JP2006278905A - Solar cell module and solar cell device with it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は太陽電池モジュール及びこれを備えた太陽電池装置に関する。 The present invention relates to a solar cell module and a solar cell device including the same.
太陽電池を備えた太陽電池装置は、太陽からの光を電気に変換することから新しいエネルギー変換装置として期待され、近年においては一般家庭用の電源として利用が盛んに進められつつある。 A solar cell device including a solar cell is expected as a new energy conversion device because it converts light from the sun into electricity, and in recent years, its use as a power source for general households is being actively promoted.
従来の太陽電池装置は、例えば、複数の太陽電池モジュールからなり、該太陽電池モジュールは複数の太陽電池を直列接続してなる太陽電池群の複数を電気的に直列接続してなる構成を有する(例えば、特許文献1参照。)。
図9中、101は太陽電池モジュールであり、該太陽電池モジュール101は、複数の太陽電池102、102、・・・が直線状に配置されてなると共に、該複数の太陽電池102、102、・・・が接続部材103、103、・・・により電気的に直列接続されてなる複数の太陽電池群104、104、・・・から構成される。
In FIG. 9,
複数の太陽電池群104、104、・・・は、互いに並列に配置され、全ての太陽電池群104、104、・・・が電気的に直列接続するように、所定の隣接する太陽電池群104、104の一方端側の接続部材103、103、・・・には半田メッキ付き平板銅線等からなるストリップ状の接続部材105、105、105がそれぞれ半田接続されると共に、所定の隣接する太陽電池群104、104の他方端側の接続部材103、103、・・・には半田メッキ付き平板銅線等からなるL字状の接続部材106、107が半田接続されている。
The plurality of
最外側の太陽電池群104、104のうちの電力取り出し側の最端の太陽電池102、102の接続部材103、103には、太陽電池モジュール101(即ち電気的に直列接続された全太陽電池群104、104、・・・の電気的終端)からの電気出力を取り出すための半田メッキ付き平板銅線等からなるL字状の接続部材108、109がそれぞれ半田接続されている。
Of the outermost
110は太陽電池モジュール101のアルミ等からなる金属製枠体である。
Reference numeral 110 denotes a metal frame made of aluminum or the like of the
従来の太陽電池モジュールの製造方法では、接続部材106と接続部材108との間、および接続部材107と接続部材109との間で電気的に短絡が起こらないように、該各間に絶縁シートを介在させた状態で、所定の接続部材103、103、・・・に対し、接続部材106、接続部材107、接続部材108および接続部材109をそれぞれ位置決めしつつ配置し、半田接続が行われる。
In the conventional method for manufacturing a solar cell module, an insulating sheet is provided between the
しかしながら、従来の太陽電池モジュールでは、上記絶縁シートを介在させ、加えて接続部材106、接続部材107、接続部材108および接続部材109をそれぞれ位置決めして配置するため、製造工程が多く、また該位置決めの精度がより要求されるといった問題があった。
However, in the conventional solar cell module, since the insulating sheet is interposed and the connecting
本発明は上述の課題を鑑み、製造が容易な太陽電池モジュールおよび太陽電池装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the solar cell module and solar cell apparatus which are easy to manufacture in view of the above-mentioned subject.
本発明の太陽電池モジュールは、複数の太陽電池からなる太陽電池群を有する太陽電池モジュールであって、1つの太陽電池群と他の太陽電池群を電気的に直列に接続するための導電性接続部材と太陽電池モジュールからの電力を取り出すための導電性取り出し用接続部材とを備え、前記導電性接続部材と前記導電性取り出し用接続部材は絶縁部材を介して一体化されていることを特徴とする。
本発明の太陽電池モジュールは、前記導電性接続部材と前記導電性取り出し用接続部材は絶縁部材を介して一体化されているので、前記導電性接続部材および前記導電性取り出し用接続部材をそれぞれ位置決め配置することがなく、取り付けることができる。また前記導電性接続部材と前記導電性取り出し用接続部材は一体化されてなるので、予めこれらの位置関係は精度よく定められる。従って、製造工程が簡略化でき、また製造歩留まりを上げることができる。
前記絶縁部材としては、例えば、絶縁シート、絶縁性接着材、絶縁性樹脂成形体等を用いることができる。
加えて、前記導電性接続部材と前記導電性取り出し用接続部材が一体化されてなる接続部材が複数で構成される場合、共通の絶縁部材を介してこれらを一体化してもよい。この場合、より製造工程が簡略化でき、また更に製造歩留まりを上げることができる。
上記一体化は接着剤によってもよく、圧着や機械的な構成によってもよい。
また、機械的な一体化としては、絶縁部材に凸部を設け、前記導電性接続部材又は及び前記導電性取り出し用接続部材に凹部を設け、これらを嵌合させて一体化する構成でも良い。この場合、絶縁部材が熱軟化性材料であれば、嵌合後に凸部の頭部を溶融させてより一体化をより強固化してもよい。
The solar cell module of the present invention is a solar cell module having a solar cell group composed of a plurality of solar cells, and conductive connection for electrically connecting one solar cell group and another solar cell group in series. A conductive take-out connection member for taking out power from the member and the solar cell module, wherein the conductive connection member and the conductive take-out connection member are integrated via an insulating member, To do.
In the solar cell module of the present invention, since the conductive connection member and the conductive extraction connecting member are integrated via an insulating member, the conductive connection member and the conductive extraction connection member are positioned respectively. Can be installed without placement. Further, since the conductive connection member and the conductive extraction connecting member are integrated, their positional relationship is determined in advance with high accuracy. Therefore, the manufacturing process can be simplified and the manufacturing yield can be increased.
As the insulating member, for example, an insulating sheet, an insulating adhesive, an insulating resin molded body, or the like can be used.
In addition, when a plurality of connection members are formed by integrating the conductive connection member and the conductive extraction connection member, they may be integrated via a common insulating member. In this case, the manufacturing process can be further simplified, and the manufacturing yield can be further increased.
The integration may be performed by an adhesive, or may be performed by pressure bonding or a mechanical configuration.
Further, the mechanical integration may be a configuration in which a convex portion is provided on the insulating member, a concave portion is provided on the conductive connecting member or the conductive connecting connecting member, and these are fitted and integrated. In this case, if the insulating member is a thermosoftening material, the head of the convex portion may be melted after fitting to further strengthen the integration.
また、前記1つの太陽電池群と前記他の太陽電池群は互いに隣接することを特徴とする。 The one solar cell group and the other solar cell group are adjacent to each other.
更に、前記導電性接続部材の延在部が前記導電性取り出し用接続部材の延在部と前記絶縁部材を介して重なっていることを特徴とする。 Furthermore, the extending portion of the conductive connecting member overlaps with the extending portion of the conductive connecting connecting member via the insulating member.
この結果、前記導電性接続部材と前記導電性取り出し用接続部材が一体化してなる接続部材の延在部の幅を小さくできるので、太陽電池モジュールの小型化が可能である。 As a result, since the width of the extending portion of the connecting member formed by integrating the conductive connecting member and the conductive connecting connection member can be reduced, the solar cell module can be reduced in size.
本発明の太陽電池装置は、上記太陽電池モジュールを備えたことを特徴とする。
本発明の太陽電池装置は、製造が容易で良生産性を実現できる。
The solar cell device of the present invention includes the above-described solar cell module.
The solar cell device of the present invention is easy to manufacture and can realize good productivity.
本発明は、製造が容易で生産性の良い太陽電池モジュールおよび太陽電池装置を提供することが可能となる。 The present invention can provide a solar cell module and a solar cell device that are easy to manufacture and have good productivity.
図1乃至図7を参照して本発明の第1の実施の形態に係る太陽電池モジュールを説明する。図1は本実施形態に係る太陽電池モジュールの太陽電池の接続を説明するための表面側概略平面図、図2は本実施形態に係る太陽電池モジュールの太陽電池の接続を説明するための裏面側概略平面図、図3は図1においてA−Aで示した部分の一部断面図、図4は本実施形態に係る太陽電池モジュールの概観図、図5は本実施形態に係る太陽電池モジュールの分解斜視図、図6(a)は本実施形態に係る太陽電池モジュールの接続部材の裏面側から見た図、図6(b)は図6(a)中のB−Bで示した部分の接続部材の断面図、図7(a)は本実施形態に係る太陽電池モジュールの接続部材の裏面側から見た図、図7(b)は図7(a)中のC−Cで示した部分の接続部材の断面図である。 A solar cell module according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a front side schematic plan view for explaining connection of solar cells of a solar cell module according to the present embodiment, and FIG. 2 is a back side for explaining connection of solar cells of the solar cell module according to the present embodiment. 3 is a partial cross-sectional view of a portion indicated by AA in FIG. 1, FIG. 4 is an overview diagram of the solar cell module according to the present embodiment, and FIG. 5 is a diagram of the solar cell module according to the present embodiment. FIG. 6A is an exploded perspective view, FIG. 6A is a view seen from the back side of the connecting member of the solar cell module according to the present embodiment, and FIG. 6B is a portion indicated by BB in FIG. FIG. 7A is a cross-sectional view of the connection member, FIG. 7A is a view seen from the back side of the connection member of the solar cell module according to the present embodiment, and FIG. 7B is shown by CC in FIG. It is sectional drawing of the connection member of a part.
図中、1は太陽電池モジュールであり、該太陽電池モジュール1は、白板強化ガラス等の透明な表面側カバー2、PET等の樹脂フィルムからなる耐候性の裏面側カバー3、表面側カバー2と裏面側カバー3の間に配置され、電気的に直列接続されてなる複数の太陽電池4、4、・・・からなる直線状の太陽電池群5、5、・・・(本実施形態では6個)および該複数の太陽電池群5、5、・・・が配置された表面側カバー2と裏面側カバー3の間を充填する充填材6からなる板状構成体と、該構成体を支持するアルミニウム等からなる金属製枠体7から構成されている。
In the figure,
上記各太陽電池4、4・・・は、表面上にフィンガー状電極40aと互いに平行な2本のストリップ状の電極部(図示せず)からなる表面電極40および裏面上にフィンガー状電極41aと互いに平行な2本のストリップ状の電極部(図示せず)からなる裏面電極41を有している。
太陽電池モジュール1は複数の太陽電池4、4、・・・がマトリックス状に配置されており、各太陽電池群5、5、・・・は、複数の太陽電池4,4、・・・(本実施の形態では15個)が互いに間隙をもって直線状に配置され、且つそれぞれ長手方向において前後して隣接する太陽電池4、4の一方の表面電極40の上記2本の電極部と該太陽電池4、4の他方の裏面電極41の上記2本の電極部が幅2mm、厚み0.15mmの半田メッキ銅線等からなるストリップ状の導電線8a、8aによって電気的および機械的に半田接続されて構成されている。なお、各太陽電池群5、5、・・・の各両最端部の太陽電池4、4、・・・は、後述する接続部材と接続するための幅2mm、厚み0.15mmの半田メッキ銅線等からなるストリップ状の導電線8b、8b、・・・、8c、8c、・・・が上記導電線8a、8aが設けられていない表面電極40または裏面電極41の2本の電極部に半田接続されている。
Each of the
In the
9,9,9は幅6mm、厚み0.3mmの半田メッキ付き平板銅線等からなるストリップ状の導電性接続部材であり、各太陽電池群5、5、・・・が互いに並列に配置された状態で、全ての太陽電池群5、5、・・・が電気的に直列接続するように、所定の隣接する太陽電池群5、5の一方端側の導電線8b、8b、8b、8bと半田接続されている。
9, 9 and 9 are strip-like conductive connection members made of solder-plated flat copper wire having a width of 6 mm and a thickness of 0.3 mm, and the
図6に示すように、10は、幅6mm、厚み0.3mmの半田メッキ銅線等からなるL字状の第1の導電性接続部材11と幅6mm、厚み0.3mmの半田メッキ銅線等からなるL字状の第2の導電性接続部材12が幅12mm、厚み0.05mmのPET製絶縁シートからなる絶縁部材13(図1および図2中では図示せず)を介することにより互いに電気的に分離された状態で、第1の導電性接続部材11、第2の導電性接続部材12および絶縁部材13が一体化されてなるF字状の複合導電性接続部材である。
As shown in FIG. 6,
本実施の形態では、第1の導電性接続部材11および第2の導電性接続部材12と絶縁部材13とが、その直線部(延在部)11a、直線部(延在部)12aおよび絶縁部材13の各間がEVA等の熱硬化性樹脂やアクリル系樹脂等の樹脂性接着剤で固着されて一体化されている。
F字状の複合導電性接続部材10の第1の導電性接続部材11の直線部(延在部)11aは、所定の隣接する太陽電池群5、5の他方端側の導電線8b、8b、8b、8bと半田接続されと共に、太陽電池モジュール1(即ち電気的に直列接続された全太陽電池群5、5、・・・の電気的終端)からの電気出力を取り出すためのL字状の第2の導電性接続部材12の直線部(延在部)12aの端部は、最外側の太陽電池群5、5中の電力取り出し側の最端の太陽電池4、4の導電線8c、8c、・・でそれぞれ半田接続されている。
In the present embodiment, the first conductive connecting member 11, the second conductive connecting
The straight portions (extending portions) 11a of the first conductive connecting member 11 of the F-shaped composite conductive connecting
図7に示すように、14は、幅6mm、厚み0.3mmの半田メッキ銅線等からなるL字状の第1の導電性接続部材15と幅6mm、厚み0.3mmの半田メッキ銅線等からなるL字状の第2の導電性接続部材16が幅12mm、厚み0.05mmのPET製絶縁シートからなる絶縁部材17(図1および図2中では図示せず)を介することにより互いに電気的に分離された状態で、L字状の第1の導電性接続部材15、L字状の第2の導電性接続部材16および絶縁部材17が一体化されてなるF字状の複合導電性接続部材である。
As shown in FIG. 7,
本実施の形態では、第1の導電性接続部材15および第2の導電性接続部材16と絶縁部材17とが、その直線部(延在部)15a、直線部(延在部)16aおよび絶縁部材17の各間がEVA等の熱硬化性樹脂やアクリル系樹脂等の樹脂性接着剤で固着されて一体化されている。
In the present embodiment, the first conductive connecting
F字状の複合導電性接続部材14のL字状の第1の導電性接続部材15の直線部(延在部)15aは、所定の隣接する太陽電池群5、5の他方端側の導電線8b、8b、8b、8bと半田接続されと共に、太陽電池モジュール1(即ち電気的に直列接続された全太陽電池群5、5、・・・の電気的終端)からの電気出力を取り出すためのL字状の第2の導電性接続部材16の直線部(延在部)16aの端部は、最外側の太陽電池群5、5中の電力取り出し側の最端の太陽電池4、4の導電線8c、8c、・・とそれぞれ半田接続されている。
斯かる構成により、また、図示しないが、上記F字状の複合導電性接続部材10の突出部11b、12bおよびF字状の複合導電性接続部材14の突出部15b、16bの各先端側部分は、裏面側カバー3の切り欠きを介して太陽電池モジュール1の上部側中央に位置するように端子ボックス18内に導かれている。前記端子ボックス内18において、突出部11bと突出部12bの間、突出部11bと突出部15bの間、および突出部15bと突出部16bの間は、ぞれぞれバイパスダイオードで接続されている。
The straight portion (extending portion) 15 a of the L-shaped first conductive connecting
With such a configuration, although not shown in the drawings, the front end side portions of the protruding
斯かる太陽電池モジュール1は、図5に示すように、表面側カバー2、充填材6と
なるフィルム6a、導電性接続部材9、9、9および複合導電性接続部材10、14により接続された太陽電池群5、5、・・・、充填材6となるフィルム6bおよび裏面側カバー3をこの順序で積層した状態で加熱し、加圧することにより、上記板状構成体が形成される。
As shown in FIG. 5, such a
上述したように、上記接続部材9、9、9は、上記太陽電池4、4、・・・が構成する上記マトリックスの一方の辺から所定距離を離間して該一方の辺の近傍に配置されると共に、F字状の複合導電性接続部材10の直線部11a、12aおよびF字状の複合導電性接続部材14の直線部15a、16aは、上記一辺と対向する上記マトリックスの他方の辺から所定距離を離間して該他方の辺の近傍に配置されている。
本実施の形態の太陽電池モジュール1は、上記他方の辺側に配置される接続部材10が、所定の隣接する太陽電池群5、5を接続するための第1の導電性接続部材11と太陽電池モジュール1からの電気出力を取り出すための第2の導電性接続部材12が一体化されてなる構成である。この結果、所定の隣接する太陽電池群5、5を接続するための第1の導電性接続部材11と電気出力を取り出すための第2の導電性接続部材12を一度に位置決めが可能であり、従来のように別々に位置決め配置した後、固定化する必要がない。
As described above, the
In the
本実施の形態の太陽電池モジュール1は、同様に、上記他方の辺側に配置される接続部材14が、所定の隣接する太陽電池群5、5を接続するための第1の導電性接続部材15と太陽電池モジュール1からの電気出力を取り出すための第2の導電性接続部材16が一体化されてなる構成である。この結果、所定の隣接する太陽電池群5、5を接続するための第1の導電性接続部材15と電気出力を取り出すための第2の導電性接続部材16を一度に位置決めが可能であり、従来のように別々に位置決め配置した後、固定化する必要がない。
Similarly, in the
複合導電性接続部材10、14はそれぞれ第1、第2の導電性接続部材を一体化してなる接続部材であるが、この一体化とは、少なくとも接続部材10、14を設置する際に第1、第2の導電性接続部材が分離しない状態の一体化であればよく、粘着性のある接着材で互いに貼り合わせられる形態でもよく、好ましくは固着するようにしてもよい。また、その他、絶縁材料を介して熱圧着等や挟み機構等の機械的手段により一体化してもよい。
The composite
図8に示すように、複合導電性接続部材14は、幅12mm、厚み0.05mmのPET等からなる絶縁部材17の上下両面側に直径3mmの凸部17c、17c、・・を設けると共に、幅6mm、厚み0.3mmの半田メッキ付き平板銅線等からなる第1、第2の導電性接続部材15、16に直径3mmの凹部15c、15c、凹部16c、16cをそれぞれ設け、これらを互いに嵌合させて一体化するようにしてもよい。図8の実施形態では、第1の導電性接続部材15、第2の導電性接続部材16のそれぞれに対し、嵌合部の組を2組としたが、1組でもよい。但し、所定の形状に固定化する意味では2組以上あるのが好ましい。
As shown in FIG. 8, the composite conductive connecting
なお、上記凹部15c、15c、16c、16cは貫通穴でなくともよいが、上述のように貫通穴であってもよく、更に貫通穴とした場合にはこれら穴部15c、15c、穴部16c、16cに上記凸部17c、17c、・・を嵌合させた後、上記凸部17c、17c、・・の頭部を熱等で溶融させて固着させるのがより好ましい。
The
更には、図8の実施形態では、第1の導電性接続部材15、第2の導電性接続部材16と絶縁部材17を、それぞれ凸部と凹部の嵌合することによりこれらを一体化したが、第1の導電性接続部材15、第2の導電性接続部材16の一方のみを絶縁部材17と凸部と凹部の嵌合により固定化し、他方を上記凸部と凹部を設けず、接着剤等で固定化するようにしてもよい。
Furthermore, in the embodiment of FIG. 8, the first conductive connecting
また、複合導電性接続部材10を上述と同様に構成してもよい。
Moreover, you may comprise the composite
更には、接続部材10および14を共通の絶縁部材によって一体化してもよい。この場合、位置決め等の工程がより簡略化される。
Furthermore, the connecting
上述の実施形態において、第1の導電性接続部材11、第2の導電性接続部12、第1の導電性接続部材15および第2の導電性接続部16を位置決め配置する際に、これらを容易に配置するため、第1の導電性接続部材11の突出部11b、第2の導電性接続部12の突出部12b、第1の導電性接続部材15の突出部15bおよび第2の導電性接続部16の突出部16bを、図2の紙面上方に折り曲げるのが好ましい。このように折り曲げる場合には、第1の導電性接続部材11が導電線8b、8b、8b、8b上に配置され、第2の接続部材14は導電線8c、8c上に配置される際、および第1の導電性接続部材15が導電線8b、8b、8b、8b上に配置され、第2の接続部材16が導電線8c、8c上に配置される際に、当該太陽電池4、4が該設置の障害になる度合いが低減できる。
In the above-described embodiment, when the first conductive connecting member 11, the second conductive connecting
上述では、第1の導電性接続部材11、15及び第2の導電性接続部材12、16
は、延在部11a、15a、12a、16aと突出部11b、15b、12b、16bとがそれぞれ一体化してなるL字状とした構成であるが、第1の導電性接続部材11、15及び第2の導電性接続部材12、16をぞれぞれ延在部11a、15a、12a、16aのみとし、該延在部11a、15a、12a、16aに突出部11b、15b、12b、16bをそれぞれ別に取り付ける形態としてもよい。
In the above description, the first
Is an L-shaped configuration in which the extending
すなわち、複合導電性接続部材10は、第1の導電性接続部材の延在部11a、第2の導電性接続部材の延在部12aおよび絶縁部材13で構成してなる直線形状でもよく、また複合導電性接続部材14は、第1の導電性接続部材の延在部15a、第2の導電性接続部材の延在部16aおよび絶縁部材17で構成してなる直線形状でもよい。この場合、これら直線状の複合導電性接続部材10、14を取り付けた後、突出部11b、15b、12b、16bに相当する別体部材をそれぞれ取り付け、L字状形状としてもよい。
That is, the composite conductive connecting
次に、本発明の他の実施の形態に係る太陽電池装置を説明する。 Next, a solar cell device according to another embodiment of the present invention will be described.
本実施形態の太陽電池装置は、第1の実施形態の太陽電池モジュール1の複数を、例えば個人住宅の屋根の上に、固定用ビスを用いて夫々屋根面に留め付け、また隣り合う太陽電池モジュールを互いに係合させて、水下側(軒側)から水上側(棟側)に向けて段葺きに(階段状に)設置すると共に、これらを制御等するための制御装置で構成されてなる太陽電池装置である。
The solar cell device according to this embodiment is configured such that a plurality of the
斯かる太陽電池装置は、太陽電池モジュールの製造が容易であるので、低価格で実現が可能となる。 Such a solar cell device can be realized at low cost because the solar cell module can be easily manufactured.
上述の太陽電池装置では、例えば個人住宅用としたが、本発明はこれに限ることなく、また太陽電池モジュールの設置方法も適宜変更可能である。 In the above-described solar cell device, for example, for a private house, the present invention is not limited to this, and the installation method of the solar cell module can be appropriately changed.
1・・・太陽電池モジュール
4・・・太陽電池
5・・・太陽電池群
8a、8b、8c・・・導電線(導電性接続部材)
10、14・・・接続部材(複合導電性接続部材)
11、15・・・第1の導電性接続部材(太陽電池群間の接続部材)
12、16・・・第2の導電性接続部材(出力取り出し用接続部材)
11a、12a、15a、16a・・・延在部
11b、12b、15b、16b・・・突出部
DESCRIPTION OF
10, 14 ... connecting member (composite conductive connecting member)
11, 15 ... 1st electroconductive connection member (connection member between solar cell groups)
12, 16 ... 2nd conductive connection member (connection member for taking out an output)
11a, 12a, 15a, 16a ...
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