(57)【要約】【課題】生産性や各種性能を損ねることのなく、軽量で低コストの薄膜系太陽電池用裏面保護シートおよびそれを用いた薄膜系太陽電池モジュールを提供することを目的とする。【解決手段】薄膜系光電変換素子とそれを繋ぐリード線からなる薄膜系太陽電池の薄膜系太陽電池用裏面保護シートであって、該薄膜系光電変換素子の平面領域に対面する封止材層の厚さが１０〜２００μｍ、該リード線の平面領域に対面する封止材層の厚さが５０〜５００μｍである封止材層を耐候性基材の片面に設けたことを特徴とする薄膜系太陽電池用裏面保護シートである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜系光電変換素子とそれを繋ぐリード線からなる薄膜系太陽電池の薄膜系太陽電池用裏面保護シートであって、該薄膜系光電変換素子の平面領域に対面する封止材層の厚さが１０〜２００μｍ、該リード線の平面領域に対面する封止材層の厚さが５０〜５００μｍである封止材層を耐候性基材の片面に設けたことを特徴とする薄膜系太陽電池用裏面保護シート。
【請求項２】
前記リード線の平面領域に対面する封止材層の平面領域が、前記リード線の平面領域より周辺が１ｍｍ以上広いことを特徴とする請求項１に記載の薄膜系太陽電池用裏面保護シート。
【請求項３】
前記封止材層がエチレン酢酸ビニル共重合体及び極性モノマーを１重量％以上含有するエチレン・極性モノマー共重合体、または極性モノマーを１重量％以上含有するプロピレン系重合体からなることを特徴とした請求項１または２に記載の薄膜系太陽電池用裏面保護シート。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の薄膜系太陽電池用裏面保護シートを用いてなることを特徴とする薄膜系太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、封止材の使用量を削減した軽量化対応の薄膜シリコン系太陽電池用裏面保護シート及びそれを用いた太陽電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化問題に対する内外各方面の関心が高まる中、二酸化炭素の排出抑制のために、様々な努力が続けられている。化石燃料の消費量の増大は大気中の二酸化炭素の増加をもたらし、その温室効果により地球の気温が上昇し、地球環境に重大な影響を及ぼす。この地球規模の問題を解決するために様々な検討が行われており、特に太陽光発電については、そのクリーン性や無公害性という点から期待が高まっている。
【０００３】
太陽電池は、太陽光のエネルギーを直接電気に換える太陽光発電システムの心臓部を構成するものであり、大きく分けてシリコン系と化合物系がある。現在の主流はシリコン系であり、シリコン系はさらに単結晶、多結晶の結晶系と、アモルファスシリコンによる薄膜系がある。一方、化合物系は薄膜系であり、ＣＩＧＳ系や色素増感型が含まれる。太陽電池の構造としては、太陽電池素子単体（セル）をそのままの状態で使用することはなく、一般的に数枚〜数十枚の太陽電池素子を直列、並列に配線し、長期間（約２０年）に亘ってセルを保護するために種々パッケージングが行われ、ユニット化されている。このパッケージに組み込まれたユニットを「太陽電池モジュール」と呼んでいる。
【０００４】
本発明は薄膜系太陽電池に係わるものであり、その代表例として薄膜系シリコン太陽電池について説明する。一般に薄膜系シリコン太陽電池は、ガラス基板に光電変換薄膜（アモルファスシリコン膜）を形成してなる。具体的には、ガラス基板の上に透明導電膜を形成し、レーザーで切断して素子を形成する（最終的には素子をリード線で直列に接続してモジュール出力を向上させる）。さらにアモルファスシリコン膜をプラズマＣＶＤ装置を用いて光電変換薄膜を形成し、その後、熱可塑性プラスチック（特にエチレン−酢酸ビニル共重合体(ＥＶＡ)）からなる封止材で間隙を埋め、裏面が耐熱、耐候性プラスチック材料などからなる太陽電池用裏面保護シートで保護された構造となっている。
【０００５】
上記薄膜系シリコン太陽電池モジュールは、平面からみると大部分を占める光電変換薄膜（アモルファスシリコン膜）と、極一部のリード線からなり、それを保護する目的で封止材が間隙を埋める構造となっている。しかも光電変換薄膜の厚みは数μｍで、一方、リード線の厚みは数１００μｍで形成されている。
【０００６】
しかしながら、一般に前記封止材は厚さが均一なシート構造であり（特許文献１）、光電変換薄膜（アモルファスシリコン膜）からなる光電変換素子やリード線の形状・配置に関らず、太陽電池モジュールのサイズ（平面）に応じた封止材シートを使用する。そのために過分な封止材による太陽電池モジュールの重量が増加し、その分、太陽電池モジュールの取り付け位置の制約、強靭な架台、取り付け作業の低下、製造費用及び運送費用の増大などの問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３４７３６０５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、生産性向上や各種性能を損ねることのなく、軽量の薄膜系太陽電池用裏面保護シートおよびそれを用いた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】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決することを目的としたものであり、本発明の請求項１に係る発明は、薄膜系光電変換素子とそれを繋ぐリード線からなる薄膜系太陽電池の薄膜系太陽電池用裏面保護シートであって、該薄膜系光電変換素子の平面領域に対面する封止材層の厚さが１０〜２００μｍ、該リード線の平面領域に対面する封止材層の厚さが５０〜５００μｍである封止材層を耐候性基材の片面に設けたことを特徴とする薄膜系太陽電池用裏面保護シートである。
【００１０】
本発明の請求項２に係る発明は、前記リード線の平面領域に対面する封止材層の平面領域が、前記リード線の平面領域より周辺が１ｍｍ以上広いことを特徴とする請求項１に記載の薄膜系太陽電池用裏面保護シートである。
【００１１】
本発明の請求項３に係る発明は、前記封止材層がエチレン酢酸ビニル共重合体及び極性モノマーを１重量％以上含有するエチレン・極性モノマー共重合体、または極性モノマーを１重量％以上含有するプロピレン系重合体からなることを特徴とした請求項１または２に記載の薄膜系太陽電池用裏面保護シートである。
【００１２】
本発明の請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の薄膜系太陽電池用裏面保護シートを用いてなることを特徴とする薄膜系太陽電池である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、生産性や各種性能を損ねることのなく、軽量で低コストの薄膜系太陽電池用裏面保護シートおよびそれ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概略図。
【図２】図１に示す本発明による封止材層の削減領域を示す概略図。
【図３】従来の一実施形態を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を適用した薄膜系太陽電池用裏面保護シート及びこれを用いた太陽電池モジュールについて、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の一実施形態を示す概略図である。図１（ａ）は薄膜系太陽電池モジュールの平面図であり、薄膜系光電変換素子（１）とリード線（２）を示す。また、図１（ｂ）は太陽光が当たる側にガラス板（３）上に設けた薄膜系光電変換素子（１）、リード線（２）と、耐候性基材（５）の片面に封止材層（４）を設けた裏面保護シートで、薄膜太陽電池素子（１０）をラミネートする状態の、図１（ａ）のＡＡ´断面での断面図を表す。
【００１７】
図２は図１に示す本発明による封止材層の削減領域を示す概略図である。図２（ａ）は薄膜系太陽電池素子（１０）平面図であり、薄膜系光電変換素子（１）とリード線（２）を示し、斜線部は封止材層削減領域（６）を表す。図２（ｂ）は図２（ａ）のＡＡ´断面での断面図で、斜線部は耐候性基材（５）の片面に封止材層（４）を設けた裏面保護シートの封止材層削減領域（６）を表す。
【００１８】
図３は従来の一実施形態を示す概略図であり、耐候性基材（５）の片面に厚さを均一に設けた封止材層（４）を示す。
【００１９】
従来の薄膜系太陽電池モジュールは図３（ｂ）に示すように、太陽光に当たる側のガラス板（３）上に設けた薄膜系光電変換素子（１）とリード線（２）からなる薄膜系太陽電池素子（１０）、封止材層（４）、耐候性基材（５）を順次積層して構成される。前記構成において封止材層（４）は、薄膜系太陽電池素子の平面サイズに対して均一の厚みからなる封止材シートが用いられるため、厚さ数μｍの薄膜系光電変換素子（１）と厚さ数１００μｍのリード線（２）に同じ量の封止材を要する。
【００２０】
一方、本発明は図１（ｂ）の断面図で示すように、厚さ数μｍの薄膜系光電変換素子（１）と厚さ数１００μｍのリード線（２）に対面する封止材層（４）の厚みが異なり、薄膜系太陽電池素子（１０）の平面の大部分を占める薄膜系光電変換素子（１）に対して、極めて小さい面積のリード線（２）に対面する封止材層（４）の厚みを厚くしていることを特徴としている。すなわち、薄膜系太陽電池素子（１０）の平面の大部分を占める薄膜系光電変換素子（１）に対面する封止材層（４）の厚みを薄くすることで、図２（ａ）や図２（ｂ）の封止材層削減領域（６）に示すように作業上の効率がアップし、大幅な軽量化とコストの低減が図れる。
【００２１】
上述のように、本発明は耐候性基材の片面に封止材層を設けた薄膜系太陽電池用裏面保護シートであって、薄膜系太陽電池素子の平面に占める面積が極めて大きい系光電変換素子（１）に対して、占める面積が極めて小さいリード線（２）に対面する封止材層（４）の厚みを厚くすること特徴とする太陽電池用裏面保護シートである。
【００２２】
本発明に係る耐候性基材としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ)のフィルム、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド、エポキシ等を使用することができる。特に長期間に及ぶ耐候性を満たす基材として、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、低オリゴマーＰＥＴをフィルム化したものや、またはそれらの樹脂を液化してコーティングしても構わない。耐候性基材の厚みは、３〜１００μｍが好ましい。
【００２３】
また、本発明に係る封止材層としては、特に、エチレン酢酸ビニル共重合体及び極性モノマーを１重量％以上含有するエチレン・極性モノマー共重合体、または極性モノマーを１重量％以上含有するプロピレン系重合体からなる樹脂が、加熱圧着時に溶融流動性を供して封止材層のレベリング性が向上して密着性を増す作用効果があり好ましい。また、上記樹脂中の極性モノマーが１重量％未満の含有量であると、加熱圧着時に溶融流動性が不足し密着性に問題が生じる。
【００２４】
前記薄膜系光電変換素子に対面する前記封止材層の厚みは１０〜２００μｍが好ましく、１０μｍ未満であると前記薄膜系光電変換素子の被覆が不十分であり、また、２００μｍを超えると生産性やコストパフォーマンスの問題が生じる。
【００２５】
また、前記リード線に対面する前記封止材層の厚みは５０〜５００μｍが好ましく、５０μｍ未満であると前記リード線の被覆が不十分で信頼性に問題が生じ、また、５００μｍを超えると重量が増え、生産性やコストパフォーマンスの問題が生じる。
【００２６】
また、前記リード線の平面領域に対面する封止材層の平面領域が、前記リード線の平面領域より周辺が１ｍｍ以上広くすることにより、リード線の周端部まで漏れなく被覆することができ、一方、１ｍｍ未満では、周端部の被覆が不十分となり品質問題が生じる。
【実施例】
【００２７】
以下に、本発明の具体的実施例を説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
【００２８】
＜実施例１＞
厚さ５０μｍのＰＥＴ、厚さ２０μｍのアルミ箔、厚さ１８８μｍのＰＥＴ及び厚さ１００μｍのポリエチレンを、２液硬化型ポリウレタン系接着剤を介して、順次積層して耐候性基材を作製した。
【００２９】
次に、上記耐候性基材のポリエチレン上に、下記組成の封止材層を厚さ１００μｍで押出し法により形成した。
エチレン酢酸ビニル共重合体                ９５重量部
極性モノマー                                ５重量部
【００３０】
次に、別途、上記組成の封止材層を押出し法により、厚み４００μｍで形成し、対面するリード線の平面形状より幅１ｍｍ大きく打ち抜き加工し、その後、前記耐候性基材上の厚さ１００μｍの封止材層と熱融着して、封止材一体型の薄膜系太陽電池用裏面保護シートを作製した。
【００３１】
＜実施例２＞
実施例１と同様にして、耐候性基材のポリエチレン上に、封止材層を１００μｍの厚みで押出し法により押し出し、その直後に、耐候性基材側の平滑なロールと、封止材層側のリード線の形状に沿って凹型の溝が施されたロールで挟み込み、リード線の形状に沿って一部厚みが厚くなった封止材層を作製し、封止材一体型の薄膜系太陽電池用裏面保護シートを作製した。なお、封止材層の厚みは、薄膜系光電変換素子部の１００μｍに対して、リード線の形状に沿って一部厚みが厚くなった凸部の厚みは、４００〜５００μｍであった。
【００３２】
＜比較例１＞
封止材層の厚みを、薄膜系光電変換素子部を５μｍ、リード線部分の厚みを４０μｍとした以外は、実施例１と同様にして封止材層を形成し、封止材一体型の薄膜系太陽電池用裏面保護シートを作製した。
【００３３】
＜評価項目及び評価方法＞
実施例１及び２、比較例１で得られた封止材一体型の薄膜系太陽電池用裏面保護シートを用いて、薄膜系太陽電池モジュールを作製し、薄膜系太陽電池モジュールの性能を評価した。
【００３４】
＜比較評価＞
実施例１及び２の本発明品はいずれもリード線が完全に被覆され、良好な薄膜系太陽電池モジュールの性能を示した。一方、比較例１の比較品は、リード線の被覆が不完全であり実用レベルの薄膜系太陽電池モジュールの性能が得られなかった。
【符号の説明】
【００３５】
１・・・・薄膜系光電変換素子
２・・・・リード線
３・・・・ガラス板
４・・・・封止材層
５・・・・耐候性基材
６・・・・封止材層削減領域
１０・・・薄膜系太陽電池素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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