JP2002299674A - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】生産性を向上できるとともに、取扱いも容易な
太陽電池モジュールを得ることにある。 【解決手段】裏面に太陽電池１６が積層された複数の透
明基板１２と、一枚のシート状封止カバー１３と、充填
材１４とを具備する。封止カバー１３は、各透明基板１
２を互いに間隔を空けて平面的に並べて配置できる大き
さでかつ折り曲げ可能である。充填材１４は、各透明基
板１２毎にこれらを封止カバー１３に個別に接着して設
けられ各太陽電池１６を個別に封止する。それにより、
一枚の封止カバー１３をベースとしてユニット化された
太陽電池モジュール１１を構成したことを特徴としてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽光発電に用い
られる太陽電池モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】太陽電池モジュールは、透明基板の裏面
に積層した太陽電池を、その裏面側からＥＶＡ（エチレ
ン・ビニルアセテート共重合体）等の充填材で封止し、
この充填材の裏面に一枚の耐候性の封止カバーを接着し
た構成を基本としている。

【０００３】従来において前記一枚の封止カバーは一つ
の透明基板と対をなしており、この基板よりも一回り大
きく形成されている。この封止カバーの周部は前記充填
材をホットメルトして行われる封止後に必要に応じて透
明基板と同様の大きさになるように切除される。

【０００４】このように一枚の封止カバーに対し一つの
透明基板が充填材で接着された太陽電池モジュールは、
その封止前準備において、封止個数の夫々について透明
基板の裏面に封止材及び封止カバーを逐一重ねる手間が
必要であるから生産性が良くない。しかも、封止を行な
うラミネータの動作に伴い、封止カバーがずれ動かされ
ることがある。この場合、封止カバーは透明基板より一
回り大きいだけであるので、封止カバーのずれ量が大き
いと、ずれた封止カバーの縁から透明基板がはみ出し
て、封止不良を生じる可能性がある。

【０００５】又、複数の太陽電池が並べて積層された一
枚の透明基板を用いて、前記各太陽電池をその裏面側か
ら充填材で封止し、この充填材の裏面に一枚の封止カバ
ーを接着してなる半製品を作り、この半製品から一つ一
つの太陽電池を個々に含むように前記半製品を複数に分
割することにより、複数の太陽電池モジュールを作るこ
とも行われている。

【０００６】しかし、この場合には、封止カバー及び充
填材の他に透明基板を切断する必要があるので、その作
業が大変である。しかも、透明基板がガラス製である場
合に、切断端面をそのままにして置くと施工時等の取扱
いにおいて作業者を怪我させたり、クラックを生じる原
因となるので、面取りをする作業が必要である。そのた
め、生産性が良くない。

【０００７】又、いずれの従来例においても、太陽電池
モジュールは個々に独立したものである。そのため、運
搬や施工現場等での取扱いに際しては、一つ一つの太陽
電池モジュールを個々に取扱う必要があるとともに、必
要な発電量を得るために所要数の太陽電池モジュール
を、施工現場で個々に電気的に接続する手間も必要であ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、生産性を向上できるとともに、取扱いも容
易な太陽電池モジュールを得ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１に係る発明は、裏面に太陽電池が積層され
た複数の透明基板と、これら透明基板を互いに間隔を空
けて平面的に並べて配置できる大きさでかつ折り曲げ可
能な一枚のシート状封止カバーと、前記太陽電池を封止
するとともに前記各透明基板を前記封止カバーに個別に
接着して設けられた充填材と、を具備したことを特徴と
している。

【００１０】この請求項１に係る発明においては、一枚
の封止カバーを複数の透明基板に対して共用したので、
裏面に太陽電池が積層された複数の透明基板に対して一
枚の封止カバーを一括して被せて封止前準備をすること
ができる。そして、複数の透明基板を含んで一括して封
止処理された太陽電池モジュールは、必要により封止カ
バーのうち隣接した透明基板間に露出している部分を切
断することにより、透明基板及び封止材の切断を要する
ことなく、モジュールを複数に分割（モジュール分割と
いう。）をすることができる。又、モジュール分割をし
ない場合には、曲げ可能な封止カバーを隣接する透明基
板間で折り曲げて、隣接する透明基板が互いに重なるよ
うに折畳むことができるとともに、この折り畳み状態か
ら展開して太陽電池モジュールを使用に供することがで
きる。

【００１１】請求項２に係る発明は、前記各透明基板に
積層されている太陽電池同士を電気的に接続したことを
特徴としている。

【００１２】この請求項２に係る発明においては、モジ
ュール分割を行なわない場合に、共通の封止カバー上の
各透明基板に積層されている太陽電池が、予め既に所定
の配線構造で電気的に接続されているので、施工現場で
の電気的接続作業を簡単にできる。

【００１３】なお、本発明において、光電変換をなす太
陽電池の光電変換をなす太陽電池セルには、非晶質半導
体を有する非晶質系のもの、単結晶半導体又は多結晶半
導体を有する結晶系のもの等を使用できる。又、本発明
の太陽電池モジュールにおいては、封止カバーの裏面に
端子箱を設けても、設けなくてもよいとともに、モジュ
ール分割を行なう場合には、各透明基板に対して一つの
端子箱を封止カバーの裏面に取付けることが好ましい。
更に、本発明において、封止カバーは、複数のシート要
素を接着して所定の大きさとしたシート、又は、単一の
シート要素からなるシートであってもよい。又、本発明
の太陽電池モジュール（光電変換モジュール）は、屋根
上又は大地上等に設置して太陽光発電をするものに適用
できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の一実施形態を説明する。

【００１５】図１（Ａ）（Ｂ）に示すように太陽電池モ
ジュール１１は、複数例えば４枚の透明基板１２と、こ
れら基板１２に対して共用される一枚のシート状封止カ
バー１３と、これらを接着した充填材１４と、リード線
１５とを具備して構成されている。

【００１６】各透明基板１２には方形状の透明なガラス
基板又は合成樹脂基板が用いられる。図１（Ｂ）に示す
ように各透明基板１２の光入射面と反対側の面（裏面）
には太陽電池１６が夫々積層されている。この太陽電池
１６は、透明基板１２の裏面に積層した透明電極層と、
この電極層に積層された複数の互いに平行な太陽電池セ
ルと、これらの太陽電池セルに積層された裏面電極層と
を有していて、裏面電極層により各太陽電池セルが電気
的に直列及び又は並列に接続されている。光電変換をな
す太陽電池セルには半導体層例えば薄膜シリコンが用い
られている。太陽電池セル群の電気的な両端には正電極
１７又は負電極１８が設けられている。

【００１７】封止カバー１３は、耐湿性（防水性）を含
む耐候性を有した材料、例えば、弗素樹脂フィルム（特
に、デュポン社製のテドラーフィルムが好適であ
る。）、ＰＥＴ樹脂フィルム、シリコン樹脂フィルム、
ポリイソブチレン樹脂フィルム等を単独で、或はアルミ
ニューム箔等の金属箔の両面に前記耐候性フィルムを積
層して強度と耐湿性を向上させてなる三層構造のフィル
ム等で作られている。この封止カバー１３は自在に変形
できる。

【００１８】封止カバー１３は、互いに所定間隔を置い
て平面的に並べられる４枚の透明基板１２を載せ得る大
きさであって、より好ましくは図１（Ａ）に示すように
各透明基板１２群の周縁からはみ出す大きさに形成され
ている。４枚の透明基板１２の相互間隔Ｐは太陽電池モ
ジュール１１の折畳むのに支障がない程度に設定され
る。

【００１９】充填材１４は、各透明基板１２毎にこれら
と封止カバー１３との間に設けられて、各透明基板１２
を夫々一枚の封止カバー１３に接着している。この接着
により、太陽電池１６及び両電極１７、１８は気密及び
水密に封止されている。充填材１４には、ＥＶＡ（エチ
レン・ビニルアセテート共重合体）、ＰＶＢ（ポリビニ
ルブチラール）、シリコーン樹脂等の封止樹脂が用いら
れる。

【００２０】リード線１５は、前記相互間隔Ｐよりも長
く、各透明基板１２の電極同士を電気的に接続して設け
られている。本実施形態では各透明基板１２の太陽電池
１６を直列に接続するために、図２で代表して示すよう
に隣接した透明基板１２の正電極１７とこれに対応する
負電極１８とを電気的に接続している。なお、電極１
７、１８へのリード線１５の固定は、接着剤に金属粉末
を混ぜてなる導電性ペースト１９や図示しない半田付け
等で実施できる。又、本発明において各太陽電池１６の
接続は直列だけではなく、並列であっても良く、又直列
と並列とを組合わせてもよい。

【００２１】このリード線１５に対しては絶縁措置が施
されている。この措置として例えば耐熱性の高いチュー
ブ状絶縁材２０にリード線１５が通されている。絶縁材
２０の端部は充填材１４により封止することが好まし
い。絶縁材２０には絶縁フィルムを用いて、それでリー
ド線１５が露出しないように被って、この線１５を外気
に触れないようにした絶縁措置を採用することもでき
る。

【００２２】なお、図１（Ｂ）中２１は既述のように直
列接続された各太陽電池１６群の出力取出し線であっ
て、一方の出力取出し線２１は図１中左端の透明基板１
２の裏面に設けられた正電極１７に半田付けされ、他方
の出力取出し線２１は図１中右端の透明基板１２の裏面
に設けられた負電極１８に半田付けされている。これら
一対の出力取出し線２１は、封止カバー１３を貫通して
その裏面に引出されて、図示しない外部電線ケーブル等
に接続される。

【００２３】図１（Ａ）（Ｂ）に示した太陽電池モジュ
ール１１はラミネート処理により作られる。このラミネ
ート処理は、まず、各透明基板１２、封止カバー１３、
及び充填材１４等を所定の積層状態とした後、この積層
体をラミネータを用いて所定の圧力及び温度を掛けて行
われる。

【００２４】前記所定の積層状態を得るには、まず、裏
面に太陽電池１６が設けられた４枚の透明基板１２を所
定間隔で並べてから、絶縁チューブ２０に通されたリー
ド線１５を、隣接した透明基板１２の内の一方の正電極
１７と他方の負電極１８とに亘って配置して、その端末
部を導電性ペースト１９等を用いて両電極１７、１８に
接続する。次に、この状態で太陽電池１６及び両電極１
７、１８等に充填材１４を被せ、最後に一枚の封止カバ
ー１３を各透明基板１２にわたって被せる。この時、既
に太陽電池１６に接続されている出力取出し線２１は、
封止カバー１３の所定位置に予め設けられている孔を通
して、この封止カバー１３の裏面に沿って折り曲げられ
る。以上により太陽電池モジュール１１形成用の積層体
を得る。そして、この積層体に対するラミネート処理に
より、太陽電池１６を封止すると同時に接着機能を発揮
して、各透明基板１２とこれらを覆った封止カバー１３
とを接着する。

【００２５】以上のラミネート処理に先立つ既述の封止
前準備においては、４枚の透明基板１２を対して個々に
封止カバーを重ねる手間を要することなく、各透明基板
１２に共通して使用される一枚の封止カバー１３を重ね
るだけでよいとともに、前記４枚の透明基板１２の太陽
電池１６を前記ラミネート処理により一括して封止でき
るので、太陽電池モジュール１１の生産性を向上でき
る。

【００２６】そして、封止カバー１３が大形であって動
きずらいとともに、それに接している各充填材１４との
接触による抵抗で、封止カバー１３がなお更動きづらく
なっているから、前記ラミネート処理において封止カバ
ー１３が不用意にずれ動かされることを効果的に抑制で
きる。しかも、一枚の透明基板１２に比較して封止カバ
ー１３は遥かに大形であるので、封止を行なうラミネー
タの動作に伴い封止カバー１３が多少動くことがあって
も、それにより封止カバー１３の縁から透明基板１２が
はみ出して、封止不良を生じる可能性を極めて少なくで
きる。

【００２７】又、一枚の封止カバー１３をベースとして
ユニット化された前記構成の太陽電池モジュール１１
は、それが有した４枚の透明基板１２に装着されている
太陽電池１６をリード線１５を用いて電気的に接続して
いるから、その電気的接続構造に応じた出力電圧を得る
ことができる。そして、このユニット構造の太陽電池モ
ジュール１１において、隣接した透明基板１２相互間に
露出する封止カバー１３の露出部分１３ａは、透明基板
１２及び固化した封止材１３に制約されることなく自在
に変形させることができる。

【００２８】そのため、ユニット構造の太陽電池モジュ
ール１１を運搬したり保管したりする際には、封止カバ
ー１３の露出部分１３ａ及びリード線１５を曲げて、図
３に示すように各透明基板１２を積み重ね太陽電池モジ
ュール１１をコンパクトに折畳むことができる。それに
より、運搬及び保管スペースを小さくできるとともに、
展開した状態に比較して取扱いを容易にできる。

【００２９】そして、施工現場等での取扱いに際して
は、折畳んだ太陽電池モジュール１１を図１に示すよう
に展開して建物の屋根等に設置できる。この場合、一枚
一枚の太陽電池１６付きの透明基板１２を個々に取扱う
手間を要することなく、一括して取扱うことができる。
すなわち、一枚の封止カバー１３に接着された各透明基
板１２の封止カバー１３に対する位置及び各透明基板１
２の相互間隔Ｐは予め定まっているので、一枚一枚の透
明基板１２を位置決めする手間が不要であり、複数の透
明基板１２を一括して設置できる。しかも、設置現場に
おいて一枚の封止カバー１３上の各透明基板１２の太陽
電池１６を電気的に接続する手間も不要であり、電気的
接続作業を簡素にできる。したがって、施工現場等での
取扱いが容易であり、施工性を向上できる。

【００３０】しかも、隣接する透明基板１２間には、防
水性を始めとする耐候性を有している封止カバー１３の
一部が露出しているから、屋根に施工された太陽電池モ
ジュール１１において、その封止カバー１３の領域内で
隣接する透明基板１２間の防水を、封止カバー１３の露
出部分１３ａで担うことができる。よって、隣接する透
明基板１２間の防水措置を省略できるか、若しくは補助
的に防水措置を講じる場合にも、その措置を軽減できる
ので、屋根への施工性をより向上できる。

【００３１】更に、封止カバー１３の露出部分１３ａが
自在に変形できることを利用して、図４に例示するよう
に屋根Ａの一部に例えば上方に向けて凸となる湾曲部Ｂ
がある場合に、この湾曲部Ｂに封止カバー１３の露出部
分１３ａを被さるように沿わせて配置することで、湾曲
部Ｂに制約されずに太陽電池モジュール１１を屋根Ａに
設置できる。なお、これとは逆に屋根Ａの下方に向けて
凹む湾曲部や、屋根Ａが水平状態から斜めに起き上がっ
ているような場所、つまり、曲り部に、太陽電池モジュ
ール１１を設置する場合にも、前記湾曲部Ｂへの設置と
同様に設置面の曲りに沿わせて太陽電池モジュール１１
を設置できる。このように前記構成の太陽電池モジュー
ル１１は設置面への設置適応性が高いものである。

【００３２】又、本発明は前記一実施形態には制約され
ない。例えば、前記一実施形態のリード線及びその絶縁
措置を省略する代わりに、各太陽電池１６の電極１７、
１８に出力取出し線の一端を半田付けするとともに、こ
れら取出し線の他端部を共通の封止カバー１３の裏面に
通して、ラミネート処理を行なうことで太陽電池モジュ
ール半製品を作ってもよい。この半製品には最終的に封
止カバー１３の裏面に前記出力取出し線が接続される端
子箱を取付けられて、一枚の封止カバー１３をベースと
してユニット化された複数の太陽電池モジュールを構成
できる。

【００３３】そして、こうした構成の太陽電池モジュー
ル１１は、その封止カバー１３を共通部品としたままで
既述のように屋根上などに設置して使用することができ
る。この場合、隣接する太陽電池１６同士の電気的接続
は、前記端子箱に接続された外部電線ケーブルの端末部
のコネクタ同士を接続して行なえばよい。

【００３４】又、以上のように端子箱を裏面に備える太
陽電池モジュール半製品は、必要により、隣接する透明
基板１２間に露出した封止カバー１３の露出部分１３ａ
を切断することにより、端子箱付きの４枚の太陽電池モ
ジュールに分割でき、こうして得られた分割モジュール
を個々に使用することができる。

【００３５】この場合の切断においては、透明基板１２
を切断する必要はなく、シート状の封止カバー１３の露
出部分１３ａを切断すれば事足りる。しかも、切断され
る部分にはＥＶＡ等の粘性がある充填材１４も存在しな
いので、極めて容易に切断できる。よって、分割モジュ
ールの生産性がよい。

【００３６】しかも、このように一枚の封止カバー１３
をベースとしてユニット化された太陽電池モジュール１
１を、複数の分割モジュールに分割する場合にあって
は、各透明基板１２にはその周部に予め面取りをした構
成のものを購入したり内製して使用すればよく、これら
の透明基板１２は前記分割に伴って割られることがない
から、分割モジュールを得た後においてガラス製透明基
板１２にクラック発生防止のために、基板１２の周部に
面取りをする手間も要しない。したがって、簡単に複数
の太陽電池モジュールに分割でき、その生産がよいもの
である。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したような形態で実施される請
求項１に係る発明によれば、封止前の作業が容易になる
とともに太陽電池が積層された複数の透明基板を一括し
て封止処理できるので、生産性を向上できる。更に、分
割モジュールを得る場合には、透明基板及び封止材を切
断することなく、シート状の封止カバーを切断すること
により太陽電池モジュールを複数に分割できるので、こ
の場合にも生産性を向上できる。又、モジュール分割を
しない場合には、封止カバーを折り曲げてコンパクトに
折畳めるとともに、この折り畳み状態から展開して使用
に供することができるので、取扱いが容易な太陽電池モ
ジュールを提供できる。

【００３８】請求項２に係る発明によれば、モジュール
分割を行なわない場合に、施工現場での電気的接続作業
が簡単になるから、施工現場での取扱いがより容易な太
陽電池モジュールを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の一実施形態に係る太陽電池モ
ジュールを展開状態で示す平面図。（Ｂ）は図１（Ａ）
のＺ−Ｚ線に沿って示す断面図。

【図２】図１の太陽電池モジュールの電気的接続構造を
示す平面図。

【図３】図１の太陽電池モジュールを折り畳み状態で示
す側面図。

【図４】図１の屋根への太陽電池モジュールの配置例を
概略的に示す図。

【符号の説明】

１１…太陽電池モジュール １２…透明基板 １３…封止カバー １４…充填材 １５…リード線 １６…太陽電池

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 裏面に太陽電池が積層された複数の透明
   基板と、 これら透明基板を互いに間隔を空けて平面的に並べて配
   置できる大きさでかつ折り曲げ可能な一枚のシート状封
   止カバーと、 前記太陽電池を封止するとともに前記各透明基板を前記
   封止カバーに個別に接着して設けられた充填材と、を具
   備したことを特徴とする太陽電池モジュール。
2. 【請求項２】 前記各透明基板に積層されている太陽電
   池同士を電気的に接続したことを特徴とする請求項１に
   記載の太陽電池モジュール。