(57)【要約】【課題】表面保護層の機械的強度、衝撃強度が高く、かつ軽量であり、しかも低コストに製造することができる薄膜太陽電池モジュールの製造方法を提供する。【解決手段】太陽電池モジュールの製造方法は、太陽電池サブモジュールの表面側に接着充填材、水蒸気バリアフィルム、第１の接着充填層および表面保護層となるプラスチックシートを積層して配置するとともに、太陽電池サブモジュールの裏面側に第２の接着充填層および裏面保護層を積層して配置する工程と、複数層、積層配置された状態で真空ラミネートする工程とを有する。表面保護層となるプラスチックシートを配置する前に予め熱処理する工程と、プラスチックシートの第１の接着充填層と接する側の面をコロナ処理する工程と、プラスチックシートのコロナ処理された面にプライマーを塗布する工程とを備え、このプラスチックシートはプライマーが塗布された面を第１の接着充填層に向けて配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池サブモジュールの表面側に接着充填材、水蒸気バリアフィルム、第１の接着充填層および表面保護層が積層して設けられ、前記太陽電池サブモジュールの裏面側に第２の接着充填層および裏面保護層が積層して設けられた太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記太陽電池サブモジュールは、金属シートの表面にアルミニウムの陽極酸化皮膜が形成された基板に、ＣＩＧＳ膜で構成された光吸収層が形成されたものであり、
前記表面保護層および前記裏面保護層のうち、少なくとも前記表面保護層がプラスチックシートで構成されており、
前記プラスチックシートを予め熱処理する工程と、
前記プラスチックシートの前記第１の接着充填層と接する側の面をコロナ処理する工程と、
前記プラスチックシートのコロナ処理された面にプライマーを塗布する工程と、
前記太陽電池サブモジュールの表面側に、前記接着充填材、前記水蒸気バリアフィルム、前記第１の接着充填層を積層し、前記熱処理および前記コロナ処理がされ、さらにプライマーが塗布されたプラスチックシートを、前記プライマーが塗布された面を前記第１の接着充填層に向けて積層して配置するとともに、前記太陽電池サブモジュールの裏面側に第２の接着充填層および裏面保護層を積層して配置する工程と、
前記複数層、積層して配置された状態で、真空ラミネートする工程とを有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】
前記プラスチックシートは、ポリカーボネート樹脂またはアクリル樹脂で構成されており、前記プラスチックシートの厚さは、０．５〜２．０ｍｍである請求項１に記載の太陽電池モジュールの製造方法の製造方法。
【請求項３】
前記プラスチックシートの熱処理工程は、１００〜１４０℃の温度でなされる請求項１または２に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項４】
前記プライマーは、シランカップリング剤、アルミネートカップリング剤、またはチタネートカップリング剤を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項５】
前記第１の接着充填層は、熱可塑性オレフィン系重合体樹脂で構成されており、
前記真空ラミネート工程の温度は１２０〜１４５℃である請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記プラスチックシートは、ポリカーボネート樹脂で構成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項７】
前記プラスチックシートは、前記第１の接着充填層と接する側の面にエンボス構造を備える請求項１〜６のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項８】
前記エンボス構造は、凹凸の高さが１０〜１０００μｍである請求項７に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項９】
前記積層して配置する工程は、前記裏面保護層の周縁部より５〜３０ｍｍ内側に、水蒸気浸入防止のための中間シール材を配置する工程を備える請求項１〜８のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１０】
前記積層して配置する工程は、前記表面保護層および裏面保護層の周縁部に、水蒸気浸入防止のための周縁シール材を配置し、前記周縁シール材の内側に前記太陽電池サブモジュール、前記接着充填材、前記水蒸気バリアフィルム、前記第１の接着充填層、前記プラスチックシート、および第２の接着充填層を積層する工程を備える請求項１〜８のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１１】
前記真空ラミネート工程の後、外枠材の内側にシール材が設けられた枠部材を前記真空ラミネートしたものの周縁部に設ける工程を有する請求項１〜９のいずれか１項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、光電変換層にＣＩＧＳを用いた太陽電池モジュールの製造方法に関し、特に、表面保護層の機械的強度、衝撃強度が高く、かつ軽量であり、しかも低コストに製造することができる太陽電池モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、光吸収により電流を発生する半導体の光吸収層を下部電極（裏面電極）と上部電極（透明電極）とで挟んだ積層構造の太陽電池セルを多数直列に接続して半導体回路を構成し、これを基板の上に形成したものである。このような構成を有する太陽電池は、クリーンなエネルギーとして注目されている。そのため、太陽電池の研究が盛んに行われるようになり、種々の観点から改良が試みられている。
【０００３】
一例として、太陽電池セルは、水分に弱く、水分が進入すると、変換効率等の特性が劣化してしまう。特に、Ｉｂ族、ＩＩＩｂ族、ＶＩｂ元素からなるカルコパイライト構造を有するＣＩＳ（ＣｕＩｎＳｅ２）や、ＣＩＳに、さらにＧａを固溶させたＣＩＧＳ（Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２）等を、光吸収層として用いるカルコパイライト型の太陽電池セルは、透明電極としてＺｎＯ膜等が用いられるため、水分の進入によって透明電極が変質してしまう。これにより、透明電極の抵抗値が上昇し、変換効率が大幅に低下してしまう。
しかしながら、周知のように、太陽電池は、屋外に設置された架台、屋根または屋上など、屋外に設置される場合が多い。そのため、太陽電池モジュールの防水性を向上するための種々の提案がなされている（特許文献１〜７等）。
【０００４】
特許文献１には、ガラス基板上に、アルカリバリア層、金属裏面電極層、光吸収層、バッファ層、窓層の順に積層された複数のＣＩＳ系薄膜太陽電池デバイス部が導電パターンにより電気的に接続されたＣＩＳ系薄膜太陽電池サーキット（又はサブモジュール）に、加熱して重合反応を起こさせて架橋したエチレンビニルアセテート（以下、ＥＶＡという）樹脂フィルム（又はシート）を接着剤として、白板半強化ガラス等からなるカバーガラスを貼着した構造からなるＣＩＳ系薄膜太陽電池モジュールが記載されている。
【０００５】
特許文献２には、表面保護層、少なくとも透明性、クッション性を有し、かつ耐熱性を有し、熱の作用に対する非劣化ないし非分解性に優れた樹脂層からなる充填剤層、太陽電池素子、充填剤層、および裏面保護層を順次に積層し、更に、その層上あるいは層間のいずれかに、少なくとも防汚層、紫外線遮蔽層、または耐候性層の１層あるいはそれ以上を積層し、一体化した太陽電池モジュ−ルが記載されている。
特許文献２においては、表面保護層または裏面保護層が、基材フィルムの上に無機酸化物の蒸着膜を設けた蒸着フィルムからなることが記載されている。
【０００６】
特許文献３には、太陽光等を受光して発電する太陽電池サブモジュールと、この太陽電池サブモジュール全体を封止する封止材とからなる太陽電池モジュールが記載されている。この封止材は、太陽電池サブモジュールを封止して外部からの湿分流入を防ぐ保護シートであり、太陽電池モジュールの受光面側を覆う受光面側封止材と、受光面とは反対側の面を覆う背面側封止材とからなる。
この受光面側封止材と背面側封止材は、その平面のサイズが太陽電池サブモジュールの平面のサイズよりも大きく、太陽電池サブモジュールの平面全体を覆うことができる。
また、受光面側封止材及び背面側封止材は、フッ素樹脂からなるものであり、その厚さは、使用時における耐久性や軽量化の実現の観点から、厚さ５０〜２００μｍ程度が好適であることが記載されている。
【０００７】
特許文献４には、透明な合成樹脂基板と、基板上に受光面を基板に対面して且つ基板上に隙間部を設けて配列した複数個の太陽電池セルと、基板上の隙間部に配線され太陽電池セルの電極間を接続するインターコネクターと、セルの背面を被覆して基板の隙間部に接合した合成樹脂被覆体とから成る太陽電池パネルが記載されている。
また、特許文献４には、合成樹脂基板に、ポリカーボネート樹脂板若しくはメチルメタクリレート樹脂板、又はポリカーボネート樹脂とメチルメタクリレート樹脂との積層板を用いることが記載されている。
【０００８】
特許文献５には、太陽電池素子とこれを密封する表面保護層及び裏面保護層と両側のスペーサーとにより充填剤と太陽電池素子を密封する太陽電池モジュールにおいて、耐熱性、耐候性や防湿性等の諸機能を満たすため、太陽電池モジュールの表面保護シートとして、環状オレフィンコポリマーフィルム或いは環状オレフィンコポリマーフィルムの内面に、接着剤を介してＰＥＴフィルム、アクリル、ポリカーボネート等の樹脂フィルムを積層した表面保護シートを用いた太陽電池モジュールが記載されている。
【０００９】
特許文献６には、光変換部材としての半導体光活性層を有する光起電力素子が充填材により被覆されている太陽電池モジュールが記載されている。この太陽電池モジュールは、光起電力素子の受光面側にショア硬度Ｄ５０以上の樹脂からなる硬質樹脂層、熱可塑性樹脂に紫外線吸収剤を配合したものからなる接着剤層、及び最外層が受光面側からこの順序で積層されている。硬質樹脂層の厚さは２５μｍ以上２００μｍ以下であり、硬質樹脂層は、ポリカーボネート樹脂及びポリエステル樹脂の中から選ばれるものからなる。また、最外層を構成する樹脂がフッ素樹脂、例えば、ＥＴＦＥであることが記載されている。
【００１０】
特許文献７には、以下の要件ａ）〜ｅ）を同時に満たすエチレン系重合体（Ａ）を、
エチレン性不飽和シラン化合物からなるラジカル重合性不飽和化合物（Ｂ１）と、
水酸基含有エチレン性不飽和化合物、アミノ基含有エチレン性不飽和化合物、エポキシ基含有エチレン性不飽和化合物、芳香族ビニル化合物、不飽和カルボン酸あるいはその誘導体、ビニルエステル化合物、塩化ビニルおよびカルボジイミド化合物から選ばれる少なくとも１種の化合物からなるラジカル重合性不飽和化合物（Ｂ２）で、変性して得られる変性体を含有するエチレン系樹脂組成物が記載されている。
ａ）密度が９００〜９４０ｋｇ／ｍ３
ｂ）ＤＳＣに基づく融解ピークが９０〜１２５℃
ｃ）ＪＩＳＫ−６７２１に準拠して１９０℃、２．１６ｋｇ荷重にて測定したメルトフローレ−ト（ＭＦＲ２）が０．１〜１００ｇ／１０分
ｄ）Ｍｗ／Ｍｎが１．２〜３．５
ｅ）金属残渣が０．１〜５０ｐｐｍ
【００１１】
特許文献７においては、（ｉ）エチレン系重合体（Ａ）をラジカル重合性不飽和化合物（Ｂ１）で変性して得られる変性体（１）、もしくは、エチレン系重合体（Ａ）とエチレン・α−オレフィン共重合体（Ｃ）の混合物をラジカル重合性不飽和化合物（Ｂ１）で変性して得られる変性体（３）から選ばれる変性体と、（ｉｉ）エチレン系重合体（Ａ）をラジカル重合性不飽和化合物（Ｂ２）で変性して得られる変性体（２）、もしくは、エチレン系重合体（Ａ）とエチレン・α−オレフィン共重合体（Ｃ）の混合物をラジカル重合性不飽和化合物（Ｂ２）で変性して得られる変性体（４）から選ばれる変性体と、を含有するエチレン系樹脂組成物が記載されている。
【００１２】
特許文献７のエチレン系樹脂組成物は、太陽電池モジュールに利用される太陽電池封止シートに用いられる。特許文献７には、太陽電池モジュールの構成として、太陽電池モジュール用保護シート（表面保護シート）／太陽電池用封止シート／太陽電池素子／太陽電池用封止シート／太陽電池モジュール用保護シート（裏面保護シート）の構成が記載されている。
特許文献７には、太陽電池モジュールに好適に用いられる太陽電池モジュール用表面保護シートの材料として、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、環状オレフィン（共）重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体等からなる樹脂フィルムの他、ガラス基板などが挙げられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００７−１２３７２５号公報
【特許文献２】特開２００１−１９６６１４号公報
【特許文献３】特開２００９−１９４１１４号公報
【特許文献４】特開平１０−１９００３４号公報
【特許文献５】特開２００６−１６５４３４号公報
【特許文献６】特許第３５３０５９５号公報
【特許文献７】特開２０１１−１２２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述のように、特許文献１は、表面保護層として、最も一般的な白板強化ガラスを設けることにより、衝撃強度、防水性を保持している。しかしながら、一般的に使われているガラスの厚さは３ｍｍであり、厚さが３ｍｍの場合、その重量は、７．５ｋｇ／ｍ２となる。このため、特許文献１において、軽量化することが難しい。
【００１５】
これに対して特許文献２〜７では、ガラス代替材料として、樹脂フィルムまたは樹脂シートで表面保護層を構成している。特許文献２では、透明、クッション性、耐熱性等有する樹脂としてポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素系、ポリオレフィン、アクリル等が例示されているが、これらでは、ＣＩＧＳ太陽電池に要求される防水性を実現することがでない。
特許文献３では、受光面側封止材及び背面側封止材が５０〜２００μｍ厚のフッ素系フィルムを用いているものの、機械的強度、衝撃強度が弱いという問題があり、また、水蒸気バリア膜がないため、ＣＩＧＳ太陽電池に対して耐湿性がなく長期信頼性が得られないという問題もある。
【００１６】
特許文献４では、表面保護層が合成樹脂基板からなり、ポリカーボネート、メタクリレート、両者の積層からなるが、全体構造の中に水蒸気バリア層を含まず、光吸収層にＣＩＧＳ膜を用いた太陽電池（以下、ＣＩＧＳ太陽電池ともいう）に対して、耐湿性がなく長期信頼性が得られないという問題がある。また、モジュールの製造時において、真空ラミネート工程で、合成樹脂基板が熱収縮することにより、モジュールが反ってしまうという不具合が生ずる。
また、特許文献５では受光側の表面保護シートとして環状オレフィンポリマーフィルムの内面に接着剤を介してＰＥＴ、アクリル、ポリカーボネート等の樹脂フィルムを積層した構造であるが、表面保護シートがオレフィンポリマーフィルムでは衝撃強度が弱く、しかも、ＣＩＧＳ太陽電池用としては水蒸気バリア性のある構成材料が必要である。
【００１７】
特許文献６の太陽電池モジュールは、受光側より最外層ＥＴＦＥ、接着剤層、硬質樹脂層が積層され、硬質樹脂層が２５〜２００μｍ厚のポリカーボネート、エステル樹脂等で構成されている。しかしながら、特許文献６の太陽電池モジュールは、硬質樹脂層が薄いため耐衝撃性が十分ではない。また、特許文献６の太陽電池モジュールは、水蒸気バリア層が設けられていないため耐湿性も不十分であるという問題がある。
【００１８】
特許文献７には、エチレン・α−オレフィン共重合体を含むエチレン系樹脂組成物が開示されているものの、太陽電池モジュール用表面保護シートとして、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、環状オレフィン（共）重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体等からなる樹脂フィルムが挙げられている。このため、耐衝撃性が十分ではないという問題がある。
【００１９】
ここで、２０〜３０年の長期信頼性を有する太陽電池モジュールに必要とされる特性としては、太陽電池自体の変換効率が高いことは勿論であるが、耐候性、耐熱性、難燃性、耐水性、耐湿性、耐風圧性、耐降雹性、その他の諸特性に優れていることである。また、太陽電池モジュール、パネル自体の低価格化とともに設置するための工事費の低減も必要である。従来の強化ガラスを表面保護層に使った重量の重い太陽電池パネル、太陽電池モジュールでは、一般住宅やスレート屋根等に固定するためには補強工事等のコストもかかり、全体コストを低減するためには軽量化され、性能の優れた太陽電池モジュールの実現が望まれている。
【００２０】
本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題点を解消し、表面保護層の機械的強度、衝撃強度が高く、かつ軽量であり、しかも低コストに製造することができる薄膜太陽電池モジュール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】
【００２１】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、太陽電池サブモジュールの表面側に接着充填材、水蒸気バリアフィルム、第１の接着充填層および表面保護層が積層して設けられ、前記太陽電池サブモジュールの裏面側に第２の接着充填層および裏面保護層が積層して設けられた太陽電池モジュールの製造方法であって、前記太陽電池サブモジュールは、金属シートの表面にアルミニウムの陽極酸化皮膜が形成された基板に、ＣＩＧＳ膜で構成された光吸収層が形成されたものであり、前記表面保護層および前記裏面保護層のうち、少なくとも前記表面保護層がプラスチックシートで構成されており、前記プラスチックシートを予め熱処理する工程と、前記プラスチックシートの前記第１の接着充填層と接する側の面をコロナ処理する工程と、前記プラスチックシートのコロナ処理された面にプライマーを塗布する工程と、前記太陽電池サブモジュールの表面側に、前記接着充填材、前記水蒸気バリアフィルム、前記第１の接着充填層を積層し、前記熱処理および前記コロナ処理がされ、さらにプライマーが塗布されたプラスチックシートを、前記プライマーが塗布された面を前記第１の接着充填層に向けて積層して配置するとともに、前記太陽電池サブモジュールの裏面側に第２の接着充填層および裏面保護層を積層して配置する工程と、前記複数層、積層して配置された状態で、真空ラミネートする工程とを有することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法を提供するものである。
【００２２】
この場合、前記プラスチックシートは、ポリカーボネート樹脂またはアクリル樹脂で構成されており、前記プラスチックシートの厚さは、０．５〜２．０ｍｍであることが好ましい。この場合、前記プラスチックシートは、ポリカーボネート樹脂で構成されていることが好ましい。
また、前記プラスチックシートの熱処理工程は、１００〜１４０℃の温度でなされることが好ましい。
【００２３】
さらに、前記プライマーは、シランカップリング剤、アルミネートカップリング剤等であるが、特にチタネートカップリング剤を使用することが好ましい。
さらに、記第１の接着充填層は、熱可塑性オレフィン系重合体樹脂で構成されており、前記真空ラミネート工程の温度は１２０〜１４５℃であることが好ましい。
また、前記プラスチックシートは、前記第１の接着充填層と接する側の面にエンボス構造を備えることが好ましい。前記エンボス構造は、凹凸の高さが１０〜１０００μｍであることが好ましい。
【００２４】
前記積層して配置する工程は、前記裏面保護層の周縁部より５〜３０ｍｍ内側に、水蒸気浸入防止のための中間シール材を配置する工程を備えることが好ましい。
前記積層して配置する工程は、前記表面保護層および裏面保護層の周縁部に、水蒸気浸入防止のための周縁シール材を配置し、前記周縁シール材の内側に前記太陽電池サブモジュール、前記接着充填材、前記水蒸気バリアフィルム、前記第１の接着充填層、前記プラスチックシート、および第２の接着充填層を積層する工程を備えることが好ましい。
前記真空ラミネート工程の後、外枠材の内側にシール材が設けられた枠部材を前記真空ラミネートしたものの周縁部に設ける工程を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、白板強化ガラス並み、またはそれ以上の耐風圧性、耐降雹性等の機械的強度、衝撃強度とすることができる。しかも、同じ厚さであれば、密度がガラスの２．５ｇ／ｃｍ３に対して、プラスチックシートは１．１〜１．２ｇ／ｃｍ３なので質量を５０％以下にできる。
一般的には、白板強化ガラスは厚さが３．２ｍｍであるが、さらに、表面保護層の厚さを１〜２ｍｍと薄くすることにより、単位面積当たりの質量を１．２〜２．４ｋｇ／ｍ２にできる。この場合、白板強化ガラスの１６〜３２％まで軽量化が可能となる。
【００２６】
水分または水蒸気が太陽電池モジュールの表面あるいは端面（周縁部）から拡散してきて性能劣化、配線腐食等の不良を発生させることがあるが、表面側に水蒸気バリアフィルムを設け、端面（周縁部）に中間シール材、周縁シール材または枠部材を設けることにより、水分または水蒸気による性能劣化、配線腐食等の不良を、より確実に抑制することができる。仮に、水分が進入しても、太陽電池セル等の透明電極に達することを防止することができる。
このように本発明によれば、太陽電池モジュールへの水分の浸入を防止でき、長期間にわたって、安定した性能を発揮し、安定して用いることができる太陽電池モジュールを実現できる。
【００２７】
ここで、プラスチックシートを構成材とする場合、線膨張係数が大きいこと、プラスチックシートと接着充填層間の接着性が非常に悪いため、温度上昇と共に太陽電池モジュールが反ったり、太陽電池の構成層間で剥離する等の大きな問題を抱えている。このため、構成材の選択、接着性の改善が必須である。本発明によれば、太陽電池モジュールの構成材を適切に選択することにより、接着性を改善し、反り、剥離等を抑制しつつ太陽電池モジュールを製造することができる。
また、表面保護層の少なくとも接着充填層側の面をエンボス構造とすることにより、アンカー効果により表面保護層の接着性を向上させることができる。
なお、本発明の太陽電池モジュールの製造方法によれば、上述の優れた特性を有する太陽電池モジュールを好適に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施形態の太陽電池モジュールの真空ラミネート前の各部材の配置状態を示す模式的断面図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の太陽電池モジュールを示す模式的断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の太陽電池モジュールに用いられる太陽電池サブモジュールの一例を示す模式的断面図である。
【図３】（ａ）は、本発明の第２の実施形態の太陽電池モジュールの真空ラミネート前の各部材の配置状態を示す模式的断面図であり、（ｂ）は、本発明の第２の実施形態の太陽電池モジュールを示す模式的断面図である。
【図４】（ａ）は、本発明の第３の実施形態の太陽電池モジュールの真空ラミネート前の各部材の配置状態を示す模式的断面図であり、（ｂ）は、本発明の第３の実施形態の太陽電池モジュールを示す模式的断面図である。
【図５】従来の太陽電池モジュールを示す模式的断面図である。
【図６】従来の他の太陽電池モジュールを示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の太陽電池モジュールの製造方法を詳細に説明する。
図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態の太陽電池モジュールの真空ラミネート前の各部材の配置状態を示す模式的断面図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の太陽電池モジュールを示す模式的断面図である。
【００３０】
図１（ｂ）に示すように、太陽電池モジュール１０は、太陽電池サブモジュール１２が接着充填材２０および第２の接着充填層１４によって封止されている。この接着充填材２０の周囲には中間シール材１８が設けられている。この中間シール材１８は、太陽電池モジュール１０の周縁部αから距離ｍの位置、すなわち、太陽電池モジュール１０の内側に設けられている。この場合、中間シール材１８は、各部材の周縁部αから距離ｍ、例えば、５〜３０ｍｍ内側の位置に配置される。
【００３１】
太陽電池サブモジュール１２の裏面１２ｂに第２の接着充填層１４が設けられ、この第２の接着充填層１４の下方にバックシート（裏面保護層）１６が設けられている。
太陽電池サブモジュール１２の表面１２ａ側に、接着充填材２０および中間シール材１８を覆うようにして水蒸気バリアフィルム２２が設けられている。この水蒸気バリアフィルム２２上に第１の接着充填層２４が設けられ、この第１の接着充填層２４上に表面保護層２６が設けられている。
太陽電池モジュール１０においては、第２の接着充填層１４、バックシート１６、水蒸気バリアフィルム２２、第１の接着充填層２４および表面保護層２６は、周縁部αで接合されている。
【００３２】
図１（ｂ）に示す太陽電池モジュール１０において、太陽電池サブモジュール１２は、図２に示すように、光電変換素子である太陽電池セル４０の集積構造体のことである。なお、太陽電池セル４０が１つのものも太陽電池サブモジュールに含まれる。太陽電池サブモジュール１２の具体例は、後に詳細に説明する。
【００３３】
接着充填材２０は、太陽電池サブモジュール１２を封止するものである。この接着充填材２０には、例えば、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）、ＰＥ（ポリエチレン）、熱可塑性オレフィン系重合体樹脂等を用いることができる。これ以外にも、公知の太陽電池モジュールにおいて封止材として用いられるものが各種利用可能である。なお、熱可塑性オレフィン系重合体樹脂は接着性に優れているため接着充填材２０として好ましい。
【００３４】
中間シール材１８は、太陽電池サブモジュール１２への接着充填材２０からの水分の浸入を抑制するためのものである。この中間シール材１８により、水分または水蒸気による性能劣化、配線腐食等の不良を、より確実に抑制することができる。
中間シール材１８は、太陽電池モジュール１０の周縁部αから距離ｍの位置に設けられる。この距離ｍは、製造上のバラツキおよびモジュール効率を下げない距離として、５〜３０ｍｍであることが好ましい。中間シール材１８の幅は、５〜２０ｍｍが好ましい。
中間シール材１８は、例えば、熱可塑性を示すブチルゴム、ポリイソプレン、イソプレン、ポリオレフィン等が用いられる。
【００３５】
第２の接着充填層１４は、バックシート１６を接着するためのものである。この第２の接着充填層１４は、例えば、接着充填材２０と同じものを用いることができる。このため、詳細な説明は省略する。
【００３６】
バックシート１６は、太陽電池モジュール１０を裏側から保護するものである。
バックシート１６には、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）等の樹脂フィルムでアルミニウム箔を挟んだ構造のものが用いられるが、その構成については、特に限定されるものではない。
バックシート１６としては、フィルムに限定されるものではなく、ガルバリウム鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウムとステンレス鋼のクラッド鋼板等の金属板等を用いることができる。これ以外にも、公知の太陽電池モジュールにおいて、バックシート１６または支持体として用いられているものが各種利用可能である。バックシート１６としては、特に、軽量化のために鋼板でなく、ゴム系シート、モジュールの反り対策のため、後に詳述する表面保護層２６と同様のプラスチックシートまたはプラスチック樹脂ハニカム構造体等を使うことも可能である。
【００３７】
水蒸気バリアフィルム２２は、太陽電池サブモジュール１２を水分から保護するためのものである。水蒸気バリアフィルム２２は、特に限定は無く、公知のいわゆる水蒸気バリアフィルムを各種利用可能である。
水蒸気バリアフィルム２２としては、特に、水蒸気透過率が１×１０−２（ｇ／（ｍ２・ｄａｙ））以下である水蒸気バリアフィルムが好ましく利用される。このような水蒸気バリアフィルム２２を用いることにより、より確実に長期にわたって太陽電池モジュール１０の水分による劣化を防止できる。
【００３８】
水蒸気バリアフィルム２２の好適な一例としては、厚さが５０〜１００μｍ程度のＰＥＴフィルム、ＰＥＮフィルム等の各種の樹脂フィルム（プラスチックフィルム）を基材として、水蒸気バリア性（ガスバリア性）を発現する無機化合物の層（以下、無機層ともいう）を形成してなる水蒸気バリアフィルムが挙げられる。
なお、水蒸気バリアフィルム２２において、必要な透明性を確保することができれば、ガス水蒸気バリアフィルム２２の表面には、密着層、平坦化層、反射防止層等の各種の機能を発現する層が１層以上、形成されていてもよい。
【００３９】
水蒸気バリアフィルム２２において、水蒸気バリア性を発現する無機化合物は、例えば、ダイヤモンド様化合物、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属酸化窒化物または金属酸化炭化物である。また、上記無機化合物は、例えば、ダイヤモンド様炭素（ＤＬＣ）、ケイ素を含むダイヤモンド様炭素、Ｓｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、ＣｅもしくはＴａから選ばれる１種以上の金属を含む酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、または酸化炭化物等が例示される。
これらの中でも、Ｓｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、およびＴｉから選ばれる金属の酸化物、窒化物または酸化窒化物が好ましく、特に、ＳｉもしくはＡｌの金属酸化物、窒化物または酸化窒化物が好ましい。
これらの無機層は、例えば、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法等によって成膜される。
【００４０】
水蒸気バリアフィルム２２のより好適な一例として、ＰＥＴフィルム、ＰＥＮフィルム等の各種の樹脂フィルムを基材として、下地層としての有機化合物の層（以下、有機層ともいう）を有し、この有機層上に、上述の無機層を成膜してなる水蒸気バリアフィルムが挙げられる。この水蒸気バリアフィルム２２によれば、より高い水蒸気バリア性を得ることができる。
このような有機層上に上述の無機層を成膜してなる水蒸気バリアフィルム２２は、ＰＥＴフィルム、ＰＥＮフィルム等の各種の樹脂フィルム（基材）を通じた水分拡散を防止するため、有機層および無機層が形成された面を下の太陽電池サブモジュール１２側に配置することが好ましい。
【００４１】
なお、下地層となる有機化合物としては、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル、メタクリル酸―マレイン酸共重合体、ポリスチレン、透明フッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、セルロースアシレート、ポリウレタン、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、フルオレン環変性ポリカーボネート、脂環変性ポリカーボネート、またはフルオレン環変性ポリエステル等が例示される。これらのうち、特に、アクリル樹脂およびメタクリル樹脂が好ましい。
このような有機層は、例えば、ロールコート法、スプレーコート法などの公知の塗布手段を用いる塗布法、フラッシュ蒸着法等によって成膜される。
【００４２】
第１の接着充填層２４は、ガス水蒸気バリアフィルム２２と表面保護層２６とを接着するためのものである。この第１の接着充填層２４は、例えば、接着充填材２０と同じものを用いることができる。このため、詳細な説明は省略する。
なお、第１の接着充填層２４においても、熱可塑性オレフィン系重合体樹脂は接着性に優れているため最適である。
【００４３】
表面保護層２６は、太陽電池モジュール１０を屋外に設置した場合、雨、雹、あられ、雪、石等がぶつかることがあるが、これらによって外部から加わる外力、衝撃等から太陽電池サブモジュール１２を保護するものであり、耐風圧性、耐降雹性等の機械的強度、衝撃強度が高いものが用いられる。
また、表面保護層２６は、汚れ等から太陽電池モジュール１０を保護するとともに、汚れ等による太陽電池サブモジュール１２への入射光量の低下を抑制するものである。
【００４４】
表面保護層２６は、プラスチックシートにより構成されるものであり、透明性、耐候性、耐熱性、難燃性、耐水性、耐湿性、耐風圧性、耐降雹性、耐薬品性その他の諸特性に優れていることが必要である。この表面保護層２６は、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂もしくはメタクリル樹脂、またはこれらの積層体により構成されるものである。表面保護層２６においては、耐候性としてＵＶ光による構造劣化、黄変があるがＵＶ吸収剤をこれらの樹脂に混ぜることで改善することができる。さらに、耐擦傷性を保有させるために、表面保護層２６の表面にハードコート層として無機コート層を設けてもよい。
なお、表面保護層２６の厚さ（プラスチックシートの厚さ）は、例えば、０．５〜２．０ｍｍであり、好ましくは１．０〜１．５ｍｍである。
表面保護層２６の厚さが０．５ｍｍ未満では、外部から加わる外力、衝撃等から太陽電池サブモジュール１２を十分に保護することができない。一方、表面保護層２６の厚さが２．０ｍｍを超えると、真空ラミネート時に上下方向で温度分布が大きくなり、表面保護層２６が反ってしまうことがある。また、材料コストからも薄いほうが望ましい。
【００４５】
なお、表面保護層２６を構成するプラスチックシートは、真空ラミネートする前に、プラスチックシートを予め１００℃〜１４０℃、好ましくは１２０℃〜１３０℃で熱処理することにより、表面保護層２６を構成するプラスチックシートの熱収縮を抑制し、このプラスチックシートの残留応力の緩和をすることが可能であり、真空ラミネート時の反りを抑制できる。この場合、熱処理時間は、例えば、０．５〜１０時間であり、好ましくは１〜３時間である。
また、熱処理することにより、真空ラミネートの際に生じる熱収縮によって、表面保護層２６にしわ等が発生することが抑制されて、太陽電池サブモジュール１２への入射光量の低下を抑制することもできる。
また、プラスチックシートの製造において押出法で製造すると、引き出し方向（ＲＤ方向）に残留歪が発生し、これを真空ラミネートするとこの歪を開放するため反りが発生する。これに対して予め熱処理をすることで熱収縮率は０．０４％以下にすることができる。
【００４６】
本実施形態においては、表面保護層２６を構成するプラスチックシートと第１の接着充填層２４の接着性を向上させるため、第１の接着充填層２４と接着される表面保護層２６の裏面２６ｂ（プラスチックシートの裏面）にコロナ放電処理を行い、コロナ処理後、更にプライマーとしてシランカップリング剤、アルミネートカップリング剤またはチタネートカップリング剤を表面保護層２６の裏面２６ｂに塗布した後、室温で０．５〜２時間、乾燥させる。この後、プライマーが塗布された面を第１の接着充填層２４に向けて表面保護層２６が配置される。なお、表面保護層２６を構成するプラスチックシートがポリカーボネートの場合、プライマーとしてチタネートカップリング剤が好適である。
後述するように、表面保護層２６を構成するプラスチックシートは、コロナ処理およびプライマーが塗布された面、すなわち、裏面２６ｂを第１の接着充填層２４に向けて配置される。
【００４７】
表面保護層２６を構成するプラスチックシートにおいては、少なくとも第１の接着充填層２４側の面２６ｂ（以下、裏面２６ｂともいう）を、エンボス構造としてもよい。このエンボス構造の凹凸の高さは、例えば、１０〜１０００μｍである。
このように、エンボス構造をつくることでアンカー効果により第１の接着充填層２４との接着性を向上させることができる。なお、エンボス構造は、例えば、プラスチックシートをガラス転移点以上に加熱して形成される。
【００４８】
表面保護層２６を構成するプラスチックシートがポリカーボネートの場合、例えば、エンボスの型として真空ラミネート時に使用するグラスクロスの凹凸を使い、１４０〜１６０℃で１５〜３０分間、真空ラミネーターによりプレスすることにより容易に作製することができる。もちろん、エンボス構造の作製には、型を使った他の熱プレス法を用いることもできる。
【００４９】
また、バックシート１６を表面保護層２６と同一のプラスチックシートを使うことにより表面保護層２６による反りを相殺することで、真空ラミネート時に発生する反りを抑制できる。更には、表面保護層２６を構成するプラスチックシート下に設ける第１の接着充填層２４として、ホットメルト型接着樹脂フィルムで溶融接着温度の低い、例えば、ウレタン系の接着樹脂フィルムを用いても、真空ラミネート時に発生する反りを抑制することができる。
【００５０】
また、太陽電池モジュール１０の耐熱性、難燃性を強化するために、表面保護層２６の表面２６ａに、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシエチレン）、ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフロライド）、ＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体）等のフッ素系透明樹脂フィルムを設けてもよい。この場合、例えば、フッ素系透明樹脂フィルムは接着充填層を介して設ける。また、表面保護層２６を構成するプラスチックシート上に共押出法等によりフッ素系透明樹脂フィルムを一体シートにしてもよい。
なお、フッ素系樹脂フィルムは、例えば、厚さが２０〜１００μｍである。
【００５１】
本実施形態の太陽電池モジュール１０は、以下のようにして作製することができる。
まず、図１（ａ）に示すように、太陽電池サブモジュール１２の裏面１２ｂ側に、第２の接着充填層１４、バックシート１６を積層して配置する。次に、太陽電池サブモジュール１２の表面１２ａ側に、接着充填材２０、この接着充填材２０の周囲に中間シール材１８を周縁部αから距離ｍ、例えば、５〜３０ｍｍ内側の位置に配置し、さらに水蒸気バリアフィルム２２を接着充填材２０および中間シール材１８を覆うようにして積層して配置する。
水蒸気バリアフィルム２２上に第１の接着充填層２４を配置し、さらに第１の接着充填層２４上に表面保護層２６を配置する。これにより、図１（ａ）に示すように各部材が積層して配置された状態になる。
なお、表面保護層２６は、例えば、上述の条件等の予め熱処理しおき、さらに、第１の接着充填層２４と接着する裏面２６ｂにコロナ処理およびプライマー塗布されている。
【００５２】
その後、各部材が積層して配置された状態で、例えば、昇降手段、緩衝板、および加熱手段を有する真空ラミネーターを用いて、例えば、温度１２５〜１４０℃で、真空／プレス／保持のトータル１５〜３０分の条件で真空ラミネートする。これにより、図１（ｂ）に示す本実施形態の太陽電池モジュール１０が作製される。
【００５３】
次に、本実施形態の太陽電池サブモジュール１２について、図２を参照して詳細に説明する。
図２に示すように、太陽電池サブモジュール１２は、基板５０の上に、下部電極３２、光吸収層３４、バッファ層３６、および上部電極３８からなる太陽電池セル４０を、複数、直列接合してなるものである。この太陽電池セル（光電変換素子）４０は、光吸収層３４としてＣＩＧＳの半導体化合物を用いるものである。太陽電池サブモジュール１２は、第１の導電部材４２と、第２の導電部材４４とを有する。
【００５４】
太陽電池サブモジュール１２において、基板５０は、基材５２と、Ａｌ（アルミニウム）層５４と、絶縁層５６とから構成されるフレキシブル基板である。
基材５２とＡｌ層５４とは、一体的に形成されている。さらに、絶縁層５６は、Ａｌ層５４の表面を陽極酸化してなる、Ａｌのポーラス構造の陽極酸化膜である。なお、基材５２とＡｌ層５４とが積層されて一体化されたクラッド基板を金属基板５５という。
【００５５】
本発明の太陽電池サブモジュール１２においては、基板５０を構成する（金属）基材５２として、軟鋼、耐熱鋼、またはステンレス鋼が用いられる。
また、基材５２の厚さにも、特に限定はないが、可撓性と強度（剛性）とのバランス、ハンドリング性等を考慮すると、１０〜１０００μｍであるのが好ましい。
【００５６】
Ａｌ層５４は、Ａｌを主成分とする層で、ＡｌやＡｌ合金が、各種、利用可能である。特に、不純物の少ない、９９質量％以上の純度のＡｌであることが好ましい。純度としては、例えば、９９．９９質量％Ａｌ、９９．９６質量％Ａｌ、９９．９質量％Ａｌ、９９．８５質量％Ａｌ、９９．７質量％Ａｌ、９９．５質量％Ａｌ等が好ましい。
また、高純度Ａｌではなくても、工業用Ａｌも利用可能である。工業用Ａｌを用いることにより、コストの点で有利である。ただし、絶縁層５６の絶縁性の点で、Ａｌ中にＳｉが析出していないことが重要である。
【００５７】
Ａｌ層５４の厚さは、特に限定はなく、適宜、選択できるが、太陽電池サブモジュール１２となった状態において、０．１μｍ以上であり、かつ基材５２の厚さ以下であるのが好ましい。
なお、Ａｌ層５４は、Ａｌ表面の前処理、陽極酸化による絶縁層５６の形成、光吸収層３４の成膜時のＡｌ層５４と基材５２との面における金属間化合物の生成等によって、厚さが、減少する。従って、後述するＡｌ層５４の形成時における厚さは、これらに起因する厚さ減少を加味して、太陽電池サブモジュール１２となった状態で、基材５２と絶縁層５６との間にＡｌ層５４が残存している厚さとすることが、重要である。このため、Ａｌ層５４の厚さとしては、陽極酸化による絶縁層を形成するため１０〜５０μｍ必要とされる。
【００５８】
Ａｌ層５４の上（基材５２と反対側面）には、絶縁層５６が形成される。絶縁層５６は、Ａｌ層５４の表面を陽極酸化してなる、Ａｌの陽極酸化膜である。
ここで、絶縁層５６は、Ａｌを陽極酸化してなる各種の陽極酸化膜が利用可能であるが、ポーラス型の陽極酸化膜であることが好ましい。この陽極酸化膜は、数１０ｎｍの細孔を有する酸化アルミナ被膜であり、被膜ヤング率が低いことにより、曲げ耐性や高温時の熱膨張差により生じるクラック耐性が高いものとなる。
【００５９】
絶縁層５６の厚さは２μｍ以上が好ましく、５μｍ以上が更に好ましい。絶縁層５６の厚さが過度に厚い場合、可撓性が低下すること、および絶縁層５６の形成に要するコスト、時間がかかるため好ましくない。現実的には、絶縁層５６の厚さは、最大５０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下である。このため、絶縁層５６の好ましい厚さは、２〜５０μｍである。
【００６０】
本実施形態の太陽電池モジュール１０はリジッド型であるが、太陽電池サブモジュール１２にフレキシブル基板を用い、例えば、厚さ５０〜２００μｍの金属基板５５上に、陽極酸化により複数の細孔を有する絶縁層５６（絶縁性酸化膜）が形成されたものであり、高い絶縁性が確保されている。
本実施形態の太陽電池サブモジュール１２に用いられる基板５０は、Ａｌ層５４を陽極酸化して絶縁層５６を形成した後、特定の封孔処理をしてもよい。その製造工程には、必須の工程以外の各種の工程が含まれていてもよい。例えば、付着している圧延油を除く脱脂工程、Ａｌ層５４の表面のスマットを溶解するデスマット処理工程、Ａｌ層５４の表面を粗面化する粗面化処理工程、Ａｌ層５４の表面に陽極酸化皮膜を形成させる陽極酸化処理工程および陽極酸化皮膜のマイクロポアを封孔する封孔処理を経て基板５０とすることが好ましい。
【００６１】
なお、基板５０は、基材５２、Ａｌ層５４および絶縁層５６の全てを、可撓性を有するもの、すなわち、フレキシブルなものとすることにより、基板５０全体として、フレキシブルなものになる。これにより、例えば、ロールツーロール方式で、基板５０の絶縁層５６側に、後述するアルカリ供給層、下部電極、光吸収層、上部電極等を形成することができる。
本発明においては、１回のロール巻出から巻取までの間に、複数の層を連続して製膜することにより太陽電池構造を作製してもよいし、ロール巻出、製膜、巻取の工程を複数回行うことによって太陽電池構造を形成してもよい。また、後述するように各製膜工程の合間に素子を分離、集積させるためのスクライブ工程をロールツーロール方式での製造に加えることで複数の太陽電池セル４０を電気的に直列接続させた集積型太陽電池サブモジュールを作製することができる。
【００６２】
本発明においては、基材５２の一面のみにＡｌ層５４および絶縁層５６を形成するのに限定はされず、基材５２の両面に、Ａｌ層５４および絶縁層５６を形成したものを基板としてもよく、Ａｌ層が単層、すなわち、Ａｌ基板に上述の陽極酸化膜により構成される絶縁層が設けられたものであってもよい。
なお、金属基板としては、陽極酸化により金属基板表面上に生成する金属酸化膜が絶縁体である材料を利用することができる。このため、アルミニウム（Ａｌ）以外にも、具体的には、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、銅（Ｃｕ）、ニオブ（Ｎｂ）及びタンタル（Ｔａ）等、並びにそれらの合金を用いることができる。コストや太陽電池モジュールに要求される特性の観点から、アルミニウムが最も好ましい。
また、耐熱性向上のために軟鋼、ステンレス鋼等の鉄鋼板上に上記金属の層を圧延または溶融メッキにより形成した所謂、クラッド材であっても良い。
【００６３】
ここで、絶縁層５６（基板５０）と下部電極３２との間、すなわち、絶縁層５６の表面５６ａにアルカリ供給層５８（光吸収層３４へのアルカリ金属の供給源）が形成されている。
アルカリ金属（特にＮａ）が、ＣＩＧＳからなる光吸収層３４に拡散されると光電変換効率が高くなることが知られている。
このアルカリ供給層５８は、光吸収層３４にアルカリ金属を供給するための層であり、アルカリ金属を含む化合物の層である。本発明においては、絶縁層５６と下部電極３２との間に、このようなアルカリ供給層５８を有することにより、光吸収層３４の成膜時に、下部電極３２を通してアルカリ金属が光吸収層３４に拡散し、光吸収層３４の変換効率を向上することができる。
【００６４】
アルカリ供給層５８には、限定はなく、ＮａＯ2、Ｎａ2Ｓ、Ｎａ2Ｓｅ、ＮａＣｌ、ＮａＦ、モリブデン酸ナトリウム塩など、アルカリ金属を含む化合物（アルカリ金属化合物を含む組成物）を主成分とするものが、各種、利用可能である。特に、ＳｉＯ2（酸化ケイ素）を主成分としてＮａＯ2（酸化ナトリウム）を含む化合物であるのが好ましい。
なお、ＳｉＯ２とＮａＯ２の化合物は、耐湿性に乏しく、Ｎａ成分が分離して炭酸塩になり易いので、Ｃａを添加した金属成分はＳｉ−Ｎａ−Ｃａの３成分とした酸化物がより好ましい。
【００６５】
なお、本発明においては、光吸収層３４へのアルカリ金属供給源は、アルカリ供給層５８のみに限定はされない。
例えば、絶縁層５６が、前述のポーラス型の陽極酸化膜である場合には、アルカリ供給層５８に加え、絶縁層５６のポーラスの中にもアルカリ金属を含む化合物を導入して、光吸収層３４へのアルカリ金属供給源としてもよい。あるいは、特にアルカリ供給層５８を有さず、絶縁層５６のポーラスの中のみにアルカリ金属を含む化合物を導入して、光吸収層３４へのアルカリ金属供給源としてもよい。
一例として、スパッタリングによってアルカリ供給層５８を成膜した場合には、絶縁層５６中にはアルカリ金属を含む化合物が存在しない、アルカリ供給層５８のみを成膜することができる。また、絶縁層５６はポーラス型陽極酸化膜であり、かつ、アルカリ供給層５８をゾルゲル反応や珪酸Ｎａ水溶液の脱水乾燥によって成膜した場合には、アルカリ供給層５８のみならず、絶縁層５６のポーラス層中にもアルカリ金属を含む化合物を導入して、絶縁層５６およびアルカリ供給層５８の両者を、光吸収層３４へのアルカリ金属供給源とすることができる。
【００６６】
太陽電池サブモジュール１２において、下部電極３２は、隣り合う下部電極３２と所定の間隙３３を設けて配列されて、アルカリ供給層５８の上に形成されている。また、各下部電極３２の間隙３３を埋めつつ、光吸収層３４が下部電極３２の上に形成されている。この光吸収層３４の表面にバッファ層３６が形成されている。
光吸収層３４とバッファ層３６とは、下部電極３２の上で、所定の間隙３７を設けて配列される。なお、下部電極３２の間隙３３と、光吸収層３４（バッファ層３６）との間隙３７は、太陽電池セル４０の配列方向の異なる位置に形成される。
【００６７】
さらに、光吸収層３４（バッファ層３６）の間隙３７を埋めるように、バッファ層３６の表面に上部電極３８が形成されている。
上部電極３８、バッファ層３６および光吸収層３４は、所定の間隙３９を設けて、配列される。また、この間隔３９は、前記下部電極３２の間隙と、光吸収層３４（バッファ層３６）との間隙とは異なる位置に設けられる。
太陽電池サブモジュール１２において、各太陽電池セル４０は、下部電極３２と上部電極３８により、基板５０の長手方向（矢印Ｌ方向）に、電気的に直列に接続されている。
【００６８】
下部電極３２は、例えば、Ｍｏ電極で構成される。光吸収層３４は、光電変換機能を有する半導体化合物、例えば、ＣＩＧＳ膜で構成される。さらに、バッファ層３６は、例えば、ＣｄＳで構成され、上部電極３８は、例えば、ＺｎＯで構成される。
なお、太陽電池セル４０は、基板５０の長手方向Ｌと直交する幅方向に長く伸びて形成されている。このため、下部電極３２等も基板５０の幅方向に長く伸びている。
【００６９】
図２に示すように、右端の下部電極３２上に第１の導電部材４２が接続されている。この第１の導電部材４２は、後述する負極からの出力を外部に取り出すためのものである。
第１の導電部材４２は、例えば、細長い帯状の部材であり、基板５０の幅方向に略直線状に伸びて、右端の下部電極３２上に接続されている。また、図２に示すように、第１の導電部材４２は、例えば、銅リボン４２ａがインジウム銅合金の被覆材４２ｂで被覆されたものである。この第１の導電部材４２は、例えば、超音波半田により下部電極３２に接続される。あるいは第１の導電部材４２は、銅箔にＩｎ−Ｓｎを溶融メッキし、エンボス構造を有する導電テープであってもよく、この導電テープはローラーによる圧着により下部電極３２に貼り合せることにより接続される。
【００７０】
他方、左端の下部電極３２上には、第２の導電部材４４が形成される。
第２の導電部材４４は、後述する正極からの出力を外部に取り出すためのもので、第１の導電部材４２と同様に細長い帯状の部材であり、基板５０の幅方向に略直線状に伸びて、左端の下部電極３２に接続されている。
第２の導電部材４４は、第１の導電部材４２と同様の構成のものであり、例えば、銅リボン４４ａがインジウム銅合金の被覆材４４ｂで被覆されたものであるが、同様に導電テープにより接続してもよい。
【００７１】
なお、本実施形態の太陽電池セル４０の光吸収層３４は、ＣＩＧＳで構成されており、公知のＣＩＧＳ系の太陽電池の製造方法により製造することができる。
【００７２】
太陽電池サブモジュール１２では、太陽電池セル４０に、上部電極３８側から光が入射されると、この光が上部電極３８およびバッファ層３６を通過し、光吸収層３４で起電力が発生し、例えば、上部電極３８から下部電極３２に向かう電流が発生する。なお、図２に示す矢印は、電流の向きを示すものであり、電子の移動方向は、電流の向きとは逆になる。このため、光電変換部４８では、図２中、左端の下部電極３２が正極（プラス極）になり、右端の下部電極３２が負極（マイナス極）になる。
【００７３】
本実施形態において、太陽電池サブモジュール１２で発生した電力を、第１の導電部材４２と第２の導電部材４４から、太陽電池サブモジュール１２の外部に取り出すことができる。
なお、本実施形態において、第１の導電部材４２が負極であり、第２の導電部材４４が正極である。また、第１の導電部材４２と第２の導電部材４４とは極性が逆であってもよく、太陽電池セル４０の構成、太陽電池サブモジュール１２構成等に応じて、適宜変わるものである。
また、本実施形態においては、各太陽電池セル４０を、下部電極３２と上部電極３８により基板５０の長手方向Ｌに直列接続されるように形成したが、これに限定されるものではない。例えば、各太陽電池セル４０が、下部電極３２と上部電極３８により幅方向に直列接続されるように、各太陽電池セル４０を形成してもよい。
【００７４】
太陽電池セル４０において、下部電極３２および上部電極３８は、いずれも光吸収層３４で発生した電流を取り出すためのものである。下部電極３２および上部電極３８は、いずれも導電性材料からなる。光入射側の上部電極３８は透光性を有する必要がある。
【００７５】
下部電極（裏面電極）３２は、例えば、Ｍｏ、Ｃｒ、またはＷ、およびこれらを組合わせたものにより構成される。この下部電極３２は、単層構造でもよいし、２層構造等の積層構造でもよい。下部電極３２は、Ｍｏで構成することが好ましい。
下部電極３２は、厚さが１００ｎｍ以上であることが好ましく、０．４５〜１．０μｍであることがより好ましい。
また、下部電極３２の形成方法は、特に制限されるものではなく、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法等の気相成膜法により形成することができる。
【００７６】
上部電極（透明電極）３８は、例えば、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｂ等が添加されたＺｎＯ、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）やＳｎＯ２、および、これらを組合わせたものにより構成される。この上部電極３８は、単層構造でもよいし、２層構造等の積層構造でもよい。また、上部電極３８の厚さは、特に制限されるものではなく、０．３〜１μｍが好ましい。
また、上部電極３８の形成方法は、特に制限されるものではなく、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法等の気相成膜法または塗布法により形成することができる。
【００７７】
バッファ層３６は、上部電極３８の形成時の光吸収層３４を保護すること、上部電極３８に入射した光を光吸収層３４まで透過させるために形成されている。
このバッファ層３６は、例えば、ＣｄＳ、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＺｎＭｇＯ、またはＺｎＳ（Ｏ、ＯＨ）およびこれらの組合わせたものにより構成される。
バッファ層３６は、厚さが、０．０３〜０．１μｍが好ましい。また、このバッファ層３６は、例えば、ＣＢＤ（ケミカルバス）法により形成される。
【００７８】
光吸収層３４は、上部電極３８およびバッファ層３６を通過して到達した光を吸収して電流が発生する層であり、光電変換機能を有する。光吸収層３４は、ＣＩＧＳ膜で構成されており、ＣＩＧＳ膜はカルコパイライト結晶構造を有する半導体からなる。ＣＩＧＳ膜の組成は、例えば、Ｃｕ（Ｉｎ1-xＧａx）Ｓｅ2（ＣＩＧＳ）である。
【００７９】
ＣＩＧＳ膜の形成方法としては、１）多源蒸着法、２）セレン化法、３）スパッタ法、４）ハイブリッドスパッタ法、および５）メカノケミカルプロセス法等が知られている。
その他のＣＩＧＳの成膜法としては、スクリーン印刷法、近接昇華法、ＭＯＣＶＤ法、及びスプレー法（ウェット成膜法）などが挙げられる。例えば、スクリーン印刷法（ウェット成膜法）またはスプレー法（ウェット成膜法）等で、Iｂ族元素、IIIｂ族元素、及びVIｂ族元素を含む微粒子膜を基板上に形成し、熱分解処理（この際、VIｂ族元素雰囲気での熱分解処理でもよい）を実施するなどにより、所望の組成の結晶を得ることができる（特開平９−７４０６５号公報、特開平９−７４２１３号公報等）。
このような成膜方法は、基板上でＣＩＧＳを形成する際にいずれも５００℃以上であれば、良好な光電変換効率を示すが、ロールツーロール方式での製造を考慮すると、プロセス時間が短い多源蒸着法が好ましい。とりわけ、バイレイヤー法が好適である。
【００８０】
前述のように、本発明の太陽電池サブモジュール１２は、前述の基板５０の上に、太陽電池セル４０を直列接合して作製して、製造するが、その製造方法は、公知の各種の太陽電池と同様に行えばよい。
以下、図２に示す太陽電池サブモジュール１２の製造方法の一例を説明する。
【００８１】
まず、上述のようにして形成された基板５０を用意する。次に、基板５０の絶縁層５６の表面に、例えば、ソーダ石灰ガラスをターゲットとして用いるスパッタリングや、ＳｉおよびＮａを含むアルコキシドからを用いたゾルゲル法によって、アルカリ供給層５８を成膜する。
次に、アルカリ供給層５８の表面に下部電極３２となるＭｏ膜を、例えば、成膜装置を用いて、スパッタ法により形成する。
次に、例えばレーザースクライブ法を用いて、Ｍｏ膜の所定位置をスクライブして、基板５０の幅方向に伸びた間隙３３を形成する。これにより、間隙３３により互いに分離された下部電極３２が形成される。
【００８２】
次に、下部電極３２を覆い、かつ間隙３３を埋めるように、光吸収層３４（ｐ型半導体層）として、ＣＩＧＳ膜を形成する。このＣＩＧＳ膜は、前述の何れか成膜方法により、形成される。
次に、光吸収層３４（ＣＩＧＳ膜）上にバッファ層３６となるＣｄＳ層（ｎ型半導体層）を、例えば、ＣＢＤ（ケミカルバス）法により形成する。これにより、ｐｎ接合半導体層が構成される。
次に、間隙３３とは太陽電池セル４０の配列方向に異なる所定位置を、例えばレーザースクライブ法を用いてスクライブして、基板５０の幅方向に伸びた、下部電極３２にまで達する間隙３７を形成する。
【００８３】
次に、バッファ層３６上に、間隙３７を埋めるように、上部電極３８となる、例えば、ＩＴＯ層、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、Ｓｂ等が添加されたＺｎＯ層を、スパッタ法や塗布法により形成する。
次に、間隙３３および３７とは、太陽電池セル４０の配列方向に異なる所定位置を、例えばレーザースクライブ法を用いてスクライブして、基板５０の幅方向に伸びた、下部電極３２にまで達する間隙３９を形成する。これにより、太陽電池セル４０が形成される。
【００８４】
次に、基板５０の長手方向Ｌにおける左右側の端の下部電極３２上に形成された各太陽電池セル４０を、例えば、レーザースクライブまたはメカニカルスクラブにより取り除いて、下部電極３２を表出させる。次に、右側の端の下部電極３２上に第１の導電部材４２を、左側の端の下部電極３２上に第２の導電部材４４を、例えば、導電性テープを用いて接続する。
これにより、図２に示すように、複数の太陽電池セル４０が電気的に直列に接続された太陽電池サブモジュール１２を製造することができる。
【００８５】
図１（ｂ）に示す本実施形態の太陽電池モジュール１０においては、白板強化ガラス並み、またはそれ以上の耐風圧性、耐降雹性等の機械的強度、衝撃強度とすることができる。しかも、同じ厚さであれば、密度がガラスの２．５ｇ／ｃｍ３に対して、プラスチックシートは１．１〜１．２ｇ／ｃｍ３なので質量を５０％以下にできる。
一般的には、白板強化ガラスは厚さが３．２ｍｍであるが、さらに、表面保護層の厚さを１〜２ｍｍと薄くすることにより、単位面積当たりの質量を１．２〜２．４ｋｇ／ｍ２にできる。この場合、白板強化ガラスの１６〜３２％まで軽量化が可能となる。
【００８６】
ここで、太陽電池モジュール１０のように、表面保護層にプラスチックシートを用いる場合、線膨張係数が大きいこと、プラスチックシートと接着充填層間の接着性が非常に悪い。このため、温度上昇と共に太陽電池モジュールが反ったり、太陽電池の構成層間で剥離する等の大きな問題を抱えている。そこで、構成材の選択、接着性の改善が必須である。本実施形態の太陽電池モジュールによれば、これらの対策として、表面保護層にとなるポリカーボネートシートに予めの熱処理を行い、それに引き続きコロナ処理、チタネートカップリング剤からなるプライマー塗布および乾燥を行い、第１の接着充填層２４に熱可塑性オレフィン系重合体樹脂を用いることにより、接着性を改善し、反り、剥離等を抑制しつつ太陽電池モジュールを製造することができる。
【００８７】
水分または水蒸気が太陽電池モジュールの表面あるいは端面（周縁部）から拡散してきて性能劣化、配線腐食等の不良を発生させることがあるが、表面側に水蒸気バリアフィルム２２を設け、端面（周縁部）に中間シール材１８を設けることにより、水分または水蒸気による性能劣化、配線腐食等の不良を、より確実に抑制することができる。仮に、水分が進入しても、太陽電池セル等の透明電極に達することを防止することができる。
特に、水蒸気バリアフィルム２２は、有機層および無機層が形成された面を向けて太陽電池サブモジュール側に配置することにより、基材を通じた水分拡散も防止することができる。
このように本発明によれば、太陽電池モジュールへの水分の浸入を防止でき、長期間にわたって、安定した性能を発揮し、安定して用いることができる太陽電池モジュールを実現できる。
【００８８】
太陽電池サブモジュール１２としてガラス基板でなく、ロールツーロール製造方式で製造可能な金属シートの表面にアルミニウムの陽極酸化皮膜が形成された基板を用いて、光吸収層としてＣＩＧＳ膜を形成することにより、軽量、かつ低コストの太陽電池モジュールを得ることができる。
なお、本実施形態の太陽電池モジュール１０の製造方法によれば、上述の優れた特性を有する太陽電池モジュール１０を好適に製造することができる。
【００８９】
ここで、従来の太陽電池モジュールの模式的断面図を図５および図６に示す。図５に示す従来の太陽電池モジュール１００ａは、太陽電池サブモジュール１１０が接着充填層１０２によって包囲されており、この接着充填層１０２の上面に表面保護層１０４が設けられている。また、この接着充填層１０２の下面に裏面保護層１０６が設けられている。
また、図６の従来の太陽電池モジュール１００ｂは、図５に示す太陽電池モジュール１００ａに比して、側端面１０８にシール材１１２が設けられている点が異なり、それ以外の構成は太陽電池モジュール１００ａと同じである。
【００９０】
一般に太陽電池サブモジュールの表面は、ＩＴＯ膜、ＺｎＯ（Ａｌ）膜、ＺｎＯ（Ｂ）膜等の透明導電膜で形成されている。これらの透明導電膜はその材質上、非常に水分に弱い。図５に示す構成の太陽電池モジュール１００ａの場合、太陽電池サブモジュール１１０を包囲している接着充填層１０２の側端面１０８は外部に晒されており、この側端面１０８から水分が浸入して太陽電池サブモジュール１１０の表面に到達し、透明導電膜の抵抗を上昇させたり、透明導電膜下の接合部に達してリーク電流を発生させたりして、太陽電池モジュールの特性を劣化させるという問題を引き起こす。
【００９１】
これに対して，図６に示す構成の太陽電池モジュール１００ｂの場合には、接着充填層１０２の側端面１０８がシール材１１２によって覆われているため、一見すると側端面１０８からの水分浸入を阻止できるように見える。しかし、高温、高湿の環境下において接着充填層１０２、表面保護層１０４、裏面保護層１０６等の熱膨張および熱収縮の差異によって、太陽電池モジュール１００ｂの外周が屈曲し、シール材１１２の周縁部が剥離したり、または一部空洞が発生して水分がそこから内部に浸入したりするため、結果として太陽電池モジュール１００ｂの側端面１０８からの水分侵入を阻止することはできない。
【００９２】
これに対して、図１（ｂ）に示す太陽電池モジュール１０は、中間シール材１８をバックシート１６の周縁より内側に配置することによって、中間シール材１８は水蒸気バリアフィルム２２とバックシート１６が接合した太陽電池モジュール１０の内部に位置するために外部に晒されることがなく、熱膨張および熱収縮の差異によって中間シール材１８が屈曲したり、剥離したりといった問題を生じることがない。また、中間シール材１８は少なくとも太陽電池サブモジュール１２の裏面１２ｂから水蒸気バリアフィルム２２まで設けられ、中間シール材１８が水蒸気バリアフィルム２２に当接して接着充填材２０をシールするので、接着充填材２０側面からの水分浸入を阻止することが可能となり、少なくとも太陽電池サブモジュール１２の表面１２ａ側（上側）からの水分浸入を抑制することができる。また、水分と接着充填材２０を構成する接着剤の反応によって生成する腐食物質，例えば、酢酸の生成を軽減することができ、長期間にわたって安定した性能を発揮することができる太陽電池モジュール１０とすることができる。
【００９３】
なお、図１（ｂ）に示す太陽電池モジュール１０において、中間シール材１８は太陽電池サブモジュール１２の裏面１２ｂから水蒸気バリアフィルム２２まで設けられている構成としたが、中間シール材１８をバックシート１６にも当接させて第２の接着剤層１４を分離するように構成してもよい。このような構成とすれば、中間シール材１８によって、第２の接着剤層１４からの水分侵入も抑制することが可能となり、水分と第２の接着剤層１４の反応によって生成する腐食物質をより効果的に軽減することが可能となり、太陽電池サブモジュール１２の透明電極の変質による抵抗向上による太陽電池サブモジュール１２の変換効率低下を抑制して、長期間にわたって安定した性能を発揮することができる太陽電池モジュール１０とすることができる。
【００９４】
次に、第２の実施形態について説明する。
図３（ａ）は、本発明の第２の実施形態の太陽電池モジュールの真空ラミネート前の各部材の配置状態を示す模式的断面図であり、（ｂ）は、本発明の第２の実施形態の太陽電池モジュールを示す模式的断面図である。
なお、本実施形態において、図１（ａ）、（ｂ）に示す第１の実施形態の太陽電池モジュール１０と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００９５】
図３（ｂ）に示す本実施形態の太陽電池モジュール１０ａは、第１の実施形態の太陽電池モジュール１０（図１（ｂ）参照）に比して、接着充填材２０と第２の接着充填層１４とで太陽電池サブモジュール１２を封止する構造、および中間シール材１８が設けられておらず、バックシート１６と表面保護層２６との間に周囲を囲む周縁シール材１９が設けられている構造が異なり、それ以外の構成は、第１の実施形態の太陽電池モジュール１０と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
【００９６】
図３（ｂ）に示す本実施形態の太陽電池モジュール１０ａにおいて、周縁シール材１９は、第１の実施形態の中間シール材１８と同様に太陽電池モジュール１０ａの機械的耐性を上げること、および太陽電池モジュール１０ａの周縁からの水分拡散耐性および耐湿性を上げるためのものである。この周縁シール材１９は、中間シール材１８と同じものを用いることができ、例えば、熱可塑性を示すブチルゴム、ポリイソプレン、イソプレン、ポリオレフィンが用いられる。
【００９７】
本実施形態の太陽電池モジュール１０ａは、以下のようにして作製することができる。
まず、図３（ａ）に示すように、太陽電池サブモジュール１２の裏面１２ｂ側に、第２の接着充填層１４、バックシート１６を積層して配置する。次に、太陽電池サブモジュール１２の表面１２ａ側に、第１の実施形態と同様に、接着充填材２０、水蒸気バリアフィルム２２、第１の接着充填層２４および表面保護層２６を配置する。
さらに、バックシート１６と表面保護層２６との間に、第２の接着充填層１４、バックシート１６、接着充填材２０、水蒸気バリアフィルム２２および第１の接着充填層２４の周囲を囲むように、周縁シール材１９を配置する。これにより、図３（ａ）に示すように各部材が積層して配置された状態になる。
その後、各部材が積層して配置された状態で、例えば、昇降手段、緩衝板、および加熱手段を有する真空ラミネーターを用いて、例えば、温度１２０〜１４５℃で、真空／プレス／保持のトータル１５〜３０分の条件で真空ラミネートする。これにより、図３（ｂ）に示す本実施形態の太陽電池モジュール１０ａが作製される。
なお、太陽電池モジュール１０ａの作製に際し、周縁シール材１９を表面保護層２６の裏面２６ｂに貼り付けておき、太陽電池モジュール１０の各部材を積層した後、仮止めし、真空ラミネートしてもよい。
【００９８】
なお、本実施形態においても、太陽電池モジュール１０ａを作製する際、第１の実施形態と同様に、表面保護層２６の表面２６ａ上に、上述のフッ素系透明樹脂フィルムを積層して配置し、この状態で真空ラミネートをして、太陽電電池モジュールを作製することもできる。
本実施形態の太陽電池モジュール１０ａにおいては、周縁シール材１９を設けており、第１の実施形態の太陽電池モジュール１０と同様の効果を得ることができる。
【００９９】
次に、第３の実施形態について説明する。
図４（ａ）は、本発明の第３の実施形態の太陽電池モジュールの真空ラミネート前の各部材の配置状態を示す模式的断面図であり、（ｂ）は、本発明の第３の実施形態の太陽電池モジュールを示す模式的断面図である。
なお、本実施形態において、図１（ａ）、（ｂ）に示す第１の実施形態の太陽電池モジュール１０と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【０１００】
図４（ｂ）に示すように、本実施形態の太陽電池モジュール１０ｂは、第１の実施形態の太陽電池モジュール１０（図１（ａ）および（ｂ）参照）に比して、接着充填材２０と第２の接着充填層１４とにより太陽電池サブモジュール１２が封止されており、中間シール材１８が設けられていない点、太陽電池サブモジュール１２、第２の接着充填層１４、バックシート１６、水蒸気バリアフィルム２２、第１の接着充填層２４および表面保護層２６からなる太陽電池積層体３０の周縁部βに枠部材６０が設けられている点が異なり、それ以外の構成は、第１の実施形態の太陽電池モジュール１０と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
【０１０１】
本実施形態の太陽電池モジュール１０ｂにおいて、枠部材６０は、太陽電池モジュール１０ａの機械耐性を向上させるとともに、第１の実施形態の中間シール材１８と同様に周縁部βからの水分拡散耐性および耐湿性を向上させるためのものである。枠部材６０は、外縁シール材６２および外枠材６４とからなり、内側に外縁シール材６２が設けられ、外側に外枠材６４が設けられる。
【０１０２】
外縁シール材６２は、例えば、熱可塑性を示すブチルゴム、ポリイソプレン、イソプレン、ポリオレフィンが用いられる。
外枠材６４は、箔状のもので構成しても、フレーム状のもので構成してもよい。外枠材６４は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金を用いて形成することができる。また、外枠材６４として、例えば、金属箔を用いた場合、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金を用いることができる。金属箔の厚さは、例えば、５０〜３００μｍである。金属箔は、粘着材が予め設けられたものであってもよい。
【０１０３】
なお、外枠材６４には、太陽電池モジュール１０ｂの美観、意匠性の観点から金属箔に黒色ＰＥＴフィルムが接着された金属箔テープを用いてもよい。
更に耐湿性が求められる場合、例えば、外縁シール材６２にブチルゴムが用いられ、外枠材６４にＬ字状のアルミフレームが用いられる。
本実施形態の太陽電池モジュール１０ｂにおいても、第１の実施形態と同様に、表面保護層２６の表面２６ａに上述のフッ素系透明樹脂フィルムを設けることができる。
【０１０４】
本実施形態の太陽電池モジュール１０ａは、以下のようにして作製することができる。まず、太陽電池サブモジュール１２の裏面１２ｂ側に、第１の実施形態と同様に、第２の接着充填層１４、バックシート１６を積層して配置する。次に、太陽電池サブモジュール１２の表面１２ａ側に、第１の実施形態と同様に、接着充填材２０、水蒸気バリアフィルム２２、第１の接着充填層２４および表面保護層２６を積層して配置する。これにより、図４（ａ）に示すように各部材が積層して配置された状態になる。その後、各部材が積層して配置された状態で、第１の実施形態と同様に、例えば、温度１２０〜１４５℃で、真空／プレス／保持のトータル１５〜３０分の条件で真空ラミネートする。これにより、太陽電池積層体３０が形成される。
その後、太陽電池積層体３０の周縁部βならびに表面保護層２６表面の一部およびバックシート１６の表面の一部を覆うように、枠部材６０の外縁シール材６２を設ける。その後、外縁シール材６２上に外枠材６４を接着する。これにより、図４（ｂ）に示す本実施形態の太陽電池モジュール１０ｂが作製される。
【０１０５】
なお、本実施形態においても、太陽電池モジュール１０ｂを作製する際、第１の実施形態と同様に、表面保護層２６の表面２６ａ上に、上述のフッ素系透明樹脂フィルムを積層して配置し、この状態で真空ラミネートをして、太陽電電池モジュールを作製することもできる。
本実施形態の太陽電池モジュール１０ｂにおいては、枠部材６０を設けることにより、第１の実施形態の太陽電池モジュール１０と同様の効果を得ることができる。さらに、機械的耐性、ならびに水分拡散耐性および耐湿性をより向上させることができる。
【０１０６】
本発明は、基本的に以上のように構成されるものである。以上、本発明の太陽電池モジュールの製造方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変更をしてもよいのはもちろんである。さらに、機械的耐性、ならびに水分拡散耐性および耐湿性をより向上させることができる。
【実施例１】
【０１０７】
以下、本発明の太陽電池モジュールについて、より具体的に説明する。
本実施例においては、太陽電池モジュール構造の接着性の検討のため、表面保護層（ポリカーボネート）／接着充填層／裏面保護層（ポリカーボネート）の構造を有する実験例１〜４の試験構造体を作製した。そして、実験例１〜４の試験構造体について、表面保護層を構成するポリカーボネートの表面処理条件を変えて作製し、８５℃、８５％ＲＨ  ５００ＨＲダンプヒートテストを行った後、接着テストを行った。
【０１０８】
実験例１〜４の試験構造体において、表面保護層および裏面保護層には、ポリカーボネートを用いた。このポリカーボネートには、厚さが１ｍｍのユーピロンＮＦ−２０００（三井ガス化学社製）を用いた。なお、実験例１〜４の試験構造体のサイズは、幅が１５ｍｍ、長さが１５０ｍｍである。
接着充填層については、オレフィン（下記表１で「オレフィン」と表記）として熱可塑性オレフィン系重合体樹脂封止材Ｚ６８（ＤＮＰ社製）を用い、ＥＶＡ（下記表１で「ＥＶＡ」と表記）として三井化学ファブロ株式会社製ソーラーエバ（ＥＶＡ）を用いた。
プライマーとしては、東レ・ダウコーニング社のチタネートカップリング剤である１２００  ＯＳ（（下記表１で「プライマーＡ」と表記））、またはＤＹ３９−０６７（（下記表１で「プライマーＢ」と表記）を用いた。
【０１０９】
実験例１〜４の試験構造体において、表面保護層に用いるポリカーボネートシートについては予め１２５℃で３時間、空気中で熱処理した。
【０１１０】
実験例１は、プライマーを塗布しないものである。実験例１においては、ポリカーボネートシートをコロナ処理することなく、接着充填層にオレフィンまたはＥＶＡを用いてポリカーボネートを接着して、試験構造体を得た。また、実験例１については、ポリカーボネートシートの接着充填層との接着面をコロナ処理した後、接着充填層にオレフィンまたはＥＶＡを用いてポリカーボネートを接着して、試験構造体を得た。
コロナ処理については、春日電機製コロナ放電機を用いて、パワー１５０Ｗ、処理速度０．５ｍ／分で、ポリカーボネートシートの接着充填層との接着面をコロナ処理して、親水性とした。
【０１１１】
実験例２は、コロナ処理しない場合には、ポリカーボネートシートの接着充填層との接着面にプライマーとして東レ・ダウコーニング社のチタネートカップリング剤である１２００  ＯＳ（プライマーＡ）を、ベンコットンにしみ込ませて塗り、その後、室温で１時間乾燥した後に、接着充填層にオレフィンまたはＥＶＡを用いてポリカーボネートを接着して、試験構造体を得た。
実験例２において、ポリカーボネートシートの接着充填層との接着面を実験例１と同じ条件でコロナ処理した後、この接着面にプライマーとして東レ・ダウコーニング社のチタネートカップリング剤である１２００  ＯＳ（プライマーＡ）を、ベンコットンにしみ込ませて塗り、その後、室温で１時間乾燥した後に、接着充填層にオレフィンまたはＥＶＡを用いてポリカーボネートを接着して、試験構造体を得た。
【０１１２】
実験例３は、コロナ処理しない場合には、ポリカーボネートシートの接着充填層との接着面にプライマーとして東レ・ダウコーニング社のチタネートカップリング剤であるＤＹ３９−０６７（プライマーＢ）を、ベンコットンにしみ込ませて塗り、その後、室温で１時間乾燥した後に、接着充填層にオレフィンまたはＥＶＡを用いてポリカーボネートを接着して、試験構造体を得た。
実験例３において、ポリカーボネートシートの接着充填層との接着面を実験例１と同じ条件でコロナ処理した後、この接着面にプライマーとして東レ・ダウコーニング社のチタネートカップリング剤であるＤＹ３９−０６７（プライマーＢ）を、ベンコットンにしみ込ませて塗り、その後、室温で１時間乾燥した後に、接着充填層にオレフィンまたはＥＶＡを用いてポリカーボネートを接着して、試験構造体を得た。
【０１１３】
実験例４は、エンボスシートの接着充填層との接着面にエンボスを形成した後、コロナ処理しない場合には、ポリカーボネートシートの接着充填層との接着面にプライマーとして東レ・ダウコーニング社のチタネートカップリング剤であるＤＹ３９−０６７（プライマーＢ）を、ベンコットンにしみ込ませて塗り、その後、室温で１時間乾燥した後に、接着充填層にオレフィンまたはＥＶＡを用いてポリカーボネートを接着して、試験構造体を得た。
実験例４において、エンボスシートの接着充填層との接着面にエンボスを形成した後、ポリカーボネートシートの接着充填層との接着面を実験例１と同じ条件でコロナ処理した後、この接着面にプライマーとして東レ・ダウコーニング社のチタネートカップリング剤であるＤＹ３９−０６７（プライマーＢ）を、ベンコットンにしみ込ませて塗り、その後、室温で１時間乾燥した後に、接着充填層にオレフィンまたはＥＶＡを用いてポリカーボネートを接着して、試験構造体を得た。
なお、エンボス構造は、ポリカーボネートシートの片面にグラスクロス（中興化成製  ＦＧＦ−４００−２２）をポリカーボネート上に被せて温度１５５℃で３０分、真空ラミネーターでプレスすることにより形成した。
【０１１４】
各実験例１〜４の接着テストの試験結果を下記表１に示す。
下記表１に示す接着テストは、引張り試験機によるＴ字剥離法により、大きさが１５ｍｍ×１５０ｍｍの積層試験構造体について、上下のポリカーボネートシートを１８０°方向に、剥離速度１０ｃｍ／分で引張り、そのときの剥離する強度を測定した。下記表１に示す接着テストの評価は、接着テストによる剥離強度が５Ｎ以上のものを◎とし、２Ｎ以上５Ｎ未満のものを○とし、１Ｎ以上２Ｎ未満のものを△とし、１Ｎ以下のものを×とした。
【０１１５】
【表１】
2012204458.tif 000003
【０１１６】
上記表１に示すように、プライマー塗布およびコロナ処理することにより、表面保護層にポリカーボネートを用いた場合でも、その接着性を向上させることができる。
【実施例２】
【０１１７】
本実施例においては、以下に示す実施例１〜３および比較例１、２の太陽電池モジュールを作製し、その性能を評価した。
【０１１８】
（実施例１）
サブストレート構造を有する、ＣＩＧＳ膜を光吸収層に用いた太陽電池サブモジュール１２を備える図１（ｂ）に示す太陽電池モジュール１０を作製した。
水蒸気バリアフィルム２２には、ＰＥＴフィルムを基材に用い、有機層および無機層を積層したものを用いた。この水蒸気バリアフィルム２２の有機層および無機層面が形成された面を、基材を通じた水分拡散を防止するため下の太陽電池サブモジュール１２側に配置した。
【０１１９】
第１の接着充填層２４には、熱可塑性オレフィン系重合体樹脂封止材Ｚ６８（ＤＮＰ社製）を用いた。接着充填材２０、および第２の接着充填層１４には、三井化学ファブロ株式会社製ソーラーエバ（ＥＶＡ）を用いた。
表面保護層２６には、後述の熱処理を施したポリカーボネートシートを用い、このポリカーボネートシートには、厚さが１ｍｍのユーピロンＮＦ−２０００（三井ガス化学社製）を用いた。
この表面保護層２６となるポリカーボネートシートには、真空ラミネート工程での熱収縮による反りを抑制するために、予め１２５℃で３時間、空気中で熱処理した。
その後、第１の接着充填層２４との接着面に、コロナ処理を施した。このコロナ処理については、春日電機製コロナ放電機を用いて、パワー１５０Ｗ、処理速度０．５ｍ／分でコロナ処理して、親水性とした。
コロナ処理後の接着面にプライマーとして東レ・ダウコーニング社のチタネートカップリング剤であるＤＹ３９−０６７（プライマーＢ）を、ベンコットンにしみ込ませて塗り、その後、室温で１時間乾燥させた。
【０１２０】
さらに、バックシート１６には、反りを抑制するためエム・エー・パッケージ社製のバックシート（ＰＶＦ／Ａｌ／ＰＶＦ）、ＥＶＡ層、０．５ｍｍ厚のユーピロンＮＦ−２０００ＮＳの３層構造のシートを用いた。
また、中間シール材１８としては、横浜ゴム社製のホットメルトブチルゴム（Ｍ−１５５）のシート材を用い、口状に切り抜き、中間シール材１８の幅５ｍｍとし、中間シール材１８の外周と太陽電池モジュール１０周縁部との距離を１０ｍｍとした。
実施例１の作製に際して、このような材料を積層して配置した状態で、昇降手段、緩衝板、および加熱手段を有する真空ラミネーターを用いて、１４０℃の温度で真空／プレス／保持のトータル２０分のラミネート条件で太陽電池モジュール１０を作製した。
【０１２１】
（実施例２）
図３（ｂ）に示す太陽電池モジュール１０ａを作製した。なお、中間シール材１８を設けることなく、周縁シール材１９を設けた以外は、実施例１と同じものを用いた。
周縁シール材１９には、サエス・ゲッターズ社のＢ−Ｄｒｙテープ（１０ｍｍ幅）を用いた。
実施例２の作製に際して、周縁シール材１９を予め表面保護層（ポリカーボネートシート）に貼り付けて、その内側に上述の各シートを積層して、積層したものをテープで仮止めし、この状態で、昇降手段、緩衝板、および加熱手段を有する真空ラミネーターを用いて、１４０℃の温度で真空／プレス／保持のトータル２０分のラミネート条件で太陽電池モジュール１０ａを作製した。
【０１２２】
（実施例３）
図４（ｂ）に示す太陽電池モジュール１０ｂを作製した。なお、実施例３の太陽電池モジュール１０ｂは、中間シール材１８を設けることなく、枠部材６０を設けたものである。
実施例３においては、枠部材６０以外、実施例１と同じものを用いた。枠部材６０には、外縁シール材６２としてシリコーンシール材を用いた。シリコーンシール材には、信越化学工業（株）のＲＴＶシール材ＫＥ−４５を用いた。また、外枠材６４にＬ字状のアルミフレームを用いた。
実施例３の作製に際して、実施例２と同様にして、ラミネートしたものを作製し、その後、Ｌ字状のアルミフレーム溝に予めシリコーンシール材を塗布して埋め込んでおき、ラミネートしたものの４辺をアルミフレームの溝にセットしてアルミフレームをネジ止めして固定した。その後、室温で７日放置してシリコーンシール材を硬化させて枠部材６０を設け、太陽電池モジュール１０ｂを作製した。
【０１２３】
（比較例１）
図１（ｂ）に示す太陽電池モジュール１０を作製した。なお、比較例１は、表面保護層２６となるポリカーボネートシートに、実施例１と同じ条件で予め熱処理するものの、コロナ処理およびプライマー塗布をしない点で異なり、それ以外は、実施例１と同じ構成とし、実施例１と同じ製造条件で太陽電池モジュール１０を作製した。
【０１２４】
（比較例２）
図３（ｂ）に示す太陽電池モジュール１０ａを作製した。なお、比較例２は、表面保護層２６となるポリカーボネートシートに、実施例１と同じ条件で予め熱処理するものの、コロナ処理およびプライマー塗布をしない点で異なり、それ以外は、実施例２と同じ構成とし、実施例２と同じ製造条件で太陽電池モジュール１０ａを作製した。
【０１２５】
作製した実施例１〜３および比較例１、２の５種の太陽電池モジュールについて、ダンプヒートテスト（温度８５℃、湿度８５％ＲＨの環境に１０００時間放置）後の変換効率を測定した。その結果を下記表２に示す。
【０１２６】
ダンプヒートテストにおいては、太陽電池モジュールの変換効率が初期値の９０％以上を保持したものを○と評価し、太陽電池モジュールの変換効率が初期値の８０％以上９０％未満であったものを△と評価し、太陽電池モジュールの変換効率が初期値の６０％以上８０％未満であったものを×と評価した。
【０１２７】
【表２】
2012204458.tif 000004
【０１２８】
上記表２に示すように、実施例１〜３はいずれも、ダンプヒートテスト後の変換効率について良好な結果が得られた。一方、比較例１、２は、ダンプヒートテスト後、変換効率が劣化し、良好な結果が得られなかった。
なお、比較例１は、表面保護層と水蒸気バリアフィルムの間で剥離が生じた。しかしながら、水分拡散は水蒸気バリアフィルムがあるため、劣化が抑えられた。
また、比較例２では、表面保護層と水蒸気バリアフィルムの間、及び周縁シールも剥離した。このため、比較例２では、周縁からの水分拡散が比較例１に比して大きくなり、劣化が大きいと推測される。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
【符号の説明】
【０１２９】
１０、１０ａ、１０ｂ  太陽電池モジュール
１２  太陽電池サブモジュール
１４  第２の接着充填層
１６  バックシート
１８  中間シール材
１９  周縁シール材
２０  接着充填材
２２  バリアフィルム
２４  第１の接着充填層
２６  表面保護層
４０  太陽電池セル
５０  基板
６０  枠部材
６２  外縁シール材
６４  外枠材
【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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