JP2008270648A - 太陽電池モジュール - Google Patents

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Abstract

【課題】外観品質に優れた太陽電池モジュールを構成する。
【解決手段】太陽電池素子12a〜12cと出力リード線16a、16bとの間にスペーサ18を介在し、且つ太陽電池素子12a〜12cと出力リード線16a、16bを1組の保護材28、28で挟む。さらに、保護材28、28を第1カバー部材22と第2カバー部材24とで挟んだ後、全体を加熱し、保護材28、28を軟化させて一体化する。保護材28とスペーサ18は、同一樹脂であることが好ましい。
【選択図】図4

Description

本発明は、保護樹脂で囲繞された太陽電池素子を2つのカバー部材の間に介在して構成される太陽電池モジュールに関する。
一般的な太陽電池モジュールの背面からの平面図の一例を図6に示すとともに、図6のVII−VII線矢視断面図を図7に示す。この場合、太陽電池モジュール1は3個の太陽電池素子2a〜2cを有し、隣接する太陽電池素子2a、2b同士、太陽電池素子2b、2c同士は、内部リード線3(図7参照)を介して電気的に接続されている。そして、両端に配設された太陽電池素子2a、2cのそれぞれには、出力リード線4a、4bが接続されている(図6参照)。図7から諒解されるように、前記出力リード線4a、4bは、太陽電池素子2a〜2cの端面に当接しながら、太陽電池モジュール1の隅角部から略中央部に向かって延在している。
図7に示すように、太陽電池素子2a〜2cは、保護樹脂5に囲繞された状態で第1カバー部材6と第2カバー部材7に挟持されている。第2カバー部材7の略中央部には貫通孔8が設けられており(図6参照)、前記出力リード線4a、4bは、この貫通孔8から外部に取り出されている。
なお、受光面側に配設された第1カバー部材6(図7参照)は、光を太陽電池素子へ到達させるべく、ガラスや透明樹脂等の透光性材料で構成されている。一方、太陽電池素子2a〜2cの裏面側に配設された第2カバー部材7は、フィルム状のポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂やポリフッ化ビニル(PVF)樹脂等で構成されており、可撓性を有する。
ここで、前記保護樹脂5は、エチレンビニルアセテート(EVA)等の熱可塑性樹脂を加熱することによって設けられる。すなわち、太陽電池素子2a〜2c及び出力リード線4a、4bを介装した熱可塑性樹脂同士を熱によって接合することで、保護樹脂5が形成される。
この際、保護樹脂5に気泡が存在していると、外観不良品が作製されることになる。そこで、特許文献1には、隣接する太陽電子素子の間に熱可塑性樹脂シートを配設し、この状態で保護樹脂を設けることが提案されている。
特許第2931456号公報
保護樹脂を設けるに際しては、熱可塑性樹脂シートが加熱されることに伴って該シートにガスが発生する。このガスは、特に、太陽電池素子と、該太陽電池素子に当接した出力リード線との間に集中する。この間には、保護樹脂が充填され難いからである。このため、ガスが外部に排出されないまま残留し、その結果、保護樹脂に気泡が発生してしまう。
前記特許文献1記載の技術は、大気を巻き込むことに起因して気泡が発生することを回避するには有効であるとされているが、太陽電池素子と出力リード線との間にガスが集中することを回避することはできない。すなわち、太陽電池モジュールを構成するに際しては、シートの加熱に伴って気泡が発生することを回避することが困難であるという不具合が依然として顕在化している。
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、保護樹脂における気泡の発生が著しく抑制され、このために外観が極めて良好である太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
前記の目的を達成するために、本発明は、太陽電池素子と、前記太陽電池素子からの出力リード線とが保護樹脂で囲繞され、且つ透光性の第1カバー部材と可撓性の第2カバー部材との間に前記保護樹脂が介在された太陽電池モジュールであって、
前記太陽電池素子と前記出力リード線との間に、スペーサが介在されたことを特徴とする。
このスペーサが存在することにより、加熱によって保護樹脂を設ける間に発生したガスが太陽電池素子と出力リード線との間に入り込むことが回避される。このため、ガスは、外部に通じる箇所を介して大気中に排出されるようになる。その結果、ガスが保護樹脂内に留まって気泡となることが回避される。
このように、スペーサを介在させることによって、気泡が認められない外観品質が極めて良好な太陽電池モジュールを構成することができる。しかも、気泡の発生が回避されるので、気泡を介して異物が保護樹脂内に進入したり、雨水等の水分が浸入してショートが引き起こされたりする等の懸念もない。
なお、スペーサの幅方向寸法を出力リード線に比して大きく設定することが好ましい。これにより太陽電池モジュールと出力リード線との間にガスが一層進入し難くなるので、気泡が発生することを一層確実に防止することができるようになるからである。
また、スペーサと保護樹脂とが同一の樹脂であることが好ましい。この場合、保護樹脂を設ける際に軟化した保護樹脂がスペーサを良好に濡らす。従って、保護樹脂とスペーサとの間に、ガス溜まりとなる間隙が生じ難くなる。すなわち、ガスが集中し難くなり、大気に排出することが一層容易となる。
いずれの場合においても、スペーサの厚みは、0.3〜1mmであることが好ましい。この場合、ハンドリングが容易であり、しかも、スペーサを設けたことに伴って太陽電池モジュールが大型化することも回避できる。
本発明によれば、太陽電池素子と出力リード線との間にスペーサを介在するようにしているので、これら太陽電池素子と出力リード線を囲繞する保護樹脂を加熱によって設ける際、該保護樹脂から発生したガスが太陽電池素子と出力リード線との間に進入することが著しく抑制される。従って、ガスが保護樹脂内に留まらず速やかに拡散し、最終的に外部に排出されるので、気泡が認められない外観品質に優れた太陽電池モジュールを構成することができる。
以下、本発明に係る太陽電池モジュールにつき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。
図1は、本実施の形態に係る太陽電池モジュールの背面からの平面図であり、図2及び図3は、それぞれ、図1のII−II線矢視断面図、III−III線矢視断面図である。この太陽電池モジュール10は3個の太陽電池素子12a〜12cを有し、隣接する太陽電池素子12a、12b同士、太陽電池素子12b、12c同士は、内部リード線14(図2参照)を介して電気的に接続されている。また、両端に配設された太陽電池素子12a、12cのそれぞれには、太陽電池モジュール10の隅角部から略中央部に向かって延在する出力リード線16a、16bが接続されている(図1参照)。この場合、出力リード線16a、16bは樹脂で被覆されており、この被覆樹脂も含めた幅方向寸法W1は、およそ6〜7mm程度である。
そして、本実施の形態においては、各太陽電池素子12a〜12cと出力リード線16a、16bとの間にシート状のスペーサ18が介在されている。スペーサ18としては、例えば、市販のEVAフィルムを切り出したものを使用すればよい。スペーサ18の厚み方向寸法Tは、過度に大きいと太陽電池モジュール10の厚みが大きくなることから、1mm以下とすることが好ましい。しかしながら、過度に小さいと、切り出すことが困難となる等ハンドリングが容易でなくなる。これを回避するべく、厚み方向寸法Tは、0.3mm以上であることが好ましい。
また、この場合、スペーサ18の幅方向寸法W2は、出力リード線16a、16bの幅方向寸法W1に比して大きいことが好ましい。この場合、スペーサ18及び出力リード線16a、16bの周囲から気泡が発生することが著しく抑制されるからである。具体的には、幅方向寸法W2を13〜17mm程度とし、出力リード線16a、16bの幅方向端部からスペーサ18の幅方向端部までの距離を3〜5mmとすると好適である。
なお、出力リード線16a、16bの幅方向中央とスペーサ18の幅方向中央とを合致させる必要は特にない。例えば、出力リード線16aの幅方向寸法W1が6mm、スペーサ18の幅方向寸法W2が14mmである場合、出力リード線16aの一方の幅方向端部からスペーサ18の一方の幅方向端部までの距離を3mm、他方の幅方向端部同士の距離を5mmとしてもよい。
また、図1及び図2から諒解されるように、この場合、スペーサ18は、太陽電池素子12a、12b同士の間、及び太陽電池素子12b、12c同士の間には設けられていない。
このように構成されたスペーサ18は、太陽電池素子12a〜12c及び出力リード線16a、16bとともに保護樹脂20に囲繞され、この状態で、第1カバー部材22と第2カバー部材24との間に介在されている。保護樹脂20の材質は、スペーサ18と同一であることが好ましい。すなわち、スペーサ18がEVAからなる場合、保護樹脂20もEVAであると好適である。この場合、後述する保護樹脂20作製の過程で、軟化した保護樹脂20がスペーサ18を良好に濡らすので、保護樹脂20とスペーサ18との間にガス溜まりとなる間隙が生じ難くなるからである。
第1カバー部材22は受光面側に配設されており、ガラスや透明樹脂等の透光性材料で構成されている。一方、太陽電池素子12a〜12cの裏面側に配設された第2カバー部材24は、フィルム状のポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂やポリフッ化ビニル(PVF)樹脂等で構成されており、可撓性を示す。
この中、第2カバー部材24の略中央部には貫通孔26が設けられており、前記出力リード線16a、16bは、この貫通孔26に通されて外部に取り出されている。
この太陽電池モジュール10は、以下のようにして製造することができる。
はじめに、図4に示すように、太陽電池素子12a〜12cのそれぞれと出力リード線16a、16bとの間にスペーサ18を介在し、且つ太陽電池素子12a〜12cと出力リード線16a、16bを1組の保護材28、28で挟む。さらに、保護材28、28を第1カバー部材22と第2カバー部材24とで挟む。
次に、全体を加熱することで保護材28、28を軟化させる。これにより、太陽電池素子12a〜12cを挟んだ保護材28、28同士が一体化して保護樹脂20が形成される。保護材28とスペーサ18とが同一樹脂である場合、この際に軟化した保護材28がスペーサ18を良好に濡らす。従って、保護樹脂20とスペーサ18との間に間隙が生じ難くなる。
保護樹脂20がEVAである場合には、前記加熱によって保護樹脂20からガスが発生する。しかしながら、このガスが太陽電池素子12a〜12cと出力リード線16a、16bとの間に留まることはない。上記したように、この間にはスペーサ18が介装されているからである。結局、ガスは、保護樹脂20の内部を拡散した後、第2カバー部材24の貫通孔26等、外部に通じる箇所から大気中に速やかに排出される。従って、ガスが保護樹脂20中に留まって気泡となることが回避される。
このように、太陽電池素子12a〜12cと出力リード線16a、16bとの間にスペーサ18を介在させることにより、気泡が発生することを回避することができる。このため、気泡を介して異物が保護樹脂20内に進入したり、雨水等の水分が浸入してショートが引き起こされたりする等の懸念が払拭される。
さらに、保護樹脂20を冷却して硬化させれば、太陽電池素子12a〜12c、スペーサ18及び出力リード線16a、16bが保護樹脂20に封入された太陽電池モジュール10が得られる。
なお、上記した実施の形態では、太陽電池素子12a〜12cの全てにおいて出力リード線16a、16bとの間にスペーサ18を介在するようにしているが、図5に示すように、端部の太陽電池素子12a、12cと出力リード線16a、16bとの間にのみスペーサ18を介在するようにしてもよい。換言すれば、中央の太陽電池素子12bと出力リード線16a、16bとの間にスペーサ18を介在させる必要は特にない。この場合においても、気泡が発生することを回避することが可能である。
また、スペーサ18の材質はEVAに特に限定されるものではなく、例えば、ポリオレフィン等であってもよい。
本実施の形態に係る太陽電池モジュールの背面平面図である。 図1のII−II線矢視断面図である。 図1のIII−III線矢視断面図である。 図1〜図3に示す太陽電池モジュールを作製する過程を示す製造工程説明図である。 別の実施の形態に係る太陽電池モジュールの背面平面図である。 従来技術に係る太陽電池モジュールの背面平面図である。 図6のVII−VII線矢視断面図である。
符号の説明
10…太陽電池モジュール 12a〜12c…太陽電池素子
16a、16b…出力リード線 18…スペーサ
20…保護樹脂 22…第1カバー部材
24…第2カバー部材 26…貫通孔
28…保護材

Claims (3)

  1. 太陽電池素子と、前記太陽電池素子からの出力リード線とが保護樹脂で囲繞され、且つ透光性の第1カバー部材と可撓性の第2カバー部材との間に前記保護樹脂が介在された太陽電池モジュールであって、
    前記太陽電池素子と前記出力リード線との間に、スペーサが介在されたことを特徴とする太陽電池モジュール。
  2. 請求項1記載の太陽電池モジュールにおいて、前記スペーサが前記出力リード線に比して幅広であることを特徴とする太陽電池モジュール。
  3. 請求項1又は2記載の太陽電池モジュールにおいて、前記スペーサと前記保護樹脂とが同一の樹脂であることを特徴とする太陽電池モジュール。
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