JP2011238761A - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】従来の支持部材や補強用リブ片を設けることなく、簡単な部材と簡単な構造で、設置前の運搬時や施工時の持ち運びに際し、フレーム部分を手で持って運んだ場合のフレームの撓みを確実に防止する。
【解決手段】太陽電池パネル２の４辺が、上部にパネル嵌合部を有する長辺側フレーム１０及び短辺側フレーム２０を一体に組み付けたフレーム３によって嵌合支持された構造の太陽電池モジュール１であって、長辺側フレーム１０の長辺側内壁面１３と太陽電池パネル２のバックフィルム８７とに接着材５を介して補強部材６が接着固定されており、この補強部材６は、長辺側フレーム１０の長手方向に沿って当該長辺側フレーム１０よりも短い所定長さに形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池パネルの周辺にフレームを備えた太陽電池モジュールに係り、より詳細には、フレームの撓みを防止した太陽電池モジュールに関する。

建物の屋根や架台上に載置して太陽光発電システムとして使用される太陽電池モジュールは、縦約１４００ｍｍ、横約１０００ｍｍの大型構造となっており、その重量は、太陽電池モジュールの構造にもよるが、約２０Ｋｇにもなる。

このような従来の太陽電池モジュールは、太陽電池パネルの４辺が、上部にパネル嵌合部を有する長辺側フレーム及び短辺側フレームを一体に組み付けたフレームによって嵌合支持された構造となっている。このフレームは、通常、アルミニウムで形成されている。

このような大型の太陽電池モジュールでは、従来から、フレームについては十分な強度が得られるように種々工夫されている（例えば、特許文献１参照）。

図１８Ａは、特許文献１に係る従来の太陽電池モジュールの全体構成の一例を示す斜視図、図１８Ｂは、図１８ＡのＥ−Ｅ線断面図である。ただし、図１８Ａは太陽電池パネルを裏面側（すなわち、受光面と反対側）から見た斜視図である。

従来の太陽電池モジュール１００は、太陽電池パネル１１０と、太陽電池パネル１１０の周囲を保持する矩形状のフレーム１２０と、このフレーム１２０に両端部が固定された支持部材１３０とで構成されている。

フレーム１２０は、上部にパネル嵌合部を有する長辺側フレーム１２１，１２１と短辺側フレーム１２２，１２２とが一体に組み付けられた構造となっている。また、支持部材１３０は、太陽電池パネル１１０に当接する上部片１３１と、フレーム１２０の底部片１２１に端部が当接する下部片１３２と、これら上部片１３１及び下部片１３２を連結する支持片１３３とからなる横向きＨ型に形成されており、支持部材１３０の上部片１３１と太陽電池パネル１１０の裏面とが接着剤１４０によって接着固定されている。また、支持部材１３０の下部片１３２の端部１３２ａがネジ１３５によって長辺側フレーム１２１の底部片１２１ａに固定されている。すなわち、支持部材３０は、下部片１３２の端部１３２ａがネジ１３５によってフレーム１２０の長辺側フレーム１２１の底部片１２１ａに固定されることによって、太陽電池パネル１１０を下から支える構造となっている。

このように、従来の太陽電池モジュール１００は、支持部材１３０を設けることで、フレーム１２０の強度を、ひいては太陽電池モジュール１００全体の強度を保つ構成となっている。

しかし、短辺側フレーム１２２と同じかそれよりも重量の重い支持部材１３０を設けることは、太陽電池モジュール１００の重量をさらに増やすことにもなり、また、その分材料費も嵩むことから、できればこのような支持部材１３０は無い方がよい。

図１９は、このような支持部材１３０を用いることなく、フレーム自体の形状を工夫することで、フレームの強度を確保するようにした従来の太陽電池モジュールの構成の一例を示す断面図である。ただし、図１９は、長辺側フレーム部分を一部拡大して示す断面図である。短辺側フレームの断面図も同様であるが、ここでは長辺側フレームについて説明する。

長辺側フレーム１２１は、長辺側外壁面１２１１、長辺側上壁面１２１２、長辺側内壁面１２１３、及び長辺側下壁面１２１４からなる矩形の閉断面（内部空間１２１ａ）を有する枠形状に形成されており、長辺側外壁面１２１１から上方に延びた後、内側（図中右側）へ折り曲げられて成る延長屈曲片１２１５が設けられている。これにより、長辺側上壁面１２１２と延長屈曲片１２１５の折り曲げられた水平部分１２１５ｂとの間で太陽電池パネル１１０の外周端部１１０ａが挟持される構造の溝部１２１６が形成されている。そして、この溝部１２１６に、端面封止部材１５０を介して太陽電池パネル１１０の外周端部１１０ａが密に嵌合されている。

また、長辺側フレーム１２１の強度を保つべく、長辺側下壁面１２１４が、長辺側内壁面１２１３の下端部からさらに内側（図中右側）に延設されて、補強用リブ片１２１７が形成されている。この補強用リブ片１２１７は、長辺側フレーム１２１の長辺側下壁面１２１４の幅約２０ｍｍ、延長屈曲片１２１５を含む長辺側外壁面１２１１の幅（図では高さ方向）約５０ｍｍに対して、約４０ｍｍの長さに形成されており、このような長い幅の補強用リブ片１２１７が、長辺側フレーム１２１及び短辺側フレーム１２２の全周にわたって形成されている。

特開２０１０−３４４１７号公報

従来の太陽電池モジュールは、上記したようにアルミ製のフレームで太陽電池パネルの４辺が保持されているため、建物の屋根や架台上に設置した後は、補強用リブ片１２１７が無くても、長辺側フレーム１２１と短辺側フレーム１２２だけで十分に強度が確保されている。すなわち、補強用リブ片１２１７は、建物の屋根や架台上に設置するまでの間だけ必要な部材となっている。

従って、建物の屋根や架台上に設置するまでの間だけ強度を保持するために、このような幅の広い補強用リブ片１２１７を長辺側フレーム１２１及び短辺側フレーム１２２の全周に設けておくのは不経済であり、製品のコストアップにも繋がるといった課題があった。

そこで、本出願人は、製品のコストアップを抑えるために、補強用リブ片１２１７を無くしてみた。その結果、架台への設置後は強度的に何ら問題ないことを確認したものの、設置前の運搬時や施工時の持ち運びに際し、フレーム部分を手で持って運んだ場合に、フレームが若干撓むといった新たな課題を発見した。このような撓みは、持ち運びをやめたときに完全に元に戻れば問題はないが、ときとして撓んだ状態のまま元に戻らない場合がある。このような場合には、その撓んだ隙間から水分等が浸入して、太陽電池パネルを破損する可能性がある。従って、フレーム部分を手で持って運ぶ際に、フレームが撓まないようにすることが重要である。

本発明はかかる課題に鑑みて創案されたもので、その目的は、上記のような支持部材や、補強用リブ片を設けることなく、簡単な部材と簡単な構造で、設置前の運搬時や施工時の持ち運びに際し、フレーム部分を手で持って運んだ場合のフレームの撓みを確実に防止し得る太陽電池モジュールを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池パネルの周辺にフレームを備えた太陽電池モジュールであって、前記フレームと、前記太陽電池パネルの裏面縁部を固定するための補強部材が前記フレームの対向する辺にそれぞれ個別に設けられていることを特徴としている。

本発明によれば、太陽電池パネルの裏面縁部を固定するための補強部材が、フレームの対向する辺にそれぞれ個別に設けられていることで、フレームと太陽電池パネルとの固定状態が補強部材によって保持されることになる。そのため、太陽電池モジュールを例えば横置きにし、フレームを手で持って、横置き状態のまま持ち上げたとしても、フレームと太陽電池パネルとの固定状態が補強部材によって保持されているため、上記背景技術で説明した支持部材や補強用リブ片が無くても、フレームが撓むことはない。また、本発明によれば、上記背景技術で説明した支持部材や補強用リブ片を無くすことができるので、その分、太陽電池モジュールの重量を軽減することができる。そのため、補強部材による補強と太陽電池モジュール自体の重量軽減とによって、フレームを持って太陽電池モジュールを持ち上げたときのフレームの撓みをより確実に防止することができる。

また、本発明では、前記補強部材は、前記フレームよりも短い所定長さに形成されている。具体的には、例えば長辺側フレームの長さが約１４００ｍｍ、短辺側フレームの長さが約１０００ｍｍであった場合、補強部材は、例えば２００〜３００ｍｍ程度の長さに形成されている。このように、補強部材をフレームの長さよりも短い所定長さに形成することで、太陽電池パネルの裏面縁部とフレームとの固定箇所を、フレーム全体の長さに比べて短くすることができる。すなわち、フレームの全長にわたって、フレームと太陽電池パネルとが固定されることがない。このことは、太陽電池モジュールを設置後、例えば夏場等の太陽光の照射でフレームや太陽電池パネルが加熱されて膨張した場合に、フレームと太陽電池パネルの線膨張係数の違いによって固定部分に応力負荷がかかっても、その応力負荷を、固定されていない他の部分の伸びで吸収できるため、太陽電池パネルにひびが入る等の不具合の発生を防止することが可能となる。

本発明では、太陽電池モジュールの形状は長方形であり、前記補強部材は、長辺側フレームに設けられているが、短辺側フレームにも設けてもよい。何故なら、持ち運ぶときに必ず長辺側フレームを持つとは限らず、短辺側フレームを持つ場合も考えられるため、短辺側フレームにも補強部材を設けておくことで、短辺側フレームの撓みを防止することができる。

また、本発明では、このような補強部材を、フレームの長手方向に沿って複数個設けてもよい。複数箇所に設けることで、フレームと太陽電池パネルとの嵌合状態をより強力に保持することができ、フレームの撓みをより確実に防止することが可能となる。

この場合、補強部材は、フレームに接着材を介して当接する第１当接片と、太陽電池パネルの裏面縁部に接着材を介して当接する第２当接片とを有する形状に形成されていればよい。最も簡単な形状としては、補強部材を断面Ｌ字状に形成すればよい。

また、補強部材自体の強度を高めるためには、補強部材を断面三角形状、扇形状、または四角形状等に形成すればよい。この場合、補強部材を中空形状とすることで、補強部材の強度は維持しつつ、重量を軽減することができる。

また、本発明では、前記フレームには、前記太陽電池パネルを嵌合支持するためのパネル嵌合部を有し、前記太陽電池パネルの４辺の端部と前記パネル嵌合部との間には、前記太陽電池パネルの端部に嵌め込むようにして端面封止部材が介挿されており、前記太陽電池パネルの端部下面を封止する前記端面封止部材の下側封止片が前記パネル嵌合部からはみ出して設けられた構造となっている。そして、このような構造において、前記補強部材の前記第２当接片には、前記下側封止片の前記はみ出し部分を内包するように凹ませた段差部が設けられており、前記接着材は、前記段差部を避けた位置に設けられた構成としている。このような構成とすれば、パネル嵌合部からはみ出した端面封止部材の下側封止片を、補強部材の第２当接片によって押し潰すようにして、太陽電池パネルの端部下面に接着する必要がないため、安定した接着力を得ることができる。すなわち、補強部材の第２当接片は、下側封止片のはみ出し部分を押し潰すことによる反発力を受けないので、接着材を介して太陽電池パネルの端部下面に安定して接着することができる。

また、本発明では、前記フレームには、前記太陽電池パネルを嵌合支持するためのパネル嵌合部を有し、前記太陽電池パネルの４辺の端部と前記パネル嵌合部との間には、前記太陽電池パネルの端部に嵌め込むようにして端面封止部材が介挿されており、前記太陽電池パネルの端部下面を封止する前記端面封止部材の下側封止片が前記パネル嵌合部からはみ出して設けられた構造となっている。そして、このような構造において、前記補強部材の前記第２当接片には、前記下側封止片の前記はみ出し部分を避けた位置に前記接着材が設けられた構成としている。この場合、前記接着材は、厚みのある両面テープを使用する。

このような構成とすれば、接着材である両面テープの厚みを、パネル嵌合部からはみ出した端面封止部材の下側封止片の厚みとほぼ同じ程度の厚みにしておくことで、パネル嵌合部からはみ出した端面封止部材の下側封止片を、補強部材の第２当接片によって押し潰す必要がない。すなわち、補強部材の第２当接片は、下側封止片のはみ出した部分を押し潰すことによる反発力を受けないので、接着材を介して太陽電池パネルの端部下面に安定して接着することができる。

また、本発明では、前記太陽電池パネルの受光面を構成する透光性基板が未強化のガラス基板となっている。すなわち、透光性基板の表面に薄膜太陽電池を形成する場合、透光性基板に強化ガラス（一般には、板ガラスを軟化点温度近くまで加熱し、その後、ガラス表面に空気を吹き付けて急激に冷却することにより作製される）基板を用いたとしても、薄膜（透明電極膜）を形成する過程で付与される熱によってガラス基板の強化が消滅するため、薄膜で形成された太陽電池パネルでは、未強化のガラス基板が使用される。そのため、本発明の太陽電池モジュールは、特に薄膜太陽電池モジュールにおいて好適に利用することができる。

本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池パネルの裏面縁部を固定するための補強部材を、フレームの対向する辺にそれぞれ個別に設けることで、フレームと太陽電池パネルとの固定状態を補強部材によって保持する構造としたので、太陽電池モジュールを例えば横置きにし、フレームを手で持って横置き状態のまま持ち上げた場合に、背景技術で説明した支持部材や補強用リブ片が無くても、フレームが太陽電池モジュールの自重によって撓むことを防止することができる。また、本発明によれば、背景技術で説明した支持部材や補強用リブ片を無くすことができるので、その分、太陽電池モジュールの重量を軽減することができる。そのため、補強部材による補強と太陽電池モジュール自体の重量軽減とによって、フレームを持って太陽電池モジュールを持ち上げたときのフレームの撓みをより確実に防止することができる。

実施形態１に係る太陽電池モジュールの全体構成を示す斜視図である。 太陽電池モジュールの平面図である。 太陽電池モジュールの底面図である。 図１におけるＡ部分の分解斜視図である。 図１に示すＢ−Ｂ線断面図である。 太陽電池パネルの端部断面図である。 図３に示すＣ−Ｃ線断面図である。 補強部材の一実施例を示す斜視図である。 図３に示すＤ−Ｄ線断面図である。 補強部材の配置位置及び配置個数の他の実施例を示す太陽電池モジュールの底面図である。 補強部材の配置位置及び配置個数のさらに他の実施例を示す太陽電池モジュールの底面図である。 補強部材の他の実施例を示す斜視図である。 補強部材の他の実施例を示す斜視図である。 補強部材の他の実施例を示す斜視図である。 実施形態２に係る太陽電池モジュールの断面図である。 実施形態２に係る太陽電池モジュールに図８に示す実施例の補強部材を取り付けた状態を示す断面図である。 実施形態２に係る太陽電池モジュールに図１２Ａに示す実施例の補強部材を取り付けた状態を示す断面図である。 実施形態２に係る太陽電池モジュールに図１２Ｂに示す実施例の補強部材を取り付けた状態を示す断面図である。 実施形態２に係る太陽電池モジュールに図１２Ｃに示す実施例の補強部材を取り付けた状態を示す断面図である。 実施形態２に係る太陽電池モジュールに好適な補強部材の他の実施例を示す斜視図である。 実施形態２に係る太陽電池モジュールに好適な補強部材の他の実施例を示す斜視図である。 実施形態２に係る太陽電池モジュールに好適な補強部材の他の実施例を示す斜視図である。 実施形態２に係る太陽電池モジュールに好適な補強部材の他の実施例を示す斜視図である。 図１５Ａに示した補強部材を用いた場合の実施形態２に係る太陽電池モジュールの断面図である。 図１５Ｂに示した補強部材を用いた場合の実施形態２に係る太陽電池モジュールの断面図である。 図１５Ｃに示した補強部材を用いた場合の実施形態２に係る太陽電池モジュールの断面図である。 図１５Ｄに示した補強部材を用いた場合の実施形態２に係る太陽電池モジュールの断面図である。 図８に示した補強部材を用いた場合の実施形態２に係る太陽電池モジュールの断面図である。 図１２Ａに示した補強部材を用いた場合の実施形態２に係る太陽電池モジュールの断面図である。 図１２Ｂに示した補強部材を用いた場合の実施形態２に係る太陽電池モジュールの断面図である。 図１２Ｃに示した補強部材を用いた場合の実施形態２に係る太陽電池モジュールの断面図である。 特許文献１に係る従来の太陽電池モジュールの全体構成の一例を示す斜視図である。 図１８ＡのＥ−Ｅ線断面図である。 フレーム自体の形状を工夫した従来の太陽電池モジュールの構成の一例を示しており、長辺側フレーム部分を一部拡大して示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

＜実施形態１＞
図１は、実施形態１に係る太陽電池モジュール１の全体構成を示す斜視図である。ただし、図１は、太陽電池モジュール１の裏面側、すなわち受光面の反対側から見た図である。また、図２は、太陽電池モジュール１の平面図、図３は底面図である。また、図４は、図１におけるＡ部分の分解斜視図、図５は、図１に示すＢ−Ｂ線断面図である。また、図６は、太陽電池パネル２の端部断面図、図７は、図３に示すＣ−Ｃ線断面図である。

実施形態１に係る太陽電池モジュール１は、図１〜図７に示すように、主として、縦長に形成された矩形状の太陽電池パネル２と、この太陽電池パネル２の周囲を保持するフレーム３と、太陽電池パネル２とフレーム３との保持状態を補強する補強部材６とで構成されている。

フレーム３は、太陽電池パネル２の縦方向（長辺方向）の縁部を保持する一対の長辺側フレーム１０，１０と、太陽電池パネル２の横方向（短辺方向）の縁部を保持する一対の短辺側フレーム２０，２０とで構成されている。この実施の形態における太陽電池パネル２の外形は、およそ１４００ｍｍ×１０００ｍｍである。この太陽電池パネル２の裏面には、図示は省略しているが太陽電池パネル２からの出力を取り出す出力端子ボックスが備えられている。

太陽電池パネル２は、図６にその端部断面を一部拡大して示すように、透光性絶縁基板（例えば、未強化ガラス基板）８１上に、太陽電池セル８５を構成する透明導電膜からなる透明電極膜８２、光電変換層８３、裏面電極膜８４がこの順に積層され、さらに、この裏面電極膜８４上に、封止フィルム（封止材）８６と、耐候性・高絶縁性のための裏面保護シートとしてのバックフィルム８７とが積層され、全体がラミネート封止された一体構造となっている。

透光性絶縁基板８１としてはガラスやポリイミドなどの耐熱性樹脂が用いられている。透明電極膜８２としてはＳｎＯ₂、ＺｎＯ、ＩＴＯなどがある。そして光電変換層８３としてはアモルファスシリコンや微結晶シリコンなどのシリコン系光電変換膜や、ＣｄＴｅ，ＣｕＩｎＳｅ₂などの化合物系光電変換膜がある。また、裏面電極膜８４は、例えばＺｎＯ透明導電膜及び銀薄膜からなる。更に封止フィルム８６としては、熱可塑性の高分子フィルムが好ましく、なかでもＥＶＡ（エチレンビニルアセテート樹脂）製やＰＶＢ（ポリビニルブチラール樹脂）製のものなどが最適である。更にまたバックフィルム８７としては、防湿性確保のためにＰＥＴ／Ａｌ／ＰＥＴ（ＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート）の３層構造やＰＶＦ／Ａｌ／ＰＶＦ（ＰＶＦ：ポリフッ化ビニル樹脂フィルム）の３層構造となっている。すなわち、ＰＥＴまたはＰＶＦだけでは、付着する水滴の浸入は防止できても水蒸気の浸入は防止できないため、水蒸気の浸入を防止できる導電性を有する金属層（防水層）であるＡl層を内部に介在させている。

上記のように構成してなる太陽電池モジュール１は、運搬する際の運搬コストや設置する際の設置場所における支持荷重の軽減等の観点から、できるだけ軽量化することが望ましい。そのため、上記の太陽電池モジュール１は、アルミニウム等の軽量素材で形成されるのが好ましく、上記の長辺側フレーム１０，１０、及び、短辺側フレーム２０，２０は、導電性を有するアルミニウムで形成されている。すなわち、アルミニウムの押出加工によりそれぞれ成形されている。ただし、チタンやステンレス、若しくはジュラルミンなどのアルミニウム合金等を用いて形成されていてもよい。

一つの短辺側フレーム２０は、太陽電池パネル２における住宅棟側に位置する端縁を保持し、もう一つの短辺側フレーム２０は、太陽電池パネル２における住宅軒側に位置する端縁を保持している。そして各長辺側フレーム１０，１０は、太陽電池パネル２の左右の長辺側縁部をそれぞれ保持すると共に、各短辺側フレーム２０，２０の両端縁に連結している。

次に、長辺側フレーム１０及び短辺側フレーム２０の基本構成について、主に図４及び図５を参照して説明する。但し、以下の断面形状の説明では、図４において、長辺側フレーム１０及び短辺側フレーム２０の右側を太陽電池パネル２の外縁を構成する外側と称し、長辺側フレーム１０及び短辺側フレーム２０の左側を太陽電池パネル２を支持する側、つまり内側と称して説明する。なお、図４及び図５は、太陽電池モジュールの裏面側（受光面の反対側）から見た図となっている。

［長辺側フレーム１０の説明］
図４に示すように、長辺側フレーム１０は、長辺側外壁面１１、長辺側上壁面１２、長辺側内壁面１３、及び長辺側下壁面１４からなる矩形の閉断面（内部空間１０ａ）を有する枠形状に形成されており、長辺側外壁面１１から上方に延びた後、内側（図中右側）へ折り曲げられて成る延長屈曲片１５が設けられている。これにより、長辺側フレーム１０の長辺側上壁面１２と延長屈曲片１５の水平部分１５ｂとの間で太陽電池パネル２の外周端部が嵌り込む溝部（パネル嵌合部）１６が形成されている。なお、この溝部１６の幅寸法（図４中の上下方向寸法）は、太陽電池パネル２の厚さ寸法（図６中の上下方向寸法）よりも僅かに大きく設定されている。

また、長辺側フレーム１０の長辺側内壁面１３の両端部近傍には、長手方向に沿って長く形成された長辺側水抜き孔１８が形成されている。この長辺側水抜き孔１８は、長辺側内壁面１３の端部１３ａから所定距離Ｘ１（図５に示す）の位置に形成されているが、この所定距離Ｘ１については後述する。さらに、長辺側外壁面１１の内側には、ネジホールを有するネジ止め部１９，１９が設けられている。

［短辺側フレーム２０の説明］
短辺側フレーム２０は、短辺側外壁面２１、短辺側上壁面２２、短辺側内壁面２３、及び短辺側下壁面２４からなる矩形の閉断面（内部空間２７）を有する枠形状に形成されており、短辺側外壁面２１から上方に延びた後、内側（図中右側）へ折り曲げられて成る延長屈曲片２５が設けられている。これにより、短辺側フレーム２０の短辺側上壁面２２と延長屈曲片２５の水平部分２５ｂとの間で太陽電池パネル２の外周端部が嵌り込む溝部（パネル嵌合部）２６が形成されている。なお、この溝部２６の幅寸法（図４中の上下方向寸法）は、太陽電池パネル２の厚さ寸法（図６中の上下方向寸法）よりも僅かに大きく設定されている。

また、短辺側フレーム２０の短辺側下壁面２４の両端部近傍には、長手方向に沿って長く形成された短辺側水抜き孔２８が形成されている。

また、短辺側フレーム２０は、その両端部の短辺側上壁面２２、短辺側内壁面２３、短辺側下壁面２４、及び延長屈曲片２５が、短辺側外壁面２１の端縁から、長辺側フレーム１０の幅（すなわち、長辺側上壁面１２、長辺側下壁面１４、及び延長屈曲片１５の水平部分１５ｂの幅）と同じ幅だけ削除されて、短辺側外壁面２１に平坦な短辺側外壁端面２１ａが形成されている。そして、この短辺側外壁端面２１ａには、長辺側フレーム１０の長辺側外壁面１１の内側に設けられたネジ止め部１９に対向してネジ孔２９が設けられている。

図５は、長辺側フレーム１０の端部を短辺側フレーム２０の短辺側外壁端面２１ａに当接し、外側からネジ孔２９及びネジ止め部１９に対してネジ５０をねじ込んで連結した状態を示している。ただし、図５では、太陽電池パネル２は省略している。この状態において、長辺側フレーム１０の長辺側内壁面１３に形成された長辺側水抜き孔１８は、短辺側フレーム２０の内部空間２７内に端部側の一部が開口するような配置関係となるように、その形成位置が決定されている。すなわち、上記の所定距離Ｘ１が、短辺側フレーム２０の内部空間２７の幅Ｘ２よりも短くなるように（図５では、Ｘ１がＸ２の１／２程度となっている）決定されている。これにより、長辺側フレーム１０の内部を流れてきた雨水等が、この長辺側水抜き孔１８を通って短辺側フレーム２０の内部空間２７内に流れ込み、短辺側フレーム２０の短辺側下壁面２４に形成された短辺側水抜き孔２８から外部に流れ出ることになる。図５中の太い矢符は、フレーム３内に浸入した水が外部に排出される様子を示している。因みに、長辺側水抜き孔１８の形状は、縦（長さ）５０ｍｍ、横（幅）８ｍｍであり、所定距離は約５ｍｍである。このように、長辺側水抜き孔１８を、長辺側内壁面１３の端部１３ａから所定距離Ｘ１離して形成しているのは、長辺側フレーム１０の端部では完全な枠形状としておくことで、長辺側フレーム１０の端部での強度を保つためである。

図５に示すような長辺側フレーム１０と短辺側フレーム２０との連結は、図７に示すように、太陽電池パネル２の外周端部２ａに、長辺側フレーム１０の溝部１６及び短辺側フレーム２０の溝部２６を嵌合した状態で行われる。ただし、図７は、長辺側フレーム１０の溝部１６に太陽電池パネル２の外周端部２ａを嵌合した状態を示している。短辺側フレーム２０の溝部２６に太陽電池パネル２の外周端部２ａを嵌合した状態も図７と同じであるが、ここでは、長辺側フレーム１０の溝部１６に太陽電池パネル２の外周端部２ａを嵌合した状態について説明する。

すなわち、長辺側フレーム１０の溝部１６には、端面封止部材４を介して太陽電池パネル２の外周端部２ａが密に嵌合されている。

端面封止部材４は、太陽電池パネル２の外周端部２ａの外形に沿って形成された枠形状をしており、エラストマー樹脂や、シリコン樹脂等の樹脂により形成されている。また、端面封止部材４は、太陽電池パネル２の表面側である透光性絶縁基板８１に当接する上側封止片４１と、太陽電池パネル２の裏面側であるバックフィルム８７に当接する下側封止片４２と、太陽電池パネル２の端部側面に当接する横側封止片４３とからなる断面略コ字状に形成されており、このコ字状の部分が封止用溝部４４を構成している。この封止用溝部４４を太陽電池パネル２の外周端部２ａに嵌合して、端面封止部材４を太陽電池パネル２の外周端部２ａに装着し、この装着状態で、端部封止部材４を長辺側フレーム１０の溝部１６（及び短辺側フレーム２０の溝部２６）に嵌合して、隣接する両フレーム１０，２０を図５に示すように連結することにより、図７に示す端面封止構造の太陽電池モジュールが作製される。

このような端面封止構造の太陽電池モジュールにおいて、実施形態１では、図１及び図３に示すように、長辺側フレーム１０の長辺側内壁面１３と太陽電池パネル２の裏面縁部（具体的には、バックフィルム８７の縁部）とにそれぞれ接着材５を介して補強部材６が接着固定されている。すなわち、補強部材６は、左右の長辺側フレーム１０の中央部にそれぞれ設けられている。

図８は、補強部材６の一実施例を示す斜視図、図９は、図３のＤ−Ｄ線断面図である。

補強部材６は、長辺側フレーム１０の長辺側内壁面１３に当接する第１当接片６１と、太陽電池パネル２の裏面縁部であるバックフィルム８７に当接する第２当接片６２とを有する断面Ｌ字状の長尺体であって、その長さは、長辺側フレーム１０の長手方向に沿って当該長辺側フレーム１０よりも短い所定長さに形成されている。具体的には、長辺側フレームの長さが約１４００ｍｍであるのに対し、補強部材６は、約２００〜３００ｍｍ程度の長さに形成されている。また、補強部材６の厚みは、０．８ｍｍ前後、より好ましくは１ｍｍ程度とするのがよい。この補強部材６は、例えばポリカーボネート等の樹脂材料によって形成されている。

このような構成の補強部材６は、図９に示すように、第１当接片６１が接着部材５を介して長辺側フレーム１０の長辺側内壁面１３に接着固定され、第２当接片６２が接着材５を介して太陽電池パネル２の裏面縁部であるバックフィルム８７に接着固定されている。接着材５は、実施形態１では両面テープを使用している。両面テープとしては、例えばアクリル樹脂系、エポキシ樹脂系、ゴム系、シリコン樹脂系粘着剤を基材に塗布したものを用いることができる。また、第１当接片６１の幅（高さ）は、長辺側内壁面１３の高さ方向の幅（約４０ｍｍ）に対して約２０〜２５ｍｍとなっており、第２当接片の横幅は、約４０ｍｍとなっている。さらに、使用される両面テープは、長手方向の全長にわたって配置され、その幅は約２０ｍｍとなっている。

実施形態１に係る太陽電池モジュール１によれば、補強部材６が長辺側フレーム１０の溝部１６の下部側面である長辺側内壁面１３と、太陽電池パネル２の裏面縁部であるバックフィルム８７とに接着材５を介して接着固定されることで、長辺側フレーム１０の溝部１６と太陽電池パネル２の外周端部２ａとの嵌合状態が補強部材６によって保持されることになる。そのため、太陽電池モジュール１を例えば横置きにし、フレーム３の長辺側フレーム１０を手で持って、横置き状態のまま持ち上げたとしても、長辺側フレーム１０と太陽電池パネル２との嵌合状態が補強部材６によって保持されているため、上記背景技術で説明した支持部材や補強用リブ片が無くても、長辺側フレーム１０が撓むことはない。また、実施形態１に係る太陽電池モジュール１によれば、上記背景技術で説明した支持部材や補強用リブ片を無くすことができるので、その分、太陽電池モジュール１の重量を軽減することができる。そのため、補強部材６による補強と太陽電池モジュール１自体の重量軽減とによって、長辺側フレーム１０の撓みをより確実に防止することができる。

また、補強部材６を長辺側フレーム１０の長さよりも短い所定長さに形成することで、長辺側フレーム１０の長辺側内壁面１３と、太陽電池パネル２のバックフィルム８７との接着箇所を、長辺側フレーム１０全体の長さに比べて短くしている。すなわち、長辺側フレーム１０の長辺側内壁面１３と、太陽電池パネル２のバックフィルム８７とが、長辺側フレーム１０の全長にわたって接着されることがないようにしている。これにより、太陽電池モジュール１を設置後、例えば夏場等の太陽光の照射でフレームや太陽電池パネルが加熱され膨張して、補強部材６の接着箇所に長辺側フレーム１０と太陽電池パネル２の線膨張係数の違いによる応力負荷がかかったとしても、その応力負荷は、太陽電池パネル２全体からみればわずかな負荷であり、またこの負荷は、接着されていない他の部分が伸びることによって吸収されるため、太陽電池パネル２にひびが入る等の不具合の発生を防止することが可能となる。このことは、冬場等においてフレームや太陽電池パネルが収縮した場合も同様である。

なお、実施形態１では、このような補強部材６を長辺側フレーム１０に設けているが、図１０に示すように、短辺側フレーム２０の中央部にも設けてもよい。何故なら、持ち運ぶときに必ず長辺側フレーム１０を持つとは限らず、短辺側フレーム２０を持つ場合も考えられるため、短辺側フレーム２０にも同様の補強部材６を設けておくことで、短辺側フレーム２０の撓みも防止することができる。

また、実施形態１では、図１１に示すように、このような補強部材６を、長辺側フレーム１０及び短辺側フレーム２０の長手方向に沿って複数個（図１１では各２箇所ずつ）設けてもよい。このように複数箇所に設けることで、長辺側フレーム１０及び太陽電池モジュール２０の撓みをより確実に防止することが可能となる。また、２箇所程度であれば、上記したフレームや太陽電池パネルの膨張や収縮による応力負荷を十分に逃がすことが可能である。ただし、設ける箇所は２個に限定されるものではなく、補強部材６の長さを短くすれば、３個等であってもよい。

図１２Ａ〜図１２Ｃは、補強部材６の他の実施例を示している。

図１２Ａに示す補強部材６は、長辺側フレーム１０の長辺側内壁面１３に当接する第１当接片６１と、太陽電池パネル２の裏面縁部であるバックフィルム８７に当接する第２当接片６２と、これら第１当接片６１と第２当接片６２とを連結する連結片６３ａとを有する断面三角形状に形成されており、図１２Ｂに示す補強部材６は、長辺側フレーム１０の長辺側内壁面１３に当接する第１当接片６１と、太陽電池パネル２の裏面縁部であるバックフィルム８７に当接する第２当接片６２と、これら第１当接片６１と第２当接片６２とを連結する湾曲状に形成された連結片６３ｂとを有する断面扇形状に形成されており、図１２Ｃに示す補強部材６は、長辺側フレーム１０の長辺側内壁面１３に当接する第１当接片６１と、太陽電池パネル２の裏面縁部であるバックフィルム８７に当接する第２当接片６２と、第１当接片６１に平行に配置された第１連結片６４と、第２当接片６２に平行に配置された第２連結片６５とを有する断面四角形状に形成されている。このように、補強部材６を断面が閉空間となるように形成することで、補強部材６自体の剛性を高めることができるため、長辺側フレーム１０と太陽電池パネル２とを接合する補強部材６としての強度を高めることができる。この場合、補強部材６を中空形状とすることで、補強部材６としての強度は維持しつつ、重量を軽減することができる。

＜実施形態２＞
図１３は、実施形態２に係る太陽電池モジュール１の断面図であり、実施形態１の図７に示す断面図に相当している。ただし、図１３は、長辺側フレーム１０の溝部１６に太陽電池パネル２の外周端部２ａを嵌合した状態を示している。短辺側フレーム２０の溝部２６に太陽電池パネル２の外周端部２ａを嵌合した状態も図１３と同じであるが、ここでは、長辺側フレーム１０の溝部１６に太陽電池パネル２の外周端部２ａを嵌合した状態について説明する。

すなわち、実施形態１に係る太陽電池モジュール１では、端面封止部材４の下側封止片４２は、長辺側フレーム１０の溝部１６（短辺側フレーム２０では溝部２６）からはみ出さない形状としているが、実施形態２の太陽電池モジュール１では、端面封止部材４の下側封止片４２が長辺側フレーム１０の溝部１６（短辺側フレーム２０では溝部２６）から一定長さはみ出した形状としている。このような形状は、本出願人が既に出願している特開２００９−７１２３３号公報等にも開示されており、下側封止片４２のはみ出し部分４２ａのはみ出し長さは、１０〜２０ｍｍとなっている。

端面封止部材４がこのような形状の場合、上記実施形態１の図８及び図１２Ａ〜図１２Ｃに示す各補強部材６を用いると、図１４Ａ〜図１４Ｄにそれぞれ示すように、第２当接片６２によって下側封止片４２のはみ出し部分４２ａを圧潰して太陽電池パネル２のバックフィルム８７に接着することになる。この場合、端面封止部材４は、柔軟な材料（例えば、プロピレン-ジエン-メチレン（ＥＰＤＭ）合成ゴムを主成分とした半独立気泡発泡体）によって形成されているので、圧潰することは可能であるが、はみ出し部分４２ａを押し潰すことによる反発力は多少なりとも受けることになる。従って、このような反発力を受けない方が、補強部材６の第２当接片６２を太陽電池パネル２のバックフィルム８７により安定かつ強固に接着することができる。

図１５Ａ〜図１５Ｄは、このような端面封止部材４のはみ出し部分４２ａがある構造の太陽電池モジュール１に好適な補強部材６の形状をそれぞれ示している。

すなわち、補強部材６の第２当接片６２には、端面封止部材４の下側封止片４２のはみ出し部分４２ａを内包するように凹ませた段差部６２ａが設けられており、接着材５は、この段差部６２ａを避けた位置に設ける構成としている。

このような構成とすれば、図１６Ａ〜図１６Ｄにそれぞれ示すように、長辺側フレーム１０の溝１６からはみ出た端面封止部材４の下側封止片４２のはみ出し部分４２ａを、補強部材６の第２当接片６２によって押し潰すようにして、太陽電池パネル２のバックフィルム８７に接着する必要がないため、安定した接着力を得ることができる。すなわち、補強部材６の第２当接片６２が、端面封止部材４の下側封止片４２のはみ出し部分４２ａを押し潰すことによる反発力を受けないので、接着材５を介して太陽電池パネル２のバックフィルム８７に安定かつ強固に接着することができる。

また、図１７Ａ〜図１７Ｄは、このようなはみ出し部分４２ａがある構造の太陽電池モジュール１に好適な補強部材６及び接着材５の他の形状をそれぞれ示している。

図１７Ａ〜図１７Ｄに示す例では、各補強部材６の形状は、図８及び図１２Ａ〜図１２Ｃに示した形状と同じであるが、補強部材６の第２当接片６２側の接着材５である両面テープの厚みを、端面封止部材４の下側封止片４２のはみ出し部分４２ａの厚みとほぼ同じ厚みに形成し、かつ、このように形成した両面テープを、補強部材６の第２当接片６２において、端面封止部材４の下側封止片４２のはみ出し部分４２ａを避けた位置に設けた構成としている。

このような構成とすれば、図１７Ａ〜図１７Ｄにそれぞれ示すように、長辺側フレーム１０の溝１６からはみ出た端面封止部材４の下側封止片４２のはみ出し部分４２ａを、補強部材６の第２当接片６２によって押し潰す必要がないため、安定した接着力を得ることができる。すなわち、補強部材６の第２当接片６２が、端面封止部材４の下側封止片４２のはみ出し部分４２ａを押し潰すことによる反発力を受けないので、補強部材６の第２当接片６２を、接着材５を介して太陽電池パネル２のバックフィルム８７に安定かつ強固に接着することができる。

なお、実施形態１，２では、補強部材６は、ポリカーボネート等の樹脂材料で形成されているが、フレーム３と同じアルミニウム等の軽量素材で形成されたものを使用してもよい。ただし、この場合には、補強部材６の第２封止片６２を太陽電池パネル２のバックフィルム８７に接着することになるので、バックフィルム８７のＡｌ層との間の絶縁を考慮する必要がある。

そのため、補強部材６の第２当接片６２を太陽電池パネル２のバックフィルム８７に接着する際、接着材５を、補強部材６の第２当接片６２の全体に塗布するとともに、さらにその周縁部からはみ出させて設けておく。このとき、バックフィルム８７側にも接着材５を塗布してもよい。この場合、バックフィルム８７側に塗布する接着材５の塗布幅を、補強部材６の第２当接片６２の幅より広くなるように設けておく。このときの接着材５としては、シリコン樹脂やエポキシ樹脂等の接着剤を使用することができる。

このように、補強部材６の第２当接片６２に接着材５をはみ出させて設けるとともに、バックフィルム８７側にも第２当接片６２より幅広に接着材５を設けることで、補強部材６の第２当接片６２の周縁部とバックフィルム８７との間の距離を長く保つことができる。これにより、補強部材６とバックフィルム８７のＡｌ層との間の絶縁性を高めることができる。

なお、実施形態１，２に係る太陽電池モジュール１は、太陽電池パネル２の透過性絶縁基板８１として未強化ガラス基板を用いている。

これは、透光性絶縁基板の表面に薄膜太陽電池を形成する場合、透光性絶縁基板に強化ガラス基板を用いたとしても、透明電極膜を形成する過程で付与される熱によってガラス基板の強化が消滅するため、薄膜で形成された太陽電池パネルでは、透光性絶縁基板として未強化ガラス基板が使用されるためである。従って、本発明の太陽電池モジュールは、このような強度の弱い未強化ガラス基板を用いた薄膜太陽電池モジュールにおいて好適に利用することができる。

１ 太陽電池モジュール
２ 太陽電池パネル
２ａ 外周端部
３ フレーム
４ 端面封止部材
５ 接着材（両面テープ）
６ 補強部材
１０ 長辺側フレーム
１０ａ 内部空間
１１ 長辺側外壁面
１２ 長辺側上壁面
１３ 長辺側内壁面
１４ 長辺側下壁面
１５ 延長屈曲片
１５ｂ 水平部分
１６ 溝部（パネル嵌合部）
１８ 長辺側水抜き孔
１９ ネジ止め部
２０ 短辺側フレーム
２１ 短辺側外壁面
２２ 短辺側上壁面
２３ 短辺側内壁面（パネル嵌合部の下部側面）
２４ 短辺側下壁面
２５ 延長屈曲片
２５ｂ水平部分
２６ 溝部（パネル嵌合部）
２７ 内部空間
２８ 短辺側水抜き孔
２９ ネジ孔
４１ 上側封止片
４２ 下側封止片
４２ａ はみ出し部
４３ 横側封止片
４４ 封止用溝部
６１ 第１当接片
６２ 第２当接片
６２ａ 段差部
６３ａ，６３ｂ 連結片
６４ 第１連結片
６５ 第２連結片
８１ 透光性絶縁基板
８２ 透明電極膜
８３ 光電変換層
８４ 裏面電極膜
８５ 太陽電池セル
８６ 封止フィルム
８７ バックフィルム（裏面保護シート）
８７ａ Ａｌ層（金属層）

Claims (13)

1. 太陽電池パネルの周辺にフレームを備えた太陽電池モジュールであって、
   前記フレームと、前記太陽電池パネルの裏面縁部を固定するための補強部材が前記フレームの対向する辺にそれぞれ個別に設けられてい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、
   前記補強部材は、前記フレームよりも短い所定長さ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。
3. 請求項１または請求項２に記載の太陽電池モジュールであって、
   前記太陽電池モジュールの形状は長方形であり、
   前記補強部材は、長辺側フレームに設けられていることを特徴とする太陽電池モジュール。
4. 請求項３に記載の太陽電池モジュールであって、
   前記補強部材は、短辺側フレームに設けら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項に記載の太陽電池モジュールであって、
   前記補強部材は、前記フレームに複数個設けられてい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項に記載の太陽電池モジュールであって、
   前記補強部材は、前記フレームに接着材を介して当接する第１当接片と、前記太陽電池パネルの裏面縁部に接着材を介して当接する第２当接片とを有する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。
7. 請求項６に記載の太陽電池モジュールであって、
   前記補強部材は、断面Ｌ字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。
8. 請求項６に記載の太陽電池モジュールであって、
   前記補強部材は、断面三角形状、扇形状、または四角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。
9. 請求項８に記載の太陽電池モジュールであって、
   前記補強部材は中空形状であることを特徴とする太陽電池モジュール。
10. 請求項６から請求項９までのいずれか１項に記載の太陽電池モジュールであって、
    前記フレームには、前記太陽電池パネルを嵌合支持するためのパネル嵌合部を有し、前記太陽電池パネルの４辺の端部と前記パネル嵌合部との間には、前記太陽電池パネルの端部に嵌め込むようにして端面封止部材が介挿されており、前記太陽電池パネルの端部下面を封止する前記端面封止部材の下側封止片が前記パネル嵌合部からはみ出して設けられた構造において、
    前記補強部材の前記第２当接片には、前記下側封止片の前記はみ出し部分を内包するように凹ませた段差部が設けられており、前記接着材は、前記段差部を避けた位置に設けられていることを特徴とする太陽電池モジュール。
    
11. 請求項６から請求項９までのいずれか１項に記載の太陽電池モジュールであって、
    前記フレームには、前記太陽電池パネルを嵌合支持するためのパネル嵌合部を有し、前記太陽電池パネルの４辺の端部と前記パネル嵌合部との間には、前記太陽電池パネルの端部に嵌め込むようにして端面封止部材が介挿されており、前記太陽電池パネルの端部下面を封止する前記端面封止部材の下側封止片が前記パネル嵌合部からはみ出して設けられた構造において、
    前記補強部材の前記第２当接片には、前記下側封止片の前記はみ出し部分を避けた位置に前記接着材が設けられていることを特徴とする太陽電池モジュール。
12. 請求項１１に記載の太陽電池モジュールであって、
    前記接着材は、厚みのある両面テープであることを特徴とする太陽電池モジュール。
13. 請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載の太陽電池モジュールであって、
    前記太陽電池パネルの受光面を構成する透光性基板が未強化の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。

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