(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性基板と絶縁層との間に太陽電池セルを配設すると共に該太陽電池セルを封止層で封止してなる太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記絶縁層の太陽電池セル側の面に太陽電池セルに電気的に接続可能な回路層を設け、
導電性を有する導電性フィラーが混入され前記太陽電池セル側から絶縁層側に向けて線膨張係数が増大する第二の封止材を該回路層と太陽電池セルとの間に配設し、
押圧部材によって、前記太陽電池セルと前記第二の封止材を前記絶縁層側に加圧しながら加熱することで、前記太陽電池セルと前記回路層とを前記導電性フィラーにより電気的に接続するとともに前記第二の封止材の面内に前記太陽電池セルを埋設させて一体化させ、
前記導電性フィラーを含まない第一の封止材を前記第二の封止材及び前記太陽電池セルと前記透光性基板との間に配して前記太陽電池セル側に圧接させて、前記第一の封止材と前記第二の封止材とを前記封止層として前記太陽電池セルを封止する
ことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項２】
前記第二の封止材は太陽電池セルの受光面と同一平面をなすように製造した請求項１に記載された太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項３】
前記導電性フィラーの含有割合が互いに異なる複数の層を前記太陽電池セル側から絶縁層側に向けて線膨張係数が増大するように積層して前記第二の封止材とした請求項１に記載された太陽電池モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、裏面にプラス電極（Ｐ型半導体電極）、マイナス電極（Ｎ型半導体電極）の両電極を備える太陽電池セルを固定するための太陽電池モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自然エネルギーを利用する発電システムである太陽光発電の普及が急速に進められている。太陽光発電をするための太陽電池モジュールは、図８に示すように、受光側に配置された透光性基板１２０と、裏面側に配置された太陽電池モジュール用基材（バックシート）１１０と、透光性基板１２０および太陽電池モジュール用基材１１０の間に封止された多数の太陽電池セル１３０とを有している。また、太陽電池セル１３０は、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）フィルム等の封止用フィルム１４０ａ，１４０ｂに挟まれて封止されている。
従来、太陽電池モジュールにおいては、多数の太陽電池セル１３０が、配線材１５０で電気的に直列に接続されていた。太陽電池セル１３０は、太陽の受光面１３０ａである表面側にマイナス電極（Ｎ型半導体電極）１３１、裏面側にプラス電極（Ｐ型半導体電極）１３２が設けられているため、配線材１５０で接続すると、太陽電池セル１３０の受光面１３０ａの上に配線材１５０が重なり、光電変換の面積効率が低下する傾向にあった。
【０００３】
上述した電極１３１，１３２の配置では、配線材１５０が太陽電池セル１３０の表側から裏側に回り込む構造になるため、各部材の熱膨張率の差が原因で配線材１５０が断線することがあった。
そこで、特許文献１，２ではプラス電極とマイナス電極の両電極がセルの裏面に設置されたバックコンタクト方式の太陽電池セルが提案されている。この方式の太陽電池セルではセル裏面で直列に接続することが可能であり、セル表面の受光面積が犠牲にならず光電変換の面積効率の低下を防止できる。また、配線材を表側から裏側に回り込む構造にしなくてもよいため、各部材の熱膨張の差による配線材の断線も防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１１８６９号公報
【特許文献２】特開２００９−１１１１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述したようなバックコンタクト方式の太陽電池モジュールにおいては、絶縁基材の表面に配線材としての回路層が形成され、さらにこの回路層の上に裏面電極型の太陽電池セルが積層された構造をなしているため、太陽電池モジュールの使用時に高温に曝された場合には、絶縁基材と回路層及び太陽電池セルとの線膨張率の違いによって、太陽電池セルが絶縁基材から剥離してしまうおそれがあった。
即ち、この絶縁基材は太陽電池セル及び透光性基材と比較して線膨張率が大きいため、高温時においては絶縁基材が太陽電池セル及び透光性基材よりも大きく膨張し、この膨張差が、太陽電池セルが絶縁基材から剥離する原因になっていた。
【０００６】
さらに、回路層が形成された絶縁基材上に直接的に太陽電池セルを実装する構造のため、実装時に太陽電池セルの位置ずれを起こすことがあり、アライメント不良により、太陽電池セルの電極と回路層の電極とが接触不良を生じることもあった。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、太陽電池セルと絶縁層の線膨張係数が相違していても剥離を抑制して太陽電池セル間の電気接続不良を防止できるようにした太陽電池モジュールとその製造方法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】
【００１３】
また、絶縁層はガラス繊維に絶縁樹脂を含浸させた構造であることが好ましい。
ガラス繊維に絶縁樹脂を含浸させた絶縁層は、ＰＥＴやＰＥＮと比較して耐熱性と絶縁性がより高く耐候性も良好なため、バックコンタクト方式の太陽電池モジュールにおける太陽電池セルを支持する絶縁層としてより好ましい。しかも、ガラス繊維を内蔵しているために剛性が高く、加熱加圧によっても湾曲し難いために太陽電池セルを実装した状態で取り扱いが容易であり、製造段階における後工程が良好に行われる利点がある。
【００１４】
本発明による太陽電池モジュールの製造方法は、透光性基板と絶縁層との間に太陽電池セルを配設すると共に該太陽電池セルを封止層で封止してなる太陽電池モジュールの製造方法であって、前記絶縁層の太陽電池セル側の面に太陽電池セルに電気的に接続可能な回路層を設け、導電性を有する導電性フィラーが混入され前記太陽電池セル側から絶縁層側に向けて線膨張係数が増大する第二の封止材を該回路層と太陽電池セルとの間に配設し、押圧部材によって、前記太陽電池セルと前記第二の封止材を前記絶縁層側に加圧しながら加熱することで、前記太陽電池セルと前記回路層とを前記導電性フィラーにより電気的に接続するとともに前記第二の封止材の面内に前記太陽電池セルを埋設させて一体化させ、前記導電性フィラーを含まない第一の封止材を前記第二の封止材及び前記太陽電池セルと前記透光性基板との間に配して前記太陽電池セル側に圧接させて、前記第一の封止材と前記第二の封止材とを前記封止層として前記太陽電池セルを封止することを特徴とする。
本発明による太陽電池モジュールの製造方法によれば、押圧部材で太陽電池セルと封止材を絶縁層側に加圧しながら加熱すると、封止材が溶けて太陽電池セルの側面周囲を覆い、その後に硬化する。しかも、導電性フィラーを混入した封止材が太陽電池セルの上面である受光面を覆うことがないので、封止材中の導電性フィラーが太陽光を受光面で反射させることがなく、太陽電池セルの発電効率を落とすことがない。また、封止材によって太陽電池セルが固定保持されるから、位置ずれによるアライメント不良を防止できる。
太陽電池セルの受光面を覆う第一の封止層にはフィラーが混入されないから太陽電池セルに入射する太陽光を反射させることがなく、第二の封止層中の導電性フィラーに異方導電性機能を持たせることで、太陽電池セルと回路層を通電状態に保持できる。
【００１５】
また、導電性フィラーを混入した封止材は太陽電池セルの受光面と同一平面をなすようにしてもよい。
押圧部材によって太陽電池セルと封止材が加熱されつつ加圧されることで、太陽電池セルの受光面と封止材とが同一平面を形成するから、他の封止材を太陽電池セルの受光面に設けて封止する際、気泡が混入することを防止できる。
【００１６】
また、前記導電性フィラーの含有割合が互いに異なる複数の層を前記太陽電池セル側から絶縁層側に向けて線膨張係数が増大するように積層して前記封止材としたことが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明による太陽電池モジュールは、第二の封止層の線膨張係数が、太陽電池セルの線膨張係数より大きく絶縁層の線膨張係数より小さく設定されているから、使用時等に加熱されると、太陽電池セルと絶縁層との間の線膨張係数の差が大きくても両者の間に介在する第二の封止層によって、線膨張係数の差による応力を吸収して緩衝させて、太陽電池セルの剥離や位置ずれを防止できる。
しかも、太陽電池セルと回路層を設けた絶縁層との間に導電性フィラーを混入させた第二の封止層を設けたことで、可撓性を有しながら適度な硬さを確保することができて太陽電池セルと絶縁層の接合強度と耐久性を向上できてより長寿命が得られる。そして、導電性フィラーを混入させた第二の封止層によって、太陽電池セルの位置ずれを防いで太陽電池セル及び回路層の電極間に保持され、良好なアライメントを維持にできる。
【００１９】
また、本発明による太陽電池モジュールの製造方法によれば、太陽電池セルを導電性フィラーが混入された封止材中に埋設して一体化できるから、太陽電池セルは封止材によって密着させた状態で側面と下面を位置決め保持でき、アライメント不良を防止できる。しかも、使用時における太陽電池セルと絶縁層の線膨張係数の差による応力を封止材によって緩和できて、太陽電池セルの剥離を防止できる。
また、本発明による太陽電池モジュールの製造方法によれば、押圧部材で太陽電池セルと封止材を加圧しながら加熱すると、封止材が溶けて太陽電池セルの側面周囲を覆うと共に回路層の電極に設置された導電性フィラーを封止材中に混入させ硬化できる。予め、導電性フィラーを回路層の電極に設置しておくことで、太陽電池セルと封止材を加圧すると、導電性フィラーを封止材中に混入させて回路層の電極と太陽電池セルの電極との間に位置決めできて、電圧による導電性フィラーの異方導電性機能の付与とアライメントが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第一の実施形態による太陽電池モジュールを示す断面模式図である。
【図２】第一の実施形態において、太陽電池セルと第二の封止層を太陽電池モジュール基材に加圧加熱して接合する第一の製造工程の図である。
【図３】第一の実施形態において、太陽電池セルの上に第一の封止層と透光性基板を加圧加熱して接合する第二の製造工程の図である。
【図４】第二の実施形態による太陽電池モジュールの断面模式図である。
【図５】第二の実施形態において、太陽電池セルと第二の封止層を太陽電池モジュール基材に加圧加熱して接合する第一の製造工程の図である。
【図６】第二の実施形態において、太陽電池セルの上に第一の封止層と透光性基板を加圧加熱して接合する第二の製造工程の図である。
【図７】変形例において、太陽電池セルと第二の封止層を太陽電池モジュール基材に加圧加熱して接合する第一の製造工程の図である。
【図８】従来の太陽電池モジュールの一例を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施形態による太陽電池モジュールとその製造方法について説明する。
図１に示す第一の実施形態による太陽電池モジュール１は、太陽光等の光を入射させる透光性基板２と、その裏面側に配設された絶縁層としての絶縁基板３と、透光性基板２及び絶縁基板３の間に間隙を開けて配列された複数の太陽電池セル５とを概略で積層した構成を有している。
そして、絶縁基板３は、その一方の面即ち太陽電池セル５側の面に回路層６が設けられており、回路層６の表面には所定の間隔で電極６ａが配設されている。絶縁基板３の回路層６と反対側の裏面にはシールド材としてバリア層４が被着されている。
透光性基板２及び絶縁基板３の間において、太陽電池セル５は封止層７によって封止されている。太陽電池５は裏面電極型であり、その下面（裏面）に電極５ａが所定間隔で配設されている。太陽電池５の電極５ａは回路層６の電極６ａにほぼ対向して位置させられている。
【００２２】
封止層７は第一の封止層８と第二の封止層９とが積層されて構成されている。第一の封止層８には下面側に太陽電池セル５が所定間隔で埋め込まれて配設されており、透光性基板２から太陽電池セル５の下面まで形成された層状とされている。そして、第一の封止層８は太陽電池セル５の下面と同一の平面を形成している。
また、第二の封止層９は第一の封止層８の下面から回路層６が形成された絶縁基板３まで層状に形成されている。第一及び第二の封止層８，９は互いに気密に密着して太陽電池セル５を封止している。
【００２３】
第一及び第二の封止層８、９は通常の封止材、例えばＥＶＡ等で形成されている。第一の封止層８内にはフィラーは混入されていないが、第二の封止層９内にはフィラーが混入されている。第二の封止層９内に混入されたフィラーは少なくとも一部または全部が導電性フィラー１０であり、更に非導電性のフィラー１１を混入していてもよい。
本実施形態で示す例では、図１に示すように、導電性フィラー１０は例えば略球体に形成され、第二の封止層９の膜厚とほぼ同一の外径寸法を有している。
そして、第二の封止層９内に混入された導電性フィラー１０は対向して配設された回路層６の電極６ａと太陽電池５の電極５ａとに当接して挟持され、太陽電池５と回路層６とを互いに導通状態として直列に接続されている。そのため、第二の封止層９は厚み方向に異方導電性を有している。
【００２４】
次に図１に示す太陽電池モジュール１を構成する各部材について説明する。
図１において、透光性基板２としては、例えばガラスパネル等の酸化珪素などが挙げられる。なお、透光性基板２として、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート等の透明樹脂基板を用いることも可能である。
また、絶縁基板３の太陽電池セル５側の面に設けた回路層６は、太陽電池セル５に電気的に接続される層である。回路層６は積層配列される多数の太陽電池セル５を電気的に直列に接続するパターンを有している。
回路層６を構成する材料として、電気抵抗が低い材料、例えば銅、アルミニウム、鉄−ニッケル合金などが使用される。また、導電性高分子を使用することもできる。
回路層６の表面は、第二の封止層９内の導電性フィラー１０との密着性を向上させるために、ギ酸、硫酸、硝酸などの腐食性薬液によって粗面化処理が施されていてもよい。
【００２５】
封止層７は封止用フィルムまたはワニスにより形成される。封止用フィルムを用いた場合、例えばＥＶＡフィルム、エチレン・（メタ）アクリル酸エステル共重合体フィルム、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素樹脂フィルムなどが使用される。通常、封止用フィルムは、太陽電池セル５を挟み込むように２枚以上で使用される。
第一の封止層８は上述の素材でフィラーを混入しないで形成される。
第二の封止層９内には少なくとも導電性フィラー１０が混入されており、導電性フィラー１０は、回路層６と太陽電池セル５との電気的接続を補助する部材であり、回路層６の電極６ａと太陽電池セル５の電極５ａに対応して配設されている。導電性フィラー１０の材料として電気抵抗が低い材料が使用される。中でも回路層６との電気抵抗が低くなることから、銀、銅、錫、鉛、ニッケル、金よりなる群から選ばれる１種以上の金属を含有することが好ましい。
特に、導電性フィラー１０は粘度が高く容易に略球体等の所望の形状に形成するために、銀、銅、錫、半田（銅と鉛が主成分である。）よりなる群から選ばれる１種以上の金属を含有する導電性ペーストにより形成されていることが好ましい。
導電性フィラー１０は上述した金属で形成されていてもよいし、合成樹脂の表面に上述した金属めっきを施してもよい。
【００２６】
また、上述した導電性ペーストは低温硬化タイプであることが好ましい。導電性ペーストが低温硬化タイプであれば、１２０〜１６０℃という低温で太陽電池セル５の電極５ａと回路層６の電極６ａとを導電性フィラー１０によって電気的に接続できる。
１２０〜１６０℃は、第二の封止層９を構成する封止用フィルムとして使用可能なＥＶＡフィルムの軟化、溶融、架橋が生じる温度であるから、封止用フィルムとしてＥＶＡフィルムを用いる場合には、容易に加工できるため、太陽電池セル５の電極５ａと導電性ペーストから形成される導電性フィラー１０とをより容易に電気的に接続させることができる。
なお、フィラーとして、導電性フィラー１０以外に非導電性フィラー１１を混入する場合、例えばガラスフィラー等、適宜のものを選定できる。第二の封止層９の線膨張係数はこれらフィラーの混入割合によって調整できる。第二の封止層９内に非導電性フィラー１１を分散混入させることで、太陽電池セル５の間隙を透過した光を反射させて受光率を向上させることが可能になる。
【００２７】
次に、絶縁基板３について説明する。
絶縁基板３は、例えばＰＥＴまたはＰＥＮからなる。
或いは、単層のガラスクロス等、網目状のガラス繊維からなっていてもよい。絶縁基板３がガラス繊維からなる場合、膜厚が薄いために太陽電池セル５の熱が一方の面から他方の面に伝達して放熱効果が高く表裏面の温度差による絶縁基板３の反りを抑制できると共に、穴明けなどの加工が容易である。
また、絶縁基板３は、網目状のガラス繊維に絶縁樹脂を含浸させた複合材料であってもよい。この場合には、単層のガラスクロスよりも硬さが増して伸び縮みし難くなる。
絶縁基板３が、ガラス繊維に絶縁樹脂を含浸させた構造であると、ＰＥＴやＰＥＮと比較して耐熱性と絶縁性がより高く耐候性も良好なため、バックコンタクト方式の太陽電池モジュール１における太陽電池セル５を支持する絶縁層としてより好ましい。しかも、ガラス繊維を内蔵しているために剛性が高く、加熱加圧によっても湾曲し難いために太陽電池セル５を実装した状態で取り扱いが容易であり、製造段階における後工程が良好に行われる利点がある。
【００２８】
ガラス繊維に絶縁樹脂を含浸させた複合材料の一例として、網目状のガラス繊維に樹脂が含浸させられた樹脂含有繊維からなるプリプレグがある。プリプレグの繊維として、例えばガラスクロス、ガラス不織布、紙などが挙げられる。また、絶縁樹脂は、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、エポキシアクリレート樹脂またはウレタン樹脂等である。
プリプレグはプリント配線板の一形態であり、プリプレグを熱で固めた完成品はプリント配線板と呼称される。ガラス繊維に絶縁樹脂を含浸させたプリプレグの完成品として、ＦＲ−４、ＦＲ−５、ＢＴ材等があてはまる。
【００２９】
そして、絶縁基板３は膜厚を薄層に形成することで、太陽電池セル５の熱が裏面であるバリア層４側に伝達されて放熱効果が高く、表裏面の温度差が小さいために反りを生じにくい。絶縁基板３の膜厚は例えば２０μｍ〜３００μｍの範囲に形成した。
この絶縁基板３が単層のガラスクロスまたはこれに絶縁樹脂を含浸させたものからなると、耐熱性と絶縁性が高く電気信頼性が高い上に柔軟性と可撓性がある。
【００３０】
次に太陽電池セル５について説明する。太陽電池セル５は、例えば裏面にプラス電極およびマイナス電極を備えるバックコンタクト方式のものである。太陽電池セル５はシリコンからなるものが好ましく、例えば単結晶シリコン型、多結晶シリコン型等の結晶系太陽電池セルが用いられる。これらの中でも、発電効率に優れる点では単結晶シリコン型が好ましい。太陽電池セル５の厚さは１００μｍ〜３００μｍの範囲とする。
太陽電池セル５は、例えば正方形板状や八角形板状に形成され、透光性基板２と絶縁基板３との間に互いに間隙を開けて千鳥状に配列されている。特に太陽電池セル５を六角形、好ましくは正六角形板状に形成することでセル５，５間の間隙を最小化させ、太陽電池モジュール１の面積全体に対する太陽電池セル５の占有面積を増大させて発電効率を向上させることができる。
【００３１】
バリア層４は絶縁基板３の裏面に設けて空気透過を調整する層であり、水蒸気バリア性、酸素バリア性等の耐候性や絶縁性を有する例えばフッ化ビニル樹脂（ＰＶＦ）フィルム（商品名「テドラー」；登録商標）が用いられている。
【００３２】
次に、上述の構成を有する太陽電池モジュール１における線膨張係数について、表１を参照して説明する。
一般に、太陽電池セル５より絶縁基板３の方が、線膨張係数が大きく設定されているから、線膨張係数の差による応力を緩和して太陽電池セル５の剥離や割れ等を防ぐために、太陽電池セル５と絶縁基板３との間に充填される第二の封止層９は、その線膨張係数が、太陽電池セル５の線膨張係数より大きく且つ絶縁基板３の線膨張係数より小さい中間の値に設定される。
そのため、第二の封止層９の線膨張係数は、例えば２．５５×１０−６／℃より大きく、６０×１０−６／℃より小さい値に設定するものとする。ここで、２．５５×１０−６／℃は、太陽電池セル５としてシリコンタイプのものを採用した場合の代表的な線膨張係数であり、６０×１０−６／℃は、絶縁基板３としてＰＥＴを用いた場合の代表的な線膨張係数である。
【００３３】
【表１】
0005652911.tif 000002
【００３４】
第二の封止層９の線膨張係数はフィラーの混入割合によって調整できるから、導電性フィラー１０の混入割合、または導電性フィラー１０と非導電性フィラー１１の混入割合によって調整できる。第二の封止層９の線膨張係数を上述の範囲に設定すれば、太陽電池モジュール１がその使用時に加熱されたとしても、線膨張係数の差によって生じる応力を緩和して太陽電池セル５の剥離や割れ等を防ぐことができる。
【００３５】
次に本発明の第一実施形態による太陽電池モジュール１の製造方法について図２及び図３に基づいて説明する。
図２において、太陽電池モジュール１の基材１４として、絶縁基板３の裏面にバリア層４が接合され、その反対側の面には例えばプリント配線板の材料からなる回路層６が固定されている。この基材１４の回路層６側上部に、内部に導電性フィラー１０と非導電性フィラー１１が分散して混入された第二の封止層９と、太陽電池セル５とが順次配設されている。
このとき、第二の封止層９の厚みは混入された導電性フィラー１０の外径と略同一寸法とする。また、太陽電池５の電極５ａは回路層６の電極６ａにほぼ対向して位置させられる。そして、太陽電池セル５の上方に押圧部材として平板１５が設けられている。
【００３６】
この状態で、平板１５によって、太陽電池セル５と第二の封止層９を基材１４に向けて押しながら加熱する。すると、第二の封止層９は基材１４の回路層６及びその電極６ａに押圧され、回路層６上に導電性フィラー１０が押し付けられるため、導電性フィラー１０の厚み分の高さで第二の封止層９を介在して太陽電池セル５が保持される。
そして、太陽電池セル５の電極５ａと回路層６の電極６ａを通して電位をかけることで、導電性フィラー１０は第二の封止層９内で回路層６の電極６ａと太陽電池５の電極５ａとの間で導通状態となるようアライメントして位置決め保持され、第二の封止層９には異方導電性機能を付与される。そして、導電性フィラー１０はその上下端部が押し潰されて各電極５ａ，６ａと充分な接続面積を確保される。また、加熱加圧により、第二の封止層９は硬化されて回路層６を設けた絶縁基板３と太陽電池セル５の下面とに一体化される。
なお、非導電性フィラー１１は電位をかけても第二の封止層９内で移動することはない。
【００３７】
次いで、平板１５を外して、太陽電池セル５の上側に、第一の封止層８と透光性基板２が積層されたものを設置し、透光性基板２と第一の封止層８を太陽電池セル５側へ加圧し加熱する。
この加熱加圧により、第一の封止層８が溶けて太陽電池セル５の側面に回り込み、太陽電池セル５が第一の封止層８の下面側の凹部１６内に埋め込まれ(図１参照)、先に硬化された第二の封止層９の上面に圧接して密着させる。そして、加熱によって太陽電池セル５は第一の封止層８の下面側凹部１６に埋め込まれた状態で第一の封止層８が硬化され、第二の封止層９の上面と一体化された封止層７を形成する。
このようにして、太陽電池モジュール用基板１４、第二の封止層９，太陽電池セル５、第一の封止層８、透光性基板２を互いに密着させると同時に、太陽電池セル５を回路層６により電気的に直列に接続することができ、図１に示す太陽電池モジュール１が得られる。
【００３８】
上述した第一の実施形態による太陽電池モジュール１によれば、次の作用効果を奏する。
第一の実施形態による太陽電池モジュール１は、第二の封止層９の線膨張係数が、太陽電池セル５の線膨張係数より大きく且つ絶縁基板３の線膨張係数より小さく設定されているから、太陽電池モジュール１の使用時等に加熱され、太陽電池セル５と絶縁基板３との間の線膨張係数の差が大きくても両者の間に介在する第二の封止層９によって線膨張係数の差による応力を吸収して緩衝させて、太陽電池セル５の剥離や割れ等を確実に防止できる。
しかも、第二の封止層９の線膨張係数は内部に混入される導電性フィラー１０及び非導電性フィラー１１の混入割合によって、太陽電池セル５の割れや剥離を防ぐために最適な熱膨張率に調整できる。
【００３９】
また、太陽電池セル５と回路層６を有する絶縁層３との間に導電性フィラー１０や非導電性フィラー１１を混入させた第二の封止層９を設けたことで、使用時に熱膨張して太陽電池セル５側に湾曲する反りを生じたとしても、可撓性を有しながら適度な硬さを確保することができて太陽電池セル５と絶縁層３の接合強度と耐久性を向上できる。
また、導電性フィラー１０を混入させた第二の封止層９によって、太陽電池セル５の位置ずれを防いで、太陽電池セル５及び回路層６の各電極５ａ，６ａと導電性フィラー１０とのアライメントを良好に保持できる。
【００４０】
また、本実施形態による太陽電池モジュール１の製造方法によれば、絶縁基板３の回路層６と太陽電池セル５との間に第二の封止層９内の導電性フィラー１０をアライメントさせて導通状態に保持できると共に、太陽電池セル５を第一及び第二の封止層８，９によって位置決め固定して一体化できる。
しかも、使用時等における太陽電池セル５と絶縁層３の線膨張係数の差による応力を封止層７の第二の封止層９によって緩和できて、太陽電池セル５の剥離や割れ等を防止できる。
【００４１】
次に本発明の他の実施形態による太陽電池モジュールについて説明するが、上述の第一の実施形態と同一または同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略する。
図４は、本発明の第二の実施形態による太陽電池モジュール２０を示すものである。
第二の実施形態による太陽電池モジュール２０では、太陽電池セル５は第二の封止層９の上面に形成された凹部２１内に埋設されている。そして、封止層７に封止された太陽電池セル５の受光面と第二の封止層９の上面とが同一平面をなすように形成されている。
【００４２】
この状態で、太陽電池セル５の電極５ａと絶縁基板３の表面に設けた回路層６の電極６ａとの間に略球体状の導電性フィラー１０が通電状態で接触している。本実施形態では、第二の封止層９内には導電性フィラー１０のみが混入されているが、非導電性フィラー１１も混入されていてもよい。
そして、透光性基板２と第二の封止層９との間に太陽電池セル５を封止するために設けられた第一の封止層８は平行平板状に形成されており、フィラーは混入されていない。
【００４３】
本実施形態による第二の実施形態による太陽電池モジュール２０は上述の構成を備えており、次にその製造方法について図５及び図６により説明する。
図５において、太陽電池モジュール１の基材１４には、絶縁基板３の一方の面にバリア層４が、他方の面に回路層６が固定されている。その上方には、比較的大きな厚みに形成された第二の封止層９と、太陽電池セル５とが順次積層されている。
第二の封止層９には、内部に例えば略球体形状の導電性フィラー１０が混入されており、第二の封止層９の厚みは導電性フィラー１０の外径寸法と太陽電池セル５の厚みとの和に相当するものとする。また、太陽電池５の電極５ａは回路層６の電極６ａに略対向して位置させられる。
そして、太陽電池セル５の上方に押圧部材として平板１５が設けられている。
【００４４】
この状態で、平板１５によって、太陽電池セル５と第二の封止層９を基材１４に向けて加圧しながら加熱する。すると、第二の封止層９は基材１４の回路層６を押圧して圧接する。そして、第二の封止層９が溶解することで太陽電池セル５の側面に回り込み、凹部２１を形成することで第二の封止層９内に太陽電池セル５が埋設され、第二の封止層９内で太陽電池セル５と回路層６との間に導電性フィラー１０が挟まれて押圧される。
そして、太陽電池セル５の電極５ａと回路層６の電極６ａとの間に電位をかけることで、第二の封止層９内で太陽電池５の電極５ａと回路層６の電極６ａとの間に導電性フィラー１０がアライメントされて通電状態に保持され、異方導電性機能が付与される。導電性フィラー１０は各電極５ａ，６ａでその上下端部を押し潰されて各電極５ａ，６ａと充分な接続面積を確保される。
【００４５】
しかも、太陽電池セル５の受光面は第二の封止層９の上面と共に平板１５で押さえつけられて同一平面を形成する。そのため、導電性フィラー１０が混入された第二封止層９が太陽電池セル５の上面には被覆されない。そのため、第二の封止層９内の導電性フィラー１０が太陽電池セル５の受光面に入射する太陽光線をはじき返すことはない。また、後工程で、第二封止層９の上面をラミネートする際、上面であるラミネート面が平坦となるために気泡混入等の不良が生じない。
また、平板１５で太陽電池セル５と第二の封止層９を加圧しつつ加熱することにより、第二の封止層９に形成される凹部２１内に太陽電池セル５の底面と側面とを緊密に保持して一体化する。
【００４６】
次いで、図６に示すように、平板１５を外して、太陽電池モジュール用基材１４に積載された太陽電池セル５及び第二の封止層９の上側に、第一の封止層８と透光性基板２が積層されたものを設置し、透光性基板２と第一の封止層８を太陽電池セル５側へ加圧し加熱する。
この加熱加圧により、太陽電池セル５が第二の封止層９の凹部２１に埋め込まれた状態で、太陽電池セル５の受光面と第二の封止層９の上面とが第一の封止層８の下面に押圧されて一体化される。
このようにして、太陽電池モジュール用基板１４、第二の封止層９，太陽電池セル５、第一の封止層８、透光性基板２を互いに密着させて、太陽電池セル５を回路層６により電気的に直列に接続することができ、図４に示す太陽電池モジュール２０が得られる。
【００４７】
なお、本発明は上述した実施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で適宜の構成や材料等の変更が可能であり、これらも本発明に含まれる。
例えば、上述した第一及び第二の実施形態による製造方法に代えて、変形例として図７に示すように、太陽電池モジュール１、２０の第一の製造工程において、第二の封止層９内に予め導電性フィラー１０を混入させずに、別個に回路層６の電極６ａ上に導電性フィラー１０を設置しておいてもよい。そして、平板１５によって第二の封止層９及び太陽電池セル５を加熱しつつ加圧することで導電性フィラー１０を第二の封止層９内に押し込んで太陽電池セル５との間に挟み込むと共に両電極５ａ，６ａ間に電圧をかけて、両電極５ａ，６ａ間に当接させてアライメントさせることで導通状態に固定し、異方導電性機能を付与してもよい。
この場合には、より確実に導電性フィラー１０を太陽電池セル５の電極５ａと回路層６の電極６ａとの間に挟持できるから、より正確にアライメントできる。
【００４８】
また、第二の封止層９内に混入される導電性フィラー１０は必ずしも略球体状である必要はなく、適宜の形状を採用できる。また、太陽電池セル５の電極５ａと回路層６の電極６ａとの間に介在させる導電性フィラー１０は、必ずしも１つで形成される必要はない。例えば、導電性フィラーをより小径に形成して第二の封止層９内に分散混入させ、太陽電池セル５の電極５ａと回路層６の電極６ａとの間に電圧をかけることで、複数の導電性フィラーを太陽電池セル５の電極５ａと回路層６の電極６ａとの間で列状に配列させて導通させることで、異方導電性を付与させてもよい。
【００４９】
更に、封止層７の線膨張係数は第二の封止層９内で同一である必要はなく、例えば第二の封止層９を複数の層に分割して積層すると共に、各層の含有フィラーの含有割合を調整することで、複数の層の線膨張係数を、太陽電池セル５側から絶縁基板３側に向けて次第に増大するように傾斜配列させてもよい。
この場合、導電性フィラーは、第二の封止層９の各層においてそれぞれ混入させることが好ましく、両電極５ａ，６ａ間に電圧をかけることで、各層の延在方向に略直交する方向に配列させて異方導電性機能を持たせればよい。
【００５０】
また、上述の第一及び第二の実施形態では、封止層７の第一の封止層８と第二の封止層９との境界面を太陽電池セル５の電極５ａを設けた下面または上面に設定したが、境界面は太陽電池セル５の下面から上面までの間であれば任意の高さ位置に設定できる。
【００５１】
また、絶縁基板３としてＰＥＴに代えてガラスエポキシ基板を用いてもよく、この場合、絶縁基板３の線膨張係数は１２．０×１０−６／℃である。そのため、第二の封止層９の線膨張係数は、例えば２．５５×１０−６／℃より大きく、１２．０×１０−６／℃より小さい値に設定するものとすることが好ましい。
【符号の説明】
【００５２】
１、２０  太陽電池モジュール
２  透光性基板
３  絶縁基板
４  バリア層
５  太陽電池セル
５ａ、６ａ  電極
６  回路層
７  封止層
８  第一の封止層
９  第二の封止層
１０  導電性フィラー
１１  非導電性フィラー
１４  太陽電池モジュール用基材
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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