JP6777979B2 - 太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光エネルギーを電気エネルギーに変換して取り出す太陽電池モジュールに関するものである。また、そのような太陽電池モジュールを製造する際の製造方法に関するものである。

近年、放射能を放出する等の危険がなく、安全であることから、太陽エネルギーを利用して発電することが可能な太陽電池に対する注目が高まってきている。太陽電池を屋外に設置して運用する際には、その出力を高めるため、複数の太陽電池（太陽電池セル）を組み合わせて使用することが一般的である。このような複数の太陽電池を組み合わせたものとして、太陽電池モジュールが広く知られている。太陽電池モジュールとは、複数の太陽電池セルを組み合わせ、さらに出力配線や端子ボックス等を一体化してモジュール化したものである。

このような太陽電池モジュールには、大別して、結晶系と称される太陽電池を使用するものと薄膜系と称される太陽電池を使用するものがある。

結晶系の太陽電池モジュールは、一般的に、受光面を形成するガラス基体（カバーガラス）上に、単結晶や多結晶シリコンを主たる原料とした太陽電池セルを複数枚配置して相互配線している。そして、これらの太陽電池セルを充填材で封止し、裏面保護材で保護している。
例えば、特許文献１では、受光面側から順に、受光面側保護材（ガラス基体でありカバーガラス）、封止材、太陽電池セル、封止材、裏面側保護材（裏面保護材）が積層された太陽電池モジュールが開示されている。さらに具体的には、この太陽電池モジュールでは、受光面側保護材と裏面側保護材の間に形成される空間のうち、中央側に位置する部分では、上記した積層構造が形成されている。すなわち、この空間の中央側に位置する部分は、受光面側に位置する封止材と裏面側に位置する封止材の間に太陽電池セルが位置する構造となっている。対して、この空間の周縁部となる部分では受光面側保護材と裏面側保護材の間に封止材のみが位置する状態となっている。つまり、太陽電池セルは受光面側に位置する封止材と裏面側に位置する封止材の間に位置しており、受光面側の封止材、太陽電池セル、裏面側の封止材からなる積層体がその周囲を別の封止材によって囲まれた状態となっている。

薄膜系の太陽電池モジュールは、一般的に、受光面側に位置するガラス基体上に、透明電極層、光電変換層、裏面電極層等を積層させた積層体を形成させている。そして、レーザー加工等によりこの積層体を複数の太陽電池セルに分割し、且つ、太陽電池セルを電気的に相互接続された状態としている。その上で、ガラス基体上であって積層体の周縁部分に封止材を配し、裏面側を裏面保護材で覆った状態としている。

このような薄膜系の太陽電池モジュールとして、例えば、特許文献２に開示されたものが知られている。特許文献２に開示された太陽電池モジュールでは、ガラス基体の上に透光性下地層を設け、さらにその上に透明電極層、前方光電変換ユニット層（光電変換層）、中間層、後方光電変換ユニット層（光電変換層）、裏面電極層を積層させている。すなわち、１段の光電変換ユニットを設けた所謂シングルセルと称される構造ではなく、間に中間層が挿入された２段の光電変換ユニットを備えた構造となっている。そして、透明電極層から裏面電極層に至るまでの各層によって形成する積層体が、複数の光電変換セル（太陽電池セル）を形成するように、レーザー加工によって形成した複数の分離溝によって分離させている。さらに、波長の異なるレーザーによるレーザー加工によって形成された複数の接続溝により、分離させた複数の光電変換セルが電気的に直列接続された状態とすることで、薄膜光電変換装置を形成している。
そして、このように形成された薄膜光電変換装置の周囲に端部封止材を設置し、裏面側を裏面保護シート（裏面保護材）で覆って封止している。

すなわち、結晶系と薄膜系のいずれの太陽電池モジュールにおいても、受光面側保護材（カバーガラスでありガラス基体）と裏面保護材の間に封止材が配される構造が知られている。

ところで、上記のような太陽電池モジュールでは、強度増強等の目的のため、その周縁部分にフレーム部材を一体的に取り付ける場合がある。すなわち、カバーガラスと裏面保護材の間に太陽電池セルや封止材を挟んで形成される部分の周縁を囲むようにフレーム部材を取り付ける場合がある。
例えば、特許文献３には、ガラス製の受光面保護材（カバーガラス、ガラス基体）、受光面側封止材、太陽電池セル、裏面側封止材、裏面保護材からなる板状の積層体の周縁部分にアルミフレームを一体的に取り付けた太陽電池モジュールが開示されている。なお、特許文献３の太陽電池モジュールでは、ＥＶＡ（エチレン‐酢酸ビニル重合体）やエチレン・α−オレフィン重合体を含む熱可塑性発泡体によって裏面側封止材や裏面保護材を形成している。

ここで、このように積層体（太陽電池パネル）にフレーム（アルミフレーム）を取り付ける際には、これらの直接接触に起因するカバーガラスの割れを防止すること等を目的として、ガスケットやシーリング材（一般的にはブチルゴムやシリコーンゴム）を積層体とフレームの間に介在させることがある。

特開２０１５−１１９００８号公報 特開２０１２−３８９５６号公報 特開２０１４−０３６０７３号公報

ところで、近年、太陽電池モジュールを設置して形成される太陽光発電システムが普及していくにつれて、簡単に製造可能であり、安価に提供可能な太陽電池モジュールが求められている。

そこで本発明は、端部側の封止性を損なうことなく簡単且つ安価に製造可能なフレーム付きの太陽電池モジュール、及びそのような太陽電池モジュールの製造方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、透光性基板と、封止材と、太陽電池セルと、裏面保護材を有し、前記透光性基板と前記裏面保護材の間に前記太陽電池セルと前記封止材とが位置する太陽電池パネルと、前記太陽電池パネルの縁端部分に取り付けられるフレーム部材を備えた太陽電池モジュールにおいて、前記封止材は、前記透光性基板と前記裏面保護材の間から外側にはみ出ており、裏面保護材の縁端側部分は、縁側に向かうにつれて厚さが薄くなるように形成され、裏面側に傾斜面を有し、前記透光性基板及び／又は前記裏面保護材と前記フレーム部材の間の少なくとも一部に、はみ出た前記封止材が位置しており、前記太陽電池パネルのうち、前記透光性基板と前記裏面保護材の間から外側にはみ出た前記封止材を除いた部分をパネル本体部としたとき、前記パネル本体部と前記フレーム部材の間に形成される空間は、前記パネル本体部の受光面側に隣接する部分と裏面側に隣接する部分のいずれか一方又は双方に外部と連通する開口が形成され、前記封止材の一部が前記開口を経て外側に位置した状態となっており、前記開口の外部側に隣接する位置に、前記封止材の一部が塊状となって形成される瘤状部を有していることを特徴とする太陽電池モジュールである。

本発明の太陽電池モジュールは、透光性基板と裏面保護材の間に位置し、太陽電池セルを封止するための封止材が外側にはみ出ており、そのまま太陽電池パネルの一部である透光性基板や裏面保護材とフレーム部材の間に位置している。すなわち、太陽電池セルを封止するための封止材が、太陽電池パネルとフレーム部材を固定するときにこれらの間に介在し、これらの直接接触を防止するためのガスケットやシーリング材のように機能し、且つ、これらを接着するための接着材のように機能する。
このことから、太陽電池パネルの製造時にはみ出た封止材をトリミングする必要がなく、太陽電池パネルにフレーム部材を固定する際に別途接着材を塗布したり、ガスケットやシーリング材を介在させたりする必要がない。そのため、太陽電池モジュールの製造工程の簡易化、部品点数の削減が可能であり、太陽電池モジュールを簡単且つ安価に製造可能である。また、単にガスケットやシーリング材を設けない構成とは異なり、端部側の封止性を損なうことがない。

請求項２に記載の発明は、前記フレーム部材は、前記太陽電池パネルの縁端部分を挿入可能なパネル挿入部を有し、前記太陽電池パネルの縁端部分が前記パネル挿入部に挿入されており、前記パネル挿入部の内部では、前記パネル本体部と前記フレーム部材の間に形成される空間の大半又は全てがはみ出た前記封止材によって充填されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュールである。

かかる構成によると、端部側の封止性をさらに向上させ、且つ、太陽電池パネルとフレーム部材を強固により固定することができる。

本発明では、前記パネル本体部と前記フレーム部材の間に形成される空間は、前記パネル本体部の受光面側に隣接する部分と裏面側に隣接する部分のいずれか一方又は双方に外部と連通する開口が形成され、前記封止材の一部が前記開口を経て外側に位置した状態となる。

かかる構成では、パネル本体部とフレーム部材の間に形成される空間を充填した封止材の一部が外部と連通する開口を経て、外側に位置した状態となっている。このように形成することで、製造時にパネル本体部とフレーム部材の間に形成される空間を封止材で充填させていく際、この空間に確かに封止材が充填されたことを外部から目視で確認することができる。このため、製造工程をさらに簡易化させることが可能となる。

本発明は、前記封止材は、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、エステル系樹脂、ウレタン系樹脂、及びアイオノマーからなる群から選ばれた少なくとも一種の非架橋性樹脂を主成分とすることが特に好ましい（請求項３）。

請求項４に記載の発明は、透光性基板と、封止材と、太陽電池セルと、裏面保護材を有し、前記透光性基板と前記裏面保護材の間に前記太陽電池セルと前記封止材とが位置する太陽電池パネルと、前記太陽電池パネルの縁端部分に取り付けられるフレーム部材を備えた太陽電池モジュールであり、前記封止材は、前記透光性基板と前記裏面保護材の間から外側にはみ出ており、前記透光性基板及び／又は前記裏面保護材と前記フレーム部材の間の少なくとも一部に、はみ出た前記封止材が位置する太陽電池モジュールを製造するための太陽電池モジュールの製造方法であって、前記透光性基板と前記裏面保護材の間に前記封止材と前記太陽電池セルを位置させ、加熱下で一体化し、前記封止材の一部が前記透光性基板と前記裏面保護材の間から外側にはみ出た前記太陽電池パネルを製造する工程と、前記太陽電池パネルの縁端部分を前記フレーム部材に接触又は近接させる工程と、前記太陽電池パネルのうち、前記透光性基板と前記裏面保護材の間から外側にはみ出た前記封止材を除いた部分をパネル本体部としたとき、はみ出た前記封止材を加熱して溶融させ、前記パネル本体部と前記フレーム部材の間の少なくとも一部に前記封止材を充填させる工程とを有し、はみ出た前記封止材を加熱して溶融させる工程では、熱源を前記フレーム部材に接触させた状態で昇温し、熱伝導で前記封止材を加熱し、前記封止材を充填させる工程において、前記パネル本体部と前記フレーム部材の間に形成される空間を前記封止材で充填し、前記空間と外部を連通する開口付近まで前記封止材を至らせ、前記封止材を外部に露出させた後に硬化させ、前記開口の外部側に隣接する位置に前記封止材一部が塊状となる瘤状部を形成することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法である。

本発明の太陽電池モジュールの製造方法でもまた、上記したように、太陽電池パネルの製造時にはみ出た封止材をトリミングする必要がなく、太陽電池パネルにフレーム部材を固定する際に別途接着材を塗布したり、ガスケットやシーリング材を介在させたりする必要がない。このことから、太陽電池モジュールの製造工程の簡易化、部品点数の削減が可能であり、太陽電池モジュールを簡単且つ安価に製造可能となっている。

本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、前記太陽電池パネルを製造する工程において、前記透光性基板と前記裏面保護材の間から外側にはみ出た前記封止材のはみ出し長さが３０ｍｍ乃至７０ｍｍとなるように前記封止材をはみ出させることが望ましい（請求項５）。

また、はみ出た前記封止材を加熱して溶融させる工程において、前記封止材が摂氏６０度乃至１２０度となるように加熱することがさらに望ましい（請求項６）。

本発明では、前記封止材を充填させる工程において、前記パネル本体部と前記フレーム部材の間に形成される空間を前記封止材で充填し、前記空間と外部を連通する開口付近まで前記封止材を至らせ、前記封止材を外部に露出させる。

かかる構成では、パネル本体部とフレーム部材の間に形成される空間を充填した封止材によって充填させた後、この空間と外部を連通する開口付近まで封止材を流すことで、封止材を外部に露出した状態としている。このことにより、パネル本体部とフレーム部材の間に形成される空間に確かに封止材が充填されたことを外部から目視で確認することができる。

本発明によると、端部側の封止性を損なうことなく簡単且つ安価に製造可能な太陽電池モジュールを提供できる。

本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールを受光面側からみた平面図である。 図１の太陽電池モジュールのＡ−Ａ断面図である。 図１の太陽電池パネルを製造する様子を示す説明図である。 図３で示される製造後の太陽電池パネルの平面図である。 図４で示される太陽電池パネルの周縁部分にフレーム部材を固定する様子を示す説明図であり、（ａ）〜（ｃ）の順で固定する。 外側にはみ出した封止材を所定の形状に賦形した太陽電池パネルの周端部分に対し、フレーム部材の取り付けを開始する様子を示す説明図である。 外側にはみ出した封止材を図６とは異なる形状に賦形した太陽電池パネルの周端部分に対し、フレーム部材の取り付けを開始する様子を示す説明図である。 レーザー光の照射装置を加熱手段として採用した上で、太陽電池パネルの周縁部分にフレーム部材を固定する様子を示す説明図であり、（ａ）〜（ｃ）の順に固定する。

以下に、本発明の実施形態に係る太陽電池モジュール１について詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。また、以下の説明において、上下左右の位置関係については特に断りのない限り通常の設置状態を基準として説明する。

本実施形態の太陽電池モジュール１は、図１で示されるように、太陽電池パネル２の周端部にフレーム部材３を取り付け、さらに図示しない端子ボックス、出力ケーブル、断熱補強材等の各種部材を取り付けることで形成されるものである

太陽電池パネル２は、所謂結晶系と称される太陽電池の構造を有するものであり、シリコン基板と電極を備えた板状の太陽電池セル５を複数枚備えたものとなっている。すなわち、詳しくは後述するが、透光性基板６と裏面保護材７（図１では図示しない）の間に複数の太陽電池セル５と封止材８（図１では図示しない）とが配された状態となっている。

太陽電池セル５は、行列状に配された状態となっている。より詳細には、複数（本実施形態では４つ）の太陽電池セル５を電気的に接続して形成されるセル列１０が複数列設けられており、このセル列１０が所定の間隔を空けて並列配置された状態となっている。
なお、作図の都合上、一部の太陽電池セル５にのみ符号を付し、他の太陽電池セル５の符号を省略している。

セル列１０は、接続用リード線を介して隣り合う太陽電池セル５の電極同士を電気的に接続することで形成されている。すなわち、接続用リード線の一端側が隣接配置される一方の太陽電池セル５の電極に接続され、他端側がもう一方の太陽電池セル５の電極に接続された状態となっている。

このように形成されたセル列１０の電極は、接続配線（図示しない）や出力配線（図示しない）と適宜電気的に接続された状態となっている。
なお、接続配線は、セル列１０と他のセル列１０とを電気的に接続するための配線部材であり、出力配線は電力を取り出すための配線部材となっている。すなわち、少なくとも１のセル列１０の正極に電気的に接続された出力配線と、少なくとも１のセル列１０の負極に電気的に接続された出力配線とが端子ボックス（図示しない）の内部に引き込まれており、端子ボックスの内部でそれぞれ別の出力ケーブルと電気的に接続された状態となっている。

フレーム部材３は、適宜な金属を加工し、必要に応じて表面処理を施すことで形成される部材である。すなわち、本実施形態のフレーム部材３は、金属製のフレームとなっている。このフレーム部材３は、図２で示されるように、断面形状が略「コ」字状で延びるパネル挿入部１８と、パネル挿入部１８の下方に位置する脚部１９とを備えており、これらが一体となって形成されている。

パネル挿入部１８は、平板状の上板部２５と、上板部２５の外側端部から下方に突出する立板部２６と、立板部２６の下端から内側に突出する下板部２７とを備えた構造となっている。
下板部２７の上面は、上板部２５の下面と上下方向で離間対向しており、上板部２５の外側端部と下板部２７の外側端部とが立板部２６によって連結された状態となっている。そして、上板部２５と下板部２７の間に位置する空間、すなわち、上板部２５、立板部２６、下板部２７によって３方を囲まれた空間が太陽電池パネル２の縁端部分を挿入するためのパネル挿入空間３０となっている。

脚部１９は、下端に位置する略長方形平板状の底板部３３と、底板部３３の外側端部から上方に突出するように立設された外壁形成部３４と、底板部３３の上面から上方に突出するように立設された補強用立板部３５とを備えている。
外壁形成部３４は、直立した姿勢の長方形平板状の部分であり、その上端部分がパネル挿入部１８における立板部２６の下端部分と連続している。言い換えると、外壁形成部３４と立板部２６とが一体の立板状の部分を形成している。
補強用立板部３５は、その上側部分が外側へ屈曲した立板状部分であり、上端部分がパネル挿入部１８における下板部２７の下面と連続している。

このことから、外壁形成部３４と補強用立板部３５の間には、底板部３３、外壁形成部３４、補強用立板部３５、並びにパネル挿入部１８の下板部２７によって囲まれた内側空間が形成されている。また、底板部３３、外壁形成部３４、補強用立板部３５のうちで、この内側空間に面する部分には、適宜の部分に強度増強のためのリブが設けられている。

続いて、この本実施形態の太陽電池モジュール１の製造方法と、製造された太陽電池モジュール１の具体的な構造について詳細に説明する。

まず、図３に示されるように、透光性基板６、受光面側封止材８ａ、太陽電池セル５、裏面側封止材８ｂ、裏面保護材７を順に積層し、この積層体を真空、加熱条件下でラミネートすることで太陽電池パネル２を形成する。このことにより、透光性基板６と裏面保護材７の間には、受光面側封止材８ａと裏面側封止材８ｂとが溶融して一体化した封止材８と太陽電池セル５とが位置した状態となる。すなわち、溶融して一体化した封止材８が太陽電池セル５と他の太陽電池セル５の間や、太陽電池セル５の受光面側、裏面側に位置した状態となり、その後に硬化され、封止材８によって太陽電池セル５が封止された状態となる。

透光性基板６は、青板ガラス、青板ガラスから鉄分を除いた白板ガラス、硬質ガラス等のガラスや、透明のポリカーボネート樹脂、透明のアクリル樹脂等の合成樹脂といった透光性を有する板材で形成される部材である。
本実施形態では、透光性基板６としてガラス基板を採用している。

封止材８としては、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、エステル系樹脂、ウレタン系樹脂及びアイオノマーからなる群から選ばれた少なくとも一種の非架橋性樹脂、またはそのような樹脂を主成分として含有する樹脂を採用できる。
すなわち、オレフィン系、スチレン系樹脂、ウレタン系、アイオノマー等の樹脂が好適に採用可能である。
また、本実施形態の太陽電池パネル２では、受光面側封止材８ａと裏面側封止材８ｂに同一の樹脂材料が採用されており、具体的には、オレフィン系が採用されている。言い換えると、封止材８としてオレフィン系が採用されており、この封止材８は、摂氏６０度乃至摂氏１２０度の熱を加えることで溶融するものとなっている。

裏面保護材７は、金属箔に対して表面処理を施したものや、樹脂シート、ガラス等によって形成される部材である。本実施形態では、ＰＥＴフィルムによって表面を被覆されたアルミニウム箔を採用している。
ここで、本実施形態の裏面保護材７は、図２、図３等で示されるように、端部側の一部を切り落としたような形状となっている。すなわち、裏面保護材７の縁端部分は、外側に向かうにつれて厚さが薄くなるように形成されている。言い換えると、裏面保護材７の下面のうち、縁端に位置する部分では、外側に向かうにつれて高さが高くなるように上り勾配で傾斜する傾斜面が形成された状態となっている。

ここで、形成された太陽電池パネル２に注目すると、図３、図４で示されるように、封止材８が、透光性基板６及び裏面保護材７の間に形成される空間から外側にはみ出した状態となっている。すなわち、水平方向（上下方向と直交する方向であり、受光面及び裏面の広がり方向）に広がる封止材８の縁端部分が、透光性基板６及び裏面保護材７のそれぞれの縁端部分よりもさらに外側に位置した状態となっている。

さらに詳細には、図４で示されるように、太陽電池パネル２の各辺のそれぞれにおいて、辺の全域で封止材８が外側にはみ出した状態となっている。また、太陽電池パネル２を平面視すると、外側にはみ出した封止材８が環状に連続しており、その内側に透光性基板６から裏面保護材７に至るまでの積層体が位置した状態となっている。

ここで、太陽電池パネル２のそれぞれの辺では、辺の全域から封止材８がはみ出しているが、辺の各部におけるはみ出し長さはそれぞれ異なるものとなっている。
なお、ここでいう各辺からの「はみ出し長さ」とは、太陽電池パネル２の辺を形成する透光性基板６の縁端（又は裏面保護材７の縁端）の上のいずれかの部分（いずれかの１点）から、当該辺と直交するように内側から外側へ向かう方向で離れた位置にある封止材８の縁端までの水平方向における距離とする。
また、辺と辺が交わる角部分での「はみ出し長さ」とは、対象となる角部分から、当該角部分の外側に位置する封止材８の縁端のいずれかの部分（いずれかの１点）までの水平方向における距離とする。なお、この「角部分の外側に位置する封止材８」とは、角部分と連なる２辺のうちの１辺を延長した線をｌ１とし、他の１辺を延長した線をｌ２としたとき、平面視でｌ１とｌ２の間に形成される領域αと重なる部分に位置する封止材８である。

そして、本実施形態では、このはみ出し長さが３０ｍｍ乃至７０ｍｍとなるように、封止材８をはみ出させている。このため、当然のことながら、各辺におけるはみ出し長さの最大値Ｌと、各角部分におけるはみ出し長さの最大値Ｌ２はいずれも７０ｍｍ以下となっている。
なお、各辺におけるはみ出し長さの最大値Ｌとは、対象となる辺からはみ出した封止材８のうち、最も外側まではみ出している部分のはみ出し長さであるといえる。
また、２辺が交わる角部分におけるはみ出し長さの最大値Ｌ２とは、２辺うちの１辺からはみ出した封止材８のうちで最も当該角部分よりの縁端から、もう１辺からはみ出した封止材８のうちで最も当該角部分よりの縁端までの間において、２辺が交わる角部分から最も外側まではみ出している部分のはみ出し長さであるといえる。

このように、各辺の各部ではみ出し長さが異なっており、各角部分でもまた、その角部分からその外側に位置する封止材８の縁端各部までの距離がそれぞれ異なっていることから、太陽電池パネル２を平面視したとき、はみ出した封止材８の縁端部分が波線形状をなした状態となっている。

そして、図５で示されるように、太陽電池パネル２の端部をフレーム部材３のパネル挿入空間３０に挿入する。このことにより、図５（ｂ）で示されるように、太陽電池パネル２とフレーム部材３の間に、透光性基板６と裏面保護材７の間に形成される空間からはみ出した封止材８が位置した状態となる。言い換えると、パネル挿入空間３０の一部にはみ出した封止材８が位置した状態となる。そして、この状態で、はみ出した封止材８を加熱手段により加熱する。より詳細には、加熱しつつ、必要に応じて太陽電池パネル２をフレーム部材３側へ向かってさらに押し入れていく。
なお、このとき、封止材８が摂氏６０度乃至摂氏１２０度となるように熱を加えている。すなわち、封止材８が融点温度以上であり、太陽電池パネル２の許容温度以下となるように熱を加えている。なお、「太陽電池パネル２の許容温度」とは、太陽電池パネル２の耐熱温度であり、太陽電池パネル２が加熱されたとき、それに起因する不具合が生じない温度範囲内における最大温度となっている。

ここで、加熱手段としては、例えば、ヒータ（熱源）をフレーム部材３に接触させた状態で昇温し、熱伝導で封止材８を加熱する接触式の加熱装置を好適に採用できる。また、熱風をフレーム部材３や封止材８に吹き付けることで封止材８を加熱する非接触式の加熱装置もまた好適に採用できる。

このように加熱することにより、図２、図５（ｃ）で示されるように、はみ出した封止材８が溶融し、パネル挿入空間３０の内部で広がっていく。
より具体的には、図２で示されるように、パネル挿入空間３０のうち、太陽電池パネル２の全体から透光性基板６と裏面保護材７の間から外側にはみ出た封止材８を除いた部分（以下、パネル本体部と称す）と、パネル挿入部１８の間に形成される空間（以下、空隙３０ａと称す）の間にはみ出た封止材８が充填されていく。

ここで、パネル本体部は、その上下方向の長さ（厚さ）がパネル挿入空間３０の上下方向の長さより短くなっている。このことから、太陽電池パネル２の端部をパネル挿入空間３０に挿入することで、太陽電池パネル２の上側（受光面側）に近接する部分と、下側（裏面側）に近接する部分のそれぞれに開口３０ｂが形成されている。それぞれの開口３０ｂは、空隙３０ａと外部の境界となる部分であり、空隙３０ａと外部を連通している。

したがって、溶融した封止材８が空隙３０ａを充填するように流れて行くと、やがて封止材８が開口３０ｂへと至り、開口３０ｂから外部へと流出する。本実施形態では、封止材８を開口３０ｂから外部へと流出させた後、硬化させることで、開口３０ｂの外部側に隣接する位置に瘤状部８ｃを形成している。この瘤状部８ｃは、封止材８の一部が塊状となって形成される部分であり、外部に露出する表面が丸みを帯びた形状となっている。

より詳細に説明すると、溶融した封止材８の一部は、パネル本体部によって押圧されることで、空隙３０ａを上側に流れていき、その後、フレーム部材３側から太陽電池パネル２側へ向かう方向に流れ、上側の開口３０ｂへと到達する。そして、さらに同方向へ流れることにより、上側の開口３０ｂから外部へと流出する。
同時に、溶融した封止材８の他の一部は、パネル本体部によって押圧されることと、その自重により、空隙３０ａを下側に流れていき、その後、フレーム部材３側から太陽電池パネル２側へ向かう方向に流れ、下側の開口３０ｂへと到達する。そして、さらに同方向へ流れることにより、下側の開口３０ｂから外部へと流出する。

そして、その後に封止材８を硬化させることによって、封止材８が透光性基板６と裏面保護材７の間に形成される空間から、空隙３０ａを経て、外部まで至った状態で硬化する。言い換えると、透光性基板６と裏面保護材７の間に形成される空間と、この空間と連なる空隙３０ａが途切れなく連続する一連且つ一体の１つの封止材８で充填された状態となる。そして、はみ出した封止材８があたかもパネル本体部の側端部分を覆ったような状態となる。
このことから、太陽電池パネル２の他部材の界面、言い換えると、太陽電池パネル２の一部である封止材８と、太陽電池パネル２ではない他の部材（フレーム部材３）との界面が透光性基板６と裏面保護材７の間や、パネル本体の側端ではなく、これらから外側に離れた位置に形成される。詳細には、上板部２５の下面と隣接する部分と、立板部２６の内側面と隣接する部分と、下板部２７の上面と隣接する部分、すなわち、パネル挿入部１８の内側面と隣接する部分に界面が形成されることとなる。

上記した実施形態では、太陽電池パネル２を製造した際にはみ出した封止材８をそのままの形状でパネル挿入空間３０に挿入する例を示したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、図６、図７で示されるように、封止材８のうち、透光性基板６と裏面保護材７の間に形成される空間からはみ出した部分を所定の形状になるように賦形してもよい。

すなわち、図６で示されるように、下方外側に向かって延びた後、折り返して上方外側に向かって延び、さらに折り返して下方外側に向かって延びるといった具合に、断面形状が蛇行しつつ延びた形状になるように、封止材１０８のはみ出し部分を加工してもよい。このとき、折り返し部分は湾曲しつつ延びていてもよく、また、延び方向における先端側（外側）に向かうにつれて全体厚さが徐々に薄くなっていく形状としてもよい。

また、図７で示されるように、上側にめくり上がるように湾曲しつつ延びた形状に封止材２０８のはみ出し部分を加工してもよい。すなわち、全体が弧を描くように湾曲しつつ延びた形状であって、内側から外側へ向かって徐々に高さが高くなるように延び、それと連続して外側から内側へ向かって徐々に高さが高くなるように延びた形状としてもよい。
このとき、図７で示されるように、封止材２０８のはみ出し部分が透光性基板６等の他の部材と接触しないように形成してもよく、封止材２０８のはみ出し部分の一部が透光性基板６等の他の部材と一部接触するように形成してもよい。

上記した実施形態では、ヒータを接触させた状態で昇温させる接触式の加熱装置や、熱風を吹き付ける非接触式の加熱装置を加熱手段として採用する例を示したが、本発明の太陽電池モジュールの製造方法で採用可能な加熱手段はこれに限るものではない。例えば、図８で示されるように、レーザー光を照射する加熱手段を採用してもよい。
すなわち、図８（ｂ）で示されるように、太陽電池パネル２の端部をフレーム部材３のパネル挿入空間３０に挿入した状態で、ガラス製の透光性基板６の外側からレーザー光を照射し、透光性基板６を透過したレーザー光によってはみ出した封止材８を加熱してもよい。

なお、上記した実施形態では、透光性基板６の縁端部分と、裏面保護材７の縁端部分とが上下方向で離間対向している例を示したが、本発明の太陽電池モジュールはこれに限るものではない。例えば、透光性基板の縁端部分が裏面封止材の縁端部分よりも外側に位置していてもよく、裏面封止材の縁端部分が透光性基板の縁端部分よりも外側に位置していてもよい。すなわち、「封止材が外側にはみ出した状態」とは、太陽電池パネルの周縁部分の少なくとも一部において、水平方向に広がる封止材の縁端部分が、受光面側に位置する透光性基板の縁端部分と裏面側に位置する裏面封止材の縁端部分のいずれか一方よりもさらに外側（水平方向における外側）に位置した状態である。

上記した実施形態では、太陽電池パネル２の４辺全てにおいて封止材８が外側にはみ出している例を示したが、本発明の太陽電池モジュールはこれに限るものではない。例えば、対向する２辺においてのみ封止材８が外側にはみ出していてもよい。すなわち、太陽電池モジュールの周縁に位置する辺のうち、少なくとも１つの辺において封止材８が外側にはみ出していればよい。

また、上記した実施形態では、太陽電池パネル２の各辺のそれぞれにおいて、辺の全域で封止材８が外側にはみ出している例を示したが、本発明の太陽電池モジュールはこれに限るものではない。辺の少なくとも一部分で封止材８が外側にはみ出していればよい。言い換えると、辺の少なくとも一部分に封止材８がはみ出していない部分があってもよい。

上記した実施形態では、太陽電池パネル２の上側に近接する部分と、下側に近接する部分のそれぞれに空隙３０ａと外部を連通する開口３０ｂを形成する例を示したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、太陽電池パネル２を下板部２７の上面と密着させ、太陽電池パネル２の上側にのみ開口を形成してもよく、太陽電池パネル２を上板部２５の下面と密着させ、太陽電池パネル２の下側にのみ開口を形成してもよい。

上記した実施形態では、封止材８を開口３０ｂから外部へ流出させた例を示したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、封止材を開口３０ｂまで至らせて外部に流出させなくてもよく、封止材８を開口３０ｂよりもやや奥側まで至らせて開口３０ｂまで到達させなくてもよい。つまり、これらのように封止材８を開口３０ｂの近傍まで至らせることで、封止材８を外部から視認可能としてもよい。しかしながら、封止材８を簡単に目視可能とするという観点から、外部まで流出させることが好ましい。

上記した実施形態では、太陽電池パネルとして、所謂結晶系と称される太陽電池の構造を有するものを採用した例を示したが、本発明の太陽電池モジュールはこれに限るものではない。本発明の太陽電池モジュールは、所謂薄膜系と称される太陽電池の構造を有するものであってもよい。
すなわち、透光性基板の上に、透明電極層、光電変換層、裏面電極層等を積層させた積層体を形成させ、これらを分割して複数の太陽電池セルを形成し、且つ、これら太陽電池セルを電気的に相互接続させ、封止材で封止し、裏面保護材で裏面側を覆ったものであってもよい。この場合もまた、透光性基板と裏面保護材の間に充填させた封止材を外側にはみ出させた太陽電池パネルに対し、フレーム部材３を一体に取り付けることで、太陽電池モジュールを形成する。

１ 太陽電池モジュール
２ 太陽電池パネル
３ フレーム部材
５ 太陽電池セル
６ 透光性基板
７ 裏面保護材
８，１０８，２０８ 封止材
１８ パネル挿入部
３０ｂ 開口

Claims (6)

1. 透光性基板と、封止材と、太陽電池セルと、裏面保護材を有し、前記透光性基板と前記裏面保護材の間に前記太陽電池セルと前記封止材とが位置する太陽電池パネルと、前記太陽電池パネルの縁端部分に取り付けられるフレーム部材を備えた太陽電池モジュールにおいて、
   前記封止材は、前記透光性基板と前記裏面保護材の間から外側にはみ出ており、
   裏面保護材の縁端側部分は、縁側に向かうにつれて厚さが薄くなるように形成され、裏面側に傾斜面を有し、
   前記透光性基板及び／又は前記裏面保護材と前記フレーム部材の間の少なくとも一部に、はみ出た前記封止材が位置しており、
   前記太陽電池パネルのうち、前記透光性基板と前記裏面保護材の間から外側にはみ出た前記封止材を除いた部分をパネル本体部としたとき、
   前記パネル本体部と前記フレーム部材の間に形成される空間は、前記パネル本体部の受光面側に隣接する部分と裏面側に隣接する部分のいずれか一方又は双方に外部と連通する開口が形成され、前記封止材の一部が前記開口を経て外側に位置した状態となっており、前記開口の外部側に隣接する位置に、前記封止材の一部が塊状となって形成される瘤状部を有していることを特徴とする太陽電池モジュール。
2. 前記フレーム部材は、前記太陽電池パネルの縁端部分を挿入可能なパネル挿入部を有し、前記太陽電池パネルの縁端部分が前記パネル挿入部に挿入されており、
   前記パネル挿入部の内部では、前記パネル本体部と前記フレーム部材の間に形成される空間の大半又は全てがはみ出た前記封止材によって充填されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
3. 前記封止材は、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、エステル系樹脂、ウレタン系樹脂、及びアイオノマーからなる群から選ばれた少なくとも一種の非架橋性樹脂を主成分とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール。
4. 透光性基板と、封止材と、太陽電池セルと、裏面保護材を有し、前記透光性基板と前記裏面保護材の間に前記太陽電池セルと前記封止材とが位置する太陽電池パネルと、前記太陽電池パネルの縁端部分に取り付けられるフレーム部材を備えた太陽電池モジュールであり、前記封止材は、前記透光性基板と前記裏面保護材の間から外側にはみ出ており、前記透光性基板及び／又は前記裏面保護材と前記フレーム部材の間の少なくとも一部に、はみ出た前記封止材が位置する太陽電池モジュールを製造するための太陽電池モジュールの製造方法であって、
   前記透光性基板と前記裏面保護材の間に前記封止材と前記太陽電池セルを位置させ、加熱下で一体化し、前記封止材の一部が前記透光性基板と前記裏面保護材の間から外側にはみ出た前記太陽電池パネルを製造する工程と、
   前記太陽電池パネルの縁端部分を前記フレーム部材に接触又は近接させる工程と、
   前記太陽電池パネルのうち、前記透光性基板と前記裏面保護材の間から外側にはみ出た前記封止材を除いた部分をパネル本体部としたとき、はみ出た前記封止材を加熱して溶融させ、前記パネル本体部と前記フレーム部材の間の少なくとも一部に前記封止材を充填させる工程とを有し、
   はみ出た前記封止材を加熱して溶融させる工程では、熱源を前記フレーム部材に接触させた状態で昇温し、熱伝導で前記封止材を加熱し、
   前記封止材を充填させる工程において、前記パネル本体部と前記フレーム部材の間に形成される空間を前記封止材で充填し、前記空間と外部を連通する開口付近まで前記封止材を至らせ、前記封止材を外部に露出させた後に硬化させ、前記開口の外部側に隣接する位置に前記封止材一部が塊状となる瘤状部を形成することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
5. 前記太陽電池パネルを製造する工程において、前記透光性基板と前記裏面保護材の間から外側にはみ出た前記封止材のはみ出し長さが３０ｍｍ乃至７０ｍｍとなるように前記封止材をはみ出させることを特徴とする請求項４に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
6. はみ出た前記封止材を加熱して溶融させる工程において、前記封止材が摂氏６０度乃至１２０度となるように加熱することを特徴とする請求項４又は５に記載の太陽電池モジュールの製造方法。

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