CN1447446A - 太阳能电池模块 - Google Patents

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Abstract

在玻璃板和保护膜(PVF/Al/PVF)之间，使用封装树脂(EVA)封装着多个太阳能电池单元和绝缘性能优良的合成树脂片(PET)。保护膜的Al箔面积比太阳能电池单元占有的面积大，并且比Al制框体的开口面积小。太阳能电池单元或者其配线接头的突起不与保护膜的Al箔接触。另外，在边缘部分，Al箔不与框体接触。

Description

太阳能电池模块
技术领域
本发明涉及安装在住宅屋顶等处能进行太阳能发电的太阳能电池模块。
背景技术
利用光电转换作用将光能转换为电能的太阳能发电，作为得到洁净能源的方法被广泛应用。而且，随着太阳能电池光电转换效率的提高，在个人住宅中使用多个太阳能电池模块的太阳能发电系统也正被应用。
图1是一般太阳能电池模块的外观结构图，图2是图1中X-X线的现有太阳能电池模块的剖面图。在图中，7是Al制矩形框体。在框体7的上半部分设有凹部，在其上部的凹部中，介于由硅形成的填充材料6之间，安装着隔以适当距离的玻璃板1和保护膜50。该保护膜50例如为由PVF(聚氟乙烯)制耐气候性薄膜50b、50b夹着Al箔50a的结构，具有耐气候性，特别是具有高耐湿性。在玻璃板1和保护膜50之间，由EVA(乙烯乙酸乙烯)形成的封装树脂3封装着多个太阳能电池单元2。各太阳能电池单元2有时具有配线接点的突起2a。
在具有包含Al箔50a的防湿性保护膜50的太阳能电池模块中，由于下述原因在绝缘性方面存在问题。即，有时内部的太阳能电池单元2或者其配线接点的突起2a与保护膜50的Al箔50a接触(图2的A部)，特别是在雨天，有时保护膜50的Al箔50a和框体7成短路状态(图2的B部、C部)，从而导致绝缘性降低。
发明内容
本发明的主要目的在于，提供一种可以得到绝缘性能高、可以提高耐压性能和长期使用的可靠性的太阳能电池模块。
第1方面的太阳电池模块，将太阳电池单元封装在第1保护层和防湿性第2保护层之间，在该太阳能电池模块中，在第2保护层和太阳电池单元之间，设置绝缘性树脂片。
在第1方面的太阳能电池模块中，在包含金属箔的第2保护层(保护膜)和太阳能电池单元之间，设置具有绝缘性的树脂片，因此，太阳能电池单元或者其配线接点的突起不与第2保护层(保护膜)的金属箔接触，将保证太阳能电池单元和第2保护层(保护膜)之间的高绝缘性。
第2方面的太阳能电池模块，在第1方面的太阳能电池模块中，具有金属制框体，在该金属制框体开口内具有第1保护层、第2保护层、太阳能电池单元和树脂片，第2保护层的面积比太阳能电池单元占有的面积大，比框体的开口面积小。
在第2方面的太阳能电池模块中，第2保护层(保护膜)的面积比金属制框体的开口面积小，因此，第2保护层(保护膜)的金属箔不会与框体接触，可以防止第2保护层(保护膜)和框体发生短路。另外，第2保护层(保护膜)的面积比太阳能电池单元占有的面积大，因此，可以防止湿气浸入太阳能电池单元。
第3方面的太阳能电池模块，将太阳能电池单元封装在第1保护层和防湿性第2保护层之间，在该太阳能电池模块中，在第2保护层的与太阳能电池单元相反的一侧，设置绝缘性树脂片。
在第3方面的太阳能电池模块中，在第2保护层(保护膜)的与太阳能电池单元相反的一侧，设有具有绝缘性的树脂片，因此，即使太阳能电池或者其配线接点的突起与第2保护层(保护膜)的金属箔接触，由于在其下方设有绝缘性树脂片，也不会进一步与金属制框体导通，可以保证高绝缘性。
第4方面的太阳能电池模块，在金属制框体的开口部分内，将太阳能电池单元封装在第1保护层和具有防湿性的第2保护层之间，第2保护层包含有金属箔，在该太阳能电池模块中，金属箔的面积比太阳能电池单元占有的面积大，比框体的开口面积小。
在第4方面的太阳能电池模块中，第2保护层(保护膜)的金属箔面积比框体的开口面积小，因此，金属箔不与框体接触，可以防止第2保护层(保护膜)与框体的短路。另外，由于金属箔面积比太阳能电池单元占有的面积大，所以可以防止湿气浸入太阳能电池单元。
通过附图，根据以下的详细说明将会更加清楚本发明的以上和更详尽的目的和特征。
附图说明
图1是一般的太阳能电池模块的外观结构图。
图2是现有的太阳能电池模块的剖面图。
图3是本发明第1实施例的太阳能电池模块的剖面图。
图4是本发明第2实施例的太阳能电池模块的剖面图。
图5是本发明第3实施例的太阳能电池模块的剖面图。
图6是本发明第4实施例的太阳能电池模块的剖面图。
具体实施方式
以下，根据实施例的附图对本发明加以详述。
(第1实施例)
图3是第1实施例的太阳能电池模块的在图1中X-X线处的剖面图。在图中，7是由例如Al形成的矩形框体。在框体7的上半部分设有凹部，在该上部的凹部中，在由例如硅形成的填充材料6之间，隔以适当距离安装着作为第1保护层的玻璃板1和作为第2保护层的保护膜5。该保护膜5为利用例如PVF制的耐气候性薄片5b、5b夹着作为金属箔的Al箔5a的结构，具有耐气候性、特别是高耐湿性。
在玻璃板1和保护膜5之间，使用由EVA形成的封装树脂3，从玻璃板1一侧开始，顺次封装着多个太阳能电池单元2和例如由PET(聚对苯二甲酸乙酯)形成的绝缘性优良的合成树脂片4。在太阳能电池单元2和合成树脂片4之间，充填着封装树脂3。有时，各太阳能电池单元2具有配线接点的突起2a。
保护膜5的Al箔5a比夹着它的耐气候性薄片5b、5b小。Al箔5a的面积比太阳能电池单元2占有的面积大，并且，比框体7的开口面积小。
在该第1实施例中，在包含Al箔5a的保护膜5和太阳能电池单元2之间，设有具有绝缘性的合成树脂片4，因此太阳能电池单元2或者其配线接点的突起2a不与保护膜5的Al箔5a接触，可以保证太阳能电池单元2和保护膜5的高绝缘性。另外，由于Al箔5a的大小比框体7的最内侧尺寸(框体7下方壁厚的内侧尺寸)小，所以，在边缘Al箔5a与框体7不接触，可以防止保护膜5和框体7的短路。Al箔5a的大小比太阳能电池单元2占有的面积大，因此，可以良好地防止湿气从里面浸入太阳能电池单元2。
而且，虽然在如图3所示的例子中，Al箔5a的大小比耐气候性薄片5b、5b小，但是Al箔5a和耐气候性薄片5b、5b大小相同也可以。
(第2实施例)
图4是第2实施例的太阳能电池模块的在图1中X-X线处的剖面图。在图4中，与图3相同的部分附带同一序号，所以省略对它们的说明。在该第2实施例中，与第1实施例一样，在太阳能电池单元2和保护膜5之间也封装有绝缘性良好的合成树脂薄片4。在第1实施例中，虽然只有Al箔5a的面积比太阳能电池单元2占有的面积大并比框体7的开口面积小，但是在该第2实施例中，Al箔5a以及耐气候性薄片5b、5b即保护膜5的整体面积，比太阳能电池单元2占有的面积大，并且比框体7的开口面积小。
因此，第2实施例也起到可以维持高绝缘性这种与第1实施例相同的效果。在第1、第2实施例中，在保护膜5的太阳能电池单元2一侧的表面使用高反射率的合成树脂时，由保护膜5反射的多数反射光被玻璃板1再次反射，射向太阳能电池单元2，因此可以提高模块的输出特性。
(第3实施例)
图5是第3实施例的太阳能电池模块的在图1中X-X线处的剖面图。在图中，7是例如Al制的矩形框体。在框体7的上半部分设有凹部，在其上部的凹部中，介于例如由硅形成的填充材料6之间，隔以适当距离安装着作为第1保护层的玻璃板1和由PET形成的绝缘性良好的合成树脂片14。
在玻璃板1和合成树脂片14之间，通过由EVA形成的封装树脂，从玻璃板一侧开始，顺次封装着例如多个两面光线入射形太阳能电池单元2和作为第2保护层的保护膜15。该保护膜15例如为由PVF制耐气候性薄片15b、15b夹着作为金属箔的Al箔15a的结构，具有耐气候性，特别是高耐湿性。保护膜15的面积比太阳能电池单元2占有的面积大，而且比框体7的开口面积小。在太阳能电池单元2和保护膜15之间也充填有封装树脂3。
第3实施例中，即使在太阳能电池单元2或者其配线接头的突起2a与保护膜15的Al箔15a接触的情况下(图5的D部)，由于在其里侧设有绝缘性合成树脂片14，因此该合成树脂片14会防止太阳能电池单元2以及保护膜15和框体7的短路。另外，由于包含Al箔15a的保护膜15的大小比框体7的最内侧尺寸小，所以会防止保护膜15和框体7在边缘的短路。因此，可以维持高绝缘性。由于保护膜15的大小比太阳能电池单元占有的面积大，所以可以良好地防止湿气从里面浸入太阳能电池单元2。
而且，保护膜15也可以是如下的薄膜，即，将耐气候性薄片15b配置在太阳能电池单元2侧的、耐气候性薄片15b和Al箔15a的2层构成的薄膜。
在该第3实施例中，在保护膜15的太阳能电池单元2侧的表面使用高光反射率(对波长340～1200nm的光有65％以上的光反射率)的合成树脂(例如东レ制的E20(PET))时，由保护膜15反射的反射光多数可以射入太阳能电池单元2，因此可以提高模块的输出特性。
而且，在上述的第1～第3实施例中，虽然使用PET作为具有绝缘性的合成树脂片4、14，但也可以使用PEN(聚萘二甲酸乙二醇脂)、PPS(对聚苯硫)、PVF、PVDF(聚偏氟乙烯)、ETFE(四氟乙烯)、FRP(纤维强化塑料)、聚碳酸酯，另外，也可以使用在它们之中加入了PET的材料组中选择出来的复合材料做成的复合片。
(第4实施例)
图6是第4实施例的太阳能电池模块的在图1中X-X线处的剖面图。该第4实施例是没有设置像第1～第3实施例那样的具有绝缘性的合成树脂片4、14，就可以容易地提高绝缘性的例子。
在图中，7是例如Al制的矩形框体。在框体7的上半部分设有凹部，在该上部的凹部中，介于例如由硅形成的填充材料6之间，隔以适当距离安装着作为第1保护层的玻璃板1和作为第2保护层的保护膜25。在玻璃板1和保护膜25之间，通过由EVA形成的封装树脂3，封装着多个太阳能电池单元2。
该保护膜25例如为由PVF形成的耐气候性薄片25b、25b夹着作为金属箔的Al箔25a的结构，具有耐气候性，特别是高耐湿性。保护膜25的Al箔25a比夹着它的耐气候性薄片25b、25b小，Al箔25a的面积比太阳能电池单元2占有的面积大，而且比框体7的开口面积小的结构。
在该第4实施例中，由于保护膜25的Al箔25a的大小比框体7的最内侧尺寸小，因此可以防止Al箔25a与框体7的短路，可以维持高绝缘性。因为Al箔25a的大小比太阳能电池单元2占有的面积大，所以可以良好地防止来自里侧的湿气的浸入。在第4实施例中，在保护膜25的太阳能电池单元2侧的表面使用高光反射率的合成树脂时，来自保护膜25的反射光多数被玻璃板1再次反射，射入太阳能电池单元2，因此可以提高模块的输出特性。
而且，在上述的实施例中，虽然使用Al作为保护膜5、15、25中的金属箔材料，但是也可以使用Fe、Zn。
而且，在上述的第4实施例中，虽然使用PVF作为耐气候性薄片25b的材料，但是也可以使用PEN、PPS、PET、PVDF、ETFE、FRP、聚碳酸酯，另外也可以从在它们中加入PVF的材料组中选择出的复合材料制成的复合薄片。
另外，在上述的各实施例中，虽然设有Al制框体7，但是在本发明的太阳能电池模块中，框体7不是必须的，也可以不设置。
如上所述，本发明的太阳能电池模块可以得到高的绝缘性能，提高耐电压性能，因此在高电压下的太阳能发电系统中使用太阳能电池模块时，可以提高安全性和长期的可靠性。
在不脱离本发明的基本宗旨的情况下本发明可具有多种实施方式，故上述实施例是例证性的和非限定性的，本发明的范围不限于上述实施例，而是由权利要求限定，因此本发明包含所有权利要求范围内的以及在此范围的变化。

Claims (11)

1.一种太阳能电池模块，其特征在于，包含：
第1保护层；
防湿性第2保护层；
太阳能电池单元，其封装在上述第1保护层和上述第2保护层之间；及
绝缘性树脂片，其设置在上述第2保护层和上述太阳能电池单元之间。
2.如权利要求1的太阳能电池模块，其特征在于：上述第2保护层为由耐气候性薄片夹着金属箔的结构。
3.如权利要求1的太阳能电池模块，其特征在于：上述树脂片是从由聚对苯二甲酸乙酯、聚萘二甲酸乙二醇脂、对聚苯硫、聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、四氟乙烯、纤维强化塑料和聚碳酸酯组成的材料组中选出的单一材料薄片，或者是从上述材料组中选出的复合材料的复合薄片。
4.如权利要求1的太阳能电池模块，其特征在于：
还包括金属制框体，在其开口部分内有上述第1保护层、第2保护层、太阳能电池单元和树脂片；
其中，上述第2保护层的面积比上述太阳能电池单元占有的面积大，比上述框体的开口面积小。
5.如权利要求4的太阳能电池模块，其特征在于：上述树脂片是从由聚对苯二甲酸乙酯、聚萘二甲酸乙二醇脂、对聚苯硫、聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、四氟乙烯、纤维强化塑料和聚碳酸酯组成的材料组中选出的单一材料薄片，或者是从上述材料组中选出的复合材料的复合薄片。
6.一种太阳能电池模块，其特征在于，包括：
第1保护层；
防湿性第2保护层；
太阳能电池单元，其封装在上述第1保护层和上述第2保护层之间；及
绝缘性树脂片，其设置在上述第2保护层的与上述太阳能电池单元相反的一侧。
7.如权利要求6的太阳能电池模块，其特征在于：上述第2保护层包含金属箔和耐气候性薄片。
8.如权利要求7的太阳能电池模块，其特征在于：上述第2保护层为上述耐气候性薄片夹着上述金属箔的结构。
9.如权利要求6的太阳能电池模块，其特征在于：上述树脂片是从由聚对苯二甲酸乙酯、聚萘二甲酸乙二醇脂、对聚苯硫、聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、四氟乙烯、纤维强化塑料和聚碳酸酯组成的材料组中选出的单一材料薄片，或者是从上述材料组中选出的复合材料的复合薄片。
10.一种太阳能电池模块，其特征在于，包含：
金属制框体，其具有开口；
第1保护层，其设置在上述开口内；
防湿性第2保护层，其设置在上述开口内，含有金属箔；及
太阳能电池单元，其在上述开口内，封装在上述第1保护层和上述第2保护层之间；
其中，上述金属箔的面积比上述太阳能电池单元占有的面积大，比上述框体的开口面积小。
11.如权利要求10的太阳能电池模块，其特征在于：上述第2保护层为由比上述金属箔大的耐气候性薄片夹着上述金属箔的结构。
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