(57)【要約】      （修正有）【課題】太陽電池モジュール製造時のモジュールの劣化が少ない薄膜太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】光電変換層７と、光電変換層７を支持する基板１と、光電変換層７の受光面側及び非受光面側で光電変換層７と接続する少なくとも一対の電極２，６が積層された太陽電池素子と、電極２，６に接続される少なくとも一対の集電線８と、を有する太陽電池を備える太陽電池モジュールにおいて、集電線８を、導電性粘着剤９を介して電極２，６に接続させる。【選択図】図２
2014011320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも光電変換層と、前記光電変換層を支持する基板と、前記光電変換層の受光面側及び非受光面側で前記光電変換層と接続する少なくとも一対の電極が積層された太陽電池素子と、
前記電極に接続される少なくとも一対の集電線と、を有する太陽電池を備える太陽電池モジュールにおいて、
前記集電線が、導電性粘着剤を介して前記電極に接続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】
前記集電線の厚さが２００μｍ以下である、請求項１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、太陽電池モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
薄膜系太陽電池モジュールは、光電変換層、並びに上部電極および下部電極を含む薄膜系太陽電池素子を製造し、該薄膜系太陽電池素子の各電極と集電線とを接続して、封止することで製造される。そして、薄膜系太陽電池素子は、必要となる電位の調整と製造の効率化のために、複数の太陽電池セルを直列に接続したモノリシック構造を有することが一般的である。
【０００３】
薄膜系太陽電池素子から電気を取り出すためには、通常、薄膜系太陽電池素子を形成する各太陽電池セルの、光電変換層と重ならない箇所、特に薄膜系太陽電池素子の両端に電気取り出し用の電極を設置し、該電極と集電線を接続する（例えば特許文献１、２参照）。一方、薄膜系太陽電池素子は水や酸素に弱いので、有機層を保護する材料にはガスバリア性の高いものが用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１２４５８２号公報
【特許文献２】特開２０１１−１７１７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らが、電極と集電線を接続する方法を検討する際に、熱硬化性の導電性接着剤での接続を試したところ、硬化の際に加える熱によって発電層が劣化し、太陽電池の発電効率が低下すること、さらに、熱硬化性接着剤が硬化する際の収縮によって、太陽電池セルに応力がかかり、発電層が変形し、ダメージを受けてモジュールの性能が低下すること、また有機薄膜太陽電池の電極を破壊して、モジュール性能が低下することを発見した。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するものであり、太陽電池モジュール製造時のモジュールの劣化が少ない薄膜太陽電池モジュールを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、少なくとも光電変換層と、前記光電変換層を支持する基板と、前記光電変換層の受光面側及び非受光面側で前記光電変換層と接続する少なくとも一対の電極が積層された太陽電池素子と、前記電極に接続される少なくとも一対の集電線と、を有する太陽電池を備える太陽電池モジュールにおいて、前記集電線を、導電性粘着剤を介して前記電極に接続させることで上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。本発明の概要は以下のとおりである。
【０００８】
本発明は、少なくとも光電変換層と、前記光電変換層を支持する基板と、前記光電変換層の受光面側及び非受光面側で前記光電変換層と接続する少なくとも一対の電極が積層された太陽電池素子と、前記電極に接続される少なくとも一対の集電線と、を有する太陽電池を備える太陽電池モジュールにおいて、前記集電線が、導電性粘着剤を介して前記電極に接続されていることを特徴とする太陽電池モジュールである。
【０００９】
また、前記集電線の厚さが２００μｍ以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、太陽電池モジュール製造時のモジュールの劣化が少ない薄膜太陽電池モジュールを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】太陽電池のモノリシック構造を説明するための図である。
【図２】本発明の太陽電池モジュールの一態様について示した概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明について、以下に具体的に説明する。
本発明は、少なくとも光電変換層と、前記光電変換層を支持する基板と、前記光電変換層の受光面側及び非受光面側で前記光電変換層と接続する少なくとも一対の電極（上部電極および下部電極）が積層された太陽電池素子と、前記電極に接続される少なくとも一対の集電線と、を有する太陽電池を備える太陽電池モジュールにおいて、前記集電線を、導電性粘着剤を介して前記電極に接続させることを特徴とする。
【００１３】
＜太陽電池素子＞
本発明の太陽電池モジュールに用いられる太陽電池素子としては、本発明の効果を損なわない限りどのようなものであっても用いてもよいが、薄膜単結晶シリコン、薄膜多結晶シリコン、アモルファスシリコン、微結晶シリコン、球状シリコンなどのシリコン系半導体材料、ＣＩＳ系、ＣＩＧＳ系、ＧａＡｓ系などの化合物半導体材料、有機色素材料、有機半導体材料等を用いることが好ましい。これらのうち、有機半導体材料を用いることが、生産性に特に優れ、本発明の目的に沿うことから特に好ましい。以下、有機半導体材料を用いた有機薄膜太陽電池素子の場合について説明する。
【００１４】
（光電変換層）
光電変換層は、有機半導体により形成される。有機半導体は半導体特性により、ｐ型、ｎ型に分けられる。ｐ型、ｎ型は、電気伝導に寄与するのが、正孔、電子いずれであるかを示しており、材料の電子状態、ドーピング状態、トラップ状態に依存する。したがって、ｐ型、ｎ型は必ずしも明確に分類できない場合があり、同一物質でｐ型、ｎ型両方の特性を示すものもある。
【００１５】
ｐ型半導体の例として、テトラベンゾポルフィリン、テトラベンゾ銅ポルフィリン、テトラベンゾ亜鉛ポルフィリン等のポルフィリン化合物；フタロシアニン、銅フタロシアニン、亜鉛フタロシアニン等のフタロシアニン化合物；ナフタロシアニン化合物；テトラセンやペンタセンのポリアセン；セキシチオフェン等のオリゴチオフェンおよびこれら化合物を骨格として含む誘導体が挙げられる。さらに、ポリ（３−アルキルチオフェン）などを含むポリチオフェン、ポリフルオレン、ポリフェニレンビニレン、ポリトリアリルアミン、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール等の高分子等が例示される。
【００１６】
ｎ型半導体の例として、フラーレン（Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６）；オクタアザポルフィリン；上記ｐ型半導体のパーフルオロ体；ナフタレンテトラカルボン酸無水物、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド、ペリレンテトラカルボン酸無水物、ペリレンテトラカルボン酸ジイミド等の芳香族カルボン酸無水物やそのイミド化物；及び、これら化合物を骨格として含む誘導体などが挙げられる。
【００１７】
少なくともｐ型の半導体およびｎ型の半導体が含有されていれば、光電変換層の具体的な構成は任意である。光電変換層は単層の膜のみによって構成されていてもよく、２以上
の積層膜によって構成されていてもよい。例えば、ｎ型の半導体とｐ型の半導体とを別々の膜に含有させるようにしても良く、ｎ型の半導体とｐ型の半導体とを同じ膜に含有させても良い。また、ｎ型の半導体及びｐ型の半導体は、それぞれ、１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
【００１８】
光電変換層の具体的な構成例としては、ｐ型半導体とｎ型半導体が層内で相分離した層（ｉ層）を有するバルクヘテロ接合型、それぞれｐ型半導体を含む層（ｐ層）とｎ型半導体を含む層（ｎ層）が界面を有する積層型（ヘテロｐｎ接合型）、ショットキー型およびそれらの組合せが挙げられる。これらの中でもバルクへテロ接合型およびバルクへテロ接合型と積層型を組み合わせた（ｐ−ｉ−ｎ接合型）が高い性能を示すことから好ましい。
【００１９】
光電変換層のｐ層、ｉ層、ｎ層各層の厚みは、通常３ｎｍ以上、中でも１０ｎｍ以上、また、通常５００ｎｍ以下、中でも５０〜３００ｎｍとすることが好ましい。層を厚くすることで光電流が増大する傾向にあり、薄くすることで直列抵抗が低下する傾向にある。
【００２０】
（電極）
下部電極及び上部電極としては導電性を有する材料により形成することが可能であり、例えば、白金、金、銀、アルミニウム、クロム、ニッケル、銅、チタン、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ナトリウム等の金属あるいはそれらの合金；酸化インジウムや酸化タングステン、酸化錫等の金属酸化物、あるいはその複合酸化物（ＩＴＯ、ＩＷＯ、ＩＺＯなど）；ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン等の導電性高分子；前記導電性高分子に、塩酸、硫酸、スルホン酸等の酸、ＦｅＣｌ３等のルイス酸、ヨウ素等のハロゲン原子、ナトリウム、カリウム等の金属原子などのドーパントを含有させたもの；金属粒子、カーボンブラック、フラーレン、カーボンナノチューブ等の導電性粒子をポリマーバインダー等のマトリクスに分散した導電性の複合材料などが挙げられる。
なかでも、正孔を捕集する電極には、Ａｕ、ＩＴＯ等の深い仕事関数を有する材料が好ましい。一方、電子を捕集する電極には、Ａｌのような浅い仕事関数を有する材料が好ましい。仕事関数を最適化することにより、光吸収により生じた正孔及び電子を良好に捕集する利点がある。
【００２１】
少なくとも受光面側の電極は、光透過性を有しており、好ましくは透明である。但し、電極は、発電性能に著しく悪影響を与えない場合は必ずしも透明でなくてもよい。透明な電極の材料を挙げると、例えば、ＩＴＯ、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）等の酸化物；金属薄膜などが挙げられる。また、上部電極の光の透過率は、太陽電池素子の発電効率を考慮すると、光学界面での部分反射によるロスを除き、８０％以上が好ましい。
【００２２】
下部電極及び上部電極の材料は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
【００２３】
下部電極及び上部電極の形成方法に制限はない。例えば、真空蒸着、スパッタ等のドライプロセスにより形成することができる。また、導電性インク等を用いたウェットプロセスにより形成することもできる。この導電性インクとしては、例えば、導電性高分子、金属粒子分散液等を用いることができる。さらに、電極は２層以上積層してもよく、表面処理による特性（電気特性やぬれ特性等）を改良してもよい。
【００２４】
以下、光電変換層、上部電極および下部電極を備えた有機薄膜太陽電池セル（以下、太陽電池セルともいう）が直列に接続されたモノリシック構造を有する有機薄膜太陽電池素子（以下、太陽電池素子ともいう）の製造方法について図１を用いて説明する。図１により、光電変換層がｐ−ｉ−ｎ接合型である場合を例にして説明するが、バルクヘテロ接合
型、ヘテロｐｎ接合型、ショットキー型、等、公知の有機光電変換層も同様の方法で製造できる。
【００２５】
（基板）
太陽電池素子は、通常基板上に複数の太陽電池セルを形成させることで製造される。基板１は公知の基板が使用でき、具体的には例えば厚さ０．０５〜１ｍｍ程度のガラス、金属箔又はポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリ（メタ）アクリル樹脂フィルム等、耐熱性の高分子フィルム等が挙げられる。太陽電池モジュールの受光面が基板１側の場合には、透明な基板を用いるのが好ましい。受光面が上部電極８側の場合には、基板１は透明でも不透明でも良い。（ａ）図の通り、基板１の上に開溝１１を持つ下部電極２を形成する。電極の形成はドライ法、ウェット法のいずれでもよい。ドライ法としては例えばスパッタ、蒸着、ＣＶＤ等公知の方法が挙げられる。ウェット法としては、スクリーン印刷やダイコート等が挙げられる。第１の開溝１１の幅は５０〜１０００μｍ特に１００〜５００μｍ程度が好ましい。
【００２６】
次に、（ｂ）図の通り、下部電極２の上にｐ層３を形成する。ｐ層３を下部電極２の全面に形成する場合には、第１の開溝１１はｐ層３の材料で埋められる。また、ｐ層３を下部電極２上にパターンを形成する場合には、第１の開溝１１はｐ層３の材料によって埋められないこともある。
【００２７】
次に、（ｃ）図の通り、下部電極２およびｐ層３の上にｉ層４およびｎ層５を順次成膜する。次いで、（ｄ）図の通り、ｐ層３の上に形成されたｉ層４、ｎ層５に、第１の開溝１１と重ならないように、その近傍に数１０〜１００μｍ程度離れて下部電極２に達する第２の開溝１２をレーザスクライブにより形成する。第２の開溝の幅は５０〜１０００μｍ特に１００〜５００μｍ程度が好ましい。この第２の開溝１２を形成するレーザの波長は２００〜１２００ｎｍであり、中でも２５０〜９００ｎｍ特に２５０〜６００ｎｍ程度が好ましい。これによりｐ層３、ｉ層４およびｎ層５は短冊状の形状に分離される。
【００２８】
次に、（ｅ）図の通り、上部電極６を形成する。第２の開溝１２は上部電極６の材料で埋められる。第２の開溝１２は、単位セルの上部電極を隣接する単位セルの受光面の下部電極２と接続するためのものであるから、下部電極２に達していなければならない。
【００２９】
その後、（ｆ）図の通り、上部電極６、ｎ層５、ｉ層４及びｐ層３をレーザスクライブして第３の開溝１３を形成して、単位セルに分割する。開溝１３は隣接する単位セルの上部電極６を分割するものであるから、ｉ層４を突き抜けずにｉ層４の途中で止まってもよく、ｉ層４からさらにｐ層３を突き抜けて下部電極２に入り込んでもよい。この第３の開溝１３を形成するレーザの波長は２００〜１２００ｎｍであり、中でも２５０〜９００ｎｍ特に２５０〜６００ｎｍ程度が好ましい。各単位セルの上部電極６は、開溝１２内を埋める上部電極６の材料によって隣接する単位セルの下部電極２と導通しているので、各単位セルが直列に接続された太陽電池が得られる。
【００３０】
光電変換層（この実施の形態では、ｐ層３、ｉ層４及びｎ層５）を構成する材料は、２００〜１２００ｎｍ特に２５０〜９００ｎｍとりわけ２５０〜６００ｎｍの波長の光の吸収性が良く、光電変換層は効率よく切断（スクライブ）される。上部電極６を構成する材料は、この波長の光を吸収するものであってもよく、吸収しなくてもよい。上部電極６の構成材料がこの波長の光を吸収しない場合であっても、その下の光電変換層がレーザスクライブにより除去されるときに、その上側の上部電極構成材料が併せて除去されて第３の開溝１３が形成されるようになる。上部電極６の構成材料が光吸収材料に限定されないところから、上部電極の構成材料の選択肢が広がる。
【００３１】
＜集電線＞
太陽電池素子から電流を取り出すために電極と集電線を接続するが、本発明では、集電線を、導電性粘着剤を介して前記電極に接続させる。通常は、光電変換層と積層しない箇所で集電線と電極とを接続する。該接続の際に光電変換層へ物理的な作用が加わると、太陽電池セルが起電能力を失う恐れがあるためである。
【００３２】
例えば図２に示すように、太陽電池セルの下部電極２に光電変換層７と積層する部分と光電変換層７と積層しない部分を設け、上部電極６にも光電変換層７と積層する部分と、光電変換層７と積層しない部分を設ける。そして、下部電極２および上部電極６それぞれの光電変換層と積層しない部分（図２の両端）において、接着層９を介して集電線を接続することで、二本の集電線を太陽電池セルと接続する。
なお、図２において太陽電池セルの両端において、例えば下部電極と集電線の間に導電性物質を積層したり、上部電極の下に集電に影響のない物質を積層するなどして、太陽電池セルの上下の面を平坦にすることで集電線の設置作業をしやすくしてもよい。
【００３３】
なお、一般的に太陽電池モジュールでは、集電線を太陽電池素子の上部電極および下部電極に接続することで電気を取り出すが、集電線を複数の上部電極のみに接続した場合であっても電気を取り出すことができる。これは、太陽電池素子を形成する太陽電池セルの上部電極と下部電極は光電変換層を挟んで電気が流れており、また、各セル間同士が直列接続されていることから、上部電極同士からであっても電気を取り出すことができるためである。
【００３４】
また、集電線と接続した上部電極を有する太陽電池セルは、集電線との接続により短絡していても、短絡していなくともよい。当該太陽電池セルが短絡している場合には、確実に電気を流すことができるため、安定的な電気取り出しが可能となる。このような短絡を確実にさせるためには、例えば集電線の表面粗度を制御することで集電線と他方の電極とを接触させればよい。
一方、短絡していない場合には、当該集電線を接続した上部電極を有する太陽電池セルであっても発電が可能であり、太陽電池モジュールの面積当たりの発電量を上げることができる。
【００３５】
集電線の材料としては、金属や合金などがよく用いられ、その中でも抵抗率の低い銅やアルミ、銀、金、ニッケルなどを用いることが好ましい。その中でも銅やアルミが安価であることから、特に好ましい。また、錆防止のため、集電線の周囲をスズや銀などでメッキしたり、表面を樹脂などでコートしてあったり、フィルムをラミネートしてあってもよい。集電線の形状としては、平角線、箔、平板、ワイヤー状のものがあるが、接着面積の確保などの理由から、平角線や、箔、平板状のものを用いることが好ましい。
なお、本発明でいう「箔」は厚みが１００μｍ未満のものをいい、「板」は厚みが１００μｍ以上のものをいう。また「平角線」とは、断面が円形のワイヤーを圧延して、断面の形状を四角形にしたものをいう。
【００３６】
また集電線は、導電性を有する限り特段の限定はされないが、接続する上部電極や下部電極よりも抵抗値が低いものが好ましく、特に、上部電極や下部電極より厚みを厚くすることによって、抵抗値を低減させることが好ましい。集電線の厚みとしては、５μｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１０μｍ以上である。また、２ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１ｍｍ以下、さらに好ましくは３００μｍ以下、特に好ましくは２００μｍ以下である。上記範囲より厚みが薄いと、集電線の抵抗値が上昇し、発電した電力を効率よく外部に取り出すことができなくなる恐れがある。また、上記範囲より厚みが厚いと、太陽電池モジュールの重量が増加するとともに可撓性が減少したり、モジュール表面に凹凸が発生しやすくなったり、生産コストが増加するなどの問題が生じる
恐れがある。
【００３７】
また、集電線の幅としては、０．５ｍｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１ｍｍ以上、特に好ましくは２ｍｍ以上である。また、集電線の幅は、５０ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは２０ｍｍ以下、特に好ましくは１０ｍｍ以下である。上記範囲より集電線の幅が狭いと、集電線の抵抗値が上昇し、発電した電力を効率よく取り出すことができなくなる恐れがある。また、集電線の機械強度が減少し、破断等の原因になる恐れがある。また、上記範囲より集電線の幅が広いと、モジュール全体における開口率が減少し、モジュールの発電量の低下に繋がる恐れがある。
【００３８】
また、集電線の形状をエンボス形状にすることもできる。エンボス形状とは、何らかの凹凸形状を型押しする等により施された形状を意味する。集電線をエンボス形状にすることで、接着層を用いても、エンボス形状の凹凸の一部が電極に直接接するか、または極めて近接することができるため導電性が高まる。
エンボス深さは、通常５〜１００μｍであり、１０〜５０μｍであることが好ましい。なお、エンボス深さとは、エンボス加工によって形成された凸部の高さを意味していて、具体的には凸部を含む厚みから集電線の厚みを差し引いた値である。このようなエンボス深さとすることで、エンボスの凸部が電極に直接接することができるため好ましい。
【００３９】
＜接着層＞
本発明では、集電線を、導電性粘着剤（図２における接着層９）を介して電極に接続させることを特徴とする。本発明の効果を阻害しない限り、別の層を積層してもよい。導電性粘着剤を用いることで、加工の際に熱を加える必要がないため、熱による光電変換層の劣化を防ぐことができる。また、導電性粘着剤は、熱硬化性接着剤や光硬化性接着剤等の接着剤とは異なり、ほとんど硬化・収縮しないため、接着の際の応力の発生がないか又は極めて小さい。そのため、導電性粘着剤を用いることで、接着の際に生じる応力による光電変換層へのダメージを防ぐことができる。
【００４０】
なお、導電性とは、少なくとも電気的に接続可能であればよいことを意味するが、通常室温（２５℃）における体積抵抗率では１０Ωｃｍ以下、１０−６Ωｃｍ以上である。
【００４１】
また、粘着剤とは、例えばＪＩＳＫ６８００に定義されているように、常温で粘着性を有し、軽い圧力で被着材に接着する物質をいい、常温で圧力を加えるだけで接着する接着剤（感圧型接着剤）も含まれる。加圧により接着しその際に接着部の硬化を伴わないものを意味する。硬化を伴い接着作用を生じるものは本発明の粘着剤には含まれない。
【００４２】
導電性粘着剤としては、例えば、アクリル系、ゴム系、シリコーン系、ウレタン系等の樹脂中に導電粒子を分散させたものを用いることができる。これらの中でも、アクリル系樹脂を用いたものが、耐候性、耐熱性が高く、被着材の制限が少ないことから好ましい。
【００４３】
アクリル系樹脂としては、例えば、一種以上の（メタ）アクリル酸エステルを有機溶媒中で溶液重合したものを用いることができる。凝集力を出すために架橋剤としてイソシアネートやブチル化メラミン等を併用しても良い。（メタ）アクリル酸エステルとしては、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ｎ-プロピル、（メタ）アクリル酸ｎ-ブチル等を挙げることができる。
【００４４】
ゴム系としては、天然ゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ポリイソブチレンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム等がある。
シリコーン系では、シロキサン結合を持つポリシロキサン骨格を含むポリマーなら種類を選ばず、ビニルシリコーンゴム、フェニルメチルシリコーンゴム、フェニルビニルシリ
コーンゴム、エポキシ変性シリコーンやポリイミド変性シリコーン等の各種変性シリコーン等が挙げられる。
【００４５】
導電性粘着剤に用いる樹脂の、重量平均分子量としては、通常５万〜２００万であり、接着性と耐久性のバランスから１０万〜１００万が好ましい。重量平均分子量はポリスチレンを標準物質としたゲルパーミエーションクロマトグラフィー法（ＧＰＣ）により測定できる。また、ＤＳＣ測定により測定されるガラス転移温度（Ｔｇ）は、通常−８０℃〜１００℃であり、接着性と耐久性とのバランスから−６０〜５０℃が好ましい。
【００４６】
導電粒子としては、金、ニッケル、銅、銀、白金、半田、パラジウム、アルミニウム等、またはそれらの合金などの金属粒子や、カーボンブラック、カーボンチューブ、カーボンファイバー等のカーボン系粒子、金めっきニッケル粒子等の複合金属粒子、金／ニッケルめっき樹脂粒子、銅めっき樹脂粒子、ニッケルめっき樹脂粒子などの金属被覆樹脂粒子等を挙げることができ、導電性の観点から金属粒子、複合金属粒子、金属被覆樹脂粒子が好ましい。このような、導電粒子を、上記の樹脂に、通常０．０１〜５０体積％、好ましくは０．１〜２０体積％含有したものを用いる。導電性粒子の含有量が０．１体積％未満であると、導電性粒子による接続安定性が十分に発揮されずに、導電性が低下する恐れがあり、また導電性粒子の含有量が２０体積％を超えると、樹脂層の成形性が低下し、接着強度が低下する恐れがある。
【００４７】
導電粒子の形状は、特に限定されず、球状、針状、繊維状、フレーク状、スパイク状、コイル状などが挙げられる。導電粒子の大きさとしては特に限定されないが、例えば粒径が１〜５０μｍ、好ましくは２〜２０μｍである。尚、当該粒径は、ＢＥＴ法により測定した値である。
【００４８】
導電性粘着剤の導電性が低い場合には、電極と集電線の一部を導電性粘着剤で固定し、残りの部分で電極と集電線とが直接接するように設置することもできる。
【００４９】
本発明で用いる導電性粘着剤には、必要に応じてシリカ、マイカなどの充填剤、顔料、帯電防止剤などを含有させることができる。着色料、防腐剤、ポリイソシアネート系架橋剤、シランカップリング剤なども配合することもできる。
【００５０】
＜封止材＞
本発明においては、太陽電池素子と集電線とを接続して太陽電池モジュールを製造するが、少なくとも太陽電池素子を封止することが好ましい。太陽電池素子の封止は、太陽電池素子の補強や、耐衝撃性を上げるために行う。
封止に使用する封止材は、太陽電池モジュールの強度保持の観点から強度が高いことが好ましい。具体的強度については、封止材以外の層の強度とも関係することになり一概には規定しにくいが、太陽電池モジュール全体が良好な曲げ加工性を有し、折り曲げ部分の剥離を生じないような強度を有するのが望ましい。
【００５１】
また、封止材は、太陽電池セルの受光面側に用いられる場合、光吸収を妨げない観点から可視光を透過させるものが好ましい。例えば、可視光（波長３６０〜８３０ｎｍ）の光の透過率は、通常７５％以上、好ましくは８０％以上、より好ましくは８５％以上、さらに好ましくは９０％以上、なかでも好ましくは９５％以上、特に好ましくは９７％以上である。太陽光をより多く電気エネルギーに変換するためである。
【００５２】
一方、太陽電池素子の受光面と反対側に封止材を用いる場合は、必ずしも可視光を透過させる必要がなく、不透明でもよい。
さらに、太陽電池モジュールは光を受けて熱せられることが多いため、封止材も熱に対
する耐性を有することが好ましい。この観点から、封止材の構成材料の融点は、通常１００℃以上、好ましくは１２０℃以上、より好ましくは１３０℃以上であり、また、通常３５０℃以下、好ましくは３２０℃以下、より好ましくは３００℃以下である。融点を高くすることで太陽電池モジュールの使用時に封止材が融解・劣化するのを防ぐことができる。
【００５３】
封止材の厚みは特に規定されないが、通常５μｍ以上、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは３０μｍ以上であり、また、通常１０００μｍ以下、好ましくは８００μｍ以下、より好ましくは６００μｍ以下である。厚くすることで太陽電池モジュール全体の強度が高まる傾向にあり、薄くすることで柔軟性が高まり、また可視光の透過率が向上する傾向にある。このため、両方の利点を兼ね備える範囲として、上記範囲とするのが望ましい。
【００５４】
封止材を構成する材料としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）樹脂組成物をフィルムにしたもの（ＥＶＡフィルム）などを用いることができる。
しかし、ＥＶＡ樹脂の架橋処理には比較的時間を要するため、太陽電池モジュールの生産速度及び生産効率を低下させる原因となる場合がある。また、長期間使用の際には、ＥＶＡ樹脂組成物の分解ガス（酢酸ガス）またはＥＶＡ樹脂自体が有する酢酸ビニル基が、太陽電池素子に悪影響を与えて発電効率が低下させる場合がある。そこで、封止材としては、ＥＶＡフィルムの他に、プロピレン・エチレン・α−オレフィン共重合体からなる共重合体のフィルムを用いることもできる。
【００５５】
なお、封止材は１種の材料で形成されていてもよく、２種以上の材料で形成されていても良い。また、封止材は単層フィルムにより形成されていても良いが、２層以上のフィルムを備えた積層フィルムであってもよい。 
封止材は、通常太陽電池素子を挟み込むように設ける。
また、封止材に、紫外線遮断、熱線遮断、導電性、反射防止、防眩性、光拡散、光散乱、波長変換、ガスバリア性等の機能を付与してもよい。特に、太陽電池の場合は、水や酸素に弱く、太陽光からの強い紫外線にさらされることから、ガスバリア性や紫外線遮断機能を持つことが好ましい。
このような機能を付与する方法としては、機能を有する層を塗布成膜等により封止材上に積層してもよいし、機能を発現する材料を溶解・分散させるなどして封止材に含有させてもよい。
【００５６】
ガスバリア性としては、例えば、以下の水蒸気透過率および酸素透過性を満たすものが挙げられる。
水蒸気透過率としては、封止材１００μｍ厚における水蒸気透過率Ｐｄが、４０℃９０％ＲＨ環境下で、通常１０−１ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下、好ましくは１０−２ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下、より好ましくは１０−３ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下、さらに好ましくは１０−４ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下である。水蒸気透過率は、ＪＩＳ  Ｋ７１２９に準じた感湿センサ、赤外線センサ、ガスクロマトグラフを備えた装置による測定、カップ法（ＪＩＳ  Ｚ０２０８）により、４０℃９０％ＲＨ環境で測定する。
【００５７】
酸素透過性としては、例えば、一般的には、２５℃環境下で１００μｍ厚での単位面積（１ｍ２）の１日あたりの酸素透過率が、通常１ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ／ａｔｍ以下であり、１×１０−１ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ／ａｔｍ以下であることが好ましく、１×１０−２ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ／ａｔｍ以下であることがより好ましく、１×１０−３ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ／ａｔｍ以下であることがさらに好ましく、１×１０−４ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ／ａｔｍ以下であることがとりわけ好ましく、１×１０−５ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ／ａｔｍ以下であることが特に好ましい。酸素が透過しなければしないほど、素子の酸化による劣化が抑
えられる利点がある。なお、酸素透過率は、ＪＩＳ  Ｋ７１２６Ａに準じた差圧法に基づく装置、あるいはＪＩＳ  Ｋ７１２６Ｂに準じた等圧法に基づく赤外線センサ、ガスクロマトグラフを備えた装置で測定することができる。
【００５８】
封止材により太陽電池素子を封止する封止工程は、上部電極と集電線を接続する工程の後に行っても良く、上部電極と集電線を接続する工程の前に行っても良い。
上部電極と集電線を接続する工程の後に、更に太陽電池モジュールを封止する工程を有する場合には、集電線も含め太陽電池モジュール全体を封止し、その後、太陽電池モジュールの封止材のうち、電気を取り出したい集電線が存在する箇所にスリットを形成し、該スリットから集電線を取り出すこともできる。
この場合、上部電極への集電線の接続個所は１か所以上であれば任意であり、所望の電位を取り出せる位置に集電線を接続すればよい。
【００５９】
上部電極と集電線を接続する工程の前に、太陽電池モジュールを封止する工程を有する場合には、封止後の封止材に対して、集電線を接続する位置にスリットを形成することで、太陽電池モジュールの表面に上部電極が露出した状態となる。そして、スリットの位置の上部電極と集電線を接続すればよい。また、封止を行う前の封止材に、あらかじめ特定の位置にスリットを設けることで、封止後にスリットを形成する手間が省ける。このようにあらかじめスリットを設けることで、封止後にスリットを形成する際に生じる太陽電池セルへのダメージの可能性を排除することが可能となる。
【００６０】
本発明の太陽電池モジュールでは、封止後更に耐候性保護シートを最表面に設けることができる。耐候性保護シートは温度変化、湿度変化、光、風雨などデバイス設置環境から太陽電池モジュールを保護するシート及びフィルムである。耐候性保護シートでデバイス表面を覆うことにより、太陽電池モジュール構成材料、特に太陽電池素子が保護され、劣化することなく、高い発電能力を得ることができるという利点がある。
【００６１】
耐候性保護シートは、太陽電池素子の最表層に位置するため、耐候性、耐熱性、透明性、撥水性、耐汚染性、機械強度などの、太陽電池セルの表面被覆材として好適な性能を備え、しかもそれを屋外暴露において長期間維持する性質を有することが好ましい。
また、耐候性保護シートは、太陽電池セルの受光面側に用いられる場合、光吸収を妨げない観点から可視光を透過させるものが好ましい。例えば、可視光（波長３６０〜８３０ｎｍ）の光の透過率は、通常７５％以上、好ましくは８０％以上、より好ましくは８５％以上、さらに好ましくは９０％以上、なかでも好ましくは９５％以上、特に好ましくは９７％以上である。太陽光をより多く電気エネルギーに変換するためである。
【００６２】
一方、太陽電池素子の受光面と反対側に耐候性保護シートを用いる場合は、必ずしも可視光を透過させる必要がなく、不透明でもよい。 
さらに、太陽電池素子は光を受けて熱せられることが多いため、耐候性保護シートも熱に対する耐性を有することが好ましい。この観点から、耐候性保護シートの構成材料の融点は、通常１００℃以上、好ましくは１２０℃以上、より好ましくは１３０℃以上であり、また、通常３５０℃以下、好ましくは３２０℃以下、より好ましくは３００℃以下である。融点を高くすることで太陽電池素子の使用時に耐候性保護シートが融解・劣化する可能性を低減できる。
【００６３】
耐候性保護シートを構成する材料は、太陽電池モジュールを保護することができるものであれば任意である。その材料の例を挙げると、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樹脂、ＡＳ（アクリロニトリル−スチレン）樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フッ素系樹脂、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、フェノール樹
脂、ポリアクリル系樹脂、各種ナイロン等のポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド−イミド樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。
【００６４】
中でも好ましくはフッ素系樹脂が挙げられ、その具体例を挙げるとポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、４−フッ化エチレン−パークロロアルコキシ共重合体（ＰＦＡ）、４−フッ化エチレン−６−フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、２−エチレン−４−フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリ３−フッ化塩化エチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）及びポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）等が挙げられる。
【００６５】
なお、耐候性保護シートは１種の材料で形成されていてもよく、２種以上の材料で形成されていても良い。また、耐候性保護シートは単層フィルムにより形成されていても良いが、２層以上のフィルムを備えた積層フィルムであってもよい。
耐候性保護シートの厚みは特に規定されないが、通常１０μｍ以上、好ましくは１５μｍ以上、より好ましくは２０μｍ以上であり、また、通常２００μｍ以下、好ましくは１８０μｍ以下、より好ましくは１５０μｍ以下である。厚みを厚くすることで機械的強度が高まる傾向にあり、薄くすることで柔軟性が高まる傾向にある。このため、両方の利点を兼ね備える範囲として、上記範囲とするのが望ましい。
【００６６】
また耐候性保護シートには、他のフィルムとの接着性の改良のために、コロナ処理、プラズマ処理等の表面処理を行なってもよい。 
耐候性保護シートは、太陽電池モジュールにおいてできるだけ外側に設けることが好ましい。デバイス構成部材のうちより多くのものを保護できるようにするためである。
また、耐候性保護シートに紫外線遮断、熱線遮断、防汚性、親水性、疎水性、防曇性、耐擦性、導電性、反射防止、防眩性、光拡散、光散乱、波長変換、ガスバリア性等の機能を付与してもよい。特に、太陽電池の場合は、太陽光からの強い紫外線にさらされることから、紫外線遮断機能を持つことが好ましい。
【００６７】
このような機能を付与する方法としては、機能を有する層を塗布成膜等により耐候性保護シート上に積層してもよいし、機能を発現する材料を溶解・分散させるなどして耐候性保護シートに含有させてもよい。
【００６８】
本発明の太陽電池モジュールの製造方法は特段限定されず、公知の方法を適用すればよい。具体的には、必要となる層を積層させ、真空ラミネーターやロールラミネーターを用いた熱ラミネート法などによることができる。
【００６９】
熱ラミネートによる場合には、真空条件下で行うことが好ましく、通常真空度が１０Ｐａ以上、好ましくは２０Ｐａ以上、より好ましくは３０Ｐａ以上である。一方上限は、通常１５０Ｐａ以下、好ましくは１２０Ｐａ以下、より好ましくは１００Ｐａ以下である。上記範囲とすることで、モジュール内の各層において気泡の発生を抑制することができ、生産性も向上するため好ましい。
真空時間としては、通常１分以上、好ましくは２分以上、より好ましくは３分以上である。一方上限は、通常２０分以下、好ましくは１８分以下、より好ましくは１５分以下である。真空時間を上記範囲とすることで、熱ラミネート後の太陽電池モジュールの外観が良好となり、またモジュール内の各層において熱ラミネート条件による気泡の発生を抑制することができるため好ましい。
【００７０】
熱ラミネートの加圧条件は、通常圧力が５０ｋＰａ以上、好ましくは７０ｋＰａ以上、より好ましくは９０ｋＰａ以上である。一方上限値は、１０１ｋＰａ以下であることが好ましい。上記範囲の加圧条件とすることで、太陽電池モジュールを損傷することなく、ま
た適度な接着性を得ることができるため、耐久性の観点からも好ましい。
上記圧力の保持時間は、通常１分以上、好ましくは３分以上、より好ましくは５分以上である。一方上限は、通常５０分以下、好ましくは４０分以下、より好ましくは３０分以下である。上記保持時間とすることで、封止材のゲル化率を適正とすることができるため、十分な接着強度を得ることができる。
【００７１】
熱ラミネートの温度条件は、通常１１５℃以上、好ましくは１２０℃以上、より好ましくは１２５℃以上である。一方上限値は、通常１８０℃以下、好ましくは１６５℃以下、より好ましくは１５５℃以下である。上記温度範囲とすることで、十分な接着強度を得ることができる。
また、上記温度の保持時間は、通常１分以上、好ましくは３分以上、より好ましくは５分以上である。一方上限は５０分以下、好ましくは４０分以下、より好ましくは３０分以下である。上記保持時間とすることで、封止材の架橋が適度に行われるため耐久性能が向上し、適度な柔軟性を有することができるため、好ましい。
【００７２】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明が以下の実施例にのみ限定されないことはいうまでもない。
【００７３】
＜実施例１＞
太陽電池セル（ＰＥＮに酸化亜鉛、Ｐ３ＨＴ：Ｃ６０ビスインデン付加体、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳを積層し、上部電極および下部電極としてそれぞれＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯ、Ａｇを使用したもの）に、厚さ１８０μｍ・幅５ｍｍの日立電線製の集電線を、住友スリーエム製導電性粘着剤ＣＮ４４９０で接続する。集電線を接続した太陽電池セルを、封止材ＥＶＡを用いて、ＮＰＣ社製ラミネーターを用いて、１４０℃で熱プレス（真空度８０Ｐａ、真空時間２分、加圧時間２分、保持１６分）で封止し、太陽電池モジュール１を得る。外観及び光電変換効率の評価は表１のようになる。
【００７４】
＜比較例１＞
実施例１において、導電性粘着剤を日立化成社製熱硬化型導電接着剤ＣＰ−３００に置き換え、１２０℃、２０分加熱して接続した以外は同様にして、太陽電池モジュール２を得る。外観及び光電変換効率の評価は表１のようになる。
【００７５】
＜比較例２＞
実施例１において、導電性粘着剤をはんだに置き換えた以外は同様にして、太陽電池モジュール２を得る。外観及び光電変換効率の評価は表１のようになる。
【００７６】
＜比較例３＞
実施例１において、導電性粘着剤を銀ペーストに置き換えた以外は同様にして、太陽電池モジュール２を得る。外観及び光電変換効率の評価は表１のようになる。
以上より、本発明によれば、太陽電池モジュール製造時のモジュールの劣化が少ない有機薄膜太陽電池モジュールが得られることがわかる。
【００７７】
【表１】
2014011320.tif 000003
外観評価は、モジュールの変形、こげつき、シワ、浮き、および／または反りが観察される場合を×、観察されない場合を○とする。
【符号の説明】
【００７８】
１    透光性基板
２    下部電極
３    ｐ層
４    ｉ層
５    ｎ層
６    上部電極
７    光電変換層
８    集電線
９    接着層
１１  第１の開溝
１２  第２の開溝
１３  第３の開溝
【図１】
2014011320.tif 000004
【図２】
2014011320.tif 000005