JP2011233702A - 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】低コストで必要十分な耐荷重性能を確保することができる太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
【解決手段】太陽電池モジュール１は、ガラス基板１１と、ガラス基板１１の上に形成された太陽電池セル１２とを本体１０に備えた太陽電池モジュール１である。本体１０は、太陽電池セル１２の上に配置された補強材１３と、補強材１３をガラス基板１１の裏面側に封止する封止部材（封止フィルム）１４とを備える。補強材１３を備えることによって、太陽電池モジュール１を架台に設置する際に、必要十分な耐荷重性能を確保することができる。また、補強材１３は封止部材１４によって固定されており、枠材を用いて固定する必要が無いため、補強材１３のサイズ、形状、配置などを自由に設計できる。
【選択図】図１Ｃ

Description

本発明は、太陽電池モジュールに関し、また、このような太陽電池モジュールの製造方法に関する。

現在、太陽電池・太陽光発電システムの業界では、家庭向けの小規模発電システムと、産業用の大規模発電システムとに大別して生産されている。特に、大規模発電システムにおいては、単位出力あたりの価格を低減するために、太陽電池モジュールの大型化、低コスト化が求められている。

一方、太陽電池モジュールを大型化すると、風圧や積雪などから受ける荷重が増大する。そして、荷重に対する耐久性能、つまり、耐荷重性能が低い場合は、荷重によって太陽電池モジュールのガラス基板に亀裂が生じることがある。この場合、生じた亀裂から浸入した水分によって、太陽電池セルが短絡し、発熱や火災が発生するおそれがある。

そこで、太陽電池モジュールに用いられる枠材やガラス基板を改良して、耐荷重性能を向上させる技術が利用されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

図１１は、太陽電池モジュールの従来例１の構造を示す断面図である。

従来例１である太陽電池モジュール１００は、ガラス基板の耐荷重性能を向上させたものであって、強化ガラス板１０１、透明樹脂１０２、太陽電池セル１０４が形成された非強化ガラス基板１０３、封止樹脂１０５および裏面封止フィルム１０６が順に積層されて一体化されている。強化ガラス板１０１は、透明樹脂１０２によりガラス基板１０３の受光面全面に固定されている。つまり、太陽電池モジュール１００では、非強化ガラス基板１０３に強化ガラス板１０１を貼り合わせることにより、耐荷重性能を向上させている。

図１２は、太陽電池モジュールの従来例２の構造を示す斜視図である。

従来例２である太陽電池モジュール２００は、太陽電池モジュール本体２０１を支持する枠材に補強構造を挿入して、耐荷重性能を向上させたものである。太陽電池モジュール２００は、板状の太陽電池モジュール本体２０１と、太陽電池モジュール本体２０１の長辺側をそれぞれ挟持する長辺側枠材２０２ａ、２０２ｂと、太陽電池モジュール本体２０１の短辺側をそれぞれ挟持する短辺側枠材２０３ａ、２０３ｂと、太陽電池モジュール本体２０１の裏面を支持する補強部材２０４とで構成されている。太陽電池モジュール本体２０１は、太陽電池セル、充填材、ガラス基板および耐候性フィルムで構成されている。補強部材２０４は、長辺側枠材２０２ａおよび２０２ｂにネジ２０５で固定され、接着部材２０６で太陽電池モジュール本体２０１に固定されている。

特開２００３−１１０１２８号公報 特開平９−１４８６１２号公報

しかしながら、強化ガラス板１０１を用いた場合は、非強化ガラス基板１０３の受光面側の全面に高コストな強化ガラス板１０１を配置しているため、コストを低減することが出来ず、太陽電池モジュール１００の自重が重くなるという課題がある。

また、補強部材を挿入した場合、補強部材２０４は、太陽電池モジュール本体２０１に接着され外部に露出しているため、補強部材２０４から漏電するおそれがある。したがって、太陽電池モジュール２００の接地検査において、枠材と補強部材２０４とに対して検査が必要となる。

なお、接地検査とは、人が枠材や太陽電池を設置する架台に触れても感電しないことを確認するものである。太陽電池モジュールに対する認証機関での認証マークを取得する際には、安全基準として量産工程での接地検査の実施が義務付けられている。認証機関は、例えば、日本ではＪＥＴ（電気安全環境研究所）、ヨーロッパではＶＤＥ（ドイツ電気技術者協会）、アメリカではＵＬ（アメリカ保険業者安全試験所）がある。

また、太陽電池モジュール本体２０１のサイズ、形状を変更すると、それに伴って、枠材の長さ、位置関係が変更される。そのため、太陽電池モジュール本体２０１のサイズ、形状に応じて、適当な長さの補強部材２０４を用意しなければならない。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、低コストで必要十分な耐荷重性能を確保することができる太陽電池モジュールを提供することを目的とする。

また、本発明は、低コストで耐荷重性能を向上させた太陽電池モジュールの製造を可能にする太陽電池モジュールの製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る太陽電池モジュールは、ガラス基板と、前記ガラス基板の上に形成された太陽電池セルとを本体に備えた太陽電池モジュールであって、前記本体は、前記太陽電池セルの上に配置された補強材と、前記補強材を前記ガラス基板の裏面側に封止する封止部材とを備えることを特徴とする。

この構成によると、補強材を備えることによって、太陽電池モジュールを設置する際に、必要十分な耐荷重性能を確保することができる。また、補強材は封止部材によって固定されており、枠材を用いて固定する必要が無いため、補強材のサイズ、形状、配置などを自由に設計できる。

本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記封止部材は、フィルムで形成されていることを特徴とする。

この構成によると、太陽電池セルを保護することができ、太陽電池モジュールを軽量化できる。

本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記封止部材は、裏面封止ガラス基板であることを特徴とする。

この構成によると、太陽電池セルを保護することができ、裏面からの衝撃に強い構造とすることができる。

本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記補強材は、前記ガラス基板の外周に向かうに従って薄くなるテーパ形状に形成されていることを特徴とする。

この構成によると、荷重の影響を受けやすい中央を効果的に補強することができ、太陽電池モジュールを軽量化できる。また、補強材の端部を薄くすることで、フィルムで形成された封止部材のしわを抑えることができる。

本発明に係る太陽電池モジュールは、前記ガラス基板と前記補強材との間に、絶縁性を有する絶縁性フィルムを備えることを特徴とする。

この構成によると、絶縁性フィルムによって、ガラス基板と補強材とをより確実に絶縁できる。そのため、補強材の材質を自由に選択でき、例えば、金属を用いれば、補強材を容易に加工できる。

本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記補強材は、前記太陽電池セルから外部への配線を通す貫通穴を備えることを特徴とする。

この構成によると、外部への配線の位置にかかわらず、補強材を自由に配置できる。

本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記本体の外周は、一定の厚さとされており、前記補強材は、平面視において前記ガラス基板より短く形成されていることを特徴とする。

この構成によると、太陽電池モジュールの外縁の厚さを一定にすることができる。そのため、太陽電池モジュールを架台に設置する際に、枠材は補強材の厚さによる影響を受けない。

本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記補強材の材質は、ガラスであることを特徴とする。

この構成によると、ガラスの有する非導電性、難燃性、機械的強度によって、太陽電池モジュールの電気的特性や安全性を確保することができる。

本発明に係る太陽電池モジュールは、フレームレス太陽電池モジュールであることを特徴とする。

この構成によると、フレームレス太陽電池モジュールとすることで、枠材を使用しないことで低コスト化を実現できる。また、補強材によって、必要な耐荷重性能は確保される。

本発明に係る太陽電池モジュールは、前記本体を架台に設置するための枠材を備えることを特徴とする。

この構成によると、耐荷重性能をさらに備えた太陽電池モジュールを提供することができる。

本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、ガラス基板の上に太陽電池セルを形成する工程と、前記ガラス基板、補強材、封止樹脂シートおよび封止部材を順に積み重ね、接着して一体化するラミネート工程とを含むことを特徴とする。

この方法によると、太陽電池モジュールの耐荷重性能を向上させ、製造工程の簡略化および低コスト化を実現することができる。

本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法では、前記ラミネート工程は、前記ガラス基板および前記補強材の接着と、前記補強材および前記封止部材の接着とを同時に処理する工程であることを特徴とする。

この方法によると、補強材を接着する工程を新たに設ける必要が無いため、低コスト化を実現することができる。

本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、前記ラミネート工程において、前記ガラス基板と前記補強材との間に、絶縁性フィルムが積み重ねられていることを特徴とする。

この方法によると、ガラス基板と補強材とが絶縁された太陽電池モジュールを提供できる。

本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法では、前記ラミネート工程は、前記ガラス基板および前記絶縁性フィルムの接着と、前記絶縁性フィルムおよび前記補強材の接着と、前記補強材および前記封止部材の接着とを同時に処理する工程であることを特徴とする。

この方法によると、絶縁性フィルムおよび補強材を接着する工程を新たに設ける必要が無いため、低コスト化を実現することができる。

本発明に係る太陽電池モジュールによると、補強材を備えることによって、太陽電池モジュールを設置する際に、必要十分な耐荷重性能を確保することができる。また、補強材は封止部材によって固定されており、枠材を用いて固定する必要が無いため、補強材のサイズ、形状、配置などを自由に設計できる。

本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法によると、太陽電池モジュールの耐荷重性能を向上させ、製造工程の簡略化および低コスト化を実現することができる。

本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュールの上面図である。 図１Ａの矢符Ｂ−Ｂでの断面図である。 図１Ａの矢符Ｃ−Ｃでの断面図である。 図１Ａの太陽電池モジュールの製造方法を示す説明図である。 本発明の実施の形態２に係る太陽電池モジュールの上面図である。 図３Ａの矢符Ｂ−Ｂでの断面図である。 図３Ａの矢符Ｃ−Ｃでの断面図である。 実施の形態２の変形例であって、図３Ａの矢符Ｂ−Ｂでの断面図である。 本発明の実施の形態３に係る太陽電池モジュールの上面図である。 図５Ａの矢符Ｂ−Ｂでの断面図である。 図５Ａの矢符Ｃ−Ｃでの断面図である。 図５Ａの太陽電池モジュールの製造方法を示す説明図である。 本発明の実施の形態４に係る太陽電池モジュールの上面図である。 図７Ａの矢符Ｂ−Ｂでの断面図である。 図７Ａの矢符Ｃ−Ｃでの断面図である。 本発明の実施の形態５に係る太陽電池モジュールの上面図である。 図８Ａの矢符Ｃ−Ｃでの断面図である。 実施の形態５の変形例の上面図である。 図９Ａの矢符Ｂ−Ｂでの断面図である。 本発明の実施の形態６に係る太陽電池モジュールの上面図である。 図１０Ａの矢符Ｂ−Ｂでの断面図である。 図１０Ａの矢符Ｃ−Ｃでの断面図である。 太陽電池モジュールの従来例１の構造を示す断面図である。 太陽電池モジュールの従来例２の構造を示す斜視図である。

＜実施の形態１＞
図１Ａないし図１Ｃに基づいて、本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュールについて説明する。

図１Ａは、本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュールの上面図であり、図１Ｂは、図１Ａの矢符Ｂ−Ｂでの断面図であり、図１Ｃは、図１Ａの矢符Ｃ−Ｃでの断面図である。なお、ハッチングは図の見易さを考慮して省略する。

本実施の形態に係る太陽電池モジュール１は、ガラス基板１１と、ガラス基板１１の上に形成された太陽電池セル１２とを本体１０に備えた太陽電池モジュール１である。本体１０は、太陽電池セル１２の上に配置された補強材１３と、補強材１３をガラス基板１１の裏面側に封止する封止部材（裏面封止フィルム）１４とを備える。

この構成によると、補強材１３を備えることによって、太陽電池モジュール１を、例えば、架台に設置する際に、必要十分な耐荷重性能を確保することができる。また、補強材１３は封止部材１４によって固定されており、枠材を用いて固定する必要が無いため、補強材１３のサイズ、形状、配置などを自由に設計できる。つまり、枠材（図示しない）はガラス基板１１の側面に取り付けられるため、平面視におけるガラス基板１１のサイズ、形状に応じて、枠材のサイズ、形状が限定される。しかし、本発明では、補強材１３は枠材に固定されないことから、補強材１３のサイズ、形状、配置などを制限されない。

封止部材１４は、フィルムで形成されている。この構成によると、太陽電池セルを保護することができ、太陽電池モジュールを軽量化できる。なお、以下では、フィルムで形成された封止部材を裏面封止フィルムと記載することもある。

本体１０は、ガラス基板１１、補強材１３、封止樹脂１５および封止部材（裏面封止フィルム）１４を備え、後述するラミネート工程によって形成されている。なお、以下では、本体１０におけるガラス基板１１側の表面を受光面と呼び、裏面封止フィルム１４側の表面を裏面と呼ぶことがある。

ガラス基板１１は、例えば、矩形状の白板ガラス基板で構成されている。
なお、以下では、平面視において、ガラス基板１１の長辺と平行な方向を横方向Ｘと呼び、ガラス基板１１の短辺と平行な方向を縦方向Ｙと呼ぶ。

太陽電池セル１２は、既存の方法で形成された、例えば、シリコン系薄膜太陽電池である。太陽電池セル１２は、ガラス基板１１の裏面側に形成されており、ガラス基板１１を透過した光を受光して発電する。

補強材１３は、平面視において、例えば、矩形状であり、一定の厚さに形成されている。補強材１３を、平面視での形状を矩形とすることによって、容易に製造できるようになる。また、補強材１３の先端部分を細くしても構わない。補強材１３の長辺が縦方向Ｙと平行になるように配置され、補強材１３の短辺がガラス基板１１の長辺の中央に配置されている。補強材１３の材質は、例えば、ガラスや金属である。なお、補強材１３の端部は、裏面封止フィルム１４によって封止するときの密着性を向上するために、面取り、角取りが施してあることが望ましい。また、面取り、角取りとは別に、傾斜を設けて端部をなだらかにすることも可能である。

封止樹脂１５には、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ樹脂）が用いられた封止樹脂シートによって形成されている。封止樹脂シートを加圧した状態で加熱することによって、ガラス基板１１、補強材１３および封止部材（裏面封止フィルム）１４を接着する封止樹脂１５となる。なお、封止樹脂シートは、後述する封止樹脂シート片を含む。

裏面封止フィルム１４には、例えば、ＰＥＴ／アルミニウム／ＰＥＴの積層フィルムが用いられている。

本体１０の外周は、一定の厚さとされており、補強材１３は、平面視においてガラス基板１１より短く形成されている。この構成によると、太陽電池モジュール１の外周の厚さを一定にすることができる。

補強材１３の材質は、ガラスであることが望ましい。この構成によると、ガラスの有する非導電性、難燃性、機械的強度によって、太陽電池モジュールの電気的特性や安全性を確保することができる。また、ガラス基板１１と同じ材質を用いることで、同じ熱膨張係数にできることから、熱によって変形したときの影響を抑制することができる。

太陽電池モジュール１は、フレームレス太陽電池モジュールである。したがって、フレームレス太陽電池モジュールとすることで、枠材を使用しないことで低コスト化を実現できる。また、補強材によって、必要な耐荷重性能は確保される。

次に、本実施の形態に係る太陽電池モジュールの製造方法について説明する。

図２は、図１Ａの太陽電池モジュールの製造方法を示す説明図である。

太陽電池セル１２は、既存の方法を用いてガラス基板１１の上に形成されている。太陽電池セル１２の形成方法としては、例えば、ガラス基板１１として、白板ガラス基板に熱ＣＶＤ法でＳｎＯ₂透明導電膜を形成し、ガラス基板１１の上に公知のプラズマＣＶＤ法により、例えば、シングル構造アモルファスシリコン半導体膜を成膜する。さらに公知のＤＣマグネトロンスパッタにより、例えば、ＺｎＯ透明導電膜および銀薄膜からなる裏面電極膜を成膜する。次に、成膜を行ったＳｎＯ₂透明導電膜とアモルファスシリコン膜おおび裏面電極膜を、ＹＡＧレーザビームでストライプ状に分割・接続することによって、細かい短冊状の太陽電池が直列接続された構造の太陽電池セルが形成される。

ラミネート工程では、太陽電池セル１２の上に、封止樹脂シート１５ａ、補強材１３、封止樹脂シート片１５ｂおよび裏面封止フィルム１４を順に積み重ね、加圧した状態で加熱しラミネートすることによって、太陽電池モジュール１が形成される。このとき、封止樹脂シート１５ａおよび封止樹脂シート片１５ｂは封止樹脂１５となる。

本実施の形態に係る太陽電池モジュール１の製造方法は、ガラス基板１１の上に太陽電池セル１２を形成する工程と、ガラス基板１１、補強材１３、封止樹脂シート１５ａおよび封止部材（裏面封止フィルム）１４を順に積み重ね、接着して一体化するラミネート工程とを含む。この方法によると、太陽電池モジュール１の耐荷重性能を向上させ、製造工程の簡略化および低コスト化を実現することができる。

ラミネート工程は、ガラス基板１１および補強材１３の接着と、補強材１３および封止部材（裏面封止フィルム）１４の接着とを同時に処理する工程である。この方法によると、補強材１３を接着する工程を新たに設ける必要が無いため、低コスト化を実現することができる。

＜実施の形態２＞
図３Ａないし図３Ｃに基づいて、本発明の実施の形態２に係る太陽電池モジュールについて説明する。なお、実施の形態１と機能が実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

図３Ａは、本発明の実施の形態２に係る太陽電池モジュールの上面図であり、図３Ｂは、図３Ａの矢符Ｂ−Ｂでの断面図であり、図３Ｃは、図３Ａの矢符Ｃ−Ｃでの断面図である。なお、ハッチングは図の見易さを考慮して省略する。

本実施の形態に係る太陽電池モジュール２は、ガラス基板１１と、ガラス基板１１の上に形成された太陽電池セル１２とを本体１０に備えた太陽電池モジュール２である。本体１０は、太陽電池セル１２の上に配置された補強材１３と、補強材１３をガラス基板１１の裏面側に封止する封止部材（裏面封止フィルム）１４とを備える。

この構成によると、補強材１３を備えることによって、太陽電池モジュール２を、例えば、架台に設置する際に、必要十分な耐荷重性能を確保することができる。また、補強材１３は封止部材（裏面封止フィルム）１４によって固定されている。

太陽電池モジュール２は、本体１０を架台に設置するための枠材２０を備える。この構成によると、耐荷重性能をさらに備えた太陽電池モジュールを提供することができる。

枠材２０は、第１長辺枠材２０ａ、第２長辺枠材２０ｂ、第１短辺枠材２０ｃおよび第２短辺枠材２０ｄで構成されている。第１長辺枠材２０ａおよび第２長辺枠材２０ｂは、本体１０の長辺側を挟持し、第１短辺枠材２０ｃおよび第２短辺枠材２０ｄは、本体１０の短辺側を挟持する。つまり、第１長辺枠材２０ａと第２長辺枠材２０ｂとが対向するように本体１０の外周長辺側に配置され、第１短辺枠材２０ｃと第２短辺枠材２０ｄとが対向するように本体１０の外周短辺側に配置されている。本体１０は、枠材２０によって架台に設置される。枠材２０の材質は、例えば、アルミニウムなどの金属である。

本体１０の外周は、一定の厚さとされており、補強材１３は、平面視においてガラス基板１１より短く形成されている。この構成によると、太陽電池モジュール１の外周の厚さを一定にすることができる。本体１０は、枠材２０に端部をはめ込まれる。

太陽電池モジュール２は、本体１０の裏面に端子ボックス３０を備える。端子ボックス３０は、本体１０の長辺方向の端部であり、本体１０の短辺方向の中央に配置されている。端子ボックス３０は、電極線３１によって、太陽電池セル１２と電気的に接続されている。また、端子ボックス３０に接続された出力線３２は、複数の太陽電池モジュールを接続するための接続コネクタ３３を備える。なお、本発明において、出力線３２および接続コネクタ３３の数は限定されず、接続する太陽電池モジュールの数に応じて、適宜選択すればよい。

次に、実施の形態２の変形例について説明する。

図４は、実施の形態２の変形例であって、図３Ａの矢符Ｂ−Ｂでの断面図である。

封止部材１４は、フィルムで形成されている。この構成によると、太陽電池セルを保護することができ、太陽電池モジュールを軽量化できる。

補強材１３は、ガラス基板１１の外周に向かうに従って薄くなるテーパ形状に形成されている。この構成によると、荷重の影響を受けやすい中央を効果的に補強することができ、太陽電池モジュール２を軽量化できる。また、補強材１３の端部を薄くすることで、フィルムで形成された封止部材（裏面封止フィルム）１４のしわを抑えることができる。ここで、補強材１３の厚さとは、太陽電池セル１２と裏面封止フィルム１４との間の厚さである。なお、封止樹脂１５は、補強材１３と比較して極めて薄いため、封止樹脂１５の厚さは考慮しない。本実施の形態において、補強材１３は、本体１０の中央から第１長辺枠材２０ａおよび第２長辺枠材２０ｂに向かうに従って薄くなるように形成されている。また、補強材１３の太陽電池セル１２側の表面は、一様な平面とされている。

＜実施の形態３＞
図５Ａないし図５Ｃに基づいて、本発明の実施の形態３に係る太陽電池モジュールについて説明する。なお、実施の形態１および実施の形態２と機能が実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

図５Ａは、本発明の実施の形態３に係る太陽電池モジュールの上面図であり、図５Ｂは、図５Ａの矢符Ｂ−Ｂでの断面図であり、図５Ｃは、図５Ａの矢符Ｃ−Ｃでの断面図である。なお、ハッチングは図の見易さを考慮して省略する。

本実施の形態に係る太陽電池モジュール３は、ガラス基板１１と、ガラス基板１１の上に形成された太陽電池セル１２とを本体１０に備えた太陽電池モジュール３である。本体１０は、太陽電池セル１２の上に配置された補強材１３と、補強材１３をガラス基板１１の裏面側に封止する封止部材（裏面封止フィルム）１４とを備える。

太陽電池モジュール３は、上述した枠材２０と端子ボックス３０とを備えている。なお、詳細は省略する。

太陽電池モジュール３は、ガラス基板１１と補強材１３との間に、絶縁性を有する絶縁性フィルム１６を備える。この構成によると、絶縁性フィルム１６によって、ガラス基板１１と補強材１３とをより確実に絶縁できる。そのため、補強材１３の材質を自由に選択できるので、例えば、金属とすることができ、補強材を容易に加工できる。補強材１３を金属とした場合、断面の形状を中空、Ｕ字状などにでき、さらに軽量化できる。

本体１０は、ガラス基板１１、絶縁性フィルム１６、補強材１３、封止樹脂１５および裏面封止フィルム１４を備え、後述するラミネート工程によって形成されている。

絶縁性フィルム１６には、例えば、ＰＥＴを用いる。補強材１３は、絶縁性フィルム１６を介して太陽電池セル１２と接している。絶縁性フィルム１６は、平面視において、補強材１３より大きく形成さればよく、太陽電池セル１２の全面に絶縁性フィルムを設けてもよい。

補強材１３には、例えば、金属が用いられている。金属を用いることによって、穴を開けるなどの加工が容易になる。また、補強材１３は、裏面封止フィルム１４によって覆われているため、外部に露出しておらず、補強材１３に対して、電気的な接地検査を実施する必要が無い。

次に、本実施の形態３に係る太陽電池モジュールの製造方法について説明する。

図６は、図５Ａの太陽電池モジュールの製造方法を示す説明図である。

既存の方法によって、ガラス基板１１の上に太陽電池セル１２が形成されている。太陽電池セル１２の形成方法は、例えば、実施の形態１と同様の方法を用いればよい。

ラミネート工程では、太陽電池セル１２の上に、封止樹脂シート１５ａ、絶縁性フィルム１６、封止樹脂シート片１５ｃ、補強材１３、封止樹脂シート片１５ｂおよび裏面封止フィルム１４を順に積み重ね、加圧した状態で加熱しラミネートすることによって、太陽電池モジュールが形成される。このとき、封止樹脂シート１５ａ、封止樹脂シート片１５ｂおよび封止樹脂シート片１５ｃは封止樹脂１５となる。

本実施の形態に係る太陽電池モジュールの製造方法は、ガラス基板１１の上に太陽電池セル１２を形成する工程と、ガラス基板１１、補強材１３、封止樹脂シート１５ａおよび封止部材（裏面封止フィルム）１４を順に積み重ね、接着して一体化するラミネート工程とを含む。

ラミネート工程において、ガラス基板１１と補強材１３との間に、絶縁性フィルムが積み重ねられている。この方法によると、ガラス基板１１と補強材１３とが絶縁された太陽電池モジュールを提供できる。

ラミネート工程は、ガラス基板１１および絶縁性フィルム１６の接着と、絶縁性フィルム１６および補強材１３の接着と、補強材１３および封止部材（裏面封止フィルム）１４の接着とを同時に処理する工程である。この方法によると、絶縁性フィルム１６および補強材１３を接着する工程を新たに設ける必要が無いため、低コスト化を実現することができる。

＜実施の形態４＞
図７Ａないし図７Ｃに基づいて、本発明の実施の形態４に係る太陽電池モジュールについて説明する。なお、実施の形態１ないし実施の形態３と機能が実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

図７Ａは、本発明の実施の形態４に係る太陽電池モジュールの上面図であり、図７Ｂは、図７Ａの矢符Ｂ−Ｂでの断面図であり、図７Ｃは、図７Ａの矢符Ｃ−Ｃでの断面図である。なお、ハッチングは図の見易さを考慮して省略する。

本実施の形態に係る太陽電池モジュール４は、ガラス基板１１と、ガラス基板１１の上に形成された太陽電池セル１２とを本体１０に備えた太陽電池モジュール４である。本体１０は、太陽電池セル１２の上に配置された補強材１３と、補強材１３をガラス基板１１の裏面側に封止する封止部材（裏面封止フィルム）１４とを備える。

太陽電池モジュール４は、上述した枠材２０と端子ボックス３０とを備えている。なお、詳細は省略する。

補強材１３は、太陽電池セル１２から外部への配線（電極線３１）を通す貫通穴１３ａを備える。この構成によると、外部への配線の位置にかかわらず、補強材１３を自由に配置できる。

本実施の形態では、端子ボックス３０は、平面視において、補強材１３の一部と重なるように配置され、貫通穴１３ａは、端子ボックス３０と補強材１３とが重なる部分に配置されている。端子ボックス３０と補強材１３とを重ねることによって、端子ボックス３０の取り付け強度を確保できる。

＜実施の形態５＞
図８Ａおよび図８Ｂに基づいて、本発明の実施の形態５に係る太陽電池モジュールについて説明する。なお、実施の形態１ないし実施の形態４と機能が実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

図８Ａは、本発明の実施の形態５に係る太陽電池モジュールの上面図であり、図８Ｂは、図８Ａの矢符Ｃ−Ｃでの断面図である。なお、ハッチングは図の見易さを考慮して省略する。

本実施の形態に係る太陽電池モジュール５は、ガラス基板１１と、ガラス基板１１の上に形成された太陽電池セル１２とを本体１０に備えた太陽電池モジュール５である。本体１０は、太陽電池セル１２の上に配置された補強材１３と、補強材１３をガラス基板１１の裏面側に封止する封止部材（裏面封止フィルム）１４とを備える。

太陽電池モジュール５は、上述した枠材２０と端子ボックス３０とを備えている。なお、詳細は省略する。

本実施の形態において、補強材１３は、第１補強材１３ｂと第２補強材１３ｃとで構成される。例えば、太陽電池モジュールを大型化したとき、補強材の厚さを増すことで耐荷重性能を確保することができる。しかし、補強材の厚さを増したとき、自重によるたわみによって耐荷重性能が低下する。本実施の形態によれば、自重によるたわみの抑制と、ガラス基板の平均厚さの増加とを実現することができる。これについて、次に、詳しく説明する。

一般に、ガラス材料の許容応力は、Ｐ＝Ｋ／（Ｆ×Ａ）×（ｔ＋ｔ²／４）という式で表される。ここで、Ｐはガラス材料の許容応力（ｋｇ／ｍ²）である。Ｋはガラス材料特有の係数であり、例えば、白色強化ガラス板の場合、１２０を適用する。Ｆはガラス材料の破損確率に対応する係数であり、通常は破損確率を１／１０００としてＦ＝２．５とする。Ａはガラス材料の面積（ｍ²）である。ｔはガラス材料の厚さ（ｍｍ）である。上述の式より、ガラス材料の厚さｔを増やすと、許容応力Ｐが大きくなる。

第１補強材１３ｂおよび第２補強材１３ｃは、一定の厚さに形成され、平面視において、矩形状である。第１補強材１３ｂは、長辺が縦方向Ｙと平行になるように配置され、第２補強材１３ｃは、第１補強材１３ｂと対向するように配置されている。このように配置した場合、第１長辺枠材２０ａおよび第２長辺枠材２０ｂによって、太陽電池モジュール５を架台に設置するのに最適である。

次に、実施の形態５において、補強材の配置を変更した変形例について説明する。

図９Ａは、実施の形態５の変形例の上面図であり、図９Ｂは、図９Ａの矢符Ｂ−Ｂでの断面図である。

第１補強材１３ｂは、長辺が横方向Ｘと平行になるように配置され、第２補強材１３ｃは、第１補強材１３ｂと対向するように配置されている。このように配置した場合、第１短辺枠材２０ｃおよび第２短辺枠材２０ｄによって、太陽電池モジュール５を架台に設置するのに最適である。

上述のように、本発明では、複数の補強材を備えていてもよい。それによって、さらに耐荷重性能を向上させることができる。また、ガラス基板１１の形状に関わらず、補強材を自由に配置できる。

＜実施の形態６＞
図１０Ａないし図１０Ｃに基づいて、本発明の実施の形態６に係る太陽電池モジュールについて説明する。なお、実施の形態１ないし実施の形態５と機能が実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

図１０Ａは、本発明の実施の形態６に係る太陽電池モジュールの上面図であり、図１０Ｂは、図１０Ａの矢符Ｂ−Ｂでの断面図であり、図１０Ｃは、図１０Ａの矢符Ｃ−Ｃでの断面図である。なお、ハッチングは図の見易さを考慮して省略する。

本実施の形態に係る太陽電池モジュール６は、ガラス基板１１と、ガラス基板１１の上に形成された太陽電池セル１２とを本体１０に備えた太陽電池モジュール６である。本体１０は、太陽電池セル１２の上に配置された補強材１３と、補強材１３をガラス基板１１の裏面側に封止する封止部材（裏面封止ガラス基板）１４ａとを備える。なお、封止樹脂１５は、上述した実施の形態１ないし実施の形態５と同様の構成である。

封止部材は、裏面封止ガラス基板１４ａである。この構成によると、太陽電池セルを保護することができ、裏面からの衝撃に強い構造とすることができる。

本体１０の外周は、一定の厚さとされており、補強材１３は、平面視においてガラス基板１１より短く形成されている。この構成によると、太陽電池モジュール６の外周の厚さを一定にすることができる。

太陽電池モジュール６は、フレームレス太陽電池モジュールである。したがって、フレームレス太陽電池モジュールとすることで、枠材を使用しないことで低コスト化を実現できる。また、補強材によって、必要な耐荷重性能は確保される。

太陽電池モジュール６の製造方法は、例えば、実施の形態１と同様の方法を用いればよい。

なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、実施の形態１ないし実施の形態６の構成を適宜組み合わせたものであっても構わない。例えば、裏面封止フィルム１４に変えて、裏面封止ガラス基板１４ａを適用しても良い。

１、２、３、４、５、６ 太陽電池モジュール
１０ 本体
１１ ガラス基板
１２ 太陽電池セル
１３ 補強材
１３ａ 貫通穴
１４ 封止部材（裏面封止フィルム）
１４ａ 封止部材（裏面封止ガラス基板）
１５ 封止樹脂
１５ａ 封止樹脂シート
１５ｂ、１５ｃ 封止樹脂シート片
１６ 絶縁性フィルム
２０ａ 第１長辺枠材
２０ｂ 第２長辺枠材
２０ｃ 第１短辺枠材
２０ｄ 第２短辺枠材
３０ 端子ボックス

Claims (14)

1. ガラス基板と、前記ガラス基板の上に形成された太陽電池セルとを本体に備えた太陽電池モジュールであって、
   前記本体は、前記太陽電池セルの上に配置された補強材と、
   前記補強材を前記ガラス基板の裏面側に封止する封止部材とを備えること
   を特徴とする太陽電池モジュール。
2. 請求項１に記載の太陽電池モジュールであって、
   前記封止部材は、フィルムで形成されていること
   を特徴とする太陽電池モジュール。
3. 請求項１に記載の太陽電池モジュールであって、
   前記封止部材は、裏面封止ガラス基板であること
   を特徴とする太陽電池モジュール。
4. 請求項２に記載の太陽電池モジュールであって、
   前記補強材は、前記ガラス基板の外周に向かうに従って薄くなるテーパ形状に形成されていること
   を特徴とする太陽電池モジュール。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載の太陽電池モジュールであって、
   前記ガラス基板と前記補強材との間に、絶縁性を有する絶縁性フィルムを備えること
   を特徴とする太陽電池モジュール。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１つに記載の太陽電池モジュールであって、
   前記補強材は、前記太陽電池セルから外部への配線を通す貫通穴を備えること
   を特徴とする太陽電池モジュール。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか１つに記載の太陽電池モジュールであって、
   前記本体の外周は、一定の厚さとされており、
   前記補強材は、平面視において前記ガラス基板より短く形成されていること
   を特徴とする太陽電池モジュール。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか１つに記載の太陽電池モジュールであって、
   前記補強材の材質は、ガラスであること
   を特徴とする太陽電池モジュール。
9. 請求項１から請求項８までのいずれか１つに記載の太陽電池モジュールであって、
   フレームレス太陽電池モジュールであること
   を特徴とする太陽電池モジュール。
10. 請求項１から請求項８までのいずれか１つに記載の太陽電池モジュールであって、
    前記本体を架台に設置するための枠材を備えること
    を特徴とする太陽電池モジュール。
11. 太陽電池モジュールの製造方法であって、
    ガラス基板の上に太陽電池セルを形成する工程と、
    前記ガラス基板、補強材、封止樹脂シートおよび封止部材を順に積み重ね、接着して一体化するラミネート工程とを含むこと
    を特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
12. 請求項１１に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、
    前記ラミネート工程は、前記ガラス基板および前記補強材の接着と、前記補強材および前記封止部材の接着とを同時に処理する工程であること
    を特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
13. 請求項１１に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、
    前記ラミネート工程において、前記ガラス基板と前記補強材との間に、絶縁性フィルムが積み重ねられていること
    を特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
14. 請求項１３に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、
    前記ラミネート工程は、前記ガラス基板および前記絶縁性フィルムの接着と、前記絶縁性フィルムおよび前記補強材の接着と、前記補強材および前記封止部材の接着とを同時に処理する工程であること
    を特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。

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