反射保護シートおよびその製造方法、半導体発電装置
【課題】半導体発電装置の発電効率を向上させることができ、かつ熱の影響に対して充分な耐性を有する反射保護シートおよびその製造方法、ならびに該反射保護シートを備える半導体発電装置の提供。
【解決手段】反射保護シート５は、透光性材料からなる透過層５１と、その裏面側に配置され、透過層５１側から入射した光を反射する反射機能を有する反射構造層５７と、その裏面側に配置された中間層５５と、その裏面側に配置された外層５６と、を有し、反射構造層５７は、反射膜５４と、透光性材料からなり反射膜５４の前面側に配置された凹凸層５３と、透光性材料からなり凹凸層５３の前面側に配置された密着保持層５２と、から構成され、凹凸層５３は、複数の凹凸構造５３ａが密着保持層５２の裏面上に規則的に配列してなるものであり、該凹凸構造５３ａの裏面に沿って反射膜５４が形成されており、密着保持層５２の厚みが１〜５０μｍである。
【解決手段】反射保護シート５は、透光性材料からなる透過層５１と、その裏面側に配置され、透過層５１側から入射した光を反射する反射機能を有する反射構造層５７と、その裏面側に配置された中間層５５と、その裏面側に配置された外層５６と、を有し、反射構造層５７は、反射膜５４と、透光性材料からなり反射膜５４の前面側に配置された凹凸層５３と、透光性材料からなり凹凸層５３の前面側に配置された密着保持層５２と、から構成され、凹凸層５３は、複数の凹凸構造５３ａが密着保持層５２の裏面上に規則的に配列してなるものであり、該凹凸構造５３ａの裏面に沿って反射膜５４が形成されており、密着保持層５２の厚みが１〜５０μｍである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射保護シートおよびその製造方法、ならびに該反射保護シートを備える半導体発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化問題に対する内外各方面の関心が高まる中、二酸化炭素の排出抑制のために、種々努力が続けられている。
化石燃料の消費量の増大は、大気中の二酸化炭素の増加をもたらし、その温室効果により地球の気温が上昇し、地球環境に重大な影響を及ぼす。そのため、化石燃料に代替えするエネルギーについて様々な検討が行われており、クリーンなエネルギー源である太陽光による発電に対する期待が高まっている。
太陽光による発電に使用される半導体発電装置は、光のエネルギーを直接電力に変換する光電変換部を含むセルを備えている。光電変換部としては、ｐ型とｎ型の半導体を接合したｐｎ接合型の構造のものが一般に用いられている。ｐｎ接合を構成する半導体としてはシリコンが最も多く使用されている。半導体発電装置に用いられるシリコンは、一般に、結晶系のものと非結晶のものに分けられる。
半導体発電装置においては一般に、セルの上側（光の入射面側）に、空気や不純物からセルを保護する目的で、前面板が設けられている。前面板としては一般に、透明な強化ガラス等のガラス基板が用いられている。また、セルの下側（光の入射面とは反対側）にも、同様の目的で、保護シートが設けられている。また、前面板と保護シートとの間の空隙には通常、セルを固定するために、透明な充填材が充填されている。
なお、本明細書においては、上記のような、光電変換部を含む少なくとも１つのセルを、前面板、保護シート、充填材等の封止材を用いて封止してパッケージ化したものを半導体発電装置という。
【０００３】
半導体発電装置は、通常、小片サイズのセルが複数、配線で電気的に接続された構成とされている。結晶シリコン系の半導体発電装置の場合、隣り合うセル同士の間にはある程度の幅で隙間が設けられている。また、半導体発電装置の端部には、雨水などの浸食を防ぐため、セルを配していない余白部分が数ミリから数十ミリの幅で設けられている。
これらの隙間および余白部分（以下、余白領域という。）にはセルが無いため、余白領域に光が照射されても発電にはつながらず、損失となっている。
このような損失を低減し、発電効率（光電変換効率）を高めるために、従来、以下のような対応が提案されている。
例えば、結晶シリコン系の半導体発電装置には、裏面に配す保護シートとして、光反射機能を有する反射保護シートを用い、表面から入射し、余白領域を透過した光を再びセル側に戻し、前面板であるガラス板などにより全反射し、セルの受光面に再入射させ、発電効率を上げるものがある。また、セルの受光面に導く確率を向上させて発電効率を上げるために、反射保護シートの表面に、反射した光を散乱させるための凹凸構造を設けることが提案されている（特許文献１、２参照）。また、反射保護シートの表面に凹凸構造を設け、さらにセルとして両方の面が受光面となる両面入射型のもの採用することも提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６２−１０１２４７号公報
【特許文献２】特開平１０−２８４７４７号公報
【特許文献３】特許第３６７０８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、半導体発電装置、特に結晶シリコン系の半導体発電装置においては、絶縁性やバリア性を得るために、セルが配置されない余白領域を作る必要があるが、この余白領域に注ぐ光の多くは発電には用いられない。面積辺りの発電効率を向上させるためには、この余白領域に注ぐ光も有効に活用する手段が望まれている。
半導体発電装置の裏面側に反射保護シートを配置し、光反射を生じさせることにより、本来は損失となってしまう光を再利用することができ、発電効率を向上させることができる。特に、反射保護シートの表面に凹凸構造を設けると、前記凹凸構造が光の回折、散乱、拡散、屈折または反射作用によって光を特定方向に偏向するため、発電効率がさらに向上する。しかし更なる発電効率の向上が望まれている。
【０００６】
一方、半導体発電装置は１０年以上の使用を想定していることから、その耐侯性にかかる仕様も厳しいものとなっている。
特許文献２には、反射率に優れた反射保護シートとして、アルミニウム材と耐候性樹脂フィルムとを積層した多層構造のシートに凹凸構造を付与した裏面カバー部材が記載されている。
しかし、このような金属部分を有する多層構造のシートに凹凸構造を付与した反射保護シートは、温度変化等の熱の影響を受けやすい問題がある。たとえば−４０℃から８５℃のサーマルサイクル試験を実施したところ、層間の密着強度が低下し、内部で剥離が生じる不具合が存在していた。また、熱によって硬化が進み、樹脂自体が収縮してクラックが入るという問題が存在した。剥離やクラックが生じると、セルに対する保護効果が損なわれてしまう。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、半導体発電装置の発電効率を向上させることができ、かつ熱の影響に対して充分な耐性を有する反射保護シートおよびその製造方法、ならびに該反射保護シートを備える半導体発電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明は以下の構成を有する。
［１］光エネルギーを電力に変換するセルと、透光性材料からなり前記セルを固定する充填層と、透光性材料からなり前記充填層の前面側に配置された前面板と、前記充填層の裏面側に配置された反射保護シートと、を備える半導体発電装置に用いられる反射保護シートであって、
透光性材料からなる透過層と、前記透過層の裏面側に配置され、前記透過層側から入射した光を反射する反射機能を有する反射構造層と、前記反射構造層の裏面側に配置された中間層と、前記中間層の裏面側に配置された外層と、を有し、
前記反射構造層は、反射膜と、透光性材料からなり前記反射膜の前面側に配置された凹凸層と、透光性材料からなり前記凹凸層の前面側に配置された密着保持層と、から構成され、
前記凹凸層は、複数の凹凸構造が前記密着保持層の裏面上に規則的に配列してなるものであり、該凹凸構造の裏面に沿って前記反射膜が形成されており、
前記密着保持層の厚みは１〜５０μｍであることを特徴とする反射保護シート。
［２］前記反射構造層は、前記凹凸層および前記密着保持層が存在する凹凸形成領域と、前記凹凸層および前記密着保持層が共に存在しない、または前記凹凸層が存在せず且つ前記密着保持層が厚み１μｍ未満で設けられた平滑領域と、を有し、
前記平滑領域は、前記凹凸形成領域に囲まれており、または挟まれており、
前記平滑領域の面積が、前記凹凸層における前記複数の凹凸構造のピッチを１辺とする正方形より大きい面積となっている、［１］に記載の反射保護シート。
［３］前記凹凸構造が、ピラミッド形状、その頂部を曲面とした形状、三角プリズム形状、その頂辺を曲面とした形状のいずれかである、［１］または［２］に記載の反射保護シート。
［４］前記凹凸構造の頂部の頂角が１１１°以上１３７°以下である、［３］に記載の反射保護シート。
［５］前記反射膜が、アルミニウム、金、銀、銅、クロムおよびニッケルから選ばれる金属からなる、［１］〜［４］のいずれか一項に記載の反射保護シート。
［６］［１］〜［５］のいずれか一項に記載の反射保護シートを製造する方法であって、
透光性材料からなる透過層上に、前記凹凸層および前記密着保持層の合計の厚みとなるように電離放射線硬化型樹脂層を形成し、前記凹凸層を形成するための凹凸構造部が表面に形成された金型の表面形状を前記電離放射線硬化型樹脂層の表面に転写し、電離放射線を放射して硬化させることにより、前記透過層と前記密着保持層と前記凹凸層との積層体を形成する工程と、
前記積層体の前記凹凸層側の表面に前記反射膜を形成する工程と、
前記反射膜の裏面側に、前記中間層を介して前記外層を接着する工程と、
を有する反射保護シートの製造方法。
［７］［１］〜［５］のいずれか一項に記載の反射保護シートを製造する方法であって、
透光性材料からなる透過層上に、前記凹凸層および前記密着保持層の合計の厚みとなるように熱可塑性樹脂層を形成し、加熱下で、前記凹凸層を形成するための凹凸構造部が表面に形成された金型の表面形状を前記熱可塑性樹脂層の表面に転写し、冷却することにより、前記透過層と前記密着保持層と前記凹凸層との積層体を形成する工程と、
前記積層体の前記凹凸層側の表面に前記反射膜を形成する工程と、
前記反射膜の裏面側に、前記中間層を介して前記外層を接着する工程と、
を有する反射保護シートの製造方法。
［８］前記金型の表面に、さらに、前記凹凸層および前記密着保持層が存在する凹凸形成領域と、前記凹凸層および前記密着保持層が共に存在しない、または前記凹凸層が存在せず且つ前記密着保持層が厚み１μｍ未満で設けられた平滑領域を形成するための突起部が形成されている、［６］または［７］に記載の反射保護シートの製造方法。
［９］光エネルギーを電力に変換するセルと、透光性材料からなり前記セルを固定する充填層と、透光性材料からなり前記充填層の前面側に配置された前面板と、前記充填層の裏面側に配置された反射保護シートと、を備える半導体発電装置であって、
前記反射保護シートが、［１］〜［５］のいずれか一項に記載の反射保護シートであることを特徴とする半導体発電装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、半導体発電装置の発電効率を向上させることができ、かつ熱の影響に対して充分な耐性を有する反射保護シートおよびその製造方法、ならびに該反射保護シートを備える半導体発電装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第一の実施形態に係る半導体発電装置１の構成を示す概略図である。
【図２】半導体発電装置１が備える反射保護シート５の構成を示す概略図である。
【図３】凹凸層５３の形状を示す斜視図である。
【図４】凹凸層５３における凸部５３ａの頂部の角度θを示す側面図である。
【図５】第二の実施形態に係る反射保護シート５’の構成を示す概略図である。
【図６】第三の実施形態に係る反射保護シート５”の構成を示す概略図である。
【図７】反射保護シート５”における凹凸形成領域５７Ａ、平滑領域５７Ｂと、セル４との位置関係を説明する図である。
【図８】反射保護シート５”の他の態様を示す概略図である。
【図９】反射保護シート５”を製造する際に用いる金型１１の表面形状と、形成される反射保護シート５”の凹凸層５３および密着保持層５２の関係を説明する図である。
【図１０】金型１１の作製方法の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の反射保護シートおよびこれを用いた半導体発電装置について、添付図面により、実施形態を示して説明する。
なお、本明細書および特許請求の範囲において、半導体発電装置に対して太陽光等の光が入射する側を「前面側」、その反対側を「裏面側」という。
【００１２】
＜第一の実施形態＞
図１は、本実施形態の半導体発電装置１の構成を示す概略図である。
半導体発電装置１は、前面側から順に、前面板２と、充填層３と、反射保護シート５とが積層されており、充填層３の内部に複数のセル４が封入されている。
前面板２、充填層３はいずれも透光性材料で構成されている。
セル４は、光エネルギーを電力に変換するもので、受光面を前面側に向けて配置されている。複数のセル４は、同一平面上に所定の間隔を空けて配置されており、互いに図示しない配線によって電気的に接続されている。
反射保護シート５は、充填層３側から入射した光を前面板２側へと反射する反射機能を有する。
かかる半導体発電装置１において、前面板２に入射した光線Ｌは、充填層３を通過し、一部はセル４の受光面に直接入射し、電力に変換される。また、光線Ｌの一部は、複数のセル４間の隙間や外側の余白部分を通過して反射保護シート５に入射する。反射保護シート５に入射した光は、前面板２方向に反射され、前面板２と大気との界面でさらに反射されてセル４の受光面に入射し、電力に変換される。このように、反射保護シート５を設けることで、セル４間の隙間や外側の余白部分を通過した光も発電に利用されるため、発電効率が向上する。
なお、光線Ｌは、太陽光でも、室内灯などの人工照明の光でもよい。
以下、半導体発電装置１の各構成についてより詳細に説明する。
【００１３】
前面板２を構成する透光性材料としては、光線透過率が高いものが好ましい。具体的には、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１に準拠して測定される全光線透過率が、８０％以上であるものが好ましく、９０％以上であるものがより好ましい。
前面板２を構成する透光性材料として具体的には、強化ガラス等のガラス、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の透明樹脂が挙げられる。
前面板２の厚みは、透光性材料の種類等に応じて適宜設定される。たとえば強化ガラス板であれば約５ｍｍ、透明樹脂シートであれば数十〜数百μｍが好適である。
【００１４】
充填層３は、セル４を固定する役割がある。
充填層３を構成する透光性材料としては、光線透過率が高いものが好ましい。具体的には、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１に準拠して測定される全光線透過率が、８０％以上であるものが好ましく、９０％以上であるものがより好ましい。
充填層３を構成する透光性材料としては、難燃性が付与されたエチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）が広く用いられている。
充填層３の厚みは、セル４の厚み、タブ線の厚み等に応じて適宜設定され、特に限定されないが、０．２〜２ｍｍの範囲内が好ましい。
【００１５】
セル４としては、光電効果より入射した光のエネルギーを電力へと変換する機能を有するものであればよく、たとえば単結晶シリコン型、多結晶シリコン型、薄膜シリコン型、ＣＩＧＳ（Ｃｕ・Ｉｎ・Ｇａ・Ｓｅの化合物）系薄膜型等の、多くの種類を用いることが可能である。
【００１６】
図２に、本実施形態の反射保護シート５の構成を示す概略断面図を示す。
反射保護シート５は、透過層５１と、密着保持層５２と、凹凸層５３と、反射膜５４と、中間層５５と、外層５６とがこの順に積層されている構造を有する。これらのうち、密着保持層５２と凹凸層５３と反射膜５４とから反射構造層５７が構成されている。
透過層５１、密着保持層５２および凹凸層５３はそれぞれ透光性材料からなる。
凹凸層５３は、密着保持層５２の裏面を底面として反射膜５４方向に突出する複数の凸部（凹凸構造）５３ａが規則的に配列してなるものであり、各凸部５３ａの裏面に沿って反射膜５４が形成されている。
反射膜５４は、入射してきた光を反射する機能を有する層である。
中間層５５は、外層５６と反射構造層５７とを接着する為に設けられる層である。
外層５６は、反射構造層５７を保護する役割を有している。そのため、半導体発電装置１において、反射保護シート５は、外層５６が反射構造層５７よりも裏面側となるように配置される。
半導体発電装置１において充填層３の裏面から出射した光は、透過層５１の前面から入射し、透過層５１、密着保持層５２、凹凸層５３を通過した後、反射膜５４で前面側に反射される。
【００１７】
透過層５１を構成する透光性材料としては、光線透過率が高いものが好ましい。具体的には、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１に準拠して測定される全光線透過率が、８０％以上であるものが好ましく、９０％以上であるものがより好ましい。
また、該透光性材料は、耐熱性、電気的特性（特に全面耐電圧）、透過率、機械的特性が優れているものが望ましい。このような透光性材料として具体的には、フッ素樹脂フィルム、電気絶縁用ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等が挙げられる。
透過層１１の厚みは、電気絶縁性とコストの観点から、５０〜５００μｍであることが望ましい。
【００１８】
密着保持層５２を構成する透光性材料としては、光線透過率が高いものが好ましい。具体的には、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１に準拠して測定される全光線透過率が、８０％以上であるものが好ましく、９０％以上であるものがより好ましい。
本発明においては、後述する製造方法にて密着保持層５２と凹凸層５３とを同時形成できることから、密着保持層５２を構成する透光性材料と、凹凸層５３を構成する透光性材料とが同じであることが好ましい。
この場合、密着保持層５２および凹凸層５３を構成する透光性材料としては、電離放射線硬化型樹脂の硬化物または熱可塑性樹脂が有用である。
なお、電離放射線硬化型樹脂とは、電離放射線、即ち、電子線、紫外線（ＵＶ）、可視光等により硬化する特徴を有する樹脂のことであり、例えばエポキシアクリレート、ウレタンアクリレートなどのアクリル樹脂が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂などが挙げられる。
ただし本発明はこれに限定されるものではなく、密着保持層５２と凹凸層５３とを異なる材料で構成してもよい。
【００１９】
密着保持層５２の厚みＤは１〜５０μｍであり、５〜３０μｍがより好ましい。
ここで、密着保持層５２の厚みとは、密着保持層５２の前面側の表面と、該表面に対して平行であり且つ凹凸層５３を構成する複数の凸部５３ａによって形成される凹部の下端を含む平面との間の距離を示す。
密着保持層５２の厚みＤが５０μｍを超えると、密着保持層５２の光線透過率が低下し、光の利用効率が低下する傾向がある。また、電離放射線硬化型樹脂または熱可塑性樹脂を用いて密着保持層５２を形成する場合に、電離放射線を照射して硬化させた時の樹脂の収縮や、熱可塑性樹脂の冷却時における樹脂の収縮により、透過層５１との密着強度が低下するおそれがある。また、使用する材料の量が多くなり、高コストとなってしまう。
一方、密着保持層５２の厚みＤが１μｍ未満であると、反射膜５４の密着保持層５２側の先端によって、複数の凸部５３ａの間の位置に応力が加わりやすい。そのため、半導体発電装置１とするまでの後加工の際に、屈曲や、過熱、冷却による熱膨張や収縮の影響を受けて密着保持層５２にクラックが生じ、凹凸層５３を構成する凸部５３ａの一つ一つが分離し、透過層５１との接着面積が減少し、密着強度が低下することがある。また、凹凸層５３と密着保持層５２を、後述する製造方法に示すように金型を用いて同時する場合、透過層５１と金型の凸部分とが接触しやすい問題もある。接触すると、透過層や金型の凸部分に変形や傷が生じ、所望の凹凸形状を形成することが困難となってしまう。このことは光の利用効率を低下させ、発電効率を低下させるため好ましくない。特に、凹凸層５３における複数の凸部５３ａのピッチが小さくなると、変形が生じやすい。
なお、密着保持層５２の厚みＤが１μｍ未満の場合でも、発電効率向上効果と密着強度向上効果の両方を得られることもあるが、この場合には性能が安定しないため、１μｍ以上の膜厚が必要である。
【００２０】
凹凸層５３を構成する複数の凸部５３ａはいずれも同じ形状で、配列方向における断面形状が三角形である。このような断面形状を有することで、前面側から入射した光が効率よく凹凸層５３と反射膜５４との界面で前面側に反射されるなど、再集光効率に優れる。
このような断面形状を有する凸部としては、ピラミッド形状（四角錐形状）、三角プリズム形状（断面三角形の凸条形状）等が好適な例として挙げられる。また、これらの形状の頂部の角をとった形状、たとえばピラミッド形状の頂点を曲面とした形状や、三角プリズム形状の頂辺を曲面とした形状、も好適である。半導体発電装置１の光源となる光は大部分が平行光からなる太陽光である。光線Ｌが太陽光のような平行光の場合、上記のように凹凸形状の一部に平面を有する形状が調光に有効である。
図３（ａ）に、ピラミッド形状の凸部が二方向（縦横方向）に規則的に配列してなる凹凸層の斜視図を示す。図３（ｂ）に、三角プリズム形状の凸部が一方向（三角プリズムの延在方向に略直交する方向）に規則的に配列してなる凹凸層の斜視図を示す。
【００２１】
凸部５３ａは、再集光効率に優れることから、頂部の角度θが１１１°以上１３７°以下であることが好ましく、１２０°以上１３５°以下であることがより好ましい。
ここで、頂部の角度は、配列方向における断面形状において、頂角を構成する２辺がなす角度である。
図４（ａ）に、凹凸層５３の側面図を示す。凹凸層５３における凸部５３ａの頂部の角度θは、凸部５３ａを形成する２つの対向する側面Ｆ１、Ｆ２において直線状に形成された領域にそれぞれ平行な線Ｌ１およびＬ２に挟まれる角度を指す。図４（ｂ）に示すように、凸部５３ａの頂角の角をとった形状でも同様である。
凸部５３ａが上記の構成を有することで、その裏面に沿って形成される反射膜５４も、凸部５３ａの裏面と同じ凹凸形状を有するものとなる。これにより、再集光効率が向上し、光利用効率が高まって、発電効率が向上する。
【００２２】
凹凸層５３における複数の凸部５３ａのピッチおよび高さは特に規定はしないが、ピッチが広くなると、上記好ましい頂部の角度を満たすためには凸部５３の高さを高くする必要がある。凸部５３の高さが高くなると、反射膜５４の凹凸の高低差が大きくなり、中間層５５を設けても、反射膜５４と外層５６との間の密着性が不充分になるおそれがある。また、凸部５３形成に用いる樹脂の量が増大し、コスト的にも好ましくない。これらのことを考慮すると、凸部５３ａのピッチは、３０μｍ以下であることが望ましい。この場合に、凸部５３の高さが最大で約１０μｍとなる。凸部５３の高さが１０μｍ以下であれば、中間層５５を、マイクログラビア、リバースグラビアなどの印刷方式を用いて接着剤を塗工することにより形成することが可能となる。
【００２３】
凹凸構造５３ａの裏面に、反射膜５４との密着性を高めるための表面処理が施されてもよい。このような表面処理としては、例えばコロナ放電処理、オゾン処理、酸素ガス若しくは窒素ガス等を用いた低温プラズマ処理、グロー放電処理、化学薬品等を用いた酸化処理、プライマーコート処理、アンダーコート処理、アンカーコート処理、蒸着アンカーコート処理などが挙げられる。これらの表面処理の中でも、比較的簡便であり、凹凸のある構造に均一に処理の行うことが出来る点で、コロナ放電処理が好ましい。
【００２４】
反射膜５４は入射してきた光を反射する機能を有する層である。反射膜５４に用いられる材料としては、反射性を有しかつ蒸着が可能であれば特に限定されるものではなく、例えばアルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、プラチナ（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、スズ（Ｓｎ）、クロム（Ｃｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等の金属、これらの金属のいずれか２種以上の合金等が挙げられる。これらのうち、反射率、耐食性、コスト等の観点から、アルミニウム、金、銀、銅、クロム、ニッケルから選ばれる金属を用いることが望ましい。
【００２５】
反射膜５４の厚みは、１０ｎｍ以上が好ましく、２０ｎｍ以上が特に好ましい。反射膜５４の厚みが１０ｎｍより小さいと、反射膜５４に入射する光を充分に反射できないおそれがある。厚みが２０ｎｍ以上厚くしても反射膜５４で反射される光はほとんど増えないため、２０ｎｍであれば充分な厚みといえる。
また、反射膜５４の厚みは、２００ｎｍ以下が好ましく、１００ｎｍ以下がより好ましい。反射膜８の厚みが２００ｎｍを超えると、反射膜５４に目視でも確認できるクラックが発生するおそれがある。１００ｎｍ以下であれば、目視で確認できないようなクラックは発生しない。
【００２６】
中間層５５は、外層５６と反射構造層５７とを接着するために設けられる層である。
中間層５５を構成する材料は、当該中間層５５が接する２つの層（反射膜５４および外層５６）に対する密着性が良好となる接着剤が好ましい。
接着剤としては、例えば、瞬間系、弾性系、２液常温硬化樹脂系、メラミン、フェノール、エポキシなどの熱硬化性樹脂系、ホットメルト系、天然ゴムや合成ゴムなどのエラストマー系、熱可塑性樹脂系、乳化重合によりコロイド状に水に分散させられた酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂などのエマルジョン系などいずれの接着剤を用いてよい。これらの中でも、耐久性が得られ、コスト的にも有利であることから、ポリオールとイソシアネートからなる２液常温硬化樹脂系接着剤が好ましい。
ポリオールとしては、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール、ポリエーテルポリオール、ウレタンポリオールなどが挙げられる。なお、イソシアネートとの反応サイトとなるＯＨ基を適宜通するものが望ましく、ＯＨ基については、硬化収縮によって密着が低減しない範囲、ＯＨＶ（水酸基価）が５０〜２００ｍｍＫＯＨであることが好ましく、８０〜１３０ｍｍＫＯＨであることがより好ましい。
一方、イソシアネートは、上記ポリオールを硬化させるために用いられる硬化剤であり、該イソシアネートとしては、通常、多価イソシアネートが用いられる。多価イソシアネートとしては、たとえば２価のイソシアネートとして、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート等が挙げられる。
中間層５５の厚さは、凸部５３ａの高さよりも厚ければよく、特に限定されないが、凸部５３ａの高さ＋１〜１０μｍが好ましく、凸部５３ａの高さ＋１〜５μｍがより好ましい。なお、中間層５５の反射構造層５７の側の表面は凹凸形状となっているが、ここでいう中間層５５の厚さとは、最も厚い部分の厚さである。
【００２７】
外層５６は、反射構造層１２を保護する役割を有しており、反射保護シート５７が半導体発電装置１に配置された際に、反射構造層５７よりも裏面側に配置される。
外層６を構成する材料は、半導体発電装置１が屋外に設置されることを鑑み、耐水性、紫外線に対する耐久性等の耐候性を有しているものが好ましい。このような材料としては、例えばポリエステル系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリ乳酸系樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−（ポリ）スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリ塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリールフタレート系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系樹脂等が挙げられる。これらの樹脂はいずれか１種を単独で用いても２種以上を併用してもよい。
【００２８】
外層６を構成する材料として特に好ましい樹脂として、耐熱性、強度、耐候性、耐久性、水蒸気バリア性等をバランス良く有することから、ポリエステル系樹脂、フッ素系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂から選ばれる少なくとも１種が好ましい。
上述のポリエステル系樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ樹脂）、ポリエチレンナフタレート樹脂（ＰＥＮ樹脂）等が挙げられる。これらのポリエステル系樹脂の中でも、耐熱性、耐候性等の諸機能面及び価格面のバランスが良好であることから、ＰＥＴ樹脂が特に好ましい。
【００２９】
上述のフッ素系樹脂としては、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体からなるペルフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとのコポリマー（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとヘキサフルオロプロピレンとのコポリマー（ＥＰＥ）、テトラフルオロエチレンとエチレンとのコポリマー（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンとプロピレンとのコポリマー、ポリクロロトリフルオロエチレン樹脂（ＰＣＴＦＥ）、エチレンとクロロトリフルオロエチレンとのコポリマー（ＥＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン系樹脂（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル系樹脂（ＰＶＦ）等が挙げられる。これらのフッ素系樹脂の中でも、強度、耐熱性、耐候性等に優れることから、ＰＶＦまたはＥＴＦＥが特に好ましい。
【００３０】
上述の環状ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、シクロペンテン及びその誘導体、ジシクロペンテン及びその誘導体、シクロヘキセン及びその誘導体、ノルボルネン及びその誘導体等の環状オレフィンを開環メタセシス重合して得られる重合体を水素化させてなるポリマー、前記環状オレフィンと、エチレン、プロピレン、４−メチル−１−ペンテン、スチレン、ブタジエン、イソプレン等のオレフィン系モノマーの１種又は２種以上とを共重合させてなるコポリマー等が挙げられる。これらの環状ポリオレフィン系樹脂の中でも、強度、耐熱性、耐候性等に優れることから、シクロペンテン及びその誘導体、ジシクロペンテン及びその誘導体、ノルボルネン及びその誘導体から選ばれる環状オレフィンを開環メタセシス重合して得られる重合体を水素化させてなるポリマーが特に好ましい。
【００３１】
外層５６には、加工性、耐熱性、耐候性、機械的性質、寸法安定性等を改良、改質する目的で、種々の添加剤等が添加されてもよい。添加剤としては、例えば滑剤、架橋剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、充填剤、強化繊維、補強剤、帯電防止剤、難燃剤、耐炎剤、発泡剤、防カビ剤、顔料等が挙げられる。
外層５６は、必要に応じて上記の添加剤を配合した樹脂を成形することにより作成できる。成形方法としては、特に限定されず、例えば押出し法、キャスト成形法、Ｔダイ法、切削法、インフレーション法等の公知の方法が採用される。
外層５６の厚さは特に限定されないが、耐候性、ハンドリング性の点で、１０〜２５０μｍが好ましく、２５〜１００μｍがより好ましい。
【００３２】
＜第二の実施形態＞
次に、本発明の第二の実施形態の半導体発電装置１’について説明する。なお、以下に記載する実施形態において、第一の実施形態に対応する構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
半導体発電装置１’は、反射保護シート５の代わりに、図５に示す構成の反射保護シート５’を備える以外は、第一の実施形態の半導体発電装置１と同様の構成である。
反射保護シート５’は、透過層５１と、密着保持層５２と、凹凸層５３と、反射膜５４と、第一の中間層６１と、水蒸気バリア性を有するバリア層６２と、第二の中間層６３と、外層５６とがこの順に積層されている構造を有する。
第一の中間層６１、第二の中間層６３は、それぞれ、前記第一の実施形態における中間層５５と同様である。
バリア層６２としては、ＰＥＴフィルム上にアルミニウムやケイ素の蒸着膜が形成されたバリアフィルム、金属箔などを用いることができる。
バリア層６２としては、周囲の熱による影響によりバリア性の変化が少ないという点で、アルミニウム箔が好適である。
【００３３】
ここでは２層の中間層６１、６３の間にバリア層６２を設けた例を示したが、第一の実施形態と同様に中間層を一層とし、その前面側（反射膜５４と接する位置）または裏面側（外層５６と接する位置）にバリア層を設けてもよい。
反射膜５４または外層５６と接する位置にバリア層を設ける場合、該バリア層としては、酸化アルミニウム、酸化ケイ素等の金属酸化物膜が好ましい。該金属酸化物膜は、蒸着により反射膜５４または外層５６に直接形成することができる。
【００３４】
＜第三の実施形態＞
次に、本発明の第三の実施形態の半導体発電装置１”について説明する。
半導体発電装置１”は、反射保護シート５の代わりに、図６に示す構成の反射保護シート５”を備える以外は、第一の実施形態の半導体発電装置１と同様の構成である。
反射保護シート５”の構成は、反射構造層５７の代わりに反射構造層５７”を備える以外は、反射保護シート５と同様である。
反射構造層５７”は、凹凸層５３および密着保持層５２が存在する凹凸形成領域５７Ａと、凹凸層５３および密着保持層５２が共に存在しない平滑領域５７Ｂとを有する。
平滑領域５７Ｂは、凹凸形成領域５７Ａに囲まれている、または挟まれている。また、平滑領域５７Ｂの面積は、凹凸層５３における複数の凸部５３ａのピッチＰを１辺とする正方形より大きい面積となっている。
凹凸層５３は、前記第一または第二の実施形態に示すように、半導体発電装置１の下面の全域にわたって形成されていてもよいが、このような平滑領域５７Ｂを有することで、後述する製造方法に示すように、凹凸層５３および密着保持層５２を同時に形成する際に使用する金型において、平滑領域５７Ｂを形成するための突起の高さが、凹凸層５３を形成するための突起部の高さよりも、密着保持層５２の厚みＤ分高くなる。この高さのギャップがあることで、複雑な装置の機構や設定を行なうことなく、密着保持層５２の厚みを均一に保つことが容易となる。
なお、反射保護シート５”の凹凸形成領域５７Ａには密着保持層５２が存在するため、各凹凸形成領域５７Ａ内の複数の凸部５３ａは密着保持層５２とともに一つの集団として透過層５１と密着している。そのため、反射構造層５７”と透過層５１との接着面が広くなり、それらの層間の密着性を充分に確保することが出来る。
【００３５】
本実施形態においては、図７（図中、反射膜５４は省略した。）に示すように、半導体発電装置１”の充填層３内に複数配置されたセル４間の隙間に対応する位置に凹凸形成領域５７Ａが形成され、各セル４の直下の位置に平滑領域５７Ｂが形成されることが好ましい。
ただしデザイン性などを無視できる場合にはセル４間の隙間に対応する位置に平滑領域５７Ｂが形成されてもよい。
【００３６】
ここでは、密着保持層５２の側面（平滑領域５７Ｂとの境界面）が透過層５１裏面に対して垂直になっている例を示したが、本発明はこれに限定されず、密着保持層５２の側面が傾斜していてもよい。たとえば図８（図中、反射膜５４は省略した。）に示すように、密着保持層５２の側面５２ｂが凸部５３ａの側面５３ｂと同一平面上にある形状であれば、後述する製造方法で使用する金型を作製する際に、凹凸層５３に対応する突起部の形成に用いるバイトと同じバイトを用いて平滑領域５７Ｂに対応する突起部を形成でき、切削の加工精度が良好となるため好ましい。
なお、密着保持層５２の厚みは、少なくとも凹凸層５３が存在する部分においては１〜５０μｍであるが、凹凸層５３が存在しない領域においては、１μｍ未満となっている部分があってもよい。たとえば密着保持層５２の側面が傾斜している場合、末端に近づくにつれてその厚みは薄くなる。
凹凸層５３が存在しなくても厚みが１μｍ以上の密着保持層５２が存在する部分は凹凸形成領域５７Ａに該当し、凹凸層５３が存在せず且つ厚みが１μｍ未満の密着保持層５２が存在する部分は平滑領域５７Ｂに該当するものとする。
【００３７】
＜反射保護シートの製造方法＞
本発明の反射保護シートの製造方法について、前記第三の実施形態の反射保護シート５”を例に挙げて説明する。
反射保護シート５”を製造する方法としては、たとえば下記の製造方法（Ｉ）または（ＩＩ）が好適な方法として挙げられる。
方法（Ｉ）：
透過層５１上に、凹凸層５３および密着保持層５２の合計の厚みとなるように電離放射線硬化型樹脂層を形成し、表面に凹凸層５３を形成するための凹凸構造部を具備する金型の表面形状を前記電離放射線硬化型樹脂層の表面に転写し、電離放射線を放射して硬化させることにより、透過層５１と密着保持層５２と凹凸層５３との積層体を形成する工程と、
前記積層体の凹凸層５３側の表面に反射膜を形成する工程と、
凹凸層５３上に反射膜５４を形成する工程と、
反射膜５４に、中間層５５を介して外層５６を接着する工程と、
を有する。
【００３８】
方法（ＩＩ）：
透過層５１上に、凹凸層５３および密着保持層５２の合計の厚みとなるように熱可塑性樹脂層を形成し、加熱下で、表面に凹凸層５３を形成するための凹凸構造部を具備する金型の表面形状を前記熱可塑性樹脂層の表面に転写し、冷却することにより、透過層５１と密着保持層５２と凹凸層５３との積層体を形成する工程と、
凹凸層５３上に反射膜５４を形成する工程と、
反射膜５４に、中間層５５を介して外層５６を接着する工程と、
を有する。
【００３９】
製造方法（Ｉ）、（ＩＩ）は、凹凸層５３および密着保持層５２を同時に形成する工程（以下、同時成形工程ということがある。）以外は同じであり、同時成形工程についても、使用する金型は同じである。
同時成形工程について説明する。
図９（ａ）、（ｂ）に示すように、同時成形工程で用いられる金型１１は、ロール状で、その表面に凹凸層５３を形成するための凹凸構造部１２を具備する。また、平滑領域５７Ｂを形成するための突起部１３も具備する。
凹凸構造部１２は、反射構造層５７において凹凸層５３および密着保持層５２により形成される構造が反転した形状を有しており、凹凸層５３に対応する位置には、凸部５３ａが反転した形状の凹部１２ａが複数規則的に配列している。
突起部１３は、平滑領域５７Ｂが反転した形状であり、その高さは、凹凸構造部１２における凹部１２ａの深さよりも高い。この突起部１３の高さと凹部１２ａの深さとのギャップＡが、密着保持層５２の厚さとなる。
この金型１１の表面を、未硬化の電離放射線硬化型樹脂層または加熱した熱可塑性樹脂層に接触させ、突起部１３の先端面が透過層５１と接する位置まで表面に押し込むことにより、金型１１表面の形状が転写される。その状態で、電離放射線を放射して電離放射線硬化型樹脂層を硬化させる、または熱可塑性樹脂層を冷却することにより、凹凸層５３および密着保持層５２が一体成形された構造物が透過層５１上に形成される。
本製造方法においては、金型１１を押し込んだ際、金型１１の凹凸構造部１２の先端と、透過層５１との間に密着保持層５２の厚み分の距離が存在するため、透過層５１と凹凸構造部１２の先端が点または線で接触しない。そのため金型１１によって透過層５１に傷が付くのを防止出来る。また、金型１１の凹凸構造部１２の先端部分の傷みも生じにくい。特に、突起部１３があることで、凹凸構造部１２の先端が透過層５１に到達する前に金型１１をそれ以上押し込むことができなくなるため、複雑な装置の機構や設定を行なうことなく、密着保持層５２の厚みを容易に均一に保つことができる。
【００４０】
金型１１の作製は、たとえば転写原型の表面に凹凸形状を形成することにより作製できる。
転写原型の材質は、金属、セラミック、樹脂等のいずれも使用でき、限定されないが、好ましくは寸法安定性、導電性に優れるステンレス等の鉄合金、さらに加工性に優れた銅、あるいはニッケルが積層されたものを用いることが好ましい。転写原型は、凹凸形状を形成する前に、その表面を機械研磨、エッチング、洗浄する等により均一にして用いることが好ましい。
転写原型の表面に凹凸形状を形成する方法としては、レーザー加工、スパッタリング法、エッチング法、フォトリソグラフィー法等が挙げられる。これらの中でも、生産性に優れ、所望の表面凹凸を効率的に得られることから、転写原型表表面にダイヤモンドバイト等のバイトを用いて機械加工を行う方法が好ましい。このような方法として具体的には、図１０に示すように、ロール状の転写原型１４を回転させながらダイヤモンドバイト１５を移動させることによりその表面を切削する方法、転写原型を移動させながらバイトで押圧することによりその表面を切削する方法、等が挙げられる。
【００４１】
上記のようにして形成された、透過層５１と密着保持層５２と凹凸層５３との積層体の凹凸層５３側の表面に、反射膜５４を形成する。
反射膜５４は、通常、金属を蒸着することで形成される。金属の蒸着手段としては、積層体の蒸着面付近に収縮、黄変等の劣化を招来することなく金属が蒸着できれば特に限定されるものではなく、（ａ）真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、イオンクラスタービーム法等の物理気相成長法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法；ＰＶＤ法）、（ｂ）プラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法、光化学気相成長法等の化学気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法；ＣＶＤ法）が採用される。これらの蒸着法の中でも、生産性が高く良質な反射膜５４が形成できることから、真空蒸着法やイオンプレーティング法が好ましい。
外層５６上に接着剤を塗工して中間層５５を形成し、該中間層５５を上記反射膜５４と貼り合わせることで、反射保護シート５”が得られる。
接着剤の塗工は、マイクログラビア、リバースグラビアなどの印刷方式を用いて実施できる。
なお、第一の実施形態の反射保護シート５は、使用する金型の表面形状を変更する以外は同様にして製造できる。
第二の実施形態の反射保護シート５’は、反射膜５４まで反射保護シート５を製造する場合と同様に形成し、次に、バリア層６２上に接着剤を塗工して第一の中間層６１を形成し、該第一の中間層６１を上記反射膜５４と貼り合わせ、次に、外層５６上に接着剤を塗工して第二の中間層６３を形成し、該第二の中間層６３を上記バリア層６２と貼り合わせることで製造できる。
【００４２】
以上説明したように、凹凸層と透過層の間に密着保持層を所定の厚みで設けることにより、熱の影響により層間の密着力が低下しにくい反射保護シート及び半導体発電装置を提供することが出来る。また、凹凸層を形成する際に、透過層と金型の凸部分が点で接触することがなくなるため、透過層への傷の発生を抑えることが出来る。また、金型自体の凸部分の傷みも緩和される。凹凸層のピッチが小さい場合には、良好な賦形形状を得ることが可能となる。また、外層からの外力に対して凹凸形状の変形が生じにくくなる。
さらに、平滑領域を形成するための突起部を備える金型を用いて凹凸層と密着保持層を作成する場合には、複雑な装置を用いなくとも、均一な厚みの密着保持層を形成することが可能となる。
【実施例】
【００４３】
以下、実施例及び比較例を示して本発明を詳細に説明する。ただし、本発明は以下の記載によっては限定されない。
＜実施例１〜８、比較例１〜５＞
図２に示した構成の反射保護シート５を、以下の手順で作製した。
金型として、三角プリズム型の凸部５３ａが図３（ｂ）に示すように配列した形状の凹凸層に対応する凹凸構造が表面に形成されたロール状の金型を用意した。凸部の高さは約９μｍ、隣接する凸部の平均間隔（ピッチ）は３０μｍ、つまり凸部の頂部の角度θは１２０°に設定した。
透過層５１上にアクリル系のＵＶ硬化型樹脂を塗工し、そこに金型を押しつけて表面形状を転写するとともにＵＶを照射して硬化させて凹凸層５３及び密着保持層５２を形成した。
このとき、金型を押しつける際の圧力を２ｋｇｆから１０ｋｇｆまで変化させ、ＵＶ硬化型樹脂のアクリルモノマー配合量を変更して粘度を１０００ｍＰａ・ｓから６０００ｍＰａ・ｓまで変更させることで、密着保持層５２の厚さを適宜変更させた。
透過層１１としては１２５μｍ厚、幅３００ｍｍのＰＥＴフィルムを用いた。
なお、各層の膜厚は、マイクロセクションを用いて断面を観察して求めた。
【００４４】
得られた積層体の凹凸層５３側に、アルミニウムを５０ｎｍの膜厚となるように蒸着させて反射膜５４を形成した。
その後、ポリオールとイソシアネートからなる２液常温硬化樹脂系の接着剤を、外層６上にマイクログラビアにより塗布し中間層７を形成した後、反射膜５４と貼り合せることで反射保護シート５を作成した。
【００４５】
＜実施例９＞
図６に示した構成の反射保護シート５”を、表面に、凹凸形成領域５７Ａに対応する凹凸構造部と平滑領域に対応する突起部が存在する金型を用いた以外は、実施例１〜８と同様の手順で作製した。突起部の高さは、密着保持層の厚みが２０μｍとなる高さとした。
【００４６】
＜評価＞
［１．密着性に対する熱の影響の評価］
作製した反射保護シートを試料として熱サイクル試験を行い、試験後の剥離強度の測定を試料数（Ｎ数）２で行った。
ここでの熱サイクル試験は、「温度８５℃で１時間保持後、温度−４０℃で１時間保持」を１サイクルとし、これを１０サイクル行った。
剥離強度の測定については、先の熱サイクル試験を行った反射保護シートを１０ｍｍ幅に切断した後にテンシロン（商品名、エー・アンド・デイ社製）を用い、９０°における剥離強度を測定した。２つの試料それぞれの剥離強度の測定結果（Ｎ／１０ｍｍ）を「密着性」として表１に示した。
なお、実施例９については、凹凸層が有る部分を切り出したものを試料とした。
【００４７】
［２．発電効率の評価］
作製した反射保護シートを用いて、図１に示す半導体発電装置１と同様の構成（ただし充填層３内に固定するセル４は１つとした。）の半導体発電装置を作製し、発電効率を測定した。
半導体発電装置は、一辺が１９６ｍｍの正方形とした反射保護シートの上に、一辺が１９６ｍｍのＥＶＡフィルム、一辺が１５６ｍｍの正方形の多結晶シリコン型セル１枚、一辺が１９６ｍｍのＥＶＡフィルム、強化ガラス板（前面板２）を積層し、真空ラミネータで熱ラミネートを行うことで作製した。多結晶シリコン型セルは中央になるように配置した。
発電効率は、ソーラーシミュレーター（Ｎｅｗ Ｐｏｒｔ社製）により測定した。
別途、対照試料として反射保護シートを設けない以外は同様にして半導体発電装置を作製し、発電効率を測定した。対照試料の発電効率の測定値を１００％とした時の、各例の反射保護シートを設けた半導体発電装置の発電効率の発電効率の割合（％）を算出した。こちらについてもＮ数２で試験を行った。結果を「効率」として表１に示した。
【００４８】
【表１】
【００４９】
上記結果に示すとおり、実施例１〜８の反射保護シートは、いずれも、熱サイクル試験後において剥離強度が４Ｎ／１０ｍｍ以上の良好な値を示し、層間の密着性が熱の影響を受けにくいことが確認できた。また、これらの反射保護シートを用いた半導体発電装置は、対照試料に対して５％以上の発電効率が向上していた。平滑領域のある実施例９の反射保護シートについても同様の結果が得られた。
一方、密着保持層を設けなかった比較例１では、熱サイクル試験後の剥離強度が低かった。また、発電効率の向上割合も２％程度と低かった。これは、凹凸形状を金型通りに転写することができなかったためと考えられる。
密着保持層の厚みが０．５μｍの比較例２では、熱サイクル試験後の剥離強度および発電効率の向上割合について、良好な場合とそうでない場合の両方の結果が得られ、性能にばらつきが見られた。
密着保持層の厚みが５０μｍを超える比較例３〜５では、発電効率の向上割合は比較歴良好であるものの、熱サイクル試験後の剥離強度が３Ｎ／１０ｍｍ以下と低かった。これは、密着保持層および凹凸層を構成する樹脂自体が光を吸収したためと考えられる。
以上の結果から、一定の厚みの密着保持層を設けることで、密着性および発電効率の両方が向上することが示された。
【符号の説明】
【００５０】
１…半導体発電装置
２…前面板
３…充填層
４…セル
５…反射保護シート
１１…金型
１２…凹凸構造部
１３…突起部
１４…転写原型
１５…ダイヤモンドバイト
５１…透過層
５２…密着保持層
５３…凹凸層
５４…反射膜
５５…中間層
５６…外層
５７…反射構造層
６１…第一の中間層
６２…バリア層
６３…第二の中間層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射保護シートおよびその製造方法、ならびに該反射保護シートを備える半導体発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化問題に対する内外各方面の関心が高まる中、二酸化炭素の排出抑制のために、種々努力が続けられている。
化石燃料の消費量の増大は、大気中の二酸化炭素の増加をもたらし、その温室効果により地球の気温が上昇し、地球環境に重大な影響を及ぼす。そのため、化石燃料に代替えするエネルギーについて様々な検討が行われており、クリーンなエネルギー源である太陽光による発電に対する期待が高まっている。
太陽光による発電に使用される半導体発電装置は、光のエネルギーを直接電力に変換する光電変換部を含むセルを備えている。光電変換部としては、ｐ型とｎ型の半導体を接合したｐｎ接合型の構造のものが一般に用いられている。ｐｎ接合を構成する半導体としてはシリコンが最も多く使用されている。半導体発電装置に用いられるシリコンは、一般に、結晶系のものと非結晶のものに分けられる。
半導体発電装置においては一般に、セルの上側（光の入射面側）に、空気や不純物からセルを保護する目的で、前面板が設けられている。前面板としては一般に、透明な強化ガラス等のガラス基板が用いられている。また、セルの下側（光の入射面とは反対側）にも、同様の目的で、保護シートが設けられている。また、前面板と保護シートとの間の空隙には通常、セルを固定するために、透明な充填材が充填されている。
なお、本明細書においては、上記のような、光電変換部を含む少なくとも１つのセルを、前面板、保護シート、充填材等の封止材を用いて封止してパッケージ化したものを半導体発電装置という。
【０００３】
半導体発電装置は、通常、小片サイズのセルが複数、配線で電気的に接続された構成とされている。結晶シリコン系の半導体発電装置の場合、隣り合うセル同士の間にはある程度の幅で隙間が設けられている。また、半導体発電装置の端部には、雨水などの浸食を防ぐため、セルを配していない余白部分が数ミリから数十ミリの幅で設けられている。
これらの隙間および余白部分（以下、余白領域という。）にはセルが無いため、余白領域に光が照射されても発電にはつながらず、損失となっている。
このような損失を低減し、発電効率（光電変換効率）を高めるために、従来、以下のような対応が提案されている。
例えば、結晶シリコン系の半導体発電装置には、裏面に配す保護シートとして、光反射機能を有する反射保護シートを用い、表面から入射し、余白領域を透過した光を再びセル側に戻し、前面板であるガラス板などにより全反射し、セルの受光面に再入射させ、発電効率を上げるものがある。また、セルの受光面に導く確率を向上させて発電効率を上げるために、反射保護シートの表面に、反射した光を散乱させるための凹凸構造を設けることが提案されている（特許文献１、２参照）。また、反射保護シートの表面に凹凸構造を設け、さらにセルとして両方の面が受光面となる両面入射型のもの採用することも提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６２−１０１２４７号公報
【特許文献２】特開平１０−２８４７４７号公報
【特許文献３】特許第３６７０８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、半導体発電装置、特に結晶シリコン系の半導体発電装置においては、絶縁性やバリア性を得るために、セルが配置されない余白領域を作る必要があるが、この余白領域に注ぐ光の多くは発電には用いられない。面積辺りの発電効率を向上させるためには、この余白領域に注ぐ光も有効に活用する手段が望まれている。
半導体発電装置の裏面側に反射保護シートを配置し、光反射を生じさせることにより、本来は損失となってしまう光を再利用することができ、発電効率を向上させることができる。特に、反射保護シートの表面に凹凸構造を設けると、前記凹凸構造が光の回折、散乱、拡散、屈折または反射作用によって光を特定方向に偏向するため、発電効率がさらに向上する。しかし更なる発電効率の向上が望まれている。
【０００６】
一方、半導体発電装置は１０年以上の使用を想定していることから、その耐侯性にかかる仕様も厳しいものとなっている。
特許文献２には、反射率に優れた反射保護シートとして、アルミニウム材と耐候性樹脂フィルムとを積層した多層構造のシートに凹凸構造を付与した裏面カバー部材が記載されている。
しかし、このような金属部分を有する多層構造のシートに凹凸構造を付与した反射保護シートは、温度変化等の熱の影響を受けやすい問題がある。たとえば−４０℃から８５℃のサーマルサイクル試験を実施したところ、層間の密着強度が低下し、内部で剥離が生じる不具合が存在していた。また、熱によって硬化が進み、樹脂自体が収縮してクラックが入るという問題が存在した。剥離やクラックが生じると、セルに対する保護効果が損なわれてしまう。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、半導体発電装置の発電効率を向上させることができ、かつ熱の影響に対して充分な耐性を有する反射保護シートおよびその製造方法、ならびに該反射保護シートを備える半導体発電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明は以下の構成を有する。
［１］光エネルギーを電力に変換するセルと、透光性材料からなり前記セルを固定する充填層と、透光性材料からなり前記充填層の前面側に配置された前面板と、前記充填層の裏面側に配置された反射保護シートと、を備える半導体発電装置に用いられる反射保護シートであって、
透光性材料からなる透過層と、前記透過層の裏面側に配置され、前記透過層側から入射した光を反射する反射機能を有する反射構造層と、前記反射構造層の裏面側に配置された中間層と、前記中間層の裏面側に配置された外層と、を有し、
前記反射構造層は、反射膜と、透光性材料からなり前記反射膜の前面側に配置された凹凸層と、透光性材料からなり前記凹凸層の前面側に配置された密着保持層と、から構成され、
前記凹凸層は、複数の凹凸構造が前記密着保持層の裏面上に規則的に配列してなるものであり、該凹凸構造の裏面に沿って前記反射膜が形成されており、
前記密着保持層の厚みは１〜５０μｍであることを特徴とする反射保護シート。
［２］前記反射構造層は、前記凹凸層および前記密着保持層が存在する凹凸形成領域と、前記凹凸層および前記密着保持層が共に存在しない、または前記凹凸層が存在せず且つ前記密着保持層が厚み１μｍ未満で設けられた平滑領域と、を有し、
前記平滑領域は、前記凹凸形成領域に囲まれており、または挟まれており、
前記平滑領域の面積が、前記凹凸層における前記複数の凹凸構造のピッチを１辺とする正方形より大きい面積となっている、［１］に記載の反射保護シート。
［３］前記凹凸構造が、ピラミッド形状、その頂部を曲面とした形状、三角プリズム形状、その頂辺を曲面とした形状のいずれかである、［１］または［２］に記載の反射保護シート。
［４］前記凹凸構造の頂部の頂角が１１１°以上１３７°以下である、［３］に記載の反射保護シート。
［５］前記反射膜が、アルミニウム、金、銀、銅、クロムおよびニッケルから選ばれる金属からなる、［１］〜［４］のいずれか一項に記載の反射保護シート。
［６］［１］〜［５］のいずれか一項に記載の反射保護シートを製造する方法であって、
透光性材料からなる透過層上に、前記凹凸層および前記密着保持層の合計の厚みとなるように電離放射線硬化型樹脂層を形成し、前記凹凸層を形成するための凹凸構造部が表面に形成された金型の表面形状を前記電離放射線硬化型樹脂層の表面に転写し、電離放射線を放射して硬化させることにより、前記透過層と前記密着保持層と前記凹凸層との積層体を形成する工程と、
前記積層体の前記凹凸層側の表面に前記反射膜を形成する工程と、
前記反射膜の裏面側に、前記中間層を介して前記外層を接着する工程と、
を有する反射保護シートの製造方法。
［７］［１］〜［５］のいずれか一項に記載の反射保護シートを製造する方法であって、
透光性材料からなる透過層上に、前記凹凸層および前記密着保持層の合計の厚みとなるように熱可塑性樹脂層を形成し、加熱下で、前記凹凸層を形成するための凹凸構造部が表面に形成された金型の表面形状を前記熱可塑性樹脂層の表面に転写し、冷却することにより、前記透過層と前記密着保持層と前記凹凸層との積層体を形成する工程と、
前記積層体の前記凹凸層側の表面に前記反射膜を形成する工程と、
前記反射膜の裏面側に、前記中間層を介して前記外層を接着する工程と、
を有する反射保護シートの製造方法。
［８］前記金型の表面に、さらに、前記凹凸層および前記密着保持層が存在する凹凸形成領域と、前記凹凸層および前記密着保持層が共に存在しない、または前記凹凸層が存在せず且つ前記密着保持層が厚み１μｍ未満で設けられた平滑領域を形成するための突起部が形成されている、［６］または［７］に記載の反射保護シートの製造方法。
［９］光エネルギーを電力に変換するセルと、透光性材料からなり前記セルを固定する充填層と、透光性材料からなり前記充填層の前面側に配置された前面板と、前記充填層の裏面側に配置された反射保護シートと、を備える半導体発電装置であって、
前記反射保護シートが、［１］〜［５］のいずれか一項に記載の反射保護シートであることを特徴とする半導体発電装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、半導体発電装置の発電効率を向上させることができ、かつ熱の影響に対して充分な耐性を有する反射保護シートおよびその製造方法、ならびに該反射保護シートを備える半導体発電装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第一の実施形態に係る半導体発電装置１の構成を示す概略図である。
【図２】半導体発電装置１が備える反射保護シート５の構成を示す概略図である。
【図３】凹凸層５３の形状を示す斜視図である。
【図４】凹凸層５３における凸部５３ａの頂部の角度θを示す側面図である。
【図５】第二の実施形態に係る反射保護シート５’の構成を示す概略図である。
【図６】第三の実施形態に係る反射保護シート５”の構成を示す概略図である。
【図７】反射保護シート５”における凹凸形成領域５７Ａ、平滑領域５７Ｂと、セル４との位置関係を説明する図である。
【図８】反射保護シート５”の他の態様を示す概略図である。
【図９】反射保護シート５”を製造する際に用いる金型１１の表面形状と、形成される反射保護シート５”の凹凸層５３および密着保持層５２の関係を説明する図である。
【図１０】金型１１の作製方法の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の反射保護シートおよびこれを用いた半導体発電装置について、添付図面により、実施形態を示して説明する。
なお、本明細書および特許請求の範囲において、半導体発電装置に対して太陽光等の光が入射する側を「前面側」、その反対側を「裏面側」という。
【００１２】
＜第一の実施形態＞
図１は、本実施形態の半導体発電装置１の構成を示す概略図である。
半導体発電装置１は、前面側から順に、前面板２と、充填層３と、反射保護シート５とが積層されており、充填層３の内部に複数のセル４が封入されている。
前面板２、充填層３はいずれも透光性材料で構成されている。
セル４は、光エネルギーを電力に変換するもので、受光面を前面側に向けて配置されている。複数のセル４は、同一平面上に所定の間隔を空けて配置されており、互いに図示しない配線によって電気的に接続されている。
反射保護シート５は、充填層３側から入射した光を前面板２側へと反射する反射機能を有する。
かかる半導体発電装置１において、前面板２に入射した光線Ｌは、充填層３を通過し、一部はセル４の受光面に直接入射し、電力に変換される。また、光線Ｌの一部は、複数のセル４間の隙間や外側の余白部分を通過して反射保護シート５に入射する。反射保護シート５に入射した光は、前面板２方向に反射され、前面板２と大気との界面でさらに反射されてセル４の受光面に入射し、電力に変換される。このように、反射保護シート５を設けることで、セル４間の隙間や外側の余白部分を通過した光も発電に利用されるため、発電効率が向上する。
なお、光線Ｌは、太陽光でも、室内灯などの人工照明の光でもよい。
以下、半導体発電装置１の各構成についてより詳細に説明する。
【００１３】
前面板２を構成する透光性材料としては、光線透過率が高いものが好ましい。具体的には、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１に準拠して測定される全光線透過率が、８０％以上であるものが好ましく、９０％以上であるものがより好ましい。
前面板２を構成する透光性材料として具体的には、強化ガラス等のガラス、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の透明樹脂が挙げられる。
前面板２の厚みは、透光性材料の種類等に応じて適宜設定される。たとえば強化ガラス板であれば約５ｍｍ、透明樹脂シートであれば数十〜数百μｍが好適である。
【００１４】
充填層３は、セル４を固定する役割がある。
充填層３を構成する透光性材料としては、光線透過率が高いものが好ましい。具体的には、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１に準拠して測定される全光線透過率が、８０％以上であるものが好ましく、９０％以上であるものがより好ましい。
充填層３を構成する透光性材料としては、難燃性が付与されたエチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）が広く用いられている。
充填層３の厚みは、セル４の厚み、タブ線の厚み等に応じて適宜設定され、特に限定されないが、０．２〜２ｍｍの範囲内が好ましい。
【００１５】
セル４としては、光電効果より入射した光のエネルギーを電力へと変換する機能を有するものであればよく、たとえば単結晶シリコン型、多結晶シリコン型、薄膜シリコン型、ＣＩＧＳ（Ｃｕ・Ｉｎ・Ｇａ・Ｓｅの化合物）系薄膜型等の、多くの種類を用いることが可能である。
【００１６】
図２に、本実施形態の反射保護シート５の構成を示す概略断面図を示す。
反射保護シート５は、透過層５１と、密着保持層５２と、凹凸層５３と、反射膜５４と、中間層５５と、外層５６とがこの順に積層されている構造を有する。これらのうち、密着保持層５２と凹凸層５３と反射膜５４とから反射構造層５７が構成されている。
透過層５１、密着保持層５２および凹凸層５３はそれぞれ透光性材料からなる。
凹凸層５３は、密着保持層５２の裏面を底面として反射膜５４方向に突出する複数の凸部（凹凸構造）５３ａが規則的に配列してなるものであり、各凸部５３ａの裏面に沿って反射膜５４が形成されている。
反射膜５４は、入射してきた光を反射する機能を有する層である。
中間層５５は、外層５６と反射構造層５７とを接着する為に設けられる層である。
外層５６は、反射構造層５７を保護する役割を有している。そのため、半導体発電装置１において、反射保護シート５は、外層５６が反射構造層５７よりも裏面側となるように配置される。
半導体発電装置１において充填層３の裏面から出射した光は、透過層５１の前面から入射し、透過層５１、密着保持層５２、凹凸層５３を通過した後、反射膜５４で前面側に反射される。
【００１７】
透過層５１を構成する透光性材料としては、光線透過率が高いものが好ましい。具体的には、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１に準拠して測定される全光線透過率が、８０％以上であるものが好ましく、９０％以上であるものがより好ましい。
また、該透光性材料は、耐熱性、電気的特性（特に全面耐電圧）、透過率、機械的特性が優れているものが望ましい。このような透光性材料として具体的には、フッ素樹脂フィルム、電気絶縁用ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等が挙げられる。
透過層１１の厚みは、電気絶縁性とコストの観点から、５０〜５００μｍであることが望ましい。
【００１８】
密着保持層５２を構成する透光性材料としては、光線透過率が高いものが好ましい。具体的には、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１に準拠して測定される全光線透過率が、８０％以上であるものが好ましく、９０％以上であるものがより好ましい。
本発明においては、後述する製造方法にて密着保持層５２と凹凸層５３とを同時形成できることから、密着保持層５２を構成する透光性材料と、凹凸層５３を構成する透光性材料とが同じであることが好ましい。
この場合、密着保持層５２および凹凸層５３を構成する透光性材料としては、電離放射線硬化型樹脂の硬化物または熱可塑性樹脂が有用である。
なお、電離放射線硬化型樹脂とは、電離放射線、即ち、電子線、紫外線（ＵＶ）、可視光等により硬化する特徴を有する樹脂のことであり、例えばエポキシアクリレート、ウレタンアクリレートなどのアクリル樹脂が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂などが挙げられる。
ただし本発明はこれに限定されるものではなく、密着保持層５２と凹凸層５３とを異なる材料で構成してもよい。
【００１９】
密着保持層５２の厚みＤは１〜５０μｍであり、５〜３０μｍがより好ましい。
ここで、密着保持層５２の厚みとは、密着保持層５２の前面側の表面と、該表面に対して平行であり且つ凹凸層５３を構成する複数の凸部５３ａによって形成される凹部の下端を含む平面との間の距離を示す。
密着保持層５２の厚みＤが５０μｍを超えると、密着保持層５２の光線透過率が低下し、光の利用効率が低下する傾向がある。また、電離放射線硬化型樹脂または熱可塑性樹脂を用いて密着保持層５２を形成する場合に、電離放射線を照射して硬化させた時の樹脂の収縮や、熱可塑性樹脂の冷却時における樹脂の収縮により、透過層５１との密着強度が低下するおそれがある。また、使用する材料の量が多くなり、高コストとなってしまう。
一方、密着保持層５２の厚みＤが１μｍ未満であると、反射膜５４の密着保持層５２側の先端によって、複数の凸部５３ａの間の位置に応力が加わりやすい。そのため、半導体発電装置１とするまでの後加工の際に、屈曲や、過熱、冷却による熱膨張や収縮の影響を受けて密着保持層５２にクラックが生じ、凹凸層５３を構成する凸部５３ａの一つ一つが分離し、透過層５１との接着面積が減少し、密着強度が低下することがある。また、凹凸層５３と密着保持層５２を、後述する製造方法に示すように金型を用いて同時する場合、透過層５１と金型の凸部分とが接触しやすい問題もある。接触すると、透過層や金型の凸部分に変形や傷が生じ、所望の凹凸形状を形成することが困難となってしまう。このことは光の利用効率を低下させ、発電効率を低下させるため好ましくない。特に、凹凸層５３における複数の凸部５３ａのピッチが小さくなると、変形が生じやすい。
なお、密着保持層５２の厚みＤが１μｍ未満の場合でも、発電効率向上効果と密着強度向上効果の両方を得られることもあるが、この場合には性能が安定しないため、１μｍ以上の膜厚が必要である。
【００２０】
凹凸層５３を構成する複数の凸部５３ａはいずれも同じ形状で、配列方向における断面形状が三角形である。このような断面形状を有することで、前面側から入射した光が効率よく凹凸層５３と反射膜５４との界面で前面側に反射されるなど、再集光効率に優れる。
このような断面形状を有する凸部としては、ピラミッド形状（四角錐形状）、三角プリズム形状（断面三角形の凸条形状）等が好適な例として挙げられる。また、これらの形状の頂部の角をとった形状、たとえばピラミッド形状の頂点を曲面とした形状や、三角プリズム形状の頂辺を曲面とした形状、も好適である。半導体発電装置１の光源となる光は大部分が平行光からなる太陽光である。光線Ｌが太陽光のような平行光の場合、上記のように凹凸形状の一部に平面を有する形状が調光に有効である。
図３（ａ）に、ピラミッド形状の凸部が二方向（縦横方向）に規則的に配列してなる凹凸層の斜視図を示す。図３（ｂ）に、三角プリズム形状の凸部が一方向（三角プリズムの延在方向に略直交する方向）に規則的に配列してなる凹凸層の斜視図を示す。
【００２１】
凸部５３ａは、再集光効率に優れることから、頂部の角度θが１１１°以上１３７°以下であることが好ましく、１２０°以上１３５°以下であることがより好ましい。
ここで、頂部の角度は、配列方向における断面形状において、頂角を構成する２辺がなす角度である。
図４（ａ）に、凹凸層５３の側面図を示す。凹凸層５３における凸部５３ａの頂部の角度θは、凸部５３ａを形成する２つの対向する側面Ｆ１、Ｆ２において直線状に形成された領域にそれぞれ平行な線Ｌ１およびＬ２に挟まれる角度を指す。図４（ｂ）に示すように、凸部５３ａの頂角の角をとった形状でも同様である。
凸部５３ａが上記の構成を有することで、その裏面に沿って形成される反射膜５４も、凸部５３ａの裏面と同じ凹凸形状を有するものとなる。これにより、再集光効率が向上し、光利用効率が高まって、発電効率が向上する。
【００２２】
凹凸層５３における複数の凸部５３ａのピッチおよび高さは特に規定はしないが、ピッチが広くなると、上記好ましい頂部の角度を満たすためには凸部５３の高さを高くする必要がある。凸部５３の高さが高くなると、反射膜５４の凹凸の高低差が大きくなり、中間層５５を設けても、反射膜５４と外層５６との間の密着性が不充分になるおそれがある。また、凸部５３形成に用いる樹脂の量が増大し、コスト的にも好ましくない。これらのことを考慮すると、凸部５３ａのピッチは、３０μｍ以下であることが望ましい。この場合に、凸部５３の高さが最大で約１０μｍとなる。凸部５３の高さが１０μｍ以下であれば、中間層５５を、マイクログラビア、リバースグラビアなどの印刷方式を用いて接着剤を塗工することにより形成することが可能となる。
【００２３】
凹凸構造５３ａの裏面に、反射膜５４との密着性を高めるための表面処理が施されてもよい。このような表面処理としては、例えばコロナ放電処理、オゾン処理、酸素ガス若しくは窒素ガス等を用いた低温プラズマ処理、グロー放電処理、化学薬品等を用いた酸化処理、プライマーコート処理、アンダーコート処理、アンカーコート処理、蒸着アンカーコート処理などが挙げられる。これらの表面処理の中でも、比較的簡便であり、凹凸のある構造に均一に処理の行うことが出来る点で、コロナ放電処理が好ましい。
【００２４】
反射膜５４は入射してきた光を反射する機能を有する層である。反射膜５４に用いられる材料としては、反射性を有しかつ蒸着が可能であれば特に限定されるものではなく、例えばアルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、プラチナ（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、スズ（Ｓｎ）、クロム（Ｃｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等の金属、これらの金属のいずれか２種以上の合金等が挙げられる。これらのうち、反射率、耐食性、コスト等の観点から、アルミニウム、金、銀、銅、クロム、ニッケルから選ばれる金属を用いることが望ましい。
【００２５】
反射膜５４の厚みは、１０ｎｍ以上が好ましく、２０ｎｍ以上が特に好ましい。反射膜５４の厚みが１０ｎｍより小さいと、反射膜５４に入射する光を充分に反射できないおそれがある。厚みが２０ｎｍ以上厚くしても反射膜５４で反射される光はほとんど増えないため、２０ｎｍであれば充分な厚みといえる。
また、反射膜５４の厚みは、２００ｎｍ以下が好ましく、１００ｎｍ以下がより好ましい。反射膜８の厚みが２００ｎｍを超えると、反射膜５４に目視でも確認できるクラックが発生するおそれがある。１００ｎｍ以下であれば、目視で確認できないようなクラックは発生しない。
【００２６】
中間層５５は、外層５６と反射構造層５７とを接着するために設けられる層である。
中間層５５を構成する材料は、当該中間層５５が接する２つの層（反射膜５４および外層５６）に対する密着性が良好となる接着剤が好ましい。
接着剤としては、例えば、瞬間系、弾性系、２液常温硬化樹脂系、メラミン、フェノール、エポキシなどの熱硬化性樹脂系、ホットメルト系、天然ゴムや合成ゴムなどのエラストマー系、熱可塑性樹脂系、乳化重合によりコロイド状に水に分散させられた酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂などのエマルジョン系などいずれの接着剤を用いてよい。これらの中でも、耐久性が得られ、コスト的にも有利であることから、ポリオールとイソシアネートからなる２液常温硬化樹脂系接着剤が好ましい。
ポリオールとしては、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール、ポリエーテルポリオール、ウレタンポリオールなどが挙げられる。なお、イソシアネートとの反応サイトとなるＯＨ基を適宜通するものが望ましく、ＯＨ基については、硬化収縮によって密着が低減しない範囲、ＯＨＶ（水酸基価）が５０〜２００ｍｍＫＯＨであることが好ましく、８０〜１３０ｍｍＫＯＨであることがより好ましい。
一方、イソシアネートは、上記ポリオールを硬化させるために用いられる硬化剤であり、該イソシアネートとしては、通常、多価イソシアネートが用いられる。多価イソシアネートとしては、たとえば２価のイソシアネートとして、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート等が挙げられる。
中間層５５の厚さは、凸部５３ａの高さよりも厚ければよく、特に限定されないが、凸部５３ａの高さ＋１〜１０μｍが好ましく、凸部５３ａの高さ＋１〜５μｍがより好ましい。なお、中間層５５の反射構造層５７の側の表面は凹凸形状となっているが、ここでいう中間層５５の厚さとは、最も厚い部分の厚さである。
【００２７】
外層５６は、反射構造層１２を保護する役割を有しており、反射保護シート５７が半導体発電装置１に配置された際に、反射構造層５７よりも裏面側に配置される。
外層６を構成する材料は、半導体発電装置１が屋外に設置されることを鑑み、耐水性、紫外線に対する耐久性等の耐候性を有しているものが好ましい。このような材料としては、例えばポリエステル系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリ乳酸系樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−（ポリ）スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリ塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリールフタレート系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系樹脂等が挙げられる。これらの樹脂はいずれか１種を単独で用いても２種以上を併用してもよい。
【００２８】
外層６を構成する材料として特に好ましい樹脂として、耐熱性、強度、耐候性、耐久性、水蒸気バリア性等をバランス良く有することから、ポリエステル系樹脂、フッ素系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂から選ばれる少なくとも１種が好ましい。
上述のポリエステル系樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ樹脂）、ポリエチレンナフタレート樹脂（ＰＥＮ樹脂）等が挙げられる。これらのポリエステル系樹脂の中でも、耐熱性、耐候性等の諸機能面及び価格面のバランスが良好であることから、ＰＥＴ樹脂が特に好ましい。
【００２９】
上述のフッ素系樹脂としては、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体からなるペルフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとのコポリマー（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとヘキサフルオロプロピレンとのコポリマー（ＥＰＥ）、テトラフルオロエチレンとエチレンとのコポリマー（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンとプロピレンとのコポリマー、ポリクロロトリフルオロエチレン樹脂（ＰＣＴＦＥ）、エチレンとクロロトリフルオロエチレンとのコポリマー（ＥＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン系樹脂（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル系樹脂（ＰＶＦ）等が挙げられる。これらのフッ素系樹脂の中でも、強度、耐熱性、耐候性等に優れることから、ＰＶＦまたはＥＴＦＥが特に好ましい。
【００３０】
上述の環状ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、シクロペンテン及びその誘導体、ジシクロペンテン及びその誘導体、シクロヘキセン及びその誘導体、ノルボルネン及びその誘導体等の環状オレフィンを開環メタセシス重合して得られる重合体を水素化させてなるポリマー、前記環状オレフィンと、エチレン、プロピレン、４−メチル−１−ペンテン、スチレン、ブタジエン、イソプレン等のオレフィン系モノマーの１種又は２種以上とを共重合させてなるコポリマー等が挙げられる。これらの環状ポリオレフィン系樹脂の中でも、強度、耐熱性、耐候性等に優れることから、シクロペンテン及びその誘導体、ジシクロペンテン及びその誘導体、ノルボルネン及びその誘導体から選ばれる環状オレフィンを開環メタセシス重合して得られる重合体を水素化させてなるポリマーが特に好ましい。
【００３１】
外層５６には、加工性、耐熱性、耐候性、機械的性質、寸法安定性等を改良、改質する目的で、種々の添加剤等が添加されてもよい。添加剤としては、例えば滑剤、架橋剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、充填剤、強化繊維、補強剤、帯電防止剤、難燃剤、耐炎剤、発泡剤、防カビ剤、顔料等が挙げられる。
外層５６は、必要に応じて上記の添加剤を配合した樹脂を成形することにより作成できる。成形方法としては、特に限定されず、例えば押出し法、キャスト成形法、Ｔダイ法、切削法、インフレーション法等の公知の方法が採用される。
外層５６の厚さは特に限定されないが、耐候性、ハンドリング性の点で、１０〜２５０μｍが好ましく、２５〜１００μｍがより好ましい。
【００３２】
＜第二の実施形態＞
次に、本発明の第二の実施形態の半導体発電装置１’について説明する。なお、以下に記載する実施形態において、第一の実施形態に対応する構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
半導体発電装置１’は、反射保護シート５の代わりに、図５に示す構成の反射保護シート５’を備える以外は、第一の実施形態の半導体発電装置１と同様の構成である。
反射保護シート５’は、透過層５１と、密着保持層５２と、凹凸層５３と、反射膜５４と、第一の中間層６１と、水蒸気バリア性を有するバリア層６２と、第二の中間層６３と、外層５６とがこの順に積層されている構造を有する。
第一の中間層６１、第二の中間層６３は、それぞれ、前記第一の実施形態における中間層５５と同様である。
バリア層６２としては、ＰＥＴフィルム上にアルミニウムやケイ素の蒸着膜が形成されたバリアフィルム、金属箔などを用いることができる。
バリア層６２としては、周囲の熱による影響によりバリア性の変化が少ないという点で、アルミニウム箔が好適である。
【００３３】
ここでは２層の中間層６１、６３の間にバリア層６２を設けた例を示したが、第一の実施形態と同様に中間層を一層とし、その前面側（反射膜５４と接する位置）または裏面側（外層５６と接する位置）にバリア層を設けてもよい。
反射膜５４または外層５６と接する位置にバリア層を設ける場合、該バリア層としては、酸化アルミニウム、酸化ケイ素等の金属酸化物膜が好ましい。該金属酸化物膜は、蒸着により反射膜５４または外層５６に直接形成することができる。
【００３４】
＜第三の実施形態＞
次に、本発明の第三の実施形態の半導体発電装置１”について説明する。
半導体発電装置１”は、反射保護シート５の代わりに、図６に示す構成の反射保護シート５”を備える以外は、第一の実施形態の半導体発電装置１と同様の構成である。
反射保護シート５”の構成は、反射構造層５７の代わりに反射構造層５７”を備える以外は、反射保護シート５と同様である。
反射構造層５７”は、凹凸層５３および密着保持層５２が存在する凹凸形成領域５７Ａと、凹凸層５３および密着保持層５２が共に存在しない平滑領域５７Ｂとを有する。
平滑領域５７Ｂは、凹凸形成領域５７Ａに囲まれている、または挟まれている。また、平滑領域５７Ｂの面積は、凹凸層５３における複数の凸部５３ａのピッチＰを１辺とする正方形より大きい面積となっている。
凹凸層５３は、前記第一または第二の実施形態に示すように、半導体発電装置１の下面の全域にわたって形成されていてもよいが、このような平滑領域５７Ｂを有することで、後述する製造方法に示すように、凹凸層５３および密着保持層５２を同時に形成する際に使用する金型において、平滑領域５７Ｂを形成するための突起の高さが、凹凸層５３を形成するための突起部の高さよりも、密着保持層５２の厚みＤ分高くなる。この高さのギャップがあることで、複雑な装置の機構や設定を行なうことなく、密着保持層５２の厚みを均一に保つことが容易となる。
なお、反射保護シート５”の凹凸形成領域５７Ａには密着保持層５２が存在するため、各凹凸形成領域５７Ａ内の複数の凸部５３ａは密着保持層５２とともに一つの集団として透過層５１と密着している。そのため、反射構造層５７”と透過層５１との接着面が広くなり、それらの層間の密着性を充分に確保することが出来る。
【００３５】
本実施形態においては、図７（図中、反射膜５４は省略した。）に示すように、半導体発電装置１”の充填層３内に複数配置されたセル４間の隙間に対応する位置に凹凸形成領域５７Ａが形成され、各セル４の直下の位置に平滑領域５７Ｂが形成されることが好ましい。
ただしデザイン性などを無視できる場合にはセル４間の隙間に対応する位置に平滑領域５７Ｂが形成されてもよい。
【００３６】
ここでは、密着保持層５２の側面（平滑領域５７Ｂとの境界面）が透過層５１裏面に対して垂直になっている例を示したが、本発明はこれに限定されず、密着保持層５２の側面が傾斜していてもよい。たとえば図８（図中、反射膜５４は省略した。）に示すように、密着保持層５２の側面５２ｂが凸部５３ａの側面５３ｂと同一平面上にある形状であれば、後述する製造方法で使用する金型を作製する際に、凹凸層５３に対応する突起部の形成に用いるバイトと同じバイトを用いて平滑領域５７Ｂに対応する突起部を形成でき、切削の加工精度が良好となるため好ましい。
なお、密着保持層５２の厚みは、少なくとも凹凸層５３が存在する部分においては１〜５０μｍであるが、凹凸層５３が存在しない領域においては、１μｍ未満となっている部分があってもよい。たとえば密着保持層５２の側面が傾斜している場合、末端に近づくにつれてその厚みは薄くなる。
凹凸層５３が存在しなくても厚みが１μｍ以上の密着保持層５２が存在する部分は凹凸形成領域５７Ａに該当し、凹凸層５３が存在せず且つ厚みが１μｍ未満の密着保持層５２が存在する部分は平滑領域５７Ｂに該当するものとする。
【００３７】
＜反射保護シートの製造方法＞
本発明の反射保護シートの製造方法について、前記第三の実施形態の反射保護シート５”を例に挙げて説明する。
反射保護シート５”を製造する方法としては、たとえば下記の製造方法（Ｉ）または（ＩＩ）が好適な方法として挙げられる。
方法（Ｉ）：
透過層５１上に、凹凸層５３および密着保持層５２の合計の厚みとなるように電離放射線硬化型樹脂層を形成し、表面に凹凸層５３を形成するための凹凸構造部を具備する金型の表面形状を前記電離放射線硬化型樹脂層の表面に転写し、電離放射線を放射して硬化させることにより、透過層５１と密着保持層５２と凹凸層５３との積層体を形成する工程と、
前記積層体の凹凸層５３側の表面に反射膜を形成する工程と、
凹凸層５３上に反射膜５４を形成する工程と、
反射膜５４に、中間層５５を介して外層５６を接着する工程と、
を有する。
【００３８】
方法（ＩＩ）：
透過層５１上に、凹凸層５３および密着保持層５２の合計の厚みとなるように熱可塑性樹脂層を形成し、加熱下で、表面に凹凸層５３を形成するための凹凸構造部を具備する金型の表面形状を前記熱可塑性樹脂層の表面に転写し、冷却することにより、透過層５１と密着保持層５２と凹凸層５３との積層体を形成する工程と、
凹凸層５３上に反射膜５４を形成する工程と、
反射膜５４に、中間層５５を介して外層５６を接着する工程と、
を有する。
【００３９】
製造方法（Ｉ）、（ＩＩ）は、凹凸層５３および密着保持層５２を同時に形成する工程（以下、同時成形工程ということがある。）以外は同じであり、同時成形工程についても、使用する金型は同じである。
同時成形工程について説明する。
図９（ａ）、（ｂ）に示すように、同時成形工程で用いられる金型１１は、ロール状で、その表面に凹凸層５３を形成するための凹凸構造部１２を具備する。また、平滑領域５７Ｂを形成するための突起部１３も具備する。
凹凸構造部１２は、反射構造層５７において凹凸層５３および密着保持層５２により形成される構造が反転した形状を有しており、凹凸層５３に対応する位置には、凸部５３ａが反転した形状の凹部１２ａが複数規則的に配列している。
突起部１３は、平滑領域５７Ｂが反転した形状であり、その高さは、凹凸構造部１２における凹部１２ａの深さよりも高い。この突起部１３の高さと凹部１２ａの深さとのギャップＡが、密着保持層５２の厚さとなる。
この金型１１の表面を、未硬化の電離放射線硬化型樹脂層または加熱した熱可塑性樹脂層に接触させ、突起部１３の先端面が透過層５１と接する位置まで表面に押し込むことにより、金型１１表面の形状が転写される。その状態で、電離放射線を放射して電離放射線硬化型樹脂層を硬化させる、または熱可塑性樹脂層を冷却することにより、凹凸層５３および密着保持層５２が一体成形された構造物が透過層５１上に形成される。
本製造方法においては、金型１１を押し込んだ際、金型１１の凹凸構造部１２の先端と、透過層５１との間に密着保持層５２の厚み分の距離が存在するため、透過層５１と凹凸構造部１２の先端が点または線で接触しない。そのため金型１１によって透過層５１に傷が付くのを防止出来る。また、金型１１の凹凸構造部１２の先端部分の傷みも生じにくい。特に、突起部１３があることで、凹凸構造部１２の先端が透過層５１に到達する前に金型１１をそれ以上押し込むことができなくなるため、複雑な装置の機構や設定を行なうことなく、密着保持層５２の厚みを容易に均一に保つことができる。
【００４０】
金型１１の作製は、たとえば転写原型の表面に凹凸形状を形成することにより作製できる。
転写原型の材質は、金属、セラミック、樹脂等のいずれも使用でき、限定されないが、好ましくは寸法安定性、導電性に優れるステンレス等の鉄合金、さらに加工性に優れた銅、あるいはニッケルが積層されたものを用いることが好ましい。転写原型は、凹凸形状を形成する前に、その表面を機械研磨、エッチング、洗浄する等により均一にして用いることが好ましい。
転写原型の表面に凹凸形状を形成する方法としては、レーザー加工、スパッタリング法、エッチング法、フォトリソグラフィー法等が挙げられる。これらの中でも、生産性に優れ、所望の表面凹凸を効率的に得られることから、転写原型表表面にダイヤモンドバイト等のバイトを用いて機械加工を行う方法が好ましい。このような方法として具体的には、図１０に示すように、ロール状の転写原型１４を回転させながらダイヤモンドバイト１５を移動させることによりその表面を切削する方法、転写原型を移動させながらバイトで押圧することによりその表面を切削する方法、等が挙げられる。
【００４１】
上記のようにして形成された、透過層５１と密着保持層５２と凹凸層５３との積層体の凹凸層５３側の表面に、反射膜５４を形成する。
反射膜５４は、通常、金属を蒸着することで形成される。金属の蒸着手段としては、積層体の蒸着面付近に収縮、黄変等の劣化を招来することなく金属が蒸着できれば特に限定されるものではなく、（ａ）真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、イオンクラスタービーム法等の物理気相成長法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法；ＰＶＤ法）、（ｂ）プラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法、光化学気相成長法等の化学気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法；ＣＶＤ法）が採用される。これらの蒸着法の中でも、生産性が高く良質な反射膜５４が形成できることから、真空蒸着法やイオンプレーティング法が好ましい。
外層５６上に接着剤を塗工して中間層５５を形成し、該中間層５５を上記反射膜５４と貼り合わせることで、反射保護シート５”が得られる。
接着剤の塗工は、マイクログラビア、リバースグラビアなどの印刷方式を用いて実施できる。
なお、第一の実施形態の反射保護シート５は、使用する金型の表面形状を変更する以外は同様にして製造できる。
第二の実施形態の反射保護シート５’は、反射膜５４まで反射保護シート５を製造する場合と同様に形成し、次に、バリア層６２上に接着剤を塗工して第一の中間層６１を形成し、該第一の中間層６１を上記反射膜５４と貼り合わせ、次に、外層５６上に接着剤を塗工して第二の中間層６３を形成し、該第二の中間層６３を上記バリア層６２と貼り合わせることで製造できる。
【００４２】
以上説明したように、凹凸層と透過層の間に密着保持層を所定の厚みで設けることにより、熱の影響により層間の密着力が低下しにくい反射保護シート及び半導体発電装置を提供することが出来る。また、凹凸層を形成する際に、透過層と金型の凸部分が点で接触することがなくなるため、透過層への傷の発生を抑えることが出来る。また、金型自体の凸部分の傷みも緩和される。凹凸層のピッチが小さい場合には、良好な賦形形状を得ることが可能となる。また、外層からの外力に対して凹凸形状の変形が生じにくくなる。
さらに、平滑領域を形成するための突起部を備える金型を用いて凹凸層と密着保持層を作成する場合には、複雑な装置を用いなくとも、均一な厚みの密着保持層を形成することが可能となる。
【実施例】
【００４３】
以下、実施例及び比較例を示して本発明を詳細に説明する。ただし、本発明は以下の記載によっては限定されない。
＜実施例１〜８、比較例１〜５＞
図２に示した構成の反射保護シート５を、以下の手順で作製した。
金型として、三角プリズム型の凸部５３ａが図３（ｂ）に示すように配列した形状の凹凸層に対応する凹凸構造が表面に形成されたロール状の金型を用意した。凸部の高さは約９μｍ、隣接する凸部の平均間隔（ピッチ）は３０μｍ、つまり凸部の頂部の角度θは１２０°に設定した。
透過層５１上にアクリル系のＵＶ硬化型樹脂を塗工し、そこに金型を押しつけて表面形状を転写するとともにＵＶを照射して硬化させて凹凸層５３及び密着保持層５２を形成した。
このとき、金型を押しつける際の圧力を２ｋｇｆから１０ｋｇｆまで変化させ、ＵＶ硬化型樹脂のアクリルモノマー配合量を変更して粘度を１０００ｍＰａ・ｓから６０００ｍＰａ・ｓまで変更させることで、密着保持層５２の厚さを適宜変更させた。
透過層１１としては１２５μｍ厚、幅３００ｍｍのＰＥＴフィルムを用いた。
なお、各層の膜厚は、マイクロセクションを用いて断面を観察して求めた。
【００４４】
得られた積層体の凹凸層５３側に、アルミニウムを５０ｎｍの膜厚となるように蒸着させて反射膜５４を形成した。
その後、ポリオールとイソシアネートからなる２液常温硬化樹脂系の接着剤を、外層６上にマイクログラビアにより塗布し中間層７を形成した後、反射膜５４と貼り合せることで反射保護シート５を作成した。
【００４５】
＜実施例９＞
図６に示した構成の反射保護シート５”を、表面に、凹凸形成領域５７Ａに対応する凹凸構造部と平滑領域に対応する突起部が存在する金型を用いた以外は、実施例１〜８と同様の手順で作製した。突起部の高さは、密着保持層の厚みが２０μｍとなる高さとした。
【００４６】
＜評価＞
［１．密着性に対する熱の影響の評価］
作製した反射保護シートを試料として熱サイクル試験を行い、試験後の剥離強度の測定を試料数（Ｎ数）２で行った。
ここでの熱サイクル試験は、「温度８５℃で１時間保持後、温度−４０℃で１時間保持」を１サイクルとし、これを１０サイクル行った。
剥離強度の測定については、先の熱サイクル試験を行った反射保護シートを１０ｍｍ幅に切断した後にテンシロン（商品名、エー・アンド・デイ社製）を用い、９０°における剥離強度を測定した。２つの試料それぞれの剥離強度の測定結果（Ｎ／１０ｍｍ）を「密着性」として表１に示した。
なお、実施例９については、凹凸層が有る部分を切り出したものを試料とした。
【００４７】
［２．発電効率の評価］
作製した反射保護シートを用いて、図１に示す半導体発電装置１と同様の構成（ただし充填層３内に固定するセル４は１つとした。）の半導体発電装置を作製し、発電効率を測定した。
半導体発電装置は、一辺が１９６ｍｍの正方形とした反射保護シートの上に、一辺が１９６ｍｍのＥＶＡフィルム、一辺が１５６ｍｍの正方形の多結晶シリコン型セル１枚、一辺が１９６ｍｍのＥＶＡフィルム、強化ガラス板（前面板２）を積層し、真空ラミネータで熱ラミネートを行うことで作製した。多結晶シリコン型セルは中央になるように配置した。
発電効率は、ソーラーシミュレーター（Ｎｅｗ Ｐｏｒｔ社製）により測定した。
別途、対照試料として反射保護シートを設けない以外は同様にして半導体発電装置を作製し、発電効率を測定した。対照試料の発電効率の測定値を１００％とした時の、各例の反射保護シートを設けた半導体発電装置の発電効率の発電効率の割合（％）を算出した。こちらについてもＮ数２で試験を行った。結果を「効率」として表１に示した。
【００４８】
【表１】
【００４９】
上記結果に示すとおり、実施例１〜８の反射保護シートは、いずれも、熱サイクル試験後において剥離強度が４Ｎ／１０ｍｍ以上の良好な値を示し、層間の密着性が熱の影響を受けにくいことが確認できた。また、これらの反射保護シートを用いた半導体発電装置は、対照試料に対して５％以上の発電効率が向上していた。平滑領域のある実施例９の反射保護シートについても同様の結果が得られた。
一方、密着保持層を設けなかった比較例１では、熱サイクル試験後の剥離強度が低かった。また、発電効率の向上割合も２％程度と低かった。これは、凹凸形状を金型通りに転写することができなかったためと考えられる。
密着保持層の厚みが０．５μｍの比較例２では、熱サイクル試験後の剥離強度および発電効率の向上割合について、良好な場合とそうでない場合の両方の結果が得られ、性能にばらつきが見られた。
密着保持層の厚みが５０μｍを超える比較例３〜５では、発電効率の向上割合は比較歴良好であるものの、熱サイクル試験後の剥離強度が３Ｎ／１０ｍｍ以下と低かった。これは、密着保持層および凹凸層を構成する樹脂自体が光を吸収したためと考えられる。
以上の結果から、一定の厚みの密着保持層を設けることで、密着性および発電効率の両方が向上することが示された。
【符号の説明】
【００５０】
１…半導体発電装置
２…前面板
３…充填層
４…セル
５…反射保護シート
１１…金型
１２…凹凸構造部
１３…突起部
１４…転写原型
１５…ダイヤモンドバイト
５１…透過層
５２…密着保持層
５３…凹凸層
５４…反射膜
５５…中間層
５６…外層
５７…反射構造層
６１…第一の中間層
６２…バリア層
６３…第二の中間層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光エネルギーを電力に変換するセルと、透光性材料からなり前記セルを固定する充填層と、透光性材料からなり前記充填層の前面側に配置された前面板と、前記充填層の裏面側に配置された反射保護シートと、を備える半導体発電装置に用いられる反射保護シートであって、
透光性材料からなる透過層と、前記透過層の裏面側に配置され、前記透過層側から入射した光を反射する反射機能を有する反射構造層と、前記反射構造層の裏面側に配置された中間層と、前記中間層の裏面側に配置された外層と、を有し、
前記反射構造層は、反射膜と、透光性材料からなり前記反射膜の前面側に配置された凹凸層と、透光性材料からなり前記凹凸層の前面側に配置された密着保持層と、から構成され、
前記凹凸層は、複数の凹凸構造が前記密着保持層の裏面上に規則的に配列してなるものであり、該凹凸構造の裏面に沿って前記反射膜が形成されており、
前記密着保持層の厚みは１〜５０μｍであることを特徴とする反射保護シート。
【請求項２】
前記反射構造層は、前記凹凸層および前記密着保持層が存在する凹凸形成領域と、前記凹凸層および前記密着保持層が共に存在しない、または前記凹凸層が存在せず且つ前記密着保持層が厚み１μｍ未満で設けられた平滑領域と、を有し、
前記平滑領域は、前記凹凸形成領域に囲まれており、または挟まれており、
前記平滑領域の面積が、前記凹凸層における前記複数の凹凸構造のピッチを１辺とする正方形より大きい面積となっている、請求項１に記載の反射保護シート。
【請求項３】
前記凹凸構造が、ピラミッド形状、その頂部を曲面とした形状、三角プリズム形状、その頂辺を曲面とした形状のいずれかである、請求項１または２に記載の反射保護シート。
【請求項４】
前記凹凸構造の頂部の頂角が１１１°以上１３７°以下である、請求項３に記載の反射保護シート。
【請求項５】
前記反射膜が、アルミニウム、金、銀、銅、クロムおよびニッケルから選ばれる金属からなる、請求項１〜４のいずれか一項に反射保護シート。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の反射保護シートを製造する方法であって、
透光性材料からなる透過層上に、前記凹凸層および前記密着保持層の合計の厚みとなるように電離放射線硬化型樹脂層を形成し、前記凹凸層を形成するための凹凸構造部が表面に形成された金型の表面形状を前記電離放射線硬化型樹脂層の表面に転写し、電離放射線を放射して硬化させることにより、前記透過層と前記密着保持層と前記凹凸層との積層体を形成する工程と、
前記積層体の前記凹凸層側の表面に前記反射膜を形成する工程と、
前記反射膜の裏面側に、前記中間層を介して前記外層を接着する工程と、
を有する反射保護シートの製造方法。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の反射保護シートを製造する方法であって、
透光性材料からなる透過層上に、前記凹凸層および前記密着保持層の合計の厚みとなるように熱可塑性樹脂層を形成し、加熱下で、前記凹凸層を形成するための凹凸構造部が表面に形成された金型の表面形状を前記熱可塑性樹脂層の表面に転写し、冷却することにより、前記透過層と前記密着保持層と前記凹凸層との積層体を形成する工程と、
前記積層体の前記凹凸層側の表面に前記反射膜を形成する工程と、
前記反射膜の裏面側に、前記中間層を介して前記外層を接着する工程と、
を有する反射保護シートの製造方法。
【請求項８】
前記金型の表面に、さらに、前記凹凸層および前記密着保持層が存在する凹凸形成領域と、前記凹凸層および前記密着保持層が共に存在しない、または前記凹凸層が存在せず且つ前記密着保持層が厚み１μｍ未満で設けられた平滑領域を形成するための突起部が形成されている、請求項６または７に記載の反射保護シートの製造方法。
【請求項９】
光エネルギーを電力に変換するセルと、透光性材料からなり前記セルを固定する充填層と、透光性材料からなり前記充填層の前面側に配置された前面板と、前記充填層の裏面側に配置された反射保護シートと、を備える半導体発電装置であって、
前記反射保護シートが、請求項１〜５のいずれか一項に記載の反射保護シートであることを特徴とする半導体発電装置。
【請求項１】
光エネルギーを電力に変換するセルと、透光性材料からなり前記セルを固定する充填層と、透光性材料からなり前記充填層の前面側に配置された前面板と、前記充填層の裏面側に配置された反射保護シートと、を備える半導体発電装置に用いられる反射保護シートであって、
透光性材料からなる透過層と、前記透過層の裏面側に配置され、前記透過層側から入射した光を反射する反射機能を有する反射構造層と、前記反射構造層の裏面側に配置された中間層と、前記中間層の裏面側に配置された外層と、を有し、
前記反射構造層は、反射膜と、透光性材料からなり前記反射膜の前面側に配置された凹凸層と、透光性材料からなり前記凹凸層の前面側に配置された密着保持層と、から構成され、
前記凹凸層は、複数の凹凸構造が前記密着保持層の裏面上に規則的に配列してなるものであり、該凹凸構造の裏面に沿って前記反射膜が形成されており、
前記密着保持層の厚みは１〜５０μｍであることを特徴とする反射保護シート。
【請求項２】
前記反射構造層は、前記凹凸層および前記密着保持層が存在する凹凸形成領域と、前記凹凸層および前記密着保持層が共に存在しない、または前記凹凸層が存在せず且つ前記密着保持層が厚み１μｍ未満で設けられた平滑領域と、を有し、
前記平滑領域は、前記凹凸形成領域に囲まれており、または挟まれており、
前記平滑領域の面積が、前記凹凸層における前記複数の凹凸構造のピッチを１辺とする正方形より大きい面積となっている、請求項１に記載の反射保護シート。
【請求項３】
前記凹凸構造が、ピラミッド形状、その頂部を曲面とした形状、三角プリズム形状、その頂辺を曲面とした形状のいずれかである、請求項１または２に記載の反射保護シート。
【請求項４】
前記凹凸構造の頂部の頂角が１１１°以上１３７°以下である、請求項３に記載の反射保護シート。
【請求項５】
前記反射膜が、アルミニウム、金、銀、銅、クロムおよびニッケルから選ばれる金属からなる、請求項１〜４のいずれか一項に反射保護シート。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の反射保護シートを製造する方法であって、
透光性材料からなる透過層上に、前記凹凸層および前記密着保持層の合計の厚みとなるように電離放射線硬化型樹脂層を形成し、前記凹凸層を形成するための凹凸構造部が表面に形成された金型の表面形状を前記電離放射線硬化型樹脂層の表面に転写し、電離放射線を放射して硬化させることにより、前記透過層と前記密着保持層と前記凹凸層との積層体を形成する工程と、
前記積層体の前記凹凸層側の表面に前記反射膜を形成する工程と、
前記反射膜の裏面側に、前記中間層を介して前記外層を接着する工程と、
を有する反射保護シートの製造方法。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の反射保護シートを製造する方法であって、
透光性材料からなる透過層上に、前記凹凸層および前記密着保持層の合計の厚みとなるように熱可塑性樹脂層を形成し、加熱下で、前記凹凸層を形成するための凹凸構造部が表面に形成された金型の表面形状を前記熱可塑性樹脂層の表面に転写し、冷却することにより、前記透過層と前記密着保持層と前記凹凸層との積層体を形成する工程と、
前記積層体の前記凹凸層側の表面に前記反射膜を形成する工程と、
前記反射膜の裏面側に、前記中間層を介して前記外層を接着する工程と、
を有する反射保護シートの製造方法。
【請求項８】
前記金型の表面に、さらに、前記凹凸層および前記密着保持層が存在する凹凸形成領域と、前記凹凸層および前記密着保持層が共に存在しない、または前記凹凸層が存在せず且つ前記密着保持層が厚み１μｍ未満で設けられた平滑領域を形成するための突起部が形成されている、請求項６または７に記載の反射保護シートの製造方法。
【請求項９】
光エネルギーを電力に変換するセルと、透光性材料からなり前記セルを固定する充填層と、透光性材料からなり前記充填層の前面側に配置された前面板と、前記充填層の裏面側に配置された反射保護シートと、を備える半導体発電装置であって、
前記反射保護シートが、請求項１〜５のいずれか一項に記載の反射保護シートであることを特徴とする半導体発電装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２０４４８９（Ｐ２０１２−２０４４８９Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６６０９６（Ｐ２０１１−６６０９６）
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]