JP2014041989A - 薄膜太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】シースルータイプとして建物の窓などに使用した場合でもリード線があまり目立たず、見栄えが大きく損なわれることのない薄膜太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】透光性絶縁基板１１上に薄膜状の発電部１０が設けられた薄膜太陽電池モジュールＭを対象として、発電部１０のほぼ全面を、絶縁性を有する熱可塑性樹脂材料からなるシート状の封止材（一例としてアイオノマー樹脂製の封止シート２）によって被覆する。この封止材上に発電部１０と絶縁した状態でリード線５を配設し、その一端部５ｂを封止材の所定箇所において貫通させて、発電部１０の出力取出し用電極部（一例としてバスバー１８の一端部）に接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は薄膜太陽電池モジュールに関し、特にシースルータイプのものに好適な配線の構造に係る。

従来より薄膜太陽電池モジュールは、一例として特許文献１に開示されているように、矩形状のガラス基板等、透光性絶縁基板上に複数の太陽電池セルからなる薄膜状の発電部（集積型薄膜太陽電池デバイス）を形成し、この発電部をほぼ全面に亘ってシート状の樹脂製封止材によって被覆（ラミネート封止）した構造とされている。また、封止材の上からさらにガラス基板によって挟み込む構造としたものもある。

前記特許文献１に記載の薄膜太陽電池モジュールにおいて発電部は矩形状であり、その全幅に亘る長さの多数の短冊状のセルに分割されている。すなわち、短冊状の太陽電池セルが発電部の長さ方向に多数、並んで互いに直列に（若しくは並列、或いは直並列に）接続されている。そして、その発電部の長さ方向の両端にそれぞれ出力取出し用の電極部として、正負のバスバーが直線状に設けられている。

それら正負のバスバーにはそれぞれ正負のリード線の一端部が接続されている。そして、それぞれのリード線が相対向するように発電部の中央に向かって延びた後に、Ｌ字状に立ち上がって端子ボックスに接続されている。すなわち、正負のリード線はそれぞれ、発電部に並ぶ多数の太陽電池セル上を横切っており、それらの間には帯状の絶縁膜が介在されている。

特開２０００−６８５４２号公報

ところで、薄膜型の太陽電池モジュールとしては、発電部に細長い溝（シースルーライン）を多数、形成して光が透過するようにしたシースルータイプ（光透過型）のものがあり、採光用として比較的大きな建築物の天井や壁面等に使用される他、乗用車のサンルーフや建物の窓など、幅広い用途に使用することが期待されている。

しかしながら、サンルーフや窓などに使用した場合は、乗用車の乗員や建物の居住者が比較的近い距離から太陽電池モジュールの裏面を見ることになるので、前記従来例のような構造では帯状の絶縁膜やリード線が目についてしまい、見栄えが良くないという問題がある。すなわち、発電部の中央を横切る帯状の絶縁膜は見る角度によってエッジが目立つし、その中央を延びるリード線も強調されてしまい、煩雑な印象を与える虞がある。

このような見栄えの問題は乗用車や建物においてはかなり重要なものであり、シースルータイプの薄膜太陽電池モジュールの普及を促進するためには、是非とも解決したい点である。また、シースルータイプ以外でも薄膜太陽電池モジュールの裏側からの見栄えが問題になることはあるので、やはり改善することが望ましい。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、その目的は、シースルータイプとして建物の窓などに使用した場合でもリード線があまり目立たず、見栄えが大きく損なわれることのない薄膜太陽電池モジュールを提供することにある。

前記の課題を解決するために本発明では、透光性絶縁基板上に薄膜状の発電部が設けられた薄膜太陽電池モジュールを対象として、前記発電部をほぼ全面に亘って、絶縁性を有するシート状の封止材によって被覆するとともに、この封止材上に前記発電部と絶縁状態で配設したリード線の一端部を、当該封止材の所定箇所を貫通させて前記発電部の出力取出し用電極部に接続する構造とした。

このように、薄膜太陽電池モジュールの発電部のほぼ全面をシート状の封止材で被覆して、その上にリード線を配設すれば、従来例のように発電部の中央を帯状の絶縁膜が横切ることがないので、そのエッジが目につく心配はなく、リード線が強調されることもない。よって、シースルータイプとして建物の窓などに使用した場合でも、薄膜太陽電池モジュールの見栄えが大きく損なわれることはない。

また、本発明では、前記リード線の前記封止部材からの取り出し部分に対応する前記透光性絶縁基板の端面の一部が前記封止材で覆われた構成としてもよい。

このように、透光性絶縁基板の端面の一部を封止材で覆うことにより、透光性絶縁基板の端面に、発電部形成時の導電性材料が回り込んで付着していても、透光性絶縁基板の端面の絶縁性が確保される。

また、本発明では、前記リード線の前記封止部材からの取り出し部分に絶縁部材を備える構成としてもよい。

このように、リード線の封止部材からの取り出し部分に絶縁部材を備えることで、透光性絶縁基板の端面に、発電部形成時の導電性材料が回り込んで付着していても、透光性絶縁基板の端面とリード線との絶縁性が確保される。

本発明に係る薄膜太陽電池モジュールは、透光性絶縁基板上の薄膜状発電部をほぼ全面に亘ってシート状の封止材で被覆するとともに、この封止材上に前記発電部と絶縁した状態でリード線を配設したので、従来例のように発電部の中央を帯状の絶縁膜が横切ることがなく、そのエッジが目につくことやリード線が強調されることもない。よって、シースルータイプとして建物の窓などに使用した場合でも、薄膜太陽電池モジュールの見栄えを良好なものとすることが可能になる。

本発明の実施形態に係る薄膜太陽電池モジュールの構造を示す分解斜視図である。 薄膜太陽電池モジュールのセル基板を裏面側から見た平面図である。 同セル基板の発電部の構造を示す図２のＫ−Ｋ線断面図である。 同発電部の構造を示す図２のＬ−Ｌ線断面図である。 薄膜太陽電池モジュールで使用するリード線の折り返し構造の説明図である 。 同リード線の一端部をバスバーに接続する構造の拡大断面図である。 同リード線の一端部をバスバーに接続する工程の説明図である。 スリットの形状が異なる他の実施形態に係る図７相当図である。 薄膜太陽電池モジュールの出力リード部が延出された端面部分の拡大断面図である。 本発明の他の実施形態に係る薄膜太陽電池モジュールの構造を示す分解斜視図である。 他の実施形態に係る薄膜太陽電池モジュールの出力リード部が延出された端面部分の拡大断面図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る薄膜太陽電池モジュールの構造を示す分解斜視図である。 さらに他の実施形態に係る薄膜太陽電池モジュールの出力リード部が延出された端面部分の拡大断面図である。

本発明の実施形態に係る薄膜太陽電池モジュールは、透光性絶縁基板上に薄膜状の発電部が設けられた薄膜太陽電池モジュールであって、前記発電部をほぼ全面に亘って、絶縁性を有するシート状の封止材によって被覆するとともに、この封止材上に前記発電部と絶縁状態で配設したリード線の一端部を、当該封止材の所定箇所を貫通させて前記発電部の出力取出し用電極部に接続する構造としている。

このように、薄膜太陽電池モジュールの発電部のほぼ全面をシート状の封止材で被覆して、その上にリード線を配設すれば、従来例のように発電部の中央を帯状の絶縁膜が横切ることがないので、そのエッジが目につく心配はなく、リード線が強調されることもない。よって、シースルータイプとして建物の窓などに使用した場合でも、薄膜太陽電池モジュールの見栄えが大きく損なわれることはない。

好ましくは、薄膜太陽電池モジュールにおいて、リード線を間に挟むように発電部のほぼ全面に亘って、前記封止材に別のシート状の封止材を重ね合わせる構造としてもよい。こうすればリード線をより確実に保護することができる。

好ましくは、前記封止材とこれに重ね合わせる別の封止材とが同じ樹脂材料からなることである。重ね合わせる封止材を同じ樹脂材料によって形成すれば、両者を加熱および加圧して融着させることにより一体化させ、リード線をより確実に保護することができる。

好ましくは、前記封止材は、熱可塑性樹脂材料からなる。

好ましくは、前記封止材がアイオノマー樹脂からなることで、こうすれば、発電部との絶縁性を確保する上で有利になる。アイオノマー樹脂は加熱時の流動性があまり高くないので、ラミネート工程などで加熱、加圧したときにリード線の絶縁が損なわれる心配が少ない。また、耐候性および耐透水性が高く、封止材として好適である。

好ましくは、前記発電部が平面視で矩形状であり、その四辺のうちのいずれか一辺の周縁に沿うように前記リード線が配設されて、当該リード線の一端部が封止材の隅部を貫通している。このようにすれば、リード線がより目立たなくなる。

好ましくは、シースルータイプの薄膜太陽電池モジュールにおいて、発電部に光を透過可能とするための複数の溝部が形成されており、これらの溝部と平行にリード線が配設されていることで、こうするとリード線がより目立たなくなる。

好ましくは、リード線が絶縁被覆を有しない帯状の裸導体からなることで、こうすれば、より目立たなくなる
好ましくは、裸導体を途中で折り曲げてなることである。こうすれば、前記のように発電部の周縁に沿って延びるように配置したリード線を、その途中で折り曲げて発電部の外方に突出させることで、端子ボックスなどとの接続を容易に行える。また、リード線同士をはんだ付けするのに比べて、はんだ付けでの接合点を減らす事ができるので、電気的接続に対する信頼性の向上効果をもたらすことが可能となる。

また、製造方法の形態は、透光性絶縁基板上に薄膜状の発電部を設けてなる薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、前記発電部をほぼ全面に亘って、絶縁性を有するシート状の封止材によって被覆するとともに、この封止材上に前記発電部と絶縁されるようにリード線を配設し、その一端部を封止材に形成したスリットに挿通して、発電部の出力取出し用電極部に接続する。好ましくは、封止材は、熱可塑性樹脂材料からなる。

好ましい方法としては、前記封止材において前記発電部の出力取出し用電極部に対向する所定の部分を設定し、前記スリットを、前記所定の部分とそれ以外の部分との境界に沿って形成し、この部分をスリットの延びる方向に捲り上げて出力取出し用電極部を露出させた後に、ここに前記リード線の一端部を接合させればよい。そして、前記の捲り上げた部分を元に戻して、前記出力取出し用電極部およびリード線の一端部の接合部位を被覆すればよい。

こうして捲り上げた部分を元に戻すことで、リード線と電極部との接合部位をより確実に被覆でき、封止材の充填不足による気泡の発生などの不具合を未然に防止することができる。また、封止材に開口を形成しておき、リード線の一端部を出力取出し用電極部に接続した後に別体の部材で蓋をするのに比べると、作業も容易に行えると共に封止材の部品点数の削減も可能となる。加えて、捲り上げた部分を元に戻すだけでスリット部分の隙間を無くすことができるので、事後のラミネート工程において封止材内部での空隙の発生を抑性でき、薄膜太陽電池モジュールの封止品位の向上ひいては、信頼性の向上をもたらすことが可能となる。

好ましい方法としては、前記出力取出し用電極部が、発電部において所定方向に延びるバスバー上に形成されている場合には、このバスバーの方向に延びるように前記スリットを形成する。こうすれば、このスリットに沿って封止材の一部分を捲り上げたときに、バスバーに沿って出力取出し用電極部を大きく露出させることができ、作業のさらなる容易化が図られる。

好ましくは、前記リード線を間に挟むよう前記発電部のほぼ全面に亘って、前記封止材に同じ樹脂材料からなる別のシート状の封止材を重ね合わせ、両者を加熱および加圧して一体化させる。こうしてシート状の封止材を融着させることにより一体化させて、リード線をより確実に保護することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、発電部を光が透過するようにして、採光機能を備えたシースルータイプ（光透過型）の薄膜太陽電池モジュールに本発明を適用した場合について説明する。

＜薄膜太陽電池モジュールの説明＞
本実施形態の薄膜太陽電池モジュールＭは、図１に分解して示すように、薄膜状の太陽電池セルからなる発電部１０を透光性絶縁基板１１の裏面（受光面と反対の面であり、図では上面）上に形成して、セル基板１を構成し、このセル基板１の裏面をほぼ全面に亘って被覆するように熱可塑性樹脂材料からなる複数のシート状の封止材２，３（以下、封止シートという）を重ね、さらにもう一枚の透光性絶縁基板４を重ね合わせてラミネートしたものである。

図２に裏面側、即ち図の上方から見て示すように透光性絶縁基板１１は、例えば矩形状のガラス基板であって、その裏面上に形成された発電部１０は、詳細は図示しないが複数の太陽電池セルに分割されている。これらの分割された太陽電池セル同士は互いに直列、並列、または直並列に接続されている。

図３、４はそれぞれ、図２のＫ−Ｋ線およびＬ−Ｌ線における断面図である。これらの図に示すように、一例として発電部１０は、透明な表面電極層１２、光電変換層１３、裏面電極層１４を順に積層した構造である。なお、図３、４においては発電部１０の積層構造が分かり易いように、前記表面電極層１２、光電変換層１３、裏面電極層１４の厚みを誇張して示している。

表面電極層１２としては例えばＺｎＯ、ＩＴＯ、ＳｎＣｌ₂等の、透光性を有する導電性酸化物を使用することができる。光電変換層１３は、例えば半導体薄膜からなるｐ層、ｉ層、ｎ層が順次積層された構造とすることができ、半導体薄膜としては、例えば、アモルファスシリコン薄膜、結晶性シリコン薄膜、またはこれらを組み合わせたものを使用することができる。

また、裏面電極層１４としては、例えば、ＺｎＯ等の導電性酸化物からなる層と、銀、銀合金等の金属からなる層とを有するものを使用することができる。より一般的な裏面電極層としては、ＺｎＯ／Ａｇを積層したものを例示できる。

そして、図３に示すように本実施形態の発電部１０には、表面電極層１２を分離する第１の分離ライン１５と、光電変換層１３を分離するコンタクトライン１６と、その光電変換層１３および裏面電極層１４を分離する第２の分離ライン１７と、が形成されており、発電部１０の幅方向（図の左右方向）の両端に位置する裏面電極層１４がそれぞれ集電電極部とされている。

すなわち、図示の例では左端の裏面電極層１４ａが第２の分離ライン１７によって分離されるとともに、コンタクトライン１６を介して表面電極層１２に接続されている。よって、左端の裏面電極層１４ａは表面電極層１２から電力を取り出す正の集電電極部となり、一方、右端の裏面電極層１４ｂは、反対の負の集電電極部となる。これら正負の集電電極部１４ａ，１４ｂには、それぞれ導電性材料（図示せず）によってバスバー１８が接着されている。

このバスバー１８は、一例として平角線の導体にメッキが施されたもので、図１、２に示すように長方形状の発電部１０の幅方向の両端部付近に、それぞれ直線状に延びるように配設されている。バスバー１８は、前記のように導電性材料によって正負の集電電極部１４ａ，１４ｂと電気的に接続されている一方、後述するリード線５が接続されて、発電部１０からの出力取出し用電極部として機能する。

また、図４に示すように本実施形態の発電部１０には、受光面から裏面へ光を透過可能とするために、裏面電極層１４および光電変換層１３を除去して表面電極層１２に達する溝部（シースルーライン）１９が形成されている。このシースルーライン１９は、図２に示すように発電部１０の長手方向に間隔をあけて多数、互いに平行に設けられている。これらシースルーライン１９の幅や間隔は、必要な光の透過率に応じて決められる。

前記のような構成の発電部１０に重ね合わされる封止シート２，３は、いずれもアイオノマー樹脂によって形成されている（一例として三井・デュポンポリケミカルの商標名ハイミランなど）。アイオノマー樹脂は黄変し難く、比較的長時間に亘って高い透明性を維持し易い上に、耐候性および耐透水性が高いので、太陽電池モジュールの封止材として好適である。しかも、アイオノマー樹脂は加熱、加圧した際の流動性がＥＶＡなどに比べて低いため、後述するラミネート工程でリード線５の絶縁が損なわれる心配が少ない。

このようなアイオノマー樹脂の封止シート２の特長に着目して本実施形態では、発電部１０を被覆する封止シート２上にリード線５を配設している。リード線５は、それ自体はＰＥＴなどの絶縁被覆を有しない帯状の裸導体（例えば裸銅線）からなり、図５に示すように途中で折り返してＬ字状としたものである。絶縁被覆を施さないことからコストの低減が可能であるとともに、折り返し部分で帯状の裸導体の表裏が重ね合わされることから、接触面積を確保しやすく、通常のはんだ付けによる接合箇所を減少できることにより信頼性に優れる。

前記の図１、２に示すように、正負一対のリード線５はそれぞれ発電部１０の長手方向の一端縁（四辺のうちのいずれか一辺の周縁であり、図では右手前の端縁）の近傍にてその一端縁に沿って延びるように配設され、発電部１０の幅方向中央付近にて互いの折り返し部５ａを対向させつつ、概ね一直線状に配置されている。つまり、リード線５は、発電部１０の周縁部においてその幅方向に、即ちシースルーライン１９と平行に延びている。

そして、それぞれのリード線５の一端部５ｂは、図６に拡大して示すように下方に折れ曲がって封止シート２の隅部を貫通し、封止シート２に覆われたバスバー１８の一端部１８ａに重ね合わされて、導電性テープ（図示せず）などにより接着されている。こうしてバスバー１８に接着されるリード線５の一端部５ｂは、封止シート２とその上から重ね合わされた封止シート３とによって二重に覆われ、リード線５のそれ以外の部分は封止シート２と封止シート３との間に挟まれている。

すなわちリード線５は、互いに重ね合わされて融着一体化されている２枚の封止シート２，３の間に密封されて、発電部１０の長手方向の一端縁に沿うようその近傍に配設されるとともに、発電部１０の一端縁における中央付近で折り返されて、発電部１０の長手方向に外方に向かい、２枚の封止シート２、３の間から外方に延出している。この延出部分が、図示省略の端子ボックスに接続される出力リード部５ｃとなる。

＜薄膜太陽電池モジュールの製造方法の説明＞
次に、上述の如き構成の薄膜太陽電池モジュールＭの製造方法の一例を、セル基板１への発電部１０の形成、バスバー１８の配設、リード線５の配線およびラミネートの各工程順に説明する。

（１）発電部の形成およびバスバーの配設
まず、透光性絶縁基板１１上に、表面電極層１２として例えばＳｎＯ₂（酸化錫）の透明導電膜を熱ＣＶＤ法等で形成する。次に、ＹＡＧレーザの基本波等を用いて表面電極層１２のパターニングを行なう。次に、レーザ光をガラス基板面から入射させることにより、表面電極層１２を短冊状に分離して、第１の分離ライン１５を形成した後、純水で超音波洗浄し、光電変換層１３を形成する。光電変換層１３としては、例えば、ａ−Ｓｉ：Ｈｐ層、ａ−Ｓｉ：Ｈｉ層、μｃ−Ｓｉ：Ｈｎ層からなる上部（受光面側）セル、μｃ−Ｓｉ：Ｈｐ層、μｃ−Ｓｉ：Ｈｉ層、μｃ−Ｓｉ：Ｈｎ層からなる下部セルを成膜する。

次に、例えばＹＡＧレーザの第二高調波やＹＶＯ4レーザを用いて、光電変換層１３をレーザでパターニングする。レーザ光をガラス基板面から入射させることにより、光電変換層１３を短冊状に分離し、表面電極層１２と裏面電極層１４とを電気的に接続するためのコンタクトライン１６を形成する。

次に、マグネトロンスパッタ法等により、裏面電極層１４として、例えばＺｎＯ（酸化亜鉛）／Ａｇの透明導電膜を成膜する。なお、ＺｎＯの代わりに、ＩＴＯやＳｎＯ₂等の透光性が高い膜を用いても良い。また、裏面電極層１４において前記のＺｎＯ等の透明性導電膜は割愛しても構わないが、高い変換効率を得るためにはあった方が望ましい。

次に、裏面電極層１４をレーザでパターニングする。レーザ光を透光性絶縁基板１１の表面側から入射させて、裏面電極層１４を短冊状に分離し、表面電極層１２まで達する第２の分離ライン１７を形成する。この際、表面電極層１２の透過性の良いＹＡＧレーザの第二高調波等を使用することが好ましく、ＹＶＯ4レーザを用いても構わない。なお、表面電極層１２へのダメージを最小限に抑え、かつ、裏面電極層１４の加工後の銀電極のバリの発生を抑制する加工条件を選択することが望ましい。

次に、シースルーライン１９をレーザでパターニングする。すなわち、前記の第２の分離ライン１７と同じく表面電極層１２の透過性の良いＹＡＧレーザの第二高調波やＹＶＯ4レーザを用い、レーザ光を透光性絶縁基板１１の表面側から入射させて、光電変換層１３および裏面電極層１４を分離し、表面電極層１２にまで達する溝を形成する。

このようにして発電部１０を形成した後に、正の集電電極部１４ａ及び負の集電電極部１４ｂに導電性材料(銀ペースト)を所定位置に塗布し、所定時間乾燥する。その後バスバー１８ａ，１８ｂを正負の集電電極部１４ａ，１４ｂの所定箇所にヒーターチップなどにより加熱、加圧することによって接着する。なお、他の接着方法として、例えば異方性導電フィルム(ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film)などの導電性テープによって、バスバー１８を正負の集電電極部４ａ，１４ｂの所定箇所に接着することも可能である。この際、例えば所定寸法にカットした導電性テープを複数、バスバー１８に接着した上で、このバスバー１８をセル基板１の発電部１０（正負の集電電極部４ａ，１４ｂ）の両端に載置し加熱、加圧することによって固着させる。尚、導電性テープは所望の特性が得られるものであれば、他の導電性材料を用いる事も可能である。

（２）配線およびラミネート工程
次に、前記のように発電部１０を形成したセル基板１の上に、図１に示すように封止シート２、３を順に重ね合わせる。その後、上側（裏面に近い側）の封止シート３における長手方向の一端側（図の右手前側）を例えば全長の１／４くらい捲り上げて、下側（表面に近い側）の封止シート２の長手方向の一端縁の近傍にリード線５を敷設する。なお、封止シート３を重ねる前に、封止シート２上にリード線５を敷設してもよい。

この際、正負一対のリード線５を互いの折り返し部５ａが対向するようにして概ね一直線状に配置すると、それぞれのリード線５の一端部５ｂが封止シート２の隅部において下方のバスバー１８の一端部１８ａと対向するように位置づけられる。このようにバスバー１８の一端部１８ａと対向する位置には、予めその一端部１８ａを平面視で包含するような大きさの矩形片部２ａ（所定の部分）を設定し、この矩形片部２ａの三辺に沿ってＵ字状のスリット２ｂを形成してある。

図の例では矩形片部２ａはバスバー１８の延びる方向に長い長方形状とされ、その二つの長辺と封止シート２の端縁に近い一つの短辺とに亘ってＵ字状のスリット２ｂが形成されている。そこで、図７に示すように矩形片部２ａをバスバー１８の延びる方向に捲り上げれば、そのバスバー１８の一端部１８ａを広く露出させることができるので、ここにリード線５の一端部５ｂを重ね合わせて接着する。

それから、前記のように捲り上げた矩形片部２ａを元に戻して、バスバー１８とリード線５との接着部位を上方から覆うと、図６を参照して上述したように、リード線５の一端部５ｂは下方に折れ曲がって封止シート２の隅部を貫通し、バスバー１８の一端部１８ａに接着された状態になる。また、その一端部５ｂを除いてリード線５は、封止シート２上をその隅部から幅方向の中央に向かって延びるようになる。

そして、発電部１０の幅方向の中央付近において正負一対のリード線５の折り返し部５ａ同士が対向し、そこから発電部１０の長手方向に向きを変えて封止シート２の外方にまで一対の出力リード部５ｃが並んで延出する。なお、リード線５は、図５を参照して上述したように、予め途中で折り返してＬ字状としておき、これを封止シート２の上に敷設すればよいが、封止シート２上に敷設した後に折り返すことも可能である。

こうしてＬ字状のリード線５を封止シート２上に敷設すれば、捲り上げていた封止シート３の長手方向一端側を元に戻して封止シート２に重ね、この封止シート２との間にリード線５を挟み込む。そして、封止シート３の上からさらにガラス基板などの透光性絶縁基板４を重ねるとともに、封止シート２，３の間から出力リード部５ｃを延出し、全体を加熱、加圧して一体化させる（ラミネート工程）。この後、出力リード部５ｃに端子ボックス（図示省略）を接続する。

＜実施形態の作用効果＞
以上、説明した実施形態の薄膜太陽電池モジュールＭによれば、透光性絶縁基板１１の裏面上に形成された発電部１０のほぼ全面を封止シート２により被覆して、その上にリード線５を配設しているので、発電部１０を横切るような帯状の絶縁膜が不要になり、そのエッジが目についたり、リード線５が強調されて目立ったりすることはない。

しかも、リード線５自体は絶縁被覆されておらず、矩形状の発電部１０の周縁近傍においてシースルーライン１９と平行に配設されているので、リード線５自体が目につき難く、シースルータイプとして建物の窓などに使用した場合でも、リード線５が薄膜太陽電池モジュールＭの見栄えを損なう心配は非常に少ない。

また、封止シート２の材料としてアイオノマー樹脂を用いているので、ラミネート工程で加熱、加圧したときにもリード線５が封止シート２の中に潜り込み難く、それ自体は絶縁被覆されていないリード線５を使用しても、発電部１０との絶縁性能は十分に確保できる。封止シート２の上には同じ材料の封止シート３を重ね合わせて融着し、一体化させているので、リード線５をより確実に保護できる。

さらに、前記の薄膜太陽電池モジュールＭの製造工程では、リード線５の一端部５ｂをバスバー１８の一端部１８ａに接着する際に、予め封止シート２に形成してある矩形片部２ａをバスバー１８の延びる方向に捲り上げて、バスバー１８の一端部１８ａを大きく露出させることができるので、ここにリード線５の一端部５ｂを容易に接着することができる。

そうして捲り上げた矩形片部２ａを元に戻し、バスバー１８とリード線５との接着部位を被覆すれば、封止材料の充填不足による気泡の発生などの不具合を防止する上で有利になる。なお、矩形片部２ａを捲り上げるのではなく、これに相当する大きさの開口を形成しておいて、後から封止シート２と同じ材料の別部材で蓋をすることも考えられるが、こうすると部品点数が増加するきらいがあるので、本実施形態の方が好ましい。

さらにまた、前記の実施形態では、絶縁被覆のない帯状の裸導体をリード線５とし、これを途中で折り返してＬ字状にしているので、例えば２つの帯状の裸導体をＬ字状に配置して接合するのに比べると、コストおよび信頼性の両面において優れている。

ところで、前記の実施形態では、リード線５を太陽電池モジュールＭの縁部に配置して、太陽電池モジュールＭの端面Ｍ１から横方向に取り出す構成としている。この場合、前記の製造方法では、表面電極層１２および裏面電極層１４の形成時、透明導電膜を形成するための導電材料Ｃが受光面側である透光性絶縁基板１１の端面に回り込んで付着している場合がある。そのため、図９に示すように、薄膜太陽電池モジュールＭの端面Ｍ１から延出された出力リード部５ｃを透光性絶縁基板１１側に折り曲げて配置した場合、端面Ｍ１に回り込んで付着した導電材料Ｃに出力リード部５ｃが接触し、絶縁不良となる可能性がある。そこで、本発明では、前記構成の太陽電池モジュールＭにおいて、出力リード部５ｃが延出された端面部分にさらなる工夫を凝らしている。これを他の実施形態とてし以下に説明する。

＜他の実施形態＞
図１０は、本実施形態に係る薄膜太陽電池モジュールＭの構造を示す分解斜視図、図１１は、薄膜太陽電池モジュールＭの出力リード部５ｃが延出された端面部分の拡大断面図である。図１０に示す薄膜太陽電池モジュールＭと図１に示す薄膜太陽電池モジュールＭとの違いは、封止シート２，３部分のみであるので、図１に示す薄膜太陽電池モジュールＭの構成と同様の構成部材には同符号を付して説明を省略する。

本実施形態では、リード線の封止部材からの取り出し部分に対応する透光性絶縁基板の端面の一部が、封止材で覆われた構成としている。

より具体的に説明すると、本実施形態では、出力リード部５ｃが延出される透光性絶縁基板１１，４の一端縁部の端面（外周端面）１１ａ，４ａに、封止シート２，３の一部を介在させてるようにしている。そのため、本実施形態では、封止シート２，３の縁部であって、出力リード部５ｃが延出された部分に対応する部分に、凸部を設けた構成としている。すなわち、図１０に示すように、封止シート２，３のそれぞれにおいて、出力リード部５ｃが延出される長手方向の一端縁部（周縁部）には、それぞれの端面に沿って帯状の凸片部２ｃ，３ｃが形成されており、封止シート２、３が透光性絶縁基板１１，４の間に挟み込まれた状態で、この透光性絶縁基板１１，４の一端縁部（周縁部）からはみ出すようになっている。

そして、図１１に示すように、封止シート２の凸片部２ｃが下向きに折り曲げられて、透光性絶縁基板１１の外周端面１１ａに重ね合わされる一方、封止シート３の凸片部３ｃは上向きに折り曲げられて、透光性絶縁基板４の外周端面４ａに重ね合わされ、これらの凸片部２ｃ，３ｃ（即ち封止シート２、３のはみ出し部分）を間に挟んで、透光性絶縁基板１１，４の外周端面に図示しない端子ボックスが接合される構成としている。

すなわち、封止シート２，３の凸片部２ｃ，３ｃは、前記で説明したように、太陽電池モジュールＭのラミネート工程において所定以上の温度状態で加圧されることにより半溶融状態になって流動し、透光性絶縁基板１１，４の外周端面１１ａ，４ａに融着することで形成することができる。

ただし、封止シート２，３に形成される凸片部２ｃ，３ｃは、最初からＬ字状に屈曲形成されていてもよい。この場合には、封止シート２，３を発電部１０上に被覆した段階で、凸片部２ｃ，３ｃが透光性絶縁基板１１，４の外周端面１１ａ，４ａに沿った形で配置される。従って、この状態でラミネート工程を実施すれば、凸片部２ｃ，３ｃをより確実に透光性絶縁基板１１，４の外周端面１１ａ，４ａに密着させることができる。

すなわち、本実施形態は、封止シート（封止材）２，３の一部が透光性絶縁基板１１，４の周縁部からはみ出しており、このはみ出し部分が透光性絶縁基板１１，４の端面を覆う構成としている。

なお、本実施形態では、封止シート２，３の両方に凸片部２ｃ，３ｃを設けているが、少なくとも封止シート２の一端縁部に凸片部２ｃを形成しておけばよく、もう一方の封止シート３の凸片部３ｃは省略することが可能である。

＜他の実施形態の作用効果＞
以上、説明した他の実施形態の薄膜太陽電池モジュールＭによれば、薄膜太陽電池モジュールＭの端面から延出された出力リード部５ｃを透光性絶縁基板１１側に折り曲げた場合でも、透光性絶縁基板１１の外周端面１１ａに回り込んで付着した導電材料Ｃの表面を封止シート２の凸片部２ｃが覆っているので、出力リード部５ｃが導電材料Ｃに直接接触することはなく、絶縁不良も発生しない。すなわち、本実施形態の封止シート構造とすることによって、薄膜太陽電池モジュールＭの端面、より具体的には透光性絶縁基板１１の外周端面１１ａの絶縁性が確保されることになる。

＜さらに他の実施形態＞
図１２は、本実施形態に係る薄膜太陽電池モジュールＭの構造を示す分解斜視図、図１３は、薄膜太陽電池モジュールＭの出力リード部５ｃが延出された端面部分の拡大断面図である。図１２に示す薄膜太陽電池モジュールＭと図１に示す薄膜太陽電池モジュールＭとの違いは、出力リード部５ｃ部分のみであるので、図１に示す薄膜太陽電池モジュールＭの構成と同様の構成部材には同符号を付して説明を省略する。

本実施形態では、リード線の封止部材からの取り出し部分に絶縁部材を備えた構成としている。

より具体的に説明すると、本実施形態では、リード線５の折り返し部５ａより先端側の出力リード部５ｃを絶縁部材６で被覆した構成としている。

すなわち、出力リード部５ｃを、裸導体ではなく、シート状の絶縁部材（絶縁フィルム）６による片面または両面被覆のリード線とする。絶縁部材（絶縁フィルム）６としては、封止材と相性の良いフィルムが好ましく、なかでもＰＥＴフィルムやフッ素樹脂フィルムなどが好適である。なお、本実施形態では、両面被覆のリード線としている。また、片面被覆の場合には、出力リード部５ｃの透光性絶縁基板１１側の面を絶縁部材（絶縁フィルム）６で被覆する。

＜さらに他の実施形態の作用効果＞
以上、説明したさらに他の実施形態の薄膜太陽電池モジュールＭによれば、薄膜太陽電池モジュールＭの端面Ｍ１から延出された出力リード部５ｃを透光性絶縁基板１１側に折り曲げた場合でも、出力リード部５ｃが絶縁部材（絶縁フィルム）６で被覆されているので、透光性絶縁基板１１の外周端面１１ａに回り込んで付着した導電材料Ｃの表面と直接接触することはなく、絶縁不良も発生しない。すなわち、本実施形態の出力リード部の構造とすることによって、薄膜太陽電池モジュールＭの端面Ｍ１、より具体的には透光性絶縁基板１１の外周端面１１ａの絶縁性が確保されることになる。

以上、説明した各実施形態は、本発明をシースルータイプの薄膜太陽電池モジュールＭとして具現化した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、シースルータイプ以外の薄膜太陽電池モジュールにも適用可能である。また、前記の実施形態における発電部１０の構成なども単なる例示に過ぎず、本発明を限定するものではない。

また、前記の各実施形態では、帯状の裸導体を途中で折り返してＬ字状のリード線５を形成しているが、これはＬ字状でなくてもよいし、表裏が重なるように折り返すのではなく、単に折り曲げるだけでもよい。さらに、それ自体に絶縁被覆の施されていないリード線５にも限定されず、絶縁被覆の施されたリード線を用いてもよい。

また、封止シート２上のリード線５の配設場所や配設方向も前記の実施形態には限定されず、例えばリード線５をシースルーライン１９とは直交する発電部１０の長手方向の周縁に沿うように配設してもよいし、リード線５を発電部１０の中央付近に配設してもよい。

また、前記の各実施形態では、封止シート２においてバスバー１８の一端部１８ａに対応する隅部に矩形片部２ａを設定し、これをバスバー１８の延びる方向に捲り上げることができるようにＵ字状のスリット２ｂを形成しているが、これに限定されるものではない。

例えば、他の例として図８に示すように、封止シート２の隅部にその一端縁に達する直線状のスリット２ｂを形成しておき、このスリット２ｂに沿って封止シート２の隅部（矩形片部２ａに相当）全体を捲り上げるようにしてもよい。このように、スリットを封止シートの一端縁に達するように形成することで、その後のラミネート工程において真空時の空気の逃げ道が形成されるので、封止シート内部での空隙の発生をより抑性できる効果がある。

或いは、図示はしないが、封止シート２の隅部に形成したスリットにリード線５を挿通した後に、その隅部を斜めに捲り上げてリード線５の一端部５ｂをバスバー１８の一端部１８ａに接着するようにしてもよい。

また、封止シート２，３の樹脂材料もアイオノマー樹脂には限定されず、絶縁性を有する熱可塑性樹脂材料であれば、例えば一般的なＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）やＰＶＢ（ポリビニルブチラール）などを用いてもよい。封止シート２をアイオノマー樹脂によって形成し、封止シート３はＥＶＡなど別な材料で形成してもよい。

また、見方を変えると、本発明は、透光性絶縁基板１１上に薄膜状の発電部１０を設けてなる薄膜太陽電池モジュールＭの製造方法を対象とすることもできる。この方法では、上記したように、発電部１０をほぼ全面に亘って、絶縁性を有する封止シート２，３によって被覆するとともに、封止シート２上に発電部１０と絶縁されるようにリード線５を配設し、その一端部を封止シート２に形成したスリット２ｂに挿通して、発電部１０の出力取出し用電極部であるバスバー１８に接続することで、薄膜太陽電池モジュールＭを製造することができる。

本発明に係る薄膜太陽電池モジュールは裏面からの見栄えが向上し、特に発電部を表から裏に光が透過するようにしたシースルータイプのものに適用して高い効果を奏する。

Ｍ 薄膜太陽電池モジュール
Ｍ１ 端面
１ セル基板
２ 封止シート（シート状の封止材）
２ａ 矩形片部（捲り上げる所定の部分）
２ｂ スリット
２ｃ 凸片部
３ 封止シート（別のシート状の封止材）
３ｃ 凸片部
４ 透光性絶縁基板
４ａ 外周端面
５ リード線
５ａ 折り返し部
５ｂ リード線の一端部
５ｃ 出力リード部
６ 絶縁部材（絶縁フィルム）
１０ 発電部
１１ 透光性絶縁基板
１１ａ 外周端面
１２ 表面電極層
１３ 光電変換層
１４ 裏面電極層
１４ａ 左端の裏面電極層（正の集電電極部）
１４ｂ 右端の裏面電極層（負の集電電極部）
１５ 第１の分離ライン
１６ コンタクトライン
１７ 第２の分離ライン
１８ バスバー
１８ａ バスバーの一端部（出力取出し用電極部）
１９ シースルーライン（発電部の溝部）
Ｃ 導電材料

Claims (5)

1. 透光性絶縁基板上に薄膜状の発電部が設けられた薄膜太陽電池モジュールであって、
   前記発電部がほぼ全面に亘って、絶縁性を有するシート状の封止材によって被覆されており、
   前記封止材上に配設されたリード線の一端部が、当該封止材の所定箇所を貫通して前記発電部の出力取出し用電極部に接続されている、ことを特徴とする薄膜太陽電池モジュール。
2. 請求項１に記載の薄膜太陽電池モジュールにおいて、
   前記リード線が帯状の裸導体からなる、薄膜太陽電池モジュール。
3. 請求項１または２に記載の薄膜太陽電池モジュールにおいて、
   前記リード線の前記封止部材からの取り出し部分に対応する前記透光性絶縁基板の端面の一部が前記封止材で覆われている、薄膜太陽電池モジュール。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の薄膜太陽電池モジュールであって、
   前記リード線の前記封止部材からの取り出し部分に絶縁部材を備える、薄膜太陽電池モジュール。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の薄膜太陽電池モジュールにおいて、
   前記リード線は、途中で折り曲げてなる、薄膜太陽電池モジュール。

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