JP2010245184A - 太陽電池モジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、長期に渡る信頼性の確保や、長期に渡る発電効率の低下防止を可能にした太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】本発明は、太陽電池セル４が封止部３Ａ内に封入され、封止部３Ａは、反射板５の凹凸形状に合致する第１の凹凸部７を有し、封止部３Ａが反射板５及び太陽電池セル４に固着されてなる太陽電池モジュール１であって、反射板５及び太陽電池セル４に固着される前の封止部３Ａには、反射板５に固着される面と太陽電池セル４に固着される面とのうちの少なくとも一方に、第１の凹凸部７の山部７ａより小さな山部１０ａをもった第２の凹凸部１０が形成されている構成である。
【選択図】図２
【解決手段】本発明は、太陽電池セル４が封止部３Ａ内に封入され、封止部３Ａは、反射板５の凹凸形状に合致する第１の凹凸部７を有し、封止部３Ａが反射板５及び太陽電池セル４に固着されてなる太陽電池モジュール１であって、反射板５及び太陽電池セル４に固着される前の封止部３Ａには、反射板５に固着される面と太陽電池セル４に固着される面とのうちの少なくとも一方に、第１の凹凸部７の山部７ａより小さな山部１０ａをもった第２の凹凸部１０が形成されている構成である。
【選択図】図２
Description
本発明は、反射板を備えた太陽電池モジュールに関するものである。
従来、このような分野の技術として、特開２００１−１４８５００号公報がある。この公報に記載された太陽電池モジュールは、両面入射型の太陽電池セルを備え、太陽電池セル間の隙間を通過した光を反射板で反射させた後、太陽電池セルの裏面側に入射させる構成を有している。この入射光を多くするために、特開平１１−３０７７９１号公報に記載された太陽電池モジュールにあっては、凹凸形状のＥＶＡ製の透光シート（反射板）が設けられている。このような構成の太陽電池モジュールは、隣り合う太陽電池セル間を通過した光を有効に活用でき、発電効率の向上を図っている。
しかしながら、前述した従来の太陽電池モジュールでは、反射板と封止部の材質、太陽電池セルと封止部の材質が異なっているため、封止材から太陽電池セルや反射板が剥がれ易く、この剥がれ部分にエアーや水分が混入すると、長期信頼性の確保が難しく、発電効率の低下をも招来する。また、太陽電池モジュールの製造時においても、反射板と封止部との間又は太陽電池セルと封止部との間に気泡や空気溜まりが発生し易いので、長期信頼性の確保が難しく、発電効率の低下をも招来する。
本発明は、長期に渡る信頼性の確保や、長期に渡る発電効率の低下防止を可能にした太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
本発明は、太陽電池セルが封止部内に封入され、封止部は、反射板の凹凸形状に合致する第１の凹凸部を有し、封止部が反射板及び太陽電池セルに固着されてなる太陽電池モジュールであって、
反射板及び太陽電池セルに固着される前の封止部には、反射板に固着される面と太陽電池セルに固着される面とのうちの少なくとも一方に、第１の凹凸部の山部より小さな山部をもった第２の凹凸部が形成されていることを特徴とする。
反射板及び太陽電池セルに固着される前の封止部には、反射板に固着される面と太陽電池セルに固着される面とのうちの少なくとも一方に、第１の凹凸部の山部より小さな山部をもった第２の凹凸部が形成されていることを特徴とする。
この太陽電池モジュールにおいて、封止部の第１の凹凸部は、反射板の凹凸部に合致するので、封止部は反射板に密着させ易く、反射板に第１の凹凸部が設けられることで、太陽電池セルへの集光性を高めることができる。また、封止部において、反射板に固着される面に第２の凹凸部が設けられていると、第２の凹凸部は、クリープ現象によって変形し易いので、封止部を反射板に長期に渡って強固に密着させることができる。反射板と封止部の材質が異なっていても、反射板の剥がれが発生し難く、エアーや水分の混入が起こり難いので、長期信頼性が確保され、長期に渡って発電効率の低下防止を可能にする。さらに、モジュール成形時の真空吸引の際に、反射板と封止部との間の空気を、第２の凹凸部の谷部に沿って逃がすことができるので、空気溜まりの発生を無くすことができる。さらには、第２の凹凸部の緩衝効果により、太陽電池モジュールの製造時において、反射板に局所的な負荷が加わり難く、反射板の局所的な変形を防止することができる。
また、封止部において、太陽電池セルに固着される面に第２の凹凸部が設けられていると、第２の凹凸部は、クリープ現象によって変形し易いので、封止部を太陽電池セルに長期に渡って強固に密着させることができる。太陽電池セルと封止部の材質が異なっていても、太陽電池セルの剥がれが発生し難く、エアーや水分の混入が起こり難いので、長期信頼性が確保され、長期に渡って発電効率の低下防止を可能にする。さらに、モジュール成形時の真空吸引の際に、太陽電池セルと封止部との間の空気を、第２の凹凸部の谷部に沿って逃がすことができるので、空気溜まりの発生を無くすことができる。さらには、第２の凹凸部の緩衝効果により、太陽電池モジュールの製造時において、太陽電池セルに局所的な負荷が加わり難く、セル割れを防止することができる。
また、封止部において、太陽電池セルに固着される面に第２の凹凸部が設けられていると、第２の凹凸部は、クリープ現象によって変形し易いので、封止部を太陽電池セルに長期に渡って強固に密着させることができる。太陽電池セルと封止部の材質が異なっていても、太陽電池セルの剥がれが発生し難く、エアーや水分の混入が起こり難いので、長期信頼性が確保され、長期に渡って発電効率の低下防止を可能にする。さらに、モジュール成形時の真空吸引の際に、太陽電池セルと封止部との間の空気を、第２の凹凸部の谷部に沿って逃がすことができるので、空気溜まりの発生を無くすことができる。さらには、第２の凹凸部の緩衝効果により、太陽電池モジュールの製造時において、太陽電池セルに局所的な負荷が加わり難く、セル割れを防止することができる。
また、封止部の第１の凹凸部の山部の山幅をＷ１、高さをＨ１とし、第２の凹凸部の山部の山幅をＷ２、高さをＨ２とし、
Ｗ２×５＜Ｗ１
Ｈ１／Ｗ１＞０．３
Ｈ２／Ｗ２＞０．３
の関係を満たすと好適である。
第１の凹凸部の山部と第２の凹凸部の山部とをこのような関係にすると、封止部の高い密着性と太陽電池セルの高い集光効率とを同時に満足させることができる。
Ｗ２×５＜Ｗ１
Ｈ１／Ｗ１＞０．３
Ｈ２／Ｗ２＞０．３
の関係を満たすと好適である。
第１の凹凸部の山部と第２の凹凸部の山部とをこのような関係にすると、封止部の高い密着性と太陽電池セルの高い集光効率とを同時に満足させることができる。
また、封止部の第１の凹凸部の山部の山幅をＷ１、高さをＨ１とし、第２の凹凸部の山部の山幅をＷ２、高さをＨ２とし、
Ｗ２×５＜Ｗ１
Ｈ１／Ｗ１＞０．４
Ｈ２／Ｗ２＞０．４
の関係を満たす［請求項３］すると好適である。
Ｈ１／Ｗ１やＨ２／Ｗ２の下限値は、「０．３」より「０．４」がより好ましい。
Ｗ２×５＜Ｗ１
Ｈ１／Ｗ１＞０．４
Ｈ２／Ｗ２＞０．４
の関係を満たす［請求項３］すると好適である。
Ｈ１／Ｗ１やＨ２／Ｗ２の下限値は、「０．３」より「０．４」がより好ましい。
また、第１の凹凸部の谷部の谷底における封止部の厚みをＡ、第１の凹凸部の山部の頂部における封止部の厚みをＢとし、
Ａ×２＜Ｂ
の関係を満たすと好適である。
このような構成は、第１の凹凸部の谷底を太陽電池セルに近づけることができ、その結果として、反射板を太陽電池セルに近づけることができるので、反射板で反射した光を太陽電池セルで効率良く集光させることができる。そして、封止部の薄型化によって、モジュール成形時に封止部から発生する気泡ガスを低減させ、封止部の圧着による反射板や太陽電池セルの残留歪みを低減させることができる。さらに、モジュール成形時において、封止部が厚いと、封止部の加熱ムラが発生し易いが、封止部を薄くすることで、封止部の均一な加熱が達成され、反射板や太陽電池セルへの均一な密着性を高めることができる。
Ａ×２＜Ｂ
の関係を満たすと好適である。
このような構成は、第１の凹凸部の谷底を太陽電池セルに近づけることができ、その結果として、反射板を太陽電池セルに近づけることができるので、反射板で反射した光を太陽電池セルで効率良く集光させることができる。そして、封止部の薄型化によって、モジュール成形時に封止部から発生する気泡ガスを低減させ、封止部の圧着による反射板や太陽電池セルの残留歪みを低減させることができる。さらに、モジュール成形時において、封止部が厚いと、封止部の加熱ムラが発生し易いが、封止部を薄くすることで、封止部の均一な加熱が達成され、反射板や太陽電池セルへの均一な密着性を高めることができる。
本発明によれば、長期に渡る信頼性の確保や、長期に渡る発電効率の低下防止を可能にしている。
以下、図面を参照しつつ本発明に係る太陽電池モジュールの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の第２〜第５の実施形態の説明では、第１の実施形態と同一の構成要素には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
［第１の実施形態］
図１に示すように、集光型太陽電池モジュール１は、自動車のルーフや家屋の屋根などに設置され、効率の良い太陽光発電を可能にしている。この太陽電池モジュール１は、太陽光の入射を可能にした透明板２を有する。この透明板２は、ソーダガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス、ポリカーボネート、アクリル樹脂、白板強化ガラスなどがあり、これらのうち強度、耐熱性、長期信頼性、コストの観点から白板強化ガラスが好ましい。
図１に示すように、集光型太陽電池モジュール１は、自動車のルーフや家屋の屋根などに設置され、効率の良い太陽光発電を可能にしている。この太陽電池モジュール１は、太陽光の入射を可能にした透明板２を有する。この透明板２は、ソーダガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス、ポリカーボネート、アクリル樹脂、白板強化ガラスなどがあり、これらのうち強度、耐熱性、長期信頼性、コストの観点から白板強化ガラスが好ましい。
この透明板２に固着された封止部３内には、マトリックス状に配列される両面受光型太陽電池セル４が封入され、この封止部３に利用される封止材としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリエチレン、ポリビニルブチラール、ポリアリレート、ノルボネン系環状ポリオレフィン等が好ましい。
また、セル４の種類は、単結晶Ｓｉセル、多結晶Ｓｉセル、薄膜Ｓｉセル、III−Ｖ族セル、化合物系セル、有機セルなどがある。セル４を等間隔に配列し、幅２ｍｍのニッケルメッキされた銅インターコネクタの両端部を鉛フリーハンダによって各セル４に固定し、セル４を電気的に直列又は並列接続することで、梯子状のストリングが構成される。
封止部３の表面側に配置された透明板２に対面するように、封止部３の裏面側には、断面山形の反射板５が固着されている。この反射板５は、凹凸形状をなし、プレスによる形状付形性、長期信頼性、コストの観点から、金属板又はプラスチック板自体であっても、これら材質を基材にして、表面に銀又はアルミが反射膜として蒸着されたものであってもよい。反射板５の一例として、厚み０．２ｍｍのアルミ板の表面に、銀蒸着加工（膜厚９００ｎｍ）が施された２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（厚み２５μｍ）を貼り付け、この状態で板金加工することにより、反射板５に凹凸部１１を形成している。ここで、銀蒸着加工は、耐酸化劣化性能を高めるため銀−パラジウム、銀−金、銀−白金等を用いることが好適であり、更に、銀蒸着面は光硬化樹脂等でコーティングを施すことが好ましい。
反射板５を利用することで、隣り合う太陽電池セル４間を通り抜けて反射板５に達した太陽光を、反射板５の反射面５ａで反射させた後、太陽電池セル４の裏面側に入射させることができる。これによって、太陽電池セル４の表面側に入射した太陽光と太陽電池セル４の裏面側に入射した太陽光とによって、太陽電池セル４で高出力の電気を発生させることができる。
フィルム状の封止部３は、反射板５側に固着される第１の封止部３Ａと、透明板２に固着される第２の封止部３Ｂとからなり、第１の封止部３Ａと第２の封止部３Ｂとで太陽電池セル４を挟み込むようにして、太陽電池モジュール１内に太陽電池セル４を封止させている。第１及び第２の封止部３Ａ,３Ｂは、Ｔダイ押出し加工により加熱ロールを用いてフィルム状に成形されている。
図２に示すように、第１の封止部３Ａは、反射板５の凹凸部１１に合致する第１の凹凸部７を有し、第１の凹凸部７は、断面三角形状の山部７ａと谷部７ｂとを交互に出現させることよって形成されている。第１の凹凸部７の山部７ａは、反射板５の凹凸部１１の断面三角形状の山部１１ａに合致し、第１の凹凸部７の谷部７ｂは、反射板５の凹凸部１１の断面三角形状の谷部１１ｂに合致する。
さらに、第１の封止部３Ａにおいて、反射板５に固着される山形の面８と太陽電池セル４に固着される平坦な面９には、第１の凹凸部７の山部７ａより小さな山部１０ａをもった第２の凹凸部１０が形成されている。波形の第２の凹凸部１０は、二次関数曲線状をなす山部１０ａと谷部１０ｂとを交互に出現させることよって形成されている。
そして、第１の封止部３Ａでは、第１の凹凸部７の山部７ａの山幅をＷ１、高さをＨ１とし、第２の凹凸部１０の山部１０ａの山幅をＷ２、高さをＨ２とした場合、Ｗ２×５＜Ｗ１、Ｈ１／Ｗ１＞０．３（より好適には０．４）、Ｈ２／Ｗ２＞０．３（より好適には０．４）の関係を満たしている。
この太陽電池モジュール１において、第１の封止部３Ａの第１の凹凸部７は、反射板５の凹凸部１１に合致するので、第１の封止部３Ａは反射板５に密着させ易く、反射板５に第１の凹凸部７が設けられることで、太陽電池セル４への集光性を高めることができる。
第１の封止部３Ａにおいて、反射板５に固着される山形の面８に第２の凹凸部１０が設けられていると、第２の凹凸部１０は、クリープ現象によって変形し易いので、第１の封止部３Ａを反射板５に長期に渡って強固に密着させることができる。反射板５と第１の封止部３Ａの材質が異なっていても、反射板５の剥がれが発生し難く、エアーや水分の混入が起こり難いので、長期信頼性が確保され、長期に渡って発電効率の低下防止を可能にする。
さらに、モジュール成形時の真空吸引の際に、反射板５と第１の封止部３Ａとの間の空気を、第２の凹凸部１０の谷部１０ｂに沿って逃がすことができるので、空気溜まりの発生を無くすことができる。そして、第２の凹凸部１０の緩衝効果により、太陽電池モジュール１の製造時において、反射板５に局所的な負荷が加わり難く、反射板５の局所的な変形を防止することができる。
また、第１の封止部３Ａにおいて、太陽電池セル４に固着される平坦な面９に第２の凹凸部１０が設けられていると、第２の凹凸部１０は、クリープ現象によって変形し易いので、第１の封止部３Ａを太陽電池セル４に長期に渡って強固に密着させることができる。太陽電池セル４と第１の封止部３Ａの材質が異なっていても、太陽電池セル４の剥がれが発生し難く、エアーや水分の混入が起こり難いので、長期信頼性が確保され、長期に渡って発電効率の低下防止を可能にする。
さらに、モジュール成形時の真空吸引の際に、太陽電池セル４と第１の封止部３Ａとの間の空気を、第２の凹凸部１０の谷部１０ｂに沿って逃がすことができるので、空気溜まりの発生を無くすことができる。そして、第２の凹凸部１０の緩衝効果により、太陽電池モジュール１の製造時において、太陽電池セル４に局所的な負荷が加わり難く、セル割れを防止することができる。
第１の封止部３Ａでは、第１の凹凸部７の谷部７ｂの谷底７ｃにおける第１の封止部３Ａの厚みをＡ、第１の凹凸部７の山部７ａの頂部７ｄにおける第１の封止部３Ａの厚みをＢとした場合、Ａ×２＜Ｂの関係を満している。
このような構成は、第１の凹凸部７の谷底７ｃを太陽電池セル４に近づけることができ、その結果として、反射板５を太陽電池セル４に近づけることができるので、反射板５で反射した光を太陽電池セル４で効率良く集光させることができる。そして、第１の封止部３Ａの薄型化によって、モジュール成形時に第１の封止部３Ａから発生する気泡ガスを低減させ、第１の封止部３Ａの圧着による反射板５や太陽電池セル４の残留歪みを低減させることができる。さらに、モジュール成形時において、第１の封止部３Ａが厚いと、第１の封止部３Ａの加熱ムラが発生し易いが、第１の封止部３Ａを薄くすることで、第１の封止部３Ａの均一な加熱が達成され、反射板５や太陽電池セル４への均一な密着性を高めることができる。
エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）からなる第１の封止部３Ａの具体的な数値として、Ｗ１＝１５ｍｍ、Ｈ１＝６ｍｍ、Ｗ２＝０．５ｍｍ、Ｈ２＝０．４ｍｍ、Ａ＝１ｍｍ、Ｂ＝７ｍｍが好適である。また、傾斜面の傾斜角度Φとしては、Φ＝３８．７°が好適である。
前述した第１の封止部３Ａを採用することで、太陽電池モジュール１の高い生産性を可能にし、集光効率の向上により、反射板５で反射した光が透明板２から抜け出る量が少なくなるので、ぎらつきを低減させ、外観品質を向上させることができる。また、長期間の使用によるモジュール１の湾曲や波打ちが発生し難く、さらには、複数枚の太陽電池セル４を並設してなるストリングのハンダ接合部にストレスが加わり難い。そして、密着性向上により、第１の封止部３Ａと反射板５との界面や、第１の封止部３Ａと太陽電池セル４との界面での乱反射によるロスを無くすことができる。
また、高い発電効率を得るためには、極めて高い精度で反射板５の断面形状を位置決めし、太陽電池セル４と反射板５の位置関係を固定する必要があるが、従来は、実用的な太陽電池モジュールに要求される位置決め精度を確保することが困難であった。本発明によれば、第２の凹凸部１０の緩衝効果により、太陽電池モジュール１の製造時において、反射板５に局所的な負荷が加わり難く、反射板５の局所的な変形を防止することが可能になるため、非常に高い精度で反射板５の位置決め精度を確保することが可能となる。
更に、本発明において、第１の凹凸部７に形成される光の集光に寄与する傾斜面の傾斜角度Φ（図２参照）は、以下のように定められることが好ましい。
図１に示される両面受光型太陽電池セルを用いた太陽電池モジュールにおいて、傾斜面の傾斜角度Φは、集光倍率をａ、反射板５の反射率をｒ、セル配列ピッチＰとして、
で表される関数Ω(θ)のθ＝０〜９０°における最大値Ωmaxを用いて、
Ωmax−１５°≦Φ≦Ωmax＋１５°
好ましくは、Ωmax−１０°≦Φ≦Ωmax＋１０°
更に好ましくは、Ωmax−７°≦Φ≦Ωmax＋７°
である。
で表される関数Ω(θ)のθ＝０〜９０°における最大値Ωmaxを用いて、
Ωmax−１５°≦Φ≦Ωmax＋１５°
好ましくは、Ωmax−１０°≦Φ≦Ωmax＋１０°
更に好ましくは、Ωmax−７°≦Φ≦Ωmax＋７°
である。
この傾斜角度Φが好ましい理由について説明する。入射太陽光の仰角をＺとし、透明板の単位領域に入射するフレネル損失を考慮した入射光エネルギーをｉ(Ｚ)とすれば、集光ミラーの任意の傾斜角度をθとして、集光素子の単位ユニット（セル一枚あたり）における両面受光型太陽電池セルに入射する光エネルギーＩ(Ｚ，θ)は、南中時刻に最適角度となるように設置した太陽電池パネルにおいて、
とされる。ここで、セルの配列ピッチをＰ、集光倍率をａ、反射ミラーの反射率をｒとして与えた。
従って、日中に太陽光から降り注ぎ、セルに到達する光エネルギーの全積分強度Ｉtotは、
である。また、集光素子が存在しない標準的な太陽電池モジュールにおいて同一モジュール面積あたりにセルに到達する光エネルギーの全積分強度Ｉnocは、
で与えられる。従って、光学的な効率は、
であることから、Ω(θ)が最大値を与える角度を選択することで、集光効率が最も高められることがわかる。実用的には設置角度や設置方位の制約、外観的な制約も勘案しつつ集光ミラーの傾斜角度は定められるため、本発明の集光ミラーの傾斜角度Φは上記Ω(θ)が０°〜９０°の間で与える最大値Ωmaxを規準として、
Ωmax−１５°≦Φ≦Ωmax＋１５°
直達光が多い地域での変換効率を向上させるために、
好ましくは、Ωmax−１０°≦Φ≦Ωmax＋１０°
更に、拡散光束を含めた高い変換効率を実現するために、
最も好ましくは、Ωmax−７°≦Φ≦Ωmax＋７°
である。
とされる。ここで、セルの配列ピッチをＰ、集光倍率をａ、反射ミラーの反射率をｒとして与えた。
従って、日中に太陽光から降り注ぎ、セルに到達する光エネルギーの全積分強度Ｉtotは、
である。また、集光素子が存在しない標準的な太陽電池モジュールにおいて同一モジュール面積あたりにセルに到達する光エネルギーの全積分強度Ｉnocは、
で与えられる。従って、光学的な効率は、
であることから、Ω(θ)が最大値を与える角度を選択することで、集光効率が最も高められることがわかる。実用的には設置角度や設置方位の制約、外観的な制約も勘案しつつ集光ミラーの傾斜角度は定められるため、本発明の集光ミラーの傾斜角度Φは上記Ω(θ)が０°〜９０°の間で与える最大値Ωmaxを規準として、
Ωmax−１５°≦Φ≦Ωmax＋１５°
直達光が多い地域での変換効率を向上させるために、
好ましくは、Ωmax−１０°≦Φ≦Ωmax＋１０°
更に、拡散光束を含めた高い変換効率を実現するために、
最も好ましくは、Ωmax−７°≦Φ≦Ωmax＋７°
である。
また、図８で示されるように、片面受光型の太陽電池セルを用いた集光型太陽電池モジュールでは、透明板の表面での全反射現象をより積極的に利用することから、Φの値は、両面受光型のそれよりも８度程度小さな値とすることが好適であり、ミラーの傾斜角度Φは、上記Ω(θ)が０°〜９０°の間で与える最大値Ωmaxを規準として、
Ωmax−２３°≦Φ≦Ωmax＋７°
直達光が多い地域での変換効率を向上させるために、
好ましくは、Ωmax−１８°≦Φ≦Ωmax＋２°
更に、拡散光束を含めた高い変換効率を実現するために、
最も好ましくは、Ωmax−１５°≦Φ≦Ωmax−１°
である。
Ωmax−２３°≦Φ≦Ωmax＋７°
直達光が多い地域での変換効率を向上させるために、
好ましくは、Ωmax−１８°≦Φ≦Ωmax＋２°
更に、拡散光束を含めた高い変換効率を実現するために、
最も好ましくは、Ωmax−１５°≦Φ≦Ωmax−１°
である。
次に、このような構成の集光型太陽電池モジュール１の製造方法について説明する。
図３に示すように、ラミネート機２０の加熱板２１上に、透明板２、第２の封止部３Ｂ、太陽電池セル４を連結したストリング、第１の封止部３Ａ、反射板５をこの順に載置させる。さらに、反射板５の凹凸部１１に合致ようにフライス加工された形状保持型２２が利用され、ダイヤフラム２３が反射板５を直接加圧しないようにしている。
加熱板２１によって、１３５℃まで加熱し、加熱板２１に設けられた真空吸引機構によって、加熱板２１とダイヤフラム２３との間を真空状態にして、形状保持型２２をダイヤフラム２３が１５分間加圧する。これによって、ラミネート機２０内で柔軟になった封止部３Ａ,３Ｂが透明板２、太陽電池セル４及び反射板５に圧着される。
軽量化が図られたアルミ製の形状保持型２２を利用することで、ラミネート機２０内で反射板５がしっかりと位置決めされ、これによって、第１の封止部３Ａと反射板５の反射面５ａとの擦れ合いが起こり難く、キズ付き易い反射面５ａがキズ付くこと無く、高品位な反射面５ａを維持することができる。従って、反射面５ａでキズによる乱反射が起き難く、セル４で高い光電変換効率が得られる。
しかも、形状保持型２２によって、反射板５の傾斜角度が精度良く維持されるので、高い集光性能の太陽電池モジュール１を高歩留まりで製造することができる。また、製造プロセスが単純なので、安価に製造することができる。
［第２の実施形態］
図４に示すように、太陽電池モジュールに他の第１の封止部３０Ａを適用してもよい。この第１の封止部３０Ａは、太陽電池セル４に固着される平坦な面３１に第２の凹凸部１０が設けられているが、反射板３４に固着される山形の面３２には、第２の凹凸部１０が設けられていない。
図４に示すように、太陽電池モジュールに他の第１の封止部３０Ａを適用してもよい。この第１の封止部３０Ａは、太陽電池セル４に固着される平坦な面３１に第２の凹凸部１０が設けられているが、反射板３４に固着される山形の面３２には、第２の凹凸部１０が設けられていない。
なお、透明なポリエチレン樹脂からなる第１の封止部３０Ａの具体的な数値として、Ｗ１＝１２ｍｍ、Ｈ１＝４．８ｍｍ、Ｗ２＝０．４ｍｍ、Ｈ２＝０．３ｍｍ、Ａ＝０．７ｍｍ、Ｂ＝５．５ｍｍが好適である。
図５（ａ）に示すように、第１の凹凸部７を有する反射板３４は、アルミ、真鍮、ステンレス等からなる金属基板３５を有し、銀蒸着層３６が施された２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム３７が金属基板３５に貼り付けられ、透明な光硬化樹脂によって波状に形成された接着層３８が銀蒸着層３６に貼り付けられた構成をなしている。
前述したラミネート機２０によって、この反射板３４の接着層３８を第１の封止部３０Ａの山形の面３２に固着させると、接着層３８の凹凸形状によって接着強度が増し、大きな温度変化にも耐えることができる。
図５（ｂ）に示すように、他の反射板４０は、アルミ、真鍮、ステンレス等から形成されている金属基板４１を有し、この金属基板４１の表面４１ａには、サンドブラストや板金によって凹凸加工がなされている。そして、この表面４１ａに、銀蒸着層４２と透明な光硬化樹脂によって形成された接着層４３とがこの順で積層されている。このような反射板４０であっても、第１の封止部３０Ａとの接着強度を確保することができる。
この第２実施形態に関しては、第１実施形態と同様の作用効果を奏す。
［第３の実施形態］
図６及び図７に示すように、太陽電池モジュール５０において、封止部５５の第１の封止部５１Ａは、反射板５２の凹凸部５３に合致する第１の凹凸部５４を有している。反射板５２の凹凸部５３は、太陽電池セル４の両端で対向する断面三角形状の２つの山部５３ａ,５３ｂと、山部５３ａと山部５３ｂとの間に位置して太陽電池セル４に対向する断面三角形状の第１の谷部５３ｃと、太陽電池セル４間に位置する断面三角形状の第２の谷部５３ｄとで形成されている。
第１の封止部５１Ａの第１の凹凸部５４は、反射板５２の山部５３ａ,５３ｂに合致する山部５４ａ,５４ｂと、反射板５２の第１及び第２の谷部５３ｃ,５３ｄに合致する第１及び第２の谷部５４ｃ,５４ｄとを有している。そして、山部５４ａと山部５４ｂの高さは同一であり、谷部５４ｃと谷部５４ｄの深さも同一である。
第１の封止部５１Ａにおいて、反射板５２に固着される山形の面５６と太陽電池セル４に固着される平坦な面５７には、第２の凹凸部１０が形成されている。
そして、第１の封止部５１Ａでは、第１の凹凸部５４の山部５４ｂの山幅をＷ１、高さをＨ１とし、第２の凹凸部１０の山部１０ａの山幅をＷ２、高さをＨ２とした場合、Ｗ２×５＜Ｗ１、Ｈ１／Ｗ１＞０．３（より好適には０．４）、Ｈ２／Ｗ２＞０．３（より好適には０．４）の関係を満たしている。なお、第１の凹凸部５４の山部５４ａについても同様の関係を満たす。
この第３実施形態に関しては、第１実施形態と同様の作用効果を奏す。
［第４の実施形態］
図８及び図９に示すように、太陽電池モジュール６０において、封止部６５の第１の封止部６１Ａは、反射板６２の凹凸部６３に合致する第１の凹凸部６４を有している。反射板６２の凹凸部６３は、片面受光型太陽電池セル４Ａに対向する位置で断面台形状をなす谷部６３ｂと、片面受光型太陽電池セル４Ａ間で断面三角形状をなす山部６３ａとで形成されている。
第１の封止部６１Ａの第１の凹凸部６４は、反射板６２の山部６３ａに合致する山部６４ａと、反射板６２の谷部６３ｂに合致する谷部６４ｂとを有している。そして、太陽電池セル４Ａが片面受光型ゆえに、反射板６２の谷底６３ｃは、太陽電池セル４Ａに対向し且つ平行であり、これに対応して、第１の封止部６１Ａの谷底６４ｃも太陽電池セル４Ａに対向し且つ平行である。
第１の封止部６１Ａにおいて、反射板６２に固着される山形の面６６と太陽電池セル４Ａに固着される平坦な面６７には、第２の凹凸部１０が形成されている。
そして、第１の封止部６１Ａでは、第１の凹凸部６４の山部６４ａの山幅をＷ１、高さをＨ１とし、第２の凹凸部１０の山部１０ａの山幅をＷ２、高さをＨ２とした場合、Ｗ２×５＜Ｗ１、Ｈ１／Ｗ１＞０．３（より好適には０．４）、Ｈ２／Ｗ２＞０．３（より好適には０．４）の関係を満たしている。
また、片面受光型太陽電池セル４Ａの受光面と透明板２の光入射面との隙間Ｇにおいて、Ｗ１／１０＜Ｇ＜Ｗ１／３の関係を満たしている。
なお、透明なエチレン酢酸ビニル樹脂からなる第１の封止部６１Ａの具体的な数値として、Ｗ１＝１２ｍｍ、Ｈ１＝４．８ｍｍ、Ｗ２＝０．４ｍｍ、Ｈ２＝０．３ｍｍ、Ａ＝０．７ｍｍ、Ｂ＝５．５ｍｍ、谷底６４ｃの底幅Ｓ＝２０ｍｍが好適である。また、片面受光型太陽電池セル４Ａは、短辺幅２０ｍｍ、長辺幅１２５ｍｍである。また、傾斜面の傾斜角度Φについては、片面受光型の場合には、前述の両面受光型において定められるΦより８°〜１０°程度小さな値とすることが好適であり、具体的にはΦ＝２８．１°とすることが好適である。
この第４実施形態に関しては、第１実施形態と同様の作用効果を奏す。
［第５の実施形態］
［第５の実施形態］
図１０〜図１２に示すように、太陽電池モジュール７０において、封止部７５の第１の封止部７１Ａは、反射板７２の凹凸部７３に合致する第１の凹凸部７４を有している。反射板７２の凹凸部７３は、太陽電池セル４の両端で対向する断面円弧形状の２つの山部７３ａ,７３ｂと、山部７３ａと山部７３ｂとの間で太陽電池セル４に対向する第１の谷部７３ｃと、太陽電池セル４間に位置する第２の谷部７３ｄとで形成されている。
反射板７２の山部７３ａ,７３ｂは、長楕円形状の集光レンズのような集光特性を有しており、左右一対の山部７３ａ,７３ｂで反射した光を、太陽電池セル４に集光させることができる。
第１の封止部７１Ａの第１の凹凸部７４は、反射板７２の山部７３ａ,７３ｂに合致する山部７４ａ,７４ｂと、反射板７２の第１及び第２の谷部７３ｃ,７３ｄに合致する第１及び第２の谷部７４ｃ,７４ｄとを有している。そして、山部７４ａと山部７４ｂとは、同じ形状を有し、谷部７４ｃと谷部７４ｄも同じ形状を有している。
第１の封止部７１Ａにおいて、太陽電池セル４に固着される平坦な面７７には、第２の凹凸部１０が形成されている。しかしながら、反射板７２に固着される山形の面７６には、第２の凹凸部１０が形成されておらず、図５に示されている反射板３４,４０と同様な対策が施された反射板７２が固着される。
そして、第１の封止部７１Ａでは、第１の凹凸部７４の山部７４ａの山幅をＷ１、高さをＨ１とし、第２の凹凸部１０の山部１０ａの山幅をＷ２、高さをＨ２とした場合、Ｗ２×５＜Ｗ１、Ｈ１／Ｗ１＞０．３（より好適には０．４）、Ｈ２／Ｗ２＞０．３（より好適には０．４）の関係を満たしている。なお、第１の凹凸部７４の山部７４ｂについても同様の関係を満たす。
なお、透明なエチレン酢酸ビニル樹脂からなる第１の封止部７１Ａの具体的な数値として、Ｗ１＝１５ｍｍ、Ｈ１＝６ｍｍ、Ｗ２＝０．５ｍｍ、Ｈ２＝０．４ｍｍ、Ａ＝０．５ｍｍ、Ｂ＝６．５ｍｍが好適である。
反射板７２の山部７３ａ,７３ｂは、長楕円形状の集光レンズのような集光特性を有しており、左右一対の山部７３ａ,７３ｂで反射した光を、太陽電池セル４に集光させることができる。従って、集光特性の高められている反射板７２を使用することで、各太陽電池セル４を小型化することができ、ストリングにおいて、セル４間の間隔を広くすることができる。各太陽電池セル４を小型化できるので、太陽電池モジュール７０の軽量化をも可能にする。
この第５実施形態に関しては、第１実施形態と同様の作用効果を奏す。
本発明は、前述した実施形態に限定されないことは言うまでもない。例えば、第２の封止部３Ｂにも、第２の凹凸部１０の適用は可能である。
１,５０,６０,７０…太陽電池モジュール、３Ａ,３０Ａ,５１Ａ,６１Ａ,７１Ａ…第１の封止部（封止部）、４,４Ａ…太陽電池セル、５,３４,４０,４２,６２…反射板、７,５４,６４,７４…第１の凹凸部、７ａ,５４ａ,５４ｂ,６４ａ,７４ａ,７４ｂ…第１の凹凸部の山部、７ｂ,５４ｃ,５４ｄ,６４ｂ,７４ｃ,７４ｄ…第１の凹凸部の谷部、１０…第２の凹凸部、１０ａ…第２の凹凸部の山部。
Claims (4)
- 太陽電池セルが封止部内に封入され、前記封止部は、反射板の凹凸形状に合致する第１の凹凸部を有し、前記封止部が前記反射板及び前記太陽電池セルに固着されてなる太陽電池モジュールであって、
前記反射板及び前記太陽電池セルに固着される前の前記封止部には、前記反射板に固着される面と前記太陽電池セルに固着される面とのうちの少なくとも一方に、前記第１の凹凸部の山部より小さな山部をもった第２の凹凸部が形成されていることを特徴とする太陽電池モジュール。 - 前記封止部の前記第１の凹凸部の前記山部の山幅をＷ１、高さをＨ１とし、前記第２の凹凸部の前記山部の山幅をＷ２、高さをＨ２とし、
Ｗ２×５＜Ｗ１
Ｈ１／Ｗ１＞０．３
Ｈ２／Ｗ２＞０．３
の関係を満たすことを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。 - 前記封止部の前記第１の凹凸部の前記山部の山幅をＷ１、高さをＨ１とし、前記第２の凹凸部の前記山部の山幅をＷ２、高さをＨ２とし、
Ｗ２×５＜Ｗ１
Ｈ１／Ｗ１＞０．４
Ｈ２／Ｗ２＞０．４
の関係を満たすことを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。 - 前記第１の凹凸部の谷部の谷底における前記封止部の厚みをＡ、前記第１の凹凸部の前記山部の頂部における前記封止部の厚みをＢとし、
Ａ×２＜Ｂ
の関係を満たすことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の太陽電池モジュール。
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