JP2958258B2 - 太陽電池モジュール及びその端子取り出し部構造 - Google Patents

太陽電池モジュール及びその端子取り出し部構造

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JP2958258B2 JP7208257A JP20825795A JP2958258B2 JP 2958258 B2 JP2958258 B2 JP 2958258B2 JP 7208257 A JP7208257 A JP 7208257A JP 20825795 A JP20825795 A JP 20825795A JP 2958258 B2 JP2958258 B2 JP 2958258B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽電池モジュール
びその端子取り出し部構造に関し、特に、太陽電池モジ
ュールに付属する端子箱における接着作業性と信頼性を
改善し、また外観を美しくした技術に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、環境問題に対する意識の高まり
が、世界的な広がりを見せており、中でも、CO2排出
に伴う地球の温暖化現象に対する危惧感は深刻で、クリ
ーンなエネルギーへの希求はますます強まってきてい
る。
【0003】太陽電池はその安全性と扱い易さから、現
在のところ、クリーンなエネルギー源として期待のもて
るものだということができる。太陽電池には様々な形態
がある。代表的なものとしては、結晶シリコン太陽電
池、多結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコン太
陽電池、銅インジウムセレナード太陽電池、化合物半導
体太陽電池などがある。この中で、薄膜結晶シリコン太
陽電池、化合物半導体太陽電池及びアモルファスシリコ
ン太陽電池は、比較的低コストで大面積化が可能なた
め、最近では各方面で活発に研究開発が進められてい
る。
【0004】ここで、通常、太陽電池素子は、EVA
(エチレン−酢酸ビニル共重合ポリマー)などの充填材
の中に埋設されており、表面被覆材と裏面補強材の間に
サンドイッチされ、太陽電池モジュールとしてモジュー
ル化されたものが用いられる。表面被覆材としては、ガ
ラスや、フッ素樹脂フィルムのような耐候性フィルムが
用いられている。また、裏面補強材としては、アルミニ
ウム箔を耐候性フィルムでサンドイッチ構造にした耐
候、耐湿フィルムや、薄い鋼板、例えば無塗装の亜鉛メ
ッキ鋼板や屈曲性や硬さなどの観点からポリエステル樹
脂やアクリル樹脂がコーディングされた鋼板、プラスチ
ック板などが用いられている。
【0005】また、太陽電池モジュールの出力端子には
ねじどめ方式、リード線方式、ソケット方式などがあ
り、いずれの場合も絶縁のために防水構造を持つ端子箱
を設けることが多い。そして、このような端子箱は太陽
電池モジュールの裏面側にシリコーン樹脂などの接着剤
により取り付けられていることが多い。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に端子箱を太陽電池モジュールの裏面側に接着剤により
取り付けられる場合において、端子箱を押しつける力の
バラツキによって接着剤が十分に接着面に広がらなかっ
たり、あるいは押しつけ力が強すぎたために接着剤の厚
みが薄くなって接着力が低下してしまうなどの問題があ
った。
【0007】また、端子箱を太陽電池モジュールに接着
したそのままの状態では、接着剤が端子箱の外周縁より
外にはみ出してしまうことから、外観が見苦しくなって
しまう。この場合、接着剤がはみ出したままである場合
には、はみ出した接着剤が太陽光の直射光あるいは散乱
光にさらされるので著しい性能劣化が生じてしまう。ま
たはみ出した接着剤をぬぐい取る場合には、作業性が悪
く、端子箱と太陽電池モジュール間の接着剤までふき取
ってしまうこともある。
【0008】本発明は、上記の課題を解消し、接着作業
性が良く、信頼性が高く、さらに外観が美しい太陽電池
モジュール及びその端子取り出し部構造を提供すること
を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係る太陽電池モ
ジュールの端子取り出し部構造は、太陽電池モジュール
の電極取り出し部を絶縁保護するための中空構造体を有
する太陽電池モジュールの端子取り出し構造において、
前記中空構造体が、前記太陽電池モジュールと相対する
面の外周縁部に凸形状を有し、接着剤により前記太陽電
池モジュールに接着されることを特徴とする。また本発
明は、太陽電池素子からの電極取り出し部を絶縁保護す
るための中空構造体を有する太陽電池モジュールにおい
て、前記中空構造体が、前記太陽電池モジュールへの取
り付け面側の外周縁部に凸形状を有し、接着剤により前
記太陽電池モジュールに接着されることを特徴とする。
【0010】なお、上記の中空構造体は、具体的には例
えば端子箱である。そして、本発明の構造は太陽電池モ
ジュールに付属する端子箱の太陽電池モジュールとの接
着面に好適に使用されるものである。つまり本発明は、
これを端子箱に適用し、太陽電池モジュールと接着する
ことによって、端子箱の接着作業性を向上し、接着信頼
性を高めるようにしたものである。
【0011】ここで、中空構造体を台部と上蓋部で構成
し、台部に凸形状を形成する構成とすることもできる。
また、凸形状と太陽電池モジュールとは例えば両面テー
プにより貼り付けられる。さらに、上記の台部は、例え
ば、粘度1000ポイズ以下の充填シール剤を中空構造
体内部に充填することにより太陽電池モジュールに接着
される。なお、通常は、中空構造体の上記相対する面上
に太陽電池モジュールの電極取り出し部上に配される少
なくとも一つの貫通孔が形成される。
【0012】上記構成において、中空構造体としては、
電気絶縁性、強度、耐水性、扱い易さ、重量等の面から
プラスチックが好ましい。また、接着剤としてはシリコ
ーンシーラント、エポキシ樹脂系接着剤などが好まし
い。
【0013】
【実施態様例】図1に本発明を用いた太陽電池モジュー
ルの概略構成図を示す。図1は太陽電池モジュールの断
面図である。この太陽電池モジュールは、裏面補強材1
01上に太陽電池素子102、充填材103、耐候性フ
ィルム104、端子箱105を有して構成される。
【0014】本発明の太腸電池モジュールは例えば次の
ようにして作成することが出来る。裏面補強材101上
に、EVAなどのシート状の充填材103、太陽電池素
子102、充填材103、耐候性フィルム104を順次
重ね合わせ、加圧脱泡しながら150℃で上記のEVA
を溶融することで太陽電池素子102を耐候性フィルム
104と裏面補強材101でサンドイッチした。その
後、太陽電池モジュール裏面より、端子用配線を取り出
し、端子箱を取り付ける。
【0015】次に、本発明で使用される中空構造体、充
填剤・接着剤についてさらに詳しく説明する。
【0016】(中空構造体)本発明で用いられる端子箱
は、耐熱性、耐水性、電気絶縁性、耐老化性に優れたも
のが要求される。また、好ましくは充填剤との接着性が
良い材質が良い。これらの要素を考慮にいれると、端子
箱としてはプラスチックが好ましく、また不燃性などを
考えると不燃性プラスチックやセラミックスなどが好ま
しい。
【0017】プラスチックとしては、例えば、ポリカー
ボネート、ポリアミド、ポリアセタール、変性PPO、
ポリエステル、ポリアリレート、不飽和ポリエステル、
フェノール樹脂、エポキシ樹脂などの強度、耐衝撃性、
耐熱性、硬度、老化性に優れたエンジニアリング・プラ
スチック等が挙げられる。また、ABS樹脂、PP、P
VCなどの熱可塑性プラスチックも使用することもでき
る。
【0018】また、耐紫外線性向上のために、顔料とし
てカーボンブラックを用いる、あるいは紫外線を吸収す
る樹脂塗料を表面に塗布することが好ましい。
【0019】(充填剤、接着剤)本発明において、端子
箱の充填、接着に用いられている充填剤と接着剤として
は、特に限定は無いが、種類としては、電気絶縁性の良
いエポキシ樹脂系接着剤やシリコーン系ポッティング剤
・シリコーン系接着シール剤等が好ましく、柔軟性など
を考慮するとシリコーン系の樹脂の方が好ましい。ま
た、接着剤としては、作業性を考慮すると硬化時間の短
いもの、さらに粘度が低くすぎて中空構造体より流れ出
さないために、粘度が300ポイズ以上のものが好まし
い。さらに、充填剤としては、粘度が高すぎず電極取り
出し部の細部まで行き渡るために、粘度が1000ポイ
ズ以下のものが好ましい。また、シリコーン一液型RT
Vゴムを用いる場合、電極を侵食させないために硬化方
式が脱アセトンタイプ、あるいは脱アルコールタイプで
あることが好ましい。
【0020】具体的には、例えば、Three Bond Co,Ltd.
のエポキシ樹脂系接着剤では、商品名:「2001」、
「2002H」、「2003」、「2016B」、「2
022」などが使用できる。これらのエポキシ樹脂は、
商品名:「2102B」、「2103」、「210
4」、「2105F」、「2105C」、「210
6」、「2131B」、「2131D」、「2131
F」、「2163」などの硬化剤と所定の割合混合して
使用する事ができる。
【0021】また、住友3M社製のエポキシ樹脂である
「EW−2」(一液型)、「S/W−2214」(一液
型)「XA7416」(一液型)、「JA7437」
(一液型)、「1838B/A」(二液型;本剤と硬化
剤の混合比=4:5)、「S/W−2216B/A」、
「DP−100」(1:1)、「DP−110」(1=
1)、「DP−190」(1:1)、「DP−PURE
60」(1:1)、「DP−270」(1:1)などが
使用できる。
【0022】また、Yuka Shell Epoxy K.K.のエポキシ
樹脂では、本剤「Epikote」812、815、827、
828、834などを使用することができ、硬化剤は必
要性能に応じて選択することができる。
【0023】さらに、シリコーン系接着シール剤では、
Three Bond Co,Ltd.の「1220」、「1230」、東
レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社の「SE91
56」、「SE9157」、「SE9166」、「SE
9176」、「SE9185」、「SE9186」、
「SE9186L」、「SE9187」、「SE181
1」、「SEl740」(二液型)、「SE1821」
(二液型)、「CY52−005」(二液型)、ダウコ
ーニング株式会社の「SILASTIC 739RTV」、「SILASTIC
738RTV」、「3140RTV」、「3145RTV」な
どが使用できる。
【0024】また、信越化学工業株式会社の「KE34
7」、「KE3494」、「KE4897」、「KE4
896」、「KE4895」、「KE66」(二液
型)、「KE67」(二液型)などから選択することが
できる。
【0025】(両面テープ)本発明において、端子箱と
太陽電池モジュールの貼り付けに用いられる両面テープ
は、特に限定は無いが、ある程度の厚みを持つ、耐熱
性、耐寒性、接着力、耐久性に優れたものが要求され
る。さらには、防水シール性に優れたものが好ましく、
保持力の強いものが好ましい。
【0026】具体的には、例えば、住友3M社製VHB
接合材では、「Y−4959」、「Y−4955」、
「Y−4950」、「Y−4930」、「Y−492
0」、「Y−4914」、「Y−4945」、「Y−4
922」、「Y−4952」、「Y−4932」、「Y
−4951」、「Y−4931」、「Y−4949」、
「Y−4929」、「Y−4910J」、「Y−462
7」、「Y−4630F」、「Y−4609」、「Y−
4615」などが使用できる。また、ニチバン株式会社
の両面粘着テープでは、「831」、「841」、「8
43」、「843−S」、「844」、「851」、
「853」などから選択することができる。更に、日東
電工株式会社の両面接着テープでは、「No.54
1」、「No.554」、「No.5710」、「N
o.5711」、「No.5713」、「No.57
5」、「PF−370」などが使用できる。
【0027】
【作用】中空構造体の太陽電池モジュールと相対する面
の外周縁部に凸形状を設けることにより、中空構造体を
太陽電池モジュールに接着する際の作業性が改善され、
接着剤を所望の厚さにすることができ、安定した特性を
得ることができる。また、凸形状が接着の際に接着剤が
はみ出ることが防止され、はみ出した接着剤も簡単にふ
き取ることができる。このため、外観が美しくなり、さ
らにはみ出した接着剤が太陽光にさらされることがなく
なって、中空構造体の接着信頼性が向上し、太陽電池モ
ジュール自体の信頼性も向上する。
【0028】また、中空構造体を台部と上蓋部で構成す
ることで、例えば上蓋部を取り外すことで、電極取り出
し部の絶縁保護状態が容易に確認でき、太陽電池モジュ
ールの端子取り出し部の信頼性が更に向上する。
【0029】さらに、凸形状部と太陽電池モジュールを
両面テープにより貼り付けることにで、接着剤のはみ出
しがさらに防止でき、接着作業性が向上する。
【0030】また、中空構造体内部に粘度1000ボイ
ズ以下の充填シール剤を充填し、中空構造体を太陽電池
モジュールに接着することにより、中空構造体内部に充
填シール剤が行きわたって、接着信頼性が向上する。
【0031】
【実施例】以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
【0032】(実施例1)本実施例に係る太陽電池モジ
ュールの端子取り出し部構造では、表面被覆材としてE
TFE(エチレンテトラフルオロエチレン)を使用し、
裏面補強材としてポリエステル樹脂コートされた鋼板を
用いた。
【0033】すなわち、図2を参照して、アモルファス
太陽電池素子201を13枚直列接続した。また、プラ
ス及びマイナスの端子用配線として適当な長さの銅タブ
を太陽電池素子の裏面に貼り付け、その先に半田を付け
て電極取り出し部202とした。このとき、銅タブの裏
面には、絶縁性向上のためにガラスクロステープを貼り
付けた。
【0034】次いで、図3のように、裏面補強材、充填
材、直列接続された太陽電池素子302、充填材、耐候
性フィルムの順に積層し、真空ラミネーターを用いて、
150℃で充填材を溶融させることにより、太陽電池素
子を裏面補強材及び耐候性フィルムで樹脂封止した太陽
電池モジュール301を作成した。ここで、裏面補強材
としてはポリエステル樹脂コートされた鋼板(0.4m
m厚)303、充填材としてはEVA(エチレン−酢酸
ビニル共重合ポリマー耐候性グレード)304、表面フ
ィルムとしてはETFE(エチレンテトラフルオロエチ
レン)305を、それぞれ使用した。また、上記ポリエ
ステル樹脂コートされた鋼板には端子取り出しのために
予めφ12の穴を開けておいた。
【0035】最後に、図4のように、上記の電極取り出
し部の充填剤部分を、カッターナイフ等でくり抜き、電
極取り出し部をむき出しにし、そこに予め端より約5m
m絶縁被覆を剥しておいたリード線HKIV401を半
田付けした。
【0036】そして、リード線を予め中空構造体404
の貫通穴402に通しておき、この中空構造体404の
太陽電池モジュールと相対する面に、ダウコーニング株
式会社製シリコーンシーラント「SILASTIC 739RTV」4
03を塗布し、直後に太陽電池モジュール406の所定
の位置に貼り付けた。そして、中空構造体404を接着
面上外周縁部に構成された0.5mmの高さを有する凸
部405が太陽電池モジュール406に接するまで押さ
えつけ、そのままの状態で24時間放置することによ
り、太陽電池モジュール406の端子取り出し部を形成
した。
【0037】以上のように構成される本実施例では、中
空構造体を太陽電池モジュールの裏面に接着する際の作
業性が改善され、接着剤を所望の厚さにすることがで
き、安定した特性を得ることができた。また、外周縁の
凸部により接着剤のはみ出しが抑制され、端子取り出し
部の外観が美しくなり、さらに接着剤が外部にさらされ
ないため、接着剤の劣化が抑制でき、これらによって、
中空構造体の接着信頼性が向上した。
【0038】(実施例2)本実施例では、実施例1にお
いて、中空構造体として、図5のように、台部501と
上蓋部502の2つの部品により構成されたものを使用
した。またリード線を予め中空構造体の貫通穴に通して
おき、台部501の太陽電池モジュール506と相対す
る面に、ダウコーニング株式会社製シリコーンシーラン
ト「SILASTIC 739RTV」503を塗布し、直後に太陽電
池モジュール506に貼り付けた。そして、中空構造体
を接着面上外周縁部に構成された0.5mmの高さを有
する凸部505が太陽電池モジュール506に接するま
で押さえつけた。その後、中空構造体の天板部貫通穴5
04より、電極取り出し部が完全に隠れるまで「SILAST
IC 739RTV」を注入してやり、そのままの状態で24時
間放置し、その後、天板部貫通穴504に上蓋部502
を嵌合することにより、太陽電池モジュール506の端
子取り出し部を形成した。
【0039】本実施例によると、実施例1と同様に、中
空構造体を太陽電池モジュール506に接着する際の作
業性が改善され、接着剤を所望の厚さにすることができ
る結果、安定した特性を得ることができた。また、外周
縁の凸部505により接着剤のはみ出しが抑制されるた
め、端子取り出し部の外観が美しくなる。また、接着剤
が外部にさらされないため、接着剤の劣化が抑制でき
た。これらによって、中空構造体の接着信頼性が向上し
た。また、中空構造体を太陽電池モジュールに接着した
後に、電極取り出し部を確実にシールすることで、太陽
電池モジュールの端子取り出し部の信頼性が向上した。
【0040】(実施例3)本実施例では、次の点以外
は、実施例1と同様にして、太陽電池モジュールの端子
取り出し部を形成した。すなわち、図6のように、シリ
コーンシーラントを塗布した後に、中空構造体601の
接着面上の外周縁部に構成された高さ0.5mmの高さ
を有する凸部602上に住友3M社製VHB接合材「Y
4950」603を剥離紙を剥した後に貼り付け、もう
一方の面の剥離紙を剥した直後に、両面テープが太陽電
池モジュールに接着するように押しつけてやった。
【0041】本実施例により、中空構造体を太陽電池モ
ジュールの裏面に接着する際の作業性が改善された結
果、接着剤を所望の厚さにすることができて、安定した
特性が得られた。そして、両面テープの初期接着力によ
り、中空構造体が所定の位置に確実に固定することがで
きたので、作業性が向上した。また、外周縁の凸部と両
面テープにより接着剤のはみ出しが抑制された結果、端
子取り出し部の外観が美しくなった。さらに、接着剤が
外部にさらされないため、接着剤の劣化が抑制でき、中
空構造体の接着信頼性が向上した。また、中空構造体を
太陽電池モジュールの裏面に接着した後に電極取り出し
部を確実にシールすることで、太陽電池モジュールの端
子取り出し部の信頼性が向上した。
【0042】(実施例4)実施例2において、図7のよ
うに、リード線を予め中空構造体704の貫通穴701
に通しておき、次に台部の接着面上外周縁部に構成され
た高さ0.5mmの高さを有する凸部702上に住友ス
リーエム株式会社製VHB接合材「Y4950」705
を剥離紙を剥した後に貼り付け、もう一方の面の剥離紙
を剥した直後に、両面テープが太陽電池モジュールに接
着するように押しつけた後、信越化学工業製シリコーン
一液RTV「KE4896」703を中空構造体704
の内部に充填することにより、中空構造体704を太陽
電池モジュールと接着し、そのままの状態で24時間放
置することにより、太陽電池モジュールの端子取り出し
部を形成した。
【0043】本実施例により、中空構造体を太陽電池モ
ジュールの裏面に接着する際の作業性が改善され、接着
剤を所望の厚さにできて、安定した特性を得ることがで
きた。また、外周縁の凸部により接着剤のはみ出しが抑
制され、端子取り出し部の外観が美しくなった。更に、
接着剤が外部にさらされないため、接着剤の劣化が抑制
できた。これらによって、中空構造体の接着信頼性が向
上した。また、中空構造体を太陽電池モジュールの裏面
に接着した後に、電極取り出し部を確実にシールするこ
とによって、太陽電池モジュールの端子取り出し部の信
頼性が向上した。
【0044】
【発明の効果】本発明では、太陽電池モジュールの電極
取り出し部を絶縁保護するための中空構造体の太陽電池
モジュールと相対する面の外周縁部に凸形状を設けるこ
とにより、中空構造体を太陽電池モジュールに接着する
際の作業性が改善され、接着剤を所望の厚さにすること
ができ、安定した特性を得ることができるとともに、凸
形状が接着の際に接着剤がはみ出ることを防止するか、
あるいははみ出した接着剤を簡単にふき取ることがで
き、外観が美しくなり、さらにはみ出した接着剤が太陽
光にさらされることが無いので、中空構造体の接着信頼
性が向上し、さらには太陽電池モジュール自体の信頼性
が向上した。
【0045】そして、さらに中空構造体を台部と上蓋部
で構成することで、電極取り出し部の絶縁保護状態が容
易に確認でき、太陽電池モジュールの端子取り出し部の
信頼性が更に向上した。
【0046】また、凸形状部と太陽電池モジュールを両
面テープにより貼り付けることにより、接着剤のはみ出
しがさらに防止でき、接着作業性が向上した。また、接
着のために粘度1000ポイズ以下の充填シール剤を使
用して中空構造体を太陽電池モジュールに接着すること
により、中空構造体内部に充填シール剤が行き渡り、接
着信頼性が向上した。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施態様例の太陽電池モジュールの概
略構成の説明図である。
【図2】本発明の実施例1において太陽電池素子を直列
接続した説明図である。
【図3】本発明の実施例1の太陽電池モジュールの概略
構成の説明図である。
【図4】本発明の実施例1の太陽電池モジュールに付属
する端子箱の断面図である。
【図5】本発明の実施例2の太陽電池モジュールに付属
する端子箱の断面図である。
【図6】本発明の実施例3の太陽電池モジュールに付属
する端子箱の断面図である。
【図7】本発明の実施例4の太陽電池モジュールに付属
する端子箱の断面図である。
【符号の説明】
101、303 裏面補強材、 102、302 太陽電池素子、 103、304、703 充填材、 104、305 耐候性フィルム、 105 端子箱、 201 アモルファス太陽電池素子、 202 電極取り出し部、 301、406、506、702 太陽電池モジュー
ル、 401 リード線、 402 貫通穴、 403、503、701 シーラント、 404、601、704 中空構造体、 405、505、602 凸部、 501 台部、 502 上蓋部、 504 天板部貫通穴、 603、705 両面テープ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−151935(JP,A) 実開 平3−1549(JP,U) 実開 昭57−4251(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 31/04 - 31/042

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 太陽電池モジュールの電極取り出し部を
    絶縁保護するための中空構造体を有する太陽電池モジュ
    ールの端子取り出し構造において、前記中空構造体が、
    前記太陽電池モジュールと相対する面の外周縁部に凸形
    状を有し、接着剤により前記太陽電池モジュールに接着
    されることを特徴とする太陽電池モジュールの端子取り
    出し部構造。
  2. 【請求項2】 前記中空構造体が台部と上蓋部から構成
    され、前記台部に前記凸形状が形成されていることを特
    徴とする請求項1記載の太陽電池モジュールの端子取り
    出し部構造。
  3. 【請求項3】 前記凸形状と前記太陽電池モジュールと
    が両面テープにより貼り付けられていることを特徴とす
    る請求項1記載の太陽電池モジュールの端子取り出し部
    構造。
  4. 【請求項4】 前記台部を粘度1000ポイズ以下の充
    填シール剤を前記中空構造体内部に充填することにより
    前記太陽電池モジュールに接着することを特徴とする請
    求項2記載の太陽電池モジュールの端子取り出し部構
    造。
  5. 【請求項5】 太陽電池素子からの電極取り出し部を絶
    縁保護するための中空構造体を有する太陽電池モジュー
    ルにおいて、前記中空構造体が、前記太陽電池モジュー
    ルへの取り付け面側の外周縁部に凸形状を有し、接着剤
    により前記太陽電池モジュールに接着されることを特徴
    とする太陽電池モジュール。
  6. 【請求項6】 前記中空構造体が台部と上蓋部から構成
    され、前記台部に前記凸形状が形成されていることを特
    徴とする請求項5記載の太陽電池モジュール。
  7. 【請求項7】 前記凸形状と前記太陽電池モジュールと
    が両面テープにより貼り付けられていることを特徴とす
    る請求項5記載の太陽電池モジュール。
  8. 【請求項8】 前記台部を粘度1000ポイズ以下の充
    填シール剤を前記中空構造体内部に充填することにより
    前記太陽電池モジュールに接着することを特徴とする請
    求項6記載の太陽電池モジュール。
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