JP2017174896A - 太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】弾性体を用いて太陽電池パネルを金属フレームに嵌め込む場合における固定強度への影響を低減させ、信頼性の高い太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】太陽電池モジュール１００は、順に積層される第１保護基板３０と、第１封止層３４と、複数の太陽電池セル１０と、第２封止層３６と、第２保護基板３２とを備える。第１保護基板３０の側面３０ａは、保護部材３５により被覆され、第２保護基板３２は、第１保護基板３０よりも積層方向の厚さが大きく、第１保護基板３０よりも大きい外周を有し、積層方向において第１保護基板３０と重畳する積層領域Ｃ１と積層領域Ｃ１より外側の外周領域Ｃ２とを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法に関する。

太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルを有する。複数の太陽電池セルは、第１保護部材と第２保護部材との間に樹脂封止されて太陽電池パネルとなる。太陽電池パネルは、金属フレームに嵌め込まれて固定される（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２０１２／１２８３４２号

太陽電池パネルの厚さは、製造条件等に応じてばらつきが生じることがある。太陽電池パネルをゴムパッキン等の弾性体を用いて金属フレームに嵌め込んで固定する場合、パネルの厚みのばらつきにより固定強度に影響が生じることがある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、弾性体を用いて太陽電池パネルを金属フレームに嵌め込む場合における固定強度への影響を低減させ、信頼性を高めた太陽電池モジュール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、順に積層される第１保護基板と、第１封止層と、複数の太陽電池セルと、第２封止層と、第２保護基板とを備える。第１保護基板の側面は、保護部材により被覆される。第２保護基板は、第１保護基板よりも積層方向の厚さが大きく、第１保護基板よりも大きい外周を有し、積層方向において第１保護基板と重畳する積層領域と積層領域より外側の外周領域とを含む。

本発明の別の態様は、太陽電池モジュールの製造方法である。この方法は、第１治具と第２治具の間に、第１保護基板、第１封止材、複数の太陽電池セル、第２封止材および第２保護基板を第１治具から第２治具に向かう方向に順に積層させた積層体を配置することと、積層体の外周に補助治具を配置し、第１治具と第２治具の間で積層体を挟み込んで加熱圧着することと、を備える。第２保護基板は、第１保護基板よりも積層方向の厚さが大きく、第１保護基板よりも大きい外周を有し、積層方向において第１保護基板と重畳する積層領域と積層領域より外側の外周領域とを含む。補助治具は、第１治具と第２保護基板の外周領域との間に配置される第１部分を含み、第１部分の積層方向の高さが、第１保護基板および太陽電池セルの厚さの和よりも大きく、第１保護基板、第１封止材および第２封止材の厚さの和よりも小さい。

本発明によれば、信頼性を高めた太陽電池モジュールを提供できる。

実施の形態に係る太陽電池モジュールの構造を示す断面図である。 実施の形態に係る太陽電池パネルの構造を示す上面図である。 太陽電池モジュールの製造工程を模式的に示す図である。 太陽電池モジュールの製造工程を模式的に示す図である。 実施の形態に係る太陽電池モジュールが奏する効果を模式的に示す図である。

本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施の形態は、太陽電池モジュールである。太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルを有し、隣接する太陽電池セル間がタブ配線といわれる接続部材により接続される。タブ配線により接続された太陽電池セルは、第１保護基板と第２保護基板の間で樹脂封止されて太陽電池パネルとなる。

太陽電池パネルの厚さは、製造条件等に応じてばらつきが生じることがある。例えば、積層体をラミネートしてパネル化する際の押圧力の面内ばらつきや、熱板上での積層体の位置、周囲に配置される他の積層体との位置関係などにより、封止材の樹脂に偏りが発生し、パネルの厚みがばらつくことがある。また、保護基板として防眩性を有する型板ガラスを用いる場合、型板ガラスの製造工程や風冷強化工程においてガラスにうねりが生じているため、パネルの両面に用いるガラス板の凸部同士または凹部同士が向き合う場所がランダムに生じてパネルの厚さにばらつきが生じうる。パネルの厚さにばらつきが生じると、ゴムパッキン等の弾性体を用いて太陽電池パネルを金属フレームに嵌め込む場合に、フレームに対するパネルの固定強度に影響が生じることがある。

そこで、本実施の形態では、第１保護基板よりも面積の大きい第２保護基板を採用し、積層方向において第１保護基板と第２保護基板とが重畳する積層領域の外側に第２保護基板の外周領域が設けられるようにする。また、第１保護基板よりも第２保護基板を厚くし、第２保護基板の外周領域をフレームに嵌め込むことで太陽電池パネルが固定されるようにする。製造条件等に起因して第１保護基板から第２保護基板までのパネル全体の厚さにばらつきが生じる場合であっても、パネル全体の厚さのばらつきに比べれば、フレームに固定される第２保護基板の厚さのばらつきは相対的に小さい。その結果、第２保護基板のみをフレームに嵌め込むようにすることで、パネル全体をフレームに嵌め込む場合と比べて、厚みのばらつきに起因する固定強度への影響を低減できる。また、金属フレームに対するパネルの固定強度を確保することで、特に正荷重に対する太陽電池モジュールの信頼性を高めることができる。

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。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。

図１は、実施の形態に係る太陽電池モジュール１００の構造を示す断面図である。図２は、太陽電池パネル６０の構造を示す上面図である。太陽電池モジュール１００は、太陽電池パネル６０と、フレーム６２とを備える。太陽電池パネル６０は、複数の太陽電池セル１０と、隣接する太陽電池セル１０を互いに接続するタブ配線２０と、第１保護基板３０と、第２保護基板３２と、第１封止層３４と、第２封止層３６とを備える。

太陽電池セル１０は、入射する光を吸収して光起電力を発生させる層であり、例えば、結晶系シリコン、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）又はインジウム燐（ＩｎＰ）等の半導体材料からなる基板を有する。太陽電池セル１０の構造は、特に限定されないが、本実施形態では、ｎ型単結晶シリコン基板と非晶質シリコンのヘテロ接合を有する。太陽電池セル１０は、例えば、ｎ型単結晶シリコン基板の受光面側に、ｉ型非晶質シリコン層、ボロン（Ｂ）等がドープされたｐ型非晶質シリコン層、酸化インジウム等の透光性導電酸化物からなる透明導電層の順番で積層されている。また、基板の裏面側に、ｉ型非晶質シリコン層、リン（Ｐ）等がドープされたｎ型非晶質シリコン層、透明導電層の順番で積層されている。

太陽電池セル１０は、セル表面の一つである受光面１２と、セル表面の一つであり、受光面１２に背向する裏面１４とを有する。ここで、受光面１２は、太陽電池セル１０において主に太陽光が入射される主面を意味し、太陽電池セル１０に入射される光の大部分が入射される面である。受光面１２には、受光面電極が形成され、裏面１４には裏面電極が形成される。

タブ配線２０は、細長い金属箔であり、例えば、銅箔に銀や錫、ハンダ等をコーティングしたものや、アルミニウム箔が用いられる。タブ配線２０は、隣接する太陽電池セル１０同士を電気的かつ機械的に接続する。タブ配線２０の一端は、隣接する太陽電池セル１０の一方の受光面１２に形成される受光面電極と接触して電気的に導通する。タブ配線２０の他端は、隣接する太陽電池セル１０の他方の裏面１４に形成される裏面電極と接触して電気的に導通する。タブ配線２０は、隣接する太陽電池セル１０の間のセル間領域において屈曲しており、隣接する太陽電池セル１０の受光面１２および裏面１４のそれぞれが同一平面内に配置されるようにしている。

第１保護基板３０および第２保護基板３２は、複数の太陽電池セル１０を外部環境から保護する外装部材であり、例えばガラス基板である。第１保護基板３０は、受光面１２側に設けられ、太陽電池セル１０が発電のために吸収する波長帯域の光を透過する。第２保護基板３２は、裏面１４側に設けられる。第２保護基板３２は、第１保護基板３０よりも積層方向の厚さが大きく、第１保護基板３０の１．１倍以上の厚さを有することが好ましい。第１保護基板３０の厚さｔ_１と第２保護基板３２の厚さｔ_２に差を設けることにより、両者の厚さの合計値（ｔ_１＋ｔ_２）を一定とした場合にモジュール全体としての強度を高めることができる。ガラスの強度は一般に厚さの二乗に比例するため、厚さの合計値が一定であれば、両者の厚さが等しい（ｔ_１＝ｔ_２）場合に両者のガラスの強度の和が最小となるためである。

第１保護基板３０の側面３０ａには、第１保護部材３５が設けられる。第１保護部材３５は、第１保護基板３０の外周に沿って設けられ、矩形状の第１保護基板３０の四辺のそれぞれに沿って設けられる。第１保護部材３５は、第１保護基板３０の側面３０ａに加わる衝撃から第１保護基板３０を保護する役割を有する。第１保護部材３５は、樹脂材料で形成され、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリイミドなどの熱硬化性樹脂で構成されることが好ましい。なお第１保護部材３５は、ポリエチレン系またはポリプロピレン系の熱可塑性樹脂で構成されてもよい。第１保護部材３５は、後述する第１封止層３４および第２封止層３６の少なくとも一方と同じ材料で構成されてもよく、第１封止層３４および第２封止層３６と一体的に形成されてもよい。

第２保護基板３２は、第１保護基板３０よりも大きい外周を有し、第１保護基板３０よりも広い面積の主面を有する。その結果、第２保護基板３２は、第１保護基板３０と積層方向に重畳される積層領域Ｃ１と、積層領域Ｃ１より外側の外周領域Ｃ２とを含む。外周領域Ｃ２は、第２保護基板３２の全周にわたって設けられ、矩形状の第２保護基板３２の四辺のそれぞれに沿って外周領域Ｃ２が設けられる。変形例においては、第２保護基板３２の四辺のうちの三辺または二辺にのみ外周領域Ｃ２が設けられてもよい。第２保護基板３２の外周領域Ｃ２は、ゴム枠などの第２保護部材６６を介してフレーム６２の凹部６４に嵌め込まれる。

フレーム６２に対する太陽電池パネル６０の固定強度を高めるため、第２保護基板３２と第２保護部材６６とが接触する面内方向の幅（接触幅）Ｗｂは第２保護基板３２の厚さｔ_２より大きいことが好ましい。第２保護基板３２と第２保護部材６６の接触幅Ｗｂを大きくすることで、第２保護基板３２と第２保護部材６６の間の摩擦力を高め、太陽電池パネル６０が撓むように変形してフレーム６２の凹部６４から外れてしまうことを防ぐことができる。太陽電池パネル６０の固定に十分な接触幅Ｗｂを確保するため、外周領域Ｃ２が設けられる幅Ｗａ（積層領域Ｃ１と外周領域Ｃ２が隣接する方向の幅Ｗａ）も同様に、第２保護基板３２の厚さｔ_２より大きいことが好ましい。外周領域Ｃ２の幅Ｗａは、第２保護基板３２と第２保護部材６６の接触幅Ｗｂとほぼ同じであるか、図示するように接触幅Ｗｂよりも大きいためである。外周領域Ｃ２の幅Ｗａを第２保護基板３２の厚さｔ_２より大きくすることで、太陽電池パネル６０の固定に十分な接触幅Ｗｂを確保し、フレーム６２に対する太陽電池パネル６０の固定強度を高めることができる。

第１封止層３４および第２封止層３６は、封止樹脂層であり、太陽電池セル１０への水分の浸入等を防ぐとともに、太陽電池モジュール１００全体の強度を向上させる。第１封止層３４は、太陽電池セル１０と第１保護基板３０の間、つまり、受光面１２側に設けられる。第２封止層３６は、太陽電池セル１０と第２保護基板３２の間、つまり、裏面１４側に設けられる。第１封止層３４は、熱可塑性樹脂であり、例えば、ポリエチレン系またはポリプロピレン系の樹脂である。第２封止層３６は、熱硬化性樹脂であり、例えば、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリイミドもしくは架橋材を含むポリエチレン系またはポリプロピレン系の樹脂である。なお、第１封止層３４および第２封止層３６の材料はこれらに限られず、変形例においては、第１封止層３４および第２封止層３６の双方を熱可塑性樹脂としてもよいし、第１封止層３４および第２封止層３６の双方を熱硬化性樹脂としてもよい。

本実施の形態において、第２封止層３６は、第１封止層３４よりも融点の低い樹脂が選択される。つまり、第１封止層３４の樹脂材料は相対的に融点が高く、第２封止層３６の樹脂材料は相対的に融点が低い。樹脂材料の融点は、例えば、樹脂を構成するポリマーの平均分子量が大きい場合、分枝構造の割合（重量ないし密度）が高い場合、および、ポリマーの主鎖に局在部位が存在する場合の少なくともいずれかの場合に融点が高くなる。したがって、これらの樹脂特性の少なくともいずれかが相違する樹脂を用いることで、第１封止層３４と第２封止層３６の融点に差異を持たせることができる。なお、上述の樹脂特性とは異なる特性を利用して樹脂材料の融点に差異を持たせてもよい。

フレーム６２は、太陽電池パネル６０の外周に沿って設けられ、矩形状の第２保護基板３２の四辺に対応して矩形枠状に構成される。フレーム６２は、アルミニウム、鉄、ステンレス鋼などの金属材料や、樹脂材料などで形成される。フレーム６２は、第２保護基板３２の外周領域Ｃ２を受け入れるための凹部６４を有する。凹部６４には、ゴム枠などの弾性体で構成される第２保護部材６６が設けられる。第２保護部材６６は、第２保護基板３２と凹部６４の隙間を充填して固定強度を高めるとともに、第２保護基板３２の側面３２ａを保護する役割を有する。

図３は、太陽電池モジュール１００の製造工程を模式的に示す図である。本図では、太陽電池セル１０の向きを図１とは上下反転させている。複数の太陽電池セル１０をタブ配線２０で接続してセルストリング１８を形成する。次に、セルストリング１８の受光面１２側に第１封止材５４および第１保護基板３０を配置し、裏面１４側に第２封止材５６および第２保護基板３２を配置する。つづいて、第１保護基板３０、第１封止材５４、セルストリング１８、第２封止材５６および第２保護基板３２で構成される積層体を挟み込むように上下に第１治具４０および第２治具４２を配置し、積層体に圧力を加えながら加熱する。このとき、第１治具４０が加熱側となり、第２治具４２が押圧側となる。加熱圧着により、第１封止材５４および第２封止材５６が融着して第１封止層３４および第２封止層３６が形成され、太陽電池パネル６０ができあがる。なお、第１封止材５４および第２封止材５６の少なくとも一方に熱硬化性樹脂を用いる場合には、加熱圧着した後に太陽電池パネル６０を樹脂硬化炉に入れることで、熱硬化性樹脂を完全に硬化させてもよい。

上述の加熱圧着工程において、第１治具４０は、第１保護基板３０と接触するように配置され、第２治具４２は、第２保護基板３２と接触するように配置される。第１治具４０は、ヒータなどの加熱装置４４を有する。加熱装置４４は、第１保護基板３０を加熱する。加熱装置４４が発する熱は、第１保護基板３０、第１封止材５４、セルストリング１８、第２封止材５６、第２保護基板３２の順に伝わる。本実施の形態では、厚さの小さい第１保護基板３０から加熱することで、厚さの大きい第２保護基板３２から加熱する場合よりも、第１封止材５４および第２封止材５６に熱が伝わりやすくなるようにできる。また、第１封止材５４と比べて加熱されにくい第２封止材５６に融点の低い樹脂材料を用いることで、第１封止材５４と第２封止材５６とがほぼ同じタイミングで軟化して融着するようにできる。これにより、より短い時間で加熱圧着工程が完了するようにでき、製造コストの増大を抑えることができる。

上述の加熱圧着工程において、第１保護基板３０、第１封止材５４、セルストリング１８、第２封止材５６および第２保護基板３２を順に積層させた積層体５０の外周には補助治具７０が配置される。補助治具７０は、第１保護基板３０よりも面積の大きい第２保護基板３２を位置決めし、第２保護基板３２の積層領域Ｃ１に第１保護基板３０、第１封止材５４、セルストリング１８および第２封止材５６が配置されるようにする。補助治具７０は、第２保護基板３２の外周領域Ｃ２に配置される第１部分７１と、第２保護基板３２の外周領域Ｃ２より外側に配置される第２部分７２を含む。

第１部分７１は、第１保護基板３０の外周を囲うように第１保護基板３０に近接して配置される。第１部分７１は、第１保護基板３０を挟んで対向するように配置され、第１保護基板３０の幅ｗ_１よりも広い間隔ｗ_３１を有する。第１部分７１の間隔ｗ_３１は、第２保護基板３２の幅ｗ_２よりも小さい。これにより、第１部分７１の上面７１ａが第２保護基板３２の外周領域Ｃ２に当接して第２保護基板３２を支持することができる。第１部分７１の上面７１ａの幅ｗ_３２は、外周領域Ｃ２の幅と同程度もしくは外周領域Ｃ２の幅よりも広いことが好ましい。第１部分７１の高さｈ_１は、第１保護基板３０および太陽電池セル１０の厚さの和よりも大きく、第１保護基板３０、第１封止材５４および第２封止材５６の厚さの和よりも小さいことが好ましい。これにより、加熱圧着時に太陽電池セル１０が損傷しないように第２保護基板３２を支持しつつ、圧着後に第１保護基板３０と第２保護基板３２の間に隙間や気泡が生じないようにできる。

第２部分７２は、第２保護基板３２の外周を囲うように第２保護基板３２に近接して配置される。第２部分７２は、第１部分７１の外側に隣接して配置され、第２保護基板３２の幅ｗ_２よりも広い間隔ｗ_４で第２保護基板３２を挟んで対向するように配置される。これにより、第１保護基板３０と第２保護基板３２の面内方向の位置ずれを抑制することができる。第２部分７２の高さｈ_２は、第１部分７１の高さｈ_１よりも大きく、第２保護基板３２の厚さｔ_２と第１部分７１の高さｈ_１の和よりも小さいことが好ましい。つまり、第１部分７１の上面７１ａと第２部分７２の上面７２ａとの間の段差の高さｈ_３が第２保護基板３２の厚さｔ_２より小さいことが望ましい。これにより、加熱圧着時に第２保護基板３２に確実に圧力が加わるようにできる。

図示する例において、第１部分７１と第２部分７２は一体であるが、変形例においては第１部分７１と第２部分７２が別体であってもよい。補助治具７０は、矩形状の第１保護基板３０および第２保護基板３２の四辺のそれぞれに沿って配置されてもよいし、四辺のうちの二辺または三辺に沿って配置されてもよい。例えば、補助治具７０は、第１保護基板３０および第２保護基板３２の対向する二つの長辺に沿って配置される一方、それらの対向する二つの短辺に沿って配置されなくてもよい。

図４は、太陽電池モジュール１００の製造工程を模式的に示す図であり、加熱圧着された太陽電池パネル６０の構造を示している。図示されるように、補助治具７０の第１部分７１は、第２保護基板３２の外周領域Ｃ２において、第１治具４０と第２保護基板３２の間に配置され、第２保護基板３２を支持している。これにより、第１保護基板３０、第１封止層３４および第２封止層３６の厚さの合計値として第１部分７１と同じ高さｈ_１を確保できる。また、第１部分７１と第２部分７２の高さの差ｈ_３が第２保護基板３２の厚さｔ_２よりも小さいため、第１治具４０と第２治具４２の間で積層体５０を確実に加熱圧着して太陽電池パネル６０を形成することができる。

また、加熱圧着時に積層領域Ｃ１の外側にはみ出した封止材を利用して、第１保護基板３０の側面３０ａに第１保護部材３５が形成される。第１保護部材３５は、第１保護基板３０と補助治具７０の隙間を利用して形成される。第１保護部材３５は、例えば、加熱圧着時に軟化した第１封止材５４の一部を利用して形成できる。なお、第１封止材５４の材料として軟化しにくい樹脂材料が用いられる場合、第１封止材５４よりも融点の低い第２封止材５６の一部が軟化して第１保護部材３５を形成してもよい。また、第１封止材５４および第２封止材５６の少なくとも一方に熱硬化性樹脂を用いる場合には、熱硬化性樹脂により第１保護部材３５を形成することもできる。第１保護部材３５を熱硬化性樹脂で形成することにより、熱可塑性樹脂を用いる場合と比べて第１保護部材３５の高温時の強度を高めることができる。

つづいて、太陽電池モジュール１００が奏する効果について説明する。
図５は、実施の形態に係る太陽電池モジュール１００が奏する効果を模式的に示す図である。太陽電池モジュール１００は、第１保護基板３０が鉛直上側、第２保護基板３２が鉛直下側となるようにして設置される。太陽電池モジュール１００は、第１保護基板３０が鉛直方向と直交するように設置されてもよいし、第１保護基板３０が鉛直方向と交差するように斜めに設置されてもよい。太陽電池モジュール１００を降雪のある場所に第１保護基板３０を鉛直上側にして設置すると、第１保護基板３０の上に積雪して第１保護基板３０の上から矢印Ａで示されるような正荷重が加わる。

正荷重が加わると、太陽電池モジュール１００の中央が下方に向かうような撓みが生じる。第１保護基板３０には矢印Ｂで示すような圧縮応力がかかり、第２保護基板３２には矢印Ｃで示すような引っ張り応力がかかる。太陽電池モジュール１００は、第１保護基板３０が薄く、第２保護基板３２が厚いため、応力の中立面Ｆが第２保護基板３２に近い位置にある。ここで、中立面Ｆとは、太陽電池パネル６０に撓みが生じる場合に圧縮応力または引張応力がかからない場所をいう。中立面Ｆよりも第１保護基板３０に近い範囲は、圧縮応力が加わる圧縮領域Ｄであり、中立面Ｆよりも第２保護基板３２に近い範囲は、引っ張り応力が加わる引張領域Ｅである。応力の中立面Ｆは、図示されるように、太陽電池セル１０よりも第２保護基板３２に近い位置にあるため、圧縮領域Ｄに含まれる太陽電池セル１０には圧縮応力がかかることとなる。太陽電池セル１０を構成する結晶性の半導体材料は、引っ張り応力に弱いが、圧縮応力には強いという特性を有する。本実施の形態によれば、第２保護基板３２を厚くすることで、太陽電池モジュール１００に正荷重がかかる場合であっても太陽電池セル１０に引っ張り応力が生じないようにすることができる。これにより、太陽電池セル１０の損傷を防止し、太陽電池モジュール１００の信頼性を高めることができる。

本実施の形態によれば、太陽電池セル１０の受光面１２側に厚さの小さい第１保護基板３０が設けられるため、第１保護基板３０に起因する入射光の減衰量を小さくできる。入射光に対して透明なガラス基板であっても、ガラス基板が厚くなると入射光の透過率が低下しうるためである。したがって、本実施の形態によれば太陽電池セル１０により多くの光を入射させることができ、太陽電池モジュール１００の発電効率を高めることができる。

なお、第１保護基板３０の厚さを小さくすると、設置時の外部環境によっては第１保護基板３０に反りが生じやすくなるおそれがある。例えば、太陽光の強度が高い夏場などでは、太陽電池セル１０が高強度の入射光を吸収して高温となり、第１保護基板３０の温度も高まる。第１保護基板３０は熱容量が小さいため、第２保護基板３２と比べて第１保護基板３０の方が高温になりやすい。その結果、第２保護基板３２よりも第１保護基板３０の方が熱膨張量が大きくなり、第１保護基板３０の外表面（受光面）が凸となるように太陽電池パネル６０が反ることとなる。そうすると、太陽電池セル１０に引っ張り応力が加わって太陽電池セル１０の損傷につながる可能性がある。

一方、本実施の形態では、第１保護基板３０と太陽電池セル１０の間の第１封止層３４として熱可塑性の樹脂が用いられる。そのため、太陽電池モジュール１００の温度上昇により第１保護基板３０に反りが生じる場合であっても、熱可塑性の第１封止層３４が軟化することによって第１保護基板３０の反りに起因する応力を第１封止層３４で緩和させることができる。これにより、太陽電池セル１０に強い引っ張り応力が生じないようにし、太陽電池セル１０の損傷を防止できる。

本実施の形態によれば、受光面１２側の第１封止層３４を熱可塑性樹脂とする一方、裏面１４側の第２封止層３６を熱硬化性樹脂とすることで、太陽電池モジュール１００の信頼性を高めることができる。仮に、第１封止層３４と第２封止層３６の双方を熱可塑性樹脂としてしまうと、太陽電池パネル６０が高温となった時に封止層全体が軟化してセルストリング１８の配置にずれが生じ、太陽電池セル１０の損傷につながるおそれがある。本実施の形態によれば、少なくとも一方の封止層を熱硬化性樹脂とすることで、高温時におけるセルストリング１８の位置ずれを防ぎ、セルストリング１８のずれに起因する太陽電池セル１０の損傷を防ぐことができる。

本実施の形態によれば、第１保護基板３０の側面３０ａに第１保護部材３５を形成することにより、第１保護基板３０の損傷を抑制できる。特に、第１保護部材３５として熱硬化性樹脂を用いることで、第１保護部材３５の強度をより高めることができる。

本実施の形態によれば、太陽電池パネル６０の製造時に厚さの薄い第１保護基板３０から加熱することで、加熱圧着工程にかかる時間を短縮化し、太陽電池パネル６０の製造コストを下げることができる。また、第１保護基板３０とは大きさの異なる第２保護基板３２を支持する補助治具７０を用いることで、加熱圧着工程において第２保護基板３２に反りが生じることを防ぐことができる。特に、第２保護基板３２の外周領域Ｃ２が第１保護基板３０に向かって変形するような反りを防止し、加熱圧着後の太陽電池パネル６０の厚みの均一性を高めることができる。太陽電池パネル６０の厚みの均一性を高めることで、フレーム６２への取り付けを容易にし、フレーム６２の凹部６４と第２保護基板３２の側面３２ａとの位置ずれを防ぐことができる。これにより、フレーム６２に対する太陽電池パネル６０の固定強度を確保し、太陽電池モジュール１００の信頼性を向上させることができる。

本実施の形態の一態様は、太陽電池モジュール（１００）である。太陽電池モジュール（１００）は、
順に積層される第１保護基板（３０）と、第１封止層（３４）と、複数の太陽電池セル（１０）と、第２封止層（３６）と、第２保護基板（３２）とを備え、
第１保護基板（３０）の側面（３０ａ）は、保護部材（３５）により被覆され、
第２保護基板（３２）は、第１保護基板（３０）よりも積層方向の厚さが大きく、第１保護基板（３０）よりも大きい外周を有し、積層方向において第１保護基板（３０）と重畳する積層領域（Ｃ１）と積層領域（Ｃ１）より外側の外周領域（Ｃ２）とを含む。

保護部材（３５）は、第１封止層（３４）および第２封止層（３６）の少なくとも一方と同じ材料を含んでもよい。

第２保護基板（３２）は、積層領域（Ｃ１）と外周領域（Ｃ２）が隣接する方向の外周領域（Ｃ２）の幅（ｗ）が第２保護基板（３２）の厚さ（ｔ_２）よりも大きくてもよい。

第１保護基板（３０）は、複数の太陽電池セル（１０）の受光面側に配置され、
第２保護基板（３２）は、複数の太陽電池セル（１０）の裏面側に配置されてもよい。

第２封止層（３６）は、第１封止層（３４）よりも融点が低くてもよい。

第１封止層（３４）は、熱可塑性の樹脂であり、第２封止層（３６）は、熱硬化性の樹脂であってもよい。

第１保護基板（３０）が鉛直方向上側となるように設置されてもよい。

本実施の形態の別の態様は、太陽電池モジュール（１００）の製造方法である。この方法は、
第１治具（４０）と第２治具（４２）の間に、第１保護基板（３０）、第１封止材（５４）、複数の太陽電池セル（１０）、第２封止材（５６）および第２保護基板（３２）を第１治具（４０）から第２治具（４２）に向かう方向に順に積層させた積層体（５０）を配置することと、
積層体（５０）の外周に補助治具（７０）を配置し、第１治具（４０）と第２治具（４２）の間で積層体（５０）を挟み込んで加熱圧着することと、を備え、
第２保護基板（３２）は、第１保護基板（３０）よりも積層方向の厚さが大きく、第１保護基板（３０）よりも大きい外周を有し、積層方向において第１保護基板（３０）と重畳する積層領域（Ｃ１）と積層領域（Ｃ１）より外側の外周領域（Ｃ２）とを含み、
補助治具（７０）は、第１治具（４０）と第２保護基板（３２）の外周領域（Ｃ２）との間に配置される第１部分（７１）を含み、第１部分（７１）の積層方向の高さ（ｈ_１）が、第１保護基板（３０）および太陽電池セル（１０）の厚さの和よりも大きく、第１保護基板（３０）、第１封止材（５４）および第２封止材（５６）の厚さの和よりも小さい。

補助治具（７０）は、第２保護基板（３２）よりも外側に配置される第２部分（７２）をさらに含み、第２部分（７２）の積層方向の高さ（ｈ_２）が、第１部分（７１）の高さ（ｈ_１）よりも大きく、第１部分（７１）の高さ（ｈ_１）と第２保護基板（３２）の厚さ（ｔ_２）の和よりも小さくてもよい。

加熱圧着することは、第１封止材（５４）および第２封止材（５６）の少なくとも一方を積層領域（Ｃ１）の外側にはみ出させて第１保護基板（３０）の側面（３０ａ）を被覆させてもよい。

第１治具（４０）は、加熱装置（４４）を含み、積層体（５０）は、第１保護基板（３０）側から加熱されてもよい。

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。

Ｃ１…積層領域、Ｃ２…外周領域、１０…太陽電池セル、１２…受光面、１４…裏面、３０…第１保護基板、３０ａ…側面、３２…第２保護基板、３４…第１封止層、３６…第２封止層、４０…第１治具、４２…第２治具、４４…加熱装置、５０…積層体、５４…第１封止材、５６…第２封止材、６０…太陽電池パネル、７０…補助治具、７１…第１部分、７２…第２部分、１００…太陽電池モジュール。

Claims (11)

1. 順に積層される第１保護基板と、第１封止層と、複数の太陽電池セルと、第２封止層と、第２保護基板とを備え、
   前記第１保護基板の側面は、保護部材により被覆され、
   前記第２保護基板は、前記第１保護基板よりも積層方向の厚さが大きく、前記第１保護基板よりも大きい外周を有し、前記積層方向において前記第１保護基板と重畳する積層領域と前記積層領域より外側の外周領域とを含むことを特徴とする太陽電池モジュール。
2. 前記保護部材は、前記第１封止層および前記第２封止層の少なくとも一方と同じ材料を含む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。
3. 前記第２保護基板は、前記積層領域と前記外周領域が隣接する方向の前記外周領域の幅が前記第２保護基板の厚さよりも大きい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。
4. 前記第１保護基板は、前記複数の太陽電池セルの受光面側に配置され、
   前記第２保護基板は、前記複数の太陽電池セルの裏面側に配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
5. 前記第２封止層は、前記第１封止層よりも融点が低いことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
6. 前記第１封止層は、熱可塑性の樹脂であり、前記第２封止層は、熱硬化性の樹脂であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
7. 前記第１保護基板が鉛直方向上側となるように設置されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
8. 第１治具と第２治具の間に、第１保護基板、第１封止材、複数の太陽電池セル、第２封止材および第２保護基板を前記第１治具から前記第２治具に向かう方向に順に積層させた積層体を配置することと、
   前記積層体の外周に補助治具を配置し、前記第１治具と前記第２治具の間で前記積層体を挟み込んで加熱圧着することと、を備え、
   前記第２保護基板は、前記第１保護基板よりも積層方向の厚さが大きく、前記第１保護基板よりも大きい外周を有し、前記積層方向において前記第１保護基板と重畳する積層領域と前記積層領域より外側の外周領域とを含み、
   前記補助治具は、前記第１治具と前記第２保護基板の前記外周領域との間に配置される第１部分を含み、前記第１部分の前記積層方向の高さが、前記第１保護基板および前記太陽電池セルの厚さの和よりも大きく、前記第１保護基板、前記第１封止材および前記第２封止材の厚さの和よりも小さいことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
9. 前記補助治具は、前記第２保護基板よりも外側に配置される第２部分をさらに含み、前記第２部分の前記積層方向の高さが、前記第１部分の高さよりも大きく、前記第１部分の高さと前記第２保護基板の厚さの和よりも小さいことを特徴とする請求項８に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
10. 前記加熱圧着することは、前記第１封止材および前記第２封止材の少なくとも一方を前記積層領域の外側にはみ出させて前記第１保護基板の側面を被覆させることを含むことを特徴とする請求項８または９に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
11. 前記第１治具は、加熱装置を含み、前記積層体は、第１保護基板側から加熱されることを特徴とする請求項８から１０のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。

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