(57)【要約】【課題】出力が経時低下し難く、長期にわたって優れた発電効率を有する太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】この太陽電池モジュールは、太陽電池セル１０と、封止材層２０ａを介して太陽電池セルの受光面側に配置された表面保護層３０と、封止材層４０ａを介して太陽電池セルの非受光面側に配置された裏面保護層５０とを有する。表面保護層３０は、ガス透過性の樹脂フィルムで構成される。太陽電池セル１０と裏面保護層５０との間に、イオン不透過性の層６１が配置されているか及び／又は太陽電池セル１０と表面保護層３０との間にガスバリア性の層６２が配置されている。そして、ガスバリア性の層６２及び／又はイオン不透過性の層６１と、太陽電池セル１０との間に、遊離酸を含有しない樹脂で構成された封止材層４１が配置され、表面保護層３０に隣接してエチレン−酢酸ビニル共重合体を含む樹脂で構成された封止材層２０ａが配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池セルと、封止材層を介して前記太陽電池セルの受光面側に配置された表面保護層と、封止材層を介して前記太陽電池セルの非受光面側に配置された裏面保護層とを有する太陽電池モジュールにおいて、
前記表面保護層が、ガス透過性の樹脂フィルムで構成され、
前記太陽電池セルと前記裏面保護層との間にイオン不透過性の層が配置されているか、及び／又は、前記太陽電池セルと前記表面保護層との間にガスバリア性の層が配置されており、
前記ガスバリア性の層及び／又は前記イオン不透過性の層と、前記太陽電池セルとの間に、遊離酸を含有しない樹脂で構成された封止材層が配置され、
前記表面保護層に隣接して、エチレン−酢酸ビニル共重合体を含む樹脂で構成された封止材層が配置さ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】
前記裏面保護層が遊離酸を発生しうる成分を含有するものであり、
前記太陽電池セルと前記裏面保護層との間に前記イオン不透過性の層が配置され、
前記太陽電池セルと前記イオン不透過性の層との間に前記遊離酸を含有しない樹脂からなる封止材層が配置されている請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記イオン不透過性の層と前記裏面保護層との間に遊離酸を含有しない樹脂からなる封止材層が配置されている請求項２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記太陽電池セルと前記表面保護層との間に前記ガスバリア性の層が配置され、
前記太陽電池セルと前記ガスバリア性の層との間に前記遊離酸を含有しない樹脂からなる封止材層が配置され、
前記表面保護層と前記ガスバリア性の層との間に前記エチレン−酢酸ビニル共重合体を含む樹脂で構成された封止材層が配置されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池セルの周囲を封止材層で覆い、更にその外側を表面保護層と裏面保護層とで覆った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、長期信頼性を確保するため、太陽電池セルの周囲を封止材層で覆い、更にその外側を表面保護層と裏面保護層とで覆った封止構造を取っている。
【０００３】
近年、軽量化、施工性および量産性の観点からプラスチックフィルム等の可撓性基板を用いた薄膜太陽電池の研究開発が進められている。薄膜太陽電池を用いた太陽電池モジュールにおいては、軽量、フレキシブル性という特徴を活かすべく、表面保護層には、フッ素樹脂フィルム等の耐候性を有する樹脂フィルム等が用いられている。また、封止材層には、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）が一般的に用いられている。
【０００４】
しかしながら、太陽電池モジュールからの水分の蒸散が妨げられ、内部に水分を含んだ状態で屋外に長期間曝されると、屋外で繰り返し曝される熱や光によるストレスにより、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂が分解して遊離酸が発生し、内部に遊離酸が蓄積する恐れがあった。太陽電池モジュールの内部に蓄積した遊離酸は、太陽電池セルの電極層等の金属部材と反応して、腐食させ、出力低下を引き起こすことがあった。
【０００５】
そこで、封止材層の材料として、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂の代わりに、遊離酸を発生する恐れのない樹脂材料を用いることが検討されている。
【０００６】
例えば、特許文献１には、封止材層の材料として、エチレン−アクリル酸エステル−アクリル酸三元共重合体、エチレン−アクリル酸エステル−無水マレイン酸三元共重合体、エチレン−メタクリル酸エステ ル−アクリル酸三元共重合体、エチレン−アクリル酸エステル−メタクリル酸三元共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル−メタクリル酸三元共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル−無水マレイン酸三元共重合体のいずれかあるいはこれらの混合物を用いることが開示されている。また、段落番号００７７には、通常は、表面封止材と同じ材料を裏面封止材にも用いると記載されている。そして、実施例では、表面封止材と同じ材料を裏面封止材に用いて太陽電池モジュールを製造している。
【０００７】
また、特許文献２には、受光面側透明保護部材と裏面側保護部材との間に太陽電池素子を樹脂封止シートにより封止してなり、太陽電池素子に隣接する２枚の樹脂封止シートのうち受光面側が架橋性のＥＶＡ、裏面側が熱可塑性の粘着性ポリオレフィン系樹脂である太陽電池モジュールが開示されている。また、段落番号００９７には、受光面側透明保護部材の材料としては、受光面側に使用される架橋性ＥＶＡシートとの接着性が非常に優れること、耐候性、耐衝撃性、コストのバランスの観点からガラス基板が好ましいと記載されている。また、実施例では、受光面側透明保護部材としてガラスを使用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−３６８２４３号公報
【特許文献１】特開２０１２−３６８２４３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、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂は、比較的安価な材料であるため、封止材層の材料として、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂の代わりに、遊離酸を発生する恐れのない樹脂材料を使用すると、コストが増加する傾向にあった。
【００１０】
また、特許文献２では、太陽電池素子に隣接する２枚の樹脂封止シートのうち受光面側に架橋性のＥＶＡを用い、裏面側に熱可塑性の粘着性ポリオレフィン系樹脂を用いているが、受光面側透明保護部材としてガラスを使用した場合、太陽電池モジュールからの水分の蒸散が妨げられてしまい、内部に水分を含んだ状態で屋外に長期間曝される恐れがあった。このため、遊離酸の発生を十分に抑制できないことがあった。
【００１１】
よって、本発明の目的は、出力が経時低下し難く、長期にわたって優れた発電効率を有する太陽電池モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池セルと、封止材層を介して前記太陽電池セルの受光面側に配置された表面保護層と、封止材層を介して前記太陽電池セルの非受光面側に配置された裏面保護層とを有する太陽電池モジュールにおいて、前記表面保護層が、ガス透過性の樹脂フィルムで構成され、前記太陽電池セルと前記裏面保護層との間に、イオン不透過性の層が配置されているか、及び／又は、前記太陽電池セルと前記表面保護層との間にガスバリア性の層が配置されており、前記ガスバリア性の層及び／又は前記イオン不透過性の層と、前記太陽電池セルとの間に、遊離酸を含有しない樹脂で構成された封止材層が配置され、前記表面保護層に隣接して、エチレン−酢酸ビニル共重合体を含む樹脂で構成された封止材層が配置されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の太陽電池モジュールは、前記裏面保護層が遊離酸を発生しうる成分を含有するものであり、前記太陽電池セルと前記裏面保護層との間に前記イオン不透過性の層が配置され、前記太陽電池セルと前記イオン不透過性の層との間に前記遊離酸を含有しない樹脂からなる封止材層が配置されていることが好ましい。また、前記イオン不透過性の層と前記裏面保護層との間に遊離酸を含有しない樹脂からなる封止材層が配置されていることが好ましい。
【００１４】
本発明の太陽電池モジュールは、前記太陽電池セルと前記表面保護層との間に前記ガスバリア性の層が配置され、前記太陽電池セルと前記ガスバリア性の層との間に前記遊離酸を含有しない樹脂からなる封止材層が配置され、前記表面保護層と前記ガスバリア性の層との間に前記エチレン−酢酸ビニル共重合体を含む樹脂で構成された封止材層が配置されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の太陽電池モジュールによれば、表面保護層が、ガス透過性の樹脂フィルムで構成され、表面保護層に隣接してエチレン−酢酸ビニル共重合体を含む樹脂で構成された封止材層が配置されているので、エチレン−酢酸ビニル共重合体を含む樹脂で構成された封止材層からの水分の蒸散が良好である。このため、エチレン−酢酸ビニル共重合体が水分を含んだ状態で屋外に曝されることを防止でき、エチレン−酢酸ビニル共重合体を含む樹脂で構成された封止材層の劣化を防止して、遊離酸の発生を抑制できる。更には、封止材層の耐久性を高めることができる。
【００１６】
また、太陽電池セルと裏面保護層との間にイオン不透過性の層が配置され、かつ、イオン不透過性の層と太陽電池セルとの間に、遊離酸を含有しない樹脂で構成された封止材層が配置されている場合には、裏面保護層として遊離酸を発生しうる成分を含有するものを用いたり、太陽電池モジュールを、遊離酸を発生しうる成分を含有する支持体に配置して用いたり、太陽電池モジュールを、遊離酸を発生しうる成分を含有する接着剤を介して支持体に固定した場合であっても、イオン不透過性の層によって遊離酸が太陽電池セルまで到達することを防止できるので、電極層等の腐食による劣化を防止できる。
【００１７】
また、太陽電池セルと表面保護層との間にガスバリア性の層が配置され、かつ、ガスバリア性の層と、太陽電池セルとの間に、遊離酸を含有しない樹脂で構成された封止材層が配置されている場合は、表面保護層を通過して水蒸気が太陽電池モジュールの内部に侵入しても、ガスバリア性の層によって水蒸気が太陽電池セルまで到達することを防止できるので、水蒸気の影響による太陽電池セルの劣化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の太陽電池モジュールの第１の実施形態の概略構成図である。
【図２】本発明の太陽電池モジュールの第２の実施形態の概略構成図である。
【図３】本発明の太陽電池モジュールの第３の実施形態の概略構成図である。
【図４】太陽電池セルの一実施形態の概略構成図である。
【図５】太陽電池セルの他の実施形態の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明において、「ガス透過性」とは、水蒸気に関する透過性のことである。また、「ガス透過性を有する」とは、感湿センサ法（ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９）で測定した、４０℃、９０％ＲＨにおける水蒸気透過率が、１ｇ／ｍ２・２４Ｈ以上であることとする。また、「ガスバリア性」とは、感湿センサ法（ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９）で測定した、４０℃、９０％ＲＨにおける水蒸気透過率が０．０１ｇ／ｍ２・２４Ｈ以下であることとする。また、「イオン不透過性」とは、遊離酸に関する不透過性のことである。
【００２０】
（第１の実施形態）
本発明の太陽電池モジュールの第１の実施形態について、図１を用いて説明する。
【００２１】
この太陽電池モジュールは、太陽電池セル１０と、太陽電池セルの受光面側１０ｂを覆う封止材層２０ａ上に配置された表面保護層３０と、太陽電池セルの非受光面側１０ａを覆う封止材層４０ａ上に配置された裏面保護層５０ａとを備える。以下、太陽電池セルの受光面側１０ｂを覆う封止材層を、表面封止材層という。また、太陽電池セルの非受光面側１０ａを覆う封止材層を、裏面封止材層という。
【００２２】
この実施形態において、裏面封止材層４０ａは、太陽電池セル１０の非受光面側に隣接して配置された第１の裏面封止材層４１と、裏面保護層５０ａに隣接して配置された第２の裏面封止材層４２とで構成されている。そして、第１の裏面封止材層４１と、第２の裏面封止材層４２との間に、イオン不透過性の層６１が配置されている。
【００２３】
なお、本発明において、受光面とは、太陽電池セルが太陽光を受光する側の面のことである。また、非受光面とは、太陽電池セルが太陽光を受光する面の反対面を意味する。
【００２４】
太陽電池セル１０の構造としては、特に限定は無い。例えば、図４に示される構造等が挙げられる。図４に示される構造の太陽電池セルは、基板１１の片面に、第１電極層１２、光電変換層１３及び第２電極層１４が順次積層して構成された素子１５が複数形成されている。そして、図示しないが、それぞれの素子１５が直列及び／又は並列に接続している。また、上記のように同一基板上に複数の素子が形成される場合もあれば、一つの基板上に一つの素子が形成され、それらの素子同士が直列及び／又は並列に接続する場合もある。
【００２５】
また、太陽電池セル１０は、図５に示す構造をなすものであってもよい。図５に示される構造の太陽電池セルは、基板１１の受光面側１０ｂに、第１電極層１２、光電変換層１３、第２電極層１４を順次積層して構成された素子１５が複数形成され、基板１１の非受光面側１０ａに、第３電極層１６が複数形成され、隣接する素子１５どうしが、次に示す態様で第３電極層１６を介して電気的に直列接続している。
【００２６】
すなわち、素子１５の両端部には、基板１１上に第１電極層１２、光電変換層１３が順次積層され、第２電極層１４が設けられていない接続部１５ａ，１５ａが設けられている。また、第３電極層１６は、素子１５とほぼ同じ間隔で、かつ、隣接する一方の素子側にずれて分割されている。また、各素子１５には、第３電極層１６、基板１１、第１電極層１２、光電変換層１３、第２電極層１４を貫通して形成された第１貫通孔１７が、所定間隔で複数形成されている。そして、第１貫通孔１７の内壁において、第２電極層１４と第３電極層１６とが、導体層１８ａにより電気的に接続している。また、第１電極層１２は、光電変換層１３で覆われて、第２電極層１４、導体層１８ａ及び第３電極層１６と絶縁されている。また、接続部１５ａには、第３電極層１６、基板１１、第１電極層１２、光電変換層１３を貫通して形成された第２貫通孔１９が形成されている。そして、第２貫通孔１９の内壁において、第３電極層１６と第１電極層１２とが、導体層１８ｂにより電気的に接続している。
【００２７】
素子１５での発電により発生した電流は、光電変換層１３から第２電極層１４へと流れ、第１貫通孔１７を通って、素子１５の第２電極層１４から、第３電極層１６へと流れる。そして、第３電極層１６に移動した電流は、接続部１５ａへと移動し、第２貫通孔１９を通って、隣接する素子１５の第１電極層１２へと流れる。このようにして、この太陽電池セル１０は、第１貫通孔１７、第２貫通孔１９を介して、それぞれの素子１５が直列接続している。このような構造は、ＳＣＡＦ(Ｓｅｒｉｅｓ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ｔｈｒｏｕｇｈ  Ａｐｅｒｔｕｒｅｓ  ｆｏｒｍｅｄ  ｏｎ  Ｆｉｌｍ)構造と呼ばれており、例えば、特開平６―３４２９２４号公報などに記載される方法で製造できる。
【００２８】
太陽電池セルの基板１１は、絶縁性及び耐熱性を有するものであればよく、特に限定は無い。例えば、可撓性フィルム基板、ガラス基板、絶縁層でコーティングされたステンレス基板等が挙げられる。可撓性フィルム基板としては、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレンテレフタレート、アラミドなどで構成されたフィルム基板が挙げられる。可撓性フィルム基板を用いることで、フレキシブルな太陽電池セルとすることができる。なお、基板１１が光入射側に配される場合には、基板１１は光透過性の材料で構成すべきことはいうまでもない。
【００２９】
太陽電池セルの第１電極層１２及び第２電極層１４のうち、光入射側に配置される電極層は、ＩＴＯ、ＳｎＯ、ＺｎＯなどの透明導電性酸化物で形成される。
【００３０】
また、第１電極層１２、第２電極層１４のうち、光入射側とは反対側に配置される電極層、及び第３電極層１６は、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｍｏ及びこれらの合金などの導電性金属で形成されることが好ましい。また、これらの導電性金属で形成される層（以下、導電性金属層という）に、ＩＴＯ、ＳｎＯ、ＺｎＯなどの透明導電性酸化物で形成される層（以下、透明導電性酸化物層という）が積層されていてもよい。
【００３１】
各電極層の形成方法は特に限定は無い。各種電極材料を、蒸着法、スパッタ法、鍍金など当該技術において知られている任意の方法で製膜して形成できる。
【００３２】
光電変換層１３としては、特に限定はない。微結晶シリコン系光電変換層、アモルファスシリコン系光電変換層、アモルファスシリコンゲルマニウム系光電変換層、ＣＩＳ系光電変換層、ＣＺＴＳ系光電変換層等が挙げられる。ＣＩＳ系光電変換層としては、ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＧａＳｅ２、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓ，Ｓｅ）２等のＣＩＳ系半導体化合物で形成された光電変換層が挙げられる。ＣＺＴＳ系光電変換層としては、Ｃｕ２ＺｎＳｎＳｅ４、Ｃｕ２ＺｎＳｎ（Ｓ，Ｓｅ）４等のＣＺＴＳ系半導体化合物で形成された光電変換層が挙げられる。更に、光電変換層は、半導体セルが複数層積層した多接合構造であってもよい。
【００３３】
図１に再び戻ると、太陽電池セルの非受光面側１０ａには、第１の裏面封止材層４１、イオン不透過性の層６１、第２の裏面封止材層４２、裏面保護層５０ａが配置されている。
【００３４】
第１の裏面封止材層４１は、遊離酸を含有しない樹脂で構成されている。
【００３５】
遊離酸を含有しない樹脂としては、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、熱可塑性ポリウレタン等が挙げられる。ポリオレフィン樹脂としては、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−１−ブテン、ポリイソブチレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−１−ブテン共重合体、エチレン−プロピレン−１−ブテン三元共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体及びこれらのポリオレフィン樹脂の分子中にアルコキシシラン基を導入したシラン変性ポリオレフィン樹脂等が挙げられる。なかでも、裏面保護層および太陽電池セルとの接着性を付与しやすいという理由から、シラン変性ポリオレフィン樹脂が好ましく、シラン変性ポリエチレンが特に好ましい。
【００３６】
第１の裏面封止材層４１の膜厚は、５０〜６００μｍが好ましく、１００〜４００μｍがより好ましい。５０μｍ未満であると耐久性が不十分となる傾向にある。６００μｍを超えると、太陽電池の重量やコストが増加したり、太陽電池モジュールのフレキシブル性が低下する傾向にある。
【００３７】
イオン不透過性の層６１は、遊離酸透過率の低い樹脂で構成されている。
【００３８】
イオン不透過性の層６１は、ガラス転移温度（以下、Ｔｇという）が８５℃以上の樹脂で構成されていることが好ましく、Ｔｇが１０５℃以上の樹脂で構成されていることがより好ましい。Ｔｇが８５℃以上の樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート（Ｔｇ：１０５℃）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（Ｔｇ：８５℃）、ポリエチレンナフタレート（Ｔｇ：１５５℃）、ポリカーボネート（Ｔｇ：１５５℃）等が挙げられる。樹脂はガラス転移温度以上になると分子運動が活性化し、イオンが透過し易くなる。太陽電池モジュールの使用時において、イオン不透過性の層６１はおよそ３０〜８０℃に加熱されることが多いので、イオン不透過性の層６１のＴｇが８５℃以上であれば、イオンの透過を効率よく遮断できる。なお、本発明において、ＴｇはＪＩＳ  Ｋ７１２１  プレスチックの転移温度測定法で測定した値のことである。
【００３９】
イオン不透過性の層６１の膜厚は、１０〜２００μｍが好ましく、２５〜１００μｍがより好ましい。１０μｍ未満であると、イオンの透過を十分に遮断できないことがある。２００μｍを超えると、コストが増加したり、太陽電池モジュールのフレキシブル性が低下する傾向にある。
【００４０】
第２の裏面封止材層４２は、耐熱性を有する材料で構成されていることが好ましい。例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド、ポリビニル、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、アイオノマー等が挙げられる。第２の裏面封止材層４２は、遊離酸を含有しない樹脂で構成することが好ましいが、後述する裏面保護層５０ａがガス透過性を有する場合は、エチレン−酢酸ビニル共重合体を含むものであってもよい。第２の裏面封止材層４２を、遊離酸を含有しない樹脂で構成することにより、裏面封止材層からの遊離酸の発生を抑制でき、太陽電池モジュール内に遊離酸が蓄積することをより確実に防止できる。
【００４１】
第２の裏面封止材層４２の膜厚は、５０〜６００μｍが好ましく、１００〜４００μｍがより好ましい。５０μｍ未満であると耐久性が不十分となる傾向にある。６００μｍを超えると、太陽電池の重量やコストが増加したり、太陽電池モジュールのフレキシブル性が低下する傾向にある。
【００４２】
裏面保護層５０ａは、防水性、耐熱性、耐候性に優れた材料で構成されていることが好ましい。例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、フッ素樹脂等のガス透過性を有する材料で構成された樹脂フィルム、ＳＵＳ鋼板、Ａｌ板等の金属板、金属板の表面を、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、フッ素樹脂等の樹脂でコーティングした樹脂コーティング板等が挙げられる。フッ素樹脂としては、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等が挙げられる。
【００４３】
この実施形態では、第１の裏面封止材層４１と第２の裏面封止材層４２との間にイオン不透過性の層６１が配置されているので、裏面保護層として遊離酸を発生しうる成分を含有するものを用いたり、太陽電池モジュールを、遊離酸を発生しうる成分を含有する支持体に固定して用いたり、太陽電池モジュールを、遊離酸を発生しうる成分を含有する接着剤層を介して支持体に固定して用いた場合であっても、イオン不透過性によって、遊離酸が太陽電池セルまで到達することを防止できる。このため、裏面保護層には、遊離酸を発生しうる成分を含有するものを用いても良い。
【００４４】
遊離酸を発生しうる成分を含有する裏面保護層としては、樹脂シートや金属板を、ポリエステル系塗料等の遊離酸を発生しうる成分を含む塗料でコーティングしたもの等が挙げられる。
【００４５】
遊離酸を発生しうる成分を含有する支持体としては、樹脂や金属などで形成された躯体を、エステル系塗料等の遊離酸を発生しうる成分を含む塗料でコーティングしたもの等が挙げられる。
【００４６】
遊離酸を発生しうる成分を含有する接着剤層としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属等を含有する無機フィラーを含有する粘着性樹脂、塩化ビニル系防水シート等が挙げられる。
【００４７】
なお、第１の裏面封止材層４１、イオン不透過性の層６１、第２の裏面封止材層４２、及び裏面保護層５０ａは、太陽電池セルの非受光面側に配置されるため、透明性を有さない、あるいは、透明性の低い材料で構成されていてもよい。
【００４８】
太陽電池セルの受光面側１０ｂには、表面封止材層２０ａが配置され、さらにその外側に、表面保護層３０が配置されている。
【００４９】
表面封止材層２０ａは、エチレン−酢酸ビニル共重合体を含む樹脂で構成されている。表面封止材層２０ａは、エチレン−酢酸ビニル共重合体のみで構成されていてもよい。また、エチレン−酢酸ビニル共重合体を、ポリエチレン、ポリイミド、ポリビニル、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、アイオノマー等の他の樹脂で被覆して複層化しても良い。
【００５０】
表面封止材層２０ａの膜厚は、５０〜６００μｍが好ましく、１００〜４００μｍがより好ましい。５０μｍ未満であると耐久性が不十分となる傾向にある。６００μｍを超えると、太陽電池の重量やコストが増加したり、太陽電池モジュールのフレキシブル性が低下する傾向にある。
【００５１】
表面保護層３０は、ガス透過性を有する樹脂フィルムで構成される。
【００５２】
表面保護層３０の材質は、ガス透過性を有し、透明性、耐候性及び耐熱性に優れたものであればよい。例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。なかでも、耐候性に優れるということからフッ素樹脂が好ましい。フッ素樹脂としては、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等が挙げられる。
【００５３】
表面保護層３０の水蒸気透過率は、０．１〜３０ｇ／ｍ２・２４Ｈが好ましく、１〜１０ｇ／ｍ２・２４Ｈがより好ましい。０．１ｇ／ｍ２・２４Ｈ未満であると、太陽電池モジュールからの水分の蒸散が不十分となり易く、遊離酸の蓄積を抑制できないことがある。３０ｇ／ｍ２・２４Ｈを超えると、太陽電池モジュールへの水蒸気の侵入量が多くなり、外部から侵入した水分による影響により太陽電池セル１０の性能が低下する恐れがある。なお、本発明において水蒸気透過率は、感湿センサ法（ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９）で測定した値である。
【００５４】
表面保護層３０の膜厚は、２０〜２５０μｍが好ましく、２５〜１００μｍがより好ましい。２０μｍ未満であると、強度が不足する傾向にある。２５０μｍを超えると、太陽電池の重量やコストが増加したり、太陽電池モジュールのフレキシブル性が低下する傾向にある。
【００５５】
この太陽電池モジュールは、表面封止材層２０ａが、エチレン−酢酸ビニル共重合体を含む樹脂で構成されているので、耐熱性、耐久性に優れる。
【００５６】
また、表面保護層３０が、ガス透過性の樹脂フィルムで構成されているので、表面封止材層２０ａからの水分の蒸散が良好である。このため、表面封止材層２０ａが水分を含んだ状態で屋外に曝されることを防止でき、表面封止材層２０ａの劣化を防止して、遊離酸の発生を抑制できる。更には、表面封止材層２０ａの耐久性を高めることができる。
【００５７】
また、第１の裏面封止材層４１と第２の裏面封止材層４２との間にイオン不透過性の層６１が配置されているので、裏面保護層５０ａとして遊離酸を発生しうる成分を含有するものを用いたり、太陽電池モジュールを、遊離酸を発生しうる成分を含有する支持体に固定して用いたり、太陽電池モジュールを、遊離酸を発生しうる成分を含有する接着剤層を介して支持体に固定して用いた場合であっても、イオン不透過性によって、遊離酸が太陽電池セルまで到達することを防止できる。
【００５８】
このため、太陽電池セル１０の遊離酸による腐食劣化を抑制でき、出力が経時低下し難く、長期にわたって優れた発電効率を有する太陽電池モジュールとすることができる。
【００５９】
（第２の実施形態）
次に、本発明の太陽電池モジュールの第２の実施形態について、図２を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同一箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【００６０】
この太陽電池モジュールは、太陽電池セル１０と、表面封止材層２０ｂ上に配置された表面保護層３０と、裏面封止材層４０ｂ上に配置された裏面保護層５０ｂとを備える。
【００６１】
この実施形態において、表面封止材層２０ｂは、太陽電池セル１０の受光面側に隣接して配置された第１の表面封止材層２１と、表面保護層３０に隣接して配置された第２の表面封止材層２２とで構成されている。そして、第１の表面封止材層２１と、第２の表面封止材層２２との間に、ガスバリア性の層６２が配置されている。
【００６２】
まず、太陽電池セルの非受光面側の構成について説明する。
【００６３】
裏面封止材層４０ｂは、耐熱性を有する材料で構成されていることが好ましい。例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド、ポリビニル、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、アイオノマー等が挙げられる。裏面封止材層４０ｂは、遊離酸を含有しない樹脂で構成することが好ましいが、後述する裏面保護層５０ｂがガス透過性を有する場合は、エチレン−酢酸ビニル共重合体を含むものであってもよい。
【００６４】
裏面封止材層４０ｂの膜厚は、５０〜６００μｍが好ましく、１００〜４００μｍがより好ましい。５０μｍ未満であると耐久性が不十分となる傾向にある。６００μｍを超えると、太陽電池の重量やコストが増加したり、太陽電池モジュールのフレキシブル性が低下する傾向にある。
【００６５】
裏面保護層５０ｂは、防水性、耐熱性、耐候性に優れた材料で構成されていることが好ましい。上述した第１の実施形態で挙げたものを用いることができる。なお、この実施形態の場合、裏面保護層５０ｂとして遊離酸を発生しうる成分を含有するものを用いると、裏面保護層５０ｂから発生した遊離酸によって、太陽電池セル１０が腐食劣化することがある。このため、裏面保護層５０ｂには、遊離酸を発生しうる成分を含有しないものを用いることが好ましい。
【００６６】
次に、受光面側の構成について説明する。
【００６７】
第１の表面封止材層２１は、遊離酸を含有しない樹脂で構成されている。遊離酸を含有しない樹脂としては、上述した第１の実施形態で説明したものが挙げられる。
【００６８】
第１の表面封止材層２１の膜厚は、５０〜６００μｍが好ましく、１００〜４００μｍがより好ましい。５０μｍ未満であると耐久性が不十分となる傾向にある。６００μｍを超えると、太陽電池の重量やコストが増加したり、太陽電池モジュールのフレキシブル性が低下する傾向にある。
【００６９】
ガスバリア性の層６２は、水蒸気の透過率の低い材料で構成されている。
【００７０】
ガスバリア性の層としては、樹脂シートに、Ａｌ等の金属箔をラミネートしたシート材料や、樹脂シートに、Ａｌ、Ｓｉ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の無機材料を蒸着したシート材料等が挙げられる。
【００７１】
ガスバリア性の層６２の水蒸気透過率は、０．１ｇ／ｍ２・２４Ｈ以下が好ましく、０．０１ｇ／ｍ２・２４Ｈ以下がより好ましい。
【００７２】
ガスバリア性の層６２の膜厚は、１０〜１００μｍが好ましく、２０〜５０μｍがより好ましい。１０μｍ未満であると、水蒸気の透過を十分に遮断できないことがある。１００μｍを超えると、太陽電池の重量やコストが増加したり、太陽電池モジュールのフレキシブル性が低下する傾向にある。
【００７３】
第２の表面封止材層２２は、エチレン−酢酸ビニル共重合体を含む樹脂で構成されている。第２の表面封止材層２２は、上述した第１の実施形態で説明した表面封止材層２０ａと同様のものを用いることができる。
【００７４】
第２の表面封止材層２２の膜厚は、５０〜６００μｍが好ましく、１００〜４００μｍがより好ましい。５０μｍ未満であると耐久性が不十分となる傾向にある。６００μｍを超えると、太陽電池の重量やコストが増加したり、太陽電池モジュールのフレキシブル性が低下する傾向にある。
【００７５】
表面保護層３０は、ガス透過性を有する樹脂フィルムで構成される。表面保護層３０は、上述した第１の実施形態で説明した表面保護層３０と同様のものを用いることができる。
【００７６】
この太陽電池モジュールは、第１の表面封止材層２１と第２の表面封止材層２２との間にガスバリア性の層６２が配置されているので、表面保護層３０を通過して水蒸気が太陽電池モジュールの内部に侵入しても、ガスバリア性の層６２によって水蒸気が太陽電池セル１０まで到達することを防止できる。このため、水蒸気の影響による太陽電池セル１０の劣化を防止できる。また、第１の表面封止材層２１が、遊離酸を含有しない樹脂で構成されているので、遊離酸の発生を抑制でき、遊離酸の影響による太陽電池セル１０の劣化を防止できる。
【００７７】
（第３の実施形態）
次に、本発明の太陽電池モジュールの第３の実施形態について、図３を用いて説明する。なお、第１，２の実施形態と同一箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【００７８】
この太陽電池モジュールは、太陽電池セル１０と、表面封止材層２０ｂ上に配置された表面保護層３０と、裏面封止材層４０ａ上に配置された裏面保護層５０ｃとを備える。
【００７９】
表面封止材層２０ｂは、太陽電池セル１０の受光面側に隣接して配置された第１の表面封止材層２１と、表面保護層３０に隣接して配置された第２の表面封止材層２２とで構成されている。そして、第１の表面封止材層２１と、第２の表面封止材層２２との間に、ガスバリア性の層６２が配置されている。また、裏面封止材層４０ａは、太陽電池セル１０の非受光面側に隣接して配置された第１の裏面封止材層４１と、裏面保護層５０ｃに隣接して配置された第２の裏面封止材層４２とで構成されている。そして、第１の裏面封止材層４１と、第２の裏面封止材層４２との間に、イオン不透過性の層６１が配置されている。
【００８０】
この太陽電池モジュールは、第１の裏面封止材層４１と第２の裏面封止材層４２との間にイオン不透過性の層６１が配置されているので、裏面保護層５０ｃとして遊離酸を発生しうる成分を含有するものを用いたり、太陽電池モジュールを、遊離酸を発生しうる成分を含有する支持体に固定して用いたり、太陽電池モジュールを、遊離酸を発生しうる成分を含有する接着剤層を介して支持体に固定して用いた場合であっても、イオン不透過性によって、遊離酸が太陽電池セルまで到達することを防止できる。
【００８１】
また、第１の表面封止材層２１と第２の表面封止材層２２との間にガスバリア性の層６２が配置されているので、表面保護層３０を通過して水蒸気が太陽電池モジュールの内部に侵入しても、ガスバリア性の層６２によって水蒸気が太陽電池セル１０まで到達することを防止できる。このため、水蒸気の影響による太陽電池セル１０の劣化を防止できる。また、第１の表面封止材層２１が、遊離酸を含有しない樹脂で構成されているので、遊離酸の発生を抑制でき、遊離酸の影響による太陽電池セル１０の劣化を防止できる。
【実施例】
【００８２】
以下に本発明の実施例を示すが、これによって本発明の内容は制限されるものではない。なお、水蒸気透過率は、４０℃、９０％ＲＨの条件下で、感湿センサ法（ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９）で測定した。また、Ｔｇは、ＪＩＳ  Ｋ７１２１  プレスチックの転移温度測定法  の方法で測定した。
【００８３】
（実施例１）
太陽電池セル１０の受光面側に、表面封止材層２０ａとしてエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂シート（膜厚２００μｍ）と、表面保護層３０としてＥＴＦＥシート（膜厚２５μｍ、水蒸気透過率：１．３ｇ／ｍ２・２４Ｈ）とを配置した。また、太陽電池セル１０の非受光面側に、第１の裏面封止材層４１としてシラン変性ポリエチレンシート（膜厚１５０μｍ）と、イオン不透過性の層６１としてポリエチレンテレフタレートシート（膜厚１００μｍ、Ｔｇ：１０５℃、水蒸気透過率：７ｇ／ｍ２・２４Ｈ）と、第２の裏面封止材層４２としてシラン変性ポリエチレンシート（膜厚４００μｍ）と、裏面保護層５０ａとして防水シート（膜厚９００μｍ、材質：塩化ビニール樹脂、水蒸気透過率：５ｇ／ｍ２・２４Ｈ）とを配置した。そして、真空ラミネート法で、太陽電池セルをラミネートして図１に示す構造の太陽電池モジュールを製造した。
【００８４】
（実施例２）
太陽電池セル１０の受光面側に、第１の表面封止材層２１としてシラン変性ポリエチレンシート（膜厚１５０μｍ）と、ガスバリア性の層６２として蒸着ＰＥＴシート（膜厚：２５μｍ、水蒸気透過率：０．０１ｇ／ｍ２・２４Ｈ以下）と、第２の表面封止材層２２としてエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂シート（膜厚２００μｍ）と、表面保護層３０としてＥＴＦＥシート（膜厚２５μｍ、水蒸気透過率：１．３ｇ／ｍ２・２４Ｈ）とを配置した。また、太陽電池セル１０の非受光面側に、裏面封止材層４０ｂとしてシラン変性ポリエチレンシート（膜厚４００μｍ）と、裏面保護層５０ｂとしてＥＴＦＥシート（膜厚２５μｍ、水蒸気透過率：１．３ｇ／ｍ２・２４Ｈ）とを配置した。そして、真空ラミネート法で、太陽電池セルをラミネートして図２に示す構造の太陽電池モジュールを製造した。
【００８５】
（実施例３）
裏面保護層５０ｂとして、ＰＥＴ系バックシート（膜厚１００μｍ、水蒸気透過率：０．０１ｇ／ｍ２・２４Ｈ）を用いた以外は、実施例２と同様にして図２に示す構造の太陽電池モジュールを製造した。
【００８６】
（比較例１）
第１の裏面封止材層４１としてエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂シート（膜厚４００μｍ）を用いた以外は、実施例１と同様にして図１に示す構造の太陽電池モジュールを製造した。
【００８７】
（比較例２）
第１の表面封止材層２１としてエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂シート（膜厚２００μｍ）を用いた以外は、実施例２と同様にして図２に示す構造の太陽電池モジュールを製造した。
【００８８】
（比較例３）
第１の表面封止材層２１としてエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂シート（膜厚２００μｍ）を用いた以外は、実施例３と同様にして図２に示す構造の太陽電池モジュールを製造した。
【００８９】
実施例１〜３、比較例１〜３の太陽電池モジュールを、８５℃、９５％ＲＨ環境下で、最大出力電流（Ｉｐｍ）相当を通電し、１０００時間後の出力特性を、ＪＩＳ  Ｃ８９１２の方法で測定した。１０００時間後の出力低下が１０％以内を合格とした。結果を表１に記す。
【００９０】
【表１】
2015005537.tif 000003
【００９１】
表１に示すように、本発明の構成を採用することにより、出力低下を抑制できた。
【符号の説明】
【００９２】
１０：太陽電池セル
１１：基板
１２：第１電極層
１３：光電変換層
１４：第２電極層
１５：素子
１６：第３電極層
２０ａ，２０ｂ：表面封止材層
２１：第１表面封止材層
２２：第２表面封止材層
３０：表面保護層
４０ａ，４０ｂ：裏面封止材層
４１：第１裏面封止材層
４２：第２裏面封止材層
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ：裏面保護層
６１：イオン不透過性の層
６２：ガスバリア性の層
【図１】
2015005537.tif 000004
【図２】
2015005537.tif 000005
【図３】
2015005537.tif 000006
【図４】
2015005537.tif 000007
【図５】
2015005537.tif 000008