JP2015002318A - Solar cell module and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の太陽電池セルが透光性絶縁基板と裏面カバー材との間に封止された太陽電池モジュール及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a solar cell module in which a plurality of solar cells are sealed between a translucent insulating substrate and a back cover material, and a method for manufacturing the solar cell module.
従来の太陽電池モジュールの製造方法及び構造が、特許文献1に記載されている。 A conventional manufacturing method and structure of a solar cell module is described in Patent Document 1.
従来の太陽電池モジュールは、銅箔などを材料とする導電体のリボン(リボン線)がタブ線として用いられて複数の太陽電池セルが互いに電気的に接続されている。複数の太陽電池セルは、プラスチックやガラスなどを材料とする透光性基板と、EVA(Ethylene Vinyl Acetate)などを材料とする封止材と、裏面保護材とによって封止されている。 In a conventional solar cell module, a plurality of solar cells are electrically connected to each other using a ribbon (ribbon wire) of a conductor made of copper foil or the like as a tab wire. The plurality of solar cells are sealed with a translucent substrate made of plastic or glass, a sealing material made of EVA (Ethylene Vinyl Acetate) or the like, and a back surface protective material.
また、タブ線で電気的に直列に接続された複数の太陽電池セルは、単位ユニットとしての太陽電池ストリングを形成している。ストリングの両端には、隣接する太陽電池ストリングを電気的に接続するための横タブ線や、発電した電力を端子ボックスへ出力する引き出し線が接続されている。これらは、太陽電池ストリングを形成する太陽電池セルの周囲に配線される。太陽電池ストリングが封止された透光性基板の端部には、耐湿性のあるシール材を用いてアルミフレームを接着し、取り付ける。 Moreover, the several photovoltaic cell electrically connected in series with the tab wire forms the photovoltaic cell string as a unit unit. At both ends of the string, a horizontal tab line for electrically connecting adjacent solar cell strings and a lead line for outputting generated power to the terminal box are connected. These are wired around the solar cells forming the solar cell string. An aluminum frame is bonded and attached to the end portion of the light-transmitting substrate in which the solar cell string is sealed using a moisture-resistant sealing material.
上記のように、太陽電池セルをタブ線で直列接続し、横タブ線や引き出し線を介して太陽電池モジュールとしての所定の出力(例えば250W)が発生するように太陽電池ストリングを連結して太陽電池モジュールが構成される。 As described above, solar cells are connected in series with tab wires, and solar cells are connected to solar cells so that a predetermined output (for example, 250 W) as a solar cell module is generated via horizontal tab wires and lead wires. A battery module is configured.
従来のような太陽電池モジュールの配線の方法では、太陽電池ストリングを形成する太陽電池セルに隣接して横タブ線及び引き出し線が並行に配置されるため、太陽電池モジュールの表面上には太陽電池セルを複数配置した領域の他に、横タブ線及び引き出し線が占める発電に寄与しない領域が存在してしまい、太陽電池モジュールのサイズが必要以上に大きくなってしまう。これによって、太陽電池モジュールのモジュール発電効率が低くなってしまうこと、また、ガラスなどの部材も大きなものが必要となりコストアップとなること、さらには、重量も増加することといった点が問題となっていた。 In the conventional solar cell module wiring method, since the horizontal tab lines and the lead wires are arranged in parallel adjacent to the solar cells forming the solar cell string, the solar cell is on the surface of the solar cell module. In addition to the region where a plurality of cells are arranged, there is a region that does not contribute to the power generation occupied by the horizontal tab lines and lead wires, and the size of the solar cell module becomes larger than necessary. As a result, the module power generation efficiency of the solar cell module is lowered, and a large member such as glass is required, resulting in an increase in cost and an increase in weight. It was.
また、横タブ線が太陽電池セルと同一平面上に配されていると、色や部材形状に統一性が無くなり、意匠性を損ねるといった問題もあった。 In addition, when the horizontal tab line is arranged on the same plane as the solar battery cell, there is a problem that the color and the member shape are not uniform and the design property is impaired.
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の小型化を図ってモジュール変換効率を向上させるとともに、コストダウン及び重量の軽減を実現し、さらに、外観上の意匠性を高めた太陽電池モジュール及びその製造方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and it is possible to reduce the size of the solar cell module, improve the module conversion efficiency, realize cost reduction and weight reduction, and further improve the appearance design. An object is to obtain an enhanced solar cell module and a method for manufacturing the same.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の太陽電池セルをタブ線で連結して形成された太陽電池ストリングと、透光性基板と、透光性基板との間に太陽電池ストリングが複数配置される裏面保護材と、複数の太陽電池ストリングを電気的に直列に接続する横タブ線と、横タブ線によって電気的に直列に接続された複数の太陽電池ストリングから電力を取り出すための引き出し線と、透光性基板と裏面保護材との間に複数の太陽電池ストリングを封止する封止材とを有する太陽電池パネルを含む太陽電池モジュールであって、横タブ線及び引き出し線を、透光性基板の側面に配置したことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention includes a solar cell string formed by connecting a plurality of solar cells with tab wires, a translucent substrate, and a translucent substrate. Back surface protective material in which a plurality of solar cell strings are arranged, horizontal tab lines electrically connecting the plurality of solar cell strings in series, and a plurality of solar cell strings electrically connected in series by the horizontal tab lines A solar cell module including a solar cell panel having a lead wire for taking out electric power from, and a sealing material for sealing a plurality of solar cell strings between the translucent substrate and the back surface protective material, The tab line and the lead line are arranged on the side surface of the translucent substrate.
本発明によれば、モジュール変換効率を向上させるとともに、太陽電池モジュールの小型軽量化及びコストダウンを実現できるという効果を奏する。 According to the present invention, the module conversion efficiency can be improved, and the solar cell module can be reduced in size and weight and cost can be reduced.
以下に、本発明にかかる太陽電池モジュール及びその製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図中の各部材の大きさについては、発明の内容を理解しやすくするため、実際の比率にとらわれず、各部を適宜拡大して図示している。 Embodiments of a solar cell module and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. Moreover, about the magnitude | size of each member in a figure, in order to make the content of invention easy to understand, each part is expanded and shown suitably, without being restricted to an actual ratio.
実施の形態1.
図1は、本発明にかかる太陽電池モジュールの実施の形態1の構成を示す図である。実施の形態1にかかる太陽電池モジュール50は、複数の太陽電池セル1を備えている。太陽電池セル1は、単結晶シリコンや多結晶シリコンなどで構成される結晶シリコン系太陽電池、又は、単結晶シリコン基板と非晶質シリコン薄膜層との間に実質的に真性な非晶質シリコン薄膜層を挟んだヘテロ接合型太陽電池が用いられる。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first embodiment of a solar cell module according to the present invention. The
ここでは、太陽電池セル1には、高出力化が期待できるヘテロ接合型太陽電池が用いられるとする。 Here, the solar cell 1 is assumed to be a heterojunction solar cell that can be expected to have high output.
実施の形態1にかかる太陽電池モジュール50は、太陽電池ストリング10を透光性基板と封止材及び裏面保護材とで封止して構成された太陽電池パネル40と、太陽電池パネル40の外周部にシール材8を介して接着して組み込まれたアルミフレーム9とを有する。
The
太陽電池ストリング10は、複数の太陽電池セル1の各々を、タブ線5を介して電気的に直列に接続することによって形成されている。タブ線5は、銅箔などで形成されている。タブ線5の一方の端部が所定の太陽電池セル1の表面側の集電電極に接続されるとともに、隣接する別の太陽電池セル1の裏面側の集電電極にタブ線5の他端が接続される。
The
図2は、実施の形態1にかかる太陽電池モジュールに用いられる太陽電池セルの構成を示す図である。太陽電池セル1は、結晶シリコン基板11、真性な非晶質シリコン系薄膜12、p型シリコン系薄膜13、透明導電膜14、真性な非晶質シリコン系薄膜15、n型シリコン系薄膜16、透明導電膜17、細線形集電電極18,19を有する。太陽電池セル1は、表面(受光面)側から順に、透明導電膜14、p型シリコン系薄膜13、真性な非晶質シリコン系薄膜12、結晶シリコン基板11、真性な非晶質シリコン系薄膜15、n型シリコン系薄膜16及び透明導電膜17が重なる積層構造であり、細線形集電電極18は表面側に、細線形集電電極19は裏面側に配置されている。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a solar battery cell used in the solar battery module according to the first embodiment. The solar cell 1 includes a crystalline silicon substrate 11, an intrinsic amorphous silicon
結晶シリコン基板11は、一導電型の単結晶シリコン基板で、n型単結晶シリコン基板であることが望ましい。また、結晶シリコン基板11は、太陽電池セル1としての光の入射面となる面(図2において上向きの面)が(100)面であるように切り出されたものが好ましい。太陽電池セル1としての光の入射面となる面を(100)面とすることにより、単結晶シリコン基板表面に(100)面と(111)面とでエッチングレートの異なる異方性エッチングによって容易に略山形状のテクスチャ形成処理を行うことができる。 The crystalline silicon substrate 11 is a single conductivity type single crystal silicon substrate, and is preferably an n-type single crystal silicon substrate. In addition, the crystalline silicon substrate 11 is preferably cut out so that the surface (upward surface in FIG. 2) that serves as the light incident surface of the solar battery cell 1 is the (100) surface. By making the light incident surface of the solar cell 1 as a (100) plane, the surface of the single crystal silicon substrate is easily etched by anisotropic etching with different etching rates between the (100) plane and the (111) plane. In addition, a substantially mountain-shaped texture forming process can be performed.
真性な非晶質シリコン系薄膜12,15は、発電特性に影響を及ぼさない程度の量であれば、成膜プロセスにおいて混入した不純物を含んでいてもよい。すなわち、不純物の混入により理論的には真性ではなくても、発電特性に影響を与えない程度の混入量であれば、実質的には真性と見なすことができる。真性な非晶質シリコン系薄膜12、及び真性な非晶質シリコン系薄膜15は、シリコンと水素とによって形成された水素化非晶質シリコン薄膜(a−Si(i):H)であることが望ましい。また、p型シリコン系薄膜13には、p型非晶質シリコン薄膜(a−Si(p))を用いることが望ましい。n型シリコン系薄膜16についても、n型非晶質シリコン薄膜(a−Si(n))を用いることが望ましい。太陽電池セル1の裏面には、真性な非晶質シリコン系薄膜15とn型シリコン系薄膜16とでBSF(Back Surface Field)領域を形成する。
The intrinsic amorphous silicon-based
透明導電膜14及び透明導電膜17は、p型シリコン系薄膜13又はn型シリコン系薄膜15上に酸化インジウムを主成分とする導電性酸化物を材料として形成する。
The transparent
透明導電膜14及び透明導電膜17の上には、細線形集電電極18又は細線形集電電極19が形成される。細線集電電極18及び細線集電電極19は、インクジェット、スクリーン印刷、スプレーコートなどの公知の手法によって形成可能である。
On the transparent
細線集電電極18及び細線集電電極19は、金属の導電性粒子を樹脂バインダーに混ぜてペースト状にした物(導電性ペースト)をスクリーン印刷し、その後、印刷した導電性ペーストを熱処理によって固化して形成することが好ましい。細線集電電極18及び細線集電電極19は、バスバー部とフィンガー部とで構成されており、バスバー部にタブ線5が接続される。
The thin
図1に示した本実施の形態にかかる太陽電池モジュール50では、10個の太陽電池セル1がタブ線5によって電気的に直列に接続されて太陽電池ストリング10を構成している。本実施の形態では、さらに六つの太陽電池ストリング10が電気的に直列に接続されている。したがって、本実施の形態にかかる太陽電池モジュール50は、60個の太陽電池セル1を備えて構成されている。なお、直列数が増減しても(すなわち、太陽電池ストリング10を構成する太陽電池セル1の数が増減しても)本発明は適用可能である。
In the
太陽電池ストリング10は、太陽電池セル1のp型シリコン系薄膜13側が受光面を向くように配置して、隣り合う太陽電池セル1同士がタブ線5で接続されている。したがって、表面側の細線形集電電極18が正極、裏面側の細線形集電電極19が負極となる。
The
次に、太陽電池ストリング10間の接続について図3〜図6を参照して詳細に説明する。図3は、太陽電池ストリング間の接続を示す太陽電池モジュール短辺の一方の側面の概略図である。図4は、太陽電池モジュールの短辺の他方の側面の概略図である。なお、図3、図4は、太陽電池モジュール50の裏面側からの斜視図であり、説明のために、アルミフレーム9、裏面保護材4及び封止材3は、透光性基板2の端部に接する箇所の図示を適宜省略している。図5は、太陽電池ストリング間の電気的な接続状態を示す回路図である。図6は、太陽電池ストリングに接続する横タブ線及び引き出し線を示す部分断面図である。
Next, the connection between the solar cell strings 10 will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 3 is a schematic view of one side surface of the short side of the solar cell module showing the connection between the solar cell strings. FIG. 4 is a schematic view of the other side surface of the short side of the solar cell module. 3 and 4 are perspective views from the back surface side of the
太陽電池パネル40は、太陽電池ストリング10を透光性基板2と封止材3及び裏面保護材4とで封止して構成される。
The
従来は、横タブ線及び引き出し線を太陽電池セルの周囲で配線していたのに対して、本実施の形態では、横タブ線6a〜6e及び引き出し線7a,7bを透光性基板2の側面に配置している。すなわち、横タブ線6a,6b及び引き出し線7a,7bを透光性基板2の一方の端部側面に並行に配置している。横タブ線6a,6b及び引き出し線7a,7bのそれぞれは、透光性基板2の側面部分において、接着剤21で固定されている。同様に、横タブ線6c〜6eは、太陽電池ストリング10の引き出し線7a,7bが配置された側とは反対側のストリング端部を接続して、透光性基板2の反対側の側面に接着剤で固定されている。
Conventionally, the horizontal tab lines and the lead lines are wired around the solar cells, but in the present embodiment, the
端子ボックス24は、裏面保護材4に取り付けられる。端子ボックス24は、バイパスダイオード20a〜20c、正極用端子25及び負極用端子26を収容している。
The
引き出し線7a,7bは、端子ボックス24側への出力用引き出し線として構成される。本実施の形態では、引き出し線7aは正極用として用いられ、引き出し線7bは負極用として用いられている。
The lead lines 7a and 7b are configured as output lead lines to the
引き出し線7aは、裏面保護材4から取り出されて端子ボックス24まで延長されている。図3においては、引き出し線7aは、図中の左端に位置する太陽電池ストリング10の表面側のタブ線5と接続されている。また、引き出し線7aは、端子ボックス24内でバイパスダイオード20aと正極用端子25とに接続される。
The
引き出し線7bは、裏面保護材4から取り出されて端子ボックス24まで延長されている。図3においては、引き出し線7bは、図中の右端に位置する太陽電池ストリング10の裏面側のタブ線5と接続されている。また、引き出し線7bは、端子ボックス24内でバイパスダイオード20cと負極用端子26とに接続される。
The
横タブ線6a〜6eは、隣接する太陽電池ストリング10を直列に接続する。横タブ線6a〜6eは、ストリング端に位置する太陽電池セル1の表側のタブ線5と隣接する太陽電池セル1の裏面側のタブ線5とを接続している。また、横タブ線6a,6bは、バイパスダイオード20a〜20cとの接続のために、引き出し線7a,7bと同様に裏面保護材4から取り出される。横タブ線6aの一端は、端子ボックス24内まで延長され、バイパスダイオード20a,20bと端子ボックス24内で接続される。また、横タブ線6bの一端は、端子ボックス24内まで延長され、端子ボックス24内でバイパスダイオード20b,20cと接続される。
The
本実施の形態では、透光性基板2には、太陽電池モジュールのカバーガラス用として一般的な厚さ3.2mmの白板強化ガラスを用いた。横タブ線6a,6b及び引き出し線7a,7bは、透光性基板2の厚さ3.2mmに合わせ、それぞれ幅が1.5mm、厚さがおよそ1mmの銅を主体とした金属箔板で形成されている。
In the present embodiment, a white plate tempered glass having a thickness of 3.2 mm, which is generally used for a cover glass of a solar cell module, is used for the
従来の太陽電池モジュールで使用されていた横タブ線の断面積は、幅5mm×厚さ300μmであるため、幅1.5mmの金属箔板を横タブ線6a,6bに使用する本実施の形態では、従来の同等以下の抵抗値とするためには金属箔板の厚さを1mmとすればよく、この条件を満たすようにすれば、抵抗による損失については問題とはならない。
Since the cross-sectional area of the horizontal tab wire used in the conventional solar cell module is 5 mm wide × 300 μm thick, this embodiment uses a metal foil plate having a width of 1.5 mm for the
横タブ線6c〜6eは、透光性基板2の厚さ3.2mmに合わせ、幅が3mm、厚さがおよそ1mmの銅を主体とした金属箔板で形成されている。
The
本実施の形態において、横タブ線同士の間や、引き出し線同士の間、横タブ線と引き出し線との間での絶縁が必要な場合には、配線自体にラミネートフィルム処理を施したり、予め絶縁被覆が施された横タブ線6を使用しても良い。本実施の形態では、絶縁被覆22が施された横タブ線6及び引き出し線7を使用している。絶縁被覆22は、ラミネートのプロセス温度にて溶けない素材が好ましく、例えばポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン樹脂、ゴム素材を用いることができる。
In the present embodiment, when insulation between the horizontal tab lines, between the lead lines, or between the horizontal tab line and the lead lines is necessary, the wiring itself may be subjected to a laminate film treatment, You may use the horizontal tab wire 6 to which the insulation coating was given. In the present embodiment, the horizontal tab wire 6 and the lead wire 7 provided with the insulating
図6に示すように、透光性基板2の端部側面に並行に配置した横タブ線6a,6b及び引き出し線7a,7bは、封止材3と裏面保護材4とで太陽電池ストリング10をラミネートする際に、封止材3と裏面保護材4とで全体が覆われて封止される構造になっている。
As shown in FIG. 6, the
同様に、透光性基板2の反対側の側面においては、横タブ線6c〜6eは、封止材3と裏面保護材4とで太陽電池ストリング10をラミネートする際に、封止材3と裏面保護材4とで全体が覆われて封止される構造になっている。
Similarly, on the side surface on the opposite side of the
このように、ラミネート時に封止材3と裏面保護材4とで横タブ線6a〜6e及び引き出し線7a,7bをともに覆って封止することで、横タブ線6a〜6eや引き出し線7a,7bの耐候性及び耐湿性を従来の太陽電池モジュールと遜色ない性能で得ることができ、太陽電池モジュールに求められる性能の一つである長期の屋外使用が可能となる。
Thus, by covering and sealing the
次に、本実施の形態にかかる太陽電池モジュール50の製造工程の一つであるラミネート工程について説明する。図7は、太陽電池モジュールを封止するラミネータの概略図である。ラミネータは、装置の上側の筐体30と装置の下側の筐体31とを備える。上側の筐体30と下側の筐体31とは、対向する開口部で結合し、密閉されたラミネートチャンバーを筐体内部に構成する。下側の筐体31には、下側の筐体31の上面と面一で平坦なヒーターステージ32が備えられている。また、上側の筐体30には、ヒーターステージ32と対向するようにゴム製のダイヤフラム33が備えられている。上側の筐体30と下側の筐体31とには、結合した際の気密性を得るために、開口部周囲にOリング34が備えられている。
Next, the lamination process which is one of the manufacturing processes of the
太陽電池モジュール50を製造するにあたっては、まず、横タブ線6a〜6e及び引き出し線7a,7bと透光性基板2とを接着剤21で接着する。接着剤21としては、太陽電池モジュールの製造に一般的な材質及び方法を適用可能であり、例えばシリコーン樹脂を用いて、昇温後に降温させるなどの方法を適用可能である。横タブ線6a〜6e及び引き出し線7a,7bと透光性基板2とを接着することにより、後段の工程で配線のずれが発生することを防止できる。
In manufacturing the
次に、横タブ線6a〜6e及び引き出し線7a,7bと透光性基板2とが一体となったユニットと、シート状の受光面側封止材3aと、太陽電池ストリング10とを重ねた後に、タブ線5を透光性基板2の受光面側に折り曲げて、横タブ線6a〜6e及び引き出し線7a,7bにタブ線5をはんだ付けする。タブ線5を透光性基板2の受光面側に折り曲げることにより、横タブ線6a〜6eや引き出し線7a,7bに対するはんだ付けが容易となる。また、横タブ線6a,6b及び引き出し線7a,7bは透光性基板2の端部側面に並行に配置されており、配線に重なりがないため、はんだ付けを容易に行える。
Next, the unit in which the
その後、ヒーターステージ32上に、横タブ線6a〜6e及び引き出し線7a,7bと透光性基板2とが一体となったユニット、受光面側封止材3a並びに太陽電池ストリング10を載置し、その上に、裏面側封止材3b、裏面保護材4をこの順序で積み重ねる。この時、受光面側封止材3aに対し、横タブ線6a〜6e及び引き出し線7a,7bが接着されている太陽電池ストリング10方向の両端で裏面側封止材3bと裏面保護材4は、厚さ3.2mmの透光性基板2では、透光性基板2の大きさよりも大きいものを用いる。一例を挙げると、余剰大きさは、1〜2cm程度である。ここでは余剰大きさを1〜2cm程度としているが、実際は使用する透光性基板2の厚さやその他部材の大きさによって最適な余剰大きさが決まるため、裏面側封止材3b及び裏面保護材4の余剰大きさは上記の具体的な数値に限定されることはない。
Thereafter, the unit in which the
上記のように、ヒーターステージ32上に構成部品を配置した後に、装置の上側の筐体30と下側の筐体31とを合わせ、ラミネートチャンバーを閉じる。その後、ラミネートチャンバー内の空気を真空ポンプで排気し、チャンバー内を減圧する。この時、ヒーターステージ32は、約150〜180℃に加温する。この状態にて、減圧されたラミネートチャンバー内では、ダイヤフラム33がヒーターステージ32上にある太陽電池パネルを押さえつける。この時、受光面側封止材3a及び裏面側封止材3bはゲル状化して架橋されることで封止材3となり、太陽電池モジュールの封止材層を形成する。本工程によって、太陽電池セル1が透光性基板2と裏面保護材4との間に挟まれ封止材3の層内に封止される。
As described above, after the components are arranged on the
裏面側封止材3b及び裏面保護材4に、透光性基板2よりやや大きいものを用いることによって、透光性基板2の側面に配置された横タブ線6a〜6e及び引き出し線7a,7bが封止材3と裏面保護材4とでその全体を封止される構造が得られる。ここで、裏面側封止材3b及び裏面保護材4の幅、奥行きを、透光性基板2の厚さの2倍分だけ長くすると、ラミネート工程において、透光性基板2の側面に配置されている横タブ線6及び引き出し線7を覆うように裏面側封止材3b及び裏面保護材4が張り合わされるため、横タブ線6及び引き出し線7の耐久性を向上させることができる。
By using a material slightly larger than the
本実施の形態にかかる太陽電池モジュール50では、太陽電池セル1上に横タブ線6a〜6eや引き出し線7a,7bの配線が一切存在しない構造が得られる。これに対し、従来構造の場合、モジュール裏面上に横タブへ引き出し配線が配備されているため、横タブや引き出し配線の厚さの分、凸形状が形成されることになる。したがって、本実施の形態にかかる太陽電池モジュール50は、従来構造のものに比べ、セル上面のラミネート面での凹凸は従来と比較して一定であり、この時、ラミネートにおける気泡生成を抑制する効果がある。
In the
また、減圧の際、凹凸の境界付近の大気が排気されることで裏面側封止材3bが凹凸部に密着しようとするが、凹凸形状をなぞるように密着しようとするとき、裏面側封止材3bと凹凸形状との間に接触部分と非接触部分とが生じ、両者が完全に密着するまでの間、接触部分のみに力が加わる。このため、凹凸が少ない(平坦に近い)面であれば、接触部分に局所的に加わる力を低減できるため、本実施の形態に係る太陽電池モジュール50は、減圧時における応力の集中による太陽電池セルの割れを防ぐ効果があり、製造上の歩留まりを改善する効果が得られる。
In addition, when the pressure is reduced, the back surface
裏面側封止材3b及び裏面保護材4として、幅及び奥行きが、透光性基板2の厚さの2倍以上透光性基板2よりも大きいものを用いた場合には、上記ラミネートプロセスの完了後、透光性基板2の端部の側面までを覆った以上の余分な封止材3と裏面保護材4とが残る。これについては、透光性基板2の表面と同一面でカットする。余分な封止材3及び裏面保護材4をラミネート後にカットすることにより、封止材3及び裏面保護材4の端部を透光性基板2の表面と同一面で平坦とすることができる。封止材3及び裏面保護材4をラミネート前にカットすると、工数を省略でき、生産性を高めることができる反面、透光性基板2の側面の一部が露出したり、封止材3及び裏面保護材4の端部が透光性基板2の表面側に突出してアルミフレーム9の装着時に剥離しやすくなったりして、耐候性や耐湿性が低下する原因となる場合がある。このため、耐候性及び耐湿性を重視するか生産性を重視するかに応じて、封止材3及び裏面保護材4をラミネート後にカットするか否かを選択することができる。なお、封止材3及び裏面保護材4がラミネート後にカットされたものであるか否かは、封止材3及び裏面保護材4のカット面が透光性基板2の表面に対して平坦になっているか否かで判断可能である。
When the back surface
透光性基板2の表面の同一平面でカットすることで、後の工程で取り付けるアルミフレーム9の取り付けをスムースに行えるようになること、かつ、透光性基板2の端部側面に配した横タブ線6a〜6e及び引き出し線7a,7bを封止材3及び裏面保護材4で封止した構造として得ることが可能である。
By cutting on the same plane of the surface of the
透光性基板2の端部にアルミフレーム9をモジュール筐体としての強度を得るために取り付ける。アルミフレーム9は、シール材8を介して接着して取り付けるが、この時に用いるシール材8としては、耐湿性に優れた素材(例えばブチルゴム)のものを用いるようにすれば、内部の横タブ線6a〜6eや引き出し線7a,7b等の電極材料の劣化に対しさらに有利な効果が期待できる。アルミフレーム9を装着することにより、横タブ線6a〜6e及び引き出し線7a,7bは、アルミフレーム9によって覆い隠されるため、太陽電池モジュールの美観が向上する。
An
最後に、裏面保護材4から引き出し線7a,7b及び横タブ線6a,6bを引き出し、端子ボックス24と接続し、端子ボックス24を裏面保護材4上に取り付け、本実施の形態の太陽電池モジュール50が得られる。
Finally, the
上記本実施の形態にかかる太陽電池モジュールと横タブ線が太陽電池セルの周囲に配された従来型の太陽電池モジュールとを、同じ出力値で構成した上で比較すると、横タブ線及び引き出し線のスペースを削減でき、モジュール効率の向上、部材使用量の低減及び製品重量の軽減が可能である。 When the solar cell module according to the present embodiment and the conventional solar cell module in which the horizontal tab lines are arranged around the solar cells are configured with the same output value, the horizontal tab lines and the lead lines are compared. Space can be reduced, the module efficiency can be improved, the amount of material used can be reduced, and the product weight can be reduced.
10個の太陽電池セルで太陽電池ストリングを構成したモジュールの場合、太陽電池モジュールの長辺で18mm縮小できた。従来構造のモジュール変換効率は20%であったのに対し、本実施の形態では20%の1.3%向上してモジュール変換効率は20.26%となった。換言すると、モジュール変換効率は、約0.2ポイントアップした。 In the case of a module in which a solar cell string is composed of 10 solar cells, the length of the solar cell module could be reduced by 18 mm. While the module conversion efficiency of the conventional structure was 20%, in the present embodiment, the module conversion efficiency was 20.26%, which was improved by 1.3% of 20%. In other words, the module conversion efficiency increased by about 0.2 points.
また、重量にしてはモジュール1枚当たりで100g程度の軽量化が図れた。さらに、1000枚規模の太陽光発電設備になったときを想定した場合、本実施の形態の太陽電池モジュールを用いた場合、モジュール幅が約833mmであれば、およそ15平方メートルに相当する面積の削減を見込める。 In addition, the weight can be reduced by about 100 g per module. Furthermore, assuming that the photovoltaic power generation facility has a capacity of 1000 sheets, when the solar cell module of the present embodiment is used, if the module width is about 833 mm, the area equivalent to about 15 square meters is reduced. I can expect.
実施の形態2.
本発明にかかる太陽電池モジュールの実施の形態2について説明する。図8は、本発明にかかる太陽電池モジュールの実施の形態2の構成を示す概略図である。図9は、本発明にかかる太陽電池モジュールの実施の形態2の構成を示す断面概略図である。上記実施の形態1においては、横タブ線6a,6b及び引き出し線7a,7bは、透光性基板2の端部側面にて並行に配置していた。それに対し、実施の形態2にかかる太陽電池モジュール60では、図8、図9に示すように、横タブ線6a,6b及び引き出し線7a,7bを重ねた立体配線としている。この時、透光性基板2の端部側面に配置する横タブ線6a,6b及び引き出し線7a,7bに用いる導体の抵抗値をより低減できる。幅の広い導体を用いることが比較的容易に可能であるため、太陽電池モジュール60の導体(横タブ線6a,6b及び引き出し線7a,7b)での配線抵抗をより小さくしやすく、発電した電力の配線抵抗でのジュール損失を容易に低減できる。
実施の形態2で用いる透光性基板2は、太陽電池カバーガラス用として一般的な厚さ3.2mmの白板強化ガラスを用いた。横タブ線6a,6b及び引き出し線7a,7bは、透光性基板2の厚さ3.2mmに合わせ、それぞれ幅が3.0mm、厚さがおよそ0.5mmの銅を主体とした金属箔板で形成されている。
As the
従来の太陽電池モジュールで使用されていた横タブ線の断面積は、幅5mm×厚さ300μmであるため、幅3.0mmの金属箔板を横タブ線6a,6bに使用する本実施の形態では、従来の同等以下の抵抗値とするためには金属箔板の厚さを0.5mmとすればよく、この条件を満たすようにすれば、抵抗による損失については問題とはならない。
Since the cross-sectional area of the horizontal tab line used in the conventional solar cell module is 5 mm wide × 300 μm thick, this embodiment uses a metal foil plate having a width of 3.0 mm for the
また、実施の形態2では、横タブ線6a,6bと引き出し線7a,7bとを重ねて配することで、導体の幅を実施の形態1と比べて大きくできるため、透光性基板2の端部側面での配線を行いやすくなる。
In the second embodiment, the width of the conductor can be increased compared to the first embodiment by arranging the
横タブ線6a,6b及び引き出し線7a,7bは、透光性基板2の側面部分において、接着剤21で固定している。実施の形態2では、まず透光性基板2の端部側面に横タブ線6a,6bを接着剤21で固定し、次に横タブ線6a,6bの上に引き出し線7a,7bを接着剤21で固定する。例えば、太陽電池モジュールの製造時に、横タブ線6a,6bを接着剤21で透光性基板2の側面に固定したユニットを用い、横タブ線6a,6bと透光性基板2とが一体となったユニットと、シート状の受光面側封止材3a、太陽電池ストリング10を重ねた後に、タブ線5を透光性基板2の受光面側に折り曲げて横タブ線6a、6bにはんだ付けし、その後に引き出し線7a,7bを横タブ線6a,6bへ接着する。
The
本実施の形態では、横タブ線6a,6b及び引き出し線7a,7bを二つ重ねて配線するため、絶縁被覆22を予め施したものを用いることが好ましい。
In the present embodiment, it is preferable to use the one provided with the insulating
透光性基板2の端部側面では、[1]バックフィルム(0.2mm厚)、[2]封止材(0.5mm厚)、[3](接着剤(0.1mm厚)+絶縁被覆(0.2mm厚×2))×2、[4]横タブ線(0.5mm厚)及び引き出し線(0.5mm厚)が重なる。[1]〜[4]の厚さ寸法を単純に合計すると2.7mmであるから、横タブ線6a,6b及び引き出し線7a,7bを配置する側での太陽電池パネルの長さの増分は、実際の値としても4mmを下回る。太陽電池セルの脇に横タブ線及び引き出し線を並行に配置する従来構造では、幅5mmの金属箔板2枚分に相当する10mm以上のスペースを太陽電池セルの脇に確保する必要があったため、本実施の形態の構造では、配線抵抗を下げるために横タブ線6a,6bや引き出し線7a,7bを上記の例よりも厚くしても省スペースの効果を得ることができる。
[1] Back film (0.2 mm thickness), [2] Sealing material (0.5 mm thickness), [3] (Adhesive (0.1 mm thickness) + Insulation) Cover (0.2 mm thickness × 2)) × 2, [4] The horizontal tab line (0.5 mm thickness) and the lead line (0.5 mm thickness) overlap. Since the total thickness of [1] to [4] is simply 2.7 mm, the increase in the length of the solar cell panel on the side where the
横タブ線6a,6b及び引き出し線7a,7bの配線場所以外の点については実施の形態1と同様である。実施の形態2によれば、横タブ線6a,6b及び引き出し線7a,7bの抵抗値の増加を抑えることができる。また、横タブ線6a,6bは、透光性基板2の反対側の側面に配する横タブ線6c〜6eと同じ幅及び厚さとすることができ、材料を共通化することにより、製造コストの増加を抑えることができる。
The points other than the wiring locations of the
このように、本発明に係わる太陽電池モジュールによれば、横タブ線及び引き出し線が太陽電池モジュールの表面にて占める領域を削減できる。これによって、太陽電池モジュールのモジュール変換効率が向上されるとともに、太陽電池モジュールに必要な透光性基板や封止材、裏面保護材、アルミフレーム等の部材を小さく、または少なくすることで、従来よりも安価で製造時のエネルギー消費が小さい太陽電池モジュールの生産に貢献でき、さらに重量も低減することができる。また、横タブ線及び引き出し線を隠せるようになったことで、太陽電池モジュールの受光面に存在する構成部材の形状の統一性が増し、全体の見栄えもすっきりとした印象に改善できる。 Thus, according to the solar cell module concerning this invention, the area | region which a horizontal tab line and a leader line occupy on the surface of a solar cell module can be reduced. As a result, the module conversion efficiency of the solar cell module is improved, and a light transmitting substrate, a sealing material, a back surface protective material, an aluminum frame, and the like necessary for the solar cell module are reduced or reduced in number. It can contribute to the production of a solar cell module that is less expensive and consumes less energy during production, and can further reduce the weight. Further, since the horizontal tab lines and the lead lines can be hidden, the uniformity of the shape of the constituent members existing on the light receiving surface of the solar cell module is increased, and the overall appearance can be improved to a clean impression.
以上のように、本発明にかかる太陽電池モジュールは、小型化・軽量化を実現し、外観上の意匠性を高められる点で有用であり、特に、被設置物の寸法や重量に制限のある場所や、美観が要求される場所への設置に適している。 As described above, the solar cell module according to the present invention is useful in that it can be reduced in size and weight, and can be improved in appearance design, and is particularly limited in the size and weight of the object to be installed. Suitable for installation in places and places where aesthetics are required.
1 太陽電池セル、2 透光性基板、3 封止材、3a 受光面側封止材、3b 裏面側封止材、4 裏面保護材、5 タブ線、6a〜6e 横タブ線、7a,7b 引き出し線、8 シール材、9 アルミフレーム、10 太陽電池ストリング、11 結晶シリコン基板、12,15 真性な非晶質シリコン系薄膜、13 p型シリコン系薄膜、14,17 透明導電膜、16 n型シリコン系薄膜、18,19 細線形集電電極、20a〜20c バイパスダイオード、21 接着剤、22 絶縁被覆、24 端子ボックス、30 上側の筐体、31 下側の筐体、32 ヒーターステージ、33 ダイヤフラム、34 Oリング、40 太陽電池パネル、50,60 太陽電池モジュール。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar cell, 2 Translucent board | substrate, 3 Sealing material, 3a Light-receiving surface side sealing material, 3b Back surface side sealing material, 4 Back surface protection material, 5 Tab line, 6a-6e Horizontal tab line, 7a, 7b Lead wire, 8 sealing material, 9 aluminum frame, 10 solar cell string, 11 crystalline silicon substrate, 12, 15 intrinsic amorphous silicon thin film, 13 p-type silicon thin film, 14, 17 transparent conductive film, 16 n-type Silicon-based thin film, 18, 19 Fine linear collector electrode, 20a-20c bypass diode, 21 Adhesive, 22 Insulation coating, 24 Terminal box, 30 Upper casing, 31 Lower casing, 32 Heater stage, 33 Diaphragm , 34 O-ring, 40 solar cell panel, 50, 60 solar cell module.
Claims (12)
透光性基板と、
前記透光性基板との間に前記太陽電池ストリングが複数配置される裏面保護材と、
複数の前記太陽電池ストリングを電気的に直列に接続する横タブ線と、
前記横タブ線によって電気的に直列に接続された複数の前記太陽電池ストリングから電力を取り出すための引き出し線と、
前記透光性基板と前記裏面保護材との間に複数の前記太陽電池ストリングを封止する封止材とを有する太陽電池パネルを含む太陽電池モジュールであって、
前記横タブ線及び前記引き出し線を、前記透光性基板の側面に配置したことを特徴とする太陽電池モジュール。 A solar cell string formed by connecting a plurality of solar cells with tab wires, and
A translucent substrate;
A back surface protective material in which a plurality of the solar cell strings are arranged between the translucent substrate;
A lateral tab line electrically connecting a plurality of the solar cell strings in series;
A lead wire for extracting power from the plurality of solar cell strings electrically connected in series by the horizontal tab wires;
A solar cell module including a solar cell panel having a sealing material for sealing a plurality of the solar cell strings between the translucent substrate and the back surface protective material,
The solar cell module, wherein the horizontal tab line and the lead-out line are arranged on a side surface of the translucent substrate.
前記横タブ線及び前記引き出し線は、前記アルミフレームによって、前記太陽電池パネルの受光面側から不可視と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。 Comprising an aluminum frame mounted around the solar cell panel;
2. The solar cell module according to claim 1, wherein the horizontal tab line and the lead wire are invisible from the light receiving surface side of the solar cell panel by the aluminum frame.
複数の前記太陽電池ストリングを電気的に直列に接続するための横タブ線と、該横タブ線によって直列に接続された複数の前記太陽電池ストリングから電力を取り出すための引き出し線とを透光性基板の側面に配置する工程と、
前記横タブ線及び前記引き出し線が側面に配置された前記透光性基板の上に、表面側封止材及び複数の前記太陽電池ストリングを配置する工程と、
各太陽電池ストリングの端に位置する前記太陽電池セルに接続された前記タブ線を、前記横タブ線及び前記引き出し線の一方に接続する工程と、
複数の前記太陽電池ストリングの上に裏面側封止材及び裏面保護材を配置する工程と、
前記表面側封止材と前記裏面側封止材とを一体化させて封止材とし、該封止材で複数の前記太陽電池ストリングを前記透光性基板と前記裏面保護材との間に封止するラミネート工程と、
を有し、
前記ラミネート工程において、前記裏面側封止材及び前記裏面保護材で、前記透光性基板の側面を覆って、前記横タブ線及び前記引き出し線を封止することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。 Connecting a plurality of solar cells with tab wires to form a plurality of solar cell strings;
Translucent a horizontal tab line for electrically connecting a plurality of the solar cell strings in series and a lead line for taking out electric power from the plurality of solar cell strings connected in series by the horizontal tab lines Placing on the side of the substrate;
A step of disposing a surface-side sealing material and a plurality of the solar cell strings on the translucent substrate on which the lateral tab lines and the lead wires are disposed on the side surfaces;
Connecting the tab line connected to the solar cell located at the end of each solar cell string to one of the horizontal tab line and the lead line; and
Arranging a back side sealing material and a back side protective material on the plurality of solar cell strings;
The front surface side sealing material and the back surface side sealing material are integrated to form a sealing material, and a plurality of the solar cell strings are interposed between the translucent substrate and the back surface protective material with the sealing material. A laminating process for sealing;
Have
In the laminating step, the lateral tab line and the lead-out line are sealed with the back surface side sealing material and the back surface protection material covering the side surface of the translucent substrate. Production method.
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