(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
テトラフルオロエチレン３６〜７２重量％、ヘキサフルオロプロピレン１０〜４０重量％、ビニリデンフルオライド８〜４５重量％の組成比からなるフッ素ポリマーであること、および、当該フッ素ポリマーが融点を有する結晶性のものであること、および、当該フッ素ポリマーが光透過性と溶融流動性と防水性と防湿性と難燃性と耐候性とを有するものであること、および、受光発電を行うための太陽電池モジュールにおいて複数の太陽電池セルが接続される出力回路の封止に当該フッ素ポリマーが用いられるものであることを特徴とする太陽電池モジュール用フッ素ポリマー封止材料。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の太陽電池セルを、直列、並列、直並列に接続して出力回路を形成し、その導出端子から得られた受光発電出力を、所望の負荷に供給するための太陽電池モジュールに係り、これを風雨、砂埃、温度変化等の周囲環境から保護するため、太陽電池セルやこれらを接続するインターコネクタ等の封止に供される封止材料、特に屋根や壁などの建材として一体に用いることのできる太陽電池モジュール用として好適なフッ素ポリマー封止材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在多用されている太陽電池モジュールとしては、以下の如き３種のものが知られている。第１のスーパーストレートタイプと称するものは、図６に示されている通り受光側透光支持基板ａにガラス板を用い、その下面には、エチレン−酢酸ビニル共重合体であるＥＶＡを透光充填封入材層ｂとして敷設し、これには複数枚の太陽電池セルｃが埋設されている。そして既知の如くこれらの太陽電池セルｃは、インターコネクタｄによって適宜接続されて出力回路が形成され、その図示されていない導出された出力端子から、受光発電出力が所用負荷へ供給されるようになっている。
【０００３】
さらに、上記透光充填封入材層ｂの下面には、前記ＥＶＡによる透光充填封入材層ｂに対して、その保護並びに水蒸気の透過を防ぐための裏面材ｅが配設されており、当該裏面材ｅとしては図示されていないが、アルミニウム箔に上下両面からＰＶＦ（テドラ−フィルム：デュポン社商標名）を貼着するとか、ＰＥＴをＰＶＦにより挟着したラミネートが用いられている。
【０００４】
そして、ガラス板やポリカーボネイト等の受光側透光支持基板ａと、透光充填封入材層ｂ、そして裏面材ｅとからなるモジュール本体Ａの外周辺部には、電気絶縁材ｆを介してアルミニウム枠ｇを被装嵌着するようにし、当該電気絶縁材ｆには、ブチルゴムなどが用いられている。このようにすることで、透光充填封入材層ｂの外周辺部からの防水、防湿を確保すると共に、裏面材ｅにおける前記アルミニウム箔から、アルミニウム枠ｇへの漏電を阻止するようにしており、さらに、当該アルミニウム枠ｇについては、アルマイト処理（防食処理）を施すなど各種の配慮が施されている。
【０００５】
次に第２のサブストレートタイプと称されるものにつき、図７によって説示すると、上記のスパーストレートタイプと相違するところは、ガラス板による受光側透光支持基板ａにかえて、透明樹脂によるフロントカバーａ１が配設されていることと、透光充填封入材層ｂの下面側に、裏面材ｅにかえてＦＲＰ等による電気絶縁層ｅ１を配し、上記フロントカバーａ１、透光充填封入材層ｂ、そして電気絶縁層ｅ１とからなるモジュール本体Ａ１の外周辺部から底辺部にわたり、下部支持基板ｆ１を配設するようにした構成である。
【０００６】
そして第３のガラス充填タイプといわれているものは、図８に示されているように、前記第１のスーパーストレイトタイプと比較して、そのモジュール本体Ａ２に関し、透光充填封入材層ｂの下面にも、上面と同じガラス板等による裏面側透光支持基板ｈの配設されている点が相違している。
【０００７】
上記従来の太陽電池モジュールによるときは、第１、第２、第３何れのタイプにあっても、すべて太陽電池セルｃを埋設してある透光充填封入材層ｂに、前記の如くエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）が採択されている。ここで、上記の封止材料は架橋性ＥＶＡ（炭化水素系樹脂）であり、その性状から取り扱い易く、溶融時の流動性が高いと共に安価であるといった利点があるものの、吸湿性が高く、太陽光（紫外線）の照射により長期的には変色してしまう欠点があるだけでなく可燃性を有している。さらに、使用に際し加熱により架橋する必要があることから、温度１４０℃〜１５０℃で１５分〜６０分程度の加熱処理を施さねばならず、このため太陽電池モジュールの生産性を低下させることになる。
【０００８】
しかも上記ＥＶＡを透光充填封入材層ｂとして使用し、太陽電池モジュールが組み立てられてしまうと、再溶融できないので、当該太陽電池モジュールの部分的な補修とか、廃棄した際のリサイクル、すなわち材料回収ができないことになる。そして前記の如く吸湿性、すなわち吸水性や水蒸気の透過性を有していることから、透光充填封入材層ｂの下面側より水分や湿気が透過してくることを、他律的に阻止しなければならず、このためどうしても前記の如く第１のタイプにあっては裏面材ｅを配設して、太陽電池セルｃに対する防湿手段を完備させる必要がある。
【０００９】
そして、上記裏面材ｅには、前記のようにアルミニウム箔のＰＶＦによるサンドイッチ構成が用いられており、しかも、これは総厚が数１０〜１００μｍ程度に厚さで形成されていることから、運搬、保管および設置時等に際し損傷を負い易く、従って当該損傷箇所が水蒸気の進入経路となって、透光充填封入材層ｂ内の湿気が太陽電池モジュールの性能を低下させてしまう虞がある。
【００１０】
このため前記の如くモジュール本体Ａの外周辺部には、さらに、既述のように電気絶縁材ｆを介してアルマイト処理したアルミニウム枠ｇを被嵌するなどの保護手段が施されており、このようにしなければ太陽電池モジュールの長期にわたる信頼性の保持ができないことになる。また裏面材ｅのアルミニウム箔が損傷により露呈することで、水分や塩分により腐蝕されてしまうことにもなり、さらにアルミニウム枠ｇとの絶縁性確保を考慮して、配設される電気絶縁材ｆにつき、その製造工程での品質管理を厳重に行う必要があるばかりか、ＰＥＴ使用の裏面材ｅでは、アルミニウム箔使用の場合よりも、水蒸気の前記透過性が大となることについての配慮も必要となる。
【００１１】
さらに、太陽電池セルｃを埋設しているＥＶＡは前記の通り可燃性であり、しかも近年太陽電池モジュールは、住宅の屋根や壁に一体となるよう設置して、当該住宅用の電力源として使用されるようになって来ていること、また、各種建築物の屋根や外壁面に取着したり、その周辺に設置されることが多くなっていることから、火災などの際着火し易く、しかも太陽電池モジュール相互や他の可燃物に対する延焼等の耐火性につき、充分な対策が考慮されねばならない。
【００１２】
さらに重要なことは、前記のようにＥＶＡが長期間紫外線に曝されることで変色する性質を有し、この結果光透過率の低下が生じ、太陽電池セルとしての性能劣化を来すことになったり、さらに太陽電池モジュールが建築物の色彩等をも含むデザイン的な構成要素として用いられた際、変色により美感を損ねる欠陥を有することである。
【００１３】
そこで、上記ＥＶＡによる太陽電池モジュールの各種難点を改善する目的をもって、既に二元および三元共重合体としてのフッ素ポリマー封止材料なるものが提案（特開平７−３０２９２５）されている。上記の二元系フッ素ポリマーは、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）とビニリデンフルオライド（ＶｄＦ）によるものであり、三元系フッ素ポリマーによるときは、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）とヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）そしてビニリデンフルオライド（ＶｄＦ）を用いるのであるが、その組成比がテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）１〜３０重量％、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）１５〜５０重量％そしてビニリデンフルオライド（ＶｄＦ）５０〜８０重量％であって、このような組成比によるものは、非結晶（弾性）高分子に分類されるものである。従って、太陽電池モジュールの封止材料として採択した場合、それなりの利点は有しているものの、ゴム弾性領域の物質であるため、非晶質高分子で融点がなく溶融しないので、熱による流動性が低く、水や水蒸気等の物質透過性が高いと共に、耐水性、耐薬品性が低い等の難点を有している。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の如き従来の封止材料が有する欠陥に鑑み、太陽電池モジュール用封止材料に対し要求されることになる以下に示す各種の特性を整理検討し、当該要求に可及的な満足度が得られる二元系ないしは三元系のフッ素ポリマーにつき研究を行った。すなわち、要求される特性の第１点は、封止材料としての一般特性を具備していることである。封止材料とは、機能を有する部品を密封して、外部環境から遮断することにより保護することを目的とするものであることから、防水・防湿性、耐薬品性、耐光性そして耐汚染性に優れていなければならない。
【００１５】
第２点は太陽電池モジュールの封止材料として、難燃性が極めて重要な特性として要求されて来ていることである。既に住宅、ビルディング等の建築物に付随する設備として、重要な電力源となる太陽電池モジュールは、屋根据え置型、屋根材一体型として屋根に用いられたり、さらに壁としての建材にも採択されている。そして、屋根や壁の建築材料と一体化することにより、これまでの太陽電池システムの架台や設置コストが、建設コストに含まれることとなって、従来に比し太陽光発電システム並びに太陽電池モジュールの低コスト化かも可能となることから、当該太陽電池モジュール自体に対して建築基準法が適用され、法的にも義務づけられることとなる。
【００１６】
さらに要求特性の第３点は、優れた光学特性を有していることである。この観点から先ず封止材料自体の光透過性であり、太陽光の有する広範囲な波長領域（主として可視光であり赤外線を含む）にあって、充分な光透過性を有することで、太陽電池モジュールの高い発電効率が実現されねばならない。ここで、太陽電池は、既知である分光感度特性（光の波長に対する感度（主として発生電流））からして、３００ｎｍ〜１２００ｎｍの波長域であり、ＥＶＡは４００ｎｍ以上の波長域でも、良好な光透過性を示すのに対し、ＴＨＶ（テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、ビニリデンフルオライドの三元素フッ素ポリマー）では４００ｎｍ以下の波長域でも良好な光透過性を示して、太陽電池の分光感度特性を示す波長全域をカバーすることになり、ＥＶＡよりも優位な特性を具有している。従って、ＴＨＶを封止材料として用いる方が望ましいこととなるが、この際、上記の波長全域にわたって可及的に、より高い透過率が保有されるようにすべきである。
【００１７】
次に、光学特性として重要な第４点は、着色および変色性の問題であり、当該封止材料が水や薬品により膨潤してしまい、この結果着色されたり、白色などに変色してしまわないことである。もちろん着色や変色が生ずれば、光の透過率が低下して太陽電池モジュールの発電効率が大幅に低下してしまうからである。そして、上記の特性が満足される封止材料は、優れた耐久性をもつことになるから、封止材料自体の薄肉化も可能となり、このことから、当該材料による光の吸収を抑制でき、この結果高い光透過性が得られることになる点で、重要な特性と言わねばならない。
【００１８】
第５点の要求特性として挙げねばならないことは、優れた加工性を有していることであり、すなわち、太陽電池モジュールの出力回路にあっては太陽電池セル相互がインタコネクタにより接続され、さらに出力端子も適所に接続されるが、当該接続はハンダ等による接合部でなされていることから、封止材料を充填するに際して、当該接合部が熱により溶断してしまわないことが要求されると共に、太陽電池セルが、充填加工時の同上熱により劣化しないことも必要である。ここで、上記のハンダは、太陽電池セルの表面と裏面に対し施され、主にＳｎ６０％−Ｐｂ４０％−Ａｇ２％が使用されており、その融点は約１８０℃で、その他に２６０℃程度から、それ以上の融点をもつものもあるが、太陽電池用ハンダとしての温度領域は１８０℃〜２８０℃程度である。
【００１９】
また、従来充分な難燃性を有している材料として知られているＰＦＡの融点が３３０℃であり、このため加工がしにくいことから、融点の上限が３００℃となるものを得るようにすることが、望まないと共に、当該融点の下限値としては、太陽電池設備が稼働して太陽光の照射を受けた際、加熱により８０℃程度まで昇温することから、１００℃程度が適当である。さらに、前記の如くＥＶＡにあっては加熱により架橋することが必要であり、このため１４０℃〜１５０℃で１５分〜６０分程度の処理を要することになり、太陽電池モジュールの製造に可成りの時間と費用をかけねばならないのが現況であり、従って架橋を要しない封止材料でなければならない。また、非架橋の封止材料であることにより、太陽電池モジュールの組立後にあっても再融解ができることから前記の如く、太陽電池モジュールの部分的補修が可能となり、さらには再融解により補修時や廃棄時での材料回収（リサイクル）も可能となることから、このことも必須の特性として把握しておかねばならない。
【００２０】
本発明は以上のような着想に基づくもので、太陽電池モジュールの透過充填封入材層を形成するための封止材料としてテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）、ビニリデンフルオライド（ＶｄＦ）からなり、融点を有するフッ素ポリマーとして特定するようにしたものである。かくして本発明のものは従来の当該封止材料に比し、列挙した前記の諸特性等に関して大幅な満足度を与え得るようにし、もって、これまでの太陽電池モジュールのように、前説の裏面材や電気絶縁材を全く用いなくとも防水性、電気絶縁性を確保でき、しかも長期の使用によっても、変色して受光発電出力が早期に低下してしまうことなく、薄層に封止材料を形成可能とし、かつ高光透過率により発電効率を向上し、さらに、電気的なハンダ接合点の溶断や太陽電池セルの加工熱による劣化を回避でき、太陽電池モジュールの補修やリサイクルについても、これを容易に行い得るようにするのが、その目的である。
【００２１】
さらに、本発明の太陽電池モジュール用フッ素ポリマー封止材料にあっては、上記したテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）、ビニリデンフルオライド（ＶｄＦ）の組成比について、夫々３６〜７２重量％、１０〜４０重量％、８〜４５重量％の三元系のフッ素ポリマーを得ることで、より確実に前記の効果を発揮し得るようにしている。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る太陽電池モジュール用フッ素ポリマー封止材料は所期の目的を達成するために下記の課題解決手段を特徴とする。すなわち当該封止材料は、テトラフルオロエチレン３６〜７２重量％、ヘキサフルオロプロピレン１０〜４０重量％、ビニリデンフルオライド８〜４５重量％の組成比からなるフッ素ポリマーであること、および、当該フッ素ポリマーが融点を有する結晶性のものであること、および、当該フッ素ポリマーが光透過性と溶融流動性と防水性と防湿性と難燃性と耐候性とを有するものであること、および、受光発電を行うための太陽電池モジュールにおいて複数の太陽電池セルが接続される出力回路の封止に当該フッ素ポリマーが用いられるものであることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明に係るフッ素ポリマー封止材料につき、図１によって以下詳記すると、これは同図（Ａ）に例示しているように、太陽光など入射された光Ｌを、透光充填封入材層１中にあって埋設された複数枚の太陽電池セル２に照射し、これらの太陽電池セル２をインターコネクタ３により接続した出力回路にあって、図示されていないかが、当該出力回路の導出された出力端子から、受光発電出力を得るようにした太陽電池モジュールＳＭにあって、上記透光充填封入材層１の形成に用いられる封止材料に関する。
【００２４】
本発明に係る封止材料は、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）と、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）と、ビニリデンフルオライド（ＶｄＦ）を主成分とし、かつ融点を有しているフッ素ポリマーである。ここで、一般にフッ素ゴムと指称されるものは、図１（Ｂ）の図表で示されている通り、ポリビニリデンフロライド（ＰＶｄＦ）にヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）成分を導入することで、上記ＰＶｄＦの結晶性を壊して弾性体（ゴム）としたものであり、これは二成分系であることから二元系フッ素ゴムと呼ばれている。上記の二元系フッ素ゴムに対して、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）成分を加えたものが、前説の如く三元系フッ素ゴムであり、当該フッ素ゴムの基本特性は、上記した三成分の組成比によって異なってくるのである。
【００２５】
ここで図１（Ｂ）の負斜線表示領域Ｓ１が、上記二元系、三元系のフッ素ゴムと呼ばれるポリマーであり、前掲特開平７−３０２９２５につき付言した通りで、当該負斜線表示領域Ｓ１の領域以外ではゴム弾性を示さず、樹脂である。そして、同上Ｓ１の領域では同上前説の如くゴム弾性領域であるがため、非晶質高分子で融点がなく、流動性が悪く加工性に劣り、水等の物質透過性が高い等のことから、この種の用途に不適な封止材料となる。
【００２６】
ここで、図２は上記図１（Ｂ）に係る図表の略示図であり、ここでも開示されている負斜線表示領域Ｓ１の上位にあって、正斜線表示領域Ｓ２では、樹脂領域で固いため、太陽電池モジュール用封止材料としては、基本的特性において全く不適当となる。さらに、同上図２の右下位に示された縦線表示領域Ｓ３についても精査したが、ここでの三元系フッ素ポリマー封止材料としては、これまた樹脂領域で固いため本発明としての封止材料としての使用は不適であり、また横線表示領域Ｓ４における封止材料は、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）成分が多いので樹脂が固いだけでなく、使用により白色に着色してくることから、これにより不透明状態となり、太陽光等の光透過性が著しく劣化してしまい、このため太陽電池モジュールの封止材料には不向きである。
【００２７】
そこで、種々検討を重ねながら前記の如くＴＦＥ、ＶｄＦの二元系フッ素ポリマーもしくは、ＴＦＥ、ＨＦＰ、ＶｄＦの三元系フッ素ポリマーにつき、その組成比を調整しながら各封止材料の特性試験を続行した。この結果、融点を有しているフッ素ポリマーであれば、前説の太陽電池モジュールＳＭ用封止材料として必要とされる各種の特性を具有していることが認められ、図１（Ｂ）の外枠である五角形太線表示領域Ｓが、後に詳記のように、二元素ないし三元系フッ素ポリマーの内容を示している。
【００２８】
さらに本発明にあっては、本発明の封止材料として望ましい二元素ないし三元系フッ素ポリマーにつき、組成比との関連につき究明したもので、これにより、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）３６〜７２重量％、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）０〜５６重量％、ビニリデンフルオライド（ＶｄＦ）８〜４５重量％に特定すべきことが確認された。すなわち、本発明による封止材料は、図１（Ｂ）と図２によって示された五角形太線表示領域Ｓとして示される内容に近似している。一般にフッ素系樹脂は、撥水そして撥油特性を有しており、これに起因して上記の組成物も、充分な防水・防湿性、耐光性、耐汚染性を有し、さらに水や薬品等に対する高い遮断性を有しているので、透光充填封入材層１の封止膜厚を小さくすることが可能となり、前説の如く当該封止材料により吸収される光を最小限に抑制できることとなって、高い光透過性を維持することが可能となる。
【００２９】
さらに、光の透過率につき、ＴＦＥ６０重量％、ＨＦＰ２０重量％、ＶｄＦ２０重量％の封止材料０．１ｍｍ薄膜を用いて、光波長０〜２５００ｎｍの範囲で測定したところ、図３の如く３００ｎｍ〜２５００ｎｍにわたり、略９０％を上回る測知結果を確認することができた。従って汎用樹脂に比し封止材料自体による光の吸収が少なく、広い波長範囲で高い光透過性が確保され、発電効率上の優位性を是認し得ることとなる。また本発明に係る組成物につき、その融点を１００℃〜３００℃程度とすれば、太陽電池セル２とインターコネクタ３、そしてインターコネクタ３と出力端子を夫々ハンダにより接続する場合、当該ハンダにつき、その融点を１８０℃〜２６０℃またはそれ以上のものから適宜選定することにより、本発明の封止材料によって透光充填封入材層１を形成する際、上記ハンダによる接合部を溶断する虞がなくなると共に、受光素子である太陽電池セル２を、当該封止材料の溶融による熱で劣化させることもなくなる。
【００３０】
そして、もちろん従来の封止材料のように、加熱による架橋がいられないので、太陽電池モジュールの製造工程上、その時間を短縮でき、特別な熱源の使用も不要となり、前記の通り太陽電池モジュールの再融解による部分補修や、廃棄に際してのリサイクルも可能となる。ここで図１（Ｂ）と図２による五角形太線表示領域Ｓによって説示すると、二元素フッ素ポリマーについては当該五角形の底辺Ｓ’がその内容を示しており、これはＨＦＰの組成比を固定し、図示の略三角形である一頂点ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）すなわちテフロン（商品名）に至るようにＴＦＥ（テトラフルオロエチレン）成分を増大させ、図示の範囲に調整したものであるといえる。
【００３１】
そして、上記の領域にあってはテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）を増加させているので、当該フッ素ポリマーの特性は、ＰＴＦＥ（テフロン：商品名）と同様に前記の如く耐薬品性を維持し、しかもフッ素ゴムでは得られない３０％前後の結晶性をもった低物質透過性の特性を帯有していることになり、しかもゴム弾性は維持されていて、丁度フッ素ゴムとフッ素樹脂との中間的な特性を有するフッ素ポリマーが得られるのである。
【００３２】
上記の本発明にあって、最も重要なこととは、ＴＦＥの組成比であり、ＴＦＥが３６重量％未満である場合と、７２重量％を超過した場合の特性と、当該本発明の組成比による特性とを比較すると下記の通りである。
【表１】
0003880703.tif 000002
上記の比較表（１）から理解される通り、ＴＦＥが３６重量％未満であると×印で示されているように、水分等の透過性が高くなるだけでなく、融点がないため加工性が低下して×印となり、これに対して７２重量％を越えると水分透過性は低くなるが、柔軟性や透明性が消失し、融点も高くなることから、ハンダによる接合点や太陽電池セル２に対して、溶融や劣化の影響を与えて×印の如く不適なものとなってしまう。３６〜７２重量％であれば、融点は１００〜２５０℃で加工性がよく、柔軟性と透明性による透光状態も良好で接着性も高く、吸水、吸湿性も低いものが得られ、○印のように太陽電池モジュールに対する封止材料として適していることになる。
【００３３】
次にＶｄＦおよびＨＦＰの組成比は、ゴム的な弾性をもたせるための条件であり、従来例につき説示した如く、太陽電池モジュールＳＭの構成部材として、ガラス板等の硬い素材が用いられた際、太陽電池セル２として特に結晶系のものが使われていると、これを風荷重や熱膨張などに基づく外力から保護する必要が生じ、このために、ある程度の柔軟性が要求されるのであって、ＶｄＦを８〜４５重量％、ＨＦＰを０〜５６重量％としたのは、これを充足するためである。
【００３４】
ここで、上記した封止材料の特性だけでなく、太陽電池モジュール用としては極めて重要な難燃性をも含めて、本発明に係る一実施例と従来の封止材料であるＥＶＡ、そしてこれまた従来例として図１（Ｂ）の負斜線表示領域Ｓ１（ＦＫＭ）であるフッ素系ゴム材料の特性に係る比較表（２）を示すと、以下の通りである。ここで上掲一実施例は、図１（Ｂ）の五角形太線表示領域ＳにあってＥとして示されている封止材料であり、その組成比はＴＦＥ６０重量％、ＨＦＰ２０重量％そしてＶｄＦ２０重量％のフッ素系ポリマーサンプルを示している。
【表２】
0003880703.tif 000003
評価基準：優＞良＞可
上記の比較表（２）にあって、難燃性についてはＵＬ９４燃焼性試験ＶＯ規格相当以上であることが認められ、ＥＶＡの可燃性に対し難燃性が確認され、防水・防湿性はＪＩＳＫ−７２０９の試験法で、ＥＶＡが０．１％であったのに対し、０．００８％の数値が検知され、またＦＫＭに比し優っていることが認められた。次に光学特性は封止材料自体の透明性、光透過率の点でＥＶＡより優位であり、加工性はＥＶＡだけでなく、ＦＫＭに比しても良好であることが確認され、耐光性はＥＶＡよりもよく、耐酸、耐アルカリ性や耐汚染性については、ＥＶＡとＦＫＭの何れよりも望ましい特性を有していた。
【００３５】
次に本発明に係るフッ素ポリマー封止材料に関し、各種の組成比をもつサンプルを作り、当該各サンプルの各種特性につき相対評価した結果を比較表（３）に示す。先ず、そのサンプル一覧表（表内のサンプル中、二元素および三元素フッ素ポリマーは、市販の商品名ＴＨＶフロロサーモプラスチック（ダイニオン社製）を用いたものである。）は次の通りである。
【表３】
0003880703.tif 000004
ここでサンプルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは、前記した図１（Ｂ）における五角形太線表示領域Ｓにあって示された各組成比によるものであり、従って、Ｂは二元素フッ素ポリマーのサンプルであり、内枠である六角形太線表示領域Ｓ”に存するＡ、Ｃ、Ｄ、Ｅは、三元素フッ素ポリマーのサンプルを示し、そしてＦとＧのサンプルは、図１（Ｂ）の三角形における底辺の二頂点に係るものである。上記Ａ〜Ｇの各サンプルについての前掲比較表（３）は以下の通りである。
【表４】
0003880703.tif 000005
評価基準：優＞良＞可＞不可
【００３６】
上記の通り、ＦとＧは夫々テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、ビニリデンフルオライド（ＶｄＦ）のみによるものであり、前者では光学特性、柔軟性、接着性そして溶融流動特性において不可であり、後者にしても柔軟性で不可であるのに対し、Ａでは光学特性、柔軟性、接着性そして溶融流動特性にあって良、Ｂにあっては接着性と溶融流動特性および太陽電池モジュールとしての使用時における耐熱性とが良の評価となった。これに対しＣのサンプルにあっては、光学特性と柔軟性が良の評価となったが、Ｄサンプルでは溶融流動特性および使用時の耐熱性が可、そしてＥでは光学特性が良で、夫々その他のすべての点で優の評価を下すことができた。
【００３７】
ここで、上記の二元素、三元系フッ素ポリマーの組成比に関し、もちろん既述のようにその融点の存否より封止材料を特定することができると共に、前記二元素または三元系の各フッ素ポリマーにつき、その組成比を限定して、これを特定することも可能であるが、さらに三元系フッ素ポリマーに関し、その組成比の範囲を、ＴＦＥ３６〜７２重量％、ＨＦＰ１０〜４０重量％、ＶｄＦは前同の８〜４５重量％とするのが、より望ましいことも確認できた。
【００３８】
以上の通り、透光充填封入材層１に、二元素、三元系フッ素ポリマーを封止材料として採択すれば、防水・防湿性、光学特性、加工性、耐候性、耐酸耐アルカリ性、耐汚染性、そして柔軟性、接着性、さらには難燃性、溶融流動性、耐熱性等の特性が、総合的に太陽電池モジュールの封止材料として大幅に改善され、望ましい結果が得られることとなった。
【００３９】
従って、本発明に係るフッ素ポリマー封止材料を、太陽電池モジュールＳＭに用いるようにすれば、図６に示された従来のスーパーストレートタイプのものにあっては、その構成を前掲図１（Ａ）の如く簡素化することが可能となる。すなわち、図１（Ａ）によるときは、図６の前記した裏面材ｅや電気絶縁材ｆなどを用いる必要がなく、簡単な緩衝材を介してアルミニューム枠４を、直接にガラス板による受光側透光支持基板５と透光充填封入材層１の外周辺部に被嵌すればよいこととなり、必要に応じ裏面材ｅの箇所には、なくともよいが、安価な樹脂シート６を配設する程度ですむことになる。
【００４０】
次に、本発明による封止材料を用いて前説の図７に示すサブストレートタイプである太陽電池モジュールＳＭを製造しようとするときは、図４に例示されているように、図７の合成樹脂によるフロントカバーａ１については、図４のフロントカバー７を設けても、また設けなくともよいことになり、図４のようにＦＲＰなどによる下部支持基板９は、図７のｆ１の如く設けて透光充填封入材層１を、しっかりと支持するのが望ましいが、図４に示されている透光充填封入材層下部に敷設した電気絶縁材８については、これを省略することができる。
【００４１】
さらに、従来例として図８により既述したガラス充填タイプの場合にしても、図５の如くアルミニウム枠４と、受光側透光支持基板５および裏面側透光支持基板１０の外周辺部との間に、同上図８の電気絶縁材ｆに対応する部材を介設する必要がないこととなる。
【００４２】
ここで、本発明に係る太陽電池モジュールＳＭを製作しようとするときは、もちろん太陽電池セル２として単結晶、多結晶である結晶系シリコンのものに限られるものでなく、ａ−Ｓｉ等の薄膜系のものやＧａＡｓそしてＣＩＳ等の化合物系のものを用いることもできる。そして製作手順としても、従来のＥＶＡを用いる場合と大差なく、スーパーストレートタイプの場合であれば、上部から順次受光側透光支持基板５としてのガラス板、肉厚０．４ｍｍの前記フッ素ポリマー、直列または並列等にインターコネクタ３により接続して出力回路における出力端子を導出した太陽電池セル２、そして肉厚０．４ｍｍの同上フッ素ポリマーを重積する。当該重積体を、既知の二重真空装置を用いることで、脱気しながら１００℃〜２５０℃に加熱し、一方の真空室を大気圧に戻して加圧することによって太陽電池モジュールを製造することになる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明に係る太陽電池モジュール用フッ素ポリマー封止材料は以上説明のようにして構成されるものである。したがって太陽電池セルが埋設される透光充填封入材層を本発明封止材料により形成するときは、ＥＶＡに比し遥かに吸水性や水蒸気透過性が低くなることから、従来のスーパストレートタイプである太陽電池モジュールのように、裏面材を用いたり、モジュール本体の周辺部等を電気絶縁材によって被覆するといった防水と絶縁処理が不要となり、従って、迅速にして安価に、しかも高い信頼性をもった太陽電池モジュールを提供することができる。さらにアルミニウム枠に対する防水処理も不要となり、上記の如く部品点数や製造工程が削減される結果、その製造に際し大幅に簡略化された手順によることが可能となる。
【００４４】
さらに、本発明では、上記のフッ素ポリマーが難燃性（ＵＬ９４規格Ｖ０）であるため、防火・耐火性を保有した太陽電池モジュールを提供でき、これにより家屋や建造物その他にわたり、その利用範囲を、信頼性をもって広げることが可能となる。そして、ＥＶＡに比し耐候性に優れ、紫外線による変色もＥＶＡに比し少ないため、長期間の使用によっても受光発電出力の大きな低下を来すことがない。また防汚性にも優れていることから、美感維持の点でも商品価値を高め得ることとなり、かつ、ＥＶＡと同等以上の光透過率を長く保つことができることからも、そのライフを長期化でき、接着性、低温加工性も高いので、太陽電池モジュールの製造工程も実質的に容易なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明に係るフッ素ポリマー封止材料を用いた太陽電池モジュールの一実施形態を示す縦断正面図で、（Ｂ）はその透光充填封入材層を形成するための二元または三元共重合体であるフッ素ポリマーの組成比を示した図表である。
【図２】図１の図表に係る略示図を示す。
【図３】本発明に係るフッ素ポリマー封止材料の光波長に対する光の透過率を示した図表である。
【図４】図１（Ａ）とは別種の太陽電池モジュールを示す縦断正面図である。
【図５】図４とは別種の太陽電池モジュールを示す縦断正面図である。
【図６】従来のスーパストレートタイプ太陽電池モジュールを示した縦断正面図である。
【図７】従来のサブストレートタイプ太陽電池モジュールを示す縦断正面図である。
【図８】従来のガラス充填タイプ太陽電池モジュールを示す縦断正面図である。
【符号の説明】
２  太陽電池セル
ＳＭ  太陽電池モジュール
【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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