(57)【要約】      （修正有）【課題】外気温度の低下による、充填材の収縮による配線導体の光電変換部からの剥がれの発生を低減する。【解決手段】太陽電池モジュールＭは、第１基板３と、第１基板３の主面上に設けられた光電変換部１と、光電変換部１の外周部上の少なくとも一部に設けられた帯状の導体１４と、第１基板３の主面に対向する主面を有した第２基板１３と、対向した第１基板３および第２基板１３の間に充填された充填材１２とを具備しており、導体１４は、充填材１２よりも表面エネルギーが小さい被膜１６によって覆われている。外気温度が低下する際に、帯状の導体１４の近傍の充填材１２の収縮による引張りの力が被膜１６に加わることで、充填材１２が被膜１６から剥がれるため、帯状の導体１４の光電変換部１からの剥がれの発生を低減できる。【選択図】図４
2015162482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
該第１基板の主面上に設けられた光電変換部と、
該光電変換部の外周部上の少なくとも一部に設けられた帯状の導体と、
前記第１基板の主面に対向する主面を有した第２基板と、
対向した前記第１基板および前記第２基板の間に充填された充填材とを具備しており、
前記導体は、前記充填材よりも表面エネルギーが小さい被膜によって覆われていることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記被膜の熱膨張率は、前記導体の熱膨張率よりも大きく、前記充填材の熱膨張率よりも小さい請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記被膜は、フッ素樹脂またはシリコーン樹脂である請求項１または請求項２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、太陽光発電等に利用可能な太陽電池として用いられる太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電等に使用する太陽電池モジュールには、様々な種類のものがある。その中でも、ＣＩＳ系（銅インジウムセレナイド系）、ＣＩＧＳ系（銅インジウムガリウムセレナイド系）等のカルコパイライト系の材料を光電変換部に使用した太陽電池モジュールは、低コストで大面積の太陽電池モジュールを容易に製造できる点から、研究開発が進められている。
【０００３】
このような太陽電池モジュールは、ガラス基板上において、下部電極層と光電変換層と上部電極層とがこの順に積み重なっている光電変換部を備えている。さらに、太陽電池モジュールでは、光電変換部から得られた電力を、光電変換部の上部電極層の外周部上に設けられた導電性テープ等の配線導体によって外部に取り出している。このような太陽電池モジュールは、光電変換部および配線導体を、透光性樹脂接着剤層としての共重合したエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）を主成分とする樹脂等によって被覆し、さらにこのＥＶＡの上にカバーガラスを積層している(例えば、特許文献１参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２５２９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＥＶＡの熱膨張率は、配線導体よりも１桁程度大きい。そのため、この特許文献１に開示された太陽電池モジュールにおいては、外気温度が低下する際に、配線導体近傍のＥＶＡの収縮による引張りの力が配線導体の表面に加わる。そのため、特許文献１に開示された太陽電池モジュールでは、外気温度の変化の繰り返しによって配線導体が光電変換部から剥がれてしまう場合があり、長期信頼性が低下するおそれがあった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みて案出されたものであり、外気温度の変化による配線導体の光電変換部からの剥がれの発生を低減することができる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】
【０００７】
本発明の第１実施態様に係る太陽電池モジュールは、第１基板と、該第１基板の主面上に設けられた光電変換部と、該光電変換部の外周部上の少なくとも一部に設けられた帯状の導体と、前記第１基板の主面に対向する主面を有した第２基板と、対向した前記第１基板および前記第２基板の間に充填された充填材とを具備しており、前記導体は、前記充填材よりも表面エネルギーが小さい被膜によって覆われていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の第１実施態様に係る太陽電池モジュールでは、帯状の導体の表面を被膜が覆っている。この被膜の表面エネルギーは、充填材の表面エネルギーに比べて小さい。そのため、充填材は被膜に接触するよりも接触していない方がエネルギー的に安定となる。つまり、充填材は被膜から離れようとするので、充填材と被膜との接着力は弱くなる。よって
、外気温度が低下して帯状の導体の近傍の充填材の収縮による引張りの力が被膜に加わった場合に、充填材が被膜から剥がれるため、帯状の導体の光電変換部からの剥がれの発生を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュールの光電変換部の一例を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュールの光電変換部の一例を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュールを受光面側から見た斜視図である。
【図４】図３の切断面線II−IIにて示した位置におけるＸＺ断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュールを裏面側から見た斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に本発明の太陽電池モジュールの各種実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図面においては同様な構成および機能を有する部分については同じ符号を付しており、重複する説明を省略している。また、図面は模式的に示したものであり、各図における各種構造のサイズおよび位置関係等は正確に図示されたものではない。さらに、図１〜図５には、後述する太陽電池モジュールＭの光電変換部１における光電変換セル２の配列方向（図１の図面視左右方向）をＸ方向とする右手系のＸＹＺ座標系を示している。
【００１１】
＜第１実施形態に係る太陽電池モジュール＞
本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュールＭについて、図１〜図５を参照しながら説明する。
【００１２】
図３〜図５に示す太陽電池モジュールＭは、光電変換部１、第１基板３、充填材１２、第２基板１３、配線導体１４（配線導体１４ａ、配線導体１４ｂ）、被膜１６および端子ボックス１５を主に備えている。なお、図３において、受光面側から見ることができる充填材１２および被膜１６は、図の煩雑さを回避するために図示を省略している。
【００１３】
まず、図１および図２を参照しながら、光電変換部１について説明する。光電変換部１は、第１基板３上に複数の光電変換セル２が並べられて互いに電気的に直列接続されている構造である。光電変換セル２は、下部電極層４、光吸収層５およびバッファ層６を含む光電変換層７、ならびに上部電極層８を主に備えている。なお、図１〜図２においては図示の都合上、隣接する２つの光電変換セル２ａ、２ｂのみを示しているが、実際は図面のＸ方向あるいはＹ方向に複数の光電変換セル２が平面的に配置されている。
【００１４】
図１〜図２において、下部電極層４は、第１基板３上に複数個が互いに間（分離溝部Ｐ１）を空けて一方向（Ｘ方向)に沿って並んでいる。以下では、これらの下部電極層４を
、一方向（Ｘ方向）において順に第１下部電極層４ａ、第２下部電極層４ｂおよび第３下部電極層４ｃという。
【００１５】
また、積層部９は、下部電極層４上に複数個が互いに間（分離溝部Ｐ３）を空けて一方向（Ｘ方向)に沿って並んでいる。以下では、これらの積層部９を、一方向において順に
第１積層部９ａおよび第２積層部９ｂという。第１積層部９ａは、第１下部電極層４ａ上から第１基板３上を経て第２下部電極層４ｂ上にかけて設けられている。また、第２積層部９ｂは、第２下部電極層４ｂ上から第１基板３上を経て第３下部電極層４ｃ上にかけて
設けられている。
【００１６】
積層部９は、光電変換層７および上部電極層８がこの順に積層された構成を有している。以下では、第１積層部９ａを構成する光電変換層７および上部電極層８を、それぞれ第１光電変換層７ａおよび第１上部電極層８ａという。同様に、第２積層部９ｂを構成する光電変換層７および上部電極層８を、それぞれ第２光電変換層７ｂおよび第２上部電極層８ｂという。
【００１７】
また、Ｙ方向に沿って延びている分離溝部Ｐ２が、第１積層部９ａ上から第２下部電極層４ｂ上に至るまで配されている。そして、接続導体１０は、分離溝部Ｐ２において−Ｘ方向側に位置する第１積層部９ａの側面に設けられている。そして、接続導体１０は、隣接する光電変換セル２ａ、２ｂのうち、一方の光電変換セル２ａの第１上部電極層８ａと、他方の光電変換セル２ｂの第２下部電極層４ｂとを電気的に接続している。このような構成によって、隣接する光電変換セル２ａ、２ｂ同士が直列接続されている。
【００１８】
また、光電変換部１は光電変換セル２の他に出力電極１８を含んでいる。具体的には、光電変換セル２ａの一端（−Ｘ方向）側および光電変換セル２ｂの他端（＋Ｘ方向）側の外周部には、光電変換部１で得られた電力を外部に出力するための出力電極１８（出力電極１８ａおよび出力電極１８ｂ）が設けられている。図１〜図２において、出力電極１８ａは、第１下部電極層４ａのうち第１積層部９ａが設けられていない領域をいう。また、出力電極１８ｂは、第３下部電極層４ｃのうち第２積層部９ｂが設けられていない領域をいう。
【００１９】
以下に、光電変換部１の各構成要素について詳細に説明する。第１基板３は、複数の光電変換セル２を支持するためのものである。第１基板３に用いられる材料としては、例えばガラス、セラミックス、樹脂または金属等が挙げられる。ここでは、第１基板３が１〜３ｍｍ程度の厚さを有する青板ガラス（ソーダライムガラス）で構成された例を示す。
【００２０】
下部電極層４は、第１基板３の＋Ｚ方向側の主面上に設けられた、Ｍｏ（モリブデン）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｔｉ（チタン）またはＡｕ（金）等の金属あるいはこれらの金属の積層体からなる導電体である。下部電極層４は、スパッタリング法または蒸着法等の薄膜形成手法を用いて、例えば０．２〜１μｍ程度の厚みに形成される。分離溝部Ｐ１の幅、つまり第１下部電極層４ａと第２下部電極層４ｂとの間隔は、例えば２０〜２００μｍ程度である。
【００２１】
光吸収層５は、下部電極層４の＋Ｚ方向側の主面上に設けられた、第１導電型（ここではｐ型の導電型）を有する半導体層であり、例えば１〜３μｍ程度の厚みを有している。光吸収層５の材料としては特に限定されず、金属カルコゲナイドや非結晶シリコン（ａ−Ｓｉ）等が用いられる。比較的高い光電変換効率を有するという観点では、例えばＩ−III−VI族化合物、Ｉ−II−IV−VI族化合物およびII−VI族化合物等の金属カルコゲナイドが光吸収層５の材料として用いられる。
【００２２】
ここで、Ｉ−III−VI族化合物とは、１１族元素（Ｉ−Ｂ族元素ともいう）と１３族元
素（III−Ｂ族元素ともいう）と１６族元素（VI−Ｂ族元素ともいう）との化合物である
。Ｉ−III−VI族化合物としては、例えばＣｕＩｎＳｅ２（二セレン化銅インジウム、Ｃ
ＩＳともいう）、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２（二セレン化銅インジウム・ガリウム、ＣＩＧＳともいう）、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓｅ，Ｓ）２（二セレン・イオウ化銅インジウム・ガリウム、ＣＩＧＳＳともいう）が挙げられる。あるいは、光吸収層５は、薄膜の二セレン・イオウ化銅インジウム・ガリウム層を表面層として有する二セレン化銅インジウム・ガリウム等によって構成されていてもよい。
【００２３】
また、Ｉ−II−IV−VI族化合物とは、１１族元素と１２族元素（II−Ｂ族元素ともいう）と１４族元素（IV−Ｂ族元素ともいう）と１６族元素（VI−Ｂ族元素）との化合物である。Ｉ−II−IV−VI族化合物としては、例えばＣｕ２ＺｎＳｎＳ４（ＣＺＴＳともいう）、Ｃｕ２ＺｎＳｎ（Ｓ，Ｓｅ）４（ＣＺＴＳＳｅともいう）、およびＣｕ２ＺｎＳｎＳｅ４（ＣＺＴＳｅともいう）等が挙げられる。
【００２４】
また、II−VI族化合物とは、１２族元素（II−Ｂ族元素）と１６族元素（VI−Ｂ族元素）との化合物半導体である。II−VI族化合物としては、例えばＣｄＴｅ等が挙げられる。
【００２５】
バッファ層６は、光吸収層５の＋Ｚ方向側の主面上に設けられた半導体層である。この半導体層は、光吸収層５の第１導電型とは異なる第２導電型（ここではｎ型の導電型）を有している。そして、バッファ層６は、光吸収層５とｐｎ接合する態様で設けられており、例えば１０〜２００μｍ程度の厚みを有している。光電変換セル２では、ヘテロ接合を構成する光吸収層５とバッファ層６とにおいて光電変換が生じるため、光吸収層５とバッファ層６とが積層されて光電変換層７として機能している。
【００２６】
なお、導電型が異なる半導体とは、伝導担体（キャリア）が異なる半導体のことである。また、光吸収層５の導電型がｎ型であり、バッファ層６の導電型がｐ型である態様も有り得る。バッファ層６は、光吸収層５とは異なる材料が光吸収層５上に積層されたものであってもよい。
【００２７】
バッファ層６としては、ＣｄＳ、ＺｎＳ、ＺｎＯ、Ｉｎ２Ｓ３、Ｉｎ２Ｓｅ３、Ｉｎ（ＯＨ，Ｓ）、（Ｚｎ，Ｉｎ）（Ｓｅ，ＯＨ）、および（Ｚｎ，Ｍｇ）Ｏ等が挙げられる。この場合のバッファ層６は、例えばケミカルバスデポジション（ＣＢＤ）法等で形成される。なお、Ｉｎ（ＯＨ，Ｓ）とは、Ｉｎを水酸化物および硫化物として含む混晶化合物である。また、（Ｚｎ，Ｉｎ）（Ｓｅ，ＯＨ）は、ＺｎおよびＩｎをセレン化物および水酸化物として含む混晶化合物である。また、（Ｚｎ，Ｍｇ）Ｏは、ＺｎおよびＭｇを酸化物として含む混晶化合物である。
【００２８】
上部電極層８は、バッファ層６の＋Ｚ方向側の主面上に設けられた、透明な導電膜（透明導電膜）である。また、上部電極層８は、バッファ層６よりも電気抵抗率の低い層であり、光電変換層７で生じた電荷を良好に取り出すことが可能となる。光電変換効率をより高めるという観点からは、上部電極層８は、電気抵抗率が１Ω・ｃｍ未満でシート抵抗が５０Ω／□以下であればよい。
【００２９】
上部電極層８は、例えばＩＴＯ、ＡＺＯおよびＢＺＯ等の０．０５〜３μｍ程度の透明な導電膜である。透光性および導電性を高めるため、上部電極層８はバッファ層６と同じ導電型の半導体で構成されてもよい。
【００３０】
接続導体１０は、分離溝部Ｐ２において、−Ｘ方向側に位置する積層部９の側面に設けられ、一方の光電変換セル２の上部電極層８と隣接する他方の光電変換セル２の下部電極層４とを電気的に接続している。接続導体１０は、金属や導電性ペースト等からなる導電性の接続部である。そして、接続導体１０のＹ方向の幅は、例えば５０〜４００μｍ程度である。また、良好な導電性を有する観点から、隣り合う接続導体１０が互いに繋がっていてもよい。
【００３１】
また、集電電極１１が、上部電極層８の＋Ｚ方向側の主面上に形成されていてもよい。これによって、光電変換層７で生じた電荷をさらに良好に取り出すことができる。集電電極１１は、例えば図１に示すように、光電変換セル２の一端から接続導体１０にかけて帯
状に形成されている。これによって、光電変換層７で生じた電流が上部電極層８を介して集電電極１１に集電され、接続導体１０を介して隣接する光電変換セル２に良好に伝送される。
【００３２】
集電電極１１は、光吸収層５への光透過率を高めるとともに良好な導電性を有するという観点から、例えば５０〜４００μｍ程度の幅を有している。また、集電電極１１は、枝分かれした複数の分岐部を有していてもよい。
【００３３】
接続導体１０および集電電極１１は、例えばＡｇ等の金属粉を樹脂バインダー等に分散させた金属ペーストがパターン状に印刷され、これが硬化されることによって形成される。
【００３４】
出力電極１８ａ、１８ｂは、各光電変換セル２から得られた電力を外部に出力するためのものである。出力電極１８ａおよび出力電極１８ｂは、一方が正極であり、他方が負極である。そして、出力電極１８ａは、光電変換セル２ａの一端（−Ｘ方向）に電気的に接続されている。出力電極１８ｂは、光電変換セル２ｂの他端（＋Ｘ方向）に電気的に接続されている。具体的には、出力電極１８ａおよび出力電極１８ｂは下部電極層４の一部をそれぞれ延ばして形成されている。
【００３５】
次に、図３〜図５を参照しながら、第１基板３、充填材１２、第２基板１３、配線導体１４（配線導体１４ａ、配線導体１４ｂ）、被膜１６および端子ボックス１５について説明する。
【００３６】
本発明の第１実施形態において、光電変換部１は、光電変換セル２を２個以上配列して構成されている。つまり、図３に示すように、光電変換部１の一端（−Ｘ方向）に位置する光電変換セル２に出力電極１８ａが、光電変換部１の他端（＋Ｘ方向）に位置する光電変換セル２に出力電極１８ｂが電気的に接続されている。
【００３７】
そして、光電変換部１の出力電極１８ａ上に配線導体１４ａが、出力電極１８ｂ上に配線導体１４ｂが設けられている。また、配線導体１４ａおよび配線導体１４ｂは、一方が正極であり、他方が負極である。
【００３８】
配線導体１４ａおよび配線導体１４ｂは、図３に示すように、それぞれ第１基板３に設けられた開口部１７ａおよび開口部１７ｂを通過して第１基板３の裏面側に引き出されている。そして、配線導体１４ａおよび配線導体１４ｂは、第１基板３の裏面側に設けられた端子ボックス１５内まで延びている。
【００３９】
また、配線導体１４の表面は、図４に示すように、充填材１２よりも表面エネルギーが小さい被膜１６によって覆われている。被膜１６による効果については後述する。
【００４０】
第２基板１３は、光電変換部１と接触せずに、第１基板３の＋Ｚ方向側の主面に対向するように配置されている。さらに、第１基板３の＋Ｚ方向側の主面と第２基板１３の−Ｚ方向側の主面との間に充填材１２が充填されている。
【００４１】
以下に、太陽電池モジュールＭのうち光電変換部１を除いた各構成要素について詳細に説明する。
【００４２】
配線導体１４は、光電変換部１の出力を外部に導く機能を有している。また、配線導体１４は、図３に示すように、光電変換部１の出力電極１８に電気的に接続されており、ＸＹ面で平面視したときに、光電変換部１のＸ方向の両端に配置されている帯状の導体であ
る。
【００４３】
配線導体１４には、例えば銅、銀またはアルミニウム等の金属を含む金属箔およびこれらの金属を複数含む合金箔を利用できる。また、良好な導電性を有する観点から、配線導体１４は厚みが５０〜４００μｍ程度で、幅が１〜４ｍｍ程度であればよい。この配線導体１４と出力電極１８とは、例えば半田もしくは導電性接着剤を用いた接合方法または溶接法等で接続されている。溶接法とは、配線導体１４および出力電極１８の接触部を加熱溶融または加圧溶融することによって接合する方法であり、例えば超音波振動を加えながら加圧する。
【００４４】
開口部１７は、第１基板３の一主面から他主面に向かって形成された、第１基板３を貫通する孔である。開口部１７は、光電変換部１を第１基板３上に形成する前に設けてもよいし、光電変換部１を形成した後に設けてもよい。また、開口部１７の半径は、配線導体１４を通す観点から、０．７５〜２．５ｍｍ程度であればよい。なお、第１基板３がステンレス等の金属、ガラスまたはプラスチックである場合には、開口部１７は、ドリル等を用いた機械加工法およびＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）レーザー等によるレーザー加工法等で形成できる。
【００４５】
端子ボックス１５は、光電変換部１の電力を外部に出力できるようにする役割を有する。このような端子ボックス１５は、ポリフェニレンエーテル樹脂またはＡＢＳ樹脂等からなる箱体内に、銅およびステンレス銅等からなるターミナルを備えている。そして、配線導体１４は、ターミナルに電気的に接続されている。また、ターミナルには、外部の機器と接続するための接続ケーブル（図示なし）が取り付けられている。
【００４６】
充填材１２は、図４に示すように、互いに対向する第１基板３および第２基板１３の間に充填されている。この充填材１２は、光電変換部１を保護する機能を有しており、光電変換部１を覆うように配置されている。このような充填材１２としては、例えば共重合したエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）を主成分とする樹脂が挙げられる。なお、ＥＶＡには、樹脂の架橋を促進すべくトリアリルイソシアヌレート等の架橋剤が含まれていてもよい。そして、ＥＶＡによって第１基板３と第２基板１３とが接着されている。また、ＥＶＡ以外にも、熱硬化性樹脂、もしくは熱可塑性樹脂に架橋剤を添加して熱硬化の特性を持たせた樹脂であれば、充填材１２として利用できる。具体的には、アイオノマー、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）またはポリオレフィンを主成分とする樹脂も利用できる。
【００４７】
第２基板１３は、充填材１２に接触するように設けられており、光電変換部１等を外部から保護する機能を有している。そのため、第２基板１３は、第１基板３、光電変換部１および配線導体１４に対向して、充填材１２を介して間を空けて配置されている。この第２基板１３の大きさおよび形状は、第１基板３とほぼ同等のものである。第２基板１３は、光透過率および必要な強度の点から、例えば風冷強化した白板ガラス等を用いることができる。
【００４８】
被膜１６は、配線導体１４の表面を覆っている。さらに、被膜１６の表面エネルギーは、充填材１２の表面エネルギーよりも小さい。そのため、充填材１２は被膜１６に接触するよりも接触していない方がエネルギー的に安定であるので、充填材１２は被膜１６から離れようとして、被膜１６と充填材１２との間の接着力は弱くなる。よって、外気温度が低下する際に、充填材１２の収縮による引張りの力が被膜１６に加わった場合に、配線導体１４が出力電極１８から剥がれずに、被膜１６から充填材１２が剥がれる。これにより、配線導体１４の光電変換部１からの剥がれの発生を低減することができる。被膜１６と充填材１２との間の接着力を弱める観点からは、被膜１６の表面エネルギーは、充填材１２の表面エネルギーに比べて１０ｍＪ／ｍ２以上小さいことが望ましい。
【００４９】
被膜１６および充填材１２の表面エネルギーは、例えばＺｉｓｍａｎ方法によって以下の手順で算出できる。まず、被膜１６または充填材１２上に既知の表面エネルギーを持つ液体を数種類滴下し、これらの液体と被膜１６または充填材１２とがなす接触角θを測定する。この接触角θの測定には、接触角計を用いる。次に、これらの液体の表面エネルギーをｘ軸に、これらの液体と被膜１６または充填材１２とがなす接触角θから算出したｃｏｓθをｙ軸にプロットする。次に、プロットした点の最小二乗法から近似直線を得る。そして、この近似直線では、ｙ＝１（θ＝０）となるときの表面エネルギーが、被膜１６または充填材１２の表面エネルギーとなる。例えば既知の表面エネルギーを持つ液体としては、水（７２．７ｍＪ／ｍ２）、メタノール（２２．６ｍＪ／ｍ２）またはエチレングリコール（４８．４ｍＪ／ｍ２）等を利用することができる。
【００５０】
また、被膜１６は、配線導体１４の表面エネルギーによらず充填材１２の表面エネルギーとの関係によって設定できる。それは、配線導体１４の表面エネルギーは、充填材１２の表面エネルギーよりも大きいので、被膜１６と充填材１２との間の接着力よりも被膜１６と配線導体１４との間の接着力の方が強くなるためである。
【００５１】
例えば充填材１２がＥＶＡ、アイオノマー、ＰＶＢまたはポリオレフィンであるとすると、被膜１６にはフッ素樹脂またはシリコーン樹脂等を利用できる。フッ素樹脂またはシリコーン樹脂の表面エネルギー（フッ素樹脂：１８ｍＪ／ｍ２、シリコーン樹脂：２０ｍＪ／ｍ２）は、ＥＶＡ、アイオノマー、ＰＶＢまたはポリオレフィンの表面エネルギー（ＥＶＡ：３７ｍＪ／ｍ２、アイオノマー：３７ｍＪ／ｍ２、ＰＶＢ：５４ｍＪ／ｍ２、ポリオレフィン：３１ｍＪ／ｍ２）に比べて小さいので、被膜１６と充填材１２との間の接着力を弱めることができる。フッ素樹脂とは、フッ素原子をモノマー中に少なくとも１個以上含む樹脂である。シリコーン樹脂とは、シロキサン結合を骨格とし、珪素原子にアルキル基等が結合している樹脂である。
【００５２】
被膜１６は、例えばフッ素樹脂またはシリコーン樹脂等をトルエン等の有機溶媒の中に分散させた原料溶液を配線導体１４の表面に塗り、有機溶媒を気化させることで形成できる。この方法では、一度分散させた樹脂を凝集させることで被膜１６を形成するので、安定して配線導体１４の表面を被膜１６で覆うことができる。また、原料溶液を塗る方法では、ドクターブレードまたはスプレーノズル等を用いることができる。ドクターブレードを用いる方法とは、樹脂または金属からなるドクターブレードで原料溶液を均一の厚みで配線導体１４の表面に塗る方法である。また、スプレーノズルを用いる方法とは、スプレーノズルを用いて原料溶液を霧状にして配線導体１４に吹きかけることで原料溶液を配線導体１４の表面に塗る方法である。そして、被膜１６は、配線導体１４の表面積のうち出力電極１８との接続部を除いた部分の少なくとも５０％以上を覆っていればよい。なお、被膜１６と充填材１２との間の接着力をより弱める観点からは、被膜１６が配線導体１４の表面全体を覆っていることが望ましい。そして、被膜１６の厚みは、０．１〜１００μｍ程度であればよい。
【００５３】
次に、本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュールＭの製造方法の一例について説明する。
【００５４】
まず、洗浄された第１基板３の略全面に、スパッタリング法等を用いてＭｏ等からなる下部電極層４を成膜する。そして、下部電極層４の上面のうちのＹ方向に沿った直線状の形成対象位置からその直下の第１基板３の上面にかけて、分離溝部Ｐ１を形成する。分離溝部Ｐ１は、ＹＡＧレーザー等のレーザー光を走査しつつ形成対象位置に照射することで溝加工を行なう、レーザースクライブ加工法によって形成することが好ましい。
【００５５】
分離溝部Ｐ１を形成した後に、下部電極層４上に、光吸収層５とバッファ層６と上部電極層８とをこの順に形成する。
【００５６】
光吸収層５は、光吸収層５の構成元素を含む前駆体層を形成した後に、これを結晶化可能な温度で焼成することによって形成する。光吸収層５は、複数層の積層体から成るように形成してもよい。この前駆体層は、スパッタリング法または蒸着法等のいわゆる真空プロセスによって形成できる。また、前駆体層は、例えば塗布法または印刷法と称されるプロセスによって形成することもできる。塗布法または印刷法と称されるプロセスとは、光吸収層５の構成元素の錯体溶液を下部電極層４上に塗布して皮膜形成を行なうプロセスである。
【００５７】
バッファ層６は、ケミカルバスデポジション（ＣＢＤ）法によって形成する。例えば塩化インジウムとチオアセトアミドとを塩酸を含む酸性の溶液に溶解した後に、これに光吸収層５の形成までが行なわれた第１基板３を浸漬し、光吸収層５にＩｎ２Ｓ３を含むバッファ層６を形成する。
【００５８】
上部電極層８は、スパッタリング法、蒸着法または化学的気相成長（ＣＶＤ）法等で形成する。例えばバッファ層６上に、ＡＺＯからなる透明な上部電極層８を形成する。
【００５９】
バッファ層６および上部電極層８を形成した後に、上部電極層８の上面のうちのＹ方向に沿った直線状の形成対象位置からその直下の下部電極層４の上面にかけて、分離溝部Ｐ２を形成する。分離溝部Ｐ２は、分離溝部Ｐ１よりも若干＋Ｘ方向にずれた位置に形成する。分離溝部Ｐ２は、例えば４０〜５０μｍ程度のスクライブ幅のスクライブ針を用いたメカニカルスクライブ加工法を用いて形成できる。このとき、分離溝部Ｐ２によって分断された光電変換層７および上部電極層８がこの順に積層された積層体が、積層部９に相当する。
【００６０】
次に、隣接する積層部９において、一方の積層部９上から他方の積層部９上にかけて帯状の導体を形成する。このとき、帯状の導体は、分離溝部Ｐ２内に垂下して下部電極層４まで至るように形成する。帯状の導体は、例えばＡｇ等の金属粉が樹脂バインダー等に分散されている導電性を有するペースト（導電性ペースト）を、所望のパターンを描くように印刷し、これを加熱硬化することで形成することができる。
【００６１】
次に、帯状の導体の上面のうちのＹ方向に沿った直線状の形成対象位置からその直下の下部電極層４の上面にかけて、分離溝部Ｐ３を形成する。分離溝部Ｐ３は、分離溝部Ｐ２よりも若干＋Ｘ方向にずれた位置に形成する。分離溝部Ｐ３は、例えば４０〜５０μｍ程度のスクライブ幅のスクライブ針を用いたメカニカルスクライブ加工法を用いて形成できる。このとき、帯状の導体のうち分離溝部Ｐ２内に設けられた部分が接続導体１０に、積層部９上に設けられた部分が集電電極１１に相当する。そして、この工程によって複数の光電変換セル２に分割することで、図１および図２に示した光電変換部１を得る。
【００６２】
次に、メカニカルスクライブ加工法またはレーザースクライブ加工法等によって、光電変換部１の外周部から内側にかけて１〜２０ｍｍ程度を除去する。そして、光電変換部１のうちＸ方向における両端に位置する光電変換セル２について、例えばメカニカルスクライブ加工法、レーザースクライブ加工法またはブラスト加工法等を用いて、光吸収層５、バッファ層６、上部電極層８および集電電極１１等を１〜４ｍｍ程度の幅で削り取り、下部電極層４の一部を露出させる。これによって、光電変換セル２ａの一端部に出力電極１８ａを形成し、光電変換セル２ｂの他端部に出力電極１８ｂを形成する。
【００６３】
次に、光電変換部１の出力電極１８上に配線導体１４を半田もしくは導電性接着剤を用
いた接合方法または溶接法等で接続する。次に、フッ素樹脂またはシリコーン樹脂等をトルエン等の有機溶媒の中に分散させた原料溶液を配線導体１４の表面に塗り、有機溶媒を気化させることで被膜１６を形成する。そして、第１基板３上に、光電変換部１を覆うようにＥＶＡ等の充填材１２を配置し、次いで、充填材１２に接触するように、第２基板１３を配置する。次に、この積層体をラミネート装置にセットし、１０〜１５０Ｐａ程度の減圧下において、９０〜１８０℃程度の温度で５〜３０分間程度加熱しながらダイヤフラムを各部材に押し当てることで各部材を一体化する。以上の工程によって、太陽電池モジュールＭを作製する。
【００６４】
また、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、例えば後述する第２実施形態に係る太陽電池モジュールのような構成としてもよい。
【００６５】
＜第２実施形態に係る太陽電池モジュール＞
本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュールＭについて説明する。
【００６６】
被膜１６の熱膨張率は、配線導体１４の熱膨張率よりも大きく、充填材１２の熱膨張率よりも小さいことが好ましい。これによって、外気温度が低下する際に、充填材１２の収縮率と配線導体１４の収縮率との差を、被膜１６で吸収することができる。具体的には、充填材１２がＥＶＡ(熱膨張率１．８×１０−４／℃)で、配線導体１４が銅(熱膨張率１
．６８×１０−５／℃)であるときには、被膜１６の熱膨張率は０．５×１０−４〜１×
１０−４／℃程度であるとよい。熱膨張率が０．５×１０−４〜１×１０−４／℃程度の被膜１６としては、例えばフッ素樹脂（熱膨張率０．８×１０−４／℃）を利用できる。被膜１６の熱膨張率は、異なる熱膨張率の材料を混ぜることで設定できる。
【００６７】
なお、本発明は上述の実施の形態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種々の変更、改良等が可能である。例えば上述の実施の形態の例では出力電極１８ａおよび出力電極１８ｂは、下部電極層４の一部をそれぞれ延ばして形成されているが、これに限られない。出力電極１８ａおよび出力電極１８ｂの少なくとも一方は、光電変換部１の端（Ｘ方向）に位置する光電変換セル２の上部電極層８の一部であってもよい。具体的には、配線導体１４ａは、光電変換部１の一端（−Ｘ方向）に位置する光電変換セル２の上部電極層８の−Ｘ方向側の端部上に電気的に接続されていてもよい。また、配線導体１４ｂは、光電変換部１の他端（＋Ｘ方向）に位置する光電変換セル２の上部電極層８の＋Ｘ方向側の端部上に電気的に接続されていてもよい。
【００６８】
＜実施例＞
本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュールについて、以下のようにして評価した。
【００６９】
第１基板としての１２ｃｍ×１２ｃｍの青板ガラス基板上に、８ｃｍ×８ｃｍの光電変換部を形成した試料基板を複数枚用意した。光電変換部は、幅×長さが１ｃｍ×８ｃｍの光電変換セルが複数並べられて互いに電気的に直列接続されている構造である。また、光電変換セルは下部電極層としてのＭｏ電極層、光吸収層としてのＣＩＧＳ、バッファ層としてのＩｎ２Ｓ３および上部電極層としてのＡＺＯ電極層を備えている。そして、光電変換部の一端および他端に設けられた出力電極は、光電変換部の一端および他端に位置する光電変換セルの下部電極層を延ばした一部または光電変換部の一端および他端に位置する光電変換セルの上部電極層の一部である。つまり、出力電極が下部電極層または上部電極層の２種類の試料基板を用意した。そして、これらの試料基板の出力電極上に半田を用いた接合方法で配線導体としての２本の銅箔を接続した。なお、銅箔は厚みが０．２ｍｍで、幅が３ｍｍのものを用いた。
【００７０】
次に、被膜を形成するための２種類の原料溶液を作製した。第１の原料溶液は、フッ素樹脂を有機溶媒としてのトルエンの中に分散させることによって作製した。第２の原料溶液は、シリコーン樹脂を有機溶媒としてのトルエンの中に分散させることによって作製した。
【００７１】
そして、上記複数の試料基板のうちの一部に対し、第１の溶液または第２の溶液を配線導体の表面に塗り、室温で乾燥させることで有機溶媒を気化させて、配線導体を覆うフッ素樹脂またはシリコーン樹脂の被膜を形成した。これによって、配線導体の表面がフッ素樹脂の被膜に覆われた試料基板と、配線導体の表面がシリコーン樹脂の被膜に覆われた試料基板と、配線導体の表面が被膜に覆われていない試料基板との３種類の試料基板を作製した。
【００７２】
そして、上記試料基板上に充填材を配置し、次いで、充填材に接触するように第２基板としての１２ｃｍ×１２ｃｍの白板ガラスを配置した。次に、この積層体をラミネート装置にセットし、２００Ｐａの減圧下において、１６０℃の温度で１０分間加熱しながらダイヤフラムを各部材に押し当てることで各部材を一体化して、試料を作製した。このとき、充填材としては、ＥＶＡ、アイオノマーとしての三井・デュポン・ポリケミカル株式会社のハイミラン（登録商標）またはＰＶＢとしての株式会社クラレのトロシフォル（登録商標）の３種類のうち１種類を選んで用いた。
【００７３】
上記のように作製した試料に対して温度サイクル試験を行なった。温度サイクル試験とは、温度変化を繰り返し受けた場合の耐性を評価する試験である。具体的には、一定の速度で２５℃から−４０℃までを８５分間かけて温度を下降させた後、−４０℃で１０分間温度を保持し、次に一定の速度で−４０℃から８５℃まで１７０分間かけて温度を上昇させた後、８５℃で１０分間温度を保持し、次に一定の速度で８５℃から２５℃まで８５分間かけて温度を下降させる工程を１サイクルとして、これを２００サイクル繰り返した。そして、温度サイクル試験後の試料に対して、試料の２本の配線導体の間での電流−電圧測定を行なった。電流−電圧測定とは、規定の電流を流した際に規定の電圧が得られるか調べる検査である。その結果を、表１に示す。表１において、結果の欄の△印とは２本の配線導体の間で導通の確認ができなかったことを、結果の欄の○印とは２本の配線導体の間で導通の確認ができたことを示す。
【００７４】
【表１】
2015162482.tif 000003
【００７５】
表１に示す通り、配線導体の表面をフッ素樹脂またはシリコーン樹脂の被膜で覆っていない試料１〜３および試料９〜１０は、温度サイクル試験後に２本の配線導体の間で導通の確認ができなかった。これに対し、配線導体の表面をフッ素樹脂またはシリコーン樹脂の被膜で覆った試料４〜８および試料１１〜１３は、温度サイクル試験後も２本の配線導体の間で導通の確認ができた。
【００７６】
次に、試料１に対して、走査型電子顕微鏡を用いて断面ＳＥＭ観察を行なった。その結果、配線導体が下部電極層から剥がれていることが確認された。銅の表面エネルギー１１００ｍＪ／ｍ２は、ＥＶＡの表面エネルギー３７ｍＪ／ｍ２よりも大きいため、ＥＶＡと配線導体とは強固に接着されている。よって、温度サイクル試験において温度が下降する際に、ＥＶＡの収縮によって配線導体に引張りの力が加わり、温度サイクル試験の途中で配線導体が下部電極層から剥がれたことが２本の配線導体の間で導通の確認ができなかった原因であると確認された。他の２本の配線導体の間で導通の確認ができなかった試料２〜３および試料９〜１０も、同様に配線導体が下部電極層または上部電極層から剥がれていたことが確認された。
【００７７】
これに対し、２本の配線導体の間で導通の確認ができた試料４〜８および試料１１〜１３は、配線導体が出力電極から剥がれていなかった。これらの試料に用いたフッ素樹脂またはシリコーン樹脂の被膜の表面エネルギー（フッ素樹脂：１８ｍＪ／ｍ２、シリコーン樹脂：２０ｍＪ／ｍ２）は、充填材の表面エネルギー（ＥＶＡ：３７ｍＪ／ｍ２、アイオノマー：３７ｍＪ／ｍ２、ＰＶＢ：５４ｍＪ／ｍ２）よりも小さい。よって、充填材は被膜に接触するよりも接触していない方がエネルギー的に安定であるので、充填材は被膜から離れようとして、被膜と充填材との間の接着力が弱くなった。そして、温度サイクル試験において温度が下降する際に、充填材の収縮による引張りの力が被膜に加わるが、この時に被膜から充填材が剥がれることで、温度サイクル試験の途中で配線導体が下部電極層または上部電極層から剥がれるのを防止できたことを確認できた。
【００７８】
以上の結果から、配線導体を充填材よりも表面エネルギーが小さい被膜によって覆うことで、被膜と充填材との接着力を弱めることができる。これにより、外気温度が低下する際に、充填材が被膜から剥がれることで、配線導体の光電変換部からの剥がれの発生を低減できることが確認できた。
【符号の説明】
【００７９】
Ｍ：太陽電池モジュール
１：光電変換部
３：第１基板
１２：充填材
１３：第２基板
１４、１４ａ、１４ｂ：配線導体
１６：被膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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