JP2013131647A - 太陽電池モジュール、太陽光発電ユニット、および太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱性、絶縁性を向上した太陽電池モジュール、太陽光発電ユニット、太陽電池モジュールの製造方法を提供する。
【解決手段】太陽電池モジュールの枠体部４０では、下端部４１ｄは、底板部３０の端面３２が対向する下端枠部５５と、下端枠部５５の内側（内壁４０ｓの側）で上端部の側に位置して底板部３０（ガラス板）の平面３３に対向する段差部５６と、段差部５６から底板部３０の側へ突出した台形領域５７に配置された下端金属板４２ｄとを備え、底板部３０は、下端金属板４２ｄに対向する位置に配置された底板金属層３５を備え、下端金属板４２ｄおよび底板金属層３５は、相互に溶着されている。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、集光レンズが配置された透光性基板を合成樹脂で形成された枠体部に固定した太陽電池モジュール、複数の太陽電池モジュールを搭載した太陽光発電ユニット、および太陽電池モジュールの製造方法に関する。

フレネルレンズ（集光レンズ）によって集光した太陽光を太陽電池素子に照射して大きい光起電力を得る集光型太陽光発電装置が提案されている（例えば、引用文献１ないし引用文献５参照。）。

集光型太陽光発電装置は、集光レンズの受光面積より小さいサイズの太陽電池素子を配置すれば良いことから、太陽電池素子のサイズ（面積）を縮小することができるので、高価な構成物である太陽電池素子の使用量を低減することができ、製造コストを下げることが可能となる。このような利点から、集光型太陽光発電装置は、広大な面積を利用して発電することが可能な地域などで、大電力供給用に利用されつつある。

引用文献１に記載された技術は、フレネルレンズ（集光レンズ）を筐体に取り付けた太陽電池モジュールである。フレネルレンズと太陽電池素子との間を周囲から保護する筐体が適用され、筐体とフレネルレンズとの固定にゴム製ブッシングが適用されている。したがって、筐体に対するフレネルレンズの固定構造が複雑となり、密封性、耐候性、作業性の観点からの課題がある。

また、太陽電池素子を配置した底板側の形状は、フレネルレンズが占める面積に対して全く異なった形状であることから、筐体構造が複雑化し、強度的な問題、作業性の問題など種々の課題が生じている。また、放熱性に課題があり、特別なヒートシンクが必要となっている。

引用文献２に記載された技術は、フレネルレンズを採用しているもののフレネルレンズを保持する筐体構造についての記載が全く無く、また、太陽電池素子の周囲には、集光レンズが配置された支持板を支持する支柱が配置されており、太陽電池素子の配置構造も複雑となっている。

引用文献３、４に記載された技術は、金属製のフレームに集光レンズを固定する太陽電池モジュールである。金属製のフレームは、重量が大きくなり、また、組立工程が必要になる。また、金属製のフレームに対して集光レンズの取り付け、太陽電池素子の配置に困難性があるなどの課題がある。また、引用文献５に開示された技術は、集光レンズをフレームに連結するレンズフレームの位置決めに関する技術である。

いずれの技術においても、筐体構造が複雑であり、また、構造材として金属製の筐体を適用した場合は、重量が増加すること、大規模な組立工程が必要で作業性に課題が生じること、製造コストが高くなることなどの課題がある。また、太陽電池素子の固定において、放熱構造が複雑化していることから、高精度に位置決めできる締結部材、固定部材が必要となる。

また、複数の太陽電池素子を直列に接続した太陽電池モジュールの場合、集光された太陽光の照射によって、高い電圧が出力され、例えば２００Ｖ以上となることがある。したがって、絶縁性を確保するために太陽電池モジュールの内部の耐水性（外部からの水分、湿気の浸入を防止する密封性）、耐候性が極めて重要な課題となっている。

特開２００２−２８９８９７号公報 特開２００３−２５８２９１号公報 特開２００６−３４３４３５号公報 特開２００８−９８２３７号公報 特開２０１０−１３５６０８号公報

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、集光レンズを有する太陽電池モジュールであって、枠体部を合成樹脂で一体成形し、太陽電池素子が配置される底板部をガラス板で形成することにより、放熱性、絶縁性を向上した太陽電池モジュールを提供することを目的とする。

また、本発明は、本発明に係る太陽電池モジュールを複数配置した太陽光発電ユニットとすることにより、軽量化、工程簡略化が可能となり、放熱性、絶縁性を向上させた太陽光発電ユニットを提供することを他の目的とする。

また、本発明は、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法であって、密封性、耐候性、放熱性、絶縁性の高い太陽電池モジュールを容易に製造する製造方法を提供することを他の目的とする。

本発明に係る太陽電池モジュールは、複数の太陽電池素子と、前記太陽電池素子のそれぞれに太陽光を集光する複数の集光レンズと、前記太陽電池素子が搭載された底板部と、前記集光レンズと前記底板部との間隔を画定する枠体部とを備えた太陽電池モジュールであって、前記枠体部は、合成樹脂で一体成形され、前記集光レンズが配置された透光性受光板を固定する上端部と、前記底板部を固定する下端部とを備え、前記底板部は、ガラス板で形成されていることを特徴とする。

したがって、本発明に係る太陽電池モジュールは、枠体部を合成樹脂によって一体形成することから軽量化、工程簡略化が可能となり、また、底板部をガラス板で形成することから太陽電池素子の受光面以外の領域へ照射された太陽光を裏側（外部）へ透過させて放熱するので底板部での蓄熱を抑制して放熱性、絶縁性を向上することができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記下端部は、前記底板部の端面が対向する下端枠部と、前記下端枠部の内側で前記上端部の側に位置して前記底板部の平面に対向する段差部と、前記段差部から前記底板部の側へ突出した台形領域に配置された下端金属板とを備え、前記底板部は、前記下端金属板に対向する位置に配置された底板金属層を備え、前記下端金属板および前記底板金属層は、相互に溶着されていることを特徴とする。

したがって、本発明に係る太陽電池モジュールは、下端部に配置された下端金属板と底板部に配置された底板金属層とが相互に溶着されることから、底板部を下端部に容易にかつ確実に結合して、底板部の密閉性を向上できるので、底板部の水密性および耐候性を向上させ、信頼性を向上させることができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記下端金属板は、板厚の方向で一部が前記台形領域に埋め込まれていることを特徴とする。

したがって、本発明に係る太陽電池モジュールは、下端金属板の一部が板厚の方向で下端部に埋め込まれていることから、下端金属板を下端部に対して高精度に位置決めして強固に固定することができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記下端金属板は、前記台形領域に沿って連続して配置され、前記底板金属層は、前記下端金属板に沿って連続して配置されていることを特徴とする。

したがって、本発明に係る太陽電池モジュールは、底板金属層および下端金属板を台形領域（下端枠部の内側。底板部の外周）に沿って連続して配置することから、ガラス板と下端部との間の接合を確実にして密封性および結合強度を向上させることができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記下端枠部は、前記底板部の端面に対向する内側の頂部が除去されて封止樹脂が充填された封止部を備えることを特徴とする。

したがって、本発明に係る太陽電池モジュールは、底板部の端面を囲む下端枠部の内側の頂部が除去されて封止樹脂が充填された封止部を備えることから、底板部と枠体部（下端部、下端枠部）との間での密着性、封止性を向上させて更に耐候性を向上させることができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記封止樹脂は、シリコーン樹脂、あるいはウレタン樹脂であることを特徴とする。

したがって、本発明に係る太陽電池モジュールは、容易に封止部を形成することが可能となり、封止部の信頼性、経済性を更に向上させることができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記下端金属板は、銅、コバール、およびニッケルメッキしたアルミニウムの内いずれか一つの金属材料で形成されていること
を特徴とする太陽電池モジュール。

したがって、本発明に係る太陽電池モジュールは、下端金属板を溶接性に優れた特定の材料とすることから、底板部に形成された底板金属層に対する溶接を容易に施すことができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記底板金属層は、前記底板部への接着性を有する半田で形成されていることを特徴とする。

したがって、本発明に係る太陽電池モジュールは、底板部（ガラス板）への接着性を有する半田で底板金属層を形成することから、底板部に対して底板金属層を確実に形成し、底板金属層と下端金属板との間の溶接性を向上させることができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記底板金属層は、前記半田に対して銅めっきまたは銅ペーストが底板下地層として形成されていることを特徴とする。

したがって、本発明に係る太陽電池モジュールは、半田の形成を容易にして半田の溶着性を向上させることができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記枠体部は、３００ｎｍないし１４００ｎｍの波長の光に対する反射率が５０％以上の第１被覆膜を内壁に備えることを特徴とする。

したがって、本発明に係る太陽電池モジュールは、枠体部の内壁の反射率を５０％以上とすることから、反射された太陽光を底板部から効果的に放散させるので、枠体部での蓄熱作用を抑制して底板部に搭載された太陽電池素子が太陽光の集光によって温度上昇することを防止できる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記枠体部は、耐候性を有する第２被覆膜を外壁に備えることを特徴とする。

したがって、本発明に係る太陽電池モジュールは、枠体部（外壁）の耐候性を向上させることから、枠体部の信頼性を向上させることができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記枠体部は、前記下端部と前記上端部との間の壁に形成された窓枠部と、前記窓枠部に配置されて壁面を形成する金属壁部とを備えることを特徴とする。

したがって、本発明に係る太陽電池モジュールは、枠体部の壁からの放熱性を向上させ、構造強度を向上させるので、発電効率および信頼性を向上させることができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記枠体部を成形する前記合成樹脂は、エンジニアリングプラスチックであることを特徴とする。

したがって、本発明に係る太陽電池モジュールは、枠体部の耐候性と強度を強化することが可能となり、信頼性を向上させることができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記エンジニアリングプラスチックは、熱可塑性ポリエステル樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、およびポリカーボネート樹脂の群から選ばれたいずれか１つ、あるいは、炭素繊維またはガラスフィラーで複合化した前記群から選ばれたいずれか１つであることを特徴とする。

したがって、本発明に係る太陽電池モジュールは、枠体部の耐候性と強度を更に確実に向上させることができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記太陽電池素子は、金属製のレシーバ基板に載置され、前記レシーバ基板は、前記底板部に接着されていることを特徴とする。

したがって、本発明に係る太陽電池モジュールは、太陽電池素子を金属製のレシーバ基板に載置してレシーバ基板を底板部に接着することから、太陽電池素子における熱をレシーバ基板を介して底板部に伝達するので、効果的に放熱することが可能となり、発電効率を向上させることができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記集光レンズは、５０ｍｍ角以下の形状であることを特徴とする。

したがって、本発明に係る太陽電池モジュールは、集光レンズの形状を５０ｍｍ角以下として集光度を抑制することから、枠体部の上端部から下端部までの間隔を小さくできるので、枠体部の小型化、薄型化が可能となり、設置場所に対する制限を抑制して設置適合性を向上させることができる。

また、本発明に係る太陽光発電ユニットは、複数の太陽電池モジュールを支持フレームに搭載した太陽光発電ユニットであって、前記太陽電池モジュールは、本発明に係る太陽電池モジュールであることを特徴とする。

したがって、本発明に係る太陽光発電ユニットは、軽量化、工程簡略化が可能となり、底板部での蓄熱を抑制して放熱性、絶縁性を向上した太陽光発電ユニットとなる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、複数の太陽電池素子と、前記太陽電池素子のそれぞれに太陽光を集光する複数の集光レンズと、前記太陽電池素子が搭載された底板部と、前記集光レンズと前記底板部との間隔を画定する枠体部とを備えた太陽電池モジュールの製造方法であって、前記枠体部は、合成樹脂で一体成形され、前記透光性受光板が固定される上端部と、前記底板部が固定される下端部とを備え、前記底板部は、ガラス板で形成されてあり、前記底板部を固定する下端金属板を前記下端部に固定する工程と、前記下端金属板に位置合わせされた底板金属層を前記底板部に形成する工程と、前記底板部に形成された前記底板金属層と前記下端部に固定された前記下端金属板とを重ねる工程と、前記下端金属板と前記底板金属層とを溶接する工程とを備えることを特徴とする。

したがって、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、底板部（ガラス板）に形成された底板金属層と枠体部（下端部）に形成された下端金属板とを溶接することから、締結部材を適用することなく、底板部を枠体部（下端部）へ固定できるので、密封性、耐候性、放熱性、絶縁性の高い太陽電池モジュールを容易に製造することができる。

本発明に係る太陽電池モジュールは、複数の集光レンズと、太陽電池素子が搭載された底板部と、枠体部とを備え、枠体部は、合成樹脂で一体成形され、集光レンズが配置された透光性受光板を固定する上端部と、底板部を固定する下端部とを備え、底板部は、ガラス板で形成されている。

したがって、本発明に係る太陽電池モジュールによれば、軽量化、工程簡略化が可能となり、また、太陽電池素子の受光面以外の領域へ照射された太陽光を裏側（外部）へ透過させて放熱するので底板部での蓄熱を抑制して放熱性、絶縁性を向上することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る太陽光発電ユニットは、本発明に係る太陽電池モジュールを備える。

したがって、本発明に係る太陽光発電ユニットによれば、軽量化、工程簡略化が可能となり、底板部での蓄熱を抑制して放熱性、絶縁性を向上できるという効果を奏する。

また、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、底板部を固定する下端金属板を下端部に固定する工程と、下端金属板に位置合わせされた底板金属層を底板部に形成する工程と、底板部に形成された底板金属層と下端部に固定された下端金属板とを重ねる工程と、下端金属板と底板金属層とを溶接する工程とを備える。

したがって、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法によれば、締結部材を適用することなく、底板部を枠体部（下端部）へ固定できるので、密封性、耐候性、放熱性、絶縁性の高い太陽電池モジュールを容易に製造することができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュールの全体構成の概要を分解して示す分解斜視図である。 図１Ａに示した太陽電池モジュールを側面から透視して見た状態を示す透視側面図である。 図１Ａに示した太陽電池モジュールにおける枠体部（下端部）と底板部との固定関係を断面状態で示す断面図である。 図２Ａに示した太陽電池モジュールの変形例１における封止部の形成状態を示す断面図である。 図１Ａに示した太陽電池モジュールの変形例２における底板金属層と下端金属板との固定関係を示す断面図である。 図１Ａに示した太陽電池モジュールにおける枠体部（上端部）と透光性受光板との固定関係を断面状態で示す断面図である。 図４Ａに示した太陽電池モジュールの変形例３における封止部の形成状態を示す断面図である。 図１Ａに示した太陽電池モジュールの変形例４における受光板金属層と透光性受光板との固定関係を示す断面図である。 図１Ａに示した太陽電池モジュールの変形例５における内壁に形成された第１被覆膜の断面状態を示す断面図である。 図１Ａに示した太陽電池モジュールの変形例６における外壁に形成された第２被覆膜の断面状態を示す断面図である。 図１Ａに示した太陽電池モジュールの変形例７における枠体部に形成された窓枠部に配置された金属壁部の断面状態を示す断面図である。 図８Ａに示した太陽電池モジュールの変形例７の全体外観を斜め上方から見た状態で示す斜視図である。 本発明の実施の形態２に係る太陽光発電ユニットの全体構成の概要を側面から見た状態として示す側面図である。

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。

＜実施の形態１＞
図１Ａないし図８Ｂを参照して、本実施の形態に係る太陽電池モジュール１について説明する。なお、太陽電池モジュール１の製造方法（実施の形態３参照）についても部分的に言及する。

図１Ａは、本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュール１の全体構成の概要を分解して示す分解斜視図である。

図１Ｂは、図１Ａに示した太陽電池モジュール１を側面から透視して見た状態を示す透視側面図である。

本実施の形態に係る太陽電池モジュール１は、複数の太陽電池素子１０と、太陽電池素子１０のそれぞれに太陽光を集光する複数の集光レンズ２０と、太陽電池素子１０が搭載された底板部３０と、集光レンズ２０と底板部３０との間隔を画定する枠体部４０とを備える。

集光レンズ２０は、透光性受光板２１に行列状に配置されている。本実施の形態では、４０個（５×８）の集光レンズ２０が１枚の透光性受光板２１に敷き詰められている。

太陽電池モジュール１では、枠体部４０は、合成樹脂で一体成形され、集光レンズ２０が配置された透光性受光板２１を固定する上端部４１ｕと、底板部３０を固定する下端部４１ｄとを備え、底板部３０は、ガラス板で形成されている。

したがって、太陽電池モジュール１は、枠体部４０を合成樹脂によって一体形成することから軽量化、工程簡略化が可能となり、また、底板部３０をガラス板で形成することから太陽電池素子１０の受光面以外の領域へ照射された太陽光を裏側（外部）へ透過させて放熱するので底板部３０での蓄熱を抑制して放熱性を向上し、併せて絶縁性を向上することができる。

太陽電池モジュール１は、枠体部４０が合成樹脂の一体成形で形成されているので、金属製の枠体部（筐体）とした場合に比較して軽量化を図ることができる。枠体部４０を成形する合成樹脂は、エンジニアリングプラスチックであることが好ましい。この構成によって、太陽電池モジュール１は、枠体部４０の耐候性と強度を強化することが可能となり、信頼性を向上させることができる。

また、枠体部４０は、合成樹脂の一体成形で形成されることから、従来の金属製フレームを適用して形成する筐体（枠体）のような複数部材を組み立てて形成する必要が無く、フレームの組み立て工程が不要となる。枠体部４０は、金型によって枠体部４０の外形を画定する樹脂射出成形機によって製造されることから、樹脂射出成形機の精度に応じて、集光レンズ２０（透光性受光板２１）と太陽電池素子１０（底板部３０）との位置精度を確保でき、また、集光レンズ２０に対する太陽電池素子１０の位置合わせを高精度に実現できることから、発電効率の高い太陽電池モジュール１を形成できる。

枠体部４０は、従来の金属製フレームに比較して約２０％程度の軽量化が可能となり、太陽光発電ユニット２（図９参照）に搭載する場合の作業性を向上させ、材料費などを低減することから、低コスト化を図ることができる。

なお、エンジニアリングプラスチックは、熱可塑性ポリエステル樹脂（例えば、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）など）、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、およびポリカーボネート樹脂（ＰＣ）の群から選ばれたいずれか１つ、あるいは、炭素繊維またはガラスフィラーで複合化した群から選ばれたいずれか１つであることが好ましい。この構成によって、太陽電池モジュール１は、枠体部４０の耐候性と強度を更に確実に向上させることができる。

具体例として、ポリエステル樹脂について、説明する。例えば３００℃以上の高温溶融状態とされたポリエステル樹脂はアルミニウム板との濡れ性が良い。したがって、高温高圧状態でポリエステル樹脂とアルミニウム板とを接触させた状態でポリエステル樹脂を室温に冷却すると、密閉性の良い界面構造が得られる。この性質を利用して、加熱した合成樹脂の射出成形で密閉性の良いポリエステル樹脂製の枠体部４０が形成（成形）される。

上述したとおり、太陽電池モジュール１は、太陽電池素子１０が搭載された底板部３０を枠体部４０に固定し、集光レンズ２０が配置された透光性受光板２１を枠体部４０に固定することによって製造される。

太陽電池素子１０は、例えばアルミニウムなどの基台に絶縁膜を介して配線パターンが形成されたレシーバ基板３１に載置され、レシーバ基板３１は、接続線３１ｗを介して相互に接続されている。太陽電池モジュール１は、４０個の太陽電池素子１０が直列に接続されて太陽電池ストリングを形成している。

太陽電池素子１０は、金属製のレシーバ基板３１に載置され、レシーバ基板３１は、底板部３０に接着されている。したがって、太陽電池モジュール１は、太陽電池素子１０を金属製のレシーバ基板３１に載置してレシーバ基板３１を底板部３０に接着することから、太陽電池素子１０における熱をレシーバ基板３１を介して底板部３０に伝達するので、効果的に放熱することが可能となり、発電効率を向上させることができる。なお、レシーバ基板３１は、熱伝導性の高い接着剤によってレシーバ基板３１に接着されている。

太陽電池素子１０は、例えば、ＩｎＧａＰ／ＩｎＧａＡｓ／Ｇｅの積層構造を有する３接合化合物半導体太陽電池（素子）である。レシーバ基板３１は、アルミニウム製の基台に絶縁層を介して配線層（不図示）が積層してパターニングされている。太陽電池素子１０は、レシーバ基板３１に形成された配線パターンに適宜接続され搭載される。

レシーバ基板３１に搭載された太陽電池素子１０は、一枚の底板部３０（レシーバプレートガラス板）に５×８個（４０個）配置され、相互に直列接続されている。

また、太陽電池素子１０、および配線部材（例えば、ワイヤ）は、シリコーン樹脂が被覆されて表面が保護されるので、高い絶縁性を確保することができる。

レシーバ基板３１を位置決めする金型の固定治具が底板部３０（ガラス板）に予め配置され、放熱性を有する接着剤（後述する底板金属層３５に対する下端金属板４２ｄの接着と同様に特殊な半田を適用できる。）を介してレシーバ基板３１が底板部３０に接着される。つまり、レシーバ基板３１は、固定治具を適用されて底板部３０に配置される。

その後、レシーバ基板３１は、相互間を接続線３１ｗで直列に接続される。

本実施の形態に係る太陽電池モジュール１では、集光レンズ２０は、５０ｍｍ角（平面視での寸法）以下の形状とされている。この構成によって、太陽電池モジュール１は、集光レンズ２０の形状を５０ｍｍ角以下として枠体部４０の上端部４１ｕから下端部４１ｄまでの間隔（集光間隔）を小さくできるので、枠体部４０の小型化、薄型化が可能となる。また、レンズ形状を５０ｍｍ角以下とすることで１つのレシーバーあたりの集光量が抑制されるので、特に放熱フィン等の放熱対策を実施せずとも十分な放熱性能が確保できる。

太陽電池モジュール１は、薄型化によって、軽量化されていることから、追尾機構７２（図９参照）を小型化して追尾駆動能力を軽減することが可能となり、システム構成に必要なコストを低減することができる。また、底板部３０、枠体部４０を簡略化できるので、作業性を向上させて低コスト化することができる。

図２Ａは、図１Ａに示した太陽電池モジュール１における枠体部４０（下端部４１ｄ）と底板部３０との固定関係を断面状態で示す断面図である。

下端部４１ｄの外側（外壁４０ｆ）には、下端枠部５５が形成され、下端枠部５５（下端枠部５５の内側である内壁４０ｓ）に底板部３０の端面３２が挿入されている。また、下端枠部５５の内側（内壁４０ｓ）には、下端金属板４２ｄ、底板金属層３５を介して底板部３０（平面３３）を載置した台形領域５７が形成されている。台形領域５７は、下端金属板４２ｄを固定できる形状であれば良い。

つまり、太陽電池モジュール１では、下端部４１ｄは、底板部３０の端面３２が対向する下端枠部５５と、下端枠部５５の内側（内壁４０ｓの側）で上端部４１ｕの側に位置して底板部３０の平面３３に対向する段差部５６と、段差部５６から底板部３０の側へ突出した台形領域５７に配置された下端金属板４２ｄとを備え、底板部３０は、下端金属板４２ｄに対向する位置に配置された底板金属層３５を備え、下端金属板４２ｄおよび底板金属層３５は、相互に溶着されている。

したがって、太陽電池モジュール１は、下端部４１ｄに配置された下端金属板４２ｄと底板部３０に配置された底板金属層３５とが相互に溶着されることから、底板部３０を下端部４１ｄに容易にかつ確実に結合して、底板部３０の密閉性を向上できるので、底板部３０の水密性および耐候性を向上させ、信頼性を向上させることができる。

なお、下端金属板４２ｄは、台形領域５７に配置されて底板部３０の平面３３（太陽電池素子１０（レシーバ基板３１）が配置された平面）と平行に配置されているので、底板金属層３５との接合（溶接）を確実に実現できる。また、段差部５６および台形領域５７は、底板部３０の端部（端面３２）に対して空間を設けることから、底板部３０の端部（端面３２）に対する応力の印加を防止して、底板部３０の損傷を防止することができる。

また、底板部３０は、端面３２が下端枠部５５で位置決めされることから、高精度に太陽電池素子１０を集光レンズ２０に位置決めすることができる。

下端金属板４２ｄは、板厚の方向で一部が台形領域５７に埋め込まれていることが好ましい。この構成によって、太陽電池モジュール１は、下端金属板４２ｄの一部が板厚の方向で下端部４１ｄに埋め込まれていることから、下端金属板４２ｄを下端部４１ｄに対して高精度に位置決めして強固に固定することができる。

下端金属板４２ｄは、枠体部４０の成形時に（あるいは、枠体部４０を成形した後）、台形領域５７に一部が埋め込まれているので、枠体部４０（台形領域５７）で強固に固定される。また、下端金属板４２ｄは、表面が露出しているので、下端金属板４２ｄに対して底板金属層３５が容易に溶接される。

枠体部４０の基本構造を形成した後に下端金属板４２ｄを台形領域５７に形成（配置）する場合（埋め込む場合）の処理工程は例えば次のとおりである。

台形領域５７を備える枠体部４０の基本構造を成形した後、下端金属板４２ｄを台形領域５７に埋め込んで配置する場合、下端金属板４２ｄを枠体部４０に形成された直前の台形領域５７に当接させて固定（位置決め）する。次に、下端金属板４２ｄの一部を埋め込むように台形領域５７の追加部分を形成する。追加部分は、下端金属板４２ｄの周囲に金型を配置し、金型内へ高温溶融によって十分に脱泡されたポリエステル樹脂を注入し、加圧状態で室温まで冷却することによって形成される。

下端金属板４２ｄは、銅、コバール、およびニッケルメッキしたアルミニウムの内いずれか一つの金属材料で形成されていることが好ましい。この構成によって、太陽電池モジュール１は、下端金属板４２ｄを溶接性に優れた特定の材料とすることから、底板部３０に形成された底板金属層３５に対する溶接を容易に施すことができる。

なお、本実施の形態では、下端金属板４２ｄとして、コバールを適用した。コバールを構成する元素（重量比）は、Ｆｅ（５３．５％）、Ｎｉ（２９％）、Ｃｏ（１７％）、Ｓｉ（０．２％）、Ｍｎ（０．３％）である。

底板金属層３５は、底板部３０（ガラス板）への接着性を有する半田で形成されていることが好ましい。この構成によって、太陽電池モジュール１は、底板部３０（ガラス板）への接着性を有する半田で底板金属層３５を形成することから、底板部３０に対して底板金属層３５を確実に形成し、底板金属層３５と下端金属板４２ｄとの間の溶接性を向上させることができる。

なお、底板金属層３５は、半田に超音波振動を加えることによって底板部３０（ガラス板）に接着される。超音波振動によって接着された半田は、接着性、耐候性、耐湿性が極めて高い性質を有している。また、底板金属層３５を構成する半田は一般のＰｂ−Ｓｎ合金（Ｚｎ、Ｓｉなど添加）半田に酸素親和力の強い元素を添加し、構成された特殊な半田素材であり、超音波エネルギーにより、接触界面の空気層を除去し、ガラス接触面の最表面層と化学結合により、ガラスへの接着が容易となっている。

底板金属層３５と下端金属板４２ｄとの接合（溶着固定）は、超音波溶接方法、あるいはレーザ溶接方法によって実行される。例えば、超音波溶接方法とした場合の加工条件は、超音波周波数が２０ｋＨｚ、超音波出力が２０００Ｗ程度、印加圧力が５００Ｎ（ニュートン）程度である。この加工条件によって、低い温度で良好な溶接（溶着）ができた。

なお、底板金属層３５と下端金属板４２ｄとを超音波溶接で接合する場合、枠体部４０の垂直方向での上下方向を反転させ、下端部４１ｄを上方に向けた状態とした後、枠体部４０（下端部４１ｄ）に底板部３０（ガラス板）を嵌め込む。その後、下端金属板４２ｄおよび底板金属層３５を予め加熱状態として超音波溶接を施すことで、底板金属層３５の変質を防止して確実な溶接を施すことが可能となる。

底板部３０の外周（端面３２）に対して、下端枠部５５、段差部５６、台形領域５７の断面状態、更に、下端金属板４２ｄおよび底板金属層３５の断面状態は、上述したとおりの配置であるが、平面状態は、不連続あるいは連続して底板部３０の外周（端面３２）に沿うように配置される。なお、底板部３０の外周は、段差部５６に対向して平面３３が露出した状態とされている。

下端金属板４２ｄは、台形領域５７に沿って連続して配置され、底板金属層３５は、下端金属板４２ｄに沿って連続して配置されていることが好ましい。この構成によって、太陽電池モジュール１は、底板金属層３５および下端金属板４２ｄを台形領域５７（下端枠部５５の内側。底板部３０の外周）に沿って連続して配置することから、底板部３０（ガラス板）と下端部４１ｄとの間の接合を確実にして密封性および結合強度を向上させることができる。

あるいは、底板金属層３５は、底板部３０の外周に沿って連続して配置され、下端金属板４２ｄは、底板金属層３５に沿って連続して配置されていることが好ましい。この構成によって、太陽電池モジュール１は、底板金属層３５および下端金属板４２ｄを底板部３０の外周（端面３２）に沿わせて連続して配置することから、底板部３０（底板金属層３５）と下端部４１ｄ（下端金属板４２ｄ）との間の接合を確実にして密封性および結合強度を向上させることができる。

換言すれば、底板金属層３５と下端金属板４２ｄとは、相互に位置合わせして形成されている。また、底板金属層３５および下端金属板４２ｄを底板部３０の全周に配置することで、十分な密封状態を形成することができる。

なお、底板部３０（ガラス板）は、例えば硼珪酸ガラスで形成されている。また、底板部３０は、約５ｍｍ程度の幅の外周部分が段差部５６、台形領域５７に対向している。つまり、底板金属層３５は、５ｍｍの範囲内に枠状に形成されている。

上述したとおり、太陽電池モジュール１は、機械的な締結部材を用いることなく底板部３０の底板金属層３５と枠体部４０の下端金属板４２ｄとを溶接して底板部３０を枠体部４０（下端部４１ｄ）に固定することから、底板部３０と枠体部４０との間の固定構造を簡略化し、底板部３０と枠体部４０との密着性を向上させて太陽電池素子１０に対する外部の影響を防止できるので、密封性、耐候性（特には耐湿性、粉塵の内部侵入を防止する防塵性）を向上させることができる。

また、太陽電池モジュール１は、底板部３０と枠体部４０との間の固定構造を簡略化することから、組み立て工程を簡略化し、製造コストを低減させることができる。

太陽電池素子１０は、底板部３０を枠体部４０に固定してから底板部３０に搭載することも可能であるが、作業性を考慮すれば、予め太陽電池素子１０を配置した底板部３０を枠体部４０に固定する方が好ましい。

太陽電池モジュール１において、枠体部４０に対する透光性受光板２１の固定と、枠体部４０に対する底板部３０の固定との作業順は、枠体部４０に対する底板部３０の固定を先行させることが好ましい。枠体部４０に対する底板部３０の固定は、種々の形態を採ることが可能であり、例えば導熱性の接着剤を利用することも可能である。

図２Ｂは、図２Ａに示した太陽電池モジュール１の変形例１における封止部４８ｄの形成状態を示す断面図である。

変形例１に係る太陽電池モジュール１は、底板部３０の端面３２と下端部４１ｄの下端枠部５５との間で、下端枠部５５において内壁４０ｓの側の頂部が面取りによる凹部とされて封止樹脂が充填された封止部４８ｄが形成されている。

つまり、変形例１に係る太陽電池モジュール１において、下端枠部５５は、底板部３０の端面３２に対向する内側の頂部が除去されて封止樹脂が充填された封止部４８ｄを備える。

したがって、変形例１に係る太陽電池モジュール１は、底板部３０の端面３２を囲む下端枠部５５（下端部４１ｄ）の内側の頂部が除去されて封止樹脂が充填された封止部４８ｄを備えることから、底板部３０と枠体部４０（下端部４１ｄ、下端枠部５５）との間での密着性、封止性を向上させて更に耐候性を向上させることができる。

なお、封止部４８ｄを形成する封止樹脂は、シリコーン樹脂、あるいはウレタン樹脂であることが好ましい。この構成によって、太陽電池モジュール１は、容易に封止部４８ｄを形成することが可能となり、封止部４８ｄの信頼性、経済性を更に向上させることができる。つまり、底板部３０の端面３２と枠体部４０（下端枠部５５）との間に封止部４８ｄを形成することから、高度な密封性を実現することができる。

図３は、図１Ａに示した太陽電池モジュール１の変形例２における底板金属層３５と下端金属板４２ｄとの固定関係を示す断面図である。

変形例２に係る太陽電池モジュール１では、底板部３０と底板金属層３５との間に予め底板下地層３６が形成されている。底板下地層３６は、底板金属層３５を形成する前に予め形成されている。

つまり、底板金属層３５は、直接にガラス表面に形成しても良いが、コストの削減及び採算性の向上のため、半田に対して銅めっきまたは銅ペーストが底板下地層３６として形成されていることが好ましい。この構成によって、太陽電池モジュール１は、半田の形成を容易にして半田の溶着性を向上させることができる。なお、銅めっきは、無電解めっきを適用することによって容易に形成可能である。また、銅ペーストは、適宜の塗布工程によって実施することができる。

上述したとおり、本実施の形態に係る太陽電池モジュール１は、底板部３０をガラス板で形成している。これと同様に、透光性受光板２１をガラス板で形成することも可能であり、底板部３０に加えて透光性受光板２１をガラス板として底板部３０と同様に枠体部４０に固定することが好ましい。以下では、透光性受光板２１をガラス板で形成して枠体部４０に固定する場合について説明する。なお、透光性受光板２１をガラス板以外のもの（例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂などの光学樹脂）で構成することも可能である。受光側（透光性受光板２１）、底板側（底板部３０）を同様な構造とすることによって生産性の向上、信頼性の向上が図れることから、より好ましい実施の形態となる。

図４Ａは、図１Ａに示した太陽電池モジュール１における枠体部４０（上端部４１ｕ）と透光性受光板２１との固定関係を断面状態で示す断面図である。

上端部４１ｕの外側（外壁４０ｆ）には、上端枠部４５が形成され、上端枠部４５に透光性受光板２１の端面２５が挿入されている。また、上端枠部４５の内側（内壁４０ｓ）には、上端金属板４２ｕ、受光板金属層２２を介して透光性受光板２１（平面２６）を載置した台形領域４７が形成されている。

つまり、太陽電池モジュール１では、上端部４１ｕは、透光性受光板２１の端面２５が対向する上端枠部４５と、上端枠部４５の内側（内壁４０ｓの側）で下端部４１ｄの側に位置して透光性受光板２１の平面２６に対向する段差部４６と、段差部４６から透光性受光板２１の側へ突出して上端金属板４２ｕが配置された台形領域４７とを備えている。

したがって、太陽電池モジュール１は、透光性受光板２１の端面２５を枠体部４０の上端枠部４５の内側で包囲し、上端枠部４５の内側に形成されて透光性受光板２１の平面２６に対向する段差部４６の台形領域４７に上端金属板４２ｕを配置することから、透光性受光板２１の受光板金属層２２と上端金属板４２ｕとを高精度に位置合わせして強固に結合することができる。

なお、上端金属板４２ｕは、台形領域４７に配置されて透光性受光板２１の平面２６（太陽電池素子１０に対向する内側の平面）と平行に配置されているので、受光板金属層２２との接合（溶接）を確実に実現できる。また、段差部４６および台形領域４７は、透光性受光板２１の端部（端面２５）に対して空間を設けることから、透光性受光板２１の端部（端面２５）に対する応力の印加を防止して、透光性受光板２１の損傷を防止することができる。

上端金属板４２ｕは、板厚の方向で一部が台形領域４７に埋め込まれていることが好ましい。この構成によって、太陽電池モジュール１は、上端金属板４２ｕの一部が板厚の方向で上端部４１ｕ（段差部４６から突出した台形領域４７）に埋め込まれていることから、上端金属板４２ｕを上端部４１ｕに対して高精度に位置決めして強固に固定することができる。

上端金属板４２ｕは、枠体部４０の成形時に（あるいは、枠体部４０を成形した後）、台形領域４７に一部が埋め込まれるので、枠体部４０（台形領域４７）で強固に固定される。また、上端金属板４２ｕは、表面が露出しているので、上端金属板４２ｕに対して受光板金属層２２が容易に溶接される。

枠体部４０の基本構造を形成した後に上端金属板４２ｕを台形領域４７に形成（配置）する場合（埋め込む場合）の処理工程は例えば次のとおりである。

台形領域４７を備える枠体部４０の基本構造を成形した後、上端金属板４２ｕを台形領域４７に埋め込んで配置する場合、上端金属板４２ｕを枠体部４０に形成された直前の台形領域４７に当接させて固定（位置決め）する。次に、上端金属板４２ｕの一部を埋め込むように台形領域４７の追加部分を形成する。追加部分は、上端金属板４２ｕの周囲に金型を配置し、金型内へ高温溶融状態のポリエステル樹脂を注入し、加圧状態で室温まで冷却することによって形成される。

上端金属板４２ｕは、銅、コバール、およびニッケルメッキしたアルミニウムの内いずれか一つの金属材料で形成されていることが好ましい。この構成によって、太陽電池モジュール１は、上端金属板４２ｕを溶接性（半田に対する溶着性）に優れた特定の材料とすることから、透光性受光板２１に形成された受光板金属層２２に対する溶接を容易に施すことができる。

なお、本実施の形態では、上端金属板４２ｕとして、下端金属板４２ｄと同様、コバールを適用した。コバールを構成する元素（重量比）は、Ｆｅ（５３．５％）、Ｎｉ（２９％）、Ｃｏ（１７％）、Ｓｉ（０．２％）、Ｍｎ（０．３％）である。

受光板金属層２２は、透光性受光板２１（ガラス板）への接着性を有する半田で形成されていることが好ましい。この構成によって、太陽電池モジュール１は、透光性受光板２１（ガラス板）への接着性を有する半田で受光板金属層２２を形成することから、透光性受光板２１に対して受光板金属層２２を確実に形成し、受光板金属層２２と上端金属板４２ｕとの間の溶接性を向上させることができる。

なお、受光板金属層２２は、半田に超音波振動を加えることによって透光性受光板２１（ガラス板）に接着される。超音波振動によって接着された半田は、接着性、耐候性、耐湿性が極めて高い性質を有している。また、受光板金属層２２を構成する半田は一般のＰｂ−Ｓｎ合金（Ｚｎ、Ｓｉなど添加）半田に酸素親和力の強い元素を添加し、構成された特殊な半田素材であり、超音波エネルギーにより、接触界面の空気層を除去し、ガラス接触面の最表面層と化学結合により、ガラスへの接着が容易となっている。

受光板金属層２２と上端金属板４２ｕとの接合（溶着固定）は、超音波溶接方法、あるいはレーザ溶接方法によって実行される。例えば、超音波溶接方法とした場合の加工条件は、超音波周波数が２０ｋＨｚ、超音波出力が２０００Ｗ程度、印加圧力が５００Ｎ（ニュートン）程度である。この加工条件によって、低い温度で良好な溶接（溶着）ができた。

なお、受光板金属層２２と上端金属板４２ｕとを超音波溶接で接合する場合、予め底板部３０を枠体部４０に固定し、その後、枠体部４０（上端部４１ｕ）に透光性受光板２１を嵌め込み、枠体部４０の内部に不活性ガスを充填し、低湿度の作業環境とする。その後、上端金属板４２ｕおよび受光板金属層２２を予め加熱状態として超音波溶接を施すことで、受光板金属層２２の変質を防止して確実な溶接を施すことが可能となる。

また、予め形成された集光レンズ２０は、透光性受光板２１に受光板金属層２２を形成した後、透光性受光板２１に張り付けられる。

透光性受光板２１の外周（端面２５）に対して、上端枠部４５、段差部４６、台形領域４７の断面状態、更に、上端金属板４２ｕおよび受光板金属層２２の断面状態は、上述したとおりの配置であるが、平面状態は、不連続あるいは連続して透光性受光板２１の外周（端面２５）に沿うように配置される。なお、集光レンズ２０は、透光性受光板２１の外周より内側に配置されることから、透光性受光板２１の外周は、集光レンズ２０からはみ出し、平面２６が露出した状態とされている。

上端金属板４２ｕは、台形領域４７に沿って連続して配置され、受光板金属層２２は、上端金属板４２ｕに沿って連続して配置されていることが好ましい。この構成によって、太陽電池モジュール１は、受光板金属層２２および上端金属板４２ｕを台形領域４７（上端枠部４５の内側。透光性受光板２１の外周）に沿って連続して配置することから、透光性受光板２１（ガラス板）と上端部４１ｕとの間の接合を確実にして密封性および結合強度を向上させることができる。

あるいは、受光板金属層２２は、透光性受光板２１の外周に沿って連続して配置され、上端金属板４２ｕは、受光板金属層２２に沿って連続して配置されることが好ましい。この構成によって、太陽電池モジュール１は、受光板金属層２２および上端金属板４２ｕを透光性受光板２１の外周（端面２５）に沿わせて連続して配置することから、透光性受光板２１（受光板金属層２２）と上端部４１ｕ（上端金属板４２ｕ）との間の接合を確実にして密封性および結合強度を向上させることができる。

換言すれば、受光板金属層２２と上端金属板４２ｕとは、相互に位置合わせして形成されている。また、受光板金属層２２および上端金属板４２ｕを透光性受光板２１の全周に配置することで、十分な密封状態を形成することができる。

なお、透光性受光板２１（ガラス板）は、例えば硼珪酸ガラスで形成されている。また、透光性受光板２１は、約５ｍｍ程度の幅の外周部分が平面２６として露出している。つまり、受光板金属層２２は、５ｍｍ程度の範囲内に枠状に形成されている。

また、太陽電池モジュール１は、集光レンズ２０が配置（接着）された透光性受光板２１（ガラス板）と、透光性受光板２１に形成されて透光性受光板２１を枠体部４０に固定する受光板金属層２２とを備え、枠体部４０は、合成樹脂で一体成形され、透光性受光板２１が固定された上端部４１ｕと、底板部３０が固定された下端部４１ｄと、上端部４１ｕに固定されて受光板金属層２２に接合された上端金属板４２ｕとを備え、受光板金属層２２と上端金属板４２ｕとは、溶接されている。

したがって、太陽電池モジュール１は、機械的な締結部材を用いることなく透光性受光板２１の受光板金属層２２と枠体部４０の上端金属板４２ｕとを溶接して透光性受光板２１を枠体部４０に固定することから、透光性受光板２１と枠体部４０との間の固定構造を簡略化し、透光性受光板２１と枠体部４０との密着性を向上させて太陽電池素子１０に対する外部の影響を防止できるので、密封性、耐候性（特には耐湿性、粉塵の内部侵入を防止する防塵性）を向上させることができる。

また、太陽電池モジュール１では、透光性受光板２１と枠体部４０との間の固定構造を簡略化することから、組み立て工程を簡略化し、製造コストを低減させることができる。

図４Ｂは、図４Ａに示した太陽電池モジュール１の変形例３における封止部４８ｕの形成状態を示す断面図である。

変形例３に係る太陽電池モジュール１は、透光性受光板２１の端面２５と上端部４１ｕの上端枠部４５との間で、上端枠部４５において内壁４０ｓの側の頂部が面取りによる凹部とされて封止樹脂が充填された封止部４８ｕが形成されている。

つまり、変形例３に係る太陽電池モジュール１において、上端枠部４５は、透光性受光板２１の端面２５に対向する内側の頂部が除去されて封止樹脂が充填された封止部４８ｕを備える。

したがって、変形例３に係る太陽電池モジュール１は、透光性受光板２１の端面２５を囲む上端部４１ｕ（上端枠部４５）の内側の頂部が除去されて封止樹脂が充填された封止部４８ｕを備えることから、透光性受光板２１と枠体部４０（上端部４１ｕ、上端枠部４５）との間での密着性、封止性を向上させて更に耐候性を向上させることができる。

なお、封止部４８ｕを形成する封止樹脂は、シリコーン樹脂、あるいはウレタン樹脂であることが好ましい。この構成によって、太陽電池モジュール１は、容易に封止部４８ｕを形成することが可能となり、封止部４８ｕの信頼性、経済性を更に向上させることができる。つまり、透光性受光板２１の端面２５と枠体部４０（上端枠部４５）との間に封止部４８ｕを形成することから、高度な密封性を実現することができる。

図５は、図１Ａに示した太陽電池モジュール１の変形例４における受光板金属層２２と透光性受光板２１との固定関係を示す断面図である。

変形例４に係る太陽電池モジュール１では、透光性受光板２１と受光板金属層２２との間に予め受光板下地層２３が形成されている。受光板下地層２３は、受光板金属層２２を形成する前に予め形成されている。

つまり、受光板金属層２２は、直接にガラス表面に形成しても良いが、コストの削減及び採算性の向上のため、半田に対して銅めっきまたは銅ペーストが受光板下地層２３として形成されていることが好ましい。この構成によって、太陽電池モジュール１は、半田の形成を容易にして半田の溶着性を向上させることができる。なお、銅めっきは、無電解めっきを適用することによって容易に形成可能である。また、銅ペーストは、適宜の塗布工程によって実施することができる。

図６は、図１Ａに示した太陽電池モジュール１の変形例５における内壁４０ｓに形成された第１被覆膜５１の断面状態を示す断面図である。

変形例５に係る太陽電池モジュール１では、枠体部４０は、３００ｎｍないし１４００ｎｍの波長の光に対する反射率が５０％以上の第１被覆膜５１を内壁４０ｓに備えることが好ましい。この構成によって、太陽電池モジュール１は、枠体部４０の内壁４０ｓの反射率を５０％以上とすることから、枠体部４０での蓄熱作用を抑制して、底板部３０に搭載された太陽電池素子１０が太陽光の集光によって温度上昇することを防止できる。

第１被覆膜５１は、例えば、白色フッ素レジストを内壁４０ｓに塗布して形成され、厚さは例えば５μｍないし５０μｍ程度とすることができる。

第１被覆膜５１が枠体部４０の内壁４０ｓに形成してあることから、太陽光に対する追尾ズレ、集光した太陽光の位置ズレが生じた場合でも、枠体部４０が損傷することを防止できる。

図７は、図１Ａに示した太陽電池モジュール１の変形例６における外壁４０ｆに形成された第２被覆膜５２の断面状態を示す断面図である。

変形例５に係る太陽電池モジュール１では、枠体部４０は、耐候性を有する第２被覆膜５２を外壁４０ｆに備えることが好ましい。この構成によって、太陽電池モジュール１は、枠体部４０（外壁４０ｆ）の耐候性を向上させることから、枠体部４０の信頼性を向上させることができる。つまり、枠体部４０の経時変化を抑制し、長期にわたる信頼性を向上させることができる。

第２被覆膜５２は、例えば、ＵＶ吸収剤を含有する有機Ｓｉ（ケイ素）をプラズマコーティングして耐候性と耐傷つき性を高めたもの。厚さは５μｍないし５０μｍ程度とすることができる。したがって、合成樹脂で形成された枠体部４０の屋外使用寿命を２０年以上確保することができる。

第２被覆膜５２は、第１被覆膜５１と併用しても良く、また、第２被覆膜５２のみを形成しても良い。第１被覆膜５１および第２被覆膜５２を併用することによって、枠体部４０（合成樹脂、エンジニアリングプラスチック）の長期間での耐候性、信頼性が著しく向上する。

図８Ａは、図１Ａに示した太陽電池モジュール１の変形例７における枠体部４０に形成された窓枠部６０に配置された金属壁部６１の断面状態を示す断面図である。

図８Ｂは、図８Ａに示した太陽電池モジュール１の変形例７の全体外観を斜め上方から見た状態で示す斜視図である。

変形例７に係る太陽電池モジュール１では、枠体部４０は、上端部４１ｕと下端部４１ｄとの間の壁５８に形成された窓枠部６０と、窓枠部６０に配置されて壁面を形成する金属壁部６１とを備えることが好ましい。この構成によって、太陽電池モジュール１は、枠体部４０の壁５８からの放熱性を向上させ、構造強度を向上させるので、発電効率および信頼性を向上させることができる。

なお、金属壁部６１は、アルミニウム板で形成され、枠体部４０を構成する合成樹脂に埋め込まれた状態とされている。金属壁部６１は、枠体部４０の成形時に同時に形成することが可能である。また、枠体部４０の成形時に予め窓枠部６０を形成しておき、その後、窓枠部６０に金属壁部６１を嵌め込んで周囲を枠体部４０と同一の合成樹脂で充填することによって形成することもできる。

枠体部４０の壁５８を金属壁部６１で構成することから、枠体部４０を構成する合成樹脂の使用量を抑制してコスト低減を図ることができる。特に、枠体部４０をエンジニアリングプラスチックで構成する場合にはコスト低減の効果が大きい。

また、放熱性が向上することによって、枠体部４０（太陽電池モジュール１）の内外での温度差を低減することから、太陽電池モジュール１の内側に配置された集光レンズ２０での結露防止の作用を増加させることができる。

なお、枠体部４０が、炭素繊維またはガラスフィラー（例えば、窒化ホウ素フィラー）で複合化した合成樹脂で形成される場合は、高い熱伝導性を有することから、金属壁部６１を省略することが可能である。

＜実施の形態２＞
図９を参照して、本実施の形態に係る太陽光発電ユニット２について説明する。

図９は、本発明の実施の形態２に係る太陽光発電ユニット２の全体構成の概要を側面から見た状態として示す側面図である。

本実施の形態に係る太陽光発電ユニット２は、複数の太陽電池モジュール１を支持フレーム７０に搭載している。支持フレーム７０は、支柱７１に取り付けられた追尾機構７２によって太陽を追尾する構成とされている。

太陽光発電ユニット２に搭載された太陽電池モジュール１は、実施の形態１に係るものである。したがって、太陽光発電ユニット２は、軽量化、工程簡略化が可能となり、底板部３０での蓄熱を抑制して放熱性、絶縁性を向上した太陽光発電ユニット２となる。また、太陽光発電ユニット２は、耐候性、機械的強度を向上させることができる。

本実施の形態に係る太陽光発電ユニット２では、太陽電池モジュール１が軽量化されていることから、追尾機構７２を小型化して追尾駆動能力を軽減することが可能となり、システム構成に必要なコストを低減することができる。

＜実施の形態３＞
実施の形態１に係る太陽電池モジュール１の製造方法について、実施の形態３として説明する。太陽電池モジュール１は、実施の形態１で説明したとおりであるので、符号を援用し主に異なる事項について説明する。

本実施の形態に係る太陽電池モジュール１の製造方法は、複数の太陽電池素子１０と、太陽電池素子１０のそれぞれに太陽光を集光する複数の集光レンズ２０と、太陽電池素子１０が搭載された底板部３０と、集光レンズ２０と底板部３０との間隔を画定する枠体部４０とを備えた太陽電池モジュール１の製造方法である。

太陽電池モジュール１の製造方法では、枠体部４０は、合成樹脂で一体成形され、透光性受光板２１が固定される上端部４１ｕと、底板部３０が固定される下端部４１ｄとを備え、底板部３０は、ガラス板で形成されてあり、少なくとも次の工程を備える。

つまり、太陽電池モジュール１の製造方法は、底板部３０を固定する下端金属板４２ｄを下端部４１ｄに固定する工程と、下端金属板４２ｄに位置合わせされた底板金属層３５を底板部３０に形成する工程と、底板部３０に形成された底板金属層３５と下端部４１ｄに固定された下端金属板４２ｄとを重ねる工程と、下端金属板４２ｄと底板金属層３５とを溶接する工程とを備える。

したがって、本実施の形態に係る太陽電池モジュール１の製造方法は、底板部３０（ガラス板）に形成された底板金属層３５と枠体部４０（下端部４１ｄ）に形成された下端金属板４２ｄとを溶接することから、締結部材を適用することなく、底板部３０を枠体部４０（下端部４１ｄ）へ固定できるので、密封性、耐候性、放熱性、絶縁性の高い太陽電池モジュール１を容易に製造することができる。

つまり、枠体部４０を合成樹脂で一体成形する工程（射出成形工程）の後、底板金属層３５に位置合わせされた下端金属板４２ｄを下端部４１ｄに固定する工程（金属板配置工程）と、枠体部４０の下端部４１ｄに底板部３０を固定する底板金属層３５を底板部３０に形成する工程（金属層形成工程）と、底板金属層３５と下端金属板４２ｄとを重ねる工程（溶接部位置決め工程）と、下端金属板４２ｄと底板金属層３５とを溶接する工程（溶接工程）とを備える。

なお、射出成形工程では、射出成形機によって枠体部４０が一体成形される。金属層形成工程では、超音波振動（超音波エネルギー）を半田に付加することによって半田（底板金属層３５）が底板部３０に接合（形成）される。また、溶接工程では、超音波溶接、あるいはレーザ溶接によって底板金属層３５と下端金属板４２ｄとが溶接される。

また、透光性受光板２１においても底板部３０と同様の構成とし、透光性受光板２１を枠体部４０に固定する場合については、少なくとも次の工程を備える。

つまり、太陽電池モジュール１の製造方法は、枠体部４０の上端部４１ｕに透光性受光板２１を固定する受光板金属層２２を透光性受光板２１に形成する工程（金属層形成工程）と、受光板金属層２２に位置合わせされた上端金属板４２ｕを上端部４１ｕに固定する工程（金属板配置工程）と、透光性受光板２１に形成された受光板金属層２２と上端部４１ｕに形成された上端金属板４２ｕとを重ねる工程（溶接部位置決め工程）と、上端金属板４２ｕと受光板金属層２２とを溶接する工程（溶接工程）とを備える。

したがって、本実施の形態に係る太陽電池モジュール１の製造方法は、透光性受光板２１に形成された受光板金属層２２と枠体部４０に形成された上端金属板４２ｕとを溶接することから、締結部材を適用することなく、集光レンズ２０（透光性受光板２１）を合成樹脂製の枠体部４０（上端部４１ｕ）へ固定できるので、密封性、耐候性の高い太陽電池モジュール１を容易に製造することができる。

なお、金属層形成工程では、超音波振動（超音波エネルギー）を半田に付加することによって半田（受光板金属層２２）が透光性受光板２１に接合（形成）される。また、溶接工程では、超音波溶接、あるいはレーザ溶接によって受光板金属層２２と上端金属板４２ｕとが溶接される。

その他の工程として、透光性受光板２１に集光レンズ２０を貼り付ける工程などがある。

以上、実施の形態１ないし実施の形態３を参照して、太陽電池モジュール１、太陽電池モジュール１を複数配置した太陽光発電ユニット２、太陽電池モジュール１の製造方法について説明したが、実施の形態１ないし実施の形態３は、それぞれ他の実施の形態に対して適用することが可能である。

１ 太陽電池モジュール
２ 太陽光発電ユニット
１０ 太陽電池素子
２０ 集光レンズ
２１ 透光性受光板（ガラス板）
２２ 受光板金属層
２３ 受光板下地層
２５ 端面
２６ 平面
３０ 底板部（ガラス板）
３１ レシーバ基板
３２ 端面
３３ 平面
３５ 底板金属層
３６ 底板下地層
４０ 枠体部
４０ｆ 外壁
４０ｓ 内壁
４１ｄ 下端部
４１ｕ 上端部
４２ｕ 上端金属板
４２ｄ 下端金属板
４５ 上端枠部
４６ 段差部
４７ 台形領域
４８ｄ 封止部
４８ｕ 封止部
５１ 第１被覆膜
５２ 第２被覆膜
５５ 下端枠部
５６ 段差部
５７ 台形領域
５８ 壁
６０ 窓枠部
６１ 金属壁部
７０ 支持フレーム
７１ 支柱
７２ 追尾機構

Claims (18)

1. 複数の太陽電池素子と、前記太陽電池素子のそれぞれに太陽光を集光する複数の集光レンズと、前記太陽電池素子が搭載された底板部と、前記集光レンズと前記底板部との間隔を画定する枠体部とを備えた太陽電池モジュールであって、
   前記枠体部は、合成樹脂で一体成形され、前記集光レンズが配置された透光性受光板を固定する上端部と、前記底板部を固定する下端部とを備え、
   前記底板部は、ガラス板で形成されていること
   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、
   前記下端部は、前記底板部の端面が対向する下端枠部と、前記下端枠部の内側で前記上端部の側に位置して前記底板部の平面に対向する段差部と、前記段差部から前記底板部の側へ突出した台形領域に配置された下端金属板とを備え、
   前記底板部は、前記下端金属板に対向する位置に配置された底板金属層を備え、
   前記下端金属板および前記底板金属層は、相互に溶着されていること
   を特徴とする太陽電池モジュール。
3. 請求項２に記載の太陽電池モジュールであって、
   前記下端金属板は、板厚の方向で一部が前記台形領域に埋め込まれていること
   を特徴とする太陽電池モジュール。
4. 請求項２または請求項３に記載の太陽電池モジュールであって、
   前記下端金属板は、前記台形領域に沿って連続して配置され、
   前記底板金属層は、前記下端金属板に沿って連続して配置されていること
   を特徴とする太陽電池モジュール。
5. 請求項２から請求項４までのいずれか一つに記載の太陽電池モジュールであって、
   前記下端枠部は、前記底板部の端面に対向する内側の頂部が除去されて封止樹脂が充填された封止部を備えること
   を特徴とする太陽電池モジュール。
6. 請求項５に記載の太陽電池モジュールであって、
   前記封止樹脂は、シリコーン樹脂、あるいはウレタン樹脂であること
   を特徴とする太陽電池モジュール。
7. 請求項２から請求項６までのいずれか一つに記載の太陽電池モジュールであって、
   前記下端金属板は、銅、コバール、およびニッケルメッキしたアルミニウムの内いずれか一つの金属材料で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２から請求項７までのいずれか一つに記載の太陽電池モジュールであって、
   前記底板金属層は、前記底板部への接着性を有する半田で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、
   前記底板金属層は、前記半田に対して銅めっきまたは銅ペーストが底板下地層として形成されていること
   を特徴とする太陽電池モジュール。
10. 請求項１から請求項９までのいずれか一つに記載の太陽電池モジュールであって、
    前記枠体部は、３００ｎｍないし１４００ｎｍの波長の光に対する反射率が５０％以上の第１被覆膜を内壁に備えること
    を特徴とする太陽電池モジュール。
11. 請求項１から請求項１０までのいずれか一つに記載の太陽電池モジュールであって、
    前記枠体部は、耐候性を有する第２被覆膜を外壁に備えること
    を特徴とする太陽電池モジュール。
12. 請求項１から請求項１１までのいずれか一つに記載の太陽電池モジュールであって、
    前記枠体部は、前記下端部と前記上端部との間の壁に形成された窓枠部と、前記窓枠部に配置されて壁面を形成する金属壁部とを備えること
    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までのいずれか一つに記載の太陽電池モジュールであって、
    前記枠体部を成形する前記合成樹脂は、エンジニアリングプラスチックであること
    を特徴とする太陽電池モジュール。
14. 請求項１３に記載の太陽電池モジュールであって、
    前記エンジニアリングプラスチックは、熱可塑性ポリエステル樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、およびポリカーボネート樹脂の群から選ばれたいずれか１つ、あるいは、炭素繊維またはガラスフィラーで複合化した前記群から選ばれたいずれか１つであること
    を特徴とする太陽電池モジュール。
15. 請求項１から請求項１４までのいずれか一つに記載の太陽電池モジュールであって、
    前記太陽電池素子は、金属製のレシーバ基板に載置され、
    前記レシーバ基板は、前記底板部に接着されていること
    を特徴とする太陽電池モジュール。
16. 請求項１から請求項１５までのいずれか一つに記載の太陽電池モジュールであって、
    前記集光レンズは、５０ｍｍ角以下の形状であること
    を特徴とする太陽電池モジュール。
17. 複数の太陽電池モジュールを支持フレームに搭載した太陽光発電ユニットであって、
    前記太陽電池モジュールは、請求項１から請求項１６までのいずれか一つに記載の太陽電池モジュールであることを特徴とする太陽光発電ユニット。
18. 複数の太陽電池素子と、前記太陽電池素子のそれぞれに太陽光を集光する複数の集光レンズと、前記太陽電池素子が搭載された底板部と、前記集光レンズと前記底板部との間隔を画定する枠体部とを備えた太陽電池モジュールの製造方法であって、
    前記枠体部は、合成樹脂で一体成形され、前記透光性受光板が固定される上端部と、前記底板部が固定される下端部とを備え、前記底板部は、ガラス板で形成されてあり、
    前記底板部を固定する下端金属板を前記下端部に固定する工程と、
    前記下端金属板に位置合わせされた底板金属層を前記底板部に形成する工程と、
    前記底板部に形成された前記底板金属層と前記下端部に固定された前記下端金属板とを重ねる工程と、
    前記下端金属板と前記底板金属層とを溶接する工程とを備えること
    を特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。

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