JPH07273361A

JPH07273361A - 太陽電池モジュールの端子取り出し部構造

Info

Publication number: JPH07273361A
Application number: JP6062894A
Authority: JP
Inventors: Fumitaka Toyomura; 文隆豊村; Yuji Inoue; 裕二井上; Kimitoshi Fukae; 公俊深江
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-03-31
Filing date: 1994-03-31
Publication date: 1995-10-20

Abstract

(57)【要約】【目的】水密性が良く、耐久性が高く、また簡単に形
成できる太陽電池モジュールの端子取り出し部構造を提
供する。【構成】弾性高分子シール材９０２を通したリード線
９０７を端子箱９０３に滑り入れ、端子箱９０３の天板
上に開けられた貫通孔９０５から充填剤９０６を弾性高
分子シール材９０２が隠れるまで充填する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、太陽電池モジュールの
端子取り出し部構造に関し、特に太陽電池モジュールに
付属する端子箱における防水性と耐久性を改善した技術
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境問題に対する意識の高まりが
世界的に広がりを見せている。中でも、ＣＯ₂排出に伴
う地球の温暖化現象に対する危惧感は深刻で、クリーン
なエネルギーへの希求はますます強まってきている。太
陽電池は現在のところ、その安全性と扱いやすさから、
上記のようなクリーンなエネルギー源として期待のもて
るものだといえる。

【０００３】この太陽電池には様々な形態があり、代表
的なものとしては、結晶シリコン太陽電池、多結晶シリ
コン太陽電池、アモルファスシリコン太陽電池、銅イン
ジウムセレナイド太陽電池、化合物半導体太陽電池など
がある。この中で、薄膜結晶シリコン太陽電池、化合物
半導体太陽電池、およびアモルファスシリコン太陽電池
は、比較的低コストで大面積化が可能なため、最近では
各方面で活発に研究開発が進められている。

【０００４】この種の太陽電池素子は、通常は、ＥＶＡ
（エチレン−酢酸ビニル共重合ポリマー）などの充填材
の中に埋設し、また表面被覆材と裏面補強材の間にサン
ドイッチしてモジュール化する構造が採られる。この場
合、太陽電池モジュールの表面被覆材としては、ガラス
やフッ素樹脂フィルムのような耐候性フィルムが用いら
れている。また太陽電池モジュールの裏面補強材として
は、アルミニウム箔を耐候性フィルムでサンドイッチ構
造にした耐候、耐湿フィルムや、薄い鋼板、例えば無塗
装の亜鉛メッキ鋼板や、屈曲性や硬さなどの観点からポ
リエステル樹脂やアクリル樹脂がコーティングされた鋼
板などが用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この太陽電
池モジュールの出力端子は、ねじどめ方式、リード線方
式、ソケット方式などがあり、いずれの場合も絶縁のた
めに防水構造を持つ端子箱を設けることが多い。そし
て、上記のような端子箱において、例えば端子箱よりリ
ード線を取り出す構造とする場合、従来は取り出し部に
リング状ゴムやリード線の外径より小さめの穴を開けた
栓キャップなどが使用されており、この栓キャップにリ
ード線を押し込むようにしている。ところがこの場合、
栓キャップとしては使用するリード線の外径にあったも
のを使わなければならないためにフレキシブルに対応で
きなかったり、シール材とリード線の絶縁体の部分の密
着性が絶縁体のわずかな凸凹にも左右され易いので十分
でなかったり、強風にさらされる等、端子に物理的な負
荷がかかった場合に水密性を保てなかったり、あるいは
押し込みの際などにリード線の絶縁体に物理的な負担が
かかって傷をつけてしまうなどの問題点があった。

【０００６】よって、水密性がよく、リード線の外径に
フレキシブルに適応し、リード線引き出し時に手間がか
からず、物理的負荷に強く、また耐久性が高い、リード
線取り出し部構造、ないしこのような構造を備えた端子
箱が強く望まれていた。

【０００７】本発明は、上記の欠点を解決して、水密性
が良く、耐久性が高く、また簡単に形成することができ
る太陽電池モジュールの端子取り出し部構造を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの手段として、本発明は、側面に電極取り出し部から
取り出されたリード線を通すための貫通孔を有する中空
構造体と、前記貫通孔に挿入された電極取り出し部から
取り出されたリード線と、前記中空構造体に設けられた
貫通孔と前記リード線との間に埋設された弾性高分子シ
ール材を有し、前記中空構造体の内部に充填剤が充填さ
れていることを特徴とする太陽電池モジュールの端子取
り出し部構造を提供するものである。

【０００９】なお、上記の中空構造体は、具体的には例
えば端子箱であり、本発明の構造は、太陽電池モジュー
ルに付属する端子箱のリード線取り出し部に好適に使用
されるものである。つまり本発明は、これを端子箱に適
用した場合には、太陽電池モジュールに付属する端子箱
のリード線取り出し部に弾性高分子シール材を使用し、
前記弾性高分子シール材を支持するために端子箱内部に
充填剤を充填することによって、端子箱の水密性を良く
し、耐久性を高めるようにしたものである。

【００１０】上記構成において、弾性高分子シール材と
しては、後述するような、弾性のあるゴムが望ましい。
また、端子箱としては電気絶縁性、強度、耐水性、扱い
易さ、重量等の面からプラスチックが好ましい、更に、
充填材としてはシリコンゴム、エポキシ樹脂系接着剤な
どが好ましい。

【００１１】

【実施態様例】図１に本発明を用いる太陽電池モジュー
ルの概略構成図を示す。この太陽電池モジュールは、裏
面補強材１０１上に太陽電池素子１０２、充填材１０
３、耐候性フィルム１０４、並びに端子箱１０５を有す
るものである。このように構成される本発明の太陽電池
モジュールは、例えば、次のようにして作製される。ま
ず、裏面補強材１０１上に、ＥＶＡなどのシート状の充
填材１０３、太陽電池素子１０２、充填材１０３、並び
に耐候性フィルム１０４を順次重ねあわせる。そして、
加圧脱泡しながら１５０℃でＥＶＡを溶融することによ
って、太陽電池素子１０２を耐候性フィルム１０４と裏
面補強材１０１でサンドイッチする。その後、太陽電池
モジュールの裏面より、端子用配線を取り出し、この端
子用配線に端子箱を取り付ける。

【００１２】次に、本発明で使用される中空構造体（端
子箱）、弾性高分子シール材、充填剤、並びに太陽電池
モジュールの裏面補強材、耐熱性フィルム、充填材、太
陽電池素子、などについて更に詳しく説明する。

【００１３】（端子箱）本発明で用いられる端子箱（中
空構造体）は、耐熱性、耐水性、電気絶縁性、老化性に
優れたものが要求される。また、好ましくは、充填剤と
の接着性が良い材質が良い。上記の要素を考慮にいれる
と端子箱としては、プラスチックが好ましく、更に不燃
性などを考えると、不燃性プラスチックやセラミックス
などが好ましい。具体的には例えば、プラスチックとし
ては、ポリカーボネート，ポリアミド，ポリアセター
ル，変性ＰＰＯ，ポリエステル，ポリアリレート，不飽
和ポリエステル，フェノール樹脂，エポキシ樹脂などの
強度，耐衝撃性，耐熱性，硬度，老化性に優れたエンジ
ニアリング・プラスチック等がある。また、ＡＢＳ樹
脂，ＰＰ，ＰＶＣなどの熱可塑性プラスチックも使うこ
とができる。

【００１４】（弾性高分子シール材）本発明で用いられ
る弾性高分子シール材は、その材質は特に限定は無い
が、電線サイズにある程度対応できる柔軟性と電線の動
きに追従し、かつ端子箱を形成する材質にぴったりと密
着する弾性を持ち合わせたものが好ましい。具体的に
は、その種類として、例えば、天然ゴムや、ＳＢＲ、Ｎ
ＢＲ、ブタジエンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴ
ム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴムなどの
合成ゴムが挙げられ、端子箱や充填剤の材質に合わせて
適宜選択することができる。

【００１５】また、本発明で用いられる弾性高分子シー
ル材の形状は、中空構造体（端子箱）側の周縁が中空構
造体（端子箱）の外部側の弾性高分子シール材の周縁よ
りも広くなっている構造で、その中空構造体側の周縁が
根元から先端に向かって除々に細くなっていく構造のも
のがより好ましく、これにより弾性高分子シール材の中
空構造体からの離脱などが有効に防止できる。よってリ
ード線を通す弾性高分子シール材穴部の外径は、端子箱
のリード線を通すための貫通孔の内径より大きくなくて
はならない。

【００１６】（充填剤）本発明で端子箱の充填に用いら
れている充填剤は、特に限定は無いが、その種類として
は、電気絶縁性の良いエポキシ樹脂系接着剤やシリコン
系ポッティング剤、シリコン系接着シール剤等が好まし
い。また柔軟性などを考慮すると、シリコン系の樹脂の
方が好ましい。さらに、作業性を考慮すると、一液型で
硬化時間の短いもの、さらに粘度が低く細部まで充填さ
れ易いものが好ましい。また、シリコン一液型ＲＴＶゴ
ムを用いる場合、電極を浸食させないために、硬化方式
が脱アセトンタイプ、あるいは脱アルコールタイプであ
ることが好ましい。

【００１７】例えば、スリーボンド社製のエポキシ樹脂
系接着剤の場合は、商品名：「２００１」、「２００２
Ｈ」、「２００３」、「２０１６Ｂ」、「２０２２」な
どが使用できる、またこれらのエポキシ樹脂は、商品
名：「２１０２Ｂ」、「２１０３」、「２１０４」、
「２１０５Ｆ」、「２１０５Ｃ」、「２１０６」、「２
１３１Ｂ」、「２１３１Ｄ」、「２１３１Ｆ」、「２１
６３」などの硬化剤と、所定の割合混合して使用するこ
とができる。

【００１８】また、住友３Ｍ社製のエポキシ樹脂の場合
は、「ＥＷ−２」（一液型）、「Ｓ／Ｗ−２２１４」
（一液型）、「ＸＡ７４１６」（一液型）、「ＪＡ７４
３７」（一液型）、「１８３８Ｂ／Ａ」（二液型；本剤
と硬化剤の混合比＝４：５）、「Ｓ／Ｗ−２２１６Ｂ／
Ａ」、「ＤＰ−１００」（二液型；本剤と硬化剤の混合
比＝１：１）、「ＤＰ−１１０」（二液型；本剤と硬化
剤の混合比＝１：１）、「ＤＰ−１９０」（二液型；本
剤と硬化剤の混合比＝１：１）、「ＤＰ−ＰＵＲＥ６
０」（二液型；本剤と硬化剤の混合比＝１：１）、「Ｄ
Ｐ−２７０」（二液型；本剤と硬化剤の混合比＝１：
１）などが使用できる。

【００１９】更に、有化シェルエポキシ社製のエポキシ
樹脂の場合は、本剤「Ｅｐｉｋｏｔｅ」８１２、８１
５、８２７、８２８、８３４などが使用でき、また硬化
剤は必要性能に応じて選択することができる。

【００２０】また、シリコン系ポッティング剤では、ス
リーボンド社製の「１２２０」、「１２３０」、東レ・
ダウコーニング・シリコーン社製の「ＳＥ９１５６」、
「ＳＥ９１５７」、「ＳＥ９１６６」、「ＳＥ９１７
６」、「ＳＥ９１５６」、「ＳＥ１８１１」、「ＳＥ１
７４０」（二液型）、「ＳＥ１８２１」（二液型）、
「ＣＹ５２−００５」（二液型）などが使用できる。

【００２１】また、信越化学工業社製の「ＫＥ３４
７」、「ＫＥ３４９４」、「ＫＥ４８９７」、「ＫＥ４
８９６」、「ＫＥ４８９５」、「ＫＥ６６」（二液
型）、「ＫＥ６７」（二液型）、などから選択すること
ができる。

【００２２】（裏面補強材）太陽電池モジュールの機械
的強度を増すために、あるいは、温度変化による歪やソ
リを防止するために、裏面補強材が用いられる。裏面補
強材としては、例えば、塗装亜鉛鋼板のような絶縁処理
した金属、カーボンファイバー、ＦＲＰ（ガラス繊維強
化プラスチック）、セラミック、ガラス、テドラ／ＡＩ
／テドラ等が用いられる。特に、太陽電池モジュールの
加工性、扱い易さ、端子箱との接着などを考えると、裏
面補強材には金属板をもちいることが好ましい。その種
類に特に限定は無いが、例えば亜鉛鉄板やガルバリウム
鋼板などのメッキ鋼板やチタン、ステンレス鋼板などが
挙げられ、またその表面がポリエステル樹脂、アクリル
樹脂等で樹脂コーティングしてあればより好ましい。

【００２３】（耐候性フィルム）本発明で用いられる耐
候性フィルムは、耐候性はもちろんのこと、透光性、汚
れが付着しにくいこと、機械的強度、引っ張り強度など
が要求される。充填材との接着面には、充填材が接着し
やすいようにコロナ放電処理を施してもよい。上記の要
素を考慮に入れると、耐候性フィルムの種類に特に限定
は無いが、ＥＴＦＥ（ポリエチレンテトラフルオロエチ
レン）、ポリ３フッ化エチレン、ポリフッ化ビニルなど
のフッ素樹脂フィルムがある。中でも、無延伸型のＥＴ
ＦＥが好ましい。

【００２４】（充填材）本発明で用いられる充填材に要
求される特性としては、耐候性、熱可塑性、熱接着性、
光透過性が挙げられる。充填材の材料としては、ＥＶＡ
（酢酸ビニルエチレン共重合体）、ブチラール樹脂、シ
リコン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素化ポリイミド樹脂な
どの透明な樹脂が挙げられるが、これらに限られるもの
ではないが、中でもＥＶＡが好ましい。

【００２５】また、特に限定は無いが、充填材の中には
ビニルトリクロシラン、ＮＯＬ−２４、ビニルアルコキ
シラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシランなどの
シランカップリング剤が添加されていることが好まし
い。

【００２６】上記充填材に架橋剤を添加することによ
り、架橋することも可能である。また光劣化を抑制する
ために、紫外線吸収剤が含有されていることが望まし
い。

【００２７】（太陽電池素子）本発明の太陽電池素子の
種類に特に限定は無いが、好ましくは、可曲性を有する
太陽電池であり、とくに好ましくは、ステンレス基板上
に形成された非晶質シリコン半導体である。その一例と
しての概略構成図を図２に示した、図２において２０１
は導電性基体、２０２は反射層、２０３は半導体光活性
層、２０４は透明導電層、２０５は集電電極である。

【００２８】ここで、導電性基体２０１は、太陽電池素
子の基体になると同時に、下部電極の役割も果たす。導
電性気体２０１の材料としては、タングステン、ステン
レス、アルミニウム、銅、チタン、カーボンシート、鉛
メッキ銅板、導電層が形成してある樹脂フィルムやセラ
ミックスなどを用いることができる。この導電性基体２
０１上には、反射層２０２として、金属層、あるいは金
属酸化物層、あるいは金属層と金属酸化物層を形成して
も良い。金属層には、例えば、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，
Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉ，などが用いられる。また金属酸化物
層には、例えば、ＺｎＯ，ＴｉＯ₂，ＳｎＯ₂などが用い
られる。これら金属層及び金属酸化物層の形成方法とし
ては、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリ
ング法などがある。

【００２９】半導体光活性層２０３は、光電変換を行う
部分で、具体的な材料としては、ｐｎ接合型多結晶シリ
コン、ｐｉｎ接合型アモルファスシリコン、あるいはＣ
ｕＩｎＳｅ₂，ＣｕＩｎＳ₂，ＧａＡｓ，ＣｄＳ／Ｃｕ₂
Ｓ，ＣｄＳ／ＣｄＴｅ，ＣｄＳ／ＩｎＰ，ＣｄＴｅ／Ｃ
ｕ₂Ｔｅをはじめとする化合物半導体などが挙げられ
る。半導体光活性層２０３の形成方法としては、多結晶
シリコンの場合は溶融シリコンのシート化が非晶質シリ
コンの熱処理、アモルファスシリコンの場合はシランガ
スなど原料とするプラズマＣＶＤ、また化合物半導体の
場合はイオンプレーティング、イオンビームデポジショ
ン、真空蒸着法、スパッタ法、電析法などが用いられ
る。

【００３０】透明電導層２０４は、太陽電池の上部電極
の役目を果たすものである。透明電導層２０４に用いる
材料としては、例えば、Ｉｎ₂Ｏ₃，ＳｎＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃
−ＳｎＯ₂（ＩＴＯ），ＺｎＯ，ＴｉＯ₂，Ｃｄ₂Ｓｎ
Ｏ₄，高濃度不純物ドープした結晶性半導体層などがあ
る。また形成方法としては、抵抗加熱蒸着、スパッタ
法、スプレー法、ＣＶＤ法、不純物拡散法などが用いら
れる。

【００３１】透明導電層２０４の上には、電流を効率よ
く集電するために、格子状の集電電極（グリッド）を設
けてもよい。このような集電電極の具体的な材料として
は、例えば、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ａｇ，Ｎ
ｉ，Ｃｕ，Ｓｎあるいは銀ペーストをはじめとする導電
性ペーストなどが挙げられる。また集電電極の形成方法
としては、マスクパターンを用いたスパッタリング、抵
抗加熱、ＣＶＤ法、全面に金属膜を蒸着した後で不必要
な部分をエッチングで取り除きパターニングする方法、
光ＣＶＤにより直接グリッド電極パターンを形成する方
法、グリッド電極パターンのネガパターンのマスクを形
成した後にメッキする方法、あるいは導電性ペーストを
印刷する方法等が使用できる。

【００３２】また導電性ペーストは、通常微粉末の銀，
金，銅，ニッケル，カーボンなどをバインダーポリマー
に分散させたものが用いられる。バインダーポリマーと
しては、例えば，ポリエステル，エポキシ，アクリル，
アルキド，ポリビニルアセテート，ゴム，ウレタン，フ
ェノールなどの樹脂が挙げられる。更に、グリッド電極
で集電した電流を更に集めて輸送するためのバスバーの
材料としてはＳｎ、あるいは半田コーティングされたＣ
ｕ、Ｎｉなどを用いる。バスバーのグリッド電極への接
続は、導電性接着剤あるいは半田で行う。

【００３３】

【作用】リード線の取り出し部に弾性高分子シール材を
使用することにより、リード線の外径にフレキシブルに
適応することができる。このため簡単にリード線取り出
し部からの端子箱内部への水分の侵入を防ぐことができ
るとともに、物理的負荷がかかった場合にもリード線の
絶縁体に傷をつけてしまうことがない。

【００３４】また、端子箱内部に充填剤を充填すること
により、弾性高分子シール材を端子箱に密着させること
ができて、更なる水分の侵入を防ぐことができる。そし
てこのようなリード線取り出し部の水密性の向上によ
り、太陽電池モジュールの端子取り出し部の信頼性が向
上し、特に端子に物理的負荷がかかった場合の信頼性が
向上する。

【００３５】

【実施例】以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。

【００３６】（実施例１）本実施例は、ステンレス基板
上に作製したアモルファスシリコン太陽電池素子を使用
し、また裏面補強材としてポリエステル樹脂コートされ
た鋼板を用いて作製された太陽電池モジュールにおけ
る、電極取り出し部の端子箱に関するものである。

【００３７】まず、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）
太陽電池素子を、図３のように作製した。即ち、洗浄し
た０．１ｍｍ厚の長尺ステンレス基板３０１上に、スパ
ッタ法で裏面反射層３０２として、Ｓｉを１％含有する
Ａｌ層（膜厚５０００Å）とＺｎＯ層（膜厚５０００
Å）を順次形成した。

【００３８】次いで、プラズマＣＶＤ法により、ＳｉＨ
₄とＰＨ₃とＨ₂の混合ガスからｎ型ａ−Ｓｉ層を、Ｓｉ
Ｈ₄とＨ₂の混合ガスからｉ型ａ−Ｓｉ層を、ＳｉＨ₄と
ＢＦ₃とＨ₂の混合ガスからｐ型微結晶μｃ−Ｓｉ層をそ
れぞれ形成し、ｎ層膜厚１５０Å／ｉ層膜厚４０００Å
／ｐ層膜厚１００Å／ｎ層膜厚１００Å／ｉ層膜厚８０
０Å／ｐ層膜厚１００Åの層構成である、タンデム型ａ
−Ｓｉ光電変換半導体層３０３を形成した。

【００３９】次に、透明導電層３０４として、Ｉｎ₂Ｏ₃
薄膜（膜厚７００Å）を、Ｏ₂雰囲気下でＩｎを抵抗加
熱法で蒸着することによって形成した。

【００４０】そして、上記のようにして作製した長尺の
太陽電池素子を、縦３０ｃｍ×横１５ｃｍの大きさで、
図４のような形状にプレスマシンを用いて打ち抜き、複
数の太陽電池素子を作製した。

【００４１】ここでプレスマシンにより切断された太陽
電池素子の切断面では、太陽電池素子がつぶされて透明
導電層３０４とステンレス基板３０１が短絡した状態に
なっている。そこで次に、この短絡をリペアーするため
に、図４および図５のように、各太陽電池素子のＩｎ₂
Ｏ₃電極の周辺を除去した。Ｉｎ₂Ｏ₃電極除去部を符号
４０１で示した。ここで、Ｉｎ₂Ｏ₃電極の周辺の除去
は、Ｉｎ₂Ｏ₃は溶解するがアモルファスシリコン半導体
は溶解しない選択性を持つエッチング剤（ＦｅＣｌ ₃溶
液）を、各太陽電池素子の切断面よりやや内側のＩｎ₂
Ｏ₃の周囲にスクリーン印刷し、これによりＩｎ₂Ｏ₃を
溶解した後、水洗浄することにより行い、これによりＩ
ｎ₂Ｏ₃電極の素子分離部が形成された。

【００４２】さらに、集電用のグリッド電極４０２を、
以下の手順により形成した。太陽電池の透明導電層２０
４に、ポリマー型銀メッキ銅ペーストをスクリーン印刷
機によりパターン印刷を行い、これを２００℃±２０℃
に調整されたＩＲ加熱炉により５分間の加熱を行った。
次に、同じくスクリーン印刷機で導電ペースト上にクリ
ーム半田を印刷し、２５０℃±１０℃に調整されたリフ
ローオーブンで、このクリームはんだを加熱溶融させ
た。そしてクリーム半田に含まれているフラックスを洗
浄するために、イオン交換樹脂により余分なイオンを取
り除いた純水を用いたシャワーに、太陽電池ごと５分間
投入し、約８０℃に調整された温風を太陽電池の電極面
にあて、５分程度乾燥させた。

【００４３】次にグリッド電極４０２の集電電極である
錫メッキ銅線４０３をグリッド電極４０２と直交させる
形で配置した後、グリッド電極４０２との交点に接着性
銀インク４０４を滴下し、また１５０℃で３０分間乾燥
して、グリッド電極４０２と錫メッキ銅線４０３とを接
続した。その際に、錫メッキ銅線４０３とステンレス基
板３０１の端面が接触しないように、錫メッキ銅線の下
にポリイミドテープ４０５を貼りつけた。

【００４４】次に、アモルファスシリコン太陽電池素子
の非発電領域の一部の、Ｉｎ₂Ｏ₃層／ａ−Ｓｉ層をグラ
インダーで除去して、ステンレス基板３０１を露出させ
た後、その部分に銅箔４０６をスポット溶接器で溶接し
た。

【００４５】次に図６のように、太陽電池素子６０１の
錫メッキ銅線６０３と、太陽電池素子６０２の銅箔６０
４とを半田付けして直列接続し、また同様に隣接する太
陽電池素子の錫メッキ銅線と銅箔を半田付けすることに
よって、１３枚の太陽電池素子を直列接続した。

【００４６】その後、プラス及びマイナスの端子用配線
をステンレス基板３０１の裏側で行った。図７に、直列
接続された太陽電池素子の裏面配線図を示した。プラス
側の配線は、図７（ａ）のように、１３番目の太陽電池
素子７０１の中央部に絶縁性ポリエステルテープ７０２
を貼りつけた上に銅箔を貼りつけ、次に銅箔７０３と錫
メッキ銅線を半田付けすることによって行った。また、
マイナス側の配線は、図７（ｂ）のように、１番目の太
陽電池素子７０４にスポット溶接された銅箔７０５と半
田付けすることによって行った。

【００４７】そして、裏面補強材、充填材、直列接続さ
れた太陽電池素子８０２、充填材、耐候性フィルムの順
に積層し、また真空ラミネーターを用いて、１５０℃で
充填材を溶融させることにより、図８に示したように、
太陽電池素子を裏面補強材及び耐候性フィルムで樹脂封
止した太陽電池モジュール８０１を作製した。ここで、
裏面補強材はポリエステル樹脂コートされた鋼板（０．
４ｍｍ厚）８０３、充填材はＥＶＡ（エチレン一酢酸ビ
ニル共重合ポリマー耐候性グレード）８０４、耐候性フ
ィルムはＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン）
８０５を使用した。また、耐候性フィルムであるＥＴＦ
Ｅ８０５には、ＥＶＡとの接着性を高めるためにあらか
じめ接着面にプラズマ処理が施してある。

【００４８】最後に、上記のポリエステル樹脂コートさ
れた鋼板８０３に予め開けておいた直径１２ｍｍの穴か
ら、太陽電池素子の裏側に銅箔により配された裏面電極
を傷つけないように、カッターナイフ等で充填材部分だ
けをくりぬき、端子用配線９０１をむき出しにし、そこ
にあらかじめ端より約５ｍｍ絶縁体をはがしておき、ま
たＮＢＲ弾性高分子シール材９０２を通しておいたリー
ド線９０７であるＨＫＩＶ（電気機器用２種ビニル絶縁
電線）を半田付けした。

【００４９】そして、端子用配線９０１の反対側からリ
ード線９０７にポリカーボネートで形成された端子箱９
０３を滑り入れた。なおこの時、端子箱９０３のポリエ
ステル樹脂コートされた鋼板と接着する面には、住友３
Ｍ社製ＶＨＢテープ（Ｙ−４９５０）９０４が予め接着
されている。そして端子箱９０３を十分に圧着すること
により上記のポリエステル樹脂コートされた鋼板に貼り
つけた。それから、端子箱９０３の天板上に開けられた
貫通孔９０５から、充填剤９０６として信越化学工業製
「ＫＥ４８９６」を弾性高分子シール材が隠れるまで充
填し、この状態で１週間放置することにより端子箱を形
成した。

【００５０】そして、上記方法にて作製した太陽電池モ
ジュールに付属する端子箱の水密性と耐久性について以
下の評価を行った。

【００５１】（１）端子強度試験ＪＩＳＣ８９１７の付属書３の端子強度試験に記述され
ている方法により、端子強度の試験を行った。

【００５２】（２）温度サイクル −４０℃／１時間、９０℃／１時間の温度サイクル試験
を５０サイクル行った。試験後に、後述の端子取り出し
部における水密性試験を行った。

【００５３】（３）温湿度サイクル −４０℃／１時間、８５℃／８５％ＲＨ／４時間の温湿
度サイクル試験を２０サイクル行った。試験後に、後述
の端子取り出し部水密性試験を行った。

【００５４】（４）端子取り出し部の水密性試験図１０のように、端子箱１００１を水中に沈め、またプ
ラスチック管を通して１ｋｇ／ｃｍ²の圧縮空気を３０
秒間送って、端子取り出し部から空気の漏れの有無を確
認した。また、上記の（１）、（２）、（３）の試験後
も同様に本試験を行った。

【００５５】（５）電気出力特性試験開放電圧、短絡電流、最大出力動作電圧、最大出力動作
電流、最大出力が上記（１）、（２）、（３）の試験前
の９５％以上あれば合格として、試験を行った。

【００５６】（実施例２）図１１のように、リード線１
１０７の取り出し部における弾性高分子シール材１１０
２が、中空構造体（端子箱１１０３）側の周縁が根元か
ら先端に向かって除々に細くなっていく形状を持ち、弾
性高分子シール材１１０２と端子箱１１０３の間に充填
剤１１０６が充填され易いようにした以外は、実施例１
とまったく同様にして、太陽電池モジュールの端子箱１
１０３を作製し、同様な評価を行った。

【００５７】（実施例３）図１２のように、弾性高分子
シール材１２０２の形状を、端子箱１２０３の外部側に
いくにつれ徐々に細くなっていく形状にして、さらに物
理的強度を高めた以外は、実施例２とまったく同様にし
て、太陽電池モジュールの端子箱１２０３を作製し、同
様な評価を行った。

【００５８】（実施例４）図１３のように、充填剤１３
０６の乾燥時間を早めるために、端子箱１３０３として
円筒型の中空構造体を用い、また裏面補強材との接着に
両面テープを使用しない以外は、実施例１とまったく同
様にして、太陽電池モジュールの端子箱１３０３を作製
し、同様な評価を行った。

【００５９】（結果と考察）実施例１、２、３、４で
は、上記の（１）、（２）、（３）の試験前後におい
て、（４）端子取り出し部水密性試験、（５）電気出力
特性試験について両方とも十分に合格した。これにより
実施例１、２、３、４で作製された端子箱は非常に水密
性が良く、耐久性にも優れているといえる。これは、弾
性高分子シール材によりリード線取り出し部の物理的強
度に対する信頼性が高くなり、充填剤により端子箱と弾
性高分子シール材が接着されリード線取り出し部からの
水分の侵入が更に抑えられるためであると思われる。

【００６０】

【発明の効果】以上のように、本発明の太陽電池モジュ
ールの端子取り出し部構造では、リード線取り出し部に
弾性高分子シール材を使用し、端子箱内部に充填剤を充
填することにより、以下の効果を及ぼした。

【００６１】（１）リード線の外径にフレキシブルに適
応することができ、リード線取り出し部からの端子箱内
部への水分の侵入を容易に防止でき、またこのため太陽
電池モジュール自体の特性の信頼性向上が図れる。

【００６２】（２）端子強度が強くなるため、また弾性
高分子シール材を使用することにより、リード線の絶縁
体が傷つく可能性が無くなり、強風にさらされる場合等
のように特に端子に物理的負荷がかかった場合の信頼性
向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の太陽電池モジュールの概略構成図であ
る。

【図２】本発明の太陽電池素子の断面図である。

【図３】本発明の実施例１の太陽電池モジュールの太陽
電池素子の断面図である。

【図４】本発明の実施例１の太陽電池素子の概略構成図
である。

【図５】本発明の実施例１の太陽電池素子の断面図であ
る。

【図６】本発明の実施例１の太陽電池素子の直列接続図
である。

【図７】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の実施例１の
太陽電池モジュールの裏面配線図である。

【図８】本発明の実施例１の太陽電池モジュールの概略
図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。

【図９】本発明の実施例１の太陽電池モジュールに付属
する端子箱の断面図である。

【図１０】本発明の実施例の端子水密性試験の概略図で
ある。

【図１１】本発明の実施例２の太陽電池モジュールに付
属する端子箱の断面図である。

【図１２】本発明の実施例３の太陽電池モジュールに付
属する端子箱の断面図である。

【図１３】本発明の実施例４の太陽電池モジュールに付
属する端子箱の概略図である。

【符号の説明】

１０１裏面補強材、１０２太陽電池素子、１０３充填材、１０４耐候性フィルム、１０５端子箱、２０１導電性基体、２０２反射層、２０３半導体光活性層、２０４透明導電層、２０５集電電極、３０１ステンレス基板、３０２裏面反射層、３０３光電変換半導体層、３０４透明導電膜、３０５端子箱、４０１Ｉｎ₂Ｏ₃電極除去部、４０２グリッド電極、４０３、６０３錫メッキ銅線、４０４接着性銀インク、４０５ポリイミドテープ、４０６、６０４、７０２、７０４銅箔、６０１、６０２太陽電池素子、７０１プラス側太陽電池素子、７０３絶縁性ポリエステルテープ、７０４マイナス側太陽電池素子、８０１太陽電池モジュール、８０２直列接続された太陽電池素子、８０３ポリエステル樹脂コートされた鋼板、８０４ＥＶＡ、８０５ＥＴＦＥ、９０１、１１０１、１２０１、１３０１端子用配線、９０２、１１０２、１１０４、１２０２、１３０２弾
性高分子シール材、９０３、１００１、１１０３、１２０３、１３０３端
子箱、９０４、１１０４、１２０４両面テープ、９０５、１１０５、１２０５貫通孔、９０６、１１０６、１２０６、１３０６充填剤、９０７、１００３、１１０７、１２０７、１３０７リ
ード線、１００２水。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】側面に電極取り出し部から取り出された
リード線を通すための貫通孔を有する中空構造体と、前
記貫通孔に挿入された電極取り出し部から取り出された
リード線と、前記中空構造体に設けられた貫通孔と前記
リード線との間に埋設された弾性高分子シール材を有
し、前記中空構造体の内部に充填剤が充填されているこ
とを特徴とする太陽電池モジュールの端子取り出し部構
造。
【請求項２】前記中空構造体が凸型形状であり、また
上部に他の貫通孔を有する請求項１記載の太陽電池モジ
ュールの端子取り出し部構造。
【請求項３】前記中空構造体の内側の前記弾性高分子
シール材の周縁が、前記空中構造体の外側の前記弾性高
分子シール材の周縁よりも広くなっている請求項１また
は２記載の太陽電池モジュールの端子取り出し部構造。
【請求項４】前記弾性高分子シール材が天然ゴム，Ｓ
ＢＲ，ＮＢＲ，ブタジエンゴム，ブチルゴム，クロロプ
レンゴム，シリコーンゴム，ウレタンゴム，フッ素ゴム
の内から選ばれることを特徴とする請求項１または２記
載の太陽電池モジュールの端子取り出し部構造。