JP2009246209A - 太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 組立の信頼性が向上した太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法を提供する。
【解決手段】 太陽電池モジュール本体２と、太陽電池モジュール本体２の周縁部１１が嵌まり込む断面凹状の第１枠体１２と、第１枠体１２の内面に一体的に設けられ、太陽電池モジュール本体２の周縁部１１に当接する第２枠体１３とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、周縁部に枠体を備える太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法に関する。

太陽電池は、出力電圧と出力電流を必要な値まで高め、また長期にわたって太陽電池素子を保護するために、複数の太陽電池素子をパッケージングして太陽電池モジュールとして構成されている。従来の技術の太陽電池モジュールでは、太陽電池モジュールパネルの外側端部に、アルミニウムなどによって形成される金属フレームの嵌合用凹溝を、シール材を介して嵌着している（たとえば特許文献１参照）前記金属フレームは、長手方向に垂直な断面が略Ｌ字状に形成され、その一端部に前記嵌合用凹溝が形成されている。

特開平８−１４８７１０号公報

前記シール材は、太陽電池モジュールパネルの外側端部に塗布乾燥して形成されたり、嵌合用凹溝内に注入乾燥して形成されたり、金属フレームに係嵌しておき、加熱して軟化させた状態で太陽電池モジュールパネルを嵌合用凹溝に嵌合した後、再び硬化させることによって形成されたりするので、太陽電池パネルに金属フレームからなる枠体を取付けるのに手間がかかってしまう問題がある。

したがって本発明の目的は、組立の信頼性が向上した太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法を提供することである。

本発明は、太陽電池モジュール本体と、
前記太陽電池モジュール本体の周縁部が嵌まり込む断面凹状の第１枠体と、
前記第１枠体の内面に一体的に設けられ、前記太陽電池モジュール本体の周縁部に当接する第２枠体と、を含む太陽電池モジュールである。

また本発明は、前記太陽電池モジュールを製造する方法であって、
前記第１枠体となる第１材料および前記第２枠体となる第２材料を加熱することで軟化させる工程と、
軟化した前記第１材料および前記第２材料を当接させつつ冷却することで一体化する工程と、を備えることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法である。

本発明の太陽電池モジュールによれば、太陽電池モジュール本体と、前記太陽電池モジュール本体の周縁部が嵌まり込む断面凹状の第１枠体と、前記第１枠体の内面に一体的に設けられ、前記太陽電池モジュール本体の周縁部に当接する第２枠体とを備えることから、枠体を複数の部材（第１枠体及び第２枠体）を用いて構成しつつも、太陽電池モジュール本体と一体化された枠体とが嵌め合わされた簡素な構成であるため、枠体材料の最適化並びに組立の信頼性の向上が可能となる。

また第１枠体は、断面凹状に形成されているので、従来の架台としての機能を備えるフレームとは異なり、太陽電池モジュール本体に取付けられた状態で、太陽電池モジュール本体の厚み方向に大きく突出することが抑制される。したがって、太陽電池モジュールを搬送するときに第１および第２枠体が邪魔になってしまうことが抑制され、また搬送中においては第１および第２枠体によって太陽電池モジュール本体が保護されるので、可搬性を向上することができる。

また本発明の太陽電池モジュールの製造方法によれば、第１枠体および第２枠体は、第１枠体となる第１材料および第２枠体となる第２材料を加熱することで軟化させた後、軟化した第１材料および第２材料を当接しつつ冷却することで一体化することによって形成されるので、第１および第２枠体を異なる材料によっても形成することができ、各々を最適な材料によって形成することができる。

≪第１の実施形態≫
図１は、本発明の第１の実施形態に係る太陽電池モジュール１の構成の一部を示す断面図であり、図２の切断面腺Ｉ−Ｉから見た断面を示す。図２は、太陽電池モジュール１の構成を示す平面図である。太陽電池モジュール１は、太陽電池モジュール本体（太陽電池パネル）２と、枠体３とを含んで構成される。

太陽電池モジュール本体２は、直列または並列に接続した複数の太陽電池素子４をエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）樹脂などの樹脂製封止材５によってモールドし、その受光面側を透光性基板６によって覆うとともに、受光面とは反対側に、たとえばＰＥＴ（
Polyethylene Terephthalate）フィルムとアルミニウム箔とを積層した耐候性を有するシートなどからなる裏面保護部材７を設けて形成される。

透光性基板６としては、ガラスまたはポリカーボネート樹脂などからなる基板が用いられる。ガラス基板については、白板ガラス、強化ガラス、倍強度ガラス、熱線反射ガラスなどが用いられる。太陽電池素子４、樹脂製封止材５、透光性基板６および裏面保護部材７は、ラミネート装置によって減圧下で加熱加圧が行われることによって、樹脂製封止材５を他の部材に融着させて一体化されている。本実施形態において太陽電池モジュール本体２は、その厚み方向に垂直な方向の表面が矩形状に形成され、略直方体形状に形成されている。

枠体３は、太陽電池モジュール本体２の周縁部１１を全周にわたって覆って設けられる。枠体３は、太陽電池モジュール本体２の周縁部１１が嵌まり込む断面凹状の第１枠体１２と、第１枠体１２の内面に一体的に設けられ、太陽電池モジュール本体２の周縁部１１に当接する第２枠体１３とを含んで構成されている。枠体３は、太陽電池モジュール本体２の周縁部１１に含まれる各側部、本実施形態では４つの側部を、それぞれが覆うように複数に分割して構成され、本実施形態では４つの部分に分割して構成される。枠体３の前記各部分は、直線状に形成されている。

第１枠体１２は、太陽電池モジュール本体２の厚み方向に間隔をあけて平行に配置される一対の第１および第２表面壁部分１４，１５と、第１および第２表面壁部分１４，１５の各幅方向一端部１６，１７を相互に連結する側壁部分１８とを有し、第１枠体１２の長手方向である延在方向に垂直な方向の断面が略Ｕ字状となっている。第１および第２表面壁部分１４，１５および側壁部分１８は板状に形成される。第１表面壁部分１４は、太陽電池モジュール本体２の透光性基板６側の表面である受光面２１ａに臨み、第２表面壁部分１５は、太陽電池モジュール本体２の裏面保護部材７側の表面である非受光面２１ｂに臨み、側壁部分１８は、太陽電池モジュール本体２の側面２１ｃに臨む。

第１枠体１２の厚み、すなわち第１および第２表面壁部分１４，１５および側壁部分１８の厚みは、太陽電池モジュール本体２の端面保護および強度確保のため、曲げ弾性率が７００Ｋｇ／ｍｍ²程度以上になるように形成される。

第２枠体１３は、第１枠体１２の内周面のうち、第１および第２表面壁部分１４，１５にそれぞれ一体に形成され、太陽電池モジュール本体２の周縁部１１の全周にわたって、太陽電池モジュール本体２の受光面２１ａおよび非受光面２１ｂに接触している。第２枠体１３は、第１表面壁部分１４に一体的に設けられ、太陽電池モジュール本体２の受光面２１ａ側の周縁部１１ａに当接する受光面部１３ａと、第２表面壁部分１５に一体的に設けられ、太陽電池モジュール本体の非受光面２１ｂ側の周縁部１１ｂに当接する部分を非受光面部１３ｂと有する。

受光面部１３ａおよび非受光面部１３ｂは、第１枠体１２の延在方向および太陽電池モジュール本体２の厚み方向にそれぞれ垂直な幅方向において、第１および第２表面壁部分１４，１５のそれぞれの両端部に連なり、前記幅方向の中央部が第１および第２表面壁部分１４，１５からそれぞれ離間し、前記延在方向に垂直な断面が半円筒形状に形成される。受光面部１３ａおよび非受光面部１３ｂの相互に対向する表面が太陽電池モジュール本体２に接触する。受光面部１３ａおよび非受光面部１３ｂの前記幅方向の両端部を除く部分のうち太陽電池モジュール本体２に臨む面は、太陽電池モジュール本体２に面接触する。

第２枠体１３の太陽電池モジュール本体２に対する摩擦係数は、太陽電池モジュール本体２を設置した状態で、太陽電池モジュール本体２が撓んで枠体３から脱落しない値に選ばれ、たとえば重さが１５ｋｇ程度の太陽電池モジュール本体２の場合には、０．１以上に選ばれる。太陽電池モジュール本体２の枠体３からの脱落を防止するために、摩擦係数の値がより高い材料を用いて受光面部１３ａおよび非受光面部１３ｂを構成するのが好ましい。これによって、太陽電池モジュール本体２を確実に保持することができる。

また受光面部１３ａおよび非受光面部１３ｂが前述したような半円筒形状に形成されることによって、第１枠体１２との間には、第１空隙が存在する。受光面部１３ａおよび非受光面部１３ｂの弾発性に加えて、枠体３を太陽電池モジュール本体２に取り付けた状態で、前述した第１空隙が存在することによって、太陽電池モジュール本体２が揺動したときに生じる振動を、前記受光面部１３ａおよび非受光面部１３ｂにおいて吸収することができるとともに、たとえば搬送中に第１枠体１２に衝撃が与えられたとしても、太陽電池モジュール本体２の衝撃が伝達されることが抑制され、太陽電池モジュール本体２の周縁部１１を好適に保護することができる。

次に、一体的に形成される第１枠体１２と、第２枠体１３との形成方法および材料について説明する。第１枠体１２と、第２枠体１３とは、枠体３の各部分毎に形成される。第１および第２枠体１２，１３は、それぞれ合成樹脂からなり、本実施形態では、相互に異なる合成樹脂からなる。第１枠体１２と、第２枠体１３とは共押出しでの所謂２色成形によって形成され、本実施形態では、第１枠体１２となる第１材料および第２枠体１３となる第２材料を加熱することで軟化させる工程と、軟化した前記第１材料および前記第２材料を同時に金型に押し出して、当接させつつ冷却することで一体化する工程とを経て形成される。このように共押出しでの２色成形によって第１および第２枠体１２，１３を形成すると、第１枠体１２と第２枠体１３との界面に熱的溶着による接合力が発生するため、太陽電池モジュール１を長期間にわたって屋外で使用しても、第１および第２枠体１２，１３の両者の接合強度の低下が抑制され、耐候性能を優れたものとすることができる。また第１および第２枠体１２，１３の界面を複雑な形状とすることなく、構造を単純なものにすることができるので、枠体３を小型化および軽量化することができる。さらに前記工程によって、第１および第２枠体１２，１３を一体的に形成することによって、第１および第２枠体１２，１３をそれぞれ形成する材料を、異なるものにして、各々を最適な材料に選択でき、耐候性および強度、ならびに保持性に優れた枠体３を構成することができる。

第１枠体１２は、耐候性および強度を確保するために、たとえばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂またはＦＲＰ（繊維強化樹脂）などによって形成されるのが好ましい。また第２枠体１３は、合成樹脂からなり、摩擦抵抗によって太陽電池モジュール本体２に第１および第２枠体１２，１４を保持させて装着した状態で外れにくくするために、たとえばイソプレンゴム、ウレタン樹脂、オレフィン樹脂またはポリエチレン樹脂などによって形成される。受光面部１３ａおよび非受光面部１３ｂは同じ合成樹脂によって形成される。

また第１枠体１２を構成する第１材料と、第２枠体１３を構成する第２材料とは、前述した樹脂材料に限らず、溶解パラメータを示すＳＰ値が近い材料を用いることが好ましい。特に、共押出しでの２色成形を用いる上で、ＳＰ値が近い材料を用いて一体化することが好ましく、これによってより接合強度を向上させることができる。第１材料のＳＰ値をＳＰ１とし、第２材料のＳＰ値をＳＰ２とすると、ＳＰ１およびＳＰ２は、ＳＰ１およびＳＰ２のうちの一方が他方の±５０％程度の範囲となるように選ばれることが好ましい。すなわち、
ＳＰ２−ＳＰ２×１／２≦ＳＰ１≦ＳＰ２＋ＳＰ２×１／２
または、
ＳＰ１−ＳＰ１×１／２≦ＳＰ２≦ＳＰ１＋ＳＰ１×１／２
を満たすように選ばれる。このような関係を満たすように第１および第２枠体１２，１３を形成するには、例えば、第１枠体１２を形成する材料として、ポリ塩化ビニル樹脂（ＳＰ値９．６）、ポリウレタン樹脂（ＳＰ値１０．０）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂（ＳＰ値１０．７）などを使用する場合、第２枠体１３を形成する材料としては、シリコーン樹脂（ＳＰ値７．０）、天然ゴム（ＳＰ値８．３）、メタクリル樹脂（ＳＰ値９．１）ポリ酢酸ビニル樹脂（ＳＰ値９．２）などを使用することが好ましい。

また第１枠体１２と第２枠体１３とは、これらの接合強度は、１Ｎ以上となるように一体的に形成される。第１枠体１２と第２枠体１３の接合強度も１Ｎ以上であれば、太陽電池モジュール本体２を保持したときに、第１枠体１２と第２枠体１３とが分離してしまうことを低減される。ここで、接合強度とは、日本工業規格のＪＩＳ Ｚ０２３９の規定にしたがって測定される値である。

受光面部１３ａおよび非受光面部１３ｂの少なくとも一方と第１枠体１２との間には、第２空隙を設けることが好ましい。この場合、太陽電池モジュール本体２が揺動したときに生じる振動を吸収することができるとともに、第１枠体１２が受光面部１３ａおよび非受光面部１３ｂが接触することによって太陽電池モジュール本体２が破損することを抑制することができる。

また太陽電池モジュール本体２の側面２１ｃと、第１枠体１２の側壁部分１８との間には、第３空隙を設けることが好ましい。また第２枠体１３は、太陽電池モジュール本体２の周縁部１１のうち、角部の近傍を除く部分において太陽電池モジュール本体２に面接触する。これによって、第１および第２枠体１２，１３が、太陽電池モジュール本体２の角部に接触することがないので、たとえば搬送中に第１枠体１２に衝撃が与えられたとしても、太陽電池モジュール本体２の角部に直接衝撃が伝達されることが抑制され、太陽電池モジュール本体２の周縁部１１を好適に保護することができる。

第２枠体１３の厚みは、太陽電池モジュール本体２を、枠体３に確実に保持することができるように、太陽電池モジュール本体２の受光面２１ａ，非受光面２１ｂと第２枠体１３との摩擦に加えて、十分な弾性力が発生するように選ばれている。たとえば第１枠体１２をポリ塩化ビニル樹脂で作製し、第２枠体をメタクリル樹脂で作製した場合の寸法は、断面において幅Ｗが１０〜３０ｍｍ程度、高さが１０〜２５ｍｍ程度、第１枠体１２の厚みＴ１が１〜４ｍｍ程度、第２枠体１３の厚みＴ２が２〜６ｍｍ程度に選ばれ、枠体３が太陽電池モジュール本体２の側面２１ｃから５〜２０ｍｍ程度を覆うように形成される。太陽電池モジュール本体２の太陽電池素子４は、前記枠体３によって受光面側の表面が覆われない範囲に設けられている。

また太陽電池モジュール本体２の樹脂製封止材５を形成する材料には、受酸剤入りＥＶＡを使用することが望ましい。枠体３は、太陽電池モジュール本体２に嵌合するだけの構成であるので、枠体３のみによって太陽電池モジュール本体２の周縁部１１における水密性を確保することができない場合があるが、このような場合であっても、受酸剤入りＥＶＡによって樹脂製封止材５を形成すれば、耐候性能を低下させることがない。

以上のような太陽電池モジュール１では、枠体３は、第２枠体１３による摩擦力及び弾性力によって太陽電池モジュール本体２を保持するので、太陽電池モジュール本体２の周縁部１１に嵌め込むだけで、太陽電池モジュールを容易に組み立てることができる。したがって、太陽電池モジュール本体２に第１枠体１２及び第２枠体１３を別々の工程で嵌め合わせたり、太陽電池モジュール本体２または枠体３にシール材を塗布したり、太陽電池モジュール本体２と枠体３とを接着剤によって接着したり、太陽電池モジュール本体２と枠体３との間にシール材を設けて枠体３を加熱したり、太陽電池モジュール本体２と枠体３とをねじ部材によって固定したりする必要がないので、組立性が向上される。

また第１枠体１２は、太陽電池モジュール本体２に取付けられた状態で、太陽電池モジュール本体２の厚み方向に大きく突出することが抑制されるので、太陽電池モジュール１を搬送するときに第１および第２枠体１２，１３が邪魔になってしまうことが抑制され、また搬送中においては第１および第２枠体１２，１３によって太陽電池モジュール本体２が保護されるので、可搬性を向上することができる。

なお、本実施形態では、太陽電池モジュール本体２に枠体３が装着された状態で、受光面部１３ａおよび非受光面部１３ｂと、第１および第２表面壁部分１４，１５との間にそれぞれ第１空隙が存在しているが、太陽電池モジュール本体２を枠体３に挿入する際に、前記第１空隙が潰れてしまう構成としてもよい。このように第１空隙が潰れることによって、太陽電池モジュール本体２に接触する枠体３の表面積（接触面積）を増大させることができるため、摩擦抵抗を向上させることができる。なお、第１空隙を設けることの効果を除いては、前述した構成と同様の効果を達成することができる。

また、本実施形態では、受光面部１３ａおよび非受光面部１３ｂが、その断面が半円筒形状に形成されて、第１および第２表面壁部分１４，１５との間に第１空隙が存在しているが、これに代えて、受光面部１３ａおよび非受光面部１３ｂをその断面が半円柱形状として、受光面部１３ａおよび非受光面部１３ｂの第１および第２表面壁部分１４，１５の臨む面の全領域を、第１および第２表面壁部分１４，１５に密着させる構成としてもよい。このように構成しても、第１空隙を設けることの効果を除いては、前述した構成と同様の効果を達成することができる。

≪他の実施形態≫
＜第２枠体の形状について＞
図３は、本発明の他の実施形態に係る太陽電池モジュールにおける第１および第２枠体１２，１３の断面を示す図である。本実施形態においては、第１および第２枠体１２，１３を構成する材料および第１枠体１２の形状、ならびにその製造方法は、前述の図１および２に示す第１の実施形態と同様である。第２枠体１３の形状は、前述した図２および３に示した形状に限らず、様々な形状とすることができる。

図３（１）に示す第２枠体１３は、前述の図２に示す第１の実施形態と形状は同様であるが、第２枠体１３が第１枠体１２の側壁部分１８から離間して形成される。これによって第２枠体１３の厚みを小さくしたり、半円筒形状を有する第２枠体１３の曲率半径を大きく形成しても、装着される太陽電池モジュール本体２の受光面２１ａ，非受光面２１ｂのうちの角部の近傍が、第１および第２表面壁部分１４，１５に接触してしまうことを抑制することができる。

図３（２）に示す第２枠体１３は、第１枠体１２の長手方向に垂直な幅方向に間隔をあけて形成される複数の突条部分３１を備え、受光面部１３ａおよび非受光面部１３ｂは、それぞれに複数の突条部分３１からなる。突条部分３１は半円球状で、その長手方向に垂直な方向の断面は、半円柱状に形成される。突条部分３１は、相互に離間して形成され、ほぼ等間隔に形成される。また突条部分３１は、第１枠体１２の側壁部分１８から離間して形成される。突条部分３１は、それぞれ弾発性を有するので、それぞれが第１枠体１２に面接触する。このような構成であっても、前述した第１の実施形態と同様の効果を達成することができる。さらに突条部分３１を半円球状としたことにより、太陽電池モジュール本体２を挿入しやすくなると共に、挿入後に半球状の突条部分３１が太陽電池モジュール本体２により上下方向に圧縮されることで、太陽電池モジュール本体２の受光面２１ａ，非受光面２１ｂとの接触面積が増加して外れにくくなる。また突条部分３１を半円球状としたことにより、太陽電池モジュール本体２の挿入時にガラスなどの透光性基板６のエッジによって破損を抑制することができる。また前記突条部分３１は、その断面が半円柱状であるが、その断面が半円柱または半円筒形の上に半円形状が組み合わされている形状であってもよい。

図３（３）に示す第２枠体１３は、第１枠体１２の長手方向に垂直な幅方向に間隔をあけて形成される複数の突条部分３２を備え、受光面部１３ａおよび非受光面部１３ｂは、それぞれ複数の突条部分３２からなる。突条部分３２の長手方向に垂直な方向の断面は、平行四辺形状に形成される。突条部分３２のうち、受光面部１３ａおよび非受光面部１３ｂのうちのいずれか一方に形成される突条部分３２ａは、この突条部分３２ａの遊端部に向かうに連れて、第１枠体１２の側壁部分１８寄りに傾斜し、他方に形成される突条部分３２ｂは、この突条部分３２ａの遊端部に向かうに連れて、第１枠体１２の側壁部分１８とは反対側に傾斜する。複数の突条部分３２ａ，３２ｂは、それぞれ相互に離間して形成され、等間隔に形成される。また突条部分３２は、第１枠体１２の側壁部分１８から離間して形成される。このような構成であっても、前述した第１の実施形態と同様の効果を達成することができる。

また図３（３）に示す第２枠体１３では、太陽電池モジュール本体２に枠体３を取り付けるときには、前記突条部分３２ａに太陽電池モジュール本体２を押し付けながら太陽電池モジュール本体２を移動させることによって、太陽電池モジュール本体２を枠体３に円滑に挿入することができ、枠体３を太陽電池モジュール本体２の周縁部１１から取り外すときには、前記突条部分３２ｂに太陽電池モジュール本体２を押し付けながら太陽電池モジュール本体２を移動させることによって、太陽電池モジュール本体２を枠体３から円滑に取り外すことができる。また突条部分３２ａは非受光面２１ｂに当接するように第２表面壁部分１５に設けられるのが好ましく、これによって設置したときに下方に位置する非受光面２１ｂ側において、太陽電池モジュール本体２を枠体３から外れにくくすることができる。

図３（４）に示す第２枠体１３は、第１枠体１２の長手方向に垂直な幅方向に配列される複数の突条部分３３を備え、受光面部１３ａおよび非受光面部１３ｂは、それぞれ複数の突条部分３３からなる。突条部分３３の長手方向に垂直な方向の断面は、三角形状に形成され、ここでは直角三角形状に形成される。各突条部分３３は、遊端部に向かうに連れて第１枠体１２の側壁部分１８寄りに傾斜する傾斜面３３ａと、前記傾斜面３３ａに連なり、受光面部１３ａおよび非受光面部１３ｂに垂直な垂直面３３ｂとを有する。複数の突条部分３３は、相互連なって形成される。また突条部分３３は、第１枠体１２の側壁部分１８から離間して形成される。このような構成であっても、前述した第１の実施形態と同様の効果を達成することができる。

また図３（４）に示す第２枠体１３では、各突条部分３３が、傾斜面を備えることによって、枠体３に太陽電池モジュール本体２の周縁部１１を取り付けるとき、太陽電池モジュール本体２を枠体３に円滑に挿入することができ、さらに各突条部分の断面形状を直角三角形状としているので、挿入後は、太陽電池モジュール本体２が枠体３から離脱することを抑制することができる。

図３（５）に示す第２枠体１３では、受光面部１３ａおよび非受光面部１３ｂのうちのいずれか一方が、前述した半円筒形状に形成され、受光面部１３ａおよび非受光面部１３ｂのうちの他方が、第１枠体１２の長手方向に垂直な幅方向に間隔をあけて形成される複数の突条部分３３を備える。すなわち図３（５）に示す第２枠体１３は、非受光面部１３ｂが図３（１）に示す構成を有し、受光面部１３ａが図３（４）に示す構成とを有し、これらを組み合わせた構成となっている。このような構成であっても前述した第１の実施形態と同様の効果を達成することができる。

このような構成は、太陽電池モジュール本体２の受光面側部材及び非受光面側部材が異なる場合に特に好適に用いることができる。例えば、たとえば受光面２１ａがガラスの表面であり、非受光面２１ｂが合成樹脂の表面である場合には、受光面部１３ａをより摩擦係数が高い構成とし且つ非受光面部１３ｂを第１枠体１２との間に第１空隙を備える構成にすることで、樹脂の破損を抑制しつつ太陽電池モジュール本体２の保持を確保することができる。

また図３（５）に示す第２枠体１３では、太陽電池モジュール本体２に枠体３を取り付けるときには、前記突条部分３３に太陽電池モジュール本体２を押し付けながら太陽電池モジュール本体２を移動させることによって、太陽電池モジュール本体２を枠体３に円滑に挿入することができ、枠体３を太陽電池モジュール本体２に取り付けた状態で、非受光面部１３ｂと第２表面壁部分１５との間に第１空隙が存在することによって、太陽電池モジュール本体２が揺動したときに生じる振動を吸収することができる。

図３（６）に示す第２枠体１３では、受光面部１３ａおよび非受光面部１３ｂと、側壁部１３ｃとを有する。受光面部１３ａおよび非受光面部１３ｂは、それぞれ第１枠体１２の長手方向に延びる突条部分３４からなる。突条部分３４は、遊端部に向かうに連れて、第１枠体１２の側壁部分１８寄りに傾斜し、遊端部に向かうに連れて先細状となるように形成される。また側壁部１３ｃは、第１枠体１２の長手方向に延びる突条部分３５からなる。突条部分３５は、長手方向に垂直な断面が略Ｕ字条に形成され、側壁部分１８から第１表面壁部分１４寄りに突出する部分３５ａと、第２表面壁部分１５寄りに突出する部分３５ｂとを含む。各部分３５ａ，３５ｂの大きさは等しく形成される。このような構成であっても前述した第１の実施形態と同様の効果を達成することができる。

また各突条部分３４を前述した形状とすることによって、枠体３に太陽電池モジュール本体２の周縁部１１を取り付けるとき、太陽電池モジュール本体２を枠体３に円滑に挿入することができる。また突条部分３５は、太陽電池モジュール本体２に取付けられたときに、太陽電池モジュール本体２の側面２１ｃに当接する。突条部分３５を備えることによって、太陽電池モジュール本体２と側壁部分１８とが直接接触してしまうことが抑制される。特に、太陽電池モジュールを厚み方向を水平または水平に近い角度として縦置きするときに、太陽電池モジュール本体２の側面２１ｃと側壁部分１８との接触を抑制して、太陽電池モジュール本体２の周縁部１１を好適に保護することができる。

＜第１枠体と第２枠体との一体化構造について＞
図４は、本発明の他の実施形態に係る太陽電池モジュールにおける第１および第２枠体１２，１３の断面を示す図である。本実施形態においては、第１および第２枠体１２，１３を構成する材料、ならびにその製造方法は、前述の図１および図２に示す第１の実施形態と同様であり、同様の構成には同様の参照符号を付して、重複する説明を省略する。

枠体３の表面壁部分（第１枠体１２の第１および第２表面壁部分１４，１５を含む）は、図４に示すように、表面壁部分のうち、各幅方向他端部５１，５２の角部に丸みをもたせてもよく、各幅方向他端部５１，５２のうち相互に臨む内表面５３，５４が、側壁部分１８とは反対側に向かうに連れて、相互に離反する方向に傾斜する構成としてもよい。このような構成にすると、太陽電池モジュール本体２に枠体３を挿入するときに、第１枠体１２に太陽電池モジュール本体２が引っかかってしまうことが抑制されるので、太陽電池モジュール本体２を第１枠体１２に円滑に挿入することができ、さらに組立性を向上させることができる。

また、第２枠体１３は、図４に示すように、第１枠体１２の第１および第２表面壁部分１４，１５並びに側壁部分１８に渡って一体化された構造を有する。これによれば、より接合強度を向上させることができる。さらに、第２枠体１３は、第１枠体１２の長手方向に垂直な幅方向に間隔をあけて形成される複数の突条部分３６を備える。この突条部分３６は、遊端部に向かうに連れて第１枠体１２の側壁部分１８寄りに傾斜する傾斜面５５を備え、長手方向に垂直な断面が錐台形状に形成される。

さらに、枠体３の側壁部分（第１枠体１２の側壁部分１８を含む）を板状に形成するのではなく、図４に示すように、第１表面壁部分１４に連なる第１部分４５と、第２表面壁部分１５に連なる第２部分４６と、第１および第２部分４５，４６を連結する第３部分４７とを有し、第３部分４７が、第１および第２部分４５，４６の太陽電池モジュール本体２から離反する方向の端部に連結されて、第１および第２部分４５，４６よりも外方に突出するように形成してもよい。このような構成とすることによって、第１および第２表面壁部分１４，１５と、側壁部分１８との接合部分に負荷が集中してしまうことを抑制することができ、枠体３の耐久性を向上させることができる。特に、太陽電池モジュール本体２と枠体３とを嵌め合わせる際に、第１および第２表面壁部分１４，１５が互いに広がることによって生じる応力を、側壁部分に形成された外方に突出する部分で優先的に吸収させることができる。

＜第２枠体の材料について＞
さらに前述の各実施形態では、第２枠体１３の受光面部１３ａおよび非受光面部１３ｂは、同じ合成樹脂によって形成されているが、本発明の実施の他の形態では、第２枠体１３の受光面部１３ａおよび非受光面部１３ｂが、異なる合成樹脂によって形成されていてもよい。たとえば受光面２１ａがガラスの表面であり、非受光面２１ｂが合成樹脂の表面である場合には、受光面部１３ａの受光面２１ａに対する摩擦係数よりも、非受光面部１３ｂの非受光面２１ｂに対する摩擦係数が大きくなるような合成樹脂が選択される。このように接触する部分の材質に応じて、受光面部１３ａおよび非受光面部１３ｂを形成する材料を変更することによって、受光面２１ａ側と非受光面２１ｂ側とにおいて、摩擦係数を異ならせ、設置したときに下方に位置する非受光面２１ｂ側において摩擦抵抗を大きくすることによって、太陽電池モジュール本体２を安定して保持することができる。

＜第２枠体の構成について＞
また前述の各実施形態では、第２枠体１３は、受光面部１３ａおよび非受光面部１３ｂを備えるが、受光面部１３ａおよび非受光面部１３ｂのいずれか一方を備える構成であってもよい。このように受光面部１３ａおよび非受光面部１３ｂのいずれか一方を備える構成とする場合には、設置したときに下方に位置する非受光面部１３ｂを備える方が好ましい。

＜第１枠体および第２枠体の一体化について＞
前述した各実施形態では、第１枠体１２と第２枠体１３とを共押出しでの２色成形によって一体化しているが、第１枠体１２と第２枠体１３とを他の２色成形によって形成されてもよい。すなわち、まず第１枠体１２および第２枠体１３のうち一次側となるいずれか一方を形成するための材料を加熱して軟化させて金型に流し、冷却することによって、第１枠体１２および第２枠体１３のうち一次側となるいずれか一方を成形し、その後、第１枠体１２および第２枠体１３のうち二次側となる他方を形成するための材料を加熱して軟化させて同一金型内に流して、第１枠体１２および第２枠体１３のうち二次側となる他方を形成する。

このような方法によって第１および第２枠体１２，１３を形成する場合には、第１枠体１２と第２枠体１３とが接合される面が平面ではなく、向きの異なる複数の面、すなわち垂線の向きが異なる複数の面によって構成されるように、第１枠体１２と第２枠体１３とを形成することが好ましい。例えば、図５は、第１および第２枠体１２，１３との接合部７１を拡大して示す断面図であり、第１枠体１２の長手方向に垂直な方向の断面を示す。第１枠体１２には、長手方向に沿って延び、長手方向に垂直な断面がＴ字状の突部７２が形成される。第２枠体１３は、前記突部７２を覆って形成され、突部７２の向きの異なる複数の面から成る表面に接触する。このように第１枠体１２および第２枠体１３を一体的に形成することによって、第１枠体１２と第２枠体１３の界面における熱的な溶着によって生じる接合力が、前記共押出しで第１枠体１２と第２枠体１３とを一体的に形成する場合と比較して低い場合であっても、第１枠体１２と第２枠体１３とが係合した状態となり、熱的な溶着によって生じる接合力の不足を補うことができる。なお、図５に示すような構成は、前述の共押出しでの２色成形においても適用することが好ましい。

また、共押出しではない２色成形によって第１枠体１２と第２枠体１３とを形成し、前述のように突部７２を設ける構成であれば、第１枠体１２及び第２枠体１３の材料を別工程で成形すれば良いため、前述したＳＰ値を特に気にすることなく、第１枠体１２と第２枠体１３とに最適な材料を選択することができ、材料の選択の自由度を向上させることができる。またここでは、突部７２を第１枠体１２に形成する場合について説明したが、突部７２と同様な突部を第２枠体１３に形成して、第１枠体１２が第２枠体１３に形成される突部を覆うように形成されても、同様の効果を達成することができる。

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。たとえば太陽電池素子は単結晶シリコン、多結晶シリコンだけでなく、薄膜の太陽電池素子でも応用可能である。また本発明に係るフレームレス太陽電池モジュールの形状も、正方形、矩形に限定されるものでなく、たとえば台形、三角形などの形状のフレームレス太陽電池モジュールでも応用可能である。またたとえば前述した図１，図３，図４および図５に示す第２枠体１３の構成を複数組み合わせてもよい。

本発明の第１の実施形態に係る太陽電池モジュール１の構成の一部を示す断面図である。 太陽電池モジュール１の構成を示す平面図である。 本発明の他の実施形態に係る太陽電池モジュールにおける第１および第２枠体１２，１３の断面を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る太陽電池モジュールにおける第１および第２枠体１２，１３の断面を示す図である。 第１および第２枠体１２，１３との接合部７１を拡大して示す断面図である。

符号の説明

１ 太陽電池モジュール
２ 太陽電池モジュール本体
３ 枠体
４ 太陽電池素子
５ 樹脂製封止材
６ 透光性基板
７ 裏面保護部材
１１ 周縁部
１１ａ 周縁部（受光面側）
１１ｂ 周縁部（非受光面側）
１２ 第１枠体
１３ 第２枠体
１３ａ 受光面部
１３ｂ 非受光面部
１４ 第１表面壁部分
１５ 第２表面壁部分
１８ 側壁部分
２１ａ 太陽電池モジュール本体の受光面
２１ｂ 太陽電池モジュール本体の非受光面
２１ｃ 太陽電池モジュール本体の側面
３１，３２，３３，３４，３５，３６ 突条部分
７１ 接合部
７２ 突部

Claims (10)

1. 太陽電池モジュール本体と、
   前記太陽電池モジュール本体の周縁部が嵌まり込む断面凹状の第１枠体と、
   前記第１枠体の内面に一体的に設けられ、前記太陽電池モジュール本体の周縁部に当接する第２枠体と、を含む太陽電池モジュール。
2. 前記第１枠体および第２枠体の少なくとも一方は合成樹脂からな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. 前記第１枠体および第２枠体はいずれも合成樹脂からなることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
4. 前記第２枠体は、前記太陽電池モジュール本体の受光面側周縁部に当接する受光面部と、前記太陽電池モジュール本体の非受光面周縁部に当接する非受光面部とを有し、
   前記受光面部および前記非受光面部は、異なる合成樹脂からなることを特徴とする請求項２または３に記載の太陽電池モジュール。
5. 前記第２枠体と前記第１枠体との間には、第１空隙が存在することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の太陽電池モジュール。
6. 前記受光面部および前記非受光面部の少なくとも一方と前記第１枠体との間には、第２空隙が存在することを特徴とする請求項５に記載の太陽電池モジュール。
7. 前記第２枠体は、前記第１枠体の長手方向に垂直な幅方向に間隔をあけて形成される複数の突条部分からなることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュール。
8. 前記受光面部および前記非受光面部の少なくとも一方は、前記第１枠体の長手方向に垂直な幅方向に間隔をあけて形成される複数の突条部分からなることを特徴とする請求項７に記載の太陽電池モジュール。
9. 前記第１枠体は、厚み方向に間隔をあけて平行に配置される一対の表面壁部分と、各表面壁部分の各幅方向一端部を相互に連結する側壁部分とを有し、前記第２枠体は各表面壁部分に前記側壁部分から離間して形成されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の太陽電池モジュール。
10. 請求項１〜９のいずれか１つの太陽電池モジュールを製造する方法であって、
    前記第１枠体となる第１材料および前記第２枠体となる第２材料を加熱することで軟化させる工程と、
    軟化した前記第１材料および前記第２材料を当接させつつ冷却することで一体化する工程と、を備えることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。

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