JP2010034353A - Solar cell module - Google Patents

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solar cell
cell module
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JP2008195810A
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Japanese (ja)
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Masakazu Matsushima
理和 松島
Yuji Morita
裕司 森田
Motofumi Mihara
基文 三原
Muneyoshi Yamatani
宗義 山谷
Hiroshi Matsui
宏史 松居
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Kyocera Corp
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solar cell module lowering a temperature and equalizing a temperature distribution when hot spots occur by a simple structure. <P>SOLUTION: The solar cell module includes: a translucent substrate; a solar cell matrix composed of solar cell strings formed by connecting a plurality of solar cell elements in a straight line shape with inner leads and lateral wiring provided so as to electrically series-connect a plurality of solar cell strings arranged in parallel, and sealed with a filling material; and bypass elements formed by being laminated by a back surface protecting material, arranged at a back surface side of the solar cell matrix, and electrically connected in parallel to the solar cell strings. The bypass elements are arranged so as to overlap with regions formed between the solar cell elements in a transparent plan view. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、太陽電池モジュールに関する。   The present invention relates to a solar cell module.

近年、環境保護の観点から、太陽電池モジュールの市場が拡大している。それに伴い、太陽電池モジュールは、日本や欧州などに限られず、赤道付近の気温や日射強度の高い地域、あるいは、温度の上がりやすいボートや倉庫などの高温の環境下に設置される場合が増加している。このように、高温環境下に耐え得る太陽電池モジュールが求められている。   In recent years, the market of solar cell modules has been expanded from the viewpoint of environmental protection. As a result, solar cell modules are not limited to Japan and Europe, but are increasingly installed in areas near the equator where the temperature and solar radiation intensity are high, or in high-temperature environments such as boats and warehouses where temperatures rise easily. ing. Thus, a solar cell module that can withstand a high temperature environment is demanded.

ところで、太陽電池モジュールは、使用環境によっては、落葉、ゴミなどが太陽電池モジュール上に堆積し、太陽電池素子に影を発生させる場合がある。このような場合、太陽電池素子は、発電量が低下するとともに、抵抗が大きくなり異常発熱する、いわゆるホットスポット現象を生じる。ホットスポットにより発熱した太陽電池素子(ホットスポットセル)は、自身が高温で破損したり、ホットスポットセルの周囲の充填材が発泡して白濁したり、ホットスポットセルに重なる裏面保護材に膨らみが生じて、太陽電池モジュールが破損するという問題を引き起こす。   By the way, in the solar cell module, depending on the use environment, fallen leaves, dust, and the like may accumulate on the solar cell module and cause a shadow on the solar cell element. In such a case, the solar cell element generates a so-called hot spot phenomenon in which the amount of power generation decreases and the resistance increases and abnormal heat is generated. Solar cell elements (hot spot cells) that generate heat due to hot spots themselves are damaged at high temperatures, the filler around the hot spot cells foams and becomes cloudy, or the back surface protective material that overlaps the hot spot cells bulges. As a result, the solar cell module is damaged.

このような破損を防止するために、太陽電池ストリングに流れる電流を迂回させる目的でバイパス素子が設けられている。しかし、バイパス素子も電流が流れることによって発熱し、場合によっては端子ボックスおよび端子ボックスを充填するポッティング材の熱変形、バイパス素子と太陽電池素子との接続部の剥離、バイパス素子の損傷など悪影響を与える。バイパス素子の過熱を低減することを目的として、特許文献1には、放熱中継端子を端子ボックス内に備えることが開示されている。
特開2004−247708号公報
In order to prevent such damage, a bypass element is provided for the purpose of bypassing the current flowing through the solar cell string. However, the bypass element also generates heat due to the current flowing, and in some cases, the terminal box and the potting material filling the terminal box are thermally deformed, the connection between the bypass element and the solar cell element is peeled off, and the bypass element is damaged. give. For the purpose of reducing overheating of the bypass element, Patent Document 1 discloses that a heat dissipation relay terminal is provided in a terminal box.
Japanese Patent Laid-Open No. 2004-247708

しかし、特許文献1は、バイパス素子自身の過熱を抑制するものであって、ホットスポット現象により生じる太陽電池素子にかかる過熱を抑制するものではない。そこで、本発明の目的は、簡易な構造で、ホットスポット現象に伴い生じる温度上昇を抑制するとともに温度分布を平準化し、信頼性を向上した太陽電池モジュールを提供することにある。   However, Patent Document 1 suppresses overheating of the bypass element itself, and does not suppress overheating of the solar cell element caused by the hot spot phenomenon. Accordingly, an object of the present invention is to provide a solar cell module with a simple structure, which suppresses a temperature rise caused by a hot spot phenomenon, leveles a temperature distribution, and improves reliability.

本発明者らは、ホットスポットが生じた場合、ホットスポットセルに発熱が生じると共に、バイパス素子も発熱が生じることを見出し、これらの位置関係を特定することにより、太陽電池モジュールの破損を抑制できることを見出して本発明を完成するに至った。   The present inventors have found that when a hot spot occurs, heat is generated in the hot spot cell, and the bypass element also generates heat, and by specifying these positional relationships, damage to the solar cell module can be suppressed. As a result, the present invention has been completed.

本発明は、透光性基板と、複数の太陽電池素子をインナーリードにより直線状に接続してなる太陽電池ストリング、および平行に配列した複数の該太陽電池ストリングを電気的に直列接続するように設けられる横配線から構成される、充填材で封止された太陽電池マトリクスと、裏面保護材とを積層してなり、該太陽電池マトリクスの裏面側に配置され、該太陽電池ストリングに対して電気的に並列接続されるバイパス素子から構成される太陽電池モジュールにおいて、該バイパス素子が、平面透視において太陽電池素子間に形成される領域に重なるように配置されることを特徴とする。   In the present invention, a translucent substrate, a solar cell string formed by linearly connecting a plurality of solar cell elements by inner leads, and a plurality of the solar cell strings arranged in parallel are electrically connected in series. A solar cell matrix sealed with a filler, which is composed of provided horizontal wirings, and a back surface protective material are laminated, arranged on the back side of the solar cell matrix, and electrically connected to the solar cell string. In the solar cell module composed of bypass elements connected in parallel, the bypass elements are arranged so as to overlap regions formed between the solar cell elements in a plan view.

ある実施態様においては、前記バイパス素子が、さらに平面透視において前記インナーリードに重ならないように配置されることを特徴とする。   In one embodiment, the bypass element is further arranged so as not to overlap the inner lead in a plan view.

ある実施態様においては、前記バイパス素子が、前記端子ボックスに内蔵され、前記端子ボックスが、前記裏面保護材の裏面側に取付けられる。   In a certain embodiment, the said bypass element is incorporated in the said terminal box, and the said terminal box is attached to the back surface side of the said back surface protection material.

本発明の太陽電池モジュールによれば、熱源であるホットスポットセルとバイパス素子とを、分散して配置することによって、ホットスポットセルおよびバイパス素子による過熱を抑制するとともに、充填材の発泡をなくし発電効率の低下を抑制することができる。また、これらの過熱を抑制することで、太陽電池素子同士を接続するインナーリードが剥離するのを抑制することができ、太陽電池モジュールの信頼性を向上することができる。   According to the solar cell module of the present invention, the hot spot cells and bypass elements, which are heat sources, are dispersed and arranged, thereby suppressing overheating by the hot spot cells and the bypass elements and eliminating foaming of the filler to generate power. A decrease in efficiency can be suppressed. Moreover, by suppressing these overheating, it can suppress that the inner lead which connects solar cell elements peels, and can improve the reliability of a solar cell module.

さらに前記バイパス素子が、平面透視において太陽電池素子間を接続するインナーリードと重ならないように配置することが好ましい。インナーリードは銅などの金属からなり、太陽電池素子の基板であるシリコンに比べて熱膨張率が大きい。このためインナーリードに高い熱が加わると、インナーリードの接続部により高い熱応力が加わり剥離の原因となりやすい。バイパス素子を、太陽電池素子間を接続するインナーリードと重ならないように配置することにより、インナーリードの接続部の剥離を抑制して太陽電池モジュールの信頼性を向上することができる。   Furthermore, it is preferable that the bypass element is disposed so as not to overlap with the inner leads connecting the solar cell elements in a plan view. The inner lead is made of a metal such as copper and has a higher coefficient of thermal expansion than silicon, which is the substrate of the solar cell element. For this reason, when high heat is applied to the inner lead, a high thermal stress is applied to the connecting portion of the inner lead, which tends to cause peeling. By disposing the bypass element so as not to overlap with the inner leads that connect the solar cell elements, it is possible to improve the reliability of the solar cell module by suppressing the peeling of the connecting portions of the inner leads.

以下、本発明の太陽電池モジュールを、添付図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, the solar cell module of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

本発明の太陽電池モジュールの一実施形態を、図1〜図3に示す。図1(a)は、本発明の太陽電池モジュールの一例を非受光面側から見た平面図である。図1(a)に示される点線部は、太陽電池モジュールを平面透視した場合の内部構造を示している。図1(b)は、図1(a)の太陽電池モジュールに示すA−A’線における概略断面図である。図2は、太陽電池モジュールの電気的接続の一例を示すモデル図である。そして図3は、太陽電池モジュールの積層構造を示す斜視図である。   One Embodiment of the solar cell module of this invention is shown in FIGS. Fig.1 (a) is the top view which looked at an example of the solar cell module of this invention from the non-light-receiving surface side. The dotted line portion shown in FIG. 1A shows the internal structure when the solar cell module is seen through in plane. FIG.1 (b) is a schematic sectional drawing in the A-A 'line shown to the solar cell module of Fig.1 (a). FIG. 2 is a model diagram illustrating an example of electrical connection of the solar cell modules. And FIG. 3 is a perspective view which shows the laminated structure of a solar cell module.

本実施形態の太陽電池モジュール1は、図1(a)および図1(b)に示すように、透光性基板2、太陽電池マトリクス3、充填材4、裏面保護材5、バイパス素子6、端子ボックス7、およびフレーム8から構成されている。太陽電池マトリクス3は、充填材4により封止され、この太陽電池マトリクス3を含む充填材4は、透光性基板2と裏面保護材5との間で挟持され、保護されている。さらにこれらの積層体の周囲は、フレーム8により保護されている。また、裏面保護材5の裏面側には、バイパス素子6を備える端子ボックス7が取付けられている。なお、本明細書においては、受光面側を表面側、非受光面側を裏面側という場合がある。   As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the solar cell module 1 of the present embodiment includes a translucent substrate 2, a solar cell matrix 3, a filler 4, a back surface protective material 5, a bypass element 6, The terminal box 7 and the frame 8 are included. The solar cell matrix 3 is sealed with a filler 4, and the filler 4 including the solar cell matrix 3 is sandwiched and protected between the translucent substrate 2 and the back surface protective material 5. Further, the periphery of these laminates is protected by a frame 8. Further, a terminal box 7 including a bypass element 6 is attached to the back surface side of the back surface protection material 5. In this specification, the light receiving surface side may be referred to as the front surface side, and the non-light receiving surface side may be referred to as the back surface side.

透光性基板2は、太陽電池素子311に光を入射させることができる材料であればよい。例えば、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のガラス、ポリカーボネート樹脂などからなる光透過率の高い基板などが用いられる。透光性基板2の厚みは、例えば、3mm〜5mmである。具体的には、厚みが3mm〜5mm程度の白板強化ガラス、厚みが5mm程度の合成樹脂基板(ポリカーボネート樹脂などからなる)が用いられる。   The translucent substrate 2 may be any material that allows light to enter the solar cell element 311. For example, a white plate glass, tempered glass, double tempered glass, glass such as heat ray reflective glass, a substrate having high light transmittance made of polycarbonate resin, or the like is used. The thickness of the translucent substrate 2 is, for example, 3 mm to 5 mm. Specifically, a white plate tempered glass having a thickness of about 3 mm to 5 mm and a synthetic resin substrate (made of a polycarbonate resin or the like) having a thickness of about 5 mm are used.

太陽電池マトリクス3は、直線状の太陽電池ストリング31および横配線32から構成されている。太陽電池ストリング31は、複数の太陽電池素子311をインナーリード312により直線状に接続したものである。   The solar cell matrix 3 is composed of linear solar cell strings 31 and horizontal wirings 32. The solar cell string 31 is formed by connecting a plurality of solar cell elements 311 linearly by inner leads 312.

太陽電池素子311としては、単結晶シリコンや多結晶シリコンなどの結晶系太陽電池素子、アモルファスシリコン太陽電池素子、Si薄膜太陽電池素子、CIS系太陽電池素子、CIGS系太陽電池素子又は色素増感太陽電池素子などが用いられる。例えば、太陽電池素子311を、単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板を用いて製造する場合、このシリコン基板の内部には、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層とが接合して成るPN接合が形成される。また、シリコン基板の表面又は裏面には、銀ペースト等からなる電極が、スクリーンプリント法などにより形成されている。なお、この電極の表面には、電極の保護およびインナーリード312を取り付け易くする観点から、そのほぼ全面にわたりハンダがコーティングされていることが好ましい。   As the solar cell element 311, a crystalline solar cell element such as single crystal silicon or polycrystalline silicon, an amorphous silicon solar cell element, a Si thin film solar cell element, a CIS solar cell element, a CIGS solar cell element, or a dye-sensitized solar cell A battery element or the like is used. For example, when the solar cell element 311 is manufactured using a single crystal silicon substrate or a polycrystalline silicon substrate, a P layer containing a large amount of P-type impurities such as boron and an N layer such as phosphorus are formed inside the silicon substrate. A PN junction is formed by joining an N layer containing a large amount of type impurities. Further, an electrode made of silver paste or the like is formed on the front or back surface of the silicon substrate by a screen printing method or the like. The surface of the electrode is preferably coated with solder over almost the entire surface from the viewpoint of protecting the electrode and facilitating attachment of the inner lead 312.

インナーリード312は、例えば、厚さ0.1mm〜0.5mmの銅箔などの配線材の表面全面をメッキやディピングにより20〜70μm程度ハンダコートしたものが用いられる。   As the inner lead 312, for example, an entire surface of a wiring material such as a copper foil having a thickness of 0.1 mm to 0.5 mm is solder-coated by plating or dipping to about 20 to 70 μm.

横配線32は、例えば、図2に示すように、平行に配列した複数の太陽電池ストリングを電気的に直列接続する目的で設けられる。横配線32としては、インナーリード312と同様の素材が用いられる。   For example, as shown in FIG. 2, the horizontal wiring 32 is provided for the purpose of electrically connecting a plurality of solar cell strings arranged in parallel. As the horizontal wiring 32, the same material as that of the inner lead 312 is used.

充填材4は、太陽電池マトリクス3を封止する役割を有する。充填材4は、例えば、熱硬化性樹脂や、架橋剤を加えて熱硬化特性を持たせた熱可塑性樹脂を、Tダイと押出し機によりシート状に成形し切断することによって得られる。熱硬化性樹脂としては、例えばアクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などが利用可能である。また、熱可塑性樹脂としては、例えばエチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)、ポリビニルブチラール(PVB)、エチレン−アクリル酸エチル共重合体(EEA)などの熱可塑性樹脂を主成分とし、それらに架橋剤を含有させたものが好適に用いられる。架橋剤は、熱可塑性樹脂の分子間を結合させる役割を有するものであり、例えば、70〜180℃の温度で分解してラジカルを発生する有機過酸化物が用いられる。有機過酸化物としては、例えば、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、tert−ヘキシルパーオキシピバレートなどが挙げられる。架橋剤は、例えば、EVA100質量部に対し1質量部程度の割合で含有させることが好ましい。また充填材がEVAの場合、150℃の温度を超えると発泡して、小さな泡により白濁する。   The filler 4 has a role of sealing the solar cell matrix 3. The filler 4 can be obtained, for example, by molding and cutting a thermosetting resin or a thermoplastic resin having a thermosetting property by adding a crosslinking agent into a sheet shape using a T-die and an extruder. As the thermosetting resin, for example, an acrylic resin, a silicone resin, an epoxy resin, or the like can be used. Further, as the thermoplastic resin, for example, a thermoplastic resin such as ethylene vinyl acetate copolymer (EVA), polyvinyl butyral (PVB), ethylene-ethyl acrylate copolymer (EEA), etc. is used as a main component, and a crosslinking agent is added to them. Those containing s are preferably used. A crosslinking agent has a role which couple | bonds the molecules of a thermoplastic resin, For example, the organic peroxide which decomposes | disassembles at the temperature of 70-180 degreeC and generate | occur | produces a radical is used. Examples of the organic peroxide include 2,5-dimethyl-2,5-bis (t-butylperoxy) hexane and tert-hexylperoxypivalate. For example, the crosslinking agent is preferably contained at a ratio of about 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of EVA. When the filler is EVA, foaming occurs when the temperature exceeds 150 ° C., and white turbidity occurs due to small bubbles.

裏面保護材5は、充填材4を保護する役割を有するものであり、例えば、ポリビニルフルオライド(PVF)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、或いは、これらの2種以上を積層した樹脂が好適に用いられる。   The back surface protective material 5 has a role of protecting the filler 4, for example, polyvinyl fluoride (PVF), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), or a laminate of two or more of these. The resin used is preferably used.

バイパス素子6としては、例えば、シリコンダイオード、ショットキーダイオードなどが用いられる。バイパス素子6は、ホットスポットが生じた場合に電流の迂回路としての目的で設けられる。したがって、複数の太陽電池ストリング群に対して電気的に並列接続されている。例えば、図2では、2つの太陽電池ストリング群に対して、1つのバイパス素子6が並列接続されている。バイパス素子6は、高い光電変換効率の観点から、一般に太陽電池マトリクス3の裏面側に配置される。太陽電池マトリクス3の裏面側の充填材4中に存在していてもよいし、あるいは裏面保護材の裏面側に配置されていてもよい。一般には、図1に示すように、端子ボックス7内に内蔵され、裏面保護材5の裏面側に配置されている。   As the bypass element 6, for example, a silicon diode, a Schottky diode, or the like is used. The bypass element 6 is provided for the purpose of a current bypass when a hot spot occurs. Therefore, it is electrically connected in parallel to the plurality of solar cell string groups. For example, in FIG. 2, one bypass element 6 is connected in parallel to two solar cell string groups. The bypass element 6 is generally disposed on the back side of the solar cell matrix 3 from the viewpoint of high photoelectric conversion efficiency. It may be present in the filler 4 on the back surface side of the solar cell matrix 3, or may be disposed on the back surface side of the back surface protection material. In general, as shown in FIG. 1, it is built in the terminal box 7 and arranged on the back surface side of the back surface protection material 5.

本発明においては、上記バイパス素子6が、平面透視において太陽電池素子間に形成される領域に重なるように配置される。このような構造とすることによって、ホットスポット時に、熱源となるホットスポットセルとバイパス素子6とが分散して配置されることとなり、ホットスポットセルおよびバイパス素子6の過熱が抑制されるとともに、太陽電池モジュール1の温度分布を平準化することができる。さらに、過熱が抑制されることにより、充填材4の白濁の抑制、発電効率の低下抑制、およびインナーリード312の剥離抑制にも寄与し、太陽電池モジュール1の信頼性を向上することができる。   In this invention, the said bypass element 6 is arrange | positioned so that it may overlap with the area | region formed between solar cell elements in planar perspective. By adopting such a structure, at the time of a hot spot, the hot spot cells serving as heat sources and the bypass element 6 are arranged in a distributed manner, and overheating of the hot spot cell and the bypass element 6 is suppressed, and the sun The temperature distribution of the battery module 1 can be leveled. Furthermore, by suppressing overheating, it contributes to suppression of white turbidity of the filler 4, suppression of decrease in power generation efficiency, and suppression of peeling of the inner leads 312, and the reliability of the solar cell module 1 can be improved.

バイパス素子6の配置は、上述のように、平面透視において太陽電池素子間に形成される領域に重なっていればよく、例えば、バイパス素子6が太陽電池素子間に形成される領域に包含されていてもよいし、あるいはバイパス素子6の一部が太陽電池素子間に形成される領域に重なっていてもよい。ホットスポットセルとバイパス素子6とから生じる過熱をより抑制する観点から、平面透視において、バイパス素子6の50%以上、好ましくは90%以上が太陽電池素子間に形成される領域に重なっていることが好ましい。   As described above, the disposition of the bypass element 6 only has to overlap with the region formed between the solar cell elements in plan perspective, and for example, the bypass element 6 is included in the region formed between the solar cell elements. Alternatively, a part of the bypass element 6 may overlap with a region formed between the solar cell elements. From the viewpoint of further suppressing overheating generated from the hot spot cell and the bypass element 6, 50% or more, preferably 90% or more of the bypass element 6 overlaps a region formed between the solar cell elements in a plan view. Is preferred.

上記バイパス素子6は、さらに平面透視においてインナーリード312に重ならないように配置されることが好ましい。インナーリードは銅などの金属からなり、太陽電池素子の基板であるシリコンに比べて熱膨張率が大きい。そのため、インナーリード312に高い熱が加わると、インナーリードの接続部に、より高い熱応力が加わり剥離の原因となる。バイパス素子6が、平面透視においてインナーリード312に重ならないように配置されることによって、インナーリードの剥離を抑制し、太陽電池モジュールの信頼性を向上することができる。   The bypass element 6 is preferably disposed so as not to overlap the inner lead 312 in a plan view. The inner lead is made of a metal such as copper and has a higher coefficient of thermal expansion than silicon, which is the substrate of the solar cell element. Therefore, when high heat is applied to the inner lead 312, higher thermal stress is applied to the connecting portion of the inner lead, causing peeling. By disposing the bypass element 6 so as not to overlap the inner lead 312 in a plan perspective, peeling of the inner lead can be suppressed and the reliability of the solar cell module can be improved.

端子ボックス7の材質として、ポリフェニレンエーテル樹脂等が用いられる。端子ボックス7は、太陽電池モジュールのコンパクト化などの観点から、一般に太陽電池マトリクス3の裏面側に設けられる。また、太陽電池モジュールの外周部は、架台への挟持固定やフレームの取り付けに用いられることなどから、これらの部位に端子ボックスを設けることは好ましくない。端子ボックス7内は、水の浸入を抑制する観点からシリコーン樹脂などで充填される。   As the material of the terminal box 7, polyphenylene ether resin or the like is used. The terminal box 7 is generally provided on the back side of the solar cell matrix 3 from the viewpoint of making the solar cell module compact. Moreover, since the outer peripheral part of a solar cell module is used for clamping and fixing to a stand or attaching a frame, it is not preferable to provide a terminal box at these parts. The terminal box 7 is filled with a silicone resin or the like from the viewpoint of suppressing the ingress of water.

フレーム8は、太陽電池モジュールを補強する為に、外周部に設けられる。アルマイト処理を施したアルミニウムの表面にアクリル塗装をしたものが一般的に用いられる。   The frame 8 is provided on the outer peripheral portion in order to reinforce the solar cell module. Generally, an anodized aluminum surface with an acrylic coating is used.

本発明の太陽電池モジュールは、例えば、図3に示すような方法で製造される。まず、太陽電池ストリングを平行に配列した後、横配線を適宜接続して太陽電池マトリクス3を形成する。次いで、透光性基板2、第1充填材4、太陽電池マトリクス3、第2充填材4、および裏面保護材5の順で積層する。この際、太陽電池マトリクス3からの出力を裏面保護材5に設けられた出力リード取り出し口51より導出する。最後に出力を、バイパス素子が内蔵された端子ボックス7に接続し、バイパス素子6が平面透視において太陽電池素子311間に形成される領域に重なるように、端子ボックス7を裏面保護材5に取付ける。このようにして、本発明の太陽電池モジュールが製造される。   The solar cell module of the present invention is manufactured by, for example, a method as shown in FIG. First, after arranging the solar cell strings in parallel, the horizontal wiring is appropriately connected to form the solar cell matrix 3. Next, the transparent substrate 2, the first filler 4, the solar cell matrix 3, the second filler 4, and the back surface protective material 5 are laminated in this order. At this time, the output from the solar cell matrix 3 is derived from the output lead outlet 51 provided in the back surface protective material 5. Finally, the output is connected to the terminal box 7 in which the bypass element is incorporated, and the terminal box 7 is attached to the back surface protective material 5 so that the bypass element 6 overlaps the region formed between the solar cell elements 311 in a plan view. . In this way, the solar cell module of the present invention is manufactured.

(シミュレーション)
本発明の効果を確認するために、シミュレーションを以下のようにして行った。まず、本シミュレーションに使用した太陽電池モジュール1は、図4(a)に示すように、受光面側から順に透光性基板2(ガラス:t=3.2mm)、充填材4(EVA:t=1.6mm)、裏面保護材6(PET:t=0.2mm)を積層したもので、充填材4中に太陽電池素子311(t=0.2mm)を内包したものである。また、太陽電池モジュール1(1001mm×533mm)は、太陽電池素子311(156mm×78mm×0.2mm)を6行×6列で配置したものであり、太陽電池素子311間は5mmである。裏面保護材5の裏面側に配置された端子ボックス7(120mm×75mm×1.8mm)は、エポキシ樹脂製の平板に近似し、その中央にバイパス素子6(13.5mm×10mm×5mm)が内蔵されている。
(simulation)
In order to confirm the effect of the present invention, a simulation was performed as follows. First, as shown in FIG. 4A, the solar cell module 1 used in this simulation has a light-transmitting substrate 2 (glass: t = 3.2 mm) and a filler 4 (EVA: t) in order from the light receiving surface side. = 1.6 mm), a back surface protective material 6 (PET: t = 0.2 mm) is laminated, and a solar cell element 311 (t = 0.2 mm) is included in the filler 4. Further, the solar cell module 1 (1001 mm × 533 mm) is configured by arranging solar cell elements 311 (156 mm × 78 mm × 0.2 mm) in 6 rows × 6 columns, and the space between the solar cell elements 311 is 5 mm. The terminal box 7 (120 mm × 75 mm × 1.8 mm) arranged on the back surface side of the back surface protective material 5 approximates a flat plate made of epoxy resin, and the bypass element 6 (13.5 mm × 10 mm × 5 mm) is in the center. Built in.

モデルは、図4(b)に示すように、バイパス素子6を、ホットスポットセル311a間に形成された領域の下部に配置したものである。このようなモデルを用いてある地域に設置した太陽電池モジュール1の温度を参照して以下の条件下にてシミュレーションを行った。   In the model, as shown in FIG. 4B, the bypass element 6 is arranged below the region formed between the hot spot cells 311a. The simulation was performed under the following conditions with reference to the temperature of the solar cell module 1 installed in a certain area using such a model.

受光面側温度:46.7℃
側面側温度:46.7℃
非受光面側温度:86.7℃
ホットスポットセル311aからの発熱量:14[W]
バイパス素子6からの発熱量:0.068[W]
太陽電池に照射する日射強度:1024W/m
Light receiving side temperature: 46.7 ° C
Side temperature: 46.7 ° C
Non-light-receiving surface temperature: 86.7 ° C
Amount of heat generated from hot spot cell 311a: 14 [W]
Amount of heat generated from bypass element 6: 0.068 [W]
Solar radiation intensity irradiated to solar cell: 1024 W / m 2

また、図5に示すように、バイパス素子6を、ホットスポットセル311aの下部に配置したモデルを用いたこと以外は、上記と同様の条件下にて、シミュレーションを行った。結果を表1および図6に示す。   Moreover, as shown in FIG. 5, the simulation was performed under the same conditions as described above, except that a model in which the bypass element 6 was arranged below the hot spot cell 311a was used. The results are shown in Table 1 and FIG.

表1および図6の結果から、バイパス素子6を、ホットスポットセル311a間に形成された領域の下部に配置したモデル(実施例)は、バイパス素子6を、ホットスポットセル311aの下部に配置したモデル(比較例)に比べて、太陽電池素子においては2.8℃、充填材においては13.3℃の温度低下が認められた。さらに、ホットスポットセル311aの温度分布において150℃を超える領域は、実施例では5%以下であるのに対して、比較例では20%以上あった。   From the results shown in Table 1 and FIG. 6, in the model (Example) in which the bypass element 6 is disposed below the region formed between the hot spot cells 311a, the bypass element 6 is disposed below the hot spot cell 311a. Compared to the model (comparative example), a temperature drop of 2.8 ° C. was observed for the solar cell element and 13.3 ° C. for the filler. Furthermore, in the temperature distribution of the hot spot cell 311a, the region exceeding 150 ° C. was 5% or less in the example, whereas it was 20% or more in the comparative example.

以上のことから、平面透視においてバイパス素子と太陽電池素子間に形成される領域とを重ねて配置することにより、熱源を分散することができ、過熱を防止するとともに、温度分布を平準化することができる。これにより充填材の発泡による白濁や発電効率の低下を抑制することができる。また、周囲との温度差が大きくなるのを抑制することによって、ホットスポットセル自身が逆バイアスにより周囲で発電された電流が集中して過熱が促進されるのを防止し、ホットスポットセルの破損を防止することができる。   From the above, it is possible to disperse the heat source by disposing the region formed between the bypass element and the solar cell element in a plan view, thereby preventing overheating and leveling the temperature distribution. Can do. Thereby, the cloudiness by the foaming of a filler and the fall of power generation efficiency can be suppressed. In addition, by suppressing the temperature difference from the surroundings from increasing, the hot spot cell itself is prevented from concentrating current generated by the surroundings due to the reverse bias to promote overheating, and the hot spot cell is damaged. Can be prevented.

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。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Many corrections and changes can be added within the scope of the present invention.

本発明の太陽電池モジュールの実施態様を示す図面であり、図1(a)は非受光面側から見た平面図であり、図1(b)は、図1(a)のA−A’線における断面図である。It is drawing which shows the embodiment of the solar cell module of this invention, Fig.1 (a) is a top view seen from the non-light-receiving surface side, FIG.1 (b) is AA 'of Fig.1 (a). It is sectional drawing in a line. 本発明の太陽電池モジュールの電気的接続を示すモデル図である。It is a model figure which shows the electrical connection of the solar cell module of this invention. 本発明の太陽電池モジュールの積層構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the laminated structure of the solar cell module of this invention. 本発明の太陽電池モジュールの実施態様を示す図面であり、図4(a)は側部断面図であり、図4(b)は斜視図である。It is drawing which shows the embodiment of the solar cell module of this invention, Fig.4 (a) is side part sectional drawing, FIG.4 (b) is a perspective view. 従来の太陽電池モジュールの実施態様を示す図面である。It is drawing which shows the embodiment of the conventional solar cell module. 太陽電池モジュールのシミュレーション結果を示す図面である。図6(a)は本発明の太陽電池モジュールであり、図6(b)は従来の太陽電池モジュールである。It is drawing which shows the simulation result of a solar cell module. FIG. 6A is a solar cell module of the present invention, and FIG. 6B is a conventional solar cell module.

符号の説明Explanation of symbols

1:太陽電池モジュール
2:透光性基板
3:太陽電池マトリクス
4:充填材
5:裏面保護材
6:バイパス素子
7:端子ボックス
8:フレーム
31:太陽電池ストリング
32:横配線
311:太陽電池素子
311a:ホットスポットセル
312:インナーリード
51:出力リード取り出し口
1: Solar cell module 2: Translucent substrate 3: Solar cell matrix 4: Filler 5: Back surface protective material 6: Bypass element 7: Terminal box 8: Frame 31: Solar cell string 32: Horizontal wiring 311: Solar cell element 311a: Hot spot cell 312: Inner lead 51: Output lead outlet

Claims (3)

透光性基板と、複数の太陽電池素子をインナーリードにより直線状に接続してなる太陽電池ストリング、および平行に配列した複数の該太陽電池ストリングを電気的に直列接続するように設けられる横配線から構成される、充填材で封止された太陽電池マトリクスと、裏面保護材とを積層してなり、
該太陽電池マトリクスの裏面側に配置され、該太陽電池ストリングに対して電気的に並列接続されるバイパス素子から構成される太陽電池モジュールにおいて、
該バイパス素子が、平面透視において太陽電池素子間に形成される領域に重なるように配置されることを特徴とする、太陽電池モジュール。
A translucent substrate, a solar cell string formed by connecting a plurality of solar cell elements linearly by inner leads, and a horizontal wiring provided so as to electrically connect the plurality of solar cell strings arranged in parallel. It is composed of a solar cell matrix sealed with a filler and a back surface protective material,
In a solar cell module that is arranged on the back side of the solar cell matrix and includes a bypass element that is electrically connected in parallel to the solar cell string,
The solar cell module, wherein the bypass element is disposed so as to overlap a region formed between the solar cell elements in a plan view.
前記バイパス素子が、さらに平面透視において前記インナーリードに重ならないように配置され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。   2. The solar cell module according to claim 1, wherein the bypass element is further arranged so as not to overlap the inner lead in a plan view. 前記バイパス素子が、前記端子ボックスに内蔵され、前記端子ボックスが、前記裏面保護材の裏面側に取付けられる、請求項1または2に記載の太陽電池モジュール。   The solar cell module according to claim 1 or 2, wherein the bypass element is built in the terminal box, and the terminal box is attached to a back surface side of the back surface protection material.
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