(57)【要約】  改善された耐湿性を有する太陽電池を提供する。  太陽電池モジュール１は、太陽電池１０と、第１の保護部材１４と、第２の保護部材１５と、封止材１３とを備える。第１の保護部材１４は、太陽電池１０の一方側に配されている。第２の保護部材１５は、太陽電池１０の他方側に配された樹脂シートからなる。封止材１３は、第１の保護部材１４と第２の保護部材１５との間に配されている。封止材１３は、太陽電池１０を封止している。太陽電池１０が、光電変換部１０ａと、電極２１とを有する。電極２１は、光電変換部１０ａの上に配されている。電極２１は、導電材とポリエーテル系ウレタン樹脂とを含む。
2013140553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池と、
前記太陽電池の一方側に配された第１の保護部材と、
前記太陽電池の他方側に配された樹脂シートからなる第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ており、前記太陽電池を封止している封止材と、
を備え、
前記太陽電池が、
光電変換部と、
前記光電変換部の上に配されており、導電材とポリエーテル系ウレタン樹脂とを含む電極と、
を有する、太陽電池モジュール。
【請求項２】
請求項２に記載の太陽電池モジュールであって、
前記ポリエーテル系ウレタン樹脂が、イソシアネート基を有する化合物と、ポリエーテルポリオールとの付加反応により形成されたウレタン樹脂を含む、太陽電池モジュール。
【請求項３】
請求項１または２に記載の太陽電池モジュールであって、
前記光電変換部と前記電極との間に配された透明導電性酸化物層をさらに備える、太陽電池モジュール。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールであって、
前記電極は、前記太陽電池の他方側において、光電変換部の実質的に全面を覆うように面状に設けられている、太陽電池モジュール。
【請求項５】
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であって、
前記太陽電池は、裏面接合型である、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、太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、銀ペーストにより形成された電極を有する太陽電池が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２５３０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
太陽電池モジュールの耐湿性を向上させたいという要望がある。
本発明は、改善された耐湿性を有する太陽電池モジュールを提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る太陽電池モジュールは、太陽電池と、第１の保護部材と、第２の保護部材と、封止材とを備える。第１の保護部材は、太陽電池の一方側に配されている。第２の保護部材は、太陽電池の他方側に配された樹脂シートからなる。封止材は、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。封止材は、太陽電池を封止している。太陽電池が、光電変換部と、電極とを有する。電極は、光電変換部の上に配されている。電極は、導電材とポリエーテル系ウレタン樹脂とを含む。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、改善された耐湿性を有する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】
【０００７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態における太陽電池の略図的平面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態における太陽電池の略図的裏面図である。
【図４】図４は、比較例に係る太陽電池モジュールの曲線因子（Ｆ．Ｆ．）に対する実施例に係る太陽電池モジュールの曲線因子（Ｆ．Ｆ．）の比（（実施例に係る太陽電池モジュールの曲線因子（Ｆ．Ｆ．））／（比較例に係る太陽電池モジュールの曲線因子（Ｆ．Ｆ．）））を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
図１に示されるように、太陽電池モジュール１は、配線材１１により電気的に接続された複数の太陽電池１０を有する。もっとも、太陽電池モジュールは、ひとつの太陽電池のみを有していてもよい。
【００１１】
太陽電池１０は、光電変換部１０ａを有する。光電変換部１０ａは、受光した際に電子や正孔などのキャリアを生成させる。光電変換部１０ａは、一主面１０ａ１において受光した際にのみキャリアを発生させるものであってもよい。光電変換部１０ａは、一主面１０ａ１において受光した際のみならず、他主面１０ａ２において受光した際にも発電するものであってもよい。光電変換部１０ａは、例えば、半導体材料からなる基板を有するものであってもよい。具体的には、光電変換部１０ａは、例えば、結晶シリコン板と、結晶シリコン板の上に配されたｐ型半導体層及びｎ型半導体層とを有していてもよい。光電変換部１０ａは、表面に露出したｐ型ドーパント拡散領域とｎ型ドーパント拡散領域とを有する結晶シリコン板により構成されていてもよい。
【００１２】
光電変換部１０ａの上には、第１及び第２の電極２１，２２が配されている。具体的には、第１の電極２１は、主面１０ａ１の上に配されている。第２の電極２２は、主面１０ａ２の上に配されている。これら第１及び第２の電極２１，２２のうちの一方が、多数キャリアを収集する電極であり、他方が、少数キャリアを収集する電極である。
【００１３】
第１の電極２１は、複数のフィンガー部２１ａと、バスバー部２１ｂとを有する。複数のフィンガー部２１ａは、ｘ軸方向に沿って相互に間隔をおいて配されている。複数のフィンガー部２１ａは、バスバー部２１ｂに電気的に接続されている。第１の電極２１は、主としてこのバスバー部２１ｂにおいて配線材１１に電気的に接続されている。
【００１４】
第２の電極２２は、複数のフィンガー部２２ａと、バスバー部２２ｂとを有する。複数のフィンガー部２２ａは、ｘ軸方向に沿って相互に間隔をおいて配されている。複数のフィンガー部２２ａは、バスバー部２２ｂに電気的に接続されている。第２の電極２２は、主としてこのバスバー部２２ｂにおいて配線材１１に電気的に接続されている。
【００１５】
第１の電極２１と主面１０ａ１との間には、透明導電性酸化物層３１が配されている。透明導電性酸化物層３１は、主面１０ａ１の実質的に全体を覆うように配されている。第２の電極２２と主面１０ａ２との間には、透明導電性酸化物層３２が配されている。透明導電性酸化物層３２は、主面１０ａ２の実質的に全体を覆うように配されている。透明導電性酸化物層３１，３２は、それぞれ、例えば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等により構成することができる。
【００１６】
太陽電池１０の一方側には、第１の保護部材１４が配されている。太陽電池１０の他方側には、第２の保護部材１５が配されている。第１の保護部材１４と第２の保護部材１５との間には、封止材１３が配されている。この封止材１３によって太陽電池１０が封止されている。太陽電池１０の受光面側に位置する第１の保護部材１４は、ガラス板、セラミック板または樹脂板により構成されている。太陽電池１０の裏面側に位置する第２の保護部材１５は、金属層や無機酸化物層などのバリア層を含まない樹脂シートからなる。封止材１３は、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体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より構成することができる。
【００１７】
電極のバインダー用樹脂としては、エステル系ポリオールを用いて合成されたエステル系ウレタン樹脂が一般的に用いられている。エステル系ウレタン樹脂を用いることにより、電極の機械的強度及び耐熱性を改善できるためである。
【００１８】
エステル系ウレタン樹脂は、加水分解する。しかしながら、エステル系ウレタン樹脂を太陽電池の電極材料として用いるときには、エステル系ウレタン樹脂が加水分解する性質を有することは課題として認識されていなかった。太陽電池は、封止材によって封止されるため、電極に水分はほとんど混入しないからである。また、仮にわずかに電極に水分が混入してエステル系ウレタン樹脂が加水分解したとしても、電極自体の電気抵抗は上昇しないからである。従って、エステル系ウレタン樹脂の加水分解に伴って太陽電池の光電変換効率は低下しないと考えられていた。
【００１９】
しかしながら、本発明者らは、鋭意研究の結果、エステル系ウレタン樹脂が加水分解すると、電極と光電変換部や透明導電性酸化物層との界面における電気抵抗が増大することを見出した。本発明者らは、特に、電極と光電変換部との間に透明導電性酸化物層が設けられている場合は、電極と透明導電性酸化物層との間の界面抵抗が、エステル系ウレタン樹脂の加水分解に伴って増大しやすいことを見出した。この一因としては、エステル系ウレタン樹脂の加水分解により、電極と、光電変換部や透明導電性酸化物層との間の密着性が低下することが考えられる。
【００２０】
太陽電池モジュール１では、電極２１，２２が、ポリエーテル系ウレタン樹脂を含む。ポリエーテル系ウレタン樹脂は、ポリエーテル系ポリオールユニットを含む樹脂である。ポリエーテル系ウレタン樹脂は、エステル系ウレタン樹脂よりも加水分解しにくい。よって、ポリエーテル系ウレタン樹脂を含む電極２１，２２と透明導電性酸化物層３１，３２との密着性が低下しにくい。このため、電極２１，２２と透明導電性酸化物層３１，３２との間の界面抵抗が増大しにくい。従って、太陽電池モジュール１は、改善された耐湿性を有する。
【００２１】
太陽電池モジュール１では、第２の保護部材１５が、金属層や無機酸化物層などのバリア層を含まない樹脂シートからなる。このため、第２の保護部材１５は、水分透過度が高い。よって、封止材１３中に水分が浸入しやすい。従って、電極２１，２２が水分と接触しやすい。よって、電極２１，２２を、加水分解しにくいポリエーテル系ウレタン樹脂を含むものとすることが効果的である。
【００２２】
実際に、ポリエーテル系ウレタン樹脂を電極のバインダーとして用いた太陽電池モジュール（実施例）と、エステル系ウレタン樹脂を電極のバインダーとして用いた太陽電池モジュール（比較例）とを作製した。実施例及び比較例のそれぞれにおいて作製した太陽電池モジュールを、湿度８５％、温度８５℃の雰囲気中に放置し、各放置時間における曲線因子（Ｆ．Ｆ．）を測定した。各時間における、比較例に係る太陽電池モジュールの曲線因子（Ｆ．Ｆ．）に対する実施例に係る太陽電池モジュールの曲線因子（Ｆ．Ｆ．）の比を図４に示す。
【００２３】
図４に示す結果から、ポリエーテル系ウレタン樹脂を電極に含ませることにより、太陽電池モジュールの耐湿性が改善できることが分かる。
【００２４】
ポリエーテル系ウレタン樹脂は、イソシアネート基を有する化合物と、ポリエーテルポリオールとの付加反応により形成されたウレタン樹脂を含むことが好ましい。
【００２５】
好ましく用いられるイソシアネート基を有する化合物の具体例としては、例えば、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、トリジンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ナフタリンジイソシアネート等の芳香族系ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、オクタメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族系ポリイソシアネート及びこれらの混合物等が挙げられる。これらのポリイソシアネート化合物のうち、その成分中に３核体以上のポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートを含む場合に、より低抵抗となる。また、ポリイソシアネートとポリオールを反応させて合成した末端イソシアネート基含有化合物も、イソシアネート基を有する化合物として用いることができる。この場合のポリオールについては特に限定はなく、一般的なポリエーテルポリオール類、ポリエステルポリオール類、ポリカーボネートポリオール類等が使用できる。イソシアネート基を有する化合物のブロック化剤についても特に限定はなく、イミダゾール類、フェノール類、オキシム類等を使用することができる。
【００２６】
好ましく用いられるポリエーテルポリオールの具体例としては、例えば、ポリプロピレングリコール、ポリオキプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール及びこれらの混合物等が挙げられる。
【００２７】
（変形例）
電極は、光電変換部の直上に配されていてもよい。すなわち、電極と光電変換部との間に透明導電性酸化物層が配されていなくてもよい。
【００２８】
電極は、太陽電池の裏面側において、光電変換部の実質的に全面を覆うように面状に設けられていてもよい。太陽電池は、裏面接合型の太陽電池であってもよい。これらの場合、太陽電池の裏面側には多くの電極材料が用いられる。前述の第２の保護部材１５は、太陽電池の裏面側に配置される。従って、太陽電池の裏面側の電極がポリエーテル系ウレタン樹脂を含む樹脂である場合、太陽電池の裏面側の電極は、第２の保護部材１５側から混入する水分に起因した加水分解が抑制される。
【符号の説明】
【００２９】
１…太陽電池モジュール
１０…太陽電池
１０ａ…光電変換部
１３…封止材
１４…第１の保護部材
１５…第２の保護部材
２１…第１の電極
２２…第２の電極
３１，３２…透明導電性酸化物層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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