(57)【要約】  表面ガラス板３０と、表面ガラス板３０上に形成され、光の入射に応じて電力を発生させる光電変換ユニット３２と、光電変換ユニット３２を覆うように配置された裏面ガラス板３４と、を備え、表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４との周辺の少なくとも一部が溶融接合されている光電変換装置とする。
2012073868.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面ガラス板と、
前記表面ガラス板上に形成され、光の入射に応じて電力を発生させる光電変換ユニットと、
前記光電変換ユニットを覆うように配置された裏面ガラス板と、
を備え、
前記表面ガラス板と前記裏面ガラス板との周辺の少なくとも一部が溶融接合されていることを特徴とする光電変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光電変換装置であって、
前記表面ガラス板と前記裏面ガラス板との周辺の隙間にＳｉ、ＳｉＯ、ＳｉＯ2及びＳｉＯxの少なくとも１つを含む充填材が充填され、前記充填材を介して前記表面ガラス板と前記裏面ガラス板との周辺の少なくとも一部が溶融接合されていることを特徴とする光電変換装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光電変換装置であって、
前記表面ガラス板と前記裏面ガラス板との周辺において溶融接合されていない部分を通じて前記光電変換ユニットに繋がる配線が配置されていることを特徴とする光電変換装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の光電変換装置であって、
前記表面ガラス板と前記裏面ガラス板との周辺が全周に亘って溶融接合されており、
前記表面ガラス板及び前記裏面ガラス板の少なくとも一方に開口部が設けられ、前記開口部を通じて前記光電変換ユニットに繋がる配線が配置されていることを特徴とする光電変換装置。
【請求項５】
光の入射に応じて電力を発生させる光電変換ユニットを表面ガラス板上に形成する第１の工程と、
前記光電変換ユニットを覆うように裏面ガラス板を配置し、前記表面ガラス板と前記裏面ガラス板との周辺の少なくとも一部をパルス幅が１ナノ秒以下のレーザビームを照射することにより溶融接合する第２の工程と、
を備えることを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の光電変換装置の製造方法であって、
前記表面ガラス板と前記裏面ガラス板と周辺の少なくとも一部を直接溶融接合することを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項７】
表面ガラス板と、
前記表面ガラス板上に形成され、光の入射に応じて電力を発生させる光電変換ユニットと、
前記光電変換ユニットを覆うように配置された裏面ガラス板と、
前記表面ガラス板と前記裏面ガラス板との間に生ずる間隙の少なくとも一部を埋設する酸化シリコン系材料からなる封止材と、
を備え、
前記表面ガラス板と前記裏面ガラス板との周辺の少なくとも一部が溶融接合されていることを特徴とする光電変換装置。
【請求項８】
請求項７に記載の光電変換装置であって、
前記表面ガラス板と前記裏面ガラス板とは前記封止材を介して溶融接合されていることを特徴とする光電変換装置。
【請求項９】
表面ガラス板と、
前記表面ガラス板上に形成され、光の入射に応じて電力を発生させる光電変換ユニットと、
前記光電変換ユニットを覆うように配置された裏面ガラス板と、
を備え、
前記表面ガラス板と前記裏面ガラス板との周辺の少なくとも一部が溶融接合され、前記表面ガラス板と前記裏面ガラス板との間の圧力が大気圧より減圧されていることを特徴とする光電変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光を利用した発電システムとして、アモルファスや微結晶等の半導体薄膜を積層した光電変換パネルが用いられている。このような光電変換パネルを太陽光発電システムに適用する際、外周部にモジュール枠部材を装着した光電変換装置（モジュール）として設置している。【０００３】
図１２から図１４は、光電変換装置（モジュール）において一般的に用いられる構造例を示す。図１２は、薄膜シリコン太陽電池等の薄膜系太陽電池に用いられ、図１３は、単結晶又は多結晶シリコン太陽電池に用いられるスーパーストレート構造を示す。本構造では、光電変換パネル１００はガラス板（ガラス基板）１０と封止材１２とで封止され、さらに封止材１２側には屋外使用中に水分等の浸入を防ぐための金属薄膜等を有するバックシート１４を重ね合わせている。また、光電変換パネル１００の外周には、端面からの水分等の浸入及び破損を防ぐための端面シール１６を設け、さらにその外側をモジュール枠部材１８で補強している。【０００４】
図１４は、ガラスパッケージ構造の例を示す。この構造は、上記のバックシート１４をガラス板２０に置き換えたものであり、光電変換パネル１００の端部では表面側のガラス板１０と裏面側のガラス板２０との間に端面シール２２を充填して水分等の浸入を防いでいる。【０００５】
一方、特許文献１には、フェムト秒のパルス幅を有するレーザビームを照射することによってガラス同士を溶着させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５，６５６，１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
スーパーストレート構造では、屋外での使用が長期間に亘るとバックシート１４と封止材１２とを透過して水分等が浸入するおそれがある。また、端面からの水分等の浸入による出力低下、断線等の不良の発生及び膜の剥離等の外観変化が生ずるおそれもある。さらに、長期的な信頼性を向上させようとすれば、封止部材の特性向上が必要となり、これらの使用量も増加するので、コストの増加を招く原因となる。【０００８】
また、ガラスパッケージ構造では、端面からの水分等の浸入を防ぐことは難しく、特殊な端面シールを用いる必要があり、コストの増加を招いている。また、モジュール枠部材１８を用いない構造の場合、夏季の高温時に封止材１２が軟化することにより、ガラス板１０とガラス板２０との相対的な位置がずれるおそれがある。【０００９】
さらに、表面側のガラス板１０上に形成された光電変換素子の裏面側には、集電や電力を光電変換装置の外部へ取り出すための集電配線、集電配線と光電変換素子の裏面電極とを絶縁するための絶縁被覆材等が配置されており、表面側のガラス板１０と裏面側のガラス板２０との間に間隙が生じる。この間隙に空気が残されると、太陽光の照射等により空気の膨張・収縮が起こり、ガラス板１０、２０の破損や間隙を介した水の浸入等のおそれがある。【００１０】
一方、間隙を小さくするべく、ガラス板１０とガラス板２０とを圧着すると、光電変換素子の裏面の構造体の凸部によって応力がガラス板２０に印加され、破損の要因となるおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の１つの態様は、表面ガラス板と、表面ガラス板上に形成され、光の入射に応じて電力を発生させる光電変換ユニットと、光電変換ユニットを覆うように配置された裏面ガラス板と、を備え、表面ガラス板と裏面ガラス板との周辺の少なくとも一部が溶融接合されている、光電変換装置である。【００１２】
本発明の１つの態様は、光の入射に応じて電力を発生させる光電変換ユニットを表面ガラス板上に形成する第１の工程と、光電変換ユニットを覆うように裏面ガラス板を配置し、表面ガラス板と裏面ガラス板との周辺の少なくとも一部を溶融接合する第２の工程と、を備える、光電変換装置の製造方法である。【００１３】
本発明の１つの態様は、表面ガラス板と、表面ガラス板上に形成され、光の入射に応じて電力を発生させる光電変換ユニットと、光電変換ユニットを覆うように配置された裏面ガラス板と、表面ガラス板と裏面ガラス板との間に生ずる間隙の少なくとも一部を埋設する酸化シリコン系材料からなる封止材と、を備え、表面ガラス板と裏面ガラス板との周辺の少なくとも一部が溶融接合されている、光電変換装置である。【００１４】
本発明の１つの態様は、表面ガラス板と、表面ガラス板上に形成され、光の入射に応じて電力を発生させる光電変換ユニットと、光電変換ユニットを覆うように配置された裏面ガラス板と、を備え、表面ガラス板と裏面ガラス板との周辺の少なくとも一部が溶融接合され、表面ガラス板と裏面ガラス板との間の圧力が大気圧より減圧されている、光電変換装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、外部環境からの水分等の浸入を抑制し、長期的な信頼性を向上した光電変換装置を提供することができる。【００１６】
また、内部に残された空気の膨張・収縮による光電変換装置の破損や腐食を抑制した光電変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施の形態における光電変換装置の構成を示す正面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における光電変換装置の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における光電変換装置の構成の別例を示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における光電変換装置の構成の別例を示す正面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における光電変換装置の構成の別例を示す断面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における光電変換装置の製造方法を説明する図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における光電変換装置の構成の別例を示す断面図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における光電変換装置の構成の別例を示す断面図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態における光電変換装置の構成の別例を示す正面図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態における光電変換装置の構成の別例を示す断面図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態における光電変換装置の構成の別例を示す正面図である。
【図１２】従来の光電変換装置の構成の別例を示す断面図である。
【図１３】従来の光電変換装置の構成の別例を示す断面図である。
【図１４】従来の光電変換装置の構成の別例を示す断面図である。
【図１５】本発明の第１の実施の形態における光電変換装置の構成の別例を示す正面図である。
【図１６】本発明の第１の実施の形態における光電変換装置の構成の別例を示す断面図である。
【図１７】本発明の第２の実施の形態における光電変換装置の構成を示す断面図である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態における光電変換装置の別例の構成を示す断面図である。
【図１９】本発明の第２の実施の形態における光電変換装置の別例の構成を示す断面図である。
【図２０】本発明の第３の実施の形態における光電変換装置の製造方法を説明する図である。
【図２１】本発明の第３の実施の形態における光電変換装置の製造方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜基本構成＞
本発明の第１の実施の形態における光電変換装置２００は、図１の外観正面図及び図２の断面図に示すように、表面ガラス板（ガラス基板）３０、光電変換ユニット３２、裏面ガラス板３４を含んで構成される。光電変換装置２００は、薄膜シリコン太陽電池モジュールへの適用例を示すものである。なお、図２は、図１のラインａ−ａに沿った断面図である。図２では光電変換装置２００の各構成部を明確に示すために、各構成部の厚さは実際とは異なる比で表している。
【００１９】
表面ガラス板３０は、例えば、１ｍ角及び板厚４ｍｍのガラス板が適用される。ただし、これに限定されるものではなく、光電変換ユニット３２の形成に適しており、光電変換装置２００を機械的に支持できるものであればよい。光電変換装置２００の光入射は基本的に表面ガラス板３０側から行われる。
【００２０】
表面ガラス板３０上には光電変換ユニット３２が形成される。光電変換ユニット３２は、透明電極、光電変換ユニット、裏面電極等を積層して形成される。透明電極は、例えば、酸化錫（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等に錫（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、フッ素（Ｆ）、アルミニウム（Ａｌ）等をドープした透明導電性酸化物（ＴＣＯ）のうち少なくとも一種類又は複数種を組み合わせた膜を用いることができる。また、光電変換ユニットは、例えば、アモルファスシリコン光電変換ユニット（ａ−Ｓｉユニット）や微結晶シリコン光電変換ユニット（μｃ−Ｓｉユニット）等とされる。光電変換ユニットは、タンデム型やトリプル型のように複数の光電変換ユニットを積層した構造としてもよい。裏面電極は、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）や反射性金属、それらの積層構造とすることができる。透明導電性酸化物（ＴＣＯ）としては、酸化錫（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等が用いられ、反射性金属としては、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属が用いられる。
【００２１】
裏面ガラス板３４は、表面ガラス板３０上に形成された光電変換ユニット３２を覆うように設けられる。裏面ガラス板３４は、例えば、表面ガラス板３０と略同じ大きさを有し、板厚２ｍｍのガラス板が適用される。ただし、これに限定されるものではない。
【００２２】
表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４は、それらの外周辺領域の接合領域Ａにおいて溶融接合されている。接合領域Ａは、表面ガラス板３０において光電変換ユニット３２が形成されていない周辺部Ｂに設けられる。周辺部Ｂ（図１においてハッチングされていない領域）は、例えば、表面ガラス板３０上に一旦形成した光電変換ユニット３２をレーザ等で除去して設けることができる。表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４とを溶融接合するために、図２に示すように、表面ガラス板３０及び裏面ガラス板３４の少なくとも一方の周辺部を撓ませた状態とすることが好適である。
【００２３】
なお、光電変換装置２００には、光電変換ユニット３２において発電された電力を外部に取り出すためのインターコネクタ３６を設けてもよい。ここで、光電変換ユニット３２の膜厚は数μｍ及びインターコネクタ３６の厚さも数百μｍ程度であるので、周辺部Ｂの幅が１０ｍｍ程度であれば表面ガラス板３０又は裏面ガラス板３４の弾性変形により外周４辺を完全に密着させて接合領域Ａにおいて溶融接合させることができる。
【００２４】
図３の断面図は、インターコネクタ３６を介して発電電力を取り出す構成例を示す。この構成例では、裏面ガラス板３４の所定の位置に開口部Ｃを設け、ここに電流パスとなる配線コード３８を通す。さらに、開口部Ｃに重なる位置に端子ボックス４０を配置し、配線コード３８を端子ボックス４０に接続する。これにより、開口部Ｃを端子ボックス４０で覆い、封止効果を損なうことなく発電電力を外部へ取り出すことができる。なお、端子ボックス４０内をブチル樹脂等で充填し、封止をより確実なものとしてもよい。また、開口部Ｃは、表面ガラス板３０側に設けてもよい。
【００２５】
また、図４の平面図及び図５の断面図は、発電電力を取り出すための別の構成例を示す。図５は、図４のラインｂ−ｂに沿った断面を示す。この例では、表面ガラス板３０及び裏面ガラス板３４の外周の一部に接合領域Ａを設けず開口部Ｄとする。開口部Ｄには電流パスとなる配線コード３８を通し、この部分のみを端面シール部材４２で封止する。端面シール部材４２で封止した部分は外部環境から水分等の浸入経路となり易いが、その領域を短くすることで従来構造より光電変換装置２００の信頼性を高めることができる。
【００２６】
＜溶融接合方法＞
図６は、光電変換装置２００における表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４とを接合領域Ａにて溶融接合する方法を示す。
【００２７】
図２に示したように、表面ガラス板３０及び裏面ガラス板３４の少なくとも一方の周辺部を撓ませて、表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４との周辺部Ｂを密着させた状態とする。そして、密着させた周辺部Ｂの接触面に焦点を合わせてレーザ装置５０からレーザビーム５２を照射し、表面ガラス板３０及び裏面ガラス板３４の外周４辺に沿って走査する。
【００２８】
レーザビーム５２は、フェムト秒レーザビームとすることが好適である。すなわち、レーザビーム５２は、１ナノ秒以下のパルス幅を有するものとすることが好適である。また、レーザビーム５２は、表面ガラス板３０及び裏面ガラス板３４の少なくとも一方で吸収が生ずる波長とすることが好適である。例えば、レーザビーム５２は、波長８００ｎｍとすることが好適である。さらに、レーザビーム５２は、表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４とが溶融するに足りるエネルギー密度及び走査速度で照射することが好適である。例えば、レーザビーム５２は、１パルス当たり１０マイクロジュール（μＪ）のパルスエネルギーで照射することが好適である。また、レーザビーム５２は、６０ｍｍ／分の走査速度で走査することが好適である。また、レーザビーム５２は、表面ガラス板３０側及び裏面ガラス板３４側のいずれから照射してもよい。
【００２９】
なお、光電変換ユニット３２やインターコネクタ３６の厚みが大きく、表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４の周辺部の隙間が大きくなる場合には、図７の断面図に示すように、隙間に充填材５４を充填して充填材５４を溶融させて表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４とを溶融接合してもよい。
【００３０】
充填材５４としては、Ｓｉ、ＳｉＯ、ＳｉＯ2、ＳｉＯx等の表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４とを溶融接合できる元素を含む材料を適用することが好適である。
【００３１】
また、レーザビーム５２は、表面ガラス板３０側及び裏面ガラス板３４側のどちらからも照射することが可能であるので、結晶系シリコン太陽電池のように光電変換ユニット３２（シリコン基板を含む）自体が厚い場合等においては、図８に示すように、充填材５４の表面と表面ガラス板３０とを溶融接合させ、充填材５４の裏面と裏面ガラス板３４とを溶融接合させる構成としてもよい。
【００３２】
このような場合、光電変換ユニット３２による凹凸を平坦化するために従来の封止材５６を併用してもよい。また、さらに封止効果を高めるために、従来の端面シール５８とフレーム６０とを併用してもよい。
【００３３】
また、接合領域Ａは１本の線である必要はなく、図９の平面図及び図１０の断面図に示すように、複数の接合領域Ａを設けてもよい。図９及び図１０に示すように、接合領域Ａを平行に複数設けることによって、表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４との接合強度と気密性をより高めることができる。さらに、図１１に示すように、格子状に接合領域Ａを設けてもよい。これによって、接合強度と気密性をより高めることができる。なお、図１１では、図を明確に示すために接合領域Ａを線で示している。
【００３４】
図１５の平面図及び図１６の断面図は、発電電力を取り出すための別の構成例を示す。図１６は、図１５のラインｄ−ｄに沿った断面を示す。この構成例では、光電変換ユニット３２で発電された電力を取り出すために第１集電配線６２及び第２集電配線６４が形成される。第１集電配線６２は、並列に分割された光電変換ユニット３２から集電を行うための配線であり、第２集電配線６４は、第１集電配線６２から端子ボックス６６までを接続する配線である。
【００３５】
光電変換ユニット３２の裏面電極上に第１集電配線６２が延設される。第１集電配線６２は、光電変換装置２００の端辺付近において並列に分割された光電変換層の正電極同士及び負電極同士を接続するために形成される。したがって、第１集電配線６２は、光電変換層の並列分割方向に直交する方向に沿って延設される。この構成例では、図１５に示すように、第１集電配線６２は左右の端辺に上下方向に沿って延設される。これによって、直列接続された光電変換ユニット３２の正電極同士及び負電極同士が並列に接続される。
【００３６】
次に、第２集電配線６４と裏面電極との間の電気的な絶縁を形成するために絶縁被覆材６８を配設する。絶縁被覆材６８は、図１５及び図１６に示すように、光電変換装置２００の左右の端辺に沿って設けられた第１集電配線６２近傍から中央部の端子ボックス６６の配置位置まで、光電変換ユニット３２の裏面電極上に延設される。ここでは、図１５に示すように、絶縁被覆材６８は、左右の第１集電配線６２の近傍から端子ボックス６６に向けて左右方向に沿って延設される。絶縁被覆材６８は、例えば、ポリエステル（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド、ポリフッ化ビニル等とすることが好適である。また、絶縁被覆材６８は、裏面にシール状に接着剤が塗布されたものを用いることが好適である。
【００３７】
第２集電配線６４は、図１５及び図１６に示すように、左右の第１集電配線６２上から絶縁被覆材６８上に沿って光電変換装置２００の中央部へ向けて延設される。第２集電配線６４と光電変換ユニット３２の裏面電極との間に絶縁被覆材６８が挟み込まれ、第２集電配線６４と裏面電極との電気的な絶縁が保たれる。一方、第２集電配線６４の一端は第１集電配線６２上まで延設され、第１集電配線６２に電気的に接続される。例えば、第２集電配線６４は超音波はんだ等によって第１集電配線６２に電気的に接続することが好適である。第２集電配線６４の他端は、後述する端子ボックス６６内の電極端子に接続される。
【００３８】
裏面ガラス板３４によって光電変換装置２００の裏面を封止する。このとき、裏面ガラス板３４の端子ボックス６６の取付位置付近に設けられた孔Ｘを通して第２集電配線６４の端部を引き出す。そして、第２集電配線６４の端部を端子ボックス６６内の端子電極にハンダ付け等により電気的に接続し、端子ボックス６６内の空間にシリコーン等の絶縁樹脂７０を充填して蓋をする。端子ボックス６６は、第２集電配線６４の端部の引き出し用の孔Ｘの近傍にシリコーン等を用いて接着して取り付けることが好適である。
【００３９】
表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４は、それらの外周辺領域の接合領域Ａにおいて溶融接合されている。接合領域Ａは、表面ガラス板３０において光電変換ユニット３２が形成されていない周辺部Ｂに設けられる。周辺部Ｂ（図１においてハッチングされていない領域）は、例えば、表面ガラス板３０上に一旦形成した光電変換ユニット３２をレーザ等で除去して設けることができる。表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４とを溶融接合するために、図１６に示すように、表面ガラス板３０及び裏面ガラス板３４の少なくとも一方の周辺部を撓ませた状態とすることが好適である。
【００４０】
＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態における光電変換装置３００は、図１７の断面図に示すように、表面ガラス板３０、光電変換ユニット３２、裏面ガラス板３４に加えて封止材８０を含んで構成される。図１７では光電変換装置３００の各構成部を明確に示すために、各構成部の厚さは実際とは異なる比で表している。
【００４１】
光電変換装置３００では、裏面ガラス板３４で光電変換ユニット３２を覆う前に、封止材８０を光電変換ユニット３２の裏面に塗布し、焼成した後に裏面ガラス板３４で覆う。
【００４２】
ここで、封止材８０は、表面ガラス板３０及び裏面ガラス板３４と熱膨張率が近い材料とすることが好適であり、酸化シリコン系の材料を用いることが好適である。酸化シリコン系の材料は、主成分としてＳｉＯ、ＳｉＯ2、ＳｉＯxを少なくとも５０％以上含有している材料とすることが好ましい。封止剤８０を酸化シリコン系の材料とすることによって、表面ガラス板３０及び裏面ガラス板３４との熱膨張係数を近くすることができ、太陽光照射等による加熱に起因する表面ガラス板３０及び裏面ガラス板３４と封止材８０との間の熱応力の発生を抑制することができる。したがって、熱応力による表面ガラス板３０及び裏面ガラス板３４並びに封止材８０の破損を防ぐことができる。
【００４３】
例えば、酸化シリコン（ガラス）の微粒子をアクリル等の樹脂のバインダや水又は有機溶剤等の溶媒に混合させたシリカゾル（シリカゲル）をスプレー塗布法やスピンコータ塗布法等で塗布する。その後、数十℃〜数百℃の加熱により封止材８０を固化させ、裏面ガラス板３４で覆い、表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４とを接合する。
【００４４】
このように、表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４との間において集電配線や絶縁被覆材等によって生ずる間隙の少なくとも一部を酸化シリコン系の封止材８０により埋設する。これにより、表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４との間において生ずる間隙の空気が排除され、空気の膨張・収縮の影響を低減でき、表面ガラス板３０や裏面ガラス板３４の破損を抑制することができる。また、表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４との間隙を介した水の浸入を防ぐことができる。
【００４５】
図２１に示すように、酸化シリコン（ガラス）の粉末とセルロース系樹脂とを混練してなるガラスフリットを封止材８０として裏面ガラス板３４上に塗布し、２００℃で仮焼成した後、表面ガラス板３０（光起電力装置を形成していない擬似試料）で覆い、外周に沿って波長９７６ｎｍ、出力２４Ｗのレーザビームを走査速度３００ｍｍ／ｓで照射する実験を行った。
【００４６】
このような条件で封止処理を行った場合、光学顕微鏡で確認したところ、封止材８０を介して表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４とが完全に溶融接合されていた。
【００４７】
また、上記方法で封止する前に、水分を吸収すると変色する感応物質（Ｈｕｍｉｄｉｔｙ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４との間に挟み込み、上記方法で溶融接合した試料を用意し、初期と高温高湿試験（温度８５℃及び相対湿度８５％）で１０００時間放置した後の観察を行った。高温高湿試験後においても感応物質の変色はなく、表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４との間に高い気密性が保たれていることが実証された。
【００４８】
図１７は、第２の実施の形態における光電変換装置３００の一例である。この例では、表面ガラス板３０の光電変換ユニット３２が形成された側の全面に封止材８０を塗布した構造を有する。この場合、裏面ガラス板３４で覆った後、光電変換装置３００の外周部分の封止材８０の表面と表面ガラス板３０とを溶融接合させ、封止材８０の裏面と裏面ガラス板３４とを溶融接合させてもよい。
【００４９】
このような構造とすることによって、表面ガラス板３０及び裏面ガラス板３４のいずれも大きく湾曲させることなく溶融接合させることができる。したがって、表面ガラス板３０及び裏面ガラス板３４に印加される曲げ応力を小さくでき、表面ガラス板３０や裏面ガラス板３４の破損を抑制することができる。
【００５０】
図１８は、第２の実施の形態における光電変換装置３００の別例である。この例では、表面ガラス板３０の光電変換ユニット３２が形成された側の外周部分を残して封止材８０を塗布した構造を有する。この場合、裏面ガラス板３４で覆った後、表面ガラス板３０及び裏面ガラス板３４の少なくとも一方の周辺部を撓ませた状態で表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４とを溶融接合させる。接合領域は、表面ガラス板３０において光電変換ユニット３２が形成されていない周辺部とすることが好適である。
【００５１】
この場合、表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４とが直接溶融接合されているので接合力を高くすることができる。また、表面ガラス板３０又は裏面ガラス板３４の撓みによって互いが押し付けられ、表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４との密着性を高めることができる。これにより、表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４との間の空気をより排除することができ、空気の膨張・収縮による表面ガラス板３０や裏面ガラス板３４の破損の抑制効果が高まる。また、表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４との間隙を介した水の浸入もより低減できる。
【００５２】
なお、図１７及び図１８の構造は、図５に示した光電変換装置１００のように周辺部の開口部Ｄから配線コード３８を取り出す構造にも適用することができる。この場合、開口部Ｄの領域にも封止剤８０を塗布することによって、封止剤８０によって開口部Ｄを同時に封止する構成としてもよい。
【００５３】
図１９は、第２の実施の形態における光電変換装置３００の別例である。この例では、表面ガラス板３０の光電変換ユニット３２が形成された側の外周部分を残して封止材８０を塗布し、表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４との間に充填材５４を充填して充填材５４を溶融させて表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４とを溶融接合した構造を有する。
【００５４】
このような構造においても、図１７の例と同様に、表面ガラス板３０及び裏面ガラス板３４に印加される曲げ応力を小さくでき、表面ガラス板３０や裏面ガラス板３４の破損を抑制することができる。充填材５４と封止剤８０とを併用する構成は、図８に示した結晶系シリコン太陽電池のように厚い光電変換ユニット３２のモジュールにも適用することができる。
【００５５】
また、図１８及び図１９の例では、封止材８０を完全に固化させる前に裏面ガラス板３４によって覆う処理を行うことも好適である。封止材８０の流動性が高い状態において封止を行うことによって、周辺部における表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４との隙間や充填材５４と封止材８０とによって形成される隙間における封止材８０の充填率をより高めることができる。
【００５６】
なお、光電変換装置３００の周辺部以外の領域については封止材８０を完全に固化させ、その後、周辺部のみ新たに封止剤８０を塗布して、完全に固化させない状態で裏面ガラス板３４によって覆う処理としても同様の効果を得ることができる。
【００５７】
＜第３の実施の形態＞
第３の実施の形態における光電変換装置４００は、第１の実施の形態における光電変換装置１００と同様の構成を有するが、表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４との間の間隙の空気を排出し、大気圧に対して減圧状態する。
【００５８】
図２０は、光電変換装置４００用のラミネート装置５００を示す。ラミネート装置５００は、チャンバ９０、ヒータ９２及びダイヤフラム９４を含んで構成される。ラミネート装置５００は、チャンバ９０の上部領域Ｙと下部領域Ｘとが伸縮性のダイヤフラム９４で仕切られた構造を有する。また、チャンバ９０の下部領域Ｘには光電変換装置４００を載置すると共に加熱するためのヒータ９２が設けられる。
【００５９】
光電変換装置４００をラミネートする際には、図２０に示すように、表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４とを接合領域Ａにおいて溶融接合した後、インターコネクタ３６の配線コード３８の開口部Ｃに封止部材８２を配置した状態でヒータ９２上に設置する。封止部材８２は、例えば、ブチル樹脂とすることが好適である。このとき、チャンバ９０の下部領域Ｘに空気等を供給し、上部領域Ｙを真空排気することによりダイヤフラム９４を上方へ引き上げた状態でヒータ９２上に光電変換装置４００を設置する。その後、ヒータ９２で光電変換装置４００を加熱しつつ、図２１に示すように、ラミネート装置５００の下部領域Ｘを真空排気し、上部領域Ｙへ空気等を供給することでダイヤフラム９４によって封止部材８２を開口部Ｃに押し付ける。これにより、加熱により軟化した封止部材８２が開口部Ｃに押し付けられ、封止部材８２が開口部Ｃの形状に合わせて変形し、開口部Ｃが封止される。
【００６０】
このとき、表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４との間の間隙に溜まっていた空気が開口部Ｃから同時に排気され、表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４との間の間隙の圧力が大気圧より減圧されている状態で封止される。
【００６１】
このように、表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４との間において集電配線や絶縁被覆材等によって生ずる間隙の空気を排気した状態とすることができる。これにより、表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４との間隙における空気の膨張・収縮の影響を低減でき、表面ガラス板３０や裏面ガラス板３４の破損を抑制することができる。また、表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４との間隙を介した水の浸入を防ぐことができる。
【００６２】
なお、表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４との間の空気を排気した状態で封止する構成は、図４に示す光電変換装置の周辺部から配線コード３８を引き出す構成や図１５に示す光電変換装置の中央部から配線コード３８を引き出す構成においても同様に適用することができる。
【００６３】
また、第３の実施の形態では配線コード３８を外部へ引き出すための開口部Ｃから表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４との間の空気を排気し、排気された状態において開口部Ｃを封止するものとしたがこれに限定されるものではない。光電変換装置に配線コード３８を引き出すための開口部以外の開口部を設け、そこから表面ガラス板３０と裏面ガラス板３４との間の空気を排気し、封止部材８２によって封止する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１０  ガラス板、１２  封止材、１４  バックシート、１６  端面シール、１８  モジュール枠部材、２０  ガラス板、２２  端面シール、３０  表面ガラス板、３２  光電変換ユニット、３４  裏面ガラス板、３６  インターコネクタ、３８  配線コード、４０  端子ボックス、４２  端面シール部材、５０  レーザ装置、５２  レーザビーム、５４  充填材、５６  封止材、５８  端面シール、６０  フレーム、６２  第１集電配線、６４  第２集電配線、６６  端子ボックス、６８  絶縁被覆材、７０  絶縁樹脂、８０  封止材、８２  封止部材、９０  チャンバ、９２  ヒータ、９４  ダイヤフラム、１００  光電変換パネル、２００、３００、４００  光電変換装置、５００  ラミネート装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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