(57)【要約】【課題】光電変換素子モジュールおよびその付近が火災等で加熱された時、出力を抑制可能な光電変換素子モジュールを得ること。【解決手段】光電変換部を構成する太陽電池セル３と、太陽電池セル３の表面側を保護する受光面側封止材２ａおよび受光面側支持材(透光性基板１)と、太陽電池セル３の裏面側を保護する裏面側保護部材と、を有し、太陽電池セル３の受光面側または透光性基板１の表面に、加熱によって変色し、太陽電池セル３への光の入射量が低減するようになる感熱層６を備える。これにより、光電変換素子モジュールおよびその付近が火災等で加熱された時、光電変換素子モジュールの出力が抑制されているため、火災時の放水などによる感電事故の発生を抑えることができる。【選択図】図１
2015060885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換部と、前記光電変換部の受光面側を保護する受光面側保護部材と、前記光電変換部の裏面側を保護する裏面側保護部材と、を有し、
前記光電変換部の受光面側または前記受光面側保護部材の表面に、加熱によって透過率が減少し、前記光電変換部への光の入射量を抑制する感熱層を具備したことを特徴とする光電変換素子モジュール。
【請求項２】
前記感熱層は、ゲル状の材料であり、前記光電変換部の受光面側または前記受光面側保護部材の表面に塗布されたことを特徴とする請求項１に記載の光電変換素子モジュール。
【請求項３】
前記感熱層は、シート状材料であり、前記光電変換部の受光面側または前記受光面側保護部材に貼着されたことを特徴とする請求項１に記載の光電変換素子モジュール。
【請求項４】
前記感熱層は、耐光性を有する保護部材を具備したことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光電変換素子モジュール。
【請求項５】
前記感熱層は、７０℃以上の任意の温度で変色し、前記光電変換部への光の入射を低減させることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光電変換素子モジュール。
【請求項６】
前記感熱層は、前記受光面側保護部材の受光面側に形成されたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光電変換素子モジュール。
【請求項７】
前記受光面側保護部材は、受光面側支持材と、受光面側封止材とで構成され、
前記感熱層は前記受光面側支持材と、前記受光面側封止材との間に配設されたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の光電変換素子モジュール。
【請求項８】
前記感熱層は、前記光電変換部の受光面側に当接するように配設されたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の光電変換素子モジュール。
【請求項９】
前記受光面側保護部材が、前記感熱層を構成することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の光電変換素子モジュール。
【請求項１０】
前記感熱層が、
３、３−ビス（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−フタリド，
３、３−ビス（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−６−ジメチルアミノフタリド（別名クリスタルバイオレットラクトン），
３、３−ビス（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−６−ジエチルアミノフタリド，
３、３−ビス（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−６−クロルフタリド,
３、３−ビス（ｐ−ジブチルアミノフェニル）フタリド，
３−シクロヘキシルアミノ−６−クロルフルオラン，
３−ジメチルアミノ−５、７−ジメチルフルオラン，
３−ジエチルアミノ−７−クロロフルオラン,
３−ジエチルアミノ−７−メチルフルオラン，
３−ジエチルアミノ−７、８−ベンズフルオラン，
３−ジエチルアミノ−６−メチル−７−クロルフルオラン，
３−ジブチルアミノ−６−メチル−７−アニリノフルオラン，
３−ジペンチルアミノ−６−メチル−７−アニリノフルオラン，
３−（Ｎ−ｐ−トリル−Ｎ−エチルアミノ）−６−メチル−７−アニリノフルオラン，
３−ピロリジノ−６−メチル−７−アニリノフルオラン，
２−｛Ｎ−（３’−トリフルオルメチルフェニル）アミノ｝−６−ジエチルアミノフルオラン，
２−｛３、６−ビス（ ジエチルアミノ）−９−（ｏ−クロルアニリノ）キサンチル安息香酸ラクタム｝，
３−ジエチルアミノ−６−メチル−７−（ｍ−トリクロロメチルアニリノ）フルオラン，３−ジエチルアミノ−７−（ｏ−クロルアニリノ）フルオラン，
３−ジブチルアミノ−７−（ｏ−クロルアニリノ）フルオラン，
３−Ｎ−メチル−Ｎ−アミルアミノ−６−メチル−７−アニリノフルオラン，
３−Ｎ−メチル−Ｎ−シクロヘキシルアミノ−６−メチル−７−アニリノフルオラン，
３−（Ｎ−メチル−Ｎ−イソアミルアミノ）−６−メチル−７−アニリノフルオラン，
３−（Ｎ−メチル−Ｎ−イソブチルアミノ）−６−メチル−７−アニリノフルオラン，
３−ジエチルアミノ−６−クロロ−７−アニリノフルオラン,
３−（Ｎ−エチル−Ｎ−２−エトキシプロピルアミノ）−６−メチル−７−アニリノフルオラン,
３−（Ｎ−エチル−Ｎ−テトラフルフリルアミノ）−６−メチル−７アニリノフルオラン,３−ジエチルアミノ−６−メチル−７−アニリノフルオラン,
３−（Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ）−５−メチル−７−（Ｎ、Ｎ−ジベンジルアミノ）フルオラン，
ベンゾロイコメチレンブルー，
６’−クロロ−８’−メトキシ−ベンゾインドリノ−スピロピラン，
６’−ブロモ−８’−メトキシ−ベンゾインドリノ−スピロピラン，
３−（２’−ヒドロキシ−４’−ジメチルアミノフェニル）−３−（２’−メトキシ−５’−クロルフェニル）フタリド,
３−（２’−ヒドロキシ−４’ジメチルアミノフェニル）−３−（２’−メトキシ−５’−ニトロフェニル）フタリド，
３−（２’−ヒドロキシ−４’−ジエチルアミノフェニル）−３−（２’−メトキシ−５’−メチルフェニル）フタリド，
３−ジエチルアミノ−６−メチル−７−（２’，４’−ジメチルアニリノ）フルオラン，３−（２’−メトキシ−４’−ジメチルアミノフェニル）−３−（２’−ヒドロキシ−４’−クロル−５’−メチルフェニル）フタリド，
３−モルホリノ−７−（Ｎ−プロピル−トリフルオロ−ｏ−メチルアニリノ）フルオラン,３−モルホリノ−７−（Ｎ−プロピル−トリフルオロ−ｍ−メチルアニリノ）フルオラン,３−モルホリノ−７−（Ｎ−プロピル− トリフルオロ−ｐ−メチルアニリノ）フルオラン,
３−ピロリジノ−７−トリフルオロ−ｏ−メチルアニリノフルオラン,
３−ピロリジノ−７−トリフルオロ−ｍ−メチルアニリノフルオラン,
３−ピロリジノ−７−トリフルオロ−ｐ−メチルアニリノフルオラン,
３−ジエチルアミノ−５−クロロ−７−（Ｎ−ベンジル−トリフルオロメチルアニリノ）フルオラン、３−ピロリジノ−７−（ジ−ｐ−クロルフェニル）メチルアミノフルオラン、３−ジエチルアミノ−５−クロル−７−（α−フェニルエチルアミノ）フルオラン,
３−（Ｎ−エチル−ｐ−トルイジノ）−７−（α−フェニルエチルアミノ）フルオラン,３−ジエチルアミノ−７−（ｏ−メトキシカルボニルフェニルアミノ）フルオラン,
３−ジエチルアミノ−５−メチル−７−（α−フェニルエチルアミノ）フルオラン,
３−ジエチルアミノ−７−ピペリジノフルオラン,
２−クロロ−３−（Ｎ−ｏ−メチルトルイジノ）−７−（ｐ−ｎ−ブチルアニリノ）フルオラン,
２−クロロ−３−（Ｎ−ｍ−メチルトルイジノ）−７−（ｐ−ｎ−ブチルアニリノ）フルオラン,
２−クロロ−３−（Ｎ−ｐ−メチルトルイジノ）−７−（ｐ−ｎ−ブチルアニリノ）フルオラン,
３−（Ｎ−ベンジル−Ｎ−シクロヘキシルアミノ）−５、６−ベンゾ−７−α−ナフチルアミノ−４’−ブロモフルオラン,
３−ジエチルアミノ−６−メチル−７−メシジノ−４’、５’−ベンゾフルオラン,
３−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−３−｛１、１−ビス（ｐ−ジメチルアミノフェニル）エチレン ２−イル｝フタリド,
３−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−３−｛１、１−ビス（ｐ−ジメチルアミノフェニル）エチレン−２−イル｝−６−ジメチルアミノフタリド,
３−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−３−（１−ｐ−ジメチルアミノフェニル−１−フェニルエチレン−２−イル）フタリド,
３−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−３−（１−ｐ−ジメチルアミノフェニル−１−ｐ−クロロフェニルエチレン−２−イル）−６−ジメチルアミノフタリド,
３−（４’−ジメチルアミノ−２’−メトキシ）−３−（１”−ｐ−ジメチルアミノフェニル−１”−ｐ−クロロフェニル−１”、３”−ブタジエン−４”−イル）ベンゾフタリド,
３−（４’−ジメチルアミノ−２’−ベンジルオキシ）−３−（１”−ｐ−ジメチルアミノフェニル−１”−フェニル−１”、３”−ブタジエン−４”−イル）ベンゾフタリド,
３−ジメチルアミノ−６−ジメチルアミノ−フルオレン−９−スピロ−３’−（６’−ジメチルアミノ）フタリド,
３、３−ビス｛２−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−２−（ｐ−メトキシフェニル）エテニル｝−４、５、６、７−テトラクロロフタリド,
３−ビス｛１、１−ビス（４−ピロリジノフェニル）エチレン−２−イル｝−５、６−ジクロロ−４、７−ジブロモフタリド,
ビス（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−１−ナフタレンスルホニルメタン,
ビス（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−１−ｐ−トリルスルホニルメタンのうち、
１種類以上からなるロイコ染料を含むことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の光電変換素子モジュール。
【請求項１１】
前記感熱層が、
４、４’−イソプロピリデンジフェノール,
４、４’−イソプロピリデンビス−（ｏーメチルフェノール）,
４、４’−セカンダリーブチリデンビスフェノール,
４、４’−イソプロピリデンビス（２−ターシャリーブチルフェノール）,
ｐ−ニトロ安息香酸亜鉛,
１、３、５−トリス（４−ターシャリーブチル−３−ヒドロキシ−２６−ジメチルベンジル）イソシアヌル酸,
２、２−（３、４’−ジヒドロキシフェニル）プロパン,
ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）スルフィド,
４−｛β−（ｐ−メトキシフェノキシ）エトキシ｝サリチル酸,
１、７−ビス（４−ヒドロキシフェニルチオ）−３、５−ジオキサヘプタン,
１、５−ビス（４−ヒドロキシフェニルチオ）−５−オキサペンタン,
フタル酸モノベンジルエステルモノカルシウム塩,
４、４’−シクロヘキシリデンジフェノール,
４、４’−イソプロピリデンビス（２−クロロフェノール）,
２、２’−メチレンビス（４−メチル−６−ターシャリーブチルフェノール）,
４、４’−ブチリデンビス（６−ターシャリーブチル−２−メチルフェノール）,
１、１、３−トリス（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ターシャリーブチルフェニル）ブタン,
１、１、３−トリス（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−シクロヘキシルフェニル）ブタン,
４、４’−チオビス（６−ターシャリーブチル−２−メチルフェノール），
４、４’−ジフェノールスルホン,
４−イソプロポキシ−４’−ヒドロキシジフェニルスルホン,
４−ベンジロキシ−４’−ヒドロキシジフェニルスルホン，
４、４’−ジフェノールスルホキシド,
ｐ−ヒドロキシ安息香酸イソプロピル,
ｐ−ヒドロキシ安息香酸ベンジル,
プロトカテキュ酸ベンジル,
没食子酸ステアリル,
没食子酸ラウリル,
没食子酸オクチル,
１、３−ビス（４−ヒドロキシフェニルチオ）プロパン,
Ｎ、Ｎ’−ジフェニルチオ尿素,
Ｎ、Ｎ’−ジ（ｍ−クロロフェニル）チオ尿素,
サリチルアニリド,
ビス−（４−ヒドロキシフェニル）酢酸メチル, 
ビス（４−ヒドロキシフェニル）酢酸ベンジル,
１、３−ビス（４−ヒドロキシクミル）ベンゼン,
１、４−ビス（４−ヒドロキシクミル）ベンゼン,
２、４’−ジフェノールスルホン,
２、２’−ジアリル−４、４’−ジフェノールスルホン,
３、４−ジヒドロキシフェニル−４’−メチルジフェニルスルホン，
１−アセチルオキシ−２−ナフトエ酸亜鉛，
２−アセチルオキシ−１−ナフトエ酸亜鉛，
２−アセチルオキシ−３−ナフトエ酸亜鉛，
α、α−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−α−メチルトルエン，
チオシアン酸亜鉛のアンチピリン錯体，
テトラブロモビスフェノールＡ，
テトラブロモビスフェノールＳ，
４、４’−チオビス（２−メチルフェノール），
４、４’−チオビス（２−クロロフェノール）のうち、
１種類以上からなる顕色剤を含むことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の光電変換素子モジュール。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の光電変換素子モジュールと、
前記光電変換素子モジュールの前記感熱層の光透過率の変化に応じて、回路を遮断することができる安全機構とを具備したことを特徴とする光電変換システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換素子モジュールおよび光電変換システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽光を光電変換して、電力を供給する光電変換素子モジュール技術が開示されている。太陽光発電は、発電時に環境負荷のないクリーンエネルギーである。しかし、住宅用の太陽光発電システムは数ｋＷのシステムで数百万円という費用がかかるため、他の発電と比べ高価なシステムである。
【０００３】
これを受け、太陽光発電システム設置費用の一部を国が負担する制度が１９９４年よりスタートしている。さらに、太陽光発電を含む再生可能エネルギーの固定価格買取制度が２０１２年７月よりスタートしている。これら補助金及び買取制度のおかげで、住宅用の太陽光発電システムを導入する家庭が増えてきている。
【０００４】
一般住宅の場合、１枚につき２００Ｗ程度の光電変換素子モジュールを十数枚設置し、晴天時で、３〜５ｋＷ程度の電力を得る。このとき、光電変換素子モジュール１枚当たり約２５Ｖ、８Ａの出力であり、これらを数枚直列接続し、この列を更に３〜４列並列接続する。以上より、一般住宅の太陽光発電システムの出力は１５０〜２５０Ｖ、２０〜３０Ａとなる。
【０００５】
このような大電流が流れるため、光電変換素子モジュール、特に端子には絶対に触れてはならず、十分な留意が重要である。２００Ｗの光電変換素子モジュール１枚であっても、人体抵抗を２０００オームとすると、数十ｍＡの電流が流れることになり、十分に絶縁する必要がある。
【０００６】
このように、光電変換素子モジュールの外部環境が異常な状態にあっても、必要な安全性を確保するために、従来から様々な工夫がなされている。
【０００７】
例えば、特許文献１には、光電変換素子モジュール設置時の感電を回避するための工夫が開示されている。また、特許文献２には、地震等によって光電変換素子モジュールが落下した時の感電を回避するための工夫が開示されている。さらに、特許文献３には、光電変換素子モジュールが設置されている住宅が火災になった際、光電変換素子モジュール撤去作業の作業者が感電することを回避する工夫が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−３０１３９号公報
【特許文献２】特開平８−３１６５１７号公報
【特許文献３】特開平１１−４０８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、これらの安全対策は万全というわけではない。特許文献１及び特許文献２においては、火災時あるいは鎮火後に、光電変換素子モジュールの出力コードが部分的に燃え残り、光電変換素子モジュールの電力が出力コードを通じて取り出せる状態であれば、撤去作業に際し、作業者が出力コードに触れて感電する場合がある。また、特許文献３においては、火災時にヒューズを切り、光電変換素子モジュールを回路的に切断して消火作業時の安全性が向上しているが、ヒューズを切った場合でもヒューズより上流での出力は保たれており、感電の可能性は残されたままである。実際に、昼間に発生した建物火災で、消防止が屋上の光電変換素子モジュールに放水したところ、放水した水を伝って感電した事故事例がある。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、感電事故の発生を抑制し、安全で信頼性の高い光電変換素子モジュールおよび光電変換システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる光電変換素子モジュールは、光電変換部と、光電変換部の受光面側を保護する受光面側保護部材と、光電変換部の裏面側を保護する裏面側保護部材とを有する。そしてこの光電変換部の受光面側または受光面側保護部材の表面に、加熱によって透過率が減少し、光電変換部への光の入射量を抑制する感熱層を具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、一定以上の温度で感熱層を変色させ、透過率を減少させることで、光電変換素子モジュールを構成する光電変換素子自体の出力を抑制することができる。従って、光電変換素子モジュールおよびその付近が火災等で加熱された時、光電変換素子モジュールの出力が抑制されているため、火災時の放水などによる感電事故の発生を抑制できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかる光電変換素子モジュールの構造を示す断面図であり、（ａ）は通常時、（ｂ）は加熱時を模式的に示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１にかかる光電変換素子モジュールの斜視図であり、（ａ）は通常時、（ｂ）は加熱時を模式的に示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１にかかる光電変換素子モジュールの分解斜視図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１にかかる光電変換素子モジュールの製造工程を示すフローチャートである。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１にかかる光電変換素子モジュールと回路遮断装置を組み合わせた場合の回路系統図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態２にかかる光電変換素子モジュールの構造を示す断面図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態２にかかる光電変換素子モジュールの製造工程を示すフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の実施の形態３にかかる光電変換素子モジュールの構造を示す断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態３にかかる光電変換素子モジュールの製造工程を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態４にかかる光電変換素子モジュールの構造を示す断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施例１、実施例２、実施例３及び比較例１の光電変換素子モジュールにおける、接炎時間と最大出力動作電流及び光電変換素子モジュール表面温度の関係を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態１にかかる感熱層の変色前と変色後の光透過率を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明にかかる光電変換素子の製造方法および光電変換素子モジュールの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。
【００１５】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる光電変換素子モジュールの構造を示す断面図であり、（ａ）は通常時、（ｂ）は加熱時を模式的に示す図である。図２は、本発明の実施の形態１にかかる光電変換素子モジュールの斜視図であり、（ａ）は通常時、（ｂ）は加熱時を模式的に示す図である。図３は、本発明の実施の形態１にかかる光電変換素子モジュールの分解斜視図である。図４は、本発明の実施の形態１にかかる光電変換素子モジュールの製造工程を示すフローチャートである。図５は、本発明の実施の形態１にかかる光電変換素子モジュールと回路遮断装置を組み合わせた場合の回路系統図である。本実施の形態では、光電変換部を構成する太陽電池セル３の受光面３Ａ側または受光面側保護部材の表面に、加熱によって変色し、光電変換部への光の入射量が低減するようになる感熱層６を含むことを特徴とする。この感熱層６は、図１（ａ）及び図２（ａ）に示すように通常時は、透光性であり、一定以上の温度を加えることで変色することを特徴とし、光電変換されるべき光は、感熱層６が形成された受光面から入射される。加熱されたときは、図１（ｂ）及び図２（ｂ）に示すように、変色し透過率が一定値以下に低下し、光電変換されるべき光は、変色した感熱層６ｓによって吸収される。従って、太陽電池セル３に到達する光は大幅に減少し、光電変換効率が大幅に減少する。ここで受光面側保護部材は、受光面側支持材としての透光性基板１と、受光面側封止材２ａとで構成される。又裏面側保護部材は、裏面側封止材２ｂと、バックシート５とで構成される。透光性基板１と、受光面側封止材２ａと、タブ線４により接続され、同一面上に配列された複数の太陽電池セル３と、受光面側封止材２ａよりも光透過率が低く、一部架橋された裏面側封止材２ｂと、バックシート５とを順次積層し、積層体を加熱加圧し、太陽電池セル３を封止してなる。
【００１６】
ここで図３に示すように、これら複数の太陽電池セル３は、タブ線４で直列接続され、ストリングを構成する。そして、このストリングが複数個並置されてマトリクス状のセル配列を構成している。太陽電池セル３は受光面側電極(図示せず)及び裏面電極(図示せず)を有しており、この受光面側電極及び裏面電極にタブ線４がはんだ接合により接続されている。なお、裏面側封止材２ｂは一旦熱処理により一部架橋された状態で受光面側封止材２ａに当接され、熱処理により一体となり、太陽電池セル３を樹脂封止して樹脂封止層２を形成する。このような構成の積層体の外周縁部が全周にわたって外枠７で覆われて、太陽電池モジュールが作製される。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態１の光電変換素子モジュールの製造工程を図４のフローチャートに従って説明する。まず、通例の工程で光電変換素子としての太陽電池セル３を形成する(太陽電池セルの形成：Ｓ１０１)。そして、タブ線４を用いて太陽電池セル３を直列接続する。太陽電池セル３としては単結晶シリコン型光電変換素子や多結晶シリコン型光電変換素子が望ましい。ここで透光性基板１は光の入射側であるため、光吸収が少なく頑丈な材料が適しており、たとえばガラスなどが望ましい。バックシート５は光電変換素子モジュールを軽量化させるため、また耐湿性を向上させるためフッ化ビニル樹脂やアルミニウムなどのシート状部材を用いるのが望ましい。受光面側および裏面側封止材２ａ，２ｂは耐湿性や加工し易さが必要であるため、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）やシリコーン樹脂を用いるのが望ましい。
【００１８】
バックシート５上に、裏面側封止材２ｂ、太陽電池セル３、受光面側封止材２ａ及び透光性基板１を気体が混入しないように順次積層し積層体を形成する(積層体の形成：Ｓ１０２)。この後、バックシート５と透光性基板１の両方から圧力及び温度を加えて、受光面側封止材２ａおよび裏面側封止材２ｂを硬化させる(封止工程：Ｓ１０３)。このとき、ラミネータ等を使用してもよい。また加える温度は受光面側封止材２ａおよび裏面側封止材２ｂの硬化温度とし、例えばＥＶＡの場合は種類にもよるが、１００℃から１５０℃で５分から３０分加熱するとよい。
【００１９】
次に透光性基板１の上に感熱層６を形成する(感熱層の形成：Ｓ１０４)。感熱層６の材料は、ロイコ染料、顕色剤及びロイコ染料及び顕色剤を溶解する物質に可溶な樹脂からなる。この感熱層６はあらかじめゲル状材料をシート状に成型し、接着層を形成したものを用意し、これを封止後の積層体の透光性基板１上に貼着することによって、熱工程を経ることなく形成可能である。
【００２０】
また、シート状にしたものを貼着するだけでなく透光性基板１上に直接塗布してもよい。感熱層６の塗布方法としては、特に制限はない。例えば、小面積の光電変換素子モジュールの場合、スピンコート、噴霧等によって、感熱層６を塗布することができる。大面積の光電変換素子モジュールの場合、エアガンやディッピング（浸漬）等によって、感熱層６を塗布することができる。
【００２１】
感熱層６の塗布厚さは、０．１μｍ〜１ｍｍが望ましく、さらに１μｍ〜１００μｍが望ましい。指定厚さに塗布することで、変色前の感熱層６による光吸収を抑えることができ、さらに熱による変色後の感熱層６による光吸収を十分確保することができる。このため、通常時の光電変換素子モジュールの変換効率の維持と、火災時の光電変換素子モジュール出力抑制を両立させることができる。
【００２２】
感熱層６の温度に対する感度は、７０℃以上で変色するのが望ましく、さらに１００℃以上で変色するのが望ましい。光電変換素子モジュールは、屋外で太陽光にさらされており、特に夏の季節においては、光電変換素子モジュールの表面温度は７０℃程度まで上昇する。このとき、光電変換素子モジュールの表面が変色してしまうと、光電変換素子モジュールの出力が大幅に低下してしまう。このため、設置する気候に応じて、ロイコ染料及び顕色剤の種類を適宜変更し感熱層６が変色する温度をカスタマイズする必要がある。
【００２３】
あるいは又、感熱層６が、光電変換素子モジュールの形成工程で感熱により変色して透過率が低下してしまった場合は、適切な温度プロファイルをもつようにエイジング処理をすることで再び透過率を高めることができる。この熱工程を経た場合には、所望の温度で一定時間、例えば１４０℃で５分加熱することで、熱によって変色した感熱層６を透光性の初期状態に戻す(感熱層のエイジング：Ｓ１０５)。このようにして太陽電池モジュールが完成する。（太陽電池モジュールの完成：Ｓ１０６）。
【００２４】
実施の形態１では、感熱層６が透光性基板１の直上に形成されるため、光電変換素子モジュールが出来上がったあとに、感熱層を追加することができる。このため、新規に作成する光電変換素子モジュールだけでなく、既存の光電変換素子モジュールにも追加で形成することができるといった利点がある。
【００２５】
また、火災時に炎が広がっていない位置の光電変換素子モジュールは、感熱層が変色せず、出力を低下させることができない。そこで、光電変換素子モジュール全体の出力が一定以上落ちた場合に、一時的に回路を遮断する機構を組み合わせることにより、火災時の感電の危険性をさらに下げることができる。
【００２６】
さらに、本発明の実施の形態１の感熱層６は、１０年以上の長い間に渡り、屋外の直射日光に曝されるため、耐光性が必要となる。そのため、本発明の実施の形態１の感熱層６の直上に耐光性を有する保護層を設けてもよい。その具体例としては、一般的に市販されている紫外線カットフィルムなどでもよいし、金属酸化物、例えばシリコン酸化物（ＳｉＯ2）と酸化チタン（ＴｉＯ2）の積層による紫外線反射膜でもよい。
【００２７】
また、感熱層６そのものに耐光性をもたせてもよい。たとえば、ジチオカルバミン酸亜鉛を含有させることで、光照射による感熱層６の変色防止と、熱による感熱層６の変色との両立を可能とすることができる。
【００２８】
本発明の実施の形態１において用いられるロイコ染料としては、一般にこの種のロイコ系記録材料において知られているロイコ染料が単独または２種以上混合して適用される。ロイコ化合物とは、還元体や水素化物をさすが、とくにキノン類が一般的である。キノン型(または類する型)をとる染料は、ハイドロサルファイトＮａ2Ｓ2Ｏ4で還元するとアルカリ水溶性の還元体(ロイコ化合物)を作り媒体を染着する。媒体上でロイコ化合物を空気酸化しキノン型とし、安定な染色物とする。ロイコ化合物はキノン型と電子状態が異なるため、これを利用し別の反応(たとえばキリザリンロイコ体のアミノ化)を進めることができる。例えば、トリフェニルメタン系、トリアリールメタン系、フルオラン系、フェノチジアン系、チオフェルオラン系、キサンテン系、インドリルフタリド系、スピロピラン系、アザフタリド系、クロメノピラゾール系、メチン系、ローダミンアニリノラクタム系、ローダミンラクタム系、キナゾリン系、ジアザキサンテン系、ビスラクトン系等の染料のロイコ化合物が好ましく用いられる。このようなロイコ染料の具体例としては、例えば以下に示すようなものが挙げられる。
【００２９】
その具体例としては、
３、３−ビス（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−フタリド，
３、３−ビス（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−６−ジメチルアミノフタリド（ 別名クリスタルバイオレットラクトン），
３、３−ビス（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−６−ジエチルアミノフタリド，
３、３−ビス（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−６−クロルフタリド，
３、３−ビス（ｐ−ジブチルアミノフェニル）フタリド，
３−シクロヘキシルアミノ−６−クロルフルオラン，
３−ジメチルアミノ−５、７−ジメチルフルオラン，
３−ジエチルアミノ−７−クロロフルオラン，
３−ジエチルアミノ−７−メチルフルオラン，
３−ジエチルアミノ−７、８−ベンズフルオラン，
３−ジエチルアミノ−６−メチル−７−クロルフルオラン，
３−ジブチルアミノ−６−メチル−７−アニリノフルオラン，
３−ジペンチルアミノ−６−メチル−７−アニリノフルオラン，
３−（Ｎ−ｐ−トリル− Ｎ−エチルアミノ）−６−メチル−７−アニリノフルオラン，
３−ピロリジノ−６−メチル− ７−アニリノフルオラン，
２−｛Ｎ−（３’−トリフルオルメチルフェニル）アミノ｝−６−ジエチルアミノフルオラン，
２−｛３、６−ビス（ジエチルアミノ）−９−（ｏ−クロルアニリノ）キサンチル安息香酸ラクタム｝，
３−ジエチルアミノ−６−メチル−７−（ｍ−トリクロロメチルアニリノ）フルオラン，
３−ジエチルアミノ−７−（ｏ−クロルアニリノ）フルオラン，
３−ジブチルアミノ−７−（ｏ−クロルアニリノ）フルオラン，
３−Ｎ−メチル−Ｎ−アミルアミノ−６−メチル−７−アニリノフルオラン，
３−Ｎ−メチル−Ｎ−シクロヘキシルアミノ−６−メチル−７−アニリノフルオラン，
３−（Ｎ−メチル−Ｎ−イソアミルアミノ）−６−メチル−７−アニリノフルオラン，
３−（Ｎ−メチル−Ｎ−イソブチルアミノ）−６−メチル−７−アニリノフルオラン，
３−ジエチルアミノ−６−クロロ−７−アニリノフルオラン，
３−（Ｎ−エチル−Ｎ−２−エトキシプロピルアミノ）−６−メチル−７−アニリノフルオラン，
３−（Ｎ−エチル−Ｎ−テトラフルフリルアミノ）−６−メチル−７−アニリノフルオラン，
３−ジエチルアミノ−６−メチル−７−アニリノフルオラン，
３−（Ｎ、Ｎ−ジエチルアミノ）−５−メチル−７−（Ｎ、Ｎ−ジベンジルアミノ）フルオラン，
ベンゾロイコメチレンブルー，
６’−クロロ−８’−メトキシ−ベンゾインドリノ−スピロピラン，
６’−ブロモ−８’−メトキシ−ベンゾインドリノ−スピロピラン，
３−（２’−ヒドロキシ−４’−ジメチルアミノフェニル）−３−（２’−メトキシ−５’−クロルフェニル）フタリド，
３−（２’−ヒドロキシ−４’ジメチルアミノフェニル）−３−（２’−メトキシ−５’−ニトロフェニル）フタリド，
３−（２’−ヒドロキシ−４’−ジエチルアミノフェニル）−３−（２’−メトキシ−５’−メチルフェニル）フタリド，
３−ジエチルアミノ−６−メチル−７−（２’、４’−ジメチルアニリノ）フルオラン，
３−（２’−メトキシ−４’−ジメチルアミノフェニル）−３−（２’−ヒドロキシ−４’−クロル−５’−メチルフェニル）フタリド，
３−モルホリノ−７−（Ｎ−プロピル−トリフルオロ−ｏ−メチルアニリノ）フルオラン，
３−モルホリノ−７−（Ｎ−プロピル−トリフルオロ−ｍ−メチルアニリノ）フルオラン，
３−モルホリノ−７−（Ｎ−プロピル−トリフルオロ−ｐ−メチルアニリノ）フルオラン，
３−ピロリジノ−７−トリフルオロ−ｏ−メチルアニリノフルオラン，
３−ピロリジノ−７−トリフルオロ−ｍ−メチルアニリノフルオラン，
３−ピロリジノ−７−トリフルオロ−ｐ−メチルアニリノフルオラン，
３−ジエチルアミノ−５−クロロ−７−（Ｎ−ベンジル−トリフルオロメチルアニリノ）フルオラン，
３−ピロリジノ−７−（ジ−ｐ−クロルフェニル）メチルアミノフルオラン，
３−ジエチルアミノ−５−クロル−７−（α−フェニルエチルアミノ）フルオラン，
３−（Ｎ−エチル−ｐ−トルイジノ）−７−（α−フェニルエチルアミノ）フルオラン，
３−ジエチルアミノ−７−（ｏ−メトキシカルボニルフェニルアミノ）フルオラン，
３−ジエチルアミノ−５−メチル−７−（α−フェニルエチルアミノ）フルオラン，
３−ジエチルアミノ−７−ピペリジノフルオラン，
２−クロロ−３−（Ｎ−ｏ−メチルトルイジノ）−７−（ｐ−ｎ−ブチルアニリノ）フルオラン，
２−クロロ−３−（Ｎ−ｍ−メチルトルイジノ）−７−（ｐ−ｎ−ブチルアニリノ）フルオラン，
２−クロロ−３−（Ｎ−ｐ−メチルトルイジノ）−７−（ｐ−ｎ−ブチルアニリノ）フルオラン，
３−（Ｎ−ベンジル−Ｎ−シクロヘキシルアミノ）−５、６−ベンゾ−７−αーナフチルアミノ−４’−ブロモフルオラン，
３−ジエチルアミノ−６−メチル−７−メシジノ−４’、５’−ベンゾフルオラン，
３−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−３−｛１、１−ビス（ｐ−ジメチルアミノフェニル）エチレン−２−イル｝フタリド，
３−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−３−｛１、１−ビス（ｐ−ジメチルアミノフェニル）エチレン−２−イル｝−６−ジメチルアミノフタリド，
３−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−３−（１−ｐ−ジメチルアミノフェニル−１−フェニルエチレン−２−イル）フタリド，
３−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−３−（１−ｐ−ジメチルアミノフェニル−１−ｐ−クロロフェニルエチレン−２−イル）−６−ジメチルアミノフタリド，
３−（４’−ジメチルアミノ−２’−メトキシ）−３−（１”−ｐ−ジメチルアミノフェニル−１”−ｐ−クロロフェニル−１”、３”−ブタジエン−４”−イル）ベンゾフタリド，
３−（４’−ジメチルアミノ−２’−ベンジルオキシ）−３−（１”−ｐ−ジメチルアミノフェニル−１”−フェニル−１”、３”−ブタジエン−４”−イル）ベンゾフタリド，
３−ジメチルアミノ−６−ジメチルアミノ−フルオレン−９−スピロ−３’−（６’−ジメチルアミノ）フタリド，
３、３−ビス｛２−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−２−（ｐ−メトキシフェニル）エテニル｝−４、５、６、７−テトラクロロフタリド，
３−ビス｛１、１−ビス（４−ピロリジノフェニル）エチレン−２−イル｝−５、６−ジクロロ−４、７−ジブロモフタリド，
ビス（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−１−ナフタレンスルホニルメタン，
ビス（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−１−ｐ−トリルスルホニルメタン等。
【００３０】
また、本発明の実施の形態１の感熱層６における顕色剤としては、ロイコ染料を熱時発色せしめる電子受容性の種々の化合物、又は酸化剤等が用いられる。このようなものは従来公知であるが、その具体例としては、
４、４’−イソプロピリデンジフェノール，
４、４’−イソプロピリデンビス−（ｏ−メチルフェノール），
４、４’−セカンダリーブチリデンビスフェノール，
４、４’−イソプロピリデンビス（２−ターシャリーブチルフェノール），
ｐ−ニトロ安息香酸亜鉛，
１、３、５−トリス(４−ターシャリーブチル− ３−ヒドロキシ−２、６−ジメチルベンジル）イソシアヌル酸，
２、２−(３、４’−ジヒドロキシフェニル） プロパン、ビス(４−ヒドロキシ− ３−メチルフェニル）スルフィド，
４−｛β−（ｐ−メトキシフェノキシ） エトキシ｝サリチル酸，
１、７−ビス（４−ヒドロキシフェニルチオ）−３、５−ジオキサヘプタン，
１、５−ビス（４−ヒドロキシフェニルチオ）−５−オキサペンタン，
フタル酸モノベンジルエステルモノカルシウム塩，
４、４’−シクロヘキシリデンジフェノール，
４、４’−イソプロピリデンビス（２−クロロフェノール），
２、２’−メチレンビス（４−メチル−６−ターシャリーブチルフェノール），
４、４’−ブチリデンビス（６−ターシャリーブチル−２−メチルフェノール），
１、１、３−トリス（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ターシャリーブチルフェニル）ブタン，
１、１、３−トリス（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−シクロヘキシルフェニル）ブタン，
４、４’−チオビス（６−ターシャリーブチル−２−メチルフェノール），
４、４’−ジフェノールスルホン，
４−イソプロポキシ−４’−ヒドロキシジフェニルスルホン，
４−ベンジロキシ−４’−ヒドロキシジフェニルスルホン，
４、４’−ジフェノールスルホキシド，
ｐ−ヒドロキシ安息香酸イソプロピル，
ｐ−ヒドロキシ安息香酸ベンジル，
プロトカテキュ酸ベンジル，
没食子酸ステアリル，
没食子酸ラウリル，
没食子酸オクチル，
１、３−ビス（４−ヒドロキシフェニルチオ）プロパン，
Ｎ、Ｎ’−ジフェニルチオ尿素,
Ｎ、Ｎ’−ジ（ｍークロロフェニル）チオ尿素，
サリチルアニリド,
ビス−（４−ヒドロキシフェニル）酢酸メチル，
ビス（４−ヒドロキシフェニル）酢酸ベンジル，
１、３−ビス（４−ヒドロキシクミル）ベンゼン，
１、４−ビス（４−ヒドロキシクミル）ベンゼン，
２、４’−ジフェノールスルホン，
２、２’−ジアリル−４、４’−ジフェノールスルホン，
３、４−ジヒドロキシフェニル−４’−メチルジフェニルスルホン，
１−アセチルオキシ−２−ナフトエ酸亜鉛，
２−アセチルオキシ−１−ナフトエ酸亜鉛，
２−アセチルオキシ−３−ナフトエ酸亜鉛，
α、α−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−α−メチルトルエン，
チオシアン酸亜鉛のアンチピリン錯体，
テトラブロモビスフェノールＡ，
テトラブロモビスフェノールＳ，
４、４’−チオビス（２−メチルフェノール），
４、４’−チオビス（２−クロロフェノール）等が挙げられる。
【００３１】
また、本発明の実施の形態１の感熱層６における顕色剤を溶解する物質に可溶な樹脂としては、ロイコ染料及び顕色剤を支持体上に結合支持させるために、慣用の種々の結着剤を適宜用いることができる。その具体例としては、例えば水溶性高分子として、ポリビニルアルコール、カルボキシ変性ポリビニルアルコール、澱粉及びその誘導体、メトキシセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース等のセルロース誘導体、ポリアクリル酸ソーダ、ポリビニルピロリドン、アクリルアミド／ アクリル酸エステル共重合体、アクリルアミド／ アクリル酸エステル／ メタアクリル酸三元共重合体、スチレン／ 無水マレイン酸共重合体アルカリ塩、イソブチレン／ 無水マレイン酸共重合体アルカリ塩、ポリアクリルアミド、アルギン酸ソーダ、ゼラチン、カゼイン等が挙げられ、また水性高分子エマルジョンとして、スチレン／ ブタジエン共重合体、スチレン／ ブタジエン／ アクリル系共重合体等のラテックスやポリ酢酸ビニル、酢酸ビニル／ アクリル酸共重合体、スチレン／ アクリル酸エステル共重合体、ポリウレタン、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、塩化ビニル／ 酢酸ビニル共重合体、エチレン／ 酢酸ビニル共重合体等のエマルジョン等が挙げられる。
【００３２】
透光性基板１には、前述したガラス基板の他、ポリカーボネート樹脂などの合成樹脂材などが用いられる。さらにガラス材としては、白板ガラス、強化ガラス、熱線反射ガラスなどが用いられ、一般的には厚さ３ｍｍ〜４ｍｍ程度の白板強化ガラスが多く使用されている。一方、ポリカーボネート樹脂については、厚みが５ｍｍ程度のものが多く使用されている。
【００３３】
受光面側封止材２ａには、透光性、耐熱性、電気絶縁性、柔軟性を有する素材が用いられ、前述したＥＶＡやシリコーン樹脂のほか、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリオレフィン、などを主成分とする合成樹脂材が好適である。そして、シート状形態、もしくは液状形態のものを、溶融、硬化することにより、樹脂封止層を形成する。なおこの受光面側封止材２ａは、主成分が、ＶＡを２０〜３０％含有するＥＶＡであり、かつ紫外線吸収剤を含まない樹脂であるのが望ましい。
【００３４】
裏面側封止材２ｂには、受光面側封止材２ａよりも光透過率が低く、白色無機顔料が分散された耐熱性、電気絶縁性、柔軟性を有する素材が用いられるのが望ましいが受光面側封止材２ａと同一材料を用いてもよい。具体的には、ＥＶＡやシリコーン樹脂のほか、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）などを主成分とする合成樹脂材に、チタン白、亜鉛華、硫酸バリウム、リトポン、シリカなどからなる無機粉体に適宜表面処理を行った白色無機顔料を分散させたものが例として挙げられる。
【００３５】
なお、裏面側封止材２ｂの散乱反射特性は、反射率が高く、あらゆる方向に均一に反射するような反射特性をもつものが理想であり、白色無機顔料の含有量が多いほうが有利である。しかし、白色無機顔料の含有量を増すと、封止時の流動性が低下し、太陽電池セル３にダメージを与えてしまう。例えば、エチレンビニルアセテートに白色無機顔料として３０（重量）％を超えるチタン白を混入させると、封止時の圧力で、太陽電池セル３表面に形成されているタブ線付近でセル割れが発生する可能性が非常に高まり、太陽電池モジュールの生産性に欠ける問題がある。よって、白色無機顔料の含有量は３０％以下が望ましい。また、白色無機顔料の含有量の下限は、容易に設定できないが、含有量が少ないと、受光面側封止材２ａと裏面側封止材２ｂの界面での反射率が低くなる。例えば、エチレンビニルアセテートに混入させる白色無機顔料として５％未満のチタン白を用いた場合、反射に対して裏面側封止材２ｂの内部に吸収される光量が大きくなる。そのため、５％以上含まれていないと効果が低くなる。
【００３６】
太陽電池セル３は、厚み０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度の単結晶シリコンや多結晶シリコン基板などからなり、マトリクス状に並ぶ。太陽電池セル３内部にはｐｎ接合が形成され、その受光面と裏面には電極（図示せず）が設けられ、さらに受光面には反射防止膜を設けて構成されている。この受光面に設けられた受光面側電極から隣接セルの裏面に設けられた裏面電極へと、順次タブ線４が接続され、隣接する太陽電池セル３同士の直列接続を実現している。また、太陽電池セル３に入射した光の内、太陽電池セル３を透過した光を反射させ再利用するために、太陽電池セル３の裏面には反射層を形成している場合もある。
【００３７】
タブ線４は、厚み０．１ｍｍ〜０．４ｍｍ程度の金属線からなり、適宜はんだめっきや防錆層、接着層が形成され、太陽電池セル３に電気的に接合され、複数の太陽電池セル３間を電気的に接続している。前述したように、太陽電池モジュール内で、マトリクス状に並ぶ太陽電池セル３を、太陽電池モジュールの主に長手方向に順次接続し、太陽電池セル３のストリングを構成する。また、発電電圧を増加するために、長手方向だけでなく、短手方向にも接続され、全太陽電池セル３が直列に接続されているものもある。
【００３８】
バックシート５には、透湿性、耐候性、耐加水分解性、絶縁性に優れた素材が用いられ、フッ素系樹脂シートやアルミナの他、シリカを蒸着したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シートなどが用いられる。また、ここで用いるバックシートは、市販されている白色、あるいは黒色の太陽電池用バックフィルムであっても何ら問題は無い。
【００３９】
なお、本実施の形態では、太陽電池セル３の封止工程を経た後に感熱層６を形成したが、感熱層６の形成後に封止工程を実施する場合には、感熱層６も７０〜１５０℃の熱工程を経ることになり、変色を生じることになる。この場合は所望の温度プロファイルでエイジング工程を実施することで、透光性が戻り、再び透光性の高い感熱層６に戻すことが可能となる。
【００４０】
図５に、実施の形態１における光電変換素子モジュールと回路遮断装置を組み合わせた場合の回路系統図を示す。パワーコンディショナとは、ＤＣ／ＡＣコンバータを介して光電変換素子モジュールから取り出す直流電流を交流電圧へと変換する装置を示す。回路遮断装置を組み合わせる場合、パワーコンディショナ１３０１の回路の一部に断路器１３０４を組み合わせ、さらにＤＣ／ＡＣコンバータ１３０５を制御するシステム監視シーケンサ１３０６で断路器１３０４を制御する。そして、光電変換素子モジュール１３０２の近くに日射計センサ１３０７を配置し、システム監視シーケンサ１３０６に接続する。
【００４１】
こうすることで、火事等によって光電変換素子モジュール１３０２の表面が着色した場合、日射計センサ１３０７で太陽光が検知されているにもかかわらず、ＤＣ／ＡＣコンバータ１３０５が直流電流低下を検知して、断路器１３０３及び断路器１３０４で直流電流を遮断させることができ、出力されるべき外部系統１３０８への出力はなくなり、感電する危険性がより少なくなる。
【００４２】
上記構成によれば、光電変換素子モジュールおよびその付近が火災等で加熱された時、光電変換素子モジュールの出力が抑制されているため、感電の危険がなく、より安全である。
【００４３】
実施の形態２．
図６は、本発明の実施の形態２にかかる光電変換素子モジュールの構造を示す断面図である。感熱層１６が、透光性基板１の内側すなわち直列接続された太陽電池セル３に近い側に、配されたことを特徴とするものであり、他については前記実施の形態１の太陽電池モジュールと同様である。すなわち太陽電池セル３の受光面３Ａ側には受光面側封止材２ａ、感熱層１６及び透光性基板１が順次積層されている。裏面側には裏面側封止材２ｂ、バックシート５が順次積層されている。感熱層１６は一定以上の温度を加えることで変色することを特徴とし、光電変換されるべき光は、透光性基板１側から入射する。
【００４４】
以下、図７に示すフローチャートに従って、本発明の実施の形態２の光電変換素子モジュールの製造工程を説明する。まず、透光性基板１の光入射面とは逆側に感熱層１６を塗布する(透光性基板への感熱層の形成：Ｓ２０１)。塗布材料及び塗布方法は実施の形態１と同様のゲル状の材料及び方法を用いることができる。本発明の実施の形態２では、実施の形態１と異なり、光電変換素子モジュールが出来上がってから感熱層１６を塗布するわけではないので、塗布方法の制限は少ない。しかし、感熱層１６を塗布してから、太陽電池セル３の封止を行うため、受光面側および裏面側封止材２ａ，２ｂの硬化温度と感熱層１６の変色温度との関係に注意しなければならない。このため、受光面側および裏面側封止材２ａ，２ｂの硬化温度は７０℃から１５０℃が望ましく、さらに１００℃から１２０℃が望ましい。受光面側および裏面側封止材２ａ，２ｂの硬化温度がこの範囲であれば、受光面側および裏面側封止材２ａ，２ｂの耐湿性、耐環境性と加温による感熱層１６の変色防止を両立することができる。
【００４５】
次に、タブ線４によって直列接続された太陽電池セル３を感熱層１６が塗布された受光面側保護部材すなわち透光性基板１、受光面側および裏面側封止材２ａ，２ｂに挟み込み、積層体を形成する(積層体の形成：Ｓ１０２)。そして、前記実施の形態１と同様、積層体に対して加熱および加圧を行い封止する(封止工程：Ｓ１０３)。透光性基板１、受光面側および裏面側封止材２ａ，２ｂについては実施の形態１と同様の材料を用いることができる。
【００４６】
ただし、感熱層１６の変色を防止するために、受光面側保護部材を構成する透光性基板１に紫外線を吸収するような機能を設けてもよい。例えば、透光性基板１に市販のガラスを使用する際、紫外線を吸収するソーダライムガラスを使用してもよい。さらに、実施の形態１と同様に透光性基板１の直上に耐光性を有する保護層を設けてもよい。その具体例としては、一般的に市販されている紫外線カットフィルムなどでもよいし、金属酸化物、例えばシリコン酸化物（ＳｉＯ2）と酸化チタン（ＴｉＯ2）の積層による紫外線反射膜でもよい。
【００４７】
さらに、受光面側および裏面側封止材２ａ，２ｂについても、実施の形態１と同様の材料を用いることができるが、受光面側および裏面側封止材２ａ，２ｂの耐湿性、耐環境性と加温による感熱層１６の変色防止を両立するために、受光面側および裏面側封止材２ａ，２ｂの硬化温度は７０℃から１５０℃が望ましく、さらに１００℃から１２０℃が望ましい。
【００４８】
封止に際しては、バックシート５上に、裏面側封止材２ｂ、太陽電池セル３及び受光面側封止材２ａ、透光性基板１を気体が混入しないように順次積層させた後、バックシート５と透光性基板１の両方から圧力及び温度を加えて、受光面側および裏面側封止材２ａ，２ｂを硬化させる。このとき、ラミネータ等を使用してもよい。このとき、感熱層１６は受光面側封止材２ａと接する配置にする。
【００４９】
封止工程後、所望の温度で一定時間例えば１４０℃で５分加熱することで、封止による熱によって変色した感熱層１６を透光性の初期状態に戻す(感熱層のエイジング：Ｓ１０５)。このようにして太陽電池モジュールが完成する（太陽電池モジュールの完成：Ｓ１０６）。
【００５０】
実施の形態２では、感熱層１６が受光面側保護部材を構成する透光性基板１の直下に形成される。このため、感熱層１６が外気に晒されないので、感熱層１６の耐久性が大幅に向上する。さらに、受光面側保護部材直上に紫外線反射膜等を形成する際の、プロセス制約がないといった利点もある。
【００５１】
また、実施の形態１の場合と同様、本実施の形態においても、火事等によって光電変換素子モジュールの一部が着色した場合、回路全体を遮断する機構を組み合わせると、より感電事故の可能性が減少する。
【００５２】
本実施の形態では、感熱層の形成後に封止工程を実施するため、感熱層１６も７０〜１５０℃の熱工程を経ることになり、変色を生じることになる。この場合は所望の温度プロファイルでエイジング工程を実施することで、透光性が戻り、再び透光性の高い感熱層１６に戻すことが可能となる。また、例えば１４０℃で５分程度のエイジング処理により変色した感熱層は透光性が戻るため、封止工程をエイジング温度すなわち１４０℃で実施することで、エイジング工程を省略することも可能である。
【００５３】
実施の形態３．
図８は、本発明の実施の形態３にかかる光電変換素子モジュールの構造を示す断面図である。本実施の形態では、感熱層２６は太陽電池セル３の受光面側に形成されており、感熱層２６は一定以上の温度を加えることで変色することを特徴とし、光電変換されるべき光は、受光面側保護部材を構成する透光性基板１から入射される。直列接続された太陽電池セル３に対し、受光面側には受光面側封止材２ａ及び透光性基板１が順次積層されており、裏面側には裏面側封止材２ｂおよびバックシート５が順次積層されている。
【００５４】
以下、図９に示すフローチャートに基づき、本発明の実施の形態３の光電変換素子モジュールの製造工程を説明する。
まず、太陽電池セル３を形成(太陽電池セルの形成：Ｓ１０１)した後、太陽電池セル３の受光面側に感熱層２６を形成する(太陽電池セル上への感熱層の形成：Ｓ１０４Ｓ)。感熱層２６の形成は太陽電池セル３をタブ線４で直列接続する前でも後でもよい。太陽電池セル３を直列接続する前に感熱層２６を形成する場合、光電変換素子を直列接続するコンタクト部をあらかじめマスクする必要がある。また、太陽電池セル３を直列接続した後に感熱層２６を形成する場合、スピンコート等の塗布方法が使用できなくなり、塗布方法に制限がかかる。
【００５５】
また、実施の形態２と同様に、感熱層２６を塗布してから、太陽電池セル３の封止を行うため、受光面側および裏面側封止材２ａ，２ｂの硬化温度と感熱層２６の変色温度との関係に注意しなければならない。このため、受光面側および裏面側封止材２ａ，２ｂの硬化温度は７０℃から１５０℃が望ましく、さらに１００℃から１２０℃が望ましい。受光面側および裏面側封止材２ａ，２ｂの硬化温度がこの範囲であれば、受光面側および裏面側封止材２ａ，２ｂの耐湿性、耐環境性と加温による感熱層２６の変色防止を両立することができる。
【００５６】
次に、タブ線４によって直列接続された太陽電池セル３を透光性基板１、受光面側および裏面側封止材２ａ，２ｂ、バックシート５に挟み込み積層体を形成(積層体の形成：Ｓ１０４Ｓ)し、この積層体を加熱加圧することで封止する(封止工程：Ｓ１０３)。透光性基板１、受光面側および裏面側封止材２ａ，２ｂ、バックシート５は実施の形態１及び実施の形態２と同様の材料を用いることができる。
【００５７】
封止工程後、１４０℃で５分加熱することで、封止による熱によって変色した感熱層２６を透光性の初期状態に戻す(感熱層のエイジング：Ｓ１０５)。このようにして太陽電池モジュールが完成する（太陽電池モジュールの完成：Ｓ１０６）。
【００５８】
ただし、感熱層２６の変色を防止するために、透光性基板１に紫外線を吸収するような機能を設けてもよい。例えば、透光性基板１に市販のガラスを使用する際、紫外線を吸収するソーダライムガラスを使用してもよい。さらに、実施の形態１及び実施の形態２と同様に、透光性基板１の直上に耐光性を有する保護層を設けてもよい。その具体例としては、一般的に市販されている紫外線カットフィルムなどでもよいし、金属酸化物、例えばシリコン酸化物（ＳｉＯ2）と酸化チタン（ＴｉＯ2）の積層による紫外線反射膜でもよい。
【００５９】
さらに、受光面側および裏面側封止材２ａ，２ｂについても、実施の形態１及び実施の形態２と同様の材料を用いることができるが、受光面側および裏面側封止材２ａ，２ｂの耐湿性、耐環境性と加温による感熱層２６の変色防止を両立するために、受光面側および裏面側封止材２ａ，２ｂの硬化温度は７０℃から１５０℃が望ましく、さらに１００℃から１２０℃が望ましい。
【００６０】
本実施の形態においても、感熱層２６の形成後に封止工程を実施するため、感熱層２６も７０〜１５０℃の熱工程を経ることになり、変色を生じることになる。この場合は所望の温度プロファイルでエイジング工程を実施することで、透光性が戻り、再び透光性の高い感熱層２６に戻すことが可能となる。また、例えば１４０℃で５分程度のエイジング処理により変色した感熱層２６は透光性が戻るため、封止工程をエイジング温度すなわち１４０℃で実施することで、エイジング工程を省略することも可能である。
【００６１】
バックシート５に、裏面側封止材２ｂ、太陽電池セル３、受光面側封止材２ａ及び透光性基板１を気体が混入しないように順次積層させた後、バックシート５と透光性基板１の両方から圧力及び温度を加えて、受光面側および裏面側封止材２ａ，２ｂを硬化させる。このとき、ラミネータ等を使用してもよい。このとき、太陽電池セル３上の感熱層２６は受光面側に向くように配置にする。
【００６２】
実施の形態３では、感熱層２６が太陽電池セル３の直上に形成される。このため、感熱層２６が外気に晒されないので、感熱層２６の耐久性が大幅に向上する。さらに、太陽電池セル３の寸法は、透光性基板１に比べて小さいため、感熱層材料および感熱層２６を形成する装置を小型にすることができ、初期費用を抑えることができるといった利点もある。
【００６３】
また、実施の形態１及び２と同様、火事等によって光電変換素子モジュールの一部が着色した場合、回路全体を遮断する機構を組み合わせると、より感電の可能性が低下する。
【００６４】
実施の形態４．
図１０は、本発明の実施の形態４にかかる光電変換素子モジュールの構造を示す断面図である。本実施の形態では、感熱層を別途設けることなく、封止材１２を構成する受光面側封止材１２ａおよび裏面側封止材１２ｂを、感熱性粒子を含む感熱性樹脂で構成したことを特徴とするものである。したがってこの構造では感熱層は太陽電池セル３の受光面３Ａ側および裏面３Ｂ側に当接して形成されており、この感熱性樹脂は一定以上の温度を加えることで変色することを特徴とする。
【００６５】
ここで、光電変換されるべき光は、受光面側保護部材を構成する透光性基板１から入射されるため、受光面側封止材１２ａのみを感熱性樹脂で構成し、裏面側封止材１２ｂは前記実施の形態１〜３で用いた樹脂と同様にしてもよい。ただし両面を感熱性樹脂で覆う方が効率よく太陽電池セル３への光の入射を抑制することが可能となる。又この例においてもタブ線４で直列接続された太陽電池セル３に対し、受光面３Ａ側には受光面側封止材１２ａ及び透光性基板１が順次積層されており、裏面３Ｂ側には裏面側封止材１２ｂおよびバックシート５が順次積層されている。また受光面側保護部材全体を感熱性樹脂で構成してもよい。
【００６６】
他部については前記実施の形態１〜３と同様であるためここでは説明を省略する。同一部位には同一符号を付した。感熱性粒子については前記実施の形態１〜３で用いた感熱層に用いたものと同様の樹脂が適用可能である。
【００６７】
なお、以上説明した実施の形態１〜４において、感熱層の装着方法については、それぞれの形態にそれぞれの感熱層が適用可能であり、被装着対象の状態に応じて適宜選択可能である。
【実施例】
【００６８】
以下、本発明の光電変換素子モジュールを実施例により具体的に説明する。
以下に示す実施例では、実施の形態１、実施の形態２及び実施の形態３の方法で光電変換素子モジュールを作製し、実際に火炎試験をおこなって、出力がどのように変化するか評価をおこなった。
【００６９】
実施例１、実施例２及び実施例３は実施の形態１、実施の形態２及び実施の形態３の方法で作成された光電変換素子モジュールである。比較例１は感熱層を設けない光電変換素子モジュールである。
【００７０】
感熱層６，１６，２６の作成方法を以下に示す。
（Ａ液）
３−ジペンチルアミノ−６−メチル−７−アニリノフルオラン       ２０重量部
ポリビニルアルコール１０％水溶液                               ２０重量部
水                                                             ６０重量部
（Ｂ液）
４’−ヒドロキシフェニル−４−イソプロポキシジフェニルスルホン １０重量部
シュウ酸ジ−ｐ−メチルベンジルエステル                         １０重量部
ポリビニルアルコール１０％ 水溶液                          １２．５重量部
炭酸カルシウム                                                 １５重量部
水                                                         ９７．５重量部
（Ｃ液）
ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛                                 ２０重量部
ポリビニルアルコール１０％水溶液                               ２０重量部
水                                                             ６０重量部
【００７１】
上記組成からなる（Ａ液）〜（Ｃ液）をそれぞれ平均粒子径が２μｍ 以下となるようにサンドミルを用いて分散して、（Ａ液）、（Ｂ液）、（Ｃ液）を調整した。
【００７２】
次に、（Ａ液）：（Ｂ液）：（Ｃ液）が重量比で２：１８：１になるように混合、撹拌し、感熱発色層用塗工液を調整し、先の中間層上に、乾燥重量後６．５ｇ／ｍ2となるように、スプレー塗布し、乾燥した。
【００７３】
感熱層６、１６及び２６以外の条件は比較例も含めてすべて同様の条件とした。表１に光電変換素子モジュールの条件を示す。比較例に比べ、実施例のモジュール変換効率が下がっているのは、感熱層６、１６及び２６の光吸収があるためであると考えられる。
尚、封止材の硬化温度を１２０℃としたが、この温度での感熱層６、１６及び２６に変色はみられなかった。
【００７４】
【表１】
2015060885.tif 000003
【００７５】
作成した実施例１、実施例２、実施例３及び比較例１の光電変換素子モジュールについて、火炎拡大試験を行い、接炎時の光電変換素子モジュール表面の温度及び光電変換素子モジュールの最大出力動作電流を評価した。
【００７６】
火炎拡大試験は、光電変換素子モジュールの安全試験規格であるＡＮＳＩ／ＵＬ  １７０３に準拠した。試験方法としてガスバーナーを使用し、風で煽った７０４℃の炎をモジュール表面に４分間接炎した。
【００７７】
光電変換素子モジュール表面温度は、受光面側保護部材に熱電対を５箇所取り付けて、その平均温度とした。また光電変換素子モジュールの最大出力動作電流は、ＡＭ１．５相当の光を照射した状態で評価した。なお、火炎拡大試験中に出力ケーブルが外れないようにするため、実施例及び比較例の全ての光電変換素子モジュールの出力部は耐火材を吹き付けた。
【００７８】
図１１に、実施例１、実施例２、実施例３及び比較例１の光電変換素子モジュールにおける、接炎時間と最大出力動作電流及び光電変換素子モジュール表面温度の関係を示す。縦軸は最大出力動作電流および光電変換素子モジュール表面温度を示し、横軸は接炎時間を示す。Ｉ1は実施例１における光電変換素子モジュールの最大出力動作電流、Ｉ2は実施例２における光電変換素子モジュールの最大出力動作電流、Ｉ3は実施例３における光電変換素子モジュールの最大出力動作電流、Ｒ1は比較例１における光電変換素子モジュールの最大出力動作電流、Ｒ2は接炎時間に対する光電変換素子モジュール表面温度を示す。
【００７９】
接炎時間に比例して、光電変換素子モジュールの表面温度は、最終的に３００℃以上となる。このとき、比較例１は出力低下が接炎開始から半分程度しか減少していない。しかし、実施例１、実施例２及び実施例３は接炎開始から２０％以下まで低下している。さらに実施例２及び実施例３は接炎開始から１０％以下まで減少している。
【００８０】
図１２に、感熱層６の変色前と変色後の光透過率をそれぞれＴ1，Ｔ2で示す。縦軸は透過率、横軸は波長を示す。透過率の違いを分かりやすくするために、感熱層６をソーダライムガラス上に１０μｍ形成し、分光光度計で波長３００ｎｍから１２００ｎｍまで評価した。分光光度計の光入射はソーダライムガラス側からとした。図１２に示すとおり、変色前は、可視光領域から赤外領域にかけて高い透過率を保っているが、加温による変色後は紫外領域から６００ｎｍ付近の可視光領域にかけて透過率が大幅に低下している。このように、感熱層６の光透過率が大幅に低下することにより、光電変換素子モジュールの出力を大幅に低下させることができる。
【００８１】
光電変換素子モジュールの出力が１０％になった場合、２００Ｗの光電変換素子モジュール１枚で、人体に流れる電流は数ｍＡとなり、感電事故の可能性が大幅に低下すると考えられる。
【符号の説明】
【００８２】
１  透光性基板、２ａ  受光面側封止材、２ｂ  裏面側封止材、３  太陽電池セル、４  タブ線、５  バックシート、６，１６，２６  感熱層、１２ａ  感熱性樹脂からなる受光面側封止材、１２ｂ  感熱性樹脂からなる裏面側封止材、I1  実施例１における光電変換素子モジュールの最大出力動作電流、I2  実施例２における光電変換素子モジュールの最大出力動作電流、I3  実施例３における光電変換素子モジュールの最大出力動作電流、Ｒ1  比較例１における光電変換素子モジュールの最大出力動作電流、Ｒ2  接炎時間に対する光電変換素子モジュール表面温度、Ｔ1  実施例１における感熱層の変色前の光透過率、Ｔ2  実施例１における感熱層の変色後の光透過率、１３０１  パワーコンディショナ、１３０２  実施の形態１における光電変換素子モジュール、１３０３  各光電変換素子モジュールに接続される断路器、１３０４  実施の形態１における全光電変換素子モジュールからの力を遮断する断路器、１３０５  ＤＣ／ＡＣコンバータ、１３０６  システム監視シーケンサ、１３０７  日射計センサ、１３０８  出力されるべき外部系統。
【図１】
2015060885.tif 000004
【図２】
2015060885.tif 000005
【図３】
2015060885.tif 000006
【図４】
2015060885.tif 000007
【図５】
2015060885.tif 000008
【図６】
2015060885.tif 000009
【図７】
2015060885.tif 000010
【図８】
2015060885.tif 000011
【図９】
2015060885.tif 000012
【図１０】
2015060885.tif 000013
【図１１】
2015060885.tif 000014
【図１２】
2015060885.tif 000015