(57)【要約】【課題】太陽電池セルの破損を防いで簡単且つ正確に実装できる。【解決手段】太陽電池モジュール１は、絶縁樹脂からなる絶縁基板３の裏面にバックシート９を配設し、表面に回路層５を設ける。絶縁基板３の光入射側にパネル２を設置し、パネル２と絶縁基板３との間に、上封止材７と下封止材８とを設けて太陽電池セル４を両封止材７，８で挟んで封止する。下封止材８には、回路層５に設置した導電性接続材１３を貫通させる貫通穴を形成し、導電性接続剤１３の他端は太陽電池セル４の電極１０に接続させる。下封止材８には太陽電池セル４を支えるスペーサー１４を所定間隔で埋設する。スペーサー１４の外径寸法は下封止材８の厚さと同じにする。【選択図】図１
2012049221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パネルとバックシートの間に太陽電池セルが配設され、
該太陽電池セルはその表裏面を第一封止材と第二封止材で封止され、
前記バックシート上に設けられた絶縁基材に回路パターンを有する回路層が配設され、
前記太陽電池セルと回路層は前記第二封止材を貫通する導電性接続材によって接続され、
前記第二封止材中には前記太陽電池セルを支持するスペーサーが設けら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】
前記第二封止材には、前記導電性接続材を挿通させる貫通穴が予め形成されている請求項１に記載された太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記第二封止材の膜厚とスペーサーの外径が概略同一とされている請求項１または２に記載された太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記スペーサーの圧縮弾性率は２００以上５０００以下である請求項１乃至３のいずれか１項に記載された太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記スペーサーは１個／ｃｍ2以上の密度で第二封止材中に分散されている請求項１乃至４のいずれか１項に記載された太陽電池モジュール。
【請求項６】
バックシート上に絶縁基材を介して回路パターンを有する回路層が設けられ、
前記回路層上に回路パターンと太陽電池セルを接続するための導電性接続材が設けられ、
前記絶縁基材上には前記太陽電池セルを支持するためのスペーサーが設けられていることを特徴とするバックシート付き回路層。
【請求項７】
バックシート上に絶縁基材と回路パターンを有する回路層とを設置し、
前記回路層に導電性接続材を接合し、
前記絶縁基材にスペーサーを載置させ、
該スペーサー上に第二封止材を設置し、
前記第二封止材と導電性接続材に太陽電池セルを設置し、
太陽電池セル上に第一封止材とパネルを設置し、
これらの部材からなる積層体を真空圧着ラミネートして、前記スペーサーで太陽電池セルを支持する太陽電池モジュールを製造するようにした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８】
バックシート上に絶縁基材と回路パターンを有する回路層とを設置し、
前記回路層に導電性接続材を設置し、
前記絶縁基材上にスペーサーを埋設させた第二封止材を設置し、
該第二封止材と導電性接続材の上に太陽電池セルを設置し、
該太陽電池セル上に第一封止材とパネルを設置し、
これらの部材からなる積層体を真空圧着ラミネートして、前記スペーサーで太陽電池セルを支持する太陽電池モジュールを製造するようにした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９】
前記第二封止材に予め貫通穴を形成しておき、前記貫通穴に前記導電性接続材を貫通させることで前記絶縁基材上に第二封止材を設置するようにした請求項７または８に記載された太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１０】
バックシート上に絶縁基材と回路パターンを有する回路層とを設置し、
前記回路層に導電性接続材を設置し、
前記絶縁基材上に貫通穴を形成した第二封止材を設置して前記貫通穴に導電性接続材を貫通させ、
前記第二封止材と導電性接続材に太陽電池セルを設置し、
該太陽電池セル上に第一封止材とパネルを設置し、
これらの部材からなる積層体を真空圧着ラミネートして太陽電池モジュールを製造するようにした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１１】
前記絶縁基材に第二封止材を設置する前の工程において、前記絶縁基材上にスペーサーを配設しておき、前記スペーサーを第二封止材に埋設するようした請求項１０に記載された太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１２】
前記第二封止材には予めスペーサーが埋設されている請求項１０に記載された太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１３】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載された太陽電池モジュールまたは請求項６に記載されたバックシート付き回路層を用いた太陽電池。  
【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）とマイナス電極（Ｎ型半導体電極）の両電極を備える太陽電池セルを固定した太陽電池モジュールとその製造方法、そしてバックシート付き回路層と太陽電池に関する。
【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７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、太陽光の受光面１３０ａである表面側にマイナス電極１３１、裏面側にプラス電極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に示すように、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、各部材の熱膨張率の差による配線材の断線も防止できる。
【０００４】
ところで、上述した太陽電池モジュール１５５を製造する場合、図８に示すように、バックシート１１０上に回路パターンを設けた回路層１６０を有する回路シート１６１を設置し、回路パターン１６０上に太陽電池セル１３０に電気的に接続するためのはんだ１６２を接続する。そして、その上に下封止材１６３を介して太陽電池セル１３０を設置し、更にその上に上封止材１６４とパネル１６５を順次積層する。
そのため、太陽電池セル１３０は下封止材１６３及び上封止材１６４からなる封止材中に封止されている。
この状態で、これら積層体を真空状態で加熱加圧する真空ラミネートを行って太陽電池モジュール１５５を一体成形している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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】
【０００６】
しかしながら、上述したバックコンタクト方式の太陽電池モジュールの製造方法においては、太陽電池セル１３０と回路シート１０１の間に下封止材１６３を挟む構造であるため、下封止材１６３の膜が介在して太陽電池セル１３０と回路パターン１６０のはんだ１６２との電気的接続を妨げるおそれがあった。
また、上述した太陽電池モジュールを製造する場合、回路シート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してはんだ部分を回路パターンに積層する構造のため、太陽電池モジュールの真空ラミネート工程中に、太陽電池セルがラミネート圧力に耐えられずに破損するおそれがあった。
【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、太陽電池セルの破損を防いで簡単且つ正確に実装できるようにした太陽電池モジュールとその製造方法、バックシート付き回路層、太陽電池を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、太陽電池セルと回路層と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、バックシート付き回路層、太陽電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による太陽電池モジュールは、パネルとバックシートの間に太陽電池セルが配設され、太陽電池セルはその表裏面を第一封止材と第二封止材で封止され、バックシート上に設けられた絶縁基材に回路パターンを有する回路層が配設され、太陽電池セルと回路層は第二封止材を貫通する導電性接続材によって接続され、第二封止材中には太陽電池セルを支持するスペーサーが設けられていることを特徴とする。
本発明による太陽電池モジュールによれば、太陽電池セルが導電性接続材によって回路層に接続されており、太陽電池モジュールの例えば真空ラミネート工程等の製造時等に太陽電池セルに圧力がかかっても、太陽電池セルはスペーサーによっても支持されているから、スペーサーがクッションの役割を果たして荷重を緩和し、破損することを確実に防止することができる。そのため、太陽電池モジュールの製造歩留まりを向上できる。
【０００９】
また、本発明による太陽電池モジュールは、第二封止材に導電性接続材を貫通させる貫通穴が予め形成されていることを特徴とする。
そのため、太陽電池モジュールの製造時に、導電性接続材が第二封止材を貫通穴を通して貫通して第二封止材の絶縁基材側と反対側の表面に露出するから、太陽電池セルの電極に直接接続できることになり、太陽電池セルと導電性接続材との間に第二封止材の膜が残ることがなく、太陽電池セルの電極に確実に接合できる。
【００１０】
また、第二封止材の膜厚とスペーサーの外径が概略同一とされていることが好ましい。
これにより、スペーサーは絶縁基材上に設置されて第二封止材とほぼ同一の表面に位置するから、スペーサーによって太陽電池セルを支持することができる。
【００１１】
また、スペーサーの圧縮弾性率は２００以上５０００以下であることが好ましく、加圧時に太陽電池セルにかかる荷重を緩和して損傷を防止できる。
また、スペーサーは１個／ｃｍ2以上の密度で第二封止材中に分散されていることが好ましく、太陽電池セルを多数のスペーサーで支持できる。
【００１２】
本発明によるバックシート付き回路層は、バックシート上に絶縁基材を介して回路パターンを有する回路層が設けられ、回路層上に回路パターンと太陽電池セルを接続するための導電性接続材が設けられ、絶縁基材上には太陽電池セルを支持するためのスペーサーが設けられていることを特徴とする。
本発明によるバックシート付き回路層によれば、絶縁基材上に導電性接続材とは別にスペーサーが設けられているから、この回路層に太陽電池セルと封止材を積載して加熱加圧する真空ラミネートを行う場合でも、太陽電池セルはスペーサーに支持されるからラミネート圧力によって損傷することを防止できる。
【００１３】
本発明による太陽電池モジュールの製造方法は、バックシート上に絶縁基材と回路パターンを有する回路層を設置し、回路層に導電性接続材を設置し、絶縁基材にスペーサーを載置させ、スペーサー上に第二封止材を設置し、第二封止材と導電性接続材に太陽電池セルを設置し、太陽電池セル上に第一封止材とパネルを設置し、これらの部材からなる積層体を真空圧着ラミネートして、スペーサーで太陽電池セルを支持する太陽電池モジュールを製造するようにしたことを特徴とする。
また、本発明による太陽電池モジュールの製造方法は、バックシート上に絶縁基材と回路パターンを有する回路層を設置し、回路層に導電性接続材を設置し、絶縁基材上にスペーサーを埋設させた第二封止材を設置し、第二封止材と導電性接続材に太陽電池セルを設置し、太陽電池セル上に第一封止材とパネルを設置し、これらの部材からなる積層体を真空圧着ラミネートして、スペーサーで太陽電池セルを支持する太陽電池モジュールを製造するようにしたことを特徴とする。
【００１４】
これら太陽電池モジュールの製造方法によれば、太陽電池モジュールの真空圧着ラミネートによって太陽電池セルに圧力がかかっても、太陽電池セルはスペーサーによって支持されてスペーサーがクッションの役割をはたすから荷重を緩和し、破損することを確実に防止することができる。
また、スペーサーは、あらかじめ絶縁基材上に分散設置しておく方法と、第二封止材中に分散混入しておく方法とを採用できる。スペーサーを絶縁基材上に分散設置する方法では、スペーサーの設置位置や分散制御が容易となる。また、スペーサーを第二封止材中に分散混入しておく方法では、第二封止材の押出し成形時にスペーサーと共にフィラーを混入することで製造コストを低減することができる。
【００１５】
また、第二封止材に予め貫通穴を形成しておき、貫通穴に導電性接続材を貫通させることで絶縁基材上に第二封止材を設置することが好ましい。
そのため、太陽電池モジュールの製造方法において、導電性接続材が第二封止材の貫通穴を通して貫通して第二封止材の絶縁基材側と反対側の表面に露出するから、太陽電池セルの電極に直接接続できることになり、導電性接続材との間に第二封止材の膜が残ることがなく、太陽電池セルの電極に確実に接合できる。
【００１６】
本発明による太陽電池モジュールの製造方法は、バックシート上に絶縁基材と回路パターンを有する回路層とを設置し、回路層に導電性接続材を設置し、絶縁基材上に貫通穴を形成した第二封止材を設置して貫通穴に導電性接続材を貫通させ、第二封止材と導電性接続材に太陽電池セルを設置し、太陽電池セル上に第一封止材とパネルを設置し、これらの部材からなる積層体を真空圧着ラミネートして太陽電池モジュールを製造するようにしたことを特徴とする。
そのため、導電性接続材が第二封止材の貫通穴を通して貫通して第二封止材の絶縁基材側と反対側の表面に露出するから、太陽電池セルの電極に直接接続できることになり、導電性接続材との間に第二封止材の膜が残ることがなく、太陽電池セルの電極に確実に接合できる。第二封止材が接続を妨げる事が無くなる。これにより太陽電池モジュールの電気接続特性が向上する。
【００１７】
また、絶縁基材に第二封止材を設置する前の工程において、絶縁基材上にスペーサーを配設しておき、スペーサーを第二封止材に埋設するようにしてもよい。
そのため、絶縁基板にスペーサーを配設した後に第二封止材を設置しておき、積層体を真空圧着ラミネートにて、太陽電池セルをスペーサーで支持する太陽電池モジュールを製造することができる。
或いは、第二封止材には予めスペーサーが含まれていてもよい。
いずれの場合も、太陽電池セルをスペーサーで支持できる。
その際、第二封止材の膜厚とスペーサーの直径が概略同一とされていることが好ましい。
【００１８】
また、本発明による太陽電池は、上述したいずれかに記載された太陽電池モジュールまたはバックシート付き回路層を用いて太陽電池モジュールを製造して、太陽電池を得ることが出来る。  
【発明の効果】
【００１９】
本発明による太陽電池モジュール及びその製造方法は、第二封止材中にスペーサーを配設することで、太陽電池セルの下面を支えることができる。これにより、太陽電池モジュールのラミネート工程で、太陽電池セルにかかる圧力をスペーサーが分散して支えるようになり、ラミネート時の圧力で太陽電池セルが破損することを防止できる。これによって、太陽電池モジュールの製造歩留まりが向上する。
【００２０】
また、本発明による太陽電池用バックシート及びその製造方法によれば、第二封止材に貫通穴を形成して導電性接続材を挿通させて、太陽電池セルと回路層を導電性接続材によって確実に導通させることができるから、ラミネート工程において太陽電池セルと回路層との間に第二封止材を積層して加圧しても、太陽電池セルと回路層との電気的接続を妨げるおそれがなくなり、太陽電池モジュールの電気特性ならびに電気接続信頼性が向上する。
しかも、第二封止材の貫通穴はこれに挿通される導電性接続材に対するアライメントホールとなり、真空ラミネート時に加熱加圧によって各部材が位置ずれすることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第一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２】第一の実施形態による太陽電池モジュールの製造方法を示す断面模式図である。
【図３】第二の実施形態による太陽電池モジュールの製造方法を示す断面模式図である。
【図４】第一変形例による太陽電池モジュールの製造方法を示す断面模式図である。
【図５】第三変形例による太陽電池モジュールを製造するためのバックシート付き回路層を示す図である。
【図６】第四変形例によるスペーサーを有する太陽電池モジュールの製造工程を示す断面模式図である。
【図７】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。
【図８】バックコンタクト方式の従来の太陽電池モジュールの製造工程を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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添付図面により説明する。
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パネル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、パネル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４とを概略で積層した構成を有している。
そして、太陽電池セル４のパネル２側には第一封止材として上封止材７が設けられ、太陽電池パネル４の絶縁基板３側には第二封止材として下封止材８が設けられている。絶縁基板３の太陽電池セル４側の面には回路パターンを備えた回路層５が設けられ、回路層５と反対側の裏面にはシールド材としてバックシート９が被着されている。
【００２３】
太陽電池セル４は裏面電極型（バックコンタクト方式）であり、その下面（裏面）に電極１０が所定間隔で配設されている。太陽電池セル４の電極１０は回路層５の電極にほぼ対向して位置させられ、これら太陽電池セル４と絶縁基板３との間には上述した下封止材８が設けられている。そして、下封止材８において、電極１０と回路層５とが対向する領域には貫通穴８ａが形成され、この貫通穴８ａ内には導電性接続材１３が貫通されて下封止材８の上下面に露出している。そして、太陽電池セル４の電極１０と回路層５の電極とは導電性接続材１３によって接続されている。
貫通穴８ａは導電性接続材１３の外径よりも多少大きい内径寸法に形成することで、位置合わせが簡単になる。
【００２４】
また、下封止材８中にはスペーサー１４が分散して埋設されている。スペーサー１４は略球状とされ、その外径寸法は下封止材８の厚みと同一とされている。そして、下封止材８と上封止材７は互いに気密に密着して太陽電池セル４を絶縁封止している。
ここで、下封止材８および上封止材７は通常の封止材、例えばＥＶＡ等で形成されている。上封止材７内にはスペーサーは混入されていない。
【００２５】
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、パネル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、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４側の面に設けた回路層５は、太陽電池セル４に電気的に接続される層であり、上封止材７と下封止材８との間に配列される多数の太陽電池セル４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５を構成する材料は、例えばプリント配線板の材料からなり、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５の表面は、導電性接続材１３との密着性を向上させるために、フラックスやプリフラックスによって表面処理が施されていることが好ましい。
【００２６】
下封止材８および上封止材７は封止用フィルムまたはワニスにより形成されるが、ワニスの方が安価で好ましい。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４を挟み込むように２枚以上で使用される。
上封止材７は上述の素材でスペーサー１４を混入しないで形成される。
下封止材８内には少なくともスペーサー１４が分散して混入されており、スペーサー１４は、太陽電池セル４を回路層５側から支える部材である。スペーサー１４の材料として押圧弾性率および耐熱性が高い高分子が適用される。中でもコスト面から、ポリエチレン、スチレン、エポキシ、ウレタン、アクリル、ブタジエン、テフロン（登録商標）よりなる群から選ばれる１種以上の高分子を含有することが好ましい。スペーサー１４は上述した高分子で形成されていてもよいし、高分子の表面に金属めっきを施したり、任意の色を付加してもよい。
【００２７】
下封止材８は従来の太陽電池では４００μｍ厚から６００μｍ厚が標準的な厚さであったが、本実施形態では２００μｍ厚以下とすることが好ましい。これによって、混入されるスペーサー１４の直径や材料の種類を選択しやすくなる。また導電性接続材１３の接続信頼性を考慮すると、１００μｍ厚以下であることがさらに望ましい。下封止材８の膜厚を１００μｍ以下とすることで、導電性接続材１３の横幅も微細化することが可能となり、より微細な回路配線に対応可能となる。
【００２８】
また導電性接続材１３は低温硬化タイプであることが好ましい。導電性接続材１３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４の電極１０と回路層５の電極とを導電性接続材１３によって電気的に接続できる。
なお、硬化温度１２０〜１６０℃は、下封止材８および上封止材７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。
【００２９】
次に、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４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、絶縁基板３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４を支持する絶縁基材の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４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。
【００３０】
絶縁基板３として、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。
【００３１】
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４の熱が裏面のバックシート９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。
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。
【００３２】
次に、太陽電池セル４について説明する。太陽電池セル４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４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単結晶シリコン型が好ましい。太陽電池セル４の厚さは８０μｍ〜３００μｍの範囲とする。
太陽電池セル４は、例えば略正方形板状や略八角形板状に形成され、パネル２と絶縁基板３との間に互いに間隙を開けて配列されている。特に太陽電池セル４を六角形、好ましくは正六角形板状に形成することで隣接する太陽電池セル４、４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４の占有面積の比率を増大させて発電効率を向上させることができる。
【００３３】
バックシート９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。
【００３４】
スペーサー１４を絶縁基板３上に設置する場合、はんだボール実装と同様、振込みマスクを使用したアライメント設置方法により、スペーサー１４をアライメント精度よく正確な個数設置することができる。スペーサー１４は黒色スペーサーや白色スペーサーを用いることで、太陽電池モジュール１の外観意匠性を任意に向上させることもできる。
次に、上述の構成を有するスペーサー１４の圧縮弾性率について説明する。
一般に、下封止材８および上封止材７は封止用フィルムまたはワニスにより形成されるため、加熱により流動し、さらに加熱することで硬化する特性を持つ。そのため、従来の一般的な太陽電池モジュール１を真空ラミネートで製造する工程において、下封止材８が流動した時、太陽電池セル４は絶縁基材３上の回路層５に設けた導電性接続材１３だけで下から支えられることになる。このとき、ラミネート圧力は導電性接続材１３の周辺に集中して印加されるため、１００μｍ厚程度の太陽電池セル４は圧力により破断してしまうという欠点があった。
【００３５】
これを避けるため、本発明の実施形態ではスペーサー１４を太陽電池セル４の下の下封止材８中に分散設置することにした。そのため、スペーサー１４はクッションとなり太陽電池セル４を支える。そのため、スペーサー１４はモジュールラミネート時の温度（約１５０℃）に耐え、かつ太陽電池セル４を支える程度には大きな圧縮弾性率を持つ必要がある。具体的には、圧縮弾性率２００以上、５０００以下であることが望ましい。
圧縮弾性率が２００未満になると太陽電池セル４を支えることができなくなる。他方、圧縮弾性率が５０００を超えるとその特性が金属に近づくため太陽電池セル４へのダメージが発生する不具合が生じる。
【００３６】
太陽電池セル４を支えるスペーサー１４の単位面積当たりの個数を増やすことでモジュールラミネート時の圧力をさらに分散させることができる。一方、スペーサー１４の個数の増加に伴って材料コストは増加する。スペーサー１４の個数を１個／ｃｍ2未満とすると太陽電池セル４の破断が発生するため、スペーサー１４の個数は１個／ｃｍ2以上とする事が望ましい。
【００３７】
上述の構成を備えた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に基づいて説明する。
図２において、絶縁基板３の裏面にバックシート９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５が例えば所定の間隔で固定されている。回路層５上には導電性接続材１３が固定されている。絶縁基板３の回路層５を設けた面上には、回路層５を外した位置にスペーサー１４を分散して設置する。このとき、下封止材８の厚みはスペーサー１４の外径寸法と略同一寸法とする。
スペーサー１４を絶縁基板３上に予め設置する場合、はんだボールの設置装置を使用することで、絶縁基板３の上面に均一に分散させた状態でスペーサー１４を設置することができる。この際、スペーサー１４が回路層５上を移動しないように、接着剤等でスペーサー１４を仮固定することが望ましい。事前にスペーサー１４の表面に接着剤薄膜を形成しておくこともできる。
【００３８】
そして、絶縁基板３の上には下封止材８が設置され、更に太陽電池セル４，上封止材７、パネル２が積層されて設置されている。
ここで、下封止材８の貫通穴８ａは、レーザー加工、型抜き、ドリル加工などの手段で形成することができる。貫通穴８ａは導電性接続材１３の配設位置に略対向する箇所に形成することで、下封止材８を回路層５上に設置する際、貫通穴８ａがアライメントホールとなり、設置が容易となる。下封止材８は太陽電池モジュール１の全面に設置することが望ましいが、低コスト化のために、太陽電池セル４の下面のみに設置するようにしてもよい。
【００３９】
導電性接続材１３は、太陽電池モジュール１の真空ラミネート工程において加熱溶解させることで、その上下両端を太陽電池セル４の電極１０と回路層５とに電気的に接続させる。通常の太陽電池モジュール１の真空ラミネート工程では、加熱温度が１５０℃程度となるため、導電性接続材１３も同程度の加熱温度で溶解する必要がある。導電性接続材１３には、銀ペースト、カーボンペースト、銅ペースト、はんだペースト、導電性接着剤などを使用することができる。
【００４０】
そして、図２に示すように上述した各部材を積層した状態で、図示しない真空ラミネータによって積層体を加熱加圧する真空ラミネートすることで、下封止材８の貫通穴８ａに導電性接続材１３を挿入させると同時に、絶縁基板３上に分散設置されたスペーサー１４を下封止材８内に埋没させる。
しかも、上封止材７と下封止材８内に太陽電池セル４を埋没させることで、上下封止材７，８の樹脂基材（ＥＶＡ）を架橋硬化させて接着一体化させる。これによって、上下封止材７，８にパネル２と絶縁基板３をそれぞれ接着させることで一体化させることができる。このようにして、図１に示す太陽電池モジュール１を製造できる。
【００４１】
上述した第一の実施形態による太陽電池モジュール１及びその製造方法によれば、次の作用効果を奏する。
本実施形態による太陽電池モジュール１は、回路層５を介して絶縁基板３と一体形成された下封止材８にスペーサー１４が分散して混入され、貫通穴８ａ内には下端が回路層５に接合された導電性接続材１３が挿通され、その上端は太陽電池セル４の電極１０に接合されている。
これにより、太陽電池セル４は下封止材８内のスペーサー１４に支持されるため、真空ラミネートによる加熱加圧時に太陽電池セル４への圧力ダメージが導電性接続材１３に集中することなく、複数のスペーサー１４に拡散されるから、加圧時に太陽電池セル４が破損することを防止できる。しかも、スペーサー１４を太陽電池セル４の下面に１個／ｃｍ2以上の密度で分散させることで、太陽電池セル４にかかる圧力をより均一に分散させる事ができる。
また、下封止材８の貫通穴８ａにより、太陽電池セル４と回路層５が、導電性接続材１３を介して直接接合されるから、加圧時に下封止材８によって太陽電池セル４の電極１０と導電性接続材１３と回路層５との導通が妨げられることがなく、太陽電池モジュール１の電気特性が向上し、良好な環境信頼性が得られる。
【００４２】
しかも、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、スペーサー１４を予め絶縁基板３上に分散設置しておくことで、スペーサー１４の設置位置や分散制御が容易となる。
また、下封止材８の貫通穴８ａはこれに挿通される導電性接続材１３及び接合された回路層５、絶縁基板３及びバックシート９の積層物に対するアライメントホールとなり、真空ラミネート時に加熱加圧によって各部材が位置ずれを起こすことを防止できる。
【００４３】
なお、本発明は上述した第一の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。以下に、本発明の他の実施形態や変形例について説明する。
先ず、第二の実施形態として、上述の構成を備えた第一実施形態による太陽電池モジュール１の第二の製造方法について図３に基づいて説明する。
本第二の実施形態による太陽電池モジュール１の製造方法においては、上述の第一の実施形態による製造方法と相違して、下封止材８内に予めスペーサー１４が分散して埋設されている。この場合、下封止材８に穿孔する貫通穴８ａを避けた位置にスペーサ１４を埋設するものとし、スペーサー１４の外径寸法は下封止材８の膜厚と略同一に設定する。
その余の構成は、上述した第一実施形態による太陽電池モジュール１と同一とする。
【００４４】
本第二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、スペーサー１４を予め下封止材８内に分散混入させる場合、下封止材１４を押出し成形で作成する際に、スペーサー１４を下封止材１４内に混入させることが望ましい。混入に際して、スペーサー１４の供給量を制御することで、下封止材８内に均一にスペーサー１４を分散させることができる。
そのため、上述した第一実施形態における太陽電池モジュール１の製造工程と相違して、加熱加圧による真空ラミネート時に、加圧によって下封止材８内にスペーサー１４を押し込む必要がなく、埋め込み抵抗によって位置ずれを起こすことがないから、スペーサー１４の埋設が容易である。
また、下封止材８中にスペーサー１４を予め分散混入させるため、下封止材８の押出し成形時にスペーサー１４と共にフィラーを混入することで製造コストを低減することができる。一方で、スペーサー１４の分散状態制御が難しくなる。
【００４５】
次に、本発明の第一変形例による太陽電池モジュール１Ａについて図４により説明する。
図４に示す太陽電池モジュール１Ａは、バックシート９上に絶縁基板３を積層してその上に回路層５を適宜の位置に設置している。更に回路層５の電極側の表面に導電性接続材１３を接合する。次に下封止材８に導電性接続材１３の設置間隔に合わせて貫通穴８ａを形成し、貫通穴８ａに導電性接続材１３が貫挿されるように、回路層５上に下封止材８を積層する。そして、導電性接続材１３に電極１０を直接接続するように太陽電池セル４を設置して、さらに上封止材７とパネル２を順次積層する。
貫通穴８ａは導電性接続材１３よりも多少大きめに形成することで、位置合わせが簡便となる。
【００４６】
本第一変形例による太陽電池モジュール１Ａでは、下封止材８内にスペーサー１４が設置されていないが、導電性接続材１３を下封止材８の貫通穴８ａを貫通して配設させることで、アライメントできると共に回路層５と太陽電池セル４の電極１０との通電を確実にできる。
また、第二の変形例として、図１に示すように下封止材８内にスペーサー１４を設けて太陽電池セル４を支持する構成を採用し、下封止材８に導電性接続材１３を通すための貫通穴８ａを省略してもよい。この場合でも、真空ラミネート時に導電性接続材１３によって下封止材８を貫通させて太陽電池セル４の電極１０に導通させればよい。
【００４７】
また、本発明の第三の変形例として、図５には太陽電池モジュール１のためのバックシート付き回路層２０が開示されている。このバックシート付き回路層２０は、パネル２と上封止材７と下封止材８と太陽電池セル４を除いた構成であり、バックシート９上に絶縁基材３を介して回路パターンを有する回路層５が設けられ、回路層５上に回路パターンと太陽電池セル４を接続するための導電性接続材１３が設けられている。絶縁基材３上には太陽電池セル４を支持するためのスペーサー１４が設けられている。
【００４８】
なお、上述した太陽電池モジュール１、１Ａ等やその製造方法において、下封止材８内に埋設するスペーサー１４の形状は略球状に限定されることはなく、図６に示す第四変形例のように、外径が下封止材８の膜厚と略同一であれば略円柱状や多角柱等のスペーサー１４ａや多面体のスペーサー１４ｂ等の適宜の形状を採用できる。また、太陽電池セル４を支えるスペーサー１４は単一である形状である必要はなく、例えば立方体や直方体等の形状のものを複数積層することで下封止材８の厚みと同等になるようにしてもよい。
【００４９】
また、図１乃至図６において、回路層５は、絶縁基板３上において、太陽電池セル４の電極１０の位置に応じて導電性接続材１３を設置すべき位置に分散して設置するものとしたが、各太陽電池セル４は直列につながれている。そのため、上記構成に代えて、上述した所定間隔で配設した回路層５を有するシート体をなす回路シートを絶縁基板３上に設置してもよい。この場合、下封止材８やスペーサー１４は回路シート上に設置することになるが、本明細書では、絶縁基板３上に下封止材８やスペーサー１４を設置すると規定した構成は、絶縁基板３上に回路シートを介して下封止材８やスペーサー１４を設置する構成も含めるものであると定義する。
【符号の説明】
【００５０】
１、１Ａ  太陽電池モジュール
２  パネル
３  絶縁基板
４  太陽電池セル
５  回路層
７  上封止材
８  下封止材
８ａ  貫通穴
９  パネル
１３  導電性接続材
１４  スペーサー
２０  バックシート付き回路層
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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