(57)【要約】  実施形態の一例である太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルと、湾曲した樹脂製の第１基材と、湾曲した第２基材と、第１基材と第２基材との間に充填された封止層と、緩衝層とを備える。緩衝層は、第１基材と複数の太陽電池セルとの間に設けられ、封止層よりもせん断弾性率が低い。緩衝層は、１枚のシート状に配置された複数の緩衝フィルムによって構成されている。
2019159729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池セルと、
前記複数の太陽電池セルの第１の面側に設けられ、前記複数の太陽電池セルと反対方向に凸の湾曲形状を有する樹脂製の第１基材と、
前記太陽電池セルの第２の面側に設けられ、前記第１基材の方向に凸の湾曲形状を有する第２基材と、
前記第１基材と前記第２基材との間に充填された封止層と、
前記第１基材と前記複数の太陽電池セルとの間に設けられ、前記封止層よりもせん断弾性率が低い緩衝層と、
を備え、
前記緩衝層は、１枚のシート状に配置された複数の緩衝フィルムによって構成されている、太陽電池モジュール。
【請求項２】
隣り合う前記緩衝フィルムの間には、隙間が存在し、
前記隙間には、前記封止層が充填されている、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記複数の緩衝フィルムは、モジュールの厚み方向においてそれぞれの端部同士が重なり合った状態で隣接配置されている、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記緩衝フィルムの端部の少なくとも１つは、前記太陽電池セル同士の間隙とモジュールの厚み方向に重なる位置に設けられている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記第１基材と前記緩衝層との間に、前記緩衝フィルムの端部を覆う隠蔽層を更に備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記複数の緩衝フィルムは、前記第１基材の面方向の１つであるＸ方向に並べられ、
前記複数の緩衝フィルムのＸ方向長さＷ２は、前記第１基材の下記長さＷ１以下である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
ここで、長さＷ１とは、
Ｘ方向に直交する前記第１基材のＹ方向に並ぶ任意の点をＡ１，Ａ２、
前記第１基材の表面に沿ってＡ１，Ａ２を最短距離で結ぶ線をα、線αの長さをＬ１、
Ａ１，Ａ２から線αに対して、前記第１基材の表面に沿った同じ長さの垂線γを引いて描かれる点をＢ１，Ｂ２、
前記第１基材の表面に沿ってＢ１，Ｂ２を最短距離で結ぶ線をβ、線βの長さをＬ２、
としたとき、線βの長さＬ２が線αの長さＬ１の９９．０％以上となるときの垂線γの長さである。
【請求項７】
前記複数の緩衝フィルムは、せん断弾性率が０．１ＭＰａ以下である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】
前記緩衝層と前記複数の太陽電池セルとの間に、前記第１基材よりも酸素透過率が低いバリア層を更に備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項９】
受光側に凸の第１曲線の延在方向である第１曲線方向に間隔をおいて配設される、前記複数の太陽電池セルを含む複数のストリングと、
前記第１基材と前記複数の太陽電池セルとの間に設けられ、前記第１基材よりも線膨張係数が小さいバリアフィルムと、
を更に備え、
前記バリアフィルムは、前記第１曲線方向において隣り合う２つの前記ストリングの間にある部分に凹凸を有する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１０】
前記凹凸は、前記バリアフィルムの前記受光側の表面及び前記フィルムの裏側の裏面の両方に設けられ、
前記バリアフィルムの厚さ方向から見たとき、前記バリアフィルムの前記表面の凹部は、前記バリアフィルムの前記裏面の凸部に重なり、前記バリアフィルムの前記裏面の凹部は、前記バリアフィルムの前記表面の凸部に重なる、請求項９に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１１】
前記バリアフィルムの厚さは、１１０μｍ以下である、請求項９又は１０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】
本開示は、太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の太陽電池セルからなるセル群の受光面側に設けられ、セル群と反対方向に凸の湾曲形状を有する基材を備えた太陽電池モジュールが知られている。特許文献１には、球状に湾曲した基材を備える太陽電池モジュールが開示されている。湾曲した太陽電池モジュールは、例えば自動車の屋根など、移動体の太陽光があたる部分に設置される。【０００３】
また、従来の太陽電池モジュールでは、セル群の受光面側に配置される基材としてガラス基材が広く使用されているが、モジュールの軽量化を図るために、ガラス基材に代えて樹脂基材を用いたモジュールも知られている（特許文献２参照）。特許文献２には、樹脂基板の熱応力や局所的な荷重を緩和して太陽電池セルの破損を抑制するために、ゲル状の樹脂で構成される緩衝層を設けることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開２０１６／０３１２３５号
【特許文献２】特開２０１７−２１６４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、樹脂基材及び緩衝層を備えた太陽電池モジュールは、樹脂基材、太陽電池セル、封止層、及び緩衝層を構成する緩衝フィルム等をラミネート（熱圧着）して製造される。このとき、樹脂基材が湾曲していると、緩衝フィルムを樹脂基材の湾曲面に追従させることが難しく、緩衝フィルムに多くのシワが発生する場合がある。緩衝層は、例えば封止層及び樹脂基材と密着しているが、シワが発生した部分では、温度変化等によって封止性能に影響を与える場合がある。【０００６】
本開示の目的は、湾曲した樹脂基材及び緩衝層を備えた太陽電池モジュールにおいて、緩衝層のシワを抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様である太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルと、前記複数の太陽電池セルの第１の面側に設けられ、前記複数の太陽電池セルと反対方向に凸の湾曲形状を有する樹脂製の第１基材と、前記太陽電池セルの第２の面側に設けられ、前記第１基材の方向に凸の湾曲形状を有する第２基材と、前記第１基材と前記第２基材との間に充填された封止層と、前記第１基材と前記複数の太陽電池セルとの間に設けられ、前記封止層よりもせん断弾性率が低い緩衝層とを備え、前記緩衝層は、１枚のシート状に配置された複数の緩衝フィルムによって構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の一態様によれば、湾曲した樹脂基材及び緩衝層を備えた太陽電池モジュールにおいて、緩衝層のシワを抑制できる。本開示に係る太陽電池モジュールによれば、緩衝層のシワが抑えられるので、例えばモジュールの外観が向上し、またシワに起因する封止性能への影響を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態の一例である太陽電池モジュールの斜視図である。
【図２】図１中のＡＡ線断面の一部を示す図である。
【図３】緩衝フィルムの好適な長さについて説明するための図である。
【図４】実施形態の他の一例である太陽電池モジュールの断面図である。
【図５】実施形態の他の一例である太陽電池モジュールの断面図である。
【図６】実施形態の他の一例である太陽電池モジュールの断面図である。
【図７】実施形態の他の一例である太陽電池モジュールを受光側（表側）から見たときの斜視図である。
【図８】図７中のＢＢ線断面図の一部を示す断面図であり、Ｙ方向及びＺ方向を含み、太陽電池セルを通過するＹＺ断面の一部を表す断面図である。
【図９】図７中のＣＣ線断面図の一部を示す断面図であり、Ｙ方向及びＺ方向を含み、ストリングを通過しないＹＺ断面の一部を表す断面図である。
【図１０】太陽電池モジュールの製造方法の一例を説明するための図である。
【図１１】第１参考例の太陽電池モジュールの製造方法を説明するための図であり、第１参考例の太陽電池モジュールの製造方法の問題点を説明するための図である。
【図１２】太陽電池モジュールの製造方法の他の一例を説明するための図である。
【図１３】第２参考例の太陽電池モジュールの製造方法を説明するための図であり、第２参考例の太陽電池モジュールの製造方法の問題点を説明するための図である。
【図１４】フィルムを含まない太陽電池モジュールの製造への、図１２に示す太陽電池モジュールの製造方法の応用を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本開示に係る太陽電池モジュールの実施形態の一例について詳細に説明する。実施形態において参照する図面は、模式的に記載されたものであるから、図面に描画された構成要素の寸法比率などは以下の説明を参酌して判断されるべきである。なお、本明細書では説明の便宜上、「シート」及び「フィルム」の用語を使い分けているが、これらはいずれも厚みが薄い膜状の材料を意味する。
【００１１】
本開示に係る太陽電池モジュールは、移動体、例えば、自動車等の車両、自転車（電動アシスト自転車）、電車、又は船舶等に搭載されると好ましい。車両としては、二輪車、自動車、電気自動車、ハイブリッド自動車を例示できる。太陽電池モジュールは、自動車、電気自動車、又はハイブリッド自動車に搭載される場合、屋根に設置されると好ましく、サンルーフに設置されてもよい。
【００１２】
図１は実施形態の一例である太陽電池モジュール１０の斜視図、図２は図１中のＡＡ線断面の一部を示す図である。図１及び図２に例示するように、太陽電池モジュール１０は、複数の太陽電池セル１１と、各太陽電池セル１１の第１の面側に設けられた第１基材１２と、各太陽電池セル１１の第２の面側に設けられた第２基材１３とを備える。第１基材１２は、太陽電池セル１１と反対方向に凸の湾曲形状を有する樹脂製の基材である。第２基材１３は、第１基材１２の方向、即ち太陽電池セル１１の方向に凸の湾曲形状を有する基材である。
【００１３】
本実施形態では、各太陽電池セル１１の第１の面が、太陽光が主に入射する受光面であり、第２の面が裏面（受光面と反対側の面）である。太陽電池セル１１に入射する光のうち、５０％を超える光、例えば９０％以上の光が受光面側から入射する。なお、受光面及び裏面の用語は、太陽電池モジュール１０及び後述の光電変換部等についても使用する。
【００１４】
また、太陽電池モジュール１０は、第１基材１２と第２基材１３との間に充填された封止層１４と、第１基材１２と複数の太陽電池セル１１との間に設けられた緩衝層２０とを備える。封止層１４は、太陽電池セル１１に密着してセルの移動を拘束し、太陽電池セル１１が酸素、水蒸気等に曝されないように封止する機能を有する。本実施形態では、封止層１４が封止層１４Ａ，１４Ｂで構成されている。緩衝層２０は、封止層１４よりもせん断弾性率が低い層である。詳しくは後述するが、緩衝層２０は、１枚のシート状に配置された複数の緩衝フィルム２１によって構成されている。
【００１５】
図１に例示する太陽電池モジュール１０は、受光面側に凸となるように湾曲した平面視矩形形状を有するが、その形状は適宜変更可能であり、平面視円形状、四角形以外の多角形状等であってもよい。太陽電池モジュール１０は、受光面側から、第１基材１２、緩衝層２０、封止層１４Ａ、複数の太陽電池セル１１（本明細書では、「セル群」という場合がある）、封止層１４Ｂ、及び第２基材１３が順に積層された積層構造を有する。
【００１６】
太陽電池セル１１は、太陽光を受光することでキャリアを生成する光電変換部と、光電変換部からキャリアを収集する集電極とを有する。図１に例示する光電変換部は、平面視略正方形状を有する。光電変換部の一例としては、結晶系シリコン（Ｓｉ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、インジウム燐（ＩｎＰ）等の半導体基板と、半導体基板上に形成された非晶質半導体層と、非晶質半導体層上に形成された透明導電層とを有するものが挙げられる。具体的には、ｎ型単結晶シリコン基板の一方の面にｉ型非晶質シリコン層、ｐ型非晶質シリコン層、及び透明導電層が順に形成され、他方の面にｉ型非晶質シリコン層、ｎ型非晶質シリコン層、及び透明導電層が順に形成された構造が例示できる。
【００１７】
集電極は、光電変換部の受光面上に形成された受光面電極と、光電変換部の裏面上に形成された裏面電極とで構成される。この場合、受光面電極及び裏面電極の一方がｎ側電極となり、他方がｐ側電極となる。なお、太陽電池セル１１は、ｎ側及びｐ側の各電極を光電変換部の裏面側のみに有していてもよい。一般的に、裏面電極は受光面電極よりも大面積に形成されるため、太陽電池セル１１の裏面は、集電極の面積が大きい方の面、或いは集電極が形成される面といえる。本実施形態では、集電極として、受光面電極及び裏面電極を有するものとする。
【００１８】
集電極は、光電変換部上の広範囲に形成された複数のフィンガー電極を含むことが好ましい。但し、裏面電極については、光電変換部の裏面の略全域を覆う電極としてもよい。複数のフィンガー電極は、互いに略平行に形成された細線状の電極である。集電極は、フィンガー電極よりも幅が太く、各フィンガー電極と略直交するバスバー電極を含んでいてもよい。
【００１９】
複数の太陽電池セル１１は、湾曲した第１基材１２及び第２基材１３の湾曲面に沿うように各基材の間に配置され、封止層１４によって封止されている。隣り合う太陽電池セル１１は、配線材３０によって直列に接続され、これにより太陽電池セル１１のストリング３３が形成される。配線材３０は、一般的にインターコネクタ、或いはタブと呼ばれ、集電極と電気的に接続される。配線材３０は、太陽電池セル１１の受光面及び裏面に対して、複数（一般的には、２本又は３本）取り付けられることが好ましい。集電極としてバスバー電極が設けられる場合、配線材３０はバスバー電極に沿って取り付けられる。
【００２０】
配線材３０は、隣り合う太陽電池セル１１のうち、一方の太陽電池セル１１の一方側端部から、他方の太陽電池セル１１の他方側端部にわたって設けられている。配線材３０は、隣り合う太陽電池セル１１の間でモジュールの厚み方向に曲がり、一方の太陽電池セル１１の受光面と他方の太陽電池セル１１の裏面とに、樹脂接着剤又は半田を用いてそれぞれ接合される。
【００２１】
太陽電池モジュール１０は、複数の太陽電池セル１１が一列に並んだストリング３３を複数有することが好ましい。各ストリング３３の長手方向両側には、太陽電池セル１１と重ならない位置に渡り配線材３１，３２が設けられている。渡り配線材３１は、ストリング３３同士を接続する配線材である。渡り配線材３２は、ストリング３３と出力用配線とを接続する配線材である。太陽電池モジュール１０の裏面側には、バイパスダイオード等を内蔵する端子ボックス３４が設けられていてもよい。この場合、渡り配線材３２が接続される出力用配線材は端子ボックス３４内に引き込まれる。
【００２２】
太陽電池モジュール１０は、第１基材１２及び第２基材１３の周縁部に沿って取り付けられるフレームを備えていてもよい。フレームは、各基材の周縁部を保護し、太陽電池モジュール１０を移動体に取り付ける際に利用されてもよい。図１に示すように、太陽電池モジュール１０は、フレームを有さない所謂フレームレスモジュールであってもよい。
【００２３】
以下、第１基材１２、第２基材１３、封止層１４、及び緩衝層２０について、特に緩衝層２０について詳説する。
【００２４】
第１基材１２は、複数の太陽電池セル１１からなるセル群の受光面を覆い、各太陽電池セル１１を保護する基材である。第１基材１２は、湾曲面を有し、セル群と反対方向に凸となるように湾曲している。第１基材１２には、透光性の樹脂基材が用いられる。第１基材１２に樹脂基材を用いることで、太陽電池モジュール１０の軽量化を図ることができる。一方、第１基材１２は、一般的にガラス基材と比べて熱膨張が大きく、また衝撃を受けたときに変形し易い。このため、第１基材１２とセル群との間には、太陽電池セル１１に加わる荷重を緩和する緩衝層２０を設けることが好ましい。
【００２５】
第１基材１２に適用される樹脂基材は、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、環状ポリオレフィン、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、及びポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステルから選択される少なくとも１種で構成される。好適な樹脂基材の一例は、ポリカーボネート（ＰＣ）を主成分とする樹脂基材であって、例えばＰＣの含有率が９０重量％以上、又は９５重量％〜１００重量％のＰＣ基材である。ＰＣは、耐衝撃性及び透光性に優れるため、第１基材１２の構成材料として好適である。
【００２６】
第１基材１２を構成する樹脂基材の厚みは特に限定されないが、耐衝撃性（太陽電池セル１１の保護）、軽量性、光透過性等を考慮すると、０．００１ｍｍ〜１５ｍｍが好ましく、０．５ｍｍ〜１０ｍｍがより好ましい。なお、樹脂基材は、樹脂基板又は樹脂フィルムとも呼ばれる。一般的に、厚みが厚いものは樹脂基板、厚みが薄いものは樹脂フィルムと呼ばれるが、太陽電池モジュール１０において両者を明確に区別する必要はない。樹脂基材の全光線透過率は高いことが好ましく、例えば８０％〜１００％、又は８５％〜９５％である。全光線透過率は、ＪＩＳ  Ｋ７３６１−１（プラスチック−透明材料の全光線透過率の試験方法−第１部：シングルビーム法）に基づいて測定される。
【００２７】
第１基材１２は、球状に湾曲した形状を有し、Ｘ方向及びＹ方向に湾曲している。ここで、Ｘ方向及びＹ方向とは、第１基材１２（第２基材１３についても同様）の平面視（二次元平面）において互いに直交する任意の方向を意味する。また、Ｚ方向とは、Ｘ方向及びＹ方向（ＸＹ平面）に直交する方向を意味する。つまり、第１基材１２は、ＸＺ断面及びＹＺ断面において、セル群と反対方向に凸の湾曲形状を有する。第１基材１２は、例えば球面の一部を切り出した形状のように、３次元的な曲率を持つ曲面を有する。
【００２８】
第１基材１２の曲率は、特に限定されず、第１基材１２の全域で一定であってもよく、一部の領域で異なっていてもよい。第１基材１２は、一部に平坦な部分が存在してもよいが、好ましくは全体が緩やかに湾曲した形状を有する。なお、第１基材１２の一部には、セル群側に凸となった湾曲部が存在していてもよい。太陽電池モジュール１０では、第１基材１２及び第２基材１３が受光面側に湾曲しているため、これらに挟持されるセル群、封止層１４、及び緩衝層２０も受光面側に湾曲している。なお、ラミネート工程で溶融又は軟化する封止層１４は、基材の湾曲面に追従して容易に湾曲する。
【００２９】
第２基材１３は、セル群の裏面を覆い、各太陽電池セル１１を保護する基材である。第２基材１３は、湾曲面を有し、セル群の方向に凸となるように湾曲している。第２基材１３には、第１基材１２と同様に透光性の基材が用いられてもよく、太陽電池モジュール１０の裏面側からの受光を想定しない場合は不透明な基材が用いられてもよい。第２基材１３の全光線透過率は特に限定されず、０％であってもよい。第２基材１３には、ガラス基材又は金属製の基材を用いてもよいが、太陽電池モジュール１０の軽量化を図るためには、樹脂基材を用いることが好ましい。
【００３０】
第２基材１３に適用される樹脂基材は、例えば環状ポリオレフィン、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、フェノール樹脂、及びエポキシ樹脂から選択される少なくとも１種で構成される。
【００３１】
第２基材１３は、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）で構成されていてもよい。特に、耐衝撃性及び軽量性が要求される用途では、ＦＲＰを用いることが好ましい。好適なＦＲＰとしては、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）、アラミド繊維強化プラスチック（ＡＦＲＰ）などが挙げられる。
【００３２】
第２基材１３の厚みは特に限定されないが、０．０５ｍｍ以上が好適である。また、第２基材１３がＦＲＰで構成される場合、第２基材１３は、繊維１本分の厚さ以上の厚みを有する。太陽電池セル１１の保護、軽量性等を考慮すると、０．０５ｍｍ〜１０ｍｍが好ましく、０．０５ｍｍ〜５ｍｍがより好ましい。第２基材１３の厚みは、第１基材１２の厚みと同等か、又はそれ以上であることが好ましい。
【００３３】
第２基材１３は、第１基材１２と同様に、球状に湾曲した形状を有し、Ｘ方向及びＹ方向に湾曲している。第２基材１３は、ＸＺ断面及びＹＺ断面において、第１基材１２と同じ方向に凸の湾曲形状を有する。第２基材１３は、例えば球面の一部を切り出した形状のように、３次元的な曲率を持つ曲面を有する。第２基材１３の曲率は、全域で一定であってもよく、一部の領域で異なっていてもよいが、第１基材１２と同様の曲率を有することが好ましい。また、第２基材１３は、一部に平坦な部分が存在してもよいが、好ましくは全体が緩やかに湾曲した形状を有する。
【００３４】
封止層１４は、上述の通り、第１基材１２と第２基材１３との間に設けられ、各太陽電池セル１１を封止する樹脂層（封止層）を形成する。封止層１４は、第１基材１２とセル群との間に設けられる封止層１４Ａと、第２基材１３とセル群との間に設けられる封止層１４Ｂとで構成される。
【００３５】
封止層１４の層構造は、封止層１４Ａ，１４Ｂをそれぞれ構成する樹脂フィルムを用いて、後述のラミネート工程により形成されることが好ましい。封止層１４Ａ，１４Ｂには、同じ樹脂フィルムを用いてもよく、異なる樹脂フィルムを用いてもよい。封止層１４に適用される樹脂としては、ポリオレフィン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エポキシ樹脂等が例示できる。また、当該樹脂は架橋構造を有していてもよい。
【００３６】
封止層１４Ａの全光線透過率は高いことが好ましく、例えば８０％以上である。他方、封止層１４Ｂの全光線透過率は特に限定されない。太陽電池モジュール１０の裏面側からの受光を想定しない場合、封止層１４Ｂは、白色顔料、黒色顔料等の色材を含有していてもよく、全光線透過率は０％であってもよい。
【００３７】
緩衝層２０は、上述の通り、封止層１４よりもせん断弾性率が低い層である。緩衝層２０は、第１基材１２の熱膨張、落下物の衝突による第１基材１２の変形などによって太陽電池セル１１に加わる荷重を緩和し、太陽電池セル１１の損傷を抑制する機能を有する。また、緩衝層２０を設けることで、配線材３０に作用する応力を低減して配線材３０の破断を抑制できる。
【００３８】
緩衝層２０のせん断弾性率は、０．１ＭＰａ以下が好ましく、０．００１ＭＰａ〜０．１ＭＰａがより好ましい。緩衝層２０のせん断弾性率が当該範囲内であれば、太陽電池モジュール１０に要求される機械的強度、製造特性等を確保しながら、上記応力緩和効果を得ることができる。せん断弾性率は、レオメータを用いて測定される。
【００３９】
緩衝層２０は、セル群の全体を覆うように、第１基材１２とセル群との間に設けられている。緩衝層２０の大きさは、例えば第１基材１２の大きさと同じか、第１基材１２よりやや小さい。太陽電池モジュール１０は、受光面側から順に、第１基材１２、緩衝層２０、及び封止層１４が積層された構造を有するが、各層の配置はこれに限定されない。例えば、緩衝層２０を封止層１４で挟む積層構造としてもよい。
【００４０】
緩衝層２０は、１枚のシート状に配置された複数の緩衝フィルム２１によって構成される。つまり、緩衝層２０は複数に分割されている。第１基材１２と同様の大きさの緩衝フィルムを用いて緩衝層を形成する場合、フィルムを第１基材１２の湾曲面に追従させることが難しく、フィルムに多くのシワが発生する。太陽電池モジュール１０では、複数の緩衝フィルム２１を用いて緩衝層２０を形成するので、第１基材１２の寸法と比較してフィルム１枚当たりの寸法が小さく、フィルムを第１基材１２の湾曲面に追従させることが容易になる。このため、緩衝フィルム２１のシワを抑制でき、第１基材１２の湾曲面に追従した綺麗な緩衝層２０が形成される。
【００４１】
緩衝フィルム２１は、透明で柔軟性の高い樹脂で構成されることが好ましい。緩衝フィルム２１は、ゲル状の樹脂で構成されてもよく、水を含有するヒドロゲル、又は有機溶媒を含有するオルガノゲルで構成されてもよい。緩衝フィルム２１は、例えばアクリルゲル、ウレタンゲル、及びシリコーンゲルから選択される少なくとも１種を用いて構成される。中でも、耐久性に優れるシリコーンゲルを用いることが好ましい。
【００４２】
緩衝フィルム２１の厚みは、特に限定されないが、太陽電池セル１１の保護、光透過性等を考慮すると、０．１ｍｍ〜１０ｍｍ以下が好ましく、０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ以下がより好ましい。緩衝フィルム２１の全光線透過率は高いことが好ましく、例えば８０％〜１００％、又は８５％〜９５％である。複数の緩衝フィルム２１は、一般的に、互いに同じ材料で構成され、同じ寸法を有する。
【００４３】
緩衝フィルム２１は、例えば帯状ないし短冊状のフィルムであって、略一定の幅を有する。第１基材１２の寸法、曲率等によっても異なるが、緩衝層２０は、２枚〜１０枚の緩衝フィルム２１で構成されることが好ましく、３枚〜５枚の緩衝フィルム２１で構成されることがより好ましい。緩衝フィルム２１は、例えばその長手方向がストリング３３の長手方向に沿うように配置される。各緩衝フィルム２１は、１列又は複数列のストリング３３を覆う大きさを有する。図１に示す例では、各緩衝フィルム２１が、２列分のストリング３３を覆う大きさで形成されている。
【００４４】
本実施形態では、隣り合う緩衝フィルム２１Ａ，２１Ｂの間、即ち２枚の緩衝フィルム２１Ａ，２１Ｂの境界部２２に隙間が存在し、当該隙間に封止層１４が充填されている。緩衝フィルム２１は、境界部２２に隙間が形成されないように、フィルムの端部同士を突き合わせた状態で隣接配置されてもよい。境界部２２に隙間が存在する場合、隙間の幅は１ｍｍ以下が好ましい。当該隙間は、各緩衝フィルム２１の全ての境界部２２に存在してもよく、一部に存在してもよい。
【００４５】
また、緩衝フィルム２１の端部は、太陽電池セル１１同士の間隙とモジュールの厚み方向に重なる位置に設けられている。緩衝フィルム２１の端部を太陽電池セル１１と重ならない位置に設けることで、当該端部を目立たなくでき、良好な外観が得られる。また、後述の隠蔽層２３を設けて端部を隠すことが容易になる。特に、２枚の緩衝フィルム２１の境界部２２に隙間が形成される場合は、境界部２２を太陽電池セル１１同士の間隙と重なる位置に設けることが好適である。例えば、全ての境界部２２（２枚の緩衝フィルム２１Ａ，２１Ｂの隙間）は当該間隙に対応する位置に設けられる。
【００４６】
図３は、緩衝フィルム２１の好適なＸ方向長さＷ２について説明するための図である。緩衝フィルム２１は、例えば平面視略矩形形状を有し、第１基材１２の面方向の１つであるＸ方向に並べられる。この場合、緩衝フィルム２１の好適なＸ方向長さＷ２は、第１基材１２の長さＷ１以下である。長さＷ２を長さＷ１以下に調整することで、緩衝層２０のシワを抑制することが容易になる。
ここで、長さＷ１とは、
Ｘ方向に直交する第１基材１２のＹ方向に並ぶ任意の点をＡ１，Ａ２、
第１基材１２の表面に沿ってＡ１，Ａ２を最短距離で結ぶ線をα、線αの長さをＬ１、
Ａ１，Ａ２から線αに対して、第１基材１２の表面に沿った同じ長さの垂線γを引いて描かれる点をＢ１，Ｂ２、
第１基材１２の表面に沿ってＢ１，Ｂ２を最短距離で結ぶ線をβ、線βの長さをＬ２、
としたとき、線βの長さＬ２が線αの長さＬ１の９９．０％以上となるときの垂線γの長さである。
【００４７】
上記構成を備えた太陽電池モジュール１０は、第１基材１２、第２基材１３、封止層１４、及び複数の緩衝フィルム２１を用いてセル群をラミネートすることにより製造できる。ラミネート装置では、ヒーター上に、第１基材１２、１枚のシート状に配置した複数の緩衝フィルム２１、封止層１４Ａ、セル群、封止層１４Ｂ、及び第２基材１３がこの順に積層される。封止層１４Ａ，１４Ｂは、フィルムの形態で供給されることが好ましい。この積層体は、例えば真空状態で封止層１４Ａ，１４Ｂを構成する樹脂フィルムが軟化又は溶融する温度に加熱される。その後、大気圧下でヒーター側に各構成部材を押し付けながら加熱を継続して各部材を熱圧着（ラミネート）する。こうして、太陽電池モジュール１０が得られる。
【００４８】
複数の緩衝フィルム２１は、それぞれの端部同士を突き合わせた状態として、或いは境界部２２に小さな隙間をあけて１枚のシート状に配置される。このとき、境界部２２が太陽電池セル１１同士の間隙と重なるように、各緩衝フィルム２１を配置して上記積層体を形成することが好ましい。
【００４９】
以上のように、太陽電池モジュール１０では、複数の緩衝フィルム２１を用いて緩衝層２０が形成されるので、第１基材１２の寸法と比較してフィルム１枚当たりの寸法が小さく、各緩衝フィルム２１を第１基材１２の湾曲面に追従させることが容易になる。このため、緩衝フィルム２１のシワを抑制でき、第１基材１２の湾曲面に追従した綺麗な緩衝層２０が形成される。太陽電池モジュール１０は、例えば良好な外観と優れた封止性能を有する。
【００５０】
以下、図４〜図６を参照しながら、実施形態の他の一例について説明する。以下では、上述の実施形態と同じ構成要素には、同じ符号を用いて重複する説明を省略する。
【００５１】
図４に例示する形態は、隣り合う緩衝フィルム２１Ａ，２１Ｂの境界部２２に隙間が存在し、当該隙間に封止層１４Ａが充填されている点で、図２に例示する形態と共通する。他方、図４に示す例では、境界部２２が太陽電池セル１１とモジュールの厚み方向に重なる位置に設けられている。この場合、境界部２２を目立たなくするために、配線材３０と重なる位置に設けられていてもよい。境界部２２の裏側に配線材３０が位置するように緩衝フィルム２１を配置することで、境界部２２が目立ち難くなる。
【００５２】
図５に例示する形態は、緩衝フィルム２１Ａ，２１Ｂの境界部２２が太陽電池セル１１同士の間隙と重なる位置に設けられている点で、図２に例示する形態と共通する。他方、図５に示す例では、第１基材１２と緩衝層２０との間に、緩衝フィルム２１の端部（境界部２２）を覆う隠蔽層２３が設けられている。隠蔽層２３は、境界部２２を隠して第１基材１２側から見えないようにし、モジュールの外観を向上させる。
【００５３】
隠蔽層２３は、境界部２２の全体を覆う面積で形成される。また、太陽電池セル１１と重ならない範囲、即ち太陽電池セル１１同士の間隙と重なる範囲のみに、隠蔽層２３を設けることが好ましい。この場合、隠蔽層２３によって太陽電池セル１１に入射する光が遮断されることを防止できる。隠蔽層２３は、例えば太陽電池セル１１同士の間隙に沿って平面視帯状に形成される。
【００５４】
隠蔽層２３は、第１基材１２と緩衝層２０の間に隠蔽層２３を構成するフィルムを配置して設けられてもよく、緩衝層２０の表面に印刷等により形成されてもよいが、好ましくは第１基材１２の裏面に形成される。第１基材１２の裏面には、隠蔽層２３の構成材料を印刷してもよく、隠蔽層２３を構成するフィルムを貼着してもよい。或いは、蒸着、スパッタリング等により、第１基材１２の裏面に隠蔽層２３を形成してもよい。隠蔽層２３の厚みは、特に限定されないが、好適な厚みの一例としては０．５〜２０μｍ程度である。
【００５５】
隠蔽層２３は、樹脂皮膜中に色材が分散した構造、或いは色材が樹脂バインダで結着された構造を有していてもよい。隠蔽層２３の色（色相、色調）、可視光吸収率等は、色材の種類、濃度、層の厚み等を適宜変更することにより調整できる。隠蔽層２３を構成する樹脂は特に限定されず、印刷インキに用いられる従来公知の樹脂バインダを使用できる。隠蔽層２３の色は、太陽電池セル１１又は第２基材１３の色と同様の色に調整されてもよい。隠蔽層２３を黒色又は濃紺色にする場合、色材として、カーボンブラック、アニリンブラック、チタンブラック、マグネタイト等の黒色顔料を用いることができる。また、隠蔽層２３は、黄色顔料、赤色顔料、青色顔料等を含有していてもよい。
【００５６】
図６に例示する形態は、緩衝層２０と封止層１４Ａとの間にバリア層１５を備える点で、図５に例示する形態と異なる。また、図６に例示する形態では、複数の緩衝フィルム２１の端部同士がモジュールの厚み方向に重なり合った状態で各フィルムが隣接配置されている。２枚の緩衝フィルム２１Ａ，２１Ｂの端部同士がオーバーラップすることで、境界部２２に隙間が存在しなくなる。図６に例示する形態では、緩衝層２０と封止層１４Ａとの間にバリア層１５が存在するので、境界部２２に隙間が形成されないように各緩衝フィルム２１の端部同士を重ねて配置することが好ましい。
【００５７】
バリア層１５は、第１基材１２よりも酸素透過率が低い層であって、第１基材１２を透過する酸素が太陽電池セル１１に作用することを抑制する機能を有する。バリア層１５の酸素透過率は、例えば２００ｃｍ３／ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ以下である。酸素透過率は、ＪＩＳ  Ｋ７１２６に基づいて測定される。また、バリア層１５は、第１基材１２よりも水蒸気透過率が低いことが好ましい。バリア層１５は、セル群の全体を覆って、第１基材１２とセル群との間に設けられている。
【００５８】
バリア層１５は、１枚のシート状に配置された複数のバリアフィルム１６によって構成されている。つまり、バリア層１５は、緩衝層２０と同様に複数に分割されている。この場合、バリアフィルム１６のシワを抑制でき、第１基材１２の湾曲面に追従した綺麗なバリア層１５が形成される。バリア層１５は、バリアフィルム１６の端部同士が接合された継ぎ目１８を有していてもよい。継ぎ目１８は、隣接する２枚のバリアフィルム１６Ａ，１６Ｂの重なり合った端部同士を、ラミネート工程で接着力を発現する接着剤を用いて接合することにより形成される。
【００５９】
バリアフィルム１６は、酸素透過率の低い透明な樹脂フィルムのみで構成されてもよく、樹脂フィルムと、当該樹脂フィルムの片面に成膜された酸化ケイ素（シリカ）、酸化アルミニウム（アルミナ）等の無機化合物層とで構成されてもよい。好適な樹脂フィルムの一例としては、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等のフッ素樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステルフィルムが挙げられる。バリアフィルム１６は、例えば片面にシリカ等の蒸着層が形成されたＰＥＴフィルムである。
【００６０】
図６に例示する形態では、第１基材１２の裏面において、バリア層１５の継ぎ目１８及び緩衝層２０の境界部２２と、モジュールの厚み方向に重なる位置に隠蔽層２３が設けられている。このため、継ぎ目１８及び境界部２２が隠蔽され、良好なモジュールの外観が得られる。
【００６１】
以下、図７〜図１４を参照しながら、本開示に係る太陽電池モジュールの他の実施形態について更に詳細に説明する。
【００６２】
以下の説明及び図面の記載において、Ｘ方向は、以下で説明する複数のストリング３３の並び方向であり、受光側に凸の第１曲線の延在方向である第１曲線方向である。また、Ｙ方向は、ストリング３３の延在方向であり、第１曲線に交差すると共に受光側に凸の第２曲線の延在方向である第２曲線方向である。また、Ｚ方向は、太陽電池モジュール５０,１１０,２１０の厚さ方向である。太陽電池モジュール５０,１１０,２１０は、湾曲形状を有する。したがって、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は、太陽電池モジュール５０,１１０,２１０の３次元座標における各点毎に決定される。例えば、太陽電池セル１１の表面における各点のＸ方向は、その点においてストリング３３の並び方向に平行になっている接線方向となり、Ｙ方向は、その点においてストリング３３の延在方向に平行になっている接線方向となる。また、Ｚ方向は、その点における法線方向となる。太陽電池セル１１の表面における３次元座標の各点で、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は、互いに直交する。なお、第１基材１２の表面のＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向と、第２基材１３の裏面のＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向も、太陽電池セル１１の表面におけるＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の決定方向と同一の方法で決定できる。また、それら以外の太陽電池モジュール５０,１１０,２１０の３次元座標の各点におけるＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は、例えば、Ｚ方向（第１基材１２の表面のＺ方向）から見たときに、その点に重なる第１基材１２の表面の箇所と同一のＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向として決定できる。
【００６３】
図７に例示する太陽電池モジュール５０は、太陽電池モジュール１０と同様に、受光側に凸の湾曲形状であって、Ｘ方向に湾曲しＹ方向にも湾曲する。太陽電池モジュール５０は、平面視において略矩形の形状を有する。太陽電池モジュール５０は、Ｙ方向一方側かつ裏側に端子ボックス３４を備える。また、図８に示すように、太陽電池モジュール５０は、複数の太陽電池セル１１、第１基材１２、第２基材１３、配線材３０、封止層１４、バリアフィルム６、低弾性樹脂層７を備える。太陽電池セル１１、第１基材１２、第２基材１３、配線材３０、及び封止層１４には、上述の実施形態と同様の構成が適用できる。
【００６４】
バリアフィルム６は、封止層１４の受光側に配置され、線膨張係数が第１基材１２よりも小さい。バリアフィルム６は、如何なる厚さを有してもよい。しかし、バリアフィルム６は、１１０μｍ以下であると好ましく、３０μｍ以下の厚さを有するとより好ましく、２５μｍ以下の厚さを有すると更に好ましく、２０μｍ以下の厚さを有すると最も好ましい。バリアフィルム６の受光側の表面６１には、例えば、平面視において略円形の円筒状や円錐台状の突出部６３が、面密度が略均一となるように設けられ、凹凸が設けられる。また、バリアフィルム６の裏側の裏面６２にも、例えば、平面視において略円形の円筒状や円錐台状の突出部６４が、面密度が略均一となるように設けられ、凹凸が設けられる。しかし、フィルムの受光側の表面やフィルムの裏側の裏面に設けられる突出部は、平面視において楕円形や多角形の形状を有してもよく、平面視においてそれ以外の如何なる形状を有してもよい。また、バリアフィルム６の厚さ方向から見たとき、バリアフィルム６の表面６１の凹部６７は、バリアフィルム６の裏面６２の凸部である突出部６４に重なってもよく、バリアフィルム６の裏面６２の凹部６８は、バリアフィルム６の表面６１の凸部である突出部６３に重なってもよい。凹部６７,６８は、例えば、平面視において略円形の有底の円筒孔や円錐台状の孔形状を有する。しかし、フィルムの受光側の表面やフィルムの裏側の裏面に設けられる凹部は、その形状に限定されず、平面視において、楕円形や多角形の形状を有してもよく、平面視においてそれ以外の如何なる形状を有してもよく、円筒や円錐台以外の如何なる形状を有してもよい。また、フィルムの受光側の表面やフィルムの裏側の裏面に設けられる突出部の外周面や先端面に、波状等の小さな凹凸が存在してもよく、波状等の小さな凹凸が存在しなくてもよい。また、同様に、フィルムの受光側の表面やフィルムの裏側の裏面に設けられる凹部の内周面や底面に、波状等の小さな凹凸が存在してもよく、波状等の小さな凹凸が存在しなくてもよい。また、凹凸は、フィルムの受光側の表面に均一に設けられてもよく、ランダムに設けられてもよい。また、凹凸は、フィルムの裏側の裏面に均一に設けられてもよく、ランダムに設けられてもよい。バリアフィルム６は、例えば、厚さが一定で平坦なフィルム元材にエンボス加工を施すことによって形成され、フィルム元材の裏面を部分的に押し上げて浮かすことで形成される。図９は、図７のＣＣ線断面図の一部を示す断面図であり、Ｙ方向及びＺ方向を含み、太陽電池セル１１と配線材３０の両方を通過しないＹＺ断面の一部を表す断面図である。図９に示すように、バリアフィルム６は、バリアフィルム６の厚さ方向から見たときに太陽電池セル１１と配線材３０の両方に重ならない部分に凹凸を有する。即ち、バリアフィルム６の凹凸は、例えば隣り合うストリング３３の間隙に対応する位置（当該間隙とモジュールの厚み方向に重なる部分）に設けられる。バリアフィルム６は、上記第１曲線方向において隣り合う２つのストリング３３の間にある部分に凹凸を有することが好ましい。
【００６５】
バリアフィルム６の材料としては、例えば、酸素や水蒸気の通過を抑制する既存のガスバリアフィルムの材料と同じ材料を採用できる。バリアフィルム６は、バリアフィルム１６と同様のフィルムで構成されてもよい。フィルムは、例えば、基材フィルムと、該基材フィルム上に形成されたバリア性積層体とを含んでもよく、基材フィルムの上に、有機層と無機バリア層を交互に設けることで形成してもよい。例えば、基材フィルムの一方側に、有機層、無機バリア層、有機層、及び無機バリア層を、その順に、それぞれの面が互いに隣接するように設けてもよい。フィルムにおいて、バリア性積層体は、基材フィルムの片面にのみ設けられていてもよいし、両面に設けられていてもよい。また、バリア性積層体は、基材フィルム側から無機バリア層、有機層の順に積層して構成されてもよいし、有機層、無機バリア層の順に積層して構成されてもよい。フィルムは、バリア性積層体、基材フィルム以外の構成成分（例えば、易接着層等の機能性層）を有してもよい。機能性層は、バリア性積層体の上、バリア性積層体と基材フィルムの間、基材フィルム上のバリア性積層体が設置されていない側のいずれに配置されてもよい。
【００６６】
基材フィルムとしては、プラスチックフィルムを用いると好ましい。プラスチックフィルムは、有機層、無機バリア層等の積層体を保持できるフィルムであれば材質、厚み等に特に制限はなく、使用目的等に応じて適宜選択することができる。プラスチックフィルムを構成する樹脂としては、具体的には、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、メタクリル酸−マレイン酸共重合体、ポリスチレン樹脂、透明フッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、セルロースアシレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、シクロオレフィルンコポリマー、フルオレン環変性ポリカーボネート樹脂、脂環変性ポリカーボネート樹脂、フルオレン環変性ポリエステル樹脂、アクリロイル化合物などの熱可塑性樹脂が挙げられる。
【００６７】
低弾性樹脂層７は、第１基材１２とバリアフィルム６との間に配置される。低弾性樹脂層７は、第１基材１２よりも低い引張弾性率を有すれば好ましく、第１基材１２、第２基材１３、及び封止層１４のいずれよりも低い引張弾性率を有すれば更に好ましい。また、低弾性樹脂層７は、第１基材１２、第２基材１３、封止層１４、及びバリアフィルム６のいずれよりも低い引張弾性率を有すれば最も好ましい。しかし、低弾性樹脂層７は、第１基材１２と同程度の引張弾性率を有してもよく、第１基材１２よりも大きい引張弾性率を有してもよい。低弾性樹脂層７は、ゲル状の透光性樹脂材料（以下、単にゲルという）からなると好ましく、ゲルは、溶媒を含有しても溶媒を含有しなくてもよい。溶媒を含有したゲルの例としては、分散媒が水のゲルであるヒドロゲルや、分散媒が有機溶媒のゲルであるオルガノゲルが挙げられる。また、溶媒を含有したゲルの例としては、数平均分子量が１００００以上の高分子ゲル、数平均分子量が１０００以上１００００未満のオリゴマーゲル、又は数平均分子量が１０００未満の低分子ゲルが挙げられる。なお、低弾性樹脂層７は、緩衝層２０と同様の材料で構成されてもよい。
【００６８】
但し、溶媒を含有した高分子ゲルや溶媒を含有しないゲルを用いると、複数の太陽電池セル１１の移動を抑制でき、当該移動に起因する配線材３０の損傷を抑制できて好ましい。また、溶媒を含有した高分子ゲルもしくは溶媒を含有しないゲルの中でも、シリコーンゲル、アクリルゲル、及びウレタンゲルからなる群より選択される少なくとも１つを含有すると好ましい。これらのゲルは、引張弾性率が小さく、温度変化による第１基材１２の熱応力や局所的な荷重を緩和し易い。したがって、配線材３０の破損を効果的に抑制できる。また、シリコーンゲルは、外部衝撃を緩和できる柔軟性を有する上、基板材や枠体を構成する樹脂材料との密着性も高くし易く、耐湿性や耐水性等にも優れる。よって、低弾性樹脂層７は、シリコーンゲルで構成されると最も好ましい。
【００６９】
低弾性樹脂層７の引張弾性率は特に限定されないが、０．１ｋＰａ以上５ＭＰａ未満であると好ましく、１ｋＰａ以上１ＭＰａ以下であると更に好ましい。低弾性樹脂層７の引張弾性率の下限をこのような値とすることで、太陽電池セル１１を固定し易くなり、太陽電池セル１１の移動による配線材３０の損傷を抑制できる。また、低弾性樹脂層７の引張弾性率の上限をこのような値とすることで、温度変化による第１基材１２の熱応力や局所的な荷重を効率よく緩和できる。
【００７０】
第１基材１２、低弾性樹脂層７、バリアフィルム６、封止層１４、太陽電池セル１１及び配線材３０、第２基材１３は、例えば、高真空下で１００〜１６０℃程度の温度で実行される真空ラミネート加工で貼り合わされ、一体化される。図１０は、太陽電池モジュール５０の製造方法を説明する図である。以下、図１０を参照して、真空ラミネート加工の概要について説明する。
【００７１】
真空ラミネート加工を行う際には、先ず、第１基材１２の元材である湾曲形状の表側元基材１９と、第２基材１３の元材であって、製品の湾曲形状に略対応する湾曲形状である裏側元基材２５を用意する。表側元基材１９の剛性は、裏側元基材２５の剛性よりも小さいか略同じになっている。また、表側及び裏側元基材１９,２５の夫々は、表側の全てが受光側に凸の湾曲形状を有し、表側元基材１９の裏面の曲率半径が、裏側元基材２５の表面２６の曲率半径よりも大きいと好ましい。しかし、表側及び裏側元基材１９,２５の夫々は、全体的に受光側に凸の湾曲形状であればよく、一部が平板形状であってもよく、一部が受光側に凹の形状であってもよい。また、表側元基材１９の厚さは、中央部が周辺部よりも薄くなっていると好ましい。表側元基材１９、及び裏側元基材２５の夫々は、例えば、射出成形によって形成される。
【００７２】
次に、例えば、裏側元基材２５、封止層１４における太陽電池セル１１に対する裏側部分を構成する裏側シート材４１、太陽電池セル１１及び配線材３０（図１０では、図示を省略）、封止層１４における太陽電池セル１１に対する表側部分を構成する表側シート材４２、バリアフィルム６の元材であるフィルム元材４３、低弾性樹脂層７の元材である低弾性樹脂元材４５、及び表側元基材１９を、この順に積層した積層構造を、真空ラミネート装置の一対のシリコーンゴム（ダイアフラム）間に配置する。図１０の下側の図、即ちフィルム元材４３の一部の拡大図に示すように、フィルム元材４３の表面及び裏面の夫々は、エンボス加工等で形成された凹凸を有する。
【００７３】
続いて、真空引きにより、積層構造間の空気を外側に排気しながら、圧縮空気により一方又は両方のシリコーンゴムを膨らませて、表側元基材１９を、移動不可になるまで裏側元基材２５に近づけ、積層構造をその厚さ方向に加圧する。この過程で、図１０に矢印Ｃで示すように、フィルム元材４３を、平坦な形状から湾曲形状に変形させる。また、この真空引き及び加圧に加えて、真空ラミネート装置のヒーターで積層構造を例えば１００〜１６０℃程度の温度で加熱する。
【００７４】
この高温での加圧により、裏側元基材２５よりも剛性が低い表側元基材１９の裏面を、裏側元基材２５の表面２６に対応する形状に湾曲させる。そして、表側元基材１９と低弾性樹脂元材４５を隙間なく接触させ、低弾性樹脂元材４５とフィルム元材４３を隙間なく接触させる。また、表側シート材４２と裏側シート材４１を、太陽電池セル１１及び配線材３０（図１０では、図示を省略）を封止するように融着し、表側シート材４２とフィルム元材４３を接着する。また、裏側シート材４１と裏側元基材２５を接着する。これらの融着等によって、表側元基材１９と裏側元基材２５を貼り合わせ、上記積層構造を、製品に対応する形状で一体化する。このようにして、表側元基材１９から第１基材１２を形成し、裏側元基材２５から第２基材１３を形成する。最後に、例えば、枠（フレーム）を積層構造の周辺部に取り付けて、ゲル状の低弾性樹脂層７が外部に流動することを防止し、太陽電池モジュール５０を形成する。
【００７５】
なお、バリアフィルム６の元材であるフィルム元材４３にエンボス加工等で予め凹凸を形成することで、バリアフィルム６に凹凸を形成する場合について説明した。しかし、フィルムの元材であるフィルム元材にラミネート時に凹凸を形成することで、フィルムに凹凸を形成してもよい。また、表側元基材１９の裏面の曲率半径が裏側元基材２５の表面２６の曲率半径よりも大きいと共に、表側元基材１９の剛性が裏側元基材２５の剛性よりも小さいか略同じ場合について説明した。そして、表側元基材１９の裏面を裏側元基材２５の表面２６に沿わすように変形させる場合について説明した。しかし、表側元基材の裏面が平面で、裏側元基材の表面が湾曲面でもよい。そして、表側元基材の裏面を裏側元基材の表面に沿うように湾曲させてもよい。また、表側元基材の剛性が裏側元基材と略同じ剛性かそれよりも大きい剛性を有し、表側元基材の裏面の曲率半径が裏側元基材の表面の曲率半径よりも小さくてもよい。又は、表側元基材の剛性が裏側元基材と略同じ剛性かそれよりも大きい剛性を有し、表側元基材の裏面が湾曲面である一方、裏側元基材の表面が平面であってもよい。そして、裏側元基材の表面を、側元基材の裏面に沿わすように変形させてもよい。
【００７６】
また、表側元基材１９の厚さが、中央部が周辺部よりも薄い場合について説明した。しかし、変形させる表側元基材の厚さは、略一定でもよい。また、真空ラミネート加工で、一対のシリコーンゴムを、圧縮空気で膨らませて積層構造を厚さ方向に加圧する場合について説明した。しかし、一対のラバープレートを、油圧等を用いた圧力で一対のラバープレートの距離が小さくなるように移動させて、一対のラバープレート間に配置された積層構造を圧縮してもよい。また、太陽電池モジュールが、枠（フレーム）を備える場合について説明した。しかし、例えば、表側元基材及び裏側元基材のうちの一方に、太陽電池モジュールの側方部となる部分を設けて、真空ラミネート加工の後に、この側方部で、低弾性樹脂層を密封し、低弾性樹脂層の外部への流動を防止してもよい。又は、太陽電池モジュールの厚さを中央部から周辺部に行くにしたがって薄くなるようにして、太陽電池モジュールの縁部で第１基材と第２基材とを接着してもよい。これらの構造を採用することで、太陽電池モジュールが枠を備えないようにしてもよい。
【００７７】
再度、図７を参照して、複数の太陽電池セル１１は、太陽電池モジュール５０内にマトリクス状に配置される。Ｙ方向に沿って同一の直線上に配置された２以上の太陽電池セル１１は、配線材３０によって直列に接続される。当該２以上の太陽電池セル１１と、その２以上の太陽電池セル１１を直列に接続する配線材３０とは、ストリング３３を構成する。
【００７８】
図７に示す例では、Ｘ方向に隣り合う２つのストリング３３においてＹ方向片側の端にある太陽電池セル１１同士が中継配線で直列に接続され、全ての太陽電池セル１１が直列に接続される。その結果、Ｙ方向の最も端子ボックス３４側かつ紙面における最も右側に配設される太陽電池セル１１Ａが最も高電位側に配設され、Ｙ方向の最も端子ボックス３４側かつ紙面における最も左側に配設される太陽電池セル１１Ｂが最も低電位側に配設される。なお、本実施形態と異なり、Ｙ方向の最も端子ボックス側かつ紙面における最も右側に配設される太陽電池セルが、最も低電位側に配設され、Ｙ方向の最も端子ボックス側かつ紙面における最も左側に配設される太陽電池セルが、最も高電位側に配設されてもよい。
【００７９】
太陽電池モジュール５０は、Ｙ方向の端子ボックス３４側に、端子ボックス３４の端子に電気的に接続するための４つの出力配線３２Ａ,３２Ｂ,３２Ｃ,３２Ｄを備える。各出力配線３２Ａ,３２Ｂ,３２Ｃ,３２Ｄの外周面は、絶縁性フィルム等の絶縁部材によって被覆されている。４つの出力配線３２Ａ,３２Ｂ,３２Ｃ,３２Ｄのうちの２つの出力配線３２Ｂ,３２Ｃは、隣り合う２つのストリング３３を直列に接続する機能も有する。出力配線３２Ａは、Ｘ方向で最も右側に配設されて最も高電位側にあるストリング３３の高電位側に電気的に接続される。また、出力配線３２Ｂは、Ｘ方向で右から２列目に配設されて２番目に高電位のストリング３３の最も低電位側の太陽電池セル１１と、Ｘ方向で右から３列目に配設されて３番目に高電位のストリング３３の最も高電位側の太陽電池セル１１とを電気的に接続する。また、出力配線３２Ｃは、Ｘ方向で右から４列目に配設されて４番目に高電位のストリング３３の最も低電位側の太陽電池セル１１と、Ｘ方向で右から５列目に配設されて５番目に高電位のストリング３３の最も高電位側の太陽電池セル１１とを電気的に接続する。また、出力配線３２Ｄは、Ｘ方向で右から６列目に配設されて最も低い電位のストリング３３の最も低電位側に電気的に接続される。
【００８０】
第２基材１３は、複数の貫通孔（図示せず）を有する。各出力配線３２Ａ,３２Ｂ,３２Ｃ,３２Ｄは、該貫通孔のいずれかを通過した後、端子ボックス３４の所定の端子に電気的に接続される。詳述しないが、端子ボックス３４内の端子間には、逆流防止用のバイパスダイオードが設けられる。落ち葉等の遮光物が特定の太陽電池セル１１を覆うと、その太陽電池セル１１の発電量が低下して発熱する虞がある。バイパスダイオードを設けることで発電量が低下した太陽電池セル１１を含んで直列に接続された２つのストリング３３が、バイパスダイオードによって略短絡される。その結果、当該２つのストリング３３に電流が略流れなくなり、発熱による太陽電池セル１１の損傷が抑制される。太陽電池モジュール５０からの電力は、端子ボックス３４の端子に電気的に接続された２つの電力供給配線（図示せず）によって外部に取り出される。なお、図７に示す例では、太陽電池モジュール５０が、６列に配置されたストリング３３を有するが、太陽電池モジュールは、６列以外の複数列に配置されたストリングを有してもよい。
【００８１】
以上、太陽電池モジュール５０は、光が主に入射する受光側に凸の湾曲形状を有する太陽電池モジュールである。また、太陽電池モジュール５０は、受光側に凸の第１曲線の延在方向である第１曲線方向（Ｘ方向）に間隔をおいて配設される複数のストリング３３を備える。また、各ストリング３３は、第１曲線に交差すると共に受光側に凸の第２曲線の延在方向である第２曲線方向（Ｙ方向）に間隔をおいて配置される複数の太陽電池セル１１、及び複数の太陽電池セル１１を電気的に接続する複数の配線材３０を含む。また、太陽電池モジュール５０は、ストリング３３に対して受光側に設けられて受光側に凸の湾曲形状を有し、透光性の樹脂材料で構成される第１基材１２を備える。また、太陽電池モジュール５０は、ストリング３３に対して受光側とは反対側の裏側に設けられ、受光側に凸の湾曲形状を有する第２基材１３と、複数のストリング３３を封止するように配置される封止層１４を備える。また、太陽電池モジュール５０は、封止層１４の受光側に配置されるバリアフィルム６と、第１基材１２とバリアフィルム６との間に配置される低弾性樹脂層（充填材層）７を備える。バリアフィルム６は、線膨張係数が第１基材１２よりも小さい。また、図９を用いて説明したように、バリアフィルム６は、バリアフィルム６の厚さ方向から見たときに太陽電池セル１１と配線材３０の両方に重ならない部分に凹凸を有する。ここで、Ｙ方向に沿って同一の直線上に配置された２以上の太陽電池セル１１と、その２以上の太陽電池セル１１を直列に接続する配線材３０とは、ストリング３３を構成する。よって、バリアフィルム６は、Ｘ方向において隣り合う２つのストリング３３の間にある部分に凹凸を有する。
【００８２】
上記構成によれば、バリアフィルム６が凹凸を有し、バリアフィルム６の元材であるフィルム元材４３が凹凸を有する。したがって、ラミネート加工時にフィルム元材４３にシワがよりにくく、それに起因して、出来上がった製品におけるバリアフィルム６にもシワがよりにくく、その結果、見栄えが良くて、剥離が起きにくい太陽電池モジュール５０を製造できる。次にこのことを、参考例の太陽電池モジュール３１０と比較することで説明する。図１１は、第１参考例の太陽電池モジュール３１０における図１０に対応する図であり、凹凸を有さない平坦なフィルム元材３４３を用いた場合の問題を説明する図である。なお、図１１においては、図１０と同一の構成については、図１０と同一の参照番号を付して説明を省略する。
【００８３】
図１１を参照して、フィルムの元材として平坦なフィルム元材３４３を用いた場合、フィルム元材３４３が凹凸を吸収しにくい形状となる。したがって、矢印Ｄで示すラミネート加工時にフィルム元材３４３を湾曲させる際、フィルム元材３４３が、表側シート材４２の収縮に伴って表側シート材４２の表面に生じる凹凸により、表側シート材４２の収縮に円滑に追従しにくくなる。よって、フィルム元材３４３にシワ（あまり）３８０が形成され易く、このシワ３８０が、太陽電池モジュールの見栄えを悪くする。また、このシワ３８０は、剥離の起点と成り得、また、水分の浸入経路にもなり得、劣化の温床となり得る。なお、仕様によっては、厚さが薄いフィルムが所望される場合があり、２５μｍ以下の厚さのフィルムや、２０μｍ以下の厚さのフィルムが所望される場合がある。しかし、このような場合、フィルムの剛性が小さくてフィルムが弱くなるので、フィルムが、表側シート材の収縮に更に追従しにくくなって、シワが生じる虞が高くなる。
【００８４】
これに対し、図１０に示す本実施形態の場合、バリアフィルム６が凹凸を有し、バリアフィルム６の元材であるフィルム元材４３が凹凸を有するので、フィルム元材４３が該凹凸に起因するバネ性を有する。したがって、表側シート材４２の収縮に伴って生じる表側シート材４２の凹凸をそのばね性で吸収でき、フィルム元材４３のばね性で表側シート材４２から付与される力を、フィルム元材４３に大局的かつ均一に分散し易くなる。よって、フィルム元材４３がラミネート加工時に均一に縮み易くなり、シワがフィルム元材４３に生成しにくくなる。その結果、太陽電池モジュール５０を、見栄えが良くて、剥離、劣化も起こりにくいものにできる。
【００８５】
また、第１基材１２とバリアフィルム６との間に設けられる充填材層は、第１基材１２よりも低い引張弾性係数を有する低弾性樹脂層７であってもよい。
【００８６】
本構成によれば、低い引張弾性係数を有する低弾性樹脂層７が、第１基材１２とバリアフィルム６との間に設けられる。したがって、第１基材１２が、線膨張係数が高い樹脂製基材であっても、低弾性樹脂層７で第１基材１２の熱収縮の影響を緩和できる。よって、第１基材１２の熱収縮の影響が配線材３０に伝わりにくくなって、配線材３０の損傷を抑制できる。
【００８７】
また、凹凸は、バリアフィルム６の受光側の表面６１及びバリアフィルム６の裏側の裏面６２の両方に設けられてもよい。また、バリアフィルム６の厚さ方向から見たとき、バリアフィルム６の表面６１の凹部６７は、バリアフィルム６の裏面６２の突出部（凸部）６４に重なり、バリアフィルム６の裏面６２の凹部６８は、バリアフィルム６の表面６１の突出部（凸部）６３に重なってもよい。
【００８８】
本構成によれば、厚さが厚くて剛性が大きい部分と、厚さが薄くて剛性が小さい部分が、バリアフィルム６にアンバランスに生じにくくなる。よって、バリアフィルム６のバネ性を大きくでき、シワ発生の抑制効果を大きくできる。
【００８９】
また、バリアフィルム６の厚さは、１１０μｍ以下であってもよい。
【００９０】
上述のように、バリアフィルム６の厚さが１１０μｍ以下となると、バリアフィルム６の剛性が小さくなって、バリアフィルム６にシワがより易くなり、バリアフィルム６の厚さが２５μｍ以下となると、更にバリアフィルム６にシワがより易くなる。したがって、バリアフィルム６の厚さが１１０μｍ以下である場合、バリアフィルム６に凹凸を設けることでバリアフィルム６にシワの生成を抑制する作用効果を大きくできる。また、バリアフィルム６の厚さが２５μｍ以下である場合、バリアフィルム６に凹凸を設けることでバリアフィルム６にシワの生成を抑制する作用効果を顕著なものとできる。
【００９１】
また、凹凸は、バリアフィルム６にエンボス加工により形成されてもよい。
【００９２】
本構成によれば、バリアフィルム６に凹凸を簡単安価に形成できる。
【００９３】
尚、本開示は、上記実施形態及びその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項及びその均等な範囲において種々の改良や変更が可能である。
【００９４】
例えば、上記実施形態では、真空ラミネート加工で、第１基材１２から第２基材１３までを一度に一体化し、太陽電池モジュール５０を一体成形で形成する場合について説明した。しかし、図１２、即ち太陽電池モジュール１１０の製造方法を説明する図に示すように、太陽電池モジュール１１０を次に説明する分離成形で形成してもよい。
【００９５】
詳しくは、第２基材１０３の元材である裏側元基材２５、封止層１０５における太陽電池セル１１に対する裏側部分を構成する裏側シート材４１、太陽電池セル１１及び配線材（図１２では図示を省略）、封止層１０５における太陽電池セル１１に対する表側部分を構成する表側シート材４２、凹凸が設けられたフィルム元材４３を、この順に積層した積層構造１８０を、真空ラミネート装置の一対のシリコーンゴム（ダイアフラム）間に配置した上で、高温で真空ラミネートを実行して、第１基材１０２が含まれない一体の積層構造１９０を形成してもよい。そして、その後、第１基材１０２を、積層構造１９０の厚さ方向におけるフィルム１０６側に、常温で、ゲル状の低弾性樹脂層１０７を介して貼り合わせることで、太陽電池モジュール１１０を形成してもよい。また、１３０℃程度で貼り合せを行ってよい。これにより、第１基材１０２と低弾性樹脂層１０７、及び低弾性樹脂層１０７とフィルム元材４３の密着力が向上する。
【００９６】
より詳しくは、太陽電池モジュール１１０の製造方法は、複数の太陽電池セル１１、複数の太陽電池セル１１に対して光が主に入射する受光側に配置される第１基材１０２、複数の太陽電池セル１１に対して受光側とは反対側の裏側に設けられる第２基材１０３、及び複数の太陽電池セル１１を封止する封止層１０５を備える太陽電池モジュールの製造方法であってもよい。また、太陽電池モジュール１１０の製造方法では、封止層１０５において太陽電池セル１１よりも受光側に位置する受光側封止層の元材である表側シート材（受光側シート材）４２、複数の太陽電池セル１１、封止層１０５において太陽電池セル１１よりも裏側に位置する裏側封止層の元材である裏側シート材４１、及び第２基材１０３の元材である裏側元基材２５を、この順に積層してもよい。そして、その後、表側シート材４２及び裏側シート材４１を溶融させて、表側シート材４２及び裏側シート材４１を複数の太陽電池セル１１を挟んだ状態で融着すると共に、裏側シート材４１と裏側元基材２５を接着することで、複数の太陽電池セル１１、封止層１０５、及び第２基材１０３が一体化された積層構造１９０を形成してもよい。そして、その後、積層構造１９０の厚さ方向の第２基材１０３とは反対側に接着性を有する材料を介して第１基材１０２を貼り合わせてもよい。また、太陽電池モジュール１１０は、第１基材１０２と封止層１０５との間にフィルム１０６を備えてもよい。そして、表側シート材４２の太陽電池セル１１と反対側にフィルム１０６の元材であるフィルム元材４３を配置した後、表側シート材４２及び裏側シート材４１を溶融させてもよい。このようにして、封止層１０５の第２基材１０３と反対側にフィルム１０６を備える積層構造１９０を形成してもよい。また、太陽電池モジュール１１０のフィルム１０６は、第１基材１０２よりも低い引張弾性係数を有してもよい。また、フィルム元材４３は、凹凸を有してもよい。
【００９７】
次に、変形例の太陽電池モジュール１１０の製造方法の優位性を、第２参考例の太陽電池モジュール４１０の製造方法と比較することで説明する。図１３は、第２参考例の太陽電池モジュール４１０の製造方法を説明する図である。図１３に示すように、表側元基材４１５から裏側元基材４２５までを高温のラミネート加工で一度に一体化する場合、ラミネート加工時における裏側層の変形の影響を受けて、第１基材４０２が、その表面４２０が波打つように変形することがある。特に、封止層が、架橋でポリマー同士が連結される樹脂材料で構成される場合、封止樹脂の架橋温度が、表側元基材４１５の耐熱温度よりも高くなり易い。よって、第１基材４０２が、ラミネート加工時の熱の影響を受け易く、第１基材４０２の表面４２０が波打つように変形し易くなる。
【００９８】
これに対し、図１２に示す太陽電池モジュール１１０の製造方法では、第１基材１０２が、常温で低弾性樹脂層１０７を介して積層構造１９０に貼り合わせられるので、第１基材１０２がラミネート加工の影響を受けることがない。よって、第１基材１０２が、その表面が波打つように変形することを抑制又は防止できる。
【００９９】
なお、図１２を用いて説明した太陽電池モジュール１１０の製造方法は、凹凸を有さないフィルムを含む太陽電池モジュールの製造方法に応用できることは言うまでもない。また、図１２を用いて説明した太陽電池モジュール１１０の製造方法は、フィルムを含まない太陽電池モジュール２１０の製造方法にも応用できる。
【０１００】
図１４は、フィルムを含まない太陽電池モジュール２１０の製造への、図１２に示す太陽電池モジュール１１０の製造方法の応用を説明する図である。
【０１０１】
図１４に示すように、この製造方法では、第２基材２０３の元材である裏側元基材２２５、封止層２０５における太陽電池セル１１に対する裏側部分を構成する裏側シート材２４１、太陽電池セル１１及び配線材（図１４では図示を省略）、封止層２０５における太陽電池セル１１に対する表側部分を構成する表側シート材（受光側シート材）２４２、接着させないコーティングを外面に施したシート部材２４９を、この順に積層した積層構造２８０を、真空ラミネート装置の一対のシリコーンゴム（ダイアフラム）間に配置した上で、高温で真空ラミネートを実行して、第１基材２０２が含まれない一体の積層構造２９０を形成する。そして、その後、シート部材２４９を剥がした後、第１基材２０２を、積層構造２９０の厚さ方向における第２基材２０３側とは反対側に、常温で、ゲル状の低弾性樹脂層２０７を介して貼り合わせることで、太陽電池モジュール２１０を形成する。
【０１０２】
この変形例の製造方法によれば、表側シート材（受光側シート材）２４２の太陽電池セル１１側とは反対側にシート部材２４９を配置した状態で、表側シート材２４２及び裏側シート材２４１を溶融させる。したがって、シート部材２４９で、ラミネート加工によって、表側シート材２４２の表面が、波打つように変形することを抑制又は防止できる。よって、図１２に示す方法と同様に、第１基材２０２が、高温高圧で実施されるラミネート加工の影響を受けることがなく、第１基材２０２の表面が変形することを抑制又は防止できる。
【符号の説明】
【０１０３】
１０  太陽電池モジュール、１１  太陽電池セル、１２  第１基材、１３  第２基材、１４，１４Ａ，１４Ｂ  封止層、１５  バリア層、１６，１６Ａ，１６Ｂ  バリアフィルム、１８  継ぎ目、２０  緩衝層、２１，２１Ａ，２１Ｂ  緩衝フィルム、２２  境界部、２３  隠蔽層、３０  配線材、３１，３２  渡り配線材、３３  ストリング、３４  端子ボックス
【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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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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