JP4082851B2

JP4082851B2 - 太陽電池モジュール

Info

Publication number: JP4082851B2
Application number: JP2000208803A
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: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2020-07-10
Also published as: JP2002026359A

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５（ａ）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、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ｂ線における断面図である。図５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、太陽電池部１２がＥＶＡ樹脂を介して接着されている。太陽電池部１２は、ガラスからなる透光性基板１２ａ上に、透光性導電材からなる第１電極１２ｂと、光電変換層１２ｃと、高反射性の金属からなる第２電極１２ｄとをこの順に積層した構成をなす。この太陽電池部１２から、＋用，−用の２本のタブ配線１３，１３が引き出されている。
【０００５】
太陽電池モジュールの太陽電池部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、棟側に配置される他の太陽電池モジュールの金属基材の裏面側との嵌め合わせを行うための嵌合部１４が、金属基材１１を折り曲げた態様で一体的に設けられている。この嵌合部１４の表面には、端子箱１５が載置されている。
【０００６】
太陽電池部１２から引き出されたタブ配線１３は、嵌合部１４の切り欠き部１４ａを通って嵌合部１４の表面に沿って延在し、端子箱１５内で電力取り出し用のケーブル（図示せず）と接続されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来例では、太陽電池部から引き出されたタブ配線を、嵌合部の切り欠き部を通して嵌合部の表面に延在させて端子箱に接続させている。このタブ配線にはシリコーン等を充填して耐候性を持たせるようにしているが、長期的な信頼性には未だ改善の余地があった。
【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】
請求項１に係る太陽電池モジュールは、金属基材と、前記金属基材の表面に設けられており、電力取り出し用のタブ配線を有する太陽電池部と、前記金属基材の表面に設けられており、他の太陽電池モジュールの金属基材と嵌合する嵌合部と、該嵌合部の表面に設けられており、前記タブ配線が接続される端子箱とを備えた太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池部からの前記タブ配線を、前記金属基材と前記嵌合部との間を通し、前記端子箱の設置位置の近傍または直下の前記嵌合部に形成された孔を通して、前記端子箱に接続させるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る太陽電池モジュールは、金属基材と、前記金属基材の表面に設けられており、電力取り出し用のタブ配線を有する太陽電池部と、前記金属基材の表面に設けられており、他の太陽電池モジュールの金属基材と嵌合する嵌合部と、前記金属基材の裏面に設けられており、前記タブ配線が接続される端子箱とを備えた太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池からの前記タブ配線を、前記金属基材と前記嵌合部との間を通し、前記端子箱の設置位置の近傍または直上の前記金属基材に形成された孔を通して、前記端子箱に接続させるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
タブ配線の長期的な信頼性を向上させるためには、タブ配線が外気と接触する面積をできる限り小さくする必要がある。本発明の太陽電池モジュールにあっては、金属基材と嵌合部との間にタブ配線を通す。よって、従来例に比べて、外気と接触する面積を低減することができ、耐周囲環境に対する長期的な信頼性は向上する。
【００１２】
【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。
【００１３】
（第１実施の形態）
図１（ａ）は、本発明の第１実施の形態による太陽電池モジュールの構成を示す平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ｂ線における断面図である。図１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、太陽電池部２がＥＶＡ樹脂を介して接着されている。太陽電池部２は、ガラスからなる透光性基板２ａ上に、ＳｎＯ₂，ＩＴＯ，ＺｎＯ等の透光性導電材からなる第１電極２ｂと、非晶質半導体からなりｐｉｎ接合を有する光電変換層２ｃと、Ａｇ，Ａｌ等の高反射性の金属からなる第２電極２ｄとをこの順に積層した構成をなす。この太陽電池部２から、＋用，−用の２本のタブ配線３，３が引き出されている。
【００１４】
太陽電池モジュールの太陽電池部２が装着されていない金属基材１の端部（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）の表面には、棟側に配置される他の太陽電池モジュールの金属基材の裏面側との嵌め合わせを行うための嵌合部４が、金属基材１を折り曲げた態様で一体的に設けられている。この嵌合部４の表面には、２個の端子箱５，５が載置されている。端子箱５，５の設置位置直下の嵌合部４には、挿通孔４ａ，４ａが形成されている。
【００１５】
太陽電池部２から引き出されたタブ配線３，３は、金属基材１と嵌合部４との間を通って延在し、嵌合部４に形成された挿通孔４ａ，４ａを通って、端子箱５，５内で電力取り出し用のケーブル（図示せず）と接続されている。
【００１６】
タブ配線３，３の大部分は金属基材１と嵌合部４との間を通っていて、タブ配線３，３が外気と接触する面積は極めて僅かであり、長期にわたって信頼性を持続できる。
【００１７】
次に、第１実施の形態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。第１実施の形態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】
（第２実施の形態）
図２（ａ）は、本発明の第２実施の形態による太陽電池モジュールの構成を示す平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ｂ線における断面図である。図２において図１と同一部分には同一番号を付している。
【００２１】
第２実施の形態では、太陽電池モジュールの太陽電池部２が装着されていない金属基材１の端部（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）の裏面に、２個の端子箱５，５が設けられている。端子箱５，５の設置位置直上の金属基材１には、挿通孔１ａ，１ａが形成されている。
【００２２】
太陽電池部２から引き出されたタブ配線３，３は、金属基材１と嵌合部４との間を通って延在し、金属基材１に形成された挿通孔１ａを通って、端子箱５，５内の電力取り出し用のケーブル（図示せず）と接続されている。
【００２３】
この第２実施の形態でも、第１実施の形態と同様の良好な耐湿特性を呈することを確認できた。
【００２４】
（第３実施の形態）
図３（ａ）は、本発明の第３実施の形態による太陽電池モジュールの構成を示す平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ｂ線における断面図である。図３において図１と同一部分には同一番号を付している。
【００２５】
第１，第２実施の形態では、タブ配線の長さを短くするために、＋用，−用の２本のタブ配線３，３を夫々の対応する端子箱５，５に接続するようにしているが、第３実施の形態では低コスト化を図るために端子箱５の設置を１個としている。嵌合部４の表面には、１個の端子箱５が載置されている。端子箱５の設置位置直下の嵌合部４には、挿通孔４ａが形成されている。
【００２６】
太陽電池部２から引き出されたタブ配線３，３は、金属基材１と嵌合部４との間を通って延在し、嵌合部４に形成された挿通孔４ａを通って、端子箱５内で電力取り出し用のケーブル（図示せず）と接続されている。
【００２７】
この第３実施の形態でも、第１実施の形態と同様の良好な耐湿特性を呈することを確認できた。
【００２８】
（第４実施の形態）
図４（ａ）は、本発明の第４実施の形態による太陽電池モジュールの構成を示す平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ｂ線における断面図である。図４において図１と同一部分には同一番号を付している。
【００２９】
第３実施の形態では、端子箱５の設置位置直下の嵌合部４に、挿通孔４ａを形成したが、この第４実施の形態では、端子箱５の設置位置近傍の嵌合部４に挿通孔４ａが形成されている。太陽電池部２から引き出されたタブ配線３，３は、金属基材１と嵌合部４との間を通って延在し、嵌合部４に形成された挿通孔４ａを通って嵌合部４の表面に出た後、端子箱５内で電力取り出し用のケーブル（図示せず）と接続されている。この第４実施の形態でも、第１実施の形態と同様の良好な耐湿特性を呈することを確認できた。
【００３０】
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、太陽電池部２の光電変換層２ｃの構成はアモルファス系に限らず結晶系であっても良い。また、ガラス製の透光性基板２ａ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、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。つまり、金属基材１を有する全てのタイプの太陽電池モジュールに対して本発明は適用可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明では、タブ配線を、金属基材と嵌合部との間を通した後、端子箱の設置位置またはその近傍の嵌合部または金属基材に形成された孔を通して、端子箱に接続させるようにしたので、従来例に比べて、外気と接触する面積を低減することができ、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】本発明の第１実施の形態による太陽電池モジュールの構成を示す平面図及び断面図である。
【図２】本発明の第２実施の形態による太陽電池モジュールの構成を示す平面図及び断面図である。
【図３】本発明の第３実施の形態による太陽電池モジュールの構成を示す平面図及び断面図である。
【図４】本発明の第４実施の形態による太陽電池モジュールの構成を示す平面図及び断面図である。
【図５】太陽電池モジュールの従来例の構成を示す平面図及び断面図である。
【符号の説明】
１金属基材
２太陽電池部
３タブ配線
４嵌合部
５端子箱
１ａ，４ａ挿通孔

Claims

金属基材と、前記金属基材の表面に設けられており、電力取り出し用のタブ配線を有する太陽電池部と、前記金属基材の表面に設けられており、他の太陽電池モジュールの金属基材と嵌合する嵌合部と、該嵌合部の表面に設けられており、前記タブ配線が接続される端子箱とを備えた太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池部からの前記タブ配線を、前記金属基材と前記嵌合部との間を通し、前記端子箱の設置位置の近傍または直下の前記嵌合部に形成された孔を通して、前記端子箱に接続させるようにしたことを特徴とする太陽電池モジュール。
金属基材と、前記金属基材の表面に設けられており、電力取り出し用のタブ配線を有する太陽電池部と、前記金属基材の表面に設けられており、他の太陽電池モジュールの金属基材と嵌合する嵌合部と、前記金属基材の裏面に設けられており、前記タブ配線が接続される端子箱とを備えた太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池からの前記タブ配線を、前記金属基材と前記嵌合部との間を通し、前記端子箱の設置位置の近傍または直上の前記金属基材に形成された孔を通して、前記端子箱に接続させるようにしたことを特徴とする太陽電池モジュール。