JP2018093040A - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂基板を用いても強度の高い太陽電池モジュールを提供すること。【解決手段】太陽電池モジュール（１００）は、樹脂により形成された第１基板（１０）と、第１基板（１０）の下に配置され、光電変換部（３０）を封止する封止層（２０）と、封止層（２０）の下に配置され、封止層（２０）側の外周部が面取りされた第１面取部（４２）と、封止層（２０）と反対側の外周部が面取りされた第２面取部（４４）とを含む第２基板（４０）と、第２基板（４０）の下に配置され、第２面取部（４４）及び封止層（２０）を覆って第１基板（１０）に接着する樹脂フィルム（５０）と、を備え、第１面取部（４２）と樹脂フィルム（５０）により形成される領域（６２）に、封止層（２０）が配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池モジュールに関する。詳細には、本発明は、樹脂基板を使用した太陽電池モジュールに関する。

太陽電池モジュールの基板として通常ガラス基板が用いられているが、近年、太陽電池モジュールの軽量化のため、ガラス基板の代わりに樹脂基板を用いることが提案されている。

従来、基材層の主成分をポリカーボネートとした太陽電池モジュール用フロントシートが開示されている（例えば、特許文献１参照）。このような構成とすることにより、太陽電池モジュール用フロントシートは、ガラスを基材として用いたフロントシートに比べ軽量でありつつ、高い耐衝撃性に優れるとされている。

特開２０１３−１４５８０７号公報

しかしながら、樹脂基板はガラス基板に比べて強度が低いため、樹脂基板を含む太陽電池モジュール全体の強度をより一層向上させることが望まれている。

本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、樹脂基板を用いても強度の高い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、本発明の態様に係る太陽電池モジュールは、樹脂により形成された第１基板と、第１基板の下に配置され、光電変換部を封止する封止層と、封止層の下に配置される第２基板と、樹脂フィルムと、を備える。第２基板は、封止層側の外周部が面取りされた第１面取部と、封止層と反対側の外周部が面取りされた第２面取部とを含む。樹脂フィルムは、第２基板の下に配置され、第２面取部及び封止層を覆って第１基板に接着する。そして、第１面取部と樹脂フィルムにより形成される領域に、封止層が配置されている。

本発明によれば、樹脂基板を用いても強度の高い太陽電池モジュールを提供することができる。

本実施形態に係る太陽電池モジュールの一例を示す断面図である。 本実施形態に係る太陽電池モジュールを示す上面図である。 本実施形態に係る太陽電池モジュールの他の例を示す断面図である。 本実施形態に係る太陽電池モジュールの他の例を示す断面図である。 本実施形態に係る太陽電池モジュールをラミネート前の状態を示す側面図である。 本実施形態に係る太陽電池モジュールをラミネート中の状態を示す側面図である。

以下、図面を用いて本実施形態に係る太陽電池モジュール１００について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。また、図面は、便宜上、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸からなる直角座標系を規定して説明しており、それぞれ矢印の方向を正の方向とする。なお、ｚ軸は太陽電池モジュール１００の各層の積層方向、ｘ軸及びｙ軸は太陽電池モジュール１００の各層の積層方向に対して垂直方向を規定する。

図１は、本実施形態に係る太陽電池モジュール１００の一例を示した断面図を示している。太陽電池モジュール１００は、樹脂により形成された第１基板１０と、第１基板１０の下に配置され、光電変換部３０を封止する封止層２０と、封止層２０の下に配置される第２基板４０と、樹脂フィルム５０と、を備える。第２基板４０は、封止層２０側の外周部が面取りされた第１面取部４２と、封止層２０と反対側の外周部が面取りされた第２面取部４４とを含む。樹脂フィルム５０は、第２基板４０の下に配置され、第２面取部４４及び封止層２０を覆って第１基板１０に接着する。そして、第１面取部４２と樹脂フィルム５０により形成される領域に、封止層２０が配置されている。以下において、これらの構成要素について説明する。

＜第１基板１０＞
第１基板１０は、樹脂により形成される。第１基板１０を樹脂により形成することで、基板にガラスを用いる場合と比較して、太陽電池モジュール１００を軽量化することができる。第１基板１０は、太陽電池モジュール１００の受光面側に配置され、太陽電池モジュール１００の表面を保護することができる。なお、本実施形態においては、便宜上、第１基板１０を受光面側と呼び、第２基板４０を受光面と反対側と呼ぶこともあるが、第１基板１０は接地面側に配置してもよい。また、用途に応じて第１基板１０及び第２基板４０の外層に他の層を設けることもできる。第１基板１０の形状は、太陽電池モジュール１００の表面を保護する役割を果たす限り、特に限定されず、用途に応じて円形、楕円形、矩形などの多角形とすることができる。また、例えば図１の実施形態では、断面形状が矩形の第１基板１０が示されているが、太陽電池モジュール１００の各層の積層方向に湾曲していてもよい。

第１基板１０を形成する材料は特に限定されず、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、環状ポリオレフィン、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）からなる群より選択される少なくとも１つを用いることができる。これらの中でも、耐衝撃性及び透光性に優れるため、第１基板１０を形成する樹脂として、ポリカーボネート（ＰＣ）を用いることがより好ましい。

第１基板１０の厚みは、太陽電池モジュール１００の表面を保護する役割を果たす限り特に限定されないが、０．１ｍｍ〜１５ｍｍとすることが好ましく、０．５ｍｍ〜１０ｍｍとすることがより好ましい。このような範囲とすることによって、太陽電池モジュール１００を適切に保護し、光を光電変換部３０に効率よく到達させることができる。

第１基板１０の引張弾性率は特に限定されないが、１．０ＧＰａ以上１０．０ＧＰａ以下であることが好ましく、２．３ＧＰａ以上２．５ＧＰａ以下であることがより好ましい。第１基板１０の引張弾性率をこのような範囲とすることにより、太陽電池モジュール１００の表面を外部の衝撃から適切に保護することができる。引張弾性率は、例えば、次の式（１）のように、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ７１６１−１（プラスチック−引張特性の求め方−第１部：通則）に従って、試験温度２５℃、試験速度１００ｍｍ／分で測定することができる。

［数１］
Ｅ_ｔ＝（σ_２−σ_１）／（ε_２−ε_１） （１）
上記式（１）において、Ｅ_ｔは引張弾性率（Ｐａ）、σ_１はひずみε_１＝０．０００５における応力（Ｐａ）、σ_２はひずみε_２＝０．００２５における応力（Ｐａ）を示す。

第１基板１０の全光線透過率は特に限定されないが、８０％〜１００％であることが好ましく、８５％〜９５％であることがより好ましい。第１基板１０の全光線透過率をこのような範囲とすることにより、光を効率よく光電変換部３０へ到達させることができる。全光線透過率は、例えばＪＩＳ Ｋ７３６１−１（プラスチック−透明材料の全光線透過率の試験方法−第１部：シングルビーム法）などの方法により測定することができる。

＜封止層２０＞
封止層２０は、第１基板１０の下に配置され、光電変換部３０を封止する。このような構成を有することにより、外部の衝撃などから光電変換部３０を保護することができる。封止層２０は、第１基板１０及び／又は第２基板４０との間に他の部材を設けず、第１基板１０及び／又は第２基板４０と直接接触させてもよく、封止層２０と第１基板１０及び／又は第２基板４０との間に、接着層や機能層など他の層を設けてもよい。封止層２０の形状は、第１基板１０と同様に、特に限定されず、用途に応じて円形、楕円形、矩形などの多角形とすることができる。また、第１基板１０と同様に、封止層２０の断面形状は矩形であっても、太陽電池モジュール１００の各層の積層方向（ｚ軸方向）に湾曲していてもよい。

封止層２０の厚みは、特に限定されないが、０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることがより好ましい。このような範囲とすることによって、光電変換部３０を適切に保護し、光を光電変換部３０に効率よく到達させることができる。

封止層２０の引張弾性率は特に限定されないが、第１基板１０の引張弾性率よりも小さいことが好ましい。具体的には、封止層２０の引張弾性率は０．００５ＧＰａ以上１．０ＧＰａ未満であることが好ましく、０．０１ＧＰａ以上０．５ＧＰａ未満であることがより好ましい。封止層２０の引張弾性率の下限をこのような値とすることによって、光電変換部３０の位置ずれを抑制することができる。また、封止層２０の引張弾性率の上限をこのような値とすることによって、封止層２０の熱伸縮による光電変換部３０や接続部材３４の破損を抑制することができる。引張弾性率は、第１基板１０と同様に、例えば、ＪＩＳ Ｋ７１６１−１などにより、測定することができる。

封止層２０の全光線透過率は特に限定されないが、６０％〜１００％であることが好ましく、７０％〜９５％であることがより好ましい。また、封止層２０の全光線透過率は８０％〜９５％であることがさらに好ましい。封止層２０の全光線透過率をこの範囲とすることにより、光を効率よく光電変換部３０へ到達させることができる。全光線透過率は、例えば、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１などの方法により測定することができる。

封止層２０を形成する材料は特に限定されず、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリオレフィン（ＰＯ）、ポリイミド（ＰＩ）などの熱可塑性樹脂、エポキシ、ウレタン及びポリイミドなどの熱硬化性樹脂、シリコーンゲル、アクリルゲル及びウレタンゲルなどのゲルからなる群より選択される少なくとも１つを用いることができる。これらの樹脂は変性樹脂を用いることもできる。これらのなかでも、光電変換部３０の保護の観点から、封止層２０は、熱可塑性樹脂により形成されていることが好ましい。また、これらのなかでも、光電変換部３０の保護の観点から、封止層２０を形成する材料はエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）又はポリオレフィン（ＰＯ）を含有することがさらに好ましい。

封止層２０は、例えば光電変換部３０を基準として、受光面側に配置された第１樹脂層２２と、受光面と反対側に配置された第２樹脂層２４とを含んでいてもよい。第１樹脂層２２及び第２樹脂層２４は同じ材料により形成されていてもよいが、異なる材料により形成されていてもよい。

第１基板１０と第１樹脂層２２との間には、ゲルなどの比較的引張弾性率の小さい材料により形成された図示しない低引張弾性率層を設けることがさらに好ましい。このような低引張弾性率層により、ヒョウなどの外部衝撃を低引張弾性率層で吸収することができるため、光電変換部３０の損傷を低減することができる。なお、引張弾性率は、第１基板１０と同様に、例えば、ＪＩＳ Ｋ７１６１−１などに従って測定することができる。また、上記のような低引張弾性率層を設ける場合、第１基板１０との接着性を向上させるため、第１樹脂層２２は、低引張弾性率層を貫通して又は外側から覆って、第１基板１０と接着して配置することが好ましい。

＜光電変換部３０＞
光電変換部３０は、光エネルギーを電気エネルギーに変換するものであれば特に限定されない。そのため、本実施形態において、光電変換部３０は、太陽電池セル３２とすることもできるし、太陽電池セルストリング３８とすることもできる。また、太陽電池セルストリング３８と接続配線３６との組合せを光電変換部３０とすることもできる。

太陽電池セル３２としては、例えば、シリコン系太陽電池、化合物系太陽電池、有機系太陽電池などが挙げられる。シリコン系太陽電池としては、単結晶シリコン系太陽電池、多結晶シリコン系太陽電池、微結晶シリコン系太陽電池、アモルファスシリコン系太陽電池などが挙げられる。化合物系太陽電池としては、ＧａＡｓ系太陽電池、ＣＩＳ系太陽電池、ＳＩＧＳ系太陽電池、ＣｄＴｅ系太陽電池などが挙げられる。有機系太陽電池としては、色素増感太陽電池、有機薄膜太陽電池などが挙げられる。また、太陽電池セル３２として、ヘテロ接合型太陽電池や多接合型太陽電池を用いることもできる。

太陽電池セル３２の形状は、特に限定されないが、表面部、裏面部及び側面部を有する平板状とすることができる。ここで、表面部とは、例えば、第１基板１０と対向する受光面側の面とすることができる。また、裏面部とは、例えば、第２基板４０と向かい合う受光面と反対側の面とすることができる。また、側面部とは、表面と裏面とで挟まれ、側部を形成する面とすることができる。具体的な形状の例としては、太陽電池セル３２を矩形状の平板とすることが挙げられるが、特に限定されない。

隣接した太陽電池セル３２は接続部材３４で互いに電気的に接続することができ、太陽電池セルストリング３８を形成することができる。図１及び図２では、太陽電池セルストリング３８は、隣接した太陽電池セル３２のうち、一方の受光面側のバスバー電極と、受光面と反対側のバスバー電極とを、接続部材３４により電気的に接続することにより形成されている。また、接続配線３６は、隣接した２つの太陽電池セルストリング３８を電気的に接続することができる。

図２の実施形態では、一例として、ｙ軸方向に並んで配置される５つの太陽電池セル３２が、接続部材３４によって直列に接続され、１つの太陽電池セルストリング３８が形成されることを示している。また、図２の実施形態では、一例として、ｘ軸方向に平行に並んで配置される４つの太陽電池セルストリング３８が、接続配線３６によって電気的に接続されることを示している。なお、図２では実施形態の一例を示したが、太陽電池セル３２の数や配置などは限定されない。

接続部材３４は、太陽電池セル３２を互いに電気的に接続するものであれば、形状や材料は特に限定されないが、例えば、細長い金属箔により形成されたタブ配線とすることができる。接続部材３４を形成する材料としては、例えば、銅などを用いることができる。また、接続部材３４は、ハンダや銀などをコーティングして用いることもできる。

接続部材３４とバスバー電極との接続には樹脂を使用することができる。この樹脂は導電性、非導電性いずれでもよい。非導電性樹脂の場合はタブ配線とバスバー電極とが直接接続されることで電気的に接続される。また、接続部材３４とバスバー電極との接続には、樹脂ではなくハンダを使用してもよい。

なお、図面では省略しているが、各太陽電池セル３２の受光面側及び受光面と反対側の面には、互いに平行にｘ軸方向に延びる複数のフィンガー電極を備えることができる。ｙ軸方向に延びるバスバー電極は、複数のフィンガー電極と直交して接続することができる。

＜第２基板４０＞
第２基板４０は、封止層２０の下に配置される。第２基板４０は、第１基板１０と反対側の面を保護することができる。より具体的には、第２基板４０は、第１基板１０と反対側から、封止層２０及び光電変換部３０を保護することができる。

第２基板４０は、封止層２０側の外周部が面取りされた第１面取部４２を含む。本実施形態では、このような第１面取部４２を有するため、封止層２０と第２基板４０との接触面積は、面取りされる前よりも面取りされた後の方が大きくなる。そのため、封止層２０と第２基板４０との接触面積に比例して封止層２０と第２基板４０との接着強度も大きくなる。したがって、封止層２０と第２基板４０との一体性が向上するため、太陽電池モジュール１００全体の強度を向上させることができる。

第１面取部４２の形状は特に限定されず、封止層２０側の第２基板４０の外周部が面取りされていればよい。ここで、面取りとは、第２基板４０の角部などを削るなどして面を作ること又は丸みをつけた部分を作ることを示す。より具体的には、第１面取部４２は、面取りして作られた面とその隣り合う面とにより形成される角度が９０度を超えている、又は、面取りして作られた部分が曲面であればよい。ただし、第１面取部４２は、上述のように、封止層２０と第２基板４０との接触面積を増加させるために、第２基板４０の封止層２０側の外周部が面取りされていればよい。なお、成形性の観点より、図１の実施形態に示すように、第１面取部４２の形状は曲面状であることが好ましい。そのため、第１面取部４２は、封止層２０と第２基板４０との接触面積を増加させるための加工がさらに施されていることが好ましい。

第２基板４０は、封止層２０と反対側の外周部が面取りされた第２面取部４４を含む。本実施形態においては、このような第２面取部４４によって、第２基板４０と反対側の外周部が鋭角部又は直角部を有しないことから、第２面取部４４に樹脂フィルム５０が接触しても、樹脂フィルム５０が突き破られにくい。そのため、第２面取部４４を起点とした樹脂フィルム５０の破損が抑制でき、太陽電池モジュール１００全体の強度を向上させることができる。なお、ここでいう封止層２０と反対側の外周部とは、太陽電池モジュール１００の水平方向（ｘ軸及びｙ軸方向）における樹脂フィルム５０側の第２基板４０の端部を意味する。

第２面取部４４の形状は特に限定されず、封止層２０と反対側の第２基板４０の外周部が面取りされていればよい。ここで、面取りとは、第２基板４０の角部などを削るなどして面を作ること又は丸みをつけた部分を作ることを示す。より具体的には、第２面取部４４は、面取りして作られた面とその隣り合う面とにより形成される角度が９０度を超えている、又は、面取りして作られた部分が曲面であればよい。なお、図１の実施形態に示すように、樹脂フィルム５０が第２基板４０の端部によって突き破られにくくするため、第２面取部４４の形状は曲面状であることが好ましい。

第２基板４０を面取りして第１面取部４２及び第２面取部４４を形成する方法は特に限定されず、第２基板４０の外周部を切削等により面取りしてもよい。また、第２基板４０を形成する金型の形状を、目的とする第２基板４０の形状に合わせて作製し、その後に第１面取部４２及び第２面取部４４を含む第２基板４０を金型の形状に合わせて作製してもよい。

第２基板４０を形成する材料は特に限定されず、例えば、ガラス、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）、ポリイミド（ＰＩ）、環状ポリオレフィン、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）からなる群より選択される少なくとも１つを用いることができる。繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）としては、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）、アラミド繊維強化プラスチック（ＡＦＲＰ）などが挙げられる。なお、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）としては、ガラスエポキシなどが挙げられる。これらのなかでも、強度、軽量性、低線膨張率の観点から、第２基板４０は、炭素繊維強化プラスチックにより形成されていることが好ましい。

なお、第２基板４０が炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）により形成されている場合、第２基板４０が樹脂フィルム５０で覆われているため、炭素繊維強化プラスチックに由来する導電性微粉の飛散を防ぐことができる。さらに、本実施形態においては、第２面取部４４により樹脂フィルム５０が破損しにくいため、長期間にわたり導電性微粉の飛散を防止することができる。そのため、導電性微粉に由来する電気的な不具合を防ぎ、太陽電池モジュール１００の安全性を向上させることができる。

第２基板４０の引張弾性率は特に限定されないが、第１基板１０の引張弾性率よりも大きいことが好ましい。第２基板４０の引張弾性率をこのようにすることにより、太陽電池モジュール１００に曲げモーメントを加えた場合に、太陽電池モジュール１００の水平方向（ｘ軸及びｙ軸方向）において、光電変換部３０に引張応力が加わりにくくすることができる。そのため、光電変換部３０の破損を抑制することができる。具体的には、第２基板４０の引張弾性率は、１．０ＧＰａ以上１０．０ＧＰａ以下であることが好ましく、２．３ＧＰａ以上２．５ＧＰａ以下であることがより好ましい。

また、特に限定されないが、第２基板４０の線膨張率は、第１基板１０の線膨張率よりも小さいことが好ましい。このようにすることにより、太陽電池モジュール１００の温度変化による光電変換部３０の破損を抑制することができる。なお、線膨張率は、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ７１９７：２０１２（プラスチックの熱機械分析による線膨脹率試験方法）に従って測定することができる。

第２基板４０の線膨張率は特に限定されないが、０．１×１０^−６Ｋ^−１以上３０×１０^−６Ｋ^−１以下であることが好ましい。第２基板４０の線膨張率をこのような範囲とすることにより、温度差が生じた場合の第２基板４０の熱応力を低減することができ、太陽電池モジュール１００の温度変化による光電変換部３０の破損を抑制することができる。なお、第２基板４０の線膨張率は、０．１×１０^−６Ｋ^−１以上８×１０^−６Ｋ^−１以下であることがより好ましく、０．１×１０^−６Ｋ^−１以上３×１０^−６Ｋ^−１以下であることがさらに好ましい。

第２基板４０の厚みは、特に限定されないが、０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、０．２ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であることがより好ましい。このような範囲とすることによって、第２基板４０のたわみを抑制し、太陽電池モジュール１００をより軽量化できる。

＜樹脂フィルム５０＞
樹脂フィルム５０は、第２基板４０の下に配置され、第２面取部４４及び封止層２０を覆って第１基板１０に接着する。このように、本実施形態においては、樹脂フィルム５０が、封止層２０、光電変換部３０及び第２基板４０を覆って第１基板１０に接着するため、太陽電池モジュール１００を一体化することができ、太陽電池モジュール１００全体の強度を向上させることができる。

図１の実施形態においては、樹脂フィルム５０は第１基板１０の側面に接着しているが、これに限られず、例えば図３の実施形態のように第１基板１０の下面などに接着させることもできる。なお、第１基板１０に樹脂フィルム５０を接着させる方法は特に限定されず、直接熱融着させて接着させてもよく、熱硬化性樹脂などの接着剤を介して接着させてもよい。

第１面取部４２と樹脂フィルム５０により形成される領域６２に、封止層２０が配置されている。このように、第２基板４０を面取りすることにより生じた領域６２に封止層２０が配置されるため、第１面取部４２と樹脂フィルム５０が封止層２０を介して接着することができる。そのため、封止層２０、第２基板４０及び樹脂フィルム５０が一体となって形成される。したがって、太陽電池モジュール１００の一体性が向上するため、太陽電池モジュール１００全体の強度を向上させることができる。

図３の実施形態で示すように、樹脂フィルム５０は、第２基板４０の下面から、太陽電池モジュール１００の外周方向へ広がるように封止層２０及び第２基板４０を覆って第１基板１０に接着していることが好ましい。より具体的には、第１基板１０と樹脂フィルム５０との接点から第２基板４０の下面までの長さは、第１基板１０の下面から第２基板４０の下面までの垂線の長さよりも長いことが好ましい。樹脂フィルム５０がこのように覆うことで、領域６４のように、封止層２０が、断面視で略三角形状の外周部を有する。そのため、封止層２０と樹脂フィルム５０との接触部が、この略三角形において太陽電池モジュール１００の積層方向の辺から、略三角形の斜辺になることから、接触部が大きくなり、封止層２０と樹脂フィルム５０との一体性を向上させることができる。したがって、太陽電池モジュール１００全体の強度を向上させることができる。

なお、封止層２０が断面視で略三角形状の外周部を有する場合、断面視における第１基板１０の長さは第２基板４０の長さよりも長いことが好ましい。すなわち、上面視において、第１基板１０の面積は、第２基板４０の面積よりも大きくなることが好ましい。このようにすることにより、封止層２０と樹脂フィルム５０の接触面積だけでなく、第１基板１０と封止層２０との接触面積も広くなることから、第１基板１０と封止層２０との一体性も向上させることができる。したがって、太陽電池モジュール１００全体の強度をより向上させることができる。

樹脂フィルム５０を形成する材料としては、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、環状ポリオレフィン、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）からなる群より選択される少なくとも１つを用いることができる。などが挙げられる。これらのなかでも、強度などの観点から、樹脂フィルム５０を形成する材料は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）であることが好ましい。

なお、第２基板４０を炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）によって形成した場合には、樹脂フィルム５０としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いることによって、導電性の炭素に由来する電気を絶縁することができる。また、第２基板４０を、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）によって形成した場合には、それを、樹脂フィルム５０によって覆うことで、この第２基板４０の導電性の微粉が漏れ出ることも防ぐことができる。その場合、樹脂フィルム５０が長期的に破損しないことは太陽電池モジュール１００の信頼性を高めることにつながる。

樹脂フィルム５０の厚みは、特に限定されないが、５０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましく、１００μｍ以上２００μｍ以下であることがより好ましい。このような範囲とすることによって、樹脂フィルム５０が破れるのを防止しつつ、樹脂フィルム５０の柔軟性を維持することができる。そのため、封止層２０及び第２基板４０を樹脂フィルム５０により覆って太陽電池モジュール１００を一体化することができる。したがって、太陽電池モジュール１００全体の強度を向上させることができる。

以上の通り、太陽電池モジュール１００は、樹脂により形成された第１基板１０と、第１基板１０の下に配置され、光電変換部３０を封止する封止層２０と、封止層２０の下に配置される第２基板４０と、樹脂フィルム５０と、を備える。第２基板４０は、封止層２０側の外周部が面取りされた第１面取部４２と、封止層２０と反対側の外周部が面取りされた第２面取部４４とを含む。樹脂フィルム５０は、第２基板４０の下に配置され、第２面取部４４及び封止層２０を覆って第１基板１０に接着する。そして、第１面取部４２と樹脂フィルム５０により形成される領域に、封止層２０が配置されている。そのため、樹脂基板を用いても太陽電池モジュール１００の強度の高くすることができる。

次に、図４に係る実施形態について説明する。図４に示された実施形態においては、第１基板１０が第３面取部１２を含んでいる。より具体的には、第１基板１０は封止層２０側の外周部が面取りされた第３面取部１２を含み、第３面取部１２は樹脂フィルム５０に覆われ、第３面取部１２と樹脂フィルム５０により形成される領域６６に封止層２０が配置されている。その他の点においては、図１〜図３で示した実施形態と同様であるため、説明を省略する。以下において、これらの構成要素の詳細について説明する。

第１基板１０は封止層２０側の外周部が面取りされた第３面取部１２を含む。そして、第３面取部１２は樹脂フィルム５０に覆われる。本実施形態においては、このような第３面取部１２によって、第１基板１０が鋭角又は直角の端部を有しないことから、第３面取部１２に樹脂フィルム５０が接触しても、樹脂フィルム５０が突き破られにくい。そのため、太陽電池モジュール１００全体の強度を向上させることができる。

第３面取部１２の形状は特に限定されず、第１基板１０の封止層２０側の外周部が面取りされていればよい。ここで、面取りとは、第１基板１０の角部などを削るなどして面を作ること、又は丸みをつけた部分を作ることを示す。より具体的には、第３面取部１２は、面取りして作られた面とその隣り合う面とにより形成される角度が９０度を超えている、又は、面取りして作られた面が曲面であればよい。なお、図４の実施形態に示すように、樹脂フィルム５０が第１基板１０の端部によって突き破られにくくするため、第３面取部１２の形状は曲面状であることが好ましい。

第３面取部１２と樹脂フィルム５０により形成される領域６６に、封止層２０が配置されている。このように、第１基板１０を面取りすることにより生じた領域６６に封止層２０が配置されるため、第３面取部１２と樹脂フィルム５０が封止層２０を介して接着することができる。そのため、封止層２０、第１基板１０及び樹脂フィルム５０が一体となって形成される。したがって、太陽電池モジュール１００の一体性が向上するため、太陽電池モジュール１００全体の強度を向上させることができる。

以上の通り、図４に係る実施形態では、第１基板１０は封止層２０側の外周部が面取りされた第３面取部１２を含み、第３面取部１２は樹脂フィルム５０に覆われ、第３面取部１２と樹脂フィルム５０により形成される領域６６に封止層２０が配置されている。そのため、第１面取部４２及び第２面取部４４だけを含んでいる場合と比較して、第３面取部１２により、太陽電池モジュール１００の一体性がさらに向上するため、太陽電池モジュール１００全体の強度をさらに向上させることができる。

＜太陽電池モジュール１００の製造方法＞
本実施形態に係る太陽電池モジュール１００は、第１基板１０、封止層２０、第２基板４０、樹脂フィルム５０をこの順番でラミネートすることにより製造することができる。以下において、図３の実施形態に係る太陽電池モジュール１００の製造方法を説明する。ただし、本実施形態は図３の実施形態に限定されるものではない。

まず、図５に示すように、ラミネート装置では、例えば図示しないヒーター上に、第１基板１０、第１樹脂層２２を構成する樹脂シート、光電変換部３０、第２樹脂層２４を構成する樹脂シート、第２基板４０、樹脂フィルム５０が順に積層される。なお、第１樹脂層２２及び第２樹脂層２４は、封止層２０として光電変換部３０を封止する。

次に、図６に示すように、この積層体は、例えば真空状態でヒーター側に各構成部材を押し付けながら１５０℃程度で加熱を継続し、樹脂シートの樹脂成分を架橋させる。

図６に示すように、樹脂フィルム５０は、第２基板４０の底面、第２基板４０の外周部、及び封止層２０の外周部を覆うとともに、樹脂フィルム５０の外周部が、第１基板１０の下面外周部に、例えば熱硬化性接着剤により接着して固定される。

本実施形態においては、ラミネート前に、第２基板４０の外周部の下面に第２面取部４４が設けられており、樹脂フィルム５０が第２面取部４４に沿って接触した状態で第１基板１０に接着される。そのため、樹脂フィルム５０と第２面取部４４との接触部において、樹脂フィルム５０に局所的な応力がかかり、樹脂フィルム５０が突き破られるなどして破損するのを抑制することができる。したがって、太陽電池モジュール１００を一体化することができ、太陽電池モジュール１００全体の強度を向上させることができる。

本実施形態においては、ラミネート前の状態で、第２基板４０の外周部の上面に、あらかじめ第１面取部４２を設けている。そのため、ラミネート加工（加熱、加圧）が行われると、第２樹脂層２４を構成する樹脂シートが溶融して、第１面取部４２と樹脂フィルム５０により形成される領域６２に、図６の矢印で示すように、例えば第２樹脂層２４が流れ込む。そのため、封止層２０と第２基板４０との接触面積が第１面取部４２により増加するため、封止層２０と第２基板４０との一体性が向上し、太陽電池モジュール１００全体の強度を向上させることができる。

すなわち、本実施形態の太陽電池モジュール１００は、封止層２０及び第２基板４０の周囲を、樹脂フィルム５０によって包んだ状態で一体化することができる。また、それに加え、第１面取部４２に封止層２０が流れ込むため、封止層２０及び第２基板４０の一体性が向上する。そのため、太陽電池モジュール１００の一体性がより向上するため、太陽電池モジュール１００全体の強度を向上させることができる。

また、図６に示すように、樹脂フィルム５０が、太陽電池モジュール１００の外周方向へ広がるように封止層２０及び第２基板４０を覆って第１基板１０に接着している場合、封止層２０を構成する樹脂シートが溶融して矢印で示すように移動する。すなわち、第１樹脂層２２及び第２樹脂層２４を構成する樹脂シートは、溶融して太陽電池モジュール１００の外周方向へ広がり、樹脂フィルム５０と接着する。そのため、封止層２０と樹脂フィルム５０との接着面積も広くなることから、封止層２０と樹脂フィルム５０との一体性がより向上し、太陽電池モジュール１００全体の強度をより向上させることができる。

第１基板１０の外周部に第３面取部１２を設けた場合、樹脂フィルム５０が第３面取部１２に沿って接触した状態で第１基板１０に接着される。そのため、樹脂フィルム５０と第３面取部１２との接触部において、樹脂フィルム５０に局所的な応力がかかり、樹脂フィルム５０が突き破られるなどして破損するのを抑制することができる。

なお、第１基板１０の外周部に第３面取部１２を設けた場合、ラミネート加工（加熱、加圧）が行われると、第１樹脂層２２を構成する樹脂シートが溶融して、第３面取部１２と樹脂フィルム５０により形成される領域６６に、第１樹脂層２２が流れ込む。そのため、封止層２０と第１基板１０との接触面積が増加するため、封止層２０と第１基板１０との一体性がさらに向上し、太陽電池モジュール１００全体の強度をさらに向上させることができる。

最後に、このようにして製造された太陽電池モジュール１００の外周に、太陽電池モジュール１００を設置面に取り付けるために図示しないフレームを装着することができる。

以上、本実施形態を実施例によって説明したが、本実施形態はこれらに限定されるものではなく、本実施形態の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。

１０ 第１基板
１２ 第３面取部
２０ 封止層
３０ 光電変換部
４０ 第２基板
４２ 第１面取部
４４ 第２面取部
５０ 樹脂フィルム
６２ 第１面取部と樹脂フィルムにより形成される領域
６６ 第３面取部と樹脂フィルムにより形成される領域
１００ 太陽電池モジュール

Claims (4)

1. 樹脂により形成された第１基板と、
   前記第１基板の下に配置され、光電変換部を封止する封止層と、
   前記封止層の下に配置され、前記封止層側の外周部が面取りされた第１面取部と、前記封止層と反対側の外周部が面取りされた第２面取部とを含む第２基板と、
   前記第２基板の下に配置され、前記第２面取部及び前記封止層を覆って前記第１基板に接着する樹脂フィルムと、を備え、
   前記第１面取部と前記樹脂フィルムにより形成される領域に、前記封止層が配置されている太陽電池モジュール。
2. 前記第１基板は前記封止層側の外周部が面取りされた第３面取部を含み、
   前記第３面取部は前記樹脂フィルムに覆われ、
   前記第３面取部と前記樹脂フィルムにより形成される領域に前記封止層が配置されている請求項１に記載の太陽電池モジュール。
3. 前記第２基板は、炭素繊維強化プラスチックにより形成されている請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール。
4. 前記封止層は、熱可塑性樹脂により形成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。

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