(57)【要約】【課題】ＰＩＤ現象による特性低下が防止されるとともに良好なラミネート封止を実現可能な太陽電池モジュールを得ること。【解決手段】受光面側の表面に絶縁膜が形成された結晶性半導体基板を用いた太陽電池セル（結晶シリコン太陽電池セル１０５）が受光面側保護ガラス１０１と裏面側保護部材１０７との間に前記絶縁膜側を前記受光面側保護ガラス１０１側に向けて封止された太陽電池モジュール１００であって、前記受光面側保護ガラス１０１と前記太陽電池セル１０５との間に、前記受光面側保護ガラス１０１側からアイオノマ樹脂層１０２と、両表面に凹凸を有する透明樹脂層１０３と、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂層１０４とがこの順で積層されている。【選択図】図１
2014157874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面側の表面に絶縁膜が形成された結晶性半導体基板を用いた太陽電池セルが受光面側保護ガラスと裏面側保護部材との間に前記絶縁膜側を前記受光面側保護ガラス側に向けて封止された太陽電池モジュールであって、
前記受光面側保護ガラスと前記太陽電池セルとの間に、前記受光面側保護ガラス側からアイオノマ樹脂層と、両表面に凹凸を有する透明樹脂層と、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂層とがこの順で積層されていること、
を特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記透明樹脂層における前記アイオノマ樹脂層に接する表面の基準長さ０．２５ｍｍにおける算術平均粗さＲａが２μｍ乃至２０μｍの範囲であること、
を特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記透明樹脂層における前記エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂層に接する表面の算術平均粗さＲａが、前記透明樹脂層における前記アイオノマ樹脂層に接する表面の算術平均粗さＲａよりも小さいこと、
を特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記透明樹脂層の少なくとも一方の面の表面にコロナ処理が施されていること、
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
受光面側の表面に絶縁膜が形成された結晶性半導体基板を用いた太陽電池セルを受光面側保護ガラスと裏面側保護部材との間に封止する太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記受光面側保護ガラスと前記太陽電池セルとの間に、前記受光面側保護ガラス側からアイオノマ樹脂層と、両表面に凹凸を有する透明樹脂層と、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂層とをこの順で積層して封止すること、
を特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記透明樹脂層における前記アイオノマ樹脂層に接する表面の基準長さ０．２５ｍｍにおける算術平均粗さＲａを２μｍ乃至２０μｍの範囲とすること、
を特徴とする請求項５に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項７】
前記透明樹脂層における前記エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂層に接する表面の算術平均粗さＲａを、前記透明樹脂層における前記アイオノマ樹脂層に接する表面の算術平均粗さＲａよりも小さくすること、
を特徴とする請求項６に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項８】
前記透明樹脂層の少なくとも一方の面の表面にコロナ処理を施すこと、
を特徴とする請求項５〜７のいずれか１つに記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【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およびその製造方法に関し、特に、結晶太陽電池セルを耐候性部材で封止した太陽電池モジュールおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、多数の結晶シリコン太陽電池モジュールを広い敷地に設置し、電力事業用の太陽光発電システムを構築するメガソーラーと呼ばれる大規模の太陽光発電システムが急増している。このような大規模の太陽光発電システムにおいては、太陽電池モジュール間の配線工事の簡素化、配線本数や接続箱の削減によるコスト低減のため、太陽電池モジュールを多数直列接続し、最大システム電圧を６００Ｖ乃至１０００Ｖ程度に高く設計することが多い。しかし、このようなシステム電圧の高い結晶シリコン太陽光発電システムにおいては、結晶シリコン太陽電池モジュールにＰＩＤ（Potential  Induced  Degradation）と呼ばれる急激な特性低下現象が発生することがあり、課題になっている。
【０００３】
このような結晶シリコン太陽電池モジュールのＰＩＤ現象については、まだ十分に原因や発生機構が解明されてはいない。しかし、ＰＩＤ現象は、太陽電池モジュールに高いシステム電圧がかかり、かつ高温、高湿状態になった時に発生および進行しやすく、また太陽電池モジュールに逆方向の高電圧を印加することにより特性が回復することが報告されている。
【０００４】
以下、一般的なＰ型ウエハを用いて構成された結晶シリコン太陽電池セルを使用した結晶シリコン太陽電池モジュールにおいてＰＩＤ現象が発生する機構について説明する。結晶シリコン太陽電池モジュール表面は一般にソーダライムガラスからなるカバーガラスで覆われている。ここで、カバーガラス表面に水分があると、ソーダライムガラスから金属イオンであるナトリウムイオン（Ｎａ＋イオン）を生じる。通常、結晶シリコン太陽電池モジュールのカバーガラスは、金属フレームで支持され、金属フレームはアースに接続されて接地電位になっている。
【０００５】
このような状態で結晶シリコン太陽電池モジュールの内部配線に負のシステム電圧がかかると、結晶シリコン太陽電池モジュールの内外で大きな電位差を生じる。カバーガラスの表面のＮａ＋イオン（金属イオン）は、この電位差によってカバーガラス中や封止充填樹脂中を移動し、結晶シリコン太陽電池セルの表面に到達する。高温高湿の条件ではカバーガラスや封止充填樹脂の体積抵抗が低下し、リーク電流が増え、Ｎａ＋イオン（金属イオン）が移動しやすくなる。
【０００６】
通常、結晶シリコン太陽電池セルの光入射側のドープ層（Ｎ型）の表面は、絶縁性のパッシベーション膜で覆われている。このパッシベーション膜は、帯電イオンが付着することにより分極する。これにより、結晶シリコン太陽電池セルの光入射側のドープ層（Ｎ型）のパッシベーション層との界面近傍に極性逆転領域（Ｐ型）が形成され、光発生キャリアの移動が妨げられ、セル特性が低下する。
【０００７】
このようなＰＩＤ現象の発生を防止する方法として、これまでに幾つかの方法が提案されている。たとえば太陽光発電システムでの対応方法としては、絶縁トランス付きのインバータを使用し、インバータ入力の負極を接地するなどして太陽電池モジュールの内部が外部に対して負の電位にならないようにする方法が知られている。しかし、近年、インバータの高効率化やコストダウンのためトランスレス化が進んでおり、このようなシステムでの対応は困難になりつつある。
【０００８】
一方、太陽電池モジュールでの対応方法として、たとえば非特許文献１には、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ：Ethylene  Vinyl  Acetate）に代えてアイオノマを封止樹脂に使用することによりＰＩＤが抑制されることが開示されている。また、たとえば特許文献１には、ＥＶＡを用いて太陽電池セルが封止された太陽電池モジュールにおいて、太陽電池モジュールの内部への水蒸気の侵入を防止するため、ＥＶＡ樹脂の太陽電池セルと反対側にアイオノマ樹脂層を設ける構造が開示されている。特許文献１に開示されたアイオノマとＥＶＡとを組合せた太陽電池セルの封止構造によれば、カバーガラスからのリーク電流やＮａ＋イオン（金属イオン）の侵入を防ぎ、ＰＩＤ現象の発生を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−７７１７２号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】P.Hacke, et. al ”Characterization  of  Multicrystalline  Silicon  Modules  with  System  Bias  Voltage  Applied  in  Damp  Heat”,  25th European  Photovoltaic  Solar  Energy  Conference  and  Exhibition,  Valencia,  Spain,  2010
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に開示された構造の太陽電池モジュールには、以下の問題点があった。すなわち、太陽電池セルを封止してラミネートするためにＥＶＡシートとアイオノマシートとを重ね合わせて加熱・接着するが、ＥＶＡとアイオノマとでは加熱温度やキュアの有無などのプロセス温度条件（ラミネート条件）が異なり、熱伸縮の大きさも異なる。このため、ＥＶＡとアイオノマとの界面に気泡が残留しやすい、ＥＶＡとアイオノマとの混合物の領域が生じやすい、ＥＶＡとアイオノマとの貼り合わせ面にシワやうねりを生じやすい、などの問題が生じ、太陽電池セルを良好にラミネート封止することが非常に困難であった。
【００１２】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＰＩＤ現象による特性低下が防止されるとともに良好なラミネート封止を実現可能な太陽電池モジュールおよびその製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる太陽電池モジュールは、受光面側の表面に絶縁膜が形成された結晶性半導体基板を用いた太陽電池セルが受光面側保護ガラスと裏面側保護部材との間に前記絶縁膜側を前記受光面側保護ガラス側に向けて封止された太陽電池モジュールであって、前記受光面側保護ガラスと前記太陽電池セルとの間に、前記受光面側保護ガラス側からアイオノマ樹脂層と、両表面に凹凸を有する透明樹脂層と、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂層とがこの順で積層されていること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ＰＩＤ現象による特性低下が防止されるとともに良好なラミネート封止を実現可能な太陽電池モジュールが得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかる結晶シリコン太陽電池モジュールの概略構成を模式的に示す要部断面図である。
【図２】図２は、透明樹脂フィルムシートの平均表面粗さＲａ（μｍ）とアイオノマ樹脂との接着強度と関係を示す特性図である。
【図３−１】図３−１は、本発明の実施の形態１にかかる結晶シリコン太陽電池セルを受光面側から見た平面図である。
【図３−２】図３−２は、本発明の実施の形態１にかかる結晶シリコン太陽電池セルを非受光面側（裏面側）から見た平面図である。
【図３−３】図３−３は、本発明の実施の形態１にかかる結晶シリコン太陽電池セルの構成を示す要部断面図であり、図３−１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３−４】図３−４は、本発明の実施の形態１にかかる結晶シリコン太陽電池セルが接続配線により電気的に直列に接続配線されたストリングを示す要部断面図である。
【図４】図４は、従来の太陽電池モジュールの概略構成を模式的に示す要部断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態３にかかる結晶シリコン太陽電池モジュールの概略構成を模式的に示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明にかかる太陽電池モジュールの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。
【００１７】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる結晶シリコン太陽電池モジュール１００（以下、太陽電池モジュール１００と呼ぶ場合がある。）の概略構成を模式的に示す要部断面図である。図１に示すように、実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００は、太陽光Ｌの入射側から、耐候性部材である受光面側保護ガラス１０１、アイオノマ樹脂層１０２、両表面に凹凸を有する透明樹脂層である透明樹脂フィルムシート１０３、ＥＶＡ樹脂層１０４、結晶シリコン太陽電池セル１０５（以下、太陽電池セル１０５と呼ぶ場合がある。）、ＥＶＡ樹脂層１０６、耐候性部材である裏面側保護部材１０７がこの順に積層され、ラミネートプロセスによって一体化された構造を有する。また、これらの部材が積層一体化された結晶シリコン太陽電池モジュール１００は、外周縁部を不図示の金属フレームである額縁状のアルミニウム製フレームによって支持され、電気的に接地された架台に固定されている。すなわち、金属フレームは設置電位とされている。
【００１８】
１台の結晶シリコン太陽電池モジュール１００の内部には、６０個の結晶シリコン太陽電池セル１０５が、各結晶シリコン太陽電池セル１０５の表裏に設けられた電極がモジュール内部で電気的に直列に接続されるように配線されてストリングとされている。標準状態での結晶シリコン太陽電池モジュール１００の開放電圧は約３６Ｖであり、出力は不図示のケーブルに出力されている。
【００１９】
本実施の形態において、受光面側保護ガラス１０１とは、結晶シリコン太陽電池モジュール１００の受光面側（光入射側）の表面をカバーする板ガラスである。このような板ガラスは、好ましくは太陽電池モジュールとしての十分な耐風圧、耐雹性強度を有し、鉄分の含有量の低い高光透過率の白板強化ガラスであり、より好ましくはその光入射側表面にポーラスシリカ等の低屈折率の反射防止層を備える白板強化ガラスである。なお、地上発電用の太陽電池モジュールの受光面側保護ガラスとしては、酸化シリコン（ＳｉＯ２），酸化ナトリウム（ＮａＯ），酸化カルシウム（ＣａＯ）を主成分とする一般のソーダライムガラスが使用され、高価なホウ珪酸ガラスや石英ガラスは使われない。このため、受光面側保護ガラスからのＮａ＋イオン（金属イオン）の発生を完全に無くすことは困難である。
【００２０】
本実施の形態において、アイオノマ樹脂とは、非架橋の熱可塑性の樹脂であって、エチレン−メタクリル酸共重合体やエチレン−アクリル酸共重合体の分子間を亜鉛（Ｚｎ）やナトリウム（Ｎａ）の金属イオンで分子間結合した構造の樹脂であり、樹脂フィルムシートとして供給されて他材料と積層される。具体的には、デュポン社の商品名サーリン（登録商標）や三井・デュポンポリケミカル社の商品名ハイミラン（登録商標）等を挙げることができる。
【００２１】
本実施の形態において、両表面に凹凸を有する透明樹脂フィルムシート１０３とは、
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ：Poly  Ethylene  Terephthalate）等の透明樹脂を原料とする樹脂フィルムシートである。この透明樹脂フィルムシート１０３は、両表面に適度な凹凸形状が形成されている。透明樹脂フィルムシート１０３におけるアイオノマ樹脂に接する側の表面における凹凸の基準長さ０．２５ｍｍでの平均表面粗さＲａは、およそ２μｍ乃至２０μｍの範囲であることが好ましい。
【００２２】
ＰＥＴは熱変形温度が２４０℃程度であり、太陽電池セルの封止工程（ラミネート工程）における加熱でＥＶＡやアイオノマ樹脂が軟化してもＰＥＴフィルムシートは変形することがない。ラミネート工程における加熱温度は、凡そ１５０〜１７０度程度である。したがって、封止工程における加熱において、軟化したＥＶＡやアイオノマ樹脂が流動してＰＥＴフィルムシートの表面の凹凸を埋めて、ＰＥＴフィルムシートとＥＶＡおよびＰＥＴフィルムシートとアイオノマ樹脂とが接着される。これにより、透明樹脂フィルムシート１０３とアイオノマ樹脂層１０２および透明樹脂フィルムシート１０３とＥＶＡ樹脂層１０４との接着強度が向上する。
【００２３】
図２は、透明樹脂フィルムシートの平均表面粗さ（算術平均粗さ）Ｒａ（以下、平均表面粗さＲａと呼ぶ場合がある）（μｍ）とアイオノマ樹脂層との接着強度と関係を示す特性図である。図２では、発明者が受光面側保護ガラスとアイオノマ樹脂層と透明樹脂フィルムシート（ＰＥＴ樹脂シート）とが積層されたサンプルを作製し、ＪＩＳ  Ｋ６８４９に基づく引張試験を行った結果を示している。
【００２４】
図２において、横軸はＰＥＴ樹脂シートの平均表面粗さＲａ（μｍ）、縦軸は最大強度を１．０とした場合のアイオノマ樹脂層と透明樹脂フィルムシートとの接着強度の相対値である。透明樹脂フィルムシート（ＰＥＴ樹脂シート）の両表面の平均表面粗さがそれぞれ０μｍ，１μｍ，２μｍ，５μｍ，１０μｍ，１５μｍ，２０μｍ，２５μｍ，３０μｍ，３５μｍのサンプルを各５個ずつ作製し、接着強度を測定した。図２においては、各平均表面粗さＲａでの接着力のばらつきを縦棒で、各平均表面粗さでの接着力測定値の平均値を結んだ線を折れ線で示している。
【００２５】
図２に示す結果から、本発明者は、透明樹脂フィルムシートの平均表面粗さＲａがおよそ２μｍ乃至２０μｍの範囲でアイオノマ樹脂層と透明樹脂フィルムシートとの接着力が極大（最大強度）になることを実験的に見出した。この実験において、透明樹脂フィルムシートの平均表面粗さが０μｍの場合、すなわち透明樹脂フィルムシートの表面に凹凸が無く表面が平滑な場合には、アイオノマ樹脂層と透明樹脂フィルムシートとの接着力は、約９Ｎ／ｃｍ２という低い値であった。
【００２６】
太陽電池モジュールの認証試験に封止材等のシートの接着強度の規格はないが、現在、太陽電池モジュールは人手で設置工事が可能なサイズとして面積約１．５ｍ２で重量約１５ｋｇ〜２０ｋｇの形態が最も一般的である。このような太陽電池モジュールにおいて封止材等の接着面に大きな力がかかるケースとして、太陽電池モジュールが端子ボックスから出ているケーブルだけで吊り下げられるような状況が考えられる。このような状況で、太陽電池モジュール重量を約２０ｋｇ、端子ボックスの接着面積を約２０ｃｍ２と仮定すると、端子ボックスを接着した部分のラミネート積層体には、約１０Ｎ／ｃｍ２の引張力がかかることになる。
【００２７】
したがって、上述した透明樹脂フィルムシートの表面に凹凸が無い場合のアイオノマ樹脂層と透明樹脂フィルムシートとの接着強度の約９Ｎ／ｃｍ２では、屋外設置時に太陽電池モジュールに外力が掛かった際に、アイオノマ樹脂層と透明樹脂フィルムシートとの接着面が剥がれて破壊する危険性が高い。しかし、一般的にアイオノマ樹脂層と透明樹脂フィルムシートとの接着強度がこの約２倍の２０Ｎ／ｃｍ２以上あれば、通常考えうるケーブルの引っ張りや、気温変化による伸縮などの機械的な外力により、アイオノマ樹脂層と透明樹脂フィルムシートとの接着面の剥離を生じることはなく、接着強度２０Ｎ／ｃｍ２以上が実用的な接着強度と考えられる。
【００２８】
図２に示した実験結果で、ＰＥＴ樹脂シートの平均表面粗さＲａ＝０の時の相対接着強度は０．３であり、この強度は９Ｎ／ｃｍ２である。同図で太陽電池モジュールとして実用的な２０Ｎ／ｃｍ２以上の接着強度が得られる平均表面粗さＲａの範囲は、接着強度２０Ｎ／ｃｍ２＝相対接着強度０．７以上となる平均表面粗さＲａの範囲、すなわち平均表面粗さＲａがおよそ２μｍ乃至２０μｍの範囲であると分かった。
【００２９】
透明樹脂フィルムシートとアイオノマ樹脂層との接着力が透明樹脂フィルムシートの平均表面粗さＲａに対してピークを示すのは、以下のような理由によるものと考えられる。透明樹脂フィルムシートの表面において、平均表面粗さＲａ＜５μｍの微細な凹凸のある領域においては、つぎのような理由で十分な接着力が得られない。すなわち、高低差が小さい凹凸が透明樹脂フィルムシートの表面全体にある場合は、ラミネート時の加熱加圧により透明樹脂フィルムシートの表面が平滑化するため、透明樹脂フィルムシートの表面の凹凸化の効果が薄れる。また、透明樹脂フィルムシートの表面において、平滑面の中に一定以上の高低差のある凹凸部がミクロ的に混在している場合は、該平滑面のアイオノマ樹脂層との接着力の低さの影響で十分な接着力が得られないものと考えられる。
【００３０】
一方、透明樹脂フィルムシートの表面において、平均表面粗さＲａ＞２０μｍ以上の比較的大きな凹凸のある領域においては、つぎのような理由で十分な接着力が得られない。すなわち、例えば頂角６０度のピラミッド形状の凹凸の形を変えずに平均表面粗さＲａを大きくする場合は、大きな凹凸パターン（ピラミッド形状等）で表面を覆うことになるので、単位面積当りの凹凸パターンの数は減少する。この場合は、透明樹脂フィルムシートとアイオノマ樹脂層との接着面の表面積は変化せず投錨効果（アンカー効果）は低下するため、透明樹脂フィルムシートとアイオノマ樹脂層との接着力が低下する。また、凹凸パターンの密度を変えずに高低差を大きくすると、細かく分布した凹凸パターンの高低差だけが大きくなり、深く入りこんだ凹凸表面に高粘度のアイオノマが入り込んで密着することが困難になり、接着力が低下するものと考えられる。
【００３１】
平均表面粗さＲａを測定する際に、基準長さが長い条件で測定すると、平均表面粗さＲａの中に、表面粗さではなく長周期のうねりが含まれる。そこで、本実施の形態では平均表面粗さＲａの基準長さを０．２５ｍｍと規定した。例えば、基準長さ８ｍｍで平均表面粗さＲａを測定した場合、透明樹脂フィルムシートの表面が緩やかにうねっていて、周期４ｍｍで凹凸高さ８０μｍの三角波形になっていた場合、平均表面粗さＲａ＝２０μｍになるが、凹凸形状は横方向長さに対して高さが１／５０しかなく、接着力の向上は見込めない。
【００３２】
透明樹脂フィルムシート１０３の表面の凹凸は表面全体にほぼ均一に形成されていることが好ましい。透明樹脂フィルムシート１０３の表面の凹凸形状としては、光の散乱を起こしにくく、かつ接着表面積を大きくできるような断面形状が好ましい。具体的には、透明樹脂フィルムシート１０３の表面の凹凸形状の断面形状としては、不規則なテクスチャー形状、規則的な三角波形状、矩形波形状等を挙げることができる。
【００３３】
また、透明樹脂フィルムシート１０３の表面に凹凸形状を形成する方法としては、表面に凹凸形状を有するヒートローラーをシート形成時に押し当てて凹凸を転写形成する方法、透明樹脂フィルムシート１０３の表面にサンドブラストやレーザービーム照射を施して機械的に凹凸を形成する方法等が挙げられる。
【００３４】
また、透明樹脂フィルムシート１０３の厚さは、表面に適度な凹凸を形成するために平均２０μｍ以上であることが好ましく、該透明樹脂フィルムシート１０３での光吸収損失を増やさないために平均厚さ２００μｍ以下であることが好ましい。
【００３５】
本実施の形態において、ＥＶＡ樹脂層１０４，１０６とは、太陽電池モジュールで一般的に用いられるエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂である。モジュールの作製時には、ＥＶＡ樹脂層１０４，１０６とアイオノマ樹脂層１０２とを同時に加熱、ラミネートするため、これらのラミネート温度、キュア温度が大きく異ならないことが好ましい。
【００３６】
本実施の形態において、結晶シリコン太陽電池セル１０５とは、一般的な不純物拡散によりＰＮ接合を形成する単結晶あるいは多結晶のシリコン太陽電池セルである。ここで、結晶シリコン太陽電池セル１０５の構成について説明する。結晶シリコン太陽電池セル１０５は、光電変換層としてｐ型の導電性を有する多結晶シリコン基板または単結晶シリコン基板を用いた結晶シリコン系セルが代表的である。
【００３７】
なお、本実施の形態にかかる太陽電池モジュール１００において、内部に封止される太陽電池セルはこれに限定されず、ｎ型シリコン基板を用いた結晶シリコン系セル、結晶シリコン基板上に非晶質シリコン層が形成されたヘテロ接合シリコン系セル、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）に代表される化合物系セルを用いることも可能である。さらに、通常は基板の受光面側に形成されている金属電極が基板の裏面側に形成された構造を有する裏面電極型（ＩＢＣ：Interdigitated  Back  Contact）セルなどを用いることも可能である。ただし、これらの太陽電池セルの光入射側には絶縁性のＳｉＮｘ，  ＳｉＯｘ等のパッシベーション層（反射防止層）が設けられている。
【００３８】
ここでは、代表的な結晶シリコン太陽電池セル１０５として、光電変換層としてｐ型の導電性を有する単結晶シリコン基板を用いた結晶シリコン系光電変換セルについて説明する。図３−１は、実施の形態１にかかる結晶シリコン太陽電池セル１０５を受光面側から見た平面図である。図３−２は、実施の形態１にかかる結晶シリコン太陽電池セル１０５を非受光面側（裏面側）から見た平面図である。図３−３は、実施の形態１にかかる結晶シリコン太陽電池セル１０５の構成を示す要部断面図であり、図３−１におけるＡ−Ａ断面図である。図３−４は、実施の形態１にかかる結晶シリコン太陽電池セル１０５が接続配線２１により電気的に直列に接続配線されたストリングを示す要部断面図である。
【００３９】
結晶シリコン太陽電池セル１０５としては、スーパーストレートタイプの代表的なものである片面発電型の結晶系太陽電池セルを用いることができる。結晶シリコン太陽電池セル１０５は、光電変換機能を有する基板であってｐｎ接合を有する半導体基板７の受光面側に、たとえば絶縁性の膜としてシリコン窒化膜からなり反射防止および表面パッシベーションを担う反射防止膜３が形成されている。半導体基板７は、たとえばｐ型単結晶シリコンからなる半導体基板１の受光面側に、リン拡散によって不純物拡散層（ｎ型不純物拡散層）２が形成されている。半導体基板７の受光面側および裏面側には、接続配線２１との接合用の接続電極として受光面バス電極５２および裏面バス電極６２が形成されている。この太陽電池セル１０５では、反射防止膜３側から太陽光Ｌが入射する。
【００４０】
半導体基板１（ｎ型不純物拡散層２）の受光面側の表面には、テクスチャー構造としてたとえば逆ピラミッド状の微小凹凸（テクスチャー）からなる逆ピラミッドテクスチャー構造（図示せず）が形成されている。逆ピラミッド状の微小凹凸（テクスチャー）は、受光面において外部からの光を吸収する面積を増加し、受光面における反射率を抑え、効率良く光を太陽電池セル１０５に閉じ込め、光路長を延ばして出力電流を向上させる。
【００４１】
半導体基板７の受光面側には、銀（Ａｇ）、ガラスを含む電極材料が焼成されて形成されて櫛型を呈する金属電極である受光面電極５が、反射防止膜３を突き抜けて不純物拡散層（ｎ型不純物拡散層）２に電気的に接続して設けられている。受光面電極５としては、半導体基板７から光生成キャリアを集電する長尺細長の受光面グリッド電極５１が、半導体基板７の受光面の面内方向において複数並べて設けられている。また、この受光面グリッド電極５１と導通して該受光面グリッド電極５１から光生成キャリアを集電する受光面バス電極５２が、半導体基板７の受光面の面内方向において該受光面グリッド電極５１と略直交するように設けられている。受光面グリッド電極５１および受光面バス電極５２は、それぞれ底面部においてｎ型不純物拡散層２に電気的に接続している。
【００４２】
一方、半導体基板７の裏面（受光面と反対側の面）には、アルミニウム（Ａｌ）、ガラスを含む電極材料が焼成されて形成された裏面アルミニウム電極６１が、外縁領域を一部を除いた全体にわたって設けられている。また、銀（Ａｇ）、ガラスを含む電極材料が焼成されて形成された裏面バス電極６２が受光面バス電極５２と略同一方向に延在して設けられている。そして、裏面アルミニウム電極６１と裏面バス電極６２とにより裏面電極６が構成される。
【００４３】
半導体基板７の受光面側では、金属電極の光反射によって半導体基板７への光入射量が減少するため、受光面電極５を細線状に加工する必要がある。一方、半導体基板７の裏面側では、このような金属電極の光反射は問題とならないため、電極形状は任意である。これらの金属電極は、細線状に形成する場合には印刷法やメッキ法などが、裏面の電極を細線上に加工せずに全面電極とする場合にはこれらに加えてスパッタリング法や蒸着法なども用いることができる。なお、受光面電極５および裏面電極６の材料にはアルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）が用いられることが多いが、特に限定されるものではなく、周知の材料から適宜選択して用いることができる。
【００４４】
また、半導体基板７の裏面（受光面と反対側の面）側の表層部における裏面アルミニウム電極６１の下部領域には、半導体基板１よりも高濃度でｐ型不純物を含んでｐ型の導電型かつ半導体基板１よりも高い導電率を備えたｐ＋層（ＢＳＦ（Back  Surface  Field））４が形成されている。ｐ＋層（ＢＳＦ）４により、ＢＳＦ（Back  Surface  Field）と呼ばれる、光生成された少数キャリアをポテンシャル障壁により光入射面側に戻す効果が得られる。
【００４５】
このように構成された結晶シリコン太陽電池セル１０５では、太陽光Ｌが結晶シリコン太陽電池セル１０５の受光面側から半導体基板７に照射されると、ホールと電子が生成する。ｐｎ接合部（ｐ型単結晶シリコンからなる半導体基板１とｎ型不純物拡散層２との接合面）の電界によって、生成した電子はｎ型不純物拡散層２に向かって移動し、ホールは半導体基板１に向かって移動する。これにより、ｎ型不純物拡散層２に電子が過剰となり、半導体基板１にホールが過剰となる結果、光起電力が発生する。この光起電力はｐｎ接合を順方向にバイアスする向きに生じ、ｎ型不純物拡散層２に接続した受光面電極５がマイナス極となり、ｐ＋層４に接続した裏面電極６がプラス極となって、図示しない外部回路に電流が流れる。
【００４６】
本実施の形態において、裏面側保護部材１０７とは、結晶シリコン太陽電池セル１０５の受光面と反対側（裏面側）に配置されて、結晶シリコン太陽電池セル１０５の裏面側を保護する。裏面側保護部材１０７としては樹脂バックシートが用いられ、結晶系太陽電池モジュールで一般的に用いられる耐加水分解ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂シートやポリフッ化ビニル（ＰＶＦ：Polyvinyl  Fluoride）樹脂シート、あるいはこれ等を貼り合わせた積層樹脂シートを用いることができる。また、樹脂シートの表面にシリカやアルミナなどの酸化物蒸着フィルムを貼り合せたものも使用できる。
【００４７】
つぎに、上記のように構成された実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００の製造方法の一例について説明する。
【００４８】
まず、公知の方法により複数の太陽電池セル１０５を作製する。たとえばアルカリ水溶液を用いた異方性エッチングにより、ｐ型単結晶シリコン基板の受光面側に、微小凹凸（テクスチャー）からなる逆ピラミッドテクスチャー構造を形成する。つぎに、ｐ型単結晶シリコン基板を熱拡散炉へ投入し、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）蒸気の存在下で加熱してｐ型単結晶シリコン基板の表面にリンガラスを形成することによりｐ型単結晶シリコン基板中にリンを拡散させ、ｐ型単結晶シリコン基板の表層にｎ型不純物拡散層２を形成する。これにより、ｐｎ接合を有する半導体基板７が形成される。
【００４９】
つぎに、フッ酸溶液中でｐ型単結晶シリコン基板のリンガラス層を除去した後、反射防止膜３としてたとえばプラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ：Plasma  Enhanced  CVD）により窒化シリコン膜（ＳｉＮ膜）をｎ型不純物拡散層２上に形成する。
【００５０】
つぎに、半導体基板７の受光面に銀の混入した電極ペーストをスクリーン印刷により櫛形に印刷し、半導体基板７の裏面にアルミニウムの混入した電極ペーストをスクリーン印刷により全面に印刷する。その後、半導体基板７の表裏面の電極ペーストに焼成処理を実施して、受光面電極５と裏面電極６とを形成する。以上のようにして、図３−１〜図３−３に示す太陽電池セル１０５が作製される。
【００５１】
つぎに、上記のようにして作製された太陽電池セル１０５を電気的に直接に接続してストリングとする。ストリングは、上記のようにして作製された複数の太陽電池セル１０５を、接続配線２１によって各太陽電池セル１０５の電極を電気的に直列接続することにより作製される。このとき、複数の太陽電池セル１０５は、所定の配列方向において所定の距離だけ離間して略同一平面上に規則的に配列される。以上のようにして、図３−４に示すような太陽電池セル１０５が接続配線２１により電気的に直列に接続配線されたストリングが作製される。
【００５２】
つぎに、上記のようにして作製されたストリングを用いて太陽電池モジュール１００を作製する。まず、裏面側保護部材１０７上に、ＥＶＡ樹脂層１０６を介して電気的に直列に接続配線された太陽電池セル１０５（ストリング）を設置する。そして、太陽電池セル１０５（ストリング）上に、ＥＶＡ樹脂層１０４、透明樹脂フィルムシート１０３、アイオノマ樹脂層１０２をこの順で積層し、その上に受光面側保護ガラス１０１を配置して積層体を構成する。その後、これらの積層体を公知の真空加熱ラミネータやオートクレーブを使用したラミネート封止プロセスによりラミネートして、太陽電池セル１０５（ストリング）を封止する。これにより、上記の各部材がラミネートされて一体化し、太陽電池モジュール１００が得られる。その後、太陽電池モジュール１００には金属フレームである額縁状のアルミニウム製フレームが取り付けられる。
【００５３】
以上のような実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００においては、高温高湿状態で太陽電池モジュール１００内の内部配線とアルミニウム製フレーム（金属フレーム）との間に高電圧を印加した場合、ＰＩＤ現象を引き起す主なリーク電流経路は、接地電位のアルミニウム製フレーム（金属フレーム）〜受光面側保護ガラス１０１〜アイオノマ樹脂層１０２〜表面に凹凸を有する透明樹脂フィルムシート１０３〜ＥＶＡ樹脂層１０４〜結晶シリコン太陽電池セル１０５となる。
【００５４】
しかし、この経路において、高抵抗で水蒸気透過が少ないアイオノマ樹脂層１０２が高温高湿の雰囲気においても、受光面側保護ガラス１０１およびＥＶＡ樹脂層１０４に比べて非常に高い抵抗を保つため、リーク電流が抑制され、受光面側保護ガラス１０１からのＮａ＋イオンが結晶シリコン太陽電池セル１０５の表面まで移動することが防止され、ＰＩＤ現象の発生を防止することができる。
【００５５】
また、アイオノマ樹脂は、ガラスとは良好に接着するが、ＰＥＴ等の樹脂シートとは接着しにくい。また、アイオノマ樹脂は、ＥＶＡ樹脂とは接着はするものの、界面にシワや大きなうねり、残留気泡、混合物層などの欠陥を生じやすい。
【００５６】
しかし、実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００においては、アイオノマ樹脂層１０２およびＥＶＡ樹脂層１０４は、表面に凹凸形状を有する透明樹脂フィルムシート１０３と接着される。このため、封止工程における加熱において、軟化したＥＶＡ樹脂層１０４およびアイオノマ樹脂層１０２が流動して透明樹脂フィルムシート１０３の表面の凹凸を埋めて、透明樹脂フィルムシート１０３とＥＶＡ樹脂層１０４および透明樹脂フィルムシート１０３とアイオノマ樹脂層１０２とが接着される。これにより、アイオノマ樹脂層１０２と透明樹脂フィルムシート１０３との接着強度およびＥＶＡ樹脂層１０４と透明樹脂フィルムシート１０３との接着強度が向上し、全体としてアイオノマ樹脂層１０２とＥＶＡ樹脂層１０４との間の接着強度が向上する。
【００５７】
また、実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００においては、透明樹脂フィルムシート１０３の表面の凹凸形状が、異種の樹脂間、すなわちアイオノマ樹脂層１０２と透明樹脂フィルムシート１０３との間、およびＥＶＡ樹脂層１０４と透明樹脂フィルムシート１０３との間の熱伸縮の差を緩和し、異種の樹脂間界面でのシワやうねり、気泡の発生を防ぐことができる。
【００５８】
すなわち、実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００においては、アイオノマ樹脂層１０２とＥＶＡ樹脂層１０４との間に、表面を適度に凹凸形状にした透明樹脂フィルムシート１０３を挿入することにより、アイオノマ樹脂層１０２とＥＶＡ樹脂層１０４との界面の接着性を高めるとともに、混合物層の形成を防ぎ、また、透明樹脂フィルムシート１０３の表面の凹凸形状が、当接する樹脂間の熱伸縮の差を吸収してシワや大きなうねりを防ぎ、欠陥を生じることなく良好にラミネート封止することができる。
【００５９】
したがって、実施の形態１によれば、太陽電池システムにおいてＰＩＤ現象による特性低下を防止し、かつ、良好なラミネート封止を実現可能な太陽電池モジュールを得ることができる。
【００６０】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はその趣旨を越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
【００６１】
（実施例１）
実施例１では、上述した実施の形態１にかかる太陽電池モジュールを作製した。受光面側保護ガラス１０１としての厚さ３．２ｍｍの白板強化ガラス板、アイオノマ樹脂層１０２としての０．２ｍｍ厚のエチレン−メタクリル酸共重合体の分子間をＺｎイオンで分子間結合したアイオノマ樹脂シート、表面に凹凸を有する透明樹脂フィルムシート１０３としての平均厚さ７５μｍで両面に基準長さ０．２５ｍｍでの平均表面粗さ１０μｍの凹凸が形成された透明ＰＥＴ樹脂フィルムシート、ＥＶＡ樹脂層１０４としての厚さ０．４ｍｍの太陽電池用ＥＶＡ樹脂シート、結晶シリコン太陽電池セル１０５としての表面にＳｉＮｘパッシベーション層を有する１５６ｍｍ角の単結晶シリコン太陽電池セル、ＥＶＡ樹脂層１０６としての厚さ０．４ｍｍの太陽電池用ＥＶＡ樹脂シート、裏面側保護部材１０７としての耐加水分解ＰＥＴ系樹脂バックシート、をこの順に積層し、公知の真空加熱ラミネータ装置で一体化して封止した。
【００６２】
単結晶シリコン太陽電池セルは、あらかじめ６０個を電気的に直列配線し、端子ボックスを介してケーブルに電力を出力するようにした。一体化した積層体の端面は、アルミニウム製フレームで支持し、保護されるようにした。
【００６３】
なお、単結晶シリコン太陽電池セルの作製においては、ｐ型単結晶シリコンウエハの表面に公知の熱拡散法によりリンを熱拡散してｎ型不純物拡散層を形成し、その上に公知のプラズマＣＶＤ法によりＳｉＮｘからなるパッシベーション層（反射防止層）を約７５ｎｍの厚みで堆積形成した。つぎに、銀ペーストのスクリーン印刷法により、幅１００μｍのグリッド電極をピッチ２．２ｍｍでｐ型単結晶シリコンウエハのおもて面に印刷し、焼成した。また、スクリーン印刷法により、ｐ型単結晶シリコンウエハの裏面の全面にアルミニウムペーストを印刷し、熱拡散してｐ＋層を形成した。さらに、ｐ型単結晶シリコンウエハのおもて面と裏面とに、銀ペーストのスクリーン印刷によりバスバー電極を印刷し、焼成した。
【００６４】
そして、単結晶シリコン太陽電池セルのバスバー電極に接続配線２１としてのハンダメッキ銅リボンをハンダ付けすることにより、複数の単結晶シリコン太陽電池セルを電気的に直列に接続した。
【００６５】
このようにして作製した太陽電池モジュールに対して、以下のような試験を行って特性を評価した。
【００６６】
（ＰＩＤ試験）
作製した太陽電池モジュールを、受光面側保護ガラスが上向きになるようにして、温度６０℃、湿度８５％ＲＨの条件の環境試験機に入れた。そして、受光面側保護ガラス上に水を張り、アルミニウム製フレーム〜太陽電池モジュールの内部配線間に、外部直流電源から内部配線がマイナスの向きになるように１０００Ｖの電圧を印加して９６時間放置した。試験後の標準状態（自然雰囲気）での太陽電池モジュールの出力を測定し、試験前の標準状態（自然雰囲気）での太陽電池モジュールの出力と比較した。
【００６７】
その結果、試験前後の太陽電池モジュールの出力測定値は、±０．５％以内の値で殆ど変化しておらず、ＰＩＤ現象の発生は認められなかった。このことから、実施の形態１にかかる太陽電池モジュールにはＰＩＤ現象の防止効果があることが認められた。
【００６８】
（出力試験）
また、比較のため、表面に凹凸を有する透明樹脂フィルムシートをアイオノマ樹脂とＥＶＡ樹脂との間に設けない以外は上記の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールと同様にして従来の太陽電池モジュールを作製した。
【００６９】
図４は、従来の太陽電池モジュールの概略構成を模式的に示す要部断面図である。従来の太陽電池モジュールは、受光面側保護ガラス２０１、アイオノマ樹脂２０２、ＥＶＡ樹脂層２０４、結晶シリコン太陽電池セル２０５、ＥＶＡ樹脂層２０６、裏面側保護部材２０７がこの順に積層され、ラミネートプロセスによって一体化された構造を有する。従来の太陽電池モジュールにおいては、ラミネートプロセス時に発生した、アイオノマ樹脂とＥＶＡ樹脂との界面の欠陥発生領域２０９が存在する。
【００７０】
上記の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールのＰＩＤ試験前の標準状態（自然雰囲気）での出力は、従来の太陽電池モジュールの初期出力の１０３％の値を示した。従来の太陽電池モジュールでは、アイオノマ樹脂とＥＶＡ樹脂との界面にシワや気泡があり、入射光が遮られて太陽電池セルの出力が低下していた。一方、実施の形態１にかかる太陽電池モジュールでは、アイオノマ樹脂と透明樹脂フィルムシートとの界面およびＥＶＡ樹脂と透明樹脂フィルムシートとの界面に欠陥は発生していなかった。このため、実施の形態１にかかる太陽電池モジュールでは、界面の欠陥に起因した太陽電池セルの出力の低下が防止されて、良好な出力が得られたと考えられる。
【００７１】
（接着強度試験）
さらに、実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの受光面側保護ガラスを台に固定し、裏面側保護部材に引張り金具を強固に接着して、ＪＩＳ  Ｋ６８４９に基づく引張り強度試験を行った。その結果、実施の形態１にかかる太陽電池モジュールは、引張強度２０Ｎ／ｃｍ２を加えても接着面の剥離は生じず、太陽電池モジュールとして十分な接着力があることが確認された。さらに強い力で引っ張ったところ、引張強度３０Ｎ／ｃｍ２でアイオノマ樹脂と透明樹脂フィルムシートとの間から剥離し、接着強度は約３０Ｎ／ｃｍ２であった。したがって、実施の形態１にかかる太陽電池モジュールは、モジュール構造における実用的な接着強度と考えられる接着強度２０Ｎ／ｃｍ２以上の接着強度を十分に確保しているといえる。
【００７２】
実施の形態２．
実施の形態１では、両表面に凹凸を有する透明樹脂フィルムシート１０３において、アイオノマ樹脂層１０２に接する表面もＥＶＡ樹脂層１０４に接する表面も同じ表面粗さである場合について示した。ＰＥＴ等の透明樹脂とＥＶＡ樹脂との接着強度は、ＰＥＴ等の透明樹脂とアイオノマ樹脂との接着強度よりも大きい。このため、両表面に凹凸を有する透明樹脂フィルムシート１０３における表面粗さを、アイオノマ樹脂層１０２に接する表面で大きく、ＥＶＡ樹脂層１０４に接する表面で小さくすることができる。
【００７３】
したがって、実施の形態２にかかる結晶シリコン太陽電池モジュールは、両表面に凹凸を有する透明樹脂フィルムシート１０３におけるアイオノマ樹脂層１０２に接する表面の平均表面粗さを、ＥＶＡ樹脂層１０４に接する表面の平均表面粗さよりも大きくする。また、実施の形態２にかかる太陽電池モジュールは、両表面に凹凸を有する透明樹脂フィルムシート１０３における表面の平均表面粗さ以外は、実施の形態１にかかる太陽電池モジュールと同じ構造である。
【００７４】
なお、図２に示すように、両表面に凹凸を有する透明樹脂フィルムシート１０３におけるアイオノマ樹脂層１０２に接する表面の平均表面粗さは、２μｍ乃至２０μｍの範囲が好ましく、ＥＶＡ樹脂層１０４に接する表面の平均表面粗さＲａはこれよりも小さくする。なお、ＥＶＡ樹脂層１０４に接する表面の平均表面粗さＲａの下限は、ＥＶＡとの接着力はアイオノマと比較して大きく、平滑面でも接着できるが、ある程度の表面粗さがあると接着力が向上すること、反対面が凹凸だと表面に自然に凹凸ができることから、ＥＶＡ樹脂に接する表面にも若干の凹凸を有することが好ましいとの観点から０．５μｍ程度である。
【００７５】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はその趣旨を越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
【００７６】
（実施例２）
実施例２では、上述した実施の形態２にかかる太陽電池モジュールを作製した。実施例２の太陽電池モジュールは、表面に凹凸を有する透明樹脂フィルムシート１０３としての透明ＰＥＴ樹脂フィルムシートにおけるアイオノマ樹脂層１０２に接する表面での基準長さ０．２５ｍｍでの平均表面粗さを２μｍ〜２０μｍの範囲で変化させた以外は、実施例１と同様にして作製した。
【００７７】
すなわち、アイオノマ樹脂層１０２に接する表面での基準長さ０．２５ｍｍでの平均表面粗さが２μｍ，５μｍ，１０μｍ，１５μｍ，２０μｍの５種類の透明ＰＥＴ樹脂シートを用意し、５種類の太陽モジュールを作製した。また、透明ＰＥＴ樹脂フィルムシートにおけるＥＶＡ樹脂層１０４に接する表面の平均表面粗さは、アイオノマ樹脂層１０２に接する表面の平均表面粗さよりも小さくし、１μｍとした。
【００７８】
このようにして作製した太陽電池モジュールに対して、以下のような試験を行って特性を評価した。
【００７９】
（ＰＩＤ試験）
作製した５種類の太陽電池モジュールを、受光面側保護ガラスが上向きになるようにして、温度６０℃、湿度８５％ＲＨの条件の環境試験機に入れた。そして、受光面側保護ガラス上に水を張り、アルミニウム製フレーム〜太陽電池モジュールの内部配線間に、外部直流電源から内部配線がマイナスの向きになるように１０００Ｖの電圧を印加して９６時間放置した。試験後の標準状態（自然雰囲気）での太陽電池モジュールの出力を測定し、試験前の標準状態（自然雰囲気）での太陽電池モジュールの出力と比較した。
【００８０】
その結果、試験前後の太陽電池モジュールの出力測定値は、±０．５％以内の値で殆ど変化しておらず、ＰＩＤ現象の発生は認められなかった。このことから、実施の形態２にかかる太陽電池モジュールにはＰＩＤ現象の防止効果があることが認められた。
【００８１】
（出力試験）
また、作製した５種類の太陽電池モジュールのＰＩＤ試験前の標準状態（自然雰囲気）での出力を、両表面の表面粗さを１０μｍとした透明ＰＥＴ樹脂フィルムシートを使用した実施例１の太陽電池モジュールの初期出力と比較した。
【００８２】
その結果、５種類の太陽電池モジュールのＰＩＤ試験前の標準状態（自然雰囲気）での出力は、実施例１の太陽電池モジュールの初期出力を１００．０％とした場合に、９９．３％〜１００．３％の良好な値を示した。
【００８３】
（接着強度試験）
さらに、実施の形態２にかかる５種類の太陽電池モジュールの受光面側保護ガラスを台に固定し、裏面側保護部材に引張り金具を強固に接着して、ＪＩＳ  Ｋ６８４９に基づく引張り強度試験を行った。その結果、実施の形態２にかかる５種類の太陽電池モジュールは、引張強度２０Ｎ／ｃｍ２を加えても接着面の剥離は生じず、太陽電池モジュールとして十分な接着力があることが確認された。さらに強い力で引っ張ったところ、引張強度２４Ｎ／ｃｍ２〜  ３０Ｎ／ｃｍ２でアイオノマ樹脂と透明樹脂フィルムシートとの間から剥離し、接着強度は約２４Ｎ／ｃｍ２〜３０Ｎ／ｃｍ２であった。
【００８４】
したがって、実施の形態２にかかる太陽電池モジュールは、モジュール構造における実用的な接着強度と考えられる接着強度２０Ｎ／ｃｍ２以上の接着強度を十分に確保しているといえる。すなわち、透明ＰＥＴ樹脂シートのアイオノマ樹脂層に接する表面での基準長さ０．２５ｍｍでの平均表面粗さを２μｍ〜２０μｍとし、透明ＰＥＴ樹脂フィルムシートにおけるＥＶＡ樹脂層に接する表面の平均表面粗さは、アイオノマ樹脂層に接する表面の平均表面粗さよりも小さくしても、モジュール構造における実用的な接着強度と考えられる接着強度２０Ｎ／ｃｍ２以上を確保しているといえる。
【００８５】
実施の形態３．
図５は、本発明の実施の形態３にかかる結晶シリコン太陽電池モジュールの概略構成を模式的に示す要部断面図である。実施の形態３にかかる結晶シリコン太陽電池モジュールは、両表面に凹凸を有する透明樹脂フィルムシート１０３の両表面にコロナ処理改質層１０８が設けられていること以外は、実施の形態１にかかる太陽電池モジュールと同じ構造を有する。
【００８６】
以上のような実施の形態３にかかる太陽電池モジュールにおいては、高温高湿状態で太陽電池モジュール内の内部配線とアルミニウム製フレーム（金属フレーム）との間に高電圧を印加した場合、ＰＩＤ現象を引き起す主なリーク電流経路は、接地電位のアルミニウム製フレーム（金属フレーム）〜受光面側保護ガラス１０１〜アイオノマ樹脂層１０２〜表面に凹凸を有する透明樹脂フィルムシート１０３〜ＥＶＡ樹脂層１０４〜結晶シリコン太陽電池セル１０５となる。
【００８７】
しかし、この経路において、高抵抗で水蒸気透過が少ないアイオノマ樹脂層１０２が高温高湿の雰囲気においても、受光面側保護ガラス１０１およびＥＶＡ樹脂層１０４に比べて非常に高い抵抗を保つため、リーク電流が抑制され、受光面側保護ガラス１０１からのＮａ＋イオンが結晶シリコン太陽電池セル１０５の表面まで移動することが防止され、ＰＩＤ現象の発生を防止することができる。
【００８８】
また、実施の形態３にかかる太陽電池モジュールにおいては、アイオノマ樹脂層１０２およびＥＶＡ樹脂層１０４は、表面に凹凸形状を有する透明樹脂フィルムシート１０３と接着される。このため、封止工程における加熱において、軟化したＥＶＡ樹脂層１０４およびアイオノマ樹脂層１０２が流動して透明樹脂フィルムシート１０３の表面の凹凸を埋めて、透明樹脂フィルムシート１０３とＥＶＡ樹脂層１０４および透明樹脂フィルムシート１０３とアイオノマ樹脂層１０２とが接着される。これにより、アイオノマ樹脂層１０２と透明樹脂フィルムシート１０３との接着強度およびＥＶＡ樹脂層１０４と透明樹脂フィルムシート１０３との接着強度が向上し、全体としてアイオノマ樹脂層１０２とＥＶＡ樹脂層１０４との間の接着強度が向上する。
【００８９】
そして、表面に凹凸形状を有する透明樹脂フィルムシート１０３の両表面には接着性に優れるコロナ処理改質層１０８が設けられているため、アイオノマ樹脂層１０２と透明樹脂フィルムシート１０３との接着強度およびＥＶＡ樹脂層１０４と透明樹脂フィルムシート１０３との接着強度がより向上し、全体としてアイオノマ樹脂層１０２とＥＶＡ樹脂層１０４との間の接着強度がより向上する。したがって、透明樹脂フィルムシート１０３の両表面における凹凸の表面粗さが小さ目である場合においても、良好なラミネート封止を実現することができる。なお、コロナ処理改質層１０８が必ずしも表面に凹凸形状を有する透明樹脂フィルムシート１０３の両表面に形成されていない場合でも、コロナ処理改質層１０８が形成された面においては、上記の効果が得られる。また、コロナ処理改質層１０８は、実施の形態２の構造に適用してもよい。
【００９０】
また、実施の形態３にかかる太陽電池モジュールにおいては、透明樹脂フィルムシート１０３の表面の凹凸形状が、異種の樹脂間、すなわちアイオノマ樹脂層１０２と透明樹脂フィルムシート１０３との間、およびＥＶＡ樹脂層１０４と透明樹脂フィルムシート１０３との間の熱伸縮の差を緩和し、異種の樹脂間界面でのシワやうねり、気泡の発生を防ぐことができる。
【００９１】
すなわち、実施の形態３にかかる太陽電池モジュール１００においては、アイオノマ樹脂層１０２とＥＶＡ樹脂層１０４との間に、表面を適度に凹凸形状にした透明樹脂フィルムシート１０３を挿入することにより、アイオノマ樹脂層１０２とＥＶＡ樹脂層１０４との界面の接着性を高めるとともに、混合物層の形成を防ぎ、また、透明樹脂フィルムシート１０３の表面の凹凸形状が、当接する樹脂間の熱伸縮の差を吸収してシワや大きなうねりを防ぎ、欠陥を生じることなく良好にラミネート封止することができる。
【００９２】
したがって、実施の形態３によれば、太陽電池システムにおいてＰＩＤ現象による特性低下を防止し、かつ、より良好なラミネート封止を実現可能な太陽電池モジュールを得ることができる。
【００９３】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はその趣旨を越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
【００９４】
（実施例３）
実施例３では、上述した実施の形態３にかかる太陽電池モジュールを作製した。実施の形態３にかかる太陽電池モジュールは、表面に凹凸を有する透明樹脂フィルムシート１０３として、実施例１で用いた透明ＰＥＴ樹脂フィルムシートの両表面に公知の大気中でのコロナ処理をラミネートの直前に施したこと以外は、実施例１と同様にして作製した。
【００９５】
このようにして作製した太陽電池モジュールに対して、以下のような試験を行って特性を評価した。
【００９６】
（ＰＩＤ試験）
作製した太陽電池モジュールを、受光面側保護ガラスが上向きになるようにして、温度６０℃、湿度８５％ＲＨの条件の環境試験機に入れた。そして、受光面側保護ガラス上に水を張り、アルミニウム製フレーム〜太陽電池モジュールの内部配線間に、外部直流電源から内部配線がマイナスの向きになるように１０００Ｖの電圧を印加して９６時間放置した。試験後の標準状態（自然雰囲気）での太陽電池モジュールの出力を測定し、試験前の標準状態（自然雰囲気）での太陽電池モジュールの出力と比較した。
【００９７】
その結果、試験前後の太陽電池モジュールの出力測定値は、±０．５％以内の値で殆ど変化しておらず、ＰＩＤ現象の発生は認められなかった。このことから、実施の形態３にかかる太陽電池モジュールにはＰＩＤ現象の防止効果があることが認められた。
【００９８】
（出力試験）
また、比較のため、表面に凹凸を有してコロナ処理改質層が設けられた透明樹脂フィルムシートをアイオノマ樹脂とＥＶＡ樹脂との間に設けない以外は上記の実施の形態３にかかる太陽電池モジュールと全く同様にして従来の太陽電池モジュールを作製した。
【００９９】
実施の形態３にかかる太陽電池モジュールのＰＩＤ試験前の標準状態（自然雰囲気）での出力は、従来の太陽電池モジュールの初期出力の９９．５％の値を示し、ほぼ同等であった。従来の太陽電池モジュールでは、アイオノマ樹脂とＥＶＡ樹脂との界面にシワや気泡があり、入射光が遮られて太陽電池セルの出力が低下していた。一方、実施の形態３にかかる太陽電池モジュールでは、アイオノマ樹脂と透明樹脂フィルムシートとの界面およびＥＶＡ樹脂と透明樹脂フィルムシートとの界面に欠陥は発生していなかった。
【０１００】
（接着強度試験）
さらに、実施の形態３にかかる太陽電池モジュールの受光面側保護ガラスを台に固定し、裏面側保護部材に引張り金具を強固に接着して、ＪＩＳ  Ｋ６８４９に基づく引張り強度試験を行った。その結果、実施の形態３にかかる太陽電池モジュールは、引張強度２０Ｎ／ｃｍ２を加えても接着面の剥離は生じず、太陽電池モジュールとして十分な接着力があることが確認された。さらに強い力で引っ張ったところ、引張強度４５Ｎ／ｃｍ２でアイオノマ樹脂と透明樹脂フィルムシートとの間から剥離し、接着強度は約４５Ｎ／ｃｍ２であった。すなわち、実施の形態３にかかる太陽電池モジュールは、透明ＰＥＴ樹脂フィルムシートにコロナ処理を行わずに作製した実施例１の太陽電池モジュールの約１．５倍の接着強度値を示した。したがって、実施の形態３にかかる太陽電池モジュールは、モジュール構造における実用的な接着強度と考えられる接着強度２０Ｎ／ｃｍ２以上の接着強度をより十分に確保しているといえる。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
以上のように、本発明にかかる太陽電池モジュールは、太陽電池システムにおいてＰＩＤ現象による特性低下を防止し、かつ、良好なラミネート封止を実現する場合に有用である。
【符号の説明】
【０１０２】
１  半導体基板、２  ｎ型不純物拡散層、３  反射防止膜、４  ｐ＋層（ＢＳＦ（Back  Surface  Field））、５  受光面電極、６  裏面電極、７  半導体基板、２１  接続配線、５１  受光面グリッド電極、５２  受光面バス電極、６１  裏面アルミニウム電極、６２  裏面バス電極、１００  結晶シリコン太陽電池モジュール（太陽電池モジュール）、１０１  受光面側保護ガラス、１０２  アイオノマ樹脂層、１０３  透明樹脂フィルムシート、１０４  ＥＶＡ樹脂層、１０５  結晶シリコン太陽電池セル（太陽電池セル）、１０６  ＥＶＡ樹脂層、１０７  裏面側保護部材、２０１  受光面側保護ガラス、２０２  アイオノマ樹脂、２０４  ＥＶＡ樹脂、２０５  結晶シリコン太陽電池セル、２０６  ＥＶＡ樹脂、２０７  裏面側保護部材、２０９  欠陥発生領域、Ｌ  太陽光。
【図１】
2014157874.tif 000003
【図２】
2014157874.tif 000004
【図３−１】
2014157874.tif 000005
【図３−２】
2014157874.tif 000006
【図３−３】
2014157874.tif 000007
【図３−４】
2014157874.tif 000008
【図４】
2014157874.tif 000009
【図５】
2014157874.tif 000010