JP7381594B2 - 太陽電池モジュール - Google Patents
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- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
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-
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Description
<1-1.太陽電池モジュール>
第1実施形態に係る太陽電池モジュール100を、図1(a)から図3(b)に基づいて説明する。
表面保護層1は、例えば、第1面1fと第2面1sとを有する。第1実施形態では、第1面1fは、例えば、太陽電池パネル10の前面10fを構成している状態にある。図1(a)および図1(b)の例では、第1面1fが、太陽電池モジュール100の外部の空間(外部空間ともいう)200に対して露出している状態にある。また、第2面1sは、第1面1fの逆側の面である。
太陽電池部3は、例えば、表面保護層1と裏面保護層2との間に位置している。図1(a)および図1(b)で示されるように、太陽電池部3は、例えば、複数の太陽電池素子31を有する。このため、例えば、複数の太陽電池素子31は、表面保護層1の第2面1sと裏面保護層2との間に位置している。第1実施形態では、複数の太陽電池素子31は、2次元的に並んでいる状態にある。図1(a)および図1(b)の例では、複数の太陽電池素子31は、表面保護層1の第2面1sに沿って位置するように平面的に配列された状態にある。
充填材4は、表面保護層1と裏面保護層2との間において太陽電池部3を覆っている状態にある。換言すれば、充填材4は、表面保護層1と裏面保護層2との間において、複数の太陽電池素子31を覆っている状態にある。別の観点から言えば、充填材4は、例えば、表面保護層1と裏面保護層2との間の領域(間隙領域ともいう)10gに、太陽電池部3を覆いつつ充填されている状態にある。
裏面保護層2は、例えば、太陽電池パネル10の裏面10bを構成している状態にある。裏面保護層2は、例えば、表面保護層1の第2面1sに対向している状態にある。
上述したように、例えば、表面保護層1の素材が耐候性を有する樹脂であれば、表面保護層1は、透湿防水性を有する。このため、例えば、仮に充填材4が熱分解および加水分解などによって酢酸などの遊離酸を発生させても、図3(a)の2点鎖線の矢印で示されるように、充填材4で発生する遊離酸が、表面保護層1を介して外部空間200に放散され得る。これにより、例えば、太陽電池素子31の電極および接合部分が遊離酸によって腐食されにくくなる。その結果、例えば、太陽電池モジュール100における長期信頼性を向上させることができる。
太陽電池モジュール100の製造方法の一例について、図4(a)から図4(c)に基づいて説明する。
第1実施形態に係る太陽電池モジュール100では、例えば、表面保護層1の素材が耐候性を有する樹脂である。このような構成が採用されれば、例えば、表面保護層1が透湿防水性を有する。このため、例えば、仮に充填材4が熱分解および加水分解などによって酢酸などの遊離酸を発生させても、充填材4で発生する遊離酸が、表面保護層1を介して外部空間200に放散され得る。これにより、例えば、太陽電池素子31における電極および接合部分が遊離酸によって腐食されにくくなる。その結果、例えば、太陽電池モジュール100における長期信頼性が向上し得る。
本開示は上述の第1実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更および改良などが可能である。
上記第1実施形態において、例えば、図5で示されるように、表面保護層1の第1面1f上の一部に保護膜50Aが位置していてもよい。換言すれば、太陽電池モジュール100は、例えば、保護膜50Aを有していてもよい。この保護膜50Aは、例えば、第1面1fを保護することができる。これにより、例えば、樹脂製の表面保護層1の第1面1fに引っ掻き傷などが生じにくくなる。保護膜50Aの素材には、例えば、酸化シリコンおよび窒化シリコンなどの無機材料が適用される。これらの無機材料は、例えば、耐候性を有する。保護膜50Aは、例えば、厚さ方向において貫通している状態にある貫通孔51Aを有する。これにより、例えば、保護膜50Aが存在していても、充填材4で発生する遊離酸が表面保護層1および保護膜50Aの貫通孔51Aなどを介して外部空間200に放散され得る。したがって、例えば、表面保護層1の第1面1fが保護膜50Aで保護されながら、充填材4から発生する遊離酸が、表面保護層1を介して外部空間200に放散され得る。このため、例えば、表面保護層1の第1面1fの少なくとも一部が、太陽電池モジュール100の外部空間200に対して露出している状態にあれば、充填材4から発生する遊離酸が、表面保護層1を介して外部空間200に放散され得る。これにより、例えば、太陽電池素子31における電極および接合部分が遊離酸によって腐食されにくくなる。その結果、例えば、太陽電池モジュール100における長期信頼性が向上し得る。
上記1実施形態および上記第2実施形態において、例えば、図6(a)から図7(b)で示されるように、太陽電池部3が、薄膜系半導体と透明電極とをそれぞれ含む複数の薄膜系の太陽電池素子31Bを有する太陽電池部3Bに変更されてもよい。薄膜系半導体は、例えば、シリコン系、化合物系またはその他のタイプの半導体を含む。シリコン系の薄膜系半導体には、例えば、アモルファスシリコンまたは薄膜多結晶シリコンなどを用いた半導体が適用される。化合物系の薄膜系半導体には、例えば、CIS半導体またはCIGS半導体などのカルコパイライト構造を有する化合物半導体、ペロブスカイト構造を有する化合物などの化合物半導体、ケステライト構造を有する化合物半導体、あるいはカドミウムテルル(CdTe)半導体が適用される。CIS半導体は、銅(Cu)、インジウム(In)およびセレン(Se)を含む化合物半導体である。CIGS半導体は、Cu、In、ガリウム(Ga)およびSeを含む化合物半導体である。ここでは、基板6上に複数の薄膜系の太陽電池素子31Bが位置している例を挙げて説明する。
上記第1実施形態または上記第2実施形態において、例えば、図9(a)および図9(b)で示されるように、表面保護層1は、第1面1fから第2面1sにそれぞれ至る複数の微細な貫通孔(微細貫通孔ともいう)1Ctを有する表面保護層1Cに変更されてもよい。微細貫通孔1Ctの径は、例えば、雨粒および霧雨などの水滴の径未満であって水蒸気における水の粒の径以上とされる。ここで、微細貫通孔1Ctの径は、例えば、0.1mmから1mm程度とされる。表面保護層1Cにおける複数の微細貫通孔1Ctは、例えば、耐候性を有する樹脂のシートに対するレーザーを用いた微細加工または打ち抜き加工などによって形成され得る。ここでは、例えば、表面保護層1Cが複数の微細貫通孔1Ctを有することで、表面保護層1Cにおける防水性が低下しにくく、表面保護層1Cにおける透湿性が向上し得る。このため、例えば、仮に充填材4が熱分解および加水分解などによって酢酸などの遊離酸を発生させても、充填材4で発生する遊離酸が表面保護層1Cの複数の微細貫通孔1Ctを介して外部空間200に放散され得る。これにより、例えば、太陽電池素子31における電極および接合部分が遊離酸によって腐食されにくくなる。その結果、例えば、太陽電池モジュール100における長期信頼性を向上させることができる。
上記第1実施形態、上記第2実施形態および上記第4実施形態において、例えば、図10(a)および図11で示されるように、太陽電池モジュール100が、第1接合部分321を覆うように第1接合部分321と第1充填材41との間に位置している保護部材(第1保護部材ともいう)81Dを有していてもよい。換言すれば、例えば、第1保護部材81Dは、第1充填材41と太陽電池素子31との間に位置している。この第1保護部材81Dは、例えば、第1接合部分321を保護することができる。このため、例えば、仮に充填材4が熱分解および加水分解などによって酢酸などの遊離酸を発生させても、第1保護部材81Dの存在によって、充填材4で発生する遊離酸が、第1接合部分321まで到達しにくくなる。これにより、例えば、第1出力取出電極311と第1配線材32との間の第1接合部分321が遊離酸によって腐食されにくくなる。その結果、例えば、太陽電池モジュール100における長期信頼性が向上し得る。具体的には、例えば、第1保護部材81Dは、第1接合部分321を覆うように、第1充填材41と第1配線材32との間の領域から、第1充填材41と第1出力取出電極311との間の領域にかけて位置している。図11の例では、第1配線材32の全面が被覆層34によって被覆されている状態にある。第1配線材32には、例えば、銅箔などの金属製の帯状の金属体などが適用される。被覆層34の素材には、例えば、半田などの低融点の金属が適用される。そして、被覆層34のうち、第1出力取出電極311と第1配線材32とを接合している部分が、第1接合部分321としての役割を有する。また、被覆層34は、第1配線材32と第1充填材41との間に位置している部分を有する。そして、例えば、第1保護部材81Dは、被覆層34および第1出力取出電極311に接触している状態にある。ここで、例えば、第1配線材32と第1充填材41との間に被覆層34が位置していない場合には、第1保護部材81Dが、第1配線材32および第1出力取出電極311に接触している状態にある形態が採用される。
上記第3実施形態において、例えば、図13(a)および図13(b)で示されるように、第3接合部分321Bを覆うように位置している保護部材(第3保護部材ともいう)83Fを設けてもよい。換言すれば、例えば、太陽電池モジュール100が、第3接合部分321Bを覆うように第3接合部分321Bと第1充填材41との間に位置している第3保護部材83Fを有していてもよい。この場合には、例えば、第3保護部材83Fは、第1の太陽電池素子31B1における第1電極層8aの第1延出部8aeと第1充填材41との間に位置している。また、例えば、第4接合部分322Bを覆うように位置している保護部材(第4保護部材ともいう)84Fを設けてもよい。換言すれば、例えば、太陽電池モジュール100が、第4接合部分322Bを覆うように第4接合部分322Bと第1充填材41との間に位置している第4保護部材84Fを有していてもよい。この場合には、例えば、第4保護部材84Fは、第7の太陽電池素子31B7における第2電極層8cの第2延出部8ceと第1充填材41との間に位置している。
上記第1実施形態から上記第6実施形態では、例えば、表面保護層1の素材に適用されるフッ素系の樹脂として、ECTFEが適用されれば、太陽電池モジュール100における長期信頼性が容易に向上し得る。これは、ECTFEの水蒸気透過率(WVTR)が、FEPの水蒸気透過率(WVTR)とETFEの水蒸気透過率(WVTR)との間にあることが知られており、ECTFEがETFEよりも安価であるためである。
1Ct 微細貫通孔
1f 第1面
1s 第2面
2 裏面保護層
3,3B,3G 太陽電池部
4,4B,4G 充填材
10 太陽電池パネル
10b 裏面
10f 前面
31,31B 太陽電池素子
32 第1配線材
32a 第1出力用配線材
32b 第2出力用配線材
33 第2配線材
34 被覆層
34s 表面部
41 第1充填材
42 第2充填材
50A 保護膜
51A 貫通孔
81D 第1保護部材
82D 第2保護部材
83F 第3保護部材
84F 第4保護部材
85G 第5保護部材
100 太陽電池モジュール
200 外部空間
315a 光吸収領域
321 第1接合部分
322 第2接合部分
321B 第3接合部分
322B 第4接合部分
Claims (6)
- 太陽電池モジュールであって、
第1面および該第1面の逆側の第2面を有するとともに透光性を有する表面保護層と、
前記第2面に対向している状態にある裏面保護層と、
前記第2面と前記裏面保護層との間に位置している複数の太陽電池素子と、
前記表面保護層と前記複数の太陽電池素子との間において、前記複数の太陽電池素子を覆っている状態にある充填材と、
前記第1面上の一部に位置している状態にある前記第1面を保護するための保護膜と、を備え、
前記充填材の素材は、遊離酸が発生する化学構造を有し、
前記表面保護層は、耐候性を有する樹脂で構成された層であり、
前記第1面の少なくとも一部が、前記太陽電池モジュールの外部の空間に対して露出している状態にある、太陽電池モジュール。 - 請求項1に記載の太陽電池モジュールであって、
前記表面保護層の素材は、フッ素系の樹脂を含む、太陽電池モジュール。 - 請求項2に記載の太陽電池モジュールであって、
前記フッ素系の樹脂は、フッ化エチレンプロピレン共重合体、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体およびエチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体のうちの少なくとも1つの樹脂を含む、太陽電池モジュール。 - 太陽電池モジュールであって、
第1面および該第1面の逆側の第2面を有するとともに透光性を有する表面保護層と、
前記第2面に対向している状態にある裏面保護層と、
前記第2面と前記裏面保護層との間に位置している複数の太陽電池素子と、
前記表面保護層と前記複数の太陽電池素子との間において、前記複数の太陽電池素子を覆っている状態にある充填材と、
前記第1面上の一部に位置している状態にある前記第1面を保護するための保護膜と、を備え、
前記充填材の素材は、遊離酸が発生する化学構造を有し、
前記表面保護層は、耐候性を有するフッ素系の樹脂で構成された層であり、
前記第1面の少なくとも一部が、前記太陽電池モジュールの外部の空間に対して露出している状態にあり、
前記第2面と前記充填材とが密着している、太陽電池モジュール。 - 請求項4に記載の太陽電池モジュールであって、
前記フッ素系の樹脂は、フッ化エチレンプロピレン共重合体、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体およびエチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体のうちの少なくとも1つの樹脂を含む、太陽電池モジュール。 - 請求項4または請求項5に記載の太陽電池モジュールであって、
前記表面保護層は、前記第1面から前記第2面にそれぞれ至る複数の微細な貫通孔を有する、太陽電池モジュール。
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