JP3613951B2 - 太陽電池モジュールとその製造方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、採光可能なフレキシブルな太陽電池モジュールとその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
太陽電池は、クリーンエネルギー源として期待されている。太陽電池は、一般に屋外で用いられるため、太陽電池セル(以下セルと記す)を樹脂フィルムにより封止して太陽電池モジュール(以下モジュールと記す)とし、耐久性を向上させている。図10は従来の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。フレキシブルで透明なフィルム状基板とその上に形成された太陽電池セルとからなる太陽電池素子11の複数個はその異なる極性の出力をそれぞれ補助配線12を介して2本の主配線13に並列接続されている。これらは2枚の接着材フィルム14に挟まれ、さらに、この接着材フィルム4を介してそれぞれ透明な耐候性の第1の保護フィルム15aおよび第2の保護フィルム15bが被覆、接着されている。
【0003】
太陽電池素子11は不透明であるが、太陽電池素子11同志の間(間隔部分)および太陽電池素子11と配線12、13の間などは透明であり、太陽光は透過するので、このような太陽電池モジュール1を倉庫や駐車場など高照度を必要としない建物の屋根又は窓に用い、透過光を利用することがある。
このような太陽電池モジュールを屋根または窓に設置する場合、太陽電池モジュールはフレキシブルであるので、風などに煽られないように補強板に接着してから屋根または窓に取り付ける必要がある。補強板はガラス板やプラスチック板であり、特に曲面を必要とする場合はプラスチック板が用いられる。図11は従来のフレームにはめ込まれた補強板に接着された太陽電池モジュールの要部破断斜視図である。太陽電池モジュール1は接着剤2により補強板3に全面接着されている。補強板にEVAのフィルム状接着材等を用いて全面を接着する方法が知られているが、架橋温度が100 ℃以下では十分な接着力が得られない欠点がある。また、100 ℃以上の接着温度を用いた場合は、アクリル板やポリカーボネート板の変形する問題がある。また他の接着方法として、溶剤を含む接着材を塗布乾燥後、ロール圧接するいわゆるドライラミネート法が知られているが、屋外使用に対しては十分な接着強度および耐久性が得られないのが実状である。
【0004】
この積層板はゴムなどの弾性体からなる押さえ部材5とともにフレーム4にはめ込まれている。フレーム4は図示してない屋根または窓などに取り付けられている。 また、従来は、太陽電池モジュールの出力電力を取り出す外部リードの接続方法においては、太陽電池モジュールの端部で主配線端部の接着材フィルムおよび保護フィルムを剥離し、主配線端部と外部リード端部とを、例えば、はんだ付けなどにより接続していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の採光方法では、太陽光は平行光であるので、太陽電池素子の影と透明な間隔部分の縞模様であり、照度は一様でなく物がみにくいという問題があった。
【0006】
上記の問題点に鑑み、本発明の目的は、採光窓を通過した光が縞状でなく一様な明るさの光となるような太陽電池モジュールおよびその製造方法を提供することにある。
【0007】
【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、太陽電池の受光面側より、耐候性の第1の保護フィルム、第1の接着材フィルム、およびフレキシブルな基板とその上に形成された太陽電池セルからなり、所定の間隔で配列された複数個の太陽電池素子と、これらの太陽電池素子を接続する主配線とを第1の接着材フィルムと挟む第2の接着材フィルム、および第2の保護フィルムまたは補強板または第2の保護フィルムと補強板の両者が積層されてなる太陽電池モジュールにおいて、少なくとも前記太陽電池素子の間隔部分は透明であり、またこの間隔部分は透過する光を拡散させる形状を有する、長手方向が軸であるシリンドリカルな、凹レンズまたは凸レンズであるとともに、間隔部分の反受光面は透明であることとする。
【0008】
記レンズの曲面は、少なくとも太陽電池モジュールの1つの面に形成されていると良い。
前記間隔部分の受光面の反対側の面は粗面であると良い。
【0009】
上記の太陽電池モジュールの製造方法において、前記太陽電池素子の間隔部分に形成されるレンズは太陽電池素子を前記保護フィルムおよび前記接着材フィルムで封止する加熱加圧工程時に形成されると良い。
【0010】
【0011】
【発明の実施の形態】
図1は本発明に係る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。本発明に係る太陽電池モジュールの構成部材は、図10に示した従来の太陽電池モジュールのそれと殆ど同じであるので、異なっている点のみ説明する。太陽電池素子11同志の間の透明な間隔部分を間隔部分の長手方向を軸としたシリンドリカルな凹レンズLとしてある。平行光線である太陽光はこの凹レンズに入射して、発散光となり太陽電池素子の方へ回り込むため、平行光線では生ずる太陽電池素子の影と間隔部分の明部の縞模様は生じない。
【0012】
凹レンズは他の部材に形成される場合もある。図2は凹レンズが補強板に形成されている太陽電池モジュールの断面図である。この例では、第2の保護フィルム15bは透明なプラスチックからなる補強板である。凹レンズはプラスチック板に形成されており、上記と同じ作用により影は生じない。
上記の凹レンズを凸レンズに換えても良い。凸レンズを透過した太陽光は太陽電池モジュールに近い位置に一旦集光するがその後は発散光となるので、凹レンズの場合と同じく太陽電池素子の影は生じない。
【0013】
太陽光が透過後発散光になればよく、これらのレンズは他の形状であっても良い。図3は他の形状のレンズの例を示す斜視図であり、(a)は複数のシリンドリカルレンズの場合、(b)は多数の円形の微小レンズの場合である。
細いシリンドリカルレンズLtまたは微小レンズLsが太陽電池素子間の透明部分を覆っている。レンズ1個の面積が小さいとモジュールの厚さ方向の凹凸は小さくモジュールの強度の低下は小さい。
【0014】
また、レンズの曲面は太陽電池モジュールの両面に形成されていても作用にはなんら変わりはない。
また、レンズが受光面の反対側の面にある場合は面全体に密に形成されていてもよく、この場合はレンズと太陽電池素子の間隔部分とを位置合わせする必要はなく製造が容易となる。
【0015】
以下本発明が適用できる太陽電池モジュールの構成を図1に基づいて説明する。
保護フィルム
本発明に用いた太陽電池モジュールの表面の保護フィルム15a、15bとしては、四フッ化エチレン−エチレン共重合体(以下ETFEと記す)、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体( 以下FEPと記す)等のフッ素系樹脂フィルムが用いられる。これらのフィルムの片面もしくは、両面に封止樹脂との接着性向上、表面側の雨水による洗浄効果の観点から親水化のための表面処理が行われる。これら親水化表面処理の方法としては、コロナ放電処理、プラズマ放電処理、アルカリ処理、紫外線照射処理等が行われる。
【0016】
接着材フィルム
接着材フィルム14としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体(以下EVAと記す)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロビレン−ビニリデンフロライド共重合体、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリイソブチレン等を用いることができる。この内特に、高耐候性、低コストの点ではEVAが良好である。また耐候性、作業性の観点からはテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロビレン−ビニリデンフロライド共重合体(以下THVと記す)が良好である。THVを除く、これらの接着材には、紫外線吸収剤、酸化防止剤、架橋剤、カップリング剤が配合されていることが必要である。
【0017】
接着においては、カップリング剤の選定が重要である。受光面側の接着材フィルムには、次のカップリング剤を用いることができる。
(1)ビニルトリス(βメトキシエトキシ)シラン
(2)ビニルトリエトキシシラン
(3)ビニルトリメトキシシラン
(4)γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
(5)β−(3、4−エポキシエポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン
(6)メトキシシラン
シランカップリング剤は、通常EVAをフィルム化後、塗布または、含侵により表面に付着さられる。この選定で注意することは、太陽電池素子と直接接するため、イオン化しやすい、クロル等のハロゲン、アミノ基、メルカプト基を含有するものは、a-Si、金属電極に影響を与えるため使用しない方が良い。
【0018】
THVは自己接着性があり耐候性が良好であるためカップリング剤の併用は必ずしも必要ないが、接着性を高める目的で太陽電池側にカップリング剤、プライマー等の接着性向上剤が、塗布される。
太陽電池においては、特に透明導電膜であるITOの屈折率1.70より小さく、
THVの屈折率1.36より大きい屈折率の接着性向上剤が、セル表面での反射を少なくする手段として有望である。
【0019】
接着性向上剤としては、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミ系カップリング剤が知られている。
また、THVは、架橋せずに140 ℃以上の熱融着のみで、太陽電池素子との実用上十分な接着力を有する。また必要により、THVは、電子線架橋して用いることにより耐熱性が向上する。
【0020】
太陽電池素子
図4は本発明に用いた太陽電池素子を示し、(a)は平面図であり、(b)は(a)におけるXX断面図である。フレキシブルなプラスチック製の基板1aとして、ポリパラフェニレンテレフタルアミド(アラミドフィルム、光透過率35%)厚さ50μm 、幅500mm 、長さ200 m のフィルムに直径1.5 φの孔h1を抜き加工により開けた。次いで、プラスチック基板1aの両面に銀その上のZnO よりなる第1電極層1bおよび第2電極層1cを連続的に蒸着した。貫通孔h2を開孔後、さらにa-Siの光電変換層1d、第3電極層1e(透明導電膜ITO) 、第4電極層(ニッケル)1fを形成した。
【0021】
次いで、レーザー加工により、分離線1iによる個別の太陽電池素子の形成および分離線1jによる第3電極1c、第4電極1fの個別化を行い、同時に太陽電池セルの直列接続を形成した。
次いで、切断後の素子の変形防止のため、a−Si側にEVAフィルムをロールラミネートした。さらに約40cm×80cmに切断して太陽電池素子が完成する。
【0022】
フレキシブルなプラスチック基板としては、芳香族ポリアミド(アラミド)、
ポリイミド、ポリアミドイミドが好適である。これらの材料としては、これらのうち特に熱膨張係数が 2×10-5以下が好ましく、より好ましくは、3 ×10-6以下がである。200 ℃以上の高温でのフィルムとしての熱収縮率が小さい材料が良く、好ましくは0.2%以下、より好ましくは0.12%以下である。これ以上の熱膨張係数、加熱収縮率になると、フレキシブル基板上に構成された金属電極との接着性が悪くなる。
【0023】
a-Si太陽電池の形成法の代表例として、シランガスなどのプラズマCVD により構成する。本発明に用いられるa-Si太陽電池の構造としては、本出願人により先に出願された特開平6-342924号公報に記載のフィルム上で直列接続を形成した太陽電池が特に好ましく、また電極構成も信頼性上の重要な因子である。好ましい層構成としては、受光面側から順に、受光面の透明集電電極である第3電極としてはITO、a-Si層、反射膜である第1電極としては銀/ZnO (銀が基板側)、フレキシブルプラスチック基板として芳香族ポリアミド、第2電極(銀/ZnO )および第4電極(Ni)の複合電極が特に優れている。本発明の光拡散面からの拡散光をさらに反射させるためには、最背面( 受光面の反対側の最も外側の面)の第4電極は、光反射率の高いことが好ましく、蒸着し易い材料としては、Ni、Al、Ag、Cr等が挙げられる。
【0024】
a-Si太陽電池の各構成要素とフレキシブルプラスチック基板との接着強度の安定性もまたモジュールの信頼性への影響が大きい。フレキシブルプラスチック基板と銀、クロム、ニッケル等の蒸着金属との初期接着強度は、通常蒸着温度が高い方が良く、150 ℃から350 ℃の基板温度で蒸着される。通常のプラスチック基板では、その熱膨張係数が大きいため、高温で蒸着した場合、太陽電池が通常使用される20℃から100 ℃の温度範囲では、その初期接着強度は、冷却により発生する熱応力のため、顕著に低くなる。このためフレキシブルプラスチック基板の好ましい熱膨張係数(室温から150 ℃の範囲) としては、 2×10-5以下、より好ましくは、 3×10-6以下である。金属の熱膨張係数は、150 ℃〜300 ℃の範囲では、 2×10-5前後であるが、プラスチックの場合は、200 ℃以上で急激に熱膨張が大きくなるためと推定される。またフレキシブルプラスチック基板に要求される基板として、重要なことは、イオン性不純物が少ないことである。好ましい温水抽出性イオン性不純物量としては、ハロゲン化合物等の陰イオン抽出物の合計が、試料1g当たり20μg以下、ナトリウム、カリウム、アンモニウムとうの陽イオン抽出物の合計が、試料1g当たり40μg以下であることが好ましい。
【0025】
第2の保護フィルム
第2の保護フィルム15aとしては透明で透湿率が小さいが好ましい。具体例としては、一フッ素化ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、四フッ化エチレン−エチレン共重合体、フッ化ビニリデン樹脂、三フッ化塩化エチレン樹脂、、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロビレン−ビニリデンフロライド共重合体、アクリル樹脂、3フッ化塩化エチレン樹脂コートアクリル樹脂、ポリエステル樹脂で構成したもの、四フッ化エチレン樹脂、四フッ化エチレン−六フッ弗化プロピレン共重合体が挙げられるが、巻き取り性等伸びが必要な場合は、四フッ化エチレン−エチレン共重合体、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体が好ましい。
【0026】
上記の各部材を積層接着して一体化するためにラミネート装置(後述)により加熱加圧することにより、部材間は脱気され、強固に一体化され、高信頼性が達成される。
補強板
本発明に用いられる太陽電池モジュールには、機械的強度を増加させるため、補強板が積層されてもよい。補強板は上記の第2の保護フィルムに換えて接着材フィルムにより接着されるか、または第2の保護フィルムに接着される。
【0027】
補強板用の材料としては、ポリエステル板、アクリル板、ポリカーボネート板、ガラス板等透明板材料、FEP、THV、ETFE、ポリエチレン、塩化ビニル等の透明フィルム材が用いられる。さらにこれらの材料中にガラス繊維等の無機繊維、あるいはアラミド繊維、ポリエステル繊維等の有機繊維、TiO2、SiO2等の粒径0.1〜50μm の無機粒子、または四フッ化エチレン、アクリル、ナイロン等の粒径0.1〜5 μm のプラスチック粒子が分散されていても良い。
【0028】
配線材料
主配線13として幅3mm 〜25mm、厚さ、0.01〜0.25mmのハンダメッキ銅箔、錫メッキ銅箔が用いられる。主配線が厚くなりすぎると巻き取り性が低下する。さらに加圧された時、切断時のバリ、または、エッジで絶縁層を損傷する恐れが出てくる。また厚さが0.02mm以下になると配線強度が低下し切断し易くなる。また半田メッキ、錫メッキが行われないと、補助配線材料との接続抵抗の増加をもたらす。補助配線12として、幅 2〜15mmの導電性粘着剤付きアルミ箔または、Ni箔等の金属箔を用いることができる、さらにこれら金属箔の強度向上の目的でポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム等のプラスチックフィルムの裏打ちタイプを用いることができる。
【0029】
太陽電池モジュールの製造方法
上記の太陽電池モジュールの製造方法について説明する。
長尺の太陽電池モジュールの製造にはロール搬送式ラミネータ装置を用いると良い。図5は本発明に係る太陽電池モジュールの製造に用いるロール搬送式ラミネータ装置の概略を示す断面図である。
【0030】
保護フィルム15aおよび15bと接着材フィルム14を予めそれぞれ積層化したフィルムF1およびF2を準備しておく。ロールR1より捲き出されたフィルムF1の接着材フィルム上に太陽電池素子1は10mm間隔に配置され、補助配線12およびロールR3から送り出される主配線13が所定位置に配置される。そして、ロールR2より捲き出されたフィルムF2が被せられる。そして、ラミネーター部L1で加圧加熱されてラミネートされ太陽電池モジュールとされた後、ロールR4に巻き取られる。
【0031】
本発明に係る凹レンズの形成は、上記のラミネートの際に行う。ラミネーターL1の表面に凹レンズの逆型(凸)の型P1(太陽電池モジュールの両面を曲面とする場合は型P2)を取り付けておき、加圧することにより接着材フィルム14にレンズの形状を付与することができる。凹部の深さはモジュールの厚さの1/10〜1/2 が良い。浅過ぎると凹レンズ効果が小さくなり、深すぎるとモジュール強度が低下する。真空ラミネート装置でのEVAの硬化条件は、通常150 ℃、15分である。EVAの架橋時間は、配合された架橋剤である過酸化物の種類により、異なり架橋温度としては、100 ℃から150 ℃の間である。
【0032】
太陽電池モジュールの設置方法
次に、他の補強材を用いた場合の太陽電池モジュールの設置方法について説明する。
図6は太陽電池モジュールの設置方法を示す要部破断斜視図である。構成は従来の設置方法と殆ど変わらないので、異なる点のみを説明する。先ず、太陽電池モジュール1の対向する2辺をアクリル等の透明プラスチックからなる同じ面寸法の補強板3の2辺に両面粘着テープ2により固定する。次いで、この2辺に平行に補強板を反らせ、既に建築物等の所定位置に固定してある防水性弾性体である押さえ部材5の貼付されたフレーム4aの溝に差し込む。太陽電池モジュール補強板の2辺にしか固定されていないので、補強板は反らせやすく溝への差し込み作業は容易にできる。その後、他の2辺を押さえ部材5を貼り付けたアルミフレーム4bを固定用ネジ等で固定した。
【0033】
ただし水切りのため4辺の内の最も下側のフレーム(粘着テープで固定した内の1辺の差し込まれた)の一部を切除しておき、雨水や塵埃の滞留や汚れを回避できるようにした。
上記で使用できる粘着接着材としては、アクリル系の両面粘着テープが知られている。これらの両面粘着テープは、例えば住友スリーエム(株)製の商品名VHBアクリルフォーム構造用接合テープ、および日東電工(株)製の両面テープ(HJ−0240)等が知られている。これらのテープのうち特に本発明に用いられるテープとしては、厚さ0.6mm 以下のものが良い。厚さが厚くなると貼付け部と貼付けなしの部分の境界の防水性が悪くなる問題がある。
【0034】
太陽電池モジュールへの外部リードの接続方法
次に、太陽電池モジュールへの外部リードの接続方法について説明する。
図7は本発明に係る外部リードの接続された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。
【0035】
絶縁被覆材料として、テトラフロロエチレン−ヘキサフロロプロピレン−ビニリデンフロライド、FEP、塩化ビニルまたはポリエチレン等からなる被覆62で2芯線61が被覆されたフラットケ−ブル6を用いた。芯線は厚さ0.01mm〜0.2mm の半田メッキ薄銅板である。
このフラットケーブル6を太陽電池モジュール1の主配線13の端部に直角に添わせ、直交する部分に接続金具7を貫通させ、両端を曲げまたは潰してフラットケーブル6および太陽電池モジュール1の表面にかしめた。
【0036】
接続金具はホチキス針、ハトメ鋲または爪を有するハトメ鋲等を用いることができる。
その後、接続金具7、フラットケーブル6および太陽電池モジュール1の表面、および主配線の端部を粘着テープまたは接着剤などの被覆部材8により被覆し、水分の侵入などを防止した。
【0037】
上記のかしめは、接続部材に対応する専用工具を用いることができるので、極めて簡便であり、またフラットケーブルなので厚さは余りなく被覆作業は容易であり、太陽電池モジュールの設置現場での実施は容易となった。
実施例1
本発明に係る太陽電池モジュールおよび太陽電池素子の構成は、すでに説明した図1および図2に同じであり、太陽電池モジュールの製造装置もすでに説明した図3と同じ装置である。またり太陽電池モジュールの設置方法もすでに説明した図7に同じである。従って、実施例に係る部分を除いて説明は省略する。
【0038】
太陽電池素子のフレキシブルなプラスチック基板(図4符号1a)として、ポリパラフェニレンテレフタルアミド(アラミドフィルム、光透過率35% )厚さ50μm 、幅500mm 、長さ200 m に直径1.5 φ孔h1を抜き加工により連続的に設けた。次いでプラスチック基板の両面に銀電極層である第1電極1b、第2電極1cを連続的に蒸着法により構成した。貫通孔h2を開孔後、第1電極層をレーザー加工し、切断部1jを形成した。さらに太陽電池層1d、第3電極層(透明導電膜ITO)1e 、第4電極層(ニッケル)1fを形成した。
【0039】
次いでレーザー加工により分離線をいれ太陽電池セルの分離と直列接続を完成した。そして、次いで太陽電池層側にEVAをロールラミネートし、切断後の素子の変形を防止した。切断寸法は、40cm×60cmとした。
太陽電池モジュールの第1および第2の保護フィルムとして、厚さ25μm 、幅1000mm、長さ111mのETFEフィルム(旭硝子 (株) 製、片面特殊コロナ処理のアフレックス)を用いた。
【0040】
接着材フィルムとして、EVAフィルム(スプリングボーン社製、エチレン−酢酸ビニル共重合体、品番#15295P)を用いた。厚さは第1の保護フィルム側は0.26mm、第2の保護フィルム側は0.46mmとした。この接着材フィルムは、酢酸ビニル含有率が約10% のEVAに酸化防止剤として、トリス(モノ−ノニルフェニル)ホスファイト、紫外線吸収剤として、2−ハイドロキシ−4−n−オクチルベンゾフェノン、シランカップリング剤として、メトキシシランを配合した後、押し出し機によりフィルム成形されたものである。
【0041】
主配線として幅10mm、厚さ0.15mmのハンダメッキ銅箔、補助配線として、導電性粘着剤付きアルミ箔(ポリエステルフィルム裏打ちタイプ)幅10mmを用いた。
太陽電池素子の間隔は10mmとし、4素子毎に素子間を150 mmと広げ、その中央で切断し個別モジュールとし、この端部を外部リードの接続領域とした。
レンズの形成は、太陽電池モジュールのラミネ−トの際にレンズ形状の逆型の表面形状の加圧板(図5符号P1、P2)を用いることにより行った。凹部の深さはモジュール厚さの1/5 程度とした。ラミネート装置でのEVAの硬化条件は、150 ℃、15分とした。
【0042】
1個の太陽電池モジュールは幅760mm 、長さ1700mmであり、4個の太陽電池素子が封止されている。
実施例2
実施例1における、補強板を透過率85%、厚さ2mmのポリカーボネート板に換え、その外側表面をサンドブラスト処理し散乱機能を持たせた。
比較例1
真空ラミネータの押し板として、表面を研磨したアルミ板を用い、補強板としてガラスを用いた以外は、実施例1と同様のモジュールを作製した。
【0043】
上記の、実施例1、2および比較例1の太陽電池モジュールの透過光の広がりを以下の方法により評価した。図10は本発明に係る太陽電池モジュールの透過光の評価装置を示す断面図である。
暗箱Dの上に太陽電池モジュールを置き、太陽光Lをその上から垂直に入射させ、太陽電池素子間の光透過部の中央直下(位置S1)、および太陽電池素子の中央直下(位置S2)150cm に照度計のセンサSを置いて照度を測定した。測定結果を表1に示す。表1では、位置S2での照度の位置S2での照度に対する比(%)で表してある。
【0044】
Figure 0003613951
【0045】
表1より、比較例1では照度比は30%であるのに対し、実施例1、実施例2共に照度比は90%以上であり、レンズにより、太陽電池素子間の細い透明部からの光は発散しており、縞模様はなく一様な明るさが得られたことが判る。
実施例3
補強板として、寸法が760mm ×1700mm、厚さが2mm で光透過率90%の表面の平坦なアクリル板を用いた。太陽電池モジュールの対向する両片をアクリル板の両片に厚さ0.2 mm、幅25mmの両面粘着テープの(住友スリーエム (株) 製、VHBアクリルフォーム構造用接合テープ(品番Y−4914))で固定した。そして、この固定辺に平行に反らせながら、この両辺をすでに構造物に固定してあるアルミニウムフレームの溝に差し込み、固定した。次いで、他の両辺をアルミニウムフレームまたはアルミニウム板で固定した。アルミニウムフレームおよびアルミニウム板と太陽電池モジュールの間には防水性弾性体を貼り付け雨水などの浸水を防止した。ただし雨水などが滞留しないように水切りとして、4辺の内の最も下側となる辺(粘着テープで固定した内の1辺)では、アルミフレームの一部を切除した(図6参照)。そのため、雨水は滞留せず、雨水の蒸発に伴って残る塵埃の付着などはなくなった。
実施例4
太陽電池モジュールへの外部リードの接続は、すでに図7に示す接続方法により行った。絶縁材料として、テトラフロロエチレン−ヘキサフロロプロピレン−ビニリデンフロライドを用いた2芯のフラットケーブルを用い、接続金具として爪を有するハトメ鋲を用い、住友電気第123号(昭和58年9月)P82に記載の専用工具を用いた。図9は本発明に係る外部リードの接続方法で用いた接続部材と専用工具の一部を示す断面図である。専用工具のラム7rとダイ7dにより加圧されて、先端部7tは外側にめくれ、鍔とめくれた部分がフラットケーブルと太陽電池モジュールとを押さえ固定する。接続金具はフラットケーブルの芯線と主配線とを押し広げて貫通するので電気的接続も強固である。
【0046】
接続後、接続金具やその周縁部をブチルゴムテープの貼付により絶縁封止処理して、太陽電池モジュール内部への浸水を防止した。
【0047】
【発明の効果】
本発明によれば、太陽電池モジュールの不透明な太陽電池素子の間の透明部分にレンズを形成しレンズを透過した光を拡散光とし、または、透明部分の表面を粗面化して透過した光を散乱光としたため、太陽電池モジュールを屋根や窓に設置した際の、採光々は縞模様とならず一様となり物がみやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る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2】凹レンズが他の部材に形成されている太陽電池モジュールの断面図
【図3】他の形状のレンズが透明部に形成されている例を示す斜視図であり、(a)は複数のシリンドリカルレンズの場合、(b)は多数の円形の微小レンズの場合
【図4】本発明に用いた太陽電池素子を示し、(a)は平面図であり、(b)は(a)におけるXX断面図
【図5】本発明に係る太陽電池モジュールの製造に用いるロール搬送式ラミネータ装置の概略を示す断面図
【図6】太陽電池モジュールの設置方法を示す要部破断斜視図
【図7】外部リードの接続された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8】外部リードの接続方法で用いた接続部材と専用工具の一部を示す断面図
【図9】レンズの効果の評価装置を示す断面図
【図10】従来の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11】従来のフレームにはめ込まれた補強板に接着された太陽電池モジュールの要部破断斜視図
【符号の説明】
1 太陽電池モジュール
1a 基板
1b 第1電極層
1c 第2電極層
1d 光電変換層
1e 第3電極層
1f 第4電極層
1i 分離線
1j 分離線
h1 貫通孔
h2 貫通孔
11 太陽電池素子
12 補助配線
13 主配線
14 接着材フィルム
15a 第1の保護フィルム
15b 第2の保護フィルム
15c 補強板
L レンズ
LL 太陽光
Lt 細いシリンドリカルレンズ
Ls 微小レンズ
P1 加圧板
P2 加圧板
S 照度計
S1 照度計の位置
S2 照度計の位置
D 暗箱
2 両面粘着テープ
3 補強板
4 フレーム
4a フレーム
4b フレーム
5 押さえ部材
6 フラットケーブル
61 芯線
62 被覆
7 接続金具
7t 接続金具の先端部
7r ラム
7d ダイ
8 被覆部材

Claims (4)

  1. 太陽電池の受光面より、耐候性の第1の保護フィルム、第1の接着材フィルム、およびフレキシブルな基板とその上に形成された太陽電池セルからなり、所定の間隔で配列された複数個の太陽電池素子と、これらの太陽電池素子を接続する主配線とを第1の接着材フィルムと挟む第2の接着材フィルム、および第2の保護フィルムまたは補強板または第2の保護フィルムと補強板の両者が積層されてなる太陽電池モジュールにおいて、少なくとも前記太陽電池素子の間隔部分は透明であり、またこの間隔部分は透過する光を拡散させる形状を有する、長手方向が軸であるシリンドリカルな、凹レンズまたは凸レンズであるとともに、間隔部分の反受光面は透明であることを特徴とする太陽電池モジュール。
  2. 前記レンズの曲面は、少なくとも太陽電池モジュールの1つの面に形成されていることを特徴とする請求項に記載の太陽電池モジュール。
  3. 前記間隔部分の受光面の反対側の面は粗面であることを特徴とする請求項に記載の太陽電池モジュール。
  4. 前記太陽電池素子の間隔部分に形成されるレンズは太陽電池素子を前記保護フィルムおよび前記接着材フィルムで封止する加熱加圧工程時に形成されることを特徴とする請求項または請求項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
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