JP2013055217A - Solar cell module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽電池素子を備える太陽電池モジュールに関する。 The present invention relates to a solar cell module including a solar cell element.
太陽電池モジュールは、並列配列された複数個の太陽電池素子が互いに電気的に直列接続されて構成される。すなわち、各太陽電池素子の受光面には配線が設けられており、太陽電池素子同士は、この配線を介して電気的に接続される。 The solar cell module is configured by electrically connecting a plurality of solar cell elements arranged in parallel to each other in series. That is, wiring is provided on the light receiving surface of each solar cell element, and the solar cell elements are electrically connected via this wiring.
ここで、両端部に配置された太陽電池素子からは、カソード用配線、アノード用配線がそれぞれ引き出される。これらの配線の一端部は、太陽電池素子における受光面とは反対側の面(裏面)に回り込んでいる。該一端部は、さらに、太陽電池素子と、該太陽電池素子の裏面に隣接配置された基板とに形成された孔部に通されている。 Here, from the solar cell elements arranged at both ends, the cathode wiring and the anode wiring are respectively drawn out. One end of these wirings wraps around the surface (back surface) opposite to the light receiving surface of the solar cell element. The one end is further passed through a hole formed in the solar cell element and the substrate disposed adjacent to the back surface of the solar cell element.
孔部は、接着剤を介して基板に接合された端子ボックスで囲繞されている(例えば、特許文献1参照)。勿論、配線の前記一端部も端子ボックスの内部に収容され、該端子ボックスの内部に設けられた固定部に一旦係止された後、接続端子に接続されている。該接続端子には、別の太陽電池モジュール、又は外部負荷が電気的に接続される。 The hole is surrounded by a terminal box bonded to the substrate via an adhesive (see, for example, Patent Document 1). Of course, the one end portion of the wiring is also accommodated in the terminal box, and once locked to a fixing portion provided in the terminal box, it is connected to the connection terminal. Another solar cell module or an external load is electrically connected to the connection terminal.
このように構成される太陽電池モジュールは、屋外で使用されることが通例である。従って、端子ボックスの内部には、前記孔部から太陽電池素子に雨水が浸入することを防止するべく、シール材が充填される。 The solar cell module configured in this way is usually used outdoors. Therefore, the inside of the terminal box is filled with a sealing material to prevent rainwater from entering the solar cell element from the hole.
シール材としては、シリコーン系樹脂が広汎に採用される。この理由は、特許文献2に記載されるように、防水性に優れるのみならず、端子ボックス中への充填が容易であり、しかも、短時間に硬化するために作業効率が向上し、その上、安価であるからである。
As the sealing material, silicone resins are widely used. The reason for this is that, as described in
本発明は上記した技術に関連してなされたもので、端子ボックス内の防水性が一層向上し、このため、特に、配線や太陽電池素子が腐食する懸念を払拭し得る太陽電池モジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been made in connection with the above-described technology, and further improves the waterproofness in the terminal box. For this reason, it provides a solar cell module that can particularly eliminate the concern that the wiring and the solar cell element corrode. For the purpose.
前記の目的を達成するために、本発明は、太陽電池素子と、前記太陽電池素子の一端面に隣接する基板と、前記太陽電池素子の他端面に設けられた配線とを備え、前記太陽電池素子及び前記基板に形成された孔部に前記配線の一端部が通される太陽電池モジュールにおいて、
前記孔部を囲繞するとともに、前記配線の前記一端部を収容する端子ボックスを有し、
前記孔部が第1のシール材で充填され、且つ前記端子ボックスの内部が、前記第1のシール材に比して水分透過性が高い第2のシール材で充填され、
前記第1のシール材がブチル系樹脂又はポリイソブチレン系樹脂のいずれかからなり、且つ前記第2のシール材がシリコーン系樹脂からなることを特徴とする。
To achieve the above object, the present invention comprises a solar cell element, a substrate adjacent to one end surface of the solar cell element, and a wiring provided on the other end surface of the solar cell element, In a solar cell module in which one end of the wiring is passed through a hole formed in the element and the substrate,
A terminal box that surrounds the hole and accommodates the one end of the wiring;
The hole is filled with a first sealing material, and the interior of the terminal box is filled with a second sealing material having a higher moisture permeability than the first sealing material,
The first sealing material is made of either a butyl resin or a polyisobutylene resin, and the second sealing material is made of a silicone resin.
すなわち、本発明においては、配線を通すために太陽電池素子及び基板に形成した孔部を、水分透過性が相対的に低いブチル系樹脂又はポリイソブチレン系樹脂からなる第1のシール材で充填するようにしている。このため、水分が孔部を介して太陽電池素子の受光面に到達することが回避されるので、該太陽電池素子や配線が腐食する懸念が払拭される。 That is, in the present invention, the hole formed in the solar cell element and the substrate for passing the wiring is filled with the first sealing material made of butyl resin or polyisobutylene resin having relatively low moisture permeability. I am doing so. For this reason, since it is avoided that a water | moisture content reaches the light-receiving surface of a solar cell element through a hole, the concern that this solar cell element and wiring corrode is wiped away.
しかも、端子ボックス内をシリコーン系樹脂からなる第2のシール材で充填するようにしている。シリコーン系樹脂は、端子ボックス内に充填することが容易であり、しかも、短時間に硬化する。その上、安価である。このため、水分が浸入し得るような空隙が形成されることが回避された第2のシール材を効率よく、且つ低コストで得ることができる。 In addition, the inside of the terminal box is filled with a second sealing material made of silicone resin. Silicone resin is easy to fill in the terminal box and hardens in a short time. In addition, it is inexpensive. For this reason, the 2nd sealing material in which it was avoided that the space | gap which can permeate | transmit a water | moisture content was avoided can be obtained efficiently and at low cost.
以上の構成を採用しているので、先ず、水分が端子ボックス内に浸入することが困難である。水分が仮に端子ボックス内に浸入し、且つ第2のシール材を透過したとしても、水分透過性が一層低い第1のシール材を透過することは困難である。このことから諒解されるように、本発明によれば、端子ボックス内の防水性を向上することができる。 Since the above configuration is employed, first, it is difficult for moisture to enter the terminal box. Even if moisture penetrates into the terminal box and permeates the second sealing material, it is difficult to permeate the first sealing material having a lower moisture permeability. As understood from this, according to the present invention, the waterproofness in the terminal box can be improved.
第1のシール材は、無機吸湿材を含有するものであることが好ましい。この場合、水分がたとえ第1のシール材まで到達したとしても、該第1のシール材に含まれる無機吸湿材によって水分が吸収される。このため、水分が第1のシール材を透過することが一層困難となり、結局、防水性が一層向上する。 The first sealing material preferably contains an inorganic hygroscopic material. In this case, even if moisture reaches the first sealing material, the moisture is absorbed by the inorganic hygroscopic material contained in the first sealing material. For this reason, it becomes more difficult for moisture to permeate the first sealing material, and as a result, waterproofness is further improved.
なお、無機吸湿材の好適な例としては、CaO又はゼオライトを挙げることができる。この種の無機吸湿材は、粒子として第1のシール材に配合される。 In addition, as a suitable example of an inorganic hygroscopic material, CaO or a zeolite can be mentioned. This kind of inorganic hygroscopic material is blended in the first sealing material as particles.
また、基板がガラスからなるときには、第1のシール材にシランカップリング材を含有させることが好ましい。シランカップリング材の化学的作用により、第1のシール材が基板に対して強固且つ密に接着する。このため、第1のシール材と基板との間に、水分が通過し得るような間隙が形成されることが回避される。すなわち、水分が第1のシール材を通過することが物理的にも困難となり、防水性がさらに一層向上する。 Further, when the substrate is made of glass, it is preferable that the first sealing material contains a silane coupling material. Due to the chemical action of the silane coupling material, the first sealing material adheres firmly and tightly to the substrate. For this reason, it is avoided that a gap through which moisture can pass is formed between the first sealing material and the substrate. That is, it becomes physically difficult for moisture to pass through the first sealing material, and the waterproofness is further improved.
本発明によれば、端子ボックス内に、水分が浸入し得るような空隙が形成されることが回避された第2のシール材を、シリコーン系樹脂から効率よく、且つ低コストで形成するとともに、太陽電池素子及び基板に形成した孔部を、水分透過性が相対的に低いブチル系樹脂又はポリイソブチレン系樹脂からなる第1のシール材で充填するようにしている。このため、水分が端子ボックス内に浸入することが困難であり、仮に浸入したとしても、前記第1のシール材によって、水分が孔部を介して太陽電池素子の受光面に到達することが回避される。これにより、該太陽電池素子や配線が腐食する懸念が払拭される。 According to the present invention, in the terminal box, the second sealing material in which a void that allows moisture to enter is avoided, is formed from the silicone resin efficiently and at low cost, The holes formed in the solar cell element and the substrate are filled with a first sealing material made of a butyl resin or a polyisobutylene resin having a relatively low moisture permeability. For this reason, it is difficult for moisture to enter the terminal box, and even if it enters, the first sealing material prevents moisture from reaching the light receiving surface of the solar cell element through the hole. Is done. Thereby, the concern that the solar cell element and the wiring are corroded is eliminated.
以下、本発明に係る太陽電池モジュールにつき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a solar cell module according to the present invention will be described and described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本実施の形態に係る太陽電池モジュール10を裏面(受光面とは反対側の端面)から示す全体概略背面図である。この太陽電池モジュール10は、裏面に2個の端子ボックス12a、12bを有する。なお、端子ボックス12aはカソード用であり、端子ボックス12bはアノード用である。端子ボックス12a、12bは、カソード用であるかアノード用であるかという点で相違するのみであり、各々の構成は互いに同一である。そこで、以下、端子ボックス12aに関する構成につき詳述し、端子ボックス12bに関する構成の説明は省略する。
FIG. 1 is an overall schematic rear view showing a
図2及び図3は、それぞれ、図1のII−II線矢視断面図、III−III線矢視断面図である。これら図2及び図3に示すように、太陽電池モジュール10は、複数個の太陽電池素子14(図2及び図3では、その中の1個を示している)をカバー材16と基板18とで挟持することによって構成される。
2 and 3 are a cross-sectional view taken along line II-II and a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 1, respectively. As shown in FIGS. 2 and 3, the
太陽電池素子14の受光面側に配設されたカバー材16は、太陽電池素子14へ光を到達させるべく、ガラスや透明樹脂等の透光性材料で構成されている。一方、太陽電池素子14の裏面側に配設された基板18は、一般的には、フィルム状のポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂やポリフッ化ビニル(PVF)樹脂等のプラスチック材で構成されているが、ガラスで構成されることもある。太陽電池素子14の各々は、エチレンビニルアセテート(EVA)等からなる保護材20に封入され、この状態で、前記カバー材16と前記基板18で挟持された構成となっている。
The
太陽電池素子14の受光面には、配線22が設けられる。複数個の太陽電池素子14の中、隣接するもの同士は、この配線22を介して電気的に接続される。
A
太陽電池モジュール10(図1参照)における両端部に配置された太陽電池素子14の配線22は、それぞれ、カソード用の配線、アノード用の配線となる。太陽電池素子14と基板18には、この配線22を太陽電池素子14の裏面に引き出すための孔部24が貫通形成されており(図2及び図3参照)、配線22の一端部は、該孔部24に通される。
The
前記端子ボックス12aは、接着剤25を介して基板18に接合されるとともに、孔部24を囲繞する(図2参照)。勿論、この囲繞により、配線22の前記一端部が端子ボックス12aの内部に収容される。なお、配線22の一端部は、端子ボックス12aの内部に設けられた固定部26に一旦係止された後、金属製の接続端子28に接続されている。該接続端子28には、別の太陽電池モジュール10、又は外部負荷が電気的に接続される。
The
以上の構成において、前記孔部24は、第1のシール材30で充填されている。この場合、第1のシール材30は基板18の裏面から端子ボックス12a内に若干突出し、且つ突出した部位は略半球体形状をなしている。
In the above configuration, the
第1のシール材30は、ブチル系樹脂又はポリイソブチレン系樹脂のいずれかの硬化物である。ブチル系樹脂の好適な例としては、ブチル樹脂、ポリビニルブチル樹脂等が挙げられ、ポリイソブチレン系樹脂の好適な例としては、ポリイソブチレン樹脂が挙げられる。これらの樹脂はいずれも、水分透過性が低い。換言すれば、水分が第1のシール材30を通過することは困難である。
The
第1のシール材30は、CaO、又はゼオライトの各粒子が分散配合されたものであってもよい。これらの粒子は、湿分(水分)を吸収する吸湿材として機能する。従って、水分が第1のシール材30を通過することが一層困難となる。すなわち、第1のシール材30の水分透過性がさらに低くなる。
The
基板18がガラスからなるときには、第1のシール材30にシランカップリング材を配合するようにしてもよい。この場合、シランカップリング材が基板18に対して化学作用を営むことにより、第1のシール材30と基板18とが化学的結合力を介して強固に接合する。このため、第1のシール材30が基板18に対して密着し、その結果、第1のシール材30と基板18との間に、水分が通過し得るような空隙が形成されることが回避される。すなわち、物理的にも水分が浸入することが困難となる。
When the
また、端子ボックス12aの内部は、シリコーン系樹脂の硬化物からなる第2のシール材32で充填されている。シリコーン系樹脂は、第1のシール材30と比較して水分透過性が若干低いものの、端子ボックス12a内を容易に充填することができ、短時間に硬化するとともに、安価であるという利点がある。
Further, the inside of the
すなわち、シリコーン系樹脂を用いると、端子ボックス12a内を密に充填することが可能である。換言すれば、第2のシール材32に空隙が形成されることが回避される。
That is, when a silicone resin is used, the inside of the
上記したように、端子ボックス12bにおいても端子ボックス12aと同様に構成されており(図3参照)、従って、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
As described above, the
本実施の形態に係る太陽電池モジュール10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果について説明する。
The
太陽電池モジュール10が屋外で使用される場合、該太陽電池モジュール10は、雨や雪に曝されることもある。従って、端子ボックス12a、12bが水分から攻撃されることが想定される。
When the
この場合、水分は、端子ボックス12a、12b内を充填した第2のシール材32によって先ずブロックされる。上記したように、第2のシール材32は端子ボックス12a、12b内を密に充填しており、このため、端子ボックス12a、12b内に空隙が形成されることが回避されている。従って、水分が端子ボックス12a、12b内に浸入すること自体困難である。
In this case, moisture is first blocked by the
仮に、水分が端子ボックス12a、12b内に浸入したとしても、該端子ボックス12a、12b内に充填された第2のシール材32をなすシリコーン系樹脂は、十分な水分透過性を示す。このため、水分が第2のシール材32を透過して孔部24近傍に到達することも困難である。従って、端子ボックス12a、12bに設けられた接続端子28が腐食することが回避される。
Even if moisture enters the
水分が万一第2のシール材32を透過して孔部24近傍に到達したとしても、孔部24には、第2のシール材32に比して水分透過性がさらに高い第1のシール材30が充填されている。このため、水分が第1のシール材30、すなわち、孔部24を透過することは著しく困難である。
Even if moisture permeates the
この効果は、第1のシール材30がCaO、又はゼオライトの各粒子を分散配合したものであると一層顕著となる。これらの粒子が湿分(水分)を吸収する吸湿材として機能するので、水分が第1のシール材30の界面近傍で吸収されるからである。水分がたとえ第1のシール材30の内部に浸入したとしても、内部にも吸湿材が存在するため、結局、水分が第1のシール材30を透過することが防止される。
This effect becomes even more prominent when the
しかも、第1のシール材30において、端子ボックス12a、12b内に突出した部位は略半球体形状である。このため、該部位における第2のシール材32との界面であれば、その位置に関わらず、第1のシール材30によって被覆された配線22までの距離が略同一である。すなわち、水分が浸入し易い薄肉箇所が存在することが回避されている。このことも、水分が第1のシール材30に浸入することを困難にする。
Moreover, in the
さらに、基板18がガラスからなるとき、第1のシール材30にシランカップリング材が含まれていると、第1のシール材30が基板18に対して密着するので、水分が通過し得るような空隙が形成されることが回避される。このことも相俟って、水分が第1のシール材30を通過することが一層困難となる。すなわち、第1のシール材30の水分透過性がさらに低くなる。
Further, when the
結局、本実施の形態によれば、孔部24を介して水分が太陽電池素子14の受光面に到達することが回避される。従って、配線22や太陽電池素子14が腐食することも防止される。
After all, according to the present embodiment, it is avoided that moisture reaches the light receiving surface of the
このようにして太陽電池素子14が腐食することが防止される結果、該太陽電池素子14の抵抗が上昇することが回避される。このため、太陽電池モジュール10の出力が低下することを回避することができる。
As a result of preventing the
図4は、本実施の形態に係る太陽電池モジュール10と、孔部24及び端子ボックス12a、12b内をシリコーン系樹脂のみで充填した太陽電池モジュール(図5参照)との劣化比率を示すグラフである。なお、図4においては、後者を「比較例」と表記している。また、図5においては、図2に示す構成要素と対応する構成要素に同一の参照符号を付している。
FIG. 4 is a graph showing the deterioration ratio between the
さらに、劣化比率は、各太陽電池モジュールの初期の変換効率を100%に換算し、その経時変化を調べたものである。例えば、初期の実際の変換効率が20%であったと仮定すると、変換効率が10%となった時点が劣化比率50%、変換効率が5%となった時点が劣化比率75%である。 Furthermore, the deterioration ratio is obtained by converting the initial conversion efficiency of each solar cell module to 100% and examining the change with time. For example, assuming that the initial actual conversion efficiency is 20%, the deterioration ratio is 50% when the conversion efficiency is 10%, and the deterioration ratio is 75% when the conversion efficiency is 5%.
この図4から、本実施の形態に係る太陽電池モジュール10では劣化比率が小さいこと、換言すれば、変換効率が長期間にわたって維持されていることが明らかである。この理由は、上記したように、孔部24を、ブチル系樹脂又はポリイソブチレン系樹脂の硬化物からなる第1のシール材30で充填したためである。
From FIG. 4, it is clear that the deterioration ratio is small in the
本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。 The present invention is not particularly limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
例えば、上記した実施の形態では、カソード用の配線22とアノード用の配線22を端子ボックス12a、12bに個別に設けるようにしているが、同一の端子ボックス内に双方の配線22を設けるようにしてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the
10…太陽電池モジュール 12a、12b…端子ボックス
14…太陽電池素子 16…カバー材
18…基板 20…保護材
22…配線 24…孔部
30…第1のシール材 32…第2のシール材
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記孔部を囲繞するとともに、前記配線の前記一端部を収容する端子ボックスを有し、
前記孔部が第1のシール材で充填され、且つ前記端子ボックスの内部が、前記第1のシール材に比して水分透過性が高い第2のシール材で充填され、
前記第1のシール材がブチル系樹脂又はポリイソブチレン系樹脂のいずれかからなり、且つ前記第2のシール材がシリコーン系樹脂からなることを特徴とする太陽電池モジュール。 A solar cell element; a substrate adjacent to one end surface of the solar cell element; and a wiring provided on the other end surface of the solar cell element; In the solar cell module through which one end of
A terminal box that surrounds the hole and accommodates the one end of the wiring;
The hole is filled with a first sealing material, and the interior of the terminal box is filled with a second sealing material having a higher moisture permeability than the first sealing material,
The solar cell module, wherein the first sealing material is made of either a butyl resin or a polyisobutylene resin, and the second sealing material is made of a silicone resin.
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