JP6258714B2

JP6258714B2 - 太陽電池モジュール

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Publication number: JP6258714B2
Application number: JP2014014729A
Authority: JP
Inventors: 健一郎隅田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2014-01-29
Filing date: 2014-01-29
Publication date: 2018-01-10
Anticipated expiration: 2034-01-29
Also published as: JP2015142049A

Description

本発明は太陽電池モジュールに関する。

近年の環境保護の機運の高まりに伴い、環境負荷の少ない太陽光発電システムが注目されている。太陽光発電システムは、太陽電池素子を透光性基板や裏面部材等で保護した太陽電池モジュールを用いて構成される。

太陽電池モジュールは、太陽電池素子の表面側にゴミ等が堆積すると、太陽電池素子の発電量が低下するとともに、太陽電池素子内の抵抗が高まって発熱する場合がある。そのような発熱を回避するため、太陽電池モジュールには、抵抗が高くなった太陽電池素子に流れる電流を迂回させるためのバイパス素子が端子ボックス内に設けられている。また、端子ボックスを無くしてより簡素化を図るために、透光性基板と裏面部材との間にバイパス素子を設けた太陽電池モジュールもある（例えば、特許文献１参照）。

特開平５−２９１６０２号公報

特許文献１に記載された太陽電池モジュールでは、従来のようにバイパス素子が端子ボックスで保護されていないため、太陽電池モジュールの施工の際に、作業者がバイパス素子を覆う部位の裏面部材を掴むことによって、バイパス素子に強い圧力（外力）が加わる場合がある。このような場合、バイパス素子やバイパス素子と接続配線とを接続する半田付け部分が破損するおそれがあった。

本発明の目的の１つは、簡素な構造でバイパス素子の破損やバイパス素子と接続配線との接続不良を低減し、信頼性を高めた太陽電池モジュールを提供することである。

本発明の一形態に係る太陽電池モジュールは、両面受光型の太陽電池素子を有する複数の太陽電池素子列と、隣り合う前記複数の太陽電池素子列同士に電気的に接続されたバイパス素子と、前記複数の太陽電池素子列およびバイパス素子の表側に位置する第１部材と、前記複数の太陽電池素子列およびバイパス素子の裏側に位置する透光性の第２部材と、を有する太陽電池パネルと、前記太陽電池パネルの周縁部に設けられたフレームと、を備え、該フレームは、前記太陽電池パネルの表面の一部および裏面の一部に嵌合する嵌合部、および該嵌合部から前記太陽電池パネルの裏側に向かって延びる張り出し部を有しており、前記バイパス素子は、前記嵌合部に内包されない位置に設けられ、前記張り出し部は、前記第２部材を平面視したときに、前記バイパス素子と重なる第１部分を有するとともに、前記太陽電池素子と重ならない位置に設けられている。

本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールによれば、太陽電池モジュールを第２部材の側から平面視したときに、フレームがバイパス素子と重なる第１部分を含む張り出し部を有していることによって、バイパス素子を外力から保護することができる。これにより、本実施形態では、上記外力が発生しやすい施工作業時等におけるバイパス素子の破損や該バイパス素子と接続配線との接続不良等の発生を低減できる。その結果、本実施形態
では、信頼性を高めることができる。

本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールを示すものであり、（ａ）は表面側から見た平面図、（ｂ）は裏面側から見た平面図である。（ａ）は図１Ａ（ａ）をＡ−Ａ’断面で見た端面図であり、（ｂ）は図１Ａ（ｂ）をＢ−Ｂ’断面で見た端面図である。本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールから太陽電池パネルを抜き出して示すものであり、（ａ）は表面側から見た平面図、（ｂ）は裏面側から見た平面図であり、（ｃ）は図２（ａ）をＣ−Ｃ’断面で見た端面図である。本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールに用いるバイパス素子の一例を示すものであり、（ａ）はバイパス素子の分解斜視図であり、（ｂ）は組み立て後の様子を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールを示すものであり、（ａ）は太陽電池モジュールから１つの太陽電池素子列を抜き出して示す平面図であり、（ｂ）は第１素子列と第２素子列を接続配線とバイパス素子で接続した様子を示す平面図であり、（ｃ）は第１素子列と第２素子列を接続した様子を示す電気回路図である。本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールを示すものであり、（ａ）は図１Ａ（ａ）のＤ部を拡大して示す分解斜視図であり、（ｂ）は図２（ａ）をＥ−Ｅ’断面で見た断面図である。本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールを示すものであり、図１Ａ（ａ）のＦ−Ｆ’断面を拡大して示す端面図である。本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールについて、第２部材としてシート状の部材を用いた場合を示すものであり、（ａ）は図５（ｂ）に相当する断面図であり、（ｂ）は図６に相当する端面図である。本発明の他の実施形態に係る太陽電池モジュールを示す図であり、図６に相当する端面図である。本発明の他の実施形態に係る太陽電池モジュールを示す図であり、図６に相当する断面図である。本発明の他の実施形態に係る太陽電池モジュールを示す図であり、（ａ）は図１Ａ（ａ）のＧ‐Ｇ’断面に相当する部位について、太陽電池モジュールを傾斜して設置した様子を示す端面図であり、（ｂ）は太陽電池モジュールからフレームを抜き出して示す斜視図であり、（ｃ）は太陽電池モジュールからフレームを抜き出して示す斜視図である。本発明の他の実施形態に係る太陽電池モジュールを示す図であり、（ａ）は図１Ａ（ｂ）に相当する平面図であり、（ｂ）は図１Ｂ（ｂ）に相当する断面図であり、（ｃ）は太陽電池モジュールからフレームを抜き出して示す斜視図である。

本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールについて、添付図面を参照しつつ説明する。

（第１実施形態）
本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュール１は、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、主として光を受光する表面１ａ（第１部材２の一主面にも相当する）と表面１ａの裏面に相当する裏面１ｂ（第２部材７の一主面にも相当する）とを有している。太陽電池モジュール１は、太陽電池パネル１Ａと、太陽電池パネル１Ａの出力を取り出す出力リード１１と、出力リードに取り付けられた出力ケーブル１２と、出力ケーブルの先端に設けられたコネクタを有している。また、太陽電池モジュール１は、太陽電池パネル１Ａの周縁部にフレーム１４が設けられている。

太陽電池パネル１Ａは、図２に示すように、表面１ａ側から順に、第１部材２と、被覆部材３と、接続配線４およびバイパス素子５で互いに接続された６つの太陽電池素子列６（以下、素子列６とする）と、裏面１ｂを保護する第２部材７と、端子ボックス８とを備えている。また、素子列６は、複数の太陽電池素子９および隣り合う太陽電池素子９の間を接続するインナーリード１０を有している。なお、以下の説明では、裏面１ｂから表面１ａに向かう方向を表面方向、表面１ａから裏面１ｂに向かう方向を裏面方向とする。

第１部材２は、太陽電池モジュール１の基板としての役割を有する。このような第１部材２としては、例えば、強化ガラスまたは白板ガラス等が挙げられる。

被覆部材３は、接続配線４、バイパス素子５、素子列６および出力リード１１を被覆して保護する機能を有している。また、被覆部材３は、第１部材２と第２部材７との間で、接続配線４、バイパス素子５、素子列６および出力リード１１を封止する。このような被覆部材３としては、０．３ｍｍ以上で且つ０．８ｍｍ以下の厚みのエチレンビニルアセチレートの共重合体、またはポリエチレン、ポリビニルブチラールなどの熱硬化性樹脂が挙げられる。以下の説明では、素子列６よりも表面１ａ側に位置する被覆部材３を第１被覆部材３ａ、素子列６よりも裏面１ｂ側に位置する被覆部材３を第２被覆部材３ｂとする。被覆部材３は、第１被覆部材３ａおよび第２被覆部材３ｂによる一対の部材で構成されている。

接続配線４は、隣接する素子列６同士を電気的に接続する。このような接続配線４としては、例えば半田が被覆された銅箔などが挙げられる。

太陽電池素子９は、表面側に堆積したゴミ等によって発電量が低下すると、電気抵抗が高くなる。バイパス素子５は、電気抵抗が高くなった太陽電池素子９を有する素子列６に流れる電流を他の素子列６にバイパスする機能を有している。

バイパス素子５は、例えば図３に示すようにダイオード５ａを第１導電板５ｂおよび第２導電板５ｃで挟み込むように構成されている。また、ダイオード５ａと、第１導電板５ｂおよび第２導電板５ｃとはそれぞれ半田で接着されている。第１導電板５ｂは、ダイオード５ａのカソード電極に接続される。第２導電板５ｃは、ダイオード５ａのアノード電極に接続される。また、バイパス素子５は、第１導電板５ｂが裏面１ｂ側に位置し、第２導電板５ｃが表面１ａ側に位置するように配置される。

ダイオード５ａとしては、例えばＰＮダイオードまたはショットキーバリアダイオード等を用いることができる。ショットキーバリアダイオードは、ＰＮダイオードよりも電流を流した時の発熱が小さい。それゆえ、ショットキーバリアダイオードを用いれば、被覆部材３または第２部材７等がダイオード５ａからの熱で劣化しにくくなる。

第１導電板５ｂおよび第２導電板５ｃは、素子列６およびダイオード５ａを電気的に接続する部材である。具体的に、第１導電板５ｂおよび第２導電板５ｃと素子列６とは、図５に示すように、接続配線４で接続されている。また、第１導電板５ｂおよび第２導電板５ｃと接続配線４とは、半田で接続されている。

第１導電板５ｂおよび第２導電板５ｃには、例えば、導電性を有する金属板を用いることができる。金属板の材質としては、例えば、銅、りん青銅、黄銅、鉄またはステンレス鋼などが挙げられる。第１導電板５ｂおよび第２導電板５ｃの形状は、例えば、長方形状の平板であればよい。また、第１導電板５ｂおよび第２導電板５ｃの厚みは、接続配線４よりも厚くしてもよい。これにより、電流がダイオード５ａに流れたときに生じる熱を第
１導電板５ｂおよび第２導電板５ｃで吸収しやすくなる。その結果、バイパス素子５の放熱性が向上する。

また、第１導電板５ｂは、図３（ｂ）に示すように、板材を略クランク状に曲げられていてもよい。第１導電板５ｂは、この曲げられた部分でバイパス素子５に接続できる。そのため、第１導電板５ｂおよび第２導電板５ｃは、第１被覆部材３ａの同一面上に位置することとなる。これにより、バイパス素子５と素子列６との接続作業が容易になる。なお、バイパス素子５のダイオード５ａの近傍には、図３（ｂ）に示すように、凸部５ｄが形成される。

また、第１導電板５ｂは、図３に示すように、ダイオード５ａとの接続部の近傍に、他の部分よりも幅が小さい狭隘部５ｂ１を設けてもよい。これにより、ダイオード５ａが発熱した際に生じる熱応力が緩和される。その結果、バイパス素子５中の半田付け部またはバイパス素子５と素子列６との半田付け部の剥離を低減できる。

なお、ダイオード５ａにショットキーバリアダイオードを用いた場合に、バイパス素子５の大きさとしては、例えば、ダイオード５ａが縦４ｍｍ、横４ｍｍ、高さ１ｍｍであり、第１導電板５ｂおよび第２導電板５ｃが長さ４０ｍｍ、厚み０．５ｍｍ、凸部５ｄの厚みが約２ｍｍ程度であればよい。

バイパス素子５として、ＰＮダイオードやショットキーバリアダイオード以外のものを用いる場合、パワースイッチ機能と制御機能を一つのチップとしたバイパススイッチと呼ばれる素子を用いてもよい。バイパススイッチは、例えば縦５ｍｍ、横６ｍｍ、高さ０．７５ｍｍの大きさである。

インナーリード１０は、隣り合う太陽電池素子９同士を電気的に接続する。このようなインナーリード１０としては、例えば、太陽電池素子９と接続させるための半田が被覆された銅箔などが挙げられる。

太陽電池素子９は、入射された光を電気に変換する。このような太陽電池素子９は、例えば、単結晶シリコンまたは多結晶シリコン等からなる基板と、該基板の表面（上面）および裏面（下面）に設けられた電極とを有している。単結晶シリコン基板または多結晶シリコン基板を有する太陽電池素子９は、例えば、四角形状を成している。このとき、太陽電池素子９の一辺の大きさは、例えば、１００ｍｍ以上で且つ２００ｍｍ以下であればよい。

なお、太陽電池素子９の種類は、特に制限されない。例えば、アモルファスシリコン、ＣＩＧＳまたはＣｄＴｅなどの材料より成る薄膜系の太陽電池素子が採用されてもよい。上述した薄膜系の太陽電池素子は、例えば、ガラス基板上に、アモルファスシリコン層、ＣＩＧＳ層またはＣｄＴｅ層などの光電変換層および透明電極などを適宜積層させたものが利用できる。このような薄膜系の太陽電池素子は、ガラス基板上で光電変換層および透明電極にパターニングを施して集積化することによって得られる。そのため、薄膜系の太陽電池素子では、インナーリード１０を用いない。なお、薄膜系の太陽電池素子は、帯状を成している。さらに、太陽電池素子９は、単結晶または多結晶シリコン基板上にアモルファスシリコンの薄膜を形成したタイプであってもよい。

第２部材７は、太陽電池モジュール１の裏面１ｂを保護する機能を有している。このような第２部材７は、太陽電池モジュール１の裏面１ｂ側に位置する被覆部材３と接着している。換言すれば、第２部材７は、第１部材２と協働して、被覆部材３、接続配線４、バイパス素子５、複数の素子列６（第１素子列６ａおよび第２素子列６ｂ）および出力リー
ド１１の一部を挟み込むように配置されている。このような第２部材７には、例えば厚みが２ｍｍ〜４ｍｍの透光性を有するガラス板や、厚みが０．３ｍｍ以上で且つ０．５ｍｍ以下のポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、あるいは、これらを２種以上積層した樹脂を用いることができる。図１Ａおよび図１Ｂでは、一例として第２部材７として第１部材２よりも対向する二辺の長さが短いガラス板を用いた場合を示している。なお、ガラス板の熱伝導率は１Ｗ／ｍ・Ｋである。またＰＶＦの熱伝導率は、０．１４以上で且つ０．１７Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。また、ＰＥＴの熱伝導率は、０．２０以上で且つ０．３３Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。また、ＰＥＮの熱伝導率は、約０．１Ｗ／ｍ・Ｋである。

出力リード１１は、太陽電池素子９で得られた出力を端子ボックス８へ導くための導線である。本実施形態において出力リード１１は、接続配線４の位置から第２部材７の端部と裏面１ｂに沿うように引き回されて、裏面１ｂに配置された端子ボックス８内に導入されている。このような出力リード１１としては、例えば半田が被覆された銅箔などが挙げられる。

端子ボックス８は、太陽電池素子９で得られた出力を、出力リード１１を介して外部に取り出すものである。端子ボックス８は、箱体と、該箱体内に配置されるターミナル板と、を備えている。本実施形態において、端子ボックス８は、第２部材７の端面と裏面１ｂに沿う部分を有しており、出力リード１１を覆う形状を例示している。箱体の材料としては、例えば、変性ポリフェニレンエーテル樹脂またはポリフェニレンオキサイド樹脂が挙げられる。

出力ケーブル１２は、出力リード１１に電気的に接続されており、端部にコネクタ１３が設けられる。このコネクタ１３は、例えば、隣り合う太陽電池モジュール１のコネクタ１３と電気的に接続される。また、このコネクタ１３は、パワーコンディショナ等に接続される場合もある。

フレーム１４は、太陽電池パネル１Ａの周縁を保護し架台等へ設置する際の固定に用いることができる部材である。図１Ａと図１Ｂに示すように、フレーム１４は、太陽電池パネルＡの外周部における表面１ａおよび裏面１ｂの一部を挟持する嵌合部１４ａを有している。嵌合部１４ａは、太陽電池パネル１Ａの表面１ａと相対する上辺１４ａ１と、太陽電池パネル１Ａの裏面１ｂと相対する下辺１４ａ２とを有する。さらに、フレーム１４は、嵌合部１４ａの下辺１４ａ２の太陽電池モジュール１の外側から第１部材２とは反対の方向に向かって延びる外壁部１４ｂと、該外壁部１４ｂの端部から太陽電池モジュール１の中央に向かって張り出した底面部１４ｃと、嵌合部１４ａの下辺１４ａ２の太陽電池モジュール１の中央部側から、太陽電池モジュール１の中央に向かって延びる張り出し部１４ｄとを有する。

フレーム１４は、例えばアルミニウム合金などの軽金属を用いて押出成形により形成することができる。このため嵌合部１４ａや外壁部１４ｂ、底面部１４ｃ、張り出し部１４ｄ等は太陽電池パネル１Ａの辺の長手方向に沿って同じ断面形状で延びている。

次に、太陽電池モジュール１の詳細な構造について説明する。

図４（ａ）に示すように素子列６は、直線状に配列された太陽電池素子９のうち、隣接する一方の太陽電池素子９の表面に位置する３本の電極と、他方の太陽電池素子９の裏面に位置する３本の電極とがインナーリード１０で電気的に接続されている。これにより、複数の太陽電池素子９が直列接続されることによって、素子列６が構成されている。なお、このような素子列６の一端が、正極を出力する正極側出力端となり、他端が負極を出力する負極側出力端となる。

太陽電池モジュール１は、複数の太陽電池素子９から成る複数の素子列６を有する。具体的に、太陽電池モジュール１は、図１Ａ（ａ）に示すように、第１素子列６ａ、第２素子列６ｂ、第３素子列６ｃ、第４素子列６ｄ、第５素子列６ｅおよび第６素子列６ｆを有する。また、第１素子列６ａは、図４（ｂ）に示すように、第１正極側出力端６ａ１および第１負極側出力端６ａ２を有する。また、第２素子列６ｂは、図４（ｂ）に示すように、第２正極側出力端６ｂ１および第１負極側出力端６ｂ２を有する。第１正極側出力端６ａ１および第２負極側出力端６ｂ２は、略同軸上に配置される。一方で、第１負極側出力端６ａ２および第２正極側出力端６ｂ１が略同軸上に配置される。また、第１負極側出力端６ａ２および第２正極側出力端６ｂ１は、接続配線４で直列に電気的に接続されている。また、バイパス素子５は、第１素子列６ａおよび第２素子列６ｂに対して並列に接続される。バイパス素子５は、第１素子列６ａおよび第２素子列６ｂの一端に配置されているため、素子列６よりも太陽電池モジュール１の外周側に位置している。

本実施形態においては、図４（ｂ）に示すように、第１正極側出力端６ａ１を１つにまとめるために、第１正極側出力端６ａ１の３本のインナーリード１０が接続配線４で接続されている。また、本実施形態では、第２負極側出力端６ｂ２を１つにまとめるために、第２負極側出力端６ｂ２の３本のインナーリード１０が接続配線４で接続されている。なお、図１Ａ（ａ）に示すように、他の太陽電池素子列についても、同様の方法で接続配線４およびバイパス素子５が配されている。また、第２素子列６ｂと第３素子列６ｃとの間、および第４素子列６ｄと第５素子列６ｅとの間も接続配線４で接続されている。

このように、本実施形態では、所望の位置にバイパス素子５が設けられているため、任意の素子列６（太陽電池素子９）の表面に影が生じても、太陽電池素子９の温度上昇による破損が低減される。また、バイパス素子５は、フレーム１４の嵌合部１４ａに内包されない位置に設けられている。これにより、太陽電池パネル１Ａを嵌合部１４ａに嵌めた際に、嵌合部１４ａの押し圧力によるバイパス素子５の破損の発生を低減できる。

フレーム１４は、図１Ａおよび図６に示すように、太陽電池モジュール１を第２部材７側（裏面１ｂ側）から平面視したときに、バイパス素子５と重なる張り出し部１４ｄを有している。以下で太陽電池モジュール１を裏面１ｂ側から平面視したときに、バイパス素子５と重なる張り出し部１４ｄの部位を第１部分１４ｄ１と称する。この第１部分１４ｄ１は、バイパス素子５の直下に位置している。

張り出し部１４ｄは、第１部分１４ｄ１においてバイパス素子５を内包する第２部材７の部位を覆うことによって、バイパス素子５に外部からの力を加わりにくくしている。これにより、本実施形態では、作業者が太陽電池モジュール１を架台等に設置しようとしてフレーム１４を把持したときなどに、不慮にバイパス素子５に強い力を加えた場合であっても、バイパス素子５の破損やバイパス素子５と接続配線４との接続部の破損による接続不良を低減することができる。

また、太陽電池モジュール１に複数のバイパス素子５が設けられている場合、張り出し部１４ｄは、第１部分１４ｄ１がフレーム１４の長手方向に沿って連続的に設けられるような構造であってもよい。このような構造であれば、張り出し部１４ｄの機械的な強度を高めることができる。また、上記構造であれば、フレーム１４をアルミニウムの押し出し成形等の方法で容易に作製できる。また、第１部分１４ｄ１は、フレーム１４の一端部から他端部まで一直線状に延伸していてもよい。これにより、張り出し部１４ｄの機械的な強度がより高まる。

なお、張り出し部１４ｄの第１部分１４ｄ１の形状は、バイパス素子５を保護できる構造であれば特に限定されない。張り出し部１４ｄは、例えば、第２部材７を平面視して、素子列６の端部に位置する太陽電池素子９の一部と重なるように、太陽電池モジュール１の中央部に向かって延伸していてもよい。

さらに、張り出し部１４ｄは、嵌合部１４ａの下辺１４ａ２から太陽電池モジュール１の中央部に向かって延伸しつつ、バイパス素子５の直下に位置する第２部材７の部位と離間するように設けられている。このため、太陽電池モジュール１では、バイパス素子５の直下に位置する第２部材７の部位と張り出し部１４ｄとの間に空隙部１５を有する。これにより、張り出し部１４ｄの第１部分１４ｄ１は、第２部材７と空隙部１５を介して重なっている。

このような空隙部１５は、太陽電池モジュール１が積雪等の荷重を受けて撓んだときに第２部材７と張り出し部１４ｄとが接触しない間隔となるように、その大きさを設定すればよい。このような空隙部１５を設けることによって、太陽電池モジュール１に積雪等の荷重が加わっても、張り出し部１４ｄと第２部材７とが接触しない。これにより、張り出し部１４ｄの衝突によるバイパス素子５の破損、およびバイパス素子５と接続配線４との接続部へ衝突による接続不良の発生等を低減できる。

このとき、第２部材７としてＰＶＦやＰＥＴ、ＰＥＮ等のシート状の部材を用いると、図７（ａ）に示すように、第２部材７は、バイパス素子５を内包する部位においてバイパス素子５の形状に沿って裏面１ｂ側へ突出した隆起部７ａを有するようになる。隆起部７ａの面積は、バイパス素子５の形状に沿ったものであることから太陽電池モジュール１の面積に比べて微小である。このため、太陽電池モジュール１が積雪等の荷重を受けて撓んだときに、隆起部７ａと張り出し部１４ｄとが接触する場合がある。このような場合、太陽電池モジュール１の面積全体を撓ませた積雪荷重が、微小な面積の隆起部７ａに集中するため、バイパス素子５、バイパス素子５と接続配線４との半田付け部に大きな荷重がかかる。このため、上述の空隙部１５は、積雪等の荷重を受けて撓んでも、隆起部７ａと張り出し部１４ｄとが接触しない大きさに設定すればよい。これにより、太陽電池モジュール１の信頼性をより高めることができる。

また、空隙部１５は、作業者の指が容易に入らないように底面部１４ｃよりも第２部材７に近い側に設ければよい。具体的に、空隙部１５の大きさは、太陽電池パネル１Ａの厚み方向で１ｃｍ以下となるようにすればよい。

なお、第１部分１４ｄ１は、空隙部１５を介さずに設けてもよい。すなわち、張り出し部１４ｄの第１部分１４ｄ１と第２部材７とが接触するように設けられていてもよい。

（第２実施形態）
本実施形態に係る太陽電池モジュール１は、図８に示すように、第２部材７のバイパス素子５を内包する部位と張り出し部１４ｄとの間に位置する空隙部１５に充填材１６を設けた点で前述の実施形態と相違する。

充填材１６は、第２部材７のよりも高い熱伝導率のものを用いるとよい。これにより、バイパス素子５で発生した熱をフレーム１４に伝えることができるため、バイパス素子５を効率的に冷却し、バイパス素子５を発熱による破壊から保護することができる。

このような充填材１６としては、例えば、熱伝導率を高めた弾性に富むシリコーンゴム等（熱伝導率：１．３Ｗ／ｍ・Ｋ）の樹脂を用いることができる。このように、比較的高い弾性を有する材料で充填材１６を構成すれば、太陽電池パネル１Ａが撓んだ際にバイパ
ス素子５に加わる圧力を緩和することができる。

さらに、充填材１６には、例えば、熱伝導率の高い金属粒子またはセラミック粒子を上記したゴム等の材料に含有させたものを用いてもよい。これにより、充填材１６の熱伝導率が高まる。その結果、充填材１６の放熱性が向上する。このような金属粒子としては、例えば、アルミニウム（熱伝導率：２３６Ｗ／ｍ・Ｋ）、銅（熱伝導率：３９８Ｗ／ｍ・Ｋ）または銀（熱伝導率：４２０Ｗ／ｍ・Ｋ）が挙げられる。また、セラミック粒子としては、例えば、アルミナ（熱伝導率：３２Ｗ／ｍ・Ｋ）、ジルコニア（熱伝導率：３Ｗ／ｍ・Ｋ）等が挙げられる。また、セラミック粒子では、充填材１６の絶縁性を確保できる。金属粒子およびセラミック粒子の大きさは、例えば、直径が０．１ｍｍ以上で且つ１．２ｍｍ以下であればよい。また、金属粒子またはセラミック粒子の上記したゴム等の主材料に対する含有率は、該主材料に対して質量比換算で５％以上で且つ４０％以下であればよい。これにより、充填材１６の熱伝導率を向上させるとともに、主材料の成形性および接着性を維持できる。

（第３実施形態）
本実施形態に係る太陽電池モジュール１は、両面受光型の太陽電池素子９と透光性を有する第２部材７とを用い、太陽電池モジュール１を第２基板７の側から平面視して張り出し部１４ｄと太陽電池素子９とが重ならない構造である点で前述の実施形態と相違する。

本実施形態において、太陽電池素子９は、例えばＰＮ接合を形成したシリコン基板の表面と裏面にグリッド状電極を形成し、両面からの入射光に対して光電変換可能とした両面受光型のものを用いる。そして、第２部材７としては、例えば透明なシート状のＰＥＴなどを用いる。なお、第２部材７は、ガラス板などの透明な部材を用いてもよい。上記のような太陽電池素子９および第２部材７を用いて構成された太陽電池パネル１Ａを備えた太陽電池モジュール１は、裏面１ｂ側から入射された光も光電変換に寄与させることができる。

また、張り出し部１４ｄは、図９に示すように、太陽電池モジュール１を第２部材７側から平面視して、太陽電池素子９と重ならない位置に設けられている。このため、張り出し部１４ｄは、太陽電池モジュール１を第２部材７側から平面視して、バイパス素子５と重なりつつ、太陽電池モジュール１の中央側に向かって、太陽電池素子９とは重ならない位置まで延伸している。これにより、本実施形態では、張り出し部１４ｄが、太陽電池モジュール１の裏面１ｂ側から太陽電池素子９に入射する光を遮りにくくできる。よって、本実施形態では、太陽電池モジュール１の発電量を高めることができる。

なお、本実施形態では、張り出し部１４の裏面１ｂと相対する上面１４ｄ５に反射部材１７を貼付して太陽電池モジュール１を透過した光を太陽電池素子９の裏面に向けて反射させてもよい。このような形態であれば、太陽電池モジュール１に入射される光の量を増やすことができるため、発電量をより高めることができる。このような反射部材１７としては、例えば、アルミニウムを蒸着したＰＥＴテープ等を用いることができる。

（第４実施形態）
本実施形態に係る太陽電池モジュール１は、張り出し部１４ｄの一部を切除してなる第２部分１４ｄ２を有する点で前述の実施形態と相違する。

太陽電池モジュール１は、使用する際に架台上に傾斜して設置される。このとき、張り出し部１４ｄが傾斜方向の下方側に位置するように太陽電池モジュール１を設置した場合、図１０（ａ）に示すように、太陽電池パネル１Ａと張り出し部１４ｄとで斜め上側に開口した溝状部が形成される。そこで、本実施形態では、図１０に示すように、張り出し部
１４ｄの一部を切除してなる第２部分１４ｄ２を設けることによって、太陽電池パネル１Ａの裏面を伝う結露水１８が滴下して、溝状部の部分に貯留された水を排水することができる。このような第２部分１４ｄ２は、張り出し部１４ｄの第１部分１４ｄ１以外の部分を切り欠くことで形成することができる。また、第２部分１４ｄ２は、図１０（ｂ）に示すようなフレーム１４の長手方向の中間部だけでなく、フレーム１４の端部に位置する張り出し部１４ｄの一部を切り欠いて形成してもよい。

本実施形態では、太陽電池パネル１Ａと張り出し部１４ｄとで形成された溝状部に貯留された水に起因する被覆材３の吸湿による劣化を低減できる。また、本実施形態では、当該水に起因する太陽電池モジュール１の電流のリーク等の故障の発生を低減できる。

なお、上述の構造は、第２部分１４ｄ２に限られるものではなく、例えば図１０（ｃ）に示すように、張り出し部１４ｄをその長手方向に交差する方向に貫通する孔状の第３部分１４ｄ３としてもよい。このような第３部分１４ｄ３は、張り出し部１４ｄのバイパス素子５と重ならない位置に設ければよい。また、第３部分１４ｄ３の大きさおよび個数は、張り出し部１４ｄの強度の低下を踏まえて、適宜設定すればよい。

（第５実施形態）
本実施形態に係る太陽電池モジュール１は、張り出し部１４ｄの一部を切除してなる第４部分１４ｄ４を有し、端子ボックス８の少なくとも一部が第４部分１４ｄ４に配置されている点で前述の実施形態と相違する。

端子ボックス８は、接続配線４の長手方向の延長線上に接続された出力リード１１を収容して出力を取り出す。そこで、張り出し部１４ｄの一部を切除して形成した第４部分ｄ４に端子ボックス８を配置することによって、端子ボックス８を接続配線４と相対する位置に配置することができる。これにより、本実施形態では、出力リード１１の長さを短くできて抵抗損失やリークの発生を低減できるため、太陽電池モジュール１の信頼性を高めることができる。また、本実施形態では、端子ボックス８を接続配線４と相対する位置に配置することができるため、端子ボックス８を過度に大きくしなくてもよい。これにより。端子ボックスの小型化を実現できる。このような第４部分１４ｄ４は、第１部分１４ｄ１以外の部分に設けられる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り任意のものとすることができる。例えばフレーム１４の断面形状は図１Ｂに示したものに限られるものではなく、断面形状に張り出し部１４ｄを含むものであればよい。フレーム１４を必要な強度やボルト・ナットの取り付けの都合に応じて断面形状を変更してもかまわない。

１：太陽電池モジュール
１Ａ：太陽電池パネル
１ａ：表面
１ｂ：裏面
２：第１部材
３：被覆部材
３ａ：第１被覆部材
３ｂ：第２被覆部材
４：接続配線
５：バイパス素子
５ａ：ダイオード
５ｂ：第１導電板
５ｂ１：狭隘部
５ｃ：第２導電板
５ｄ：凸部
５ｅ：封止部材
５ｅ１：上面
５ｅ２：下面
５ｅ３：側面
６：太陽電池素子列（素子列）
６ａ〜６ｌ：第１素子列〜第１２素子列
６ａ１：第１正極側出力端
６ａ２：第１負極側出力端
６ｂ１：第２正極側出力端
６ｂ２：第２負極側出力端
６ｆ２：第６負極側出力端
７：第２部材
７ａ：隆起部
８：端子ボックス
９、９ａ：太陽電池素子
１０：インナーリード
１１：出力リード
１２：出力ケーブル
１３：コネクタ
１４：フレーム
１４ａ：嵌合部
１４ａ１：上辺
１４ａ２：下辺
１４ｂ：外壁部
１４ｃ：底面
１４ｄ：張り出し部
１４ｄ０：上面
１４ｄ１：第１部分
１４ｄ２：第２部分
１４ｄ３：第３部分
１４ｄ４：第４部分
１５：空隙部
１６：充填材
１７：反射部材
１８：結露水

Claims

両面受光型の太陽電池素子を有する複数の太陽電池素子列と、隣り合う前記複数の太陽電池素子列同士に電気的に接続されたバイパス素子と、前記複数の太陽電池素子列およびバイパス素子の表側に位置する第１部材と、前記複数の太陽電池素子列およびバイパス素子の裏側に位置する透光性の第２部材と、を有する太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルの周縁部に設けられたフレームと、を備え、
該フレームは、前記太陽電池パネルの表面の一部および裏面の一部に嵌合する嵌合部、および該嵌合部から前記太陽電池パネルの裏側に向かって延びる張り出し部を有しており、
前記バイパス素子は、前記嵌合部に内包されない位置に設けられ、
前記張り出し部は、前記第２部材を平面視したときに、前記バイパス素子と重なる第１部分を有するとともに、前記太陽電池素子と重ならない位置に設けられている、太陽電池モジュール。
前記張り出し部の前記第１部分は、前記第２部材と空隙部を介して重なっている、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
前記張り出し部と前記第２部材との間に、該第２部材よりも熱伝導率の高い充填材をさらに有する、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
前記第２部材は、前記バイパス素子の形状に沿って裏側へ突出した隆起部を有する、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
前記張り出し部は、前記太陽電池パネルの辺の長手方向に沿って延びている、請求項１乃至請求項４のいずかに記載の太陽電池モジュール。
前記張り出し部は、該張り出し部の一部を切除してなる第２部分を有する、請求項５に記載の太陽電池モジュール。
前記張り出し部は、前記長手方向に交差する方向に貫通する第３部分を有する、請求項５または請求項６に記載の太陽電池モジュール。
前記太陽電池パネルの裏側に、前記太陽電池パネルの出力を取り出す出力リードの一部が収容される端子ボックスをさらに備え、
前記端子ボックスの一部は、前記張り出し部の一部を切除してなる第４部分に配置されている、請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の太陽電池モジュール。