JP2011096945A

JP2011096945A - 光電変換モジュール

Info

Publication number: JP2011096945A
Application number: JP2009251327A
Authority: JP
Inventors: Satoru Ogasawara; 悟小笠原; Kazutaka Kodera; 和孝小寺
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2011-05-12
Anticipated expiration: 2029-10-30
Also published as: US20110100435A1; JP5356181B2

Abstract

【課題】光電変換モジュールを重ね合わせた際の全体の容量を小さくする。
【解決手段】光電変換モジュール２００の裏面に配置されたフレーム２６を備え、フレーム２６は、光電変換モジュール２００に固定される固定部２６ａと、固定部２６ａから光電変換モジュール２００の裏面に対して立ち上げられた端部２６ｂと、を備える形状とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、光電変換モジュールに関する。

太陽光発電システム等の光電変換システムは、一般的に、複数の光電変換素子を直並列に接続し、充填剤等で封入し、金属枠等の構造体を一体的に形成した光電変換モジュールとして形成される。光電変換システムは、据え付け箇所に設けられた架台に光電変換モジュールを取り付けることで設置される。

例えば、特許文献１には、略コ字状断面を有し、光電変換モジュールの周囲に沿って分割され、コ字状断面の開口部をモジュール周囲に嵌めて光電変換モジュールを固定保持するフレームを備えた光電変換モジュールが開示されている。

また、図８に示すように、表面側ガラス１６と裏面側ガラス１２とに挟まれるように光電変換素子１４が形成された光電変換モジュール１００において、両端１０ａが裏面側ガラス１２に接着され、裏面側ガラス１２から離れた位置に中央部１０ｂが位置するように両端１０ａと中央部１０ｂとを繋ぐ側面部１０ｃが設けられたブリッジ形状を有するフレーム１０を備えた構成も知られている。

特開２００３−２０７６６号公報

ところで、従来の光電変換モジュール１００のフレーム１０では、複数の光電変換モジュール１００を重ね合わせて搬送する場合、図９に示すように、光電変換モジュール１００の裏面同士を重ねる際にフレーム１０の凸状に突出した部分の幅Ｗずらして重ね合わせる必要がある。その結果、輸送時の体積が嵩張り、輸送コストが増大するという問題があった。

本発明の１つの態様は、光電変換モジュールであって、光電変換モジュールを設置する際に架台に固定するために光電変換モジュールの裏面に配置されたフレームを備え、フレームは、光電変換モジュールに固定される固定部と、固定部から光電変換モジュールの裏面に対して立ち上げられた端部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、重ね合わせた際の全体の容量を従来より小さくすることができる光電変換モジュールを提供することができる。

本発明の実施の形態における光電変換モジュールの構成を示す断面図である。本発明の実施の形態における光電変換モジュールの構成を示す平面図である。本発明の実施の形態における光電変換モジュールの構成の別例を示す断面図である。本発明の実施の形態における光電変換モジュールの据え付け状態を示す断面図である。本発明の実施の形態における光電変換モジュールの据え付け状態を示す断面図である。本発明の実施の形態における光電変換モジュールの搬送状態を示す断面図である。本発明の実施の形態における光電変換モジュールの搬送状態を示す断面図である。従来の光電変換モジュールの構成を示す断面図である。従来の光電変換モジュールの搬送状態を示す断面図である。

本発明の実施の形態における光電変換モジュール２００は、図１の断面図に示すように、表面側基板２０、光電変換素子２２、裏面側基板２４及びフレーム２６を含んで構成される。

表面側基板２０は、光電変換素子２２を表面側から支持する部材である。表面側基板２０は、入射した光を透過して光電変換素子２２へ導けるように、例えば、ガラス、プラスチック等の透光性を有する材料で構成する。

裏面側基板２４は、光電変換素子２２を裏面側から支持する部材である。光電変換モジュール２００を表面及び裏面の両方から光を受光することができるタイプとするには、裏面側基板２４は、例えば、ガラス、プラスチック等の透光性を有する材料で構成する。なお、光電変換モジュール２００を表面のみから光を受光することができるタイプとする場合には、裏面側基板２４は、エポキシ、ウレタン等の樹脂や熱可塑性の樹脂を硬化させたもの、金属等の不透光性の部材としてもよい。

光電変換素子２２は、透明導電層及び光電変換層の積層構造を含んで構成される。透明電極層としては、酸化錫（ＳｎＯ₂）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等に錫（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、フッ素（Ｆ）、アルミニウム（Ａｌ）等をドープした透明導電性酸化物（ＴＣＯ）を適用することができる。また、光電変換層は、透明導電層上に形成される。光電変換層としては、例えば、アモルファスシリコン光電変換層、微結晶シリコン光電変換層及びそれらのタンデム構造並びにガリウム砒素系等の化合物半導体光電変換層等を適用することができる。アモルファスシリコン光電変換層や微結晶シリコン光電変換層とする場合には、Ｐ型半導体層とＮ型半導体層とを積層したＰＮ型光電変換層やＰ型半導体、Ｉ型半導体及びＮ型半導体を積層したＰＩＮ型光電変換層とすることが好適である。

また、光電変換素子２２は、レーザ光等を用いて透明導電層及び光電変換層を分割する分割溝を形成し、複数の光電変換素子を直列又は並列に接続した構成としてもよい。レーザ光としては、例えば、波長１０６４ｎｍ，５３２ｎｍのＹＡＧレーザを用いることができる。

光電変換モジュール２００を表面及び裏面の両方から光を受光するタイプとする場合、表面側基板２０及び裏面側基板２４上にそれぞれ光電変換素子２２を形成し、透明導電層や金属層等の中間層を挟んで光電変換素子２２同士を接続する構成とすればよい。

一方、光電変換モジュール２００を表面のみから光を受光するタイプとする場合、表面側基板２０上に光電変換素子２２を形成し、さらに裏面電極及び樹脂等を挟んで裏面側基板２４を設ければよい。裏面電極としては、例えば、反射性金属と透明導電性酸化物（ＴＣＯ）との積層構造とすることが好適である。反射性金属としては、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）等が使用できる。また、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）としては、酸化錫（ＳｎＯ₂）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等が使用できる。樹脂としては、ＥＶＡ等の樹脂材料を用いることが好適である。

フレーム２６は、図２の光電変換モジュール２００の裏面側からみた平面図に示すように、光電変換モジュール２００の裏面側基板２４上に設けられる。フレーム２６は、光電変換モジュール２００を据え付ける際に架台に留具等の固定部材によって固定され、光電変換モジュール２００を架台に固定するために用いられる。

フレーム２６は、光電変換モジュール２００を据え付け及び支持するために十分な機械的な強度を有する材料で構成する。フレーム２６は、金属や強化プラスチック等で構成することが好適である。フレーム２６は、例えば、アルミニウム材で構成することが好適である。

フレーム２６は、短冊状又は梁状等の任意の大きさとしてもよいが、図２に示すように、架台に確実かつ安定に固定するためには梁状に延設することがより好適である。

フレーム２６の固定位置は特に限定されるものではないが、図２に示すように、光電変換素子２２に設けられた分離溝２２ａに重ね合わせるように配置することが好適である。これにより、分離溝２２ａを介して光電変換モジュール２００を透過してきた光をフレーム２６によって反射させ、光電変換素子２２に再度入射させることができ、光電変換モジュール２００の光電変換効率を高めることができる。したがって、フレーム２６は、光の反射率が高い材質又は色とすることが好適である。例えば、フレーム２６を反射率の高いアルミニウム等の金属で構成することが好適である。また、フレーム２６の色を反射率の高い白等とすることが好適である。

フレーム２６は、図１の断面図に示すように、光電変換モジュール２００の裏面側基板２４に固定される固定部２６ａと、固定部２６ａから屈曲部２６ｃを介して延設され、裏面側基板２４の表面から立ち上げられた端部２６ｂとを備える。固定部２６ａは、光電変換モジュール２００の裏面側基板２４に対して接着剤等によって固定される。

また、端部２６ｂには、フレーム２６を架台に固定する際に用いられる留具用の穴２６ｄが設けられる。留具用の穴２６ｄは、端部２６ｂの側面を貫通するように設けることが好適である。留具用の穴２６ｄの代りに、架台に設けられた係止部材と係合させる係止構造を固定部２６ａ又は端部２６ｂに設けてもよい。

フレーム２６は、図１に示すように、固定部２６ａの両側から端部２６ｂが立ち上げられたコ字状の断面を有する形状としてもよいし、図３に示すように、固定部２６ａの片側のみから端部２６ｂが立ち上げられたＬ字状の断面を有する形状としてもよい。コ字状の断面とした場合、Ｌ字状の断面とした場合に比べて光電変換モジュール２００を固定したときの機械的な強度を高めることができる。一方、Ｌ字状の断面とした場合、コ字状の断面とした場合に比べて光電変換モジュール２００の重量を軽量化することができる。

また、フレーム２６は、裏面側基板２４と一体となるように形成されたものを用いてもよい。この場合、接着剤によりフレーム２６と裏面側基板２４とを固定する必要がなくなり、光電変換モジュール２００を固定したときの機械的な強度を高めることができる。

光電変換モジュール２００を据え付ける際には、図４及び図５に示すように、フレーム２６の留具用の穴２６ｄを用いて据え付け場所に設けた架台２０２に対して留具２０４によって固定することができる。

また、光電変換モジュール２００を搬送する際には、図６及び図７に示すように、光電変換モジュール２００の裏面側同士を向かい合わせて重ねて搬送することができる。このとき、図６及び図７に示すように、フレーム２６の端部２６ｂの厚みｄだけずらせば光電変換モジュール２００を重ね合わせることができ、フレーム全体の幅Ｗだけずらさなければ重ね合わせることができなかった従来よりも搬送時の容量を小さくすることができる。

また、光電変換モジュール２００を重ね合わせた際に、図６及び図７に示すように、フレーム２６の厚みｄによって光電変換モジュール２００の間に間隙ｇが生じ、搬送時に光電変換モジュール２００同士が接触することを防ぐことができる。これによって、搬送時における光電変換モジュール２００の破損を低減することができる。

特に、フレーム２６の断面をコ字状にした場合、光電変換モジュール２００同士が横にずれたときであってもフレーム２６の端部２６ｂによってずれの幅が抑制される。これによって、搬送時において光電変換モジュール２００同士がずれることでフレーム２６が重ね合わされた隣の光電変換モジュール２００の裏面側基板２４に接触することを避けることができ、光電変換モジュール２００の破損を低減することができる。

なお、フレーム２６は、図１及び図３に示すように、端部２６ｂを裏面側基板２４から略垂直に立ち上げた形状としてもよいし、端部２６ｂを裏面側基板２４から９０°未満の角度で立ち上げた形状としてもよい。端部２６ｂを裏面側基板２４から９０°未満の角度で立ち上げた場合、光電変換モジュール２００の据え付けの際にフレーム２６を架台２０２に嵌め込む処理が容易となる等の利点がある。一方、端部２６ｂを裏面側基板２４に対して略垂直に立ち上げた場合、光電変換モジュール２００を重ね合わせる際にずらさなければならない幅が端部２６ｂの厚みｄのみにできる点で利点がある。

また、固定部２６ａ、端部２６ｂ及び屈曲部２６ｃは一体的に形成することが好ましいが、構造材として十分な強度が得られる場合には別部材を組み合わせ構成してもよい。

１０フレーム、１０ａ両端、１０ｂ中央部、１０ｃ側面部、１２裏面側ガラス、１４光電変換素子、１６表面側ガラス、２０表面側基板、２２光電変換素子、２２ａ分離溝、２４裏面側基板、２６フレーム、２６ａ固定部、２６ｂ端部、２６ｃ屈曲部、２６ｄ穴、１００，２００光電変換モジュール、２０２架台、２０４留具。

Claims

光電変換モジュールであって、
光電変換モジュールを設置する際に架台に固定するために光電変換モジュールの裏面に配置されたフレームを備え、
前記フレームは、光電変換モジュールに固定される固定部と、前記固定部から光電変換モジュールの裏面に対して立ち上げられた端部と、を備えることを特徴とする光電変換モジュール。
請求項１に記載の光電変換モジュールであって、
前記フレームは、前記固定部から光電変換モジュールの裏面に対して両端が立ち上げられていることを特徴とする光電変換モジュール。
請求項１又は２に記載の光電変換モジュールであって、
前記端部は、光電変換モジュールを架台に固定するための固定用穴が設けられていることを特徴とする光電変換モジュール。
請求項１〜３のいずれか１つに記載の光電変換モジュールであって、
前記フレームは、光電変換モジュールに設けられた光電変換素子の分離溝に沿って配設されていることを特徴とする光電変換モジュール。
請求項１〜４のいずれか１つに記載の光電変換モジュールであって、
前記端部は、光電変換モジュールの裏面に対して略垂直に立ち上げられていることを特徴とする光電変換モジュール。