JP2012114331A - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】表面保護層を樹脂化して軽量化するが、剛性が高く製造過程で反りが発生せず長期間使用しても発電素子同士を接続するリード線が断線しない太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】複数の発電素子12を水平に配列する透明樹脂製封止層10と、封止層10上の透明樹脂製表面保護層20と、封止層10下のバックシート30を備えた太陽電池モジュール1で、シート30を高剛性・低線膨張係数素材で構成し、表面保護層20と発電素子12との間に、発電素子12に対応する開口部18を設けた高剛性・低線膨張係数素材の平板状枠体16を介装した。シート30，枠体16がモジュール1の剛性を高め、モジュール1の製造過程での反りの発生を抑制する。封止層19に密着する枠体16が昼夜の温度変化によるモジュール1の伸縮（表面保護層20とシート30の相対的な伸縮）を抑制し、封止層10に作用する熱応力が軽減されて、リード線14の発電素子12との接続部が断線しない。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両等に搭載される太陽電池モジュールに関する。

近年、自動車等の車両は搭載される電子機器の増加に伴い消費電力が増加しているため、従来、その一部をまかなうべく車両に太陽電池を搭載することが行われている。太陽電池は、長期信頼性を保証するため、例えば発電素子をガラス等透明材、封止材（透明接着剤）、バックシートで積層したモジュール構造となっている。

車両に搭載する太陽電池は、燃費や走行安定性の面からできるだけ軽量化することが望ましい。しかしながら、ガラスを用いたモジュール構造では、ガラスの重量が重いために軽量化が難しい。そこで、透明プラスチックを用いて太陽電池モジュールを構成する、という種々の提案がされている。

例えば、下記特許文献１には、発電素子を封止材（樹脂製接着材）で封止した封止層を表面側のポリカーボネイト（以下、ＰＣという）製保護板と裏面側のポリビニルフルオライド（以下、ＰＶＦという）製のバックシートで挟み込んだ三層構造の太陽電池モジュールが提案されている。

特開２００９−１７０４６０（段落０００１６〜００２６、図１，２）

しかし、下記特許文献１等の従来技術では、太陽電池モジュールの樹脂化（表面保護層をガラスから樹脂に代えたこと）によって、太陽電池モジュールの製造過程での反りの発生が問題となっている。

即ち、太陽電池モジュールを製造するには、ラミネーターと呼ばれる真空成形装置を用いて、積層した表面保護層，封止層およびバックシートに真空を作用させつつ熱プレス（例えば、１３０℃）して製造（ラミネート）するが、成形された三層構造の太陽電池モジュールが冷える（常温に戻る）過程で、封止層を挟んで積層する表面保護層（ＰＣ）とバックシート（ＰＶＦ）の間には、ＰＣとＰＶＦの線膨張係数の差に起因する熱応力が発生し、線膨張係数の大きい表面保護層（ＰＣ）側が凹となるように太陽電池モジュール全体が反ってしまう。一方、表面保護層をガラス（高剛性で線膨張係数が小さい）で構成する従来の太陽電池モジュールにおいては、表面保護層とバックシートの間に同様の熱応力が発生するが、ガラス製表面保護層はこの熱応力（太陽電池モジュールを曲げ変形させる力）に対抗するだけの十分な剛性があるため、「反り」が発生することはない。

そこで、発明者は、従来の太陽電池モジュールを構成する表面保護層（ガラス）のもつ機能（高剛性かつ低線膨張係数）をバックシートにもたせようと考えた。即ち、バックシートを軽量で高剛性かつ線膨張係数の低い素材（例えば、軽金属であるアルミニウム）で構成して、バックシート（太陽電池モジュール全体）の曲げ剛性を高めてやれば、太陽電池モジュールの製造過程での反りの発生を抑制できる、と考えた。

そして、封止層の表面側にＰＣ製表面保護層を、封止層の裏面側にアルミニウム製バックシートを積層一体化した第１の試作品（太陽電池モジュール）を試作して、その効果を検証したところ、反りの発生を抑制する上で有効であることが確認された。

しかし、表面保護層を透明樹脂で構成したことで、別の新たな問題が発生した。

即ち、昼夜の温度変化によって太陽電池モジュール全体が伸縮（線膨張係数の異なる表面保護層とバックシートが相対的に伸縮）するが、表面保護層（線膨張係数の大きいＰＣ）とバックシート（線膨張係数の小さいアルミニウム）間の封止層には、両者の線膨張係数（熱伸縮量）の差に応じた熱応力が繰り返し作用する。このため、封止層において発電素子同士を接続するリード線の接続部にもこの熱応力が繰り返し作用して、リード線が発電素子との接続部で断線するおそれがあるという、新たな問題が提起された。

この新たな問題に対して、発明者は、ＰＣ製表面保護層と封止層との間に、軽量で高剛性かつ線膨張係数の小さい素材（例えば、軽金属であるアルミニウム）で構成した平板状部材を介装すれば、昼夜の温度変化による太陽電池モジュール全体の伸縮（表面保護層とバックシートの相対的な伸縮）が、表面保護層（ＰＣ）に密着する平板状部材（高剛性かつ線膨張係数の小さい素材）によって抑制され（妨げられ）て、昼夜の温度変化に起因する太陽電池モジュール全体の伸縮量（表面保護層とバックシートの相対的な伸縮量）が減り、それだけ封止層に繰り返し作用する熱応力（発電素子同士を接続するリード線の接続部に繰り返し作用する熱応力）が軽減する、と考えた。

また、ＰＣ製表面保護層と封止層との間に介装した平板状部材は、剛性が高いので、太陽電池モジュール全体の曲げ剛性が、第１の試作品（太陽電池モジュール）の曲げ剛性よりも高められて、太陽電池モジュール製造過程での反りの発生をいっそう抑制できる、と考えた。

なお、軽量で高剛性かつ線膨張係数の小さい素材で構成した平板状部材をＰＣ製表面保護層と封止層との間に介装するにしても、太陽光が発電素子の受光面に当たるようにすることが必要で、そのためには、この平板状部材に発電素子の受光面に対応する開口部を設けることが前提である。

そして、発明者は、第１の試作品（太陽電池モジュール）を構成するＰＣ製表面保護層と封止層との間に、アルミニウム製の平板状枠体（発電素子の受光面に対応する開口部を形成したアルミニウム製の枠体）を介装した第２の試作品（太陽電池モジュール）を試作して、その効果を検証したところ、確かに、昼夜の温度変化に起因する太陽電池モジュール全体の伸縮量（表面保護層とバックシートの相対的な伸縮量）が、第１の試作品の伸縮量よりも小さくなって、封止層に繰り返し作用する熱応力（発電素子同士を接続するリード線の接続部に繰り返し作用する熱応力）が低減し、リード線の発電素子と接続部での断線防止に有効であること、さらには、太陽電池モジュール全体の曲げ剛性が第１の試作品（太陽電池モジュール）の曲げ剛性よりも高められて、太陽電池モジュール製造過程での反りの発生をいっそう抑制できること、が確認された。

このように、本発明については、発明者が課題に対し考察と試作とを繰り返し、第２の試作品（太陽電池モジュール）が課題を達成する上で有効である、ということが検証されたことで、この度の出願に至ったものである。

本発明は、前記従来技術の問題点および前記した発明者の知見に基づいてなされたので、その目的は、表面保護層を合成樹脂で構成することで軽量化するものの、剛性が高く、製造過程での反りが発生せず、しかも長期間使用しても発電素子同士を接続するリード線が断線しない構造を備えた太陽電池モジュールを提供することである。

上記目的を解決するために、本発明に係る太陽電池モジュールにおいては、複数の発電素子を配列した形態に封止する透明樹脂で構成した封止層と、前記封止層の上に形成された透明樹脂で構成した表面保護層と、前記封止層の下に形成されたバックシートとを備えた太陽電池モジュールであって、
前記バックシートを軽量で高剛性かつ低線膨張係数の素材で構成するとともに、前記表面保護層と前記発電素子との間に、各発電素子の受光面に対応する複数の開口部を設けた、軽量で高剛性かつ低線膨張係数の素材で構成した平板状の枠体を介装するように構成した。

（作用）本発明では、表面保護層がＰＣ等の透明合成樹脂で構成され、封止層（封止材）も透明合成樹脂系接着剤で構成されているので、表面保護層がガラスで構成されている場合と比べて、太陽電池モジュールが軽量となる。さらに、バックシートも合成樹脂で構成すれば、太陽電池モジュールはよりいっそう軽量となる。

しかし、表面保護層，封止層およびバックシートの三層全てを合成樹脂で構成すると、太陽電池モジュール全体の剛性は、特許文献１のように、ＰＣ製表面保護層の板厚を厚く、かつバックシートを樹脂の中でも比較的剛性の高いＰＶＣ製にしたとしても、表面保護層がガラスで構成されている従来のものの剛性と比べて、著しく低くなる。

その結果、表面保護層とバックシートの線膨張係数の差が、太陽電池モジュールの製造過程で反りとなって顕在化する。

即ち、太陽電池モジュールを製造するには、例えば、ラミネーターと呼ばれる真空成形装置を用いて、積層した表面保護層，封止層およびバックシートに真空を作用させつつ熱プレスして製造（ラミネート）するが、成形された三層構造の太陽電池モジュールが冷える（常温に戻る）過程で、封止層を挟んで積層する表面保護層（ＰＣ等の合成樹脂）とバックシート（ＰＶＦ）の間に、ＰＣとＰＶＦの線膨張係数の差に起因する熱応力が発生し、線膨張係数の大きい表面保護層側が凹となるように太陽電池モジュール全体が反ってしまう。

然るに、本発明では、高剛性かつ低線膨張係数の素材で構成したバックシートが、太陽電池モジュール全体の曲げ剛性を高めて、太陽電池モジュールにおける反りの発生を抑制する。詳しくは、バックシートは、線膨張係数の異なる表面保護層との間に発生する熱応力（太陽電池モジュール全体を曲げようとする力）に対抗するだけの十分な曲げ剛性があるため、太陽電池モジュールに反りが発生しない。

また、太陽電池モジュールは、昼夜の温度変化によって、全体が伸縮（表面保護層とバックシートが相対的に伸縮）するが、表面保護層を透明な合成樹脂で構成し、バックシートを高剛性かつ低線膨張係数の素材で構成したことで、表面保護層とバックシート間の封止層には、両者の線膨張係数（熱伸縮量）の差に応じた熱応力が繰り返し作用する。このため、封止層において発電素子同士を接続するリード線の接続部にも、この熱応力が繰り返し作用して、リード線の発電素子との接続部が断線するおそれがある。

然るに、本発明では、表面保護層と発電素子との間に介装されて封止層に密着する、低線膨張係数の素材で構成した平板状枠体が、昼夜の温度変化による太陽電池モジュール全体の伸縮（表面保護層とバックシートの相対的な伸縮）を抑制する（妨げる）ので、太陽電池モジュール全体の伸縮量（表面保護層とバックシートの相対的な伸縮量）が減り、それだけ封止層（の発電素子同士を接続するリード線の接続部）に繰り返し作用する熱応力が軽減されて、リード線の接続部において断線しにくい。

また、表面保護層と発電素子素子との間に介装された平板状枠体は、バックシートと協働して太陽電池モジュール全体の曲げ剛性をよりいっそう高めて、太陽電池モジュールの製造過程における反りの発生を確実に抑制する。詳しくは、剛性の高い平板状枠体およびバックシートによって、成形された太陽電池モジュールが冷える（常温に戻る）過程で表面保護層とバックシートの間に発生する両者の線膨張係数の差に起因する熱応力（太陽電池モジュール全体を曲げようとする力）に対抗するだけの十分な曲げ剛性が太陽電池モジュールに確保されて、太陽電池モジュールに反りが確実に発生しない。

また、各発電素子の受光面には、平板状の枠体の開口部を介して太陽光が当たるので、各発電素子は所定の受光量を確保できる。また、平板状の枠体は、開口部が形成されることで、それだけ太陽電池モジュールが軽量となる。

請求項２においては、請求項１に記載の太陽電池モジュールにおいて、前記表面保護層を、厚さ方向中央の透明樹脂層、上層側の耐候性保護層および下層側の水蒸気バリア層で構成するようにした。

（作用）表面保護層本体である透明樹脂層の上層側に設けた耐候性保護層は、紫外線による透明樹脂層の劣化を抑制する。

また、表面保護層と封止層間に水分（水蒸気）が侵入すると、表面保護層と封止層間に気泡が発生し、表面保護層の剥離につながるおそれがあるので、表面保護層に水蒸気バリア層を設けて、表面保護層と封止層間への水分の侵入を抑制することが望ましい。しかし、表面保護層本体である透明樹脂層の上層側に水蒸気バリア層を設けた場合は、太陽電池モジュール側縁部に露呈する透明樹脂層と封止層との接合面から水分（水蒸気）が侵入したり、透明樹脂層中に含まれている水分が透明樹脂層と封止層との接合面に進入したりするおそれがあるので、表面保護層と封止層との接合面への水分（水蒸気）の侵入を確実に抑制するためには、透明樹脂層の下層側（封止層に密着する側）に水蒸気バリア層を設けることが望ましい。

請求項３においては、請求項１または２に記載の太陽電池モジュールにおいて、前記封止層では、隣接する発電素子同士がリード線を介して接続されており、前記平板状の枠体は、前記リード線に対しほぼ直交して該リード線の上方を覆う帯状領域を備えるように構成した。

（作用）請求項１の「作用」において説明したように、封止層に密着する平板状枠体は、昼夜の温度変化に起因して表面保護層とバックシート間の封止層に繰り返し発生する熱応力（表面保護層とバックシートの線膨張係数（熱伸縮量）の差に応じた熱応力）を軽減するべく作用するが、リード線の上方において封止層に密着する平板状の枠体の帯状領域がリード線の発電素子との接続部に作用する熱応力をより確実に軽減する。

請求項４においては、請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池モジュールにおいて、前記バックシートを、アルミニウム板，ＦＲＰ板またはアラミド繊維入り妙造材板で構成した。

（作用）アルミニウム板やＦＲＰ（繊維強化プラスチック）板やアラミド繊維入り妙造材板は、安価にして軽量かつ高剛性で、成形した太陽電池モジュールが冷える（常温に戻る）過程で、太陽電池モジュールの反りを確実に抑制する。

請求項５においては、請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池モジュールにおいて、前記平板状の枠体の前記表面保護層に臨む側を前記発電素子の色に近い色に形成するようにした。

（作用）発電素子は黒色系の青色であり、発電素子を覆う枠体の色は、リード線を隠す目的の色であれば必ずしも発電素子と同色である必要はないが、発電素子と同色にすることで、透明樹脂で構成した表面保護層を介して太陽電池モジュールの表面全体が黒色系の青一色に見える。

なお、アルミニウムなどの軽金属製の枠体に対しては、表面に酸化処理膜（黒色）を形成したり、発電素子の色に近い色の塗膜を形成し、ＦＲＰやアラミド繊維入り妙造材の枠体に対しては、発電素子の色に近い色の塗膜を形成することが望ましい。

以上詳述したように、本発明によれば、軽量でありながら剛性が高く、製造過程での反りが発生せず、しかも長期間使用しても発電素子同士を接続するリード線が断線しない太陽電池モジュールが提供される。

請求項２によれば、表面保護層の紫外線による劣化や、封止層との接合面への水分（水蒸気）の侵入に起因する表面保護層の剥離が確実に抑制されるので、表面保護層の耐候性および耐久性が長期間にわたり保証される。

請求項３によれば、リード線の発電素子との接続部が確実に断線しない太陽電池モジュールが提供される。

請求項４によれば、軽量で剛性が高く反りの発生しにくい安価な太陽電池モジュールを提供できる。

請求項５によれば、太陽電池モジュールの表面全体が黒色系の青一色に見えて、非常に見栄えがよい。

次に、本発明の実施の形態を実施例の基づいて説明する。

図１〜３は、本発明の第１の実施例に係る太陽電池モジュールを示し、図１は太陽電池モジュールの平面図、図２は同太陽電池モジュールの縦断面図（図１に示す線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図）、図３は同太陽電池モジュールの要部分解斜視図である。

これらの図において、太陽電池モジュール１は、多数の発電素子１２を縦横方向に略等間隔となるように水平に配列した形態に封止する、透明合成樹脂で構成した封止層１０と、封止層１０の上に形成された、透明合成樹脂（例えば、ＰＣ）で構成した表面保護層２０と、封止層１０の下に形成された、軽量で高剛性かつ低線膨張係数の素材（例えば、軽金属であるアルミニウム）で構成されたバックシート３０とが積層一体化された構造で、車両の屋根等に搭載できる車載用として構成されている。

各発電素子１２は、単結晶シリコンやアモルファスシリコン等を用いて、縦横等しいサイズ（例えば１２５ｍｍ）で一定の厚さ（例えば２００μｍ）に構成されている。横方向（図１左右方向）に隣接する発電素子１２は、相互に一対のリード線１４を介して直列に接続されることで、１段のセルストリングスを構成し、複数段のセルストリングスが相互に並列に接続されて縦方向（図１上下方向）に配列されている。そして、複数段のセルストリングスを構成する発電素子１２およびリード線１４は、封止層１０を構成する透明な封止材（合成樹脂系接着剤）１１によって、互いに絶縁された形態で水平に配置されている。

また、封止層１０におけるセルストリングス（発光素子１２とリード線１４の直列接続体）列の上には、封止材１１によってセルストリングスに対し絶縁された軽量で高剛性かつ低線膨張係数の素材（例えば、軽金属であるアルミニウム）で構成された平板状の枠体１６が配置されている。

この平板状の枠体１６には、後に詳しく説明するが、バックシート３０と協働して太陽電池モジュール１全体の曲げ剛性を高めて、太陽電池モジュール１の製造過程で反りが顕在化することを抑制するとともに、昼夜の温度変化および表面保護層２０とバックシート３０の線膨張係数（熱伸縮量）の差に起因して封止層１０（の発電素子１２同士を接続するリード線１４の接続部）に繰り返し作用する熱応力を軽減して、リード線１４の発電素子１２との接続部の断線を防止するという作用がある。

また、平板状の枠体１６には、発光素子１２の外形に対応する大きさの開口部１８が碁盤目状に形成されており、平板状の枠体１６の開口部１８を介して太陽光が各発電素子１２の受光面に当たるため、各発電素子１２は所定の受光量（枠体１６を設けない場合と同程度の受光量）を確保できる。

なお、封止層１０の厚さは約１ｍｍ、封止材１１としては、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）で構成され、例えば三井化学ファブロ（株）社製のＳＣ−５０Ｂを用いる。

一方、表面保護層２０は、例えば１〜６ｍｍ程度の厚さに形成され、ＰＣの他に、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルイミド、アクリル樹脂等、この種の太陽電池モジュールの透明な表面保護層を構成する合成樹脂として公知の素材を用いることができる。

封止層１０に密着するアルミニウム製のバックシート３０は、少なくとも封止層１０に臨む側が絶縁処理（酸化処理）が施されて、セルストリングス（発光素子１２とリード線１４の直列接続体）に対する絶縁が確保されている。

また、バックシート３０は、例えば０．０２〜５ｍｍの厚さに形成されて、太陽電池モジュール１全体の曲げ剛性を高めて、太陽電池モジュール１の製造過程で反りが発生するのを抑制している。

即ち、軽量化を目的として、表面保護層２０はＰＣ等の透明合成樹脂で構成され、封止層１０を構成する封止材１１も透明合成樹脂系接着剤で構成されているため、太陽電池モジュール全体の剛性は、表面保護層２０をガラスで構成する場合と比べて著しく低い。その結果、表面保護層２０とバックシートの線膨張係数の差が、太陽電池モジュールの製造過程で反りとなって顕在化するおそれがある。

詳しくは、太陽電池モジュール１を製造するには、ラミネ―ターと呼ばれる真空成形装置を用いて、積層した表面保護層２０，封止層１０およびバックシート３０に真空を作用させつつ熱プレス（例えば、１３０℃）して製造（成形一体化）するが、成形された三層構造の太陽電池モジュール１が冷える（常温に戻る）過程で、封止層を挟んで積層する表面保護層２０（ＰＣ）とバックシート３０の間には、表面保護層２０とバックシート３０の線膨張係数の差に起因する熱応力が発生し、線膨張係数の大きい側（例えば表面保護層２０側）が凹となるように太陽電池モジュール１全体が反るおそれがある。

然るに、本実施例では、軽量で高剛性かつ低線膨張係数の素材（例えば、軽合金であるアルミニウム）で構成したバックシート３０が、太陽電池モジュール１全体の曲げ剛性を高めて、太陽電池モジュール１における反りの発生を抑制する。換言すれば、バックシート３０は、線膨張係数の異なる表面保護層２０との間に発生する熱応力（太陽電池モジュール全体を曲げようとする力）に対抗するだけの十分な曲げ剛性があるため、太陽電池モジュール１に反りが発生しない。

また、太陽電池モジュール１は、昼夜の温度変化によって、全体が伸縮（表面保護層２０とバックシート３０が相対的に伸縮）するが、表面保護層２０を透明合成樹脂で構成し、バックシート３０を高剛性かつ低線膨張係数の素材で構成したことで、表面保護層２０とバックシート３０間の封止層１０には、両者の線膨張係数（熱伸縮量）の差に応じた熱応力が繰り返し作用する。このため、封止層１０において発電素子１２同士を接続するリード線１４の接続部にも、この熱応力が繰り返し作用して、リード線１４の発電素子１２との接続部が断線するおそれがある。

然るに、本実施例では、表面保護層２０と発電素子１２との間に介装されて封止層１０に密着する、低線膨張係数の素材（軽金属であるアルミニウム）で構成した平板状枠体１６が、昼夜の温度変化による太陽電池モジュール全体の伸縮（表面保護層２０とバックシート３０の相対的な伸縮）を抑制する（妨げる）ので、太陽電池モジュール１全体の伸縮量（表面保護層２０とバックシート３０の相対的な伸縮量）が減り、それだけ封止層１０（の発電素子１２同士を接続するリード線１４の接続部）に繰り返し作用する熱応力が軽減されて、リード線１４の発電素子１２との接続部が断線しにくい。

特に、封止層１０において、隣接する発電素子１２同士を接続するリード線１４の上方には、リード線１４の延在方向に対しほぼ直交して縦方向に延在する平板状枠体１６の帯状領域１７がリード線１４を覆うように配置されており、リード線１４の上方において封止層１０と密着するこの帯状領域１７が、昼夜の温度変化に起因して表面保護層２０とバックシート３０間の封止層１０に繰り返し発生する、両者の線膨張係数（熱伸縮量）の差に応じた熱応力をよりいっそう軽減するべく作用するので、リード線１４の発電素子１２との接続部に作用する熱応力がより確実に軽減されて、リード線１４の発電素子１２との接続部が確実に断線しない。

また、表面保護層２０と発電素子１２との間に介装された平板状枠体１６は、バックシート３０と協働して太陽電池モジュール全体１の曲げ剛性をよりいっそう高めて、太陽電池モジュール１の製造過程における反りの発生を確実に抑制する。即ち、剛性の高いアルミニウム製の平板状枠体１６およびバックシート３０によって、成形された太陽電池モジュール１が冷える（常温に戻る）過程で表面保護層２０とバックシート３０の間に発生する両者の線膨張係数の差に起因する熱応力（太陽電池モジュール全体を曲げようとする力）に対抗するだけの十分な曲げ剛性が太陽電池モジュール１に確保されて、太陽電池モジュール１に反りが確実に発生しない。

また、表面保護層２０は、図２，３に示すように、厚さ方向中央の表面保護層本体である透明樹脂層２２と、上層側の耐候性保護層２４と、下層側の水蒸気バリア層２６で構成されている。

透明樹脂層２２の上層側に形成された耐候性保護層２４は、例えば、アクリル系ハードコート塗膜で構成され、紫外線による透明樹脂層２２の劣化を抑制する。なお、耐候性保護層２４としては、アクリル系ハードコート塗膜に代えて、アクリルプライマー塗膜で構成してもよい。

また、透明樹脂層２２の下層側に形成された水蒸気バリア層２６は、例えば、ＣＶＤ処理により成膜したＳｉＯｘ層で構成され、表面保護層２０と封止層１０間への水分の侵入を防止するためのものである。表面保護層２０と封止層１０間に水分（水蒸気）が侵入すると、表面保護層２０と封止層１０間に気泡が発生し、表面保護層２０の剥離につながるおそれがあるので、表面保護層２０と封止層１０間への水分の侵入を防止することが望ましい。しかし、水蒸気バリア層２６を透明樹脂層２２の上層側に形成した場合は、太陽電池モジュール１の側縁部に露呈する透明樹脂層２２と封止層１０との接合面から水分（水蒸気）が侵入したり、透明樹脂層２２中に含まれている水分が透明樹脂層２２と封止層１０との接合面に侵入したりするおそれがあるので、透明樹脂層２２の下層側に水蒸気バリア層２６を設けることで、表面保護層２０と封止層１０との接合面への水分（水蒸気）の侵入を確実に防止できる。

なお、水蒸気バリア層２６としては、ＳｉＯｘ層に代えて、ガラスコート塗膜や、水蒸気バリア機能を備えた合成樹脂フィルムで構成してもよい。

また、アルミニウム製の平板状枠体１６には酸化処理が施されることで、その表面には、黒色のアルマイト表面被膜が形成されて、発電素子１２の表面色（黒色系の青色）とほぼ同じ色に形成されている。このため、太陽電池モジュール１の表面側では、透明樹脂で構成した表面保護層２０を介して、枠体１６，発電素子１２およびリード線１４が透けて見えるが、リード線１４の接続部（銀色）を除いて黒色系の青一色に見えて、見栄えがよい。

図４〜６は、本発明の第２の実施例に係る太陽電池モジュールを示し、図４は太陽電池モジュールの平面図、図５は同太陽電池モジュールの縦断面図（図４に示す線Ｖ−Ｖに沿う断面図）、図６は同太陽電池モジュールの要部分解斜視図である。

前記した第１の実施例（太陽電池モジュール１）では、表面保護層本体である透明樹脂層２２の上層側の耐候性保護層２４が一層で構成されているのに対し、この第２の実施例（太陽電池モジュール１Ａ）では、透明樹脂層２２の上層側の耐候性保護層２４Ａが、透明樹脂層２２に密着する耐候性層２４ａと、その上の耐摩耗性層２４ｂの二層で構成されている。

耐候性保護層２４Ａを構成する耐摩耗性層２４ａと耐候性層２４ｂの具体例としては、耐候性層２４ａをアクリル系ハードコート塗膜で構成し、耐摩耗性層２４ｂをＣＶＤ処理により成膜したＳｉＯｘ層で構成する場合、耐候性層２４ａをアクリルプライマー塗膜で構成し、耐摩耗性層２４ｂをシリコーン系ハードコート塗膜で構成する場合、耐候性層２４ａをアクリルプライマー塗膜で構成し、耐摩耗性層２４ｂを下層のシリコーン系ハードコート塗膜と上層のＣＶＤ処理により成膜したＳｉＯｘ層の二層で構成する場合が考えられる。

また、前記した第１の実施例では、封止層１０における各セルストリングス（発電素子１２とリード線１４の直列接続体）は、横方向（図１左右方向）に隣接する発電素子１２複数のリード線１４を経由して直列に接続された構造であるが、この第２の実施例では、各セルストリングス（発光素子１２とリード線１４の直列接続体）は、横方向に隣接する発電素子１２が１本のリード線１４によって直列に接続された構造である。

また、前記した第１の実施例では、封止層１０において発電素子１２の上側に介在する平板状枠体１６には、発電素子１２同士を接続するリード線１４の延在方向に対しほぼ直交する縦方向に延在してリード線１４の上方を覆う帯状領域１７が形成されているが、この第２の実施例では、封止層１０において発電素子１２の上側に介在する平板状枠体１６Ａには、縦方向に延在してリード線１４の上方を覆う帯状領域１７に加えて、横方向に延在してリード線１４の発電素子１２との接続部の上方を覆う帯状領域１７ａ、および横方向に延在して縦方向に並設されたセルストリングス間の上方を覆う帯状領域１７ｂも形成されている。

このため、太陽電池モジュール１Ａの表面側では、透明樹脂で構成した表面保護層２０を介して、枠体１６Ａ，発電素子１２の受光面の一部が透けて見えるが全体が黒色系の青一色に見えて、見栄えが非常によい。

符号１８Ａは、平板状枠体１６Ａに形成されている開口部で、枠体１６Ａの帯状領域１７，１７ａ，１７ｂによって囲まれており、開口部１８Ａを介して太陽光が各発電素子１２の受光面に当たる。

その他の構成は、前記した第１の実施例と同一であり、同一の符号を付すことで、重複した説明は省略する。

なお、前記した実施例では、封止層１０に積層するバックシート３０および封止層１０において発電素子１２の上に絶縁された形態で延在する平板状の枠体１６がそれぞれ軽合金であるアルミニウムで構成されているが、軽量で高剛性かつ線膨張係数の低い素材であるアルミニウム以外の軽合金や、ＦＲＰやアラミド繊維入り妙造材で構成してもよい。

以上の説明は、本発明の実施の形態についての説明であって、この発明の構成を限定するものではなく、様々な変形例を容易に実施することができる。又、各実施形態における構成要素、機能、特徴を適宜組み合わせて構成されるものも本発明に含まれるものである。

本発明の第１の実施例に係る太陽電池モジュールの平面図である。 同太陽電池モジュールの縦断面図（図１に示す線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図）である。 同太陽電池モジュールの要部分解斜視図である。 本発明の第２の実施例に係る太陽電池モジュールの平面図である。 同太陽電池モジュールの縦断面図（図１に示す線Ｖ−Ｖに沿う断面図）である。 同太陽電池モジュールの要部分解斜視図ある。

１，１Ａ 太陽電池モジュール
１０ 封止層
１２ 発電素子
１４ リード線
１６，１６Ａ 平板状の枠体
１７ 帯状領域
１７ａ リード線の発電素子との接続部を覆う帯状領域
１７ｂ 並設されたセルストリングスとセルストリングス間を覆う帯状領域
１８ 開口部
２０ 表面保護層
２２ 表面保護層本体である透明樹脂層
２４，２４Ａ 耐候性保護層
２４ａ 耐候性層
２４ｂ 耐摩耗性層
２６ 水蒸気バリア層
３０ バックシート

Claims (5)

1. 複数の発電素子を配列した形態に封止する透明樹脂で構成した封止層と、前記封止層の上に形成された透明樹脂で構成した表面保護層と、前記封止層の下に形成されたバックシートとを備えた太陽電池モジュールであって、
   前記バックシートを高剛性かつ低線膨張係数の素材で構成するとともに、前記表面保護層と前記発電素子との間に、各発電素子の受光面に対応する複数の開口部を設けた、高剛性かつ低線膨張係数の素材で構成した平板状の枠体を介装したことを特徴とする太陽電池モジュール。
2. 前記表面保護層は、厚さ方向中央の表面保護層を構成する透明樹脂層、上層側の耐候性保護層および下層側の水蒸気バリア層で構成されたことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
3. 前記発電素子は、隣接するもの同士がリード線を介して接続されており、前記平板状の枠体は、前記リード線に対しほぼ直交して該リード線の上方を覆う帯状領域を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
4. 前記バックシートは、アルミニウム板，ＦＲＰ板またはアラミド繊維入り妙造材板で構成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
5. 前記平板状の枠体の前記表面保護層に臨む側が前記発電素子の色に近い色に形成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池モジュール。

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