(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
補強板上に光起電力素子を樹脂封止する工程と、前記光起電力素子がその上に載置された補強板の前記光起電力素子が存在する部分の少なくとも一部に曲部を形成する工程を有し、前記曲部の形成は、前記光起電力素子面に対して垂直方向の加工圧力を低減しつつなされることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項２】
垂直方向にかかる加工圧力が、光起電力素子上では500kgf/cm2以下であることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項３】
曲部形成はプレス成型により行われることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項４】
加工圧力の低減は前記太陽電池モジュールの光起電力素子が載置されていない補強板上にのみ圧力を加え補強板の一部あるいは全部を塑性変形させることであることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項５】
加工圧力の低減は、プレスの型と太陽電池モジュールの間に緩衝材を設けることであることを特徴とする請求項３記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項６】
加工圧力の低減は、プレスの型と太陽電池モジュールの間に隙間を設けることであることを特徴とする請求項３記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項７】
曲部を形成する工程が、ローラーフォーマー加工により行われることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項８】
加工圧力を低減する手段が、ロール上に緩衝材を巻くことであることを特徴とする請求項７記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項９】
曲部を形成する工程が、ベンダー曲げ加工により行われることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１０】
加工圧力の低減は、ベンダーの刃と太陽電池モジュールの間に緩衝材を設けることであることを特徴とする請求項９記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１１】
加工圧力の低減は、ベンダーの刃の曲率半径を100mm以上とすることであることを特徴とする請求項9記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１２】
光起電力素子が可撓性の基板及び非単結晶半導体を有することを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１３】
曲部が、連続した凹部及び/又は凸部を持つような加工方法を有する請求項１記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１４】
充填材は前記曲部においてそのほかの部分よりも薄いことを特徴とする請求項1記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１５】
光起電力素子の受光面側を封止している樹脂が、繊維状無機化合物を含有することを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１６】
繊維状無機化合物は前記曲部に存在しないことを特徴とする請求項15記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１７】
補強板が、金属であることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１８】
充填材は曲部においてそのほかの部分よりも薄いことを特徴とする請求項1記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１９】
補強板上に光起電力素子を樹脂封止する工程と、前記光起電力素子がその上に載置された補強板の前記光起電力素子が存在する部分の少なくとも一部に曲部を形成する工程を有し、前記曲部の形成は、前記光起電力素子面に対して垂直方向の加工圧力を低減しつつなされることを特徴とする建材の製造方法。
【請求項２０】
垂直方向にかかる加工圧力が、光起電力素子上では500kgf/cm2以下であることを特徴とする請求項１９記載の建材の製造方法。
【請求項２１】
曲部形成はプレス成型により行われることを特徴とする請求項１９記載の建材の製造方法。
【請求項２２】
加工圧力の低減は前記建材の光起電力素子が載置されていない補強板上にのみ圧力を加え補強板の一部あるいは全部を塑性変形させることであることを特徴とする請求項１９記載の建材の製造方法。
【請求項２３】
加工圧力の低減は、プレスの型と建材の間に緩衝材を設けることであることを特徴とする請求項２１記載の建材の製造方法。
【請求項２４】
加工圧力の低減は、プレスの型と建材の間に隙間を設けることであることを特徴とする請求項２１記載の建材の製造方法。
【請求項２５】
曲部を形成する工程が、ローラーフォーマー加工により行われることを特徴とする請求項１９記載の建材の製造方法。
【請求項２６】
加工圧力を低減する手段が、ロール上に緩衝材をまくことであることを特徴とする請求項２５記載の建材の製造方法。
【請求項２７】
曲部を形成する工程が、ベンダー曲げ加工により行われることを特徴とする請求項１９記載の建材の製造方法。
【請求項２８】
加工圧力の低減は、ベンダーの刃と建材の間に緩衝材を設けることであることを特徴とする請求項２７記載の建材の製造方法。
【請求項２９】
加工圧力の低減は、ベンダーの刃の曲率半径を100mm以上とすることであることを特徴とする請求項２７記載の建材の製造方法。
【請求項３０】
光起電力素子が可撓性の基板及び非単結晶半導体を有することを特徴とする請求項１９記載の建材の製造方法。
【請求項３１】
曲部が、連続した凹部及び/又は凸部を持つような加工方法を有する請求項１９記載の建材の製造方法。
【請求項３２】
充填材は前記曲部においてそのほかの部分よりも薄いことを特徴とする請求項１９記載の建材の製造方法。
【請求項３３】
光起電力素子の受光面側を封止している樹脂が、繊維状無機化合物を含有することを特徴とする請求項１９記載の建材の製造方法。
【請求項３４】
繊維状無機化合物は前記曲部に存在しないことを特徴とする請求項３３記載の建材の製造方法。
【請求項３５】
補強板が、金属であることを特徴とする請求項１９記載の建材の製造方法。
【請求項３６】
充填材は曲部においてそのほかの部分よりも薄いことを特徴とする請求項１９記載の建材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、補強板上に樹脂封止された光起電力素子を有する太陽電池モジュール及び建材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在広く使用されている太陽電池の種類としては、結晶系シリコンを使用したもの、アモルファスシリコンを使用したものがあげられる。
【０００３】
特に、導電性金属基板上にシリコンを堆積し、その上に透明導電層を形成したアモルファスシリコン太陽電池は、結晶系シリコンを使用した太陽電池よりも安価かつ軽量であり、また耐衝撃性・フレキシブル性に富んでいる事から有望視されている。最近では、アモルファスシリコン太陽電池の特徴である、軽量で耐衝撃性にも優れフレキシブルであるという点をいかして、建築物の屋根・壁などへの設置が行なわれている。この場合、太陽電池の非受光面側に接着剤を介して補強材を貼り合わせることにより建材として使用されている。このように補強材を貼り合わせることにより、太陽電池モジュールの機械的強度が増し、温度変化による反りや歪みを防止できる。特に、太陽光をより多く取り入れることが可能なため屋根への設置が積極的に行われている。
【０００４】
屋根として使用する場合、従来は、太陽電池にフレームを取り付け、屋根の上に架台を設置し、さらにその上に太陽電池を設置するという工程手順をとっていたのに対し、補強材を貼り合わせた太陽電池モジュールは、補強材を曲げ加工することにより、屋根材として直接設置することが可能となる。これによって、大幅な原材料コストの削減・作業工程数の削減が行なえるため安価な太陽電池モジュールを提供する事が可能となる。また、フレームや架台が必要ないため非常に軽量な太陽電池とすることができる。すなわち、施工性に優れること、軽量であること、耐震性に優れることなどから近年注目されている金属屋根として太陽電池を扱うことが可能となる。
【０００５】
例えば、特開昭５７−６８４５４に記載のように、太陽電池を一体に組み込んだストレート瓦などの屋根材を、通常の瓦などのように、一部を順次に重畳しつつ、屋根面に下方から上方に向かって葺き、屋根面全体に太陽電池を設置することが提案されている。
【０００６】
また、特公平４−６７３４９に記載されている太陽電池付き屋根ユニットでは、複数の太陽電池付き屋根ユニットを野地板上に敷設し、またこのユニットの上端部と下端部をはぜ折りにして順次重ねあわせるとともに、棒状の電極を介して太陽電池を上下方向へ電気的に直列接続して、接続部での雨漏りを防止するようになっている。
【０００７】
一方、金属屋根においても、その施工の容易性に加えてさまざまな意匠が求められる。特に日本の屋根には瓦が使用されており、一般的にはこれらの屋根を好む傾向が強い。すなわち、瓦棒葺きのような縦葺きの屋根よりも、瓦屋根に近い横葺きの屋根の方が好まれる。また、横葺きの屋根の場合、実際に外観上見える部分の各段の幅（働き幅）が狭いものの方が重厚感があり、好まれる傾向が強い。このように現在の消費者のニーズに答えるためには、美観性に優れた金属屋根が求められている。
【０００８】
一方、アモルファスシリコン太陽電池は、ガラス基板上にシリコンを堆積する場合と異なり、光受光面側を透明な被覆材で覆い太陽電池を保護する必要がある。一般的には、そのフレキシブル性をいかし、軽量な太陽電池とするために、最表面をフッ素フィルム・その内側に充填材として様々な有機高分子樹脂を使用した被覆が行なわれてきた。しかし、表面をフィルムで被覆した場合、ガラスで被覆した場合に比べ、外部からの衝撃や傷つき（耐スクラッチ性）に弱くなる。これらの欠点を解決するため充填材の中にガラス繊維不織布などの繊維状無機化合物を含浸させ、受光面側の強度を確保する工夫がされている。
【０００９】
図13は、このような太陽電池モジュールの被覆構成を示す従来例である。図13に於いて、１３０３はフッ化物重合体薄膜層、１３０２は透明有機高分子樹脂、１３０１は光起電力素子、１３０４は絶縁フィルム、１３０５は補強板である。より具体的には、フッ化物重合体薄膜層１３０３はＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体）フィルム、ＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）フィルム等のフッ素樹脂フィルムであり、透明有機高分子樹脂１３０２はＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）、ブチラール樹脂等である。絶縁フィルム１３０４は、ナイロンフィルム、PET(ポリエステル)フィルム、アルミラミネートテドラーフィルム等の有機樹脂フィルムである。補強板１３０５としては、塗装亜鉛鋼板のような絶縁処理した金属、カーボンファイバー、FRP(ガラス繊維強化プラスチック)等である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来の補強材を貼り合わせた屋根材一体型太陽電池モジュールの加工は、接続部を成型するために太陽電池モジュールの端部の補強材を折り曲げ加工するにとどまっていた。補強材として、光起電力素子よりも大きい補強板を貼り合わせ、光起電力素子の存在しない部分を折り曲げ加工するに過ぎず、光起電力素子の存在する部分は平板の状態であった。
【００１１】
このような場合、屋根材の働き幅は光起電力素子の大きさ以上に限定される。すなわち、一般的に好まれるような働き幅の狭い重厚感のある横葺きの屋根材とする際には、それにみあった大きさの光起電力素子としなければならない。しかし、これでは小さな光起電力素子をたくさん用いなければならず高コストとなる。また、接合部が増えるため施工にも手間がかかる。さらに、光起電力素子のない補強板のみの部分が増加するため、面積当たりの光起電力素子の割合が小さくなり、面積当たりの出力が低下する。これは、限られた面積から出力を得なければならない一般家庭の屋根などにとっては特に不利になる。
【００１２】
このように光起電力素子の存在する部分を平板上に限定することは屋根の形状、壁の形状などを規制することになるため、美観性を重視した建造物には使われにくい。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記課題を解決するために鋭意研究開発を重ねた結果、次のような方法が最良であることを見いだした。
【００１４】
補強板上に光起電力素子を樹脂封止する工程と、前記光起電力素子がその上に載置された補強板の前記光起電力素子が存在する部分の少なくとも一部に曲部を形成する工程を有し、前記曲部の形成は、前記光起電力素子面に対して垂直方向の加工圧力を低減しつつなされることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の太陽電池モジュールの平面図および断面図である。図１に於いて、１０１は光起電力素子、１０２は繊維状無機化合物、１０３は表面充填材としての透明有機高分子化合物、１０４は最表面に位置する透明な樹脂フィルム、１０５は裏面充填材としての透明有機高分子化合物、１０６は裏面絶縁フィルム、１０７は補強板である。
【００１６】
本発明に用いられる加工形状を説明する。まずは、平板の太陽電池モジュールを作成した後に、図１に示すように連続した曲部をもつように曲げ加工する。ただし、図1においては連続する曲部を持つように加工した例を示したがこれに限定されるものではなく、一部にのみ曲部をもつような加工や多数の凹凸部を持つ加工などを行っても良い。
【００１７】
本発明の製造方法によれば、光起電力素子にダメージを与えることなく加工できる。すなわち、曲部を形成する工程において加工圧力を低減する方法を備えたことにより、光起電力素子にダメージを与えることなく太陽電池モジュールを加工できるため、信頼性の高い太陽電池モジュールを製造することができる。
【００１８】
例えば図1のように大型の太陽電池モジュールを働き幅の狭い階段状の屋根材として加工することができる。そのため、美観性にもすぐれ、さらに1段毎に接合部を設ける必要がないため接合部の少ない施工性に優れた屋根材となる。また、光起電力素子は働き幅に関わらず補強板上にならべる事ができるため、面積当たりの光起電力素子の割合を大きくすることもできるので、太陽電池の出力も効率よく取り出すことができる。
【００１９】
また、光起電力素子上を含む補強板を加工することが可能であれば、図１に限定されることなく、外観形状が多様化され、美観性に優れたオリジナルな建材料を作成することができる。
【００２０】
光起電力素子がついていても、通常の鋼板を用いた建材料と同様な工程で加工することができるため、従来の製造装置にことさら大きな変更を加える必要がない。そのため製造コストを低く抑えることができる。
【００２１】
（曲部形成方法）
光起電力素子の存在する部分を曲げ加工するため、光起電力素子の信頼性を確保する必要がある。そこで、本発明者らは、加工時に光起電力素子面に対して垂直方向にかかる加工圧力を低減する手段を備えることが望ましい事を見出した。具体的には、光起電力素子にかかる圧力は500kgf/cm2以下であることが望ましい事が分かった。
【００２２】
図14は光起電力素子上にかかる最大圧力と、加工前を1とした時の加工前後の光電変換効率の変化との関係を示したグラフである。500kgf/cm2より大きな力を加圧すると光起電力素子へのダメージが大きくなり、変換効率の低下が顕著で太陽電池モジュールとしての信頼性を確保できなくなることがわかる。
【００２３】
光起電力素子に加工圧力をかけない方法として、先に加工した補強板にあとから太陽電池モジュールを貼り付けていくような製造方法が考えられる。しかし、この加工方法では、通常の鋼板を用いた加工工程とは異なってしまうため量産性に劣り、さらに接着剤などの別材料が必要となり高コストになる。
【００２４】
そこで、上記したような曲部分の加工は、図13に示すような平板の太陽電池モジュールとした後に、プレス成型機、ローラーフォーマー成型機、ベンダー曲げ成型機などにより加工することが望ましい。
【００２５】
プレス成型機は、不規則な形状を持つような加工をする際も、最初に型を作成すればどんな形状の加工も簡単に行えるため、図８にしめすような建材の加工に適している。また、プレス加工による成型では、上型と下型で太陽電池モジュールを挟んで加工される。この場合、光起電力素子上に５００kgf/cm2よりも大きな力がかかると光起電力素子にダメージを与えてしまい、太陽電池としての信頼性に問題を来す。そこで、圧力を低減する方法として、以下のような方法を用いることが望ましい。
【００２６】
まず始めに、太陽電池モジュールの光起電力素子のない補強板上にのみ圧力を加え、補強板の一部あるいは全部を塑性変形させることにより曲部を成型する方法である。これにより、光起電力素子上をまったく触れることなく加工できる。もう一つは、プレスの型と太陽電池モジュールの間に、ゴム・ウレタン・発泡体・不織布・高分子樹脂などのシートを緩衝材として設けることである。これにより、プレス型の圧力を分散させる事ができるため光起電力素子上への圧力は低減できる。
【００２７】
さらに、プレスの下死点において、太陽電池モジュールと加工機の間に隙間を設ける方法も有効である。すなわち、太陽電池モジュール全体に圧力がかかることなく、加工することができる。曲部を形成する工程が、プレス成型により行われることにより、加工性が向上する。一般的に行われている鋼板の加工方法であるため、容易に加工を行うことが可能になる。
【００２８】
ローラーフォーマー成型機は、長手方向への加工に優れている。同じ成型機により長さの違う鋼板にも対応できる。特に、長い鋼板の曲げ加工や、複雑な曲げ加工への対応ができ高速で加工が可能なため量産性に富む方法である。この場合もやはり、光起電力素子上にかかる圧力を低減するために、ローラーフォーマーに使用されているローラーにゴム・ウレタン・発泡体・不織布・高分子樹脂などのシートを緩衝材として巻き付けることが好ましい。
【００２９】
ベンダー曲げ成型機は、簡単な装置で曲げ加工することができる。単純な曲げや比較的小さな鋼板などの曲げ加工に有効である。ただし、通常ベンダーの刃の曲率半径は小さいため光起電力素子上で曲げ加工を行う際には圧力が集中する。したがってこれを低減するために、ベンダーの刃と太陽電池モジュールの間に、緩衝材を使用することが望ましい。緩衝材としては上記と同様にゴム・ウレタン・発泡体・不織布・高分子樹脂などのシートが好ましい。また、別の手段として、ベンダーの刃の曲率半径を１００ｍｍ以上にすることもあげられる。曲部を形成する工程が、ベンダー曲げ加工により行われることにより、安価かつ容易な方法で曲部を形成することができる。特に長さの短い太陽電池モジュールの加工には有効である。
【００３０】
さらに、屋根材として太陽電池モジュールを曲げ加工する際には、太陽電池モジュールの端部の補強板を折り曲げ加工されている場合がある。図１はその一例で、対向する2辺の一方を受光面側に、もう一方を非受光面側に折り曲げている。このように折り曲げることにより、軒下部から本発明の屋根材一体型太陽電池モジュールを設置する際に、隣接する上下の太陽電池モジュールの折り曲げ部をジョイント式にはめ込んでいけばよく、非常に施工性が向上する。また、折り曲げ加工をすることにより、太陽電池を屋根に設置する従来の施工方式の場合に必要とされていたフレームや架台が不要となる為大幅なコストダウンが行えるとともに、軽量化が行える。この折り曲げ加工を、ローラーフォーマー加工で行えば、加工スピードも向上し、更なるコストダウンをおこなうことができる。
【００３１】
建材一体型太陽電池モジュールとすることにより、従来の建材の上に太陽電池モジュールを設置するタイプと比べ、建材が不要となるため低コストな太陽電池モジュールとなる。
【００３２】
次に本発明に用いられる被覆材材料について詳しく説明する。
【００３３】
（繊維状無機化合物１０２）
透明有機高分子樹脂中に繊維状無機化合物を含浸させる理由としては、以下のようなことがあげられる。太陽電池モジュール、特に住宅の屋根、壁に設置されるモジュールには難燃性が求められている。ところが、透明有機高分子樹脂の量が多いと非常に燃えやすい表面被覆材となり、またその量が少ないと外部からの衝撃から内部の光起電力素子を保護することができなくなる。そこで、少ない樹脂で光起電力素子を外部環境から十分に保護するために、表面被覆材として繊維状無機化合物を含浸した透明高分子樹脂を使用する。
【００３４】
繊維状無機化合物としては、具体的にはガラス繊維不織布、ガラス繊維織布、ガラスフィラー等があげられる。特に、ガラス繊維不織布を用いることが好ましい。ガラス繊維織布は、コストが高く、含浸もされにくい。ガラスフィラーを用いることは、耐スクラッチ性があまり向上しない為、より少量の透明有機高分子樹脂で光起電力素子を被覆することが難しい。また、長期使用にかんして、十分な密着力を確保するために透明有機高分子樹脂に使用したものと同様に、シランカップリング剤や有機チタネート化合物で繊維状無機化合物を処理しておくことが望ましい。
【００３５】
繊維状無機化合物１０２は太陽電池モジュールの端部の補強板折り曲げ加工部には存在しないことが望ましい。端部の補強板折り曲げ加工部に繊維状無機化合物１０２が存在した場合、白化がおこり、該白化部の充填材１０３が劣化するなどの問題を生じる。
【００３６】
（充填材１０３）
表面の充填材１０３として用いられている透明有機高分子樹脂は、光起電力素子の凹凸を樹脂で被覆し、素子を温度変化、湿度、衝撃などの過酷な外部環境から守りかつ表面フィルムと素子との接着を確保するために必要である。したがって、耐候性、接着性、充填性、耐熱性、耐寒性、耐衝撃性が要求される。これらの要求を満たす樹脂としてはエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−アクリル酸メチル共重合体（ＥＭＡ）、エチレン−アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）、ブチラール樹脂などのポリオレフィン系樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。なかでも、ＥＶＡは太陽電池用途としてバランスのとれた物性を有しており、好んで用いられる。
【００３７】
曲部の充填材103の厚さは薄いことが望ましい。これにより曲げ加工を容易にし、且つ高精度に加工できる。また表面樹脂フィルム１０４が曲げにより過度に引っ張られて損傷することを抑制する。
【００３８】
また、ＥＶＡはそのままでは熱変形温度が低いために容易に高温使用下で変形やクリープを呈するので、架橋して耐熱性を高めておくことが望ましい。ＥＶＡの場合は有機過酸化物で架橋するのが一般的である。有機過酸化物による架橋は有機過酸化物から発生する遊離ラジカルが樹脂中の水素やハロゲン原子を引き抜いてＣ−Ｃ結合を形成することによって行われる。有機過酸化物の活性化方法には、熱分解、レドックス分解およびイオン分解が知られている。一般には熱分解法が好んで行われている。有機過酸化物の化学構造の具体例としては、ヒドロペルオキシド、ジアルキル（アリル）ペルオキシド、ジアシルペルオキシド、ペルオキシケタール、ペルオキシエステル、ペルオキシカルボネートおよびケトンペルオキシドに大別される。なお、有機過酸化物の添加量は充填材樹脂100重量部に対して0.5乃至５重量部である。
【００３９】
上記有機過酸化物を充填材に併用し、加圧加熱しながら架橋および熱圧着を行うことが可能である。加熱温度ならびに時間は各々の有機過酸化物の熱分解温度特性で決定することができる。一般には熱分解が９０％より好ましくは９５％以上進行する温度と時間をもって加熱加圧を終了する。これによる充填材のゲル分率が８０％以上が好ましい。ここで、ゲル分率とは以下の式で求められる。
ゲル分率＝（未溶解分の重量／試料の元の重量）×１００（％）
すなわち、透明有機高分子樹脂をキシレン等の溶媒で抽出した場合、架橋してゲル化した部分は溶出せず架橋していないゾル部分のみ溶出する。ゲル分率１００％とは、完全に架橋が完了したことを示す。抽出後残った試料を取り出したキシレンを蒸発させることにより未溶解のゲル分のみを得ることができる。
【００４０】
ゲル分率が８０％未満である場合、耐熱性や耐クリープ性に劣るため、夏などの高温下での使用の際に問題が生じる。
【００４１】
上記架橋反応を効率良く行うためには、架橋助剤と呼ばれるトリアリルイソシアヌレート(TAIC)を用いることが望ましい。一般には充填材樹脂100重量部に対して１乃至５重量部の添加量である。
【００４２】
本発明に用いられる充填材の材料は耐候性において優れたものであるが、更なる耐候性の改良、あるいは、充填材下層の保護のために、紫外線吸収剤を併用することもできる。紫外線吸収剤としては、公知の化合物が用いられるが、太陽電池モジュールの使用環境を考慮して低揮発性の紫外線吸収剤を用いることが好ましい。紫外線吸収剤の他に光安定化剤も同時に添加すれば、光に対してより安定な充填材となる。具体的な化学構造としてはサリチル酸系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系に大別される。
【００４３】
一方、光起電力素子に到達する光量の減少をなるべく抑えるために、表面充填材は透明でなくてはならず、具体的には光透過率が４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の可視光波長領域において８０％以上であることが望ましく、９０％以上であることがより望ましい。また、大気からの光の入射を容易にするために、摂氏２５度における屈折率が１．１から２．０であることが好ましく、１．１から１．６であることがより好ましい。
【００４４】
（表面樹脂フィルム１０４）
本発明で用いられる表面樹脂フィルム１０４は太陽電池モジュールの最表層に位置するため耐候性、耐汚染性、機械強度をはじめとして、太陽電池モジュールの屋外暴露における長期信頼性を確保するための性能が必要である。本発明に用いられる樹脂フィルムとしてはフッ素樹脂、アクリル樹脂などがある。なかでもフッ素樹脂は耐候性、耐汚染性に優れているため好んで用いられる。具体的にはポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂あるは四フッ化エチレン−エチレン共重合体などがある。耐候性の観点ではポリフッ化ビニリデン樹脂が優れているが、耐候性および機械的強度の両立と透明性では四フッ化エチレン−エチレン共重合体が優れている。
【００４５】
前記充填材１０３との接着性の改良のために、コロナ処理、プラズマ処理、オゾン処理、ＵＶ照射、電子線照射、火炎処理等の処理を表面フィルムの充填材と接する面に行うことが望ましい。具体的には、光起電力素子側の、ぬれ指数が３４dyne乃至４５dyneであることが好ましい。ぬれ指数が３４dyne以下であると、樹脂フィルムと充填材との接着力が十分ではないため、充填剤と樹脂フィルムの剥離がおこる。また、樹脂フィルムとして、四フッ化エチレン−エチレン共重合体樹脂フィルムを用いる場合、ぬれ指数45dyne以上にすることは難しい。さらに、樹脂フィルムは、延伸処理されたフィルムはクラックを生じる。すなわち、本発明のように太陽電池モジュールの端部を折り曲げ加工する際には、折り曲げ部分でフィルムが切れるため、その部分での被覆材の剥離および水分の侵入を促し信頼性の低下をきたす。このことより、延伸処理されていないフィルムのほうが望ましい。具体的には、ASTM  D-882試験法における、引っ張り破断伸びが縦方向、横方向ともに200%乃至800%であることが好ましい。
【００４６】
（絶縁フィルム１０６）
絶縁フィルム１０６は、光起電力素子１０１の導電性金属基板と外部との電気的絶縁を保つために必要である。材料としては、導電性金属基板と充分な電気絶縁性を確保でき、しかも長期耐久性に優れ熱膨張、熱収縮に耐えられる、柔軟性を兼ね備えた材料が好ましい。好適に用いられるフィルムとしては、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、、ポリカーボネートが挙げられる。
【００４７】
（裏面充填材１０５）
裏面の充填材１０５は光起電力素子１０１と裏面の絶縁フィルム１０６との接着を図るためのものである。材料としては、導電性基板と充分な接着性を確保でき、しかも長期耐久性に優れ熱膨張、熱収縮に耐えられる、柔軟性を兼ね備えた材料が好ましい。好適に用いられる材料としては、ＥＶＡ、エチレン−アクリル酸メチル共重合（ＥＭＡ）、エチレン−アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）、ポリエチレン、ポリビニルブチラール等のホットメルト材、両面テープ、柔軟性を有するエポキシ接着剤が挙げられる。また、補強板および絶縁フィルムとの接着力を向上するためにこれらの接着剤表面に粘着付与樹脂を塗布してもよい。これら充填材が、表面の充填材１０３として使用されている透明高分子樹脂と同じ材料であることも多い。さらには、工程の簡略化の為、絶縁フィルムの両側に、上記の接着剤層をあらかじめ一体積層した材料を用いてもよい。
【００４８】
（補強板１０７）
裏面の被覆フィルムの外側には、太陽電池モジュールの機械的強度を増すために、あるいは、温度変化による歪、ソリを防止するために、また、屋根材一体型太陽電池モジュールとするために補強板１０７を張り付ける。例えば、耐候性、耐錆性にすぐれた有機高分子樹脂で被覆された塗装鋼板、亜鉛めっき鋼板、プラスチック板、ＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）板などが好ましい。
【００４９】
（光起電力素子１０１）
図２は本発明の太陽電池モジュールに適用可能な光起電力素子の一例である。２０１は導電性基体、２０２は裏面反射層、２０３は半導体光活性層、２０４は透明導電層、２０５は集電電極、２０６は出力端子である。
【００５０】
導電性基体２０１は光起電力素子の基体になると同時に、下部電極の役割も果たす。材料としては、シリコン、タンタル、モリブデン、タングステン、ステンレス、アルミニウム、銅、チタン、カーボンシート、鉛メッキ鋼板、導電層が形成してある樹脂フィルムやセラミックスなどがある。
【００５１】
上記導電性基体２０１上には裏面反射層２０２として、金属層、あるいは金属酸化物層、あるいは金属層と金属酸化物層を形成しても良い。金属層には、例えば、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉ，などが用いられ、金属酸化物層には、例えば、ＺｎＯ，ＴｉＯ2，ＳｎＯ2などが用いられる。上記金属層及び金属酸化物層の形成方法としては、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法などがある。
【００５２】
半導体光活性層２０３は光電変換を行う部分で、具体的な材料としては、ｐｎ接合型多結晶シリコン、ｐｉｎ接合型アモルファスシリコン、あるいはＣｕＩｎＳｅ2，ＣｕＩｎＳ2，ＧａＡｓ，ＣｄＳ／Ｃｕ2Ｓ，ＣｄＳ／ＣｄＴｅ，ＣｄＳ／ＩｎＰ，ＣｄＴｅ／Ｃｕ2Ｔｅをはじめとする化合物半導体などが挙げられる。上記半導体光活性層の形成方法としては、多結晶シリコンの場合は溶融シリコンのシート化か非晶質シリコンの熱処理、アモルファスシリコンの場合はシランガスなどを原料とするプラズマＣＶＤ、化合物半導体の場合はイオンプレーティング、イオンビームデポジション、真空蒸着法、スパッタ法、電析法などがある。
【００５３】
透明導電層２０４は太陽電池の上部電極の役目を果たしている。用いる材料としては、例えば、Ｉｎ2Ｏ3，ＳｎＯ2，Ｉｎ2Ｏ3−ＳｎＯ2（ＩＴＯ），ＺｎＯ，ＴｉＯ2，Ｃｄ2ＳｎＯ4，高濃度不純物ドープした結晶性半導体層などがある。形成方法としては抵抗加熱蒸着、スパッタ法、スプレー法、ＣＶＤ法、不純物拡散法などがある。
【００５４】
透明導電層の上には電流を効率よく集電するために、格子状の集電電極２０５（グリッド）を設けてもよい。集電電極２０５の具体的な材料としては、例えば、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｓｎ、あるいは銀ペーストをはじめとする導電性ペーストなどが挙げられる。集電電極２０５の形成方法としては、マスクパターンを用いたスパッタリング、抵抗加熱、ＣＶＤ法や、全面に金属膜を蒸着した後で不必要な部分をエッチングで取り除きパターニングする方法、光ＣＶＤにより直接グリッド電極パターンを形成する方法、グリッド電極パターンのネガパターンのマスクを形成した後にメッキする方法、導電性ペーストを印刷する方法などがある。導電性ペーストは、通常微粉末状の銀、金、銅、ニッケル、カーボンなどをバインダーポリマーに分散させたものが用いられる。バインダーポリマーとしては、例えば、ポリエステル、エポキシ、アクリル、アルキド、ポリビニルアセテート、ゴム、ウレタン、フェノールなどの樹脂が挙げられる。
【００５５】
最後に起電力を取り出すためにプラス側出力端子２０６ａおよびマイナス側出力端子ｂを導電性基体と集電電極に取り付ける。導電性基体へは銅タブ等の金属体をスポット溶接や半田で接合する方法が取られ、集電電極へは金属体を導電性ペースト207や半田によって電気的に接続する方法が取られる。なお集電電極205に取り付ける際、出力端子が導電性金属基板や半導体層と接触して短絡するのを防ぐ為に絶縁体208を設けることが望ましい。
【００５６】
上記の手法で作成した光起電力素子は、所望する電圧あるいは電流に応じて直列か並列に接続される。直列の場合は前記出力端子のプラス側とマイナス側を、並列の場合は同極性どうしを接続する。また、これとは別に絶縁化した基板上に光起電力素子を集積化して所望の電圧あるいは電流を得ることもできる。
【００５７】
なお、出力端子や素子の接続に用いる金属部材の材質としては、高導電性、半田付け性、コストなどを考慮して、銅、銀、半田、ニッケル、亜鉛、錫の中から選択することが望ましい。
【００５８】
（モジュール化）
図3は太陽電池モジュールの作成時の積層構成を示す図である。すなわち、光起電力素子３０１、繊維状無機化合物３０２、表面充填材３０３、表面樹脂フィルム３０４、裏面充填材３０５、絶縁フィルム３０６、補強板３０７が図の順、あるいは逆の順で積層し、真空ラミネート装置などで加熱圧着して太陽電池モジュール３０８を得る。なお、圧着時の加熱温度及び加熱時間は架橋反応が十分に進行する温度・時間をもって決定する。
【００５９】
光起電力素子を封止する工程と前記封止された光起電力素子を補強板に固定する工程が同時に行われる為、低コストな太陽電池モジュールとすることができる。すなわち、簡単な装置で、容易に太陽電池モジュールの被覆工程が行え、また、量産性も向上する。
【００６０】
このようにして、作成した太陽電池モジュール３０８を、プレス成型機・ローラーフォーマー成型機・ベンダー曲げ成型機により曲部を持つように加工し、本発明の太陽電池モジュールを得る。
【００６１】
本発明の太陽電池モジュールは電力変換装置と共に用いられて発電装置を構成する。電力変換装置は太陽電池モジュールの出力が常に最大となるように制御する。商用電力との連携機能を有していてもよい。
【００６２】
【実施例】
(実施例1)
〔光起電力素子〕
まず、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）太陽電池（光起電力素子）を製作する。作製手順を図2を用いて説明する。
【００６３】
洗浄したステンレス基板２０１上に、スパッタ法で裏面反射層２０２としてＡｌ層（膜厚５０００Å）とＺｎＯ層（膜厚５０００Å）を順次形成する。ついで、プラズマＣＶＤ法により、ＳｉＨ4とＰＨ3とＨ2の混合ガスからｎ型ａ−Ｓｉ層を、ＳｉＨ4とＨ2の混合ガスからｉ型ａ−Ｓｉ層を、ＳｉＨ4とＢＦ3とＨ2の混合ガスからｐ型微結晶μｃ−Ｓｉ層を形成し、ｎ層膜厚１５０Å／ｉ層膜厚４０００Å／ｐ層膜厚１００Å／ｎ層膜厚１００Å／ｉ層膜厚８００Å／ｐ層膜厚１００Åの層構成のタンデム型ａ−Ｓｉ光電変換半導体層２０３を形成した。次に、透明導電層２０４として、Ｉｎ2Ｏ3薄膜（膜厚７００Å）を、Ｏ2雰囲気下でＩｎを抵抗加熱法で蒸着する事によって形成した。さらに、集電用のグリッド電極２０５を銀ペーストのスクリーン印刷により形成し、最後にマイナス側出力端子２０６ａとして銅タブをステンレス基板に半田２０７を用いて取り付け、プラス側出力端子２０６ｂとしては錫箔のテープを半田２０７にて集電電極２０５に取り付け出力端子とし、光起電力素子を得た。
【００６４】
〔セルブロック〕
上記素子を５直列２並列に接続して太陽電池セルブロックを作製する方法を図５を用いて説明する。
【００６５】
まず始めに、5直列のセルブロックを2組作成する。５つの素子を横一列に並べた後、隣り合う素子の一方の素子のプラス側端子503aと他方の素子のマイナス側端子503bとを銅タブ504で半田505を用いて接続する。さらに、これにより５個の素子を直列化し、直列済セルブロックを作成した。一番端の素子の出力端子に接続した銅タブは裏面に回して後に述べる裏面被覆層の穴から出力を取り出せるように裏面集電電極を作成した。
【００６６】
次に直列済セルブロックを２段に並べた後、直列済セルブロック裏面集電電極素子の同極同士を同タブと半田を用いて並列に接続した。このようにして、太陽電池セルブロックを完成した。
【００６７】
〔モジュール化〕
図6は、直並列に接続した光起電力素子（セルブロック）を被覆して太陽電池モジュールを作成する方法を示している。セルブロック６０１、繊維状無機化合物(40g/m2)６０２、表面充填材６０３、表面樹脂フィルム６０４、繊維状無機化合物(20g/m2)６０５、裏面一体積層フィルム６０６、補強板６０７を用意し、これらを図６の順序で積層することにより作成した。セルブロック６０１のプラス側出力端子６０９を隠蔽する為の化粧テープ６０８を積層した。
【００６８】
＜繊維状無機化合物６０２＞
目付け量４０ｇ／ｍ２、厚さ２００μｍ、結着剤アクリル樹脂４.0％含有、線径１０μｍのガラス不職布を準備した。
【００６９】
〈繊維状無機化合物６０５〉
目付け量２０ｇ／ｍ２、厚さ１００μｍ、結着剤アクリル樹脂４.0％含有、線径１０μｍのガラス不職布を準備した。
【００７０】
＜表面充填材６０３＞
エチレンー酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル２５重量％）と、架橋剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定化剤を混合して処方組された、４６０μｍのEVAシートを準備した。
【００７１】
＜表面樹脂フィルム６０４＞
表面樹脂フィルムとして、無延伸のエチレンーテトラフルオロエチレンフィルム（ＥＴＦＥ）５０μｍを準備した。なお、充填材６０３と接する面にはあらかじめプラズマ処理を施した。
【００７２】
＜裏面一体積層フィルム６０６＞
一体積層フィルム６０６として、接着層として、エチレンーアクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）（厚さ２００μｍ）とポリエチレン（ＰＥ）樹脂（厚さ２５μｍ）、絶縁フィルムとして２軸延伸のポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴ）（厚さ５０μｍ）を、ＥＥＡ／ＰＥ／ＰＥＴ／ＰＥ／ＥＥＡの順で一体積層した総厚５００μｍとした一体積層フィルムを用意した。
【００７３】
＜補強板６０７＞
補強板６０７としては、ガルバリウム鋼板（アルミニウム５５％、亜鉛43.4％、シリコン1.6％が一体となったアルミ・亜鉛合金メッキ鋼板）に一方にはポリエステル系塗料をもう一方にはガラス繊維を添加したポリエステル系塗料をコートした鋼板を用意した。厚みは４００μｍの鋼板とした。
【００７４】
＜化粧テープ６０８＞
化粧テープ６０８としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（厚さ５０μｍ、色 黒色）の両側にＥＶＡ（厚さ４６０μｍ）を一体積層したＥＶＡ／ＰＥＴ／ＥＶＡのフィルムを準備した。
【００７５】
＜モジュール化＞
この積層体を、１重真空方式のラミネート装置を用いて真空加熱し平板太陽電池モジュールを作成した。その際の真空条件は、排気速度76Torr/sec.、真空度５Ｔｏｒｒで３０分間排気。その後、１６０度の熱風オーブンにラミネート装置を投入し、５０分間加熱した。この際のＥＶＡは、１４０度以上１５分間以上という環境におかれる。これにより、ＥＶＡを溶融、架橋させた。
【００７６】
〔ローラーフォーマー加工〕
次に図４−１のように、太陽電池モジュールの対向する2辺をローラーフォーマー成形機でもって折り曲げ加工し、屋根材の係合機能であるハゼ組み部を成形する。この時、光起電力素子部分にはローラーがあたらないように成形する。
【００７７】
〔ベンダー加工〕
次に図４−２のように、ベンダー曲げ加工により、光起電力素子の有無によらず補強板を曲げ加工した。
【００７８】
図7はベンダー曲げ加工の詳細を示す図である。ベンダーの下刃704と太陽電池モジュール701の間および、ベンダーの上刃703と太陽電池モジュール701の間に緩衝材としてウレタンシート702を使用した。使用したウレタンシート702の厚みは2mm、上刃703と下刃704とのクリアランスは8mmとした。
【００７９】
加工形状は、働き幅を180mmとし高さを30mmとなるように加工した。
【００８０】
最後に、太陽電池モジュール裏面から電力取り出し用の電線を取り付ける。光起電力素子群の端子取りだし部に当たるところの補強材には予め穴が開けられており、そこから正極および負極の出力端子を取り出している。更に取り出し部には絶縁保護と防水のためにポリカーボネイト製の端子箱６０８を設けている。またケーブルとしては先端にコネクターを有するケーブル線を用いている。
【００８１】
（実施例２）
実施例１において、ベンダー曲げ加工により光起電力素子上を曲げ加工する際の圧力を低減する手段として、ベンダー曲げ成型機の刃の曲率半径を300mmのものを用いたこと以外は同様にして太陽電池モジュールを作成した。
【００８２】
（実施例３）
実施例３の太陽電池モジュールを図８に示す。
【００８３】
実施例１と同様に、光起電力素子を作成し、その他の工程は以下に示した。
【００８４】
＜セルブロック８０１＞
上記素子を５直列に接続して太陽電池セルブロック８０１を作製した。作成方法は実施例１と同様とする。
【００８５】
＜モジュール化＞
上記5直列の太陽電池セルブロックを使用し、実施例１と同様に平板太陽電池モジュールを作成した。
【００８６】
＜端部曲げ加工＞
平板太陽電池モジュールの4コーナーをコーナーシェアでカットした。その後、短辺を補強する為に端部を180°折り返して短辺曲部802を形成し、さらに長辺側をベンダー加工により受光面側90°折り曲げて長辺曲部803を形成した。長辺曲部803の立ち上がりの高さは25mmとした。
【００８７】
＜プレス加工＞
図9に示すプレス加工により曲部を設けた。凸部をもつ下型９０４と凹部をもつ上型９０３との間に太陽電池モジュール９０１を挟み込む形で行った。その際、プレスにより光起電力素子にかかる垂直圧力を低減するために金型と太陽電池モジュールとの間に、厚さ5mmのウレタンシート９０２を介在させた。すなわち、プレス加工時は、下型９０４／ウレタンシート９０２／太陽電池モジュール９０１／ウレタンシート９０２／上型９０３の順で積層した。
【００８８】
（実施例４）
実施例４の太陽電池モジュールを図１０に示した。
【００８９】
平板太陽電池モジュールを作成するまでは、実施例３と同様におこなった。
【００９０】
＜プレス加工＞
プレス加工により凹部１００２を設けた。図10に示すように150mm×150mmの大きさの正方形を4×7個配列した形の凹部をもつ下型と凸部をもつ上型により挟み込む形で行った。その際、プレスにより光起電力素子にかかる垂直圧力を低減するために金型と太陽電池モジュールとの間に、ウレタンシート５mmを介在させた。すなわち、プレス加工時は、下型／ウレタンシート／太陽電池モジュール／ウレタンシート／上型の順で積層した。
【００９１】
（比較例１）
実施例１において、ベンダーによる圧力を低減する為のウレタンシートを用いなかったこと以外は同様にして太陽電池モジュールを作成した。
【００９２】
（比較例２）
実施例３において、プレスによる圧力を低減する為のウレタンシートを用いなかったこと以外は同様にして太陽電池モジュールを作成した。
【００９３】
（比較例３）
実施例４において、プレスによる圧力を低減する為のウレタンシートを用いなかったこと以外は同様にして太陽電池モジュールを作成した。
【００９４】
（比較例４）
セルブロック化までは実施例１と同様にしてセルブロックを作成した。セルブロック化以降の工程については以下に詳細を記載する。
【００９５】
〔モジュール化〕
実施例1において補強板を用いず太陽電池ジュールを作成する。すなわち、図11に示すように、セルブロック１１０１、繊維状無機化合物(40g/m2)１１０２、受光面側透明有機高分子樹脂１１０３、表面樹脂フィルム１１０４、繊維状無機化合物(20g/m2)１１０５、裏面接着剤１１０６、絶縁フィルム１１０７を用意し、これらを積層することにより作成した。
【００９６】
＜裏面接着剤１１０６＞
裏面接着剤として、受光面側有機高分子樹脂と同様の樹脂を使用した。
【００９７】
＜絶縁フィルム１１０７＞
絶縁フィルムとして、ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴ）（厚さ５０μｍ）を使用した。
【００９８】
〔貼り付け〕
次に曲部を持つようにあらかじめ加工された屋根材である鋼板に、モジュール化された平板の太陽電池モジュールを貼り付けて、太陽電池モジュールを作成した。
【００９９】
下記項目の評価を行った。結果を表1に示す。
【０１００】
●加工性
光起電力素子を含む補強板の一部あるいは全部に曲部を持つように加工された太陽電池モジュールを作成する際の加工スピードおよび作業性の点から加工性を検討した。検討結果は、以下の基準で判断し表１に示す。
◎ ：1モジュールを加工するのに要する時間が1秒乃至30秒で非常に量産性に富み、作業性も良好であると思われる場合、○：1モジュールを加工するのに要する時間が30秒乃至60秒で量産性、作業性ともに若干劣るが量産可能と思われる場合、×：1モジュールを加工するのに要する時間が60秒より大きく、量産性・作業性ともに悪く量産不可能と思われる場合。
【０１０１】
●初期外観
曲部をもつ太陽電池モジュール（最終形態）の充填不良や太陽電池表面への傷など、初期の外観を評価した。評価結果は、以下の評価基準で表1に示す。
◎：外観上の欠陥が全くない場合、○：外観上の欠陥が多少あるが実用上さしつかえない場合、×：充填不良、表面への傷が著しく外観上の欠陥が非常に大きい場合。また、その外の欠陥については、その都度コメントを書き添えた。
【０１０２】
●高温高湿度試験
太陽電池モジュールを、８５度／８５％（相対湿度）の環境に３０００時間投入した後太陽電池モジュールを取り出し、外観の変化を目視により観察した。また、ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ２の光照射下での変換効率を測定し、投入前の初期値からの変化率をもとめた。評価結果は、以下の評価基準で表１に示す。
外観）○：外観上の欠陥が全くない場合、△：外観上の欠陥が多少あるが実用上さしつかえない場合、×：剥離などが著しく外観上の欠陥が非常に大きい場合。
変換効率）◎：変換効率の変化が１．０％未満である場合、○：変換効率の変化が１．０％以上３．０％未満である場合、△：変換効率の変化が３．０％〜５．０％である場合、×：変換効率の変化が５．０％以上である場合。
【０１０３】
●温湿度サイクル試験
太陽電池モジュールを、−４０度／０．５時間：８５度／８５％（相対湿度）／２０時間の温湿度サイクル試験を１００回繰り返した後、太陽電池モジュールを取り出し、外観の変化を目視により観察した。また、ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ２の光照射下での変換効率を測定し、投入前の初期値からの変化率をもとめた。評価結果は、以下の評価基準で表１に示す。外観）○：外観上の欠陥が全くない場合、△：外観上の欠陥が多少あるが実用上さしつかえない場合、×：剥離などが著しく外観上の欠陥が非常に大きい場合。変換効率）◎：変換効率の変化が１．０％未満である場合、○：変換効率の変化が１．０％以上３．０％未満である場合、△：変換効率の変化が３．０％〜５．０％である場合、×：変換効率の変化が５．０％以上である場合。
【０１０４】
●耐スクラッチ性
図1２に示すような方法で金属部材上に載置した太陽電池モジュール１２０１表面の最も凹凸の激しいと思われる部分を試験刃１２０２で加重2ポンド、5ポンドで引っ掻き、引っ掻き後の表面被覆材が外部との絶縁性を保つことができるかどうかを評価した。判定は、モジュールを伝導度3000Ω・cmの電解質溶液に浸して、素子と溶液との間に2200ボルトの電圧を印加したときの漏れ電流が50μAを越えた場合を不合格とした。評価結果は、表1に以下の評価基準でし示す。
◎：5ポンド合格、○：2ポンド合格、×：2ポンド不合格
【０１０５】
【表１】
0003679548.tif 000002
【０１０６】
表１から明らかなように、実施例の太陽電池モジュールは加工性に優れ、十分な量産性を持つ。また、最終形態の初期外観においても、充填不良・白化・表面フィルムの傷などの欠陥はなく、建材料としても十分美観性・意匠性に優れいる。また、光起電力素子上にかかる圧力を低減しているため初期の電気特性はもとより、高温高湿度試験および温湿度サイクル試験においても、変換効率の変化もほとんどなくいずれも１％未満であったため、太陽電池モジュールとしての信頼性も十分に確保できている。また、各種試験後の外観上の変化もなく良好である。耐スクラッチ性については、実施例のすべてのモジュールにおいて５ポンドに合格し、外部からの傷つきについても十分な耐性をもつ。すなわち、実施例に示したすべての太陽電池モジュールは、通常の鋼板と同様の加工性をもち、屋根材・壁材などニーズに合わせた意匠性をもった、美観性に優れた建材となった。
【０１０７】
さらに、長期信頼性も確保できた。
【０１０８】
一方、比較例１、２、３においては、加工性は実施例と同様に優れていた。しかし、比較例１においては、ベンダー加工の際に光起電力素子上をベンダーの刃で直接押しているので光起電力素子のダメージが大きく変換効率の低下がおきた。また、初期外観においても表面被覆材に多くの白化が見られた。これは、各種試験後にさらに悪化し、これによっても変換効率の低下が促進された。
【０１０９】
また、比較例２、３においても、プレス加工の際に、光起電力素子にかかる圧力が大きいため素子へのダメージが大きく、変換効率の低下がおきた。また、表面に直接金型が触れるため太陽電池モジュール表面に傷がつき、特に金型のエッヂがあたる部分はその程度も大きく、環境試験後には、その部分から剥離してきた。
【０１１０】
次に、曲部を持つようにあらかじめ加工された屋根材である鋼板に、モジュール化された平板の太陽電池モジュールを貼り付けて作成した比較例１では、作業行程が増え加工性がおちる。また、高温高湿試験においては後から貼り付けた接着材の界面から剥離しており外観上欠陥の大きいものとなった。
【０１１１】
【発明の効果】
さまざまな意匠性をもち、加工性・美観性に優れた屋根材一体型太陽電池モジュールを、光起電力素子へのダメージを与えず加工できるため、信頼性の高い太陽電池モジュールを作製することができる。
【０１１２】
さらに、前記太陽電池モジュールの端部をローラーフォーマー成型機により折り曲げ加工することにより、加工性にすぐれ、さらに設置の際にもフレームや架台が不要なため軽量・安価で、施工性に優れた屋根材一体型太陽電池モジュールとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の太陽電池モジュール
【図２】本発明の太陽電池モジュールに適用可能な光起電力素子の一例
【図３】太陽電池モジュール生産時の積層図
【図４】ａは端部折り曲げ加工後の太陽電池モジュール、ｂは最終加工後の太陽電池モジュール
【図５】本発明の太陽電池モジュールに適用可能なセルブロックの一例
【図６】実施例１の太陽電池モジュール
【図７】ベンダー曲げ成型機の加工時断面図
【図８】実施例３の太陽電池モジュールの平面図
【図９】プレス機による加工時断面図
【図１０】実施例４の太陽電池モジュールの平面図
【図１１】比較例４の太陽電池モジュールの積層図
【図１２】耐スクラッチ試験を表わす模式図
【図１３】従来の太陽電池モジュール
【図１４】光起電力素子上にかかる最大圧力と、加工前を１とした時の加工前後の光電変換効率の変化との関係を示したグラフ
【符号の説明】
１０１，３０１，４０１，５０１，１１０１，１２０１，１３０１  光起電力素子
１０２，３０２，６０２，６０５，１１０２  繊維状無機化合物
１０３，３０３，６０３，１１０２，１３０２  表面充填材
１０４，３０４，６０４，１１０４，１３０３  表面樹脂フィルム
１０５，３０５，１１０６  裏面充填材
１０６，３０６，１１０７，１３０４  裏面絶縁フィルム
１０７，３０７，４０２，６０７，１３０５  補強板
７０１，９０１  太陽電池モジュール
７０２，９０２  ウレタンシート
７０３  ベンダー成型機上刃
７０４  ベンダー成型機下刃
９０３  プレス機上型
９０４  プレス機下型
【図１】
0003679548.tif 000003
【図２】
0003679548.tif 000004
【図３】
0003679548.tif 000005
【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】
0003679548.tif 000013
【図１２】
0003679548.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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