(57)【要約】【課題】太陽電池モジュールの高効率化と、保護ガラスと充填材層との密着性確保と、を両立させた太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】バックシート、第一の充填材層と、電極と電気的に接続された光電変換素子と、第二の充填材層と、保護ガラスと、が、上記順で積層された構造を有する太陽電池モジュールであって、第二の充填材層は、紫外線吸収剤含有樹脂中に複数の粒子状の蛍光体が前記保護ガラス側に偏在化されたシートであり、シートにおける蛍光体の分布は、保護ガラス側の最表面には充填率が３０体積％以上５５体積％以下であり、シートの深さ方向に垂直な面内で最密充填で配置されている面がある。【選択図】図１
2019145554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックシートと、
第一の充填材層と、
電極と前記電極に接続された光電変換素子と、
第二の充填材層と、
保護ガラスと、
が、上記の順で積層された構造を有する太陽電池モジュールであって、
前記第二の充填材層は、紫外線吸収剤含有樹脂中に複数の粒子状の蛍光体が前記保護ガラス側に偏在化されたシートであり、
前記シート中における前記蛍光体の分布は、前記保護ガラス側の最表面には充填率が３０体積％以上５５体積％以下であり、前記シートの深さ方向に垂直な面内で最密充填で配置されている面がある、太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記蛍光体は、無機化合物蛍光体である、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記無機化合物蛍光体の平均粒径は、０．０３μｍ以上５０μｍ以下である、請求項２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記樹脂は、ポリエチレンもしくはエチレン酢酸ビニル共重合体である、請求項１から３の何れか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記第二の充填材層において、前記蛍光体の分布領域の厚みは、０．０６μｍ以上、４００μｍ以下である、請求項１から４の何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】
太陽電池モジュールは、一般に短波長領域において感度特性が低く、太陽光に含まれる紫外線などの短波長領域の光を有効に利用できていない。この短波長領域の光を吸収し、長波長領域の蛍光を発する蛍光体を波長変換材料として利用し、感度特性の高い長波長領域の光量を増加させ、太陽電池モジュールの効率を向上させる取り組みが従来から行われてきた。
【０００３】
一方、太陽電池モジュールの光電変換素子は、紫外線に長時間照射されることにより劣化するため、光電変換素子に届く光からは紫外線ができるだけ除去されていることが望ましく、一般に光電変換素子前面の充填材には紫外線吸収剤が配合されている。蛍光体のみで十分に紫外線を吸収できれば、紫外線吸収剤を使用する必要はないが、多くの場合、蛍光体のみでは十分に紫外線を吸収できず、そのような場合には、蛍光体と紫外線吸収剤を併用する必要がある。
【０００４】
しかしながら、蛍光体と紫外線吸収剤とを、光電変換素子を保護する充填材中に混在させることは、蛍光体が吸収する紫外線領域の光を、紫外線吸収剤が吸収してしまうため、蛍光体の発光量の低下を招き、波長変換による高効率化の妨げとなる。
【０００５】
そこで、例えば、特許文献１では、光電変換素子を狭持する有機樹脂中に紫外線吸収剤が配合されており、蛍光体は前面保護ガラスの光入射面側に配置することにより、紫外線吸収剤と蛍光体の混在を避けている。また、特許文献２では、紫外線吸収剤を含む充填材層の上部に、蛍光体を含む充填材層を配置することにより、まず上部の蛍光体を含む充填材層で紫外線を吸収し、蛍光発光させ、吸収しきれなかった紫外線を下部の紫外線吸収剤層で吸収させている。これにより、蛍光体による高効率化と紫外線吸収剤による紫外線吸収を両立させようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１９１０６８号公報
【特許文献２】国際公開番号ＷＯ２０１５／１２９１７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の構成では、保護ガラスの光入射面側に蛍光体を保持する別の層を構成することとなる。そのため、蛍光体層は屋外環境に暴露されることとなり、蛍光体の劣化が早まるという問題がある。また、特許文献２の構成では、本発明者の検討によれば、紫外線吸収剤を含む層から蛍光体を含む層へ、時間の経過と共に紫外線吸収剤が拡散することとなる。結果として、蛍光体からみて、光の入射面側にも紫外線吸収剤が回りこむことになるため、蛍光体の発光量が低下し、高効率化の妨げとなる問題がある。そのため、蛍光体の発光量を担保するために、蛍光体量を増加させると、保護材であるガラスと蛍光体を含む充填材の密着性が低下するため、発光量を担保しつつも密着性を確保できないという課題を有している。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、太陽電池モジュールの高効率化と、保護ガラスと充填材層との密着性確保と、を両立させ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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る太陽電池モジュールは、
バックシートと、
第一の充填材層と、
電極と前記電極に接続された光電変換素子と、
第二の充填材層と、
保護ガラスと、
が、上記の順で積層された構造を有する太陽電池モジュールであって、
前記第二の充填材層は、紫外線吸収剤含有樹脂中に複数の粒子状の蛍光体が前記保護ガラス側に偏在化されたシートであり、
前記シート中における前記蛍光体の分布は、前記保護ガラス側の最表面には充填率が３０体積％以上５５体積％以下であり、前記シートの深さ方向に垂直な面内で最密充填で配置されている面がある。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明に係る太陽電池モジュールによれば、光電変換素子よりも光の入射側に配置される第二の充填材層において、紫外線吸収剤含有樹脂中に蛍光体を保護ガラス側に偏在化させており、蛍光体の分布は、保護ガラス側の最表面には充填率が３０体積％以上５５体積％以下、第二の充填材層の深さ方向に垂直な面内で最密充填で配置されている面がある。また、蛍光体を保護ガラス側に偏在化させることによって、蛍光体からみて、保護ガラス側、つまり、光の入射面側に紫外線吸収剤が存在する割合が減り、蛍光体の発光量を増大させることができる。また、保護ガラス側の最表面に配置する蛍光体の充填率を制御することで、保護ガラスと第二の充填材層との密着性を向上させることができる。これによって、波長変換による高効率化と保護ガラスと第二の充填材層の密着性を確保した太陽電池モジュールとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態における太陽電池モジュール１００の断面図である。
【図２】実施の形態における太陽電池モジュール１００の製造方法において、バックシートと、第一の充填材層と、電極と電気的に接続された光電変換素子と、第二の充填材層と、保護ガラスと、を上記順に配置した状態を示す断面図である。
【図３Ａ】実施の形態における太陽電池モジュール１００の製造方法において、蛍光体を、紫外線吸収剤含有樹脂に最密充填で埋め込む状態を示す断面図である。
【図３Ｂ】実施の形態における太陽電池モジュール１００の製造方法において、蛍光体を、紫外線吸収剤含有樹脂に最密充填で配置した状態を示す断面図である。
【図４Ａ】実施の形態における太陽電池モジュール１００の製造方法において、蛍光体を、紫外線吸収剤含有樹脂に充填率３０体積％以上５５体積％以下で埋め込む状態を示す断面図である。
【図４Ｂ】実施の形態における太陽電池モジュール１００の製造方法において、蛍光体を、紫外線吸収剤含有樹脂に充填率３０体積％以上５５体積％以下で配置した状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の態様に係る太陽電池モジュールは、バックシートと、
第一の充填材層と、
電極と前記電極に接続された光電変換素子と、
第二の充填材層と、
保護ガラスと、
が、上記の順で積層された構造を有する太陽電池モジュールであって、
前記第二の充填材層は、紫外線吸収剤含有樹脂中に複数の粒子状の蛍光体が前記保護ガラス側に偏在化されたシートであり、
前記シート中における前記蛍光体の分布は、前記保護ガラス側の最表面には充填率が３０体積％以上５５体積％以下であり、前記シートの深さ方向に垂直な面内で最密充填で配置されている面がある。
【００１３】
第２の態様に係る太陽電池モジュールは、上記第１の態様において、前記蛍光体は、無機化合物蛍光体であってもよい。
【００１４】
第３の態様に係る太陽電池モジュールは、上記第２の態様において、前記無機化合物蛍光体の平均粒径は、０．０３μｍ以上５０μｍ以下であってもよい。
【００１５】
第４の態様に係る太陽電池モジュールは、上記第１から第３のいずれかの態様において、前記樹脂は、ポリエチレンもしくはエチレン酢酸ビニル共重合体であってもよい。
【００１６】
第５の態様に係る太陽電池モジュールは、上記第１から第４のいずれかの態様において、前記第二の充填材層において、前記蛍光体の分布領域の厚みは、０．０６μｍ以上、４００μｍ以下であってもよい。
【００１７】
以下、実施の形態に係る太陽電池モジュールについて、添付図面を参照しながら説明する。なお、図面において実質的に同一の部材については同一の符号を付している。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る太陽電池モジュール１００の断面図である。本実施の形態１に係る太陽電池モジュール１００では、少なくとも光電変換素子１０１と、第一の充填材層１０２とバックシート１０３と、電極１０４と、第二の充填材層１０５と、保護ガラス１０６と、を備える。この太陽電池モジュール１００は、バックシート１０３と、第一の充填材層１０２と、光電変換素子１０１と、第二の充填材層１０５と、保護ガラス１０６と、が、上記の順で積層された構造を有する。第一の充填材層１０２は、光電変換素子１０１の背面を保護する透明樹脂により形成されている。光電変換素子１０１は、電極１０４と電気的に接続されている。第二の充填材層１０５は、紫外線吸収剤含有樹脂１０７中に複数の粒子状の蛍光体１０８が保護ガラス１０６側に偏在化されたシートである。具体的には、紫外線吸収剤含有樹脂１０７の保護ガラス１０６側、つまり、光の入射面側に蛍光体１０８を偏在化させて、保護ガラス１０６側の最表面の蛍光体１０８の充填率は３０体積％以上５５体積％以下であり、第二の充填材層１０５の深さ方向に面内で最密充填で配置されている面がある構成を有する。
【００１９】
この太陽電池モジュール１００の構成によれば、光電変換素子１０１よりも光の入射面側に配置され、紫外線吸収剤を含む第二の充填材層１０５において、保護ガラス１０６側に蛍光体１０８を偏在化させて蛍光体偏在領域を形成している。これによって、紫外線吸収剤が蛍光体１０８の保護ガラス１０６側に存在する割合が減り、すなわち蛍光体１０８の紫外線吸収による発光が阻害されにくくなる。また、保護ガラス１０６側の最表面に配置する蛍光体１０８の充填率を制御することで、保護ガラス１０６と第二の充填材層１０５の密着性を向上させることができる。これによって、波長変換による高効率化と保護ガラス１０６と第二の充填材層１０５の密着性を確保した太陽電池モジュール１００とすることができる。
【００２０】
以下に、この太陽電池モジュール１００を構成する各構成部材について説明する。
【００２１】
＜光電変換素子＞
光電変換素子１０１は、単結晶シリコン系、多結晶シリコン系、アモルファスシリコン系などのシリコン半導体や、ガリウム砒素、カドミウムテルルなどの化合物半導体を用いることができる。光電変換素子１０１は、電気的に接続された複数の光電変換素子１０１を含んでもよい。複数の光電変換素子１０１を用いる場合には、直接接続するか、あるいは、並列に接続するか、いずれであってもよい。
【００２２】
＜電極＞
光電変換素子１０１は、電極１０４により電気的に接合されている。電極１０４としては、公知の金属材料や合金金属を用いることができる。電極１０４は、一対の電極１０４を含んでもよい。この一対の電極１０４によって光電変換素子１０１からの出力を得ることができる。また、複数の光電変換素子１０１を相互的に接続する場合には、直列又は並列のそれぞれの場合についても出力が得られるように一対の電極１０４と接続する。
【００２３】
＜第一の充填材層＞
光電変換素子１０１を保護する背面の第一の充填材層１０２としては、エチレン酢酸ビニル共重合体、ビスフェノールエポキシ樹脂硬化物、ポリエチレン、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリカーボネート樹脂などを単独で使用することもできる。また、これらを２種類以上混合して使用することもできる。
【００２４】
＜バックシート＞
バックシート１０３は、太陽電池モジュール１００の裏面から内部への水や異物の浸入を防止するための保護部材であり、例えばポリエチレンテレフタラートフィルムなどを用いることができる。
【００２５】
＜保護ガラス＞
保護ガラス１０６は、透光性および遮水性を有する公知の板状ガラスを用いることができる。
【００２６】
＜紫外線吸収剤含有樹脂＞
紫外線吸収剤含有樹脂１０７は、紫外線吸収剤が配合された透明樹脂で構成される。
＜樹脂＞
樹脂としては、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリスチレンスチレン・アクリロニトリル共重合体、スチレン・ブタジエン・アクリロニトリル共重合体、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、メタクリルスチレン重合体、酢酸セルロース、ポリカーボネート、ポリエステル、ＰＥＴ、三フッ化ビニリデン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリエーテルサルフォン、シクロオレフィン、トリアセテートなどを単独で使用することも出来、これらを２種類以上混合して使用することもできる。厚みとしては１００μｍ以上１０００μｍ以下とすることができる。１００μｍより薄いと、蛍光体１０８により吸収されなかった紫外線を十分に吸収することが出来ず、光電変換素子１０１への紫外線による損傷を抑制することができない。１０００μｍより厚い場合には、透明樹脂自体による可視領域光の吸収が増大し、光電変換素子１０１による変換効率の低下の原因となり、好ましくない。透明樹脂中に含有される紫外線吸収剤としては組成、系統共に限定されるものではないが、吸収波長のピークが３００ｎｍ以上４００ｎｍ以下のものを用いることができる。吸収波長のピークが３００ｎｍより小さいと、蛍光体１０８により吸収されなかった紫外線の波長を十分吸収することができず、光電変換素子１０１への紫外線による損傷が大きくなる。４００ｎｍより大きいと、蛍光体１０８を通過した紫外線の波長領域を外れることにより光電変換素子１０１を紫外線から保護しにくくなる。さらに蛍光体１０８が発した長波長領域の光をも吸収することとなってしまい、蛍光体１０８の変換による出力向上の妨げとなる。
【００２７】
＜紫外線吸収剤＞
紫外線吸収剤としては、透明性が高いという観点からトリアジン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物等に代表される有機系紫外線吸収剤を使用することが好ましい。紫外線吸収剤は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２８】
トリアジン系化合物としては、２，４−ビス（２−ヒドロキシ−４−ブトキシフェニル）−６−（２，４−ジブトキシフェニル）−１，３，５−トリアジン、２−［２−ヒドロキシ−４−（１−オクチルオキシカルボニルエトキシ）フェニル］−４，６−ビス（４−フェニルフェニル）−１，３，５−トリアジン等を使用することが出来る。
【００２９】
ベンゾトリアゾール系化合物としては、２−（３、５−ジ−ｔ−ブチル−２−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１−メチル−１−フェニルエチル）フェノール、２−（２−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル)−６−（１−メチル−１−フェニルエチル）−４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル)フェノール、２−（３、５−ジ−ｔ−ブチル−２−ヒドロキシフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（３、５−ジ−ｔ−アミル−２−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（５−ジ−ｔ−オクチル−２−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール、メタクリル酸２‐［３‐（２Ｈ‐ベンゾトリアゾール‐２‐イル）‐４‐ヒドロキシフェニル］エチル等が挙げられる。
【００３０】
ベンゾフェノン系としては、２，２'−ジヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−ドデシロキシベンゾフェン、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン等を用いることができる。
【００３１】
紫外線吸収剤の添加量としては、３００ｎｍから４００ｎｍの吸収波長における透過率が５％未満となるように配合量を決定すればよい。例えば、ベンゾフェノン系の紫外線吸収剤では、紫外線吸収剤の透明樹脂に対して、０．０５重量部以上、５重量部以下とすることが出来る。０．０５重量部より小さい場合、紫外線吸収剤含有樹脂の必要な厚みが１０００μｍより厚くなるため不適であり、また、５重量部より大きい場合、３００ｎｍから４００ｎｍの吸収波長における透過率が５％以上となるため不適である。
【００３２】
＜蛍光体＞
蛍光体１０８は、短波長領域の光を吸収し、長波長領域の蛍光を発する波長変換材料である。この蛍光体１０８を前述の紫外線吸収剤含有樹脂１０７の保護ガラス１０６側の表面近傍に偏在化させることによって、蛍光体偏在領域を形成している。この蛍光体１０８としては、入射した光の蛍光体表面における、反射による損失を低減するという観点から、屈折率が、紫外線吸収剤含有樹脂１０７と屈折率が近く、溶解することのない無機化合物蛍光体（以下、無機蛍光体と称する）を使用することができる。屈折率が異なる場合は、可視波長領域の光の散乱が少ない、平均粒径が１００ｎｍより小さい無機蛍光体を選択することが好ましい。本実施の形態において、蛍光体１０８の平均粒径は、個数基準の粒度分布から算出するもとし、Ｄ５０の値とした。また、光電変換素子１０１の感度特性の低い短波長領域の光を吸収し、感度特性の高い長波長領域の光を蛍光として発し、効率を向上させるという観点から、４００ｎｍ以下の紫外光を吸収し、４００ｎｍより長い波長の蛍光を発することが好ましい。２種類の蛍光体を使用する際には、第一の蛍光体が発した蛍光波長と第二の蛍光体の吸収波長とが重なるように蛍光体を選択すると、より広い範囲の波長の蛍光を発することになり、効率向上の観点から好ましい。
【００３３】
無機蛍光体としては、特に限定するものではなく公知のものを使用することができる。一般的には母結晶に金属元素が発光イオンとして賦活した酸化物や窒化物、硫化物などを用いることができる。母結晶の組成として、Ｂ、Ｇｄ、Ｏ、Ｓ、Ａｌ、Ｇａ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｋ、Ｖ、Ｌａ、Ｃｌ、Ｐ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｙ、Ｃａ、Ｍｇ等の元素を１種類以上用い、発光中心元素としてＺｎ、Ｈｏ、Ｔｂ、Ｎｄ、Ａｇ、Ｍｎ、Ｃｅ、Ｅｕ、Ｄｙ、Ｔｍ等が１種類以上賦活され用いられている無機蛍光体が挙げられる。尚、本実施の形態において、以上のような無機蛍光体を使用する際には、その平均粒径としては、０．０３μｍ以上０．３μｍ以下とすることが望ましい。０．０３μｍより小さい場合、無機蛍光体の表面欠陥の影響が大きくなり、発光効率が低下する。０．３μｍより大きい場合、光電変換素子１０１にとって感度特性の高い波長の光を前記無機蛍光体の粒子による散乱により損失する。
【００３４】
さらに、好適に使用できる無機蛍光体として、二酸化珪素を主成分とするいわゆるシリカフィラー内に発光イオンとなる元素を含む酸化物や窒化物、硫化物などが分布したシリカ蛍光体を挙げることができる。シリカ蛍光体は、主成分がシリカすなわち二酸化珪素であるため、その屈折率が１．４９より大きく、１．５１より小さい。従って、第二の充填材層１０５である紫外線吸収剤含有樹脂１０７の母体となる充填材樹脂がエチレン酢酸ビニル共重合体やポリエチレンの場合に、それらに近い屈折率を有することになり、透明性を向上させることが容易であるため好ましい。このようなシリカ蛍光体を使用する場合は、平均粒子径としては、０．０５μｍ以上、５０μｍ以下とすることができる。０．０５μｍより小さい場合には、蛍光体粒子が凝集しやすく、凝集した場合には、その粒子間に空気を噛み込むことになり、また５０μｍより大きい場合には、蛍光体粒子による光の散乱が大きくなり、第二の充填材層１０５の透明性が損なわれ、効率向上が妨げられることになる。
【００３５】
＜第二の充填材層＞
第二の充填材層１０５は、紫外線吸収剤含有樹脂１０７中に複数の粒子状の蛍光体が保護ガラス１０６側に偏在化されたシートである。具体的には、紫外線吸収剤含有樹脂１０７の保護ガラス１０６側、つまり、光の入射面側に蛍光体１０８を偏在化させて、保護ガラス１０６側の最表面の蛍光体１０８の充填率は３０体積％以上５５体積％以下であり、第二の充填材層の深さ方向に垂直な面内で最密充填で配置されている面を有する。なお、最密充填で配置される面は、最表面から蛍光体１０８の平均粒径の深さより下、つまり一粒子からなる面の直下の面であってもよい。この第二の充填材層１０５は、本実施の形態に係る太陽電池モジュール１００の骨子となる重要な部位である、その詳細を以下に述べる。
【００３６】
＜紫外線吸収剤含有樹脂中における蛍光体の偏在構造＞
本実施の形態１における太陽電池モジュール１００の光電変換素子１０１よりも光の入射側に配置される第二の充填材層１０５は、紫外線吸収剤含有樹脂１０７の保護ガラス１０６側に蛍光体１０８を偏在化させて、蛍光体偏在領域を形成している。第二の充填材層１０５において、蛍光体１０８が偏在している領域の厚みＬは、蛍光体粒子の平均粒子径の２倍以上、蛍光体粒子の平均粒子径の８倍までとすることができる。従って前記の無機蛍光体および、シリカ蛍光体の平均粒子径の好適な範囲から、蛍光体１０８が偏在している領域（蛍光体偏在領域）の厚みＬは０．０６μｍ以上、４００μｍ以下とすることができる。後述する方法で蛍光体１０８を第二の充填材層１０５の保護ガラス１０６側に偏在化させて、蛍光体偏在領域を形成させる場合、８回の埋め込み工程までが生産コストを考慮した場合適当である。
【００３７】
蛍光体１０８による入射光の反射や屈折を制御するという観点から、蛍光体１０８の屈折率と、紫外線吸収剤含有樹脂１０７の屈折率との差は、小さいことが好ましい。具体的には、蛍光体１０８の屈折率をｎ１、紫外線吸収剤含有樹脂１０７の屈折率をｎ２とすると、−０．００５≦ｎ１−ｎ２≦０．００５であることが望ましい。
尚、蛍光体偏在領域の厚みＬは、図１に示したように、第二の充填材層１０５の厚みｄ内に含まれる。
【００３８】
（太陽電池モジュールの製造方法）
実施の形態１における太陽電池モジュール１００の製造プロセスを説明する。
（１）まず、第二の充填材層１０５の構成要素の一つである紫外線吸収剤含有樹脂１０７を作製する。熱溶解させた透明樹脂に紫外線吸収剤を配合し、混練するといった公知の方法によりあらかじめ紫外線吸収剤を溶解あるいは分解させ、ロール延伸や熱プレスによりシート状にした紫外線吸収剤含有樹脂１０７を作製する。ベンゾフェノン系の紫外線吸収剤１ｇを、エチレン酢酸ビニル共重合体２００ｇに添加し、１２０℃に加熱したプラネタリミキサ内で、１００ｒｐｍで約３０分混合する。さらに混合物を１２０℃に加熱した熱プレス機で一定厚みのステンレススペーサでギャップ調整し、プレスし冷却することにより紫外線吸収剤含有樹脂１０７を作製する。
【００３９】
（２）図３Ａは、実施の形態における太陽電池モジュール１００の製造方法において、蛍光体を、紫外線吸収剤含有樹脂に最密充填で埋め込む状態を示す断面図である。図３Ｂは、実施の形態における太陽電池モジュール１００の製造方法において、蛍光体を、紫外線吸収剤含有樹脂に最密充填で配置した状態を示す断面図である。
次に、粒子状の蛍光体１０８を用意し、次に述べる工法で紫外線吸収剤含有樹脂１０７の片面に偏在化させ、且つ充填率を調整した状態で配置させる。例えば、ポリエチレンテレフタラートを基材３０１とする転写シート３０３に蛍光体１０８を万遍なく付着させ、エアーを用いて粘着層３０２に付着していない蛍光体１０８を飛ばし、重なりのない状態にする。蛍光体１０８が付着した転写シート３０３を、蛍光体１０８が直接に紫外線吸収剤含有樹脂１０７に接着するように重ね（図３Ａ）、スペーサなどで一定ギャップを維持しながら、熱プレスし転写シート３０３を剥がす（図３Ｂ）。転写シート３０３はある温度以上で粘着層３０２の粘着力が著しく低下するシートであることが好ましい。これによって、転写シート３０３に付着している蛍光体１０８を、紫外線吸収剤含有樹脂１０７の表面近傍に埋め込み、加熱した状態で転写シート３０３を剥がすことで、粘着層３０２に蛍光体１０８が残留しない。また、加熱しながら、蛍光体１０８を紫外線吸収剤含有樹脂１０７に転写埋め込みするという点からは、上記熱プレスに限定する必要はなく、熱ロール工法などを用いることもできる。
【００４０】
（３）蛍光体１０８を転写シート３０３に重なりのない状態で付着させ、熱プレスなどにより、紫外線吸収剤含有樹脂１０７に転写させながら埋め込むという偏在工程を１〜７回繰り返すことで、紫外線吸収剤含有樹脂１０７の片面に蛍光体１０８を深さ方向に垂直な面内で最密充填状態で１〜７層偏在化させることができる。
【００４１】
（４）図４Ａは、実施の形態における太陽電池モジュール１００の製造方法において、蛍光体を、紫外線吸収剤含有樹脂に充填率３０体積％以上５５体積％以下で埋め込む状態を示す断面図である。図４Ｂは、実施の形態における太陽電池モジュール１００の製造方法において、蛍光体を、紫外線吸収剤含有樹脂に充填率３０体積％以上５５体積％以下で配置した状態を示す断面図である。
さらに、埋め込んだ際に、紫外線吸収剤含有樹脂１０７の表面から蛍光体１０８の平均粒径の深さの範囲で、最表面に存在する蛍光体１０８の充填率が３０体積％以上５５体積％以下となるようなマスク４０１を転写シート３０３の粘着層３０２側に重ね、粘着層３０２に蛍光体１０８を付着させる。その後、上記と同様の方法で紫外線吸収剤含有樹脂１０７に転写させながら埋め込みをすることで、最表面の蛍光体１０８の充填率が３０体積％以上５５体積％以下であり、第二の充填材層１０５の深さ方向に垂直な面内で最密充填で配置されている面を有する第二の充填材層１０５を形成できる。なお、最密充填で配置される面は、最表面から蛍光体１０８の平均粒径の深さより下、つまり一粒子からなる面の直下の面であってもよい。
【００４２】
以下、実施例および比較例について具体的に説明する。
それぞれの実施例における、蛍光体１０８、紫外線吸収剤含有樹脂１０７についての配合、また比較例における配合と、後述する評価結果について下記の表１および表２に示す。
【００４３】
【表１】
2019145554.tif 000003
【００４４】
【表２】
2019145554.tif 000004
【００４５】
（実施例１）
実施例１は、蛍光体として、多孔質シリカフィラーの多孔質部分にＥｕ２＋を発光中心とする蛍光体微粒子を埋め込み、焼結することにより形成した、シリカ蛍光体を使用し評価用の太陽電池モジュールを作製した例である。
（１）シリカ蛍光体の平均粒径は１０μｍである。紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系の紫外線吸収剤である２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン１ｇを、低密度ポリエチレン２００ｇに添加し、１５０℃に加熱したプラネタリミキサ内で、１００ｒｐｍで約３０分混合し、混合物を１５０℃に加熱した熱プレス機で５５０μｍのステンレススペーサでギャップ調整し、プレスし、冷却することで紫外線吸収剤含有樹脂とした。
（２）さらに、転写シートの粘着層側に１ｃｍ２あたり５００μｇの量でシリカ蛍光体を付着させ、転写シートの蛍光体が付着した側を紫外線吸収剤を含む樹脂の片面上に重ねた。次いで、１５０℃に加熱した熱プレス機で５５０μｍのステンレススペーサでギャップ調整し、プレスし加熱した状態で転写シートを剥がし、冷却することで、転写シートに付着したシリカ蛍光体を、紫外線吸収剤含有樹脂の表面近傍に埋め込んだ。また、上記方法で埋め込んだ際に、紫外線吸収剤含有樹脂の表面からシリカ蛍光体の平均粒径の深さの範囲で、最表面に存在するシリカ蛍光体の充填率が５５体積％となるようなマスクを転写シートの粘着層側に重ね、粘着層側に蛍光体を付着させる。その後、上記と同様の方法で転写シートに付着したシリカ蛍光体を、紫外線吸収剤含有樹脂に埋め込み、計２回の偏在工程を繰り返すことにより本実施例における第二の充填材層とした。
（３）また、保護ガラス、蛍光体偏在領域を保護ガラス側に配置した第二の充填材層、電極で互いに接続された光電変換素子、第一の充填材層、バックシートの順に重ねてラミネートすることにより、評価用モジュールを作成した。
【００４６】
（実施例２〜５）
実施例２は、偏在工程回数が８回であり、蛍光体の偏在領域の厚みが８０μｍであり、最表面の蛍光体充填率が３０体積％である点を除いて、実施例１と同様である。
実施例３は、シリカ蛍光体の平均粒径が１．０μｍであり、蛍光体の偏在領域の厚みが２．０μｍであり、紫外線吸収剤が２，５−ジヒドロキシベンゾフェノンである点を除いて、実施例１と同様である。
実施例４は、シリカ蛍光体の平均粒子径が５０μｍであり、偏在工程回数が８回であり、蛍光体の偏在領域の厚みが４００μｍであり、紫外線吸収剤が２，６−ジヒドロキシベンゾフェノンである点を除いて、実施例１と同様である。
実施例５は、蛍光体が無機蛍光体であり、無機蛍光体の中でも平均粒径０．０３μｍのＺｎＳｉＯ４：Ｍｎ（以下、マンガン含有ケイ酸亜鉛と称する）であり、蛍光体の偏在領域の厚みが０．０６μｍであり、紫外線吸収剤含有樹脂における樹脂がエチレン酢酸ビニル共重合体である点を除いて、実施例１と同様である。
【００４７】
（比較例１）
比較例１は、紫外線吸収剤含有樹脂中に蛍光体を偏在化させるのではなく、蛍光体を分散させたシート（以下、蛍光体分散シートと称する）を作製し、バックシート、第一の充填材層、電極で互いに接続された光電変換素子、蛍光体分散シート、保護ガラスの順に重ねてラミネートすることにより、評価用モジュールを作製した。蛍光体分散シートとしては、次に述べる方法で作製した。実施例１と同様の方法で紫外線吸収剤含有樹脂を作製した。その後、紫外線吸収剤含有樹脂に蛍光体を配合し、１５０℃に加熱したプラネタリミキサ内で、１００ｒｐｍで約３０分混練した。混練物を１５０℃に加熱した熱プレス機で５５０μｍのステンレススペーサでギャップ調整し、プレスし冷却することにより、蛍光体分散シートを作製した。
【００４８】
（比較例２〜５）
比較例２は、最表面蛍光体の充填率が７０体積％である点を除いては、実施例１と同様である。
比較例３は、偏在工程回数が１回であり、蛍光体の偏在領域の厚みが１０μｍである点を除いて、実施例１と同様である。
【００４９】
（蛍光体偏在領域厚み）
蛍光体偏在領域厚みは、第二の充填材層の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察することにより測定した。
【００５０】
（密着力）
ＪＩＳＫ６８５４−１：１９９１に基づいて、第二の充填材層から剥離接着強さ試験片を作製し、剥離接着強さ試験により密着力を測定した。
判定基準                                                        評価
密着力が優れた範囲として            １０Ｎ以上            ・・・  ○
密着力が劣る範囲として              １０Ｎ未満            ・・・  ×
密着力が１０Ｎ以上の場合、太陽電池モジュールの信頼性を確保することができるため、密着力が優れた範囲とし、１０Ｎ未満を密着力が劣る範囲とした。
【００５１】
（相対出力値）
作製したそれぞれの太陽電池モジュール評価用モジュールについて、ソーラーシミュレーションによるＸｅランプ光照射時の出力を求め、比較例１を１としたときの、相対値（差分）を求めた。
判定基準                                                          評価
出力値向上が優れた範囲として          ０．５以上            ・・・  ○
出力値向上が劣る範囲として            ０．５未満            ・・・  ×
相対出力値が０．５以上の場合、太陽電池モジュールを商品として実用化可能のため、出力値向上が優れた範囲とし、０．５未満を出力値向上が劣る範囲とした。
【００５２】
（総合判定）
各実施例および比較例の密着力の判定、出力値の判定において、少なくとも１つの×があるものを×、それ以外のものを○とした。
【００５３】
表１および２に示した結果から次のことが分かる。
実施例１と、比較例１および比較例２の対比により、本発明の構成による太陽電池モジュールが、変換効率向上と密着性確保を両立した太陽電池モジュールとなっていることがわかる。
実施例１、２および比較例２の対比により、最表面蛍光体の充填率として、３０％以上５５％以下で高い密着力が得られることがわかる。
実施例１、２、４および比較例３の対比により、蛍光体の偏在領域の厚みが０．０６μｍ以上、４００μｍ以下で、高い出力が得られることがわかる。
【００５４】
なお、本開示においては、前述した様々な実施の形態及び／又は実施例のうちの任意の実施の形態及び／又は実施例を適宜組み合わせることを含むものであり、それぞれの実施の形態及び／又は実施例が有する効果を奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上、説明したように、本発明に係る太陽電池モジュールは、光電変換素子が有効に利用できない紫外領域の光を蛍光体によって有効に利用できる光に波長変換することで、紫外線による光電変換素子への損傷を抑制している。また、蛍光体の充填率を調整することで保護ガラスと第二の充填材層の密着性を確保している。これによって、太陽電池モジュールの光電変換効率が向上し、且つ、長寿命とすることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１００  太陽電池モジュール
１０１  光電変換素子
１０２  第一の充填材層
１０３  バックシート
１０４  電極
１０５  第二の充填材層
１０６  保護ガラス
１０７  紫外線吸収剤含有樹脂
１０８  蛍光体
３０１  基材
３０２  粘着層
３０３  転写シート
４０１  マスク
【図１】
2019145554.tif 000005
【図２】
2019145554.tif 000006
【図３Ａ】
2019145554.tif 000007
【図３Ｂ】
2019145554.tif 000008
【図４Ａ】
2019145554.tif 000009
【図４Ｂ】
2019145554.tif 000010