(57)【要約】      （修正有）【課題】集電シートを構成する絶縁層への水分侵入を防ぐ。【解決手段】太陽電池モジュールにおける内部配線用としてバックコンタクト型の太陽電池素子の非受光面側に配置され、樹脂基材１１の表面に形成され、導電体からなる配線１２と、配線１２を覆うようにして形成される絶縁層１３と、絶縁層１３上に形成される封止材層１４とを備え、配線１２上の絶縁層１３および封止材層１４には、絶縁層１３及び封止材層１４を介して、前記太陽電池素子の非受光面側の電極とこれに対応する配線１２とを導通するために配線１２が露出する導通凹部１６が形成されており、絶縁層１３の端面は、封止材層１４で覆われていることを特徴とする太陽電池用集電シート。封止材層１４が絶縁層１３を覆う形状であることを必須とし、更に絶縁層１３と接着した樹脂基材１１の側面からの水分侵入も防ぐような、封止材によるモジュール端面封止形状も同時にカバーする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池モジュールにおける内部配線用としてバックコンタクト型の太陽電池素子の非受光面側に配置され、樹脂基材の表面の一部に形成され、導電体からなる配線と、前記配線を覆うようにして形成される絶縁層と、前記絶縁層上に形成される封止材層とを備え、前記配線上の絶縁層及び封止材層には、前記絶縁層及び封止材層を介して、前記太陽電池素子の非受光面側の電極とこれに対応する前記配線とを導通するために前記配線が露出する導通凹部が形成されており、前記絶縁層の端面は、前記封止材層で覆われていることを特徴とする太陽電池用集電シート。
【請求項２】
太陽電池モジュールにおける内部配線用としてバックコンタクト型の太陽電池素子の非受光面側に配置され、樹脂基材の表面の一部に形成され、導電体からなる配線と、前記配線を覆うようにして形成される絶縁層と、前記絶縁層上に形成される封止材層とを備え、前記配線上の絶縁層及び封止材層には、前記絶縁層及び封止材層を介して、前記太陽電池素子の非受光面側の電極とこれに対応する前記配線とを導通するために前記配線が露出する導通凹部が形成されており、前記樹脂基材の端面は、前記封止材層で覆われていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池用集電シート。
【請求項３】
前記封止材層が、ポリエチレン系樹脂であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の太陽電池用集電シート。
【請求項４】
前記樹脂基材の裏面側に裏面保護シートが一体化され、前記絶縁層が露出していないことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の裏面保護シート一体化太陽電池用集電シート。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の太陽電池用集電シートを用いたことを特徴とする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、バックコンタクト型の太陽電池素子から電気を取り出すための太陽電池用集電シート、及び、それを用いた太陽電池モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に対する意識の高まりとともに太陽電池発電によるエネルギーの供給が注目され、また、実用化されている。
【０００３】
太陽光エネルギーを直接電気に変換する太陽電池の心臓部を構成する太陽電池素子は、単結晶、多結晶のシリコンセル（結晶系シリコンセル）を用いたものや、アモルファスシリコン、化合物半導体を用いたもの（薄膜系セル）等が用いられる。太陽光が上記太陽電池素子に入射することにより発電する機能を有している。一般に太陽電池素子は、実用的な電気出力を発生させるために複数の太陽電池素子を接続し、太陽電池素子を保護するため、太陽電池モジュールを形成して使用される。
【０００４】
太陽電池モジュールは、受光面をガラス等の透明前面基板で覆い、表面封止材層、太陽電池素子、裏面封止材層、及び裏面保護シート等を順次積層し、これらを真空吸引して、封止材層を構成する樹脂の溶融温度以上（ＥＶＡの場合は１５０℃の温度条件）で加熱する工程とプレス工程を経て、封止材層を溶融して貼り合わせる。
【０００５】
特許文献１に記載されているように、太陽電池モジュールの内部で発電を行う太陽電池素子は、通常、太陽電池モジュールの内部に複数枚設けられ、これらが直列または並列に接続されることにより必要な電圧及び電流を得られるように構成されている。複数の太陽電池素子を太陽電池モジュールの内部で配線するために、例えば、配線になる金属箔を基材である樹脂シートの表面に積層させた太陽電池用集電シートが使用される。
【０００６】
太陽電池素子は、太陽光を受光する受光面と、その裏側に位置する非受光面とを含むが、受光面における太陽光線の受光効率を高めるために、受光面には電極を配置せず、非受光面に異なる極性を有する複数の電極を配置したバックコンタクト型の太陽電池素子が知られている。
【０００７】
バックコンタクト型の太陽電池素子には種々の方式がある。受光面と非受光面とを貫通する複数のスルーホールを有する半導体基板を備え、非受光面に極性が異なる複数の電極が設けられたメタルラップスルー（ＭＷＴ：Ｍｅｔａｌ  Ｗｒａｐ  Ｔｈｒｏｕｇｈ）方式、或いはエミッタラップスルー（ＥＷＴ：Ｅｍｉｔｔｅｒ  Ｗｒａｐ  Ｔｈｒｏｕｇ）方式の太陽電池素子がある他、スルーホールを有しない構造の太陽電池素子もある。
【０００８】
ここで、特にスルーホールを有する構造の太陽電池素子の電極から直接電気を取り出す場合に、Ｐ電極（正電極）である非受光面側素子とＮ電極（負電極）に対応する配線との間で短絡を起こす危険がある。
【０００９】
そのような短絡は、太陽電池用集電シートの配線上に絶縁層を形成することにより防ぐことができる。特許文献２には、太陽電池用集電シートの回路上に絶縁性接着剤による絶縁層を形成した太陽電池モジュールが開示されている。
【００１０】
特許文献３には、太陽電池用集電シートの回路上に形成した絶縁層の上に更に封止材（充填材）層を形成することにより、上記の短絡を防ぐことができて、且つ、外部からの衝撃も充分に緩和できる太陽電池用集電シートが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−０８１２３７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１５７５５３号公報
【特許文献３】特開２０１２−０７４６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
太陽電池モジュールは、長期間屋外で使用されることから、十分な耐久性が要求されており、特に、耐候性とともに耐水性、水蒸気バリア性が要求される。
しかしながら、太陽電池パネルとして十数年から数十年の長期間、屋外で使用されるという用途を考えた場合には、いまだ十分な耐候性、耐水性、水蒸気バリア性が得られているとは言い難いという問題がある。
【００１３】
すなわち、１０年以上にわたり長期に使用した際に、配線の腐食、絶縁層の絶縁性の劣化に伴うリーク電流の発生、接着界面の剥離、太陽電池素子の劣化等を生じる問題がある。
【００１４】
これは、透明前面板によって十分に保護されたモジュールの受光面、裏面保護シートによって十分に保護された太陽電池モジュールの裏面(非受光面)と比較して、太陽電池モジュールとした際に、太陽電池モジュールの端部、特に太陽電池用集電シートの端部に露出した絶縁層又は、樹脂基材を通じてモジュール内に水分や水蒸気が侵入することに起因していることが判明した。
【００１５】
太陽電池モジュールの端面に露出した絶縁層と封止材層の界面、及び絶縁層と樹脂基材の界面は、異なる材料の界面となっている。従って、屋外にて１０年以上にわたる長期間、水分や温度差にさらされ続ける結果、これらの界面にひずみが蓄積し部分的な剥離を生じることがある。このような剥離は、初期においては微小なものであっても、剥離部の水分の気化−液化、液化―固化(凍結)に伴う体積変化、水分によってもたらされた不純物の蓄積などにより急激に拡大する。
【００１６】
また、太陽電池用集電シートの樹脂基材と配線の接着、樹脂基材と裏面保護シートの接着等に用いられるウレタン系樹脂接着剤やポリエステル系樹脂接着剤を主成分とする接着剤は、吸湿による加水分解を受けやすく樹脂自体の耐熱性も低いことから、長期間の使用では、熱や湿度、さらには紫外線の影響で変質する。その結果、機械的強度の低下を招き接着面での剥離を生じやすくなってしまう。
【００１７】
機械的な強度が低下し、接着面での剥離を生じた端部は、さらに水分の影響を受けやすくなり、ついには保護すべき、太陽電池素子や配線の腐食、配線間の絶縁性の劣化に伴うリーク電流の発生を生じる。
【００１８】
特に、集電シートの樹脂基材と絶縁層の界面、絶縁層と封止材層との界面は導電部分である配線、電極や導通部凹部につながり、これらの界面での水分の侵入や剥離は、太陽電池モジュールの寿命に深刻なダメージを与える。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
以上の状況を鑑み、鋭意研究開発を進め、本発明の請求項１は、太陽電池モジュール４０における内部配線用としてバックコンタクト型の太陽電池素子３０の非受光面側に配置され、樹脂基材１１の表面の一部に形成され、導電体からなる配線１２と、前記配線１２を覆うようにして形成される絶縁層１３と、前記絶縁層１３上に形成される封止材層１４とを備え、前記配線１２上の絶縁層１３及び封止材層１４には、前記絶縁層１３及び封止材層１４を介して、前記太陽電池素子３０の非受光面側の電極３２、３３とこれに対応する前記配線１２とを導通するために前記配線１２が露出する導通凹部１６が形成されており、前記絶縁層１３の端面は、前記封止材層１４で覆われていることを特徴とする太陽電池用集電シート１０である。
【００２０】
加えて、本発明の請求項２は太陽電池モジュール４０における内部配線用としてバックコンタクト型の太陽電池素子３０の非受光面側に配置され、樹脂基材１１の表面の一部に形成され、導電体からなる配線１２と、前記配線１２を覆うようにして形成される絶縁層１３と、前記絶縁層１３上に形成される封止材層１４とを備え、前記配線１２上の絶縁層１３及び封止材層１４には、前記絶縁層１３及び封止材層１４を介して、前記太陽電池素子３０の非受光面側の電極３２、３３とこれに対応する前記配線１２とを導通するために前記配線１２が露出する導通凹部１６が形成されており、前記樹脂基材１１の端面は、前記封止材層１４で覆われていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池用集電シート１０である。
【００２１】
加えて、本発明の請求項３は、前記封止材層１４が、ポリエチレン系樹脂であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の太陽電池用集電シート１０である。
【００２２】
加えて、本発明の請求項４は、前記樹脂基材１１の裏面側に裏面保護シートが一体化され、前記絶縁層１３が露出していないことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の裏面保護シート一体化太陽電池用集電シート１０である。
【００２３】
加えて、本発明の請求項５は、請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の太陽電池用集電シート１０を用いたことを特徴とする太陽電池モジュール４０である。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１に記載の本発明によれば、太陽電池モジュール４０とした際に、絶縁層１３及び絶縁層１３と樹脂基材１１の界面、絶縁層１３と封止材層１４等との界面が、封止材層１４に覆われることにより太陽電池モジュール４０の端面に露出することがない太陽電池用集電シート１０を実現することができる。従って、太陽電池モジュール４０を長期間使用した場合であっても、絶縁層１３及び絶縁層１３と樹脂基材１１の界面、絶縁層１３と封止材層１４等との界面、及び絶縁層１３自体が、水分や水蒸気にさらされることがない。このため絶縁層１３と樹脂基材１１の界面、絶縁層１３と封止材層１４等との界面の剥離や劣化が急激に拡大することはなく、太陽電池モジュール４０の劣化防止、長寿命化を実現できる。
【００２５】
さらに、請求項２に記載の構成要件を備えることにより、太陽電池モジュール４０とした際に、樹脂基材１１及び封止材層１４と樹脂基材１１の界面、樹脂基材１１と裏面保護シートとの界面が、封止材層１４に覆われることにより太陽電池モジュール４０の端面に露出することがない太陽電池用集電シート１０を実現することができる。従って、太陽電池モジュール４０を長期間使用した場合であっても、樹脂基材１１及び封止材層１４と樹脂基材１１の界面、樹脂基材１１層と裏面保護シートとの界面、及び絶縁層１３自体又は樹脂基材１１自体が、水分や水蒸気にさらされることがない。このため封止材層１４と樹脂基材１１の界面、樹脂基材１１と裏面保護シートとの界面の剥離や劣化が急激に拡大することはなく、太陽電池モジュール４０のさらなる劣化防止、長寿命化を実現できる。
【００２６】
さらに、請求項３に記載の構成要件を備えることにより、水蒸気透過率が低く、吸水率のきわめて低いポリエチレン系樹脂よりなる封止材層１４により、絶縁層１３及び絶縁層１３と樹脂基材１１の界面、絶縁層１３と封止材層１４等との界面、樹脂基材１１及び封止材層１４と樹脂基材１１の界面、樹脂基材１１と裏面保護シートとの界面が、覆われる。このためこれらの層及び界面の剥離及び劣化を促進する水分や水蒸気をより強固に遮断する。
従って本太陽電池用集光シートを用いた太陽電池モジュール４０は、長期にわたり水分や、水蒸気による劣化から保護され耐候性に優れ長寿命に優れたものとなる。
【００２７】
さらに、請求項４に記載の構成要件を備えることにより、中間部材である裏面保護シート一体化太陽電池用集光シートとして保存されている際にも、封止材層１４により、絶縁層１３及び絶縁層１３と樹脂基材１１の界面、絶縁層１３と封止材層１４等との界面、樹脂基材１１及び封止材層１４と樹脂基材１１の界面、樹脂基材１１と裏面保護シートとの界面が、覆われるためこれらの層及び界面の劣化及び剥離を促進する水分や水蒸気を遮断する。従って、中間部材である裏面保護シート一体化太陽電池用集光シートの状態において、保存されている間に、太陽電池モジュール４０の劣化要因を内在することがない。
【００２８】
さらに、請求項５に記載の構成要件を備えることにより、太陽電池モジュール４０内に水分や水蒸気が侵入することを長期にわたって遮断し、耐候性に優れ長寿命な太陽電池モジュール４０を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一形態である第一の形態の太陽電池用集電シートの模式的斜視図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図３】本発明の一形態である第二の形態の太陽電池用集電シートの模式的斜視図である。
【図４】図３のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。
【図５】本発明の一形態である第一の形態の太陽電池用集電シートを用いた太陽電池モジュールの模式的な断面図である。
【図６】本発明の一形態である第二の形態の太陽電池用集電シートを用いた太陽電池モジュールの模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて以下に詳しく説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。
【００３１】
まず、図１から図４に本実施形態の太陽電池用集電シート１０を示す。この太陽電池用集電シート１０は、いわゆるバックコンタクト型の太陽電池素子３０を接続して太陽電池モジュール４０とするために用いられる。
【００３２】
＜太陽電池素子＞
本実施形態において用いられる太陽電池素子３０は、非受光面側に正電極と負電極を持ついわゆるバックコンタクト型の太陽電池素子３０に使用される太陽電池用集光シートである。このような太陽電池素子３０は、受光面の電極による阻害によって太陽光をとらえる面積の減少が少ない。従って、発電効率に優れた太陽電池素子３０であると言える。一例としては、上下に積層されるＮ極の受光面側素子とＰ極の非受光面側素子とからなり、受光面側素子と非受光面側素子を貫通する複数のスルーホール３１と、受光面側素子からスルーホール３１を経て非受光面側に形成される負電極である第一の電極３２と、非受光面側素子上に形成される正電極である第二の電極３３とを備える。
【００３３】
スルーホール３１を有するバックコンタクト型の太陽電池素子３０の具体例としては、メタルラップスルー（ＭＷＴ：Ｍｅｔａｌ  Ｗｒａｐ  Ｔｈｒｏｕｇｈ）方式、エミッタラップスルー（ＥＷＴ：Ｅｍｉｔｔｅｒ  Ｗｒａｐ  Ｔｈｒｏｕｇ）方式の太陽電池素子３０が挙げられる。ＭＷＴ方式の太陽電池素子とは、太陽電池素子３０の、スルーホール３１内に銀ペースト等の金属を充填し、金属を通して受光面で集めた電力を非受光面側の第一の電極３２（負電極）より取り出す構造の太陽電池素子３０をいう。ＥＷＴ方式の太陽電池素子とは、太陽電池素子３０のスルーホール３１の内壁に拡散層を設け、拡散層を通して受光面で集めた電力を非受光面側の第一の電極３２（負電極）より取り出す構造の太陽電池素子３０をいう。
【００３４】
尚、本明細書においては、受光面側素子がＮ極であり、非受光面側素子がＰ極である太陽電池素子３０、即ち、第一の電極３２が負電極であり第二の電極３３が正電極である太陽電池素子３０を例示する。但し、太陽電池素子３０の構成はこれに限られるものではない。例えば、図１と異なり受光面側がＰ極である太陽電池素子３０の場合には、第一の電極３２と第二の電極３３の正負の極性が逆転する。本発明の太陽電池用集電シート１０は、そのような構成の太陽電池素子３０にも用いることができる。そして、その場合においても、本実施例と全く同様の効果を奏しうるものである。
【００３５】
また、本発明の太陽電池用集電シート１０を用いることができる太陽電池素子３０は、必ずしも上記のようなスルーホール３１を有する太陽電池素子３０には限られない。本発明の太陽電池用集電シート１０は、非受光面に異なる極性を有する複数の電極３２、３３を配置したバックコンタクト型の太陽電池素子３０であれば、スルーホール３１を有さない構成の太陽電池素子３０に用いた場合であっても、上述の水分や水蒸気の侵入を長期間にわたって防止できる太陽電池用集電シート１０として好ましく用いることができる。一例として、「ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｔｅｄ  ｂａｃｋ−ｃｏｎｔａｃｔ（ＩＢＣ）方式」の太陽電池素子３０についても、本発明の太陽電池用集電シート１０を好ましく用いることができる。ここで、ＩＢＣ方式の太陽電池素子３０とは、太陽電池素子３０の裏面に、くし型形状のｐ型、ｎ型の拡散層を形成し、そのｐ、ｎ領域から、電気を取り出す構造の太陽電池素子３０をいう。
【００３６】
＜太陽電池用集電シート＞
本実施形態の太陽電池用集電シート１０は、樹脂基材１１と配線１２と絶縁層１３、裏面封止材層１４と、裏面封止材層１４の一部に形成された導通凹部１６とを備える。樹脂基材１１の表面の一部に例えば銅などの導電体からなる配線１２が形成されている。そして、配線１２を覆うようにして、太陽電池モジュール４０の第一の電極３２（負極）に接続されている配線１２と太陽電池モジュール４０の第二の電極３３（正極）に接続されている配線１２との間の短絡を防ぐ目的で、十分な絶縁抵抗を持つ絶縁層１３が設けられている。さらに絶縁層１３上に裏面封止材層１４が形成されている。また、裏面封止材層１４の上部表面から、絶縁層１３を通じて、配線１２の上部帳面まで貫通する導通凹部１６が形成されている。さらに、絶縁層１３の端面は、封止材層１４で覆われているものである。
【００３７】
樹脂基材１１は、シート状に成型された樹脂である。ここで、シート状とはフィルム状を含む概念であり、本発明において両者に差はない。樹脂基材１１を構成する樹脂としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリ塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル系樹脂、各種のナイロン（登録商標）等のポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリールフタレート系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系等が例示される。
【００３８】
樹脂基材１１の厚さは、太陽電池用集電シート１０に要求される強度や薄さ等に応じて適宜設定すればよい。樹脂基材１１の厚さは、特に限定されないが、一例として２０μｍ以上２５０μｍ以下が挙げられる。
【００３９】
配線１２は、所望の配線形状となるように太陽電池用集電シート１０の表面に形成された電気配線である。
【００４０】
配線１２を構成する材料としては、電気抵抗が低い材料、例えば、銅、アルミニウム、鉄−ニッケル合金などが使用されるが、樹脂基材１１を構成する樹脂よりも線膨張率が低い材質から形成されていることが好ましい。また、導電性高分子を使用することもできる。導電性、他の導電性物質（ハンダ等）との接着性の良さ等の観点から、銅を用いるのが一般的である。
【００４１】
例えば銅の導体からなる配線１２において、配線１２を樹脂基材１１の表面に形成するためには、樹脂基材１１の表面に銅箔を接合させ、その後、エッチング処理等によりその銅箔をパターニングする方法が例示される。
【００４２】
配線１２の厚さは、太陽電池用集電シート１０に要求される許容電流の大きさ等に応じて適宜設定すればよい。配線１２の厚さは、特に限定されないが、一例として１０μｍ以上５０μｍ以下が挙げられる。
【００４３】
図５、図６に示すように、導通凹部１６は、太陽電池素子３０と太陽電池用集電シート１０の接合時において、太陽電池素子３０の第一電極(負電極)３２の直下に形成される第一導通凹部１６と、太陽電池素子３０の第二電極(正電)３３の直下に形成される第二導通凹部１６とからなる。第一導通凹部１６は太陽電池素子３０の上面側から見た平面視における形状及び面積がスルーホール３１と略同一であり、裏面封止材層１４の上面部から絶縁層１３を通じて配線１２の上面まで貫通する孔である。一方、第二導通凹部１６は同じく裏面封止材層１４の上面部から絶縁層１３を通じて配線１２の上面まで貫通する孔であるが、その形状及び面積は、正電極と接合されればよく、正電極の形状位置に応じて適宜設計される。
【００４４】
太陽電池素子３０と太陽電池用集電シート１０の接合時において、第一導通凹部１６は第一電極(負電極)３２を間に挟んで対応するスルーホール３１と上下に重なる位置に形成され、また第二導通凹部１６は第二電極(正電)３３を間に挟んで対応するスルーホール３１と上下に重なる位置に形成される。第一導通凹部１６と第二導通凹部１６の空間部分には、導電性材料１７が充填されている。
【００４５】
この導電性材料１７の材料としては、電気抵抗が低い材料が使用される。中でも、配線１２との電気抵抗が低くなることから、銀、銅、錫、鉛、ニッケル、金よりなる群から選ばれる１種以上の金属を含有することが好ましい。
【００４６】
この導電性材料１７は、粘度が高く、容易に所望の形状にできることから、銀、銅、錫、半田（銅と鉛が主成分である。）よりなる群から選ばれる１種以上の金属を含有する導電性ペーストにより形成されていることが好ましい。
【００４７】
また、導電性ペーストは低温硬化タイプであることが好ましい。導電性ペーストが低温硬化タイプであれば、１２０℃以上１６０℃以下という低温で太陽電池素子３０の電極３２、３３と配線１２とを電気的に接続できる。１２０℃以上１６０℃以下は、封止材層１４として使用可能な材料の軟化、溶融が生じる温度であるから、封止材層１４としてポリエチレン系樹脂を用いる場合には、容易に加工できるため、太陽電池素子３０の電極３２、３３と導電性ペーストからなる導電性材料１７とをより容易に電気的に接続させることができる。
【００４８】
低温硬化タイプの導電性ペーストとしては、ポリマーと導電性フィラーを含有し、ポリマーの硬化による導電性フィラーの物理的接触によって導電性を発現するもの、有機物に銀もしくは銅を配位、還元させたナノ粒子を含有し、低温焼結（１２０℃以上１６０℃以下）させることにより導電性を発現するものが挙げられる。電気抵抗がより低くなる点では、後者の材料が好ましい。一般的には、銀粒子とエポキシを混合した導電性材料１７が充填されている。
【００４９】
図２、図４に示すように、絶縁層１３は、配線１２を覆うようにして、導通凹部１６及び、太陽電池集電シートの端面１８、太陽電池モジュールの端面４１が占める場所を除いて形成される。絶縁層の形成は、予め導通凹部１６及び、太陽電池集電シートの端面１８、太陽電池モジュールの端面４１が占める場所を除いて形成してもよいし、絶縁層１３、または、その上の裏面封止材層１４を形成後に、レーザー照射などにより、導通凹部１６及び、太陽電池集電シートの端面１８、太陽電池モジュールの端面４１が占める場所の絶縁層１３、または、その上の裏面封止材層１４を取り除いても良い。
【００５０】
太陽電池モジュール４０の第一の電極３２（負極）に接続されている配線１２と太陽電池モジュール４０の第二の電極３３（正極）に接続されている配線１２との間の短絡を防ぐために、絶縁層１３と裏面封止材層１４とを一体とし、複合層として抵抗値を計測した場合の抵抗値は、超絶縁計（日置電機株式会社製：型番ＳＭ−８２１５）を用いて、ＪＩＳ  Ｃ６４８１で測定した体積抵抗値が１０7Ω以上、好ましくは１０11Ω以上であることが求められる。
【００５１】
そのため、本発明においては、絶縁層１３を形成するための絶縁剤として、従来から広く用いられている絶縁性の極めて高いエポキシ−フェノール系インキ等の熱硬化性絶縁インキや、紫外線硬化型絶縁剤を用いた紫外線硬化型絶縁コートを好適に用いることができる。紫外線硬化型絶縁コート剤は、単独で絶縁層１３を形成した場合の絶縁性において、熱硬化性絶縁インキに劣る。しかし、紫外線硬化型絶縁コート剤を用いた絶縁層１３であっても、その上に裏面封止材層１４を積層して複合層とする構成にすることで、充分な絶縁性を得ることが可能となる。
【００５２】
なお、熱硬化性絶縁インキに替えて、紫外線硬化型絶縁コート剤を用いることにより、後述する絶縁層１３形成時のインキのキュア温度を低温に抑えることができる。これにより、ガラス転移温度が１００℃以下である経済性に優れたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等を樹脂基材１１として使用することができる。また工程として短時間で済む、紫外線硬化の方が熱硬化よりも経済性に優れる。よって、絶縁層１３を形成するための絶縁剤として、紫外線硬化型絶縁コート剤を用いることにより、太陽電池用集電シート１０又は太陽電池モジュール４０の生産性を高めることができる。
【００５３】
絶縁層１３の厚さは５μｍ以上２５μｍ以下が好ましい。５μｍ未満であると、封止材層１４を積層したとしても絶縁性が不十分となるので好ましくなく、２５μｍを越えてもそれ以上の効果が得られず、むしろ導通凹部１６のパターン形成が困難となり、また不経済であるので好ましくない。
【００５４】
図２、図４に示すように、裏面封止材層１４は、絶縁層１３上に導通凹部１６が占める場所を除いて形成される。なお、本発明における封止材層１４は充填剤とも呼ばれ、太陽電池モジュール４０内において、太陽電池素子３０の位置を固定し、また、外部からの衝撃を緩和するために配置される例えばオレフィン系の樹脂基材１１等の充填剤からなる層のことを言う。すなわち、本発明において、導通凹部１６は、絶縁層１３の未形成部によってできる凹部と、その上の裏面封止材層１４に形成される孔部とが連通することによって形成されている。
【００５５】
裏面封止材層１４を形成する封止材としては、従来公知の太陽電池モジュールに用いられる封止材が適用可能であり、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）、アイオノマー、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリエチレン等のオレフィン系封止材等を用いることができる。
【００５６】
これらの封止材からなる裏面封止材層１４は、いずれも、その従来公知の特性である衝撃緩和特性によって、外部からの衝撃を充分に緩和することができる。
【００５７】
そのような効果に加えて、裏面封止材層１４は、絶縁層１３と積層されて形成することによって、絶縁層１３が単独で配置された場合と比較して、全体としては、より高い絶縁性を発揮するという効果をもたらすことができる。
【００５８】
さらに、本発明においては、裏面封止材層１４は、太陽電池用集電シートの端面１８もしくは、太陽電池モジュールの端面４１において、絶縁層１３及び絶縁層１３と樹脂基材１１の界面、絶縁層１３と封止材層１４等との界面、もしくは、樹脂基材１１及び封止材層１４と樹脂基材１１の界面、樹脂基材１１と裏面保護シートとの界面を保護する役割を担っている。従って、裏面封止材層１４を形成する封止材としては、吸水率が低く（水分透過性が低く）、且つ水蒸気透過率が低いポリエチレン等のオレフィン系封止材を用いることがより好ましい。
【００５９】
裏面封止材層１４の厚さは１００μｍ以上６００μｍ以下が好ましい。１００μｍ未満であると、充分に衝撃を緩和することができず、また絶縁性を高める効果も不十分となるので好ましくなく、６００μｍを越えてもそれ以上の効果が得られず、むしろ導通凹部１６のパターン形成が困難となり、また不経済であるので好ましくない。
【００６０】
裏面封止材層１４の色については特に限定されない。材料樹脂に特に着色を施さず、無色透明あるいは、半透明のままであってもよいし、また、任意の色に着色してもよい。例えば、白色等の交戦反射率の高い色に着色することにより、入射光を反射して太陽電池モジュール４０の発電効率向上に寄与することもできるし、また、白色または黒色などに着色することによって太陽電池モジュール４０の意匠性を高めることもできる。
【００６１】
＜太陽電池用集電シートの製造方法＞
本実施態様の太陽電池用集電シート１０の製造方法では、まず樹脂基材１１の表面に、銅等の金属からなる導電層が積層された積層シートが使用される。この積層シートに対して、エッチング工程及び剥離工程を施すことにより、太陽電池用集電シート１０上に配線１２が形成される。更に配線１２が形成された積層シートに対して、絶縁コーティング工程を施すことにより、配線１２を覆うようにして絶縁層１３が形成され、そして、絶縁層１３に積層する形で封止材コーティング工程を施すことにより、絶縁層１３上に裏面封止材層１４が形成される。以下、エッチング工程、剥離工程、絶縁コーティング、及び封止材コーティング工程について説明する。
【００６２】
［エッチング工程］
まず、エッチング工程について説明する。この工程は、所望の配線１２の形状にパターニングされたエッチングマスク（図示せず）を上記の積層シートの表面に作製した後でエッチング処理を行うことにより、エッチングマスクに覆われていない箇所における導電層を除去する工程である。
【００６３】
既に説明したように、この工程で使用される積層シートは、樹脂基材１１の表面に銅等の金属からなる導電層が形成されたものである。樹脂基材１１の表面に銅等の金属からなる導電層を形成させる方法については、銅箔を接着剤によって樹脂基材１１の表面に接着する方法、樹脂基材１１の表面に銅箔を蒸着させる方法等が例示されるが、コストの面からは、銅箔を接着剤によって樹脂基材１１の表面に接着する方法が有利である。中でも、ウレタン系、ポリカーボネート系、エポキシ系等の接着剤を使用したドライラミネート法によって銅箔を樹脂基材１１の表面に接着する方法が好ましい。
【００６４】
この工程では、まず、上記の積層シートの表面（すなわち上記の導電層の表面）に所望の配線１２の形状にパターニングされたエッチングマスク（図示せず）が作製される。エッチングマスクは、エッチング工程において、配線１２となる導電層が浸漬液による腐食を免れるために設けられる。このようなエッチングマスクを形成する方法は特に限定されず、例えば、フォトレジスト又はドライフィルムをフォトマスクを通した紫外線で感光させた後で現像することにより積層シートの表面にエッチングマスクを形成してもよいし、インクジェットプリンター等の印刷技術により積層シートの表面にエッチングマスクを形成してもよい。エッチングマスクは、後に説明する剥離工程において、アルカリ性の剥離液で剥離できることが必要である。このような観点からは、フォトレジスト又はドライフィルムを使用してエッチングマスクを作製することが好ましい。
【００６５】
次に、エッチング工程におけるエッチング処理について説明する。この処理は、エッチングマスクに覆われていない箇所における導電層を浸漬液により除去する処理である。この処理を経ることにより、導電層のうち、配線１２となる箇所以外の部分が除去されるので、樹脂基材１１の表面には、所望とする配線１２の形状に導電層が残ることになる。
【００６６】
［剥離工程］
次に、剥離工程でアルカリ性の剥離液を使用して、エッチングマスクを除去する。この工程を経ることにより、エッチングマスクが配線１２の表面から除去される。剥離工程で使用されるアルカリ性の剥離液としては、例えば、所定濃度の苛性ソーダの水溶液が挙げられる。
【００６７】
［絶縁コーティング工程］
絶縁コーティングは、光及び又は熱硬化型絶縁コート剤を用いる方法によって行うことができる。
【００６８】
具体的には、紫外線硬化型絶縁コート剤を前記積層体の配線１２形成部及び配線非形成部のうち導通凹部１６を除いた部分を覆うようにして、太陽電池用集電シートの端面１８及び太陽電池モジュール４０とした際に端面４１に露出しない部分に塗布した後、これを紫外線の照射により硬化させることにより絶縁コーティングを行う。この場合には、アクリル系等の紫外線硬化型絶縁コート剤を好適に用いることができる。
【００６９】
太陽電池用集電シートの端面１８及び太陽電池モジュール４０とした際に端面４１に露出しない部分に塗布するとは、太陽電池用集電シート１０とした際に端面１８となる部位もしくは、太陽電池モジュール４０とした際に端面４１から１ｍｍ以上の絶縁コーティングを塗布しない部位を残せばよい。絶縁コーティングを塗布しない部位は、狭すぎると、太陽電池モジュール４０が完成するまでの工程で塗布しない部位が損なわれる、太陽電池用集電シートの端面１８もしくは、太陽電池モジュールの端面４１において、絶縁層１３及び絶縁層１３と樹脂基材１１の界面、絶縁層１３と封止材層１４等との界面を保護する役割を十分に果たす事が出来なくなる。また、広く取ろうとすれば、必然的に太陽電池モジュール４０のサイズが大きくなってしまうとともに、太陽電池モジュール４０の大きさに対する太陽電池素子３０の占める面積が低下してしまい、単位面積当たりの発電効率が低下してしまう。現実的には、太陽電池モジュールの端面４１から最も近い太陽電池素子３０までの距離が１５ｍｍ程度であることが一般的なことから、絶縁コーティングを塗布しない部位は、太陽電池モジュールの端面４１もしくは太陽電池用集電シートの端面１８から５ｍｍから１０ｍｍが好適である。
【００７０】
また、絶縁コーティングは、エポキシ−フェノール系インキ等の熱硬化性絶縁インキ等他の従来公知の絶縁剤を用いる方法によっても行うことができる。
【００７１】
［封止材積層工程］
裏面封止材層１４の形成方法は特に限定されないが、例えば、封止材をシート状に形成後、導通凹部１６を形成する位置にあらかじめパンチング等で貫通孔を形成し、その後に絶縁層１３によって形成された凹部と貫通孔とが重なるように、且つ、絶縁層１３が端面１８に露出しないよう絶縁層１３の形成部より広い範囲に積層する。このようにすることで配線１２を覆うようにして貫通する導通凹部１６を形成でき、また封止材層１４は十分にやわらかいので絶縁層１３の端面が封止材層１４で覆われる。
【００７２】
この際に、図３、図４に示した樹脂基材１１の端面が封止材層１４で覆われている第二の形態の太陽電池用集電シート１０や、図６に示したような樹脂基材１１の端面が封止材層１４で覆われている第二の形態の太陽電池モジュール４０とするときには、積層する際に、封止剤をシート状に成形したシートを樹脂基材１１のサイズより大きくすれば容易に達成できる。
【００７３】
＜太陽電池モジュールの製造方法＞
次に本発明の一実施形態である太陽電池用集電シート１０と太陽電池素子３０を接合した太陽電池モジュール４０の製造方法について説明する。
【００７４】
図５、図６に示すように、太陽電池用集電シート１０、太陽電池素子３０及び他の部材の一体化の工程の前に、まず太陽電池用集電シート１０の導通凹部１６に導電性材料１７を充填する。この導電性材料１７は、例えば銀とエポキシを混合した導電性ペーストが例示できる。これにより、導通凹部１６は、配線１２が底面で露出するように形成されているため、導電性材料１７と配線１２とが導通する。より具体的には図５、図６において、配線１２と第一の電極３２に接続される導通凹部１６と、配線１２と第二の電極３３に接続される導通凹部１６とが、それぞれ複合層によって別個に導通される。
【００７５】
一方の太陽電池素子３０側は、図５、図６に示すＭＷＴ方式の太陽電池素子か或いは、ＥＷＴ方式の太陽電池素子等のバックコンタクト型の太陽電池素子３０が用いられる。ＭＷＴ方式の太陽電池素子３０の場合はスルーホール３１には、図５、図６に示すように銀ペースト（導電性材料１７）が充填されている。
【００７６】
次に太陽電池用集電シート１０、太陽電池素子３０、及び、裏面保護シート１５等の他の部材を積層して一体化する。この一体化の方法としては真空熱ラミネート加工により一体化する方法が挙げられる。上記方法を用いた際のラミネート温度は、１３０℃以上１９０℃以下の範囲内とすることが好ましい。また、ラミネート時間は、５分以上６０分以下の範囲内が好ましく、特に８分以上４０分以下の範囲内が好ましい。
【００７７】
この一体化の過程において、太陽電池用集電シート１０の樹脂基材１１は、太陽電池モジュール４０として他の部材と強固に一体化されているため、太陽電池用集電シート１０の基材樹脂のＴｇ以上で加熱しても熱による収縮、変形の問題が生じない。
【００７８】
上記の一体化によって、図４に示すように、太陽電池素子の負電極から取り出された電気はスルーホール３１内の銀ペーストを経て、第一の電極３２（負電極）に、更に導通凹部１６内の導電性材料１７を介して対応する配線１２に伝導される。また、第二の電極３３（正電極）から取り出された電気は導通凹部１６内の導電性材料１７を介して対応する配線１２に伝導可能となる。
【００７９】
＜太陽電池用集電シートの他の形態＞
太陽電池用集電シート１０は、上記の通り、太陽電池素子３０の他、他の部材と一体化する工程を経て、太陽電池モジュール４０となるが、その工程に先だって、樹脂基材１１の非受光面側にあらかじめ別のＥＴＦＥ、耐加水分解ＰＥＴ等の裏面保護シート１５を一体化することにより、太陽電池モジュールの製造に用いる裏面保護シート一体化太陽電池用集電シートとすることも可能である。
【００８０】
上記の裏面保護シート一体化太陽電池用集電シートを作成するには、樹脂基材１１の非受光面側に裏面保護シートをドライラミネーション法によって積層する。
【実施例】
【００８１】
＜実施例１＞
まず樹脂基材としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）よりなる５０μｍのフィルムの表面に、銅からなる２０μｍの導電層をウレタン系の接着剤を用いてドライラミネートによって積層した積層シートを作製した。
【００８２】
この積層シートを５００ｍｍ×５００ｍｍに切断しラミネーターを用いてドライフィルムを貼り合わせ、配線のパターンを形成するためのフォトマスクを介して紫外線で露光し、炭酸ナトリウム水溶液で現像することによりエッチングマスクを形成した。エッチングマスクを形成した積層体を酸化第二鉄水溶液にてエッチングし銅の配線パターンを形成後、水酸化ナトリウム水溶液にてエッチングマスクを剥離した。
【００８３】
絶縁コーティングは、アクリル系紫外線硬化型絶縁コート剤を用い、スクリーン印刷を用いた。導通凹部１６及び積層体のエッジから１０ｍｍの部分を除いて、４８０ｍｍ×４８０ｍｍの範囲で印刷後、紫外線を照射し硬化した。
【００８４】
ポリエチレン系樹脂よりなる封止材をシート状に形成後、５００ｍｍ×５００ｍｍに切断し、導通凹部を形成する位置にあらかじめパンチング等で貫通孔を形成し、その後に絶縁層によって形成された凹部と貫通孔とが重なるように、且つ、絶縁層が端面に露出しないよう、１５０℃、１８分の条件で真空加熱ラミネーターを用い処理を行なった。このようにして実施例１の太陽電池用集電シートを作成した。
【００８５】
＜実施例２＞
まず樹脂基材としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）よりなる５０μｍのフィルムの表面に、銅からなる２０μｍの導電層をウレタン系の接着剤を用いてドライラミネートによって積層した積層シートを作製した。
この積層シートを５００ｍｍ×５００ｍｍに切断しラミネーターを用いてドライフィルムを貼り合わせ、配線のパターンを形成するためのフォトマスクを介して紫外線で露光し、炭酸ナトリウム水溶液で現像することによりエッチングマスクを形成した。
エッチングマスクを形成した積層体を酸化第二鉄水溶液にてエッチングし銅の配線パターンを形成後、水酸化ナトリウム水溶液にてエッチングマスクを剥離した。
【００８６】
絶縁コーティングは、アクリル系紫外線硬化型絶縁コート剤を用い、スクリーン印刷を用いた。導通凹部１６及び積層体のエッジから１０ｍｍの部分を除いて、４８０ｍｍ×４８０ｍｍの範囲で印刷後、紫外線を照射し硬化した。
【００８７】
ポリエチレン系樹脂よりなる封止材をシート状に形成後、５１０ｍｍ×５１０ｍｍに切断し、導通凹部を形成する位置にあらかじめパンチング等で貫通孔を形成し、その後に絶縁層によって形成された凹部と貫通孔とが重なるように、且つ、絶縁層が端面に露出しないよう、且つ樹脂基材の端面が封止材層で覆われるように１５０℃、１８分の条件で真空加熱ラミネーターを用い処理を行なった。このようにして実施例２の太陽電池用集電シートを作成した。
＜実施例３＞
まず樹脂基材としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）よりなる５０μｍのフィルムの表面に、銅からなる２０μｍの導電層をウレタン系の接着剤を用いてドライラミネートによって積層した積層シートを作製した。
この積層シートを５００ｍｍ×５００ｍｍに切断しラミネーターを用いてドライフィルムを貼り合わせ、配線のパターンを形成するためのフォトマスクを介して紫外線で露光し、炭酸ナトリウム水溶液で現像することによりエッチングマスクを形成した。
エッチングマスクを形成した積層体を酸化第二鉄水溶液にてエッチングし銅の配線パターンを形成後、水酸化ナトリウム水溶液にてエッチングマスクを剥離した。
【００８８】
絶縁層の形成は、アクリル系紫外線硬化型絶縁コート剤を用い、スクリーン印刷を用いた。導通凹部１６及び積層体のエッジから１０ｍｍの部分を除いて、４８０ｍｍ×４８０ｍｍの範囲で印刷後、紫外線を照射し硬化した。
【００８９】
予め用意したＥＴＦＥよりなる裏面保護シート５１０ｍｍ×５１０ｍｍの中央部に、絶縁層を形成した積層体を、ドライラミネートで貼り合わせた。
【００９０】
＜太陽電池モジュールの作成＞
ポリエチレン系樹脂よりなる封止材をシート状に形成後、５１０ｍｍ×５１０ｍｍに切断し、導通凹部を形成する位置にあらかじめパンチング等で貫通孔を形成し、その後に絶縁層によって形成された凹部と貫通孔とが重なるように、且つ、絶縁層が端面に露出しないよう、且つ樹脂基材の端面が封止材層で覆われるように１５０℃、１８分の条件で真空加熱ラミネーターを用い処理を行なった。このようにして実施例３の裏面保護シート一体化太陽電池用集電シートを作成した。
【００９１】
実施例１から実施例３の太陽電池用集電シートの導通凹部に導電性材料として銀とエポキシを混合した導電性ペーストを形成した。これにより、導電性材料と配線とが導通することを確認した。
【００９２】
次に導通凹部１６に導電性材料１７を形成した太陽電池用集電シート１０の表面に、ＭＷＴ方式の太陽電池素子３０、表面封止材層２４、ガラスよりなる透明前面基板２５、及び、実施例１、実施例２については裏面に裏面保護シート１５を積層して真空熱ラミネート加工により１５０℃、１８分の条件で一体化することによって太陽電池モジュールを作製した。
【００９３】
実施例１から実施例３の太陽電池用集電シートを用いて作成した太陽電池モジュールは、温度８５℃、湿度８５％ＲＨの環境で３５００時間放置する試験を行った結果、太陽電池モジュールの端面の剥離は無く、優れた耐久性を示すものであった。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
太陽電池用集電シート１０の端面１８の耐候性、耐水性、水蒸気バリア性を向上させることによって、寿命の長い太陽電池モジュール４０、さらには太陽電池パネルを実現できるものである。
【符号の説明】
【００９５】
１０    （太陽電池用）集電シート
１１    樹脂基材
１２    配線
１３    絶縁層
１４    （裏面）封止材層
１５    裏面保護シート
１６    導通凹部
１７    導電性材料
１８    （太陽電池用集電シートの）端面
２４    （表面）封止材層
２５    透明前面基板
３０    太陽電池素子
３１    スルーホール
３２    （第一の）電極
３３    （第二の）電極
４０    太陽電池モジュール
４１    （太陽電池モジュール）の端面
【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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