JP6961724B2 - 太陽電池モジュール - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池モジュールに関し、さらに詳細には、構造を改善した太陽電池モジュールに関する。

最近石油や石炭のような既存エネルギー資源の枯渇が予測されながらこれらを取り替える代替エネルギーに対する関心が高まっている。その中でも、太陽電池は、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換させる次世代電池として脚光を浴びている。このような太陽電池は、外部環境に長期間露出しなければならないので、太陽電池を保護するためのパッケージング（packaging）工程によって、モジュールの形で製造される。

太陽電池モジュールは、太陽電池を含む太陽電池パネルと、太陽電池パネルに接続される部品、回路等を備える配線函を含むことができる。従来は、シール特性及び構造的安定性を考慮して、配線函を太陽電池パネルに全体的に密着して固定したり、空気が流れることができる経路が備えないように固定した。さて、これによれば、太陽電池パネルの動作中に配線函から発生した熱がスムーズに放出されず、配線函が位置した部分で熱が集中することができる。それでは、温度上昇によって、太陽電池モジュールの出力と効率が低下することができる。これを防止するために、別の構造物を用いて、配線函を太陽電池パネルと離隔して設置する構造が提案されたが、別の構造物によって工程、コストなどが増加し、配線函の固定安定性が低下することができる。または、配線函の設置面に凹部、凸部などを形成して配線函を太陽電池パネルから離隔させる構造が提案されたが、このような構造は、配線函の内部に備えられた部品、回路等に影響を与えることができ、配線函の一部が太陽電池パネルに接触して放熱効果が優れていなかった。

本発明の目的は、放熱効果を向上して、出力と信頼性を向上することができる太陽電池モジュールを提供することにある。

本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールは、太陽電池パネルと前記太陽電池パネルに電気的に接続され、太陽電池パネルの後面側に装着される配線函と、前記配線函と前記太陽電池パネルの間で、前記太陽電池パネルと、前記配線函を付着する接着部材を含む。前記接着部材によって前記太陽電池パネルと、前記配線函の間に、前記接着部材の厚さに対応する厚さを有し、外部に開放されたエアギャップ（ａir gａｐ）が備えられる。

本実施の形態に係れば、外部に開放されたエアギャップを介して太陽電池モジュールの動作中に配線函と太陽電池パネルの間で対流冷却が行われるようにして配線函付近の温度が上がることを防止することができる。これにより、配線函で発生した熱によって、太陽電池モジュールの出力及び効率が低下することを防止して、太陽電池モジュールの出力と信頼性を向上することができる。このとき、外部に開放されたエアギャップは配線函を付着する接着部材による簡単な構造によって形成されるので、別の構造物を使用したり、配線函 に凸部、凹部などを形成する場合に比べて、設計の自由度及び安定性を向上し、製造工程を単純化し、製造コストを低減することができる。

本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールを示す前面斜視図である。 図１の太陽電池モジュールを示す後面斜視図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って切断して見た概略的な断面図である。 図２のＡ部分を拡大して示した分解斜視図である。 図２のＡ部分を拡大して示すが、配線函を太陽電池パネルから分離して、太陽電池パネルに対向する配線函の前面が見えるように示した分解回転斜視図である。 図２のＢ方向から見た太陽電池パネル、配線函及び接着部材を示す概略的な部分側面図である。 図１に示した太陽電池モジュールに含まれた配線函及び接着部材を概略的に示す平面図である。 本発明の一変形例に係る太陽電池モジュールに含まれる配線函及び接着部材を概略的に示す平面図である。 本発明の他の変形例に係る太陽電池モジュールに含まれる配線函及び接着部材を概略的に示す平面図である。 本発明のまた別の変形例に係る太陽電池モジュールに含まれる配線函及び接着部材を概略的に示す平面図である。 本発明のまた別の変形例に係る太陽電池モジュールに含まれる配線函及び接着部材を概略的に示す平面図である。 実施例１及び比較例１に係る太陽電池モジュールにおいて配線函が位置した部分と配線函が位置しないが、配線函に隣接して位置する部分の温度差を時間の経過に沿って測定した結果を示したグラフある。

以下では、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。しかし、本発明は、このような実施の形態に限定されるものではなく、様々な形態に変形することができることはもちろんである。

図では、本発明を明確かつ簡略に説明するために説明と関係ない部分の図示を省略し、明細書全体を通じて同一または極めて類似の部分に対しては、同一の図面参照符号を使用する。そして、図面では、説明をさらに明確にするために厚さ、広さなどを拡大または縮小して示したところ、本発明の厚さ、広さなどは図面に示されたところに限定されない。

そして、明細書全体においてどのような部分が他の部分を"含む"とするとき、特に反対される記載がない限り、他の部分を排除するものではなく、他の部分をさらに含むことができる。また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分 "上に"あるとする時、これは他の部分"真上に"ある場合だけでなく、その中間に他の部分が位置する場合も含む。層、膜、領域、板などの部分が他の部分"真上に"あるとするときは、中間に他の部分が位置しないことを意味する。

以下、添付した図面を参考にして本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールを詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュール１００を示す前面斜視図であり、図２は、図１の太陽電池モジュール１００を示す後面斜視図である。そして、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って切断して見た概略的な断面図である。参照で、図３では配線函３０を概略的に示しており、配線函３０には、後で、図４〜図７を参照して、さらに詳細に示す。

図１〜図３を参照すると、本実施の形態に係る太陽電池モジュール１００は、太陽電池１２を含む太陽電池パネル１０と、太陽電池パネル１０に電気的に接続されており、太陽電池パネル１０の後面側に装着される配線函３０と、配線函３０と太陽電池パネル１０の間でこれらを付着する接着部材４０を含む。本実施の形態においては、接着部材４０によって配線函３０と太陽電池パネル１０との間に接着部材４０に対応する厚さを有し、外部に開放されたエアギャップ（air gap）が形成される。そして、太陽電池モジュール１００は、太陽電池パネル１０の外郭部を固定するフレーム２０をさらに含むことができる。太陽電池パネル１０とフレーム２０との間には、これらを密封と接着するシール部材（図示せず）が位置することができる。

本実施の形態に係る太陽電池パネル１０は、少なくとも太陽電池１２を含み、太陽電池１２の前面に位置する前面部材（前面カバー部材）１６と、太陽電池１２の後面に位置する後面部材（後面カバー部材）１８と、太陽電池１２を包みながら、前面部材１６と後面部材１８との間に位置するシール材１４を含むことができる。

一例として、太陽電池１２は、半導体基板（例えば、単結晶半導体基板、さらに具体的に、単結晶シリコンウエハ）と、半導体基板に、または半導体基板上に形成され、互いに反対の導電型を有する第１及び第２導電型領域と、これらにそれぞれ接続される第１及び第２電極を含むことができる。ここで、半導体基板は、低ドーピング濃度のｐ型またはｎ型を有することができ、第１及び第２導電型領域の内、一つは、ｐ型を有することができ、他の一つは、ｎ型を有することができる。そして、第１または第２導電型領域は、半導体基板の一部にドーパントをドーピングして形成されるドーピング領域になることができ、半導体基板上に別々に形成され、ドーパントがドープされた半導体層からなることができる。そして、太陽電池１２が複数備えられ、太陽電池１２の第１電極と、これに隣接した太陽電池１２の第２電極は、伝導性接続材１２２等により接続されて、複数個の太陽電池１２が１つの列をなす太陽電池ストリング（string）を形成することができる。太陽電池１２の構造と、複数の太陽電池１２の接続構造などは知られている様々な構造が適用されることができる。伝導性接続材１２２としてはリボン、インターコネクタなどの様々な部材が適用されることができる。そして、一つ、または複数個の太陽電池ストリングが太陽電池パネル１０に含まれることができる。

このように本実施の形態では、太陽電池１２にシリコン単結晶半導体太陽電池を使用することを例示した。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、薄膜太陽電池、染料感應太陽電池、タンデム型太陽電池、化合物半導体太陽電池など、様々な構造の太陽電池を太陽電池１２で使用することができる。そして、複数個の太陽電池１２を備えることを例示したが、一つの太陽電池１２だけを備えることも可能である。

前面部材１６は、シール材１４（第１シール材１４ａ）上に位置して太陽電池パネル１０の前面を構成し、後面部材１８は、シール材１４（第２シール材１４ｂ）上に位置して太陽電池パネル１０の後面を構成する。前面部材１６と後面部材１８は、太陽電池１２の前面と後面で太陽電池１２を保護する層として、防水、絶縁及び紫外線遮断機能をする。

例えば、前面部材１６は、優れた耐久性、絶縁特性、防湿性、光透過性等を有するガラス基板で有り得る。後面部材１８は、フィルムまたはシートなどの形態を有することができる。例えば、後面部材１８が、ベース部材と、ベース部材の少なくとも一面に形成される樹脂層を含むことができる。このとき、後面部材１８がＴＰＴ（Ｔｅｄｌａｒ/ＰＥＴ/Ｔｅｄｌａｒ）タイプであるか、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の少なくとも一面に形成されたポリフッ化ビニリデン（poly vinylidene fluoride、ＰＶＤＦ）樹脂などで構成されることができる。ポリフッ化ビニリデンは、（ＣＨ２ＣＦ２）_ｎの構造を有する高分子として、ダブル（Double）フッ素分子構造を有するため、機械的性質、耐候性、耐紫外線性に優れる。しかし、本発明は、後面部材１８の物質等に限定されるものではない。

シール材１４は、水分と酸素が太陽電池１２に流入されることを防止し、太陽電池パネル１０の各要素を化学的に結合する。シール材１４は、透光性と接着性を有する絶縁物質をベース物質で含む。本明細書でベース物質とは、各層内で最も多く重量％で含まれた物質を意味する。例えば、シール材１４は、エチレン酢酸ビニル樹脂（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール、ケイ素樹脂、エステル系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、アイオノマー（ionomer）などで構成されることができる。

前述したように、複数の層で構成された太陽電池パネル１０を安定的に固定するために、太陽電池パネル１０の外郭部が固定されるフレーム２０が位置することができる。フレーム２０は、太陽電池パネル１０の縁に沿って形成されて、太陽電池パネル１０の外郭部を保護することができる。

本実施の形態において、フレーム２０は、太陽電池パネル１０の少なくとも一部が挿入されるパネル挿入部２２と、パネル挿入部２２から外部の方向に延長される延長部２４を含むことができる。延長部２４は、フレーム２０の強度を増加させ架台、支持体または床面等に固定される部分である。このようにパネルを挿入部２２と延長部２４を備えると、太陽電池モジュール１００のインストール時、太陽電池パネル１０が損傷するのを防止することができる。

さらに具体的に、パネル挿入部２２は、太陽電池パネル１０の前面に位置した前面部分２２２、太陽電池パネル１０の側面に位置した側面部２２４、太陽電池パネル１０の後面に位置した後面部分２２６が互いに接続されて、この内部に太陽電池パネル１０の外郭部が位置するようにすることができる。一例として、パネル挿入部２２は、二回折り曲げられて内部に太陽電池パネル１０の端が位置するようにする「Ｕ」字形状を有することができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、前面部分２２２、側面部分２２４及び後面部分２２６の内、いずれか１つ、または一部が位置しないこともある。そのほかにも様々な変形が可能である。

パネル挿入部２２から後方に延びる延長部２４は、パネル挿入部２２から後方の方向に延長され、側面部２２４と平行に形成される（または側面部分２２４と同一平面上に形成される）第１部分２４２と、第１部分２４２から内部の方向に折り曲げ延長されて、太陽電池パネル１０の後面または後面部分２２６と一定の間隔を置いて位置する第２部分２４４を含むことができる。第２部分２４４は、太陽電池パネル１０の後面または後面部分２２６と平行したり、これと傾斜するように形成されることがある。これにより、延長部２４は、一度折り曲げ形成されて後面部分２２６と延長部２４との間に空間を形成する「Ｌ」字断面形状を有することができる。

そして、太陽電池パネル１０の後面に位置し、太陽電池１２に電気的に接続される配線函３０は、太陽電池パネル１０によって生成された電気エネルギーを外部に伝達するための様々な部品、部材、または回路などが備えられる。このような配線函３０は、接着部材４０によって付着されることができる。

一例として、配線函３０は、太陽電池パネル１０の後面に位置することができ、太陽電池パネル１０の上端部に隣接して位置することができる。このとき、配線函３０の厚さ（Ｔ１）と配線函３０を、太陽電池パネル１０に付着する接着部材４０の厚さ（またはエアギャップ（図６の参照符号Ｇ、以下同じ）の厚さ）の合計が延長部２４の高さ（Ｈ１）（さらに具体的に、第１部分２４２の高さ）より小さいことがある。そして配線函３０の厚さ（Ｔ１）は、フレーム２０の延長部２４の高さ（Ｈ１）より小さいことができる。ここで、延長部２４の高さ（Ｈ１）は、太陽電池パネル１０の後面から延長部２４の第２部分２４４の外部面までの距離として定義されることができる。これにより、配線函３０が第２部分２４４の外面より突出しないように位置することができる。つまり、配線函３０の後面（太陽電池パネル１０から離れて位置した面）は、第２部分２４４の外面と同一平面上に位置するか、これより太陽電池パネル１０の近くに位置することができる。これにより、太陽電池モジュール１００の体積を最小化し、太陽電池パネル１０の後方側のスペースを効率的に活用することができる。

このとき、本実施の形態においては、配線函３０の一部が太陽電池パネル１０の上端部に隣接したフレーム２０の延長部２４の内部に位置して延長部２４に結合されることができる。このとき、延長部２４の内部に位置する配線函３０の部分で配線函３０の後面が第２部分２４４の内面と同じかそれより太陽電池パネル１０の近くに位置するようにして、配線函３０が、一部が延長部２４の内部に容易に位置することができる。これについては後でさらに詳細に説明する。

前述したように、 本実施の形態において配線函３０は、接着部材４０によって太陽電池パネル１０に付着されるが、このとき、接着部材４０は、配線函３０と太陽電池パネル１０との間で外部に開放されたエアギャップ（Ｇ）を形成する役割も共に遂行する。これを図４〜図７を参照して、詳細に説明する。

図４は図２のＡ部分を拡大して示した分解斜視図であり、図５は、図２のＡ部分を拡大して示すものの、配線函３０を、太陽電池パネル１０から分離して、太陽電池パネル１０に対向する配線函３０の前面（front surface）が見えるように示した分解回転斜視図である。そして、図６は図２のＢ方向から見た太陽電池パネル１０、配線函３０及び接着部材４０を示した概略的な部分側面図である。図７は、図１に示した太陽電池モジュール１００に含まれた配線函３０と接着部材４０を概略的に示す平面図である。参照で、簡略な図示のために図７においては、太陽電池パネル１０に対向する配線函３０の前面を示しており、ケース３２の内部に位置した回路部３４は、示しながった。

本実施の形態において配線函３０は、内部空間を有するケース３２と、ケース３２の内部に位置する回路部３４を含むことができる。

図においては、ケース３２が、第１及び第２ケース部（３２ｃ、３２ｄ）が備えられてこれらが分離された状態では、第１及び第２ケース部（３２ｃ、３２ｄ）によって形成された内部空間部に回路部３４を入れたり抜いたりすることが可能するようにし、これらが結合された状態では、内部空間部内に回路部３４が安定的に収容されるようにすることができる。第１及び第２ケース部（３２ｃ、３２ｄ）は、これらが当接する部分（一例として、フランジ部分）で、これらの間に位置する接着部分３２ｅによって互いに接着されることができる。それでは、ケース３２の内部空間部を密封して安定的に密閉が可能なようにすることができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。したがって、第１及び第２ケース部（３２ｃ、３２ｄ）が締結部材によって互いに固定されるか、接着部分３２ｅと締結部材を共に使用して固定することができる。その他の様々な方法によって、第１及び第２ケース部（３２ｃ、３２ｄ）を固定することができる。

回路部３４は、端子３４２、バイパスダイオード３４４、インバータ部材３４６及び回路基板３４８の内、少なくとも一つを含むことができる。端子３４２は、伝導性接続材１２２が接続されて、太陽電池パネル１０によって生成された電気エネルギーの伝達を受けることができる。バイパスダイオード３４４は、太陽電池１２の内、一部が動作しない場合に迂回経路を提供することができる。インバータ部材３４６は、直流電圧を交流電圧に変換したり、一定の大きさの直流または交流電圧を異なる大きさの直流または交流電圧に変換することができる。特に、インバータ部材３４６は、太陽電池パネル１０から生成された直流電圧を交流電圧に変換する直流−交流インバータを含むことができる。回路基板３４８は、配線函３０の内部に位置した様々な部品、部材、または回路など（例えば、端子３４２、バイパスダイオード３４４、インバータ部材３４６など）が固定されるか、及び/または互に電気的に接続されるようにすることができる。

本実施の形態においては、配線函３０が、従来のジャンクションボックスの少なくとも一部と、従来のインバータ（一例として、従来のマイクロインバータ）の少なくとも一部を両方を含むように一体化することができる。一例としては、１つのケース３２内に端子３４２、バイパスダイオード３４４、インバータ部材３４６及び回路基板３４８が全てが備えられることを例示した。すなわち、本実施の形態に係る配線函３０は、ジャンクションボックス配線函、バイパスダイオード配線函、一体型ジャンクションボックス、インバータ一体型ジャンクションボックスなどに命名することができる。

これにより、配線函３０には、太陽電池１２と外部（例えば、他の太陽電池モジュール１００または電力網）との接続のための構造が一緒に備えられることができる。さらに具体的に、ケース３２は、太陽電池１２との接続のための伝導性接続材１２２が通過する第１貫通ホール３２ａと、配線函３０によって生成された交流電圧を外部に伝達する一つの交流出力ケーブル３６が通過する第２貫通ホール３２ｂを備えることができる。これにより、配線函３０の構造及び設置工程を単純化することができ、既存のジャンクションボックスとインバータを接続するための二つの直流出力ケーブルを除去して、直流ケーブルによって発生することができる損傷などを防止することができる。これにより、太陽電池モジュール１００の構造を単純化し、安定性を向上することができる。

しかし、本発明がこれに限定されるものではない。従って、本実施の形態の配線函３０は、端子またはバイパスダイオードを含むジャンクションボックスの内、少なくとも一部の役割だけを行うことができ、インバータ部材を含むインバータまたはマイクロインバータの少なくとも一部の役割だけを行うこともできる。

本実施の形態において配線函３０は、接着部材４０によって太陽電池パネル１０上に付着及び固定されるが、このとき、太陽電池パネル１０と配線函３０との間に一定の厚さまたは間隔を有し、外部に開放されたエアギャップ（Ｇ）を有するように付着及び固定される。ここで、外部に開放されたエアギャップ（Ｇ）は、配線函３０と太陽電池パネル１０の間に位置したエアギャップ（Ｇ）が配線函３０の外部と連通することを意味し、平面で見たときに配線函３０と太陽電池パネル１０の間これの外部に位置する空気が流入したり、配線函３０と太陽電池パネル１０の間に位置する空気が外部に流出することができる構造を意味する。一例として、接着部材４０は、配線函３０と太陽電池パネル１０との間での開曲線またはオープンループ（open loop）の形態を有することができる。

さらに具体的に、配線函３０と太陽電池パネル１０との間に位置する接着部材４０によって外部と連通される空気流路（ＡＰ）を形成するエアギャップ（Ｇ）が形成され、エアギャップ（Ｇ）は、接着部材４０の厚さに対応する厚さを有することができる。ここで、対応する厚さを有するとすることは、接着部材４０と同じ厚さを有することだけでなく、接着部材４０の厚さと若干の違いを有するが接着部材４０によってエアギャップ（Ｇ）が形成されたと見ることができる程度の誤差を有する厚さを有する場合を含む。

さらに具体的に、接着部材４０が、互いに全体的に離隔される複数の接着部材４０を含み、複数の接着部材４０によって太陽電池パネル１０と配線函３０の間に空気が流入したり、流出される空気出入口（ＡＥ）を少なくとも２つ備える空気流路（ＡＰ）が形成されることができる。このように、少なくとも２つ備えられる空気出入口（ＡＥ）の内、少なくとも一つは、外部の空気が流れてくる流入口として機能し、他の少なくとも一つは、外部に空気が流れて出る流出口で機能することができる。この時、空気出入口（ＡＥ）が流入口と流出口の内、どのような役割をするかが決まったわけではなく、空気の流れ、周囲の環境等により、空気出入口（ＡＥ）が、ある時期には入口として作用することもあり、他の時期には、流出口で作用することもある。また、空気出入口（ＡＥ）が流入口と流出口の役割を同時に行うこともできる。

接着部材４０は、優れた接着特性によって太陽電池パネル１０と配線函３０を接着して安定的に固定することができる様々な物質で構成されることができる。例えば、接着部材４０に接着物質で構成されるシーラントなどを使用することができ、一例として、シリコン樹脂を含むシリコン樹脂系のシーラントなどを使用することができる。本実施の形態において、接着部材４０は、第１接着部材４２と第２接着部材４４を含むことができるが、第１接着部材４２と第２接着部材４４は、互いに同一の物質で構成されることもでき、互いに異なる物質で構成することもできる。例えば、第２接着部材４４が、第１接着部材４２より優れた防水特性を有するシーラントで構成されて、第２接着部材４４が安定的に第１貫通ホール３２ａを密封するようにすることができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。第１及び第２接着部材（４２、４４）については、後でさらに詳細に説明する。

このような接着部材４０を太陽電池パネル１０の後面または配線函３０の前面に塗布し、力を与えて、太陽電池パネル１０と配線函３０を最大限に密着すれば、接着部材４０を用いて、太陽電池パネル１０と配線函３０を固定することができる。これにより、材料コストを節減し、製造工程を単純化しながらも、接着部材４０の接着特性、密封特性を向上することができる。

このとき、太陽電池パネル１０と配線函３０に力を与えても接着部材４０は、一定の厚さを有しながら残存するので、接着部材４０の厚さに対応する間隔だけ配線函３０と太陽電池パネル１０が互いに離隔されるので、この部分がエアギャップ（Ｇ）を構成することになる。このとき、接着部材４０の厚さ、またはエアギャップ（Ｇ）の厚さ（または高さ）は、０．１ｍｍ以上で有り得る。エアギャップ（Ｇ）の厚さが０．１ｍｍ未満であれば、エアギャップ（Ｇ）による効果が十分に実現されないことがある。エアギャップ（Ｇ）の効果をさらに考慮すると、エアギャップ（Ｇ）の厚さが０．５ｍｍ以上で有り得る。そして前述のように、エアギャップ（Ｇ）の厚さは、延長部２４の高さ（図３の参照符号Ｈ１、以下同じ）より小さいのに、一例として、１０ｍｍ以下で有り得る。このとき、接着部材４０の厚さが厚くなって材料コストまたは固定安定性などが低下することを考慮すると、エアギャップ（Ｇ）または接着部材４０の厚さが５ｍｍ以下（一例として、３ｎｍ以下）で有り得る。しかし、本発明に限定されるものではない。

このように接着部材４０によってエアギャップ（Ｇ）を形成すれば、配線函３０が、エアギャップ（Ｇ）を形成するための別途の構造（例えば、凹部／凸部など）を備えなくてもよい。これにより、太陽電池パネル１０に対向する配線函３０の前面が屈曲を有さない平らな面になることができる。これによれば配線函３０が安定した構造を有することができ配線函３０の内部に存在する回路部３４を制約なく自由に配置することができる。そしてアラインメント公差などを大きく考慮せずに接着部材４０を塗布することができ、製造工程を単純化することができる。仮に配線函３０の前面が屈曲を有しても屈曲の高さは接着部材４０またはエアギャップ（Ｇ）の厚さより小さいことがある。それでは、配線函３０の屈曲がエアギャップ（Ｇ）を介して空気の流れに干渉しない。一方、従来のように配線函の前面に凹部、凸部などのような構造を形成すると、配線函の内部に位置する回路部の形状、配置などを、これを考慮して変更しなければならないし配線函と太陽電池パネルの固定のための部材などを精密にアラインしなければならない。

このとき、空気流路（ＡＰ）の最小幅（すなわち、複数の接着部材４０で互いに隣接する部分との間の幅）（ｗ）が接着部材４０の厚さ（つまり、エアギャップ（Ｇ）の厚さ（Ｇ）））より大きくなることができる。参照で、図７においては、第１接着部材４２と第２接着部材４４との間で空気流路（ＡＰ）が最小幅（ｗ）を有することを例示したが、空気流路（ＡＰ）の最小幅（ｗ）は、さまざまな位置に形成することができる。これにより、空気流路（ＡＰ）による空気の流動が円滑に行われるようにすることができる。そして接着部材４０の幅は、接着部材４０の厚さより大きいことができる。これにより、接着部材４０によって太陽電池パネル１０と配線函３０を安定的に固定することができる。そして接着部材４０を用いて、太陽電池パネル１０と配線函３０を固定するときに、太陽電池パネル１０と配線函３０を互いに密着するので、接着部材４０の厚さが減って接着部材４０の幅が大きくなることができる。

本実施の形態においては、 複数の接着部材４０が開放された端部を有する第１接着部材４２を複数で備えたり、及び/または開放された端部を有する少なくとも一つの第１接着部材４２と平面的に見たときに閉鎖された空間（closed space）を有するように形成された第２接着部材４４を含むことができる。これにより、複数の第１接着部材４２の間及び/またはそして第１接着部材４２と第２接着部材４４の間が空気が流動する空気流路（ＡＰ）で作用することになる。一方、従来は、１つの接着部材が配線函の端に沿って全体的につながって内部に１つの閉鎖された空間だけを備えので、接着部材によって形成された閉鎖された空間は、外部に連通されず、互いに分離区画された状態を維持した。

図４〜図７においては、一例として、複数の第１接着部材４２と第２接着部材４４を備えたことを例示した。これにより、空気流路（ＡＰ）が複数の第１接着部材４２との間、それと第１接着部材４２と第２接着部材４４の間に形成されて空気が複数の経路で流れ放熱特性を向上することができる。

ここで、第２接着部材４４は、内部に閉鎖された空間を備えるように一つに接続された構造を有することができる。このような第２接着部材４４は、配線函３０またはケース３２のシールが必要な部分を囲むよう位置することができるが、一例として、本実施の形態において、第２接着部材４４が第１貫通ホール３２ａを囲んで密封する。すなわち、第２接着部材４４は、平面的に見るときに閉鎖された空間を備えることができるが、閉鎖された空間の内部に第１貫通ホール３２ａが位置することができる。これにより、ケース３２に形成された第１貫通ホール３２ａによってケース３２の内部に伝導性接続材１２２が位置するようにしながらも、第２接着部材４４によってケース３２の内部空間と外部空間を区画し分離することができる。これにより、第１貫通ホール３２ａを有するケース３２を安定的に密閉させ、優れた気密特性、密封特性及び防水特性を有するようにする。また、第２接着部材４４によってケース３２を太陽電池パネル１０に固定して固定安定性を向上することができる。

一例として、第２接着部材４４は、平面的に見るとき、円形、多角形などのような形状を有することができる。図では、第１貫通ホール３２ａがおおよその四角形に形成され、第２接着部材４４がおおよその四角形に形成されたことを例示した。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、第２接着部材４４は、第１貫通ホール３２ａを外部と断絶させる様々な構造、形状を有することができる。

そして、第１接着部材４２は、第２接着部材４４とは異なり、内部に閉鎖された空間を備えないように形成されたすべての構造を含むことができる。第１接着部材４２は、開放された端部を有する直線、曲線、アイランド（island）など、様々な形状を有することができる。このとき、第１接着部材４２の端部が曲線部を有するか、ラウンドになった形状になることができる。これは、前述したように、接着部材４０を塗布した後、太陽電池パネル１０と配線函３０を密着したので、第１接着部材４２が厚さ方向に押されて、平面方向（幅方向及び/または長さ方向）に押し出されながら、第１接着部材４２の端部で丸く広がって出たからである。これによれば、空気出入口と隣接する第１接着部材４２の端部がとがった形状ではなく、緩やかな形状を有し空気の流れを妨害しないことができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、接着部材４０の端部がこれと異なる形状を有することも可能である。

本実施の形態において、図７の点線の矢印で示すように、空気流路（ＡＰ）が少なくとも第１貫通ホール３２ａが位置する一側（図７の上部側）と反対の他側を通るよう接着部材４０が配置されることができる。配線函３０の構造を単純化するために、第１貫通ホール３２ａを一側に位置させて回路部３４（特に、回路基板３４８）は、他側に、さらに多く配置することができるが、回路部３４から熱が多く発生することができるので、少なくとも一つの空気流路（ＡＰ）は、配線函３０の他側（つまり、回路部３４）を通るように配置すべき放熱特性を向上することができるからである。参照で、図７においては、さまざまな空気流路（ＡＰ）の内、１つだけを例示として示したものであり実際には、複数の接着部材４０によって、様々な空気流路（ＡＰ）が存在する。

これにより、第１貫通ホール３２ａを囲む第２接着部材４４が配線函３０の一側（図７の上部側）に位置し、これと離隔される第１接着部材４２の内、少なくとも１つが配線函３０の他側（図７の下部側）に位置することができる。これにより、伝導性接続材１２２が通過される配線函３０の構造を単純化しながらも、放熱特性を向上することができる。そしてこれによれば、太陽電池パネル１０の縦方向で複数の接着部材４０の内、少なくとも一つ（すなわち、第２接着部材４４）が配線函３０の一側に位置し、他の少なくとも一つ（すなわち、第１接着部材４２の内、少なくとも一つ）が配線函３０の他側に位置する。これにより、太陽電池パネル１０の縦方向で高さの段差などが発生して配線函３０の固定安定性が低下することを防止することができる。これは、太陽電池パネル１０の横方向よりは、縦方向で配線函３０と太陽電池パネル１０の間隔に差が発生する場合に、固定安定性が低下することがあることを考慮したものである。

図７においては、一例として、複数の第１接着部材４２がそれぞれ配線函３０の角付近に一つずつ位置し、第１接着部材４２のそれぞれが配線函３０の角の形状に対応するように折り曲げられた形状を有することを例示した。これによれば、安定的に配線函３０を固定しながら、エアギャップ（Ｇ）が均一な厚さを有しながら安定的に形成されるようにすることができる。

しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、接着部材４０の形状、配置等は、様々な形状を有することができる。図８〜図１１を参照して、様々な変形例を説明する。他の例として、図８に示すように、第１接着部材４２が他側で１つのみ配置され、短い長さに形成されることができる。それでは、一側に位置した第２接着部材４４と他側に位置した第１接着部材４２によりバランスを維持しながらも接着部材４０の面積を最小化し、材料コストを節減することができる。また別の例として、図９に示すように、第１接着部材４２が他側から両側にそれぞれ一つずつ配置されることができる。それでは、接着部材４０の形成のための材料のコストを最小化しながらも、配線函３０を均衡的に固定することができる。また別の例として、図１０に示すように、第１接着部材４２が他側で１つのみ配置されながら、他側端に沿って長く続く形状を有するように長く形成されることができる。これによれば、１回の塗布によって、第１接着部材４２を形成しながらも、配線函３０を安定的に固定することができる。また別の例として、図１１に示すように、第１貫通ホール３２ａを備えない場合には、第２接着部材４４を備えないで複数の第１接着部材４２を用いて配線函３０を、太陽電池パネル１０に固定しながら、エアギャップ（Ｇ）を形成することもできる。その他の様々な変形が可能である。

前述した実施の形態においては、第１接着部材４２又は第２接着部材４４が全体的に均一な幅を有することを例示した。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。したがって、第１接着部材４２又は第２接着部材４４で幅が変わる部分または互いに異なる幅を有する複数の部分を含むことができる。このように、第１接着部材４２又は第２接着部材４４の幅を調節することにより、空気流路（ＡＰ）をさらに効果的に形成することができる。

そして、図においては、第１接着部材４２又は第２接着部材４４が同一または類似の幅を有するものと例示した。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。したがって、第２接着部材４４の幅を第１接着部材４２より大きくして、第２接着部材４４によって、第１貫通ホール３２ａを安定的に密封することができる。または、開放端部を有する第１接着部材４２の幅を第１貫通ホール３２ａを全体的に囲む第２接着部材４４より大きくして、第１接着部材４２による接着力を向上しながらも空気流通路（ＡＰ）を安定的に形成することができる。

再び図４〜図７を参照すると、本実施の形態においては、ケース３２がフレーム２０との固定のための締結部３２０を備えることができる。締結部３２０は、締結部材３８によってフレーム２０に結合される部分である。本実施の形態では、締結部３２０がケース３２（例えば、第１ケース部３２ｄまたは第２ケース部３２ｅ）の少なくとも一部を構成するようにケース３２と一体に形成されることができる。それでは、締結部３２０を備えるケース３２を形成することにより、別の工程なしに所望する構造を有するケース３２を製造することができる。

締結部３２０は、ケース３２でフレーム２０に隣接した部分（図では上端部）から延長されて、フレーム２０と、少なくとも一面（特に、フレーム２０の第２部分２４４）に接触することができる。それでは、締結部３２０と第２部分２４４に締結ホール（３２０ａ、２４４ａ）を形成し、この締結ホール（３２０ａ、２４４ａ）に締結部材３８（例えば、ねじ、スクリューなど）を締結することにより、ケース３２をフレーム２０に固定することができる。これにより、ケース３２とフレーム２０を単純な構造によって強固に固定することができる。

一例として、本実施の形態において締結部３２０は、フレーム２０の第２部分２４４に締結される締結部分３２２を含む。そして締結部３２０は、締結部分３２２からケース３２（一例として、第１ケース部３２ｃ）まで接続される延長部分３２４を含むことができる。延長部分３２４は、締結部分３２２から折り曲げられて、太陽電池パネル１０の方向に延長される第１延長部分３２４ａと、第１延長部分から折り曲げられて、太陽電池パネル１０と平行な面を有するように延長される第２延長部分３２４ｂと、第２延長部分から折り曲げられて、太陽電池パネル１０の後方に延長され、第１ケース部３２ｃまで延長される第３延長部分３２４ｃを含むことができる。

締結部分３２２は、 フレーム２０の第２部分２４４に接触（または密着）されるように位置することができる。一例として、締結部分３２２が第２部分２４４の内部面（つまり、後面部分２２６または太陽電池パネル１０の方向の面）に密着するように位置して延長部２４の内部空間に締結部３２０が位置するようにすることができる。このとき、第２部分２４４と、第２部分２４４の内部面に密着される締結部分３２２の互いに対応する位置に締結ホール（２４４ａ、３２０ａ）が位置することになる。そして締結部分３２２の側縁には、第２部分２４４の係止溝２４４ｂを貫通する係止部３２０ｂが形成されることができる。それでは、締結部分３２２の係止部３２０ｂを第２部分２４４の係止溝２４４ｂに挟むことにより締結部３２０を所望する位置に合わせた後、締結部材３８で締結部３２０と第２部分２４４を互いに固定することができる。本実施の形態において係止部３２０ｂは、第２部分２４４を通過するように、太陽電池パネル１０と遠ざかる方向に突出する突出部で構成され、係止溝２４４ｂは、係止部３２０ｂが位置する部分に対応して形成された溝で構成されることができる。これによって、簡単な構造を用いて、締結部３２０と第２部分２４４の位置を容易に合わせることができる。そして係止部３２０ｂが締結部分３２２の両側端にそれぞれ一つずつ位置し、係止溝２４４ｂがこれに対応するように２つ位置して、アライメントの特性をさらに向上することができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。したがって、締結部３２０とフレーム２０の締結構造、係止部３２０ｂ及び係止溝２４４ｂの構造、形状、位置、数などは多様に変形が可能である。

第１延長部分３２４ａは、フレーム２０（さらに正確には、第１部分２４２）に接触（または密着）することができる。さらに具体的には、第１延長部分３２４Ａが第１部分２４２の内面に互いに接触（または密着）することができる。それでは、締結部３２０とフレーム２０がさらに強固に互いに固定されることができる。

第２延長部分３２４ｂは、太陽電池パネル１０またはフレーム２０と離隔して位置することができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。

第１延長部分３２４ａと第２延長部分３２４ｂに貫通孔３２０ｃが形成（一例として、連続形成）され、複数の回数で折り曲げる締結部３２０の加工がさらに容易に行われるようすることができる。加工容易性を向上することができるように貫通孔３２０ｃが複数個形成されることができるが、本発明がこれに限定されるものではない。また、貫通孔３２０ｃの形状、大きさ等は大きく限定されない。

前述したように、締結部３２０が締結部分３２２の他に、第１〜第３延長部分（３２４ａ、３２４ｂ、３２４ｃ）を含み数回折り曲げられて形成されると、締結部３２０が高い強度を有する補強部材のように作用することができる。これにより、フレーム２０と締結されるケース３２の部分が十分な強度を有することができる。また、第１〜第３延長部分（３２４ａ、３２４ｂ、３２４ｃ）を備えることになると、第１〜第３延長部分（３２４ａ、３２４ｂ、３２４ｃ）によって一側が開口された空間が定義される。すなわち、 第１〜第３延長部分（３２４ａ、３２４ｂ、３２４ｃ）によってＵ字状の空間を形成し、内部空間の三面が 第１〜第３延長部分（３２４ａ、３２４ｂ、３２４ｃ）によって囲んで第３延長部分３２４ｃと締結部分３２２との間（すなわち、第２延長部分３２４ｂの前面に位置する空間）を開口することができる。このように、第１〜第３延長部分（３２４ａ、３２４ｂ、３２４ｃ）によって定義した空間は、外部（例えば、他の太陽電池モジュール１００または電力網）と接続されるトランクケーブル（図示せず）が通過するかまたは固定される空間またはトランクケーブルが位置する空間を提供することができる。

このように締結部３２０をフレーム２０に加えて固定することにより、配線函３０をさらに強固に固定することができる。このとき、接着部材４０は、少なくとも締結部３２０が位置した一側と反対の他側に位置することができる。そすれば、固定安定性を向上することができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、ケース３２が締結部３２０を備えなくて配線函３０がフレーム２０に加えて、固定されないことも可能である。

本実施の形態に係れば、配線函３０を、太陽電池パネル１０に固定する接着部材４０によって太陽電池パネル１０と配線函３０との間に外部に開放されたエアギャップ（Ｇ）を形成することができる。それでは、太陽電池モジュール１００が動作するとき、回路部３４または回路基板３４８等により配線函３０から発生した熱が外部に開放されたエアギャップ（Ｇ）によって形成された空気流路（ＡＰ）を介して移動しながら対流冷却が行われるようにする。これにより、配線函３０で発生した熱によって配線函３０が位置した部分で温度が上昇することを防止することができる。これにより、配線函３０が位置した部分での高い温度によって太陽電池モジュール１００の出力と効率が低下することを防止することができ、太陽電池モジュール１００の出力と信頼性を向上することができる。このとき、接着部材４０による、簡単な構造によって、エアギャップ（Ｇ）を形成することができ、別の構造物を使用したり、配線函３０に凸部、凹部などを形成する場合に比べて、設計自由度と安定性を向上することができ、製造工程を単純化し、製造コストを低減することができる。

以下、本発明の実験例により本発明をさらに詳細に説明する。本発明の実験例は、本発明を例示するためのものだけ、本発明がこれに限定されるものではない。

実施例１

接着部材を用いて、太陽電池パネルに配線函を取り付けるが、接着部材を図７に示すように、外部に開放されたエアギャップを有するように塗布した。

比較例１

接着部材を用いて、太陽電池パネルに配線函を取り付けするが、接着部材を配線函のすべての縁に沿って連続的に塗布して内部に閉鎖された空間を有するように塗布して外部に開放されたエアギャップを有さないようにした。

実施例１と比較例１に係る太陽電池モジュールと配線函が位置した部分と配線函が位置しないが、配線函に隣接して位置する部分の温度差を時間の経過に沿って測定し、その結果を図１２に示す。

図１２を参照すると、 実施例１に係る太陽電池モジュールは、比較例１に係る太陽電池モジュールに比べて配線函が位置した部分と配線函が位置しない部分の温度差が非常に小さいことがわかる。このことから、実施例１に係れば、外部に開放されたエアギャップによって放熱効果を向上することができることが分かる

前述したところに係る特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも一つの実施の形態に含み、必ずしも一つの実施の形態のみに限定されるものではない。さらに、各実施の形態において例示された特徴、構造、効果などは、実施の形態が属する分野の通常の知識を有する者によって他の実施の形態に対しても組み合わせ、または変形して実施可能である。したがって、このような組み合わせと変形に係る内容は、本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

Claims (18)

1. 太陽電池パネルと
   前記太陽電池パネルに電気的に接続され、前記太陽電池パネルの後面側に装着される配線函と、
   前記配線函と前記太陽電池パネルの間に位置して、前記太陽電池パネルと、前記配線函を付着する接着部材と
   を含み、
   前記接着部材によって前記太陽電池パネルと、前記配線函の間に、前記接着部材の厚さに対応する厚さを有し、外部に開放されたエアギャップが備えられ、
   前記接着部材が互いに離隔される複数の接着部材を含み、
   前記複数の接着部材によって前記太陽電池パネルと、前記配線函の間に空気が流入、又は、流出する空気出入口を少なくとも２つ備える空気流路が形成され、
   前記接着部材が、開放された端部を有する第１接着部材を複数備え、
   前記接着部材が、前記開放された端部を有する前記第１接着部材と、前記第１接着部材と離隔して位置し、平面的に見るときに閉鎖された空間（closed space）を有する第２接着部材を含む、太陽電池モジュール。
2. 前記接着部材は、前記配線函と前記太陽電池パネルの間で開曲線またはオープンループ（open loop）型を有する、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
3. 前記複数の接着部材によって形成された前記空気流路の最小幅が、前記接着部材の厚さより大きい、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
4. 前記接着部材の幅が、前記接着部材の厚さより大きい、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
5. 前記複数の接着部材の少なくとも一つが、前記配線函の一側に位置し、前記複数の接着部材の他の少なくとも１つが前記配線函の他側に位置する、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
6. 前記複数の接着部材の少なくとも一つが、前記太陽電池モジュールの縦方向において、前記配線函の一側に位置し、前記複数の接着部材の他の少なくとも１つが前記縦方向において前記配線函の他側に位置する、請求項５に記載の太陽電池モジュール。
7. 前記複数の第１接着部材は、前記配線函の角（コーナー）付近にそれぞれ位置し、前記コーナーの形状に対応するように折り曲げられた形状を有する、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
8. 前記第１接着部材の端部が曲線部で構成される、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
9. 前記配線函は、前記太陽電池パネルと前記配線函とを電気的に接続するための伝導性接続材が通過する第１貫通ホールを有し、
   前記第２接着部材は前記第１貫通ホールを囲み、前記第１貫通ホールは前記閉鎖された空間の内部に位置する、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
10. 前記第１貫通ホールは前記配線函の一側に位置し、
    前記接着部材は、前記空気流路が前記配線函の一側と反対の前記配線函の他側を少なくとも通るように配置される、請求項９に記載の太陽電池モジュール。
11. 前記配線函は、ケースと、前記ケースの内部空間に位置する回路部を含み、
    前記接着部材は、前記空気流路が少なくとも前記回路部が位置する部分を通るように配置される、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
12. 前記太陽電池モジュールは、前記太陽電池パネルの外郭部を固定するフレームをさらに含み、
    前記配線函は、前記フレームに固定される締結部を備える、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
13. 前記フレームと前記締結部は締結部材によって互いに固定される、請求項１２に記載の太陽電池モジュール。
14. 前記配線函の厚さが前記フレームの延長部の高さより小さい、請求項１２に記載の太陽電池モジュール。
15. 前記締結部は前記配線函の一側に位置し、
    前記接着部材は、前記締結部の一側と反対の前記締結部の他側に少なくとも位置する、請求項１２に記載の太陽電池モジュール。
16. 前記太陽電池パネルに対向する前記配線函の前面は平らな面で構成される、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
17. 前記接着部材がシリコーン樹脂系のシーラント(sealant)で構成される、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
18. 前記接着部材の厚さ又は前記エアギャップの厚さが０．１ｍｍ乃至１０ｍｍである、請求項１に記載の太陽電池モジュール。

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