JPH0955527A - 太陽電池モジュールの端子取り出し部構造 - Google Patents
太陽電池モジュールの端子取り出し部構造Info
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Abstract
高い、太陽電池モジュールの端子取り出し部構造を提供
する。 【解決手段】 中空構造体301にシーラントを充填
し、中空構造体301を放電処理が施された耐侯性フィ
ルム303側の電極取り出し部上にかぶせて貼り付け
て、太陽電池モジュールの端子取り出し部を形成する。
Description
端子取り出し部構造に関し、特に太陽電池モジュールに
付属する端子取り出し用の端子箱における防水性と機械
的強度を改善した技術に関する。
が、世界的に広がりを見せている。特に、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、クリーンなエネルギー源として期待のもてるものだ
とえる。
ものとしては、(1)結晶シリコン太陽電池、(2)多
結晶シリコン太陽電池、(3)アモルファスシリコン太
陽電池、(4)銅インジウムセレナード太陽電池、
(5)化合物半導体太陽電池などがある。これらお太陽
電池の中で、薄膜結晶シリコン太陽電池、化合物半導体
太陽電池及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ことから、最近では各方面
で活発に研究開発が進められている。
子である太陽電池素子は、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される。ま
たこのように充填材中に埋設された太陽電池素子は、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
ル化されたもの(太陽電池モジュール)として使用され
ている。この場合、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、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とした耐候・耐湿フィ
ルム、無塗装の亜鉛メッキ鋼板のような薄い鋼板、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
脂がコーディングされた鋼板、あるいはプラスチック板
などが用いられている。
としては、従来より、ねじどめ方式のもの、リード線方
式のもの、ソケット方式のものなどがあり、いずれの場
合も絶縁の為に防水構造を持つ端子箱を設けることが多
い。
取り出し部の構造としては、半田付けされた端子部を充
填剤で埋設してあるだけの構造、あるいはこの端子部を
熱収縮チューブやモジュールのエッジカバーを兼ねたゴ
ムカバーで覆ったものなどがある。
な端子箱は太陽電池モジュールの裏面側にシリコーンシ
ーラントなどの接着剤により取り付けられていることが
多い。この場合、特にフレームレスの太陽電池モジュー
ルの場合、裏面に突起が生じてしまうことから、平坦な
場所に設置できなかったり、裏面が人の目にふれるよう
な形態で設置される場合には意匠性が著しく損なわれる
という問題があった。
ュールの端子取り出し部の場合、端子部のリード線にか
かった張力が太陽電池モジュールの電極取り出し部に直
接かかってしまう問題があった。
として使用されるフッ素樹脂フィルムと充填剤がうまく
接着せず、このため両者の界面から雨水が浸入してしま
ったろ、あるいは端子箱を太陽電池モジュールの受光面
に取り付けることができないなどの問題があった。
水性が良く、物理的負荷に強く、耐久性が高い、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。
め、本発明は、受光面側の少なくとも一部に放電処理が
施された耐候性フィルムを表面被覆材として有する太陽
電池モジュールにおいて、太陽電池モジュールの受光面
側で電極取り出し部から取り出されたリード線と、電極
取り出し部を絶縁保護するための中空構造体とを備え、
中空構造体の内部に充填剤が充填されている、構成とし
た。
接電極取り出し部にかからないような、リード線の張力
抑止構造を有する中空構造体を有するものが使用され
る。
枠部にそれぞれ貫通孔を形成し、これら貫通孔における
ボルトとナットの締め付けにより中空構造体を太陽電池
モジュールに固定する構成としても良い。また、中空構
造体外枠部と耐候性フィルムの間にシール材を設ける構
成としても良い。
れ、また、リード線が太陽電池モジュール受光面鉛直方
向に引っ張られることを防止するための支持部を台部に
形成する構成としても良い。
面放電処理されたフッ素樹脂フィルムが用いられる。こ
の場合、フッ素樹脂の両面放電処理としては、コロナ放
電処理、スパッタ処理が好ましい。また、中空構造体と
しては電気絶縁性、強度、耐水性、扱い易さ、並びに重
量などの面から、プラスチックが好ましい。さらに、充
填剤としては、シリコンゴム、エポキシ樹脂系接着剤な
どが好ましい。
ジュールの概略的な構成図を示した。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103、耐候性フィルム104、端子箱(中空構
造体)105などを有する構成のものである。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
のようにして作製することが出来る。
のシート状の充填材103、太陽電池素子102、充填
材103、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1
04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受光面より、端子用配線を取り出
し、この端子用配線に端子箱105を取り付ける。
剤、耐候性フィルム、並びに太陽電池モジュールの裏面
補強材、充填材、シール材などについて、さらに詳しく
説明する。
(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。これらの点を考慮にいれ
ると、端子箱としてはプラスチックが好ましく、また、
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。
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
スチックなどが挙げられる。また、ABS樹脂、PP、
PVCなどの熱可塑性プラスチックも使用することもで
きる。また、耐紫外線性向上のために、顔料としてカー
ボンブラックを用いたり、あるいは紫外線を吸収する樹
脂塗料を表面に塗布することが好ましい。
れている充填剤は、特に限定はないが、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ー
ン系ポッティング剤・シリコーン系接着シール剤などが
好ましい。また、柔軟性などを考慮すると、シリコーン
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が好ましく、さらに粘
度が低くすぎて中空構造体より流れ出さないものが好ま
しい。また、シリコーン一液型RTVゴムを用いる場
合、電極を侵食させないために、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。
e Bond Co, Ltdのエポキシ樹脂系接着剤では、商品
名:「2001」、「2002H」、「2003」、
「2016B」、「2022」などが使用できる。ま
た、上記のエポキシ樹脂は、商品名:「2102B」、
「2103」、「2104」、「2105F」、「21
05C」、「2106」、「2131B」、「2131
D」、「2131F」、「2163」などの硬化剤と所
定の割合混合して使用する事ができる。
て、「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」(1:1)、「DP−110」
(1:1)、「DP−190」(1:1)、「DP−P
URE60」(1:1)、「DP−270」(1:1)
などが使用できる。
樹脂では、本剤「Epikote」812、815、8
27、828、834などを使用することができ、硬化
剤は必要性能に応じて選択することができる。
は、Three Bond Co,Ltd.の「122
0」、「1230」、東レ・ダウコーニング・シリコー
ン株式会社の「SE9156」、「SE9157」、
「SE9166」、「SE9176」、「SE918
5」、「SE9186」、「SE9186L」、「SE
9187」、「SE1811」、「SE1740」(二
液型)、「SE1821」(二液型)、「CY52−0
05」(二液型)、ダウコーニング株式会社の「SIL
ASTIC739RTV」「SILASTIC738R
TV」「3140RTV」「3145RTV」などが使
用できる。
社の「ΚE347」、「ΚE3494」、「ΚE489
7」、「ΚE4896」、「ΚE4895」、「ΚE6
6」(二液型)、「ΚE67」(二液型)などから選択
することができる。
的強度を増すため、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。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/Al/テドラ、ポリカーボネ
ートなどが用いられる。
易さ、端子箱との接着などを考えると、裏面補強材には
金属板を用いることが好ましく、その種類に特に限定は
ないが、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、その
表面がポリエステル樹脂、アクリル樹脂などで樹脂コー
ティングしてあることが好ましい。
候性フィルムは、耐候性は勿論、透光性や汚れが付着し
難いこと、あるいは機械的強度や引っ張り強度などが要
求される。また、受光面側には、使用される充填剤との
接着のために最適な放電処理が施されている。このよう
な放電処理の種類としては、コロナ放電処理、スバッタ
放電処理、オゾン放電処理などが挙げられる。さらに、
充填材との接着面には、接着しやすいようにコロナ放電
処理してもよい。
ルムの種類に特に限定はないが、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挙げられ
る。中でも、無延伸型のETFEが好ましい。
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。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。中でもEVAが好ましい。
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。
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。
に要求される特性としては、耐熱性、防水性が挙げられ
る。その材料としてはEPDMやシリコンなど、耐候性
に優れたものが挙げられるが、これらに限られるもので
はない。また、シール材の構造としては、発泡材や弾性
のあるシート状のものが好ましい。さらには、両面にア
クリル樹脂やシリコーン樹脂、ブチル系の粘着剤が塗布
されているものが好ましい。
太陽電池モジュール受光面の端子取り出し部の水密性が
向上して耐久性が高まる。そして、耐候性フィルムの受
光面側に放電処理を施すことにより、耐候性フィルムと
充填剤の接着力が向上する。このため、電極取り出し部
への水分の侵入を防ぐことができるとともに、中空構造
体を太陽電池モジュール受光面に確実に接着することが
できる。
電極取り出し部にかからないような構造を設けることに
より、端子取り出し部の信頼性が向上し、特に物理的負
荷がかかった場合の信頼性が向上する。
外枠部に貫通孔をあけ、その貫通孔に通したボルトをナ
ットで締め付け、中空構造体を太陽電池モジュール上に
取り付けることにより、端子取り出し部の物理的負荷が
かかった場合の信頼性がさらに向上する。
ムの間にシール材を使用することにより、電極取り出し
部の水密性が向上する。
構成することにより、中空構造体内部に充填される充填
剤が細部まで充填されていることを確認できる。また、
リード線を容易にリード線の張力抑止構造に引っかける
ことができる。さらに、開口面積を大きくすることがで
きるため、充填剤の乾燥時間を短縮することができ、太
陽電池モジュールの端子取り出し部の組立作業性が向上
する。
られるのを防止するための支持部を設けることで、上蓋
が物理的負荷によりはずれることもなく、端子取り出し
部に太陽電池モジュールと鉛直方向に物理的負荷がかか
った場合の信頼性がさらに向上する。
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。 (実施例1)本実施例の太陽電池モジュールの端子取り
出し部の構造は、表面被覆材としてETFE(エチレン
テトラフルオロエチレン)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使用して作製
される。以下にこの実施例の構造について記述する。
池素子201を9枚直列接続し、プラス及びマイナスの
端子用配線を適当な長さの銅タブにより、太陽電池素子
より少し離れたところに引っ張り出すとともに、その先
に半田を付け、電極取り出し部202とする。このと
き、半田を付けた以外の部分には、絶縁性向上と、外観
を美しく見せるために、黒色のPETテープ203を貼
り付けた。
れた太陽電池素子、充填材、耐候性フィルムの順に積層
し、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、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)、充填材はEVA(エチレン
−酢酸ビニル共重合ポリマー耐候性グレード)、表面フ
ィルムはETFE(エチレンテトラフルオロエチレン)
を、それぞれ使用した。また、耐候性フィルムには充填
剤・EVAとの接着性を高めるために、予め両接着面に
コロナ放電処理を施した。
形成した中空構造体301の電極取り出し部の受光面側
の充填剤部分を、カッターナイフなどでくり抜き、電極
取り出し部を剥き出しにした。そして、この電極取り出
し部に、予め端より約5mm絶縁被覆を剥しておいたリ
ード線(HKIV)302を半田付けした。
防水を確実に行なうために、予め、ダウコーニング株式
会社製シリコーンシーラント「SILASTIC 739RTV」をE
TFEフィルム303上の中空構造体301に覆われる
部分に厚めに塗っておく。その後すぐに、ポリカーボネ
ート樹脂で形成された中空構造体301に、上記のシー
ラントを充填し、貼り付けた。この状態で一週間放置す
ることにより、太陽電池モジュールの端子取り出し部を
形成した。
において、ポリカーボネート樹脂で形成された中空構造
体401に、シーラント405を充填し、中空構造体4
01をリード線404が引っかけ部403にかかるよう
に注意しながら電極取り出し部上にかぶせ、貼り付け
た。この状態で一週間放置することにより、太陽電池モ
ジュールの端子取り出し部を形成した。
おいて、外枠部にφ3.5mmの4箇所の貫通孔を設け
た中空構造体501を使用し、これらの貫通孔と同じ位
置関係で太陽電池モジュール505にもφ3.5mmの
4箇所の貫通孔をハンドドリルにより開け、実施例1と
同様な端子取り出し部を形成した。その後、φ3mmの
ステンレス製のボルト503を中空構造体501と太陽
電池モジュール505の両方の貫通孔に通し、ナット5
02で締めることにより、太陽電池モジュールの端子取
り出し部を形成した。このような構造とすることで、物
理的負荷がかかった場合の信頼性を向上させた。なお、
本実施例で用いられるボルトとして、図6に示したよう
に、外枠部にφ3.5mmの4箇所の貫通孔を設けた中
空構造体601の太陽電池モジュール605の裏面側に
タップ台603を設け、これに4本ボルトを立てた構造
とすることも可能である。
は、実施例2と同様に、端子取り出し部を形成する際
に、中空構造体701の充填剤の充填部の周辺にシール
材703として中を打ち抜いた正方形のイノアックコー
ポレーション株式会社製耐熱難燃フォーム材「NanNex T
L4400」(両面アクリル樹脂系粘着剤つき)を中空構造
体とETFEフィルムの間にはさみ込んだ。そして、ボ
ルト704をナット締めしてシール材703を圧縮させ
ることにより、端子取り出し部を形成する。本実施例で
は、シール材703の止水効果により、充填剤とETF
Eフィルム界面への水分の侵入が抑制され、太陽電池モ
ジュール705の端子取り出し部の信頼性を向上させる
ことができた。
1において、中空構造体として、ポリカーボネート樹脂
で形成された台部901と上蓋部902を用意し、リー
ド線(HKIV)802を台部901の充填剤充填部と
鉛直方向引っ張り支持部801に通した後に、電極取り
出し部に半田付けした。そして、リード線802を引っ
かけ部にかけた後、台部901を所定の位置に保持し、
東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製シリコー
ンシーラント「SE9186」を充填し、この状態で3
日間放置した後、係止部を有する台部901と嵌合する
ようにアンダーカット903が形成された上蓋部902
を嵌め込むことにより、太陽電池モジュールの端子取り
出し部を形成した。本実施例により、端子取り出し部の
組立作業性と太陽電池モジュール鉛直方向に物理的負荷
がかかったときの信頼性が向上した。
において、中空構造体として外枠部にφ3.5mmの4
箇所の貫通孔を設けたポリカーボネート樹脂で形成され
た台部と上蓋部を用意し、リード線(HKIV)を台部
の充填剤充填部と鉛直方向引っ張り支持部に通し、電極
取り出し部に半田付けした。そして、リード線を引っか
け部にかけた後、台部を所定の位置にφ3mmのボルト
を通し、ナットで締めることにより保持し、実施例4と
同じく、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製
シリコーンシーラント「SE9186」からなるシーラ
ント1001を充填し、この状態で3日間放置した後、
台部と嵌合するようにほぞ部が形成された上蓋部100
2を嵌め込むことにより、太陽電池モジュールの端子取
り出し部を形成した。本実施例により、端子取り出し部
の組立作業性と太陽電池モジュール鉛直方向に物理的負
荷がかかったときの信頼性が向上した。
出し部構造によれば、次のような効果が期待できる。
ることで、太陽電池モジュール受光面の端子取り出し部
の水密性が向上して耐久性が高まり、また、耐候性フィ
ルムの受光面側に放電処理を施すことにより、耐候性フ
ィルムと充填剤の接着力が向上するため、電極取り出し
部への水分の侵入を防ぐことができ、中空構造体を太陽
電池モジュール受光面に確実に接着できる。
電極取り出し部にかからない構造とすることで、端子取
り出し部の信頼性が向上し、特に物理的負荷がかかった
場合の信頼性が向上する。
外枠部に貫通孔をあけ、その貫通孔に通したボルトをナ
ットで締め付け、中空構造体を太陽電池モジュール上に
取り付けることにより、端子取り出し部の物理的負荷が
かかった場合の信頼性がさらに向上した。
の間にシール材を使用することにより、電極取り出し部
の水密性が向上する。
ら構成される端子箱を使用することにより、中空構造体
内部に充填される充填剤が細部まで充填されていること
を確認でき、またリード線を容易にリード線の張力抑止
構造に引っかけることが出来、さらに開口面積が大きい
ために充填剤の乾燥時間を短縮することができて、太陽
電池モジュールの端子取り出し部の組立作業性を向上す
ることができる。
られるのを防止するための支持部を設けることで、上蓋
が物理的負荷によりはずれることがなく、端子取り出し
部に太陽電池モジュールと鉛直方向に物理的負荷がかか
った場合の信頼性をさらに向上することができる。
示した説明図である。
電池素子の概略構成を示した説明図である。
説明図である。
る。
説明図である。
説明図である。
説明図である。
説明図である。
た状態の説明図である。
である。
体、 302、404、504、604 リード線、 402 半田付け部、 403 引っかけ部、 405、1001 シーラント、 502、602 ナット、 503、704、 ボルト、 505、605、705 太陽電池モジュール、 603 タップ台、 702、802 リード線、 703 シール材、 801 引っ張り支持部、 901 台部、 902、1002 上蓋部、 903 アンダーカット。
Claims (7)
- 【請求項1】 受光面側の少なくとも一部に放電処理が
施された耐候性フィルムを表面被覆材として有する太陽
電池モジュールにおいて、前記太陽電池モジュールの受
光面側で電極取り出し部から取り出されたリード線と、
前記耐侯性フィルムの前記放電処理が施された位置に、
前記電極取り出し部を絶縁保護するための中空構造体と
を備え、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】 前記中空構造体として、前記リード線の
張力が電極取り出し部に直接かからないような構造を有
するものを用いることを特徴とする請求項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】 前記太陽電池モジュールと前記中空構造
体外枠部にそれぞれ貫通孔を形成し、前記貫通孔におけ
るボルトとナットの締め付けにより前記中空構造体を前
記太陽電池モジュールに固定することを特徴とする請求
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4】 板上に立てられたボルトを前記貫通孔に
通し、ナット締めにより前記中空構造体を太陽電池モジ
ュールに固定することを特徴とする請求項3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5】 前記中空構造体外枠部と前記耐候性フィ
ルムの間にシール材を設けることを特徴とする請求項3
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6】 前記中空構造体が台部と上蓋部から構成
されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に
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7】 前記リード線が前記太陽電池モジュール
受光面鉛直方向に引っ張られることを防止するための支
持部を前記台部に形成したことを特徴とする請求項6に
記載の太陽電池モジュールの端子取り出し部構造。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7208255A JP2958256B2 (ja) | 1995-08-15 | 1995-08-15 | 太陽電池モジュール及びその端子取り出し部構造 |
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JPH0955527A true JPH0955527A (ja) | 1997-02-25 |
JP2958256B2 JP2958256B2 (ja) | 1999-10-06 |
Family
ID=16553222
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP7208255A Expired - Fee Related JP2958256B2 (ja) | 1995-08-15 | 1995-08-15 | 太陽電池モジュール及びその端子取り出し部構造 |
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1995
- 1995-08-15 JP JP7208255A patent/JP2958256B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2014053626A (ja) * | 2013-10-10 | 2014-03-20 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 太陽電池モジュール |
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