(57)【要約】【課題】太陽電池モジュールの封止工程における真空到達の高速化（短時間到達）に対しても、スムーズな脱気ができ、表裏封止材の混ざりこみのない、外観が良好で意匠性に優れる着色封止材を用いた太陽電池モジュールの提供を目的とする。【解決手段】表面保護部材、表側封止材、光電変換セル、裏側封止材及び裏面保護部材を順次積層して成る太陽電池モジュールであって、前記表面保護部材の表側封止材に接する側の積層前の表面形状と、前記裏面保護部材の裏側封止材に接する側の積層前の表面形状が、それぞれ凹凸形状からなることを特徴とする太陽電池モジュールである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面保護部材、表側封止材、光電変換セル、裏側封止材及び裏面保護部材を順次積層して成る太陽電池モジュールであって、前記表面保護部材の表側封止材に接する側の積層前の表面形状と、前記裏面保護部材の裏側封止材に接する側の積層前の表面形状が、それぞれ凹凸形状からなることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記裏側封止材が着色されて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。
【請求項３】
前記表面保護部材の表側封止材に接する側の積層前の表面形状と、前記裏面保護部材の裏側封止材に接する側の積層前の表面形状が、算術平均粗さＲａが２０〜５００μｍの凹凸形状からなることを特徴とする請求項１または２に記載の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、表面保護部材、表側封止材、光電変換セル、裏側封止材、裏面保護部材の順に並んだ層構成から成る太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光を利用するクリーンな発電技術として、太陽電池が近年注目を集めている。太陽電池には、結晶シリコン、非晶シリコン、化合物半導体、有機色素等、多様な方式が存在する。中でも、結晶シリコン系太陽電池は耐候性、耐久性に優れ、比較的高い光電変換効率を有しているため、最も普及が進んでいる。
【０００３】
一般的な太陽電池モジュールは、図２に示すような表面保護部材、表側封止材、光電変換セル、裏側封止材、裏面保護部材が順次積層された構成から成る。
【０００４】
このような太陽電池モジュールを構成する材料には、長期使用に耐え得る高い耐候性が求められている。中でも封止材は、表面保護部材、裏面保護部材及び光電変換セルを接着保持する材料であるため、長期間の高い密着性が必要とされる。また、光電変換セルの受光面側に配置される封止材には、長期間の高い透明性が求められている。
【０００５】
さらに近年では、太陽電池の受光面から入射した光のうち、光電変換セルの隙間を通過する光や、薄膜セルよりなる光電変換セルを透過した光が、そのまま裏面保護部材を通過し、発電に寄与することができないという問題を解決するために、裏側の封止材が着色されたものも開発されており、注目を集めている。着色された封止材を用いた太陽電池モジュールの構成を図３に示す。
【０００６】
上記のような着色封止材を裏側封止材として用いた場合、図４に示すとおり封止工程の加熱圧着の際に、着色封止材が溶融流動し、光電変換セルの受光面側に回り込んだり、表側封止材との混ざりこみにより、外観不良が発生したりするという問題がある。その対策として、着色封止材にエチレン酢酸ビニル共重合体樹脂を用い、その酢酸ビニル含有量を規定することが提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４４６７２２２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、近年、封止工程のタクトアップのために、封止工程で用いられる真空ラミネーターのポンプやヒーターの性能が向上しており、真空に到達するスピードが短縮されている。それに伴い、表面保護部材、表側封止材、光電変換セル、裏側封止材、裏面保護部材の、それぞれの間に存在する気泡が従来よりも勢いよく移動し脱気され、その結果、表側封止材と裏側封止材とが混ざりこみしやすい状態となっており、特許文献１に記載の酢酸ビニル含有量を規定したエチレン酢酸ビニル共重合体樹脂を着色封止材に用いる対策だけでは、混ざりこみを防止することが不十分となってきた。
【０００９】
本発明は上記のような課題を解決しようとするものであり、太陽電池モジュールの封止工程における真空到達の高速化（短時間到達）に対しても、スムーズな脱気が制御でき、表裏封止材の混ざりこみのない、外観が良好で意匠性に優れる着色封止材を用いた太陽電
池モジュールの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１に係る発明は、表面保護部材、表側封止材、光電変換セル、裏側封止材及び裏面保護部材を順次積層して成る太陽電池モジュールであって、前記表面保護部材の表側封止材に接する側の積層前の表面形状と、前記裏面保護部材の裏側封止材に接する側の積層前の表面形状が、それぞれ凹凸形状からなることを特徴とする太陽電池モジュールである。すなわち、前記表面保護部材の表側封止材に接する側の積層前の表面形状と、前記裏面保護部材の裏側封止材に接する側の積層前の表面形状を、それぞれ凹凸形状にすることによって、太陽電池モジュールの封止工程での高速化（真空到達時間の短縮）に起因する急激な脱気をスムーズに行うことができ、表裏封止材の混ざり込みを防ぐ作用効果が得られる。
【００１１】
また、本発明の請求項２に係る発明は、前記裏側封止材が着色されて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である。すなわち、前記裏側封止材を着色することにより、外観が良好で意匠性に優れる太陽電池モジュールを提供することができる。
【００１２】
また、本発明の請求項３に係る発明は、前記表面保護部材の表側封止材に接する側の積層前の表面形状と、前記裏面保護部材の裏側封止材に接する側の積層前の表面形状が、算術平均粗さＲａが２０〜５００μｍの凹凸形状からなることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュールである。すなわち、前記表面保護部材の表側封止材に接する側の積層前の表面形状と、前記裏面保護部材の裏側封止材に接する側の積層前の表面形状の算術平均粗さＲａを、２０〜５００μｍの凹凸形状にすることにより、より効率よく脱気の際に生じる気泡の流れを制御できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、太陽電池モジュールの封止工程の高速化（真空到達時間の短縮）に対しても、スムーズな脱気が制御でき、表裏封止材の混ざりこみのない、外観が良好で意匠性に優れる着色封止材を用いた太陽電池モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態を示す太陽電池モジュールの積層前の断面模式図。
【図２】従来の一実施形態を示す太陽電池モジュールの積層前の断面模式図。
【図３】従来の着色封止材を用いた太陽電池モジュールの積層前の断面模式図。
【図４】図３の積層後の着色封止材の混ざりこみを示す断面模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図１に従って詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明に係る一実施形態の太陽電池モジュールを構成する各部材の積層前の断面模式図を示す。本発明は、表面保護部材１、表側封止材２、光電変換セル３、裏側封止材４及び裏面保護部材５を順次積層して成る太陽電池モジュールであって、前記表面保護部材１の表側封止材２に接する側の積層前の表面形状（表面側凹凸部７）と、前記裏面保護部材５の裏側封止材４に接する側の積層前の表面形状（裏面側凹凸部８）が、それぞれ凹凸形状からなることを特徴としている。
【００１７】
本発明に係る太陽電池モジュールは、上記各部材を加熱圧着により順次積層して作製される。その際に、前記表面保護部材１の表側封止材２に接する側の積層前の表面形状（表面側凹凸部７）と、前記裏面保護部材５の裏側封止材４に接する側の積層前の表面形状（裏面側凹凸部８）が、それぞれ凹凸形状からなることにより、太陽電池モジュールの封止工程での高速化（真空到達時間の短縮）に起因する急激な脱気をスムーズに行うことができ、表裏封止材の混ざり込みを防ぐことができる。
【００１８】
また、前記表面保護部材１の表側封止材２に接する側の積層前の表面形状（表面側凹凸部７）と、前記裏面保護部材５の裏側封止材４に接する側の積層前の表面形状（裏面側凹凸部８）が、算術平均粗さＲａが２０〜５００μｍの凹凸形状であることが望ましい。算術平均粗さＲａが２０μｍ未満の場合、脱気の際に起こる気泡の流れを制御できず、混ざりこみが生じてしまうという問題が生じる。また、５００μｍを超えると、光電変換セルが破損してしまうという問題が生じる。
【００１９】
本発明に係る表側封止材及び裏側封止材には、一般的に太陽電池封止材として使用されているアイオノマーやＰＶＢ（ポリビニルブチラール）等を用いることができるが、安価であることや使用実績から、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂）を用いることがより好ましい。
【００２０】
また、前記封止材には、密着性、耐候性、熱安定性の観点から、架橋反応開始剤、シランカップリング剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤を添加してもよい。
【００２１】
架橋反応開始剤としては、１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート、１，１−ジ（ｔ−ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサン、ｎ−ブチル４，４−ジ−（ｔ−ブチルパーオキシ）バレレート、ｔ−ブチルパーオキシ−３，５，５−トリメチルヘキサノエート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルクミルパーオキシド、２，２−ジ−（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン等が挙げられる。
【００２２】
また、上記架橋反応開始剤の他に架橋反応を促進するための添加剤を添加してもよい。この架橋反応促進用添加剤としては、トリアリルイソシアヌレート、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート等が挙げられる。
【００２３】
密着性向上のために用いられるシランカップリング剤としては、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、トリメトキシプロピルシラン、トリメトキシメチルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、トリクロロプロピルシラン、トリエトキシフェニルシラン等が挙げられる。
【００２４】
耐候性向上のために用いられる紫外線吸収剤としては、２−（５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−５−［（ヘキシル）オキシ］−フェノール、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクチルオキシベンゾフェノン等が挙げられる。
【００２５】
上記紫外線吸収剤に加え、耐候性向上のために光安定剤を添加してもよい。光安定剤としては、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート、ビス（１−オクチロキシ−２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）セバケート等が挙げられる。
【００２６】
熱安定性を向上させるために用いられる酸化防止剤としては、１，６−ヘキサンジオール−ビス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、ペンタエリスリチル−テトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）フォスファイト、２，４−ビス−（ｎ−オクチルチオ）−６−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−ブチルアニリノ）−１，３，５−トリアジン等が挙げられる。
【００２７】
裏面封止材の着色層に添加される着色剤としては、酸化チタン等の白色着色剤、カーボンブラック等の黒色着色剤を用いることができる。着色剤の添加量は樹脂１００重量部に１〜２５重量部とするのが好ましい。
【００２８】
また、ブロッキング防止のため、該製膜工程の中で、熱溶融した状態の樹脂シートを表面に凹凸パターンが施されているロール（金属またはゴム製）にかけることで、封止材の最外層に該ロールの凹凸パターンを転写させ、封止材にエンボス加工を施しても良い。
【実施例】
【００２９】
以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。
【００３０】
＜実施例１＞
下記構成の各部材を用いて、表面保護部材、表側封止材、光電変換セル、裏側封止材及び裏面保護部材を順次重ね合わせ、０．１ＭＰａ、１５０℃、１０分の条件下で加熱圧着して太陽電池モジュールを作製した。
［表面保護部材］
一方の面が算術平均粗さＲａ１７０μｍにエンボス加工された厚さ３ｍｍの白板ガラス
を用いた。
［表側封止材］
主剤：酢酸ビニル含有量が３０重量％のＥＶＡ樹脂              １００質量部
架橋剤：                                                    ２．０質量部
２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン
架橋助剤：トリアリルイソシアヌレート                        ２．０質量部
シランカップリング剤：                                      ０．５質量部
γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
［裏側封止材］
上記表側封止材の組成に、酸化チタンを２０重量部添加したものを用いた。
［裏面保護部材］
一方の面が算術平均粗さ（Ｒａ）５０μｍにエンボス加工された、厚さ２５０μｍのポリエステルフィルム(ＰＥＴ)を用い、その他方の面に厚さ３８μｍのフッ化ビニル樹脂層を施して作製した。
【００３１】
＜実施例２＞
裏面保護部材の一方の面の算術平均粗さ（Ｒａ）が２０μｍのＰＥＴを用いた以外は、実施例１と同様にして、太陽電池モジュールを作製した。
【００３２】
＜比較例１＞
裏面保護部材の一方の面の算術平均粗さ（Ｒａ）が１８μｍのＰＥＴを用いた以外は、実施例１と同様にして、太陽電池モジュールを作製した。
【００３３】
＜比較例２＞
表面保護部材の一方の面の算術平均粗さ（Ｒａ）が１．５μｍの白板ガラスと、裏面保護部材の一方の面の算術平均粗さ（Ｒａ）が５０μｍのＰＥＴを用いた以外は、実施例１と同様にして、太陽電池モジュールを作製した。
【００３４】
＜比較例３＞
表面保護部材の一方の面の算術平均粗さ（Ｒａ）が１．５μｍの白板ガラスと、裏面保
護部材の一方の面の算術平均粗さ（Ｒａ）が１．５μｍのＰＥＴを用いた以外は、実施例１と同様にして、太陽電池モジュールを作製した。
【００３５】
＜評価＞
実施例１〜２及び比較例１〜３で得られた太陽電池モジュールについて、混ざりこみの評価を行った。以下にその評価方法と判定基準を記す。
（混ざりこみの評価方法）
目視により、「混ざりこみ」を観察した。
（混ざりこみの判定基準）
実施例及び比較例で得られた太陽電池モジュールを、それぞれ１００セットずつ作成し、混ざりこみが１セットも生じていないものを○、混ざりこみが生じたものを×とした。その評価結果を下記の表１示す。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
＜比較結果＞
実施例１および２で得られた本発明品の太陽電池モジュールは、いずれも混ざりこみもなく、良好な結果が得られた。一方、比較例１〜３で得られた比較例品はいずれも混ざりこみが観察され実用レベルに至らない結果を示した。
【符号の説明】
【００３８】
１・・・・・表面保護部材
２・・・・・表側封止材
３・・・・・光電変換セル
４・・・・・裏側封止材
５・・・・・裏面保護部材
６・・・・・着色裏側封止材
７・・・・・表面側凹凸部
８・・・・・裏面側凹凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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