JP2012195408A - 太陽電池モジュールとその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
信頼性が高い太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】
太陽電池モジュールの全周、または、全周および非受光面を覆う樹脂製の枠体を備えた太陽電池モジュールにおいて、配線材が枠体内部に設置され、枠体に電気取り出し用の端子を備える。
【選択図】図１

Description

太陽電池モジュールの端子取り出し構造と、その製造方法に関する。

図３に、従来の太陽電池モジュール構造を示す。複数枚の太陽電池セルは、これらを電気配線する配線材とともに、封止材を介して両面が保護フィルムでラミネートされて、太陽電池モジュールが形成される。太陽電池モジュールの側面は封止材が露出しており、封止材の端面から太陽電池セルや配線を腐食させる腐食物、例えば水分が浸入する可能性があるため、封止材の縁を、軟質ポリ塩化ビニル製の枠体により覆うことが特許文献１に記載されている。また特許文献２には、ＲＩＭ（反応射出成形）により形成した枠体により封止材の縁を覆うことが記載されている。
特許文献１や特許文献２の従来の太陽電池モジュールでは、プラス端子とマイナス端子が枠体の別々の場所から取り出されている。

特開平４−３４３４８１号公報 特開２００７−１９４９９号公報

特許文献１や特許文献２の電気取り出し配線構造では、太陽電池モジュールから引き出された配線材同士を接続する場合、プラス端子とマイナス端子が離れているため、外部配線を長く引き回す必要があった。また、モジュール内部で配線材を引き回す場合、セルとの絶縁性を確保するため一定の距離を離すか、配線を絶縁材料で被覆する必要があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、太陽電池モジュール同士の端子接続が容易で、絶縁性が高い太陽電池モジュールを提供することにある。

本発明に係る枠体付き太陽電池モジュールでは、太陽電池モジュールの全周、または、全周および非受光面を覆う樹脂製の枠体を備えた太陽電池モジュールにおいて、配線材が枠体内部に設置され、枠体に電気取り出し用の端子を備える。
また、枠体の少なくとも１箇所にプラスとマイナスの両端子を備える。
また、枠体の同じ側面にプラスとマイナスの両端子を備える。
また、枠体の下部にプラスとマイナスの両端子を備える。
本発明にかかる枠体付き太陽電池モジュールの製造方法は、太陽電池セルの全面を、可撓性を有する封止材で封止する工程と、前記封止材の少なくとも一部に保護材を設ける工程と、電気取り出し用の配線材を、枠体を形成する内部に設ける工程と、前記封止材の全周または全周及び裏面に沿う形状を有している樹脂製の枠体を射出成形法により形成する工程と、を備える。

本発明により、太陽電池モジュール同士の接続が容易になるとともに、絶縁性が高い配線構造が得られる。

本発明の端子取り出し構造の実施形態の一例（実施例１）配線横出し 図１のＡ-Ａ’断面図 本発明の端子取り出し構造の実施形態の別の一例（実施例２）配線背面出し 図１のＢ-Ｂ’断面図 従来の端子取り出し構造

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
図１は、第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの構成を示す斜視図であり、図２は図１のＡ−Ａ´断面図である。これらの図に示す太陽電池モジュールは、少なくとも一つの太陽電池セル１、封止材２、保護フィルム(保護材)３、樹脂製の枠体４を有している。保護フィルム３と枠体４が接する場合は、図示していない接着層を設けることがある。封止材２は、太陽電池セル１の全面、すなわち表面及び裏面の全面を封止しており、かつ可撓性を有している。太陽電池セル１の光入射面側には、封止材２を介して保護フィルム３が設けられている。枠体４は、封止材２の縁に設けられており、封止材２の側面及び裏面の一部と、光入射面側に設けられた保護フィルム３の端部に沿う形状を有している。
枠体４には、図２に示すように、太陽電池セル１への入光側に開口部８を有している。保護フィルム３は、封止材２の光入射面側のうち、開口部８の中に位置する領域を含む全面に設けられている。

また、図２に示すように、配線材６は、枠体４の内部に設置され、枠体４の側面の同じ側から太陽電池セル１の出力端子９、１０が露出している。
太陽電池セル１は、例えば可撓性を有する基板により形成されている。この場合、太陽電池セル１は可撓性を有している。太陽電池セル１の基板は、例えばポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、及びポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）により形成されている。

封止材２は、例えばエチレン酢酸ビニル共重合体（以下、ＥＶＡという）、塩化ビニル共重合体、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリエチレン、ポリビニルアルコール （Ｐ
ＶＡ）又はポリビニルブチラール （ＰＶＢ）等の樹脂材料からなる。

また本実施形態において、枠体４で覆われていない箇所は、表面に保護フィルム３を有している。保護フィルム３は、例えばフッ素系樹脂、ポリメチルメタアクリレート、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリ塩化ビニール、ポリカーボネート等のフィルムが用いられ、ラミネート法により形成することで封止材２と接着されている。

枠体４は、射出成形法、例えば反応射出成形法により太陽電池セル１と封止材２と保護フィルム３により構成する太陽電池モジュールに対して直接形成される。枠体４は、例えばジシクロペンタジエンを原料とする熱硬化性の樹脂により形成されている。

枠体４と保護フィルム３が接する構造の場合、接着性を上げるために、枠体４と保護フィルム３の間に接着層を設ける場合がある。接着層は、熱軟化性を有していることが好ましく、例えばエチレンビニルアセテート又はポリエチレンにより形成されている。

図１及び図２に示した太陽電池モジュールの製造方法は以下の通りである。
まず太陽電池セル１を準備し、準備した太陽電池セル１の表面側（光入射側）と裏面側に封止材２を配置し、更に表面と裏面側に保護フィルム３を配置してから、例えば加熱溶着などにより、保護フィルム３を封止材２と共にラミネート処理を行う。ここでのラミネート方法は、真空ラミネート法であってもよいし、ロールラミネート法であってもよい。これにより、太陽電池セル１は、全面が封止材２によって封止され、光入射側がさらに保護フィルム３で覆われている。また保護フィルム３は封止材２に密着する。このとき、出力端子９．１０が封止材２から外に出るように封止材２を形成する。

次いで保護フィルム３が封止材２の縁まで形成されている場合は、保護フィルム３の縁の全周にわたって接着層を形成する。接着層は、例えば、加熱溶着や圧着により形成することができる。

次いで図１及び図２に示すように、配線材を枠体４の内部に配置し、かつ、プラスとマイナス両方の出力端子を枠体４の側面から取り出すように配置し、枠体４を射出成形法、例えば反応射出成形法により形成する。枠体４を形成するときに、出力端子９、１０が枠体４から外に出るようにする。

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。本実施形態によれば、樹脂性の枠体４の内部に配線材が配置されることにより、絶縁性が確保される。また、プラスとマイナスの出力端子が太陽電池モジュールの同じ側から取り出せるため、配線を長く引き回す必要が無く、他のモジュールと接続することが容易となる。

図３は、第２の実施形態に係る太陽電池モジュールの構成を示す断面図であり、第１の実施形態における図１に相当している。図４は、第２の実施形態に係る太陽電池モジュールの構成を示す断面図であり、第１の実施形態における図２に相当している。
本実施形態に係る太陽電池モジュールは、枠体４の代わりに枠体５を用いていること、並びに保護層フィルム２の形成場所が異なっている他は、第１の実施形態に示した太陽電池モジュールと同様の構成である。保護フィルム３は、開口部８の開口寸法と同一であり、封止材２の光入射側の面のうち開口部８に位置する領域にのみ形成されている。

また、第２の実施形態では、枠体５は封止材２のうち開口部８より封止材２の縁側に位置する領域に対して全周にわたって密着しており、かつ、裏面被覆部７が設けられている。すなわち、枠体５は、光入射側である表面側のみが開口した状態になり、かつその開口部８は保護フィルム３により保護されている。

また、太陽電池セル１及び封止材２は、裏面側が枠体５によって支持されているため、封止材２の裏面側に、太陽電池モジュールの強度を確保するための部材、例えば金属シートを別に設ける必要がなくなる。

封止材２の裏面側に金属シートを取り付けた場合、封止材２と金属シートの熱膨張率の差に起因して、枠体５を形成するときに太陽電池モジュールに熱ひずみが生じることがある。しかし本実施形態では、枠体５は樹脂によって形成されているため、枠体５と封止材２の熱膨張率の差は小さい。従って、太陽電池モジュールに熱ひずみが生じることを抑制できる。

図４に示すように、配線材６は、枠体５の内部に設置される。図４では、太陽電池セル１から取り出した配線材６は、枠体５の裏面被覆部７の内部に設置され、枠体５の下方から出力端子９、１０が露出している。第１の実施形態と同様に、枠体５の側面から出力端子を取り出すこともできる。
本実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法は、保護フィルム３を枠体５の開口領域にのみ形成する点、枠体５が裏面側を支持している点を除いて、第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法と同様である。

また、本実施形態においても、枠体５が裏面側を支持しているに起因した効果を除いて、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、第１および第２の実施形態ともに、配線材６は枠体５内部に設置されていればよく、太陽電池モジュールを設置する場所の仕様により、枠体５内部の上方、下方に配線材６を通すことができる。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

１ 太陽電池セル
２ 封止材
３ 保護フィルム
４、５ 枠体
６ 配線材
７ 裏面被覆部
８ 開口部
９ 出力端子
１０ 出力端子

Claims (5)

1. 太陽電池モジュールの全周、または、全周および非受光面を覆う樹脂製の枠体を備えた太陽電池モジュールにおいて、
   配線材が枠体内部に設置され、枠体に電気取り出し用の端子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に記載した太陽電池モジュールにおいて、
   枠体の少なくとも１箇所にプラスとマイナスの両端子を備え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２に記載した太陽電池モジュールにおいて、
   枠体の同じ側面にプラスとマイナスの両端子を備えることを特徴とする、太陽電池モジュール。
4. 請求項１または２に記載した太陽電池モジュールにおいて、
   枠体の下部にプラスとマイナスの両端子を備えることを特徴とする、太陽電池モジュール。
5. 太陽電池セルの全面を、可撓性を有する封止材で封止する工程と、
   前記封止材の少なくとも一部に保護材を設ける工程と、
   電気取り出し用の配線材を、枠体を形成する内部に設ける工程と、
   前記封止材の全周または全周及び裏面に沿う形状を有している樹脂製の枠体を射出成形法により形成する工程と、
   を備える太陽電池モジュールの製造方法。