(57)【要約】【課題】  太陽電池セルに機械的強度を持たせることができ、太陽電池セルの機械的劣化を十分に防止可能な太陽電池セルの補強方法、太陽電池セルを補強するための感光性樹脂組成物及びシート状感光性樹脂組成物、補強済み太陽電池セルの製造方法、並びに太陽電池セルを補強するための感光性樹脂組成物の使用を提供すること。【解決手段】  受光面電極及び裏面電極を備えた太陽電池セルの受光面及び／又は裏面上に、感光性樹脂組成物の層を設けることを特徴とする太陽電池セルの補強方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面電極及び裏面電極を備えた太陽電池セルの受光面及び／又は裏面上に、感光性樹脂組成物の層を設けることを特徴とする太陽電池セルの補強方法。
【請求項２】
前記感光性樹脂組成物の層を、当該感光性樹脂組成物の層が設けられる面に備えられた受光面電極又は裏面電極の厚さ以上、前記太陽電池セルの厚さ以下の厚さとなるように設けることを特徴とする請求項１記載の太陽電池セルの補強方法。
【請求項３】
前記受光面及び裏面上に、前記感光性樹脂組成物の層を、前記受光面上の感光性樹脂組成物の層の厚さが、前記裏面上の感光性樹脂組成物の層の厚さの±１０％の範囲内の厚さとなるように設けることを特徴とする請求項１又は２記載の太陽電池セルの補強方法。
【請求項４】
前記裏面上に、前記感光性樹脂組成物の層を、前記裏面電極の一部が露出するように設けることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽電池セルの補強方法。
【請求項５】
前記受光面上に、前記感光性樹脂組成物の層を、必要に応じて前記受光面電極の一部が露出するように設けることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の太陽電池セルの補強方法。
【請求項６】
前記感光性樹脂組成物の層の可視光領域における光透過率が８５％以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の太陽電池セルの補強方法。
【請求項７】
受光面電極及び裏面電極を備えた太陽電池セルの受光面及び／又は裏面上に積層して前記太陽電池セルを補強するための感光性樹脂組成物。
【請求項８】
請求項７記載の感光性樹脂組成物をシート形状に形成してなることを特徴とするシート状感光性樹脂組成物。
【請求項９】
受光面電極及び裏面電極を備えた太陽電池セルの受光面及び／又は裏面上に、請求項８記載のシート状感光性樹脂組成物を積層し、該シート状感光性樹脂組成物を硬化させることを特徴とする補強済み太陽電池セルの製造方法。
【請求項１０】
受光面電極及び裏面電極を備えた太陽電池セルの受光面及び／又は裏面上に積層して前記太陽電池セルを補強するための感光性樹脂組成物の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池セルの補強方法、太陽電池セルを補強するための感光性樹脂組成物及びシート状感光性樹脂組成物、補強済み太陽電池セルの製造方法、並びに太陽電池セルを補強するための感光性樹脂組成物の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球の温暖化を筆頭とした地球環境問題やエネルギー問題に対して太陽光発電システムが注目されてきており、太陽電池の高効率化技術や、量産プロセスに導入しているコストパフォーマンス性の優れた技術及び製造プロセス技術が求められている（例えば、非特許文献１及び２参照）。
【０００３】
太陽電池には様々な種類があり、大別するとシリコンと化合物に分けられる。シリコンは、結晶系とアモルファスに分けられ、結晶系には単結晶と多結晶がある。化合物には単結晶と多結晶があり、単結晶としてはＧａＡｓ系、多結晶としてはＣｄＳ、ＣｄＴｅ、ＣｕｌｎＧａＳｅ２などが挙げられる。太陽電池の大部分は、単結晶シリコン／多結晶シリコン／アモルファスシリコンであり、それぞれの特徴として、単結晶シリコンは高効率で資源的にも豊富であるが高コストである。太陽光発電システム普及のためにはコスト低減が必須であり、シリコンウエハのコストを下げる必要があるため、多結晶シリコンへと比重が移行してきているが多結晶シリコンは効率面で単結晶シリコンより劣る傾向がある。アモルファスシリコンは製造コストを下げるために開発された製品であり、単結晶シリコンや多結晶シリコンほど製造工程でエネルギーを消費しないが効率が最も劣る傾向がある。したがって、コストパフォーマンス性及び効率のバランスが優れる多結晶シリコン太陽電池セルが現在の太陽電池の主流であると言える。
【０００４】
多結晶シリコン太陽電池の製造では、先ず、シリコン原料をるつぼで溶解・再固化させたインゴットをブロックに切断し、ワイヤソーで切断してシリコンウエハが作られる。次に、シリコンウエハのエッチング（表面ダメージ層の除去）、拡散剤の塗布（ＰＮ接合形成）、反射防止膜の形成、裏面及び表面（受光面）電極の形成、半田コート等の工程を経て多結晶シリコン太陽電池セルが製造される。
【０００５】
太陽電池セルは、１枚当りの出力が小さいため、複数のセルを接続することでモジュール化して使用される。太陽電池モジュールは、太陽電池セルを必要な電圧が得られる枚数を直列に接続し、耐候性や機械的強度を持たせるために、ガラスやフィルム、透明樹脂などでパッケージして作られている。
【０００６】
【非特許文献１】佐賀達夫、他２名，「結晶系太陽電池の高効率化」，シャープ技報，２００１年４月，第７９号，ｐ．４９−５２
【非特許文献２】橋本伸太郎，「太陽光発電事業で未来を拓く」，シャープ技報，２００２年８月，第８３号，ｐ．４０−４４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、近年の低コスト化に伴う太陽電池セルの薄膜化によって、特にモジュール製造工程において太陽電池セルが機械的劣化するといった問題が生じている。
【０００８】
本発明の目的は、上述の問題を解決するためになされたものであり、太陽電池セルに機械的強度を持たせることができ、太陽電池セルの機械的劣化を十分に防止可能な太陽電池セルの補強方法、太陽電池セルを補強するための感光性樹脂組成物及びシート状感光性樹脂組成物、補強済み太陽電池セルの製造方法、並びに太陽電池セルを補強するための感光性樹脂組成物の使用を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、受光面電極及び裏面電極を備えた太陽電池セルの受光面及び／又は裏面上に、感光性樹脂組成物の層を設けることを特徴とする太陽電池セルの補強方法を提供する。
【００１０】
上記本発明の補強方法によれば、太陽電池セルに感光性樹脂組成物の層が形成されることにより、太陽電池セルの機械的強度が向上し、太陽電池セルの破損等の機械的劣化を十分に防止することが可能となる。また、上記補強方法により補強された補強済み太陽電池セルは、太陽電池モジュールの製造（生産）過程において、機械的劣化が生じ難い。従って、太陽電池モジュールの生産性を向上させることができる。
【００１１】
ここで、特に太陽電池セルが薄膜型の場合には、上記補強方法により太陽電池セルの機械的強度が十分に向上し、機械的劣化が十分に防止される。また、上記太陽電池セルとしては、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＣｄＴｅ、ＣｕｌｎＧａＳｅ２から選ばれる少なくとも１種以上の半導体素子型太陽電池セルが挙げられる。
【００１２】
上記補強方法では、上記感光性樹脂組成物の層を太陽電池セルの受光面及び／又は裏面上に設けるが、上記感光性樹脂組成物の層は、当該感光性樹脂組成物の層が設けられる面に備えられた受光面電極又は裏面電極の厚さ以上、上記太陽電池セルの厚さ以下の厚さとなるように設けることが好ましい。また、上記受光面及び裏面上に、上記感光性樹脂組成物の層を設ける場合には、上記受光面上の感光性樹脂組成物の層の厚さが、上記裏面上の感光性樹脂組成物の層の厚さの±１０％の範囲内の厚さとなるように設けることが好ましい。
【００１３】
また、上記感光性樹脂組成物の層を上記裏面上に設ける場合には、上記感光性樹脂組成物の層を上記裏面電極の一部が露出するように設けることが好ましい。また、上記感光性樹脂組成物の層を上記受光面上に設ける場合には、上記感光性樹脂組成物の層を、必要に応じて上記受光面電極の一部が露出するように設けることが好ましい。
【００１４】
上記補強方法により設けられた上記感光性樹脂組成物の層は、可視光領域における光透過率が８５％以上であることが好ましい。感光性樹脂組成物の層がかかる条件を満たす場合、太陽電池セルは太陽光を十分に吸収でき、太陽電池セルのエネルギー効率を高水準に維持することが可能となる。
【００１５】
また、本発明は、受光面電極及び裏面電極を備えた太陽電池セルの受光面及び／又は裏面上に積層して上記太陽電池セルを補強するための感光性樹脂組成物、かかる感光性樹脂組成物をシート形状に形成してなることを特徴とするシート状感光性樹脂組成物、並びにかかる感光性樹脂組成物の使用を提供する。
【００１６】
上記感光性樹脂組成物は、（Ａ）高分子結合剤（より好ましくは酸価１０〜４６ｍｇＫＯＨ／ｇのビニル重合型高分子結合剤）、（Ｂ）分子内に少なくとも１個のエチレン性不飽和二重結合を有する光重合性化合物、及び（Ｃ）光重合開始剤を含有することが好ましい。
【００１７】
また、上記シート状感光性樹脂組成物は、外形加工又は窓明け加工がなされたシートであることが好ましい。かかるシート状感光性樹脂組成物を用いることで、太陽電池セルの電極を容易に露出させ利用することができる。この結果、太陽電池モジュールの生産性をより向上させることが可能となる。
【００１８】
また、本発明は、受光面電極及び裏面電極を備えた太陽電池セルの受光面及び／又は裏面上に、上記本発明のシート状感光性樹脂組成物を積層し、該シート状感光性樹脂組成物を硬化させることを特徴とする補強済み太陽電池セルの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の補強方法によれば、太陽電池セルの破損等の機械的劣化を十分に防止することが可能となる。また、本発明の太陽電池セルを補強するための感光性樹脂組成物、シート状感光性樹脂組成物、及び太陽電池セルを補強するための感光性樹脂組成物の使用によれば、太陽電池セルのエネルギー効率を低下させることなく、太陽電池セルの補強を容易に行うことができる。また、本発明の補強済み太陽電池セルの製造方法によれば、破損等の機械的劣化を十分に防止できるように構成された太陽電池セルを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、本発明における（メタ）アクリル酸とはアクリル酸及びそれに対応するメタクリル酸を意味し、（メタ）アクリレートとはアクリレート及びそれに対応するメタクリレートを意味し、（メタ）アクリロイル基とはアクリロイル基及びそれに対応するメタクリロイル基を意味する。
【００２１】
本実施形態の太陽電池セルの補強方法では、先ず、太陽電池セルの受光面及び／又は裏面上に感光性樹脂組成物層（硬化していないもの）を積層する。次に、その感光性樹脂組成物層を硬化させ、感光性樹脂組成物の層（硬化物）を設ける。ここで、感光性樹脂組成物層は、感光性樹脂組成物の溶液を太陽電池セル上に塗布して積層してもよく、シート状感光性樹脂組成物を太陽電池セル上に配置することで積層してもよい。
【００２２】
なお、シート状感光性樹脂組成物を使用する場合には、大気圧以下に保ちながら太陽電池セルの受光面及び／又は裏面上に感光性樹脂組成物層（硬化していないシート状感光性樹脂組成物）を貼り合わせる積層方法により、感光性樹脂組成物層を積層することが好ましい。
【００２３】
上記積層方法によれば、硬化前の感光性樹脂組成物層が適度な粘着性を有することから、硬化前の感光性樹脂組成物層と太陽電池セルとを容易に貼り合わせることが可能となり、さらにアンカー効果により十分な接着性が得られる。また、貼り合わせが大気圧以下で行われることで、太陽電池セルと感光性樹脂組成物層との間にエアーボイドが混入することを防止することが可能となる。
【００２４】
また、上記積層方法は、太陽電池セルの受光面及び／又は裏面上への感光性樹脂組成物層の貼り合わせを内側に弾性体が設けられた真空装置内で行うことが好ましい。すなわち、上記積層方法は、内側に弾性体が設けられた真空装置内を大気圧以下に保ちながら、真空装置内で太陽電池セルの受光面及び／又は裏面上に感光性樹脂組成物層を貼り合わせることで行うことが好ましい。太陽電池セルへの感光性樹脂組成物層の貼り合わせを真空装置内で行うことで、大気圧以下の条件にすることが容易となる。また、真空装置内には内側に弾性体が設けられおり、貼り合わせの際にはかかる弾性体により太陽電池セルと感光性樹脂組成物層とは相互に加圧される。したがって、太陽電池モジュールの生産過程において太陽電池セルの機械的劣化がなく、また破損なども生じないことから生産性にも優れる。
【００２５】
太陽電池セルへの感光性樹脂組成物層の貼り合わせには、例えば、図１に示す装置を用いる。図１は、太陽電池セルの補強方法に使用される貼り合わせ装置の一例を示す模式図である。図１に示す装置内には、一端に搬送ロールＢ１が、他端に巻取ロールＢ２が配置されている。搬送ロールＢ１及び巻取ロールＢ２には、下ベースフィルムＢ３が移動可能に取り付けられている。下ベースフィルムＢ３は、テンションロールＢ４，Ｂ５，Ｂ６により所定の張力をもって支持されており、これらのロールによりたわみを生じることなく移動できる。貼り合わせ装置内には、下ベースフィルムＢ３の一部と対向して上ベースフィルムＡ３が配置されており、上ベースフィルムＡ３はその両端で搬送ロールＡ１及び巻取ロールＡ２に取り付けられている。上ベースフィルムＡ３も、テンションロールＡ４，Ａ５，Ａ６により所定の張力をもって支持されており、これらのロールによりたわみを生じることなく移動できる。
【００２６】
図１に示す装置内には、下ベースフィルムＢ３の移動方向上流から、下ベースフィルムＢ３に沿ってセットテーブル１、真空装置２、フィルム移動チャック３、ロール４がこの順で配置されている。真空装置２は、熱盤（真空・加熱・加圧熱盤）２ａ及び２ｂを有しており、熱盤２ａは所定方向に移動可能である。本実施形態において、熱盤２ａ及び２ｂは熱盤２ａの動きによりベースフィルムＡ３及びＢ３を挟むことができるように配置されている。また、熱盤２ａ及び２ｂはそれぞれ合わさることで密閉可能となるように構成されている。熱盤２ａ及び２ｂの内側には、太陽電池セルを収容できるように収容部（図示せず）が形成されており、収容部には弾性体（例えば、ダイアフラム）が設けられている。
【００２７】
上述したように、図１に示す装置において搬送ロールＡ１と搬送ロールＢ１には基板搬送用のベースフィルムＡ３，Ｂ３を取り付けられている。ベースフィルムＡ３，Ｂ３の膜厚は、１０〜１００μｍが好ましく、１５〜５０μｍであることがより好ましく、２０〜３０μｍであることが更に好ましい。ベースフィルムの膜厚が１０μｍ未満では基板搬送中にベースフィルムが切れやすいといった不具合が生じる傾向があり、ベースフィルムの膜厚が１００μｍを超えると一定時間における基板への熱伝導率が下がる傾向がある。ベースフィルムＡ３，Ｂ３の送りはフィルム移動チャック３の移動量だけ送られる。
【００２８】
本実施形態で使用される太陽電池セルは、半導体化合物を含有する太陽電池セル、例えば、シリコン（単結晶、多結晶、アモルファス）、ＧａＡｓ、ＣｄＴｅ、ＣｕｌｎＧａＳｅ２等からなる半導体素子型太陽電池セルなどが挙げられる。これら太陽電池セルの厚みは薄ければ薄いほど低コストにつながるが、そのままでは機械的強度が著しく劣る傾向があり、本実施形態のように感光性樹脂組成物層を貼り合わせることにより十分な太陽電池セルの機械的強度を得ることができる。ここで、特に太陽電池セルが薄膜型の場合には、上記補強方法により太陽電池セルの機械的強度が十分に向上し、機械的劣化が十分に防止される。
【００２９】
図２に示すように、太陽電池セル１０は受光面（表面）１１ａ及び裏面１１ｂに銀、アルミ等の受光面電極１３及び裏面電極１５が形成されている。すなわち、太陽電池セル１０は、基板１１の受光面１１ａ及び裏面１１ｂ上に受光面電極１３及び裏面電極１５がそれぞれ形成されている。なお、基板１１は、例えば、結晶系シリコン太陽電池の場合には、シリコンウエハに対してｐn接合、反射防止膜が形成されたものである。
【００３０】
本実施形態で使用される感光性樹脂組成物層は、感光性フィルムと呼ばれるベースフィルム（支持体）上に感光性樹脂組成物（詳しくは後述する）の溶液を塗布・乾燥したものが好適に使用される。すなわち、支持体と、該支持体上に感光性樹脂組成物がシート形状に形成された感光性樹脂組成物層（シート状感光性樹脂組成物）とを有する感光性フィルムにおける感光性樹脂組成物層を使用できる。この感光性フィルムは、ベースフィルム（支持体）とは反対側の感光性樹脂組成物層の面に保護フィルムを存在させてもよい。
【００３１】
上記積層方法としては、より具体的には、下記第一、第二、及び第三の積層方法が挙げられる。
【００３２】
すなわち、第一の積層方法は、
（１−１）内側に弾性体が設けられた真空装置２内に太陽電池セルを導入する工程と、
（１−２）真空装置２内に導入された太陽電池セルの受光面（表面）及び／又は裏面に感光性樹脂組成物層をセットする工程と、
（１−３）太陽電池セルが導入された真空装置２内を真空引きを行う工程と、
（１−４）真空装置２内に設けられた弾性体の外側から大気圧又は加圧流体を供給する工程と、を有する。
【００３３】
第二の積層方法は、
（２−１）内側に弾性体が設けられた真空装置２内に予め感光性樹脂組成物層がセットされた太陽電池セルを導入する工程と、
（２−２）太陽電池セルが導入された真空装置２内を真空引きを行う工程と、
（２−３）真空装置２内に設けられた弾性体の外側から大気圧又は加圧流体を供給する工程と、を有する。
【００３４】
第三の積層方法は、
（３−１）内側に弾性体が設けられた真空装置２内に感光性樹脂組成物層をセットしながら太陽電池セルを導入する工程と、
（３−２）太陽電池セルが導入された真空装置２内を真空引きを行う工程と、
（３−３）真空装置２内に設けられた弾性体の外側から大気圧又は加圧流体を供給する工程と、を有する。
【００３５】
上述した（１−３）、（２−２）及び（３−２）の工程においては、真空装置２内を真空引きすることで、真空装置２内を大気圧以下にすることができる。
【００３６】
上述した（１−４）、（２−３）及び（３−３）の工程においては、弾性体の外側から大気圧又は加圧流体を供給することで、感光性樹脂組成物層と太陽電池セルとを相互に加圧し貼り合わせることができる。更に、加圧と共に加熱することで、感光性樹脂組成物層と太陽電池セルとの接着性をより向上させることができる。
【００３７】
上記感光性フィルムの感光性樹脂組成物層を太陽電池セル１０にセットする場合、場合により存在する保護フィルムを除去してセットテーブル１上の、搬送ロールＢ１により搬送される下ベースフィルムＢ３の上に支持体が接触するように感光性フィルムをセットする。その感光性フィルムの感光性樹脂組成物層上に太陽電池セル１０を乗せ、フィルム移動チャック３の前進移動により上ベースフィルムＡ３、下ベースフィルムＢ３、感光性フィルム及び太陽電池セル１０は加圧熱盤２ａ，２ｂを有する真空装置２内に引き込まれる。すなわち、真空装置２内に予め感光性樹脂組成物層がセットされた太陽電池セル１０を導入することができる。このとき保護フィルム除去後の感光性樹脂組成物層の表面形状には特に制限はない。
【００３８】
なお、太陽電池セル１０を感光性樹脂組成物層上に乗せる際、太陽電池セル１０が感光性樹脂組成物層と接する面は受光面１１ａ又は裏面１１ｂのいずれでもよい。また、感光性樹脂組成物層は、太陽電池セル１０の受光面１１ａ又は裏面１１ｂの両面にセットしてもよい。太陽電池セル１０の両面に感光性樹脂組成物層をセットした場合、太陽電池セル１０の機械的劣化をより一層防止することができる。
【００３９】
また、感光性フィルムを太陽電池セル１０にセットする場合、下ベースフィルムＢ３上に太陽電池セル１０を配置し、下ベースフィルムＢ３を移動させながら、太陽電池セル１０上に感光性フィルムの感光性樹脂組成物層をセットして、太陽電池セルを真空装置２内へ導入してもよい。すなわち、真空装置２内に感光性樹脂組成物層をセットしながら太陽電池セル１０を導入することができる。また、先に、下ベースフィルムＢ３上に感光性樹脂組成物層を配置し、下ベースフィルムＢ３を移動させて真空装置２内へ導入しながら太陽電池セル１０を感光性樹脂組成物層上にセットしてもよい。
【００４０】
また、予め、上ベースフィルムＡ３に感光性樹脂組成物層を所定間隔で配置し、下ベースフィルムＢ３に太陽電池セル１０を感光性樹脂組成物層と同様の間隔で配置する。そして、上ベースフィルムＡ３及び下ベースフィルムＢ３をそれぞれ真空装置２内へ導入し、装置２内で感光性樹脂組成物層と太陽電池セル１０とを接触させることで、感光性樹脂組成物層を太陽電池セルへセットしてもよい。すなわち、真空装置２内に導入された太陽電池セル１０に感光性樹脂組成物層をセットする。この場合、感光性樹脂組成物層は、上ベースフィルムＡ３及び下ベースフィルムＢ３のどちらか一方に配置されていてもよく、両方に配置されていてもよい。なお、感光性樹脂組成物層が上ベースフィルムＡ３及び下ベースフィルムＢ３の両方に配置されている場合には、どちらか一方の感光性樹脂組成物層上に太陽電池セル１０がセットされる。
【００４１】
次に下熱盤２ａを上昇させ、熱盤２ａ，２ｂを密閉し、真空装置２内を大気圧以下に真空引きすることにより、内部（収容部）を真空状態にすることができる。なお、真空引きは、（１−２）、（２−１）、及び（３−１）工程後に行われる。この時の真空引きは、大気圧未満であることがより好ましく、２０ｈＰａの真空度であることが更に好ましい。真空引き時間は、５〜６０秒間であることが好ましく、１０〜３０秒間であることがより好ましく、１５〜２０秒間であることが更に好ましい。真空引き時間が５秒間未満では、熱盤内（収容部）が十分な真空状態に達せずフィルム等を貼り合わせたときにエアーボイドが混入するといった不具合を起こす傾向があり、真空引き時間が６０秒間を超えると、熱盤内に長時間放置することになり部分的に感光性フィルムと太陽電池セルが貼り合わせられてしまいエアーボイドが混入するといった不具合を起こす傾向がある。また圧力は０．１〜１．０ＭＰａであることが好ましく、０．２〜０．７ＭＰａであることがより好ましく、０．３〜０．６ＭＰａであることが更に好ましい。圧力が０．１ＭＰａ未満では、接着不足といった不具合を起こす傾向があり、圧力が１．０ＭＰａを超えると太陽電池セルが破損する恐れがある。
【００４２】
図３は、真空装置内に太陽電池セルが導入された様子を示す模式断面図（熱盤内断面模式図（太陽電池セル裏面貼り合わせ例））である。図３では、上下搬送ベースフィルムＡ３，Ｂ３の間に感光性樹脂組成物層７と太陽電池セル１０とが配置されている。なお、感光性樹脂組成物層７は上記感光性フィルムの支持体上に形成されたものであるが、支持体の図示は省略する。
【００４３】
所定の真空引き時間が終了すると、ダイアフラムに圧縮空気が供給され、ダイアフラムは膨張し下ベースフィルムＢ３、感光性フィルム７、太陽電池セル１０、上ベースフィルムＡ３の順に押し付けられる。このときの加圧時間を設定することができ、１０〜３００秒間であることが好ましく、２０〜９０秒間であることがより好ましく、３０〜６０秒間であることが更に好ましい。加圧時間が１０秒間未満では、接着不足といった不具合を起こす傾向があり、加圧時間が３００秒間を超えると太陽電池セル１０の変形をもたらす傾向がある。
【００４４】
ここで、ダイアフラムはその一部が弾性体で構成されており、ダイアフラムの内側へ外側から大気圧又は加圧流体を供給すると、ダイアフラムは膨張する。そして、感光性フィルムと太陽電池セルとを上述した圧力で相互に加圧する。なお、ダイアフラムは、加圧に用いられる部分が弾性体で構成されていればよい。弾性体としては、例えば、ゴムが挙げられる。
【００４５】
太陽電池セル１０と感光性フィルムは、熱盤２ａ，２ｂ内のヒータにより加熱され接着される。すなわち、太陽電池セル１０と感光性フィルムの感光性樹脂組成物層７とは、ダイアフラムにより加圧されながら、ヒータにより加熱され、接着する。このとき上下盤２ａ，２ｂ内の温度を設定することができ、５０〜１５０℃であることが好ましく、６０〜１３０℃であることがより好ましく、７０〜１１０℃であることが更に好ましい。上下盤２ａ，２ｂ内の温度が５０℃未満では、接着不足といった不具合を起こす傾向があり、上下盤２ａ，２ｂ内の温度が１５０℃を超えると、加圧時間にもよるが感光性フィルムの感光性樹脂組成物層７中に含まれる低沸点化合物等が揮発するといった不具合を起こす傾向がある。
【００４６】
所定の加圧時間が終了すると、ダイアフラムは減圧され、内部は大気の状態に戻る。その後、下熱盤２ａは下降し搬出可能な状態となり、搬送ベースフィルムＡ３，Ｂ３を搬送することで感光性フィルムの感光性樹脂組成物層を貼り合わせた太陽電池セルを取り出すことができる。
【００４７】
なお、図２に示したように、太陽電池セル１０は受光面１１ａ及び裏面１１ｂに銀、アルミ等の電極１３，１５が形成されている。したがって、この電極１３，１５を露出させて取り出すために、図３に示すように感光性樹脂組成物層７の電極該当部に予めカッター、パンチ等を使用して外形加工、窓明け加工等の加工を行うことにより、図３に示すように穴（加工部分）８等を設ける。そして、感光性樹脂組成物層７を太陽電池セル１０へ貼り合わせる際に、この加工部分８を電極（電極取りだし口）１５に正確に位置合わせして貼り合わせる。
【００４８】
その後、全面に活性光線を照射して露光し、場合により存在するベースフィルム（支持体）を除去することにより容易に電極を取り出すことができる。このようにして露出した電極は、後述する太陽電池モジュールを製造する際に利用される。なお、活性光線の露光により、感光性樹脂組成物層は硬化し、硬化した感光性樹脂組成物の層が太陽電池セルの受光面及び／又は裏面上に設けられる。
【００４９】
また、電極１３，１５を露出させる別な方法として、感光性樹脂組成物層を太陽電池セルに貼り合わせた後に、電極取り出し部分を除去できるようにマスクを使用し、画像状に活性光線を露光する。場合により存在するベースフィルム（支持体）を除去後、現像液によって感光性樹脂組成物層の不要部分を溶解除去することで電極を取り出すことも出来る。
【００５０】
上記活性光線の光源としては、公知の光源、例えば、カーボンアーク灯、水銀蒸気アーク灯、高圧水銀灯、キセノンランプ等の紫外線、可視光などを有効に放射するものが用いられる。
【００５１】
上記現像液にはアルカリ物質と１種以上の有機溶剤とから成る、いわゆる半水性現像液が使用される。アルカリ物質としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム等のアルカリ金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の炭酸塩、リン酸三ナトリウム等のリン酸塩、ホウ砂等のホウ酸塩、メタケイ酸ナトリウム、エタノールアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、２−アミノ−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール、２−アミノ−２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，３−ジアミノプロパノール−２、モルホリン等の有機アミン、その他のアルカリ物質として常用されているものなどが挙げられ、これらは単独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。現像液のｐＨはレジストの現像が十分に行える限度内でできるだけ小さく維持することが望ましく、ｐＨが８〜１２であることが好ましく、ｐＨが９〜１０であることがより好ましい。
【００５２】
上記有機溶剤としては、例えば、三アセトンアルコール、アセトン、酢酸エチル、炭素数１〜４のアルコキシ基をもつアルコキシエタノール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられ、これらは単独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。有機溶剤の濃度は通常２〜５０容量％の範囲とされる。またその温度は現像性にあわせて調整しえる。該現像液中には表面活性剤、消泡剤を少量混入せしめてもよい。現像は現像液に基板を浸漬するか又は現像液をスプレーする等して行える。
【００５３】
また、感光性樹脂組成物層の現像タイプにより、アルカリ現像や溶剤現像も選択することができる。
【００５４】
このように、感光性樹脂組成物層を貼り合わせた太陽電池セル１０の感光性樹脂組成物層を硬化させ、感光性樹脂組成物の層は設けられる。上述したように、感光性樹脂組成物層を硬化させる方法としては、活性光線で照射することにより感光性樹脂組成物層を硬化させる方法が挙げられる。また、かかる活性光線の照射が画像状に行われ、感光性樹脂組成物層の不要部分を現像液により除去することで、太陽電池セル１０の電極を容易に露出させて利用することができる。この結果、太陽電池モジュールの生産性をより向上させることが可能となる。
【００５５】
上記補強方法では、上記感光性樹脂組成物の層を太陽電池セル１０の受光面１１ａ及び／又は裏面１１ｂ上に設けるが、上記感光性樹脂組成物の層は、当該感光性樹脂組成物の層が設けられる面に備えられた受光面電極１１ａ又は裏面電極１１ｂの厚さ以上、上記太陽電池セル１０の厚さ以下の厚さとなるように設けることが好ましい。また、上記受光面１１ａ及び裏面１１ｂ上に、上記感光性樹脂組成物の層を設ける場合には、上記受光面１１ａ上の感光性樹脂組成物の層の厚さが、上記裏面１１ｂ上の感光性樹脂組成物の層の厚さの±１０％の範囲内の厚さとなるように設けることが好ましい。かかる感光性樹脂組成物の層の厚さの調節は、使用する感光性樹脂組成物層の厚さを調節することで行うことができる。
【００５６】
また、上記感光性樹脂組成物の層を上記裏面１１ｂ上に設ける場合には、上記感光性樹脂組成物の層を上記裏面電極１５の一部が露出するように設けることが好ましい。また、上記感光性樹脂組成物の層を上記受光面１１ａ上に設ける場合には、上記感光性樹脂組成物の層を、必要に応じて上記受光面電極１３の一部が露出するように設けることが好ましい。なお、電極１３，１５は、太陽電池モジュールを製造する際に、利用できるように露出していればよい。電極１３，１５の一部が露出するように感光性樹脂組成物の層を設けるには、具体的には、上述したように外形加工、窓明け加工等の加工がされた感光性樹脂組成物層を用いること、又は感光性樹脂組成物層を太陽電池セル１０に貼り合わせた後に画像状に活性光線を露光することにより行えばよい。
【００５７】
上述した太陽電池セルの補強方法により、補強済み太陽電池セルが得られる。補強済み太陽電池セルの製造方法は、上述した太陽電池セルの補強方法と同様に、例えば、受光面電極１３及び裏面電極１５を備えた太陽電池セル１０の受光面１１ａ及び／又は裏面１１ｂ上に、シート状感光性樹脂組成物（感光性樹脂組成物層）を積層し、該シート状感光性樹脂組成物を硬化させることで行われる。
【００５８】
図４〜６は、それぞれ補強済み太陽電池セルの一実施形態を示す図であり、図４は斜視図、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は底面図、図６は図５（ａ）及び（ｂ）のＩ−Ｉ方向断面図である。これらの図で示された補強済み太陽電池セル２０は、太陽電池セルの受光面及び裏面に感光性樹脂組成物の層２１が設けられている。感光性樹脂組成物の層２１は、細長く形成された受光面電極１３及び半球状に形成された裏面電極１５の少なくとも一部が露出するように加工されている。
【００５９】
本実施形態の補強済み太陽電池セル２０は、太陽電池セルの受光面及び裏面上に、硬化した感光性樹脂組成物の層２１が設けられていることから、十分な機械的強度を有し、破損などの機械的劣化が生じ難い。したがって、複数のセルを結線・封止してモジュール化する際にも、太陽電池セルの破損が生じ難く、太陽電池モジュールの生産性を向上させることができる。
【００６０】
上記感光性樹脂組成物の層２１（特に、受光面上に設けられた感光性樹脂組成物の層）は、可視光領域における光透過率が８５％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましく、９５％以上であることがさらに好ましい。感光性樹脂組成物の層がかかる条件を満たす場合、太陽電池セルは太陽光を十分に吸収でき、太陽電池セルのエネルギー効率を高水準に維持することが可能となる。なお、光透過率が８５％より低いと、太陽光のエネルギー効率が低下するといった不具合を起こす傾向にある。
【００６１】
図７は、太陽電池モジュールの製造工程において複数の補強済み太陽電池セルを接続した様子を示す説明図である。図７において、個々の補強済み太陽電池セル２０は、その受光面電極１３と裏面電極１５とが導線（アルミニウム等）３０により電気的に接続されて配置されている。
【００６２】
このように電気的に接続された補強済み太陽電池セルは、さらに、バックフィルム、ガラス、封止樹脂を用いてモジュール化される。なお、通常、住宅用の電力用太陽電池の場合、ガラスには白板強化ガラスが、封止樹脂にはエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）が、バックフィルムにはテドラフィルムが用いられる。
【００６３】
本実施形態における感光性樹脂組成物層は、（Ａ）高分子結合剤（好ましくは酸価１０〜４６ｍｇＫＯＨ／ｇのビニル重合型高分子結合剤）、（Ｂ）分子内に少なくとも１個のエチレン性不飽和二重結合を有する光重合性化合物及び（Ｃ）光重合開始剤（好ましくは活性光線により遊離ラジカルを生成する光重合開始剤）を必須成分とする感光性樹脂組成物を含むことが好ましい。
【００６４】
上記（Ａ）高分子結合剤は、例えば、（メタ）アクリル酸、ｐ−ビニル安息香酸等の酸性極性基を有するビニル単量体とその他の各種ビニル単量体とを共重合して得ることができる。その他の各種ビニル単量体としては、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ベンジル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、２，３−ジブロモプロピル（メタ）アクリレート、３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、アクリルアミド、（メタ）アクリロニトリル等が挙げられ、これらは単独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。
【００６５】
現像を必要としない場合には酸性極性基を有さないビニル単量体の共重合体として得られるものでもよく、例えばエチレンと酢酸ビニルとの共重合体であるエバフレックス（登録商標）（三井・デュポンポリケミカル（株）製、製品名）が挙げられる。
【００６６】
上記（Ａ）高分子結合剤の重量平均分子量は２０，０００〜２００，０００であることが好ましい。２０，０００未満ではレジストの可とう性が低くなり、レジストの欠けなどが生じる傾向があり、２００，０００を超えると現像性が低下する傾向がある。
【００６７】
上記（Ｂ）分子内に少なくとも１個のエチレン性不飽和二重結合を有する光重合性化合物としては、例えば、
（１）ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ヘキサプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート等の多価アルコールの（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、
（２）２，２−ビス〔４−（メタ）アクリロキシポリエトキシフェニル〕プロパン、２，２−ビス〔４−（メタ）アクリロキシポリエトキシポリプロポキシフェニル〕プロパン、ビスフェノールＡ、エピクロルヒドリン系のエポキシ樹脂の（メタ）アクリル酸付加物等のエポキシ（メタ）アクリレート、無水フタル酸−ネオペンチルグリコール−（メタ）アクリル酸の１：２：２モル比の縮合物等の低分子不飽和ポリエステルなどの分子中にベンゼン環を有する（メタ）アクリレート、
（３）トリメチロールプロパントリグリシジルエーテルの（メタ）アクリル酸との付加物、
（４）トリメチルヘキサメチレンジイソシアナートと２価アルコールの（メタ）アクリル酸モノエステルとの反応で得られるウレタン（メタ）アクリレート化合物などを挙げることができる。
【００６８】
上記（Ｃ）光重合開始剤としては、例えば、相溶性に優れ、低黄変性である１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン〔ＩＲＧＡＣＵＲＥ１８４（チバスペシャルティケミカルズ（株）製、製品名）〕、ベンゾフェノン、ｐ，ｐ−ジメチルアミノベンゾフェノン、ｐ，ｐ−ジエチルアミノベンゾフェノン、ｐ，ｐ−ジクロルベンゾフェノン等のようなベンゾフェノン類、これらの混合物、２−エチルアントラキノン、ｔ−ブチルアントラキノン等のアントラキノン類、２−クロロチオキサントン、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンジル、２，４，５−トリアリールイミダゾール二量体等が挙げられ、これらは単独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。光重合開始剤としては、上述した材料の中でも、太陽光を吸収し難いものが好ましく、さらに低黄変性の材料が好ましい。かかる材料を用いることで、感光性樹脂組成物の硬化後の光透過率を太陽電池セルの補強に使用するのに十分な範囲に調節することができる。
【００６９】
本実施形態における感光性樹脂組成物は、（Ａ）成分を４０〜８０重量部、（Ｂ）成分を２０〜６０質量部の範囲で（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の総量が１００重量部になるように用い、この１００重量部に対して（Ｃ）成分を０．１〜１０重量部用いることが好ましい。（Ａ）成分の使用量が８０重量部を超えると感度が低下する傾向があり、４０重量部未満では感光層のベタ付きにより取り扱い性が低下する傾向がある。（Ｃ）成分の使用量は１０重量部を超えても特に利点がない傾向があり、０．１重量部未満では、感度が低下する傾向がある。
【００７０】
また、本実施形態における感光性樹脂組成物では、硬化後の光透過率が上述した条件を満たすように、上述した各成分が適宜選択される。
【００７１】
なお、本実施形態に用いられる感光性樹脂組成物には、染料、可塑剤、顔料、難燃剤、安定剤、密着性付与剤等を必要に応じて添加することもできる。
【００７２】
上記感光性樹脂組成物は、必要に応じて、メタノール、エタノール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、トルエン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、プロピレングリコールモノメチルエーテル等の溶剤又はこれらの混合溶剤に溶解して固形分２５〜７０重量％程度の溶液として塗布し、感光性樹脂組成物層とすることができる。
【００７３】
本実施形態の感光性樹脂組成物層は、例えば、ベースフィルム（支持体）上に感光性樹脂組成物の溶液を塗布・乾燥することによりシート形状に形成し、製造することができる。ここで使用されるベースフィルム（支持体）としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル等の重合体フィルムなどが挙げられる。場合によって使用される保護フィルムも同様の重合体フィルムを使用することができる。これらの重合体フィルムの厚みは、１〜１００μｍとすることが好ましい。
【００７４】
上記塗布は、例えば、ロールコータ、コンマコータ、グラビアコータ、エアーナイフコータ、ダイコータ、バーコータ等の公知の方法で行うことができる。また、乾燥は、７０〜１５０℃、５〜３０分間程度で行うことができる。また、感光性樹脂組成物層中の残存有機溶剤量は、後の工程での有機溶剤の拡散を防止する点から、２重量％以下とすることが好ましい。
【００７５】
上記感光性フィルムは、例えば、そのまま又は感光性樹脂組成物層の他の面に保護フィルムをさらに積層して円筒状の巻芯に巻きとって貯蔵される。なお、この際支持体が１番外側になるように巻き取られることが好ましい。上記ロール状の感光性フィルムロールの端面には、端面保護の見地から端面セパレータを設置することが好ましく、耐エッジフュージョンの見地から防湿端面セパレータを設置することが好ましい。また、梱包方法として、透湿性の小さいブラックシートに包んで包装することが好ましい。
【実施例】
【００７６】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。実施例中及び比較例中の「部」は重量部を意味し、「％」は重量％を意味する。
【００７７】
表１に示す材料を配合し、感光性樹脂組成物の溶液を得た。
【００７８】
【表１】
2005039209.tif 000002
【００７９】
次いで、得られた感光性樹脂組成物の溶液を、２４μｍ厚のポリエチレンテレフタレートフィルム（商品名Ｇ２−１９，帝人（株）製）上に均一に塗布し、１００℃の熱風対流式乾燥機で１０分間乾燥した後、ポリエチレン製保護フィルム（フィルム長手方向の引張強さ：１６Ｍｐａ、フィルム幅方向の引張強さ：１２Ｍｐａ、商品名：ＮＦ−１５，タマポリ（株）製）で保護し感光性フィルムを得た。感光性樹脂組成物層の乾燥後の膜厚は、５０μｍであった。この得られた感光性フィルムを用いて、多結晶シリコン太陽電池セルへの貼り合わせ実験を行った結果を表２に示した。なお、実施例１〜３の貼り合わせは、図１に示された貼りあわせ装置と同様の構成の装置を用いて、以下のようにして行った。先ず、所定温度の真空装置内へ感光性樹脂組成物層がセットされた太陽電池セルを導入した。次に、所定時間真空装置内を真空引きし、所定時間、感光性樹脂組成物層と太陽電池セルとを真空装置内のダイアフラムにより加圧した。そして、真空装置から感光性樹脂組成物層が貼り合わせられた太陽電池セルを取り出した。実施例１〜３の貼り合わせの際の各条件についても、表２に示した。また、参考例１では、装置に常圧ラミネータを用いて感光性樹脂組成物層を太陽電池セルに貼りあわせた。
【００８０】
【表２】
2005039209.tif 000003
【００８１】
※１  装置：ＨＬＭ−１５００  日立エーアイシー（株）、
ラミネート速度：１．０ｍ／ｍｉｎ、ロール温度：１１０℃、
圧力：０．４Ｍｐａ。
※２  〇：剥がれ無し、×：剥がれ有り。
【００８２】
表２に示した結果からわかるように、図１に示された貼り合わせ装置と同様の構成を有する装置を用いることで、太陽電池セルを破損させることなく、感光性樹脂組成物層を貼り合わせることができた。
【００８３】
次に、感光性樹脂組成物層が積層された太陽電池セルの、感光性樹脂組成物層に活性光線を照射し、感光性樹脂組成物層を硬化させた。このようにして、太陽電池セル上に感光性樹脂組成物の層を設け、補強済み太陽電池セルを得た。
【００８４】
次に、ＵＶ分光計（日立分光光度計  Ｕ−３３１０  （日立製作所））を用いて、感光性樹脂組成物層の露光後６０分後における波長領域３００〜９００ｎｍにおける光透過率を測定した。光透過率測定用サンプルは、以下のようにして作製した。まずガラス基板に上記感光性フィルムの感光性樹脂組成物層を保護フィルムを剥がしながら１１０℃のヒートロールを用い１．０ｍ／分の速度でラミネートした。つまりガラス基板、感光性樹脂組成物層、ポリエチレンテレフタレートフィルムの３層構造になる。次に、ポリエチレンテレフタレートフィルム側から高圧水銀灯ランプを有する大型ＵＶ照射機（オーク（株）製）ＱＲＭ−２３１７−Ｆ−００を用いて、感光性樹脂組成物層に紫外線照射を行ない、これを光透過率測定用サンプルとした。そしてＵＶ分光計の測定側に、ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離した光透過率測定用サンプル、即ち、ガラス基板及び硬化した感光性樹脂組成物の層からなるサンプルを置き、リファレンス側にガラス基板を置き、３００〜９００μｍまでを連続測定した。その結果を図８に示した。図８は、硬化した感光性樹脂組成物の層の光透過率の測定結果を示すグラフである。図８に示した結果からわかるように、感光性樹脂組成物の層は可視光領域における光透過率が８５％以上であることが確認された。また、感光性樹脂組成物の層は波長４００〜９００ｎｍの光に対しては、光透過率が９０％以上であり、太陽電池セルを補強するのに好適であることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】太陽電池セルの補強方法に使用される貼り合わせ装置の一例を示す模式図である。
【図２】太陽電池セルの一例を示す斜視図である。
【図３】真空装置内に太陽電池セルが導入された様子を示す模式断面図である。
【図４】補強済み太陽電池セルの一実施形態を示す斜視図である。
【図５】図５（ａ）は図４に示す補強済み太陽電池セルの平面図であり、図５（ｂ）は図４に示す補強済み太陽電池セルの底面図である。
【図６】図４に示す補強済み太陽電池セルの断面図である。
【図７】太陽電池モジュールの製造工程において複数の補強済み太陽電池セルを接続した様子を示す説明図である。
【図８】硬化した感光性樹脂組成物の層の光透過率の測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８６】
１０…太陽電池セル、１１…基板、１１ａ…受光面、１１ｂ…裏面、１３…受光面電極、１５…裏面電極、２０…補強済み太陽電池セル、２１…感光性樹脂組成物の層。
【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】
2005039209.tif 000008
【図６】
2005039209.tif 000009
【図７】
2005039209.tif 000010
【図８】
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