(57)【要約】【課題】  周縁部をブチル樹脂等の端部封止材で封止した太陽電池モジュールにおいて、封止欠陥の影響のない、信頼性のある太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】  ガラス基板と、薄膜太陽電池セルと、充填材と、バックカバーと、端部封止材とを含む薄膜太陽電池パネルを含む薄膜太陽電池モジュールであって、薄膜太陽電池セルはガラス基板上に備えられ、ガラス基板の周縁部はガラスが露出している部分を有し、充填材は前記ガラスが露出している部分と薄膜太陽電池セルとを覆うように形成されてなり、ガラス基板から遠い側にバックカバーを備え、前記端部封止材は前記充填材の端部とバックカバーの端部とを覆い、前記端部封止材はバックカバーと充填材とガラス基板端部と密接してなる部分を含む、薄膜太陽電池モジュール。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、薄膜太陽電池セルを１主面上に備えるガラス基板と、充填材と、バックカバーと、端部封止材と、を備える薄膜太陽電池パネルを含む薄膜太陽電池モジュールであって、前記薄膜太陽電池セルを１主面上に備えるガラス基板の前記１主面上の周縁部はガラスが露出している部分を有し、充填材は前記ガラスが露出している部分と薄膜太陽電池セルとを覆うように形成されてなり、前記充填材のガラス基板から遠い側にさらにバックカバーを備え、前記端部封止材は前記充填材の端部とバックカバーの端部とを覆うように形成されてなり、前記端部封止材はバックカバーと充填材とガラス基板端部と密接してなる部分を含み、該部分は前記薄膜太陽電池パネルの周縁部の全ての部分であるか又は前記薄膜太陽電池パネルの周縁部の少なくとも１カ所を除いた全ての部分である、薄膜太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記端部封止材が前記バックカバーと密接している幅は１ｍｍ以上１０ｍｍ以下、かつ、前記端部封止材が前記ガラス基板端部と密接している幅は１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記端部封止材は、ブチルゴム、シリコーン樹脂およびアクリル粘着剤からなる群より選ばれた１種以上の材料である請求項１または２に記載の薄膜太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記端部封止材の軟化点は１００℃以上２３０℃以下であり、前記端部封止材のタイプＡデュロメータによる硬度は２０〜１００であることを特徴とする請求項１及び２に記載の薄膜太陽電池モジュール。
【請求項５】
更にフレームと、基板端部を覆いフレームの溝と当接するガスケットとを含み、前記端部封止材はフレームの溝及びガスケットと接触しないことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄膜太陽電池モジュール。
【請求項６】
更にフレームと、基板端部を覆いフレームの溝と当接するガスケットとを含み、フレーム溝内部で、前記端部封止材とガスケットとは一体的に可動することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄膜太陽電池モジュール。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の薄膜太陽電池モジュールであって、設置する際の水上部を明示する標識をさらに備える、薄膜太陽電池モジュール。
【請求項８】
少なくとも、薄膜太陽電池セルを１主面上に備えるガラス基板と、充填材と、バックカバーと、端部封止材と、を備える薄膜太陽電池パネルを含む薄膜太陽電池モジュールであって、前記薄膜太陽電池セルを１主面上に備えるガラス基板の前記１主面上の周縁部はガラスが露出している部分を有し、充填材は前記ガラスが露出している部分と薄膜太陽電池セルとを覆うように形成されてなり、前記充填材のガラス基板から遠い側にさらにバックカバーを備え、前記端部封止材は前記充填材の端部とバックカバーの端部とを覆うように形成されてなり、前記端部封止材はバックカバーと充填材とガラス基板端部と密接してなる部分を含み、該部分は前記薄膜太陽電池パネルの周縁部の全ての部分であるか又は前記薄膜太陽電池パネルの周縁部の少なくとも１カ所を除いた全ての部分である、薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、
ガラス基板の１主面上に薄膜太陽電池セルを形成し薄膜太陽電池セル付きガラス基板を形成する工程を備え、
前記薄膜太陽電池セル付きガラス基板の前記１主面上の周縁部の薄膜太陽電池セルを除去して、
薄膜太陽電池セルを１主面上に備えるガラス基板の前記１主面上の周縁部にガラスが露出している部分を形成する工程を備え、
充填材の原料シートを前記ガラスが露出している部分と薄膜太陽電池セルとを覆うように配置し、さらにバックカバーのシートを配置した状態で、充填材の原料シートを溶融・脱気し薄膜太陽電池セルを封止する封止工程を備え、
封止工程を経た後ガラス基板の１主面からはみ出した充填材とバックカバーとを削り取る工程を備え、
前記充填材の端部とバックカバーの端部とを端部封止材で覆う工程を備える、
薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項９】
前記充填材の端部とバックカバーの端部とを端部封止材で覆う工程は、バックカバーと充填材とガラス基板端部とを同時に前記端部封止材でＬ字型状にノズルで覆い、薄膜太陽電池パネルの周縁部の少なくとも１カ所を除いた全ての部分を、前記ノズルから一筆書きで連続して前記端部封止材で覆う事を特徴とする、請求項８に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１０】
前記充填材の端部とバックカバーの端部とを端部封止材で覆う工程は、バックカバーと充填材とガラス基板端部とを同時に前記端部封止材でＬ字型状に覆い、薄膜太陽電池パネルの周縁部の全ての部分で、前記バックカバーと前記充填材と前記ガラス基板端部と、前記端部封止材と、を密接させる事を特徴とする、請求項８に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１１】
少なくとも、薄膜太陽電池セルを１主面上に備えるガラス基板と、充填材と、バックカバーと、端部封止材と、を備える薄膜太陽電池パネルを含む薄膜太陽電池モジュールであって、前記薄膜太陽電池セルを１主面上に備えるガラス基板の前記１主面上の周縁部はガラスが露出している部分を有し、充填材は前記ガラスが露出している部分と薄膜太陽電池セルとを覆うように形成されてなり、前記充填材のガラス基板から遠い側にさらにバックカバーを備え、前記端部封止材は前記充填材の端部とバックカバーの端部とを覆うように形成されてなり、前記端部封止材はバックカバーと充填材とガラス基板端部と密接してなる部分を含み、該部分は前記薄膜太陽電池パネルの周縁部の少なくとも１カ所を除いた全ての部分である、薄膜太陽電池モジュールの設置方法であって、
前記端部封止材がバックカバーと充填材とガラス基板端部と密接していない部分を、薄膜太陽電池モジュールが設置される時の水上部とするように配置し、設置することを特徴とする、薄膜太陽電池モジュールの設置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガラス基板に直接薄膜太陽電池セルを形成した太陽電池セルを含み、特に屋外に設置される薄膜太陽電池モジュールの耐候性を改善する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池の低コスト化、高効率化を両立するために原材料が少なくてすむ薄膜太陽電池セルが注目され、開発が精力的に行われている。特に、安価なガラス基板上に低温プロセスを用いて透明電極、良質の半導体層、裏面電極を薄膜太陽電池セルとして形成し、このガラス基板をそのまま表面構造材として利用する薄膜太陽電池パネル構造が、低コスト化に有効な方式として検討されている。
【０００３】
通常この方式の薄膜太陽電池パネルを用いた薄膜太陽電池モジュールは、薄膜太陽電池セルの保護や電気的絶縁などを目的として、薄膜太陽電池セルが形成された面を、エチレン−酢酸ビニル共重合体（以下、ＥＶＡと称す）などを主成分とする透明な充填材料とバックカバーにより封止した構造になっている。このバックカバーは、太陽電池モジュール内部への防湿性を確保するため、シリカ蒸着ＰＥＴフィルムやアルミ箔などの防湿層にポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）やＰＥＴフィルム等を積層したものなど、防湿性に優れたシートが使用される。
【０００４】
薄膜太陽電池モジュールは薄膜太陽電池セルが水分に影響を受ける可能性が有るため、耐水性を改善する種々の技術が検討されている。
【０００５】
特許文献１においては、アルミなど金属製フレームに組み込まれた太陽電池モジュールで、封止したガラス基板の周囲とアルミフレームの間にシリコーン樹脂やブチルゴムなどのシール材を充填することにより雨水等の浸入を抑制する技術が用いられる。このようなモジュールの組立ではフレーム嵌合に際し大きな力を要するが、フレームにブチルゴムを塗布し、組立前にフレームを加熱してブチルを軟化させた状態で組立実施することで軽易な労力で迅速容易に組立できる技術が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２においてはさらにこの水分浸入を抑制するため、太陽電池モジュールの周縁部を、シリコーンゴムやブチルゴムなどの接着剤付き金属箔テープにより、断面コ字形で封止する技術が開示されている。
【０００７】
さらに、特許文献３においては、太陽電池モジュールを屋外設置した際に、太陽電池モジュールが太陽光により高温となってブチルゴムが流動し、フレームからはみ出すことによる外観不良および封止性能低下の対策として、ウレタン系の反応性ホットメルト樹脂を用いることで流動を抑制する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平８−１４８７１０
【特許文献２】特開２００２−１４１５４３
【特許文献３】特開平８−２３１１６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の様にフレームにブチルゴムなどの周縁封止用の樹脂を塗布してからモジュール組立した場合、モジュールの角部でブチルゴムの継ぎ目ができる。また、フレーム組立前の裏面封止済みの基板周縁部の方に周縁封止用の樹脂を塗布する場合でも、１辺ずつ塗布すると基板角部で封止樹脂の継ぎ目ができる。
【０００９】
また、特許文献２の技術を用いても  金属箔テープなどをさらに貼り付けて周縁部を封止する場合でも、特に角部は継ぎ目や粘着剤の皺ができ、封止の隙間が残りやすいため、意図した封止効果が得られないことがあり、注意が必要である。
【００１０】
モジュールの周縁部に塗布したブチルゴムの流動やはみ出しを抑制するためには、流動しない樹脂を使用することが好ましいが、特許文献３で用いる反応性ホットメルトはウレタン系樹脂で湿気硬化性であるため、水分透過性があり、耐水性改善の目的には好ましくない。
【００１１】
先行技術の問題を解決するために、水分透過性が少ない、ブチル樹脂の利用を検討したが、実使用状態で到達する温度領域では、部分的に樹脂の密着性が失われたり、流動してはみ出す問題が生じた。  
【００１２】
このように、周縁部をブチル樹脂等で封止した太陽電池モジュールは、封止樹脂継ぎ目での隙間が生じると封止効果が十分に得られない場合が有り、使用環境によっては早期に腐食が発生してしまう場合があり、問題であった。
【００１３】
本発明の目的は、このようなモジュール周縁部の封止欠陥のない、信頼性のある薄膜太陽電池モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
以上の問題を解決するために、本発明は、
少なくとも、薄膜太陽電池セルを１主面上に備えるガラス基板と、充填材と、バックカバーと、端部封止材と、を備える薄膜太陽電池パネルを含む薄膜太陽電池モジュールであって、前記薄膜太陽電池セルを１主面上に備えるガラス基板の前記１主面上の周縁部はガラスが露出している部分を有し、充填材は前記ガラスが露出している部分と薄膜太陽電池セルとを覆うように形成されてなり、前記充填材のガラス基板から遠い側にさらにバックカバーを備え、前記端部封止材は前記充填材の端部とバックカバーの端部とを覆うように形成されてなり、前記端部封止材はバックカバーと充填材とガラス基板端部と密接してなる部分を含み、該部分は前記薄膜太陽電池パネルの周縁部の全ての部分であるか又は前記薄膜太陽電池パネルの周縁部の少なくとも１カ所を除いた全ての部分である、薄膜太陽電池モジュール、である。
【００１５】
本発明は、また、前記端部封止材が前記バックカバーと密接している幅は１ｍｍ以上１０ｍｍ以下、かつ、前記端部封止材が前記ガラス基板端部と密接している幅は１ｍｍ以上であることを特徴とする、薄膜太陽電池モジュール、である。
【００１６】
本発明は、また、前記端部封止材は、ブチルゴム、シリコーン樹脂およびアクリル粘着剤からなる群より選ばれた１種以上の材料である、薄膜太陽電池モジュール、である。
【００１７】
本発明は、また、前記端部封止材の軟化点は１００℃以上２３０℃以下であり、前記端部封止材のタイプＡデュロメータによる硬度は２０〜１００であることを特徴とする、薄膜太陽電池モジュール、である。
【００１８】
本発明は、また、更にフレームと、基板端部を覆いフレームの溝と当接するガスケットとを含み、前記端部封止材はフレームの溝及びガスケットと接触しないことを特徴とする、薄膜太陽電池モジュール、である。
【００１９】
本発明は、また、更にフレームと、基板端部を覆いフレームの溝と当接するガスケットとを含み、フレーム溝内部で、前記端部封止材とガスケットとは一体的に可動することを特徴とする、薄膜太陽電池モジュール、である。
【００２０】
本発明は、また、設置する際の水上部を明示する標識をさらに備える、薄膜太陽電池モジュール、である。
【００２１】
本発明は、また、少なくとも、薄膜太陽電池セルを１主面上に備えるガラス基板と、充填材と、バックカバーと、端部封止材と、を備える薄膜太陽電池パネルを含む薄膜太陽電池モジュールであって、前記薄膜太陽電池セルを１主面上に備えるガラス基板の前記１主面上の周縁部はガラスが露出している部分を有し、充填材は前記ガラスが露出している部分と薄膜太陽電池セルとを覆うように形成されてなり、前記充填材のガラス基板から遠い側にさらにバックカバーを備え、前記端部封止材は前記充填材の端部とバックカバーの端部とを覆うように形成されてなり、前記端部封止材はバックカバーと充填材とガラス基板端部と密接してなる部分を含み、該部分は前記薄膜太陽電池パネルの周縁部の全ての部分であるか又は前記薄膜太陽電池パネルの周縁部の少なくとも１カ所を除いた全ての部分である、薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、
ガラス基板の１主面上に薄膜太陽電池セルを形成し薄膜太陽電池セル付きガラス基板を形成する工程を備え、
前記薄膜太陽電池セル付きガラス基板の前記１主面上の周縁部の薄膜太陽電池セルを除去して、
薄膜太陽電池セルを１主面上に備えるガラス基板の前記１主面上の周縁部にガラスが露出している部分を形成する工程を備え、
充填材の原料シートを前記ガラスが露出している部分と薄膜太陽電池セルとを覆うように配置し、さらにバックカバーのシートを配置した状態で、充填材の原料シートを溶融・脱気し薄膜太陽電池セルを封止する封止工程を備え、
封止工程を経た後ガラス基板の１主面からはみ出した充填材とバックカバーとを削り取る工程を備え、
前記充填材の端部とバックカバーの端部とを端部封止材で覆う工程を備える、
薄膜太陽電池モジュールの製造方法、である。
【００２２】
本発明は、また、前記充填材の端部とバックカバーの端部とを端部封止材で覆う工程は、バックカバーと充填材とガラス基板端部とを同時に前記端部封止材でＬ字型状にノズルで覆い、薄膜太陽電池パネルの周縁部の少なくとも１カ所を除いた全ての部分を、前記ノズルから一筆書きで連続して前記端部封止材で覆う事を特徴とする、薄膜太陽電池モジュールの製造方法、である。
【００２３】
本発明は、また、前記充填材の端部とバックカバーの端部とを端部封止材で覆う工程は、バックカバーと充填材とガラス基板端部とを同時に前記端部封止材でＬ字型状に覆い、薄膜太陽電池パネルの周縁部の全ての部分で、前記バックカバーと前記充填材と前記ガラス基板端部と、前記端部封止材と、を密接させる事を特徴とする、薄膜太陽電池モジュールの製造方法、である。
【００２４】
本発明は、また、少なくとも、薄膜太陽電池セルを１主面上に備えるガラス基板と、充填材と、バックカバーと、端部封止材と、を備える薄膜太陽電池パネルを含む薄膜太陽電池モジュールであって、前記薄膜太陽電池セルを１主面上に備えるガラス基板の前記１主面上の周縁部はガラスが露出している部分を有し、充填材は前記ガラスが露出している部分と薄膜太陽電池セルとを覆うように形成されてなり、前記充填材のガラス基板から遠い側にさらにバックカバーを備え、前記端部封止材は前記充填材の端部とバックカバーの端部とを覆うように形成されてなり、前記端部封止材はバックカバーと充填材とガラス基板端部と密接してなる部分を含み、該部分は前記薄膜太陽電池パネルの周縁部の少なくとも１カ所を除いた全ての部分である、薄膜太陽電池モジュールの設置方法であって、
前記端部封止材がバックカバーと充填材とガラス基板端部と密接していない部分を、薄膜太陽電池モジュールが設置される時の水上部とするように配置し、設置することを特徴とする、薄膜太陽電池モジュールの設置方法、である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、太陽電池の実使用環境において水分にさらされることが多い太陽電池モジュール周縁部において防水・防湿機能が長期にわたり損なわれることなく、腐食など不具合のない耐候性及び信頼性の高い薄膜太陽電池モジュールを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。但し、本実施形態に記載された構成部品の種類、形状、その相対配置等は、本発明の範囲をそれのみに限定するものではなく、本発明の思想に基づいて適宜に変更可能である。
【００２７】
図１は本発明の第１の実施の形態の薄膜太陽電池モジュールの模式図である。ガラス基板１上に直接薄膜太陽電池セル２が形成されている。ガラス基板上の薄膜太陽電池セルの周囲の領域１３の薄膜は除去されている。さらに薄膜太陽電池セル２が充填材３と、バックカバー４とによって封止され薄膜太陽電池パネル１１を構成している。薄膜太陽電池パネルの周縁部には端部封止材６が接着塗布され、ガスケット５を介してアルミ等のフレーム７に組み込まれている。
【００２８】
ガラス基板１としては、太陽電池モジュールの大きさのものを用いることが好ましい。
【００２９】
ガラスの材質としては、青板ガラスまた鉄分を除いて特に赤外領域の光透過性を改善した白板ガラスが用いられるがこれに限定されるものではない。価格的には高価になるが、半導体に悪影響を及ぼす不純物を含まないホウケイ酸ガラスや石英ガラスなどが信頼性を得る上では好ましくこれらの基板（ガラス基板）を用いた場合にも本発明は有効である。
【００３０】
これらの材質のガラスは強化ガラスにする場合と通常のガラスを用いる場合がある。太陽電池モジュールの強度を維持するためには、例えば１ｍ角の大きさの太陽電池では、強化ガラスで３ｍｍ、通常ガラスで５ｍｍ程度の厚みのものを用いる。
【００３１】
これらのガラスの表面に半導体への不純物の拡散を防止する目的で酸化ケイ素を１００ｎｍ程度形成した後、ＳｎＯ２あるいはＺｎＯなどの透明導電膜を形成する。透明導電膜の厚みは１００ｎｍから１０００ｎｍの間であり、導電率や材料の結晶性を応用した凹凸の程度、さらには透明導電膜の光透過率を考慮して適宜厚みを設計する。好適な一例として透明導電膜を形成したガラスの表面導電率は１０Ω／□以下、透過率は８０％以上、凹凸のヘイズ率は１０％以上である。
【００３２】
ガラス基板１は透明導電膜の形成の前あるいは後に所定の寸法に切断される。ガラス基板の切断面をそのままにしておくと、外的な応力や基板上の温度分布で発生する膨張量の差による熱応力により割れやすいので、ダイヤモンドを表面に施した研磨装置にて、角を丸める面取りを行う。面取り形状としては、丸くするＲ面取り、角を取り切断面を研磨するＣ面取り、そして角のみを丸める糸面取りがあるが、後の工程で高温とする場合にはＲ面取りが最も好ましく、他の選択肢では研磨する部分が少なくなるに従ってガラスの割れる確率が増す傾向が有る。また、面取りによりガラスの強度が改善するが、切断面から遠い、面内の強度までは回復しないので、切断面の強度低下対策として太陽電池モジュールとした場合のガラスの支持方法を工夫する必要がある。
【００３３】
透明電極付のガラス基板は、レーザ加工により素子形状にパターン化される。この加工した基板の上には半導体が形成されている。薄膜太陽電池セルの半導体としては、アモルファスシリコン、薄膜多結晶シリコンあるいはゲルマニウムの化合物などが良く知られている。その他にも本発明が適用されるものとしては、ＣｄＳ／ＣｄＴｅ、ＣＩＳ、ＣＩＧＳなどの化合物半導体が知られているがこれらに限定されるものではない。また、太陽電池セルは一層のみではなく、複数の太陽電池セルを積層したものも考えられる。好適な例としては、光入射側から、アモルファスシリコンのｐ−ｉ−ｎ接合と薄膜多結晶シリコンのｐ−ｉ−ｎ接合を積層したアモルファス／薄膜多結晶シリコンタンデムセルがある。
【００３４】
半導体層をレーザ加工などでパターン化した後に、裏面電極を形成する。裏面電極には数十ｎｍのＺｎＯ等の反射層と１０ｎｍ程度の反射金属が積層され、半導体／裏面電極界面の反射率が高いものが用いられる。同じく、裏面電極はレーザ加工でパターン化でされてガラス基板上の薄膜太陽電池が形成される。
【００３５】
通常において大面積の太陽電池においては１００段程度のセルが直列接続され、電圧として８０Ｖから１５０Ｖ程度となる。
【００３６】
これらの薄膜は、化学気相堆積法にて形成されるために、ガラス基板の周辺部を含んでほぼ全面に形成される。太陽電池モジュールで発生した電力の電圧は、一枚の太陽電池モジュールで１００Ｖ前後に及ぶ場合があり。漏電の危険性があるために、ガラス基板の縁の部分から、所定の幅で、透明電極、半導体、裏面電極の全層を除去した領域１３を設けることことで、ガラス基板１の中側にて発生した電力をガラス基板の周縁と絶縁する。
【００３７】
絶縁に必要な幅は、工業規格であるＵＬ１７０３あるいはＩＥＣ６１７３０等で規定されており、モジュールを直列して最大６００Ｖのシステム電圧で使用する場合は少なくとも６．４ｍｍの幅が必要である。
【００３８】
除去する方法としては、研磨材を付着させた回転バフを用いたバフ研磨、硬質粒子を吹きかけて研磨するサンドブラスト、レーザ加工などがあり、できるだけ傷や凹凸を生じない方法が検討されている。
【００３９】
また、こうした研磨面は後の封止工程で充填材を良好に付着させることに役立っている。
【００４０】
ガラス基板上に形成された薄膜太陽電池セルは、銅条（リード）で配線され、充填材３とバックカバー４で封止・保護される。
【００４１】
充填材としては、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）が最もよく用いられ業界標準となっている。バックカバーとしては、ポリフッ化ビニルフィルム（例えば、テドラーフィルム（登録商標名））のようなフッ素樹脂系フィルム或いはＰＥＴフィルムのような耐湿性や耐水性に優れた絶縁フィルムが用いられ、さらにバックカバー４は、アルミニウム等からなる金属箔や無機防湿膜をコートしたフィルムからなる防湿層が、これらのフッ素樹脂系フィルムやＰＥＴフィルム等で挟持、積層された構造が好ましい。アルミニウム箔のような金属箔は耐湿性や耐水性を向上させる機能を有するので、バックカバー４をこのような構造とすることにより、薄膜太陽電池セル２を効果的に水分から保護することができる。
【００４２】
ガラス基板の太陽電池セル形成面に、ガラス基板と同寸法かあるいは少し大きめの充填材の原料シートとバックカバーのシートを、配線のためのリードを穴から通して重ねたのち、真空ラミネート装置にて、充填材を熱溶融・脱気した後に、大気圧にてシートを押さえ、熱架橋させて、封止工程が行われる。
【００４３】
封止工程の後には、ガラス基板の端面にはＥＶＡ等の樹脂がはみ出して付着しており、ガラス基板の端から充填材とバックカバーが突出していることがある。
【００４４】
これらはみ出した、充填材及びバックカバーは、刃物等を用いてガラス基板の大きさに合うように、削り取られる。
【００４５】
はみ出した樹脂はガラス基板との付着が不十分であったり、弱い場合があるので後の工程で剥離することがある。特に後の工程で樹脂等を塗布する場合に、塗布不良を起こしたり、完成品の状態で水分が通過する欠陥部を生じる可能性がある。
【００４６】
残留したガラス基板端部の充填材により後の工程で樹脂塗布の剥離や欠損が起こらないように、ガラス基板端部に残留した充填材は完全に除去されていることが望ましい。現実的には許容限界は、残留した充填材が局所的に０．１ｍｍ以下の厚みで存在する場合である。それよりも多くなると、特に長期使用を仮定した加速試験で、この箇所が水分の通り道になることが観察された。
【００４７】
次に図２を参照して説明する。また、充填材３とバックカバー４は削り取りの過程で、ガラスの面取り部分において除去されるために、ガラス基板１の大きさよりも小さくその端部がガラス基板の端部よりも内側に控えることになる。具体的な寸法としては０〜１ｍｍ前後控えることになる。
【００４８】
はみ出した充填材とバックカバーを削り取ったパネルをガラス端部から望むと、ガラス基板の素子面の上に充填材３の層とバックカバー４の層が積層されて見えることになる。
【００４９】
充填材３は、水分を透過する性質があるのと、充填材３とガラス基板１の界面がこの端部で開放されているために、太陽電池の使用環境において、水分がこの部分から浸入する可能性がある。
【００５０】
この問題を解消するために、この露出部分を覆い密着するように、端部封止材６を塗布する。
【００５１】
充填材の断面の被覆のみでは端部封止材６の端の部分からの水分の浸入する可能性があるため、端部封止材６はバックカバー４の周辺部を覆うとともに、反対側においてはガラス基板を面取りした部分も所定の幅で覆う必要がある。
【００５２】
端部封止材６でバックカバー４を覆う幅はできる限り広いことが望ましいが、端部封止材６を液状にしてノズルから吐出しながら塗布する工程で端部封止材６を設けるため、実施の容易さを考慮して、極端に幅を広げることも好ましくない。
【００５３】
図２のごとくガラス基板１や、削り取ったバックカバー４の寸法精度を考慮すると、バックカバー４を覆う幅１４は設計寸法で１ｍｍ以上、実際の寸法で０．５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下が望ましい。
【００５４】
ガラス基板１の端部への端部封止材６の塗布においては、最大はガラス基板１の厚みが考えられるが、最小としては充填材の残留物の幅に加えて１ｍｍ程度の幅１５が必要である。
【００５５】
ガラス端部は面取りにより、粗面になっているので、端部封止材６の付着が弱くなる可能性があり、面の状態により、加速信頼性試験で確認しながら最小幅を決定していく。
【００５６】
端部封止材６の材料としては、水分の透過が充填材よりも少ないことが望ましく、完成した状態で水分の透過を抑制できる厚みで設置できる材料を使用することが望ましい。
【００５７】
そして、端部封止材６は封止すべき部分に密着して設置できる必要がある。
【００５８】
しかし、実際の設置工程を具体的に実現するためには、材料を液状にして塗布する工程が簡便である。
【００５９】
端部封止材６の塗布方法としては、加熱等の方法により所定の粘度状態にした樹脂を、塗布速度に追随した吐出量に制御しながら、上記設置部に対応した形状のノズルをモジュール端部に沿わせながら塗布するディスペンス法が望ましい。
【００６０】
こうしたある程度の粘度のある材料を塗布する工程では、塗布する場合において、最も問題となるのは連続的に塗布している部分ではなく。塗布を開始して完了する不連続点あるいは、塗布する方向が変わる角の部分である。
【００６１】
この部分では、前に塗布した端部封止材６の上に、封止剤を塗布することになり、被塗布面との間に空隙を生じることになる。
【００６２】
この空隙により、端部封止材６の前記充填材の露出部の間に隙間が生じて水分の浸入が発生しやすくなる。
【００６３】
そしていかなる工夫をしても、図４に示す様に塗布の終点の部分では、塗布始点の端部封止材６と重なることになり、この部分で空隙が生じやすくなる。
【００６４】
太陽電池モジュールの使用において水分が基板端部に蓄積しやすい部分は、太陽電池モジュールを設置したときの下側であり、次に左右、そして上側の辺が最も水分が少ない。
【００６５】
塗布の始点・終点はモジュールを実際に屋外に設置するときの上辺部とする。また上辺部でも角部よりも辺部とすることが好ましい。降雨等でモジュールが水に濡れた場合でも、上辺は水にさらされる時間が最も少なく、継ぎ目からの水浸入の影響が少ないためである。
【００６６】
なお、薄膜太陽電池モジュール１２の上辺部は、端子箱の取り付け方法や、性能ラベルの貼り付け方法により区別する。例えば、「取付方向注意”↑↑”ＩＮＳＴＡＬＬ  ＴＨＩＳ  ＳＩＤＥ  ＵＰ」等のラベルにより区別する方法があげられる。
【００６７】
更に、塗布の始点・終点以外では、ガラス基板１の端部、特に充填材の露出部に密着して端面封止剤が塗布されることが重要である。
【００６８】
そのためには、角部においてもノズルをガラス基板１の端部から離すことなく樹脂を途切れさせることなく全周にわたり一筆書きで塗布することで実現される。
【００６９】
上記工程でガラス基板１の端部に端部封止材６が設置された薄膜太陽電池パネルの端部はフレームに設けた溝部でフレームに取り付けられる。
【００７０】
薄膜太陽電池パネルは直接フレームに取り付けるのではなく、端部を覆う樹脂製のガスケット５を介在させてフレームの溝に取り付ける。
【００７１】
フレーム７は通常アルミニウムあるいはその合金で作られており、このフレーム７と太陽電池パネル１１のガラスとを直接に接触させた場合には、実際の使用環境において、太陽光を吸収して熱せられたガラス基板とフレームの温度差がガラス基板内の熱勾配となって部分的にガラスの膨張量に差異が生じ、ガラスが割れる熱割れの可能性がある。
【００７２】
ガスケット５は断熱により熱割れの問題を解消すると共に、ガラス基板１への外部応力を緩和し、フレーム７の溝とガラス基板の間の応力の局所化を緩和する働きを有する。
【００７３】
また、フレーム７の溝とガスケット５で太陽電池パネル１１を支持する構造としては、ガラス基板の端部を避けて支持する方法とコの字状で全体に支える場合とがある。
【００７４】
端部封止材６には、機械的な応力がかからないことが望ましい。特にガラス基板の端部から端部封止材６を引き剥がす方向に応力が働くと封止面から端部封止材６が剥離する可能性がある。その影響を防止するために、ガスケットとフレームの支持方法を工夫して端部封止材６に他の部材が接触しない構造とするか（具体的には、図１の構造が考えられる）
あるいは、図３のごとく、ガスケットをアルミフレームの溝の内部で特にガラス基板の端部において自在に動くようにしておくことが好ましい。
【００７５】
自在に動くことを実現する方法としては、ガスケットの寸法に遊びを設けるかあるいは、ガラス基板端部に触れるガスケット５の材質を柔軟なものにすることが考えられる。
【００７６】
ガスケット５の材質としては、ＥＰＤＭ、熱可塑性エラストマー（商品例：サントプレン）が例示される。
【００７７】
端部封止材６の性質としては、太陽電池モジュールが使用される際に到達する温度で流動しないことが望ましく、設置するために塗布する場合に装置を用いて粘度性液体になることが望ましい。また、フレームの溝内部で発生する応力に対して大きな変形が生じないとともに、ひび割れが生じない硬度であることが望ましい。
【００７８】
材料の例としては、ブチルゴム、シリコーン樹脂やアクリル粘着剤の群の材料の少なくとも一つがあげられる。
【００７９】
水蒸気透過性の点では、ブチルゴム、アクリル粘着剤が透過量が少なく望ましく、密着性ではシリコーン樹脂、ついでブチルゴムが優れる。しかしながら、シリコーンは水蒸気透過性では劣っており、これらの全ての観点で、ブチルゴムが優れている。ブチルゴムの性質は配合等により調整が可能であるが、使用温度で溶融せず、室温でタック性があるものの容易に変形しないことが望ましい。
【００８０】
具体的には、軟化点が１００℃以上２３０℃以下であり、タイプＡディロメーターで測定した硬度が２０〜１００であるブチルゴムを使用することが望ましい。
【００８１】
また、塗布する際に穴等が発生しないように、塗布する厚みは０．３ｍｍ以上であることが望ましい。塗布厚みがより小さいとバックカバーや充填材の端の部分の凹凸やガラスの寸法不良で塗布不良が生じた場合に樹脂が途切れて穴ができる可能性がある。
【００８２】
また、１辺ごとに防水性樹脂を塗布した後、各角部の樹脂継ぎ目を熱風や加熱したコテなどで加熱し、防水性樹脂と透明絶縁基板（ガラス基板）および保護シート（バックカバー）との界面部まで樹脂を溶融させ、成形しなおすことで継ぎ目の隙間を消失させることができる。
【００８３】
上述のように防水性樹脂を全周途切れなく塗布した場合でも、始点・終点で継ぎ目が１箇所できるが、ここにこの溶融の手法を適用すると全周で完全に継ぎ目をなくすことができるので、さらに好ましい。
【実施例】
【００８４】
以下、実施例により具体的に説明する。
【００８５】
（実施例１）
４ｍｍ厚のガラス基板上に薄膜太陽電池セルを形成し周辺部の膜を除去した基板を、充填材としてＥＶＡシート、バックカバーとしてＰＥＴ／アルミ箔／テドラーフィルム３層積層シートを重ね、真空ラミネーターにより封止、１５０℃／３０分間の加熱キュアにより薄膜太陽電池パネルを得た。
【００８６】
ガラス基板周囲にはみだした充填材とバックカバーを刃物にて除去し、その周縁部にブチル樹脂を塗布した。バックカバーとの重なり部は１ｍｍ、ガラス基板端部の重なり部は１ｍｍであった。
【００８７】
ブチル樹脂は太陽電池パネルの各辺ごとに一辺ずつ塗布した。その後、四隅の角部継ぎ目の樹脂を接着界面まで加熱したコテで溶融させて隙間を消失させてから、再成形した。
【００８８】
これにガスケットを取り付けてから、アルミフレームを組み付け、太陽電池モジュールを作製した。
【００８９】
作製したモジュールを５０℃温水に２０日間浸漬し、その前後でブチル樹脂の密着性を絶縁抵抗により調べた。
【００９０】
絶縁抵抗は、次の手順で測定した。温水浸漬等に支障のない部分で裏面シートのテドラーフィルムを一部除去して内部のアルミ箔を露出させる。モジュール下辺部を５ｃｍ程度の水に浸漬し、その水とモジュール裏面の露出させたアルミ箔部分との間の絶縁抵抗を絶縁抵抗計（印加電圧＝ＤＣ２５０Ｖ、測定範囲＝０．１〜２００ＭΩ）で測定した。温水浸漬によりブチル接着面に水分が浸透すると絶縁抵抗が低下する。なおアルミ露出部分は、温水浸漬時には絶縁シートを貼り付けて保護した。
【００９１】
（実施例２）
実施例１と同様であるが、ブチル樹脂は２００℃のヒーターで加熱しながら、図４のごとく、短辺の中央部で塗布を開始し、角の部分ではノズルを離すことなく回転させて塗布開始点まで連続的に塗布した点で実施例１とは異なる。
【００９２】
（比較例１）
実施例１と同様に封止、加熱キュアし、端部のはみ出しを除去したあと、ホットメルトブチルを各辺ずつ角で継ぎながら塗布した。角部の溶融処理をせず、そのままフレームを組み付けて太陽電池モジュールを作製し、実施例１と同様に評価した。
【００９３】
結果を表１にまとめた。角部に継ぎ目の隙間が残ったまま（比較例）では２０日後には０．４ＭΩまで低下し、周縁部封止の効果が損なわれた。一方、角継ぎ目の隙間をなくすように溶融処理（実施例１）や全周継ぎ目なく塗布（実施例２）することで、温水浸漬２０日後でも絶縁抵抗が１４０ＭΩ以上であり、周縁部封止効果が維持できた。
【００９４】
このように周縁部に塗布した樹脂の隙間をなくすことで、周縁部封止の信頼性と耐久性が増し、長期信頼性の高いモジュールを得ることができた。
【００９５】
【表１】
2009267034.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明にかかわる第一の実施形態の一例である薄膜太陽電池モジュールの構造を示す断面図。
【図２】本発明にかかわる第一の実施形態の一例である薄膜太陽電池モジュールの太陽電池パネルの端部における端部封止構造を示す断面図。
【図３】本発明にかかわる第二の実施形態の一例である薄膜太陽電池モジュールの構造を示す断面図。
【図４】本発明にかかわる薄膜太陽電池モジュールの薄膜太陽電池パネルの周囲の端部に端部封止材を塗布する構造をバックカバーの面から見た図と、樹脂塗布の始点と終点の部分を示す詳細。
【符号の説明】
【００９７】
１    ガラス基板
２    薄膜太陽電池セル
３    充填材
４    バックカバー
５    ガスケット
６   端部封止材
７    フレーム
１７    端部封止材の継ぎ目
１８    端部封止材の継ぎ目の隙間
【図１】
2009267034.tif 000004
【図２】
2009267034.tif 000005
【図３】
2009267034.tif 000006
【図４】
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