JP2004071793A - Thin solar battery module and its arrangement structure - Google Patents

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solar cell
cell module
substrate
side resin
thin
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Yuuji Suzuki
鈴木 酉治
Hideki Yoshioka
吉岡 秀起
Koji Tomita
富田 孝司
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an arrangement structure of solar battery modules wherein a manual operation is eliminated, the number of the manufacturing processes is reduced, the manufacturing cost is low, construction at a time of laying on a roof or the like is easy, the external appearance after construction is superior, and deterioration of the function caused by the direction of the sunbeam is eliminated. <P>SOLUTION: A solar battery module of a super straight structure is constituted by laminating light receiving side resin, a solar battery cell, back side resin and a weather-resistant film, in this order, on a transparent substrate and collectively formed integrally by laminating work. For another way, a solar battery module of a sub-straight structure is constituted by laminating substrate side resin, a solar battery cell, light receiving surface side resin and a transparent weather-resistant film, in this order, on a substrate, and collectively formed integrally by laminating work. The modules are characterized by that power is led out by using a flat cable. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池モジュールに関し、特に、製造コストの安い薄型太陽電池モジュールの構造およびその配列構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
発電システムを構成する太陽電池モジュールは、屋外で曝露されて使用するため、その構造において高い耐候性を必要とする。それゆえ、太陽電池セルはその発電機能を活かし、かつ長期的にその特性を維持するために、透過性樹脂にて充填し、受光面側樹脂を積層加工した後に、周辺部を耐候性樹脂にて封止する。また、太陽電池セルに配線された出力部分は、各部材を貫通させて非受光面から取り出し、耐候性樹脂にて端子ボックスとカバー材を密に接着することで、貫通部分からの侵食を防いでいる。そして、端子ボックス内においても、太陽電池出力部とシステム用ケーブルなどを結線した後、耐候性絶縁樹脂で結線部を充填することにより、全体的な耐環境性を高めている。
【0003】
このような基本構造のため、手作業に依存する工程が多く、現状では完全自動化が困難である。また、工程数が増えることにより、太陽電池モジュールの製造コストが高騰する。さらに、既存のケーブルを利用してそのまま一体化成形を行なうと、厚さの違いから、隙間の気泡が抜けきらずにラミネートが不完全となったり、キュア工程で高温にさらされることで、被覆部分の機能が損なわれ易い。
【0004】
太陽電池モジュールの施工に際しては、受光面が滑らかなため、太陽光の散乱光が歩行者や近隣住民に光害をもたらすだけでなく、施工作業において滑りやすい。また、住宅用発電システムとして使用する場合、端子ボックスの存在は太陽電池モジュールの厚さを増加させるために、その施工において厚さの薄い一般の屋根材と区別した独自の方法を必要とする。さらに、住宅用発電システムとして施工する場合、住宅の屋根に穴を開け、架台を固定した後に設置する施工方法と、他の屋根材を葺き上げる前に専用固定具を使用する場合があり、一般の屋根材と異なる施工方法をとるのが主流となっている。また、施工後の屋根の外観が周囲と調和しないうえに、屋根材に穴を開けることでユーザに不安を与える。さらに、屋根材は、その目的から重ね合わせて利用することが多く、その重なり部分が日射方向により時として陰になり、太陽電池の機能を損ねる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、第1に、手作業をなくし、製造工程数を減らすことにより、製造コストの安い太陽電池モジュールを提供することにある。本発明の課題は、第2に、屋根などに敷設する際の施工が容易で、施工後の外観に優れた太陽電池モジュールを提供することにある。本発明の課題は、第3に、日射方向により機能の低下することのない太陽電池モジュールの配列構造を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、透過性の基板上に、受光面側樹脂と、太陽電池セルと、裏面側樹脂と、耐侯性フィルムと、をこの順に積層し、ラミネート加工により一体化したスーパーストレート構造の太陽電池モジュール、または基板上に、基板側樹脂と、太陽電池セルと、受光面側樹脂と、透過性の耐侯性フィルムと、をこの順に積層し、ラミネート加工により一体化したサブストレート構造の太陽電池モジュールにおいて、出力の取出しを平板ケーブルにより行なうことを特徴とする。
【0007】
平板ケーブルは、高耐熱性かつ高耐電圧性の素材により被覆され、コネクタを有するものが好ましい。また、太陽電池セルのマトリックス回路は、ダイオードを有するものが好ましく、薄型太陽電池モジュールは、スレート瓦と同一または近似した形状を有するものが好ましい。さらに、耐侯性フィルムの片面に、または両面に、または内部に挟み込んだ状態で、金属板を有するものが好ましく、受光面には樹脂が噴霧されているものが好ましい。一方、基板、受光面側樹脂、裏面側樹脂、基板側樹脂および耐侯性フィルムの少なくとも一つは、穴を有するものが好ましい。
【0008】
本発明の太陽電池モジュールの配列構造は、太陽電池セルが、屋根の軒線と平行になるように直列に配列されていることを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明は、スーパーストレート構造またはサブストレート構造の太陽電池モジュールにおいて、出力の取出しを平板ケーブルにより行なうことを特徴とする。平板ケーブルを使用することにより、セルを配線するときに同時にケーブルも配線することができる。よって、その過程ででき上がった太陽電池セルマトリックスにおいても、全体的な厚さに際立った差異がなくなり、材料をセッティングした後にそのままラミネート工程へ投入しても、気泡の原因になる凹凸箇所がなくなることから外観に問題のない成形が可能となる。このとき、この平板ケーブルは太陽電池セルマトリックスを挟み込んだ樹脂層の間から、あるいは各層を貫通して外部に取出すようにしているため、出力取出し口として利用できる。この構造により端子ボックスを必要としなくなり、太陽電池モジュールのコスト削減にも効果がある。
【0010】
スーパーストレート構造の太陽電池モジュールは、透過性の基板上に、受光面側樹脂と、太陽電池セルと、裏面側樹脂と、耐侯性フィルムと、をこの順に積層し、ラミネート加工により一体化したものをいい、また、サブストレート構造の太陽電池モジュールは、基板上に、基板側樹脂と、太陽電池セルと、受光面側樹脂と、透過性の耐侯性フィルムと、をこの順に積層し、ラミネート加工により一体化したものをいい、必要に応じて他の層が積層されたものも含まれる。
【0011】
平板ケーブルは、太陽電池の電流に対して充分な容量をもつ導体からなり成り、その導体は平板状の箔線あるいは細線を編み込んで平板状にした構造をもつものが好ましい。太陽電池を配線した後に、この平板ケーブルを出力取り出し部として配線することで、太陽電池セルマトリックスが基板上にほとんど厚さを持たずにセッティングされることが可能となる。ここでいうセッティングとは、積層によりラミネート工程の準備を行なうことをいう。
【0012】
平板ケーブルは、高耐熱性かつ高耐電圧性の素材により被覆されているものが好ましい。平板ケーブルの被覆素材に、高耐熱性かつ高耐電圧性素材を使用することにより、太陽電池モジュールの一体化成形時に高温にさらされることに起因する被覆素材の変形や断裂を防止し、外部へ取出した後も高耐電圧機能を保持した出力ケーブルとすることができる。耐熱性かつ絶縁性の高い素材としては、たとえばポリエチレンテレフタラートなどがある。被覆には、単層被覆のものから多重層被覆のものまで用途によって幅広く利用することができる。
【0013】
平板ケーブルは、コネクタを有するものが好ましい。太陽電池モジュールの一体化成形時に、コネクタを有する平板ケーブルを使用することにより、一体化成形後に外部へ取出した出力取出し線がそのまま出力端子として利用できる。コネクタの素材としては、太陽電池モジュールの耐環境性機能を維持することが可能となる点で、耐候性、耐熱性、防水性および絶縁性を保持したものが好ましい。また、コネクタの厚さを限りなく薄くすることで、配線時にコネクタをモジュール背面と屋根材の隙間に配置することが可能となる。
【0014】
太陽電池セルのマトリックス回路は、ダイオードを有するものが好ましい。従来なら端子ボックス内部に組み込んでいたバイパス用ダイオードとしての機能を、チップ状の小さなダイオードを太陽電池セルマトリックスの配線内に組み込むことで保持させることができる。このような構造により端子ボックスの接着作業および出力端子とケーブルなどの結線作業が不要となる。したがって、基板、基板側樹脂、太陽電池セルマトリックス、フィルム側樹脂、カバーフィルムの順に位置を合わせてセッティングするだけでラミネート工程への投入が可能となり、続くキュア工程へも人手を介さず投入でき、自動製造ラインの中で製品化できるようになる。
【0015】
ダイオードは、チップ状の小さいものを利用すれば、一体化成形がより容易となり、また、ダイオードを巾の広い金属配線(バスバー)上に設けることで、自身の放熱効果も高めることができる。さらに、ダイオードの固定部分にストレスリリーフ構造をとることで、熱応力に対する柔軟性も備えることができる。このとき、バイパスダイオードの位置をスレート瓦の合わせマークの位置に設計することで、ガラスに合わせマークを書き込んだり、切り口を付けたりする必要が無くなる。
【0016】
薄型太陽電池モジュールは、スレート瓦と同一または近似した形状を有するものが好ましい。太陽電池モジュールの外形を、既存のスレート瓦と同一あるいは近似したものとすることにより、結線を除く本体の施工面において、スレート瓦と互換性をもたせ、同一方法にて葺きあげることが可能となる。このため、作業者の負担を軽減できると共に、作業時間の短縮にもつながる効果がある。また、互換性を持たせることで、葺きあがり後においても他の屋根材と同調し、周囲と調和した外観を提供することができる。さらに、太陽電池モジュールの厚さを限りなくストレート瓦などの屋根材に近づけることで、施工後の屋根の外観を周囲と同調させることが可能となる。
【0017】
薄型太陽電池モジュールの製造に使用する耐侯性フィルムは、その片面に、または両面に、または内部に挟み込んだ状態で、金属板を有するものが好ましい。太陽電池モジュールの受光面の逆側において、金属板をバックカバー素材に封入したり、複数のバックカバーで挟み込んだり、または金属板をバックカバーの片面に接着させたり、または金属板をバックカバーの両面に接着させたりすることで、太陽電池モジュールの防火機能と放熱機能を高めることができる。
【0018】
薄型太陽電池モジュールの受光面は、樹脂が噴霧されているものが好ましい。太陽電池モジュールの受光面に、樹脂を噴霧することにより、太陽電池モジュール表面に防眩効果および施工作業時における滑り止めの効果を持たせることができる。また、薄型太陽電池モジュールの製造に使用する基板、受光面側樹脂、裏面側樹脂、基板側樹脂および耐侯性フィルムの少なくとも一つは、組立ての便宜により、ビス(または釘)を挿入するための穴を有するものが好ましい。
【0019】
本発明の薄型太陽電池モジュールの配列構造は、前述した太陽電池モジュールの太陽電池セルが、屋根の軒線と平行になるように直列に配列されていることを特徴とする。屋根材は、軒線に対して垂直方向にある程度の重なりをもたせている。よって、太陽光の入射角度によっては、このわずかな重なり部分が影響して、太陽電池モジュールに影をつくる可能性がある。太陽電池モジュール内のセルが軒線と平行になるように直列に組むことで、屋根材の重なり部分の影の影響による太陽電池モジュールの出力低下を最小限に抑えることができる。
【0020】
【実施例】
実施例1
太陽電池セルからの出力取り出し部として、薄型のコネクタを先端に有する平板ケーブルを太陽電池セルに取り付けた。すなわち、太陽電池セルの受光面を上にして、ホットプレート上に置き、ハンダが溶融する温度に加熱した後、図5に示すとおり、ハンダディップされた出力取出し用のインターコネクタ5を、太陽電池セルの表電極上に配線した。つぎに、それらの極性(プラス/マイナス)を対応させて、各太陽電池セルのストリングを直線的に配線した。その両端から各極性を合わせて、薄型コネクタ7を有する平板ケーブル6を配線した。このとき、配線に関与する部分のケーブルの被覆は、予め取り除いておいた。また、バイパスダイオード8を、それが帯熱した場合に熱を逃す目的で、金属線である平板ケーブル6上に配線し、その他端をもう一方の極性に配線したケーブルにつないだ。このように平板ケーブル6を取り付けることにより、太陽電池セルマトリックス4は、平面の状態で出力を取り出すことが可能となり、かつ、配線することが可能となるだけでなく、一体化成形も容易にし、製造ラインの自動化を実現できることがわかった。
【0021】
得られた太陽電池セルマトリックス4を用いて、薄型太陽電池モジュールを製造した。図1では、基板1(受光面ガラス)側を上にして描いているが、生産ラインでは基板1側を下にして製造するため、製造方法に準じて説明する。
【0022】
厚さ3.2mmの白板強化ガラスを基板1とし、基板1の上に、受光面側樹脂および裏面側樹脂として、接着膜層、太陽電池セル封止材および緩衝材であるEVA層(エチレン酢酸ビニル共重合体層)2を使用し、太陽電池セルマトリックス4を挟み込む形で介在させた。ここでEVA層2の厚さは、硬い基板1と接する側は、より緩衝効果を持たせるために0.6mmとし、柔軟な耐候性フィルム3側は0.4mmとした。最後に、これらの上に、裏面封止カバーとして、耐電圧機能を有する耐候性フィルム3を積載した。耐候性フィルム3の材質は、ポリエチレンテレフタレート(PET)に、耐候性および防火性を高めるために金属層を封入させたものを用いた。
【0023】
このようにして材料セッティングされた太陽電池モジュールを、公知の封止加工技術である真空ラミネート法により一体化加工を行ない、EVAの架橋反応に至る前の融解溶着温度にて接着を終了させ、その後、EVAの架橋温度にて一定時間保持させることで一体化工程を完了した。また、この架橋工程において、積層されるEVA層2や耐候性フィルム3のサイズを基板1の端面より数mm程度小さくすることにより、基板1がはみ出している端面近傍の積層断面箇所を同時に樹脂封止することを可能とし、太陽電池モジュール周辺の耐候性を高まった。
【0024】
また、一体化工程が完了した後に、基板1の受光面側に樹脂(艶消し用)を噴霧することで、防眩効果および施工作業時の滑り止めの効果を高まった。なお、ガラスの厚さやEVA層の厚さ、形状および材質などは限定されるものではなく、太陽電池セルマトリックスの配線方法においても、太陽電池セルが屋根の軒線と平行になるように直列に配列しない場合は任意である。さらに、製造過程において、太陽電池モジュールをストレート瓦と同一の形状とすることで、屋根材との同時施工が可能となった。また、太陽電池セルマトリックス4を除く積層部材には、ビス(または釘)止めのために予め穴を開けておいたため、ビス(あるいは釘)9にて防水機能付き緩衝材10を介して施工を行なうことができた。ビス穴の数については、強度さえ維持できれば任意である。
【0025】
実施例2
図2に示すように、裏面封止用の耐候性フィルムとして不燃性建築用材料11を使用した以外は実施例1と同様にして太陽電池モジュールを製造した。モジュールの材質に、屋根材として使用されているものや壁材として使用されているものを使用することで、防火機能が高められた。
【0026】
実施例3
図3に示すように、厚さ1mmの金属板12を裏面基板とし、その上に接着膜層かつモジュール端面シーリング材としてシリコ−ン樹脂13を積層した。その上に絶縁耐電圧性の耐候性フィルム3としてPETフィルムを積層し、基板側樹脂および受光面側樹脂として、接着膜層、太陽電池セル封止材かつ緩衝材であるEVA層2を積層し、出力の取出し用に平板ケーブル6を取り付けた太陽電池セルマトリックス4を挟み込む形で介在させた。最後にこれらの上に表面受光カバーとして高透過性耐侯性フィルム14を積層した。材質はFEP(フッ化エチレンプロピレン)あるいはPETを基本とし、耐候性を高めるためにSiOxを蒸着させたPET層を含む、複数のFEP層あるいはPET層により構成されたものを用いた。ここでEVA層2の厚さは、表面の柔らかい受光面側は、より緩衝効果を持たせるために0.6mmとし、裏面側は全体的なモジュール厚を薄くするために0.4mmとした。
【0027】
このようにして材料セッティングされた太陽電池モジュールを公知の封止加工技術である真空ラミネート法により一体化加工を行ない、EVAの架橋反応に至る前の融解溶着温度にて接着を終了させ、EVAの架橋温度にて一定時間保持させることで一体化工程を完了した。また、この架橋工程において、積層されるEVA層2、耐候性フィルム3および高透過性耐侯性フィルム14のサイズを、金属板12の端面より数mm程度小さくすることにより、金属板12がはみ出している端面近傍の積層断面箇所をシリコーン樹脂13などの端面封止材により同時に樹脂封止することが可能となり、太陽電池モジュール周辺の耐候性が高められた。
【0028】
なお、金属板の厚さおよびEVA層の厚さ、その他の部材の形状および材質などは限定されるものではなく、太陽電池セルマトリックスの配線方法においても、太陽電池セルが屋根の軒線と平行になるように直列に配列しない場合は任意である。さらに、製造過程において、太陽電池モジュールをストレート瓦と同一の形状とすることで、屋根材との同時施工が可能となった。また、積層した部材にビス穴を設けていたため、ビス9にて施工を行なうことができた。ビス穴の数については、強度さえ維持できれば任意である。
【0029】
実施例4
図4に示すように、表面受光カバーとしてガラス板を使用し、一体化工程が完了した後に、ガラス板の受光面側に樹脂(艶消し用)を噴霧した点以外は実施例3と同様にして太陽電池モジュールを製造した。この太陽電池モジュールは、防眩効果および施工作業時の滑り止め効果に優れていた。また、モジュールをスレート瓦と同一の形状とすることにより、屋根材との同時施工が可能であった。
【0030】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0031】
【発明の効果】
手作業をなくし、製造工程数を減らすことにより、製造コストの安い太陽電池モジュールを提供することができる。また、屋根などに敷設する際の施工が容易で、施工後の外観に優れた太陽電池モジュールを提供することができる。さらに、日射方向により機能の低下することのない太陽電池モジュールの配列構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の太陽電池モジュールの構造を表す斜視図である。
【図2】本発明の太陽電池モジュールの構造を表す斜視図である。
【図3】本発明の太陽電池モジュールの構造を表す斜視図である。
【図4】本発明の太陽電池モジュールの構造を表す斜視図である。
【図5】本発明の太陽電池モジュールを構成する太陽電池セルマトリックスの構造を表す斜視図である。
【符号の説明】
1 基板、2 EVA層、3 耐候性フィルム、4 太陽電池セルマトリックス、5 インターコネクタ、6 平板ケーブル、7 薄型コネクタ、8 バイパスダイオード、9 ビス、10 緩衝材、11 不燃性建築用材料、12 金属板、13 シリコーン樹脂、14 高透過性耐候性フィルム。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a solar cell module, and more particularly to a structure of a thin solar cell module with low manufacturing cost and an arrangement structure thereof.
[0002]
[Prior art]
The solar cell module that constitutes the power generation system needs to have high weather resistance in its structure, because it is used outdoors. Therefore, in order to utilize its power generation function and maintain its characteristics over the long term, the solar cell is filled with a transparent resin, the light receiving surface side resin is laminated, and then the peripheral part is made of a weather resistant resin. And seal. In addition, the output part wired to the solar cell is taken out of the non-light-receiving surface by penetrating each member, and the terminal box and the cover material are tightly adhered to each other with a weather-resistant resin, thereby preventing erosion from the penetrating part. In. Also, in the terminal box, after connecting the solar cell output section and the system cable, the connection section is filled with a weather-resistant insulating resin, thereby improving the overall environmental resistance.
[0003]
Due to such a basic structure, there are many steps that depend on manual work, and it is difficult at present to completely automate. In addition, as the number of steps increases, the manufacturing cost of the solar cell module increases. Furthermore, if the existing cable is used to perform integral molding, the thickness of the cable will not allow the air bubbles in the gaps to be completely removed, resulting in incomplete lamination or exposure to high temperatures during the curing process. Function is easily impaired.
[0004]
When the solar cell module is installed, the light receiving surface is smooth, so that the scattered light of the sunlight not only causes light pollution to pedestrians and nearby residents, but also is slippery in the installation work. In addition, when used as a residential power generation system, the presence of the terminal box requires a unique method for increasing the thickness of the solar cell module, which is different from a general roof material having a small thickness. In addition, when installing as a residential power generation system, there are cases where a hole is made in the roof of the house, the mounting method is installed after fixing the gantry, and a special fixing tool is used before roofing other roofing materials. The mainstream is to adopt a construction method different from that of roof materials. In addition, the appearance of the roof after construction is not in harmony with the surroundings, and perforating the roofing material gives the user anxiety. In addition, roofing materials are often used in an overlapping manner for the purpose, and the overlapping portion is sometimes shaded by the direction of solar radiation, impairing the function of the solar cell.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
A first object of the present invention is to provide a solar cell module with low manufacturing cost by eliminating manual operations and reducing the number of manufacturing steps. Secondly, it is an object of the present invention to provide a solar cell module which can be easily constructed when laid on a roof or the like and has an excellent appearance after the construction. A third object of the present invention is to provide an array structure of solar cell modules that does not deteriorate in function due to the direction of sunlight.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a solar cell having a super straight structure in which a light receiving surface side resin, a solar cell, a back surface side resin, and a weather resistant film are laminated in this order on a transparent substrate, and integrated by laminating. A substrate-type solar cell module in which a substrate-side resin, a solar cell, a light-receiving-side resin, and a transparent weather-resistant film are laminated in this order on a module or a substrate, and integrated by laminating. Wherein the output is taken out by a flat cable.
[0007]
The flat cable is preferably covered with a material having high heat resistance and high withstand voltage and having a connector. Further, the matrix circuit of the solar cell preferably has a diode, and the thin solar cell module preferably has the same or similar shape as the slate roof tile. Further, it is preferable that the weather-resistant film has a metal plate on one side, on both sides, or sandwiched inside, and that the resin is sprayed on the light-receiving surface. On the other hand, at least one of the substrate, the light-receiving surface side resin, the back surface side resin, the substrate side resin, and the weather resistant film preferably has a hole.
[0008]
The arrangement structure of the solar cell module of the present invention is characterized in that the solar cells are arranged in series so as to be parallel to the eaves of the roof.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention is characterized in that in a solar cell module having a superstrate structure or a substrate structure, output is taken out by a flat cable. By using a flat cable, the cable can be wired at the same time as the cell is wired. Therefore, even in the solar cell matrix formed in the process, there is no noticeable difference in the overall thickness, and even if the material is set and then directly inputted to the laminating process, there are no irregularities causing bubbles. Thus, molding without any problem in appearance becomes possible. At this time, since the flat cable is taken out from between resin layers sandwiching the solar cell matrix or through each layer, it can be used as an output outlet. This structure eliminates the need for a terminal box and is effective in reducing the cost of the solar cell module.
[0010]
A solar cell module with a super straight structure is obtained by laminating a resin on the light-receiving surface, a solar cell, a resin on the back surface, and a weather-resistant film in this order on a transparent substrate, and integrating them by laminating. In addition, a solar cell module having a substrate structure is formed by laminating a substrate-side resin, a solar cell, a light-receiving surface-side resin, and a permeable weatherproof film on a substrate in this order, and laminating. And a layer in which other layers are laminated as necessary.
[0011]
The flat cable is made of a conductor having a sufficient capacity for the current of the solar cell, and the conductor preferably has a flat structure in which a flat foil wire or a thin wire is woven. By wiring this flat cable as an output take-out part after wiring the solar cells, the solar cell matrix can be set on the substrate with almost no thickness. The setting here means that the lamination process is prepared by lamination.
[0012]
The flat cable is preferably covered with a material having high heat resistance and high withstand voltage. By using a high heat-resistant and high-voltage resistant material as the coating material for the flat cable, deformation and tearing of the coating material due to exposure to high temperatures during the integral molding of the solar cell module can be prevented, and to the outside An output cable having a high withstand voltage function even after being taken out can be obtained. As a material having high heat resistance and high insulation properties, for example, there is polyethylene terephthalate. The coating can be widely used depending on the application from a single-layer coating to a multi-layer coating.
[0013]
The flat cable preferably has a connector. By using a flat cable having a connector at the time of integral molding of the solar cell module, an output lead wire taken out to the outside after integral molding can be directly used as an output terminal. As the material of the connector, a material that maintains weather resistance, heat resistance, waterproofness, and insulation is preferable because the environmental resistance function of the solar cell module can be maintained. Further, by making the thickness of the connector as thin as possible, it becomes possible to arrange the connector in the gap between the module back surface and the roof material at the time of wiring.
[0014]
The matrix circuit of the solar cell preferably has a diode. The function as a bypass diode, which was conventionally incorporated in the terminal box, can be maintained by incorporating a small chip-shaped diode in the wiring of the solar cell matrix. With such a structure, the work of bonding the terminal box and the work of connecting the output terminal to the cable and the like become unnecessary. Therefore, it is possible to input into the laminating process only by setting and aligning the position of the substrate, the resin on the substrate side, the solar cell matrix, the resin on the film side, and the cover film in this order. It can be commercialized in an automated manufacturing line.
[0015]
If a diode having a small chip shape is used, integrated molding becomes easier, and by disposing the diode on a wide metal wiring (bus bar), the heat radiation effect of itself can be enhanced. Furthermore, by taking a stress relief structure in the fixed part of the diode, flexibility against thermal stress can be provided. At this time, by designing the position of the bypass diode at the position of the alignment mark of the slate roof tile, it is not necessary to write the alignment mark on the glass or make a cut.
[0016]
The thin solar cell module preferably has the same or similar shape as the slate roof tile. By making the outer shape of the solar cell module the same or similar to that of existing slate roof tiles, it is possible to provide compatibility with the slate roof tiles on the construction surface of the main body except for the wiring, and to be able to roof by the same method. . For this reason, the burden on the worker can be reduced, and the working time can be shortened. In addition, by providing compatibility, even after roofing, it can be synchronized with other roofing materials, and an appearance that is in harmony with the surroundings can be provided. Furthermore, by making the thickness of the solar cell module as close as possible to a roof material such as a straight tile, it becomes possible to synchronize the appearance of the roof after construction with the surroundings.
[0017]
The weather-resistant film used for manufacturing the thin solar cell module preferably has a metal plate on one side, on both sides, or sandwiched inside. On the opposite side of the light receiving surface of the solar cell module, the metal plate is sealed in the back cover material, sandwiched between multiple back covers, the metal plate is adhered to one side of the back cover, or the metal plate is By adhering to both sides, the fire prevention function and the heat radiation function of the solar cell module can be enhanced.
[0018]
It is preferable that the light receiving surface of the thin solar cell module is sprayed with a resin. By spraying the resin on the light receiving surface of the solar cell module, the surface of the solar cell module can have an antiglare effect and an anti-slip effect during construction work. In addition, at least one of the substrate, the light-receiving side resin, the backside resin, the substrate-side resin, and the weatherproof film used for manufacturing the thin solar cell module is provided with a screw (or a nail) for convenience of assembly. Those having holes are preferred.
[0019]
The arrangement structure of the thin solar cell module of the present invention is characterized in that the solar cells of the above-described solar cell module are arranged in series so as to be parallel to the eaves of the roof. The roofing material has some overlap vertically with the eaves line. Therefore, depending on the incident angle of sunlight, the slight overlapping portion may affect and cause a shadow on the solar cell module. By arranging the cells in the solar cell module in series so as to be parallel to the eaves line, it is possible to minimize a decrease in the output of the solar cell module due to the shadow of the overlapping portion of the roofing material.
[0020]
【Example】
Example 1
A flat cable having a thin connector at the tip was attached to the solar cell as an output take-out portion from the solar cell. That is, after the photovoltaic cell is placed on a hot plate with the light receiving surface of the photovoltaic cell facing upward and heated to a temperature at which the solder melts, the solder-dipped output take-out interconnector 5, as shown in FIG. It was wired on the front electrode of the cell. Next, the strings of the respective solar cells were wired linearly in accordance with their polarities (plus / minus). A flat cable 6 having a thin connector 7 was wired from both ends with the same polarity. At this time, the coating of the cable at the part involved in the wiring was removed in advance. Also, the bypass diode 8 was wired on a flat cable 6 which is a metal wire for the purpose of releasing heat when it was heated, and the other end was connected to a cable having the other polarity. By attaching the flat cable 6 in this manner, the solar cell matrix 4 can take out the output in a flat state, and can not only be wired, but also can be easily formed integrally. It turned out that the automation of the production line can be realized.
[0021]
Using the obtained solar cell matrix 4, a thin solar cell module was manufactured. In FIG. 1, the substrate 1 (light receiving surface glass) side is drawn upward, but since it is manufactured on the production line with the substrate 1 side down, the description will be made according to the manufacturing method.
[0022]
A 3.2 mm thick white plate reinforced glass is used as the substrate 1, and an EVA layer (ethylene acetate acetate) serving as an adhesive film layer, a solar cell sealing material and a buffer material is formed on the substrate 1 as a light receiving surface side resin and a back surface side resin. A vinyl copolymer layer 2 was used, and the solar cell matrix 4 was interposed therebetween. Here, the thickness of the EVA layer 2 was set to 0.6 mm on the side in contact with the hard substrate 1 and 0.4 mm on the side of the flexible weather-resistant film 3 in order to have a more cushioning effect. Finally, a weather-resistant film 3 having a withstand voltage function was mounted thereon as a back sealing cover. The material of the weather-resistant film 3 used was polyethylene terephthalate (PET) in which a metal layer was enclosed in order to enhance weather resistance and fire resistance.
[0023]
The solar cell module thus set with the materials is integrated by a vacuum laminating method, which is a known sealing processing technique, and the bonding is completed at a fusion welding temperature before the cross-linking reaction of EVA. And the EVA cross-linking temperature was maintained for a certain period of time to complete the integration step. In this cross-linking step, the size of the EVA layer 2 and the weather-resistant film 3 to be laminated is made several mm smaller than the end surface of the substrate 1 so that the lamination cross-section near the end surface where the substrate 1 protrudes is simultaneously sealed with resin. The weather resistance around the solar cell module has been improved.
[0024]
In addition, after the integration process is completed, by spraying a resin (for matting) on the light receiving surface side of the substrate 1, the anti-glare effect and the effect of preventing slippage during construction work are enhanced. The thickness of the glass and the thickness, shape, and material of the EVA layer are not limited, and even in the wiring method of the solar cell matrix, the solar cells are connected in series so as to be parallel to the eaves line of the roof. Arbitrary if not arranged. Furthermore, in the manufacturing process, by making the solar cell module the same shape as the straight roof tile, simultaneous construction with the roof material became possible. In addition, since the laminated members except for the solar cell matrix 4 were pre-drilled for screws (or nails), the construction was carried out with screws (or nails) 9 through a cushioning material 10 with a waterproof function. Could do it. The number of screw holes is arbitrary as long as the strength can be maintained.
[0025]
Example 2
As shown in FIG. 2, a solar cell module was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a nonflammable building material 11 was used as a weather-resistant film for sealing the back surface. The fire prevention function was enhanced by using the material used as the roof material and the material used as the wall material as the material of the module.
[0026]
Example 3
As shown in FIG. 3, a metal plate 12 having a thickness of 1 mm was used as a back substrate, on which a silicone resin 13 was laminated as an adhesive film layer and a module end face sealing material. A PET film is laminated thereon as a weather-resistant film 3 having insulation withstand voltage, and an EVA layer 2 which is an adhesive film layer, a solar cell sealing material and a cushioning material is laminated as a substrate side resin and a light receiving surface side resin. The solar cell matrix 4 to which the flat cable 6 was attached for taking out output was interposed therebetween. Finally, a high-permeability weather-resistant film 14 was laminated thereon as a surface light receiving cover. The material was based on FEP (fluorinated ethylene propylene) or PET, and was composed of a plurality of FEP layers or PET layers including a PET layer on which SiOx was deposited to enhance weather resistance. Here, the thickness of the EVA layer 2 was set to 0.6 mm on the soft light-receiving surface side of the front surface to give a more cushioning effect, and was set to 0.4 mm on the back surface side to reduce the overall module thickness.
[0027]
The solar cell module thus set with the materials is integrated by a vacuum laminating method, which is a known sealing processing technique, and the bonding is terminated at a fusion welding temperature before a crosslinking reaction of EVA. The integration process was completed by maintaining the device at a crosslinking temperature for a certain period of time. In this cross-linking step, the size of the laminated EVA layer 2, weather-resistant film 3 and high-permeability weather-resistant film 14 is reduced by several mm from the end face of the metal plate 12 so that the metal plate 12 protrudes. It is possible to simultaneously seal the laminated cross-section near the end face with an end face sealing material such as a silicone resin 13, thereby improving the weather resistance around the solar cell module.
[0028]
The thickness of the metal plate, the thickness of the EVA layer, the shape and material of the other members, and the like are not limited. In the wiring method of the solar cell matrix, the solar cells are parallel to the eaves of the roof. If they are not arranged in series such that Furthermore, in the manufacturing process, by making the solar cell module the same shape as the straight roof tile, simultaneous construction with the roof material became possible. Also, since screw holes were provided in the laminated members, the work could be performed with the screws 9. The number of screw holes is arbitrary as long as the strength can be maintained.
[0029]
Example 4
As shown in FIG. 4, a glass plate was used as a front light receiving cover, and the resin (for matting) was sprayed on the light receiving surface side of the glass plate after the integration process was completed. To produce a solar cell module. This solar cell module was excellent in anti-glare effect and anti-slip effect during construction work. Also, by making the module the same shape as the slate tile, simultaneous construction with the roof material was possible.
[0030]
The embodiments and examples disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[0031]
【The invention's effect】
By eliminating manual operations and reducing the number of manufacturing steps, a solar cell module with low manufacturing cost can be provided. Further, it is possible to provide a solar cell module that is easy to perform when laying on a roof or the like and has an excellent appearance after the construction. Further, it is possible to provide a solar cell module array structure in which the function is not deteriorated by the direction of sunlight.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view illustrating a structure of a solar cell module of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view illustrating a structure of a solar cell module of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view illustrating a structure of a solar cell module of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view illustrating a structure of a solar cell module of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view illustrating a structure of a solar cell matrix constituting the solar cell module of the present invention.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 substrate, 2 EVA layer, 3 weatherproof film, 4 solar cell matrix, 5 interconnector, 6 flat cable, 7 thin connector, 8 bypass diode, 9 screw, 10 cushioning material, 11 incombustible building material, 12 metal Board, 13 silicone resin, 14 highly permeable weatherproof film.

Claims (9)

透過性の基板上に、受光面側樹脂と、太陽電池セルと、裏面側樹脂と、耐侯性フィルムと、をこの順に積層し、ラミネート加工により一体化したスーパーストレート構造の太陽電池モジュール、または基板上に、基板側樹脂と、太陽電池セルと、受光面側樹脂と、透過性の耐侯性フィルムと、をこの順に積層し、ラミネート加工により一体化したサブストレート構造の太陽電池モジュールにおいて、出力の取出しを平板ケーブルにより行なうことを特徴とする薄型太陽電池モジュール。On a transparent substrate, a light receiving surface side resin, a solar cell, a back surface side resin, and a weather resistant film are laminated in this order, and a solar cell module having a super straight structure or a substrate integrated by lamination processing, or a substrate. On the substrate-side resin, the solar cell, the light-receiving surface-side resin, and the permeable weatherproof film are laminated in this order, and in a solar cell module having a substrate structure integrated by lamination processing, A thin solar cell module characterized in that extraction is performed by a flat cable. 前記平板ケーブルが、高耐熱性かつ高耐電圧性の素材により被覆されていることを特徴とする請求項1に記載の薄型太陽電池モジュール。2. The thin solar cell module according to claim 1, wherein the flat cable is covered with a material having high heat resistance and high withstand voltage. 3. 前記平板ケーブルが、コネクタを有することを特徴とする請求項1または2に記載の薄型太陽電池モジュール。The thin solar cell module according to claim 1, wherein the flat cable has a connector. 前記太陽電池セルのマトリックス回路が、ダイオードを有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の薄型太陽電池モジュール。The thin solar cell module according to any one of claims 1 to 3, wherein the matrix circuit of the solar cell has a diode. スレート瓦と同一または近似した形状を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の薄型太陽電池モジュール。The thin solar cell module according to any one of claims 1 to 4, wherein the thin solar cell module has the same or similar shape as the slate roof tile. 前記耐侯性フィルムの片面に、または両面に、または内部に挟み込んだ状態で、金属板を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の薄型太陽電池モジュール。The thin solar cell module according to any one of claims 1 to 5, further comprising a metal plate on one side, on both sides, or sandwiched inside the weather resistant film. 受光面に樹脂が噴霧されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の薄型太陽電池モジュール。The thin solar cell module according to claim 1, wherein a resin is sprayed on the light receiving surface. 前記基板、受光面側樹脂、裏面側樹脂、基板側樹脂および耐侯性フィルムの少なくとも一つが、穴を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の薄型太陽電池モジュール。The thin solar cell module according to any one of claims 1 to 7, wherein at least one of the substrate, the light receiving surface side resin, the back surface side resin, the substrate side resin, and the weather resistant film has a hole. 請求項1〜8のいずれかに記載の太陽電池モジュールの太陽電池セルが、屋根の軒線と平行になるように直列に配列されていることを特徴とする薄型太陽電池モジュールの配列構造。An arrangement structure of thin solar cell modules, wherein the solar cells of the solar cell module according to any one of claims 1 to 8 are arranged in series so as to be parallel to a roof eaves line.
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