JP2001274440A - 太陽電池モジュールの電力リード引き出し方法 - Google Patents
太陽電池モジュールの電力リード引き出し方法Info
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Abstract
力リード線と外部のケーブルとの接合作業が簡便で,信
頼性が高い太陽電池モジュールの電力リード引き出し方
法を提供する。 【解決手段】 内部リード線51の一部に電力の引き出し
部40を設け、この引き出し部は、内部リード線51と外部
リード線接続部材51とを接続しかつ外部リード線接続部
材の先端部の内部リード線側に剥離部材90を配設してな
り、モジュールの保護材による封止後、先端部を含む前
記保護層を貫通して四角形の一辺を残した略コ字状の切
り込みを入れた後,該切り込み部の保護層70と前記外部
リード線接続部材51の先端部とを一体的に引き起こし,
剥離部材90を除去して先端部を露出し、この先端部を、
引き起こされた切り込み部の位置の保護層の上に設けた
電力端子箱に固定されたケーブルの棒状端子209に電気
的に接続することとする。
Description
するフィルム基板上に形成された太陽電池の受光面側お
よび非受光面側の双方に電気絶縁性の保護層を設けた太
陽電池モジュールの電力リード引き出し方法に関する。
エネルギーの研究開発が進められている。中でも、太陽
電池はその資源(太陽光)が無限であること、無公害で
あることから注目を集めている。同一基板上に形成され
た複数の太陽電池素子が、直列接続されてなる太陽電池
(光電変換装置)の代表例は、薄膜太陽電池である。
の安さ、大面積化が容易であることなどから、今後の太
陽電池の主流となると考えられ、電力供給用以外に、建
物の屋根や窓などにとりつけて利用される業務用,一般
住宅用にも需要が広がってきている。
いたが、軽量化、施工性、量産性においてプラスチック
フィルムを用いたフレキシブルタイプの太陽電池の研究
開発がすすめられている。このフレキシブル性を生か
し、ロールツーロール方式の製造方法により大量生産が
可能となった。
絶縁性を有するフィルム基板上に形成された太陽電池
を、電気絶縁性の保護材により封止するために、太陽電
池の受光面側および非受光面側の双方に保護層を設けた
ものが知られている。
スチックのため、ねじれや引っ張り力に対する強度が弱
く、このため施工時の外力によって破損したりするおそ
れがあるので、この問題を解消するために、特許第26
51121号や特許第2719114号に記載されたよ
うに、太陽電池モジュールの裏面全体に補強板を設けた
り、実開昭55−25383号公報に記載のように、非
発電領域に補強材と電力リード線を兼用した構造のもの
が開発されている。
った太陽電池モジュール構造として、太陽電池の受光面
側および非受光面側の双方に保護層を設けた太陽電池モ
ジュールにおいて、前記太陽電池の側方に前記保護層を
延長して非発電領域を形成し、この非発電領域に、太陽
電池モジュール設置用の取付け穴を設けたものが、本願
出願人により提案されている(特願平11−17262
4号参照)。
2624号に記載された太陽電池モジュールの構造の一
例を示し、その電力リード引き出し装置構造の詳細を、
図9および図10に示す。
て、太陽電池1の太陽光入射側である受光面側に、EV
Aなどを使用した接着層2、並びにETFEなどを使用
した防湿層3、EVAにガラス繊維を充填して機械的強
度を高めた強化層4、その上にETFEなどを使用した
汚損物質付着防止の表面保護層5からなる耐候性保護層
としての受光面側保護層6が積層され、太陽電池1を保
護している。
には、接着層7、防水と電気絶縁を兼ねたETFEやポ
リイミドを使用した絶縁層8、補強層11との接合の役
目をなすEVAなどを使用した接着層9が積層されて非
受光面側保護層10が形成され、その上に積層された金
属製平板などを使用した補強層11が接着されており、
上記各層は加圧熱融着ラミネートで一体化されている。
非結晶系のいずれも使用できるが、特に薄膜基板型の非
晶質太陽電池が望ましい。なお、各層のラミネートは、
一般に、図8における紙面上部の表面保護層5から順に
下方に向かって行われるが、太陽電池1と接着層2は、
あらかじめ一体化されている。また、ニーズに応じて、
一部の層を省略することができる。
護層10、補強層11は太陽電池1の側方の非発電領域
まで延長され、非発電領域には略四角形状の太陽電池1
の両側辺に沿って平行的に平箔銅線の電力リード線(以
下、内部リード線ともいう。)12が配置され、導電性
粘着テープ若しくはハンダ付け平箔銅線の渡り線13で
太陽電池1の図示しないプラス極、またはマイナス極に
それぞれ接続されている。
発電した電力を外部に引出す中継をなす電力端子箱14
が補強層11に接着、またはネジ止めで固定されてお
り、電力リード線12とケーブル15が接続線16で電
気的に接続されて全体として四角形で平板状の太陽電池
モジュール50を形成している。
き出し構造とその方法について、以下に詳述する。図9
は電力端子箱14の断面図で図8とは上下反対に示して
いる。また図10は電力端子箱14のフタ27を外した
上面図である。
ほぼ直上から補強層11、接着層9、絶縁層8、接着層
7を貫通して穴17が開けられ、電力リード線12の表
面が露出し、また穴17の上に電力端子箱14の穴18
がほぼ同軸上に並ぶように、補強層11に当接してベー
ス台28が配置され、補強層11に接着固定、または図
示しないネジで締結固定されている。
続線16が挿入され、端部が電力リード線12とハンダ
接合されている。接続線16はベース台28の穴18を
通ってベース台28の端子台19に導かれ、その端部は
端子台19のネジ20で逆流防止ダイオード21のリー
ド線22と共に締結固定される。また逆流防止ダイオー
ド21の他方のリード線23は端子台24に導かれ、ケ
ーブル15の導体芯線25とともにネジ26で締結固定
されている。
1のプラス極側、若しくはマイナス極側のいずれか一方
に挿入すれば、その役目を果たすことができるため、不
要な場合は外して接続線16を直接、端子台24につな
ぎ込まれる。
絶縁不良を無くすため、防水・絶縁性の樹脂が充填さ
れ、同様に端子台19、24ネジ20、26も防水性樹
脂で覆われており、蓋27がベース台28に被せられ、
接着もしくは図示しないネジで締結固定されて電力端子
箱14を形成している。
よび図10に示すような従来の太陽電池モジュールの電
力リード引き出し方法は、以下のような問題点がある。
11から接着層7までに切り込みを入れ、穴17内の各
層を取り除くことで形成されるが、硬さの異なる層に切
り込みを入れる作業が困難である。補強層は予め穴を開
けておくことは可能であるが、接着層7の材料であるE
VAはラミネート接着時に熱で溶かして融着させるた
め、穴をあけても塞がってしまい、また柔らかいために
切削加工も出来ない。加えて補強層11から接着層7ま
での高さが、ラミネート時の加圧力、加熱温度、加熱時
間でEVAの溶け具合が変化するために必ずしも一定で
なく、自動化が非常に困難である。
際、接着層7が電力リード線12に接着しているために
剥離が困難で、手作業の削り取りは作業性が悪くて非量
産的であり、熱で溶融、蒸発させての除去は周りの各層
を損傷する。
にハンダ付けする際、上記の剥離が完全に行われずに電
力リード線12の剥離面にEVAが残っていると、ハン
ダ付けが出来ない。強引にハンダ熱でEVAを蒸発させ
れば、ハンダ付けは可能であるが、接合信頼性が低く、
EVAを蒸発させるために長時間、ハンダコテをあてて
いるとその熱で周囲の各層を損傷し、また電力リード線
12に伝わった熱で、導電性粘着テープなどの渡り線1
3と電力リード線12の接触部が損傷して電気接続が損
なわれる。
るため、補強層11から電力リード線12に向かって穴
17を開け、上記項のハンダ付けを長時間行うと接着
層7、9が溶けて電力リード線12が補強層11に近づ
く。ここで補強層11が金属性である場合、絶縁層8が
あるものの熱で劣化して電気絶縁性が損なわれて絶縁抵
抗が低下し、最悪時には短絡を起こす。補強層11が金
属でない場合でも、電力リード線の下部の保護層が貫通
して、水分の侵入により絶縁特性が低下する。
るためになされたもので、本発明の課題は、太陽電池か
ら発電した電力を外部に引出す電力リード線と外部のケ
ーブルとの接合作業が簡便で,信頼性が高い太陽電池モ
ジュールの電力リード引き出し方法を提供することにあ
る。
め、請求項1の発明によれば、電気絶縁性を有するフィ
ルム基板上に形成された太陽電池を、電気絶縁性の保護
材により封止するために、太陽電池の受光面側および非
受光面側の双方に保護層を設け、前記太陽電池の側方に
前記保護層を延長して非発電領域を形成した太陽電池モ
ジュールの電力リード引き出し方法において、太陽電池
モジュールの内部リード線の一部に電力の引き出し部を
設け、この引き出し部は、前記内部リード線と外部リー
ド線接続部材とを接続してなり、かつ外部リード線接続
部材の先端部の内部リード線側に所定長さの剥離部材を
配設してなり、モジュールの保護材による封止後、前記
先端部を含む前記保護層を貫通して四角形の一辺を残し
た略コ字状の切り込みを入れた後、該切り込み部の保護
層と前記外部リード線接続部材の先端部とを一体的に受
光面側または非受光面側に引き起こし、かつ前記剥離部
材を剥離して前記外部リード線接続部材の先端部を露出
したものとして形成し、この先端部を、前記引き起こさ
れた切り込み部の位置の受光面側または非受光面側の保
護層の上に設けられた電力端子箱に固定されたケーブル
に接続された端子もしくはケーブルの棒状端子に,電気
的に接続することとする。
との2層構造を有する先端部は、保護層に切り込みを入
れ、剥離部材を除去するだけで、電気的な接続部が現れ
る簡単な構造となっている。この接続部に外部リード線
を直接あるいは中間部材を介して、例えば半田付けする
ことにより、電気的および機械的な接続が可能となる。
内部リード線上の封止保護層材料を手作業による切り取
りや熱による除去作業が必要なくなり、前記問題点を解
決でき、絶縁の信頼性を向上することができる。
線接続部材の引き上げた部分を元におし戻すことによ
り、外観上平坦となる。また、接続部の絶縁処理が必要
な場合には、樹脂封止材料等をあらかじめ塗布して、絶
縁処理を行うことにより絶縁の信頼性がさらに向上す
る。
して、下記が好適である。即ち、外部リード線接続部材
の幅寸法は、内部リード線の幅寸法と同等ないしはそれ
より小とする(請求項2)。内部リード線より幅広寸法
の場合には、先端部の材料が太陽電池モジュール内に一
部残存してしまい、信頼性の面から問題となる。
線との接続は、半田付け,カシメ,導電性接着剤のいず
れかとする(請求項3)。さらに、剥離部材は、フッ素
系樹脂材料などの非接着性材料とする(請求項4)。
請求項5の発明によれば、電気絶縁性を有するフィルム
基板上に形成された太陽電池を、電気絶縁性の保護材に
より封止するために、太陽電池の受光面側および非受光
面側の双方に保護層を設け、前記太陽電池の側方に前記
保護層を延長して非発電領域を形成した太陽電池モジュ
ールの電力リード引き出し方法において、太陽電池モジ
ュールの内部リード線の一部に電力の引き出し部を設
け、この引き出し部は、前記内部リード線を略S字状に
折り返して可撓性の折り返し部を有するものとしてな
り、モジュールの保護材による封止後、前記折り返し部
を含む前記保護層を貫通して四角形の一辺を残した略コ
字状の切り込みを入れた後、該切り込み部の保護層と前
記折り返し部とを一体的に受光面側または非受光面側に
引き起こし、前記折り返し部を露出したものとして形成
し、この折り返し部を、前記引き起こされた切り込み部
の位置の受光面側または非受光面側の保護層の上に設け
られた電力端子箱に固定されたケーブルに接続された端
子もしくはケーブルの棒状端子に、電気的に接続するこ
ととする。
リード線を直接あるいは中間部材を介して、例えば半田
付けすることにより、電気的および機械的な接続が可能
となり、請求項1の発明と同様に、前記従来の問題点を
解決できる。
リード引き出し方法において、前記先端部とケーブルに
接続された端子もしくはケーブルの棒状端子との接続、
または、前記折り返し部とケーブルに接続された端子も
しくはケーブルの棒状端子との接続は、直接接続ないし
は中間導電接続部材を介しての接続とし、この接続は、
半田付け,カシメ,導電性接着剤のいずれかとする方法
(請求項6)が好適である。
態について以下に述べる。
請求項1ないし4の発明に関わる実施例を示す。図3
は、モジュールの電力引き出し部先端部を、切り込み部
において引き起こした状態の斜視図、図4は電力端子箱
を透視してケーブルに接続した棒状端子に外部リード線
接続部材を取付けた状態の斜視図を示す。また、図1
は、引き出し部先端部の概念的部分断面図を示し、図1
(a)は剥離部材が存在する状態であって図3における
A−A断面図を示し、図1(b)は剥離部材を除去後、
棒状端子が接続される状態を示す。
線52の一部に電力の引き出し部40を設け、その先端
部に外部リード線接続部材51を設ける。この外部リー
ド線接続部材51の片側には、剥離部材90として、フ
ッ素系粘着テープ(ニトフロン:日東電工株式会社製)
を内部リード線52と対向する位置に貼付け、もう一方
側は内部リード線52に半田付けしておく。外部リード
線接続部材51は導電性接着剤または導電性粘着材によ
って内部リード線52と接続固定することもできる。電
力リード引き出し作業前のモジュールにおいては、図1
における外部リード線接続部材51および剥離部材90
は、保護層70の中に埋設された状態となっている。
m〜0.200mmが適しており、0.035mm以下ではラミネート
後の剥離作業時に切断してしまい要求を満足しない。ま
た、0.200mm以上では硬さが固くなり作業性が悪くなる。
専用カッターを用いてコの字型に切り込みを入れ、その
部分の外部リード線接続部材51を保護層70と共に上
に引き上げた後、図1(b)に示すように、外部リード
線接続部材51上の剥離部材90を除去し、接続部分を
露出させ、図4に示すケーブル210の棒状端子209
に半田付けを行う。図3の斜視図において、113は切
り込み部を、103は補強層を示す。また、図4におい
て、201は電力端子箱を示す。
リード線接続部材51を直接ケーブル210の棒状端子
209に接続する場合を示したが、図示しない中間導電
接続部材を介しての接続とすることもできる。また接続
は、半田付け以外に、カシメ,導電性接着剤を用いて行
うこともできる。従って、電力リードの引き出しは、位
置に関係なく、どの方向からでも引き出せる。なお、逆
流防止ダイオード等を挿入する場合はこの時点で作業す
るのがよい。また、電力端子箱201の接続は外部リー
ド線接続部材51を接続する前に作業を行うことも可能
である。
後、絶縁処理が必要な場合には、例えばエポキシ樹脂等
の絶縁材料を外部リード線接続部に塗布し、引き起こし
た部分を元におし戻すことにより外観上均一化し、最後
に、電力端子箱201内に、例えばエポキシ樹脂(アラ
ルダイド:CIBA)材料を注入・硬化させて水分浸入
防止を兼ねた絶縁処理を行い、電力端子箱201の蓋を
取り付けることが望ましい。
され、電気的にも機械的にも信頼性の高い電力リード引
き出し構造とすることができ、また、作業性も向上す
る。
請求項5の発明に関わる実施例を示す。図5は、モジュ
ールの電力引き出し部先端部を、切り込み部において引
き起こした状態の斜視図、図6は電力端子箱を透視して
ケーブルに接続した棒状端子に内部リード線の折り返し
部を取付けた状態の斜視図を示す。また、図2は、引き
出し部先端部の概念的部分断面図を示す。図2は剥離部
材が存在する状態であって図5におけるB−B断面図を
示す。
部に電力の引き出し部40を設け、この引き出し部に
は、折り返し部53を設ける。この折り返し部53の片
側には、作業の容易化のため必要に応じ、図示のように
剥離部材91として、フッ素系粘着テープを貼付ける。
電力リード引き出し作業前のモジュールにおいては、図
2における折り返し部53および剥離部材91は、保護
層70の中に埋設された状態となっている。
専用カッターを用いてコの字型に切り込みを入れ、その
部分の折り返し部53を保護層70と共に上に引き上げ
た後、図6に示すように、折り返し部53上の剥離部材
91を除去し、接続部分を露出させ、ケーブル210の
棒状端子209に半田付けを行う。この場合において
も、図示しない中間導電接続部材を介しての接続とする
こともできる。また接続は、半田付け以外に、カシメ,
導電性接着剤を用いて行うこともできる。
し部53の中央隙間部分にケーブル210の棒状端子2
09を挿入して接続する場合を示したが、図2における
剥離部材91の部分に前記棒状端子209を当接して接
続することもできる。
1の方法と同様に、従来技術の問題は解決され、電気的
にも機械的にも信頼性の高い電力リード引き出し構造と
することができ、また、作業性も向上する。
により製作した太陽電池モジュールについて、高温高湿
(85℃、95%RH)試験を2000時間行った結果、外観の変化
は無く電気的不良(絶縁不良)等の発生は見られなかっ
た。
縁性を有するフィルム基板上に形成された太陽電池を、
電気絶縁性の保護材により封止するために、太陽電池の
受光面側および非受光面側の双方に保護層を設け、前記
太陽電池の側方に前記保護層を延長して非発電領域を形
成した太陽電池モジュールの電力リード引き出し方法に
おいて、太陽電池モジュールの内部リード線の一部に電
力の引き出し部を設け、この引き出し部は、前記内部リ
ード線と外部リード線接続部材とを接続してなり、かつ
外部リード線接続部材の先端部の内部リード線側に所定
長さの剥離部材を配設してなり、モジュールの保護材に
よる封止後、前記先端部を含む前記保護層を貫通して四
角形の一辺を残した略コ字状の切り込みを入れた後、該
切り込み部の保護層と前記外部リード線接続部材の先端
部とを一体的に受光面側または非受光面側に引き起こ
し、かつ前記剥離部材を剥離して前記外部リード線接続
部材の先端部を露出したものとして形成し、この先端部
を、前記引き起こされた切り込み部の位置の受光面側ま
たは非受光面側の保護層の上に設けられた電力端子箱に
固定されたケーブルに接続された端子もしくはケーブル
の棒状端子に、電気的に接続することとする(請求項
1)か、もしくは、前記引き出し部は、前記内部リード
線を略S字状に折り返して可撓性の折り返し部を有する
ものとしてなり、モジュールの保護材による封止後、前
記折り返し部を含む前記保護層を貫通して四角形の一辺
を残した略コ字状の切り込みを入れた後、該切り込み部
の保護層と前記折り返し部とを一体的に受光面側または
非受光面側に引き起こし、前記折り返し部を露出したも
のとして形成し、この折り返し部を、前記引き起こされ
た切り込み部の位置の受光面側または非受光面側の保護
層の上に設けられた電力端子箱に固定されたケーブルに
接続された端子もしくはケーブルの棒状端子に、電気的
に接続すること(請求項5)とすることにより、太陽電
池から発電した電力を外部に引出す電力リード線と外部
のケーブルとの接合作業が簡便で、信頼性が高い太陽電
池モジュールの電力リード引き出し方法を提供すること
ができる。
念的部分断面図
部の概念的部分断面図
き起こした状態の斜視図
続部材を取付けた状態の斜視図
み部において引き起こした状態の斜視図
折り返し部を取付けた状態の斜視図
材、52:内部リード線、53:折り返し部、70:保
護層、90,91:剥離部材、113:切り込み部、+
201:電力端子箱、209:棒状端子、210:ケー
ブル。
Claims (6)
- 【請求項1】 電気絶縁性を有するフィルム基板上に形
成された太陽電池を、電気絶縁性の保護材により封止す
るために、太陽電池の受光面側および非受光面側の双方
に保護層を設け、前記太陽電池の側方に前記保護層を延
長して非発電領域を形成した太陽電池モジュールの電力
リード引き出し方法において、太陽電池モジュールの内
部リード線の一部に電力の引き出し部を設け、この引き
出し部は、前記内部リード線と外部リード線接続部材と
を接続してなり、かつ外部リード線接続部材の先端部の
内部リード線側に所定長さの剥離部材を配設してなり、
モジュールの保護材による封止後、前記先端部を含む前
記保護層を貫通して四角形の一辺を残した略コ字状の切
り込みを入れた後、該切り込み部の保護層と前記外部リ
ード線接続部材の先端部とを一体的に受光面側または非
受光面側に引き起こし、かつ前記剥離部材を剥離して前
記外部リード線接続部材の先端部を露出したものとして
形成し、この先端部を、前記引き起こされた切り込み部
の位置の受光面側または非受光面側の保護層の上に設け
られた電力端子箱に固定されたケーブルに接続された端
子もしくはケーブルの棒状端子に、電気的に接続するこ
とを特徴とする太陽電池モジュールの電力リード引き出
し方法。 - 【請求項2】 外部リード線接続部材の幅寸法は、内部
リード線の幅寸法と同等ないしはそれより小とすること
を特徴とする請求項1記載の太陽電池モジュールの電力
リード引き出し方法。 - 【請求項3】 外部リード線接続部材と内部リード線と
の接続は、半田付け,カシメ,導電性接着剤のいずれか
とすることを特徴とする請求項1記載の太陽電池モジュ
ールの電力リード引き出し方法。 - 【請求項4】 剥離部材は、フッ素系樹脂材料などの非
接着性材料とすることを特徴とする請求項1記載の太陽
電池モジュールの電力リード引き出し方法。 - 【請求項5】 電気絶縁性を有するフィルム基板上に形
成された太陽電池を、電気絶縁性の保護材により封止す
るために、太陽電池の受光面側および非受光面側の双方
に保護層を設け、前記太陽電池の側方に前記保護層を延
長して非発電領域を形成した太陽電池モジュールの電力
リード引き出し方法において、太陽電池モジュールの内
部リード線の一部に電力の引き出し部を設け、この引き
出し部は、前記内部リード線を略S字状に折り返して可
撓性の折り返し部を有するものとしてなり、モジュール
の保護材による封止後、前記折り返し部を含む前記保護
層を貫通して四角形の一辺を残した略コ字状の切り込み
を入れた後、該切り込み部の保護層と前記折り返し部と
を一体的に受光面側または非受光面側に引き起こし、前
記折り返し部を露出したものとして形成し、この折り返
し部を、前記引き起こされた切り込み部の位置の受光面
側または非受光面側の保護層の上に設けられた電力端子
箱に固定されたケーブルに接続された端子もしくはケー
ブルの棒状端子に、電気的に接続することを特徴とする
太陽電池モジュールの電力リード引き出し方法。 - 【請求項6】 請求項1または5に記載の電力リード引
き出し方法において、前記先端部とケーブルに接続され
た端子もしくはケーブルの棒状端子との接続、または、
前記折り返し部とケーブルに接続された端子もしくはケ
ーブルの棒状端子との接続は、直接接続ないしは中間導
電接続部材を介しての接続とし、この接続は、半田付
け,カシメ,導電性接着剤のいずれかとすることを特徴
とする太陽電池モジュールの電力リード引き出し方法。
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Cited By (6)
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