(57)【要約】  出力特性が経時的に変化しにくい太陽電池モジュールを提供する。  充填材層（１７）は、第１の充填材層（１７ａ）と、第２の充填材層（１７ｂ）と、第３の充填材層（１７ｃ）とを有する。第１の充填材層（１７ａ）は、第１の保護部材（１１）と太陽電池（１３）との間に配されている。第１の充填材層（１７ａ）は、透明な樹脂からなる。第２の充填材層（１７ｂ）は、第２の保護部材（１６）と太陽電池（１３）との間に配されている。第２の充填材層（１７ｂ）は、着色された樹脂からなる。第３の充填材層（１７ｃ）は、第２の充填材層（１７ｂ）と太陽電池（１３）との間に配されている。第３の充填材層（１７ｃ）は、透明な樹脂からなる。第２の充填材層（１７ｂ）が配線材（１４）の第２の保護部材（１６）側の主面（１４ａ）に接している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の保護部材と、
前記第１の保護部材と間隔をおいて対向している第２の保護部材と、
前記第１の保護部材と前記第２の保護部材との間に配された充填材層と、
前記充填材層内に配されており、前記第１の保護部材側を向く第１の主面と、前記第２の保護部材側を向く第２の主面とを有する太陽電池と、
前記太陽電池の前記第２の主面の上に配されており、Ｃｕを含む配線材と、
を備え、
前記充填材層は、
前記第１の保護部材と前記太陽電池との間に配されており、透明な樹脂からなる第１の充填材層と、
前記第２の保護部材と前記太陽電池との間に配されており、着色された樹脂からなる第２の充填材層と、
前記第２の充填材層と前記太陽電池との間に配されており、透明な樹脂からなる第３の充填材層と、
を有し、
前記第２の充填材層が、前記配線材の前記第２の保護部材側の主面に接している、太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記配線材は、
銅または銅合金からなる配線材本体と、
前記配線材本体を覆い、銀または銀合金からなるコーティング層と、
を有する、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記コーティング層の、前記配線材本体の角部上に位置する部分が、他の部分よりも薄い、請求項２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記配線材は、両主面が平坦面である母材をプレスされてなる、請求項２または３に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記配線材の前記第１の保護部材側の主面に凹凸が設けられている一方、前記第２の保護部材側の主面が平坦面により構成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記配線材の少なくとも一部が前記第２の充填材層内に位置している、請求項１〜５のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記太陽電池と前記配線材とを接着している樹脂接着層をさらに備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】
前記第１の保護部材がガラス板により構成されており、
前記第２の保護部材が樹脂シートにより構成されている、請求項１〜７のいずれか一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、太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、受光面側保護部材と裏面側保護部材との間に配された充填材層中に設けられた太陽電池を有する太陽電池モジュールが知られている。例えば特許文献１には、その一例が記載されている。特許文献１に記載の太陽電池では、充填材層は、受光面側保護部材と太陽電池との間に配された受光面側充填材層と、裏面側保護部材と太陽電池との間に配された裏面側充填材層とを有する。受光面側充填材層は、透明樹脂により構成されている。一方、裏面側充填材層の裏面側保護部材側の部分は、着色樹脂により構成されており、太陽電池側の部分は、透明樹脂により構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２１６８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の太陽電池モジュールでは、出力特性が経時的に変化しやすいという問題がある。【０００５】
本発明の主な目的は、出力特性が経時的に変化しにくい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】
【０００６】
本発明に係る太陽電池モジュールは、第１の保護部材と、第２の保護部材と、充填材層と、太陽電池と、配線材とを備える。第２の保護部材は、第１の保護部材と間隔をおいて対向している。充填材層は、第１の保護部材と第２の保護部材との間に配されている。太陽電池は、充填材層内に配されている。太陽電池は、第１の主面と、第２の主面とを有する。第１の主面は、第１の保護部材側を向いている。第２の主面は、第２の保護部材側を向いている。配線材は、太陽電池の第２の主面の上に配されている。配線材は、Ｃｕを含む。充填材層は、第１の充填材層と、第２の充填材層と、第３の充填材層とを有する。第１の充填材層は、第１の保護部材と太陽電池との間に配されている。第１の充填材層は、透明な樹脂からなる。第２の充填材層は、第２の保護部材と太陽電池との間に配されている。第２の充填材層は、着色された樹脂からなる。第３の充填材層は、第２の充填材層と太陽電池との間に配されている。第３の充填材層は、透明な樹脂からなる。第２の充填材層が配線材の第２の保護部材側の主面に接している。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、出力特性が経時的に変化しにくい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】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態における太陽電池モジュールの略図的平面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態における太陽電池モジュールの略図的断面図である。
【図３】図３は、図２の部分ＩＩＩの略図的断面図である。
【図４】図４は、比較例における太陽電池モジュールの一部分の略図的断面図である。
【図５】図５は、第１の変形例における太陽電池モジュールの一部分の略図的断面図である。
【図６】図６は、第２の変形例における太陽電池モジュールの一部分の略図的断面図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態における積層体の略図的分解断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
【００１０】
また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
【００１１】
図２に示されるように、太陽電池モジュール１は、第１の保護部材１１と、第２の保護部材１６とを有する。第１の保護部材１１は、例えば、ガラス板により構成することができる。第２の保護部材１６は、第１の保護部材１１と間隔をおいて対向している。第２の保護部材１６は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），フッ化ビニル樹脂（ＰＶＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）若しくはこれらの複合体等からなる樹脂シートにより構成されている。第２の保護部材１６は、樹脂シートからなるものであってもよいし、金属層や無機酸化物層などのバリア層を含む樹脂シートからなるものであってもよい。第２の保護部材１６の酸素透過度は、第１の保護部材１１の酸素透過度よりも高い。
【００１２】
第１の保護部材１１と第２の保護部材１６との間には、充填材層１７が配されている。この充填材層１７の内部に太陽電池１３が配されている。太陽電池１３は、第１の主面としての受光面１３ａが第１の保護部材１１側を向き、第２の主面としての裏面１３ｂが第２の保護部材１６側を向くように配されている。なお、受光面１３ａとは、太陽電池１３の第１及び第２の主面のうちの光の入射量が相対的に多い側の主面であり、裏面１３ｂとは、光の入射量が少ない側の周面である。
【００１３】
太陽電池１３は、受光面１３ａの上に設けられた第１の電極と、裏面１３ｂの上に設けられた第２の電極１３ｃ（図３を参照）とを有する。もっとも、本発明において、太陽電池は、一方の主面（典型的には、裏面）の上に第１及び第２の電極の両方が設けられている裏面接合型の太陽電池であってもよい。
【００１４】
図１に示されるように、太陽電池モジュール１において、太陽電池１３が複数設けられている。複数の太陽電池１３は、金属製の配線材１４により電気的に接続されている。具体的には、隣り合う太陽電池１３の一方の太陽電池の第１の電極と、他方の太陽電池の第２の電極１３ｃとが配線材１４によって電気的に接続されている。
【００１５】
図３に示されるように、配線材１４と太陽電池１３とは、樹脂接着剤の硬化物を含む樹脂接着層１８により接着されている。樹脂接着層１８は、例えば、樹脂のみからなるものであってもよい。この場合は、配線材１４は、太陽電池１３の電極と接触した状態で樹脂接着層１８により接着されていることが好ましい。樹脂接着層１８は、例えば、導電材を含む樹脂により構成されていてもよい。この場合は、配線材１４と太陽電池１３とは、導電材により電気的に接続されていても良い。
【００１６】
配線材１４は、Ｃｕを含む。具体的には、配線材１４は、配線材本体１４Ａと、コーティング層１４Ｂとを有する。配線材１４のうち、配線材本体１４Ａが、銅または銅合金からなる。銅合金の具体例としては、例えば、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｎｉ合金等が挙げられる。配線材本体１４Ａは、コーティング層１４Ｂにより覆われている。コーティング層１４Ｂは、Ｃｕを実質的に含まない。コーティング層１４Ｂは、例えば、銀または銀合金により構成することができる。銀合金の具体例としては、例えば、Ａｇ−Ｂｉ合金等が挙げられる。コーティング層１４Ｂの厚みは、例えば、０．１μｍ〜１００μｍ程度とすることができる。
【００１７】
配線材１４は、第１の主面１４ａと第２の主面１４ｂとを有する。配線材１４は、第１の主面１４ａが第１の保護部材１１側を向き、第２の主面１４ｂが第２の保護部材１６側を向くように配されている。第１の主面１４ａには、凹凸１４ａ１が設けられている。具体的には、第１の主面１４ａには、配線材１４の延びる方向に沿って延びる複数の凹凸１４ａ１が設けられている。このため、第１の保護部材１１を透過して配線材１４に入射した光は、第１の主面１４ａにおいて乱反射され、太陽電池１３の受光面１３ａに効率的に導かれる。なお、凹凸１４ａ１の横断面における頂角の大きさは、例えば、１２０°〜１５０°程度であることが好ましい。
【００１８】
一方、第２の主面１４ｂは、平坦面により構成されている。ここで、平坦面とは、複数の凹凸を有さない面をいう。平坦面には、例えば、曲率半径が配線材１４の幅よりも大きな湾曲した凸面や凹面が含まれるものとする。
【００１９】
凹凸を含む第１の主面１４ａを有する配線材１４は、例えば、両主面が平坦面である平板状の母材をプレスすることにより作製することができる。一般的に、プレスにより作製された配線材１４では、コーティング層１４Ｂの、配線材本体１４Ａの角部の上に位置する部分が、他の部分よりも薄い。コーティング層１４Ｂの、配線材本体１４Ａの角部の上に位置する部分の厚みは、他の部分の厚みの１／２以下であることが多い。
【００２０】
充填材層１７は、第１の充填材層１７ａと、第２の充填材層１７ｂと、第３の充填材層１７ｃとを有する。第１の充填材層１７ａ、第３の充填材層１７ｃ及び第２の充填材層１７ｂは、第１の保護部材１１側から第２の保護部材１６側に向かってこの順番で配されている。第１の充填材層１７ａは、第１の保護部材１１と太陽電池１３との間に配されている。第１の充填材層１７ａは、第１の保護部材１１の太陽電池１３側の表面と、太陽電池１３の受光面１３ａとのそれぞれに接している。第１の充填材層１７ａは、太陽電池１３の側面の少なくとも一部を覆っていてもよいし、覆っていなくてもよい。
【００２１】
第２の充填材層１７ｂは、太陽電池１３と第２の保護部材１６との間に配されている。第２の充填材層１７ｂは、第２の保護部材１６の太陽電池１３側の表面に接触している。第２の充填材層１７ｂは、太陽電池１３の裏面１３ｂには接触していない。
【００２２】
第３の充填材層１７ｃは、第２の充填材層１７ｂと太陽電池１３との間に配されている。第３の充填材層１７ｃは、第２の充填材層１７ｂの太陽電池１３側の表面と、太陽電池１３の裏面１３ｂとのそれぞれと接触している。
【００２３】
第１の充填材層１７ａと第３の充填材層１７ｃとは、それぞれ、透明な樹脂により構成されている。具体的には、第１の充填材層１７ａと第３の充填材層１７ｃとは、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）などの架橋性樹脂や、ポリオレフィンなどの非架橋性樹脂を含み、顔料や染料を実質的に含んでいない。なお、透明な樹脂には、透明な樹脂組成物が含まれるものとする。
【００２４】
第２の充填材層１７ｂは、着色された樹脂により構成されている。具体的には、第２の充填材層１７ｂは、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）などの架橋性樹脂や、ポリオレフィンなどの非架橋性樹脂に加えて、例えば、顔料や染料などを含んでいる。このため、第１の保護部材１１を透過して太陽電池モジュール１内に入射した光が第２の充填材層１７ｂの表面で反射されて効率的に太陽電池１３に導かれる。従って、改善された出力特性を得ることができる。第２の充填材層１７ｂは、酸化チタン粒子などの白色顔料を含む白色の樹脂からなることが好ましい。この場合、第２の充填材層１７ｂの表面における光反射率を高めることができる。従って、より改善された出力特性を得ることができる。
【００２５】
また、第１の充填材層１７ａと第２の充填材層１７ｂとの間に、第３の充填材層１７ｃが配されている。このため、太陽電池モジュール１の製造時において、第２の充填材層１７ｂが受光面１３ａの上に回り込むことが抑制されている。従って、さらに改善された出力特性を実現し得る。
【００２６】
ところで、図４に示されるように、配線材１１４の全体を、透明な樹脂からなる第３の充填材層１１７ｃ内に配し、第２の充填材層１１７ｂを配線材１１４から離間して配することも考えられる。しかしながら、本発明者らが鋭意研究した結果、この場合は、第３の充填材層１１７ｃのうち、配線材１１４の第２の保護部材１１６側の角部近傍に位置する部分Ａ１，Ａ２が経時的に変色する場合があることが見出された。具体的には、部分Ａ１，Ａ２が経時的に茶色に着色される。部分Ａ１，Ａ２が着色されると、部分Ａ１，Ａ２の光透過率が低くなるため、光の利用効率が低下する。その結果、太陽電池モジュール１の出力特性が低下知る。
【００２７】
なお、部分Ａ１，Ａ２が経時的に茶色に着色されるのは、充填材層中に存在する酸素に起因して、配線材１１４中の銅が充填材層１１７中に拡散することに起因するものと考えられる。配線材１１４の第２の保護部材１６側の角部近傍に位置する部分Ａ１，Ａ２が局所的に変色するのは、角部においてコーティング層１１４Ｂが薄くなっているためであると考えられる。
【００２８】
ここで、太陽電池モジュール１では、第２の充填材層１７ｂが配線材１４の第２の保護部材１６側の主面である第２の主面１４ｂに接している。第２の充填材層１７ｂは、着色されており、光を反射する層であるため、仮に、第２の充填材層１７ｂが変色したとしても、光の利用効率はそれほど低くならない。よって、太陽電池モジュール１の出力特性の経時的な変化を抑制することができる。具体的には、太陽電池モジュール１の出力特性の経時的な低下を抑制することができる。
【００２９】
太陽電池モジュール１の出力特性の経時的な低下を抑制する観点からは、第２の充填材層１７ｂが配線材１４の第２の主面１４ｂに接していればよい。太陽電池モジュール１では、第２の主面１４ｂと第２の充填材層１７ｂの表面とが略面一であるが、例えば図５や図６に示されるように、配線材１４の少なくとも一部が第２の充填材層１７ｂ内に位置していてもよい。図５に示す変形例では、配線材１４の一部が第２の充填材層１７ｂ内に位置している。配線材１４の第２の主面１４ｂ側の角部は第２の充填材層１７ｂ内に位置しているものの、配線材１４の第１の主面１４ａ側の角部は、第３の充填材層１７ｃ内に位置している。図６に示す変形例では、配線材１４の全体が第２の充填材層１７ｂ内に位置している。
【００３０】
なお、充填材層１７の変色は、酸素が存在することが一因であると考えられる。このため、ガラスからなり酸素透過度の低い第１の保護部材１１側においては充填材層１７の変色の問題が生じにくく、樹脂シートにより構成されており、酸素透過度の高い第２の保護部材１６側において充填材層１７の変色の問題が生じやすい。特に、第２の保護部材１６が金属層や無機酸化物層などのバリア層を有さない樹脂シートにより構成されている場合には、第２の保護部材１６側において充填材層１７の変色の問題がより生じやすい。従って、第２の充填材層１７ｂを配線材１４の第２の主面１４ｂに接するように設けることが特に有効である。
【００３１】
（太陽電池モジュール１の製造方法）
太陽電池モジュール１は、例えば、以下の要領で製造することができる。まず、図７に示される積層体１０を作製する。具体的には、第１の保護部材１１と、第１の透明樹脂シート１２ａと、太陽電池１３及び配線材１４と、第２の透明樹脂シート１２ｂと、着色樹脂シート１５と、第２の保護部材１６とをこの順番で積層することにより、積層体１０を作製する。第１の透明樹脂シート１２ａは、第１の充填材層１７ａを構成するための樹脂シートである。第２の透明樹脂シート１２ｂは、第３の充填材層１７ｃを構成するための樹脂シートである。着色樹脂シート１５は、第２の充填材層１７ｂを構成するための樹脂シートである。
【００３２】
次に、積層体１０を加熱しながら加圧する（加熱プレス工程）。これにより、太陽電池モジュール１を完成させることができる。この加熱プレス工程において、着色樹脂シート１５と太陽電池１３との間に第２の透明樹脂シート１２ｂが設けられているため、着色樹脂シート１５が太陽電池１３の受光面１３ａの上に回り込むことが抑制されている。
【００３３】
加熱プレス工程において、積層体１０の加熱温度は、例えば、１００℃〜１６０℃程度とすることができ、１３０℃〜１５０℃程度であることが好ましい。積層体１０の加熱温度は、例えば１２５℃程度とすることができる。
【符号の説明】
【００３４】
１…太陽電池モジュール
１１…第１の保護部材
１３…太陽電池
１３ａ…受光面
１３ｂ…裏面
１４…配線材
１４Ａ…配線材本体
１４Ｂ…コーティング層
１４ａ…第１の主面
１４ａ１…凹凸
１４ｂ…第２の主面
１６…第２の保護部材
１７…充填材層
１７ａ…第１の充填材層
１７ｂ…第２の充填材層
１７ｃ…第３の充填材層
１８…樹脂接着層
【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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【国際調査報告】
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2014033802.tif 000011
2014033802.tif 000012
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