(57)【要約】      （修正有）【課題】軽量化を確保した上で太陽光の反射率を低減して発電効率の向上を図ることができる太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】透光性を有する樹脂材料によって形成され第１の面及び第１の面の反対側の第２の面を有する表面保護材２と、発電素子５を封止し表面保護材の第１の面に接合される封止材３と、封止材に表面保護材の反対側から接合される裏面保護材４とを備え、一方の面が凹凸形状に形成された転写面とされた転写部材１２を有する加圧装置１０によって表面保護材と封止材と裏面保護材が加圧されて一体化されると共に加圧装置による加圧時に転写面の形状が表面保護材の第２の面に転写されることにより第２の面が凹凸形状に形成さる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性を有する樹脂材料によって形成され第１の面及び前記第１の面の反対側の第２の面を有する表面保護材と、
発電素子を封止し前記表面保護材の前記第１の面に接合される封止材と、
前記封止材に前記表面保護材の反対側から接合される裏面保護材とを備え、
一方の面が凹凸形状に形成された転写面とされた転写部材を有する加圧装置によって前記表面保護材と前記封止材と前記裏面保護材が加圧されて一体化されると共に前記加圧装置による加圧時に前記転写面の形状が前記表面保護材の第２の面に転写されることにより前記第２の面が凹凸形状に形成された
太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記表面保護材と前記封止材と前記裏面保護材が前記加圧装置内に配置された状態で前記加圧装置内が真空引きされることにより前記表面保護材と前記封止材と前記裏面保護材が加圧されて一体化された
請求項１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、表面保護材に透光性樹脂を用いる太陽電池モジュールについての技術分野に関する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００２】
【特許文献１】特開２００５−３２７８８６号公報
【特許文献２】特開２００９−１７０４６０号公報
【特許文献３】特開２０１２−１５２０７号公報
【背景技術】
【０００３】
太陽光を受けて太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換する発電素子（太陽電池）を有する太陽電池モジュールがある。
【０００４】
このような太陽電池モジュールは、一般に、リード線によって接続された複数の発電素子が封止材によって封止され、封止材がその厚み方向における両側から表面保護材と裏面保護材によって覆われて封止材に封止された発電素子とリード線が保護されている。
【０００５】
従来の太陽電池モジュールには、表面保護材が剛性の高いガラスによって形成されているものがある（例えば、特許文献１参照）。このような太陽電池モジュールにあっては、表面保護材をガラスによって形成することにより耐久性の向上を図ることができるが、耐衝撃性が低いため厚みを厚く形成する必要がある。
【０００６】
しかしながら、ガラスは比重が大きい上に表面保護材の厚みを厚くすると、太陽電池モジュールの重量が大きくなってしまい、太陽電池モジュールの用途の拡大等により、重量の大きいガラスによって形成された表面保護材を有する太陽電池モジュールにおいて重量の大きさが問題になる場合が生じた。
【０００７】
例えば、太陽電池モジュールを電気自動車の電源（動力源）や一般家庭用の電源として用いることが提案されており、この場合には太陽電池モジュールの軽量化を図る必要があり、ガラスによって形成された表面保護材を有する太陽電池モジュールを用いることが困難である場合が生じた。特に、太陽電池モジュールを電気自動車の電源として用いた場合には、太陽電池モジュールの重量が大きいために低燃費化が阻害されると共に車体への負荷が大きくなってしまう。
【０００８】
そこで、近年、表面保護材をガラスに代えて樹脂材料、例えば、ポリカーボネートやアクリル等の透光性を有する樹脂材料によって形成し、高い透明性や耐衝撃性を確保した上で太陽電池モジュールの軽量化を図るようにした太陽電池モジュールが提案されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載された太陽電池モジュールにあっては、軽量化を図るために表面保護材と裏面保護材がともに樹脂材料によって形成されている。
【０００９】
また、表面保護材として樹脂材料が用いられ、発電素子がウレタンゲルによって封止された太陽電池モジュールも提案されている（例えば、特許文献３参照）。特許文献３に記載された太陽電池モジュールにあっては、表面保護材が樹脂材料によって形成され裏面保護材が樹脂材料又は金属材料によって形成され、発電素子とリード線が緩衝材として用いられたウレタンゲルに封止され、ウレタンゲル（緩衝材）の両面に表面保護材と裏面保護材が接合されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の通り、表面保護材に用いられる材料としてガラスと樹脂材料があるが、表面保護材の表面が平坦な場合には太陽光が反射し易く、発電効率の低下を招いてしまう。そこで、太陽光を透過し易くするため、表面保護材の表面に凹凸形状を施すことが行われている。
【００１１】
ところで、太陽電池モジュールは表面保護材と封止材と裏面保護材が加圧処理によって一体化されることにより形成される。また、加圧処理は一定の温度（高温）条件下において行われ、熱の発生が伴う。表面保護材としてガラスを用いる場合には、ガラスの融点が高く硬度も高いため形状が変化し難く、予め凹凸形状を有するガラスを用いて加圧処理を行うことが可能である。一方、ガラスよりも熱の影響を受けやすい樹脂材料を表面保護材として用いる場合には、予め凹凸形状を有する樹脂材料を用いて加圧処理を行うと、加圧処理による一体化後に凹凸形状が平坦化されてしまうため、予め凹凸形状を有する樹脂材料を用いることが困難である。
【００１２】
一方、太陽光の反射を防止するためには表面保護材に反射防止膜や反射防止フィルムを貼ることも考えられるが、別部材を設けるという点で製造コストが増加し、反射防止膜や反射防止フィルムの劣化による耐久性の低下を来すおそれもある。
【００１３】
そこで、本発明は、上記した問題点を克服し、軽量化を確保した上で太陽光の反射率を低減して発電効率の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
第１に、本発明に係る太陽電池モジュールは、透光性を有する樹脂材料によって形成され第１の面及び前記第１の面の反対側の第２の面を有する表面保護材と、発電素子を封止し前記表面保護材の前記第１の面に接合される封止材と、前記封止材に前記表面保護材の反対側から接合される裏面保護材とを備え、一方の面が凹凸形状に形成された転写面とされた転写部材を有する加圧装置によって前記表面保護材と前記封止材と前記裏面保護材が加圧されて一体化されると共に前記加圧装置による加圧時に前記転写面の形状が前記表面保護材の第２の面に転写されることにより前記第２の面が凹凸形状に形成されたものである。
【００１５】
これにより、表面保護材と封止材と裏面保護材が一体化されたときに樹脂により形成された表面保護材の第２の面に凹凸形状が転写される。
【００１６】
第２に、上記した本発明に係る太陽電池モジュールにおいては、前記表面保護材と前記封止材と前記裏面保護材が前記加圧装置内に配置された状態で前記加圧装置内が真空引きされることにより前記表面保護材と前記封止材と前記裏面保護材が加圧されて一体化されることが望ましい。
【００１７】
これにより、表面保護材と封止材と裏面保護材が真空引きによる加圧処理によって一体化される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、表面保護材と封止材と裏面保護材が一体化されたときに樹脂により形成された表面保護材の第２の面に凹凸形状が転写されるため、軽量化を確保した上で太陽光の反射率を低減して発電効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図２及び図３と共に本発明太陽電池モジュールの実施の形態を示すものであり、本図は概略断面図である。
【図２】加圧装置内に表面保護材、封止材、裏面保護材が配置された状態を示す概略断面図である。
【図３】加圧装置内で真空引きが実行された後の状態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明太陽電池モジュールを実施するための形態について添付図面を参照して説明する。
【００２１】
太陽電池モジュール１は、例えば、電気自動車（車両）の屋根に搭載されて電気自動車の電源（動力源）として用いられたり一般家庭用の電源として用いられる。
【００２２】
太陽電池モジュール１は表面保護材２と封止材３と裏面保護材４を有し、表面保護材２と封止材３と裏面保護材４が順に積層された状態で圧着されることにより構成されている（図１参照）。
【００２３】
表面保護材２は透光性を有する板状の樹脂材料、例えば、ポリカーボネートやアクリル等によって形成されている。尚、表面保護材２としては、耐候性、耐衝撃性、透光性等に優れた樹脂材料であればポリカーボネートやアクリル以外の他の樹脂材料を用いることが可能である。
【００２４】
表面保護材２は下面が第１の面とされ上面が第２の面とされている。表面保護材２の上面（第２の面）は凹凸形状に形成された凹凸形成部２ａとされ、太陽光を透過し易いようにされている。すなわち、透過する太陽光量を増やし発電効率を向上させるためには、表面保護材２の表面は太陽光が反射し易い平坦形状ではなく太陽光が反射しにくい凹凸形状にされることが望ましい。このため、凹凸形成部２ａは、例えば、２５０ｎｍ〜３００ｎｍ程度の深さ（高さ）の凹凸状に形成されている。尚、凹凸形成部２ａの形成過程は後述する。
【００２５】
封止材３は上面が表面保護材２の下面に接合され、例えば、耐候性及び耐湿性に優れたエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ：ethylene vinyl acetate）等の透光性を有する材料によって形成されている。
【００２６】
封止材３には発電素子５、５、・・・が封止されている。発電素子５は、例えば、シリコン、ガリウム−砒素、銅−インジウム−セレン等によって形成されている。発電素子５、５、・・・は上下両面の一方と他方がそれぞれ正極と負極に形成され、リード線６、６、・・・によって正極と負極がそれぞれ接続されている。尚、図１には、三つの発電素子５、５、５が配置された例を示しているが、封止材３に封止されて配置される発電素子５の数は任意である。
【００２７】
裏面保護材４は樹脂材料によって形成され上面が封止材３の下面に接合されている。
【００２８】
以下に、表面保護材２と封止材３と裏面保護材４が圧着され太陽電池モジュール１が製造される手順について説明する（図２及び図３参照）。
【００２９】
太陽電池モジュール１は、図２及び図３に示すような加圧装置１０を使用して製造される。
【００３０】
加圧装置１０は、下方と上方にそれぞれ開口された箱状を有する上部材１０ａと下部材１０ｂにより構成されている。上部材１０ａ及び下部材１０ｂの開口された側同士を合わせて配置することにより、加圧装置１０は内部に空間を有する直方体形状の箱状に形成される。
【００３１】
上部材１０ａの側面部には、吸気路１０ｃと排気路１０ｄが設けられている。吸気路１０ｃ及び排気路１０ｄに対しては弁１０ｇが設けられている。下部材１０ｂの側面部には、吸気路１０ｅと排気路１０ｆが設けられている。吸気路１０ｅ及び排気路１０ｆに対しては弁１０ｈが設けられている。
【００３２】
加圧装置１０は、基板１１と転写部材１２と加圧ゴム１３を有している。
【００３３】
基板１１は耐熱性及び剛性の高い金属材料によって形成され、上下方向を向く状態で加圧装置１０の内部における下端部に配置されている。
【００３４】
転写部材１２は上下方向を向き耐熱性及び剛性の高い板状の金属材料によって形成され、基板１１上に載置され上面が凹凸形状に形成された転写面１２ａとされている。転写面１２ａは、例えば、２５０ｎｍ〜３００ｎｍ程度の深さ（高さ）の凹凸形状に形成されている。
【００３５】
加圧ゴム１３は耐熱性を有する材料、例えばダイヤフラムゴムにより形成され、上部材１０ａと下部材１０ｂに挟まれた状態でネジにより加圧装置１０の内部において固定されている。従って、加圧ゴム１３により加圧装置１０の内部空間は上下に２分割されており、上側の空間は上室１０Ａとされ、下側の空間は下室１０Ｂとされ、上室１０Ａ及び下室１０Ｂはそれぞれ密閉されている。
【００３６】
密閉された上室１０Ａには吸気路１０ｃを介して大気が流入され、排気路１０ｄを介して大気が流出する。吸気路１０ｃ及び排気路１０ｄの調整は弁１０ｇにより行われる。
【００３７】
密閉された下室１０Ｂには吸気路１０ｅを介して大気が流入され、排気路１０ｆを介して大気が流出する。吸気路１０ｅ及び排気路１０ｆの調整は弁１０ｈにより行われる。
【００３８】
上記のような加圧装置１０の下室１０Ｂにおいて、先ず、転写部材１２の転写面１２ａ上に、転写面１２ａ側から表面保護材２と封止材３と裏面保護材４が順に配置される（図２参照）。このとき基板１１が予め加熱されており、転写部材１２に基板１１から熱が伝達される。転写部材１２の転写面１２ａには表面保護材２が接した状態とされる。
【００３９】
次に、上室１０Ａ及び下室１０Ｂが真空排気される。すなわち、排気路１０ｄを介して上室１０Ａから空気が外部に流出され、排気路１０ｆを介して下室１０Ｂから空気が外部に流出されることにより、上室１０Ａ及び下室１０Ｂが真空状態となる。
【００４０】
次いで、上室１０Ａに吸気路１０ｃを介して空気が流入される。上室１０Ａに空気が流入されることにより、上室１０Ａが真空状態から大気圧に戻される。上室１０Ａが大気圧に戻されると、加圧ゴム１３の全体が表面保護材２と封止材３と裏面保護材４と転写部材１２に密着するように弾性変形される（図３参照）。加圧ゴム１３の弾性変形によって表面保護材２と封止材３と裏面保護材４が加熱された状態で加圧されるため、表面保護材２と封止材３と裏面保護材４が一体化される。
【００４１】
このとき、加熱された転写部材１２の転写面１２ａと接する表面保護材２の面が部分的に溶融し、転写面１２ａの凹凸形状が表面保護材２に転写されて表面保護材２に凹凸形成部２ａが形成される。すなわち、転写面１２ａに形成された凹凸パターンと逆の凹凸パターンが表面保護材２に形成されて凹凸形成部２ａが形成される。
【００４２】
その後、下室１０Ｂに吸気路１０ｅを介して空気が流入される。下室１０Ｂに空気が流入されると、下室１０Ｂも大気圧に戻され、加圧ゴム１３が弾性復帰して元の位置に戻る。次いで、上部材１０ａ及び加圧ゴム１３が下部材１０ｂから取り外され、加圧装置１０から一体化された表面保護材２と封止材３と裏面保護材４が取り出される。表面保護材２と封止材３と裏面保護材４は冷却され、これにより太陽電池モジュール１が製造される。
【００４３】
上記のように、一方の面が凹凸形状に形成された転写面１２ａとされた転写部材１２を有する加圧装置１０によって表面保護材２と封止材３と裏面保護材４が加圧されて一体化されると共に加圧装置１０による加圧時に転写部材１２の転写面１２ａの凹凸形状が表面保護材２に転写されることにより表面保護材２に凹凸形成部２ａが形成される。このため、加圧処理により凹凸形状が失われて表面が平坦化されるということがなく、軽量化を確保した上で太陽光の反射率を低減して発電効率の向上を図ることができる。また、太陽電池モジュール１の表面保護材２には光透過率を向上させるための反射防止膜や反射防止フィルタを貼り付ける必要がないため、無駄な製造コストの増加を抑えることができる。
【００４４】
また、表面保護材２と封止材３と裏面保護材４が加圧装置１０内に配置された状態で加圧装置１０内が真空引きされることにより表面保護材２と封止材３と裏面保護材４が加圧されて一体化されるため、表面保護材２と封止材３と裏面保護材４の一体化による太陽電池モジュール１の製造を簡単かつ迅速に行うことができる。
【符号の説明】
【００４５】
１…太陽電池モジュール、２…表面保護材、３…封止材、４…裏面保護材、５…発電素子、１０…加圧装置、１２…転写部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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