(57)【要約】【課題】耐候性、耐熱性、耐湿性、寸法安定性に優れ、反りやシワの発生が防止され、しかも高い生産性で製造できる太陽電池用裏面保護シートを提供する。【解決手段】本発明の太陽電池用裏面保護シート１０は、繊維基材および熱硬化性樹脂の硬化物を含有する複合材料層１１と、複合材料層１１の一方に設けられた第１の機能層（Ｉ）（導体層１２）と、複合材料層１１の他方の面に設けられた第２の機能層（II）（保護層１３）とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維基材および熱硬化性樹脂の硬化物を含有する複合材料層と、該複合材料層の一方に設けられた第１の機能層（Ｉ）と、前記複合材料層の他方の面に設けられた第２の機能層（II）とを有することを特徴とする太陽電池用裏面保護シート。
【請求項２】
前記第１の機能層（Ｉ）が、電気伝導性を有する導体層であり、
前記第２の機能層（II）が、耐候性を有する保護層であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池用裏面保護シート。
【請求項３】
電気伝導性を有する導体層が金属箔を有することを特徴とする請求項２に記載の太陽電池用裏面保護シート。
【請求項４】
前記金属箔がパターン加工されていることを特徴とする請求項３に記載の太陽電池用裏面保護シート。
【請求項５】
前記金属箔が銅箔であることを特徴とする請求項３または４に記載の太陽電池用裏面保護シート。
【請求項６】
前記第１の機能層（Ｉ）及び前記第２の機能層（II）が共に、耐候性を有する保護層であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池用裏面保護シート。
【請求項７】
前記耐候性を有する保護層が、フッ素含有樹脂を含む層であることを特徴とする、請求項２〜６のいずれかに記載の太陽電池用裏面保護シート。
【請求項８】
繊維基材に熱硬化性樹脂を含浸または塗布し、乾燥させて得たプリプレグの一方の面に第１の機能層（Ｉ）を積層し、他方の面に第２の機能層（II）を積層することを特徴とする太陽電池用裏面保護シートの製造方法。
【請求項９】
受光面側に配置された透光性基板と、裏面側に配置された裏面保護シートと、透光性基板および裏面保護シートの間に配置された太陽電池セルと、太陽電池セルを封止する封止層とを具備する太陽電池モジュールであって、
裏面保護シートが、請求項１〜７のいずれかに記載の太陽電池用裏面保護シートである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、太陽電池モジュールにおいて、太陽電池セルの裏面側に配置される太陽電池用裏面保護シートおよびその製造方法に関する。また、その太陽電池用裏面保護シートを用いた太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、発電時において無公害で地球環境への負荷が小さいことから、近年急速に普及しつつある。
太陽電池の主要部である太陽電池モジュールは、通常、太陽光側である表面側に設けられたガラス基板と、裏面側に設けられた耐熱性および耐候性を有する裏面保護シートと、熱可塑性樹脂で封止された太陽電池セルとを具備する。
一つの太陽電池モジュールにおいては、数枚から数十枚の太陽電池セルが直列もしくは並列に接続されている。
【０００３】
太陽電池モジュールは屋外で使用されるため、充分な耐久性および耐候性を有する構造が必要とされる。特に、裏面保護シートにおいては、耐熱性および耐候性と共に水蒸気バリア性が要求される。これは、水分の透過による充填材の変質（剥離や変色）、配線の腐食を防止して、出力を維持するためである。
【０００４】
従来、この太陽電池モジュールに使用される裏面保護シートとしては、ポリエステル基材の両面に、接着剤を介してポリフッ化ビニルのフィルムが貼り合わされた積層構造の裏面保護シートが用いられてきた（特許文献１，２，３参照）。
しかしながら、この裏面保護シートで用いられる接着剤はウレタン系樹脂やポリエステル系樹脂を主成分とするため、１０年以上にわたる長期間の使用では、接着剤の変質による剥離が起きる可能性が指摘されていた。
例えば、ウレタン系樹脂接着剤やポリエステル系樹脂接着剤は吸湿による加水分解を受け易く、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、機械的強度の低下から接着界面での剥離が生じ易くなる。
【０００５】
そこで、接着剤の劣化による剥離を防止するために、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基材上にフッ素系樹脂を直接押出し積層する方法が提案されている。
しかしながら、その直接押出し積層では、ＰＥＴ基材がフッ素樹脂の溶融温度で収縮して、得られた積層シートにシワが発生する等の問題が生じた。そこで、熱収縮が小さい耐熱ＰＥＴシートやポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）シートを用いると、コストが高くなるという問題が生じる。
【０００６】
ところで、最近では、受光面積のロスを無くすために、裏面保護シートに太陽電池セル同士を接続する回路が設けられたバックコンタクト方式と呼ばれる太陽電池モジュールが開発されている。この方式での太陽電池セル同士の接続は、裏面保護シートの回路により行う。具体的には、太陽電池セルの裏面に端子部を形成し、その端子部を裏面保護シートの回路に接合して、裏面保護シートの回路を介して太陽電池セル同士を接続する。また、回路の、端子部に接触しない部分は、絶縁層で被覆されて、回路の耐腐食性と回路間の絶縁性が確保されている。
したがって、上記のように、回路を有する裏面保護シートは、裏面保護だけでなく、バックコンタクト用の回路材としての機能も有する。
【０００７】
回路を有する裏面保護シートとしては、ポリエステル基材の両面に接着剤を塗布し、一方の面に金属箔、他方の面にフッ素樹脂等の耐候性樹脂フィルムを積層した積層体が挙げられる。
しかしながら、この裏面保護シートでもウレタンやポリエステルを主成分とした接着剤を使用するため、長期間の使用における剥離の問題があった。さらには、接着剤の絶縁性不足から回路間の絶縁性が確保できず、絶縁信頼性が低くなる傾向にあった。
また、ポリエステル基材は耐熱性が低いため、製造条件が制限されるという問題も生じた。具体的には、接着剤層を形成する際の乾燥、銅箔や耐候性樹脂フィルムを積層する際のラミネート、絶縁層を形成する際の硬化等を高温で処理することが困難であった。そのため、生産性が低下する傾向にあった。
【０００８】
また、一般に、ポリエステル基材は高温での寸法変化が大きい。ポリエステル基材の寸法が大きく変化すると、バックコンタクト方式の太陽電池セルを用いた太陽電池モジュールにおいては、太陽電池セルとの接合部に応力が集中しやすくなる。その結果、太陽電池セルの端子部と回路との接合部の剥離や、クラックの発生等が起こるため、接続信頼性が低くなるという問題を有していた。また、銅箔とポリエステル基材の熱膨張差により、積層後の裏面保護シートに反りやシワが発生することがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−６８７０１号公報
【特許文献２】特開２００１−６８６９５号公報
【特許文献３】特開昭６１−２５１１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明は、耐候性、耐熱性、耐湿性、寸法安定性に優れ、反りやシワの発生が防止され、しかも高い生産性で製造できる太陽電池用裏面保護シートおよびその製造方法を提供することを目的とする。また、耐久性に優れた太陽電池モジュール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】
【００１１】
本発明は、以下の構成を有する。
［１］繊維基材および熱硬化性樹脂の硬化物を含有する複合材料層と、該複合材料層の一方に設けられた第１の機能層（Ｉ）と、前記複合材料層の他方の面に設けられた第２の機能層（II）とを有することを特徴とする太陽電池用裏面保護シート。
［２］前記第１の機能層（Ｉ）が、電気伝導性を有する導体層であり、
前記第２の機能層（II）が、耐候性を有する保護層であることを特徴とする［１］に記載の太陽電池用裏面保護シート。
［３］電気伝導性を有する導体層が金属箔を有することを特徴とする［２］に記載の太陽電池用裏面保護シート。
［４］前記金属箔がパターン加工されていることを特徴とする［３］に記載の太陽電池用裏面保護シート。
［５］前記金属箔が銅箔であることを特徴とする［３］または［４］に記載の太陽電池用裏面保護シート。
［６］前記第１の機能層（Ｉ）及び前記第２の機能層（II）が共に、耐候性を有する保護層であることを特徴とする［１］に記載の太陽電池用裏面保護シート。
［７］前記耐候性を有する保護層が、フッ素含有樹脂を含む層であることを特徴とする［２］〜［６］のいずれかに記載の太陽電池用裏面保護シート。
［８］繊維基材に熱硬化性樹脂を含浸または塗布し、乾燥させて得たプリプレグの一方の面に第１の機能層（Ｉ）を積層し、他方の面に第１の機能層（II）を積層することを特徴とする太陽電池用裏面保護シートの製造方法。
［９］受光面側に配置された透光性基板と、裏面側に配置された裏面保護シートと、透光性基板および裏面保護シートの間に配置された太陽電池セルと、太陽電池セルを封止する封止層とを具備する太陽電池モジュールであって、
裏面保護シートが、［１］〜［７］のいずれかに記載の太陽電池用裏面保護シートであることを特徴とする太陽電池モジュール。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の太陽電池用裏面保護シートは、耐候性、耐熱性、耐湿性、寸法安定性に優れ、反りやシワの発生が防止され、しかも高い生産性で製造できる。また、本発明の太陽電池用裏面保護シートにおいて、一方の機能層（Ｉ）が導体層であり、バックコンタクト方式の太陽電池セルを適用する場合には、太陽電池セルとの接続信頼性、回路間の絶縁信頼性が高くなる。
本発明の太陽電池用裏面保護シートの製造方法によれば、耐候性、耐熱性、耐湿性、寸法安定性に優れ、反りやシワの発生が防止された裏面保護シートを高い生産性で製造できる。
本発明の太陽電池モジュールは、上記裏面保護シートを用いるため、耐久性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態例の太陽電池用裏面保護シートを示す側断面図である。
【図２】図１に示す太陽電池用裏面保護シートの製造方法の一工程を説明する側断面図である。
【図３】図１に示す太陽電池用裏面保護シートの製造方法の一工程を説明する側断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態例の太陽電池モジュールを示す側断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態例の太陽電池用裏面保護シートを示す側断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態例の太陽電池モジュールを示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第１の実施形態例＞
（太陽電池用裏面保護シート）
本発明の太陽電池用裏面保護シート（以下、「裏面保護シート」と略す。）の第１の実施形態例について説明する。
図１に本実施形態例の裏面保護シートを示す。本実施形態例の裏面保護シート１０は、基材である複合材料層１１と、複合材料層１１の一方の面に設けられた導体層１２と、複合材料層１１の他方の面に設けられた保護層１３と、導体層１２の一部が露出するように複合材料層１１および導体層１２を被覆した絶縁層１４とを有する。
本実施形態例の裏面保護シート１０は、バックコンタクト方式の太陽電池セルの接続に用いるものである。
【００１５】
複合材料層１１は、繊維基材および熱硬化性樹脂の硬化物を含有する層である。
繊維基材を構成する繊維としては、例えば、ガラス繊維、アラミド繊維、フッ素繊維、ポリエステル繊維、ポリアリレート繊維等が挙げられる。これらのうち、熱硬化性樹脂との親和性、絶縁信頼性、材料コストの観点からガラス繊維が好ましい。
繊維基材の形態としては、繊維端の突出による保護層１３のピンホール形成を防止でき、また、導体層１２および保護層１３との界面における気泡の発生を防止できることから、平織り、綾織、朱子織り、目抜き平織り、目抜きカラミ織り等、長繊維を用いた織物が好ましい。これに対し、短繊維状物は、繊維端が突出し易く、保護層１３にピンホールを形成させやすく、導体層１２および保護層１３との界面に気泡が発生し易いため、好ましくない。
【００１６】
熱硬化性樹脂の硬化物を形成する熱硬化性樹脂としては、副生物を生成せずに硬化する付加重合型等の熱硬化性樹脂が好ましい。付加重合型の熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、アクリル樹脂、シアナート樹脂、シアン酸エステル樹脂−エポキシ樹脂、シアン酸エステル−マレイミド樹脂、シアン酸エステル−マレイミド−エポキシ樹脂、マレイミド樹脂、マレイミド−ビニル樹脂、ビスアリルナジイミド樹脂などが挙げられる。熱硬化性樹脂は１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００１７】
複合材料層１１の厚さは、絶縁破壊耐性、耐突き刺し性を確保できることから、５０μｍ以上であることが好ましく、１００〜３００μｍであることがより好ましい。
【００１８】
導体層１２は、電気伝導性を有する層である。導体層１２の一部は絶縁層１４が被覆されず露出している。その露出した部分は太陽電池セルとの接合部になる。
電気伝導性を有する層としては、例えば、金属箔を有する層、導電性成分（金属粒子、カーボン粒子、導電性ポリマー等）を含有する層などが挙げられる。これらのうち、電気特性に優れることから、金属箔を有する層が好ましい。
金属箔としては、金箔、アルミニウム箔、銅箔、亜鉛箔、ステンレス箔等を使用することができ、これらのうち、電気特性と材料コストの観点から、銅箔が好ましい。
金属箔を有する層は、金属箔の他に、金属箔を支持する支持層を有してもよい。
導体層１２の厚さは１０μｍ以上であることが好ましく、１０〜５０μｍであることが好ましい。特に金属箔として銅箔を用いる場合には、電気特性の観点から、１０μｍ以上であることが好ましく、１２〜３５μｍであることがより好ましい。
【００１９】
本実施形態例における導体層１２は、パターン加工が施され、接合される太陽電池セル同士を直列に接続するための回路が形成されている。
パターン加工が施された導体層１２の形成方法としては、例えば、図２に示すように、複合材料層１１の片面に設けられた、パターン加工が施されていない導体層（以下、「未加工導体層」という。）１２ａにドライレジストフィルムを用いたフォトリソグラフィおよびエッチングを適用して、図３に示すように、回路が形成された導体層１２を得るようにパターン加工する方法が挙げられる。
また、パターン加工が施された導体層１２の形成方法として、回路が形成されるパターンを有する打ち抜き型を用いて未加工導体層１２をプレス打抜き加工する方法も適用できる。この場合には、後述するように、打抜き加工した導体層１２をプリプレグに積層することになる。
上記パターン加工が施された導体層１２の形成方法のうち、材料コストや廃材処理、生産性の観点から、未加工導体層１２をプレス打抜き加工する方法が好ましい。
【００２０】
保護層１３は、耐候性を有し、複合材料層１１および導体層１２を保護する層である。また、保護層１３は、耐熱性、耐湿性、耐薬品性に優れることが好ましい。
保護層１３としては、低コストで、クラックやピンホールが形成されにくいことから、フッ素含有樹脂を含む層が好ましい。
フッ素含有樹脂として、例えばポリフッ化ビニル樹脂（ＰＶＦ）、ポリフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合樹脂（ＥＴＦＥ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合樹脂（ＥＣＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）・ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）・ビニリデンフロライド（ＶＤＦ）の三元共重合体樹脂等が挙げられる。
保護層１３がフッ素含有樹脂を含む場合には、複合材料層１１との密着性を改善するため、その表面に、コロナ放電処理、プラズマ放電処理等の易接着処理が施されていることが好ましい。
【００２１】
また、保護層１３として、ロールでも入手が可能な厚さ５０μｍ以下の超極薄ガラス、ポリエステル系フィルムに金属化合物もしくは無機化合物が蒸着積層された蒸着フィルムなどを用いることもできる。これらは、優れた水蒸気バリア性を有している。ただし、長極薄ガラス、蒸着フィルムは製造コストが高く、クラックやピンホールが生じ易い傾向にある。
【００２２】
保護層１３の厚さは５〜２００μｍであることが好ましい。特に、保護層１３として、フッ素含有樹脂を含む場合には、水蒸気バリア性の観点から２５〜１００μｍであることが好ましい。
【００２３】
絶縁層１４は、電気抵抗値が１０−６Ω以上の絶縁性を有し、導通してはならない導体層１２同士の間に設けられて不要な短絡を防止すると共に、導体層１２の空気の接触を妨げて耐腐食性を得るための層である。
絶縁層１４を構成する材料は絶縁性を有する樹脂が用いられる。絶縁性を有する樹脂としては、各種熱硬化性樹脂の硬化物が挙げられる。絶縁層１４を形成する熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、シアネート樹脂類、ビスマレイミド類、ビスマレイミド類とジアミンとの付加重合物、フェノール樹脂、レゾール樹脂、イソシアネート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート及びビニル基含有ポリオレフィン化合物等が挙げられる。これらの樹脂の中でも、耐熱性、絶縁性等の性能のバランスからエポキシ樹脂が好ましい。
絶縁層１４の厚さは導体層１２上で４０〜１００μｍであることが好ましい。
【００２４】
上述の裏面保護シート１０では、接着剤を用いずに導体層１２および保護層１３が基材である複合材料層１１に直接積層されているため、耐候性、耐熱性、耐湿性に優れ、耐久性が高い。導体層１２および保護層１３の直接積層が可能になったのは、後述するように、半硬化状態で接着性を有するプリプレグに導体層１２および保護層１３を積層するためである。
さらに、絶縁性低下の原因になる接着剤を使用しない上に、複合材料層１１と導体層１２とが強固に接着しているため、裏面保護シート１０は回路間の絶縁信頼性に優れる。
また、基材である複合材料層１１は繊維基材および熱硬化性樹脂の硬化物を含有するため、耐熱性および寸法安定性に優れる。そのため、温度変化が生じても太陽電池セルとの接合部における応力集中を避けることができ、太陽電池セルの端子部と回路との接合部の剥離やクラックの発生を防止でき、接続信頼性が高い。また、複合材料層１１の寸法安定性が高いことにより、導体層１２との熱膨張差を小さくできるため、反りやシワの発生を防止できる。
また、ポリエステル基材を用いない上記裏面保護シート１０を得るための製造工程では高温での処理を適用できる。例えば、導体層１２および保護層１３の積層温度を１８０℃以上にすることができ、絶縁層１４の形成での硬化処理温度を１８０℃以上にできる。高温での処理が可能になることにより、短時間で裏面保護シート１０の製造を完結させることができる。しかも接着剤を用いないため、接着剤の塗布、乾燥等を省略でき、簡便である。したがって、裏面保護シート１０は高い生産性で得られる。
また、複合材料層１１は耐熱性が高いため、太陽電池セルの端子部との接合に高温処理が必要になる半田接合を適用できる。
【００２５】
（裏面保護シートの製造方法）
上記裏面保護シート１０を製造する方法について説明する。
まず、プリプレグ１１ａの一方の面に導体層１２を積層し、プリプレグ１１ａの他方の面に保護層１３を積層する。
ここで、プリプレグ１１ａは、上述した繊維基材に熱硬化性樹脂を含浸または塗布し、乾燥させて得たものである。プリプレグ１１ａでは、熱硬化性樹脂が半硬化状態であるため、接着性を有している。
また、保護層１３の積層は、導体層１２の積層と同時であってもよいし、導体層１２の積層より後であってもよいし、導体層１２の積層より前であってもよい。
【００２６】
プリプレグ１１ａに導体層１２および保護層１３を積層する方法としては、例えば、真空状態での加圧積層法、ロールラミネーター等を用いた大気圧下での積層などが挙げられる。これらのうち、積層界面での気泡の発生を防止でき、接着強度を高め、屋外での長期間の使用における剥離の発生をより防止できる点で、真空状態での加圧積層法が好ましい。真空状態での加圧積層法における真空度は２．７ｋＰａ（２０Ｔｏｒｒ）以下であることが好ましく、１．３ｋＰａ（１０Ｔｏｒｒ）以下であることがより好ましい。
また、加圧積層法は、プリプレグ１１ａに導体層１２および保護層１３を同時に積層でき、より生産性に優れるという利点も有する。
【００２７】
積層条件は、プリプレグ１１ａの種類によっても異なるが、通常、積層温度１５０〜２００℃、積層圧力０．５〜３．０ＭＰａ、積層時間１０〜４０分である。また、積層温度は含浸する熱硬化性樹脂の溶融温度±３０℃であることが好ましい。積層温度が低く過ぎると、熱硬化性樹脂が充分に溶融せず、導体層１２および保護層１３の表面に対して密着する面積が小さくなり、接着強度が低くなる傾向にある。また、積層温度が高過ぎると、熱硬化性樹脂中の溶媒が急激に蒸発するため、気泡が発生し易く、また樹脂の粘度が下がり過ぎて導体層１２と保護層１３との間から流出して、裏面保護シート１０の厚さが不均一になる傾向にある。
【００２８】
積層の最中または積層の後、プリプレグ１１ａを加熱し、プリプレグ１１ａに含まれる熱硬化樹脂を硬化させて、複合材料層１１を形成する。
次いで、絶縁層１４を形成し、絶縁層１４によって複合材料層１１と、導体層１２の太陽電池セルの端子部が接触しない部分とを被覆する。絶縁層１４の形成方法としては、熱硬化性樹脂を塗布、印刷または積層し、硬化する方法が適用される。
絶縁層１４を形成する熱硬化性樹脂の形態としては、ワニス、２液性インキ、ドライフィルム等が挙げられる。これらのうち、導体層１２の一部を露出させるために絶縁層１４に開口部を形成する必要があることから、ドライフィルムが好ましく、特に、感光性を有する熱硬化性樹脂をフィルム基材上に塗布し、半硬化させて得たドライフィルムがより好ましい。
また、複合材料層１１および導体層１２の上に絶縁層１４が設けられない部分の寸法が数ミリ以上と充分に大きい場合には、材料コストと生産性の観点から、ワニスやインキを用いたスクリーン印刷によって絶縁層１４を形成することが好ましい。
以上の方法により、裏面保護シート１０を得ることができる。
【００２９】
上述した裏面保護シート１０の製造方法では、半硬化状態で接着性を有するプリプレグ１１ａに導体層１２および保護層１３を積層するため、接着剤を用いずに導体層１２および保護層１３を基材である複合材料層１１に直接積層できる。したがって、耐候性、耐熱性、耐湿性に優れ、耐久性が高く、回路間の絶縁信頼性に優れた裏面保護シート１０を製造できる。
【００３０】
＜太陽電池モジュール＞
図４に、上記裏面保護シート１０を用いた太陽電池モジュールの一実施形態例を示す。この太陽電池モジュール１は、受光面側に配置された透光性基板３０と、裏面側に配置された裏面保護シート１０と、透光性基板３０および裏面保護シート１０の間に配置された多数の太陽電池セル４０ａ，４０ａ・・・と、太陽電池セル４０ａ，４０ａ・・・を封止する封止層５０とを具備する。
本実施形態例では、太陽電池セル４０ａの端子部４１と裏面保護シート１０の導体層１２とは、導電性ペーストによって形成されたバンプ６０によって接続されている。
また、この太陽電池モジュール１における裏面保護シート１０は、保護層１３が裏面になるように配置されている。
【００３１】
透光性基板３０としては、例えば、ガラス基板、透明樹脂基板などが挙げられる。透明樹脂基板を構成する透明樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレートなどが挙げられる。
本実施形態例で使用される太陽電池セル４０ａは、裏面に端子部４１を備えるバックコンタクト方式のものである。太陽電池セル４０ａとしては、単結晶シリコン型、多結晶シリコン型、アモルファスシリコン型、化合物型、色素増感型などが挙げられる。これらの中でも、発電効率に優れる点では、単結晶シリコン型が好ましい。
封止層５０は、封止用樹脂フィルムにより形成される。封止用樹脂フィルムとしては、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体フィルム、エチレン・（メタ）アクリル酸エステル共重合体フィルム、ポリウレタンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、シリコーンフィルム、ポリビニルブチラールフィルム、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素樹脂フィルムなどが使用される。通常、封止用フィルムは、太陽電池セル４０ａを挟み込むように２枚以上で使用される。
【００３２】
この太陽電池モジュール１は、例えば、以下の製造方法により製造される。
すなわち、まず、封止用樹脂フィルム５０ｂ、太陽電池セル４０ａ、封止用樹脂フィルム５０ａ、透光性基板３０を積層して積層体を得る。その際、封止用樹脂フィルム５０ｂとして、太陽電池セル４０ａの端子部４１と裏面保護シート１０とを接続する部分が開口したものを用いる。
また、裏面保護シート１０の、導体層１２の露出した部分に導電性ペーストを塗布してバンプ６０を設ける。
次いで、バンプ６０を設けた裏面保護シート１０と前記積層体とを、バンプ６０と太陽電池セル４０ａの端子部４１とが重なるように重ね、その状態で真空ラミネートする。
真空ラミネートでは、例えば、真空引きを行いながら１２０〜１４０℃で５分間予備加熱した後、減圧下、１２０〜１５０℃で３〜１０分間加熱し、両側から押圧する。これにより、封止用樹脂フィルム５０ａ，５０ｂを溶融させ、バンプ６０の導電性ペーストを熱硬化させ、太陽電池セル４０ａと裏面保護シート１０とを接続して、一体化させる。
さらに、１４０〜１６０℃で２０〜４０分間加熱し、封止用樹脂フィルム５０ａ，５０ｂを熱硬化させ、側面をブチルゴムでシールし、アルミニウムの枠体で固定して、太陽電池モジュール１を得る。
【００３３】
以上の方法により、裏面保護シート１０、封止用樹脂フィルム５０ｂ、太陽電池セル４０ａ、封止用樹脂フィルム５０ａ、透光性基板３０を密着させると同時に、太陽電池セル４０ａを導体層１２により電気的に直列に接続して、図４に示す太陽電池モジュール１を得る。
【００３４】
上記太陽電池モジュール１では、上記裏面保護シート１０を用いるため、長時間使用しても、回路間の不要な短絡、裏面保護シート１０と太陽電池セル４０ａとの接合の剥離、太陽電池セル４０ａおよび封止層５０の劣化が防止されている。そのため、太陽電池モジュール１は耐久性に優れ、出力を長期間にわたって維持できる。
【００３５】
＜第２の実施形態例＞
（裏面保護シート）
本発明の裏面保護シートの第２の実施形態例について説明する。
図５に本実施形態例の裏面保護シートを示す。本実施形態例の裏面保護シート２０は、基材である複合材料層２１と、複合材料層１１の一方の面に設けられた第１の保護層２２と、複合材料層２１の他方の面に設けられた第２の保護層２３とを有する。
本実施形態例における複合材料層２１は、第１の実施形態例で使用された複合材料層１１と同じものが使用され、第１の保護層２２および第２の保護層２３は、第１の実施形態例で使用された保護層１３と同じものが使用される。
【００３６】
本実施形態例の裏面保護シート２０においても、第１の実施形態例の裏面保護シート１０と同様に、耐候性、耐熱性、耐湿性、寸法安定性に優れ、反りやシワの発生が防止され、しかも高い生産性で製造できる。
【００３７】
（裏面保護シートの製造方法）
上記裏面保護シート２０を製造する方法について説明する。
まず、プリプレグ２１ａの一方の面に第１の保護層２２を積層し、プリプレグ２１ａの他方の面に第２の保護層２３を積層する。ここで、プリプレグ２１ａは、第１の実施形態例におけるプリプレグ１１ａと同じものが使用される。
また、第２の保護層２３の積層は、第１の保護層２２の積層と同時であってもよいし、第１の保護層２２の積層より後であってもよいし、第１の保護層２２の積層より前であってもよい。
積層の最中または積層の後、プリプレグ２１ａを加熱し、プリプレグ２１ａに含まれる熱硬化樹脂を硬化させて、複合材料層２１を形成する。
以上の方法により、複合材料層２１に第１の保護層２２および第２の保護層２３が接着した裏面保護シート２０を得ることができる。
【００３８】
上述した裏面保護シート２０の製造方法では、半硬化状態で接着性を有するプリプレグ２１ａに第１の保護層２２および第２の保護層２３を積層するため、接着剤を用いずに第１の保護層２２および第２の保護層２３を基材である複合材料層２１に直接積層できる。したがって、耐候性、耐熱性、耐湿性に優れ、耐久性が高い裏面保護シート１０を製造できる。
【００３９】
（太陽電池モジュール）
図６に、上記裏面保護シート２０を用いた太陽電池モジュールの一実施形態例を示す。この太陽電池モジュール２は、受光側に配置された透光性基板３０と、裏面側に配置された裏面保護シート２０と、透光性基板３０および裏面保護シート２０の間に配置された多数の太陽電池セル４０ｂ，４０ｂ・・・と、太陽電池セル４０ｂ，４０ｂ・・・を封止する封止層５０とを具備する。なお、本実施形態例における透光性基板３０、太陽電池セル４０ｂおよび封止層５０は、第１の実施形態例の透光性基板３０および封止層５０と同様のものが使用される。
本実施形態例における太陽電池セル４０ｂは表面側および裏面側に端子部４２が設けられ、配線７０によって電気的に直列に接続されている。
また、この太陽電池モジュール２における裏面保護シート２０は、第２の保護層２３が裏面になるように配置されている。
【００４０】
この太陽電池モジュール２は、例えば、以下の製造方法により製造される。
すなわち、まず、裏面保護シート２０に、封止用樹脂フィルム５０ｂ、太陽電池セル４０ｂ、封止用樹脂フィルム５０ａ、透光性基板３０を積層して積層体を得る。その際、太陽電池セル４０ｂ，４０ｂ・・・はあらかじめ配線７０によって電気的に接続しておく。
次いで、第１の実施形態例と同様に真空ラミネートし、側面をブチルゴムでシールし、アルミニウムの枠体で固定して、太陽電池モジュール２を得る。
【００４１】
上記太陽電池モジュール２では、上記裏面保護シート２０を用いるため、長時間使用しても、太陽電池セル４０ｂおよび封止層５０の劣化が防止されている。そのため、太陽電池モジュール２は耐久性に優れ、出力を長期間にわたって維持できる。
【実施例】
【００４２】
本発明の裏面保護シートおよび太陽電池モジュールの実施例を以下に示すが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４３】
（実施例１）
厚さ２００μｍのプリプレグシート（日立化成工業製、ＧＥ−Ｎ−６７Ｎ）の両面に、厚さ５０μｍのポリフッ化ビニルフィルム（デュポン社製、テドラーフィルム）を重ね合わせて、未接着の積層体を得た。
その未接着の積層体の両面の各々に、ステンレス板およびクッション材を配置し、テストプレス機（北川精機製、５００ｍｍ×５００ｍｍ型）の熱板間に導入した。その後、真空引きを開始し、真空度が１．５ｋＰａに到達した段階で加圧を開始し、未接着の積層体を圧着させた。その圧着の際の温度は１７５℃、圧力は２．０ＭＰａ、時間は３０分間とした。
このように加熱加圧して、複合材料層の両面にポリフッ化ビニルフィルムが積層された裏面保護シートを得た。得られた裏面保護シートは、反りや気泡が見られず良好な仕上がりであった。
【００４４】
（実施例２）
プリプレグシート（三菱ガス化学製；ＣＣＬ−ＥＬ１９０、厚さ１５０μｍ）の一方の面に銅箔（日鉱金属製、ＪＴＣＳ箔、厚さ３５μｍ）、他方の面にポリフッ化ビニルフィルム（デュポン社製、テドラーフィルム、厚さ２５μｍ）を重ね合わせて、未接着の積層体を得た。
その未接着の積層体の両面の各々に、ステンレス板およびクッション材を配置し、実施例１で用いたものと同様のテストプレス機の熱板間に導入した。その後、真空引きを開始し、真空度が１．５ｋＰａに到達した段階で加圧を開始し、未接着の積層体を圧着させた。その圧着の際の温度は１８０℃、圧力は２．０ＭＰａ、時間は３０分間とした。
このように加熱加圧して、複合材料層の一方の面に銅箔が積層され、他方の面にポリフッ化ビニルフィルムが積層された積層シートを得た。得られた積層シートは、反りや気泡が見られず良好な仕上がりであった。
【００４５】
次いで、前記積層シートの銅箔の表面にネガ型ドライフィルム（旭化成製、ＵＦＧ−２５５、厚さ２５μｍ）を積層し、さらに目的の回路パターンと同じ開口パターンを有するフィルムマスクを積層した。
次いで、１２０ｍＪで露光し、０．７質量％炭酸ナトリウム溶液を３０秒間スプレーして現像した。これにより、銅箔上にレジストパターンを形成し、水平搬送式エッチングラインにて、塩化第二鉄−塩酸溶液（比重１．４）を用いてエッチング処理した。エッチング温度は５０℃、処理時間は４０秒、スプレー圧は０．３ＭＰａとした。
次いで、７０℃に加熱した３．０質量％の水酸化ナトリウム溶液に１分間浸漬してレジストを剥離させて、銅箔に所定の回路パターンを形成した。
【００４６】
次いで、回路パターンを形成した銅箔を有する積層シートの表面にソルダーレジストインキ（太陽インキ製造製、ＰＳＲ−４０００ ＥＧ３０）を厚さが３５μｍになるようにスクリーン印刷機により印刷して、複合材料層および導体層の全体を絶縁層で被覆した。
次いで、導体層の太陽電池セルと接合する部分の上の絶縁層を除去するために、８０℃で３０分間予備乾燥し、フィルムマスクを用いて５００ｍＪで片面露光し、１．０質量％炭酸ナトリウム溶液を１２０秒間スプレーして現像した。その後、１５０℃で３０分間加熱硬化させた。
このようにしてバックコンタクト型太陽電池セルに使用される裏面保護シートを得た。
【００４７】
（実施例３）
平盤プレス機のステージ上に厚さ１０ｍｍのポリ四フッ化ビニル板を固定し、その上面に銅箔（日本電解製、ＰＢＮ−１０、厚さ１８μｍ）を１枚置いた。次いで、目的の回路パターンを形成可能な形状を有するトムソン刃を用いて打ち抜き加工を行った。その打ち抜き加工では、まず、パターンの間隙や位置決め用のピン孔、アライメントマーク等の細かい形状について行い、その後、太陽電池セルの最小単位に相当する、回路全体の外形について行った。
回路パターンを形成した銅箔はエアー吸着盤を用いてステージから回収した。
【００４８】
プリプレグシート（住友ベークライト製、ＥＬＣ−４７６５、厚さ２００μｍ）の一方の面にポリフッ化ビニルフィルム（デュポン社製、テドラーフィルム、厚さ２５μｍ）を重ね、プリプレグシートの他方の面に、上記の回路パターンを形成した銅箔を所定の位置に積層して、未接着の積層体を得た。
その未接着の積層体の両面の各々に、ステンレス板およびクッション材を配置し、実施例１で用いたものと同様のテストプレス機の熱板間に導入した。その後、真空引きを開始し、真空度が１．５ｋＰａに到達した段階で加圧を開始し、未接着の積層体を圧着させた。その圧着の際の温度は１７０℃、圧力は２．０ＭＰａ、時間は３０分間とした。
このように加熱加圧して、複合材料層の一方の面に銅箔が積層され、他方の面にポリフッ化ビニルフィルムが積層された積層シートを得た。得られた積層シートは、反りや気泡が見られず良好な仕上がりであった。
【００４９】
そして、回路上に染み出したプリプレグ由来の樹脂片をバフ研磨（ジャブロ工業製、ＪＰバフ）にて切削除去し、次いで、独立した回路同士を接続するように、スクリーン印刷機により導電性銀インキ（東洋インキ製造製、ＲＥＸＡＬＰＨＡ ／ＲＡ ＦＳ ００５）を配線形状に印刷し、１８０℃で６０分間焼成した。
【００５０】
上記のようにして得た、回路を形成した銅箔を有する積層シートの表面に、ソルダーレジストインキ（山栄化学製、ＳＳＲ−６７１Ｗ−９）を厚さが３５μｍになるようにスクリーン印刷機により印刷して、複合材料層および導体層を絶縁層で被覆した。その際、導体層の太陽電池セルと接合する部分には絶縁層が形成されないようなスクリーン印刷版を用いた。
その後、８０℃で１５分間予備乾燥した後、１５０℃で６０分間加熱硬化させて、銅箔の太陽電池セルと接合される部分を露出させる絶縁層を形成した。
このようにしてバックコンタクト型太陽電池セルに使用される裏面保護シートを得た。
【００５１】
（比較例１）
ポリエステルシート（東レ製、ルミラーＳ−１０、厚さ２５０μｍ）の片面にコロナ放電処理を施し、その処理面にウレタン系接着剤（東洋インキ製造製  ＬＩＳ−０７３−５０）をワイヤーバーにより、塗布量が乾燥状態で約５．０ｇ／ｍ２になるよう塗布して塗膜を形成した。次いで、形成された塗膜を９０℃で５分間乾燥して接着層を形成し、その接着層にポリフッ化ビニルシート（デュポン社製、テドラーフィルム、５０μｍ）をラミネートした。ラミネートはロールラミネーター（大成ラミネーター製、ＶＡ−II−７００ＰＨ）を用い、ロール温度９０℃、ロール圧０．５ＭＰａ、ロールスピード０．３ ｍ／分とした。
ポリエステルシートの他方の面についてもコロナ放電処理を施し、接着剤を用いてポリフッ化ビニルシートをラミネートして、未接着の積層体を得た。
この未接着の積層体を４０℃で２４時間反応させて、裏面保護シートを得た。得られた裏面保護シートは反りや気泡が見られず良好な仕上がりであった。
【００５２】
（比較例２）
ポリエステルシート（帝人製、Ｓグレード、厚さ２５０μｍ）の一方の面にコロナ放電処理を施し、その処理面にポリエステル系接着剤（東洋インキ製造製、ＩＳ−０５１）をワイヤーバーにより、塗布量が乾燥状態で約５．０ｇ／ｍ２になるよう塗布して塗膜を形成した。次いで、形成された塗膜を９０℃で５分間乾燥して接着層を形成し、その接着層に銅箔（日鉱金属製、ＪＴＣＳ箔、厚さ３５μｍ）をラミネートした。ラミネートはロールラミネーター（大成ラミネーター製、ＶＡ−II−７００ＰＨ）を用い、ロール温度１００℃、ロール圧０．５ＭＰａ、ロールスピード０．３ ｍ／分とした。
ポリエステルシートの他方の面についてもコロナ放電処理を施し、接着剤を用いてポリフッ化ビニルシート（デュポン社製、テドラーフィルム、厚さ５０μｍ）をラミネートして、未接着の積層体を得た。
この未接着の積層体を４０℃で２４時間反応させて、積層シートを得た。得られた積層シートは反りや気泡が見られず良好な仕上がりであった。
【００５３】
次いで、得られた積層シートについて、実施例２と同様にして、銅箔に回路パターンを形成し、絶縁層を設けて、バックコンタクト型太陽電池セルに使用される裏面保護シートを得た。
得られた裏面保護シートはポリエステルシートの収縮により、銅箔側を外側にして大きくカールした。
【００５４】
上記実施例１〜３および比較例１，２得られた各裏面保護シートの特性を以下のように評価した。評価結果を表１に示す。
（接着強度測定）
［条件１］
前処理条件；なし
測定装置；オリエンテック社製テンシロンＲＴＣ−１２５０
チャック間距離；６０ｍｍ
試験片形状；１０ｍｍ×１００ｍｍ×約０．４ｍｍ  ｎ＝５
クロスヘッド速度；５．０ｍｍ／分
［条件２］
前処理条件；温度８５℃／相対湿度８５質量％／時間３，０００時間
測定装置、チャック間距離、試験片形状、クロスヘッド速度は条件１と同じ。
［条件３］
前処理条件；温度１０５℃／相対湿度１００質量％／時間１９２時間
測定装置、チャック間距離、試験片形状、クロスヘッド速度は条件１と同じ。
［条件４］
前処理条件；−４０℃→室温→８０℃→室温のサイクルを２００サイクル
測定装置、チャック間距離、試験片形状、クロスヘッド速度は条件１と同じ。
なお、表１中、「ＰＶＦ」の欄はポリフッ化ビニルフィルムと複合材料層との接着強度であり、「Ｃｕ」の欄は銅箔と複合材料層との接着強度である。
【００５５】
（耐エッチング液試験）
試験片形状；１００ｍｍ×１００ｍｍ×約０．４ｍｍ  ｎ＝５
薬液；塩化第二鉄〜塩酸溶液  比重１．４
浸漬条件；５０℃／１２０分
変色については目視観察により評価した（なし、軽微、あり）。
剥離については顕微鏡観察により評価した（なし、軽微、あり）。
【００５６】
（耐熱性試験）
試験片形状；１００ｍｍ×１００ｍｍ×約０．４ｍｍ  ｎ＝５
前処理条件；１８０℃／１２０分
反り測定；水平盤上に基板を置き、最大高さを測定
収縮測定；試験片の寸法変化から算出
反りおよび収縮が小さい程、耐熱性に優れる。
【００５７】
（絶縁信頼性試験）
絶縁信頼性は実施例２，３および比較例２の裏面保護シートについて評価した（ｎ＝４）。
回路パターン；櫛型電極パターン
櫛型寸法；線幅／間隙＝５５０／５０、５５０／１００、５５０／４００、５５０／６００の５タイプ
処理条件；温度１３５℃／相対湿度８５質量％／時間１９２時間
印加電圧；１．０Ｖ
絶縁性判断；電気抵抗値が１０−６Ω以上で絶縁とした。
なお、表１では、「絶縁性を有していたもの／４」で評価した。すなわち、「４／４」で最も絶縁信頼性に優れる。また、その右横には処理時間を示す。
【００５８】
【表１】
2011061151.tif 000003
【００５９】
表１に示すように、接着剤を用いていない積層体である実施例１〜３の裏面保護シートでは、温度８５℃／相対湿度８５質量％／３，０００時間の処理後の接着強度の低下が少なかった。また、複合材料層はポリエステル基材のように加水分解や結晶化が起きないため、温度１０５℃／相対湿度１００質量％／１９２時間の処理後においても劣化しなかった。したがって、実施例１〜３の裏面保護シート耐久性に優れていた。
また、接着剤を使用しないことにより、エッチング液のような強酸に対する腐食性にも優れ、耐候性に優れていた。
また、複合材料層は耐熱性と寸法安定性に優れるため、熱処理後の反りや収縮が少なかった。さらに、接着剤を使用せずに積層を真空中で行ったため、接着界面に気泡がなく、絶縁信頼性に優れていた。
これに対し、ポリエステル基材および接着剤を用いた比較例１，２の裏面保護シートでは、耐熱性が低く、絶縁信頼性も低かった。したがって、比較例１，２の裏面保護シートは耐久性が低かった。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明の裏面保護シートは太陽電池モジュールの裏面の保護に用いられる。特に、回路パターンを有する導体層が複合材料層に積層されたものについては、バックコンタクト方式の太陽電池セル同士を電気的に直列に接続することもできる。
【符号の説明】
【００６１】
１，２  太陽電池モジュール
１０，２０  裏面保護シート
１１，２１  複合材料層
１１ａ．２１ａ  プリプレグ
３０  透光性基板
４０ａ，４０ｂ  太陽電池セル
４１，４２  端子部
５０  封止層
５０ａ，５０ｂ  封止用樹脂フィルム
６０  バンプ
【図１】
2011061151.tif 000004
【図２】
2011061151.tif 000005
【図３】
2011061151.tif 000006
【図４】
2011061151.tif 000007
【図５】
2011061151.tif 000008
【図６】
2011061151.tif 000009