JP6013726B2 - 一対の太陽電池用封止膜 - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池モジュールの製造時における裏面側着色封止膜の発電素子受光面上への回り込みを防止することができる一対の太陽電池用封止膜並びにこれを用いた太陽電池モジュール及びその製造方法に関する。

近年、資源の有効利用や環境汚染の防止等の面から、太陽光を電気エネルギーに直接、変換する太陽電池が広く使用され、さらなる開発が進められている。

太陽電池は、一般的に、受光面側透明保護部材と裏面側保護部材（バックカバー）との間に受光面側封止膜及び裏面側封止膜により、発電素子を封止した構成とされている。従来の太陽電池は、高い電気出力を得るために、複数の発電素子を接続し、太陽電池モジュールとして用いられている。したがって、発電素子間の絶縁性を確保するために、絶縁性のある封止膜が用いられる。

受光面側および裏面側に用いられる封止膜としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）フィルムなどが好ましく用いられている。また、膜強度や耐久性を向上させるために、前記封止膜にＥＶＡの他に有機過酸化物などの架橋剤を用いて架橋密度を向上させている。

上記太陽電池モジュールにおいては、太陽電池モジュールに入射した光をできるだけ効率よく発電素子内に取り込めるようにすることが発電効率の向上の点から強く望まれている。したがって、受光面側封止膜は、入射した太陽光を吸収したり、反射したりすることが無く、太陽光のほとんどを透過させるものが望ましい。そのため、透明性に優れる封止膜が受光面側封止膜として使用されている（例えば、特許文献１）。

一方、裏面側封止膜としては、二酸化チタン（ＴｉＯ₂）などの着色剤により着色されたＥＶＡフィルムが用いられる（例えば、特許文献２）。このように着色された裏面側封止膜によれば、太陽電池モジュール内部における受光面側封止膜と裏面側封止膜との界面における光の反射や、着色剤自体による光の乱反射で、発電素子間等を通過する光を発電素子に入射させることができる。これにより太陽電池モジュールに入射した光の利用効率が高まり、太陽電池モジュールの発電効率を向上させることができる。

太陽電池モジュールを作製するには、図１に示すように、受光面側透明保護部材１１、受光面側封止膜１３Ａ、接続タブ１５により電気的に接続された複数の発電素子１４、裏面側封止膜１３Ｂ、及び裏面側保護部材１２（バックカバー）をこの順で積層し、得られた積層体１０を加圧及び加熱することにより受光面側封止膜及び裏面側封止膜を架橋硬化させ、各部材を接着一体化する方法が用いられる。

積層体１０の各部材の接着一体化は、一般に真空ラミネータを用いて行われる。真空ラミネータとしては、例えば、図２に示すように、ダイヤフラム１０３を有する上側チャンバ１０２と、載置台１０５が設けられた下側チャンバ１０１とを備える二重真空室方式の真空ラミネータ１００が使用される。接着一体化は、積層体１０を、受光面側透明保護部材１１が下側となるように載置台１０５上に載置した後、上側チャンバ１０２及び下側チャンバ１０１を真空状態とし、載置台１０５に内蔵されたヒータ（図示せず）により積層体１０を加熱すると共に、上側チャンバ１０２を通常は大気圧以上の圧力としてダイヤフラム１０３により積層体１０の上面を押圧することにより行われる。

特開２００８−０５３３７９号公報 特開平０６−１７７４１２号公報

しかしながら、積層体を押圧する際、積層体に掛かる圧力が不均一となる場合があり、図３に示すように、加熱により溶融した裏面側着色封止膜１３Ｂが発電素子１４の受光面上に侵入する場合があった（以下、この現象を「回り込み」と称する）。回り込みが生じると、太陽電池モジュールの外観特性が低下するだけでなく、発電素子に入射する太陽光が減少して発電効率が低下する場合がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、裏面側着色封止膜の発電素子の受光面側への回り込みを防止することができる受光面側封止膜及び裏面側封止膜からなる二枚一対の太陽電池用封止膜を提供することにある。

また、本発明の目的は、回り込みを防止することができる太陽電池モジュールの製造方法を提供することにある。

更に、本発明の目的は、回り込みが防止され、外観性及び発電効率の低下が防止された太陽電池モジュールを提供することにある。

上記目的は、受光面側透明保護部材と裏面側保護部材との間に配置される発電素子をその受光面側と裏面側から封止するための二枚一対の太陽電池用封止膜であって、前記受光面側透明保護部材と発電素子との間に配置される受光面側封止膜は、エチレン−酢酸ビニル共重合体を含み、前記裏面側保護部材と発電素子との間に配置される裏面側封止膜は、エチレン−酢酸ビニル共重合体及び着色剤を含み、前記裏面側封止膜のエチレン−酢酸ビニル共重合体のメルトフローレート（ＪＩＳ Ｋ７２１０に従って、１９０℃、荷重２１．１８Ｎで測定。以下同じ。）が、前記受光面側封止膜のエチレン−酢酸ビニル共重合体のメルトフローレートよりも高く、前記受光面側封止膜に含まれるエチレン−酢酸ビニル共重合体のメルトフローレートが、２．０〜１０ｇ／１０分であり、前記裏面側封止膜に含まれるエチレン−酢酸ビニル共重合体のメルトフローレートが、２．０ｇ／１０分を超え３０ｇ／１０分以下であり、前記受光面側封止膜及び裏面側封止膜はそれぞれ更に架橋剤を含み、前記受光面側封止膜に含まれるエチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル含有率が、２６．０〜３５質量％であることを特徴とする一対の太陽電池用封止膜により達成される。

回り込みは、加熱加圧時に、特に積層体の端部への圧力が集中して積層体の端部付近が鉛直方向に加圧されずに、内側に傾いて加圧されることにより引き起こされるものと考えられる。端部が内側に傾いて加圧されると、図４の部分断面図に示すように、裏面側封止膜１３Ｂが受光面側封止膜１３Ａを押し退けて、裏面側封止膜１３Ｂが発電素子１４の受光面側に侵入することとなる。

上記構成のように、裏面側封止膜のＥＶＡのメルトフローレート（ＭＦＲ）を受光面側
封止膜のＥＶＡのＭＦＲよりも高くすることにより、相対的に受光面側封止膜が裏面側封
止膜より硬くなるので、その硬さによって加熱加圧時に裏面側封止膜が受光面側封止膜を
押し退ける状況を回避することができる。また、受光面側封止膜に含まれるエチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル含有率が上記範囲であれば、優れた接着性及び適度な柔軟性が得られ、加工性が良好となる。

本発明の一対の太陽電池用封止膜の好ましい態様は以下の通りである。
（１）前記裏面側封止膜のエチレン−酢酸ビニル共重合体のメルトフローレートと前記受光面側封止膜のエチレン−酢酸ビニル共重合体のメルトフローレートとの差が、１ｇ／１０分以上である。これにより、受光面側封止膜と裏面側封止膜の相対的な硬さの相違が確実に得られ、確実に回り込みを防止することができる。
（２）前記裏面側封止膜に含まれるエチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル含有率が、２０〜３５質量％である。この範囲によれば、優れた接着性及び適度な柔軟性が得られ、加工性が良好となる。
（３）前記受光面側封止膜及び裏面側封止膜はそれぞれ更に架橋剤を含む。発電素子を強固に封子することができ、気密性、耐久性等が向上する。

また、上記目的は、受光面側透明保護部材、受光面側封止膜、発電素子、裏面側封止膜及び裏面側保護部材をこの順で積層することにより積層体を得、該積層体を加圧及び加熱することにより一体化する工程を含む太陽電池モジュールの製造方法において、前記受光面側封止膜と裏面側封止膜からなる一対の太陽電池用封止膜として、上記一対の太陽電池用封止膜を使用することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法により達成される。

更に、上記目的は、受光面側透明保護部材、受光面側封止膜、発電素子、裏面側封止膜及び裏面側保護部材をこの順で積層し、接着一体化してなる太陽電池モジュールにおいて、前記受光面側封止膜と裏面側封止膜からなる一対の太陽電池用封止膜が、上記一対の太陽電池用封止膜であることを特徴とする太陽電池モジュールにより達成される。

また、この太陽電池モジュールにおいて、前記発電素子と前記受光面側封止膜との間に侵入している前記裏面側封止膜の、前記発電素子の端部からの最大長さが１ｍｍ未満であることが有利である。

本発明の一対の太陽電池用封止膜によれば、太陽電池モジュールの製造時において、裏面側着色封止膜の発電素子の受光面への回り込みを防止することができる。したがって、外観特性及び発電効率の低下が防止され、更には生産性が向上した太陽電池モジュールを得ることができる。

太陽電池モジュールの一例を示す概略断面図である。 真空ラミネータの一例を示す概略断面図である。 回り込みが生じた状態の発電素子を受光面側から見た平面図である。 回り込みの原因を説明する部分概略断面図である。

以下に、本発明の一対の太陽電池用封止膜及び太陽電池モジュールについて、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一対の太陽電池用封止膜及び太陽電池モジュールを説明するための概略断面図である。図示の通り、本発明の一対の太陽電池用封止膜は、発電素子１４を受光面側透明保護部材１１と裏面側保護部材（バックカバー）１２との間に封止するための、受光面側封止膜１３Ａ及び裏面側封止膜１３Ｂからなる二枚一対の封止膜である。受光面側封止膜１３Ａは発電素子１４と受光面側透明保護部材１１（発電素子１４の受光面側の透明保護部材）との間を封止し、裏面側封止膜１３Ｂは発電素子１４と裏面側保護部材１２（発電素子１４の受光面と反対側の保護部材）の間を封止している。発電素子１４は通常複数設けられ、銅箔等の導電材よりなる接続タブ１５により互いに電気的に接続される。本発明において、発電素子に対して受光面側（表面側）を「受光面側」と称し、発電素子の受光面とは反対面側を「裏面側」と称する。

本発明に係る一対の太陽電池用封止膜、すなわち、受光面側封止膜及び裏面側封止膜は、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を主成分としており、裏面側封止膜に使用するＥＶＡはそのメルトフローレート（ＭＦＲ）が、受光面側封止膜に使用するＥＶＡのＭＦＲよりも高いものを使用する。これにより、後述する加熱加圧時において、受光面側封止膜が裏面側封止膜に押し込まれることが回避され、受光面側封止膜と発電素子との間に溶融した裏面側封止膜が侵入することを防止することが可能となる。

受光面側封止膜に使用するＥＶＡのＭＦＲは、０．１〜３０ｇ／１０分、好ましくは１．５〜３０ｇ／１０分、特に２．０〜１０ｇ／１０分、更に２．０〜６．０ｇ／１０分であることが好ましい。この範囲より低いと加圧時にセル割れを起こす場合があり、この範囲より高いと受光面側封止膜が柔らかくなり加圧を良好に行うことができなくなる場合がある。

裏面側封止膜に使用するＥＶＡのＭＦＲは、１．５ｇ／１０分を超え４０ｇ／１０分以下、特に２．０ｇ／１０分を超え３０ｇ／１０分以下、更に３．０〜１０ｇ／１０分であることが好ましい。この範囲によれば、加圧時に発電素子割れが起こることもなく、良好に接着一体化された太陽電池モジュールを得ることができる。

ここで、本発明において、メルトフローレート（ＭＦＲ）の値は、ＪＩＳ Ｋ７２１０に従い、１９０℃、荷重２１．１８Ｎの条件に基づいて測定されたものである。エチレン−酢酸ビニル共重合体のＭＦＲは、組成、分子量、分子量分布等の諸条件により調整することができる。

受光面側封止膜のＥＶＡのＭＦＲと裏面側封止膜のＥＶＡのＭＦＲの差は、１ｇ／１０分以上、好ましくは１〜３５．５ｇ／１０分、特に１〜８ｇ／１０分、更に１〜５ｇ／１０分であることが好ましい。この範囲によれば、受光面側封止膜と裏面側封止膜の相対的な硬さの相違が確実に得られ、回り込みを確実に防止することができると共に、加熱加圧時の加工性も良好となる。

また、受光面側封止膜に使用するＥＶＡの酢酸ビニル含有率は、２０〜３５質量％、特に２０〜２８質量％であることが好ましく、裏面側封止膜に使用するＥＶＡの酢酸ビニル含有率は２０〜３５質量％、特に２３〜３３質量％であることが好ましい。２０質量％未満であると、太陽電池用封止膜の加工性が低下する恐れがあり、３５質量％を超えると、カルボン酸、アルコール等が発生し封止膜と接する部材との界面で発泡が生じ易くなる恐れがある。また、この範囲によれば回り込みを効率的に防止することができる。なお、酢酸ビニル含有率はＪＩＳ Ｋ６９２４に記載の方法に従って測定される。

受光面側封止膜及び裏面側封止膜は、エチレン−酢酸ビニル共重合体に加えて、さらにポリビニルアセタール系樹脂（例えば、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ樹脂）、変性ＰＶＢ）、塩化ビニル樹脂を副次的に使用しても良い。その場合、特にＰＶＢが好ましい。エチレン−酢酸ビニル共重合体は、各封止膜の質量に対して、７０質量％以上、好ましくは８０〜９９質量％の量で各封止膜に含まれていることが好ましい。

［架橋剤］
本発明において、受光面側封止膜及び裏面側封止膜は、エチレン−酢酸ビニル共重合体の架橋構造を形成するための架橋剤を含むことが好ましい。架橋剤は、有機過酸化物又は光重合開始剤を用いることが好ましい。なかでも、接着力、耐湿性、耐貫通性の温度依存性が改善された封止膜が得られることから、有機過酸化物を用いるのが好ましい。

前記有機過酸化物としては、１００℃以上の温度で分解してラジカルを発生するものであれば、どのようなものでも使用することができる。有機過酸化物は、一般に、成膜温度、組成物の調整条件、硬化温度、被着体の耐熱性、貯蔵安定性を考慮して選択される。特に、半減期１０時間の分解温度が７０℃以上のものが好ましい。

前記有機過酸化物としては、樹脂の加工温度・貯蔵安定性の観点から例えば、ベンゾイルパーオキサイド系硬化剤、ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシピバレート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシピバレート、３，５，５−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ジ−ｎ−オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、スクシニックアシドパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（２−エチルヘキサノイルパーオキシ）ヘキサン、１−シクロヘキシル−１−メチルエチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、４−メチルベンゾイルパーオキサイド、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｍ−トルオイル＋ベンゾイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）−２−メチルシクロヘキサネート、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサネート、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサネート、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、２，２−ビス（４，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシシクロヘキシル）プロパン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）シクロドデカン、ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシマレイックアシド、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシラウレート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（メチルベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート、ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシベンゾエート、２，５−ジ−メチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、等が挙げられる。

ベンゾイルパーオキサイド系硬化剤としては、７０℃以上の温度で分解してラジカルを発生するものであればいずれも使用可能であるが、半減期１０時間の分解温度が５０℃以上のものが好ましく、調製条件、成膜温度、硬化（貼り合わせ）温度、被着体の耐熱性、貯蔵安定性を考慮して適宜選択できる。使用可能なベンゾイルパーオキサイド系硬化剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、２，５−ジメチルヘキシル−２，５−ビスパーオキシベンゾエート、ｐ−クロロベンゾイルパーオキサイド、ｍ−トルオイルパーオキサイド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート等が挙げられる。ベンゾイルパーオキサイド系硬化剤は１種でも２種以上を組み合わせて使用してもよい。

有機過酸化物として、特に、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンが好ましい。これにより、優れた絶縁性を有する太陽電池用封止膜が得られる。

前記有機過酸化物の含有量は、エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、０．１〜５質量部、より好ましくは０．２〜３質量部であることが好ましい。前記有機過酸化物の含有量は、少ないと得られる封止膜の絶縁性が低下する恐れがあり、多くなると共重合体との相溶性が悪くなる恐れがある。

また、光重合開始剤としては、公知のどのような光重合開始剤でも使用することができるが、配合後の貯蔵安定性の良いものが望ましい。このような光重合開始剤としては、例えば、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルホリノプロパン−１などのアセトフェノン系、ベンジルジメチルケタ−ルなどのベンゾイン系、ベンゾフェノン、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系、イソプロピルチオキサントン、２−４−ジエチルチオキサントンなどのチオキサントン系、その他特殊なものとしては、メチルフェニルグリオキシレ−トなどが使用できる。特に好ましくは、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルホリノプロパン−１、ベンゾフェノン等が挙げられる。これら光重合開始剤は、必要に応じて、４−ジメチルアミノ安息香酸のごとき安息香酸系又は、第３級アミン系などの公知慣用の光重合促進剤の１種または２種以上を任意の割合で混合して使用することができる。また、光重合開始剤のみの１種単独または２種以上の混合で使用することができる。

前記光重合開始剤の含有量は、エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して０．１〜５質量部であることが好ましい。

［架橋助剤］
受光面側封止膜及び裏面側封止膜は、必要に応じて、さらに架橋助剤を含んでいてもよい。前記架橋助剤は、エチレン−酢酸ビニル共重合体のゲル分率を向上させ、封止膜の接着性及び耐久性を向上させることができる。

前記架橋助剤の含有量は、エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、一般に１０質量部以下、好ましくは０．１〜５質量部、更に好ましくは０．１〜２．５質量部で使用される。これにより、接着性に優れる封止膜が得られる。

前記架橋助剤（官能基としてラジカル重合性基を有する化合物）としては、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等の３官能の架橋助剤の他、（メタ）アクリルエステル（例、ＮＫエステル等）の単官能又は２官能の架橋助剤等を挙げることができる。なかでも、トリアリルシアヌレートおよびトリアリルイソシアヌレートが好ましく、特にトリアリルイソシアヌレートが好ましい。

［接着性向上剤］
受光面側封止膜及び裏面側封止膜は、太陽電池モジュール内部の封止性能を考慮すると、優れた接着力を有するのが好ましい。そのために、接着向上剤をさらに含んでいても良い。接着向上剤としては、シランカップリング剤を用いることができる。これにより、優れた接着力を有する太陽電池用封止膜を形成することが可能となる。前記シランカップリング剤としては、γ−クロロプロピルメトキシシラン、ビニルエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシランを挙げることができる。これらシランカップリング剤は、単独で使用しても、又は２種以上組み合わせて使用しても良い。なかでも、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランが特に好ましく挙げられる。

前記シランカップリング剤の含有量はエチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して５質量部以下、好ましくは０．１〜２質量部であることが好ましい。

［着色剤］
本発明に使用する裏面側封止膜は着色剤を含んでいる。着色剤は特に限定されないが、例えば、チタン白（二酸化チタン）、炭酸カルシウム等による白色着色剤；ウルトラマリン等による青色着色剤；カーボンブラック等による黒色着色剤；ガラスビーズ及び光拡散剤等による乳白色着色剤などを使用することができる。好ましくは、チタン白による白色着色剤を使用することができる。

着色剤は、裏面側封止膜（本明細書において裏面側着色封止膜とも称する）に含まれるエチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、好ましくは２〜１０質量部、より好ましくは３〜６質量部含まれるのが好ましい。

［その他］
受光面側封止膜及び裏面側封止膜は、膜の種々の物性（機械的強度、光学的特性、耐熱性、耐光性、架橋速度等）の改良あるいは調整のため、必要に応じて、可塑剤、アクリロキシ基含有化合物、メタクリロキシ基含有化合物及び／又はエポキシ基含有化合物などの各種添加剤、紫外線吸収剤、光安定剤および老化防止剤を含んでいてもよい。

受光面側封止膜及び裏面側封止膜を形成するには、公知の方法に準じて行えばよい。例えば、上述した各成分を含む組成物を、通常の押出成形、又はカレンダ成形（カレンダリング）等により成形してシート状物を得る方法により製造することができる。また、前記組成物を溶剤に溶解させ、この溶液を適当な塗布機（コーター）で適当な支持体上に塗布、乾燥して塗膜を形成することによりシート状物を得ることもできる。尚、製膜時の加熱温度は、架橋剤が反応しない或いはほとんど反応しない温度とすることが好ましい。例えば、５０〜９０℃、特に４０〜８０℃とするのが好ましい。受光面側封止膜及び裏面側封止膜の厚さは、一般に０．０５〜２ｍｍ、特に０．４〜０．７ｍｍである。

［受光面側透明保護部材］
本発明の太陽電池モジュールに使用される受光面側透明保護部材は、通常珪酸塩ガラスなどのガラス基板等を使用することができる。受光面側透明保護部材の厚さは、０．１〜１０ｍｍが一般的であり、０．３〜５ｍｍが好ましい。受光面側透明保護部材は、一般に、化学的に、或いは熱的に強化させたものであってもよい。

［裏面側保護部材］
本発明で使用される裏面側保護部材は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリアミドなどのプラスチックフィルムが好ましく用いられる。また、耐熱性、耐湿熱性を考慮してフッ化ポリエチレンフィルム、特にフッ化ポリエチレンフィルム／Ａｌ／フッ化ポリエチレンフィルムをこの順で積層させたフィルムや、ポリフッ化ビニル（商品名：テドラー）／ＰＥＴ／ポリフッ化ビニルをこの順で積層させたフィルムでも良い。

［発電素子］
太陽電池モジュールに用いられる発電素子は、光電変換を行うものであり、従来公知の半導体基板が用いられる。半導体基板としては、単結晶、多結晶、あるいは非晶質によって構成された光半導体素子などが用いられる。具体的には、非晶質シリコンａ−Ｓｉ，水素化非晶質シリコンａ−Ｓｉ：Ｈ，水素化非晶質シリコンカーバイドａ−ＳｉＣ：Ｈ，非晶質シリコンナイトライドなどの他、シリコンと炭素、ゲルマニウム、スズなどの他の元素との合金から成る非晶質シリコン系半導体の非晶質あるいは微結晶をｐｉｎ型、ｎｉｐ型、ｎｉ型、ｐｎ型、ＭＩＳ型、ヘテロ接合型、ホモ接合型、ショットキーバリアー型あるいはこれらを組み合わせた型などに構成した半導体層が用いられる。その他、光半導体層はＣｄＳ系、ＧａＡｓ系、ＩｎＰ系などであってもよい。

発電素子を太陽電池モジュールに組み込む際には、従来公知の方法に従って行えばよい。例えば、発電素子の電極にハンダメッキなどで施した銅箔などのインナーリードを接続し、さらに太陽電池モジュールから所定の電気出力を取り出すことができるように、インナーリードで発電素子を直並列に接続する。

［太陽電池モジュールの製造方法］
本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、図１に示すように、受光面側透明保護部材１１、受光面側封止膜１３Ａ、発電素子１４、裏面側着色封止膜１３Ｂ及び裏面側保護部材１２をこの順で積層することにより積層体１０を得、この積層体１０を加圧及び加熱することにより一体化する工程を有する。以下、本発明の太陽電池モジュールの製造方法における積層体の一体化工程について説明する。

積層体を加圧及び加熱する方法は特に限定されないが、例えば、膨張自在なダイヤフラムを有する真空ラミネータ、特に図２に示す二重真空室方式による真空ラミネータを用いて行うことが好ましい。

図２に示す真空ラミネータ１００は、ダイヤフラム１０３を具備する上側チャンバ１０２と、積層体１０を載置するための載置台１０５を具備する下側チャンバ１０１とを有する。真空ラミネータ１００では、上側チャンバ１０２及び下側チャンバ１０１内を真空引きした後、ダイヤフラム１０３により積層体１０が加圧される。上側チャンバ１０２及び下側チャンバ１０１内の真空引きは、下側チャンバ用排気口１０６に接続された下側チャンバ用真空ポンプ１０７、及び上側チャンバ用排気口１０８に接続された上側チャンバ用真空ポンプ１０９により行われる。

このような真空ラミネータを用いて積層体１０を加圧するには、初めに、下側チャンバ１０１内に設けられた載置台１０５に、受光面側透明保護部材１１、受光面側封止膜１３Ａ、発電素子１４、裏面側封止膜１３Ｂ、及び裏面側保護部材１２をこの順で積層することにより得た積層体１０を、受光面側透明保護部材１１が載置台１０５と接するように載置する。次に、上側チャンバ１０２及び下側チャンバ１０１をそれぞれ上側チャンバ用真空ポンプ１０９及び下側チャンバ用真空ポンプ１０７により減圧して真空にした後、上側チャンバ１０２内を好ましくは大気以上の圧力とする。これにより、積層体１０の最上面がダイヤフラム１０３により押圧され、積層体１０が加圧される。

上側チャンバ１０２内及び下側チャンバ１０１内をそれぞれ真空とするには、まず上側チャンバ１０２及び下側チャンバ１０１内をそれぞれ、５０〜１５０Ｐａ、特に５０〜１００Ｐａに減圧することにより行われるのが好ましい。真空時間は、例えば、０．１〜５分とする。その後、上側チャンバ内を４０〜１１０ｋＰａ、特に６０〜１０５ｋＰａとすることでダイヤフラム１０３により、積層体が均一に加圧される。

積層体は、１．０×１０³Ｐａ〜５．０×１０⁷Ｐａ、特に６０〜１０５ｋＰａの圧力で加圧されるようにダイヤフラムの膨張度を調整するのが好ましい。プレス時間は、例えば、５〜１５分とする。

本発明の方法では、加圧と共に加熱を行う。加熱方法としては、図２に示す真空ラミネータ１００全体をオーブンなどの高温環境において加熱する方法、図２に示す真空ラミネータ１００の下側チャンバ１０１内に加熱板などの加熱媒体を導入して、積層体１０を加熱する方法などが挙げられる。後者の方法は、例えば、載置台１０５として加熱板を用いたり、載置台１０５の上側及び／又は下側に加熱板を配置したり、積層体の上側及び／又は下側に加熱板を配置したりすることにより行われる。

これら加熱方法のうち、載置台として加熱板を用いて、受光面側透明保護部材１１側から積層体を加熱することが好ましい。これにより、受光面側封止膜への熱の伝達がより早く行われ、受光面側封止膜と発電素子との密着性が向上し、裏面側封止膜の回り込みを更に確実に回避することができる。

積層体は、８０〜１５０℃、特に９０〜１４５℃の温度に加熱されるのが好ましい。加熱時間は１０分〜１時間であればよい。また、積層体を８０〜１２０℃の温度で予備加熱した後、１００〜１５０℃（特に１３０℃付近）の温度で加熱し、段階的に加熱を行うのがより好ましい。

積層体の加圧加熱は、積層体を加熱して上記温度まで昇温させるとともに、真空ラミネータ内を真空引きし、その後にダイヤフラムを膨張させて行うのが好ましい。

本発明では、裏面側封止膜のＥＶＡは、受光面側封止膜のＥＶＡのＭＦＲよりも高いものを使用しているので、受光面側封止膜が裏面側封止膜よりも相対的に硬く、加熱及び加圧工程において積層体の端部に加圧力が集中した場合であっても、受光面側封止膜の硬さによって、裏面側封止膜が受光面側封止膜を押し込むことが回避され、回り込みが防止される。製造された太陽電池モジュールにおいて、裏面側封止膜の回り込み長さ、すなわち、発電素子と受光面側封止膜との間に侵入している裏面側封止膜の、発電素子の端部からの最大長さが１ｍｍ未満、好ましくは０．７ｍｍ以下であれば、太陽電池モジュールの外観及び発電効率にほとんど影響を与えない太陽電池モジュールを得ることができる。

以下、本発明を実施例により詳細に説明する。

［実施例・参考例１〜２８、比較例１〜１９］
１．受光面側封止膜の作製
表１〜３に示す各エチレン−酢酸ビニル共重合体を使用して、下記配合の材料をロールミルに供給し、７０℃で混練した。これにより得られた封止膜用組成物を７０℃でカレンダ成形し、受光面側封止膜（厚さ０．６ｍｍ）をそれぞれ作製した。

（配合）
・エチレン−酢酸ビニル共重合体 １００質量部
・架橋剤（２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン）
（パーヘキサ２５Ｂ：日本油脂製） １．５質量部
・架橋助剤（トリアリルイソシアヌレート）
（ＴＡＩＣ：日本化成製） １．５質量部
・シランカップリング剤（γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン）
（ＫＢＭ５０３：信越化学製） ０．３質量部

２．裏面側封止膜の作製
表１〜３に示す各エチレン−酢酸ビニル共重合体を使用して、下記配合の材料をロールミルに供給し、７０℃で混練した。これにより得られた封止膜用組成物を７０℃でカレンダ成形し、裏面側封止膜（厚さ０．６ｍｍ）をそれぞれ作製した。

（配合）
・エチレン−酢酸ビニル共重合体 １００質量部
・架橋剤（２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン）
（パーヘキサ２５Ｂ：日本油脂製） １．５質量部
・架橋助剤（トリアリルイソシアヌレート）
（ＴＡＩＣ：日本化成製） １．５質量部
・シランカップリング剤（γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン）
（ＫＢＭ５０３：信越化学製） ０．３質量部
・着色剤（二酸化チタン） ５．０質量部

３．太陽電池モジュールの作製
受光面側透明保護部材（白板強化ガラス（エンボス付）、２３０ｍｍ×２３０ｍｍ×３．２ｍｍ）／上記受光面側封止膜（２３０ｍｍ×２３０ｍｍ）／発電素子（単結晶シリコンセル：１２５ｍｍ×１２５ｍｍ、厚さ：２２０μｍ）／上記裏面側封止膜（２３０ｍｍ×２３０ｍｍ）／裏面側保護部材（イソボルタ社製ＴＰＴ（テドラー／ＰＥＴ／テドラー：型番２４４２）、厚さ：３５０μｍ）の順で積層した後、この積層体を、ダイヤフラムを備える二重真空室方式真空ラミネータにて、１４５℃において、真空時間５分、圧力０．１ＭＰａ、プレス時間１５分で接着一体化し、太陽電池モジュールを作製した。

＜評価方法＞
・回り込み量の測定
作製した太陽電池モジュールについて、裏面側封止膜の発電素子の受光面上への回り込み量を測定した。回り込み量の測定は、回り込みが生じた裏面側封止膜の発電素子端部からの最大長さ（ｍｍ）をスケールで計測することにより行った。１ｍｍ未満を合格とした。結果を表１〜３に示す。

＜評価結果＞
表１〜３に示されているように、裏面側封止膜のＥＶＡのＭＦＲが受光面側封止膜のＥＶＡのＭＦＲより高い場合には、そうでない比較例と比べて回り込み量が減少していることが認められた。以上により、上述した条件を満たす一対の太陽電池用封止膜によれば裏面側封止膜の回り込みが防止され、外観性及び発電効率の低下が防止された太陽電池モジュールを得ることができることが認められた。

本発明に係る一対の太陽電池用封止膜によれば、裏面側封止膜の回り込みを防止することができ、外観特性の低下及び発電効率の低下が防止された太陽電池モジュールを得ることができる。

１１ 受光面側透明保護部材
１２ 裏面側保護部材
１３Ａ 受光面側封止膜
１３Ｂ 裏面側封止膜
１４ 発電素子
１５ 接続タブ

Claims (6)

1. 受光面側透明保護部材と裏面側保護部材との間に配置される発電素子をその受光面側と裏面側から封止するための二枚一対の太陽電池用封止膜であって、
   前記受光面側透明保護部材と発電素子との間に配置される受光面側封止膜は、エチレン−酢酸ビニル共重合体を含み、
   前記裏面側保護部材と発電素子との間に配置される裏面側封止膜は、エチレン−酢酸ビニル共重合体及び着色剤を含み、
   前記裏面側封止膜のエチレン−酢酸ビニル共重合体のメルトフローレート（ＪＩＳ Ｋ７２１０に従って、１９０℃、荷重２１．１８Ｎで測定。以下同じ。）が、前記受光面側封止膜のエチレン−酢酸ビニル共重合体のメルトフローレートよりも高く、
   前記受光面側封止膜に含まれるエチレン−酢酸ビニル共重合体のメルトフローレートが、２．０〜１０ｇ／１０分であり、
   前記裏面側封止膜に含まれるエチレン−酢酸ビニル共重合体のメルトフローレートが、２．０ｇ／１０分を超え３０ｇ／１０分以下であり、
   前記受光面側封止膜及び裏面側封止膜はそれぞれ更に架橋剤を含み、
   前記受光面側封止膜に含まれるエチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル含有率が、２６．０〜３５質量％であることを特徴とする一対の太陽電池用封止膜。
2. 前記裏面側封止膜のエチレン−酢酸ビニル共重合体のメルトフローレートと前記受光面側封止膜のエチレン−酢酸ビニル共重合体のメルトフローレートとの差が、１ｇ／１０分以上であることを特徴とする請求項１に記載の一対の太陽電池用封止膜。
3. 前記裏面側封止膜に含まれるエチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル含有率が、２０〜３５質量％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の一対の太陽電池用封止膜。
4. 受光面側透明保護部材、受光面側封止膜、発電素子、裏面側封止膜及び裏面側保護部材をこの順で積層することにより積層体を得、該積層体を加圧及び加熱することにより一体化する工程を含む太陽電池モジュールの製造方法において、
   前記受光面側封止膜と裏面側封止膜からなる一対の太陽電池用封止膜として、請求項１〜３の何れか１項に記載の一対の太陽電池用封止膜を使用することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
5. 受光面側透明保護部材、受光面側封止膜、発電素子、裏面側封止膜及び裏面側保護部材をこの順で積層し、接着一体化してなる太陽電池モジュールにおいて、
   前記受光面側封止膜と裏面側封止膜からなる一対の太陽電池用封止膜が、請求項１〜３の何れか１項に記載の一対の太陽電池用封止膜であることを特徴とする太陽電池モジュール。
6. 前記発電素子と前記受光面側封止膜との間に侵入している前記裏面側封止膜の、前記発電素子の端部からの最大長さが１ｍｍ未満であることを特徴とする請求項５に記載の太陽電池モジュール。

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