JP2003234491A

JP2003234491A - 集熱器一体型太陽電池モジュール及びその製造方法

Info

Publication number: JP2003234491A
Application number: JP2002029800A
Authority: JP
Inventors: Tetsumasa Umemoto; 哲正梅本; Yuuji Suzuki; 酉治鈴木
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-02-06
Filing date: 2002-02-06
Publication date: 2003-08-22

Abstract

(57)【要約】【課題】太陽電池モジュールの裏面に冷媒循環型温水装
置の集熱器を取り付けながらも、集熱器による良好な集
熱の効率を達成する。【解決手段】太陽光を白板強化ガラス１を通じて太陽電
池セルマトリクス３で受光し、太陽光を太陽電池セルマ
トリクス３により光電変換し、その出力を出力端子から
出力する。また、太陽光により暖められた太陽電池モジ
ュール９の熱を集熱器７の集熱板７ｂで集熱して、この
熱を冷媒循環パイプ７ａに循環されている冷媒に伝導し
て、この冷媒を暖める。集熱板７ｂは、耐候性フィルム
５を介して太陽電池セルマトリクス３に密接しているた
め、太陽電池モジュール９の熱を速やかに吸収すること
ができ、その集熱効率が高い。また、耐候性フィルム５
は、耐電圧絶縁性を有するため、金属製の集熱器７が太
陽電池モジュール９に接触してその光電変換を阻害する
ことはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池モジュー
ルと冷媒循環型温水装置の集熱器を一体化した集熱器一
体型太陽電池モジュール及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知の様に、太陽電池モジュールは、太
陽電池をモジュール化したものであって、太陽光を電気
エネルギーに変換して、この電気エネルギーを供給す
る。また、冷媒循環型温水装置は、太陽光の熱エネルギ
ーを集熱器により吸収して、冷水を暖め、温水を供給す
る。

【０００３】太陽電池モジュールとしては、住宅用のも
のがあり、１９９６年度より開始された個人住宅向けの
政府補助が効を奏して、２０００年度にはＮＥＦ（新エ
ネルギー財団）への補助の申し込み件数が２５，７４１
件に達し、環境問題意識の高まりと共にその普及速度が
目覚しい。また、この急速な普及は、一般家庭の標準的
な消費電力を賄う約３ＫＷの太陽電池モジュールが一軒
の住宅の屋根に設置され得ること、太陽電池モジュール
の直流出力を交流に変換する高効率のパワーコンディシ
ョナーが開発されたこと、住宅の屋根に外観上マッチす
る太陽電池モジュール及びその施工方法が開発されたこ
と等、供給者側の開発努力が結実した結果でもある。

【０００４】一方、冷媒循環型温水装置は、太陽電池モ
ジュールよりも以前に利用されており、例えば温水パイ
プを太陽光により直接加熱して、温水パイプ内の温水を
温水タンクに貯めるもの、真空二重管方式により蓄熱す
るもの、熱交換冷媒を循環させるもの等、様々な方式が
提供されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般的な住
宅においては、太陽電池モジュール及び冷媒循環型温水
装置の集熱器の設置面積が広いために、両者を住宅の屋
根の上に共に設置することは非常に困難であった。ま
た、両者を共に設置したとしても、太陽電池モジュール
及び集熱器の外観が全く異なるため、住宅の屋根の見栄
えが非常に悪くなった。近年は、その外観を太陽電池モ
ジュールに似せた集熱器も提供されているが、両者を共
に設置すると、これらにより極めて広い面積が屋根上で
占有されてしまうことに変わりはなかった。

【０００６】また、従来より、太陽電池モジュールの裏
面に冷媒循環型温水装置の集熱器を取り付けるという構
想、所謂光熱ハイブリッド方式の構想があるものの、こ
の方式のものは市場に供給されていないのが実情てあ
る。その原因の一つは、太陽電池モジュールの裏面に集
熱器を取り付けた状態で、集熱器による良好な集熱の効
率を達成することが困難なためである。

【０００７】そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑
みてなされたものであり、太陽電池モジュールの裏面に
冷媒循環型温水装置の集熱器を取り付けながらも、集熱
器による良好な集熱の効率を達成することが可能な集熱
器一体型太陽電池モジュール及びその製造方法を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の集熱器一体型太陽電池モジュールは、透光
性基板上に、太陽電池、封止用樹脂層、及び耐候性フィ
ルムを少なくとも積層した太陽電池モジュールと、冷媒
循環型温水装置の集熱器とを備え、集熱器を接合用樹脂
層を介して太陽電池モジュールの耐候性フィルムに重ね
合わせ、接合用樹脂層により太陽電池モジュールと集熱
器を接着して一体化し、耐候性フィルムとして、耐電圧
絶縁性を有するものを適用している。

【０００９】この様な構成の本発明によれば、集熱器を
接合用樹脂層を介して太陽電池モジュールの耐候性フィ
ルムに重ね合わせて接着している。従って、集熱器は、
耐候性フィルムを介して太陽電池モジュールに密接して
おり、太陽光の熱エネルギーを太陽電池モジュールを通
じて速やかに吸収することができ、良好な集熱の効率を
達成することができる。また、耐候性フィルムが耐電圧
絶縁性を有するため、太陽電池モジュールと集熱器間が
耐候性フィルムによって絶縁され、金属製の集熱器が太
陽電池モジュールに接触してその光電変換を阻害するこ
とはない。また、封止用樹脂層及び接合用樹脂層とし
て、太陽電池モジュールの製造工程に通常用いられてい
るエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）を適用すること
ができる。この場合は、太陽電池モジュールの製造工程
を大幅に変更する必要がなく、コストの点からの優位で
ある。

【００１０】また、本発明においては、耐候性フィルム
は、黒色である。

【００１１】この様に耐候性フィルムとして、黒色のも
のを用いれば、耐候性フィルムにより太陽光の熱エネル
ギーを吸収して、この熱エネルギーを集熱器に効率的に
伝えることができ、集熱の効率を高くすることができ
る。

【００１２】更に、本発明においては、集熱器は、平板
状であって、熱収縮に伴う応力を緩和する応力緩和手段
を含んでいる。

【００１３】太陽光の熱エネルギーが太陽電池モジュー
ル及び集熱器に共に吸収されるものの、集熱器に冷媒を
通すので、太陽電池モジュールと集熱器間に温度差が生
じる。また、一般に、太陽電池モジュールの透光性基板
がガラス製であって、集熱器が金属製であるため、集熱
器の方が太陽電池モジュールよりも熱膨張率が大きい。
これらのことから、太陽光の受光に際しては、集熱器が
熱収縮して、この熱収縮に伴う応力が太陽電池モジュー
ルに作用し、太陽電池モジュールが反る。このため、集
熱器の熱収縮に伴う応力を応力緩和手段により緩和し
て、この応力による太陽電池モジュールの反りを防止
し、太陽電池モジュールの機械的強度の低下を防止して
いる。

【００１４】また、本発明においては、応力緩和手段
は、集熱器の中央部よりも端部の方の応力をより緩和し
ている。

【００１５】一般に、集熱器の中央部よりも端部付近の
方がその冷媒により冷却され易く、熱収縮に伴う応力も
大きくなる。このため、集熱器の中央部よりも端部の方
の応力をより緩和し、これにより集熱器の応力を均一化
している。また、応力緩和手段を集熱器の端部の方に重
点的に配分することになるので、応力緩和手段によって
も集熱を行えば、集熱器の端部付近の温度をより上昇さ
せることができ、集熱器の温度を均一化することができ
る。

【００１６】更に、本発明においては、接合用樹脂層
は、集熱器を部分的に太陽電池モジュールに接着してい
る。

【００１７】この場合は、集熱器の熱収縮に伴う応力が
太陽電池モジュールに分散して伝播され、この応力を太
陽電池モジュール全体で受けて緩和することができる。

【００１８】また、本発明においては、接合用樹脂層と
は接しない集熱器の片面を断熱材により覆っている。

【００１９】この場合は、集熱器からの放熱が断熱材に
より防止され、集熱の効率をより高くすることができ
る。

【００２０】更に、本発明においては、太陽電池は、透
明導電膜層、光電変換層、及び裏面反射電極層を順次積
層した積層構造を含んでいる。

【００２１】ここでは、薄膜太陽電池の適用を示してい
る。

【００２２】次に、本発明の製造方法は、透光性基板上
に、太陽電池、封止用樹脂層、及び耐候性フィルムを少
なくとも積層し、封止用樹脂層を架橋温度未満で加熱し
て、封止用樹脂層により太陽電池と耐候性フィルムを仮
融着し、これにより太陽電池モジュールを形成する仮融
着ステップと、冷媒循環型温水装置の集熱器を接合用樹
脂層を介して太陽電池モジュールの耐候性フィルムに重
ね合わせ、封止用樹脂層及び接合用樹脂層を架橋温度以
上に加熱して、封止用樹脂層により太陽電池と耐候性フ
ィルムを融着し、接合用樹脂層により太陽電池モジュー
ルと集熱器を融着し、これにより太陽電池モジュールと
集熱器を一体化する融着ステップとを含んでいる。

【００２３】この様な本発明の製造方法によれば、封止
用樹脂層により太陽電池と耐候性フィルムを一旦仮融着
して、太陽電池モジュールを形成し、この後に封止用樹
脂層により太陽電池と耐候性フィルムを融着し、接合用
樹脂層により太陽電池モジュールと集熱器を融着して、
太陽電池モジュールと集熱器を一体化しているので、太
陽電池モジュール及び集熱器を別々に組み立ててから、
これらを高精度で位置決めして一体化することができ、
この一体化を容易かつ効率的に行うことができる。ま
た、太陽電池モジュールの製造過程においては、封止用
樹脂層を架橋温度未満で加熱して、封止用樹脂層による
仮融着を行い、この後に封止用樹脂層を架橋温度以上に
加熱して、封止用樹脂層による融着を行っているので、
封止用樹脂層を架橋温度以上に繰り返し加熱することは
なく、このために封止用樹脂層が過架橋とならずに済
み、封止用樹脂層の収縮やアウトガス発生による変質を
防止することができる。

【００２４】また、本発明においては、仮融着ステップ
を真空ラミネート法で行い、融着ステップをオートクレ
ーブ法で行なっている。

【００２５】真空ラミネート法を仮融着ステップに適用
すれば、仮融着ステップを速やかに行うことができる。
但し、仮に真空ラミネート法を融着ステップに適用する
と、集熱器の突起物（例えば冷媒循環パイプ）が真空ラ
ミネータ装置のダイアフラムシートによる加圧時に障害
となり、また太陽電池モジュールと集熱器を一体化した
後の冷却速度が速いことから、太陽電池モジュールと集
熱器の剥離不良を生じる可能性がある。このため、オー
トクレーブ法を融着ステップに適用している。このオー
トクレーブ法を適用した場合は、太陽電池モジュールと
集熱器を真空袋に挿入して、これらの全体に均一な圧力
を加えて加熱し、この後に徐冷を行うので、太陽電池モ
ジュールと集熱器の剥離不良を生じることがない。この
様に真空ラミネート法及びオートクレーブ法を適確に使
い分けることにより、総合的な製造速度及び歩留まりの
向上を期待することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して詳細に説明する。

【００２７】図１は、本発明の集熱器一体型太陽電池モ
ジュールの第１実施形態を示す分解斜視図である。本実
施形態では、厚みが３．２ｍｍの白板強化ガラス１の片
面に、厚みが０．６ｍｍの第１封止用エチレンビニルア
セテート（ＥＶＡ）層２、太陽電池セルマトリクス３、
厚みが０．４ｍｍの第２封止用エチレンビニルアセテー
ト（ＥＶＡ）層４、及び耐電圧絶縁性を有する耐候性フ
ィルム（ＰＥＴフィルム）５ａを順次積層する。太陽電
池セルマトリクス３は、複数の太陽電池セル３ａをマト
リクス状に配列し、これらの太陽電池セル３ａを並列接
続及び直列接続したものである。

【００２８】そして、白板強化ガラス１、第１封止用Ｅ
ＶＡ層２、太陽電池セルマトリクス３、第２封止用ＥＶ
Ａ層４、及び耐候性フィルム５ａからなる積層物を例え
ば周知の真空ラミネート法により一体化してから、この
積層物をＥＶＡの架橋反応に至る前の融解溶着温度まで
加熱して、第１封止用ＥＶＡ層２により白板強化ガラス
１と太陽電池セルマトリクス３を仮融着し、第２封止用
ＥＶＡ層４により太陽電池セルマトリクス３と耐候性フ
ィルム５ａを仮融着する。これにより、白板強化ガラス
１、太陽電池セルマトリクス３、及び耐候性フィルム５
ａが一体化されて、太陽電池モジュール９が仮組みされ
る。この太陽電池モジュール９は、白板強化ガラス１の
平滑化された表面を有するスーパーストレート型のもの
である。

【００２９】次に、太陽電池モジュール９の耐候性フィ
ルム５ａに、厚さが０．４ｍｍの接合用エチレンビニル
アセテート（ＥＶＡ）層８、及び冷媒循環型温水装置の
集熱器７を順次積層する。集熱器７は、熱伝導の良好な
アルミや銅等の金属製の冷媒循環パイプ７ａを同じく熱
伝導の良好な金属製の集熱板７ｂ上に固定したものであ
り、装置本体により冷媒が冷媒循環パイプ７ａに循環さ
れる。

【００３０】そして、太陽電池モジュール９、接合用Ｅ
ＶＡ層８、及び集熱器７からなる積層物を例えば周知の
オートクレーブ法により加圧及び加熱する。このオート
クレーブ法では、該積層物を真空袋に挿入して、該積層
物全体に均一な圧力を加え、かつ該積層物をＥＶＡの架
橋温度以上に加熱し、第１封止用ＥＶＡ層２により白板
強化ガラス１と太陽電池セルマトリクス３を融着し、第
２封止用ＥＶＡ層４により太陽電池セルマトリクス３と
耐候性フィルム５ａを融着し、接合用ＥＶＡ層８により
太陽電池モジュール９と集熱器７を融着する。これによ
り、太陽電池モジュール９の組み立てが完了すると共
に、太陽電池モジュール９と集熱器７が一体化され、集
熱器一体型太陽電池モジュールが完成する。

【００３１】こうして集熱器一体型太陽電池モジュール
を完成させた後、通常の太陽電池モジュールの製造工程
と同様に、端子ボックス（図示せず）を太陽電池モジュ
ール９の裏面に取り付け、端子ボックスの出力端子を太
陽電池モジュール９に接続する。この端子ボックスの取
り付け部位においては、集熱器７の集熱板７ｂを切り欠
いて、取り付けスペースを確保する。

【００３２】この様な集熱器一体型太陽電池モジュール
においては、太陽光を白板強化ガラス１を通じて太陽電
池セルマトリクス３で受光し、太陽光を太陽電池セルマ
トリクス３により光電変換し、その出力を出力端子から
出力する。また、太陽光により暖められた太陽電池モジ
ュール９の熱を集熱器７の集熱板７ｂで集熱して、この
熱を冷媒循環パイプ７ａに循環されている冷媒に伝導
し、この冷媒を暖める。集熱板７ｂは、耐候性フィルム
５ａを介して太陽電池セルマトリクス３に密接している
ため、太陽電池モジュール９の熱を速やかに吸収するこ
とができ、その集熱効率が高い。また、耐候性フィルム
５ａは、耐電圧絶縁性を有し、太陽電池モジュール９と
集熱器７間を絶縁するため、金属製の集熱器７が太陽電
池モジュール９に接触してその光電変換を阻害すること
はない。更に、太陽電池モジュール９と集熱器７を重ね
ているので、これらの設置スペースを削減することがで
き、これらが設置される住宅の屋根の見栄えを良好に保
つことができる。

【００３３】また、その製造工程においては、第１及び
第２封止用ＥＶＡ層２，４により、白板強化ガラス１、
太陽電池セルマトリクス３、及び耐候性フィルム５ａを
一旦仮融着し、この後に第１及び第２封止用ＥＶＡ層
２，４と接合用ＥＶＡ層８により、白板強化ガラス１、
太陽電池セルマトリクス３、耐候性フィルム５ａ、及び
集熱器７を融着して、太陽電池モジュール９と集熱器７
を一体化している。このため、太陽電池モジュール９と
集熱器７を別々に組み立ててから、これらを一体化する
ことができ、この一体化を容易かつ効率的に行うことが
できる。また、太陽電池モジュール９の製造過程におい
ては、第１及び第２封止用ＥＶＡ層２，４を架橋温度未
満で加熱して、仮融着を行い、この後に第１及び第２封
止用ＥＶＡ層２，４を架橋温度以上に加熱して、融着を
行っているので、第１及び第２封止用ＥＶＡ層２，４を
架橋温度以上に繰り返し加熱することはなく、第１及び
第２封止用ＥＶＡ層２，４が過架橋とならずに済み、Ｅ
ＶＡの収縮やアウトガス発生による変質を防止すること
ができる。

【００３４】更に、仮融着の工程に真空ラミネート法を
適用しているので、この工程を速やかに行なうことがで
きる。また、融着の工程にオートクレーブ法を適用して
いる。このオートクレーブ法では、太陽電池モジュール
９と集熱器７を真空袋に挿入して、これらの全体に均一
な圧力を加えて加熱し、この後に徐冷を行うことから、
太陽電池モジュール９と集熱器７の剥離不良を生じるこ
とがない。仮に融着の工程に真空ラミネート法を適用す
ると、集熱器７の冷媒循環パイプ７ａの突起が真空ラミ
ネータ装置のダイアフラムシートによる加圧時に障害と
なり、また太陽電池モジュール９と集熱器７を一体化し
た後の冷却速度が速いことから、太陽電池モジュール９
と集熱器７の剥離不良を生じる可能性がある。この様に
真空ラミネート法及びオートクレーブ法を適確に使い分
けることにより、総合的な製造速度及び歩留まりの向上
を期待することができる。

【００３５】また、第１及び第２封止用ＥＶＡ層２，４
と接合用ＥＶＡ層８として、太陽電池モジュールの製造
工程に通常用いられているＥＶＡを適用しているので、
太陽電池モジュールの製造工程を大幅に変更する必要が
なく、コストの点からの優位である。

【００３６】図２は、本発明の集熱器一体型太陽電池モ
ジュールの第２実施形態を示す分解斜視図である。本実
施形態では、図１の耐候性フィルム５ａの代わりに、黒
色に着色された耐候性フィルム５ｂを適用している。こ
の耐候性フィルム５ｂとして黒色のＰＥＴフィルムを適
用すれば、これを安価に入手することができる。

【００３７】この様な黒色の耐候性フィルム５ｂを適用
すれば、耐候性フィルム５ｂにより太陽光の熱エネルギ
ーを吸収して、この熱エネルギーを集熱器７に効率的に
伝えることができ、集熱の効率を高くすることができ
る。

【００３８】図３及び図４は、本発明の集熱器一体型太
陽電池モジュールの第３実施形態における集熱器を拡大
して示す斜視図である。本実施形態では、図１の接合用
ＥＶＡ層８及び集熱器７の代わりに、帯状の各接合用Ｅ
ＶＡ層８Ａ及び集熱器７Ａを適用しており、集熱器７Ａ
を各接合用ＥＶＡ層８Ａを介して図１の太陽電池モジュ
ール９に重ね合わせて、太陽電池モジュール９と集熱器
７Ａを一体化している。

【００３９】集熱器７Ａは、帯状の各集熱板７１を離間
させて配列し、隣合う各集熱板７１を複数の応力緩和エ
レメント７２を介して連結したものであり、各集熱板７
１の中央よりも端部付近の方で、各応力緩和エレメント
７２の配分個数を多くしている。各応力緩和エレメント
７２は、隣合う各集熱板７１に接続される一対のブリッ
ジ部７２ａと、各ブリッジ部７２ａ間に挿入された集熱
片７２ｂとを備えている。各応力緩和エレメント７２
は、アルミや銅等の金属製である。また、各ブリッジ部
７２ａは、Ｚ字型の繰り返し形状であり、この他にＶ字
型やＷ字型であっても良い。

【００４０】ここで、太陽光の熱エネルギーが太陽電池
モジュール９及び集熱器７Ａに共に吸収されるものの、
集熱器７Ａに冷媒を通すので、太陽電池モジュール９と
集熱器７Ａ間に温度差が生じる。また、金属製の集熱器
７Ａの方が太陽電池モジュール９の白板強化ガラス１よ
りも熱膨張率が大きい。このため、太陽光の受光に際し
ては、集熱器７Ａの方が太陽電池モジュール９の白板強
化ガラス１よりも熱収縮し、集熱器７Ａに応力が生じ
る。仮に、この集熱器７Ａの応力が太陽電池モジュール
９に作用したならば、太陽電池モジュール９の表面が凸
状となって、太陽電池モジュール９が反ってしまう。

【００４１】そこで、本実施形態では、集熱器７Ａの各
集熱板７１を離間させ、隣合う各集熱板７１を各応力緩
和エレメント７２を介して連結し、各集熱板７１のみを
各接合用ＥＶＡ層８Ａを介して図１の太陽電池モジュー
ル９に接着している。各集熱板７１の熱収縮により該各
集熱板７１に応力が生じると、各応力緩和エレメント７
２の各ブリッジ部７２ａが変形し、この応力が各ブリッ
ジ部７２ａにより吸収されて緩和される。このため、集
熱器７Ａの応力が太陽電池モジュール９に大きく作用せ
ず、太陽電池モジュール９が殆ど反らずに済む。

【００４２】また、集熱器７Ａの中央部よりも端部付近
の方がその冷媒により冷却され易く、熱収縮に伴う応力
も大きくなる。このため、各応力緩和エレメント７２の
配分個数を集熱器７Ａの端部の方でより多くして、この
端部の応力をより吸収して緩和し、これにより集熱器７
Ａの応力を均一化している。

【００４３】更に、各集熱板７１の熱集収縮に際して
は、各応力緩和エレメント７２の各ブリッジ部７２ａの
変形により、各応力緩和エレメント７２の集熱片７２ｂ
を太陽電池モジュール９に接触させ、集熱の効率をより
高くしている。また、各応力緩和エレメント７２の配分
個数を集熱器７Ａの端部の方でより多くしているので、
各集熱片７２ｂにより集熱器７Ａの端部側で太陽電池モ
ジュール９の熱をより吸収して、集熱器７Ａの端部付近
の温度を上昇させ、集熱器７Ａの温度を均一化すること
ができる。

【００４４】また、各応力緩和エレメント７２の集熱片
７２ｂは、帯状の各接合用ＥＶＡ層８Ａに重なっておら
ず、図１の太陽電池モジュール９に接着されていない。
これは、太陽電池モジュール９の温度が低下し、かつ昼
間に暖められた冷媒の温度により各集熱板７１が熱膨張
する夜間等に際し、各応力緩和エレメント７２の各ブリ
ッジ部７２ａの変形により、各応力緩和エレメント７２
の集熱片７２ｂを太陽電池モジュール９から離間させ、
冷媒の温度が各応力緩和エレメント７２の集熱片７２ｂ
を通じて奪われることを防止するためである。

【００４５】図５は、本発明の集熱器一体型太陽電池モ
ジュールの第４実施形態を示す分解斜視図である。本実
施形態では、図１の接合用ＥＶＡ層８の代わりに、複数
の接合用ＥＶＡ片８Ｂを適用している。

【００４６】この様な各接合用ＥＶＡ片８Ｂを適用すれ
ば、集熱器７の熱収縮に伴う応力が太陽電池モジュール
９に分散して伝播され、この応力を太陽電池モジュール
９全体で受けて緩和することができる。

【００４７】図６は、本発明の集熱器一体型太陽電池モ
ジュールの第５実施形態を示す分解斜視図である。本実
施形態では、図１の集熱器７の裏面に、断熱マット１２
を重ね合わせている。断熱マット１２の材質は、特に限
定されるものではなく、例えばポリウレタン材を適用す
ることができる。

【００４８】この様に集熱器７の裏面を断熱マット１２
により覆えば、集熱器７からの放熱が断熱マット１２に
より防止され、集熱の効率をより高くすることができ
る。

【００４９】図７は、本発明の集熱器一体型太陽電池モ
ジュールの第６実施形態を示す分解斜視図である。本実
施形態では、図１の白板強化ガラス１、第１封止用ＥＶ
Ａ層２、及び太陽電池セルマトリクス３の代わりに、白
板強化ガラス１Ａ及び集積型薄膜太陽電池１３を適用し
ている。

【００５０】集積型薄膜太陽電池１３は、厚みが４．０
ｍｍの白板強化ガラス１Ａの片面に、透明導電膜層、光
電変換層、及び裏面反射電極層を順次積層しつつパター
ニングし、複数の薄膜太陽電池を直列接続して集積化し
たものである。

【００５１】この後、集積型薄膜太陽電池１３に、第２
封止用ＥＶＡ層４、及び耐候性フィルム５ｂを積層し、
この太陽電池モジュールを真空ラミネート法により一体
化してから、この太陽電池モジュールをＥＶＡの架橋反
応に至る前の融解溶着温度まで加熱して、第２封止用Ｅ
ＶＡ層４により集積型薄膜太陽電池１３と耐候性フィル
ム５ｂを仮融着する。そして、太陽電池モジュールの耐
候性フィルム５ｂに、接合用ＥＶＡ層８、及び集熱器７
を積層し、この積層物をオートクレーブ法により加圧し
て、この積層物をＥＶＡの架橋温度以上に加熱し、第２
封止用ＥＶＡ層４により集積型薄膜太陽電池１３と耐候
性フィルム５ｂを融着し、接合用ＥＶＡ層８により太陽
電池モジュールと集熱器７を融着して、太陽電池モジュ
ールと集熱器７を一体化する。

【００５２】尚、本発明は、上記各実施形態に限定され
るものではなく、多様に変形することができる。例え
ば、白板強化ガラス等のサイズを適宜に変更したり、各
層の材質を適宜に変更しても構わない。また、冷媒循環
型温水装置の集熱器として、他の構造のものを適用して
も構わない。更に、各実施形態を適宜に組み合わせるこ
とができる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば、集熱
器を接合用樹脂層を介して太陽電池モジュールの耐候性
フィルムに重ね合わせて接着している。従って、集熱器
は、耐候性フィルムを介して太陽電池モジュールに密接
しており、太陽光の熱エネルギーを太陽電池モジュール
を通じて速やかに吸収することができ、良好な集熱の効
率を達成することができる。また、耐候性フィルムが耐
電圧絶縁性を有するため、太陽電池モジュールと集熱器
間が耐候性フィルムによって絶縁され、金属製の集熱器
が太陽電池モジュールに接触してその光電変換を阻害す
ることはない。

【００５４】また、本発明によれば、耐候性フィルムと
して、黒色のものを用いているので、耐候性フィルムに
より太陽光の熱エネルギーを吸収して、この太陽光の熱
エネルギーを集熱器に効率的に伝えることができ、集熱
の効率を高くすることができる。

【００５５】更に、本発明によれば、集熱器の熱収縮に
伴う応力を応力緩和手段により緩和して、この応力によ
る太陽電池モジュールの反りを防止し、太陽電池モジュ
ールの機械的強度の低下を防止している。

【００５６】また、本発明によれば、集熱器の中央部よ
りも端部の方の応力をより緩和し、これにより集熱器の
応力を均一化している。また、応力緩和手段を集熱器の
端部の方に重点的に配分して、応力緩和手段によっても
集熱を行い、集熱器の端部付近の温度をより上昇させ
て、集熱器の温度を均一化している。

【００５７】更に、本発明によれば、集熱器の熱収縮に
伴う応力を太陽電池モジュールに分散して伝播し、この
応力を太陽電池モジュール全体で受けて緩和している。

【００５８】また、本発明によれば、集熱器からの放熱
を断熱材により防止して、集熱の効率をより高くしてい
る。

【００５９】更に、本発明によれば、太陽電池として、
薄膜太陽電池を適用することができる。

【００６０】一方、本発明の製造方法によれば、封止用
樹脂層により太陽電池と耐候性フィルムを一旦仮融着し
て、太陽電池モジュールを形成し、この後に封止用樹脂
層により太陽電池と耐候性フィルムを融着し、接合用樹
脂層により太陽電池モジュールと集熱器を融着して、太
陽電池モジュールと集熱器を一体化しているので、太陽
電池モジュール及び集熱器を別々に組み立ててから、こ
れらを高精度で位置決めして一体化することができ、こ
の一体化を容易かつ効率的に行うことができる。また、
太陽電池モジュールの製造過程においては、封止用樹脂
層を架橋温度未満で加熱して、封止用樹脂層による仮融
着を行い、この後に封止用樹脂層を架橋温度以上に加熱
して、封止用樹脂層による融着を行っているので、封止
用樹脂層を架橋温度以上に繰り返し加熱することはな
く、このために封止用樹脂層が過架橋とならずに済み、
封止用樹脂層の収縮やアウトガス発生による変質を防止
することができる。

【００６１】また、本発明によれば、真空ラミネート法
及びオートクレーブ法を適確に使い分けているので、総
合的な製造速度及び歩留まりの向上を期待することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の集熱器一体型太陽電池モジュールの第
１実施形態を示す分解斜視図である。

【図２】本発明の集熱器一体型太陽電池モジュールの第
２実施形態を示す分解斜視図である。

【図３】本発明の集熱器一体型太陽電池モジュールの第
３実施形態における集熱器を拡大して示す斜視図であ
る。

【図４】図３の集熱器を更に拡大して示す斜視図であ
る。

【図５】本発明の集熱器一体型太陽電池モジュールの第
４実施形態を示す分解斜視図である。

【図６】本発明の集熱器一体型太陽電池モジュールの第
５実施形態を示す分解斜視図である。

【図７】本発明の集熱器一体型太陽電池モジュールの第
６実施形態を示す分解斜視図である。

【符号の説明】

１，１Ａ白板強化ガラス２第１封止用エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）層３太陽電池セルマトリクス４第２封止用エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）層５ａ，５ｂ耐候性フィルム７，７Ａ集熱器７ａ冷媒循環パイプ７ｂ集熱板８，８Ａ接合用エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）
層８Ｂ接合用ＥＶＡ片９太陽電池モジュール７１集熱板７２応力緩和エレメント

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透光性基板上に、太陽電池、封止用樹脂
層、及び耐候性フィルムを少なくとも積層した太陽電池
モジュールと、冷媒循環型温水装置の集熱器とを備え、集熱器を接合用樹脂層を介して太陽電池モジュールの耐
候性フィルムに重ね合わせ、接合用樹脂層により太陽電
池モジュールと集熱器を接着して一体化し、耐候性フィルムとして、耐電圧絶縁性を有するものを適
用したことを特徴とする集熱器一体型太陽電池モジュー
ル。
【請求項２】耐候性フィルムは、黒色であることを特
徴とする請求項１に記載の集熱器一体型太陽電池モジュ
ール。
【請求項３】集熱器は、平板状であって、熱収縮に伴
う応力を緩和する応力緩和手段を含むことを特徴とする
請求項１又は２に記載の集熱器一体型太陽電池モジュー
ル。
【請求項４】応力緩和手段は、集熱器の中央部よりも
端部の方の応力をより緩和することを特徴とする請求項
３に記載の集熱器一体型太陽電池モジュール。
【請求項５】接合用樹脂層は、集熱器を部分的に太陽
電池モジュールに接着することを特徴とする請求項１乃
至４のいずれかに記載の集熱器一体型太陽電池モジュー
ル。
【請求項６】接合用樹脂層とは接しない集熱器の片面
を断熱材により覆ったことを特徴とする請求項１乃至５
のいずれかに記載の集熱器一体型太陽電池モジュール。
【請求項７】太陽電池は、透明導電膜層、光電変換
層、及び裏面反射電極層を順次積層した積層構造を含む
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の集
熱器一体型太陽電池モジュール。
【請求項８】透光性基板上に、太陽電池、封止用樹脂
層、及び耐候性フィルムを少なくとも積層し、封止用樹
脂層を架橋温度未満で加熱して、封止用樹脂層により太
陽電池と耐候性フィルムを仮融着し、これにより太陽電
池モジュールを形成する仮融着ステップと、冷媒循環型温水装置の集熱器を接合用樹脂層を介して太
陽電池モジュールの耐候性フィルムに重ね合わせ、封止
用樹脂層及び接合用樹脂層を架橋温度以上に加熱して、
封止用樹脂層により太陽電池と耐候性フィルムを融着
し、接合用樹脂層により太陽電池モジュールと集熱器を
融着し、これにより太陽電池モジュールと集熱器を一体
化する融着ステップとを含むことを特徴とする集熱器一
体型太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項９】仮融着ステップを真空ラミネート法で行
い、融着ステップをオートクレーブ法で行なうことを特
徴とする請求項８に記載の集熱器一体型太陽電池モジュ
ールの製造方法。