(57)【要約】【課題】温度が高い状態でも太陽電池モジュールを構成する各部材の剥離を抑制することができ、耐久性に優れた太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】太陽電池モジュールは、第１の樹脂層を介して、少なくとも１つの太陽電池サブモジュールの表面側にガスバリアフィルムが接合され、裏面側にバックシートが接合されており、さらに第２の樹脂層を介してガスバリアフィルムに表面保護層が接合され、バックシートに裏面保護層が接合されたものである。第２の樹脂層は、−４０℃から８５℃の温度範囲において弾性率が１〜１００ＭＰａである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の樹脂層を介して少なくとも１つの太陽電池サブモジュールの表面側にガスバリアフィルムが接合され、裏面側にバックシートが接合されており、さらに第２の樹脂層を介して前記ガスバリアフィルムに表面保護層が接合され、前記バックシートに裏面保護層が接合された太陽電池モジュールであって、
前記第２の樹脂層は、−４０℃から８５℃の温度範囲において、弾性率が１〜１００ＭＰａであることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記第２の樹脂層は、スチレン系熱可塑性エラストマーで構成されている請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記第２の樹脂層は、スチレン−ブタジエン−ブチレン−スチレンからなる熱可塑性エラストマーで構成されている請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記表面保護層は、ポリカーボネート樹脂で構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
ポリカーボネート樹脂は、紫外線吸収剤を含有する請求項４に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記表面保護層は、透明樹脂フィルムと、ポリカーボネート樹脂とが接着層を介して接合された積層構造体である請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記透明樹脂フィルム、前記接着層および前記ポリカーボネート樹脂のうち、少なくとも１つが紫外線吸収剤を含有する請求項６に記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】
第１の樹脂層を介して少なくとも１つの太陽電池サブモジュールの表面側にガスバリアフィルムが接合され、裏面側にバックシートが接合されており、さらに第２の樹脂層を介して前記ガスバリアフィルムに表面保護層が接合された太陽電池モジュールであって、
前記第２の樹脂層は、−４０℃から８５℃の温度範囲において、弾性率が１〜１００ＭＰａであることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項９】
前記第２の樹脂層は、スチレン系熱可塑性エラストマーで構成されている請求項８に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１０】
前記第２の樹脂層は、スチレン−ブタジエン−ブチレン−スチレンからなる熱可塑性エラストマーで構成されている請求項８または９に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１１】
前記表面保護層は、ポリカーボネート樹脂で構成されている請求項８〜１０のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１２】
ポリカーボネート樹脂は、紫外線吸収剤を含有する請求項１１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１３】
前記表面保護層は、透明樹脂フィルムと、ポリカーボネート樹脂とが接着層を介して接合された積層構造体である請求項８〜１０のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１４】
前記透明樹脂フィルム、前記接着層および前記ポリカーボネート樹脂のうち、少なくとも１つが紫外線吸収剤を含有する請求項１３に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１５】
前記表面保護層は、透明樹脂フィルムで構成されている請求項８〜１０のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１６】
前記透明樹脂フィルムは、紫外線吸収剤を含有する請求項１５に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１７】
少なくとも１つの太陽電池サブモジュールが樹脂層を介して表面側に表面保護層、裏面側に裏面保護層が接合された太陽電池モジュールであって、
前記樹脂層は、−４０℃から８５℃の温度範囲において、弾性率が１〜１００ＭＰａであることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項１８】
前記樹脂層は、スチレン系熱可塑性エラストマーで構成されている請求項１７に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１９】
前記樹脂層は、スチレン−ブタジエン−ブチレン−スチレンからなる熱可塑性エラストマーで構成されている請求項１７または１８に記載の太陽電池モジュール。
【請求項２０】
前記表面保護層は、ガラスで構成されている請求項１７〜１９のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項２１】
前記裏面保護層は、ガラスで構成されている請求項１７〜２０のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項２２】
前記裏面保護層は、バックシートで構成されている請求項１７〜２０のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの太陽電池サブモジュールが封止された太陽電池モジュールに関し、特に、温度が高い状態でも太陽電池モジュールを構成する各部材の剥離を抑制することができる太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
光吸収により電流を発生する半導体の光電変換層を裏面電極と透明電極とで挟んだ積層構造の太陽電池セルを多数直列に接続して半導体回路を構成し、これを基板の上に形成した太陽電池サブモジュールがある。この太陽電池サブモジュールについて、水分等の進入による劣化を防ぐことを目的として、太陽電池サブモジュールをエチレン酢酸ビニルコポリマー（以下、ＥＶＡという）等の封止材で封止し、さらに水蒸気バリアフィルム、バックシート、保護部材を設けてモジュール化して太陽電池モジュールとしている。このような太陽電池モジュールでは、保護部材にガラス基板を用いるものが一般的であった。今般、太陽電池モジュールの大型化に伴い、ガラス基板の代替として保護部材に樹脂板を用いて耐衝撃性と軽量化が図られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、表面保護層にテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）フィルム、ＥＶＡの第１の樹脂層、ＰＥＴを支持体とするバリアフィルム、ＥＶＡの第２の樹脂層がこの順で積層されたトップシートと、熱可塑性プラスチックで構成された下部封止層とバックシートの順で積層されたボトムシートとで、太陽電池セルが封止された建材一体型太陽電池が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１２／０２２２７２５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、特許文献１では太陽電池セルの封止にＥＶＡの第１の樹脂層とＥＶＡの第２の樹脂層を用いている。ＥＶＡは低温下で比較的柔らかく、低温衝撃性に優れるが、８５℃程度の高温での粘弾性が低く、流動性が大きい。このため、長時間の高温環境下では第１の層とバリアフィルムの界面、または第２の層とバリアフィルムの界面で剥離が生じ、防湿性が著しく劣化するという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題点を解消し、温度が高い状態でも太陽電池モジュールを構成する各部材の剥離を抑制することができ、耐久性に優れた太陽電池モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、第１の樹脂層を介して少なくとも１つの太陽電池サブモジュールの表面側にガスバリアフィルムが接合され、裏面側にバックシートが接合されており、さらに第２の樹脂層を介してガスバリアフィルムに表面保護層が接合され、バックシートに裏面保護層が接合された太陽電池モジュールであって、第２の樹脂層は、−４０℃から８５℃の温度範囲において、弾性率が１〜１００ＭＰａであることを特徴とする太陽電池モジュールを提供するものである。
【０００８】
第２の樹脂層は、スチレン系熱可塑性エラストマーで構成されていることが好ましく、この場合、第２の樹脂層は、スチレン−ブタジエン−ブチレン−スチレンからなる熱可塑性エラストマーで構成されている。
また、表面保護層は、ポリカーボネート樹脂で構成されていることが好ましい。このポリカーボネート樹脂は、紫外線吸収剤を含有してもよい。
また、表面保護層は、透明樹脂フィルムと、ポリカーボネート樹脂とが接着層を介して接合された積層構造体で構成されていることが好ましく、透明樹脂フィルム、接着層およびポリカーボネート樹脂のうち、少なくとも１つが紫外線吸収剤を含有することが好ましい。
【０００９】
本発明の第２の態様は、第１の樹脂層を介して少なくとも１つの太陽電池サブモジュールの表面側にガスバリアフィルムが接合され、裏面側にバックシートが接合されており、さらに第２の樹脂層を介してガスバリアフィルムに表面保護層が接合された太陽電池モジュールであって、第２の樹脂層は、−４０℃から８５℃の温度範囲において、弾性率が１〜１００ＭＰａであることを特徴とする太陽電池モジュールを提供するものである。
【００１０】
第２の樹脂層は、スチレン系熱可塑性エラストマーで構成されていることが好ましく、この場合、第２の樹脂層は、スチレン−ブタジエン−ブチレン−スチレンからなる熱可塑性エラストマーで構成されている。
また、表面保護層は、ポリカーボネート樹脂で構成されていることが好ましい。このポリカーボネート樹脂は、紫外線吸収剤を含有してもよい。
また、表面保護層は、透明樹脂フィルムと、ポリカーボネート樹脂とが接着層を介して接合された積層構造体で構成されていることが好ましく、透明樹脂フィルム、接着層およびポリカーボネート樹脂のうち、少なくとも１つが紫外線吸収剤を含有することが好ましい。
また、表面保護層は、透明樹脂フィルムで構成されていることが好ましく、透明樹脂フィルムは、紫外線吸収剤を含有してもよい。
【００１１】
本発明の第３の態様は、少なくとも１つの太陽電池サブモジュールが樹脂層を介して表面側に表面保護層、裏面側に裏面保護層が接合された太陽電池モジュールであって、樹脂層は、−４０℃から８５℃の温度範囲において、弾性率が１〜１００ＭＰａであることを特徴とする太陽電池モジュールを提供するものである。
【００１２】
樹脂層は、スチレン系熱可塑性エラストマーで構成されていることが好ましく、この場合、樹脂層は、スチレン−ブタジエン−ブチレン−スチレンからなる熱可塑性エラストマーで構成されている。
また、表面保護層は、ガラスで構成されていることが好ましい。また、裏面保護層は、ガラスで構成されていることが好ましい。裏面保護層は、バックシートで構成することもできる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、温度が高い状態でも太陽電池モジュールを構成する各部材の剥離を抑制することができる。これにより、湿熱耐久性に優れた太陽電池モジュールを提供することができる。
また、本発明によれば、温度変化によって生じる太陽電池サブモジュールに与える応力ストレスを小さくでき、太陽電池サブモジュールへの物理的な損傷等を与えることも抑制できる。これにより、耐久性が優れた太陽電池モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態の太陽電池モジュールを示す模式的断面図である。
【図２】（ａ）は、図１に示す太陽電池モジュールにおける太陽電池サブモジュールの配置を示す模式図であり、（ｂ）は、図１に示す太陽電池モジュールにおける太陽電池サブモジュール間の接続状態を示す模式図である。
【図３】エチレン酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）とスチレン−ブタジエン−ブチレン−スチレン樹脂（ＳＢＢＳ）の弾性率の温度依存性を示すグラフである。
【図４】本発明の第１の実施形態の太陽電池モジュールに用いられる太陽電池サブモジュールの一例を示す模式的断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の太陽電池モジュールを示す模式的断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態の太陽電池モジュールを示す模式的断面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態の太陽電池モジュールを示す模式的断面図である。
【図８】本発明の第５の実施形態の太陽電池モジュールを示す模式的断面図である。
【図９】第３実施例で用いた積層体を示す模式的断面図である。
【図１０】実施例３と比較例３の応力の温度依存性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の太陽電池モジュールを詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態の太陽電池モジュールを示す模式的断面図である。図２（ａ）は、図１に示す太陽電池モジュールにおける太陽電池サブモジュールの配置を示す模式図であり、（ｂ）は、図１に示す太陽電池モジュールにおける太陽電池サブモジュール間の接続状態を示す模式図である。
【００１６】
図１に示す太陽電池モジュール１０は、少なくとも１つの太陽電池サブモジュール１２を有する。太陽電池サブモジュール１２は、基板４０とこの基板４０上に形成された太陽電池セル４２とを有する。本発明において、基板４０に対して太陽電池セル４２が形成された側を表面側と呼び、基板４０において太陽電池セル４２が形成されていない側を裏面側と呼ぶ。
太陽電池モジュール１０においては、複数の太陽電池サブモジュール１２が充填材１６（第１の樹脂層）で封止されている。太陽電池サブモジュール１２は充填材１６を介して表面側にガスバリアフィルム１８が接合され、裏面側にバックシート２０が接合されている。また、充填材１６の周囲を囲むように周縁シール材１４が設けられている。
【００１７】
ここで、ガスバリアフィルム１８は、後に詳細に説明するが、透明樹脂からなる支持体１８ａと、この支持体１８ａ上に形成されたガスバリア層１８ｂとを有するものである。ガスバリアフィルム１８は、支持体１８ａを周縁シール材１４側にして配置される。
ガスバリアフィルム１８の表面（ガスバリア層１８ｂの表面）に第２の樹脂層２２を介して表面保護層２４が接合されている。
【００１８】
本発明では、少なくとも１つの太陽電池サブモジュール１２が充填材１６を介して表面側にガスバリアフィルム１８が接合され、裏面側にバックシート２０が接合されたものを積層体Ｄという。
積層体Ｄに対して、第２の樹脂層２２を介してガスバリアフィルム１８上に表面保護層２４が接合されている。この表面保護層２４の表面２４ａにＵＶ吸収接着層２６を介して耐候性フィルム２８が接合されている。また、積層体Ｄに対して、第２の樹脂層２２を介してバックシート２０の表面２０ａに裏面保護層３０が接合されている。
【００１９】
以下、太陽電池モジュール１０の各構成について説明する。
例えば、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、複数の太陽電池サブモジュール１２が２列に配置されている。各列の太陽電池サブモジュール１２の負極に第１の配線１３ａが接続され、各列の太陽電池サブモジュール１２の正極に第２の配線１３ｂが接続されている。第１の配線１３ａおよび第２の配線１３ｂは、例えば、端子箱１９に接続される。この端子箱１９を介して、太陽電池サブモジュール１２で発生した電力が外部に出力される。なお、太陽電池サブモジュール１２の構成については後に詳細に説明する。
【００２０】
周縁シール材１４は、太陽電池サブモジュール１２への太陽電池モジュール１０の外部からの水分進入を抑制し、太陽電池モジュール１０の性能低下を防止するものである。特に、太陽電池サブモジュール１２の太陽電池セル４２がＣＩＳまたはＣＩＧＳ等の光電変換層を有する場合、水分により性能劣化しやすいが、これを抑制することができる。
【００２１】
周縁シール材１４は、例えば、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ポリイソブチレン（ＰＩＢ）、アイオノマー（Ｉｏｎｏｍｅｒ）、ＴＰＵ（熱可塑性エラストマー）、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）、ＴＰＯ（オレフィン系エラストマー）等を主材料とするのが好ましい。これら主材料にタルク（含水珪酸マグネシウム）、酸化カルシウム等の吸湿材を含んでもよい。このような材料としては、上記の材料ポリイソブチレン（ＰＩＢ）、アイオノマー、ＴＰＵ、ＰＶＢ、ＴＰＯの単体、ポリイソブチレンとタルク、酸化マグネシウムの混合物が好ましい。
【００２２】
充填材１６は、太陽電池サブモジュール１２を全て封止するものであり、樹脂材で構成される。充填材１６は、太陽電池セル４２に光が入射できるように、透明であることが好ましい。
ここで、本発明において、透明とは、透過率として、波長４００〜１４００ｎｍの全光線透過率が８５％であることが好ましく、さらに好ましくは９０％以上であることをいう。なお、以下、透明について特に説明しなくとも、透明とは上記の規定のことである。
【００２３】
充填材１６には、例えば、ＥＶＡ樹脂、スチレン−ブタジエン−ブチレン−スチレン樹脂（以下、ＳＢＢＳ樹脂ともいう）、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン樹脂（ＳＥＢＳ樹脂）、ポリオレフィン樹脂、およびアクリル樹脂等を用いることができる。
【００２４】
ガスバリアフィルム１８は、太陽電池サブモジュール１２、特に太陽電池セル４２を水分から保護するためのものである。
ガスバリアフィルム１８において、透明樹脂で構成される支持体１８ａは、例えば、ＰＥＴフィルム、ＰＥＮフィルム等の各種の樹脂フィルムが用いられる。
また、支持体１８ａの厚さを２５０μｍ以下とすることにより、水蒸気透過率を小さくすることができる。このため、支持体１８ａの厚さは２５０μｍ以下であることが好ましい。
【００２５】
ガスバリア層１８ｂは、少なくとも１層以上の無機化合物の層（以下、無機層ともいう）により構成され、これにより、水蒸気バリア性を発現する。なお、無機層は、支持体１８ａまたは後述する有機膜との界面付近では酸化されてもよい。
【００２６】
ガスバリア層１８ｂの無機層は、ダイヤモンド様化合物、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属酸化窒化物または金属酸化炭化物等の無機化合物により構成される。また、上記無機化合物は、例えば、ダイヤモンド様炭素（ＤＬＣ）、ケイ素を含むダイヤモンド様炭素、Ｓｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、ＣｅもしくはＴａから選ばれる１種以上の金属を含む酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、または酸化炭化物等が例示される。これらの中でも、Ｓｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、およびＴｉから選ばれる金属の酸化物、窒化物または酸化窒化物が好ましく、特に、ＳｉもしくはＡｌの金属酸化物、窒化物または酸化窒化物が好ましい。これらの無機層は、例えば、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法等によって成膜される。
【００２７】
また、ガスバリアフィルム１８としては、例えば、ＰＥＴフィルム、ＰＥＮフィルム等の各種の樹脂フィルムの支持体１８ａ上に下地層としての有機化合物の層（以下、有機層ともいう）を形成され、この有機層上に、上述の無機層が形成された構成でもよい。このような構成のガスバリアフィルム１８によれば、より高い水蒸気バリア性を得ることができる。さらに、ガスバリアフィルム１８としては、支持体１８ａ上に、ガスバリア層１８ｂとして有機層、無機層および有機層を積層する構成であってもよい。
【００２８】
なお、下地層となる有機化合物としては、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル、メタクリル酸―マレイン酸共重合体、ポリスチレン、透明フッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、セルロースアシレート、ポリウレタン、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、フルオレン環変性ポリカーボネート、脂環変性ポリカーボネート、またはフルオレン環変性ポリエステル等が例示される。これらのうち、特に、アクリル樹脂およびメタクリル樹脂が好ましい。
このような有機層は、例えば、ロールコート法、スプレーコート法等の公知の塗布手段を用いる塗布法、フラッシュ蒸着法等によって成膜される。
また、ガスバリアフィルム１８において、必要な透明性を確保することができれば、ガスバリアフィルム１８の表面および裏面の少なくとも一方に、密着層、平坦化層、反射防止層等の各種の機能を発現する層が１層以上、形成されていてもよい。
【００２９】
ここで、ガスバリアフィルム１８の支持体１８ａは、ＰＥＴ等の樹脂フィルムで構成される。例えば、ＰＥＴは、水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）が５ｇ／ｍ２／ｄａｙであり、これよりも十分低い水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）でなければ、周縁シール材１４が水分進入経路になってしまう。このことを防ぐために、周縁シール材１４は、水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）に関しては、上記に示したようないずれの材料でも、支持体１８ａを構成するＰＥＴ等の樹脂フィルムの水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）の半分以下である２．０ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下とすることが好ましい。これにより、周縁シール材１４から太陽電池サブモジュール１２の太陽電池セル４２への水分の影響を抑制することができる。
【００３０】
第２の樹脂層２２は、積層体Ｄと表面保護層２４、積層体Ｄと裏面保護層３０を接合するためのものである。
ここで、本発明者は、表面保護層２４とガスバリアフィルム１８を、高温（８５℃）での弾性率が１ＭＰａ以上である熱可塑性エラストマーで貼合することで長時間の高温環境下でも剥離が生じないことを発見した。さらにスチレン系熱可塑性エラストマー、特にスチレン−ブタジエン−ブチレン−スチレンからなる熱可塑性エラストマーを選択することで、低温下でＥＶＡよりも柔らかいため低温衝撃性が優れ、またＥＶＡよりも粘弾性変化量が小さいため、温度変化による太陽電池サブモジュール１２に与える応力ストレスも小さい。これにより、太陽電池サブモジュール１２への物理的な損傷を抑制することができ、耐久性に優れることを発見した。
そこで、本発明では、第２の樹脂層２２について、−４０℃から８５℃の温度範囲において、弾性率を１〜１００ＭＰａとした。第２の樹脂層２２は、例えば、スチレン系熱可塑性エラストマーで構成される。第２の樹脂層２２は、特にスチレン−ブタジエン−ブチレン−スチレンからなる熱可塑性エラストマー（ＳＢＢＳ樹脂）で構成することが好ましい。
【００３１】
ここで、図３は、エチレン酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）とスチレン−ブタジエン−ブチレン−スチレン樹脂（ＳＢＢＳ）の弾性率の温度依存性を示すグラフである。図３において、符号αはＳＢＢＳを示し、符号βはＥＶＡを示す。また、範囲Ｇは、第２の樹脂層２２の弾性率の範囲を示す。
図３に示すように、ＳＢＢＳはＥＶＡに比して−４０℃の低温での弾性率が低く、８５℃の高温での弾性率が高い。また、ＳＢＢＳはＥＶＡに比して弾性率の変化量も小さい。
なお、本発明において、−４０℃から８５℃を考慮するのは、ＩＥＣ６１６４６の１０.１１（Thermal cycling test）、ＩＥＣ６１６４６の１０.１３（Damp heat test）にて規定された信頼評価項目によるものである。
【００３２】
第２の樹脂層２２について、−４０℃から８５℃での弾性率を１〜１００ＭＰａとすることにより、長時間の高温環境下でも太陽電池モジュール１０を構成する各部材、例えば、ガスバリアフィルム１８と第２の樹脂層２２との間、バックシート２０と第２の樹脂層２２との間で剥離が生じることがない。しかも第２の樹脂層２２は、温度変化によって生じる応力ストレスを緩和するため、基板４０の褶曲変形、太陽電池セル４２の割れ、配線を接続するための半田の剥がれ等の太陽電池サブモジュール１２に与える物理的な損傷を抑制することができ、耐久性に優れる太陽電池モジュール１０を得ることができる。
【００３３】
表面保護層２４は、太陽電池モジュール１０を屋外に設置した場合、雨、雹、あられ、雪、石等がぶつかることがあるが、これらによって外部から加わる外力、衝撃等から太陽電池サブモジュール１２を保護するものであり、耐風圧性、耐降雹性等の機械的強度、衝撃強度が高いものが用いられる。
表面保護層２４は、例えば、プラスチックシートにより構成され、透明性、耐候性、耐熱性、難燃性、耐水性、耐湿性、耐風圧性、耐降雹性および耐薬品性その他の諸特性に優れていることが必要である。表面保護層２４は、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂もしくはメタクリル樹脂、またはこれらの積層材により構成される。
なお、表面保護層２４は、ＵＶ光（紫外光）による構造劣化、および黄変等を改善するために紫外線吸収剤を含有するものであってもよい。
【００３４】
ＵＶ吸収接着層２６は、紫外線吸収を吸収する機能を有し、表面保護層２４におけるＵＶ光による構造劣化、および黄変等を改善するものである。また、ＵＶ吸収接着層２６は耐候性フィルム２８を表面保護層２４に接合する機能も果たす。ＵＶ吸収接着層２６は、例えば、紫外線吸収剤を含有する樹脂材で構成される。
【００３５】
耐候性フィルム２８は、表面保護層２４の耐熱性、耐水性、難燃性、耐汚性、耐薬品性等を強化するためのものであり、太陽電池モジュール１０の最表面に設けられている。
耐候性フィルム２８は、例えば、透明樹脂フィルムで構成されており、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシエチレン）、ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフロライド）、ＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体）等のフッ素系透明樹脂フィルムで構成することができる。なお、フッ素系樹脂フィルムは、例えば、厚さが２０〜１００μｍである。
また、耐候性フィルム２８は、紫外線吸収剤を含有するものであってもよく、ＵＶカットフィルムで構成してもよい。
表面保護層２４、ＵＶ吸収接着層２６および耐候性フィルム２８のうち、少なくとも１つが紫外線吸収剤を含有すればよい。また、表面保護層２４、ＵＶ吸収接着層２６および耐候性フィルム２８を積層構造体として一体的に構成してもよい。例えば、耐候性フィルム２８およびＵＶ吸収接着層２６を、表面保護層２４を構成するプラスチックシート上に貼り合わせて一体シートにしてもよい。
【００３６】
バックシート２０は、太陽電池サブモジュール１２を複数配置したときに生じる隙間からの水分浸入を抑制し、太陽電池セル４２を水分から保護するためのものである。
バックシート２０には、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）等の樹脂フィルムでアルミニウム箔等の金属箔を挟んだ構造のものが用いられるが、その構成については、特に限定されるものではない。
【００３７】
裏面保護層３０は、太陽電池モジュール１０を裏側から保護するものである。裏面保護層３０は、樹脂板等で構成されるものであるが、例えば、ポリカーボネート樹脂、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）等で構成される。
【００３８】
なお、表面保護層２４および裏面保護層３０の厚さは、例えば、０．５〜２．５ｍｍであり、好ましくは１．０〜２．０ｍｍである。
表面保護層２４および裏面保護層３０の厚さが０．５ｍｍ未満では、外部から加わる外力、衝撃等から太陽電池サブモジュール１２を十分に保護することができない。一方、表面保護層２４および裏面保護層３０の厚さが２．５ｍｍを超えると、真空ラミネート時に上下方向で温度分布が大きくなり、太陽電池モジュール１０が反ってしまうことがある。また、材料コストからも薄いほうが望ましい。
【００３９】
太陽電池モジュール１０においては、上述のように、温度が８５℃と高い状態でも太陽電池モジュール１０を構成する部材の剥離を防止することができ、温熱耐久性を向上させることができる。
また、温度が−４０℃と低い場合でも、温度変化によって生じる応力ストレスが小さいため、太陽電池サブモジュール１２に与える物理的な損傷を抑制することができる。
このように、太陽電池モジュール１０の長寿命化を実現でき、太陽電池モジュール１０について長期に亘り高い信頼性を確保することができる。
また、ガスバリアフィルム１８の剥離、バックシート２０の剥離を抑制できるため、従来、積層体Ｄを第２の樹脂層等で包埋することで、端部からのガスバリアフィルム１８の剥離、バックシート２０の剥離を抑制していた構造から、第２の樹脂層等で包埋する領域を削減することができる。これにより、太陽電池モジュール１０の単位面積当たりの発電効率を向上させることができる。
【００４０】
太陽電池モジュール１０は、例えば、以下のようにして製造することができる。
まず、複数の太陽電池サブモジュール１２を用意する。複数の太陽電池サブモジュール１２を、例えば、図２（ａ）に示す配置状態で複数の太陽電池サブモジュール１２を接続する。
次に、バックシート２０上にバックシート２０よりも小さい充填材１６となる樹脂材を配置し、その上に複数の太陽電池サブモジュール１２を配置する。さらに太陽電池サブモジュール１２上に充填材１６となる樹脂材を配置して、１対の樹脂材で太陽電池サブモジュール１２を挟む。なお、１対の樹脂材が充填材１６を構成するものとなる。
そして、バックシート２０上に、樹脂材の周縁部を囲むように周縁シール材１４を配置する。次に、ガスバリアフィルム１８を、支持体１８ａを周縁シール材１４側に向けて配置する。
【００４１】
さらに、ガスバリアフィルム１８の表面（ガスバリア層１８ｂの表面）に第２の樹脂層２２を介して表面保護層２４を配置する。この表面保護層２４の表面２４ａ上にＵＶ吸収接着層２６を介して耐候性フィルム２８を配置する。また、バックシート２０の表面２０ａに第２の樹脂層２２を介して裏面保護層３０を配置する。
このように各部材を積層した状態で、例えば、昇降手段、緩衝板、および加熱手段を有する真空ラミネーターを用いて、例えば、温度１３０〜１５０℃で、真空／プレス／保持のトータル１５〜３０分の条件で真空ラミネートをする。これにより、図１に示す太陽電池モジュール１０を製造することができる。
【００４２】
次に、太陽電池サブモジュール１２について、図４を参照して詳細に説明する。
なお、本発明は、太陽電池サブモジュール１２の構成に限定されるものではなく、その他の公知太陽電池セルを有する太陽電池サブモジュールであってもよい。また、光電変換層についても、後に説明するＣＩＧＳ系半導体化合物で構成されるものに限定されるものではなく公知の種々の光電変換層を適宜用いることができる。
【００４３】
図４に示す太陽電池サブモジュール１２は、絶縁性を有する基板４０上に形成されたアルカリ供給層６０の表面６０ａに太陽電池セル４２が基板４０の長手方向Ｌにおいて電気的に複数直列に複数接続された集積構造体である。
太陽電池セル４２は積層構造を有する光電変換素子である。太陽電池セル４２は、基板４０側から順に、裏面電極６２、光電変換層６４、バッファ層６６および透明電極６８が積層されて構成されている。
太陽電池サブモジュール１２は、負極に接続される第１の配線１３ａと、正極に接続される第２の配線１３ｂとを有する。太陽電池セル４２、第１の配線１３ａおよび第２の配線１３ｂは、基板４０の長手方向Ｌと直交する幅方向に長く伸びている。
【００４４】
太陽電池サブモジュール１２では、太陽電池セル４２に、透明電極６８側から光が入射されると、この光が透明電極６８およびバッファ層６６を通過し、光電変換層６４で起電力が発生し、例えば、透明電極６８から裏面電極６２に向かう電流が発生する。なお、図４に示す矢印は、電流の向きを示すものであり、電子の移動方向は、電流の向きとは逆になる。このため、太陽電池サブモジュール１２では、図４中、左端の裏面電極６２が正極（プラス極）であり、右端の裏面電極６２が負極（マイナス極）である。
なお、太陽電池サブモジュール１２における裏面電極６２の極性は、太陽電池セル４２の構成および太陽電池サブモジュール１２構成等に応じて適宜変わるものである。
【００４５】
裏面電極６２は、例えば、基板４０の長手方向Ｌに、所定の間隔に複数設けられた分離溝Ｐ１により、隣り合う裏面電極６２と互いに分離されている。
光電変換層６４は、分離溝Ｐ１を埋めつつ裏面電極６２上に形成されている。この光電変換層６４の表面にバッファ層６６が形成されている。バッファ層６６および光電変換層６４を貫き裏面電極６２の表面に達する第１の開口溝Ｐ２が、長手方向Ｌにおいて、分離溝Ｐ１の形成位置とは異なり、かつ分離溝Ｐ１、第１の開口溝Ｐ２の順番となる位置に形成されている。このバッファ層６６上に、第１の開口溝Ｐ２を埋めるようにして透明電極６８が形成されている。
【００４６】
透明電極６８、バッファ層６６および光電変換層６４を貫き裏面電極６２の表面に達する第２の開口溝Ｐ３が、長手方向Ｌにおいて、分離溝Ｐ１および第１の開口溝Ｐ２の形成位置とは異なり、かつ分離溝Ｐ１、第１の開口溝Ｐ２、第３の開口溝Ｐ３の順番となる位置に形成されている。なお、バッファ層６６と透明電極６８との間には、例えば、窓層を設けてもよい。この窓層は、例えば、厚さ１０ｎｍ程度のＺｎＯ層で構成される。
【００４７】
基板４０は、例えば、基材５０と、Ａｌ（アルミニウム）基材５２と、絶縁層５６とから構成される金属基板である。
基材５０は、アルミニウムまたはアルミニウム合金以外の金属で構成されるものであり、基材５０とＡｌ基材５２とは、一体的に形成されている。さらに、絶縁層５６は、Ａｌ基材５２の表面を陽極酸化してなる、Ａｌのポーラス構造の陽極酸化膜である。なお、基材５０とＡｌ基材５２とが積層されて一体化されたクラッド基材を金属基材５４という。
基板４０は、例えば、平板状であり、その形状および大きさ等は太陽電池サブモジュール１２の大きさ等に応じて適宜決定される。
【００４８】
基材５０としては、炭素鋼、耐熱鋼、ステンレス鋼、チタンまたはチタン合金が用いられる。ステンレス鋼としては、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４０５、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４３６もしくはＳＵＳ４４４等を用いることができる。
基材５０の厚さは、例えば、１０〜８００μｍであり、好ましくは３０〜３００μｍである。より好ましくは５０〜１５０μｍである。基材５０の厚さを薄くすることは、原材料コストの面からも望ましく、表面に形成した層のクラック発生曲げ半径も小さくできる。
【００４９】
Ａｌ基材５２には、各種のＡｌおよびＡｌ合金が利用可能である。Ａｌ基材５２の厚さは、特に限定はなく、適宜、選択できるが、太陽電池サブモジュール１２となった状態において、０．１μｍ以上であり、かつ基材５０の厚さ以下であるのが好ましい。なお、Ａｌ基材５２の厚さとしては、陽極酸化による絶縁層を形成するため１０〜５０μｍ必要とされる。
【００５０】
絶縁層５６の厚さは２μｍ以上が好ましく、５μｍ以上がさらに好ましい。絶縁層５６の厚さが過度に厚い場合、可撓性が低下すること、および絶縁層５６の形成に要するコスト、時間がかかるため好ましくない。現実的には、絶縁層５６の厚さは、最大５０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下である。このため、絶縁層５６の好ましい厚さは、２〜５０μｍである。
また、絶縁層５６の表面４４ａの表面粗さは、例えば、算術平均粗さＲａで１μｍ以下であり、好ましくは、０．５μｍ以下、より好ましくは、０．１μｍ以下である。
基板４０は、基材５０、Ａｌ基材５２および絶縁層５６の全てを、可撓性を有するものとすることにより、基板４０全体として、フレキシブルなものになる。これにより、例えば、ロールツーロール方式による搬送が可能である。
【００５１】
基板４０は、上記のものに限定されるものではない。基板４０は、フレキシブルなものであっても、そうでなくてもよい。なお、太陽電池サブモジュール１２を製造する際に、光電変換層６４の形成時に４００℃を超えるような高温に曝されることがあり、この高温に曝されても所定の強度を保持するものが用いられる。上述のもの以外に、基板４０として、例えば、高歪点ガラスおよび無アルカリガラス等のガラス板、またはポリイミド材を用いることもできる。
【００５２】
アルカリ供給層６０は、光電変換層６４にアルカリ金属を供給するための層であり、アルカリ金属を含む化合物の層で構成される。アルカリ金属、特にＮａが、ＣＩＧＳで構成された光電変換層６４に拡散されると光電変換効率が高くなることが知られている。
アルカリ供給層６０を有することにより、光電変換層６４の成膜時に、裏面電極６２を通してアルカリ金属が光電変換層６４に拡散し、光電変換層６４の変換効率を向上させることができる。
【００５３】
アルカリ供給層６０には、特に限定されるものではなく、ＮａＯ２、Ｎａ２Ｓ、Ｎａ２Ｓｅ、ＮａＣｌ、ＮａＦ、モリブデン酸ナトリウム塩等、アルカリ金属を含む化合物（アルカリ金属化合物を含む組成物）を主成分とするものを各種利用可能である。特に、ＳｉＯ２（酸化ケイ素）を主成分としてＮａＯ２（酸化ナトリウム）を含む化合物であるのが好ましい。なお、ＳｉＯ２とＮａＯ２の化合物は、耐湿性に乏しく、Ｎａ成分が分離して炭酸塩になり易いので、Ｃａを添加した金属成分はＳｉ−Ｎａ−Ｃａの３成分とした酸化物がより好ましい。アルカリ供給層６０は、例えば、スパッタ法、塗布法等により形成することができる。
アルカリ供給層６０は、液相法により形成されたアルカリ金属ケイ酸塩層であってもよい。
アルカリ金属ケイ酸塩層のアルカリ金属は、ナトリウムであることが好ましく、リチウムとナトリウム、またはカリウムとナトリウムのように、ナトリウムと、リチウムまたはカリウムの２種を含むことがより好ましい。このようにナトリウムとリチウムまたはカリウムを併用することにより絶縁性を高くすることができ、発電効率を上げることができる。なお、アルカリ金属ケイ酸塩層はホウ素を含んでもよい。
光電変換層６４へのアルカリ金属供給源は、アルカリ供給層６０に限定されるものではない。光電変換層６４にアルカリ金属供給する公知の手法を適宜利用することができる。
【００５４】
裏面電極６２は、例えば、Ｍｏ、Ｃｒ、またはＷ、およびこれらを組合わせたものにより構成される。この裏面電極６２は、単層構造でもよいし、２層構造等の積層構造でもよい。裏面電極６２は、Ｍｏで構成することが好ましい。裏面電極６２の膜厚は、一般的に厚さが８００ｎｍ程度であるが、裏面電極６２は、厚さが４００ｎｍ〜１０００ｎｍ（１μｍ）であることが好ましい。
【００５５】
光電変換層６４は、透明電極６８およびバッファ層６６を通過して到達した光を吸収して電流が発生する層であり、光電変換機能を有する。光電変換層６４の膜厚は、好ましくは１．０〜３．０μｍであり、１．５〜２．０μｍが特に好ましい。
光電変換層６４は、例えば、カルコパイライト結晶構造を有するＣＩＧＳ系半導体化合物で構成される。すなわち、光電変換層６４はＣＩＧＳ層で構成される。光電変換層６４は、ＣｕＩｎＳｅ２、およびＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２等のＣＩＧＳ層に利用される公知のもので構成される。このため、光電変換層６４の詳細な説明は省略する。
【００５６】
なお、ＣＩＧＳ層の形成方法としては、１）多源蒸着法、２）セレン化法、３）スパッタ法、４）ハイブリッドスパッタ法、および５）メカノケミカルプロセス法等が知られている。
その他のＣＩＧＳ層の形成方法としては、スクリーン印刷法、近接昇華法、ＭＯＣＶＤ法、およびスプレー法（ウェット成膜法）等が挙げられる。例えば、スクリーン印刷法（ウェット成膜法）またはスプレー法（ウェット成膜法）等で、Iｂ族元素、IIIｂ族元素、およびVIｂ族元素を含む微粒子膜を基板上に形成し、熱分解処理（この際、VIｂ族元素雰囲気での熱分解処理でもよい）を実施する等により、所望の組成の結晶を得ることができる（特開平９−７４０６５号公報、特開平９−７４２１３号公報等）。
【００５７】
バッファ層６６は、透明電極６８の形成時の光電変換層６４を保護すること、透明電極６８に入射した光を光電変換層６４まで透過させるために形成されたものである。バッファ層６６は光電変換層６４とともにｐｎ接合層を構成する。
バッファ層６６は、具体的には、ＣｄＳ、ＺｎＳ，Ｚｎ（Ｓ，Ｏ）および／またはＺｎ（Ｓ，Ｏ，ＯＨ）、ＳｎＳ，Ｓｎ（Ｓ，Ｏ）および／またはＳｎ（Ｓ，Ｏ，ＯＨ）、ＩｎＳ，Ｉｎ（Ｓ，Ｏ）および／またはＩｎ（Ｓ，Ｏ，ＯＨ）等の、Ｃｄ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｉｎからなる群より選ばれる少なくとも１種の金属元素を含む金属硫化物を含むことが好ましい。バッファ層６６の膜厚は、１０ｎｍ〜２μｍが好ましく、１５〜２００ｎｍがより好ましい。バッファ層６６の形成には、例えば、化学浴析出法（以下、ＣＢＤ法という）により形成される。
【００５８】
透明電極６８は、透光性を有し、光を光電変換層６４に取り込むとともに、裏面電極６２と対になって、光電変換層６４で生成された電流が流れる電極として機能するものである。透明電極６８は、例えば、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ等がドープされたＺｎＯ、またはＩＴＯ（インジウム錫酸化物）により構成される。透明電極６８は、単層構造でもよいし、２層構造等の積層構造でもよい。また、透明電極の厚さは、特に制限されるものではなく、０．３〜１μｍが好ましい。
なお、透明電極の形成方法は、特に制限されるものではなく、電子ビーム蒸着法、スパッタ法およびＣＶＤ法等の気相成膜法または塗布法により形成することができる。
【００５９】
太陽電池サブモジュール１２では、図４に示すように、右側の端の負極の裏面電極６２上に第１の配線１３ａが接続され、左側の端の正極の裏面電極６２上に第２の配線１３ｂが接続されている。第１の配線１３ａと第２の配線１３ｂから太陽電池サブモジュール１２の出力は外部に取り出される。
本来、右側の端および左側の端の裏面電極６２上には太陽電池セル４２が形成されるが、例えば、レーザースクライブまたはメカニカルスクライブにより、太陽電池セル４２を取り除いて裏面電極６２を表出させている。
なお、太陽電池サブモジュール１２は、例えば、図２（ａ）、（ｂ）に示すように他の太陽電池サブモジュール１２と接続される。この場合、第１の配線１３ａと第２の配線１３ｂを共用して複数の太陽電池サブモジュール１２が接続される。
【００６０】
第１の配線１３ａおよび第２の配線１３ｂは、例えば、銅リボン線７０ａが錫材７０ｂでメッキされた錫メッキ銅リボン線である。
第１の配線１３ａおよび第２の配線１３ｂは、例えば、導電性接着剤、導電性テープまたは超音波半田により裏面電極６２に接続される。また、部分的に錫メッキ銅リボン線を折り返して、裏面電極６２と接続してもよい。
【００６１】
図４に示す太陽電池サブモジュール１２は、公知の製造方法により製造することができる。以下、太陽電池サブモジュール１２の製造方法の一例を説明する。
まず、上述のようにして形成された基板４０を用意する。次に、基板４０の絶縁層５６の表面５６ａに、例えば、Ｎａ４ＳｉＯ４、Ｌｉ４ＳｉＯ４、Ｈ３ＢＯ３の混合液を焼成し、Ｎａを含むガラス層をアルカリ供給層６０として形成する。なお、スパッタ法を用いて、ソーダライムガラススパッタ層をアルカリ供給層６０として形成してもよい。
【００６２】
次に、アルカリ供給層６０の表面に裏面電極６２となるＭｏ膜を、例えば、成膜装置を用いて、スパッタ法により形成する。
次に、例えば、レーザースクライブ法を用いて、Ｍｏ膜の所定位置をスクライブして、基板４０の幅方向に伸びた分離溝Ｐ１を形成する。これにより、分離溝Ｐ１により互いに分離された裏面電極６２が形成される。
【００６３】
次に、裏面電極６２を覆い、かつ分離溝Ｐ１を埋めるように、光電変換層６４としてＣＩＧＳ膜を形成する。このＣＩＧＳ膜は、前述のいずれか成膜方法により、形成される。
次に、光電変換層６４上にバッファ層６６となるＣｄＳ層（ｎ型半導体層）を、例えば、ＣＢＤ（ケミカルバス）法により形成する。
次に、長手方向Ｌにおいて、分離溝Ｐ１の形成位置とは異なり、かつ分離溝Ｐ１、第１の開口溝Ｐ２の順番となる位置に、基板４０の幅方向に伸び、かつバッファ層６６からＣＩＧＳ層１６を経て裏面電極６２の表面に達する第１の開口溝Ｐ２を形成する。この場合、スクライブ方法としては、レーザースクライブまたはメカスクライブを用いることができる。
【００６４】
次に、基板４０の幅方向に伸び、かつバッファ層６６上に、第１の開口溝Ｐ２を埋めるように、透明電極６８となる、例えば、ＩＴＯ層、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、Ｓｂ等が添加されたＺｎＯ層を、スパッタ法または塗布法により形成する。
次に、透明電極６８、バッファ層６６および光電変換層６４を経て裏面電極６２の表面に達する第２の開口溝Ｐ３を形成する。この第２の開口溝Ｐ３を形成する位置は、長手方向Ｌにおいて、分離溝Ｐ１および第１の開口溝Ｐ２の形成位置とは異なり、かつ分離溝Ｐ１、第１の開口溝Ｐ２、第３の開口溝Ｐ３の順番となる位置である。この場合、スクライブ方法としては、レーザースクライブまたはメカスクライブを用いることができる。このようにして、太陽電池セル４２が形成される。
【００６５】
次に、基板４０の長手方向Ｌにおける左右側の端の裏面電極６２上に形成された各太陽電池セル４２を、例えば、レーザースクライブまたはメカニカルスクラブにより取り除いて、裏面電極６２を表出させる。次に、右側の端の裏面電極６２上に第１の配線１３ａを、左側の端の裏面電極６２上に第２の配線１３ｂを、例えば、導電テープを用いて接続する。これにより、図４に示す太陽電池サブモジュール１２を製造することができる。
【００６６】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図５は、本発明の第２の実施形態の太陽電池モジュールを示す模式的断面図である。
なお、本実施形態において、図１、図２（ａ）および（ｂ）、ならびに図４に示す第１の実施形態の太陽電池モジュール１０および太陽電池サブモジュール１２と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００６７】
図５に示すように、本実施形態の太陽電池モジュール１０ａは、第１の実施形態の太陽電池モジュール１０（図１参照）に比して、バックシート２０の表面２０ａに第２の樹脂層２２を介して裏面保護層３０が設けられていない点が異なる。それ以外の構成は、本実施形態の太陽電池モジュール１０ａと第１の実施形態の太陽電池モジュール１０とは同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
本実施形態の太陽電池モジュール１０ａにおいても、第１の実施形態の太陽電池モジュール１０と同様に、温度変化が生じてもガスバリアフィルム１８と表面保護層２４との剥離が抑制され、第１の実施形態の太陽電池モジュール１０と同様の効果を得ることができる。
【００６８】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図６は、本発明の第３の実施形態の太陽電池モジュールを示す模式的断面図である。
なお、本実施形態において、図１、図２（ａ）および（ｂ）、ならびに図４に示す第１の実施形態の太陽電池モジュール１０および太陽電池サブモジュール１２と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００６９】
図６に示すように、本実施形態の太陽電池モジュール１０ｂは、第１の実施形態の太陽電池モジュール１０（図１参照）に比して、バックシート２０の表面２０ａに第２の樹脂層２２を介して裏面保護層３０が設けられていない点が異なる。また、積層体Ｄの表面側にガスバリアフィルム１８に対して、表面保護層２４、ＵＶ吸収接着層２６および耐候性フィルム２８が設けられておらず、第２の樹脂層２２を介してＵＶカットフィルム３２が設けられている点が異なる。それ以外の構成は、本実施形態の太陽電池モジュール１０ｂと第１の実施形態の太陽電池モジュール１０とは同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
【００７０】
ＵＶカットフィルム３２は、紫外光の透過を防ぎ、紫外光以外の波長の光を透過させることができれば、その構成は、特に限定されるものではない。例えば、ＵＶカットフィルム３２は、紫外線吸収剤を含有する透明樹脂フィルムで構成される。
本実施形態の太陽電池モジュール１０ｂにおいても、第１の実施形態の太陽電池モジュール１０と同様に、温度変化が生じてもガスバリアフィルム１８と表面保護層２４との剥離が抑制され、第１の実施形態の太陽電池モジュール１０と同様の効果を得ることができる。
【００７１】
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
図７は、本発明の第４の実施形態の太陽電池モジュールを示す模式的断面図である。
なお、本実施形態において、図１、図２（ａ）および（ｂ）、ならびに図４に示す第１の実施形態の太陽電池モジュール１０および太陽電池サブモジュール１２と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００７２】
図７に示すように、本実施形態の太陽電池モジュール１０ｃは、ガラスで構成された表面保護層３４と、太陽電池サブモジュール１２と、充填材１７（樹脂層）と、周縁シール材１４と、バックシート２０とで積層体８０が構成されている。また、図７に図示はしていないが、表面保護層３４の上に、ＵＶ吸収接着層および耐候性フィルムを設けてもよい。それ以外の構成は、本実施形態の太陽電池モジュール１０ｃと第１の実施形態の太陽電池モジュール１０とは同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
【００７３】
充填材１７は、−４０℃から８５℃の温度範囲において、弾性率が１〜１００ＭＰａである。この充填材１７は、第１の実施形態の第２の樹脂層２２と同じもので構成される。このため、その詳細な説明は省略する。
表面保護層３４は、ガラス製であれば、特に限定されるものではなく各種のガラスを用いることができる。ガラスとしては、例えば、青板ガラス、白板ガラスおよび強化ガラス等を用いることができ、ガラスの厚さは、例えば、０．６〜２．０ｍｍ程度であり、１．０〜１．５ｍｍがより好ましい。
表面保護層３４の厚さが０．６ｍｍ未満では、外部から加わる外力、衝撃等から太陽電池サブモジュール１２を十分に保護することができない。一方、表面保護層３４の厚さが２．０ｍｍを超えると、軽量化の効果が得られない。
なお、白板ガラスの方が青板ガラスよりも透過率が１〜２％高く、白板ガラスの方が太陽電池モジュール１２への入射光量を多くすることができる。
【００７４】
本実施形態の太陽電池モジュール１０ｃにおいても、充填材１７を、第１の実施形態の第２の樹脂層２２と同じもので構成することにより、第１の実施形態の太陽電池モジュール１０と同様に、温度変化によって太陽電池サブモジュール１２に加わる応力ストレスを小さくすることができ、太陽電池サブモジュール１２への物理的損傷が抑制され、第１の実施形態の太陽電池モジュール１０と同様の効果を得ることができる。
【００７５】
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
図８は、本発明の第５の実施形態の太陽電池モジュールを示す模式的断面図である。
なお、本実施形態において、図１、図２（ａ）および（ｂ）、ならびに図４に示す第１の実施形態の太陽電池モジュール１０および太陽電池サブモジュール１２と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００７６】
図８に示すように、本実施形態の太陽電池モジュール１０ｄは、ガラスで構成された表面保護層３４と、太陽電池サブモジュール１２と、充填材１７と、周縁シール材１４と、ガラスで構成された裏面保護層３６で積層体８２が構成されている。また、図８に図示はしていないが、表面保護層３４の上に、ＵＶ吸収接着層および耐候性フィルムを設けてもよい。それ以外の構成は、本実施形態の太陽電池モジュール１０ｄと第１の実施形態の太陽電池モジュール１０とは同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
【００７７】
充填材１７は、第４の実施形態の充填材１７と同じもので構成される。このため、その詳細な説明は省略する。
表面保護層３４および裏面保護層３６は、ガラス製であれば、特に限定されるものではなく各種のガラスを用いることができる。本実施形態の表面保護層３４および裏面保護層３６は、第４の実施形態の表面保護層３４と同じものを用いることができる。このため、その詳細な説明を省略する。
本実施形態の太陽電池モジュール１０ｄにおいても、第１の実施形態の太陽電池モジュール１０と同様に、温度変化によって太陽電池サブモジュール１２に加わる応力ストレスを小さくすることができ、太陽電池サブモジュール１２への物理的損傷が抑制され、第１の実施形態の太陽電池モジュール１０と同様の効果を得ることができる。
【００７８】
本発明は、基本的に以上のように構成されるものである。以上、本発明の太陽電池モジュールについて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変更をしてもよいのはもちろんである。
【実施例１】
【００７９】
以下、本発明の太陽電池モジュールについて、より具体的に説明する。
本第１実施例においては、以下に示す実施例１および比較例１の太陽電池モジュールを作製し、各太陽電池モジュールに対してダンプヒート試験を行い、試験後の太陽電池モジュールの剥離の有無を調べ、耐久性を調べた。その結果を下記表１に示す。
なお、ダンプヒート試験後、太陽電池モジュールに剥離が発生しなかったものを「ＯＫ」とし、剥離が発生したものを「ＮＧ」とした。
ダンプヒート試験は、温度８５℃、湿度８５ＲＨ％の環境に太陽電池モジュールを１０００時間放置して行った。
【００８０】
（実施例１）
太陽電池サブモジュール１２を備える図１に示す太陽電池モジュール１０を作製した。
太陽電池サブモジュール１２の基板４０には、片面にＡｌの陽極酸化膜（厚さ１０μｍ）が形成されたＡｌ材（厚さ４０μｍ）とＳＵＳ材（厚さ６０μｍ）のクラッド材を用いた。基板４０の厚さは１２０μｍであり、基板４０の大きさは３０ｃｍ×３０ｃｍである。
太陽電池セル４２は、光電変換層にＣＩＧＳ膜（厚さ２μｍ）を用いた。なお、封止される太陽電池サブモジュール１２の数は２列×３枚の合計６枚である。
周縁シール材１４に、厚さが０．９ｍｍのＡＤＣＯ株式会社製Ｈｅｌｉｏ  Ｓｅａｌ  ＰＶＳ１０１を用いた。
充填材１６には、厚さが０．４５ｍｍの三井化学東セロ株式会社製ソーラーエバを用いた。太陽電池サブモジュール１０の作製時に、２枚のソーラーエバで太陽電池サブモジュール１２を挟んで配置し、充填材１６を得た。
ガスバリアフィルム１８には、厚さ１００μｍのＰＥＴ製の支持体にＳｉＮ層（水蒸気バリア層）が形成されたものを用いた。ガスバリアフィルム１８の厚さは略１００μｍである。
【００８１】
バックシート２０に、リンテック株式会社製のリプレアＴＦＢ  ＭＤを用いた。厚さは０．２５ｍｍである。
第２の樹脂層２２に、旭化成株式会社製タフテック（登録商標）Ｐ１５００をシート化して用いた。厚さは０．４５ｍｍである。
表面保護層２４および裏面保護層３０に、住友ベークライト株式会社製ポリカエースを用いた。厚さは１．０ｍｍである。
ＵＶ吸収接着層２６に、三井化学東セロ株式会社製ソーラーエバを用いた。厚さは０．４５ｍｍである。
耐候性フィルム２８に、厚さが０．０５ｍｍの東レ株式会社製トヨフロンを用いた。
実施例１の作製に際して、上述の各部材を積層して配置した状態で、昇降手段、緩衝板、および加熱手段を有する真空ラミネーターを用いて、１４０℃の温度で真空／プレス／保持のトータル２０分のラミネート条件で太陽電池モジュール１０を作製した。
【００８２】
（比較例１）
比較例１は、第２の樹脂層２２に厚さが０．４５ｍｍの三井化学東セロ株式会社製ソーラーエバを用いた以外は、実施例１と同じものを用い、実施例１と同様にして作製したものである。
【００８３】
【表１】
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【００８４】
上記表１に示すように、実施例１はダンプヒート試験後に剥離箇所はなかった。これに対して、比較例１では、第２の樹脂層２２とガスバリアフィルム１８との界面に剥離が発生した。
【実施例２】
【００８５】
次に、第２実施例について説明する。
本第２実施例においては、以下に示す実施例２および比較例２の太陽電池モジュールを作製し、各太陽電池モジュールに対してダンプヒート試験を行い、試験後の太陽電池モジュールの剥離の有無を調べ、耐久性を調べた。その結果を下記表２に示す。
なお、ダンプヒート試験後、太陽電池モジュールに剥離が発生しなかったものを「ＯＫ」とし、剥離が発生したものを「ＮＧ」とした。
ダンプヒート試験は、温度８５℃、湿度８５ＲＨ％の環境に太陽電池モジュールを１０００時間放置して行った。
【００８６】
（実施例２）
太陽電池サブモジュール１２を備える図５に示す太陽電池モジュール１０ａを作製した。
第１実施例の実施例１からバックシート２０と接する側の第２の樹脂層２２と裏面保護層３０を除いた以外、太陽電池サブモジュール１２、周縁シール材１４、充填材１６、ガスバリアフィルム１８、バックシート２０および第２の樹脂層２２は、実施例１と同じものを用いた。さらには、実施例１と同様にして作製したものである。
【００８７】
（比較例２）
比較例２は、第２の樹脂層２２に厚さが０．４５ｍｍの三井化学東セロ株式会社製ソーラーエバを用いた以外は、実施例２と同じものを用い、実施例２と同様にして作製したものである。
【００８８】
【表２】
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【００８９】
上記表２に示すように、実施例２はダンプヒート試験後に剥離箇所はなかった。これに対して、比較例２は、第２の樹脂層２２とガスバリアフィルム１８との界面で剥離が発生した。
【実施例３】
【００９０】
次に、第３実施例について説明する。
本第３実施例においては、充填材にＳＢＢＳを用いた場合の太陽電池サブモジュールに対する応力低減効果を見積もった。具体的には、厚さが０．０５ｍｍのＳＵＳ箔が太陽電池サブモジュールの代わりとし、下記に示す実施例３、比較例３のポリカーボネート樹脂/充填材/ＳＵＳ箔０．０５ｍｍの３層の積層体の反り量の温度依存性を測定し、ｓｔｏｎｅｙの式から、太陽電池サブモジュールの代わりのＳＵＳ箔に加わる応力を見積もった。積層体の構成を図９に示し、温度依存性の測定結果を図１０に示す。なお、実施例３および比較例３の積層体の大きさは１０ｃｍ×３０ｃｍとした。
【００９１】
（実施例３）
図９に示すように、太陽電池サブモジュールの代わりの、大きさが１０ｃｍ×３０ｃｍで厚さが０．０５ｍｍのＳＵＳ箔１００を用いて、充填材１０１と、ポリカーボネート樹脂１０２とを積層して配置し、積層体１０３を作製した。なお、充填材１０１に、厚さが０．４５ｍｍの旭化成株式会社製タフテック（登録商標）Ｐ１５００を用いた。ポリカーボネート樹脂１０２に、厚さが１．０ｍｍの住友ベークライト株式会社製ポリカエースを用いた。
積層体１０３は、ＳＵＳ箔１００、充填材１０１およびポリカーボネート樹脂１０２を積層し、第１実施例の実施例１と同様にして作製したものである。
【００９２】
（比較例３）
比較例３は、充填材１０１に厚さが０．４５ｍｍの三井化学東セロ株式会社製ソーラーエバを用いた以外は、実施例３と同じものを用い、実施例３と同様にして作製したものである。
【００９３】
図１０には、温度８５℃で実施例３のＳＵＳ箔１００に加わる応力を１に規格化して、実施例３と比較例３の応力の温度依存性を示している。実施例３は比較例３に比して、最大応力が２０％程度緩和されている。これは、太陽電池サブモジュール１２を備える図７、図８に示す太陽電池モジュール１０ｃ、１０ｄにおいて、温度変化によって太陽電池サブモジュール１２に加わる応力ストレスが、小さくなっていることを示しており、太陽電池サブモジュール１２への物理的損傷が抑制されることを示している。
【符号の説明】
【００９４】
１０  太陽電池モジュール
１２  太陽電池サブモジュール
１３ａ  第１の配線
１３ｂ  第２の配線
１４  周縁シール材
１６、１７  充填材
１８  ガスバリアフィルム
２０  バックシート
２２  第２の樹脂層
２４、３４  表面保護層
２６  ＵＶ吸収接着層
２８  耐候性フィルム
３０、３６  裏面保護層
３２  ＵＶカットフィルム
４０  基板
４２  太陽電池セル
８０、８２、Ｄ  積層体
【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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