JP2002304916A - 配線材およびそれを備える太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】太陽電池モジュール等の電気化学的セルを、熱
膨張・収縮が繰り返される条件下であっても長期間に亘
り使用可能にする。 【解決手段】可撓性を有する接合用テープ１６に複数個
の導体１２を接合するようにして配線材１０を構成す
る。この配線材１０を介して整列された太陽電池セル
２、２同士を互いに電気的に接続することにより、太陽
電池モジュール２０のセル列２２が作製される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配線材およびそれ
を備える太陽電池モジュールに関し、一層詳細には、損
傷したり電気化学的セルから離脱する懸念のない配線材
およびそれを備える太陽電池モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術に係る太陽電池モジュールの一
部省略縦断面図を図４に示す。この太陽電池モジュール
１においては、複数個の太陽電池セル２同士が図５にそ
の一部を切り欠いて示す平板状導体３（配線材）により
互いに電気的に直列接続されてなるセル列４が樹脂製の
ケース５内に収容されている。この場合、平板状導体３
の下端面の両端部は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に
銅、銀あるいは黒鉛等の導電性物質の粉末が分散されて
なる導電性接着剤６を介して、互いに隣接する太陽電池
セル２、２の各上端面に接合されている。そして、ケー
ス５内の太陽電池セル２および平板状導体３以外の箇所
には透光性樹脂７が充填されており、太陽電池セル２は
この透光性樹脂７により位置決め固定されている。な
お、平板状導体３の構成材料としては、ニッケルあるい
はすず等がメッキされた軟銅等が例示される。

【０００３】このように構成された太陽電池モジュール
１は、通常、屋外に設置されて使用される。屋外では時
間の変動とともに気温が変化するため、太陽電池モジュ
ール１は、熱膨張・収縮を絶えず繰り返す。これに伴
い、ケース５に位置決め固定された太陽電池セル２が変
位する。

【０００４】ところで、上記したように平板状導体３は
軟銅等からなり、一方、ケース５は樹脂からなるので、
熱膨張率は前者の方が大きい。このため、太陽電池モジ
ュール１が熱膨張する際には、太陽電池セル２の変位量
よりも平板状導体３の膨張量が大きくなる。しかしなが
ら、平板状導体３は太陽電池セル２に接合されているの
で、平板状導体３が平面状に膨張することには困難を伴
う。したがって、平板状導体３は撓む傾向にあるが、金
属板で構成されているため可撓性が良好ではない。この
ため、平板状導体３の中央部付近に大きな応力が作用
し、その結果、該平板状導体３が屈曲して歪が残留する
ことがある。このように歪が残留した状態で太陽電池モ
ジュール１の熱膨張・収縮が繰り返される場合、歪を起
点として平板状導体３が疲労破壊に至ることが懸念され
る。

【０００５】また、平板状導体３が平面状に膨張するこ
とや撓むことが困難であるので、平板状導体３と太陽電
池セル２との接合箇所、すなわち、導電性接着剤６にも
同様に大きな応力が作用する。このため、導電性接着剤
６の機械的強度が低下するので、最終的に平板状導体３
が太陽電池セル２から脱落するに至ることが懸念され
る。

【０００６】このような不具合を解決するために、特開
平１１−１７７１１７号公報によって、複数個の細い導
線８が互いに絡み合わされてなる集合線９を配線材とす
る太陽電池モジュールが提案されている（図６参照）。
同公報によれば、この集合線９は伸縮性および柔軟性が
ある細い導線８の集合体なので、上記の各応力が緩和さ
れるとのことである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、細い導
線８自体は伸縮性および柔軟性を有するものであって
も、この導線８を複数個互いに絡み合わせて集合線９と
した場合は剛性が増大してしまう。このため、上記の平
板状導体３と同様に、太陽電池モジュール１が熱膨張す
る際、集合線９自体や該集合線９と太陽電池セルとの接
合箇所に大きな応力が作用する。結局、特開平１１−１
７７１１７号公報に記載された技術には、配線材が損傷
したり太陽電池セルから離脱したりするという懸念が完
全に払拭されるとは言い難い側面がある。

【０００８】本発明は上記した問題を解決するためにな
されたもので、応力が一点に集中することがなく、かつ
電気化学的セルとの接合箇所に作用する応力が著しく小
さく、そのため、損傷したり電気化学的セルから離脱し
たりする懸念のない配線材を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、可撓性を有する接合用テープと、前記
接合用テープに一端面が接合された複数個の導体とを備
え、前記各導体の両端部に電気化学的セルが接合される
ことを特徴とする。なお、ここでいう電気化学的セルと
は、電極において酸化反応または還元反応が起こること
により起電力を生じるセルのことである。

【００１０】このような構成とすることにより、導体が
接合用テープに支持される。したがって、電気化学的セ
ルが変位した際、導体は接合用テープにより緩やかに湾
曲される。このため、導体自体や該導体と電気化学的セ
ルとの接合箇所に作用する応力が著しく小さくなるの
で、導体が損傷することや電気化学的セルから離脱した
りすることが回避される。

【００１１】また、導体が接合用テープに支持されてい
るので、複数個の導体を一括して同時に電気化学的セル
に接合することができる。すなわち、配線材と電気化学
的セルとの接合を簡便に行うことができる。

【００１２】前記配線材は、前記複数個の導体の他端面
の少なくとも両端部に導電性接着剤が塗布されており、
かつ前記他端面が被覆用テープにより被覆されているも
のであることが好ましい。この場合、配線材と電気化学
的セルとを接合する際に、前記被覆用テープを剥離して
前記導電性接着剤を露呈させ、この状態で導電性接着剤
が塗布された面が太陽電池セルに接合されるように配線
材を太陽電池セルに載置すればよいので、配線材と太陽
電池セルとを簡便に接合することができる。

【００１３】このような構成の配線材により互いに電気
的に接続される電気化学的セルの好適な例としては、太
陽電池セルを挙げることができる。

【００１４】また、本発明は、整列された複数個の太陽
電池セル同士が配線材により電気的に接続されてなるセ
ル列を有する太陽電池モジュールにおいて、前記配線材
が、可撓性を有する接合用テープと、前記接合用テープ
に一端面が接合された複数個の導体とを備え、前記各導
体の両端部と太陽電池セルとが接合されていることを特
徴とする。

【００１５】上記した理由から、この太陽電池モジュー
ルには、導体が損傷したり太陽電池セルから脱落したり
する懸念がない。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る配線材につき
それを備える太陽電池モジュールとの関係で好適な実施
の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
なお、図４、図５に示される構成要素に対応する構成要
素については同一の参照符号を付し、その詳細な説明を
省略する。

【００１７】本実施の形態に係る配線材を図１に示す。
この配線材１０においては、複数個の導体１２の一端面
が接着剤１４を介して接合用テープ１６に接合されてい
る。そして、導体１２の他端面は、その全面に亘って導
電性接着剤６が塗布されており、かつ被覆用テープ１８
により被覆されている。

【００１８】ニッケルあるいはすず等がメッキされた軟
銅等からなる導体１２は、長尺でかつ細い薄板であり、
導体１２同士は互いに等間隔で離間している。

【００１９】導体１２に接合された接合用テープ１６
は、著しく高い可撓性を有する材料、例えば、ポリイミ
ドやポリエステル等の高分子薄膜からなり、長尺方向の
長さは導体１２と同寸法である。この接合用テープ１６
により、後述するように、太陽電池モジュールが熱膨張
する際、導体１２に作用する応力が分散される。

【００２０】接合用テープ１６の一端面には、接着剤１
４が予め塗布されている。以下の説明では、接合用テー
プ１６において接着剤１４が塗布された面を接合面と表
記する。

【００２１】導体１２と接合用テープ１６は、接着剤１
４を介して互いに接合されている。すなわち、導体１２
の一端面は接合用テープ１６の接合面に接合されてお
り、これにより、導体１２は全ての部位に亘って接合用
テープ１６により支持される。

【００２２】導体１２の他端面に塗布された導電性接着
剤６は、配線材１０と太陽電池セル等の電気化学的セル
とを接合するためのものである。通常、この他端面は被
覆用テープ１８で被覆されており、必然的に導電性接着
剤６も被覆されている。したがって、配線材１０が電気
化学的セル以外に接合されることはない。

【００２３】なお、被覆用テープ１８の一端面には図示
しない接着剤が塗布されており、導体１２の他端面と被
覆用テープ１８とはこの接着剤を介して接合されてい
る。

【００２４】次に、本実施の形態に係る太陽電池モジュ
ールの一部省略縦断面図を図２に示す。この太陽電池モ
ジュール２０においては、互いに隣接する太陽電池セル
２、２が上記の配線材１０により電気的に接続されたセ
ル列２２がケース５内に収容されている。

【００２５】この太陽電池モジュール２０は、例えば、
以下のようにして製造することができる。まず、導体１
２の他端面に接合された被覆用テープ１８を剥離して、
導電性接着剤６を露呈させる。この状態で、導体１２の
導電性接着剤６が塗布された面を太陽電池セル２、２の
上端面に載置する。

【００２６】このように、導体１２が全ての部位に亘っ
て接合用テープ１６に接合されることにより配線材１０
が構成されているので、太陽電池セル２、２の上端面に
一括して同時に導体１２を載置および接合することがで
きる。すなわち、太陽電池セル２、２の上端面に導体１
２を個別に載置および接合するという煩雑な作業を行う
必要はない。

【００２７】しかも、この場合、太陽電池セル２、２の
上端面に導電性接着剤６を塗布する工程が不要となる。
上記したように、導電性接着剤６は予め配線材１０に塗
布されているからである。このため、配線材１０と太陽
電池セル２、２との接合を簡便に行うことができる。

【００２８】次いで、加熱処理を施して導電性接着剤６
を硬化させる。これにより、導体１２の両端部を介して
両太陽電池セル２、２が機械的に接続され、図３に示す
セル列２２が作製される。なお、図３においては、配線
材１０の一部を切り欠いて示している。

【００２９】この場合、導電性接着剤６および導体１２
が電気伝導体であるので、結局、これらを介して機械的
に接合された両太陽電池セル２、２は、電気的にも接続
される。

【００３０】このようにして作製されたセル列２２を、
透光性樹脂７が半分程度充填されたケース５内に収容
し、該ケース５内の残余の部分に透光性樹脂７をさらに
充填した後、該透光性樹脂７を硬化させることにより図
２に示す太陽電池モジュール２０が得られるに至る。

【００３１】本実施の形態に係る配線材１０および太陽
電池モジュール２０は基本的には以上のように構成され
るものであり、次にその作用について説明する。

【００３２】この太陽電池モジュール２０を屋外に設置
すると、時間の変動に伴って気温が変化することによ
り、該太陽電池モジュール２０が熱膨張・収縮を起こ
す。例えば、気温が上昇する時間帯では、太陽電池モジ
ュール２０は熱膨張する。

【００３３】その際には、ケース５に比して導体１２の
方が大きく熱膨張するが、この導体１２を支持する接合
用テープ１６の可撓性は上記したように著しく高い。し
たがって、太陽電池モジュール２０が熱膨張することに
伴い、導体１２は、太陽電池セル２との接合箇所を支点
とし、接合用テープ１６に支持された状態で中央部付近
から上方または下方に緩やかに湾曲する。その結果、該
導体１２に作用する応力は、導体１２の一点に集中する
ことなく分散される。結局、導体１２に歪が残留するこ
とが回避されるので、該導体１２が損傷することを回避
することができる。

【００３４】しかも、導体１２および接合用テープ１６
が容易に湾曲するので、導体１２と太陽電池セル２、２
との接合箇所、すなわち、導電性接着剤６に作用する応
力も著しく小さくなる。このため、導体１２が太陽電池
セル２、２から脱落することも回避される。

【００３５】一方、気温が下降して太陽電池モジュール
２０が収縮する際には、導体１２および接合用テープ１
６が元の形状に復元する。したがって、この収縮に至る
過程で導体１２や導電性接着剤６に応力が作用すること
はないので、導体１２が損傷することや太陽電池セル２
から脱落することもない。

【００３６】以上から諒解されるように、本実施の形態
に係る太陽電池モジュール２０においては、該太陽電池
モジュール２０が熱膨張・収縮を繰り返しても、導体１
２が損傷したり太陽電池セル２から脱落したりする懸念
がない。

【００３７】なお、上記した実施の形態においては、電
気化学的セルとして太陽電池セル２を例示して説明した
が、電気２重層コンデンサ等の他の電気化学的セルを採
用することもできる。

【００３８】また、導体１２の他端面に導電性接着剤６
を塗布することや被覆用テープ１８により被覆すること
なく配線材を構成するようにしてもよい。この場合、配
線材と太陽電池セル２とを互いに接合する際、導体１２
の少なくとも両端部または太陽電池セル２の上端面に導
電性接着剤６を塗布するようにすればよい。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る配線
材によれば、可撓性を有する接合用テープにより導体を
支持するようにしている。このため、太陽電池セル等の
電気化学的セルが変位する際、導体は緩やかに湾曲す
る。したがって、該導体や該導体と電気化学的セルとの
接合箇所に作用する応力が著しく小さいので、該導体が
損傷したり電気化学的セルから離脱したりするという懸
念がない。

【００４０】また、本発明に係る太陽電池モジュールに
よれば、整列された太陽電池セルを上記の配線材により
互いに電気的に接続するようにしている。したがって、
配線材が損傷したり太陽電池セルと配線材とが互いに離
脱したりするという懸念がなく、長期間に亘って動作の
信頼性を確保することができるという効果が達成され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る配線材の要部斜視断面図で
ある。

【図２】図１の配線材により電気的に接続されたセル列
を有する太陽電池モジュールの一部省略縦断面図であ
る。

【図３】図２の太陽電池モジュールが備えるセル列の要
部切欠一部省略平面図である。

【図４】従来技術に係る太陽電池モジュールの一部省略
縦断面図である。

【図５】図４の太陽電池モジュールが備える太陽電池セ
ルを互いに電気的に接続する平板状導体の一部切欠概略
全体斜視図である。

【図６】別の従来技術に係る太陽電池モジュールが備え
る配線材（集合線）の概略全体斜視図である。

【符号の説明】

１、２０…太陽電池モジュール ２…太陽電池セル ４、２２…セル列 ６…導電性接着剤 １０…配線材 １２…導体 １４…接着剤 １６…接合用テー
プ １８…被覆用テープ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米澤 諭 埼玉県狭山市新狭山１−10−１ ホンダエ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 細川 武広 栃木県鹿沼市さつき町３番３号 住友電気 工業株式会社関東製作所内 (72)発明者 田中 啓一 栃木県鹿沼市さつき町３番３号 住友電気 工業株式会社関東製作所内 Ｆターム(参考） 5F051 BA18 EA03 JA08 5G309 GA03 5G311 CA01 CB01 CD03 CF04 5H022 CC10 CC12 CC25 EE10

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】可撓性を有する接合用テープと、前記接合
   用テープに一端面が接合された複数個の導体とを備え、 前記各導体の両端部に電気化学的セルが接合されること
   を特徴とする配線材。
2. 【請求項２】請求項１記載の配線材において、前記複数
   個の導体の他端面の少なくとも両端部に導電性接着剤が
   塗布されており、かつ前記他端面が被覆用テープにより
   被覆されており、 電気化学的セルとの接合時に前記被覆用テープが剥離さ
   れて前記導電性接着剤が露呈することを特徴とする配線
   材。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の配線材において、
   前記電気化学的セルが太陽電池セルであることを特徴と
   する配線材。
4. 【請求項４】整列された複数個の太陽電池セル同士が配
   線材により電気的に接続されてなるセル列を有する太陽
   電池モジュールにおいて、 前記配線材が、可撓性を有する接合用テープと、前記接
   合用テープに一端面が接合された複数個の導体とを備
   え、前記各導体の両端部と太陽電池セルとが接合されて
   いることを特徴とする太陽電池モジュール。