(57)【要約】【課題】建築物への固定の際に太陽電池モジュール一体型膜材の外観を損なわず、連続使用下であっても出力の低下を抑制することが可能であり、且つ運搬する際の巻き取り時に太陽電池モジュールに発生するシワなどのダメージを抑制することができる太陽電池モジュール一体型膜材を提供する。【解決手段】光電変換層と裏面保護層との間に、ガラス織布などの補強層を配置し、光電変換層と裏面保護層との間に封止材で形成される封止材層の厚さによって、上記課題を解決する。【選択図】図１
2015135914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
封止材により、表面保護層と裏面保護層との間に光電変換層を封止してなる太陽電池モジュール、及び膜材を有する太陽電池モジュール一体型膜材であって、
該膜材表面と該太陽電池モジュールの裏面保護層とが固定され、
該光電変換層と該裏面保護層との間に補強層を有し、且つ光電変換層と裏面保護層との間に封止材で形成される封止材層の厚さが１００μｍ以上７００μｍ以下である、太陽電池モジュール一体型膜材。
【請求項２】
封止材により、表面保護層と裏面保護層との間に光電変換層を封止してなる太陽電池モジュール、及び膜材を有する太陽電池モジュール一体型膜材であって、
該膜材表面と該太陽電池モジュールの裏面保護層とが固定され、
該光電変換層と該裏面保護層との間にガラス織布を有し、且つ光電変換層と裏面保護層との間に封止材で形成される封止材層の厚さと表面保護層の厚さとの比が３．０以上１５．０以下であることを特徴とする太陽電池モジュール一体型膜材。
【請求項３】
前記表面保護層の膜厚が、２０μｍ以上、５００μｍ以下である、請求項１または２に記載の太陽電池モジュール一体型膜材。
【請求項４】
前記太陽電池モジュールと膜材とが、脱着可能な固定方法で固定される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール一体型膜材。
【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、及び膜材を有する太陽電池モジュール一体型膜材に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュールとしては、例えば太陽電池セルに単結晶シリコンや多結晶シリコンを用いたものが知られている。これらの太陽電池セルは、通常、保護部材間（保護層間）に、ＥＶＡ樹脂等の封止材によって封止された状態で太陽電池モジュールを構成する。具体的には、これらの太陽電池モジュールは、表面保護層、裏面保護層などの保護層の間に、電線等で複数の太陽電池セルを接続した光電変換層を、ＥＶＡ樹脂フィルムなどに包んで挟み込み、モジュール全体を真空ラミネータで加熱加圧成形して真空引き製造するのが一般的である。
【０００３】
近年、太陽電池モジュールが軽量化され、多くの建物の屋根や壁、建材に設置されている。また、軽量化だけでなく、使用する保護層の樹脂や封止材、太陽電池セルの種類によって、フレキシブルな太陽電池モジュールが製造でき、平面状の屋根や壁だけでなく、設置対象の平面性に捉われることなく、各種テントやドーム膜の膜材に固定することもできる。
【０００４】
例えば、特許文献１には、膜材に太陽電池が固定されている太陽電池膜（幕）構造体として、太陽電池モジュールが膜材に直接熱融着された太陽電池膜構造体が開示されており、太陽電池モジュールと膜材との接合部にあたる背面保護フィルムは膜材と同種の材料を使用することが記載されている。
特許文献２には、太陽光の反光入射面側に位置するガラス繊維を含有し柔軟性を有する樹脂シート（裏面補強板）と、この樹脂シートの上に位置するポリエチレン樹脂層と、このポリエチレン樹脂層の中に埋設された、フレキシブルであって基板がポリイミド樹脂からなる太陽電池モジュールが記載され、樹脂シート（裏面補強板）自体を建築材としても利用することが記載されている。
特許文献３には、膜材と太陽電池モジュールを固定部材によって、太陽電池モジュールと膜材が脱着可能な構造で固定され、膜材と固定部材は接着層を介して融着されている太陽電池膜構造体が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１８５０３１号公報
【特許文献２】特開２０１０−０５０１９６号公報
【特許文献３】特開２０１１−２５３９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の太陽電池モジュールを取り付けた膜材、膜構造体又は太陽電池モジュールの裏面保護層が建築材である太陽電池モジュール建材（膜材）は、固定部材を用いて太陽電池モジュールと膜体を固定する場合であっても、太陽電池モジュール一体型の膜材や太陽電池モジュールそのものは、必要に応じて、ファスナーを用いて建築物に固定したり、ハトメを使ってロープなどで建築物に固定して使用される。しかし、その膜材を建築物などに固定する時に、ロープなどによって応力が発生し、かかる応力で太陽電池モジュールにシワができる場合がある。また、太陽電池モジュール一体型膜材を持ち運ぶ際などに、その太
陽電池モジュール一体型膜材を巻物状などに収納にした際に、太陽電池モジュールにシワが発生したりする問題があった。これにより、建造物に固定した際にシワによる外観が損なわれ、また、太陽電池として薄膜太陽電池セルを使用する場合は、薄膜太陽電池セルに損傷が発生し、所望の発電量が得られない場合がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、建築物への固定の際に太陽電池モジュール一体型膜材の外観を損なわず、屋外環境下であっても出力の低下を抑制することが可能であり、且つ運搬する際の巻き取り時に太陽電池モジュールに発生するシワなどのダメージを抑制することが出来る太陽電池モジュール一体型膜材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は鋭意検討を重ねた結果、太陽電池モジュールと膜材との接合部、即ち、太陽電池モジュールの裏面保護層と膜材の表面との応力の伝播に着目し、光電変換層と裏面保護層との間に、ガラス織布などの補強層を配置して、且つ光電変換層と裏面保護層との間に封止材で形成される封止材層の厚さによって、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明の第一の要旨は、以下のとおりである。
封止材により、表面保護層と裏面保護層との間に光電変換層を封止してなる太陽電池モジュール、及び膜材を有する太陽電池モジュール一体型膜材であって、
該膜材表面と該太陽電池モジュールの裏面保護層とが固定され、
該光電変換層と該裏面保護層との間に補強層を有し、且つ光電変換層と裏面保護層との間に封止材で形成される封止材層の厚さが１００μｍ以上７００μｍ以下である、太陽電池モジュール一体型膜材。
【００１０】
また、本発明の第二の要旨は、以下のとおりである。
封止材により、表面保護層と裏面保護層との間に光電変換層を封止してなる太陽電池モジュール、及び膜材を有する太陽電池モジュール一体型膜材であって、
該膜材表面と該太陽電池モジュールの裏面保護層とが固定され、
該光電変換層と該裏面保護層との間にガラス織布を有し、且つ光電変換層と裏面保護層との間に封止材で形成される封止材層の厚さと表面保護層の厚さとの比が３．０以上１５．０以下であることを特徴とする太陽電池モジュール一体型膜材。
【００１１】
また、本発明では、前記表面保護層の膜厚が、２０μｍ以上、５００μｍ以下である態様が好ましい。また、固定方法については、特に制限はないが、前記太陽電池モジュールと膜材とが、熱融着、接着剤、マジックテープ（登録商標）、ファスナー、ハトメなどを使用してロープで固定される態様が好ましい。
【００１２】
さらに、本発明の第三の要旨は、以下のとおりである。
上記に記載の太陽電池モジュール一体型膜材が被設置物に設置された太陽電池モジュール一体型構造物であって、太陽電池モジュール一体型膜材と被設置物が脱着可能な固定をされる太陽電池モジュール一体型構造物。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の太陽電池モジュール一体型膜材を使用することで、設置時や使用時のシワなどを抑制することができ、また外観も損なうことなく安定的に太陽光発電による電力を得ることができる。特に、ハトメを使用してロープで固定するような、応力が発生しやすい態様において、好適に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施態様に係る太陽電池モジュール一体型膜材の一実施態様を示す、模式図である。
【図２】本発明の実施態様に係る太陽電池モジュールの層構成を示す模式図である。
【図３】比較例２で用いた、太陽電池モジュールとアルミフレームの一体型構造体を示す模式図である。
【図４】実施例及び比較例で用いたアルミフレームの構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の太陽電池モジュールの実施の形態について、以下に具体的に説明するが、本発明の範囲が具体的態様にのみ限定されないことは言うまでもない。
【００１６】
本発明の実施態様に係る太陽電池モジュール一体型膜材は、太陽電池モジュールと膜材が一体となった構造を有する。太陽電池モジュールは、表面保護層と裏面保護層と光電変換層を有し、光電変換層は封止材により封止されている。また、光電変換層と裏面保護層との間に補強層を有しており、該補強層と積層する封止材層の膜厚に特徴を有するものである。
光電変換層と裏面保護層との間に補強層を有し、また、該補強層と積層する封止材層の膜厚を特定の範囲とすることで、補強層と封止材層が膜材からの応力に対して適度な緩衝材の役割を果たし、設置時や使用時のシワなどを抑制することができる。そのため、使用時において高い太陽光発電能力を維持することが可能となり、外観も損なうことなく良好な意匠性を維持することができる。
【００１７】
＜補強層＞
本発明における補強層とは、光電変換層と裏面保護層との間に配置され、太陽電池モジュールの曲げ耐性を向上させる機能を有する層である。補強層は積層する封止材層内に埋包されることが好ましい。埋包とは、補強層の一部が封止材層に埋め込まれていることを意味し、補強層の材料が封止材層の材料よりも固い材質の場合、補強層の一部が封止材層に埋包されることとなる。補強層として、クロス、メッシュ、織布や不織布などの孔を有するシート状のものを用いることが好ましい。補強層が網目構造を有する場合、平織り、綾織、朱子織、メッシュなどとしても良い。繊維の縦密度（本／２５ｍｍ）と横密度（本／密度）の比は、０．３以上２．０以下としても良く、太陽電池モジュール長さ方向にしわが発生しにくい観点から、０．５以上１．５以下としても良い。
【００１８】
補強層の材質としては、無機繊維として炭素繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維、シリコンカーバイド繊維、ポロン繊維、チラノ繊維、無機ウィスカー、岩石繊維やスラグファイバーなどを用いても良く、プラスチックス繊維として、ポリエステル繊維、セルロース繊維、蛋白繊維、酢酸セルロース繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリウレタン繊維、ポリオキシメチレン繊維、ポリテトラフロオロエチレン繊維、ポリイミド繊維、ポリパラフェニレンペンズビスチアゾール繊維、ポリパラフェニレンペンズビスオキサゾール繊維、アラミド繊維、ナイロン繊維などを用いても良く、金属繊維として、金繊維、銀繊維、スチール繊維やアモルファス金属繊維などを用いても良い。
【００１９】
封止材層で埋包した後のモジュールの軽量性や剛性の観点から、プラスチックス繊維や無機繊維が好ましく、炭素繊維、ガラス繊維、ポリエステル繊維、セルロース繊維、アクリル繊維、酢酸セルロース繊維が好ましい。また、屋外環境下での耐久性、特に高温多湿環境においては、炭素繊維、ガラス繊維が好ましい。
更に、ガラス繊維の中でも、Ｃガラス、Ｓガラス、Ｄガラス、Ｅガラスなどが挙げられる。特に電気絶縁性と剛性の観点から、Ｓガラス、Ｅガラスが好ましい。
さらにこれらの繊維表面は、封止材との密着性に優れた表面改質材で処理されていても
良く、酢酸ビニル系処理剤、アクリル系処理剤、エポキシ系処理剤、フェノール系処理剤、シラン系処理剤、ポリエステル系処理剤、オレフィン系処理剤、アミノ系処理剤、ジメチル系処理剤、ポリエーテル系処理剤、塩化ビニル系処理剤などで処理されることが好ましい。封止材との密着性及び孔への浸透性が優れる観点から、酢酸ビニル系処理剤、アクリル系処理剤、シラン系処理剤、オレフィン系処理剤、エポキシ系処理剤、塩化ビニル系処理剤で処理されている事が好ましい。
【００２０】
補強層の厚みは、軽量かつしわ抑制の観点から１０μｍ以上が好ましく、５０μｍ以上であることが好ましく、７０μｍ以上であることが更に好ましい。一方、５００μｍ以下であることが好ましく、２５０μｍ以下であることが好ましく、１２０μｍ以下であることが好ましい。上限値を超えると、補強材の強度が強くなりすぎてしまい、膜材と一体化した際に、膜材の強度を超えてしまい、太陽電池モジュールの取り扱いの際に、膜材を破損させる恐れがある。一方、下限値を下回ると、しわを抑制する効果が損なわれる恐れがある。
【００２１】
＜膜材＞
本発明における膜材とは、ドーム膜やテントなど、軽量屋根に使用できるものをいう。膜材の材料としては、Ａ種膜材料（（社）日本膜構造協会の定めた膜構造技術基準による材料であり、ガラス繊維織物にフッ素樹脂がコーティングされている高い耐久性が要求される構造物（テント）に適している）、Ｂ種膜材料（（社）日本膜構造協会の定めた膜構造技術基準による材料であり、ガラス繊維織物にフッ素樹脂及び塩ビ等合成樹脂がコーティングされている高い耐久性が要求される構造物（テント）に適している）、Ｃ種膜材料（（社）日本膜構造協会の定めた膜構造技術基準による材料であり、合成繊維織物に塩ビ樹脂などがコーティングされている高い耐久性が要求される構造物（テント）に適している）、テント倉庫用膜材料（（社）日本膜構造協会の定めた膜構造技術基準による材料であり、ガラス繊維織物や合成繊維織物に塩ビなど合成樹脂がコーティングされている高い耐久性が要求される構造物（テント）に適している）が挙げられる。封止材との接着性に優れる観点から、Ｂ種膜材料、Ｃ種膜材料やテント倉庫用膜材料が好ましい。また、必要に応じて、オレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂やゴムなどの防水シートを用いてもよい。
さらに、膜材や防水シートに適用される繊維織物として、好ましくはガラス繊維織物が好ましい。ガラス繊維織物は屋外環境下における強度の耐久性に優れており、太陽電池の耐久性をより向上させることが可能である。
膜材の膜厚は特段制限されないが、通常０．１〜３ｍｍのものが用いられる。
【００２２】
特に膜構造建築物の屋根材として使用する場合には、剛性の観点から膜厚が０．１ｍｍ以上、さらに好ましくは０．２ｍｍ以上であることが好ましい。又、上限は、５ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは３．５ｍｍ以下である。この範囲の膜厚とすることで、耐久性が高く、柔軟性に優れ、また透光性も得られるという利点がある。
【００２３】
＜膜材と太陽電池モジュールの固定方法＞
本実施態様では、膜材表面と太陽電池モジュールの裏面保護層とが固定されるが、太陽電池モジュールの固定方法は限定されない。
膜材と太陽電池モジュールの固定方法は、特段限定されないが、太陽電池モジュールを固定部材に直接接続する方法があげられる。また、太陽電池モジュールが膜材と一体化されたものにおいては別途固定部材を用い膜材と被設置物を接続する方法、太陽電池モジュール端部を固定部材と接続する方法などがある。また、太陽電池モジュールあるいは膜材端部を処理し、処理した部分を固定部材と接続する方法などがある。
太陽電池モジュールの固定方法は、特段限定されないが、例えば、太陽電池モジュールの裏面保護層と膜材表面とを熱融着若しくは接着剤により接合する固定方法、太陽電池モジュールの裏面保護層と膜材表面とを縫製により接合する固定方法、金属ファスナーによ
る固定方法、面ファスナー（マジックテープ（登録商標））による固定方法、ネジ止めによる固定方法、ハトメを使用したロープによる固定方法、バンドによる固定方法、膜材と太陽電池モジュールをラミネートすることによる固定方法、太陽電池モジュール端部あるいは膜材端部を袋とじ構造とし、袋とじ構造内部に金属棒を挿入する固定方法などが挙げられる。
膜材が風などの外乱により、変形することによる太陽電池の破壊を抑制する観点から、太陽電池モジュールの裏面保護層と膜材表面とを熱融着する方法、金属ファスナーによる固定方法、面ファスナー（マジックテープ（登録商標））による固定方法、ネジ止めによる固定方法、ハトメを使用したロープによる固定方法、バンドによる固定方法を用いて膜材と太陽電池モジュールを固定することが好ましい。その中でも脱着可能なことから、金属ファスナーによる固定方法、面ファスナー（マジックテープ（登録商標））による固定方法、ネジ止めによる固定方法、ハトメを使用したロープによる固定方法、バンドによる固定方法を用いて膜材と太陽電池モジュールを固定することが好ましい。
固定する辺の数は特段限定されないが、少なくとも対になる二辺を固定することが好ましく、さらに好ましくは四辺固定することが好ましい。固定する辺の数を多くすることによって、太陽電池モジュールが変形することによるしわ発生やセル破損の影響を緩和されやすくなる。
【００２４】
＜封止材＞
本発明における太陽電池モジュールは、封止材により、表面保護層と裏面保護層との間に光電変換層を封止する。封止材は通常、光電変換層の両面に積層される。本実施態様においては、光電変換層と裏面保護層との間に少なくとも一層の封止材層を有する。
封止材層を設けることで、光電変換層を封止するとともに、耐衝撃性等を太陽電池モジュールに付与することができる。本発明では、光電変換層と裏面保護層間に補強層を有し、光電変換層と裏面保護層の間に存在する封止材層の厚みの割合を特定の範囲とすることにより、しわの発生を抑制できることに特徴がある。また、好ましくは、補強層が封止材層中に埋包する。
【００２５】
封止材層として積層される封止材料には、日射透過率が比較的高い樹脂材料が用いられ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、プロピレン−エチレン−α−オレフィン共重合体などのポリオレフィン樹脂、ブチラール樹脂、スチレン樹脂、エポキシ樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、合成ゴム等を使用することができ、これらの１種以上の混合体、若しくは共重合体を使用できる。中でも補強層内の孔への浸透性に優れる観点から、ＥＶＡ、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、ブチラール樹脂が好ましい。
【００２６】
表面保護層と光電変換層の間に存在する封止材層の厚さは、１００μｍ以上であることが好ましく、２００μｍ以上であることがより好ましく、３００μｍ以上であることが更に好ましい。一方、１０００μｍ以下であることが好ましく、８００μｍ以下であることがより好ましく、５００μｍ以下であることが更に好ましい。封止材層の厚さを上記範囲とすることで、適度な耐衝撃性を得ることができると共に、コストおよび重量の観点からも好ましく、発電特性も十分に発揮することができる。
【００２７】
裏面保護層と光電変換層との間に存在し、補強層と積層する封止材層の厚さは、１００μｍ以上であることが好ましく、２００μｍ以上であることがより好ましく、３００μｍ以上であることが更に好ましい。一方、７００μｍ以下であることが好ましく、６００μｍ以下であることがより好ましく、５００μｍ以下であることが更に好ましい。封止材層の厚みを上記範囲とすることで、太陽電池モジュールのしわの発生を抑制することができる。
加えて、裏面保護層と光電変換層との間に存在する封止材層の厚さと、表面保護層の厚さとの比が、３．０以上であることが好ましく、４．０以上であることがより好ましく、６．０以上であることが更に好ましい。一方で１５．０以下であることが好ましく、１４．０以下であることがより好ましく、１２．０以下であることが更に好ましい。
封止材層の厚さと表面保護層の厚さを上記の範囲とすることで、太陽電池モジュールのしわの発生を抑制することができる。
【００２８】
太陽電池モジュールの封止材層には、紫外線吸収剤が添加されていてもよい。そのような紫外線吸収剤としては、市販されているものを含め、特段の限定なく用いることができる。例えば、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、トリアジン系化合物等が挙げられる。封止材層に紫外線吸収剤を添加する場合には、封止材層全量に対して０．０１重量％以上であることが好ましく、０．０５重量％以上であることがより好ましい。一方、この含有量は１重量％以下であることが好ましく、０．８重量％以下であることがより好ましく、０．６重量％以下であることが特に好ましい。０．０１重量％未満であると、紫外線吸収効果を発揮することが難しくなり、１重量％を超えるとブリードアウトの原因となるからである。
【００２９】
また、上記封止材層がシランカップリング剤を含むことが好ましい。シランカップリング剤が含まれていることで、封止材層と補強層との接着性や、封止材層に接する層との接着性が向上する。シランカップリング剤としては、官能基としてアルキル基を有するものが好ましく例示でき、具体的には、エポキシ基、メタクリル基、ビニル基等が挙げられる。これらの中から、補強層表面に処理されている表面処理剤と親和性のある官能基を選択することが密着性向上の観点から好ましく、メタクリル基、エポキシ基などが好ましい。
封止材とシランカップリング剤の重量比は、封止材の重量を１００としたとき、０．１〜２．０であることが好ましく、０．３〜１．０であることがより好ましく、０．５〜０．７であることが特に好ましい。このような範囲とすることで、封止材層の接着性を好適なものとすることができる。
ここでいうシランカップリング剤を含むとは、封止材にシランカップリング剤を添加ないしは混合することを意味し、シランカップリング剤は太陽電池モジュールの積層前に予め封止材に添加ないし混合しておいてもよいし、積層時に封止材に添加ないし混合してもよい。
【００３０】
＜裏面保護層＞
本発明における裏面保護層は、太陽電池モジュールに機械的強度、耐候性、耐スクラッチ性、耐薬品性、ガスバリア性などを付与するための層である。裏面保護層に用いる材料としては、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、環状ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等が挙げられる。好ましくは、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂が挙げられる。
裏面保護層の厚さは、通常２０μｍ以上である。好ましくは３０μｍ以上であり、より好ましくは５０μｍ以上である。一方上限は特段限定されないが、１０００μｍ以下であることが好ましく、５００μｍ以下であることがより好ましい。この範囲であることで、適度な耐衝撃性と柔軟性を付与することができる。
【００３１】
また、裏面保護層に使用する樹脂の−３０〜３０℃における線膨張係数は、特に限定されないが、好ましくは、１０ｐｐｍ／Ｋ以上であり、より好ましくは３０ｐｐｍ／Ｋ以上であり、更に好ましくは５０ｐｐｍ／Ｋ以上である。線膨張係数の測定方法は、例えば、ＡＳＴＭ  Ｄ６９６などによる。
線膨張係数が３０ｐｐｍ／Ｋ未満だと、補強層を必要とするほどの熱膨張・収縮応力が
発生しにくい傾向にある。一方上限は特段限定されないが、通常２００ｐｐｍ／Ｋ以下であり、１５０ｐｐｍ／Ｋ以下であることが好ましい。
【００３２】
また、裏面保護層に使用する樹脂のヤング率は、特に限定されないが、屋外環境における寒暖差による熱収縮応力に耐えやすくなることから、１０ＧＰａ以下が好ましく、８ＧＰａ以下であり、６ＧＰａ以下であることが好ましい。一方下限は特段限定されないが、建材としての剛性を付与する観点から、通常０．１ＧＰａよりも大きく、１ＧＰａ以上であることが好ましい。
また樹脂（Ａ）のガラス転移温度（Ｔｇ）としては、特に限定されないが、耐熱性の観点から樹脂のＴｇが７０℃以上であることが好ましく、８０℃以上であることが好ましい。また、上限については特に限定されないが、加工性に優れる観点から２００℃以下であることが好ましく、１８０℃以下であることが好ましい。
【００３３】
＜光電変換層＞
光電変換層は、光エネルギーを直接電力に変換することができる光電変換層を含む層であり、通常、複数の光電変換層を集電線等で接続してなる。光電変換層で発生した電気は、集電線を通じ外部変換機を介して取り出すことができる。
光電変換層を形成する光電変換素子としては、単結晶シリコン太陽電池素子、多結晶シリコン太陽電池素子、アモルファスシリコン太陽電池素子、微結晶シリコン太陽電池素子、球状シリコン太陽電池素子などのシリコン系太陽電池素子を用いることができる。また、ＣＩＳ系太陽電池素子、ＣＩＧＳ系太陽電池素子、ＧａＡｓ系太陽電池素子などの化合物太陽電池素子を採用することもできる。さらに色素増感太陽電池素子、有機薄膜太陽電池素子、多接合型太陽電池素子、ＨＩＴ太陽電池素子等を採用してもよい。
【００３４】
光電変換素子の各電極は、導電性を有する任意の材料を１種又は２種以上用いて形成することができる。電極材料（電極の構成材料）としては、例えば、白金、金、銀、アルミニウム、クロム、ニッケル、銅、チタン、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ナトリウム等の金属、あるいはそれらの合金；酸化インジウムや酸化錫等の金属酸化物、あるいはその合金（ＩＴＯ：酸化スズインジウム）；ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン等の導電性高分子；そのような導電性高分子に、塩酸、硫酸、スルホン酸等の酸、ＦｅＣｌ3等のルイス酸、ヨウ素等のハロゲン原子、ナトリウム、カリウ
ム等の金属原子などのドーパントを含有させたもの；金属粒子、カーボンブラック、フラーレン、カーボンナノチューブ等の導電性粒子をポリマーバインダー等のマトリクスに分散した導電性の複合材料などが挙げられる。
各電極の厚さ及び光電変換層の厚さは、必要とされる出力等に基づき、決定することができる。
さらに電極に接するように補助電極を設置してもよい。特に、ＩＴＯなど導電性のやや低い電極を用いる場合には効果的である。補助電極材料としては、導電性が良好ならば上記金属材料と同じ材料を用いることができるが、銀、アルミニウム、銅が例示される。
【００３５】
＜表面保護層＞
本発明における表面保護層は、太陽電池モジュールに機械的強度、耐候性、耐スクラッチ性、耐薬品性、ガスバリア性などを付与するための層である。太陽電池モジュールの表面保護層として用いる材質としては、多くの太陽光を光電変換層に供給する観点から、通常、表面保護層の全光線透過率は８０％以上、好ましくは９０％以上である。全光線透過率の測定方法は、例えば、ＪＩＳ  Ｋ  ７３６１−１による。
【００３６】
表面保護層としては、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、環状ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴ
ＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等が挙げられる。好ましくは、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂が挙げられる。
【００３７】
表面保護層の厚さは、通常２０μｍ以上である。好ましくは３０μｍ以上であり、より好ましくは５０μｍ以上である。一方上限は特段限定されないが、１０００μｍ以下であることが好ましく、５００μｍ以下であることがより好ましい。この範囲であることで、適度な耐衝撃性と柔軟性を付与することができる。
表面保護層のヤング率は、０．１ＧＰａ以上が好ましく、より好ましくは０．２ＧＰａ以上である。一方上限は１５ＧＰａ以下であることが好ましく、より好ましくは９ＧＰａ以下である。上記範囲にすることで、適度な柔軟性と剛性を付与することができる。
【００３８】
また、本発明の太陽電池モジュールでは、表面保護層の外側（太陽光側）に更に表面保護シートを備えてもよい。本発明において表面保護シートを備えることは表面保護層の傷つきや劣化を抑制し、全光線透過率を維持するため好ましい。表面保護シートを構成する材料は、耐候性フィルムが好ましく、通常使用される公知のものを使用することができる。
耐候性フィルムの材料となる樹脂としては、例えばエチレンーテトラフルオロエチレン共重合体（ＰＴＦＥ）、シリコーン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド等が挙げられる。これらの中でもエチレンーテトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）が好ましい。
【００３９】
＜太陽電池モジュールの製造方法＞
本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、公知の方法が用い得るが、例えば表面保護層、封止材層、光電変換層、封止材層、補強層、接着層（封止材層）、裏面保護層等を含む多層シートを、真空ラミネーション装置内へ配置し、真空引きの後、加熱し、一定時間経過後に冷却することにより、太陽電池モジュールを得ることができる。
上記熱ラミネート条件は特に限定されず、通常行う条件で熱ラミネートが可能である。
真空条件で行うことが好ましく、通常真空度が３０Ｐａ以上、好ましくは５０Ｐａ以上、より好ましくは８０Ｐａ以上である。一方上限は、通常１５０Ｐａ以下、好ましくは１２０Ｐａ以下、より好ましくは１００Ｐａ以下である。上記範囲とすることで、モジュール内の各層において気泡の発生を抑制することができ、生産性も向上するため好ましい。
【００４０】
熱ラミネートの加圧条件は、通常圧力が５０ｋＰａ以上、好ましくは７０ｋＰａ以上、より好ましくは９０ｋＰａ以上で実施しても良い。一方上限値は、３０１０ｋＰａ以下であることが好ましい。上記範囲の加圧条件とすることで、太陽電池モジュールを損傷することなく、また適度な接着性を得ることができるため、耐久性の観点からも好ましい。
熱ラミネートの温度条件は、通常８０℃以上、好ましくは１００℃以上、より好ましくは１２０℃以上である。一方上限値は、通常１８０℃以下、好ましくは１６０℃以下、より好ましくは１５０℃以下である。
また、上記温度のプレス時間は、通常１０分以上、好ましくは１２分以上、より好ましくは１５分以上である。一方上限は６０分以下、好ましくは４５分以下、より好ましくは３０分以下である。上記加熱時間とすることで、封止材の架橋が適度に行われるため耐久性能が向上し、適度な柔軟性を有することができるため、好ましい。
【００４１】
また、本発明の別の実施態様は、上記太陽電池モジュール一体型膜材が被設置物に設置された太陽電池モジュール一体型構造物である。被設置物は、建築物、建材、法面、傾斜面等、本実施態様に係る太陽電池モジュール一体型膜材を設置できるものであれば特段限定されない。また、太陽電池モジュール一体型膜材と被設置物は、太陽電池モジュールに
応力がかかる態様で固定されていることが好ましく、このような態様としては、例えばハトメを使用してロープで固定される態様があげられる。
【００４２】
以下、図面を用いて、本発明の実施態様に係る太陽電池モジュール一体型膜材をさらに詳細に説明する。
図１は、本発明に係る太陽電池モジュール一体型膜材の一実施態様を示しており、太陽電池モジュールを入射光側から見た模式図である。また、太陽電池モジュール一体型膜材は、被設置物であるアルミフレーム２に設置されて、太陽電池モジュール一体型構造物１００を構成する。被設置物は、アルミフレームに限られるわけではなく、建築物、建材、鋼材等、本実施態様に係る太陽電池モジュール一体型膜材を設置できるものであれば特段限定されない。
【００４３】
太陽電池モジュール１０は、非発電領域にハトメ４が取り付けられている。また、膜材１にも、ハトメ４が取り付けられている。そして、太陽電池モジュールの非発電領域に取り付けられたハトメと、膜材１に取り付けられたハトメが、ロープ３により固定される。
また、膜材１には、膜材１と太陽電池モジュール１０とを固定するためのハトメとは別に、膜材１とアルミフレーム２とを固定するためのハトメが取り付けられている。そして、膜材１に取り付けられたハトメとアルミフレーム２が、ロープ３により固定される。
太陽電池モジュールと膜材とを固定するための固定部材は、ハトメ及びロープに限られず、マジックテープ（登録商標）やファスナー、ネジ、バンド等を用いることができる。太陽電池モジュール１０に対し応力が発生し得る固定部材を用いる場合に、本発明は好ましく適用される。
【００４４】
図２は、本発明に用いられる太陽電池モジュール１０の層構成を表す模式図であり、後述する実施例１で作製した太陽電池モジュールと等価である。
太陽電池モジュール１０は、太陽光受光面側から、表面保護層１１、封止材層１２、光電変換層１３、補強層１４、及び裏面保護層１５の順に積層される。これら以外の層、例えば接着層や防汚層などを適宜含むこともできる。
本発明に用いられる太陽電池モジュールでは、光電変換層１３と裏面保護層１５との間に補強層１４を有する。補強層１４は、図２に示すように、封止材層１２に埋包されている態様が好ましい。加えて、光電変換層１３と裏面保護層１５との間に存在する封止材層１２の厚さが特定の範囲である。
このように、光電変換層１３と裏面保護層１５との間に補強層１４及び封止材層１２を有し、封止材層１２を適切な厚さとすることで、本発明の効果を奏することができる。
【実施例】
【００４５】
以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明がこのような具体的な態様のみに限定されないことはいうまでもない。
本発明の実施例における評価は、以下の方法を用いた。
［耐久性試験］
環境試験機（エスペック社製、型式：ＴＢＥ）を用いて、−４０℃の雰囲気下で２時間、８０℃雰囲気下で２時間曝すことを１サイクルとし、２００サイクル試験する。
［外観評価］
温度サイクル試験前後の外観を目視で観察し、長さ２ｃｍ以上のしわが発生した場合は、しわ発生とした。
［出力評価］
ＪＩＳ  Ｃ８９９１準拠にて、疑似太陽光１０００Ｗ／ｍ2照射時における、太陽電池
モジュールの出力（Ｐｍａｘ）を測定し、上記耐久試験後の出力を、Ｐｍａｘを１００％としたときの値を算出した。
[巻取り試験]
外径７０ｍｍの円筒表面に太陽電池モジュールの裏面保護層が当たるように巻取り、巻取り後のしわの有無を目視評価した。なお、長さ２ｃｍ以上のしわが発生した場合は、しわ発生とした。
【００４６】
＜実施例１＞
＜太陽電池モジュール作製方法＞
表面保護層：幅６００ｍｍ×長さ２０００ｍｍ×厚さ５０μｍのエチレン−四フッ化エチレン共重合体（以下、ＥＴＦＥと記載）フィルム（旭硝子株式会社製５０ＭＷ−ＤＣＳ）、
封止材層：幅６００ｍｍ×長さ２０００ｍｍ×厚さ４００μｍのエチレン−酢酸ビニル共重合体（以下、ＥＶＡと記載）フィルム（シーアイ化成社製、ＥＶＡ）、
太陽電池（光電変換層）：太陽電池（ポリエチレンナフタレート（以下、ＰＥＮと記載）フィルム上にアモルファスシリコン系発電層を積層）、
封止材層：幅６００ｍｍ×長さ２０００ｍｍ×厚さ４００μｍの同ＥＶＡフィルム、
補強層：幅６００ｍｍ×長さ２０００ｍｍ×厚さ１００μｍのＥガラスを用いたガラスクロス（日東紡社製、ＫＳ５３７５）、
裏面保護層：表面保護層と同ＥＴＦＥフィルム
の順で重ね合わせた。
ＮＰＣ社製真空ラミネータを使用し、１５０℃で熱プレス（真空度８０Ｐａ、真空時間５分、加圧時間５分、保持３５分）し、温度６０℃で冷却プレス（圧力１０３ｋＰａ、加圧時間２０分）をして太陽電池モジュールを作製した。作製した太陽電池モジュールの層構成は図２に示すとおりである。
【００４７】
図４に示す２０００ｍｍ×７００ｍｍのアルミフレームに、厚み０．５３ｍｍのターポロン膜（平岡織染社製、Ｇ３５００）を固定した。具体的には、ターボロン膜に１５０ｍｍピッチでハトメを取り付け、ロープ（トラスコ中山社製、ビニロンロープ、以下ロープと記載）を用いて、アルミフレームとターポロン膜を、ハトメ固定した。さらに、太陽電池モジュールの端部に１５０ｍｍピッチでハトメを取り付け、ロープを用いて前記ターポロン膜と太陽電池モジュールをハトメ固定した。アルミフレームに固定された太陽電池モジュール一体型膜材は、図１に示すとおりである。
【００４８】
アルミフレームに固定された太陽電池モジュール一体型膜材を環境試験機に投入し、耐久性試験を実施した。結果を以下に示す。なお、表１の“補強層を埋包する封止材厚み”の欄の値は、後述の各実施例と比較例における光電変換層と裏面保護層との間の封止材層の厚さを指す。
（外観評価）
目視観察の結果、耐久性試験前後でしわは発生しなかった。
（出力評価）
耐久性試験後の出力は９９．２％であった。
（巻取り試験）
巻取り試験の結果、しわは発生しなかった。
【００４９】
＜実施例２＞
＜太陽電池モジュール作製方法＞
太陽電池と補強層間の封止材層として幅６００ｍｍ×長さ２０００ｍｍ×厚さ３００μｍの同ＥＶＡフィルムを用い、また、補強層と裏面保護層間に幅６００ｍｍ×長さ２０００ｍｍ×厚さ３００μｍの同ＥＶＡフィルム（封止材層）を積層した以外は、実施例１と同様の方法で太陽電池モジュールを作製した。作製した太陽電池モジュールは、実施例１と同様に評価を行った。結果を以下に示す。
（外観評価）
目視観察の結果、耐久性試験前後でしわは発生しなかった。
（出力評価）
耐久性試験後の出力は９７．１％であった。
（巻取り試験）
巻取り試験の結果、しわは発生しなかった。
【００５０】
＜比較例１＞
＜太陽電池モジュール作製方法＞
補強層を用いない以外は、実施例１と同様の方法で太陽電池モジュールを作製した。作製した太陽電池モジュールは、実施例１と同様に評価を行った。結果を以下に示す。
（外観評価）
目視観察の結果、耐久性試験後にしわが発生した。
（出力評価）
耐久性試験後の出力は９３．１％であった。
（巻取り試験）
巻取り試験の結果、しわは発生しなかった。
【００５１】
＜比較例２＞
＜太陽電池モジュール作製方法＞
表面保護層に幅６００ｍｍ×長さ２０００ｍｍ×厚さ１００μｍのエチレン−四フッ化エチレン共重合体（以下、ＥＴＦＥと記載）フィルム（旭硝子株式会社製１００ＭＷ−ＤＣＳ）を用いた以外は、比較例１と同様の方法で、太陽電池モジュールを作製した。
作成した太陽電池モジュールは、図４に示す２０００ｍｍ×７００ｍｍのアルミフレームに固定した。具体的には、太陽電池モジュールの端部に１５０ｍｍピッチでハトメを取り付け、ロープを用いて太陽電池モジュールとアルミフレームをハトメ固定した。アルミフレームに固定された太陽電池モジュールは、図３に示すとおりである。
【００５２】
アルミフレームに固定された太陽電池モジュールは、実施例１と同様に評価を行った。（外観評価）
目視観察の結果、耐久性試験後にしわが発生した。
（出力評価）
耐久性試験後の出力低下率は６２．７％であった。
（巻取り試験）
巻取り試験の結果、しわは発生しなかった。
【００５３】
＜比較例３＞
＜太陽電池モジュール作製方法＞
補強層及び膜材を使用しない以外は、実施例１と同様の方法で実施した。
（外観評価）
目視観察の結果、耐久性試験後にしわが発生した。
（出力評価）
耐久性試験後の出力低下率は９９．０％であった。
（巻取り試験）
巻取り試験の結果、しわは発生しなかった。
＜比較例４＞
＜太陽電池モジュール作製方法＞
補強層と裏面保護層との間に、補強層と太陽電池との間に存在する封止材層と同様の封止材層を積層した以外は、実施例１と同様の方法で太陽電池モジュールを作製した。作製した太陽電池モジュールは、実施例１と同様に評価を行った。結果を以下に示す。
（外観評価）
目視観察の結果、初期にしわは発生しなかった。
（巻取り試験）
巻取り試験の結果、裏面保護層側にしわが発生した。
【００５４】
＜参考例１＞
＜太陽電池モジュール作製方法＞
太陽電池モジュールを膜材に固定せず、太陽電池モジュールのハトメとアルミフレームを直接固定する以外は、実施例１と同様の方法で太陽電池モジュールを作製した。作製した太陽電池モジュールは、実施例１と同様に評価を行った。結果を以下に示す。
（外観評価）
目視観察の結果、耐久性試験前後でしわは発生しなかった。
（出力評価）
耐久性試験後の出力は９７．３％であった。
（巻取り試験）
巻取り試験の結果、しわは発生しなかった。
【００５５】
【表１】
2015135914.tif 000003
【００５６】
実施例・比較例の結果からわかるように、本発明の太陽電池モジュール一体型膜材は、補強層を有し、かつ、光電変換層と裏面保護層との間の封止材層の厚さが一定の範囲であることで、建築物への固定の際に太陽電池モジュール一体型膜材の外観を損なわず、連続使用下であっても出力の低下を抑制することが可能であり、且つ運搬する際の巻き取り時に太陽電池モジュールに発生するシワなどのダメージを抑制することができることが理解できる。
【符号の説明】
【００５７】
１  膜材
２  アルミフレーム
３  ロープ
４  ハトメ
１０  太陽電池モジュール
１１  表面保護層
１２  封止材層
１３  光電変換層
１４  補強層
１５  裏面保護層
【図１】
2015135914.tif 000004
【図２】
2015135914.tif 000005
【図３】
2015135914.tif 000006
【図４】
2015135914.tif 000007