WO2012046565A1 - フレキシブル太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents
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- B32—LAYERED PRODUCTS
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Definitions
- the present invention continuously seals solar cell elements without requiring a crosslinking step, does not generate wrinkles or curls, and is a flexible solar cell excellent in adhesiveness between the solar cell elements and the solar cell sealing sheet.
- the present invention relates to a method for manufacturing a flexible solar cell module, which can manufacture a module with high efficiency.
- a rigid solar cell module based on glass and a flexible solar cell module based on a polyimide or polyester heat-resistant polymer material or a stainless thin film are known.
- flexible solar cell modules have been attracting attention because of their ease of transportation and construction due to reduction in thickness and weight, and resistance to impact.
- Such a flexible solar cell module is a flexible solar cell element in which a photoelectric conversion layer made of a silicon semiconductor or a compound semiconductor having a function of generating a current when irradiated with light is laminated in a thin film on a flexible substrate.
- the upper and lower surfaces are sealed by laminating solar cell encapsulating sheets.
- the said solar cell sealing sheet is for preventing the impact from the outside, or preventing corrosion of a solar cell element.
- the solar cell encapsulating sheet has an adhesive layer formed on a transparent sheet, and an ethylene-vinyl acetate (EVA) resin has been conventionally used for the adhesive layer for encapsulating the solar cell element.
- EVA ethylene-vinyl acetate
- Patent Document 1 ethylene-vinyl acetate
- non-EVA-based resins such as silane-modified olefin resins has been studied as the adhesive layer of the solar cell encapsulating sheet (see, for example, Patent Document 2).
- the method for producing the flexible solar cell module is a method of laminating a flexible solar cell element and a solar cell encapsulating sheet in advance after cutting them into a desired shape, and laminating and integrating them by vacuum lamination in a stationary state. It has been done from the past. In such a vacuum laminating method, there has been a problem that the bonding process takes time and the manufacturing efficiency of the solar cell module is low.
- a roll-to-roll method As a method for producing the flexible solar cell module, a roll-to-roll method has been studied in terms of being excellent in mass production (for example, see Patent Document 3).
- the roll-to-roll method uses a roll in which a film-like solar cell encapsulating sheet is wound, and the solar cell encapsulating sheet unwound from the roll is narrowed by using a pair of rolls, thereby obtaining a solar cell.
- This is a method for continuously manufacturing flexible solar cell modules by performing thermocompression bonding to the element and sealing. According to such a roll-to-roll method, it can be expected to continuously manufacture flexible solar cell modules with extremely high efficiency.
- the present invention continuously seals solar cell elements without the need for a crosslinking step, does not cause wrinkles or curls, and adheres between the solar cell elements and the solar cell sealing sheet. It aims at providing the manufacturing method of a flexible solar cell module which can manufacture the flexible solar cell module excellent in in high efficiency.
- the present invention includes a step of thermocompression bonding a solar cell encapsulating sheet by constricting it using at least a light receiving surface of a solar cell element having a photoelectric conversion layer disposed on a flexible substrate using a pair of heat rolls.
- the solar cell encapsulating sheet is a resin obtained by graft-modifying an ⁇ -olefin-ethylene copolymer having an ⁇ -olefin content of 1 to 25% by weight with maleic anhydride on a fluororesin sheet.
- a method for producing a flexible solar cell module comprising an adhesive layer made of a maleic anhydride-modified olefin resin having a total maleic anhydride content of 0.1 to 3% by weight.
- the present invention seals a solar cell element using a solar cell encapsulating sheet having an adhesive layer made of a specific component and a fluororesin sheet, thereby preventing wrinkles and curling from occurring.
- a flexible solar cell module having excellent adhesion between the stop sheet and the solar cell element is continuously produced by a roll-to-roll method. That is, the present inventors seal a solar cell element with a solar cell sealing sheet in which an adhesive layer made of an olefin resin graft-modified with a specific maleic anhydride is formed on a fluorine-based resin sheet.
- thermocompression bonding can be performed in a short time at a relatively low temperature, and solar cell elements can be continuously sealed by a roll-to-roll method, thereby completing the present invention.
- a solar cell encapsulating sheet is narrowed by using a pair of heat rolls on at least a light receiving surface of a solar cell element in which a photoelectric conversion layer is disposed on a flexible substrate.
- the solar cell encapsulating sheet has an adhesive layer made of maleic anhydride-modified olefin resin on a fluorine resin sheet.
- the maleic anhydride-modified olefin resin is a resin obtained by graft-modifying an ⁇ -olefin-ethylene copolymer having an ⁇ -olefin content of 1 to 25% by weight with maleic anhydride, and maleic anhydride.
- the total content of is 0.1 to 3% by weight.
- a flexible solar cell module can be suitably manufactured by a roll-to-roll method by using the solar cell sealing sheet which has the contact bonding layer which consists of such specific resin.
- the ⁇ -olefin-ethylene copolymer is a copolymer of an ⁇ -olefin and ethylene.
- the ⁇ -olefin preferably has 3 to 10 carbon atoms, and more preferably 4 to 8 carbon atoms, in order to lower the melting point and improve flexibility by improving the amorphous nature of the resin.
- Specific examples of the ⁇ -olefin include propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene and 1-octene. Of these, 1-butene, 1-hexene and 1-octene are preferable.
- the ⁇ -olefin-ethylene copolymer is preferably a butene-ethylene copolymer, a hexene-ethylene copolymer, or an octene-ethylene copolymer.
- the ⁇ -olefin-ethylene copolymer has an ⁇ -olefin content of 1 to 25% by weight.
- the ⁇ -olefin content is less than 1% by weight, the flexibility of the solar cell encapsulating sheet is lowered, and the melting point of the solar cell encapsulating sheet is increased. Heating is required, and wrinkles and curls are likely to occur.
- the ⁇ -olefin content exceeds 25% by weight, the crystallinity or fluidity of the solar cell encapsulating sheet becomes non-uniform and distortion occurs, or the melting point of the solar cell encapsulating sheet itself becomes too low.
- the preferable lower limit of the ⁇ -olefin content is 10% by weight, and the preferable upper limit is 20% by weight.
- the content of the ⁇ -olefin in the ⁇ -olefin-ethylene copolymer can be determined from the spectrum integrated value of 13 C-NMR. Specifically, for example, when 1-butene is used, a spectral integral value derived from the 1-butene structure obtained in deuterated chloroform at around 10.9 ppm, 26.1 ppm, or 39.1 ppm, and around 26.9 ppm. , 29.7 ppm vicinity, 30.2 ppm vicinity, 33.4 ppm vicinity, it calculates using the spectrum integral value derived from the ethylene structure. For spectral attribution, known data such as a polymer analysis handbook (edited by the Analytical Society of Japan, published by Asakura Shoten, 2008) may be used.
- a known method is used as a method of graft-modifying the ⁇ -olefin-ethylene copolymer with maleic anhydride.
- a composition containing the ⁇ -olefin-ethylene copolymer, maleic anhydride, and a radical polymerization initiator is supplied to an extruder and melt-kneaded, and then the maleic anhydride is added to the copolymer.
- a melt modification method in which an acid is graft-polymerized or a solution is prepared by dissolving the ⁇ -olefin-ethylene copolymer in a solvent, and maleic anhydride and a radical polymerization initiator are added to the solution to add the copolymer.
- examples thereof include a solution modification method in which maleic anhydride is graft-polymerized to the polymer.
- the melt modification method is preferable because it can be mixed in an extruder and has excellent productivity.
- the radical polymerization initiator used in the graft modification method is not particularly limited as long as it is conventionally used for radical polymerization. Specific examples include benzoyl peroxide, cumene hydroperoxide, diisopropyl peroxydicarbonate, cumyl peroxyneodecanoate, cumyl peroxy octoate, azobisisobutyronitrile and the like.
- the maleic anhydride-modified olefin resin has a total maleic anhydride content of 0.1 to 3% by weight.
- the adhesiveness with respect to the solar cell element of the said solar cell sealing sheet falls that the total content of the said maleic anhydride is less than 0.1 weight%. If the total maleic anhydride content exceeds 3% by weight, the maleic anhydride-modified olefin resin is cross-linked and a gel is generated during the production of the solar cell encapsulating sheet, making it impossible to produce the encapsulating sheet. Or the extrusion moldability of the solar cell encapsulating sheet may be reduced.
- the minimum with preferable total content of the said maleic anhydride is 0.2 weight%, and a preferable upper limit is 1.5 weight%, and it is more preferable that it is less than 1.0 weight%.
- the total maleic anhydride content was determined from the absorption intensity around 1790 cm ⁇ 1 by preparing a test film using the maleic anhydride-modified olefin resin and measuring the infrared absorption spectrum of the test film. Can be calculated.
- the total content of maleic anhydride in the maleic anhydride-modified olefin resin is, for example, FT-IR (Fourier Transform Infrared Spectrometer Nicolet 6700 FT-IR) Polymer Analysis Handbook ( It can be measured by a known measurement method described in the Japan Analytical Chemical Society, published by Asakura Shoten, 2008).
- FT-IR Fastier Transform Infrared Spectrometer Nicolet 6700 FT-IR
- the maleic anhydride-modified olefin resin preferably has a maximum peak temperature (Tm) of an endothermic curve measured by differential scanning calorimetry of 80 to 125 ° C. If the maximum peak temperature (Tm) of the endothermic curve is lower than 80 ° C, the heat resistance of the solar cell encapsulating sheet may be reduced. When the maximum peak temperature (Tm) of the endothermic curve is higher than 125 ° C., the heating time of the solar cell encapsulating sheet in the encapsulating process becomes long, and the productivity of the solar cell module is reduced, or the solar cell element There is a risk that the sealing of the resin becomes insufficient.
- Tm maximum peak temperature
- the maximum peak temperature (Tm) of the endothermic curve is more preferably 83 to 110 ° C.
- the maximum peak temperature (Tm) of the endothermic curve measured by the differential scanning calorimetry can be measured according to the measurement method defined in JIS K7121.
- the maleic anhydride-modified olefin resin preferably has a melt flow rate (MFR) of 0.5 g / 10 min to 29 g / 10 min.
- MFR melt flow rate
- the melt flow rate is less than 0.5 g / 10 minutes, strain remains in the sealing sheet during the production of the solar cell encapsulating sheet, and the module may be curled after the solar cell module is produced. If it exceeds 29 g / 10 minutes, it is easy to draw down during the production of the solar cell encapsulating sheet, and it is difficult to produce a sheet having a uniform thickness. It becomes easy to produce a pinhole etc. in a sheet
- the melt flow rate is more preferably 2 g / 10 min to 10 g / 10 min.
- the melt flow rate of the maleic anhydride-modified olefin resin is a value measured at a load of 2.16 kg in accordance with ASTM D1238, which is a method for measuring the melt flow rate of a polyethylene resin.
- the maleic anhydride-modified olefin resin preferably has a viscoelastic storage elastic modulus at 30 ° C. of 2 ⁇ 10 8 Pa or less.
- a viscoelastic storage elastic modulus at 30 ° C. exceeds 2 ⁇ 10 8 Pa, the flexibility of the solar cell encapsulating sheet is lowered and the handleability is lowered, or the solar cell element is replaced by the solar cell encapsulating sheet.
- the upper limit is more preferably 1.5 ⁇ 10 8 Pa.
- the maleic anhydride-modified olefin resin preferably has a viscoelastic storage elastic modulus at 100 ° C. of 5 ⁇ 10 6 Pa or less.
- the viscoelastic storage elastic modulus at 100 ° C. exceeds 5 ⁇ 10 6 Pa, the adhesion of the solar cell encapsulating sheet to the solar cell element may be reduced.
- the viscoelastic storage elastic modulus at 100 ° C. is too low, the solar cell encapsulating sheet is pressed by a pressing force when the solar cell element is encapsulated by the solar cell encapsulating sheet to produce a solar cell module.
- the lower limit is preferably 1 ⁇ 10 4 Pa because there is a risk that the solar cell encapsulating sheet will be greatly fluidized and the thickness of the solar cell encapsulating sheet may become uneven.
- the upper limit is more preferably 4 ⁇ 10 6 Pa.
- the viscoelastic storage elastic modulus of the maleic anhydride-modified olefin resin refers to a value measured by a dynamic property test method based on JIS K6394.
- the adhesive layer further contains a silane compound.
- the silane compound By containing the silane compound, the adhesiveness between the adhesive layer and the solar cell element surface can be further improved.
- the said contact bonding layer contains the silane compound which has an epoxy group.
- the silane compound having an epoxy group particularly high heat resistance can be imparted to the obtained flexible solar cell module while sufficiently exhibiting high mass productivity of the roll-to-roll method.
- the solar cell encapsulating sheet whose surface has an embossed shape previously formed is thermocompression bonded to the solar cell element, the embossed shape is easily maintained.
- the maleic anhydride group in the maleic anhydride-modified olefin resin reacts with the epoxy group of the silane compound having an epoxy group, and the silane compound is taken into the side chain of the resin. .
- the silane compounds in the side chains form siloxane bonds by hydrolysis condensation, and a crosslinked structure is formed between the resins. That is, the silane compound having an epoxy group also serves as a crosslinking agent for the maleic anhydride-modified olefin resin. By forming a crosslinked structure between the resins, it is considered that the elastic modulus at high temperature is improved and the heat resistance is increased.
- the silane compound having an epoxy group may have at least one epoxy group such as an aliphatic epoxy group or an alicyclic epoxy group in the molecule.
- the silane compound having an epoxy group is preferably a silane compound represented by the following general formula (I).
- R 1 represents a 3-glycidoxypropyl group or 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl group
- R 2 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms
- R 3 represents Represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms
- n is 0 or 1.
- R 1 represents a 3-glycidoxypropyl group represented by the following formula (II) or a 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl group represented by the following formula (III).
- R 2 is not particularly limited as long as it is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group.
- a methyl group and an ethyl group are preferable, and a methyl group is more preferable. preferable.
- R 3 is not particularly limited as long as it is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. Examples thereof include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group, and a methyl group is preferable.
- n is 0 or 1, and it is preferable that it is 0.
- Examples of the silane compound represented by the general formula (I) include 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, and 3-glycidide.
- 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane), 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3 -Glycidoxypropylmethyldiethoxysilane is preferred.
- silane compounds represented by the above general formula (I) are Z-6040 (3-glycidoxypropyltrimethoxysilane) and Z6043 (2- (3,4-epoxycyclohexyl) manufactured by Toray Dow Corning. Ethyltrimethoxysilane), Shin-Etsu Silicone KBE-403 (3-glycidoxypropyltriethoxysilane), KBM-402 (3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane), KBE-402 (3-glycidide) Xylpropylmethyldiethoxysilane) and the like.
- the content of the silane compound in the adhesive layer is preferably 0.05 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the maleic anhydride-modified olefin resin.
- the adhesiveness of a solar cell sealing sheet may fall that content of the said silane compound is less than 0.05 weight part.
- the solar cell encapsulating sheet is strongly contracted, which may cause wrinkles or generate a gel to impair the appearance of the sheet.
- the minimum with more preferable content of the said silane compound is 0.1 weight part, and a more preferable upper limit is 1.5 weight part.
- the viscosity of the adhesive layer resin is increased by the crosslinking reaction of the maleic anhydride-modified olefin resin, and the handleability during extrusion molding is reduced.
- the low density polyethylene may be a linear low density polyethylene, specifically, a copolymer of ethylene and ⁇ -olefin.
- the said adhesive layer may further contain additives, such as a light stabilizer, a ultraviolet absorber, and a heat stabilizer, in the range which does not impair the physical property.
- additives such as a light stabilizer, a ultraviolet absorber, and a heat stabilizer, in the range which does not impair the physical property.
- the method for producing the adhesive layer includes melting and kneading the maleic anhydride-modified olefin resin, the silane compound, and an additive that is added as necessary to an extruder at a predetermined weight ratio. And a method of producing an adhesive layer by extruding into a sheet form from an extruder.
- the adhesive layer preferably has a thickness of 80 to 700 ⁇ m. There exists a possibility that the insulation of a flexible solar cell module cannot be hold
- the preferable lower limit of the thickness of the adhesive layer is 150 ⁇ m, and the preferable upper limit is 400 ⁇ m.
- the solar cell encapsulating sheet is obtained by forming the adhesive layer on a fluororesin sheet.
- the fluororesin sheet is not particularly limited as long as it is excellent in transparency, heat resistance, and flame retardancy.
- Tetrafluoroethylene-ethylene copolymer ETFE
- ECTFE ethylene chlorotrifluoroethylene resin
- PCTFE Polychlorotrifluoroethylene resin
- PVDF polyvinylidene fluoride resin
- FAP polyvinylidene fluoride resin
- FAP polyvinylidene fluoride resin
- PVDF tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer
- FAP polyvinyl fluoride resin
- PVDF tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene
- FEP tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene
- PVDF polyvinylidene fluoride resin
- ETFE tetrafluoroethylene-ethylene copolymer
- PVF polyvinyl fluoride resin
- the fluororesin sheet preferably has a thickness of 10 to 100 ⁇ m. If the thickness of the fluororesin sheet is less than 10 ⁇ m, insulation may not be ensured or flame retardancy may be impaired. If the thickness of the fluororesin sheet exceeds 100 ⁇ m, the weight of the flexible solar cell module may increase, which is economically disadvantageous. A more preferable lower limit of the thickness of the fluororesin sheet is 15 ⁇ m, and a more preferable upper limit is 80 ⁇ m.
- the solar cell encapsulating sheet can be produced by laminating and integrating the fluororesin sheet and the adhesive layer.
- the method of laminating and integrating is not particularly limited, for example, a method of forming by extrusion laminating the fluororesin sheet on one surface of the adhesive layer, or a coextrusion of the adhesive layer and the fluororesin sheet. And the like.
- the extrusion setting temperature is preferably 30 ° C. or more from the melting point of the fluorine resin and the maleic anhydride-modified olefin resin and less than 30 ° C. from the decomposition temperature.
- the solar cell encapsulating sheet is preferably an integral laminate in which the adhesive layer and the fluororesin sheet are simultaneously formed and laminated by a co-extrusion process.
- the solar cell encapsulating sheet preferably has an embossed shape on the surface.
- the solar cell encapsulating sheet preferably has an embossed shape on the surface that becomes the light receiving surface when applied. More specifically, when the flexible solar cell module is manufactured, it is preferable that the fluororesin sheet surface of the solar cell sealing sheet on the light receiving surface side has an embossed shape.
- the embossed shape may be a regular uneven shape or a random uneven shape.
- the embossed shape may be embossed before being bonded to the solar cell element, embossed after being bonded to the solar cell element, or simultaneously molded in the step of bonding to the solar cell element. May be. Among them, it is preferable to form by embossing before bonding to the solar cell element because there is no unevenness of emboss transfer and a uniform emboss shape can be obtained.
- a flexible solar cell element is sealed by a roll-to-roll method using a solar cell encapsulating sheet having an embossed shape on the surface in advance, a part of the embossed shape disappears in the thermocompression bonding process at the time of sealing. There was a case.
- the method for imparting an embossed shape to the surface of the solar cell encapsulating sheet is not particularly limited.
- An embossing roll is used as the cooling roll, and a method of embossing the surface simultaneously with cooling the molten resin is suitable.
- the solar cell element is generally composed of a photoelectric conversion layer in which electrons are generated by receiving light, an electrode layer for taking out the generated electrons, and a flexible substrate.
- the photoelectric conversion layer includes, for example, a crystalline semiconductor such as single crystal silicon, single crystal germanium, polycrystalline silicon, and microcrystalline silicon, an amorphous semiconductor such as amorphous silicon, GaAs, InP, AlGaAs, Cds, CdTe, and Cu 2 S. , CuInSe 2 , CuInS 2 and other compound semiconductors, and organic semiconductors such as phthalocyanine and polyacetylene.
- the photoelectric conversion layer may be a single layer or a multilayer.
- the thickness of the photoelectric conversion layer is preferably 0.5 to 10 ⁇ m.
- the flexible base material is not particularly limited as long as it is flexible and can be used for a flexible solar cell.
- the flexible base material is made of a heat-resistant resin such as polyimide, polyether ether ketone, or polyether sulfone.
- a substrate can be mentioned.
- the thickness of the flexible substrate is preferably 10 to 80 ⁇ m.
- the electrode layer is a layer made of an electrode material.
- the electrode layer may be on the photoelectric conversion layer, between the photoelectric conversion layer and the flexible base, or on the surface of the flexible base, as necessary.
- the solar cell element may have a plurality of the electrode layers.
- the electrode layer on the light receiving surface side is preferably a transparent electrode because it needs to transmit light.
- the said electrode material will not be specifically limited if it is common transparent electrode materials, such as a metal oxide, ITO or ZnO etc. are used suitably.
- the bus electrode and the finger electrode attached thereto may be patterned with a metal such as silver. Since the electrode layer on the back side does not need to be transparent, it may be formed of a general electrode material, but silver is preferably used as the electrode material.
- the method for producing the solar cell element is not particularly limited as long as it is a known method.
- it may be formed by a known method in which the photoelectric conversion layer or the electrode layer is disposed on the flexible substrate.
- the solar cell element may have a long shape wound in a roll shape or a rectangular sheet shape.
- the manufacturing method of the flexible solar cell module of this invention thermocompression-bonds by narrowing the said solar cell sealing sheet using a pair of heat roll on the light-receiving surface of the said solar cell element at least.
- the light receiving surface of the solar cell element is a surface on which power can be generated by receiving light, and is a surface on which the photoelectric conversion layer is disposed with respect to the flexible base material.
- the solar cell element and the solar cell are arranged in a state where the surface on which the photoelectric conversion layer of the solar cell element is disposed and the side surface of the adhesive layer of the solar cell sealing sheet face each other.
- a method of laminating a battery sealing sheet, constricting them with a pair of heat rolls, and thermocompression bonding is preferable.
- the temperature of the heat roll when narrowing using the pair of heat rolls is preferably 70 to 160 ° C. If the temperature of the heat roll is less than 70 ° C., adhesion failure may occur. If the temperature of the heat roll exceeds 160 ° C., wrinkles are likely to occur during thermocompression bonding.
- the temperature of the hot roll is more preferably 80 to 150 ° C.
- the rotational speed of the hot roll is preferably 0.1 to 10 m / min. If the rotational speed of the heat roll is less than 0.1 m / min, wrinkles may easily occur after thermocompression bonding. When the rotation speed of the heat roll exceeds 10 m / min, there is a possibility that adhesion failure may occur.
- the rotational speed of the hot roll is more preferably 0.3 to 5 m / min.
- the manufacturing method of the flexible solar cell module of the present invention can perform thermocompression bonding in a short time because the adhesive layer of the solar cell encapsulating sheet is made of a specific resin and thus does not require a crosslinking step. it can. Moreover, thermocompression bonding at a low temperature is also possible. For this reason, sufficient adhesion
- the manufacturing method of the flexible solar cell module of this invention is demonstrated concretely using FIG.
- the solar cell element A and the solar cell encapsulating sheet B are long and wound in a roll shape.
- the roll of the solar cell element A and the solar cell encapsulating sheet B is unwound, and the light receiving surface of the solar cell element A and the adhesive layer surface of the solar cell encapsulating sheet B are arranged to face each other.
- the laminated sheet C is supplied between a pair of rolls D and D heated to a predetermined temperature, and heated and thermocompression bonded while pressing the laminated sheet C in the thickness direction, so that the solar cell element A and the sun
- the battery sealing sheet B is bonded and integrated. Thereby, the said solar cell element A is sealed with the said solar cell sealing sheet B, and the flexible solar cell module E can be obtained.
- FIG. 2 the longitudinal cross-sectional schematic diagram of an example of the solar cell element A used in the manufacturing method of the flexible solar cell module of this invention is shown, and the longitudinal cross-sectional schematic diagram of an example of the solar cell sealing sheet B is shown in FIG. .
- the solar cell element A has a photoelectric conversion layer 2 disposed on a flexible substrate 1.
- the electrode layer can be arranged in various ways and is omitted here.
- the solar cell encapsulating sheet B has a fluorine resin sheet 4 and an adhesive layer 3.
- the adhesive layer 3 may be inside or outside.
- FIG. 4 the longitudinal cross-sectional schematic diagram of an example of the flexible solar cell module obtained by the manufacturing method of this invention is shown in FIG.
- the side of the photoelectric conversion layer 2 of the solar cell element A is sealed by the adhesive layer 3 of the solar cell sealing sheet B, so that the solar cell element A and the solar cell sealing sheet B are laminated. It is integrated and the flexible solar cell module E is obtained.
- the method for producing a flexible solar cell module of the present invention also includes a step of thermocompression bonding the solar cell sealing sheet on the upper surface of the flexible base material of the solar cell element by constricting the solar cell sealing sheet using a pair of heat rolls. It may be.
- the solar cell element is sealed better and stably over a long period of time. It can be set as the flexible solar cell module which can generate electric power.
- thermocompression bonding the solar cell sealing sheet to the side surface (back surface) of the flexible substrate is, for example, in the same manner as described above, on the side surface (back surface) of the flexible substrate of the solar cell element. May be arranged such that the adhesive layer faces the flexible substrate and is subjected to thermocompression bonding by narrowing using a pair of heat rolls.
- the solar cell sealing sheet which consists of an contact bonding layer and a metal plate.
- the adhesive layer include the same adhesive layer as that of the solar cell encapsulating sheet.
- the metal plate include a plate made of stainless steel, aluminum or the like. The thickness of the metal plate is preferably 25 to 800 ⁇ m.
- the flexible substrate side surface (back surface) of the solar cell element is sealed with the adhesive layer and the metal plate, for example, a sheet made of the adhesive layer and the metal plate is formed first, and the same as described above.
- the flexible substrate and the adhesive layer may be thermocompression bonded to the side surface (back surface) of the flexible substrate of the solar cell element using a sheet made of an adhesive layer and a metal plate.
- the step of thermocompression bonding the solar cell sealing sheet or the sheet made of the adhesive layer and the metal plate to the flexible substrate side surface (back surface) of the solar cell element includes the step of forming the solar cell on the light receiving surface of the solar cell element. It may be performed before the step of thermocompression bonding the battery sealing sheet, may be performed simultaneously, or may be performed after.
- FIG. 1 As an example of the method for producing a flexible solar cell of the present invention, an example of a method for simultaneously sealing the photoelectric conversion layer side surface (front surface) and the flexible substrate side surface (back surface) of a solar cell element will be described with reference to FIG. . Specifically, while preparing the elongate solar cell element A wound in roll shape, two elongate solar cell sealing sheets wound in roll shape are prepared. And as shown in FIG.
- the solar cell encapsulating sheets B and B are overlapped with each other via the solar cell element A to obtain a laminated sheet C.
- the laminated sheet C is supplied between a pair of rolls D and D heated to a predetermined temperature, and heated while pressing the laminated sheet C in the thickness direction thereof, thereby sealing the solar cell encapsulating sheets B and B.
- the solar cell elements A are sealed by the solar cell sealing sheets B and B, and the flexible solar cell module F is continuously manufactured.
- the solar cell encapsulating sheets B and B are overlapped with each other via the solar cell element A to form the laminated sheet C, while simultaneously pressing the laminated sheet C in the thickness direction. You may heat.
- FIG. 6 an example of the manufacturing point of the flexible solar cell module at the time of using a rectangular thing as a solar cell element is shown in FIG. Specifically, a rectangular sheet-like solar cell element A having a predetermined size is prepared instead of the long solar cell element wound in a roll shape. And as shown in FIG. 6, the long solar cell sealing sheet
- the laminated sheet C is supplied between a pair of rolls D and D heated to a predetermined temperature, and heated while pressing the laminated sheet C in the thickness direction thereof, thereby sealing the solar cell encapsulating sheets B and B.
- the solar cell elements A are sealed by the solar cell sealing sheets B and B, and the flexible solar cell module F is continuously manufactured.
- FIG. 7 is a schematic vertical cross-sectional view of an example of a flexible solar cell module F in which the photoelectric conversion layer 2 side surface and the flexible base material 1 side surface of the solar cell element A are both sealed with the adhesive layer 3 of the solar cell sealing sheet B. It is.
- the side surface of the photoelectric conversion layer 2 of the solar cell element A is sealed with the adhesive layer 3 of the solar cell encapsulating sheet B, and the flexible substrate side 1 surface is composed of the adhesive layer 3 and the metal plate 5.
- the manufacturing method of the flexible solar cell module of this invention is characterized by sealing a solar cell element using the solar cell sealing sheet which consists of a specific structure. For this reason, a wrinkle and a curl do not generate
- the manufacturing method of the flexible solar cell module of this invention consists of the above-mentioned structure, in manufacturing a solar cell module, a solar cell element is continuously sealed and a wrinkle is not required, without requiring a bridge
- a flexible solar cell module excellent in adhesiveness between the solar cell element and the solar cell encapsulating sheet can be suitably produced by a roll-to-roll method.
- Examples 1 to 29, Comparative Examples 4, 6, and 7 100 parts by weight of a modified butene resin obtained by graft-modifying a butene-ethylene copolymer having a predetermined amount of butene component content and ethylene component content shown in Tables 1 to 5 with maleic anhydride, and a silane compound Predetermined amounts of 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (made by Toray Dow Corning, trade name “Z-6040”) or 3-acryloxypropyltrimethoxysilane (made by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) shown in Tables 1 to 5
- the composition for the adhesive layer having the trade name “KBM-5103”) was supplied to the first extruder and melt-kneaded at 250 ° C.
- predetermined fluorine-based resins shown in Tables 1 to 5 polyvinylidene fluoride (trade name “Kyner 720” manufactured by Arkema Co., Ltd.)), tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (trade name “Neofuron” manufactured by Daikin Industries, Ltd.) ETFE ”), polyvinyl fluoride resin (trade name“ Tedlar ”manufactured by DuPont), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (trade name“ Neofuron PFA ”manufactured by Daikin Industries, Ltd.), ethylene chlorotrifluoro Ethylene resin (made by Solvay, trade name “halar ECTFE”), polychlorotrifluoroethylene resin (made by Daikin Industries, trade name “neoflon PCTFE”), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (made by Ark
- the joining layer composition and the fluororesin are supplied and joined to a joining die that connects the first extruder and the second extruder together, and T is connected to the joining die. From the die, it was extruded into a sheet shape so that the thickness of the adhesive layer was 0.3 mm and the thickness of the fluororesin layer was 0.03 mm. In addition, when extruding from a T-die into a sheet shape, the regular uneven shape shown in FIG. 10 is formed on the surface of the fluororesin layer using a cooling roll having the regular uneven surface shown in FIG. did.
- a solar cell encapsulating sheet having a long, constant width and having an embossed shape on the surface was obtained by laminating and integrating the fluororesin layer on one surface of the adhesive layer made of the above adhesive layer composition.
- the sheet roll of the solar cell encapsulating sheet may be either on the inner side or on the outer side.
- FIG. 11 the arrangement
- Tables 1 to 5 show the melt flow rate (MFR) of the modified butene resin used and the maximum peak temperature (Tm) of the endothermic curve measured by differential scanning calorimetry. The total maleic anhydride content in the modified butene resin is shown in Tables 1-5.
- the flexible solar cell module was produced in the following ways using the solar cell sealing sheet obtained above.
- a solar cell in the form of a rectangular sheet, in which a photoelectric conversion layer made of thin amorphous silicon is formed on a flexible base material made of a flexible polyimide film.
- the long solar cell encapsulating sheets B and B wound in a roll shape are unwound and the solar cell encapsulated with the respective adhesive layers facing each other.
- the solar cell element A was supplied between the stop sheets B and B, and the solar cell sealing sheets B and B were overlapped with each other through the solar cell element A to obtain a laminated sheet C.
- the laminated sheet C is supplied between a pair of rolls D and D heated to the temperatures shown in Tables 1 to 5, and heated while pressing the laminated sheet C in the thickness direction thereof. Sealing sheets B and B were bonded and integrated to seal solar cell element A, and flexible solar cell module F was manufactured.
- a low density polyethylene (Comparative Example 1) or a modified polyethylene graft modified with maleic anhydride (Comparative Example 2) is used, and the silane compound and the fluorine resin shown in Table 5 are used.
- a flexible solar cell module was obtained in the same manner as in Example 1 except that the obtained solar cell encapsulating sheet was used and encapsulated at the roll temperature shown in Table 5.
- Example 3 A flexible solar cell in the same manner as in Example 1 except that EVA was used in place of the modified butene-based resin and the solar cell encapsulating sheet obtained using the silane compound and fluorine-based resin shown in Table 5 was used. Got a module.
- the resulting flexible solar cell module was evaluated for wrinkle generation, curl generation, peel strength, high temperature and high humidity durability, and emboss shape retention in the following manner, and the results are shown in Tables 1-5. It was. In Comparative Examples 1 to 3, evaluation of high temperature and high humidity durability and emboss shape retention was not performed because the requirements as a solar cell element were not satisfied. Further, in Comparative Examples 4 and 5, the peel strength was not sufficiently obtained and the requirements as a solar cell element were not satisfied, so the high temperature and high humidity durability evaluation was not performed.
- the flexible solar cell module having a size of 500 mm ⁇ 500 mm was placed on a flat plane, and the height of lifting from the horizontal plane at the end was measured.
- Examples 30 to 34 100 parts by weight of a modified butene resin obtained by graft-modifying a butene-ethylene copolymer having a predetermined amount of butene component content and ethylene component content shown in Table 6 with maleic anhydride; 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (trade name “Z-6040” manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.), 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane (Toray Dow Corning, trade name “Z6043”), 3-glycidoxypropyltriethoxysilane (Shin-Etsu Silicone, trade name “KBE-403”), 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane (Shin-Etsu Silicone, Trade name “KBM-402”) or 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane (Shin-Etsu Silicone) Ltd., except for using the adhesive layer composition comprising the
- Examples 35 to 39, Comparative Examples 9 to 11 100 parts by weight of a modified ⁇ -olefin resin obtained by graft-modifying an ⁇ -olefin-ethylene copolymer having a predetermined amount of ⁇ -olefin component content and ethylene component content shown in Table 7 with maleic anhydride; Except that a composition for an adhesive layer composed of a predetermined amount of 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (trade name “Z-6040” manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) shown in Table 7 as a silane compound was used. In the same manner as in Example 1, a flexible solar cell module was obtained and evaluated. The results are shown in Table 7.
- Examples 40 and 41 90 parts by weight of a modified butene resin obtained by graft-modifying a butene-ethylene copolymer having a predetermined amount of butene component content and ethylene component content shown in Table 8 with maleic anhydride, and low-density polyethylene (Asahi Kasei) Chemicals, trade name “L1780”) or linear low-density polyethylene copolymer (ethylene-1-butene copolymer having an ethylene component amount of 84 wt% and a 1-butene component amount of 16 wt%), Example 1 except that a composition for an adhesive layer comprising 0.5 part by weight of 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (trade name “Z-6040” manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) was used as the silane compound. In the same manner as above, a flexible solar cell module was obtained and evaluated. The results are shown in Table 8.
- a flexible solar cell module excellent in adhesion between the solar cell element and the solar cell encapsulating sheet is suitably formed by a roll-to-roll method without causing wrinkles or curling. Can be manufactured.
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Abstract
本発明は、架橋工程を必要とすることなく太陽電池素子を連続的に封止し、しわやカールが発生せず、太陽電池素子と太陽電池封止シートとの接着性に優れたフレキシブル太陽電池モジュールを、ロールツーロール法で好適に製造することができる、フレキシブル太陽電池モジュールの製造方法を提供することを目的とする。 本発明は、太陽電池封止シートを、フレキシブル基材上に光電変換層が配置された太陽電池素子の少なくとも受光面上に、一対の熱ロールを用いて狭窄することにより熱圧着する工程を有し、上記太陽電池封止シートは、フッ素系樹脂シート上に、α－オレフィン含有量が１～２５重量％であるα－オレフィン－エチレン共重合体が無水マレイン酸でグラフト変性された樹脂であり、かつ、無水マレイン酸の総含有量が０．１～３重量％である無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂からなる接着層を有する、フレキシブル太陽電池モジュールの製造方法である。
Description
本発明は、架橋工程を必要とすることなく太陽電池素子を連続的に封止し、しわやカールが発生せず、太陽電池素子と太陽電池封止シートとの接着性に優れたフレキシブル太陽電池モジュールを高い効率で製造できる、フレキシブル太陽電池モジュールの製造方法に関する。
太陽電池として、ガラスを基材とするリジットな太陽電池モジュールと、ポリイミドやポリエステル系の耐熱高分子材料やステンレス薄膜を基材とするフレキシブルな太陽電池モジュールとが知られている。近年、薄型化や軽量化による運搬、施工の容易さや、衝撃に強い点から、フレキシブルな太陽電池モジュールが注目されるようになってきている。
このようなフレキシブルな太陽電池モジュールは、フレキシブル基材上に、光が照射されると電流を生じる機能を有するシリコン半導体や化合物半導体等からなる光電変換層等を薄膜状に積層したフレキシブル太陽電池素子の上下面を、太陽電池封止シートを積層して封止したものである。
上記太陽電池封止シートは、外部からの衝撃を防止したり、太陽電池素子の腐食を防止したりするためのものである。上記太陽電池封止シートは、透明シート上に接着層が形成されたものであり、上記太陽電池素子を封止するための上記接着層は、従来よりエチレン－酢酸ビニル（ＥＶＡ）樹脂が使用されていた（例えば、特許文献１を参照のこと）。
しかしながら、上記ＥＶＡ系樹脂を使用する場合、架橋工程のために、製造時間が長くなったり、酸を発生したりするといった問題があった。このため、上記太陽電池封止シートの上記接着層として、シラン変性オレフィン樹脂等の非ＥＶＡ系樹脂の使用が検討されている（例えば、特許文献２を参照のこと）。
しかしながら、上記ＥＶＡ系樹脂を使用する場合、架橋工程のために、製造時間が長くなったり、酸を発生したりするといった問題があった。このため、上記太陽電池封止シートの上記接着層として、シラン変性オレフィン樹脂等の非ＥＶＡ系樹脂の使用が検討されている（例えば、特許文献２を参照のこと）。
上記フレキシブル太陽電池モジュールの製造方法は、フレキシブル太陽電池素子と太陽電池封止シートとを予め所望の形状に切断した上で積層し、これらを静止状態にて真空ラミネートによって積層一体化する方法が、従来から行われている。このような真空ラミネート法では、接着工程に時間がかかり、太陽電池モジュールの製造効率が低いといった問題があった。
上記フレキシブル太陽電池モジュールの製造方法として、量産化に優れる点で、ロールツーロール法が検討されている（例えば、特許文献３を参照のこと）。
ロールツーロール法は、フィルム状の太陽電池封止シートを巻回させたロールを使用し、該ロールから巻き出した太陽電池封止シートを、一対のロールを用いて狭窄することにより、太陽電池素子に熱圧着して封止を行い、連続的にフレキシブル太陽電池モジュールを製造する方法である。
このようなロールツーロール法によれば、極めて高い効率で連続的にフレキシブル太陽電池モジュールを製造することが期待できる。
ロールツーロール法は、フィルム状の太陽電池封止シートを巻回させたロールを使用し、該ロールから巻き出した太陽電池封止シートを、一対のロールを用いて狭窄することにより、太陽電池素子に熱圧着して封止を行い、連続的にフレキシブル太陽電池モジュールを製造する方法である。
このようなロールツーロール法によれば、極めて高い効率で連続的にフレキシブル太陽電池モジュールを製造することが期待できる。
しかしながら、従来の太陽電池封止シートを用いて、ロールツーロール法により、フレキシブル太陽電池素子を封止して、フレキシブル太陽電池モジュールを製造する場合、架橋工程が必要となったり、また、上記フレキシブル太陽電池素子と上記太陽電池封止シートとをロールで熱圧着した際に、しわやカールが発生して極端に歩留まりが低下したり、上記フレキシブル太陽電池素子と上記太陽電池封止シートとの接着性が不充分となったりする等の問題があった。
従って、ロールツーロール法の高い量産性を充分発揮しつつ、しわやカールの発生がなく、フレキシブル太陽電池素子を連続して好適に封止できる方法が求められていた。
本発明は、上記現状に鑑みて、架橋工程を必要とすることなく太陽電池素子を連続的に封止し、しわやカールが発生せず、太陽電池素子と太陽電池封止シートとの接着性に優れたフレキシブル太陽電池モジュールを高い効率で製造できる、フレキシブル太陽電池モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、太陽電池封止シートを、フレキシブル基材上に光電変換層が配置された太陽電池素子の少なくとも受光面上に、一対の熱ロールを用いて狭窄することにより熱圧着する工程を有し、上記太陽電池封止シートは、フッ素系樹脂シート上に、α－オレフィン含有量が１～２５重量％であるα－オレフィン－エチレン共重合体が無水マレイン酸でグラフト変性された樹脂であり、かつ、無水マレイン酸の総含有量が０．１～３重量％である無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂からなる接着層を有することを特徴とするフレキシブル太陽電池モジュールの製造方法である。
以下に、本発明を詳述する。
以下に、本発明を詳述する。
本発明は、特定の成分からなる接着層とフッ素系樹脂シートとを有する太陽電池封止シートを用いて、太陽電池素子を封止することにより、しわやカールの発生がなく、上記太陽電池封止シートと太陽電池素子との接着性に優れたフレキシブル太陽電池モジュールを、ロールツーロール法で連続して製造するものである。
即ち、本発明者らは、フッ素系樹脂シート上に特定の無水マレイン酸でグラフト変性されたオレフィン系樹脂からなる接着層が形成された太陽電池封止シートで、太陽電池素子を封止することにより、架橋工程を必要とせず、かつ、比較的低温で短時間に熱圧着でき、ロールツーロール法で太陽電池素子を連続して封止できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明者らは、フッ素系樹脂シート上に特定の無水マレイン酸でグラフト変性されたオレフィン系樹脂からなる接着層が形成された太陽電池封止シートで、太陽電池素子を封止することにより、架橋工程を必要とせず、かつ、比較的低温で短時間に熱圧着でき、ロールツーロール法で太陽電池素子を連続して封止できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
本発明のフレキシブル太陽電池モジュールの製造方法は、太陽電池封止シートを、フレキシブル基材上に光電変換層が配置された太陽電池素子の少なくとも受光面上に、一対の熱ロールを用いて狭窄することにより熱圧着する工程を有する。
上記太陽電池封止シートは、フッ素系樹脂シート上に、無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂からなる接着層を有する。
上記太陽電池封止シートは、フッ素系樹脂シート上に、無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂からなる接着層を有する。
上記無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂は、α－オレフィン含有量が１～２５重量％であるα－オレフィン－エチレン共重合体が、無水マレイン酸でグラフト変性された樹脂であり、かつ、無水マレイン酸の総含有量が０．１～３重量％である。
本発明では、このような特定の樹脂からなる接着層を有する太陽電池封止シートを使用することにより、ロールツーロール法でフレキシブル太陽電池モジュールを好適に製造することができるのである。
本発明では、このような特定の樹脂からなる接着層を有する太陽電池封止シートを使用することにより、ロールツーロール法でフレキシブル太陽電池モジュールを好適に製造することができるのである。
上記α－オレフィン－エチレン共重合体は、α－オレフィンとエチレンとの共重合体である。
上記α－オレフィンは、樹脂の非晶性向上による低融点化、柔軟化のため、炭素数が３～１０であることが好ましく、炭素数が４～８であることがより好ましい。
上記α－オレフィンは、具体的には、プロピレン、１－ブテン、１－ペンテン、１－ヘキセン、１－ヘプテン、１－オクテン等が挙げられる。なかでも、１－ブテン、１－ヘキセン、１－オクテンが好ましい。
上記α－オレフィン－エチレン共重合体は、ブテン－エチレン共重合体、ヘキセン－エチレン共重合体、オクテン－エチレン共重合体が好ましい。
上記α－オレフィンは、樹脂の非晶性向上による低融点化、柔軟化のため、炭素数が３～１０であることが好ましく、炭素数が４～８であることがより好ましい。
上記α－オレフィンは、具体的には、プロピレン、１－ブテン、１－ペンテン、１－ヘキセン、１－ヘプテン、１－オクテン等が挙げられる。なかでも、１－ブテン、１－ヘキセン、１－オクテンが好ましい。
上記α－オレフィン－エチレン共重合体は、ブテン－エチレン共重合体、ヘキセン－エチレン共重合体、オクテン－エチレン共重合体が好ましい。
上記α－オレフィン－エチレン共重合体は、α－オレフィン含有量が１～２５重量％である。上記α－オレフィン含有量が１重量％未満であると、上記太陽電池封止シートの柔軟性が低下するとともに、上記太陽電池封止シートの融点が高くなるため、太陽電池素子の封止に高温加熱が必要となり、しわやカールが発生しやすくなる。上記α－オレフィン含有量が２５重量％を超えると、上記太陽電池封止シートの結晶性又は流動性が不均一となって歪みが生じたり、上記太陽電池封止シート自体の融点が低くなりすぎるため、太陽電池素子を高温に保持した場合、形状を保持することが難しくなり、その結果、上記太陽電池封止シートの太陽電池素子に対する接着性が低下したり、変形したりする。上記α－オレフィン含有量の好ましい下限は１０重量％、好ましい上限は２０重量％である。
上記α－オレフィン－エチレン共重合体における上記α－オレフィンの含有量については、１３Ｃ－ＮＭＲのスペクトル積分値により求めることができる。具体的には、例えば１－ブテンを用いた場合、重クロロホルム中で１０．９ｐｐｍ付近や２６．１ｐｐｍ付近、３９．１ｐｐｍ付近に得られる１－ブテン構造由来のスペクトル積分値と、２６．９ｐｐｍ付近、２９．７ｐｐｍ付近、３０．２ｐｐｍ付近、３３．４ｐｐｍ付近に得られるエチレン構造由来のスペクトル積分値を用いて算出する。スペクトルの帰属については高分子分析ハンドブック（日本分析化学会編、朝倉書店発行、２００８年）等の既知データーを利用するとよい。
上記α－オレフィン－エチレン共重合体を無水マレイン酸でグラフト変性する方法は、公知の方法が用いられる。具体的には例えば、上記α－オレフィン－エチレン共重合体と無水マレイン酸とラジカル重合開始剤とを含有した組成物を、押出機に供給して溶融混練して、上記共重合体に無水マレイン酸をグラフト重合させる溶融変性法や、上記α－オレフィン－エチレン共重合体を溶媒に溶解させて溶解液を作製し、この溶解液に無水マレイン酸及びラジカル重合開始剤を添加して上記共重合体に無水マレイン酸をグラフト重合させる溶液変性法等が挙げられる。なかでも、押出機中で混合でき、生産性に優れることから、上記溶融変性法が好適である。
上記グラフト変性する方法において使用するラジカル重合開始剤は、従来からラジカル重合に用いられているものであれば特に限定されない。具体的には例えば、ベンゾイルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、クミルパーオキシネオデカノエート、クミルパーオキシオクトエート、アゾビスイソブチロニトリル等が挙げられる。
上記無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂は、無水マレイン酸の総含有量が０．１～３重量％である。上記無水マレイン酸の総含有量が０．１重量％未満であると、上記太陽電池封止シートの太陽電池素子に対する接着性が低下する。上記無水マレイン酸の総含有量が３重量％を超えると、無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂が架橋して、上記太陽電池封止シート製造時にゲルが発生して該封止シートの製造ができなくなったり、上記太陽電池封止シートの押出成形性が低下したりする。上記無水マレイン酸の総含有量の好ましい下限は０．２重量％、好ましい上限は１．５重量％であり、１．０重量％未満であることがより好ましい。
なお、上記無水マレイン酸の総含有量は、上記無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂を用いて試験フィルムを作製し、上記試験フィルムの赤外吸収スペクトルを測定して、１７９０ｃｍ－１付近の吸収強度から算出することができる。具体的には、上記無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂中における無水マレイン酸の総含有量は、例えば、ＦＴ－ＩＲ（フーリエ変換赤外分光装置 Ｎｉｃｏｌｅｔ ６７００ ＦＴ－ＩＲ）を用いて高分子分析ハンドブック（日本分析化学会編、朝倉書店発行、２００８年）等に記載された既知の測定方法で測定することができる。
なお、上記無水マレイン酸の総含有量は、上記無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂を用いて試験フィルムを作製し、上記試験フィルムの赤外吸収スペクトルを測定して、１７９０ｃｍ－１付近の吸収強度から算出することができる。具体的には、上記無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂中における無水マレイン酸の総含有量は、例えば、ＦＴ－ＩＲ（フーリエ変換赤外分光装置 Ｎｉｃｏｌｅｔ ６７００ ＦＴ－ＩＲ）を用いて高分子分析ハンドブック（日本分析化学会編、朝倉書店発行、２００８年）等に記載された既知の測定方法で測定することができる。
上記無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂は、示差走査熱量分析により測定した吸熱曲線の最大ピーク温度（Ｔｍ）が８０～１２５℃であることが好ましい。上記吸熱曲線の最大ピーク温度（Ｔｍ）が８０℃より低いと、太陽電池封止シートの耐熱性が低下するおそれがある。上記吸熱曲線の最大ピーク温度（Ｔｍ）が１２５℃より高いと、封止工程における太陽電池封止シートの加熱時間が長くなって、太陽電池モジュールの生産性が低下したり、又は、太陽電池素子の封止が不充分となったりするおそれがある。上記吸熱曲線の最大ピーク温度（Ｔｍ）は、８３～１１０℃であることがより好ましい。
なお、上記示差走査熱量分析により測定した吸熱曲線の最大ピーク温度（Ｔｍ）は、ＪＩＳ Ｋ７１２１に規定されている測定方法に準拠して測定することができる。
なお、上記示差走査熱量分析により測定した吸熱曲線の最大ピーク温度（Ｔｍ）は、ＪＩＳ Ｋ７１２１に規定されている測定方法に準拠して測定することができる。
上記無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂は、メルトフローレイト（ＭＦＲ）が０．５ｇ／１０分～２９ｇ／１０分であることが好ましい。上記メルトフローレイトが０．５ｇ／１０分未満であると、太陽電池封止シートの製造時に該封止シートに歪が残り、太陽電池モジュール製造後に該モジュールがカールするおそれがある。２９ｇ／１０分を超えると、上記太陽電池封止シート製造時にドローダウンしやすくなり均一な厚みのシートを製造することが難しく、やはり上記太陽電池モジュール製造後にモジュールがカールしたり、太陽電池封止シートにピンホール等を生じやすくなり、太陽電池モジュール全体の絶縁性を損なったりするおそれがある。上記メルトフローレイトは、２ｇ／１０分～１０ｇ／１０分であることがより好ましい。
なお、上記無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂のメルトフローレイトは、ポリエチレン系樹脂のメルトフローレイトの測定方法であるＡＳＴＭ Ｄ１２３８に準拠して荷重２．１６ｋｇにて測定された値をいう。
なお、上記無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂のメルトフローレイトは、ポリエチレン系樹脂のメルトフローレイトの測定方法であるＡＳＴＭ Ｄ１２３８に準拠して荷重２．１６ｋｇにて測定された値をいう。
上記無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂は、３０℃での粘弾性貯蔵弾性率が２×１０８Ｐａ以下であることが好ましい。上記３０℃での粘弾性貯蔵弾性率が２×１０８Ｐａを超えると、太陽電池封止シートの柔軟性が低下して取扱性が低下したり、太陽電池素子を上記太陽電池封止シートによって封止して太陽電池モジュールを製造する際に、上記太陽電池封止シートを急激に加熱する必要が生じたりするおそれがある。上記３０℃での粘弾性貯蔵弾性率は、低すぎると、上記太陽電池封止シートが室温にて接着性を発現して上記太陽電池封止シートの取扱性が低下することがあるため、下限は１×１０７Ｐａであることが好ましい。また、上限は１．５×１０８Ｐａがより好ましい。
上記無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂は、１００℃での粘弾性貯蔵弾性率が５×１０６Ｐａ以下であることが好ましい。上記１００℃での粘弾性貯蔵弾性率が５×１０６Ｐａを超えると、太陽電池封止シートの太陽電池素子に対する接着性が低下するおそれがある。
上記１００℃での粘弾性貯蔵弾性率は、低すぎると、上記太陽電池封止シートによって太陽電池素子を封止して太陽電池モジュールを製造する際に、上記太陽電池封止シートが押圧力によって大きく流動して、上記太陽電池封止シートの厚みの不均一化が大きくなるおそれがあるため、下限は１×１０４Ｐａであることが好ましい。また、上限は４×１０６Ｐａがより好ましい。
なお、上記無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂の粘弾性貯蔵弾性率は、ＪＩＳ Ｋ６３９４に準拠した動的性質試験方法によって測定された値をいう。
上記１００℃での粘弾性貯蔵弾性率は、低すぎると、上記太陽電池封止シートによって太陽電池素子を封止して太陽電池モジュールを製造する際に、上記太陽電池封止シートが押圧力によって大きく流動して、上記太陽電池封止シートの厚みの不均一化が大きくなるおそれがあるため、下限は１×１０４Ｐａであることが好ましい。また、上限は４×１０６Ｐａがより好ましい。
なお、上記無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂の粘弾性貯蔵弾性率は、ＪＩＳ Ｋ６３９４に準拠した動的性質試験方法によって測定された値をいう。
上記接着層は、更に、シラン化合物を含有することが好ましい。上記シラン化合物を含有することにより、上記接着層と太陽電池素子表面との接着性をより向上させることができる。
なかでも、上記接着層は、エポキシ基を有するシラン化合物を含有することが好ましい。エポキシ基を有するシラン化合物を含有することにより、ロールツーロール法の高い量産性を充分発揮しつつ、得られるフレキシブル太陽電池モジュールに特に高い耐熱性を付与することができる。また、予め表面にエンボス形状が賦形された太陽電池封止シートを、太陽電池素子に熱圧着した場合にでも、エンボス形状が維持されやすくなる。
エポキシ基を有するシラン化合物を配合すると、上記無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂中の無水マレイン酸基と、エポキシ基を有するシラン化合物のエポキシ基とが反応してシラン化合物が樹脂の側鎖に取り込まれる。更に、該側鎖のシラン化合物同士が加水分解縮合によりシロキサン結合を形成して、樹脂間に架橋構造が形成される。即ち、上記エポキシ基を有するシラン化合物は、上記無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂に対して架橋剤としての役割も有する。樹脂間に架橋構造が形成されることにより、高温での弾性率が向上して、耐熱性が高まるものと考えられる。
エポキシ基を有するシラン化合物を配合すると、上記無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂中の無水マレイン酸基と、エポキシ基を有するシラン化合物のエポキシ基とが反応してシラン化合物が樹脂の側鎖に取り込まれる。更に、該側鎖のシラン化合物同士が加水分解縮合によりシロキサン結合を形成して、樹脂間に架橋構造が形成される。即ち、上記エポキシ基を有するシラン化合物は、上記無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂に対して架橋剤としての役割も有する。樹脂間に架橋構造が形成されることにより、高温での弾性率が向上して、耐熱性が高まるものと考えられる。
上記エポキシ基を有するシラン化合物は、脂肪族エポキシ基、脂環式エポキシ基等のエポキシ基を分子中に少なくとも１個有していればよい。上記エポキシ基を有するシラン化合物は、下記一般式（Ｉ）で示されるシラン化合物であることが好ましい。
式中、Ｒ１は、３－グリシドキシプロピル基又は２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチル基を示し、Ｒ２は、炭素数が１～３であるアルキル基を示し、Ｒ３は、炭素数が１～３であるアルキル基を示し、且つ、ｎは０又は１である。
Ｒ１は、下記式（ＩＩ）で示される３－グリシドキシプロピル基、又は、下記式（ＩＩＩ）で示される２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチル基を示す。
上記Ｒ２は、炭素数が１～３であるアルキル基であれば、特に限定されず、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基が挙げられ、メチル基及びエチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
上記Ｒ３は、炭素数が１～３であるアルキル基であれば、特に限定されず、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基が挙げられ、メチル基が好ましい。
上記一般式（Ｉ）において、ｎは０又は１であり、０であることが好ましい。
上記一般式（Ｉ）において、ｎは０又は１であり、０であることが好ましい。
上記一般式（Ｉ）で示されるシラン化合物は、例えば、３－グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３－グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、３－グリシドキシプロピルトリプロポキシシラン、２－（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、２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリプロポキシシラン等が挙げられる。なかでも、３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、２－（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）、３－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、３－グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３－グリシドキシプロピルメチルジエトキシシランが好適である。
上記一般式（Ｉ）で示されるシラン化合物の市販品は、東レ・ダウコーニング社製のＺ－６０４０（３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン）、Ｚ６０４３（２－（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）や、信越シリコーン社製のＫＢＥ－４０３（３－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン）、ＫＢＭ－４０２（３－グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン）、ＫＢＥ－４０２（３－グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン）等が挙げられる。
上記接着剤層中の上記シラン化合物の含有量は、上記無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂１００重量部に対して０．０５～５重量部であることが好ましい。上記シラン化合物の含有量が０．０５重量部未満であると、太陽電池封止シートの接着性が低下するおそれがある。上記シラン化合物の含有量が５重量部を超えると、太陽電池封止シートの収縮が強くなり、しわの原因となったり、ゲルが発生してシートの外観が損なわれたりすることがある。上記シラン化合物の含有量のより好ましい下限は０．１重量部、より好ましい上限は１．５重量部である。
上記接着層が上記エポキシ基を有するシラン化合物を含有する場合には、上記無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂の架橋反応によって接着層用樹脂の粘度が上昇して、押出成形時の取り扱い性が低下することがある。このような場合には、上記接着層に、低密度ポリエチレンを配合することが好ましい。低密度ポリエチレンを配合することにより、接着性等の諸性能を維持しつつ、取り扱い性を改善することができる。
なお、上記低密度ポリエチレンは、直鎖状低密度ポリエチレン、具体的にはエチレンとα－オレフィンとの共重合体であってもよい。
なお、上記低密度ポリエチレンは、直鎖状低密度ポリエチレン、具体的にはエチレンとα－オレフィンとの共重合体であってもよい。
上記接着層は、その物性を損なわない範囲内において、光安定剤、紫外線吸収剤、熱安定剤等の添加剤を更に含有していてもよい。
上記接着層を製造する方法は、上記無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂と、上記シラン化合物と、必要に応じて添加される添加剤とを所定の重量割合にて押出機に供給して溶融、混練し、押出機からシート状に押出して接着層を製造する方法が挙げられる。
上記接着層は、厚みが８０～７００μｍであることが好ましい。上記接着層の厚みが８０μｍ未満であると、フレキシブル太陽電池モジュールの絶縁性を保持できないおそれがある。上記接着層の厚みが７００μｍを超えると、フレキシブル太陽電池モジュールの難燃性に悪影響を及ぼしたり、フレキシブル太陽電池モジュールの重量が重くなったりするおそれがあるし、経済的にも不利である。上記接着層の厚みの好ましい下限は１５０μｍ、好ましい上限は４００μｍである。
上記太陽電池封止シートは、フッ素系樹脂シート上に上記接着層が形成されたものである。
上記フッ素系樹脂シートは、透明性、耐熱性及び難燃性に優れるものであれば、特に限定されないが、テトラフルオロエチレン－エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、エチレンクロロトリフルオロエチレン樹脂（ＥＣＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン樹脂（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）、テトラフロオロエチレン－パーフロオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＦＡＰ）、ポリビニルフルオライド樹脂（ＰＶＦ）、テトラフロオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、フッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＰＶＤＦ－ＨＦＰ）、及び、ポリフッ化ビニリデンとポリメタクリル酸メチルとの混合物（ＰＶＤＦ／ＰＭＭＡ）からなる群より選択される少なくとも一種のフッ素系樹脂からなることが好ましい。なかでも、耐熱性及び透明性により優れる点で、ポリフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）、テトラフルオロエチレン－エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリビニルフルオライド樹脂（ＰＶＦ）がより好ましい。
上記フッ素系樹脂シートは、透明性、耐熱性及び難燃性に優れるものであれば、特に限定されないが、テトラフルオロエチレン－エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、エチレンクロロトリフルオロエチレン樹脂（ＥＣＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン樹脂（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）、テトラフロオロエチレン－パーフロオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＦＡＰ）、ポリビニルフルオライド樹脂（ＰＶＦ）、テトラフロオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、フッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＰＶＤＦ－ＨＦＰ）、及び、ポリフッ化ビニリデンとポリメタクリル酸メチルとの混合物（ＰＶＤＦ／ＰＭＭＡ）からなる群より選択される少なくとも一種のフッ素系樹脂からなることが好ましい。なかでも、耐熱性及び透明性により優れる点で、ポリフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）、テトラフルオロエチレン－エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリビニルフルオライド樹脂（ＰＶＦ）がより好ましい。
上記フッ素系樹脂シートは、厚みが１０～１００μｍであることが好ましい。上記フッ素系樹脂シートの厚みが１０μｍ未満であると、絶縁性が確保できなかったり、難燃性が損なわれたりするおそれがある。上記フッ素系樹脂シートの厚みが１００μｍを超えると、フレキシブル太陽電池モジュールの重量が重くなるおそれがあり、経済的に不利である。上記フッ素系樹脂シートの厚みのより好ましい下限は１５μｍ、より好ましい上限は８０μｍである。
上記太陽電池封止シートは、上記フッ素系樹脂シートと上記接着層とを積層一体化することにより製造することができる。上記積層一体化する方法は特に限定されず、例えば、上記接着層の一面に上記フッ素系樹脂シートを押出ラミネートして形成する方法や、上記接着層と上記フッ素系樹脂シートとを共押出して形成する方法等が挙げられる。なかでも、共押出工程により同時に製膜加工され積層されることが好ましい。
上記共押出工程における、押出設定温度は、上記フッ素系樹脂及び上記無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂の融点より３０℃以上、かつ、分解温度より３０℃未満であることが好ましい。
このように、上記太陽電池封止シートは、上記接着層と上記フッ素系樹脂シートとが、共押出工程により同時に製膜加工され積層された一体型積層体であることが好ましい。
上記共押出工程における、押出設定温度は、上記フッ素系樹脂及び上記無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂の融点より３０℃以上、かつ、分解温度より３０℃未満であることが好ましい。
このように、上記太陽電池封止シートは、上記接着層と上記フッ素系樹脂シートとが、共押出工程により同時に製膜加工され積層された一体型積層体であることが好ましい。
上記太陽電池封止シートは、表面にエンボス形状を有していることが好ましい。上記太陽電池封止シートは、特に、適用した際に受光面側となる表面に、エンボス形状を有していることが好ましい。より具体的には、フレキシブル太陽電池モジュールを製造した際に、受光面側となる上記太陽電池封止シートのフッ素系樹脂シート面に、エンボス形状を有していることが好ましい。
上記エンボス形状を有することにより、太陽光の反射ロスを低減したり、ギラツキを防止したり、外観を向上させたりすることができる。
上記エンボス形状は、規則的な凹凸形状であっても、ランダムな凹凸形状であってもよい。
上記エンボス形状は、太陽電池素子に貼り合せる前にエンボス賦型しても、太陽電池素子に貼り合せた後でエンボス賦型しても、又は、太陽電池素子と貼り合せる工程で同時に賦型しても良い。中でも、太陽電池素子に貼り合せる前にエンボス賦型して形成するのが、エンボスの転写ムラが無く、均一なエンボス形状が得られるので好ましい。
このように予め表面にエンボス形状を有する太陽電池封止シートを用いて、ロールツーロール法によりフレキシブル太陽電池素子の封止を行うと、封止時の熱圧着工程でエンボス形状の一部が消えてしまうことがあった。従って、フレキシブル太陽電池素子を封止した後に、別に太陽電池封止シートの表面にエンボス形状を施す操作を行うことが一般的であった。
しかしながら、本発明のフレキシブル太陽電池モジュールの製造方法では、予め表面にエンボス形状を有する太陽電池封止シートを用いて、ロールツーロール法によりフレキシブル太陽電池素子の封止を行っても、エンボス形状が消えることがない。これは、上記接着層が充分な接着力を有する一方、充分に高い粘弾性貯蔵弾性率をも有するためであると考えられる。
上記エンボス形状を有することにより、太陽光の反射ロスを低減したり、ギラツキを防止したり、外観を向上させたりすることができる。
上記エンボス形状は、規則的な凹凸形状であっても、ランダムな凹凸形状であってもよい。
上記エンボス形状は、太陽電池素子に貼り合せる前にエンボス賦型しても、太陽電池素子に貼り合せた後でエンボス賦型しても、又は、太陽電池素子と貼り合せる工程で同時に賦型しても良い。中でも、太陽電池素子に貼り合せる前にエンボス賦型して形成するのが、エンボスの転写ムラが無く、均一なエンボス形状が得られるので好ましい。
このように予め表面にエンボス形状を有する太陽電池封止シートを用いて、ロールツーロール法によりフレキシブル太陽電池素子の封止を行うと、封止時の熱圧着工程でエンボス形状の一部が消えてしまうことがあった。従って、フレキシブル太陽電池素子を封止した後に、別に太陽電池封止シートの表面にエンボス形状を施す操作を行うことが一般的であった。
しかしながら、本発明のフレキシブル太陽電池モジュールの製造方法では、予め表面にエンボス形状を有する太陽電池封止シートを用いて、ロールツーロール法によりフレキシブル太陽電池素子の封止を行っても、エンボス形状が消えることがない。これは、上記接着層が充分な接着力を有する一方、充分に高い粘弾性貯蔵弾性率をも有するためであると考えられる。
上記太陽電池封止シートの表面にエンボス形状を付与する方法は特に限定されないが、例えば、上記太陽電池封止シートの接着層とフッ素系樹脂シートとを共押出工程により同時に製膜加工する際に、冷却ロールとしてエンボスロールを用いて、溶融樹脂を冷却すると同時に表面にエンボス賦型する方法が好適である。
上記太陽電池素子は、一般に、受光することで電子が発生する光電変換層、発生した電子を取り出す電極層、及び、フレキシブル基材から構成される。
上記光電変換層は、例えば、単結晶シリコン、単結晶ゲルマニウム、多結晶シリコン、微結晶シリコン等の結晶系半導体、アモルファスシリコン等のアモルファス系半導体、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、Ｃｄｓ、ＣｄＴｅ、Ｃｕ２Ｓ、ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＩｎＳ２等の化合物半導体、フタロシアニン、ポリアセチレン等の有機半導体等から形成されたものを挙げることができる。
上記光電変換層は、単層又は複層であってもよい。
上記光電変換層の厚みは、０．５～１０μｍであることが好ましい。
上記光電変換層は、単層又は複層であってもよい。
上記光電変換層の厚みは、０．５～１０μｍであることが好ましい。
上記フレキシブル基材は、可撓性があり、フレキシブル太陽電池に使用することができるものであれば、特に限定されず、例えば、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルフォン等の耐熱性樹脂からなる基材を挙げることができる。
上記フレキシブル基材の厚みは、１０～８０μｍであることが好ましい。
上記フレキシブル基材の厚みは、１０～８０μｍであることが好ましい。
上記電極層は、電極材料からなる層である。
上記電極層は、必要に応じて、上記光電変換層上にあってもよいし、上記光電変換層とフレキシブル基材との間にあってもよいし、上記フレキシブル基材面上にあってもよい。
上記太陽電池素子は、上記電極層を複数有していてもよい。
受光面側の電極層は、光を透過する必要があるため透明電極であることが好ましい。上記電極材料は、金属酸化物等の一般的な透明電極材料であれば特に限定されないが、ＩＴＯ又はＺｎＯ等が好適に使用される。
透明電極を使用しない場合は、バス電極やそれに付属するフィンガー電極を銀などの金属でパターニングされたものでもよい。
背面側の電極層は、透明である必要はないため、一般的な電極材料によって構成されても構わないが、上記電極材料は、銀が好適に用いられる。
上記電極層は、必要に応じて、上記光電変換層上にあってもよいし、上記光電変換層とフレキシブル基材との間にあってもよいし、上記フレキシブル基材面上にあってもよい。
上記太陽電池素子は、上記電極層を複数有していてもよい。
受光面側の電極層は、光を透過する必要があるため透明電極であることが好ましい。上記電極材料は、金属酸化物等の一般的な透明電極材料であれば特に限定されないが、ＩＴＯ又はＺｎＯ等が好適に使用される。
透明電極を使用しない場合は、バス電極やそれに付属するフィンガー電極を銀などの金属でパターニングされたものでもよい。
背面側の電極層は、透明である必要はないため、一般的な電極材料によって構成されても構わないが、上記電極材料は、銀が好適に用いられる。
上記太陽電池素子を製造する方法は、公知の方法であれば、特に限定されず、例えば、上記フレキシブル基材上に上記光電変換層や電極層を配置する公知の方法により形成するとよい。
上記太陽電池素子は、ロール状に巻回された長尺状であってもよいし、矩形状のシート状であってもよい。
上記太陽電池素子は、ロール状に巻回された長尺状であってもよいし、矩形状のシート状であってもよい。
本発明のフレキシブル太陽電池モジュールの製造方法は、上記太陽電池素子の少なくとも受光面上に、上記太陽電池封止シートを、一対の熱ロールを用いて狭窄することにより、熱圧着する。
上記太陽電池素子の受光面とは、光を受けることで発電ができる面であって、上記フレキシブル基材に対して上記光電変換層が配置された面をいう。
本発明のフレキシブル太陽電池モジュールの製造方法では、上記太陽電池素子の光電変換層が配置された面と、上記太陽電池封止シートの接着層側面とが対向した状態で、上記太陽電池素子と太陽電池封止シートとを積層し、これらを一対の熱ロールを用いて狭窄し、熱圧着する方法が好ましい。
上記太陽電池素子の受光面とは、光を受けることで発電ができる面であって、上記フレキシブル基材に対して上記光電変換層が配置された面をいう。
本発明のフレキシブル太陽電池モジュールの製造方法では、上記太陽電池素子の光電変換層が配置された面と、上記太陽電池封止シートの接着層側面とが対向した状態で、上記太陽電池素子と太陽電池封止シートとを積層し、これらを一対の熱ロールを用いて狭窄し、熱圧着する方法が好ましい。
上記一対の熱ロールを用いて狭窄する際の、上記熱ロールの温度は、７０～１６０℃であることが好ましい。上記熱ロールの温度が７０℃未満であると、接着不良を起こすおそれがある。上記熱ロールの温度が１６０℃を超えると、熱圧着時にしわを発生しやすくなる。上記熱ロールの温度は８０～１５０℃であることがより好ましい。
上記熱ロールの回転速度は、０．１～１０ｍ／分であることが好ましい。上記熱ロールの回転速度が０．１ｍ／分未満であると、熱圧着後しわが発生しやすくなるおそれがある。上記熱ロールの回転速度が１０ｍ／分を超えると、接着不良が起こるおそれがある。上記熱ロールの回転速度は、０．３～５ｍ／分であることがより好ましい。
本発明のフレキシブル太陽電池モジュールの製造方法は、このように、太陽電池封止シートの接着層が、特定の樹脂からなることにより、架橋工程が必要ないため、短時間で熱圧着を行うことができる。また、低温度での熱圧着も可能である。このため、しわやカールを発生することなく、太陽電池素子と太陽電池封止シートとの充分な接着が可能となる。このため、ロールツーロール法を適用して、フレキシブル太陽電池モジュールを効率良く製造することができる。
本発明のフレキシブル太陽電池モジュールの製造方法について、図１を用いて、具体的に説明する。
図１に示すように、太陽電池素子Ａ及び太陽電池封止シートＢは、長尺状のものであり、それぞれロール状に巻回されている。
まず、太陽電池素子Ａ及び太陽電池封止シートＢのロールを巻き出し、上記太陽電池素子Ａの受光面と、上記太陽電池封止シートＢの接着層面とを対向させた状態に配置し、両者を積層させて積層シートＣとする。
次いで、上記積層シートＣを、所定の温度に加熱された一対のロールＤ、Ｄ間に供給し、積層シートＣをその厚み方向に押圧しながら加熱して熱圧着し、太陽電池素子Ａ及び太陽電池封止シートＢを接着一体化する。これにより、上記太陽電池素子Ａが上記太陽電池封止シートＢによって封止され、フレキシブル太陽電池モジュールＥを得ることができる。
図１に示すように、太陽電池素子Ａ及び太陽電池封止シートＢは、長尺状のものであり、それぞれロール状に巻回されている。
まず、太陽電池素子Ａ及び太陽電池封止シートＢのロールを巻き出し、上記太陽電池素子Ａの受光面と、上記太陽電池封止シートＢの接着層面とを対向させた状態に配置し、両者を積層させて積層シートＣとする。
次いで、上記積層シートＣを、所定の温度に加熱された一対のロールＤ、Ｄ間に供給し、積層シートＣをその厚み方向に押圧しながら加熱して熱圧着し、太陽電池素子Ａ及び太陽電池封止シートＢを接着一体化する。これにより、上記太陽電池素子Ａが上記太陽電池封止シートＢによって封止され、フレキシブル太陽電池モジュールＥを得ることができる。
図２に、本発明のフレキシブル太陽電池モジュールの製造方法において使用する太陽電池素子Ａの一例の縦断面模式図を示し、図３に、太陽電池封止シートＢの一例の縦断面模式図を示す。図２に示すように、太陽電池素子Ａは、フレキシブル基材１上に光電変換層２が配置されたものである。なお、電極層は、種々の配置が可能であるため、ここでは省略する。また、図３に示すように、太陽電池封止シートＢは、フッ素系樹脂シート４と接着層３とを有する。上記太陽電池封止シートＢは、ロール状に巻回されたシートロールとする場合、接着層３が内側であっても外側であってもよい。
更に、本発明の製造方法により得られるフレキシブル太陽電池モジュールの一例の縦断面模式図を図４に示す。
図４に示すように、太陽電池素子Ａの光電変換層２側面が、太陽電池封止シートＢの接着層３によって封止されることにより、太陽電池素子Ａと太陽電池封止シートＢが積層一体化され、フレキシブル太陽電池モジュールＥが得られる。
更に、本発明の製造方法により得られるフレキシブル太陽電池モジュールの一例の縦断面模式図を図４に示す。
図４に示すように、太陽電池素子Ａの光電変換層２側面が、太陽電池封止シートＢの接着層３によって封止されることにより、太陽電池素子Ａと太陽電池封止シートＢが積層一体化され、フレキシブル太陽電池モジュールＥが得られる。
本発明のフレキシブル太陽電池モジュールの製造方法はまた、上記太陽電池素子のフレキシブル基材上面に、上記太陽電池封止シートを、一対の熱ロールを用いて狭窄することにより熱圧着する工程を有していてもよい。
上記太陽電池素子の光電変換層側面（表面）のみならず、フレキシブル基材側面（裏面）も封止することにより、上記太陽電池素子がより良好に封止され、長期間に亘って安定的に発電し得るフレキシブル太陽電池モジュールとすることができる。
上記フレキシブル基材側面（裏面）に上記太陽電池封止シートを熱圧着する方法は、例えば、上述と同様にして、上記太陽電池素子のフレキシブル基材側面（裏面）に、上記太陽電池封止シートを、接着層がフレキシブル基材と対向するように配置し、一対の熱ロールを用いて狭窄することにより熱圧着する方法が挙げられる。
上記太陽電池素子の光電変換層側面（表面）のみならず、フレキシブル基材側面（裏面）も封止することにより、上記太陽電池素子がより良好に封止され、長期間に亘って安定的に発電し得るフレキシブル太陽電池モジュールとすることができる。
上記フレキシブル基材側面（裏面）に上記太陽電池封止シートを熱圧着する方法は、例えば、上述と同様にして、上記太陽電池素子のフレキシブル基材側面（裏面）に、上記太陽電池封止シートを、接着層がフレキシブル基材と対向するように配置し、一対の熱ロールを用いて狭窄することにより熱圧着する方法が挙げられる。
また、上記太陽電池素子のフレキシブル基材側面を封止する場合は、光透過性は必要ではないため、接着層と金属板とからなる太陽電池封止シートを用いてもよい。
上記接着層は、上記太陽電池封止シートの接着層と同様のものが挙げられる。
上記金属板は、ステンレス、アルミニウム等からなる板を挙げることができる。
上記金属板の厚みは、２５～８００μｍが好ましい。
上記接着層は、上記太陽電池封止シートの接着層と同様のものが挙げられる。
上記金属板は、ステンレス、アルミニウム等からなる板を挙げることができる。
上記金属板の厚みは、２５～８００μｍが好ましい。
上記太陽電池素子のフレキシブル基材側面（裏面）を、上記接着層及び金属板で封止する場合は、例えば、上記接着層及び金属板からなるシートを先に形成して、上述と同様にして、太陽電池素子のフレキシブル基材側面（裏面）に、接着層及び金属板からなるシートを用いて、上記フレキシブル基材と上記接着層とを熱圧着させるとよい。
上記太陽電池素子のフレキシブル基材側面（裏面）に、上記太陽電池封止シート又は上記接着層及び金属板からなるシートを熱圧着する工程は、上述した太陽電池素子の受光面上に、上記太陽電池封止シートを熱圧着する工程の前に行ってもよいし、同時に行ってもよく、又は、後に行ってもよい。
本発明のフレキシブル太陽電池の製造方法として、例えば、太陽電池素子の光電変換層側面（表面）とフレキシブル基材側面（裏面）とを同時に封止する方法の一例について、図５を用いて説明する。
具体的には、ロール状に巻回されている長尺状の太陽電池素子Ａを用意する一方、ロール状に巻回されている長尺状の太陽電池封止シートを二つ用意する。そして、図５に示すように、長尺状の太陽電池封止シートＢ、Ｂをそれぞれ巻き出すと共に、長尺状の太陽電池素子Ａを巻き出し、二つの太陽電池封止シートの接着層が互いに対向した状態にして、太陽電池封止シートＢ、Ｂ同士を太陽電池素子Ａを介して重ね合わせ、積層シートＣとする。そして、積層シートＣを所定の温度に加熱された一対のロールＤ、Ｄ間に供給して、積層シートＣをその厚み方向に押圧しながら加熱することによって、太陽電池用封止シートＢ、Ｂ同士を接着一体化させて、太陽電池封止シートＢ、Ｂによって太陽電池素子Ａを封止して、フレキシブル太陽電池モジュールＦを連続的に製造する。
上記フレキシブル太陽電池モジュールの製造方法において、太陽電池封止シートＢ、Ｂ同士を、太陽電池素子Ａを介して重ね合わせて積層シートＣを形成すると同時に、積層シートＣをその厚み方向に押圧しながら加熱してもよい。
具体的には、ロール状に巻回されている長尺状の太陽電池素子Ａを用意する一方、ロール状に巻回されている長尺状の太陽電池封止シートを二つ用意する。そして、図５に示すように、長尺状の太陽電池封止シートＢ、Ｂをそれぞれ巻き出すと共に、長尺状の太陽電池素子Ａを巻き出し、二つの太陽電池封止シートの接着層が互いに対向した状態にして、太陽電池封止シートＢ、Ｂ同士を太陽電池素子Ａを介して重ね合わせ、積層シートＣとする。そして、積層シートＣを所定の温度に加熱された一対のロールＤ、Ｄ間に供給して、積層シートＣをその厚み方向に押圧しながら加熱することによって、太陽電池用封止シートＢ、Ｂ同士を接着一体化させて、太陽電池封止シートＢ、Ｂによって太陽電池素子Ａを封止して、フレキシブル太陽電池モジュールＦを連続的に製造する。
上記フレキシブル太陽電池モジュールの製造方法において、太陽電池封止シートＢ、Ｂ同士を、太陽電池素子Ａを介して重ね合わせて積層シートＣを形成すると同時に、積層シートＣをその厚み方向に押圧しながら加熱してもよい。
また、太陽電池素子として、矩形状のものを用いた場合のフレキシブル太陽電池モジュールの製造要領の一例を図６に示す。
具体的には、ロール状に巻回されている長尺状の太陽電池素子の代わりに、所定の大きさの矩形状のシート状の太陽電池素子Ａを用意する。そして、図６に示すように、ロール状に巻回されている長尺状の太陽電池封止シートＢ、Ｂをそれぞれ巻き出し、それぞれの接着層を対向させた状態にした太陽電池封止シートＢ、Ｂ間に、太陽電池素子Ａを所定時間間隔毎に供給し、太陽電池封止シートＢ、Ｂ同士を、太陽電池素子Ａを介して重ね合わせ、積層シートＣとする。そして、積層シートＣを所定の温度に加熱された一対のロールＤ、Ｄ間に供給して、積層シートＣをその厚み方向に押圧しながら加熱することによって、太陽電池用封止シートＢ、Ｂ同士を接着一体化させて、太陽電池封止シートＢ、Ｂによって太陽電池素子Ａを封止して、フレキシブル太陽電池モジュールＦを連続的に製造する。
上記フレキシブル太陽電池モジュールの製造方法において、積層シートＣの形成と同時に、積層シートＣをその厚み方向に押圧しながら加熱してもよい。
具体的には、ロール状に巻回されている長尺状の太陽電池素子の代わりに、所定の大きさの矩形状のシート状の太陽電池素子Ａを用意する。そして、図６に示すように、ロール状に巻回されている長尺状の太陽電池封止シートＢ、Ｂをそれぞれ巻き出し、それぞれの接着層を対向させた状態にした太陽電池封止シートＢ、Ｂ間に、太陽電池素子Ａを所定時間間隔毎に供給し、太陽電池封止シートＢ、Ｂ同士を、太陽電池素子Ａを介して重ね合わせ、積層シートＣとする。そして、積層シートＣを所定の温度に加熱された一対のロールＤ、Ｄ間に供給して、積層シートＣをその厚み方向に押圧しながら加熱することによって、太陽電池用封止シートＢ、Ｂ同士を接着一体化させて、太陽電池封止シートＢ、Ｂによって太陽電池素子Ａを封止して、フレキシブル太陽電池モジュールＦを連続的に製造する。
上記フレキシブル太陽電池モジュールの製造方法において、積層シートＣの形成と同時に、積層シートＣをその厚み方向に押圧しながら加熱してもよい。
本発明のフレキシブル太陽電池モジュールの製造方法を用いて、太陽電池素子の光電変換層側面（表面）とフレキシブル基材側面（裏面）とを封止して得られたフレキシブル太陽電池モジュールの一例を図７及び図８に示す。
図７は、太陽電池素子Ａの光電変換層２側面とフレキシブル基材１側面が、共に太陽電池封止シートＢの接着層３で封止されたフレキシブル太陽電池モジュールＦの一例の縦断面模式図である。
図８は、太陽電池素子Ａの光電変換層２側面を、太陽電池封止シートＢの接着層３で封止され、かつ、フレキシブル基材側１面を、接着層３及び金属板５からなるシートで封止されたフレキシブル太陽電池モジュールＧの一例の縦断面模式図である。
図７は、太陽電池素子Ａの光電変換層２側面とフレキシブル基材１側面が、共に太陽電池封止シートＢの接着層３で封止されたフレキシブル太陽電池モジュールＦの一例の縦断面模式図である。
図８は、太陽電池素子Ａの光電変換層２側面を、太陽電池封止シートＢの接着層３で封止され、かつ、フレキシブル基材側１面を、接着層３及び金属板５からなるシートで封止されたフレキシブル太陽電池モジュールＧの一例の縦断面模式図である。
このように、本発明のフレキシブル太陽電池モジュールの製造方法は、特定の構成からなる太陽電池封止シートを用いて、太陽電池素子を封止することを特徴とするものである。
このため、しわやカールが発生せず、太陽電池素子と太陽電池封止シートとの接着性に優れたフレキシブル太陽電池モジュールをロールツーロール法で好適に製造することができる。
このため、しわやカールが発生せず、太陽電池素子と太陽電池封止シートとの接着性に優れたフレキシブル太陽電池モジュールをロールツーロール法で好適に製造することができる。
本発明のフレキシブル太陽電池モジュールの製造方法は、上述の構成からなるものであるため、太陽電池モジュールの製造において、架橋工程を必要とすることなく、太陽電池素子を連続的に封止し、しわやカールが発生せず、太陽電池素子と太陽電池封止シートとの接着性に優れたフレキシブル太陽電池モジュールを、ロールツーロール法で好適に製造することができる。
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
（実施例１～２９、比較例４、６、７）
表１～５に示した所定量のブテン成分含有量及びエチレン成分含有量を有するブテン－エチレン共重合体を無水マレイン酸にてグラフト変性してなる変性ブテン系樹脂１００重量部と、シラン化合物として表１～５に示した所定量の３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（東レ・ダウコーニング社製、商品名「Ｚ－６０４０」）又は３－アクリロキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業社製、商品名「ＫＢＭ－５１０３」）とからなる接着層用組成物を第一押出機に供給して２５０℃にて溶融混練した。
表１～５に示した所定量のブテン成分含有量及びエチレン成分含有量を有するブテン－エチレン共重合体を無水マレイン酸にてグラフト変性してなる変性ブテン系樹脂１００重量部と、シラン化合物として表１～５に示した所定量の３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（東レ・ダウコーニング社製、商品名「Ｚ－６０４０」）又は３－アクリロキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業社製、商品名「ＫＢＭ－５１０３」）とからなる接着層用組成物を第一押出機に供給して２５０℃にて溶融混練した。
一方で、表１～５に示した所定のフッ素系樹脂（ポリフッ化ビニリデン（アルケマ社製、商品名「カイナー７２０」）、テトラフルオロエチレン－エチレン共重合体（ダイキン工業社製、商品名「ネオフロンＥＴＦＥ」）、ポリビニルフルオライド樹脂（デュポン社製、商品名「テドラー」）、テトラフロオロエチレン－パーフロオロアルキルビニルエーテル共重合体（ダイキン工業社製、商品名「ネオフロンＰＦＡ」）、エチレンクロロトリフルオロエチレン樹脂（ソルベー社製、商品名「ｈａｌａｒ ＥＣＴＦＥ」）、ポリクロロトリフルオロエチレン樹脂（ダイキン工業社製、商品名「ネオフロンＰＣＴＦＥ」）、フッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体（アルケマ社製、商品名「カイナーフレックス２８００」）、及び、フッ化ビニリデンとポリメタクリル酸メチルとの混合物（アルケマ社製、商品名「カイナー７２０」１００重量部に対してポリメタクリル酸メチル２０重量部を配合したもの））を第二押出機に供給して、表１～５に記載の押出設定温度にて溶融混練した。
そして、上記第一押出機と上記第二押出機とを共に接続させている合流ダイに、上記接着層用組成物及び上記フッ素系樹脂を供給して合流させ、合流ダイに接続させているＴダイから、接着層の厚みが０．３ｍｍ、フッ素系樹脂層の厚みが０．０３ｍｍとなるようにシート状に押出成形した。また、Ｔダイからシート状に押出成形する際、図９に示す規則的な凹凸形状の表面をもつ冷却ロールを用いて、図１０に示す規則的な凹凸形状をフッ素樹脂層の表面に賦型した。こうして、上記接着層用組成物からなる接着層の一面にフッ素系樹脂層が積層一体化され、表面にエンボス形状を有する、長尺状の一定幅を有する太陽電池封止シートを得た。上記太陽電池封止シートのシートロールは、接着層が内側であっても外側であってもどちらでもよい。
図１１に、シート製造装置の、エンボス賦型するロールの配置を示す。
なお、使用した変性ブテン系樹脂のメルトフローレイト（ＭＦＲ）、示差走査熱量分析により測定した吸熱曲線の最大ピーク温度（Ｔｍ）を表１～５に示した。また、変性ブテン系樹脂中における無水マレイン酸の総含有量を表１～５に示した。
図１１に、シート製造装置の、エンボス賦型するロールの配置を示す。
なお、使用した変性ブテン系樹脂のメルトフローレイト（ＭＦＲ）、示差走査熱量分析により測定した吸熱曲線の最大ピーク温度（Ｔｍ）を表１～５に示した。また、変性ブテン系樹脂中における無水マレイン酸の総含有量を表１～５に示した。
次いで、上記で得られた太陽電池封止シートを用いて、以下の要領でフレキシブル太陽電池モジュールを作製した。先ず、図６に示したように、可撓性を有するポリイミドフィルムからなるフレキシブル基材上に、薄膜状のアモルファスシリコンからなる光電変換層が形成されてなる、矩形状のシート状である太陽電池素子Ａと、上記で得られた太陽電池封止シートがロール状に巻回された太陽電池封止シートＢ二つとを用意した。
次に、図６に示したように、ロール状に巻回されている長尺状の太陽電池封止シートＢ、Ｂをそれぞれ巻き出し、それぞれの接着層を対向させた状態にした太陽電池封止シートＢ、Ｂ間に、太陽電池素子Ａを供給し、太陽電池封止シートＢ、Ｂ同士を、太陽電池素子Ａを介して重ね合わせ、積層シートＣとした。そして、積層シートＣを、表１～５に記載の温度に加熱された一対のロールＤ、Ｄ間に供給して、積層シートＣをその厚み方向に押圧しながら加熱することによって、太陽電池用封止シートＢ、Ｂ同士を接着一体化させて、太陽電池素子Ａを封止し、フレキシブル太陽電池モジュールＦを製造した。
（比較例１、２）
変性ブテン系樹脂の代わりに、低密度ポリエチレン（比較例１）又は無水マレイン酸でグラフト変性されてなる変性ポリエチレン（比較例２）を用い、表５に記載のシラン化合物とフッ素系樹脂とを用いて得られた太陽電池封止シートを使用し、表５に記載のロール温度で封止を行った点以外は、実施例１と同様にしてフレキシブル太陽電池モジュールを得た。
変性ブテン系樹脂の代わりに、低密度ポリエチレン（比較例１）又は無水マレイン酸でグラフト変性されてなる変性ポリエチレン（比較例２）を用い、表５に記載のシラン化合物とフッ素系樹脂とを用いて得られた太陽電池封止シートを使用し、表５に記載のロール温度で封止を行った点以外は、実施例１と同様にしてフレキシブル太陽電池モジュールを得た。
（比較例３）
変性ブテン系樹脂の代わりにＥＶＡを用い、表５に記載のシラン化合物とフッ素系樹脂を用いて得られた太陽電池封止シートを使用した点以外は、実施例１と同様にしてフレキシブル太陽電池モジュールを得た。
変性ブテン系樹脂の代わりにＥＶＡを用い、表５に記載のシラン化合物とフッ素系樹脂を用いて得られた太陽電池封止シートを使用した点以外は、実施例１と同様にしてフレキシブル太陽電池モジュールを得た。
（比較例５）
フッ素系樹脂の代わりにポリエチレンテレフタレートを用い、表５に記載のシラン化合物を用いて得られた太陽電池封止シートを使用し、表５に記載のロール温度で封止を行った点以外は、実施例１と同様にしてフレキシブル太陽電池モジュールを得た。
フッ素系樹脂の代わりにポリエチレンテレフタレートを用い、表５に記載のシラン化合物を用いて得られた太陽電池封止シートを使用し、表５に記載のロール温度で封止を行った点以外は、実施例１と同様にしてフレキシブル太陽電池モジュールを得た。
（比較例８）
変性ブテン系樹脂の代わりに、エチレン７７．２重量部、エチルアクリレート２０重量部、及び無水マレイン酸２．８重量部をラジカル重合することにより得られた、エチレン－無水マレイン酸－エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡＭ、アルケマ社製ロタダーＨＸ８１４０）を用いて得られた太陽電池封止シートを使用した点以外は、実施例１と同様にしてフレキシブル太陽電池モジュールを得た。
変性ブテン系樹脂の代わりに、エチレン７７．２重量部、エチルアクリレート２０重量部、及び無水マレイン酸２．８重量部をラジカル重合することにより得られた、エチレン－無水マレイン酸－エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡＭ、アルケマ社製ロタダーＨＸ８１４０）を用いて得られた太陽電池封止シートを使用した点以外は、実施例１と同様にしてフレキシブル太陽電池モジュールを得た。
（評価）
得られたフレキシブル太陽電池モジュールについて、しわの発生状況、カールの発生状況、剥離強度、高温高湿耐久性、及び、エンボス形状保持を下記の要領で評価し、その結果を表１～５に示した。
なお、比較例１～３においては、太陽電池素子としての要件を満たさないため、高温高湿耐久性及びエンボス形状保持の評価を行わなかった。
また、比較例４、５においては、剥離強度が充分得られず、太陽電池素子としての要件を満たさないため、高温高湿耐久性評価は行わなかった。
得られたフレキシブル太陽電池モジュールについて、しわの発生状況、カールの発生状況、剥離強度、高温高湿耐久性、及び、エンボス形状保持を下記の要領で評価し、その結果を表１～５に示した。
なお、比較例１～３においては、太陽電池素子としての要件を満たさないため、高温高湿耐久性及びエンボス形状保持の評価を行わなかった。
また、比較例４、５においては、剥離強度が充分得られず、太陽電池素子としての要件を満たさないため、高温高湿耐久性評価は行わなかった。
＜しわの発生＞
上記で得られたフレキシブル太陽電池モジュールのしわの発生状況を目視で判断し、以下の評点で点数付けした。４点以上が合格である。
５点：しわ発生が全く見られない。
４点：０．５ｍｍ以内のしわが１個／ｍ２発見される。
３点：０．５ｍｍ以内のしわが２～４個／ｍ２発見される。
２点：０．５ｍｍ以内のしわが５個／ｍ２以上発見される。
１点：０．５ｍｍ以上の大きなしわが発見される。
上記で得られたフレキシブル太陽電池モジュールのしわの発生状況を目視で判断し、以下の評点で点数付けした。４点以上が合格である。
５点：しわ発生が全く見られない。
４点：０．５ｍｍ以内のしわが１個／ｍ２発見される。
３点：０．５ｍｍ以内のしわが２～４個／ｍ２発見される。
２点：０．５ｍｍ以内のしわが５個／ｍ２以上発見される。
１点：０．５ｍｍ以上の大きなしわが発見される。
＜カールの発生＞
５００ｍｍ×５００ｍｍサイズの上記フレキシブル太陽電池モジュールを、平坦な平面上におき、端部の水平面からの浮き上がり高さを測定した。
◎：２０ｍｍ未満
○：２０ｍｍ以上２５ｍｍ未満
△：２５ｍｍ以上３５ｍｍ未満
×：３５ｍｍ以上
５００ｍｍ×５００ｍｍサイズの上記フレキシブル太陽電池モジュールを、平坦な平面上におき、端部の水平面からの浮き上がり高さを測定した。
◎：２０ｍｍ未満
○：２０ｍｍ以上２５ｍｍ未満
△：２５ｍｍ以上３５ｍｍ未満
×：３５ｍｍ以上
＜剥離強度＞
得られたフレキシブル太陽電池モジュールにおいて、太陽電池素子から太陽電池封止シートを剥離した際の剥離強度をＪＩＳ Ｋ６８５４に準拠して測定した。
得られたフレキシブル太陽電池モジュールにおいて、太陽電池素子から太陽電池封止シートを剥離した際の剥離強度をＪＩＳ Ｋ６８５４に準拠して測定した。
＜高温高湿耐久性（接着）＞
得られたフレキシブル太陽電池モジュールを、ＪＩＣ Ｃ８９９１に記載された８５℃、相対湿度８５％の環境下にて放置し、太陽電池封止シートの太陽電池素子からの剥離を、上記放置を開始してから５００時間毎に観察し、剥離が確認された時間を測定した。
太陽電池モジュールの認証条件を定めたＪＩＣ Ｃ８９９１では発電効率で１０００時間以上の耐久性を求めており、１０００時間未満で剥離が確認された物は接着性が不足していると判断した。
得られたフレキシブル太陽電池モジュールを、ＪＩＣ Ｃ８９９１に記載された８５℃、相対湿度８５％の環境下にて放置し、太陽電池封止シートの太陽電池素子からの剥離を、上記放置を開始してから５００時間毎に観察し、剥離が確認された時間を測定した。
太陽電池モジュールの認証条件を定めたＪＩＣ Ｃ８９９１では発電効率で１０００時間以上の耐久性を求めており、１０００時間未満で剥離が確認された物は接着性が不足していると判断した。
＜高温高湿耐久性（発電特性）＞
得られたフレキシブル太陽電池モジュールを、ＪＩＣ Ｃ８９９０に記載された８５℃、相対湿度８５％の環境下にて放置し、最大出力Ｐｍａｘの変化量を、ニッシントーア社製１１１６Ｎを用いて測定した。なお、１０００時間未満で剥離が確認されたものについては実施しなかった。また、表１～５に記載の評価結果は、下記を意味する。
＞３０００Ｈ：３０００時間経過後に出力９５％維持。
２０００Ｈ：２０００時間経過まで出力９５％維持。
１０００Ｈ：１０００時間経過まで出力９５％維持（ＪＩＳ－Ｃ８９９１規格）。
×：１０００時間経過後に出力９５％維持できず。
－：１０００時間経過前に剥離したため測定不可。
得られたフレキシブル太陽電池モジュールを、ＪＩＣ Ｃ８９９０に記載された８５℃、相対湿度８５％の環境下にて放置し、最大出力Ｐｍａｘの変化量を、ニッシントーア社製１１１６Ｎを用いて測定した。なお、１０００時間未満で剥離が確認されたものについては実施しなかった。また、表１～５に記載の評価結果は、下記を意味する。
＞３０００Ｈ：３０００時間経過後に出力９５％維持。
２０００Ｈ：２０００時間経過まで出力９５％維持。
１０００Ｈ：１０００時間経過まで出力９５％維持（ＪＩＳ－Ｃ８９９１規格）。
×：１０００時間経過後に出力９５％維持できず。
－：１０００時間経過前に剥離したため測定不可。
＜エンボス形状保持＞
得られたフレキシブル太陽電池モジュールの断面形状を観察して、エンボス深さの測定を行うことで、図１０に示すように当初０．１ｍｍあった深さがどの程度まで保持されているかを確認した。
◎：０．０９ｍｍ以上
○：０．０６ｍｍ以上０．０９ｍｍ未満
△：０．０３ｍｍ以上０．０６ｍｍ未満
×：０．０３ｍｍ未満
得られたフレキシブル太陽電池モジュールの断面形状を観察して、エンボス深さの測定を行うことで、図１０に示すように当初０．１ｍｍあった深さがどの程度まで保持されているかを確認した。
◎：０．０９ｍｍ以上
○：０．０６ｍｍ以上０．０９ｍｍ未満
△：０．０３ｍｍ以上０．０６ｍｍ未満
×：０．０３ｍｍ未満
（実施例３０～３４）
表６に示した所定量のブテン成分含有量及びエチレン成分含有量を有するブテン－エチレン共重合体を無水マレイン酸にてグラフト変性してなる変性ブテン系樹脂１００重量部と、シラン化合物として表６に示した所定量の３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（東レ・ダウコーニング社製、商品名「Ｚ－６０４０」）、２－（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（東レ・ダウコーニング社製、商品名「Ｚ６０４３」）、３－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン（信越シリコーン社製、商品名「ＫＢＥ－４０３」）、３－グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン（信越シリコーン社製、商品名「ＫＢＭ－４０２」）、又は、３－グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン（信越シリコーン社製、商品名「ＫＢＥ－４０２」）とからなる接着層用組成物を用いた以外は実施例１と同様にして、フレキシブル太陽電池モジュールを得て、その評価を行った。結果を表６に示した。
表６に示した所定量のブテン成分含有量及びエチレン成分含有量を有するブテン－エチレン共重合体を無水マレイン酸にてグラフト変性してなる変性ブテン系樹脂１００重量部と、シラン化合物として表６に示した所定量の３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（東レ・ダウコーニング社製、商品名「Ｚ－６０４０」）、２－（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（東レ・ダウコーニング社製、商品名「Ｚ６０４３」）、３－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン（信越シリコーン社製、商品名「ＫＢＥ－４０３」）、３－グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン（信越シリコーン社製、商品名「ＫＢＭ－４０２」）、又は、３－グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン（信越シリコーン社製、商品名「ＫＢＥ－４０２」）とからなる接着層用組成物を用いた以外は実施例１と同様にして、フレキシブル太陽電池モジュールを得て、その評価を行った。結果を表６に示した。
（実施例３５～３９、比較例９～１１）
表７に示した所定量のα－オレフィン成分含有量及びエチレン成分含有量を有するα－オレフィン－エチレン共重合体を無水マレイン酸にてグラフト変性してなる変性α－オレフィン系樹脂１００重量部と、シラン化合物として表７に示した所定量の３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（東レ・ダウコーニング社製、商品名「Ｚ－６０４０」）とからなる接着層用組成物を用いた以外は実施例１と同様にして、フレキシブル太陽電池モジュールを得て、その評価を行った。結果を表７に示した。
表７に示した所定量のα－オレフィン成分含有量及びエチレン成分含有量を有するα－オレフィン－エチレン共重合体を無水マレイン酸にてグラフト変性してなる変性α－オレフィン系樹脂１００重量部と、シラン化合物として表７に示した所定量の３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（東レ・ダウコーニング社製、商品名「Ｚ－６０４０」）とからなる接着層用組成物を用いた以外は実施例１と同様にして、フレキシブル太陽電池モジュールを得て、その評価を行った。結果を表７に示した。
（実施例４０、４１）
表８に示した所定量のブテン成分含有量及びエチレン成分含有量を有するブテン－エチレン共重合体を無水マレイン酸にてグラフト変性してなる変性ブテン系樹脂９０重量部と、低密度ポリエチレン（旭化成ケミカルズ社製、商品名「Ｌ１７８０」）又は直鎖状低密度ポリエチレン共重合体（エチレン成分量８４重量％、１－ブテン成分量１６重量％のエチレン－１－ブテン共重合）１０重量部と、シラン化合物として０．５重量部の３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（東レ・ダウコーニング社製、商品名「Ｚ－６０４０」）とからなる接着層用組成物を用いた以外は実施例１と同様にして、フレキシブル太陽電池モジュールを得て、その評価を行った。結果を表８に示した。
表８に示した所定量のブテン成分含有量及びエチレン成分含有量を有するブテン－エチレン共重合体を無水マレイン酸にてグラフト変性してなる変性ブテン系樹脂９０重量部と、低密度ポリエチレン（旭化成ケミカルズ社製、商品名「Ｌ１７８０」）又は直鎖状低密度ポリエチレン共重合体（エチレン成分量８４重量％、１－ブテン成分量１６重量％のエチレン－１－ブテン共重合）１０重量部と、シラン化合物として０．５重量部の３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（東レ・ダウコーニング社製、商品名「Ｚ－６０４０」）とからなる接着層用組成物を用いた以外は実施例１と同様にして、フレキシブル太陽電池モジュールを得て、その評価を行った。結果を表８に示した。
本発明のフレキシブル太陽電池モジュールの製造方法によれば、しわやカールが発生せず、太陽電池素子と太陽電池封止シートとの接着性に優れたフレキシブル太陽電池モジュールをロールツーロール法で好適に製造することができる。
Ａ 太陽電池素子
Ｂ、Ｂ’ 太陽電池封止シート
Ｃ 積層シート
Ｄ ロール
Ｅ、Ｆ、Ｇ フレキシブル太陽電池モジュール
１ フレキシブル基材
２ 光電変換層
３ 接着層
４ フッ素系樹脂シート
５ 金属板
Ｂ、Ｂ’ 太陽電池封止シート
Ｃ 積層シート
Ｄ ロール
Ｅ、Ｆ、Ｇ フレキシブル太陽電池モジュール
１ フレキシブル基材
２ 光電変換層
３ 接着層
４ フッ素系樹脂シート
５ 金属板
Claims (5)
- 太陽電池封止シートを、フレキシブル基材上に光電変換層が配置された太陽電池素子の少なくとも受光面上に、一対の熱ロールを用いて狭窄することにより熱圧着する工程を有し、
前記太陽電池封止シートは、フッ素系樹脂シート上に、α－オレフィン含有量が１～２５重量％であるα－オレフィン－エチレン共重合体が無水マレイン酸でグラフト変性された樹脂であり、かつ、無水マレイン酸の総含有量が０．１～３重量％である無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂からなる接着層を有する
ことを特徴とするフレキシブル太陽電池モジュールの製造方法。 - フッ素系樹脂シートは、テトラフルオロエチレン－エチレン共重合体、エチレンクロロトリフルオロエチレン樹脂、ポリクロロトリフルオロエチレン樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、テトラフロオロエチレン－パーフロオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリビニルフルオライド樹脂、テトラフロオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体、及び、ポリフッ化ビニリデンとポリメタクリル酸メチルとの混合物からなる群より選択される少なくとも一種のフッ素系樹脂からなる請求項１記載のフレキシブル太陽電池モジュールの製造方法。
- 接着層は、更に下記一般式（Ｉ）で示されるシラン化合物を、無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂１００重量部に対して０．０５～５重量部含有する請求項１又は２記載のフレキシブル太陽電池モジュールの製造方法。
- 太陽電池封止シートは、フッ素系樹脂シートと接着層とが共押出工程により同時に製膜加工され積層された一体型積層体である請求項１、２又は３記載のフレキシブル太陽電池モジュールの製造方法。
- 太陽電池封止シートは、表面にエンボス形状を有する請求項１、２、３又は４記載のフレキシブル太陽電池モジュールの製造方法。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| WO2015001951A1 (ja) * | 2013-07-05 | 2015-01-08 | 東レ株式会社 | 裏側保護基材、太陽電池モジュール、及び太陽電池モジュールの製造方法 |
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- 2011-09-16 WO PCT/JP2011/071274 patent/WO2012046565A1/ja active Application Filing
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2011539835 Country of ref document: JP |
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| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 11830498 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
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| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 11830498 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |