(57)【要約】【課題】太陽電池裏面シート及び太陽電池モジュールにおいて本来損失となってしまう光をより確実に再利用することができるようにする。【解決手段】内部に太陽電池セルを封止した封止材と、この封止材に積層され封止材内に光を入射させる透光性前面板と、封止材を挟んで透光性前面板と反対側に積層された裏面シート１４とを有する太陽電池モジュールであって、裏面シート１４は、封止材側から順に、少なくとも、透光性絶縁層１４１、微細な凹凸形状の凹凸構造１４２ｂを有する凹凸構造層１４２、凹凸構造に沿って形成された光反射性金属層１４３、および耐候層１４７をこの順に有する積層体からなり、透光性絶縁層１４１の４００ｎｍ〜１２００ｎｍにおける平均透過率が、９０％以上１００％以下である構成とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に太陽電池セルを封止した封止材と、該封止材に積層され該封止材内に光を入射させる透光性前面板と、前記封止材を挟んで前記透光性前面板と反対側に積層された太陽電池裏面シートとを有する太陽電池モジュールであって、
前記太陽電池裏面シートは、
前記封止材側から順に、少なくとも、透光性絶縁層、微細な凹凸形状の凹凸構造を有する凹凸構造層、前記凹凸構造に沿って形成された光反射性金属層、および耐候層をこの順に有する積層体からなり、
前記透光性絶縁層の４００ｎｍ〜１２００ｎｍにおける平均透過率が、９０％以上１００％以下である
ことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記凹凸構造層の屈折率が、前記封止材の屈折率より大きく、かつ前記透光性絶縁層の屈折率より小さい
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】
前記凹凸構造層の厚さと前記透光性絶縁層の厚さとの和が、前記封止材の厚さと前記透光性前面板の厚さとの和の１０分の１以下である
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。
【請求項４】
前記光反射性金属層の前記接着層側に、前記光反射性金属層の腐食を抑制するバリア層がさらに設けられている
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記バリア層が、金属箔である
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記バリア層の厚さが、7μｍ以上５０μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記光反射性金属層の厚さが、３０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】
前記凹凸構造層の凹凸形状が、１２０°±５°の頂角を有する三角プリズム状である
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項９】
前記三角プリズム状の凹凸形状の頂部のピッチが、１０μｍ以上３０μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１０】
内部に太陽電池セルを封止した封止材の一方の面を覆う太陽電池裏面シートであって、
透光性絶縁層、微細な凹凸形状凹凸構造を有する凹凸構造層、前記凹凸構造に沿って形成された光反射性金属層、および耐候層をこの順に有する積層体からなり、
前記透光性絶縁層の４００ｎｍ〜１２００ｎｍにおける平均透過率が、９０％以上１００％以下である
ことを特徴とする太陽電池裏面シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池裏面シート及び太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池パネルの普及は大きな広がりを見せ、電卓等の小型電子機器に搭載される比較的小さなものから、家庭用として住宅に取り付けられる太陽電池パネルや大規模な発電施設に用いられる大面積の太陽電池発電システム、さらには人工衛星の電源まで、様々な分野で利用が促進されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この太陽電池は入射した光エネルギーを電気エネルギーに変換するものであり、該太陽電池のうち主要なものは使用材料の種類によって結晶シリコン系、アモルファスシリコン系、有機化合物系等に分類される。このうち、現在市場で流通しているものは、ほとんどが結晶系シリコン太陽電池であり、この結晶系シリコン太陽電池はさらに単結晶型及び多結晶型に分類される。
上記単結晶型のシリコン太陽電池は基板の品質が良いために高効率化が容易であるという長所を有する反面、基板の製造が高コストになるという短所を有する。これに対して上記多結晶型のシリコン太陽電池は基板の品質が劣るために高効率化が難しいという短所はあるものの、低コストで製造できるという長所があり、現在の主流となっている。
【０００４】
このような多結晶シリコン太陽電池の高効率化に関しては様々な検討が行われている。
一例として、太陽電池に用いられるシリコン基板の表面にはテクスチャ構造が形成されており、これによってシリコン基板表面での太陽光の反射を低減させて変換効率の向上が図られている。
【０００５】
単結晶シリコンにおいては、アルカリ溶液等の異方性エッチングにより微細なピラミッドまたは逆ピラミッドを形成することで太陽光の反射を低減させることが行なわれている。この異方性エッチングでは、単結晶シリコンのエッチング速度が、Ｓｉ（１００）結晶方位面とＳｉ（１１１）結晶方位面とで異なることを利用している。（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
ところが、このような異方性エッチングを多結晶シリコンに適用しようとした場合、アルカリ水溶液によるエッチングが結晶の面方位に依存するため、多結晶シリコンにおけるピラミッド構造を均一に形成できず、シリコン基板全体での反射率の低減を効果的に行なうことができないという問題があった。
【０００７】
このような問題を解決するために、多結晶シリコン基板へテクスチャを形成する方法として、反応性イオンエッチング（Reactive Ion Etching）法によって多結晶シリコン基板表面に微細な突起を形成する手法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。この手法によれば、微細な突起を多結晶シリコンにおける不規則な結晶の面方位に左右されずに均一に形成することにより、特に多結晶シリコンを用いた太陽電池セルにおいても反射率をより効果的に低減することができる。
【０００８】
また、表面反射防止膜を組み合わせることにより、さらに変換効率を向上できることが知られている。即ち、結晶シリコンは、波長４００ｎｍ〜１１００ｎｍ領域で６．００〜３．５０の大きな屈折率を持つので、短波長領域で約５４％、長波長領域で約３４％の反射損失がある。この反射損失を減ずるために、屈折率の異なる透明材料で表面反射防止膜を形成し、これにより変換効率を向上させることができる。
【０００９】
さらに、シリコン基板上に形成する電極を微細化することで、受光面積を増加させ、太陽光を多く取り込むことで変換効率を向上させる検討も行われている（例えば、特許文献４参照）。
【００１０】
以上のような高効率化技術の進歩により、最近では多結晶シリコン太陽電池においても、研究レベルでは１８％程度の変換効率が達成されており、多結晶シリコン太陽電池における変換効率の理論限界（２０〜３０％）に近づいてきている。
【００１１】
そこで、光利用効率を高めるべく太陽電池モジュールの前面から入射した太陽光のうち、該太陽電池モジュール内にてエネルギー変換を行なう太陽電池セルに入射せずに裏面シートへ入射する太陽光を再利用する試みが行なわれている。
一般的な結晶シリコン系太陽電池モジュールでは、リーク電流を低減させるべく該太陽電池モジュール内の複数の太陽電池セル間に隙間が形成されている。そのため、太陽電池セルに入射せずに裏面シートへ入射する太陽光が存在しており、その太陽光を再利用することが出来れば光利用効率の向上が可能である。
【００１２】
そこで、反射材を備えた裏面シートを配置し、太陽電池セルの隙間から裏面シートへ入射する太陽光を反射することにより、太陽電池セルに再入射させることで光利用効率の向上が図られている。反射材としては、例えば、白色系顔料を混入した樹脂材料、つや消し表面加工を施した金属材料などの光を散乱反射させる反射材を用いることが可能である。また、反射材の表面を凹凸構造とすることで、さらに光利用効率を向上させることが可能である。（例えば、特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−２９５４３７号公報
【特許文献２】特開昭６２−３５５８２号公報
【特許文献３】特公昭６０−２７１９５号公報
【特許文献４】特開２０００−３３２２７９号公報
【特許文献５】特開平１０−２８４７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記のように、従来の太陽電池モジュールは、光の利用効率を上げることで変換効率を向上させようという要望は多いが、損失となってしまう光もあるため、十分に変換効率を向上させることができているとは言えない。また、隣り合う太陽電池セルの間の領域に入射した光を裏面材で反射させるなどし、損失となってしまう光を再利用する上記従来の手法でも、十分に損失光を再利用するに至っているとは言えず、この損失光をより確実に再利用してさらなる発電効率の向上を図ることが強く望まれている。
【００１５】
本発明は、上記事情に鑑み、本来損失となってしまう光をより確実に再利用することができる太陽電池裏面シート及び太陽電池モジュール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】
【００１６】
上記課題を解決するために本発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係る太陽電池モジュールは、内部に太陽電池セルを封止した封止材と、該封止材に積層され該封止材内に光を入射させる透光性前面板と、前記封止材を挟んで前記透光性前面板と反対側に積層された太陽電池裏面シートとを有する太陽電池モジュールであって、前記太陽電池裏面シートは、前記封止材側から順に、少なくとも、透光性絶縁層、微細な凹凸形状の凹凸構造を有する凹凸構造層、前記凹凸構造に沿って形成された光反射性金属層、および耐候層をこの順に有する積層体からなり、前記透光性絶縁層の４００ｎｍ〜１２００ｎｍにおける平均透過率が、９０％以上１００％以下であることを特徴としている。
【００１７】
このような特徴の太陽電池モジュールによれば、透光性絶縁層の４００〜１２００ｎｍの平均透過率が９０％以上であるため、透光性絶縁層を通過する光の損失が少なく、より確実に光を再利用することが可能となる。
【００１８】
本発明に係る太陽電池モジュールは、前記凹凸構造層の屈折率が、前記封止材の屈折率より大きく、かつ前記透光性絶縁層の屈折率より小さいことを特徴としている。
【００１９】
このような特徴の太陽電池モジュールによれば、光を再利用する効果をさらに高めることが可能となる。
【００２０】
本発明に係る太陽電池モジュールは、前記凹凸構造層の厚さと前記透光性絶縁層の厚さとの和が、前記封止材の厚さと前記透光性前面板の厚さとの和の１０分の１以下であることを特徴としている。
【００２１】
このような特徴の太陽電池モジュールによれば、光を再利用する効果をさらに高めることが可能となる。
【００２２】
本発明に係る太陽電池モジュールは、前記光反射性金属層の前記接着層側に、前記光反射性金属層の腐食を抑制するバリア層がさらに設けられていることを特徴としている。
【００２３】
このような特徴の太陽電池モジュールによれば、光を再利用する効果を長期間持続させることが可能となる。
【００２４】
本発明に係る太陽電池モジュールは、前記バリア層が、金属箔であることを特徴としている。
【００２５】
このような特徴の太陽電池モジュールによれば、光を再利用する効果を長期間持続させることが可能となる。
【００２６】
本発明に係る太陽電池モジュールは、前記バリア層の厚さが、7μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴としている。
【００２７】
バリア層の厚さが7μｍより小さいと、ピンホールが多くなるため十分な水蒸気バリア性を得ることが出来ない。また貼り合わせの際にしわなどの欠陥が生じやすく、工程収率が低下しやすくなる。
バリア層の厚さが５０μｍを超えると、屈曲性が低下するために折れなどの欠陥が生じやすく、工程収率が低下しやすくなる。５０μｍ以下であれば、十分な屈曲性が保たれるため折れなどの欠陥が生じにくい。
【００２８】
本発明に係る太陽電池モジュールは、前記光反射性金属層の厚さが、３０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴としている。
【００２９】
光反射性金属層の厚さが３０ｎｍより小さいと、光反射性金属層に入射する光を十分に反射することができない。４０ｎｍ以上の厚さがあれば、より確実に光反射性金属層に入射する光を反射することができる。一方、光反射性金属層の厚さが１００ｎｍを超えると、光反射性金属層に目視でも確認できるクラックが発生しやすい。なお、９０ｎｍ以下であれば、目視で確認できないようなクラックがより発生しにくくなるため、より好ましい。
【００３０】
本発明に係る太陽電池モジュールは、前記凹凸構造層の凹凸形状が、１２０°±５°の頂角を有する三角プリズム状であることを特徴としている。
【００３１】
本発明に係る太陽電池モジュールは、前記三角プリズム状の凹凸形状の頂部のピッチが、１０μｍ以上３０μｍ以下であることを特徴としている。
【００３２】
頂部のピッチが３０μｍより大きい場合には、ピッチの増大にともなって構造の高さが高くなるため耐候層と接着層を介して貼り合わせる際に、気泡が入りやすい等の問題が発生し易くなり好ましくない。また、接着層の厚さを厚くする必要があり形成が困難となる他、コスト高の要因となってしまう。
ピッチが１０μｍより小さい場合には、凹凸構造層で光が反射する際に光の回折が起こり得る。この場合の回折光は、分光して広がった光となるため制御が難しく、特定方向に反射する上で好ましくない。さらに、金型を切削する時間が長くなり、生産タクトが延びて生産効率が悪くなるため好ましくない。
【００３３】
このような特徴の太陽電池モジュールによれば、三角プリズム状の凹凸構造層の凹凸形状に沿う光反射性金属層によって、太陽電池裏面シートに封止材側から入射する光を特定方向へと向けて反射し、太陽電池セルに再入射させ、光の利用効率を向上させることが可能であり、透光性絶縁層の４００〜１２００ｎｍの平均反射率が９０％以上であることにより、より確実に光の利用効率を向上させることが可能となる。 
【００３４】
本発明に係る太陽電池裏面シートは、内部に太陽電池セルを封止した封止材の一方の面を覆う太陽電池裏面シートであって、透光性絶縁層、微細な凹凸形状凹凸構造を有する凹凸構造層、前記凹凸構造に沿って形成された光反射性金属層、および耐候層をこの順に有する積層体からなり、前記透光性絶縁層の４００ｎｍ〜１２００ｎｍにおける平均透過率が、９０％以上１００％以下であることを特徴としている。
【００３５】
このような特徴の太陽電池裏面シートによれば、本発明に係る太陽電池モジュールに好適に用いることができる太陽電池裏面シートになっている。
【発明の効果】
【００３６】
本発明に係る太陽電池裏面シート及び太陽電池モジュールによれば、凹凸構造層の凹凸形状に沿う凹凸構造を有する光反射性金属層によって、封止材側から太陽電池裏面シートに入射する光を反射して、太陽電池セルに再入射させ、光の利用効率を向上させることが可能であり、透光性絶縁層の４００〜１２００ｎｍの平均反射率が９０％以上であることにより、より確実に光の利用効率を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態の太陽電池モジュールの概略構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施形態の太陽電池裏面シートの概略構成を示す縦断面図である。
【図３】本発明の実施形態の太陽電池モジュールの電極を含む概略構成を示す縦断面図である。
【図４】本発明の実施形態の太陽電池裏面シートの凹凸構造の一例を示す斜視図である。
【図５】透光性絶縁層を有しない比較例の太陽電池モジュールの縦断面図である。
【図６】本発明の実施形態の太陽電池モジュールにおける太陽電池裏面シートの作用を説明する模式説明図である。
【図７】凹凸構造の頂角の違いによる作用を説明する模式的な光路図である。
【図８】本発明の実施形態の太陽電池モジュールの平面図、およびそのＡ−Ａ断面図である。
【図９】封止材と凹凸構造層との屈折率の違いによる作用を説明する模式的な光路図である。
【図１０】本発明の実施形態の第１構成例の太陽電池裏面シートの概略構成を示す縦断面図である。
【図１１】本発明の実施形態の第２、３、４構成例の太陽電池裏面シートの概略構成を示す縦断面図である。
【図１２】比較例２の太陽電池裏面シートの概略構成を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の太陽電池裏面シート及び太陽電池モジュールの実施形態について添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態の太陽電池モジュールの概略構成を示す縦断面図である。図２は、本発明の実施形態の太陽電池裏面シートの概略構成を示す縦断面図である。図３は、本発明の実施形態の太陽電池モジュールの電極を含む概略構成を示す縦断面図である。図４は、本発明の実施形態の太陽電池裏面シートの凹凸構造の一例を示す斜視図である。
【００３９】
図１に示すように、本実施形態の太陽電池モジュール１は、前面板１１（透光性前面板）と、封止材１３と、封止材１３に封止された太陽電池セル１２と、裏面シート１４（太陽電池裏面シート）とを備え、前面板１１に対応する太陽電池モジュール１の外部側に配置された光源Ｌからの光を受光することにより発電を行なう装置である。
なお、光源Ｌとしては、例えば、太陽や、室内灯の人工照明などを採用することができる。
前面板１１、太陽電池セル１２を封止した封止材１３、及び裏面シート１４は、この順に積層されている。本実施形態の太陽電池モジュール１は、これらによる積層体を真空ラミネータで熱ラミネートすることによって一体化されている。
【００４０】
前面板１１は、太陽電池モジュール１の最前面に配置されて、太陽電池セル１２を衝撃、汚れ、水分の浸入等から保護する板状部材またはシート状部材である。また、前面板１１は、光源Ｌからの光を内部に入射させるため、透過率が高い透明な材料から形成されている。
前面板１１に好適な材料の例としては、例えば、強化ガラス、サファイアガラス等のガラス、あるいは、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等の樹脂シートを挙げることができる。
また、前面板１１の厚さとしては、例えば、強化ガラスであれば約３〜５ｍｍ程度、樹脂シートであれば約５ｍｍ程度のものが好適である。
【００４１】
封止材１３は、前面板１１と裏面シート１４とを一定距離だけ離間させるとともに、内部に太陽電池セル１２を封止して、太陽電池セル１２の位置を固定するシート状部材である。
封止材１３の厚さ（前面板１１と裏面シート１４との離間距離）としては、０．４ｍｍ〜１ｍｍ程度が好適である。
封止材１３の材料としては、光源Ｌから照射される波長光に対して透過率が高く、電気絶縁性を有し、耐候性、耐高温、耐高湿、耐候性等の耐久性に優れる材料が好適である。  このような条件を満たす好適な材料として、例えば、酢酸ビニルの含有量が２０〜３０％であるＥＶＡ（エチレンビニルアセテート共重合体）やＰＶＢ（ポリビニルブチラール）等を主成分とする熱可塑性の合成樹脂材を挙げることができる。
【００４２】
太陽電池セル１２は、光電効果により受光面Ｊに入射した光を電気へと変換する機能を有する部材である。太陽電池セル１２の種類としては、単結晶シリコン型、多結晶シリコン型などの結晶系シリコンセルを採用することができる。
本実施形態では、太陽電池セル１２は、一例として、単結晶もしくは多結晶シリコン型を採用している。
この太陽電池セル１２は、受光面Ｊを前面板１１側に向けて、前面板１１に沿う方向に間をあけて、複数個のものが配列されている。各太陽電池セル１２には、後述する電極２２ｃ（図３参照、図１では図示略）によって接続されて、モジュールを形成している。
【００４３】
裏面シート１４は、太陽電池セル１２自体を透過した光や太陽電池セル１２に入射せずに封止材１３を透過した光を反射する機能を有する多層構成のシート状部材である。
裏面シート１４の層構成は、本実施形態では、図２に示すように、透光性絶縁層１４１と、凹凸構造層１４２と、光反射性金属層１４３と、接着層１４４と、バリア層１４５と、接着層１４６と、耐候層１４７とを備え、これらがこの順に積層されている。
【００４４】
透光性絶縁層１４１は、裏面シート１４の一方の表面を構成する層状部であり、太陽電池モジュール１においては、前面板１１と平行に配置され、封止材１３に対して前面板１１と反対側に密着して積層されている。
また、透光性絶縁層１４１は、電気絶縁性を有し、かつ４００ｎｍ〜１２００ｎｍの波長範囲における平均透過率が９０％以上１００％以下の材料から構成されている。
このような範囲の平均透過率を有することにより、透光性絶縁層１４１の透過時の光量損失を低減することができる。
また、透光性絶縁層１４１は、光の散乱要素、例えば散乱粒子となる不純物が少ないフィルムであることが好ましい。
【００４５】
裏面シート１４に要求される重要な性能の一つとして、電気絶縁性がある。この電気絶縁性は、太陽電池モジュール１が内部に電極を含むことから、長期使用での短絡や漏電等を防ぐための必須の性能である。また、裏面シート１４においては、特に太陽電池セル１２側の表面の電気絶縁性が求められており、本実施形態では、透光性絶縁層１４１によってこの電気絶縁性が確保されている。
【００４６】
電気絶縁性を示す数値基準の一つとして、絶縁破壊電圧がある。この絶縁破壊電圧は、絶縁破壊電圧以上の電圧が加わると絶縁状態が破壊されるという指標であり、絶縁破壊電圧が高い方が電気的に安定であると言える。
太陽電池モジュールの絶縁性能の一つとして、最大システム電圧の２倍＋１０００Ｖの直流電圧を１分間印加しても絶縁破壊などの異常がないこと、と定められている（「ＪＩＳＣ８９１８／結晶系太陽電池モジュール」参照）。最大システム電圧は、通常６００〜１０００Ｖである。例えば最大システム電圧が１０００Ｖの場合を考えると、最大システム電圧の２倍＋１０００Ｖ、すなわち３０００Ｖ（３ｋＶ）の直流電圧を１分間印加しても絶縁破壊などの異常がないことが求められる。
このため、透光性絶縁層１４１に用いる材料の絶縁破壊電圧の平均値は３ｋＶ以上であることが好ましい。
例えば、『太陽光発電システム構成材料』（電気電子材料研究会編、工業調査会、２００８年）によると、各種電気絶縁用プラスチックフィルム（２５μｍ）の絶縁破壊電圧のおおよその数値は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）が６．５ｋＶ、ＰＥＮが７．５ｋＶ、ＰＶＣ（延伸硬質塩ビ）が４．０ｋＶ、ＰＣが５．０ｋＶ、ＯＰＰ（延伸ポリプロピレン）が６．０ｋＶ、ＰＥ（ポリエチレン）が４．０ｋＶ、ＴＡＣ（トリアセテート）が３．０ｋＶ、ＰＩ（ポリイミド）が７．０ｋＶである。したがって、これらの材料は、いずれも絶縁材料として、透光性絶縁層１４１の好ましい絶縁破壊電圧を満たしている（ＰＥＴについては、「ＪＩＳＣ２３１８／電気用二軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルム」も参照。また、絶縁破壊電圧の測定方法については、「ＪＩＳＣ２１５１／電気用プラスチックフィルム試験方法の１７．２．２平板電極法」参照）。
また、ＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）の代表的な製品であるデュポン社のテドラー（登録商標）の絶縁破壊電圧は、約３．０ｋＶであることが知られており、ＰＶＦも好ましい絶縁破壊電圧を満たす材料である。
したがって、以上に列挙した材料は、いずれも透光性絶縁層１４１の材料として好ましい材料である。
【００４７】
ただし、透光性絶縁層１４１に用いることができる材料は上記に限るものではなく、太陽電池モジュール１の絶縁性能の基準値を達成できる材料であれば、適宜の材料を採用することが可能である。例えば、ＥＶＡ（エチレン・酢酸ビニル共重合体）やＰＶＢ（ポリビニルブチラール）等を主成分とする合成樹脂フィルムを採用することも可能である。これらの樹脂を採用した場合には、封止材１３との密着性が向上するため好ましい。
【００４８】
また、透光性絶縁層１４１は、単層であってもよく、多層であってもよい。単層の場合には、上述の材料のいずれかを要求特性に合わせて選択することができる。
多層の場合の構成方法としては、要求特性に応じて適宜の構成を採用することができるが、例えばＰＥＴフィルムにＰＶＦ等のフッ素樹脂フィルムを貼り合わせる方法、ＰＥＴフィルムにＰＶＦ等のフッ素樹脂塗膜を形成する方法、ＰＥＴフィルムにＥＶＡやＰＶＢ等を主成分とする合成樹脂フィルムを貼り合わせる方法等が挙げられる。
ＰＶＦ等のフッ素樹脂、ＥＶＡやＰＶＢ等を主成分とする合成樹脂は、電気絶縁性の基準を満たすとともに、封止材１３との密着性が向上するため好ましい。しかし、単層で十分な強度を得ようとすると厚さを厚くする必要がありコスト高の要因となってしまう。したがって、強度を確保する基材との組合せによる多層構造とすることが好ましい。特に、フッ素樹脂に関しては、塗膜を形成する方法を採用することも出来、この方法だとフッ素樹脂フィルムを貼り合わせる方法よりも工程を簡略化でできるため、好ましい。
【００４９】
また、透光性絶縁層１４１は、上述の材料のいずれか、例えばＰＥＴフィルムを２層貼り合わせた多層構造としてもよい。絶縁性を高めるためには、１枚構成よりも多層構成の方が、絶縁欠陥をカバーし、信頼性が高くなることが知られている。そのため、ＰＥＴフィルム単層よりも、２層貼り合わせた多層構造の方が、より絶縁性を向上させることができる。
【００５０】
透光性絶縁層１４１の厚さは、２５μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。この範囲内では、５０μｍ以上、または２５０μｍ以下、または５０μｍ以上２５０μｍ以下がより好ましい範囲である。
材料の絶縁破壊電圧にもよるが、透光性絶縁層１４１の厚さが２５μｍより小さいと十分な絶縁性を得ることが出来ない場合がある。５０μｍ以上の厚さがあれば、より確実に絶縁性を確保することができる。
透光性絶縁層の厚さが３００μｍを超えると、平均透過率を９０％以上とすることが難しい場合がある。２５０μｍ以下であれば、平均透過率を９０％以上とすることがより容易であるためより好ましい。
【００５１】
透光性絶縁層１４１は、図３に示すように、封止材１３と、太陽電池セル１２に電気的に接続された電極２２ｃとを、前面板１１と反対側から覆う位置関係に配置されている。
図３に示す電極２２ｃは、複数の太陽電池セル１２を直列接続してモジュールを形成するものであり、太陽電池セル１２の前面板１１側の電極部と、この太陽電池セル１２に隣接する他の太陽電池セル１２の前面板１１と反対側の電極部とを、電気的に接続している。
このため、電極２２ｃの一部は、太陽電池セル１２よりも透光性絶縁層１４１に近接する位置にある。
【００５２】
したがって、透光性絶縁層１４１の厚さが薄すぎる場合には、材料の絶縁破壊電圧が高くても絶縁破壊を起こし、電極２２ｃと後述する光反射性金属層１４３との間で放電により電流のリークが起こるが、透光性絶縁層１４１の厚さを上述の好ましい範囲の厚さに設定することでリークを防止することが可能である。
【００５３】
凹凸構造層１４２の材料は、透光性を有し、後述する凹凸構造１４２ｂの形状を形成することができれば、特に限定されない。例えば、紫外線硬化樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等を採用することができる。
ただし、凹凸構造層１４２の材料は、その屈折率が、封止材１３の屈折率よりも大きく透光性絶縁層１４１の屈折率よりも小さい材料を採用することが好ましい。このような屈折率の範囲内に設定することが好ましい理由については裏面シート１４における光路の説明とともに後述する。
凹凸構造層１４２に使用する紫外線硬化樹脂もしくは熱硬化性樹脂の種類は特に限定されるものではなく、例えばポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、アクリロニトリル−（ポリ）スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）等のポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリールフタレート系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、リエチレンナフタレート系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系樹脂等が挙げられ、これらの樹脂を１種又は２種以上混合して使用することができる。
【００５４】
また、上述の樹脂の他に例えば散乱反射体、硬化剤、可塑剤、分散剤、各種レベリング剤、紫外線吸収剤、抗酸化剤、粘性改質剤、潤滑剤、光安定化剤等の各種添加剤が適宜配合されてもよい。
【００５５】
熱可塑性樹脂の例としては、例えば、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＶＣ、ＰＣ、ＯＰＰ、ＰＥ、ＰＩ、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル樹脂）等の樹脂材料を挙げることができる。
また、他の樹脂材料としては、ＴＡＣも好適である。
【００５６】
凹凸構造層１４２の形状は、透光性絶縁層１４１に接する表面１４２ａが透光性絶縁層１４１に沿う平面からなり、表面１４２ａに対向し光反射性金属層１４３と接する界面に凹凸構造１４２ｂ（凹凸形状）が形成されている。
また、凹凸構造層１４２は、単層でもよいし、多層でもよい。
【００５７】
凹凸構造１４２ｂは、本実施形態では、図４に模式的に示すように、頂角θを有する二等辺三角形状の断面が一方向に延ばされた三角プリズム状の単位構成が、各頂部の稜線Ｑが、平面に整列するように、延在方向と直交する方向に複数隣接された凹凸形状を有している。すなわち、凹凸構造１４２ｂは、短冊状の２平面が一定の頂角θをなす山形に隣接した単位構成の繰り返しである。頂部が配列されたピッチは一定値Ｐである。
このような構成により、本実施形態では、凹凸構造１４２ｂの単位構成の延在方向と直交する方向における凹凸構造１４２ｂの谷部の開き角は、頂角θに等しくなっている。また、谷部の谷底線Ｖは、稜線Ｑと平行である。
凹凸構造１４２ｂの頂角θは、１２０°±５°であることが好ましい。
本実施形態では、凹凸構造１４２ｂの稜線Ｑ、谷底線Ｖがそれぞれ整列する平面は、裏面シート１４に組み立てられた状態で、透光性絶縁層１４１の表面と平行な平面になっている。
【００５８】
また、凹凸構造１４２ｂの頂部のピッチＰは、１０μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。
ピッチＰが１０μｍよりも小さいと、凹凸構造１４２ｂに沿う光反射性金属層１４３で光が反射する際に光の回折が起こる場合がある。この回折光は、分光し広がった光となるため制御が難しく、特定方向に反射する上で好ましくない。さらに、凹凸構造１４２ｂを製造する金型を切削する時間が長くなり、これにより製造タクトが延びて生産効率が悪くなるため好ましくない。
これに対してピッチＰが１０μｍ以上であれば、回折が起こらないため光を適確に特定方向に反射することができ、さらに、発電効率の観点から好ましい。
ピッチＰが３０μｍより大きいと、凹凸構造１４２ｂの高低差が大きくなるため、後述する貼り合わせ方法によってバリア層１４５を光反射性金属層１４３に接着層１４４を介して貼り合わせる際に、気泡が入りやすい等の問題が発生し易くなり好ましくない。また、接着層１４４の形成が困難となる。また、接着層１４４の厚さを厚くする必要があるため、コスト高の要因となってしまう。
これに対してピッチＰが３０μｍ以下であれば、貼り合わせの際に気泡等の問題が発生する可能性が低くなり、さらに、成形性、コストの観点から好ましい。
【００５９】
単層の凹凸構造層１４２を形成する方法としては、金型を用いたプレス法・キャスティング法・押し出し成形法・射出成形法などが挙げられる。これらの方法では、凹凸構造層１４２をシート状に成形すると同時に凹凸構造１４２ｂを形成することが可能である。
【００６０】
また、多層の凹凸構造層１４２を形成することができる方法として、凹凸構造１４２ｂの逆型構造に対応する凹凸形成面を有する平面スタンパやロールスタンパの金型を用い、この凹凸形成面に紫外線硬化型樹脂を塗布または注入し、その上に基材を配置して、硬化処理後にスタンパから離型するといった方法が挙げられる。
また、このような方法では、凹凸構造１４２ｂを形成するために使用する樹脂の粘度を低くすることができるため成形性がよいという利点がある。
【００６１】
このような方法によれば、透光性絶縁層１４１をシート状部材で構成し、このシート状部材を基材として用いることで、透光性絶縁層１４１に積層する凹凸構造層１４２を形成することができる。
また、基材として、透光性絶縁層１４１と異なる１層または２層以上からなるシート状部材を用いれば、多層の凹凸構造層１４２を形成することができる。
ここで用いる基材の材質は、特に限定されるものではなく、例えば、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＶＣ、ＰＣ、ＯＰＰ、ＰＥ、ＴＡＣ、ＰＩ、ＰＭＭＡ等の樹脂材料からなるフィルムを使用することができる。
【００６２】
凹凸構造層１４２を形成するために使用する金型は、バイトによる金属板の切削加工や、バイト切削及び電子ビームによる描画やエッチングによって得られた母型の電鋳加工等により得ることができる。このような加工により成形された金型は、表面に凹凸構造１４２ｂの逆型構造が形成されている。
凹凸構造１４２ｂの逆型構造は、例えば、形成すべき凹凸構造１４２ｂの延在方向に直交する断面形状を有するバイトで金属板を切削することで形成することができる。
また、金型は板状でもよく、ロール状でもよいが、ロール状の金型とする方が望ましい。ロール状の金型であれば、連続エンボス加工が可能であり、大きな面積を必要とする場合に特に好適である。
【００６３】
光反射性金属層１４３は、凹凸構造１４２ｂ上に、凹凸構造１４２ｂに追従した層状になるように形成され、凹凸構造層１４２を透過して入射する光を凹凸構造層１４２側に反射する反射面を構成する金属含有層である。
光反射性金属層１４３に用いる金属としては、金属光沢を有し反射面を形成できるものであれば特に限定されない。例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、スズ（Ｓｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、等の単体もしくは合金が挙げられる。
光反射性金属層１４３は、単層で形成してもよく複数の金属、合金を積層して用いてもよい。中でも、アルミニウムは、反射性が高く、緻密な金属層が比較的容易に形成でき、安価でもあるため、特に好適である。
【００６４】
光反射性金属層１４３の厚さは、３０ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましい。この範囲内では、４０ｎｍ以上、または９０ｎｍ以下、または４０ｎｍ以上９０ｎｍ以下がより好ましい範囲である。
光反射性金属層１４３の厚さが３０ｎｍより小さいと、光反射性金属層１４３に入射する光を十分に反射することができない。４０ｎｍ以上の厚さがあれば、より確実に光反射性金属層１４３に入射する光を反射することができる。
光反射性金属層１４３の厚さが１００ｎｍを超えると、光反射性金属層１４３に目視でも確認できるクラックが発生しやすくなる。９０ｎｍ以下であれば、目視で確認できないようなクラックも発生しにくいなるためより好ましい。
【００６５】
このような構成の光反射性金属層１４３は、凹凸構造１４２ｂに追従した断面が三角形状の反射面になっているため、凹凸構造層１４２を透過した光が入射すると、この光を、入射方向に応じた特定の方向へ反射する機能を有する。この反射光を効率よく特定の方向に反射するためには、光反射性金属層１４３による反射面が鏡面反射面であることが望ましい。
光反射性金属層１４３を鏡面反射面に形成するためには、凹凸構造１４２ｂにおける三角プリズム状の平面を鏡面に対応する面精度を有する滑らかな平面に形成するとともに、光反射性金属層１４３を構成する金属または合金を、凹凸構造１４２ｂに密着する緻密な層膜に形成すればよい。
【００６６】
光反射性金属層１４３の形成手段としては、均一に金属層が形成できれば特に限定されるものではない。例えば、（ａ）真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、イオンクラスタービーム法等の物理気相成長法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法；ＰＶＤ法）、（ｂ）プラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法、光化学気相成長法等の化学気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法；ＣＶＤ法）などを採用することができる。
これらの中でも、生産性が高く良質な金属層が形成できる真空蒸着法が特に好ましい。真空蒸着法による真空蒸着装置の加熱手段としては電子線加熱方式、抵抗加熱方式、誘導加熱方式のいずれかを適宜用いればよい。
これらの形成手段によれば、金属または合金の微粒子を緻密に積層させることができるため、鏡面反射面の形成が容易である。
【００６７】
接着層１４４は、後述するバリア層１４５を光反射性金属層１４３と貼り合わせるための層状部である。
太陽電池モジュール１は屋外で長期使用される場合が多いため、接着層１４４には、接着強度が長期間の屋外使用で劣化しデラミネーションなどを生じないこと、黄変の程度が小さいことなどが要求される。
これらの要求を満たすため、接着層１４４としては、ポリウレタン系、ポリアクリル系、ポリエステル系、エポキシ系、ポリ酢酸ビニル系、セルロース系の樹脂を１種又は２種以上混合したラミネート用接着剤を使用することができる。
【００６８】
また、接着層１４４には、長期間の屋外暴露による接着剤の劣化を防止するために劣化防止剤を添加しても良い。劣化防止剤としては、例えば、カルボジイミン、エポキシなどの添加剤が挙げられる。
また、さらに、例えば、硬化剤、可塑剤、分散剤、各種レベリング剤、紫外線吸収剤、抗酸化剤、粘性改質剤、潤滑剤、光安定化剤等の各種添加剤が適宜配合されてもよい。
【００６９】
バリア層１４５は、太陽電池モジュール１の内部を劣化させる原因となる物質、例えば、水蒸気や酸素の外部からの進入を抑制し、太陽電池モジュール１内部の各部の腐食や劣化を防止するために設けられた防護層であり、本実施形態では金属箔で構成されている。
本実施形態では、バリア層１４５は、接着層１４４を介して、光反射性金属層１４３と貼り合わせられている。
貼り合わせ方法としては、例えば、ドライラミネーション方法、ノンソルベントドライラミネーション方法、ホットメルトラミネーション方法、エクストルージョンラミネーション方法を利用したサンドイッチ・エクストルージョンラミネーション方法などの公知の方法を適宜使用することができる。
【００７０】
金属箔の種類は、例えば水蒸気など光反射性金属層１４３の腐食の原因となる物質を遮断することができる材質であれば、特に限定されない。
バリア層１４５に用いることができる材料としては、例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ等の金属単体もしくは合金、またはステンレス鋼などが挙げられる。
これらの金属箔は水蒸気バリア性に優れた材料であることが知られている。そのため、高温高湿環境下における太陽電池モジュール１内部の電極２２ｃ等の酸化、凹凸構造層１４２の樹脂材料の劣化、光反射性金属層１４３の腐食等を抑制または防止することが可能である。
特に、光反射性金属層１４３の腐食と凹凸構造層１４２の劣化とを抑制または防止できるため、後述する凹凸構造層１４２および光反射性金属層１４３の作用による反射機能と、光の利用効率を向上させる効果とを、長期にわたって持続することが可能となる。
上述の金属箔中でも、アルミニウムは、水蒸気バリア性が高く、かつ安価であるため、特に好適である。
【００７１】
バリア層１４５の厚さは、７μｍ以上５０μｍが好ましい。この範囲内では、２０μｍ以上、または４０μｍ以下、または２０μｍ以上４０μｍ以下がより好ましい範囲である。
バリア層１４５の厚さが７μｍより小さいと、ピンホールが多くなり十分な水蒸気バリア性を得ることが出来ない場合がある。また金属箔を接着層１４４に貼り合わせる際にしわなどの欠陥が生じやすく、工程収率が低下してしまうおそれがある。２０μｍ以上の厚さがあれば、ピンホールがほぼゼロに近いため十分な水蒸気バリア性を得ることが出来、また貼り合わせの際のしわなどの欠陥が生じにくい。
バリア層１４５の厚さが５０μｍを超えると、屈曲性が低下するために折れなどの欠陥が生じやすく、工程収率が低下してしまう。４０μｍ以下であれば、十分な屈曲性が保たれるため折れなどの欠陥がより生じにくい。
【００７２】
接着層１４６は、後述する耐候層１４７をバリア層１４５と貼り合わせるための層状部である。
接着層１４６には、接着層１４４と同様の接着剤、劣化防止剤、各種添加剤の使用が可能である。
【００７３】
耐候層１４７は、裏面シート１４において透光性絶縁層１４１と反対側の表面を構成する層状部である。本実施形態では、太陽電池モジュール１に組み立てられた際に、太陽電池モジュール１の前面板１１と反対側の最外面を構成している。
耐候層１４７は、太陽電池モジュール１の使用環境において要求される、耐高温、耐高湿、耐加水分解、難燃性等の長期耐候性を満足するシート状部材で構成され、接着層１４６を介して、バリア層１４５に貼り合わされている。
貼り合わせ方法としては、バリア層１４５と光反射性金属層１４３とを貼り合せる方法と同様の各種方法を適宜使用することが出来る。
【００７４】
耐候層１４７の材料としては、長期耐候性の目標値を満たす材料であれば適宜採用することができる。
長期耐候性の要求を満たすシート状部材の例としては、ＰＶＦ等のフッ素樹脂フィルムやフッ素樹脂塗膜、もしくは低オリゴマーＰＥＴフィルム等の耐加水分解性を高めたタイプのＰＥＴフィルム等を挙げることができる。また、耐候性に優れるＰＥＮフィルム等も好適である。
【００７５】
また、耐候層１４７は、単層であってもよく、多層であってもよい。
単層の場合には、上述の材料のいずれかを要求特性に合わせて選択することができる。ＰＶＦは、長期耐候性に特に優れているため好適である。また低オリゴマーＰＥＴフィルム等の耐加水分解性のＰＥＴフィルムは、安価でありながら長期耐候性にも優れているため、好適である。
耐候層１４７が多層構造の場合の例としては、ＰＥＴフィルムにＰＶＦ等のフッ素樹脂フィルムを接着層を介して貼り合わせたものや、ＰＥＴフィルムにＰＶＦ等のフッ素樹脂塗膜を形成したもの等が挙げられる。
ＰＶＦ等のフッ素樹脂は、長期耐候性に非常に優れており、単層でも十分な性能を発揮するものの、単層で十分な強度を得ようとすると厚さを厚くする必要がありコスト高の要因となる。よって、強度を確保する基材との組合せによる多層構造とすることが好ましい。
なお、耐候層１４７の層構成は上記に限ったものではなく、要求特性に応じて適宜変更可能である。
【００７６】
次に、本実施形態の裏面シート１４および太陽電池モジュール１の作用について、説明する。
図５（ａ）、（ｂ）は、透光性絶縁層を有しない比較例の太陽電池モジュールの縦断面図である。図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、本発明の実施形態の太陽電池モジュールにおける太陽電池裏面シートの作用を説明する模式説明図である。図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、凹凸構造の頂角の違いによる作用を説明する模式的な光路図である。本発明の実施形態の太陽電池モジュールにおける太陽電池裏面シートの作用を説明する縦断面図である。図８（ａ）は、発明の実施形態の太陽電池モジュールの模式的な平面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、封止材と凹凸構造層との屈折率の違いによる作用を説明する模式的な光路図である。
【００７７】
まず、透光性絶縁層１４１の作用について、図５（ａ）、（ｂ）に示す比較例を参照して説明する。
図３に示すように、太陽電池モジュール１では、封止材１３が、電気絶縁性に優れる透光性絶縁層１４１によって覆われている。このため、導電性を有する光反射性金属層１４３と、太陽電池セル１２や電極２２ｃとの電気的な距離が大きくなっているため、放電リークが防止されている。
また、透光性絶縁層１４１の絶縁破壊電圧を適切に設定しておくことで、絶縁破壊を防止することができる。
【００７８】
これに対して、図５（ａ）、（ｂ）に示す比較例の太陽電池モジュール１Ａ、１Ｂは、いずれも、本実施形態の太陽電池モジュール１から透光性絶縁層１４１および凹凸構造層１４２を削除したもので、光反射性金属層１４３が封止材１３と当接している。
このような構成で、電極２２ｃと光反射性金属層１４３との間の放電リークを防止するには、封止材１３によって電極２２ｃと光反射性金属層１４３との間に充分な電気的な距離をあけることが必要である。
このため、太陽電池モジュール１Ａに示すように、電極２２ｃと光反射性金属層１４３との間を広くとる必要があるため、太陽電池モジュール１Ａの厚さが厚くなり、太陽電池モジュール１Ａが大型化してしまう。
また、電極２２ｃと同様に太陽電池セル１２も光反射性金属層１４３から離す必要があるため、太陽電池セル１２の裏面と光反射性金属層１４３との間に封止材１３による光透過領域が形成される。このため、光反射性金属層１４３の反射光が太陽電池セル１２の裏面に回り込み易くなるため、太陽電池モジュール１と比べて光利用効率が悪化してしまう。
【００７９】
一方、太陽電池モジュール１Ｂのように、光反射性金属層１４３と電極２２ｃとの距離が近いと、これらの間に放電リークが起こりやすくなり、太陽電池モジュール１の耐久性が低下してしまう。
また、封止材１３は、温度が上昇すると軟化するため、振動などの外力を受けた場合に、電極２２ｃや太陽電池セル１２と光反射性金属層１４３とが接触してしまうおそれもある。この場合には、光反射性金属層１４３を通じて電極２２ｃがショートしてしまう。
【００８０】
次に、太陽電池モジュール１における入射光の光路を説明するとともに、裏面シート１４の作用を説明する。
図１に示すように、光源Ｌから発される光のうち、前面板１１の最外面である入射面１１０に垂直に入射する光Ｈ０は、前面板１１に入射後、この前面板１１を透過して封止材１３に入射する。なお、入射面１１０の法線ＮＧは、例えば水平面に平行な平面Ｓ上に前面板１１を載置した状態における平面Ｓの法線ＮＳと平行な方向とする。
入射面１１０に対し斜めに入射した光は、垂直入射の光Ｈ０と比較して、入射面１１０で反射する割合が多く、太陽電池セル１２に入射する光も少なくなり、発電に利用できる光が少なくなる。そのため、光Ｈ０が入射面１１０に垂直に入射する場合が、最も効率良く発電を行なうことができる。
【００８１】
前面板１１を射出した光Ｈ１は、封止材１３に入射する。光Ｈ１は、太陽電池セル１２上では、前面板１１の入射面１１０に平行に配置された太陽電池セル１２の受光面Ｊに、垂直に入射する。この光Ｈ１は、太陽電池セル１２で電気へと変換され、発電に用いられる。
一方、太陽電池セル１２の間の隙間上に入射する光Ｈ１は、裏面シート１４に入射する。
裏面シート１４は、図６（ｃ）に示すように、封止材１３側から、透光性絶縁層１４１、凹凸構造層１４２、光反射性金属層１４３が積層されているため、光Ｈ１は、透光性絶縁層１４１、凹凸構造層１４２を透過した後、光反射性金属層１４３に対して斜め入射して、入射方向に対する光反射性金属層１４３の傾斜方向に応じた斜めの特定方向に向かって、反射光Ｈ２として反射される。このため、反射光Ｈ２は封止材１３内を前面板１１に向かって斜め方向に進む。
反射光Ｈ２は、少なくとも一部の光が、前面板１１の入射面１１０で裏面反射され、反射光Ｈ３として封止材１３内を裏面シート１４側に向かって進む。例えば、太陽電池セル１２と対向する前面板１１の部位またはその近傍で反射された反射光Ｈ３は、図１に示すように、太陽電池セル１２の受光面Ｊに入射して、太陽電池セル１２による発電に用いられる。
この結果、隣接する太陽電池セル１２同士の間の隙間に入射する光Ｈ１が光量損失になることなく、太陽電池セル１２による発電に寄与するため、裏面シート１４を有しない場合に比べて、光利用効率が向上される。
【００８２】
太陽電池モジュール１による発電の光利用効率は、裏面シート１４における光量損失が小さいほど向上することができる。
本実施形態では、透光性絶縁層１４１の４００ｎｍ〜１２００ｎｍにおける平均透過率が、９０％以上１００％以下であるため、光Ｈ１が透光性絶縁層１４１に入射する際の光量損失、および反射光Ｈ２が透光性絶縁層１４１から出射される際の光量損失が、それぞれ１０％未満となり、光量損失を抑制できる。
また、光反射性金属層１４３は、鏡面反射面に形成しておけば、反射時の散乱が抑制され、反射光Ｈ２を特定の反射方向により向けやすくなるため、光利用効率をさらに向上することができる。
【００８３】
裏面シート１４は、上述した好ましい構成を備える場合には、さらに発電の光利用効率を向上することができる。
まず、凹凸構造１４２ｂの頂角θの作用について説明する。
なお、本実施形態では、前面板１１、封止材１３、透光性絶縁層１４１、凹凸構造層１４２の各材料の屈折率は同一とは限らないが、簡単のため、概略的な光路の説明では、屈折率が同一であると仮定して説明する。当業者であれば、以下の説明から屈折率が相違する場合の詳細の光路を理解することは容易である。
また、特に屈折率の相違に基づく作用の説明をする際は、その旨を断って説明する。
【００８４】
図６（ｄ）に示すように、光Ｈ１は、凹凸構造１４２ｂに到達すると、凹凸構造１４２ｂの裏面に対して、入射角αで入射する。凹凸構造１４２ｂの表面側には光反射性金属層１４３が密着しているため、光Ｈ１の出射角αで反射される。すなわち、反射光Ｈ２は、光Ｈ１の入射方向に対しては角度２αをなす方向に反射される。
頂角θと出射角αとの間には、それぞれの単位を度で表したとき、次式（１）が成り立つ。
【００８５】
α＝（１８０−θ）／２                                          ・・・（１）
【００８６】
ここで、反射光Ｈ２と、隣接する凹凸構造１４２ｂによる反射面の関係を考えると、隣接する反射面は、入射方向に対してθ／２だけ傾斜している。
反射光Ｈ２が隣接する反射面に入射して反射方向が変わることがないようにするには、次式（２）を満足する必要がある。
【００８７】
２α≦θ／２                                                    ・・・（２）
【００８８】
上記式（１）、（２）を解くことにより、反射光Ｈ２を隣接する反射面に確実に反射させないための条件は、θ≧１２０（°）であることが分かる。
【００８９】
反射光Ｈ２は、図６（ｃ）に示すように、前面板１１に到達すると、前面板１１と、太陽電池モジュール１が設置される外部環境の雰囲気、例えば大気、との間の界面である入射面１１０で裏面反射されて反射光Ｈ３が形成される。このとき、入射面１１０に対する反射光Ｈ２の入射角は２αである。
ここで、図６（ａ）に示すように、２αが入射面１１０の裏面における臨界角γ以上の場合には、入射面１１０で全反射されるため、反射光Ｈ２はロスが極めて少なく反射光Ｈ３となる。
一方、図６（ｂ）に示すように、２αが臨界角γより小さい場合には、反射光Ｈ３の他に入射面１１０を外部側に透過する透過光Ｈ４が発生する。この透過光Ｈ４の発生がすると反射光Ｈ３の光量が減少し、太陽電池セル１２の受光面Ｊに入射する反射光Ｈ３の光量が減少するため、反射光Ｈ２の入射角２αが臨界角γ以上となることが望ましい。
なお、臨界角γは、前面板１１の屈折率ｎ１と外部環境の雰囲気の屈折率ｎ２（ただし、ｎ１＞ｎ２）によって決定され、次式（３）で表される。
【００９０】
ｓｉｎγ＝ｎ１／ｎ２                                            ・・・（３）
【００９１】
例えば、前面板１１に強化ガラスなどのガラスを用いた場合には、屈折率ｎ１は約１．５、外部環境の雰囲気を大気とすると屈折率ｎ２は約１．０であるため、臨界角γは約４２°となる。
以上から、光反射性金属層１４３での反射光Ｈ２を有効に利用するためには、２αが臨界角γ以上となる必要があり、上記のように臨界角γが４２°の際には凹凸構造を為す光反射性金属層１４３での反射角αが２１°以上であること、すなわち凹凸構造１４２ｂの頂角θが１３８°以下であることが好ましい。
【００９２】
図７（ａ）に示すように、頂角θが１２０°よりも小さい場合には、反射光Ｈ２の反射角が大きくなり、隣接する反射面の傾斜に比べて浅い角度の方向に反射されるために反射光Ｈ２が隣接する反射面で反射されて多重反射が起こる。これにより、反射光Ｈ２は再反射光Ｈ２’として、反射光Ｈ２の反射角が小さくなったのと同様の光路を進む。
この結果、入射面１１０での入射角２αが４２°以下になる可能性が高いため、再反射光Ｈ２’は、透過光Ｈ４として入射面１１０を外部側に透過して光量損失となってしまう。頂角θの大きさによっては、再反射光Ｈ２’は入射面１１０においてある程度反射されて封止材１３に戻るが、再反射光Ｈ２’は多重反射した光であるため、反射光Ｈ２よりも光量が確実に低下することになる。
したがって、いずれにしても、反射光Ｈ２を有効に利用することが出来ない。
【００９３】
これに対して、図７（ｂ）に示すように、頂角θが１２０°以上、１３８°以下の場合には、入射面１１０での入射角２αが４２°以上となり、反射光Ｈ２を有効に利用することが可能である。
また、図７（ｃ）に示すように、頂角θが１３８°よりも大きい場合には、前述の通り、入射面１１０での入射角２αが４２°以下となるため、光を有効に利用することが出来ない。
【００９４】
次に、反射光Ｈ２と太陽電池セル１２との位置関係と光利用効率との関係について説明する。
例えば、図８（ａ）に示すように、太陽電池セル１２の端辺１２ａに隣接する矩形状領域として、太陽電池セル１２に近い側から幅Ｌｍの領域Ｍと、幅Ｌｎの領域Ｎを考える。
領域Ｍは、図８（ｂ）に示すように、裏面シート１４からの反射光Ｍ２、ｍ２が、入射面１１０に入射する前に太陽電池セル１２にぶつかって、光量損失となり、反射光Ｍ２、ｍ２を有効に利用することが出来ない領域である。
また、領域Ｎは、図８（ｂ）に示すように、裏面シート１４からの反射光Ｎ２、ｎ２がすべて、入射面１１０に到達し、反射光Ｎ３、ｎ３として、封止材１３側に反射され、太陽電池セル１２の受光面Ｊ上に到達するため、反射光Ｎ２、ｎ２を有効に利用することが出来る領域である。
太陽電池セル１２の端部からの距離が（Ｌｍ＋Ｌｎ）を越える領域Ｏは、入射面１１０で反射された反射光が太陽電池セル１２に到達する前に、裏面シート１４に再入射し、再度反射される領域である。再反射後は、受光面Ｊに到達する場合と到達しない場合とがあるが、到達するとしても、裏面シート１４で複数回反射されているため、光量が減衰している。したがって、反射光を有効に利用することが出来ない領域である。
【００９５】
距離Ｌｍ、Ｌｎ、Ｌｏは、頂角θ等によって決まり、次式（４）、（５）、（６）から求められる。
【００９６】
Ｌｍ＝Ｌａ・ｃｏｓφ／ｔａｎ（θ−９０）                        ・・・（４）
Ｌｎ＝Ｌｏ−Ｌｍ                                                ・・・（５）
Ｌｏ＝Ｌｂ・ｃｏｓφ／ｔａｎ（θ−９０）                        ・・・（６）
【００９７】
ここで、Ｌａは、受光面Ｊと光反射性金属層１４３で形成された反射面との距離、Ｌｂは、入射面１１０と光反射性金属層１４３で形成された反射面との距離、φ（°）は、光Ｈ０の方向から見たときの太陽電池セル１２の端辺１２ａと凹凸構造層１４２の頂部の稜線Ｑ（図８（ａ）参照）とのなす角度である。
なお、光反射性金属層１４３で形成された反射面に対する距離は、凹凸構造１４２ｂの凹凸の中心を通る仮想平面から測るものとする。
【００９８】
領域Ｍ、Ｎの大きさの具体例について説明する。具体例の太陽電池モジュール１の条件としては、Ｌａ＝０．７５（ｍｍ）、Ｌｂ＝４．２５（ｍｍ）、φ＝０（°）とした。
この条件の下に、頂角θを１２０°、１２５°、１３０°、１３５°、１３８°とした場合の距離Ｌｍ、Ｌｎ、Ｌｏの計算結果を下記表１に示す。
なお、ここでは凹凸構造層１４２、透光性絶縁層１４１、封止材１３、前面板１１の屈折率はすべて同じであると仮定している。このため、以下の光路の説明には、それぞれの厚さは関係しない。
【００９９】
【表１】
2013115216.tif 000003
【０１００】
表１によれば、頂角θが１２０°〜１３８°に変化する間に、距離Ｌｍは、１．３０ｍｍから０．６８ｍｍまで減少し、距離Ｌｎは、１２．１０ｍｍから６．３０ｍｍまで減少していることが分かる。頂角θが１２０°の場合に、距離Ｌｎが一番長いことが分かる。すなわち反射光を有効に利用できる領域Ｎが一番広いことが分かる。また、距離Ｌｎは頂角θが１３８°の場合に一番短くなることが分かる。
このため、頂角θが１２０°のときに最も光の利用効率を高めることが可能であるため好ましい。
【０１０１】
ただし、実際の使用環境での入射光は、例えば太陽電池モジュール１の設置状態などの都合によっては、前面板１１に対する入射角が０°には限定されない。また、頂角θが１２０°より小さい場合でも効率はやや劣るものの入射面１１０での反射がなくなるわけではないため、頂角θは１２０°に近ければ、１２０°より小さくてもよい。
したがって、入射角が０°の近傍でばらつくとすると、頂角θは、１２０°±５°の範囲で適宜設定することが好ましい。
また、予め入射角が０°以外の特定の角度になることが分かっている場合には、その場合の特定の角度で上記と同様な計算を行って、最適な頂角θを設定することも可能である。
【０１０２】
次に、凹凸構造層１４２、透光性絶縁層１４１、および封止材１３の好ましい屈折率の作用について、屈折率が異なる場合の光路に基づいて説明する。この説明では、凹凸構造層１４２、透光性絶縁層１４１、および封止材１３のそれぞれの屈折率を、ｎ１４２、ｎ１４１、ｎ１３とする。簡単のため、前面板１１の屈折率は、封止材１３の屈折率ｎ１３に等しいものとする。
また、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、凹凸構造層１４２から透光性絶縁層１４１に入射する際の屈折角（透光性絶縁層１４１中を進む光の角度）をβ１、透光性絶縁層１４１から封止材１３に入射する際の屈折角（封止材１３中を進む光の角度）をβ２で表すことにする。屈折角β１、β１は、各界面の法線からの角度で定義されるが、太陽電池モジュール１では、これらは、いずれも光Ｈ１の入射方向に一致している。
【０１０３】
太陽電池モジュール１において、凹凸構造層１４２の屈折率ｎ１４２は、透光性絶縁層１４１の屈折率ｎ１４１より小さく、封止材１３の屈折率ｎ１３よりも大きいことが好ましい。
屈折率ｎ１４２が屈折率ｎ１４１よりも大きい場合には、臨界角が存在してしまうため、光反射性金属層１４３で反射した光が臨界角より大きな角度で凹凸構造層１４２と透光性絶縁層１４１との界面に入射すると、全反射により凹凸構造層１４２の内部に戻ってきてしまい、反射光を有効に利用することが出来ない。
臨界角は、屈折率の大きな物質から小さな物質に光が入射するときに全反射が起こる最も小さな入射角のことであり、上記と逆に、屈折率ｎ１４２が屈折率ｎ１４１よりも小さい場合には臨界角が存在しない、すなわち全反射が起こり得ず、光反射性金属層１４３で反射した光を有効に利用できるため好ましい。
【０１０４】
屈折率ｎ１４２が屈折率ｎ１３よりも小さい場合には、透光性絶縁層１４１から封止材１３に入射する際の屈折角β２が、凹凸構造層１４２中を進む光の角度２αよりも小さくなってしまうため、光反射性金属層１４３で反射した光を有効に利用する効果が低くなってしまう、すなわち反射光を有効に利用できる領域Ｎが狭くなってしまう。
屈折率ｎ１４２が屈折率ｎ１３よりも大きい場合には、屈折角β２が、角度２αよりも大きくなるため、光反射性金属層１４３で反射した光を有効に利用する効果が高くなる、すなわち反射光を有効に利用できる領域Ｎが広くなるため、好ましい。
【０１０５】
上記の作用を具体例に基づいて説明する。具体例の条件は表１の計算と同様に、Ｌａ＝０．７５（ｍｍ）、Ｌｂ＝４．２５（ｍｍ）、φ＝０（°）とした。また、頂角および各屈折率の条件は、θ＝１２０（°）、２α＝６０（°）とした。
【０１０６】
図９（ａ）は、ｎ１４２＝ｎ１３＝１．４８、ｎ１４１＝１．６の場合の模式的な光路図を示す。
この場合、光反射性金属層１４３に入射した光Ｈ０は、光反射性金属層１４３によって、光ｈ１として、２α＝６０（°）の方向に反射されるため、光ｈ１が、透光性絶縁層１４１に入射角６０°で入射する。透光性絶縁層１４１の屈折率は、ｎ１４１＝１．６であるため、光ｈ１は界面で屈折し、光ｈ２として透光性絶縁層１４１中を進む。このとき屈折角β１は、５３．２°であるため、光ｈ２は封止材１３に５３．２°の角度で入射する。封止材１３の屈折率は、ｎ１３＝１．４８なので、光ｈ２は界面で屈折し、光ｈ３として封止材１３中を進む。このとき屈折角β２は、６０°となり、前面板１１に６０°の角度で入射する。前面板１１の屈折率は１．４８なので、光ｈ３は直進して、入射面１１０の裏面側に６０°の角度で入射する。これにより、光ｈ３は点ｒ１で全反射されて、反射光Ｈ３が形成される。
【０１０７】
図９（ｂ）は、ｎ１４２＝１．４５、ｎ１３＝１．４８、ｎ１４１＝１．６の場合の模式的な光路図を示す。すなわち、凹凸構造層１４２の屈折率が、封止材１３の屈折率より小さい場合の例を示している。
この場合、光反射性金属層１４３によって反射された光ｈ１が、透光性絶縁層１４１に入射角６０°で入射するのは、図９（ａ）の場合と同様である。
光ｈ１は界面で屈折し、光ｈ２として透光性絶縁層１４１中を進む。このとき本例では、ｎ１４２＝１．４５の凹凸構造層１４２から、ｎ１４１＝１．６の透光性絶縁層１４１への屈折になるため、屈折角β１は、５１．７°となる。このため、光ｈ２は封止材１３に５１．７°の角度で入射する。封止材１３の屈折率は、ｎ１３＝１．４８なので、光ｈ２は界面で屈折し、光ｈ３として封止材１３中を進む。このとき屈折角β２は、５８°となり、前面板１１に５８°の角度で入射する。前面板１１の屈折率は１．４８なので、光ｈ３は直進して、入射面１１０の裏面側に５８°の角度で入射する。これにより、光ｈ３は点ｒ２で全反射されて、反射光Ｈ３が形成される。
しかしながら、入射面１１０に入射する光の角度が、凹凸構造層１４２の屈折率が１．４８のときよりも小さくなるため、図９（ａ）の場合に比べて、反射される点ｒ２の位置が光Ｈ１の入射位置に近い。さらに反射光Ｈ３の反射角も小さくなることと相俟って、反射光Ｈ３が到達する距離が短くなってしまう。
【０１０８】
図９（ｃ）は、ｎ１４２＝１．５１、ｎ１３＝１．４８、ｎ１４１＝１．６の場合の模式的な光路図を示す。すなわち、凹凸構造層１４２の屈折率が、封止材１３の屈折率より大きい場合の例を示している。
この場合、光反射性金属層１４３によって反射された光ｈ１が、透光性絶縁層１４１に入射角６０°で入射するのは、図９（ａ）の場合と同様である。
光ｈ１は界面で屈折し、光ｈ２として透光性絶縁層１４１中を進む。このとき本例では、ｎ１４２＝１．５１の凹凸構造層１４２からｎ１４１＝１．６の透光性絶縁層１４１への屈折になるため、屈折角β１は、５４．８°となる。このため、光ｈ２は封止材１３に５４．８°の角度で入射する。封止材１３の屈折率は、ｎ１３＝１．４８なので、光ｈ２は界面で屈折し、光ｈ３として封止材１３中を進む。このとき屈折角β２は、６２．１°となり、前面板１１に６２．１°の角度で入射する。前面板１１の屈折率は１．４８なので、光ｈ３は直進して、入射面１１０の裏面側に６２．１°の角度で入射する。これにより、光ｈ３は点ｒ３で全反射されて、反射光Ｈ３が形成される。
しかしながら、入射面１１０に入射する光の角度が、凹凸構造層１４２の屈折率が１．４８のときよりも大きくなるため、図９（ａ）の場合に比べて、反射される点ｒ３の位置が光Ｈ１の入射位置から遠くなる。さらに反射光Ｈ３の反射角も大きくなることと相俟って、反射光Ｈ３が到達する距離が長くなる。
【０１０９】
下記表２に、凹凸構造層１４２の屈折率を変えた場合の距離Ｌｍ、Ｌｎ、Ｌｏを示す。ここで、屈折率ｎ１４２の値以外の条件は、上記の具体例と同じである。また、凹凸構造層１４２の厚さは０．０５ｍｍ、透光性絶縁層１４１の厚さは０．２ｍｍ、封止材１３の厚さは１ｍｍ、前面板１１の厚さは３ｍｍとする。
屈折率ｎ１４２は、上記に説明した例も含め、１．４５、１．４８、１．５１、１．５４、１．５７、１．６としている。
【０１１０】
【表２】
2013115216.tif 000004
【０１１１】
上記表２によれば、ｎ１４２が１．４５〜１．６に変化する間に、距離Ｌｍは、１．２ｍｍから２．０ｍｍまで増加し、距離Ｌｎは、１１．２ｍｍから１８．６ｍｍまで増加していることが分かる。
これより、凹凸構造層１４２の屈折率が大きいほど距離Ｌｎが長い、すなわち反射光を有効に利用できる領域Ｎが広いことがわかる。
【０１１２】
なお、上記式（４）、（５）、（６）は、凹凸構造層１４２、透光性絶縁層１４１、封止材１３、前面板１１の屈折率がすべて同じであると仮定している。そのため、屈折率が異なる上記表２の計算では、屈折率の違いを考慮し、以下のような補正を行って、距離Ｌｍ、Ｌｎ、Ｌｏを算出した。
例えば凹凸構造層１４２の屈折率ｎ１４２が１．５１の場合、入射面１１０に入射する光の角度が６２．１°である。これは各層の屈折率がすべて同じである場合には、頂角θが１１７．９°であることに相当する。そのため頂角θを１１７．９°とした場合の距離Ｌｍ、Ｌｎ、Ｌｏを算出した。なお、屈折率がすべて同じ場合に、頂角θが１１７．９°になると、実際には多重反射することになるが、ここでは補正のため、計算上想定しているにすぎない。屈折率が異なる場合でこれに相当する頂角６２．１°は、屈折率の違いにより光路が異なるため、多重反射する条件にはならない。
ただし、厳密には、凹凸構造層１４２と透光性絶縁層１４１の屈折率が異なるために、実際の距離Ｌｍ、Ｌｎ、Ｌｏとはわずかに誤差が生じる。しかし、凹凸構造層１４２と透光性絶縁層１４１の厚さの和が、封止材１３と前面板１１の厚さの和の１０分の１以下であれば、その誤差を無視できるほど小さい。したがって、凹凸構造層１４２と透光性絶縁層１４１の厚さの和が、封止材１３と前面板１１の厚さの和の１０分の１以下であると、計算が容易となるため好ましい。
【０１１３】
なお、以上の具体例の計算に用いた屈折率について説明する。
封止材１３の屈折率としては、最も一般的に用いられるＥＶＡの屈折率である１．４８を採用した。ＥＶＡの屈折率は一般的に約１．４８であると言われている。
透光性絶縁層１４１の屈折率としては、最も一般的に用いられるＰＥＴフィルムの屈折率である１．６を採用した。ＰＥＴフィルムの屈折率は延伸方向によっても異なるが、１．５７〜１．６３程度と言われている。
前面板１１の屈折率としては、説明の簡便化のために封止材１３の屈折率と同じである１．４８を採用した。なお、前面板１１として、最も一般的に用いられるのは強化ガラスであり、屈折率は約１．５であると言われているが、本発明の効果において、前面板の屈折率が１．４８の場合と、１．５の場合とで大きな差異はないため、実使用において強化ガラスを用いた場合でも、同様の効果が得られる。
このような各層の屈折率は、一例であって、上記に限ったものではなく、要求特性に応じて適宜変更可能である。
【０１１４】
以上に説明したように、本実施形態の裏面シート１４および太陽電池モジュール１によれば、凹凸構造層１４２の凹凸形状に沿う凹凸構造１４２ｂを有する光反射性金属層１４３によって、封止材１３側から太陽電池裏面シート１４に入射する光を反射して、太陽電池セル１２に再入射させ、光の利用効率を向上させることが可能であり、透光性絶縁層１４１の４００〜１２００ｎｍの平均反射率が９０％以上であることにより、より確実に光の利用効率を向上させることが可能となる。
【０１１５】
［第１構成例］
次に、本実施形態の第１構成例の裏面シートについて説明する。
図１０は、本発明の実施形態の第１構成例の太陽電池裏面シートの概略構成を示す縦断面図である。
【０１１６】
本構成例の裏面シート２０は、図１０に示すように、上記実施形態の裏面シート１４と同様に、透光性絶縁層１４１、凹凸構造層１４２、光反射性金属層１４３、接着層１４４、バリア層１４５、接着層１４６、および耐候層１４７をこの順に備え、図１に示すように、上記実施形態の太陽電池モジュール１に用いることができるものである。
ただし、本構成例は、凹凸構造層１４２が単層からなる場合の例になっている。
【０１１７】
裏面シート２０では、透光性絶縁層１４１としてＰＥＴフィルムを用いている。
凹凸構造層１４２は、アクリレート系化合物を主成分とする紫外線硬化樹脂を成形することによって形成している。このため、本構成例では、透光性絶縁層１４１は、凹凸構造層１４２を成形する際に凹凸構造層１４２を支持する基材を兼ねている。
バリア層１４５はアルミニウム箔を用いている。
耐候層１４７は耐加水分解性を有するＰＥＴフィルムを用いている。
【０１１８】
［第２構成例］
次に、本実施形態の第２構成例の裏面シートについて説明する。
図１１は、本発明の実施形態の第２、３、４構成例の太陽電池裏面シートの概略構成を示す縦断面図である。
【０１１９】
本構成例の裏面シート３０は、図１１に示すように、上記実施形態の裏面シート１４と同様に、透光性絶縁層１４１、凹凸構造層１４２、光反射性金属層１４３、接着層１４４、バリア層１４５、接着層１４６、および耐候層１４７をこの順に備え、図１に示すように、上記実施形態の太陽電池モジュール１に用いることができるものである。
ただし、本構成例は、凹凸構造層１４２が多層からなる場合の例になっている。
裏面シート３０では、透光性絶縁層１４１としてＥＶＡフィルムを用いている。
本構成例の凹凸構造層１４２は、凹凸構造層１４２の表面１４２ａを有する基材４２２と、凹凸構造１４２ｂを有する凹凸構造部４２１との２層からなる。ここで、基材４２１は、凹凸構造部４２１を成形する際に凹凸構造部４２１を支持する基材になっている。
基材４２２はＰＥＴフィルムを用い、凹凸構造部４２１は、アクリレート系化合物を主成分とする紫外線硬化樹脂を用いて形成している。
また、本構成例の凹凸構造層１４２は、表面１４２ａ側でウレタン系化合物を主成分とする接着剤からなる接着層１４８を介して透光性絶縁層１４１と貼り合わされている
バリア層１４５、耐候層１４７は、上記第１構成例と同様な材料を用いている。
【０１２０】
［第３構成例］
次に、本実施形態の第３構成例の裏面シートについて説明する。
本構成例の裏面シート４０は、図１１に示すように、上記第２構成例と同様の層構成を備え、耐候層１４７の材料を、ＰＶＦフィルムに代えたものである。
【０１２１】
［第４構成例］
次に、本実施形態の第４構成例の裏面シートについて説明する。
本構成例の裏面シート５０は、図１１に示すように、上記第２構成例において、透光性絶縁層１４１および耐候層１４７の材料を、ＰＶＦフィルムに代えたものである。
【０１２２】
このような第１〜４構成例の裏面シート２０、３０、４０、５０においても実施形態の裏面シート１４と同様に、光反射性金属層１４３を含むため、前面側に向かって光を効率良く反射することができる。したがって、太陽電池モジュール１の光の利用効率を向上させて発電量を増大させることが可能となる。
【０１２３】
なお、上記の説明では、バリア層１４５と耐候層１４７とが接着層１４６を介して配置される場合の例で説明したが、バリア層１４５と耐候層１４７とは接着層１４６を介して接合される形態には限定されず、接着層１４６を削除して、バリア層１４５に耐候層１４７を直接積層させた構成としてもよい。
【０１２４】
また、上記の説明では、光Ｈ０の方向から見たときの太陽電池セル１２の端辺１２ａと凹凸構造層１４２の頂部の稜線Ｑとのなす角度φが０°の場合の例で説明したが、角度φは０°に限定されるものではなく、０°から９０°の適宜の角度に自由に設定することが可能である。
例えば角度φを４５°に設定した場合、反射光を有効に利用できる範囲が広くなるため好適である。
【０１２５】
また、上記の説明では、角度φが全領域で一定の場合の例で説明したが、角度φが異なる複数の領域を設けることも可能である。例えば角度φが０°の領域と９０°の領域を交互に配置することで、反射光を有効に利用できる範囲を広くすることが可能であり、好適である。
【０１２６】
また、上記の説明では、裏面シート１４、２０、３０、４０、５０は、太陽電池モジュール１への使用に限るものではなく、ＬＥＤ照明やＥＬ素子などの発光素子の光利用効率向上など、光利用効率向上が望まれる光学素子やディスプレイ部材への転用が可能である。
【０１２７】
以上、本発明での実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、これらに限定されることはなく多少の設計変更等も可能である。例えば上記に説明したすべての構成要素の組合せを変えたり、一部の構成要素を削除したりすることも可能である。
【実施例】
【０１２８】
次に、本発明の実施形態の太陽電池裏面シートおよび太陽電池モジュールの実施例について、比較例とともに説明する。
【０１２９】
［実施例１］
実施例１として、図１０に示した裏面シート２０、即ち、透光性絶縁層１４１、凹凸構造層１４２、光反射性金属層１４３、接着層１４４、バリア層１４５、接着層１４６、耐候層１４７の順に積層した裏面シート２０を作製した。
本実施例の透光性絶縁層１４１には、４００ｎｍ〜１２００ｎｍの平均透過率が９１％のＰＥＴフィルム（東洋紡製  コスモシャイン（登録商標）Ａ４３００）（厚さ：２５０μｍ）を使用した。また、凹凸構造層１４２には屈折率が１．５５の紫外線硬化樹脂を使用した。
なお、角度φは、φ＝４５（°）とした。
【０１３０】
［実施例２］
実施例２として、図１０に示した裏面シート２０を作製した。
本実施例の透光性絶縁層１４１には、４００ｎｍ〜１２００ｎｍの平均透過率が９１％のＰＥＴフィルム（東洋紡製  コスモシャイン（登録商標）Ａ４３００）（厚さ：２５０μｍ）を使用した。また、凹凸構造層１４２には屈折率が１．４６の紫外線硬化樹脂を使用した。封止材１３には屈折率が１．４８のＥＶＡフィルムを使用した。
なお、角度φは、φ＝４５（°）とした。
【０１３１】
［実施例３］
実施例３として、図１０に示した裏面シート２０を作製した。
本実施例の透光性絶縁層１４１には、４００ｎｍ〜１２００ｎｍの平均透過率が９１％のＰＥＴフィルム（東洋紡製  コスモシャイン（登録商標）Ａ４３００）（厚さ：２５０μｍ）を使用した。また、凹凸構造層１４２には屈折率が１．６７の紫外線硬化樹脂を使用した。封止材１３には屈折率が１．４８のＥＶＡフィルムを使用した。
なお、角度φは、φ＝４５（°）とした。
【０１３２】
［比較例１］
比較例１の裏面シート（図示略）は、従来の太陽電池裏面シートに用いられる白色ＰＥＴフィルム（東レ製  ルミラー（登録商標）Ｅ２０）（厚さ：２５０μｍ）からなるものである。
【０１３３】
［比較例２］
比較例２として、図１０に示した裏面シート２０、即ち、透光性絶縁層１４１、凹凸構造層１４２、光反射性金属層１４３、接着層１４４、バリア層１４５、接着層１４６、耐候層１４７の順に積層した裏面シート２０を作製した。
本比較例の透光性絶縁層１４１には、４００ｎｍ〜１２００ｎｍの平均透過率が８２％のＰＥＴフィルム（東レ製  ルミラー（登録商標）Ｓ１０）（厚さ：２５０μｍ）を使用した。また、凹凸構造層１４２には屈折率が１．５５の紫外線硬化樹脂を使用した。
なお、角度φは、φ＝４５（°）とした。
【０１３４】
［比較例３］
図１２は、比較例３の太陽電池裏面シートの概略構成を示す縦断面図である。
比較例２としては、図１２に示すように、裏面シート６０を作製した。
裏面シート６０は、上記第１構成例の裏面シート２０からバリア層１４５と接着層１４６とを削除したものである。即ち、透光性絶縁層１４１、凹凸構造層１４２、光反射性金属層１４３、接着層１４４、および耐候層１４７をこの順に積層したものである。
本比較例の透光性絶縁層１４１には、４００〜１２００ｎｍの平均透過率が８２％のＰＥＴフィルム（東レ製  ルミラー（登録商標）Ｓ１０）（厚さ：２５０μｍ）を使用した。また、凹凸構造層１４２には屈折率が１．５５の紫外線硬化樹脂を使用した。封止材１３には屈折率が１．４８のＥＶＡフィルムを使用した。
なお、角度φは、φ＝４５（°）とした。
【０１３５】
［評価］
評価を行うため、実施例１〜３、比較例１〜３の各裏面シートに、ＥＶＡフィルム、太陽電池セル１２、ＥＶＡフィルム、強化ガラスをこの順に積層し、真空ラミネータで熱ラミネートを行って一体化し、太陽電池モジュールの評価用サンプルを作製した。以下、実施例１〜３を用いた太陽電池モジュールを評価用サンプル１〜３、比較例１〜３を用いた太陽電池モジュールを評価用サンプル４〜６と称する。
ここで、ＥＶＡフィルムは太陽電池セルの封止材１３を構成するもので、屈折率が１．４８のものを使用した。また、強化ガラスは前面板１１を構成するもので、屈折率が１．５０のものを使用した。
評価としては、各評価用サンプルの初期の変換効率（以下、高温高圧試験前の変換効率と称する）を測定し、その後、長期耐候性を評価するために高温高湿試験を行い、この高温高湿試験後の変換効率を測定することで実施した。
変換効率の測定いずれも、ソーラーシミュレータ（Ｎｅｗｐｏｒｔ製  ３４９０３Ａ）、ＩＶカーブトレーサー（ＡＤＣＭＴ製  ６２４４）を用いて行った。
高温高湿試験は、ＪＩＳＣ８９９０／地上設置の結晶シリコン太陽電池（ＰＶ）モジュール−設計適格性確認及び形式認証のための要求事項の１０．１３高温高湿試験に準拠して、温度８５℃温度８５％の環境下で１０００時間行った。
【０１３６】
これらの評価結果について、下記表３に示す。
【０１３７】
【表３】
2013115216.tif 000005
【０１３８】
平均透過率が９１％である実施例１の評価用サンプル１、実施例２の評価用サンプル２、実施例３の評価用サンプル３では、一般的な白色ＰＥＴフィルムを使用した比較例１の評価用サンプル４を基準としたときにいずれも効率向上効果が得られることを確認した。中でも、凹凸構造層１４２の屈折率が封止材１３の屈折率よりも大きく、透光性絶縁層１４１の屈折率よりも小さい実施例１の評価用サンプル１では、比較例１の高温高湿試験前の変換効率に対して、高温高湿試験前で４％の効率向上効果が得られた。一方、凹凸構造層１４２の屈折率が封止材１３の屈折率よりも小さい実施例２の評価用サンプル２では、２％の効率向上効果が得られた。また、凹凸構造層１４２の屈折率が透光性絶縁層１４１の屈折率よりも大きい実施例３の評価用サンプル３では、２．５％の効率向上効果が得られた。
この結果より、４００〜１２００ｎｍの平均透過率が９０％以上であれば光の利用効率の向上が可能であることが確認できた。さらに、凹凸構造層の屈折率が封止材の屈折率よりも大きく、透光性絶縁層の屈折率よりも小さい場合には、光の利用効率の向上効果をより高められることが確認できた。
【０１３９】
バリア層１４５を設けなかった比較例１、３の評価用サンプル４、６では試験後の変換効率の低下が大きいのに対して、バリア層を設けた実施例１〜３の評価用サンプル１〜３、及び比較例２の評価用サンプル５では試験後の変換効率の低下が小さいことを確認した。
この結果より、バリア層１４５を設けることで高温高湿試験による変換効率の低下を防ぐことが可能である、即ち、光反射性金属層１４３の腐食を防ぐことが可能であり、光の再利用による効率向上効果を長期にわたり持続させることが可能であることが確認できた。
【符号の説明】
【０１４０】
１  太陽電池モジュール
１１  前面板（透光性前面板）
１２  太陽電池セル
１２ａ  端辺
１３  封止材
１４、２０、３０、４０、５０  裏面シート（太陽電池裏面シート）
２２ｃ  電極
１１０  入射面
１４１  透光性絶縁層
１４２  凹凸構造層
１４２ａ  表面
１４２ｂ  凹凸構造
１４３  光反射性金属層
１４４、１４６  接着層
１４５  バリア層
１４７  耐候層
４２１  凹凸構造部
４２２  基材
Ｈ０、Ｈ１  光
Ｈ２、Ｈ３、Ｍ２、ｍ２、Ｎ２、ｎ２、Ｎ３、ｎ３  反射光
Ｈ２’  再反射光
Ｈ４  透過光
Ｊ  受光面
ｎ１３、ｎ１４２、ｎ１４１  屈折率
Ｐ  ピッチ
θ  頂角
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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