(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池と、前記太陽電池の裏面を覆って保護するバックシートとを備えるバックシート付き太陽電池であって、
前記太陽電池が、
透明基板と、
前記透明基板に対して前記バックシート側に設けられ、前記透明基板とともに前記裏面を形成する複数の太陽電池セルとを有し、
前記バックシートが、
金属層と、
前記金属層に対して前記太陽電池と反対側に積層される樹脂層とを含み、
前記樹脂層が前記金属層に直接接着され、
前記金属層がアルミニウムを含む金属材料で構成され、
前記樹脂層が、４０〜６０％のゲル分率を有するポリエチレンのみからなり、
前記太陽電池の前記裏面が凹凸形状を有し、
前記金属層が前記裏面の凹凸形状に追従して変形しており、
前記樹脂層が前記金属層の形状に追従して変形している、バックシート付き太陽電池。
【請求項２】
前記バックシートが、前記金属層とともに前記樹脂層を挟むように設けられる耐候性層をさらに含む、請求項１に記載のバックシート付き太陽電池。
【請求項３】
前記耐候性層が熱可塑性樹脂を含む、請求項２に記載のバックシート付き太陽電池。
【請求項４】
前記耐候性層がカーボンをさらに含む、請求項３に記載のバックシート付き太陽電池。
【請求項５】
前記バックシートが、前記樹脂層とともに前記金属層を挟むように設けられる熱可塑性樹脂層をさらに含む請求項１〜４のいずれか一項に記載のバックシート付き太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池と太陽電池の裏面側に設置されるバックシートとを備えるバックシート付き太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
結晶系シリコン太陽電池、有機薄膜太陽電池、色素増感太陽電池などの太陽電池の裏面には一般に、太陽電池を構成するセル内に外部の水分が侵入することを抑制するために、裏面を覆って保護するバックシートが設けられる。
【０００３】
このようなバックシートとして、例えば下記特許文献１に記載の太陽電池裏面保護材用積層体が知られている。下記特許文献１には、超高分子量ポリエチレンからなる超高分子量ポリエチレン層、アルミ箔からなるバリア層、及び、ＰＥＴなどのポリエステル系樹脂からなる耐候性基材をこの順に積層した太陽電池裏面保護材用積層体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１０９２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、バックシートには一般に、優れた耐電圧性が求められる。
【０００６】
しかし、上述した特許文献１に記載の太陽電池裏面保護材用積層体は以下に示す課題を有していた。
【０００７】
即ちバリア層に積層される耐候性基材として、耐電圧性が低いポリエステル系樹脂が用いられている。ここで、耐電圧性を高めるためには、耐候性基材の厚さを増大させることが考えられる。しかし、この場合、高温環境下では、バリア層と耐候性基材との間で剥離が生じることがあり、バリア層と耐候性基材との間に生じる隙間において放電が生じることがあった。この放電は、太陽電池の光電変換特性を低下させるおそれがある。
【０００８】
このため、優れた耐電圧性を有しつつ、高温環境下においても層間剥離を十分に抑制できるバックシートを備えたバックシート付き太陽電池が求められていた。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、優れた耐電圧性を有しつつ、高温環境下においても層間剥離を十分に抑制することができるバックシートにおけるを備えたバックシート付き太陽電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、特許文献１の太陽電池裏面保護材用積層体において、高温環境下で耐候性基材の厚さを増大させた場合にバリア層と耐候性基材との間で剥離が生じる原因について検討した。その結果、本発明者は、以下のことが原因になっているのではないかと考えた。すなわち、まず太陽電池の裏面は、配線が設けられたり、セルが配置されたりすることで、凹凸形状をなしている。このため、バリア層は太陽電池の裏面に生じる凹凸に追従して変形し耐候性基材もバリア層の変形に追従して変形することとなる。このとき、耐候性基材の厚さを増大させると、耐候性基材であっても、バリア層の形状に追従した状態を維持することが困難となる。その結果、耐候性基材がバリア層から剥離しやすくなるのではないかと本発明者は考えた。またバックシートは通常、露出した状態で太陽電池に設置されるため、太陽光が太陽電池の周囲の物体に入射された後、反射して照り返し光としてバックシートに入射されることもあり、その場合には、耐候性基材が高温となることがある。この場合は、耐候性基材の厚さを増大させなくても、耐候性基材は、バリア層の形状に追従した状態を維持することが困難となる。その結果、耐候性基材がバリア層から剥離しやすくなるのではないかと本発明者は考えた。そこで、本発明者はさらに鋭意研究を重ねた結果、金属層に、所定のゲル分率を有するポリオレフィンを含む樹脂層を積層させることにより上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
即ち本発明は、太陽電池と、前記太陽電池の裏面を覆って保護するバックシートとを備えるバックシート付き太陽電池であって、前記太陽電池が、透明基板と、前記透明基板に対して前記バックシート側に設けられ、前記透明基板とともに前記裏面を形成する複数の太陽電池セルとを有し、前記バックシートが、金属層と、前記金属層に対して前記太陽電池と反対側に積層される樹脂層とを含み、前記樹脂層が前記金属層に直接接着され、前記金属層がアルミニウムを含む金属材料で構成され、前記樹脂層が、４０〜６０％のゲル分率を有するポリエチレンのみからなり、前記太陽電池の前記裏面が凹凸形状を有し、前記金属層が前記裏面の凹凸形状に追従して変形しており、前記樹脂層が前記金属層の形状に追従して変形している、バックシート付き太陽電池である。
【００１２】
このバックシート付き太陽電池によれば、太陽電池の裏面は凹凸形状を有し、バックシートにおいては、金属層が太陽電池の裏面の凹凸形状に追従して変形し、金属層に対し太陽電池と反対側に積層される樹脂層も金属層の形状に追従して変形している。このとき、４０〜６０％のゲル分率を有するポリエチレンのみからなる樹脂層は、高い耐電圧性を有するため、優れた耐電圧性を有しつつ薄膜化が可能となる。このため、樹脂層は、金属層の形状に追従した状態を維持することができる。またバックシートには、太陽光の照り返しによる光が入射されることがあり、樹脂層が高温になることがある。この場合でも、本発明のバックシート付き太陽電池では、樹脂層が、４０〜６０％のゲル分率を有するポリエチレンのみからなり、高い融点を有するため、金属層の形状に追従した状態を維持することができる。したがって、本発明のバックシート付き太陽電池によれば、優れた耐電圧性を示しつつ、高温環境下においてもバックシートにおける層間剥離を十分に抑制することができる。
【００１３】
上記バックシート付き太陽電池において、太陽電池が透明基板とともに裏面を形成する複数の太陽電池セルを有すると、より凹凸が存在することとなるが、その場合であっても、本発明によれば、優れた耐電圧性を示しつつ、高温環境下においてもバックシートにおける層間剥離を十分に抑制することができる。また、樹脂層が金属層に直接接着されていることで、樹脂層と金属層とが接着剤を介して接着される場合に比べて、高温高湿環境下でも接着剤が劣化するようなことが起こりにくいため、樹脂層と金属層との剥離を十分に抑制することができる。またバックシートの樹脂層に含まれるポリオレフィンがポリエチレンであるため、ポリオレフィンがポリエチレン以外のものである場合に比べて、安価であり、バックシートにおいて適度な柔軟性を維持できる。
【００１６】
上記バックシート付き太陽電池において、前記バックシートが、前記金属層とともに前記樹脂層を挟むように設けられる耐候性層をさらに含むことが好ましい。
【００１７】
この場合、バックシートにその耐候性層側から太陽光の照り返しによる光が入射しても、その光の樹脂層への入射強度が耐候性層により弱められる。このため、耐候性層が設けられていない場合に比べて、樹脂層が高温になりにくくなり、樹脂層の形状を保持しやすくなる。その結果、金属層からの樹脂層の剥離がより十分に抑制される。
【００１８】
前記耐候性層は熱可塑性樹脂を含むことが好ましい。
【００１９】
この場合、耐候性層が熱可塑性樹脂を含まない場合に比べて、樹脂層との接着性をより向上させることができる。
【００２０】
前記耐候性層はカーボンをさらに含むことが好ましい。
【００２１】
この場合、本発明のバックシートを、金属層を太陽電池側に向けた状態で太陽電池の裏面上に設置した場合に、バックシートにその耐候性層側から太陽光の照り返しによる光が入射しても、耐候性層がカーボンをさらに含まない場合に比べて、紫外線照射によるバックシートの劣化をより十分に抑制することができ、バックシートにおける割れの発生をより十分に抑制することができる。
【００２２】
上記バックシート付き太陽電池において、前記バックシートが、前記樹脂層とともに前記金属層を挟むように設けられる熱可塑性樹脂層をさらに含むことが好ましい。
【００２３】
この場合、熱可塑性樹脂により太陽電池の裏面が凹凸形状であっても、その裏面と金属層とを接着させることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、優れた耐電圧性を有しつつ、高温環境下においても層間剥離を十分に抑制することができるバックシートを備えたバックシート付き太陽電池が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係るバックシート付き太陽電池の一実施形態を示す部分断面図である。
【図２】図１のバックシートを示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について図１及び図２を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明に係るバックシート付き太陽電池の一実施形態を示す部分断面図、図２は、図１のバックシートを示す部分断面図である。
【００２９】
図１に示すバックシート付き太陽電池はバックシート付き色素増感太陽電池３００であり、色素増感太陽電池１００と、色素増感太陽電池１００の裏面１００ｂを覆って保護するバックシート２００とを備えている。
【００３０】
図１に示すように、色素増感太陽電池１００は、光入射側基板として機能する透明な共通基板１０と、共通基板１０に対してバックシート２００側に設けられる複数の（図１では２つの）太陽電池セル２０とを備えている。太陽電池セル２０は、共通基板１０とともに色素増感太陽電池１００の裏面１００ｂを形成している。各太陽電池セル２０は、共通基板１０上に設けられる透明導電膜２１と、透明導電膜２１上に設けられる多孔質酸化物半導体層２２と、多孔質酸化物半導体層２２に対向配置される対極２３と、対極２３と共通基板１０とを連結する封止部２４と、共通基板１０、対極２３及び封止部２４によって包囲されるセル空間に充填される電解質２５とを有している。なお、図１において、共通基板１０における太陽電池セル２０と反対側の表面１００ａが光入射面である。裏面１００ｂは、共通基板１０上に設けられる太陽電池セル２０によって凹凸形状をなしている。
【００３１】
一方、図２に示すように、バックシート２００は、金属層３０と、金属層３０に対し色素増感太陽電池１００と反対側に積層される樹脂層４０とを備えている。ここで、樹脂層４０は、金属層３０に直接接着されている。そして、バックシート２００は、樹脂層４０とともに金属層３０を挟むように設けられる熱可塑性樹脂層５０と、金属層３０とともに樹脂層４０を挟むように設けられる耐候性層６０とをさらに備えている。
【００３２】
熱可塑性樹脂層５０は、金属層３０と色素増感太陽電池１００の裏面１００ｂとを接着させるためのものであり、金属層３０は、色素増感太陽電池１００の太陽電池セル６０内に入り込む水蒸気を遮断するためのものである。耐候性層６０は、色素増感太陽電池１００に対して最も外側に設けられる層であり、太陽光の照り返し光による樹脂層４０、熱可塑性樹脂層５０の劣化を抑制するためのものである。耐候性層６０は色素増感太陽電池１００とは反対側に向けられている。樹脂層４０は、金属層３０と耐候性層６０とを接着させるためのものである。
【００３３】
金属層３０はアルミニウムを含む金属材料で構成され、樹脂層４０は４０％以上のゲル分率を有するポリオレフィンを含む。
【００３４】
ここで、色素増感太陽電池１００の裏面１００ｂは、上述したように共通基板１０上に設けられる複数の太陽電池セル２０によって凹凸形状をなしている。このため、バックシート２００において、熱可塑性樹脂層５０及び金属層３０が色素増感太陽電池１００の裏面１００ｂの形状に追従して変形し、樹脂層４０も金属層３０の形状に追従して変形している。このとき、バックシート２００においては、４０％以上のゲル分率を有するポリオレフィンを含む樹脂層４０が高い耐電圧性を有するため、樹脂層４０は優れた耐電圧性を有しつつ薄膜化が可能となる。このため、樹脂層４０は、金属層３０の形状に追従した状態を維持することができる。またバックシート２００には、太陽光の照り返しによる光が入射されることがあり、樹脂層４０が高温になることがある。この場合でも、バックシート２００では、樹脂層４０が、４０％以上のゲル分率を有するポリオレフィンを含んでおり、高い融点を有するため、樹脂層４０は、金属層３０の形状に追従した状態を維持することができる。したがって、バックシート付き色素増感太陽電池３００によれば、バックシート２００において、優れた耐電圧性を示しつつ、高温環境下においても層間剥離を十分に抑制することができる。その結果、金属層３０と樹脂層４０との間に生じる隙間において放電が発生することが十分に抑制され、その放電によるバックシート付き色素増感太陽電池３００の光電変換特性の低下を十分に抑制することができる。
【００３５】
またバックシート２００においては、金属層３０とともに樹脂層４０を挟むように耐候性層６０が設けられる。このため、バックシート２００にその耐候性層６０側から太陽光の照り返しによる光が入射しても、その光の樹脂層４０への入射強度が耐候性層６０により弱められる。このため、耐候性層６０が設けられていない場合に比べて、樹脂層４０が高温になりにくくなり、樹脂層４０の形状を保持しやすくなる。その結果、金属層３０からの樹脂層４０の剥離がより十分に抑制される。
【００３６】
さらにバックシート２００は、樹脂層４０とともに金属層３０を挟むように設けられる熱可塑性樹脂層５０を含むため、熱可塑性樹脂により色素増感太陽電池１００の裏面１００ｂが凹凸形状であっても、その裏面１００ｂと金属層３０とを接着させることができる。
【００３７】
さらにバックシート２００においては、樹脂層４０が金属層３０に直接接着されているため、樹脂層４０と金属層３０とが接着剤を介して接着される場合に比べて、高温高湿環境下でも、接着剤が劣化するようなことが起こりにくいため、樹脂層４０と金属層３０との剥離を十分に抑制することができる。
【００３８】
次に、バックシート２００を構成する金属層３０、樹脂層４０、熱可塑性樹脂層５０および耐候性層６０について詳細に説明する。
【００３９】
（金属層）
金属層３０は、アルミニウムを含む金属材料で構成されていればよい。金属材料は通常、アルミニウム単体で構成されるが、アルミニウムと他の金属との合金であってもよい。他の金属としては、例えば銅、マンガン、亜鉛、マグネシウム、鉛、ビスマスが挙げられる。具体的には、９８％以上の純アルミニウムにその他の金属が微量添加された１０００系アルミニウムが望ましい。これは、この１０００系アルミニウムが、他のアルミニウム合金と比較して、安価で、加工性に優れているためである。
【００４０】
金属層３０の厚さは好ましくは１〜５０μｍであり、より好ましくは６〜２５μｍである。金属層３０の厚さが上記範囲内にあると、１μｍ未満である場合に比べて、ピンホールが形成されにくく、水蒸気をより効果的に遮断することができる。また金属層３０の厚さが上記範囲内にあると、５０μｍを超える場合に比べて、色素増感太陽電池１００の裏面１００ｂの形状により追従し易くなるほか、材料の使用量が削減できるため低コスト化が可能となる。ただし、前記ピンホールはアルミニウム箔を圧延する工程で使用する鉱油により、薄く圧延した場合に、ある確率で生じるものである。そのため、将来、圧延工程の技術進歩によりピンホールの出現確率が十分に低下する場合には、金属層３０の厚さの下限は１μｍ未満であってもよい。
【００４１】
（樹脂層）
樹脂層４０は、４０％以上のゲル分率を有するポリオレフィンを含むものであればよい。ポリオレフィンのゲル分率が４０％未満であると、ポリオレフィンの融点が低下するため、太陽光の照り返しによる光がバックシート２００に入射される場合に、樹脂層４０が金属層３０の凹凸形状に追従した形状を維持することができなくなり、金属層３０からの樹脂層４０の剥離が生じる。
【００４２】
但し、樹脂層４０は、バックシート２００を構成する層の１つである。このため、樹脂層４０には、バックシート２００の施工中やバックシート２００に応力が印加されたときにクラックなどが発生しない程度の柔軟性は最低限要求される。この最低限の柔軟性を、ゲル分率を指標にして規定すると、樹脂層４０のゲル分率は６０％以下であることが好ましい。ここで、「ゲル分率」とは、１２０℃のキシレン中に樹脂層４０を２０時間浸漬する前後の固形物の質量分率を言い、具体的には下記式で定義される。
ゲル分率（％）＝１００×（浸漬後の固形物の質量／浸漬前の固形物の質量）
【００４３】
４０％以上のゲル分率を有するポリオレフィンとしては、架橋ポリオレフィン又は超高分子量ポリオレフィンが挙げられる。
【００４４】
架橋ポリオレフィンは、ポリオレフィンを架橋させたものである。
【００４５】
超高分子量ポリオレフィンは、分子量が５０万以上のポリオレフィンを言う。
【００４６】
上記ポリオレフィンとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン等が挙げられる。中でも、ポリエチレンが好ましい。この場合、ポリオレフィンがポリエチレン以外のものである場合に比べて、安価となり、バックシート２００において適度な柔軟性を維持できる。ポリエチレンとしては、直鎖状ポリエチレン、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレンのいずれであってもよいが、特に低密度ポリエチレンが好ましい。この低密度ポリエチレンは、高密度ポリエチレンと比較して、耐熱変形性に優れた樹脂層４０を実現することが可能であり、高温環境下でも樹脂層４０の形状を安定して維持できる。
【００４７】
４０％以上のゲル分率を有するポリオレフィンが超高分子量ポリオレフィンである場合、その分子量は好ましくは５０万以上であり、より好ましくは１００万以上である。但し、ポリオレフィンの分子量は、柔軟性を適度に確保するという理由から、５００万以下であることが好ましい。
【００４８】
樹脂層４０中に含まれる４０％以上のゲル分率を有するポリオレフィンの含有率は好ましくは６０質量％以上であり、より好ましくは８０質量％以上であり、さらに好ましくは１００質量％である。
【００４９】
樹脂層４０の厚さは好ましくは２０〜３００μｍである。厚さはバックシート２００に要求される破壊電圧（要求破壊電圧）により異なり、要求破壊電圧が１００Ｖを下回るような場合には２０μｍ〜１００μｍ程度の厚さが好ましく、要求破壊電圧が８００Ｖを超えるような場合には１５０〜３００μｍの厚さが好ましい。樹脂層４０の厚さが上記範囲内にあると、２０μｍ未満である場合と異なり、要求破壊電圧に耐えられるという利点がある。樹脂層４０の厚さが上記範囲内にあると、３００μｍを超える場合に比べて、樹脂層４０が色素増感太陽電池１００の裏面１００ｂの形状に、より追従しやすくなり、金属層３０からの樹脂層４０の剥離がより十分に抑制される。
【００５０】
（熱可塑性樹脂層）
熱可塑性樹脂層５０は、熱可塑性樹脂を含むものであればよく、このような熱可塑性樹脂としては、例えばアイオノマー、エチレン−メタクリル酸共重合体、無水マレイン酸変性ポリエチレン、エチレンーアクリル酸共重合体などの酸変性ポリオレフィン系熱可塑性樹脂が挙げられる。
【００５１】
熱可塑性樹脂層５０の厚さは好ましくは２０〜１００μｍであり、より好ましくは３０〜８０μｍである。熱可塑性樹脂層５０の厚さが上記範囲内にあると、２０μｍ未満である場合に比べて、金属層３０と色素増感太陽電池１００との間でより強固な接着性を維持できる。また熱可塑性樹脂層５０の厚さが上記範囲内にあると、１００μｍを超える場合に比べて、熱可塑性樹脂層５０がより熱的安定性に優れ、熱可塑性樹脂が変形することによる構造物全体の変形がより十分に抑えられる。
【００５２】
（耐候性層）
耐候性層６０は、耐候性材料で構成される。耐候性材料は、熱可塑性樹脂を含むことが好ましい。この場合、耐候性層６０が熱可塑性樹脂を含まない場合に比べて、樹脂層４０との接着性をより向上させることができる。熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナ二レート（ＰＥＮ）などのポリエステル、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィンなどが挙げられる。
【００５３】
耐候性層６０は、熱可塑性樹脂に加えて、カーボンをさらに含むことが好ましい。この場合、耐候性層６０がカーボンを含まない場合に比べて、紫外線によるバックシート２００の劣化を十分に抑制することができ、バックシート２００における割れの発生をより十分に抑制することができる。
【００５４】
カーボンの種類としては、例えば繊維状のカーボンナノチューブや微粒子状のカーボンブラックが挙げられる。
【００５５】
カーボンの平均粒径は特に制限されないが、好ましくは３〜１０００ｎｍであり、より好ましくは１０〜５００ｎｍである。
【００５６】
耐候性層６０中のカーボンの含有率は、好ましくは０．５質量％以上であり、より好ましくは１質量％以上である。但し、耐候性層６０中のカーボンの含有率は、耐候性層６０に樹脂層４０に対する接着性を適度に付与する観点からは、２０質量％以下であることが好ましい。
【００５７】
なお、耐候性層６０がカーボンを含まない場合、耐候性層６０中の熱可塑性樹脂の含有率は、好ましくは１００質量％である。
【００５８】
次に、バックシート付き色素増感太陽電池３００の製造方法の一例について説明する。
【００５９】
まず樹脂層４０及び耐候性層６０の複層フィルムを形成する。複層フィルムを形成する方法としては、例えばインフレーション法やキャスト法などの共押出法が用いられる。共押出法の中でもキャスト法が好ましく用いられる。これはキャスト法が樹脂層４０及び耐候性層６０の厚さを精度よく制御できるためである。キャスト法では、複層フィルムは、ポリオレフィンペレットの溶融物と、耐候性層６０を構成する耐候性材料の溶融物とをそれぞれＴダイの隙間から共にフィルム状に押し出すことで形成される。
【００６０】
このとき、樹脂層４に含まれるポリオレフィンのゲル分率を４０％以上にするためには、例えば高エネルギーの電子線やガンマ線を照射すればよい。
【００６１】
次に、金属層３０を用意する。そして、この金属層３０と上記複層フィルムとを積層する。金属層３０と複層フィルムとの積層方法としては、例えばドライラミネート法が挙げられる。
【００６２】
最後に、金属層３０に熱可塑性樹脂層５０を熱圧着する。こうしてバックシート２００が得られる。
【００６３】
一方、色素増感太陽電池１００を用意する。
【００６４】
そして、色素増感太陽電池１００に対し、例えば熱圧着により、色素増感太陽電池１００の裏面１００ｂを覆って保護するようにバックシート２００を設置する。このとき、バックシート２００の熱可塑性樹脂層５０を色素増感太陽電池１００側に向け、耐候性層６０を色素増感太陽電池１００と反対側に向ける。これにより、バックシート２００は、色素増感太陽電池１００の裏面１００ｂの凹凸形状に追従して変形することとなる。こうしてバクシート付き色素増感太陽電池３００の製造が完了する。
【００６５】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態においては、バックシート２００が熱可塑性樹脂層５０を有しているが、熱可塑性樹脂層５０は必ずしも必要ではなく、省略が可能である。
【００６６】
また上記実施形態では、バックシート２００が耐候性層６０を有しているが、耐候性層６０も必ずしも必要なものではなく、省略が可能である。
【００６７】
さらに上記実施形態では樹脂層４０が金属層３０に直接接着されているが、樹脂層４０は、接着剤を介して金属層３０に接着されてもよい。この場合、接着剤としては、例えばポリエステル系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリウレタン系接着剤、アクリル系接着剤、ポリウレタン系接着剤、ホットメルト系接着剤などを用いることができる。
【００６８】
さらにまた上記実施形態では、太陽電池として色素増感太陽電池１００が用いられているが、太陽電池としては、有機薄膜太陽電池や結晶シリコン太陽電池を用いることもできる。
【実施例】
【００６９】
以下、本発明の内容を、実施例を挙げてより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【００７０】
（実施例１）
はじめに、樹脂層を形成した。樹脂層は、ポリエチレン（ＬＤＰＥ）からなるペレットを押出機に投入して溶融させ、厚さ７５μｍの超高分子量ポリエチレンからなる樹脂層を形成し、雰囲気中の線量が２４０ｋＧｙとなるように電子線を照射して架橋を行った。こうして得られた樹脂層についてゲル分率を測定したところ、ゲル分率は６０％であった。また超高分子量ポリエチレンについて高温ＧＰＣ(ゲル浸透クロマトグラフ)法によって測定したところ、分子量は８０万であった。
【００７１】
一方、金属層として、厚さ６μｍのアルミニウム箔を用意した。そして、このアルミニウム箔と樹脂層とをドライラミネートすることで、積層フィルムを得た。次に、積層フィルムに、アイオノマー（商品名：ハイミラン、三井デュポンポリケミカル社製）からなる熱可塑性樹脂層を１ＭＰａ及び２００℃の条件で２分熱圧着させた。こうしてバックシートを得た。
【００７２】
一方、以下のようにして色素増感太陽電池を作製した。はじめに、１０ｃｍ×１０ｃｍ×４ｍｍのＦＴＯ基板を準備した。続いて、ＦＴＯ基板の上に、ドクターブレード法によって酸化チタンペースト（Solaronix社製、Ti nanoixide T/sp）を、その厚さが１０μｍとなるように塗布した後、熱風循環タイプのオーブンに入れて１５０℃で３時間焼成し、ＦＴＯ基板上に多孔質酸化物半導体層を形成し、５ｃｍ×５ｃｍの作用極を得た。
【００７３】
一方、作用極と同様のＦＴＯ基板を対極基板として準備した。そして、この対極基板上に、スパッタリング法により、厚さ１０ｎｍの白金触媒膜を形成し、対極を得た。
【００７４】
こうして作用極及び対極を準備した。
【００７５】
次に、アイオノマーであるハイミランからなる６ｃｍ×６ｃｍ×３０μｍのシートの中央に、５ｃｍ×５ｃｍ×３０μｍの開口を形成した四角環状の樹脂シートを準備した。そして、この樹脂シートを、作用極の多孔質酸化物半導体層を包囲する環状の部位に配置した。この樹脂シートを１２０℃の溶融温度で５分間加熱し溶融させることによって環状部位に接着した。
【００７６】
続いて、エチレン−メタクリル酸共重合体であるニュクレルからなる６ｃｍ×６ｃｍ×３０μｍのシートの中央に、５ｃｍ×５ｃｍ×３０μｍの開口を形成した四角環状の樹脂シートを準備した。そして、このニュクレルからなる四角環状の樹脂シートを、ハイミランからなる四角環状の樹脂シートの直上に、１１０℃の溶融温度で貼り付けた。こうして第１封止部を形成した。
【００７７】
次に、この作用極を、光増感色素であるＮ７１９色素を０．２ｍＭ溶かした脱水エタノール液中に一昼夜浸漬して作用極に光増感色素を担持させた。
【００７８】
一方、対極の白金触媒膜上に、アイオノマーであるハイミランからなる６ｃｍ×６ｃｍ×３０μｍのシートの中央に、５ｃｍ×５ｃｍ×３０μｍの開口を形成した四角環状の樹脂シートを準備した。そして、この樹脂シートを対極の白金触媒膜上における環状の部位に配置した。そして、この樹脂シートを１１０℃の溶融温度で５分間加熱し溶融させることによって環状部位に接着した。
【００７９】
続いて、エチレン−メタクリル酸共重合体であるニュクレルからなる６ｃｍ×６ｃｍ×３０μｍのシートの中央に、５ｃｍ×５ｃｍ×３０μｍの開口を形成した四角環状の樹脂シートを準備した。そして、このニュクレルからなる四角環状の樹脂シートを、ハイミランからなる四角環状の樹脂シートの直上に、１１０℃の溶融温度で貼り付けた。こうして第２封止部を形成した。
【００８０】
次いで、第１封止部を設けた作用極を、ＦＴＯ基板の多孔質酸化物半導体層側の表面が水平になるように配置し、第１封止部の内側に、アセトニトリルからなる揮発性溶媒を主溶媒とし、ヨウ化リチウムを０．０５Ｍ、ヨウ化リチウムを０．１Ｍ、１，２−ジメチルー３−プロピルイミダゾリウムアイオダイド（ＤＭＰＩＩ）を０．６Ｍ、４−ｔｅｒｔ−ブチルピリジンを０．５Ｍ含む電解質を注入し、電解質層を形成した。
【００８１】
次に、第２封止部を設けた対極を、作用極に対向させ、５００ｈＰａ程度の減圧環境下に置き、第１封止部と第２封止部とを重ね合わせた。そして、減圧環境下で、封止部と同じ大きさの真鍮製の枠を加熱し、前記真鍮製の枠を対極の第２封止部とは反対側に配置し、プレス機を用いて、５ＭＰａで第１封止部及び第２封止部を加圧しながら１６０℃の温度で局所加熱して溶融させて封止部を形成し、積層体を得た。その後、この積層体を大気圧下に取り出した。こうして色素増感太陽電池を得た。
【００８２】
そして、この色素増感太陽電池の裏面（対極側表面）上に、対極を覆うように実施例１〜８及び比較例１〜４のバックシートを重ね合わせ、０．２ＭＰａ、１５０℃で熱圧着した。このとき、加熱時間は６０秒として、セルの熱劣化を予防した。こうしてバックシート付き色素増感太陽電池を得た。
【００８３】
（実施例２）
雰囲気中の線量が１８０ｋＧｙとなるように電子線を照射して樹脂層を形成し、バックシートにおける樹脂層についてのゲル分率を６０％から４０％に変更したこと以外は実施例１と同様にしてバックシート付き色素増感太陽電池を作製した。このとき、バックシートの樹脂層における超高分子量ポリエチレンについて、実施例１と同様にして分子量を測定したところ、分子量は５０万であった。
【００８４】
（実施例３）
熱可塑性樹脂層を、ハイミランから、エチレン−メタクリル酸共重合体である（商品名：ニュクレル、三井デュポンポリケミカル社製）に変更したこと以外は実施例１と同様にしてバックシート付き色素増感太陽電池を作製した。このとき、バックシートの樹脂層における超高分子量ポリエチレンについて、実施例１と同様にして分子量を測定したところ、分子量は１６０万であった。
【００８５】
（実施例４）
雰囲気中の線量が１８０ｋＧｙとなるように電子線を照射して樹脂層を形成し、バックシートにおける樹脂層についてのゲル分率を６０％から４０％に変更したこと以外は実施例３と同様にしてバックシート付き色素増感太陽電池を作製した。このとき、バックシートの樹脂層における超高分子量ポリエチレンについて、実施例１と同様にして分子量を測定したところ、分子量は１２０万であった。
【００８６】
（実施例５）
はじめに、樹脂層及び耐候性層の複層フィルムを形成した。複層フィルムは、ポリエチレンからなるペレット、及び、架橋剤であるパーヘキサＨＣを押出機に投入して溶融させる一方、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）からなるペレットを押出機に投入して溶融させ、これらをＴダイの隙間から共押出しすることにより得た。こうして、厚さ７５μｍの架橋ポリエチレンで構成される樹脂層と、厚さ５０μｍの耐候性層とからなる複層フィルムを得た。このとき、バックシートの樹脂層における超高分子量ポリエチレンについて、実施例１と同様にして分子量を測定したところ、分子量は２４０万であった。
【００８７】
一方、金属層として、厚さ２５μｍのアルミニウム箔を用意した。そして、このアルミニウム箔と樹脂層とをドライラミネートすることで、積層フィルムを得た。次に、積層フィルムに、実施例１と同様にして、アイオノマーからなる熱可塑性樹脂層を熱圧着させた。こうしてバックシートを得た。こうして得られたバックシートにおける樹脂層についてゲル分率を測定したところ、ゲル分率は６０％であった。
【００８８】
そして、こうして得られたバックシートを、実施例１と同様にして得られた色素増感太陽電池の裏面上に熱圧着し、バックシート付き色素増感太陽電池を作製した。
【００８９】
（実施例６）
雰囲気中の線量が１８０ｋＧｙとなるように電子線を照射して樹脂層を形成し、バックシートにおける樹脂層についてのゲル分率を６０％から４０％に変更したこと以外は実施例５と同様にしてバックシート付き色素増感太陽電池を作製した。このとき、バックシートの樹脂層における超高分子量ポリエチレンについて、実施例１と同様にして分子量を測定したところ、分子量は１８０万であった。
【００９０】
（実施例７）
ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）からなるペレットを、ＰＢＴ９９質量％とカーボンブラック１質量％とからなるペレットに変更し、熱可塑性樹脂層をハイミランからニュクレルに変更したこと以外は実施例５と同様にしてバックシート付き色素増感太陽電池を作製した。このとき、バックシートの樹脂層における超高分子量ポリエチレンについて、実施例１と同様にして分子量を測定したところ、分子量は８０万であった。
【００９１】
（実施例８）
雰囲気中の線量が１８０ｋＧｙとなるように電子線を照射して樹脂層を形成し、バックシートにおける樹脂層についてのゲル分率を６０％から４０％に変更したこと以外は実施例７と同様にしてバックシート付き色素増感太陽電池を作製した。このとき、バックシートの樹脂層における超高分子量ポリエチレンについて、実施例１と同様にして分子量を測定したところ、分子量は５０万であった。
【００９２】
（比較例１）
はじめに、厚さ７５μｍのＰＥＴフィルムからなる樹脂層を準備した。
【００９３】
一方、金属層として、厚さ５０μｍのアルミニウム箔を用意した。そして、このアルミニウム箔と樹脂層とをポリウレタン系接着剤（商品名：タケネート、三井化学社製）にて接着した。
【００９４】
他方、厚さ１０μｍのエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）からなる熱可塑性樹脂層を用意し、この熱可塑性樹脂層とアルミニウム箔とを上記と同様のポリウレタン系接着剤にて接着した。こうしてバックシートを得た。
【００９５】
そして、こうして得られたバックシートを、実施例１と同様にして得られた色素増感太陽電池の裏面上に熱圧着し、バックシート付き色素増感太陽電池を作製した。
【００９６】
（比較例２）
はじめに、厚さ７５μｍのＰＥＮフィルムからなる樹脂層を準備した。
【００９７】
一方、厚さ６０μｍのアルミニウム箔を用意した。そして、このアルミニウム箔と樹脂層とを比較例１と同様のポリウレタン系接着剤にて接着した。
【００９８】
他方、厚さ１２５μｍのハイミランからなる熱可塑性樹脂層を用意し、この熱可塑性樹脂層とアルミニウム箔とを比較例１と同様のポリウレタン系接着剤にて接着した。こうしてバックシートを得た。
【００９９】
そして、こうして得られたバックシートを、実施例１と同様にして得られた色素増感太陽電池の裏面上に熱圧着し、バックシート付き色素増感太陽電池を作製した。
【０１００】
（比較例３）
はじめに、厚さ７５μｍのＰＥＴフィルムからなる樹脂層と、厚さ５０μｍのポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）からなる耐候性層とを準備した。そして、樹脂層と耐候性層とを比較例１と同様のポリウレタン系接着剤にて接着させ、複層フィルムを得た。
【０１０１】
一方、金属層として、厚さ５０μｍのアルミニウム箔を用意した。そして、このアルミニウム箔と複層フィルムとを比較例１と同様のポリウレタン系接着剤にて接着した。
【０１０２】
他方、厚さ３０μｍのニュクレルからなる熱可塑性樹脂層を用意し、この熱可塑性樹脂層とアルミニウム箔とを比較例１と同様のポリウレタン系接着剤にて接着した。こうしてバックシートを得た。
【０１０３】
そして、こうして得られたバックシートを、実施例１と同様にして得られた色素増感太陽電池の裏面上に熱圧着し、バックシート付き色素増感太陽電池を作製した。
【０１０４】
（比較例４）
はじめに、厚さ７５μｍのＰＥＮフィルムからなる樹脂層と、厚さ５０μｍのＰＥＴからなる耐候性層とを準備した。そして、樹脂層と耐候性層とを比較例１と同様のポリウレタン系接着剤にて接着させ、複層フィルムを得た。
【０１０５】
一方、金属層として、厚さ２５μｍのアルミニウム箔を用意した。そして、このアルミニウム箔と複層フィルムとを比較例１と同様のポリウレタン系接着剤にて接着した。こうしてバックシートを得た。
【０１０６】
そして、得られたバックシートを、実施例１と同様にして得られた色素増感太陽電池の裏面上に熱圧着し、バックシート付き色素増感太陽電池を作製した。
【０１０７】
［特性評価］
上記のようにして得られた実施例１〜８及び比較例１〜４のバックシート付き色素増感太陽電池について、以下の（１）〜（４）の特性を評価した。
【０１０８】
（１）層間剥離の有無
まず実施例１〜８及び比較例１〜４で得られたバックシート付き色素増感太陽電池について、８５℃８５％ＲＨの環境下に２０００時間静置させた。そして、バックシートにおける層間に剥離がないかどうかを、バックシート付き色素増感太陽電池全体を切断し、得られた切断面１０箇所のバックシート断面を光学顕微鏡により観察することによって調査した。結果を表１に示す。表１において、「○」及び「×」はそれぞれ以下のことを意味する。
○・・・バックシートにおいて層間に剥離が生じなかった
×・・・バックシートにおいて層間に剥離が生じた
【０１０９】
（２）耐電圧性
実施例１〜８及び比較例１〜４で得られたバックシート付き色素増感太陽電池のバックシートを一対の電極板間に挟み、これらの電極板間に電圧を印加し、絶縁破壊電圧を調べた。結果を表１に示す。表１において、「○」及び「×」はそれぞれ以下のことを意味する。
○…バックシートの絶縁破壊電圧が１ｋＶ以上である
×…バックシートの絶縁破壊電圧が１ｋＶ未満である
【０１１０】
（３）１８０°折曲げ試験後の割れの有無
実施例１〜８及び比較例１〜４で得られたバックシート付き色素増感太陽電池について、８５℃８５％ＲＨの環境下に２０００時間静置させた後、１８０°折曲げ試験を行い、バックシートにおける割れの有無を調べた。結果を表１に示す。表１において、「○」及び「×」はそれぞれ以下のことを意味する。
○…バックシートにおいて割れが生じなかった
×…バックシートにおいて割れが生じた
【０１１１】
（４）耐候性
耐候性は、実施例１〜８及び比較例１〜４で得られたバックシート付き色素増感太陽電池のバックシートについて、２０００時間ＵＶ照射した後、１８０°折曲げ試験を行い、割れの有無を調べることにより評価した。結果を表１に示す。表１において、「◎」、「○」及び「×」はそれぞれ以下のことを意味する。
◎…バックシートにおいて割れが生じなかった
○…バックシートにおいて割れが耐候性層の一部にだけ生じた
×…バックシートにおいて割れが耐候性層以外の層にも生じた
【表１】
0005897283.tif 000002
【０１１２】
表１に示す結果より、実施例１〜８のバックシート付き色素増感太陽電池では、高温高湿環境下に静置した後でも、すべてのバックシートにおいて層間剥離が確認されなかった。これに対し、比較例１〜４のバックシート付き色素増感太陽電池では、高温高湿環境下に静置した後、すべてのバックシートにおいて層間剥離が確認された。
【０１１３】
また実施例１〜８のバックシート付き色素増感太陽電池のバックシートはいずれも、優れた耐電圧性を有していた。これに対し、比較例１〜４のバックシート付き色素増感太陽電池のバックシートはいずれも耐電圧性が低いものであった。
【０１１４】
以上のことから、本発明のバックシート付き色素増感太陽電池によれば、優れた耐電圧性を有しつつ、高温環境下においても層間剥離を十分に抑制することができるバックシートを備えたバックシート付き色素増感太陽電池が得られることが確認された。
【符号の説明】
【０１１５】
１０…共通基板（透明基板）
２０…太陽電池セル
３０…金属層
４０…樹脂層
５０…熱可塑性樹脂層
６０…耐候性層
１００…色素増感太陽電池（太陽電池）
１００ｂ…裏面
２００…バックシート
３００…バックシート付き色素増感太陽電池（バックシート付き太陽電池）
【図１】
0005897283.tif 000003
【図２】
0005897283.tif 000004