JP2006278708A - 太陽電池モジュール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 環境保護の面から今後は大規模な太陽電池の設置が見込まれており、その候補地には海や湖、砂漠といった広大で人の居住が困難な場所が考えられる。しかし、現在の太陽電池モジュールは材料の性質により耐水性が弱く、また樹脂である裏面保護材や端子ボックス、電力ケーブルなどが外部に露出しているため淡水や海水、砂嵐といった環境負荷が大きな場所においては継続的な設置が困難であった。
【解決手段】 透光性基板と裏面保護材との間に受光面側充填材と裏面側充填材で挟持した太陽電池素子を配設した太陽電池モジュールにおいて、前記裏面保護材５が筐体状の形態をしており、前記筐体状裏面保護材５の中に前記透光性基板１と前記受光面側充填材２と前記太陽電池素子３と前記裏面側充填材４が収められている。
【選択図】 図１

Description

本発明は太陽電池モジュールに関するものであり、特に種々の環境に対して高耐候性を示す太陽電池モジュールの構造及びその製造方法に関するものである。

現在、環境保護の面からクリーンなエネルギーが求められており、太陽光発電はその資源が無限であることから注目を集めている。このことから、今後はエネルギー供給のため大規模な太陽電池の設置が見込まれており、その候補地には、砂漠や草原のような広大で人の居住が困難な場所が考えられる。

また太陽電池素子は、単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板を用いて作製することが多い。このため、太陽電池素子は物理的衝撃に弱く、また野外に太陽電池を取り付けた場合に、雨などからこれを保護する必要がある。また、太陽電池素子１枚では発生する電気出力が小さいため、複数の太陽電池素子を直並列に接続して、実用的な電気出力が取り出せるようにする必要がある。このため、複数の太陽電池素子を接続して透光性基板とエチレンビニルアセテート共重合体などを主成分とする充填材で封入し、ポリエチレンテレフタレートなどを主成分とする裏面保護材を張り合わせて太陽電池モジュールを作製することが通常行われている。

しかし、現在の太陽電池モジュールは材料の性質上耐水性が弱く、また材料に樹脂が用いられている裏面保護材や端子ボックス、電力ケーブルなどが外部に露出しているため淡水や海水、砂嵐といった負荷が著しい場所においては継続的な設置が困難であった。さらに、一般的な透光性基板として用いられている強化ガラスは端面が弱くフレームなどで保護する必要があり、太陽電池モジュールが高価となる欠点があった。

太陽電池モジュールへの水分侵入を抑制し長期安定性を保持するため、太陽電池モジュール端部において、裏面保護材として薄板矩形盆を表面保護材に貼り付けた太陽電池モジュールが考案されている。(特許文献1参照)
また、太陽電池モジュールの保守管理の容易化のため、太陽電池モジュールにフレームを取り付けないフレームレスモジュールが考案されている。(特許文献2参照)
これらの出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のようなものがある。
特開２００２−３７３９９８号公報 特開２００１−２９５４３７号公報

しかしながら、上述のような太陽電池モジュール端部にて裏面保護材として薄板矩形盆を表面保護材に貼り付けた太陽電池モジュールでは、水分の浸入に対して十分な耐久性を得ることができる程度の表面保護材と裏面保護材との接着幅を有した場合、有効発電領域の面積比率が低下するという問題があった。

さらに、通常太陽電池モジュールは、発電した電力を外部に取り出すために、その裏面側に太陽電池モジュール内部の接続配線と外部回路に接続するための電源ケーブルを接続するための端子ボックスを備えている。このため、端子ボックスを太陽電池モジュールの裏面保護材側に取り付けた場合、端子ボックス自体が突起部として前記裏面保護材の平面部より突出するため、外力がかかったときに破損しやすく、また砂漠などに設置した場合、砂嵐などで端子ボックス自体が劣化しやすいという問題があった。

また、上述のフレームレスモジュールでは、支持部を失ったため太陽電池モジュールの強度が低下してしまい、その結果太陽電池モジュールの設置時に補強のために多数の設置部品が必要となり、その耐久性に問題があるばかりでなく、高価になるという問題があった。

本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的は発電効率を低下させることなく、かつ耐環境性が高く、安価で取り付け時の作業性が良い太陽電池モジュール及びその製造方法を提供することにある。

本発明では、筐体状の裏面側保護材内に、裏面側充填材、太陽電池素子、受光面側充填材、透光性基板を順次収容したことを特徴とする。

また、前記筐体状の裏面保護材は、絶縁処理が施された金属板または絶縁性樹脂であることを特徴とする。

また、前記筐体状の裏面保護材の側壁には、外部と連通する連通孔が形成されていることを特徴とする。

また、前記連通孔が連通孔保護材により覆われていることを特徴とする。

また、前記筐体状の裏面保護材の側壁の一部または全部が、内部に空間部を有するとともに、前記空間部を形成する前記筐体状の裏面保護材の側壁に、他の太陽電池モジュールを取り付けるための開口部が形成されていることを特徴とする。

また、前記筐体状の裏面保護材の側壁の一部または全部が、内部に空間部を有するとともに、前記空間部を形成する前記筐体状の裏面保護材の側壁の一部に切欠部を設け、前記切欠部に太陽電池素子の出力を取り出す端子ボックスが配置されていることを特徴とする。

また、前記端子ボックス内が樹脂により埋められており、かつ前記樹脂と前記端子ボックスのボックスカバーとが接触していることを特徴とする。

さらに、筐体状の裏面側保護材内に、裏面側充填材、太陽電池素子、受光面側充填材、透光性基板を順次収容した太陽電池モジュールが、
（１）内部に空間部を形成する側壁の一部に切欠部を設けた筐体状の裏面保護材内に裏面側充填材、接続配線を接続した太陽電池素子、受光面側充填材、透光性基板の順で重畳配置する工程
（２）前記筐体状の裏面保護材内に重畳した各部材を減圧下にて加熱加圧して一体化を行う工程
（３）前記筐体状の裏面保護材の側壁の切欠部に、外部回路接続用の電源ケーブルを具備した端子ボックスを取り付け、前記接続配線と電源ケーブルを電気的に接続する工程
（４）前記端子ボックス内に樹脂を充填し、ボックスカバーを取り付ける工程
の各工程を経て製造されることを特徴とする。

さらに、筐体状の裏面側保護材内に、裏面側充填材、太陽電池素子、受光面側充填材、透光性基板を順次収容したことを特徴とする太陽電池モジュールが
（５）内部に空間部を形成する側壁の一部に切欠部を設けた筐体状の裏面保護材内に裏面側充填材、接続配線を接続した太陽電池素子、受光面側充填材、透光性基板の順で重畳する工程
（６）前記筐体状裏面保護材の側壁の切欠部に、外部回路接続用の電源ケーブルを具備した端子ボックスを取り付け、前記接続配線と電源ケーブルを電気的に接続する工程
（７）前記端子ボックス内に樹脂を流し込み、ボックスカバーを取り付ける工程
（８）前記筐体状の裏面保護材内に重畳した各部材を減圧下にて加熱加圧して一体化を行う工程
の各工程を経て製造されたことを特徴とする。

本発明の太陽電池モジュールによれば、筐体状裏面保護材の中に透光性基板と受光面側充填材と太陽電池素子と裏面側充填材が収められていることにより、外周部に余分な幅を取ることを必要としないため、有効発電領域の面積比率を低下させることなく太陽電池モジュールの前面と背面、側面からの水や砂などの浸入を防ぐことができる。また前記透光性基板の端面が露出していないため、何かが当たって割れたり、カケたりすることが無い。さらに新たにフレームや保護材などを取り付ける必要がないことから、太陽電池モジュールを安価に製造することが可能となる。

また、筐体状裏面保護材は絶縁処理が施された金属板または絶縁性の樹脂であることより、太陽電池素子、もしくは太陽電池素子を電気的に接続する接続配線と裏面保護材との間で発生する電気的なリークを防止することが可能となる。

また前記筐体状裏面保護材の側壁の一つもしくは複数個に連通孔を有していることで、一般的な太陽電池モジュールの製造工程であるラミネート工程において、太陽電池モジュール内部へ気泡が残留する危険性を回避することができ、太陽電池製造工程における歩留りを向上させることができる。

また、前記連通孔を連通孔保護材により覆うことにより、連通孔からの水分や埃、砂などの浸入を防止することができる。このことで、太陽電池モジュールの設置環境に依存した劣化を最小限に抑えることが可能となる。

前記筐体状裏面保護材の側壁の一部または全部が、内部に空間部を形成する形状であり、前記空間部を形成する前記筐体状裏面保護材の側壁に一つもしくは複数個の該太陽電池モジュールの取り付け用開口部があることから、新たにフレームや治具などを取り付けることなく太陽電池モジュールを架台に固定することが可能となる。

前記筐体状裏面保護材の側壁の一部が、内部に空間部を形成する形状であり、前記内部に空間部を形成する側壁の一部に切欠部を設け、前記切欠部に端子ボックスが配置されていることから、端子ボックスが筐体状裏面保護材と一体化しており、太陽電池モジュールより突起した構造とならない。このため太陽電池モジュールがコンパクトになり、運搬や設置において、余分な空間部を必要とすることがない。さらに端子ボックスが突出しないため、外力により破損し難くなると共に、砂嵐などといった過酷な環境下においても端子ボックス自体の劣化を最小限に留めることが可能となる。

前記端子ボックス内が樹脂により埋められており、前記樹脂と前記端子ボックスのボックスカバーとが接触していることにより、端子ボックス内部の配線接続部分が過酷な環境下においても十分保護されると共に、ボックスカバーを前記筐体状保護材に強固に固定することができると共に、新たにボックスカバーを固定するための材料を用いる必要がなくなるため、太陽電池モジュールの価格を削減することができる。

さらに本発明による順次下記（１）〜（４）の各工程を経る太陽電池モジュールの製造方法によれば、ラミネート工程にて裏面側充填材、接続配線を接続した太陽電池素子、受光面側充填材、透光性基板を筐体状裏面保護材に固定するため、現在一般的に行われている裏面側充填材、接続配線を接続した太陽電池素子、受光面側充填材、透光性基板をラミネートしたものをフレームやその他の基材などに固定する工程を削減することができる。

（１）内部に空間部を形成する側壁の一部に切欠部を設けた筐体状裏面保護材中に裏面側充填材、接続配線を接続した太陽電池素子、受光面側充填材、透光性基板の順で重畳する。

（２）前記重畳した各部材を減圧下にて加熱加圧して一体化を行う。

（３）前記筐体状裏面保護材の側壁の切欠部に、外部回路接続用の電源ケーブルを具備した端子ボックス箱体を取り付け、前記接続配線と電源ケーブルを電気的に接続する。

（４）前記端子ボックス箱体内に樹脂を流し込み、端子ボックスカバーを取り付ける。

また順次下記（５）〜（８）の各工程を経る太陽電池モジュールの製造方法によれば、ラミネート工程にて裏面側充填材、接続配線を接続した太陽電池素子、受光面側充填材、透光性基板を筐体状裏面保護材に固定するため、現在一般的に行われている裏面側充填材、接続配線を接続した太陽電池素子、受光面側充填材、透光性基板をラミネートしたものをフレームやその他の基材などに固定する工程を削減することができる。さらに、接続部に流し込む樹脂がシリコン系樹脂やエポキシ系樹脂などの加熱によって硬化速度が促進されるものである場合、ラミネート時にかかる熱の効果によって前記樹脂の硬化を促進できることにより前記樹脂の硬化時間を短縮することができ、太陽電池モジュールの製造工程におけるタクトタイムを短縮することができる。

（５）内部に空間部を形成する側壁の一部に切欠部を設けた筐体状裏面保護材中に裏面側充填材、接続配線を接続した太陽電池素子、受光面側充填材、透光性基板の順で重畳する。

（６）前記筐体状裏面保護材の側壁の切欠部に、外部回路接続用の電源ケーブルを具備した端子ボックス箱体を取り付け、接続配線と電源ケーブルを電気的に接続する。

（７）前記端子ボックス箱体内に樹脂を流し込み、端子ボックスカバーを取り付ける。

（８）前記重畳した各部材を減圧下にて加熱加圧して一体化を行う。

以下、本発明の実施形態を添付図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明に係る太陽電池モジュールの太陽電池パネルの構造の一例を示す図である。

同図において、１は透光性基板、２は受光面側充填材、３は太陽電池素子、４は裏面側充填材、５は筐体状裏面保護材、６は接続配線である。

以下、各部材を述べる。

透光性基板１としては、ガラスやポリカーボネート樹脂などからなる透明な基板が用いられる。

ガラス板については、白板ガラス、強化ガラス、倍強化ガラス、熱線反射ガラスなどが用いられるが、一般的には厚さ３ｍｍ〜５ｍｍ程度の白板強化ガラスが使用される。

他方、ポリカーボネート樹脂などの合成樹脂からなる基板を用いた場合には、厚みが５ｍｍ程度のものが多く使用される。

受光面側充填材２および裏面側充填材４は、エチレン−酢酸ビニル共重合体（以下ＥＶＡと略する）から成り、厚さ０．４〜１ｍｍ程度のシート状形態のものが用いられる。これらはラミネート装置により減圧下で加熱加圧を行うことで、融着して他の部材と一体化する。

ＥＶＡは、酸化チタンや顔料等を含有させ白色等に着色させてもよいが、本発明に係る受光面側充填材２のＥＶＡにおいては、着色させると太陽電池素子３に入射する光量が減少し、発電効率が低下する傾向にあり、望ましくは透明材にするとよい。

また、裏面側充填材４に用いるＥＶＡは透明材により構成してもよいが、その他、太陽電池モジュールの周囲の設置環境に合わせて酸化チタンや顔料等を含有させ、これにより白色等に着色させてもよい。

さらに本発明に係る受光面側充填材２および裏面側充填材４は、ラミネート時に端部からはみ出し、筐体状裏面保護材５と透光性基板１などとの間隙を埋めるように、上記透光性基板１の大きさよりも１〜５ｍｍ程度大きめに作製しておくことが望ましい。

太陽電池素子３は、例えば厚み０．３〜０．４ｍｍ程度、大きさ１５０ｍｍ角程度の単結晶シリコンや多結晶シリコンで作られている。太陽電池素子３の内部にはボロンなどのＰ型不純物を多く含んだP層とリンなどのＮ型不純物を多く含んだＮ層が接しているＰN接合が形成されている。また、太陽電池素子３の受光面側表面及び裏面側表面には、電極（不図示）が銀ペーストをスクリーンプリント法などにより形成され、その電極の表面は、その保護と接続配線６を取り付けやすくするために、そのほぼ全面にわたりハンダコートされる。

接続配線６は、厚さ０．１〜１．０ｍｍ程度、幅２〜８ｍｍ程度の銅箔等の良導電性金属箔の全面をハンダコートしたものを所定の長さに切断したものである。この接続配線６と太陽電池素子３の電極部は、互いにハンダ付けにより接続される。

本発明に係る筐体状裏面保護材５は、塗装、もしくはアルマイト処理やその他の手法により表面酸化膜を形成させることによる絶縁性のステンレス板やアルミ板などの金属板や、絶縁性樹脂であるポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂、もしくは一般的に絶縁性を示すとされるガラス(シリカ)やアルミナなどを主成分とするセラミックもしくはファインセラミックなどからなり、架台に固定するに当たって十分な強度を有するものが用いられる。

特に金属板および樹脂を用いた場合において、剛性や弾力性を得るだけでなく、脆性破壊が発生しにくいという特徴を得ることができ、太陽電池モジュールの信頼性を向上させることができるため最適である。また、絶縁性の高い材料を用いることで、太陽電池素子と裏面保護材、もしくは太陽電池素子を電気的に接続する接続配線と裏面保護材との間で発生する電気的なリークを防止することが可能となる。

表面酸化膜を形成させたステンレスを用いて製造された筐体状裏面保護材５の場合、厚みは１５０μｍ〜５００μｍのものを、プレス加工で規定の形状を持つ絶縁処理済みステンレス板を作製し、折り曲げ加工によって筐体状にし、さらに必要箇所を溶接などで封止して作製される。また絶縁性の樹脂で作製される場合は、射出成型などで作製される。

また筐体状裏面保護材５の深さは、透光性基板１などの使用部材厚みによって決定すればよいが、例えば２ｍｍ〜２０ｍｍ程度である。すなわち裏面側充填材４、接続配線６を接続した太陽電池素子３、受光面側充填材２、透光性基板１を重畳し、加熱融着したときの厚みと同程度にするのが好ましい。このことで、透光性基板１と筐体状裏面保護材５の境界における高低差を解消することができ、外観を損ねる要因である砂や埃などの蓄積を防止できる。

上記の本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は次の通りである。

まず筐体状裏面保護材５中に裏面側充填材４、接続配線６を接続した太陽電池素子３、受光面側充填材２、透光性基板１の順で重畳し、ラミネーターと呼ばれる装置にセットし、５０〜１５０Ｐａ程度の減圧下で１００から２００℃程度の温度で１５〜６０分間程度加熱しながら加圧することにより一体化することにより太陽電池パネルを作製する。

このときに筐体状裏面保護材５の下方平坦部の下に台などを置くことで、筐体状裏面保護材５の変形無くラミネートをすることが可能となる。さらに、前記受光面側充填材２や前記裏面側充填材４に一般的に用いられるＥＶＡは、ラミネートのときに溶融状態となり前記透光性基板１の面より外にはみ出す現象が発生する。このため、前記透光性基板１と前記裏面保護材５との間隙を埋めることが可能となり、筐体状裏面保護材５の側壁と透光性基板１等との接着性をより高めると共にこの間隙に水や砂などが浸入することを防ぐことができる。

また、ラミネート後に外観を向上させるためとして、前記透光性基板１と前記裏面保護材５との間隙部を保護できるように樹脂製カバーなどを配置してもよい。

このように筐体状裏面保護材５の中に透光性基板１と受光面側充填材２と前記太陽電池素子３と裏面側充填材４が収められていることにより、外周部に余分な幅を取ることを必要としないため、有効発電領域の面積比率を低下させることなく太陽電池モジュールの前面と背面、側面からの水分の浸入を防ぐことができる。また前記透光性基板１の端面が露出していないため、新たにフレームや保護材などを取り付ける必要がないことから、太陽電池モジュールを安価に製造することが可能となる。

図２は本発明に係る太陽電池モジュールに用いられる筐体状裏面保護材の構造の一例を示す図である。

図２において、５ａは前記筐体状裏面保護材５の側壁、７は連通孔を示す。

この連通孔７は、筐体状裏面保護材５の側壁５ａに設けられ、楕円、真円、矩形などの形状をとり、プレス加工によって作製されるのが一般的であるが、必要に応じて前記筐体状裏面保護材５を作成後にドリルなどによって作成される。連通孔７が楕円の場合、短径が０．５ｍｍ〜７ｍｍ、長径が０．５ｍｍ〜１０ｍｍ程度であり、その面積が１．０ｍｍ^２以上とすることが望ましい。さらに前記筐体状裏面保護材５の材料強度を保つ上で前記連通孔７の短径が前記筐体状裏面保護材５の深さ方向と平行となるように作製し、前記連通孔７の短径が前記筐体状裏面保護材５の深さに対して１/３以下に留めることが望ましい。

このように前記側壁５ａに連通孔７を開けることで太陽電池モジュールを上記のように減圧下でラミネートする時において、太陽電池モジュール内部に発生したガスをこの空気穴７から速やかに排出することができるようになり、太陽電池モジュール内部に気泡が残留するのを防ぐことが可能となり、太陽電池モジュールの信頼性向上や外観歩留りの向上が図れる。

またさらに連通孔７は、前記筐体状裏面保護材５の各辺に１つでも良いが、望ましくは３０ｍｍ〜５００ｍｍ程度の間隔で複数個空けることが、上記の太陽電池モジュール中に残留する気泡の量を低下させる効果を確実にするために望ましい。

またさらに、ラミネート後に連通孔保護材によって前記連通孔７を塞ぐことが好ましい。前記連通孔保護材として、ブチル系樹脂やシリコン系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂などが用いられるが、耐候性がよく化学的に不活性なシリコン系樹脂、もしくは作業性及び耐候性が共に良いとされるブチル系樹脂が好適である。ブチル系樹脂を用いる場合では、６０℃〜１５０℃程度に加熱したブチル系樹脂を前記連通孔７に塗布し完全に封止をする。その後、自然冷却、送風冷却などによりブチル系樹脂を４５℃以下まで冷却することで、前記連通孔７を塞ぐことが可能となる。もしくは、ブチル系樹脂シートの一辺を前記筐体状裏面保護材５の深さ程度の長さに切り、もう一辺を前記連通孔７の前記筐体状裏面保護材５の深さ方向と垂直方向に対する最大の長さより２〜１０ｍｍ程度大きめに切断し、前記連通孔７に加熱押し当てすることで前記連通孔７を塞ぐことが可能となる。

前記連通孔７を塞ぐことで前記連通孔７からの水分や埃、砂などの浸入を防止することができる。このことで、太陽電池モジュールの設置環境に依存した劣化を最小限に抑えることが可能となる。

図３は本発明に係る太陽電池モジュールにおいて端子ボックスの設置前の外観の一例を示す図である。

図４は本発明に係る太陽電池モジュールにおいて端子ボックスの設置後の外観の一例を示す図である。

図３、図４において、５ｂは前記筐体状裏面保護材５の側壁、８は切欠部、９は端子ボックス、１０は電力ケーブルを示す。

前記筐体状裏面保護材５の側壁５ｂの一部が矩形状の切欠部８を有しており、前記切欠部８は電力ケーブル１０を具備する端子ボックス箱体１１を挿入できるように端子ボックス箱体１１のサイズと同程度に作製される。

金属板を用いて作製された前記筐体状裏面保護材５の場合、この切欠部８はプレス加工によって規定の形状を持つ金属板を作製後、折り曲げ加工によって作製される。また、前記筐体状裏面保護材５の材料に樹脂を用いた場合、規定の型に樹脂を流し込み、硬化させることで作製される。

本発明に係る別の太陽電池モジュールにおいては、図３に示すように前記筐体状裏面保護材の側壁の一部が、内部に空間部を形成する形状となり、この内部に空間部を形成する側壁の一部に切欠部が設けられている。さらにこの切欠部に端子ボックスが配置されていることを特徴とする。

図５は、この太陽電池モジュールに適応する端子ボックスの構造の一例を示す図である。

図５において、１１は端子ボックス箱体、１１ａは接続用電極、１２はボックスカバーを示す。

前記端子ボックス箱体１１やボックスカバー１２は、樹脂で作製され、特に安価なポリエチレンやポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートなどによって作製される。接続用電極１１ａは、厚さ１〜５ｍｍ程度の銅板にハンダコートしたものなどで作製される。

このような太陽電池モジュールの作製は、まず始めに前記切欠部８に電力ケーブル１０を具備する端子ボックス箱体１１を配置し、外部に導出されている接続配線６と接続用電極１１ａをハンダ付けなどで電気的に接合し、その後樹脂で埋める。そしてその後、前記樹脂が硬化する前にボックスカバー１２で蓋をすることで作製することができる。

ここで、端子ボックス箱体１１を配置するときに、シリコン系接着剤やエポキシ系接着剤、もしくはビスなどで固定しても良い。また端子ボックス９内を埋める樹脂にはシリコン系樹脂やエポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂などが用いられるが、耐候性がよく化学的に不活性なシリコン系樹脂が最適である。

このように前記端子ボックス９内において前記接続配線６と前記接続用電極１１ａとの接合部を前記樹脂により埋めることで信頼性を向上させることができる。さらに、前記樹脂と前記ボックスカバー１２とが接触していることで、前記ボックスカバー１２を端子ボックス箱体１１に固定するために新たな接着剤、ビス、もしくはその他の部品を用いることなく前記ボックスカバー１２を固定できる。このため、安価に端子ボックス９を作製することが可能となる。

さらに、このように前記端子ボックス９を切欠部８に挿入する構造をとることで、太陽電池モジュールから突起部を取り除くことができ、外力がかかったときの破損や、また砂漠などに設置した場合の、砂嵐などによる端子ボックス自体の劣化を最小限に留めることが可能となる。

さらに本発明に係るまた別の太陽電池モジュールは、前記筐体状裏面保護材の側壁の一部または全部が、内部に空間部を形成する形状となり、この空間部を形成する筐体状裏面保護材の側壁に一つもしくは複数個の該太陽電池モジュールの取り付け用開口部があることを特徴とするものである。

図６は本発明に係る太陽電池モジュールの固定方法の一例を示すための裏面保護材の側壁の開口部の周辺拡大図である。

図７は本発明に係る太陽電池モジュール群の全体図であり、本発明に係る太陽電池モジュールの固定方法の一例を示す図である。

図８は本発明に係る太陽電池モジュール群の全体図であり、本発明に係る太陽電池モジュールの電力ケーブルの保護方法の一例を示す図である。

図６、図７、図８において、１３は開口部、１４は作業穴、１５はネジ（またはビス）、１６は架台、１６ａは上部架台、１６ｂは下部架台、１７は架台に設けられた貫通穴、１８はケーブル保護材を示す。

ここで図６に示すように、側壁５ｂの取り付け面に開口部１３を設け、さらに架台１６にも所定の位置に貫通穴１７を予め設けておき、この両者を当接させ、その後ネジ（またはビス）１５で固定させることで、本発明に係る太陽電池モジュール直接的に架台に太陽電池モジュールを固定することが可能となる。

この開口部１３は、該太陽電池モジュールの大きさによりネジ穴でも良く、貫通穴でボルト、ナットで固定しても良い。また、図６に示すようにナットなどを用いる取り付けの作業性を良くするために、開口部１３付近の側壁５ｂの一部に作業穴１４を有しても良い。

このようにすることにより、新たに固定用のフレーム材などを用意する必要が無いため、作業工程の短縮ができ、また部材費の削減を行うことが可能となる。

さらに例えば図７に示すような上部架台１６ａおよび下部架台１６ｂをＬの字状にし、ネジ（またはビス）１５により固定する。さらに図８に示すような前記上部架台１６ａと太陽電池モジュールによって形成される空間中で太陽電池モジュール間の配線を行い、ケーブル保護材１８を用いて電力ケーブル１０を外部に露出させないことで、電力ケーブル１０の砂嵐などによる磨耗のような物理的劣化や、紫外線による樹脂の化学的劣化を防ぐことが可能となる。

また上述のような本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、順次下記（１）〜（４）の各工程を経て製造されたことを特徴とする。

（１）内部に空間部を形成する側壁の一部に切欠部を設けた筐体状裏面保護材中に裏面側充填材、接続配線を接続した太陽電池素子、受光面側充填材、透光性基板の順で重畳する。

（２）前記重畳した各部材をラミネーターと呼ばれる装置にセットし、５０〜１５０Ｐａ程度の減圧下で１００から２００℃程度の温度で１５〜６０分間程度に加熱しながら加圧することによりラミネートし、一体化する。

（３）ラミネートを行った太陽電池モジュールの前記筐体状裏面保護材の切欠部に、外部回路接続用の電源ケーブルを具備した端子ボックス箱体を取り付け、接続配線と電源ケーブルを電気的に接続する。

（４）さらに、接続部に樹脂を流し込みボックスカバーを取り付け、太陽電池モジュールが完成する。

このような作製方法によれば、ラミネート工程にて前記裏面側充填材４、前記接続配線６を接続した前記太陽電池素子３、前記受光面側充填材２、前記透光性基板１を前記筐体状裏面保護材５に固定することで、透光性基板１の端面を保護できる形で一体化することができ、現在一般的に行われている裏面側充填材、接続配線を接続した太陽電池素子、受光面側充填材、透光性基板をラミネートしたものをフレームやその他の基材などに固定する工程を削減することができる。また、このときに筐体状裏面保護材５の下方平坦部の下に台などを置くことで、筐体状裏面保護材５の変形無くラミネートをすることが可能となる。

ここで、前記ボックスカバー１２が前記樹脂が硬化する前に取り付けられており、前記樹脂と前記ボックスカバー１２が接触していることで、前記ボックスカバー１２が前記端子ボックス９に固定されるため、前記ボックスカバー１２を固定するための新たな接着剤、ビス、もしくはその他の部品を用いる必要が無いため、部品数が減少し、かつボックスカバーを固定する工程を削減することができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールの別の製造方法は、順次下記（５）〜（８）の各工程を経て製造されたことを特徴とする。

（５）内部に空間部を形成する側壁の一部に切欠部を設けた筐体状裏面保護材中に裏面側充填材、接続配線を接続した太陽電池素子、受光面側充填材、透光性基板の順で重畳する。

（６）前記筐体状裏面保護材の側壁の切欠部に、外部回路接続用の電源ケーブルを具備した端子ボックス箱体を取り付け、接続配線と電源ケーブルを電気的に接続する。

（７）前記端子ボックス箱体内に樹脂を流し込み、端子ボックスカバーを取り付ける。

（８）前記重畳した各部材をラミネーターと呼ばれる装置にセットし、５０〜１５０Ｐａ程度の減圧下で１００から２００℃程度の温度で１５〜６０分間程度に加熱しながら加圧することによりラミネートし、一体化することで太陽電池モジュールが完成する。

このような作成方法によれば、ラミネート工程にて前記裏面側充填材、前記接続配線を接続した前記太陽電池素子、前記受光面側充填材、前記透光性基板を前記筐体状裏面保護材に固定することで、透光性基板の端面を保護できる形で一体化することができ、現在一般的に行われている裏面側充填材、接続配線を接続した太陽電池素子、受光面側充填材、透光性基板をラミネートしたものをフレームやその他の基材などに固定する工程を削減することができる。また、このときに筐体状裏面保護材の下方平坦部の下に台などを置くことで、筐体状裏面保護材の変形無くラミネートをすることが可能となる。

さらにここで、前記ボックスカバーが前記樹脂が硬化する前に取り付けられており、前記樹脂と前記ボックスカバーが接触していることで、前記ボックスカバーが前記端子ボックス９に固定されるため、前記ボックスカバーを固定するための新たな接着剤、ビス、もしくはその他の部品を用いる必要が無いため、部品数が減少し、かつボックスカバーを固定する工程を削減することができる。さらに、前記樹脂が、ラミネートによる加熱により硬化が促進され、前記樹脂の硬化時間を短縮することができ、太陽電池モジュールの製造工程におけるタクトタイムを短縮することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正および変更を加えることができる。例えば太陽電池素子は単結晶や多結晶シリコンなどの結晶系太陽電池に限定されるものではなく、薄膜系太陽電池などでも適用可能である。

本発明に係る太陽電池モジュールの太陽電池パネルの構造の一例を示す図である。 本発明に係る太陽電池モジュールに用いられる筐体状裏面保護材の構造の一例を示す図である。 本発明に係る太陽電池モジュールにおいて端子ボックスの設置前の外観の一例を示す図である。 本発明に係る太陽電池モジュールにおいて端子ボックスの設置後の外観の別の一例を示す図である。 図４に示す太陽電池モジュールに適応する端子ボックスの構造の一例を示す図である。 本発明に係る太陽電池モジュールに用いられる裏面保護材の側壁の開口部の周辺拡大図であり、本発明に係る太陽電池モジュールの固定方法の一例を示す図である。 本発明に係る太陽電池モジュール群の全体図であり、本発明に係る太陽電池モジュールの固定方法の一例を示す図である。 本発明に係る太陽電池モジュール群の全体図であり、本発明に係る太陽電池モジュールの電力ケーブルの保護方法の一例を示す図である。

符号の説明

１：透光性基板
２：受光面側充填材
３：太陽電池素子
４：裏面側充填材
５：筐体状裏面保護材
５ａ、５ｂ：筐体状裏面保護材の側壁
６：接続配線
７：連通孔
８：切欠部
９：端子ボックス
１０：電力ケーブル
１１：端子ボックス箱体
１１ａ：接続用電極
１２：ボックスカバー
１３：開口部
１４：作業穴
１５：ネジ（またはビス）
１６：架台
１６ａ：上部架台
１６ｂ：下部架台
１７：貫通穴
１８：ケーブル保護材

Claims (9)

1. 筐体状の裏面側保護材内に、裏面側充填材、太陽電池素子、受光面側充填材、透光性基板を順次収容したことを特徴とする太陽電池モジュール。
2. 前記筐体状の裏面保護材は、絶縁処理が施された金属板または絶縁性樹脂である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。
3. 前記筐体状の裏面保護材の側壁には、外部と連通する連通孔が形成されている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。
4. 前記連通孔が連通孔保護材により覆われていることを特徴とする請求項３に記載の太陽電池モジュール。
5. 前記筐体状の裏面保護材の側壁の一部または全部が、内部に空間部を有するとともに、前記空間部を形成する前記筐体状の裏面保護材の側壁に、他の太陽電池モジュールを取り付けるための開口部が形成されている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。
6. 前記筐体状の裏面保護材の側壁の一部または全部が、内部に空間部を有するとともに、前記空間部を形成する前記筐体状の裏面保護材の側壁の一部に切欠部を設け、前記切欠部に太陽電池素子の出力を取り出す端子ボックスが配置されている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。
7. 前記端子ボックス内が樹脂により埋められており、かつ前記樹脂と前記端子ボックスのボックスカバーとが接触していることを特徴とする請求項６に記載の太陽電池モジュール。
8. 筐体状の裏面側保護材内に、裏面側充填材、太陽電池素子、受光面側充填材、透光性基板を順次収容した太陽電池モジュールが、下記（１）〜（４）の各工程を経て製造されることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
   （１）内部に空間部を形成する側壁の一部に切欠部を設けた筐体状の裏面保護材内に裏面側充填材、接続配線を接続した太陽電池素子、受光面側充填材、透光性基板の順で重畳配置する工程
   （２）前記筐体状の裏面保護材内に重畳した各部材を減圧下にて加熱加圧して一体化を行う工程
   （３）前記筐体状の裏面保護材の側壁の切欠部に、外部回路接続用の電源ケーブルを具備した端子ボックスを取り付け、前記接続配線と電源ケーブルを電気的に接続する工程
   （４）前記端子ボックス内に樹脂を充填し、ボックスカバーを取り付ける工程
9. 筐体状の裏面側保護材内に、裏面側充填材、太陽電池素子、受光面側充填材、透光性基板を順次収容したことを特徴とする太陽電池モジュールが下記（５）〜（８）の各工程を経て製造されたことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
   （５）内部に空間部を形成する側壁の一部に切欠部を設けた筐体状の裏面保護材内に裏面側充填材、接続配線を接続した太陽電池素子、受光面側充填材、透光性基板の順で重畳する工程
   （６）前記筐体状裏面保護材の側壁の切欠部に、外部回路接続用の電源ケーブルを具備した端子ボックスを取り付け、前記接続配線と電源ケーブルを電気的に接続する工程
   （７）前記端子ボックス内に樹脂を流し込み、ボックスカバーを取り付ける工程
   （８）前記筐体状の裏面保護材内に重畳した各部材を減圧下にて加熱加圧して一体化を行う工程

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