JP5923740B2 - Solar cell module and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、太陽電池モジュール及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a solar cell module and a manufacturing method thereof.
特許文献1には、充填材中に配された複数の太陽電池を有するモジュール本体と、モジュール本体の周縁部に取り付けられた枠体とを備える太陽電池モジュールが記載されている。
太陽電池モジュールの出力特性をさらに高めたいという要望がある。 There is a desire to further improve the output characteristics of solar cell modules.
本発明は、改善された出力特性を有する太陽電池モジュールを提供することを主な目的とする。 The main object of the present invention is to provide a solar cell module having improved output characteristics.
本発明に係る太陽電池モジュールは、モジュール本体と、枠体とを備える。モジュール本体は、透光性部材と、反射部材と、充填材層と、太陽電池とを有する。充填材層は、透光性部材と反射部材との間に配されている。太陽電池は、充填材層中に配されている。枠体は、モジュール本体の周囲に設けられている。枠体は、凹部を有する。凹部には、モジュール本体の太陽電池が設けられていない部分が挿入されている。充填材層は、傾斜部を有する。傾斜部は、太陽電池が設けられた領域と枠体内に挿入された領域との間の領域に位置している。傾斜部は、太陽電池が設けられた領域側から枠体側に向かって薄くなっている。反射部材は、傾斜部を覆うように設けられている。 The solar cell module according to the present invention includes a module main body and a frame. The module body includes a translucent member, a reflecting member, a filler layer, and a solar cell. The filler layer is disposed between the translucent member and the reflective member. The solar cell is arranged in the filler layer. The frame is provided around the module body. The frame has a recess. A portion of the module body where no solar cell is provided is inserted into the recess. The filler layer has an inclined portion. The inclined portion is located in a region between the region where the solar cell is provided and the region inserted into the frame. The inclined portion is thinner from the region side where the solar cell is provided toward the frame body side. The reflecting member is provided so as to cover the inclined portion.
本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法では、透光性部材の上に、第1の樹脂シート、太陽電池、第2の樹脂シート及び反射シートをこの順番で積層して積層体を作製する。積層体の太陽電池が設けられた領域よりも外側の領域の少なくとも一部の上に補助部材を配置した状態で積層体を加熱しながら加圧することによりモジュール本体を作製するラミネート工程を行う。凹部を有する枠体の凹部に、モジュール本体の太陽電池が設けられていない部分を挿入することにより、モジュール本体と枠体とを備える太陽電池モジュールを得る。 In the method for manufacturing a solar cell module according to the present invention, a first resin sheet, a solar cell, a second resin sheet, and a reflective sheet are laminated in this order on a light transmissive member to produce a laminate. A laminating process is performed in which the module body is manufactured by applying pressure while heating the laminated body in a state where the auxiliary member is disposed on at least a part of the area outside the area where the solar cell of the laminated body is provided. A solar cell module including a module main body and a frame is obtained by inserting a portion of the module main body where the solar cell is not provided into the concave portion of the frame having the recess.
本発明によれば、改善された出力特性を有する太陽電池モジュールを提供することができる。 According to the present invention, a solar cell module having improved output characteristics can be provided.
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。 Hereinafter, an example of the preferable form which implemented this invention is demonstrated. However, the following embodiment is merely an example. The present invention is not limited to the following embodiments.
実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。 In each drawing referred to in the embodiment and the like, members having substantially the same function are referred to by the same reference numerals. The drawings referred to in the embodiments and the like are schematically described, and the ratio of the dimensions of the objects drawn in the drawings may be different from the ratio of the dimensions of the actual objects. The dimensional ratio of the object may be different between the drawings. The specific dimensional ratio of the object should be determined in consideration of the following description.
(第1の実施形態)
図1及び図2に示されるように、太陽電池モジュール1は、モジュール本体20と、枠体11とを備えている。(First embodiment)
As shown in FIGS. 1 and 2, the
モジュール本体20は、透光性部材23と、反射部材24と、充填材層25と、少なくともひとつの太陽電池22とを備えている。
The module
透光性部材23は、板状である。透光性部材23は、太陽電池22の発電に寄与する波長域の光の少なくとも一部を透過させる部材である。透光性部材23は、太陽電池22の保護部材としての機能も兼ね備えている。透光性部材23は、例えば、ガラス板、プラスチック板などにより構成することができる。
The
反射部材24は、透光性部材23と対向するように配されている。反射部材24は、太陽電池22の発電に寄与する波長域の光の少なくとも一部を反射させる部材である。反射部材24は、可撓性を有するシートにより構成されている。反射部材24は、太陽電池22の保護部材としての機能も兼ね備えている。反射部材24は、例えば、アルミニウムや銀などからなる反射層を内部に有する樹脂シートなどにより構成することができる。
The reflecting
充填材層25は、透光性部材23と反射部材24との間に配されている。この充填材層25によって太陽電池22が封止されている。充填材層25は、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)、ポリビニルブチラール(PVB)、ポリエチレン(PE)、ポリウレタン(PU)などの樹脂により構成することができる。具体的には、充填材層25は、第1の充填材層25aと、第2の充填材層25bとを有する。第1の充填材層25aは、太陽電池22と透光性部材23との間に配されている。第1の充填材層25aは、太陽電池22の発電に寄与する波長域の光の少なくとも一部を透過させる。第1の充填材層25aは、顔料や染料を実質的に含有していないことが好ましい。
The
第2の充填材層25bは、太陽電池22と反射部材24との間に配されている。第2の充填材層25bは、顔料及び染料の少なくとも一方を含む着色された充填材層である。第2の充填材層25bは、例えば、酸化チタン等からなる白色の顔料粉末を含んでいることが好ましい。第2の充填材層25bは、太陽電池22の発電に寄与する波長域の光の少なくとも一部を反射させる。
The
太陽電池22は、充填材層25中に配されている。具体的には、充填材層25中には、複数の太陽電池22が配されている。複数の太陽電池22は、配線材14によって電気的に接続されている。太陽電池22の種類は、特に限定されない。太陽電池22は、例えば、結晶系半導体、薄膜系半導体等、種々の半導体材料を用いて構成することができる。
The
太陽電池22は、第1の主面22aと、第2の主面22bとを有する。第1の主面22aは、透光性部材23と対向している。第2の主面22bは、反射部材24と対向している。太陽電池22は、第1の主面22a上と、第2の主面22b上との両方に電極を有していてもよい。その場合、第1の主面22a上に設けられた電極よりも第2の主面22b上に設けられた電極の方が大面積を有していることが好ましい。また、太陽電池22は、第1及び第2の主面22a、22bのうちの第2の主面22bにのみ電極を有する裏面接合型の太陽電池であってもよい。
モジュール本体20は、第1の領域20aと、第2の領域20bと、第3の領域20cとを有する。第1の領域20aは、太陽電池22が設けられた中央に位置する領域である。第2の領域20bは、第1の領域20aの外側に位置している。第3の領域20cは、第2の領域20bの外側に位置している。第2の領域20bと第3の領域20cとには、太陽電池22は設けられていない。
The module
モジュール本体20の周囲には、枠体11が設けられている。具体的には、枠体11は、モジュール本体20を包囲するように配されている。枠体11は、凹部11aを有する。凹部11aには、モジュール本体20の太陽電池22が設けられていない領域の一部が挿入されている。具体的には、凹部11aには、モジュール本体20の第3の領域20cが挿入されている。第1の領域20aと第2の領域20bとは、枠体11外に位置している。第2の領域20bの幅は、例えば、0.5mm〜10mm程度とすることができる。第3の領域20cの幅は、例えば、1mm〜15mm程度とすることができる。
A
凹部11aは、第1の板状部11bと、第2の板状部11cと、接続部11dとにより構成されている。第1の板状部11bは、モジュール本体20の透光性部材23側に位置している。第2の板状部11cは、モジュール本体20の反射部材24側に位置している。この第2の板状部11cと第1の板状部11bとによってモジュール本体20の第3の領域20cが挟持されている。接続部11dは、第1の板状部11bと第2の板状部11cとを接続している。
The recessed
枠体11の構成材料は、枠体11にモジュール本体20を保持し得るだけの十分な強度を付与できるものである限りにおいて特に限定されない。枠体11は、例えば、アルミニウム、鉄などの金属、ステンレスなどの合金、または樹脂などにより構成することができる。
The constituent material of the
枠体11とモジュール本体20との間の隙間には、止水材13が配されている。止水材13は、例えば、シリコーン樹脂、ブチルゴムなどにより構成することができる。
In the gap between the
太陽電池モジュール1においては、充填材層25は、太陽電池22が設けられた第1の領域20aと、第2の領域20bの少なくとも一部とに設けられている。このため、充填材層25は、枠体11外に設けられており、枠体11内には設けられていない。充填材層25の第2の領域20bに位置している部分の少なくとも一部は、傾斜部25Aを構成している。傾斜部25Aは、第1の領域20a側から枠体11側に向かって薄くなっている。このため、傾斜部25Aの透光性部材23とは反対側の表面は、法線方向が第1の領域20a側を向くように、透光性部材23の太陽電池22側の表面に対して傾斜している。なお、傾斜部25Aの透光性部材23とは反対側の表面は、平面状であってもよいし、曲面状であってもよい。
In the
反射部材24は、傾斜部25Aを含め、充填材層25の実質的に全体を覆うように設けられている。具体的には、反射部材24は、モジュール本体20の実質的に全体に設けられている。このため、反射部材24は、凹部11a内にまで至っている。反射部材24は、透光性部材23の端部にまで至っている。第3の領域20cにおいて、反射部材24は、透光性部材23と充填材層25を介さずに対向している。
The reflecting
ところで、図3に示される太陽電池モジュール100のように、充填材層125を枠体111内にまで設けることが考えられる。その場合は、第2の領域120bにおいて充填材層125は、略均一厚みとなる。このため、太陽電池モジュール100では、第2の領域120bに垂直に入射した光L100は、太陽電池122に入射しない。従って、光L100は、発電に寄与しない。
By the way, as in the
一方、太陽電池モジュール1では、充填材層25に、第1の領域20a側から枠体11側に向かって薄くなる傾斜部25Aが設けられており、かつ、反射部材24が傾斜部25Aを覆うように設けられている。このため、反射部材24の傾斜部25Aの上に位置する部分は、法線方向が第1の領域20a側を向くように傾斜している。よって、第2の領域20bに垂直に入射した光L1は、反射部材24によって、太陽電池22が設けられている第1の領域20a側に反射される。従って、光L1も、太陽電池22に入射し得、発電に寄与し得る。すなわち、太陽電池モジュール1では、第2の領域20bに入射した光の利用効率を高めることができる。従って、改善された光電変換効率を実現することができる。
On the other hand, in the
太陽電池モジュール1では、反射部材24が凹部11a内にまで至っている。この場合は、反射部材24の透光性部材23からの剥離を抑制することができる。さらに、透光性部材23より反射部材24や充填材層25が大きい場合でもトリミングを行うことにより前記構造にできることから製造上歩留まりを高めることができる。
In the
太陽電池モジュール1では、着色された第2の充填材層25bが傾斜部25Aにも設けられている。さらには、第2の充填材層25bが傾斜部25Aの実質的に全体に設けられている。このため、第2の領域20bに入射した光の太陽電池22への入射効率をさらに高めることができる。従って、さらに改善された光電変換効率を実現することができる。
In the
太陽電池モジュール1では、充填材層25bは、枠体11外に設けられており、充填材層25aは凹部11a内にまで至っている。この場合、充填材層25bのサイズを小さくすることが可能であり、部材のコスト削減に貢献する。
In the
(太陽電池モジュール1の製造方法)
次に、主として図4を参照しながら、太陽電池モジュール1の製造方法の一例について説明する。(Method for producing solar cell module 1)
Next, an example of a method for manufacturing the
まず、透光性部材23の上に、第1の充填材層25aを構成するための第1の樹脂シート31a、太陽電池22、第2の充填材層25bを構成するための第2の樹脂シート31b及び可撓性を有する反射シートにより構成された反射部材24をこの順番で積層する。これにより、積層体30を作製する。なお、太陽電池モジュール1では、第2の充填材層25bが着色充填材層により構成されているため、第2の樹脂シート31bとしては、顔料や染料を含む着色樹脂シートを用いる。
First, on the
次に、積層体30の太陽電池22が設けられた領域よりも外側の領域の少なくとも一部の上に補助部材40を配置した状態で、積層体30を加熱しながら加圧するラミネート工程を行う。このラミネート工程において、補助部材40が配置された部分には、他の部分よりも高いプレス厚が加わる。このため、補助部材40が配置された部分は、他の部分よりも薄くなるように加圧される。その結果、傾斜部25Aが形成される。従って、本実施形態の方法により、モジュール本体20を好適に作製することができる。
Next, a laminating process is performed in which the
傾斜部25Aを好適に形成できるようにする観点からは、第2の樹脂シート31bとして、第1の樹脂シート31aよりも小面積の樹脂シートを用いることが好ましい。この場合、着色された第2の樹脂シート31bが反射部材24からはみ出すことも抑制することができる。また、積層体30を加圧するプレス材の温度よりも補助部材40の温度を高くしておくことが好ましい。ラミネート工程において、樹脂シート31a、31bの補助部材40近傍に位置する部分の流動性を高めることができるためである。積層体30を加圧するプレス材の温度よりも補助部材40の温度を10℃以上高くすることがより好ましく、20℃以上高くすることがさらに好ましい。
From the viewpoint of suitably forming the
次に、モジュール本体20の第3の領域20cを枠体11の凹部11aに挿入し、止水材13により固定することにより太陽電池モジュール1を完成させることができる。
Next, the
以下、本発明の好ましい実施形態の他の例について説明する。以下の説明において、上記第1の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。 Hereinafter, other examples of preferred embodiments of the present invention will be described. In the following description, members having substantially the same functions as those of the first embodiment are referred to by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
(第2の実施形態)
太陽電池モジュール1では、反射部材24がモジュール本体20の端にまで至っている例について説明したが、図5に示される太陽電池モジュール2のように、反射部材24は、モジュール本体20の端にまで至っていなくてもよい。すなわち、反射部材24は、透光性部材23よりも小面積に設けられていてもよい。太陽電池モジュール2においても、太陽電池モジュール1と同様に、改善された光電変換効率を実現することができる。また、太陽電池モジュール2では、反射部材24および充填材層25のサイズを小さくすることによりコスト削減に貢献する。(Second Embodiment)
In the
(第3の実施形態)
図6に示されるように、太陽電池モジュール3では、反射部材24は、枠体11外に設けられており、枠体11内には設けられていない。太陽電池モジュール3においても、太陽電池モジュール1,2と同様に、改善された光電変換効率を実現することができる。また、太陽電池モジュール3では、反射部材24および充填材層25のサイズを小さくすることによりコスト削減に貢献する。さらに、凹部11a内にたまった水等の不純物がモジュール内部に入ることを防ぐことができる。(Third embodiment)
As shown in FIG. 6, in the solar cell module 3, the reflecting
尚、本発明はここでは記載していない様々な実施形態を含む。例えば、太陽電池モジュールは、ひとつの太陽電池を有していてもよい。 The present invention includes various embodiments not described herein. For example, the solar cell module may have one solar cell.
枠体は、モジュール本体の周縁部の一部の外側にのみ設けられていてもよい。 The frame may be provided only outside a part of the peripheral edge of the module body.
以上のように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態を含む。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。 As described above, the present invention includes various embodiments not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.
1〜3…太陽電池モジュール
11…枠体
11a…凹部
20…モジュール本体
20a…第1の領域
20b…第2の領域
20c…第3の領域
22…太陽電池
23…透光性部材
24…反射部材
25…充填材層
25A…傾斜部
25a…第1の充填材層
25b…第2の充填材層
30…積層体
31a…第1の樹脂シート
31b…第2の樹脂シート
40…補助部材DESCRIPTION OF SYMBOLS 1-3 ...
Claims (9)
前記モジュール本体の周囲に設けられており、前記モジュール本体の前記太陽電池が設けられていない部分が挿入された凹部を有する枠体と、
を備え、
前記モジュール本体は、前記太陽電池が設けられた第1の領域と、前記第1の領域の外側に位置し前記太陽電池が設けられない第2の領域と、前記第2の領域の外側に位置し前記凹部に挿入される第3の領域と、を備え、
前記充填材層は、前記第2の領域において、前記太陽電池が設けられた領域側から前記枠体側に向かって薄くなる傾斜部を有し、
前記第3の領域において、前記透光性部材と前記反射部材とは、前記充填材層を介さずに対向して配され、
前記反射部材は、前記傾斜部を覆うように設けられている、太陽電池モジュール。 A module body having a translucent member, a reflective member, a filler layer disposed between the translucent member and the reflective member, and a solar cell disposed in the filler layer;
A frame body provided around the module body and having a recess into which a portion of the module body where the solar cell is not provided is inserted;
With
The module body includes a first region in which the solar cell is provided, a second region in which the solar cell is not provided and the outside of the second region. And a third region inserted into the recess,
In the second region, the filler layer has an inclined portion that becomes thinner from the region side where the solar cell is provided toward the frame body side,
In the third region, the translucent member and the reflective member are arranged to face each other without the filler layer interposed therebetween,
The said reflection member is a solar cell module provided so that the said inclination part may be covered.
前記反射部材は、前記凹部内にまで至っている。 The solar cell module according to claim 1, wherein
The reflection member reaches the recess.
前記充填材層は、前記枠体外に設けられている。 In the solar cell module according to claim 1 or 2,
The filler layer is provided outside the frame.
前記反射部材は、前記枠体外に設けられている。 The solar cell module according to claim 1, wherein
The reflecting member is provided outside the frame.
前記充填材層は、
前記太陽電池と前記透光性部材との間に配された第1の充填材層と、
前記太陽電池と前記反射部材との間に配されており、着色された第2の充填材層と、
を有する。 In the solar cell module according to any one of claims 1 to 4,
The filler layer is
A first filler layer disposed between the solar cell and the translucent member;
A second filler layer that is disposed between the solar cell and the reflective member, and is colored;
Have
前記太陽電池が設けられた第1の領域と、前記第1の領域の外側に位置し前記太陽電池が設けられない第2の領域と、前記第2の領域の外側に位置し前記凹部に挿入される第3の領域と、のうち、前記第3の領域の上に補助部材を配置した状態で前記第3の領域が他の部分よりも薄くなるように前記積層体を加熱しながら加圧することにより、前記第3の領域において、前記透光性部材と前記反射シートとが前記第1の樹脂シート及び前記第2の樹脂シートを介さずに対向するようにモジュール本体を作製し、
凹部を有する枠体の前記凹部に、前記第3の領域を挿入することにより、前記モジュール本体と前記枠体とを備える太陽電池モジュールを得る、太陽電池モジュールの製造方法。 On a translucent member, a 1st resin sheet, a solar cell, a 2nd resin sheet, and a reflective sheet are laminated in this order, and a layered product is produced,
A first region provided with the solar cell; a second region located outside the first region and not provided with the solar cell; and located outside the second region and inserted into the recess. Of the third region to be pressed, and pressurizing while heating the laminated body so that the third region is thinner than other portions in a state where the auxiliary member is disposed on the third region. Thus , in the third region, the module main body is manufactured so that the translucent member and the reflective sheet are opposed to each other without the first resin sheet and the second resin sheet ,
A method for manufacturing a solar cell module, wherein a solar cell module including the module body and the frame is obtained by inserting the third region into the recess of the frame having a recess.
前記第2の樹脂シートとして、前記第1の樹脂シートよりも小面積の樹脂シートを用いる。 In the manufacturing method of the solar cell module according to claim 6,
A resin sheet having a smaller area than the first resin sheet is used as the second resin sheet.
前記第2の樹脂シートとして、着色樹脂シートを用いる。 In the manufacturing method of the solar cell module according to claim 6 or 7,
A colored resin sheet is used as the second resin sheet.
前記積層体を加圧するプレス材の温度よりも前記補助部材の温度を高くする。 In the manufacturing method of the solar cell module as described in any one of Claims 6-8,
The temperature of the auxiliary member is set higher than the temperature of the press material that pressurizes the laminate.
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