JP3889644B2 - 太陽電池モジュール - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽光発電を行うべく住宅の屋根等に設置される太陽電池モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】
光電変換効果を利用して光エネルギを電気エネルギに変換する太陽光発電は、クリーンエネルギを得る手段として広く行われている。そして、太陽電池の光電変換効率の向上に伴って、個人住宅でも、多数の太陽電池モジュールを用いる太陽光発電システムが稼動するようになってきている。
【0003】
図5は、一般的な太陽電池モジュールの外観構成図、図6は、図5のX−X線における従来の太陽電池モジュールの断面図である。図において、7はAl製の矩形の枠体である。枠体7の上側半分には凹部が設けられており、その上側の凹部には、シリコーンからなる充填材6を介して、ガラス板1と保護フィルム50とが適宜の距離を隔てて取り付けられている。この保護フィルム50は、例えばPVF(ポリフッ化ビニル)製の耐候性シート50b,50bでAl箔50aを挟みこんだ構成をなしており、耐候性、特に高い耐湿性を有している。ガラス板1と保護フィルム50との間には、EVA(エチレンビニルアセテート)からなる封止樹脂3により、複数の太陽電池セル2が封止されている。各太陽電池セル2は、配線タブの突起2aを有する場合がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
Al箔50aを含む防湿性の保護フィルム50を有する太陽電池モジュールにあっては、以下に述べるような理由で絶縁性に問題がある。つまり、内部の太陽電池セル2またはその配線タブの突起2aが保護フィルム50のAl箔50aに接触したり(図6のA部)、特に雨天時に保護フィルム50のAl箔50aと枠体7とが短絡状態になったり(図6のB部,C部)することがあり、絶縁性低下を引き起こすことになる。
【0005】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、高い絶縁性能を得ることができ、耐電圧性能の向上と長期使用の信頼性向上とを図れる太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
【0006】
【0007】
【0008】
【0009】
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る太陽電池モジュールは、第1保護層と防湿性の第2保護層との間に太陽電池セルを封止している太陽電池モジュールにおいて、前記第2保護層は、Al箔を耐候性シートで挟み込んだ構成をなしており、当該第2保護層の前記太陽電池セルと反対側の全面に、封止樹脂を介して絶縁性の樹脂シートを設けてあることを特徴とする。
【0011】
本発明の太陽電池モジュールにあっては、第2保護層(保護フィルム)の太陽電池セルとは反対側に、絶縁性を有する樹脂シートを設けているため、太陽電池セルまたはその配線タブの突起が第2保護層(保護フィルム)の金属箔に接触したとしても、その下方に設けられた絶縁性の樹脂シートによって更に金属製の枠体まで導通することがなくなり、高い絶縁性を保てる。
【0012】
【0013】
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。
(第1参考形態)
図1は、図5のX−X線における第1参考形態の太陽電池モジュールの断面図である。図において、7は例えばAl製の矩形の枠体である。枠体7の上側半分には凹部が設けられており、その上側の凹部には、例えばシリコーンからなる充填材6を介して、第1保護層としてのガラス板1と第2保護層としての保護フィルム5とが適宜の距離を隔てて取り付けられている。この保護フィルム5は、例えばPVF製の耐候性シート5b,5bでAl箔5aを挟みこんだ構成をなしており、耐候性、特に高い耐湿性を有している。
【0015】
ガラス板1と保護フィルム5との間には、EVAからなる封止樹脂3により、複数の太陽電池セル2と例えばPET(ポリエチレンテレフタレート)からなる絶縁性に優れた合成樹脂シート4とが、ガラス板1側からこの順に封止されている。太陽電池セル2と合成樹脂シート4との間にも封止樹脂3は充填されている。各太陽電池セル2は、配線タブの突起2aを有する場合がある。
【0016】
保護フィルム5のAl箔5aは、これを挟み込む耐候性シート5b,5bよりも小さい。Al箔5aの面積は、太陽電池セル2の全面積よりも大きく、且つ、枠体7の開口面積より小さく構成されている。
【0017】
この第1参考形態では、Al箔5aを含む保護フィルム5と太陽電池セル2との間に絶縁性を有する合成樹脂シート4を設けているので、太陽電池セル2またはその配線タブの突起2aが保護フィルム5の金属箔5aに接触せず、太陽電池セル2と保護フィルム5との高い絶縁性を保てる。また、Al箔5aの大きさを枠体7の最内寸(枠体7の下側の肉厚部の内寸)より小さくしているので、縁部において金属箔5aが枠体7に接触せず、保護フィルム5と枠体7との短絡を防止できる。Al箔5aの大きさを太陽電池セル2より大きくしているので、裏面側から太陽電池セル2への湿気の浸入を良好に防止できる。
【0018】
(第2参考形態)
図2は、図5のX−X線における第2参考形態の太陽電池モジュールの断面図である。図2において、図1と同一部分には同一番号を付してそれらの説明を省略する。この第2参考形態でも、第1参考形態と同様、太陽電池セル2と保護フィルム5との間に絶縁性に優れた合成樹脂シート4を封止している。なお、第1参考形態では、金属箔5aの面積のみを太陽電池セル2全面積より大きくて枠体7の開口面積より小さく構成したが、この第2参考形態では、金属箔5a及び耐候性シート5b,5b、即ち、保護フィルム5全体の面積を、太陽電池セル2の全面積より大きく、且つ、枠体7の開口面積より小さく構成している。
【0019】
従って、第2参考形態でも、高い絶縁性を維持できるという第1参考形態と同様の効果を奏する。第1,第2参考形態において、保護フィルム5の太陽電池セル2側の面に高い光反射率の合成樹脂を使用するようにした場合には、保護フィルム5からの多くの反射光がガラス板1で再反射されて太陽電池セル2に入射されるので、モジュールとしての出力特性の向上を図れる。
【0020】
(実施の形態)
図3は、図5のX−X線における実施の形態の太陽電池モジュールの断面図である。図において、7は例えばAl製の矩形の枠体である。枠体7の上側半分には凹部が設けられており、その上側の凹部には、例えばシリコーンからなる充填材6を介して、第1保護層としてのガラス板1とPETからなる絶縁性に優れた合成樹脂シート14とが適宜の距離を隔てて取り付けられている。
【0021】
ガラス板1と合成樹脂シート14との間には、EVAからなる封止樹脂3により、例えば複数の両面光入射型の太陽電池セル2と第2保護層としての保護フィルム15とが、ガラス板1側からこの順に封止されている。この保護フィルム15は、例えばPVF製の耐候性シート15b,15bでAl箔15aを挟みこんだ構成をなしており、耐候性、特に高い耐湿性を有している。保護フィルム15の面積は、太陽電池セル2の全面積より大きく、且つ、枠体7の開口面積より小さく構成されている。太陽電池セル2と保護フィルム15との間にも封止樹脂3は充填されている。
【0022】
本実施の形態では、太陽電池セル2またはその配線タブの突起2aが保護フィルム15の金属箔15aに接触した場合(図3のD部)でも、その裏側に絶縁性の合成樹脂シート14が設けられているので、この合成樹脂シート14により、太陽電池セル2及び保護フィルム15と枠体7との短絡を防止する。また、金属箔15aを含む保護フィルム15の大きさを枠体7の最内寸より小さくしているので、縁部において保護フィルム15と枠体7との短絡を防止する。従って、高い絶縁性を維持できる。保護フィルム15の大きさを太陽電池セル2より大きくしているので、裏面側から太陽電池セル2への湿気の浸入を良好に防止できる。
【0023】
この実施の形態において、保護フィルム15の太陽電池セル2側の面に高い光反射率(波長340〜1200nmの光に対して65%以上の光反射率)の合成樹脂(例えば東レ製のE20(PET))を使用するようにした場合には、保護フィルム15からの多くの反射光が太陽電池セル2に入射されるので、モジュールとしての出力特性の向上を図れる。
【0024】
なお、上述した第1,2参考形態及び実施の形態では、絶縁性を有する合成樹脂シート4,14の材料としてPETを使用したが、PEN(ポリエチレンナフタレート),PPS(ポリフェニレンスルフィド),PVF,PVDF(ポリフッ化ビニリデン),ETFE(テトラフルオロエチレン),FRP(繊維強化プラスチック),ポリカーボネートを使用してもよく、また、これらにPETを加えた群から選択した複数材料による複合シートであってもよい。
【0025】
(第3参考形態)
図4は、図5のX−X線における第3参考形態の太陽電池モジュールの断面図である。この第3参考形態は、第1〜第3実施の形態のような絶縁性を有する合成樹脂シート4,14を設けないで、絶縁性の向上を簡便に図れるようにした例である。
【0026】
図において、7は例えばAl製の矩形の枠体である。枠体7の上側半分には凹部が設けられており、その上側の凹部には、例えばシリコーンからなる充填材6を介して、第1保護層としてのガラス板1と第2保護層としての保護フィルム25とが適宜の距離を隔てて取り付けられている。ガラス板1と保護フィルム25との間には、EVAからなる封止樹脂3により、複数の太陽電池セル2が封止されている。
【0027】
この保護フィルム25は、例えばPVF製の耐候性シート25b,25bでAl箔25aを挟みこんだ構成をなしており、耐候性、特に高い耐湿性を有している。保護フィルム25のAl箔25aは、これを挟み込む耐候性シート25b,25bよりも小さく、Al箔25aの面積は、太陽電池セル2の全面積より大きく、且つ、枠体7の開口面積より小さく構成されている。
【0028】
この第3参考形態では、保護フィルム25のAl箔25aの大きさを枠体7の最内寸より小さくしているので、Al箔25aが枠体7との短絡を防止して、高い絶縁性を維持できる。Al箔25aの大きさを太陽電池セル2より大きくしているため、裏面側からの湿気の浸入を良好に防止できる。第3参考形態において、保護フィルム25の太陽電池セル2側の面に高い光反射率の合成樹脂を使用するようにした場合には、保護フィルム25からの多くの反射光がガラス板1で再反射されて太陽電池セル2に入射されるので、モジュールとしての出力特性の向上を図れる。
【0029】
なお、上述した実施の形態では、保護フィルム5,15,25における金属箔の材料としてAlを用いることとしたが、Fe,Znを使用するようにしてもよい。
【0030】
なお、上述した第3参考形態では、耐候性シート25bの材料としてPVFを使用したが、PEN,PPS,PET,PVDF,ETFE,FRP,ポリカーボネートを使用してもよく、また、これらにPVFを加えた群から選択した複数材料による複合シートであってもよい。
【0031】
【発明の効果】
以上のように、本発明の太陽電池モジュールでは、高い絶縁性能が得られて、耐電圧性能の向上を図れるので、高電圧での太陽光発電システムで太陽電池モジュールを使用する場合の安全性の向上と長期の信頼性向上とを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1参考形態による太陽電池モジュールの断面図である。
【図2】 本発明の第2参考形態による太陽電池モジュールの断面図である。
【図3】 本発明の実施の形態による太陽電池モジュールの断面図である。
【図4】 本発明の第3参考形態による太陽電池モジュールの断面図である。
【図5】 一般的な太陽電池モジュールの外観構成図である。
【図6】 従来の太陽電池モジュールの断面図である。
【符号の説明】
1 ガラス板(第1保護層)
2 太陽電池セル
3 封止樹脂
4,14 合成樹脂シート
5,15,25 保護フィルム(第2保護層)
5a,15a,25a Al箔(金属箔)
5b,15b,25b 耐候性シート
6 充填材
7 枠体
Claims (1)
- 第1保護層と防湿性の第2保護層との間に太陽電池セルを封止している太陽電池モジュールにおいて、
前記第2保護層は、Al箔を耐候性シートで挟み込んだ構成をなしており、
当該第2保護層の前記太陽電池セルと反対側の全面に、封止樹脂を介して絶縁性の樹脂シートを設けてあることを特徴とする太陽電池モジュール。
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