(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を電気に変換する太陽電池セルと、
前記太陽電池セルの入射光側に位置し、アルカリ金属イオンを含有又は生成する透光性基板と、
前記透光性基板と前記太陽電池セルとの間に配設され前記透光性基板から前記太陽電池セルへの前記イオンの拡散を防止するイオン拡散防止層と、を備え、
前記イオン拡散防止層は、平均粒子径が１〜５００ｎｍの酸化マグネシウム粉末を含有し、前記イオン拡散防止層は、前記太陽電池セルの表面に配設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】
前記イオン拡散防止層は、前記酸化マグネシウム粉末が積層し０．１〜１０μｍの膜厚をなす膜体であること特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記太陽電池セルは封止材に封止されており、前記イオン拡散防止層は前記透光性基板と前記封止材との界面に配設されることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
入射光を電気に変換する太陽電池セルとアルカリ金属イオンを含有若しくは生成する透光性基板とを備える太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記透光性基板の一面と前記太陽電池セルの他面とのいずれか一方若しくは両方に、平均粒子径が１〜５００ｎｍの酸化マグネシウム粉末が分散した溶媒からなる分散液を塗布する塗布工程と、
前記溶媒を揮発させるのみで、前記透光性基板の一面と前記太陽電池セルの他面とのいずれか一方若しくは両方に、前記酸化マグネシウム粉末を含有する酸化マグネシウム膜を形成するイオン拡散防止層形成工程と、
前記透光性基板の一面と前記太陽電池セルの他面とが向き合うように前記透光性基板と前記太陽電池セルとを配置する配置工程と、を含み、
前記酸化マグネシウム膜のち密化を図る工程を経ることなく、イオン拡散防止層を形成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５】
入射光を電気に変換する太陽電池セルと、アルカリ金属イオンを含有若しくは生成する透光性基板とを備える太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記太陽電池セルを封止材で封止する封止工程と、
前記封止材の前記透光性基板に対向する側の表面に、平均粒子径が１〜５００ｎｍの酸化マグネシウム粉末が分散した溶媒からなる分散液を塗布する塗布工程と、
前記溶媒を揮発させるのみで、前記封止材の表面に、前記酸化マグネシウム粉末を含有する酸化マグネシウム膜を形成するイオン拡散防止層形成工程と、
前記酸化マグネシウム膜を挟んで前記透光性基板と前記太陽電池セルとが向き合うように前記透光性基板と前記太陽電池セルとを配置する配置工程と、を含み、
前記酸化マグネシウム膜のち密化を図る工程を経ることなく、イオン拡散防止層を形成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６】
前記分散液は、前記酸化マグネシウム膜の膜厚が０．１〜１０μｍとなるように前記塗布工程で塗布されることを特徴とする請求項４又は５に記載の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、太陽電池モジュール及びその製造方法に関し、特に、イオンを含有する透光性基板と太陽電池セルとを含む太陽電池モジュール及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、化石燃料を使用しないクリーンなエネルギーとして、太陽光を利用する太陽光発電技術が注目されている。太陽光発電は、透光性基板と太陽電池セルとから構成される太陽電池モジュールに太陽光を照射することで、太陽電池セルで光エネルギーを電気エネルギーに変換して電力を得ている。
【０００３】
近年、特にメガソーラーが普及している欧州では、太陽電池モジュールの出力が低下する「ＰＩＤ（Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ：電圧誘起出力低下）現象」が問題となっている。ＰＩＤ現象は、特に高温多湿環境で太陽電池セルに高電圧がかかると太陽電池セルに電流漏れが発生し、出力が低下する現象である。ＰＩＤ現象は、ガラスなどの透光性基板に含まれるナトリウム等がイオン化し、このイオンが太陽電池セルに拡散することが原因の一つと考えられている。
【０００４】
そこで従来、ナトリウムを含有する表面側光透過部材と太陽電池素子との間にナトリウム拡散防止機能層を備えた太陽電池モジュールが知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなナトリウム拡散防止機能層を備えることで、表面側光透過部材のナトリウムが太陽電池素子に拡散することを防止し、太陽電池素子の発電性能を低下させるまでの時間が延び、長期の使用に耐えうる高い信頼性の太陽電池モジュールを提供することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２９１８８１号公報（請求項１、段落０１０７など）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１には、拡散防止層として、酸化チタン膜、酸化スズ膜、酸化亜鉛膜、酸化アルミニウム膜、酸化マグネシウム膜などの無機酸化膜が挙げられている（段落００９０）。しかしながら、実施例に記載された無機酸化膜は酸化シリコンのみであり（段落００７５、００８６）、他の無機酸化膜については具体的には開示されていない。
【０００７】
拡散防止層は、長期にわたってイオンの拡散を防止してＰＩＤ現象を抑制することが要求される。さらに、拡散防止層は太陽電池素子（セル）の近くに設けられるため、拡散防止層自体が光の透過性を悪化させると、初期の起電力が低下し、太陽電池としての性能が悪くなる。このため、拡散防止層は、可能な限り太陽光の透過を阻害しないことが求められている。しかしながら、従来の拡散防止層は、この両方の要求を満たすものではなかった。
【０００８】
本発明の目的は、長期にわたってＰＩＤ現象を抑制するとともに太陽電池としての初期性能も良好な太陽電池モジュール及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、以上の目的を達成するために、鋭意検討した結果、酸化マグネシウムを拡散防止層とすることで、ＰＩＤ現象を長期にわたって抑制でき、かつ初期の起電力を高くすることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、入射光を電気に変換する太陽電池セルと、前記太陽電池セルの入射光側に位置し、アルカリ金属イオンを含有又は生成する透光性基板と、前記透光性基板と前記太陽電池セルとの間に配設され前記透光性基板から前記太陽電池セルへの前記イオンの拡散を防止するイオン拡散防止層と、を備え、前記イオン拡散防止層は、酸化マグネシウムを含有することを特徴とする太陽電池モジュールである。
【００１１】
ここで、前記酸化マグネシウムは、平均粒子径が１〜５００ｎｍの粉末であることが好ましい。また、前記イオン拡散防止層は、前記酸化マグネシウムが積層し０．１〜１０μｍの膜厚をなす膜体であることが好適である。
また、前記太陽電池セルは封止材に封止されており、前記イオン拡散防止層は前記透光性基板と前記封止材との界面に配設されることが好ましい。あるいは、前記イオン拡散防止層は、前記太陽電池セルの表面に配設されていることが好ましい。
【００１２】
また、本発明は、入射光を電気に変換する太陽電池セルと、前記太陽電池セルの入射光側に位置し、アルカリ金属イオンを含有又は生成する透光性基板と、前記太陽電池を封止する封止材と、を備え、前記封止材の少なくとも前記太陽電池セルと前記透光性基板との間に位置する部分には、酸化マグネシウムが含まれていることを特徴とする太陽電池モジュールである。
【００１３】
この場合、前記酸化マグネシウムは、平均粒子径が１〜５００ｎｍの粉末であり、前記粉末が分散して前記封止材に含まれていることが好ましい。
【００１４】
また、本発明は、入射光を電気に変換する太陽電池セルとアルカリ金属イオンを含有若しくは生成する透光性基板とを備える太陽電池モジュールの製造方法であって、前記透光性基板の一面と前記太陽電池セルの他面とのいずれか一方若しくは両方に酸化マグネシウムが分散した溶媒からなる分散液を塗布する塗布工程と、前記溶媒を揮発させて前記透光性基板の一面と前記太陽電池セルの他面とのいずれか一方若しくは両方に酸化マグネシウム膜を形成するイオン拡散防止層形成工程と、前記透光性基板の一面と前記太陽電池セルの他面とが向き合うように前記透光性基板と前記太陽電池セルとを配置する配置工程と、を含むことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法である。
【００１５】
あるいは、本発明は、入射光を電気に変換する太陽電池セルと、アルカリ金属イオンを含有若しくは生成する透光性基板とを備える太陽電池モジュールの製造方法であって、前記太陽電池セルを封止材で封止する封止工程と、前記封止材の前記透光性基板に対向する側の表面に酸化マグネシウムが分散した溶媒からなる分散液を塗布する塗布工程と、前記溶媒を揮発させて前記封止材の表面に酸化マグネシウム膜を形成するイオン拡散防止層形成工程と、前記酸化マグネシウム膜を挟んで前記透光性基板と前記太陽電池セルとが向き合うように前記透光性基板と前記太陽電池セルとを配置する配置工程と、を含むことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法である。
【００１６】
上記の場合において、前記分散液に含まれる前記酸化マグネシウムは、平均粒子径が１〜５００ｎｍの粉末であることが好ましい。また、前記分散液は、前記酸化マグネシウム膜の膜厚が０．１〜１０μｍとなるように前記塗布工程で塗布されることが好適である。
【００１７】
あるいは、本発明は、入射光を電気に変換する太陽電池セルと、アルカリ金属イオンを含有若しくは生成する透光性基板と、少なくとも前記太陽電池セルと前記透光性基板との間に介在して前記太陽電池セルを封止する封止材と備える太陽電池モジュールの製造方法であって、前記封止材に酸化マグネシウム粉末を分散状態で混合する混合工程と、前記太陽電池セルを前記封止材で封止する封止工程と、前記封止材を介して前記太陽電池セルと前記と前記透光性基板とを一体化する工程と、を含むことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法である。
【００１８】
この場合において、前記酸化マグネシウム粉末は、平均粒子径が１〜５００ｎｍの粉末であり、前記封止材に０．１〜３０質量％の範囲で含まれていることが好適である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、長期にわたってＰＩＤ現象を抑制するとともに太陽電池としての初期性能も良好な太陽電池モジュール及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る太陽電池モジュールを示す模式断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る太陽電池モジュールを示す模式断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る太陽電池モジュールを示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
１．第１の実施形態
以下、図面を参照しながら本発明の太陽電池モジュールについて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る太陽電池モジュールを示した模式断面図である。この図に示すように、太陽電池モジュール１０は、透光性基板１１と、バックシート１２と、太陽電池セル１３と、封止材１４と、イオン拡散防止層１５とを備えている。なお、本実施形態では、少なくとも透光性基板１１側から太陽電池セル１３へ光が入射するものとして説明している。
【００２２】
透光性基板１１は太陽電池セル１３の受光面側に配置され、光を透過する性質を有する透明な基板である。透光性基板１１の材料としては、例えば無機材料や有機材料などを使用することができる。無機材料としては、ガラス、石英、サファイア、チタニアなどを挙げることができる。また、有機材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンなフタレート、ポリイミド、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、フッ素樹脂、塩化ビニル、ポリオレフィン、セルロース、ポリカーボネート、ポリアクリレート等を挙げることができる。これらのうち、広く一般に普及し入手が容易である点、イオン拡散防止層１５による拡散防止効果が高い点から、ガラスが好ましく、特に幅広い波長で高い透過性を有する白板ガラスが好ましい。
【００２３】
本発明における透光性基板１１は、内部にイオンを含むか、あるいは高温・高湿や高電圧などの環境下でイオンを生成する特性を有している。イオンとしては、透光性基板１１の材料にもよるが、ナトリウムイオンなどを挙げることができる。特に、上述した透光性基板１１の材料がガラスの場合、ガラス中に含まれるナトリウムイオンがＰＩＤ現象の原因とされている。
【００２４】
バックシート１２は、太陽電池モジュール１０の受光面側とは反対側に配置される基板である。バックシート１２としては、樹脂フィルムが積層された積層体を挙げることができる。樹脂フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートやフッ素系樹脂等を挙げることができる。積層体にはアルミ箔などの金属層を含むことができる。なお、太陽電池モジュール１０がバックシート１２側から入射する光でも起電する場合、バックシート１２は透光性基板１１と同様に光透過性を有するものが好ましい。光透過性基板の材料としては、上述したガラスや透明樹脂などを挙げることができる。
【００２５】
太陽電池セル１３は、透光性基板１１とバックシート１２との間に配置され、入射光を電気に変換する性質を有している。太陽電池セル１３は、シリコン系や化合物系など公知のものを使用することができる。シリコン系の太陽電池セル１３としては、結晶シリコン系やアモルファスシリコン系などを挙げることができる。また、化合物系の太陽電池セル１３としては、ＧａＡｓ系、ＣＩＳ系、ＣＩＧＳ系などを挙げることができる。これらのうち、光電変換効率が比較的高いことから、結晶シリコン系の太陽電池セルが好ましい。
【００２６】
太陽電池セル１３は、図示しない電極によって太陽電池モジュール１０の外部へ電気的に接続されている。電極としては、一般的な電子部品で使用される金属電極を挙げることができる。
【００２７】
封止材１４は、絶縁性を有し、太陽電池セル１３を内部に封止して保護する機能を有している。封止材１４の材料としては、公知の材料を使用することができ、例えば、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリエチレン、エチレンアクリル共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ナイロン６などを挙げることができる。これらのうち、ガラス基板等との密着性が良好であることなどから、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）が特に好ましい。封止材１４の形態としては、太陽電池セル１３の周囲全体をモールド状に被覆する封止モールドであってもよく、太陽電池セル１３の上下面から挟む少なくとも２枚の封止シートであってもよい。
【００２８】
イオン拡散防止層１５は、透光性基板１１と太陽電池セル１３との間に配設され、透光性基板１１から太陽電池セル１３へのイオンの拡散を防止する機能を有する。本実施形態のイオン拡散防止層１５は、透光性基板１１と封止材１４との間の界面に配設されている。
【００２９】
イオン拡散防止層１５は、酸化マグネシウムを含有する点を特徴としている。酸化マグネシウムは、絶縁性が高くイオンの移動が抑制されるため、透光性基板１１から太陽電池セル１３へのイオンの拡散をイオン拡散防止層１５により抑制することができる。また、酸化マグネシウムは、他の金属酸化物と比較して、長期にわたってイオン拡散防止能を保持する点も特徴である。さらに、酸化マグネシウムは透明性が高く、太陽電池セル１３に入射する光をイオン拡散防止層１５が阻害しにくいため、太陽電池モジュール１０は初期の出力が高いという特性を有している。
【００３０】
酸化マグネシウムは、粉末状のものを使用することができる。酸化マグネシウム粉末は、金属マグネシウムを燃焼して酸化する方法や、水酸化マグネシウム又は炭酸マグネシウムを焼成して熱分解する方法などで得ることができる。水酸化マグネシウムとしては、海水中のマグネシウム塩と水酸化カルシウムとの反応で沈殿したものなどを使用することができる。また、炭酸マグネシウムとしては、マグネサイト鉱石などを使用することができる。さらに、電融酸化マグネシウムを粉砕・分級することによって得られる結晶性の高い酸化マグネシウム粉末を使用することもできる。酸化マグネシウムの焼成温度としては特に制限はなく、低温焼成品と高温焼成品あるいは電融品のいずれも使用することができる。さらに、電融酸化マグネシウムを粉砕・分級することによって得られる結晶性の高い酸化マグネシウム粉末を使用することもできる。酸化マグネシウムの焼成温度としては特に制限はなく、低温焼成品と高温焼成品あるいは電融品のいずれも使用することができる。
【００３１】
酸化マグネシウム粉末としては、特に、平均粒子径が１〜５００ｎｍの範囲内、好適には、１〜２００ｎｍ、特に、５〜５０ｎｍの範囲内のものが望ましい。この範囲の粒径であれば、溶媒中への分散が容易であり、かつ溶媒中において均一に分散させることができる。よって後述の塗布の際にも均一な膜を形成できる。粒径が小さく、溶媒中に均一に分散しているため充填性に優れ、故に焼結等の粒子間の空隙を減ずる工程を経ずとも空隙の少ないち密な膜を形成できる。また粒径が小さく、かつち密な膜なので、膜厚を薄くできる。酸化マグネシウム粉末の平均粒子径が大きすぎると、イオン拡散防止層１５を透過する光が粒子により反射しやすくなり、太陽電池モジュール１０の初期の出力が低くなりやすい。一方、酸化マグネシウム粉末の平均粒子径が小さすぎると、粒子どうしが凝集しやすくなって後述する溶媒への分散性が悪化し、取扱い性が悪くなりやすい。
【００３２】
酸化マグネシウム粉末の平均粒子径は、ＢＥＴ比表面積値から求めることができる。具体的には、下記の式より換算して平均粒子径を算出することができる。下記の式より算出される平均粒子径は、球形換算の平均粒子径であり、具体的には、粒子の表面積と同一の表面積を有する球の直径を意味する。
平均粒子径（μｍ）＝６／（Ｓ×ρ）    ・・・式
（ただし、式中、ＳはＢＥＴ比表面積（ｍ２／ｇ）、ρは酸化マグネシウム粉末の密度（ｇ／ｃｍ３）であり、３．５８ｇ／ｃｍ３とした。）
【００３３】
酸化マグネシウム粉末の粒子形状は、特には限定されず、球状、立方体状、直方体状、八面体、十四面体などの多面体状、不定形、繊維状のものを適宜使用することができる。また、酸化マグネシウム粉末の純度は、通常は９０質量％以上であり、９５質量％以上であることが好ましく、９８質量％以上であることがより好ましく、９９質量％以上であることが特に好ましい。
【００３４】
イオン拡散防止層１５の膜厚は、通常は０．１〜１０μｍの範囲内であり、０．２〜５μｍの範囲内が好ましく、０．５〜２μｍの範囲内が特に好ましい。この範囲であればイオン拡散防止層１５を通過する光の量を、太陽電池モジュール１０の出力低下が殆ど生じない程度、確保できる。またこの範囲であれば、イオン拡散防止層１５のイオン拡散防止機能を十分に担保できるので、長期にわたって出力低下を抑制できる。イオン拡散防止層１５の膜厚が０．１μｍを下回ると、膜厚が薄すぎてイオン拡散防止機能が十分に発揮しにくくなる。反対に、イオン拡散防止層１５の膜厚が１０μｍを上回ると、膜厚が厚すぎてイオン拡散防止層１５による光の反射の影響が大きくなり、太陽電池モジュール１０の初期出力が低下するなどの不都合が生じやすくなる。なお、酸化マグネシウム粉末の平均粒子径が１００ｎｍ以上の場合は、膜厚は１μｍ以上であることが好ましい。
【００３５】
イオン拡散防止層１５は、酸化マグネシウムを溶媒に分散させた分散液を、透光性基板１１のうち封止材１４に対向する側の表面に塗布することで形成することができる。あるいは、イオン拡散防止層１５は、酸化マグネシウム粉末を溶媒に分散させた分散液を、封止材１４のうち透光性基板１１に対向する側の表面に塗布することで形成することができる。
【００３６】
酸化マグネシウムを分散させる溶媒としては、極性溶媒などを挙げることができる。極性溶媒の例としては、極性有機溶媒、更に具体的な例としてはアルコール類及びケトン類を挙げることができる。アルコール類の例としては、メタノール、エタノール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール（イソプロパノール）、ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、ペンチルアルコール、イソペンチルアルコールなどの一価アルコールを挙げることができる。ケトン類の例としては、アセトン、エチルメチルケトン、ジエチルケトンを挙げることができる。これらのアルコール類及びケトン類は、二種以上を併用してもよい。
【００３７】
極性有機溶媒は、炭素原子数が１〜５の一価アルコールであることが好ましく、特に好ましいのはメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、又はこれらの混合物であり、これらのうち特にメタノールが好ましい。
【００３８】
分散液に含まれる酸化マグネシウムの濃度は、特に制限はないが、例えば０．１〜３０質量％（ｗｔ％）の範囲内とすることができ、好ましくは１質量％〜２０質量％の範囲内である。分散液に含まれる酸化マグネシウムの濃度は、例えばイオン拡散防止層１５の膜厚に応じて適宜設定することができる。一例として、イオン拡散防止層１５の膜厚を厚くする場合は、分散液に含まれる酸化マグネシウムの濃度を高くし、反対にイオン拡散防止層１５の膜厚を薄くする場合は、分散液に含まれる酸化マグネシウムの濃度を低くする。尚、イオン拡散防止層１５の膜厚を厚くする場合には、上述の濃度調整の他に、２度塗り等、複数回塗布を繰り返してもよい。
【００３９】
分散液の塗布は、ロールコーター、ダイコーター、グラビアコーター、ドクターコーター、スプレーコーターなど、公知の塗布装置で行うことができる。塗布後は、自然乾燥、温風乾燥などで溶媒を揮発させるのみで、焼結等の膜のち密化を図る工程を経ることなく、イオン拡散防止層１５を形成することができる。
【００４０】
次に、太陽電池モジュール１０の製造方法について説明する。イオン拡散防止層１５を透光性基板１１の表面に形成する場合、まず、透光性基板１１の一方の表面に上記の分散液を塗布してイオン拡散防止層１５を形成する（塗布工程）。次に、分散液中の溶媒を揮発させて酸化マグネシウム膜からなるイオン拡散防止層１５を形成させる（イオン拡散防止層形成工程）。さらに、太陽電池セル１３の周囲を封止材１４で封止する（封止工程）。太陽電池セル１３に接続された図示しない電極は封止材１４の外部に延出させる。続いて、封止材１４を透光性基板１１とバックシート１２とで挟み込んで透光性基板１１とバックシート１２とを密着させる（配置工程）。密着は、真空ラミネーターなどを用いて行うことができる。最後に、透光性基板１１とバックシート１２とを図示しないフレームで固定する。
【００４１】
あるいは、イオン拡散防止層１５を封止材１４の表面に形成する場合、まず、太陽電池セル１３の周囲を封止材１４で封止する（封止工程）。次に、封止材１４の表面に上記の分散液を塗布してイオン拡散防止層１５を形成する（塗布工程）。さらに、分散液中の溶媒を揮発させて酸化マグネシウム膜からなるイオン拡散防止層１５を形成させる（イオン拡散防止層形成工程）。最後は上記と同様に配置工程を行って太陽電池モジュール１０を完成させる。
【００４２】
上記の構成を有する太陽電池モジュール１０は、長時間にわたってＰＩＤ現象を抑制することが可能である。具体的には、太陽電池モジュール１０に対して８５℃−８５％ＲＨの高温高湿条件下で、−１０００Ｖの電圧を印加した場合に。２４時間経過後の出力の保持率が８０％以上であり、８５％以上とすることができる。さらに、太陽電池モジュール１０は、上記の条件下で４８時間経過後の出力の保持率が７０％以上であり、８０％以上とすることができる。ここで、出力の保持率は以下の式で算出される値を意味する。
出力の保持率（％）＝（２４時間後の電力の出力値／初期（時間ゼロ）の電力の出力値）×１００    ・・式
【００４３】
また、太陽電池モジュール１０は、イオン拡散防止層１４が太陽光の入射を阻害しにくい性質であるため、初期の起電力が高く、太陽電池モジュール１０として高い出力特性を有している。具体的には上記の高温高湿条件下での初期の電力の出力値が３．５Ｗ以上であり、４．０Ｗ以上とすることができる。
【００４４】
２．第２の実施形態
上述した第１の実施形態では、イオン拡散防止層１５は透光性基板１１と封止材１４との界面に配設されていたが、イオン拡散防止層としてはこれに限定されず、封止材の少なくとも一部として設けることも可能である。以下、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００４５】
図２は、本発明の第２の実施形態に係る太陽電池モジュールを示した模式断面図である。この図に示すように、太陽電池モジュール２０は、透光性基板２１と、バックシート２２と、太陽電池セル２３と、イオン拡散防止層もかねた封止材２４とを備えている。透光性基板２１は第１の実施形態の透光性基板１１と、バックシート２２はバックシート１２と、太陽電池セル２３は太陽電池セル１３と同様の構成を採用することができるため、ここでは詳細な説明は省略する。
【００４６】
本実施形態の封止材２４は、第１の実施形態の封止材１４と異なり、酸化マグネシウムを含有している。すなわち、本実施形態の封止材２４は、樹脂などのベース材料に酸化マグネシウムが配合されており、イオン拡散防止層としての機能を兼ね備えている。封止材２４のベース材料としては、上述した封止材１４と同様に、エチレン酢酸ビニル共重合体などを挙げることができる。酸化マグネシウムとしては、上述した第１の実施形態と同様のものを使用することができる。
【００４７】
封止材２４が封止モールドの場合、ベース材料となる樹脂などに酸化マグネシウム粉末を分散状態で混合し（混合工程）、太陽電池セル２３の表面に塗布等することで太陽電池セル２３を封止し(封止工程)、この封止材２４を介して太陽電池セル２３と透光性基板２１とを一体化する。封止材２４に含まれる酸化マグネシウムの濃度は、特に制限はないが、例えば０．１〜３０質量％（ｗｔ％）の範囲内とすることができ、好ましくは１質量％〜２０質量％の範囲内である。また、酸化マグネシウム粉末の平均粒子径としては、特に制限はないが、１〜５００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００４８】
一方、封止材２４が封止シートの場合、シートのうち太陽電池セル２３側の表面に酸化マグネシウムを塗布してイオン拡散防止層とすることもできる。このときのイオン拡散防止層の膜厚としては、通常は０．１〜１０μｍの範囲内であり、０．２〜５μｍの範囲内が好ましく、０．５〜２μｍの範囲内が特に好ましい。封止シートへの酸化マグネシウムの塗布は、上述した第１の実施形態と同様の方法で行うことができる。
【００４９】
本実施形態では、第１の実施形態と異なり、封止材２４がイオン拡散防止層を兼ねているため、第１の実施形態のようにイオン拡散防止層を塗布する必要がなく、太陽電池モジュール２０の製造コストを低減することができる。また、第１の実施形態とは異なり、本実施形態では透光性基板１１と封止材１４との間にイオン拡散防止層がないため、透光性基板２１と封止材２４との密着性がイオン拡散防止層で阻害されることがなく、両者の密着性が向上する。
【００５０】
３．第３の実施形態
上述した第１の実施形態では、イオン拡散防止層１５は透光性基板１１と封止材１４との界面に配設されていたが、イオン拡散防止層１５としてはこれに限定されず、封止材１４と太陽電池セル１３との界面に配設されていてもよい。以下、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００５１】
図３は、本発明の第３の実施形態に係る太陽電池モジュールを示した模式図である。この図に示すように、太陽電池モジュール３０は、透光性基板３１と、バックシート３２と、太陽電池セル３３と、封止材３４と、イオン拡散防止層３５と、を備えている。透光性基板３１は第１の実施形態の透光性基板１１と、バックシート３２はバックシート１２と、太陽電池セル３３は太陽電池セル１３と同様の構成を採用することができるため、ここでは詳細な説明は省略する。
【００５２】
本実施形態のイオン拡散防止層３５は、太陽電池セル３３と封止材３４との間に設けられている。図では、イオン拡散防止層３５は、太陽電池セル３３の全体を被覆しているが、本発明のイオン拡散防止層３５としては、少なくとも透光性基板３１側の太陽電池セル３３表面を被覆すれば透光性基板３１から太陽電池セル３３へのイオンの拡散を防止することができる。
【００５３】
このように、酸化マグネシウムを含むイオン拡散防止層３５が太陽電池セル３３の表面を被覆しているため、特に太陽電池セル３３がシリコン系の場合、イオン拡散防止層３５がパッシベーション（不活性化）層としての機能を兼ね備えたものとなる。ここで、パッシベーション層とは、太陽電池セル３３の表面においてキャリアの再結合を抑制することで、太陽電池セル３３の光電変換効率を向上させる機能を有する層である。
【００５４】
本実施形態の太陽電池モジュール３０は、太陽電池セル３３の表面に酸化マグネシウムを塗布してイオン拡散防止層３５とし、そののちに封止材３４で太陽電池セル３３を封止することで製造することができる。イオン拡散防止層３５の膜厚としては、通常は０．１〜１０μｍの範囲内であり、０．２〜５μｍの範囲内が好ましく、０．５〜２μｍの範囲内が特に好ましい。太陽電池セル３３への酸化マグネシウムの塗布は、上述した第１の実施形態と同様の方法で行うことができる。
【００５５】
本実施形態では、イオン拡散防止層３５が太陽電池セル３３を覆っているため、透光性基板３１から太陽電池セル３３へのイオン拡散を防止するとともに、太陽電池セル３３の表面の電気的な不活性化を行うことができる。
【実施例】
【００５６】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、これらは本発明の目的を限定するものではなく、また、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
【００５７】
１．実施例１
（１）太陽電池モジュールの構成部材
太陽電池モジュールを構成する部材は以下のものを使用した。
・透光性基板：白板ガラス（片面エンボス加工：中島硝子工業製白板型板熱処理硝子）
・バックシート：バックシート（ＰＥＴベース：ＳＦＣ製ＳＰＥ−３５）
・太陽電池セル：多結晶シリコンセル（ＭＯＴＥＣ製ＩＭ１５６Ｂ３）
・封止材：封止シート（ＥＶＡ製：ＪＩＮＨＥＵＮＧ製ＪＨ−４０ＮＦ）
【００５８】
（２）ガラス基板へのイオン拡散防止層の形成
溶媒としてメタノールを使用し、金属マグネシウム蒸気を酸化して作製した酸化マグネシウム粉末（平均粒径１０ｎｍ）を濃度２．５ｗｔ％となるように分散液を調製した。次に、スピンコーター（回転数１００ｒｐｍ）を用いて白板ガラスに分散液を成膜した後、１２０℃で乾燥し溶媒を蒸発させた。膜厚はＳＥＭによる断面観察により測定した。
【００５９】
（３）サンプルの作製
多結晶シリコン系の太陽電池セルを２枚の封止シートの間にセットし、これをさらに、受光面側に白板ガラスと裏面側にバックシートとの間にセットした。これを、真空ラミネーターを用いてラミネートした後、アルミフレームに取り付けて太陽電池モジュールのサンプルとした。
【００６０】
（４）ＰＩＤ評価試験
多結晶シリコン系の太陽電池セルを使用した太陽電池モジュールについて、時間経過に伴うＰＩＤ発生確認試験を行った。まず、２５℃−５０％ＲＨの条件で試験前のＩ−Ｖ特性試験を実施した。次に、８５℃−８５％ＲＨ設定の恒温恒湿槽内にサンプルを配置した。設定温度湿度条件になった後、短絡させた出力端子をマイナス極、アルミフレームはプラス極へ接続を行い、−１０００Ｖの電圧印加を開始した。２４時間経過後、サンプルを取出し、Ｉ−Ｖ特性試験を実施した。再度、恒温恒湿槽内にサンプルを設置し設定条件に到達後、１０００Ｖの電圧印加を開始し試験を再開した。再開後２４時間経過後、サンプルを取出し、Ｉ−Ｖ特性試験を実施した。得られたＩ−Ｖ特性より最大出力を算出した。２４時間経過後及び４８時間経過後の出力をそれぞれ初期出力で割った保持率も算出した。得られた結果を表１に示す。
【００６１】
２．実施例２
酸化マグネシウム分散液の濃度を５ｗｔ％とし、膜厚が１μｍであった以外は、実施例１と同様にしてサンプルを調整し、ＰＩＤ評価試験を行った。得られた結果を表１に示す。
【００６２】
３．実施例３
酸化マグネシウム分散液の濃度を１０ｗｔ％とし、膜厚が２μｍであった以外は、実施例１と同様にしてサンプルを調整し、ＰＩＤ評価試験を行った。得られた結果を表１に示す。
【００６３】
４．比較例１
実施例１において、白板ガラスにイオン拡散防止層を形成せずにサンプルを作成し、ＰＩＤ評価試験を行った。得られた結果を表１に示す。
【００６４】
５．比較例２
実施例１の分散液において、溶媒としてイソプロパノールを使用し、酸化チタン粉末（平均粒径１３ｎｍ）を濃度５ｗｔ％となるように調整した。実施例１と同様に、白板ガラスに分散液を成膜して膜厚を測定したところ、１μｍであった。実施例１と同様にサンプルを作成してＰＩＤ評価試験を行った。得られた結果を表１に示す。
【００６５】
６．比較例３
実施例１において、溶媒としてイソプロパノールを使用し、酸化ジルコニウム粉末（平均粒径１２ｎｍ）を濃度１０ｗｔ％となるように調整した。実施例１と同様に、白板ガラスに分散液を成膜して膜厚を測定したところ、１μｍであった。実施例１と同様にサンプルを作成してＰＩＤ評価試験を行った。得られた結果を表１に示す。
【００６６】
【表１】
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【００６７】
イオン拡散防止層を有する実施例１〜３とイオン拡散防止層を有さない比較例１とを比べると、イオン拡散防止層を有する実施例１〜３のほうが、２４時間後と４８時間後の出力保持率が高いことがわかる。また、酸化マグネシウムを使用した実施例１〜３と、酸化チタンを使用した比較例２とを比べると、酸化マグネシウムを使用した実施例１〜３のほうが４８時間後の出力保持率が高いことがわかる。さらに、酸化マグネシウムを使用した実施例１〜３と、酸化ジルコニウムを使用した比較例３とを比べると、酸化マグネシウムを使用した実施例１〜３のほうが、初期出力値が高いことがわかる。
【００６８】
以上より、イオン拡散防止層に酸化マグネシウムを含むことで、他の金属酸化物を含む場合と比較して、初期出力値が高く、かつ長期にわたって出力を保持する（ＰＩＤによる出力低下を抑制する）ことができることがわかった。
【００６９】
なお、実施例１〜実施例３を比較すると、膜厚が０．５μｍの実施例１よりも膜厚が１μｍの実施例２のほうが４８時間後の出力保持率が高く、膜厚が１μｍの実施例２よりも膜厚が２μｍの実施例３のほうが４８時間後の出力保持率がより高いことがわかる。したがって、イオン拡散防止層の膜厚は１μｍ以上であることが好ましく、２μｍ前後が最も好ましいことがわかった。
【符号の説明】
【００７０】
１０  太陽電池モジュール、１１  透光性基板、１２  バックシート、１３  太陽電池セル、１４  封止材、１５  イオン拡散防止層、２０  太陽電池モジュール、２１  透光性基板、２２  バックシート、２３  太陽電池セル、２４  封止材（イオン拡散防止層）、３０  太陽電池モジュール、３１  透光性基板、３２  バックシート、３３  太陽電池セル、３４  封止材、３５  イオン拡散防止層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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