JP2014154674A - 太陽電池モジュールおよび太陽光発電システム - Google Patents
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Abstract
【課題】太陽電池モジュールにおける異常の発生を容易かつ安価に認識することができる太陽電池モジュールを得ること。
【解決手段】同一平面上において隙間領域を有して配列された複数の太陽電池セルが、受光面側保護材と裏面側保護材３２との間に配置された太陽電池モジュール１００であって、前記裏面側保護材３２の非受光面側の外表面に、既定の変温温度への温度上昇により変色するとともに前記変温温度から温度下降しても変色状態が維持されて前記既定の変温温度への温度上昇を示す不可逆性示温材４１が配置されている。
【選択図】図１−２
【解決手段】同一平面上において隙間領域を有して配列された複数の太陽電池セルが、受光面側保護材と裏面側保護材３２との間に配置された太陽電池モジュール１００であって、前記裏面側保護材３２の非受光面側の外表面に、既定の変温温度への温度上昇により変色するとともに前記変温温度から温度下降しても変色状態が維持されて前記既定の変温温度への温度上昇を示す不可逆性示温材４１が配置されている。
【選択図】図１−２
Description
本発明は、太陽電池モジュールおよび太陽光発電システムに関する。
メガソーラー等の大規模な太陽光発電システムでは、極めて多数の太陽電池モジュールを直列または並列に接続することにより、システムとしての所望の電力を得ている。また、太陽電池モジュールは、極めて多数の太陽電池セルを直列または並列に接続することにより、モジュールとしての所望の電力を得ている。
しかしながら、太陽電池モジュールにおいてモジュールを構成する太陽電池セルの異常や、太陽電池セルを直列に接続する半田メッキ銅線の断線が発生した場合は、直列に接続された一連の太陽電池モジュールのモジュール出力が低下するおそれがある。この場合は太陽電池モジュールを交換することが望ましいが、異常によっては目視では判断できないことが多く、異常の可能性があるものを全て調査する必要があり、作業およびコストの負担が大きかった。
特許文献１では、太陽電池モジュール異常監視手段が出力電圧の変化を検出して、太陽電池モジュールにおける異常の発生を判定している。しかし、この方法では、計器等が必要となる。このため、異常が発生した太陽電池モジュールをより容易かつ安価に認識することができる方法が切望されている。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、太陽電池モジュールにおける異常の発生を容易かつ安価に認識することができる太陽電池モジュールおよび太陽光発電システムを得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる太陽電池モジュールは、同一平面上において隙間領域を有して配列された複数の太陽電池セルが、受光面側保護材と裏面側保護材との間に配置された太陽電池モジュールであって、前記裏面側保護材の非受光面側の外表面に、既定の変温温度への温度上昇により変色するとともに前記変温温度から温度下降しても変色状態が維持されて前記既定の変温温度への温度上昇を示す不可逆性示温材が配置されていること、を特徴とする。
本発明によれば、太陽電池モジュールにおける異常の発生を容易かつ安価に認識することができる、という効果を奏する。
以下に、本発明にかかる太陽電池モジュールおよび太陽光発電システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。また、平面図であっても、図面を見易くするためにハッチングを付す場合がある。
実施の形態１．
図１−１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００を受光面側から見た平面図である。図１−２は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００を非受光面側（裏面側）から見た平面図である。図１−３は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００を非受光面側（裏面側）から裏面側保護材３２を透視して不可逆性示温材４１と太陽電池セル１０との位置に注目して示した透視図である。図１−４は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００の構成を示す要部断面図であり、図１−１におけるＡ−Ａ断面図である。
図１−１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００を受光面側から見た平面図である。図１−２は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００を非受光面側（裏面側）から見た平面図である。図１−３は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００を非受光面側（裏面側）から裏面側保護材３２を透視して不可逆性示温材４１と太陽電池セル１０との位置に注目して示した透視図である。図１−４は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００の構成を示す要部断面図であり、図１−１におけるＡ−Ａ断面図である。
実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００は、複数の結晶系太陽電池セル１０（以下、太陽電池セル１０と呼ぶ）が接続配線３４によって電気的に直列配線接続された太陽電池ストリング２０、受光面側保護材３１、裏面側保護材３２および封止材３３を含んで構成されている。そして、太陽電池ストリング２０が、太陽電池モジュール１００の表面側（受光面側）に配置された受光面側保護材３１と太陽電池モジュール１００の受光面と反対側（裏面側）に配置された裏面側保護材３２との間に狭持された封止材３３の中に封止されている。この太陽電池モジュール１００では、受光面側保護材３１側から光Ｌが入射する。また、太陽電池モジュール１００の外周部にはフレーム３６が配置されている。
受光面側保護材３１は、透光性を有する材料からなり、太陽電池ストリング２０において太陽光を受光する受光面側に配置されて太陽電池ストリング２０の受光面側を保護する。受光面側保護材３１の材料としては、たとえばガラスまたは透光性プラスチックが用いられる。裏面側保護材３２は、太陽電池ストリング２０の受光面と反対側の非受光面（裏面）側に配置されて、太陽電池ストリング２０の裏面側を保護する。裏面側保護材３２の材料としては、たとえばＰＥＴなどの透明フィルムまたはＡｌ箔をサンドイッチした積層フィルムなどが用いられる。裏面側保護材３２においては、透光性の有無は特に問わない。
封止材３３は、太陽電池ストリング２０と受光面側保護材３１との間、および太陽電池ストリング２０と裏面側保護材３２との間に配置される。封止材３３の材料としては、たとえばＥＶＡ、シリコーン、ウレタンなどの透光性を有する樹脂が用いられる。
つぎに、太陽電池ストリング２０の構成について説明する。太陽電池ストリング２０は、所定の配列方向に配列された複数の太陽電池セル１０と、接続配線３４とを有する。複数の太陽電池セル１０は、所定の配列方向において所定の距離だけ離間して略同一平面上に規則的に配列されている。そして、隣接する２つの太陽電池セル１０同士は、接続配線３４によって電気的に直列に接続されている。実施の形態１では、１０個の太陽電池セルが電気的に直列に接続された５本の太陽電池ストリング２０がさらに電気的に直列配線接続されて、１つの長い太陽電池ストリングが構成されている。
つぎに、太陽電池セル１０の構成について説明する。図２−１は、実施の形態１にかかる太陽電池セル１０を受光面側から見た平面図である。図２−２は、実施の形態１にかかる太陽電池セル１０を非受光面側（裏面側）から見た平面図である。図２−３は、実施の形態１にかかる太陽電池セル１０の構成を示す要部断面図であり、図２−１におけるＢ−Ｂ断面図である。
太陽電池セル１０としては、スーパーストレートタイプの代表的なものである片面発電型の結晶系太陽電池セルを用いることができる。太陽電池セル１０は、光電変換機能を有する太陽電池基板であってｐｎ接合を有する半導体基板７の受光面側に、たとえばシリコン窒化膜よりなる反射防止膜３が形成されている。半導体基板７は、たとえばｐ型シリコンからなる半導体基板１の受光面側に、リン拡散によって不純物拡散層（ｎ型不純物拡散層）２が形成されている。半導体基板７の受光面側および裏面側には、接続配線３４との接合用の接続電極として受光面バス電極５２および裏面バス電極６２が形成されている。この太陽電池セル１０では、反射防止膜３側から光Ｌが入射する。
半導体基板７の受光面側には、銀、ガラスを含む電極材料が焼成されて形成される櫛型を呈する受光面電極５が、反射防止膜３を突き抜けて不純物拡散層（ｎ型不純物拡散層）２に電気的に接続して設けられている。受光面電極５としては、半導体基板７から光生成キャリアを集電する長尺細長の受光面グリッド電極５１が、半導体基板７の受光面の面内方向において複数並べて設けられている。また、この受光面グリッド電極５１と導通して該受光面グリッド電極５１から光生成キャリアを集電する受光面バス電極５２が、半導体基板７の受光面の面内方向において該受光面グリッド電極５１と略直交するように設けられている。受光面グリッド電極５１および受光面バス電極５２は、それぞれ底面部において不純物拡散層２に電気的に接続している。
受光面グリッド電極５１の電極幅は、半導体基板７の受光領域を大きくするため、たとえば数十μｍと狭く設定される。受光面バス電極５２の電極幅は、たとえば１ｍｍ〜２ｍｍ程度とされる。
一方、半導体基板７の非受光面側（裏面側）には、全体にわたって絶縁膜である裏面絶縁膜４が設けられている。半導体基板７の裏面には裏面絶縁膜４を設けることにより、シリコン基板の裏面の欠陥を不活性化させることができる。裏面絶縁膜４には、シリコン窒化膜やシリコン酸化膜が用いられる。
また、半導体基板７の非受光面側（裏面側）には、銀またはアルミニウムと、ガラスとを含む電極材料が焼成されて形成される櫛型を呈する裏面電極６が、裏面絶縁膜４を突き抜けて半導体基板１に電気的に接続して設けられている。裏面電極６としては、受光面電極５と同様に、半導体基板７から光生成キャリアを集電する長尺細長の裏面グリッド電極６１が、半導体基板７の非受光面（裏面）の面内方向において複数並べて設けられている。また、この裏面グリッド電極６１と導通して該裏面グリッド電極６１から光生成キャリアを集電する裏面バス電極６２が、半導体基板７の非受光面（裏面）の面内方向において該裏面グリッド電極６１と略直交するように設けられている。裏面グリッド電極６１および裏面バス電極６２は、それぞれ底面部において半導体基板７に電気的に接続している。なお、裏面グリッド電極６１がアルミニウム、ガラスを含む電極材料が焼成されて形成され、裏面バス電極６２が銀、ガラスを含む電極材料が焼成されて形成される（焼成電極）。
接続配線３４は、導電性材料からなり、一つの太陽電池セル１０の受光面上に形成された受光面バス電極５２と、この太陽電池セル１０に隣接する他の太陽電池セル１０の裏面に形成される裏面バス電極６２とに半田により接合されて、隣接する太陽電池セル１０同士を電気的に直列に接続する。接続配線３４としては、たとえば銅などの良導体または銅に半田をコートした半田付き銅線（タブ線）を用いることができる。
また、裏面側保護材３２における非受光面側の表面（外表面）には、太陽電池モジュール１００の電力を取り出すための出力取出し部（端子ボックス）３５が設けられている。出力取出し部３５としては、太陽電池ストリング２０における両端の太陽電池セル１０のうち一端側の太陽電池セル１０の受光面バス電極５２に電気的に接続する出力取出し部（端子ボックス）３５と、太陽電池ストリング２０における両端の太陽電池セル１０のうち他端側の太陽電池セル１０の裏面バス電極６２に電気的に接続する出力取出し部（端子ボックス）３５と、の２つ出力取出し部３５が裏面側保護材３２における非受光面側の表面（外表面）に配置されている。
また、出力取出し部には、複数の太陽電池モジュール１００を電気的に直列または並列に接続して構成された太陽光発電システムにおいて特定の太陽電池モジュール１００に電流が流れなくなった時に、該太陽電池モジュール１００のみ電流をバイパスして流すためのバイパスダイオード（図示せず）が設けられている。
そして、実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００においては、裏面側保護材３２における非受光面側の表面（外表面）上において、太陽電池ストリング２０における太陽電池セル１０の直列接続方向において隣接する２つの太陽電池セル１０の間のセル間領域（隙間領域）に対応する領域に、たとえば１５０℃で変色する不可逆性示温材４１が配置されている。不可逆性示温材４１は、特定温度からの温度上昇で変色し、再び温度下降しても元の色に戻らない材料であり、温度履歴を確認することができる。すなわち、不可逆性示温材４１は、既定の変温温度への温度上昇により変色するとともに、該既定の変温温度から温度下降しても変色状態が維持されて、既定の変温温度への温度上昇変温履歴を示すことができる。
太陽電池モジュール１００においては、太陽電池ストリング２０における太陽電池セル１０の直列接続方向において隣接する２つの太陽電池セル１０の間には、一方の太陽電池セル１０の受光面バス電極５２と、他方の太陽電池セル１０の裏面バス電極６２とを電気的に直列に配線接合する接続配線３４が配置されている。接続配線３４は、一方の太陽電池セル１０の受光面バス電極５２と他方の太陽電池セル１０の裏面バス電極６２とを接合するために、２つの太陽電池セル１０の間のセル間領域において太陽電池セル１０の厚み方向に屈曲して、セル間領域（隙間領域）をまたいで配線されている。
太陽電池モジュール１００が長期間使用されると、温度変動による経年劣化により、接続配線３４の断線による故障が発生する危険性がある。すなわち、太陽電池モジュール１００は屋外に設置されるため、太陽電池モジュール１００の温度は循環的に変化し、接続配線３４は膨張、収縮を繰り返す。これにより、特に、屈曲して太陽電池セル１０の間のセル間領域に配置されている接続配線３４が金属疲労を起こし、最終的には破断する危険性がある。
そして、接続配線３４の断線による故障が発生する際には、接続配線３４の断線の直前で該接続配線３４の抵抗が高くなり、発熱して１５０℃程度まで温度が上昇することが発明者の研究によりわかっている。ここで、たとえば接続配線３４が銅からなる場合には、断線時の温度上昇により接続配線３４の温度が１５０℃程度まで上昇することがわかっている。
そこで、太陽電池モジュール１００においては、裏面側保護材３２における非受光面側の表面（外表面）上において、接続配線３４が屈曲して配置されているセル間領域に対応する領域に、たとえば１５０℃で変色する不可逆性示温材４１が配置されている。ここで、セル間領域に屈曲して配置された接続配線３４の断線不良が発生した場合には、断線時の温度上昇により不可逆性示温材４１の温度が該不可逆性示温材４１の変温温度、たとえば接続配線３４が銅からなる場合１５０℃程度まで上昇して不可逆性示温材４１が変色する。したがって、不可逆性示温材４１の変色の有無を確認することにより、太陽電池モジュール１００における異常箇所を外部から目視で容易に且つ確実に確認することが可能となる。また、外部から目視で太陽電池モジュール１００の異常を確認できるため、作業およびコストの負担が非常に少ない。
なお、不可逆性示温材４１の変温温度は、接続配線３４の断線時の上昇温度により選択されればよい。
つぎに、上記のように構成された実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００の製造方法の一例について説明する。まず、公知の方法により複数の太陽電池セル１０を作製する。そして、接続配線３４によって複数の太陽電池セル１０を電気的に直列接続することで太陽電池ストリング２０を作製する。
つぎに、封止材３３を介して裏面側保護材３２上に太陽電池ストリング２０を設置する。つぎに、封止材３３を介して太陽電池ストリング２０上に受光面側保護材３１を配置し、これらを例えば真空中で加熱プレスする。これにより、上記の各部材がラミネートされて一体化する。続いて、フレーム３６および出力取出し部（端子ボックス）３５を取り付ける。
最後に、裏面側保護材３２における非受光面側の表面（外表面）上において、接続配線３４が屈曲して配置されているセル間領域に対応する領域に不可逆性示温材４１をたとえば塗布法により配置する。これにより、実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００が得られる。なお、上記の工程順序は、特に品質等の問題が生じない限り、適宜変更可能である。
上述したように、実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００においては、裏面側保護材３２における非受光面側の表面（外表面）上において、接続配線３４が屈曲して配置されているセル間領域に対応する領域に、たとえば１５０℃で変色する不可逆性示温材４１が配置されている。これにより、太陽電池モジュール１００においては、不可逆性示温材４１の変色の有無を確認することにより、セル間領域に屈曲して配置された接続配線３４の断線不良が発生した場合に、太陽電池モジュール１００における異常箇所を外部から目視で容易に且つ確実に確認することが可能となる。また、外部から目視で太陽電池モジュール１００の異常を確認できるため、作業およびコストの負担が非常に小さくなる。
実施の形態２．
図３−１は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池モジュール２００を非受光面側（裏面側）から見た平面図である。図３−２は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池モジュール２００を非受光面側（裏面側）から裏面側保護材３２を透視して不可逆性示温材４１と太陽電池セル１０との位置に注目して示した透視図である。なお、実施の形態２にかかる太陽電池モジュール２００の構成は、非受光面側（裏面側）における不可逆性示温材４１の配置位置以外は、実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００と同じである。
図３−１は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池モジュール２００を非受光面側（裏面側）から見た平面図である。図３−２は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池モジュール２００を非受光面側（裏面側）から裏面側保護材３２を透視して不可逆性示温材４１と太陽電池セル１０との位置に注目して示した透視図である。なお、実施の形態２にかかる太陽電池モジュール２００の構成は、非受光面側（裏面側）における不可逆性示温材４１の配置位置以外は、実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００と同じである。
実施の形態２にかかる太陽電池モジュール２００においては、裏面側保護材３２における非受光面側の表面（外表面）上において、太陽電池セル１０に対応する領域に、たとえば１５０℃で変色する不可逆性示温材４１が配置されている。
太陽電池モジュール２００においては、太陽電池ストリング２０における太陽電池セル１０の直列接続方向において隣接する２つの太陽電池セル１０の間には、一方の太陽電池セル１０の受光面バス電極５２と、他方の太陽電池セル１０の裏面バス電極６２とを電気的に直列に配線接合する接続配線３４が配置されている。そして、太陽電池セル１０の裏面バス電極６２と接続配線３４とは半田により電気的に接合されている。また、太陽電池セル１０の裏面バス電極６２と半導体基板７とは裏面バス電極６２形成の焼成により電気的に接合されている。
太陽電池モジュール２００が長期間使用されると、温度変動による経年劣化により、接続配線３４と裏面バス電極６２との接合箇所および裏面バス電極６２と半導体基板７との接合箇所には、物理的および電気的に接合が外れる故障が発生する危険性がある。すなわち、太陽電池モジュール２００は屋外に設置されるため、太陽電池モジュール２００の温度は循環的に変化し、接続配線３４は膨張、収縮を繰り返す。これにより、接続配線３４と裏面バス電極６２との接合箇所および裏面バス電極６２と半導体基板７との接合箇所の少なくとも一方において、物理的および電気的接合が外れる接合不良による故障が発生する危険性がある。
そして、このような接合不良による故障が発生する際には、故障の発生の直前で接続配線３４の抵抗が高くなり、該接続配線３４が発熱して１５０℃程度まで温度が上昇することが発明者の研究によりわっている。ここで、たとえば接続配線３４が銅からなる場合には、断線時の温度上昇により接続配線３４の温度が１５０℃程度まで上昇することがわかっている。
そこで、太陽電池モジュール２００においては、裏面側保護材３２における非受光面側の表面（外表面）上において、太陽電池セル１０に対応する領域に、たとえば１５０℃で変色する不可逆性示温材４１が配置されている。ここで、接続配線３４と裏面バス電極６２との接合箇所および裏面バス電極６２と半導体基板７との接合箇所の少なくとも一方において接合不良による故障が発生した場合には、接合不良発生時の接続配線３４の温度上昇により不可逆性示温材４１の温度が該不可逆性示温材４１の変温温度、たとえば接続配線３４が銅からなる場合は１５０℃程度まで上昇して不可逆性示温材４１が変色する。これにより、太陽電池モジュール２００においては、不可逆性示温材４１の変色の有無を確認することにより、太陽電池セル１０の非受光面側（裏面側）において接合不良が発生した場合に、太陽電池モジュール２００における異常箇所を外部から目視で容易に且つ確実に確認することが可能となる。また、外部から目視で太陽電池モジュール２００の異常を確認できるため、作業およびコストの負担が非常に小さくなる。
実施の形態３．
図４−１は、本発明の実施の形態３にかかる太陽電池モジュール３００を非受光面側（裏面側）から見た平面図である。図４−２は、本発明の実施の形態３にかかる太陽電池モジュール３００を非受光面側（裏面側）から裏面側保護材３２を透視して不可逆性示温材４１と太陽電池セル１０との位置に注目して示した透視図である。なお、実施の形態３にかかる太陽電池モジュール３００の構成は、非受光面側（裏面側）における不可逆性示温材４１の配置位置以外は、実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００と同じである。
図４−１は、本発明の実施の形態３にかかる太陽電池モジュール３００を非受光面側（裏面側）から見た平面図である。図４−２は、本発明の実施の形態３にかかる太陽電池モジュール３００を非受光面側（裏面側）から裏面側保護材３２を透視して不可逆性示温材４１と太陽電池セル１０との位置に注目して示した透視図である。なお、実施の形態３にかかる太陽電池モジュール３００の構成は、非受光面側（裏面側）における不可逆性示温材４１の配置位置以外は、実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００と同じである。
実施の形態３にかかる太陽電池モジュール３００においては、裏面側保護材３２における非受光面側の表面（外表面）の全面に、たとえば１５０℃で変色する不可逆性示温材４１が配置されている。すなわち、太陽電池モジュール３００は、実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００と実施の形態２にかかる太陽電池モジュール２００とを組み合わせた構成を含んでいる。
このような実施の形態３にかかる太陽電池モジュール３００においては、裏面側保護材３２における非受光面側の表面（外表面）上において、接続配線３４が屈曲して配置されているセル間領域に対応する領域に、たとえば１５０℃で変色する不可逆性示温材４１が配置されている。これにより、太陽電池モジュール３００においては、不可逆性示温材４１の変色の有無を確認することにより、セル間領域に屈曲して配置された接続配線３４の断線不良が発生した場合に、太陽電池モジュール３００における異常箇所を外部から目視で容易に且つ確実に確認することが可能となる。
また、実施の形態３にかかる太陽電池モジュール３００においては、裏面側保護材３２における非受光面側の表面（外表面）上において、太陽電池セル１０に対応する領域に、たとえば１５０℃で変色する不可逆性示温材４１が配置されている。これにより、太陽電池モジュール３００においては、不可逆性示温材４１の変色の有無を確認することにより、太陽電池セル１０の非受光面側（裏面側）において接合不良が発生した場合に、太陽電池モジュール３００における異常箇所を外部から目視で容易に且つ確実に確認することが可能となる。
実施の形態４．
図５は、本発明の実施の形態４にかかる太陽電池モジュール４００を非受光面側（裏面側）から見た平面図である。なお、実施の形態４にかかる太陽電池モジュール４００の構成は、非受光面側（裏面側）における不可逆性示温材の配置位置以外は、実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００と同じである。
図５は、本発明の実施の形態４にかかる太陽電池モジュール４００を非受光面側（裏面側）から見た平面図である。なお、実施の形態４にかかる太陽電池モジュール４００の構成は、非受光面側（裏面側）における不可逆性示温材の配置位置以外は、実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００と同じである。
実施の形態４にかかる太陽電池モジュール４００においては、裏面側保護材３２における非受光面側の表面（外表面）上において、出力取出し部３５の周辺領域に、たとえば１００℃で変色する不可逆性示温材４２が配置されている。
上述したように、出力取出し部３５にはバイパスダイオードが設けられている。バイパスダイオードは、雲の影や木の影等で一時的に一部の太陽電池モジュール１００のみが発電できなくなった場合に、発電できない間のみ、該発電できない太陽電池モジュール１００を電流をバイパスして他の太陽電池モジュール１００に流すための部品である。このため、太陽電池モジュール１００が正常に発電している状態では、バイパスダイオードには電流が流れない。したがって、通常、バイパスダイオードには、断続的にしか電流は流れない。
しかしながら、実施の形態１および実施の形態２において説明した断線不良や接合不良による故障等による太陽電池モジュール４００の異常が発生すると、該太陽電池モジュール４００では連続的にバイパスダイオードに電流が流れることになる。
そして、このように連続的にバイパスダイオードに電流が流れることでバイパスダイオードが発熱して１００℃程度まで温度が上昇することが発明者の研究により判っている。
そこで、太陽電池モジュール４００においては、裏面側保護材３２における非受光面側の表面（外表面）上において、出力取出し部３５の周辺領域に、たとえば１００℃で変色する不可逆性示温材４２が配置されている。ここで、連続的にバイパスダイオードに電流が流れることによりバイパスダイオードが破壊される場合には、バイパスダイオードの温度上昇により不可逆性示温材４２の温度が該不可逆性示温材４２の変温温度、たとえば１００℃程度まで上昇して不可逆性示温材４２が変色する。
これにより、太陽電池モジュール４００においては、不可逆性示温材４２の変色の有無を確認することにより、バイパスダイオードが破壊されたことを外部から目視で容易に且つ確実に確認することが可能となり、太陽電池モジュール４００において接続配線３４の断線不良や太陽電池セル１０の非受光面側（裏面側）における接合不良による故障等が生じていることを外部から目視で容易に且つ確実に確認することが可能となる。また、外部から目視で太陽電池モジュール４００の異常を確認できるため、作業およびコストの負担が非常に小さくなる。
実施の形態５．
図６は、本発明の実施の形態５にかかる太陽電池モジュール５００を非受光面側（裏面側）から見た平面図である。なお、実施の形態５にかかる太陽電池モジュール５００の構成は、非受光面側（裏面側）における不可逆性示温材の配置位置以外は、実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００と同じである。
図６は、本発明の実施の形態５にかかる太陽電池モジュール５００を非受光面側（裏面側）から見た平面図である。なお、実施の形態５にかかる太陽電池モジュール５００の構成は、非受光面側（裏面側）における不可逆性示温材の配置位置以外は、実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００と同じである。
実施の形態５にかかる太陽電池モジュール５００においては、裏面側保護材３２における非受光面側の表面（外表面）上において、出力取出し部３５の周辺領域にたとえば１００℃で変色する不可逆性示温材４２が配置されている。また、裏面側保護材３２における非受光面側の表面（外表面）上において、出力取出し部３５の周辺以外の全面に、すなわち１００℃で変色する不可逆性示温材４２が配置されていない領域の全面に、１５０℃で変色する不可逆性示温材４１が配置されている。したがって、太陽電池モジュール５００は、実施の形態３にかかる太陽電池モジュール３００と実施の形態４にかかる太陽電池モジュール４００とを組み合わせた構成を含んでいる。
このような実施の形態５にかかる太陽電池モジュール５００においては、裏面側保護材３２における非受光面側の表面（外表面）上において、接続配線３４が屈曲して配置されているセル間領域に対応する領域に、たとえば１５０℃で変色する不可逆性示温材４１が配置されている。これにより、太陽電池モジュール５００においては、不可逆性示温材４１の変色の有無を確認することにより、セル間領域に屈曲して配置された接続配線３４の断線不良が発生した場合に、太陽電池モジュール５００における異常箇所を外部から目視で容易に且つ確実に確認することが可能となる。
また、実施の形態５にかかる太陽電池モジュール５００においては、裏面側保護材３２における非受光面側の表面（外表面）上において、太陽電池セル１０に対応する領域に、たとえば１５０℃で変色する不可逆性示温材４１が配置されている。これにより、太陽電池モジュール５００においては、不可逆性示温材４１の変色の有無を確認することにより、太陽電池セル１０の非受光面側（裏面側）において接合不良が発生した場合に、太陽電池モジュール３００における異常箇所を外部から目視で容易に且つ確実に確認することが可能となる。
そして、実施の形態５にかかる太陽電池モジュール５００においては、裏面側保護材３２における非受光面側の表面上において、出力取出し部３５の周辺領域に、たとえば１００℃で変色する不可逆性示温材４２が配置されている。これにより、太陽電池モジュール５００においては、不可逆性示温材４２の変色の有無を確認することにより、バイパスダイオードが破壊されたことを外部から目視で容易に且つ確実に確認することが可能となり、太陽電池モジュール５００において接続配線３４の断線不良や太陽電池セル１０の非受光面側（裏面側）における接合不良による故障等が生じていることを外部から目視で容易に且つ確実に確認することが可能となる。
また、上述した実施の形態にかかる太陽電池モジュールを電気的に直列または並列に複数接続して構成された太陽光発電システムを構成することにより、異常が発生した太陽電池モジュール、太陽電池モジュールにおいて異常が発生した箇所を外部から目視で容易に且つ確実に確認することが可能となる。
以上のように、本発明にかかる太陽電池モジュールは、太陽電池モジュールにおける異常の発生を容易かつ安価に認識する管理に有用である。
１ 半導体基板、２ 不純物拡散層（ｎ型不純物拡散層）、３ 反射防止膜、４ 裏面絶縁膜、５ 受光面電極、５１ 受光面グリッド電極、５２ 受光面バス電極、６ 裏面電極、６１ 裏面グリッド電極、６２ 裏面バス電極、７ 半導体基板、１０ 結晶系太陽電池セル（太陽電池セル）、２０ 太陽電池ストリング、３１ 受光面側保護材、３２ 裏面側保護材、３３ 封止材、３３ 接続配線、３５ 出力取出し部（端子ボックス）、３６ フレーム、４１ 不可逆性示温材、４２ 不可逆性示温材、１００，２００，３００，４００，５００ 太陽電池モジュール、Ｌ 光。
Claims (8)
- 同一平面上において隙間領域を有して配列された複数の太陽電池セルが、受光面側保護材と裏面側保護材との間に配置された太陽電池モジュールであって、
前記裏面側保護材の非受光面側の外表面に、既定の変温温度への温度上昇により変色するとともに前記変温温度から温度下降しても変色状態が維持されて前記既定の変温温度への温度上昇を示す不可逆性示温材が配置されていること、
を特徴とする太陽電池モジュール。 - 前記隙間領域を介して隣接する２つの太陽電池セルのうち一方の太陽電池セルの受光面側の接続電極と、他方の太陽電池セルの非受光面側の接続電極とが、前記隙間領域において屈曲した導電性の接続配線により前記隙間領域をまたいで電気的に接続され、
前記不可逆性示温材が、前記裏面側保護材の非受光面側の外表面における、前記裏面側保護材の面方向において前記隙間領域に対応する領域に配置されていること、
を特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。 - 前記接続配線が銅からなり、
前記不可逆性示温材の変温温度が１５０℃であること、
を特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュール。 - 前記不可逆性示温材が、前記裏面側保護材の非受光面側の外表面における、前記裏面側保護材の面方向において前記太陽電池セルに対応する領域に配置されていること、
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の太陽電池モジュール。 - 前記太陽電池セルが、シリコン結晶太陽電池であり、
前記接続電極が、銀およびガラスを含む電極材料が焼成された焼成電極であり、
前記不可逆性示温材の変温温度が１５０℃であること、
を特徴とする請求項４に記載の太陽電池モジュール。 - 前記裏面側保護材の非受光面側の外表面に、前記太陽電池モジュールの出力を取り出すための出力取出し部を備え、
前記不可逆性示温材が、前記裏面側保護材の非受光面側の外表面における、前記出力取出し部の周辺領域に配置されていること、
を特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の太陽電池モジュール。 - 前記出力取出し部が、バイパスダイオードを備え、
前記不可逆性示温材の変温温度が１００℃であること、
を特徴とする請求項６に記載の太陽電池モジュール。 - 請求項１〜７のいずれか１つに記載の太陽電池モジュールの少なくとも２つ以上が電気的に直列または並列に接続されてなること、
を特徴とする太陽光発電システム。
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