JP2014212137A - 太陽電池モジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】太陽電池モジュールと外部との接続信頼性を向上する技術を提供する。【解決手段】本実施の形態に係る太陽電池モジュール１０は、受光側に配置された透光性部材１６と、透光性部材と対向するように設けられた裏面部材２６と、透光性部材１６と裏面部材２６との間に設けられている光起電力装置１２と、光起電力装置１２で生じた電気エネルギーを外部へ出力するインターコネクタ２２と、裏面部材２６の表面に設けられている固定部材１８と、を備えている。透光性部材１６は、受光面の外縁に、外部から光が入射する入射部を有し、裏面部材２６は、インターコネクタ２２の一部である引き出し配線２２ｂが通される貫通孔２６ａが形成されている。固定部材１８は、貫通孔２６ａとの間に空間が形成されているとともに、貫通孔２６ａを覆うように設けられており、かつ、太陽電池モジュールを設置する際に架台に取り付けられる取付部として機能する。【選択図】図３
Description
本発明は、太陽電池モジュールに関する。
従来、光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換装置として、いわゆる太陽電池の開発が各方面で精力的に行われている。太陽電池は、クリーンで無尽蔵なエネルギー源である太陽からの光を直接電気に変換できることから、新しいエネルギー源として期待されている。
太陽電池は、多くの場合モジュール化されており、発生した電気を外部へ出力するための出力端子を備えている。このような出力端子は、通常、太陽光の受光面と反対側の裏面側に突出した状態で設けられていることが多い。また、このような出力端子を収納するための収納部が太陽電池パネルの裏面中央に設けられている太陽電池モジュールが考案されている（例えば、特許文献１参照）。
前述の太陽電池モジュールにおける収納部には、太陽電池パネル内に封止された端子側内部リード線と防水被覆された外部リード線とを電気接続するハンダ接合部や逆流防止用のダイオード等が収納されており、これらの被収納物は、シリコーン樹脂等の充填接着材で封止されている。
しかしながら、このような収納部は、太陽電池パネルの裏面側部材との接着面積が十分でないと、長期の屋外環境にさらされた際の水分の侵入や、出力ケーブルに架かる張力による脱落可能性について改善の余地がある。また、接続箱が樹脂材料で形成されている場合、屋外環境にさらされることによる材質の変質（劣化）も考慮する必要がある。
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、太陽電池モジュールと外部との接続信頼性を向上する技術を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様の太陽電池モジュールは、受光側に配置された透光性部材と、透光性部材と対向するように設けられた裏面部材と、透光性部材と裏面部材との間に設けられている光起電力装置と、光起電力装置で生じた電気エネルギーを外部へ出力する配線と、裏面部材の表面に設けられている固定部材と、を備える。透光性部材は、受光面の外縁に、外部から光が入射する入射部を有する。裏面部材は、配線の一部が通される貫通孔が形成されており、固定部材は、貫通孔との間に空間が形成されているとともに、貫通孔を覆うように設けられており、かつ、太陽電池モジュールを設置する際に架台に取り付けられる取付部として機能する。
本発明によれば、太陽電池モジュールと外部との接続信頼性を向上することができる。
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
以下の各図に示す各層、各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る太陽電池モジュールの全体斜視図である。図２は、図２に示す領域Ｒの拡大図である。図３は、第１の実施の形態に係る太陽電池モジュールの分解斜視図である。図４は、図１および図３に示す太陽電池モジュールのＡ−Ａ断面図である。
図１は、第１の実施の形態に係る太陽電池モジュールの全体斜視図である。図２は、図２に示す領域Ｒの拡大図である。図３は、第１の実施の形態に係る太陽電池モジュールの分解斜視図である。図４は、図１および図３に示す太陽電池モジュールのＡ−Ａ断面図である。
太陽電池モジュール１０は、光起電力装置１２、透光性部材１６、固定部材１８、インターコネクタ２２、充填材２４、および、保護材としての裏面部材２６と、を備える。
光起電力装置１２は、長方形の平板またはフィルム状のユニットであり、後述する複数の光起電力素子が整列した状態で配置されている。それぞれの光起電力素子は、互いに直列または並列に適宜接続されている。
透光性部材１６は、太陽電池モジュールの受光側に配置されている。また、透光性部材１６は、光を透過させる材料で構成されており、受光面１６ａとは反対側の裏面１６ｂ上に、光起電力装置１２として複数の光起電力素子が形成されている。
このように、透光性部材１６は、受光面１６ａを真正面から見た場合、光起電力装置１２を覆うように配設されている。なお、透光性部材１６としては、絶縁性を有するガラス、プラスチックなどを用いることができ、特に太陽光に含まれる波長の光に対する透過率が高い材料が好適である。また、透光性部材１６は、受光面１６ａの外縁に、外部から光が入射する入射部１６ｄを有する。
裏面部材２６は、透光性部材１６と対向するように設けられている。また、裏面部材２６は、インターコネクタ２２の一部が通される貫通孔２６ａが形成されている。
次に、光起電力素子について説明する。図５は、光起電力素子の一例の断面を示す模式図である。光起電力素子２８は、第１電極層３０、半導体層３２、透明導電膜３４および第２電極層３６を有する。第１電極層３０、半導体層３２、透明導電膜３４および第２電極層３６は、周知のレーザパターニングを施されながら透光性部材１６上に順次積層される。また、第２電極層３６の上には、充填材２４、裏面部材２６が積層されている。
第１電極層３０は、透光性部材１６の面上に形成されており、導電性および透光性を有する。本実施の形態に係る第１電極層３０としては、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）が用いられ、特に、高い光透過性、低抵抗性を有し、低価格である酸化亜鉛（ＺｎＯ）が用いられる。
半導体層３２は、第１電極層３０側からの入射光により電荷（電子および正孔）を生成する。半導体層３２としては、例えば、ｐｉｎ接合またはｐｎ接合を基本構造として有するアモルファス（非晶質）シリコン半導体層や微結晶シリコン半導体層の単層体あるいは積層体を用いることができる。本実施の形態に係る半導体層３２は、第１電極層３０側からそれぞれアモルファスシリコン半導体、微結晶シリコン半導体が積層されたものとして構成されている。なお、本明細書において、「微結晶」の用語は、完全な結晶状態のみならず、部分的にアモルファス状態を含む状態をも意味するものとする。
透明導電膜３４は、半導体層３２上に形成されている。透明導電膜３４により、半導体層３２と第２電極層３６が合金化することが防止され、半導体層３２と第２電極層３６との接続抵抗を減少させることができる。
第２電極層３６は、透明導電膜３４上に形成される。第２電極層３６には、銀（Ａｇ）などの反射性金属が用いられる。一の光起電力素子２８の透明導電膜３４と第２電極層３６は、隣接する他の光起電力素子２８の第１電極層３０に接触する。これにより、一の光起電力素子２８と他の光起電力素子２８とが電気的に直列に接続される。
図３や図４に示すインターコネクタ２２は、このように直列に接続された複数の光起電力素子２８によって生成される電気エネルギー（電荷）を、太陽電池モジュール１０の外部に出力する配線である。インターコネクタ２２は、直列に接続された複数の光起電力素子２８のうち両端にある光起電力素子２８と導通する導通部２２ａと、導通部２２ａの略中央から裏面部材２６に向けて立ち上がるように設けられている引き出し配線２２ｂと、を有する。インターコネクタ２２としては、銅（Ｃｕ）などの低抵抗率の材料が好ましい。
充填材２４は、光起電力装置１２およびインターコネクタ２２を、透光性部材１６と裏面部材２６との間に封止し、光起電力素子２８に加えられる衝撃を緩衝するように配置される。また、充填材２４は、積層される裏面部材２６の貫通孔２６ａに対応する位置に貫通孔２４ａが形成されている。本実施の形態では、充填材２４としてエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）を用いる。また、本実施の形態では、裏面部材２６として廉価な青板ガラス（フロートガラス）を用いている。なお、青板ガラスは、不純物イオンとして、例えば、ナトリウム（Ｎａ）などのアルカリ金属を含んでいる。裏面部材２６は、太陽電池モジュール１０全体の強度を向上するとともに、太陽電池モジュール１０の裏面側からの水分や不純物の侵入を防止する。
［固定部材］
次に、固定部材１８について詳述する。固定部材１８は、図３に示すように、長方形の裏面部材２６の表面に設けられる。固定部材１８は、貫通孔２６ａとの間に空間１８ａが形成されているとともに、貫通孔２６ａを覆うように重畳して設けられている。また、固定部材１８は、板状の部材を折り曲げ加工して作製されたものであり、長方形の平坦な被覆部１８ｂと、長方形の２つの長辺から折り曲がっている２つの側面１８ｃと、裏面部材２６に直接固定されるフランジ部１８ｄと、を有する。フランジ部１８ｄは、接着層（不図示）を介して裏面部材２６の表面に固着されている。
次に、固定部材１８について詳述する。固定部材１８は、図３に示すように、長方形の裏面部材２６の表面に設けられる。固定部材１８は、貫通孔２６ａとの間に空間１８ａが形成されているとともに、貫通孔２６ａを覆うように重畳して設けられている。また、固定部材１８は、板状の部材を折り曲げ加工して作製されたものであり、長方形の平坦な被覆部１８ｂと、長方形の２つの長辺から折り曲がっている２つの側面１８ｃと、裏面部材２６に直接固定されるフランジ部１８ｄと、を有する。フランジ部１８ｄは、接着層（不図示）を介して裏面部材２６の表面に固着されている。
固定部材１８は、太陽電池モジュール１０を設置する際に架台に取り付けられる取付け部として機能する。これにより、固定部材１８は、補強部材や取付け部材として兼用され、部品点数の削減による更なるコストの低減が可能となる。なお、取付け部材が複数ある場合、全ての固定部材１８がこれらの取付け部材を兼用している必要はなく、少なくとも１以上の取付け部材を兼用していればよい。
このように、本実施の形態に係る太陽電池モジュール１０は、固定部材１８により裏面部材２６の貫通孔２６ａが覆われているため、外部から水分等の異物の浸入が抑制される。そのため、太陽電池モジュール内部の素子や配線などの劣化や、それらの接合部分における劣化が低減され、太陽電池モジュールと外部との接続信頼性を向上することができる。
なお、固定部材１８は、前述のように、板状の部材を折り曲げて作製されている。したがって、固定部材１８は、太陽電池モジュール１０の剛性を高める形状を有しているといってもよい。これにより、太陽電池モジュールの剛性を高めるための部材を新たに設ける必要がなく、部品点数の削減によるコストの低減が可能となる。また、固定部材１８は、亜鉛メッキ鋼板などの金属材料で構成されているとよい。これにより、太陽電池モジュールの剛性を高める固定部材１８を安価に、また、簡易に製造できる。
固定部材１８は、その長手方向が裏面部材２６のいずれかの辺（図３の場合には短辺）に平行に設けられている。これにより、太陽電池モジュール１０の強度を均等に高めることができる。なお、固定部材１８の長手方向の長さは、その長手方向と平行な裏面部材２６の一辺の長さよりも短い。
固定部材１８は、光起電力装置１２で生じた電気エネルギーを外部へ出力する出力端子が固定されていてもよい。図６は、固定部材に固定されている出力端子近傍を側面から見た模式図である。
固定部材１８は、図３に示すように、被覆部１８ｂに出力端子を固定するための穴１８ｅが２か所形成されている。出力端子４０は、図６に示すように、ねじなどの締結部材により固定部材１８に固定されている。インターコネクタ２２の引き出し配線２２ｂの一方の端部は、貫通孔２６ａを経由して、貫通孔２６ａと固定部材１８との間の空間１８ａに引き出され、出力端子４０に接続されている。これにより、外部から出力端子４０を介してかかる力が固定部材１８に分散され、直接引き出し配線２２ｂに加わることが抑制される。
（太陽電池モジュールの製造方法）
次に、上述の太陽電池を備える太陽電池モジュールの製造方法について説明する。なお、以下では、光起電力素子２８を複数備える太陽電池モジュールについて説明するが、光起電力素子２８を一つ備える太陽電池モジュールであってもよい。
次に、上述の太陽電池を備える太陽電池モジュールの製造方法について説明する。なお、以下では、光起電力素子２８を複数備える太陽電池モジュールについて説明するが、光起電力素子２８を一つ備える太陽電池モジュールであってもよい。
図７および図８は、本実施の形態に係る太陽電池モジュールの製造方法の工程を説明するための断面の模式図である。
はじめに、図７（ａ）に示すように、４ｍｍ厚のガラスからなる透光性部材１６上に、スパッタリングにより６００ｎｍ厚の酸化亜鉛（ＺｎＯ）からなる第１電極層３０を形成する。そして、透光性部材１６の第１電極層３０側からＹＡＧレーザを照射して、第１電極層３０を短冊状にパターニングする。当該レーザ分離加工には、波長１０６４ｎｍ、エネルギー密度１３Ｊ／ｃｍ２、パルス周波数３ｋＨｚのＮｄ（ネオジム）：ＹＡＧレーザを使用する。
次に、図７（ｂ）に示すように、プラズマ処理装置（プラズマＣＶＤ）により半導体層３２を形成する。半導体層３２は、膜厚１５ｎｍのｐ型アモルファスシリコン半導体膜、膜厚２００ｎｍのｉ型アモルファスシリコン半導体膜、膜厚３０ｎｍのｎ型アモルファスシリコン半導体膜、膜厚３０ｎｍのｐ型微結晶シリコン半導体膜、膜厚２０００ｎｍのｉ型微結晶シリコン半導体膜および膜厚３０ｎｍのｎ型微結晶シリコン半導体膜を、第１電極層３０上に順次積層したものである。
ｐ型アモルファスシリコン半導体膜は、モノシラン（ＳｉＨ４）、メタン（ＣＨ４）、水素（Ｈ２）およびジボラン（Ｂ２Ｈ６）との混合ガスを原料ガスとして形成される。ｉ型アモルファスシリコン半導体膜は、モノシラン（ＳｉＨ４）と水素（Ｈ２）との混合ガスを原料ガスとして形成される。ｎ型アモルファスシリコン半導体膜は、モノシラン（ＳｉＨ４）、水素（Ｈ２）およびホスフィン（ＰＨ３）との混合ガスを原料ガスとして形成される。
また、ｐ型微結晶シリコン半導体膜は、モノシラン（ＳｉＨ４）、水素（Ｈ２）およびジボラン（Ｂ２Ｈ６）との混合ガスを原料ガスとして形成される。ｉ型微結晶シリコン半導体膜は、モノシラン（ＳｉＨ４）と水素（Ｈ２）との混合ガスを原料ガスとして形成される。ｎ型微結晶シリコン半導体膜は、モノシラン（ＳｉＨ４）、水素（Ｈ２）およびホスフィン（ＰＨ３）との混合ガスを原料ガスとして形成される。以下にプラズマ処理装置による各膜の成膜条件の詳細を表１に示す。
なお、ｎ型アモルファスシリコン半導体膜とｐ型微結晶シリコン半導体膜との間に、中間層として、膜厚３０ｎｍの酸化シリコン（ＳｉＯｘ）を設けてもよい。こうした中間層は、スパッタリング等により形成される。
積層された半導体層３２、第１電極層３０のパターニング位置から外れた位置に表面側（透光性部材１６側）からＹＡＧレーザを照射することにより透光性部材１６の裏面側に形成された半導体層３２を分離するように除去し、短冊状にパターニングする。当該レーザ分離加工には、波長５３２ｎｍ（第２高調波）、エネルギー密度０．７Ｊ／ｃｍ２、パルス周波数３ｋＨｚのＮｄ（ネオジム）：ＹＡＧレーザを使用する。
次に、図７（ｃ）に示すように、酸化亜鉛（ＺｎＯ）からなる透明導電膜３４を半導体層３２上にスパッタリングにより形成する。透明導電膜３４は、半導体層３２がパターニングにより除去された領域や側端部にも成膜される。
そして、図８（ａ）に示すように、２００ｎｍ厚の銀（Ａｇ）膜を透明導電膜３４上にスパッタリングにより成膜し、第２電極層３６を形成する。このとき、第２電極層３６は、半導体層３２がパターニングにより除去された領域内の透明導電膜３４上にも成膜される。
次に、図８（ｂ）に示すように、半導体層３２のパターニング位置からずれた部分に、表面側（透光性部材１６側）からＹＡＧレーザを照射することにより半導体層３２、透明導電膜３４および第２電極層３６を分離し、短冊状にパターニングする。当該レーザ分離加工には、波長５３２ｎｍ、エネルギー密度０．７Ｊ／ｃｍ２、パルス周波数４ｋＨｚのＮｄ（ネオジム）：ＹＡＧレーザを使用する。これにより、複数の光起電力素子２８が形成される。
次に、図８（ｃ）に示すように、第１電極層３０や半導体層３２の側部（最外周）に回り込んだ透明導電膜３４と第２電極層３６は、表面側から照射されるレーザにより除去される。当該レーザ除去加工には、波長１０６４ｎｍ、エネルギー密度１３Ｊ／ｃｍ２、パルス周波数３ｋＨｚのＮｄ（ネオジム）：ＹＡＧレーザを使用する。
以上により、互いに直列接続された複数の光起電力素子２８が透光性部材１６上に形成される。
次に、図３に示すように、前述の方法で一方の面に光起電力装置１２が設けられた透光性部材１６を準備する。そして、光起電力装置１２上にインターコネクタ２２を配置し、引き出し配線２２ｂを立ち上げた状態とする。
次に、図３に示すように、光起電力装置１２を覆う、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）からなるシート状の充填材２４と、裏面部材２６と、を光起電力装置１２上に配置する。充填材２４は、引き出し配線２２ｂの一端が外側へ引き出されるように貫通孔２４ａが設けられており、その貫通孔２４ａに引き出し配線２２ｂが通される。また、裏面部材２６は、貫通孔２６ａが設けられており、その貫通孔に引き出し配線２２ｂが通される。なお、透光性部材１６および裏面部材２６は、互いに同程度の外形寸法を有している。
そして、この状態で透光性部材１６と裏面部材２６とを真空雰囲気で圧着しながら加熱することで太陽電池モジュール１０が作製される。その際、透光性部材１６と裏面部材２６との間は、溶融した充填材２４が隙間に入り込むことで密着するとともに、裏面部材２６の貫通孔２６ａにも充填材２４が入り込むことにより、引き出し配線２２ｂが裏面部材２６の貫通孔２６ａにしっかり固定される。
そして、図３に示すように、固定部材１８が貫通孔２６ａを覆うように配置され、裏面部材２６に固定される。その際、引き出し配線２２ｂと出力端子４０とを接続する。
（第２の実施の形態）
図９は、第２の実施の形態に係る太陽電池モジュールの分解斜視図である。本実施の形態に係る太陽電池モジュール１１０は、第１の実施の形態に係る太陽電池モジュール１０と比較して、貫通孔の位置が異なっている点が大きな特徴である。また、太陽電池モジュール１１０は、貫通孔の位置に応じて固定部材を２つ備えている。なお、第１の実施の形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を適宜省略する。
図９は、第２の実施の形態に係る太陽電池モジュールの分解斜視図である。本実施の形態に係る太陽電池モジュール１１０は、第１の実施の形態に係る太陽電池モジュール１０と比較して、貫通孔の位置が異なっている点が大きな特徴である。また、太陽電池モジュール１１０は、貫通孔の位置に応じて固定部材を２つ備えている。なお、第１の実施の形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を適宜省略する。
太陽電池モジュール１１０は、光起電力装置１２、太陽電池ジュールの受光側に配置された透光性部材１６、２つの固定部材１１８、インターコネクタ１２２、充填材１２４、および、保護材としての裏面部材１２６と、を備える。
インターコネクタ１２２は、複数の光起電力素子２８によって生成される電気エネルギー（電荷）を、太陽電池モジュール１０の外部に出力する配線である。インターコネクタ２２は、直列に接続された複数の光起電力素子２８のうち両端にある光起電力素子２８と導通する導通部１２２ａと、導通部１２２ａの端部に近い位置から裏面部材１２６に向けて立ち上がるように設けられている引き出し配線１２２ｂと、を有する。２つの引き出し配線１２２ｂは、透光性部材１６の中心に対して略対称な位置に設けられている。
裏面部材１２６は、透光性部材１６と対向するように設けられている。また、裏面部材１２６は、インターコネクタ２２の引き出し配線１２２ｂの一部が通される貫通孔１２６ａが形成されている。
充填材１２４は、積層される裏面部材１２６の貫通孔１２６ａに対応する位置に貫通孔１２４ａが形成されている。
次に、固定部材１１８について詳述する。固定部材１１８は、第１の実施の形態とほぼ同じ構成であるが、一つの固定部材１１８の被覆部１８ｂには、出力端子を固定するための穴１８ｅが１か所形成されている。なお、固定部材１１８は、裏面部材１２６の貫通孔１２６ａを覆う位置に配置されている。換言すれば、裏面部材１２６の貫通孔１２６ａは、固定部材１１８に覆われる位置に形成されている。
このように、本実施の形態に係る太陽電池モジュール１１０は、それぞれの固定部材１１８により裏面部材１２６の各貫通孔１２６ａが覆われているため、外部から水分等の異物の浸入が抑制される。そのため、太陽電池モジュール内部の素子や配線などの劣化や、それらの接合部分における劣化が低減され、太陽電池モジュールと外部との接続信頼性を向上することができる。
また、２つの固定部材１１８は、その長手方向が裏面部材１２６のいずれかの辺（図３の場合には短辺）に平行に設けられている。これにより、太陽電池モジュール１０の強度を均等に高めることができる。また、２つの固定部材１１８は、長方形の裏面部材１２６の中心を通る２つの中心線Ｌ１，Ｌ２に対して対称に配置されている。つまり、２つの固定部材１１８は、中心線Ｌ２に対して線対称の位置に配置されている。また、それぞれの固定部材１１８は、長手方向が中心線Ｌ１に対して垂直に配置されているとともに、中央部が中心線Ｌ１とほぼ一致するように配置されている。
このように、２つの固定部材１１８は、裏面部材１２６の中心または裏面部材１２６の中心を通る直線に対して対象な位置に配置されているため、太陽電池モジュール１１０の強度を均等に高めることができる。
（第３の実施の形態）
図１０は、第３の実施の形態に係る太陽電池モジュールの分解斜視図である。図１１は、図１０に示す固定部材近傍のＢ−Ｂ断面図である。本実施の形態に係る太陽電池モジュール２１０は、第１の実施の形態に係る太陽電池モジュール１０と比較して、固定部材１８の内部空間の一部に樹脂材料が充填されている点が大きく異なる。
図１０は、第３の実施の形態に係る太陽電池モジュールの分解斜視図である。図１１は、図１０に示す固定部材近傍のＢ−Ｂ断面図である。本実施の形態に係る太陽電池モジュール２１０は、第１の実施の形態に係る太陽電池モジュール１０と比較して、固定部材１８の内部空間の一部に樹脂材料が充填されている点が大きく異なる。
太陽電池モジュール２１０は、裏面部材２６と固定部材１８との間の空間に樹脂材料４２を備えている。樹脂材料４２は、裏面部材２６の貫通孔２６ａから引き出された引き出し配線２２ｂの少なくとも一部を封入している。これにより、導通部分である引き出し配線２２ｂの劣化や貫通孔２６ａから太陽電池モジュール２１０内部への水分の浸入をより抑制できる。
具体的な製造方法は、固定部材１８を裏面部材２６に接着し、インターコネクタ２２の引き出し配線２２ｂと出力端子４０とを電気的に接続した後、固定部材１８の両端の開口より、シリコーン、ブチルゴム等の樹脂材料４２を封入する。これにより、貫通孔２６ａから出力端子４０に至る通電部分が樹脂材料４２で埋設される。
（第４の実施の形態）
図１２は、第４の実施の形態に係る太陽電池モジュールの分解斜視図である。図１３は、図１２に示す固定部材近傍のＣ−Ｂ断面図である。本実施の形態に係る太陽電池モジュール３１０は、第１の実施の形態に係る太陽電池モジュール１０と比較して、固定部材１８の開口部が閉塞されている点が大きく異なる。
図１２は、第４の実施の形態に係る太陽電池モジュールの分解斜視図である。図１３は、図１２に示す固定部材近傍のＣ−Ｂ断面図である。本実施の形態に係る太陽電池モジュール３１０は、第１の実施の形態に係る太陽電池モジュール１０と比較して、固定部材１８の開口部が閉塞されている点が大きく異なる。
太陽電池モジュール３１０の固定部材１８は、開口側部１８ｆに、固定部材１８と同じ材料（例えば、亜鉛メッキ鋼板）の板材４４が溶接されている。そのため、固定部材１８は、裏面部材２６との間に閉空間が形成される形状となる。これにより、太陽電池モジュール３１０内部への水分の浸入をより抑制できる。また、固定部材１８のねじり強度が向上し、太陽電池モジュール３１０全体の剛性が高まる。
なお、本願明細書において「剛性」とは、外力が太陽電池モジュールに加わった際の変形の程度を示すものであり、「剛性が高い」とは、同じ外力が加わった際に変形しにくい状態をいう。より具体的には、圧縮強度、引張強度、ねじれ強度などの種々の「強度」が高い状態をいう。
上述のように、本実施の形態に係る太陽電池モジュール１０（１１０，２１０，３１０）は、受光側に配置された透光性部材１６と、透光性部材１６と対向するように設けられた裏面部材２６と、透光性部材１６と裏面部材２６との間に設けられている光起電力装置１２と、光起電力装置１２で生じた電気エネルギーを外部へ出力するインターコネクタ２２と、裏面部材２６の表面に設けられている固定部材１８（１１８）と、を備えている。
透光性部材１６は、受光面１６ａの外縁に、外部から光が入射する入射部１６ｄを有し、裏面部材２６は、インターコネクタ２２の一部である引き出し配線２２ｂが通される貫通孔２６ａが形成されている。固定部材１８は、貫通孔２６ａとの間に空間が形成されているとともに、貫通孔２６ａを覆うように設けられている。そして、固定部材１８は、光起電力装置１２で生じた電気エネルギーを外部へ出力する出力端子４０が固定されており、引き出し配線２２ｂは、出力端子４０に接続されている。
これにより、固定部材１８は、接続箱を兼ねることができる。また、固定部材１８は、光起電力を外部に取り出すために裏面部材２６に設けられた貫通孔２６ａからの水分等の浸入を抑制する。また、固定部材１８にかかる外力による脱落が防止される。また、固定部材１８により、部品点数削減による太陽電池モジュールのコスト削減を可能とする。
また、本実施の形態に係る太陽電池モジュール１０は、透光性部材１６や裏面部材２６にガラス板を用いた場合、２枚のガラス板により光起電力装置１２が挟まれるため、強度が高くなる。そのため、このような場合には強度向上のためにフレームを設ける必要がない。その結果、透光性部材１６は、受光面１６ａの外縁に、外部から光が入射する入射部１６ｄを有する。これにより、フレームがある場合と比較して、光起電力装置１２に外部から光を多く取り込むことができる。
以上、本発明を上述の実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。
上述の実施の形態に係る充填材２４としては、ブチルゴムやエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）の他、シリコーンなどのコーキングに用いる材料、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）といった充填樹脂材料、エチレンエチルアクリレートコポリマー（ＥＥＡ）等のエチレン系樹脂、ウレタン、アクリル、エポキシ樹脂などを用いてもよい。
上述の各実施の形態に係る第１電極層３０としては、酸化亜鉛（ＺｎＯ）の他、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、スズ酸亜鉛（Ｚｎ２ＳｎＯ４）などの金属酸化物より選択された一種類あるいは複数種類の積層体により構成されていてもよい。なお、これらの金属酸化物には、フッ素（Ｆ）、スズ（Ｓｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、ニオブ（Ｎｂ）などがドープされていてもよい。
１０ 太陽電池モジュール、 １２ 光起電力装置、 １６ 透光性部材、 １６ａ 受光面、 １６ｄ 入射部、 １８ 固定部材、 １８ａ 空間、 １８ｂ 被覆部、 １８ｃ 側面、 １８ｄ フランジ部、 １８ｅ 穴、 １８ｆ 開口側部、 ２２ インターコネクタ、 ２２ａ 導通部、 ２２ｂ 配線、 ２４ 充填材、 ２４ａ 貫通孔、 ２６ 裏面部材、 ２６ａ 貫通孔、 ２８ 光起電力素子、 ４０ 出力端子、 ４２ 樹脂材料、 ４４ 板材。
Claims (5)
- 受光側に配置された透光性部材と、
前記透光性部材と対向するように設けられた裏面部材と、
前記透光性部材と前記裏面部材との間に設けられている光起電力装置と、
前記光起電力装置で生じた電気エネルギーを外部へ出力する配線と、
前記裏面部材の表面に設けられている固定部材と、を備え、
前記透光性部材は、受光面の外縁に、外部から光が入射する入射部を有し、
前記裏面部材は、前記配線の一部が通される貫通孔が形成されており、
前記固定部材は、前記貫通孔との間に空間が形成されているとともに、前記貫通孔を覆うように設けられており、かつ、太陽電池モジュールを設置する際に架台に取り付けられる取付部として機能することを特徴とする太陽電池モジュール。 - 前記固定部材は、金属材料で構成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。
- 前記固定部材は、前記光起電力装置で生じた電気エネルギーを外部へ出力する出力端子が固定されており、
前記配線は、前記出力端子に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。 - 前記固定部材と前記貫通孔との間の空間に充填されている樹脂材料を更に備え、
前記樹脂材料は、前記貫通孔から引き出されている前記配線の一部を封入していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。 - 前記固定部材は、前記裏面部材との間に閉空間が形成される形状を有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
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