(57)【要約】      （修正有）【課題】温度変化による太陽電池セルの移動を抑制しつつ、製造時の反り変形も抑制可能な太陽電池モジュール及び移動体を提供する。【解決手段】太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セル１０と、受光側封止層２０と、裏側封止層３０と、樹脂で構成された表面基材４０と、樹脂で構成された裏面基材５０と、を備える。太陽電池モジュールは、裏面基材５０に対して受光側とは反対側に設けられた低熱膨張シート６０を備える。低熱膨張シート６０は、裏面基材５０と低熱膨張シート６０との積層方向から見て、裏面基材５０よりも小さい面積であり、一方向に沿って延在し、裏面基材５０よりも小さい線膨張率を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に並び、インターコネクタで接続された複数の太陽電池セルと、
前記複数の太陽電池セルに対して光が入射する受光側に設けられた受光側封止層と、
前記複数の太陽電池セルに対して前記受光側とは反対側に設けられた裏側封止層と、
前記受光側封止層よりも前記受光側に設けられ、樹脂で構成された表面基材と、
前記裏側封止層よりも前記受光側とは反対側に設けられ、樹脂で構成された裏面基材と、
前記裏面基材に対して前記受光側とは反対側に設けられた低熱膨張シートと、
を備え、
前記低熱膨張シートは、前記裏面基材と前記低熱膨張シートとの積層方向から見て、前記裏面基材よりも小さい面積であり、前記一方向に沿って延在し、前記裏面基材よりも小さい線膨張率を有する、太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記裏面基材と前記低熱膨張シートとの積層方向から見て、前記低熱膨張シートは複数に分離されている、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記裏面基材と前記低熱膨張シートとの積層方向から見て、前記裏面基材の面積に対する前記低熱膨張シートの面積の割合は５０％以上９０％以下である、請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記低熱膨張シートは、前記裏面基材と前記低熱膨張シートとの積層方向から見て、前記裏面基材の外周縁よりも内側に設けられる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記低熱膨張シートは前記一方向に配向した低熱膨張成分を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記低熱膨張シートは母材と低熱膨張成分である繊維材とを有し、
前記繊維材の線膨張率は前記母材の線膨張率よりも小さい、請求項１〜５のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記裏面基材は絶縁性を有する、請求項１〜６のいずれかに一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールを備える、移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュール及び移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境保護の観点から、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池モジュールが注目されている。
【０００３】
太陽電池モジュールは、一般的に、太陽電池セルを封止する充填剤層と、充填剤層の表面側に配置されたフロントシートと、充填剤層の裏面側に配置されたバックシートと、を備えている。従来、フロントシートにはガラスが用いられてきたが、太陽電池モジュールの軽量化のため、ガラスに代えて樹脂が用いられるようになってきている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、太陽電池モジュール用フロントシートと、表面側充填剤層と、光起電力素子としての太陽電池セルと、裏面側充填剤層と、バックシートとがこの順に積層されている太陽電池モジュールが記載されている。また、太陽電池モジュール用フロントシートは、表面側保護フィルムと、この表面側保護フィルムの裏面側に積層されるガスバリア層と、このガスバリア層の裏面側に積層される基材層とを備え、上記基材層の主成分がポリカーボネートである。
【０００５】
また、この太陽電池モジュールの製造方法は、当該太陽電池モジュール用フロントシート、表面側充填剤層を構成するシート、複数の太陽電池セル、裏面側充填剤層を構成するシート及びバックシートをこの順に積層する工程を有している。さらに、この太陽電池モジュールの製造方法は、この積層体を真空吸引により一体化して加熱圧着する真空加熱ラミネーション法等により一体成形する加熱ラミネート工程を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１４５８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載されたフロントシート、表面側充填剤層、裏面側充填剤層及びバックシートは、主に樹脂材料により形成されている。そのため、寒暖差などの温度変化により、これらの樹脂材料が熱伸縮した場合、熱伸縮に追従して太陽電池セルも移動してしまい、太陽電池セル同士が衝突して破損したり、太陽電池セル同士を接続するインターコネクタが切断したりするおそれがある。
【０００８】
また、樹脂からなるフロントシートは、ガラスからなるフロントシートと異なり、加熱ラミネート後、太陽電池モジュールを常温まで冷却した場合に、大きく収縮しやすい。このとき、フロントシート及びバックシートにおいて、材料及び／又は厚みが異なっていると、収縮の程度に差が生じ、その結果、得られた太陽電池モジュールが凹状に反る反り変形をしてしまう場合がある。
【０００９】
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、温度変化による太陽電池セルの移動を抑制しつつ、製造時の反り変形も抑制可能な太陽電池モジュール及び移動体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の第一の態様に係る太陽電池モジュールは、一方向に並び、インターコネクタで接続された複数の太陽電池セルを備える。太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルに対して光が入射する受光側に設けられた受光側封止層と、複数の太陽電池セルに対して受光側とは反対側に設けられた裏側封止層と、を備える。太陽電池モジュールは、受光側封止層よりも受光側に設けられ、樹脂で構成された表面基材と、裏側封止層よりも受光側とは反対側に設けられ、樹脂で構成された裏面基材と、を備える。太陽電池モジュールは、裏面基材に対して受光側とは反対側に設けられた低熱膨張シートを備える。そして、低熱膨張シートは、裏面基材と低熱膨張シートとの積層方向から見て、裏面基材よりも小さい面積であり、一方向に沿って延在し、裏面基材よりも小さい線膨張率を有する。
【００１１】
また、本発明の第二の態様に係る移動体は、太陽電池モジュールを備える。
【発明の効果】
【００１２】
本開示によれば、温度変化による太陽電池セルの移動を抑制しつつ、製造時の反り変形も抑制可能な太陽電池モジュール及び移動体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係る太陽電池モジュールの一例を示す平面図である。
【図２】図１に示す太陽電池モジュールのＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】図１に示す太陽電池モジュールのＢ−Ｂ線における断面図である。
【図４】図１に示す太陽電池モジュールのＣ−Ｃ線における断面図である。
【図５】実施例に係る太陽電池モジュールの概略を示す平面図である。
【図６】１２０℃から３０℃へ熱負荷を変化させた場合における、低熱膨張シートの面積率と太陽電池セル間の距離の変化量を示すグラフである。
【図７】実施例５に係る太陽電池モジュールを概略的に示した底面図である。
【図８】実施例６に係る太陽電池モジュールを概略的に示した底面図である。
【図９】実施例８に係る太陽電池モジュールを概略的に示した底面図である。
【図１０】実施例９に係る太陽電池モジュールを概略的に示した底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を用いて本実施形態に係る太陽電池モジュール及び移動体について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。また、図面では、便宜上、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸からなる直交座標系が示されており、それぞれ矢印の向きを正方向として説明している。なお、本実施形態では、ｚ軸の正方向を受光側、負方向を受光側とは反対の裏側として説明している。
【００１５】
［太陽電池モジュール］
図１は、本実施形態に係る太陽電池モジュール１００の一例を示す平面図である。図２は、図１に示す太陽電池モジュール１００のＡ−Ａ線における断面図である。図３は、図１に示す太陽電池モジュール１００のＢ−Ｂ線における断面図である。図１〜図３に示すように、太陽電池モジュール１００は、複数の太陽電池セル１０と、受光側封止層２０と、裏側封止層３０と、表面基材４０と、裏面基材５０と、低熱膨張シート６０と、を備えている。以下、各構成要素について詳細に説明する。
【００１６】
（太陽電池セル）
図１に示すように、複数の太陽電池セル１０は、一方向（ｙ軸方向）に並び、インターコネクタ１２で接続されている。そして、複数の太陽電池セル１０と、インターコネクタ１２とによって太陽電池ストリング１６が形成されている。具体的には、太陽電池ストリング１６は、上記一方向に並ぶ複数の太陽電池セル１０と、複数の太陽電池セル１０の内、隣接する太陽電池セル１０を互いに電気的に接続するインターコネクタ１２と、を含んでいる。本実施形態では、上記一方向に並んで配置される５つの太陽電池セル１０が、インターコネクタ１２によって直列に接続されることで、１つの太陽電池ストリング１６が形成されている。また、５つの太陽電池セル１０が接続される方向（ｙ軸方向）に対して略垂直方向（ｘ軸方向）において、４つの太陽電池ストリング１６が略平行に並んで配置されている。ただし、太陽電池セル１０の数及び太陽電池ストリング１６の数は、このような実施形態に限定されない。
【００１７】
太陽電池セル１０は、光起電力効果により、照射された光を、電気エネルギーに変換することができる。太陽電池セル１０は、公知のものを使用することができ、受光面と、受光面とは反対側の裏面とを有していてもよい。受光面は、太陽電池セル１０が主に光を受光する面であり、裏面よりも単位面積当たりの受光量が多い面である。太陽電池セル１０の形状は特に限定されず、例えば平面状であってもよく、面方向に対して垂直方向に湾曲していてもよい。
【００１８】
太陽電池セル１０としては、例えば、シリコン系太陽電池、化合物系太陽電池、及び有機系太陽電池などが挙げられる。シリコン系太陽電池としては、例えば、単結晶シリコン系太陽電池、多結晶シリコン系太陽電池、微結晶シリコン系太陽電池、及びアモルファスシリコン系太陽電池などが挙げられる。化合物系太陽電池としては、ＧａＡｓ系太陽電池、ＣＩＳ系太陽電池、ＣＩＧＳ系太陽電池、及びＣｄＴｅ系太陽電池などが挙げられる。また、有機系太陽電池としては、色素増感太陽電池、及び有機薄膜太陽電池などが挙げられる。また、太陽電池セル１０としては、ヘテロ接合型太陽電池及び多接合型太陽電池などが挙げられる。
【００１９】
図４は、図１に示す太陽電池モジュール１００のＣ−Ｃ線における断面図である。図４に示すように、隣接する太陽電池セル１０の内、一方の太陽電池セル１０の受光側と、他方の太陽電池セル１０の裏側とが、インターコネクタ１２によって互いに電気的に接続されている。図１に示すように、本実施形態では、２本のインターコネクタ１２が、隣接する一対の太陽電池セル１０に対してそれぞれ接続されているが、インターコネクタ１２の数は１本であってもよく、２本以上であってもよい。
【００２０】
太陽電池セル１０は、図示しない、互いに略平行に延びる複数のフィンガー電極と、フィンガー電極に略垂直方向に延びる複数のバスバー電極と、を含む集電電極を備えていてもよい。本実施形態では、隣接した太陽電池セル１０の内、一方の太陽電池セル１０の受光側のバスバー電極と、他方の太陽電池セル１０の裏側のバスバー電極とが、インターコネクタ１２により電気的に接続されている。
【００２１】
インターコネクタ１２は、隣接する太陽電池セル１０を互いに電気的に接続するものであれば、形状や材料は特に限定されず、例えば、細長い金属箔により形成されていてもよい。インターコネクタ１２を構成する材料は、例えば、銅などの金属であることが好ましい。インターコネクタ１２は、銅などの金属を被覆する被覆層を有していてもよい。被覆層は、ハンダ又は銀などで構成されていてもよい。
【００２２】
インターコネクタ１２とバスバー電極との接続には樹脂を使用することができる。この樹脂は導電性、非導電性いずれでもよい。樹脂が非導電性樹脂の場合には、インターコネクタ１２とバスバー電極とが直接接続されることで電気的に接続される。また、インターコネクタ１２とバスバー電極との接続には、樹脂ではなくハンダを使用してもよい。
【００２３】
本実施形態では、図１に示すように、複数の太陽電池ストリング１６の内、隣接する太陽電池ストリング１６の少なくとも一端同士は接続配線１４を介して電気的に接続されている。一方、上記一方向に対して垂直方向における両端に配置された外側の太陽電池ストリング１６の一端は、太陽電池ストリング１６とは異なる図示しない端子と接続されている。
【００２４】
接続配線１４は、隣接する太陽電池ストリング１６を互いに電気的に接続するものであれば、形状や材料は特に限定されず、例えば、細長い金属箔により形成されていてもよい。接続配線１４を構成する材料は、例えば、銅などの金属であることが好ましい。接続配線１４は、銅などの金属を被覆する被覆層を有していてもよい。被覆層は、ハンダ又は銀などで構成されていてもよい。
【００２５】
（受光側封止層、裏側封止層）
受光側封止層２０は、複数の太陽電池セル１０に対して光が入射する受光側（ｚ軸の正方向側）に設けられている。裏側封止層３０は、複数の太陽電池セル１０に対して受光側とは反対側（ｚ軸の負方向側）に設けられている。受光側封止層２０及び裏側封止層３０は、太陽電池セル１０を封止しており、外部の衝撃などから太陽電池セル１０を保護している。受光側封止層２０は、表面基材４０と直接接触していてもよく、接着層などを含む他の層を介して表面基材４０と接着していてもよい。また、裏側封止層３０は、裏面基材５０と直接接触していてもよく、接着層などを含む他の層を介して裏面基材５０と接着していてもよい。
【００２６】
受光側封止層２０及び裏側封止層３０の厚さは、特に限定されないが、０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることがより好ましい。このような範囲とすることによって、太陽電池セル１０を適切に保護し、光を太陽電池セル１０に効率よく到達させることができる。受光側封止層２０及び裏側封止層３０の厚さは、同じであってもよく、それぞれ異なっていてもよい。
【００２７】
受光側封止層２０及び裏側封止層３０の引張弾性率は、特に限定されないが、表面基材４０の引張弾性率よりもそれぞれ小さいことが好ましい。また、受光側封止層２０及び裏側封止層３０の引張弾性率は、裏面基材５０の引張弾性率よりもそれぞれ小さいことが好ましい。このような構成とすることによって、外部の衝撃などから太陽電池セル１０を保護することができる。
【００２８】
具体的には、受光側封止層２０及び裏側封止層３０の引張弾性率は０．００５ＧＰａ以上１．０ＧＰａ未満であることが好ましく、０．０１ＧＰａ以上０．５ＧＰａ未満であることがより好ましい。受光側封止層２０及び裏側封止層３０の引張弾性率をこのような範囲とすることによって、外部の衝撃などから太陽電池セル１０を保護することができる。受光側封止層２０及び裏側封止層３０の引張弾性率は、同じであってもよく、それぞれ異なっていてもよい。なお、本明細書において、引張弾性率は、例えば、日本工業規格ＪＩＳ  Ｋ７１６１−１（プラスチック−引張特性の求め方−第１部：通則）に従って、試験温度２５℃、試験速度１００ｍｍ／分で測定することができる。
【００２９】
受光側封止層２０は、透光性を有していることが好ましい。具体的には、受光側封止層２０の全光線透過率は、６０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましく、８０％以上であることがさらに好ましい。また、受光側封止層２０の全光線透過率は、１００％以下であってもよく、９５％以下であってもよい。受光側封止層２０の全光線透過率をこのような範囲とすることにより、光を効率よく太陽電池セル１０へ到達させることができる。受光側封止層２０及び裏側封止層３０の全光線透過率は、同じであってもよく、それぞれ異なっていてもよい。本明細書において、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。
【００３０】
受光側封止層２０及び裏側封止層３０を構成する材料には、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂及びゲルからなる群より選択される少なくとも１つの樹脂が含まれることが好ましい。これらの樹脂は、変性樹脂であってもよく、未変性樹脂であってもよい。熱可塑性樹脂には、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、オレフィン系樹脂、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）及びポリイミド（ＰＩ）からなる群より選択される少なくとも１つの樹脂が含まれることが好ましい。熱硬化性樹脂には、例えば、エポキシ、ウレタン及びポリイミドからなる群より選択される少なくとも１つの樹脂が含まれることが好ましい。ゲルには、例えば、シリコーンゲル、アクリルゲル及びウレタンゲルからなる群より選択される少なくとも１つのゲルが含まれることが好ましい。受光側封止層２０及び裏側封止層３０を構成する材料は、同じであってもよく、それぞれ異なっていてもよい。
【００３１】
上記樹脂の中でも、太陽電池セル１０の保護の観点から、受光側封止層２０及び裏側封止層３０を構成する材料は、熱可塑性樹脂であることがより好ましく、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）及びオレフィン系樹脂の少なくともいずれか一方であることがさらに好ましい。
【００３２】
オレフィン系樹脂には、例えば、ポリオレフィン及びオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）の少なくともいずれか一方などが含まれる。オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）は、ポリオレフィンと通常のゴムとのブレンドからなる。オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）におけるゴム相は架橋点がないか又はほとんどないものであってもよい。
【００３３】
ポリオレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−オクテン及び１−デセンなどのα−オレフィンの単独重合体、並びにこれらの共重合体などが挙げられる。
【００３４】
オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）に用いられるゴムとしては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）及びエチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）などが挙げられる。
【００３５】
なお、受光側からの異物の衝撃から太陽電池セル１０を保護するため、受光側封止層２０の引張弾性率は、裏側封止層３０の引張弾性率よりも小さくしてもよい。例えば、受光側封止層２０としてゲルを使用し、裏側封止層３０としてＥＶＡを使用してもよい。
【００３６】
（表面基材）
表面基材４０は、受光側封止層２０よりも受光側に設けられている。表面基材４０は、太陽電池モジュール１００の受光側の表面を保護することができる。表面基材４０は、太陽電池モジュール１００の受光側の最表面に設けられていてもよいが、表面基材４０のさらに受光側の表面に他の層を設けてもよい。
【００３７】
表面基材４０は、樹脂で構成されている。そのため、ガラスを用いた場合と比較して、太陽電池モジュール１００が軽量化されている。したがって、太陽電池モジュール１００を取り付ける屋根などの設置部にかかる負荷を軽減することができ、太陽電池モジュール１００が適用される範囲を広くすることができる。
【００３８】
表面基材４０を構成する樹脂は、透光性を有していることが好ましい。具体的には、表面基材４０の全光線透過率は、８０％以上であることが好ましく、８５％以上であることがより好ましい。また、表面基材４０の全光線透過率は、１００％であってもよく、９５％以下であってもよい。表面基材４０の全光線透過率をこのような範囲とすることにより、光を効率よく太陽電池セル１０へ到達させることができる。
【００３９】
表面基材４０を構成する樹脂には、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）及びポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステル、ポリカーボネート（ＰＣ）、非晶ポリアリレート、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルサルフォン並びに変性ポリフェニレンエーテルなどからなる群より選択される少なくとも１つの樹脂が含まれていることが好ましい。これらの中でも、耐衝撃性及び透光性に優れるため、表面基材４０を構成する樹脂は、ポリカーボネート（ＰＣ）であることがより好ましい。
【００４０】
表面基材４０の引張弾性率は特に限定されないが、１．０ＧＰａ以上１０．０ＧＰａ以下であることが好ましく、２．３ＧＰａ以上２．５ＧＰａ以下であることがより好ましい。表面基材４０の引張弾性率がこのような範囲であることにより、太陽電池モジュール１００を異物の衝突などから適切に保護することができる。
【００４１】
表面基材４０の線膨張率は、受光側封止層２０及び裏側封止層３０の線膨張率よりもそれぞれ小さいことが好ましい。表面基材４０の線膨張率が受光側封止層２０及び裏側封止層３０の線膨張率よりも小さいと、太陽電池セル１０の移動を抑制することができる。なお、線膨張率は、日本工業規格ＪＩＳ  Ｋ７１９７：２０１２（プラスチックの熱機械分析による線膨脹率試験方法）に従って測定することができる。
【００４２】
表面基材４０の厚さは、０．１ｍｍ〜１００ｍｍであることが好ましく、０．１ｍｍ〜５０ｍｍであることがより好ましく、０．５ｍｍ〜１０ｍｍであることがさらに好ましい。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を衝突物などから保護することができるとともに、光を太陽電池セル１０まで効率よく到達させることができる。
【００４３】
（裏面基材）
裏面基材５０は、裏側封止層３０よりも受光側とは反対側（ｚ軸の負方向側）に設けられている。裏面基材５０は、太陽電池モジュール１００の受光側とは反対側の裏側に設けられ、太陽電池モジュール１００を保護することができる。裏面基材５０は、太陽電池モジュール１００の裏側の最表面に設けられていてもよいが、裏面基材５０のさらに裏側の外側に他の層を設けてもよい。
【００４４】
裏面基材５０は、樹脂で構成されている。裏面基材５０を構成する樹脂は熱可塑性樹脂であることが好ましい。また、裏面基材５０を構成する樹脂には、例えば、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）などからなる群より選択される少なくとも１つの熱可塑性樹脂が含まれていることが好ましい。これらの中でも、物理的特性及び生産性などの観点から、裏面基材５０を構成する樹脂はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）であることがより好ましい。
【００４５】
裏面基材５０は、裏面での発電の効率を上げるために、母材に酸化チタンなどを含有させ、反射率を向上させてもよい。
【００４６】
裏面基材５０の厚みは特に限定されないが、表面基材４０の厚みの１０％以下であることが好ましく、５％以下であることがより好ましく、３％以下であることがさらに好ましい。また、裏面基材５０の厚みの下限は、表面基材４０の厚みの０．８％であることが好ましい。なお、裏面基材５０の厚みは、０．５ｍｍ以下であることが好ましい。裏面基材５０の厚みをこのようにすることで、裏面基材５０における内部応力の発生を抑制し、太陽電池モジュール１００の軽量化を図ることが可能となる。また、裏面基材５０の厚みが薄い場合、太陽電池モジュール１００内部のガス抜け性を向上させることができる。例えば、受光側封止層２０及び裏側封止層３０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、裏面基材５０が薄い場合には、酢酸が外部に発散しやすくなる。
【００４７】
また、裏面基材５０の厚みが薄くなると、裏側封止層３０の形状に追従させながら裏面基材５０を貼り合わせることができ、裏側封止層３０と裏面基材５０との間に気泡を混入し難くすることができる。例えば、表面基材４０が曲面を有する形状であっても、受光側封止層２０及び裏側封止層３０を介して表面基材４０の形状に適合するように裏面基材５０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。また、裏面基材５０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などに加わり難いため、太陽電池セル１０の破損を抑制することができる。
【００４８】
さらに、裏面基材５０の厚みが薄くなると、受光側封止層２０及び裏側封止層３０を素早く加熱して架橋することができる。そのため、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、受光側封止層２０及び裏側封止層３０が熱変形することを抑制することができる。
【００４９】
裏面基材５０の引張弾性率は特に限定されないが、１ＧＰａ以上５０ＧＰａ以下であることが好ましく、２０ＧＰａ以上３０ＧＰａ以下であることがより好ましい。裏面基材５０の引張弾性率がこのような範囲であることにより、太陽電池モジュール１００の剛性を高めることができる。
【００５０】
裏面基材５０の線膨張率は、表面基材４０の線膨張率よりも小さいことが好ましい。また、裏面基材５０の線膨張率は、受光側封止層２０及び裏側封止層３０の線膨張率よりもそれぞれ小さいことが好ましい。裏面基材５０の線膨張率が受光側封止層２０及び裏側封止層３０の線膨張率よりも小さいと、太陽電池セル１０の移動を抑制することができる。
【００５１】
裏面基材５０は絶縁性を有することが好ましい。後述する低熱膨張シート６０として、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）など導電性の材料を用いた場合には、リーク電流の発生が問題となる場合がある。そこで、裏面基材５０に絶縁性を持たせることで、リーク電流を絶縁することが可能となる。裏面基材５０の絶縁抵抗は特に限定されないが、ＪＩＳ  Ｃ８９９０：２００９（地上設置の結晶シリコン太陽電池（ＰＶ）モジュール−設計適格性確認及び形式認証のための要求事項）に規定された絶縁試験の要求事項を満たしていることが好ましい。具体的には、面積が０．１ｍ２未満のモジュールの場合、絶縁抵抗は４００ＭΩ以上であることが好ましい。また、面積が０．１ｍ２以上のモジュールの場合、測定した絶縁抵抗とモジュール面積との積は、４０ＭΩ・ｍ２以上であることが好ましい。
【００５２】
（低熱膨張シート）
低熱膨張シート６０は、裏面基材５０に対して受光側とは反対側（ｚ軸の負方向側）に設けられている。そして、低熱膨張シート６０は、裏面基材５０と低熱膨張シート６０との積層方向から見て、裏面基材５０よりも小さい面積であり、上記一方向（ｙ軸方向）に沿って延在し、裏面基材５０よりも小さい線膨張率を有する。
【００５３】
ここで、上述の通り、裏面基材５０は樹脂で構成されている。樹脂は、金属と比較して軽量であるものの、温度変化が生じた場合、熱の影響によって膨張したり収縮したりして熱伸縮しやすい。また、裏面基材５０が熱伸縮した場合、裏面基材５０の熱伸縮に追従して、太陽電池セル１０を封止する裏側封止層３０も熱伸縮しやすい。そして、裏側封止層３０は、太陽電池セル１０を保護する役割を有するものの、加熱による膨張と冷却による収縮を繰り返した場合には、太陽電池セル１０同士が移動して衝突してしまうおそれがある。同様に、裏側封止層３０が加熱による膨張と冷却による収縮を繰り返した場合には、太陽電池セル１０を接続するインターコネクタ１２が疲労して切断されてしまうおそれがある。
【００５４】
そこで、本実施形態では、低熱膨張シート６０は、裏面基材５０に対して受光側とは反対側に設けられている。また、低熱膨張シート６０は、裏面基材５０よりも小さい線膨張率を有している。そのため、温度変化が生じた場合であっても、裏面基材５０に対して受光側とは反対側から、裏面基材５０の熱による膨張及び収縮を低熱膨張シート６０が押さえ込むことができ、裏側封止層３０の膨張及び収縮を抑制することができる。したがって、太陽電池セル１０の移動を抑制することができるため、太陽電池セル１０同士が衝突して破損したり、インターコネクタ１２が切断したりすることを抑制することができる。なお、低熱膨張シート６０の線膨張率は、７０×１０−６Ｋ−１以下であることが好ましく、５０×１０−６Ｋ−１以下であることがより好ましく、２０×１０−６Ｋ−１以下であることがさらに好ましい。
【００５５】
また、太陽電池モジュール１００は、太陽電池モジュール１００を構成する各層を積層した後、真空状態において１５０℃程度で加熱して各層を貼り合わせ、室温まで冷却することで製造することができる。一方、上述のように、本実施形態では、表面基材４０も樹脂で構成されている。そのため、太陽電池モジュール１００の冷却工程において、太陽電池モジュール１００の受光側が収縮しやすい。このとき、線膨張率の小さい材料も積層して太陽電池モジュール１００の裏側に貼り合わせると、冷却時に、太陽電池モジュール１００の受光側が裏側よりも大きく収縮して反り返る反り変形が生じやすくなるおそれがある。
【００５６】
しかしながら、本実施形態に係る太陽電池モジュール１００では、低熱膨張シート６０は、裏面基材５０に対して受光側とは反対側に設けられている。そのため、低熱膨張シート６０を除く構成要素を積層、加熱及び冷却した後に、低熱膨張シート６０を貼り付けることもできる。このとき、表面基材４０と裏面基材５０とが樹脂で構成されているため、受光側と裏側とで樹脂の収縮が一部相殺され、受光側と裏側との収縮の程度の差が小さくなる。したがって、本実施形態に係る太陽電池モジュール１００では、反り変形の影響を小さくすることができる。
【００５７】
また、低熱膨張シート６０は、裏面基材５０と低熱膨張シート６０との積層方向から見て、裏面基材５０よりも小さい面積である。低熱膨張シート６０の面積を裏面基材５０の面積よりも小さくしても、上述したような温度変化が生じた場合の太陽電池セル１０の移動はそれほど大きくなりにくい。さらに、低熱膨張シート６０の面積を裏面基材５０の面積よりも小さくすることによって、低熱膨張シート６０を使用する面積が小さくなることから、太陽電池モジュール１００の製造コストを低減させることができる。また、低熱膨張シート６０の面積が小さいと、上記低熱膨張シート６０の貼り付けの際に、低熱膨張シート６０が裏面基材５０に対してはみ出しにくくなることから、貼り付けを容易にすることができる。
【００５８】
さらに、低熱膨張シート６０は、裏面基材５０と低熱膨張シート６０との積層方向から見て、上記一方向に沿って延在している。すなわち、低熱膨張シート６０は、裏面基材５０と低熱膨張シート６０との積層方向から見て、インターコネクタ１２で接続された複数の太陽電池セル１０が並ぶ方向（上記一方向）に沿って延在している。具体的には、裏面基材５０と低熱膨張シート６０との積層方向から見て、太陽電池セル１０の接続方向に対して垂直方向（ｘ軸方向）において、裏面基材５０の長さよりも、低熱膨張シート６０の長さが短くなっている。そのため、低熱膨張シート６０が上記一方向に対して垂直な他方向（ｘ軸方向）に延在している場合と比較し、温度変化による太陽電池セル１０の移動が抑制される。したがって、太陽電池セル１０同士が衝突して破損したり、インターコネクタ１２が切断したりすることを抑制することができる。なお、低熱膨張シート６０は、長手方向であるｙ軸方向から所定角度傾斜した状態で延在していてもよい。
【００５９】
上述のように、低熱膨張シート６０は、裏面基材５０と低熱膨張シート６０との積層方向から見て、裏面基材５０よりも小さい面積である。具体的には、裏面基材５０と低熱膨張シート６０との積層方向（ｚ軸方向）から見て、裏面基材５０の面積に対する低熱膨張シート６０の面積の割合は９０％以下であることが好ましい。低熱膨張シート６０の面積の割合を９０％以下としても、上述したような温度変化が生じた場合の太陽電池セル１０の移動はそれほど大きくなりにくい。なお、裏面基材５０と低熱膨張シート６０との積層方向から見て、裏面基材５０の面積に対する低熱膨張シート６０の面積の割合は９０％未満であってもよく、７０％以下であってもよい。
【００６０】
裏面基材５０と低熱膨張シート６０との積層方向（ｚ軸方向）から見て、裏面基材５０の面積に対する低熱膨張シート６０の面積の割合は１０％以上であることが好ましい。低熱膨張シート６０の面積の割合を１０％以上とすることによって、太陽電池モジュール１００に温度変化が生じた場合であっても、太陽電池セル１０の移動を効果的に抑制することができる。そのため、太陽電池セル１０同士が衝突して破損したり、インターコネクタ１２が切断したりすることを抑制することができる。なお、裏面基材５０と低熱膨張シート６０との積層方向から見て、裏面基材５０の面積に対する低熱膨張シート６０の面積の割合は２０％以上であることがより好ましく、５０％以上であることがさらに好ましい。
【００６１】
裏面基材５０と低熱膨張シート６０との積層方向（ｚ軸方向）から見て、裏面基材５０の面積に対する低熱膨張シート６０の面積の割合は５０％以上９０％以下であることが好ましい。低熱膨張シート６０の面積の割合を上記のような範囲とすることにより、太陽電池セル１０の移動と製造コストの低減を両立させることができる。
【００６２】
図１及び図３に示すように、裏面基材５０と低熱膨張シート６０との積層方向（ｚ軸方向）から見て、低熱膨張シート６０は複数に分離されていることが好ましい。太陽電池モジュール１００が繊維強化プラスチックのような加熱によっても伸び縮みしにくい材料を有する場合、平板形状から曲面形状に太陽電池モジュール１００を変形させた際に、この材料がシワとなるおそれがある。このシワは、太陽電池モジュール１００の曲率半径が小さい程、発生しやすい傾向にある。しかしながら、低熱膨張シート６０を複数に分離することによって、低熱膨張シート６０の平面方向のひずみが緩和されるため、曲面成形時のシワの発生を抑制することができる。なお、曲面形状に成形する方法としては、特に限定されないが、例えば、熱プレス成形、真空成形及び圧空成形などの公知のシート成形方法が挙げられる。
【００６３】
図１及び図３に示すように、本実施形態では、２つに分離された低熱膨張シート６０が、裏面基材５０に対して受光側とは反対側に設けられている。裏面基材５０と低熱膨張シート６０との積層方向（ｚ軸方向）から見て、分離された低熱膨張シート６０は、２つ太陽電池ストリング１６に含まれる太陽電池セル１０が低熱膨張シート６０の内側に入るようにそれぞれ配置されている。なお、分離された低熱膨張シート６０の数は、数が多くなるほど曲面成形時のシワの発生を抑制することができるため、図１及び図３に示すような２つに限定されない。また、一方向に並ぶ太陽電池セル１０を包含していればインターコネクタ１２の切断を抑制する効果があるため、低熱膨張シート６０の内側に入る太陽電池ストリング１６の数は２つに限定されない。また、本実施形態では、図で示された全ての太陽電池セル１０が低熱膨張シート６０の内側に配置されているが、必ずしもその必要はない。
【００６４】
なお、低熱膨張シート６０は、裏面基材５０と低熱膨張シート６０との積層方向（ｚ軸方向）から見て、裏面基材５０の外周縁よりも内側に設けられることが好ましい。例えば、上述のように、曲面形状の太陽電池モジュール１００をシート成形する際に、裏面基材５０の外周縁をクランプする場合がある。このとき、低熱膨張シート６０がクランプされていると、上述した低熱膨張シート６０の追従性の観点から、低熱膨張シート６０の配置の制御、又は、曲率半径の大きい曲面形状の成形が困難になる場合がある。しかしながら、上記のような構成とすることにより、裏面基材５０に対し、クランプ部の内側に低熱膨張シート６０が配置されることから、曲面形状の太陽電池モジュール１００の成形を容易にすることができる。
【００６５】
低熱膨張シート６０は、一方向（ｙ軸方向）に配向した低熱膨張成分を有していてもよい。具体的には、図１に示す太陽電池モジュール１００の場合、低熱膨張成分はインターコネクタ１２の延在方向であるｙ軸方向に沿って配向することが好ましい。この場合、低熱膨張シート６０は、一方向（ｙ軸方向）に沿って伸縮し難くなることから、太陽電池セル１０の上記一方向における移動を抑制し、温度変化によるインターコネクタ１２の切断を防止することが可能となる。なお、低熱膨張成分は、一方向（ｙ軸方向）に沿って配向している必要はなく、例えば、低熱膨張成分は、長手方向であるｙ軸方向から所定角度傾斜した状態で配向していてもよい。低熱膨張成分は、長手方向であるｙ軸方向から例えば１５度程度傾斜した状態で配向していてもよい。
【００６６】
低熱膨張シート６０が上記一方向に配向した低熱膨張成分を有している場合、裏面基材５０と低熱膨張シート６０との積層方向（ｚ軸方向）から見て、低熱膨張シート６０は複数に分離されていてもよい（図９及び図１０参照）。このことにより、低熱膨張シート６０を事前に裏面基材５０に貼り合わせた状態で加熱及び冷却しても、各低熱膨張シート６０が裏面基材５０に追従しやすくなることから、成形時の反り変形の影響を小さくすることができる。
【００６７】
低熱膨張シート６０が上記一方向に配向した低熱膨張成分を有している場合、低熱膨張シート６０は、上記一方向とは異なる方向に延在し、低熱膨張シート６０の厚さ方向に貫通するスリット６１を有していてもよい（図７及び図８参照）。このようなスリット６１によって、低熱膨張シート６０を事前に裏面基材５０に貼り合わせた状態で加熱及び冷却しても、各低熱膨張シート６０が裏面基材５０に追従しやすくなることから、成形時の反り変形の影響を小さくすることができる。スリット６１は、上記一方向に対して３０度以上傾いていてもよく、６０度以上傾いていてもよく、９０度傾いていてもよい。すなわち、スリット６１は、上記一方向に対して斜め方向又は垂直方向に延在していてもよい。低熱膨張シート６０に設けられるスリット６１の数は単数であってもよく、複数であってもよい。なお、低熱膨張シート６０の分離と比較して低熱膨張シート６０にスリットを入れる方が、反り変形の抑制効果は限定的ではあるが、モジュール化工程でのハンドリングは容易である。
【００６８】
低熱膨張シート６０は母材と低熱膨張成分である繊維材とを有し、繊維材の線膨張率は母材の線膨張率よりも小さいことが好ましい。繊維材は、母材の内部に設けられていてもよい。繊維材の線膨張率が母材の線膨張率よりも小さいことにより、一方向の線膨張率と、当該一方向に垂直な他方向の線膨張率とを互いに異なる構成とすることができる。つまり、低熱膨張シート６０において、繊維材がｙ軸方向に沿って配向している場合、ｙ軸方向の線膨張率と、ｙ軸方向に垂直なｘ軸方向の線膨張率とは互いに異なる構成とすることができる。
【００６９】
低熱膨張シート６０を構成する母材は樹脂を含むことが好ましく、樹脂からなることがより好ましい。具体的には、母材は、エポキシ樹脂、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）からなる群より選ばれる少なくとも一つを含むことが好ましい。
【００７０】
低熱膨張シート６０を構成する繊維材は特に限定されないが、無機材料からなる無機繊維及び有機材料からなる有機繊維の少なくとも一方を用いることができる。繊維材は、例えば、炭素繊維、ガラス繊維及びアラミド繊維からなる群より選ばれる少なくとも一つを用いることが好ましい。
【００７１】
太陽電池モジュール１００において、低熱膨張成分である繊維材は一方向（ｙ軸方向）にのみ配向していることが好ましい。具体的には、母材の内部に含まれる繊維材は、一方向（ｙ軸方向）に沿って配向していることが好ましい。低熱膨張シート６０として、繊維材が上記一方向に並んだＵＤ（ＵｎｉＤｉｒｅｃｔｉｏｎ）材を用いることにより、太陽電池セル１０の上記一方向における移動をより抑制することができる。
【００７２】
低熱膨張シート６０がＵＤ材で構成されている場合、ＵＤ材における繊維材の方向と裏面基材５０を構成する樹脂シートのＭＤ（ＭａｃｈｉｎｅＤｉｒｅｃｔｉｏｎ）とが同一方向であることが好ましい。樹脂シートが押出成形などによって成形される場合、ＭＤは、ＴＤ（ＴｒａｎｓｖｅｒｓｅＤｉｒｅｃｔｉｏｎ）に対して、温度変化により収縮しやすい傾向がある。そのため、ＵＤ材の繊維方向と裏面基材５０のＭＤ方向とを同一方向とすることで、温度変化が生じた場合の裏面基材５０の熱伸縮を抑制する効果を向上させることができ、太陽電池セル１０の移動を抑制することができる。
【００７３】
低熱膨張シート６０の厚みは特に限定されないが、表面基材４０の厚みの１０％以下であることが好ましく、５％以下であることがより好ましく、３％以下であることがさらに好ましい。また、低熱膨張シート６０の厚みの下限は、表面基材４０の厚みの０．８％であることが好ましい。なお、低熱膨張シート６０の厚みは、０．５ｍｍ以下であることが好ましい。低熱膨張シート６０の厚みをこのようにすることで、低熱膨張シート６０における内部応力の発生を抑制し、太陽電池モジュール１００の軽量化を図ることが可能となる。
【００７４】
なお、本実施形態の太陽電池モジュール１００は、建物や移動体の屋根などの上に取り付けられていてもよい。このとき、屋根の形状に適合するよう、太陽電池モジュール１００は、平板形状であってもよく、曲面形状であってもよい。具体的には、図２及び図３などに示すように、表面基材４０は複数の太陽電池セル１０に対して受光側に向かって突出して湾曲した形状をしていてもよい。また、裏面基材５０は、複数の太陽電池セル１０に対して受光側に向かって突出して湾曲した形状をしていてもよい。太陽電池モジュール１００は、例えば、受光側に向かって突出した弓形状であってもよい。
【００７５】
以上の通り、太陽電池モジュール１００は、一方向（ｙ軸方向）に並び、インターコネクタ１２で接続された複数の太陽電池セル１０を備える。太陽電池モジュール１００は、複数の太陽電池セル１０に対して光が入射する受光側に設けられた受光側封止層２０と、複数の太陽電池セル１０に対して受光側とは反対側に設けられた裏側封止層３０と、を備える。太陽電池モジュール１００は、受光側封止層２０よりも受光側に設けられ、樹脂で構成された表面基材４０と、裏側封止層３０よりも受光側とは反対側に設けられ、樹脂で構成された裏面基材５０と、を備える。太陽電池モジュール１００は、裏面基材５０に対して受光側とは反対側に設けられた低熱膨張シート６０を備える。そして、低熱膨張シート６０は、裏面基材５０と低熱膨張シート６０との積層方向から見て、裏面基材５０よりも小さい面積であり、一方向に沿って延在し、裏面基材５０よりも小さい線膨張率を有する。
【００７６】
そのため、温度変化が生じた場合であっても、裏面基材５０に対して受光側とは反対側から、裏面基材５０の熱による膨張及び収縮を低熱膨張シート６０が押さえ込むことができ、裏側封止層３０の膨張及び収縮を抑制することができる。したがって、太陽電池セル１０の移動を抑制することができるため、太陽電池セル１０同士が衝突して破損したり、インターコネクタ１２が切断したりすることを抑制することができる。特に、低熱膨張シート６０は、上記一方向に沿って延在しているため、太陽電池セル１０の接続方向におけるインターコネクタ１２の切断を抑制する効果が大きい。
【００７７】
また、低熱膨張シート６０は、裏側封止層３０よりも受光側とは反対側に設けられているため、低熱膨張シート６０を除く構成要素を積層、加熱及び冷却した後に、低熱膨張シート６０を貼り付けることもできる。そのため、製造時における反り変形の影響も抑制することが可能となる。
【００７８】
また、低熱膨張シート６０の面積を裏面基材５０の面積よりも小さくすることによって、低熱膨張シート６０を使用する面積が小さくなることから、太陽電池モジュール１００の製造コストを低減させることができる。
【００７９】
［移動体］
上記の通り、本実施形態に係る太陽電池モジュール１００は、移動体に搭載されていてもよい。具体的には、本実施形態の移動体は、太陽電池モジュール１００を備えている。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１００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１００により発電して得られた電流が、ファン及び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及び制御に使用される。
【実施例】
【００８０】
以下、本実施形態を実施例及び比較例によりさらに詳細に説明するが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。
【００８１】
［実施例１］
表面基材、受光側封止層、太陽電池ストリング、裏側封止層、裏面基材及び低熱膨張シートを上から順番に積層させて太陽電池モジュールを作製した。なお、表面基材は、厚さ２ｍｍのポリカーボネート（ＰＣ）を用いた。受光側封止層は、厚さ１ｍｍのゲル、厚さ０．０２ｍｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、及び厚さ０．６ｍｍのエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を上から順に積層させたものを用いた。裏側封止層は、厚さ０．６ｍｍのエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を用いた。裏面基材は、厚さ２ｍｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いた。低熱膨張シートは、厚さ０．１ｍｍの一方向炭素繊維強化プラスチック（ＵＤ−ＣＦＲＰ）を用いた。低熱膨張シートにおいて、ＵＤ−ＣＦＲＰの繊維方向は、太陽電池セルが並ぶ方向（ｙ軸方向）と同一となるように配置した。また、図５に示すように、太陽電池ストリング１６は、それぞれ厚さ０．１５ｍｍの２枚の太陽電池セル１０をインターコネクタ１２で互いに電気的に接続し、厚さ０．６ｍｍのＥＶＡ層の間に配置した。
【００８２】
また、図５に示すように、本実施例の太陽電池モジュール１００において、低熱膨張シート６０は、裏面基材５０と低熱膨張シート６０との積層方向（ｚ軸方向）から見て、太陽電池セル１０の接続方向（ｙ軸方向）に延在している。そして、低熱膨張シート６０は、裏面基材５０と比較して太陽電池セル１０の接続方向に対して垂直方向（ｘ軸方向）に短くなるように配置されている。具体的には、裏面基材５０と低熱膨張シート６０との積層方向から見て、太陽電池セル１０の接続方向に対して垂直方向（ｘ軸方向）における低熱膨張シート６０の長さが、裏面基材５０の長さより短くなるように低熱膨張シート６０を配置した。そして、裏面基材５０と低熱膨張シート６０との積層方向から見て、裏面基材５０全体の面積に対する低熱膨張シート６０の面積の割合（低熱膨張シート６０の面積率）を２０％として太陽電池モジュール１００を作製した。
【００８３】
［実施例２］
低熱膨張シートの面積率を５０％とした以外は、実施例１と同様にして太陽電池モジュールを作製した。
【００８４】
［実施例３］
低熱膨張シートの面積率を７０％とした以外は、実施例１と同様にして太陽電池モジュールを作製した。
【００８５】
［比較例１］
低熱膨張シートの面積率を１００％とした以外は、実施例１と同様にして太陽電池モジュールを作製した。
【００８６】
［比較例２］
低熱膨張シートを用いない以外は、実施例１と同様にして太陽電池モジュールを作製した。すなわち、低熱膨張シートの面積率を０％とした以外は、実施例１と同様にして太陽電池モジュールを作製した。
【００８７】
［評価］
（太陽電池セル間の距離の変化量）
ムラタソフトウェア株式会社製のＦｅｍｔｅｔ（登録商標）を用い、熱負荷を変化させた場合において、接続方向における太陽電池セル間の距離の変化量（μｍ）を解析した。なお、解析条件は以下の通りである。結果を表１及び図６に示す。
【００８８】
（解析条件）
モデル：平面応力モデル
太陽電池セルの接続方向（ｙ軸方向）の幅：１４０ｍｍ（１／２対称による解析）
境界条件：全ての部位において固定なし
熱負荷：１２０℃から３０℃に変化させる
【００８９】
【表１】
2020096150.tif 000003
【００９０】
図６は、各例の太陽電池モジュールの温度を１２０℃から３０℃に変化させた時の太陽電池セル間の距離の変化量を解析したグラフである。図６のグラフ中、ｘ軸は、裏面基材と低熱膨張シートとの積層方向から見た、裏面基材の面積全体に対する低熱膨張シートの面積の割合（低熱膨張シートの面積率）（％）を示す。また、図６のグラフ中、ｙ軸は、太陽電池セル間の距離の変化量（μｍ）を示す。なお、太陽電池セル間の距離は、太陽電池セル同士が隣接する辺の間の距離である。また、太陽電池セル間の距離の変化量は、太陽電池セル同士が離れる方向に移動する場合は正の値となり、太陽電池セル同士が近づく方向に移動する場合は負の値となる。
【００９１】
図６に示すように、低熱膨張シートの面積率が大きくなるにつれて、太陽電池セル間の距離の変化量は小さくなる傾向にあった。具体的には、低熱膨張シートの面積率が１０％以上の場合には、太陽電池セル間の距離の変化量が急激に小さくなり、良好な結果となることが分かった。特に、低熱膨張シートの面積率が５０％以上の場合には、太陽電池セル間の距離の変化量が−７４μｍ以下となり、良好な結果となることが分かった。温度変化させた場合の太陽電池セル間の距離の変化量が小さい場合、太陽電池セルの移動量が太陽電池セル同士の衝突及びインターコネクタの切断が少なくなることが予想される。
【００９２】
次に、以下のような実施例及び比較例に係る太陽電池モジュールを作製した場合の反り変形を評価した。
【００９３】
［実施例４］
表面基材、受光側封止層、太陽電池ストリング、裏側封止層、裏面基材及び低熱膨張シートを上から順番に積層させて積層体を作製した。なお、表面基材は、厚さ２ｍｍのポリカーボネート（ＰＣ）を用いた。受光側封止層は、厚さ０．０２ｍｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、及び厚さ０．６ｍｍのエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を上から順に積層させたものを用いた。裏側封止層は、厚さ０．６ｍｍのエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を用いた。裏面基材は、厚さ２ｍｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いた。低熱膨張シートは、厚さ０．１ｍｍの一方向炭素繊維強化プラスチック（ＵＤ−ＣＦＲＰ）を用いた。
【００９４】
ＵＤ−ＣＦＲＰの繊維方向は、太陽電池セルが並ぶ方向と同一となるように配置した。ＵＤ−ＣＦＲＰの繊維方向に対して垂直方向において、低熱膨張シートの長さは裏面基材の長さの９０％とした。ＵＤ−ＣＦＲＰの繊維方向において、低熱膨張シートの長さと裏面基材の長さは同じとした。したがって、裏面基材と低熱膨張シートの積層方向から見て、裏面基材の面積に対する低熱膨張シートの面積の割合は９０％であった。低熱膨張シートは、裏面基材の中央に配置した。
【００９５】
次に、上記のようにして得られた積層体を、真空状態において１４５℃又は１６５℃の温度でラミネートした後、室温まで冷却することにより太陽電池モジュールを作製した。冷却後の太陽電池モジュールは、凹状（弧状）に反る反り変形をしていた。太陽電池モジュールは、低熱膨張シート側が突出するように反って変形していた。
【００９６】
［実施例５］
低熱膨張シート６０に、図７で示すような複数のスリット６１を入れた以外は実施例４と同様にして太陽電池モジュールを作製した。各スリット６１は、低熱膨張シート６０を貫通しており、炭素繊維の繊維方向に対して約４５度傾いて斜め方向に延在している。
【００９７】
［実施例６］
低熱膨張シート６０に、図８で示すような複数のスリット６１を入れた以外は実施例４と同様にして太陽電池モジュールを作製した。各スリット６１は、低熱膨張シート６０を貫通しており、炭素繊維の繊維方向に対して垂直方向に延在している。
【００９８】
［実施例７］
受光側封止層は、厚さ１ｍｍのゲル、厚さ０．０２ｍｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、及び厚さ０．６ｍｍのエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を上から順に積層させたものを用いた。上記以外は、実施例４と同様にして太陽電池モジュールを作製した。
【００９９】
［実施例８］
図９で示すように、低熱膨張シート６０を一辺が約５ｃｍの正方形に切断し、縦に４枚かつ横に４枚の計１６枚、炭素繊維の繊維方向を揃えて隙間無く並べた。上記以外は、実施例４と同様にして太陽電池モジュールを作製した。
【０１００】
［実施例９］
図１０で示すように、炭素繊維の繊維方向が短辺となるように、低熱膨張シート６０を約５ｃｍ×２０ｃｍの長方形に切断した。そして、炭素繊維の繊維方向に、炭素繊維の繊維方向が揃うように４枚隙間無く並べた。また、受光側封止層は、厚さ１ｍｍのゲル、厚さ０．０２ｍｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、及び厚さ０．６ｍｍのエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を上から順に積層させたものを用いた。上記以外は、実施例４と同様にして太陽電池モジュールを作製した。
【０１０１】
［評価］
上記のようにして作製した弧状の太陽電池モジュールを、凹んだ側（受光面側）が下側になるように平らな床面の上にアーチ状に置いた。太陽電池モジュールの長さを円弧の長さ（弧長）とし、床面からの高さが最も高くなった部分の太陽電池モジュールの上面を円弧の頂点までの高さとした。そして、弧長と上記高さから、反り変形した太陽電池モジュールを円弧とした場合の曲率半径をラミネート温度ごとに算出した。結果を表２に示す。なお、曲率半径が大きい程、製造時の反り変形が小さいことを意味する。
【０１０２】
【表２】
2020096150.tif 000004
【０１０３】
表２に示すように、実施例４の太陽電池モジュールに対し、実施例５〜実施例９の太陽電池モジュールは、低熱膨張シートを事前に裏面基材に貼り合わせた状態で加熱及び冷却しても、反り変形が改善された。これらのことから、低熱膨張シートにスリットを入れるか、低熱膨張シートを分離するか、又は、ゲルを使用することで、反り変形を抑制できることが確認できた。
【０１０４】
実施例４、実施例５及び実施例６、並びに、実施例８及び実施例９の比較から、低熱膨張シートにスリットを入れるよりも、低熱膨張シートを分離することで反り変形が大幅に改善されることが確認できた。ただし、太陽電池モジュールを大量生産する場合には、低熱膨張シートが完全に分離していない方が、モジュール化工程でのハンドリングが容易である。したがって、低熱膨張シートの分離と比較して低熱膨張シートにスリットを入れる方が、反り変形の抑制効果は限定的ではあるが、モジュール化工程でのハンドリングは容易である。
【０１０５】
以上、本実施形態を実施例によって説明したが、本実施形態はこれらに限定されるものではなく、本実施形態の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【０１０６】
１０    太陽電池セル
１２    インターコネクタ
１６    太陽電池ストリング
２０    受光側封止層
３０    裏側封止層
４０    表面基材
５０    裏面基材
６０    低熱膨張シート
１００  太陽電池モジュール
【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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