JP5988154B2 - In-vehicle solar cell module - Google Patents
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Description
本発明は、車載用太陽電池モジュールに関する。 The present invention relates to an in-vehicle solar cell module.
太陽電池モジュールを車両に搭載することが検討されている。特許文献1には、車両の曲面上の外板の外面に形成された凹部に嵌め込む光電変換素子が開示されている。ここでは、pn接合を有する半導体結晶粒子をアルミニウム等の導電性基板に接合し、半導体結晶粒子の上部側に透光板を配置し、導電性基板の裏面側にバックシートを配置する。バックシートは、樹脂、樹脂フィルムにアルミニウム箔や金属酸化膜を挟んで貼りあわせたシート、ステンレス等の金属シートが用いられる。 It has been studied to mount a solar cell module on a vehicle. Patent Document 1 discloses a photoelectric conversion element that fits into a recess formed on an outer surface of an outer plate on a curved surface of a vehicle. Here, semiconductor crystal particles having a pn junction are bonded to a conductive substrate such as aluminum, a light transmitting plate is disposed on the upper side of the semiconductor crystal particles, and a back sheet is disposed on the back surface side of the conductive substrate. As the back sheet, a resin, a sheet obtained by bonding an aluminum foil or a metal oxide film to a resin film, and a metal sheet such as stainless steel are used.
取り付けられた車両と意匠を調和させつつ、出力の損失を抑制した車載用太陽電池モジュールを提供する。 While harmonizing the attached vehicle and the design, providing a vehicle for a solar cell module which suppresses loss of output.
本開示に係る車載用太陽電池モジュールは、車両の一部を構成し、光を反射する凹部を有するフレーム部と、複数の太陽電池を接続した太陽電池ストリングを、受光面側保護部材と裏面側保護部材との間に、受光面側封止材と裏面側封止材とを用いて固定して形成される太陽電池パネルと、太陽電池パネルを固定する保持部材と、を有し、受光面側保護部材、裏面側保護部材、受光面側封止材、及び裏面側封止材は、透明であり、凹部は、第一の凹部の底面内に更に第二の凹部を備えており、第二の凹部とは異なる領域に形成された第一の凹部の底面上に、受光面保護部材の裏面側の面の周縁部が接着されて支持される。 An in-vehicle solar cell module according to the present disclosure includes a frame portion having a concave portion that reflects light and a solar cell string in which a plurality of solar cells are connected, and a light receiving surface side protection member and a back surface side. between the protective member, it possesses a solar cell panel formed by fixing with a light-receiving surface-side sealing member and the back surface side sealing material, a holding member for fixing the solar cell panel, a light-receiving The surface side protection member, the back surface side protection member , the light receiving surface side sealing material, and the back surface side sealing material are transparent, and the recess is further provided with a second recess in the bottom surface of the first recess, on the bottom surface of the first concave portion formed in a region different from the second recess, the peripheral portion of the back side surface of the light receiving surface protection member Ru is supported by being bonded.
上記構成によれば、取り付けられた車両と意匠を調和させつつ、出力の損失を抑制することができる。
According to the above configuration, while harmonizing the attached vehicle and the design, the loss of output can be suppressed.
以下に図面を用いて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。以下では、全ての図面において一または対応する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Hereinafter, in all the drawings, one or the corresponding element is denoted by the same reference numeral, and redundant description is omitted.
図1は、車両8に搭載された太陽電池モジュール10を示す図である。以下では、車両8に搭載される太陽電池モジュール10を、特に断らない限り太陽電池モジュール10と呼ぶことにする。太陽電池モジュール10は、太陽電池パネル12が車両8の車体におけるルーフ部の外板14に設けられた凹部16に嵌め込まれて構成される。なお、本願発明のフレーム部は、本実施形態の外板14に対応する。
FIG. 1 is a diagram showing a
図2は、図1のA−A線に沿った断面図である。太陽電池モジュール10は、太陽電池パネル12と、太陽電池パネル12が嵌め込まれる凹部16を有する車体の一部を構成する外板14と、太陽電池パネル12を外板14の凹部16に嵌め込んで保持する保持部材18を含んで構成される。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. The
太陽電池パネル12は、複数の太陽電池20が配線材22,24で互いに接続された太陽電池ストリング26を有する。太陽電池パネル12は、受光面側保護部材40、受光面側封止材28、太陽電池ストリング26、裏面側封止材38、裏面側保護部材42を順次積層して構成される。
The
太陽電池20は、太陽光等の光を受光することで正孔および電子の光生成キャリアを生成する光電変換部を備える。光電変換部は、例えば、結晶性シリコン(c−Si)、ガリウム砒素(GaAs)、インジウム燐(InP)等の半導体材料の基板を有する。光電変換部の構造は、広義のpn接合である。例えば、n型単結晶シリコン基板と非晶質シリコンのヘテロ接合を用いることができる。この場合、受光面側の基板上に、i型非晶質シリコン層と、ボロン(B)等がドープされたp型非晶質シリコン層と、酸化インジウム(In2O3)の透光性導電酸化物で構成される透明導電膜(TCO)を積層し、基板の裏面側に、i型非晶質シリコン層と、燐(P)等がドープされたn型非晶質シリコン層と、透明導電膜を積層する構造とできる。
The
光電変換部は、太陽光等の光を電気に変換する機能を有すれば、これ以外の構造であってもよい。例えば、p型多結晶シリコン基板と、その受光面側に形成されたn型拡散層と、その裏面側に形成されたアルミニウム膜とを備える構造であってもよい。 The photoelectric conversion unit may have a structure other than this as long as it has a function of converting light such as sunlight into electricity. For example, a structure including a p-type polycrystalline silicon substrate, an n-type diffusion layer formed on the light-receiving surface side, and an aluminum film formed on the back surface side may be used.
配線材22,24は、光電変換部上に導電ペースト等を用いて形成された接続用電極に接着剤を介して接続される導電性部材である。配線材22,24としては、銅等の導電性材料で構成される薄板が用いられる。薄板に代えて撚り線状のものを用いることもできる。導電性材料としては、銅の他に、銀、アルミニウム、ニッケル、錫、金、あるいはこれらの合金を用いることができる。
The
接着剤としては、アクリル系、柔軟性の高いポリウレタン系、あるいはエポキシ系等の熱硬化性樹脂接着剤を用いることができる。接着剤には、導電性粒子が含まれる。導電性粒子としては、ニッケル、銀、金コート付ニッケル、錫メッキ付銅等を用いることができる。接着剤として、絶縁性の樹脂接着剤を用いることもできる。この場合には、配線材22,24と接続用電極の互いに対向する面は、部分的に接触して電気的接続を取るようにする。
As the adhesive, a thermosetting resin adhesive such as acrylic, highly flexible polyurethane, or epoxy can be used. The adhesive includes conductive particles. As the conductive particles, nickel, silver, nickel with gold coating, copper with tin plating, or the like can be used. An insulating resin adhesive can also be used as the adhesive. In this case, the mutually opposing surfaces of the
受光面側封止材28と裏面側封止材38は、太陽電池20を受光面側保護部材40と裏面側保護部材42の間に固定するための部材である。これらの封止材28,38は、耐熱性、接着性、柔軟性、成形性、耐久性等を考慮して材質が選定される。受光面側封止材28及び裏面側封止材38は、入射した光を吸収したり反射することなく透過させることができる透明封止材が用いられる。例えば、ポリエチレン系のオレフィン樹脂やエチレンビニルアセテート(EVA)等が用いられる。EVA以外には、EEA、PVB、シリコーン系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等を用いることもできる。
The light receiving surface
受光面側保護部材40は、外部から光を取り入れることができる透明な板体またはフィルムである。受光面側保護部材40としては、ガラス板、樹脂板、樹脂フィルム等の透光性を有する部材を用いることができる。
The light-receiving surface
裏面側保護部材42は、裏面側の外部から入射する光を透過することができる透明な板体またはシートである。裏面側保護部材42としては、受光面側保護部材40同様、ガラス板、樹脂板、樹脂フィルム等の透光性を有する部材を用いることができる。
The back surface side protection member 42 is a transparent plate or sheet that can transmit light incident from the outside on the back surface side. As the back surface side protection member 42, similarly to the light receiving surface
外板14は、車両8の車体の少なくとも一部を形作るもので、金属色や塗装色によって、光を反射する表面を有する。外板14には、凹部16が設けられる。凹部16は、太陽電池パネル12を嵌め込むために、ルーフ部の外板14の外表面の一部をくぼませた部分である。凹部16は、太陽電池パネル12の受光面側保護部材40の裏面44の周縁部を支持する支持面30と、太陽電池パネル12の裏面側の空間とが形成されるように、大きなくぼみの中に底面46を有する小さなくぼみが形成された形状となるように構成される。なお、くぼみの底面46は、外板14の表面であるので、光反射性を有する。
The
保持部材18は、外板14の凹部16に太陽電池パネル12を嵌め込んで保持するための樹脂材である。保持部材18は、凹部16の大きなくぼみの底面である支持面30と太陽電池パネル12の受光面側保護部材40との間に配置され、太陽電池パネル12と外板14を接着する。保持部材18としては、樹脂ゴムを用いることができる。樹脂ゴムとしては、イソプレンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、ブチルゴム、シリコーン樹脂等を用いることができる。樹脂ゴム以外で、外板14の金属材料の弾性率よりも小さな弾性率を有する樹脂を用いてもよい。例えば、セルロースアセテート、フエノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル系フォーム等を用いることができる。
The
保持部材18で太陽電池パネル12の受光面側保護部材40と外板14を接着する。これにより、裏面側保護部材42と外板14の支持面30を接着した場合に比べ、接着強度を強めることができる。更には、太陽電池パネル12の受光面側封止材28と裏面側封止材38の端面を、太陽電池パネル12と外板14の接着界面から離隔することができる。この結果、太陽電池パネル12の受光面側封止材28と裏面側封止材38から水分が侵入することにより生じる太陽電池20の特性低下を抑制することができる。
The light receiving surface
また図2に示されるように、外板14は、2段階のくぼみである凹部16が構成され、凹部16内に形成された段差が支持面30となるように構成される。これによって、太陽電池モジュール10の受光面側保護部材40の受光面と、外板14の凹部16外周部の面との間の段差を小さくなるように太陽電池モジュール10を車両8に設置することができる。この結果、意匠性を向上させることができるだけでなく、車両8の走行時における騒音の抑制を図ることができる。なお、図2では太陽電池モジュール10の受光面側保護部材40の上面が平坦面として示した。しかし、凹部16が設けられる外板14が流線型の曲面を有する場合は、太陽電池モジュール10に可撓性を持たせることで、受光面側保護部材40の上面と、凹部外周部の上面とが一つの面形状を構成するようにできる。
As shown in FIG. 2, the
図2に示されるように、裏面側保護部材42の裏面44と凹部16の底面46との間は、間隔48が設けられる。この間隔48を介して、太陽電池モジュール12の出力を取り出すための図示しない配線は、車内に引き込まれる。
As shown in FIG. 2, a
図3は、外部からの光が太陽電池パネル12を透過し、凹部16に入射し、底面46で反射され、太陽電池20の裏面に再度、入射する様子を示す図である。このように、太陽電池パネル12において、受光面側封止材28と裏面側封止材38、受光面側保護部材40と裏面側保護部材42を透明とし、光を反射することができる底面46とすることで、太陽電池20で吸収されなかった光を再度太陽電池20に入射させることができ、太陽電池パネル12の発電効率を向上させることができる。
FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which light from the outside passes through the
また、図2の構成では、太陽電池パネル12は、太陽電池20と配線材22,24以外、受光面側封止材28と裏面側封止材38、及び受光面側保護部材40と裏面側保護部材42は透明である。このため、車両8の外板14の凹部16に嵌め込まれた太陽電池パネル12においても外板14の色が視認でき、車両8と太陽電池パネル12を調和させることが可能となり、意匠性が向上する。
In the configuration of FIG. 2, the
このように、太陽電池モジュール10を車両8に搭載することで、車両8の外板14の色をそのまま太陽電池ストリング26の背景色とすることができる。
Thus, by mounting the
上記では、太陽電池モジュールとして、太陽電池パネル12が車両8の車体のルーフ部に凹部16を設けた例を説明したが、ルーフ部以外であってもよい。例えば、車両のボンネット部、トランク部、ドア部を含む側面に嵌め込んでもよい。
Although the example which provided the recessed
また、太陽電池パネル12が車体の外板14の凹部16に嵌め込まれるものとしたが、これ以外に、外板14の外側に太陽電池パネル12を取り付けるものとしてもよい。例えば、車体の外板14のルーフ部から浮かせて取り付けてもよい。その場合には、車体の外板14上に太陽電池パネル12を一定の間隔を隔てて配置されるように金具等からなる保持部材を用いて固定される。
Moreover, although the
さらには、太陽電池を両面発電型として述べたが、片面発電型の太陽電池であってもよい。 Furthermore, although the solar cell has been described as a double-sided power generation type, a single-sided power generation type solar cell may be used.
また上記説明で記載した材質、厚さ、寸法等は説明のための例示であって、太陽電池モジュールの仕様に応じ、適宜変更が可能である。 Moreover, the material, thickness, dimension, etc. which were described in the said description are the illustrations for description, Comprising: According to the specification of a solar cell module, it can change suitably.
8 車両、10 太陽電池モジュール、12 太陽電池パネル、14 外板、16 凹部、18 保持部材、20 太陽電池、22,24 配線材、26 太陽電池ストリング、30 支持面、28,38 封止材、40,42 保護部材、44 (保護部材の)裏面、46 底面、48 隙間間隔。 8 Vehicle, 10 Solar cell module, 12 Solar cell panel, 14 Outer plate, 16 Recess, 18 Holding member, 20 Solar cell, 22, 24 Wiring material, 26 Solar cell string, 30 Support surface, 28, 38 Sealing material, 40, 42 Protection member, 44 Back surface (of protection member), 46 Bottom surface, 48 Clearance spacing.
Claims (4)
複数の太陽電池を接続した太陽電池ストリングを、受光面側保護部材と裏面側保護部材との間に、受光面側封止材と裏面側封止材とを用いて固定して形成される太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルを固定する保持部材と、を有し、
前記受光面側保護部材、前記裏面側保護部材、前記受光面側封止材、及び前記裏面側封止材は、透明であり、
前記凹部は、第一の凹部の底面内に更に第二の凹部を備えており、前記第二の凹部とは異なる領域に形成された前記第一の凹部の底面上に、前記受光面保護部材の裏面側の面の周縁部が接着されて支持される、車載用太陽電池モジュール。 A frame part that constitutes a part of the vehicle and has a recess for reflecting light;
A solar cell formed by fixing a solar cell string in which a plurality of solar cells are connected between a light receiving surface side protective member and a back surface side protective member using a light receiving surface side sealing material and a back surface side sealing material. A battery panel;
A holding member for fixing the solar cell panel,
The light receiving surface side protective member, the back surface side protective member, the light receiving surface side sealing material, and the back surface side sealing material are transparent,
The concave portion further includes a second concave portion in the bottom surface of the first concave portion, and the light receiving surface protection member is formed on the bottom surface of the first concave portion formed in a region different from the second concave portion. of the peripheral portion of the backside surface is Ru is supported by being bonded, automotive solar cell module.
断面視で、前記フレーム部の高さ方向における受光面側の端面と、前記受光面側保護部材の高さ方向における受光面側の端面の高さは実質的に等しい、車載用太陽電池モジュール。 In the vehicle-mounted solar cell module according to claim 1,
The vehicle-mounted solar cell module in which the height of the end surface on the light receiving surface side in the height direction of the frame portion and the height of the end surface on the light receiving surface side in the height direction of the light receiving surface side protection member are substantially equal in a cross-sectional view .
前記第二の凹部で反射した光は、前記裏面側保護材と前記裏面側封止材を介して前記複数の太陽電池に入射する、車載用太陽電池モジュール。 The in-vehicle solar cell module according to claim 2,
The light reflected by the second recess, you incident on the plurality of solar cells through the back surface side sealing material and the back-surface-side protection member, automotive solar cell module.
前記複数の太陽電池は、両面受光型である、車載用太陽電池モジュール。 In the vehicle-mounted solar cell module according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the plurality of solar cells, Ru bifacial der-vehicle solar cell module.
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