.
  • an insulating layer 44 is formed on the Al base 42 (on the side opposite to the base 40).
  • the anodic oxide film having a porous structure constituting the insulating layer 44 is an alumina oxide film having pores of several tens of nm, and is caused by bending resistance and a difference in thermal expansion at high temperature due to the low Young's modulus of the film. High crack resistance.
  • the thickness of the insulating layer 44 is preferably 2 ⁇ m or more, and more preferably 5 ⁇ m or more. When the thickness of the insulating layer 44 is excessively large, it is not preferable because flexibility is deteriorated and cost and time required for forming the insulating layer 44 are required. Actually, the thickness of the insulating layer 44 is 50 ⁇ m or less, preferably 30 ⁇ m or less at maximum. Therefore, the preferred thickness of the insulating layer 44 is 2 to 50 ⁇ m.
  • an insulating layer 44 (insulating oxide film) having a plurality of pores formed by anodic oxidation on a metal base 43 having a thickness of 50 to 200 ⁇ m is formed. Therefore, high insulation is ensured.
  • the flexible substrate 20 may be subjected to a specific sealing treatment after the insulating layer 44 is formed by anodizing the Al base 42.
  • the manufacturing process may include various processes other than the essential processes.
  • a degreasing process for removing the adhering rolling oil For example, a degreasing process for removing the adhering rolling oil, a desmutting process for dissolving the smut on the surface of the Al base 42, a roughening process for roughening the surface of the Al base 42,
  • the flexible substrate 20 is preferably subjected to an anodizing process for forming an anodized film on the surface and a sealing process for sealing the micropores of the anodized film.
  • substrate 20 makes the flexible substrate 20 whole the flexible substrate 20 by making all the base material 40, Al base material 42, and the insulating layer 44 flexible. Be flexible.
  • an alkali supply layer, a lower electrode, a light conversion layer, an upper electrode, and the like described later can be formed on the insulating layer 44 side of the flexible substrate 20 by a roll-to-roll method.
  • an electronic element 22 in which a plurality of solar cells 50 are electrically connected in series is manufactured by adding a scribe process for separating and accumulating elements between the respective film forming processes to the production by the roll-to-roll method. can do.
  • the flexible substrate 20 is not limited to the formation of the Al base material 42 and the insulating layer 44 on only one surface of the base material 40, but the Al base material 42 is formed on both surfaces of the base material 40.
  • a substrate in which the insulating layer 44 is formed on the base 42 or a substrate in which the Al base 42 and the insulating layer 44 are formed on both surfaces of the base 40 may be used as the substrate.
  • an Al layer may be a single layer, that is, an Al substrate provided with an insulating layer composed of the above-described anodic oxide film.
  • the metal substrate 43 may have a single layer structure other than the Al substrate.
  • the metal substrate a material in which a metal oxide film formed on the surface of the metal substrate by anodic oxidation is an insulator can be used. Therefore, in addition to aluminum (Al), specifically, zirconium (Zr), titanium (Ti), magnesium (Mg), copper (Cu), niobium (Nb), tantalum (Ta), etc., and their Alloys can be used. Aluminum is most preferable from the viewpoint of cost and characteristics required for the solar cell module. Also, a so-called clad material may be used in which the above metal layer is formed by rolling or hot dipping on a steel plate such as mild steel or stainless steel in order to improve heat resistance.
  • the flexible substrate 20 is composed of a metal, an alloy, an oxide, or the like, and does not transmit water vapor due to these properties and film thickness.
  • an alkali supply layer 60 is formed between the insulating layer 44 (flexible substrate 20) and the lower electrode 52, that is, on the surface 44a of the insulating layer 44, as an alkali metal supply source to the photoelectric conversion layer 54.
  • the alkali supply layer 60 is included in the electronic element 22. It is known that when an alkali metal, particularly Na, is diffused into the photoelectric conversion layer 54 made of CIGS, the photoelectric conversion efficiency is increased.
  • the alkali supply layer 60 is a layer for supplying an alkali metal to the photoelectric conversion layer 54 and is a layer of a compound containing an alkali metal.
  • alkali metal diffuses into the photoelectric conversion layer 54 through the lower electrode 52, and photoelectric conversion is performed.
  • the conversion efficiency of the layer 54 can be improved.
  • the alkali supply layer 60 is not particularly limited, but is most preferably formed by a liquid phase method. Hereinafter, the alkali supply layer 60 formed by the liquid phase method will be described in detail.
  • the alkali supply layer 60 is, for example, an alkali metal silicate layer.
  • the alkali metal of the alkali metal silicate layer is preferably sodium, and more preferably contains two types of sodium and lithium or potassium, such as lithium and sodium, or potassium and sodium.
  • the insulation can be increased, and the power generation efficiency can be increased.
  • Preferred examples of the silicon source and alkali metal source of the alkali metal silicate layer formed by the liquid phase method include sodium silicate, lithium silicate, and potassium silicate.
  • a method for producing sodium silicate, lithium silicate, and potassium silicate a wet method, a dry method, and the like are known, and silicon oxide is dissolved in sodium hydroxide, lithium hydroxide, or potassium hydroxide, respectively. It can be produced by a technique.
  • alkali metal silicates having various molar ratios are commercially available and can be used.
  • lithium silicate As sodium silicate, lithium silicate, and potassium silicate, various molar ratios of sodium silicate, lithium silicate, and potassium silicate are commercially available. As an index indicating the ratio of silicon and alkali metal, a molar ratio of SiO 2 / A 2 O (A: alkali metal) is often used.
  • lithium silicate there are lithium silicate 35, lithium silicate 45, lithium silicate 75, etc. manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.
  • potassium silicate No. 1 potassium silicate, No. 2 potassium silicate and the like are commercially available.
  • sodium silicate sodium orthosilicate, sodium metasilicate, No. 1 sodium silicate, No. 2 sodium silicate, No. 3 sodium silicate, No. 4 sodium silicate, etc. are known. High mol sodium silicates up to several tens are also commercially available.
  • the alkali metal contains two types of sodium and lithium or potassium
  • the two types of sodium silicate and lithium silicate, sodium silicate and potassium silicate may be used as the source.
  • the alkali metal silicate layer contains lithium silicate and sodium silicate, lithium silicate and sodium hydroxide, or lithium hydroxide and sodium silicate
  • the alkali metal silicate layer is potassium silicate And sodium silicate, or by mixing potassium hydroxide and sodium silicate, or potassium silicate and sodium hydroxide, respectively, with water in any ratio, or lithium silicate and sodium silicate or An alkali metal silicate layer comprising potassium silicate and sodium silicate can be made.
  • nitrates, sulfates, acetates, phosphates, chlorides, bromides, and iodides are used.
  • the above-mentioned silicon source and alkali metal source are mixed with water at an arbitrary ratio, whereby the alkali metal silicate layer coating solution of the present invention can be obtained.
  • the viscosity of the coating solution can be adjusted to determine appropriate coating conditions.
  • the method for applying the coating liquid on the substrate is not particularly limited. For example, doctor blade method, wire bar method, gravure method, spray method, dip coating method, spin coating method, capillary coating method, etc. Can be used.
  • An alkali metal silicate layer can be produced by applying a coating solution on a substrate and then performing a heat treatment.
  • the heat treatment is performed under a pressure lower than atmospheric pressure, preferably a total pressure of 1 ⁇ 10 4 Pa.
  • the atmosphere is more preferably a total pressure of 1 ⁇ 10 2 Pa or less, further preferably 1 Pa or less, and particularly preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 2 Pa or less.
  • the thickness of the alkali metal silicate layer after the heat treatment is 0.01 to 2 ⁇ m, preferably 0.05 to 1.5 ⁇ m, more preferably 0.1 to 1 ⁇ m. If the thickness of the alkali metal silicate layer is greater than 2 ⁇ m, the amount of shrinkage of the alkali metal silicate during the heat treatment increases and cracks are likely to occur, which is not preferable.
  • the alkali metal silicate layer may contain boron, and boron is incorporated into a glass network composed of silicon-oxygen to form a uniform glass. As a result, the micro structure of the glass changes and the stability of alkali metal ions in the glass is improved, so that the release of alkali metal ions is suppressed and segregation to the surface of the alkali metal ions does not occur. Presumed. Therefore, the alkali metal silicate layer is formed as a single layer of boron, silicon, and alkali metal. For example, a layer containing boron is formed on the surface of the alkali metal silicate layer. Does not include anything. Examples of the boron source include boric acid and borates such as sodium tetraborate.
  • a soda lime glass sputter layer may be formed as the alkali supply layer 60 by using a sputtering method.
  • the alkali supply layer 60 is not limited, and a compound containing an alkali metal (a composition containing an alkali metal compound) such as NaO 2 , Na 2 S, Na 2 Se, NaCl, NaF, and sodium molybdate is used.
  • main components can be used.
  • a compound containing SiO 2 (silicon oxide) as a main component and NaO 2 (sodium oxide) is preferable. Since the compound of SiO 2 and NaO 2 has poor moisture resistance and the Na component is easily separated into a carbonate, the metal component to which Ca is added is more preferably an oxide composed of three components of Si—Na—Ca. preferable.
  • the alkali metal supply source to the photoelectric conversion layer 54 is not limited to the alkali supply layer 60 alone.
  • the insulating layer 44 is the above-described porous anodic oxide film
  • a compound containing an alkali metal is introduced into the porous layer of the insulating layer 44 in addition to the alkali supply layer 60, so that the photoelectric conversion layer is formed.
  • An alkali metal supply source to 54 may be used.
  • the alkali supply layer 60 may not be provided, and a compound containing an alkali metal may be introduced only into the porous layer of the insulating layer 44 to serve as an alkali metal supply source to the photoelectric conversion layer 54.
  • the alkali supply layer 60 when the alkali supply layer 60 is formed by sputtering, only the alkali supply layer 60 in which a compound containing an alkali metal does not exist in the insulating layer 44 can be formed.
  • the insulating layer 44 is a porous anodic oxide film, and when the alkali supply layer 60 is formed by sol-gel reaction or dehydration drying of a sodium silicate aqueous solution, not only the alkali supply layer 60 but also the insulating layer 44 By introducing a compound containing an alkali metal into the porous layer, both the insulating layer 44 and the alkali supply layer 60 can serve as an alkali metal supply source to the photoelectric conversion layer 54.
  • the lower electrode 52 is formed on the alkali supply layer 60 by being arranged with a predetermined gap (P 1) 53 between the adjacent lower electrode 52.
  • a photoelectric conversion layer 54 is formed on the lower electrode 52 while filling the gap 53 between the lower electrodes 52.
  • a buffer layer 56 is formed on the surface of the photoelectric conversion layer 54.
  • the photoelectric conversion layer 54 and the buffer layer 56 are arranged on the lower electrode 52 with a predetermined gap (P2) 57.
  • the gap 53 between the lower electrode 52 and the gap 57 between the photoelectric conversion layer 54 (buffer layer 56) are formed at different positions in the arrangement direction of the solar cells 50.
  • an upper electrode 58 is formed on the surface of the buffer layer 56 so as to fill the gap 57 of the photoelectric conversion layer 54 (buffer layer 56).
  • the upper electrode 58, the buffer layer 56, and the photoelectric conversion layer 54 are arranged with a predetermined gap (P 3) 59.
  • the interval 59 is provided at a position different from the gap between the lower electrode 52 and the gap between the photoelectric conversion layer 54 (buffer layer 56).
  • the solar cells 50 are electrically connected in series in the longitudinal direction (arrow L direction) of the flexible substrate 20 by the lower electrode 52 and the upper electrode 58.
  • the lower electrode 52 is made of, for example, a Mo film.
  • the photoelectric conversion layer 54 is composed of a semiconductor compound having a photoelectric conversion function, for example, a CIS film or a CIGS film.
  • the buffer layer 56 is made of, for example, CdS, and the upper electrode 58 is made of, for example, ZnO.
  • the solar battery cell 50 is formed to extend long in the width direction orthogonal to the longitudinal direction L of the flexible substrate 20. For this reason, the lower electrode 52 and the like also extend long in the width direction of the flexible substrate 20.
  • a first conductive member 62 is connected on the lower electrode 52 at the right end.
  • the first conductive member 62 is for taking out an output from a negative electrode to be described later.
  • the first conductive member 62 is, for example, an elongated belt-like member, extends substantially linearly in the width direction of the flexible substrate 20, and is connected to the lower electrode 52 at the right end.
  • the first conductive member 62 is, for example, a copper ribbon 62 a covered with a coating material 62 b made of indium copper alloy.
  • the first conductive member 62 is connected to the lower electrode 52 by, for example, ultrasonic soldering.
  • the first conductive member 62 may be a conductive tape having an embossed structure obtained by hot-plating In—Sn on a copper foil, and this conductive tape is connected by being bonded to the lower electrode 52 by pressure bonding with a roller.
  • a second conductive member 64 is formed on the leftmost lower electrode 52.
  • the second conductive member 64 is for taking out the output from the positive electrode, which will be described later, to the outside, and is a strip-like member similar to the first conductive member 62 and is substantially straight in the width direction of the flexible substrate 20. And is connected to the lower electrode 52 at the left end.
  • the second conductive member 64 has the same configuration as that of the first conductive member 62.
  • the copper ribbon 64a is covered with a coating material 64b of indium copper alloy.
  • connection may be made by a conductive tape.
  • the first conductive member 62 and the second conductive member 64 are extended to the outside during modularization and connected to terminals and the like.
  • the lower electrode 52 exposed at the end in the longitudinal direction L corresponds to the peripheral edge 23 shown in FIG. 1B, and the peripheral sealing material 14 is provided here.
  • the peripheral sealing material 14 may be provided not on the lower electrode 52 but on the surface 60a of the alkali supply layer 60 by removing the lower electrode 52 by scribing or the like. Further, the lower electrode 52 and the alkali supply layer 60 may be removed by scribing or the like, and the peripheral sealing material 14 may be provided on the surface 44 a of the insulating layer 44. In any case, good adhesion with the peripheral sealing material 14 can be obtained, and moisture intrusion into the electronic module 10 can be suppressed.
  • the electronic device 12 when light enters the solar cell 50 from the upper electrode 58 side, this light passes through the upper electrode 58 and the buffer layer 56, and an electromotive force is generated in the photoelectric conversion layer 54. A current is generated from the upper electrode 58 toward the lower electrode 52. Note that the arrows shown in FIG. 2 indicate the direction of current, and the direction of movement of electrons is opposite to the direction of current. For this reason, in the photoelectric conversion unit 48, the leftmost lower electrode 52 in FIG. 2 becomes a positive electrode (positive electrode), and the rightmost lower electrode 52 becomes a negative electrode (negative electrode). Electric power generated in the electronic device 12 can be taken out of the electronic device 12 from the first conductive member 62 and the second conductive member 64.
  • the first conductive member 62 is a negative electrode
  • the second conductive member 64 is a positive electrode
  • the first conductive member 62 and the second conductive member 64 may have opposite polarities, and are appropriately changed according to the configuration of the solar cell 50, the configuration of the electronic device 12, and the like.
  • each photovoltaic cell 50 was formed so that it might be connected in series with the longitudinal direction L of the flexible substrate 20 by the lower electrode 52 and the upper electrode 58, it is not limited to this.
  • each solar battery cell 50 may be formed such that each solar battery cell 50 is connected in series in the width direction by the lower electrode 52 and the upper electrode 58.
  • the lower electrode 52 and the upper electrode 58 are both for taking out the current generated in the photoelectric conversion layer 54. Both the lower electrode 52 and the upper electrode 58 are made of a conductive material. The upper electrode 58 on the light incident side needs to have translucency.
  • the lower electrode 52 is made of, for example, Mo, Cr, or W and a combination thereof.
  • the lower electrode 52 may have a single layer structure or a laminated structure such as a two-layer structure.
  • the lower electrode 52 is preferably composed of Mo.
  • the lower electrode 52 preferably has a thickness of 100 nm or more, and more preferably 0.45 to 1.0 ⁇ m.
  • the method for forming the lower electrode 52 is not particularly limited, and can be formed by a vapor deposition method such as an electron beam evaporation method or a sputtering method.
  • the upper electrode 58 is made of, for example, ZnO, ITO (indium tin oxide) or SnO 2 to which Al, B, Ga, In, or Sb is added, and a combination thereof.
  • the upper electrode 58 may have a single layer structure or a laminated structure such as a two-layer structure. Further, the thickness of the upper electrode 58 is not particularly limited, and is preferably 0.3 to 1 ⁇ m.
  • the formation method of the upper electrode 58 is not particularly limited, and can be formed by a vapor deposition method such as an electron beam evaporation method, a sputtering method, a CVD method, or a coating method.
  • the buffer layer 56 is formed to protect the photoelectric conversion layer 54 when the upper electrode 58 is formed and to transmit light incident on the upper electrode 58 to the photoelectric conversion layer 54.
  • the buffer layer 56 is made of, for example, CdS, ZnS, ZnO, ZnMgO, ZnS (O, OH), or a combination thereof.
  • the buffer layer 56 preferably has a thickness of 0.03 to 0.1 ⁇ m.
  • the buffer layer 56 is formed by, for example, a CBD (chemical bath) method.
  • the photoelectric conversion layer 54 is a layer that absorbs light that has passed through the upper electrode 58 and the buffer layer 56 and generates a current, and has a photoelectric conversion function.
  • the photoelectric conversion layer 54 is composed of a CIGS film, and the CIGS film is made of a semiconductor having a chalcopyrite crystal structure.
  • the composition of the CIGS film is, for example, Cu (In 1-x Ga x ) Se 2 (CIGS).
  • CIGS film forming method 1) a multi-source deposition method, 2) a selenization method, 3) a sputtering method, 4) a hybrid sputtering method, and 5) a mechanochemical process method are known.
  • Other CIGS film forming methods include screen printing, proximity sublimation, MOCVD, and spray (wet film forming).
  • a fine particle film containing an Ib group element, a IIIb group element, and a VIb group element is formed on a substrate by a screen printing method (wet film forming method) or a spray method (wet film forming method), and then pyrolyzed ( At this time, a crystal having a desired composition can be obtained by performing a thermal decomposition treatment in a VIb group element atmosphere (JP-A-9-74065, JP-A-9-74213, etc.).
  • a film forming method shows good photoelectric conversion efficiency if CIGS is formed on the substrate as long as the temperature is 500 ° C. or higher, but the process time is short in consideration of manufacturing in a roll-to-roll method. Multisource deposition is preferred.
  • the bilayer method is suitable.
  • the electronic device 12 of the present invention is manufactured by manufacturing the solar cells 50 in series on the flexible substrate 20 described above. What is necessary is just to carry out similarly to a solar cell.
  • an example of a manufacturing method of the electronic device 12 illustrated in FIG. 2 will be described.
  • the flexible substrate 20 formed as described above is prepared.
  • a mixed solution of, for example, Na 4 SiO 4 , Li 4 SiO 4 , and H 3 BO 3 is baked on the surface 44 a of the insulating layer 44 of the flexible substrate 20, and a glass layer containing Na is added to the alkali supply layer. 60.
  • a Mo film to be the lower electrode 52 is formed on the surface of the alkali supply layer 60 by, for example, a sputtering method using a film forming apparatus.
  • a predetermined position of the Mo film is scribed to form a gap 53 extending in the width direction of the flexible substrate 20.
  • the lower electrodes 52 separated from each other by the gap 53 are formed.
  • a CIGS film is formed as the photoelectric conversion layer 54 (p-type semiconductor layer) so as to cover the lower electrode 52 and fill the gap 53.
  • This CIGS film is formed by any of the film forming methods described above.
  • a CdS layer (n-type semiconductor layer) to be the buffer layer 56 is formed on the photoelectric conversion layer 54 (CIGS film) by, for example, a CBD (chemical bath) method. Thereby, a pn junction semiconductor layer is formed.
  • a predetermined position different from the gap 53 in the arrangement direction of the solar cells 50 is scribed using, for example, a laser scribing method to reach the lower electrode 52 extending in the width direction of the flexible substrate 20.
  • a gap 57 is formed.
  • the buffer layer 56 for example, an ITO layer, a ZnO layer to which Al, B, Ga, Sb or the like is added is formed by sputtering or coating so as to fill the gap 57.
  • the gap 53 and the gap 57 are lower electrodes extending in the width direction of the flexible substrate 20 by scribing, for example, a laser scribe method at different positions in the arrangement direction of the solar cells 50.
  • a gap 59 reaching 52 is formed. Thereby, the photovoltaic cell 50 is formed.
  • the solar cells 50 formed on the lower electrodes 52 at the left and right ends in the longitudinal direction L of the flexible substrate 20 are removed by, for example, laser scribing or mechanical scrubbing to expose the lower electrodes 52.
  • the first conductive member 62 is connected to the lower electrode 52 at the right end, and the second conductive member 64 is connected to the lower electrode 52 at the left end using, for example, ultrasonic soldering.
  • an electronic element 22 in which a plurality of solar cells 50 are electrically connected in series can be formed on the flexible substrate 20.
  • the shock-resistant absorption layer 28 is provided on the surface 18a of the water vapor barrier film 18 (the surface of the water vapor barrier layer 26) via the resin layer 29, and the electronic
  • the pressure-resistant layer 30 may be provided on the lower surface 12 a of the device 12 (the lower surface of the flexible substrate 20) via the resin layer 29.
  • the shock resistant absorbing layer 28 and the pressure resistant layer 30 are made of, for example, polycarbonate resin. Since the resin layer 29 used for the shock-resistant absorbing layer 28 and the pressure-resistant layer 30 can be the same as that of the filler 16, detailed description thereof is omitted.
  • the shock-resistant absorption layer 28 may be hit by rain, hail, hail, snow, stones, and the like, and protects the electronic device 12 from external forces and shocks applied from the outside. Is. Further, the impact resistant absorption layer 28 protects the electronic module 10 from dirt and the like, and suppresses a decrease in the amount of incident light on the electronic device 12 due to dirt and the like.
  • the pressure-resistant layer 30 protects the electronic module 10 from the back side.
  • the thicknesses of the shock-resistant absorbing layer 28 and the pressure-resistant layer 30 are, for example, 0.2 to 3 mm, and preferably 1.0 to 2.0 mm. If the thickness of the shock-resistant absorbing layer 28 and the pressure-resistant layer 30 is less than 0.2 mm, the electronic device 12 cannot be sufficiently protected from external force and impact applied from the outside. On the other hand, if the thickness of the shock absorbing layer 28 and the pressure resistant layer 30 exceeds 3 mm, the temperature distribution increases in the vertical direction during vacuum lamination, and the electronic module 10 may be warped. Further, it is desirable that the material is thin in view of material cost.
  • the polycarbonate resin constituting the shock-resistant absorbing layer 28 and the pressure-resistant layer 30 has a linear expansion coefficient of 60 ppm / K, which is 6 times larger than 10 ppm / K of the flexible substrate 20. For this reason, the internal distortion is greatly applied to the electronic module 10a.
  • the adhesiveness between the peripheral sealing material 14 and the electronic device 12 and the adhesiveness between the peripheral sealing material 14 and the water vapor barrier film 18 are good, and the same effect as the electronic module 10 can be obtained. .
  • the electronic module 10a since the electronic module 10a has a structure sandwiched between the shock-resistant absorption layer 28 and the pressure-resistant layer 30, it has excellent shock resistance.
  • the peripheral sealing material 14 is disposed on the peripheral portion 23 of the flexible substrate 20 of the electronic device 12, the filler 16 is filled, the water vapor barrier film 18 is disposed, and the shock absorbing layer 28 is further disposed. And after arrange
  • the present invention is basically configured as described above.
  • the electronic module of the present invention has been described in detail above.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements or modifications may be made without departing from the spirit of the present invention. .
  • the electronic module of the present invention will be described more specifically.
  • the electronic module of Example 1 shown below and the conventional electronic module of Comparative Example 1 were produced, the water vapor transmission rate was measured, and the moisture transmission rate was evaluated. The result is shown in FIG.
  • Example 1 is an electronic module 10 having the configuration shown in FIGS. 1A and 1B having the CIGS solar cell submodule shown in FIG. 2 as an electronic device.
  • the flexible substrate 20 has an anodic oxide film having a thickness of 10 ⁇ m as an insulating layer 44 on the surface of a clad material of Al (40 ⁇ m thickness) / SUS (70 ⁇ m thickness) / Al (40 ⁇ m thickness). The formed one was used.
  • the size of the flexible substrate is 30 cm ⁇ 30 cm.
  • a mixture of sodium silicate (Na 2 O.nSiO 2 .xH 2 O n 3 to 3.3), lithium silicate, and boric acid (H 3 BO 3 ) as an alkali supply layer 60 on the surface of the anodized film
  • the liquid was baked to form a glass layer containing Na to a thickness of 200 nm.
  • a Mo film having a thickness of 200 nm was formed by sputtering.
  • the photovoltaic cell 50 is formed by laminating the photoelectric conversion layer 54, the buffer layer 56 and the upper electrode 58 made of a CIGS semiconductor compound on the lower electrode 52 (Mo film). Produced.
  • the peripheral portion 23 of the flexible substrate 20 shown in FIG. 1B is removed by scribing to the photoelectric conversion layer 54 to expose the Mo film (lower electrode 52).
  • a peripheral sealing material 14 made of polyisobutylene as a main material with a width of 1 cm or more is disposed in the peripheral portion 23, and EVA resin is disposed as a filler 16 in a portion where the photoelectric conversion layer inside the peripheral sealing material 14 is present.
  • the water vapor barrier film 18 was disposed with the water vapor barrier layer 26 on the light incident surface side.
  • the water vapor barrier film 18 is composed of a PET support 24 having a thickness of 100 ⁇ m, an organic layer, and an SiN inorganic layer (water vapor barrier layer 26) from the electronic device 12 side.
  • the SiN inorganic layer may be oxidized in the vicinity of the interface.
  • a vacuum laminator is used, and the respective members are bonded and sealed in a vacuum laminating step at a temperature of 140 ° C. for 20 minutes to produce a water vapor sealed structure.
  • the comparative example 1 is the electronic module 100 of the structure shown in FIG. 6 which has the CIGS solar cell submodule shown in FIG. 2 as an electronic device.
  • the comparative example 1 is different from the first example in that the back sheet 110 is provided and the entire electronic device 102 is in the filler 16, and other configurations are the same as those in the first example. Therefore, detailed description is omitted.
  • the water vapor barrier film 108 was disposed on the front surface side of the electronic device 102, and the back sheet 110 was disposed on the back surface side.
  • the back sheet 110 is obtained by laminating a 50 ⁇ m thick stainless steel plate (SUS plate) and a white coat layer on a PET film having a thickness of 250 ⁇ m from the electronic device 102 side.
  • the water vapor barrier film has the same configuration as in Example 1. For this reason, the detailed description is abbreviate
  • a peripheral sealing material 106 mainly composed of polyisobutylene is disposed at the peripheral edge of the backsheet 110, and EVA resin is disposed as a filler 104 on the backsheet 110 surrounded by the peripheral sealing material 106.
  • the electronic device 102 is disposed on the electronic device 102, and EVA resin is disposed on the electronic device 102.
  • steam barrier film 108 is arrange
  • the respective members were laminated in this manner, using a vacuum laminator, the respective members were bonded and sealed in a vacuum laminating process at a temperature of 140 ° C. for 20 minutes to obtain an electronic module 100.
  • the peripheral sealing material 106 is adjacent to the support 108 a and the back sheet 110 of the water vapor barrier film 108 and is not in contact with the electronic device 102.
  • Example 1 and Comparative Example 1 the thickness of the support of the water vapor barrier film was changed to 200 ⁇ m, 100 ⁇ m, 50 ⁇ m, and 30 ⁇ m, and the water vapor permeability at each thickness was measured.
  • the water vapor transmission rate was measured as follows. First, the substrate on which Ca is formed before the sealing step is arranged on the CIGS solar cell submodule, and then sealing is performed. In an atmosphere with a temperature of 40 ° C. and a relative humidity of 90%, G.M. NISATO, P.I. C. P. BOUTEN, P.M. J. et al. The water vapor transmission rate was measured using the method described in SLIKKERVEER et al., SID Conference Record of the International Display Research Conference, pages 1435-1438 (hereinafter referred to as Document A).
  • a 1 shown in FIG. 4 is a configuration of the electronic module of the present invention, showing the change in water vapor transmission rate when changing the thickness of the support of the water vapor barrier film (WVTR).
  • a 2 shows a change in water vapor transmission rate (WVTR) when the thickness of the support of the water vapor barrier film is changed in the configuration of the conventional module.
  • the straight line B indicates the required performance of water vapor transmission rate (WVTR) required for the electronic module.
  • the conventional electronic module 100 does not satisfy the required performance of the water vapor barrier film even if the thickness of the support is changed.
  • seat is implement
  • the thickness is 250 ⁇ m or less, the thinner the support, the better the water vapor transmission rate.
  • a 5 cm ⁇ 5 cm glass plate 70 shown in FIG. 5B As shown in FIG. 5B, a peripheral sealing material 74 having a width of 1 cm is disposed on the peripheral edge 72 of the glass plate 70, and a Ca vapor deposition plate 78 is formed on the surface 76 of the glass plate 70 surrounded by the peripheral sealing material 74. Deploy. And the glass plate 70 shown to Fig.5 (a) is bonded together so that the Ca vapor deposition board 78 may be covered, and the test body 80 is prepared.
  • the electronic modules of Experimental Examples 1 to 4 shown below are manufactured, the water permeability is evaluated 10 times, and the number of times that the water suppression effect is obtained is confirmed, and the water penetration suppression is evaluated. did.
  • the results are shown in Table 2 below.
  • For the water vapor transmission rate similarly to the first example, a substrate on which Ca was formed before sealing was placed on a solar cell submodule, and the temperature described above was used at a temperature of 40 ° C. The measurement was performed in an atmosphere with a relative humidity of 90%. For this reason, the detailed description is abbreviate
  • Experimental Example 1 uses the electronic module of Example 1 of the first example. For this reason, the detailed description is abbreviate
  • Experimental Example 2 has the same configuration as that of the electronic module 10a shown in FIG. 3, and compared with Experimental Example 1, the surface 18a of the water vapor barrier film 18 (the surface of the water vapor barrier layer 26) is polycarbonate via the resin layer 29. A resin shock-resistant absorption layer 28 is provided, and a polycarbonate resin pressure-resistant layer 30 is provided on the lower surface 12 a of the electronic device 12 (lower surface of the flexible substrate 20) via a resin layer 29. Since the other configuration is the same as that of Experimental Example 1, detailed description thereof is omitted.
  • Experimental example 3 is different from Example 1 in that the peripheral sealing material is not a lower electrode (Mo film) but a photoelectric conversion layer (CIGS layer) which is a layer above the lower electrode (Mo film). Same as Experimental Example 1. For this reason, the detailed description is abbreviate
  • Experimental Example 4 is different from Experimental Example 2 in that the peripheral sealing material is not a lower electrode (Mo film) but a photoelectric conversion layer (CIGS layer) which is a layer above the lower electrode (Mo film). Same as Experimental Example 2. For this reason, the detailed description is abbreviate

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Abstract

　電子モジュールは、水蒸気を透過しない可撓性基板上に電子素子が設けられた電子デバイスと、電子デバイスの可撓性基板の周縁に設けられた周縁シール材と、周縁シール材に囲まれた領域を塞ぐように設けられた水蒸気バリアフィルムとを有する。周縁シール材は拡散係数の２倍の平方根をＫとするとき、Ｋ＝０．１ｃｍ／√ｈ以下である。水蒸気バリアフィルムは透明樹脂からなる支持体上に少なくとも１層以上の無機層が形成されたものであり、支持体が周縁シール材側に配置される。

Description

電子モジュール
　本発明は、有機ＥＬまたは太陽電池素子等を備える電子デバイスをモジュール化した電子モジュールに関し、特に、内部への水分の進入を抑制し、内部の電子デバイスが水分に対して敏感なものであっても、高い信頼性を確保できる電子モジュールに関する。
　従来から、水分等の進入を防ぐことを目的として、太陽電池セル等の電子デバイスが樹脂で封止され、さらに水蒸気バリアフィルム、およびバックシートが設けられてモジュール化されている。例えば、特許文献１には、図２に光起電力セルと、多層バックシートと、透明バリアフロントシートとが接着封止層を介して積層された可撓性薄膜太陽電池が開示されている。
　また、従来、図６に示すような構成の可撓性を有する電子モジュール１００もある。電子モジュール１００では、可撓性基板１０２ｂ上に電子素子１０２ａを形成した電子デバイス１０２全体が充填材１０４で覆われており、この充填材１０４の周囲に周縁シール材１０６が設けられている。電子デバイス１０２の電子素子１０２ａ側に水蒸気バリアフィルム１０８が配置され、可撓性基板１０２ｂ側に不透明なバリア性をもつバックシート１１０が配置される。
　水蒸気バリアフィルム１０８は、ＰＥＴ等の透明な支持体１０８ａに有機層および無機層を積層したバリア層１０８ｂを形成し、無機層によって水蒸気透過率を抑制している。また、バックシート１１０は、ＰＥＴ等の支持体１１０ａと３０μｍ以上の厚みのＡｌまたはＳＵＳの金属箔１１０ｂを貼合し、金属箔層１１０ｂによって、水蒸気透過率を抑制している。
国際公開第２０１１／１４３２０５号
　特許文献１の可撓性薄膜太陽電池および電子モジュール１００のようにバックシートを有する構造は、以下に説明するような問題点がある。なお、特許文献１の可撓性薄膜太陽電池および電子モジュール１００は同様の構成であるため、電子モジュール１００を例にして説明する。
　電子モジュール１００において、水蒸気進入は、水蒸気バリアフィルム１０８およびバックシート１１０断面と、周縁シール材１０６断面からの進入経路が考えられる。水蒸気バリアフィルム１０８の支持体１０８ａおよびバックシート１１０の支持体１１０ａはＰＥＴ等水蒸気透過率が約５ｇ／ｍ２／ｄａｙの材料で形成している。周縁シール材１０６は水蒸気透過率が０．０５～０．５ｇ／ｍ２／ｄａｙのポリイソブチレンを主原料とし、さらに望ましくは吸湿材を含有しているものを用いている。このため、電子モジュール１００のフィルム端部からの水蒸気進入は、水蒸気バリアフィルム１０８の支持体１０８ａおよびバックシート１１０の支持体１１０ａを通る経路が主である。
　このように、電子モジュール１００では、水蒸気バリアフィルム１０８の支持体１０８ａおよびバックシート１１０の支持体１１０ａが水分の進入経路Ｐ（リークパス）になっており、電子モジュール１００内部への水分の進入量が多いという問題点がある。このため、電子デバイス１０２が水分に悪影響を受けやすい場合、電子モジュール１００の信頼性を劣化させる要因になる。
　本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題点を解消し、内部の電子デバイスが水分に対して敏感なものであっても、電子デバイスの劣化を抑制し、長期にわたり、高い信頼性を確保することができる電子モジュールを提供することにある。
　上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも、水蒸気を透過しない可撓性基板上に電子素子が設けられた電子デバイスと、電子デバイスの可撓性基板の周縁に設けられた周縁シール材と、周縁シール材に囲まれた領域を塞ぐように設けられた水蒸気バリアフィルムとを有し、周縁シール材は、拡散係数の２倍の平方根（一定時間における拡散距離の目安）をＫとするとき、Ｋ＝０．１ｃｍ／√ｈ以下であり、水蒸気バリアフィルムは、透明樹脂からなる支持体上に少なくとも１層以上の無機層が形成されたものであり、支持体が周縁シール材側に配置されることを特徴とする電子モジュールを提供するものである。
　周縁シール材に囲まれた領域は充填材で充填されていることが好ましい。
　例えば、水蒸気バリアフィルムは、支持体の厚さが２５０μｍ以下である。
　周縁シール材は、水蒸気透過率が２．０ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることが好ましい。また、周縁シール材は、ポリイソブチレンを含有するものであることが好ましい。
　電子デバイスの可撓性基板は、１層以上の金属層と金属層上に形成された絶縁層とを備え、絶縁層上に下部電極とＣＩＧＳ膜が積層された電子素子が形成されており、周縁シール材は、絶縁層上または下部電極上に接して設けられていることが好ましい。
　また、例えば、水蒸気バリアフィルム上に耐衝撃吸収層が設けられ、可撓性基板の下面に耐圧層が設けられており、耐衝撃吸収層および耐圧層は、ポリカーボネート樹脂で構成されていることが好ましい。
　本発明によれば、電子モジュール内部への水分の進入量が低減され、内部の電子デバイスが水分に対して敏感なものであっても、電子デバイスの劣化を抑制することができ、長寿命化を実現できる。このように、本発明によれば、電子モジュールに関し、長期にわたり、高い信頼性を確保することができる。
（ａ）は、本発明の実施形態の電子モジュールを示す模式的断面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）の電子モジュールの電子デバイスを示す模式的平面図である。 本発明の実施形態の電子モジュールの電子デバイスとして例示される太陽電池サブモジュールの一例を示す模式的断面図である。 本発明の実施形態の電子モジュールの他の例を示す模式的断面図である。 支持体の厚みと水蒸気透過率との関係を示すグラフである。 （ａ）は、水分進入テストに用いられるガラス板を示す模式的平面図であり、（ｂ）は、水分進入テストに用いられる試験体を示す模式的断面図である。 従来の電子モジュールを示す模式的断面図である。
　以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の電子モジュールを詳細に説明する。
　図１（ａ）は、本発明の実施形態の電子モジュールを示す模式的断面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）の電子モジュールの電子デバイスを示す模式的平面図である。
　図１（ａ）に示す電子モジュール１０は、電子デバイス１２と、周縁シール材１４と、充填材１６と、水蒸気バリアフィルム１８とを有する。
　電子デバイス１２は、少なくとも、水蒸気を透過させない可撓性基板２０とこの可撓性基板２０上に形成された電子素子２２とを有する。電子素子２２としては、水分に敏感なものとして、ＣＩＳ膜またはＣＩＧＳ膜等の光電変換層を備える光電変換素子、有機ＥＬ素子（ＯＬＥＤ）、ａ－Ｓｉ太陽電池素子および有機薄膜太陽電池素子（ＯＰＶ）等がある。可撓性基板２０および電子素子２２の詳細については後で説明する。
　図１（ｂ）に示すように、可撓性基板２０の周縁部２３には、電子素子２２が形成されておらず、周縁部２３に周縁シール材１４（図１（ａ）参照）が電子素子２２を囲むように配置される。
　図１（ａ）に示すように、周縁シール材１４で囲まれた領域Ｄが充填材１６で充填されており、充填材１６は周縁シール材１４の上面１４ａまで充填されている。水蒸気バリアフィルム１８が周縁シール材１４の上面１４ａに，充填材１６で埋められた周縁シール材１４で囲まれた領域Ｄを覆うようにして設けられている。
　ここで、水蒸気バリアフィルム１８は、後に詳細に説明するが、透明樹脂からなる支持体２４と、この支持体２４上に形成された水蒸気バリア層２６とを有するものである。水蒸気バリアフィルム１８は、支持体２４を周縁シール材１４側にして配置され、電子デバイス１２の電子素子２２には、水蒸気バリアフィルム１８側から光が入射される。
　電子モジュール１０は、バックシートを設けることなく、水蒸気を透過させない可撓性基板２０を用いているため、図１（ａ）に示すように、水分の進入経路Ｐを水蒸気バリアフィルム１８の支持体２４だけとし、水蒸気進入断面積を半減できる構造にしている。これにより、水蒸気透過率を下げることができる。
　これに対して、図６に示す従来の電子モジュール１００では、本実施形態の電子モジュール１０の水分の進入経路Ｐに加えて、バックシート１１０の支持体１１０ａも水分の進入経路Ｐとなっている。本実施形態の電子モジュール１０は、従来よりも水分の進入経路Ｐを減らすことにより、水蒸気進入量を減らすことができる。これにより、電子デバイス１２の電子素子２２が水分に対して敏感なものであっても、電子デバイス１２の電子素子２２の劣化を抑制することができ、電子モジュール１０の長寿命化を実現できる。このように、本発明では、電子モジュール１０に関し、長期にわたり、高い信頼性を確保することができる。
　電子モジュール１０は、例えば、以下のようにして製造することができる。
　まず、電子デバイス１２を用意する。次に、電子デバイス１２の下部電極、または可撓性基板２０の最表面が露出した周縁部２３に周縁シール材１４を配置し、この周縁シール材１４で囲まれた領域Ｄに、周縁シール材１４の厚みと同じ厚みのシート状充填材１６を配置する。そして、水蒸気バリアフィルム１８を、支持体２４を周縁シール材１４側に向けて配置する。このように積層した状態で、例えば、昇降手段、緩衝板、および加熱手段を有する真空ラミネータを用いて、例えば、温度１３０～１５０℃で、真空、プレスおよび保持のトータル１５～３０分の条件で真空ラミネートをする。これにより、図１（ａ）に示す電子モジュール１０を製造することができる。
　以下、電子モジュール１０の各構成について説明する。
　周縁シール材１４は、電子モジュール１０の周縁からの水分浸入を抑制し、水分により性能劣化しやすい電子素子２２への電子モジュール１０の外部からの水分進入を抑制して、電子モジュール１０の性能低下を防止するものである。特に、水分の影響を受けやすい電子素子２２においては、その性能劣化を抑制することができる。
　後述するように、周縁シール材１４について、水分の進入に対して、非平衡状態から平衡状態へ移行するときの時間当たりの拡散距離を示す拡散係数、および平衡状態（一方は湿度雰囲気、他方は乾燥雰囲気）の時間当たりの水の移動量を示す水蒸気透過率の両方を規定している。
　拡散係数は、周縁シール材１４の周囲の水分の量を問わず、水分が周縁シール材１４内に進入する距離を示し、水分の進入の程度を示すものである。一方、水蒸気透過率は、水分の移動量を示すものである。周縁シール材１４においては、初めに水分の進入する程度（進入距離）を規定し、さらに水分の進入量を規定することにより、周縁シール材１４が水分進入経路となることを防止し、電子素子２２の性能劣化を抑制している。
　周縁シール材１４は、拡散係数の２倍の平方根をＫとするとき、Ｋ＝０．１以下である。Ｋは、一定時間における拡散距離の目安となるものであり、その単位はｃｍ／√ｈ（√ｈは、√時間のことである。）である。なお、Ｋは、拡散係数をｄとすれば、Ｋ＝（２ｄ）１／２で表わされる。
　ここで、物質内を移動する水の拡散長は、Ｘ＝Ｋ×√ｔで表わされる（Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　Ｐａｐｅｒ　ＮＲＥＬ／ＣＰ－５２００－４７７０６　Ｆｅｂｒｕａｒｙ　２０１１，　Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ｏｆ　Ｅｄｇｅ－Ｓｅａｌ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｆｏｒ　Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）。
　上記Ｋを０．１ｃｍ／√ｈ以下とすることにより、水の拡散長さを短くでき、周縁シール材１４から電子モジュール１０内部への水分の進入を抑制することができる。
　周縁シール材１４は、例えば、ポリイソブチレン（ＰＩＢ）、アイオノマー（Ｉｏｎｏｍｅｒ）、ＴＰＵ（熱可塑性エラストマー）、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）およびＴＰＯ（オレフィン系エラストマー）等を用いて形成される。これら主材料に、さらにタルク（含水珪酸マグネシウム）、または酸化カルシウム等の吸湿材を含んでもよい。このような材料としては、上記の材料ポリイソブチレン（ＰＩＢ）、アイオノマー、ＴＰＵ、ＰＶＢ、ＴＰＯの単体、またはポリイソブチレンとタルク、または酸化マグネシウムの混合物が好ましい。
　ここで、水蒸気バリアフィルム１８の支持体２４は、後述するようにＰＥＴ等の樹脂フィルムで構成される。例えば、ＰＥＴは、水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）が５ｇ／ｍ２／ｄａｙであり、これよりも十分低い水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）でなければ、周縁シール材１４が水分進入経路になってしまう。このことを防ぐために、周縁シール材１４は、水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）に関しては、上記に示したようないずれの材料でも、支持体２４を構成するＰＥＴ等の樹脂フィルムの水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）の半分以下である２．０ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下とすることが好ましい。これにより、周縁シール材１４から電子デバイス１２の電子素子２２への水分の影響を抑制することができる。
　充填材１６は、電子デバイス１２の電子素子２２を封止するものである。充填材１６には、例えば、アイオノマー樹脂、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）、ＰＶＢ、ＰＥ（ポリエチレン）、オレフィン系接着材およびポリウレタン系接着材等を用いることができる。これ以外にも、公知の太陽電池モジュールにおいて封止材として用いられるものが各種利用可能である。なお、熱可塑性オレフィン系重合体樹脂および熱可塑性ポリウレタン系樹脂は接着性に優れているため充填材１６として好ましい。
　接着性向上のため、被接着体にプライマーを塗布しておくか、またはコロナ処理を施すことにより、充填材１６との接着性を強化することができる。
　水蒸気バリアフィルム１８は、電子デバイス１２、特に電子素子２２を水分から保護するためのものである。
　水蒸気バリアフィルム１８において、透明樹脂で構成される支持体２４は、例えば、ＰＥＴフィルムおよびＰＥＮフィルム等の各種の樹脂フィルム（プラスチックフィルム）が用いられる。
　透明樹脂とは、透過率として、波長４００～１４００ｎｍの全光線透過率が８５％であることが好ましく、さらに好ましくは９０％以上である。
　また、支持体２４の厚さを２５０μｍ以下とすることにより、水蒸気透過率を小さくすることができる。このため、支持体２４の厚さは２５０μｍ以下であることが好ましい。
　水蒸気バリア層２６は、少なくとも１層以上の無機化合物の層（以下、無機層ともいう）により構成され、これにより、水蒸気バリア性を発現する。なお、無機層は、支持体２４、または後述する有機膜との界面付近では酸化されてもよい。
　水蒸気バリア層２６の無機層は、ダイヤモンド様化合物、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属酸化窒化物または金属酸化炭化物等の無機化合物により構成される。また、上記無機化合物は、例えば、ダイヤモンド様炭素（ＤＬＣ）、ケイ素を含むダイヤモンド様炭素、Ｓｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、ＣｅもしくはＴａから選ばれる１種以上の金属を含む酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、または酸化炭化物等が例示される。
　これらの中でも、Ｓｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、およびＴｉから選ばれる金属の酸化物、窒化物または酸化窒化物が好ましく、特に、ＳｉもしくはＡｌの金属酸化物、窒化物または酸化窒化物が好ましい。これらの無機層は、例えば、プラズマＣＶＤ法またはスパッタリング法等によって成膜される。
　また、水蒸気バリアフィルム１８としては、例えば、ＰＥＴフィルム、ＰＥＮフィルム等の各種の樹脂フィルムの支持体２４上に下地層としての有機化合物の層（以下、有機層ともいう）を形成され、この有機層上に、上述の無機層が形成された構成でもよい。このような構成の水蒸気バリアフィルム１８によれば、より高い水蒸気バリア性を得ることができる。さらに、水蒸気バリアフィルム１８としては、支持体２４上に、水蒸気バリア層２６として有機層、無機層および有機層を積層する構成であってもよい。
　なお、下地層となる有機化合物としては、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル、メタクリル酸―マレイン酸共重合体、ポリスチレン、透明フッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、セルロースアシレート、ポリウレタン、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、フルオレン環変性ポリカーボネート、脂環変性ポリカーボネート、またはフルオレン環変性ポリエステル等が例示される。これらのうち、特に、アクリル樹脂およびメタクリル樹脂が好ましい。
　このような有機層は、例えば、ロールコート法もしくはスプレーコート法等の公知の塗布手段を用いる塗布法またはフラッシュ蒸着法等によって成膜される。
　また、水蒸気バリアフィルム１８において、必要な透明性を確保することができれば、水蒸気バリアフィルム１８の表面および裏面の少なくとも一方に、密着層、平坦化層または反射防止層等の各種の機能を発現する層が１層以上、形成されていてもよい。
　次に、電子デバイス１２について、図２を参照して詳細に説明する。
　電子デバイス１２として、ＣＩＧＳ太陽電池サブモジュールを例にして説明する。
　図２に示す電子デバイス１２は、可撓性基板２０上に、積層構造を有する太陽電池セル（光電変換素子）５０が複数、直列接合してなるものが電子素子２２として形成されている。太陽電池セル５０は、下部電極５２、ＣＩＧＳの半導体化合物からなる光電変換層５４、バッファ層５６および上部電極５８が積層されている。また、太陽電池サブモジュールは第１の導電部材６２と第２の導電部材６４とを有する。なお、下部電極５２は背面電極とも呼ばれるものであり、上部電極５８は透明電極とも呼ばれるものである。
　可撓性基板２０は、例えば、基材４０と、Ａｌ（アルミニウム）基材４２と、絶縁層４４とから構成される金属基板である。
　基材４０とＡｌ基材４２とは、一体的に形成されている。さらに、絶縁層４４は、Ａｌ基材４２の表面を陽極酸化してなる、Ａｌのポーラス構造の陽極酸化膜である。なお、基材４０とＡｌ基材４２とが積層されて一体化されたクラッド基材を金属基材４３という。
　可撓性基板２０は、例えば、平板状であり、その形状および大きさ等は太陽電池サブモジュールの大きさ等に応じて適宜決定される。
　電子デバイス１２においては、可撓性基板２０を構成する（金属）基材４０は、炭素鋼、耐熱鋼、またはステンレス鋼が用いられる。
　炭素鋼は、例えば、炭素含有量が０．６質量％以下の機械構造用炭素鋼が用いられる。機械構造用炭素鋼としては、例えば、一般的にＳＣ材と呼ばれるものが用いられる。
　また、ステンレス鋼としては、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４０５、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４３６、およびＳＵＳ４４４等を用いることができる。これ以外にも、基材４０として、一般的にＳＰＣＣ（冷間圧延鋼板）と呼ばれるものが用いられる。さらには、コバール合金（５ｐｐｍ／Ｋ）、チタンまたはチタン合金を用いてもよい。チタンとしては、純Ｔｉ（９．２ｐｐｍ／Ｋ）が用いられ、チタン合金としては、展伸用合金であるＴｉ－６Ａｌ－４Ｖ、またはＴｉ－１５Ｖ－３Ｃｒ－３Ａｌ－３Ｓｎが用いられる。
　基材４０の厚さは、可撓性に影響するので、過度の剛性不足を伴わない範囲で薄くすることが好ましい。可撓性と強度（剛性）とのバランスおよびハンドリング性等を考慮し、可撓性基板２０が可撓性を有するものとするためには、基材４０の厚さは、例えば、１０～８００μｍであり、好ましくは３０～３００μｍである。より好ましくは５０～１５０μｍである。基材４０の厚さを薄くすることは、原材料コストの面からも望ましく、表面に形成した層のクラック発生曲げ半径も小さくできる。
　Ａｌ基材４２は、Ａｌを主成分とするものであり、主成分がアルミニウムとは、アルミニウム含有量が９０質量％以上であることをいう。Ａｌ基材４２には、ＡｌおよびＡｌ合金が、各種、利用可能である。
　Ａｌ基材４２には、例えば、アルミニウムハンドブック第４版（軽金属協会（１９９０））に記載の公知の素材のもの、具体的には、ＪＩＳ１０５０材、ＪＩＳ１１００材等の１０００系合金、ＪＩＳ３００３材、ＪＩＳ３００４材、ＪＩＳ３００５材等の３０００系合金、ＪＩＳ６０６１材、ＪＩＳ６０６３材、ＪＩＳ６１０１材等の６０００系合金、および国際登録合金３１０３Ａ等を用いることができる。
　特に、不純物の少ない、９９質量％以上の純度のＡｌであることが好ましい。純度としては、例えば、９９．９９質量％Ａｌ、９９．９６質量％Ａｌ、９９．９質量％Ａｌ、９９．８５質量％Ａｌ、９９．７質量％Ａｌ、および９９．５質量％Ａｌ等が好ましい。
　また、高純度Ａｌではなくても、工業用Ａｌも利用可能である。工業用Ａｌを用いることにより、コストの点で有利である。ただし、絶縁層４４の絶縁性の点で、Ａｌ中にＳｉが析出していないことが重要である。
　Ａｌ基材４２の厚さは、特に限定はなく、適宜、選択できるが、電子デバイス１２となった状態において、０．１μｍ以上であり、かつ基材４０の厚さ以下であるのが好ましい。なお、Ａｌ基材４２は、Ａｌ表面の前処理、陽極酸化による絶縁層４４の形成、および光電変換層５４の成膜時のＡｌ基材４２と基材４０との面における金属間化合物の生成等によって、厚さが、減少する。従って、後述するＡｌ基材４２の形成時における厚さは、これらに起因する厚さ減少を加味して、電子デバイス１２となった状態で、基材４０と絶縁層４４との間にＡｌ基材４２が残存している厚さとすることが、重要である。このため、Ａｌ基材４２の厚さとしては、陽極酸化による絶縁層を形成するため１０～５０μｍ必要とされる。
　また、絶縁層４４の表面４４ａの表面粗さは、例えば、算術平均粗さＲａで１μｍ以下であり、好ましくは、０．５μｍ以下、より好ましくは、０．１μｍ以下である。
　Ａｌ基材４２の上（基材４０と反対側面）に絶縁層４４が形成される。
　ここで、絶縁層４４を構成するポーラス構造の陽極酸化膜は、数１０ｎｍの細孔を有する酸化アルミナ被膜であり、被膜のヤング率が低いことにより、曲げ耐性および高温時の熱膨張差により生じるクラック耐性が高いものとなる。
　絶縁層４４の厚さは２μｍ以上が好ましく、５μｍ以上がさらに好ましい。絶縁層４４の厚さが過度に厚い場合、可撓性が低下すること、および絶縁層４４の形成に要するコスト、時間がかかるため好ましくない。現実的には、絶縁層４４の厚さは、最大５０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下である。このため、絶縁層４４の好ましい厚さは、２～５０μｍである。
　電子デバイス１２では、可撓性基板２０として、例えば、厚さ５０～２００μｍの金属基材４３上に、陽極酸化により複数の細孔を有する絶縁層４４（絶縁性酸化膜）が形成されたものであり、高い絶縁性が確保されている。
　可撓性基板２０は、Ａｌ基材４２を陽極酸化して絶縁層４４を形成した後、特定の封孔処理をしてもよい。その製造工程には、必須の工程以外の各種の工程が含まれていてもよい。例えば、付着している圧延油を除く脱脂工程、Ａｌ基材４２の表面のスマットを溶解するデスマット処理工程、Ａｌ基材４２の表面を粗面化する粗面化処理工程、Ａｌ基材４２の表面に陽極酸化皮膜を形成させる陽極酸化処理工程および陽極酸化皮膜のマイクロポアを封孔する封孔処理を経て可撓性基板２０とすることが好ましい。
　なお、可撓性基板２０は、基材４０、Ａｌ基材４２および絶縁層４４の全てを、可撓性を有するもの、すなわち、フレキシブルなものとすることにより、可撓性基板２０全体として、フレキシブルなものになる。これにより、例えば、ロールツーロール方式で、可撓性基板２０の絶縁層４４側に、後述するアルカリ供給層、下部電極、光変換層および上部電極等を形成することができる。
　例えば、各製膜工程の合間に素子を分離、集積させるためのスクライブ工程をロールツーロール方式での製造に加えることで複数の太陽電池セル５０を電気的に直列接続させた電子素子２２を作製することができる。
　可撓性基板２０については、基材４０の一面のみにＡｌ基材４２および絶縁層４４を形成するのに限定はされず、基材４０の両面にＡｌ基材４２が形成され、一方のＡｌ基材４２に絶縁層４４が形成されたもの、または基材４０の両面にＡｌ基材４２および絶縁層４４を形成したものを基板としてもよい。可撓性基板２０としては、Ａｌ層が単層、すなわち、Ａｌ基板に上述の陽極酸化膜により構成される絶縁層が設けられたものであってもよい。また、金属基材４３は、Ａｌ基材以外の単層構造であってもよい。
　なお、金属基板としては、陽極酸化により金属基板表面上に生成する金属酸化膜が絶縁体である材料を利用することができる。このため、アルミニウム（Ａｌ）以外にも、具体的には、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、銅（Ｃｕ）、ニオブ（Ｎｂ）およびタンタル（Ｔａ）等、ならびにそれらの合金を用いることができる。コストおよび太陽電池モジュールに要求される特性の観点から、アルミニウムが最も好ましい。
　また、耐熱性向上のために軟鋼、またはステンレス鋼等の鉄鋼板上に上記金属の層を圧延または溶融メッキにより形成した所謂、クラッド材であっても良い。
　このように、可撓性基板２０は、金属、合金および酸化物等から構成されるものであり、これらの性質および膜厚から水蒸気を透過するものではない。
　ここで、絶縁層４４（可撓性基板２０）と下部電極５２との間、すなわち、絶縁層４４の表面４４ａに、光電変換層５４へのアルカリ金属の供給源として、アルカリ供給層６０が形成されている。このアルカリ供給層６０は電子素子２２に含まれる。
　アルカリ金属、特にＮａが、ＣＩＧＳからなる光電変換層５４に拡散されると光電変換効率が高くなることが知られている。
　このアルカリ供給層６０は、光電変換層５４にアルカリ金属を供給するための層であり、アルカリ金属を含む化合物の層である。絶縁層４４と下部電極５２との間に、このようなアルカリ供給層６０を有することにより、光電変換層５４の成膜時に、下部電極５２を通してアルカリ金属が光電変換層５４に拡散し、光電変換層５４の変換効率を向上することができる。
　アルカリ供給層６０は、特に限定されるものではないが、液相法によって形成されたものが最も好ましい。以下、液相法により形成されたアルカリ供給層６０について詳細に説明する。アルカリ供給層６０は、例えば、アルカリ金属ケイ酸塩層である。
　アルカリ金属ケイ酸塩層のアルカリ金属は、ナトリウムであることが好ましく、リチウムとナトリウム、またはカリウムとナトリウムのように、ナトリウムと、リチウムまたはカリウムの２種を含むことがより好ましい。このようにナトリウムとリチウムまたはカリウムを併用することにより絶縁性を高くすることができ、発電効率を上げることができる。
　液相法で形成するアルカリ金属ケイ酸塩層のケイ素源およびアルカリ金属源としては、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸リチウム、およびケイ酸カリウムが好ましく挙げられる。ケイ酸ナトリウム、ケイ酸リチウム、およびケイ酸カリウムの製法は、湿式法、乾式法等が知られており、酸化ケイ素を、それぞれ水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、または水酸化カリウムで溶解する等の手法によって作製することができる。また、種々のモル比のアルカリ金属ケイ酸塩が市販されており、これを利用することもできる。
　ケイ酸ナトリウム、ケイ酸リチウム、およびケイ酸カリウムとしては、種々のモル比のケイ酸ナトリウム、ケイ酸リチウム、およびケイ酸カリウムが市販されている。ケイ素とアルカリ金属の割合を示す指標として、ＳｉＯ２／Ａ２Ｏ（Ａ：アルカリ金属）のモル比がしばしば用いられている。例えば、ケイ酸リチウムとしては、日産化学工業株式会社のリチウムシリケート３５、リチウムシリケート４５、リチウムシリケート７５等がある。ケイ酸カリウムとしては、１号ケイ酸カリウム、２号ケイ酸カリウム等が市販されている。
　ケイ酸ナトリウムとしては、オルトケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、１号ケイ酸ナトリウム、２号ケイ酸ナトリウム、３号ケイ酸ナトリウム、および４号ケイ酸ナトリウム等が知られており、ケイ素のモル比を数十まで高めた高モルケイ酸ナトリウムも市販されている。
　アルカリ金属として、ナトリウムと、リチウムまたはカリウムの２種を含む場合には、ケイ酸ナトリウムとケイ酸リチウム、ケイ酸ナトリウムとケイ酸カリウムのように２種を供給源として用いてもよいし、例えば、アルカリ金属ケイ酸塩層がケイ酸リチウムとケイ酸ナトリウムを含む場合には、ケイ酸リチウムと水酸化ナトリウム、または水酸化リチウムとケイ酸ナトリウムとを、アルカリ金属ケイ酸塩層がケイ酸カリウムとケイ酸ナトリウムを含む場合には、水酸化カリウムとケイ酸ナトリウム、またはケイ酸カリウムと水酸化ナトリウムとを、それぞれ水と任意の比率で混合することによっても、ケイ酸リチウムとケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムとケイ酸ナトリウムを含むアルカリ金属ケイ酸塩層を作製することができる。また、供給源として、それぞれ、リチウム塩、カリウム塩、またはナトリウム塩を添加してもよい。例えば、硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩、リン酸塩、塩化物、臭化物、およびヨウ化物等が用いられる。
　上述のケイ素源およびアルカリ金属源を、それぞれ水と任意の比率で混合することにより、本発明のアルカリ金属ケイ酸塩層の塗布液を得ることができる。水の添加量を変更することにより塗布液の粘度を調整し、適切な塗布条件を定めることができる。塗布液を基板上に塗布する方法としては特に限定されるものではなく、例えば、ドクターブレード法、ワイヤーバー法、グラビア法、スプレー法、ディップコート法、スピンコート法およびキャピラリーコート法等の手法を用いることができる。
　塗布液を基板上に塗布した後、熱処理を行うことによりアルカリ金属ケイ酸塩層を作製することができるが、この際の熱処理を大気圧より低い圧力下、好ましくは全圧１×１０４Ｐａ以下、より好ましくは全圧１×１０２Ｐａ以下、さらに好ましくは１Ｐａ以下、特に好ましくは１×１０－２Ｐａ以下の雰囲気下である。
　熱処理後のアルカリ金属ケイ酸塩層の厚さは０．０１～２μｍ、好ましくは０．０５～１．５μｍ、さらには０．１～１μｍであることが好ましい。アルカリ金属ケイ酸塩層の厚さが２μｍよりも厚くなると、熱処理時のアルカリ金属ケイ酸塩の収縮量が大きくなってクラックが発生しやすくなるため、好ましくない。
　なお、アルカリ金属ケイ酸塩層はホウ素を含んでもよく、ホウ素はケイ素－酸素からなるガラスネットワークに取り込まれて均一なガラスを形成する。これによって、ガラスのミクロな構造が変化し、ガラス中でのアルカリ金属イオンの安定性が向上するために、アルカリ金属イオンの遊離が抑制され、アルカリ金属イオンの表面への偏析が起こらなくなるものと推定される。従って、アルカリ金属ケイ酸塩層は、ホウ素と、ケイ素と、アルカリ金属が単一層として形成されるものであり、例えば、アルカリ金属ケイ酸塩層の表面にホウ素を含む層が形成されているようなものは含まない。
　ホウ素源としては、ホウ酸、および四ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩が挙げられる。
　以上のように、アルカリ供給層６０としては、珪酸ナトリウム（Ｎａ２Ｏ・ｎＳｉＯ２・ｘＨ２Ｏ　ｎ＝３～３．３）、リチウムシリケート、ホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）を焼成し、Ｎａを含むガラス層（液相ガラス層）を形成することが最も好ましい。
　また、液相法によって形成されたもの以外に、スパッタ法を用いて、ソーダライムガラススパッタ層をアルカリ供給層６０として形成してもよい。
　また、アルカリ供給層６０には、限定はなく、ＮａＯ2、Ｎａ2Ｓ、Ｎａ2Ｓｅ、ＮａＣｌ、ＮａＦ、およびモリブデン酸ナトリウム塩等、アルカリ金属を含む化合物（アルカリ金属化合物を含む組成物）を主成分とするものが、各種、利用可能である。特に、ＳｉＯ2（酸化ケイ素）を主成分としてＮａＯ2（酸化ナトリウム）を含む化合物であるのが好ましい。
　なお、ＳｉＯ２とＮａＯ２の化合物は、耐湿性に乏しく、Ｎａ成分が分離して炭酸塩になり易いので、Ｃａを添加した金属成分はＳｉ－Ｎａ－Ｃａの３成分とした酸化物がより好ましい。
　なお、本発明においては、光電変換層５４へのアルカリ金属供給源は、アルカリ供給層６０のみに限定はされない。
　例えば、絶縁層４４が、前述のポーラス型の陽極酸化膜である場合には、アルカリ供給層６０に加え、絶縁層４４のポーラスの中にもアルカリ金属を含む化合物を導入して、光電変換層５４へのアルカリ金属供給源としてもよい。あるいは、特にアルカリ供給層６０を有さず、絶縁層４４のポーラスの中のみにアルカリ金属を含む化合物を導入して、光電変換層５４へのアルカリ金属供給源としてもよい。
　一例として、スパッタリングによってアルカリ供給層６０を成膜した場合には、絶縁層４４中にはアルカリ金属を含む化合物が存在しない、アルカリ供給層６０のみを成膜することができる。また、絶縁層４４はポーラス型陽極酸化膜であり、かつ、アルカリ供給層６０をゾルゲル反応または珪酸Ｎａ水溶液の脱水乾燥によって成膜した場合には、アルカリ供給層６０のみならず、絶縁層４４のポーラス層中にもアルカリ金属を含む化合物を導入して、絶縁層４４およびアルカリ供給層６０の両者を、光電変換層５４へのアルカリ金属供給源とすることができる。
　電子デバイス１２において、下部電極５２は、隣り合う下部電極５２と所定の間隙（Ｐ１）５３を設けて配列されて、アルカリ供給層６０の上に形成されている。また、各下部電極５２の間隙５３を埋めつつ、光電変換層５４が下部電極５２の上に形成されている。この光電変換層５４の表面にバッファ層５６が形成されている。
　光電変換層５４とバッファ層５６とは、下部電極５２の上で、所定の間隙（Ｐ２）５７を設けて配列される。なお、下部電極５２の間隙５３と、光電変換層５４（バッファ層５６）との間隙５７は、太陽電池セル５０の配列方向の異なる位置に形成される。
　さらに、光電変換層５４（バッファ層５６）の間隙５７を埋めるように、バッファ層５６の表面に上部電極５８が形成されている。
　上部電極５８、バッファ層５６および光電変換層５４は、所定の間隙（Ｐ３）５９を設けて配列される。また、この間隔５９は、下部電極５２の間隙と、光電変換層５４（バッファ層５６）との間隙とは異なる位置に設けられる。
　電子デバイス１２において、各太陽電池セル５０は、下部電極５２と上部電極５８により、可撓性基板２０の長手方向（矢印Ｌ方向）に、電気的に直列に接続されている。
　下部電極５２は、例えば、Ｍｏ膜で構成される。光電変換層５４は、光電変換機能を有する半導体化合物、例えば、ＣＩＳ膜またはＣＩＧＳ膜で構成される。さらに、バッファ層５６は、例えば、ＣｄＳで構成され、上部電極５８は、例えば、ＺｎＯで構成される。
　なお、太陽電池セル５０は、可撓性基板２０の長手方向Ｌと直交する幅方向に長く伸びて形成されている。このため、下部電極５２等も可撓性基板２０の幅方向に長く伸びている。
　図２に示すように、右端の下部電極５２上に第１の導電部材６２が接続されている。この第１の導電部材６２は、後述する負極からの出力を外部に取り出すためのものである。
　第１の導電部材６２は、例えば、細長い帯状の部材であり、可撓性基板２０の幅方向に略直線状に伸びて、右端の下部電極５２上に接続されている。また、図２に示すように、第１の導電部材６２は、例えば、銅リボン６２ａがインジウム銅合金の被覆材６２ｂで被覆されたものである。この第１の導電部材６２は、例えば、超音波半田により下部電極５２に接続される。あるいは第１の導電部材６２は、銅箔にＩｎ－Ｓｎを溶融メッキし、エンボス構造を有する導電テープであってもよく、この導電テープはローラーによる圧着により下部電極５２に貼り合せることにより接続される。
　他方、左端の下部電極５２上には、第２の導電部材６４が形成される。
　第２の導電部材６４は、後述する正極からの出力を外部に取り出すためのもので、第１の導電部材６２と同様に細長い帯状の部材であり、可撓性基板２０の幅方向に略直線状に伸びて、左端の下部電極５２に接続されている。
　第２の導電部材６４は、第１の導電部材６２と同様の構成のものであり、例えば、銅リボン６４ａがインジウム銅合金の被覆材６４ｂで被覆されたものであるが、第１の導電部材６２と同様に導電テープにより接続してもよい。
　なお、第１の導電部材６２および第２の導電部材６４は、モジュール化の際に外部に延出され、端子等に接続される。
　図２に示す電子デバイス１２において、長手方向Ｌの端部で露出されている下部電極５２が、図１（ｂ）に示す周縁部２３に相当し、ここに周縁シール材１４が設けられる。なお、周縁シール材１４は、下部電極５２上ではなく、下部電極５２をスクライブ等により除去してアルカリ供給層６０の表面６０ａ上に設けてもよい。さらには、下部電極５２およびアルカリ供給層６０をスクライブ等により除去し、絶縁層４４の表面４４ａに周縁シール材１４を設けてもよい。いずれの場合でも、周縁シール材１４との良好な密着性が得られ、電子モジュール１０内部への水分の進入を抑制することができる。
　電子デバイス１２では、太陽電池セル５０に、上部電極５８側から光が入射されると、この光が上部電極５８およびバッファ層５６を通過し、光電変換層５４で起電力が発生し、例えば、上部電極５８から下部電極５２に向かう電流が発生する。なお、図２に示す矢印は、電流の向きを示すものであり、電子の移動方向は、電流の向きとは逆になる。このため、光電変換部４８では、図２中、左端の下部電極５２が正極（プラス極）になり、右端の下部電極５２が負極（マイナス極）になる。
　電子デバイス１２で発生した電力を、第１の導電部材６２と第２の導電部材６４から、電子デバイス１２の外部に取り出すことができる。
　ここで、第１の導電部材６２が負極であり、第２の導電部材６４が正極である。また、第１の導電部材６２と第２の導電部材６４とは極性が逆であってもよく、太陽電池セル５０の構成、電子デバイス１２構成等に応じて、適宜変わるものである。
　また、各太陽電池セル５０を、下部電極５２と上部電極５８により可撓性基板２０の長手方向Ｌに直列接続されるように形成したが、これに限定されるものではない。例えば、各太陽電池セル５０が、下部電極５２と上部電極５８により幅方向に直列接続されるように、各太陽電池セル５０を形成してもよい。
　下部電極５２および上部電極５８は、いずれも光電変換層５４で発生した電流を取り出すためのものである。下部電極５２および上部電極５８は、いずれも導電性材料からなる。光入射側の上部電極５８は透光性を有する必要がある。
　下部電極５２は、例えば、Ｍｏ、Ｃｒ、またはＷ、およびこれらを組合わせたものにより構成される。この下部電極５２は、単層構造でもよいし、２層構造等の積層構造でもよい。下部電極５２は、Ｍｏで構成することが好ましい。
　下部電極５２は、厚さが１００ｎｍ以上であることが好ましく、０．４５～１．０μｍであることがより好ましい。
　また、下部電極５２の形成方法は、特に制限されるものではなく、電子ビーム蒸着法およびスパッタリング法等の気相成膜法により形成することができる。
　上部電極５８は、例えば、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、ＩｎもしくはＳｂ等が添加されたＺｎＯ、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）またはＳｎＯ２、および、これらを組合わせたものにより構成される。この上部電極５８は、単層構造でもよいし、２層構造等の積層構造でもよい。また、上部電極５８の厚さは、特に制限されるものではなく、０．３～１μｍが好ましい。
　また、上部電極５８の形成方法は、特に制限されるものではなく、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等の気相成膜法または塗布法により形成することができる。
　バッファ層５６は、上部電極５８の形成時の光電変換層５４を保護すること、上部電極５８に入射した光を光電変換層５４まで透過させるために形成されている。
　このバッファ層５６は、例えば、ＣｄＳ、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＺｎＭｇＯ、またはＺｎＳ（Ｏ、ＯＨ）およびこれらの組合わせたものにより構成される。
　バッファ層５６は、厚さが、０．０３～０．１μｍが好ましい。また、このバッファ層５６は、例えば、ＣＢＤ（ケミカルバス）法により形成される。
　光電変換層５４は、上部電極５８およびバッファ層５６を通過して到達した光を吸収して電流が発生する層であり、光電変換機能を有する。光電変換層５４は、ＣＩＧＳ膜で構成されており、ＣＩＧＳ膜はカルコパイライト結晶構造を有する半導体からなる。ＣＩＧＳ膜の組成は、例えば、Ｃｕ（Ｉｎ1-xＧａx）Ｓｅ2（ＣＩＧＳ）である。
　ＣＩＧＳ膜の形成方法としては、１）多源蒸着法、２）セレン化法、３）スパッタ法、４）ハイブリッドスパッタ法、および５）メカノケミカルプロセス法等が知られている。
　その他のＣＩＧＳの成膜法としては、スクリーン印刷法、近接昇華法、ＭＯＣＶＤ法、およびスプレー法（ウェット成膜法）等が挙げられる。例えば、スクリーン印刷法（ウェット成膜法）またはスプレー法（ウェット成膜法）等で、Iｂ族元素、IIIｂ族元素、およびVIｂ族元素を含む微粒子膜を基板上に形成し、熱分解処理（この際、VIｂ族元素雰囲気での熱分解処理でもよい）を実施する等により、所望の組成の結晶を得ることができる（特開平９－７４０６５号公報、特開平９－７４２１３号公報等）。
　このような成膜方法は、基板上でＣＩＧＳを形成する際にいずれも５００℃以上であれば、良好な光電変換効率を示すが、ロールツーロール方式での製造を考慮すると、プロセス時間が短い多源蒸着法が好ましい。とりわけ、バイレイヤー法が好適である。
　前述のように、本発明の電子デバイス１２は、前述の可撓性基板２０の上に、太陽電池セル５０を直列接合して作製して、製造するが、その製造方法は、公知の各種の太陽電池と同様に行えばよい。
　以下、図２に示す電子デバイス１２の製造方法の一例を説明する。
　まず、上述のようにして形成された可撓性基板２０を用意する。次に、可撓性基板２０の絶縁層４４の表面４４ａに、例えば、Ｎａ４ＳｉＯ４、Ｌｉ４ＳｉＯ４、およびＨ３ＢＯ３の混合液を焼成し、Ｎａを含むガラス層をアルカリ供給層６０として形成する。なお、スパッタ法を用いて、ソーダライムガラススパッタ層をアルカリ供給層６０として形成してもよい。
　次に、アルカリ供給層６０の表面に下部電極５２となるＭｏ膜を、例えば、成膜装置を用いて、スパッタ法により形成する。
　次に、例えば、レーザースクライブ法を用いて、Ｍｏ膜の所定位置をスクライブして、可撓性基板２０の幅方向に伸びた間隙５３を形成する。これにより、間隙５３により互いに分離された下部電極５２が形成される。
　次に、下部電極５２を覆い、かつ間隙５３を埋めるように、光電変換層５４（ｐ型半導体層）として、ＣＩＧＳ膜を形成する。このＣＩＧＳ膜は、前述のいずれか成膜方法により、形成される。
　次に、光電変換層５４（ＣＩＧＳ膜）上にバッファ層５６となるＣｄＳ層（ｎ型半導体層）を、例えば、ＣＢＤ（ケミカルバス）法により形成する。これにより、ｐｎ接合半導体層が構成される。
　次に、間隙５３とは太陽電池セル５０の配列方向に異なる所定位置を、例えば、レーザースクライブ法を用いてスクライブして、可撓性基板２０の幅方向に伸びた、下部電極５２にまで達する間隙５７を形成する。
　次に、バッファ層５６上に、間隙５７を埋めるように、上部電極５８となる、例えば、ＩＴＯ層、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、Ｓｂ等が添加されたＺｎＯ層を、スパッタ法または塗布法により形成する。
　次に、間隙５３および間隙５７とは、太陽電池セル５０の配列方向に異なる所定位置を、例えば、レーザースクライブ法を用いてスクライブして、可撓性基板２０の幅方向に伸びた、下部電極５２にまで達する間隙５９を形成する。これにより、太陽電池セル５０が形成される。
　次に、可撓性基板２０の長手方向Ｌにおける左右側の端の下部電極５２上に形成された各太陽電池セル５０を、例えば、レーザースクライブまたはメカニカルスクラブにより取り除いて、下部電極５２を表出させる。次に、右側の端の下部電極５２上に第１の導電部材６２を、左側の端の下部電極５２上に第２の導電部材６４を、例えば、超音波半田を用いて接続する。これにより、図２に示すように、複数の太陽電池セル５０が電気的に直列に接続された電子素子２２を可撓性基板２０上に形成することができる。
　本実施形態においては、例えば、図３に示す電子モジュール１０ａのように、水蒸気バリアフィルム１８の表面１８ａ（水蒸気バリア層２６の表面）に樹脂層２９を介して耐衝撃吸収層２８を設け、電子デバイス１２の下面１２ａ（可撓性基板２０の下面）に樹脂層２９を介して耐圧層３０を設けてもよい。耐衝撃吸収層２８および耐圧層３０は、例えば、ポリカーボネート樹脂で構成される。
　耐衝撃吸収層２８および耐圧層３０に用いられる樹脂層２９は、充填材１６と同じものを用いることができるため、その詳細な説明は省略する。
　耐衝撃吸収層２８は、電子モジュール１０を屋外に設置した場合、雨、雹、あられ、雪および石等がぶつかることがあるが、これらによって外部から加わる外力および衝撃等から電子デバイス１２を保護するものである。また、耐衝撃吸収層２８は、汚れ等から電子モジュール１０を保護するとともに、汚れ等による電子デバイス１２への入射光量の低下を抑制するものである。
　耐圧層３０は、電子モジュール１０を裏側から保護するものである。
　なお、耐衝撃吸収層２８および耐圧層３０の厚さは、例えば、０．２～３ｍｍであり、好ましくは１．０～２．０ｍｍである。
　耐衝撃吸収層２８および耐圧層３０の厚さが０．２ｍｍ未満では、外部から加わる外力および衝撃等から電子デバイス１２を十分に保護することができない。一方、耐衝撃吸収層２８および耐圧層３０の厚さが３ｍｍを超えると、真空ラミネート時に上下方向で温度分布が大きくなり、電子モジュール１０が反ってしまうことがある。また、材料コストからも薄いほうが望ましい。
　耐衝撃吸収層２８および耐圧層３０を構成するポリカーボネート樹脂は、線膨張係数が６０ｐｐｍ／Ｋであり、可撓性基板２０の１０ｐｐｍ／Ｋに比して、６倍と大きい。このため、電子モジュール１０ａには、内部歪が大きくかかる。しかしながら、電子モジュール１０ａでは、周縁シール材１４と電子デバイス１２との密着性、周縁シール材１４と水蒸気バリアフィルム１８との密着性が良好であり、電子モジュール１０と同様の効果を得ることができる。しかも、電子モジュール１０ａは、耐衝撃吸収層２８および耐圧層３０で挟んだ構造であるため、耐衝撃性に優れる。
　電子モジュール１０ａにおいても、電子デバイス１２の可撓性基板２０の周縁部２３に周縁シール材１４を配置して、充填材１６を充填し、水蒸気バリアフィルム１８を配置し、さらに耐衝撃吸収層２８および耐圧層３０を樹脂層２９を介して配置した後、その積層状態で、電子モジュール１０と同様に真空ラミネータを用いた真空ラミネートにより製造することができる。
　本発明は、基本的に以上のように構成されるものである。以上、本発明の電子モジュールについて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変更をしてもよいのはもちろんである。
　以下、本発明の電子モジュールについて、より具体的に説明する。
　本実施例においては、以下に示す実施例１の電子モジュールと、比較例１の従来の電子モジュールを作製し、水蒸気透過率を測定し、水分透過率を評価した。その結果を図４に示す。
　（実施例１）
　実施例１は、電子デバイスとして、図２に示すＣＩＧＳ太陽電池サブモジュールを有する図１（ａ）、（ｂ）に示す構成の電子モジュール１０である。
　実施例１においては、可撓性基板２０には、Ａｌ（４０μｍ厚み）／ＳＵＳ（７０μｍ厚み）／Ａｌ（４０μｍ厚み）のクラッド材の表面に、絶縁層４４として、厚み１０μｍの陽極酸化膜が形成されたものを用いた。なお、可撓性基板の大きさは３０ｃｍ×３０ｃｍである。
　陽極酸化膜の表面上に、アルカリ供給層６０として、珪酸ナトリウム（Ｎａ２Ｏ・ｎＳｉＯ２・ｘＨ２Ｏ　ｎ＝３～３．３）、リチウムシリケート、およびホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）の混合液を焼成し、Ｎａを含むガラス層を厚さ２００ｎｍに形成した。
　下部電極５２として、厚さが２００ｎｍのＭｏ膜を、スパッタ法を用いて形成した。そして、図２に示す太陽電池セル５０のように、下部電極５２（Ｍｏ膜）上に、ＣＩＧＳの半導体化合物からなる光電変換層５４、バッファ層５６および上部電極５８を積層し太陽電池セル５０を作製した。
　図１（ｂ）に示す可撓性基板２０の周縁部２３、すなわち、基板外周から１０～２０ｍｍ範囲は、光電変換層５４までスクライブにより除去し、Ｍｏ膜（下部電極５２）を露出させている。
　周縁部２３に１ｃｍ以上の幅でポリイソブチレンを主材料とする周縁シール材１４を配置し、周縁シール材１４の内側の光電変換層がある部分は、充填材１６としてＥＶＡ樹脂を配置した。それらの上に、水蒸気バリアフィルム１８を、水蒸気バリア層２６を光の入射面側にして配置した。水蒸気バリアフィルム１８は、電子デバイス１２側から、厚さ１００μｍのＰＥＴ製の支持体２４、有機層およびＳｉＮの無機層（水蒸気バリア層２６）からなるものである。なお、ＳｉＮの無機層は界面付近が酸化されていてもよい。
　このように各部材を積層した状態で、真空ラミネータを用い、温度１４０℃、時間２０分の真空ラミネート工程で各部材を貼合して封止し、水蒸気封止構造を作製し、電子モジュール１０を得た。
　（比較例１）
　比較例１は、電子デバイスとして、図２に示すＣＩＧＳ太陽電池サブモジュールを有する図６に示す構成の電子モジュール１００である。
　比較例１は、実施例１に比して、バックシート１１０が設けられており、電子デバイス１０２全体が充填材１６内にある点が異なり、それ以外の構成は、実施例１と同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。
　比較例１では、電子デバイス１０２の表面側に、水蒸気バリアフィルム１０８を配置し、裏面側にバックシート１１０を配置した。
　バックシート１１０は電子デバイス１０２側より、厚さが２５０μｍのＰＥＴフィルムに、５０μｍ厚みのステンレス板（ＳＵＳ板）および白色コート層が積層されたものである。
　水蒸気バリアフィルムは、実施例１と同様の構成である。このため、その詳細な説明は省略する。
　比較例１は、バックシート１１０の周縁部にポリイソブチレンを主材料とする周縁シール材１０６を配置し、この周縁シール材１０６で囲まれたバックシート１１０上に充填材１０４としてＥＶＡ樹脂を配置し、その上に電子デバイス１０２を配置し、さらに電子デバイス１０２上にＥＶＡ樹脂を配置する。そして、ＥＶＡ樹脂を覆うようにして水蒸気バリアフィルム１０８を、支持体１０８ａを周縁シール材１０６に向けて配置する。
　このように各部材を積層した状態で、真空ラミネータを用い、温度１４０℃、時間２０分の真空ラミネート工程で各部材を貼合して封止し、電子モジュール１００を得た。
　なお、周縁シール材１０６は、水蒸気バリアフィルム１０８の支持体１０８ａとバックシート１１０に隣接し、電子デバイス１０２には接していない。
　実施例１および比較例１について、水蒸気バリアフィルムの支持体の厚さを２００μｍ、１００μｍ、５０μｍ、３０μｍと変えて、各厚さでの水蒸気透過率を測定した。
　水蒸気透過率については、以下のようにして測定した。まず、封止工程前にＣａを成膜した基板をＣＩＧＳ太陽電池サブモジュール上に配置した後、封止を行う。そして、温度４０℃、相対湿度９０％の雰囲気で、Ｇ．ＮＩＳＡＴＯ、Ｐ．Ｃ．Ｐ．ＢＯＵＴＥＮ、Ｐ．Ｊ．ＳＬＩＫＫＥＲＶＥＥＲらＳＩＤ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　Ｒｅｃｏｒｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　１４３５－１４３８頁（以下、文献Ａという）に記載の方法を用いて水蒸気透過率を測定した。
　図４に示すＡ１は、本発明の電子モジュールの構成で、水蒸気バリアフィルムの支持体の厚さを変えた際の水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）の変化を示す。また、Ａ２は、従来のモジュールの構成で、水蒸気バリアフィルムの支持体の厚さを変えた際の水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）の変化を示す。なお、直線Ｂは、電子モジュールに要求される水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）の必要性能を示す。
　図４に示すように、従来の電子モジュール１００では、支持体の厚さを変えても水蒸気バリアフィルムの必要性能を満たさない。これに対して、本発明の構成では、バックシートを用いた従来の電子モジュール１００では到達できない水蒸気進入抑制能を実現できている。なお、実施例１の電子モジュール（本発明のモジュール）では、２５０μｍ以下であれば、支持体の厚さが薄い方が、水蒸気透過率が向上する。
　本実施例においては、周縁シール材の拡散係数の効果について確認した。
　本実施例では、図５（ａ）に示す５ｃｍ×５ｃｍのガラス板７０を用いる。図５（ｂ）に示すように、ガラス板７０の周縁部７２に１ｃｍ幅の周縁シール材７４を配置し、周縁シール材７４で囲まれたガラス板７０の面７６に、Ｃａ蒸着板７８を配置する。そして、図５（ａ）に示すガラス板７０を、Ｃａ蒸着板７８を覆うようにして貼り合わせて、試験体８０を準備する。
　試験体８０を、温度８５℃、相対湿度８５％の雰囲気に移し、１０００ｈ保持した後、Ｃａ蒸着板７８のＣａが退色しなければ抑制効果ありとし、退色が見られれば、抑制効果不足とした。下記表１においては、抑制効果があるものを「Ｇｏｏｄ」とし、抑制効果がないものを「ＮＧ」とした。
　周縁シール材７４の材料として、下記表１に示すポリイソブチレン（ＰＩＢ）、アイオノマー、ＴＰＵ（熱可塑性エラストマー）、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）、およびＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）について拡散係数の効果を確認した。その結果を下記表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　上記表１に示すように、Ｋ（拡散係数の２倍の平方根）の値が０．１以下であると、周縁シール材としては良好な結果が得られた。
　本実施例においては、以下に示す実験例１～４の電子モジュールを作製し、水分透過率を１０回評価し、そのうち、何回水分抑制効果が得られたかを確認し、水分進入抑制を評価した。その結果を下記表２に示す。
　水蒸気透過率については、第１実施例と同様に、封止前にＣａを成膜した基板を太陽電池サブモジュール上に配置して、上記文献Ａに記載の方法を用いて、温度４０℃、相対湿度９０％の雰囲気で測定した。このため、その詳細な説明は省略する。
（実験例１）
　実験例１は、第１実施例の実施例１の電子モジュールを用いたものである。このため、その詳細な説明は省略する。
（実験例２）
　実験例２は、図３に示す電子モジュール１０ａと同じ構成であり、実験例１に比して、水蒸気バリアフィルム１８の表面１８ａ（水蒸気バリア層２６の表面）に、樹脂層２９を介してポリカーボネート樹脂製の耐衝撃吸収層２８を設け、電子デバイス１２の下面１２ａ（可撓性基板２０の下面）に樹脂層２９を介してポリカーボネート樹脂製の耐圧層３０が設けられたものである。それ以外の構成は実験例１と同じであるため、その詳細な説明は省略する。
（実験例３）
　実験例３は、実施例１に比して、周縁シール材が下部電極（Ｍｏ膜）ではなく、その上の層である光電変換層（ＣＩＧＳ層）である点が異なり、それ以外の構成は実験例１と同じである。このため、その詳細な説明は省略する。
（実験例４）
　実験例４は、実験例２に比して、周縁シール材が下部電極（Ｍｏ膜）ではなく、その上の層である光電変換層（ＣＩＧＳ層）である点が異なり、それ以外の構成は実験例２と同じである。このため、その詳細な説明は省略する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　上記表２に示すように、実験例１および実験例２は、周縁シール材が下部電極（Ｍｏ膜）上に設けられており、テスト回数のうち、全てで水分抑制効果が得られた。
　実験例２は、ポリカーボネート樹脂製の耐衝撃吸収層２８および耐圧層３０が設けられたものである。このポリカーボネート樹脂は、線膨張係数が基材の１０ｐｐｍ／Ｋに対して６０ｐｐｍ／Ｋの６倍と大きく、内部歪が大きくかかる。しかしながら、本発明の構成では、上述のように、テスト回数のうち、全てで水分抑制効果が得られる。
　実験例３は、周縁シール材が光電変換層（ＣＩＧＳ層）上に設けられたものであり、水分抑制効果達成回数が実験例１、２よりも少なくなった。この原因を調べた結果、光電変換層（ＣＩＧＳ層）と下部電極（Ｍｏ膜）の間で剥離しているものがあり、その剥離界面から、水分が進入したものであることが判明した。
　実験例４は、周縁シール材が光電変換層（ＣＩＧＳ層）上に設けられ、かつポリカーボネート層が設けられたものである。実験例４は、水分抑制効果達成回数が実験例３よりも少ない。これは、上述のようにポリカーボネート樹脂により内部歪が大きくかかり、光電変換層（ＣＩＧＳ層）と下部電極（Ｍｏ膜）の間で剥離したものが多かったためである。
　１０、１００　電子モジュール
　１２　電子デバイス
　１４　周縁シール材
　１６　充填材
　１８　水蒸気バリアフィルム
　２０　可撓性基板
　２２　電子素子
　２４　支持体
　２６　水蒸気バリア層
　２８　耐衝撃吸収層
　３０　耐圧層

Claims (7)

  1. 　少なくとも、水蒸気を透過しない可撓性基板上に電子素子が設けられた電子デバイスと、
    　前記電子デバイスの前記可撓性基板の周縁に設けられた周縁シール材と、
    　前記周縁シール材に囲まれた領域を塞ぐように設けられた水蒸気バリアフィルムとを有し、
    　前記周縁シール材は、拡散係数の２倍の平方根をＫとするとき、Ｋ＝０．１ｃｍ／√ｈ以下であり、
    　前記水蒸気バリアフィルムは、透明樹脂からなる支持体上に少なくとも１層以上の無機層が形成されたものであり、前記支持体が前記周縁シール材側に配置されることを特徴とする電子モジュール。
  2. 　前記周縁シール材に囲まれた領域は充填材で充填されている請求項１に記載の電子モジュール。
  3. 　前記水蒸気バリアフィルムは、前記支持体の厚さが２５０μｍ以下である請求項１または２に記載の電子モジュール。
  4. 　前記周縁シール材は、水蒸気透過率が２．０ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下である請求項１～３のいずれか１項に記載の電子モジュール。
  5. 　前記周縁シール材は、ポリイソブチレンを含有するものである請求項４に記載の電子モジュール。
  6. 　前記電子デバイスの前記可撓性基板は、１層以上の金属層と前記金属層上に形成された絶縁層とを備え、前記絶縁層上に下部電極とＣＩＧＳ膜が積層された電子素子が形成されており、
    　前記周縁シール材は、前記絶縁層上または前記下部電極上に接して設けられている請求項１～５のいずれか１項に記載の電子モジュール。
  7. 　前記水蒸気バリアフィルム上に耐衝撃吸収層が設けられ、前記可撓性基板の下面に耐圧層が設けられており、
    　前記耐衝撃吸収層および前記耐圧層は、ポリカーボネート樹脂で構成されている請求項１～６のいずれか１項に記載の電子モジュール。
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