JP3760569B2 - Solar cell module - Google Patents

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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

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  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池素子に非単結晶半導体を用いた太陽電池モジュールに関し、特に、太陽電池素子の動作温度を調節することで、発電量を増やし太陽電池モジュールの耐久性を向上させることができる太陽電池モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、太陽光発電システムの実用化と低コスト化技術の開発が進められている。特に次世代の太陽電池として注目を集めているのが、薄膜系の太陽電池である。薄膜系太陽電池は、製造に要する原材料が少なく、大面積の集積型太陽電池として絶縁体基板上に直接作成することが容易なことから、低コストの太陽電池として注目されている。薄膜系太陽電池には、薄膜多結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコン太陽電池、多結晶化合物太陽電池(CdS, CdTe, CIGS)などがあるが、そのなかで最も実用化が進んでいるのがアモルファスシリコン太陽電池である。アモルファスシリコン太陽電池は、アモルファスSi、アモルファスSix Ge1-x などのアモルファスシリコン系半導体を太陽電池素子として含むものをいう。
【0003】
しかし、アモルファスシリコン系半導体太陽電池には、屋外で長時間使用すると太陽光の影響で変換効率が低下してしまう現象、いわゆる光劣化が生じるという問題がある。また、薄膜多結晶シリコン太陽電池でも、薄膜多結晶内に、水素原子近傍であって結晶粒と結晶粒との間にアモルファス相を呈する局所構造があるので、光劣化が生じる。しかし、近年、光劣化はゼロにはならないものの、光劣化後でも10%前後の変換効率を維持できるアモルファスシリコン太陽電池や薄膜多結晶シリコン太陽電池が開発されている。それに伴い、屋外で使用する太陽電池発電システムの需要が拡大しつつある。こうした太陽電池は、単体の光電変換素子(太陽電池素子)の形ではなく、力学的な強度および耐候性を持たせた太陽電池パネルの形で利用される。この太陽電池パネルは、フレームにはめ込まれて太陽電池モジュールの形で用いられる。
【0004】
光劣化対策として、モジュールの動作温度を高温に維持してアニール効果を起こす構造を有する太陽電池モジュールが、多数知られている。例えば、複数の太陽電池を積層したタンデム型モジュール(特開昭61−306034号)、集光型モジュール(特開昭61−174779号)、太陽電池の裏面に断熱材を張り付けた太陽電池モジュール(特開平7−297435号)等が知られている。これらは、太陽電池パネルが多層構造を有したり、パネル裏面に断熱材を設けるものであるため、高価なものとならざるを得ない。
【0005】
図5〜図8に、従来の太陽電池モジュールの代表例を示す。図5の太陽電池モジュール30は、モジュール30を裏面側からみた図であり、図6は、この太陽電池モジュール30のB−B断面図である。太陽電池モジュール30は、太陽電池パネル31と、このパネル31をはめ込む枠体32と、パネル31から光電変換された電力を取り出すための端子ボックス33とから構成される。太陽電池パネル31の外縁部は、ブチルゴムなどの接着剤37でもって枠体上部に形成した凹部に嵌入接着される。また、太陽電池パネル31は、光入射側にガラス板などからなる透光性基板33を配置し、この透光性基板33の裏面側に、光電変換素子34、接着性を有する充填材35、および光入射側の反対面を保護する封止材36を順次積層して構成されるものである。また、図7と図8に、このような太陽電池モジュール40の太陽電池パネル41の裏面側に断熱材42と、この断熱材42を保護する保護層43とを設けたものを示す。図7は、この太陽電池モジュール40を裏面側からみた図であり、図8は、この太陽電池モジュール40のC−C断面図である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来の太陽電池モジュールでは、太陽電池パネル裏面側に断熱材を設けるものの場合、モジュールの耐久性を保証するため、断熱材に耐熱特性を有する特殊な材質のものを使わなければならず、この断熱材を接着するための接着剤にも耐久性を有する高コストのものを使用しなければならない。さらに、断熱材を機械的なストレスや紫外線から保護するための鉄板などの保護材と、この保護材を取り付けるための接着材が必要となる。これらの要求を満たすと、太陽電池モジュールは、商品としての安定性を得ることができるが、太陽電池の特性改善の効果を上回るコストがかかり、実用化への足かせとなる。
【0007】
また、断熱材を利用する従来の太陽電池モジュールの多くは、この断熱材に多孔性物質を用いるので、モジュールが20年以上の耐久性を有するには、太陽電池素子を保護する他に断熱材の保護材も必要になる。この断熱材の保護材により特性改善効果が得られるものの、この効果を上回るコストがかかる。
【0008】
本発明は、太陽電池モジュールの動作温度を調節して、アニール効果を起こし、太陽電池モジュール内部の湿度を調節して、太陽電池モジュールの腐食を防いで長期間の使用に耐え得る簡便かつ安価な太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る太陽電池モジュールは、基板上に非単結晶半導体太陽電池素子を形成した太陽電池パネルと、この太陽電池パネルの外縁部全周にわたって固定される枠体と、この枠体の裏面側開放部に設けられ且つ開放部を通気性を有して封じるための単または複数の開口部を有した板部材とより構成され、前記太陽電池パネルの裏面、枠体、および板部材で囲まれる空気層を形成するという構造を有する。この空気層内に空気を滞留させることで、モジュールからの熱流出を防ぐことが可能となる。また同時に、板部材が有する単または複数の開口部によって、空気層の湿度を減らせるので、空気層に含まれる水分の影響により枠体や太陽電池パネルの寿命を短くすることが無くなる。
【0010】
前記開口部は、円形、正方形、矩形又はスリット状とすることができる。
【0011】
また、基板上に形成する非単結晶半導体には、アモルファスシリコン系半導体、および薄膜多結晶シリコン半導体のうち一方または双方を含むものを使用する。本構造により、アニール効果を起こして光劣化を抑制するための動作温度設定が可能となる。
【0012】
そして、上述した太陽電池モジュールの複数個を連接して構成すると、低コストで大面積の太陽電池モジュールを製作できる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照しながら、本発明に係る太陽電池モジュールの種々の実施例を具体的に説明する。図1は、本発明に係る太陽電池モジュール1を裏面側から見た場合の図であり、図2は、そのA−A断面図である。太陽電池モジュール1は、太陽電池パネル2が枠体3に嵌入接着されて、枠体3の裏面側開放部に、開口部4を有する板部材5が設けられて構成されるものである。この構成により、太陽電池パネル裏面、枠体3、および板部材5で囲まれる空気層6が形成される。また、太陽電池パネル2の外縁部は、ブチルゴムなどの接着剤7でもって枠体上部に形成した凹部8, 8に嵌入接着される。また、板部材5は、枠体3にネジ13で4カ所を固定される。この枠体3は、パネルの保護および屋根などに据え付けるときのために用いられ、その素材は、アルミニウム合金、または樹脂製である。
【0014】
封止部材である板部材5には、塩化ビニールでコートした塩化ビニール被覆鋼板を用いる。この板部材5が、太陽電池パネル2を外気から保護する役目を果たす。また、この板部材5に設けた開口部4を通じて通気させることで、太陽電池の使用時に空気層6が飽和水蒸気状態になるのを防ぎ、結露を防ぐことができる。よって、枠体3や太陽電池パネル2などの腐食を防ぐことが可能となる。なお、本発明では、開口部4の形状は、円形に限らず、正方形や矩形などであってもよい。また、本発明では、開口部4は、板部材5の中央に設けるのが好ましいが、この代わりに、板部材5の数箇所にスリット状に設けることもできる。さらに、本発明では、板部材5に塩化ビニール被覆鋼板以外のもの、たとえば、耐候性を有する樹脂材、アルミ板、または建築用の外装材などを設置場所に応じて用いることもできる。また、屋根一体型の太陽電池モジュールの場合には、光入射と反対側の裏面側部分が屋内に配置されるため、木材などの簡便な素材を採用することもできる。
【0015】
また、太陽電池パネル2は、光入射側にガラス板などからなる透光性基板9を配置し、この透光性基板9の裏面側に、アモルファスシリコン膜を含む光電変換素子10、接着性を有する充填材11、および光入射側の反対面を保護する封止材12を順次積層して構成されるものである。ここで、充填材11には、EVA(エチレンビニールアセテート)、PVB(ポリビニールブチラール)、ポリイソブチレン系樹脂、シリコン樹脂などを用い、封止材12には、テドラー(フッ化ビニールでデュポン社の登録商標)、またはこのテドラーとアルミニウム箔をサンドイッチ状に積層したものなど用いる。
【0016】
本実施例では、光電変換素子として、アモルファスシリコン半導体太陽電池素子を採用している。このとき、太陽電池パネル裏面、枠体、および板部材で構成される空気層が、断熱機能を有して、アニール効果を起こす役目を果たす。すなわち、太陽電池パネルが有する熱が、太陽電池パネル裏面側の空気層へ伝わり、この空気が空気層の中で対流・循環するため、太陽電池モジュールからの熱流出が抑制されるのである。
【0017】
本発明に係る太陽電池モジュールは、単体の太陽電池パネルを用いるものに限らず、図3に示すように、複数の太陽電池モジュールを連ねた構成を有する太陽電池モジュール20でも良い。この図は、太陽電池パネル21の数が3×3=9個のアレイ構造を示し、このモジュール20の9個の太陽電池パネルのうち一枚を取り外した状態を示すものである。それぞれの太陽電池パネル21の裏面側には、上記したような開口部22をもつ板部材23を有するとともに、太陽電池パネル21と板部材23と枠体24とで囲まれる空気層を有し、各空気層は独立しており、空気層の間で空気の流動がない構造を有する。
【0018】
次に、従来の太陽電池モジュールと、本発明に係る太陽電池モジュールとのモジュール温度の比較実験について以下に説明する。本発明に係る太陽電池モジュールとして、図1,図2,および図4のものを本実施例と呼び、従来の太陽電池モジュールとして、図5および図6のものを従来例1、図7および図8のものを従来例2と呼ぶ。この実験は、真夏の快晴の南中時に、本実施例の太陽電池パネルの裏面温度、従来例1の太陽電池パネルの裏面温度、従来例2の断熱材の保護層の表面温度、および気温を、熱電温度計を用いて測定したものである。
【0019】
この実験で用いた太陽電池モジュールについて、図4を参照しながら以下に説明する。太陽電池パネルには一辺の長さSが約910mm の正方形状のものを使用し、枠体には、肉厚が約2mm 、高さHが約35mm、上側固定部および中間固定部の横幅T1が約5mm 、下側固定部の横幅T2が約15mm、枠体上部に形成した凹部の幅D1が約8mm のものを用いた。また、裏面封止材には、一辺の長さLが約890mm のものを用い、封止材中央部には、直径Rが50mmの開口部を設けた。実施例1は、本実施例のうち封止部材である板部材を除いたものである。また、実施例2は、実施例1の太陽電池パネル裏面に断熱材とその保護層とを設けたものであり、この断熱材には、発泡ポリスチレンフォームを用い、一辺の長さが890mm の正方形状で厚さ20mmのものを使用した。この断熱材の保護層には、テドラーフィルムを用いた。
【0020】
その実験結果は、気温が32℃、本実施例の太陽電池パネルの裏面温度が65℃、従来例1の太陽電池パネルの裏面温度が55℃、従来例2の断熱材の保護層の表面温度が70℃であった。この結果から分かる通り、断熱材を用いた従来例2の表面温度と比べると、本実施例の太陽電池パネル裏面の温度は若干低いが、太陽電池素子においてアニール効果を起こすのに足る温度である。したがって、アモルファスシリコン系太陽電池の発電特性を改善することが可能となる。また、太陽電池パネル裏面に、結露による水滴が現れることも無く、モジュールの腐食防止効果が確認された。
【0021】
なお、CdS/CdTe系,またはCIGS(Cu(InGa)Se2 )系半導体を用いる太陽電池に、本発明を適用することも可能である。この太陽電池は、光劣化が生じないという利点を有するが、CdやInなどを含むため、環境に悪影響を与えない対策を要する。本発明に係る太陽電池モジュール構造では、太陽電池パネル裏面を完全密封せずに、湿気を除去できる構造を採用しているため、モジュールの腐食が生じにくい。よって、CdやInの漏出対策にかかるコストを低く抑えることができる。
【0022】
また、本発明に係る太陽電池モジュールは、太陽電池パネル裏面に断熱材を設けて構成されてもよい。この場合、空気層が断熱効果を主に担うので、断熱材とその保護層とにかかるコストを低く抑えることが出来る。
【0023】
【発明の効果】
太陽電池モジュールの枠体の裏面側開放部に、通気性を有する板部材を設けて、太陽電池パネル裏面側に空気層を形成することで、太陽電池パネルで発生する熱をこの空気層内に閉じ込めて、太陽電池モジュールからの熱流出を抑制することが可能になる。よって、開口部の形状・個数を調節して太陽電池の動作温度を調整できるので、アニール効果を起こして光劣化を低減させることが可能になる。また、板部材に開口部を設けることにより、空気層の湿気を除去できるので、太陽電池モジュールの腐食を防止できる。さらに、このような太陽電池モジュールは低コストで容易に生産可能であるから、連接して構成される大面積太陽電池モジュールも低コストで容易に生産可能である。
【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裏面側から見た説明図である。
【図2】図1に示した太陽電池モジュールのA−A断面図である。
【図3】本発明に係る太陽電池モジュールの連接構造を示す説明図である。
【図4】本発明に係る太陽電池モジュールの各寸法を示す説明図である。
【図5】従来の太陽電池モジュールを裏面側から見た説明図である。
【図6】図5に示した従来の太陽電池モジュールのB−B断面図である。
【図7】従来の太陽電池モジュールを裏面側からみた説明図である。
【図8】図7に示した従来の太陽電池モジュールのC−C断面図である。
【符号の説明】
1 本発明に係る太陽電池モジュール
2 太陽電池パネル
3 枠体
4 開口部
5 板部材
6 空気層
7 接着材
8 凹部
9 透光性基板
10 光電変換素子
11 充填材
12 封止材
13 ネジ
20 連接構造を有する太陽電池モジュール
21 太陽電池パネル
22 開口部
23 板部材
24 枠体
30 第1の従来例を示す太陽電池モジュール
31 太陽電池パネル
32 枠体
33 端子ボックス
34 光電変換素子
35 充填材
36 封止材
37 接着剤
40 第2の従来例を示す太陽電池モジュール
41 太陽電池パネル
42 断熱材
43 保護材
44 枠体
45 透光性基板
46 光電変換素子
47 充填材
48 封止材
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a solar cell module using a non-single-crystal semiconductor as a solar cell element, and in particular, by adjusting the operating temperature of the solar cell element, the amount of power generation can be increased and the durability of the solar cell module can be improved. The present invention relates to a solar cell module.
[0002]
[Prior art]
In recent years, practical use of photovoltaic power generation systems and development of cost reduction technologies have been promoted. In particular, thin-film solar cells are attracting attention as next-generation solar cells. Thin film solar cells are attracting attention as low-cost solar cells because they require few raw materials for production and can be easily produced directly on an insulator substrate as large-area integrated solar cells. Thin-film solar cells include thin-film polycrystalline silicon solar cells, amorphous silicon solar cells, and polycrystalline compound solar cells (CdS, CdTe, CIGS). Among them, amorphous silicon is most practically used. It is a solar cell. Amorphous silicon solar cells refer to those containing amorphous silicon-based semiconductors such as amorphous Si and amorphous Si x Ge 1-x as solar cell elements.
[0003]
However, the amorphous silicon-based semiconductor solar cell has a problem that when it is used outdoors for a long time, a conversion efficiency is lowered due to the influence of sunlight, so-called light degradation occurs. Even in a thin-film polycrystalline silicon solar cell, photodegradation occurs because the thin-film polycrystal has a local structure in the vicinity of a hydrogen atom and presents an amorphous phase between crystal grains. However, in recent years, amorphous silicon solar cells and thin film polycrystalline silicon solar cells that can maintain a conversion efficiency of around 10% even after photodegradation have been developed, although photodegradation does not become zero. Accordingly, the demand for solar cell power generation systems used outdoors is expanding. Such a solar cell is used not in the form of a single photoelectric conversion element (solar cell element) but in the form of a solar cell panel having mechanical strength and weather resistance. This solar cell panel is fitted into a frame and used in the form of a solar cell module.
[0004]
As a countermeasure against light deterioration, many solar cell modules having a structure in which the operation temperature of the module is maintained at a high temperature to cause an annealing effect are known. For example, a tandem module in which a plurality of solar cells are stacked (Japanese Patent Laid-Open No. 61-306034), a concentrating module (Japanese Patent Laid-Open No. 61-17479), a solar cell module in which a heat insulating material is attached to the back surface of the solar cell ( JP-A-7-297435) is known. Since these solar cell panels have a multilayer structure or are provided with a heat insulating material on the back surface of the panel, they must be expensive.
[0005]
5 to 8 show typical examples of conventional solar cell modules. The solar cell module 30 in FIG. 5 is a view of the module 30 as viewed from the back side, and FIG. 6 is a cross-sectional view of the solar cell module 30 taken along the line BB. The solar cell module 30 includes a solar cell panel 31, a frame body 32 in which the panel 31 is fitted, and a terminal box 33 for taking out photoelectrically converted electric power from the panel 31. The outer edge portion of the solar cell panel 31 is fitted and bonded to a recess formed in the upper portion of the frame body with an adhesive 37 such as butyl rubber. Moreover, the solar cell panel 31 arranges a light transmitting substrate 33 made of a glass plate or the like on the light incident side, and on the back surface side of the light transmitting substrate 33, a photoelectric conversion element 34, an adhesive filler 35, Further, the sealing material 36 that protects the opposite surface on the light incident side is sequentially laminated. 7 and 8 show a solar cell module 40 provided with a heat insulating material 42 and a protective layer 43 for protecting the heat insulating material 42 on the back surface side of the solar cell panel 41. FIG. 7 is a view of the solar cell module 40 as seen from the back side, and FIG. 8 is a cross-sectional view of the solar cell module 40 taken along the line C-C.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional solar cell module as described above, when a heat insulating material is provided on the back side of the solar cell panel, a special material having heat resistance must be used for the heat insulating material in order to guarantee the durability of the module. In addition, a durable and high-cost adhesive must be used for bonding the heat insulating material. Furthermore, a protective material such as an iron plate for protecting the heat insulating material from mechanical stress and ultraviolet rays and an adhesive for attaching the protective material are required. If these requirements are satisfied, the solar cell module can obtain the stability as a product, but it costs more than the effect of improving the characteristics of the solar cell, and becomes a drag on practical use.
[0007]
In addition, since many of the conventional solar cell modules using a heat insulating material use a porous material for the heat insulating material, the heat insulating material can be used in addition to protecting the solar cell element in order for the module to have a durability of 20 years or more. Protective material is also required. Although the effect of improving the characteristics can be obtained by the protective material of the heat insulating material, the cost exceeding this effect is required.
[0008]
The present invention adjusts the operating temperature of the solar cell module, causes an annealing effect, adjusts the humidity inside the solar cell module, prevents corrosion of the solar cell module and can withstand long-term use and is simple and inexpensive. An object is to provide a solar cell module.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a solar cell module according to the present invention includes a solar cell panel in which a non-single-crystal semiconductor solar cell element is formed on a substrate, and a frame that is fixed over the entire outer edge of the solar cell panel. And a plate member provided on the back side opening portion of the frame body and having a single or a plurality of openings for sealing the open portion with air permeability, the back side of the solar cell panel, the frame The body and the air layer surrounded by the plate member are formed. By retaining air in the air layer, it is possible to prevent heat from flowing out of the module. At the same time, the humidity of the air layer can be reduced by the single or a plurality of openings of the plate member, so that the life of the frame body and the solar cell panel is not shortened due to the influence of moisture contained in the air layer.
[0010]
The opening may be circular, square, rectangular, or slit.
[0011]
In addition, as the non-single-crystal semiconductor formed on the substrate, an amorphous silicon semiconductor and a thin film polycrystalline silicon semiconductor including one or both of them are used. With this structure, it is possible to set an operating temperature for causing an annealing effect and suppressing light degradation.
[0012]
When a plurality of the solar cell modules described above are connected and configured, a large-area solar cell module can be manufactured at low cost.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, various embodiments of the solar cell module according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 is a view of a solar cell module 1 according to the present invention as viewed from the back side, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA. The solar cell module 1 is configured such that a solar cell panel 2 is fitted and bonded to a frame body 3, and a plate member 5 having an opening 4 is provided in an open portion on the back side of the frame body 3. With this configuration, an air layer 6 surrounded by the back surface of the solar cell panel, the frame body 3 and the plate member 5 is formed. Further, the outer edge portion of the solar cell panel 2 is fitted and bonded to the concave portions 8 and 8 formed in the upper portion of the frame body with an adhesive 7 such as butyl rubber. Further, the plate member 5 is fixed to the frame 3 at four locations with screws 13. The frame body 3 is used for protection of the panel and installation on a roof or the like, and the material thereof is made of aluminum alloy or resin.
[0014]
For the plate member 5 which is a sealing member, a vinyl chloride coated steel plate coated with vinyl chloride is used. The plate member 5 serves to protect the solar cell panel 2 from the outside air. Moreover, by ventilating through the opening part 4 provided in this board member 5, when using a solar cell, it can prevent that the air layer 6 will be in a saturated water vapor state, and can prevent dew condensation. Therefore, corrosion of the frame 3 and the solar cell panel 2 can be prevented. In the present invention, the shape of the opening 4 is not limited to a circle but may be a square or a rectangle. In the present invention, the opening 4 is preferably provided in the center of the plate member 5, but instead, it may be provided in a slit shape at several locations of the plate member 5. Further, in the present invention, a material other than the vinyl chloride-coated steel plate, such as a weather resistant resin material, an aluminum plate, or a building exterior material, can be used for the plate member 5 depending on the installation location. In the case of a solar cell module integrated with a roof, a simple material such as wood can also be adopted because the back side portion opposite to the light incidence is disposed indoors.
[0015]
Moreover, the solar cell panel 2 arrange | positions the translucent board | substrate 9 which consists of a glass plate etc. in the light-incidence side, and the photoelectric conversion element 10 containing an amorphous silicon film, adhesiveness is provided in the back surface side of this translucent board | substrate 9. The filler 11 and the sealing material 12 that protects the opposite surface of the light incident side are sequentially laminated. Here, EVA (ethylene vinyl acetate), PVB (polyvinyl butyral), polyisobutylene resin, silicon resin, or the like is used for the filler 11, and Tedlar (vinyl fluoride made by DuPont) is used for the sealing material 12. Registered trademark) or a laminate of this tedlar and aluminum foil in a sandwich shape.
[0016]
In this embodiment, an amorphous silicon semiconductor solar cell element is employed as the photoelectric conversion element. At this time, the air layer composed of the back surface of the solar cell panel, the frame body, and the plate member has a heat insulating function and plays a role of causing an annealing effect. That is, the heat of the solar cell panel is transmitted to the air layer on the back side of the solar cell panel, and this air convects and circulates in the air layer, so that heat outflow from the solar cell module is suppressed.
[0017]
The solar cell module according to the present invention is not limited to one using a single solar cell panel, but may be a solar cell module 20 having a configuration in which a plurality of solar cell modules are connected as shown in FIG. This figure shows an array structure in which the number of solar cell panels 21 is 3 × 3 = 9, and shows a state in which one of the nine solar cell panels of the module 20 is removed. On the back side of each solar cell panel 21, it has a plate member 23 having the opening 22 as described above, and an air layer surrounded by the solar cell panel 21, the plate member 23, and the frame body 24. Each air layer is independent and has a structure in which no air flows between the air layers.
[0018]
Next, a comparison experiment of module temperature between the conventional solar cell module and the solar cell module according to the present invention will be described below. The solar cell module according to the present invention is shown in FIGS. 1, 2, and 4 as the present embodiment, and the conventional solar cell module shown in FIGS. 5 and 6 is the conventional example 1, FIG. 7 and FIG. 8 is called Conventional Example 2. In this experiment, during the midsummer sunny day, the back surface temperature of the solar cell panel of this example, the back surface temperature of the solar cell panel of Conventional Example 1, the surface temperature of the protective layer of the heat insulating material of Conventional Example 2, and the air temperature , Measured using a thermoelectric thermometer.
[0019]
The solar cell module used in this experiment will be described below with reference to FIG. The solar cell panel is square with a side length S of about 910mm. The frame is about 2mm thick and the height H is about 35mm. The width T1 of the upper and middle fixing parts The width of the lower fixing portion is about 15 mm, and the width D1 of the recess formed in the upper part of the frame is about 8 mm. In addition, a back surface sealing material having a side length L of about 890 mm was used, and an opening having a diameter R of 50 mm was provided at the center of the sealing material. Example 1 removes the plate member which is a sealing member among this Example. In Example 2, a heat insulating material and its protective layer were provided on the back surface of the solar cell panel of Example 1, and a foamed polystyrene foam was used for this heat insulating material, and a square having a side length of 890 mm. A 20 mm thick one was used. A Tedlar film was used for the protective layer of this heat insulating material.
[0020]
The experimental results show that the temperature is 32 ° C., the back surface temperature of the solar cell panel of this example is 65 ° C., the back surface temperature of the solar cell panel of Conventional Example 1 is 55 ° C., and the surface temperature of the protective layer of the heat insulating material of Conventional Example 2 Was 70 ° C. As can be seen from this result, the temperature of the back surface of the solar cell panel of this example is slightly lower than the surface temperature of Conventional Example 2 using a heat insulating material, but is sufficient to cause an annealing effect in the solar cell element. . Therefore, the power generation characteristics of the amorphous silicon solar cell can be improved. In addition, no water droplets due to condensation appeared on the back surface of the solar cell panel, confirming the module's corrosion prevention effect.
[0021]
Note that the present invention can also be applied to a solar cell using a CdS / CdTe-based or CIGS (Cu (InGa) Se 2 ) -based semiconductor. This solar cell has an advantage that it does not cause photodegradation. However, since it contains Cd, In, etc., a measure that does not adversely affect the environment is required. In the solar cell module structure according to the present invention, a structure that can remove moisture without completely sealing the back surface of the solar cell panel is employed, so that the module is hardly corroded. Therefore, the cost required for measures against leakage of Cd and In can be kept low.
[0022]
The solar cell module according to the present invention may be configured by providing a heat insulating material on the back surface of the solar cell panel. In this case, since the air layer mainly bears the heat insulating effect, the cost for the heat insulating material and its protective layer can be kept low.
[0023]
【The invention's effect】
A plate member having air permeability is provided at the open side of the back side of the frame of the solar cell module, and an air layer is formed on the back side of the solar cell panel, so that heat generated in the solar cell panel is generated in the air layer. It becomes possible to confine and suppress the heat outflow from the solar cell module. Therefore, since the operating temperature of the solar cell can be adjusted by adjusting the shape and number of the openings, it is possible to cause an annealing effect and reduce light degradation. Moreover, since the moisture in the air layer can be removed by providing the opening in the plate member , corrosion of the solar cell module can be prevented. Furthermore, since such a solar cell module can be easily produced at a low cost, a large-area solar cell module configured to be connected can be easily produced at a low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view of a solar cell module according to the present invention viewed from the back side.
2 is a cross-sectional view taken along line AA of the solar cell module shown in FIG.
FIG. 3 is an explanatory view showing a connecting structure of solar cell modules according to the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing dimensions of a solar cell module according to the present invention.
FIG. 5 is an explanatory view of a conventional solar cell module as seen from the back side.
6 is a cross-sectional view of the conventional solar cell module shown in FIG. 5 taken along the line BB.
FIG. 7 is an explanatory view of a conventional solar cell module as seen from the back side.
8 is a cross-sectional view taken along the line CC of the conventional solar cell module shown in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar cell module 2 Solar cell panel 3 Frame body 4 Opening part 5 Plate member 6 Air layer 7 Adhesive material 8 Recessed part 9 Translucent substrate 10 Photoelectric conversion element 11 Filler material 12 Sealing material 13 Screw 20 Connection structure Solar cell module 21 having solar cell panel 22 opening 23 plate member 24 frame 30 solar cell module 31 showing first conventional example solar cell panel 32 frame 33 terminal box 34 photoelectric conversion element 35 filling material 36 sealing material 37 Adhesive 40 Solar Cell Module 41 Showing Second Conventional Example Solar Cell Panel 42 Heat Insulating Material 43 Protective Material 44 Frame 45 Translucent Substrate 46 Photoelectric Conversion Element 47 Filler 48 Sealing Material

Claims (4)

基板上に非単結晶半導体太陽電池素子を形成した太陽電池パネルと、該太陽電池パネルの外縁部全周にわたって固定される枠体と、当該枠体の裏面側開放部に設けられ当該開放部を通気性を有して封じるための単または複数の開口部を有した板部材とより構成され、前記太陽電池パネルの裏面、前記枠体、および前記板部材で囲まれた空気層を形成することを特徴とする太陽電池モジュール。A solar cell panel in which a non-single-crystal semiconductor solar cell element is formed on a substrate, a frame that is fixed over the entire periphery of the outer edge of the solar cell panel, and an open portion that is provided on a back side open portion of the frame be more configuration as a plate member having a single or plurality of openings to seal a breathable back surface of the solar cell panel, wherein forming the frame, and the plate an air layer surrounded by the member A solar cell module. 前記開口部を、円形、正方形、矩形又はスリット状としてなる請求項1記載の太陽電池モジュール。The solar cell module according to claim 1 , wherein the opening has a circular shape, a square shape, a rectangular shape, or a slit shape . 前記非単結晶半導体は、アモルファスシリコン系半導体、および薄膜多結晶シリコン半導体のうち一方または双方を含む請求項1または請求項2に記載の太陽電池モジュール。  The solar cell module according to claim 1 or 2, wherein the non-single-crystal semiconductor includes one or both of an amorphous silicon-based semiconductor and a thin-film polycrystalline silicon semiconductor. 請求項1〜3の何れかの項に記載の太陽電池モジュールが連接して構成される太陽電池モジュール。  The solar cell module comprised by connecting the solar cell module of any one of Claims 1-3.
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