(57)【要約】【課題】従来にない簡便な製造方法にて、耐久性に優れた太陽電池モジュールを製造する方法を提供することを目的とする。【解決手段】裏面パネルと、シリコーンゴムシート（Ａ）と、複数個の太陽電池セルと、シリコーンゴムシート（Ｂ）と、表面パネルとがこの順で積層した構造の太陽電池モジュールの製造方法において、  前記シリコーンゴムシート（Ａ）及び（Ｂ）の表裏の少なくとも一つの面に紫外線照射を行い、その後貼り合わせて積層することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏面パネルと、シリコーンゴムシート（Ａ）と、複数個の太陽電池セルと、シリコーンゴムシート（Ｂ）と、表面パネルとがこの順で積層した構造の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記シリコーンゴムシート（Ａ）及び（Ｂ）の表裏の少なくとも一つの面に紫外線照射を行い、その後貼り合わせて積層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】
前記シリコーンゴムシート（Ａ）及び（Ｂ）として、白金触媒を用いた付加硬化型のシリコーンゴムシート又は有機過酸化物を触媒としたラジカル硬化型のシリコーンゴムシートを用いることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項３】
裏面パネルと、シリコーンゴムシート（Ａ）と、複数個の太陽電池セルと、シリコーンゴムシート（Ｂ）と、表面パネルとがこの順で積層した構造の太陽電池モジュールであって、
前記シリコーンゴムシート（Ａ）及び（Ｂ）の表裏の少なくとも一つの面は、紫外線照射処理を施したものであることを特徴とする太陽電池モジュール。
【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の製造方法に関するものであり、より詳細には、シリコーンゴムシートを封止材とした太陽電池モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、太陽光を電気エネルギーに変換する太陽電池は、クリーンエネルギーの代表格として開発が進められ、最も注目を集めている技術である。
太陽電池の材料としては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン、アモルファスシリコンゲルマニウム、アモルファスＳｉＣ等のテトラヘドラル系のアモルファス半導体や、ＣｄＳ、Ｃｕ２Ｓ等のＩＩ−ＶＩ族やＳａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ等のＩＩＩ−Ｖ族の化合物半導体が挙げられる。
【０００３】
従来の太陽電池の製造においては、パネルとしてガラス板が用いられていたが、軽量化、施工性、量産性において優れているプラスティックフィルムあるいは金属フィルムをパネルとして用いたフレキシブルな太陽電池の研究開発が進められている。太陽電池モジュールとしての構造は、両面がガラス板である構造のものと、表層にガラス板ではなく、フッ素樹脂、ポリメチルメタアクリレート、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリ塩化ビニルまたはポリカーボネート等が使用されていて、特に、耐候性、透光性に優れるテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）シートが用いられている。
【０００４】
また、太陽電池セルを保護、固定することを目的とする封止材料には、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、塩化ビニル共重合体、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、又はポリビニルブチラール（ＰＶＢ）等が用いられているが、いずれの材料も、シリコーン材料と比較し、耐候性に劣ることから、長期の耐久性を要求される用途においては、シリコーン材料が使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−１５２１８３号公報
【特許文献２】特公昭６３−４６７８３号公報
【特許文献３】特表２００７−５２７１０９号公報
【特許文献４】特許第４７６０３１５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、従来のシリコーン材料が、液状であることから太陽電池モジュールを製造する際には、気泡の巻き込みや、加熱工程の繰り返し等、複雑な製造プロセスを要することから、特殊な製造装置を必要とすることが問題となっている。一方で、加熱硬化したシリコーンゴムシートを、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）と同じように真空熱圧着装置で成型すると、パネルや太陽電池セルとの接着性が不充分であることから、十分な封止効果が発揮できず、太陽電池モジュールとしての耐久性も劣るという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みなされてもので、従来にない簡便な製造方法にて、耐久性に優れた太陽電池モジュールを製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は、
裏面パネルと、シリコーンゴムシート（Ａ）と、複数個の太陽電池セルと、シリコーンゴムシート（Ｂ）と、表面パネルとがこの順で積層した構造の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記シリコーンゴムシート（Ａ）及び（Ｂ）の表裏の少なくとも一つの面に紫外線照射を行い、その後貼り合わせて積層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。
【０００９】
このような太陽電池モジュールの製造方法によれば、課題であったシリコーンゴムシートとパネルあるいは、太陽電池セル、さらにはシリコーンゴム同士の接着性を向上させることができ、太陽電池モジュールとしての耐久性を向上させ、プレッシャークッカー試験、結露凍結サイクル試験においても、モジュールの発電効率を低下することのない優れた耐久性を有する太陽電池モジュールを簡便に製造することができる。
【００１０】
また、前記シリコーンゴムシート（Ａ）及び（Ｂ）として、白金触媒を用いた付加硬化型のシリコーンゴムシート又は有機過酸化物を触媒としたラジカル硬化型のシリコーンゴムシートを用いることが好ましい。
【００１１】
このようなシリコーンゴムシートを用いれば、優れた作業性及び成型加工性により、より簡便に太陽電池モジュールを製造することができる。
【００１２】
また本発明は、
裏面パネルと、シリコーンゴムシート（Ａ）と、複数個の太陽電池セルと、シリコーンゴムシート（Ｂ）と、表面パネルとがこの順で積層した構造の太陽電池モジュールであって、
前記シリコーンゴムシート（Ａ）及び（Ｂ）の表裏の少なくとも一つの面は、紫外線照射処理を施したものであることを特徴とする太陽電池モジュールを提供する。
【００１３】
本発明の太陽電池モジュールは、シリコーンゴムシートとパネルあるいは、太陽電池セル、さらにはシリコーンゴム同士の接着性に優れたものである。そのため、太陽電池モジュールとしての耐久性にも優れ、プレッシャークッカー試験、結露凍結サイクル試験等においても、モジュールの発電効率を低下することのない優れた耐久性を有する。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、耐候性、耐熱性、耐寒性に優れたシリコーンゴムを封止材として使用する方法として、従来にない簡便な製造方法であり、かつ課題であったシリコーンゴムシートとパネルあるいは、太陽電池セル、さらにはシリコーンゴム同士の接着性を向上させることができ、太陽電池モジュールとしての耐久性を向上させ、プレッシャークッカー試験、結露凍結サイクル試験等においても、モジュールの発電効率を低下することのない優れた耐久性を有する太陽電池モジュールを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の太陽電池モジュールの一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明をより詳細に説明する。
上記のように、耐久性に優れたシリコーンゴムを封止材とした太陽電池モジュールの簡便な製造方法の提案が望まれていた。
【００１７】
本発明者は、鋭意検討を行った結果、
裏面パネルと、シリコーンゴムシート（Ａ）と、複数個の太陽電池セルと、シリコーンゴムシート（Ｂ）と、表面パネルとがこの順で積層した構造の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記シリコーンゴムシート（Ａ）及び（Ｂ）の表裏の少なくとも一つの面に紫外線照射を行い、その後貼り合わせて積層することで、簡便に耐久性に優れた太陽電池モジュールが製造可能であることを見出し、本発明を完成させた。
【００１８】
以下に、まず、本発明で製造可能なシリコーンシートを封止材とした太陽電池モジュールの構成部材に関し詳述する。
本発明の製造方法により製造される太陽電池モジュール１０は、裏面パネル１と、シリコーンゴムシート（Ａ）２と、複数個の太陽電池セル３と、シリコーンゴムシート（Ｂ）４と、表面パネル５とがこの順で積層した構造の太陽電池モジュールである（図１参照）。
【００１９】
シリコーンゴムシート（Ａ）及び（Ｂ）
シリコーンゴムシート（Ａ）及び（Ｂ）は、以下のシリコーンゴム組成物をシート状に硬化させ製造することが可能である。
シリコーンゴム組成物の主成分であるオルガノポリシロキサンは下記平均組成式（１）
ＲｎＳｉＯ（４−ｎ）／２‥‥（１）    （ｎは１．９５〜２．０５の正数）
で示されるものが好ましい。
【００２０】
式中Ｒは置換または非置換の一価炭化水素基を表し、具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基等のアルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基あるいはこれらの水素原子が部分的に塩素原子、フッ素原子などで置換されたハロゲン化炭化水素基等が例示されるが、一般的にはオルガノポロシロキサンの主鎖がジメチルシロキサン単位からなるものあるいはこのオルガノポリシロキサンの主鎖にビニル基、フェニル基、トリフルオロプロピル基などを導入したものが好ましい。また分子鎖末端がトリオルガノシリル基または水酸基で封鎖されたものとすればよいが、このトリオルガノシリル基としてはトリメチルシリル基、ジメチルビニルシリル基、トリビニルシリル基などが例示される。
【００２１】
尚、この成分の数平均重合度は２００以上、２５℃における粘度が０．３Ｐａ・ｓ以上のものが好ましい。数平均重合度が２００以上であれば、硬化後の機械的強度に優れたものとなる。数平均重合度の上限は、作業性の観点から２０,０００以下、特には１０,０００以下であることが好ましい。
また、このオルガノポリシロキサンは、１分子中に少なくとも２個のケイ素原子に結合するアルケニル基を有することが好ましく、Ｒの内０．００１〜５モル％、特に０．０１〜１モル％のビニル基を含有することが好ましい。
【００２２】
通常、シリコーンゴムシート（Ａ）、（Ｂ）には、シリコーンゴムの機械的強度を高めるために、シリコーン樹脂や補強性のシリカが配合されることが好ましく、特に太陽電池モジュールの封止剤には、透明性も重要であることから、透明性を確保するために、シリコーン樹脂を配合することが多い。この場合、樹脂状（分岐鎖状、三次元網状）のオルガノポリシロキサンとしては、アルケニル基とＳｉＯ４／２単位（Ｑ単位）及び／又はＲ’’ＳｉＯ３／２（Ｔ単位）（Ｒ’’はＲ又はＲ’）を含有するオルガノポリシロキサンであれば特に制限されないが、ＳｉＯ４／２単位（Ｑ単位）と、ＲＲ’２ＳｉＯ１／２単位やＲ’３ＳｉＯ１／２単位等のＭ単位からなり、Ｍ／Ｑのモル比が０．６〜１．２であるレジン状オルガノポリシロキサンや、Ｔ単位とＭ単位及び／又はＤ単位からなるレジン状オルガノポリシロキサン等が例示される。
【００２３】
直鎖状オルガノポリシロキサンとレジン状オルガノポリシロキサンの好ましい配合割合は、質量比で好ましくは６０：４０〜１００：０、特に好ましくは８０：２０〜１００：０である。レジン状のオルガノポリシロキサンの添加量を４０質量部以下とすると、粘度が高くなりすぎる恐れもなく、取り扱い性がより良好となる。
【００２４】
一方、補強性シリカとしては、ＢＥＴ法比表面積が５０ｍ２／ｇ以上、特に１００〜４００ｍ２／ｇであることが好ましい。この補強性シリカとしては、煙霧質シリカ（乾式シリカ）、沈降シリカ（湿式シリカ）等が例示される。また、補強性シリカの表面をオルガノポリシロキサン、オルガノシラザン、クロロシラン、アルコキシシラン等で疎水化処理を行ってもよい。この補強性シリカの添加量は、シリコーンゴムシートの透明性に損なわない程度で配合することは可能である。補強性シリカ配合シリコーンゴム組成物は、上記成分を２本ロール、バンバリーミキサー、ニーダー、プラネタリーミキサー等の混練機を用いて均一に混合し、必要に応じて１００℃以上の温度で熱処理することにより得ることができる。
【００２５】
シリコーンゴム組成物を硬化させゴムシートとする硬化剤としては通常シリコーンゴムの硬化に使用されている従来公知のものでよく、これはラジカル反応に使用されるジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジクミルパーオキサイドなどの有機過酸化物、付加反応硬化剤としてオルガノポリシロキサンがアルケニル基を有する場合、ケイ素原子に結合した水素原子を１分子中に２個以上含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンと白金族金属系触媒とからなるものが例示されるが、この添加量は通常のシリコーンゴムと同様にすればよい。
【００２６】
シリコーンゴム組成物としては、ミラブルタイプシリコーンゴム組成物および液状タイプシリコーンゴム組成物のいずれを用いてもよい。作業性、成形加工性の点から、有機過酸化物硬化型または付加反応硬化型の補強性シリカ配合シリコーンゴム組成物が好ましい。
【００２７】
さらに、任意に、パネルや太陽電池セルとの接着性を改善する目的で、一般に接着助剤と言われる添加剤を配合することもできる。具体的には、エポキシ基やアクリル基、メタクリル基などの有機官能基を含有する有機化合物や、さらに、これら有機官能基を有するシラン化合物もしくはシロキサン化合物、さらには、アルコキシ基などの加水分解性シリル基を有し、かつ、上記有機官能基を有する有機ケイ素化合物を添加してもよい。
【００２８】
上記シリコーンゴム組成物を、シート状に成型し、それぞれの触媒の硬化条件に準じ、硬化させ、シーティングするもので、太陽電池モジュールの封止材には、シート厚みが１００μｍ以上であり、成型性、取扱い性、更には封止剤としてセルを保護するために必要なシート厚みは、３００〜２０００μｍ程度が適当である。
【００２９】
シリコーンゴムシート（Ａ）とシリコーンゴムシート（Ｂ）は、同一のもので良く、異なる組成物の硬化物でも構わない。
好ましくは、白金触媒を用いた付加硬化型のシリコーンゴムシート又は有機過酸化物を触媒としたラジカル硬化型のシリコーンゴムシートである。
【００３０】
裏面パネル
裏面パネルには、太陽電池素子の温度を効率よく放熱することが求められ、材料として硝子材、合成樹脂材、金属材又はそれらの複合部材が挙げられる。硝子材の例としては、青板硝子、白板硝子又は強化硝子等が挙げられ、合成樹脂材としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂又はエポキシ樹脂等が挙げられる。さらに、ＴＰＴなどのバックシートが使用される。また金属材としては、銅、アルミニウム又は鉄等が挙げられ、複合材としては、シリカをはじめ、酸化チタン、アルミナ、窒化アルミニウムなど高い熱伝導性を有する材料を担持した合成樹脂等が挙げられる。
【００３１】
表面パネル
表面所謂、受光面のパネルには、透明性、耐候性、耐衝撃性をはじめとして屋外使用において長期の信頼性能を有する部材が必要であり、例えば白板強化ガラス、アクリル樹脂、フッ素樹脂又はポリカーボネート樹脂等があるが、一般的には厚さ３〜５ｍｍ程度の白板強化ガラスが広く用いられている。
【００３２】
太陽電池セル
太陽電池セルにおいては、単結晶シリコンもしくは多結晶シリコンのうちから選ばれる１種もしくは２種のシリコン材料を用いて太陽電池セルとするもので、太陽電池ストリングスは太陽電池素子をタブ線で接続したものである。
【００３３】
本発明の太陽電池モジュールの製造方法に関する詳細を以下に記載する。
具体的には、裏面パネル１と、シリコーンゴムシート（Ａ）２と、複数個の太陽電池セル３と、シリコーンゴムシート（Ｂ）４と、表面パネル５とがこの順で積層した構造の太陽電池モジュール１０の製造方法において、
前記シリコーンゴムシート（Ａ）及び（Ｂ）の表裏の少なくとも一つの面に紫外線照射を行い、その後貼り合わせて積層するという製造方法である。
【００３４】
界面に接着性を発現させるための処理として、波長１７２ｎｍ若しくは１２６ｎｍの紫外線を照射したのち接合することが好ましい。また、紫外線を照射する箇所としては、シリコーンゴムシート（Ａ）（Ｂ）、それぞれの片面に紫外線を照射することにより、パネルとシリコーンゴムシートが良好に接着し、紫外線を照射していない面も、表面の粘着性から、シリコーンゴムシート同士、さらには、太陽電池セルとシリコーンゴムシートの密着性も良好となり、気密性の取れた太陽電池モジュールを製造することができる。
一方、シリコーンゴムシート（Ａ）、（Ｂ）、それぞれの両面に照射すると、裏面パネル、表面パネル、太陽電池セルとの互いの接着性が改善され、シリコーンゴムシートとパネル、シリコーンゴムシートと太陽電池セルが良好に接着あるいは密着することができる。
【００３５】
また、紫外線照射は、シリコーンゴムシートのみならず、裏面パネルや表面パネルに対しても行ってもよい。
【００３６】
さらに、裏面パネル、シリコーンゴムシート（Ａ）、太陽電池セル、シリコーンゴムシート（Ｂ）、表面パネルを重ね合わせ、真空密着すること等により、良好に製造することが可能である。
【００３７】
また、パネルの外周部に、例えば図１に示すように、ブチルゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム等のシーリング材６を設けてもよい。ブチルゴム等の比較的耐候性の低いシーリング材を用いる場合は、外側にアルミニウム等で被覆しておくことが好ましい。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例および比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
尚、下記実施例及び比較例での紫外線照射条件は、以下の通りとした。
【００３９】
紫外線照射条件
ウシオ電機株式会社製ＳＵＳ０５装置を用い材料表面における紫外線照度１０ｍＷ／ｃｍ２、照射時間１０秒、紫外線の積算光度１００ｍＷ／ｃｍ２・秒で処理を行った。
【００４０】
［実施例、比較例］
太陽電池モジュールの作製（シーリング材なし）
３４０ｍｍ×３６０ｍｍの厚さ３．２ｍｍの白板強化ガラスに、５００ミクロンの付加硬化型のシリコーンゴムシートを重ね、さらに、２×２直のシリコン単結晶太陽電池セルストリングスを載置し、さらにその上に、５００ミクロンの付加硬化型のシリコーンゴムシートを重ね合わせ、その上に白板強化ガラスを重ねた後、真空圧着装置を使用し、真空度１Ｔｏｒｒ、加熱圧着１３０℃、５分熱圧着することにより、太陽電池モジュールを製造した。
尚、実施例１は、シリコーンゴムシート（Ａ）及び（Ｂ）の表裏の両面に紫外線照射を行ったシリコーンゴムシートを使用し、実施例２は、シリコーンゴムシート（Ａ）の裏面パネルに接触する面及びシリコーンゴムシート（Ｂ）の表面パネルに接触する面のみに紫外線照射を行った。さらに、比較例１は、紫外線照射を、いずれの部材にも照射せずに製造を行ったものである。
【００４１】
太陽電池モジュールの作製（シーリング材あり）
３４０ｍｍ×３６０ｍｍの厚さ３．２ｍｍの白板強化ガラスに、５００ミクロンの付加硬化型のシリコーンゴムシートを重ね、さらに、２×２直のシリコン単結晶太陽電池セルストリングスを載置し、さらにその上に、５００ミクロンの付加硬化型のシリコーンゴムシートを重ね合わせ、その上に白板強化ガラスを重ねた後、真空圧着装置を使用し、真空度１Ｔｏｒｒ、加熱圧着１３０℃、５分熱圧着した。次いでパネルの周辺部分に外側がアルミニウムで被覆されたブチルゴムを接着させることにより、太陽電池モジュールを製造した。
尚、実施例３は、シリコーンゴムシート（Ａ）及び（Ｂ）の表裏の両面に紫外線照射を行ったシリコーンゴムシートを使用し、実施例４は、シリコーンゴムシート（Ａ）が裏面パネルに接触する面及びシリコーンゴムシート（Ｂ）が表面パネルに接触する面のみに紫外線照射を行った。さらに、比較例２は、紫外線照射を、いずれの部材にも照射しせずに製造を行ったものである。
【００４２】
上記実施例１〜４、比較例１〜２で得られた太陽電池モジュールに対し、以下の通り、プレッシャークッカー試験及び結露凍結試験を行った。
プレッシャークッカー試験
太陽電池モジュールを、２気圧、１２５℃、１００％のプレッシャークッカー試験に投入し、１００時間経過後のモジュール発電効率差を表１示す。
【００４３】
結露凍結試験
結露凍結試験については、８５℃で湿度が８５％を一定時間保持した状態から−４０℃の間の温度変動を１サイクルとし、１０サイクル実施後のモジュール発電効率差を表２に示す。
【００４４】
【表１】
2013153085.tif 000002
【００４５】
【表２】
2013153085.tif 000003
【００４６】
表１及び２に示すように、比較例１及び２において製造された太陽電池モジュールは、プレッシャークッカー試験及び結露凍結試験のいずれにおいても発電効率が低下した。
一方、実施例１〜４において製造された太陽電池モジュールは、プレッシャークッカー試験及び結露凍結試験のいずれにおいても発電効率がほとんど低下せず、本発明の太陽電池モジュールの製造方法（実施例１〜４）によれば、簡便な方法で、耐久性に優れた太陽電池モジュールを製造することができることが実証された。
【００４７】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００４８】
１…白板ガラス（裏面パネル）、  ２…シリコーンゴムシート（Ａ）、
３…太陽電池セル、  ４…シリコーンゴムシート（Ｂ）、
５…白板ガラス（表面パネル）、  ６…シーリング材、  １０…太陽電池モジュール。
【図１】
2013153085.tif 000004