(57)【要約】【課題】信頼性および光電変換効率の高い太陽電池、集光型太陽光発電モジュール、太陽電池の製造方法を提供する。【解決手段】太陽電池１０は、集光された太陽光Ｌｓを光電変換する太陽電池素子１１と、太陽電池素子１１が載置されたレシーバ基板２０と、太陽電池素子１１を樹脂封止する樹脂封止部３３と、樹脂封止部３３の集光レンズ４２側の面を被覆する透光性被覆板３２とを備える。透光性被覆板３２は、透過率τの波長依存性を示す透過率波長特性Ｃｔｗが紫外線波長に対して板厚Ｔｐが厚くなると透過率τが減少する紫外線透過率抑制特性を有する光学材料で形成され、透光性被覆板３２の板厚Ｔｐは、太陽電池素子１１が有する光電変換波長領域Ａｐの短波長側の境界波長λｂでの透過率τが可視光波長領域Ａｓでの透過率τに対して減少する透過率減少境界板厚Ｔｐｔの厚さ以下とされている。【選択図】図１
2010118507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集光レンズによって集光された太陽光を光電変換する太陽電池素子と、該太陽電池素子が載置されたレシーバ基板と、前記太陽電池素子を樹脂封止する樹脂封止部と、該樹脂封止部の前記集光レンズ側の面を被覆する透光性被覆板とを備える太陽電池であって、
前記透光性被覆板は、透過率の波長依存性を示す透過率波長特性が紫外線波長に対して板厚が厚くなると透過率が減少する紫外線透過率抑制特性を有する光学材料で形成され、
前記透光性被覆板の板厚は、前記太陽電池素子が有する光電変換波長領域の短波長側の境界波長での透過率が可視光波長領域での透過率に比較して減少する透過率減少境界板厚の厚さ以下であること
を特徴とする太陽電池。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池であって、
前記光電変換波長領域での透過率は、９０％超であり、前記透過率減少境界板厚での透過率は、９０％であること
を特徴とする太陽電池。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の太陽電池であって、
前記透光性被覆板の板厚は、集光された太陽光による前記樹脂封止部での封止樹脂からの発泡を抑制する厚さとして画定された画定発泡抑制板厚より厚いこと
を特徴とする太陽電池。
【請求項４】
請求項３に記載の太陽電池であって、
前記画定発泡抑制板厚は、前記透光性被覆板の板厚と発泡時間との関係を表す発泡特性に基づいて画定されていること
を特徴とする太陽電池。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の太陽電池であって、
前記太陽電池素子は、前記光電変換波長領域として３５０ｎｍから１１００ｎｍまでの波長範囲を含むこと
を特徴とする太陽電池。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか一つに記載の太陽電池であって、
前記光学材料は、ホウケイ酸ガラスであり、前記透過率減少境界板厚は、１０ｍｍであること
を特徴とする太陽電池。
【請求項７】
請求項３ないし請求項５のいずれか一つに記載の太陽電池であって、
前記光学材料は、ホウケイ酸ガラスであり、前記画定発泡抑制板厚は、４ｍｍであること
を特徴とする太陽電池。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか一つに記載の太陽電池であって、
前記太陽電池素子は、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＩｎＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＮ、Ｇｅ、ＣｕＩｎＧａＳｅ、ＣｄＴｅのいずれか一つもしくはこれらを組合せた半導体材料で形成されていること
を特徴とする太陽電池。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれかに一つに記載の太陽電池であって、
前記樹脂封止部は、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂のいずれかで形成されていること
を特徴とする太陽電池。
【請求項１０】
太陽光を集光する集光レンズと、該集光レンズによって集光された太陽光を光電変換する太陽電池とを備える集光型太陽光発電モジュールであって、
前記太陽電池は、請求項１ないし請求項９のいずれか一つに記載の太陽電池であること
を特徴とする集光型太陽光発電モジュール。
【請求項１１】
集光レンズにより集光された太陽光を光電変換する太陽電池素子と、該太陽電池素子が載置されたレシーバ基板と、前記太陽電池素子を樹脂封止する樹脂封止部と、該樹脂封止部の前記集光レンズ側の面を被覆する透光性被覆板とを備える太陽電池の製造方法であって、
透過率の波長依存性を示す透過率波長特性が紫外線波長に対して板厚が厚くなると透過率が減少する紫外線透過率抑制特性を有する光学材料で前記透光性被覆板を形成し、前記透光性被覆板について前記透過率波長特性での板厚依存性を測定して前記太陽電池素子が有する光電変換波長領域の短波長側の境界波長での透過率が可視光波長領域での透過率に比較して減少する透過率減少境界板厚を抽出する透過率減少境界板厚抽出工程と、
前記透光性被覆板の板厚が透過率減少境界板厚以下の厚さでそれぞれ異なる複数の太陽電池を試料として準備する試料準備工程と、
前記試料に加速試験を施すことによって気泡が生じる発泡時間を測定し前記透光性被覆板の板厚に対する前記発泡時間の関係を表す発泡特性を求める加速試験工程と、
集光された太陽光による前記樹脂封止部での封止樹脂からの発泡を抑制する厚さとしての画定発泡抑制板厚を前記発泡特性から画定する発泡抑制板厚画定工程とを備えること
を特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項１２】
集光レンズにより集光された太陽光を光電変換する太陽電池素子と、該太陽電池素子が載置されたレシーバ基板と、前記太陽電池素子を樹脂封止する樹脂封止部と、該樹脂封止部の前記集光レンズ側の面を被覆する透光性被覆板とを備える太陽電池の製造方法であって、
請求項１１に記載の太陽電池の製造方法で求めた画定発泡抑制板厚から透過率減少境界板厚までの範囲内の板厚とした透光性被覆板を準備する透光性被覆板準備工程と、
前記レシーバ基板に前記太陽電池素子を載置する太陽電池素子載置工程と、
前記樹脂封止部を形成する樹脂封止部形成工程と、
前記透光性被覆板を配置する透光性被覆板配置工程とを備えること
を特徴とする太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集光レンズにより集光された太陽光を光電変換する太陽電池素子と、太陽電池素子を樹脂封止する樹脂封止部と、樹脂封止部の集光レンズ側の面を被覆する透光性被覆板とを備える太陽電池、集光型太陽光発電モジュール、および、太陽電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電装置としては、太陽電池素子を隙間無く敷き詰めて構成した太陽光発電モジュールを屋根の上などに設置した非集光固定型の平板式構造が一般的である。しかし、多くの加工工程と高い加工精度が必要なことから高価となる太陽電池素子を大量に必要とし、太陽光発電モジュール全体として非常に高価な設備となっているのが実態である。
【０００３】
そこで、太陽光を集光して小面積で構成した太陽電池素子へ太陽光を照射する集光型太陽光発電モジュールが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。つまり、高価な太陽電池素子（太陽電池セル）を小面積で構成することによって、より安価な太陽光発電装置を提供しようとするものである。
【０００４】
集光型太陽光発電装置では、その目的から太陽電池セルの受光面へ集光される太陽光のエネルギー密度が高くなり、太陽電池セルの受光面を封止する透明樹脂が光もしくは熱エネルギーにより分解、変色等の不具合を生じることが懸念される。
【０００５】
仮に一旦透明樹脂の分解が発生すると、透明樹脂がガス化することにより気泡が発生し、太陽電池セルの受光面に集光された太陽光の一部が気泡によって散乱もしくは反射し、太陽光が太陽電池セルの表面に正常に照射されないという現象を生じる。つまり、気泡の発生に伴って、集光型太陽光発電装置（太陽電池セル）としての光電変換効率を低下させ、発生する発電電力が減少するという恐れがある。
【０００６】
特許文献１に開示された集光型太陽光発電装置（太陽電池、太陽電池モジュール）では、フィラーを含有する熱伝導性封止材を用いることによって光起電力素子（太陽電池セル）の放熱性を向上させ温度上昇を防止し、光起電力素子の変換光率の低下を防止することが開示されている。
【０００７】
しかし、封止材にフィラーを混合することから、集光条件によっては集光された光がフィラーを介して吸収され、結果的に封止材に熱が蓄積される恐れがある。また、フィラー以外にも種々の添加剤が添加されることで封止材の光の透過率が低下し発電効率が低下するという問題が生じる。
【特許文献１】特開２００３―６９０６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、集光レンズによって集光された太陽光を光電変換する太陽電池素子を樹脂封止する樹脂封止部と、樹脂封止部を被覆する透光性被覆板とを備える太陽電池であって、透光性被覆板を、透過率の波長依存性を示す透過率波長特性が紫外線波長に対して板厚が厚くなると透過率が減少する紫外線透過率抑制特性を有する光学材料で形成し、透光性被覆板の板厚を、太陽電池素子が有する光電変換波長領域の短波長側の境界波長での透過率が可視光波長領域での透過率に比較して減少する透過率減少境界板厚の厚さ以下とすることにより、光電変換波長領域での高い透過率を維持して高い光電変換効率を確保し、併せて樹脂封止部での気泡の発生を抑制して気泡の発生による光電変換効率の低下を防止し、信頼性および光電変換効率の高い太陽電池を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、太陽光を集光する集光レンズと、集光レンズによって集光された太陽光を光電変換する太陽電池とを備える集光型太陽光発電モジュールであって、太陽電池を、本発明に係る太陽電池とすることにより、高い光電変換効率を確保し、長期間の稼動（集光されて高密度の紫外線を有する太陽光の照射）に起因する樹脂封止部での気泡の発生を抑制して気泡の発生による光電変換効率の低下を防止した信頼性の高い集光型太陽光発電モジュールを提供することを他の目的とする。
【００１０】
また、本発明は、太陽光を光電変換する太陽電池素子を樹脂封止する樹脂封止部と、樹脂封止部を被覆する透光性被覆板とを備える太陽電池の製造方法であって、透過率波長特性が紫外線波長に対して板厚が厚くなると透過率が減少する紫外線透過率抑制特性を有する光学材料で透光性被覆板を形成し、光電変換波長領域の短波長側の境界波長での透過率が可視光波長領域での透過率に比較して減少する透過率減少境界板厚を抽出する透過率減少境界板厚抽出工程と、透光性被覆板の板厚が透過率減少境界板厚以下の厚さでそれぞれ異なる複数の太陽電池を試料として準備する試料準備工程と、試料に加速試験を施すことによって気泡が生じる発泡時間を測定し透光性被覆板の板厚に対する発泡時間の関係を表す発泡特性を求める加速試験工程と、集光された太陽光による樹脂封止部での封止樹脂からの発泡を抑制する厚さとしての画定発泡抑制板厚を発泡特性から画定する発泡抑制板厚画定工程とを備えることにより、可視光波長領域での高い透過率を維持して紫外線の透過を抑制する透過率減少境界板厚と、封止樹脂からの発泡を抑制する厚さとしての画定発泡抑制板厚とを求めて透光性被覆板の板厚の許容範囲を容易かつ高精度に画定し、光電変換波長領域での高い透過率を維持して高い光電変換効率を確保し、樹脂封止部での気泡の発生を抑制して気泡の発生による光電変換効率の低下を防止し、信頼性および光電変換効率の高い太陽電池を生産性良く製造する太陽電池の製造方法を提供することを他の目的とする。
【００１１】
また、本発明は、太陽光を光電変換する太陽電池素子を樹脂封止する樹脂封止部と、樹脂封止部を被覆する透光性被覆板とを備える太陽電池の製造方法であって、本発明に係る太陽電池の製造方法で求めた画定発泡抑制板厚から透過率減少境界板厚までの範囲内の板厚とした透光性被覆板を準備する透光性被覆板準備工程と、レシーバ基板に太陽電池素子を載置する太陽電池素子載置工程と、樹脂封止部を形成する樹脂封止部形成工程と、透光性被覆板を配置する透光性被覆板配置工程とを備えることにより、透光性被覆板を画定発泡抑制板厚から透過率減少境界板厚までの範囲内の板厚とし、経年変化による樹脂封止部での発泡現象を抑制して高い光電変換効率を維持して、信頼性および光電変換効率の高い太陽電池を生産性良く製造する太陽電池の製造方法を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る太陽電池は、集光レンズによって集光された太陽光を光電変換する太陽電池素子と、該太陽電池素子が載置されたレシーバ基板と、前記太陽電池素子を樹脂封止する樹脂封止部と、該樹脂封止部の前記集光レンズ側の面を被覆する透光性被覆板とを備える太陽電池であって、前記透光性被覆板は、透過率の波長依存性を示す透過率波長特性が紫外線波長に対して板厚が厚くなると透過率が減少する紫外線透過率抑制特性を有する光学材料で形成され、前記透光性被覆板の板厚は、前記太陽電池素子が有する光電変換波長領域の短波長側の境界波長での透過率が可視光波長領域での透過率に比較して減少する透過率減少境界板厚の厚さ以下であることを特徴とする。
【００１３】
この構成により、透光性被覆板の板厚を透過率減少境界板厚の厚さ以下に設定して可視光波長領域での高い透過率を光電変換波長領域の短波長側でも維持した状態で紫外線の透過を抑制することが可能となるので、光電変換波長領域での高い透過率を維持して高い光電変換効率を確保し、併せて樹脂封止部での気泡の発生を抑制して気泡の発生による光電変換効率の低下を防止し、信頼性および光電変換効率の高い太陽電池とすることができる。
【００１４】
また、本発明に係る太陽電池では、前記光電変換波長領域での透過率は、９０％超であり、前記透過率減少境界板厚での透過率は、９０％であることを特徴とする。
【００１５】
この構成により、光電変換波長領域で９０％以上という高い透過率を確保して高い光電変換効率を維持した状態で、紫外線の透過を抑制することが可能となり、容易かつ確実に信頼性および光電変換効率の高い太陽電池とすることができる。
【００１６】
また、本発明に係る太陽電池では、前記透光性被覆板の板厚は、集光された太陽光による前記樹脂封止部での封止樹脂からの発泡を抑制する厚さとして画定された画定発泡抑制板厚より厚いことを特徴とする。
【００１７】
この構成により、透光性被覆板の板厚を封止樹脂からの発泡を抑制する厚さとして画定された画定発泡抑制板厚より厚くすることから、集光された太陽光の照射による封止樹脂への影響を抑制することが可能となるので、太陽光による影響を低減して樹脂封止部での気泡の発生を抑制し、気泡の発生による光電変換効率の低下を防止した信頼性の高い太陽電池とすることができる。
【００１８】
また、本発明に係る太陽電池では、前記画定発泡抑制板厚は、前記透光性被覆板の板厚と発泡時間との関係を表す発泡特性に基づいて画定されていることを特徴とする。
【００１９】
この構成により、透光性被覆板の板厚に対する発泡時間を表す発泡特性を適用して画定発泡抑制板厚を容易かつ高精度に画定することが可能となることから、透光性被覆板の板厚を厚くして封止樹脂に照射される太陽光を抑制し、要求される長期間内での発泡現象を確実に防止することが可能となるので、信頼性を向上させることができる。
【００２０】
また、本発明に係る太陽電池では、前記太陽電池素子は、前記光電変換波長領域として３５０ｎｍから１１００ｎｍまでの波長範囲を含むことを特徴とする。
【００２１】
この構成により、太陽光のエネルギーを有効に光電変換する太陽電池とすることが可能となる。
【００２２】
また、本発明に係る太陽電池では、前記光学材料は、ホウケイ酸ガラスであり、前記透過率減少境界板厚は、１０ｍｍであることを特徴とする。
【００２３】
この構成により、透光性被覆板の板厚を１０ｍｍ以下に薄くして光電変換波長領域での透過率９０％を確保することから、紫外線の透過を抑制した状態で光電変換効率の低下を防止することが可能となるので、信頼性および生産性を確保することができる。
【００２４】
また、本発明に係る太陽電池では、前記光学材料は、ホウケイ酸ガラスであり、前記画定発泡抑制板厚は、４ｍｍであることを特徴とする。
【００２５】
この構成により、透光性被覆板の板厚を４ｍｍより厚くして透過する紫外線を抑制することが可能となるので、封止樹脂に照射される紫外線を抑制して発泡を生じない期間として要求される長期間での発泡現象を確実に防止し、信頼性を向上させることができる。
【００２６】
また、本発明に係る太陽電池では、前記太陽電池素子は、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＩｎＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＮ、Ｇｅ、ＣｕＩｎＧａＳｅ、ＣｄＴｅのいずれか一つもしくはこれらを組合せた半導体材料で形成されていることを特徴とする。
【００２７】
この構成により、ＩＶ族半導体、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体などの無機材料を適用して太陽電池素子を高倍率集光用として構成することが可能となる。
【００２８】
また、本発明に係る太陽電池では、前記樹脂封止部は、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂のいずれか一つで形成されていることを特徴とする。
【００２９】
この構成により、高い透光性（透過率）を確保した状態で太陽電池素子を確実に保護することが可能となることから、光電変換効率および信頼性を確保することができる。
【００３０】
また、本発明に係る集光型太陽光発電モジュールは、太陽光を集光する集光レンズと、該集光レンズによって集光された太陽光を光電変換する太陽電池とを備える集光型太陽光発電モジュールであって、前記太陽電池は、本発明に係る太陽電池であることを特徴とする。
【００３１】
この構成により、高い光電変換効率を確保し、長期間の稼動（集光されて高密度の紫外線を有する太陽光の照射）に起因する樹脂封止部での気泡の発生を抑制して気泡の発生による光電変換効率の低下を防止した信頼性の高い集光型太陽光発電モジュールとすることができる。
【００３２】
また、本発明に係る太陽電池の製造方法は、集光レンズにより集光された太陽光を光電変換する太陽電池素子と、該太陽電池素子が載置されたレシーバ基板と、前記太陽電池素子を樹脂封止する樹脂封止部と、該樹脂封止部の前記集光レンズ側の面を被覆する透光性被覆板とを備える太陽電池の製造方法であって、透過率の波長依存性を示す透過率波長特性が紫外線波長に対して板厚が厚くなると透過率が減少する紫外線透過率抑制特性を有する光学材料で前記透光性被覆板を形成し、前記透光性被覆板について前記透過率波長特性での板厚依存性を測定して前記太陽電池素子が有する光電変換波長領域の短波長側の境界波長での透過率が可視光波長領域での透過率に比較して減少する透過率減少境界板厚を抽出する透過率減少境界板厚抽出工程と、前記透光性被覆板の板厚が透過率減少境界板厚以下の厚さでそれぞれ異なる複数の太陽電池を試料として準備する試料準備工程と、前記試料に加速試験を施すことによって気泡が生じる発泡時間を測定し前記透光性被覆板の板厚に対する前記発泡時間の関係を表す発泡特性を求める加速試験工程と、集光された太陽光による前記樹脂封止部での封止樹脂からの発泡を抑制する厚さとしての画定発泡抑制板厚を前記発泡特性から画定する発泡抑制板厚画定工程とを備えることを特徴とする。
【００３３】
この構成により、可視光波長領域での高い透過率を維持して紫外線の透過を抑制する透過率減少境界板厚と、封止樹脂からの発泡を抑制する厚さとしての画定発泡抑制板厚とを求めて透光性被覆板の板厚の許容範囲を容易かつ高精度に画定することが可能となるので、光電変換波長領域での高い透過率を維持して高い光電変換効率を確保し、併せて樹脂封止部での気泡の発生を抑制して気泡の発生による光電変換効率の低下を防止し、信頼性および光電変換効率の高い太陽電池を生産性良く製造することができる。
【００３４】
また、本発明に係る太陽電池の製造方法は、集光レンズにより集光された太陽光を光電変換する太陽電池素子と、該太陽電池素子が載置されたレシーバ基板と、前記太陽電池素子を樹脂封止する樹脂封止部と、該樹脂封止部の前記集光レンズ側の面を被覆する透光性被覆板とを備える太陽電池の製造方法であって、本発明に係る太陽電池の製造方法で求めた画定発泡抑制板厚から透過率減少境界板厚までの範囲内の板厚とした透光性被覆板を準備する透光性被覆板準備工程と、前記レシーバ基板に前記太陽電池素子を載置する太陽電池素子載置工程と、前記樹脂封止部を形成する樹脂封止部形成工程と、前記透光性被覆板を配置する透光性被覆板配置工程とを備えることを特徴とする。
【００３５】
この構成により、透光性被覆板を画定発泡抑制板厚から透過率減少境界板厚までの範囲内の板厚とし、経年変化による樹脂封止部での発泡現象を抑制して高い光電変換効率を維持することが可能となるので、信頼性および光電変換効率の高い太陽電池を生産性良く製造することができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明に係る太陽電池によれば、集光レンズによって集光された太陽光を光電変換する太陽電池素子と、太陽電池素子が載置されたレシーバ基板と、太陽電池素子を樹脂封止する樹脂封止部と、樹脂封止部の集光レンズ側の面を被覆する透光性被覆板とを備える太陽電池であって、透光性被覆板は、透過率の波長依存性を示す透過率波長特性が紫外線波長に対して板厚が厚くなると透過率が減少する紫外線透過率抑制特性を有する光学材料で形成され、透光性被覆板の板厚は、太陽電池素子が有する光電変換波長領域の短波長側の境界波長での透過率が可視光波長領域での透過率に比較して減少する透過率減少境界板厚の厚さ以下であることを特徴とすることから、透光性被覆板の板厚を透過率減少境界板厚の厚さ以下に設定して可視光波長領域での高い透過率を光電変換波長領域の短波長側でも維持した状態で紫外線の透過を抑制することが可能となるので、光電変換波長領域での高い透過率を維持して高い光電変換効率を確保し、併せて樹脂封止部での気泡の発生を抑制して気泡の発生による光電変換効率の低下を防止し、信頼性および光電変換効率の高い太陽電池とすることができるという効果を奏する。
【００３７】
また、本発明に係る集光型太陽光発電モジュールによれば、太陽光を集光する集光レンズと、集光レンズによって集光された太陽光を光電変換する太陽電池とを備える集光型太陽光発電モジュールであって、太陽電池は、本発明に係る太陽電池であることを特徴とすることから、高い光電変換効率を確保し、長期間の稼動（集光されて高密度の紫外線を有する太陽光の照射）に起因する樹脂封止部での気泡の発生を抑制して気泡の発生による光電変換効率の低下を防止した信頼性の高い集光型太陽光発電モジュールとすることができるという効果を奏する。
【００３８】
また、本発明に係る太陽電池の製造方法によれば、集光レンズにより集光された太陽光を光電変換する太陽電池素子と、太陽電池素子が載置されたレシーバ基板と、太陽電池素子を樹脂封止する樹脂封止部と、樹脂封止部の集光レンズ側の面を被覆する透光性被覆板とを備える太陽電池の製造方法であって、透過率の波長依存性を示す透過率波長特性が紫外線波長に対して板厚が厚くなると透過率が減少する紫外線透過率抑制特性を有する光学材料で透光性被覆板を形成し、透光性被覆板について透過率波長特性での板厚依存性を測定して太陽電池素子が有する光電変換波長領域の短波長側の境界波長での透過率が可視光波長領域での透過率に比較して減少する透過率減少境界板厚を抽出する透過率減少境界板厚抽出工程と、透光性被覆板の板厚が透過率減少境界板厚以下の厚さでそれぞれ異なる複数の太陽電池を試料として準備する試料準備工程と、試料に加速試験を施すことによって気泡が生じる発泡時間を測定し透光性被覆板の板厚に対する発泡時間の関係を表す発泡特性を求める加速試験工程と、集光された太陽光による樹脂封止部での封止樹脂からの発泡を抑制する厚さとしての画定発泡抑制板厚を発泡特性から画定する発泡抑制板厚画定工程とを備えることを特徴とすることから、可視光波長領域での高い透過率を維持して紫外線の透過を抑制する透過率減少境界板厚と、封止樹脂からの発泡を抑制する厚さとしての画定発泡抑制板厚とを求めて透光性被覆板の板厚の許容範囲を容易かつ高精度に画定することが可能となるので、光電変換波長領域での高い透過率を維持して高い光電変換効率を確保し、併せて樹脂封止部での気泡の発生を抑制して気泡の発生による光電変換効率の低下を防止し、信頼性および光電変換効率の高い太陽電池を生産性良く製造することができるという効果を奏する。
【００３９】
また、本発明に係る太陽電池の製造方法によれば、集光レンズにより集光された太陽光を光電変換する太陽電池素子と、太陽電池素子が載置されたレシーバ基板と、太陽電池素子を樹脂封止する樹脂封止部と、樹脂封止部の集光レンズ側の面を被覆する透光性被覆板とを備える太陽電池の製造方法であって、本発明に係る太陽電池の製造方法で求めた画定発泡抑制板厚から透過率減少境界板厚までの範囲内の板厚とした透光性被覆板を準備する透光性被覆板準備工程と、レシーバ基板に太陽電池素子を載置する太陽電池素子載置工程と、樹脂封止部を形成する樹脂封止部形成工程と、透光性被覆板を配置する透光性被覆板配置工程とを備えることを特徴とすることから、透光性被覆板を画定発泡抑制板厚から透過率減少境界板厚までの範囲内の板厚とし、経年変化による樹脂封止部での発泡現象を抑制して高い光電変換効率を維持することが可能となるので、信頼性および光電変換効率の高い太陽電池を生産性良く製造することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００４１】
＜実施の形態１＞
図１ないし図３に基づいて、本実施の形態に係る太陽電池および集光型太陽光発電モジュールについて説明する。
【００４２】
図１は、本発明の実施の形態１に係る太陽電池および集光型太陽光発電モジュールの概略構成を示す断面図である。
【００４３】
本実施の形態に係る太陽電池１０は、集光レンズ４２によって集光された太陽光Ｌｓ（集光レンズ４２によって、太陽電池素子１１の表面に向けて集光された太陽光Ｌｓｆ。以下、特に太陽光Ｌｓｆを区別する必要がない場合は、単に太陽光Ｌｓとする。）を光電変換する太陽電池素子１１と、太陽電池素子１１が載置されたレシーバ基板２０と、太陽電池素子１１を樹脂封止する樹脂封止部３３と、樹脂封止部３３の集光レンズ４２側の面を被覆する透光性被覆板３２とを備える。
【００４４】
樹脂封止部３３のレシーバ基板２０に対する高さＨｆは、１ｍｍ±０．２ｍｍ程度とした。高さＨｆの下限は、樹脂封止部３３を形成する際の封止樹脂への気泡の巻き込みを防止することが可能であること、太陽電池素子１１の表面電極へのワイヤ（接続部材）の接続余裕を持たせること、樹脂封止部３３の封止作用の信頼性を確保できることなど、実装上の制限を考慮して決定することが可能である。
【００４５】
例えば、太陽電池素子１１のチップ厚さ（０．３ｍｍ程度）に対して０．１ｍｍ以上離れた位置とすることでこれらの条件を満たすことができる。また、高さＨｆの上限は、樹脂封止部３３での太陽エネルギーによる蓄熱の影響を防止することが可能な厚さによって画定することが可能である。
【００４６】
太陽電池素子１１は、例えば、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＩｎＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＮ、Ｇｅ、ＣｕＩｎＧａＳｅ、ＣｄＴｅのいずれか一つもしくはこれらを組合せた半導体材料で形成されている。したがって、ＩＶ族半導体、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、ＩＩーＶＩ族化合物半導体などの無機材料を適用して太陽電池素子を高倍率集光用として構成することが可能となる。
【００４７】
また、太陽電池素子１１の構造は、単一接合型セル、モノリシック多接合型セル、波長感度領域の異なる種々の太陽電池セルを接続したメカニカルスタック型など種々の形態の構造を適用することが可能である。
【００４８】
なお、太陽電池素子１１の外形サイズは、使用する太陽電池材料の削減、加工の安さ、工程の容易性、簡略化などの観点から、数ｍｍ程度から２０ｍｍ程度までとすることが望ましい。本実施の形態では、太陽電池素子１１の外形サイズは、８ｍｍ角とした。
【００４９】
また、太陽電池素子１１は、光電変換波長領域Ａｐとして３５０ｎｍ（短波長側の境界波長λｂ）から１１００ｎｍまでの波長範囲を含むことが好ましい。この構成により、太陽光のエネルギーを有効に光電変換する太陽電池１０とすることが可能となる。
【００５０】
レシーバ基板２０は、例えばアルミニウム板、銅板などの金属、または、窒化アルミニウム、窒化珪素、炭化珪素などのセラミックなどの材料で構成されたベース基台に適宜の絶縁層を介して所望の配線（太陽電池素子１１の電極（不図示）に接続され、外部への取り出しを行う接続パターン。また、太陽電池１０相互間を直列、あるいは並列に接続するための接続パターン。不図示）が形成してある。本実施の形態では、レシーバ基板２０は、６０ｍｍ角、厚さ２ｍｍのアルミニウム板とした。
【００５１】
太陽電池素子１１が発生した電流はレシーバ基板２０に形成された配線により太陽電池１０の外部へ適宜取り出す構成としてある。レシーバ基板２０に形成された配線は、信頼性の高い絶縁性を確保する必要があることから、例えば、銅箔で形成された接続パターンを有機材料などの絶縁膜で被覆して絶縁する構成としてある。
【００５２】
透光性被覆板３２は、例えば耐熱性のガラス板で構成してあり、耐熱性および耐湿性を確保して耐候性を向上させている。本実施の形態では、透光性被覆板３２は、耐熱性が高く、熱膨張率の低いホウケイ酸ガラスで形成してある。
【００５３】
また、樹脂封止部３３は、太陽電池素子１１と透光性被覆板３２との間に充填された絶縁樹脂（封止樹脂）で構成してあり、例えば透明なシリコーン樹脂（できるだけ高い透明性を有することが好ましい。）を適用して透光性被覆板３２を透過した太陽光Ｌｓを太陽電池素子１１に照射させるように形成してある。シリコーン樹脂とすることによって、樹脂封止部３３（太陽電池１０）の信頼性（耐候性）を確実に向上させることが可能である。
【００５４】
なお、樹脂封止部３３は、シリコーン樹脂（シリコーン系樹脂）の他に、高い透光性（透過率）、高い耐湿性を有するエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂のいずれか一つで形成することが可能である。この構成により、高い透光性（透過率）、高い耐湿性を確保した状態で太陽電池素子１１を確実に保護することが可能となることから、光電変換効率および信頼性を確保することができる。
【００５５】
図２Ａは、本発明の実施の形態１に係る太陽電池に適用する透光性被覆板の透過率の波長依存性を示す透過率波長特性で紫外線波長に対する板厚の影響を示す透過率波長特性グラフである。
【００５６】
横軸を波長λ（ｎｍ）、縦軸を透過率τ（％）とし、波長λ＝２５０ｎｍ〜４１０ｎｍの範囲での透過率τを示している。また、板厚Ｔｐ＝２ｍｍ、４ｍｍ、７．５ｍｍ、１０ｍｍをパラメータとしている。
【００５７】
図２Ｂは、図２Ａに示した透光性被覆板の透過率の波長依存性を光電変換波長領域を含む波長領域に対して示す透過率波長特性グラフである。
【００５８】
横軸を波長λ（ｎｍ）、縦軸を透過率τ（％）とし、波長λ＝２００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲での透過率τを示している。また、板厚Ｔｐ＝２ｍｍ、４ｍｍ、７．５ｍｍ、１０ｍｍをパラメータとしている。
【００５９】
図２Ａの透過率波長特性グラフで示すとおり、透光性被覆板３２は、紫外線の波長領域（２００ｎｍ〜３８０ｎｍ）で、板厚Ｔｐに応じて透過率τが変動する特性を有する光学材料で形成されている。
【００６０】
例えば、紫外線の波長λ＝３１０ｎｍに対して、板厚Ｔｐ＝２ｍｍでは、透過率τ＝約８５％、板厚Ｔｐ＝４ｍｍでは、透過率τ＝約７９％、板厚Ｔｐ＝７．５ｍｍでは、透過率τ＝約７０％、板厚Ｔｐ＝１０ｍｍでは、透過率τ＝約５６％となっている。
【００６１】
つまり、透光性被覆板３２は、紫外線波長に対して、板厚Ｔｐが厚くなると透過率τが減少する紫外線透過率抑制特性を有する。したがって、板厚Ｔｐを厚くすることによって、樹脂封止部３３へ透過する紫外線の量を抑制することが可能となり、封止樹脂の劣化（発泡）を抑制することができる（発泡特性については、図３を参照。）。
【００６２】
また、図２Ｂの透過率波長特性グラフで示すとおり、透光性被覆板３２は、板厚Ｔｐの厚さによらず幅広い範囲で安定した高い透過率τ（９１〜９２％）を有する透過率波長特性Ｃｔｗを有する。つまり、可視光波長領域Ａｓ（波長λ＝３８０ｎｍ〜７６０ｎｍ）では、透過率τ＝９１〜９２％を確保し、可視光波長領域Ａｓを超えて波長λ＝１３５０ｎｍまでの範囲で高い透過率τを維持している。さらに、波長λ＝１９００ｎｍ程度まで同程度の高く安定した透過率τを確保している。
【００６３】
したがって、透光性被覆板３２は、単一接合型の太陽電池素子（例えば、光電変換波長領域Ａｐ＝３５０ｎｍ〜１１００ｎｍ）だけでなく、多接合型構造の太陽電池素子（例えば、光電変換領域Ａｐ＝３００ｎｍ〜６３０ｎｍ／６３０ｎｍ〜９００ｎｍ／９００ｎｍ〜１７００ｎｍ）に対しても適用することが可能である。
【００６４】
太陽電池素子１１は、上述したとおり、太陽光を光電変換して発電する光電変換波長領域Ａｐとして、例えば波長λ＝３５０ｎｍ（短波長側の境界波長λｂ）〜１１００ｎｍを含んでいる。光電変換波長領域Ａｐの内で可視光波長領域Ａｓおよび可視光波長領域Ａｓを超える長波長側領域に対して、透光性被覆板３２の透過率τは、板厚Ｔｐの厚さの影響を受けずに高く安定した９０％超（約９１〜９２％）の値を有している。したがって、可視光波長領域Ａｓに対する光電変換効率は十分確保することが可能である。
【００６５】
他方、光電変換波長領域Ａｐの短波長側の境界波長λｂ＝３５０ｎｍでは、板厚Ｔｐが１０ｍｍのときは、透過率τが９０％に低下している。つまり、板厚Ｔｐが厚くなることによって光電変換波長領域Ａｐが含む境界波長λｂから可視光波長領域Ａｓの下限である波長λ＝３８０ｎｍまでの領域で透過率τが低下する場合が生じる。
【００６６】
したがって、透光性被覆板３２の板厚Ｔｐを決定する場合に、境界波長λｂ＝３５０ｎｍから可視光波長領域Ａｓの下限である波長λ＝３８０ｎｍの間での透過率τの低下を防止し、光電変換効率の低下を防止する板厚Ｔｐとする必要が生じる。
【００６７】
境界波長λｂ＝３５０ｎｍから可視光波長領域Ａｓの下限である波長λ＝３８０ｎｍまでの間で光電変換効率を高く維持するためには、境界波長λｂ＝３５０ｎｍでの透過率τをできるだけ高く維持することが好ましい。波長λ＝３５０ｎｍで、板厚Ｔｐの厚さに対する透過率τの変動を精査した結果、板厚Ｔｐ＝１０ｍｍでの透過率τは、可視光波長領域Ａｓでの透過率τ（約９１〜９２％）に比較して減少（板厚Ｔｐ＝１０ｍｍでの透過率τ＝９０％）していることが判明した。また、板厚Ｔｐが１０ｍｍより薄い場合は、可視光波長領域Ａｓの透過率τと同様の透過率τ＝９１〜９２％程度を確保している（図２Ａ）ことが判明した。
【００６８】
つまり、透光性被覆板３２の板厚Ｔｐは、太陽電池素子１１が有する光電変換波長領域Ａｐの短波長側の境界波長λｂ（波長λ＝３５０ｎｍ）での透過率τが可視光波長領域Ａｓでの透過率τ（９１〜９２％）に対して減少する（減少を始める）透過率減少境界板厚Ｔｐｔ（板厚Ｔｐ＝１０ｍｍ）の厚さ以下とすることが好ましい。換言すれば、透光性被覆板３２の板厚Ｔｐを透過率減少境界板厚Ｔｐｔの厚さ以下に設定することによって、可視光波長領域Ａｓでの高い透過率τを光電変換波長領域Ａｐの短波長側でも維持した状態で紫外線の透過を抑制することが可能となる。
【００６９】
本実施の形態では、透光性被覆板３２の板厚Ｔｐを、光電変換波長領域Ａｐの短波長側の境界波長λｂ＝３５０ｎｍでの透過率τが可視光波長領域Ａｓでの透過率τ（９１〜９２％）に比較して検出可能な程度にわずかに減少する透過率減少境界板厚Ｔｐｔの厚さ（１０ｍｍ）以下とすることによって、光電変換波長領域Ａｐでの高い透過率τを維持して高い光電変換効率を維持することができる。
【００７０】
また、紫外線透過率抑制特性を有する透光性被覆板３２で樹脂封止部３３を被覆することから、樹脂封止部３３での気泡の発生を抑制して気泡の発生による光電変換効率の低下を防止して信頼性および光電変換効率の高い太陽電池１０とすることができる。
【００７１】
上述したとおり、透光性被覆板３２は、透過率τの波長依存性を示す透過率波長特性Ｃｔｗが紫外線波長（２００ｎｍ〜３８０ｎｍ）に対して板厚Ｔｐが厚くなると透過率τが減少する紫外線透過率抑制特性を有する光学材料で形成され、透光性被覆板３２の板厚Ｔｐは、太陽電池素子１１が有する光電変換波長領域Ａｐ（例えば、３５０ｎｍ〜１１００ｎｍ。）の短波長側の境界波長λｂ（３５０ｎｍ）での透過率τが可視光波長領域Ａｓでの透過率τに比較して減少する透過率減少境界板厚Ｔｐｔの厚さ以下である。
【００７２】
したがって、透光性被覆板３２の板厚Ｔｐを透過率減少境界板厚Ｔｐｔの厚さ以下に設定して可視光波長領域Ａｓでの高い透過率τ（９１〜９２％）を光電変換波長領域Ａｐの短波長側でも維持した状態（９０％以上）で紫外線の透過を抑制することが可能となるので、光電変換波長領域Ａｐでの高い透過率τを維持して高い光電変換効率を確保し、併せて樹脂封止部３３での気泡の発生を抑制して気泡の発生による光電変換効率の低下を防止し、信頼性および光電変換効率の高い太陽電池１０とすることができる。
【００７３】
なお、板厚Ｔｐを透過率減少境界板厚Ｔｐｔ以下の厚さに制限することから、透光性被覆板３２のコストを低減し、太陽電池１０のコストを低減することが可能となる。また、透光性被覆板３２は、平板であることから、容易かつ高精度に設計し、生産することが可能であり、生産性を向上させてコストを抑制することができる。
【００７４】
上述したとおり、太陽電池１０では、光電変換波長領域Ａｐ（可視光波長領域Ａｓ）での透過率τは、９０％超であり、透過率減少境界板厚Ｔｐｔでの透過率τは、９０％であることが好ましい。この構成により、光電変換波長領域Ａｐで９０％以上という高い透過率τを確保して高い光電変換効率を維持した状態で、紫外線の透過を抑制することが可能となり、容易かつ確実に信頼性および光電変換効率の高い太陽電池１０とすることができる。
【００７５】
また、透光性被覆板３２を構成する光学材料は、上述したとおり、ホウケイ酸ガラスであり、透過率減少境界板厚Ｔｐｔは、１０ｍｍであることが好ましい。つまり、透光性被覆板３２の板厚Ｔｐを１０ｍｍ以下に薄くして光電変換波長領域Ａｐでの透過率τ９０％を確保することから、紫外線の透過を抑制した状態で光電変換効率の低下を防止することが可能となるので、信頼性および生産性を確保することができる。
【００７６】
図３は、本発明の実施の形態１に係る太陽電池に適用する透光性被覆板の板厚と発泡時間との関係を加速試験によって求めた発泡特性のグラフである。
【００７７】
横軸を板厚Ｔｐ（ｍｍ）、縦軸を発泡時間Ｔｖｇ（ｓｅｃ）とし、透光性被覆板３２の板厚Ｔｐによる発泡時間Ｔｖｇの変動を発泡特性ＣＬとして示している。本実施の形態に係る太陽電池１０では、板厚Ｔｐを、２ｍｍ、４ｍｍ、７．５ｍｍ、１０ｍｍ（透過率波長特性Ｃｔｗから求めた透過率減少境界板厚Ｔｐｔ）とし、それぞれでの発泡時間Ｔｖｇを測定した。
【００７８】
なお、図２Ａ、図２Ｂで説明したとおり、本実施の形態では、透過率減少境界板厚Ｔｐｔを板厚Ｔｐの上限値とした。
【００７９】
発泡特性に対する加速試験の結果、板厚Ｔｐ＝２ｍｍでは、発泡時間Ｔｖｇ＝３９０〜９９０ｓｅｃとなり、板厚Ｔｐ＝４ｍｍでは、発泡時間Ｔｖｇ＝２０４０〜２６４０ｓｅｃとなり、板厚Ｔｐ＝７．５ｍｍでは、発泡時間Ｔｖｇ＝５７６０ｓｅｃとなり、板厚Ｔｐ＝１０ｍｍ（透過率減少境界板厚Ｔｐｔ）では、発泡時間Ｔｖｇ＝８０００ｓｅｃとなった。
【００８０】
これらの試験結果をグラフにしたところ、透光性被覆板３２の板厚Ｔｐと発泡時間Ｔｖｇとの関係がほぼ直線で近似できる特性となることを新たに知見することができた。なお、発泡時間Ｔｖｇの測定方法については、実施の形態２で詳細を説明する。
【００８１】
発泡特性ＣＬから、発泡が生じない仕様期間（例えば信頼性保証期間）として、例えば発泡時間Ｔｖｇ＝２０００ｓｅｃに対応する期間が要求された場合、板厚Ｔｐは、少なくとも４ｍｍ（封止樹脂からの発泡を抑制する厚さとして画定された画定発泡抑制板厚Ｔｐｃ）より厚くする必要がある。なお、発泡時間Ｔｖｇと仕様期間（信頼性保証期間）との関係は別途求めておくことが可能である。
【００８２】
上述したとおり、本実施の形態に係る太陽電池１０では、透光性被覆板３２の板厚Ｔｐは、集光された太陽光による樹脂封止部３３での封止樹脂からの発泡を抑制する厚さとして画定された画定発泡抑制板厚Ｔｐｃより厚いことが好ましい。
【００８３】
この構成により、透光性被覆板３２の板厚Ｔｐを封止樹脂からの発泡を抑制する厚さとして画定された画定発泡抑制板厚Ｔｐｃより厚くすることから、集光された太陽光の照射による封止樹脂への影響を抑制することが可能となるので、太陽光による影響を低減して樹脂封止部３３での気泡の発生を抑制し、気泡の発生による光電変換効率の低下を防止した信頼性の高い太陽電池１０とすることができる。
【００８４】
また、上述したとおり、画定発泡抑制板厚Ｔｐｃは、透光性被覆板３２の板厚Ｔｐと発泡時間Ｔｖｇとの関係を表す発泡特性ＣＬに基づいて画定されている。したがって、透光性被覆板３２の板厚Ｔｐに対する発泡時間Ｔｖｇを表す発泡特性ＣＬを適用して画定発泡抑制板厚Ｔｐｃを容易かつ高精度に画定することが可能となることから、透光性被覆板３２の板厚Ｔｐを厚くして封止樹脂に照射される太陽光を抑制し、要求される長期間内での発泡現象を確実に防止することが可能となるので、信頼性を向上させることができる。
【００８５】
透光性被覆板３２を構成する光学材料は、上述したとおり、ホウケイ酸ガラスであり、画定発泡抑制板厚Ｔｐｃは、４ｍｍであることが好ましい。つまり、透光性被覆板３２の板厚Ｔｐを４ｍｍより厚くして透過する紫外線を抑制することが可能となるので、封止樹脂に照射される紫外線を抑制して発泡を生じない期間として要求される長期間での発泡現象を確実に防止し、信頼性を向上させることができる。
【００８６】
また、本実施の形態に係る太陽電池１０は、そのまま本実施の形態に係る集光型太陽光発電モジュール４０の構成要素として適用することが可能である。
【００８７】
つまり、本実施の形態に係る集光型太陽光発電モジュール４０は、太陽光Ｌｓ（集光型太陽光発電モジュール４０に対して垂直方向で入射する太陽光Ｌｓｖ。以下、太陽光Ｌｓｖを特に区別する必要がない場合は、単に太陽光Ｌｓとする。）を集光する集光レンズ４２と、集光レンズ４２によって集光された太陽光Ｌｓ（太陽光Ｌｓｆ）を光電変換する太陽電池１０とを備える。
【００８８】
したがって、高い光電変換効率を確保し、長期間の稼動（集光されて高密度の紫外線を有する太陽光Ｌｓｆの照射）に起因する樹脂封止部３３での気泡の発生を抑制して気泡の発生による光電変換効率の低下を防止した信頼性および光電変換効率の高い集光型太陽光発電モジュール４０とすることができる。
【００８９】
集光レンズ４２は、追尾機構（不図示）の作用により太陽軌道（太陽）に正対する構成としてある。したがって、太陽光Ｌｓは、集光レンズ４２の入射面に対して垂直方向（光学系の光軸Ｌａｘと平行な方向）の太陽光Ｌｓｖとして入射する。また、集光レンズ４２は、太陽光Ｌｓｖを屈折させた太陽光Ｌｓｆを太陽電池素子１１に集光する構成としてある。
【００９０】
なお、集光型太陽光発電モジュール４０に適用する太陽電池素子１１としては、高効率性、実用性が特に求められることから、ＩｎＧａＰ／ＧａＡｓ／Ｇｅで構成した３接合型太陽電池素子、ＡｌＧａＡｓ／Ｓｉで構成した太陽電池素子、モノリシック多接合型太陽電池素子を使用することが望ましい。
【００９１】
集光レンズ４２による集光を効果的に行うために、太陽光Ｌｓを光電変換する太陽電池素子１１の表面は、集光レンズ４２の入射面、透光性被覆板３２の入射面、出射面と平行に配置してある。
【００９２】
集光レンズ４２としては、両凸レンズ、平凸レンズ、フレネルレンズなどが挙げられる。重量・コスト・使用環境での扱い易さなどの観点から、太陽光Ｌｓ（太陽光Ｌｓｖ）を受光する入射面が平坦で、太陽光Ｌｓ（太陽光Ｌｓｂ）を太陽電池素子１１に照射する出射面が略三角断面を有するフレネルレンズの形状としてあることが望ましい。
【００９３】
集光レンズ４２の材質としては、太陽電池素子１１の感度波長光での透過率が高く、耐候性を有するものが良い。例えば、通常の太陽電池モジュール（太陽光発電システム）などに一般的に使用される白板強化ガラス、耐候性グレードのアクリル、ポリカーボネートなどを適用することが可能である。なお、集光レンズ４２の材料は、これらに限定されるものではなく、これら材料を複層構成としたものでも良い。また、これら材料に、集光レンズ４２自体やその他の部材の紫外線劣化を防ぐ目的で、適当な紫外線吸収剤を添加することも可能である。
【００９４】
＜実施の形態２＞
図４および図５に基づいて、本実施の形態に係る太陽電池の製造方法について説明する。
【００９５】
実施の形態１に係る太陽電池１０の製造方法（特には、透過率減少境界板厚Ｔｐｔを抽出する方法、および画定発泡抑制板厚Ｔｐｃを画定する方法。）を実施の形態２として説明する。実施の形態１で説明した太陽電池１０の符号を援用し、主に異なる事項について説明する。
【００９６】
したがって、実施の形態１で説明したとおり、太陽電池１０は、集光レンズ４２により集光された太陽光Ｌｓを光電変換する太陽電池素子１１と、太陽電池素子１１が載置されたレシーバ基板２０と、太陽電池素子１１を樹脂封止する樹脂封止部３３と、樹脂封止部３３の集光レンズ４２側の面を被覆する透光性被覆板３２とを備える。
【００９７】
図４は、本発明の実施の形態２に係る太陽電池の製造方法に関し、透過率減少境界板厚および画定発泡抑制板厚を求めるときの処理フローを示すフローチャートである。
【００９８】
図５は、図４に示した処理フローで示した画定発泡抑制板厚を求める加速試験の概略構成を示す模式図である。
【００９９】
本実施の形態に係る太陽電池１０の製造方法は、ステップＳ１ないしステップＳ６の処理フローを備え、特に、透光性被覆板３２の光学材料について透過率減少境界板厚Ｔｐｔを抽出する透過率減少境界板厚抽出工程（ステップＳ３）と、樹脂封止部３３での封止樹脂からの発泡を抑制する厚さとしての画定発泡抑制板厚Ｔｐｃを発泡特性ＣＬから画定する発泡抑制板厚画定工程（ステップＳ６）とを備える。
【０１００】
ステップＳ１：
透過率τの波長依存性を示す透過率波長特性Ｃｔｗ（図２Ａ、図２Ｂ参照。）が紫外線波長（２００ｎｍ〜３８０ｎｍ）に対して板厚Ｔｐが厚くなると透過率τが減少する紫外線透過率抑制特性を有する光学材料を準備し、異なる複数の板厚Ｔｐの透光性被覆板３２を形成する。板厚Ｔｐは、実施の形態１で説明した２ｍｍ、４ｍｍ、７．５ｍｍ、１０ｍｍとした。
【０１０１】
なお、光学材料は、実施の形態１で説明したとおり、ホウケイ酸ガラスである。
【０１０２】
ステップＳ２：
ステップＳ１で形成した透光性被覆板３２について板厚Ｔｐをパラメータとして透過率波長特性Ｃｔｗの板厚依存性を測定する。測定した透過率波長特性Ｃｔｗは、図２Ａ、図２Ｂに示したとおりである。
【０１０３】
なお、測定方法としては、分光透過率測定法（日本分光（株）製ＡＲＭＮ−７３５による測定）を採用した。
【０１０４】
ステップＳ３：
太陽電池素子１１が有する光電変換波長領域Ａｐ（波長λ＝３５０ｎｍ〜１１００ｎｍ）の短波長側の境界波長λｂ（３５０ｎｍ）での透過率τが可視光波長領域Ａｓ（波長λ＝３８０ｎｍ〜７６０ｎｍ）での透過率τに比較して減少する透過率減少境界板厚Ｔｐｔを抽出する（透過率減少境界板厚抽出工程）。なお、透過率減少境界板厚抽出工程は、ステップＳ１、ステップＳ２を含む工程としても良い。
【０１０５】
具体的には、図２Ａで示したとおり、境界波長λｂ＝３５０ｎｍでの透過率τが板厚Ｔｐによって変動する状態を確認する。本実施の形態では、図２Ａで示したとおり、板厚Ｔｐ＝１０ｍｍのとき、透過率τが可視光波長領域Ａｓでの透過率τ（９１％〜９２％）に対して透過率τ＝９０％を示しており、可視光波長領域Ａｓでの透過率τに比較して減少している。したがって、透過率減少境界板厚Ｔｐｔは、１０ｍｍとして求めることができる。
【０１０６】
なお、本実施の形態では、可視光波長領域Ａｓでの透過率τが９１％〜９２％と９０％超となっていることから、透過率τ＝９０％に対応させて透過率減少境界板厚Ｔｐｔを特定した。理由は、透過率τ＝９０％を確保すれば、透過率τの低下に起因する光電変換効率の低下を確実に抑制することが可能となるからである。
【０１０７】
したがって、可視光波長領域Ａｓでの透過率τが例えば９５％程度であれば、例えば透過率τ＝９３％に対応させて透過率減少境界板厚Ｔｐｔを抽出することが可能である。つまり、透過率波長特性Ｃｔｗの境界波長λｂでの変化（低下）を明確に把握できる程度（１％〜２％）の低下現象を生じる板厚Ｔｐを透過率減少境界板厚Ｔｐｔとして設定すれば良い。
【０１０８】
ステップＳ４：
透光性被覆板３２の板厚Ｔｐが透過率減少境界板厚Ｔｐｔ以下の厚さでそれぞれ異なる複数の太陽電池１０を試料として準備する（試料準備工程）。試料は、実施の形態１で示したとおり、板厚Ｔｐ＝２ｍｍ、４ｍｍ、７．５ｍｍ、１０ｍｍ（透過率減少境界板厚Ｔｐｔ）の４種類とした。
【０１０９】
ステップＳ５：
ステップＳ４で準備した試料（太陽電池１０）に加速試験を施すことによって気泡が生じる発泡時間Ｔｖｇを測定し透光性被覆板３２の板厚Ｔｐに対する発泡時間Ｔｖｇの関係を表す発泡特性ＣＬを求める（加速試験工程）。なお、発泡現象が生じたことは、発生電流の変化（減少）によって検出することが可能である。
【０１１０】
加速試験の結果は実施の形態１（図３）に示したとおりである。
【０１１１】
加速試験は、例えばキセノンランプを発光させ集光して擬似の太陽光Ｌｓｆを生成し、太陽光ＬｓｆをソーラーシミュレータＳＳから太陽電池１０へ照射することによって実施した。太陽光Ｌｓｆの集光倍率は、およそ１３００倍とした。なお、集光倍率の大きさは太陽電池１０の発生電流から換算した値である。また、温度を６０℃に設定したペルチェ素子ＰＬＴＤに放熱グリスを介して太陽電池１０を載置し、太陽電池１０の動作条件の安定性を確保した。
【０１１２】
ステップＳ６：
集光された太陽光Ｌｓによる樹脂封止部３３での封止樹脂からの発泡を抑制する厚さとしての画定発泡抑制板厚Ｔｐｃを発泡特性ＣＬから画定する（発泡抑制板厚画定工程）。
【０１１３】
実施の形態１（図３）で示したとおり、発泡特性ＣＬから、発泡が生じない仕様期間（例えば信頼性保証期間）として、例えば発泡時間Ｔｖｇ＝２０００ｓｅｃに対応する期間が要求された場合、板厚Ｔｐは、少なくとも４ｍｍ（封止樹脂からの発泡を抑制する厚さとして画定された画定発泡抑制板厚Ｔｐｃ）より厚くする必要がある。
【０１１４】
つまり、本実施の形態では、板厚Ｔｐ＝４ｍｍが画定発泡抑制板厚Ｔｐｃとして画定される。
【０１１５】
本実施の形態では、透過率減少境界板厚抽出工程、試料準備工程、加速試験工程、発泡抑制板厚画定工程を備えることから、許容可能な板厚Ｔｐの範囲を容易かつ高精度に求めることが可能となるので、信頼性および光電変換効率の高い太陽電池１０を容易に製造することができる。
【０１１６】
上述したとおり、本実施の形態に係る太陽電池１０の製造方法は、透過率τの波長依存性を示す透過率波長特性Ｃｔｗが紫外線波長に対して板厚Ｔｐが厚くなると透過率τが減少する紫外線透過率抑制特性を有する光学材料で透光性被覆板３２を形成し、透光性被覆板３２について透過率波長特性Ｃｔｗでの板厚依存性を測定して太陽電池素子１１が有する光電変換波長領域Ａｐの短波長側の境界波長λｂでの透過率τが可視光波長領域Ａｓでの透過率τに比較して減少する透過率減少境界板厚Ｔｐｔを抽出する透過率減少境界板厚抽出工程と、透光性被覆板３２の板厚Ｔｐが透過率減少境界板厚Ｔｐｔ以下の厚さでそれぞれ異なる複数の太陽電池１０を試料として準備する試料準備工程と、試料（太陽電池１０）に加速試験を施すことによって気泡が生じる発泡時間Ｔｖｇを測定し透光性被覆板３２の板厚Ｔｐに対する発泡時間Ｔｖｇの関係を表す発泡特性ＣＬを求める加速試験工程と、集光された太陽光による樹脂封止部３３での封止樹脂からの発泡を抑制する厚さとしての画定発泡抑制板厚Ｔｐｃを発泡特性ＣＬから画定する発泡抑制板厚画定工程とを備える。
【０１１７】
したがって、可視光波長領域Ａｓでの高い透過率τを維持して紫外線の透過を抑制する透過率減少境界板厚Ｔｐｔと、封止樹脂からの発泡を抑制する厚さとしての画定発泡抑制板厚Ｔｐｃとを求めて透光性被覆板３２の板厚の許容範囲を容易かつ高精度に画定することが可能となるので、光電変換波長領域Ａｐでの高い透過率τを維持して高い光電変換効率を確保し、併せて樹脂封止部３３での気泡の発生を抑制して気泡の発生による光電変換効率の低下を防止し、信頼性および光電変換効率の高い太陽電池１０を生産性良く製造することができる。
【０１１８】
＜実施の形態３＞
図６に基づいて、本実施の形態に係る太陽電池の製造方法について説明する。
【０１１９】
実施の形態２では、透過率減少境界板厚Ｔｐｔを抽出する方法、画定発泡抑制板厚Ｔｐｃを画定する方法について説明したが、本実施の形態では、透過率減少境界板厚Ｔｐｔおよび画定発泡抑制板厚Ｔｐｃに基づいて板厚Ｔｐを設定し、実施の形態１、実施の形態２に係る太陽電池１０を製造する方法を実施の形態３として説明する。実施の形態１で説明した太陽電池１０の符号を援用し、主に異なる事項について説明する。
【０１２０】
図６は、本発明の実施の形態３に係る太陽電池の製造方法に関し、実施の形態２で求めた板厚とした透光性被覆板を適用して太陽電池を製造する処理フローを示すフローチャートである。
【０１２１】
本実施の形態に係る太陽電池１０の製造方法は、ステップＳ１１ないしステップＳ１４の処理フローを備え、特に、実施の形態２で求めた画定発泡抑制板厚Ｔｐｃから透過率減少境界板厚Ｔｐｔまでの範囲内の板厚Ｔｐを有する透光性被覆板３２を準備する透光性被覆板準備工程（ステップＳ１１）を備える。
【０１２２】
ステップＳ１１：
先ず、実施の形態２（太陽電池１０の製造方法）で求めた画定発泡抑制板厚Ｔｐｃから透過率減少境界板厚Ｔｐｔまでの範囲内の板厚Ｔｐとした透光性被覆板３２を準備する（透光性被覆板準備工程）。
【０１２３】
例えば、画定発泡抑制板厚Ｔｐｃ＝４ｍｍ、透過率減少境界板厚Ｔｐｔ＝１０ｍｍの範囲内の板厚Ｔｐ＝７．５ｍｍとして設定することが可能である。板厚Ｔｐ＝７．５ｍｍとすることによって、発泡時間Ｔｖｇ＝５７６０ｓｅｃ（図３参照）を確保し、光電変換波長領域Ａｐの境界波長λｂ＝３５０ｎｍでの透過率τ（約９１％。図２Ａ参照）を可視光波長領域Ａｓでの透過率τ（９１〜９２％。図２Ａ参照）と同等に維持することから、光電変換波長領域Ａｐでの光電変換効率を高く維持した状態で、発泡を防止した信頼性の高い太陽電池１０を容易かつ高精度に製造することができる。
【０１２４】
ステップＳ１２：
レシーバ基板２０に太陽電池素子１１をダイボンドによって接着し、載置する（太陽電池素子載置工程）。太陽電池素子１１の電極（不図示）をレシーバ基板２０に形成されている配線（不図示）にワイヤボンド（不図示）により接続する。
【０１２５】
ステップＳ１３：
樹脂封止部３３を形成する（樹脂封止部形成工程）。また、樹脂封止部３３の表面に透光性被覆板３２を配置する（透光性被覆板配置工程）。
【０１２６】
樹脂封止部３３は、適宜の枠体（不図示）を周囲に配置することによって容易かつ高精度に形成することが可能である。樹脂封止部３３に適用される封止樹脂は、透明なシリコーン樹脂とする。封止樹脂を例えば枠体に充填した後、例えば、８０℃で２時間、１５０℃ で２５時間の２段階硬化を施して、樹脂封止部３３を硬化する。
【０１２７】
透光性被覆板３２の配置は、樹脂封止部３３の硬化前に行い、透光性被覆板３２と樹脂封止部３３との接着と、樹脂封止部３３の硬化とを併せて行うことが好ましい。なお、透光性被覆板３２の配置は、樹脂封止部３３の硬化後に樹脂封止部３３を形成した封止樹脂と同一構成の接着剤（シリコーン樹脂接着剤）によって貼り付けることも可能である。
【０１２８】
上述したとおり、樹脂封止部形成工程および透光性被覆板配置工程は、適宜組み合わせることが可能であり、樹脂封止部３３を形成する前に樹脂封止部３３の外周位置に適宜の枠体（不図示）を配置して、透光性被覆板３２を枠体に接着して載置し、枠体および透光性被覆板３２、レシーバ基板２０で構成される空間に封止樹脂を充填する形態とすることも可能である。
【０１２９】
上述したとおり、本実施の形態に係る太陽電池１０の製造方法では、実施の形態２（太陽電池１０の製造方法）で求めた画定発泡抑制板厚Ｔｐｃから透過率減少境界板厚Ｔｐｔまでの範囲内の厚さの板厚Ｔｐとした透光性被覆板３２を準備する透光性被覆板準備工程と、レシーバ基板２０に太陽電池素子１１を載置する太陽電池素子載置工程と、樹脂封止部３３を形成する樹脂封止部形成工程と、透光性被覆板３２を配置する透光性被覆板配置工程とを備える。
【０１３０】
したがって、透光性被覆板３２を画定発泡抑制板厚Ｔｐｃから透過率減少境界板厚Ｔｐｔまでの範囲内の板厚Ｔｐとし、経年変化による樹脂封止部３３での発泡現象を抑制して高い光電変換効率を維持することが可能となるので、信頼性および光電変換効率の高い太陽電池１０を生産性良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る太陽電池および集光型太陽光発電モジュールの概略構成を示す断面図である。
【図２Ａ】本発明の実施の形態１に係る太陽電池に適用する透光性被覆板の透過率の波長依存性を示す透過率波長特性で紫外線波長に対する板厚の影響を示す透過率波長特性グラフである。
【図２Ｂ】図２Ａに示した透光性被覆板の透過率の波長依存性を光電変換波長領域を含む波長領域に対して示す透過率波長特性グラフである。
【図３】本発明の実施の形態１に係る太陽電池に適用する透光性被覆板の板厚と発泡時間との関係を加速試験によって求めた発泡特性のグラフである。
【図４】本発明の実施の形態２に係る太陽電池の製造方法に関し、透過率減少境界板厚および画定発泡抑制板厚を求めるときの処理フローを示すフローチャートである。
【図５】図４に示した処理フローで示した画定発泡抑制板厚を求める加速試験の概略構成を示す模式図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る太陽電池の製造方法に関し、実施の形態２で求めた板厚とした透光性被覆板を適用して太陽電池を製造する処理フローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１３２】
１０  太陽電池
１１  太陽電池素子
２０  レシーバ基板
３２  透光性被覆板
３３  樹脂封止部
４０  集光型太陽光発電モジュール
４２  集光レンズ
Ａｐ  光電変換波長領域
Ａｓ  可視光波長領域
ＣＬ  発泡特性
Ｃｔｗ  透過率波長特性
Ｈｆ  高さ
Ｌｓ、Ｌｓｆ、Ｌｓｖ  太陽光
ＰＬＴＤ  ペルチェ素子
ＳＳ  ソーラーシミュレータ
Ｔｐ  板厚
Ｔｐｃ  画定発泡抑制板厚
Ｔｐｔ  透過率減少境界板厚
Ｔｖｇ  発泡時間
λ  波長
λｂ  境界波長
τ  透過率
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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