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JP5867356B2 - 太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、太陽電池モジュールの製造方法に関する。
太陽電池モジュールの高効率化及び２０年から３０年超の長期信頼性を確保するための方策として、封止材に着目した報告や提案がなされている。高効率化という点においては、現在、封止材の主流であるエチレン−酢酸ビニル共重合体（以下、ＥＶＡと略す）と比較してシリコーンが波長３００−４００ｎｍ付近の光透過率特性に基づく内部量子効率の優位性が報告され（例えば非特許文献１参照）、また実際にＥＶＡとシリコーンを封止材に用いた際の出力電力の比較実験も報告されている（例えば非特許文献２参照）。
もともとシリコーンを封止材として用いることは、既に１９７０年代前半に宇宙用の太陽電池を作製するうえで成し遂げられていることだが、それを地上用途向けに製造するにあたり、シリコーンのコストの問題や封止する際の作業性の問題があったために、当時低コストでかつフィルムで供給可能なＥＶＡに置き換わったという経緯がある。
しかし、近年太陽電池の高効率化や長期信頼性が改めてクローズアップされると同時に、シリコーンの封止材としての性能（例えば低モジュラス性、高透明性、高耐候性など）が見直され、シリコーンを用いた新しい封止方法も様々提案されている。
例えば、特許文献１では、有機ポリシロキサン主体のホットメルトタイプのシートでの封止が提案されている。しかし、高透明性を維持したまま単層のシート状に加工するのは難しく、例えば１ｍｍ前後の厚みに加工するためには、その「脆さ」故に注型法やプレス法などの加工方法に限られ、量産向きではない。また、その「脆さ」を改善するためにはフィラー等の充填材を混合して成形性を向上することができるが、そうすると高透明性が保持できなくなる欠点がある。特許文献２では、基板上にコーティングされた液状のシリコーン材料上又はシリコーン材料中に、接続された太陽電池を多軸ロボットにより配置し、その後でシリコーン材料を硬化することにより気泡を取り込まずに封入することが提案されている。また、特許文献３では、移動可能なプレートを有したセルプレスを使用し、真空下で太陽電池セルを硬化あるいは半硬化のシリコーン上に配置することにより気泡を取り込まずに封入することが提案されている。一方、特許文献４では、ガラス基板に封止材、太陽電池素子、シリコーン液状物質を配置し、最後に裏面保護基板を重ねて仮積層体とし、室温の真空下で加圧密着させて密封する方法が提案されているが、この方法では太陽電池モジュールの実用サイズへの展開は難しい可能性がある。しかし、いずれの方法においても、太陽電池セル封止工程の前後で、液状のシリコーン材料を塗布あるいは配置する工程があるため、現行のＥＶＡによる封止工程と大きく異なり、それが太陽電池モジュール製造業界においてシリコーンを封止材料として投入することを大きく妨げている。つまり、いずれの方法も従来の太陽電池の封止方法とは大きく異なり、現行の量産装置では対処できない可能性がある。
特表２００９−５１５３６５号公報 特表２００７−５２７１０９号公報 特表２０１１−５１４６８０号公報 国際公開第２００９／０９１０６８号
Ｓ．Ｏｈｌ， Ｇ．Ｈａｈｎ， "Ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｑｕａｎｔｕｍ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｗｏ−ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｓｉｌｉｃｏｎｅ ａｓ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｎｔ ｍａｔｅｒｉａｌ"， Ｐｒｏｃ． ２３rd， ＥＵ ＰＶＳＥＣ， Ｖａｌｅｎｃｉａ（２００８）， ｐｐ．２６９３−２６９７ Ｂａｒｒｙ Ｋｅｔｏｌａ， Ｃｈｒｉｓ Ｓｈｉｒｋ， Ｐｈｉｌｉｐ Ｇｒｉｆｆｉｔｈ， Ｇａｂｒｉｅｌａ Ｂｕｎｅａ， "ＤＥＭＯＮＳＴＲＡＴＩＯＮ ＯＦ ＴＨＥ ＢＥＮＥＦＩＴＳ ＯＦ ＳＩＬＩＣＯＮＥ ＥＮＣＡＰＳＵＬＡＴＩＯＮ ＯＦ ＰＶ ＭＯＤＵＬＥＳ ＩＮ Ａ ＬＡＲＧＥ ＳＣＡＬＥ ＯＵＴＤＯＯＲ ＡＲＲＡＹ"， Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
本発明の目的は、太陽電池セルストリングスをシリコーンを封止材として封止する際に、シリコーンゲルシートを用いることにより、従来の太陽電池モジュール製造装置を使用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。
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を行った結果、太陽電池モジュールの太陽光受光面側パネル、及び太陽光受光面と反対側のパネル又はバックシートに、それぞれシリコーンゲルシートを貼り付けた後、受光面側又はその反対側のパネルのシリコーンゲルシート上に太陽電池セルストリングス、及びその外周部分に沿って額縁状にブチルゴムを配置し、受光面パネルと反対側にパネル又はバックシートを重ね合わせた上で、１００〜１５０℃で真空下押圧により太陽電池セルストリングスをシリコーンゲルシートに挟み込んで太陽電池モジュールを製造することにより、シリコーンを封止材料として用いるための塗布装置が不要であり、かつ従来の太陽電池モジュール製造装置である真空ラミネーターを使用できるという利点が得られることを知見したものである。
即ち、本発明は下記の太陽電池モジュールの製造方法を提供する。
〔１〕
太陽光入射面となる透明受光面パネルの一面にシリコーンゲルシートを貼付する工程と、
太陽光入射面と反対側の非受光面パネル又はバックシートの一面にシリコーンゲルシートを貼付する工程と、
上記受光面パネル、又は非受光面パネル又はバックシートのシリコーンゲルシート上に太陽電池セルストリングスを配置すると共に、その外周部に沿ってブチルゴムを額縁状に配置する工程と、
上記受光面パネルと非受光面パネル又はバックシートとをシリコーンゲルシートを内側にして重ね合わせ、１００〜１５０℃で真空下押圧して、太陽電池セルストリングスをシリコーンゲルシートにより封止すると共に、ブチルゴムにより上記受光面パネルと非受光面パネル又はバックシートとを圧着する工程と
を含み、シリコーンゲルシートが、
（Ａ）下記平均組成式（１）：
Ｒ a Ｒ 1 b ＳｉＯ (4-a-b)/2 （１）
（式中、Ｒは独立にアルケニル基であり、Ｒ 1 は独立に脂肪族不飽和結合を含まない非置換又は置換の１価炭化水素基であり、ａは０．０００１〜０．２の正数であり、ｂは１．７〜２．２の正数であり、但しａ＋ｂは１．９〜２．４である。）
で表される、一分子中にケイ素原子に結合したアルケニル基を少なくとも１個有するオルガノポリシロキサン、
（Ｂ）一分子中にケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも２個有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン、及び
（Ｃ）白金系触媒
を含有するシリコーンゲル組成物を硬化して得られるシリコーンゲルのシートであり、このシリコーンゲルの針入度が３０〜２００であり、シリコーンゲルシートの厚さが３００〜１，０００μｍであることを特徴と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、太陽光入射面側の透明受光面パネル、及び太陽光入射面と反対側の非受光面パネル又はバックシートにそれぞれシリコーンゲルシートを貼り付け、受光面又は非受光面側のパネルのシリコーンゲルシート上に太陽電池セルストリングスを配置し、同時にその外周部分に沿って額縁状にブチルゴムを配置し、受光面パネルと非受光面パネル又はバックシートを重ね合わせた上で、１００〜１５０℃で真空下押圧により太陽電池セルストリングスをシリコーンゲルシートに封止する、つまり、太陽電池セルストリングスをシリコーンゲルシートを貼った受光面側の透明受光面パネル及び非受光面パネル又はバックシートにより封止する工程において、従来のＥＶＡフィルムを用いる太陽電池モジュール製造装置である真空ラミネーターを使用できるので、従来のシリコーン封止された太陽電池モジュールを製造するために必要とされた、液状シリコーンを塗布するための装置を用意することなく太陽電池モジュールを製造することができる。
受光面パネル及び非受光面パネル又はバックシートに基材に積層されたシリコーンゲルシートを貼着した状態を示す断面図である。 図１の状態におけるシリコーンゲルシートから基材を剥離した状態の断面図である。 図２の状態における受光面パネル上に太陽電池セルストリングスを配置すると共に、その外周部に沿ってブチルゴムを配置した状態の断面図である。 真空ラミネーターにより太陽電池セルストリングスをシリコーンゲルシートで封止した太陽電池モジュールの断面図である。
以下、本発明の太陽電池モジュールの製造方法の好適な態様について説明する。
本発明の太陽電池モジュールの製造方法には、太陽電池セルストリングスを封止するためにシリコーンゲルシートを用いる。
ここで、シリコーンゲルシートを得る場合は、基材にシリコーンゲル組成物を塗工し、これを硬化してシリコーンゲル層を形成し、必要によりシリコーンゲル層上に保護シートを剥離可能に被覆するものである。なお、基材としては、シリコーンゲル層（シリコーンゲルシート）と剥離可能なものを用いることが好ましく、上記基材としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルム、紙、布等のフレキシブルな薄肉シート状の材料が用いられ、通常はロール状に巻き付けられたものを用いる。この基材上に、下記シリコーンゲル材料（組成物）をコーティング装置により連続的に塗布する。なお、コーティング装置としては、コンマコーター、リバースコーター、バーコーター、ダイコーター等公知の装置が用いられる。コーティング装置により基材上にシリコーンゲル材料を塗布した後、１００〜３００℃で５分程度加熱して硬化させることにより、シリコーンゲルシートが形成される。加熱温度の範囲としては、好ましくは１２０〜２００℃である。このように形成されたシリコーンゲルシートのシリコーンゲル側の表面に保護シートを貼り合わせることにより、シリコーンゲルシートが保護されて、その取り扱いが容易になる。保護シートの材料としては、基材の材料と同様、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルム、紙、布等のフレキシブルな薄肉シート状の材料が用いられる。
シリコーンゲルシートの厚みは実用上２００〜１，０００μｍの範囲で調整することが好ましく、より好ましくは３００〜８００μｍの範囲である。膜厚が２００μｍより薄いと、低モジュラス・低硬度といったシリコーンゲル硬化物の特徴を発揮できなくなり、半導体基板からなる太陽電池素子をパネルの間に挟み込んで製造する工程において太陽電池素子にクラックが入ったり、特に温度昇降が発生する屋外環境下においては、太陽電池素子表面の配線接続部との線膨張係数及びモジュラスの違いを吸収できなくなり、太陽電池素子の脆化を招く可能性がある。一方、膜厚が１，０００μｍより厚いと、硬化するための時間を要し、またシリコーンゲルの使用量も増えるためにコスト高になる可能性がある。
更に、シリコーンゲルの硬化後の針入度は、ＪＩＳ Ｋ２２２０で規定される１／４コーンによる針入度で３０〜２００であることが好ましく、より好ましくは４０〜１５０の範囲である。針入度が３０より小さいと、低モジュラス・低硬度といったシリコーンゲル硬化物の特徴を発揮できなくなり、半導体基板からなる太陽電池素子をパネルの間に挟み込んで製造する工程において太陽電池素子にクラックが入ったり、特に温度昇降が発生する屋外環境下においては、太陽電池素子表面の配線接続部との線膨張係数及びモジュラスの違いを吸収できなくなり、太陽電池素子の脆化を招く可能性がある。一方、針入度が２００を超えると、シリコーンゲル硬化物としての形態を保持できなくなり、流動してしまう。
次に、シリコーンゲル組成物について説明する。シリコーンゲル組成物はその架橋方法が湿気硬化型、ＵＶ硬化型、有機過酸化物硬化型、白金系触媒を用いる付加硬化型のいずれであってもよいが、シリコーンゲルとしては、副生成物がなく、変色の少ない付加硬化型シリコーンゲル組成物の硬化物からなることが好ましい。即ち、用いるシリコーンゲル組成物は、
（Ａ）下記平均組成式（１）：
ＲaＲ1 bＳｉＯ(4-a-b)/2 （１）
（式中、Ｒは独立にアルケニル基であり、Ｒ1は独立に脂肪族不飽和結合を含まない非置換又は置換の１価炭化水素基であり、ａは０．０００１〜０．２の正数であり、ｂは１．７〜２．２の正数であり、但しａ＋ｂは１．９〜２．４である。）
で表される、一分子中にケイ素原子に結合したアルケニル基を少なくとも１個有するオルガノポリシロキサン、
（Ｂ）一分子中にケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも２個有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン、及び
（Ｃ）白金系触媒
を含有する。
（Ａ）成分は、シリコーンゲル組成物の主剤（ベースポリマー）である。該（Ａ）成分は、上記平均組成式（１）で表される、一分子中にケイ素原子に結合したアルケニル基（本明細書中において「ケイ素原子結合アルケニル基」という）を少なくとも１個、好ましくは２個以上有するオルガノポリシロキサンである。
上記式（１）中、Ｒは独立に、通常炭素原子数２〜６、好ましくは２〜４、より好ましくは２〜３のアルケニル基である。その具体例としては、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、イソブテニル基等が挙げられ、好ましくはビニル基である。Ｒ1は独立に脂肪族不飽和結合を含まない非置換又は置換の１価炭化水素基であり、その炭素原子数は、通常１〜１０、好ましくは１〜６である。その具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、デシル基等のアルキル基；フェニル基、トリル基等のアリール基；ベンジル基、フェニルエチル基等のアラルキル基；これらの基の水素原子の一部又は全部を、塩素、臭素、フッ素等のハロゲン原子で置換したクロロメチル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基等が挙げられる。中でも合成が容易であることから、メチル基、フェニル基又は３，３，３−トリフルオロプロピル基が好ましい。
また、ａは０．０００１〜０．２の正数であることが必要であり、好ましくは０．０００５〜０．１の正数である。ｂは１．７〜２．２の正数であることが必要であり、好ましくは１．９〜２．０２の正数である。但しａ＋ｂは１．９〜２．４の範囲を満たすことが必要であり、好ましくは１．９５〜２．０５の範囲である。
本成分は、一分子中にケイ素原子結合アルケニル基を少なくとも１個有することが必要であり、好ましくは２〜５０個、より好ましくは２〜１０個有する。このケイ素原子結合アルケニル基の条件を満たすように前記ａ及びｂの値を選択すればよい。
本成分のオルガノポリシロキサンの分子構造は特に限定されず、直鎖状であっても、例えば、ＲＳｉＯ3/2単位（Ｒは前記と同様）、Ｒ1ＳｉＯ3/2単位（Ｒ1は前記と同様）、ＳｉＯ2単位等を含む分岐状であってもよいが、下記一般式（１ａ）：
Figure 0005867356
 （式中、Ｒ2は独立に脂肪族不飽和結合を含まない非置換又は置換の１価炭化水素基であり、Ｒ3は独立に脂肪族不飽和結合を含まない非置換又は置換の１価炭化水素基又はアルケニル基であり、但し少なくとも１個のＲ3はアルケニル基である。分子鎖両末端のＲ3のいずれかがアルケニル基である場合には、ｋは４０〜１，２００の整数であり、ｍは０〜５０の整数であり、ｎは０〜５０の整数であり、分子鎖両末端のＲ3のいずれもがアルケニル基でない場合には、ｋは４０〜１，２００の整数であり、ｍは１〜５０、特に２〜５０の整数であり、ｎは０〜５０の整数であり、但しｍ＋ｎは１以上、好ましくは２以上である。）
で表されるオルガノポリシロキサン、即ち主鎖が基本的にジオルガノシロキサン単位の繰り返しからなり、分子鎖両末端がトリオルガノシロキシ基で封鎖された直鎖状のジオルガノポリシロキサンであることが好ましい。
上記式（１ａ）中、Ｒ2で表されるアルケニル基以外の脂肪族不飽和結合を含まない非置換又は置換の１価炭化水素基は、通常炭素原子数１〜１０、好ましくは１〜６のものである。その具体例としては、Ｒ1で例示したものが挙げられる。中でも合成が容易であることから、メチル基、フェニル基又は３，３，３−トリフルオロプロピル基が好ましい。
また、Ｒ3で表される脂肪族不飽和結合を含まない非置換又は置換の１価炭化水素基は、通常炭素原子数１〜１０、好ましくは１〜６のものである。その具体例としては、Ｒ1で例示したものが挙げられる。中でも合成が容易であることから、メチル基、フェニル基又は３，３，３−トリフルオロプロピル基が好ましい。Ｒ3で表されるアルケニル基は、通常炭素原子数２〜６、好ましくは２〜４、より好ましくは２〜３のものである。その具体例としては、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、イソブテニル基等が挙げられ、好ましくはビニル基である。
上記式（１ａ）中、分子鎖両末端のＲ3のいずれかがアルケニル基である場合には、ｋは１００〜１，０００の整数であり、ｍは０〜４０の整数であり、ｎは０であることが好ましく、分子鎖両末端のＲ3のいずれもアルケニル基でない場合には、ｋは１００〜１，０００の整数であり、ｍは２〜４０の整数であり、ｎは０であることが好ましい。
上記式（１ａ）で表されるオルガノポリシロキサンとしては、例えば、両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖メチルトリフルオロプロピルポリシロキサン、両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルトリフルオロプロピルシロキサン共重合体、両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルトリフルオロプロピルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・ビニルメチルシロキサン共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・ビニルメチルシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖ビニルメチルシロキサン・メチルトリフルオロプロピルシロキサン共重合体、末端トリメチルシロキシ基・ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、末端トリメチルシロキシ基・ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、末端トリメチルシロキシ基・ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、末端トリメチルシロキシ基・ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・ジフェニルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、末端トリメチルシロキシ基・ジメチルビニルシロキシ基封鎖メチルトリフルオロプロピルポリシロキサン、末端トリメチルシロキシ基・ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルトリフルオロプロピルシロキサン共重合体、末端トリメチルシロキシ基・ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルトリフルオロプロピルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、両末端メチルジビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、両末端メチルジビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、両末端メチルジビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、両末端メチルジビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、両末端メチルジビニルシロキシ基封鎖メチルトリフルオロプロピルポリシロキサン、両末端メチルジビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルトリフルオロプロピルシロキサン共重合体、両末端メチルジビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルトリフルオロプロピルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、両末端トリビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、両末端トリビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、両末端トリビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、両末端トリビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、両末端トリビニルシロキシ基封鎖メチルトリフルオロプロピルポリシロキサン、両末端トリビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルトリフルオロプロピルシロキサン共重合体、両末端トリビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルトリフルオロプロピルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体等が挙げられる。
本成分のオルガノポリシロキサンの粘度は、特に限定されないが、組成物の取り扱い作業性、得られる硬化物の強度及び流動性が良好となる点から、回転粘度計による２５℃の粘度が５０〜１００，０００ｍＰａ・ｓであることが好ましく、１，０００〜５０，０００ｍＰａ・ｓであることがより好ましい。
次に、（Ｂ）成分は、上記（Ａ）成分と反応し、架橋剤として作用するものである。該（Ｂ）成分は、一分子中にケイ素原子に結合した水素原子（即ち、ＳｉＨ基（ヒドロシリル基）を意味し、本明細書中において「ケイ素原子結合水素原子」という）を少なくとも２個有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンである。このオルガノハイドロジェンポリシロキサンが一分子中に有するケイ素原子結合水素原子は、好ましくは２〜３０個、より好ましくは２〜１０個、特に好ましくは２〜５個である。
本成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサン中に含有されるケイ素原子結合水素原子は、分子鎖末端及び分子鎖途中のいずれに位置していてもよく、この両方に位置するものであってもよい。また、その分子構造は特に限定されず、直鎖状、環状、分岐状及び三次元網状構造（樹脂状）のいずれであってもよい。
本成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサン一分子中のケイ素原子の数（即ち、重合度）は、通常２０〜１，０００個であるが、組成物の取り扱い作業性及び得られる硬化物の特性（低弾性率、低応力）が良好となる点から、好ましくは４０〜１，０００個、より好ましくは４０〜４００個、更に好ましくは６０〜３００個、特に好ましくは１００〜３００個、最も好ましくは１６０〜３００個である。
また、粘度は、回転粘度計による２５℃の粘度が通常１０〜１００，０００ｍＰａ・ｓ、好ましくは２００〜５０，０００ｍＰａ・ｓ、より好ましくは５００〜２５，０００ｍＰａ・ｓであって、室温（２５℃）で液状のものが好適に使用される。
本成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、下記平均組成式（２）：
Ｒ4 cＨdＳｉＯ(4-c-d)/2 （２）
（式中、Ｒ4は独立に脂肪族不飽和結合を含まない非置換又は置換の１価炭化水素基であり、ｃは０．７〜２．２の正数であり、ｄは０．００１〜０．５の正数であり、但しｃ＋ｄは０．８〜２．５である。）
で表されるものが好適に用いられる。
上記式（２）中、Ｒ4は独立に脂肪族不飽和結合を含まない非置換又は置換の１価炭化水素基であり、その炭素原子数は、通常１〜１０、好ましくは１〜６である。その具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、へキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等のアルキル基；フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基；ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等のアラルキル基；これらの基の水素原子の一部又は全部を、塩素、臭素、フッ素等のハロゲン原子で置換した３，３，３−トリフルオロプロピル基等が挙げられる。中でも好ましくはアルキル基、アリール基、３，３，３−トリフルオロプロピル基であり、より好ましくはメチル基、フェニル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基である。
また、ｃは１．０〜２．１の正数であることが好ましく、ｄは０．００１〜０．１の正数であることが好ましく、０．００５〜０．１の正数であることがより好ましく、０．００５〜０．０５の正数であることが更に好ましく、０．００５〜０．０３の正数であることが特に好ましく、また、ｃ＋ｄは１．０〜２．５の範囲を満たすことが好ましく、１．５〜２．２の範囲を満たすことが特に好ましい。
上記式（２）で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、例えば、メチルハイドロジェンシロキサン・ジメチルシロキサン環状共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジメチルシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、（ＣＨ3）2ＨＳｉＯ1/2単位と（ＣＨ3）3ＳｉＯ1/2単位とＳｉＯ4/2単位とからなる共重合体、（ＣＨ3）2ＨＳｉＯ1/2単位とＳｉＯ4/2単位とからなる共重合体、（ＣＨ3）2ＨＳｉＯ1/2単位と（Ｃ6Ｈ5）3ＳｉＯ1/2単位とＳｉＯ4/2単位とからなる共重合体等が挙げられる。
本成分の配合量は、（Ａ）成分１００質量部に対して、少なくとも１質量部、好ましくは少なくとも３質量部である。上限を考慮した場合には、好ましくは１５〜５００質量部であり、より好ましくは２０〜５００質量部であり、更に好ましくは３０〜２００質量部である。本成分の配合量は、前記条件を満たすと同時に、（Ａ）成分中のケイ素原子結合アルケニル基１個あたり本成分中のケイ素原子結合水素原子が、０．３〜２．５個となる量であることが必要であり、好ましくは０．５〜２個、より好ましくは０．６〜１．５個となる量である。この配合量が１質量部より少ない場合には、得られる硬化物はオイルブリードが発生しやすいものとなる。ケイ素原子結合水素原子が０．３個より少ない場合には、架橋密度が低くなりすぎ、得られる組成物が硬化しなかったり、硬化しても硬化物の耐熱性が低下することがあり、２．５個より多い場合には、脱水素反応による発泡の問題が生じたり、得られる硬化物の耐熱性が低下したり、オイルブリードが発生することがある。
更に、（Ｃ）成分については、前記（Ａ）成分中のケイ素原子結合アルケニル基と前記（Ｂ）成分中のケイ素原子結合水素原子との付加反応を促進させるための触媒として使用されるものである。該（Ｃ）成分は白金系触媒（白金又は白金系化合物）であり、公知のものを使用することができる。その具体例としては、白金ブラック、塩化白金酸、塩化白金酸等のアルコール変性物；塩化白金酸とオレフィン、アルデヒド、ビニルシロキサン又はアセチレンアルコール類等との錯体等が例示される。
本成分の配合量は有効量でよく、所望の硬化速度により適宜増減することができるが、通常、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の合計量に対して、白金原子の質量で、通常０．１〜１，０００ｐｐｍ、好ましくは１〜３００ｐｐｍの範囲である。この配合量が多すぎると得られる硬化物の耐熱性が低下する場合がある。
シリコーンゲル組成物は、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分（任意成分が配合される場合には、任意成分も含む）を常法に準じて混合することにより調製することができる。その際に、混合される成分を必要に応じて２パート又はそれ以上のパートに分割して混合してもよく、例えば、（Ａ）成分の一部及び（Ｃ）成分からなるパートと、（Ａ）成分の残部及び（Ｂ）成分からなるパートとに分割して混合することも可能である。
上記シリコーンゲル組成物を硬化してシリコーンゲルを得る場合、その硬化条件は、常法により８０〜１５０℃で５〜３０分間であることが好ましい。
次に、得られたシリコーンゲルシートを用いた太陽電池モジュール製造工程について説明する。
まず、シリコーンゲルシートに保護フィルムが貼着している場合、この保護フィルムを剥離した後、太陽光入射面となる透明受光面パネルの一面（太陽電池モジュールを作製した場合の内面）にシリコーンゲルシートを貼り付ける。その際、後の工程でブチルゴムを配置するスペースとして５〜２０ｍｍのスペースを額縁状に残しておく。同様にして、受光面と反対側の非受光面パネル又はバックシートに貼着するシリコーンゲルシートを、保護フィルムを剥離した後、該パネル又はバックシートの一面（内面）に貼り付ける。その際も後の工程でブチルゴムを配置するスペースとして５〜２０ｍｍのスペースを額縁状に残しておく（図１参照）。
なお、図１において、１は透明受光面パネル、２は非受光面パネル又はバックシートであり、３はシリコーンゲルシート、４は基材である。
次に、受光面側及びその反対側のパネル又はバックシートに貼り付けたシリコーンゲルシートの基材を剥離した後（図２）、受光面側パネルに貼り付けたシリコーンゲル上に太陽電池セルストリングスを配置し、同時に、受光面パネル外周部に沿って幅５〜２０ｍｍの額縁状にブチルゴムを配置する（図３）。なお、図中、５は太陽電池セルストリングス、６はブチルゴムを示す。
この場合、上記とは逆に、最初に受光面と反対側の非受光面パネル又はバックシートのシリコーンゲルシート上に太陽電池セルストリングスを配置し、同時に、受光面と反対側の非受光面パネル又はバックシート外周部に幅５〜２０ｍｍの額縁状にブチルゴムを配置してもよい。なお、太陽電池セルにおいては、単結晶シリコン及び／又は多結晶シリコンを用いて太陽電池セルとするもので、太陽電池セルストリングスは太陽電池セルをタブ線で接続したものである。
ここで、上記受光面パネルにおいては、透明性、耐候性、耐衝撃性をはじめとして屋外使用において長期の信頼性能を有する部材が必要であり、例えば白板強化ガラス、アクリル樹脂、フッ素樹脂又はポリカーボネート樹脂等があるが、一般的には厚さ３〜５ｍｍ程度の白板強化ガラスが広く用いられている。
また、ここで用いるブチルゴムは、ホットメルトアプリケーターにより予めテープ状あるいは紐状に加工したものであり、通常市販されているタイプでもよいが、次の工程で真空ラミネートする際に１００〜１５０℃の温度をかけるため、その温度領域で形状を保つことができるホットメルトタイプのブチルゴムが好ましく、例えば横浜ゴム製Ｍ−１５５Ｐが用いられる。
次に、太陽電池セルストリングス及びブチルゴムが配置された受光面パネルの上に、シリコーンゲルシートが貼り付けられた受光面と反対側の非受光面パネル又はバックシートを配置して、真空ラミネーターにて減圧真空下、受光面側のシリコーンゲルシート面と、受光面と反対側のシリコーンゲルシート面の間の空気を除去した後、１００〜１５０℃に加温して１〜５分間大気圧で押圧し、額縁状に配置したブチルゴムを圧着することにより、太陽電池モジュールを製造する（図４）。この際には、予め受光面側又は受光面と反対側のシリコーンゲルシート表面に、プラズマ照射処理あるいはエキシマ光照射処理を行い、シリコーンゲル表面を活性化した上で真空下加温して押圧してもよい。
ここで、受光面と反対側の非受光面パネルにおいては、太陽電池セルストリングスの温度を効率よく放熱することが求められ、材料としてガラス材、合成樹脂材、金属材又はそれらの複合部材が挙げられる。ガラス材の例としては、青板ガラス、白板ガラス又は強化ガラス等が挙げられ、合成樹脂材としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂又はエポキシ樹脂等が挙げられる。また、金属材としては、銅、アルミニウム又は鉄等が挙げられ、複合材としては、シリカをはじめ、酸化チタン、アルミナ、窒化アルミニウムなど高い熱伝導性を有する材料を担持した合成樹脂等が挙げられる。
なお、太陽光入射の反対側の非受光面パネルにおいては、太陽光を入射させるパネルと共に透明性を有する部材を用いることにより、太陽光の直達光及び散乱光の一部を太陽光入射の反対面側に透過させることができ、例えば草原などに設置した場合、太陽電池モジュールの入射面と反対側の、つまり本来日陰となってしまう部分にも太陽光の一部が照射されることにより植物の生育を促し、家畜の放牧等にも利用できる。
また、バックシートを用いる場合には、具体的にはＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体）フィルム、ＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）フィルム等のフッ素樹脂フィルム、またアルミ箔やＰＥＴをＰＶＦのシートで挟み込んだりした積層シートなどを用いることができる。
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明する。実施例中、「部」は「質量部」を表し、「％」は「質量％」を表し、「Ｖｉ」は「ビニル基」を表す。また、粘度は回転粘度計による２５℃での値である。
［参考例１］
粘度が１０，０００ｍＰａ・ｓの両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン１００部、下記式（３）：
Figure 0005867356
 で表される粘度が１０，０００ｍＰａ・ｓの両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体６３部（（Ａ）成分中のケイ素原子結合アルケニル基１個あたりの（Ｂ）成分中のケイ素原子結合水素原子の個数（以下、Ｈ／Ｖｉという）は１．０５であった）、及び白金原子として１％含有する塩化白金酸ビニルシロキサン錯体のジメチルポリシロキサン溶液０．０５部を均一に混合した後、得られた組成物をオーブンにより１５０℃で３０分間加熱して針入度７５の硬化物を得た。なお、針入度については、ＪＩＳ Ｋ２２２０で規定される１／４コーンによる針入度であり、（株）離合社製、自動針入度試験器、ＲＰＭ−１０１を用いて測定した。
次に、上記材料を用いてシリコーンゲルシートを作製した。コンマコーターに上記材料を投入して、基材である厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に塗布し、全体の厚さが２５０μｍになるように調整した。更に塗布されたフィルムは、１５０℃のオーブンで３０分間硬化させた。このシリコーンゲルシートのシリコーンゲル側には保護フィルムを貼り合せてシリコーンゲルシートのロールを得た。
このシリコーンゲルシートのロールより３２０ｍｍ×３４０ｍｍの大きさでシートを２枚切り出した。まず、２枚ともシリコーンゲルシートの保護フィルムを剥離した後、３４０ｍｍ×３６０ｍｍ、３．２ｍｍ厚の白板強化ガラスに外周１０ｍｍ幅のスペースを残して貼り付けた。貼り付け後、それぞれのシリコーンゲルシート表面のＰＥＴ基材を剥離した後、表面に１７２ｎｍのエキシマ光を照射した。次いで受光面側のシリコーンゲルシート表面に単結晶の太陽電池セルストリングスを配置し、更に上記外周１０ｍｍ幅スペース部分に額縁状に直径６ｍｍの紐状のブチルゴムを配置した。これを真空ラミネーターに設置して、その上に上記受光面と反対側のシリコーンゲルシートを貼った白板強化ガラスを被せて、真空下１２０℃、５分間大気圧で押圧して太陽電池セルストリングスを封止して太陽電池モジュールＡを製造した。
（太陽電池素子のクラック評価）
太陽電池モジュールＡの素子のクラックの評価を行った。評価は常法により目視又はＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）発光法で行った。
（過酷劣化試験評価）
太陽電池モジュールＡのＰＣＴ（プレッシャー・クッカー・テスト）による過酷劣化試験を行った。条件は温度１２５℃、湿度９５％、２．１気圧で１００時間行い、試験後、ＥＬ発光法によるクラック評価、目視によるタブ線の腐食の有無の評価、目視によるモジュール内の水分の侵入の有無の評価を行った。
［実施例１］
参考例１で得られた均一な混合液をコンマコーターに投入して、基材である厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に塗布し、全体の厚さが５５０μｍになるように調整した。次いで参考例１と同様にして太陽電池モジュールＢを製造し、太陽電池素子のクラック評価及び過酷劣化試験を行った。
［実施例２］
参考例１で得られた均一な混合液をコンマコーターに投入して、基材である厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に塗布し、全体の厚さが８５０μｍになるように調整した。次いで参考例１と同様にして太陽電池モジュールＣを製造し、太陽電池素子のクラック評価及び過酷劣化試験を行った。
［参考例２］
粘度が１２，０００ｍＰａ・ｓの両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン１００部、下記式（４）：
Figure 0005867356
 で表される粘度が２，０００ｍＰａ・ｓの両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体２５部（Ｈ／Ｖｉは１．３であった）、及び白金原子として１％含有する塩化白金酸ビニルシロキサン錯体のジメチルポリシロキサン溶液０．０５部を均一に混合した後、得られた組成物をオーブンにより１５０℃で３０分間加熱して針入度４０の硬化物を得た。
次に、コンマコーターに上記材料を投入して、基材である厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に塗布し、全体の厚さが２５０μｍになるように調整した。次に切り出したシリコーンゲルシート２枚のうち１枚を保護フィルムを剥離した後、バックシートとして３４０ｍｍ×３６０ｍｍ、２５μｍ厚のＥＴＦＥフィルムに外周１０ｍｍ幅のスペースを残して貼り付けた他は参考例１と同様にして太陽電池モジュールＤを製造し、太陽電池素子のクラック評価及び過酷劣化試験を行った。
［実施例３］
参考例２で得られた均一な混合液をコンマコーターに投入して、基材である厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に塗布し、全体の厚さが５５０μｍになるように調整した。次いで参考例２と同様にして太陽電池モジュールＥを製造し、太陽電池素子のクラック評価及び過酷劣化試験を行った。
［実施例４］
参考例２で得られた均一な混合液をコンマコーターに投入して、基材である厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に塗布し、全体の厚さが８５０μｍになるように調整した。次いで参考例２と同様にして太陽電池モジュールＦを製造し、太陽電池素子のクラック評価及び過酷劣化試験を行った。
［参考例３］
下記式（５）：
Figure 0005867356
 で表される粘度が１０，０００ｍＰａ・ｓの両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体１００部に対して、下記式（６）：
Figure 0005867356
 で表される粘度が６，０００ｍＰａ・ｓの両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン４０部（Ｈ／Ｖｉは０．９５であった）、及び白金原子として１％含有する塩化白金酸ビニルシロキサン錯体のジメチルポリシロキサン溶液０．０５部を均一に混合した後、得られた組成物をオーブンにより１５０℃で３０分間加熱して針入度１２０の硬化物を得た。
次に、コンマコーターに上記材料を投入して、基材である厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に塗布し、全体の厚さが２５０μｍになるように調整した。次に参考例１と同様にして太陽電池モジュールＧを製造し、太陽電池素子のクラック評価及び過酷劣化試験を行った。
［実施例５］
参考例３で得られた均一な混合液をコンマコーターに投入して、基材である厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に塗布し、全体の厚さが５５０μｍになるように調整した。次いで参考例３と同様にして太陽電池モジュールＨを製造し、太陽電池素子のクラック評価及び過酷劣化試験を行った。
［実施例６］
参考例３で得られた均一な混合液をコンマコーターに投入して、基材である厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に塗布し、全体の厚さが８５０μｍになるように調整した。次いで参考例３と同様にして太陽電池モジュールＩを製造し、太陽電池素子のクラック評価及び過酷劣化試験を行った。
［実施例７］
シリコーンゲルシート２枚のうち１枚を参考例１で得られた均一な混合液を用いて実施例１と同様にコンマコーターで基材に塗布して全体の厚さが５５０μｍになるように調整し、これを受光面側とし、もう１枚を参考例２で得られた均一な混合液を用いて実施例３と同様に全体の厚さが５５０μｍになるように調整し、これを受光面と反対側のパネルとした他は参考例１と同様にして太陽電池モジュールＪを製造し、太陽電池素子のクラック評価及び過酷劣化試験を行った。
［比較例１］
参考例２で得られた均一な混合液をコンマコーターに投入して、基材である厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に塗布し、全体の厚さが５５０μｍになるように調整した。このシリコーンゲルシートのロールより３４０ｍｍ×３６０ｍｍの大きさでシートを２枚切り出した。次いで額縁状にブチルゴムを配置しない他は参考例２と同様にして太陽電池モジュールＫを製造し、太陽電池素子のクラック評価及び過酷劣化試験を行った。
［比較例２］
厚さ５００μｍのＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体；酢酸ビニル含有率２８％）の透明フィルム２枚を用いて、従来法に基づき２枚の３４０ｍｍ×３６０ｍｍの白板強化ガラス基板の間に単結晶シリコン太陽電池素子を、真空ラミネーターを用いて減圧真空下、１２０℃に加温して、３０分間で溶融圧着することにより封止し、太陽電池モジュールＬを製造し、太陽電池素子のクラック評価及び過酷劣化試験を行った。
各条件を表にまとめると同時に、クラック評価及び過酷劣化試験の結果を記す。
以上の結果を表１に示す。
Figure 0005867356
１ 透明受光面パネル
２ 非受光面パネル又はバックシート
３ シリコーンゲルシート
４ 基材
５ 太陽電池セルストリングス
６ ブチルゴム

Claims (1)

  1. 太陽光入射面となる透明受光面パネルの一面にシリコーンゲルシートを貼付する工程と、
    太陽光入射面と反対側の非受光面パネル又はバックシートの一面にシリコーンゲルシートを貼付する工程と、
    上記受光面パネル、又は非受光面パネル又はバックシートのシリコーンゲルシート上に太陽電池セルストリングスを配置すると共に、その外周部に沿ってブチルゴムを額縁状に配置する工程と、
    上記受光面パネルと非受光面パネル又はバックシートとをシリコーンゲルシートを内側にして重ね合わせ、１００〜１５０℃で真空下押圧して、太陽電池セルストリングスをシリコーンゲルシートにより封止すると共に、ブチルゴムにより上記受光面パネルと非受光面パネル又はバックシートとを圧着する工程と
    を含み、シリコーンゲルシートが、
    （Ａ）下記平均組成式（１）：
    Ｒ a Ｒ 1 b ＳｉＯ (4-a-b)/2 （１）
    （式中、Ｒは独立にアルケニル基であり、Ｒ 1 は独立に脂肪族不飽和結合を含まない非置換又は置換の１価炭化水素基であり、ａは０．０００１〜０．２の正数であり、ｂは１．７〜２．２の正数であり、但しａ＋ｂは１．９〜２．４である。）
    で表される、一分子中にケイ素原子に結合したアルケニル基を少なくとも１個有するオルガノポリシロキサン、
    （Ｂ）一分子中にケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも２個有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン、及び
    （Ｃ）白金系触媒
    を含有するシリコーンゲル組成物を硬化して得られるシリコーンゲルのシートであり、このシリコーンゲルの針入度が３０〜２００であり、シリコーンゲルシートの厚さが３００〜１，０００μｍであることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
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