以下に、本開示に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて新たな実施形態を構築することは当初から想定されている。また、以下の説明では、太陽電池モジュールにおいて、太陽光が主に入射(50%超過〜100%)する側を受光側(表側)とし、表側とは反対側を裏側とする。また、以下の説明及び図面の記載において、X方向は、以下で説明するストリングの延在方向であり、列方向を表す。また、Y方向は、X方向に直交する方向であり、複例に配設されたストリングの並び方向である。また、Z方向は、太陽電池モジュールの厚さ方向である。X方向、Y方向、及びZ方向は、互いに直交する。また、本明細書において、「略〜」との記載は、「略同一」を例に挙げて説明すると、完全に同一はもとより実質的に同一と認められるものを含む意図である。また、「第1の部材上に第2の部材を設ける」等の記載は、特に限定を付さない限り、第1及び第2の部材が直接接触して設けられる場合のみを意図しない。この記載は、第1及び第2の部材の間に他の部材が存在する場合を含むものである。
図1は、本開示の第1実施形態に係る太陽電池モジュール10の裏側を示す模式図であり、図2は、太陽電池モジュール10の一部の模式断面図であり、X方向に隣り合う太陽電池セル1同士の電気的な接続を説明するための模式断面図である。また、図3は、図1における端子ボックス60の周辺領域の拡大模式図である。
図1に示すように、太陽電池モジュール10は、平面視において略矩形の形状を有する平板状の構造を有し、Z方向の裏側に端子ボックス60を備える。また、図2に示すように、太陽電池モジュール10は、複数の太陽電池セル1、透光性を有する材料で構成される表側保護部材2、裏側保護部材3、第1配線材4、及び封止材5を備える。
太陽電池セル1は、例えば、単結晶シリコンや多結晶シリコン等で構成される結晶系半導体からなる。太陽電池セル1は、例えば、n型領域とp型領域を有し、n型領域とp型領域の界面部分には、キャリア分離用の電界を生成するための接合部が設けられる。太陽電池セル1の上面は、例えば、略正方形の形状を有するが、これに限らない。太陽電池セル1として、公知の如何なる構造のものを用いてもよく、如何なる形状のものを用いてもよい。
表側保護部材2は、透光性を有する材料で構成され、例えば、透明の強化ガラスや透光性プラスチック等で構成される。表面保護部材2は、複数の太陽電池セル1に対して光が主に入射する受光側に設けられ、太陽電池モジュール10の表側を保護する。
裏側保護部材3は、複数の太陽電池セル1に対して上記受光側とは反対側に設けられ、強化ガラスや樹脂等で構成される。裏側保護部材3は、透光性であってもよく、非透光性であってもよい。
第1配線材4は、X方向に隣り合う2つの太陽電池セル1における一方の太陽電池セル1の受光面側の電極と、他方の太陽電池セル1の裏面側の電極とを電気的に接続する。配線材4は、各電極に接着剤等で取り付けられる。第1配線材4は、例えば、薄板状の銅箔と、銅箔の表面にメッキされた半田とで好適に構成されるが、それ以外の如何なる導体で構成されてもよい。
封止材5は、表側保護部材2と裏側保護部材3との間に充填され、複数の太陽電池セル1を表側保護部材2と裏側保護部材3との間に封止する。封止材5は、表充填材5aと、裏充填材5bとを含み、表充填材5aが表側保護部材2と太陽電池セル1との間に配置されるのに対し、裏充填材5bは太陽電池セル1と裏側保護部材3との間に配置される。表充填材5aは、透光性に優れる材質で構成され、裏充填材5bは、透明または着色された充填材で構成される。例えば、表充填材5aは、透明の充填材で構成され、裏充填材5bは、光を効率的に反射する白色の充填材で構成される。封止材5が、透光性に優れる表充填材5aと、光を反射する性質に優れる裏充填材5bとを含むようにして、光の利用効率を向上させている。
表充填材5aと裏充填材5bは、例えば、100〜160℃程度の温度で実行されるラミネート加工で貼り合わされて積層される。例えば、表側保護部材2に表充填材5aを積層し、その後、太陽電池セル1および配線材4を載置し、その上に裏充填材5b、裏側保護部材3を積層し、この状態で加熱しながら加圧して、一体化する。なお、裏側保護部材3上に、裏充填材5b、太陽電池セル1および配線材4、表充填材5a、表側保護部材2を積層して、加熱しながら加圧してもよい。
再度、図1を参照して、複数の太陽電池セル1は、マトリクス状配置される。X方向に沿って同一の直線上に配置された2以上の太陽電池セル1は、第1配線材4によって直列に接続される。当該2以上の太陽電池セル1と、その2以上の太陽電池セル1を直列に接続する第1配線材4とは、ストリング50を構成する。太陽電池モジュール1は、更にY方向に延在する複数の配線材30を有する。
Y方向に隣り合う2つのストリング50においてX方向片側の端にある太陽電池セル1同士が配線材30を用いて直列に接続され、全ての太陽電池セル1が直列に接続される。その結果、例えば、X方向の一方側かつY方向の一方側(紙面における最も右側)に配設される太陽電池セル1aが最も高電位側に配設され、X方向の一方側かつY方向の他方側(紙面における最も左側)に配設される太陽電池セル1bが最も低電位側に配設される。なお、太陽電池セル1の極性によっては、太陽電池セル1aが最も低電位側に配設され、太陽電池セル1bが最も高電位側に配設される。以下、太陽電池セル1aが最も高電位側に配設され、太陽電池セル1bが最も低電位側に配設される場合を例に説明を行う。
Y方向に延在する複数の配線材30には、複数の太陽電池セル1よりもX方向の一方側(図1の紙面における上側)に配設される5つの第2配線材31が含まれる。複数の第2配線材31の夫々は、出力配線材を構成し、端子ボックス60のダイオード端子に電気的に接続される。5つの第2配線材31は、互いに間隔をおいて配置される。5つの第2配線材31a,31b,31c,31d,31eのうちの3つの第2配線材31b,31c,31dは、隣り合う2つのストリング50を直列に接続する機能も有する。第2配線材31aは、Y方向で最も右側に配設されて最も高電位側にあるストリング50の高電位側に電気的に接続され、第2配線材31bは、Y方向で右から2列目に配設されて2番目に高電位のストリング50の最も低電位側に電気的に接続される。また、第2配線材31cは、Y方向で右から4列目に配設されて4番目に高電位のストリング50の最も低電位側に電気的に接続され、第2配線材31dは、Y方向で右から6列目に配設されて6番目に高電位のストリング50の最も高電位側に電気的に接続される。また、第2配線材31eは、Y方向で右から8列目に配設されて最も低い電位のストリング50の最も低電位側に電気的に接続される。
端子ボックス60は、Z方向から見たとき複数の太陽電池セル1の一部(1つの太陽電池セル1だけに重なる場合も含む)に重なるように、裏側保護部材3の裏面に取り付けられる。裏側保護部材3には、図示しない1つの切込みが設けられる。
図3を参照して、第2配線材31a〜31eと、端子ボックス60の所定のダイオード端子とは、第4配線材41a〜41eで電気的に接続される。各第4配線材41a〜41eは、対応する第2配線材31a〜31eから延びて、上記切り込みを通過した後、端子ボックス60の所定のダイオード端子に電気的に接続される。なお、裏側保護部材に、1つの切り込みの代わりに複数の貫通孔を設けて、各第4配線材を、いずれかの貫通孔を通過させる構成でもよい。端子ボックス60内のダイオード端子間には、出力低下を抑制するためのバイパスダイオード51a〜51d(端子ボックス60内に存在し、実際には視認できない)が設けられる。落ち葉等の遮光物が特定の太陽電池セル1を覆うと、その太陽電池セル1の発電量が低下して発熱する恐れがある。バイパスダイオード51a〜51dを設けることで発電量が低下した太陽電池セル1を含んで直列に接続された2つのストリング50が、バイパスダイオード51a〜51dによって短絡される。その結果、当該2つのストリング50に電流が略流れなくなり、発熱による太陽電池セル1の損傷が抑制される。太陽電池モジュール10からの電力は、端子ボックス60のダイオード端子に電気的に接続された2つの電力供給配線材61,62によって外部に取り出される。
複数の第2配線材31a〜31eのうちで太陽電池セル1とのX方向の距離が最も短い第2配線材31cは、最短第2配線材(以下、最短第2配線材31cという)を構成する。また、最短第2配線材31cと、端子ボックス60のダイオード端子とを電気的に接続する第4配線材41cは、最短第4配線材(以下、最短第4配線材41cという)を構成する。太陽電池モジュール10は、第3配線材71によって最短第2配線材31cと電気的に接続された受光面90を有する太陽電池セル(以下、当該太陽電池セルを1cで示す)を有する。複数の第4配線材41a〜41dの全ては、太陽電池セル1cとY方向に間隔をおいて配設され、Z方向から見たとき太陽電池セル1cと重ならない。
太陽電池モジュール10は、最短第2配線材31cと、太陽電池セル1dの受光側とは反対側の裏面53とを電気的に接続する第5配線材52を備える。最短第4配線材41cは、最短第2配線材31cから第5配線材52に直接接続された太陽電池セル1dの受光側とは反対側に略X方向に延びる。また、複数の第4配線材41a〜41dの夫々が、対応する第2配線材31a〜31eから第5配線材52に直接接続された太陽電池セル1dの受光側とは反対側に略X方向に延びる。Z方向から見たとき、5つの第4配線材41a〜41eの全てが、第5配線材52に直接接続された太陽電池セル1dに重なる部分を有する。再度図1を参照して、太陽電池モジュール10には、X方向及びZ方向を含む平面Pであって、複数の太陽電池セル1が平面Pに対して面対称に配置される平面Pが存在する。端子ボックス60は、平面Pに対して面対称に配置されず、端子ボックス60のY方向の中心は、平面Pに対してY方向の他方側(図1の紙面における左側)に位置する。
図4は、参考例の太陽電池モジュール110における図3に対応する拡大模式図である。なお、参考例の太陽電池モジュール110において図3に示す太陽電池モジュール10と同じ構成には、図3と同じ参照番号を付して説明を省略する。太陽電池モジュール110は、Y方向に延在する複数の第2配線材131のうちで最も太陽電池セル1側に近い最短第2配線材131cと第3配線材171によって電気的に接続された受光面90を有する太陽電池セル1cを有する。しかし、太陽電池モジュール110では、第1実施形態の太陽電池モジュール10と異なり、最も高電位の第2配線材131aからX方向に延在する第4配線材141aが、太陽電池セル1cの裏側(受光側とは反対側)にX方向に延びる。換言すれば、太陽電池モジュール110では、第1実施形態の太陽電池モジュール10と異なり、Z方向から見たとき、第4配線材141aが太陽電池セル1cに重なる部分を有する。なお、上述のように、太陽電池セル1の極性によっては、太陽電池セル1aが最も低電位側に配設され、太陽電池セル1bが最も高電位側に配設される。この場合、第2配線材131aが、最も低電位の配線材になることは言うまでもない。
次に参考例の太陽電池モジュール110に対する第1実施形態の太陽電池モジュール10の優位性について、図5及び図6を用いて説明する。なお、図5及び図6は、本開示の実施形態の趣旨(優位性)を説明するための模式図である。図5及び図6で記載される太陽電池モジュール210,310は、第1実施形態の太陽電池モジュール10や、以下で説明する第2実施形態の太陽電池モジュール510とは別の太陽電池モジュールである。図5(a)は、損傷する虞がある太陽電池セル201cを有する太陽電池モジュール210の一部を受光側から見たときの模式図である。また、図5(b)は、図5(a)にAで示す領域の一部を示す模式図であり、太陽電池セル201cが損傷する虞がある理由を説明する模式図である。また、図6(a)は、損傷し易い太陽電池セル301が存在しない太陽電池モジュール310の一部を受光側から見たときの模式図である。また、図6(b)は、図6(a)にBで示す領域の一部を示す模式図であり、損傷し易い太陽電池セル301が存在しない理由について説明する模式図である。
図5(a)に示すように、太陽電池モジュール210は、Y方向に延在する複数の第2配線材231のうちで最も太陽電池セル201側に近い最短第2配線材231cと電気的に接続された第3配線材271を有する。また、太陽電池モジュール210は、第3配線材271に直接接続されて電気的に接続された受光面290を有する太陽電池セル201cを含む。また、複数の第2配線材231からX方向に延在する複数の第4配線材241に、第2配線材231から太陽電池セル201cの受光側とは裏側に延在する第4配線材241cが含まれる。ここで、第3配線材271は、太陽電池セル201cの受光面から最短第2配線材231cに接続されるので、最短第2配線材231c側に行くにしたがって大きく最短第2配線材231cの裏側(受光側とは反対側)に反って屈曲し易い。したがって、最短第2配線材231cが第3配線材271で受光面290に電気的に接続された太陽電池セル201cは、第3配線材271で強く裏側に押圧され易い。よって、図5(b)に示すように、太陽電池セル201cが、第4配線材241cと、第3配線材271とでZ方向に強い力で挟持され、破損し易くなる。
これに対し、図6(a)に示すように、太陽電池モジュール310も、Y方向に延在すると共にX方向で最も太陽電池セル301側に位置する最短第2配線材331cと電気的に接続された第3配線材371を有する。また、太陽電池モジュール310は、第3配線材371に直接接続されて電気的に接続された受光面390を有する太陽電池セル301cを含む。しかし、太陽電池モジュール310では、Z方向から見たとき、複数の第4配線材341の全てが太陽電池セル301cと重なることがない。
また、図6(a)及び図6(b)に示すように、最短第2配線材331cから端子ボックス(図示せず)に延びる最短第4配線材341cにZ方向に重なる太陽電池セル301dは、裏面355が配線材384で最短第2配線材331cに電気的に接続される。また、最短第4配線材341cは、最短第2配線材331cから太陽電池セル301dの裏側に延びる。したがって、最短第4配線材341cにZ方向に重なる太陽電池セル301dは、最短第4配線材341cと配線材384でZ方向に挟持されることがないので、損傷しにくくなる。
以上、第1実施形態の太陽電池モジュール10は、複列に配置された複数の太陽電池セル1であって、各列が2以上の太陽電池セル1で構成される複数の太陽電池セル1を備える。また、太陽電池モジュール10は、2以上の太陽電池セル1が隣り合う方向であるX方向で隣り合う太陽電池セル1同士を電気的に接続する第1配線材4を備える。また、太陽電池モジュール10は、複数の太陽電池セル1のX方向の一方側に配設されてX方向に直交するY方向に略延在すると共に、互いに間隔をおいて配設される複数の第2配線材31を備える。また、太陽電池モジュール10は、厚さ方向であるZ方向において複数の太陽電池セル1の受光側とは反対側に配設されると共に、Z方向から見たとき複数の太陽電池セル1の一部に重なる端子ボックス60を備える。また、太陽電池モジュール10は、複数の第2配線材31のうちで太陽電池セル1とのX方向の距離が最も短い最短第2配線材31cと、太陽電池セル1cの受光面90とを電気的に接続する第3配線材71を備える。また、太陽電池モジュール10は、複数の第2配線材31a〜31eの夫々と、端子ボックス60内のバイパスダイオード51a〜51dを電気的に接続する複数の第4配線材41a〜41eを備える。また、Z方向から見たとき、複数の第4配線材41a〜41eの全てが、第3配線材71に直接接続された太陽電池セル1cに重ならない。
上記実施形態によれば、太陽電池モジュール10が、複数の第2配線材31a〜31eの夫々と端子ボックス60内のバイパスダイオード51a〜51dを電気的に接続する複数の第4配線材41a〜41eを有する。そして、第4配線材41a〜41eの全てが、Z方向から見たとき、受光面90が第3配線材71で最短第2配線材31cに電気的に接続された太陽電池セル1cに重ならない。したがって、受光面90が第3配線材71で最短第2配線材31cに電気的に接続された太陽電池セル1cが、第3配線材71と第4配線材41a〜41eとでZ方向に挟持されることがない。その結果、最短第2配線材31cと受光面90が第3配線材71で電気的に接続された太陽電池セル1cの破損を抑制でき、太陽電池モジュール10の破損を抑制できる。
また、太陽電池モジュール10は、最短第2配線材31cと、太陽電池セル1dの受光側とは反対側の裏面とを電気的に接続する第5配線材52を備えてもよい。また、複数の第4配線材41a〜41eのうちで最短第2配線材31cと電気的に接続される最短第4配線材41cが、最短第2配線材31cから、第5配線材52に直接接続された太陽電池セル1dの受光側とは反対側に延びてもよい。
この構成によれば、Z方向から見たとき、最短第4配線材41cに重なる太陽電池セル1dが、最短第4配線材41cと、当該太陽電池セル1dを最短第2配線材31cに電気的に接続する第5配線材52とでZ方向に挟持されることがない。したがって、最短第2配線材31cから延びて太陽電池セル1dを受光側に押圧し易い最短第4配線材41cが挟持に関与しないので、太陽電池セル1dが損傷することを抑制できる。
更には、複数の第4配線材41a〜41eの夫々が、第2配線材31a〜31eから、第5配線材52に直接接続された太陽電池セル1dの受光側とは反対側に延びてもよい。
この構成によれば、最短第2配線材31cから延びる第5配線材52に直接接続される太陽電池セル1dが、第5配線材52と、第4配線材41a〜41eでZ方向に挟持されることがない。よって、最も破損し易い太陽電池セル1cの破損を抑制できるのみならず、最短第2配線材31cに近くて、損傷し易い太陽電池セル1dの損傷も効果的に抑制できる。
詳しくは、最短第2配線材31cと、太陽電池セル1cとの距離は短い。したがって、太陽電池セル1cは、受光面90が最短第2配線材31cから延びる第3配線材71に接続されるので、受光面90が第3配線材71で裏側に強く押圧される。当該背景において、仮に、第2配線材31a〜31eと端子台60のダイオード端子を接続する第4配線材41a〜41eのいずれかが、太陽電池セル1cの裏側に延びると、太陽電池セル1cがその第4配線材41a〜41eで受光側に押圧される。よって、この場合、太陽電池セル1cが最短第4配線材41cと第3配線材71で挟持されて破損し易くなる。しかし、本実施例では、Z方向から見たとき、全ての第4配線材41a〜41eが、太陽電池セル1cに重ならないので、太陽電池セル1cが第4配線材41a〜41eと第3配線材71との挟持で破損することがない。ここで、太陽電池セル1dも、最短第2配線材31cに第5配線材52を介して接続され、太陽電池セル1cと同様に、最短第2配線材31cとの距離が短い。しかし、太陽電池セル1dの場合は、第5配線材52が太陽電池セル1dの裏面に接続される。したがって、第4配線材41a〜41eのいずれかが、最短第2配線材31cから太陽電池セル1dの裏側に延びても、太陽電池セル1dが、第5配線材52と第4配線材41a〜41eでZ方向に挟持されることがない。したがって、太陽電池セル1dには、配線材でZ方向に挟持されることに起因する破損が生じることがないのである。
また、Z方向及びX方向を含む平面Pであって、複数の太陽電池セル1が平面Pに対して面対称に配置される平面Pが存在してもよい。そして、端子ボックス60が、平面Pに対して面対称に配置されなくてもよい。
この構成によれば、太陽電池セル1cが、全ての第4配線材41a〜41eに対してY方向に間隔をおいて配置されて、Z方向から見たとき、全ての第4配線材41a〜41eが太陽電池セル1cに重ならない構成を容易に実現できる。
なお、第1実施形態では、図3に示すように、Z方向から見たとき、端子ボックス60の一部が、太陽電子セル1cに重なっている。しかし、Z方向から見たとき、端子ボックス60が太陽電子セル1cに重ならないようにすると、太陽電子セル1cの損傷を更に抑制できて好ましい。
図7は、第1実施形態の変形例の太陽電池モジュール410における図3に対応する拡大模式図である。図示はしないが、太陽電池モジュール410も、太陽電池モジュール10と同様に8列に配置されたストリング450を備える。図7に示すように、太陽電池モジュール410も、太陽電池セル配置領域とX方向の距離が最も近い最短第2配線材431cと第3配線材471で電気的に接続される受光面490を有する太陽電池セル401cを備える。そして、複数の第2配線材431と端子ボックス460のダイオード端子とを電気的に接続する複数の第4配線材441のいずれも太陽電池セル401cに対してY方向に間隔をおいて配置され、Z方向から見たとき、太陽電池セル401cに重ならない。
また、太陽電池モジュール410は、Y方向に延在する複数の第2配線材431a〜431eのうちで最短第2配線材431c以外の少なくとも一つの第2配線材431dと太陽電池セル401eの受光面455とを電気的に接続する第6配線材457を備える。また、複数の第4配線材441a〜441eのうちの少なくとも一つの第4配線材441eが、第6配線材457と直接接続された太陽電池セル401eの裏側に延びる。
図8は、図6(a)にCで示す領域の一部を示す模式図であり、太陽電池モジュール310が損傷し易い太陽電池セル301を有さない理由を説明するための模式図である。図8に示すように、太陽電池モジュール310は、第2配線材331eから太陽電池セル301eの裏側に延びて端子ボックスのダイオード端子まで延在する第4配線材341dを備える。また、太陽電池モジュール310は、第2配線材331eと太陽電池セル301eの受光面とを電気的に接続する第6配線材373を備える。したがって、太陽電池セル301eが、第4配線材341dと第6配線材373とでZ方向に挟持される。しかし、第2配線材331eが、Y方向に延在する複数の第2配線材331のうちで最短第2配線材331c(図6(a)参照)以外の第2配線材であるため、第2配線材331eと太陽電池セル301eとのX方向距離が長くなる。よって、太陽電池セル301eが第4配線材341dと第6配線材373とでZ方向に挟持されても損傷しにくくなる。
以上、変形例の太陽電池モジュール410は、複数の第2配線材431a〜431eのうちで最短第2配線材431c以外の少なくとも1つの第2配線材431dと、太陽電池セル401eの受光面455とを電気的に接続する第6配線材457を備える。また、複数の第4配線材441a〜441eのうちの少なくとも一つの第4配線材441eが、第6配線材457に直接接続された太陽電池セル401eの裏側に延びる。
したがって、第2配線材431dが、Y方向に延在する複数の第2配線材431a〜431eのうちで最短第2配線材431c以外の第2配線材であるため、第2配線材431dと太陽電池セル401eとのX方向距離が長くなる。よって、太陽電池セル401eが第4配線材441dと第6配線材457とでZ方向に挟持されても損傷しにくくなる。
図9は、第2実施形態の太陽電池モジュール510の図1に対応する模式図である。また、図10は、図9における端子ボックス560の周辺領域の拡大模式図である。また、図11は、6列に配置されたストリングを有する参考例の太陽電池モジュール610における図10に対応する拡大模式図である。
図9に示すように、太陽電池モジュール510は、6列配置のストリング550を備える点が、8列配置のストリング50を備える第1実施形態の太陽電池モジュール10と異なる。図10を参照して、太陽電池モジュール510は、最もX方向一方側かつY方向の一方側に位置する太陽電池セル501a(図9参照)に電気的に接続する最も高電位の第2配線材531aを有する。また、太陽電池モジュール510は、2番目に高電位の第2配線材531bを有する。高電位の第2配線材531aは、2番目に高電位の第2配線材531bよりもY方向の他方側(図10における紙面の左側)に延在する。そして、第2配線材531aからX方向に延在する第4配線材541aが第2配線材531bからX方向に延在する第4配線材541bよりもY方向の他方側に配設される。なお、太陽電池セル501の極性によっては、太陽電池セル501a(図9参照)が最も低電位側に配設される。この場合、太陽電池セル501aに電気的に接続する第2配線材531aが、最も低電位になり、第2配線材531bが、2番目に低電位になる。
図11に示すように、参考例の太陽電池モジュール610は、Y方向に延在する複数の第2配線材631のうちで最も太陽電池セル601側に近い最短第2配線材631bと電気的に接続された第3配線材671を有する。また、太陽電池モジュール610は、第3配線材671に直接接続されて電気的に接続された受光面688を有する太陽電池セル601cを含む。また、太陽電池モジュール610では、最も高電位の第2配線材631aからX方向に延在する第4配線材641aが、太陽電池セル601cの裏側(受光側とは反対側)に延びる。したがって、太陽電池セル601cが、第3配線材671と第4配線材641aとでZ方向に強い力で挟持され易くて破損し易くなる。
これに対して、図10に示すように、第2実施形態の太陽電池モジュール510は、Y方向に延在する複数の第2配線材531のうちで最も太陽電池セル501側に近い最短第2配線材531bと電機的に接続された第3配線材571を有する。また、太陽電池モジュール510は、第3配線材571に直接接続されて電気的に接続された受光面588を有する太陽電池セル501cを含む。また、太陽電池モジュール510は、Y方向に延在する複数の第2配線材531のうちで最も太陽電池セル501側に近い最短第2配線材531cと電気的に接続された第3配線材581を有する。また、太陽電池モジュール510は、第3配線材581に直接接続されて電気的に接続された受光面598を有する太陽電池セル501dを含む。しかし、太陽電池セル501c及び太陽電池セル501dのいずれも、複数の第2配線材531と端子ボックス560のダイオード端子とを電気的に接続する複数の第4配線材541a〜541dの全てにY方向に間隔をおいて配設される。そして、太陽電池セル501c及び太陽電池セル501dのいずれも、Z方向から見たとき、複数の第4配線材541a〜541dに重なることがない。よって、第3配線材571,581によって裏側に強い力で押圧されて最も損傷し易い太陽電池セル501c,501dが第4配線材541a〜541dで受光側に押圧されることがなく、太陽電池セル501c,501dの損傷を抑制できる。
図12は、第3実施形態の太陽電池モジュール710の一部を、X方向及びZ方向を含む平面で切断したときの模式断面図である。太陽電池モジュール710は、今まで説明した、第1実施形態、第2実施形態、又はそれらの変形例のいずれかの構成と同じ構成を有し、太陽電池セル701が、配線材の挟持に基づく破損を起こしにくくなっている。
太陽電池モジュール710は、複数の第2配線材716の全ての受光側が隠蔽シート720で覆われている点が、今まで説明してきた第1及び第2実施形態又はそれらの変形例と異なる。以下、隠蔽シート720の構成と、隠蔽シート720と第2配線材716の位置関係を中心に太陽電池モジュール710について説明を行う。
図12に示すように、太陽電池モジュール710は、太陽電池セル701と重ならないように第1保護部材712と第2保護部材713との間に設けられ、第2配線材716を隠す隠蔽シート720を備える。また、太陽電池モジュール710は、隠蔽シート720と第2配線材716との間に充填される封止材714を備える。第2配線材716は、第1配線材715よりも幅が太く、目立ち易い。このため、太陽電池モジュール710では、第2配線材716を覆う隠蔽シート720を設けて、第2配線材716を隠している。封止材714が、太陽電池セル701と第1保護部材712との間に充填された第1封止材714Aと、太陽電池セル701と第2保護部材713との間に充填された第2封止材714Bとを含む。また、封止材714は隠蔽シート720と第2配線材716との間に充填された第3封止材714Cを含む。
隠蔽シート720は、可視光の吸収率が30%以上であることが好ましく、可視光の全てについて吸収率が30%以上であることがより好ましい。隠蔽シート720の可視光吸収率は、例えば80%以上である。第2保護部材13及び隠蔽シート720は、各々の可視光吸収率が略同一であることが好適である。この場合、隠蔽シート720が目立ち難くなり、例えば太陽電池セル701、第2保護部材713、及び隠蔽シート720の色が統一されてモジュールの意匠性がより向上する。なお、これらの色は色相だけでなく、色調も同様であることが好ましい。
隠蔽シート720は、第1保護部材712と第2配線材716との間に設けられている。隠蔽シート720は、第2配線材716を隠蔽する役割を果たすものであり、第1保護部材712側から第2配線材716が見えないように着色されている。このため、隠蔽シート720は、太陽電池セル701の発電に影響を与えないように、太陽電池セル701と重ならない位置に配置する必要がある。
本実施形態では、Y方向に延在する各第2配線材716を覆う2枚の隠蔽シート720が設けられる。隠蔽シート720は、各第2配線材716に1枚ずつ設けられてもよい。但し、生産性等を考慮すると、1枚の隠蔽シート720を用いて全ての第2配線材716を隠蔽することが好ましい。隠蔽シート720は、例えば、Y方向に長く延び、略一定の幅を有する。
以下、図13を参照しながら、太陽電池モジュール710の製造方法の一例について簡単に説明する。図13は、太陽電池モジュール710の各構成部材を分離したラミネート前の状態を示す図である。また、図14は、実施形態の他の一例を示す図である。また、図15は、実施形態の更なる一例を示す図である。
太陽電池モジュール710の製造工程には、下記の工程が含まれる。
(1)第1保護部材712と複数の太陽電池セル701との間に、第1封止材714Aを配置する工程。
(2)第2保護部材713と複数の太陽電池セル701との間に、第2封止材714Bを配置する工程。
(3)第1保護部材712と第2配線材716との間に、第3封止材714C及び隠蔽シート720を重ねて配置する工程。
(4)当該各封止材を加熱しながら、第1保護部材712及び第2保護部材713を互いに近づく方向に押圧するラミネート工程。
上記(1)〜(3)の工程により、各構成部材が図13に示す順で積層される。本実施形態では、第2保護部材713、第1封止材714A、及び第2封止材714Bに、同程度の大きさの樹脂フィルムが用いられる。隠蔽シート720には略一定の幅を有する帯状の樹脂フィルムが用いられ、第3封止材714Cには隠蔽シート720よりも幅広の樹脂フィルムが用いられる。第1保護部材713及び隠蔽シート720は、例えば黒色又は濃紺色を呈する。
上記(4)のラミネート工程では、上記(1)〜(3)の工程で得られた積層体を、例えば真空状態で150℃程度に加熱する。その後、大気圧下で積層体を押圧しながら所定時間加熱を継続して太陽電池パネルを作製する。このとき、ストリングは第1保護部材712及び第2保護部材713の両側から押圧され、ストリングには圧力が作用する。最後に、フレーム等を太陽電池パネルに取り付けて太陽電池モジュール710が得られる。
図13に例示するように、太陽電池モジュール710の製造工程では、太陽電池セル701と重ならないように、第1保護部材712と第3封止材714Cとの間に隠蔽シート720を配置する。そして、第3封止材714Cの一部が、隠蔽シート720と第2配線材716との間からはみ出し、少なくとも1つの太陽電池セル701の受光面上に位置するように、第3封止材714Cを配置する。図13に示す例では、第2配線材716に最も近接する太陽電池セル701の受光面上に端部Pが位置するように、第3封止材714Cが配置されている。
図14に示す例では、第3封止材714Dの一部が太陽電池セル701の受光面上に位置するように、第3封止材714Dが配置される点で、図13に示す例と共通する。一方、第3封止材714Dは、第3封止材714Cよりも大きい。第3封止材714Dには、第1封止材714Aと略同一の大きさを有する樹脂フィルムが用いられてもよい。この場合、第3封止材714Dは全ての太陽電池セル701を覆い、当該封止材の端部は太陽電池セル701の受光面上に位置せず、太陽電池パネルの端部近傍に位置する。
図13及び図14に示す例では、第3封止材714C,714Dの端部P(図12参照)が積層体の厚み方向に第1配線材715の折り曲げ部715aと重なる位置に存在しない。これに対して、図15に示す実施例では、第3封止材800の端部801が折り曲げ部715aと重なる位置に存在する。図13〜図15に示す積層体をラミネート工程に提供して圧縮した場合について考える。先ず、図15に示す積層体を、第4配線材(端子ボックスのダイオード端子に接続される配線材)の位置を工夫せずに採用したとする。すると、折り曲げ部715aが隠蔽シート720の端部及び第3封止材800の端部801によって押圧され、折り曲げ部715aに大きな圧力が作用する。そして、第1配線材715の折り曲げ部715aに大きな圧力が作用すると、第1配線材715が取り付けられた太陽電池セル701の端部が割れるといった問題が発生し得る。
これに対し、図13及び図14に示す積層体を用いた場合は、太陽電池セル701側に延出した第3封止材714C,714Dによって折り曲げ部715aに作用する圧力が分散され、当該圧力が大幅に低減される。図13に示す積層体を用いた場合は、受光面上に第3封止材714Cの端部Pが位置する太陽電池セル701が、ラミネート工程で第2保護部材713側に反って緩やかに湾曲する。つまり、隠蔽シート720及び第3封止材714Cの厚みに起因して発生する圧力の一部を太陽電池セル701が受容することで、折り曲げ部715aへの集中によるセル割れを防止できる。したがって、図13及び図14に示す実施例は、セル割れ抑制の観点から、図15に示す実施例よりも優位性を有する。なお、本実施例の場合、図15に示す積層体が、太陽電池モジュールの厚さ方向から見たとき、第4配線材が、最も割れ易い太陽電子セル(例えは、図3に1cで示す太陽電池セル)に重ならない構成に適用される。したがって、図15に示す積層体を採用した場合であっても、太陽電池セル701の端部割れを大きく抑制できる。
第3封止材714Dが全ての太陽電池セル701及び第2配線材716を覆う場合は、例えば各太陽電池セル701を湾曲させることなく、上記セル割れを防止することができる。第3封止材714Dの端部が太陽電池セル701の受光面上に位置する場合は、当該太陽電池セル701がラミネート工程で第2保護部材713側に反って緩やかに湾曲する。材料コストを考慮すると、第3封止材714Dより第3封止材714Cを用いることが好適である。
なお、隠蔽シート720及び第2保護部材713の色は黒色、濃紺色に限定されず、例えば市場で求められるデザインに応じて、太陽電池セル701と全く異なる色(例えば、黄色、緑色、赤色、白色など)にすることも可能である。隠蔽シート720の色は、上述のように波長380nm〜780nmの広範囲で可視光吸収率が50%以上であれば略黒色となるが、特定波長のみで光吸収率が高く、可視光の一部を反射する場合、隠蔽シート720の色は黄色、緑色、赤色等になる。隠蔽シート720の色を赤色にする場合は、赤色顔料を用いればよい。
なお、タブ隠しの構造について、第3封止材714C,714Dや第3封止材800が存在する場合を例に説明を行った。しかし、隠蔽シート720に両面接着層がある場合等では、第3封止材714C,714Cや第3封止材800を省略して、タブ隠しの構造を、隠蔽シート720だけで構成してもよい。
第3実施形態の太陽電池モジュール710は、複数の第2配線材716よりもZ方向の受光側に位置すると共に、Z方向から見たとき、複数の第2配線材716の全てと重なって複数の第2配線材716を隠す隠蔽シート720を備える。
太陽電池モジュール710によれば、隠蔽シート720からの裏側への力が第3封止材714Cを介して付与される。したがって、配線材の挟持で破損し易い太陽電池セル701が存在する従来の構成が採用された場合、当該隠蔽シート720からの裏側への力で、当該破損し易い太陽電池セル701が更に破損し易くなる。しかし、太陽電池モジュール710は、配線材の挟持で破損し易い太陽電池セル701が存在しないので、当該隠蔽シート720が配置されても、太陽電池セル701に破損が生じる可能性を大きく低減できる。
1,1a,1b,1c,1d,301c,301d,401,401c,401d,401e,501,501c,501d,701 太陽電池セル、 4 第1配線、 10,310,410,510,710 太陽電池モジュール、 31,31a,31b,31c,31d,31e,531,531a,531b,531c,531d,716 第2配線材、 31c,331c,431c,531b,531c 最短第2配線材、 41a,41b,41c,41d,41e,541a,541b,541c,541d 第4配線材、 41c,341c 最短第4配線材、 51a,51b,51c,51d バイパスダイオード、 52 第5配線材、 60,560 端子ボックス、 71,371,471,571,581 第3配線材、 90,390,455,490,588,598 受光面、 373,457 第6配線材、720 隠蔽シート、 P 平面、X 列方向、 Y 列方向に直交する方向、 Z 厚さ方向。