JP3591223B2 - Solar cell module - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
内部配線と外部リード線との接続部を有し、その接続部が被覆部材により被覆封止されたフレキシブル太陽電池に関する。
【0002】
【従来の技術】
フレキシブル基板を用いたフレキシブルタイプの太陽電池は、ロールツーロール方式、あるいはステッピングロール方式の製造方法により高い生産性を実現できることから実用性が有望視されている。また軽量でフレキシブルなため、任意の形状の面上に設置でき、さらに、長尺のものが得られるため、特に面積の大きい住宅等の屋根上に設置するのに有利である。このような太陽電池は屋外に設置されるため、保護シートにより封止されて太陽電池モジュールとされる。図5は太陽電池モジュールを示し、(a)は平面図であり、(b)は(a)におけるXX断面図である。フレキシブル基板上に光電変換部が形成されてなる太陽電池セル1の両側に配置された主配線2には、従配線3を介して各太陽電池セル1の出力電極に接続され、各太陽電池セル1が並列接続されている。これらはエチレンビニルアセテート(以下、EVAと記す)などの熱接着性樹脂からなる封止フィルム41により封止され、さらに四フッ化エチレンポリマー( 以下、ETFEと記す) などの耐候性フィルム42により被覆される。以下、封止フィルム41と耐候性フィルム42の積層を保護フィルム4と一括して呼ぶことにする。複数の太陽電池セルを含むように太陽電池セル間で保護フィルム4は切断され、太陽電池モジュールとされる。保護フィルム4の切断面には主配線の切断面が露出している。
【0003】
図6は太陽電池モジュールへの従来の外部リード線接続部と被覆部材を示す分解斜視図である。
先ず、太陽電池モジュールの端部の保護フィルムを超音波カッターとナイフ等の鋭利な刃を併用して切断除去し、主配線2の端部を露出させる。主配線2の端部に外部リード線5のワイヤ5aを半田付けして接続する。ワイヤ5aのこの後工程でも被覆されない部分を熱収縮チューブ5bで被覆しておく。そして、接続部とその周縁部を被覆部材6sで被覆していた。被覆部材6sとしてフッ素系樹脂フィルムを粘着材により粘着したり、あるいは他のエチレンプロピレンジエンモノマー(以下EPDMと記す)等のフィルムを接着剤7(例えばシリコーン接着剤)で接着していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このような太陽電池モジュールはフレキシブルなフィルム状であるため、異形の外部リード線と接続した際に機械的強度、防水、信頼性を保つことが困難である。そのため接続部分を補強することが必要である。従来の例えばシリコーン接着剤を用いた場合は端部よりの水分侵入を防止できるが、外部リード線の引っ張りにたいして弱く、主配線に引っ張り力が及び主配線の切断に至ることがあるため、太陽電池モジュールの設置作業は容易ではないという問題点があった。
【0005】
上記の問題点に鑑み、この発明の目的は、外部リード線の引っ張り強度の高い設置作業性の良好な、また、耐候性の高い外部リードとの接続部を有する太陽電池モジュールを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、1つ以上の太陽電池セルの両側に主配線が配置され、各太陽電池セルと主配線とが従配線によりそれぞれ接続され、これらが保護フィルムによって封止されてなり、保護フィルムの端部で主配線と外部リード線とが接続されるとともに、少なくともこの接続部分およびその周縁部が太陽電池モジュールの両面から被覆部材によって被覆封止された太陽電池モジュールにおいて、前記被覆部材は、前記保護フィルムより機械的強度が高く、前記保護フィルムに接着剤により接着され、かつ、前記主配線の両側に開けられた保護フィルムの貫通孔を貫通する、前記保護フィルムより機械的強度が高い貫通部材によって固着されていることとする。
【0007】
前記貫通部材は前記被覆部材と同じ材料からなると良い。
前記被覆部材の前記太陽電池モジュールに対向する面には互いに嵌まり合う突起と、凹部または孔が設けられていると良い。
前記貫通部材は耐蝕性金属からなるはとめ鋲であると良い。
前記貫通部材は前記接着剤からなっていると良い。
【0008】
前記被覆部材は軟質ビニール、硬質塩化ビニール、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂またはエポキシ樹脂からなると良い。
前記接着剤はシリコーン接着剤であると良い。
前記被覆部材は1枚の板が折り曲げられたものであり、折り曲げ部には前記外部リード線を通す孔が開けられ、折り曲げ部の内側は前記太陽電池モジュールの端部に対向していると良い。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、被覆部材は太陽電池モジュールの両面に接着剤により接着され、さらに前記主配線の両側に開けられた保護フィルムの孔を貫通する貫通部材によって固着されているので貫通部材は被覆部材同志を直接固着されるので、従来の太陽電池モジュールの保護フィルムを介しての固着より機械的強度は高い。特に被覆部材と貫通部材の機械的強度が保護フィルムより高ければ、固着の機械的強度はより高く、外部リード線の引っ張りに対しての抗力は大きい。
【0010】
この様な被覆部材の材料として、実施例で用いた塩化ビニールの他にも、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂またはエポキシ樹脂を挙げることができる。これらの材料は絶縁性がよく、また耐候性にも優れている。
貫通部材が金属の場合は、耐蝕性のある金属を用いるので、貫通部材から封止の損傷が始まることはない。
【0011】
また、シリコーン接着剤は耐候性が高く、太陽電池モジュールの屋外放置に対して長寿命が期待できる。
実施例1
図1は本発明に係る被覆部材の嵌め合いの実施例を示す分解斜視図である。
被覆部材を除いては図6に基づき既に説明した太陽電池モジュールを本発明に係る実施例にも用いた。保護フィルムは厚さ0.45〜0.5mmのEVAの封止シートとPETの耐候性フィルムとし、主配線はSn/Cu/Sn材料からなる厚さ0.05〜0.25mm、幅10mmの金属箔を用いた。従配線は、厚さ0.12〜0.38mmのPETフィルムと厚さ0.03〜0.3mmのアルミニウムの積層に導電性粘着材を付した幅10mmのテープとした。
【0012】
先ず、太陽電池モジュールの保護フィルム4の端部の主配線2の両側に約3mm離して直径5mmの貫通孔4hを開けた。そして、従来と同じように、主配線2端部の保護フィルムL型加熱治具で加熱し軟化させながら除去し、主配線2の端部を露出させた。そこへ外部リード線5のワイヤ5aを半田付けして接続した。ワイヤ5aのこの後工程でも被覆されない部分を熱収縮チューブ5bで被覆した。
【0013】
被覆部材として厚さ5mmで30mm角の塩化ビニール板を2枚作製する。1枚の被覆部材6aには、貫通部材となる直径5mm、高さ1〜1.5mmの円柱状の突起6pを設け、他の被覆部材6bには直径5mmの凹部(または貫通孔でもよい)6qを開けておく。
そして、これを上記の外部リード線の接続部と貫通孔を覆うように挟んで、シリコーン接着剤7を用いて接着した。2枚の被覆部材の各突起6pと凹部6qを互いに嵌合させ、嵌合部をシリコーン接着剤を用いて接着した。
【0014】
この場合は、被覆部材6aの突起6pは太陽電池モジュールの貫通孔4hを貫通する貫通部材となり、他方の被覆部材6bの凹部6qと嵌め合うため固着力は従来の保護フィルムとフィルム状の被覆部材との積層よりも強くなっている。特にずれに対する抵抗力は増加している。
そのため、外部リード線に加えられた不慮の引っ張り力は主配線には及ばず、太陽電池モジュールの設置作業は容易になった。
【0015】
また、外部リード線の接続部にはずれ等は生じなくなり、接続部に沿っての水分の侵入は抑制され、太陽電池モジュールの耐候性は向上した。
なお、被覆部材の厚さは約1mm以上であれば、保護フィルムより高い機械的強度が得られる。また、太陽電池モジュールの厚さよりあまり厚くなると設置に不都合が生じることもあるので約5mmが上限と推定できる。
実施例2
図2に本発明に係る被覆部材のハトメ鋲による結合の実施例を示す分解斜視図である。
【0016】
主配線端部の露出から外部リード線の接続迄は実施例1と同じであるが、被覆部材の形状が異なる。
被覆部材として厚さ5mmで30mm角の塩化ビニール板を2枚作製する。2枚の被覆部材6cには直径5mmの貫通孔6hを開けておく。
太陽電池モジュールの貫通孔4hと被覆部材6cの貫通孔6hとをそれぞれ一致させ、シリコーン接着剤を用いて接着し、さらに耐蝕性の高いステンレス鋼製のはとめ鋲により固定した。
【0017】
この場合ははとめ鋲の機械的強度は樹脂である被覆部材より高く、被覆部材のずれおよび引き離しに対する抵抗力は実施例1よりもさらに強化されている。
また、ハトメ鋲で加圧接着されるため、接着時の加圧時間を短縮できる利点もある。
実施例3
図3は本発明に係る被覆部材の接着の実施例を示す分解斜視図である。
【0018】
主配線端部の露出から外部リード線の接続迄は実施例1と同じであるが、被覆部材の形状が異なる。
一方、被覆部材6dとして、厚さ5mmで30mm角の塩化ビニール板を2枚作製しておき、外部リード線の接続部と貫通孔4hを覆うように挟んで、シリコーン接着剤を用いて接着した。ここで貫通孔4hを接着剤で充填しておくことが重要である。固化した接着剤は貫通部材となり、両被覆部材6aを、保護フィルム4の固着より機械的強度は高く固着し、両被覆部材6aが互いにずれることを防止し、同時に保護フィルム4のずれや剥離を防止している。また、同様に両被覆部材6aの互いの引き離しに対しても抵抗力は、従来の保護フィルムと補強フィルムの積層の場合より強く、外部リード線および接続部の固着強度は増加している。
実施例4
この実施例は上記の実施例の2枚の被覆部材が一体化され、1枚の折り曲げられた被覆部材の場合である。
【0019】
図4は本発明に係る折り曲げられた1枚の被覆部材の例を示す斜視図である。被覆部材6eは、実施例2の2枚の塩化ビニール板が太陽電池モジュールの端部に当たる側で連結され、折り曲げられているものである。折り曲げ部の中央には外部リード線を通す孔6iが開けられている。この被覆部材6eの使用方法は明らかである。
【0020】
また、この構成は実施例2および3の被覆部材にも適用可能であることは明らかである。
被覆部材を金型を用い一体成形しておくことにより、取り扱いを容易にし外部リード線接続工程数を削減できる。
【0021】
【発明の効果】
本発明によれば、1つ以上の太陽電池セルの両側に主配線が配置され、各太陽電池セルと主配線とが従配線によりそれぞれ接続され、これらが保護フィルムによって封止されてなり、保護フィルムの端部で主配線と外部リード線とが接続されるとともに、少なくともこの接続部分およびその周縁部が太陽電池モジュールの両面から被覆部材によって被覆封止された太陽電池モジュールにおいて、前記被覆部材は、前記保護フィルムより機械的強度が高く、前記保護フィルムに接着剤により接着され、かつ、前記主配線の両側に開けられた保護フィルムの貫通孔を貫通する、前記保護フィルムより機械的強度が高い貫通部材によって固着されているようにしたため、被覆部材は太陽電池モジュールの両面に接着剤により接着され、貫通部材は被覆部材同士を直接固着するので、従来の太陽電池モジュールの保護フィルムを介しての固着より機械的強度は高い。従って、外部リード線に掛かる引っ張り力は主配線に及ばず、太陽電池モジュールの設置作業は容易になる。また、外部リード線の接続部には歪みやずれは生じなくなり、太陽電池モジュールの耐候性とその信頼性は向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る被覆部材の嵌め合いの実施例を示す分解斜視図
【図2】本発明に係る被覆部材のハトメ鋲による結合の実施例を示す分解斜視図
【図3】本発明に係る被覆部材の接着の実施例を示す分解斜視図
【図4】本発明に係る折り曲げられた1枚の被覆部材の例を示す斜視図
【図5】太陽電池モジュールを示し、(a)は平面図であり、(b)は(a)におけるXX断面図
【図6】太陽電池モジュールへの従来の外部リード線接続部と被覆部材を示す分解斜視図
【符号の説明】
1 太陽電池セル
2 主配線
3 従配線
4 保護フィルム
4h 貫通孔
41 封止保護フィルム
42 耐候性フィルム
5 外部リード線
5a ワイヤ
5b 熱収縮チューブ
6 被覆部材
6a 被覆部材
6b 被覆部材
6c 被覆部材
6d 被覆部材
6e 被覆部材
6s 被覆部材
6h 貫通孔
6p 突起
6q 凹部
6r ハトメ鋲
7 接着剤[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a flexible solar cell having a connection portion between an internal wiring and an external lead wire, the connection portion being covered and sealed by a covering member.
[0002]
[Prior art]
A flexible type solar cell using a flexible substrate is expected to have high practicality because high productivity can be realized by a roll-to-roll method or a stepping roll method. In addition, since it is lightweight and flexible, it can be installed on a surface of any shape, and since it can be long, it is particularly advantageous to install it on a roof of a large-area house or the like. Since such a solar cell is installed outdoors, it is sealed with a protective sheet to form a solar cell module. 5A and 5B show a solar cell module, wherein FIG. 5A is a plan view, and FIG. 5B is a cross-sectional view along XX in FIG. A
[0003]
FIG. 6 is an exploded perspective view showing a conventional external lead wire connecting portion to a solar cell module and a covering member.
First, the protective film at the end of the solar cell module is cut and removed using both an ultrasonic cutter and a sharp blade such as a knife to expose the end of the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Since such a solar cell module is in the form of a flexible film, it is difficult to maintain mechanical strength, waterproofness, and reliability when connected to a deformed external lead wire. Therefore, it is necessary to reinforce the connection part. Conventionally, for example, when a silicone adhesive is used, the penetration of moisture from the end can be prevented.However, since the external lead wire is weak, the main wiring may be pulled and the main wiring may be cut off. There was a problem that the installation work of the module was not easy.
[0005]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a solar cell module having a connection portion with an external lead having a high tensile strength of an external lead, a good installation workability, and a high weather resistance. is there.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, main wiring is arranged on both sides of one or more solar cells, each solar cell and the main wiring are connected by a sub wiring, and these are sealed by a protective film. It will, at the end of the protective film is connected a main wiring and the external lead wire Rutotomoni, at least in the connecting portion and a solar cell module sealed coated sealing its periphery by a double-sided from the covering member of the solar cell module, wherein The covering member has a higher mechanical strength than the protective film, is adhered to the protective film by an adhesive, and penetrates through the through holes of the protective film opened on both sides of the main wiring. It shall be fixed by a penetrating member having high strength.
[0007]
The penetrating member may be made of the same material as the covering member.
It is preferable that the surface of the covering member facing the solar cell module is provided with a projection that fits into each other, and a concave portion or a hole.
Preferably, the penetrating member is a rivet made of a corrosion-resistant metal.
The penetrating member may be made of the adhesive.
[0008]
The covering member is preferably made of soft vinyl, hard vinyl chloride, acrylic resin, polycarbonate resin, polyester resin or epoxy resin.
The adhesive is preferably a silicone adhesive.
The covering member is formed by bending a single plate, and a hole for passing the external lead wire is formed in a bent portion, and the inside of the bent portion is preferably opposed to an end of the solar cell module. .
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
According to the present invention, the covering member is adhered to both surfaces of the solar cell module with an adhesive and further secured by the penetrating member penetrating through the holes of the protective film formed on both sides of the main wiring. Since the members are directly fixed, the mechanical strength is higher than that of the conventional solar cell module via the protective film. In particular, if the mechanical strength of the covering member and the penetrating member is higher than that of the protective film, the mechanical strength of fixing is higher, and the resistance to pulling of the external lead wire is higher.
[0010]
As a material of such a covering member, an acrylic resin, a polycarbonate resin, a polyester resin, or an epoxy resin can be used in addition to the vinyl chloride used in the embodiments. These materials have good insulation properties and are also excellent in weather resistance.
When the penetrating member is a metal, a corrosion-resistant metal is used, so that damage to the seal does not start from the penetrating member.
[0011]
Further, the silicone adhesive has high weather resistance, and can be expected to have a long life when the solar cell module is left outdoors.
Example 1
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an embodiment of fitting of a covering member according to the present invention.
Except for the covering member, the solar cell module already described with reference to FIG. 6 was also used in the example according to the present invention. The protective film is an EVA sealing sheet having a thickness of 0.45 to 0.5 mm and a PET weatherproof film, and the main wiring is made of Sn / Cu / Sn material having a thickness of 0.05 to 0.25 mm and a width of 10 mm. Metal foil was used. The auxiliary wiring was a 10 mm wide tape in which a conductive adhesive was attached to a laminate of a PET film having a thickness of 0.12 to 0.38 mm and aluminum having a thickness of 0.03 to 0.3 mm.
[0012]
First, a through-
[0013]
Two 30 mm square vinyl chloride plates having a thickness of 5 mm are prepared as covering members. One covering
Then, this was sandwiched so as to cover the connection portion of the external lead wire and the through hole, and was bonded using the
[0014]
In this case, the
Therefore, the unexpected pulling force applied to the external lead wire did not reach the main wiring, and the installation work of the solar cell module became easy.
[0015]
In addition, no slippage or the like occurs at the connection portion of the external lead wire, the penetration of moisture along the connection portion is suppressed, and the weather resistance of the solar cell module is improved.
In addition, if the thickness of the covering member is about 1 mm or more, higher mechanical strength than the protective film can be obtained. If the thickness of the solar cell module is too large, it may cause inconvenience in installation. Therefore, it is estimated that the upper limit is about 5 mm.
Example 2
FIG. 2 is an exploded perspective view showing an embodiment of coupling of the covering member according to the present invention with eyelets.
[0016]
The process from the exposure of the end of the main wiring to the connection of the external lead wire is the same as in the first embodiment, but the shape of the covering member is different.
Two 30 mm square vinyl chloride plates having a thickness of 5 mm are prepared as covering members. A through
The through-
[0017]
In this case, the mechanical strength of the rivet is higher than that of the covering member made of resin, and the resistance to displacement and separation of the covering member is further strengthened as compared with the first embodiment.
In addition, since pressure bonding is performed with eyelets, there is an advantage that the pressing time during bonding can be reduced.
Example 3
FIG. 3 is an exploded perspective view showing an embodiment of bonding the covering member according to the present invention.
[0018]
The process from the exposure of the end of the main wiring to the connection of the external lead wire is the same as in the first embodiment, but the shape of the covering member is different.
On the other hand, two 30 mm square vinyl chloride plates having a thickness of 5 mm were prepared as the covering
Example 4
In this embodiment, the two covering members of the above embodiment are integrated and one folded covering member is used.
[0019]
FIG. 4 is a perspective view showing an example of one folded cover member according to the present invention. The covering member 6e is a member in which the two vinyl chloride plates of the second embodiment are connected and bent at the side that comes into contact with the end of the solar cell module. A
[0020]
It is clear that this configuration is also applicable to the covering members of Examples 2 and 3.
By integrally molding the covering member using a mold, handling can be facilitated and the number of external lead wire connection steps can be reduced.
[0021]
【The invention's effect】
According to the present invention, the main wiring are arranged on both sides of one or more solar cells, each solar cell and the main wire is connected by従配line, will have these sealed by a protective film, protective the main wiring and the external lead wire is connected at the end of the film Rutotomoni, at least in the connecting portion and a solar cell module the peripheral portion is sealed coated sealing by covering member from both sides of the solar cell module, the covering member The mechanical strength is higher than the protective film, the mechanical strength is higher than the protective film, which is bonded to the protective film with an adhesive, and penetrates through the through holes of the protective film opened on both sides of the main wiring. Since the cover member is fixed by the penetrating member, the covering member is adhered to both sides of the solar cell module with an adhesive, and the penetrating member is covered by the adhesive. Since securing the members together directly, mechanical strength than sticking through the protective film of the conventional solar cell module is high. Therefore, the pulling force applied to the external lead wire does not reach the main wiring, and the installation work of the solar cell module becomes easy. Also, no distortion or displacement occurs at the connection portion of the external lead wire, and the weather resistance and reliability of the solar cell module are improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an embodiment of fitting of a covering member according to the present invention; FIG. 2 is an exploded perspective view showing an embodiment of joining of the covering member according to the present invention with eyelets; FIG. FIG. 4 is an exploded perspective view showing an example of bonding of a covering member according to the present invention. FIG. 4 is a perspective view showing an example of one folded covering member according to the present invention. FIG. 5 shows a solar cell module, and FIG. FIG. 6B is a plan view, and FIG. 6B is a sectional view taken along line XX in FIG. 6A. FIG. 6 is an exploded perspective view showing a conventional external lead wire connecting portion to a solar cell module and a covering member.
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