WO2018150894A1 - 太陽電池モジュール - Google Patents

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WO2018150894A1
WO2018150894A1 PCT/JP2018/003425 JP2018003425W WO2018150894A1 WO 2018150894 A1 WO2018150894 A1 WO 2018150894A1 JP 2018003425 W JP2018003425 W JP 2018003425W WO 2018150894 A1 WO2018150894 A1 WO 2018150894A1
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solar cell
cell module
layer
module according
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直樹 栗副
剛士 植田
善光 生駒
元彦 杉山
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a solar cell module, and relates to a solar cell module in which a surface protection substrate is made of a transparent resin.
  • the solar cell module basically includes a first substrate (surface protective substrate), a first resin layer (encapsulant layer), a photoelectric conversion unit, and a second resin layer (encapsulant layer). ) And a second substrate (back surface protection substrate) in this order. That is, the photoelectric conversion unit is protected by covering the front and back surfaces of the photoelectric conversion unit with the first substrate and the first resin layer, and the second resin layer and the second substrate.
  • a plurality of solar cells are arranged in a matrix, and adjacent solar cells are electrically connected by tab wiring (see, for example, Patent Document 1). In this manner, the photoelectric conversion unit electrically connects the plurality of photovoltaic cells with the plurality of tab wirings, and increases the output voltage, for example.
  • a glass substrate has been generally used as a protective substrate for a solar cell module.
  • a resin substrate has been used instead of a glass substrate for weight reduction.
  • the optimal material according to each role is selected in the front and back protection board, the material of the front and back protection board has come to differ.
  • the linear expansion coefficient of resin is larger than that of glass, and the influence of thermal expansion and contraction due to temperature change is large.
  • the surface protection substrate made of resin is thermally expanded and contracted, stress is applied to the resin layer bonded to the surface protection substrate. Therefore, the thermal stress of the surface protection substrate and the resin layer tends to increase in proportion to the degree of temperature change occurring in the solar cell module.
  • An object of the present invention is to provide a solar cell module that is less susceptible to damage to solar cells and tab wiring when temperature changes occur.
  • the solar cell module includes at least one tab wiring connected between a front surface protection substrate made of a transparent resin and a back surface protection substrate. It has a photoelectric conversion part containing a photovoltaic cell. And between a photoelectric conversion part and a surface protection board, it has at least 1 layer of a reinforcement layer, at least 1 layer of sealing material layers, and a gel-like polymer layer.
  • the residential structural material according to the second aspect of the present invention includes the solar cell module according to the first aspect.
  • the outdoor facility according to the third aspect of the present invention includes the solar cell module according to the first aspect.
  • the moving body according to the fourth aspect of the present invention includes the solar cell module according to the first aspect.
  • FIG. 1 is a top view showing a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the solar cell module shown in FIG.
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a solar cell module having a form different from that of FIG.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view of a solar cell module having a form different from that of FIG.
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view of a solar cell module having a form different from that of FIG.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view of a solar cell module having a form different from that of FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the state of the reinforcing layer and the gel-like polymer layer in FIG.
  • FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing a form in which a reinforcing layer is further provided on the back surface protection substrate side in the form of FIG.
  • FIG. 1 is a top view showing a solar cell module 100 according to the present embodiment.
  • a rectangular coordinate system composed of an x-axis, a y-axis, and a z-axis is defined.
  • the x axis and the y axis are orthogonal to each other in the plane of the solar cell module 100.
  • the z axis is perpendicular to the x axis and the y axis and extends in the thickness direction of the solar cell module 100.
  • the positive directions of the x-axis, y-axis, and z-axis are each defined in the direction of the arrow in FIG. 1, and the negative direction is defined in the direction opposite to the arrow.
  • the main plane disposed on the positive side of the z-axis is a “light-receiving surface”.
  • the main plane disposed on the negative direction side of the z-axis is the “back surface”.
  • the “light receiving surface” means a surface on which light is mainly incident, and the “back surface” may mean a surface opposite to the light receiving surface.
  • the positive direction side of the z-axis may be referred to as “light-receiving surface side”
  • the negative direction side of the z-axis may be referred to as “back surface side”.
  • the solar cell module 100 includes a plurality of solar cells 10, a plurality of tab wires 12, and a plurality of connection wires 14. Each of the plurality of solar cells 10 absorbs incident light and generates photovoltaic power.
  • the solar battery cell 10 is made of, for example, a semiconductor material such as crystalline silicon, gallium arsenide (GaAs), or indium phosphorus (InP).
  • the structure of the solar battery cell 10 is not particularly limited, but here, as an example, it is assumed that crystalline silicon and amorphous silicon are stacked. Although omitted in FIG.
  • a plurality of finger electrodes extending in the x-axis direction parallel to each other and extending in the y-axis direction so as to be orthogonal to the plurality of finger electrodes are provided on the light receiving surface and the back surface of each solar cell 10.
  • a plurality of, for example, two bus bar electrodes are provided.
  • the bus bar electrode connects each of the plurality of finger electrodes.
  • the plurality of solar cells 10 are arranged in a matrix on the xy plane.
  • four solar cells 10 are arranged in the x-axis direction, and five solar cells 10 are arranged in the y-axis direction.
  • the number of the photovoltaic cells 10 arranged in the x-axis direction and the number of the photovoltaic cells 10 arranged in the y-axis direction are not limited to these.
  • the five solar cells 10 arranged side by side in the y-axis direction are connected in series by the tab wiring 12 to form one solar cell string 16.
  • the solar cell string 16 indicates a combination of a plurality of solar cells 10 and a plurality of tab wires 12.
  • the tab wiring 12 electrically connects the bus bar electrode on one light receiving surface side of the adjacent solar cells 10 and the bus bar electrode on the other back surface side. That is, the adjacent solar cells 10 are electrically connected to each other by the tab wiring 12.
  • the tab wiring 12 is an elongated metal foil. For example, a copper foil coated with solder or silver is used. Resin is used for connection between the tab wiring 12 and the bus bar electrode. This resin may be either conductive or non-conductive. In the latter case, the tab wiring 12 and the bus bar electrode are electrically connected by direct contact. The tab wiring 12 and the bus bar electrode may be connected by using solder instead of resin.
  • connection wires 14 extend in the x-axis direction on the positive and negative sides of the y-axis of the solar cell string 16, and the connection wires 14 electrically connect two adjacent solar cell strings 16. Connecting.
  • each of the solar battery cell 10 and the solar battery string 16 may be a “photoelectric converter”, and a combination of the plurality of solar battery strings 16 and the connection wiring 14 is a “photoelectric converter”. Also good.
  • a frame (not shown) may be attached to the edge portion of the solar cell module 100. The frame protects the edge of the solar cell module 100 and is used when the solar cell module 100 is installed on a roof or the like.
  • the solar cell module of this embodiment has a photoelectric conversion unit including one or more solar cells connected by tab wiring between a front surface protection substrate made of a transparent resin and a back surface protection substrate. And between a photoelectric conversion part and a surface protection board, it has at least 1 layer of a reinforcement layer, at least 1 layer of sealing material layers, and a gel-like polymer layer.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a part of the solar cell module 100 along the line AA in FIG.
  • the solar cell module 100 includes a solar cell 10, a tab wire 12, a connection wire 14, a solar cell string 16, a surface protection substrate 20, a gel polymer layer 22, a reinforcing layer 24, a sealing material layer 26, and a back surface protection substrate. 28.
  • the upper side of FIG. 2 corresponds to the light receiving surface (front surface) side, and the lower side corresponds to the back surface side.
  • the constituent material of the front surface protective substrate 20 and the constituent material of the back surface protective substrate 28 are different. Therefore, the thermal expansion coefficient differs between the front surface protection substrate 20 and the back surface protection substrate 28.
  • the thermal expansion coefficient differs between the front surface protection substrate 20 and the back surface protection substrate 28.
  • polycarbonate or the like is used for the front surface protection substrate 20
  • glass or the like is used for the back surface protection substrate 28.
  • the surface protection substrate 20 has a larger thermal expansion coefficient than the back surface protection substrate 28. Therefore, as described above, the behaviors of expansion and contraction of both protective substrates due to ambient temperature changes are different.
  • the gel polymer layer 22 and the reinforcing layer 24 are disposed between the surface protection substrate 20 and the photoelectric conversion unit. And, in the solar cell module 100 of the present embodiment, even when the surface protective substrate 20 is deformed by expansion / contraction, the lower gel-like polymer layer 22 adjacent to the surface protective substrate 20 has a small tensile elastic modulus. The deformation of the surface protection substrate 20 can be followed. That is, the deformation of the surface protection substrate 20 is alleviated by the gel polymer layer 22. Further, a reinforcing layer 24 having high mechanical strength is adjacent to the lower layer of the gel polymer layer 22.
  • each layer is demonstrated one by one.
  • the surface protection substrate 20 is a substrate that is located on the sunlight receiving side of the solar cell module 100 and is made of a transparent resin.
  • the transparent resin constituting the surface protection substrate 20 include polyethylene (PE), polypropylene (PP), cyclic polyolefin, polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA), polytetrafluoroethylene (PTFE), and polystyrene (PS). ), At least one selected from the group consisting of polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN). Among these, it is preferable to use polycarbonate (PC) as the surface protection substrate 20.
  • the surface protection substrate 20 may include a hard coat layer made of acrylic urethane or the like on the surface. Furthermore, the surface protective substrate 20 or the hard coat layer may contain an ultraviolet absorber, a gloss adjusting agent, and an antireflection component.
  • the surface protective substrate 20 preferably has a thickness of 0.1 to 15 mm, a tensile modulus of 1.0 to 10.0 GPa or less, and a total light transmittance of 80% or more. These parameters are described below.
  • the thickness of the surface protection substrate 20 is preferably 0.1 to 15 mm, and more preferably 0.5 to 10 mm. By setting the thickness of the surface protection substrate 20 in such a range, the solar cell module 100 can be appropriately protected and light can efficiently reach the photoelectric conversion unit (solar cell 10).
  • the tensile elastic modulus of the surface protective substrate 20 is preferably 1.0 to 10.0 GPa, and more preferably 2.3 GPa to 2.5 GPa. By setting the tensile elastic modulus of the surface protection substrate 20 in such a range, the surface of the solar cell module 100 can be appropriately protected.
  • the tensile modulus can be measured, for example, according to JIS K7161-1 (Plastics—Method of obtaining tensile properties—Part 1: General) as follows.
  • Et ( ⁇ 2 ⁇ 1) / ( ⁇ 2 ⁇ 1) (1)
  • Et is the tensile modulus (Pa)
  • the total light transmittance of the surface protective substrate 20 is preferably 80% or more, and preferably 90 to 100%. By setting the total light transmittance of the surface protective substrate 20 within this range, light can efficiently reach the photoelectric conversion unit (solar cell 10).
  • the total light transmittance can be measured, for example, by a method such as JIS K7361-1 (Plastic—Testing method for total light transmittance of transparent material—Part 1: Single beam method).
  • the thermal expansion coefficient of the surface protective substrate 20 is not particularly limited, and can be 40 to 110 ( ⁇ 10 ⁇ 6 K ⁇ 1 ). In the present embodiment, even when the surface protective substrate 20 has a large coefficient of thermal expansion and is easily deformed as the temperature changes, problems do not easily occur due to the presence of the gel polymer layer 22 and the reinforcing layer 24.
  • the thermal expansion coefficient can be measured according to JIS K 7197: 2012.
  • the gel-like polymer layer 22 is a layer formed of a gel-like polymer rich in flexibility, and is located between the surface protection substrate 20 and the photoelectric conversion unit.
  • the gel-like polymer layer 22 has flexibility, and when the surface protective substrate 20 expands / contracts, it follows the expansion / contraction, so that stress due to expansion / contraction is transmitted to another layer in the photoelectric conversion portion. Can be prevented. That is, the stress due to expansion / contraction of the surface protective substrate 20 can be relaxed by the gel polymer layer 22.
  • the gel is not particularly limited, but is classified into a gel containing a solvent and a gel not containing a solvent.
  • the gel containing the solvent hydrogel in which the dispersion medium is a water gel and organogel in which the dispersion medium is an organic solvent gel can be used.
  • the gel containing the solvent any of a polymer gel having a number average molecular weight of 10,000 or more, an oligomer gel having a number average molecular weight of 1,000 or more and less than 10,000, and a low molecular gel having a number average molecular weight of less than 1,000 can be used.
  • the gel polymer is preferably composed of at least one selected from the group consisting of silicone gel, urethane gel, acrylic gel, and styrene gel.
  • the gel-like polymer layer 22 has a thickness of 5 to 99% with respect to the thickness of the surface protective substrate 20, has a tensile elastic modulus of 0.1 kPa or more and less than 0.5 MPa, and has a total light transmittance of 80% or more. It is preferable that These parameters are described below.
  • the gel-like polymer layer 22 preferably has a thickness of 5 to 99% with respect to the thickness of the surface protective substrate 20, and more preferably has a thickness of 10 to 50%. Since the gel-like polymer layer 22 has such a thickness, stress due to expansion / contraction of the surface protective substrate 20 can be sufficiently relieved.
  • the tensile elastic modulus of the gel polymer layer 22 is preferably 0.1 kPa or more and less than 5 MPa, and more preferably 1 kPa or more and 1 MPa or less.
  • the stress due to expansion / contraction of the surface protective substrate 20 can be sufficiently relaxed.
  • the tensile elastic modulus is less than 0.5 MPa, the amount of movement of the solar battery cells due to the temperature change becomes extremely small as compared to the case of 0.5 MPa or more (see Table 1). ).
  • the tensile elastic modulus: 0.5 MPa is a critical numerical value that can remarkably relieve stress due to expansion / contraction of the surface protective substrate 20.
  • the tensile elastic modulus is more preferably 0.3 MPa or less, and further preferably 0.2 MPa or less.
  • the total light transmittance of the gel polymer layer 22 is preferably 80% or more, and preferably 90 to 100%. By setting the total light transmittance of the gel polymer layer 22 within this range, light can efficiently reach the photoelectric conversion portion (solar cell 10).
  • the method for measuring the total light transmittance is as described above.
  • the reinforcing layer 24 is a layer formed of a material having high mechanical strength, and is located between the surface protective substrate 20 and the photoelectric conversion unit, like the gel polymer layer 22. Since the reinforcing layer 24 has high mechanical strength, even when the surface protection substrate 20 expands / contracts, it does not follow the expansion / contraction, and it is possible to prevent the stress to the photoelectric conversion unit from being transmitted. Therefore, stress due to expansion / contraction of the surface protection substrate 20 can be prevented by the reinforcing layer 24.
  • the reinforcing layer 24, together with the gel polymer layer 22, can effectively relieve stress due to expansion and contraction of the surface protective substrate 20 by their complementary action. For example, even if the gel-like polymer layer 22 alone cannot sufficiently relieve the stress due to expansion / contraction of the surface protective substrate 20, the stress can be sufficiently relieved by the high mechanical strength of the reinforcing layer 24.
  • the gel polymer layer 22 is adjacent to the sealing material layer 26.
  • the gel polymer layer 22 is more flexible than the sealing material layer 26, when the solar cell module 100 is laminated while heating, the gel polymer layer 22 is deformed. Unevenness is likely to occur in the gel polymer layer 22. In particular, when the solar cell module 100 is laminated and molded in a vacuum state, such unevenness of the gel polymer layer 22 is likely to occur. When such irregularities occur, in addition to the difference in refractive index between the gel-like polymer layer 22 and the sealing material layer 26, the interface is emphasized by deformation, resulting in poor appearance such as swell.
  • the reinforcing layer 24 having high mechanical strength is provided between the gel polymer layer 22 and the sealing material layer 26, deformation of the interface between the gel polymer layer 22 and the sealing material layer 26 is suppressed. The occurrence of poor appearance is suppressed.
  • the reinforcing layer 24 is provided between the gel-like polymer layer 22 and the sealing material layer 26, that is, the bonding is performed in a state where the reinforcing layer 24 is stuck to one surface of the gel-like polymer layer 22. And the problem of stickiness is reduced and handling is improved.
  • the reinforcing layer 24 is preferably made of a material that is thick, hard, and has low adhesiveness.
  • the gel-like polymer layer 22 may cause peeling or mixing of bubbles due to repeated load such as vibration, which may cause a problem with adhesiveness. Therefore, by providing the reinforcing layer 24 between the gel polymer layer 22 and the sealing material layer 26, these problems can be prevented.
  • the area of the gel-like polymer layer 22 is set smaller than the areas of the surface protective substrate 20 and the reinforcing layer 24, and the edge of the surface protective substrate 20; It is preferable that the edge of the reinforcing layer 24 be bonded.
  • the gel polymer layer 22 is surrounded by the surface protection substrate 20 and the reinforcing layer 24.
  • the reinforcing layer 24 preferably has a thickness of 10 to 200 ⁇ m, a thermal expansion coefficient of 0 to 30 ( ⁇ 10 ⁇ 6 K ⁇ 1 ), and a total light transmittance of 80% or more. These parameters are described below.
  • the thickness of the reinforcing layer 24 is preferably 10 to 200 ⁇ m, and more preferably 10 to 100 ⁇ m. When the reinforcing layer 24 has such a thickness, it is possible to sufficiently suppress the transmission of stress to the photoelectric conversion unit due to the expansion / contraction of the surface protective substrate 20.
  • the thermal expansion coefficient of the reinforcing layer 24 is preferably 0 to 30 ( ⁇ 10 ⁇ 6 K ⁇ 1 ), and more preferably 5 to 30 ( ⁇ 10 ⁇ 6 K ⁇ 1 ).
  • the thermal expansion coefficient of the reinforcing layer 24 is within this range, even when the surface protective substrate 20 expands / contracts due to heat, the expansion / contraction of the reinforcing layer 24 is smaller than that of the surface protective substrate 20. Transmission of stress due to expansion / contraction to the photoelectric conversion unit can be suppressed.
  • the total light transmittance of the reinforcing layer 24 is preferably 80% or more, and preferably 90 to 100%. By setting the total light transmittance of the reinforcing layer 24 within this range, light can efficiently reach the photoelectric conversion portion (solar cell 10).
  • the method for measuring the total light transmittance is as described above.
  • the tensile elastic modulus of the reinforcing layer 24 is preferably 1.0 to 10.0 GPa, more preferably 2 to 5 GPa. When the tensile elastic modulus of the reinforcing layer 24 is in such a range, the stress due to expansion / contraction of the surface protective substrate 20 can be sufficiently relaxed.
  • a film having a water vapor transmission rate of 1.0 g / m 2 ⁇ day or less is preferably formed on at least one of the front and back sides of the reinforcing layer 24.
  • the water vapor transmission rate can be determined by, for example, the infrared sensor method defined in Appendix B of JIS K7129: 2008 (Plastics-Films and Sheets-Method for determining water vapor transmission rate (instrument measurement method)).
  • a film having an oxygen permeability of 8.0 ml / m 2 ⁇ day or less is formed on at least one of the front and back sides of the reinforcing layer 24.
  • the oxygen permeability can be determined according to JIS K7126-1 (GC method).
  • the film formed on the reinforcing layer 24 may be formed by coating or vapor deposition, and is preferably formed from an inorganic composite material containing Si and O.
  • examples of such materials include siloxane compounds, among which polyorganosiloxane is preferable.
  • the sealing material layer 26 is provided to protect the photoelectric conversion unit.
  • thermoplastic resins such as ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), polyvinyl butyral (PVB), polyethylene terephthalate (PET), polyolefin (PO), polyimide (PI), Examples thereof include thermosetting resins such as epoxy, urethane, and polyimide. Among these, EVA and PO are preferable.
  • the sealing material layer 26 preferably has a thickness of 0.1 to 10 mm and a tensile modulus of 0.005 to 0.05 GPa. These parameters are described below.
  • the thickness of the sealing material layer 26 is preferably 0.1 to 10 mm, and more preferably 0.2 to 1.0 mm. When the sealing material layer 26 has such a thickness, the photoelectric conversion portion can be sufficiently sealed and protected.
  • the tensile elastic modulus of the sealing material layer 26 is preferably 0.005 to 0.05 GPa, and more preferably 0.01 to 0.05 GPa. When the tensile elastic modulus of the sealing material layer 26 is within such a range, the stress due to expansion / contraction of the surface protective substrate 20 can be sufficiently relaxed.
  • the back surface protection substrate 28 protects the back surface side of the solar cell module 100 as a back sheet.
  • glass fiber reinforced plastic (FRP), polyimide (PI), cyclic polyolefin, polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA), polyetheretherketone (PEEK), polystyrene ( At least one selected from the group consisting of PS), polyethylene terephthalate (PET), and polyethylene naphthalate (PEN) can be used.
  • the fiber reinforced plastic (FRP) include glass fiber reinforced plastic (GFRP), carbon fiber reinforced plastic (CFRP), and aramid fiber reinforced plastic (AFRP). In addition, glass epoxy etc.
  • the material forming the back protective substrate 28 preferably contains at least one selected from the group consisting of fiber reinforced plastic (FRP), polymethyl methacrylate (PMMA), and polyether ether ketone (PEEK).
  • the back surface protection substrate 28 is preferably made of a fiber reinforced resin such as a fiber reinforced plastic in order to sufficiently secure the strength.
  • the fiber-reinforced plastic may be a UD (UniDirection) material in which fibers are arranged in one direction, or may be a woven material woven by fibers that intersect each other. When the UD material is used for the back surface protection substrate 28, it is difficult to expand and contract in the fiber direction.
  • substrate 28 is formed with the carbon fiber reinforced plastics.
  • the reflectance may be improved by containing titanium oxide or the like in this layer.
  • the surface may be plated.
  • the thickness of the back surface protection substrate 28 is not particularly limited, it is preferably 0.01 mm or more and 10 mm or less, more preferably 0.05 mm or more and 5.0 mm or less, and 0.07 mm or more and 1.0 mm or less. More preferably. In particular, in the case of fiber reinforced plastic, it is preferable that the diameter of one fiber is the lower limit of thickness.
  • the thickness of the back surface protection substrate 28 is thin (for example, 0.2 mm or less), in addition to lightening and thinning, the influence of thermal shrinkage when a temperature difference occurs in the back surface protection substrate 28 is reduced, or the back surface The rigidity of the protective substrate 28 may decrease. Therefore, warpage of the entire solar cell module 100 can be reduced.
  • the gas release property inside the solar cell module can be improved.
  • EVA used as the material of the sealing material layer 26
  • acetic acid may be generated due to the decomposition of the EVA.
  • the back surface protective substrate 28 is thin, the acetic acid is likely to diffuse to the outside.
  • the back surface protection substrate 28 when a fiber reinforced plastic of UD material is used for the back surface protection substrate 28 and the thickness of the back surface protection substrate 28 is reduced, a desired portion is reinforced by partially overlapping the UD material as necessary.
  • the characteristics of the back surface protection substrate 28 can be increased or decreased.
  • the fibers of the UD material may be overlapped in the same direction or the fibers of the UD material may be overlapped in different directions such as vertical depending on desired characteristics.
  • the back surface protection substrate 28 when the thickness of the back surface protection substrate 28 is reduced, the back surface protection substrate 28 can be bonded while following the shape of the sealing material layer 26 (bonded surface), and the sealing material layer 26 and the back surface protection substrate 28 can be bonded. It is possible to make it difficult for air bubbles to be mixed in between. For example, even if the surface protection substrate 20 has a curved shape, the back surface protection substrate 28 can be bonded to the shape of the surface protection substrate 20 via the sealing material layer 26. Therefore, the solar cell module 100 having a curved surface shape can be easily manufactured while suppressing the mixing of bubbles. At this time, if the film module is manufactured in a state where the back surface protective substrate 28, the sealing material layer 26, and the reinforcing layer 24 are bonded together, the film module itself has flexibility.
  • the back surface protection substrate 28 has high followability, for example, when a curved solar cell module 100 is manufactured by laminating each layer, a local load is not easily applied to the solar cells 10. Damage to the cell 10 can be suppressed. This suppression of damage to the solar battery cell 10 is particularly effective when the solar battery module 100 further includes the gel polymer layer 22 described above. Furthermore, when the thickness of the back surface protection substrate 28 is reduced, the encapsulant layer 26 can be quickly heated to be crosslinked, so that not only the manufacturing time of the solar cell module 100 is shortened but also the surface protection substrate 20 is heated. Deformation can be suppressed.
  • the back protective substrate 28 has a thickness of 0.01 to 10 mm, a tensile modulus of 1.0 to 100.0 GPa, and a thermal expansion coefficient of 0 to 30 ( ⁇ 10 ⁇ 6 K ⁇ 1 ). preferable. These parameters are described below.
  • the thickness of the back protective substrate 28 is preferably 0.01 to 10 mm, and more preferably 0.05 to 5.0 mm. When the back surface protection substrate 28 has such a thickness, the back surface of the solar cell module 100 can be sufficiently protected.
  • the tensile elastic modulus of the back protective substrate 28 is preferably 1.0 to 100.0 GPa, more preferably 2.3 GPa to 2.5 GPa. By making the tensile elasticity modulus of the back surface protection substrate 28 into such a range, the back surface of the solar cell module 100 can be appropriately protected.
  • the thermal expansion coefficient of the back surface protective substrate 28 is preferably 0 to 30 ( ⁇ 10 ⁇ 6 K ⁇ 1 ), and more preferably 2 to 25 ( ⁇ 10 ⁇ 6 K ⁇ 1 ). When the thermal expansion coefficient of the back surface protection substrate 28 is within this range, the thermal shock resistance can be improved.
  • the tensile elastic modulus (A) of the material constituting the gel polymer layer, the tensile elastic modulus (B) of the material constituting the sealing material layer, and the tensile elastic modulus of the material constituting the reinforcing layer (preferably, C) is in a relationship of A ⁇ B ⁇ C.
  • the thermal expansion coefficient of the material which comprises a surface protection substrate is larger than each thermal expansion coefficient of the material which comprises a back surface protection substrate, and the material which comprises a reinforcement layer.
  • the surface protection substrate is deformed by temperature change. Even in this case, it can be relaxed by the gel polymer.
  • the thermal expansion coefficient of the material constituting the surface protection substrate is larger than the thermal expansion coefficient of the material constituting the back surface protection substrate and the material constituting the reinforcing layer, so that the surface protection substrate is deformed due to temperature change. Even in this case, it can be relaxed by the reinforcing layer.
  • the gel polymer layer 22 and the reinforcing layer 24 are reversed from those in FIG. That is, the reinforcing layer 24, the gel polymer layer 22, the photoelectric conversion portion (the sealing material layer 26, the solar battery cell 10, the tab wiring 12), and the back surface protection substrate 28 are disposed in order from the surface protection substrate 20. Also in this embodiment, even when the surface protection substrate 20 is deformed due to a change in ambient temperature, the adjacent reinforcing layer 24 is difficult to follow the deformation of the surface protection substrate 20, and even if the reinforcing layer 24 is deformed, the adjacent gel layer The deformation is alleviated by the polymer layer 22. Therefore, the deformation of the surface protection substrate 20 is not easily transmitted to the photoelectric conversion part, and as a result, damage to the solar battery cell 10 and breakage of the tab wiring 12 can be prevented.
  • sealing material layers are arranged in two places (sealing material layers 26A and 26B).
  • the sealing material layer 26 ⁇ / b> A is a layer that seals and protects the photoelectric conversion portion
  • the sealing material layer 26 ⁇ / b> B is interposed between the gel polymer layer 22 and the reinforcing layer 24. It is arranged.
  • the sealing material layer 26B does not seal any member, since the same material as the sealing material layer 26A is used, the term sealing material layer is used.
  • the surface protection substrate 20 is deformed due to a change in ambient temperature
  • the adjacent gel polymer layer 22 is deformed following the deformation.
  • the deformation transmitted from the surface protective substrate 20 due to the presence of the sealing material layer 26B can be alleviated.
  • the deformation of the surface protection substrate 20 is not easily transmitted to the photoelectric conversion part, and as a result, damage to the solar battery cell 10 and breakage of the tab wiring 12 can be prevented.
  • the reinforcing layer is composed of two layers, and the gel polymer layer is located between the two reinforcing layers.
  • FIG. 5 shows such a configuration, in which the reinforcing layer has a two-layer configuration (reinforcing layer 24A and reinforcing layer 24B), and the gel polymer layer 22 is disposed between the reinforcing layer 24A and the reinforcing layer 24B.
  • the gel-like polymer layer 22 is disposed in the solar cell module 100, impurities contained in the gel-like polymer may diffuse into the sealing material layer 26 or the surface protection substrate 20 and cause discoloration or embrittlement. is there.
  • Such impurities include additives (UV absorbers, plasticizers, etc.) contained in gel polymers, low molecular components (gelling agents such as water and silicone oil) mixed for shape stabilization, unreacted Monomers and the like.
  • the gel-like polymer layer 22 is blocked by the reinforcing layers 24A and 24B, so that the diffusion of such additives as described above can be suppressed. That is, in this embodiment, the effect of preventing the diffusion of the additives contained in the gel-like polymer as well as the effect of preventing the damage of the solar battery cell and the break of the tab wiring described with reference to FIGS.
  • the reinforcing layers 24A and 24B are formed with the above-described film having a water vapor transmission rate of 1.0 g / m 2 ⁇ day or less and / or an oxygen transmission rate of 8.0 ml / m 2 ⁇ day or less. It is preferable. By doing so, the effect of preventing diffusion of additives contained in the gel polymer can be sufficiently exhibited.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing the AA line in FIG. 1 extended to the entire solar cell module (in the y-axis direction), with the middle portion omitted.
  • the entire gel polymer layer 22 is sealed with two reinforcing layers 24A and 24B.
  • the entire gel polymer layer 22 is sealed with two reinforcing layers 24A and 24B.
  • FIG. 6 schematically shows how the reinforcing layers 24A and 24B seal the gel-like polymer layer 22.
  • the reinforcing layers 24A and 24B are in the form of a film, and are shown in FIG. It will be in such a state.
  • the solar cell module of the present embodiment preferably further has an insulating reinforcing layer on the photoelectric conversion portion side of the back surface protection substrate.
  • an insulating reinforcing layer on the photoelectric conversion portion side of the back surface protection substrate.
  • CFRP conductive base material
  • the generation of leakage current becomes a problem. Therefore, as shown in FIG. 8, the leakage current can be insulated by disposing a reinforcing layer 30 having insulating properties between the back surface protection substrate 28 and the photoelectric conversion portion.
  • the material of the reinforcing layer 30 used here it is preferable to use a material having high insulation among the above-described reinforcing layers.
  • a white pigment such as titanium oxide
  • the surface of the reinforcing layer may be subjected to a plating process that improves the reflectance.
  • the residential structural material of the present embodiment is a residential structural material including the above-described solar cell module of the present embodiment.
  • the housing structural material include a roof and a wall.
  • a current obtained by generating power with the solar cell module of the present embodiment is supplied to an electric device and used for driving the electric device.
  • the outdoor facility of the present embodiment is an outdoor facility that includes the above-described solar cell module of the present embodiment.
  • Examples of the outdoor facility include a tent, a carport, and a factory roof using a folded plate roof with low load resistance.
  • a current obtained by generating power with the solar cell module of the present embodiment is supplied to the electric device and used for driving the electric device.
  • the moving body of the present embodiment is a moving body that includes the above-described solar cell module of the present embodiment.
  • the moving body include vehicles such as automobiles, trains, ships, and the like.
  • the solar cell module of the present embodiment is mounted on an automobile, it is preferably installed on the upper surface portion of the automobile body such as a bonnet or a roof.
  • a current obtained by generating power with the solar cell module of the present embodiment is supplied to an electric device such as a fan or a motor, and used for driving and controlling the electric device.
  • Example 1 An analysis was performed on the solar cell module having the layer structure shown in FIG. 2 using Femtet (registered trademark) manufactured by Murata Software Co., Ltd. Details of each layer are shown below.
  • -Reinforcing layer PET having a thickness of 0.1 mm (thermal expansion coefficient: 20 ( ⁇ 10 ⁇ 6 K ⁇ 1 ))
  • Gel-like polymer layer thickness: 1.0 mm silicone gel (tensile elastic modulus at 25 ° C .: 2.2 kPa, total light transmittance: 90%)
  • the solar cell module is subjected to a simulation of a temperature cycle test when the temperature is changed from 145 ° C. to 25 ° C. in accordance with JIS C8917, and the movement amount of the solar cell before and after the test and the tab wiring break. The number of cycles up to was analyzed. The results are shown in Table 1. In addition, the frequency
  • Example 2 to 5 The solar cell module was evaluated in the same manner as in Example 1 except that the gel polymer layer was changed to that shown in Table 1. The results are shown in Table 1.
  • Example 2A A solar cell module having the same configuration as in Example 2 was actually produced and evaluated in the same manner as in Example 2. However, the temperature change in the temperature cycle test was set to 90 ° C. to ⁇ 40 ° C. The results are shown in Table 2.
  • Example 1 A solar cell module was produced in the same manner as in Example 2A, except that neither the reinforcing layer nor the gel polymer layer was laminated, and the same evaluation as in Example 2A was performed. The results are shown in Table 2.
  • the solar cell module of Example 1 having the reinforcing layer has a smaller cell movement amount than the solar cell module of Reference Example 1 having no reinforcing layer, and the cycle number of the temperature change until the tab wiring breaks. Many. The same applies to Reference Examples 2 to 5 corresponding to Examples 2 to 5, respectively. From these facts, it can be seen that the presence of the reinforcing layer contributes to prevention of breakage of the tab wiring.
  • Solar cell (photoelectric conversion part) 12 Tab wiring 14 Connection wiring 16 Solar cell string (photoelectric conversion part) DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Surface protective substrate 22 Gel-like polymer layer 24 Reinforcement layer 26 Sealing material layer 28 Back surface protection substrate 30 Reinforcement layer 100 Solar cell module

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Abstract

透明樹脂から構成される表面保護基板（２０）と、裏面保護基板（２８）との間に、タブ配線（１２）で接続された一以上の太陽電池セル１０を含む光電変換部を有し、光電変換部と表面保護基板（２０）との間に、少なくとも１層の補強層（２４）と、少なくとも１層の封止材層（２６）と、ゲル状高分子層（２２）とを有する太陽電池モジュールである。

Description

太陽電池モジュール
　本発明は、太陽電池モジュールに関し、表面保護基板が透明樹脂からなる太陽電池モジュールに関する。
　太陽電池モジュールは、基本的な構成として、第１の基板（表面保護基板）と、第１の樹脂層（封止材層）と、光電変換部と、第２の樹脂層（封止材層）と、第２の基板（裏面保護基板）と、をこの順に備えた構成になっている。つまり、光電変換部の表裏面を、第１の基板及び第１の樹脂層と、第２の樹脂層及び第２の基板とで覆うことで、光電変換部の保護を図っている。このような構成において、光電変換部においては、複数の太陽電池セルがマトリックス状に配列され、隣接する太陽電池セル同士はタブ配線によって電気的に接続される（例えば、特許文献１参照）。そして、このように、光電変換部は複数の太陽電池セル同士を複数のタブ配線によって電気的に接続し、例えば出力電圧を高めるようにしている。
　太陽電池モジュールの保護基板としては、従来、ガラス基板を用いるのが一般的であったが、近年、軽量化のためにガラス基板に代わり樹脂基板が用いられるようになってきている。そして、表裏の保護基板において、それぞれの役割に応じた最適な材料が選択されることから、表裏の保護基板の材料が異なるようになってきた。
特開２０１３－１４５８０７号公報
　しかしながら、一般的に、樹脂の線膨張率はガラスの線膨張率より大きく、温度変化による熱伸縮の影響が大きい。そして、樹脂からなる表面保護基板が熱伸縮した場合、表面保護基板と接着する樹脂層に応力が加わる。そのため、太陽電池モジュールに生じる温度変化の度合に比例して表面保護基板や樹脂層の熱応力が大きくなる傾向にある。
　そして、太陽電池モジュールに生じる温度変化により、樹脂層に大きな熱応力が加わった場合、樹脂層と接する太陽電池セルが破損したり、太陽電池セル間を電気的に接続するタブ配線が切断したりするおそれがある。
　本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、温度変化が生じた場合に、太陽電池セルの破損やタブ配線の破断が生じにくい太陽電池モジュールを提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る太陽電池モジュールは、透明樹脂から構成される表面保護基板と、裏面保護基板との間に、タブ配線で接続された一以上の太陽電池セルを含む光電変換部を有する。そして、光電変換部と表面保護基板との間に、少なくとも１層の補強層と、少なくとも１層の封止材層と、ゲル状高分子層とを有する。
　本発明の第２の態様に係る住宅用構造材は、第１の態様に係る太陽電池モジュールを具備する。
　本発明の第３の態様に係る屋外設備は、第１の態様に係る太陽電池モジュールを具備する。
　本発明の第４の態様に係る移動体は、第１の態様に係る太陽電池モジュールを具備する。
図１は、本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールを示す上面図である。 図２は、図１に示す太陽電池モジュールの部分断面図である。 図３は、図２とは異なる形態の太陽電池モジュールの部分断面図である。 図４は、図２とは異なる形態の太陽電池モジュールの部分断面図である。 図５は、図２とは異なる形態の太陽電池モジュールの部分断面図である。 図６は、図２とは異なる形態の太陽電池モジュールの部分断面図である。 図７は、図６における、補強層及びゲル状高分子層の状態を示す断面図である。 図８は、図２の形態に、さらに裏面保護基板側に補強層を配した形態を示す部分断面図である。
＜太陽電池モジュール＞
　以下、図面を参照して本実施形態に係る太陽電池モジュールについて説明する。図１は、本実施形態に係る太陽電池モジュール１００を示す上面図である。図１に示すように、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸からなる直角座標系が規定される。ｘ軸、ｙ軸は、太陽電池モジュール１００の平面内において互いに直交する。ｚ軸は、ｘ軸およびｙ軸に垂直であり、太陽電池モジュール１００の厚み方向に延びる。また、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のそれぞれの正の方向は、図１における矢印の方向に規定され、負の方向は、矢印と逆向きの方向に規定される。太陽電池モジュール１００を形成する２つの主表面であって、かつｘ－ｙ平面に平行な２つの主表面のうち、ｚ軸の正方向側に配置される主平面が「受光面」であり、ｚ軸の負方向側に配置される主平面が「裏面」である。なお、「受光面」とは光が主に入射する面を意味し、「裏面」とは受光面と反対側の面を意味することもある。また、ｚ軸の正方向側を「受光面側」とよび、ｚ軸の負方向側を「裏面側」とよぶこともある。
　太陽電池モジュール１００は、複数の太陽電池セル１０、複数のタブ配線１２、複数の接続配線１４を含む。複数の太陽電池セル１０のそれぞれは、入射する光を吸収して光起電力を発生する。太陽電池セル１０は、例えば、結晶系シリコン、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）またはインジウム燐（ＩｎＰ）等の半導体材料によって形成される。太陽電池セル１０の構造は、特に限定されないが、ここでは、一例として、結晶シリコンとアモルファスシリコンとが積層されているとする。図１では省略しているが、各太陽電池セル１０の受光面および裏面には、互いに平行にｘ軸方向に延びる複数のフィンガー電極と、複数のフィンガー電極に直交するようにｙ軸方向に延びる複数、例えば２本のバスバー電極とが備えられる。バスバー電極は、複数のフィンガー電極のそれぞれを接続する。
　複数の太陽電池セル１０は、ｘ－ｙ平面上にマトリクス状に配列される。ここでは、ｘ軸方向に４つの太陽電池セル１０が並べられ、ｙ軸方向に５つの太陽電池セル１０が並べられる。なお、ｘ軸方向に並べられる太陽電池セル１０の数と、ｙ軸方向に並べられる太陽電池セル１０の数は、これらに限定されない。ｙ軸方向に並んで配置される５つの太陽電池セル１０は、タブ配線１２によって直列に接続され、１つの太陽電池ストリング１６が形成される。さらに、前述のごとく、ｘ軸方向に４つの太陽電池セル１０が並べられるので、ｙ軸方向に延びた太陽電池ストリング１６がｘ軸方向に４つ平行に並べられる。なお、太陽電池ストリング１６は、複数の太陽電池セル１０と複数のタブ配線１２との組合せを示す。
　太陽電池ストリング１６を形成するために、タブ配線１２は、隣接した太陽電池セル１０のうちの一方の受光面側のバスバー電極と、他方の裏面側のバスバー電極とを電気的に接続する。すなわち、隣接した太陽電池セル１０は互いにタブ配線１２で電気的に接続されている。タブ配線１２は、細長い金属箔であり、例えば、銅箔にハンダや銀等をコーティングしたものが用いられる。タブ配線１２とバスバー電極との接続には樹脂が使用される。この樹脂は導電性、非導電性いずれでもよい。後者の場合はタブ配線１２とバスバー電極とを直接接触させることで電気的に接続される。また、タブ配線１２とバスバー電極との接続は、樹脂ではなくハンダを用いてもよい。
　さらに、太陽電池ストリング１６のｙ軸の正方向側と負方向側において、複数の接続配線１４がｘ軸方向に延びており、接続配線１４は、隣接した２つの太陽電池ストリング１６を電気的に接続する。以上の構成において、太陽電池セル１０、太陽電池ストリング１６のそれぞれが「光電変換部」であってもよく、複数の太陽電池ストリング１６と接続配線１４との組合せが「光電変換部」であってもよい。なお、太陽電池モジュール１００の端縁部には、図示しないフレームが取り付けられてもよい。フレームは、太陽電池モジュール１００の端縁部を保護するとともに、太陽電池モジュール１００を屋根等に設置する際に利用される。
　本実施形態の太陽電池モジュールは、透明樹脂から構成される表面保護基板と、裏面保護基板との間に、タブ配線で接続された一以上の太陽電池セルを含む光電変換部を有する。そして、光電変換部と表面保護基板との間に、少なくとも１層の補強層と、少なくとも１層の封止材層と、ゲル状高分子層とを有する。
　図２は、図１のＡ－Ａ線に沿った太陽電池モジュール１００の一部を示す断面図である。太陽電池モジュール１００は、太陽電池セル１０、タブ配線１２、接続配線１４、太陽電池ストリング１６、表面保護基板２０、ゲル状高分子層２２、補強層２４、封止材層２６、及び裏面保護基板２８を含む。図２の上側が受光面（表面）側に相当し、下側が裏面側に相当する。
　図２に示す構成において、表面保護基板２０の構成材料と裏面保護基板２８の構成材料とが異なる。そのため、表面保護基板２０と裏面保護基板２８とで熱膨張係数が異なる。例えば、後述するように、表面保護基板２０にはポリカーボネートなどが使用され、裏面保護基板２８にはガラスなどが使用される。この場合、裏面保護基板２８よりも表面保護基板２０の方が熱膨張係数が大きい。従って、既述の通り、周囲の温度変化に起因する両保護基板の膨張・収縮の挙動が異なる。この挙動の相違を解消するため、本実施形態の太陽電池モジュール１００においては、表面保護基板２０と光電変換部との間にゲル状高分子層２２と補強層２４を配している。そして、本実施形態の太陽電池モジュール１００においては、表面保護基板２０が膨張・収縮により変形した場合でも、表面保護基板２０に隣接する下層のゲル状高分子層２２は引張弾性率が小さいため、表面保護基板２０の変形に追従することができる。つまり、ゲル状高分子層２２により表面保護基板２０の変形が緩和される。さらに、ゲル状高分子層２２の下層には高い機械強度を有する補強層２４が隣接している。そのため、表面保護基板２０の変形をゲル状高分子層２２のみでは抑えられなかった場合でも、補強層２４により抑えられる。ひいては、表面保護基板２０の変形は、封止材層２６及び光電変換部には伝わり難くなり、結果的に、太陽電池セルの破損やタブ配線の破断を防止することができる。
　以下に、各層について順次説明する。
［表面保護基板］
　表面保護基板２０は、太陽電池モジュール１００の太陽光の受光側に位置し、透明樹脂から構成される基板である。表面保護基板２０を構成する透明樹脂としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、環状ポリオレフィン、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）からなる群より選択される少なくとも１つを用いることができる。これらの中でも、表面保護基板２０としては、ポリカーボネート（ＰＣ）を用いることが好ましい。ポリカーボネート（ＰＣ）は、耐衝撃性および透光性に優れる、太陽電池モジュール１００の表面を保護するのに適しているからである。また、表面保護基板２０は、その表面にアクリルウレタンなどで構成されるハードコート層を含んでもよい。さらに、表面保護基板２０又はハードコート層などに紫外線吸収剤や艶調整剤、反射防止成分を含んでもよい。
　表面保護基板２０は、厚みが０．１～１５ｍｍであり、引張弾性率が１．０～１０．０ＧＰａ以下であり、全光線透過率８０％以上であることが好ましい。これらのパラメータについて以下に説明する。
　表面保護基板２０の厚みは、０．１～１５ｍｍとすることが好ましく、０．５～１０ｍｍとすることがより好ましい。表面保護基板２０の厚みをこのような範囲とすることによって、太陽電池モジュール１００を適切に保護し、光を光電変換部（太陽電池セル１０）に効率よく到達させることができる。
　表面保護基板２０の引張弾性率は、１．０～１０．０ＧＰａであることが好ましく、２．３ＧＰａ～２．５ＧＰａであることがより好ましい。表面保護基板２０の引張弾性率をこのような範囲とすることによって、太陽電池モジュール１００の表面を適切に保護することができる。引張弾性率は、例えば、次のように、ＪＩＳ　Ｋ７１６１－１（プラスチック－引張特性の求め方－第１部：通則）により測定することができる。
　Ｅｔ＝（σ２－σ１）／（ε２－ε１）　（１）
　上記式（１）において、Ｅｔは引張弾性率（Ｐａ）、σ１はひずみε１＝０．０００５における応力（Ｐａ）、σ２はひずみε２＝０．００２５における応力（Ｐａ）を示す。
　表面保護基板２０の全光線透過率は８０％以上であることが好ましく、９０～１００％であることが好ましい。表面保護基板２０の全光線透過率をこの範囲とすることにより、光を効率よく光電変換部（太陽電池セル１０）へ到達させることができる。全光線透過率は、例えば、ＪＩＳ　Ｋ７３６１－１（プラスチック－透明材料の全光線透過率の試験方法－第１部：シングルビーム法）などの方法により測定することができる。
　表面保護基板２０の熱膨張係数は、特に限定はなく、４０～１１０（×１０－６Ｋ－１）とすることができる。本実施形態においては、表面保護基板２０の熱膨張係数が大きく、温度変化に伴い変形しやすい場合であっても、ゲル状高分子層２２及び補強層２４の存在より問題は生じ難い。熱膨張係数は、ＪＩＳ　Ｋ　７１９７　：２０１２により測定することができる。
［ゲル状高分子層］
　ゲル状高分子層２２は、柔軟性に富むゲル状高分子により形成される層であり、表面保護基板２０と光電変換部との間に位置する。ゲル状高分子層２２は柔軟性を有し、表面保護基板２０が膨張・収縮したとき、その膨張・収縮に追従するため、光電変換部に膨張・収縮による応力が別の層に伝わるのを防止することができる。すなわち、表面保護基板２０の膨張・収縮による応力は、ゲル状高分子層２２により緩和することができる。
　ゲル状高分子層２２を構成する材料としては、各種ゲルを用いることができる。ゲルは、特に限定されないが、溶媒を含有したゲルと溶媒を含有しないゲルに分類される。溶媒を含有したゲルには、分散媒が水のゲルであるヒドロゲル、分散媒が有機溶媒のゲルであるオルガノゲル、を用いることができる。また、溶媒を含有したゲルは、数平均分子量が１００００以上の高分子ゲル、数平均分子量が１０００以上１００００未満のオリゴマーゲル、数平均分子量が１０００未満の低分子ゲルのいずれを用いることができる。ゲル状高分子は、シリコーンゲル、ウレタンゲル、アクリルゲル、及びスチレンゲルからなる群より選択される少なくとも１種から構成されることが好ましい。
　ゲル状高分子層２２は、表面保護基板２０の厚みに対して５～９９％の厚みを有し、引張弾性率が０．１ｋＰａ以上０．５ＭＰａ未満であり、全光線透過率が８０％以上であることが好ましい。これらのパラメータについて以下に説明する。
　ゲル状高分子層２２は、表面保護基板２０の厚みに対して５～９９％の厚みを有することが好ましく、１０～５０％の厚みを有することがより好ましい。ゲル状高分子層２２がこのような厚みを有することで、表面保護基板２０の膨張・収縮による応力を十分に緩和することができる。
　ゲル状高分子層２２の引張弾性率は、０．１ｋＰａ以上５ＭＰａ未満が好ましく、1ｋＰa以上１ＭＰa以下がより好ましい。ゲル状高分子層２２の引張弾性率がこのような範囲であることで、表面保護基板２０の膨張・収縮による応力を十分に緩和することができる。特に、後述するように、引張弾性率が０．５ＭＰａ未満であると、０．５ＭＰａ以上の場合と比較して、温度変化に起因する太陽電池セルの移動量が極端に小さくなる（表１参照）。つまり、引張弾性率：０．５ＭＰａが、表面保護基板２０の膨張・収縮による応力を顕著に緩和できる臨界的数値である。表面保護基板２０の膨張・収縮による応力をより大きく緩和するため、引張弾性率は、０．３ＭＰａ以下がより好ましく、０．２ＭＰａ以下がさらに好ましい。
　ゲル状高分子層２２の全光線透過率は８０％以上であることが好ましく、９０～１００％であることが好ましい。ゲル状高分子層２２の全光線透過率をこの範囲とすることにより、光を効率よく光電変換部（太陽電池セル１０）へ到達させることができる。全光線透過率の測定方法は既述の通りである。
［補強層］
　補強層２４は、高い機械強度を有する材料から形成される層であり、ゲル状高分子層２２と同様に、表面保護基板２０と光電変換部との間に位置する。補強層２４は高い機械強度を有するため、表面保護基板２０が膨張・収縮したとき場合でも、その膨張・収縮に追従せず、光電変換部への応力が伝わるのを防止することができる。従って、表面保護基板２０の膨張・収縮による応力は、補強層２４により阻止することができる。
　補強層２４は、ゲル状高分子層２２と相まって、両者の相補的な作用により表面保護基板２０の膨張・収縮による応力を効果的に緩和することができる。例えば、ゲル状高分子層２２のみでは、表面保護基板２０の膨張・収縮による応力を十分に緩和できない場合でも、補強層２４の高い機械強度により当該応力を十分に緩和することができる。
　一方、補強層２４を設けることにより、上記効果とは別の種々の効果を奏する。その効果について以下に説明する。
（うねりの抑制）
　補強層２４を設けない場合においては、ゲル状高分子層２２は、封止材層２６と隣接する。この場合、ゲル状高分子層２２は、封止材層２６と比較して柔軟性があるため、加熱しながら太陽電池モジュール１００をラミネート成形した場合に、ゲル状高分子層２２が変形してゲル状高分子層２２に凹凸が生じやすい。特に、真空状態で太陽電池モジュール１００をラミネート成型した場合にこのようなゲル状高分子層２２の凹凸が生じやすくなる。このような凹凸が生じた場合、ゲル状高分子層２２と封止材層２６との屈折率差に加えて、変形によって界面が強調されることでうねりなどの外観不良が発生する。そこで、ゲル状高分子層２２と封止材層２６との間に機械強度が高い補強層２４を設けると、ゲル状高分子層２２と封止材層２６の界面の変形が抑制されるため、外観不良の発生が抑制される。上記のような変形を効果的に抑制するためには、機械強度が向上する点で補強層２４には厚く、硬い材料を用いることが好ましい。また、外観不良をより抑えるため、補強層２４に隣接するゲル状高分子層２２と封止材層２６との屈折率差は小さいことが好ましい。
（衝撃によるゲル状高分子層の変形抑制）
　補強層２４を設けない場合においては、例えば鋼球落下試験などにより上部から（表面保護基板２０側から）応力が掛かった際、ゲル状高分子層２２が変形し、衝撃エネルギーを吸収する。しかし、ゲル状高分子層２２の下層側（裏面保護基板２８側）への局所的な変形が起こり、局所的に荷重が発生するため太陽電池セル１０の割れの発生の原因となる。そこで、ゲル状高分子層２２と封止材層２６との間に機械強度が高い補強層２４を設けると、上部からの応力が発生しても、補強層２４の存在によりゲル状高分子層２２の変形が抑制され、ひいては太陽電池セル１０の割れ発生が抑制される。ゲル状高分子層２２の変形を効果的に抑制するため、補強層２４には厚く、硬い材料を用いることが好ましい。
（貼合せプロセスの簡便化）
　ゲル状高分子層２２は、粘着性・タック性があるため、ラミネートなど貼合せ時にハンドリング性について問題となることがある。そこで、ゲル状高分子層２２と封止材層２６との間に補強層２４を設ける、つまり、ゲル状高分子層２２の一方の面に補強層２４が貼付された状態で貼合せを行うと粘着性の問題が低減されハンドリング性が向上する。ハンドリング性向上のために補強層２４は厚く、硬く、粘着性が低い材料とすることが好ましい。
（振動によるゲル状高分子の剥離防止）
　ゲル状高分子層２２は、振動など繰返しの荷重がかかることに起因する剥離や気泡の混入などが起こることがあり、接着性に対して問題となることがある。そこで、ゲル状高分子層２２と封止材層２６との間に補強層２４を設けることで、それらの問題を防止することができる。剥離防止向上のために補強層２４には厚く、硬い材料を用いることが好ましい。このような構成とすることで、補強層２４と封止材層２６との接着性を向上させることができるが、表面保護基板２０とゲル状高分子層２２との界面の接着性には変化がなく、その界面の剥離が懸念される。その場合において、その界面での剥離を防止するには、表面保護基板２０及び補強層２４の面積よりも、ゲル状高分子層２２の面積を小さく設定し、表面保護基板２０の縁部と、補強層２４の縁部とを接着する構成とすることが好ましい。この構成では、ゲル状高分子層２２が、表面保護基板２０と補強層２４とで囲繞された状態となる。
　補強層２４を構成する材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアセタール、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、これらの共重合体、ＰＶＦなどのフッ素樹脂、シリコーン樹脂、セルロース、ニトリル樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、アイオノマー、ポリブタジエン、ポリブチレン、ポリメチルペンテン、ポリビニルアルコール、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリイミドなどからなるが挙げられ、中でも、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、アクリル樹脂が好ましい。
　補強層２４は、厚みが１０～２００μｍであり、熱膨張係数が０～３０（×１０－６Ｋ－１）であり、全光線透過率が８０％以上であることが好ましい。これらのパラメータについて以下に説明する。
　補強層２４の厚みは、１０～２００μｍであることが好ましく、１０～１００μｍであることがより好ましい。補強層２４がこのような厚みを有することで、表面保護基板２０の膨張・収縮による応力の光電変換部への伝達を十分に抑えることができる。
　補強層２４の熱膨張係数は、０～３０（×１０－６Ｋ－１）であることが好ましく、５～３０（×１０－６Ｋ－１）であることがより好ましい。補強層２４の熱膨張係数がこの範囲であることで、表面保護基板２０が熱によって膨張・収縮した場合でも、補強層２４の膨張・収縮は表面保護基板２０よりも小さく、表面保護基板２０の膨張・収縮による応力の光電変換部への伝達を抑えることができる。
　補強層２４の全光線透過率は８０％以上であることが好ましく、９０～１００％であることが好ましい。補強層２４の全光線透過率をこの範囲とすることにより、光を効率よく光電変換部（太陽電池セル１０）へ到達させることができる。全光線透過率の測定方法は既述の通りである。
　また、補強層２４の引張弾性率は、１．０～１０．０ＧＰａが好ましく、２～５ＧＰａがより好ましい。補強層２４の引張弾性率がこのような範囲であることで、表面保護基板２０の膨張・収縮による応力を十分に緩和することができる。
　補強層２４の表裏の少なくとも一方に、水蒸気透過率が１．０ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下の皮膜が形成されていることが好ましい。このような皮膜を補強層２４に形成することで、封止材層２６への水蒸気の浸入がブロックされ、封止材層２６の封止材の加水分解を防止することができる。なお、水蒸気透過率は、例えば、ＪＩＳ　Ｋ７１２９：２００８（プラスチック－フィルム及びシート－水蒸気透過度の求め方（機器測定法））の付属書Ｂに規定された赤外線センサ法により求めることができる。
　また、補強層２４の表裏の少なくとも一方に、酸素透過率が８．０ｍｌ／ｍ２・ｄａｙ以下の皮膜が形成されていることが好ましい。このような皮膜を補強層２４に形成することで、封止材層２６への酸化の浸入がブロックされ、封止材層２６の封止材の酸化による分解を防止することができる。なお、酸素透過率は、ＪＩＳ　Ｋ７１２６－１（ＧＣ法）に則って求めることができる。
　補強層２４に形成する皮膜としては、コーティング、蒸着法で構成してもよく、Ｓｉ及びＯを含む無機複合材料から構成されることが好ましい。そのような材料としては、シロキサン化合物などが挙げられ、その中でも、ポリオルガノシロキサンが好ましい。
［封止材層］
　封止材層２６は、光電変換部を保護するために設けられる。封止材層２６を構成する材料としては、エチレン－酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリオレフィン（ＰＯ）、ポリイミド（ＰＩ）などの熱可塑性樹脂、エポキシ、ウレタン及びポリイミドなどの熱硬化性樹脂が挙げられ、中でも、ＥＶＡ、ＰＯが好ましい。
　封止材層２６は、厚みが０．１～１０ｍｍであり、引張弾性率が０．００５～０．０５ＧＰａであることが好ましい。これらのパラメータについて以下に説明する。
　封止材層２６の厚みは、０．１～１０ｍｍであることが好ましく、０．２～１．０ｍｍであることがより好ましい。封止材層２６がこのような厚みを有することで、光電変換部を十分に封止して保護することができる。
　封止材層２６の引張弾性率は、０．００５～０．０５ＧＰａであることが好ましく、０．０１～０．０５ＧＰａであることがより好ましい。封止材層２６の引張弾性率がこのような範囲であることで、表面保護基板２０の膨張・収縮による応力を十分に緩和することができる。
［裏面保護基板］
　裏面保護基板２８は、バックシートとして太陽電池モジュール１００の裏面側を保護する。裏面保護基板２８を構成する材料としては、ガラス、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）、ポリイミド（ＰＩ）、環状ポリオレフィン、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）からなる群より選択される少なくとも１つを用いることができる。繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）としては、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）、アラミド繊維強化プラスチック（ＡＦＲＰ）などが挙げられる。なお、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）としては、ガラスエポキシなどが挙げられる。裏面保護基板２８を形成する材料は、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）及びポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）からなる群より選択される少なくとも１つを含有することが好ましい。裏面保護基板２８は、その強度を十分に確保するため、繊維強化プラスチックなど繊維強化樹脂からなることが好ましい。また、繊維強化プラスチックは、繊維が一方向に並んだＵＤ（ＵｎｉＤｉｒｅｃｔｉｏｎ）材であってもよく、それぞれ交差する繊維によって織られた織物材であってもよい。裏面保護基板２８にＵＤ材を用いる場合、繊維方向に膨張収縮しにくいため、ＵＤ材を配置する方向によっては太陽電池セル１０の破損やタブ配線１２の切断を抑制することができる。なお、たわみが生じにくく、軽量であるため、裏面保護基板２８は炭素繊維強化プラスチックにより形成されていることが好ましい。また、裏面での発電の効率を上げるために、本層に酸化チタンなどを含有し反射率を向上させてもよい。また、表面にメッキ処理をしてもよい
　裏面保護基板２８の厚みは、特に限定されないが、０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、０．０５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であることがより好ましく、０．０７ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。特に、繊維強化プラスチックの場合は、繊維１本の直径が厚みの下限値であることが好ましい。裏面保護基板２８の厚みをこのような範囲とすることによって、裏面保護基板２８のたわみを抑制し、太陽電池モジュール１００をより軽量化することができる。
　なお、裏面保護基板２８の厚みが薄い場合（例えば、０．２ｍｍ以下）、軽量化や薄肉化に加え、裏面保護基板２８に温度差が生じた場合の熱収縮の影響が小さくなったり、裏面保護基板２８の剛性が低下したりする。そのため、太陽電池モジュール１００全体の反りを低減させることができる。
　また、裏面保護基板２８の厚みが薄い場合、太陽電池モジュール内部のガス抜け性を向上させることができる。例えば、封止材層２６の材料としてＥＶＡを用いた場合、ＥＶＡの分解により酢酸が生じることがあるが、裏面保護基板２８が薄いと酢酸が外部に発散しやすくなる。
　また、裏面保護基板２８にＵＤ材の繊維強化プラスチックを用い、裏面保護基板２８の厚みを薄くした場合、ＵＤ材を必要に応じて部分的に重ね合わせることで、所望の箇所を補強するなど、裏面保護基板２８の中でその特性に強弱をつけることができる。なお、ＵＤ材を重ね合わせる場合、所望する特性によって、ＵＤ材の繊維をそれぞれ同じ方向に重ね合わせてもよく、ＵＤ材の繊維をそれぞれ垂直などの異なる方向に重ね合わせてもよい。
　また、裏面保護基板２８の厚みが薄くなると、封止材層２６（被貼り合わせ面）の形状に追従させながら裏面保護基板２８を貼り合わせることができ、封止材層２６と裏面保護基板２８の間に気泡を混入しにくくすることができる。また、例えば表面保護基板２０が曲面を有する形状であっても、封止材層２６を介して表面保護基板２０の形状に適合するように裏面保護基板２８を貼り合わせることができる。そのため、気泡の混入を抑制しつつ、曲面形状を有する太陽電池モジュール１００を容易に製造することができる。なお、この際、裏面保護基板２８と封止材層２６と補強層２４とを貼り合わせた状態でフィルムモジュールが作製されていると、このフィルムモジュール自体が柔軟性を有するため、表面保護基板２０への貼り合わせを容易にすることができる。また、裏面保護基板２８の追従性が高いため、例えば各層を積層して曲面形状の太陽電池モジュール１００を製造する場合などに、局所的な荷重が太陽電池セル１０などに加わりにくいため、太陽電池セル１０の破損を抑制することができる。この太陽電池セル１０の破損の抑制は、太陽電池モジュール１００がさらに既述のゲル状高分子層２２を備える場合に特に効果的である。さらに、裏面保護基板２８の厚みが薄くなると、封止材層２６を素早く加熱して架橋などすることができるため、太陽電池モジュール１００の製造時間を短縮するだけでなく、表面保護基板２０が熱変形するのを抑制することができる。
　裏面保護基板２８は、厚みが０．０１～１０ｍｍであり、引張弾性率が１．０～１００．０ＧＰａであり、熱膨張係数が０～３０（×１０－６Ｋ－１）であることが好ましい。これらのパラメータについて以下に説明する。
　裏面保護基板２８の厚みは、０．０１～１０ｍｍであることが好ましく、０．０５～５．０ｍｍであることがより好ましい。裏面保護基板２８がこのような厚みを有することで、太陽電池モジュール１００の裏面を十分に保護することができる。
　裏面保護基板２８の引張弾性率が１．０～１００．０ＧＰａであることが好ましく、２．３ＧＰａ～２．５ＧＰａであることがより好ましい。裏面保護基板２８の引張弾性率をこのような範囲とすることによって、太陽電池モジュール１００の裏面を適切に保護することができる。
　裏面保護基板２８の熱膨張係数は、０～３０（×１０－６Ｋ－１）であることが好ましく、２～２５（×１０－６Ｋ－１）であることがより好ましい。裏面保護基板２８の熱膨張係数がこの範囲であることで、耐熱衝撃性を向上させることができる。
　以上の各層において、ゲル状高分子層を構成する材料の引っ張り弾性率（Ａ）、封止材層を構成する材料の引っ張り弾性率（Ｂ）、及び補強層を構成する材料の引っ張り弾性率（Ｃ）がＡ＜Ｂ＜Ｃの関係にあることが好ましい。かつ、表面保護基板を構成する材料の熱膨張係数が、裏面保護基板を構成する材料及び補強層を構成する材料のそれぞれの熱膨張係数よりも大きいことが好ましい。ゲル状高分子層、封止材層、及び補強層を構成する材料それぞれの引張弾性率（Ａ、Ｂ、Ｃ）がＡ＜Ｂ＜Ｃの関係にあると、表面保護基板が温度変化により変形した場合でも、ゲル状高分子により緩和することができる。また、表面保護基板を構成する材料の熱膨張係数が、裏面保護基板を構成する材料及び補強層を構成する材料のそれぞれの熱膨張係数よりも大きいことにより、表面保護基板が温度変化により変形した場合であっても、補強層により緩和することができる。
　次いで、本実施形態の太陽電池モジュールの変形例（図３、図４）を以下に示す。
　図３の形態は、ゲル状高分子層２２と補強層２４とを図２とは逆にした形態である。すなわち、表面保護基板２０から順に、補強層２４、ゲル状高分子層２２、光電変換部（封止材層２６、太陽電池セル１０、タブ配線１２）、裏面保護基板２８が配置されている。この形態においても、表面保護基板２０が周囲の温度変化により変形した場合でも、隣接する補強層２４が表面保護基板２０の変形に追従し難く、また補強層２４が変形しても隣接するゲル状高分子層２２により変形が緩和される。従って、光電変換部には表面保護基板２０の変形は伝わり難く、ひいては太陽電池セル１０の破損やタブ配線１２の破断を防止することができる。
　図４の形態は、封止材層を２箇所（封止材層２６Ａ、２６Ｂ）に配置した点において図２とは異なる。２箇所の封止材層のうち、封止材層２６Ａは光電変換部を封止して保護する層であり、封止材層２６Ｂはゲル状高分子層２２と補強層２４との間に配置している。ここで、封止材層２６Ｂは何らかの部材を封止するものではないが、封止材層２６Ａと同じ材料を用いているため封止材層の語を使用している。この形態においては、表面保護基板２０が周囲の温度変化により変形した場合、隣接するゲル状高分子層２２がその変形に追従して変形する。そして、ゲル状高分子層２２のみでは変形を緩和できない場合でも、封止材層２６Ｂの存在により表面保護基板２０から伝わった変形を緩和することができる。結果的に、光電変換部には表面保護基板２０の変形は伝わり難く、ひいては太陽電池セル１０の破損やタブ配線１２の破断を防止することができる。
　一方、本実施形態の太陽電池モジュールは、補強層が２層からなり、ゲル状高分子層が２層の補強層の間に位置することが好ましい。図５はそのような形態を示し、補強層を２層構成（補強層２４Ａ、補強層２４Ｂ）とし、補強層２４Ａと補強層２４Ｂとの間にゲル状高分子層２２を配置している。太陽電池モジュール１００内にゲル状高分子層２２を配置すると、ゲル状高分子に含まれる不純物が封止材層２６や表面保護基板２０に拡散して変色や脆化の原因となる可能性がある。当該不純物としては、ゲル状高分子に含まれる添加剤（紫外線吸収剤、可塑剤など）、形状安定化のために混合されている低分子成分（水やシリコーンオイルなどゲル化剤）、未反応モノマーなどである。図５の形態では、ゲル状高分子層２２は補強層２４Ａ及び２４Ｂにブロックされるため上記のような添加剤などの拡散を抑えることができる。すなわち、本形態においては、図２～４で説明した、太陽電池セルの破損やタブ配線の破断防止効果とともに、ゲル状高分子に含まれる添加剤などの拡散防止効果を奏する。
　なお、本形態においても、補強層２４Ａ、２４Ｂに、上述した水蒸気透過率が１.０ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下及び／又は酸素透過率が８．０ｍｌ／ｍ２・ｄａｙ以下の皮膜が形成されることが好ましい。そのようにすることで、ゲル状高分子に含まれる添加剤などの拡散防止の効果を十分に発揮することができる。
　図５の形態において、ゲル状高分子層２２の全体が２層の補強層（２４Ａ、２４Ｂ）により封止されていることが好ましい。そのような形態を図６に示す。図６は、図１におけるＡ－Ａ線を太陽電池モジュール全体（ｙ軸方向）に拡張して示す断面図であり、途中の部分は省略して示している。図６においては、ゲル状高分子層２２の全体が２層の補強層２４Ａと補強層２４Ｂとにより封止されている。図５の形態においては、ゲル状高分子層２２の側面が外部に開放されているため、長期的には、その開放部分から添加剤などが拡散する可能性も否めない。そこで、図６においては、ゲル状高分子層２２の全体を２層の補強層２４Ａ、２４Ｂにより封止している。すなわち、ゲル状高分子層２２の側面も含めて全体が補強層２４Ａ、２４Ｂにより封止されている。そのため、ゲル状高分子に含まれる添加剤などの拡散防止を、図５の形態よりも確実に実効あらしめることができる。なお、図６では補強層２４Ａ、２４Ｂがゲル状高分子層２２を封止する様子を模式的に示しているが、実際には、補強層２４Ａ、２４Ｂはフィルム状であり、図７に示すような状態となる。
　本実施形態の太陽電池モジュールは、さらに、裏面保護基板の光電変換部側に絶縁性を有する補強層を有することが好ましい。特に、裏面保護基板２８の基材として、ＣＦＲＰなど導電性の基材を用いた場合にはリーク電流の発生が問題となる。そこで、図８に示すように、裏面保護基板２８と光電変換部との間に絶縁性を有する補強層３０を配置することでリーク電流を絶縁することができる。ここで使用する補強層３０の材料は、既述の補強層の中でも絶縁性が高いものを用いることが好ましい。
　また、本形態においては、発電効率を上げるために、補強層に酸化チタンなどの白色顔料を添加し反射率を向上させることが好ましい。あるいは、補強層の表面に反射率が向上するメッキ処理を施してもよい
＜住宅用構造材＞
　本実施形態の住宅用構造材は、上述の本実施形態の太陽電池モジュールを具備する住宅用構造材である。当該住宅用構造材としては、例えば、屋根、壁などが挙げられる。いずれの住宅用構造材も、本実施形態の太陽電池モジュールにより発電して得た電流が電気機器に供給され、当該電気機器の駆動に使用される。
＜屋外設備＞
　本実施形態の屋外施設は、上述の本実施形態の太陽電池モジュールを具備する屋外施設である。当該屋外設備としては、例えば、テント、カーポート、耐荷重性が低い折板屋根を使用した工場屋根などが挙げられる。いずれの屋外設備も、本実施形態の太陽電池モジュールにより発電して得た電流が電気機器に供給され、当該電気機器の駆動に使用される。
＜移動体＞
　本実施形態の移動体は、上述の本実施形態の太陽電池モジュールを具備する移動体である。当該移動体としては、例えば、自動車等の車両、電車、又は船舶等などが挙げられる。本実施形態の太陽電池モジュールは、自動車に搭載される場合、ボンネットや屋根などの自動車本体の上面部分に設置されることが好ましい。いずれの移動体も、本実施形態の太陽電池モジュールにより発電して得た電流がファン、モーターなどの電気機器に供給され、当該電気機器の駆動・制御に使用される。
　以下、実施例により本実施形態を更に詳しく説明するが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。
［実施例１］
　ムラタソフトウェア（株）製、Ｆｅｍｔｅｔ（登録商標）を用い、図２に示す層構成の太陽電池モジュールに対して解析を行った。各層の詳細を以下に示す。
・裏面保護基板；厚み：１ｍｍの炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）
・封止材層；エチレン－酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）（２５℃での引張弾性率：０．０３ＧＰａ）
・補強層；厚み：０．１ｍｍのＰＥＴ（熱膨張係数：２０（×１０－６Ｋ－１））
・ゲル状高分子層；厚み：１．０ｍｍのシリコーンゲル（２５℃での引張弾性率：２．２ｋＰａ、全光線透過率：９０％）
・表面保護基板；厚み：１ｍｍのポリカーボネート（２５℃での引張弾性率：７ＧＰａ、全光線透過率：９０％）
（評価）
　上記太陽電池モジュールに対して、ＪＩＳ　Ｃ８９１７に準拠した、１４５℃から２５℃に温度変化させた場合の温度サイクル試験のシミュレーションを行い、試験前後の太陽電池セルの移動量、及びタブ配線が破断するまでのサイクル数について解析した。その結果を表１に示す。なお、タブ配線が破断するまでの回数は以下の評価基準に従い評価した。
～評価基準～
◎：２００サイクルで切断しなかった。
○：２００～５０サイクルで切断した。
×：５０サイクル未満で切断した。
［実施例２～５］
　ゲル状高分子層を、表１に記載のものに代えたこと以外は実施例１と同様にして太陽電池モジュールの評価を行った。その結果を表１に示す。
［参考例１～５］
　補強層を積層しなかったこと以外は実施例１～５と同様にして太陽電池モジュールの評価を行った。その結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
［実施例２Ａ］
　実施例２と同じ構成の太陽電池モジュールを実際に作製し、実施例２と同様に評価した。ただし、温度サイクル試験における温度変化については９０℃から－４０℃とした。その結果を表２に示す。
［参考例２Ａ］
　参考例２と同じ構成の太陽電池モジュールを実際に作製し、実施例２と同様に評価した。ただし、温度サイクル試験における温度変化については９０℃から－４０℃とした。その結果を表２に示す。
［比較例１］
　補強層もゲル状高分子層も積層しなかったこと以外は実施例２Ａと同様にして太陽電池モジュールを作製し、実施例２Ａと同様の評価を行った。その結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表１、２より、太陽電池セルの移動量において、実施例１～４と実施例５とで顕著な差が認められたことが分かる。すなわち、ゲル状高分子層の引張弾性率が０．５ＭＰａ未満の場合、太陽電池セルの移動量が極端に小さい。太陽電池セルの移動量が小さいと、タブ配線が受ける負荷が小さく、破断し難いと考えられる。すなわち、ゲル状高分子層の引張弾性率を０．５ＭＰａ未満とすると、タブ配線の破断を著しく抑制することができる。
　また、補強層を有する実施例１の太陽電池モジュールは、補強層を有しない参考例１の太陽電池モジュールよりもセル移動量が小さく、またタブ配線が破断するまでの温度変化の繰り返しサイクル数が多い。実施例２～５のそれぞれに対応する参考例２～５も同様である。これらのことから、補強層の存在がタブ配線の破断防止に寄与していることが分かる。
　特願２０１７－０２６９９８（出願日：２０１７年２月１６日）及び特願２０１７－２１０９７７号（出願日：２０１７年１０月３１日）の全内容は、ここに援用される。
　本発明によれば、温度変化が生じた場合に、太陽電池セルの破損やタブ配線の破断が生じにくい太陽電池モジュールを提供することができる。
　１０　　太陽電池セル（光電変換部）
　１２　　タブ配線
　１４　　接続配線
　１６　　太陽電池ストリング（光電変換部）
　２０　　表面保護基板
　２２　　ゲル状高分子層
　２４　　補強層
　２６　　封止材層
　２８　　裏面保護基板
　３０　　補強層
　１００　太陽電池モジュール

Claims (18)

  1. 　 透明樹脂から構成される表面保護基板と、裏面保護基板との間に、タブ配線で接続された一以上の太陽電池セルを含む光電変換部を有し、
    　 前記光電変換部と前記表面保護基板との間に、少なくとも１層の補強層と、少なくとも１層の封止材層と、ゲル状高分子層とを有する太陽電池モジュール。
  2. 　 前記補強層が２層からなり、前記ゲル状高分子層が２層の補強層の間に位置する請求項１に記載の太陽電池モジュール。
  3. 　 前記ゲル状高分子層の全体が前記２層の補強層により封止されている請求項２に記載の太陽電池モジュール。
  4. 　 前記ゲル状高分子層を構成する材料の引っ張り弾性率（Ａ）、前記封止材層を構成する材料の引っ張り弾性率（Ｂ）、及び前記補強層を構成する材料の引っ張り弾性率（Ｃ）、がＡ＜Ｂ＜Ｃの関係にあり、かつ、前記表面保護基板を構成する材料の熱膨張係数が、前記裏面保護基板を構成する材料及び前記補強層を構成する材料のそれぞれの熱膨張係数よりも大きい請求項１～３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
  5. 　 前記表面保護基板が、厚みが０．１～１５ｍｍであり、引張弾性率が１．０～１０．０ＧＰａ以下であり、全光線透過率８０％以上である請求項１～４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
  6. 　 前記補強層が、厚みが１０～２００μｍであり、熱膨張係数が０～３０（× １０－６Ｋ－１ ）であり、全光線透過率が８０％以上である請求項１～５のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
  7. 　 前記ゲル状高分子層が、表面保護基板の厚みに対して５～９９％の厚みを有し、引張弾性率が０．１ｋＰａ以上０．５ＭＰａ未満であり、全光線透過率が８０％以上である請求項１～６のいずかれ１項に記載の太陽電池モジュール。
  8. 　 前記封止材層が、厚みが０．１～１０ｍｍであり、引張弾性率が０．００５～０．０５ＧＰａである請求項１～７のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
  9. 　 前記裏面保護基板が、厚みが０．０１～１０ｍｍであり、引張弾性率が１．０～１００．０ＧＰａであり、熱膨張係数が０～３０（× １０－６ Ｋ－１ ）である請求項１～８のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
  10. 　 前記裏面保護基板が繊維強化樹脂からなる請求項１～９のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
  11. 　 前記補強層の表裏の少なくとも一方に、水蒸気透過率が１ｇ／ｍ２ ・ｄａｙ以下の皮膜が形成されている請求項１～１０のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
  12. 　 前記補強層の表裏の少なくとも一方に、酸素透過率が８．０ｍｌ／ｍ２ ・ｄａｙ以下の皮膜が形成されている請求項１～１１のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
  13. 　 前記皮膜がＳｉ及びＯを含む材料から構成される請求項１１又は１２に記載の太陽電池モジュール。
  14. 　 前記ゲル状高分子層を構成するゲル状高分子は、シリコーンゲル、ウレタンゲル、アクリルゲル、及びスチレンゲルからなる群より選択される少なくとも１種から構成される請求項１～１３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
  15. 　 さらに、前記裏面保護基板の前記光電変換部側に絶縁性を有する補強層を有する請求項１～１４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
  16. 　 請求項１～１５のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールを具備する住宅用構造材。
  17. 　 請求項１～１５のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールを具備する屋外設備。
  18. 　請求項１～１５のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールを具備する移動体。
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