JP3852662B2 - 太陽電池モジュールの電力リード引き出し方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気絶縁性を有するフィルム基板上に形成された太陽電池の受光面側および非受光面側の双方に電気絶縁性の保護層を設けた太陽電池モジュールの電力リード引き出し方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、環境保護の立場から、クリーンなエネルギーの研究開発が進められている。中でも、太陽電池はその資源（太陽光）が無限であること、無公害であることから注目を集めている。同一基板上に形成された複数の太陽電池素子が、直列接続されてなる太陽電池（光電変換装置）の代表例は、薄膜太陽電池である。
【０００３】
薄膜太陽電池は、薄型で軽量、製造コストの安さ、大面積化が容易であることなどから、今後の太陽電池の主流となると考えられ、電力供給用以外に、建物の屋根や窓などにとりつけて利用される業務用，一般住宅用にも需要が広がってきている。
【０００４】
従来の薄膜太陽電池はガラス基板を用いていたが、軽量化、施工性、量産性においてプラスチックフィルムを用いたフレキシブルタイプの太陽電池の研究開発がすすめられている。このフレキシブル性を生かし、ロールツーロール方式の製造方法により大量生産が可能となった。
【０００５】
上記薄膜太陽電池モジュールとして、電気絶縁性を有するフィルム基板上に形成された太陽電池を、電気絶縁性の保護材により封止するために、太陽電池の受光面側および非受光面側の双方に保護層を設けたものが知られている。
【０００６】
上記太陽電池モジュールは、保護材がプラスチックのため、ねじれや引っ張り力に対する強度が弱く、このため施工時の外力によって破損したりするおそれがあるので、この問題を解消するために、特許第２６５１１２１号や特許第２７１９１１４号に記載されたように、太陽電池モジュールの裏面全体に補強板を設けたり、実開昭５５−２５３８３号公報に記載のように、非発電領域に補強材と電力リード線を兼用した構造のものが開発されている。
【０００７】
さらに、設置が容易でかつコスト低減を図った太陽電池モジュール構造として、太陽電池の受光面側および非受光面側の双方に保護層を設けた太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池の側方に前記保護層を延長して非発電領域を形成し、この非発電領域に、太陽電池モジュール設置用の取付け穴を設けたものが、本願出願人により提案されている（特願平１１−１７２６２４号参照）。
【０００８】
図７および図８は、上記特願平１１−１７２６２４号に記載された太陽電池モジュールの構造の一例を示し、その電力リード引き出し装置構造の詳細を、図９および図１０に示す。
【０００９】
図７，８に示す太陽電池モジュールにおいて、太陽電池１の太陽光入射側である受光面側に、ＥＶＡなどを使用した接着層２、並びにＥＴＦＥなどを使用した防湿層３、ＥＶＡにガラス繊維を充填して機械的強度を高めた強化層４、その上にＥＴＦＥなどを使用した汚損物質付着防止の表面保護層５からなる耐候性保護層としての受光面側保護層６が積層され、太陽電池１を保護している。
【００１０】
また太陽光入射側と反対側である非受光側には、接着層７、防水と電気絶縁を兼ねたＥＴＦＥやポリイミドを使用した絶縁層８、補強層１１との接合の役目をなすＥＶＡなどを使用した接着層９が積層されて非受光面側保護層１０が形成され、その上に積層された金属製平板などを使用した補強層１１が接着されており、上記各層は加圧熱融着ラミネートで一体化されている。
【００１１】
本構成に使用する太陽電池１は、結晶系，非結晶系のいずれも使用できるが、特に薄膜基板型の非晶質太陽電池が望ましい。なお、各層のラミネートは、一般に、図８における紙面上部の表面保護層５から順に下方に向かって行われるが、太陽電池１と接着層２は、あらかじめ一体化されている。また、ニーズに応じて、一部の層を省略することができる。
【００１２】
さらに、受光面側保護層６、非受光面側保護層１０、補強層１１は太陽電池１の側方の非発電領域まで延長され、非発電領域には略四角形状の太陽電池１の両側辺に沿って平行的に平箔銅線の電力リード線（以下、内部リード線ともいう。）１２が配置され、導電性粘着テープ若しくはハンダ付け平箔銅線の渡り線１３で太陽電池１の図示しないプラス極、またはマイナス極にそれぞれ接続されている。
【００１３】
また、電力リード線１２の端部近傍には、発電した電力を外部に引出す中継をなす電力端子箱１４が補強層１１に接着、またはネジ止めで固定されており、電力リード線１２とケーブル１５が接続線１６で電気的に接続されて全体として四角形で平板状の太陽電池モジュール５０を形成している。
【００１４】
ここで、この発明に関わる電力リードの引き出し構造とその方法について、以下に詳述する。図９は電力端子箱１４の断面図で図８とは上下反対に示している。また図１０は電力端子箱１４のフタ２７を外した上面図である。
【００１５】
図９，１０において、電力リード線１２のほぼ直上から補強層１１、接着層９、絶縁層８、接着層７を貫通して穴１７が開けられ、電力リード線１２の表面が露出し、また穴１７の上に電力端子箱１４の穴１８がほぼ同軸上に並ぶように、補強層１１に当接してベース台２８が配置され、補強層１１に接着固定、または図示しないネジで締結固定されている。
【００１６】
上記穴１７には、例えば銅線を使用した接続線１６が挿入され、端部が電力リード線１２とハンダ接合されている。接続線１６はベース台２８の穴１８を通ってベース台２８の端子台１９に導かれ、その端部は端子台１９のネジ２０で逆流防止ダイオード２１のリード線２２と共に締結固定される。また逆流防止ダイオード２１の他方のリード線２３は端子台２４に導かれ、ケーブル１５の導体芯線２５とともにネジ２６で締結固定されている。
【００１７】
なお、逆流防止ダイオード２１は太陽電池１のプラス極側、若しくはマイナス極側のいずれか一方に挿入すれば、その役目を果たすことができるため、不要な場合は外して接続線１６を直接、端子台２４につなぎ込まれる。
【００１８】
また、穴１７、穴１８には水分侵入による絶縁不良を無くすため、防水・絶縁性の樹脂が充填され、同様に端子台１９、２４ネジ２０、２６も防水性樹脂で覆われており、蓋２７がベース台２８に被せられ、接着もしくは図示しないネジで締結固定されて電力端子箱１４を形成している。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記図９および図１０に示すような従来の太陽電池モジュールの電力リード引き出し方法は、以下のような問題点がある。
【００２０】
▲１▼円形若しくは四角形の穴１７は、補強層１１から接着層７までに切り込みを入れ、穴１７内の各層を取り除くことで形成されるが、硬さの異なる層に切り込みを入れる作業が困難である。補強層は予め穴を開けておくことは可能であるが、接着層７の材料であるＥＶＡはラミネート接着時に熱で溶かして融着させるため、穴をあけても塞がってしまい、また柔らかいために切削加工も出来ない。加えて補強層１１から接着層７までの高さが、ラミネート時の加圧力、加熱温度、加熱時間でＥＶＡの溶け具合が変化するために必ずしも一定でなく、自動化が非常に困難である。
【００２１】
▲２▼切り込み後、穴１７内の各層を取り除く際、接着層７が電力リード線１２に接着しているために剥離が困難で、手作業の削り取りは作業性が悪くて非量産的であり、熱で溶融、蒸発させての除去は周りの各層を損傷する。
【００２２】
▲３▼剥離後、接続線１６を電力リード線１２にハンダ付けする際、上記の剥離が完全に行われずに電力リード線１２の剥離面にＥＶＡが残っていると、ハンダ付けが出来ない。強引にハンダ熱でＥＶＡを蒸発させれば、ハンダ付けは可能であるが、接合信頼性が低く、ＥＶＡを蒸発させるために長時間、ハンダコテをあてているとその熱で周囲の各層を損傷し、また電力リード線１２に伝わった熱で、導電性粘着テープなどの渡り線１３と電力リード線１２の接触部が損傷して電気接続が損なわれる。
【００２３】
▲４▼電力端子箱１４を補強層１１に取り付けるため、補強層１１から電力リード線１２に向かって穴１７を開け、上記▲３▼項のハンダ付けを長時間行うと接着層７、９が溶けて電力リード線１２が補強層１１に近づく。ここで補強層１１が金属性である場合、絶縁層８があるものの熱で劣化して電気絶縁性が損なわれて絶縁抵抗が低下し、最悪時には短絡を起こす。補強層１１が金属でない場合でも、電力リード線の下部の保護層が貫通して、水分の侵入により絶縁特性が低下する。
【００２４】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、本発明の課題は、太陽電池から発電した電力を外部に引出す電力リード線と外部のケーブルとの接合作業が簡便で，信頼性が高い太陽電池モジュールの電力リード引き出し方法を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため、請求項１の発明によれば、電気絶縁性を有するフィルム基板上に形成された太陽電池を、電気絶縁性の保護材により封止するために、太陽電池の受光面側および非受光面側の双方に保護層を設け、前記太陽電池の側方に前記保護層を延長して非発電領域を形成した太陽電池モジュールの電力リード引き出し方法において、太陽電池モジュールの内部リード線の一部に電力の引き出し部を設け、この引き出し部は、前記内部リード線と外部リード線接続部材とを接続してなり、かつ外部リード線接続部材の先端部の内部リード線側に所定長さの剥離部材を配設してなり、モジュールの保護材による封止後、前記先端部を含む前記保護層を貫通して四角形の一辺を残した略コ字状の切り込みを入れた後、該切り込み部の保護層と前記外部リード線接続部材の先端部とを一体的に受光面側または非受光面側に引き起こし、かつ前記剥離部材を剥離して前記外部リード線接続部材の先端部を露出したものとして形成し、この先端部を、前記引き起こされた切り込み部の位置の受光面側または非受光面側の保護層の上に設けられた電力端子箱に固定されたケーブルに接続された端子もしくはケーブルの棒状端子に，電気的に接続することとする。
【００２６】
前記内部リード線と外部リード線接続部材との２層構造を有する先端部は、保護層に切り込みを入れ、剥離部材を除去するだけで、電気的な接続部が現れる簡単な構造となっている。この接続部に外部リード線を直接あるいは中間部材を介して、例えば半田付けすることにより、電気的および機械的な接続が可能となる。
【００２７】
従って、上記方法によれば、従来のように内部リード線上の封止保護層材料を手作業による切り取りや熱による除去作業が必要なくなり、前記問題点を解決でき、絶縁の信頼性を向上することができる。
【００２８】
なお、外部リード線を接続後、外部リード線接続部材の引き上げた部分を元におし戻すことにより、外観上平坦となる。また、接続部の絶縁処理が必要な場合には、樹脂封止材料等をあらかじめ塗布して、絶縁処理を行うことにより絶縁の信頼性がさらに向上する。
【００２９】
さらに、上記請求項１の発明の実施態様として、下記が好適である。即ち、外部リード線接続部材の幅寸法は、内部リード線の幅寸法と同等ないしはそれより小とする（請求項２）。内部リード線より幅広寸法の場合には、先端部の材料が太陽電池モジュール内に一部残存してしまい、信頼性の面から問題となる。
【００３０】
また、外部リード線接続部材と内部リード線との接続は、半田付け，カシメ，導電性接着剤のいずれかとする（請求項３）。さらに、剥離部材は、フッ素系樹脂材料などの非接着性材料とする（請求項４）。
【００３１】
さらにまた、前述の課題を解決するため、請求項５の発明によれば、電気絶縁性を有するフィルム基板上に形成された太陽電池を、電気絶縁性の保護材により封止するために、太陽電池の受光面側および非受光面側の双方に保護層を設け、前記太陽電池の側方に前記保護層を延長して非発電領域を形成した太陽電池モジュールの電力リード引き出し方法において、太陽電池モジュールの内部リード線の一部に電力の引き出し部を設け、この引き出し部は、前記内部リード線を略Ｓ字状に折り返して可撓性の折り返し部を有するものとしてなり、モジュールの保護材による封止後、前記折り返し部を含む前記保護層を貫通して四角形の一辺を残した略コ字状の切り込みを入れた後、該切り込み部の保護層と前記折り返し部とを一体的に受光面側または非受光面側に引き起こし、前記折り返し部を露出したものとして形成し、この折り返し部を、前記引き起こされた切り込み部の位置の受光面側または非受光面側の保護層の上に設けられた電力端子箱に固定されたケーブルに接続された端子もしくはケーブルの棒状端子に、電気的に接続することとする。
【００３２】
この方法によれば、前記折り返し部に外部リード線を直接あるいは中間部材を介して、例えば半田付けすることにより、電気的および機械的な接続が可能となり、請求項１の発明と同様に、前記従来の問題点を解決できる。
【００３３】
また、前記請求項１または５に記載の電力リード引き出し方法において、前記先端部とケーブルに接続された端子もしくはケーブルの棒状端子との接続、または、前記折り返し部とケーブルに接続された端子もしくはケーブルの棒状端子との接続は、直接接続ないしは中間導電接続部材を介しての接続とし、この接続は、半田付け，カシメ，導電性接着剤のいずれかとする方法（請求項６）が好適である。
【００３４】
【発明の実施の形態】
図面に基づき、本発明の実施の形態について以下に述べる。
【００３５】
（実施形態１）
図１，図３および図４は、請求項１ないし４の発明に関わる実施例を示す。
図３は、モジュールの電力引き出し部先端部を、切り込み部において引き起こした状態の斜視図、図４は電力端子箱を透視してケーブルに接続した棒状端子に外部リード線接続部材を取付けた状態の斜視図を示す。また、図１は、引き出し部先端部の概念的部分断面図を示し、図１（ａ）は剥離部材が存在する状態であって図３におけるＡ−Ａ断面図を示し、図１（ｂ）は剥離部材を除去後、棒状端子が接続される状態を示す。
【００３６】
まず図１（ａ）に示すように、内部リード線５２の一部に電力の引き出し部４０を設け、その先端部に外部リード線接続部材５１を設ける。この外部リード線接続部材５１の片側には、剥離部材９０として、フッ素系粘着テープ（ニトフロン：日東電工株式会社製）を内部リード線５２と対向する位置に貼付け、もう一方側は内部リード線５２に半田付けしておく。外部リード線接続部材５１は導電性接着剤または導電性粘着材によって内部リード線５２と接続固定することもできる。電力リード引き出し作業前のモジュールにおいては、図１における外部リード線接続部材５１および剥離部材９０は、保護層７０の中に埋設された状態となっている。
【００３７】
外部リード線接続部材５１の厚さは0.035mm〜0.200mmが適しており、0.035mm以下ではラミネート後の剥離作業時に切断してしまい要求を満足しない。また、0.200mm以上では硬さが固くなり作業性が悪くなる。
【００３８】
次に、内部リード線５２上の保護層７０に専用カッターを用いてコの字型に切り込みを入れ、その部分の外部リード線接続部材５１を保護層７０と共に上に引き上げた後、図１（ｂ）に示すように、外部リード線接続部材５１上の剥離部材９０を除去し、接続部分を露出させ、図４に示すケーブル２１０の棒状端子２０９に半田付けを行う。図３の斜視図において、１１３は切り込み部を、１０３は補強層を示す。また、図４において、２０１は電力端子箱を示す。
【００３９】
ところで、上記実施形態においては、外部リード線接続部材５１を直接ケーブル２１０の棒状端子２０９に接続する場合を示したが、図示しない中間導電接続部材を介しての接続とすることもできる。また接続は、半田付け以外に、カシメ，導電性接着剤を用いて行うこともできる。従って、電力リードの引き出しは、位置に関係なく、どの方向からでも引き出せる。なお、逆流防止ダイオード等を挿入する場合はこの時点で作業するのがよい。また、電力端子箱２０１の接続は外部リード線接続部材５１を接続する前に作業を行うことも可能である。
【００４０】
さらに、外部リード線接続部材５１を接続後、絶縁処理が必要な場合には、例えばエポキシ樹脂等の絶縁材料を外部リード線接続部に塗布し、引き起こした部分を元におし戻すことにより外観上均一化し、最後に、電力端子箱２０１内に、例えばエポキシ樹脂（アラルダイド：ＣＩＢＡ）材料を注入・硬化させて水分浸入防止を兼ねた絶縁処理を行い、電力端子箱２０１の蓋を取り付けることが望ましい。
【００４１】
上記方法によれば、従来技術の問題は解決され、電気的にも機械的にも信頼性の高い電力リード引き出し構造とすることができ、また、作業性も向上する。
【００４２】
（実施形態２）
図２，図５および図６は、請求項５の発明に関わる実施例を示す。
図５は、モジュールの電力引き出し部先端部を、切り込み部において引き起こした状態の斜視図、図６は電力端子箱を透視してケーブルに接続した棒状端子に内部リード線の折り返し部を取付けた状態の斜視図を示す。また、図２は、引き出し部先端部の概念的部分断面図を示す。図２は剥離部材が存在する状態であって図５におけるＢ−Ｂ断面図を示す。
【００４３】
図２に示すように、内部リード線５２の一部に電力の引き出し部４０を設け、この引き出し部には、折り返し部５３を設ける。この折り返し部５３の片側には、作業の容易化のため必要に応じ、図示のように剥離部材９１として、フッ素系粘着テープを貼付ける。電力リード引き出し作業前のモジュールにおいては、図２における折り返し部５３および剥離部材９１は、保護層７０の中に埋設された状態となっている。
【００４４】
次に、内部リード線５２上の保護層７０に専用カッターを用いてコの字型に切り込みを入れ、その部分の折り返し部５３を保護層７０と共に上に引き上げた後、図６に示すように、折り返し部５３上の剥離部材９１を除去し、接続部分を露出させ、ケーブル２１０の棒状端子２０９に半田付けを行う。この場合においても、図示しない中間導電接続部材を介しての接続とすることもできる。また接続は、半田付け以外に、カシメ，導電性接着剤を用いて行うこともできる。
【００４５】
さらに、上記実施形態においては、折り返し部５３の中央隙間部分にケーブル２１０の棒状端子２０９を挿入して接続する場合を示したが、図２における剥離部材９１の部分に前記棒状端子２０９を当接して接続することもできる。
【００４６】
上記実施形態２の方法によれば、実施形態１の方法と同様に、従来技術の問題は解決され、電気的にも機械的にも信頼性の高い電力リード引き出し構造とすることができ、また、作業性も向上する。
【００４７】
（実施例）
上記実施形態１および２の方法により製作した太陽電池モジュールについて、高温高湿(85℃、95%RH)試験を2000時間行った結果、外観の変化は無く電気的不良（絶縁不良）等の発生は見られなかった。
【００４８】
【発明の効果】
この発明によれば前述のように、電気絶縁性を有するフィルム基板上に形成された太陽電池を、電気絶縁性の保護材により封止するために、太陽電池の受光面側および非受光面側の双方に保護層を設け、前記太陽電池の側方に前記保護層を延長して非発電領域を形成した太陽電池モジュールの電力リード引き出し方法において、太陽電池モジュールの内部リード線の一部に電力の引き出し部を設け、この引き出し部は、前記内部リード線と外部リード線接続部材とを接続してなり、かつ外部リード線接続部材の先端部の内部リード線側に所定長さの剥離部材を配設してなり、モジュールの保護材による封止後、前記先端部を含む前記保護層を貫通して四角形の一辺を残した略コ字状の切り込みを入れた後、該切り込み部の保護層と前記外部リード線接続部材の先端部とを一体的に受光面側または非受光面側に引き起こし、かつ前記剥離部材を剥離して前記外部リード線接続部材の先端部を露出したものとして形成し、この先端部を、前記引き起こされた切り込み部の位置の受光面側または非受光面側の保護層の上に設けられた電力端子箱に固定されたケーブルに接続された端子もしくはケーブルの棒状端子に、電気的に接続することとする（請求項１）か、もしくは、前記引き出し部は、前記内部リード線を略Ｓ字状に折り返して可撓性の折り返し部を有するものとしてなり、モジュールの保護材による封止後、前記折り返し部を含む前記保護層を貫通して四角形の一辺を残した略コ字状の切り込みを入れた後、該切り込み部の保護層と前記折り返し部とを一体的に受光面側または非受光面側に引き起こし、前記折り返し部を露出したものとして形成し、この折り返し部を、前記引き起こされた切り込み部の位置の受光面側または非受光面側の保護層の上に設けられた電力端子箱に固定されたケーブルに接続された端子もしくはケーブルの棒状端子に、電気的に接続すること（請求項５）とすることにより、太陽電池から発電した電力を外部に引出す電力リード線と外部のケーブルとの接合作業が簡便で、信頼性が高い太陽電池モジュールの電力リード引き出し方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の電力リード線引き出し部先端部の概念的部分断面図
【図２】この発明の異なる電力リード線引き出し部先端部の概念的部分断面図
【図３】電力引き出し部先端部を切り込み部において引き起こした状態の斜視図
【図４】ケーブルに接続した棒状端子に外部リード線接続部材を取付けた状態の斜視図
【図５】図３とは異なる電力引き出し部先端部を切り込み部において引き起こした状態の斜視図
【図６】ケーブルに接続した棒状端子に内部リード線の折り返し部を取付けた状態の斜視図
【図７】従来の太陽電池モジュールの上面図
【図８】従来の太陽電池モジュールの断面図
【図９】従来の電力端子箱の断面図
【図１０】従来の電力端子箱の上面図
【符号の説明】
４０：電力の引き出し部、５１：外部リード線接続部材、５２：内部リード線、５３：折り返し部、７０：保護層、９０，９１：剥離部材、１１３：切り込み部、+２０１：電力端子箱、２０９：棒状端子、２１０：ケーブル。
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気絶縁性を有するフィルム基板上に形成された太陽電池の受光面側および非受光面側の双方に電気絶縁性の保護層を設けた太陽電池モジュールの電力リード引き出し方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、環境保護の立場から、クリーンなエネルギーの研究開発が進められている。中でも、太陽電池はその資源（太陽光）が無限であること、無公害であることから注目を集めている。同一基板上に形成された複数の太陽電池素子が、直列接続されてなる太陽電池（光電変換装置）の代表例は、薄膜太陽電池である。
【０００３】
薄膜太陽電池は、薄型で軽量、製造コストの安さ、大面積化が容易であることなどから、今後の太陽電池の主流となると考えられ、電力供給用以外に、建物の屋根や窓などにとりつけて利用される業務用，一般住宅用にも需要が広がってきている。
【０００４】
従来の薄膜太陽電池はガラス基板を用いていたが、軽量化、施工性、量産性においてプラスチックフィルムを用いたフレキシブルタイプの太陽電池の研究開発がすすめられている。このフレキシブル性を生かし、ロールツーロール方式の製造方法により大量生産が可能となった。
【０００５】
上記薄膜太陽電池モジュールとして、電気絶縁性を有するフィルム基板上に形成された太陽電池を、電気絶縁性の保護材により封止するために、太陽電池の受光面側および非受光面側の双方に保護層を設けたものが知られている。
【０００６】
上記太陽電池モジュールは、保護材がプラスチックのため、ねじれや引っ張り力に対する強度が弱く、このため施工時の外力によって破損したりするおそれがあるので、この問題を解消するために、特許第２６５１１２１号や特許第２７１９１１４号に記載されたように、太陽電池モジュールの裏面全体に補強板を設けたり、実開昭５５−２５３８３号公報に記載のように、非発電領域に補強材と電力リード線を兼用した構造のものが開発されている。
【０００７】
さらに、設置が容易でかつコスト低減を図った太陽電池モジュール構造として、太陽電池の受光面側および非受光面側の双方に保護層を設けた太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池の側方に前記保護層を延長して非発電領域を形成し、この非発電領域に、太陽電池モジュール設置用の取付け穴を設けたものが、本願出願人により提案されている（特願平１１−１７２６２４号参照）。
【０００８】
図７および図８は、上記特願平１１−１７２６２４号に記載された太陽電池モジュールの構造の一例を示し、その電力リード引き出し装置構造の詳細を、図９および図１０に示す。
【０００９】
図７，８に示す太陽電池モジュールにおいて、太陽電池１の太陽光入射側である受光面側に、ＥＶＡなどを使用した接着層２、並びにＥＴＦＥなどを使用した防湿層３、ＥＶＡにガラス繊維を充填して機械的強度を高めた強化層４、その上にＥＴＦＥなどを使用した汚損物質付着防止の表面保護層５からなる耐候性保護層としての受光面側保護層６が積層され、太陽電池１を保護している。
【００１０】
また太陽光入射側と反対側である非受光側には、接着層７、防水と電気絶縁を兼ねたＥＴＦＥやポリイミドを使用した絶縁層８、補強層１１との接合の役目をなすＥＶＡなどを使用した接着層９が積層されて非受光面側保護層１０が形成され、その上に積層された金属製平板などを使用した補強層１１が接着されており、上記各層は加圧熱融着ラミネートで一体化されている。
【００１１】
本構成に使用する太陽電池１は、結晶系，非結晶系のいずれも使用できるが、特に薄膜基板型の非晶質太陽電池が望ましい。なお、各層のラミネートは、一般に、図８における紙面上部の表面保護層５から順に下方に向かって行われるが、太陽電池１と接着層２は、あらかじめ一体化されている。また、ニーズに応じて、一部の層を省略することができる。
【００１２】
さらに、受光面側保護層６、非受光面側保護層１０、補強層１１は太陽電池１の側方の非発電領域まで延長され、非発電領域には略四角形状の太陽電池１の両側辺に沿って平行的に平箔銅線の電力リード線（以下、内部リード線ともいう。）１２が配置され、導電性粘着テープ若しくはハンダ付け平箔銅線の渡り線１３で太陽電池１の図示しないプラス極、またはマイナス極にそれぞれ接続されている。
【００１３】
また、電力リード線１２の端部近傍には、発電した電力を外部に引出す中継をなす電力端子箱１４が補強層１１に接着、またはネジ止めで固定されており、電力リード線１２とケーブル１５が接続線１６で電気的に接続されて全体として四角形で平板状の太陽電池モジュール５０を形成している。
【００１４】
ここで、この発明に関わる電力リードの引き出し構造とその方法について、以下に詳述する。図９は電力端子箱１４の断面図で図８とは上下反対に示している。また図１０は電力端子箱１４のフタ２７を外した上面図である。
【００１５】
図９，１０において、電力リード線１２のほぼ直上から補強層１１、接着層９、絶縁層８、接着層７を貫通して穴１７が開けられ、電力リード線１２の表面が露出し、また穴１７の上に電力端子箱１４の穴１８がほぼ同軸上に並ぶように、補強層１１に当接してベース台２８が配置され、補強層１１に接着固定、または図示しないネジで締結固定されている。
【００１６】
上記穴１７には、例えば銅線を使用した接続線１６が挿入され、端部が電力リード線１２とハンダ接合されている。接続線１６はベース台２８の穴１８を通ってベース台２８の端子台１９に導かれ、その端部は端子台１９のネジ２０で逆流防止ダイオード２１のリード線２２と共に締結固定される。また逆流防止ダイオード２１の他方のリード線２３は端子台２４に導かれ、ケーブル１５の導体芯線２５とともにネジ２６で締結固定されている。
【００１７】
なお、逆流防止ダイオード２１は太陽電池１のプラス極側、若しくはマイナス極側のいずれか一方に挿入すれば、その役目を果たすことができるため、不要な場合は外して接続線１６を直接、端子台２４につなぎ込まれる。
【００１８】
また、穴１７、穴１８には水分侵入による絶縁不良を無くすため、防水・絶縁性の樹脂が充填され、同様に端子台１９、２４ネジ２０、２６も防水性樹脂で覆われており、蓋２７がベース台２８に被せられ、接着もしくは図示しないネジで締結固定されて電力端子箱１４を形成している。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記図９および図１０に示すような従来の太陽電池モジュールの電力リード引き出し方法は、以下のような問題点がある。
【００２０】
▲１▼円形若しくは四角形の穴１７は、補強層１１から接着層７までに切り込みを入れ、穴１７内の各層を取り除くことで形成されるが、硬さの異なる層に切り込みを入れる作業が困難である。補強層は予め穴を開けておくことは可能であるが、接着層７の材料であるＥＶＡはラミネート接着時に熱で溶かして融着させるため、穴をあけても塞がってしまい、また柔らかいために切削加工も出来ない。加えて補強層１１から接着層７までの高さが、ラミネート時の加圧力、加熱温度、加熱時間でＥＶＡの溶け具合が変化するために必ずしも一定でなく、自動化が非常に困難である。
【００２１】
▲２▼切り込み後、穴１７内の各層を取り除く際、接着層７が電力リード線１２に接着しているために剥離が困難で、手作業の削り取りは作業性が悪くて非量産的であり、熱で溶融、蒸発させての除去は周りの各層を損傷する。
【００２２】
▲３▼剥離後、接続線１６を電力リード線１２にハンダ付けする際、上記の剥離が完全に行われずに電力リード線１２の剥離面にＥＶＡが残っていると、ハンダ付けが出来ない。強引にハンダ熱でＥＶＡを蒸発させれば、ハンダ付けは可能であるが、接合信頼性が低く、ＥＶＡを蒸発させるために長時間、ハンダコテをあてているとその熱で周囲の各層を損傷し、また電力リード線１２に伝わった熱で、導電性粘着テープなどの渡り線１３と電力リード線１２の接触部が損傷して電気接続が損なわれる。
【００２３】
▲４▼電力端子箱１４を補強層１１に取り付けるため、補強層１１から電力リード線１２に向かって穴１７を開け、上記▲３▼項のハンダ付けを長時間行うと接着層７、９が溶けて電力リード線１２が補強層１１に近づく。ここで補強層１１が金属性である場合、絶縁層８があるものの熱で劣化して電気絶縁性が損なわれて絶縁抵抗が低下し、最悪時には短絡を起こす。補強層１１が金属でない場合でも、電力リード線の下部の保護層が貫通して、水分の侵入により絶縁特性が低下する。
【００２４】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、本発明の課題は、太陽電池から発電した電力を外部に引出す電力リード線と外部のケーブルとの接合作業が簡便で，信頼性が高い太陽電池モジュールの電力リード引き出し方法を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため、請求項１の発明によれば、電気絶縁性を有するフィルム基板上に形成された太陽電池を、電気絶縁性の保護材により封止するために、太陽電池の受光面側および非受光面側の双方に保護層を設け、前記太陽電池の側方に前記保護層を延長して非発電領域を形成した太陽電池モジュールの電力リード引き出し方法において、太陽電池モジュールの内部リード線の一部に電力の引き出し部を設け、この引き出し部は、前記内部リード線と外部リード線接続部材とを接続してなり、かつ外部リード線接続部材の先端部の内部リード線側に所定長さの剥離部材を配設してなり、モジュールの保護材による封止後、前記先端部を含む前記保護層を貫通して四角形の一辺を残した略コ字状の切り込みを入れた後、該切り込み部の保護層と前記外部リード線接続部材の先端部とを一体的に受光面側または非受光面側に引き起こし、かつ前記剥離部材を剥離して前記外部リード線接続部材の先端部を露出したものとして形成し、この先端部を、前記引き起こされた切り込み部の位置の受光面側または非受光面側の保護層の上に設けられた電力端子箱に固定されたケーブルに接続された端子もしくはケーブルの棒状端子に，電気的に接続することとする。
【００２６】
前記内部リード線と外部リード線接続部材との２層構造を有する先端部は、保護層に切り込みを入れ、剥離部材を除去するだけで、電気的な接続部が現れる簡単な構造となっている。この接続部に外部リード線を直接あるいは中間部材を介して、例えば半田付けすることにより、電気的および機械的な接続が可能となる。
【００２７】
従って、上記方法によれば、従来のように内部リード線上の封止保護層材料を手作業による切り取りや熱による除去作業が必要なくなり、前記問題点を解決でき、絶縁の信頼性を向上することができる。
【００２８】
なお、外部リード線を接続後、外部リード線接続部材の引き上げた部分を元におし戻すことにより、外観上平坦となる。また、接続部の絶縁処理が必要な場合には、樹脂封止材料等をあらかじめ塗布して、絶縁処理を行うことにより絶縁の信頼性がさらに向上する。
【００２９】
さらに、上記請求項１の発明の実施態様として、下記が好適である。即ち、外部リード線接続部材の幅寸法は、内部リード線の幅寸法と同等ないしはそれより小とする（請求項２）。内部リード線より幅広寸法の場合には、先端部の材料が太陽電池モジュール内に一部残存してしまい、信頼性の面から問題となる。
【００３０】
また、外部リード線接続部材と内部リード線との接続は、半田付け，カシメ，導電性接着剤のいずれかとする（請求項３）。さらに、剥離部材は、フッ素系樹脂材料などの非接着性材料とする（請求項４）。
【００３１】
さらにまた、前述の課題を解決するため、請求項５の発明によれば、電気絶縁性を有するフィルム基板上に形成された太陽電池を、電気絶縁性の保護材により封止するために、太陽電池の受光面側および非受光面側の双方に保護層を設け、前記太陽電池の側方に前記保護層を延長して非発電領域を形成した太陽電池モジュールの電力リード引き出し方法において、太陽電池モジュールの内部リード線の一部に電力の引き出し部を設け、この引き出し部は、前記内部リード線を略Ｓ字状に折り返して可撓性の折り返し部を有するものとしてなり、モジュールの保護材による封止後、前記折り返し部を含む前記保護層を貫通して四角形の一辺を残した略コ字状の切り込みを入れた後、該切り込み部の保護層と前記折り返し部とを一体的に受光面側または非受光面側に引き起こし、前記折り返し部を露出したものとして形成し、この折り返し部を、前記引き起こされた切り込み部の位置の受光面側または非受光面側の保護層の上に設けられた電力端子箱に固定されたケーブルに接続された端子もしくはケーブルの棒状端子に、電気的に接続することとする。
【００３２】
この方法によれば、前記折り返し部に外部リード線を直接あるいは中間部材を介して、例えば半田付けすることにより、電気的および機械的な接続が可能となり、請求項１の発明と同様に、前記従来の問題点を解決できる。
【００３３】
また、前記請求項１または５に記載の電力リード引き出し方法において、前記先端部とケーブルに接続された端子もしくはケーブルの棒状端子との接続、または、前記折り返し部とケーブルに接続された端子もしくはケーブルの棒状端子との接続は、直接接続ないしは中間導電接続部材を介しての接続とし、この接続は、半田付け，カシメ，導電性接着剤のいずれかとする方法（請求項６）が好適である。
【００３４】
【発明の実施の形態】
図面に基づき、本発明の実施の形態について以下に述べる。
【００３５】
（実施形態１）
図１，図３および図４は、請求項１ないし４の発明に関わる実施例を示す。
図３は、モジュールの電力引き出し部先端部を、切り込み部において引き起こした状態の斜視図、図４は電力端子箱を透視してケーブルに接続した棒状端子に外部リード線接続部材を取付けた状態の斜視図を示す。また、図１は、引き出し部先端部の概念的部分断面図を示し、図１（ａ）は剥離部材が存在する状態であって図３におけるＡ−Ａ断面図を示し、図１（ｂ）は剥離部材を除去後、棒状端子が接続される状態を示す。
【００３６】
まず図１（ａ）に示すように、内部リード線５２の一部に電力の引き出し部４０を設け、その先端部に外部リード線接続部材５１を設ける。この外部リード線接続部材５１の片側には、剥離部材９０として、フッ素系粘着テープ（ニトフロン：日東電工株式会社製）を内部リード線５２と対向する位置に貼付け、もう一方側は内部リード線５２に半田付けしておく。外部リード線接続部材５１は導電性接着剤または導電性粘着材によって内部リード線５２と接続固定することもできる。電力リード引き出し作業前のモジュールにおいては、図１における外部リード線接続部材５１および剥離部材９０は、保護層７０の中に埋設された状態となっている。
【００３７】
外部リード線接続部材５１の厚さは0.035mm〜0.200mmが適しており、0.035mm以下ではラミネート後の剥離作業時に切断してしまい要求を満足しない。また、0.200mm以上では硬さが固くなり作業性が悪くなる。
【００３８】
次に、内部リード線５２上の保護層７０に専用カッターを用いてコの字型に切り込みを入れ、その部分の外部リード線接続部材５１を保護層７０と共に上に引き上げた後、図１（ｂ）に示すように、外部リード線接続部材５１上の剥離部材９０を除去し、接続部分を露出させ、図４に示すケーブル２１０の棒状端子２０９に半田付けを行う。図３の斜視図において、１１３は切り込み部を、１０３は補強層を示す。また、図４において、２０１は電力端子箱を示す。
【００３９】
ところで、上記実施形態においては、外部リード線接続部材５１を直接ケーブル２１０の棒状端子２０９に接続する場合を示したが、図示しない中間導電接続部材を介しての接続とすることもできる。また接続は、半田付け以外に、カシメ，導電性接着剤を用いて行うこともできる。従って、電力リードの引き出しは、位置に関係なく、どの方向からでも引き出せる。なお、逆流防止ダイオード等を挿入する場合はこの時点で作業するのがよい。また、電力端子箱２０１の接続は外部リード線接続部材５１を接続する前に作業を行うことも可能である。
【００４０】
さらに、外部リード線接続部材５１を接続後、絶縁処理が必要な場合には、例えばエポキシ樹脂等の絶縁材料を外部リード線接続部に塗布し、引き起こした部分を元におし戻すことにより外観上均一化し、最後に、電力端子箱２０１内に、例えばエポキシ樹脂（アラルダイド：ＣＩＢＡ）材料を注入・硬化させて水分浸入防止を兼ねた絶縁処理を行い、電力端子箱２０１の蓋を取り付けることが望ましい。
【００４１】
上記方法によれば、従来技術の問題は解決され、電気的にも機械的にも信頼性の高い電力リード引き出し構造とすることができ、また、作業性も向上する。
【００４２】
（実施形態２）
図２，図５および図６は、請求項５の発明に関わる実施例を示す。
図５は、モジュールの電力引き出し部先端部を、切り込み部において引き起こした状態の斜視図、図６は電力端子箱を透視してケーブルに接続した棒状端子に内部リード線の折り返し部を取付けた状態の斜視図を示す。また、図２は、引き出し部先端部の概念的部分断面図を示す。図２は剥離部材が存在する状態であって図５におけるＢ−Ｂ断面図を示す。
【００４３】
図２に示すように、内部リード線５２の一部に電力の引き出し部４０を設け、この引き出し部には、折り返し部５３を設ける。この折り返し部５３の片側には、作業の容易化のため必要に応じ、図示のように剥離部材９１として、フッ素系粘着テープを貼付ける。電力リード引き出し作業前のモジュールにおいては、図２における折り返し部５３および剥離部材９１は、保護層７０の中に埋設された状態となっている。
【００４４】
次に、内部リード線５２上の保護層７０に専用カッターを用いてコの字型に切り込みを入れ、その部分の折り返し部５３を保護層７０と共に上に引き上げた後、図６に示すように、折り返し部５３上の剥離部材９１を除去し、接続部分を露出させ、ケーブル２１０の棒状端子２０９に半田付けを行う。この場合においても、図示しない中間導電接続部材を介しての接続とすることもできる。また接続は、半田付け以外に、カシメ，導電性接着剤を用いて行うこともできる。
【００４５】
さらに、上記実施形態においては、折り返し部５３の中央隙間部分にケーブル２１０の棒状端子２０９を挿入して接続する場合を示したが、図２における剥離部材９１の部分に前記棒状端子２０９を当接して接続することもできる。
【００４６】
上記実施形態２の方法によれば、実施形態１の方法と同様に、従来技術の問題は解決され、電気的にも機械的にも信頼性の高い電力リード引き出し構造とすることができ、また、作業性も向上する。
【００４７】
（実施例）
上記実施形態１および２の方法により製作した太陽電池モジュールについて、高温高湿(85℃、95%RH)試験を2000時間行った結果、外観の変化は無く電気的不良（絶縁不良）等の発生は見られなかった。
【００４８】
【発明の効果】
この発明によれば前述のように、電気絶縁性を有するフィルム基板上に形成された太陽電池を、電気絶縁性の保護材により封止するために、太陽電池の受光面側および非受光面側の双方に保護層を設け、前記太陽電池の側方に前記保護層を延長して非発電領域を形成した太陽電池モジュールの電力リード引き出し方法において、太陽電池モジュールの内部リード線の一部に電力の引き出し部を設け、この引き出し部は、前記内部リード線と外部リード線接続部材とを接続してなり、かつ外部リード線接続部材の先端部の内部リード線側に所定長さの剥離部材を配設してなり、モジュールの保護材による封止後、前記先端部を含む前記保護層を貫通して四角形の一辺を残した略コ字状の切り込みを入れた後、該切り込み部の保護層と前記外部リード線接続部材の先端部とを一体的に受光面側または非受光面側に引き起こし、かつ前記剥離部材を剥離して前記外部リード線接続部材の先端部を露出したものとして形成し、この先端部を、前記引き起こされた切り込み部の位置の受光面側または非受光面側の保護層の上に設けられた電力端子箱に固定されたケーブルに接続された端子もしくはケーブルの棒状端子に、電気的に接続することとする（請求項１）か、もしくは、前記引き出し部は、前記内部リード線を略Ｓ字状に折り返して可撓性の折り返し部を有するものとしてなり、モジュールの保護材による封止後、前記折り返し部を含む前記保護層を貫通して四角形の一辺を残した略コ字状の切り込みを入れた後、該切り込み部の保護層と前記折り返し部とを一体的に受光面側または非受光面側に引き起こし、前記折り返し部を露出したものとして形成し、この折り返し部を、前記引き起こされた切り込み部の位置の受光面側または非受光面側の保護層の上に設けられた電力端子箱に固定されたケーブルに接続された端子もしくはケーブルの棒状端子に、電気的に接続すること（請求項５）とすることにより、太陽電池から発電した電力を外部に引出す電力リード線と外部のケーブルとの接合作業が簡便で、信頼性が高い太陽電池モジュールの電力リード引き出し方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の電力リード線引き出し部先端部の概念的部分断面図
【図２】この発明の異なる電力リード線引き出し部先端部の概念的部分断面図
【図３】電力引き出し部先端部を切り込み部において引き起こした状態の斜視図
【図４】ケーブルに接続した棒状端子に外部リード線接続部材を取付けた状態の斜視図
【図５】図３とは異なる電力引き出し部先端部を切り込み部において引き起こした状態の斜視図
【図６】ケーブルに接続した棒状端子に内部リード線の折り返し部を取付けた状態の斜視図
【図７】従来の太陽電池モジュールの上面図
【図８】従来の太陽電池モジュールの断面図
【図９】従来の電力端子箱の断面図
【図１０】従来の電力端子箱の上面図
【符号の説明】
４０：電力の引き出し部、５１：外部リード線接続部材、５２：内部リード線、５３：折り返し部、７０：保護層、９０，９１：剥離部材、１１３：切り込み部、+２０１：電力端子箱、２０９：棒状端子、２１０：ケーブル。
Claims (6)
- 電気絶縁性を有するフィルム基板上に形成された太陽電池を、電気絶縁性の保護材により封止するために、太陽電池の受光面側および非受光面側の双方に保護層を設け、前記太陽電池の側方に前記保護層を延長して非発電領域を形成した太陽電池モジュールの電力リード引き出し方法において、太陽電池モジュールの内部リード線の一部に電力の引き出し部を設け、この引き出し部は、前記内部リード線と外部リード線接続部材とを接続してなり、かつ外部リード線接続部材の先端部の内部リード線側に所定長さの剥離部材を配設してなり、モジュールの保護材による封止後、前記先端部を含む前記保護層を貫通して四角形の一辺を残した略コ字状の切り込みを入れた後、該切り込み部の保護層と前記外部リード線接続部材の先端部とを一体的に受光面側または非受光面側に引き起こし、かつ前記剥離部材を剥離して前記外部リード線接続部材の先端部を露出したものとして形成し、この先端部を、前記引き起こされた切り込み部の位置の受光面側または非受光面側の保護層の上に設けられた電力端子箱に固定されたケーブルに接続された端子もしくはケーブルの棒状端子に、電気的に接続することを特徴とする太陽電池モジュールの電力リード引き出し方法。
- 外部リード線接続部材の幅寸法は、内部リード線の幅寸法と同等ないしはそれより小とすることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュールの電力リード引き出し方法。
- 外部リード線接続部材と内部リード線との接続は、半田付け，カシメ，導電性接着剤のいずれかとすることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュールの電力リード引き出し方法。
- 剥離部材は、フッ素系樹脂材料などの非接着性材料とすることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュールの電力リード引き出し方法。
- 電気絶縁性を有するフィルム基板上に形成された太陽電池を、電気絶縁性の保護材により封止するために、太陽電池の受光面側および非受光面側の双方に保護層を設け、前記太陽電池の側方に前記保護層を延長して非発電領域を形成した太陽電池モジュールの電力リード引き出し方法において、太陽電池モジュールの内部リード線の一部に電力の引き出し部を設け、この引き出し部は、前記内部リード線を略Ｓ字状に折り返して可撓性の折り返し部を有するものとしてなり、モジュールの保護材による封止後、前記折り返し部を含む前記保護層を貫通して四角形の一辺を残した略コ字状の切り込みを入れた後、該切り込み部の保護層と前記折り返し部とを一体的に受光面側または非受光面側に引き起こし、前記折り返し部を露出したものとして形成し、この折り返し部を、前記引き起こされた切り込み部の位置の受光面側または非受光面側の保護層の上に設けられた電力端子箱に固定されたケーブルに接続された端子もしくはケーブルの棒状端子に、電気的に接続することを特徴とする太陽電池モジュールの電力リード引き出し方法。
- 請求項１または５に記載の電力リード引き出し方法において、前記先端部とケーブルに接続された端子もしくはケーブルの棒状端子との接続、または、前記折り返し部とケーブルに接続された端子もしくはケーブルの棒状端子との接続は、直接接続ないしは中間導電接続部材を介しての接続とし、この接続は、半田付け，カシメ，導電性接着剤のいずれかとすることを特徴とする太陽電池モジュールの電力リード引き出し方法。
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