JPWO2013018533A1 - Solar cell module - Google Patents
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Abstract
光電変換効率が経時的に低下し難い太陽電池モジュールを提供する。太陽電池モジュール(1)は、複数の太陽電池(20)と、配線材(30)とを備えている。配線材(30)は、隣り合う太陽電池(20)を電気的に接続している。配線材(30)は、配線材本体(32)と、接続部(31)とを有する。配線材本体(32)は、太陽電池(20)に電気的に直接接続されていない。接続部(31)は、配線材本体(32)に接続されている。接続部(31)は、太陽電池(20)に電気的に直接接続されている。太陽電池モジュール(1)は、絶縁性の塗膜(33)をさらに備える。絶縁性の塗膜(33)は、配線材本体(32)の表面の少なくとも一部を覆っている。Provided is a solar cell module in which the photoelectric conversion efficiency hardly decreases with time. The solar cell module (1) includes a plurality of solar cells (20) and a wiring member (30). The wiring member (30) electrically connects the adjacent solar cells (20). The wiring material (30) has a wiring material main body (32) and a connection part (31). The wiring material main body (32) is not electrically connected directly to the solar cell (20). The connection part (31) is connected to the wiring material main body (32). The connection part (31) is electrically connected directly to the solar cell (20). The solar cell module (1) further includes an insulating coating film (33). The insulating coating (33) covers at least a part of the surface of the wiring material body (32).
Description
本発明は、太陽電池モジュールに関する。 The present invention relates to a solar cell module.
近年、優れた光電変換効率を有する太陽電池モジュールとして、裏面接合型の太陽電池を備える太陽電池モジュールが知られている。例えば特許文献1には、配線材により電気的に接続された複数の裏面接合型の太陽電池を備える太陽電池モジュールが記載されている。 In recent years, a solar cell module having a back junction solar cell is known as a solar cell module having excellent photoelectric conversion efficiency. For example, Patent Document 1 describes a solar cell module including a plurality of back junction solar cells electrically connected by a wiring material.
近年、太陽電池モジュールの光電変換効率の経時的な低下を抑制したいという要望が高まってきている。 In recent years, there has been an increasing demand for suppressing a decrease in the photoelectric conversion efficiency of a solar cell module over time.
本発明の目的は、光電変換効率が経時的に低下し難い太陽電池モジュールを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a solar cell module in which the photoelectric conversion efficiency does not easily decrease with time.
本発明に係る太陽電池モジュールは、複数の太陽電池と、配線材とを備えている。配線材は、隣り合う太陽電池を電気的に接続している。配線材は、配線材本体と、接続部とを有する。配線材本体は、太陽電池に電気的に直接接続されていない。接続部は、配線材本体に接続されている。接続部は、太陽電池に電気的に直接接続されている。本発明に係る太陽電池モジュールは、絶縁性の塗膜をさらに備える。絶縁性の塗膜は、配線材本体の表面の少なくとも一部を覆っている。 The solar cell module according to the present invention includes a plurality of solar cells and a wiring material. The wiring material electrically connects adjacent solar cells. The wiring material has a wiring material main body and a connection part. The wiring material body is not electrically connected directly to the solar cell. The connecting portion is connected to the wiring material body. The connection part is electrically connected directly to the solar cell. The solar cell module according to the present invention further includes an insulating coating film. The insulating coating film covers at least a part of the surface of the wiring material body.
本発明によれば、光電変換効率が経時的に低下し難い太陽電池モジュールを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a solar cell module in which the photoelectric conversion efficiency does not easily decrease with time.
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。 Hereinafter, an example of the preferable form which implemented this invention is demonstrated. However, the following embodiment is merely an example. The present invention is not limited to the following embodiments.
また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。 Moreover, in each drawing referred in embodiment etc., the member which has a substantially the same function shall be referred with the same code | symbol. The drawings referred to in the embodiments and the like are schematically described, and the ratio of the dimensions of the objects drawn in the drawings may be different from the ratio of the dimensions of the actual objects. The dimensional ratio of the object may be different between the drawings. The specific dimensional ratio of the object should be determined in consideration of the following description.
図1は、本実施形態に係る太陽電池モジュール1の略図的断面図である。太陽電池モジュール1は、太陽電池ストリング10を備えている。太陽電池ストリング10は、受光面側に位置する第1の保護部材11と、裏面側に位置する第2の保護部材12との間に配されている。第1の保護部材11と第2の保護部材12との間には、充填材層13が設けられている。太陽電池ストリング10は、充填材層13によって封止されている。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a solar cell module 1 according to this embodiment. The solar cell module 1 includes a
第1の保護部材11は、例えば、ガラス基板、樹脂基板等の透光性を有する部材により構成することができる。第2の保護部材12は、例えば、樹脂シート、金属箔を介在させた樹脂シート、ガラス基板、樹脂基板等により構成することができる。充填材層13は、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)、ポリビニルブチラール(PVB)、ポリエチレン(PE)、ポリウレタン(PU)などの樹脂により構成することができる。
The
太陽電池ストリング10は、x方向(第1の方向)に沿って複数の太陽電池20の間に配線材30を配置して構成されている。太陽電池20は、第1及び第2の主面20a、20bを有する。太陽電池20は、第1の主面20aにおいて受光する。このため、第1の主面20aを受光面といい、第2の主面20bを裏面ということがある。太陽電池20は、受光面を構成している第1の主面20aにおいてのみ受光し、発電するものであってもよいし、第1及び第2の主面20a、20bのいずれにおいても受光可能な構成とし、発電する両面受光型のものであってもよい。
The
なお、太陽電池20の種類は、特に限定されない。太陽電池20は、例えば、結晶性シリコン基板を用いた結晶シリコン太陽電池により構成することができる。
In addition, the kind of
図2に太陽電池20の略図的裏面図を示す。図2に示すように、太陽電池20は、第2の主面20b側に第1及び第2の電極21,22を有する。具体的には、太陽電池20は、光電変換部23と、光電変換部23の裏面側の主面の上に配された第1及び第2の電極21,22とを有する。
FIG. 2 shows a schematic rear view of the
第1及び第2の電極21,22のそれぞれは、くし歯状に設けられている。第1の電極21と第2の電極22とは、くし歯が交互に並ぶように配置されている。具体的には、第1及び第2の電極21,22のそれぞれは、複数のフィンガー部21a、22aと、バスバー部21b、22bとを有する。複数のフィンガー部21a、22aのそれぞれは、x方向に沿って延びている。複数のフィンガー部21a、22aは、x方向に対して垂直な第y方向(2の方向)に沿って相互に間隔をおいて配されている。
Each of the first and
複数のフィンガー部21aは、バスバー部21bに電気的に接続されている。バスバー部21bは、複数のフィンガー部21aのx方向における一方側に配されている。バスバー部21bは、太陽電池20のx方向における一方側端部において、y方向の一方側端部から他方側端部にわたって設けられている。
The plurality of
複数のフィンガー部22aは、バスバー部22bに電気的に接続されている。バスバー部22bは、複数のフィンガー部22aのx方向における他方側に配されている。バスバー部22bは、太陽電池20のx方向における他方側端部において、y方向の一方側端部から他方側端部にわたって設けられている。
The plurality of
図3及び図4に示すように、複数の太陽電池20は、配線材30によって電気的に接続されている。具体的には、x方向において隣接する太陽電池20の一方の太陽電池20の第1の電極21と他方の太陽電池の第2の電極22とが配線材30によって電気的に接続されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the plurality of
配線材30と太陽電池20の第2の主面20bとは、図4に示す接着層40によって接着されている。接着層40は、例えば半田、樹脂接着剤の硬化物により構成することができる。また、配線材30は、例えば、Ag、Cu等の金属箔、金属箔の積層体、または表面が半田等で覆われた金属箔等により構成することができる。
The
次に、主として図3を参照しながら本実施形態における配線材30の構成についてより詳細に説明する。
Next, the configuration of the
配線材30は、配線材本体32と、複数の接続部31とを備えている。配線材本体32は、太陽電池20には直接接着されておらず、太陽電池20に電気的に直接接続されていない。
The
配線材本体32は、x方向に対して垂直なy方向に沿って延びる細長形状を有する。配線材本体32は、略直線状に設けられている。配線材本体32は、太陽電池20のy方向における一方側端部から他方側端部にわたって設けられている。
The
複数の接続部31は、y方向において相互に間隔をおいて配されている。接続部31は、配線材本体32に接続されている。接続部31は、接着層40により太陽電池20の第2の主面20bに接着されており、太陽電池20に電気的に直接接続されている。
The plurality of
配線材本体32の表面の少なくとも一部は、絶縁性の塗膜33により覆われている。具体的には、本実施形態では、配線材本体32の第1及び第2の主面及び側面を含む表面の実質的に全体が絶縁性の塗膜33により覆われている。塗膜33は、接続部31の表面を覆っていない。
At least a part of the surface of the
本実施形態においては、塗膜33は、電着塗装により形成された電着塗装膜により構成されている。
In the present embodiment, the
塗膜33の構成材料は、絶縁性を有する材料である限りにおいて特に限定されない。塗膜33は、例えば、ノボラック樹脂などのフェノール樹脂(PF)、ポリアミド(PA)樹脂、ポリイミド(PI)樹脂、アクリル(PMMA)樹脂、エポキシ(EP)樹脂及びウレタン樹脂からなる群から選ばれた少なくとも一種からなることが好ましい。
The constituent material of the
ところで、太陽電池と配線材とでは熱膨張率が相互に異なる。このため、太陽電池モジュールの温度が変化すると、太陽電池及び配線材に応力が加わり、それにより、配線材及び配線材により電気的に接続されている隣り合う太陽電池の相対的な位置関係が変化する場合がある。これにより、配線材の太陽電池に直接電気的に接続されていなかった部分が太陽電池に接触し、短絡が生じる虞がある。 By the way, the thermal expansion coefficient differs between the solar cell and the wiring material. For this reason, when the temperature of the solar cell module changes, stress is applied to the solar cell and the wiring material, thereby changing the relative positional relationship between adjacent solar cells electrically connected by the wiring material and the wiring material. There is a case. Thereby, the part which was not directly electrically connected to the solar cell of a wiring material may contact a solar cell, and there exists a possibility that a short circuit may arise.
それに対して本実施形態では、絶縁性の塗膜33により配線材本体32の表面の少なくとも一部が覆われている。このため、隣り合う太陽電池及び配線材の相対的な位置関係が変化した場合であっても、配線材30の太陽電池20に電気的に直接接続されていなかった部分が太陽電池20に直接接触することが抑制されている。従って、短絡による光電変換効率の低下を抑制することができる。その結果、太陽電池モジュール1の光電変換効率の経時的な低下を抑制することができる。
On the other hand, in this embodiment, at least a part of the surface of the wiring material
また、塗膜33により配線材本体32を保護することにより、配線材30の耐熱性を向上させることができる。特に、塗膜33が電着塗装膜により構成されている場合は、耐熱性がより効果的に向上する。
Further, by protecting the
配線材本体と太陽電池との直接的な接触を抑制する方法として、配線材本体に絶縁性のテープを貼付する方法も考えられる。しかしながら、テープを配線材本体に貼付すると、テープにより配線材の伸縮が阻害される。このため、太陽電池モジュールの温度が変化して配線材と太陽電池との間に熱膨張量差が生じた場合に配線材と太陽電池とに大きな応力が加わる。よって、太陽電池に大きな反りが発生したり、配線材が太陽電池から剥離しやすくなったりする。 As a method for suppressing direct contact between the wiring material body and the solar cell, a method of attaching an insulating tape to the wiring material body is also conceivable. However, when the tape is attached to the wiring material body, the expansion and contraction of the wiring material is hindered by the tape. For this reason, when the temperature of a solar cell module changes and a thermal expansion amount difference arises between a wiring material and a solar cell, a big stress is added to a wiring material and a solar cell. Therefore, a big curvature generate | occur | produces in a solar cell, or a wiring material becomes easy to peel from a solar cell.
それに対して、配線材本体32の表面の少なくとも一部の上に塗膜33を設けた場合では、テープを貼付する場合と比較して、配線材30の伸縮性が低下しにくい。よって、太陽電池モジュール1の温度が変化して配線材30と太陽電池20との間に熱膨張量差が生じた場合であっても、配線材30が伸縮することにより配線材30及び太陽電池20に加わる応力を緩和することができる。従って、太陽電池20に反りが発生したり、配線材30が太陽電池20から剥離したりすることを抑制することができる。
On the other hand, in the case where the
また、配線材本体に絶縁性のテープを貼付した場合は、テープと配線材本体との間に水分が浸入し、配線材本体が劣化する虞がある。それに対して、本実施形態のように、塗膜33を設けた場合であれば、配線材本体32と塗膜33との間に水分が浸入しにくい。従って、配線材30の水分に起因する劣化を抑制することができる。
Moreover, when an insulating tape is affixed to the wiring material body, moisture may enter between the tape and the wiring material body, and the wiring material body may deteriorate. On the other hand, when the
(変形例)
なお、本発明において、配線材は、配線材本体と接続部とを有するものである限りにおいて特に限定されない。配線材は、例えば、図6に示すような構造を有するものであってもよい。(Modification)
In the present invention, the wiring material is not particularly limited as long as it has a wiring material main body and a connecting portion. For example, the wiring member may have a structure as shown in FIG.
図6に示すように、本変形例では、配線材本体32のy方向において隣り合う接続部31間に位置する部分は、太陽電池20の配列方向であるx方向に対して垂直なy方向に対して傾斜した方向に延びる曲部32a〜32hを含む。具体的には、配線材本体32に開口34a〜34dが設けられている。これにより、配線材本体32の延びる方向であるy方向に対して傾斜した方向に延びる、少なくともひとつの屈曲部及び少なくともひとつの湾曲部の少なくとも一方により構成された曲部32a〜32hが設けられている。曲部32a〜32hは、伸縮性に優れている。このため、これら曲部32a〜32hが適宜伸縮することにより、配線材30や太陽電池20に加わる応力が効果的に緩和される。また、本変形例では、接続部31のy方向における両側に曲部32a〜32hが設けられている。このため、配線材30や太陽電池20に加わる応力がより効果的に緩和される。
As shown in FIG. 6, in this modification, the portion located between
開口34a〜34dは、その輪郭に角部を有さない形状を有することが好ましい。特に、開口34bは、円形状、長軸または短軸がy方向を向く楕円形状、もしくは、長軸または短軸がy方向を向く長円形状に設けられていることが好ましい。これにより、開口34a〜34dの輪郭に絶縁性の塗膜33が溜まることを抑制することができる。その結果、開口34a〜34dの輪郭から塗膜33が剥離することを抑制することができる。
It is preferable that the
本変形例においても、上記実施形態と同様に、配線材本体32の表面の少なくとも一部が絶縁性の塗膜33により覆われているため、配線材本体32と太陽電池20とが直接接触することによる短絡が抑制されている。また、配線材本体32にテープを貼付する場合とは異なり、塗膜33によっては配線材本体32の伸縮、特に曲部32a〜32hの伸縮が阻害され難いため、配線材30や太陽電池20に加わる応力をより効果的に緩和させることができる。その結果、太陽電池20から配線材30が剥離したり、太陽電池20に反りが発生したりすることを効果的に抑制することができる。
Also in this modification, since the at least part of the surface of the wiring material
また、接続部31に加わる応力を緩和する観点から、接続部31は、x方向に延びた先端部が丸みを持った形状を有していてもよい。
Further, from the viewpoint of alleviating the stress applied to the
配線材本体32の伸縮性をより高める観点から、曲部32a〜32hの表面の上には、塗膜33を設けない構成としてもよい。
From the viewpoint of further improving the stretchability of the
(第2〜第6の変形例)
図7は、第2の変形例における配線材の略図的平面図である。第2の変形例では、配線材本体32のy方向において隣り合う接続部31間に位置する部分のそれぞれの一部分に、ひとつの曲部(具体的には湾曲部)32cが設けられている。(Second to sixth modifications)
FIG. 7 is a schematic plan view of the wiring member in the second modification. In the second modification, one curved portion (specifically, a curved portion) 32c is provided in each part of the portion located between the
図8は、第3の変形例における配線材の略図的平面図である。第3の変形例では、配線材本体32のy方向において隣り合う接続部31間に位置する部分のそれぞれの一部分に、複数の屈曲部を含む曲部32dが設けられている。
FIG. 8 is a schematic plan view of the wiring member in the third modification. In the third modified example, a
図9は、第4の変形例における配線材の略図的平面図である。図10は、第5の変形例における配線材の略図的平面図である。図11は、第6の変形例における配線材の略図的平面図である。第4〜第6の変形例では、配線材本体32のy方向において隣り合う接続部31間に位置する部分の実質的に全体が曲部により構成されている。具体的には、第4の変形例では、配線材本体32のy方向において隣り合う接続部31間に位置する部分の実質的に全体が、複数の湾曲部により構成された曲部からなる。第5の変形例では、配線材本体32のy方向において隣り合う接続部31間に位置する部分の実質的に全体が、ひとつの湾曲部により構成された曲部からなる。第6の変形例では、配線材本体32のy方向において隣り合う接続部31間に位置する部分の実質的に全体が、互いに対向し、逆方向に突出する一組の曲部(具体的には湾曲部)32e、32fにより構成されている。以上のような場合であっても、曲部が伸縮可能であるため、太陽電池20や配線材30に加わる応力を緩和することができる。従って、改善された信頼性を有する太陽電池モジュールを実現することができる。
FIG. 9 is a schematic plan view of a wiring member according to a fourth modification. FIG. 10 is a schematic plan view of the wiring member in the fifth modification. FIG. 11 is a schematic plan view of a wiring member according to a sixth modification. In the fourth to sixth modifications, substantially the entire portion of the wiring member
また、第1及び第2の曲部により区画形成された開口は、例えば、長軸または短軸が第2の方向を向く楕円形状または長円形状であってもよい。 The opening defined by the first and second curved portions may be, for example, an ellipse or an ellipse having a major axis or a minor axis facing the second direction.
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態を含む。例えば、第1及び第2の電極の少なくとも一方は、バスバー部を有さず、複数のフィンガー部により構成された所謂バスバーレスの電極であってもよい。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。 Thus, the present invention includes various embodiments not described herein. For example, at least one of the first and second electrodes may be a so-called bus bar-less electrode that does not have a bus bar portion and is configured by a plurality of finger portions. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.
1…太陽電池モジュール
20…太陽電池
20a…第1の主面
20b…第2の主面
21…第1の電極
22…第2の電極
30…配線材
31…接続部
32…配線材本体
33…塗膜DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (9)
隣り合う前記太陽電池を電気的に接続している配線材と、
を備え、
前記配線材は、
前記太陽電池に電気的に直接接続されていない配線材本体と、
前記配線材本体に接続されており、前記太陽電池に電気的に直接接続されている接続部と、
を有し、
前記配線材本体の表面の少なくとも一部を覆う絶縁性の塗膜をさらに備える、太陽電池モジュール。A plurality of solar cells;
A wiring material electrically connecting the adjacent solar cells;
With
The wiring material is
A wiring material body that is not electrically connected directly to the solar cell;
Connected to the wiring material body, and a connection part electrically connected directly to the solar cell;
Have
The solar cell module further provided with the insulating coating film which covers at least one part of the surface of the said wiring material main body.
前記配線材は、隣接する前記太陽電池の一方の太陽電池の前記第1の電極と他方の太陽電池の前記第2の電極とを電気的に接続している、請求項1〜3のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。The solar cell has first and second electrodes on one main surface side,
4. The wiring member according to claim 1, wherein the wiring member electrically connects the first electrode of one solar cell of the adjacent solar cells and the second electrode of the other solar cell. 5. The solar cell module according to one item.
前記第1の方向の一方側に向かって突出する第1の曲部と、
前記第1の曲部と前記第1の方向において対向するように配されており、前記第1の方向の他方側に向かって突出する第2の曲部と、
を有し、
前記第1の曲部と前記第2の曲部とにより開口が区画形成されている、請求項5または6に記載の太陽電池モジュール。The part located between the adjacent connection parts of the wiring material body is
A first bend projecting toward one side of the first direction;
A second curved portion that is arranged to face the first curved portion in the first direction, and protrudes toward the other side of the first direction;
Have
The solar cell module according to claim 5 or 6, wherein an opening is defined by the first curved portion and the second curved portion.
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