JP3542515B2 - Solar cell module, roof with solar cell and solar power generation system - Google Patents

Solar cell module, roof with solar cell and solar power generation system Download PDF

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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は太陽電池モジュールに関しており、その中でも特に防耐火性能が向上したことを特徴としたものに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より環境問題に対する意識の高まりが、世界的に広がりを見せている。中でも、CO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ヘの希求はますます強まってきている。太陽電池は現在のところ、その安全性と扱いやすさから、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。
【0003】
近年では、太陽電池モジュールの形態として様々なタイプが提案されてきている。その中でも、より高い設置容易性、経済性、意匠性を重視する観点から、既設屋根上に設置する方式から脱却し、屋根材そのものに太陽電池を組み入れた、いわゆる太陽電池一体型屋根材に関する技術開発が行われている。このような太陽電池は従来、屋根材が葺かれているところへそのまま、太陽電池モジュールを組み入れることが可能であり、様々な開発が行われている。
【0004】
図10は屋根材と一体になった太陽電池モジュールを屋根面上に葺いた時の概略仕上がり図を示している。図において1001は光起電力素子、1002は太陽電池モジュールである。屋根材そのものが太陽電池と一体になっているため、設置架台が不要で経済性に優れ、外観が良いため、将来の太陽電池モジュールの形態として有望視されている。
【0005】
上記のような太陽電池モジュールにおいて、光起電力素子の電力取り出しのための端子取り出し位置が、光起電力素子のないところに設けられている場合がある。
【0006】
図11は端子取り出し位置が、光起電力素子のないところに設けられている太陽電池モジュールの一つの例を表している。図において1101は光起電力素子、1102は端子箱、1103は電力取りだし用ケーブルである。図11のような太陽電池モジュールは、屋根材として設置した場合に軒先側や棟側で電気接続をする時に、端子箱1102を光起電力素子1101のない軒先側あるいは棟側に配置することで、端子箱1102に取り付けられた電力取りだし用ケーブルによる電気接続の作業性を向上することができる。
【0007】
また、図12は同様に端子取り出し位置が、光起電力素子のないところに設けられている太陽電池モジュールの第二の例を表している。図12(a)は端子取り出し位置が光起電力素子のないところに設けられている太陽電池モジュールの別の例、図12(b)は端子箱が光起電力素子のないところに設けられている太陽電池モジュールが屋根面上に配置されているところを表す概略断面図である。図において1201は光起電力素子、1202は端子箱、1203は電力取りだし用ケーブル、1204は屋根材間カバー、1205は屋根面、1206は固定部材である。図12のような太陽電池モジュールは、端子箱1202が屋根材の折り曲げ垂上部に配置されているため、桟木等を使用せずに屋根材の底面を直接屋根面1205上に面接して配置することができ、施工作業を簡略化することができる。
【0008】
上記のように、屋根材の形態によっては太陽電池モジュールの端子取りだし位置が光起電力素子のない部分に設けられる場合があった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
図13は、上記の端子取りだし位置が光起電力素子のない部分に設けられた太陽電池モジュールの端子取りだし部の構造を説明するための概略図である。図13(a)は端子取りだし位置が光起電力素子のない部分に設けられた太陽電池モジュールの概略図、図13(b)は端子取りだし部の概略断面図、図13(c)は端子取りだし部の上視図である。
【0010】
図において1301は光起電力素子、1302は端子箱、1303は電力取りだし用ケーブル、1304は導電部材、1305は裏面被覆材、1306は端子取りだし用穴、1307は表面被覆材、1308は充填材である。
【0011】
図のように、導電部材1304を延長することにより、光起電力素子1301のないところで端子取りだしを行なうことができる。端子取りだしを行なうためには、裏面被覆材1305に端子取りだし用穴1306を開けておいて、その端子取りだし用穴1306まで導電部材1304を延長し、かつ太陽電池モジュールの裏面側には端子取りだし用穴1306を覆うように端子箱1302を設けて、その端子箱内で導電部材1304と電力取りだし用ケーブル1303の電気接続を行なう。このように光起電力素子1301の電気取り出し位置を光起電力素子1301のない部分に設けることができる。
【0012】
上記のような太陽電池モジュールは屋根材として使用される場合が多い。隣家が火事になった場合、飛び火の影響を最初にうけるのは家屋の壁材や屋根材であり、特に屋根材においては軒先側が最初に延焼しやすい。太陽電池モジュールが図13のように端子取りだししている場合、火炎が非常に強い場合は飛び火が屋根材の表面被覆材1307上に移り、場合によっては屋根材の表面被覆材1307、充填材1308を燃やして延焼し、その延焼が端子取りだし用穴1306にまで達する場合がある。図13のように端子取りだし用穴1306が導電部材1304より大きく、受光面より見て端子取りだし用穴1306と導電部材1304との間に隙間がある場合、その隙間の充填材1308を燃やして、さらに進行すれば屋根材と野地板との間の空間にまで火炎が及んでしまう恐れがある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記課題を解決するために鋭意研究開発を重ねた結果、次のような太陽電池モジュールが最良であることを見いだした。
【0014】
すなわち本発明は、少なくとも光起電力素子と裏面被覆材とを有する太陽電池モジュールであって、前記光起電力素子のない部分に設けられた前記裏面被覆材の端子取りだし用穴より、前記光起電力素子と電気的に接続された導電部材を通じて端子取りだしする構造を有しており、不燃材を前記端子取りだし用穴の光受光面側に有し、前記不燃材が前記端子取りだし用穴の全面を覆っていることを特徴とする太陽電池モジュール、及び少なくとも光起電力素子と裏面被覆材とを有する太陽電池モジュールであって、前記光起電力素子のない部分に設けられた前記裏面被覆材の端子取りだし用穴より、前記光起電力素子と電気的に接続された導電部材を通じて端子取りだしする構造を有しており、前記導電部材が前記端子取りだし用穴の光受光面側で前記端子取りだし用穴の全面を覆っていることを特徴とする太陽電池モジュールである。
【0015】
また、本発明は上記太陽電池モジュールを屋根面上に配置したことを特徴とする太陽電池付き屋根である。
【0016】
更に、本発明は、上記太陽電池モジュールまたは上記太陽電池付き屋根により構築されていることを特徴とする太陽光発電システムである。
【0017】
本発明においては、前記裏面被覆材は不燃材、より好ましくは金属鋼板であることが好ましい。
【0018】
また、前記導電部材は銅箔であることが好ましい。
【0019】
さらには、前記裏面被覆材が折り曲げ加工されており、前記折曲げ加工部において前記不燃材または前記導電部材が前記裏面被覆材と共に折り曲げられていることが好ましく、前記端子取りだし用穴を垂上折り曲げ部に有することがより好ましい。
【0020】
また、受光面側に表面被覆材を有し、前記表面被覆材は耐候性透明樹脂であることが好ましい。
【0021】
本発明によれば、不燃材、あるいは導電部材が裏面被覆材の端子取り出し用穴を覆っているため、飛び火による火炎が太陽電池モジュール表面上を延焼したとしても、端子取りだし用穴を通じて太陽電池モジュールの下側(太陽電池モジュールと野地板との間の空間)へ火炎が到達しにくくなり、延焼を抑制することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
図14は本発明の端子取りだし位置を光起電力素子のない部分に設けた太陽電池モジュールの端子取りだし部の構造を説明するための概略図である。図14(a)は端子取りだし位置を光起電力素子のない部分に設けた太陽電池モジュールの部分概略図、図14(b)は端子取りだし部の概略断面図である。図において1401は光起電力素子、1402は端子箱、1403は電力取りだし用ケーブル、1404は導電部材、1405は裏面被覆材、1406は充填材、1407は表面被覆材、1408は不燃材、1409は端子取りだし用穴である。
【0023】
図のように、光起電力素子1401のない部分で端子取りだしを行なうために、光起電力素子1401と電気的に接続した導電部材(本例では電線)1404を光起電力素子1401のない部分まで延長し、その延長した部分に端子取りだし用穴1409が配置されるように、予め裏面被覆材1405上に端子取りだし用穴1409を開けておく。そして太陽電池モジュールを一体成形する時に、不燃材1408を端子取りだし用穴1409上に積層する。この時不燃材1408は端子取りだし用穴1409より十分に大きいサイズで積層時に端子取りだし用穴1409全面を覆うようにした。一体成形後、電力取りだし用ケーブル1403の導体部を導電部材1404の導体部に電気的に接続して、端子箱1402を裏面被覆材1405上(裏面側)に接着固定して、端子取りだし部を作製することができる。
【0024】
このように不燃材1408が端子取りだし用穴1409全面を覆っているので、飛び火による延焼で火炎が端子取りだし用穴1409上にまで達したとしても、太陽電池モジュール下の野地板との空間まで火炎は延焼しにくくなる。
【0025】
図1は本発明の端子取りだし位置を光起電力素子のない部分に設けた太陽電池モジュールの別の例で、端子取りだし部の構造を説明するための概略図である。図1(a)は端子取りだし位置を光起電力素子のない部分に設けた太陽電池モジュールの部分概略図、図1(b)は端子取りだし部の概略断面図、図1(c)は端子取りだし部の上視図である。図において101は光起電力素子、102は端子箱、103は電力取りだし用ケーブル、104は導電部材、105は裏面被覆材、106は端子取りだし用穴、107は表面被覆材、108は充填材である。
【0026】
図のように、光起電力素子101のない部分で端子取りだしを行なうために、光起電力素子と電気的に接続した導電部材104を光起電力素子のない部分まで延長し、その延長した部分に端子取りだし用穴106が配置されるように、予め裏面被覆材105上に端子取りだし用穴106を開けておく。この穴位置および穴径は、前記導電部材104が端子取りだし用穴を覆うようにしておく。そして太陽電池モジュールを一体成形した後、端子取りだし用穴106内の導電部材104に、端子取りだし用ケーブル106の導体部を電気的に接続して、端子箱102を裏面被覆材105上(裏面側)に接着固定して、端子取りだし部を作製することができる。
【0027】
このように導電部材104が端子取りだし用穴106を覆っているので、飛び火による延焼で火災が端子取出し穴上にまで達したとしても、太陽電池モジュール下の野地板との空間まで火災は延焼しにくくなる。
【0028】
次に、太陽電池モジュールの作製方法について説明する。
【0029】
図2は本発明の太陽電池モジュールの作製方法を説明するための概略図であり、図2は太陽電池モジュールを構成する各材料を積層するところを説明するための概略図、図2(b)は一体成形後の太陽電池モジュールの概略断面図、図2(c)は端子取りだし部を形成した後の太陽電池モジュールの概略断面図である。
【0030】
図2において、201は光起電力素子、202は充填材、203は表面被覆材、204は裏面被覆材、205は導電部材、206は端子取りだし用穴、207は端子箱、208は電力取りだし用ケーブル、209は半田付け部、210は引き込み電線である。
【0031】
まず、端子取りだし用穴206が開けられた裏面被覆材204の上に、充填材202、導電部材205が電気的に接続された光起電力素子201、充填材202、表面被覆材203の順に積層して(図2(a))、真空引きし、加熱することにより充填材202を架橋して一体成形し、太陽電池モジュールを作製する(図2(b))。この時、積層した状態で導電部材205の位置と、裏面被覆材204上に開けられた端子取りだし用穴206の位置とが合うように、そして受光面側より見て、端子取りだし用穴206の直径は導電部材205の幅よりも小さくして、導電部材205が端子取りだし用穴206全面を覆うようにする。
【0032】
次に一体成形後の太陽電池モジュールの端子取りだし用穴206内の導電部材205に引き込み電線210を半田付け(209)する。その後、電力取りだし用ケーブル208が取り付けられた端子箱207を太陽電池モジュールの裏面側より端子取りだし部に接着固定する。この時、端子箱207は接着面側に開口部を有しており、この開口部より前記の引き込み電線210が端子箱207内に挿入される。そして最後に端子箱207内で引き込み電線210と電力取りだし用ゲーブル208の導体部を電気接続して、端子箱207の蓋をして太陽電池モジュール端子取りだし部を作製する(図2(c))。
【0033】
次に、本発明で使用する太陽電池モジュールを構成する各材料について説明する。
【0034】
〔太陽電池素子〕
本発明における光起電力素子は、特に限定はないが、好ましくは、可とう性を有する光起電力素子である。例えば導電性気体上に、光変換部材としての半導体光活性層が形成されたものである。その一例としての概略構成図を図3に示すが、この図において301は導電性基体、302は金属電極層、303は半導体光活性層、304は透明導電層、305は集電電極である。
【0035】
導電性基体301は光起電力素子の基体になると同時に、下部電極の役割も果たす。材料としては、シリコン、タンタル、モリブデン、タングステン、ステンレス、アルミニウム、銅、チタン、カーボンシート、鉛メッキ鋼板、導電層が形成してある樹脂フィルムやセラミックスなどがある。
【0036】
上記導電性基体301上には金属電極層302として、金属層、あるいは金属酸化物層、あるいは金属層と金属酸化物層を形成しても良い。金属層には、例えば、Ti,Cr,Mo,W,Al,Ag,Niなどが用いられ、金属酸化物層には、例えば、ZnO,TiO,SnOなどが用いられる。上記金属電極層302の形成方法としては、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法などがある。
【0037】
半導体光活性層303は光電変換を行う部分で、具体的な材料としては、pn接合型多結晶シリコン、pin接合型非結晶シリコン、あるいはCuInSe、CuInS、GaAs,CdS/CuS,CdS/CdTe,CdS/InP,CdTe/CuTeをはじめとする化合物半導体などが挙げられる。上記半導体光活性層303の形成方法としては、多結晶シリコンの場合は溶融シリコンのシート化か非結晶シリコンの熱処理、非結晶シリコンの場合はシランガスなどを原料とするプラズマCVD、化合物半導体の場合はイオンプレーティング、イオンビームデポジション、真空蒸着法、スパッタ法、電析法などがある。
【0038】
透明導電層304は光起電力素子の上部電極の役目を果たしている。用いる材料としては、例えば、In、SnO,In−SnO(ITO),ZnO,TiO,CdSnO,高濃度不純物ドープした結晶性半導体層などがある。形成方法としては抵抗加熱蒸着、スパッタ法、スプレー法、CVD法、不純物拡散法などがある。
【0039】
透明導電層304の上には電流を効率よく集電するために、格子状の集電電極305(グリッド)を設けてもよい。集電電極305の具体的な材料としては、例えば、Ti,Cr,Mo,W,Al,Ag,Ni,Cu,Sn、あるいは銀ペーストをはじめとする導電性ペーストなどが挙げられる。集電電極305の形成方法としては、マスクパターンを用いたスパッタリング、抵抗加熱、CVD法や、全面に金属膜を蒸着した後で不必要な部分をエッチングで取り除きパターニングする方法、光CVDにより直接集電電極パターンを形成する方法、集電電極パターンのネガパターンのマスクを形成した後にメッキする方法、導電性ペーストを印刷する方法などがある。導電性ペーストは、通常微粉末状の銀、金、銅、ニッケル、カーボンなどをバインダーポリマーに分散させたものが用いられる。バインダーポリマーとしては、例えば、ポリエステル、エポキシ、アクリル、アルキド、ポリビニルアセテート、ゴム、ウレタン、フェノールなどの樹脂が挙げられる。
【0040】
一般的に太陽電池を扱う場合、作業性の面から軽量であることが好ましい。また太陽電池が屋根材と一体になったタイプや、建築物の外壁等へ設置するタイプの太陽電池モジュールのニーズが高まってきており、太陽電池を曲げ加工する、あるいは曲面へ設置するためにフレキシブルにすることが求められている。これらに対してステンレス基板上に形成された薄膜半導体の光起電力素子は非常に適している。それは、光起電力素子自体をかなり薄くすることができ、基板を含めて0.1mm程度の厚みまで薄くすることができるため、光起電力素子を封止するための充填材の量を少なくすることができるからである。その結果、太陽電池の軽量化が図れ、厚みを減らすことができる。厚みを減らすことができれば、太陽電池を折り曲げた時の、表面被覆材に対する応力を少なくすることができる。引っ張りに対しては被覆材の亀裂を抑制し、収縮に対しては被覆材のよりを抑制することができる。またステンレス基板上に形成されているので可曲性があるため、太陽電池に必要以上の剛性を要求しないため、充填材あるいは被覆材の厚みを減らすことができる。結果的に太陽電池の軽量化を図り、可とう性を持たせてフレキシブルで折り曲げ加工に適したものとすることができる。
【0041】
よって光起電力素子は、ステンレス基板上に形成された薄膜半導体が最適であることがわかる。
【0042】
〔表面被覆材〕
表面被覆材に要求される特性としては透光性、耐候性があり、汚れが付着しにくいことが要求される。材料として透光性のあるガラスや有機樹脂等を使用できるが太陽電池を一般屋根材と同様に扱うためには、太陽電池自身の折り曲げ加工が可能であると都合が良いため、表面被覆材はフレキシブルな材料であることが好ましい。
【0043】
以上の理由より表面被覆材には好適には有機樹脂、より好適には耐候性透明フィルムが用いられる。耐候性透明フィルムを使用することにより、充填性が良くなり、軽量化が図れ、衝撃により割れない上に、折り曲げ加工することで屋根材として使用することができる。さらにはフィルム表面にエンボス処理を施すことで、太陽光の表面反射が眩しくないという効果も生まれる。
【0044】
材料としては、有機樹脂としてはポリエチレンテトラフルオロエチレン(ETFE)、ポリ3フッ化エチレン、ポリフッ化ビニルなどのフッ素樹脂フィルムなどをもちいることができるがこれに限られたものではない。充填剤との接着面には、充填剤が接着しやすいようにコロナ放電処理などの表面処理を施すこともできる。材料としてガラスを使用する場合は、例えば白板強化ガラスが使用できる。
【0045】
〔充填材〕
本発明で充填材は、光起電力素子を封止し表面被覆材あるいは裏面被覆材上に光起電力素子を接着し固定する目的で使用する。
【0046】
充填材に要求される特性としては、熱可塑性、耐候性、熱接着性、光透過性が挙げられる。材料としては、EVA(酢酸ビニル−エチレン共重合体)、ブチラール樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂、EEA(エチレンエチルアクリレート)、EMA(エチレンメチルアクリレート)、EBA(エチレンブチルアクリレート)、アクリル樹脂、ウレタン樹脂PVA(ポリビニルアルコール)などの透明な樹脂を使用することができるがこれに限られたものではない。また光劣化を抑制するために、紫外線吸収剤が含有されていることが望ましい。
【0047】
〔裏面被覆材〕
太陽電池モジュールの裏面側の被覆材、あるいは裏面補強材として機能する。材質は特に限定はないが、PETやテドラー等の樹脂材料の他に、テドラー/アルミ/テドラー等の積層材料も使用できる。より好ましい材質としては、防湿性や剛性を持たせることができる材料、例えばアルミニウム板、ステンレス板等の他に亜鉛メッキ鋼板、ガルバリウム鋼板といったメッキ鋼板等の屋根材そのものに使用されている金属製材料が使用できる。また、瓦やスレート材等の不燃材も使用できる。
【0048】
〔不燃材〕
太陽電池モジュールの一体積層時に、端子取りだし用穴全面を覆うように積層して使用する。
【0049】
材料は不燃性であれば何でもかまわないが、一般的にはステンレスや銅などの金属材料を使用する。
【0050】
一体積層されるのでシート状であれば好ましいが、導電部材上に積層されるため凸凹に追随できるように厚さは薄ければさらに都合がよい。
【0051】
また、太陽電池モジュールが折り曲げ加工される場合は、不燃材も同時に折り曲げされるように配置するのがより好ましい。理由は折り曲げ加工しておくことで不燃材が屋根構造上機械的に固定されるので、充填材が燃えても捲れ上がったり、剥がれることがないためである。
【0052】
〔導電部材〕
光起電力素子からの電気を取り出すために、光起電力素子から端子取りだし部まで延長する部分に使用する。
【0053】
一般的に、延焼時の火炎の最高温度は約950℃なので、導電部材に使用する材料の融点は950℃以上であることが好ましい。材質としては銅等の金属を使用することができる。
【0054】
また形状は一体成型時に太陽電池モジュールを構成している充填材に充填される必要があるのでシート状のものが好ましい。さらに、火炎が延焼したときに導電部材は熱により変形したり位置がずれたりする恐れがあるので、導電部材が端子取りだし用穴を覆う場合は、穴の大きさに対して導電部材は十分に大きい方が好ましい。導電部材としては、一般的に銅箔を使用することができる。
【0055】
また、太陽電池モジュールが折り曲げ加工される場合は、導電部材も同時に折り曲げされるように配置するのがより好ましい。理由は折り曲げ加工しておくことで導電部材が屋根構造上機械的に固定されるので、充填材が燃えても捲れ上がったり、剥がれることがないためである。
【0056】
【実施例】
以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明する。
【0057】
(実施例1)
まず、薄膜半導体(a−si)で構成された光起電力素子を製作した。この作製手順を図3を用いて説明する。
【0058】
図3において301は導電性基体であるステンレス基板、302は金属電極層、303は半導体光活性層、304は透明導電層、305は集電電極である。洗浄したステンレス基板301上に、スパッタ法で裏面金属電極層302としてAl層(膜厚5000Å)とZnO層(膜厚5000Å)を順次形成する。ついで、プラズマCVD法により、SiHとPHとHの混合ガスからn型a−Si層を、SiHとHの混合ガスからi型a−Si層を、SiHとBFとHの混合ガスからp型微結晶μc−Si層を形成し、n層膜厚150Å/i層膜厚4000Å/p層膜厚100Å/n層膜厚100Å/i層膜厚800Å/p層膜厚100Åの層構成のタンデム型a−Si系光電変換半導体層303を形成した。次に、透明導電層304として、In薄膜(膜厚700Å)を、O雰囲気下でInを抵抗加熱法で蒸着する事によって形成した。
【0059】
この上に、集電電極305を、銀ペーストをスクリーン印刷機によりパターン印刷し、乾燥することにより形成した。
【0060】
上記で作製した光起電力素子を直列接続し、両端の電極取りだし部に端子取りだし用導電部材を半田付けした。端子取りだし用導電部材には銅箔(厚さ0.1mm)を使用した。
【0061】
次に、上記作製済の光起電力素子を一体成形処理し、その後端子取りだし部を作製する工程を図2を用いて説明する。図2は本発明の実施例1の太陽電池モジュールの作製方法を説明するための概略図であり、図2(a)は太陽電池モジュールを構成する各材料を積層するところを説明するための概略図、図2(b)は一体成形後の太陽電池モジュールの概略断面図、図2(c)は端子取りだし部を形成した後の太陽電池モジュールの概略断面図である(図中の各々の符号の名称については前述済)。
【0062】
まず一体成形処理するために太陽電池モジュールを構成する材料を積層した(図2(a))。
【0063】
裏面被覆材204、充填材202、上記のように作製した導電部材205が取り付けられた光起電力素子201、充填材202、表面被覆材203の順に積層した。裏面被覆材204は塗装鋼板(日新製鋼製、商品名:ガルバスター、0.4mm厚)、充填材202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、ブリジストン社製、460μm)、表面被覆材203はフッ素樹脂フィルム(エチレンテトラフルオロエチレン、50μm厚、ダイキン社製、商品名:ネオフロン EF−0050SB1)を使用した。このようにして積層した材料を真空引きした状態で160℃に加熱し、充填材202に熱を加えて架橋させて一体成形処理した。この時、裏面被覆材204には一体成形処理前に端子取りだし用穴206を開けておいた。端子取りだし用穴206の位置および穴径は、積層した時に受光面側からみて、導電部材205が端子取りだし用穴206全面を覆うようにした。また、後工程で導電部材205への引き込み電線210の電気接続がスムーズに行えるように、端子取りだし用穴206において、光起電力素子201より非受光面側の充填材202に穴を開けて、その穴部にシリコン栓(不図示)を詰めておいた。
【0064】
その後、冷却して図2(b)のような一体成形された太陽電池モジュールを作製した。
【0065】
次に端子取りだし部の作製工程について説明する。
【0066】
まず、端子取りだし用穴206のシリコン栓を取り除いて、導電部材205に引き込み電線210を半田付け(209)した。引き込み電線210はIV電線(導体部面積0.5sq)を使用した。次に電力取りだし用ケーブル208が一体になった端子箱207を端子取りだし用穴206部に接着固定した。端子箱207は材質はポリカーボネートのものを使用し、電力取りだし用ケーブル208はCVケーブル(導体部面積2sq)、端子箱207の接着にはRTVシリコンシーラント(商品名:Silastic・739 Black、ダウコーニングアジア製)を使用した。また、端子箱207は太陽電池モジュール側に開口部(不図示)を持っており、その開口部に引き込み電線210を通して接着した。そして端子箱207内で引き込み電線210と電力取りだし用ケーブル208とを電気的に接続し、端子箱207の蓋(不図示)を取り付けて、端子取りだし部を作製した。
【0067】
次に、上記のようにして作製した太陽電池モジュールを折り曲げ加工して、屋根上に施工する工程を説明する。図4は本実施例1の太陽電池モジュールを説明するための概略図であり、図4(a)は折り曲げ加工後の太陽電池モジュールの概略図、図4(b)は折り曲げ加工後の太陽電池モジュールを屋根上に固定するところを説明するための概略断面図である。図において、401は光起電力素子、402は端子箱、403は電力取りだし用ケーブル、404は固定部材、405はカバー部材、406は桟木、407は野地板である。
【0068】
まず、上記のようにして作製した太陽電池モジュールを折り曲げ加工して図4(a)のような太陽電池モジュールを作製した。折り曲げ加工はローラーフォーマーを使用した。
【0069】
次に、屋根面の野地板407上に桟木406を固定した。桟木406のピッチは太陽電池モジュールの幅と固定部材404の幅の合計の長さとした。そして桟木406間に跨るようにして太陽電池モジュールを予め配置して、固定部材404により太陽電池モジュールを桟木406上に固定した。固定部材404はドリルビスにより桟木406上に固定した。そして固定部材404の上からカバー部材405を太陽電池モジュールの垂上部と固定部材404を覆うようにして被せて、釘により桟木406上に固定した。太陽電池モジュールの電力取りだし用ケーブル403は軒先側、および棟側で隣接する太陽電池モジュールと接続した。上記の作業を繰り返すことにより、図10のような太陽電池付き屋根を仕上げた。
【0070】
このように、端子取りだし部を光起電力素子のない部分に設けた場合、導電部材が端子取りだし用穴全面を覆うことにより、飛び火による火炎が太陽電池モジュール上を延焼したとしても、太陽電池モジュールの裏面側(太陽電池モジュールと野地板との間の空間)へ到達しにくくなり、さらなる延焼を抑制することができる。
【0071】
(実施例2)
実施例1において太陽電池モジュールの端子取りだし部を、垂上折り曲げ部の横に設けたタイプを使用した例である。
【0072】
図5は本実施例2の太陽電池モジュールを説明するための概略図であり、図5(a)は折り曲げ加工後の太陽電池モジュールの概略図、図5(b)は折り曲げ加工後の太陽電池モジュールを屋根上に固定するところを説明するための概略断面図、図5(c)は折り曲げ加工部の端子取りだし部の概略断面図である。図において、501は光起電力素子、502は端子箱、503は電力取りだし用ケーブル、504は固定部材、505はカバー部材、506は野地板、507は導電部材である。
【0073】
本実施例2では、実施例1で作製した光起電力素子の直列数を少なくして太陽電池モジュールの長さを短くして、かつ導電部材507の取り付け位置を変更して太陽電池モジュールの垂上折り曲げ部の横に端子取りだし部を設けたモジュールを作製した。この時、導電部材507は垂上折り曲げ部にかかるように配置した(図5(C))。折り曲げ部にかかることで導電部材507は太陽電池モジュールが屋根材として固定される時に、機械的に固定されるので、充填材が燃えても捲れ上がりにくくなる。そして、導電部材507は、その折り曲げ加工部において上下に導電部材507よりも幅広のポリエステルテープ(粘着材無し)を配置して導電部材507をサンドイッチするようにして一体成形処理を行なった。サンドイッチした部分を折り曲げ加工することにより、サンドイッチ部の導電部材507は、テープ内で滑るので折り曲げ加工しても導電部材507が破断することはない。
【0074】
また、一体成形処理時には、光起電力素子501の直列数を少なくすることにより裏面被覆材、充填材、表面被覆材のサイズを変更し、導電部材507の取りつけ位置を変更することにより裏面被覆材の端子取りだし用穴の位置も変更した。実施例1同様に、端子取りだし用穴の位置および穴径は、受光面側からみて導電部材507が端子取りだし用穴全面を覆うようにした。上記以外は、実施例1と同様にして太陽電池モジュールの作製を行なった。
【0075】
次に、屋根面上に太陽電池モジュールを固定した。図5(b)のように屋根面(野地板506)上に上記で作製した太陽電池モジュールを配置し、固定部材504により太陽電池モジュールを屋根面506上に固定した。固定部材504は屋根材より十分に長さが短いものを使用し、ドリルビスにより屋根面506上に固定した。そして固定部材504と太陽電池モジュールの垂上折り曲げ部を覆うようにしてカバー部材505を被せて釘(不図示)により固定した。なお太陽電池モジュールの軒−棟方向の電気接続は太陽電池モジュール下の空間で行なった。また軒側、棟側での横方向の電気接続は各軒および軒先納め部材(不図示)の内部で行なった。
【0076】
上記作業を繰り返すことにより、図6のような太陽電池付き屋根を仕上げた。図6は本実施例2の太陽電池モジュールを使用した太陽電池付き屋根の概略仕上がり図である。
【0077】
このように、導電部材が端子取りだし用穴全面を覆って、かつ折り曲げ加工部にかかることにより導電部材が曲げられていることで、飛び火による火炎が太陽電池モジュール上を延焼したとしても、導電部材は浮いたり、捲れ上がったりし難くなるので、太陽電池モジュールの裏面側(太陽電池モジュール下の野地板側)へ到達しにくくなる。
【0078】
(実施例3)
実施例1において太陽電池モジュールを横葺きタイプとし、端子取りだし部を垂上折り曲げ部に設けたタイプを使用したものである。
【0079】
図7は本実施例3の太陽電池モジュールを説明するための概略図であり、図7(a)は折り曲げ加工後の太陽電池モジュールの概略図、図7(b)は折り曲げ加工後の太陽電池モジュールを屋根上に固定したところを説明するための概略断面図である。図において、701は光起電力素子、702は端子箱、703は電力取りだし用ケーブル、704は野地板である。
【0080】
実施例1で作製した光起電力素子の直列数を少なくして太陽電池モジュールの長さを短くして、かつ導電部材の取り付け位置を変更して太陽電池モジュールの垂上折り曲げ部に端子取りだし部を設け、かつ太陽電池モジュールの曲げ形状を横葺きタイプに変更して作製した。光起電力素子の直列数を少なくし、かつ横葺きタイプに曲げ加工するために裏面被覆材、充填材、裏面被覆材のサイズを変更し、導電部材の取りつけ位置を変更することにより裏面被覆材の端子取りだし用穴の位置も変更した。実施例1同様に、端子取りだし用穴の位置および穴径は、受光面側からみて導電部材が端子取りだし用穴全面を覆うようにした。また太陽電池モジュールを折り曲げ加工した後に端子箱の取り付けを行なった。
【0081】
上記以外は、実施例1と同様にして太陽電池モジュールの作製を行なった。
【0082】
次に、屋根面上に太陽電池モジュールを固定した。図7(b)のように屋根面(野地板704)上に上記で作製した太陽電池モジュールを配置し、吊子(不図示)により太陽電池モジュールを屋根面上に固定した。吊子はドリルビスにより屋根面704上に固定した。
【0083】
図8は本実施例3の太陽電池モジュールを横葺きタイプの屋根材として使用した太陽電池一体型屋根の概略仕上がり図である。図において、801は光起電力素子、802は太陽電池モジュール、803は一般屋根材である。
【0084】
太陽電池モジュールの軒−棟方向の電気接続は、ケラバ側の一般屋根材803の下で行い、また横方向の電気接続は太陽電池モジュールと野地板との間の空間で行なった。
【0085】
上記作業を繰り返し行い、両ケラバ部の一般屋根材も吊子(不図示)により屋根面上に固定して、図8のような太陽電池付き屋根を仕上げた。
【0086】
このように、端子取りだし部を光起電力素子のない部分に設けた場合、導電部材が端子取りだし用穴全面を覆うことにより、飛び火による火炎が太陽電池モジュール上を延焼したとしても、太陽電池モジュールの裏面側(太陽電池モジュール下の野地板側)へ到達しにくくなり、さらなる延焼を抑制することができる。また、光起電力素子と端子取りだし部の間で太陽電池モジュールを折り曲げ加工することにより、隣接する太陽電池モジュールがはぜ組む時に折り曲げ部を覆うことで、太陽電池モジュールの裏面側への延焼をさらに抑制することができる。
【0087】
(実施例4)
実施例1で作製した太陽電池モジュールを系統電力回路と接続し、太陽光発電システムを構築したものである。
【0088】
図9は本発明の実施例4の太陽光発電システムを説明するための概略図である。図において901は光起電力素子、902太陽電池モジュールで、903は接続箱、904はインバーター、905は配電盤、906は家庭内の電気機器、907は積算電力計、908は系統電力回路である。
【0089】
図について簡単に説明すると、太陽電池モジュールで発生した電力は接続箱903にまとめられ、インバーター904によって直交流変換し、配電盤905を介して家庭内の電気機器906に送られる。ここで発電量が多く余った電力があれば、系統電力回路908に送電し電力会社に電力を買ってもらうことができる。逆に発電量が少ない、あるいは家庭内の電気機器906の消費電力が多い場合は、不足分を系統電力回路908から補って電力会社から購入することができる。
【0090】
このように、系統電力回路と接続して系統連携システムを構築することができる。
【0091】
【発明の効果】
本発明によれば、すなわち、少なくとも光起電力素子と裏面被覆材とを有する太陽電池モジュールであって、前記光起電力素子のない部分に設けられた前記裏面被覆材の端子取りだし用穴より、前記光起電力素子と電気的に接続された導電部材を通じて端子取りだしする構造を有しており、不燃材を前記端子取りだし用穴の光受光面側に有し、前記不燃材が前記端子取りだし用穴の全面を覆っていることを特徴とする太陽電池モジュール、及び少なくとも光起電力素子と裏面被覆材とを有する太陽電池モジュールであって、前記光起電力素子のない部分に設けられた前記裏面被覆材の端子取りだし用穴より、前記光起電力素子と電気的に接続された導電部材を通じて端子取りだしする構造を有しており、前記導電部材が前記端子取りだし用穴の光受光面側で前記端子取りだし用穴の全面を覆っていることを特徴とする太陽電池モジュールによれば以下の効果が得られる。
【0092】
不燃材、あるいは導電部材が裏面被覆材の端子取り出し用穴前面を覆っているため、飛び火による火炎が太陽電池モジュール上を延焼したとしても、火炎が太陽電池モジュールの下側(太陽電池モジュールと野地板との間の空間)へ到達しにくくなり、延焼を抑制することができる。
【0093】
導電部材を折り曲げ加工部に渡るようにして太陽電池モジュールの加工時に導電部材を曲げ加工することで、飛び火による火炎が太陽電池モジュール上を延焼したとしても、導電部材は浮いたり、捲れ上がったりし難くなるので、太陽電池モジュールの裏面側(太陽電池モジュール下の野地板側)へ到達しにくくなる。
【0094】
端子取りだし用穴と光起電力素子間において裏面被覆材を折り曲げ加工して、端子取りだし部を太陽電池モジュールの垂上折り曲げ部に設けて、その垂上折り曲げ部上にカバー部材を配置したり、あるいは隣接する太陽電池モジュールとはぜ組みする部分内に納めることにより、太陽電池モジュールの下側への延焼をさらに抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の端子取りだし位置を光起電力素子のない部分に設けた太陽電池モジュールの端子取りだし部の構造を説明するための概略図であり、図1(a)は端子取りだし位置を光起電力素子のない部分に設けた太陽電池モジュールの部分概略図、図1(b)は端子取りだし部の概略断面図、図1(c)は端子取りだし部の上視図である。
【図2】本発明の太陽電池モジュールの作製方法を説明するための概略図であり、図2(a)は太陽電池モジュールを構成する各材料を積層するところを説明するための概略図、図2(b)は一体成形後の太陽電池モジュールの概略断面図、図2(c)は端子取りだし部を形成した後の太陽電池モジュールの概略断面図である。
【図3】本発明の太陽電池モジュールを構成する光起電力素子を説明するための概略断面図である。
【図4】実施例1の太陽電池モジュールを説明するための概略図であり、図4(a)は折り曲げ加工後の太陽電池モジュールの概略図、図4(b)は折り曲げ加工後の太陽電池モジュールを屋根上に固定するところを説明するための概略断面図である。
【図5】実施例2の太陽電池モジュールを説明するための概略図であり、図5(a)は折り曲げ加工後の太陽電池モジュールの概略図、図5(b)は折り曲げ加工後の太陽電池モジュールを屋根上に固定するところを説明するための概略断面図、図5(c)は折り曲げ加工部の端子取りだし部の概略断面図である。
【図6】実施例2の太陽電池モジュールを使用した太陽電池付き屋根の概略仕上がり図である。
【図7】実施例3の太陽電池モジュールを説明するための概略図であり、図7(a)は折り曲げ加工後の太陽電池モジュールの概略図、図7(b)は折り曲げ加工後の太陽電池モジュールを屋根上に固定したところを説明するための概略断面図である。
【図8】実施例3の太陽電池モジュールを使用した太陽電池付き屋根の概略仕上がり図である。
【図9】実施例4の太陽光発電システムを説明するための概略図である。
【図10】実施例1の太陽電池モジュールを使用した太陽電池付き屋根の概略仕上がり図である。
【図11】端子取り出し位置が、光起電力素子のないところに設けられている太陽電池モジュールの一つの例を表している。
【図12】端子取り出し位置が、光起電力素子のないところに設けられている太陽電池モジュールの第2の例を表しており、図12(a)は端子取り出し位置が光起電力素子のないところに設けられている太陽電池モジュールの別の例、図12(b)は端子箱が光起電力素子のないところに設けられている太陽電池モジュールが屋根面上に配置されているところを表す概略断面図である。
【図13】端子取りだし位置が光起電力素子のない部分に設けられた太陽電池モジュールの端子取りだし部の構造を説明するための概略図であり、図13(a)は端子取りだし位置が光起電力素子のない部分に設けられた太陽電池モジュールの概略図、図13(b)は端子取りだし部の概略断面図、図13(c)は端子取りだし部の上視図である。
【図14】本発明の端子取りだし位置を光起電力素子のない部分に設けた太陽電池モジュールの端子取りだし部の構造を説明するための概略図であり、図14(a)は端子取りだし位置を光起電力素子のない部分に設けた太陽電池モジュールの部分概略図、図14(b)は端子取りだし部の概略断面図である。
【符号の説明】
101、201、401、501、601、701、801、901、1001、1101、1201、1301、1401 光起電力素子
102、207、402、502、702、1102、1202、1302、1402 端子箱
103、208、403、503、703、1103、1203、1303、
1403 電力取りだし用ケーブル
104、205、507、1304、1404 導電部材
106、206、1306、1409 端子取りだし用穴
209 半田付け部
210 引き込み電線
404、504、1206 固定部材
405、505 カバー部材
406 桟木
407、506、704 野地板
803 一般屋根材
602、802、902、1002 太陽電池モジュール
903 接続箱
904 インバーター
905 配電盤
906 家庭内の電気機器
907 積算電力計
908 系統電力回路
108、202、1308、1406 充填材
107、203、1307、1407 表面被覆材
105、204、1305、1405 裏面被覆材
301 導電性基体
302 金属電極層
303 半導体光活性層
304 透明導電層
305 集電電極
1204 屋根材間カバー
1205 屋根面
1408 不燃材
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a solar cell module, and more particularly to a solar cell module characterized by improved fireproof performance.
[0002]
[Prior art]
The awareness of environmental issues has been increasing worldwide. Above all, CO 2 Concern about the global warming phenomenon associated with emission is serious, and the demand for clean energy is increasing more and more. At present, solar cells are promising as a clean energy source because of their safety and ease of handling.
[0003]
In recent years, various types of solar cell modules have been proposed. Among them, from the viewpoint of emphasizing higher ease of installation, economy, and design, we have departed from the method of installing on an existing roof and incorporated solar cells into the roof material itself. Development is taking place. Conventionally, such a solar cell can incorporate a solar cell module as it is in a place where a roof material is covered, and various developments have been made.
[0004]
FIG. 10 is a schematic finish view when a solar cell module integrated with a roof material is laid on a roof surface. In the figure, 1001 is a photovoltaic element, and 1002 is a solar cell module. Since the roofing material itself is integrated with the solar cell, there is no need for a mounting frame, and it is economical and has a good appearance. Therefore, it is promising as a future solar cell module.
[0005]
In the solar cell module as described above, a terminal extraction position for extracting electric power of the photovoltaic element may be provided in a place without the photovoltaic element.
[0006]
FIG. 11 illustrates an example of a solar cell module in which a terminal extraction position is provided at a position where no photovoltaic element is provided. In the figure, 1101 is a photovoltaic element, 1102 is a terminal box, 1103 is a cable for taking out power. When the solar cell module as shown in FIG. 11 is installed as a roof material, when the electrical connection is made on the eaves side or the ridge side, the terminal box 1102 is arranged on the eaves side or the ridge side without the photovoltaic element 1101. In addition, the operability of electrical connection using the power supply cable attached to the terminal box 1102 can be improved.
[0007]
FIG. 12 shows a second example of the solar cell module in which the terminal take-out position is similarly provided at a position where no photovoltaic element is provided. FIG. 12A shows another example of the solar cell module in which the terminal take-out position is provided without the photovoltaic element, and FIG. 12B shows the case where the terminal box is provided with no photovoltaic element. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a solar cell module being disposed on a roof surface. In the figure, reference numeral 1201 denotes a photovoltaic element, 1202 denotes a terminal box, 1203 denotes a power take-out cable, 1204 denotes a cover between roofing materials, 1205 denotes a roof surface, and 1206 denotes a fixing member. In the solar cell module as shown in FIG. 12, the terminal box 1202 is arranged on the bent upper part of the roofing material, so that the bottom surface of the roofing material is directly in contact with the roof surface 1205 without using a pier or the like. And the construction work can be simplified.
[0008]
As described above, depending on the form of the roofing material, the terminal extraction position of the solar cell module may be provided in a portion without the photovoltaic element.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 13 is a schematic diagram for explaining the structure of a terminal extraction portion of a solar cell module in which the terminal extraction position is provided in a portion where no photovoltaic element is provided. FIG. 13A is a schematic view of a solar cell module in which a terminal extraction position is provided in a portion where no photovoltaic element is provided, FIG. 13B is a schematic cross-sectional view of the terminal extraction section, and FIG. 13C is a terminal extraction. It is a top view of a part.
[0010]
In the figure, 1301 is a photovoltaic element, 1302 is a terminal box, 1303 is a power take-out cable, 1304 is a conductive member, 1305 is a back cover, 1306 is a terminal take-out hole, 1307 is a front cover, and 1308 is a filler. is there.
[0011]
As shown in the figure, by extending the conductive member 1304, it is possible to take out a terminal without the photovoltaic element 1301. In order to perform terminal removal, a hole 1306 for terminal removal is formed in the back cover material 1305, the conductive member 1304 is extended to the hole 1306 for terminal removal, and a terminal removal hole is provided on the back side of the solar cell module. A terminal box 1302 is provided so as to cover the hole 1306, and the electrical connection between the conductive member 1304 and the power extraction cable 1303 is performed in the terminal box. As described above, the position where the photovoltaic element 1301 is taken out of electricity can be provided in a portion where the photovoltaic element 1301 is not provided.
[0012]
Such a solar cell module is often used as a roof material. When a neighboring house is burned, the first thing affected by the spark is the wall and roofing material of the house, and especially the roofing material tends to spread first on the eaves side. When the solar cell module takes out the terminals as shown in FIG. 13, if the flame is very strong, the spark jumps onto the surface covering material 1307 of the roof material, and in some cases, the surface covering material 1307 of the roof material and the filler 1308. May be burned and the fire spreads to the terminal extracting hole 1306 in some cases. As shown in FIG. 13, when the terminal extracting hole 1306 is larger than the conductive member 1304 and there is a gap between the terminal extracting hole 1306 and the conductive member 1304 when viewed from the light receiving surface, the filler 1308 in the gap is burned, If the fire proceeds further, the flame may reach the space between the roofing material and the base plate.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive research and development for solving the above-mentioned problems, the present inventors have found that the following solar cell module is the best.
[0014]
That is, the present invention relates to a solar cell module having at least a photovoltaic element and a back surface covering material, wherein the photovoltaic element is formed through a terminal extraction hole of the back surface covering material provided in a portion where the photovoltaic element is not provided. It has a structure to take out a terminal through a conductive member electrically connected to a power element, has a non-combustible material on the light receiving surface side of the terminal taking-out hole, and the non-combustible material is provided on the entire surface of the terminal taking-out hole And a solar cell module having at least a photovoltaic element and a back surface covering material, wherein the back surface covering material provided in a portion where the photovoltaic element is not provided. The terminal extracting hole has a structure in which a terminal is extracted through a conductive member electrically connected to the photovoltaic element, and the conductive member receives light from the terminal extracting hole. A solar cell module, characterized by covering the entire surface of the hole for the extraction the terminal on the side.
[0015]
Further, the present invention is a roof with solar cells, wherein the solar cell module is arranged on a roof surface.
[0016]
Furthermore, the present invention is a photovoltaic power generation system characterized by being constructed with the above-mentioned solar cell module or the above-mentioned roof with solar cells.
[0017]
In the present invention, the back surface covering material is preferably a non-combustible material, more preferably a metal steel plate.
[0018]
Preferably, the conductive member is a copper foil.
[0019]
Further, it is preferable that the back cover material is bent, and that the non-combustible material or the conductive member is bent together with the back cover material in the bent portion, and the terminal extracting hole is vertically bent. More preferably, it is included in the part.
[0020]
Further, it is preferable that a surface coating material is provided on the light receiving surface side, and the surface coating material is a weather-resistant transparent resin.
[0021]
According to the present invention, since the non-combustible material or the conductive member covers the terminal taking-out hole of the back surface covering material, even if a flame due to a spark spreads on the surface of the solar cell module, the solar cell module passes through the terminal taking-out hole. It is difficult for the flame to reach the lower side (the space between the solar cell module and the base plate), and the spread of fire can be suppressed.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 14 is a schematic diagram for explaining the structure of a terminal extraction portion of a solar cell module in which the terminal extraction position of the present invention is provided in a portion without a photovoltaic element. FIG. 14A is a partial schematic view of a solar cell module in which a terminal extraction position is provided in a portion where no photovoltaic element is provided, and FIG. 14B is a schematic cross-sectional view of the terminal extraction section. In the figure, 1401 is a photovoltaic element, 1402 is a terminal box, 1403 is a power take-out cable, 1404 is a conductive member, 1405 is a back surface covering material, 1406 is a filler, 1407 is a surface covering material, 1408 is a noncombustible material, and 1409 is a noncombustible material. It is a hole for taking out the terminal.
[0023]
As shown in the figure, a conductive member (electric wire in this example) 1404 electrically connected to the photovoltaic element 1401 is connected to a part without the photovoltaic element 1401 in order to perform terminal extraction at the part without the photovoltaic element 1401. The terminal extraction hole 1409 is previously opened on the back surface covering material 1405 so that the terminal extraction hole 1409 is arranged in the extended portion. Then, when the solar cell module is integrally formed, the non-combustible material 1408 is laminated on the terminal extracting hole 1409. At this time, the non-combustible material 1408 has a size sufficiently larger than the terminal extracting hole 1409 so as to cover the entire surface of the terminal extracting hole 1409 during lamination. After integral molding, the conductor of the power take-out cable 1403 is electrically connected to the conductor of the conductive member 1404, and the terminal box 1402 is adhesively fixed on the back surface covering material 1405 (the back surface side). Can be made.
[0024]
Since the non-combustible material 1408 covers the entire surface of the terminal extracting hole 1409 as described above, even if the flame reaches the terminal extracting hole 1409 due to the spread of fire due to a spark, the flame extends to the space between the ground plate under the solar cell module. Makes it difficult to spread the fire.
[0025]
FIG. 1 is another example of a solar cell module in which the terminal extraction position of the present invention is provided in a portion without a photovoltaic element, and is a schematic diagram for explaining the structure of the terminal extraction portion. FIG. 1A is a partial schematic view of a solar cell module in which a terminal extraction position is provided in a portion without a photovoltaic element, FIG. 1B is a schematic cross-sectional view of a terminal extraction section, and FIG. 1C is a terminal extraction. It is a top view of a part. In the figure, 101 is a photovoltaic element, 102 is a terminal box, 103 is a power takeout cable, 104 is a conductive member, 105 is a back cover material, 106 is a terminal takeout hole, 107 is a surface cover material, and 108 is a filler. is there.
[0026]
As shown in the figure, in order to perform terminal extraction at a portion without the photovoltaic element 101, the conductive member 104 electrically connected to the photovoltaic element is extended to a portion without the photovoltaic element, and the extended portion The terminal extraction holes 106 are previously formed on the back surface covering material 105 so that the terminal extraction holes 106 are arranged in the holes. The hole position and the hole diameter are set so that the conductive member 104 covers the terminal extracting hole. After the solar cell module is integrally formed, the conductor of the cable for terminal extraction 106 is electrically connected to the conductive member 104 in the hole for terminal extraction 106, and the terminal box 102 is placed on the back surface covering material 105 (on the back surface side). ) To form a terminal extraction portion.
[0027]
Since the conductive member 104 covers the terminal extraction hole 106 in this manner, even if the fire reaches the terminal extraction hole due to the spread of fire due to a spark, the fire spreads to the space between the base plate under the solar cell module and the fire. It becomes difficult.
[0028]
Next, a method for manufacturing a solar cell module will be described.
[0029]
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a method for manufacturing a solar cell module according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a manner in which materials constituting the solar cell module are stacked, and FIG. Is a schematic cross-sectional view of the solar cell module after integral molding, and FIG. 2C is a schematic cross-sectional view of the solar cell module after forming a terminal extraction portion.
[0030]
In FIG. 2, 201 is a photovoltaic element, 202 is a filler, 203 is a surface covering material, 204 is a back surface covering material, 205 is a conductive member, 206 is a terminal extracting hole, 207 is a terminal box, and 208 is a power extracting. A cable 209 is a soldering portion, and 210 is a lead-in electric wire.
[0031]
First, a filler 202, a photovoltaic element 201 to which a conductive member 205 is electrically connected, a filler 202, and a surface covering material 203 are laminated in this order on a back surface covering material 204 in which a terminal extraction hole 206 is formed. Then, the filler 202 is cross-linked and integrally molded by evacuating and heating to produce a solar cell module (FIG. 2 (b)). At this time, in the stacked state, the position of the conductive member 205 and the position of the terminal extracting hole 206 formed on the back surface covering material 204 match so that the terminal extracting hole 206 is viewed from the light receiving surface side. The diameter is smaller than the width of the conductive member 205 so that the conductive member 205 covers the entire surface of the terminal extracting hole 206.
[0032]
Next, the lead-in wire 210 is soldered (209) to the conductive member 205 in the terminal taking-out hole 206 of the solar cell module after integral molding. Thereafter, the terminal box 207 to which the power take-out cable 208 is attached is adhesively fixed to the terminal take-out portion from the back side of the solar cell module. At this time, the terminal box 207 has an opening on the bonding surface side, and the lead-in wire 210 is inserted into the terminal box 207 from this opening. Then, finally, the lead-in wire 210 and the conductor of the power takeout gable 208 are electrically connected in the terminal box 207, and the terminal box 207 is covered to form a solar cell module terminal takeout part (FIG. 2C). .
[0033]
Next, each material constituting the solar cell module used in the present invention will be described.
[0034]
(Solar cell element)
The photovoltaic element in the present invention is not particularly limited, but is preferably a photovoltaic element having flexibility. For example, a semiconductor photoactive layer as a light conversion member is formed on a conductive gas. FIG. 3 shows a schematic configuration diagram as an example, in which 301 is a conductive substrate, 302 is a metal electrode layer, 303 is a semiconductor photoactive layer, 304 is a transparent conductive layer, and 305 is a current collecting electrode.
[0035]
The conductive substrate 301 serves as a substrate for the photovoltaic element and also serves as a lower electrode. Examples of the material include silicon, tantalum, molybdenum, tungsten, stainless steel, aluminum, copper, titanium, a carbon sheet, a lead-plated steel sheet, a resin film on which a conductive layer is formed, and ceramics.
[0036]
On the conductive substrate 301, a metal layer, a metal oxide layer, or a metal layer and a metal oxide layer may be formed as the metal electrode layer 302. For the metal layer, for example, Ti, Cr, Mo, W, Al, Ag, Ni, or the like is used. For the metal oxide layer, for example, ZnO, TiO 2 , SnO 2 Are used. Examples of a method for forming the metal electrode layer 302 include a resistance heating evaporation method, an electron beam evaporation method, and a sputtering method.
[0037]
The semiconductor photoactive layer 303 is a portion that performs photoelectric conversion, and specific examples of the material include pn junction type polycrystalline silicon, pin junction type amorphous silicon, and CuInSe. 2 , CuInS 2 , GaAs, CdS / Cu 2 S, CdS / CdTe, CdS / InP, CdTe / Cu 2 And compound semiconductors such as Te. As a method for forming the semiconductor photoactive layer 303, in the case of polycrystalline silicon, a sheet of molten silicon or heat treatment of amorphous silicon is used. In the case of amorphous silicon, plasma CVD using silane gas or the like is used. Examples include ion plating, ion beam deposition, vacuum evaporation, sputtering, and electrodeposition.
[0038]
The transparent conductive layer 304 functions as an upper electrode of the photovoltaic device. As a material to be used, for example, In 2 O 3 , SnO 2 , In 2 O 3 -SnO 2 (ITO), ZnO, TiO 2 , Cd 2 SnO 4 And a crystalline semiconductor layer doped with a high concentration of impurities. Examples of the formation method include resistance heating evaporation, sputtering, spraying, CVD, and impurity diffusion.
[0039]
A grid-like current collecting electrode 305 (grid) may be provided on the transparent conductive layer 304 in order to efficiently collect current. Specific examples of the material of the current collecting electrode 305 include Ti, Cr, Mo, W, Al, Ag, Ni, Cu, Sn, and a conductive paste such as a silver paste. As a method for forming the current collecting electrode 305, sputtering using a mask pattern, resistance heating, a CVD method, a method in which an unnecessary portion is removed by etching after depositing a metal film over the entire surface, and a patterning method using a photo-CVD method are used. There are a method of forming a current electrode pattern, a method of forming a negative pattern mask of a current collecting electrode pattern and then plating, and a method of printing a conductive paste. As the conductive paste, one obtained by dispersing silver, gold, copper, nickel, carbon, or the like in a fine powder form in a binder polymer is usually used. Examples of the binder polymer include resins such as polyester, epoxy, acrylic, alkyd, polyvinyl acetate, rubber, urethane, and phenol.
[0040]
Generally, when handling a solar cell, it is preferable to be lightweight from the viewpoint of workability. In addition, there is an increasing need for solar cell modules in which the solar cell is integrated with the roofing material, or in which the solar cell is installed on the outer wall of a building. It is required to be. In contrast, a thin-film semiconductor photovoltaic element formed on a stainless steel substrate is very suitable. That is, since the photovoltaic element itself can be considerably thinned, and can be thinned to about 0.1 mm including the substrate, the amount of the filler for sealing the photovoltaic element is reduced. Because you can do it. As a result, the weight of the solar cell can be reduced, and the thickness can be reduced. If the thickness can be reduced, the stress on the surface coating material when the solar cell is bent can be reduced. Cracking of the coating material can be suppressed against tension, and twisting of the coating material can be suppressed against shrinkage. In addition, since the solar cell is formed on a stainless steel substrate and has flexibility, unnecessary rigidity is not required for the solar cell, so that the thickness of the filler or the covering material can be reduced. As a result, the weight of the solar cell can be reduced, and the solar cell can be made flexible and flexible and suitable for bending.
[0041]
Therefore, it is understood that the thin film semiconductor formed on the stainless steel substrate is optimal for the photovoltaic element.
[0042]
(Surface coating material)
The properties required for the surface coating material include light transmission and weather resistance, and are required to be hardly stained. Translucent glass or organic resin can be used as the material, but in order to treat solar cells in the same way as ordinary roofing materials, it is convenient if the solar cells themselves can be bent. Preferably, it is a flexible material.
[0043]
For the above reasons, an organic resin, more preferably a weather-resistant transparent film, is preferably used for the surface coating material. By using a weather-resistant transparent film, the filling property is improved, the weight can be reduced, and the film is not broken by an impact, and can be used as a roofing material by bending. Further, by giving an embossing treatment to the film surface, an effect is produced that the surface reflection of sunlight is not dazzling.
[0044]
As a material, a fluororesin film such as polyethylene tetrafluoroethylene (ETFE), polytrifluoroethylene, or polyvinyl fluoride can be used as an organic resin, but is not limited thereto. A surface treatment such as a corona discharge treatment can be applied to the surface to be bonded with the filler so that the filler is easily bonded. When glass is used as the material, for example, white plate tempered glass can be used.
[0045]
(Filler)
In the present invention, the filler is used for the purpose of sealing the photovoltaic element and bonding and fixing the photovoltaic element on the surface coating material or the back surface coating material.
[0046]
Properties required for the filler include thermoplasticity, weather resistance, thermal adhesion, and light transmittance. Materials include EVA (vinyl acetate-ethylene copolymer), butyral resin, silicone resin, fluororesin, EEA (ethylene ethyl acrylate), EMA (ethylene methyl acrylate), EBA (ethylene butyl acrylate), acrylic resin, urethane resin A transparent resin such as PVA (polyvinyl alcohol) can be used, but is not limited thereto. Further, in order to suppress light deterioration, it is desirable that an ultraviolet absorber is contained.
[0047]
(Back coating material)
It functions as a covering material on the back surface side of the solar cell module or as a back surface reinforcing material. The material is not particularly limited, but in addition to resin materials such as PET and Tedlar, laminated materials such as Tedlar / aluminum / Tedlar can also be used. More preferable materials include materials capable of imparting moisture resistance and rigidity, such as aluminum sheets and stainless steel sheets, as well as galvanized steel sheets and metal materials used for roofing materials such as galvanized steel sheets and the like. Can be used. Non-combustible materials such as tiles and slate materials can also be used.
[0048]
(Non-combustible material)
When the solar cell modules are integrally laminated, they are laminated so as to cover the entire surface of the hole for extracting a terminal.
[0049]
Any material can be used as long as it is nonflammable, but generally a metal material such as stainless steel or copper is used.
[0050]
Since they are integrally laminated, they are preferably in the form of a sheet. However, since they are laminated on a conductive member, it is more convenient if the thickness is small so as to follow irregularities.
[0051]
Further, when the solar cell module is bent, it is more preferable to arrange the non-combustible material so as to be bent at the same time. The reason is that the non-combustible material is mechanically fixed on the roof structure by bending, so that even if the filler burns, it does not roll up or peel off.
[0052]
(Conductive member)
In order to take out electricity from the photovoltaic element, it is used for a portion extending from the photovoltaic element to a terminal extraction part.
[0053]
Generally, the maximum temperature of the flame during the spread of the fire is about 950 ° C., and therefore, the melting point of the material used for the conductive member is preferably 950 ° C. or more. As a material, a metal such as copper can be used.
[0054]
Further, the shape is preferably a sheet because it is necessary to fill the filler constituting the solar cell module at the time of integral molding. In addition, when the flame spreads, the conductive member may be deformed or displaced by heat, so if the conductive member covers the hole for taking out the terminal, the conductive member should be sufficient for the size of the hole. Larger is preferable. Generally, a copper foil can be used as the conductive member.
[0055]
Further, when the solar cell module is bent, it is more preferable to arrange the conductive member so as to be bent at the same time. The reason is that since the conductive member is mechanically fixed on the roof structure by bending, the filler does not roll up or peel off even if the filler burns.
[0056]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples.
[0057]
(Example 1)
First, a photovoltaic device composed of a thin film semiconductor (a-si) was manufactured. This manufacturing procedure will be described with reference to FIG.
[0058]
In FIG. 3, reference numeral 301 denotes a stainless steel substrate as a conductive substrate, 302 denotes a metal electrode layer, 303 denotes a semiconductor photoactive layer, 304 denotes a transparent conductive layer, and 305 denotes a current collecting electrode. On the cleaned stainless steel substrate 301, an Al layer (thickness 5000 °) and a ZnO layer (5000 ° thickness) are sequentially formed as a back metal electrode layer 302 by a sputtering method. Then, by plasma CVD, the SiH 4 And PH 3 And H 2 N-type a-Si layer from a mixed gas of 4 And H 2 Of the i-type a-Si layer from the mixed gas of 4 And BF 3 And H 2 A p-type microcrystalline μc-Si layer is formed from a mixed gas of the following, and the thickness of the n-layer is 150 ° / i-layer thickness 4000 ° / p-layer thickness 100 ° / n-layer thickness 100 ° / i-layer thickness 800 ° / p-layer thickness A tandem a-Si-based photoelectric conversion semiconductor layer 303 having a layer structure of 100 ° was formed. Next, as the transparent conductive layer 304, In 2 O 3 A thin film (thickness 700 mm) is 2 It was formed by depositing In by a resistance heating method in an atmosphere.
[0059]
On this, the current collecting electrode 305 was formed by pattern printing of a silver paste by a screen printer and drying.
[0060]
The photovoltaic elements produced as described above were connected in series, and a terminal taking-out conductive member was soldered to electrode taking-out portions at both ends. Copper foil (thickness: 0.1 mm) was used as a conductive member for taking out terminals.
[0061]
Next, a process of integrally forming the manufactured photovoltaic element and then manufacturing a terminal extracting portion will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a method of manufacturing the solar cell module according to the first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 2B is a schematic cross-sectional view of the solar cell module after integral molding, and FIG. 2C is a schematic cross-sectional view of the solar cell module after forming a terminal extraction portion (each reference numeral in the drawing). Has already been mentioned above).
[0062]
First, the materials constituting the solar cell module were laminated to perform an integral molding process (FIG. 2A).
[0063]
The back cover material 204, the filler material 202, the photovoltaic element 201 to which the conductive member 205 manufactured as described above was attached, the filler material 202, and the surface coating material 203 were laminated in this order. The back surface coating material 204 is a painted steel plate (manufactured by Nissin Steel Co., Ltd., trade name: Galbuster, 0.4 mm thickness), the filling material 202 is EVA (ethylene-vinyl acetate copolymer weatherproof grade, Bridgestone Corporation, 460 μm), front surface As the coating material 203, a fluororesin film (ethylene tetrafluoroethylene, 50 μm thick, manufactured by Daikin, trade name: NEOFLON EF-0050SB1) was used. The material laminated in this manner was heated to 160 ° C. in a vacuum state, and heat was applied to the filler 202 to crosslink it, thereby performing an integral molding process. At this time, a hole 206 for taking out a terminal was formed in the back surface coating material 204 before the integral molding process. The position and the diameter of the terminal extracting hole 206 are such that the conductive member 205 covers the entire surface of the terminal extracting hole 206 when viewed from the light receiving surface side when the layers are stacked. Also, in order to smoothly perform the electrical connection of the lead-in wire 210 to the conductive member 205 in a later step, a hole is made in the filler 202 on the non-light-receiving surface side of the photovoltaic element 201 in the terminal extraction hole 206, The hole was filled with a silicon stopper (not shown).
[0064]
Thereafter, cooling was performed to produce an integrally molded solar cell module as shown in FIG.
[0065]
Next, a manufacturing process of the terminal extracting portion will be described.
[0066]
First, the silicon plug in the terminal extraction hole 206 was removed, and the wire 210 was drawn into the conductive member 205 and soldered (209). As the lead-in electric wire 210, an IV electric wire (conductor area 0.5sq) was used. Next, the terminal box 207 integrated with the power take-out cable 208 was bonded and fixed to the terminal take-out hole 206. The terminal box 207 is made of polycarbonate, the power take-out cable 208 is a CV cable (conductor area 2 sq), and the terminal box 207 is bonded with an RTV silicone sealant (trade name: Silastic 739 Black, Dow Corning Asia). Manufactured). Further, the terminal box 207 has an opening (not shown) on the solar cell module side, and the terminal box 207 is drawn into the opening and adhered through the electric wire 210. Then, the lead-in wire 210 and the power take-out cable 208 were electrically connected in the terminal box 207, and a cover (not shown) of the terminal box 207 was attached to produce a terminal take-out portion.
[0067]
Next, a process of bending the solar cell module manufactured as described above and installing it on a roof will be described. 4A and 4B are schematic diagrams for explaining the solar cell module of the first embodiment. FIG. 4A is a schematic diagram of the solar cell module after bending, and FIG. 4B is a solar cell after bending. It is an outline sectional view for explaining that a module is fixed on a roof. In the figure, 401 is a photovoltaic element, 402 is a terminal box, 403 is a power take-out cable, 404 is a fixing member, 405 is a cover member, 406 is a crosspiece, and 407 is a field board.
[0068]
First, the solar cell module manufactured as described above was bent to manufacture a solar cell module as shown in FIG. The bending process used a roller former.
[0069]
Next, the pier 406 was fixed on the roof plate 407 on the roof surface. The pitch of the crosspiece 406 was the total length of the width of the solar cell module and the width of the fixing member 404. Then, the solar cell modules were previously arranged so as to straddle between the crosspieces 406, and the solar cell modules were fixed on the crosspieces 406 by the fixing members 404. The fixing member 404 was fixed on the crosspiece 406 with a drill screw. Then, a cover member 405 was covered from above the fixing member 404 so as to cover the hanging part of the solar cell module and the fixing member 404, and was fixed on the crosspiece 406 with nails. The power supply cable 403 of the solar cell module was connected to the solar cell module adjacent on the eaves side and the ridge side. By repeating the above operation, a roof with solar cells as shown in FIG. 10 was completed.
[0070]
As described above, in the case where the terminal extracting portion is provided in a portion without the photovoltaic element, the conductive member covers the entire surface of the terminal extracting hole, so that even if the flame due to the spark spreads over the solar cell module, the solar cell module To the back side (the space between the solar cell module and the base plate), and further fire spread can be suppressed.
[0071]
(Example 2)
This is an example of using a type in which the terminal extraction portion of the solar cell module is provided beside the vertically bent portion in Example 1.
[0072]
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the solar cell module of the second embodiment. FIG. 5A is a schematic diagram of the solar cell module after bending, and FIG. 5B is a solar cell after bending. FIG. 5C is a schematic cross-sectional view of a terminal extracting portion of a bent portion, for explaining a place where the module is fixed on a roof. In the figure, 501 is a photovoltaic element, 502 is a terminal box, 503 is a power take-out cable, 504 is a fixing member, 505 is a cover member, 506 is a field plate, and 507 is a conductive member.
[0073]
In the second embodiment, the number of photovoltaic elements manufactured in the first embodiment is reduced in series to shorten the length of the solar cell module, and the mounting position of the conductive member 507 is changed to change the vertical position of the solar cell module. A module having a terminal take-out portion beside the upper bent portion was manufactured. At this time, the conductive member 507 was arranged so as to cover the vertically bent portion (FIG. 5C). Since the conductive member 507 is mechanically fixed to the bent portion when the solar cell module is fixed as a roof material, the conductive member 507 is not easily turned up even if the filler burns. The conductive member 507 was integrally molded by sandwiching the conductive member 507 by arranging a polyester tape (without an adhesive) wider than the conductive member 507 in the bent portion at the top and bottom. By bending the sandwiched portion, the conductive member 507 in the sandwich portion slides in the tape, so that the conductive member 507 does not break even when bent.
[0074]
Also, during the integral molding process, the number of photovoltaic elements 501 in series is reduced to change the size of the back surface coating material, filler, and surface coating material, and the mounting position of the conductive member 507 is changed to change the back surface coating material. Also changed the position of the hole for taking out the terminal. As in Example 1, the position and diameter of the terminal extracting hole were such that the conductive member 507 covers the entire surface of the terminal extracting hole when viewed from the light receiving surface side. Except for the above, a solar cell module was produced in the same manner as in Example 1.
[0075]
Next, the solar cell module was fixed on the roof surface. As shown in FIG. 5B, the solar cell module produced above was arranged on the roof surface (field board 506), and the solar cell module was fixed on the roof surface 506 by the fixing member 504. A fixing member 504 having a sufficiently shorter length than the roof material was used, and was fixed on the roof surface 506 by drill screws. Then, the cover member 505 was covered so as to cover the fixing member 504 and the vertically bent portion of the solar cell module, and was fixed with a nail (not shown). The electrical connection between the eaves and the ridge of the solar cell module was made in the space below the solar cell module. The horizontal electrical connection on the eaves side and on the ridge side was made inside each eaves and inside the eaves storage member (not shown).
[0076]
By repeating the above operation, a roof with solar cells as shown in FIG. 6 was completed. FIG. 6 is a schematic finished view of a roof with solar cells using the solar cell module of the second embodiment.
[0077]
In this way, the conductive member covers the entire surface of the terminal extraction hole, and is bent by being applied to the bent portion, so that even if a flame due to a spark spreads over the solar cell module, the conductive member can be used. Since it is difficult to float or roll up, it is difficult to reach the back side of the solar cell module (the side of the base plate under the solar cell module).
[0078]
(Example 3)
In the first embodiment, the solar cell module is of a horizontal roofing type, and a terminal extracting portion is provided in a vertically bent portion.
[0079]
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the solar cell module according to the third embodiment. FIG. 7A is a schematic diagram of the solar cell module after bending, and FIG. 7B is a solar cell after bending. It is a schematic sectional drawing for demonstrating the place which fixed the module on the roof. In the figure, 701 is a photovoltaic element, 702 is a terminal box, 703 is a power take-out cable, and 704 is a field plate.
[0080]
The number of photovoltaic elements manufactured in Example 1 was reduced in series to shorten the length of the solar cell module, and the mounting position of the conductive member was changed to remove the terminal to the vertically bent portion of the solar cell module. And the bending shape of the solar cell module was changed to a horizontal roofing type. To reduce the number of photovoltaic elements in series, and to change the size of the back coating, filler, and back coating to bend into a horizontal roofing type, and change the mounting position of the conductive member, the back coating Also changed the position of the hole for taking out the terminal. As in Example 1, the position and the diameter of the terminal extracting hole were such that the conductive member covered the entire surface of the terminal extracting hole when viewed from the light receiving surface side. After the solar cell module was bent, the terminal box was attached.
[0081]
Except for the above, a solar cell module was produced in the same manner as in Example 1.
[0082]
Next, the solar cell module was fixed on the roof surface. As shown in FIG. 7 (b), the solar cell module produced above was arranged on the roof surface (field board 704), and the solar cell module was fixed on the roof surface by a hook (not shown). The suspension was fixed on the roof surface 704 with a drill screw.
[0083]
FIG. 8 is a schematic finished view of a solar cell integrated roof using the solar cell module of Example 3 as a roofing type roofing material. In the figure, 801 is a photovoltaic element, 802 is a solar cell module, and 803 is a general roofing material.
[0084]
The electric connection in the eaves-building direction of the solar cell module was made under the general roofing material 803 on the keraba side, and the electric connection in the lateral direction was made in the space between the solar cell module and the base plate.
[0085]
The above operation was repeated, and the general roofing material of both the keraba portions was also fixed on the roof surface by the hangers (not shown) to complete the roof with solar cells as shown in FIG.
[0086]
As described above, in the case where the terminal extracting portion is provided in a portion without the photovoltaic element, the conductive member covers the entire surface of the terminal extracting hole, so that even if the flame due to the spark spreads over the solar cell module, the solar cell module To the back side (the side of the base plate under the solar cell module), and further fire spread can be suppressed. Also, by bending the solar cell module between the photovoltaic element and the terminal take-out part, by covering the bent part when the adjacent solar cell modules are assembled, it is possible to spread the fire to the back side of the solar cell module. It can be further suppressed.
[0087]
(Example 4)
A solar power generation system was constructed by connecting the solar cell module manufactured in Example 1 to a system power circuit.
[0088]
FIG. 9 is a schematic diagram for explaining a solar power generation system according to Embodiment 4 of the present invention. In the figure, reference numeral 901 denotes a photovoltaic element, reference numeral 902 denotes a solar cell module, reference numeral 903 denotes a connection box, reference numeral 904 denotes an inverter, reference numeral 905 denotes a switchboard, reference numeral 906 denotes home electrical equipment, reference numeral 907 denotes an integrated wattmeter, and reference numeral 908 denotes a system power circuit.
[0089]
In brief, the electric power generated by the solar cell module is collected in a junction box 903, cross-current converted by an inverter 904, and sent to a home electric device 906 via a switchboard 905. Here, if there is a surplus of power generated, the power can be transmitted to the system power circuit 908 to be purchased by a power company. Conversely, when the amount of power generation is small or the power consumption of the home electric device 906 is large, the shortage can be supplemented by the system power circuit 908 and purchased from the power company.
[0090]
In this way, it is possible to construct a system cooperation system by connecting to the system power circuit.
[0091]
【The invention's effect】
According to the present invention, that is, a solar cell module having at least a photovoltaic element and a back surface covering material, and a terminal extraction hole of the back surface covering material provided in a portion where the photovoltaic element is not provided, It has a structure to take out a terminal through a conductive member electrically connected to the photovoltaic element, has a non-combustible material on the light receiving surface side of the terminal taking-out hole, and the non-combustible material is used for the terminal taking-out. A solar cell module, which covers the entire surface of the hole, and a solar cell module having at least a photovoltaic element and a back surface covering material, wherein the back surface provided in a portion without the photovoltaic element A terminal is formed through a conductive member electrically connected to the photovoltaic element from a terminal extracting hole of the covering material, and the conductive member is provided with the terminal extracting hole. The following effects according to the solar cell module, characterized by a light-receiving surface side covering the entire surface of the hole for the extraction the terminal is obtained.
[0092]
Since the non-combustible material or the conductive material covers the front surface of the hole for taking out the terminal of the back surface coating material, even if the flame due to the spark spreads on the solar cell module, the flame is under the solar cell module (the solar cell module and the field). (A space between the base plate) and fire spread.
[0093]
By bending the conductive member at the time of processing the solar cell module so as to pass the conductive member to the bent portion, even if a flame due to a spark spreads over the solar cell module, the conductive member is unlikely to float or roll up. Therefore, it is difficult to reach the back side of the solar cell module (the side of the base plate under the solar cell module).
[0094]
Bending the back cover material between the terminal extraction hole and the photovoltaic element, providing a terminal extraction part in the vertically bent part of the solar cell module, disposing a cover member on the vertically bent part, Alternatively, by placing it in a portion that is assembled with an adjacent solar cell module, it is possible to further suppress the spread of fire to the lower side of the solar cell module.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the structure of a terminal extracting portion of a solar cell module in which a terminal extracting position of the present invention is provided in a portion having no photovoltaic element, and FIG. FIG. 1B is a schematic cross-sectional view of a terminal extraction part, and FIG. 1C is a top view of the terminal extraction part, showing a partial view of a solar cell module provided in a part without a photovoltaic element.
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a method for manufacturing a solar cell module of the present invention, and FIG. 2A is a schematic diagram for explaining a process of stacking each material constituting the solar cell module; 2 (b) is a schematic cross-sectional view of the solar cell module after integral molding, and FIG. 2 (c) is a schematic cross-sectional view of the solar cell module after forming a terminal extraction portion.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining a photovoltaic element constituting the solar cell module of the present invention.
4A and 4B are schematic diagrams for explaining the solar cell module of Example 1, in which FIG. 4A is a schematic diagram of the solar cell module after bending, and FIG. 4B is a solar cell after bending. It is an outline sectional view for explaining that a module is fixed on a roof.
5A and 5B are schematic diagrams for explaining the solar cell module of Example 2, in which FIG. 5A is a schematic diagram of the solar cell module after bending, and FIG. 5B is a solar cell after bending. FIG. 5C is a schematic cross-sectional view of a terminal extraction part of a bent part, for explaining a place where the module is fixed on a roof.
FIG. 6 is a schematic finished view of a roof with solar cells using the solar cell module of Example 2.
FIGS. 7A and 7B are schematic diagrams for explaining the solar cell module of Example 3, in which FIG. 7A is a schematic diagram of the solar cell module after bending, and FIG. 7B is a solar cell after bending. It is a schematic sectional drawing for demonstrating the place which fixed the module on the roof.
FIG. 8 is a schematic finished view of a roof with solar cells using the solar cell module of Example 3.
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a photovoltaic power generation system according to a fourth embodiment.
10 is a schematic finished view of a roof with solar cells using the solar cell module of Example 1. FIG.
FIG. 11 illustrates an example of a solar cell module in which a terminal extraction position is provided at a position where no photovoltaic element is provided.
12A and 12B show a second example of a solar cell module in which a terminal extraction position is provided at a position where no photovoltaic element is provided. FIG. FIG. 12B shows another example of the solar cell module provided therein, in which the terminal box is provided on the roof surface where the photovoltaic element is not provided. It is a schematic sectional drawing.
FIG. 13 is a schematic diagram for explaining the structure of a terminal extraction portion of a solar cell module provided at a portion where a terminal extraction position is not provided with a photovoltaic element, and FIG. FIG. 13B is a schematic cross-sectional view of a terminal extraction portion, and FIG. 13C is a top view of the terminal extraction portion, which is a schematic diagram of a solar cell module provided in a portion without a power element.
FIG. 14 is a schematic view for explaining the structure of a terminal extracting portion of a solar cell module in which the terminal extracting position of the present invention is provided in a portion having no photovoltaic element, and FIG. FIG. 14 (b) is a schematic cross-sectional view of a terminal extracting portion, showing a partial schematic view of a solar cell module provided in a portion having no photovoltaic element.
[Explanation of symbols]
101,201,401,501,601,701,801,901,1001,1101,1201,1301,1401 Photovoltaic element
102, 207, 402, 502, 702, 1102, 1202, 1302, 1402 Terminal box
103, 208, 403, 503, 703, 1103, 1203, 1303,
1403 Power take-out cable
104, 205, 507, 1304, 1404 conductive member
106, 206, 1306, 1409 Holes for removing terminals
209 Soldering part
210 Service wire
404, 504, 1206 fixing member
405, 505 cover member
406 pier
407, 506, 704 Field board
803 General roofing material
602, 802, 902, 1002 solar cell module
903 junction box
904 inverter
905 switchboard
906 Home electrical equipment
907 Integrated power meter
908 grid power circuit
108, 202, 1308, 1406 Filler
107, 203, 1307, 1407 Surface coating material
105, 204, 1305, 1405 Back covering material
301 conductive substrate
302 Metal electrode layer
303 Semiconductor Photoactive Layer
304 transparent conductive layer
305 current collecting electrode
1204 Cover between roofing materials
1205 Roof surface
1408 Non-combustible material

Claims (11)

少なくとも光起電力素子と裏面被覆材とを有する太陽電池モジュールであって、前記光起電力素子のない部分に設けられた前記裏面被覆材の端子取りだし用穴より、前記光起電力素子と電気的に接続された導電部材を通じて端子取りだしする構造を有しており、不燃材を前記端子取りだし用穴の光受光面側に有し、前記不燃材が前記端子取りだし用穴の全面を覆っていることを特徴とする太陽電池モジュール。A solar cell module having at least a photovoltaic element and a back cover material, wherein the photovoltaic element is electrically connected to a terminal extraction hole of the back cover material provided in a portion where the photovoltaic element is not provided. Has a structure to take out the terminal through a conductive member connected to the terminal, has a non-combustible material on the light receiving surface side of the terminal taking-out hole, and the non-combustible material covers the entire surface of the terminal taking-out hole A solar cell module characterized by the above-mentioned. 少なくとも光起電力素子と裏面被覆材とを有する太陽電池モジュールであって、前記光起電力素子のない部分に設けられた前記裏面被覆材の端子取りだし用穴より、前記光起電力素子と電気的に接続された導電部材を通じて端子取りだしする構造を有しており、前記導電部材が前記端子取りだし用穴の光受光面側で前記端子取りだし用穴の全面を覆っていることを特徴とする太陽電池モジュール。A solar cell module having at least a photovoltaic element and a back cover material, wherein the photovoltaic element is electrically connected to a terminal extraction hole of the back cover material provided in a portion where the photovoltaic element is not provided. A solar cell having a structure for taking out a terminal through a conductive member connected to the terminal, wherein the conductive member covers the entire surface of the terminal taking-out hole on the light receiving surface side of the terminal taking-out hole. module. 前記裏面被覆材は不燃材であることを特徴とする請求項1または2記載の太陽電池モジュール。The solar cell module according to claim 1, wherein the back surface covering material is a non-combustible material. 前記裏面被覆材は金属鋼板であることを特徴とする請求項3記載の太陽電池モジュール。The solar cell module according to claim 3, wherein the back surface covering material is a metal steel plate. 前記導電部材は銅箔であることを特徴とする請求項1〜4記載の太陽電池モジュール。The solar cell module according to claim 1, wherein the conductive member is a copper foil. 前記裏面被覆材が折り曲げ加工されており、前記折曲げ加工部において前記不燃材または前記導電部材が前記裏面被覆材と共に折り曲げられていることを特徴とする請求項1〜5記載の太陽電池モジュール。The solar cell module according to claim 1, wherein the back cover is bent, and the non-combustible material or the conductive member is bent together with the back cover in the bent portion. 前記端子取りだし用穴を垂上折り曲げ部に有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。The solar cell module according to claim 6, wherein the terminal takeout hole is provided in a vertically bent portion. 受光面側に表面被覆材を有し、前記表面被覆材は耐候性透明樹脂であることを特徴とする請求項1〜7記載の太陽電池モジュール。The solar cell module according to claim 1, further comprising a surface coating material on a light receiving surface side, wherein the surface coating material is a weather-resistant transparent resin. 請求項1〜8記載の太陽電池モジュールを屋根面上に配置したことを特徴とする太陽電池付き屋根。A roof with solar cells, wherein the solar cell module according to claim 1 is arranged on a roof surface. 請求項1〜8記載の太陽電池モジュールにより構築されていることを特徴とする太陽光発電システム。A solar power generation system comprising the solar cell module according to claim 1. 前記請求項9記載の太陽電池付き屋根により構築されていることを特徴とする太陽光発電システム。A photovoltaic power generation system comprising a roof with a solar cell according to claim 9.
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