JP4036604B2

JP4036604B2 - 太陽電池モジュール

Info

Publication number: JP4036604B2
Application number: JP2000208804A
Authority: JP
Inventors: 敏宏木下
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2000-07-10
Filing date: 2000-07-10
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2020-07-10
Also published as: JP2002026360A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽光発電システムに用いられる太陽電池モジュールに関し、特に住居等の建造物に階段状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、太陽電池セルの光電変換効率の向上、公的機関からの資金援助の導入等に伴って、近年特に、多くの個人住宅にも太陽光発電システムが設けられるようになってきている。
【０００３】
太陽光発電システムにおいて使用される太陽電池モジュールの構造としては種々のものが知られているが、裏面側基材としてステンレス板等の金属基材を使用した太陽電池モジュールは、その金属基材をそのまま屋根材として利用することも可能であるため、個人住宅用の太陽光発電システムには好適である。
【０００４】
図４は、このような太陽電池モジュールの従来例の構成を示す平面図であり、図５は図４のＡ−Ａ線における断面図である。これらの図において、１１は、例えばステンレス製の金属基材である。金属基材１１の表面側には、２個のサブモジュール１２，１２が装着されている。各サブモジュール１２，１２は、ガラス基板とその上に配された複数の太陽電池セルとを有しており、金属基材１１の表面側にＥＶＡ樹脂を介して装着されている。各サブモジュール１２，１２内において、これらの複数の太陽電池セルは電気的に接続されており、各サブモジュール１２，１２夫々にあって＋側，−側の１本ずつの配線１３，１３，１３，１３が引き出されている。
【０００５】
金属基材１１のサブモジュール１２，１２が装着されていない端部（複数の太陽電池モジュールを階段状に配置した場合の棟側の端部）には、金属基材１１を折り曲げることにより先端に第１の係合部２１を有する立ち上がり部２２が設けられ、また相対する他端部（複数の太陽電池モジュールを階段状に配置した場合の軒側の端部）には、金属基材１１を折り曲げることにより先端に第２の係合部２３を有する垂下部２４が設けられている。そして、複数の太陽電池モジュールを実際に配置するにあたっては、棟側に配置される太陽電池モジュールにおける第２の係合部２３に、軒側に配置される太陽電池モジュールにおける第１の係合部２１を係合させる。
【０００６】
立ち上がり部２２は、金属基材１１をその表面と平行に折り曲げることによって形成された基部２５を有しており、この基部２５上の両端部には、端子箱１５，１５が載置されている。一方の端子箱１５内にて、一方のサブモジュール１２の＋側の配線１３は電力取り出し用のケーブル（図示せず）と接続され、他方の端子箱１５内にて、他方のサブモジュール１２の−側の配線１３は電力取り出し用のケーブルと接続されている。一方のサブモジュール１２の−側の配線１３と、他方のサブモジュール１２の＋側の配線１３とは、金属基材１１の表面側上方にて配線材１６を介して接続される。この配線材１６は、絶縁テープにより被覆されて金属基材１１との絶縁性が保たれており、加えて直接外気にさらされることがないようにＥＶＡ樹脂層内に封止されている。以上のような接続により、各サブモジュール１２，１２の太陽電池セルにて発生された電力が、外部に取り出されるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来例では、サブモジュール同士を接続する配線材をＥＶＡ樹脂層内に封止することにより、外気と遮断して耐候性を持たせるようにしているが、ＥＶＡ樹脂層だけでは長期的な信頼性が得られにくいという問題がある。
【０００８】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、長期的な信頼性を得ることができる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】
第１発明に係る太陽電池モジュールは、支持部材と、該支持部材上に設けられており、夫々が複数の太陽電池セルを有する複数のサブモジュールとを備え、前記支持部材上において隣合う前記サブモジュール同士が配線材にて電気的に接続されている太陽電池モジュールにおいて、前記配線材を覆う水分不透性の被覆材を有することを特徴とする。
【００１０】
第１発明の太陽電池モジュールにあっては、隣合うサブモジュール同士を電気的に接続する配線材を、支持部材と水分不透性の被覆材との間に封止している。よって、配線材の上下は支持部材及び被覆材にて夫々覆われることになり、従来例に比して外気に接触する面積が少なくなり、耐周囲環境に対する長期的な信頼性は向上する。
【００１１】
第２発明に係る太陽電池モジュールは、金属基材と、該金属基材上に設けられており、夫々が複数の太陽電池セルを有する複数のサブモジュールと、前記金属基材における相対する側端部の一方の側端部に設けられており、第１の係合部を先端に有する立ち上がり部と、他方の側端部に設けられており、他の太陽電池モジュールの前記第１の係合部と係合する第２の係合部を先端に有する垂下部とを備え、前記金属基材上において隣合う前記サブモジュール同士が配線材にて電気的に接続されている太陽電池モジュールにおいて、前記立ち上がり部は前記金属基材の表面と平行に設けられた基部を有し、前記サブモジュール同士における前記配線材による接続が、前記金属基材と前記基部との間でなされていることを特徴とする。
【００１２】
第２発明の太陽電池モジュールにあっては、隣合うサブモジュール同士を電気的に接続する配線材を、支持部材としての金属基材と、隣合う太陽電池モジュールとの嵌め合わせを行うための立ち上がり部の基部との間に、封止している。よって、配線材の上下は金属基材及び基部にて夫々覆われることになり、従来例に比して外気に接触する面積が少なくなり、耐周囲環境に対する長期的な信頼性は向上する。
【００１３】
【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。
図１は、本発明の一実施の形態に係る太陽電池モジュールの構成例を示す平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線における断面図である。これらの図において、１は、例えばステンレス製の金属基材である。金属基材１の表面側には、２個のサブモジュール２，２が装着されている。各サブモジュール２，２は、ガラス基板とその上に配された複数の太陽電池セルとを有しており、金属基材１の表面側にＥＶＡ樹脂を介して装着されている。各サブモジュール２，２内において、これらの複数の太陽電池セルは電気的に接続されており、各サブモジュール２，２夫々にあって＋側，−側の１本ずつの絶縁テープにより被覆された配線３，３，３，３が引き出されている。
【００１４】
金属基材１のサブモジュール２，２が装着されていない一端部（複数の太陽電池モジュールを階段状に配置した場合の棟側の端部）には、金属基材１を折り曲げることにより先端に第１の係合部７Ａを有する立ち上がり部７が設けられ、また相対する他端部（複数の太陽電池モジュールを階段状に配置した場合の軒側の端部）には、同じく金属基材１を折り曲げることにより先端に第２の係合部８Ａを有する垂下部８が設けられている。そして、複数の太陽電池モジュールを実際に配置するにあたっては、棟側に配置される太陽電池モジュールにおける第２の係合部８Ａに、軒側に配置される太陽電池モジュールにおける第１の係合部７Ａを係合させる。
【００１５】
立ち上がり部７は、金属基材１をその表面と平行に折り曲げることによって形成された基部７Ｂを有しており、この基部７Ｂ上の両端部には、端子箱５，５が載置されている。一方の端子箱５内にて、一方のサブモジュール２の＋側の配線３は電力取り出し用のケーブル（図示せず）と接続され、他方の端子箱５内にて、他方のサブモジュール２の−側の配線３は電力取り出し用のケーブルと接続される。
【００１６】
一方のサブモジュール２の−側の配線３は、金属基材１と立ち上がり部７における基部７Ｂとの間にまで延在し、他方のサブモジュール２の＋側の配線３も、金属基材１と立ち上がり部７における基部７Ｂとの間にまで延在している。そして、これらの両配線３，３は、金属基材１と基部７Ｂとの間で、配線材６にて接続されている。この配線材６は、金属基材１と基部７Ｂとの間でＥＶＡ樹脂内に封止されている。以上のような接続により、各サブモジュール２，２の太陽電池セルにて発生された電力が、外部に取り出されるようになっている。
【００１７】
次に、本発明の太陽電池モジュールと従来の太陽電池モジュールとにおける耐湿特性について説明する。本発明の太陽電池モジュール（本発明品）と従来の太陽電池モジュール（従来品）とについて、ＪＩＳＣ８９１７に準じた耐湿性試験を行った。この耐湿性試験の条件は、温度８５±２℃、湿度９０〜９３±５％中に、１０００±１２時間及び２０００±１２時間連続して、本発明品と従来品とを放置することとした。そして、この試験前と試験後とにおけるパラメータ（最大出力：Ｐ_max，開放電圧：Ｖ_oc，短絡電流：Ｉ_sc，曲線因子：F.F.) を測定し、その変化率（試験後の特性／試験前の特性）を求めた。この結果を、下記表１に示す。
【００１８】
【表１】

【００１９】
表１の結果から、従来品では、１０００時間程度の高温・高湿環境では、その信頼性は維持されているが、２０００時間程度の高温・高湿環境では特性が大幅に低下していることが分かる。これに対して、本発明品では、２０００時間程度の高温・高湿環境にあっても、最初の特性をそのまま持続しており、長期にわたって信頼性を維持できていることが分かる。
【００２０】
次に、本発明の他の実施の形態に係る太陽電池モジュールについて説明する。図３は、本発明の他の実施の形態に係る太陽電池モジュールの構成例を示す平面図である。図３において、図１と同一の部分には同一の符号を付している。
【００２１】
この太陽電池モジュールにあっては、金属基材１と、金属基材１の表面に設けられた水分不透性の被覆材９との間で、ＥＶＡ樹脂層内に配線材６を封止している。この例にあっても、配線材６は金属基材１と被覆材９との間に封止されているので、前述した実施の形態と同様の効果を奏することができる。なお、被覆材９は、水分不透性のものであれば如何なる材料から構成しても良いが、耐光性を考慮した場合、ステンレス等の金属製のものが好ましい。
【００２２】
なお、上述した太陽電池モジュールは一例であり、これに限定されるものではない。即ち、サブモジュール２における太陽電池セルは、アモルファス系に限らず結晶系であっても良い。また、サブモジュール２のガラス基板の代わりに、表面プラスチックフィルム等のような太陽光を通過させる他の材料を用いても良い。また、接続されるサブモジュール２の個数も２個に限らず、３個以上であっても良い。また、貼着材としてＥＶＡ樹脂を使用したが、他の材料を使用しても良い。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように第１発明では、隣合うサブモジュール同士を電気的に接続する配線材を、支持部材と水分不透性の被覆材との間に封止しているので、配線材の上下は支持部材及び被覆材にて夫々覆われることになるため、従来例に比して外気に接触する面積を少なくでき、耐周囲環境に対する長期的な信頼性を向上することができる。
【００２４】
第２発明では、隣合うサブモジュール同士を電気的に接続する配線材を、支持部材としての金属基材と、隣合う太陽電池モジュールとの嵌め合わせを行うための立ち上がり部の基部との間に、封止しているので、配線材の上下は金属基材及び基部にて夫々覆われることになるため、従来例に比して外気に接触する面積を少なくでき、耐周囲環境に対する長期的な信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る太陽電池モジュールの構成例を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態に係る太陽電池モジュールの構成例を示す平面図である。
【図４】太陽電池モジュールの従来例の構成を示す平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線における断面図である。
【符号の説明】
１金属基材
２サブモジュール
３配線
５端子箱
６配線材
７立ち上がり部
７Ａ第１の係合部
７Ｂ基部
８垂下部
８Ａ第２の係合部

Claims

金属基材と、該金属基材上に設けられており、夫々が複数の太陽電池セルを有する複数のサブモジュールと、前記金属基材における相対する側端部の一方の側端部に設けられており、第１の係合部を先端に有する立ち上がり部と、他方の側端部に設けられており、他の太陽電池モジュールの前記第１の係合部と係合する第２の係合部を先端に有する垂下部とを備え、前記金属基材上において隣合う前記サブモジュール同士が配線材にて電気的に接続されている太陽電池モジュールにおいて、前記立ち上がり部は前記金属基材の表面と平行に設けられた基部を有し、前記サブモジュール同士における前記配線材による接続が、前記金属基材と前記基部との間でなされていることを特徴とする太陽電池モジュール。