JPH11340494A - 太陽電池モジュール - Google Patents

太陽電池モジュール

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JPH11340494A
JPH11340494A JP10147748A JP14774898A JPH11340494A JP H11340494 A JPH11340494 A JP H11340494A JP 10147748 A JP10147748 A JP 10147748A JP 14774898 A JP14774898 A JP 14774898A JP H11340494 A JPH11340494 A JP H11340494A
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solar cell
cell module
spacer
glass
pair
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JP10147748A
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Satoshi Shibuya
聡 澁谷
Takeshi Hibino
武司 日比野
Mikio Murozono
幹夫 室園
Tatsuro Murai
達郎 村井
Kazunori Nishio
和典 西尾
Shinichi Mikami
真一 三上
Maremitsu Oka
希光 岡
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National House Industrial Co Ltd
Panasonic Holdings Corp
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National House Industrial Co Ltd
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048—Encapsulation of modules
    • H01L31/0488—Double glass encapsulation, e.g. photovoltaic cells arranged between front and rear glass sheets
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のペアガラスと同様な製造方法で製造可
能とし、長期耐久性及び防水性を保持でき、昼夜の温度
差の大きい場所等に最適に且つ漏電の心配がなく最適に
設置でき、さらにモジュール裏面から光電変換部材や配
線の状況を目視で容易にチェックできる。 【解決手段】 一対のガラス板１，２を縁部のスペーサ
３を介して略平行に配置し、一方のガラス板１，２の内
表面に薄膜状の光電変換部材４を積層形成して太陽電池
モジュール６を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池モジュー
ルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、屋根面に設置される屋根面一
体型太陽電池モジュールとして、表面をガラス板で構成
し、裏面をバックカバーである金属板で構成し、内部に
太陽電池素子を内蔵した構造のものが多く用いられてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のよう
なモジュールの表裏がガラス板と金属板とで構成される
場合にあっては、モジュール内での太陽電池素子と金属
板との間の絶縁処理が必要となり、また、太陽電池から
の外部への出力方法は、金属板に配線用の孔部を設け、
この孔部を経由して太陽電池の導線を外部に取り出す方
法を採用しているため、導線と金属板との間の絶縁処理
も必要となり、モジュールの製造が複雑となり、生産性
の低下をきたすという問題があった。しかも、モジュー
ルの表裏を異質の材料で構成しているために、表裏の熱
膨張率が均一でなく、殊に屋根面等の昼夜の温度差の大
きい場所に設置すると、モジュールに反り等の熱変形を
生じるという問題があり、さらに、モジュールの裏面を
金属板で構成しているため、光発電した電気が漏電する
おそれがある上に、モジュール裏面から光電変換部材や
配線の状況がチェックできないために、メンテナンスや
点検が困難になるという問題もあった。
【０００４】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、従来のペアガラスと同
様な製造方法で製造可能とし、長期耐久性、及び防水性
を保持でき、しかも昼夜の温度差の大きい場所等に最適
に設置できると共に、光発電した電気が漏電する危険も
なく、さらに、モジュール裏面から光電変換部材や配線
の状況を目視で容易にチェックできるようにした太陽電
池モジュールを提供するにあり、別の目的とすることろ
は、太陽電池の耐久性を高めることができる太陽電池モ
ジュールを提供するにあり、別の目的とするところは、
梱包性と物流性とを向上させることができる太陽電池モ
ジュールを提供するにあり、別の目的とするところは、
太陽電池の導線の配線構造を合理的にすることができる
太陽電池モジュールを提供するにあり、別の目的とする
ところは、モジュールの絶縁抵抗を高めながら、光電変
換部材の導線を外部に延出しやすくした太陽電池モジュ
ールを提供するにあり、更に別の目的とするところは、
光電変換部材が積層形成されている方のガラス板の耐衝
撃性を高めて、屋根面等に設置されて風雨や台風等の際
に、飛来物が当たっても破損する心配のない太陽電池モ
ジュールを提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、一対のガラス板１，２を縁部のスペーサ
３を介して略平行に配置し、一方のガラス板１，２の内
表面に薄膜状の光電変換部材４を積層形成して成ること
を特徴としており、このように構成することで、本発明
の太陽電池モジュール６を従来のペアガラスと同様な製
造方法で製造することが可能となり、しかも従来のペア
ガラスと同様な長期耐久性、及び防水性を保持できるよ
うになる。また、太陽電池モジュール６の表裏を同質の
ガラス板１，２で構成することにより、表裏の熱膨張率
が均一となり、殊に昼夜の温度差の大きい屋根面に最適
に設置でき、さらに、太陽電池モジュール６の表裏が絶
縁体であるので、光発電した電気が漏電する危険も少な
くなり、そのうえ、モジュール裏面から光電変換部材４
や配線の状況を目視で容易にチェックできるようにな
る。
【０００６】また、上記一対のガラス板１，２間に乾燥
剤８を内蔵するのが好ましく、この場合、乾燥剤８によ
ってモジュール内部が常に乾燥された状態となり、光電
変換部材４を適正な温度環境に維持できるようになる。
【０００７】また、上記縁部のスペーサ３から光電変換
部材４の導線９を外部に延出するのが好ましく、この場
合、太陽電池モジュール６の表裏側に導線９が表れなく
なり、従って、太陽電池モジュール６を複数載積する際
に導線９の納まりが良くなり、モジュールの梱包性と物
流性がそれぞれ良好となる。
【０００８】また、上記縁部のスペーサ３が棒状に形成
され、該棒状のスペーサ３の突き合わせ端部間の隙間部
１０から導線９を外部に延出させるのが好ましく、この
場合、光電変換部材４の導線９をスペーサ３の隙間部１
０を利用して外部に延出させて容易に配線することがで
きる。
【０００９】また、上記棒状のスペーサ３を接続部材１
１を介して接続し、該接続部材１１内に外部に延出する
導線９を内蔵するのが好ましく、この場合、絶縁性のス
ペーサ３を用いることによって、太陽電池モジュール６
の絶縁抵抗を高めることができ、しかも、棒状のスペー
サ３を樹脂などの接続部材１１を介して接続し、この接
続部材１１に光電変換部材４の導線９を内蔵したことに
よって、光電変換部材４の導線９を外部に延出しやすく
なる。
【００１０】また、上記薄膜状の光電変換部材４を積層
形成したガラス板１を強化ガラスで構成するのが好まし
く、この場合、光電変換部材４が積層形成されているガ
ラス板１の耐衝撃性が高まり、屋根面等に設置されて風
雨や台風等の際に、飛来物が当たっても破損する心配も
なくなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。
【００１２】図７は住宅用太陽光発電システムの一例を
示しており、屋根１２の上に太陽電池アレイ１３が設置
され、屋内にはパワーコンディショナー１４（インバー
タ、系統連係保護装置などを含む）、これらを接続する
配線及び中継端子箱１５、交流側に接続される電力計
（需要電力用の電力計１７、余剰電力用の電力計１８）
などが設置されている。太陽電池アレイ１３で発電する
電力は直流であるため、これをパワーコンディショナー
１４で交流に変換し、電力会社から供給されている交流
電力と合わせて使用できるようにしている。
【００１３】ここで、太陽電池は、太陽の光エネルギー
を電気エネルギーに変換する機能を持つ最小単位である
太陽電池セルが基本となり、この太陽電池セルを複数つ
なぎ合わせて太陽電池モジュール６が構成され、さらに
複数枚の太陽電池モジュール６を直列、並列に接続し
て、太陽電池アレイ１３が構成されている。
【００１４】本実施形態の太陽電池モジュール６は、図
１に示すように、一対のガラス板１，２が縁部のスペー
サ３を介して平行に配置され、一方のガラス板１の内表
面に太陽電池形成面２０が形成され、この太陽電池形成
面２０上に光電変換部材４である薄膜状の太陽電池５が
積層形成されている。ガラス板１，２は例えばアルミノ
珪酸ガラスなどで構成されているが、少なくとも太陽電
池形成面２０が形成されているガラス板１を強化ガラス
で構成するのが好ましい。
【００１５】上記太陽電池５は、ガラス板１側から順
に、酸化スズ膜，硫化カドミウム膜、テルル化カドミウ
ム膜、カーボン電極及び銀電極とが積層された構造とな
っている。もちろん、太陽電池５の構造はこれに限られ
るものではなく、例えば非晶質のシリコン半導体層を形
成したアモルファスシリコン太陽電池や、他の薄膜太陽
電池を用いることができる。
【００１６】ガラス板１，２間に介在されるスペーサ３
は、図２に示すように、断面四角筒形に形成されてお
り、ペアガラス７をシールする働きと、外部から荷重が
かかった際のペアガラス７の変形を防止する働きとを兼
ねている。本実施形態では、スペーサ３は、ガラス板
１，２の外周縁部に沿って平面視略ロ字状に折曲形成さ
れており、接着剤でガラス板１，２の内面外周部に沿っ
て接着され、ガラス板１，２間に挟持される。このスペ
ーサ３の厚みＤは、例えば３ｍｍ〜７ｍｍ、好ましくは
４．５ｍｍに設定されている。３ｍｍ以上では太陽電池
モジュール６の出力特性が良好となり、７ｍｍ以上の場
合では、太陽電池モジュール６の持ち運びなどの取り扱
いに不便となるためである。スペーサ３の材質は、太陽
電池モジュール６の絶縁抵抗を高めるために、樹脂など
の絶縁材料が好ましい。樹脂の場合には、例えばポリプ
ロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート
や、アクリロニトリルブタジエン等を用いることができ
る。尚、樹脂以外に、ガラス、アルミナ、或いはジルコ
ニア等を用いることもできる。なお、スペーサ３をガラ
ス板１，２に接着する場合は、接着力が強く、長期信頼
性が高いシリコン樹脂、或いはポリサルファイド樹脂を
用いるのが好ましい。
【００１７】スペーサ３の両先端部は、接続部材１１を
挟んで接続されている。接続部材１１は、樹脂などの絶
縁材料からなり、両側面にスペーサ３の先端部の内側に
挿入される挿入部１１ａ，１１ａがそれぞれ突設されて
いる。接続部材１１内には、２本１組の導線９が貫通し
ており、導線９の一端側の接続端子２３，２４がペアガ
ラス７内の太陽電池５の（＋）側コネクタ２１と（−）
側コネクタ２２とに個別に接続され、導線９の他端部は
ペアガラス７の外部に引き出されて前記パワーコンディ
ショナー１４側に電気的に接続されている。
【００１８】上記構成によれば、本発明の太陽電池モジ
ュール６は、縁部のスペーサ３を介して一対のガラス板
１，２が平行に配置され、一方のガラス板１の内表面に
薄膜状の太陽電池５が積層形成されているので、従来の
ペアガラスと同様な製造方法で製造することが可能とな
り、しかも従来のペアガラスと同様な長期耐久性、及び
防水性を保持できるようになる。また、太陽電池モジュ
ール６の表裏を同質のガラス板１，２で構成したことに
より、表裏の熱膨張率が均一となり、屋根面等の昼夜の
温度差の大きい場所に設置した場合でも、屋根面一体型
太陽電池モジュール６に反り等の熱変形を生じたり、材
料劣化が生じたりする恐れがないものである。また、太
陽電池形成面２０が形成されているガラス板１を強化ガ
ラスで構成してあるので、耐衝撃性が高まり、屋根面等
に設置されて風雨や台風等の際に、飛来物が当たっても
破損することがなくなり、太陽電池モジュール６の長期
信頼性を向上させることができる。
【００１９】また、太陽電池モジュール６の表裏が絶縁
体であるので、光発電した電気が漏電する危険も少なく
なり、電気的信頼性が一層向上すると共に、絶縁体とし
てペアガラス７を用いることで、モジュール裏面から太
陽電池５や配線の状況を目視で容易にチェックでき、メ
ンテナンスや点検を容易に行うことができる。さらに、
従来の金属製モジュールパッケージの場合に必要であっ
たモジュール内での絶縁処理も不要となり、構造が合理
的となる。
【００２０】また、縁部のスペーサ３を絶縁体で構成し
たから、太陽電池モジュール６の絶縁抵抗を高めること
ができ、しかも、スペーサ３の両端の突き合わせ部を樹
脂などの接続部材１１を介して接続し、この接続部材１
１に太陽電池５の導線９を貫通させたことによって、太
陽電池５との絶縁性を確保しながら、導線９を外部に延
出させることができる。従って、ガラス板２に配線用の
欠損部を設けたりする必要がなくなる上に、応力集中に
よるガラス板２の破損を防止できるようになる。また、
導線９を縁部のスペーサ３から外部に延出させることに
よって、太陽電池モジュール６の表裏に導線９の引き出
し部が表れなくなるので、太陽電池モジュール６を複数
載積する際の導線９の納まりが良くなり、導線９をモジ
ュール間に挟み込んだりする心配もないので、モジュー
ルの梱包と物流の取り扱いがきわめて容易となる。さら
に、導線９の外部への延出部分の水密性が接続部材１１
で確保されているので、スペーサ３から導線９を延出さ
せた構造でありながら、スペーサ３の水密性を容易に高
めることができるという利点もある。
【００２１】前記実施形態では、太陽電池５の導線９を
接続部材１１を介して外部に延出させたが、接続部材１
１は省略可能である。例えば図３に示すように、スペー
サ３を棒状に形成し、該棒状のスペーサ３を平面視略ロ
字状に屈曲させて、その突き合わせ端部間の隙間部１０
から導線９を外部に延出させるようにしてもよい。この
場合、接続部材１１を省略できるので、スペーサ３を図
２のように断面四角筒状に形成する必要がなく、スペー
サ３として例えば中実棒状のものを用いることもでき、
スペーサ３の形状の選択範囲が広がり、しかもスペーサ
３の隙間部１０を利用して配線ができるので、配線構造
が合理的になると共に、配線作業が一層容易となる。な
お、スペーサ３の隙間部１０に導線９を通線させた後で
隙間部１０内に樹脂等を充填することで、前記実施形態
と同様、水密性を確保できるようになる。
【００２２】更に他の実施形態として，図４に示すよう
に、例えばプラスチック製のスペーサ３の外周部に沿っ
て水密材３０を充填し、スペーサ３内に通線される太陽
電池５の導線９を水密材３０を貫通して外部に延出させ
るようにしてもよい。なおスペーサ３はプラスチック製
に限定されず、例えばアルミニウム製などであってもよ
い。しかして、水密材３０によってスペーサ３の水密性
を一層向上させることができると共に、スペーサ３とガ
ラス板１，２との間を気密性を考慮しなくて済むので、
組み立てが容易となる。なお、スペーサ３の断面形状は
図４のようにロ字状に限られるものではなく、例えば図
５に示すように、凸状に形成して、スペーサ３の側部を
外部に露出させ、この部分から導線９を引き出すように
してもよいものである。この場合、導線９の引き出しを
水密材３０内部を通さなくて済むので配線が一層容易と
なる。
【００２３】更に他の実施形態として、図６に示すよう
に、スペーサ３を内側に開口した断面略コ字状に形成
し、このスペーサ３内部に乾燥剤８を充填するようにし
てもよい。この場合、乾燥剤８によってモジュール内部
が乾燥状態となり、太陽電池モジュール６の耐久性を上
げることができると共に、太陽電池５を適正な温度環境
に維持できるため、トラブルを予防し、その寿命を伸ば
すことができるようになる。また、乾燥剤８をスペーサ
３内に充填する代りに、太陽電池形成面２０と対向する
ガラス板２の内表面に被着するようにしてもよいもので
あり、この場合、乾燥剤８の設置面積が広がり、乾燥性
能をさらに高めることができるという利点がある。
【００２４】前記実施形態では、図７の屋根面一体型太
陽電池モジュールを例示したが、屋根材の上に設置する
以外に、本発明の太陽電池モジュール６のペアガラス７
に、屋根開口部に取り付けた採光窓枠と同様の構成の枠
を取り付けて一体化することにより、本発明の太陽電池
モジュール６を太陽電池付き採光窓として使用すること
が可能となる。
【００２５】さらに、図８に示すように、本発明のペア
ガラス７に障子枠と同様の構成の枠５０を取り付けて一
体化することによって、本発明の太陽電池モジュール６
を建物の開口部に嵌めこまれる太陽電池付き障子として
使用することが可能となる。このように建材としてのペ
アガラスを採用した窓に対して、本発明の太陽電池モジ
ュール６を取り付けることによって、発電機能を有する
窓（発電窓）を容易に構成できるものである。なお図８
は、嵌め殺しの窓に本発明の太陽電池モジュール６を取
り付けた場合を示しているが、必ずしもこれに限られる
ものではなく、ペアガラスで構成される引き違いサッシ
などにも本発明の太陽電池モジュール６を組み込んで使
用できるものである。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１記載の発明は、一対のガラス板を縁部のスペーサを
介して略平行に配置し、一方のガラス板の内表面に薄膜
状の光電変換部材を積層形成して成るから、本発明の太
陽電池モジュールを従来のペアガラスと同様な製造方法
で製造することが可能となり、しかも従来のペアガラス
と同様な長期耐久性、及び防水性を保持できるようにな
る。また、太陽電池モジュールの表裏を同質のガラス板
で構成することにより、表裏の熱膨張率が均一となり、
昼夜の温度差の大きい屋根面或いは建物の窓などに設置
した場合でも、太陽電池モジュールに反り等の熱変形を
生じたり、材料劣化が生じたりするのを防止できると共
に、太陽電池モジュールの表裏が絶縁体であるので、光
発電した電気が漏電する危険も少なくなり、電気的信頼
性がより向上すると共に、絶縁体としてペアガラスを用
いることで、モジュール裏面から光電変換部材や配線の
状況を目視で容易にチェックできるようになり、メンテ
ナンスや点検を容易に行うことができる。さらに、従来
の金属製モジュールパッケージの場合に必要であったモ
ジュール内での絶縁処理も不要となり、構造が合理的と
なる。
【００２７】また請求項２記載の発明、請求項１記載の
効果に加えて、一対のガラス板間に乾燥剤を内蔵したか
ら、乾燥剤によって光電変換部材が常に乾燥された状態
となり、太陽電池モジュールの耐久性を上げることがで
きると共に、光電変換部材を適正な温度環境に維持でき
るため、トラブルを予防し、その寿命を伸ばすことがで
きる。
【００２８】また請求項３記載の発明、請求項１又は請
求項２記載の効果に加えて、縁部のスペーサから光電変
換部材の導線を外部に延出したから、太陽電池モジュー
ルの表裏側に導線が表れなくなり、従って、モジュール
を複数載積する際に導線の納まりが良くなり、モジュー
ルの梱包と物流の取り扱いがきわめて容易となる。
【００２９】また請求項４記載の発明、請求項３記載の
効果に加えて、縁部のスペーサが棒状に形成され、該棒
状のスペーサの突き合わせ端部間の隙間部から導線を外
部に延出させたから、光電変換部材の導線をスペーサの
隙間部を利用して外部に延出させて容易に配線すること
ができ、配線構造が合理的になる。
【００３０】また請求項５記載の発明、請求項１記載の
効果に加えて、棒状のスペーサを接続部材を介して接続
し、該接続部材内に外部に延出する導線を内蔵したか
ら、絶縁性のスペーサを用いることによって、太陽電池
モジュールの絶縁抵抗を高めることができ、しかも、棒
状のスペーサを樹脂などの接続部材を介して接続し、こ
の接続部材に光電変換部材の導線を内蔵したことによっ
て、光電変換部材の導線を外部に延出しやすくなる。従
って、ガラス板に配線用の欠損部を設けたりする必要が
なくなり、応力集中によるガラス板の破損を防止できる
と共に、スペーサの水密性を同時に確保できるようにな
る。
【００３１】また請求項６記載の発明、請求項１乃至請
求項５のいずかに記載の効果に加えて、薄膜状の光電変
換部材を積層形成したガラス板を強化ガラスで構成した
から、光電変換部材が積層形成されている方のガラス板
の耐衝撃性が高まり、屋根面等に設置されて風雨や台風
等の際に、飛来物が当たっても破損することがなくな
り、太陽電池モジュールの長期信頼性を向上させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の一例を示す分解斜視図であ
る。
【図２】同上のスペーサと接続部材の分解斜視図であ
る。
【図３】他の実施形態の説明図である。
【図４】更に他の実施形態の断面図である。
【図５】更に他の実施形態の断面図である。
【図６】更に他の実施形態の断面図である。
【図７】同上の太陽電池モジュールを屋根面に取り付け
た場合を示す概略斜視図である。
【図８】同上の太陽電池モジュールを窓に取り付けた場
合を示す一部破断した概略断面図である。
【符号の説明】
１，２ ガラス板 ３ スペーサ ４ 光電変換部材 ８ 乾燥剤 ９ 導線 １０ 隙間部 １１ 接続部材
フロントページの続き (72)発明者 室園 幹夫 大阪府守口市松下町１番１号 松下電池工 業株式会社内 (72)発明者 村井 達郎 大阪府豊中市新千里西町１丁目１番４号 ナショナル住宅産業株式会社内 (72)発明者 西尾 和典 大阪府豊中市新千里西町１丁目１番４号 ナショナル住宅産業株式会社内 (72)発明者 三上 真一 大阪府豊中市新千里西町１丁目１番４号 ナショナル住宅産業株式会社内 (72)発明者 岡 希光 大阪府豊中市新千里西町１丁目１番４号 ナショナル住宅産業株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一対のガラス板を縁部のスペーサを介し
    て略平行に配置し、一方のガラス板の内表面に薄膜状の
    光電変換部材を積層形成して成ることを特徴とする太陽
    電池モジュール。
  2. 【請求項２】 一対のガラス板間に乾燥剤を内蔵したこ
    とを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
  3. 【請求項３】 縁部のスペーサから光電変換部材の導線
    を外部に延出したことを特徴とする請求項1又は請求項
    ２記載の太陽電池モジュール。
  4. 【請求項４】 縁部のスペーサが棒状に形成され、該棒
    状のスペーサの突き合わせ端部間の隙間部から導線を外
    部に延出させたことを特徴とする請求項３記載の太陽電
    池モジュール。
  5. 【請求項５】 棒状のスペーサを接続部材を介して接続
    し、該接続部材内に外部に延出する導線を内蔵したこと
    を特徴とする請求項４記載の太陽電池モジュール。
  6. 【請求項６】 薄膜状の光電変換部材を積層形成したガ
    ラス板を強化ガラスで構成したことを特徴とする請求項
    １乃至請求項５のいずれかに記載の太陽電池モジュー
    ル。
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