JP6590261B2

JP6590261B2 - 太陽電池モジュール

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Publication number: JP6590261B2
Application number: JP2016529033A
Authority: JP
Inventors: 直人今田; 祐石黒; 朗通前川; 大裕岩田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-06-18
Filing date: 2015-06-12
Publication date: 2019-10-16
Anticipated expiration: 2035-06-12
Also published as: WO2015194146A1; EP3159936A4; JPWO2015194146A1; US20170098725A1; US10074759B2; US20180331243A1; EP3159936A1

Description

本発明は、太陽電池モジュールに関する。

複数の太陽電池素子を備える太陽電池モジュールは、屋外設置が想定されるため、高耐熱性及び高耐湿性が要求される。高耐熱性及び高耐湿性を確保すべく、上記太陽電池モジュールには、複数の太陽電池素子を基板及び充填材で封入した構造が採用されている。

特許文献１には、透明前面基板と太陽電池素子との間に表側充填材層が配置され、裏面保護シートと太陽電池素子との間に裏側充填材層が配置された太陽電池モジュールの封止構造が開示されている。上記表側充填材層及び裏側充填材層は、共に、ポリエチレン及びポリエチレン重合体であるポリオレフィン系の充填材で構成されている。ポリオレフィン系の充填材は、加水分解による酢酸を発生させないという点で、太陽電池素子の腐食を抑制できる材料である。特許文献１に開示された太陽電池モジュールによれば、上記充填材を低密度に調整することにより、ホットスポット現象などで温度変化があった場合でも、ポリエチレンの結晶化を防止でき、充填材の白濁を抑制することが可能となる。

特開２００７−１５００６９号公報

しかしながら、特許文献１に開示された太陽電池モジュールでは、水分を含んだ状態でホットスポット等により急激な温度変化が起こると、水分が気化し、特に表側充填材層と裏側充填材層との界面で膨れ（体積膨張）及び気泡が発生する。また、膨れ及び気泡により、上記界面での剥がれが発生する。

そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、太陽電池素子の腐食を抑制し、かつ、膨れや剥がれを防止することが可能な太陽電池モジュールを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る太陽電池モジュールは、複数の太陽電池素子と、前記複数の太陽電池素子の表面側に配置された、第１ポリオレフィン系材料を含む表面充填部材と、前記複数の太陽電池素子の裏面側に配置された、第２ポリオレフィン系材料を含む裏面充填部材と、前記表面充填部材と前記裏面充填部材との間に配置され、前記表面充填部材及び前記裏面充填部材と接し、前記第１ポリオレフィン系材料及び前記第２ポリオレフィン系材料よりも極性の高い、または、前記第１ポリオレフィン系材料及び前記第２ポリオレフィン系材料よりも吸水性の高い高分子材料を含む中間部材と、前記複数の太陽電池素子とで前記表面充填部材を挟むように配置された表面保護部材と、前記複数の太陽電池素子とで前記裏面充填部材を挟むように配置された裏面保護部材とを備える。

本発明に係る太陽電池モジュールによれば、太陽電池素子の腐食を抑制し、かつ、膨れや剥がれを防止することが可能となる。

図１は、実施の形態に係る太陽電池モジュールの概観平面図である。図２は、実施の形態に係る太陽電池素子の平面図である。図３は、実施の形態に係る太陽電池素子の積層構造を表す断面図である。図４は、実施の形態に係る太陽電池モジュールの列方向における構造断面図である。図５は、実施の形態に係る太陽電池モジュールの行方向における構造断面図である。図６Ａは、実施の形態の変形例１に係る中間部材の構造断面図である。図６Ｂは、実施の形態の変形例２に係る中間部材の構造断面図である。図６Ｃは、実施の形態の変形例３に係る中間部材の構造断面図である。図７Ａは、実施の形態の変形例４に係る中間部材の構造断面図である。図７Ｂは、実施の形態の変形例５に係る中間部材の構造断面図である。図８Ａは、実施の形態の変形例６に係る中間部材及び太陽電池素子の構造断面図である。図８Ｂは、実施の形態の変形例７に係る中間部材及び太陽電池素子の構造断面図である。

以下では、本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールについて、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。

本明細書において、太陽電池素子の「表面」とは、その反対側の面である「裏面」に比べ、光が多く内部へ入射可能な面を意味（５０％超過〜１００％の光が表面から内部に入射する）し、「裏面」側から光が内部に全く入らない場合も含む。また太陽電池モジュールの「表面」とは、太陽電池素子の「表面」と対向する側の光が入射可能な面を意味し、「裏面」とはその反対側の面を意味する。また、「第１の部材上に第２の部材を設ける」等の記載は、特に限定を付さない限り、第１及び第２の部材が直接接触して設けられる場合のみを意図しない。即ち、この記載は、第１及び第２の部材の間に他の部材が存在する場合を含む。また、「略＊＊」との記載は、「略同一」を例に挙げて説明すると、全く同一はもとより、実質的に同一と認められるものを含む意図である。

（実施の形態）
［１．太陽電池モジュールの基本構成］
本実施の形態に係る太陽電池モジュールの基本構成の一例について、図１を用いて説明する。

図１は、実施の形態に係る太陽電池モジュールの概観平面図である。同図に示された太陽電池モジュール１は、複数の太陽電池素子１１と、タブ配線２０と、わたり配線３０と、中間部材４０と、枠体５０とを備える。なお、図１には示していないが、太陽電池モジュール１は、さらに、表面充填部材と、裏面充填部材と、表面保護部材と、裏面保護部材とを備える。

太陽電池素子１１は、平面上に行列状に配置され、光照射により電力を発生する平板状の光起電力素子である。

タブ配線２０は、列方向に隣接する太陽電池素子１１を電気的に接続する配線部材である。

わたり配線３０は、太陽電池ストリングどうしを接続する配線部材である。なお、太陽電池ストリングとは、列方向に配置されタブ配線２０により接続された複数の太陽電池素子１１の集合体である。

枠体５０は、複数の太陽電池素子１１が２次元配列されたパネルの外周部を覆う外枠部材である。

中間部材４０は、行方向に隣接する太陽電池素子１１の間、及び太陽電池ストリングと枠体５０との間の領域に配置されている。中間部材４０、表面充填部材、裏面充填部材、表面保護部材、及び裏面保護部材については、後述する図４及び図５にて詳細に説明する。

［２．太陽電池素子の構造］
太陽電池モジュール１の主たる構成要素である太陽電池素子１１の構造について説明する。

図２は、実施の形態に係る太陽電池素子の平面図である。同図に示すように、太陽電池素子１１は、平面視において略正方形状である。また、太陽電池素子１１の表面上には、ストライプ状の複数のバスバー電極１１２が互いに平行に形成され、バスバー電極１１２と直交するようにストライプ状の複数のフィンガー電極１１１が互いに平行に形成されている。バスバー電極１１２及びフィンガー電極１１１は、集電極１１０を構成する。集電極１１０は、例えば、Ａｇ（銀）等の導電性粒子を含む導電性ペーストにより形成される。なお、バスバー電極１１２の線幅は、例えば、１．５ｍｍであり、フィンガー電極１１１の線幅は、例えば、１００μｍであり、フィンガー電極１１１のピッチは、例えば、２ｍｍである。また、バスバー電極１１２の上には、タブ配線２０が接合されている。

図３は、実施の形態に係る太陽電池素子の積層構造を表す断面図である。なお、同図は、図２における太陽電池素子１１のＣ−Ｃ断面図である。図３に示すように、ｎ型単結晶シリコンウエハ１０１の主面上にｉ型非晶質シリコン膜１２１及びｐ型非晶質シリコン膜１２２が、この順で形成されている。ｎ型単結晶シリコンウエハ１０１、ｉ型非晶質シリコン膜１２１及びｐ型非晶質シリコン膜１２２は、光電変換層を形成し、ｎ型単結晶シリコンウエハ１０１が主たる発電層となる。さらに、ｐ型非晶質シリコン膜１２２上に、受光面電極１０２が形成されている。図２に示したように、受光面電極１０２上には、複数のバスバー電極１１２及び複数のフィンガー電極１１１からなる集電極１１０が形成されている。なお、図３では、集電極１１０のうち、フィンガー電極１１１のみが示されている。

また、ｎ型単結晶シリコンウエハ１０１の裏面には、ｉ型非晶質シリコン膜１２３及びｎ型非晶質シリコン膜１２４が、この順で形成されている。さらに、ｎ型非晶質シリコン膜１２４上に、受光面電極１０３が形成され、受光面電極１０３上に、複数のバスバー電極１１２及び複数のフィンガー電極１１１からなる集電極１１０が形成されている。

なお、ｐ型非晶質シリコン層１２２がｎ型単結晶シリコンウエハ１０１の裏面側に、ｎ型非晶質シリコン層１２４がｎ型単結晶シリコンウエハ１０１の受光面側にそれぞれ形成されていてもよい。

集電極１１０は、例えば、樹脂材料をバインダとし、銀粒子等の導電性粒子をフィラーとした熱硬化型である樹脂型導電性ペーストを用いて、スクリーン印刷などの印刷法により形成することができる。

本実施の形態に係る太陽電池素子１１は、ｐｎ接合特性を改善するために、ｎ型単結晶シリコンウエハ１０１とｐ型非晶質シリコン膜１２２又はｎ型非晶質シリコン膜１２４との間に、ｉ型非晶質シリコン膜１２１を設けた構造を有している。

本実施の形態に係る太陽電池素子１１では、ｎ型単結晶シリコンウエハ１０１の表面側の受光面電極１０２及び裏面側の受光面電極１０３がそれぞれ受光面となる。ｎ型単結晶シリコンウエハ１０１において発生したキャリアは、光電流として表面側及び裏面側の受光面電極１０２及び１０３に拡散し、集電極１１０で収集される。

受光面電極１０２及び１０３は、例えば、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、ＳｎＯ_２（酸化錫）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）等からなる透明電極である。なお、表面側の受光面電極１０２側のみから光を入射させる場合には、裏面側の受光面電極１０３は、透明でない金属電極であってもよい。

なお、裏面側の集電極としては、集電極１１０の代わりに受光面電極１０３上の全面に形成された電極を用いてもよい。

［３．太陽電池モジュールの構造］
本実施の形態に係る太陽電池モジュール１の構造について、要部特徴を中心に説明する。

図４は、実施の形態に係る太陽電池モジュールの列方向における構造断面図であり、図５は、実施の形態に係る太陽電池モジュールの行方向における構造断面図である。具体的には、図４は図１の平面図のＡ−Ａ断面図であり、図５は図１の平面図のＢ−Ｂ断面図である。

図４に示すように、本実施の形態に係る太陽電池モジュール１では、太陽電池素子１１の表面及び裏面にタブ配線２０が配置されている。列方向に隣接する２つの太陽電池素子１１において、一方の太陽電池素子１１の表面に配置されたタブ配線２０は、他方の太陽電池素子１１の裏面にも配置される。より具体的には、タブ配線２０の一端部の下面は、一方の太陽電池素子１１の表面側のバスバー電極１１２（図示せず）に接合される。また、タブ配線２０の他端部の上面は、他方の太陽電池素子１１の裏面側のバスバー電極１１２（図示せず）に接合される。これにより、列方向に配置された複数の太陽電池素子１１からなる太陽電池ストリングは、当該複数の太陽電池素子１１が列方向に直列接続された構成となっている。

ここで、タブ配線２０とバスバー電極１１２とは、例えば、樹脂接着剤により接合される。つまり、タブ配線２０は、樹脂接着剤を介して太陽電池素子１１に接続される。樹脂接着剤は、共晶半田の融点以下、即ち、約２００℃以下の温度で硬化することが好ましい。樹脂接着剤としては、例えば、アクリル樹脂、柔軟性の高いポリウレタン系などの熱硬化性樹脂接着剤の他、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、あるいはウレタン樹脂に硬化剤を混合させた２液反応系接着剤などを用いることができる。また、樹脂接着剤には、導電性を有する複数の粒子が含まれていてもよい。このような粒子としては、ニッケル、金コート付きニッケルなどを用いることができる。

なお、タブ配線２０としては、例えば、はんだコート銅箔等の導電性材料を用いることができる。

また、図４及び図５に示すように、複数の太陽電池素子１１の表面側には表面保護部材８０が配設され、裏面側には裏面保護部材９０が配設されている。そして、複数の太陽電池素子１１を含む面と表面保護部材８０との間には表面充填部材６０が配置され、複数の太陽電池素子１１を含む面と裏面保護部材９０との間には裏面充填部材７０が配置されている。表面保護部材８０及び裏面保護部材９０は、それぞれ、表面充填部材６０及び裏面充填部材７０により固定されている。言い換えると、表面充填部材６０は、複数の太陽電池素子１１の表面側に配置され、裏面充填部材７０は、複数の太陽電池素子１１の裏面側であって、表面充填部材６０とで複数の太陽電池素子１１を挟むように配置されている。また、表面保護部材８０は、複数の太陽電池素子１１とで表面充填部材６０を挟むように配置され、裏面保護部材９０は、複数の太陽電池素子１１とで裏面充填部材７０を挟むように配置されている。

表面保護部材８０は、太陽電池モジュール１の内部を風雨や外部衝撃、火災などから保護し、太陽電池モジュール１の屋外暴露における長期信頼性を確保するための部材である。この観点から表面保護部材８０は、例えば、透光性及び遮水性を有するガラス、フィルム状または板状の硬質の透光性及び遮水性を有する樹脂部材等を用いることができる。裏面保護部材９０は、太陽電池モジュール１の裏面を外部環境から保護する部材であり、例えば、ＰＥＴ（ＰｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅＴｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ：ポリエチレンテレフタレート）等の樹脂フィルム、または、Ａｌ箔を樹脂フィルムでサンドイッチした構造を有する積層フィルムなどを用いることができる。

表面充填部材６０は、複数の太陽電池素子１１と表面保護部材８０との間の空間に充填された充填材であり、裏面充填部材７０は、複数の太陽電池素子１１と裏面保護部材９０との間の空間に充填された充填材である。表面充填部材６０及び裏面充填部材７０は、太陽電池素子１１を外部環境から遮断するための封止機能を有している。表面充填部材６０及び裏面充填部材７０の配置により、屋外設置が想定される太陽電池モジュール１の高耐熱性及び高耐湿性を確保することが可能となる。

表面充填部材６０は、ポリオレフィン系の充填材である第１ポリオレフィン系材料を主成分としている。裏面充填部材７０は、ポリオレフィン系の充填材である第２ポリオレフィン系材料を主成分としている。ここで、ポリオレフィン系の充填材とは、例えば、ポリエチレン（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリプロピレン（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、及びポリエチレンとポリプロピレンとの重合体などが挙げられる。

表面充填部材６０及び裏面充填部材７０としてポリオレフィン系の充填材を適用することにより、加水分解による酢酸を発生させず、酢酸による太陽電池素子１１の腐食を抑制することが可能となる。

裏面充填部材７０からの光の反射を利用して出力を向上させるために酸化チタン等の白色粒子を裏面充填部材７０に含有させることが好ましい。この場合、表面充填部材６０と裏面充填部材とが異なるため、表面充填部材６０と裏面充填部材７０とを同じにする場合に比べて、それらの界面での接着力が低下しやすく、膨れや気泡の発生が起こりやすい。そのため、表面充填部材６０と裏面充填部材７０とが異なる場合には、それらの界面に中間部材４０を設けることが特に好ましい。

表面保護部材８０、裏面保護部材９０、表面充填部材６０、裏面充填部材７０、及び中間部材４０の周囲を取り囲むように、接着剤を介して、例えばＡｌ製の枠体５０が取り付けられている。

本実施の形態に係る太陽電池モジュール１は、図５に示すように、平面視において太陽電池素子１１が配置されていない領域であって、断面視における表面充填部材６０と裏面充填部材７０との境界部に、中間部材４０を備えている。言い換えると、中間部材４０は、表面充填部材６０と裏面充填部材７０とで挟まれ、平面視において太陽電池素子１１が配置された領域以外に配置されている。

中間部材４０は、第１ポリオレフィン系材料及び第２ポリオレフィン系材料よりも極性の高い高分子材料を主成分としている。

または、中間部材４０は、第１ポリオレフィン系材料及び第２ポリオレフィン系材料よりも吸水性の高い高分子材料を主成分としている。

つまり、中間部材４０は、極性分子である水を、第１ポリオレフィン系材料及び第２ポリオレフィン系材料よりも多く吸収することが可能な材料を有している。なお、吸水性の高低を判定する物理量の一つとして、吸水率が挙げられる。

なお、中間部材４０が有する好適な高分子材料としては、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）及びポリエチレンテレフタレートの少なくとも一方が挙げられる。また、中間部材４０が有する高分子材料としては、ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体、及びポリビニルアセテート、等の親水性基を有する高分子材料が挙げられる。

なお、上述した「極性」の高低については、例えば、２成分系溶液の溶解度の目安となる溶解パラメータであるＳＰ値（ＳｏｌｕｂｉｌｉｔｙＰａｒａｍｅｔｅｒ）により評価することが可能である。上記溶解パラメータの評価により、２つの成分のＳＰ値の差が小さいほど２成分の溶解度は高いと判定できる。これを本実施の形態に適用すれば、水のＳＰ値に近いＳＰ値を有する材料ほど、水が溶解し易いと判定できる。この観点から、中間部材４０が有する高分子材料が第１ポリオレフィン系材料及び第２ポリオレフィン系材料よりも極性が高いとは、当該高分子材料のＳＰ値が、第１ポリオレフィン系材料及び第２ポリオレフィン系材料のＳＰ値よりも、極性物質である水のＳＰ値に近いということである。ここで、第１ポリオレフィン系材料及び第２ポリオレフィン系材料がポリエチレンであり、中間部材４０が有する高分子材料がポリエチレンテレフタレートである場合を例示する。この場合、水のＳＰ値（理論値）が２３．４であるのに対して、ポリエチレンのＳＰ値は７．９であり、ポリエチレンテレフタレートのＳＰ値は１０．７である。つまり、水及びポリエチレンのＳＰ値の差は１５．５であるのに対して、水及びポリエチレンテレフタレートのＳＰ値の差は１２．７である。言い換えれば、ポリエチレンテレフタレートのＳＰ値（１０．７）は、ポリエチレンのＳＰ値（７．９）よりも水のＳＰ値（２３．４）に近い。よって、ポリエチレンテレフタレートは、ポリエチレンよりも極性が高いと判定される。

表面充填材層と裏面充填材層との間に上記中間部材が介在していない従来の太陽電池モジュールの構成では、急激な温度変化により、内在する水分が気化した場合、特に、表面充填材層と裏面充填材層との界面での膨れ（体積膨張）及び気泡が発生してしまう。これにより、上記界面での剥がれや変形が生じてしまう恐れがある。

これに対して、本実施の形態に係る太陽電池モジュール１によれば、急激な温度変化により、内在する水分が気化しても、表面充填部材６０と裏面充填部材７０との間であって表面充填部材６０と裏面充填部材７０に接して配置された中間部材４０が、気化した水分を吸収する。これにより、中間部材４０は体積膨張せず、表面充填部材６０と裏面充填部材７０との界面での膨れ（体積膨張）及び気泡の発生を抑制することが可能となる。よって、第１ポリオレフィン系材料を主成分とする表面充填部材６０及び第２ポリオレフィン系材料を主成分とする裏面充填部材７０により太陽電池素子１１の腐食を防止し、かつ、中間部材４０により、膨れや剥がれを抑制することが可能となる。

なお、中間部材４０は、中間部材４０が設置されない場合に構成される表面充填部材６０と裏面充填部材７０との界面に対応する表面充填部材６０と裏面充填部材７０間の少なくとも一部に設置されることが好ましく、当該界面のほぼ全域に対応する当該間に設置されることがさらに好ましい。また、中間部材４０の設置位置の優先順位としては、（１）太陽電池ストリング間に設置、（２）太陽電池素子１１間に設置、（３）太陽電池素子１１の外周に配置、となる。

また、本実施の形態では、図１に示すように、中間部材４０は、隣接する太陽電池ストリングの間にのみ配置されている構成としたが、列方向に隣接する太陽電池素子１１の間に形成されていてもよい。

［４．中間部材の変形例１〜５］
本実施の形態に係る中間部材４０は、第１ポリオレフィン系材料及び第２ポリオレフィン系材料よりも極性の高い、または、吸水性の高い高分子材料を主成分とする部材である。さらに、平面視において太陽電池素子１１が配置されていない領域であって、表面充填部材６０と裏面充填部材７０との界面に配置されている。つまり、中間部材４０は、これらの材料及び配置を満たすような構造であればよい。ここで、本実施の形態に係る中間部材は、上記のように吸水性及び吸湿性に優れているだけでなく、光拡散及び光反射機能を有することが望ましい。以下、本実施の形態に係る中間部材が、さらに光拡散及び光反射機能を有する構成を、変形例１〜７に示す。

図６Ａは、実施の形態の変形例１に係る中間部材の構造断面図である。なお、図６Ａ及び以下に示す図６Ｂ〜図８Ｂには、行方向に隣接する太陽電池素子１１の間に配置された中間部材を、行方向で切断した場合の断面図が表されている。図６Ａに示された中間部材４０Ａは、第１高分子層４１と、第２高分子層４２と、金属層４３とを備える。

第１高分子層４１は、底面が裏面充填部材７０と接しており、第１ポリオレフィン系材料及び第２ポリオレフィン系材料よりも極性の高い、または、吸水性の高い高分子材料を主成分とする部材である。第１高分子層４１が有する上記高分子材料は、例えば、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）が好適である。

第２高分子層４２は、第１高分子層４１の表面上に形成され、第１高分子層４１が有する上記高分子材料よりも硬質である高分子材料を主成分とする部材である。なお、第２高分子層４２には、複数の凹凸が形成されている。第２高分子層４２の材料として硬質な高分子材料を適用することにより、第２高分子層４２の表面加工の制御性が向上し、凹凸形状の精度を上げることが可能となる。第２高分子層４２が有する上記高分子材料は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が好適である。

金属層４３は、第２高分子層４２の表面上に形成された金属部材であり、第２高分子層４２と接していない面は、表面充填部材６０と接している。金属層４３は、例えば、光に対して反射率の高いＡｌなどが好適である。

ここで、金属層４３には、複数の凹凸が形成されている。これにより、表面側から入射してきた光は、金属層４３の表面で多方向に反射される。つまり、中間部材４０Ａは、光拡散及び光反射機能を有する。よって、太陽電池素子１１に直接入射しない光を、太陽電池素子１１へと再配光できるので、太陽電池モジュール全体の光電変換効率を向上させることが可能となる。また、中間部材４０Ａは、第１高分子層４１により、気化した水分を吸収する。これにより、中間部材４０Ａは体積膨張せず、表面充填部材６０と裏面充填部材７０との界面での膨れ（体積膨張）及び気泡の発生を抑制することが可能となる。よって、太陽電池素子１１の腐食防止及び膨れや剥がれの抑制に加えて、太陽電池モジュール全体の光電変換効率を向上させることが可能となる。

図６Ｂは、実施の形態の変形例２に係る中間部材の構造断面図である。同図に示された中間部材４０Ｂは、変形例１に係る中間部材４０Ａと比較して、第１高分子層４１、第２高分子層４２、及び金属層４３を備える点は同じであるが、積層関係（順序）が異なる。以下、変形例１と同じ点は説明を省略し、構成として異なる点のみ説明する。

第２高分子層４２は、底面が裏面充填部材７０と接しており、第１高分子層４１が有する上記高分子材料よりも硬質である高分子材料を主成分とする部材である。

金属層４３は、第２高分子層４２の表面上に形成された金属部材である。

第１高分子層４１は、金属層４３の表面上に形成され、第１ポリオレフィン系材料及び第２ポリオレフィン系材料よりも極性の高い、または、吸水性の高い高分子材料を主成分とする部材である。

ここで、金属層４３には、複数の凹凸が形成されている。これにより、表面側から第１高分子層４１を通過して入射してきた光は、金属層４３の表面で多方向に反射される。つまり、中間部材４０Ｂは、光拡散及び光反射機能を有している。よって、太陽電池素子１１に直接入射しない光を、太陽電池素子１１へと再配光できるので、太陽電池モジュール１としての光電変換効率を向上させることが可能となる。また、中間部材４０Ｂは、第１高分子層４１により、気化した水分を吸収する。これにより、中間部材４０Ｂは体積膨張せず、表面充填部材６０と裏面充填部材７０との界面での膨れ（体積膨張）及び気泡の発生を抑制することが可能となる。よって、太陽電池素子１１の腐食防止及び膨れや剥がれの抑制に加えて、太陽電池モジュール全体の光電変換効率を向上させることが可能となる。

図６Ｃは、実施の形態の変形例３に係る中間部材の構造断面図である。同図に示された中間部材４０Ｃは、変形例２に係る中間部材４０Ｂと比較して、第１高分子層４１、第２高分子層４２、及び金属層４３を備える点は同じであるが、第１高分子層４１の形成範囲が異なる。以下、変形例２と同じ点は説明を省略し、構成として異なる点のみ説明する。

第２高分子層４２は、底面が第１高分子層４１と接しており、第１高分子層４１が有する上記高分子材料よりも硬質である高分子材料を主成分とする部材である。

第１高分子層４１は、第２高分子層４２及び金属層４３を覆うように形成され、第１ポリオレフィン系材料及び第２ポリオレフィン系材料よりも極性の高い、または、吸水性の高い高分子材料を主成分とする部材である。

ここで、金属層４３には、複数の凹凸が形成されている。これにより、表面側から第１高分子層４１を通過して入射してきた光は、金属層４３の表面で多方向に反射される。つまり、中間部材４０Ｃは、光拡散及び光反射機能を有している。よって、太陽電池素子１１に直接入射しない光を、太陽電池素子１１へと再配光できるので、太陽電池モジュール全体の光電変換効率を向上させることが可能となる。また、中間部材４０Ｃは、第１高分子層４１により、気化した水分を吸収する。これにより、中間部材４０Ｃは体積膨張せず、表面充填部材６０と裏面充填部材７０との界面での膨れ（体積膨張）及び気泡の発生を抑制することが可能となる。よって、太陽電池素子１１の腐食防止及び膨れや剥がれの抑制に加えて、太陽電池モジュール全体の光電変換効率を向上させることが可能となる。

さらに、中間部材４０Ｃは、金属層４３を第１高分子層４１で覆う構造を有しているため、中間部材４０Ｃを挟んで隣接する太陽電池素子１１の同極どうしが、金属層４３を介して短絡してしまうことを防止できる。

また、図６Ａに示された中間部材４０Ａ及び図６Ｂに示された中間部材４０Ｂの構造においても、金属層４３の形成領域を制限することにより、隣接する太陽電池素子１１の同極どうしが短絡する可能性を排除することができる。

図７Ａは、実施の形態の変形例４に係る中間部材の構造断面図である。同図に示された中間部材４０Ｄは、変形例１に係る中間部材４０Ａと比較して、第１高分子層４１、第２高分子層４２、及び金属層４３を備える点は同じであるが、金属層４３の形成範囲のみが異なる。以下、変形例１と同じ点は説明を省略し、構成として異なる点のみ説明する。

金属層４３は、第２高分子層４２の表面上に形成された金属部材である。ここで、金属層４３は、第２高分子層４２の端部表面まで形成されていない。つまり、第２高分子層４２は、金属層４３が形成されていない端部表面を有している。これにより、中間部材４０Ｄを挟んで隣接する太陽電池素子１１の同極どうしが、金属層４３を介して短絡してしまうことを防止できる。

図７Ｂは、実施の形態の変形例５に係る中間部材の構造断面図である。同図に示された中間部材４０Ｅは、変形例２に係る中間部材４０Ｂと比較して、第１高分子層４１、第２高分子層４２、及び金属層４３を備える点は同じであるが、金属層４３の形成範囲のみが異なる。以下、変形例２と同じ点は説明を省略し、構成として異なる点のみ説明する。

金属層４３は、第２高分子層４２の表面上に形成された金属部材である。ここで、金属層４３は、第２高分子層４２の端部表面まで形成されていない。つまり、第２高分子層４２は、金属層４３が形成されていない端部表面を有している。これにより、中間部材４０Ｅを挟んで隣接する太陽電池素子１１の同極どうしが、金属層４３を介して短絡してしまうことを防止できる。

なお、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ、図７Ａ及び図７Ｂに示された金属層４３及び第２高分子層４２の凹凸形状は、規則的な形状となっているが、この凹凸形状はランダム形状であってもよい。

また、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ、図７Ａ及び図７Ｂに示された第２高分子層４２の表面は凹凸形状を有しているが、これには限られず、第２高分子層４２の表面が平坦形状であって、金属層４３のみに凹凸形状を有する構造であってもよい。この場合には、必要な凹凸高さに応じて金属層４３の厚みを調整すればよい。

また、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ、図７Ａ及び図７Ｂに示された中間部材は、金属層４３を備える構成であるが、これには限られず、金属層４３が形成されていない構成であってもよい。この構成であっても、光拡散機能を有することが可能となる。

また、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ、図７Ａ及び図７Ｂに示された中間部材において、凹凸形状がない構成であってもよい。この場合には、金属層４３の表面は粗面加工されていることが好ましい。これにより、光拡散機能を有することが可能となる。

［５．中間部材の変形例６及び７］
なお、太陽電池モジュールの製造工程では、隣接する太陽電池素子１１の間に中間部材を配置する工程の後、表面保護部材８０、裏面保護部材９０、表面充填部材６０及び裏面充填部材７０が所定箇所に形成される。このため、中間部材の配置工程では、中間部材を、隣接する太陽電池素子１１の間に固定しておく必要がある。以下の変形例６及び７では、中間部材を隣接する太陽電池素子１１の間に固定するための構成について説明する。

図８Ａは、実施の形態の変形例６に係る中間部材及び太陽電池素子の構造断面図である。また、図８Ｂは、実施の形態の変形例７に係る中間部材及び太陽電池素子の構造断面図である。図８Ａ及び図８Ｂには、それぞれ、隣接する２つの太陽電池素子１１及びそれらの間に配置された中間部材４５及び４６の断面が示されている。

図８Ａに示された中間部材４５は、表面及び裏面の面積が、表面及び裏面の間である中央部における表面及び裏面に平行な断面の面積よりも大きい形状を有している。この形状により、中間部材を配置する工程において、中間部材４５が上下方向にずれてしまうことを抑制できる。

図８Ｂに示された中間部材４６は、表面が裏面よりも広く、表面の幅が隣接する２つの太陽電池素子１１の距離よりも大きく、裏面の幅が隣接する２つの太陽電池素子１１の距離よりも小さい形状を有している。つまり、中間部材４６の行方向で切断した断面形状は、上底が下底よりも長い略台形状となっている。この形状により、中間部材を配置する工程において、中間部材４６が下方向に落ち込むことを抑制できる。

変形例６に係る中間部材４５及び変形例７に係る中間部材４６によれば、接着剤などを用いて隣接する太陽電池素子１１に中間部材を接着する必要がない。よって、高精度に配置された中間部材を有する太陽電池モジュールを低コストで製造することが可能となる。

なお、図８Ａに示された中間部材４５は、表面に複数の凹凸形状を有しており、図８Ｂに示された中間部材４６は、裏面に複数の凹凸形状を有している。これにより、中間部材４５及び４６は、光拡散及び光反射機能を有する。ここで、中間部材４５及び４６が上記凹凸形状を有する構造として、変形例１〜５に係る中間部材の積層構造が適用される。

また、中間部材４５及び４６は、光拡散機能を有さない構造として、複数の凹凸形状を有さない構造であってもよい。

［６．効果など］
本実施の形態に係る太陽電池モジュール１は、複数の太陽電池素子１１と、複数の太陽電池素子１１の表面側に配置された、第１ポリオレフィン系材料を含む表面充填部材６０と、複数の太陽電池素子１１の裏面側に配置された、第２ポリオレフィン系材料を含む裏面充填部材７０と、表面充填部材６０と裏面充填部材７０との界面に配置され、平面視において太陽電池素子１１が配置された領域以外に配置され、第１ポリオレフィン系材料及び第２ポリオレフィン系材料よりも極性の高い、または、第１ポリオレフィン系材料及び第２ポリオレフィン系材料よりも吸水性の高い高分子材料を含む中間部材４０と、複数の太陽電池素子１１とで表面充填部材６０を挟むように配置された表面保護部材８０と、複数の太陽電池素子１１とで裏面充填部材７０を挟むように配置された裏面保護部材９０とを備える。

上記構成によれば、急激な温度変化により、内在する水分が気化しても、表面充填部材６０と裏面充填部材７０との界面に配置された中間部材４０が、気化した水分を吸収する。これにより、中間部材４０は体積膨張せず、表面充填部材６０と裏面充填部材７０との界面での膨れ（体積膨張）及び気泡の発生を抑制することが可能となる。よって、第１ポリオレフィン系材料を主成分とする表面充填部材６０及び第２ポリオレフィン系材料を主成分とする裏面充填部材７０により太陽電池素子１１の腐食を防止し、かつ、中間部材４０により膨れや剥がれを抑制することが可能となる。

また、上記中間部材の表面には、複数の凹凸が形成されていてもよい。

これにより、表面側から入射してきた光は、中間部材の表面で拡散する。よって、太陽電池素子１１に直接入射しない光を、太陽電池素子１１へと再配光できるので、太陽電池モジュール全体の光電変換効率を向上させることが可能となる。

また、上記中間部材は、高分子材料を主成分とする第１高分子層４１と、当該高分子材料よりも硬質である高分子材料を主成分とする第２高分子層４２と、第２高分子層４２の表面に形成された金属層４３とを備えてもよい。

これにより、表面側から入射してきた光は、金属層４３の表面で反射する。よって、太陽電池素子１１に直接入射しない光を、太陽電池素子１１へと再配光できるので、太陽電池モジュール全体の光電変換効率を向上させることが可能となる。

また、第２高分子層４２及び金属層４３には、複数の凹凸が形成されていてもよい。

また、第１高分子層４１の上に、第２高分子層４２が形成されていてもよい。

また、金属層４３の上に、第１高分子層４１が形成されていてもよい。

これにより、表面側から入射してきた光は、金属層４３の表面で反射及び拡散する。よって、太陽電池素子１１に直接入射しない光を、太陽電池素子１１へと再配光できるので、太陽電池モジュール全体の光電変換効率を向上させることが可能となる。

また、第１高分子層４１は、金属層４３及び第２高分子層４２を覆うように形成されていてもよい。

これにより、中間部材４０Ｃを挟んで隣接する太陽電池素子１１の同極どうしが、金属層４３を介して短絡してしまうことを防止できる。

また、第１高分子層４１の主成分である高分子材料は、エチレンビニルアセテートであり、第２高分子層４２の主成分である高分子材料は、ポリエチレンテレフタレートであってもよい。

（その他）
以上、本発明に係る太陽電池モジュールについて、上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。

例えば、太陽電池素子１１は、光起電力としての機能を有するものであればよく、太陽電池素子の構造に限定されない。

また、タブ配線２０及びわたり配線３０の上には、タブ配線２０及びわたり配線３０の上面を覆うように配置された光拡散部材が形成されていてもよい。

その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

１太陽電池モジュール
１１太陽電池素子
４０、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ、４０Ｅ、４５、４６中間部材
４１第１高分子層
４２第２高分子層
４３金属層
６０表面充填部材
７０裏面充填部材
８０表面保護部材
９０裏面保護部材

Claims

複数の太陽電池素子と、
前記複数の太陽電池素子の受光面側である表面側に配置された、第１ポリオレフィン系材料を含む表面充填部材と、
前記複数の太陽電池素子の裏面側に配置された、第２ポリオレフィン系材料を含む裏面充填部材と、
前記表面充填部材と前記裏面充填部材との間に配置され、前記表面充填部材及び前記裏面充填部材と接し、前記第１ポリオレフィン系材料及び前記第２ポリオレフィン系材料よりも極性の高い、または、前記第１ポリオレフィン系材料及び前記第２ポリオレフィン系材料よりも吸水性の高い高分子材料を含む中間部材と、
前記複数の太陽電池素子とで前記表面充填部材を挟むように配置された表面保護部材と、
前記複数の太陽電池素子とで前記裏面充填部材を挟むように配置された裏面保護部材とを備え、
前記中間部材は、
前記高分子材料を主成分とする第１高分子層と、
前記高分子材料よりも硬質である高分子材料を主成分とする第２高分子層と、を備え、
前記第２高分子層は前記第１高分子層よりも表面側に配置され、前記第１高分子層は前記第２高分子層よりも裏面側に配置され、
前記第１高分子層は、前記裏面充填部材と接しており、
前記中間部材の表面には、複数の凹凸が形成されている
太陽電池モジュール。
前記中間部材は、さらに、
前記第２高分子層の表面に形成された金属層を備える
請求項１に記載の太陽電池モジュール。
前記第２高分子層及び前記金属層には、複数の凹凸が形成されている
請求項２に記載の太陽電池モジュール。
前記第１高分子層の上に、前記第２高分子層が形成されている
請求項３に記載の太陽電池モジュール。
前記第１高分子層の主成分である前記高分子材料は、エチレンビニルアセテートであり、
前記第２高分子層の主成分である前記高分子材料は、ポリエチレンテレフタレートである
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。
前記中間部材は、さらに、前記第２高分子層の表面に形成された金属層を備え、
前記中間部材は、前記複数の太陽電池素子のうちの隣り合う２つの太陽電池素子の間に配置され、
前記２つの太陽電池素子は、前記中間部材を介して導通していない、
請求項１に記載の太陽電池モジュール。