JP5310140B2 - 太陽電池モジュール - Google Patents

Description

本発明は、車両等に搭載される太陽電池モジュールに関する。

近年、自動車等の車両は搭載される電子機器の増加に伴い消費電力が増加しているため、従来、その一部をまかなうべく車両に太陽電池を搭載することが行われている。太陽電池は、長期信頼性を保証するため、例えば発電素子をガラス等透明材、封止材（透明接着剤）、バックシートで積層したモジュール構造となっている。

車両は屋外で使用されることが多いので、車両に搭載される太陽電池は雨水等が侵入しないようできるだけ防水性を高くすることが望ましい。この点に関して、従来、２枚の防湿フィルムにより挟まれた構造の太陽電池について、防湿フィルムの少なくとも一方の内面側に捕水層を設けることにより、屋外使用時に浸入する水分を捕まえるようにする、という技術があった（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−３２１３６５号公報

しかし、前述した従来技術の場合、捕水層によって水分を捕まえることができるものの、捕水層が捕まえられる水分の量には限界があるため、捕水層による捕水効果がいずれは失われてしまうおそれがあった。

そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたもので、捕水効果が長持ちして繰り返し使用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。

上記課題を解決するため、本発明は、発電素子と乾燥部材とが内部に収められている太陽電池モジュールであって、乾燥部材を再生させる再生部材が発電素子および乾燥部材とともに内部に収められており、発電素子、再生部材および乾燥部材がこの順に表面側から配置されており、発電素子の裏面側と、乾燥部材の外側とには、外部からの水分の浸入を防ぎ、かつ内部から水分を逃がす防水透湿部材が設けられていることを特徴とする。

また、上記太陽電池モジュールは、乾燥部材がシリカゲルによって構成され、かつ再生部材がシリカゲルを加熱するヒータによって構成されているようにすることができる。

以上詳述したように、本発明によれば、捕水効果が長持ちして繰り返し使用できる太陽電池モジュールが得られる。

本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。 変形例に係る太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。 別の変形例に係る太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。

図１は本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュール１０の構成を示す断面図である。太陽電池モジュール１０は、透明基板１と、太陽電池２と、接着用フィルム３と、シリカゲル４と、バックシート５と、ヒータ６とを有し、車両の屋根等に搭載して使用する車載用になっている。また、太陽電池モジュール１０は、太陽電池２と、シリカゲル４およびヒータ６が透明基板１からみて、太陽電池２、ヒータ６、シリカゲル４の順に配置されている。

透明基板１は、ガラスからなる一定の厚さ（例えば厚さ３ｍｍ程度）を備えた平坦な板材である。

太陽電池２は複数の発電素子を有していて、各発電素子が透明基板１とバックシート５との間にこれらと平行になるように縦横規則的に並んだ２次元格子状に配置されている。各発電素子は、縦横等しいサイズ（例えば１２５ｍｍ）で一定の厚さ（例えば２００μｍ）を有している。各発電素子は、単結晶シリコンや多結晶シリコンやアモルファスシリコン等を用いて形成されており、隣接するもの同士が図示しない出力ラインで電気的に接続されている。また、各発電素子は、ＧａＡｓ、ＩｎＰ，ＣＩＧＳを用いてもよいし、アモルファスカーボンを用いてもよい。さらに、単接合に限らず、多接合型でもよい。

接着用フィルム３は、ＥＶＡからなり、太陽電池２、シリカゲル４、ヒータ６を封入している。

シリカゲル４はケイ酸を部分脱水したガラス状の固体部材であって、太陽電池モジュール１０の内部を乾燥させる乾燥材として用いられる。シリカゲル４は例えば粒径が例えば３００μｍにすることができる。

バックシート５は、ポリエチレンテレフタレートからなり、一定の厚さ（例えば厚さ２００μｍ程度）を有している。バックシート５は、接着用フィルム３とともに、太陽電池２、シリカゲル４、ヒータ６を封入している。

ヒータ６は、太陽電池２とシリカゲル４との間に配置されており、シリカゲル４を乾燥させて水分吸収作用を再生させる再生部材である。このヒータ６は、例えばニクロム線からなり、端子６ａが太陽電池モジュール１０の外部に導出され、図示しない電源に接続されるようになっている。

以上の構成を有する太陽電池モジュール１０は、表面側が透明基板１によって構成されているので、その表面側から太陽光線などを導入することにより、太陽電池２によって発電を行える。

そして、太陽電池モジュール１０は、バックシート５側を固定するなどして車両に搭載して使用されるが、その車両が屋外に置かれていると、雨水等が浸入するおそれがある。

しかし、太陽電池モジュール１０は、内部にシリカゲル４が封入されているため、浸入した雨水をシリカゲル４により吸収することで内部を乾燥させることができる。一方、シリカゲル４が水分を吸収し続けると、水分吸収作用が低下してしまい、それ以上の水分吸収が困難になることがある。それでも、太陽電池モジュール１０は、ヒータ６を作動させることによりシリカゲル４を乾燥させることができるので、水分吸収作用を再生することができる。そのため、太陽電池モジュール１０は、捕水効果が長持ちする構造となっているから繰り返し使用することができる。

また、太陽電池モジュール１０は、透明基板１からみて、太陽電池２、ヒータ６、シリカゲル４がこの順に配置されている。そのため、シリカゲル４が放出する水分をヒータ６により乾燥させ、太陽電池２に付着することを防止することもできる（水分は裏面側に放出される）。

（変形例１）
図２は変形例に係る太陽電池モジュール１１の構成を示す断面図である。太陽電池モジュール１１は、太陽電池モジュール１０と比較して、内部に防水透湿部材７が封入されている点で相違し、他は同じ構成を有している。

防水透湿部材７は、太陽電池２の裏面側と、ヒータ６の外側とに配置されている。防水透湿部材７は、例えばゴアテックス（商標）を用いることができ、厚さは約１ｍｍとすることができる。そのほか、防水透湿部材７は、外部からの水分の浸入を防ぎ、かつ内部から水分を逃がす素材であればゴアテックス（商標）に限定されない。

太陽電池モジュール１１は、太陽電池モジュール１０と同様に、内部にシリカゲル４とヒータ６が封入されているため、浸入した雨水をシリカゲル４により吸収することで内部を乾燥できる。しかも、ヒータ６により、シリカゲル４の水分吸収作用を再生できるので、捕水効果が長持ちするようになっている。

その上、防水透湿部材７が太陽電池２の裏面側と、シリカゲル４の外側に配置されているので、防水透湿部材７により水分の浸入を防止でき、しかもシリカゲル４から放出される水分が太陽電池２に到達することを防止することもできる。

（変形例２）
図３は変形例に係る太陽電池モジュール１２の構成を示す断面図である。太陽電池モジュール１２は、太陽電池モジュール１１と比較して、シリカゲル４とヒータ６の配置が逆になっている点で相違している。

太陽電池モジュール１２も、太陽電池モジュール１１と同様、内部にシリカゲル４とヒータ６が封入されているため、浸入した雨水をシリカゲル４により吸収することで内部を乾燥できるだけでなく、シリカゲル４の水分吸収作用を再生して捕水効果が長持ちするようになっている。

以上の説明は、本発明の実施の形態についての説明であって、この発明の装置及び方法を限定するものではなく、様々な変形例を容易に実施することができる。又、各実施形態における構成要素、機能、特徴あるいは方法ステップを適宜組み合わせて構成される装置又は方法も本発明に含まれるものである。

１０，１１，１２…太陽電池モジュール、１…透明基板、２…太陽電池、３…接着用フィルム、４…シリカゲル、５…バックシート、６…ヒータ、７…防水透湿部材。

Claims (2)

1. 発電素子と乾燥部材とが内部に収められている太陽電池モジュールであって、
   前記乾燥部材を再生させる再生部材が前記発電素子および前記乾燥部材とともに内部に収められており、
   前記発電素子、前記再生部材および前記乾燥部材がこの順に表面側から配置されており、
   前記発電素子の裏面側と、前記乾燥部材の外側とには、外部からの水分の浸入を防ぎ、かつ内部から水分を逃がす防水透湿部材が設けられていることを特徴とする太陽電池モジュール。
2. 前記乾燥部材がシリカゲルによって構成され、かつ前記再生部材が前記シリカゲルを加熱するヒータによって構成されている請求項１記載の太陽電池モジュール。

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