JP2005079170A - 太陽電池モジュールおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 横方向配線や結合配線などの太陽電池モジュール端部にある配線は、通常銅箔の全面をハンダコートしたものを用いるため、その外観は銀色の金属光沢である。そのため、たとえばモジュール枠や裏面側充填材や裏面保護材をたとえば白色や青色や黒色にした場合、横方向配線や結合配線は銀色の金属光沢であるため、非常に目立ってしまい、太陽電池モジュールを設置した建築物等の外観全体の意匠性を悪くしてしまうことがあった。
【解決手段】太陽電池モジュールの外周端部に着色した受光面側充填材を配置することにより、横方向配線や結合配線などの太陽電池モジュール端部の配線を隠し、太陽電池モジュールが設置される建築物やその周囲環境と調和した、受光面側外観の良好な太陽電池モジュールを提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は太陽電池モジュールに関し、とくに受光面側からの美観や装飾性や外観を向上させた太陽電池モジュールおよびその製造方法に関するものである。

太陽電池素子は単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板などを用いて作製するが、そのために太陽電池素子は物理的衝撃に弱くなっている。 また、野外に太陽電池を取り付けた場合に、雨などからこれを保護する必要がある。

さらにまた、太陽電池素子１枚では発生する電気出力が小さいため、複数の太陽電池素子を直並列に接続して、実用的な電気出力が取り出せるようにするが、そこで、透光性基板の上で複数の太陽電池素子を接続し、さらにエチレンビニルアセテート共重合体（ＥＶＡ）などを主成分とする充填材で封入し、これによって太陽電池モジュールと成している。

従来の太陽電池モジュールを図５と図６により説明する。

図５は、この太陽電池モジュールの太陽電池パネル部分の概略断面構造であり、１は透光性基板、２は受光面側充填材、３は太陽電池素子、４は裏面側充填材、５は裏面保護材、６は接続用配線である。

複数の太陽電池素子３をマトリックス状に配列して太陽電池素子群を成す。また、縦方向にてライン状に配列した太陽電池素子３を接続用配線６により接続しているが、これら接続用配線６をさらに接続する、いわゆる横方向配線７を太陽電池素子群の周囲に設ける。

上述したごとき、透光性基板１、受光面側充填材２、横方向配線７と接続用配線６などにより接続した複数の太陽電池素子３、裏面側充填材４、裏面保護材５を、この順に積層した構造にし、そして、ラミネーターと呼ばれる装置にセットし、減圧下で加熱しながら押圧し一体化する。

図６は従来の太陽電池モジュールの受光面側の外観図である。なお、図５に示す部材と同一箇所には同一符号を付す。

同図に示す太陽電池モジュールによれば、図５に示す太陽電池パネル部に対し、その周辺にモジュール枠８を設けている。具体的には太陽電池パネルの外周部にモジュール枠８を取り付けて、そのコーナー部分をビス止めしモジュール枠を固定している。

このような太陽電池モジュールにおいて、横方向配線７は、太陽電池モジュールの外形寸法に太陽電池素子３の配列を合わせるために設けられるものである。一方、結合配線９は直列又は並列に接続されている複数の太陽電池素子３の端部の太陽電池素子において、極性の同じ接続配線６同士を繋ぐために設けている。

これら横方向配線７および結合配線９は、通常、厚さ０．１〜０．３ｍｍ程度、幅２〜７ｍｍ程度の銅箔を用いて、その全面をハンダコートしたものを所定の長さに切断して用いている。

モジュール枠８や裏面側充填材４、裏面保護材５の色調は、太陽電池モジュールの設置される住宅等の建築物やその周囲の状況に応じて違和感のない好適な色調に着色するが、一方、横方向配線７や結合配線９は上述のように銅箔の全面をハンダコートしたものを用いるため、その外観は銀色の金属光沢である。

そのために下記のような課題があった。

モジュール枠８や裏面側充填材４、裏面保護材５を、たとえば白色や青色や黒色にした場合、横方向配線７や結合配線９は銀色の金属光沢があることで、非常に目立ち、これにより、太陽電池モジュールを設置した建築物等の外観全体の意匠性を劣化させていた。

このような課題を解消すべく、横方向配線７、結合配線９などに用いる配線部材を着色された樹脂やフィルムで被覆することが考案されている（特許文献１、特許文献２参照）。
特開２００１−３３９０８９号公報 特開２００３−８６８２０号公報

しかしながら、横方向配線７、結合配線９などに用いる配線部材を着色された樹脂やフィルムで被覆しようとすると、そのための樹脂やフィルムを用いることで、その材料費が加わっていた。

さらに配線材を被覆するための工程も加わり、その結果、太陽電池モジュールの製造コストが大きく上昇するという問題があった。

また、太陽電池素子３に対し、接続配線６や横方向配線７または結合配線９を接続するに当り、通常、ハンダ付けにより行っており、これにより、上述のごとく、横方向配線７、結合配線９などに用いる配線部材を着色された樹脂やフィルムで被覆する従来の技術においては、ハンダ付けの熱により、その樹脂やフィルムが変質し、変色し、当初の目的が達成されないという問題もあった。

本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的は簡便な方法により、太陽電池素子群の周辺部に設けた非透明性配線を目立たなくし、これによって太陽電池モジュールが設置される建築物やその周囲環境と調和させ、受光面側外観の良好な太陽電池モジュールを提供することにある。

本発明の他の目的は屋根などの太陽電池モジュールの載置体との色調にも適合し、美観を高めた太陽電池モジュールを提供することにある。

本発明の他の目的は製造コストを低減して、かかる本発明の目的を達成した太陽電池モジュールの製造方法を提供することにある。

本発明の太陽電池モジュールは、透光性基板の上に受光面側封止材、複数の太陽電池素子を配列してなる太陽電池素子群、白色化もしくは着色化した裏面側封止材ならびに裏面保護材を順次積層し、各太陽電池素子を電気的に接続する配線のうち非透明性配線を太陽電池素子群の周辺部に設け、さらに前記太陽電池素子群に対向する部位に配した受光面側封止材部分を透明材により成し、前記太陽電池素子群の周辺部に対向する部位に配した受光面側封止材部分を白色化もしくは着色化した遮光性材により成したことを特徴とする。

本発明の他の太陽電池モジュールは、透光性基板の上に受光面側封止材、複数の太陽電池素子を配列してなる太陽電池素子群、透明化した裏面側封止材および白色化もしくは着色化した裏面保護材を順次積層し、各太陽電池素子を電気的に接続する配線のうち非透明性配線を太陽電池素子群の周辺部に設け、さらに前記太陽電池素子群に対向する部位に配した受光面側封止材部分を透明材により成し、前記太陽電池素子群の周辺部に対向する部位に配した受光面側封止材部分を白色化もしくは着色化した遮光性材により成したことを特徴とする。

本発明のさらに他の太陽電池モジュールは、前記遮光性材は前記太陽電池素子群に対応する部位に配した受光面側封止材部分を延在し、この延在部に遮光部を形成して成ることを特徴とする。

本発明の太陽電池モジュールの設置構造は、かかる本発明の太陽電池モジュールを、この太陽電池モジュールを固定する載置体に搭載したことを特徴とする。

本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、順次下記（１）〜（５）の各工程を経た後、減圧下にて加熱加圧し、太陽電池素子群に対向する部位に配した受光面側封止材部分を透明材により成し、前記太陽電池素子群の周辺部に対向する部位に配した受光面側封止材部分を白色化もしくは着色化した遮光性材により成すようにして一体化したことを特徴とする。

（１） 透光性基板の上に透明材および遮光性材からなる受光面側封止材を配する。

（２） 上記受光面側封止材の上に複数の太陽電池素子を配列してなる太陽電池素子群を複数配する。

（３） 上記太陽電池素子群を配線により電気的に接続するとともに、この配線のうち非透明性配線を太陽電池素子群の周辺部に設ける。

（４） 上記太陽電池素子群の上に白色化もしくは着色化した裏面側封止材を配する。

（５） 上記裏面側封止材の上に裏面保護材を配する。

本発明の他の太陽電池モジュールの製造方法は、順次下記（１）〜（５）の各工程を経た後、減圧下にて加熱加圧し、太陽電池素子群に対向する部位に配した受光面側封止材部分を透明材により成し、前記太陽電池素子群の周辺部に対向する部位に配した受光面側封止材部分を白色化もしくは着色化した遮光性材により成すようにして一体化したことを特徴とする。

（１） 透光性基板の上に透明材および遮光性材からなる受光面側封止材を配する。

（２） 上記受光面側封止材の上に複数の太陽電池素子を配列してなる太陽電池素子群を複数配する。

（３） 上記太陽電池素子群を配線により電気的に接続するとともに、この配線のうち非透明性配線を太陽電池素子群の周辺部に設ける。

（４） 上記太陽電池素子群の上に裏面側封止材を配する。

（５） 上記裏面側封止材の上に白色化もしくは着色化した裏面保護材を配する。

本発明によれば、各太陽電池素子を電気的に接続する配線のうち非透明性配線を太陽電池素子群の周辺部に設けた太陽電池モジュールにおいて、太陽電池素子群に対向する部位に配した受光面側封止材部分を白色化もしくは着色化した遮光性材により成したことで、上記非透明性配線を隠し、これにより、受光面側外観の良好な太陽電池モジュールが得られ、その結果、太陽電池モジュールを設置する載置体、たとえば住宅や建築物、さらにはその周囲環境と調和させることができた。

また、本発明によれば、太陽電池素子群に対向する部位に配した受光面側封止材部分を透明材により成し、太陽電池素子群の周辺部に対向する部位に配した受光面側封止材部分を白色化もしくは着色化した遮光性材により成すようにして一体化したことで、透明となる受光面側封止材部分と、着色などして遮光性を備えた受光面側封止材部分との双方の境目がほぼ直線上となり、その点でも外観上見栄えのよい良好な仕上がり状況とすることができた。

さらにまた、本発明の製造方法によれば、工程（１）にて、透光性基板の上に透明材および遮光性材からなる受光面側封止材を配するだけでよいことから、ラミネーターに、透光性基板、受光面側封止材、太陽電池素子群、裏面側封止材および裏面保護材から成る積層部材をセットするときのセット時間を短縮することができ、これにより、製造コストが低減できた。

さらに本発明の太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの設置構造によれば、裏面側封止材または裏面保護材を白色やその他の各種に着色することより、太陽電池モジュール自体の色調に対し、美観や装飾性を所要どおりに設定することができ、その結果、この太陽電池モジュールを設置する建物や屋根と調和を図ることができた。

以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明の太陽電池モジュールにおける太陽電池パネル部の主要構造を示す概略断面図である。図２はこの太陽電池モジュールの受光面側の外観図である。

図１において、１１は透光性基板であり、この透光性基板１１の上に、前記太陽電池素子群に対向する部位に配した受光面側封止材部分としての透明な受光面側充填材１２ａを設ける。さらに前記太陽電池素子群の周辺部に対向する部位に配した受光面側封止材部分として、着色化もしくは白色化して遮光性にした受光面側充填材１２ｂを配する。そして、それらの上に複数の太陽電池素子１３を配列してなる太陽電池素子群、前記裏面側封止材である裏面側充填材１４、裏面保護材１５とを順次配した構成である。

本例によれば、複数の太陽電池素子１３をマトリックス状に配列して太陽電池素子群を成すが、この配列構成によれば、縦方向にてライン状に配列した太陽電池素子１３を接続用配線１６により接続し、これら接続用配線１６をさらに接続する、いわゆる横方向配線１７を太陽電池素子群の周囲に設ける。

このように透光性基板１１、受光面側充填材１２ａ、１２ｂ、横方向配線１７と接続用配線１６により接続した複数の太陽電池素子１３（太陽電池素子群）、裏面側充填材１４、裏面保護材１５を、この順に積層した構造にし、そして、ラミネーターと呼ばれる装置にセットし、減圧下で加熱しながら押圧し一体化する。

図２に示す太陽電池モジュールによれば、図１に示す太陽電池パネル部に対し、その外周部にモジュール枠１８を取り付けて、そのコーナー部分をビス止めし、モジュール枠１８を固定している。

この太陽電池モジュールにおいて、横方向配線１７は、太陽電池モジュールの外形寸法に太陽電池素子１３（太陽電池素子群）の配列を合わせるために設けられるものである。一方、図１および図２において、とくに結合配線（図６に示す結合配線９に相当する）が明示されていないが、この結合配線については直列又は並列に接続されている複数の太陽電池素子１３（太陽電池素子群）の端部の太陽電池素子において、極性の同じ接続配線１６同士を繋ぐために設けている。

これら横方向配線１７および結合配線は、通常、厚さ０．１〜０．３ｍｍ程度、幅２〜７ｍｍ程度の銅箔を用いて、その全面をハンダコートしたものを所要の長さに切断して用いている。

次に上記構成の太陽電池モジュールについて、各部材を詳述する。

前記透光性基板１１としては、ガラス材やポリカーボネート樹脂などの合成樹脂材からなる基板が用いられる。

ガラス板については、白板ガラス、強化ガラス、倍強化ガラス、熱線反射ガラスなどが用いられるが、一般的には厚さ３ｍｍ〜５ｍｍ程度の白板強化ガラスが使用される。

他方、ポリカーボネート樹脂などの合成樹脂からなる基板を用いた場合には、厚みが５ｍｍ程度のものが使用される。

受光面側充填材１２ａ、１２ｂおよび裏面側充填材（裏面側封止材）１４は、エチレン−酢酸ビニル共重合体（以下、エチレン−酢酸ビニル共重合体をＥＶＡと略す）から成り、厚さ０．４〜１ｍｍ程度のシート状形態のものが用いられる。これらはラミネート装置により減圧下で加熱加圧を行うことで、融着して他の部材と一体化する。

また、受光面側充填材１２ａ、１２ｂおよび裏面側充填材１４については、その酢酸ビニルの含有率は１０重量％以上４０重量％未満、最適には２０〜３０重量％にするのが望ましい。

酢酸ビニルの含有率が１０重量％未満になると、融点が高くなり、シート状に加工することが困難になる場合がある。一方、４０重量％以上になると成形後のＥＶＡシートが高流動となるという点で好ましくない。

受光面側充填材１２ａは、太陽電池素子１３上に積層される透明な受光面側封止材部分であることに対し、受光面側充填材１２ｂについては、白色もしくは着色した遮光性材により成す。すなわち、太陽電池素子１３と対向しない部位の全部または一部分を白色化もしくは着色化させる。

本例においては、図２に示すごとく、矩形状の太陽電池素子群において、その対向辺にそって、それぞれ受光面側充填材１２ｂを帯状に配置している。

このような受光面側充填材１２ｂの幅は、横方向配線１７および結合配線のある部分の太陽電池素子１３と透光性基板１１の端部の寸法とほぼ同じにするか、またはラミネート時に受光面側充填材１２ａが溶融したときにの広がりを考慮して、この寸法より２〜１０ｍｍ程度小さくしてもよい。

受光面側充填材（受光面側封止材部分）１２ａを構成するＥＶＡにおいては、着色させることで、太陽電池素子１３に入射する光量が減少し、発電効率が低下する傾向にあるので、透明とする。ただし、透明性が保たれている限りにおいて、着色化させてもよい。

受光面側充填材（受光面側封止材部分）１２ｂについては、ＥＶＡに酸化チタンや周知の顔料等を含有させることにより所要の色に着色させる。これにより、前記非透明性配線である横方向配線１７や結合配線（不図示）を覆い、受光面側から見えなくさせることができ、その結果、太陽電池モジュールの外観を良好なものとすることができる。

太陽電池素子１３については、厚み０．３〜０．４ｍｍ程度の単結晶シリコンや多結晶シリコン基板などからなる。そして、この基板の内部にＰＮ接合を形成し、さらに受光面と裏面には電極を設け、また、受光面には反射防止膜を設ける。

かかる基板の大きさについては、多結晶シリコン太陽電池において、およそ寸法１００〜１５０ｍｍ角程度であり、そして、このような太陽電池素子１３を複数個銅箔等の接続用配線１６により直列または並列に接続し太陽電池素子群と成す。

接続用配線１６については、太陽電池素子同士を電気的に接続するもので、通常、厚さ０．１ｍｍ程度、幅２ｍｍ程度の銅箔を用いて、その銅箔の全面をハンダコートし、そして、所要の長さに切断し、太陽電池素子１３の電極上にハンダ付けして用いる。

裏面側充填材（裏面側封止材）１４は、ＥＶＡなどの透明材により形成してもよいが、そのＥＶＡに酸化チタンや顔料等を含有させ、これによって所要の色に着色させてもよい。すなわち、裏面側充填材１４の色調は、太陽電池モジュールが設置される建築物やその周囲環境と調和した色調にしてもよい。

また、とくにビルの屋上や工場の屋根部分などあまり人目につかないところに設置される太陽電池モジュールでは、太陽電池モジュールの太陽電池素子１３と太陽電池素子１３の間の間隙などの太陽電池素子１３の無い部分に入射した光を反射し、この反射した光を透光性基板１１で再び反射し、太陽電池素子１３に入射させ、発電効率を向上させるとよい。その点で、光反射し易いよう（光の吸収や透過が起こりにくいよう）に白色化させるとよい。

また、本発明に係る裏面側充填材１４については、ＥＶＡ樹脂に、従来周知の顔料を混入させて着色することにより、太陽電池モジュールを固定する載置体、たとえば建物の壁や屋根等との色調面での調和を図ることができる。

たとえば、酸化チタン等により白色にすることで、太陽電池素子１３と太陽電池素子１３の間隙に入射した光などを、この白色のＥＶＡ樹脂で反射させることができ、この反射した光を、再度、ガラスなどの透光性基板１１の面で反射させ、太陽電池素子１３に入射させ、太陽電池素子１３の発電効率を向上させることができる。

このような光反射の効果は、裏面側充填材１４を透明材におり構成し、そして、裏面保護材１５の内面を白色にすることでも得られるが、裏面側充填材１４を白色にした方が透光性基板１１の面に近いため大きな効果が得られる。

なお、このような発電効率の向上という点については、裏面側充填材１４を白色化するのが望ましいが、白色以外に、光反射性が得られるような色調であれば、たとえば黄色、緑色、薄青色などに着色させてもよい。

裏面保護材１５については、水分を透過しないようにアルミ箔を挟持した耐候性を有するフッ素系樹脂シートやアルミナまたはシリカを蒸着したポリエチレンテレフタレ−ト（ＰＥＴ）シートなどが用いられる。

とくにＰＥＴ樹脂を使用した裏面保護材１５については、使用前にアニール処理を行っているため、ラミネート時の熱収縮がほとんど無く、裏面側充填材１４との間においても、ラミネート時に皺などが発生することが無くなるという点で好適である。

たとえばＰＥＴ樹脂材を用いた場合には、三層構造にするとよく、一番内側（裏面側充填材と接する面側）については、白色化もしくは着色化するためにＰＥＴ樹脂材に酸化チタンなどの顔料を入れ、その厚みを５０μｍにする。その外側に厚み１２μｍのＰＥＴシートにシリカを蒸着したものを貼る。シリカの蒸着は内側の白色ＰＥＴ樹脂材との間の片面のみで水分を通さないためである。その外側に雨などでＰＥＴ樹脂が加水分解しないように耐加水分解性の厚み５０μｍのＰＥＴシートを貼り合わせたものを用いる。

裏面保護材１５は水分を透過しないようにアルミ箔を挟持した耐候性を有するフッ素系樹脂シートやアルミナまたはシリカを蒸着したポリエチレンテレフタレ−ト（ＰＥＴ）シートなどが用いられる。

以上のとおり、透光性基板１１、透明な受光面側充填材１２ａ、白色または着色した受光面側充填材１２ｂ、横方向配線１７などを繋いだ接続用配線１６を接続した太陽電池素子１３、裏面側充填材１４、裏面保護材１５、を順次積層し、ラミネーターと呼ばれ装置にセットし、減圧下で加熱しながら押圧し一体化し、太陽電池パネルを作製する。

次にこの一体化した太陽電池パネルの４辺にモジュール枠１８を取り付ける。このモジュール枠１８は太陽電池モジュールに必要な強度やコストを考慮してアルミニウム金属材や合成樹脂などで作製する。

アルミニウム金属材で作製する場合には、アルミニウム材を押し出し成形し、その表面にアルマイト処理やクリヤ塗装を施す。

さらに、この太陽電池パネルの裏面側に太陽電池素子を外部回路に接続するための端子ボックス（不図示）を接着剤で取り付けて太陽電池モジュールが完成する。

以下、本発明の太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの設置構造において、その美観を向上させることについて、述べる。

本発明の太陽電池モジュールによれば、受光面側封止材１２（受光面側充填材１２ａと受光面側充填材１２ｂ）と、白色または着色した裏面側充填材４の双方が融着した部分が存在し、そして、その融着部分は各太陽電池素子１３の隙間ならびにモジュール枠１８と太陽電池素子１３の隙間が充填されている。本例においては、それを充填部と称する。

このような充填部によれば、受光面側充填材１２（とくに受光面側充填材１２ａ）と、着色化もしくは白色化した裏面側充填材（裏面側封止材）１４との組み合わせである。

本発明によれば、受光面側充填材１２ｂや充填部を着色させるに当り、受光面側外観や、太陽電池モジュールを設置する載置体、たとえば住宅や建築物、さらにはその周囲環境と調和させながら、色調を決めればよい。

ところで、シリコン結晶系の太陽電池素子１３の受光面側には、光反射を極力少なくするために反射防止膜（図示せず）を成膜するが、このような反射防止膜は、青色、紺色、黒色を呈していることが多い。

これらを使用して太陽電池モジュールを作製した場合、裏面側充填材１４に透明なものを使用し、さらに裏面保護材１５に白色のものを使用したりすると、青色等の太陽電池素子１３の間に白色がみえることになり、これを建物の屋上などに設置したときには、この太陽電池素子１３の間のこの白色が目立ち、建物全体の外観が低下するというように見なされる場合があった。

これに対し、たとえば受光面側充填材１２ｂや充填部（裏面側充填材１４）を太陽電池素子１３の受光面とほぼ同様の色調もしくは近似した色調にすることにより、太陽電池モジュールが目立つことが無くなり、太陽電池モジュールと建物の調和を図ることができる。

さらに建物の外壁や屋根部分の色調が茶色や緑色、灰色、赤紫などの場合には、これらの色調に対応して、上述の太陽電池素子１３の反射防止膜の屈折率や膜厚を調整することにより、太陽電池素子１３の受光面の色を茶色や緑色、灰色、赤紫にさせることができ、これらの色調に合わせて受光面側充填材１２ｂや充填部（裏面側充填材１４）を好みどおりに着色し、太陽電池モジュールを設置する建物との調和を図り、その装飾性を高めることができる。

反射防止膜については、たとえば、太陽電池素子を制作するに当たり、その工程中に設ける。

すなわち、太陽電池素子の受光面に設ける反射防止膜は、一例としてＰ型の太陽電池用シリコン基板に燐などのＮ型不純物を熱拡散させ、ＰＮ接合を形成した後であって、電極を形成する前に成膜する。

反射防止膜には、一例として窒化シリコンが用いられる。この窒化シリコン膜は、モノシランガスやアンモニアガスなどを原料ガスとして、プラズマＣＶＤ装置を用いて成膜する。また、このような層は、たとえば単層膜である。

かかる窒化シリコン膜を多結晶シリコン基板上に成膜したときの色調は、その屈折率と膜厚により決定される。すなわち、窒化シリコンを成膜するときの、プラズマＣＶＤにおけるガス条件（一般にモノシランガスの比率を上げると成膜した窒化シリコン膜の屈折率は上がる）や成膜時間などが要因になって、その屈折率と膜厚を決めることができ、これにより所要どおりの種々の色調を作り出すことができる。

また、本発明によれば、このように装飾性を高めるためには、裏面側充填材１４を着色化した場合において、ＥＶＡからなる受光面側充填材１２のメルトフローレートを、ＥＶＡからなる裏面側充填材１４のメルトフローレートに比べて大きくすることにより、その太陽電池モジュール内部に気泡やボイドが残ることがなくなり、外観をさらに向上させることができる。

なお、上述のような充填部によれば、透明な受光面側充填材１２ａと、着色化もしくは白色化した裏面側充填材１４との組み合わせでもって説明しているが、これに代えて透明な受光面側充填材１２と、透明な裏面側充填材１４とに対し、さらに白色化もしくは着色化した裏面保護材１５とを組み合わせても同様な作用効果を奏する。

その他の装飾例を説明する。

着色するその色調は、裏面側充填材１４または裏面保護材１５の色調と同じか同じ系統の色調であることが、太陽電池モジュール全体の色調を統一することができ、その外観が良好なものとなり望ましい。

たとえば、裏面側充填材１４を透明にして、裏面保護材１５を青色にした場合、太陽電池素子１３と太陽電池素子１３の間や端にある太陽電池素子１３とモジュール枠１８の間などから見えるのは、裏面保護材１５の青色となる。この場合では、受光面側充填材１２ｂの色調は、裏面保護材１５と同じ青色や同じ系統の紺色や空色とすることで、太陽電池モジュール全体の色調を統一することができる。また、裏面側充填材１４を赤色とした場合は、太陽電池素子１３と太陽電池素子１３の間や端にある太陽電池素子１３とモジュール枠１８の間などから見えるのは、裏面側充填材１４の赤色となる。この場合では、受光面側充填材１２ｂの色調は、裏面側充填材１４と同じ赤色や同じ系統のオレンジ色やピンク色とすることで太陽電池モジュール全体の色調を統一することができる。

（太陽電池モジュールの製造方法）
次に本発明の製造方向を述べる。

本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、下記のごとく、順次各工程（１）〜（５）を経るが、これによって得られた積層体を減圧下にて加熱加圧する。

しかも、本発明の製造方法によれば、太陽電池素子群に対向する部位に配した受光面側封止材部分を透明材により成し、前記太陽電池素子群の周辺部に対向する部位に配した受光面側封止材部分を遮光性材により成すように減圧下にて加熱加圧し、一体化する。

（１）工程：透光性基板の上に透明材および遮光性材からなる受光面側封止材を配する。

すなわち、矩形状の透光性基板１１の上に、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ樹脂）から成る矩形状の受光面側充填材１２ａと、帯状の受光面側充填材１２ｂを配する。受光面側充填材１２ｂは受光面側充填材１２ａの対向辺に配する。

（２）工程：上記受光面側封止材の上に複数の太陽電池素子を配列してなる太陽電池素子群を複数配する。

すなわち、受光面側充填材１２ａと受光面側充填材１２ｂとからなる受光面側封止材の上に複数の太陽電池素子を一列に配列してなる太陽電池素子群をさらに複数並べる。

（３）工程：上記太陽電池素子群を、たとえば接続用配線１６などの配線により電気的に接続するとともに、この配線のうち非透明性配線、たとえば横方向配線１７や結合配線（不図示）を太陽電池素子群の周辺部に設ける。

（４）工程：上記太陽電池素子群の上に白色化もしくは着色化した裏面側封止材を配する。

すなわち、太陽電池素子群の上に白色化もしくは着色化したＥＶＡ樹脂から成る矩形状の裏面側充填材１４を配する。

（５）工程：上記裏面側封止材（裏面側充填材１４）の上に裏面保護材１５を配する。

以上のような各工程を経て、透光性基板１１、受光面側封止材１２（受光面側充填材１２ａと受光面側充填材１２ｂ）、太陽電池素子群、裏面側充填材１４および裏面保護材１５による積層体を接着一体化するが、このようなラミネート前に各部材を積層する時には透光性基板１１からＥＶＡ樹脂がはみ出ないようにするのが望ましい。

そのため、裏面側充填材１４が受光側充填材１２を覆うような配置にするが、さらに透光性基板１１の周縁端部より内側に裏面側充填材１４の周縁端部が配置されるようにし、そして、裏面側充填材１４の周縁端部より内側に受光面側封止（充填）材１２の周縁端部が配置されるように積層する。

このような積層が終われば、この積層体をラミネーターと呼ばれる減圧状態で加熱しながら加圧する装置にセットした後、太陽電池モジュールの内部の空気を除去するために５０〜１５０Ｐａ程度に減圧し、１００〜２００℃の温度で１５分〜１時間加熱しながら加圧する。これによって、受光面側充填材１２と裏面側充填材１４が軟化し融着するため、各部材が接着し一体化し、太陽電池モジュールのパネル部を作製することができた。

次にこの一体化した太陽電池パネルの４辺にモジュール枠（図示せず）を取り付け、さらに、この太陽電池パネルの裏面側に端子ボックス（図示せず）を接着剤で取り付け、これによって太陽電池モジュールが完成する。

かくして本発明の太陽電池モジュールによれば、横方向配線１７や結合配線（不図示）である非透明性配線を、遮光性のある受光面側充填材（受光面側封止材部分）１２ｂにより覆うことで、受光面側から見えなくさせることができ、さらに所望どおりに着色化し、太陽電池モジュールの装飾性や美観を高めることができ、その結果、太陽電池モジュールを設置する載置体、たとえば住宅や建築物、さらにはその周囲環境と調和させることができた。

また、本発明の製造方法によれば、工程（１）にて、透光性基板１１の上に受光面側充填材１２（受光面側充填材１２ａと受光面側充填材１２ｂ）を配するだけでよいことから、ラミネーターに、透光性基板１１、受光面側充填材１２、太陽電池素子群、裏面側封止材（充填材）１４および裏面保護材１５から成る積層部材をセットするときのセット時間を短縮することができ、これにより、製造コストが低減できた。

本発明の上述した例によれば、太陽電池素子群の周辺部に対向する部位に配した受光面側封止材部分を遮光性材により成したことで、かかる本発明の目的が達成できるのであるが、そのような遮光性材には、その他、さまざまな構成にしてもよい。

たとえば、遮光性のある金属板やセラミックス板を太陽電池素子群の周辺部に対向する部位に配し、これによって白色化もしくは着色化してもよい。

（太陽電池モジュールの他の製造方法）
次に本発明の他の製造方向を述べる。

前述した製造方法によれば、（４）工程において、太陽電池素子群の上に白色化もしくは着色化した裏面側封止材を配しているが、これに代えて（５）工程において、白色化もしくは着色化した裏面保護材を用いる。

本発明の他の太陽電池モジュールの製造方法は、下記のごとく、順次各工程（１）〜（５）を経るが、これによって得られた積層体を減圧下にて加熱加圧する。

しかも、本発明の製造方法によれば、太陽電池素子群に対向する部位に配した受光面側封止材部分を透明材により成し、前記太陽電池素子群の周辺部に対向する部位に配した受光面側封止材部分を遮光性材により成すように減圧下にて加熱加圧し、一体化する。

（１）工程：透光性基板の上に透明材および遮光性材からなる受光面側封止材を配する。

すなわち、矩形状の透光性基板１１の上に、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ樹脂）から成る矩形状の受光面側充填材１２ａと、帯状の受光面側充填材１２ｂを配する。受光面側充填材１２ｂは受光面側充填材１２ａの対向辺に配する。

（２）工程：上記受光面側封止材の上に複数の太陽電池素子を配列してなる太陽電池素子群を複数配する。

すなわち、受光面側充填材１２ａと受光面側充填材１２ｂとからなる受光面側封止材の上に複数の太陽電池素子を一列に配列してなる太陽電池素子群を並べる。

（３）工程：各太陽電池素子群を、たとえば接続用配線１６などの配線により電気的に接続するとともに、この配線のうち非透明性配線、たとえば横方向配線１７や結合配線（不図示）を各太陽電池素子群の周辺部に設ける。

（４）工程：上記太陽電池素子群の上に裏面側封止材を配する。

すなわち、太陽電池素子群の上に透明なＥＶＡ樹脂から成る矩形状の裏面側充填材１４を配する。

（５）工程：上記裏面側封止材（裏面側充填材１４）の上に白色化もしくは着色化した裏面保護材１５を配する。

以上のような各工程を経て、透光性基板１１、受光面側封止材１２（受光面側充填材１２ａと受光面側充填材１２ｂ）、太陽電池素子群、裏面側充填材１４および裏面保護材１５による積層体を接着一体化する。

このような積層が終われば、この積層体をラミネーターと呼ばれる減圧状態で加熱しながら加圧する装置にセットした後、太陽電池モジュールの内部の空気を除去するために５０〜１５０Ｐａ程度に減圧し、１００〜２００℃の温度で１５分〜１時間加熱しながら加圧する。これによって、受光面側充填材１２と裏面側充填材１４が軟化し融着するため、各部材が接着し一体化し、太陽電池モジュールのパネル部を作製することができた。

次にこの一体化した太陽電池パネルの４辺にモジュール枠（図示せず）を取り付け、さらに、この太陽電池パネルの裏面側に端子ボックス（図示せず）を接着剤で取り付け、これによって太陽電池モジュールが完成する。

次に本発明の他の例を述べる。

太陽電池素子群に対向する部位に配した受光面側封止材部分を延在し、この延在部に遮光部を形成して成る遮光性材の一例を図３と図４により述べる。

図３は受光面側封止材の端部を示す要部拡大を示す断面概略図であり、図４は、このような受光面側封止材を用いた本発明の太陽電池モジュールにおける太陽電池パネル部の主要構造を示す概略断面図である。なお、図１と図２に示す太陽電池モジュールと同一個所には同一符号を付す。

前述した図１と図２に示す太陽電池モジュールにおいては、遮光性材として受光面側充填材１２ａとは別に受光面側充填材１２ｂを配設したが、これに代えて受光面側充填材２０ａを延在し、この延在部に遮光部２０ｂを形成している。

このような受光面側充填材２０ａは、たとえばＥＶＡなどの合成樹脂など重合架橋により透明となる受光面側封止材であり、遮光部２０ｂは、そのような合成樹脂に顔料等を含有させて着色化した受光面側封止材である。

このように着色した遮光部２０ｂは、前述した受光面側充填材１２ｂと同じ材料でよい。

また、着色した遮光部２０ｂは帯状に切断され、透明となる受光面側充填材２０ａの端部の所定の位置に、その遮光部２０ｂをラミネート前に予め融着している。この融着はたとえば超音波融着や熱融着である。

そして、前述した製造方法の（１）工程において、透光性基板１１の上に、そのように遮光部２０ｂが融着した受光面側充填材２０ａを配する。その他の製造工程は前述したとおりである。

本例においては、透明となる受光面側充填材２０ａの大きさは、透光性基板１１の大きさと同じか、もしくはラミネート装置における加熱加圧の影響で受光面側充填材２０ａが広がることがあることで、透光性基板１１より寸法を２〜１０ｍｍ程度小さくする。

また、着色した遮光部２０ｂの幅も一番外側にある太陽電池素子１３と透光性基板１１の間の寸法と同じか、もしくはラミネートにおける広がりを考慮して２〜１０ｍｍ程度小さくする。

このような透光性基板１１、透明な受光面側充填材２０ａ、着色した遮光部２０ｂ、横方向配線１７などを繋いだ接続用配線１６を接続した太陽電池素子１３、裏面側充填材１４、裏面保護材１５を順次積層し、ラミネーターにセットし、減圧下で加熱しながら押圧し一体化し、太陽電池パネルを作製する。

かくして本発明の太陽電池モジュールにおいても、横方向配線１７や結合配線（不図示）などである非透明性配線を、遮光部２０ｂにより覆うことで、受光面側から見えなくさせることができ、遮光部２０ｂや充填部を着色させるに当り、受光面側外観や、太陽電池モジュールを設置する載置体、たとえば住宅や建築物、さらにはその周囲環境と調和させながら、色調を決めればよく、その結果、太陽電池モジュールの装飾性や美観を高めることができ、太陽電池モジュールを設置する載置体、たとえば住宅や建築物、さらにはその周囲環境と調和させることができた。

また、本発明の製造方法によれば、工程（１）にて、透光性基板１１の上に受光面側封止材２０（受光面側充填材２０ａと遮光部２０ｂ）を配するだけでよいことから、ラミネーターに、透光性基板１１、受光面側封止材２０、太陽電池素子群、裏面側封止材（充填材）１４および裏面保護材１５から成る積層部材をセットするときのセット時間を短縮することができ、これにより、製造コストが低減できた。

さらにまた、透明となる受光面側充填材２０ａの端部の上に着色した遮光部２０ｂを予め融着したものを使用したことにより、ラミネーターに部材をセットするときに、前述したごとく、透明となる受光面側充填材１２ａと着色した受光面側充填材１２ｂを分けて別々にセットする工程に比べて、より時間を短縮することができる。

また、本例によれば、ラミネート後の太陽電池パネル部の仕上がり状態では、図１に示すごとく、透明となる受光面側充填材１２ａと着色した受光面側充填材１２ｂを並べて配置した場合には、ラミネーターでの減圧下での加熱加圧において、ＥＶＡが軟化溶融するため、透明となる受光面側充填材１２ａと着色した受光面側充填材１２ｂが互いに入り組み、その境目がきれいな直線上とならず、仕上がり状態は良好とならない場合があった。しかしながら、本例によれば、透明となる受光面側充填材２０ａの端部の上に着色した遮光部２０ｂを配置したことにより、ラミネート前の状態で着色した遮光部２０ｂの上部の面と太陽電池素子１３の上部の面がほぼ同じ高さになり、ラミネートにおいてＥＶＡが軟化溶融しても、太陽電池素子１３に着色した遮光部２０ｂの動きが堰き止められた状態となり、ラミネート後の太陽電池パネル部を受光面部から観ると、透明となる受光面側充填材２０ａと着色した遮光部２０ｂの境目がきれいな直線上となり、良好な仕上がり状況とすることができた。

透光性基板１１として、寸法１２８０×９８０ｍｍ、厚み３．２ｍｍの矩形状の白板強化ガラスを使用し、その上に図１と図２に示すごとく受光面側充填材１２ａと受光面側充填材１２ｂから成る矩形状の受光面側封止材１２（１２７４×９７４ｍｍ、厚み約０．９ｍｍ）をのせる。

その上に、約１５０ｍｍ角の多結晶シリコン太陽電池素子４８枚を、表面にハンダコートした銅箔で直列に接続して所定の位置にのせる。

そして、縦方向にてライン状に配列した太陽電池素子１３を接続用配線１６により接続し、太陽電池素子と成し、これら接続用配線１６をさらに接続する横方向配線１７を太陽電池素子群の周囲に設ける。しかも、直列又は並列に接続されている複数の太陽電池素子１３（太陽電池素子群）の端部の太陽電池素子において、結合配線により極性の同じ接続配線１６同士を繋ぐために設ける。

その上に白色化もしくは着色化した矩形状の裏面側充填材１４を乗せる。この裏面側充填材１４の寸法は１２７７×９７７ｍｍ、厚み０．７ｍｍである。

さらにその上に矩形状の裏面保護材１５をのせる。裏面保護材１５は、寸法１２８０×９８０ｍｍでシリカを蒸着したポリエチレンテレフタレ−ト（ＰＥＴ）シートを用いた。

このように重畳したものをラミネーターにセットし、約１００Ｐａ程度に減圧した後、１４０℃で１０分間加熱しながら加圧して、その後、１５０℃、４５分間加熱して架橋太陽電池モジュールを作製し、ラミネート後の太陽電池モジュールの出来具合を調べた。

そして、このような太陽電池モジュールによれば、さらに受光面側充填材（受光面側封止材）１２を重合架橋後透明になるものを用いたが、他方の裏面側充填材（受光面側封止材）１４および受光面側充填材１２ａについては、所要どおりに着色したものを用いた。

この太陽電池モジュールによれば、透光性基板１１から受光面側充填材１２や裏面側充填材１４のはみ出しが無く、また、ラミネート時での加圧により太陽電池素子１３の割れやカケの発生が無く、さらにまた、接着性の低下もなく、非常に良好な仕上がり状態であった。

そして、前記載置体である建物の外壁や屋根の上に固定し、裏面側充填材１４を着色し、太陽電池モジュールを設置する建物との調和を図り、その装飾性を高めることができた。

たとえば、シリコン結晶系の太陽電池素子１３の受光面側に成膜した反射防止膜について、それを青色、紺色、黒色の幾とおりにも着色して、さらに裏面側充填材１４と受光面側充填材１２ａについては、従来周知の顔料などを混入させて、前記の充填部や遮光性材に対し同様に青色、紺色、黒色に着色したことで、外観や装飾性を向上させることができた。

実施例１の太陽電池モジュールについて、前記載置体である建物の外壁や屋根に固定するに当り、その建物の外壁や屋根部分の色調が茶色や緑色、灰色、赤紫などの場合に、これらの色調に対応して、上述の太陽電池素子１３の反射防止膜の屈折率や膜厚を調整することにより、太陽電池素子１３の受光面の色を茶色や緑色、灰色、赤紫、あるいはそれらに近似した色調にして、さらにこれらの色調に合わせて裏面側充填材１４と受光面側充填材１２ａも従来周知の顔料などを混入させて所望どおりに着色し、その結果、太陽電池モジュールを設置する建物の外壁や屋根との調和を図り、その装飾性を高めることができた。

たとえば、裏面側充填材１４やと受光面側充填材１２ａを茶色や緑色、灰色、赤紫、あるいはそれらに近似した色調にしてもよい。

実施例１と実施例２については、色調を同様にすることで、美観や装飾性が得られるというものであるが、これに代えて、受光面側充填材１２ａ、載置体、太陽電池素子１３の面（反射防止膜）、裏面側充填材１４（充填部）の４者間を好みで、さまざまな色調に設定してもよい。そして、このようにして色調に調和を保ちながら、色合いをマッチさせ、美観や装飾性を高めてもよい。

たとえば、太陽電池素子の反射防止膜を赤紫色にして、さらに太陽電池モジュールに使用する裏面側充填材や受光面側充填材１２ａの色を赤色にして全体の色調を赤色にして、その上、太陽電池モジュールを住宅の黒色の屋根などに設置することで、シックな感じを出してもよい。

あるいは、緑色の住宅の屋根に全体が茶色の太陽電池モジュールを設置し、落ち着いた感じを出してもよい。

さらにまた、白色系もしくは明るい裏面側封止材１４（充填部）や受光面側充填材１２ａを用いた場合には、そこでの光反射が増大し、太陽電池モジュールの発電効率が上がるが、さらには意匠という観点で、さらに有効に成すことができる。

たとえば、灰色の太陽電池素子を使用し、白色の裏面側充填材１４（充填部）や受光面側充填材１２ａを用いた場合、灰色の太陽電池素子の間から裏面側充填材１４や受光面側充填材１２ａの白色が見えるが、載置体を構成するコンクリート材の色合いが灰色に近いことで、太陽電池モジュールが浮き出たり、突出した様相にならず、調和させることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更や改良等はなんら差し支えない。

たとえば太陽電池素子は単結晶や多結晶シリコンなどの結晶系太陽電池に限定されるものではなく、薄膜系太陽電池などでも適用可能である。

また、本例においては、図２に示すごとく、矩形状の太陽電池素子群において、その対向辺にそって、それぞれ受光面側充填材１２ｂを帯状に配置しているが、これに代えて矩形状の太陽電池パネルに対応して、その額縁状を成す構造でもよい。

また、矩形状の太陽電池モジュールでもって説明したが、これ以外に寄せ棟屋根などに適した台形、３角形や６角形などの太陽電池モジュールでもよい。

さらにまた、載置体、太陽電池素子１３の面（反射防止膜）、裏面側充填材１４（充填部）や遮光性材（受光面側充填材１２ａ）の４者における色調については、上述した実施例は一例にすぎず、これら以外にも、さらにさまざまな色調にしてもよく、利用者の好みにて種々選択することができる。

本発明の太陽電池モジュールの太陽電池パネル部分の構造の一例を示す概略断面図である。 本発明の太陽電池モジュールの受光面側の外観の一例を示す平面図である。 本発明の太陽電池モジュールに係る他の例であり、受光面側封止材の端部を示す要部拡大図である。 本発明の他の太陽電池モジュールの太陽電池パネル部分の構造の一例を示す概略断面図である。 従来の太陽電池モジュールの太陽電池パネル部分の構造の一例を示す概略断面図である。 従来の太陽電池モジュールの受光面側の外観の一例を示す平面図である。

符号の説明

１、１１・・・透光性基板
２・・・受光面側充填材
３、１３・・・太陽電池素子
４、１４・・・裏面側充填材
５、１５・・・裏面保護材
６、１６・・・接続用配線
７、１７・・・横方向配線
８、１８・・・モジュール枠
９・・・結合配線
１２ａ、１２ｂ、２０ａ・・・受光面側充填材
２０ｂ・・・遮光部

Claims (5)

1. 透光性基板の上に受光面側封止材、複数の太陽電池素子を配列してなる太陽電池素子群、白色化もしくは着色化した裏面側封止材ならびに裏面保護材を順次積層し、各太陽電池素子を電気的に接続する配線のうち非透明性配線を太陽電池素子群の周辺部に設け、さらに前記太陽電池素子群に対向する部位に配した受光面側封止材部分を透明材により成し、前記太陽電池素子群の周辺部に対向する部位に配した受光面側封止材部分を白色化もしくは着色化した遮光性材により成したことを特徴とする太陽電池モジュール。
2. 透光性基板の上に受光面側封止材、複数の太陽電池素子を配列してなる太陽電池素子群、透明化した裏面側封止材および白色化もしくは着色化した裏面保護材を順次積層し、各太陽電池素子を電気的に接続する配線のうち非透明性配線を太陽電池素子群の周辺部に設け、さらに前記太陽電池素子群に対向する部位に配した受光面側封止材部分を透明材により成し、前記太陽電池素子群の周辺部に対向する部位に配した受光面側封止材部分を白色化もしくは着色化した遮光性材により成したことを特徴とする太陽電池モジュール。
3. 前記遮光性材は前記太陽電池素子群に対応する部位に配した受光面側封止材部分を延在し、この延在部に遮光部を形成して成ることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
4. 順次下記（１）〜（５）の各工程を経た後、減圧下にて加熱加圧し、太陽電池素子群に対向する部位に配した受光面側封止材部分を透明材により成し、前記太陽電池素子群の周辺部に対向する部位に配した受光面側封止材部分を白色化もしくは着色化した遮光性材により成すようにして一体化したことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
   （１） 透光性基板の上に透明材および遮光性材からなる受光面側封止材を配する。
   （２） 上記受光面側封止材の上に複数の太陽電池素子を配列してなる太陽電池素子群を複数配する。
   （３） 上記太陽電池素子群を配線により電気的に接続するとともに、この配線のうち非透明性配線を太陽電池素子群の周辺部に設ける。
   （４） 上記太陽電池素子群の上に白色化もしくは着色化した裏面側封止材を配する。
   （５） 上記裏面側封止材の上に裏面保護材を配する。
5. 順次下記（１）〜（５）の各工程を経た後、減圧下にて加熱加圧し、太陽電池素子群に対向する部位に配した受光面側封止材部分を透明材により成し、前記太陽電池素子群の周辺部に対向する部位に配した受光面側封止材部分を白色化もしくは着色化した遮光性材により成すようにして一体化したことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
   （１） 透光性基板の上に透明材および遮光性材からなる受光面側封止材を配する。
   （２） 上記受光面側封止材の上に複数の太陽電池素子を配列してなる太陽電池素子群を複数配する。
   （３） 上記太陽電池素子群を配線により電気的に接続するとともに、この配線のうち非透明性配線を太陽電池素子群の周辺部に設ける。
   （４） 上記太陽電池素子群の上に裏面側封止材を配する。
   （５） 上記裏面側封止材の上に白色化もしくは着色化した裏面保護材を配する。

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