JP6083639B2 - 太陽電池モジュール - Google Patents

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Description

本発明は、太陽電池モジュールに関する。
近年、環境負荷の小さなエネルギー源として、太陽電池モジュールに対する注目が高まってきている。例えば、特許文献１には、配線材により電気的に接続された複数の太陽電池を有する太陽電池モジュールが記載されている。特許文献１に記載の太陽電池モジュールでは、配線材の一方側部分が隣り合う太陽電池の一方の受光面に接着されており、配線材の他方側部分が隣り合う太陽電池の他方の裏面に接着されている。配線材の受光面側の主面には、凹凸が形成されている。これにより、配線材に入射した光の利用効率が高められている。一方、配線材の裏面側の主面は、平坦面に設けられている。
特開２００６−１３４０６号公報
太陽電池モジュールの信頼性を改善したいという要望がある。
本発明の主な目的は、改善された信頼性を有する太陽電池モジュールを提供することである。
本発明に係る太陽電池モジュールは、太陽電池と、第１の配線材とを備える。太陽電池は、第１及び第２の主面を有する。第１の配線材は、太陽電池の第１の主面に接着されている。第１の配線材の一対の主面のそれぞれには、一方の主面の凸部と他方の主面の凹部とが対応して位置するように凹凸が設けられている。
本発明によれば、改善された信頼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。
図１は、第１の実施形態における太陽電池モジュールの略図的断面図である。 図２は、第１の実施形態における太陽電池の略図的断面図である。 図３は、第２の実施形態における太陽電池の略図的断面図である。 図４は、第３の実施形態における太陽電池の略図的断面図である。
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。
また、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。
図１に示されるように、太陽電池モジュール１は、複数の太陽電池１３を有する。太陽電池１３は、第１の主面１３ａと第２の主面１３ｂとを有する。第１の主面１３ａが受光面を構成しており、第２の主面１３ｂが裏面を構成している。なお、受光面とは、太陽電池の一対の主面のうち、主として受光する主面のことであり、他方の主面により裏面が構成されている。太陽電池１３は、第１の主面１３ａ側に第１の電極１３Ａ（図２を参照）を有し、第２の主面１３ｂ側に第２の電極１３Ｂを有している。
複数の太陽電池１３は、配線材１４により電気的に接続されている。具体的には、隣り合う太陽電池１３のうちの一方の太陽電池１３の第１の主面１３ａ側に位置する第１の電極１３Ａと、他方の太陽電池１３の第２の主面１３ｂ側に位置する第２の電極１３Ｂとが配線材１４によって電気的に接続されている。
図２に示されるように、配線材１４と太陽電池１３とは、樹脂接着剤の硬化物を含む樹脂接着層１５によって接着されている。樹脂接着層１５は、樹脂接着剤の硬化物のみにより構成されていてもよい。この場合は、配線材１４と、第１または第２の電極１３Ａ，１３Ｂとが接触した状態で配線材１４と太陽電池１３とが接着されていることが好ましい。また、樹脂接着層１５は、導電材が分散した樹脂接着剤の硬化物により構成されていてもよい。
太陽電池１３の第１の主面１３ａの上方には、第１の保護部材１１が配されている。第１の保護部材１１は透光性を有することが好ましく、例えば、ガラス板により構成することができる。一方、太陽電池１３の第２の主面１３ｂの上方には、第２の保護部材１６が配されている。第２の保護部材１６は、例えば、樹脂シートにより構成することができる。すなわち、太陽電池１３は、第１の保護部材１１と第２の保護部材１６との間に配されている。第２の保護部材１６は、樹脂シートのみからなるものであってもよいし、金属層や無機酸化物層などのバリア層を含む樹脂シートにより構成されていてもよい。
第１の保護部材１１と第２の保護部材１６との間には封止材１７が配されている。この封止材１７によって太陽電池１３及び配線材１４が封止されている。封止材１７は、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）などの架橋性樹脂や、ポリオレフィンなどの非架橋性樹脂により構成することができる。第１の保護部材１１と太陽電池１３との間に設けられる封止材１７は、透光性を有することが好ましい。
配線材１４の横断面は、配線材１４の幅方向に沿ってジグザグ状である。
配線材１４は、第１の主面１４ａと第２の主面１４ｂとを有する。第１の主面１４ａが受光面側（第１の保護部材１１側）を向いており、第２の主面１４ｂが裏面側（第２の保護部材１６側）を向いている。第１及び第２の主面１４ａ、１４ｂのそれぞれには、凹凸が設けられている。凹凸は、配線材１４の延びる方向であるｘ軸方向に沿って延びている。すなわち、第１の主面１４ａの凹凸は、ｘ軸方向に沿って延びる複数の凸部１４ａ１と、ｘ軸方向に沿って延びる複数の凹部１４ａ２とがｘ軸方向に直行するｙ軸方向に沿って交互に配列されてなる。第２の主面１４ｂの凹凸は、ｘ軸方向に沿って延びる複数の凸部１４ｂ１と、ｘ軸方向に沿って延びる複数の凹部１４ｂ２とがｘ軸方向に直行するｙ軸方向に沿って交互に配列されてなる。
第１の主面１４ａの凹凸と、第２の主面１４ｂの凹凸とは、第１の主面１４ａの凸部１４ａ１と第２の主面１４ｂの凹部１４ｂ２とが対応して位置するように設けられている。図２に記載の実施形態では、ｙ軸方向において、第１の主面１４ａの凸部１４ａ１の位置は、第２の主面１４ｂの凹部１４ｂ２の位置と一致している。このため、第１の主面１４ａの凸部１４ａ１と第２の主面１４ｂの凹部１４ｂ２とは、太陽電池１３の厚み方向であるｚ軸方向に対向している。第１の主面１４ａの凹凸と、第２の主面１４ｂの凹凸とは、第１の主面１４ａの凹部１４ａ２と第２の主面１４ｂの凸部１４ｂ１とが対応して位置するように設けられている。図２に記載の実施形態では、ｙ軸方向において、第１の主面１４ａの凹部１４ａ２の位置は、第２の主面１４ｂの凸部１４ｂ１の位置と一致している。このため、第１の主面１４ａの凹部１４ａ２と第２の主面１４ｂの凸部１４ｂ１とは、ｚ軸方向に対向している。
配線材１４の、太陽電池１３の受光面側に位置する受光面側部分１４Ａと、裏面側に位置する裏面側部分１４Ｂとは、太陽電池１３を介してｚ軸方向に対向している。受光面側部分１４Ａの太陽電池１３側の主面である第２の主面１４ｂに設けられた凸部１４ｂ１と、裏面側部分１４Ｂの太陽電池１３側の主面である第１の主面１４ａに設けられた凸部１４ａ１とは、太陽電池１３を介してｚ軸方向に対向している。
このような配線材１４は、両主面が平坦面である金属板をプレスすることにより作製することができる。
太陽電池モジュール１では、配線材１４の受光面側を向く第１の主面１４ａに凹凸が設けられている。このため、第１の主面１４ａに入射した光の利用効率を高めることができる。よって、改善された光電変換効率を得ることができる。具体的には、配線材１４で反射された光の少なくとも一部は、受光面側の第１の保護部材１１と封止材１７との界面または第１の保護部材１１と空気との界面において反射し、太陽電池１３の第１の主面１３ａに入射する。よって、配線材１４に入射した光の利用効率を高めることができる。
ところで、改善された光電変換効率を得る観点からは、配線材の受光面側の主面にのみ凹凸を設け、裏面側の主面に凹凸を設ける必要はない。しかしながら、その場合は、配線材の剛性が高く、例えば使用時や製造時などにおいて配線材と太陽電池との間に応力が加わったときに太陽電池が割れたり、太陽電池にクラックが発生したりする場合がある。
一方、太陽電池モジュール１では、配線材１４の第１及び第２の主面１４ａ、１４ｂのそれぞれには、第１の主面１４ａの凸部１４ａ１と第２の主面１４ｂの凹部１４ｂ２とが対応して位置するように凹凸が設けられている。このため、配線材１４は、配線材１４の厚み方向（ｚ軸方向）に弾性変形しやすい。また、配線材１４をプレス成形により作製する場合、一方面のみに凹凸が設けられた配線材をプレス成形により作製する場合よりもプレス圧を低くすることができる。従って、加工硬化を抑制できるため、配線材１４の剛性を低くしやすい。よって、太陽電池１３と配線材１４との間に大きな応力が付加しにくい。従って、使用時や製造時に太陽電池が割れたり、太陽電池にクラックが発生したりすることを抑制することができる。従って、改善された信頼性及び高い製造効率を実現することができる。
特に配線材１４を樹脂接着層１５により太陽電池１３に接着する場合は、配線材１４と太陽電池１３とを樹脂接着剤を用いて圧着させる必要があるため、太陽電池１３と配線材１４との間に付加される応力を低減できる太陽電池モジュール１の構成が特に有効である。
また、太陽電池モジュール１では、受光面側部分１４Ａの太陽電池１３側の主面である第２の主面１４ｂに設けられた凸部１４ｂ１と、裏面側部分１４Ｂの太陽電池１３側の主面である第１の主面１４ａに設けられた凸部１４ａ１とは、太陽電池１３を介してｚ軸方向に対向している。このため、受光面側部分１４Ａと裏面側部分１４Ｂとの間に圧縮応力が加わった際に太陽電池１３に割れやクラックが発生することがより効果的に抑制されている。
もっとも、受光面側部分１４Ａの太陽電池１３側の主面である第２の主面１４ｂに設けられた凸部１４ｂ１と、裏面側部分１４Ｂの太陽電池１３側の主面である第１の主面１４ａに設けられた凸部１４ａ１とが太陽電池１３を介してｚ軸方向に対向している必要は必ずしもない。例えば、図３に示されるように、受光面側部分１４Ａの太陽電池１３側の主面である第２の主面１４ｂに設けられた凸部１４ｂ１と、裏面側部分１４Ｂの太陽電池１３側の主面である第１の主面１４ａに設けられた凹部１４ａ２とが太陽電池１３を介してｚ軸方向に対向していてもよい。
本実施形態では、凸部１４ａ１，１４ｂ１が横断面三角形状であり、凹凸が互いに交差する方向に延びる２種の平面が交互に配されてなる例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、図４に示されるように、凹凸は、曲面により構成されていてもよい。凸部１４ａ１，１４ｂ１は、横断面ドーム型であってもよい。
１…太陽電池モジュール
１１…第１の保護部材
１３…太陽電池
１３Ａ…第１の電極
１３Ｂ…第２の電極
１３ａ…第１の主面
１３ｂ…第２の主面
１４…配線材
１４Ａ…受光面側部分
１４Ｂ…裏面側部分
１４ａ…第１の主面
１４ａ１…凸部
１４ａ２…凹部
１４ｂ…第２の主面
１４ｂ１…凸部
１４ｂ２…凹部
１５…樹脂接着層
１６…第２の保護部材
１７…封止材

Claims (5)

  1. 各々が第１及び第２の主面を有し、隣り合うように並んで配置された２つの太陽電池と、
    前記２つの太陽電池のうちの一方の太陽電池の前記第１の主面に接着された厚みが一定の第１の配線材と、
    前記一方の太陽電池を介して前記第１の配線材と対向して配置され、前記一方の太陽電池の前記第２の主面に接着された厚みが一定の第２の配線材と、
    を備え、
    前記第１の配線材の一対の主面のそれぞれには、一方の主面の凸部と他方の主面の凹部とが厚み方向に対向して位置するように、前記２つの太陽電池の並び方向に沿って延びる凹凸が設けられており、
    前記第２の配線材の一対の主面のそれぞれには、一方の主面の凸部と他方の主面の凹部とが厚み方向に対向して位置するように、前記２つの太陽電池の並び方向に沿って延びる凹凸が設けられており、
    前記第１及び第２の配線材は、前記第１の配線材の前記一方の太陽電池側の主面に設けられた凸部と、前記第２の配線材の前記一方の太陽電池側の主面に設けられた凸部とが前記一方の太陽電池を介して対向するように配されている、太陽電池モジュール。
  2. 前記第１の配線材の横断面形状は、前記第１の配線材の幅方向に沿ってジグザグ状であり、
    前記第２の配線材の横断面形状は、前記第２の配線材の幅方向に沿ってジグザグ状である、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
  3. 前記配線材と前記太陽電池とを接着している樹脂接着層をさらに備える、請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
  4. 前記太陽電池の前記第１の主面側に設けられた、透光性を有する第１の保護部材と、
    前記第１の保護部材と前記太陽電池との間に設けられ、透光性を有する封止材と、
    をさらに備え、
    前記配線材で反射した光の少なくとも一部は、前記第１の保護部材と前記封止材との界面、または、前記第１の保護部材と空気との界面にて反射され、前記太陽電池の前記第１の主面に入射する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
  5. 前記配線材は、両主面が平坦面である金属板をプレスしてなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
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