JP2012038767A - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池パネルに入射した光が発電に寄与する割合を高めた太陽電池モジュールを得ること。
【解決手段】受光面側のガラス１と裏面側のバックシート６との間に複数の太陽電池セル３を封止した太陽電池パネル１０と、断面視略コの字状で内側に緩衝材２０が配置された噛み込み部３０ａを備え、噛み込み部３０ａに太陽電池パネル１０の周縁部を挿入することによって太陽電池パネル１０の外周に装着されるフレーム３０とを有する太陽電池モジュール５０であって、太陽電池パネル１０の周縁部の受光面及び側面と緩衝材２０との間に、緩衝材２０よりも光反射率が高い高反射率膜４０を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、太陽電池モジュールに関する。

太陽電池モジュールは、配列させた複数の太陽電池セルを配線で接続し、その表裏を封止材で挟み、表面側の透明部材と裏面側のバックシートとでこれらで挟み込んで形成した太陽電池パネルの外周部に、さらにフレームを装着して構成される。

一般的に、太陽電池パネルは、太陽電池セルを複数枚配列させ、配線材で接続した太陽電池アレイが用いて製造される。この場合、耐候性を有するバックシート層の上に、封止材としてのＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）シートを敷き、その上に太陽電池アレイを配置し、太陽電池アレイ上にさらにＥＶＡシートを被せてから、ガラスを配置して太陽電池パネルを形成する。

太陽電池パネルの外周部と、これに装着されるフレームの噛み込み部との間の空間には、シール材やゴム材などの緩衝材が配置される。

特開２００８−２５２１３０号公報

しかしながら、上記従来の太陽電池モジュールでは、太陽電池パネル内に入射したものの太陽電池セルに吸収されなかった光は、バックシートやガラスで反射されてフレームと太陽電池パネルとの間の緩衝材まで到達することがある。緩衝材として用いられているシール材やゴム材は、光反射率が高い材料ではないため、緩衝材に入射した光は吸収され、太陽電池セルの方に戻ってこない。一例として、黒色のゴムであれば、光反射率は数％程度である。

このように、従来の太陽電池モジュールは、緩衝材に入射した光が太陽電池セルでの発電に寄与しないという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、太陽電池パネルに入射した光が発電に寄与する割合を高めた太陽電池モジュールを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、受光面側の透光性基板と裏面側の耐候性基板との間に複数の太陽電池セルを封止した太陽電池パネルと、断面視略コの字状で内側に緩衝材が配置された噛み込み部を備え、噛み込み部に太陽電池パネルの周縁部を挿入することによって太陽電池パネルの外周に装着されるフレームとを有する太陽電池モジュールであって、太陽電池パネルの周縁部の受光面及び側面と緩衝材との間に、緩衝材よりも光反射率が高い光反射層を備えることを特徴とする。

本発明によれば、太陽電池パネルに入射した光が発電に寄与することなく外部へ出ることを防止し、太陽電池セルへ入射する光量を増加させることができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態１に係る太陽電池モジュールの構成を示す図である。 図２は、太陽電池パネルの構成を示す図である。 図３は、実施の形態１に係る太陽電池モジュールの周縁部の断面を示す図である。 図４は、実施の形態２に係る太陽電池モジュールの周縁部の断面を示す図である。 図５は、実施の形態３に係る太陽電池モジュールの周縁部の断面を示す図である。

以下に、本発明にかかる太陽電池モジュールの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュールの構成を示す図である。太陽電池モジュール５０は、太陽電池パネル１０の周囲に緩衝材２０を介してフレーム３０を装着した構成である。フレーム３０は、断面視略コの字状の噛み込み部３０ａを備えており、噛み込み部３０ａの内側に緩衝材２０が配置される。

図２に、太陽電池パネル１０の構成を示す。太陽電池パネル１０には、太陽電池セル３を複数枚配列させ、配線材４で接続した太陽電池アレイ７が用いられている。太陽電池パネル１０は、耐候性を有するバックシート６の上に、封止材としてのＥＶＡシート（裏面側封止材）５を敷き、その上に太陽電池アレイ７を配置し、太陽電池アレイ７上にさらにＥＶＡシート（受光面側封止材）２を被せてから、透光性基板（ガラス）１を配置して構成されている。なお、太陽電池パネル１０は、ガラス１が受光面側、バックシート６が裏面側である。

図３に、太陽電池モジュール５０の周縁部の断面図を示す。噛み込み部３０ａに挿入された太陽電池パネル１０の周縁部の受光面及び側面には、光反射層としての高反射率膜４０が形成されている。ここで言う「高反射率」は、光反射率が緩衝材２０よりも高いことを意味する。高反射率膜４０は、銀やアルミニウムなどの光反射率が高い材料のペーストを印刷したり、フッ素樹脂を塗装することによって形成される。高反射率膜４０は、太陽電池パネル１０の周縁部の受光面及び側面に印刷膜や塗装膜として形成されている。なお、銀やアルミニウムなどの印刷膜の光反射率は８０％以上、フッ素樹脂塗装膜の光反射率は７０％以上であり、ゴムなどで形成される緩衝材２０と比較して、格段に高い光反射率を有する。

太陽電池パネル１０の内部に入り込んだ後に、太陽電池パネル１０の周縁部において受光面や側面から太陽電池パネル１０の外に出た光は、高反射率膜４０によって反射され太陽電池パネル１０内に再入射する。これにより、高反射率膜４０で反射された後に太陽電池セル３に入射する光の分、太陽電池セル３における発電に寄与する光の量が増加するため、発電効率が向上する。なお、高反射率膜４０は、噛み込み部３０ａと当接する部分にのみ形成されているため、太陽電池パネル１０に入射する光を高反射率膜４０が遮ってしまうことはない。

なお、バックシート６として光反射率の高い材料（例えば白色ＰＥＴ：Polyethylene terephthalate、光反射率９０％超）を用いることで、太陽電池パネル１０の裏面側の緩衝材２０に吸収されてしまう光の量を低減し、太陽電池セル３に入射する光量を増やすことが可能である。

ここでは太陽電池パネル１０の周縁部の受光面及び側面に高反射率膜４０を形成する構成を例としたが、光反射率の高い材料（アルミニウムなど）を緩衝材２０の太陽電池パネル１０と接する部分に真空蒸着するなどして高反射率膜４０を形成しても良い。換言すると、高反射率膜４０が、緩衝材２０の表面に蒸着膜として形成されていても良い。すなわち、高反射率膜４０は、太陽電池パネル１０の周縁部の受光面及び側面と緩衝材２０との間に介在してさえすれば良く、太陽電池パネル１０側に形成されていても良いし、緩衝材２０に形成されていても良い。

実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２に係る太陽電池モジュールの周縁部の断面図である。本実施の形態に係る太陽電池モジュール５０は、実施の形態１と同様に、太陽電池パネル１０の周囲に緩衝材２０を介してフレーム３０を装着した構成である。太陽電池パネル１０の構成は、実施の形態１とほぼ同様であるが、太陽電池パネル１０の周縁部の受光面及び側面に予め白濁部１ａが形成されたガラス１を用いている。すなわち、白濁部１ａは、太陽電池パネル１０の周縁部の受光面及び側面のガラス１を白濁させることによって形成されている。白濁部１ａはガラス１にフッ酸処理などの化学的な処理を施すことによって形成される。白濁部１ａにおける光反射率は６０〜７０％となっており、緩衝材２０の光反射率よりも高くなっている。

太陽電池パネル１０の内部に入り込んだ後に、太陽電池パネル１０の周縁部において受光面や側面から太陽電池パネル１０の外に出ようとする光は、白濁部１ａによって反射され太陽電池パネル１０内に留められる。これにより、白濁部１ａで反射された後に太陽電池セル３に入射する光の分、太陽電池セル３における発電に寄与する光の量が増加するため、発電効率が向上する。なお、噛み込み部３０ａと当接しない部分のガラス１は白濁部１ａとはなっていないため、太陽電池パネル１０に入射する光を白濁部１ａが遮ってしまうことはない。

なお、バックシート６として光反射率の高い材料（例えば白色のＰＥＴ）を用いることで、太陽電池パネル１０の裏面側の緩衝材２０に吸収されてしまう光の量を低減し、太陽電池セル３に入射する光量を増やすことが可能である。

ここでは化学的な処理によって周縁部の受光面及び側面に白濁部が予め形成されたガラスを用いた構成を例としたが、サンドブラストなどの物理的な処理によって白濁部が形成されたガラスを用いることも可能である。ただし、物理的に白濁させたガラス（摺りガラス）の光反射率は、緩衝材２０より大きいものの１５〜２５％程度であるため、化学的な処理でガラスを白濁させた方が光の損失を少なくできる。また、化学的な処理と物理的な処理とを併用して白濁部が形成されたガラスを用いることも可能である。

実施の形態３．
図５は、本発明の実施の形態３に係る太陽電池モジュールの周縁部の断面図である。本実施の形態に係る太陽電池モジュール５０は、実施の形態１と同様に、太陽電池パネル１０の周囲に緩衝材２０を介してフレーム３０を装着した構成である。太陽電池パネル１０の構成は、実施の形態１とほぼ同様であるが、太陽電池パネル１０の裏面を覆うバックシート６は、光反射率の高い樹脂（例えば白色のＰＥＴ）で形成されている。バックシート６は、太陽電池パネル１０の周縁部において受光面側にまで折り返されており、太陽電池パネル１０の周縁部の受光面及び側面で緩衝材２０との間に介在している。バックシート６における光反射率は、緩衝材２０の光反射率よりも高くなっている。バックシート６は、緩衝材２０よりも光反射率が高く、その周縁部はガラス１の側面を覆って受光面まで折り返されている。

太陽電池パネル１０の内部に入り込んだ後に、太陽電池パネル１０の周縁部において受光面や側面から太陽電池パネル１０の外に出た光は、バックシート６によって反射され太陽電池パネル１０内に再入射する。これにより、バックシート６で反射された後に太陽電池セル３に入射する光の分、太陽電池セル３における発電に寄与する光の量が増加するため、発電効率が向上する。なお、バックシート６は、噛み込み部３０ａと当接する範囲までしか折り返されていないため、太陽電池パネル１０に入射する光をバックシート６が遮ってしまうことはない。

本実施の形態においては、太陽電池パネル１０へ入射した後、太陽電池パネル１０の周縁部から光が出射することを防止するための部材を太陽電池パネル１０の周縁部と緩衝材２０との間に設置する作業が不要である。

ここではバックシート６がＰＥＴで形成された構成を例としたが、ＰＶＦ（Polyvinylfluoride）などの他の種類の樹脂で形成されていても良い。

以上のように、本発明にかかる太陽電池モジュールは、太陽電池パネルの内部に入った光が発電に寄与することなく外部へ出ることを防止するのに有用であり、特に、太陽電池セルへ入射する光量を増加させるのに適している。

１ 透光性基板（ガラス）
１ａ 白濁部
２ ＥＶＡシート（受光面側封止材）
３ 太陽電池セル
４ 配線材
５ ＥＶＡシート（裏面側封止材）
６ バックシート
７ 太陽電池アレイ
１０ 太陽電池パネル
２０ 緩衝材
３０ フレーム
４０ 高反射率膜
５０ 太陽電池モジュール

Claims (7)

1. 受光面側の透光性基板と裏面側の耐候性基板との間に複数の太陽電池セルを封止した太陽電池パネルと、断面視略コの字状で内側に緩衝材が配置された噛み込み部を備え、該噛み込み部に前記太陽電池パネルの周縁部を挿入することによって該太陽電池パネルの外周に装着されるフレームとを有する太陽電池モジュールであって、
   前記太陽電池パネルの周縁部の前記受光面及び側面と前記緩衝材との間に、前記緩衝材よりも光反射率が高い光反射層を備えることを特徴とする太陽電池モジュール。
2. 前記光反射層が、前記太陽電池パネルの周縁部の前記受光面及び側面に塗装膜として形成されたことを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
3. 前記光反射層が、前記太陽電池パネルの周縁部の前記受光面及び側面に印刷膜として形成されたことを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
4. 前記光反射層が、前記緩衝材の表面に蒸着膜として形成されたことを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
5. 前記光反射層が、前記太陽電池パネルの周縁部の前記受光面及び側面の前記透光性基板を白濁させることによって形成されたことを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
6. 前記透光性基板はガラスであり、前記太陽電池パネルの周縁部の前記受光面及び側面がフッ酸処理によって白濁されたことを特徴とする請求項５記載の太陽電池モジュール。
7. 前記耐候性基板は、前記緩衝材よりも光反射率が高く、前記透光性基板の側面を覆って前記受光面まで折り返された前記耐候性基板の周縁部によって前記光反射層が形成されたことを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。

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