JP2014013875A - 太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】封止工程において、太陽電池モジュールの端部からの封止樹脂のはみ出しを防ぎ、引出し電極に封止樹脂が接着することを防ぐ太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法を提供する。
【解決手段】電気的に接続された複数の太陽電池セル２を、受光面側ガラス６と非受光面側ガラス７と封止樹脂層８２とで封止した、引出し電極４１を有する太陽電池モジュールであって、受光面側ガラス６の端部に複数のはみ出し防止壁３１を配置する。さらに、複数のはみ出し防止壁３２をはみ出し防止壁３１に重ねて配置し、はみ出し防止壁３１とはみ出し防止壁３２の間から外部に引出し電極４１を取り出す。
【選択図】図６

Description

本発明は、太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法に関し、特に合わせガラス構造を備えた太陽電池モジュール及びその製造方法に関する。

太陽電池モジュールには、その用途や製造方法に応じて種々のものが存在する。このような太陽電池モジュールのひとつとして、合わせガラス構造を備えた太陽電池モジュールがある。この合わせガラス構造を備えた太陽電池モジュールは、互いに電気的に接続された複数の太陽電池セルを受光面側ガラスと非受光面側ガラスとによって挟み込むことにより、太陽電池セルを内部に封止した構造を有するものである。太陽電池セルで生じた電流は、正極側、負極側の引出し電極により、太陽電池モジュールの外に取り出される。

この合わせガラス構造を備えた太陽電池モジュールにおいては、受光面側ガラスを透過して太陽電池モジュール内に入射した太陽光が、太陽電池セルが存在しない部分の封止樹脂を透過して非受光面側ガラスに達し、非受光面側ガラスに達した太陽光が非受光面側ガラスを介して太陽電池モジュール外に透過する。したがって、合わせガラス構造を備えた太陽電池モジュールは、太陽電池モジュールの非受光面側に位置する空間においても太陽光を採光することができるいわゆる採光型太陽電池モジュールとして、好適に利用されるものである。

結晶系シリコン基板を用いた太陽電池セルの場合、封止工程における圧力環境下で太陽電池セルに割れやかけが生じることを防止するために、受光面側ガラスと非受光面側ガラスとの間に介装する封止樹脂の層を厚くすることが必要となる。そのため、太陽電池モジュールとしての厚みが増大することとなり、太陽電池モジュールの端部における封止樹脂の外部への露出面が増大する。その結果、封止樹脂の水分吸収が増えることによる封止樹脂が変色したり、太陽電池セルの特性劣化がおこりやすくなるという問題があった。さらに、封止工程において、軟化状態となった封止樹脂が、太陽電池モジュールの端部から大量にはみ出すという問題もあった。

このような問題を解決する方法として、例えば、特許文献１には、表面側板ガラスと裏面側板ガラスとの間に、太陽電池セルアレイの厚み方向において、太陽電池セルアレイが配置される空間を確保する枠状スペーサ部材を備える太陽電池モジュール及びその製造方法が開示されている。

特開２００８−２５８２６９号公報

しかしながら、特許文献１には、引出し電極を太陽電池モジュールの外に取り出す方法については、詳細には開示されていない。

太陽電池モジュールの封止工程において、軟化状態となった封止樹脂が、太陽電池モジュールの端部からはみ出し、引出し電極に接着した場合、封止樹脂を取り除くことは困難であるという問題があった。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は封止工程において、太陽電池モジュールの端部からの封止樹脂のはみ出しを防ぎ、引出し電極に封止樹脂が接着することを防ぐ太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法を提供することにある。

本発明の太陽電池モジュールは、電気的に接続された複数の太陽電池セルを、受光面側ガラスと非受光面側ガラスと封止樹脂層とで封止した、引出し電極を有する太陽電池モジュールであって、太陽電池セルの１組の対向する端部の、受光面側ガラスと非受光面側ガラスとの間に複数のはみ出し防止壁を有し、隣接するはみ出し防止壁の間から、引出し電極を太陽電池モジュールの外部に引き出すものである。

本発明の太陽電池モジュールは、はみ出し防止壁が接着層を有するものである。

本発明の太陽電池モジュールは、はみ出し防止壁が太陽電池モジュールの厚さ方向に２個配置されているものである。

本発明の太陽電池モジュールは、はみ出し防止壁の幅が５ｍｍ〜１０ｍｍであるものである。

本発明の太陽電池モジュールは、はみ出し防止壁が太陽電池モジュールのいずれの端部にも配置されているものである。

本発明の太陽電池モジュールは、引出し電極の少なくとも一部が保護膜で被覆されているものである。

本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、受光面側ガラス基板の１組の対向する端部の非受光面上に、受光面側はみ出し防止壁を配置するはみ出し防止壁配置工程と、対向して配置したはみ出し防止壁の間に、封止樹脂と複数の太陽電池セルと非受光面側はみ出し防止壁と封止樹脂と非受光面側ガラスとを配置する載置工程と、太陽電池セルを封止する封止工程とを有する太陽電池モジュールの製造方法であって、太陽電池セルは引出し電極と電気的に接続されており、載置工程において、受光面側はみ出し防止壁の上に引出し電極を配置した後、引出し電極の上に非受光面側引き出し防止壁を配置するものである。

本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、はみ出し防止壁を配置した太陽電池モジュールの端部の、太陽電池モジュールの外側にスペーサを配置するものである
本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、はみ出し防止壁が、接着層を有するものである。

本発明に係る太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法は、封止工程において太陽電池モジュールの端部からの封止樹脂のはみ出しを防ぎ、引出し電極に封止樹脂が接着することを防ぐという効果を奏する。

本発明の実施形態１を示すものであって、太陽電池モジュールの受光面側からみた平面図である。 本発明の実施形態１を示すものであって、図１に示す太陽電池モジュールのＡ−Ａ´線に沿った断面図である。 本発明の実施形態１を示すものであって、図１に示す太陽電池モジュールのＢ−Ｂ´線に沿った断面図である。 本発明の実施形態１を示すものであって、図１に示す太陽電池モジュールのＣの箇所の拡大断面図である。 本発明の実施形態１を示すものであって、太陽電池モジュールの受光面側からみた平面図である。 本発明の実施形態１を示すものであって、太陽電池モジュールの製造方法を示す断面図である。 本発明の実施形態１を示すものであって、比較例を説明する図である。 本発明の実施形態１の別の例を示すものであって、太陽電池モジュールの製造方法を示す断面図である。 本発明の実施形態２を示すものであって、太陽電池モジュールの受光面側からみた平面図である。 本発明の実施形態２を示すものであって、図９に示す太陽電池モジュールのＥ―Ｅ´線に沿った断面図である。 本発明の実施形態３を示すものであって、太陽電池モジュールの受光面側からみた平面図である。 本発明の実施形態３を示すものであって、図１１に示す太陽電池モジュールのFの箇所の拡大断面図である。

本発明の太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法について、図面を参照しながら以下に説明する。

〔実施形態１〕
図１は、実施形態１の太陽電池モジュールの構造を示す受光面側からみた平面図である。受光面とは、光エネルギーを電力に変換するために太陽電池セルが光を受ける側の面を示している。

太陽電池モジュール１００として十分な出力電力を得るために、複数の太陽電池セル２を、内部配線４を用いて直列に電気的に接続することで太陽電池ストリング５を構成し、さらに複数の太陽電池ストリング５を電気的に接続した。

太陽電池モジュール１００は、正極側と負極側の２個の引出し電極４１を有している。それぞれの引出し電極４１の一端は、太陽電池セルと電気的に接続されており、図では記載を省略しているが、引出し電極の逆側の一端は端子ボックスに接続される。

太陽電池モジュール１００は受光面側からみると四角形であり、対向する２組の端部を有している。太陽電池モジュール１００の、引出し電極を取り出す端部を含む１組の対向する端部に、はみ出し防止壁３を配置した。はみ出し防止壁３は、細長い略直方体であり、太陽電池モジュールの端部を覆う長さを有するものである。太陽電池セル２として、各辺の長さが約１５６ｍｍの略四角形の単結晶シリコン基板を用いた太陽電池セルを用いた。単結晶シリコン基板の厚さは、約２００μｍである。本実施形態においては、単結晶シリコン基板を用いた太陽電池セルを用いたが、多結晶シリコン基板を用いた太陽電池セルを用いてもよい。

採光をとるために、太陽電池セル間の距離は約１５ｍｍとし、太陽電池セルと太陽電池モジュールの端部との距離は約５０ｍｍとなるように配置した。それぞれの距離は、この数値に限る必要はなく、設計に応じて変えることができる。

図２は、図１に示す太陽電池モジュールの図中のＡ−Ａ´線に沿った断面図であり、図３は、Ｂ−Ｂ´線に沿った断面図であり、図４は、Ｃの箇所の拡大断面図である。

図２に示すように、太陽電池モジュール１００は、電機的に接続した複数の太陽電池セル２を受光面側ガラス６と非受光面側ガラス７との間に、封止樹脂８により封止した構造とした。隣あう太陽電池セル２は内部配線４で直列に接続されている。はみ出し防止壁３は、太陽電池モジュール１００の１組の対向する端部の、受光面側ガラス６と非受光面側ガラス７との間に配置した。はみ出し防止壁３は、受光面側はみ出し防止壁３１と、非受光面側はみ出し防止壁３２の２個のはみ出し防止壁を、太陽電池モジュール１００の厚さ方向に重ねで配置したものである。はみ出し防止壁として、アクリル系樹脂からなる発泡体を用いた。アクリル系樹脂に限定されるものではなく、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ブチルゴムを用いても良い。また、発泡体に限定されるものでもない。受光面側はみ出し防止壁３１は、接着層３１１、３１２を有し、接着層３１１は受光面側ガラス６の非受光面側と接着している。非受光面側はみ出し防止壁３２は、接着層３２１、３２２を有し、接着層３２２は非受光面ガラス７の受光面側と接着している。さらに、接着層３１２は接着層３２１と接着している。はみ出し防止壁に接着層を設けることで、接着層を有さない場合と比較して、ガラスとはみ出し防止壁との接着性をあげることができ、はみ出し防止壁の位置ずれを防ぐことが可能となった。

はみ出し防止壁３の幅ｔは、約９ｍｍとした。幅ｔは、５ｍｍ以上１０ｍｍ以下が望ましい。はみ出し防止壁は、封止工程において封止樹脂８が太陽電池モジュールの端部からはみ出すことを防ぐ機能を有する。幅tが５ｍｍより小さい場合、十分なはみ出し防止機能を有さないため、５ｍｍ以上が望ましい。また、はみ出し防止壁のある領域は、発電に寄与しない領域となるため、幅が広すぎると太陽電池モジュールの発電効率が大きくならない。さらに、採光型太陽電池モジュールの場合、はみ出し防止壁のある領域は、採光に寄与しない領域となるため、採光率が高くならない。よって、幅ｔを大きくしすぎることは望ましくない。さらに、採光型太陽電池モジュールは、建築物の窓として利用することが多い。窓として利用する場合、太陽電池モジュールの端部にあるはみ出し防止壁は、窓のサッシで隠れることが意匠性の観点から望ましい。このような理由から、幅ｔは１０ｍｍ以下が望ましい。

封止樹脂８として、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート樹脂）を用いた。封止樹脂は、可視光領域で透過率の高い樹脂が望ましい。アイオノマー樹脂、オレフィン樹脂等の樹脂を用いることもできる。

受光面側ガラス６、非受光面側ガラス７として、厚さ約４ｍｍの強化ガラスを用いた。ガラスの厚さは４ｍｍに限定されるものではなく、また倍強化ガラス、未強化ガラス等を用いても良い。

また、図３に示すように、Ｂ−Ｂ´線に沿った断面でみると、それぞれの太陽電池セル２は、受光面側及び非受光面側のそれぞれに内部配線４を有している。太陽電池モジュール１００の、引出し電極４１を引き出す端部に隣接する２個の向かい合う端部には、はみ出し防止壁は配置されていない。

また、図４に示すように、引出し電極４１は、太陽電池モジュールの端部から太陽電池モジュールの外側に延びている。引出し電極４１は、受光面側はみ出し防止壁３１と非受光面側はみ出し防止壁３２の間をとおって、外部に引出されている。このような構造とすることで、引出し電極４１を、受光面側ガラス６と非受光面側ガラス７の受光面とほぼ平行に、太陽電池モジュールの外に引出すことが可能となった。よって、引出し電極４１が、太陽電池モジュール１００の端部において曲がりを生じ、局所的な負荷がかかることを防ぐことができることとなった。同時に、はみ出し防止壁３１及びはみ出し防止壁３２の接着層によって引き出し電極４１が固定されるため、引き出し電極４１の受光面に該平行な方向における位置づれを防ぐことも可能となった。

引出し電極に局所的な曲がりがあると、太陽電池モジュールに繰り返しの温度変化がかかった場合、引出し電極の曲がりの箇所に亀裂が生じる場合がある。すなわち、引出し電極に局所的な曲がりがある太陽電池モジュールを、長期間屋外で使用した場合、引出し電極が断線に至る可能性がある。隣接するはみ出し防止壁の間から、引出し電極を太陽電池モジュールの外側に引出すことで、引出し電極の局所的な曲がりを防ぎ、太陽電池モジュールの長期信頼性を確保することが可能となった。

次に、実施形態１の太陽電池モジュールの製造方法について説明する。

図５は、実施形態１の太陽電池モジュールを受光面側からみた平面図であり、図６は、実施形態１の太陽電池モジュールの製造方法を説明するための断面図である。図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、はみ出し防止壁配置工程、載置工程、封止工程を示すものであり、図５におけるＤ−Ｄ´線に沿った図に該当する。

まず、複数の太陽電池セルを内部配線で直列に電気的に接続し、太陽電池ストリングを形成した。内部配線としては、厚さ約０．２ｍｍのスズめっきの銅線を用いた。太陽電池セルと内部配線との接続には、半田付けを用いた。導電性ペーストで接続してもよい。その後、複数の太陽電池ストリングを電気的に接続した。複数の太陽電池ストリングの接続には、厚さ約０．２ｍｍの接続部材を用いた。

図６（ａ）を用いて、はみ出し防止壁配置工程を説明する。受光面側ガラス６の１組の対向する端部の非受光面側上に、受光面側はみ出し防止壁３１を載置する。受光面側はみ出し防止壁３１は、接着層を有するアクリル樹脂の発泡体を用いた。受光面側はみ出し防止壁３１は、接着層を有するため、受光面側ガラス６の非受光面側へ配置する際に位置ずれがおきにくく、正確な場所に配置することができた。さらに、次の工程へ搬送する際に、はみ出し防止壁が動いて位置ずれが生じることを防ぐことも、可能となった。

次に、載置工程を行った。図６（ｂ）を用いて、載置工程を説明する。

受光面側ガラス６の、１組の対向する端部の非受光面側に配置した受光面側はみ出し防止壁３１の間に、封止樹脂８１を配置した。封止樹脂８１として、シート状のＥＶＡを用いた。

その上に太陽電池セル２を複数の太陽電池ストリングを電気的に接続した状態で配置した。その際、引出し電極４１の太陽電池セルと電気的に接続した端部と逆側の端部が、太陽電池モジュールの外にでるようにした。

次に、引出し電極４１の上に、非受光面側はみ出し防止壁３２を配置した。受光面側はみ出し防止壁３１と非受光面側はみ出し防止壁３２とはそれぞれの接着層３１２、３２１によって接着され、引出し電極４１の周囲は、ほとんど隙間のない状態となる。接着層によって隙間のない状態となるため、引出し電極４１の周囲から封止樹脂がはみ出すことを防ぐことができる。

引出し電極４１を引き出す端部に対向する端部についても、受光面側はみ出し防止壁３１の上に非受光面側はみ出し防止壁３２を配置した。

太陽電池セル２の上に、封止樹脂８２を配置した。はみ出し防止壁を受光面側ガラス６の対向する端部に配置しているため、封止樹脂８１、８２の位置ずれがおきにくく、封止樹脂を正確な場所に配置することが可能となった。さらに、封止樹脂として用いたシート状のＥＶＡは、加熱前はガラスとの接着性が低いため、配置後に位置ずれがおきやすかったが、はみ出し防止壁によって封止樹脂の配置後の位置ずれがおきにくくなるという効果も得られた。

非受光面側はみ出し防止壁３２を配置した後、非受光面側ガラス７を配置した。はみ出し防止壁３１、３２は接着層を有しているため、はみ出し防止壁を介して、受光面側ガラス６と非受光面側ガラス７との間の仮固定をすることができる。これまで、次の封止工程へ太陽電池モジュールを搬送する際に、受光面側ガラスと封止樹脂、封止樹脂と非受光面側ガラスとの間で位置ずれがおきやすいという問題があったが、接着性を有するはみ出し防止壁を、太陽電池モジュールの対向する端部に配置したことで、搬送時の位置ずれを防ぐことが可能となった。

太陽電池モジュールの外へ引き出した引出し電極４１を、非受光面側ガラス７の端面にそって折り曲げ、さらに、非受光面側ガラス７の非受光面側にそうように折り曲げた。次の封止工程において、圧力がかかった際に、引出し電極４１の形状に変形がおこることを防ぐためである。また、次の工程への搬送の際に、引出し電極４１が搬送装置にひっかかることを防ぐ効果もある。引出し電極４１を非受光面側ガラス７の非受光面側にテフロン（登録商標）テープ等で固定してもよい。固定することで、引出し電極４の引出し位置がより安定する。

封止樹脂８１、８２として用いるシート状のＥＶＡは１枚であってもよく、複数枚であってもよい。封止後の、受光面側ガラス６と非受光面側ガラス７の間の距離の設計値に応じて決めればよい。結晶シリコン基板を用いた太陽電池セルを封止する場合、太陽電池セル、内部配線を確実に埋没させる必要があるため、受光面側と非受光面側のガラス間の距離は、薄膜シリコン太陽電池と比較して大きくする必要がある。

はみ出し防止壁として、受光面側はみ出し防止壁３１、非受光面側はみ出し防止壁３２の２個を重ねて配置した。重ねて配置するはみ出し防止壁の数は、２個であることが望ましい。製造工程が増えないためである。

次に、図６（ｃ）を用いて封止工程を説明する。封止装置であるラミネータ装置を用いて、加熱しながら太陽電池モジュールを加圧することで封止した。

まず、ラミネータ装置の１５５℃に加熱したヒータ−板上に、載置工程で載置した太陽電池モジュールを、受光面側を下にして載せた。封止樹脂の厚さが厚いため、加熱温度は高めに設定した。

載せた後、ラミネータ装置の上部室と下部室を同じ圧力で減圧した。この操作により、各接合面から空気が除去されるとともに、封止樹脂８に含まれる気泡が除去された。減圧は、はみ出し防止壁を配置しない場合と比較して、長時間行った。はみ出し防止壁を配置していても、各接合面からの空気の除去、封止樹脂に含まれる気泡の除去を行うことができた。これは、はみ出し防止壁の接着層が通気性を有するためと推測される。太陽電池モジュールの１つの端部に配置するはみ出し防止壁が１つの場合、接着層は、受光面側ガラス６と接着する層と、非受光面側ガラスに接着する層の２層となる。はみ出し防止壁を重ねて配置したことで、接着層の数が増え、減圧が容易になったと推測される。

その後、上部室を大気に戻すことで１気圧に加圧し、加圧状態を保持することで、封止樹脂８を介しての受光面側ガラス６と非受光面側ガラスの密着性を向上させた。

封止工程の後に、キュア工程を入れてもよい。キュア工程は、封止樹脂としてＥＶＡを用いた場合に必要となる工程であって、ＥＶＡの架橋反応を進行させて封止状態を安定させる工程である。キュア工程は、熱処理装置を用いて行っても良く、ラミネート装置に載置したまま、加熱時間を長くする方法を用いても良い。

次に、比較のためのサンプルを作成し、効果の確認を行った。図７に、説明のための図を示す。図１における引出し電極の、引出し箇所Ｃの箇所の拡大断面図に該当する。図７（ａ）は比較例１を示す図であり、図７（ｂ）は比較例２を示す図である。

本実施形態を用いて製造した太陽電池モジュールを実施例とし、比較のために作成したサンプルを比較例１、比較例２とする。実施例と比較例１の異なる点は、比較例１は、配置工程においてはみ出し防止壁を配置せず、さらに引出し電極を折り曲げなかった点である。実施例と比較例２の異なる点は、比較例２は、配置工程においてはみ出し防止壁を配置しなかった点である。

はみ出し防止壁を配置せず、引出し電極を折り曲げずに封止工程を行った比較例１は、図７（ａ）に示すように、受光面側ガラス６１と非受光面側ガラス７１の間にある封止樹脂８０１が、太陽電池モジュールの端部からはみ出し、引出し配線４１１の周囲に接着した。引出し配線４１１の周囲に接着した封止樹脂を除去することは非常に困難であった。さらに、引出し電極４１１が曲がり、受光面側ガラス６１、非受光面側ガラス７１の受光面に平行には、引き出せなかった。

引出し電極を折り曲げた状態で、はみ出し防止壁を配置せず封止した比較例２は、図７（ｂ）に示すように、受光面側ガラス６２と非受光面側ガラス７２の間にある封止樹脂８０２が、太陽電池モジュールの端部からはみ出し、折り曲げた引出し電極４１２の周囲に接着した。比較例１と同様に、引出し電極４１２の周囲に接着した封止樹脂を除去することは非常に困難であった。さらに、引出し電極４１２の周囲に接着した封止樹脂を除去した後に、引出し電極４１２を受光面側ガラス６２と非受光面側ガラス７２の受光面に平行にすることは、困難であった。

実施例と比較例１と比較例２とを比較すると、はみ出し防止壁を設けることで引出し電極の周囲に封止樹脂が接着することを防ぐことができ、さらに、受光面側ガラス、非受光面側ガラスの受光面にほぼ平行に引き出すことができたことがわかる。

はみ出し防止壁を設けることによる別の効果として、封止工程の前後で、太陽電池ストリングに曲がりを生じることを防ぐことが可能となった。これは、はみ出し防止壁を設けることで、封止工程において封止樹脂が軟化状態となったときに、太陽電池モジュールの内部で封止樹脂の流動がおき、太陽電池セルの位置が変わることを防ぐとこができたためと考えられる。

図８に実施形態１の別の例を示す。図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、はみ出し防止壁配置工程、載置工程、封止工程を示すものである。先に示した実施形態と異なる点は、太陽電池モジュールのはみ出し防止壁を配置した端部の外側に、スペーサ９を配置した点である。スペーサ９としては、シリコーン樹脂からなる略直方体のものを用いた。スペーサ９の材料は、シリコーン樹脂に限定されるものではなく、テフロン（登録商標）、エポキシ、ガラス、金属等を用いることができる。また、これらの材料の複合体でもよい。例えば、略直方体の銅をシリコーン樹脂で覆ったスペーサを用いてもよい。銅を用いた構造とすることで、安価でスペーサとして十分な重量を確保することが可能となる。さらに、シリコーン樹脂で覆うことで、受光面側ガラスまたは非受光面側ガラスとスペーサが接触した場合にも、ガラスに傷をつけることはなくなり、生産の歩留まりを向上させることができる。また、エポキシにガラス繊維を混ぜた材料を用いたスペーサとしてもよい。エポキシにガラス繊維を混ぜることで、スペーサに強度を持たせることが可能となり、封止工程で、繰り返し使用することが可能となる。

スペーサは、必ずしも太陽電池モジュールの端部に接触する必要はなく、例えば、太陽電池モジュールとスペーサが数ｍｍあくように配置してもよい。

封止工程も、スペーサを配置した状態で行った。スペーサを配置することで、太陽電池モジュールの厚さに分布が生じることを防ぐことができる。

本実施形態においては、２個のはみ出し防止壁を重ねて配置した構造について説明したが、２個に限定されるものではなく、３個以上の場合も含まれる。はみ出し防止壁の重ねる数を多くすることで、封止工程における減圧時間を短くすることができると推測される。

また、太陽電池ストリングを構成する太陽電池セルの数、太陽電池モジュールを構成する太陽電池ストリングの数は、本実地形態で示した数に限定されるものではなく、必要に応じて設計すればよい。

〔実施形態２〕
本発明の別の例を、実施形態２を用いて示す。実施形態２の実施形態１と異なる点は、太陽電池モジュールのいずれの端部にも、はみ出し防止壁を配置したことである。

図９は、本実施形態により製造される太陽電池モジュールを受光面側からみた平面図である。はみ出し防止壁３は、太陽電池モジュール１１０の周縁部の４辺いずれにも配置した。

図１０は、図９に示す太陽電池モジュールのＥ−Ｅ´線に沿った断面図である。太陽電池モジュール１００の、太陽電池ストリングを構成する内部配線４とほぼ平行である１組の対向する端部にも、はみ出し防止壁３を配置した。はみ出し防止壁３は、受光面側はみ出し防止壁３１と非受光面側はみ出し防止壁３２を重ねたものである。

太陽電池モジュールのすべての端部に、はみ出し防止壁を配置したことで、太陽電池セルの位置ずれがほとんどおこらなくなり、位置の精度がさらに向上した。太陽電池モジュールの意匠性がさらに良くなったといえる。また、太陽電池モジュールのいずれの端部からも封止樹脂のはみ出しがおこらなくなり、製造工程の中で端部からはみ出した封止樹脂をはがす必要がなくなり、工程数を減らすことができた。さらに、太陽電池モジュールの端部からはみ出した封止樹脂が、封止装置であるラミネート装置を汚すことを防ぐことも可能となった。
さらに、本実施形態の太陽電池モジュールを製造する際には、はみ出し防止壁配置工程、封止工程において、太陽電池モジュールのいずれの端部にもスペーサを配置することにより製造した。太陽電池モジュールのいずれの端部にもスペーサを配置したことで、太陽電池モジュールの厚さ方向の均一性がより向上した。

スペーサとして、太陽電池モジュールのいずれの端部へも一度に配置することが可能な額縁状のスペーサを用いた。スペーサがばらばらにわかれている場合、コンベアを用いて搬送する際に、太陽電池モジュールとスペーサの間の位置ずれが生じやすくなるため、搬送のために補助部材を用いる必要があった。額縁状のスペーサを用いたことで、はみ出し防止壁配置工程から封止工程へ太陽電池モジュールを、コンベアを用いて搬送する際に、補助部材を用いることなく搬送することが可能となった。

〔実施形態３〕
本発明の別の例を、実施形態３を用いて示す。実施形態３の実施形態１と異なる点は、
引出し電極の少なくとも一部が保護膜で被覆されている点である。

図１１は、本実施形態における製造される太陽電池モジュールを受光面側からみた平面図である。一部が保護膜４２で被覆された引出し電極４１を、隣接するはみ出し防止壁の間から太陽電池モジュール１２０の外部に引出した。引出した引出し電極４１を、端子ボックス１０の中にある端子台１２に電気的に接続することにより、外部接続用ケーブル１１と太陽電池セルを電気的に接続した。

図１２は、図１１における引出し電極の引出し箇所Fの拡大断面図である。引出し電極４１は、受光面側ガラス６と非受光面側ガラス７の間にはさまれた受光面側はみ出し防止壁３１と非受光面側はみ出し防止壁３２の間を通って、太陽電池モジュール１２０の外側に延びており、引出し電極４１の一部は保護膜４２で被覆されている。本実施形態においては、引出し電極４１が太陽電池セルと電気的に接続する箇所、及び引出し電極４１が端子台と電気的に接続する箇所を除き、保護膜４２で覆った。

端子ボックス１０は、接着剤１３で太陽電池モジュールの端部に接着している。引出し電極４１は、端子ボックス１０の筐体内部に入った箇所まで被覆されていることが望ましい。本実施形態においては、受光面側ガラスまたは非受光面側ガラスの端面から約３ｍｍまで保護膜で被覆した。引出し電極４１をこのような構造とすることで、受光面側ガラスまたは非受光面側ガラスの端面、特に接着層１３がある箇所における曲がりが、より生じにくくなる。保護膜４２により引出し電極４１の厚さが増すためである。引出し電極に局所的な曲がりがあると、太陽電池モジュールに繰り返しの温度変化がかかった場合、引出し電極の曲がりの箇所に亀裂が生じる場合がある。すなわち、引出し電極に局所的な曲がりがある太陽電池モジュールを、長時間屋外で使用した場合、引出し電極が断線に至る可能性がある。引出し電極を保護膜で被覆することで、局所的な曲がりを防ぎ、太陽電池モジュールの長期信頼性を確保することが可能となった。

さらに、接着剤１３から水分が侵入した場合、引出し電極４１が腐食により高抵抗となり発熱する可能性がある。接着剤内部で発熱すると、熱が受光面側ガラス、非受光面側ガラスに伝わり、ガラス割れにつながる可能性がある。接着剤の中にある引出し電極を保護膜で被覆することにより、引出し電極の水分による腐食を防ぐことが可能となった。

引出し電極４１は、太陽電池モジュールの端面から内側（封止樹脂のある側）の封止樹脂８と接触する箇所まで保護膜４２で覆われていることが望ましい。このような構造とすることで、長期にわたり太陽電池モジュールの高い意匠性を確保することが可能となった。より詳しくは、太陽電池モジュールを長期間屋外に設置した場合、引出し電極と封止樹脂が直接接触する箇所で、封止樹脂が黄変又は変色する場合があったが、安定性の高い部材で引出し電極を被覆することで黄変又は変色はみられなくなった。これは、引出し電極の表面に沿って侵入した空気中の酸素により、封止樹脂が酸化するということがなくなったためと推測される。

さらに、保護膜４２として、ポリイミド等の安定性の高い絶縁性の部材を用いることが望ましい。このような保護膜を用いることで、太陽電池モジュールの耐候性をより向上させることができるとともに、感電の危険性をさらに小さくすることが可能となり太陽電池モジュールの安全性を向上させることができる。

以上、実施形態１ないし実施形態３について具体的に説明を行ったが、本発明はそれらに限定されるものではない。上述した３つの実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法全般に広く適用することができる。

１００、１１０ 太陽電池モジュール
２、２１、２２、２３ 太陽電池セル
３ はみ出し防止壁
３１ 受光面側はみ出し防止壁
３２ 非受光面側はみ出し防止壁
４ 内部配線
４１、４１１、４１２ 引出し電極
４２ 保護膜
５ 太陽電池ストリング
６、６１、６２ 受光面側ガラス
７、７１、７２ 非受光面側ガラス
８、８１、８２、８０１、８０２ 封止樹脂
９ スペーサ
１０ 端子ボックス
１１ 外部接続用ケーブル
１２ 端子台
１３ 接着剤

Claims (9)

1. 電気的に接続された複数の太陽電池セルを、受光面側ガラスと非受光面側ガラスと封止樹脂層とで封止した、引出し電極を有する太陽電池モジュールであって、
   前記太陽電池セルの１組の対向する端部の、前記受光面側ガラスと前記非受光面側ガラスとの間に複数のはみ出し防止壁を有し、
   隣接する前記はみ出し防止壁の間から、引出し電極を太陽電池モジュールの外部に引き出す太陽電池モジュール。
2. 前記はみ出し防止壁は、接着層を有する請求項１に記載の太陽電池モジュール。
3. 前記はみ出し防止壁は、前記太陽電池モジュールの厚さ方向に２個配置されている請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール。
4. 前記はみ出し防止壁の幅は、５ｍｍ〜１０ｍｍである請求項１から３のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
5. 前記はみ出し防止壁は、前記太陽電池モジュールのいずれの端部にも配置されている請求項１から４のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
6. 前記引出し電極の少なくとも一部が保護膜で被覆されている請求項１から５のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
7. 受光面側ガラス基板の１組の対向する端部の非受光面上に、受光面側はみ出し防止壁を配置するはみ出し防止壁配置工程と、
   対向して配置した前記はみ出し防止壁の間に、封止樹脂と複数の太陽電池セルと非受光面側はみ出し防止壁と封止樹脂と非受光面側ガラスとを配置する載置工程と、
   前記太陽電池セルを封止する封止工程とを有する太陽電池モジュールの製造方法であって、
   前記太陽電池セルは引出し電極と電気的に接続されており、
   前記載置工程において、
   前記受光面側はみ出し防止壁の上に前記引出し電極を配置した後、前記引出し電極の上に前記非受光面側引き出し防止壁を配置する太陽電池モジュールの製造方法。
8. 前記載置工程において、前記はみ出し防止壁を配置した太陽電池モジュールの端部の、太陽電池モジュールの外側に、スペーサを配置する請求項７に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
9. 前記はみ出し防止壁は、接着層を有する請求項７又は８に記載の太陽電池モジュールの製造方法。