JPH06140657A

JPH06140657A - 太陽電池

Info

Publication number: JPH06140657A
Application number: JP4291704A
Authority: JP
Inventors: Kunio Asai; 浅井邦夫
Original assignee: Tonen Corp
Current assignee: Tonen General Sekiyu KK
Priority date: 1992-10-29
Filing date: 1992-10-29
Publication date: 1994-05-20

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】軽量化を図るとともに耐透湿性を向上させ、
低コスト化を図る。【構成】剛性のあるプレート１０上に封止剤２を充填
して複数の太陽電池モジュールを配置し、その表面をフ
ィルム１１で被覆した太陽電池において、前記フィルム
上にセラミック前駆体による無機コート層１２を施した
こと、さらに無機コート層上に有機コート１３を施した
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は軽量化を図るとともに、
耐透湿性を向上するようにした太陽電池に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来の太陽電池パネルは、図３に示すよ
うに直列接続された複数の太陽電池セル１を封止剤２で
封止すると共に、その上にガラス板３を重ね、アルミ等
からなる構造材４で周囲を固定して専用の架台５で支持
し、所定位置に取り付けるようになっている。

【０００３】このような太陽電池においては、剛性があ
って支持する力があり、透光性のガラス板３を表面に使
っており、この面積が大きくなると割れやすくなるた
め、一般に強化ガラスを使っている。この強化ガラスは
非常に重量があって、太陽電池モジュール全体の６〜７
割の重量を占めるとともに、高価である。

【０００４】この対策として、金属に炭素や酸素が結合
した金属アルコラートと呼ばれる化合物Ｍ（ＯＲ）ｎを
主成分とし、この金属アルコラートに水、アルコール及
び触媒の共存下で加水分解と重縮合反応を起こさせてま
ずゾル状に、続く加熱でゲル状にし、このゲルを加熱す
ることによってアモルファスの透明セラミック膜を形成
し、このセラミックコーティング膜を支持基板として利
用するものが提案されている（実開昭６１ー１１１１６
２号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記提案のも
のは、ゾルゲル法によりセラミックコーティング膜を作
製しており、そのセラミック化温度は通常３００〜３５
０℃、或いは５００℃以上と高温である。しかし、太陽
電池パネルはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）等の
封止剤を充填しており、このような高温のセラミック化
の温度では封止剤が溶融・分解を起こすため、使用する
ことができない。

【０００６】また、軽量化対策として、裏面にプラスチ
ック等の支持板を設け、表面をフィルムコートすること
により軽量化を図ることが考えられるが、フィルムのみ
では透水性があると共に、光劣化してしまうという問題
があった。

【０００７】本発明は上記課題を解決するためのもの
で、軽量化を図るとともに耐透湿性を向上させ、低コス
ト化を図ることができる太陽電池を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、剛性のあるプ
レート上に封止剤を充填して複数の太陽電池モジュール
を配置し、その表面をフィルムで被覆した太陽電池にお
いて、前記フィルム上にセラミック前駆体による無機コ
ート層をコーティングしたこと、また無機コート層上に
有機コート層をコーティングしたことを特徴とする。

【０００９】セラミック前駆体としては、従来公知の各
種のポリシラザンが使用できるが、好ましくは、以下の
ようなポリシラザンが挙げられる。

【００１０】一般式（１）

【００１１】

【化３】

【００１２】の繰り返し単位を有する数平均分子量が１
００〜５０，０００の環状無機ポリシラザン、鎖状無機
ポリシラザン又はこれらの混合物（特開昭５９−２０７
８１２号）。

【００１３】原料として上記の如きポリシラザン又は
Ａ．Ｓｔｏｃｋ，Ｂｅｒ，５４，Ｐ７４０（１９２
１）、Ｗ．Ｍ．Ｓｃａｎｔｌｉｍ，Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ
Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１１（１９７２）、Ａ．Ｓｅｙ
Ｆｅｒｔｈ，米国特許第４，３９７，３２８号明細書等
により開示されたシラザン重合体をトリアルキルアミン
の如き第３級アミン類、立体障害性の基を有する第２級
アミン類、フォスフィン等の如き塩基性化合物を溶媒と
するか又はこれを非塩基性溶媒、例えば、炭化水素類に
添加し−７８℃〜３００℃で加熱し脱水素縮合反応を行
わせることにより得られる数平均分子量２００〜５０
０，０００、好ましくは５００〜１００，０００の高重
合体（特開平１−１３８１０８号）。

【００１４】無機ポリシラザンの改良反応により得られ
る重合体で架橋結合−ＮＨ−又は−ＮＨ−ＮＨ−を有
し、ケイ素原子に結合する窒素とケイ素との原子比（Ｎ
／Ｓｉ）が０．８以上で数平均分子量が２００〜５０
０，０００、好ましくは５００〜１００，０００のも
の。この改質ポリシラザンはアンモニア又はヒドラジン
を使用してポリシラザンの脱水素縮合反応を行わせるこ
とにより製造することができる（特開平１−１３８１０
７号）。

【００１５】組成式（ＲＳｉＨＮＨ）_x〔（ＲＳｉＨ）_1.5Ｎ〕_y （但し、式中、Ｒはアルキル基、アルケニル基、シクロ
アルキル基、アリール基、又はこれらの基以外でＳｉに
直結する原子が炭素である基、アルキルシリル基、アル
キルアミノ基、アルコキシ基を表し、ｙは１−ｘであ
り、そして０．４＜ｘ＜１である）で表わされるポリオ
ルガノヒドロシラザン（特開昭６２−１５６１３５
号）。

【００１６】さらに、酸素を含有させたポリシロキサザ
ン（特開昭６２−１９５０２４号）や金属アルコキシド
等を反応させたポリメタロシラザン（特開平２−７７４
２７号）、有機硼素化合物を反応させたポリボロシラザ
ン（特開平２−８４４３７号）等も使用し得る。前記し
た各種のポリシラザンは、その種類に応じて、常温で液
状〜固体状を示す。

【００１７】なお、ポリシラザンは、樹脂との密着性の
点では、ケイ素や窒素に直結する活性水素含有割合の高
いものの使用が好ましく、一般的には、ケイ素原子と窒
素原子との合計原子数１００に対し、９０以上、好まし
くは１００〜１５２の活性水素原子を有するものの使用
が有利である。

【００１８】ポリシラザンの硬化被膜を有する樹脂形成
体を製造するには、前記ポリシラザンをコーティング材
料として用い、これを樹脂形成体表面にコーティング
し、その樹脂表面にポリシラザン被膜を形成した後、こ
れを加熱処理又は電子線処理する。ポリシラザンが液状
のものであれば、これを樹脂表面にコーティングした
後、空気や、不活性ガス（例えばＮ₂、アルゴン等）、
還元性ガス（例えばアンモニア、ヒドラジン等）または
真空の雰囲気下において、常温からその樹脂の溶融点ま
たは分解点の間の温度、通常８０〜２００℃の温度に一
定時間保持する。これによって、架橋化された固体状ポ
リシラザンからなる被膜が得られる。また、ポリシラザ
ンが固体状（粉末状）のものであれば、これを有機溶媒
に溶解し、この溶液を樹脂表面にコーティングし、使用
した有機溶媒を蒸発除去して固体状のポリシラザン被膜
とすることができる。

【００１９】ポリシラザンを含むコーティング材料に
は，有機アミンやカルボン酸無水物、イソシアネート、
チオール、カルボキシイミド、金属アルコキシド、金属
ハゲロン化合物等の硬化剤を添加することができ、また
金属粉末やセラミック粉末、例えば金属の窒化物や、酸
化物、炭化物等を定量添加することもできるし、さらに
チタン酸アルミニウムやシリコン樹脂を適量添加するこ
ともできる。

【００２０】ポリシラザン被膜の加熱処理は、前記した
空気、不活性ガス、還元性ガスまたは真空の雰囲気下に
おいて、１００℃以上の温度で行われる。この場合、昇
温速度は１００℃／分以下、好ましくは２０℃／分以下
である。加熱温度の上限は、その樹脂の溶融点又は分解
点である。加熱処理によりポリシラザン被膜は硬化被膜
に変換される。

【００２１】本発明で用いるポリシラザンの特性につい
て述べると、このものは、一般的には、空気または酸素
雰囲気下で加熱処理すると、酸素の作用によりポリシラ
ザンの縮合又は分解が促進され、温度１００〜３００℃
程度の加熱では水素及び／又は炭素を含む硬化体が生成
され、約３００℃を越える加熱では水素や炭素を実質上
含まないセラミックが形成される。一方、不活性ガスや
還元性雰囲気下での加熱においては、１００〜５００℃
程度までの加熱では、ポリシラザンの脱水素縮合が主と
して起こり、水素及び／又は炭素を含む硬化体が生成さ
れ、それ以上の温度では、ポリシラザンの分解が主とし
て起こり、セラミックが形成される。

【００２２】樹脂形成品を構成する樹脂としては、その
軟化点が１００℃以上、好ましくは１３０℃以上のもの
が用いられる。このような樹脂としては、例えば、ポリ
カーボネート、ポリイミド、フェノール樹脂、ポリエー
テルエーテルケトン、ポリブチレンテレフタレート、ポ
リエーテルスルホン、ポリフェニレンエーテル、ポリフ
ェニレンサルファイド、エポキシ樹脂、ナイロン、ポリ
プロピレン等が挙げられる。

【００２３】ポリシラザンを電子線処理する場合、その
電子線発生装置としては、（株）アイ・エレクトロンビ
ームＥＬＥＣＴＯＲＯＣＵＲＴＡＩＮＴＹＰＥ：Ｃ
Ｂ１７５／１５／１８０Ｌ等が用いられる。

【００２４】樹脂形成体表面に対するポリシラザン被膜
の形成方法としては、従来公知の各種の塗布方法、例え
ば、浸漬法やスプレー法等の方法が挙げられる。また、
あらかじめ形成したポリシラザンフィルムを樹脂形成体
表面に熱圧着させる方法も採用可能である。

【００２５】ポリシラザンの硬化被膜を有する樹脂形成
体を得る方法としては、ポリシラザンの被膜を有する樹
脂シートを形成材料として用い、これを所要形状に加工
した後、熱処理や電子線処理する方法や、ポリシラザン
被膜を有する樹脂シートを加熱処理や電子線処理した
後、所要形状に加工する方法等がある。被膜の加工性を
考えると、ポリシラザン被膜を有する樹脂シートを所要
形状に加工した後、加熱処理又は電子線処理する方法が
好ましい。

【００２６】本発明においてコーティング材として用い
るポリシラザンは、そのケイ素原子や窒素原子に結合す
る水素原子が活性水素として作用することから、樹脂と
の接着性に非常に優れたものである。また、このポリシ
ラザンを熱処理や電子線処理により硬化させたものの樹
脂に対する密着強度も非常に大きなものとなり、耐久性
にすぐれた被膜を与える。

【００２７】本発明で用いるポリシラザンは、その熱処
理や電子線処理により、脱水素縮合して架橋化されて硬
質の硬化体となり、最終的にはセラミックスとなる。従
って、樹脂表面上の被膜の性状は、その熱処理や電子線
処理の条件によって調節することができる。耐熱性、耐
蝕性、対摩耗性、対擦傷性にすぐれた硬化被膜とするに
は、水素や炭素含有率ができるだけ小さな被膜、例え
ば、水素と炭素の合計含有率が５重量％以下、好ましく
は０．２〜２重量％の被膜とするのがよい。硬化被膜の
厚さは、通常、０．１〜１００μｍ、好ましくは０．５
〜５０μｍである。

【００２８】上記したポリシラザンの硬化被膜は、収縮
が少なく、ワレ発生の極めて少ないもので、かつ緻密な
ものであることから、ピンホールの発生の殆どないもの
である。

【００２９】また、セラミック化温度がより低温の変成
ポリシラザンをより好適に用いることが可能である。変
成ポリシラザンは、ポリシラザンにグリシドールを付加
させることにより、該付加物の塗膜を空気中で焼成する
際の硬化反応が促進され、従来よりも低い焼成温度で良
好な被覆が形成される。

【００３０】変成ポリシラザンは、主として一般式
（２）：

【００３１】

【化４】

【００３２】（但し、Ｒ¹，Ｒ²，Ｒ³はそれぞれ独立
に水素原子、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキ
ル基、アリール基、またはこれらの基以外でケイ素に直
結する基が炭素である基、アルキルシリル基、アルキル
アミノ基、アルコキシ基を表し、Ｒ¹，Ｒ²，Ｒ³のう
ち少なくとも１つは水素原子である）で表される単位か
らなる主骨格を有する数平均分子量が１００〜５万のポ
リシラザンとグリシドールを反応させて得られる、グリ
シドール／ポリシラザン重量比が０．００１〜２の範囲
内かつ数平均分子量が約２００〜５０万のグリシドール
付加ポリシラザンを少なくとも含有するコーティング用
組成物である。

【００３３】コーティング組成物の必須成分として用い
られるグリシドール付加ポリシラザンは、ポリシラザン
の全骨格中の少なくとも一部のケイ素原子に結合した水
素原子とグリシドールとが反応して、ポリシラザン中の
ケイ素原子がグリシドールと縮合した側鎖基あるいは環
状、架橋構造を有することを特徴とする化合物である。

【００３４】ポリシラザンとグリシドールとの反応で
は、グリシドールのＯＨ基とポリシラザンのＳｉＨ基の
間で脱水素縮合反応が起こり、Ｓｉ−Ｏ−Ｃ結合が形成
される。

【００３５】更に、反応条件によってはグリシドールの
３位、または２位の炭素とポリシラザンのＮＨ基の間に
結合が生じてエポキシ基が開環し、更にこれによって生
じたＯＨ基とポリシラザンのＳｉＨ基の間で脱水素縮合
反応が起こり、Ｓｉ−Ｏ−Ｃ結合が形成される場合もあ
る。この場合にはポリシラザン分子間にグリシドール分
子を介して架橋構造が形成されることになる。

【００３６】本発明に用いるグリシドール付加ポリシラ
ザンを製造する方法は、ポリシラザンとグリシドールを
無溶媒または溶媒中で、かつ反応に対して不活性な雰囲
気下で反応させることからなる。

【００３７】用いるポリシラザンは、分子内に少なくと
もＳｉ−Ｈ結合、あるいはＮ−Ｈ結合を有するポリシラ
ザンであればよく、ポリシラザン単独は勿論のこと、ポ
リシラザンと他のポリマーとの共重合体やポリシラザン
と他の化合物との混合物でも利用できる。

【００３８】用いるポリシラザンには、鎖状、環状、あ
るいは架橋構造を有するもの、あるいは分子内にこれら
複数の構造を同時に有するものがあり、これら単独でも
あるいは混合物でも利用できる。

【００３９】用いるポリシラザンの代表例としては下記
のようなものがあるが、これらに限定されるものではな
い。

【００４０】一般式（２）でＲ¹，Ｒ²、及びＲ³に水
素原子を有するものは、ペルヒドロポリシラザンであ
り、その製造法は例えば特開昭６０−１４５９０３号公
報、D.SeyferthらCommunication of Am.Cer.Soc.，C-1
3 ,January １９８３．に報告されている。これらの方
法で得られるものは、種々の構造を有するポリマーの交
合物であるが、基本的には分子内に鎖状部分と環状部分
を含み、

【００４１】

【化５】

【００４２】の化学式で表すことができる。ペルヒドロ
ポリシラザンの構造の一例を示すと、下記の如くであ
る。

【００４３】

【化６】

【００４４】一般式（２）でＲ¹及びＲ²に水素原子、
Ｒ³にメチル基を有するポリシラザンを製造方法は、D.
SeyferthらPolym.Prepr.,Am.Chem.Soc.,Div.Polym.Che
m,.２５，１０（１９８４）に報告されている。この方
法により得られるポリシラザンは、繰り返し単位が−
（ＳｉＨ₂ＮＣＨ₃）−の鎖状ポリマーと環状ポリマー
であり、いずれも架橋構造をもたない。

【００４５】一般式（２）でＲ¹及びＲ²に水素原子、
Ｒ³に有機基を有するポリオルガノ（ヒドロ）シラザン
の製造法は、D.SeyferthらPolym.Prepr.,Am.Chem.Soc.,
Div.Polym.Chem,.２５，１０（１９８４）、特開昭６１
−８９２３０号に報告されている。これらの方法により
得られるポリシラザンには、−（Ｒ²ＳｉＨＮＨ）−を
繰り返し単位として、主として重合度が３〜５の環状構
造を有するものや、また（Ｒ³ＳｉＨＮＨ）_x〔（Ｒ²
ＳｉＨ）_1.5Ｎ〕_1-x（０．４＜ｘ＜１）の化学式で示
せる分子内に鎖状構造と環状構造を同時に有するものが
ある。

【００４６】一般式（２）でＲ¹に水素原子、Ｒ²及び
Ｒ³に有機基を有するポリシラザン、またはＲ¹及びＲ
²に有機基、Ｒ³に水素原子を有するものは、−（Ｒ¹
Ｒ²ＳｉＮＲ³）−を繰り返し単位として、主に重合度
が３〜５の環状構造を有している。

【００４７】次に用いるポリシラザンの内、一般式
（２）以外のものの代表例をあげる。

【００４８】ポリオルガノ（ヒドロ）シラザンの中に
は、D.SeyferthらCommunication of Am.Cer.Soc.，C-1
3 2 , July １９８４．が報告されている様な分子内に
架橋構造を有するものもある。一例を示すと下記の如く
である。

【００４９】

【化７】

【００５０】また、特開昭４９−６９７１７号公報に報
告されているようなＲ¹ＳｉＸ₃（Ｘ：ハロゲン）のア
ンモニア分解によって得られる架橋構造を有するポリシ
ラザン（Ｒ¹Ｓｉ（ＮＨ）_x）、あるいはＲ¹ＳｉＸ₃
及びＲ² ₂ＳｉＸ₂の共アンモニア分解によって得られ
る下記の構造を有するポリシラザンも出発材料として用
いることができる。

【００５１】

【化８】

【００５２】用いるポリシラザンは、上記の如く一般式
（２）で表わされる単位からなる主骨格を有するが、一
般式（２）で表わされる単位は、上記にも明らかな如く
環状化することがあり、その場合にはその環状部分が末
端基となり、このような環状化がされない場合には、主
骨格の末端はＲ¹，Ｒ²，Ｒ³と同様の基または水素で
あることができる。

【００５３】用いるポリシラザンの分子量に特に制約は
なく、入手可能なものを用いることができるが、グリシ
ドールとの反応性の点で、式（２）におけるＲ¹，
Ｒ²、及びＲ³は立体障害の小さい基が好ましい。即
ち、Ｒ¹，Ｒ²及びＲ³としては水素原子及びＣ₁〜Ｃ
₅のアルキル基が好ましく、水素原子及びＣ₁〜Ｃ₂の
アルキル基がさらに好ましい。

【００５４】ポリシラザンとグリシドールとの混合比
は、グリシドール／ポリシラザン重量比が０．００１か
ら２になるように、好ましくは０．０１から１になるよ
うに、さらに好ましくは０．０５から０．５になるよう
に加える。グリシドールの添加量をこれより増やすとポ
リシラザンの分子量が上がり過ぎてゲル化し、また、少
ないと十分な効果が得られない。

【００５５】反応は、無溶媒で行うこともできるが、有
機溶媒を使用する時に比べて、反応制約が難しく、ゲル
状物質が生成する場合もあるので、一般に有機溶媒を用
いた方が良い。溶媒としては、芳香族炭化水素、脂肪族
炭化水素、脂環式炭化水素の炭化水素溶媒、ハロゲン化
炭化水素、脂肪族エーテル、脂環式エーテル類、芳香族
アミン類が使用できる。好ましい溶媒としては、例えば
ベンゼン、トルエン、キシレン、塩化メチレン、クロロ
ホルム、ｎ−ヘキサン、エチルエーテル、テトラヒドロ
フラン、ピリジン、メチルピリジン等があり、特に好ま
しい溶媒としてはピリジン、メチルピリジン等があげら
れる。また反応に対して不活性な雰囲気、例えば窒素、
アルゴン等の雰囲気中において反応を行うことが必要で
あり、空気中のような酸化性雰囲気中で行うと、原料の
ポリシラザン及びグリシドールの酸化や加水分解が起こ
るため好ましくない。

【００５６】反応温度は広い範囲にわたって変更するこ
とができ、例えば有機溶媒を使用する場合には、その有
機溶媒の沸点以下の温度に加熱してもよいが、数平均分
子量の高い固体を得るには、引き続き有機溶媒の沸点以
上に加熱して有機溶媒を留去させて反応を行うこともで
きる。反応温度はグリシドール中のエポキシ基の過度の
開環とそれによるポリシラザンのゲル化を防ぐため一般
に１５０℃以下にするのが好ましい。

【００５７】反応時間は特に重要でないが、通常、１〜
５０時間程度である。反応は一般に常圧付近で行うのが
好ましい。本発明において、前記グリシドール付加ポリ
シラザンを用いてコーティング用組成物を調整するに
は、通常グリシドール付加ポリシラザンを溶剤に溶解さ
せればよい。

【００５８】溶剤としては、脂肪族炭化水素、脂環式炭
化水素、芳香族炭化水素の炭化水素溶媒、ハロゲン化メ
タン、ハロゲン化エタン、ハロゲン化ベンゼン等のハロ
ゲン化炭化水素、脂肪族エーテル、脂環式エーテル等の
エーテル類が使用できる。好ましい溶媒は塩化メチレ
ン、クロロホルム、四塩化炭素、ブロモホルム、塩化エ
チレン、塩化エチリデン、トリクロロエタン、テトラク
ロロエタン等のハロゲン化炭化水素、エチルエーテル、
イソプロピルエーテル、エチルブチルエーテル、ブチル
エーテル、１，２−ジオキシエタン、ジオキサン、ジメ
チルジオキサン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピ
ラン等のエーテル類、ペンタン、ヘキサン、イソヘキサ
ン、メチルペンタン、ヘプタン、イソヘプタン、オクタ
ン、イソオクタン、シクロペンタン、メチルシクロペン
タン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の炭化水素
等である。

【００５９】これらの溶剤を使用する場合、前記グリシ
ドール付加ポリシラザンの溶解度や溶剤の蒸発速度を調
整するために、２種類以上の溶剤を混合してもよい。溶
剤の使用量（割合）は採用するコーティング方法により
作業性がよくなるように選択され、またグリシドール付
加ポリシラザンの平均分子量、分子量分布、その構造に
よって異なるので、コーティング用組成物中溶剤は９０
重量％程度まで混合することができ、好ましくは１０〜
５０重量％の範囲で混合することができる。

【００６０】また溶剤濃度はグリシドール付加ポリシラ
ザンの平均分子量、分子量分布、その構造によって異な
るが、通常０〜９０重量％の範囲で良い結果が得られ
る。

【００６１】また、本発明においては、必要に応じて適
当な充填剤を加えてもよい。充填剤の例としてはシリ
カ、アルミナ、ジルコニア、マイカを始めとする酸化物
系無機物あるいは炭化珪素、窒化珪素等の非酸化物系無
機物の微粉等が上げられる。また用途によってはアルミ
ニウム、亜鉛、銅等の金属粉末の添加も可能である。さ
らに充填剤の例を詳しく述べれば、ケイ砂、石英、ノバ
キュライト、ケイ藻土などのシリカ系：合成無定形シリ
カ：カオリナイト、雲母、滑石、ウオラストナイト、ア
スベスト、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム等の
ケイ酸塩：ガラス粉末：ガラス球、中空ガラス球、ガラ
スフレーク、泡ガラス球等のガラス体：窒化ホウ素、炭
化ホウ素、窒化アルミニウム、炭化アルミニウム、窒化
ケイ素、炭化ケイ素、ホウ化チタン、窒化チタン、炭化
チタン等の非酸化物系無機物：炭酸カルシウム：酸化亜
鉛、アルミナ、マグネシア、酸化チタン、酸化ベリリウ
ム等の金属酸化物：硫化バリウム、二硫化モリブデン、
二硫化タングステン、弗化炭素その他無機物：アルミニ
ウム、ブロンズ、鉛、ステンレススチール、亜鉛等の金
属粉末：カーボンブラック、コークス、黒鉛、熱分解炭
素、中空カーボン球等のカーボン体等が挙げられる。

【００６２】これら充填剤は、針状（ウィスカーを含
む。）、粒状、鱗片状等種々の形状のものを単独又は２
種以上混合して用いることができる。又、これら充填剤
の粒子の大きさは１回に塗布可能な膜厚よりも小さいこ
とが望ましい。また充填剤の添加量はケイ素アルコキシ
ド付加ポリシラザン１重量部に対し、０．０５重量部〜
１０重量部の範囲であり、特に好ましい添加量は０．２
重量部〜３重量部の範囲である。又、充填剤の表面をカ
ップリング剤処理、蒸着、メッキ等で表面処理して使用
してもよい。

【００６３】コーティング用組成物には、必要に応じて
各種顔料、レベリング剤、消泡剤、帯電防止剤、紫外線
吸収剤、ｐＨ調整剤、分散剤、表面改質剤、可塑剤、乾
燥促進剤、流れ止め剤を加えてもよい。

【００６４】本発明のコーティング用組成物は、上記の
コーティング用組成物を基板に１回又は２回以上繰り返
し塗布した後、焼成し珪素−窒素−酸素系又は珪素−窒
素−酸素−炭素系セラミックスから成る被覆膜を形成さ
せることにより行われる。

【００６５】また本発明は上記のごとく焼成した被覆膜
を５０℃未満の条件で長時間保持し、被覆膜の性質を向
上させることができる。

【００６６】更に本発明は上記のごときコーティング用
組成物を基板に１回または２回以上繰り返し塗布した
後、被覆膜を５０℃未満の条件で長時間保持し、珪素−
窒素−酸素−又は珪素−窒素−酸素−炭素系セラミック
スから成る被覆膜を形成させることができる。

【００６７】コーティング組成物を塗布する基板は、特
に限定されず、金属、セラミックス、プラスチックス等
のいずれでもよい。コーティングとしての塗布手段とし
ては、通常の塗布方法、つまり浸漬、ロール塗り、バー
塗り、刷毛塗り、スプレー塗り、フロー塗り等が用いら
れる。又、塗布前に基板をヤスリがけ、脱脂、各種ブラ
スト等で表面処理しておくとコーティング組成物の付着
性能は向上する。

【００６８】このような方法でコーティングし、充分乾
燥させた後、加熱・焼成する。この焼成によってグリシ
ドール付加ポリシラザンは架橋、縮合、あるいは、焼成
雰囲気によって酸化、加水分解して硬化し、強靭な被覆
を形成する。

【００６９】上記焼成条件はグリシドール付加ポリシラ
ザンの分子量や構造によって異なるが０．５〜１０℃／
分の穏やかな昇温速度で５０℃〜１０００℃の範囲の温
度で焼成する。好ましい焼成温度は５０℃〜３００℃の
範囲である。焼成雰囲気は空気中あるいは不活性ガス等
のいずれであってもよいが、空気中がより好ましい。空
気中での焼成によりグリシドール付加ポリシラザンの酸
化、あるいは空気中に共存する水蒸気による加水分解が
進行し、上記のような低い焼成温度でＳＩ−Ｏ結合ある
いはＳｉ−Ｎ結合を主体とする強靭な被覆の形成が可能
となる。

【００７０】コーティングするグリシドール付加ポリシ
ラザンの種類によっては、限られた焼成条件ではセラミ
ックスへの転化が不完全である場合があり、この場合に
は焼成後の被覆膜を５０℃未満の条件で長時間保持し、
被覆膜の性質を向上させることが可能である。この場合
の保持雰囲気は空気中が好ましく、また水蒸気圧を高め
た湿潤空気中でも更に好ましい。保持する時間は特に限
定されるものではないが、１０分以上３０日以内が現実
的に適当である。また保持温度は特に限定されるもので
はないが、０℃以上５０℃未満が現実的に適当である。
ここで５０℃以上で保持することも当然有効であるが、
本発明では５０℃以上での加熱操作を「焼成」と定義し
ている。即ち、ある温度で一定時間焼成した後、温度を
例えば５０℃に下げて長時間焼成することも有効である
が、この操作は前述の「加熱・焼成」操作の一類型であ
る。

【００７１】この空気中での保持によりグリシドール付
加ポリシラザンの酸化、あるいは空気中に共存する水蒸
気による加水分解が更に進行し、セラミックスへの転化
が完了して、性質のより向上した、より強靭な被覆膜の
形成が可能となる。以上の方法によれば焼成温度が低下
でき、高い焼成温度に起因する種々の問題を軽減するこ
とができる。

【００７２】更に、コーティングするグリシドール付加
ポリシラザンの種類によっては、５０℃以上での焼成を
全く行なわず、塗布後の被覆膜を５０℃未満の条件で長
時間保持し、被覆膜の性質を向上させることが可能であ
る。この場合の保持雰囲気は空気中が好ましく、また水
蒸気圧を高めた湿潤空気中でも更に好ましい。保持する
時間は特に限定されるものではないが、１０分以上３０
日以内が現実的に適当である。また保持温度は特に限定
されるものではないが、０℃以上５０℃未満が現実的に
適当である。ここで５０℃以上で保持することも当然有
効であり、前述したように、５０℃以上での加熱操作を
「焼成」と定義している。この空気中での保持によりグ
リシドール付加ポリシラザンの酸化、あるいは空気中に
共存する水蒸気による加水分解が進行し、セラミックス
への転化が完了して、Ｓｉ−Ｏ結合あるいはＳｉ−Ｎ結
合を主体として強靭な被覆膜の形成が可能となる。以上
の方法によれば高い焼成温度に起因する種々の問題を大
幅に軽減することができ、場合によっては室温付近での
セラミックスへの転化が可能となる。

【００７３】

【作用】本発明は裏面に剛性のプレートを配置して太陽
電池を支持し、フィルムコートした表面にセラミック前
駆体による無機コート層をコーティングして耐透湿性を
向上させることにより、重量を従来の半分程度にするこ
とができる。さらに無機コート層みのでは熱ストレスに
よるクラックが入る可能性があるため、無機コート層上
に弾力性があるフッ素樹脂系の有機コート層をコーティ
ングすることにより、無機コート層にクラックが入って
も耐透湿性を維持することが可能となり、また、低コス
ト化を図ることができる。

【００７４】本発明のセラミック前駆体は、実開昭６１
ー１１１１６２号公報において使用さているゾルゲル法
によるものと膜組成、緻密性、セラミック化温度とも基
本的な性質が相違している。すなわち、ゾルゲル法によ
るものでは、膜組成がＳｉ、Ｏからなり、Ｎを含まない
のに対して、本発明のセラミック前駆体は、Ｓｉ、Ｏ、
Ｎからなっており、緻密性についての３５０℃焼成にお
ける試料についての評価｛１％フッ酸溶液（フッ酸：硝
酸＝１：１００）によるエンチッグレートの測定｝で
は、ゾルゲル法によるもの（市販ゾルゲル溶液、東京応
化製ＯＣＤ）では約２０００Å／ｍｉｎであるのに対し
て、本発明のセラミック前駆体では５００〜８００Å／
ｍｉｎを示し、より緻密であることから、本発明のセラ
ミック前駆体をコートすることにより、信頼性のある太
陽電池が提供できることが分かる。また、前述したよう
に、ゾルゲル法によるセラミックは、その焼成温度が３
００〜３５０℃、或いはそれ以上であるので、樹脂封じ
する必要のある太陽電池に適用するのは樹脂が溶融・分
解を起こすために本質的に困難である。

【００７５】

【実施例】図１は本発明の太陽電池の構造を示す断面
図、図２はその平面図である。図中、１は太陽電池セ
ル、２は封止剤、１０はバックプレート、１１は透明フ
ィルム、１２は無機コート層、１３は有機コート層、１
４はフレーム、１５は端面シール材である。

【００７６】バックプレート１０は２〜３ｍｍ厚のアル
ミニウム板、ガラスエポキシ板、スレート板、カーボン
ファイバー等からなり、この上にＥＶＡ（エチレンビニ
ルアセテート）からなる封止剤２を充填して太陽電池セ
ル１を配置する。太陽電池セル１間はそれぞれ図示しな
い配線で電気的に接続されいてる。この上にＰＥＴ等の
透明な表面フィルム１１を被覆すると共に、さらに、前
述したようなセラミック前駆体からなる無機コート層１
２をコーティングし、さらにフッ素樹脂系の有機コート
層１３をコーティングする。さらに端部は端面シール材
１５でシールして、フレーム１４により固定する。

【００７７】このように透明フィルム１１上に無機コー
ト層１２をコーティングすることにより耐透湿性を向上
させることが可能となる。また、無機コート層１２のみ
では熱ストレスによりクラックが入る可能性があるの
で、さらに弾力性がある有機コート層１３をコーティン
グすることにより、たとえクラックが入っても耐透湿性
を維持することができる。

【００７８】このような構造とすることにより、例え
ば、従来７Ｋｇ程度あったパネルの重量をほぼ半分程度
にすることが可能となり、また従来使用されている強化
ガラスは非常に高価であったが、これに代えて安価な材
料を使用することができるので低コスト化を図ることが
可能となる。

【００７９】なお、上記実施例においては、無機コート
層上に有機コート層をコーティングするようにしたが、
本発明はこれに限定されるものではなく、無機コート層
のみであってもよく、この構成でも十分機能し、適用可
能であることはいうまでもない。

【００８０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、剛性体か
らなるバックプレートで全体を支持するようにし、太陽
電池表面側にフィルムを被覆し、さらにセラミック前駆
体による無機コート層あるいはさらにその上に有機コー
ト層をコーティングするようにしたので、従来のように
強化ガラスを使うものに比して大幅に軽量化を図ること
ができ、かつ耐透湿性を維持し、低コスト化を図ること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の太陽電池の構造を示す断面図であ
る。

【図２】図１の平面図である。

【図３】従来の太陽電池の構造を示す図である。

【符号の説明】

１…太陽電池セル、２…封止剤、１０…バックプレー
ト、１１…透明フィルム、１２…無機コート層、１３…
有機コート層、１４…フレーム、１５…端面シール材。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】剛性のあるプレート上に封止剤を充填し
て複数の太陽電池モジュールを配置し、その表面をフィ
ルムで被覆した太陽電池において、前記フィルム上にセ
ラミック前駆体による無機コート層をコーティングした
ことを特徴とする太陽電池。
【請求項２】請求項１記載の太陽電池において、さら
に無機コート層上に有機コート層をコーティングしたこ
とを特徴とする太陽電池。
【請求項３】請求項１または２記載の太陽電池におい
て、セラミック前駆体は、一般式（１）：【化１】の繰り返し単位を有する数平均分子量が１００〜５０，
０００の環状無機ポリシラザン、鎖状無機ポリシラザン
又はこれらの混合物であることを特徴とする太陽電池。
【請求項４】請求項１または２記載の太陽電池におい
て、セラミック前駆体は、主として一般式（２）：【化２】（但し、Ｒ¹，Ｒ²，Ｒ³はそれぞれ独立に水素原子、
アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリー
ル基、またはこれらの基以外でケイ素に直結する基が炭
素である基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基、ア
ルコキシ基を表し、Ｒ¹，Ｒ²，Ｒ³のうち少なくとも
１つは水素原子である）で表される単位からなる主骨格
を有する数平均分子量が１００〜５万のポリシラザンと
グリシドールを反応させて得られる、グリシドール／ポ
リシラザン重量比が０．００１〜２の範囲内かつ数平均
分子量が約２００〜５０万のグリシドール付加ポリシラ
ザンを少なくとも含有するコーティング用組成物である
ことを特徴とする太陽電池。