JPH10341031A

JPH10341031A - 太陽電池モジュール、その設置方法、建材、その施工方法及び発電装置

Info

Publication number: JPH10341031A
Application number: JP10101042A
Authority: JP
Inventors: Satoru Shiomi; 哲塩見; Hidehisa Makita; 英久牧田; Seiki Itoyama; 誠紀糸山; Kimitoshi Fukae; 公俊深江
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-04-11
Filing date: 1998-04-13
Publication date: 1998-12-22

Abstract

(57)【要約】【課題】補強板を有する太陽電池モジュールにおい
て、さまざまな意匠に適用でき、かつ信頼性に優れた太
陽電池モジュールを提供する。また、補強板を持たない
フレキシブルな太陽電池モジュールにおいて、電力取り
出しのための端子部材に十分な柔軟性と高い信頼性を持
たせた太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】複数の太陽電池素子が導電部材で互いに
接続されて太陽電池素子群を構成し、該太陽電池素子群
が樹脂封止されており、前記導電部材と前記樹脂との間
に、前記導電部材とは非接着の滑り部材を有することを
特徴とする太陽電池モジュールを提供する。また、太陽
電池素子が樹脂封止されており、該太陽電池素子の電力
を導出するための導電部材と前記樹脂との間に、前記導
電部材とは非接着の滑り部材を有することを特徴とする
太陽電池モジュールを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は折り曲げに対して信
頼性の高い太陽電池モジュールに関する。特に、意匠に
優れた屋根材等の建材、及び自由に折り曲げることがで
きるフレキシブル太陽電池モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の太陽電池素子を接続部材で接続し
て太陽電池素子群とし、補強板上に該太陽電池素子群を
樹脂封止した太陽電池モジュールの補強板を折り曲げ加
工して形成した屋根材一体型太陽電池モジュールが実用
化されつつある。

【０００３】例えば特開平7-302924で提案されている屋
根一体型太陽電池モジュールは非常に低コストで提供で
きる。その理由は通常の屋根との互換性に優れているこ
とで、屋根工事も従来と同じ方法で行え、また施工に必
要な吊り子等の備品もそのまま用いる事ができるからで
ある。更には平板状の太陽電池モジュールを従来のロー
ルフォーマー成形機で屋根形状に加工する事ができ、新
しい設備投資も必要ない。これらの理由から屋根一体型
太陽電池モジュールは低コストで提供できる。

【０００４】該公報で記載されている横葺きタイプの屋
根材一体型太陽電池モジュールでは太陽電池素子が屋根
形状の平坦部に配列されている。つまり太陽電池素子は
なるべく、加工等のストレスをかけないように配慮され
ている。ロールフォーマー成形機で棟部側と軒先部側の
ハゼ組み部を作ることで横葺きタイプの形状を作ってい
る。

【０００５】このような屋根材には他にも瓦棒タイプ、
瓦タイプ、フラットタイプ等の様々なデザインが存在す
るが、近年特に波形などの曲面形状を有する屋根材が求
められている。

【０００６】これとは別に、補強板を持たずに自由な形
状に曲げることができる太陽電池モジュールもまた求め
られている。

【０００７】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、補
強板上に太陽電池素子を樹脂封止した太陽電池モジュー
ルを様々な形状に曲げると、太陽電池素子同士を電気接
続する導電部材が曲げに弱く、亀裂が生じることがある
という問題が存在していた。

【０００８】図14は複数の太陽電池素子1402が補強板14
01上に充填材1403によって樹脂封止され、表面フィルム
1404で被覆された太陽電池モジュールで、補強板1401は
曲げ加工されている。太陽電池素子1402どうしは導電部
材1405によって互いに接続されている。

【０００９】以下、曲げ加工部が受ける応力を説明す
る。曲げ加工は補強材1401の中心を加工中立線1410とし
て曲げる加工である為、中立線1410よりも曲率半径が小
さい側では収縮の力がかかる。つまり、凹部の太陽電池
素子1402又は導電部材1405は収縮力がかかり収縮変形す
る。同様に中立線よりも曲率半径が大きい側では太陽電
池素子1402または導電部材1405には伸びの力がかかり伸
び変形する。前述のロールフォーマー加工では太陽電池
素子部分には圧力がかからないように加工するが、この
ような波形形状を形成するプレス加工では太陽電池素子
部分に圧力がかかり、上記のような伸び、収縮のような
変形が起こる。

【００１０】このような波型加工を施した太陽電池モジ
ュールは、折り曲げ当初には問題は生じなかったが、耐
候性試験を行った結果以下のような問題が生じる事が分
かった。即ち、複数の太陽電池素子1402を接続している
導電部材1405が波型の凹凸部に位置すると、導電部材14
05が凹凸に沿って曲がる際、該導電部材1405を被覆して
いた充填材1403と導電部材1405との間に曲げＲの内径と
外径の差が生じ、剥離が生じた。また、該導電部材1405
に亀裂が生じることがあった。

【００１１】一方、補強板を持たないフレキシブルな太
陽電池モジュールにおいては、電力取り出しのための端
子部材もまた、十分な柔軟性と高い信頼性が要求されて
いる。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は複数の太陽電池
素子が導電部材で互いに接続されて太陽電池素子群を構
成し、該太陽電池素子群が樹脂封止されており、前記導
電部材と前記樹脂との間に、前記導電部材とは非接着の
滑り部材を有することを特徴とする太陽電池モジュール
である。

【００１３】また、本発明は、太陽電池素子が樹脂封止
されており、該太陽電池素子の電力を導出するための導
電部材と前記樹脂との間に、前記導電部材とは非接着の
滑り部材を有することを特徴とする太陽電池モジュール
である。

【００１４】さらに、本発明は、複数の太陽電池素子が
導電部材で互いに接続されて太陽電池素子群を構成し、
該太陽電池素子群が補強板上に樹脂封止され、表面フィ
ルムで被覆されており、前記導電部材と前記樹脂との間
に、前記導電部材と非接着の滑り部材を有することを特
徴とする建材である。

【００１５】

【発明の実施の形態】

（屋根材一体型太陽電池モジュール）図１は本発明の瓦
型を模擬した複数の波形状からなる波型タイプの屋根材
一体型太陽電池モジュールの斜視図である。波型につい
ては特に限定されず、凸部と凹部と平坦部を自由に組み
合わせて得られるものである。また、凸部と凹部の曲率
半径も限定されず、様々な曲率半径が混合されてもよい
し、平坦部はなくても構わない。

【００１６】太陽電池素子群101が波形形状の補強材102
上に設けられており、その電力は補強材102の裏面に設
けられた端子箱103に接続するケーブル104によって外部
に導出される。補強材102に対向する２辺は隣接するモ
ジュールと互いにはぜ組むことが可能な形状に折り曲げ
られている。好ましくは、ケーブル１０４は端子箱内で
不図示の接続部材としてのリード線と接続されている。
その場合、このリード線は、それぞれ太陽電池素子の電
力取り出し部に接続されている。

【００１７】図２は図１の屋根材一体型太陽電池モジュ
ールのａ−ａ′断面図である。太陽電池素子群101は補
強材102の上に充填材105で封止され、表面フィルム106
で被覆されている。太陽電池素子群101と補強板102は絶
縁材107によって絶縁されている。

【００１８】図３は図１の屋根材一体型太陽電池モジュ
ールを上面側から見た平面図である。図１における太陽
電池素子群101は、複数の太陽電池素子110が接続部材11
1で互いに電気的に接続されたものである。

【００１９】図４は図３におけるｂ−ｂ′断面図であ
る。接続部材111は補強板の曲げ部に位置している様子
を示している。

【００２０】図5及び図6に太陽電池素子群101の詳細を
示す。図５は太陽電池素子群１０１を上面側から見た平
面図であり、図６は図５の太陽電池素子群のｃ−ｃ′断
面図である。太陽電池素子110は光電変換部材120、上部
電極121、及び下部電極122を有しており、隣り合う太陽
電池素子110の上部電極121及び下部電極122は図６に示
すように接続部材111によって電気的に接続される。接
続部材111は導電部材130の上下に滑り部材131を配置し
た構成としている。

【００２１】導電部材130が滑り部材131で挟まれている
ことにより、滑り部材131と充填材105は接着固定される
が、導電部材130が直接充填材105に接着固定されること
がない為、モジュールの曲げ時に収縮応力の影響を受け
にくい。その結果接続部材111の部分の充填材の剥離
や、導電部材の亀裂等が生じない信頼性の高い屋根材一
体型太陽電池モジュールを提供できる。また、導電部材
１３０と滑り部材１３１との間に潤滑剤を設けることに
より、さらに滑り性を向上させることができる。

【００２２】本発明の太陽電池モジュールは屋根材、壁
材などの建材に適用可能である。屋根材としては、例え
ば屋根の野地板あるいは垂木の上に水下側から順に吊子
で固定しつつ互いにはぜ組むことにより施工される。そ
して、電力変換装置と共に用いられて発電装置を構成す
る。電力変換装置は商用電力との連携機能を有していて
もよい。さらに、該モジュールを自動車の屋根上に載置
し、前記導電部材を自動車の窓部又は扉部から室内へ導
入して自動車用太陽電池としてもよい。その際、モジュ
ールの固定は両面テープ又は磁石を用いて行なうことが
できる。

【００２３】（フレキシブル太陽電池モジュール）図7
は補強材及び端子箱を持たずに、任意の形状に曲げるこ
とができるフレキシブル太陽電池モジュールの斜視図で
ある。また、図８は図７の太陽電池モジュールのｄ−
ｄ′断面図である。これらの図に示すように可撓性を有
する太陽電池素子710が充填材705によって封止され、表
面フィルム706及び裏面フィルム708で覆われている。太
陽電池素子710の電力を取り出すための端子部材740が太
陽電池素子710に接続されており、表面フィルム706と裏
面フィルム708の間から外部に延出している。端子部材7
40は導電部材730と該導電部材730を挟む滑り部材731か
らなっている。端子部材740もまた表面フィルム706と裏
面フィルム708によって被覆されている。

【００２４】太陽電池素子710の裏面には上部電極から
導出された上部電極端子751と下部電極端子752が設けら
れている。上部電極端子751と下部電極との絶縁を保つ
ために上部電極端子７５１と太陽電池素子710との間に
は絶縁テープを配置している。上部電極端子751及び下
部電極端子752はそれぞれはんだ753によって導電部材73
0に接続している。太陽電池素子710を半田付け時の熱か
ら守るためにそれぞれのはんだによる接続部と太陽電池
素子710との間には耐熱テープ760が設けられている。導
電部材731とそれを挟む滑り部材731からなる端子部材74
0は、表面フィルム706と裏面フィルム708との間から外
部に延出している。導電部材730の端部は必要に応じて
コネクター等が設けられる。太陽電池素子710と裏面フ
ィルム708との間に絶縁材を有していてもよい。

【００２５】図9は図7の太陽電池モジュールのｅ−ｅ′
断面図である。導電部材730が複数の（本例では２枚
の）滑り部材731で挟まれていることにより、滑り部材7
31と充填材705は接着固定されるが、導電部材730が直接
充填材705に接着固定されることがない為、モジュール
あるいは端子部材の曲げ時に収縮応力を受けない。その
結果端子部材740の部分の充填材の剥離や、導電部材730
の亀裂等が生じない信頼性の高いフレキシブル太陽電池
モジュールを提供できる。また、図９に示すように導電
部材730と滑り部材731との間に潤滑剤770を設けること
によりさらに滑り性を向上させることができる。

【００２６】次に、各構成部材について述べる。

【００２７】（導電部材）導電部材130、730は太陽電池
素子110、710を互いに電気接続し、あるいは太陽電池素
子110、710の電力を外部に導出するためのもので、導電
性の材料からなる部材であれば特に限定されない。モジ
ュール化した際の突起をなるべく小さくしかつ十分な電
気伝導度を維持するためには金属箔体が好適に用いられ
る。好ましい導電性の材料としては、例えば銅、銀、ア
ルミニウム、ニッケル、錫、錫メッキ銅箔等が挙げられ
る。特に好ましくは、可撓性を有する銅からなる箔体が
用いられる。また、予め滑り部材131、731で被覆された
被覆金属線を用いてもよい。

【００２８】（滑り部材）滑り部材131、731は導電部材
を保護し、絶縁性を確保する機能を有し、且つ外力によ
り電気配線部材が折り曲げられた際、導電部材と滑り部
材との間で可動できる状態を作るように配置される。

【００２９】材料としてはエチレン−テトラフルオロエ
チレン共重合体、ポリ３フッ化エチレン、ポリフッ化ビ
ニル等のフッ素樹脂フィルム、ＰＥＴ（ポリエチレンテ
レフタレート）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポ
リエチレンナフタレート、ポリフェニルサルフェイト、
ナイロン等の樹脂組成物がある。

【００３０】これらの材料で導電部材130、730を被覆す
るには、導電部材130、730が箔体の場合にはその上下に
2つの滑り部材131、731を配置してもよいし、また、単
一の滑り部材131、731を折り曲げて導電部材130、730を
挟むようにしてもよい。また、中空の滑り部材１３１、
７３１の穴の部分に導電部材１３０、７３０を通すよう
にしてもよい。

【００３１】（潤滑剤）導電部材130、730と滑り部材13
1、731との間に潤滑剤770を塗布する等して配置しても
よい。潤滑剤は外力により導電部材130、730が折り曲げ
られた際、導電部材130、730と滑り部材131、731の間で
より可動しやすい潤滑性を持った状態を作ることができ
る。材料としては、潤滑性を持つシリコングリース、シ
リコンオイルコンパウンド、シリコンレジン等があげら
れる。なお、潤滑剤としては粘性の高いものを使うこと
が、漏出を防ぐ上で好ましい。

【００３２】（太陽電池素子）太陽電池素子110、710と
して例えば単結晶シリコン太陽電池素子、非単結晶太陽
電池素子、より具体的には多結晶シリコン太陽電池素
子、微結晶シリコン太陽電池素子、アモルファスシリコ
ン太陽電池素子、銅インジウムセレナイド太陽電池素
子、化合物半導体太陽電池素子等が挙げられる。太陽電
池素子は可撓性を有する事が好ましい。

【００３３】太陽電池素子から電気を取り出すために上
部電極121と下部電極122が設けられる。これらの電極は
導電性であれば特に限定されないが、例えば銅、銀、ア
ルミニウム、錫、錫メッキ銅等の材料からなることが好
ましい。これらの電極は可撓性を有することが望まし
い。

【００３４】（補強材）補強材102は太陽電池モジュー
ルの強度を維持し、かつ同時に屋根材として使用される
ために耐候性、耐荷重性、加工性が要求される。従来か
らの金属屋根と同様に強度のある鋼板類と耐食性に優れ
た非鉄類が使用できる。鋼板には表面処理、塗覆した鋼
板や他の元素を配合した合金、または特殊鋼の他、断熱
材等を張り合わせた複合鋼板があり、一般的には、溶融
亜鉛メッキ鋼板、ガルファン、ガルバリウム鋼板、溶融
アルミニウムメッキ鋼板、銅メッキ鋼板、塩化ビニル被
覆鋼板、フッ素樹脂鋼板、ステンレス鋼板、制振鋼板、
断熱亜鉛鉄板、耐候性鋼板、前記塗装鋼板が用いられ、
非鉄類としては銅板、アルミニウム合金板、亜鉛合金
板、鉛板、チタニウム板、及び前記の塗装カラー鋼板が
使用される。なお、本実施態様例においては金属を補強
板として用いているが、本発明は、これに限るものでは
なく、従来から屋根に広く使用されているプラスチック
等の可撓性を有する材料への応用も言うまでもなく可能
である。

【００３５】（端子箱）端子箱103は太陽電池素子101の
電力取り出し部（端子取り出し部）を機械的外力から保
護すると同時に、水や埃等の異物からケーブル104と電
力取り出し部の接合部を保護する役目を有している。そ
の為、耐熱性、耐水性、電気絶縁性、耐久性に優れたも
のが要求される。上記の要素を考慮に入れると端子箱部
材としてはプラスチックが好ましく、難燃性などを考え
ると、難燃性プラスチックやセラミックスなどが好まし
い。端子取り出し部にはリード線を設け、該リード線と
ケーブル１０４とをコネクターを介して接続することが
好ましい。該リード線も滑り部材により被覆することが
好ましい。

【００３６】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、ノリル等の変性
ＰＰＯ（ポリフェニレンオキサイド）、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、エポキシ樹脂等の強度、対衝撃性、硬度、耐久性に
優れたエンジニアリング・プラスチック等がある。ま
た、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレ
ン）樹脂、ＰＰ（ポリプロピレン），ＰＶＣ（ポリ塩化
ビニル）等の熱可塑性プラスチックも使用可能である。

【００３７】（ケーブル）ケーブル104は太陽電池モジ
ュールの電力取り出し部から電気を取り出し、太陽電池
モジュール同士や外部の配線に接続するためのものであ
り、その端部にはコネクターが設けられていることが好
ましい。そうすることにより、コネクターを有する他の
配線等の部材を容易に接続することができる。ケーブル
は軟質銅等の導体である芯線を絶縁被覆し、更に外部か
ら保護するため保護被覆することにより形成されている
ことが好ましい。絶縁被覆材としては塩化ビニル、クロ
ロプレン、架橋ポリエチレン、天然ゴム、エチレンプロ
ピレン、シリコン樹脂、フッ素樹脂、無機滑り部材等が
好適に用いられる。保護被覆材としては塩化ビニル、ク
ロロプレン、ポリエチレン、ポリウレタン、シリコン樹
脂、フッ素樹脂、金属等が好適に用いられる。コネクタ
ーは正極、負極の２種類あり、それぞれが互いに接続で
きるようになっており、コネクターのハウジング部には
ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフ
タレート等が好適に使用される。

【００３８】（充填材）充填材105、705は太陽電池素子
110、710を封止し、補強材102、表面フィルム106、706
及び絶縁材107又は裏面フィルム708を互いに接着する機
能を有する。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
シ樹脂等の樹脂が好ましい。また充填材は太陽電池モジ
ュールの耐スクラッチ性を上げるためガラス繊維を含浸
していることが好ましく、前記太陽電池素子を劣化させ
る紫外線を吸収する紫外線吸収剤を含有していることが
好ましい。

【００３９】（表面フィルム）表面被覆フィルム106、7
06はモジュールの表面を保護し絶縁性を確保する機能を
有する。材料としてはエチレン−テトラフルオロエチレ
ン共重合体、ポリ３フッ化エチレン、ポリフッ化ビニル
等のフッ素樹脂フィルムが好適である。通常はフッ素樹
脂フィルムは接着性が乏しいため、その背着面にはコロ
ナ処理やプライマー処理を施すことが好ましい。

【００４０】（絶縁材）絶縁材107は太陽電池素子群101
と補強材102との絶縁性を確保する機能を有する。材料
としてはナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ
エチレンテトラフルオエチレン、ポリ３フッ化エチレ
ン、ポリフッ化ビニル等のフッ素樹脂フィルム等が好適
である。通常はフッ素樹脂フィルムは接着性が乏しいた
め、その背着面にはコロナ処理やプライマー処理を施す
ことが好ましい。また上記裏面被覆フィルムは補強材上
に一体にコートされていてもよい。

【００４１】（裏面フィルム）裏面フィルム708は補強
板を用いないフレキシブルな太陽電池モジュールを作成
する際に裏面の保護のために用いられる。材料としては
上記表面フィルム１０６、７０６または絶縁材１０７と
同様の材料が用いられうる。

【００４２】以下に本発明の実施例を図を用いて詳細に
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。

【００４３】（実施例１）図1乃至図6に示す屋根材一体
型太陽電池モジュールを作成した。

【００４４】図１０（ａ）は本実施例の太陽電池素子群
１０１の上面図であり、図１０（ｂ）はそのｆ−ｆ′断
面図である。また図11（ａ）はその裏面図であり、図１
１（ｂ）はそのｇ−ｇ′断面図である。太陽電池素子１
００１は１２５μｍ厚のステンレス基板上１００２に、
アモルファスシリコン半導体からなる半導体層１００３
が形成されており、ステンレス基板１００２が負極側、
半導体側層１００３の表面が正極側になる。半導体層１
００３の表面には複数のワイヤー電極１００６が設けら
れ、それらは共通の上部電極１００４に接続している。
基板１００２の裏面側には下部電極１００５が形成され
ている。上部電極１００４及び下部電極１００５には１
００μｍ厚の銅箔を用いている。下部電極１００５には
バイパスダイオード１０２０が設けられている。

【００４５】本実施例では、隣接する太陽電池素子１０
０１どうしの上部電極１００４と下部電極１００５を接
続部材１００７で電気的に接続していくことで複数の太
陽電池素子１００１を直列に組み上げた。接続部材１０
０７は、導電部材としての厚さ１００μｍ、幅7mmの銅
箔と、その両面に配置した滑り性を持った厚さ５０μ
ｍ、幅15mmの滑り部材としてのＰＥＴ（ポリエチレンテ
レフタレート）から構成した。導電部材としての銅箔は
半田により上部電極及び下部電極に接続した。また太陽
電池素子どうしの隙間１００８の幅は２ｍｍとし、高密
度に配置することで太陽電池モジュールとしての出力を
高めている。

【００４６】太陽電池素子群はその出力を取り出すため
に２つの端子取り出し部（正極端子取り出し部１００
９、負極端子取り出し部１０１０）を有している。正極
端子取り出し部１００９及び負極端子取り出し部１０１
０の位置はモジュールの設計に応じて決められるもので
ある。例えば、リード線及びケーブルの長さや接続相手
との相関位置により、位置が決められる。

【００４７】正極側の端子取り出し部１００９と正極末
端の太陽電池素子１００１の上部電極１００４とは上部
電極端子１０１１を配線することにより、電気的に接続
した。負極側の端子取り出し部１０１０と、太陽電池素
子１００１の下部電極１００５とは下部電極端子１０１
２を配線することにより電気的に接続した。上部電極端
子１０１１は絶縁両面テープ１０１３でステンレス基板
１００３から絶縁されて貼り付けられた。上部電極端子
１０１１及び下部電極端子１０１２としては厚さ４０μ
ｍ、幅２０ｍｍの軟質銅箔を用いた。また、端子取り出
し部１００９、１０１０には後にリード線を半田付けす
ることから、端子取り出し部近傍の上部及び下部電極端
子のすぐ下（上部電極端子１０１１と絶縁テープ１０１
３の間、下部電極端子１０１２とステンレス基板１００
２の間）にガラス織布テープからなる耐熱テープ１０１
４を設けた。

【００４８】リード線部材としては厚さ４０μｍ、幅２
０ｍｍの軟質銅箔を用い、その周囲は滑り性を持った滑
り部材１０１７として厚さ５０μｍの黒色ＰＥＴ（ポリ
エチレンテレフタレート）で被覆した。

【００４９】図１２（ａ）はバイパスダイオード１０２
０の詳細を示す下面図であり、図１２（ｂ）はそのｈ−
ｈ′断面図である。バイパスダイオード１２０２として
は図１２（ｃ）に示すようなはリボン１２０７ａ、１２
０７ｂ付きの１．５ｍｍ角フラットダイオードチップ１
２０８を用いた。図１２（ｂ）に示すように太陽電池素
子１２０１の上部電極１２０４と下部電極１２０３との
間にバイパスダイオードを配置した。バイパスダイオー
ド１２０２は下部電極１２０３上に絶縁テープ１２０６
を設けその上に配置した。そして、リボンの一方１２０
７ａは下部電極１２０３にはんだ１２０５ａで接続し
た。また、リボンのもう一方１２０７ｂは、「く」の字
状になっており、裏からリボン１２０７ｂを表側にまわ
して上部電極１２０４にはんだ１２０５ｂで接続した。
なおリボン１２０７ａ、１２０７ｂには厚み０．１ｍｍ
の軟質銅箔を用いた。

【００５０】次に、補強材１０２上に、充填材１０５／
絶縁材１０７／充填材１０５／太陽電池素子群１０１／
充填材１０５／表面フィルム１０６を順次積層して、加
圧脱泡しながら５０分間１６０℃に加熱し充填材である
シート状のＥＶＡを溶融することにより接着して上述の
太陽電池素子群をモジュール化し、平板状の太陽電池モ
ジュールを作成した。

【００５１】本実施例では表面フィルム１０６として、
厚さ５０μｍの無延伸タイプのＥＴＦＥ（エチレン−テ
トラフルオロエチレン共重合体：デュポン製「テフゼ
ル」）を、絶縁材１０７として、厚さ５０μｍのＰＥＴ
（ポリエチレンテレフタレート）を使用した。これらを
用いて太陽電池素子群１０１を絶縁封止し、補強材１０
２の上に充填材１０５で接着した構成とした。補強材１
０２としては厚さ０．４ｍｍのガルバリウム鋼板（大同
鋼板製「タイマーカラーＧＬ」）を使用し、前記各材料
の界面に充填されている充填材１０５としてはＥＶＡ
（エチレンビニルアセテート）を用い、太陽電池素子群
１０１と絶縁材１０７との間は２３０μｍ、絶縁材１０
７と補強材１０２の間が２３０μｍの厚みになるように
充填した。

【００５２】続いてローラーフォーマー機を用いて、太
陽電池モジュールの対向する2辺を図2に示す断面になる
ように折り曲げ加工して係合部を形成した。この時、太
陽電池素子群１０１の部分にはローラーが当たらないよ
うに形成した。ローラーフォーマーを用いて係合部の形
成は１２秒で行われた。コの字の曲げ部は３ｍｍ以上の
曲率半径で行った。

【００５３】次にプレス加工により、図4に示すような
断面の波形形状を形成した。プレスは波形の上型と下型
によって挟み込む形で行った。約１秒のプレス１回で全
ての波形を形成した。それにより、凸部と凹部からなる
波型を８つ左右対称形となるように形成した。

【００５４】最後に太陽電池モジュール裏面に端子箱１
０３を設けた。モジュール化の前に太陽電池素子群１０
１の端子取り出し部に当たるところの補強材１０２には
予め穴を開けておき、正極および負極端子取り出し部を
露出させておいた。まず、該端子取り出し部にリード線
を半田付けした。続いて絶縁保護と防水のためにポリカ
ーボネイト製の端子箱１０３を固定し、該端子箱内にお
いてリード線とケーブル１０４を半田付けした。ケープ
ル１０４としては先端にコネクターを有するケーブルを
用いた。

【００５５】この太陽電池モジュールを以下の耐侯性試
験に供した。

【００５６】（1）高温高湿度試験太陽電池モジュールを、８５度／８５％（相対湿度）の
環境に３０００時間投入した後太陽電池モジュールを取
り出し、外観の変化を目視により観察した。

【００５７】（2）温湿度サイクル試験太陽電池モジュールに、−４０度／０．５時間：８５度
／８５％（相対湿度）／２０時間の温湿度サイクル試験
を１００回繰り返した後、外観の変化を目視により観察
した。

【００５８】このようにして作製した太陽電池モジュー
ルは接続部材の導電部材を滑り性を持ったＰＥＴで被覆
したことにより、充填材ＥＶＡで封止し曲げた場合であ
っても接続部材と充填材との剥離や、導電部材の亀裂は
生じなかった。

【００５９】（実施例２）図7乃至図8に示す、あらゆる
曲面への設置を可能にしたフレキシブル太陽電池モジュ
ールを作成した。

【００６０】図7における太陽電池素子710として、実施
例1で用いた図10の太陽電池素子群を用いた。ただし、
その両末端の太陽電池素子１００１の裏面には太陽電池
素子1001の電力を外部に導出するための端子部材を設け
た。

【００６１】図13は本実施例で用いた太陽電池素子群の
裏面図である。実施例１とは異なり、上部及び下部電極
端子1011、1012のそれぞれに、導電部材1051を半田付け
した。導電部材1051は太陽電池素子1001の外部に20mm延
出した。さらに導電部材1051の両面を滑り部材1052で被
覆した。その他の構成は図10、図１１に示す太陽電池素
子群と同様である。導電部材1051には厚さ４０μｍ、幅
２０ｍｍの軟質銅箔を用い、滑り部材1052として厚さ５
０μｍの黒色ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を
用いた。なお上部及び下部電極端子1011、1012と導電部
材1051とは一体の部材としてもよい。

【００６２】次に裏面フィルム７０８上に、充填材７０
５／太陽電池素子群７１０／充填材７０５／表面被覆フ
ィルム７０６を順次積層して、加圧脱泡しながら、５０
分間１６０℃に加熱して充填材であるシート状のＥＶＡ
を溶融することにより接着して上述の太陽電池素子群を
モジュール化し太陽電池モジュールを作成した。

【００６３】本実施例では、表面フィルム706として、
厚さ５０μｍの無延伸タイプのＥＴＦＥ（エチレン−テ
トラフルオロエチレン共重合体：デュポン製「テフゼ
ル」）を、裏面フィルム708として、厚さ５０μｍの黒
色ＰＶＦ（ポリふっ化ビニル：デュポン製『テドラ
ー』）を使用し、前記各材料の界面に充填されている充
填材705としてはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）
を用い、太陽電池素子710と裏面フィルム708との間が２
３０μｍの厚みになるように充填した。

【００６４】このようにして作製した太陽電池モジュー
ルは接続部材及び端子部材の導電部材を滑り性を持った
ＰＥＴで被覆したことにより、充填材ＥＶＡで封止し曲
げた場合であっても接続線部材等の電気配線部材の亀裂
は生じなくなった。本実施例の太陽電池モジュールは補
強板を持たないため、非常に薄く、軽いフレキシブルモ
ジュールを作成することができ、さまざまな曲面に設置
することが可能となる。

【００６５】最後に本実施例のモジュールのこの特徴を
活かし、自動車のルーフへの取り付けを行った。ルーフ
面全体に太陽電池モジュールの太陽電池素子部分を載せ
両面テープで固定し、端子部材をルーフ部とハッチ部の
間のゴム部材間に取り込み、曲げて室内に電気配線を取
り込んだ。これによって、これまで自動車のルーフに穴
を開けなければ太陽電池モジュールの電気を室内に取り
込めなかったが、リード線部分を耐候性を高めた状態の
まま容易に曲げることで、室内に配線を取り込むことが
できるようになった。また、裏面の補強板をなくし裏面
被覆フィルムとしたことで、自動車のルーフ形状にぴっ
たり適応するフレキシブル太陽電池モジュールを提供す
ることができた。この場合端子部材1050は同一方向に延
出することが好ましい。設置には磁石を用いてもよい。

【００６６】（実施例３）実施例2において、滑り性の
効果をより出す為、また加圧脱泡した際に気泡が残らな
い為に、太陽電池素子を互いに接続する接続部材の導電
部材と滑り部材との間に潤滑剤としてシリコングリース
を塗布した。さらに、図9に示すように、太陽電池素子
の電力を外部へ導出するための端子部材740の導電部材7
30と滑り部材731との間にも潤滑剤770としてシリコング
リースを塗布した。

【００６７】このようにして作製した太陽電池モジュー
ルには電気配線部材と滑り部材間により一層滑り性を持
たせることができた。また、本実施例の太陽電池モジュ
ールは補強板を持たないため、非常に薄く、軽いフレキ
シブルモジュールであり、さまざまな曲面に設置するこ
とが可能となる。

【００６８】以上の実施例１〜３では、接続線部材及び
リード線部材より幅広い滑り部材で挟み込む製造方法と
したことにより、単純に＜充填材／滑り部材／潤滑剤／
電気配線部材／潤滑剤／滑り部材／充填材＞と積層する
のみで、滑り部材によって電気配線部材を被覆すること
ができる為、生産性が向上した。

【００６９】

【発明の効果】接続部材や端子部材等の導電部材の周囲
を滑り部材によって被覆することによって、該導電部材
を折り曲げた場合でも充填材の剥離や、導電部材の亀裂
の発生を防ぐことができる。これにより信頼性の高い太
陽電池モジュールを提供することができる。

【００７０】曲げに対して高い信頼性を得ることができ
るため、屋根材一体型太陽電池モジュールにおいては波
形などのさまざまな意匠の屋根材を実現することができ
る。また、補強板を持たないフレキシブルな太陽電池モ
ジュールを高い信頼性で実現することができる。

【００７１】また、接続線部材及びリード線部材より幅
広い滑り部材で挟み込む製造方法とすることにより、単
純に＜充填材／滑り部材／導電部材／滑り部材／充填材
＞と積層するのみで、滑り部材によって導電を被覆する
ことができる為、生産性が向上する。

【００７２】被覆材で端子部材を封止したことによっ
て、端子部材の一部が屋外に曝された際も、絶縁性を確
保し且つ劣化を防ぐことが可能なフレキシブル太陽電池
モジュールを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の屋根材一体型太陽電池モジュールの斜
視図

【図２】図1のモジュールのa-a′断面図

【図３】図1のモジュールの上面図

【図４】図3のモジュールのb-b′断面図

【図５】本発明の太陽電池素子群

【図６】図5の太陽電池素子群のc-c′断面図

【図７】本発明のフレキシブル太陽電池モジュールの斜
視図

【図８】図7のモジュールのd-d′断面図

【図９】図7のモジュールのe-e′断面図

【図１０】本発明の太陽電池素子群

【図１１】図10の太陽電池素子群の裏面図

【図１２】本発明のバイパスダイオードの接続構造

【図１３】本発明の太陽電池素子群

【図１４】従来の太陽電池モジュール

【符号の説明】

１０１太陽電池素子群１０２補強材１０３端子箱１０４ケーブル１０５、７０５充填材１０６、７０６表面フィルム１０７絶縁材１１０、７１０太陽電池素子１１１接続部材１２０光電変換部材１２１上部電極１２２下部電極１３０、７３０導電部材１３１、７３１滑り部材７０８裏面フィルム７５１上部電極端子７５２下部電極端子７７０潤滑剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者深江公俊東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の太陽電池部材が導電部材で互いに
接続されて太陽電池素子群を構成し、該太陽電池素子群
が樹脂封止されており、前記導電部材と前記樹脂との間
に、前記導電部材とは非接着の滑り部材を有することを
特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】前記導電部材が複数の滑り部材に挟まれ
て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。
【請求項３】前記滑り部材が中空の形状を有してお
り、該滑り部材の穴の部分に前記導電部材が配置されて
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。
【請求項４】前記導電部材が金属からなることを特徴
とする請求項１乃至３に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】前記金属が、銅、銀、アルミニウム、ニ
ッケル、錫、錫メッキ銅のいずれかであることを特徴と
する請求項４記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】前記滑り部材は樹脂からなることを特徴
とする請求項１乃至５に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】前記滑り部材は少なくともエチレン−テ
トラフルオロエチレン共重合体、ポリ３フッ化エチレ
ン、ポリフッ化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、
ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエチレンナフタ
レート、ポリフェニルサルファイト、ナイロンから選ば
れる一種からなることを特徴とする請求項１乃至６に記
載の太陽電池モジュール。
【請求項８】前記導電部材と滑り部材との間に潤滑剤
を有することを特徴とする請求項１乃至７に記載の太陽
電池モジュール。
【請求項９】前記潤滑剤がシリコングリース、シリコ
ンオイルコンパウンド、シリコンレジンのいずれかであ
る請求項８記載の太陽電池モジュール。
【請求項１０】前記太陽電池素子群が補強板上に樹脂
封止されていることを特徴とする請求項１乃至９に記載
の太陽電池モジュール。
【請求項１１】前記樹脂封止された太陽電池素子群が
表面フィルム及び裏面フィルムで被覆されていることを
特徴とする請求項１乃至９に記載の太陽電池モジュー
ル。
【請求項１２】太陽電池素子が樹脂封止されており、
該太陽電池素子の電力を導出するための導電部材と前記
樹脂との間に、前記導電部材とは非接着の滑り部材を有
することを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項１３】前記導電部材が複数の滑り部材に挟ま
れていることを特徴とする請求項１２記載の太陽電池モ
ジュール。
【請求項１４】前記滑り部材が中空の形状を有してお
り、該滑り部材の穴の部分に前記導電部材が配置されて
いることを特徴とする請求項１２記載の太陽電池モジュ
ール。
【請求項１５】前記導電部材が金属からなることを特
徴とする請求項１２乃至１４に記載の太陽電池モジュー
ル。
【請求項１６】前記金属が、銅、銀、アルミニウム、
ニッケル、錫、錫メッキ銅のいずれかであることを特徴
とする請求項１５記載の太陽電池モジュール。
【請求項１７】前記滑り部材は樹脂からなることを特
徴とする請求項１２乃至１６に記載の太陽電池モジュー
ル。
【請求項１８】前記滑り部材は少なくともエチレン−
テトラフルオロエチレン共重合体、ポリ３フッ化エチレ
ン、ポリフッ化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、
ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエチレンナフタ
レート、ポリフェニルサルファイト、ナイロンから選ば
れる一種からなることを特徴とする請求項１２乃至１７
に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１９】前記導電部材と滑り部材との間に潤滑
剤を有することを特徴とする請求項１２乃至１８に記載
の太陽電池モジュール。
【請求項２０】前記潤滑剤がシリコングリース、シリ
コンオイルコンパウンド、シリコンレジンのいずれかで
ある請求項１９記載の太陽電池モジュール。
【請求項２１】前記太陽電池素子群が補強板上に樹脂
封止されていることを特徴とする請求項１２乃至２０に
記載の太陽電池モジュール。
【請求項２２】前記樹脂封止された太陽電池素子群が
表面フィルム及び裏面フィルムで被覆されていることを
特徴とする請求項１乃至９に記載の太陽電池モジュー
ル。
【請求項２３】複数の太陽電池素子が導電部材で互い
に接続されて太陽電池素子群を構成し、該太陽電池素子
群が樹脂封止されていることを特徴とする請求項１２記
載の太陽電池モジュール。
【請求項２４】前記太陽電池素子間を接続する導電部
材と前記樹脂との間に、前記導電部材とは非接着の滑り
部材を有することを特徴とする請求項２３記載の太陽電
池モジュール。
【請求項２５】複数の太陽電池部材が導電部材で互い
に接続されて太陽電池素子群を構成し、該太陽電池素子
群が樹脂封止されており、前記導電部材と前記樹脂との
間に、前記導電部材とは非接着の滑り部材を有すること
を特徴とする建材。
【請求項２６】前記導電部材が複数の滑り部材に挟ま
れていることを特徴とする請求項２５記載の建材。
【請求項２７】前記滑り部材が中空の形状を有してお
り、該滑り部材の穴の部分に前記導電部材が配置されて
いることを特徴とする請求項２５記載の建材。
【請求項２８】前記導電部材が金属からなることを特
徴とする請求項２５乃至２７に記載の建材。
【請求項２９】前記金属が、銅、銀、アルミニウム、
ニッケル、錫、錫メッキ銅のいずれかであることを特徴
とする請求項２８記載の建材。
【請求項３０】前記滑り部材は樹脂からなることを特
徴とする請求項２５乃至２９に記載の建材。
【請求項３１】前記滑り部材は少なくともエチレン−
テトラフルオロエチレン共重合体、ポリ３フッ化エチレ
ン、ポリフッ化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、
ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエチレンナフタ
レート、ポリフェニルサルファイト、ナイロンから選ば
れる一種からなることを特徴とする請求項２５乃至３０
に記載の建材。
【請求項３２】前記導電部材と滑り部材との間に潤滑
剤を有することを特徴とする請求項２５乃至３１に記載
の建材。
【請求項３３】前記潤滑剤がシリコングリース、シリ
コンオイルコンパウンド、シリコンレジンのいずれかで
ある請求項３２記載の建材。
【請求項３４】前記太陽電池素子群が補強板上に樹脂
封止されていることを特徴とする請求項２５乃至３３に
記載の建材。
【請求項３５】前記補強部材は波形形状を有する請求
項３４記載の建材。
【請求項３６】請求項２５記載の建材を固定部材によ
って固定する方法と、隣り合う建材を連結する工程とを
有することを特徴とする建材の施工方法。
【請求項３７】請求項１又は１２に記載の太陽電池モ
ジュールと該太陽電池モジュールに接続された電力変換
装置とを有することを特徴とする発電装置。
【請求項３８】請求項１２に記載の太陽電池モジュー
ルを自動車の屋根上に載置し、前記導電部材を該自動車
の窓部又は扉部から該自動車室内へ導入することを特徴
とする太陽電池モジュールの設置方法。
【請求項３９】前記太陽電池モジュールを両面テープ
又は磁石により固定することを特徴とする請求項３８記
載の太陽電池モジュールの設置方法。