JPH10209474A - 太陽電池モジュール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、静電耐圧が高く、信頼性の高い光
起電力素子とすることにより、光起電力素子を樹脂で封
止する工程前の製造過程における歩留の高い、太陽電池
モジュール及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明の太陽電池モジュールは、光変換
部材として少なくとも半導体光活性層を一層有し、前記
半導体光活性層の受光面側に集電電極が形成された光起
電力素子を、樹脂封止してなる太陽電池モジュールにお
いて、樹脂封止する前の光起電力素子が、５ＫＶ以上の
静電耐圧を有することを特徴とする。太陽電池モジュー
ルの製造方法は、前記薄膜樹脂層を設けた光起電力素子
を樹脂封止してなる太陽電池モジュールの製造方法にお
いて、支持基板上に受光面側を上向きに前記光起電力素
子を配置した後、前記光起電力素子の受光面側に充填
材、フッ素フィルムを順次積層し、真空加熱により樹脂
封止を行なうことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、太陽電池モジュー
ル及びその製造方法に係る。より詳細には、帯電した作
業者が光起電力素子に触れても、静電圧から光起電力素
子を保護することができる太陽電池モジュール及びその
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境問題に対する意識の高まり
が、世界的に広がりを見せている。中でも、ＣＯ2排出
に伴う地球の温暖化現象に対する危倶感は深刻で、クリ
ーンなエネルギー源への希求はますます強まってきてい
る。現在、太陽電池はその安全性と扱いやすさから、ク
リーンなエネルギー源として期待のもてるものというこ
とができる。

【０００３】太陽電池には様々な形態があるが、その代
表的なものとしては、結晶シリコン太陽電池、多結晶シ
リコン太陽電池、アモルファスシリコン太陽電池、銅イ
ンジウムセレナイド太陽電池、化合物半導体太陽電池な
どが挙げられる。この中で、薄膜結晶シリコン太陽電
池、化合物半導体太陽電池及びアモルファスシリコン太
陽電池は、比較的低コストで大面積化が可能なため、最
近では各方面で活発に研究開発が進められている。

【０００４】しかし、現在の太陽電池はコストが高いた
め、さらにコストの低減を図る必要がある。そのため解
決すべき点としては、例えば、次のような点が挙げられ
る。

【０００５】発電領域の効率的利用。

【０００６】接続部分の接続部材費、および接続のた
めの人件費の削減。

【０００７】上記を改善するためには、太陽電池を設
置する面積に対して、発電領域の割合を大きくする必要
がある。また上記を改善するためには、太陽電池の大
面積化が必要である。

【０００８】図８は、上記及びを改善した従来の光
起電力素子を示す模式図である。

【０００９】図８において、８００は光起電力素子、８
０１は導電性基板、８０２は半導体層、８０３は透明電
極、８０４は正極銅箔、８０５は集電電極、８０６は負
極銅箔、８０７は絶縁テープである。一方の光起電力素
子の正極銅箔８０４の一端を、他方の隣接する光起電力
素子の負極銅箔８０６の部分に半田付けし、これら２つ
の光起電力素子を接続する。複数個の光起電力素子に対
して、このような接続を繰り返し行うことで、太陽電池
モジュールがえられる。

【００１０】しかしながら、上述した光起電力素子は、
その静電耐圧が低いため、以下のような問題があった。
但し、本発明に係る静電耐圧とは、任意の電圧を受光面
発電領域に印加したときに、印加前後で２００Ｌｕｘの
ＶOCが１０％低下する印加電圧値を意味する。 （１）図８のような電極取り出し構造にすることによ
り、受光面側に正負両極を取り出した場合よりも受光面
側の非発電領域を削減することができる。しかし、直列
化工程において、半田付けで用いるフラックスが光起電
力素子の受光面に与える影響を最小限にするためには、
光起電力素子を受光面側を下向きにして配置し、直列化
を行う必要がある。その際、直列化するために用いる治
具と光起電力素子の受光面とが擦れるため、静電気が発
生する。また、帯電した治具や作業者が光起電力素子に
接した際には、光起電力素子に放電される場合がある。
その結果、光起電力素子の半導体層が破壊される場合が
あった。 （２）光起電力素子を樹脂で封止する場合、充填材フィ
ルムやガラス繊維を受光面側に積層した後、アライメン
トを調整するために充填材フィルムをずらしたり、積層
し直す際に静電気が発生する。その結果、光起電力素子
の半導体層が破壊され、十分な電気特性が得られない場
合があった。現状では、帯電防止用のリストバンド、テ
ーブルマット、フロアマット、アースの設置等の設備に
よって、静電対策を行なっているが十分とは言い難い。 （３）光起電力素子を樹脂で封止する前に、光起電力素
子を梱包及び搬送する場合がある。その際、光起電力素
子の間には、間紙もしくは発泡体からなるスペーサーを
配置するが、光起電力素子の移動時または取り出し時に
は、摩擦による静電気が生じる。帯電防止の間紙もしく
は発泡体からなるスペーサーの使用は、再使用が難し
く、結果的にコスト高の要因となっていた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、静電耐圧が
高く、信頼性の高い光起電力素子とすることにより、光
起電力素子を樹脂で封止する工程前の製造過程における
歩留の高い、太陽電池モジュール及びその製造方法を提
供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を解
決するために鋭意研究開発を重ねた結果、下記構成が最
良であることを見いだした。 （１）本発明の太陽電池モジュールは、光変換部材とし
て少なくとも半導体光活性層を一層有し、前記半導体光
活性層の受光面側に集電電極が形成された光起電力素子
を、樹脂封止してなる太陽電池モジュールにおいて、樹
脂封止する前の光起電力素子が、５ＫＶ以上の静電耐圧
を有することを特徴とする。

【００１３】樹脂封止する前の光起電力素子が５ＫＶ以
上の静電耐圧を有するため、耐電した作業者、又は、製
造若しくは測定機器が、光起電力素子の半導体層に触
れ、放電された場合でも、半導体層が破壊されることが
防止できる。その結果、光起電力素子の製造工程におけ
る歩留が向上する。

【００１４】また、樹脂封止する工程においても、光起
電力素子と樹脂とのアライメントを合わせるために、光
起電力素子上で充填材フィルム又は／及びガラス繊維不
織布をずらしたり、若しくは積層し直す場合に生じる静
電気から光起電力素子を保護することが可能となる。 （２）前記光起電力素子の受光面側の少なくとも発電領
域部の上に、薄膜樹脂層を設けたことにより、光起電力
素子を直列化、並列化する作業中に、光起電力素子上へ
のピンセットの落下、ハンダの接触など通常半導体素子
の劣化と考えられる人為的ミスから光起電力素子を保護
することができる。 （３）前記光起電力素子を、少なくとも２枚以上直列化
または並列化したことにより、大面積化された光起電力
素子の形態にした後で樹脂封止することが可能となる。
その結果、小面積の光起電力素子の樹脂封止を複数回繰
り返す作業性の悪さが改善できる。また、設置面積に占
める非発電領域の割合を縮小することも可能となる。 （４）前記薄膜樹脂層がフィルムコート法により形成さ
れたため、光起電力素子の受光面側の一部分に選択的に
薄膜樹脂層を形成することができる。 （５）本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、前記
薄膜樹脂層を設けた光起電力素子を樹脂封止してなる太
陽電池モジュールの製造方法において、支持基板上に受
光面側を上向きに前記光起電力素子を配置した後、前記
光起電力素子の受光面側に充填材、フッ素フィルムを順
次積層し、真空加熱により樹脂封止を行なうことを特徴
とする。

【００１５】その結果、光起電力素子上の凹凸を充填す
るのに必要な樹脂量を削減することができる。すなわ
ち、燃焼性の高い樹脂を少なくすることにより、難燃性
に優れた太陽電池モジュールの製造方法がえられる。

【００１６】また、樹脂使用量が削減できることから、
低コスト化も図ることが可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下では、本発明の実施態様例を
説明する。

【００１８】（光起電力素子）本発明に係る光起電力素
子は、第１の電極と、第１の電極上に設けた発電に寄与
する半導体層と、半導体層の光入射面側に設けた集電電
極からなる第２の電極とを設けた構成が好ましい。ま
た、所望に応じて半導体層の光入射面側と集電電極との
間に、反射防止の目的と表面抵抗を低くする目的で、透
明導電層を設けても良い。本発明の光起電力素子の第１
の電極は、半導体層の裏面側に設けられるものであり、
スクリーン印刷法、蒸着法等の方法で金属を形成してつ
くられる。金属の種類は半導体と良好なオーミック性が
得られるものを適宜選択して用いる。

【００１９】前記半導体層がアモルファスシリコンの様
に薄膜である場合には、支持基板が必要となり、前記支
持基板としては絶縁性あるいは導電性基板が用いられ
る。前記第１の電極は前記基板上に堆積される。

【００２０】前記第１の電極としては、ステンレスやア
ルミ等の金属基板が好適に用いられるが、ガラス、高分
子樹脂、セラミックス等の絶縁性基板の上にクロム、ア
ルミニウム、銀等の金属を蒸着したものでも良い。ま
た、結晶シリコン太陽電池であれば基板を設けず銀ペー
ストのスクリーン印刷等で形成しても良い。

【００２１】前記半導体層は、ｐｎ接合、ｐｉｎ接合、
ショットキー接合等の半導体接合を有する構造を持つこ
とが必要であり、その材料としては結晶シリコン、多結
晶シリコン、薄膜多結晶シリコン、アモルファスシリコ
ン等のＩＶ族の半導体や、ＣｄＳ、ＣｄＴｅなどのＩＩ
−ＶＩ族の半導体や、ＧａＡｓなどのＩＩＩ−Ｖ族の半
導体が好適に用いられる。また、前記半導体層は、シン
グルセルだけでなくｐｉｎ接合またはｐｎ接合を複数重
ねたタンデムセル、トリプルセルも好適に用いられる。
前記タンデムセル構成の具体例としては、例えばａ−Ｓ
ｉのｉ層からなるｐｉｎのトップ層とボトム層とを積層
した構成、ａ−Ｓｉのｉ層からなるｐｉｎのトップ層と
ａ−ＳｉＧｅのｉ層からなるｐｉｎのボトム層とを積層
した構成が挙げられる。また、トップ層をａ−Ｓｉのｉ
層からなるｐｉｎで、ボトム層が薄膜の多結晶のｐｎ接
合としても良い。前記トリプルセル構成の具体例として
は、例えばａ−Ｓｉのｉ層からなるｐｉｎのトップ層お
よびミドル層とａ−ＳｉＧｅのｉ層からなるｐｉｎのボ
トム層とを積層した構成、ａ−Ｓｉのｉ層からなるｐｉ
ｎのトップ層とａ−ＳｉＧｅのｉ層からなるｐｉｎのミ
ドル層とａ−ＳｉＧｅのｉ層からなるｐｉｎのボトム層
とを積層した構成が挙げられる。

【００２２】前記透明導電層としては、ＩＴＯ，ＳｎＯ
2，Ｉｎ2Ｏ3等の公知の材料が好適に用いられる。

【００２３】本発明の集電電極からなる第２の電極は、
前記半導体層の光入射面側に配置されるが、配置方法と
しては集電の電気抵抗による損失とシャドウロスとの和
が最小となる様に適当な間隔で平行に配置するのが好ま
しい。例えば透明電極層のシート抵抗が１００Ω／ｍｍ
□程度であれば、集電電極の間隔は５ｍｍ程度が好まし
い。また、細い径のワイヤーを用いた場合にはピッチを
狭くし、太い径のワイヤーを用いた場合にはピッチを広
くするという最適化を行うことで最高の効率が得られ
る。

【００２４】図２は、本発明の電極構成をトリプルセル
型のアモルファス光起電力素子に用いた一例を示す模式
的な断面図である。図２において、２００は光起電力素
子、２０１は支持基板、２０２は第１の電極、２０３、
２１３、２２３はｎ型半導体層、２０４、２１４、２２
４はｉ型半導体層、２０５、２１５、２２５はｐ型半導
体層、２０６は透明導電膜、２０７は集電電極、２０８
は接着剤、２０９はバスバーを表す。図２（ａ）は本構
成のバスバー形成部の断面図、図２（ｂ）は本構成の集
電電極が発電領域内光起電力素子表面で形成された断面
図である。図２ではトリプルセル構成を示したが、半導
体接合を１または２つ有するシングルセルやタンデムセ
ルも本発明の構成であることは言うまでもない。

【００２５】（光起電力素子の製造方法）本発明に係る
光起電力素子の製造方法では、前記集電電極を光入射側
の半導体層または透明導電膜の上に、熱または圧力ある
いは熱と圧力で接着する方法が好ましい。加熱温度とし
ては導電性樹脂からなる被覆層が軟化し、光起電力素子
表面に接着する温度以上にすることが好ましい。また、
圧力としては前記被覆層が適度に変形する圧力が好まし
く、光起電力素子を破壊しない程度の圧力以下でなけれ
ばならない。具体的には例えば、アモルファスシリコン
のような薄膜光起電力素子では０．１ｋｇ／ｃｍ2から
１．０ｋｇ／ｃｍ2が好適である。接着方法としては、
ワイヤー側の一部又は全体に塗布被覆する方法や、光起
電力素子表面にスクリーン印刷等で直線状や所望の形の
ドットで形成し、ワイヤーを配置、接着しても良い。ま
た、前記被覆層がホットメルトタイプであれば、熱によ
り軟化させて太陽電池に接着させることが望ましいが、
接着時には適度な圧力を加えても良い。また、前記被覆
層が熱可塑性であれば加熱により軟化するが、熱硬化性
の樹脂の場合は、ワイヤーへの塗布や太陽電池基板上で
の印刷を行う時に硬化反応はさせずに溶剤の乾燥のみ行
って、接着時に加熱により硬化させても良い。

【００２６】図３は、金属ワイヤーを光起電力素子の表
面に接着した状態を示した模式的な断面図である。図３
において、３００は集電電極、３０１は光起電力素子、
３０２は金属ワイヤー、３０３は導電性接着剤である。
図３（ａ）は、金属ワイヤを導電性接着剤で被覆し、光
起電力素子の表面に接着した断面図である。図３（ｂ）
は、金属ワイヤーを配置し、導電性接着剤を部分的に配
置、接着した断面図である。

【００２７】（薄膜樹脂層）本発明に係る薄膜樹脂層４
０２は、前記光起電力素子の受光面側の少なくとも発電
領域部の上に設けられ、作業者や近接した機器が帯電し
た静電気から光起電力素子を保護する機能を有する。加
えて、薄膜樹脂層は太陽電池モジュールの表層からの水
分の浸入を防ぐために耐湿性が高く、透湿度の低く透明
であることが求められる。好ましくは４０℃、９０％Ｒ
Ｈでの当湿度が０．０１〜２０ｇ／ｍ2・ｄａｙである
ことが望まれる。０．０１ｇ／ｍ2・ｄａｙ以下では結
晶性が高い為でき上がった太陽電池モジュールがフレキ
シブル性を持たなくなる。また２０ｇ／ｍ2・ｄａｙ以
上では防湿膜としての効果は全く期待できない。また、
光起電力素子に到達する光量の減少をなるべく抑えるた
めに、薄膜樹脂層の光透過率は、４００ｎｍ以上８００
ｎｍ以下の可視光波長領域において８０％以上であるこ
とが望ましく、９０％以上であることがより望ましい。
また、大気からの光の入射を容易にするために、屈折率
が１．１から２．０であることが好ましく、１．２から
１．６であることがより好ましい。

【００２８】具体的な材料としては、アクリル樹脂、シ
リコン樹脂、フッ素樹脂を主成分とする樹脂が用いられ
る。

【００２９】樹脂硬化方法としては、湿気硬化型やイソ
シアネート硬化型などの２液型と、ブロッキングイソシ
アネートを用いた１液型がある。２液型塗料を用いた場
合、樹脂と硬化剤の混合は塗布直前でなければならず装
置も複雑であり、回収した塗料を再使用できないためコ
スト上の問題も生じる。このため好適な材料として、ア
クリル樹脂と無機ポリマーをブロッキングイソシアネー
トにより加熱架橋した樹脂からなる１液系塗料が用いら
れる。

【００３０】アクリル樹脂と無機ポリマーを架橋するブ
ロッキングイソシアネートのブロック剤の解離温度は、
８０℃以上２２０℃以下が好ましい。８０℃以下である
と樹脂自体のポットライフが短くなる為保存性が悪く、
２２０℃以上であるアクリル樹脂など組成物が熱劣化し
黄変したり、硬化時に与える熱が半導体層に悪影響を及
ぼす恐れがある。加熱解離後のブロック剤は少なくとも
一部は塗膜中に残存するため、塗膜中に残留した場合で
も塗膜組成物と着色反応しないものを選択すべきであ
る。また、接着性を付与する為にシラン系、チタン系、
アルミ系カップリング剤を樹脂分に対して０．０１％〜
１０％添加することも可能である。好ましくはシラン系
カップリング剤を０．０５〜８％添加して用いる。

【００３１】具体的な塗膜形成方法としては、例えばス
プレーコーター、スピンコーター、カーテンコート、フ
ィルムコートが挙げられる。いずれかの方法により光起
電力素子上にコーティングを行ない、好ましくはフィル
ムコートにてコーティングを行ない、溶剤を乾燥した後
に、２００℃で１０分間加熱し硬化させる。

【００３２】（フィルムコート）本発明に係るフィルム
コートは、ガンにエアーを送り込むことにより、塗料を
フィルム状に吐出して塗布する方法である。この方法に
よると、フィルムの幅の調節をすることにより、被塗物
への部分塗工が可能である。塗工に際してはガンを固定
して被塗物を動かしても、被塗物を固定してガンを移動
させることも可能である。また、大面積を塗工する場合
にはガンを並列にして用いることも可能である。

【００３３】（被覆材）本発明に係る光起電力素子を被
覆するために用いた被覆材の構成について詳しく説明す
る。本発明の被覆材構成は、図４に示すように、光起電
力素子４０１、薄膜樹脂層４０２、繊維状無機化合物４
０３、透明有機高分子樹脂４０４、表面樹脂フィルム４
０５、接着剤４０６、硬質フィルム４０７、補強材４０
８からなる。これらを、図５に示すような順序で積層す
る。また、光起電力素子の正極銅箔５０４上に化粧テー
プ４０９を積層する。

【００３４】以下では、光起電力素子４０１の表面側に
位置する被覆材材料について詳しく説明する。

【００３５】（化粧テープ）化粧テープ４０９は、正極
銅箔５０４上に設けられる。また同時に、これらの光起
電力素子を直列する際の半田上にも設けられている。こ
れらの正極銅箔部は基板上に設けられており凸になって
いる。そのため、正極銅箔部上の被覆材の厚みは薄くな
り、非常に外部からの衝撃に弱くなっている。また、金
属部材と有機高分子樹脂が接し、さらに光が照射された
場合、金属部材上の樹脂の劣化が加速されたり、樹脂の
分解物によって金属部材が腐食される。これを、改善す
るために、化粧テープとしてポリエチレンテレフタレー
ト、ナイロン、ポリカーボネート等の硬質フィルムを用
い、さらに光を遮断するために黒色、暗かっ色なフィル
ム、具体的には、全光線透過率が３００ｎｍ乃至８００
ｎｍでの値が５％以下であるようなフィルムを使用する
ことが望ましい。また、フィルムの下の金属部材を被覆
するためフィルムの下にはＥＶＡ、ＥＥＡ等の有機高分
子樹脂層を設けることが望ましい。

【００３６】（繊維状無機化合物および透明有機高分子
樹脂）繊維状無機化合物４０３は、補強材４０８よりも
小さく、モジュール端部に存在しないことが望ましい。
繊維状無機化合物４０３が補強材４０８と同じかあるい
は大きくモジュール端部に露出している場合、外部から
水分が侵入し、被覆材の劣化を促進し、剥離が生じる。
また、水分が侵入することによって内部の光起電力素子
と外部との電気的絶縁性が低下する。これは、繊維状無
機化合物４０３と有機高分子樹脂４０４の密着力が弱
く、その界面が流路となり繊維状無機化合物４０３をつ
たうような形で水分が侵入してくるためである。繊維状
無機化合物４０３と有機高分子樹脂４０４の密着力は、
シランカップリング処理等の表面処理をどちらか一方あ
るいは両方に行なうことにより飛躍的に向上する。しか
し、その程度には限界があり、長期屋外暴露や温湿度サ
イクル試験後には表面処理剤が劣化し、密着力も低下す
る。

【００３７】（繊維状無機化合物）本発明で用いられる
繊維状無機化合物４０３は、充填材の量を減少させて、
耐スクラッチ性を確保しつつ難燃性材料とするために必
要である。さらに、屋根や壁設置タイプの大型の太陽電
池モジュールでは、ラミネーション時の、モジュール内
部の脱気を十分に行なうためにも非常に有効である。使
用する繊維状無機化合物としては、ガラス繊維不織布を
用いるのが一般的である。

【００３８】さらに、繊維状無機化合物と充填材の密着
力を向上させるために繊維状無機化合物の表面にシラン
カップリング処理することが望ましい。

【００３９】（透明有機高分子樹脂）透明有機高分子樹
脂４０４は、光起電力素子４０１の凹凸を樹脂で被覆
し、素子を温度変化、湿度、衝撃などの過酷な外部環境
から守りかつ表面フィルムと素子との接着を確保するた
めに必要である。したがって、耐候性、接着性、充填
性、耐熱性、耐寒性、耐衝撃性が要求される。これらの
要求を満たす樹脂としてはエチレン−酢酸ビニル共重合
体（ＥＶＡ）、エチレン−アクリル酸メチル共重合体
（ＥＭＡ）、エチレン−アクリル酸エチル共重合体（Ｅ
ＥＡ）、ポリビニルブチラール樹脂などのポリオレフイ
ン系樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂
などが挙げられる。なかでも、ＥＶＡは太陽電池用途と
してバランスのとれた物性を有しており、好んで用いら
れる。

【００４０】ただ、そのままでは熱変形温度が低いため
に容易に高温使用下で変形やクリープを呈するので、架
橋して耐熱性を高めておくことが望ましい。ＥＶＡの場
合は有機過酸化物で架橋するのが一般的である。有機過
酸化物による架橋は有機過酸化物から発生する遊離ラジ
カルが樹脂中の水素やハロゲン原子を引き抜いてＣ−Ｃ
結合を形成することによって行われる。有機過酸化物の
活性化方法には、熱分解、レドックス分解およびイオン
分解が知られている。一般には熱分解法が好んで行われ
ている。有機過酸化物の化学構造の具体例としては、ヒ
ドロペルオキシド、ジアルキル（アリル）ペルオキシ
ド、ジアシルペルオキシド、ペルオキシケタール、ペル
オキシエステル、ペルオキシカルボネートおよびケトン
ペルオキシドなどが挙げられる。なお、有機過酸化物の
添加量は封止材樹脂１００重量部に対して０．５乃至５
重量部である。

【００４１】上記有機過酸化物を封止材に併用し、真空
下で加圧加熱しながら架橋および熱圧着を行うことが可
能である。加熱温度ならびに時間は各々の有機過酸化物
の熱分解温度特性で決定することができる。一般には熱
分解が９０％より好ましくは９５％以上進行する温度と
時間をもって加熱加圧を終了する。卦止材樹脂空架橋を
確かめるにはゲル分率を測定すれば良く、高温下での卦
止材樹脂の変形を防ぐためにはゲル分率が７０ｗｔ％以
上となるように架橋することが望ましい。

【００４２】上記架橋反応を効率良く行うためには、架
橋助剤と呼ばれるトリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩ
Ｃ）を用いることも可能である。一般には封止材樹脂１
００重量部に対して１乃至５重量部の添加量である。

【００４３】本発明に用いられる封止材の材料は耐候性
において優れたものであるが、更なる耐候性の改良、あ
るいは、封止材下層の保護のために、紫外線吸収剤を併
用することもできる。紫外線吸収剤としては、公知の化
合物が用いられるが、太陽電池モジュールの使用環境を
考慮して低揮発性の紫外線吸収剤を用いることが好まし
い。具体的にはサリチル酸系、ペンゾフェノン系、ペン
ゾトリアゾール系、シアノアクリエート系の各種有機化
合物を挙げることができる。

【００４４】紫外線吸収剤の他に光安定化剤も同時に添
加すれば、光に対してより安定な封止材となる。代表的
な光安定化剤はヒンダードアミン系光安定化剤である。
ヒンダードアミン系光安定化剤は紫外線吸収剤のように
は紫外線を吸収しないが、紫外線吸収剤と併用すること
によって著しい相乗効果を示す。もちろんヒンダードア
ミン系以外にも光安定化剤として機能するものはある
が、着色している場合が多く本発明の封止材には望まし
くない。

【００４５】上記紫外線吸収剤および光安定化剤の添加
量は、封止材樹脂に対してそれぞれ０．１〜１．０ｗｔ
％、０．０５〜１．０ｗｔ％が望ましい。

【００４６】さらに、耐熱性・熱加工性改善のために酸
化防止剤を添加することも可能である。酸化防止剤の化
学構造としてはモノフエノール系、ビスフェノール系、
高分子型フェノール系、硫黄系、燐酸系がある。酸化防
止剤の添加量は充填材樹脂に対して０．０５〜１．０ｗ
ｔ％であることが好ましい。

【００４７】より厳しい環境下で太陽電池モジュールの
使用が想定される場合には充填材と光起電力素子あるい
は表面樹脂フィルムとの接着力を向上することが好まし
い。さらに、表面被覆材として繊維状無機化合物を使用
する場合には、これとの接着力を向上させる必要があ
る。そのためには、シランカップリング処理が有効であ
り、シランカップリング剤の具体例としては、ビニルト
リクロルシラン、ビニルトリス（βメトキシエトキシ）
シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキ
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、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、γ−グリシドキシプロピルメチル
ジエトキシシラン、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、Ｎ−β（アミノエチル）
γ―アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミ
ノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−ア
ミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロ
ピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメト
キシシラン等が挙げられる。

【００４８】添加量は、封止材樹脂１００重量部に対し
て０．１乃至３重量部が好ましく、０．２５乃至１重量
部がより好ましい。

【００４９】一方、光起電力素子に到達する光電の減少
をなるべく抑えるために、表面封止材は透明でなくては
ならず、具体的には光透過率が４００ｎｍ以上８００ｎ
ｍ以下の可視光波長領域において８０％以上であること
が望ましく、９０％以上であることがより望ましい。ま
た、大気からの光の入射を容易にするために、摂氏２５
度における屈折率が１．１から２．０であることが好ま
しく、１．１から１．６であることがより好ましい。

【００５０】上記添加剤を配合したＥＶＡをシート状に
成型した太陽電池用のＥＶＡシートが上市されている。
例えば、ハイシート工業（株）製のソーラーＥＶＡや
（株）ブリヂストン製のＥＶＡＳＡＦＥＷＧシリーズや
ＳＰＲＩＮＧＢＯＲＮＬＡＢＯＲＡＴＯＲＩＥＳＩＮ
Ｃ．製のＰＨＯＴＯＣＡＰなどである。これらを光起電
力素子と表面部材との間に挿入し加熱圧着することによ
り容易に太陽電池モジュールを作製できる。

【００５１】（表面樹脂フィルム）本発明で用いられる
表面樹脂フィルム４０５は太陽電池モジュールの最表層
に位置するため透明性、耐候性、耐汚染性、機械強度を
はじめとして、太陽電池モジュールの屋外暴露における
長期信頼性を確保するための性能が必要である。本発明
に好適に用いられる材料としては白板強化ガラス、フッ
素樹脂フィルム、アクリル樹脂フィルムなどがある。白
板強化ガラスは透明性が高く、衝撃にも強くて割れにく
いため太陽電池モジュールの表面部材として広く用いら
れている。しかし、最近ではモジュールに軽量性、フレ
キシブル性が求められる場合も多く、そのような場合に
は樹脂フィルムが表面部材として用いられる。なかでも
フッ素樹脂フィルムは耐候性、耐汚染性に優れているた
め好んで用いられる。具体的にはポリフッ化ビニリデン
樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂あるは四フッ化エチレン−
エチレン共重合体などがある。耐候性の観点ではポリフ
ッ化ビニリデン樹脂が優れているが、耐候性および機械
的強度の両立と透明性では四フッ化エチレン−エチレン
共重合体が優れている。表面樹脂フィルムの厚さは機械
的強度の確保のためにある程度厚くなければならず、ま
たコストの観点からはあまり厚すぎるのにも問題があ
る。具体的には、２０乃至２００マイクロメートルが好
ましく、より好適には３０乃至１００マイクロメートル
である。

【００５２】なお、前記封止材との接着性の改良のため
に、コロナ処理、プラズマ処理、オゾン処理、ＵＶ照
射、電子線照射、火炎処理等の表面処理を樹脂フィルム
の片面に行うことが望ましい。この中でもコロナ放電処
理は処理速度が速く比較的簡易な装置で接着力の大きな
向上が図れるので好適に用いられる。以下では、光起電
力素子４０１の裏面側に位置する被覆材材料について詳
しく説明する。

【００５３】（接着剤）非受光面側に使用する接着剤４
０６としては、受光面側に用いられものと同様の透明有
機高分子樹脂であってもよい。しかし、非受光面側に使
用される接着層に必要とされる性能としては、受光面側
に必要とされる光や熱等により着色しないことよりも、
光や熱、屋外での使用、温湿度サイクル試験などにおい
て光起電力素子と硬質フィルムおよび補強材との接着力
が低下しないことである。補強材として、耐候性、防錆
性に優れた表面が有機高分子で被覆された塗装亜鉛鋼鈑
などを用いた場合等は特に接着食が弱く、長期信頼性に
大きな問題がある。従って、有機高分子樹脂すなわちエ
チレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−ア
クリル酸メチル共重合体（ＥＭＡ）、エチレン−アクリ
ル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）、ポリエチレン、プチラ
ール樹脂などのポリオレフイン系樹脂、ウレタン樹脂、
シリコーン樹脂、柔軟性を有するエポキシ接着剤の表面
に、接着力強化のために以下の材料をコーティングある
いは貼り合わせることが望ましい。材料としては、接着
剤すなわちエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、
エチレン−アクリル酸メチル共重合体（ＥＭＡ）、エチ
レン−アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）、プチラー
ル樹脂などのポリオレフイン系樹脂、ウレタン樹脂、シ
リコーン樹脂などに、粘着性付与樹脂すなわちタッキフ
ァイヤー、クマロンインデン樹脂、フェノール・ホルム
アルデヒド樹脂、ポリペンテン樹脂、キシレン・ホルム
アルデヒド樹脂、ポリブテン、ロジン、ロジンペンタエ
リスリト−ルエステル、ロジングリセリンエステル、水
素添加ロジン、水素添加ロジンメチルエステル、水素添
加ロジンペンタエリスリト−ルエステル、水素添加ロジ
ントリエチレングリコ−ルエステル、重合ロジンエステ
ル、脂肪族石油樹脂、脂肪環石油樹脂、合成ポリテルテ
ン、ペンタジエン樹脂、α−ピネン、β−ピネン、ジペ
ンテン系樹脂、テルペン−フェノール樹脂等を混合した
ものが好ましい。さらに、工程の簡略化のために、硬質
フィルムの両側に、上記のような接着剤層をあらかじめ
一体積層した材料を用いても良い。

【００５４】（硬質フィルム）硬質フィルム４０７は光
起電力素子４０１の導電性基板と外部との電気的絶縁を
保つために必要である。材料としては、導電性基板と充
分な電気絶縁性を確保でき、しかも長期耐久性に優れ熱
膨張、熱収縮に耐えられる、柔軟性を兼ね備えた材料が
好ましい。好適に用いられるフィルムとしては、ナイロ
ン、ポリエチレンテレフタレートが挙げられる。

【００５５】（補強材）補強材４０８は、光起電力素子
４０１よりも大きいことが好ましい。太陽電池モジュー
ルを屋根・壁等に設置する場合、あるいは屋根材一体型
の太陽電池モジュールの場合、モジュールを折り曲げ加
工して使用することが好ましい。折り曲げ加工すること
により、フレームなどを取りつける必要なく設置が可能
になり、フレーム及びその付属品に必要な原材料コスト
の削減、フレーム取り付けの工程の減少により、より容
易にかつ安価に太陽電池モジュールを作成、設置するこ
とができるようになる。このためには、補強材４０８を
光起電力素子より大きくし、光起電力素子４０１に応力
をなけることなく、複雑な加工を可能にすることが好ま
しい。

【００５６】補強材４０８は、太陽電池モジュールの機
械的強度を増すために、あるいは、温度変化による歪、
ソリを防止するために必要である。具体的には、鋼鈑、
プラスチック板、ＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチッ
ク）板が好ましい。特に鋼鈑を用いたものは、折り曲げ
加工等の加工製に優れ、従来行なわれているようなフレ
ーム付けを用いなくても製品化することができる。屋根
や壁材として一体化された太陽電池モジュールとして使
用可能であり、このことは、コストダウンおよび製造工
程の簡略化という意味でも非常に有効である。さらに、
補強材として、有機高分子樹脂で塗装された鋼鈑を用い
ることにより耐候性、防錆性に優れた高信頼性の太陽電
池モジュールとすることができる。以下では、上述した
光起電力素子、繊維状無機化合物、透明有機高分子樹
脂、透明樹脂フィルム、接着剤層、硬質フィルム、補強
材を用い、太陽電池モジュールを形成する方法につい
て、図４を用いて説明する。

【００５７】光起電力素子４０１の受光面を被覆するに
は、シート状に成型した透明有機高分子樹脂４０４を作
製し、これを光起電力素子４０１の表裏に加熱圧着する
方法が一般的である。太陽電池モジュールの被覆構成
は、図４に示されるような構成である。すなわち、光起
電力素子４０１、薄膜樹脂層４０２、繊維状無機化合物
４０３、透明有機高分子樹脂４０４、表面樹脂フィルム
４０５、接着剤層４０６、硬質フィルム４０７、接着剤
層４０６、補強材４０８を、図４の順、あるいは逆の順
で積層し、加熱圧着して形成される。また、正極銅箔５
０５上には化粧テープ４０９を積層する。しかし、少量
の充填材により光起電力素子を被覆する為にも、樹脂フ
ィルム４０５を上にした、図４の順で積層することがよ
り好ましい。

【００５８】なお、圧着時の加熱温度及び加熱時間は、
架橋反応が十分に進行する温度、時間をもって決定す
る。

【００５９】加熱圧着の方法としては、従来公知である
２重真空排気方式、１重真空排気方式、ロールラミネー
ションなどを種々選択して用いることができる。中で
も、１重真空排気方式による加熱圧着は、低コストな装
置で、簡易に太陽電池モジュールを作製することができ
るため好ましい方法である。

【００６０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。

【００６１】（実施例１）本例では、図６に示す太陽電
池モジュールをなす光起電力素子の発電領域上に３種類
の異なる薄膜層を形成し、作業者から帯電させた場合、
及び、ピンセットを落下させた場合、半導体層が破壊さ
れるか否かをシャント抵抗を測定して調べた。３種類の
異なる薄膜層としては、アクリルウレタン樹脂膜、Ｓｉ
Ｏ2膜、Ａｌ2Ｏ3膜を用いた。光起電力素子の静電耐圧
を変えるため、薄膜層の膜厚を適宜変更した。

【００６２】以下では、作製手順に従い光起電力素子の
形成方法を説明する。 （１）図３における集電電極の被覆層をなす導電性接着
剤３０３を形成するため、カーボンペーストを次のよう
に作製した。

【００６３】溶剤として酢酸エチル２．５ｇ、ＩＰＡ
２．５ｇの混合溶剤を分散用シェーク瓶に入れた。

【００６４】主剤となるウレタン樹脂を２２．０ｇを
前記シェーク瓶に加えボールミルで充分攪拌した。

【００６５】硬化剤としてブロックイソシアネートを
１．１ｇ、分散用ガラスビーズ１０ｇを前記溶液に加え
た。

【００６６】導電性粒子として平均の一次粒径が０．
０５μｍのカーボンブラック２．５ｇを前記溶液に加え
た。 （２）上記（１）のように材料を投入したシェーク瓶
を、東洋精機製作所社製ぺイント・シェーカにて１０時
間分散した。その後、出来上がった導電性接着剤から分
散用ガラスビーズを取り除いた。該導電性接着剤の平均
粒子径を測定したところ約１μｍであった。ペイントシ
ェーカーの変わりにビーズミルを用いても同様の結果で
有った。 （３）上記（２）でえられた導電性接着剤を、前記硬化
剤の標準硬化条件である１６０℃、３０分で硬化させた
後、その体積抵抗率を測定したところ１０Ωｃｍであ
り、充分低抵抗であることを確認した。 （４）不図示のワイヤコート機を用い、ワイヤに被覆層
として導電性接着剤３０３を塗布、乾燥して、集電電極
を形成した。尚、塗布速度は４０ｍ／ｍｉｎで滞留時間
が２ｓｅｃ、乾燥炉の温度は１２０℃とし、５回に分け
てコートした。使用したエナメルコート用ダイスの孔径
は１５０μｍから２００μｍとした。前記ワイヤ３０２
に塗布された導電性接着剤３０３は、溶剤が揮発し未硬
化状態で存在する。導電性接着剤３０３の厚さは、平均
２０μｍで、１００ｍ長でのコート結果での膜厚のばら
つきは、±１．５μｍ以内に納まっていた。 （５）上記（４）の工程で作製した集電電極３００を用
いて、図２に示す光起電力素子を作製した。支持基板２
０１としては、ＳＵＳ４３０ＢＡ基板を用いた。脱脂、
洗浄した支持基板２０１上に、不図示のＤＣスパッタ装
置を用い、第１の電極２０２としてＡｇ４００ｎｍ、Ｚ
ｎＯ４００ｎｍを形成した。 （６）第１の電極２０２上に、不図示のマイクロ波プラ
ズマＣＶＤ成膜装置を用い、次のようなトリプルセル型
の半導体層を形成した。

【００６７】第１の電極２０２上に、ｎ型層２０３、
ｉ型層２０４、ｐ型層２０５の順で積層を行ないボトム
層を形成した。このとき、ｉ型層２０４はａ−ＳｉＧｅ
とした。

【００６８】ボトム層の上に、ｎ型層２１３、ｉ型層
２１４、ｐ型層２１５の順で積層を行ないミドル層を形
成した。ｉ型層２１４はボトム層と同様にａ−ＳｉＧｅ
とした。

【００６９】ミドル層の上に、ｎ型層２２３、ｉ型層
２２４、ｐ型層２２５の順で積層を行ないトップ層を形
成した。ｉ型層はａ−Ｓｉとした。 （７）半導体層の光入射側、すなわちトップ層の上に
は、不図示の抵抗加熱の蒸着装置を用い透明電極２０６
として、ＩＴＯの透明導電膜を形成した。このような工
程を経て、光起電力素子２００を作製した。 （８）工程（７）で得られた光起電力素子２００を、大
きさが３０ｃｍ×３０ｃｍでセルの有効面積が９００ｃ
ｍ2となるように、塩化第２鉄を主成分とするエッチン
グペーストと市販の印刷機を用い不要部分の透明導電膜
を除去した。 （９）工程（８）で得られた光起電力素子の非受光面側
の一部に、厚さ１００μｍの銅箔をスポット溶接にて配
置した。 （１０）工程（９）で得られた光起電力素子５０１の受
光面側の非発電領域に絶縁テープを接着配置し、集電電
極５０３を５．５ｍｍ間隔で張り、配置、前記接着体上
で固定した。 （１１）正極銅箔５０４として軟質銅を銀クラッドで被
覆した銅箔を用い、正極銅箔５０４を集電電極５０３及
び接着体５０５の上に形成した。 （１２）前記集電電極５０３を光起電力素子のセル面に
接着する為に、不図示の加熱装置を用いて加熱圧着し
た。加熱条件は、２００℃、１ｍｉｎ、圧力は１ｋｇ／
ｃｍ²とした。 （１３）前記集電電極５０３を正極銅箔５０４に接着す
る為に、不図示の加熱装置を用いて加熱圧着した。加熱
条件は、２００℃、１５ｓｅｃ、圧力は５ｋｇ／ｃｍ²
で行った。 （１４）上記（１３）までの工程を経た光起電力素子の
発電領域上に、アクリルウレタン塗料をエアーレススプ
レーコートによって光起電力素子の受光面側に塗布し、
溶剤を乾燥後に２００℃にて１０分間加熱し硬化させ薄
膜樹脂層を設けた。 上記の方法により、薄膜樹脂層の膜厚を０．５、１、
５、１０、２０、３０μｍとした試料を各々１００個作
製した。これらの試料に対して、以下に示すところの
「セルブロック化」及び「モジュール化」を行い、７０
０Ｌｕｘにおける開放電圧（ＶOC）およびシャント抵抗
を測定し、作業前後でその低下率を比較した。 ［セルブロック化］以下では、上記評価を終えた光起電
力素子を直列に接続して太陽電池セルブロックを作製す
る方法を説明する。

【００７０】各素子を並べた後、隣り合う素子の一方の
素子の正極銅箔と他方の素子の負極銅箔とを半田を用い
て接続する。これにより２個の光起電力素子を直列化し
た太陽電池セルブロックを得た。この際、一番瑞の素子
の出力端子に接続した銅タブは裏面に回して後に述べる
裏面被覆層の穴から出力を取り出せるようにした。上記
のようにして光起電力素子を２個１単位で気温２２℃、
湿度３５％ＲＨ環境下で非導電性テーブルマット上にて
直列化を行なった。 〔モジュール化〕以下では、図６を用いて、上記セルブ
ロック化した光起電力素子を被覆して太陽電池モジュー
ルを作製する方法を説明する。

【００７１】図６において、６０１はセルブロック、６
０２は繊維状無機化合物（８０ｇ／ｍ2）、６０３は受
光面側透明有機高分子樹脂、６０４は表面透明樹脂フィ
ルム、６０５は繊維状無機化合物（２０ｇ／ｍ2），６
０６は裏面一体積層フィルム、６０７は補強材、６０８
は化粧テープ、６０９は透明薄膜樹脂層である。太陽電
池モジュールは、これらを積層することにより作製し
た。また、セルブロック６０１の光起電力素子上には、
化粧テープ６０８を積層した。

【００７２】（繊維状無機化合物）繊維状無機化合物
（８０ｇ／ｍ2）６０２としては、目付量８０ｇ／ｍ2、
厚さ４００μｍ、接着剤アクリル樹脂４．０％含有、線
径１０μｍのガラス不織布を用意した。また、繊維状無
機化合物（２０ｇ／ｍ2）６０５としては、目付量２０
ｇ／ｍ2、厚さ１００μｍ、接着剤アクリル樹脂４．０
％含有、線径１０μｍのガラス不織布を用意した。

【００７３】（受光面側の透明有機高分子樹脂）受光面
側の透明有機高分子樹脂６０３としては、充填剤として
エチレン−酢酸ビニル（酢酸ビニル３３重量％、メルト
フローレート３０）１００重量部と架橋剤として２，５
−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘ
キサンを１．５重量部、 ＵＶ吸収剤とし２−ヒドロキ
シ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノンを０．３重量
部、酸化防止剤としてトリス（モノ−ノニルフェニル）
フォスファイトを０．２重量部、光安定化剤として
（２，２，６，６，−テトラメチル−４−ピペリジル）
セパレートを０．１重量部を混合し、４６０μｍ厚みの
シート化したものを用いた。

【００７４】（表面透明樹脂フィルム）表面樹脂フィル
ム６０４としては、無延伸のエチレン−テトラフルオロ
エチレンフィルム（厚さ５０μｍ）を用いた。受光面側
の透明有機高分子樹脂６０３との接着面には、あらかじ
めプラズマ処理を施した。

【００７５】（裏面一体積層フィルム）裏面一体積層フ
ィルム６０６は、接着層と絶縁フィルムとを一体積層し
たものである。接着層としてはエチレン−アクリル酸エ
チル共重合体（ＥＥＡ、厚さ２００μｍ）とポリエチレ
ン（ＰＥ）樹脂（厚さ２５μｍ）を、絶縁フィルムとし
ては２軸延伸のポリエチレンテレフタレートフィルム
（ＰＥＴ、厚さ５０μｍ）を用いた。これらを、ＥＥＡ
／ＰＥ／ＰＥＴ／ＰＥ／ＥＥＡの順で一体積層し、総厚
さ５００μｍの一体積層フィルムとした。

【００７６】（補強材）補強材６０７としては、ガルバ
リウム鋼鈑（アルミニウム５５％、亜鉛４３．４％、シ
リコン１．６％が一体となったアルミ・亜鉛合金メッキ
鋼鈑）に、一方にはポリエステル系塗料を、他方にはガ
ラス繊維を添加したポリエステル系塗料をコートした鋼
鈑を用意した。鋼鈑の厚みは４００μｍとした。

【００７７】（化粧テープ）化粧テープ６０８として
は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム
（厚さ５０μｍ、色黒色）の両側に、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体（厚さ４６０μｍ）を一体積層した、ＥＶ
Ａ／ＰＥＴ／ＥＶＡからなるフィルムを用意した。

【００７８】（各構成物の大きさ）繊維状無機化合物６
０２、６０５は、セルブロックよりも各辺５ｍｍ大きい
物を用意した。裏面一体積層フィルム６０６は、セルブ
ロックよりも各辺１５ｍｍ大きいものを用意した。補強
材６０７は、セルブロックよりも各辺８０ｍｍ大きいも
のを用意した。透明有機高分子樹脂６０３および表面透
明樹脂フィルム６０４は、セルブロックよりも各辺９０
ｍｍ大きいものを用意した。化粧テープ６０８は、２０
ｍｍ幅でセルブロックの長さと同様のものを用意した。

【００７９】（被覆工程）以下に示す被覆工程は、室温
２０℃、湿度３５％ＲＨの環境下で行なった。 （１）表面透明樹脂フィルム６０４／受光面側透明有機
高分子樹脂６０３／繊維状無機化合物（８０ｇ／ｍ2）
６０２／セルブロック６０１／繊維状無機化合物（２０
ｇ／ｍ2）６０５／裏面一体積層フィルム６０６／補強
材６０７の順に重ねて積層体とした。また、集電電極上
に化粧テープ６０８を積層した。積層の際はアライメン
トを調整するために、数回セルブロック上に積層した表
面透明樹脂フィルム６０４、受光面側透明有機高分子樹
脂６０３、繊維状無機化合物（８０ｇ／ｍ2）６０２を
積層し直したり、ずらす動作を行なった。 （２）この積層体を一重真空室方式のラミネート装置の
プレート上に表面樹脂フィルム（ＥＴＦＥフィルム）６
０４側を上にして置き、シリコンラバーシートを重ね
た。 （３）次いで、穴の空いたパイプを通して、真空ポンプ
を用いて排気し、ラバーをプレートに吸着させた。この
時の排気速度は、７６Ｔｏｒｒ／ｓｅｃとし、内部の真
空度５Ｔｏｒｒで３０分間排気した。 （４）このプレートを、あらかじめ１５０度雰囲気とし
た熱風オーブンの中に投入し、プレート温度が１５０度
に昇温してから３０分間その温度を保持することにより
ＥＶＡの溶融と架橋反応を行った。 （５）その後、プレートをオーブンより取り出し、ファ
ンで風を送りプレートを４０度程度にまで冷却してから
排気を止め太陽電池モジュールを取り出した。 （６）取り出し後、補強材より大きい被覆材は、補強材
の端部に合わせてカットし、さらに、補強材の長辺側端
部を折り曲げ加工した。出力端子はあらかじめ光起電力
素子裏面にまわしておき、ラミネート後、ガルバリウム
鋼板に予め開けておいた端子取り出し口から出力が取り
出せるようにした。表１は上述したの測定結果であ
り、薄膜樹脂層の膜厚と、低下率との関係を纏めて示し
た。表１において、結果の欄に記載した○印は全試料の
低下率が１０％未満の場合、△印は低下率１０％未満が
全試料の９５％以上の場合、×印は低下率１０％未満が
全試料の９５％未満の場合、を示す。

【００８０】

【表１】 表１から、薄膜樹脂層の膜厚を５μｍ以上としたとき低
下率が改善し、特に１０μｍ以上とした場合にその効果
が著しいことが分かった。 薄膜樹脂層の膜厚を０．５、１、５、１０、２０、３
０μｍとした光起電力素子試料を用意し、図７に示す光
起電力素子７０１の発電領域部に設けた薄膜樹脂層７０
４上に、１ＫＶの電圧をプローブ７０５にて印加し、７
００Ｌｕｘにおける開放電圧（ＶOC）を測定した。その
後、印加電圧を１ＫＶずつ上げて、初期のＶOC値より１
０％低下する印加電圧を静電耐圧と定義した。

【００８１】表２に各試料の静電耐圧を示した。また図
１には、膜厚が２０μｍの薄膜樹脂層を設けた場合の印
加電圧と開放電圧（ＶOC）との関係を示した。比較例と
して薄膜樹脂層を形成しない場合も示した。

【００８２】

【表２】 表２から、薄膜樹脂層の膜厚を増加するにつれて静電耐
圧が向上し、特に２０μｍ以上としたとき２０ＫＶ以上
の高い静電耐圧が安定して得られることが分かった。以
下では、上記工程（１４）で作製した試料で平均膜厚が
２０〜３０μｍの薄膜樹脂層を設けた試料に対しての
み、次に示す初期特性評価をした。

【００８３】評価（ａ）：試料に対して、電圧−電流特
性を測定し、原点付近の傾きからシャント抵抗を調べた
ところ、２００ｋΩｃｍ2〜５００ｋΩｃｍ2であり良好
な値を示した。個々のサンプルにおいても、５ＫＶの電
圧印加後もシャント抵抗および開放電圧（ＶOC）の低下
は１０％未満であった。

【００８４】評価（ｂ）：ＡＭ１．５グローバルの太陽
光スペクトルで１００ｍＷ／ｃｍ2の光量の疑似太陽光
源（以下シミュレータと呼ぶ）を用いて太陽電池特性を
測定し、変換効率を求めたところ８．５％±０．０２％
であり良好な特性でありばらつきもなかった。上記被覆
工程を終えた太陽電池モジュールに対して、次に示す評
価を行った。

【００８５】評価（ｃ）：初期外観を観察した。太陽電
池素子上の凹凸も充填剤で十分に充填されており、良好
な結果が得られた。

【００８６】評価（ｄ）：この試料を温湿度が、制御で
きる恒温恒湿器に投入し、温度８５℃、相対湿度８５％
ＲＨ環境下にサンプルを保存し、順バイアス方向に０．
７Ｖ印加し、シャント抵抗の変化を観測した。初期変換
効率に対して平均で２％の低下であり有意な劣化は生じ
なかった。

【００８７】上述した結果から、光起電力素子の受光面
側の少なくとも発電領域部の上に、薄膜樹脂層を設けた
ことにより、良好な静電耐圧特性を有する太陽電池モジ
ュールがえられることが分かった。 （実施例２）本例では、光起電力素子の樹脂封止をする
際に光起電力素子受光面が下向きなるように順次積層し
た点が実施例１と異なる。薄膜樹脂層としては、アクリ
ルウレタン樹脂膜（平均膜厚が２０〜３０μｍ）を用い
た。

【００８８】他の点は実施例１と同様にして、太陽電池
モジュールを作製した。

【００８９】実施例１と同様の評価をした結果、初期の
シャント抵抗は３００〜４００ＫΩｃｍ2、変換効率は
８．３±０．１５％、セルブロック後のシャント抵抗、
変換効率とも２％以下の低下であり、樹脂被覆後のシャ
ント抵抗、変換効率も初期のシャント抵抗、変換効率と
比較しても２％以下の低下しか見られず良好な結果が得
られた。

【００９０】しかし、本例の太陽電池モジュールでは、
樹脂封止後の外観は光起電力素子上の凹凸を十分に充填
することができていなかった。 （実施例３）本例では、光起電力素子をセルブロックせ
ず樹脂封止を行ない、樹脂封止したのちの光起電力素子
を直列化した点が実施例１と異なる。薄膜樹脂層として
は、アクリルウレタン樹脂膜（平均膜厚が２０〜３０μ
ｍ）を用いた。

【００９１】他の点は実施例１と同様にして、太陽電池
モジュールを作製した。

【００９２】実施例１と同様の評価をした結果、初期の
シャント抵抗は２００〜６００ＫΩｃｍ、変換効率は
８．２±０．０８％、樹脂被覆後のシャント抵抗、変換
効率も初期のシャント抵抗、変換効率と比較しても１％
以下の低下しか見られず良好な結果が得られた。

【００９３】しかし、本例の太陽電池モジュールでは、
受光面側の非発電領域の割合が多くなり、実施例１及び
２と比べて面積当たりの発電量が少なくなっていた。 （比較例１）本例では、薄膜樹脂層を形成しない点が実
施例１と異なる。

【００９４】他の点は実施例１と同様にして、太陽電池
モジュールを作製した。

【００９５】実施例１と同様の評価をした結果、光起電
力素子の初期特性においては良好な結果を得ることがで
きた。しかし、セルブロック化後では２００Ｌｕｘでの
Ｖｏｃが４０〜６０％低下し、シャント抵抗も５０〜９
０％低下した。また、変換効率も３〜５％低下した。こ
れらの値は樹脂被覆した後も変わらなかった。 （比較例２）本例では、薄膜樹脂層の代わりにＣＶＤ法
を用いてＳｉＯ2からなる薄膜層を形成した点が実施例
１と異なる。

【００９６】他の点は実施例１と同様にして、太陽電池
モジュールを作製した。

【００９７】実施例１と同様の評価をした結果、初期特
性においては良好な結果を得ることができた。

【００９８】しかし、ＣＶＤ法によるＳｉＯ2蒸着では
十分な膜厚を得ることができず、絶縁保護膜として十分
に機能できないことが分かった。セルブロック化後のシ
ャント抵抗は４０〜７０％低下した。変換効率も１〜４
％低下した。これらの値は樹脂被覆した後も変わらなか
った。表３には、上述した各実施例および各比較例の評
価結果を纏めて示した。

【００９９】

【表３】 各実施例および各比較例を通して、以下の点が明らかと
なった。 （ａ）樹脂封止する前の光起電力素子が５ＫＶ以上の静
電耐圧を有するため、耐電した作業者などが、光起電力
素子の半導体層に触れ、放電された場合でも、半導体層
が破壊されることが防止できる。 （ｂ）樹脂封止する工程においても、光起電力素子と樹
脂とのアライメントを合わせるために、光起電力素子上
で樹脂又は／及びガラス繊維不織布をずらしたり、若し
くは積層し直す場合に生じる静電気から光起電力素子を
保護することが可能となる。 （ｃ）光起電力素子を直列化、並列化する作業中に、光
起電力素子上へのピンセットなどの落下と考えられる人
為的ミスから光起電力素子を保護することができる。 （ｄ）光起電力素子を、少なくとも２枚以上直列化また
は並列化したことにより、大面積化された光起電力素子
の形態にした後で樹脂封止することが可能となる。その
結果、小面積の光起電力素子の樹脂封止を複数回繰り返
す作業性の悪さが改善できる。また、設置面積に占める
非発電領域の割合を縮小することも可能となる。 （ｅ）薄膜樹脂層がフィルムコート法により形成された
ため、光起電力素子の受光面側の一部分に選択的に薄膜
樹脂層を形成することができる。 （ｆ）前記薄膜樹脂層を設けた光起電力素子を樹脂封止
してなる太陽電池モジュールの製造方法において、支持
基板上に受光面側を上向きに前記光起電力素子を配置し
た後、前記光起電力素子の受光面側に充填材、フッ素フ
ィルムを順次積層し、真空加熱により樹脂封止を行なう
ため、光起電力素子上の凹凸を充填するのに必要な樹脂
量を削減することができる。すなわち、燃焼性の高い樹
脂を少なくすることにより、難燃性に優れた太陽電池モ
ジュールの製造方法がえられる。また、樹脂使用量が削
減できることから、低コスト化も図ることが可能とな
る。

【０１００】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光起電力素子が帯電した作業者や装置と接触し放電され
た場合でも、半導体層を保護することができ、高い信頼
性を保持することができる太陽電池モジュール及びその
製造方法がえられる。その結果、生産上の歩留まりを向
上させることができる。加えて、耐湿性の高い太陽電池
モジュールを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る太陽電池モジュールで用
いた光起電力素子を用い、印加電圧と開放電圧との関係
を示すグラフである。

【図２】図２は、本発明に係る太陽電池モジュールで用
いた光起電力素子の構成を示す模式的な断面図である。

【図３】図３は、本発明に係る光起電力素子の表面と集
電電極との接触部を示す模式的な断面図である。

【図４】図４は、本発明に係る太陽電池モジュールの構
成を示す模式的な断面図である。

【図５】図５は、本発明に係る太陽電池モジュールで用
いた光起電力素子の構成を示す模式的な平面図および断
面図である。

【図６】図６は、本発明の実施例１に係る太陽電池モジ
ュールの構成を示す模式的な断面図である。

【図７】図７は、開放電圧（ＶOC）の測定状態を示す模
式的な断面図である。

【図８】図８は、従来の太陽電池モジュールで用いた光
起電力素子の構成を示す模式的な断面図と、２つの光起
電力素子を接続した状態を示す模式的な平面図である。

【符号の説明】

２０１ 支持基板、 ２０２ 第１の電極、 ２０３ ボトム層を構成するｎ型層、 ２０４ ボトム層を構成するｉ型層、 ２０５ ボトム層を構成するｐ型層、 ２０６ 透明電極、 ２０７ 集電電極、 ２０８ 接着剤、 ２０９ バスバー、 ２１３ ミドル層を構成するｎ型層、 ２１４ ミドル層を構成するｉ型層、 ２１５ ミドル層を構成するｐ型層、 ２２３ トップ層を構成するｎ型層、 ２２４ トップ層を構成するｉ型層、 ２２５ トップ層を構成するｐ型層、 ３００ 集電電極、 ３０１ 光起電力素子、 ３０２ 金属ワイヤー、 ３０３ 導電性接着剤、 ４０１ 光起電力素子、 ４０２ 薄膜樹脂層、 ４０３ 繊維状無機化合物、 ４０４ 透明有機高分子樹脂、 ４０５ 表面樹脂フィルム、 ４０６ 接着剤、 ４０７ 硬質フィルム、 ４０８ 補強材、 ４０９ 化粧テープ、 ５０１ 光起電力素子、 ５０２ 光起電力素子の表面、 ５０３ 集電電極、 ５０４ 正極銅箔、 ５０５ 接着体、 ６０１ セルブロック、 ６０２ 繊維状無機化合物（８０ｇ／ｍ2）、 ６０３ 受光面側の透明有機高分子樹脂、 ６０４ 表面透明樹脂フィルム、 ６０５ 繊維状無機化合物（２０ｇ／ｍ2）、 ６０６ 裏面一体積層フィルム、 ６０７ 補強材、 ６０８ 化粧テープ、 ６０９ 透明薄膜樹脂層、 ７０１ 光起電力素子、 ７０２ 光起電力素子の非発電領域、 ７０３ 光起電力素子の発電領域、 ７０４ 薄膜樹脂層、 ７０５ 電圧印加用のプローブ。 ８００ 光起電力素子、 ８０１ 導電性基板、 ８０２ 半導体層、 ８０３ 透明電極、 ８０４ 正極銅箔、 ８０５ 集電電極、 ８０６ 負極銅箔、 ８０７ 絶縁テープ、 ８０８ 半田。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 隆弘 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 小森 綾子 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光変換部材として少なくとも半導体光活
   性層を一層有し、前記半導体光活性層の受光面側に集電
   電極が形成された光起電力素子を、樹脂封止してなる太
   陽電池モジュールにおいて、樹脂封止する前の光起電力
   素子が、５ＫＶ以上の静電耐圧を有することを特徴とす
   る太陽電池モジュール。
2. 【請求項２】 前記光起電力素子の受光面側の少なくと
   も発電領域部の上に、薄膜樹脂層を設けたことを特徴と
   する請求項１に記載の太陽電池モジュール。
3. 【請求項３】 前記光起電力素子を、少なくとも２枚以
   上直列化または並列化したことを特徴とする請求項１又
   は２に記載の太陽電池モジュール。
4. 【請求項４】 前記薄膜樹脂層が、フィルムコート法に
   より形成されたことを特徴とする請求項１乃至３のいず
   れか１項に記載の太陽電池モジュール。
5. 【請求項５】 前記薄膜樹脂層を設けた光起電力素子を
   樹脂封止してなる太陽電池モジュールの製造方法におい
   て、支持基板上に受光面側を上向きに前記光起電力素子
   を配置した後、前記光起電力素子の受光面側に充填材、
   フッ素フィルムを順次積層し、真空加熱により樹脂封止
   を行なうことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方
   法。