(57)【要約】  太陽電池モジュール（１００）は、受光面側から順に、樹脂製の表面保護基板（２０）と、ゲル状高分子層（２２）と、第１封止材層（２６）と、光電変換部と、第２封止材層（２８）と、一方向に配向した低熱膨張成分を備える裏面保護層（３２）とを有する。ゲル状高分子層（２２）の引張弾性率が、表面保護基板（２０）、第１封止材層（２６）及び第２封止材層（２８）のうちのいずれの引張弾性率よりも小さい。裏面保護層（３２）は、一方向の熱膨張係数が表面保護基板（２０）の熱膨張係数よりも小さく、裏面保護層（３２）において、当該一方向の熱膨張係数と、一方向に垂直な他方向の熱膨張係数とは互いに異なる構成となっている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面側から順に、樹脂製の表面保護基板と、ゲル状高分子層と、第１封止材層と、光電変換部と、第２封止材層と、一方向に配向した低熱膨張成分を備える裏面保護層とを有し、
前記ゲル状高分子層の引張弾性率が、前記表面保護基板、前記第１封止材層及び前記第２封止材層のうちのいずれの引張弾性率よりも小さく、
前記裏面保護層は、前記一方向の熱膨張係数が前記表面保護基板の熱膨張係数よりも小さく、
前記裏面保護層において、前記一方向の熱膨張係数と、前記一方向に垂直な他方向の熱膨張係数とは互いに異なる、太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記表面保護基板の熱膨張係数と、前記裏面保護層における前記他方向の熱膨張係数との差が、３０×１０−６Ｋ−１以下である、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記裏面保護層が母材と前記低熱膨張成分である繊維材とを有し、
前記繊維材の熱膨張係数が前記母材の熱膨張係数よりも小さく、
前記裏面保護層の厚みが０．５ｍｍ以下である、請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記光電変換部は、タブ配線で接続された１以上の太陽電池セルを有し、
前記裏面保護層において、前記繊維材は前記タブ配線の延在方向に配向する、請求項３に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記ゲル状高分子層と前記第１封止材層との間、及び前記第２封止材層と前記裏面保護層との間の少なくとも一方に、引張弾性率が前記第１封止材層及び前記第２封止材層のいずれの引張弾性率よりも大きい中間層をさらに有する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記中間層の熱膨張係数が、前記第１封止材層及び前記第２封止材層のいずれの熱膨張係数よりも小さい、請求項５に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記第２封止材層と前記裏面保護層との間に位置する前記中間層が、電気絶縁性を有する請求項５又は６に記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】
前記光電変換部は、タブ配線で接続された１以上の太陽電池セルを有し、
前記裏面保護層は、前記タブ配線の延在方向と直交する方向の一部又は全体に亘り形成された少なくとも一つの切り込みを有する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項９】
前記光電変換部は、タブ配線で接続された１以上の太陽電池セルを有し、
前記表面保護基板の受光面側が凸となる曲面形状であって、前記タブ配線が前記曲面形状に沿って曲げられている、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１０】
前記裏面保護層は、前記表面保護基板の周縁において、前記第１封止材層の端部及び第２封止材層の端部を覆って前記表面保護基板に直接接合している、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１１】
前記光電変換部を平面視した場合、前記裏面保護層の面積は、前記表面保護基板の面積よりも小さく、前記第１封止材層の面積及び第２封止材層の面積よりも大きい、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１２】
前記光電変換部を平面視した場合、前記表面保護基板の端部より内側に、前記第１封止材層、前記第２封止材層及び前記裏面保護層の各端部が位置している、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１３】
前記表面保護基板の端部より内側に前記第１封止材層、前記第２封止材層及び前記裏面保護層の各端部が位置していることにより前記表面保護基板に形成された延在部は、前記表面保護基板の外縁全体に亘って形成されている、請求項１２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１４】
前記光電変換部を平面視した場合、前記表面保護基板の形状は、長辺と前記長辺よりも短い短辺とを有する略四角形であり、
前記表面保護基板の端部より内側に前記第１封止材層、前記第２封止材層及び前記裏面保護層の各端部が位置していることにより前記表面保護基板に形成された延在部は、前記長辺の全体に形成されている、請求項１２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１５】
前記表面保護基板の端部より内側に前記第１封止材層、前記第２封止材層及び前記裏面保護層の各端部が位置していることにより前記表面保護基板に形成された延在部には、前記表面保護基板よりも曲げ強さが大きい補強部材が配置されている、請求項１２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１６】
前記表面保護基板における前記裏面保護層との接合部よりも外縁側に、前記補強部材が接触している、請求項１５に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１７】
前記補強部材は、前記表面保護基板の延在部に埋設されている、請求項１５又は１６に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１８】
前記補強部材は、前記表面保護基板の延在部全体に亘って配置されている、請求項１５乃至１７のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１９】
前記光電変換部を平面視した場合、前記表面保護基板の形状は、長辺と前記長辺よりも短い短辺とを有する略四角形であり、
前記補強部材は、前記長辺の全体に配置されている、請求項１５乃至１８のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項２０】
請求項１乃至１９のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールを具備する移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュールは、基本的には、第１の基板（表面保護基板）と、第１の樹脂層（封止材層）と、光電変換部と、第２の樹脂層（封止材層）と、第２の基板（裏面保護基板）と、をこの順に備えた構成となっている。つまり、光電変換部の表裏面を、第１の基板及び第１の樹脂層と、第２の樹脂層及び第２の基板とで覆うことで、光電変換部の保護を図っている。そして、光電変換部において、複数の太陽電池セルはマトリックス状に配列され、隣接する太陽電池セル同士はタブ配線によって電気的に接続される。このように、複数の太陽電池セル同士を複数のタブ配線によって電気的に接続することで、例えば出力電圧を高めるようにしている。【０００３】
また、太陽電池モジュールの保護基板としては、従来、ガラス基板を用いるのが一般的であった。ただ、近年、軽量化のために、ガラス基板に代わり樹脂基板が用いられるようになってきている。【０００４】
上述の太陽電池モジュールの製造方法としては、表面保護基板、封止材層、光電変換部、封止材層及び裏面保護基板を積層した後、１００℃以上に加熱しながら加圧することで各層を接着させる方法が一般的である。ただ、表面保護基板及び裏面保護基板が樹脂からなる場合、加熱後に常温まで冷却した際に、表面保護基板及び裏面保護基板が大きく収縮する。このとき、表面保護基板と裏面保護基板は、材料及び／又は厚みが異なることから、収縮率に差が生じ、その結果、得られた太陽電池モジュールが凹状に反ってしまうという問題がある。【０００５】
このような問題を解決するために、特許文献１では、太陽電池モジュールの反りを予測して、当該反りと逆方向の反りを付与する方法を開示している。具体的には、特許文献１では、透明板と封止材と太陽電池セルとを積層した状態で、真空下で加熱及び加圧を行って、太陽電池モジュールを製造する方法を開示している。そして、当該製造方法では、加熱後に常温状態に置かれて反りの発生が予測される太陽電池モジュールの反りと逆に反らせた状態で加熱及び加圧を行っている。【０００６】
また、特許文献２では、表面保護基板と裏面保護基板の熱膨張係数をほぼ等しくすることで凹状の反りを抑制する方法を開示している。具体的には、特許文献２では、太陽電池セルと、太陽電池セルの受光面側に接着された透光性プラスチック表面材と、太陽電池セルの背面側に接着され、表面材と熱膨張係数がほぼ等しいプラスチック背面材とからなる太陽電池モジュールを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２５８３８０号公報
【特許文献２】実開昭６３−４３４５７号公報
【発明の概要】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の製造方法では、太陽電池モジュールが常温になった際の反り量を予測し、反りを打ち消すための材料や形状を特定する必要があるため、膨大な解析や試行錯誤を行う必要があった。また、特許文献２の太陽電池モジュールでは、表面保護基板及び裏面保護基板に起因する反りは抑制されるが、内部に配置された封止材や太陽電池セルの影響を受けることにより、凹状の反りが発生する恐れがあった。
【０００９】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、簡易な方法により凹状の反りを抑制することが可能な太陽電池モジュールを提供することにある。
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の第一の態様に係る太陽電池モジュールは、受光面側から順に、樹脂製の表面保護基板と、ゲル状高分子層と、第１封止材層と、光電変換部と、第２封止材層と、一方向に配向した低熱膨張成分を備える裏面保護層とを有する。ゲル状高分子層の引張弾性率が、表面保護基板、第１封止材層及び第２封止材層のうちのいずれの引張弾性率よりも小さい。裏面保護層は、一方向の熱膨張係数が表面保護基板の熱膨張係数よりも小さい。裏面保護層において、一方向の熱膨張係数と、一方向に垂直な他方向の熱膨張係数とは互いに異なる。
【００１１】
本発明の第二の態様に係る移動体は、太陽電池モジュールを具備する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、第一実施形態に係る太陽電池モジュールを示す平面図である。
【図２】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った太陽電池モジュールの断面を示す概略図である。
【図３】図３は、図２とは異なる形態の太陽電池モジュールの断面を示す概略図である。
【図４】図４（ａ）は、裏面保護層において、繊維材が一方向に延伸した状態を示す平面図である。図４（ｂ）は、太陽電池モジュールの受光面側が凸状となっている状態を示す側面図である。
【図５】図５（ａ）は、裏面保護層において、繊維材が縦方向及び横方向に延伸した状態を示す平面図である。図５（ｂ）は、太陽電池モジュールの受光面側が凹状となっている状態を示す側面図である。
【図６】図６は、スリットを有する裏面保護層を用いた太陽電池モジュールを示す側面図である。
【図７】図７は、図６に示す太陽電池モジュールの裏面保護層を示す平面図である。
【図８】図８は、スリットを有する裏面保護層の他の例を示す平面図である。
【図９】図９は、第二実施形態に係る太陽電池モジュールを示す平面図である。
【図１０】図１０（ａ）は、図９のＸＡ−ＸＡ線に沿った太陽電池モジュールの断面を示す概略図である。図１０（ｂ）は、図９のＸＢ−ＸＢ線に沿った太陽電池モジュールの断面を示す概略図である。
【図１１】図１１は、第三実施形態に係る太陽電池モジュールを示す平面図である。
【図１２】図１２は、図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った太陽電池モジュールの断面を示す概略図である。
【図１３】図１３（ａ）は、図１１のＸＩＩＩＡ−ＸＩＩＩＡ線に沿った太陽電池モジュールの断面を示す概略図である。図１３（ｂ）は、図１１のＸＩＩＩＢ−ＸＩＩＩＢ線に沿った太陽電池モジュールの断面を示す概略図である。
【図１４】図１４は、表面保護基板の延在部に凸形状のリブを備えた態様を示す断面図である。
【図１５】図１５は、第三実施形態に係る太陽電池モジュールの断面を示す概略図である。
【図１６】図１６は、第三実施形態に係る太陽電池モジュールの断面を示す概略図である。
【図１７】図１７は、第四実施形態に係る太陽電池モジュールを示す平面図である。
【図１８】図１８（ａ）は、図１７のＸＶＩＩＩＡ−ＸＶＩＩＩＡ線に沿った太陽電池モジュールの断面を示す概略図である。図１８（ｂ）は、図１７のＸＶＩＩＩＢ−ＸＶＩＩＩＢ線に沿った太陽電池モジュールの断面を示す概略図である。
【図１９】図１９は、図１７の太陽電池モジュールにおける表面保護基板の周囲にフレーム部材を設けた状態を示す平面図である。
【図２０】図２０（ａ）は、図１９のＸＸＡ−ＸＸＡ線に沿った太陽電池モジュールの断面を示す概略図である。図２０（ｂ）は、図１９のＸＸＢ−ＸＸＢ線に沿った太陽電池モジュールの断面を示す概略図である。
【図２１】図２１（ａ）は、第四実施形態に係る太陽電池モジュールの他の例に関し、図１７のＸＶＩＩＩＡ−ＸＶＩＩＩＡ線に沿った断面を示す概略図である。図２１（ｂ）は、第四実施形態に係る太陽電池モジュールの他の例に関し、図１７のＸＶＩＩＩＢ−ＸＶＩＩＩＢ線に沿った断面を示す概略図である。
【図２２】図２２（ａ）は、第四実施形態に係る太陽電池モジュールの他の例に関し、図１７のＸＶＩＩＩＡ−ＸＶＩＩＩＡ線に沿った断面を示す概略図である。図２２（ｂ）は、第四実施形態に係る太陽電池モジュールの他の例に関し、図１７のＸＶＩＩＩＢ−ＸＶＩＩＩＢ線に沿った断面を示す概略図である。
【図２３】図２３（ａ）は、第四実施形態に係る太陽電池モジュールの他の例に関し、図１７のＸＶＩＩＩＡ−ＸＶＩＩＩＡ線に沿った断面を示す概略図である。図２３（ｂ）は、第四実施形態に係る太陽電池モジュールの他の例に関し、図１７のＸＶＩＩＩＢ−ＸＶＩＩＩＢ線に沿った断面を示す概略図である。
【図２４】図２４は、実施例１−１に係る太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。
【図２５】図２５は、実施例１−１における太陽電池モジュールの評価結果を示している。図２５（ａ）は、太陽電池モジュールで使用した裏面保護層の平面図である。図２５（ｂ）は、太陽電池モジュールを冷却した場合の変位を、繊維方向Ｂに沿って求めた結果を示す側面図である。図２５（ｃ）は、太陽電池モジュールを冷却した場合の変位を、繊維方向Ｂに垂直な方向Ｃに沿って求めた結果を示す側面図である。図２５（ｄ）は、太陽電池モジュールの右端における上下方向の変位量と温度との関係を示すグラフである。
【図２６】図２６は、実施例１−２における太陽電池モジュールの評価結果を示している。図２６（ａ）は、太陽電池モジュールで使用した裏面保護層の平面図である。図２６（ｂ）は、太陽電池モジュールを冷却した場合の変位を求めた結果を示す斜視図である。図２６（ｃ）は、太陽電池モジュールの右端における上下方向の変位量と温度との関係を示すグラフである。
【図２７】図２７は、比較例１における太陽電池モジュールの評価結果を示している。図２７（ａ）は、太陽電池モジュールで使用した裏面保護層の平面図である。図２７（ｂ）は、太陽電池モジュールを冷却した場合の変位を求めた結果を示す斜視図である。図２７（ｃ）は、太陽電池モジュールの右端における上下方向の変位量と温度との関係を示すグラフである。
【図２８】図２８は、実施例１−３における太陽電池モジュールの評価結果を示している。図２８（ａ）は、太陽電池モジュールを冷却した場合の変位を、繊維方向Ｂに沿って求めた結果を示す側面図である。図２８（ｂ）は、太陽電池モジュールを冷却して変形した場合における、右端を拡大して示している。
【図２９】図２９は、シミュレーションで用いた実施例２及び比較例２の太陽電池モジュールを示す概略図である。図２９（ａ）は太陽電池モジュールを示す平面図であり、図２９（ｂ）は図２９（ａ）の太陽電池モジュールを右側面から見た図であり、図２９（ｃ）は図２９（ａ）の太陽電池モジュールを下側面から見た図である。
【図３０】図３０は、シミュレーションにおいて、実施例２及び比較例２の太陽電池モジュールを冷却した場合の変位を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本実施形態に係る太陽電池モジュールについて説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１４】
［第一実施形態の太陽電池モジュール］
図１は、第一実施形態に係る太陽電池モジュール１００を示す平面図である。図１に示すように、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸からなる直角座標系が規定される。ｘ軸、ｙ軸は、太陽電池モジュール１００の平面内において互いに直交する。ｚ軸は、ｘ軸およびｙ軸に垂直であり、太陽電池モジュール１００の厚み方向に延びる。また、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のそれぞれの正の方向は、図１における矢印の方向に規定され、負の方向は、矢印と逆向きの方向に規定される。太陽電池モジュール１００を形成する２つの主表面であって、かつｘ−ｙ平面に平行な２つの主表面のうち、ｚ軸の正方向側に配置される主平面が「受光面」であり、ｚ軸の負方向側に配置される主平面が「裏面」である。なお、「受光面」とは光が主に入射する面を意味し、「裏面」とは受光面と反対側の面を意味する。また、ｚ軸の正方向側を「受光面側」とよび、ｚ軸の負方向側を「裏面側」とよぶこともある。
【００１５】
太陽電池モジュール１００は、複数の太陽電池セル１０、複数のタブ配線１２、複数の接続配線１４を有する。複数の太陽電池セル１０のそれぞれは、入射する光を吸収して光起電力を発生する。太陽電池セル１０は、例えば、結晶シリコン、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）またはインジウム燐（ＩｎＰ）等の半導体材料によって形成される。太陽電池セル１０の構造は特に限定されないが、ここでは、一例として、結晶シリコンとアモルファスシリコンとが積層されているとする。図１では省略しているが、各太陽電池セル１０の受光面および裏面には、互いに平行にｘ方向に延びる複数のフィンガー電極と、複数のフィンガー電極に直交するようにｙ方向に延びる複数、例えば２本のバスバー電極とが備えられる。バスバー電極は、複数のフィンガー電極のそれぞれを接続する。
【００１６】
複数の太陽電池セル１０は、ｘ−ｙ平面上にマトリックス状に配列される。ここでは、ｘ方向に４つの太陽電池セル１０が並べられ、ｙ方向に５つの太陽電池セル１０が並べられる。なお、ｘ方向に並べられる太陽電池セル１０の数と、ｙ方向に並べられる太陽電池セル１０の数は、これらに限定されない。ｙ方向に並んで配置される５つの太陽電池セル１０は、タブ配線１２によって直列に接続され、１つの太陽電池ストリング１６が形成される。さらに、上述のように、ｘ方向に４つの太陽電池セル１０が並べられるので、ｙ方向に延びた太陽電池ストリング１６がｘ方向に４つ平行に並べられる。なお、太陽電池ストリング１６は、複数の太陽電池セル１０と複数のタブ配線１２との組み合わせをいう。
【００１７】
太陽電池ストリング１６を形成するために、タブ配線１２は、隣接した太陽電池セル１０のうちの一方の受光面側のバスバー電極と、他方の裏面側のバスバー電極とを電気的に接続する。すなわち、隣接した太陽電池セル１０は互いにタブ配線１２で電気的に接続されている。タブ配線１２は、細長い金属箔であり、例えば、銅箔にハンダや銀等をコーティングしたものが用いられる。タブ配線１２とバスバー電極との接続には樹脂が使用される。この樹脂は導電性、非導電性いずれでもよい。後者の場合は、タブ配線１２とバスバー電極とを直接接触させることで電気的に接続される。また、タブ配線１２とバスバー電極との接続は、樹脂ではなくハンダを用いてもよい。
【００１８】
さらに、太陽電池ストリング１６のｙ軸の正方向側と負方向側において、複数の接続配線１４がｘ方向に延びている。接続配線１４は、隣接した２つの太陽電池ストリング１６を電気的に接続する。
【００１９】
以上の構成において、太陽電池セル１０、太陽電池ストリング１６のそれぞれが「光電変換部」であってもよく、複数の太陽電池ストリング１６と接続配線１４との組み合わせが「光電変換部」であってもよい。なお、太陽電池モジュール１００の外縁には、図示しないフレーム部材が取り付けられてもよい。フレーム部材は、太陽電池モジュール１００の外縁を保護すると共に、太陽電池モジュール１００を屋根等に設置する際に利用される。
【００２０】
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った太陽電池モジュール１００の一部を示す断面図である。太陽電池モジュール１００は、太陽電池セル１０とタブ配線１２とを備えた太陽電池ストリング１６、接続配線１４、表面保護基板２０、ゲル状高分子層２２、第１封止材層２６、第２封止材層２８及び裏面保護層３２を備えている。なお、図２の上側が受光面（表面）側に相当し、下側が裏面側に相当する。そのため、太陽電池モジュール１００では、受光面側から順に、表面保護基板２０と、ゲル状高分子層２２と、第１封止材層２６と、光電変換部（太陽電池セル１０、タブ配線１２、接続配線１４）と、第２封止材層２８と、裏面保護層３２とが積層されている。
【００２１】
図２に示す構成において、太陽電池モジュール１００の裏面には、裏面保護層３２が設けられている。図２に示すように、裏面保護層３２の厚みは表面保護基板２０と比較して薄いため、裏面保護層３２は剛性が小さく変形しやすい。その上、裏面保護層３２の一方向の熱膨張係数は、表面保護基板２０の熱膨張係数よりも小さく、温度変化に起因する裏面保護層３２の一方向の伸縮は、表面保護基板２０の伸縮より小さい。
【００２２】
一方、ゲル状高分子層２２は、引張弾性率が表面保護基板２０、第１封止材層２６及び第２封止材層２８のうちのいずれの引張弾性率よりも小さく、柔軟性が高い。そのため、温度変化により表面保護基板２０が伸縮した場合でも、表面保護基板２０に隣接する下層のゲル状高分子層２２は引張弾性率が小さいことから、表面保護基板２０の伸縮に追従することができる。
【００２３】
以上のことから、温度変化により表面保護基板２０が伸縮しても、ゲル状高分子層２２がその伸縮に追従するため、表面保護基板２０の伸縮による応力の発生が緩和される。また、裏面保護層３２は、所定方向の熱膨張係数が表面保護基板２０よりも小さく、温度変化により伸縮し難い。したがって、太陽電池モジュール１００の表裏において、いずれか一方が伸縮しやすいということが抑えられ、応力のバランスが保たれる。ひいては、反りや内部応力の発生を防止することができる。
【００２４】
また、裏面保護層３２は薄いが故に剛性が小さく変形しやすいため、曲面形状に対する追従性に優れる。さらに、裏面保護層３２を薄くすることにより、表面保護基板２０と同等の基板状のもの（裏面保護基板）と比較して軽量化を図ることができる。
【００２５】
（表面保護基板）
表面保護基板２０は、太陽電池モジュール１００の太陽光の受光側に位置し、透明樹脂から構成される基板である。表面保護基板２０を構成する透明樹脂としては、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）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）からなる群より選ばれる少なくとも一つを用いることができる。これらの中でも、表面保護基板２０としては、ポリカーボネート（ＰＣ）を用いることが好ましい。ポリカーボネート（ＰＣ）は、耐衝撃性および透光性に優れ、太陽電池モジュール１００の表面を保護するのに好適である。
【００２６】
また、表面保護基板２０は、その表面にシリコーン系やアクリルウレタン系などで構成されるハードコート層を含んでもよい。さらに、表面保護基板２０又はハードコート層などに紫外線吸収剤や艶調整剤、反射防止成分を含んでもよい。
【００２７】
表面保護基板２０の厚みは特に限定されないが、２ｍｍ〜６ｍｍとすることが好ましく、３ｍｍ〜５ｍｍとすることがより好ましい。後述するように、裏面保護層３２の厚みは、表面保護基板２０の厚みの１０％以下であることが好ましい。そして、裏面保護層３２の厚みが薄いが故に低下する機械強度は、表面保護基板２０が厚いことで担保されている。表面保護基板２０の厚みをこのような範囲とすることによって、太陽電池モジュール１００を適切に保護し、入射光を光電変換部（太陽電池セル１０）に効率よく到達させることができる。
【００２８】
表面保護基板２０の引張弾性率は、１．０ＧＰａ〜１０．０ＧＰａであることが好ましく、２．３ＧＰａ〜２．５ＧＰａであることがより好ましい。表面保護基板２０の引張弾性率をこのような範囲とすることによって、太陽電池モジュール１００の表面を適切に保護することができる。なお、本明細書における引張弾性率は、例えば、次のように、ＪＩＳ  Ｋ７１６１−１（プラスチック−引張特性の求め方−第１部：通則）により測定することができる。なお、当該引張弾性率は、温度が２３±２℃、湿度が５０±１０％のときの値をいう。
Ｅｔ＝（σ２−σ１）／（ε２−ε１）  （１）
上記式（１）において、Ｅｔは引張弾性率（Ｐａ）、σ１はひずみε１＝０．０００５における応力（Ｐａ）、σ２はひずみε２＝０．００２５における応力（Ｐａ）を示す。
【００２９】
表面保護基板２０の全光線透過率は８０％以上であることが好ましく、９０〜１００％であることがより好ましい。表面保護基板２０の全光線透過率をこの範囲とすることにより、光を効率よく光電変換部（太陽電池セル１０）へ到達させることができる。なお、本明細書における全光線透過率は、例えば、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）により測定することができる。
【００３０】
表面保護基板２０の熱膨張係数（線膨張係数）は特に限定されないが、４０〜１１０（×１０−６Ｋ−１）とすることができる。なお、本明細書における熱膨張係数（線膨張係数）は、ＪＩＳ  Ｋ７１９７：２０１２（プラスチックの熱機械分析による線膨脹率試験方法）により測定することができる。
【００３１】
（ゲル状高分子層）
ゲル状高分子層２２は、柔軟性に富むゲル状高分子により形成される層であり、表面保護基板２０と第１封止材層２６との間に位置する。ゲル状高分子層２２は柔軟性を有し、表面保護基板２０が伸縮したとき、その伸縮に追従する。そのため、光電変換部に対して、表面保護基板２０の伸縮による応力が伝わるのを防止することができる。すなわち、表面保護基板２０の伸縮による応力は、ゲル状高分子層２２により緩和することができる。
【００３２】
ゲル状高分子層２２を構成する材料としては、各種ゲルを用いることができる。ゲルは特に限定されないが、溶媒を含有したゲルと溶媒を含有しないゲルに分類される。溶媒を含有したゲルとしては、分散媒が水であるヒドロゲル、又は分散媒が有機溶媒であるオルガノゲルを用いることができる。また、溶媒を含有したゲルとしては、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、数平均分子量が１０００未満の低分子ゲルのいずれかを用いることができる。ゲル状高分子は、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂及びスチレン樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種から構成されることが好ましい。
【００３３】
ゲル状高分子層２２は、表面保護基板２０の厚みに対して５〜７０％の厚みを有することが好ましく、１０〜５０％の厚みを有することがより好ましい。ゲル状高分子層２２がこのような厚みを有することで、表面保護基板２０の膨張・収縮による応力を十分に緩和することができる。
【００３４】
ゲル状高分子層２２の引張弾性率は、０．１ｋＰａ以上５ＭＰａ未満が好ましく、１ｋＰａ以上１ＭＰａ以下がより好ましい。ゲル状高分子層２２の引張弾性率がこのような範囲であることにより、表面保護基板２０の膨張・収縮による応力を十分に緩和することができる。
【００３５】
ゲル状高分子層２２の全光線透過率は８０％以上であることが好ましく、９０〜１００％であることが好ましい。ゲル状高分子層２２の全光線透過率をこの範囲とすることにより、光を効率よく光電変換部（太陽電池セル１０）へ到達させることができる。
【００３６】
（第１封止材層、第２封止材層）
第１封止材層２６及び第２封止材層２８は、光電変換部を封止する。第１封止材層２６は、表面保護基板２０のｚ軸の負方向側（下側）に配置されており、第２封止材層２８は、裏面保護層３２のｚ軸の正方向側（上側）に配置されている。
【００３７】
第１封止材層２６としては、例えば、引張弾性率が０．００１ＭＰａ〜１ＭＰａであり、損失係数が０．１〜０．５２であるゲルが使用される。このようなゲルとしては、例えば、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ばれる少なくとも一つを用いることができる。シリコーンゲルについて、引張弾性率は０．０２２ＭＰａ程度である。損失係数は、貯蔵剪断弾性率（Ｇ’）と損失剪断弾性率（Ｇ”）の比Ｇ”／Ｇ’であり、ｔａｎδで示される。損失係数は、材料が変形する際に材料がどのくらいエネルギーを吸収するかを示しており、ｔａｎδの値が大きいほどエネルギーを吸収する。この損失係数は、動的粘弾性測定装置によって測定される。
【００３８】
第１封止材層２６は、透光性を有すると共に、表面保護基板２０におけるｘ−ｙ平面において僅かながら小さな寸法の面を有する矩形状のシート材によって形成される。なお、第１封止材層２６は、液状であってもよい。
【００３９】
一方、第２封止材層２８としては、例えば、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）、ポリイミド等の樹脂フィルムのような熱可塑性樹脂が使用される。なお、第２封止材層２８としては、熱硬化性樹脂が使用されてもよい。第２封止材層２８としては、ＥＶＡが使用されることが好ましい。ＥＶＡについて、引張弾性率は０．０１〜０．２５ＧＰａであり、損失係数は０．０５程度である。
【００４０】
第２封止材層２８は、透光性を有すると共に、表面保護基板２０におけるｘ−ｙ平面において僅かながら小さな寸法の面を有する矩形状のシート材によって形成される。
【００４１】
ここで、図２に示すように、太陽電池モジュール１００の裏面には、薄く剛性が小さい裏面保護層３２が設けられている。裏面保護層３２側に位置する第２封止材層２８は裏面保護層３２からの応力の影響を受けやすく、タブ配線１２の断線することが危惧される。そこで、太陽電池モジュール１００において、第２封止材層２８の引張弾性率が、第１封止材層２６の引張弾性率より大きいことが好ましい。このように、第２封止材層２８の引張弾性率を大きくする、つまり変形し難くすることで、タブ配線１２が変位し難くなり、裏面保護層３２からの応力によるタブ配線１２の断線を抑制することができる。
【００４２】
（中間層）
太陽電池モジュール１００は、表面保護基板２０と、ゲル状高分子層２２と、第１封止材層２６と、光電変換部と、第２封止材層２８と、裏面保護層３２とを備えている。ただ、太陽電池モジュール１００は、ゲル状高分子層２２と第１封止材層２６との間、及び第２封止材層２８と裏面保護層３２との間の少なくとも一方に、中間層２４，３０をさらに有することが好ましい。また、中間層２４，３０は、引張弾性率が第１封止材層２６及び第２封止材層２８のいずれの引張弾性率よりも大きい層であることが好ましい。
【００４３】
上述の通り、第一実施形態においては、裏面保護層３２を相対的に薄くしているため機械強度が高いとは言えず、裏面側の耐衝撃性の低下が危惧される。つまり、太陽電池モジュール１００の運搬時や設置時において、裏面側に受ける衝撃により太陽電池セル１０が破損することが危惧される。そこで、ゲル状高分子層２２と第１封止材層２６との間、及び第２封止材層２８と裏面保護層３２との間の少なくとも一方に、相対的に引張弾性率が大きい中間層を設けることにより、耐衝撃性を向上させることができる。
【００４４】
図３では、ゲル状高分子層２２と第１封止材層２６との間、及び第２封止材層２８と裏面保護層３２との間の双方に中間層２４，３０を設けた態様を示している。なお、図３に示す太陽電池モジュールは、中間層２４，３０を設けた点において図２に示す形態とは異なるが、それ以外の構成は同じである。また、強度向上の観点から、図３に示すように二層の中間層２４，３０を設けることが好ましい。
【００４５】
上述のように、中間層２４は、引張弾性率が第１封止材層２６及び第２封止材層２８のいずれの引張弾性率よりも大きいことが好ましい。これにより、表面保護基板２０が伸縮した場合でも、中間層２４は表面保護基板２０の伸縮に追従しないため、光電変換部へ応力が伝わるのを抑制することができる。
【００４６】
第一実施形態において、中間層２４，３０の熱膨張係数は、第１封止材層２６及び第２封止材層２８のいずれの熱膨張係数よりも小さいことが好ましい。このような構成により、温度変化により表面保護基板２０が伸縮した場合でも、中間層２４，３０が表面保護基板２０の伸縮による応力を緩和することができる。
【００４７】
中間層２４，３０を構成する材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアセタール、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、これらの共重合体が挙げられる。また、中間層２４，３０を構成する材料としては、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）などのフッ素樹脂、シリコーン樹脂、セルロース、ニトリル樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、アイオノマー、ポリブタジエン、ポリブチレン、ポリメチルペンテン、ポリビニルアルコール、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリイミドなどが挙げられる。中間層２４，３０を構成する材料は、一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。中でも、中間層２４，３０を構成する材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、アクリル樹脂が好ましい。また、中間層２４，３０は、いずれも同じ材料としてもよく、それぞれ異なる材料を用いてもよい。
【００４８】
本実施形態において、第２封止材層２８と裏面保護層３２との間に位置する中間層３０は、電気絶縁性を有することが好ましい。裏面保護層３２の基材として、ＣＦＲＰなど導電性の基材を用いた場合には、リーク電流の発生が問題となる場合がある。そこで、第２封止材層２８と裏面保護層３２との間に電気絶縁性を有する中間層３０を配置することで、リーク電流を絶縁することが可能となる。ここで使用する中間層３０の材料は、上記中間層の材料の中でも電気絶縁性が高いものを用いることが好ましい。
【００４９】
中間層２４，３０の厚みは、１μｍ〜２００μｍであることが好ましく、１０μｍ〜１００μｍであることがより好ましい。中間層２４がこのような厚みを有することにより、表面保護基板２０の膨張・収縮による応力の光電変換部への伝達を十分に抑えることができる。なお、中間層２４，３０の厚みは同じであってもよいし、それぞれ異ならせてもよい。
【００５０】
中間層２４，３０の熱膨張係数は、１０〜５０（×１０−６Ｋ−１）であることが好ましく、１５〜３０（×１０−６Ｋ−１）であることがより好ましい。中間層２４の熱膨張係数がこの範囲であることにより、表面保護基板２０が熱によって伸縮した場合でも、中間層２４の伸縮は表面保護基板２０よりも小さくなる。そのため、表面保護基板２０の伸縮による応力が光電変換部へ伝達することを抑えることができる。
【００５１】
中間層２４の全光線透過率は８０％以上であることが好ましく、９０〜１００％であることが好ましい。中間層２４の全光線透過率をこの範囲とすることにより、光を効率よく光電変換部（太陽電池セル１０）へ到達させることができる。
【００５２】
また、中間層２４，３０の引張弾性率は、１．０〜１０．０ＧＰａが好ましく、２〜５ＧＰａがより好ましい。中間層２４の引張弾性率がこのような範囲であることで、表面保護基板２０の伸縮による応力を十分に緩和することができる。
【００５３】
中間層２４，３０の表面及び裏面の少なくとも一方には、水蒸気透過率が１．０ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下の皮膜が形成されていることが好ましい。このような皮膜を中間層２４，３０に形成することで、第１封止材層２６及び第２封止材層２８への水蒸気の浸入がブロックされ、各封止材層に含まれる封止材の加水分解を抑制することができる。なお、本明細書における水蒸気透過率は、例えば、ＪＩＳ  Ｋ７１２９：２００８（プラスチック−フィルム及びシート−水蒸気透過度の求め方（機器測定法））の付属書Ｂに規定された赤外線センサ法により求めることができる。
【００５４】
中間層２４，３０の表裏の少なくとも一方には、酸素透過率が８．０ｍｌ／ｍ２・ｄａｙ以下の皮膜が形成されていることが好ましい。このような皮膜を中間層２４，３０に形成することで、第１封止材層２６及び第２封止材層２８への酸素の浸入がブロックされ、各封止材層に含まれる封止材の酸化を抑制することができる。なお、本明細書における酸素透過率は、ＪＩＳ  Ｋ７１２６−１（ＧＣ法）により求めることができる。
【００５５】
中間層２４，３０に設けられる皮膜は、コーティング法又は蒸着法で形成することができる。中間層２４，３０に設けられる皮膜は、Ｓｉ及びＯを含む無機複合材料から構成されることが好ましい。そのような材料としては、シロキサン化合物などが挙げられ、その中でも、ポリオルガノシロキサンが好ましい。
【００５６】
（裏面保護層）
第一実施形態では、太陽電池モジュール１００の裏面側を保護するために、バックシートとしての裏面保護層３２を設けている。そして、裏面保護層３２は、一方向にのみ配向した低熱膨張成分を有している。具体的には、図４（ａ）に示すように、裏面保護層３２は、母材３２１と、母材３２１の内部に設けられ、低熱膨張成分である繊維材３２２とを有している。
【００５７】
裏面保護層３２を構成する母材３２１は樹脂を含むことが好ましく、樹脂からなることがより好ましい。具体的には、母材３２１は、エポキシ樹脂、ポリイミド（ＰＩ）、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）、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）及びポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）からなる群より選ばれる少なくとも一つを含むことが好ましい。
【００５８】
裏面保護層３２を構成する低熱膨張成分は、裏面保護層３２における一方向の熱膨張係数が表面保護基板２０の熱膨張係数よりも小さくなるような材料を用いることが好ましい。具体的には、裏面保護層３２の低熱膨張成分としては、繊維材３２２を用いることが好ましい。繊維材３２２は特に限定されないが、無機材料からなる無機繊維及び有機材料からなる有機繊維の少なくとも一方を用いることができ、例えば、炭素繊維、ガラス繊維及びアラミド繊維からなる群より選ばれる少なくとも一つを用いることが好ましい。
【００５９】
裏面保護層３２は、マトリックス樹脂である母材３２１と繊維材３２２とを有する繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）を用いることが好ましい。繊維強化プラスチックとしては、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）、アラミド繊維強化プラスチック（ＡＦＲＰ）からなる群より選ばれる少なくとも一つを用いることができる。なお、裏面保護層３２として炭素繊維強化プラスチックを用いることにより、たわみが生じ難く、軽量な保護層を得ることができる。
【００６０】
太陽電池モジュール１００において、低熱膨張成分である繊維材３２２は一方向にのみ配向している。具体的には、図４（ａ）に示すように、母材３２１の内部に含まれる繊維材３２２は、ｘ方向に沿って配向している。または、母材３２１の内部に含まれる繊維材３２２は、ｙ方向に沿って配向している。裏面保護層３２として、繊維材３２２が一方向に並んだＵＤ（ＵｎｉＤｉｒｅｃｔｉｏｎ）材を用いることにより、太陽電池モジュールが凹状に反ってしまうことを抑制することが可能となる。
【００６１】
詳細に説明すると、太陽電池モジュール１００において、裏面保護層３２は、一方向の熱膨張係数が表面保護基板２０の熱膨張係数よりも小さくなっている。つまり、繊維材３２２がｘ方向に沿って配向している場合、裏面保護層３２は、ｘ方向の熱膨張係数が表面保護基板２０の熱膨張係数よりも小さくなっている。同様に、繊維材３２２がｙ方向に沿って配向している場合、裏面保護層３２は、ｙ方向の熱膨張係数が表面保護基板２０の熱膨張係数よりも小さくなっている。
【００６２】
さらに、裏面保護層３２において、一方向の熱膨張係数と、一方向に垂直な他方向の熱膨張係数とは互いに異なる構成となっている。つまり、裏面保護層３２において、繊維材３２２がｘ方向に沿って配向している場合、ｘ方向の熱膨張係数と、ｘ方向に垂直なｙ方向の熱膨張係数とは互いに異なる構成となっている。同様に、裏面保護層３２において、繊維材３２２がｙ方向に沿って配向している場合、ｙ方向の熱膨張係数とｘ方向の熱膨張係数とは互いに異なる構成となっている。
【００６３】
このような構成の太陽電池モジュール１００を冷却した場合、樹脂製の表面保護基板２０は、ｘ方向及びｙ方向の両方に沿って収縮する。これに対して、裏面保護層３２は、一方向（ｘ方向又はｙ方向）の熱膨張係数が表面保護基板２０の熱膨張係数よりも小さくなっているため、裏面保護層３２は、当該一方向では表面保護基板２０よりも収縮しない。また、裏面保護層３２は、当該一方向は収縮し難いが、一方向に垂直な他方向は収縮しやすい。このように、表面保護基板２０はｘ方向及びｙ方向の両方に沿って収縮するが、裏面保護層３２はｘ方向又はｙ方向に沿って収縮し難くなっていることにより、太陽電池モジュール１００が凹状に変形することを抑制することができる。
【００６４】
また、図４（ｂ）に示すように、第一実施形態の太陽電池モジュール１００は、常温の状態で受光面側が凸となる曲面形状であってもよい。そして、このような凸状の太陽電池モジュール１００を冷却した場合も、表面保護基板２０はｘ方向及びｙ方向の両方に沿って収縮するが、裏面保護層３２はｘ方向又はｙ方向に沿って収縮し難い。その結果、凸状の太陽電池モジュール１００が凹状に変形することなく、凸状を維持することが可能となる。
【００６５】
これに対して、例えば、裏面保護層として、図５（ａ）に示すように、繊維材３２２が縦と横に交互に配向したクロス材を用いた場合、太陽電池モジュール１００は凹状に変形する可能性が高くなる。つまり、クロス材は、ｘ方向及びｙ方向の両方とも熱膨張係数が小さい。そのため、裏面保護層としてクロス材を用いた太陽電池モジュールを冷却した場合、表面保護基板２０はｘ方向及びｙ方向の両方に沿って収縮するが、裏面保護層３２はｘ方向及びｙ方向の両方とも収縮し難い。その結果、表面保護基板２０全体の収縮の影響により、図５（ｂ）に示すように、太陽電池モジュール１００ａは、凹状に変形してしまう。
【００６６】
このように、太陽電池モジュール１００は、受光面側から順に、樹脂製の表面保護基板２０と、ゲル状高分子層２２と、第１封止材層２６と、光電変換部と、第２封止材層２８と、一方向に配向した低熱膨張成分を備える裏面保護層３２とを有する。ゲル状高分子層２２の引張弾性率が、表面保護基板２０、第１封止材層２６及び第２封止材層２８のうちのいずれの引張弾性率よりも小さい。そして、裏面保護層３２は、一方向の熱膨張係数が表面保護基板２０の熱膨張係数よりも小さい。また、裏面保護層３２において、当該一方向の熱膨張係数と、一方向に垂直な他方向の熱膨張係数とは互いに異なる。その結果、表面保護基板２０はｘ方向及びｙ方向の両方に沿って収縮するが、裏面保護層３２はｘ方向又はｙ方向に沿って収縮し難い。そのため、太陽電池モジュール１００が凹状に変形することを抑制することが可能となる。
【００６７】
なお、裏面保護層３２において、低熱膨張成分は短手方向であるｘ方向又は長手方向であるｙ方向に沿って延伸している必要は無い。例えば、低熱膨張成分は、ｘ方向又はｙ方向から所定角度傾斜した状態で延伸していてもよい。
【００６８】
また、裏面保護層３２は、光電変換部の裏面での発電効率を上げるために、母材３２１に酸化チタンなどを添加し反射率を向上させてもよい。さらに、裏面保護層３２の表面にメッキ処理を施してもよい。
【００６９】
太陽電池モジュール１００において、表面保護基板２０の熱膨張係数と、裏面保護層３２における上記一方向に垂直な他方向の熱膨張係数との差は、可能な限り小さい方が好ましい。この場合、表面保護基板２０のｘ方向及びｙ方向の収縮率が、裏面保護層３２の他方向の収縮率と近似する。そして、上述のように、裏面保護層では、一方向の熱膨張係数が表面保護基板の熱膨張係数よりも小さいため、収縮率が小さい。そのため、太陽電池モジュール１００を冷却した際には、表面保護基板２０だけでなく、裏面保護層３２の他方向も収縮することから、凹状に変形することが抑制される。表面保護基板の熱膨張係数と、裏面保護層における上記他方向の熱膨張係数との差は、３０×１０−６Ｋ−１以下であることが好ましく、２０×１０−６Ｋ−１以下であることがより好ましく、１０×１０−６Ｋ−１以下であることが特に好ましい。
【００７０】
太陽電池モジュール１００において、裏面保護層３２が母材３２１と低熱膨張成分である繊維材３２２とを有し、繊維材３２２の熱膨張係数が母材３２１の熱膨張係数よりも小さいことが好ましい。繊維材３２２の熱膨張係数が母材３２１の熱膨張係数よりも小さいことにより、一方向の熱膨張係数と、当該一方向に垂直な他方向の熱膨張係数とが互いに異なる構成とすることができる。その結果、太陽電池モジュール１００を冷却した際に凹状に変形することが抑制される。
【００７１】
裏面保護層３２の厚みは特に限定されないが、表面保護基板２０の厚みの１０％以下であることが好ましく、５％以下であることがより好ましく、３％以下であることがさらに好ましい。また、裏面保護層３２の厚みの下限は、表面保護基板２０の厚みの０．８％であることが好ましい。なお、裏面保護層３２の厚みは、０．５ｍｍ以下であることが好ましい。裏面保護層３２の厚みをこのようにすることで、裏面保護層３２における内部応力の発生を抑制し、太陽電池モジュール１００の軽量化を図ることが可能となる。また、裏面保護層３２の厚みが薄い場合、太陽電池モジュール内部のガス抜け性を向上させることができる。例えば、第２封止材層２８の材料としてＥＶＡを用いた場合、ＥＶＡの分解により酢酸が生じることがあるが、裏面保護層３２が薄い場合には、酢酸が外部に発散しやすくなる。
【００７２】
裏面保護層３２の表面及び裏面の少なくとも一方には、バリア層を設けることが好ましい。つまり、図２に示す太陽電池モジュール１００では、第２封止材層２８と裏面保護層３２との間にバリア層を設けることが好ましい。図３に示す太陽電池モジュール１００では、中間層３０と裏面保護層３２との間にバリア層を設けることが好ましい。また、図２及び図３に示す裏面保護層３２における、ｚ軸の負方向側の主面（裏面）にバリア層を設けることも好ましい。そして、バリア層は、酸素及び水蒸気の少なくとも一方の透過を抑制する層であることが好ましい。このようなバリア層を設けることにより、太陽電池モジュール１００の裏面から酸素及び／又は水蒸気が浸入することを抑制し、封止材の劣化を防ぐことが可能となる。なお、バリア層は、所定の厚みを有するフィルムであってもよく、薄膜状のコーティングであってもよい。バリア層は、中間層２４，３０に設けられる皮膜と同じ材料を用いることができる。
【００７３】
裏面保護層３２にＵＤ材の繊維強化プラスチックを用い、裏面保護層３２の厚みを薄くした場合、ＵＤ材を必要に応じて部分的に重ね合わせることで、所望の箇所を補強するなど、裏面保護層３２の中でその特性に強弱をつけることができる。なお、ＵＤ材を重ね合わせる場合、ＵＤ材の繊維をそれぞれ同じ方向に重ね合わせる必要がある。
【００７４】
また、裏面保護層３２の厚みが薄くなると、第２封止材層２８の形状に追従させながら裏面保護層３２を貼り合わせることができ、第２封止材層２８と裏面保護層３２の間に気泡を混入し難くすることができる。例えば、表面保護基板２０が曲面を有する形状であっても、第２封止材層２８を介して表面保護基板２０の形状に適合するように裏面保護層３２を貼り合わせることができる。そのため、気泡の混入を抑制しつつ、曲面形状を有する太陽電池モジュール１００を容易に製造することができる。なお、この際、裏面保護層３２と第２封止材層２８と中間層３０を貼り合わせた状態でフィルムモジュールが作製されていると、このフィルムモジュール自体が柔軟性を有するため、表面保護基板２０への貼り合わせを容易にすることができる。また、裏面保護層３２の追従性が高いため、例えば各層を積層して曲面形状の太陽電池モジュール１００を製造する場合などに、局所的な荷重が太陽電池セル１０などに加わり難いため、太陽電池セル１０の破損を抑制することができる。
【００７５】
さらに、裏面保護層３２の厚みが薄くなると、第２封止材層２８を素早く加熱して架橋することができるため、太陽電池モジュール１００の製造時間を短縮するだけでなく、表面保護基板２０が熱変形するのを抑制することができる。
【００７６】
太陽電池モジュール１００において、光電変換部は、タブ配線１２で接続された１以上の太陽電池セル１０を有し、裏面保護層３２において、繊維材３２２はタブ配線１２の延在方向に配向することが好ましい。具体的には、図１に示す太陽電池モジュール１００の場合、繊維材３２２はタブ配線１２の延在方向であるｙ方向に沿って配設されていることが好ましい。この場合、裏面保護層３２は、ｙ方向に沿って伸縮し難くなることから、タブ配線１２の変位が抑制され、断線を防止することが可能となる。
【００７７】
上述のように、太陽電池モジュール１００において、光電変換部は、タブ配線１２で接続された１以上の太陽電池セル１０を有する。そして、裏面保護層３２は、タブ配線１２の延在方向と直交する方向の一部又は全体に亘り形成された少なくとも一つの切り込みを有する構成とすることができる。上述の通り、裏面保護層３２は、繊維材３２２の配向方向がタブ配線１２の延在方向となるように配置することが好ましい。ただ、その構成において、太陽電池モジュール１００をタブ配線１２の延在方向に沿って曲げる曲面形状とすると、繊維材３２２の配向方向で反りや内部応力の発生が危惧される。そこで、裏面保護層３２に、タブ配線１２の延在方向と直交する方向の一部又は全体に亘り切り込みを設けることで、反りや内部応力の発生を抑えることができる。
【００７８】
図６及び図７は、裏面保護層３２に、タブ配線１２の延在方向と直交する方向の全体に亘り切り込みを設けた形態を示している。すなわち、図６及び図７に示す裏面保護層３２には、３つの切り込みを設けて４つに分割している。このように、裏面保護層３２が分割されることで、切り込み部分において曲げに対する応力が遮断されるため、反りや内部応力の発生を抑えることができる。
【００７９】
裏面保護層３２に設ける切り込みの形状、長さ又は太さは、上記効果を発揮する限りにおいて特に制限はない。図８（ａ）は、裏面保護層３２の一辺から他辺に向けて切り込みを３つ設けた形態であり、図８（ｂ）は対向する二辺において一辺からの切り込みと他辺からの切り込みとを交互に３つ設けた形態である。なお、図８（ａ）及び図８（ｂ）の両方とも、他辺には切り込みは達していない。図８（ａ）及び図８（ｂ）のいずれも、裏面保護層３２のタブ配線１２の延在方向と直交する方向の一部において切り込みを設けている。つまり、図６及び図７に示す形態とは異なり、裏面保護層３２は完全に分割されず一体となっている。そして、図８（ａ）及び図８（ｂ）のいずれの裏面保護層３２も、切り込み部分において曲げに対する応力が遮断されるため、反りや内部応力の発生を抑えることができる。その他、裏面保護層３２において、破線状に切り込みを設けてもよい。
【００８０】
太陽電池モジュール１００は、光電変換部がタブ配線１２で接続された１以上の太陽電池セル１０を有し、表面保護基板２０の受光面側が凸となる曲面形状であって、タブ配線１２が曲面に沿って曲げられている構成とすることができる。太陽電池モジュール１００において、裏面保護層３２は、一方向の熱膨張係数が表面保護基板２０の熱膨張係数よりも小さく、裏面保護層３２において、当該一方向の熱膨張係数と、一方向に垂直な他方向の熱膨張係数とは互いに異なる構成となっている。そのため、太陽電池モジュール１００の受光面側が凸となる場合であっても、太陽電池モジュール１００が凹状に変形することを抑制することが可能となる。
【００８１】
［第二実施形態の太陽電池モジュール］
次に、第二実施形態に係る太陽電池モジュールについて、図面に基づき詳細に説明する。なお、第一実施形態の太陽電池モジュールと同一構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００８２】
図９は、第二実施形態に係る太陽電池モジュール１００Ａを示す平面図である。図１０（ａ）は、図９のＸＡ−ＸＡ線に沿った太陽電池モジュールの断面を示す概略図であり、図１０（ｂ）は、図９のＸＢ−ＸＢ線に沿った太陽電池モジュールの断面を示す概略図である。なお、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）では、タブ配線１２及び接続配線１４を省略している。
【００８３】
図１０に示すように、太陽電池モジュール１００Ａは、第一実施形態と同様に、太陽電池セル１０、タブ配線１２及び接続配線１４を有する光電変換部、並びに表面保護基板２０、第１封止材層２６、第２封止材層２８及び裏面保護層３２を備えている。そのため、太陽電池モジュール１００Ａでは、受光面側から順に、表面保護基板２０と、第１封止材層２６と、光電変換部（太陽電池セル１０、タブ配線１２、接続配線１４）と、第２封止材層２８と、裏面保護層３２とが積層されている。
【００８４】
光電変換部、表面保護基板２０、第１封止材層２６及び第２封止材層２８は、第一実施形態と同じものを使用することができる。また、裏面保護層３２は、母材（マトリックス樹脂）と、母材の内部に設けられ、低熱膨張成分である繊維材とを有する繊維強化プラスチックを使用することができる。繊維強化プラスチックとしては、繊維材が一方向に並んだＵＤ（ＵｎｉＤｉｒｅｃｔｉｏｎ）材、又は繊維材が縦と横に交互に配向したクロス材を用いることができる。なお、裏面保護層３２を構成する母材及び繊維材は、第一実施形態と同じものを使用することができる。
【００８５】
太陽電池モジュールを製造する際には、まず、表面保護基板２０と、第１封止材層２６と、光電変換部と、第２封止材層２８と、裏面保護層３２とをこの順で積層することにより、積層体を得る。次いで、金型を用いて、積層体を１００℃以上に加熱しながら加圧することで、各層を接着する。このとき、第１封止材層２６及び第２封止材層２８の面積と裏面保護層３２の面積とがほぼ等しい場合、積層体を加熱しながら加圧した際、熱により封止材が溶融して、表面保護基板２０と裏面保護層３２との間から樹脂が漏れる場合がある。積層体から封止材の樹脂が漏れた場合、金型を汚染してしまいため、生産性が低下する可能性がある。
【００８６】
そのため、太陽電池モジュール１００Ａにおいて、光電変換部を平面視した場合、裏面保護層３２の面積は、表面保護基板２０の面積よりも小さく、第１封止材層２６の面積及び第２封止材層２８の面積よりも大きいことが好ましい。そして、裏面保護層３２は、表面保護基板２０の周縁において、第１封止材層２６の端部２６ａ及び第２封止材層２８の端部２８ａを覆って表面保護基板２０に直接接合されていることが好ましい。つまり、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、第１封止材層２６の端部２６ａ及び第２封止材層２８の端部２８ａは共に、裏面保護層３２により覆われていることが好ましい。裏面保護層３２は、太陽電池モジュール１００Ａの全周に亘って第１封止材層２６の端部２６ａ及び第２封止材層２８の端部２８ａを覆い、表面保護基板２０の裏面に対する裏面保護層３２の接合部が環状に形成されることが好ましい。この場合、第１封止材層２６及び第２封止材層２８の全体が、表面保護基板２０及び裏面保護層３２により包まれた状態となる。なお、表面保護基板２０と裏面保護層３２との接合部は、接着剤を用いて形成されてもよく、裏面保護層３２の溶着により形成されてもよい。
【００８７】
仮に、第１封止材層２６の端部２６ａ及び第２封止材層２８の端部２８ａが外部に露出する場合、第１封止材層２６及び第２封止材層２８が加熱されてタック性を発現したときに、製造設備、モジュール自体、或いは金型を汚すことが想定される。また、第１封止材層２６及び第２封止材層２８を構成する封止材が、金型等と干渉しないように、表面保護基板２０と裏面保護層３２の間から外側にはみ出す封止材の量を制御することは困難である。このため、封止材のはみ出し形状が安定せず、太陽電池モジュールの外観不良を招く可能性がある。また、第１封止材層２６及び第２封止材層２８がはみ出さないように設計した場合には、太陽電池セル１０の搭載量が減少することも懸念される。
【００８８】
これに対して、本実施形態のように、裏面保護層３２が第１封止材層２６の端部２６ａ及び第２封止材層２８の端部２８ａを覆う構造とすれば、かかる不具合の発生を防止することができる。さらに、空気及び水分が第１封止材層２６及び第２封止材層２８に作用し難くなるため、第１封止材層２６及び第２封止材層２８の劣化を抑制することができる。
【００８９】
このように、太陽電池モジュール１００Ａにおいて、光電変換部を平面視した場合、裏面保護層３２の面積は、表面保護基板２０の面積よりも小さく、第１封止材層２６の面積及び第２封止材層２８の面積よりも大きい。そして、裏面保護層３２は、表面保護基板２０の周縁において、第１封止材層２６の端部２６ａ及び第２封止材層２８の端部２８ａを覆って表面保護基板２０に直接接合されている。これにより、表面保護基板２０と裏面保護層３２との間から樹脂が漏れることを抑制して金型の汚染を防ぐことができるため、太陽電池モジュール１００Ａの生産性を高めることが可能となる。
【００９０】
なお、上述のように、太陽電池モジュール１００Ａは、表面保護基板２０と、第１封止材層２６と、光電変換部と、第２封止材層２８と、裏面保護層３２とを備えている。ただ、太陽電池モジュール１００Ａは、第一実施形態と同様に、表面保護基板２０と第１封止材層２６との間にゲル状高分子層２２を介在させてもよい。また、太陽電池モジュール１００Ａは、ゲル状高分子層２２と第１封止材層２６との間、及び第２封止材層２８と裏面保護層３２との間の少なくとも一方に、中間層２４，３０をさらに有していてもよい。
【００９１】
上述のように、太陽電池モジュール１００Ａは、表面保護基板２０と、第１封止材層２６と、光電変換部と、第２封止材層２８と、裏面保護層３２とを積層した後に、加熱しながら加圧することで、得ることができる。なお、裏面保護層３２に余分な部位が存在する場合には、太陽電池モジュール１００Ａを製造した後に、当該部位を切断して除去してもよい。
【００９２】
［第三実施形態の太陽電池モジュール］
次に、第三実施形態に係る太陽電池モジュールについて、図面に基づき詳細に説明する。なお、第一及び第二実施形態の太陽電池モジュールと同一構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００９３】
図１１は、第三実施形態に係る太陽電池モジュール１００Ｂを示す平面図である。図１２は、図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った太陽電池モジュール１００Ｂの一部を示す断面図である。太陽電池モジュール１００Ｂは、第一実施形態と同様に、複数の太陽電池セル１０、複数のタブ配線１２及び複数の接続配線１４を有する光電変換部を備える。また、太陽電池モジュール１００Ｂは、光電変換部に加え、表面保護基板２０、第１封止材層２６、第２封止材層２８及び裏面保護層３２を備えている。なお、図１２の上側が受光面（表面）側に相当し、下側が裏面側に相当する。そのため、太陽電池モジュール１００Ｂでは、受光面側から順に、表面保護基板２０と、第１封止材層２６と、光電変換部と、第２封止材層２８と、裏面保護層３２とが積層されている。
【００９４】
（表面保護基板）
表面保護基板２０は、太陽電池モジュール１００Ｂの太陽光の受光側に位置し、透光性を有する樹脂材料から構成される基板である。表面保護基板２０を構成する樹脂材料としては、第一実施形態で説明したものと同じものを使用することができる。
【００９５】
第一実施形態と同様に、表面保護基板２０の厚みは、２ｍｍ〜６ｍｍとすることが好ましく、３ｍｍ〜５ｍｍとすることがより好ましい。表面保護基板２０の引張弾性率は、１．０ＧＰａ〜１０．０ＧＰａであることが好ましく、２．３ＧＰａ〜２．５ＧＰａであることがより好ましい。表面保護基板２０の全光線透過率は８０％以上であることが好ましく、９０〜１００％であることがより好ましい。また、表面保護基板２０の熱膨張係数（線膨張係数）は、４０〜１１０（×１０−６Ｋ−１）とすることが好ましい。
【００９６】
表面保護基板２０は、受光側に向けて凸状であることが好ましい。図１３（ａ）は、図１１のＸＩＩＩＡ−ＸＩＩＩＡ線に沿った太陽電池モジュールの断面を示す概略図であり、図１３（ｂ）は、図１１のＸＩＩＩＢ−ＸＩＩＩＢ線に沿った太陽電池モジュールの断面を示す概略図である。なお、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）では、タブ配線１２及び接続配線１４を省略している。図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、表面保護基板２０は、受光側（ｚ軸の正方向側）に向けて全体的に凸状となるように湾曲していることが好ましい。つまり、表面保護基板２０は、タブ配線１２の方向（ｙ方向）に沿って、受光側に向けて凸状となるように湾曲していることが好ましい。また、表面保護基板２０は、タブ配線１２の方向に垂直な方向（ｘ方向）に沿って、受光側に向けて凸状となるように湾曲していることが好ましい。これにより、太陽電池モジュール１００Ｂを冷却し、表面保護基板２０がｘ方向及びｙ方向の両方に沿って収縮した場合でも、表面保護基板２０が変形する作用力を分散し、太陽電池モジュール１００Ｂが凹状に変形することを抑制することができる。
【００９７】
（第１封止材層、第２封止材層）
第１封止材層２６及び第２封止材層２８は、太陽電池セル１０を封止する。第１封止材層２６は、表面保護基板２０のｚ軸の負方向側（下側）に配置されており、第２封止材層２８は、裏面保護層３２のｚ軸の正方向側（上側）に配置されている。
【００９８】
第１封止材層２６としては、第一実施形態と同様に、例えば、引張弾性率が０．００１ＭＰａ〜１ＭＰａであり、損失係数が０．１〜０．５２であるゲルを用いることができる。また、第２封止材層２８としては、第一実施形態と同様に、例えば、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）、ポリイミド等の熱可塑性樹脂を用いることができる。なお、第２封止材層２８としては、熱硬化性樹脂を使用してもよい。
【００９９】
第１封止材層２６及び第２封止材層２８は同じ材料により形成されていてもよい。具体的には、第１封止材層２６及び第２封止材層２８は、引張弾性率が０．００１ＭＰａ〜１ＭＰａであり、損失係数が０．１〜０．５２であるゲルを用いてもよい。また、第１封止材層２６及び第２封止材層２８は、ＥＶＡ、ＰＶＢ、ポリイミド等の熱可塑性樹脂を用いてもよい。ただ、第一実施形態と同様に、太陽電池モジュール１００Ｂにおいて、第２封止材層２８の引張弾性率は、第１封止材層２６の引張弾性率より大きいことが好ましい。
【０１００】
第１封止材層２６は、透光性を有すると共に、ｘ−ｙ平面において、表面保護基板２０よりも小さな寸法である矩形状のシート材によって形成される。また、第２封止材層２８も透光性を有すると共に、ｘ−ｙ平面において、表面保護基板２０よりも小さな寸法である矩形状のシート材によって形成される。
【０１０１】
（裏面保護層）
裏面保護層３２は、その強度を十分に確保するために、母材（マトリックス樹脂）と、母材の内部に設けられ、低熱膨張成分である繊維材とを有する繊維強化プラスチックからなることが好ましい。繊維強化プラスチックとしては、繊維材が一方向に並んだＵＤ（ＵｎｉＤｉｒｅｃｔｉｏｎ）材、又は繊維材が縦と横に交互に配向したクロス材を用いることができる。なお、裏面保護層３２としてＵＤ材を用いる場合、ＵＤ材は繊維方向に膨張収縮し難いことから、ＵＤ材を配置する方向を調整することにより、太陽電池セル１０の破損やタブ配線１２の切断を抑制することができる。なお、裏面保護層３２を構成する母材及び繊維材は、第一実施形態と同じものを使用することができる。
【０１０２】
裏面保護層３２は、表面保護基板２０と同様に、受光側に向けて凸状であることが好ましい。図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、裏面保護層３２は、受光側（ｚ軸の正方向側）に向けて全体的に凸状となるように湾曲していることが好ましい。つまり、裏面保護層３２は、タブ配線１２の方向（ｙ方向）に沿って、受光側に向けて凸状となるように湾曲していることが好ましい。また、裏面保護層３２は、タブ配線１２の方向に垂直な方向（ｘ方向）に沿って、受光側に向けて凸状となるように湾曲していることが好ましい。
【０１０３】
裏面保護層３２の厚みは特に限定されないが、第一実施形態と同様に、表面保護基板２０の厚みの１０％以下であることが好ましく、５％以下であることがより好ましく、３％以下であることがさらに好ましい。また、裏面保護層３２の厚みの下限は、表面保護基板２０の厚みの０．８％であることが好ましい。なお、裏面保護層３２の厚みは、０．５ｍｍ以下であることが好ましい。
【０１０４】
ここで、太陽電池モジュール１００Ｂにおいて、太陽電池セル１０を平面視した場合、表面保護基板２０の端部２０ａより内側に、第１封止材層２６の端部２６ａ、第２封止材層２８の端部２８ａ及び裏面保護層３２の端部３２ａが位置している。具体的には、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、第１封止材層２６の端部２６ａ、第２封止材層２８の端部２８ａ及び裏面保護層３２の端部３２ａは、表面保護基板２０の端部２０ａよりも内側、つまり、太陽電池セル１０側に位置している。これにより、表面保護基板２０の外縁には、延在部２０ｂが形成されている。
【０１０５】
表面保護基板２０に形成された延在部２０ｂは、凸状の表面保護基板２０における裏面保護層３２との接合部（裏面保護層３２の端部３２ａ）から外部に向けて伸長することにより形成されている。そして、延在部２０ｂは、太陽電池モジュール１００Ｂの厚み方向（ｚ方向）において、裏面保護層３２から下方（ｚ軸の負方向側）に向かって傾斜している。また、太陽電池モジュール１００Ｂにおいて、延在部２０ｂは、表面保護基板２０の外縁全体に亘って形成されている。
【０１０６】
ここで、太陽電池モジュール１００Ｂを製造する際には、まず、表面保護基板２０と、第１封止材層２６と、光電変換部である太陽電池セル１０、タブ配線及び接続配線と、第２封止材層２８と、裏面保護層３２とをこの順で積層することにより、積層体を得る。次いで、積層体を１００℃以上に加熱しながら加圧することで、各層を接着する。ただ、上述のように、表面保護基板２０は透明樹脂から構成されるため、加熱後に常温まで冷却した際に、表面保護基板２０は大きく収縮する。このとき、表面保護基板２０と裏面保護層３２は材料及び／又は厚みが異なることから、表面保護基板２０と裏面保護層３２は収縮率に差が生じる。本実施形態では、表面保護基板２０は裏面保護層３２よりも厚いことから、表面保護基板２０は裏面保護層３２よりも大きく収縮する。この際、表面保護基板２０は、図１３の矢印Ａのように、凸状の表面保護基板２０の頂点方向に向かって収縮する。
【０１０７】
しかしながら、本実施形態では、表面保護基板２０の外縁に延在部２０ｂを設けている。延在部２０ｂが表面保護基板２０の外縁を保持するフレームの役割を果たすことから、たとえ表面保護基板２０が頂点方向に向かって収縮したとしても、表面保護基板２０が凹状に反ってしまうことを抑制することができる。さらに、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、延在部２０ｂが厚み方向において、裏面保護層３２から下方（ｚ軸の負方向側）に向かって傾斜している場合には、収縮力のベクトルが裏面保護層３２側に傾きやすくなる。その結果、太陽電池モジュール１００Ｂ全体が凹状に変形することなく、凸状を維持することが可能となる。
【０１０８】
このように、太陽電池モジュール１００Ｂにおいて、表面保護基板２０の外縁には延在部２０ｂが設けられている。そのため、製造時の冷却工程において、表面保護基板２０が大きく収縮したとしても、延在部２０ｂが表面保護基板２０の外縁を保持するフレームの役割を果たすため、太陽電池モジュール１００Ｂ全体が凹状に変形することを抑制することができる。また、太陽電池モジュール１００Ｂを、高温状態と低温状態とを繰り返す環境で使用したとしても、表面保護基板２０の外縁に延在部２０ｂを設けることにより、使用時に太陽電池モジュール１００Ｂが凹状に変形することを防ぐことができる。
【０１０９】
表面保護基板２０の外縁に設けられた延在部２０ｂの長さＬは、太陽電池モジュール１００Ｂ全体が凹状に変形することを抑制できるならば特に限定されない。ただ、水平方向（ｘ方向及びｙ方向）において、表面保護基板２０の端部２０ａと裏面保護層３２の端部３２ａとの間の長さＬ（延在部２０ｂの長さＬ）は、１ｃｍ〜１０ｃｍであることが好ましく、３ｃｍ〜５ｃｍであることがより好ましい。これにより、延在部２０ｂが表面保護基板２０の外縁を効率的に保持するため、表面保護基板２０が凸状の表面保護基板２０の頂点方向に向かって収縮したとしても、表面保護基板２０が凹状に反ってしまうことを抑制することができる。
【０１１０】
太陽電池モジュール１００Ｂにおいて、表面保護基板２０の延在部２０ｂには、図１４に示すように、凸形状のリブ２０ｃを設けてもよい。リブ２０ｃは、太陽電池モジュール１００Ｂの厚み方向（ｚ方向）において、表面保護基板２０の端部２０ａから下方（ｚ軸の負方向側）に向かって突出するように形成されている。このようなリブ２０ｃを設けることによって、太陽電池モジュール１００Ｂ全体の曲げ剛性を高めることができ、反り返りをさらに抑制することが可能となる。なお、リブ２０ｃは、表面保護基板２０の外縁の少なくとも一部に形成されていることが好ましく、表面保護基板２０の外縁の全体に亘って形成されていることがより好ましい。
【０１１１】
リブ２０ｃの厚みは、生産性の観点から、表面保護基板２０の厚みと同等であることが好ましい。具体的には、リブ２０ｃの厚みは、２ｍｍ〜６ｍｍとすることが好ましく、３ｍｍ〜５ｍｍとすることがより好ましい。また、リブ２０ｃの高さＨは、後述するフレーム部材への取り付け性を良好にする観点から、２ｍｍ〜５０ｍｍとすることが好ましく、５ｍｍ〜１０ｍｍとすることがより好ましい。
【０１１２】
上述のように、表面保護基板２０の端部２０ａより内側に第１封止材層２６、第２封止材層２８及び裏面保護層３２の各端部が位置していることにより表面保護基板に形成された延在部２０ｂは、表面保護基板の外縁全体に亘って形成されていることが好ましい。これにより、表面保護基板２０の外縁全体に設けられた延在部２０ｂが表面保護基板２０の外縁を保持するため、太陽電池モジュール１００Ｂ全体が凹状に変形することを抑制することが可能となる。
【０１１３】
なお、光電変換部を平面視した場合、表面保護基板２０の形状は、長辺と当該長辺よりも短い短辺とを有する略四角形であることが好ましい。そして、表面保護基板２０の端部２０ａより内側に第１封止材層２６、第２封止材層２８及び裏面保護層３２の各端部が位置していることにより表面保護基板２０に形成された延在部２０ｂは、長辺の全体に形成されていることが好ましい。つまり、太陽電池モジュール１００Ｂを平面視した場合に略四角形であるとき、延在部２０ｂは長辺の全体にのみ形成されていてもよく、短辺の全体にのみ形成されていてもよい。ただ、延在部２０ｂは、表面保護基板２０の長辺の全体に形成されていることが好ましい。この場合でも、延在部２０ｂが表面保護基板２０の外縁を保持するフレームの役割を果たすため、太陽電池モジュール１００Ｂ全体が凹状に変形することを抑制することができる。
【０１１４】
太陽電池モジュール１００Ｂの外形は、平面視した場合に略四角形であることが好ましく、例えば長方形、正方形又は台形などとすることができる。また、太陽電池モジュール１００Ｂは、角部に丸みを設けてもよい。そのため、太陽電池モジュール１００Ｂの形状は、平面視した場合に正確な四角形である必要はない。
【０１１５】
太陽電池モジュール１００Ｂにおいて、裏面保護層３２の線膨張係数は、表面保護基板２０の線膨張係数よりも小さいことが好ましい。裏面保護層３２の線膨張係数が表面保護基板２０よりも小さい場合には、裏面保護層３２は表面保護基板２０よりも熱膨張が小さくなる。そのため、製造時に裏面保護層３２が加熱された場合でも裏面保護層３２の熱膨張が抑制されるため、裏面保護層３２の形状が安定し、太陽電池セル１０、タブ配線１２及び接続配線１４の破断を抑制することができる。また、裏面保護層３２の熱膨張が抑制されることから、熱衝撃によるタブ配線１２及び接続配線１４の配線切れも抑制することができる。なお、裏面保護層３２の線膨張係数は、低熱膨張成分である繊維材の添加量や配向により調整することができる。
【０１１６】
（ゲル状高分子層）
上述のように、太陽電池モジュール１００Ｂは、表面保護基板２０と、第１封止材層２６と、太陽電池セル１０と、第２封止材層２８と、裏面保護層３２とを備えている。ただ、太陽電池モジュールは、図１５に示すように、表面保護基板２０と第１封止材層２６との間に、第一実施形態と同様に、ゲル状高分子層２２を介在させてもよい。ゲル状高分子層２２は柔軟性を有し、表面保護基板２０が伸縮したとき、その伸縮に追従する。そのため、太陽電池セル１０に対して、表面保護基板２０の伸縮による応力が伝わるのを防止することができる。
【０１１７】
（中間層）
太陽電池モジュール１００Ｂは、ゲル状高分子層２２と第１封止材層２６との間、及び第２封止材層２８と裏面保護層３２との間の少なくとも一方に、中間層２４，３０をさらに有することが好ましい。また、中間層２４，３０は、引張弾性率が第１封止材層２６及び第２封止材層２８のいずれの引張弾性率よりも大きい層であることが好ましい。ゲル状高分子層２２と第１封止材層２６との間、及び第２封止材層２８と裏面保護層３２との間の少なくとも一方に、相対的に引張弾性率が大きい中間層を設けることにより、耐衝撃性を向上させることができる。
【０１１８】
図１６では、ゲル状高分子層２２と第１封止材層２６との間、及び第２封止材層２８と裏面保護層３２との間の双方に中間層２４，３０を設けた態様を示している。なお、強度向上の観点から、図１６に示すように二層の中間層２４，３０を設けることが好ましい。また、中間層２４，３０は、第一実施形態で説明したものと同じものを使用することができる。
【０１１９】
このように、太陽電池モジュール１００Ｂは、複数の太陽電池セル１０を備える光電変換部と、太陽電池セル１０に対して光が入射する受光側に設けられ、透光性を有する第１封止材層２６とを備える。太陽電池モジュールは、さらに、第１封止材層２６よりも受光側に設けられ、透光性を有する樹脂材料で構成され、さらに受光側に向けて凸状である表面保護基板２０と、太陽電池セルにおける受光側とは反対側に設けられる第２封止材層２８とを備える。太陽電池モジュール１００Ｂは、さらに、第２封止材層２８における太陽電池セル１０とは反対側に設けられる裏面保護層３２を備える。光電変換部を平面視した場合、表面保護基板２０の端部２０ａより内側に、第１封止材層２６、第２封止材層２８及び裏面保護層３２の各端部が位置している。そのため、製造時の冷却工程において、表面保護基板２０が大きく収縮したとしても、延在部２０ｂが表面保護基板２０の外縁を保持するフレームの役割を果たし、太陽電池モジュール１００Ｂ全体が凹状に変形することを抑制することができる。また、太陽電池モジュール１００Ｂを、高温状態と低温状態とを繰り返す環境で使用したとしても、延在部２０ｂが設けられていることにより、使用時に太陽電池モジュール１００Ｂが凹状に変形することを防ぐことが可能となる。
【０１２０】
なお、太陽電池モジュール１００Ｂの外縁には、図示しないフレーム部材が取り付けられてもよい。フレーム部材は、太陽電池モジュール１００Ｂにおける表面保護基板２０の端部２０ａを保護すると共に、太陽電池モジュール１００Ｂを屋根等に設置する際に利用される。
【０１２１】
また、太陽電池モジュール１００Ｂにおいて、表面保護基板２０に延在部２０ｂを設けることで、延在部２０ｂを介して、表面保護基板２０と、後述する移動体などのフレーム部材とを接合することができる。そのため、表面保護基板２０に設けた延在部２０ｂは、他の部材との連結部として機能することができる。
【０１２２】
［第四実施形態の太陽電池モジュール］
次に、第四実施形態に係る太陽電池モジュールについて、図面に基づき詳細に説明する。なお、第一乃至第三実施形態の太陽電池モジュールと同一構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１２３】
図１７は、第四実施形態に係る太陽電池モジュール１００Ｃを示す平面図である。太陽電池モジュール１００Ｃは、第三実施形態と同様に、太陽電池セル１０、タブ配線１２及び接続配線１４を有する光電変換部、並びに表面保護基板２０、第１封止材層２６、第２封止材層２８及び裏面保護層３２を備えている。そのため、太陽電池モジュール１００Ｃでは、受光面側から順に、表面保護基板２０と、第１封止材層２６と、光電変換部（太陽電池セル１０、タブ配線１２、接続配線１４）と、第２封止材層２８と、裏面保護層３２とが積層されている。
【０１２４】
（表面保護基板）
表面保護基板２０は、第三実施形態と同様に、太陽電池モジュール１００Ｃの太陽光の受光側に位置し、透光性を有する樹脂材料から構成される基板である。そして、第三実施形態と同様に、表面保護基板２０は、受光側に向けて凸状であることが好ましい。
【０１２５】
図１８（ａ）は、図１７のＸＶＩＩＩＡ−ＸＶＩＩＩＡ線に沿った太陽電池モジュールの断面を示す概略図であり、図１８（ｂ）は、図１７のＸＶＩＩＩＢ−ＸＶＩＩＩＢ線に沿った太陽電池モジュールの断面を示す概略図である。なお、図１８（ａ）及び図１８（ｂ）では、タブ配線１２及び接続配線１４を省略している。図１８（ａ）及び図１８（ｂ）に示すように、表面保護基板２０は、受光側（ｚ軸の正方向側）に向けて全体的に凸状となるように湾曲していることが好ましい。つまり、表面保護基板２０は、タブ配線１２の延在方向（ｙ方向）に沿って、受光側に向けて凸状となるように湾曲していることが好ましい。また、表面保護基板２０は、タブ配線１２の延在方向に垂直な方向（ｘ方向）に沿って、受光側に向けて凸状となるように湾曲していることが好ましい。これにより、太陽電池モジュール１００Ｃを冷却し、表面保護基板２０がｘ方向及びｙ方向の両方に沿って収縮した場合でも、表面保護基板２０が変形する作用力を分散し、太陽電池モジュール１００Ｃが凹状に変形することを抑制することができる。
【０１２６】
（第１封止材層、第２封止材層）
第１封止材層２６及び第２封止材層２８は、第三実施形態と同様に、太陽電池セル１０を封止する。第１封止材層２６は、表面保護基板２０のｚ軸の負方向側（下側）に配置されており、第２封止材層２８は、裏面保護層３２のｚ軸の正方向側（上側）に配置されている。
【０１２７】
（裏面保護層）
本実施形態では、第三実施形態と同様に、太陽電池モジュール１００Ｃの裏面側を保護するために、バックシートとしての裏面保護層３２を設けている。裏面保護層３２は、表面保護基板２０と同様に、受光側に向けて凸状であることが好ましい。図１８（ａ）及び図１８（ｂ）に示すように、裏面保護層３２は、受光側（ｚ軸の正方向側）に向けて全体的に凸状となるように湾曲していることが好ましい。つまり、裏面保護層３２は、タブ配線１２の延在方向（ｙ方向）に沿って、受光側に向けて凸状となるように湾曲していることが好ましい。また、裏面保護層３２は、タブ配線１２の延在方向に垂直な方向（ｘ方向）に沿って、受光側に向けて凸状となるように湾曲していることが好ましい。なお、裏面保護層３２は、第三実施形態と同じものを使用することができる。
【０１２８】
太陽電池モジュール１００Ｃにおいて、太陽電池セル１０を平面視した場合、表面保護基板２０の端部２０ａより内側に、第１封止材層２６の端部２６ａ、第２封止材層２８の端部２８ａ及び裏面保護層３２の端部３２ａが位置している。具体的には、図１８（ａ）及び図１８（ｂ）に示すように、第１封止材層２６の端部２６ａ、第２封止材層２８の端部２８ａ及び裏面保護層３２の端部３２ａは、表面保護基板２０の端部２０ａより内側、つまり、太陽電池セル１０側に位置している。これにより、表面保護基板２０の外縁には、延在部２０ｂが形成されている。
【０１２９】
表面保護基板２０に形成された延在部２０ｂは、表面保護基板２０における裏面保護層３２との接合部（裏面保護層３２の端部３２ａ）から外部に向けて伸長することにより形成されている。そして、延在部２０ｂは、太陽電池モジュール１００Ｃの厚み方向（ｚ方向）において、裏面保護層３２から下方（ｚ軸の負方向側）に向かって傾斜している。また、太陽電池モジュール１００Ｃにおいて、延在部２０ｂは、表面保護基板２０の外縁全体に亘って形成されている。
【０１３０】
ここで、表面保護基板２０の端部２０ａより内側に第１封止材層、第２封止材層及び裏面保護層の各端部が位置していることにより表面保護基板に形成された延在部２０ｂには、表面保護基板よりも曲げ強さが大きい補強部材２１が配置されていることが好ましい。具体的には、図１７に示すように、補強部材２１は、表面保護基板２０の延在部２０ｂ全体に亘って配置されており、平面視した場合に略矩形状のフレームとなっている。さらに、図１８に示すように、表面保護基板２０の延在部２０ｂには、裏面保護層３２から下方に向かって突出する突出部２０ｄが形成されている。突出部２０ｄにより、ｚ軸に平行な端部２０ａ及び内面２０ｅと、ｘ−ｙ平面に平行な平坦面２０ｆとが形成されている。そして、突出部２０ｄの内部には補強部材２１が埋設されており、補強部材２１の断面は略矩形状となっている。
【０１３１】
図１７及び図１８に示すように、補強部材２１は、平面視した場合、太陽電池セル１０よりも外側、つまり表面保護基板２０の端部２０ａ側に配置されている。また、補強部材２１は、平面視した場合、表面保護基板２０における裏面保護層３２との接合部（裏面保護層３２の端部３２ａ）よりも外側、つまり表面保護基板２０の端部２０ａ側に配置されていることが好ましい。
【０１３２】
補強部材２１は、表面保護基板２０よりも曲げ強さが大きいことが好ましい。つまり、補強部材２１を構成する材料は、表面保護基板２０を構成する材料よりも曲げ強さが大きいことが好ましい。このような剛性の高い補強部材２１を表面保護基板２０の延在部２０ｂに設けることにより、後述するように、太陽電池モジュール１００Ｃの温度変化により生じる反りを抑制することが可能となる。なお、本明細書において、表面保護基板２０及び補強部材２１の曲げ強さは、ＪＩＳ  Ｋ７１７１：２０１６（プラスチック−曲げ特性の求め方）により求めることができる。
【０１３３】
補強部材２１を構成する材料としては、表面保護基板２０よりも曲げ強さを高めることが可能な材料を用いることが好ましい。例えば、補強部材２１を構成する材料は、樹脂及び金属の少なくとも一方を用いることができる。補強部材２１を構成する樹脂は特に限定されないが、例えば上述の裏面保護層３２を構成する樹脂と同じものを使用することができる。補強部材２１を構成する金属は特に限定されないが、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金を使用することができる。補強部材２１を構成する材料としては、繊維強化プラスチックを用いることも好ましい。補強部材２１を構成する繊維強化プラスチックとしては、上述の裏面保護層３２を構成する繊維強化プラスチックと同じものを使用することができる。
【０１３４】
ここで、太陽電池モジュール１００Ｃを製造する際には、まず、表面保護基板２０と、第１封止材層２６と、光電変換部である太陽電池セル１０、タブ配線及び接続配線と、第２封止材層２８と、裏面保護層３２とをこの順で積層することにより、積層体を得る。次いで、積層体を１００℃以上に加熱しながら加圧することで、各層を接着する。ただ、上述のように、表面保護基板２０は透明樹脂から構成されるため、加熱後に常温まで冷却した際に、表面保護基板２０は大きく収縮する。このとき、表面保護基板２０と裏面保護層３２は材料及び／又は厚みが異なることから、表面保護基板２０と裏面保護層３２は収縮率に差が生じる。本実施形態では、表面保護基板２０は裏面保護層３２よりも厚いことから、表面保護基板２０は裏面保護層３２よりも大きく収縮する。この際、表面保護基板２０は、図１８の矢印Ａのように、凸状の表面保護基板２０の頂点方向に向かって収縮する。
【０１３５】
しかしながら、本実施形態では、表面保護基板２０の外縁に延在部２０ｂを設け、さらに延在部２０ｂに、曲げ強さが高い補強部材２１を配置している。そのため、補強部材２１が表面保護基板２０の外縁を保持するフレームの役割を果たすことから、たとえ表面保護基板２０が頂点方向に向かって収縮したとしても、表面保護基板２０が凹状に反ってしまうことを抑制することができる。さらに、図１８（ａ）及び図１８（ｂ）に示すように、補強部材２１が厚み方向において、裏面保護層３２から下方（ｚ軸の負方向側）に向かって突出している場合には、収縮力のベクトルが裏面保護層３２側に傾きやすくなる。その結果、太陽電池モジュール１００Ｃ全体が凹状に変形することなく、凸状を維持することが可能となる。
【０１３６】
このように、太陽電池モジュール１００Ｃにおいて、表面保護基板２０の外縁には補強部材２１が設けられている。そのため、製造時の冷却工程において、表面保護基板２０が大きく収縮したとしても、補強部材２１が表面保護基板２０の外縁を保持するフレームの役割を果たすため、太陽電池モジュール１００Ｃ全体が凹状に変形することを抑制することができる。また、太陽電池モジュール１００Ｃを、高温状態と低温状態とを繰り返す環境で使用したとしても、表面保護基板２０の外縁に補強部材２１を設けることにより、使用時に太陽電池モジュール１００Ｃが凹状に変形することを防ぐことができる。
【０１３７】
なお、表面保護基板２０の厚み方向（ｚ方向）において、補強部材２１を埋設した状態の延在部２０ｂの厚みは、表面保護基板２０における延在部２０ｂ以外の部位の厚みよりも大きいことが好ましい。この場合でも、延在部２０ｂが表面保護基板２０の外縁を保持するフレームの役割を果たすため、たとえ表面保護基板２０が頂点方向に向かって収縮したとしても、表面保護基板２０が凹状に反ってしまうことを抑制することができる。
【０１３８】
上述のように、太陽電池モジュール１００Ｃにおいて、表面保護基板２０の延在部２０ｂには、補強部材２１を配置している。そして、図１８に示すように、補強部材２１は、表面保護基板２０の延在部２０ｂに埋設されていることが好ましい。つまり、補強部材２１の表面全体が表面保護基板２０を構成する樹脂により覆われ、延在部２０ｂの内部に固定されていることが好ましい。補強部材２１が延在部２０ｂに埋設されていることにより、補強部材２１が金属からなる場合、錆などの補強部材２１の劣化を抑制し、長期間に亘り太陽電池モジュール１００Ｃの変形を防ぐことが可能となる。また、補強部材２１が延在部２０ｂに埋設されることで、接着不良により表面保護基板２０から補強部材２１が脱落することを抑制できる。さらに、補強部材２１が埋設されることで、太陽電池モジュール１００Ｃの製造時に組み付ける部品点数が削減されるため、製造コストを抑制することが可能となる。
【０１３９】
上述のように、太陽電池モジュール１００Ｃにおいて、補強部材２１は、表面保護基板２０の延在部２０ｂの少なくとも一部に配置されている。ただ、補強部材２１は、表面保護基板２０の延在部２０ｂ全体に亘って配置されていることが好ましい。これにより、延在部２０ｂ全体に設けられた補強部材２１が表面保護基板２０の外縁を強固に保持するため、太陽電池モジュール１００Ｃ全体が凹状に変形することを抑制することが可能となる。
【０１４０】
なお、光電変換部を平面視した場合、表面保護基板２０の形状は、長辺と当該長辺よりも短い短辺とを有する略四角形であることが好ましい。そして、補強部材２１は、長辺の全体に配置されていることが好ましい。つまり、太陽電池モジュール１００Ｃを平面視した場合に略四角形であるとき、補強部材２１は長辺の全体にのみ配置されていてもよく、短辺の全体にのみ配置されていてもよい。ただ、補強部材２１は、表面保護基板２０の長辺の全体に配置されていることが好ましい。この場合でも、補強部材２１が表面保護基板２０の外縁を保持するフレームの役割を果たすため、太陽電池モジュール１００Ｃ全体が凹状に変形することを抑制することができる。また、補強部材２１を表面保護基板２０の長辺側のみに配置することにより、最小量の補強部材２１で凹状への変形を抑制し、さらに軽量化及び低コスト化を図ることが可能となる。
【０１４１】
太陽電池モジュール１００Ｃの外形は、平面視した場合に略四角形であることが好ましく、例えば長方形、正方形又は台形などとすることができる。また、太陽電池モジュール１００Ｃは、角部に丸みを設けてもよい。そのため、太陽電池モジュール１００Ｃの形状は、平面視した場合に正確な四角形である必要はない。
【０１４２】
なお、太陽電池モジュール１００Ｃにおける表面保護基板２０の外縁には、フレーム部材が取り付けられてもよい。フレーム部材は、太陽電池モジュールにおける表面保護基板２０の外縁を保護すると共に、太陽電池モジュールを屋根等に設置する際に利用される。また、太陽電池モジュールにおいて、表面保護基板２０に延在部２０ｂを設けることで、延在部２０ｂを介して、表面保護基板２０と、後述する移動体などのフレーム部材とを接合することができる。そのため、表面保護基板２０に設けた延在部２０ｂは、他の部材との連結部として機能することができる。
【０１４３】
詳細に説明すると、図１９及び図２０に示すように、太陽電池モジュール１００Ｄは、平面視した際に略矩形状のフレーム部材４０を備えている。フレーム部材４０は、表面保護基板２０の延在部２０ｂに取り付けられ、表面保護基板２０の端部２０ａ及び平坦面２０ｆを取り囲んでいる。フレーム部材４０は、接着剤等の取付手段を用いて延在部２０ｂに取り付けられる。
【０１４４】
図２０（ａ）及び図２０（ｂ）に示すように、フレーム部材４０は、断面がＬ字状の形状を有する。つまり、フレーム部材４０は、ｚ方向に延在して延在部２０ｂの端部２０ａを覆う側方被覆部４０ａと、ｘ方向又はｙ方向に突出する位置決め部４０ｂとを有する。
【０１４５】
フレーム部材４０を構成する材料としては、例えば、ポリカーボネート、塩化ビニル樹脂、ポリエステル、ＡＢＳ樹脂などの熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂やポリウレタンなどの熱硬化性樹脂、ニトリルゴムなどのゴム材料を用いることができる。また、フレーム部材４０を構成する材料としては、アルミニウムや鋼材等の金属材料を用いることもできる。
【０１４６】
取付手段である接着剤層４１は、表面保護基板２０の端部２０ａと側方被覆部４０ａとの間、及び表面保護基板２０の平坦面２０ｆと位置決め部４０ｂとの間に介在し、表面保護基板２０とフレーム部材４０とを固着している。接着剤層４１は、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂及びシリコーン樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一つを含むことができる。また、接着剤層４１は、例えば、硬化剤を加えたエポキシ樹脂に固形成分を混合することでペースト状とした樹脂で構成されることが好ましい。ただ、接着剤層４１としては、表面保護基板２０の延在部２０ｂとフレーム部材４０との間に配置され、延在部２０ｂとフレーム部材４０とを接着することが可能な樹脂材料であれば、如何なるものも使用することができる。
【０１４７】
太陽電池モジュール１００Ｄのように、表面保護基板２０の延在部２０ｂを活用することで、表面保護基板２０の外周にフレーム部材４０を設置することができる。さらに、表面保護基板２０の延在部２０ｂとフレーム部材４０との間に接着剤層４１のような取付手段を介在させることで、太陽電池モジュールにおける裏面保護層３２の裏面側の密閉性を高め、当該裏面側に異物が混入することを抑制することができる。
【０１４８】
太陽電池モジュール１００Ｃでは、図１８に示すように、表面保護基板２０の延在部２０ｂに補強部材２１を配置し、さらに補強部材２１は延在部２０ｂに埋設されている態様とすることができる。ただ、本実施形態はこのような態様に限定されず、表面保護基板２０の延在部２０ｂに補強部材２１を配置することにより、太陽電池モジュール１００Ｃが凹状に反ることを抑制することができる。そのため、補強部材２１は、表面保護基板２０の外部に露出した状態で、表面保護基板２０の延在部２０ｂに配置されていてもよい。
【０１４９】
図２１に示すように、表面保護基板２０の延在部２０ｂは、表面保護基板２０における裏面保護層３２との接合部（裏面保護層３２の端部３２ａ）から外部に向けて伸長することにより形成されている。そして、補強部材２１は、延在部２０ｂにおける受光面（表面）とは反対側の裏面に固定されていてもよい。また、補強部材２１は、太陽電池モジュール１００Ｃの厚み方向（ｚ方向）において、裏面保護層３２から下方（ｚ軸の負方向側）に向かって突出するように設けられていてもよい。さらに、図２２に示すように、補強部材２１は、延在部２０ｂにおける受光面（表面）に固定されていてもよい。また、補強部材２１は、太陽電池モジュール１００Ｃの厚み方向（ｚ方向）において、表面保護基板２０の上方（ｚ軸の正方向側）に向かって突出するように設けられていてもよい。
【０１５０】
図２１及び図２２に示すように、表面保護基板２０の延在部２０ｂには補強部材２１が配置されており、さらに表面保護基板２０における裏面保護層３２との接合部よりも外縁側に、補強部材２１が接触していることが好ましい。このように、太陽電池セル１０の設置面として機能する裏面保護層３２よりも外縁側に補強部材２１を設けることで、表面保護基板２０の外縁を強固に保持し、凹状に反ってしまうことを抑制することができる。
【０１５１】
ここで、補強部材２１は、表面保護基板２０における裏面保護層３２との接合部（裏面保護層３２の端部３２ａ）を跨ぐように、表面保護基板２０の裏面に設けられていてもよい。具体的には、図２３に示すように、補強部材２１の一部分が上記接合部よりも外縁側に位置しており、補強部材２１の他の部分が上記接合部よりも内側、つまり太陽電池セル１０側に位置していてもよい。この際、補強部材２１は、板状であることが好ましい。このように、補強部材２１が、表面保護基板２０における裏面保護層３２との接合部を跨ぐように、表面保護基板２０の裏面に設けられている場合でも、表面保護基板２０の延在部２０ｂを保持し、凹状に反ってしまうことを抑制することが可能となる。
【０１５２】
上述のように、太陽電池モジュール１００Ｃは、表面保護基板２０と、第１封止材層２６と、太陽電池セル１０と、第２封止材層２８と、裏面保護層３２とを備えている。ただ、太陽電池モジュール１００Ｃは、第三実施形態と同様に、表面保護基板２０と第１封止材層２６との間にゲル状高分子層２２を介在させてもよい。また、太陽電池モジュール１００Ｃは、ゲル状高分子層２２と第１封止材層２６との間、及び第２封止材層２８と裏面保護層３２との間の少なくとも一方に、中間層２４，３０をさらに有していてもよい。
【０１５３】
このように、太陽電池モジュール１００Ｃ，１００Ｄは、複数の太陽電池セル１０と、太陽電池セル１０に対して光が入射する受光側に設けられ、透光性を有する第１封止材層２６とを備える。太陽電池モジュール１００Ｃ，１００Ｄは、さらに、第１封止材層２６よりも受光側に設けられ、透光性を有する樹脂材料で構成されている表面保護基板２０と、太陽電池セル１０における受光側とは反対側に設けられる第２封止材層２８とを備える。太陽電池モジュール１００Ｃ，１００Ｄは、さらに、第２封止材層２８における太陽電池セル１０とは反対側に設けられる裏面保護層３２を備える。そして、表面保護基板２０の延在部２０ｂには、表面保護基板２０よりも曲げ強さが大きい補強部材２１が配置されている。そのため、製造時の冷却工程において、表面保護基板２０が大きく収縮したとしても、延在部２０ｂに設けた補強部材２１が表面保護基板２０の外縁を保持するフレームの役割を果たし、太陽電池モジュール全体が凹状に変形することを抑制することができる。また、太陽電池モジュール１００Ｃを、高温状態と低温状態とを繰り返す環境で使用したとしても、延在部２０ｂに補強部材２１が設けられていることにより、使用時に太陽電池モジュール１００Ｃが凹状に変形することを防ぐことが可能となる。また、補強部材２１に軽量な材料を用いることで、表面保護基板２０の軽量化を図りつつも、太陽電池モジュール１００Ｃの反りを抑制することが可能となる。
【０１５４】
なお、太陽電池モジュール１００Ｃ，１００Ｄは、上述のように、太陽電池セル１０、表面保護基板２０、第１封止材層２６、第２封止材層２８及び裏面保護層３２が全体として受光側に向けて凸状となっていることが好ましい。ただ、本実施形態の太陽電池モジュールはこのような形状に限定されず、太陽電池セル１０、表面保護基板２０、第１封止材層２６、第２封止材層２８及び裏面保護層３２が全体として平板状であってもよい。つまり、太陽電池セル１０、表面保護基板２０、第１封止材層２６、第２封止材層２８及び裏面保護層３２が全体としてｘ−ｙ平面に平行であってもよい。
【０１５５】
［移動体］
本実施形態の移動体は、上述の太陽電池モジュールを具備する移動体である。当該移動体としては、例えば、自動車等の車両、電車、又は船舶等などが挙げられる。本実施形態の太陽電池モジュールは、自動車に搭載される場合、ボンネットやルーフパネルなどの自動車本体の上面部分に設置されることが好ましい。いずれの移動体も、本実施形態の太陽電池モジュールにより発電して得た電流がファン、モーターなどの電気機器に供給され、当該電気機器の駆動及び制御に使用される。
【実施例１】
【０１５６】
以下、実施例１により第一実施形態の太陽電池モジュールをさらに詳細に説明するが、第一実施形態の太陽電池モジュールはこれらによって限定されるものではない。【０１５７】
［実施例１−１］
図２４に示すように、受光面側から順に、表面保護基板２０、ゲル状高分子層２２、第１封止材層２６、太陽電池セル１０、第２封止材層２８、及び裏面保護層３２を積層した太陽電池モジュールについて、シミュレーションにより評価を行った。【０１５８】
なお、表面保護基板２０は、ポリカーボネート板を使用し、厚みを２ｍｍとした。ゲル状高分子層２２は、シリコーンゲルを使用し、厚みを１ｍｍとした。第１封止材層２６及び第２封止材層２８は、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を使用し、厚みをそれぞれ０．６ｍｍとした。太陽電池セル１０は、厚みを０．１２ｍｍとした。裏面保護層３２は、炭素繊維が一方向に配向した炭素繊維強化プラスチック（ＵＤ材）を使用し、厚みを０．２ｍｍとした。【０１５９】
ここで、使用した裏面保護層３２に関し、図２５（ａ）に示す、炭素繊維の繊維方向Ｂ、及び繊維方向Ｂに垂直な方向Ｃの、熱膨張係数と引張弾性率を表１に示す。表１に示すように、裏面保護層３２における繊維方向Ｂの熱膨張係数は、垂直な方向Ｃよりも小さいため、裏面保護層３２は繊維方向Ｂに沿って伸縮し難い層となっている。また、表面保護基板２０としてポリカーボネート板を使用しているため、裏面保護層３２における繊維方向の熱膨張係数は、表面保護基板２０の熱膨張係数よりも小さくなっている。【０１６０】
【表１】
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【０１６１】
このような太陽電池モジュールを冷却した場合の二次元の変位を、シミュレーションにより解析した。解析ソフトとして、ムラタソフトウェア株式会社製Ｆｅｍｔｅｔ（登録商標）を用いた。また、解析条件は、次のように設定した。
・２Ｄモデル  １／２対称
・ソルバ：応力解析、静解析
・モデルサイズ：２８０ｍｍ
・メッシュ形状：テトラ２次要素
・境界条件：固定無し
・熱負荷：２５℃から−４０℃【０１６２】
シミュレーション結果を図２５（ｂ），図２５（ｃ），図２５（ｄ）に示す。図２５（ｂ）は、太陽電池モジュールを冷却した場合の変位を、繊維方向Ｂに沿って求めた結果を示す。図２５（ｃ）は、太陽電池モジュールを冷却した場合の変位を、繊維方向Ｂに垂直な方向Ｃに沿って求めた結果を示す。なお、図２５（ｂ）及び図２５（ｃ）では、太陽電池モジュールの左端を固定した場合の右端の変位を求めている。また、図２５（ｂ）及び図２５（ｃ）では、２５℃における太陽電池モジュールを実線で表し、−４０℃における太陽電池モジュールを二点鎖線で表している。図２５（ｄ）のグラフは、太陽電池モジュールの右端における上下方向（ｚ方向）の変位量と温度との関係を示している。【０１６３】
図２５（ｂ）に示すように、太陽電池モジュールを冷却した場合、繊維方向Ｂでは、太陽電池モジュールの右端は上方に向かって変位することが分かる。また、図２５（ｄ）に示すように、２５℃から−４０℃に冷却した場合、太陽電池モジュールの右端は、上方に５ｍｍ程度反ることが分かる。これに対して、図２５（ｃ）に示すように、太陽電池モジュールを冷却した場合、繊維方向Ｂに垂直な方向Ｃでは、太陽電池モジュールの右端は下方に向かって変位することが分かる。また、図２５（ｄ）に示すように、２５℃から−４０℃に冷却した場合、太陽電池モジュールの右端は、下方に２．５ｍｍ程度反ることが分かる。【０１６４】
つまり、繊維方向Ｂでは、表面保護基板２０が収縮している反面、裏面保護層３２が収縮し難いため、太陽電池モジュールは全体として上方に反る状態となることが分かる。これに対して、繊維方向Ｂに垂直な方向Ｃでは、表面保護基板２０が収縮した際には裏面保護層３２も収縮するため、太陽電池モジュールは全体として下方に反る状態となることが分かる。【０１６５】
［実施例１−２］
実施例１−１と同じ太陽電池モジュールを用いて、シミュレーションにより三次元評価を行った。具体的には、太陽電池モジュールを冷却した場合の三次元の変位を、シミュレーションにより解析した。解析ソフトは、実施例１−１と同じものを用いた。また、解析条件は、次のように設定した。
・３Ｄモデル  １／４対称
・応力：静解析
・モデルサイズ：１ｍ×１ｍ
・モデル形状：Ｒ６０００の２軸に湾曲した凸形状
・メッシュ形状：テトラ２次要素
・境界条件：固定無し
・熱負荷：２５℃から−４０℃【０１６６】
本例の太陽電池モジュールでは、図２６（ａ）に示すように、裏面保護層として、炭素繊維がマトリックス樹脂の内部で一方向に配向しているＵＤ材を使用した。そして、図２６（ｂ）及び図２６（ｃ）では、このような太陽電池モジュールのシミュレーションの結果を示している。なお、図２６（ｂ）では、太陽電池モジュールの左端を固定した場合の右端の変位を求めている。また、図２６（ｂ）では、２５℃における太陽電池モジュールを実線で表し、−４０℃における太陽電池モジュールを二点鎖線で表している。図２６（ｃ）のグラフは、太陽電池モジュールの右端における上下方向（ｚ方向）の変位量と温度との関係を示している。【０１６７】
図２６（ｂ）に示すように、太陽電池モジュールを冷却した場合、太陽電池モジュールの右端は下方に向かって変位することが分かる。また、図２６（ｃ）に示すように、２５℃から−４０℃に冷却した場合、太陽電池モジュールの右端は、下方に向かって７ｍｍ以上反ることが分かる。つまり、実施例１−２の太陽電池モジュールは、表面保護基板２０が収縮した際には、裏面保護層３２における炭素繊維に垂直な方向も収縮するため、太陽電池モジュールは全体として下方に反る状態となることが分かる。【０１６８】
［比較例１］
実施例１−２の太陽電池モジュールにおける裏面保護層３２をＵＤ材からクロス材に変更したこと以外は、実施例１−２と同様にして、シミュレーションにより三次元評価を行った。具体的には、本例の太陽電池モジュールでは、図２７（ａ）に示すように、裏面保護層として、炭素繊維がマトリックス樹脂の内部で縦と横に交互に配向しているクロス材を使用した。なお、クロス材からなる裏面保護層は、ｘ方向及びｙ方向の両方とも、熱膨張係数が１×１０−６Ｋ−１であり、引張弾性率が１２０ＧＰａである。また、表面保護基板２０としてポリカーボネート板を使用しているため、裏面保護層におけるｘ方向及びｙ方向の熱膨張係数は、表面保護基板２０の熱膨張係数よりも小さくなっている。なお、本例において、解析ソフト及び解析条件は、実施例１−２と同じとした。【０１６９】
図２７（ｂ）及び図２７（ｃ）では、このような太陽電池モジュールのシミュレーションの結果を示している。なお、図２７（ｂ）では、太陽電池モジュールの左端を固定した場合の右端の変位を求めている。また、図２７（ｂ）では、２５℃における太陽電池モジュールを実線で表し、−４０℃における太陽電池モジュールを二点鎖線で表している。図２７（ｃ）のグラフは、太陽電池モジュールの右端における上下方向（ｚ方向）の変位量と温度との関係を示している。【０１７０】
図２７（ｂ）に示すように、太陽電池モジュールを冷却した場合、太陽電池モジュールの右端は上方に向かって変位することが分かる。また、図２７（ｃ）に示すように、２５℃から−４０℃に冷却した場合、太陽電池モジュールの右端は、上方に向かって１０ｍｍ以上程度反ることが分かる。つまり、比較例１の太陽電池モジュールは、表面保護基板２０は収縮するが、裏面保護層はｘ方向及びｙ方向とも収縮し難いため、太陽電池モジュールは全体として上方に反る状態となることが分かる。【０１７１】
［実施例１−３］
実施例１−１と同じ太陽電池モジュールを用いて、シミュレーションにより、ゲル状高分子層の追従性を評価した。具体的には、太陽電池モジュールを冷却した場合におけるゲル状高分子層の変位を、シミュレーションにより解析した。解析ソフトは実施例１−１と同じものを用い、解析条件も実施例１−１と同じとした。【０１７２】
図２８（ａ）は、太陽電池モジュール１００を冷却した場合の変位を、図２５（ａ）の繊維方向Ｂに沿って求めた結果を示す。図２８（ｂ）は、太陽電池モジュール１００を冷却して変形した場合における、図２８（ａ）の右端を拡大して示している。なお、図２８（ａ）及び図２８（ｂ）では、２５℃における太陽電池モジュールを実線で表し、−４０℃における太陽電池モジュールを二点鎖線で表している。【０１７３】
図２８（ａ）に示すように、太陽電池モジュール１００を冷却した場合、繊維方向Ｂでは、表面保護基板２０が収縮している反面、裏面保護層３２が収縮し難いため、太陽電池モジュールは全体として上方に反る状態となることが分かる。そして、図２８（ｂ）に示すように、表面保護基板２０が収縮した場合でも、下層のゲル状高分子層２２は引張弾性率が小さいため、表面保護基板２０の収縮に追従できることが分かる。そのため、光電変換部に対して、表面保護基板２０の伸縮による応力が伝わるのを防止でき、さらに、太陽電池モジュール全体の反り（変形）を抑制できることも分かる。
【実施例２】
【０１７４】
以下、実施例２により第三実施形態の太陽電池モジュールをさらに詳細に説明するが、第三実施形態の太陽電池モジュールはこれらによって限定されるものではない。【０１７５】
受光面側から順に、表面保護基板、第１封止材層、太陽電池セル、第２封止材層及び裏面保護層を積層した太陽電池モジュールについて、シミュレーションにより評価を行った。この際、表面保護基板は、ポリカーボネート板を使用し、厚みを３ｍｍとした。第１封止材層及び第２封止材層は、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を使用し、厚みをそれぞれ０．６ｍｍとした。太陽電池セルは、厚みを０．１２ｍｍとした。裏面保護層は、ポリエチレンテレフタレートシートを使用し、厚みを０．１ｍｍとした。【０１７６】
そして、実施例２の太陽電池モジュールでは、表面保護基板の外縁全体に亘って、長さＬが５０ｍｍの延在部を形成した。これに対して、比較例２の太陽電池モジュールでは、延在部を形成しないようにした。【０１７７】
次に、実施例２及び比較例２の太陽電池モジュールを冷却した場合の三次元の変位を、シミュレーションにより解析した。解析ソフトとして、ムラタソフトウェア株式会社製Ｆｅｍｔｅｔ（登録商標）を用いた。また、解析条件は、次のように設定した。
・３Ｄモデル  １／４対称
・応力：静解析
・モデルサイズ：１．１ｍ×１．１ｍ（図２９参照）
・モデル形状：Ｒ３０００とＲ５０００の２軸に湾曲した凸形状（図２９参照）
・メッシュ形状：テトラ２次要素
・境界条件：固定無し
・熱負荷：２５℃から−４０℃【０１７８】
図２９は、実施例２及び比較例２の太陽電池モジュールを概略的に示している。図２９より、実施例２及び比較例２の太陽電池モジュールは、２軸に湾曲した凸形状を有しており、受光側に向けて凸形状となっている。【０１７９】
図３０は、実施例２及び比較例２の太陽電池モジュールにおけるシミュレーションの結果を示している。また、図３０は１／４対称の図面であり、太陽電池モジュールの中央を固定した場合の端部の変位を示している。なお、図３０では、２５℃における太陽電池モジュールを実線で表し、−４０℃における太陽電池モジュールを二点鎖線で表している。【０１８０】
図３０に示すように、太陽電池モジュールを冷却した場合、太陽電池モジュールの端部は上方に向かって変位することが分かる。つまり、実施例２及び比較例２の太陽電池モジュールでは、表面保護基板として厚みが３ｍｍのポリカーボネート板を使用し、裏面保護層として、厚みが０．１ｍｍのポリエチレンテレフタレート板を使用している。そのため、厚みが大きい表面保護基板は温度が低下することにより大きく収縮し、太陽電池モジュールは全体として上方に反ることが分かる。【０１８１】
そして、シミュレーションの結果、実施例２の太陽電池モジュールでは、２５℃から−４０℃に冷却した場合、太陽電池モジュールの端部は、上方に向かって５０ｍｍ反る結果となった。これに対し、比較例２の太陽電池モジュールでは、２５℃から−４０℃に冷却した場合、太陽電池モジュールの端部は、上方に向かって１４５ｍｍ反る結果となった。【０１８２】
このように、表面保護基板の外縁に延在部を設けることにより、表面保護基板が大きく収縮した場合でも、太陽電池モジュールの上方への変位量を抑制できる。そのため、太陽電池モジュール全体が凹状に変形することを抑制できることが分かる。【０１８３】
以上、実施例に沿って本実施形態の内容を説明したが、本実施形態はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。【０１８４】
特願２０１８−０４５１０６号（出願日：２０１８年３月１３日）の全内容は、ここに援用される。
【産業上の利用可能性】
【０１８５】
本開示によれば、簡易な方法により凹状の反りを抑制することが可能な太陽電池モジュールを得ることができる。
【符号の説明】
【０１８６】
１０  太陽電池セル
１２  タブ配線
２０  表面保護基板
２０ａ  表面保護基板の端部
２０ｂ  延在部
２１  補強部材
２２  ゲル状高分子層
２４  中間層
２６  第１封止材層
２６ａ  第１封止材層の端部
２８  第２封止材層
２８ａ  第２封止材層の端部
３０  中間層
３２  裏面保護層
３２ａ  裏面保護層の端部
１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ  太陽電池モジュール
３２１  母材
３２２  繊維材
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【国際調査報告】
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