JP6589126B2 - 太陽電池モジュール - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1における太陽電池モジュールの断面図である。図1において、図5、図6と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
第一の透明エポキシ樹脂114および第二の透明エポキシ樹脂115は、特に、透明性と耐クラック性の観点からエポキシ樹脂であることが好ましい。透明性と耐クラック性に優れればエポキシ樹脂以外でもよい。
エポキシ樹脂の硬化剤としては、エポキシ樹脂と反応可能なものであれば特に限定されるものではない。例えば、太陽光を透過するという観点から比較的着色の少ないものが好ましい。例えば、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水テトラヒドロフタル酸等の酸無水物、フェノール、クレゾール、キシレノール、レゾールシン等とホルムアルデヒドとを縮合反応して得られるノボラック型フェノール樹脂、液状ポリメルカプタンやポリサルファイド樹脂等のポリメルカプタン系硬化剤を用いることができる。
尚、本実施の形態の第一の透明エポキシ樹脂114および第二の透明エポキシ樹脂115は、上記した構成以外に、変色防止剤、劣化防止剤、染料、シリカ等の無機充填剤、シラン系カップリング剤、変性剤、可塑剤、希釈剤等を必要に応じて含有してもよい。
第一の透明エポキシ樹脂114の厚みは、0.2mm以上必要である。発電素子112に第一の透明エポキシ樹脂114を様々な厚みで塗布・硬化し高温高湿(DH Damp Heat)試験(85℃85%RH)1000Hを実施した。合格した試料を、EL(Electro−Luminescence)発光観察をした。EL発光観察した際に画像上で黒く見える不良箇所の断面観察を実施した。不良箇所での第一の透明エポキシ樹脂114の厚みは、いずれも0.2mmより薄かった。このことから実用上の信頼性を確保するために第一の透明エポキシ樹脂114の厚みは0.2mm以上あればよいことがわかった。
太陽電池モジュールの厚みとして5mm以下である方が携帯性に優れる。そのため、発電素子112と第一の透明エポキシ樹脂114を合わせた厚みが1mmだとした場合、第二の透明エポキシ樹脂115の厚みは上部と下部の両方の厚みの合計が4mm以下であることが好ましい。
第一の透明エポキシ樹脂114の貯蔵弾性率E’1と、第二の透明エポキシ樹脂115の貯蔵弾性率E’2とした場合、太陽電池モジュールがフレキシブル性を発揮するためには、それぞれが1GPa以下であり、且つ以下式1が必要である。
また、貯蔵弾性率E’1、貯蔵弾性率E’2との差異は500MPa以上が好ましい。貯蔵弾性率E’1、貯蔵弾性率E’2との差異が500MPaより小さいと太陽電池モジュールの屈曲性が悪くなり、携帯性が劣る。
さらに、第二の透明エポキシ樹脂115は、主に、フレキシブル基板113の一方の面のみに配置される(図1)。フレキシブル基板113の他方面には、第二の透明エポキシ樹脂115が設けられていない。この部分は、凹部120となっている。この凹部120のところで曲げることができる。なお、フレキシブル基板113の他方の面に、第二の透明エポキシ樹脂115を薄く設けてもよい。凹部120のところで曲げることができる程度に、第二の透明エポキシ樹脂115を薄く設けてもよい。
反射板116は、発電素子112同士の間の第二の透明エポキシ樹脂115の表層に存在する(図1,図2)。反射板116の凹部120側の面は、白色であることが好ましい。第二の透明エポキシ樹脂115からの光を反射し、発電素子112へ光を導くためである。
反射板116の表層側の色は何色でも良いが、デザイン上、発電素子112と同色の黒色であることが好ましい。反射板116は、第二の透明エポキシ樹脂115の内部にあっても良いが、第二の透明エポキシ樹脂115の表層に設ける方が、工程が少なくなり好ましい。
発電素子112は、シリコン単結晶あるいはシリコン多結晶のものを使用してもよい。結晶シリコンとアモルファスシリコンを積層したHIT(Heterojunction with IntrinSic Thin−layer、パナソニック株式会社の商標)太陽電池を使用することが望ましい。HIT太陽電池であれば裏面からの太陽光により発電可能で発電効率が高いことから実施の形態の太陽電池モジュールをより高出力にすることが可能でより携帯性に優れる。
図4(a)は、実施の形態1における太陽電池モジュールの変形例を示す断面図である。
図4(b)は、図4(a)の太陽電池モジュールを曲げた状態を示す断面図である。
かかる構成によれば複数の結晶系発電素子と、発電素子を電気的に接続するフレキシブル基板と、その発電素子を個別に保護する透明なエポキシ樹脂と、透明エポキシ樹脂で覆われた発電素子と発電素子同士を接続するフレキシブル基板を保護するための透明なエポキシ樹脂を備えることにより、フレキシブルで携帯性に優れ、高効率な太陽電池モジュールを提供することができる。
102 配線
103 充填材
104 充填材
105 ガラス
106 保護フィルム
107 発電素子
108 配線
109 接着層
110 フィルム
111 フィルム
112 発電素子
113 フレキシブル基板
114 第一の透明エポキシ樹脂
115 第二の透明エポキシ樹脂
116 反射板
120、120a、120b、120c 凹部
121 基板
125 凹部
Claims (11)
- 複数の発電素子と、
前記複数の発電素子間を電気的に接続するフレキシブル基板と、
前記複数の発電素子を個別に保護する第一の透明樹脂と、
前記第一の透明樹脂と前記フレキシブル基板とを覆う第二の透明樹脂と、
を備え、
前記複数の発電素子間に、凹部が位置し、
前記凹部の底部に、前記フレキシブル基板が位置し、
前記第一の透明樹脂は、前記複数の発電素子の全表面を覆い、
前記第二の透明樹脂は、前記フレキシブル基板の一方の面のみを覆う太陽電池モジュール。 - 前記フレキシブル基板は、R形状で丸みを帯びている請求項1記載の太陽電池モジュール。
- 前記凹部の周辺の前記第二の透明樹脂はテーパ部を有する請求項1または2記載の太陽電池モジュール。
- 前記凹部は複数あり、前記太陽電池モジュールの内側に位置する前記凹部は、外側に位置する前記凹部より大きい請求項1〜3のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。
- 前記複数の発電素子間には、反射板が位置する請求項1から4のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。
- 前記反射板と前記凹部との間には、前記第二の透明樹脂の一部が位置する請求項5に記載の太陽電池モジュール。
- 前記第一の透明樹脂の貯蔵弾性率は、前記第二の透明樹脂の貯蔵弾性率より大きい請求項1から6のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。
- 前記第一の透明樹脂の貯蔵弾性率と、前記第二の透明樹脂の貯蔵弾性率との差が、500MPa以上である請求項1から7のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。
- 前記第一の透明樹脂の貯蔵弾性率が1×109Pa以上である請求項1から8のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。
- 前記フレキシブル基板の一方面は、前記第二の透明樹脂で覆われ、
前記フレキシブル基板の他方面は、前記第二の透明樹脂で覆われない、
請求項1から9のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。 - 前記凹部が変形することで曲がる請求項1から10のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。
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