JPWO2013080550A1 - 太陽電池モジュール - Google Patents

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Abstract

太陽電池モジュール１０は、受光側に配置された表面ガラス板１２と、表面ガラス板１２と対向するように設けられた裏面ガラス板１４と、表面ガラス板１２と裏面ガラス板１４との間に設けられている光起電力装置１６と、表面ガラス板１２と裏面ガラス板１４との間に充填されている充填材３０と、を備える。表面ガラス板１２および裏面ガラス板１４は、周縁部Ｒ２において溶融接合された接合領域Ｒ１を有する。また、充填材３０の外周部３０ａと接合領域Ｒ１との間に空隙３８が形成されている。

Description

本発明は、太陽電池モジュールに関する。
従来、光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換装置として、いわゆる太陽電池の開発が各方面で精力的に行われている。太陽電池は、クリーンで無尽蔵なエネルギー源である太陽からの光を直接電気に変換できることから、新しいエネルギー源として期待されている。
太陽電池モジュールは屋外で使用されるため、モジュールとしてある程度の強度が必要となる。そこで、光電変換装置を太陽光受光側と裏面側の２枚のガラスで挟み込んだ太陽電池パネルが考案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−３１８３４号公報
ところで、太陽電池を普及させるためには、発電コストの低減が必要とされており、その達成のためには、光電変換装置の長寿命化が有効である。長寿命化を妨げる主な要因は、パネル内部への水分の浸入である。そこで、水分の浸入を防止するために、前述の太陽電池パネルは、周縁端部が封止材で封止されている。しかしながら、長期の使用によって、封止材は劣化し、水分が浸入しやすくなる。
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、太陽電池モジュールの信頼性を向上させる技術を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様の太陽電池モジュールは、受光側に配置された表面ガラス板と、表面ガラス板と対向するように設けられた裏面ガラス板と、表面ガラス板と裏面ガラス板との間に設けられている光起電力装置と、表面ガラス板と裏面ガラス板との間に充填されている充填材と、を備える。表面ガラス板および裏面ガラス板は、周縁部において溶融接合された接合部を有する。充填材の外周部と接合部との間に空隙が形成されている。
本発明によれば、太陽電池モジュールの信頼性を向上させることができる。
第１の実施の形態に係る太陽電池モジュールを受光面側から見た平面図である。 図１に示す端子ボックス近傍のＡ−Ａ断面図である。 図１に示す太陽電池モジュールの外縁部の要部拡大図である。 表面ガラス板と裏面ガラス板との溶融接合の変形例を示す図である。 表面ガラス板と裏面ガラス板との溶融接合の変形例を示す図である。 第２の実施の形態に係る太陽電池モジュールの構造を示す断面図である。
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
以下の各図に示す各層、各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る太陽電池モジュールを受光面側から見た平面図である。図２は、図１に示す端子ボックス近傍のＡ−Ａ断面図である。
太陽電池モジュール１０は、受光側に配置された表面ガラス板１２と、表面ガラス板１２と対向するように設けられた裏面ガラス板１４と、表面ガラス板１２と裏面ガラス板１４との間に設けられている光起電力装置１６と、を備える。
表面ガラス板１２は、例えば、１ｍ角及び板厚４ｍｍのガラス板が適用される。ただし、これに限定されるものではなく、光起電力装置１６の形成に適しており、太陽電池モジュール１０を機械的に支持できるものであればよい。太陽電池モジュール１０への光の入射は基本的に表面ガラス板１２側から行われる。
表面ガラス板１２上には光起電力装置１６が形成される。光起電力装置１６は、透明電極、光電変換ユニット、裏面電極等が積層されて形成される。透明電極は、例えば、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等に錫（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、フッ素（Ｆ）、アルミニウム（Ａｌ）等をドープした透明導電性酸化物（ＴＣＯ）のうち、少なくとも一種類または複数種を組み合わせた膜を用いることができる。
また、光電変換ユニットは、例えば、アモルファスシリコン光電変換ユニット（ａ−Ｓｉユニット）や微結晶シリコン光電変換ユニット（μｃ−Ｓｉユニット）等が挙げられる。光電変換ユニットは、タンデム型やトリプル型のように複数の光電変換ユニットを積層した構造としてもよい。裏面電極は、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）や反射性金属、それらの積層構造とすることができる。透明導電性酸化物（ＴＣＯ）としては、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等が用いられ、反射性金属としては、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属が用いられる。
裏面ガラス板１４は、表面ガラス板１２上に形成された光起電力装置１６を覆うように設けられる。裏面ガラス板１４は、例えば、表面ガラス板１２と略同じ大きさを有し、板厚３．２ｍｍのガラス板が適用される。ただし、これに限定されるものではない。
表面ガラス板１２と裏面ガラス板１４は、それらの外周縁領域の接合領域Ｒ１において溶融接合されている。接合領域Ｒ１は、表面ガラス板１２において光起電力装置１６が形成されていない周縁部Ｒ２に設けられる。周縁部Ｒ２（図１においてハッチングされていない領域）は、例えば、表面ガラス板１２上にいったん形成した光起電力装置１６をレーザ等で除去して設けることができる。表面ガラス板１２と裏面ガラス板１４とを溶融接合するために、図２に示すように、表面ガラス板１２及び裏面ガラス板１４の少なくとも一方の周辺部を撓ませた状態とすることが好適である。
ここで、「溶融接合」とは、例えば、表面ガラス板１２や裏面ガラス板１４の一部が溶けた状態で互いに接合されている状態と捉えることができる。より好ましくは、表面ガラス板１２と裏面ガラス板１４との界面において、表面ガラス板１２及び裏面ガラス板１４のガラス同士が互いに溶融して混ざり合った状態であるとよい。
次に、光起電力装置１６で発電した電力の取り出し経路について説明する。図１、図２に示すように、光起電力装置１６で発電された電力を取り出すために第１集電配線２２及び第２集電配線２４が形成されている。第１集電配線２２は、並列に分割された光起電力装置１６から集電を行うための配線であり、第２集電配線２４は、第１集電配線２２から端子ボックス２６までを接続する配線である。
第１集電配線２２は、光起電力装置１６の裏面電極上に延設されている。また、第１集電配線２２は、太陽電池モジュール１０の端辺付近において並列に分割された光電変換層の正電極同士及び負電極同士を接続するために形成されている。したがって、第１集電配線２２は、光電変換層の並列分割方向に直交する方向に沿って延設されている。本実施の形態では、図１に示すように、第１集電配線２２は左右の端辺に上下方向に沿って延設されている。これによって、直列接続された光起電力装置１６の正電極同士及び負電極同士が並列に接続される。
また、第２集電配線２４と光起電力装置１６の裏面電極との間の電気的な絶縁を形成するために絶縁被覆材２８が配設されている。絶縁被覆材２８は、図１及び図２に示すように、太陽電池モジュール１０の左右の端辺に沿って設けられた第１集電配線２２近傍から中央部の端子ボックス２６の配置位置まで、光起電力装置１６の裏面電極上に延設されている。また、絶縁被覆材２８は、図１に示すように、左右の第１集電配線２２の近傍から端子ボックス２６に向けて左右方向に沿って延設されている。絶縁被覆材２８は、例えば、ポリエステル（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド、ポリフッ化ビニル等とすることが好適である。また、絶縁被覆材２８は、裏面にシール状に接着剤が塗布されたものを用いることが好適である。
第２集電配線２４は、図１及び図２に示すように、左右の第１集電配線２２上から絶縁被覆材２８上に沿って太陽電池モジュール１０の中央部へ向けて延設されている。第２集電配線２４と光起電力装置１６の裏面電極との間に絶縁被覆材２８が挟み込まれることで、第２集電配線２４と裏面電極との電気的な絶縁が保たれる。一方、第２集電配線２４の一端は第１集電配線２２上まで延設され、第１集電配線２２に電気的に接続される。例えば、第２集電配線２４は超音波はんだ等によって第１集電配線２２に電気的に接続することが好適である。第２集電配線２４の他端は、後述する端子ボックス２６内の電極端子に接続されている。
表面ガラス板１２と裏面ガラス板１４とが対向している領域には、充填材３０が充填されている。充填材３０としては、ブチルゴムやエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）の他、シリコーンなどのコーキングに用いる材料、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）といった充填樹脂材料、エチレンエチルアクリレートコポリマー（ＥＥＡ）等のエチレン系樹脂、ウレタン、アクリル、エポキシ樹脂などを用いてもよい。また、図２に示すように、充填材３０の外周部と接合領域Ｒ１との間には、後述する空隙３８が形成されている。
太陽電池モジュール１０は、裏面ガラス板１４によって裏面側が封止される。このとき、裏面ガラス板１４の端子ボックス２６の取付位置付近に設けられた貫通孔２０を通して第２集電配線２４の端部を引き出す。そして、第２集電配線２４の端部を端子ボックス２６内の端子電極にはんだ付け等により電気的に接続し、端子ボックス２６内の空間にシリコーン等の絶縁樹脂３６を充填して蓋をする。端子ボックス２６は、第２集電配線２４の端部の引き出し用の貫通孔２０の近傍にシリコーン等を用いて接着して取り付けることが好適である。
＜溶融接合方法＞
次に、表面ガラス板１２と裏面ガラス板１４とを溶融接合する方法について説明する。
表面ガラス板１２と裏面ガラス板１４との溶融接合では、図２に示したように、表面ガラス板１２及び裏面ガラス板１４の少なくとも一方の周辺部を撓ませて、表面ガラス板１２と裏面ガラス板１４との周縁部Ｒ２を密着させた状態とする。そして、密着させた周縁部Ｒ２の接触面に焦点を合わせてレーザ装置３２からレーザビーム３４を照射し、表面ガラス板１２及び裏面ガラス板１４の外周４辺に沿って走査する
レーザビーム３４は、フェムト秒レーザビームとすることが好適である。すなわち、レーザビーム３４は、１ナノ秒以下のパルス幅を有するものとすることが好適である。また、レーザビーム３４は、表面ガラス板１２及び裏面ガラス板１４の少なくとも一方で吸収が生ずる波長とすることが好適である。例えば、レーザビーム３４は、波長８００ｎｍとすることが好適である。さらに、レーザビーム３４は、表面ガラス板１２と裏面ガラス板１４とが溶融するに足りるエネルギー密度及び走査速度で照射することが好適である。例えば、レーザビーム３４は、波長８００ｎｍ、パルス幅１５０ｆｓ、発振繰り返し１ｋＨｚ、１パルス当たり５マイクロジュール（μＪ）のパルスエネルギーで照射することが好適である。また、レーザビーム３４は、６０ｍｍ／分の走査速度で走査することが好適である。また、レーザビーム３４は、表面ガラス板１２側及び裏面ガラス板１４側のいずれから照射してもよい。
図３は、図１に示す太陽電池モジュール１０の外縁部の要部拡大図である。上述のように、太陽電池モジュール１０においては、表面ガラス板１２及び裏面ガラス板１４は、周縁部Ｒ２において隣接する部材である裏面ガラス板１４または表面ガラス板１２と溶融接合された接合領域Ｒ１を有する。そして、充填材３０の外周部３０ａと接合領域Ｒ１との間に空隙３８が形成されている。
太陽電池モジュール１０は、表面ガラス板１２と裏面ガラス板１４との周縁部Ｒ２の少なくとも一部が溶融接合されているため、対向する表面ガラス板１２と裏面ガラス板１４との外縁部からの水分の浸入に対する封止性能が向上する。その結果、長期にわたり太陽電池モジュールの信頼性を向上できる。
また、光起電力装置１６における発熱や、太陽光による加熱により充填材３０が膨張しても、充填材３０の外周部３０ａと接合領域Ｒ１との間に空隙３８が形成されている。そのため、充填材３０が膨張しても、空隙３８が緩衝領域として機能し、充填材３０の膨張による応力の増大が緩和される。
また、充填材３０が膨張した場合に、膨張した部分はまず空隙３８を埋めるように変形する。そのため、充填材３０は、接合領域Ｒ１近傍まで到達しにくくなり、接合領域Ｒ１にはく離方向の応力を発生させるような状況が抑制される。
また、溶融接合される接合領域Ｒ１と充填材３０とが空隙３８を介して離間されているため、溶融接合時に充填材３０が不必要に加熱されることが抑制され、充填材３０の劣化が抑制される。
また、仮に端子ボックス２６（裏面ガラス板１４の貫通孔２０）から水分が浸入し、充填材３０の内部を移動してきても、空隙３８で水分の移動が妨げられるので、水分が接合領域Ｒ１に達しにくくなり、接合領域Ｒ１での封止性能の劣化が抑制され、接合信頼性が向上する。
また、表面ガラス板１２と裏面ガラス板１４とを直接溶融接合することで、光起電力装置１６への水分の浸入経路となりうる部分が最小限となり、太陽電池モジュール１０の外縁部における封止性能が向上する。また、少ない部材でガラス板間の外周部の封止が行われるので、部品点数の低減や組立て工程の簡略化により太陽電池モジュール１０の製造コストの低減が図られる。
なお、接合領域Ｒ１は、表面ガラス板１２または裏面ガラス板１４の外縁の全周にわたって形成されていることが好ましい。これにより、外部の水分が表面ガラス板１２と裏面ガラス板１４との間を通過し、太陽電池モジュール１０の内部に浸入することがより抑制される。
表面ガラス板１２または裏面ガラス板１４の少なくとも一方が、撓んだ状態で隣接する部材と溶融接合されていてもよい。このように表面ガラス板１２または裏面ガラス板１４の少なくとも一方が撓んでいても、形成されている空隙３８により、発生する応力が緩和される。
（太陽電池モジュールの製造方法）
はじめに、光起電力装置１６、第１集電配線２２、第２集電配線２４および絶縁被覆材２８などが設けられている表面ガラス板１２を準備する。その状態で、光起電力装置１６を覆うように充填材３０を配置する。ここで、充填材３０が例えばシート状のエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）の場合、その大きさは、太陽電池モジュール１０の完成時に、充填材３０と接合領域Ｒ１との間に空隙３８が形成される程度に設定されている。換言すれば、シート状の充填材３０の場合、表面ガラス板１２または裏面ガラス板１４の周縁部Ｒ２よりも４辺が小さい四角形である。
次に、充填材３０の上に裏面ガラス板１４を配置し、表面ガラス板１２と裏面ガラス板１４とが周縁部で対向している状態で充填材３０を加熱圧着する。そして、裏面ガラス板１４の周辺部を撓ませて、表面ガラス板１２と裏面ガラス板１４との周縁部を密着させ、密着させた周縁部Ｒ２の接触面に焦点を合わせてレーザ装置３２からレーザビーム３４を照射し、表面ガラス板１２と裏面ガラス板１４とを溶融接合する。その結果、充填材３０と接合領域Ｒ１との間に空隙３８が形成された太陽電池モジュール１０が製造される（図２参照）。
（第２の実施の形態）
図６は、第２の実施の形態に係る太陽電池モジュールの構造を示す断面図である。
第２の実施の形態に係る太陽電池モジュール５００は、図６の断面図に示すように、表面ガラス板５０、パッシベーション層５１、ベース層５２、第１導電型拡散層５３、ｉ型層５４、第２導電型層５５、透明電極層６０、金属層５７（５７ｐ，５７ｎ）、充填材５８、裏面ガラス板５９を含んで構成される。パッシベーション層５１、ベース層５２、第１導電型拡散層５３、ｉ型層５４、第２導電型層５５、透明電極層６０、金属層５７は光電変換素子を構成する。
本実施の形態では、光起電力装置５１０は、複数の光電変換素子を含んで構成される。また、光起電力装置５１０は、裏面接合型光起電力素子であり、光起電力素子で発電された電力を外部へ取り出す電極が受光面とは反対側の主面（以下、裏面という。）のみに設けられる。ただし、本発明の適用範囲は、これに限定されるものではなく、表面ガラス板５０上に光電変換素子が複数配置されている光起電力装置であればよい。
ここで、受光面とは、光起電力素子において主に光が入射される主面を意味し、具体的には、光起電力素子に入射される光の大部分が入射される面である。また、裏面とは、光起電力素子の受光面とは反対側の面を意味する。
表面ガラス板５０は、光起電力素子を機械的に支持すると共に、光起電力素子に含まれる半導体層を外部環境から保護する。また、表面ガラス板５０は、光起電力素子の受光面側に配置されるので、光起電力素子で発電に利用される波長帯域の光を透過し、ベース層５２等の各層を機械的に支持できる材料（透光性部材）とされる。表面ガラス板５０は、例えば、透光性を有するガラス板が用いられる。
パッシベーション層５１は、表面ガラス板５０とベース層５２との間に設けられる。パッシベーション層５１は、ベース層５２の表面の未結合手（ダングリングボンド）を終端させる等の役割を果たし、ベース層５２の表面におけるキャリアの再結合を抑制する。パッシベーション層５１を設けることによって、光起電力素子の受光面側においてベース層５２の表面でのキャリアの再結合による損失を抑制することができる。
パッシベーション層５１は、例えば、窒化シリコン層（ＳｉＮ）を含むようにすればよく、酸化シリコン層（ＳｉＯｘ）と窒化シリコンとの積層構造とすることがより好ましい。例えば、酸化シリコン層及び窒化シリコン層をそれぞれ３０ｎｍ及び４０ｎｍの膜厚で順に積層した構造とすればよい。後述するように、パッシベーション層５１を介して表面ガラス板５０と光電変換素子とが接合される。
ベース層５２は、結晶質の半導体層である。なお、結晶質とは、単結晶のみならず、多数の結晶粒が集合した多結晶も含むものとする。ベース層５２は、光起電力素子の発電層となる。ここでは、ベース層５２は、ｎ型のドーパントが添加されたｎ型結晶質シリコン層とする。ベース層５２のドーピング濃度は１０１６／ｃｍ３程度とすればよい。
ベース層５２の膜厚は、発電層として十分にキャリアを発生できる膜厚であって且つ５０μｍ以下が望ましい。
ベース層５２と第１導電型拡散層５３とは結晶質同士がホモ接合された第１導電型コンタクト領域を形成する。第１導電型拡散層５３は、ｎ型のドーパントが添加されたｎ型結晶質シリコン層とする。第１導電型拡散層５３は、金属層５７（第１電極５７ｎ）と接合される層であり、ベース層５２よりも高いドーピング濃度とされる。第１導電型拡散層５３のドーピング濃度は１０１９／ｃｍ３程度とすればよい。第１導電型拡散層５３の膜厚は、金属との接触抵抗を十分に低くできる範囲でできるだけ薄くすることが好ましく、例えば０．１μｍ以上２μｍ以下とすればよい。
ｉ型層５４及び第２導電型層５５は、非晶質系の半導体層とされる。なお、非晶質系とは、アモルファス相又はアモルファス相内に微少な結晶粒が析出している微結晶相を含む。本実施の形態では、ｉ型層５４及び第２導電型層５５は、水素を含有するアモルファスシリコンとする。ｉ型層５４は、実質的に真性のアモルファスシリコン層とされる。第２導電型層５５は、ｐ型のドーパントが添加されたアモルファスシリコン層とされる。第２導電型層５５は、ｉ型層５４よりもドーピング濃度が高い半導体層とされる。例えば、ｉ型層５４には意図的にドーピングを行わず、第２導電型層５５のドーピング濃度は１０１８／ｃｍ３程度とすればよい。ｉ型層５４の膜厚は、光の吸収をできるだけ抑えられるように薄くし、一方でベース層５２の表面が十分にパッシベーションされる程度に厚くする。具体的には、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下とすればよく、例えば１０ｎｍとする。また、第２導電型層５５の膜厚は、光の吸収をできるだけ抑えられるように薄くし、一方で光起電力素子の開放電圧が十分に高くなるような程度に厚くする。例えば、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下とすればよく、例えば１０ｎｍとする。
透明電極層６０は、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等に錫（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、フッ素（Ｆ）、アルミニウム（Ａｌ）等をドープした透明導電性酸化物（ＴＣＯ）のうち少なくとも一種類又は複数種を組み合わせて用いることが好適である。特に、酸化亜鉛（ＺｎＯ）は、透光性が高く、抵抗率が低い等の利点を有している。透明電極層６０の膜厚は、１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下とすればよく、例えば１００ｎｍとする。
ベース層５２とｉ型層５４及び第２導電型層５５とは結晶質と非晶質とがヘテロ接合された第２導電型コンタクト領域を形成する。
金属層５７は、光起電力素子の裏面側に設けられる電極となる層である。金属層５７は、金属等の導電性の材料から構成され、例えば、銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）を含む材料とする。金属層５７は、第１導電型拡散層５３に接続される第１電極５７ｎと第２導電型層５５に接続される第２電極５７ｐとを含む。金属層５７は、さらに銅（Ｃｕ）や錫（Ｓｎ）等の電解メッキ層を含んでもよい。ただし、これに限定されるものでなく、金、銀等の他の金属、他の導電性材料、又はそれらの組合せとしてもよい。
さらに、光起電力素子の裏面側に充填材５８を配置し、裏面ガラス板５９で封止する。充填材５８は、ＥＶＡ、ポリイミド等の樹脂材料とすることができる。また、裏面ガラス板５９は、表面ガラス板５０と略同じ大きさのガラス板が適用され、これによって、太陽電池モジュール５００における光起電力装置５１０の発電層への水分の浸入等を防ぐことができる。
上述のように、太陽電池モジュール５００においては、表面ガラス板５０及び裏面ガラス板５９は、周縁部において隣接する部材である裏面ガラス板５９または表面ガラス板５０と溶融接合された接合領域Ｒ１を有する。そして、充填材５８の外周部５８ａと接合領域Ｒ１との間に空隙３８が形成されている。
また、表面ガラス板５０または裏面ガラス板５９の少なくとも一方が、撓んだ状態で隣接する部材と溶融接合されていてもよい。このように表面ガラス板５０または裏面ガラス板５９の少なくとも一方が撓んでいても、形成されている空隙３８により、発生する応力が緩和される。
以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を各実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。
上述の実施の形態では、表面ガラス板１２と裏面ガラス板１４との周縁部は直接溶融接合されている。しかしながら、太陽電池モジュール内部に配設される、光起電力装置１６や配線等の厚みが大きく、表面ガラス板１２と裏面ガラス板１４とを周縁部において密着させることが困難な場合がある。図４、図５は、表面ガラス板１２と裏面ガラス板１４との溶融接合の変形例を示す図である。
表面ガラス板１２と裏面ガラス板１４との周縁部の隙間が大きくなる場合には、図４の断面図に示すように、隙間にスペーサ５６を形成し、上述のレーザ装置３２によりスペーサ５６を溶融させることで、表面ガラス板１２と裏面ガラス板１４とを溶融接合してもよい。
スペーサ５６としては、Ｓｉ、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、ＳｉＯＸ等の、表面ガラス板１２と裏面ガラス板１４とを溶融接合できる元素を含む材料を適用することが好適である。例えば、ガラスフリットを裏面ガラス板１４の外縁部にスクリーン印刷で塗布し、焼成することで枠状のスペーサ５６を形成してもよい。
また、レーザビーム３４は、表面ガラス板１２側及び裏面ガラス板１４側のどちらからも照射することが可能である。そこで、結晶系シリコン太陽電池のように光起電力装置１６（シリコン基板を含む）自体が厚い場合等においては、図５に示すように、スペーサ５６の表面５６ａと表面ガラス板１２とを溶融接合させ、スペーサ５６の裏面５６ｂと裏面ガラス板１４とを溶融接合させる構成としてもよい。
これにより、表面ガラス板１２及び裏面ガラス板１４の両方を撓ませずに、対向する表面ガラス板１２と裏面ガラス板１４との周縁部における溶融接合が可能となり、撓んだガラス板の復元力による接合領域Ｒ１でのはく離方向の応力を発生させるような状況が抑制される。また、表面ガラス板１２と裏面ガラス板１４との間に配置される光起電力装置として、厚みが比較的大きな結晶系シリコン太陽電池を採用することが可能となる。
なお、以下の組合せによる太陽電池モジュールについても本発明の範囲に含まれうる。
（１）太陽電池モジュールは、
受光側に配置された表面ガラス板と、
前記表面ガラス板と対向するように設けられた裏面ガラス板と、
前記表面ガラス板と前記裏面ガラス板との間に設けられている光起電力装置と、
前記表面ガラス板と前記裏面ガラス板との間に充填されている充填材と、を備え、
前記表面ガラス板および前記裏面ガラス板は、周縁部において溶融接合された接合部を有し、
前記充填材の外周部と前記接合部との間に空隙が形成されている。
これにより、充填材が膨張しても、空隙が緩衝領域として機能し、充填材の膨張による応力の増大が緩和される。また、充填材が膨張した場合に、膨張した部分はまず空隙を埋めるように変形する。そのため、充填材は、接合領域近傍まで到達しにくくなり、接合領域にはく離方向の応力を発生させるような状況が抑制される。
（２）前記接合部は、前記表面ガラス板および裏面ガラス板の外縁の全周にわたって形成されている（１）に記載の太陽電池モジュールであってもよい。これにより、外部の水分が表面ガラス板と裏面ガラス板との間を通過し、太陽電池モジュールの内部に浸入することが抑制される。
（３）前記接合部は、前記裏面ガラス板と前記表面ガラス板とが直接溶融接合されて形成されている（１）または（２）に記載の太陽電池モジュールであってもよい。これにより、光起電力装置への水分の浸入経路となりうる部分が最小限となり、太陽電池モジュールの外縁部における封止性能が向上する。また、少ない部材でガラス板間の外周部の封止が行われるので、部品点数の低減や組立て工程の簡略化により太陽電池モジュールの製造コストの低減が図られる。
（４）前記表面ガラス板または前記裏面ガラス板の少なくとも一方は、撓んだ状態で前記接合部において溶融接合されている（１）乃至（３）のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールであってもよい。これにより、表面ガラス板または裏面ガラス板の少なくとも一方が撓んでいても、形成されている空隙により、発生する応力が緩和される。
（５）前記表面ガラス板の周縁部に、前記裏面ガラス板と対向するように配置されたスペーサ部材を更に備え、前記接合部は、前記表面ガラス板または前記裏面ガラス板の少なくとも一方の周縁部と前記スペーサ部材とが溶融接合されて形成されている（１）または（２）に記載の太陽電池モジュールであってもよい。これにより、表面ガラス板及び裏面ガラス板の両方を撓ませずに、対向する表面ガラス板と裏面ガラス板との周縁部における溶融接合が可能となり、撓んだガラス板の復元力による接合領域でのはく離方向の応力を発生させるような状況が抑制される。
Ｒ１ 接合領域、 Ｒ２ 周縁部、 １０ 太陽電池モジュール、 １２ 表面ガラス板、 １４ 裏面ガラス板、 １６ 光起電力装置、 ２０ 貫通孔、 ２２ 第１集電配線、 ２４ 第２集電配線、 ２６ 端子ボックス、 ３０ 充填材、 ３０ａ 外周部、 ３２ レーザ装置、 ３４ レーザビーム、 ３８ 空隙、 ５６ スペーサ。
本発明は、太陽電池モジュールに関する。

Claims (5)

  1. 受光側に配置された表面ガラス板と、
    前記表面ガラス板と対向するように設けられた裏面ガラス板と、
    前記表面ガラス板と前記裏面ガラス板との間に設けられている光起電力装置と、
    前記表面ガラス板と前記裏面ガラス板との間に充填されている充填材と、を備え、
    前記表面ガラス板および前記裏面ガラス板は、周縁部において溶融接合された接合部を有し、
    前記充填材の外周部と前記接合部との間に空隙が形成されている、
    ことを特徴とする太陽電池モジュール。
  2. 前記接合部は、前記表面ガラス板および裏面ガラス板の外縁の全周にわたって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
  3. 前記接合部は、前記裏面ガラス板と前記表面ガラス板とが直接溶融接合されて形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
  4. 前記表面ガラス板または前記裏面ガラス板の少なくとも一方は、撓んだ状態で前記接合部において溶融接合されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
  5. 前記表面ガラス板の周縁部に、前記裏面ガラス板と対向するように配置されたスペーサ部材を更に備え、
    前記接合部は、前記表面ガラス板または前記裏面ガラス板の少なくとも一方の周縁部と前記スペーサ部材とが溶融接合されて形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
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