(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池素子と、前記太陽電池素子から電気を取り出す配線であるバスバーと、封止材シートと、が少なくともこの順に配置された太陽電池モジュールであって、
前記封止材シートは、密度０．８６０ｇ／ｃｍ３以上０．９７０ｇ／ｃｍ３以下のポリエチレンの含有量が全封止材組成物中８５％以上であり、
前記封止材シートは、前記封止材シートの一の表面から他の表面に向けて架橋度が漸増又は漸減する態様で、厚さ方向に沿って架橋度が変化しており、
前記封止材シートの両表面のうち前記架橋度のより高い側の面が、前記バスバー側に配置されている太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記封止材シートは、表裏面の一方のみの面側から電離放射線の照射が施されているか、又は、表裏面から異なる強度の電離放射線の照射が施されている請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記封止材シートは、中間層と、その両面に配置される最外層と、を含んでなる多層シートであり、
前記バスバー側と反対側となる前記多層シートの一方の最外層には、更にシラン変性ポリエチレン系樹脂が含まれている請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記封止材シートの前記バスバー側と反対側の面にはガラスが配置されている請求項３に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記封止材シートの厚さが３００μｍ以上６００μｍ以下である請求項１から４のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記太陽電池素子の厚さが１５０μｍ以上３００μｍ以下であり、
前記バスバーの厚さが１５０μｍ以上３００μｍ以下である請求項１から５のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記封止材シートは、
下記条件の熱機械分析（ＴＭＡ）試験において得られ、所定の温度範囲（℃）と前記封止材シートへの針の押込深さ（μｍ）との関係を示すＴＭＡ曲線において、
前記封止材シートの前記架橋度の高い側の面から針を押込み、前記所定の温度範囲（℃）における、前記ＴＭＡ曲線の勾配Ｐ（押込深さ（μｍ）／温度（℃））を求め、
前記封止材シートの膜厚の８０％における勾配であるＰ８０の値が、１μｍ／℃以上１０μｍ／℃以下であり、
前記封止材シートの膜厚の５０％における勾配であるＰ５０の値が、１３μｍ／℃以上２３μｍ／℃以下である請求項１から６のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
（ＴＭＡ試験：ＴＭＡ装置にφ１０ｍｍの封止材シートをセットし、φ１ｍｍの針で押込圧力２０ｋＰａの一定圧とし、昇温速度５℃／分で室温から１５０℃まで昇温し、その時の針の押込み深さを測定する。但し、Ｐ８０が、１５０℃における針の押込み深さが封止材シートの膜厚の５０％超８０％未満の場合には、１５０℃における勾配であるＰ１５０℃を用いる。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題に対する意識の高まりから、クリーンなエネルギー源としての太陽電池が注目されている。現在、種々の形態からなる太陽電池モジュールが開発され、提案されている。一般に太陽電池モジュールは、ガラス等からなる透明前面基板と太陽電池素子と裏面保護シートとが、封止材シートを介して積層された構成である。
【０００３】
封止材シートには、透明前面基板、太陽電池素子及び裏面保護シートとの密着性や密着耐久性、太陽電池素子の埋まり込み性、耐熱性等が要求される。
【０００４】
封止材シートは、樹脂組成物を架橋することにより、封止材シートの耐熱性を向上させることが行われている。しかし、封止材シートが過度に架橋した場合には、太陽電池素子の埋まり込み性が悪化する。
【０００５】
そこで、太陽電池モジュールを製造する際の太陽電池素子の埋まり込み性と耐熱性を両立するものとして、封止材シートを構成する樹脂中に電離性放射線架橋樹脂を含有させ、封止材シートの一方の面から電離性放射線を照射することにより、シート厚さ方向に沿ってゲル分率が変化した構造の封止材シートが提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−７４２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１には、太陽電池素子の埋まり込み性に優れた封止材シートが記載されているものの、太陽電池セルを接続する配線については考慮されていない。一方、太陽電池モジュールとして積層する際には、太陽電池素子と封止材シートとの間にはバスバーと呼ばれる太陽電池素子から電気を取り出す配線が配置される。ここで、太陽電池モジュールを製造する際には、一般的に太陽電池モジュールを積層する積層工程を含み、積層工程において太陽電池素子と封止材シートとにプレス圧力をかけてラミネートされる。しかし、バスバーには一定の厚みがあるため、バスバーが重なっている太陽電池素子の部分はプレス加工による応力が集中する。そのため、バスバーが重なっている太陽電池素子の部分にクラックが発生するという問題がある。
【０００８】
また、同時に封止材シートは、ガラス基板上に密着させる必要があるため、ガラス基板との高い密着性（ガラス密着性）が要求される。そのため、封止材シートの太陽電池素子を密着させる面においては、バスバーに起因する太陽電池素子のクラックの発生を抑制することのできる特性を有し、さらに封止材シートの太陽電池素子を密着させる面の反対側であるガラス基板を密着させる面においては、ガラス密着性が要求される。
【０００９】
本発明は、以上の状況に鑑みてなされたものであり、耐熱性を十分有する太陽電池モジュール用の封止材シートでありながら、バスバーに起因する太陽電池素子のクラックの発生を抑制することが可能であり、さらに高いガラス密着性を有する封止材シートを用いた太陽電池モジュールを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記問題を解決すべく、誠意検討を行った。バスバーが重なっている太陽電池素子の部分にクラックが発生するという課題を解決するには、バスバーの埋まり込み性を向上させるために封止材シートの架橋度の低い面がバスバー側に配置されるように積層することが良好と考えられる。しかし、意外にも封止材シートの架橋度の高い面がバスバー側に配置されるようにすることで、バスバーの埋まり込み性を向上させることが本発明者らによって確認された。そこで封止材シートの架橋度の高い面がバスバー側に配置されるような構成とした太陽電池モジュールとすることで、バスバーの埋まり込み性が良好となり、さらにガラス密着性の高い太陽電池モジュールとなることを本発明者らは見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のものを提供する。
【００１１】
（１）太陽電池素子と、前記太陽電池素子から電気を取り出す配線であるバスバーと、封止材シートと、が少なくともこの順に配置された太陽電池モジュールであって、前記封止材シートは、密度０．８６０ｇ／ｃｍ３以上０．９７０ｇ／ｃｍ３以下のポリエチレンの含有量が全封止材組成物中８５％以上であり、前記封止材シートは、前記封止材シートの厚さ方向に沿って架橋度が変化しており、前記封止材シートの前記架橋度の高い側の面が、前記バスバー側に配置されている太陽電池モジュール。
【００１２】
（２）前記封止材シートは、表裏面の一方のみの面側から電離放射線の照射が施されているか、又は、表裏面から異なる強度の電離放射線の照射が施されている（１）に記載の太陽電池モジュール。
【００１３】
（３）前記封止材シートは、中間層と、その両面に配置される最外層と、を含んでなる多層シートであり、前記バスバー側と反対側となる前記多層シートの一方の最外層には、更にシラン変性ポリエチレン系樹脂が含まれている（１）又は（２）に記載の太陽電池モジュール。
【００１４】
（４）前記封止材シートの前記バスバー側と反対側の面にはガラスが配置されている（３）に記載の太陽電池モジュール。
【００１５】
（５）前記封止材シートの厚さが３００μｍ以上６００μｍ以下である（１）から（４）のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【００１６】
（６）前記太陽電池素子の厚さが１５０μｍ以上３００μｍ以下であり、前記バスバーの厚さが１５０μｍ以上３００μｍ以下である（１）から（５）のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【００１７】
（７）前記封止材シートは、下記条件の熱機械分析（ＴＭＡ）試験において得られ、所定の温度範囲（℃）と前記封止材シートへの針の押込深さ（μｍ）との関係を示すＴＭＡ曲線において、前記封止材シートの前記架橋度の高い側の面から針を押込み、前記所定の温度範囲（℃）における、前記ＴＭＡ曲線の勾配Ｐ（押込深さ（μｍ）／温度（℃））を求め、前記封止材シートの膜厚の８０％における勾配であるＰ８０の値が、１μｍ／℃以上１０μｍ／℃以下であり、前記封止材シートの膜厚の５０％における勾配であるＰ５０の値が、１３μｍ／℃以上２３μｍ／℃以下である請求項１から６のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
（ＴＭＡ試験：ＴＭＡ装置にφ１０ｍｍの封止材シートをセットし、φ１ｍｍの針で押込圧力２０ｋＰａの一定圧とし、昇温速度５℃／分で室温から１５０℃まで昇温し、その時の針の押込み深さを測定する。但し、Ｐ８０が、１５０℃における針の押込み深さが封止材シートの膜厚の５０％超８０％未満の場合には、１５０℃における勾配であるＰ１５０℃を用いる。）
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、太陽電池モジュールの封止材シートは厚さ方向に沿って架橋度が変化しており、封止材シートの架橋度の高い側の面がバスバー側に配置されているため、耐熱性を十分有し、また、埋まり込み性を有するためバスバーに起因する太陽電池素子のクラックの発生を抑制することが可能であり、さらに高いガラス密着性を有する優れた太陽電池モジュールである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の太陽電池モジュールの層構成の一例を示す断面模式図である。
【図２】封止材シート１〜３に係る熱機械分析試験（ＴＭＡ）試験において、温度（℃）と封止材シートへの針の押込深さとの関係を示したグラフである。
【図３】封止材シート１〜３に係る熱機械分析試験（ＴＭＡ）試験において、温度（℃）とＴＭＡ曲線の勾配（押込み深さ（μｍ）／温度（℃））の絶対値との関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の太陽電池モジュールについて詳細に説明する。本発明は以下に記載される実施形態に限定されるものではない。
【００２１】
＜太陽電池モジュール＞
本発明の太陽電池モジュールの一実施形態について説明する。図１は、本発明の太陽電池モジュール１０の層構成を示す断面図である。本発明の太陽電池モジュール１０は、入射光の受光面側から、透明前面基板２、前面封止材層３、太陽電池素子４、背面封止材層５、及び裏面保護シート６が順に積層されている。また、太陽電池素子４と前面封止材層３との間には、太陽電池素子から電気を取り出す配線であるバスバー７が配置されている。本実施形態において、前面封止材層３の封止材シートは封止材シートの封止材シートの厚さ方向に沿って架橋度が変化しており、封止材シートの架橋度の高い面とバスバー７が接触するように配置される。このような構成にすることで、耐熱性を十分有し、かつバスバーに起因する太陽電池素子のクラックの発生を抑制することができる。また、同時に封止材シートの架橋度の低い面が透明前面基板側に配置される。封止材シートの架橋度の低い面はガラス等との密着性は高い。そのため、ガラス等である透明前面基板との密着性がより高い優れた太陽電池モジュールとすることができる。
【００２２】
透明前面基板としては、太陽光等を透過できる材料であれば特に限定されないが、ガラスを用いるのが特に好ましい。透明前面基板は、太陽電池素子のバスバーの反対側、すなわち封止材シートの架橋度の低い側の面と接触して積層される。封止材シートの架橋度の低い側の面と接触して積層されることで透明前面基板との密着性をより好ましいものにすることができる。
【００２３】
バスバーの厚さは１５０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。このような範囲にすることで太陽電池素子から電気を取り出す配線として好ましい導電性を有するものとすることができる。
【００２４】
太陽電池素子の厚さは、１５０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。１５０μｍ以上とすることで、太陽電池素子のクラック発生のリスクを抑えることができる。３００μｍ以下とすることで、生産性を好ましいものとすることができる。
【００２５】
＜封止材シート＞
本発明の太陽電池モジュールに用いられる封止材シートは、封止材シートの厚さ方向に沿って架橋度が変化している。封止材シートの架橋度が封止材シートの厚さ方向に沿って変化するように架橋させる方法は、特に限定されるものではない。例えば、封止材シートの表裏面の一方のみの面側から電離放射線を照射することにより又は表裏面から異なる強度の電離放射線を照射することにより架橋させる方法を用いることができる。このような方法により架橋させた場合において、架橋度の高い側の面がバスバー側に配置されるようにするには、封止材シートの表裏面の一方のみの面側から電離放射線を照射した場合には電離放射線の照射面に、表裏面から異なる強度の電離放射線を照射した場合には強い強度の電離放射線を照射した照射面に、太陽電池素子のバスバーが配置されるように積層すれば良い。
【００２６】
ここで封止材シートの架橋度とは、ゲル分率やＭＦＲ等のパラメータにより特定されるような封止材シートの架橋割合のことを表し、架橋度が小さいほど、架橋反応が生じていない樹脂成分の領域が多く存在することを意味する。なお、ゲル分率（％）とは、封止材０．１ｇを樹脂メッシュに入れ、６０℃トルエンにて４時間抽出したのち、樹脂メッシュごと取出し乾燥処理後秤量し、抽出前後の質量比較を行い残留不溶分の質量％を測定しこれをゲル分率としたものである。また、ＭＦＲ（ｇ／１０分）は、ＪＩＳ−Ｋ６９２２−２により測定した１９０℃、荷重２．１６ｋｇにより測定することにより求めることができる。
【００２７】
本発明の太陽電池モジュールに用いられる封止材シートは、熱機械分析試験（以下、ＴＭＡ試験と表記することがある。）において、封止材シートの架橋度の高い側の面から針を押込み、所定の温度範囲（℃）と封止材シートへの針の押込深さ（μｍ）を測定し、所定の温度範囲（℃）における、ＴＭＡ曲線の勾配Ｐ（押込深さ（μｍ）／温度（℃））を求め、勾配Ｐの絶対値の最大値であるＰＭＡＸに対する、封止材シートの膜厚の８０％における勾配であるＰ８０の比であるＰ１（Ｐ１＝１００×（Ｐ８０／ＰＭＡＸ））の値が３０％以下である封止材シートであることが好ましい。Ｐ１（Ｐ１＝１００×（Ｐ８０／ＰＭＡＸ））の値をこのような値にすることによって、耐熱性を十分有する封止材シートでありながら、バスバーに起因する太陽電池素子のクラックの発生を抑制することができる封止材シートとすることができる。
【００２８】
ここで本発明におけるＴＭＡ試験とは、ＴＭＡ装置にφ１０ｍｍの封止材シートをセットし、φ１ｍｍの針に押込圧力２０ｋＰａをかけて、昇温速度５℃／分で所定の温度範囲（℃）、例えば、室温から１５０℃まで昇温し、その時の針の押込み深さを測定する試験のことをいう。熱機械分析（ＴＭＡ）装置としては、例えばＳＩＩナノテクノロジー社製ＴＭＡ／ＳＳ７１００等を用いることができる。
【００２９】
ＴＭＡ試験におけるＰＭＡＸとは、ＴＭＡ曲線における押込深さ（μｍ）を温度（℃）により微分して求めた勾配Ｐ（押込深さ（μｍ）／温度（℃））の絶対値の最大値である。ＰＭＡＸは、ＴＭＡ試験の針の押込速さの最大値であり、封止材シートの柔軟性を示すパラメータである。ＰＭＡＸが大きい封止材シートであれば、ラミネートのプレス加工において、封止材シートの柔軟性が高いことを示す。そのため、ＰＭＡＸが大きい封止材シートであれは、ラミネートのプレス加工において、バスバーが容易に埋まり込むようになり、バスバーと太陽電池素子が重なっている箇所にかかるプレス加工の応力を軽減することができる。そのため、バスバーの重なりに起因する太陽電池素子のクラックの発生を抑制することができる。また、積層工程におけるラミネートは真空引き工程とプレス工程に分かれており、設定温度が１１０℃〜１５０℃程度で行われる。真空引き工程において７０℃〜９０℃に到達し、プレス工程で設定温度まで昇温する。ゆえに一般的に太陽電池素子への負担はプレス工程開始時がもっとも高くなるためＰＭＡＸにおける温度は７０℃〜９０℃であることが望ましい。ＰＭＡＸ（押込深さ（μｍ）／温度（℃））の値は、１０μｍ／℃以上５０μｍ／℃以下であることが好ましく、１２μｍ／℃以上３５μｍ／℃以下であることがより好ましく、１５μｍ／℃以上３０μｍ／℃以下とすることがさらに好ましい。ＰＭＡＸ（押込深さ（μｍ）／温度（℃））の値を１０μｍ／℃以上とすることで、バスバーの重なりに起因する太陽電池素子のクラックの発生をより効果的に抑制することができる。ＰＭＡＸ（押込深さ（μｍ）／温度（℃））の値を５０μｍ／℃以下とすることで、耐熱性を十分有する封止材シートとすることができる。
【００３０】
ＴＭＡ試験におけるＰ８０とは、封止材シートの膜厚の８０％における勾配（押込深さ（μｍ）／温度（℃））である。ここで封止材シートの膜厚の８０％における勾配とは、針の押込深さが封止材シートの膜厚に対して８０％の深さに達したときの勾配（押込深さ（μｍ）／温度（℃））を意味する。Ｐ８０は、封止材シートの耐熱性を示すパラメータである。Ｐ８０が小さい封止材シートほど、封止材シート中に架橋度の高い領域が多く含まれることを意味している。そのため、Ｐ８０の小さな封止材シートほど高い耐熱性を有している。Ｐ８０が小さい封止材シートであれば、封止材シートの耐熱性がより向上する。Ｐ８０（押込深さ（μｍ）／温度（℃））の値は１μｍ／℃以上１０μｍ／℃以下であることが好ましく２μｍ／℃以上６μｍ／℃以下であることがより好ましい。Ｐ８０（押込深さ（μｍ）／温度（℃））の値を１０μｍ／℃以下とすることで、耐熱性を十分有する封止材シートとすることができる。Ｐ８０（押込深さ（μｍ）／温度（℃））の値を１μｍ／℃以上とすることで、バスバーの重なりに起因する太陽電池素子のクラックの発生をより効果的に抑制することができる。なお、Ｐ８０が、１５０℃における針の押込み深さが封止材シートの膜厚の５０％超８０％未満の場合には、１５０℃における勾配であるＰ１５０℃を用いる。
【００３１】
ＴＭＡ試験におけるＰ１（Ｐ１＝１００×（Ｐ８０／ＰＭＡＸ））とは、ＴＭＡ曲線の勾配Ｐ（押込深さ（μｍ）／温度（℃））の絶対値の最大値であるＰＭＡＸに対する、封止材シートの膜厚の８０％における勾配であるＰ８０との比である。本発明の太陽電池モジュールに用いられる封止材シートは、電離性放射線による加工条件を適切に調整し、ラミネート適性に優れた柔軟な領域と、耐熱性に優れた高い架橋度を持つ領域を共に有するようにＰ１（Ｐ１＝１００×（Ｐ８０／ＰＭＡＸ））を３０％以下、より好ましくは２０％以下とすることによって、高い耐熱性を持たせつつ、かつバスバーに起因する太陽電池素子のクラックの発生を抑制することができる。
【００３２】
ＴＭＡ試験における封止材シートの融点＋４０℃の温度における針の押込深さが前記封止材シートの膜厚の８５％以内とすることが好ましく、８０％以内とすることがより好ましく、７５％以内とすることがさらに好ましい。ＴＭＡ試験における針の押込深さをこのような範囲とすることで、封止材シートの耐熱性をより好ましいものとすることができる。
【００３３】
また、封止材シートの架橋度の高い側の面から針を押込み、所定の温度範囲（℃）と封止材シートへの針の押込深さ（μｍ）を測定したＴＭＡ試験において、封止材シートの膜厚の５０％における勾配Ｐ５０（押込深さ（μｍ）／温度（℃））は、１３μｍ／℃以上２３μｍ／℃以下であることが好ましい。ここで封止材シートの膜厚の５０％における勾配とは、針の押込み深さが封止材シートの膜厚の５０％の深さの時点における勾配（押込深さ（μｍ）／温度（℃））を意味する。Ｐ５０は、封止材シートの埋まり込み性を示すパラメータである。Ｐ５０が大きい封止材シートであれば、封止材シートの埋まり込み性即ち凹凸追随性がより向上する。Ｐ５０（押込深さ（μｍ）／温度（℃））の値は１３μｍ／℃以上２３μｍ／℃以下であることが好ましく１５μｍ／℃以上２０μｍ／℃以下であることがより好ましい。Ｐ５０（押込深さ（μｍ）／温度（℃））の値を１３μｍ／℃以上とすることで、封止材シートの埋まり込み性即ち凹凸追随性を有する封止材シートとすることができる。Ｐ５０（押込深さ（μｍ）／温度（℃））の値を２３μｍ／℃以下とすることで、耐熱性を十分有するものとすることができる。
【００３４】
封止材シートの厚さは、３００μｍ以上６００μｍ以下とすることがより好ましい。このような範囲とすることで、充分に衝撃を緩和することができ、かつ生産性の高い封止材シートとすることができる。
【００３５】
［封止材組成物］
封止材シートは、密度が０．８６０ｇ／ｃｍ３以上０．９７０ｇ／ｃｍ３以下のポリエチレン系樹脂を全封止材組成物中８５％以上含まれている。ポリエチレン系樹脂をこのような範囲含ませることによって、封止材シートの長時間使用による分解を軽減するとともに、封止材シートの透明性を有するものとすることができる。ポリエチレン系樹脂としては低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）が好ましく用いることができ、直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、又はメタロセン系直鎖低密度ポリエチレン（Ｍ−ＬＬＤＰＥ）を特に好ましく用いることができる。
【００３６】
ポリエチレン系樹脂の密度は、０．８６０ｇ／ｃｍ３以上０．９７０ｇ／ｃｍ３以下であり、好ましいのは、０．８６５ｇ／ｃｍ３以上０．９３０ｇ／ｃｍ３以下である。ポリエチレン系樹脂の密度を上記範囲とすることにより、封止材の透明性をより向上させることができる。
【００３７】
ポリエチレン系樹脂は、融点４０℃以上９０℃以下のものであることが好ましく、融点５５℃以上８０℃以下のものであることがより好ましい。
【００３８】
また、封止材シートは、中間層と、その両面に配置される最外層と、を含んでなる多層シートであることが好ましく、さらにバスバー側と反対側となる前記多層シートの一方の最外層には、更にシラン変性ポリエチレン系樹脂が含まれていることが好ましい。シラン変性ポリエチレン系樹脂は、主鎖となる低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、好ましくは直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）に、エチレン性不飽和シラン化合物を側鎖としてグラフト重合してなる樹脂である。このようなグラフト共重合体は、接着力に寄与するシラノール基の自由度が高くなるため、太陽電池モジュールにおける封止材シートの他の部材への密着性を向上することができる。特に、本発明において、シラン変性ポリエチレン系樹脂を含む最外層がバスバー側と反対側の面となるように配置されていることが好ましい。このように配置されることでバスバー側と反対側の面に配置されるガラス等の透明前面基板との密着性をより好ましいものとすることができる。
【００３９】
封止材シートを成形するための封止材組成物には、必要最小限度の架橋剤を含有させてもよいが、架橋剤は添加しないことがより好ましい。架橋剤の添加によって、十分に適切な架橋を進行させることができる一方で、有機過酸化物等の架橋剤を別途添加したには、太陽電池モジュールとの一体化のための熱ラミネート処理時に、デガスによる発泡等の問題が生じるリスクが高まるからである。架橋剤を添加する場合、公知のものが使用でき特に限定されず、例えば公知のラジカル重合開始剤を用いることができる。
【００４０】
なお、封止材シートを成形するための封止材組成物には、必要に応じて架橋助剤、光安定化剤、紫外線吸収剤、熱安定剤等のその他の成分を含有させても良い。その他の成分は封止材組成物全量に対して０．００１質量％以上５質量％以下の範囲内であることが好ましい。
【００４１】
＜太陽電池モジュールの製造方法＞
［シート化工程］
本発明の太陽電池モジュールに用いられる封止材シートは、例えば、各組成物を溶融成形し封止材シートを得るシート化工程を経ることによって製造することができる。成形は、通常の熱可塑性樹脂において通常用いられる成形法、即ち、射出成形、押出成形、中空成形、圧縮成形、回転成形等の各種成形法により行われる。多層シートとして封止材シートを成形する方法としては、一例として、二種以上の溶融混練押出機による共押出により成形する方法が挙げられる。
【００４２】
［架橋工程］
本発明の太陽電池モジュールに用いられる封止材シートの架橋工程は、特に限定されるものではないが、例えば、シート化工程後の未架橋の封止材シートに対して、電離放射線による架橋処理を施す工程などを挙げることができる。未架橋の封止材シートに対して、電離放射線による架橋処理を施す架橋工程を、シート化工程の終了後、且つ、封止材シートを他の部材と一体化する太陽電池モジュール一体化工程の開始前に行う。この架橋処理によって封止材シートの厚さ方向に沿って架橋度が変化した封止材シートとすることができる。架橋工程はシート化工程に続いて連続的にインラインで行われてもよく、オフラインで行われてもよい。
【００４３】
電離放射線の照射による架橋処理については、個別の架橋条件は特に限定されない。電子線（ＥＢ）、α線、β線、γ線、中性子線等の電離放射線によって行うことができるが、なかでも電子線を用いることが好ましい。
【００４４】
また、電離放射線は、封止材シートの一方のみの面側又は表裏面から異なる強度の電離放射線を照射する方法を挙げることができる。封止材シートの一方のみの面側又は表裏面から異なる強度の電離放射線を照射することで、封止材シートの厚さ方向に沿って架橋度を変化させることができる。そのようにすることで、封止材シートの厚さ方向に沿って架橋度が変化するような封止材シートを製造することができる。
【００４５】
電離放射線の照射を片面照射によって行う場合、加速電圧は、被照射体であるシート厚みによって決まり、厚いシートほど大きな加速電圧を必要とする。例えば、５５０μｍの厚みの封止材シートでは、１００ｋＶ以上２５０ｋＶ以下で照射する。加速電圧が１００ｋＶ未満であると、架橋が不十分となり、封止材シートの耐熱性が不十分となる。一方、加速電圧が２５０ｋＶを超えると、表面よりも内側が線量の最大値のピークとなり、封止材シートの厚さ方向に沿って架橋度が変化するような封止材シートの製造が困難になる。なお、照射線量は３０ｋＧｙ以上、５０ｋＧｙ以下、好ましくは３５ｋＧｙ以上４５ｋＧｙ以下の範囲である。又、照射は大気雰囲気下でもよく窒素雰囲気下であってもよい。
【００４６】
また、電離放射線の照射は、片面照射によって行うことの他に、表裏面から異なる強度の電離放射線を照射してもよい。この場合には強い強度の電離放射線を照射した面がバスバー側に配置されるようにする。表裏面から異なる強度の電離放射線を照射することによっても片面照射した場合と同様に本発明の太陽電池モジュールに用いられる封止材シートを製造することができる。
【００４７】
架橋処理が一般的な加熱処理である場合は、一般的に、架橋剤の含有量として封止材シートの全成分１００質量部に対して０．５質量部以上１．５質量部以下が必要とされているが、電離照射線を照射することにより架橋する場合には、架橋剤の含有量が０であってもよく、含有する場合であっても０．５質量部未満であることが好ましい。これにより、封止材組成物のシート化工程における封止材組成物のゲル化による生産性低下のリスクが低減できる。
【００４８】
［積層工程］
積層工程とは、封止材シートを他の部材と積層し、太陽電池モジュール一体化する工程である。太陽電池モジュールは、例えば、透明前面基板、前面封止材層、バスバーを備えた太陽電池素子、背面封止材層、及び裏面保護シートからなる部材を順次積層してから真空吸引等により一体化し、その後、ラミネーション法等の成形法により、上記の部材を一体成形体として加熱圧着成形して製造することができる。
【００４９】
架橋工程において、封止材シートの表裏面の一方のみの面側から電離放射線を照射した場合には電離放射線の照射面に、表裏面から異なる強度の電離放射線を照射した場合には強い強度の電離放射線を照射した照射面に、太陽電池素子のバスバーが配置されるように積層すれば、封止材シートの架橋度の高い側の面がバスバー側に配置されているような太陽電池モジュールを製造することができる。
【００５０】
なお、本発明の太陽電池モジュールにおいて、太陽電池素子及び裏面保護シートは、従来公知の材料を特に制限なく使用することができる。又、本発明の太陽電池モジュールは、例えば放熱シート等の上記部材以外の部材を含んでもよい。
【実施例】
【００５１】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００５２】
［封止材シート用の中間層用封止材組成物］
メタロセン系直鎖低密度ポリエチレン（Ｍ−ＬＬＤＰＥ）：密度０．８８０ｇ／ｃｍ３、融点６０℃、１９０℃でのＭＦＲが３．５ｇ／１０分のメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン９６．５質量％、密度０．８８４ｇ／ｃｍ３、１９０℃でのＭＦＲが１．８ｇ／１０分のシラン変性ポリエチレン樹脂２．７３質量％、光安定剤（ＫＥＭＩＳＴＡＢ６２）０．０５４５質量％、紫外線吸収剤（ＫＥＭＩＳＯＲＢ１２）０．３１８質量％、紫外線吸収剤（ＫＥＭＩＳＯＲＢ７９）０．０５４５質量％、紫外線吸収剤（ＫＥＭＩＳＯＲＢ２０２）０．００６３６質量％、架橋助剤（トリシクロデカンジメタノールジアクリレート）０．３８２質量％となるように混合し、実施例及び比較例の封止材シートの内層用封止材シートを作成するための封止材組成物とした。
【００５３】
［封止材シート用の最外層用封止材組成物］
メタロセン系直鎖低密度ポリエチレン（Ｍ−ＬＬＤＰＥ）：密度０．８８５ｇ／ｃｍ３、融点６６℃、１９０℃でのＭＦＲが１８ｇ／１０分のメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン８６．０質量％、１９０℃でのＭＦＲが３．５ｇ／１０分のメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン９６．５質量％、密度０．８８４ｇ／ｃｍ３、１９０℃でのＭＦＲが１．８ｇ／１０分のシラン変性ポリエチレン樹脂１３．６質量％、光安定剤（ＫＥＭＩＳＴＡＢ６２）０．０５４５質量％、紫外線吸収剤（ＫＥＭＩＳＯＲＢ１２）０．３１８質量％、紫外線吸収剤（ＫＥＭＩＳＯＲＢ７９）０．０５４５質量％、紫外線吸収剤（ＫＥＭＩＳＯＲＢ２０２）０．００６３６質量％となるように混合し、実施例及び比較例の封止材シートの内層用封止材シートを作成するための封止材組成物とした。
【００５４】
＜太陽電池モジュール用の封止材シートの製造＞
各封止材組成物をφ３０ｍｍ押出し機、２００ｍｍ幅のＴダイを有するフィルム成形機を用いて、押出し温度２１０℃、引き取り速度１．１ｍ／ｍｉｎで内層用及び外層用封止材シートを作製し、これらの内層用及び外層用封止材シートを積層して、３層の太陽電池モジュール用封止材シート（実施例及び比較例）とした。これらの封止材シートは、いずれも、厚さ５５０μｍとし、外層：内層：外層の厚さの比を１：５：１とした。また、封止材シートについて、それぞれ電子線照射装置（岩崎電気株式会社製、製品名ＥＣ２５０／１５／１８０Ｌ）を用いて、加速電圧１９５ｋＶ、照度４０ｋＧｙにて封止材シートの一面にのみ電子線を照射し、架橋済の封止材シート１を作製した。なお、封止材シート１のゲル分率を以下の方法により測定したところ、封止材シートの電子線照射側の面から深さ１００μｍまでの部分を採取した封止材シートのゲル分率は２０％であり、封止材シートの電子線照射面からみて反対側の面から深さ１００μｍまでの部分を採取した封止材シートのゲル分率は０％であった。本結果から、封止材シート１は、封止材シートの厚さ方向に沿って架橋度が変化しており、電子線照射側の面が架橋度の高い面であることが確認された。なお、封止材シートの融点は、６０℃であった。
【００５５】
ゲル分率の測定は、封止材シート１の両面から深さ１００μｍまでの部分をそれぞれ０．１ｇ採取し樹脂メッシュに入れ、６０℃トルエンにて４時間抽出したのち、樹脂メッシュごと取出し乾燥処理後秤量し、抽出前後の質量比較を行い残留不溶分の質量％を測定して測定した。
【００５６】
また、封止材シート２として、電子線を照射しない以外封止材シート１と同様に封止材シートを作成した。封止材シート１同様に封止材シート２の両面のゲル分率を測定した所、両面ともに面から１００μｍまでの部分のゲル分率は０％であり、封止材シートの厚さ方向に沿って架橋度が変化していないことが確認された。
【００５７】
さらに、封止材シート３として封止材シートの両面に電子線を照射した以外封止材シート１と同様に作成した。封止材シート１同様に封止材シート３の両面のゲル分率を測定した所、両面ともに面から１００μｍまでの部分のゲル分率は２０％であり、封止材シートの厚さ方向に沿って架橋度が変化していないことが確認された。
【００５８】
＜ＴＭＡ試験＞
上記により製造した封止材シート１〜３についてＴＭＡ試験を行った。具体的には、封止材シートをφ１０ｍｍに切り出し、ＴＭＡ装置（ＳＩＩナノテクノロジー社製ＴＭＡ／ＳＳ７１００）にセットし、封止材シートを昇温し、封止材シートの表面から２０ｋＰａの圧力にてφ１ｍｍの針を押込み、押込深さを測定した。昇温速度は５℃／分で行い、室温から１５０℃まで昇温を行った。表２に、封止材シートの膜厚の８０％におけるＴＭＡ曲線の勾配であるＰ８０（表２中、Ｐ８０と表記）、ＴＭＡ曲線の勾配Ｐの絶対値の最大値であるＰＭＡＸ（表２中、ＰＭＡＸと表記）、１００×（Ｐ８０／ＰＭＡＸ）であるＰ１（表１中Ｐ１と表記）、樹脂の融点＋４０℃である１００℃の時点における封止材膜厚に対する針の押込深さの比率（表１中、押込み深さと表記）を示す。また、表１には、ＴＭＡ試験における針の押込方向（表１中、測定方向と表記。）を記載し、「ＥＢ照射面」とは電子線照射面から針を押し込んで測定したことを意味し、「反対面」とは電子線照射面からみて反対の面から針を押し込んで測定したことを意味する。なお、封止材シート２は未照射、封止材シート３は両面照射であるため、特段測定方向は記載していない。
【００５９】
図２に封止材シートのＴＭＡ試験における温度（℃）と封止材シート１〜３の針の押込深さ（μｍ）との関係を表したグラフを示す。また、図３に封止材シート１〜３のＴＭＡ試験における温度（℃）とＴＭＡ曲線の勾配（押込み深さ（μｍ）／温度（℃））との関係を表したグラフを示す。
【００６０】
【表１】
0006540054.tif 000002
【００６１】
表１より封止材シート１の電子線照射面（架橋度の高い側の面）及び封止材シート１の電子線照射面の反対の面（架橋度の低い側の面）は、いずれもＰ１が３０％以下を示した。一方、電子線を照射しない未架橋の封止材シート２及び電子線を両面から照射した架橋済の封止材シート３はいずれもＰ１が３０％超を示した。また、封止材シート１の電子線照射面（架橋度の高い側の面）は、Ｐ５０が１３μｍ／℃以上２３μｍ／℃以下を示した。一方、封止材シート１の電子線照射面の反対の面（架橋度の低い側の面）、及び電子線を両面から照射した架橋済の封止材シート３はいずれもＰ５０が１３μｍ／℃未満であり、電子線を照射しない未架橋の封止材シート２はＰ５０が２３μｍ／℃超であった。
【００６２】
＜セルクラック試験＞
封止材シートを用いて、実施例及び比較例の太陽電池モジュールを作成し、セルクラック試験を行った。具体的には、１８０ｍｍ、厚さ３．２ｍｍの白板半強化ガラス（ＡＧＣファブリテック（株）製：３ＫＷＥ３３）、受光面側封止材として各封止材シート、幅５ｍｍのバスバー（厚さ２５０μｍ）を３本接続した５インチ単結晶太陽電池素子（厚さ２００μｍ）、非受光面側封止材として各封止材シート、及び裏面保護シート（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）：厚さ１８８μｍ）をこの順序で積層し、ラミネート温度１１０℃〜１５０℃で真空引き：５分（０ｋＰａ）、大気圧プレス：７分（１００ｋＰａ）でラミネートし、太陽電池モジュールを作成した。なお、太陽電池セルに接続されたバスバーは、受光面側に配置されている。また、表２中「バスバーに接している封止材シート面」とは、バスバーに接触している受光面側封止材の面を表し、「ＥＢ照射面」とは、電子線照射面をバスバーに接触するように積層したことを意味し、「反対面」とは電子線照射面からみて反対の面をバスバーに接触するように積層したことを意味する。そして、太陽電池モジュールの太陽電池素子のクラック発生の有無はＥＬ(Ｅｌｅｃｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）検査にて確認した。評価結果を表２（表２中、セルクラックと表記）に示す。表２中に記載されている温度はラミネート温度である。なお、評価基準は以下の通りである。
【００６３】
［評価基準］
○：太陽電池素子にクラックは確認されなかった。 
×：太陽電池素子にクラックが確認された。
【００６４】
【表２】
0006540054.tif 000003
【００６５】
表２より、封止材シートの電子線照射面（架橋度の高い側の面）をバスバーに接するように積層した実施例はセルクラック試験において、いずれのラミネート温度条件においても太陽電池素子のクラックは確認されなかった。しかし、封止材シートの電子線照射面の反対面（架橋度の低い側の面）をバスバーに接するように積層した比較例はセルクラック試験において、１１０℃でのラミネート温度条件において太陽電池素子のクラックは確認された。このことから、封止材シートの架橋度の高い側の面がバスバー側に配置されている実施例に係る太陽電池モジュールは、封止材シートの架橋度の低い側の面がバスバー側に配置されている比較例と比べて、よりバスバーに起因する太陽電池素子のクラックの発生を抑制することができることが分かる。
【００６６】
＜耐熱性試験＞
封止材シート１の電子線照射面（架橋度の高い側の面）、電子線照射面からみて反対の面（架橋度の低い側の面）、封止材シート３、及び封止材シート４について、耐熱性試験を行った。具体的には、シボ加工を施した大判のガラス板に５×７．５ｃｍに切り出した封止材シートを大判ガラスに垂直に置き、８０℃で１２時間放置をする。放置後の５×７．５のシボガラスの移動距離を計測評価した。測定値を以下の評価基準に従って評価した。評価結果（表３中、耐熱性と表記）を表３に示す。なお、評価基準は以下の通りである。
【００６７】
（評価基準）
○：１．５ｍｍ未満
△：１．５ｍｍ以上２ｍｍ未満
×：２ｍｍ以上
【００６８】
【表３】
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【００６９】
表３より、封止材シート１の電子線照射面（架橋度の高い側の面）及び封止材シート１の電子線照射面の反対面（架橋度の低い側の面）をシボガラスの接触面して測定したシボガラス移動距離は、同程度のものであり、また封止材シート２と比較して優れていることが分かる。
【００７０】
［ガラス密着性試験］
封止材シート１の電子線照射面（架橋度の高い側の面）及び電子線照射面からみて反対の面（架橋度の低い側の面）及び封止材シート２、３についてガラス密着性試験を行った。封止材シート１の電子線照射面（架橋度の高い側の面）、封止材シート１の電子線照射面からみて反対の面（架橋度の低い側の面）、封止材シート２、封止材シート３それぞれをガラス基板（白板フロート半強化ガラス  ＪＰＴ３．２  ７５ｍｍ×５０ｍｍ×３．２ｍｍ）に密着させて、加熱温度１５０℃、真空引き加熱（０ｋＰａ）時間５分、大気圧プレス（１００ｋＰａ）７分でラミネート処理を行い密着性評価用試料を作成した。そして、この密着性評価用試料において、ガラス基板上に密着している封止材シートを１５ｍｍ幅にカットし、剥離試験機（テンシロン万能試験機  ＲＴＦ−１１５０−Ｈ）にて垂直剥離（５０ｍｍ／ｍｉｎ）試験を行い、ガラス密着強度を測定した。その測定結果を「ガラス初期密着強度」として表４に記す。
【００７１】
（評価基準）
○：４０Ｎ／１５ｍｍ以上
△：３０Ｎ／１５ｍｍ以上４０Ｎ／１５ｍｍ未満
×：３０Ｎ／１５ｍｍ未満
【００７２】
次に、上記の各密着性評価用試料について、下記ダンプヒート（Ｄ．Ｈ．）試験後のガラス密着強度維持率を測定した。Ｄ．Ｈ．試験は、ＪＩＳ  Ｃ８９１７に準拠し、試験槽内温度８５℃、湿度８５％の条件下で評価用試料の耐久性試験を５００時間行った。試験後の評価用試料について、上記と同一の試験方法でガラス密着強度を再測定し、初期ガラス密着強度に対する密着強度の維持率（％）を算出した。結果を「ガラス密着強度維持率」として表４に記す。
（評価基準）
○：８０％以上
△：７０％以上８０％未満
×：７０％未満
【００７３】
【表４】
0006540054.tif 000005
【００７４】
封止材シート１電子線照射面の反対面（架橋度の低い側の面）におけるガラス密着性は、封止材シート１の電子線照射面（架橋度の高い側の面）よりも高いものとなっている。このことから、封止材シート１の架橋度の高い側の面がバスバー側に配置されている太陽電池モジュールは、封止材シートの架橋度の低い側の面がバスバー側に配置されている太陽電池モジュールと比べ、バスバー側の反対側に配置される透明前面基板（ガラス）との密着性が良好な太陽電池用モジュールであることが分かる。
【００７５】
表２〜４から、封止材シートの厚さ方向に沿って架橋度が変化した封止材シートにおいて、封止材シートの架橋度の高い側の面が太陽電池素子のバスバー側に配置されている太陽電池モジュールは、架橋度の低い側の面が太陽電池素子のバスバー側に配置されている太陽電池モジュールと比較して、同様の耐熱性を有しかつ、同等以上の埋め込み性を有しバスバーに起因する太陽電池素子のクラックの発生を抑制することができる太陽電池モジュールでありながら、さらに透明前面基板に用いられるガラスとの密着性の高い優れた太陽電池モジュールであることが分かる。
【符号の説明】
【００７６】
１０    太陽電池モジュール
２      透明前面基板
３      前面封止材層
４      太陽電池素子
５      背面封止材層
６      裏面保護シート
７      バスバー
【図１】
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【図２】
0006540054.tif 000007
【図３】
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