(57)【要約】      （修正有）【課題】防水性に優れ、長期に渡って、水分による電極の変質等に起因する特性劣化を防止できる太陽電池モジュール、および、その製造方法を提供する。【解決手段】太陽電池セル１２の光入射面全面、端面全面、および、裏面の少なくとも一部を覆うようにして水蒸気バリアフィルム１４を配置した状態で、太陽電池セルを封止材１８で封止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池セルもしくは太陽電池サブモジュールを封止材で封止して、光入射面側を表面保護フィルムで覆い、前記光入射面とは逆面の裏面側を裏面保護フィルムで覆ってなる太陽電池モジュールにおいて、
前記太陽電池セルもしくは太陽電池サブモジュールの光入射面全面、端面全面、および、光入射面の逆面の周端部全周を含む少なくとも一部を覆うように、水蒸気バリアフィルムを設けたことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記水蒸気バリアフィルムの水蒸気透過率が、１×１０-4[g/(m2・day)]以下である請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記水蒸気バリアフィルムとして、表面保護フィルムと水蒸気バリアフィルムとを一体化した表面保護バリアフィルムを用いる請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
太陽電池セルもしくは太陽電池サブモジュールを封止材で封止して、この封止材を覆って、前記表面保護バリアフィルムを設ける請求項３に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記表面保護バリアフィルムは、前記表面保護フィルムに水蒸気バリア性を有する層を成膜してなるものであり、この表面保護バリアフィルムは、水蒸気バリア性を有する層が形成された面を内側にして、前記太陽電池セルもしくは太陽電池サブモジュールを覆うように設けられる請求項３または４に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記太陽電池セルもしくは太陽電池サブモジュールを覆って前記水蒸気バリアフィルムを設け、この水蒸気バリアフィルムを覆うように前記封止材で封止することにより、前記太陽電池セルもしくは太陽電池サブモジュールを封止する請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記太陽電池セルもしくは太陽電池サブモジュールの光入射面の逆面を、６０％以上、覆うように、前記水蒸気バリアフィルムを設ける請求項１〜６のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】
前記太陽電池セルもしくは太陽電池サブモジュールが、カルコパイライト型の太陽電池セルもしくは太陽電池サブモジュールである請求項１〜７のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【請求項９】
構成上、覆い得ない部分以外は、前記太陽電池セルもしくは太陽電池サブモジュールの全面を覆うように、前記水蒸気バリアフィルムを設ける請求項１〜８のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【請求項１０】
太陽電池セルもしくは太陽電池サブモジュールを水蒸気バリアフィルムで包み込んでなる包装体を作製し、この包装体の両面に封止材を配置し、さらに、前記封止材の外側で、前記太陽電池セルもしくは太陽電池サブモジュールの光入射面側に表面保護フィルムを、逆側に裏面保護フィルムを配置してなる積層体を作製し、この積層体を、真空中で加熱圧着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１１】
太陽電池セルもしくは太陽電池サブモジュールの両面に封止材を配置し、この積層体を表面保護フィルムと水蒸気バリアフィルムとを一体化した表面保護バリアフィルムで包み込んだ包装体を作製し、この包装体の前記太陽電池セルもしくは太陽電池サブモジュールの光入射面の裏面側に封止材を配し、さらに、この封止材の外側に裏面保護フィルムを配置してなる積層体を作製し、この積層体を、真空中で加熱圧着することを特徴とする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、屋外に設置された架台や屋上等に配置される太陽電池モジュールに関し、詳しくは、水分による特性低下を大幅に低減した太陽電池モジュール、および、この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電変換層を下部電極（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い、抵抗値が上昇してしまい、変換効率が大幅に低下してしまう。
【０００４】
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や、屋根や屋上など、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提案が、各種、行なわれている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、太陽電池セルを封止材によって封止してなる太陽電池モジュールにおいて、太陽電池モジュールの周縁部における封止材の外周部に、有機ポリマーもしくは有機ポリマーと封止材の混合物からなる耐候性保護層を有し、かつ、この保護層、表面保護材、および、裏面保護材の外周部を同一平面とする太陽電池モジュールが開示されている。
この太陽電池モジュールは、このような構成を有することにより、外周部からの水分進入を防止して、腐食性の酢酸などの生成を抑制している。また、有機ポリマーとしては、フッ素樹脂やアクリル系樹脂等が例示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、透明な第１カバー部材と可撓性を有する第２カバー部材とで、太陽電池セルを封止した保護材を挟んでなる太陽電池パネルを、フレームで支持した太陽電池モジュールにおいて、両カバー部材の間で保護材の側面を囲んで配置される水蒸気透過性が低い材料からなる第１シール材と、太陽電池パネルが挿入されるフレームの凹部に設けられる耐衝撃性に強い材料からなる第２シール材とを有する太陽電池モジュールが開示されている。
この太陽電池モジュールは、このような構成を有することにより、防水性と耐衝撃性とを、共に、向上させている。また、第１シール材としては、ポリイソブチレンゴムが、第２シール材としてはブチルゴムが例示されている。
【０００７】
さらに、特許文献３には、支持体と、保護フィルムとの間に、封止材によって太陽電池セルを封止してなり、かつ、この保護フィルムが、支持体の断面部を被覆する太陽電池モジュールが開示されている。
この太陽電池モジュールは、直接的に太陽電池セルに対する防水性の向上を目的とするものではないが、上記構成を有することにより、支持体と封止材との接着界面への水分の進入による剥離や、支持体端面への水分の進入による錆の発生等を防止している。また、保護フィルムとしては、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、樹脂を積層した金属フィルム等が例示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２０９２７３号公報
【特許文献２】特開２００８−１４７３８２号公報
【特許文献３】特開平１０−２３３５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような防水対策を施した太陽電池モジュールであれば、水分による太陽電池の特性劣化を抑制して、長寿命化を図ることができる。
しかしながら、前述のように、太陽電池モジュールは、屋外で、雨ざらしのような状態で設置される場合も多い。そのため、防水対策を施していても、従来の太陽電池モジュールでは、使用環境などによっては、やはり、十分な防水性を得るには至っておらず、水分の進入による、腐食性の生成物の発生によるう封止材の劣化や、透明電極の変質による変換効率の低下などを、長期間わたって抑制することはできない。
このような現状の下、より防水性に優れ、長期間にわたって安定して性能を発揮する太陽電池モジュールの実現が望まれている。
【００１０】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、太陽電池モジュールの、特に周縁部からの水分の浸入を防止し、水分と封止材の反応による酢酸などの生成を抑制し、また、太陽電池の透明電極の変質に起因する抵抗向上による太陽電池の変換効率低下を抑制して、長期間にわたって、所定の性能を発揮し、安定して用いることのできる太陽電池モジュール、および、この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】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池セルもしくは太陽電池サブモジュールを封止材で封止して、光入射面側を表面保護フィルムで覆い、前記光入射面とは逆面の裏面側を裏面保護フィルムで覆ってなる太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池セルもしくは太陽電池サブモジュールの光入射面全面、端面全面、および、光入射面の逆面の周端部全周を含む少なくとも一部を覆うように、水蒸気バリアフィルムを設けたことを特徴とする太陽電池モジュールを提供する。
【００１２】
このような本発明の太陽電池モジュールにおいて、前記水蒸気バリアフィルムの水蒸気透過率が、１×１０-4[g/(m2・day)]以下であるのが好ましい。
また、前記水蒸気バリアフィルムとして、表面保護フィルムと水蒸気バリアフィルムとを一体化した表面保護バリアフィルムを用いるのが好ましく、この際において、太陽電池セルもしくは太陽電池サブモジュールを封止材で封止して、この封止材を覆って、前記表面保護バリアフィルムを設けるのが好ましく、また、前記表面保護バリアフィルムは、前記表面保護フィルムに水蒸気バリア性を有する層を成膜してなるものであり、この表面保護バリアフィルムは、水蒸気バリア性を有する層が形成された面を内側にして、前記太陽電池セルもしくは太陽電池サブモジュールを覆うように設けられるのが好ましい。もしくは、前記太陽電池セルもしくは太陽電池サブモジュールを覆って前記水蒸気バリアフィルムを設け、この水蒸気バリアフィルムを覆うように前記封止材で封止することにより、前記太陽電池セルもしくは太陽電池サブモジュールを封止するのが好ましい。
また、前記太陽電池セルもしくは太陽電池サブモジュールの光入射面の逆面を、６０％以上、覆うように、前記水蒸気バリアフィルムを設けるのが好ましく、また、前記太陽電池セルもしくは太陽電池サブモジュールが、カルコパイライト型の太陽電池セルもしくは太陽電池サブモジュールであるのが好ましく、さらに、構成上、覆い得ない部分以外は、前記太陽電池セルもしくは太陽電池サブモジュールの全面を覆うように、前記水蒸気バリアフィルムを設けるのがが好ましい。
【００１３】
また、本発明の太陽電池モジュールの製造方法の第１の態様は、太陽電池セルもしくは太陽電池サブモジュールを水蒸気バリアフィルムで包み込んでなる包装体を作製し、この包装体の両面に封止材を配置し、さらに、前記封止材の外側で、前記太陽電池セルもしくは太陽電池サブモジュールの光入射面側に表面保護フィルムを、逆側に裏面保護フィルムを配置してなる積層体を作製し、この積層体を、真空中で加熱圧着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。
【００１４】
さらに、本発明の太陽電池モジュールの製造方法の第２の態様は、太陽電池セルもしくは太陽電池サブモジュールの両面に封止材を配置し、この積層体を表面保護フィルムと水蒸気バリアフィルムとを一体化した表面保護バリアフィルムで包み込んだ包装体を作製し、この包装体の前記太陽電池セルもしくは太陽電池サブモジュールの光入射面の裏面側に封止材を配し、さらに、この封止材の外側に裏面保護フィルムを配置してなる積層体を作製し、この積層体を、真空中で加熱圧着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。
【発明の効果】
【００１５】
上記構成を有する本発明の太陽電池フィルムは、フッ素系樹脂やアクリル系樹脂などの樹脂フィルムからなる保護フィルムや、ポリイソブチレンゴムやブチルゴム等の封止材ではなく、例えば、樹脂フィルムに窒化珪素膜等の水蒸気バリア性を発揮する層（薄膜）を形成してなる水蒸気バリアフィルムを用い、この水蒸気バリアフィルムを、太陽電池セルや太陽電池サブモジュールの光入射面全面、端面全面、および、裏面の少なくとも一部を含む領域まで包み込むように配置する。
このような本発明によれば、太陽電池モジュールの表面のみならず、端面（周縁部）からの水分の防止を、より確実に抑制することができ、また、仮に、裏面から水分が進入しても、太陽電池セル等の透明電極に達することを防止できる。
【００１６】
そのため、本発明によれば、太陽電池モジュール等への水分の浸入を防止して、水分と封止材の反応によって生成する腐食物質の生成を抑制し、また、太陽電池の透明電極の変質による抵抗向上による太陽電池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し、安定して用いることのできる太陽電池モジュールを実現できる。
また、本発明の太陽電池モジュールの製造方法によれば、このような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】
【００１７】
【図１】本発明の太陽電池モジュールの一例を概念的に示す図である。
【図２】本発明の太陽電池モジュールの別の例を概念的に示す図である。
【図３】本発明の太陽電池モジュールの別の例を概念的に示す図である。
【図４】本発明の太陽電池モジュールの別の例を概念的に示す図である。
【図５】本発明の比較例の太陽電池モジュールを概念的に示す図である。
【図６】本発明の別の比較例の太陽電池モジュールを概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法について、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。
【００１９】
図１に、本発明の太陽電池モジュールの一例を概念的に示す。
図１に示す太陽電池モジュール１０は、太陽電池セル１２と、水蒸気バリアフィルム１４と、封止材１８と、表面保護フィルム２０と、裏面保護フィルム２４と、接電ボックス２６とを有して構成される。また、太陽電池セル１２と接電ボックス２６とは、２本のリード線２８によって、接続されている。
【００２０】
太陽電池セル１２は、受光によって発電する、公知の太陽電池セル（太陽電池／太陽電池素子／太陽電池デバイス）である。
図示例においては、太陽電池セル１２は、受光面（光入射面）を表面保護フィルム２０側に向けて、配置される。
【００２１】
本発明において、太陽電池セル１２には、特に限定は無い。従って、バルクの単結晶Ｓｉまたは多結晶Ｓｉ、あるいは薄膜のアモルファスＳｉを用いたＳｉ系の太陽電池セルや、Ｓｉに依存しない化合物半導体系の太陽電池セル等、公知の太陽電池セルが、各種、利用可能である。
中でも特に、ＣＩＳ（ＣｕＩｎＳｅ2）や、ＣＩＳに、さらにガリウムを固溶させたＣＩＧＳ（Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ2）等、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化合物半導体を光吸収層（光電変換層）として用いる、カルコパイライト型の太陽電池セルは、好適に利用される。
【００２２】
カルコパイライト型の太陽電池セルは、一例として、ガラス基板や、表面に絶縁性の酸化物層を形成してなる金属基板の上に、モリブデンやクロムやタングステン等からなる下部電極を形成し、下部電極の上にＣｉＳやＣＩＧＳ等からなる光吸収層を形成し、光吸収層の上に硫化カドミウムや硫化亜鉛等からなるバッファ層を形成し、バッファ層の上に、透明電極層を形成してなるものである（サブストレート構造）。
あるいは、ガラス基板の上に、透明電極層を形成し、透明電極層の上にバッファ層を形成し、バッファ層の上に光吸収層を形成し、光吸収層の上に前記下部電極層と同様の上部電極層を形成してなる、基板側から光を入射するスーパーストレート構造のカルコパイライト型の太陽電池セルも知られている。
【００２３】
このようなカルコパイライト型の太陽電池セルでは、透明電極として、ＺｎＯやＡｌなどをドーピングしたＺｎＯ、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等が利用されるが、これらの化合物は水分に弱く、水分が存在すると、変質して抵抗値が向上してしまう。光吸収層が発生した電力を取り出すための透明電極層の抵抗値が向上すると、変換効率が低下してしまうのは、当然のことである。
ここで、後に詳述するが、本発明の太陽電池モジュールは、非常に防水性（防湿性）に優れ、太陽電池セルの内部まで水分が到達することを、極めて良好に防止することができ、透明電極まで水分が到達することを好適に抑制できる。
すなわち、本発明においては、太陽電池セル（太陽電池サブモジュール）として、カルコパイライト型の太陽電池セルを用いることにより、防水性に優れるという本発明の効果を、より好適に発現することができ、好ましい結果を得る。
【００２４】
なお、本発明は、太陽電池セル１２を利用する構成に限定はされず、太陽電池セルを、複数、接続してなる、太陽電池サブモジュールを用いるものであってもよい。
【００２５】
図１に示す太陽電池モジュール１０においては、このような太陽電池セル１２の全面を、高い水蒸気バリア性（水蒸気遮蔽性）を有する水蒸気バリアフィルム１４で覆い、その上を後述する封止材１８で封止してなる構成を有する。
言い換えれば、太陽電池モジュール１０は、太陽電池セル１２を水蒸気バリアフィルム１４で包み込み、この包装体を封止材１８に内包／封止してなる構成を有する。
【００２６】
具体的には、図示例の太陽電池モジュール１０においては、リード線２８を挿通するために止むを得ない部分以外は、光入射面（以下、表面とも言う）、端面、および、光入射面の逆面（以下、裏面とする）など、太陽電池セルの表面全面を覆うように、水蒸気バリアフィルム１４で太陽電池セル１２を包み込む。すなわち、図示例の太陽電池モジュール１０は、好ましい構成として、装置の構成上、水蒸気バリアフィルム１４で覆うことが不可能な部分以外は、太陽電池セル１２の全面を水蒸気バリアフィルム１４で覆う。
【００２７】
前述のように、太陽電池モジュールでは、防水性を確保するために、端面を有機ポリマーからなる耐候性保護層で封止する構成や、端面をポリイソブチレンゴムなどの水蒸気透過性が低い材料からなるシール材等で封止する構成等が知られている。
しかしながら、このような構成では、表面保護フィルム等を透過して進入してくる水分による、透明電極の変質等の太陽電池セルの特性劣化を防止するはできない。また、太陽電池モジュールの設置環境等によっては、これらの保護層や封止材による水蒸気バリア性も、不十分である。
【００２８】
他方、表面保護フィルム２０を透過して進入してくる水分を遮蔽する方法として、図５に示すように、封止材１８で封止した太陽電池セル１２の表面側に、水蒸気バリアフィルム１４ｂを設け、その上を封止材１８ｂの層を設けて、表面保護フィルム２０および裏面保護フィルム２４によって挟持した構成の太陽電池モジュール５０が考えられる。しかしながら、この構成では、太陽電池モジュールの端面から進入してくる水分によって、太陽電池セルの透明電極が変質してしまう。
このような不都合を防止するために、図６に示す太陽電池モジュール５２のように、端面をブチルゴム等の端面封止材５４で封止することも考えられるが、前述の特許文献等に示される例と同様、ブチルゴムからなる端面封止材５４は、水分透過率が高く、やはり、太陽電池モジュールの端面から進入してくる水分によって、太陽電池セル１２の透明電極が変質することを長期に渡って防ぐことはできない。
【００２９】
これに対し、本発明の太陽電池モジュールは、通常の保護用の樹脂フィルムや、有機ポリマーやゴム等からなる封止材ではなく、例えば樹脂フィルムの表面に窒化珪素膜等の水蒸気バリア性を発揮する層（薄膜）を形成してなるフィルムのような、水分透過率が非常に低い水蒸気バリアフィルム（ガスバリアフィルム）を用い、太陽電池セル１０の光入射面全面、端面全面、および、少なくとも周辺部を含む裏面の一部を覆うように、この水蒸気バリアフィルムを配置する。
このような本発明によれば、太陽電池モジュールの表面のみならず、端面（周縁部）からの水分の防止を、より確実に抑制することができる。また、仮に、太陽電池セルの裏面側から水分が進入しても、裏面の周辺部も水蒸気バリアフィルムで覆ってあるので、透明電極まで水分が到達するための距離を十分に長くすることができ、これにより、透明電極まで水分が到達して、変質してしまうことを好適に防止できる。
従って、このような本発明によれば、太陽電池の透明電極の変質による抵抗向上による太陽電池の変換効率低下等を十分に抑制して、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のできる太陽電池モジュールを実現できる。
【００３０】
本発明において、水蒸気バリアフィルム１４には、特に限定は無く、公知のいわゆる水蒸気バリアフィルムが、各種、利用可能である。
特に、水蒸気透過率が１×１０-4[g/(m2・day)]以下である水蒸気バリアフィルム１４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の水分による劣化を防止できる。
【００３１】
本発明に利用される水蒸気バリアフィルム１４の好適な一例として、厚さが５０〜１００μｍ程度のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムやＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）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）を基板として、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例示される。
なお、必要な透明性が確保できれば、基板の表面には、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。
【００３２】
水蒸気バリア性を発現する無機化合物は、一例として、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り、ダイヤモンド様炭素、ケイ素を含むダイヤモンド様炭素、Ｓｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｅ、または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、酸化炭化物等が例示される。
これらの中でも、Ｓｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔｉから選ばれる金属の酸化物、窒化物もしくは酸化窒化物が好ましく、特にＳｉまたはＡｌの金属酸化物、窒化物もしくは酸化窒化物が好ましい。
【００３３】
これらの無機層は、例えば、プラズマＣＶＤやスパッタリング等によって成膜される。また、無機層の厚さは、５〜５００ｎｍ、特に１０〜２００ｎｍが好ましい。
【００３４】
水蒸気バリアフィルム１４のより好適な一例として、同様の樹脂フィルムを基板として、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、この有機層の上に、前記無機層を成膜してなる水蒸気バリアフィルムが好適に例示される。このような水蒸気バリアフィルムによれば、より高い水蒸気バリア性を得ることができる。
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、フルオレン環変性ポリエステル等が例示される。特に、アクリル樹脂およびメタクリル樹脂が好ましい。
【００３５】
このような有機層は、例えば、ロールコートやスプレーコートなどの公知の塗布手段を用いる塗布法、フラッシュ蒸着等によって成膜される。
また、有機層の膜厚は、５０ｎｍ〜２０００ｎｍ、特に、２００ｎｍ〜１５００ｎｍが好ましい。
【００３６】
このような無機層あるいはさらに有機層を有する水蒸気バリアフィルムによれば、安定して、かつ、比較的容易に、水蒸気透過率が１×１０-4[g/(m2・day)]以下である水蒸気バリアフィルム１４を得ることができる。
【００３７】
なお、本発明は、１枚の水蒸気バリアフィルム１４によって太陽電池セル１２を覆う構成に限定はされず、端部を積層／接着された複数枚の水蒸気バリアフィルム１４によって、太陽電池セル１２の光入射面、端面、および、裏面を覆うようにしてもよい。
しかしながら、このような構成では、水蒸気バリアフィルムの接続部から水分が進入してしまう可能性が高くなる。従って、やはり、１枚の水蒸気バリアフィルムで、表面から端面を渡し、さらに、折り返して裏面までを包むようにして、太陽電池セル１２を覆うのが好ましい。
【００３８】
太陽電池モジュール１０において、水蒸気バリアフィルム１４で覆われた太陽電池セル１２は、さらに、水蒸気バリアフィルム１４の上から、封止材１８によって内包されて封止される。
なお、図示例において、この封止材１８は、接着剤としても作用する。しかしながら、必要に応じて、別途、接着剤を用いて、水蒸気バリアフィルム１４、封止材１８、表面保護フィルム２０、および、裏面保護フィルム２４を接着してもよい。
【００３９】
本発明において、封止材１８には、特に限定はなく、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）等、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ているものが、各種、利用可能である。
【００４０】
なお、本発明の太陽電池モジュール１０において、封止材１８の厚さ（全域）にも、特に限定は無いが、３００〜８００μｍが好ましい。
【００４１】
封止材１８の光射面側（表面側）には、表面保護フィルム２０が貼着される。
本発明において、表面保護フィルム（表面保護板）２０にも、特に限定はなく、各種のガラス、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレンとエチレンとの共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体）などのフッ素系透明樹脂フィルム等、公知の太陽電池モジュールにおいて、表面保護フィルムとして用いられている物か、各種、利用可能である。
【００４２】
また、封止材１８の裏面側には、裏面保護フィルム２４が貼着される。
本発明において、裏面保護フィルム（裏面保護板／裏面支持板）２４にも、特に限定はなく、ガルバリウム鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム−ステンレスクラッド鋼板などの金属板等、公知の太陽電池モジュールにおいて、裏面保護フィルムとして用いられている物か、各種、利用可能である。
【００４３】
本発明の太陽電池モジュールは、図１に示す太陽電池モジュール１０のように、構成上、覆うことが不可能な部分を除く太陽電池セル１２の全面を覆うように、水蒸気バリアフィルムを設ける構成に限定はされない。
すなわち、本発明の太陽電池モジュールは、光入射面の全面、端面の全面、および、裏面の周辺部全域を覆うようにして、太陽電池セル１２を包み込むように水蒸気バリアフィルムを設ければ、太陽電池セル１２裏面の中央の領域は、必ずしも、水蒸気バリアフィルム１４で覆わなくてもよい。
【００４４】
図２に、その一例を示す。
なお、図２に示す太陽電池セル３２は、水蒸気バリアフィルム１４で覆う領域が異なる以外は、図１に示す太陽電池セル３２と同じ構成を有するので、同じ部材には、同じ符号を付し、説明は異なる部位を主に行なう。
【００４５】
図２に示す太陽電池セル３２は、太陽電池セル１２の全部を水蒸気バリアフィルム１４で覆うのでは無く、太陽電池セル１２の裏面側において、太陽電池セル１２と接電ボックス２６とを接続するリード線２８が挿通する部分周辺は開口するように、水蒸気バリアフィルム１４で太陽電池セル１２を覆う構成を有する。
【００４６】
ここで、本発明者らの検討によれば、図２に示す例のように、水蒸気バリアフィルム１４が、太陽電池セル１２裏面の中央部を覆わない（開口する）構成においては、太陽電池セル１２の裏面の６０％以上を覆うように、水蒸気バリアフィルム１４を設けるのが好ましい。なお、この水蒸気バリアフィルム１４の開口領域は、リード線２８の挿通位置や接続ボックス２６の配置位置等に応じて、装置の構成上、可能な限り、太陽電池セル１２の裏面の中央部とするのが好ましい。
また、太陽電池セル１２のサイズ等に応じて、可能である場合には、裏面側は、太陽電池セル１２の端部から５ｃｍ以上、内側まで、水蒸気バリアフィルム１４で太陽電池セル１２を覆うのが好ましい。
【００４７】
このような構成を有することにより、裏面の中央部に水蒸気バリアフィルム１４で覆われない部分が存在しても、水蒸気バリアフィルム１４が無い部分から進入した水分が太陽電池セル１２の、特に、透明電極まで至る距離を十分に長くすることができる。
その結果、水分が透明電極に至ることを、より好適に抑制することができ、透明電極の変質に起因する変換効率の低下など、特性劣化を長期間にわたって抑制して、長期にわたって安定して使用可能な太陽電池を実現できる。
【００４８】
図３に、本発明の太陽電池モジュールの別の例を概念的に示す。
図１および図２に示す太陽電池モジュールにおいては、水蒸気バリアフィルム１４は、基本的に、水蒸気バリア性のみを発現するものであるが、図３に示す太陽電池モジュール３６は、水蒸気バリアフィルムとして、表面保護フィルムと水蒸気バリアフィルムとを一体化してなる表面保護バリアフィルム３８を用いる。
なお、図３（および図４）に示す太陽電池モジュール３６は、図１に示す太陽電池モジュールと同じ部材を多様するので、同じ部材には同じ符号を付し、以下の説明は、異なる点を主に行なう。
【００４９】
図３に示す太陽電池モジュールは３６は、まず、太陽電池セル１２を封止材１８で内包して封止して、この封止材１８全体を、前述のような表面保護バリアフィルム３８で覆う（包み込む）ことにより、太陽電池セル１２の表面全面、端面全面、および、裏面全面（リード線２６の通過部を除く）を、水蒸気バリアフィルムで覆ってなる構成を有する。
太陽電池モジュール３６においては、さらに、表面保護バリアフィルム３８の裏面側に、封止材１８ａを貼着して、この封止材１８ａに、裏面保護フィルム２４を貼着してなる構成を有する。
【００５０】
表面保護バリアフィルム３８は、前述のように、表面保護フィルムと水蒸気バリアフィルムとを一体化してなるフィルムである。言い換えれば、表面保護バリアフィルム３８は、水蒸気バリア性を有する表面保護フィルム（表面保護機能を有する水蒸気バリアフィルム）である。
【００５１】
このような表面保護バリアフィルム３８としては、前述のＥＴＦＥなどの表面保護フィルム２０の表面に（表面保護フィルム２０を基板として）、水蒸気バリア性を有する層を成膜してなるフィルムが例示される。
【００５２】
ここで、好ましい表面保護バリアフィルム３８として、同様の表面保護フィルム２０の表面に、前述の水蒸気バリアフィルム１４における無機層を成膜してなるフィルムが例示される。
また、より好ましい表面保護バリアフィルム３８として、同様の表面保護フィルム２０の表面に、前述の水蒸気バリアフィルム１４における、下地層となる有機層と、その上の無機層とを成膜してなるフィルムが例示される。この表面保護バリアフィルム３８によれば、より高い水蒸気バリア性が得られる。
【００５３】
本発明において、このような表面保護フィルム２０に水蒸気バリア性を有する層を成膜した表面保護バリアフィルム３８を用いる場合には、表面保護フィルム２０を外側（水蒸気バリア性を発現する層を内側）にして、封止材１８（太陽電池セル１２）を包むのが好ましい。
これにより、成膜した無機層等の劣化や損傷を防止して、水蒸気バリア性の低下を長期に渡って防止できる。
【００５４】
ところで、図３に示す太陽電池モジュール３６は、端面側も含めて、封止材１８の外側に、表面保護バリアフィルム３８が設けられる構成となる。そのため、太陽電池セル１２の保護性等、封止材１８に依存するべき機能を、表面保護バリアフィルム３８でも発現することができる。
従って、この構成によれば、封止材１８の端面近傍まで、太陽電池セル１２が位置しても、十分な強度や防水性を得られる。すなわち、図３に示す構成によれば、太陽電池モジュール３６の表面面積（受光面側の面積）に対して、太陽電池セル１２の受光面の面積を大きく取ることができ、太陽電池モジュール３６の表面面積に対する変換効率を、向上することができる。
【００５５】
本発明においては、このような表面保護バリアフィルム３８を用いる構成においても、構成上、表面保護バリアフィルム３８の開口が必要不可欠な部分以外は、太陽電池セル１２の全面を表面保護バリアフィルム３８で覆う構成に限定はされない。
すなわち、図２に示す例と同様に、表面保護バリアフィルム３８を用いる構成においても、図４に示す太陽電池モジュール４０のように、太陽電池セル１２の裏面側の中央の領域が、表面保護バリアフィルム３８で覆われない領域を有してもよい。なお、この際において、太陽電池セル１２の裏面における、好ましい表面保護バリアフィルム３８の配置領域は、前記図２に示す太陽電池モジュール３２と同様である。
【００５６】
このような本発明の太陽電池モジュールは、一例として、公知の太陽電池モジュールと同様に、真空ラミネートを用いて、作製すればよい。
【００５７】
図１に示す太陽電池モジュール１０を例に説明すると、まず、全面を覆うように太陽電池セル１２を水蒸気バリアフィルム１４で包み込む。次いで、この包装体を内包して表裏面から挟むように、２枚の板状のＥＶＡ等の封止材１８を配し、さらに、表面側に表面保護フィルム２０を、裏面側に裏面保護フィルム２２を配してなる、太陽電池モジュール１０となる積層体を作製する。
【００５８】
次いで、この積層体を、真空チャンバの所定位置に設置する。
この真空チャンバは、一例として、昇降手段と、この昇降手段に対面して配置される熱伝動性が良好な緩衝板（押圧板）と、この緩衝板の前記昇降手段と逆面に当接する加熱手段とを有するものである。
前記太陽電池モジュール１０となる積層体は、昇降手段に載置される。また、この状態では、積層体と緩衝板とは、離間している。
【００５９】
積層体を真空チャンバの昇降手段に載置したら、真空チャンバを閉塞して、真空チャンバ内を排気して、真空とする。この排気により、太陽電池モジュール１０となる積層体内の空気が除去される。
次いで、昇降手段を上昇して、積層体を緩衝板に当接して挟持／圧着し、さらに、加熱手段を駆動して、積層体を加熱圧着する。これにより、積層体がラミネートされる。
【００６０】
ラミネートが終了したら、昇降手段を降下して、積層体を緩衝板から離間し、真空チャンバ内を大気圧に戻して。真空チャンバを開放して積層体を取り出して、必要に応じて、不要な部分を除去することにより、太陽電池モジュール１０とする。
【００６１】
また、図３に示す、表面保護バリアフィルム３８を用いる太陽電池モジュール３６を作製する際には、まず、太陽電池セル１２を内包して表裏面で挟むように、２枚の板状の封止材１８を配して積層体とする。
次いで、この積層体を全面的に覆うように、積層体を表面保護バリアフィルム３８によって包み込む。
さらに、この包装体の裏面側に、板状の封止材１８を配し、さらに、封止材１８の裏面側に裏面保護フィルム２４を配して、太陽電池モジュール３６となる積層体を作製し、この太陽電池モジュール３６となる積層体を、先と同様に真空中で加熱圧着して、ラミネートすればよい。
【００６２】
以上、本発明の太陽電池モジュール、および、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、本発明は上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行なってもよいのは、もちろんである。
【実施例】
【００６３】
以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明を、より詳細に説明する。
【００６４】
［実施例１］
サブストレート構造を有する一般的なカルコパイライト型の太陽電池セル１２を用いて、図１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１４は、ＰＥＴフィルムを基材として、有機層（下地層）および無機層を積層した水蒸気バリアフィルムを用いた。この水蒸気バリアフィルム１４によって、構造上不可能な箇所を除き、太陽電池セルの表面から端面を渡し、折り返して裏面まで覆うようにして、太陽電池１２の全面を覆った。
封止材１８は、三井化学ファブロ株式会社製のソーラーエバ（ＥＶＡ）を用いた。
表面保護フィルム２０は、旭硝子株式会社製のＦｌｕｏｎ（ＥＴＦＥ）を用いた。
さらに、裏面保護フィルム２４は、ＭＡパッケージング株式会社製のＰＥＴ／ＡＬ／ＰＥＴを用いた。
【００６５】
このような材料を用いて、前記昇降手段、緩衝板、および、加熱手段を有する真空チャンバを用いて、前述のように、真空中での加熱圧着によるラミネートによって、太陽電池モジュール１０を作製した。
なお、この太陽電池モジュール１０に使用した太陽電池セル１２は、受光面サイズが２００×２００ｍｍの物である。また、太陽電池モジュール１０の表面（裏面）のサイズは、３００×３００ｍｍとした。すなわち、太陽電池モジュール３６の端部から太陽電池セル１２の端部までの距離は、５０ｍｍである。
【００６６】
［実施例２］
太陽電池セル１２のリード線２８が配置される裏面の中心部の２０×２０ｍｍの領域は、水蒸気バリアフィルム１４で覆わない以外は、実施例１と全く同様にして、図２に示す太陽電池モジュール３２を作製した。
【００６７】
［実施例３］
水蒸気バリアフィルム１４を用いずに、表面保護バリアフィルム３８を用いた以外は、実施例１と同様の材料を用いて、実施例１と同様（同条件）の真空中での加熱圧着によるラミネートによって、図３に示す太陽電池モジュール３６を作製した。なお、太陽電池モジュール３６の表裏面のサイズは、実施例１と同様とした。
表面保護バリアフィルム３８は、ＥＴＦＥフィルムを基材として、有機層（下地層）および無機層を積層した表面保護バリアフィルムを用いた。この表面保護バリアフィルム３８によって、構造上不可避な箇所を除き、太陽電池セル１２を封止した封止材１８の表面から端面を渡し、折り返して裏面まで覆うようにして、太陽電池１２（封止体）の全面を覆った。
【００６８】
［実施例４］
太陽電池セル１２のリード線２８が配置される裏面の中心部の２０×２０ｍｍの領域は、表面保護バリアフィルム３８で覆わない以外は、実施例３と全く同様にして、図４に示す太陽電池モジュール４０を作製した。
【００６９】
［比較例１］
実施例１と同様の材料を用いて、図５に示す太陽電池モジュール３６を作製した。
すなわち、太陽電池セル１２を封止材１８で挟持し、表面側に水蒸気バリアフィルム１４ｂを配し、その上に封止材１８ｂおよび表面保護フィルム２０を配し、さらに裏面側に裏面保護フィルムを配した積層体を作製し、実施例１と同様（同条件）の真空中での加熱圧着によるラミネートによって、図５に示す太陽電池モジュール３６を作製した。
なお、本例においては、表裏面の面積を大きくして、太陽電池モジュール３６の端部から太陽電池セル１２の端部までの距離を７０ｍｍとした。従って、この分だけ、実施例１〜４の太陽電池モジュールに比して、封止材１８による防水機能が高い。
【００７０】
［比較例２］
太陽電池モジュールの端部全面を、厚さ１ｍｍのブチルゴムからなる端面封止材５４で封止した以外は、比較例１と全く同様の構成を有する、図６に示す太陽電池モジュール５２を、同様に作製した。
なお、端面封止材５４は、熱可塑性ブチルゴムによって貼着した。
【００７１】
作製した６つ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）による変換効率の劣化を測定した。
変換効率が初期値の９０％以上を保持したものを◎；
変換効率が初期値の８０％以上９０％未満であったものを○；
変換効率が初期値の６０％以上８０％未満であったものを△；
変換効率が初期値の６０未満であったものを×；  と評価した。
【００７２】
その結果、
実施例１は◎；  実施例２は○；  実施例３は◎；  実施例４は○；
比較例１は×；  比較例２は×；  であった。
すなわち、比較例１および２は、太陽電池モジュールの端面からの水分の進入によって、太陽電池モジュールの透明電極が変質してしまい、変換効率が低下したものと考えられる。これに対し、太陽電池セルの表面から端面を渡し、裏面まで水蒸気バリアフィルムで覆った本発明は、このような水分の進入による太陽電池モジュールの透明電極が変質を防止できるために、初期値からの変換効率の低下を大幅に抑制できたと考えられる。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、発電装置等の太陽電池を利用する分野に、各種、利用可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１０，３２，３６，４０，５０，５２  太陽電池モジュール
１２  太陽電池セル
１４  水蒸気バリアフィルム
１８  封止材
２０  表面保護フィルム
２４  裏面保護フィルム
２６  接電ボックス
２８  リード線
３８  表面保護バリアフィルム
５４  端面封止材
【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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