JPWO2015194147A1 - 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（１）は、複数の太陽電池素子（１１）と、複数の太陽電池素子（１１）の表面側に配置された、ポリオレフィン系材料を含む表面充填部材（６０）と、複数の太陽電池素子（１１）の裏面側に配置された裏面充填部材（６５）と、複数の太陽電池素子（１１）の表面側に配置され、複数の太陽電池素子（１１）を電気的に接続するタブ配線（２０）と、タブ配線（２０）及び表面充填部材（６０）と接し、ポリオレフィン系材料よりも極性の高い、または吸水性の高い高分子材料を含む中間部材（４２）と、複数の太陽電池素子（１１）とで表面充填部材（６０）を挟むように配置された表面保護部材（８０）と、複数の太陽電池素子（１１）とで裏面充填部材（６５）を挟むように配置された裏面保護部材（９０）とを備える。
Description
本発明は、太陽電池モジュールに関する。
複数の太陽電池素子を備える太陽電池モジュールは、屋外設置が想定されるため、高耐熱性及び高耐湿性が要求される。高耐熱性及び高耐湿性を確保すべく、上記太陽電池モジュールには、複数の太陽電池素子を基板及び充填材で封入した構造が採用されている。
特許文献１には、透明前面基板と太陽電池素子との間に表側充填材層が配置され、裏面保護シートと太陽電池素子との間に裏側充填材層が配置された太陽電池モジュールの封止構造が開示されている。上記表側充填材層及び裏側充填材層は、共に、ポリエチレン及びポリエチレン重合体であるポリオレフィン系の充填材で構成されている。ポリオレフィン系の充填材は、加水分解による酢酸を発生させないという点で、太陽電池素子の腐食を抑制できる材料である。特許文献１に開示された太陽電池モジュールによれば、上記充填材を低密度に調整することにより、ホットスポット現象などで温度変化があった場合でも、ポリエチレンの結晶化を防止でき、充填材の白濁を抑制することが可能となる。
しかしながら、特許文献１に開示された太陽電池モジュールでは、水分を含んだ状態でホットスポット等により急激な温度変化が起こると、当該水分が気化し、太陽電池素子どうしを電気的に接続する配線部材と表側充填材層との界面で膨れ（体積膨張）及び気泡が発生する。また、膨れ及び気泡により、上記界面での剥がれが発生する。
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、太陽電池素子の腐食を抑制し、かつ、膨れや剥がれを防止することが可能な太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る太陽電池モジュールは、複数の太陽電池素子と、前記複数の太陽電池素子の表面側に配置された、ポリオレフィン系材料を含む表面充填部材と、前記複数の太陽電池素子の裏面側に配置された裏面充填部材と、前記複数の太陽電池素子の表面側に配置され、前記複数の太陽電池素子を接続する配線部材と、前記配線部材及び前記表面充填部材と接し、前記ポリオレフィン系材料よりも極性の高い、または、前記ポリオレフィン系材料よりも吸水性の高い高分子材料を含む中間部材と、前記複数の太陽電池素子とで前記表面充填部材を挟むように配置された表面保護部材と、前記複数の太陽電池素子とで前記裏面充填部材を挟むように配置された裏面保護部材とを備える。
本発明に係る太陽電池モジュールによれば、太陽電池素子の腐食を抑制し、かつ、膨れや剥がれを抑制することが可能となる。
以下では、本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールについて、図面を用いて詳細に説明する。以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。
本明細書において、太陽電池素子の「表面」とは、その反対側の面である「裏面」に比べ、光が多く内部へ入射可能な面を意味（５０％超過〜１００％の光が表面から内部に入射する）し、「裏面」側から光が内部に全く入らない場合も含む。また太陽電池モジュールの「表面」とは、太陽電池素子の「表面」と対向する側の光が入射可能な面を意味し、「裏面」とはその反対側の面を意味する。また、「第１の部材上に第２の部材を設ける」等の記載は、特に限定を付さない限り、第１及び第２の部材が直接接触して設けられる場合のみを意図しない。即ち、この記載は、第１及び第２の部材の間に他の部材が存在する場合を含む。また、「略＊＊」との記載は、「略同一」を例に挙げて説明すると、全く同一はもとより、実質的に同一と認められるものを含む意図である。
（実施の形態）
［１．太陽電池モジュールの基本構成］
本実施の形態に係る太陽電池モジュールの基本構成の一例について、図１を用いて説明する。
［１．太陽電池モジュールの基本構成］
本実施の形態に係る太陽電池モジュールの基本構成の一例について、図１を用いて説明する。
図１は、実施の形態に係る太陽電池モジュールの概観平面図である。同図に示された太陽電池モジュール１は、複数の太陽電池素子１１と、タブ配線２０と、わたり配線２５と、枠体５０と、光拡散部材７０とを備える。なお、図１には示していないが、太陽電池モジュール１は、さらに、表面充填部材と、裏面充填部材と、中間部材と、表面保護部材と、裏面保護部材とを備える。
太陽電池素子１１は、平面上に行列状に配置され、光照射により電力を発生する平板状の光起電力素子である。
タブ配線２０は、列方向に隣接する太陽電池素子１１を電気的に接続する配線部材である。
わたり配線２５は、太陽電池ストリングどうしを接続する配線部材である。なお、太陽電池ストリングとは、列方向に配置されタブ配線２０により接続された複数の太陽電池素子１１の集合体である。
枠体５０は、複数の太陽電池素子１１が２次元配列されたパネルの外周部を覆う外枠部材である。
光拡散部材７０は、光拡散機能を有する部材であり、太陽電池素子１１の表面側に配置されたタブ配線２０及びわたり配線２５の上方（表面側）であって、タブ配線２０の上面を覆うように形成されている。
中間部材、表面充填部材、裏面充填部材、表面保護部材、及び裏面保護部材については、後述する図４、図５Ａ及び図５Ｂにて詳細に説明する。
［２．太陽電池素子の構造］
太陽電池モジュール１の主たる構成要素である太陽電池素子１１の構造について説明する。
太陽電池モジュール１の主たる構成要素である太陽電池素子１１の構造について説明する。
図２は、実施の形態に係る太陽電池素子の平面図である。同図に示すように、太陽電池素子１１は、平面視において略正方形状である。また、太陽電池素子１１の表面上には、ストライプ状の複数のバスバー電極１１２が互いに平行に形成され、バスバー電極１１２と直交するようにストライプ状の複数のフィンガー電極１１１が互いに平行に形成されている。バスバー電極１１２及びフィンガー電極１１１は、集電極１１０を構成する。集電極１１０は、例えば、Ａｇ（銀）等の導電性粒子を含む導電性ペーストにより形成される。なお、バスバー電極１１２の線幅は、例えば、１．５ｍｍであり、フィンガー電極１１１の線幅は、例えば、１００μｍであり、フィンガー電極１１１のピッチは、例えば、２ｍｍである。また、バスバー電極１１２の上には、タブ配線２０が接合されている。
図３は、実施の形態に係る太陽電池素子の積層構造を表す断面図である。なお、同図は、図２における太陽電池素子１１のＣ−Ｃ断面図である。図３に示すように、ｎ型単結晶シリコンウエハ１０１の主面上にｉ型非晶質シリコン膜１２１及びｐ型非晶質シリコン膜１２２が、この順で形成されている。ｎ型単結晶シリコンウエハ１０１、ｉ型非晶質シリコン膜１２１及びｐ型非晶質シリコン膜１２２は、光電変換層を形成し、ｎ型単結晶シリコンウエハ１０１が主たる発電層となる。さらに、ｐ型非晶質シリコン膜１２２上に、受光面電極１０２が形成されている。図２に示したように、受光面電極１０２上には、複数のバスバー電極１１２及び複数のフィンガー電極１１１からなる集電極１１０が形成されている。なお、図３では、集電極１１０のうち、フィンガー電極１１１のみが示されている。
また、ｎ型単結晶シリコンウエハ１０１の裏面には、ｉ型非晶質シリコン膜１２３及びｎ型非晶質シリコン膜１２４が、この順で形成されている。さらに、ｎ型非晶質シリコン膜１２４上に、受光面電極１０３が形成され、受光面電極１０３上に、複数のバスバー電極１１２及び複数のフィンガー電極１１１からなる集電極１１０が形成されている。
なお、ｐ型非晶質シリコン層１２２がｎ型単結晶シリコンウエハ１０１の裏面側に、ｎ型非晶質シリコン層１２４がｎ型単結晶シリコンウエハ１０１の受光面側にそれぞれ形成されていてもよい。
集電極１１０は、例えば、樹脂材料をバインダとし、銀粒子等の導電性粒子をフィラーとした熱硬化型である樹脂型導電性ペーストを用いて、スクリーン印刷などの印刷法により形成することができる。
本実施の形態に係る太陽電池素子１１は、ｐｎ接合特性を改善するために、ｎ型単結晶シリコンウエハ１０１とｐ型非晶質シリコン膜１２２又はｎ型非晶質シリコン膜１２４との間に、ｉ型非晶質シリコン膜１２１を設けた構造を有している。
本実施の形態に係る太陽電池素子１１では、ｎ型単結晶シリコンウエハ１０１の表面側の受光面電極１０２及び裏面側の受光面電極１０３がそれぞれ受光面となる。ｎ型単結晶シリコンウエハ１０１において発生したキャリアは、光電流として表面側及び裏面側の受光面電極１０２及び１０３に拡散し、集電極１１０で収集される。
受光面電極１０２及び１０３は、例えば、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、ＳｎＯ２（酸化錫）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）等からなる透明電極である。なお、表面側の受光面電極１０２側のみから光を入射させる場合には、裏面側の受光面電極１０３は、透明でない金属電極であってもよい。
なお、裏面側の集電極としては、集電極１１０の代わりに受光面電極１０３上の全面に形成された電極を用いてもよい。
［３．太陽電池モジュールの構造］
次に、本実施の形態に係る太陽電池モジュール１の構造について、要部特徴を中心に説明する。
次に、本実施の形態に係る太陽電池モジュール１の構造について、要部特徴を中心に説明する。
図４は、実施の形態に係る太陽電池モジュールの列方向における構造断面図であり、図５Ａは、実施の形態に係る太陽電池モジュールの行方向における構造断面図である。具体的には、図４は図１の平面図のＡ−Ａ断面図であり、図５Ａは図１の平面図のＢ−Ｂ断面図である。
図４に示すように、本実施の形態に係る太陽電池モジュール１では、太陽電池素子１１の表面及び裏面にタブ配線２０が配置されている。列方向に隣接する２つの太陽電池素子１１において、一方の太陽電池素子１１の表面に配置されたタブ配線２０は、他方の太陽電池素子１１の裏面にも配置される。より具体的には、タブ配線２０の一端部の下面は、一方の太陽電池素子１１の表面側のバスバー電極１１２（図示せず）に接合される。また、タブ配線２０の他端部の上面は、他方の太陽電池素子１１の裏面側のバスバー電極１１２（図示せず）に接合される。これにより、列方向に配置された複数の太陽電池素子１１からなる太陽電池ストリングは、当該複数の太陽電池素子１１が列方向に直列接続された構成となっている。
タブ配線２０とバスバー電極１１２とは、例えば、図５Ａに示す樹脂接着部材４１により接合される。つまり、タブ配線２０は、樹脂接着部材４１を介して太陽電池素子１１に接続される。樹脂接着部材４１は、共晶半田の融点以下、即ち、約２００℃以下の温度で硬化することが好ましい。樹脂接着部材４１としては、例えば、アクリル樹脂、柔軟性の高いポリウレタン系などの熱硬化性樹脂接着剤の他、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、あるいはウレタン樹脂に硬化剤を混合させた２液反応系接着剤などを用いることができる。また、樹脂接着剤には、導電性を有する複数の粒子が含まれていてもよい。このような粒子としては、ニッケル、金コート付きニッケルなどを用いることができる。
図４及び図５Ａに示すように、タブ配線２０のうち、太陽電池素子１１の表面側に配置された部分は、中間部材４２と接合されている。さらに中間部材４２は、タブ配線２０を覆うように配置された光拡散部材７０とも接合されている。
なお、タブ配線２０としては、例えば、はんだコート銅箔等の導電性材料を用いることができる。
図４及び図５Ａに示すように、複数の太陽電池素子１１の表面側には表面保護部材８０が配設され、裏面側には裏面保護部材９０が配設されている。そして、複数の太陽電池素子１１を含む面と表面保護部材８０との間には表面充填部材６０が配置され、複数の太陽電池素子１１を含む面と裏面保護部材９０との間には裏面充填部材６５が配置されている。表面保護部材８０及び裏面保護部材９０は、それぞれ、表面充填部材６０及び裏面充填部材６５により固定されている。言い換えると、表面充填部材６０は、複数の太陽電池素子１１の表面側に配置され、裏面充填部材６５は、複数の太陽電池素子１１の裏面側であって、表面充填部材６０とで複数の太陽電池素子１１を挟むように配置されている。また、表面保護部材８０は、複数の太陽電池素子１１とで表面充填部材６０を挟むように配置され、裏面保護部材９０は、複数の太陽電池素子１１とで裏面充填部材６５を挟むように配置されている。
表面保護部材８０は、太陽電池モジュール１の内部を風雨や外部衝撃、火災などから保護し、太陽電池モジュール１の屋外暴露における長期信頼性を確保するための部材である。この観点から表面保護部材８０は、例えば、透光性及び遮水性を有するガラス、フィルム状または板状の硬質の透光性及び遮水性を有する樹脂部材等を用いることができる。裏面保護部材９０は、太陽電池モジュール１の裏面を外部環境から保護する部材であり、例えば、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ：ポリエチレンテレフタレート）等の樹脂フィルム、または、Ａｌ箔を樹脂フィルムでサンドイッチした構造を有する積層フィルムなどを用いることができる。
表面充填部材６０は、複数の太陽電池素子１１と表面保護部材８０との間の空間に充填された充填材であり、裏面充填部材６５は、複数の太陽電池素子１１と裏面保護部材９０との間の空間に充填された充填材である。表面充填部材６０及び裏面充填部材６５は、太陽電池素子１１を外部環境から遮断するための封止機能を有している。表面充填部材６０及び裏面充填部材６５の配置により、屋外設置が想定される太陽電池モジュール１の高耐熱性及び高耐湿性を確保することが可能となる。
表面充填部材６０は、ポリオレフィン系の充填材を主成分としている。ここで、ポリオレフィン系の充填材とは、例えば、ポリエチレン（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリプロピレン（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、及びポリエチレンとポリプロピレンとの重合体などが挙げられる。
表面充填部材６０としてポリオレフィン系の充填材を適用することにより、加水分解による酢酸を発生させず、酢酸による太陽電池素子１１の腐食を抑制することが可能となる。
裏面充填部材６５は、封止機能を有する高分子材料であればよい。なお、製造工程の簡素化、及び、表面充填部材６０との界面の密着性といった観点から、裏面充填部材６５は、表面充填部材６０と同じ材料であることが好ましい。裏面充填部材６５からの光の反射を利用して出力を向上させるために酸化チタン等の白色粒子を裏面充填部材６５に含有させることが好ましい。
表面保護部材８０、裏面保護部材９０、表面充填部材６０、裏面充填部材６５、及び中間部材４２の周囲を取り囲むように、接着剤を介して、例えばＡｌ製の枠体５０が取り付けられている。
中間部材４２は、図５Ａに示すように、タブ配線２０の側面及び表面充填部材６０と接している。言い換えれば、中間部材４２は、タブ配線２０の側面と表面充填部材６０とで挟まれている。また、太陽電池素子１１の表面及び光拡散部材７０の表面は、中間部材４２とは接しておらず、表面充填部材６０と接している。
中間部材４２は、ポリオレフィン系材料よりも極性の高い高分子材料を主成分としている。
または、中間部材４２は、ポリオレフィン系材料よりも吸水性の高い高分子材料を主成分としている。
つまり、中間部材４２は、極性分子である水を、ポリオレフィン系材料よりも多く吸収することが可能な材料を有している。なお、吸水性の高低を判定する物理量の一つとして、吸水率が挙げられる。
なお、中間部材４２が有する好適な高分子材料としては、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）及びポリエチレンテレフタレートの少なくとも一方が挙げられる。また、中間部材４２が有する高分子材料としては、ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体、及びポリビニルアセテート、等の親水性基を有する高分子材料が挙げられる。
なお、上述した「極性」の高低については、例えば、２成分系溶液の溶解度の目安となる溶解パラメータであるＳＰ値（Ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ）により評価することが可能である。上記溶解パラメータの評価により、２つの成分のＳＰ値の差が小さいほど２成分の溶解度は高いと判定できる。これを本実施の形態に適用すれば、水のＳＰ値に近いＳＰ値を有する材料ほど、水が溶解し易いと判定できる。この観点から、中間部材４２が有する高分子材料が第１ポリオレフィン系材料及び第２ポリオレフィン系材料よりも極性が高いとは、当該高分子材料のＳＰ値が、第１ポリオレフィン系材料及び第２ポリオレフィン系材料のＳＰ値よりも、極性物質である水のＳＰ値に近いということである。ここで、第１ポリオレフィン系材料及び第２ポリオレフィン系材料がポリエチレンであり、中間部材４２が有する高分子材料がポリエチレンテレフタレートである場合を例示する。この場合、水のＳＰ値（理論値）が２３．４であるのに対して、ポリエチレンのＳＰ値は７．９であり、ポリエチレンテレフタレートのＳＰ値は１０．７である。つまり、水及びポリエチレンのＳＰ値の差は１５．５であるのに対して、水及びポリエチレンテレフタレートのＳＰ値の差は１２．７である。言い換えれば、ポリエチレンテレフタレートのＳＰ値（１０．７）は、ポリエチレンのＳＰ値（７．９）よりも水のＳＰ値（２３．４）に近い。よって、ポリエチレンテレフタレートは、ポリエチレンよりも極性が高いと判定される。
表面充填材層と配線部材との間に上記中間部材が介在していない従来の太陽電池モジュールの構成では、急激な温度変化により、内在する水分が気化した場合、特に、表面充填材層と配線部材との界面での膨れ（体積膨張）及び気泡が発生してしまう。これにより、上記界面での剥がれや変形が生じてしまう恐れがある。
これに対して、本実施の形態に係る太陽電池モジュール１によれば、急激な温度変化により、内在する水分が気化しても、表面充填部材６０とタブ配線２０との間であって表面充填部材６０及びタブ配線２０接して配置された中間部材４２が、気化した水分を吸収する。これにより、中間部材４２は体積膨張せず、表面充填部材６０とタブ配線２０との界面での膨れ（体積膨張）及び気泡の発生を抑制することが可能となる。よって、ポリオレフィン系材料を主成分とする表面充填部材６０により太陽電池素子１１の腐食を防止し、かつ、中間部材４２により、膨れや剥がれを抑制することが可能となる。
さらに、中間部材４２は、膨れや剥がれを抑制する機能だけでなく、光拡散部材７０とタブ配線２０とを接合する接着機能を有することが可能となる。
なお、中間部材４２は、表面充填部材６０とタブ配線２０との界面に配置されるだけでなく、表面充填部材６０とわたり配線２５との界面に配置されていてもよい。つまり、この配置であっても、中間部材４２は、表面充填部材６０及び配線部材と接するように配置されている。
［４．中間部材の変形例］
本実施の形態では、中間部材４２は、表面充填部材６０とタブ配線２０の側面とで挟まれるように配置されているが、タブ配線２０の側面に接していなくてもよく、タブ配線２０の上面と接していればよい。
本実施の形態では、中間部材４２は、表面充填部材６０とタブ配線２０の側面とで挟まれるように配置されているが、タブ配線２０の側面に接していなくてもよく、タブ配線２０の上面と接していればよい。
図５Ｂは、実施の形態の変形例１に係る太陽電池モジュールの行方向における構造断面図である。具体的には、図５Ｂは図１の平面図のＢ−Ｂ断面図に相当する。図５Ｂに示すように、中間部材４３は、タブ配線２０の側面と接しておらず、タブ配線２０の上面及び表面充填部材６０と接している。また、太陽電池素子１１の表面、光拡散部材７０の表面及びタブ配線２０の側面は、中間部材４３とは接しておらず、表面充填部材６０と接している。
この構成であっても、中間部材４３が、タブ配線２０及び表面充填部材６０と接しているので、タブ配線２０と表面充填部材６０との界面で気化した水分を吸収することができる。これにより、中間部材４３は体積膨張せず、表面充填部材６０とタブ配線２０との界面での膨れ（体積膨張）及び気泡の発生を抑制することが可能となる。
［５．光拡散部材の変形例］
光拡散部材７０は、図４、図５Ａ及び図５Ｂに示されたような、上面及び側面が平坦な構造に限られない。光拡散部材７０が有する光拡散構造よりも、より効果的に光拡散可能な構造を有していてもよい。
光拡散部材７０は、図４、図５Ａ及び図５Ｂに示されたような、上面及び側面が平坦な構造に限られない。光拡散部材７０が有する光拡散構造よりも、より効果的に光拡散可能な構造を有していてもよい。
図６は、実施の形態の変形例２に係る光拡散部材の構造断面図である。同図に示された光拡散部材７０Ａは、高分子層７１と、金属層７２とを備える。
高分子層７１は、底面が中間部材４２と接しており、中間部材４２が有する上記高分子材料よりも硬質である高分子材料を主成分とする部材である。なお、高分子層７１には、複数の凹凸が形成されている。高分子層７１の材料として硬質な高分子材料を適用することにより、高分子層７１の表面加工の制御性が向上し、凹凸形状の精度を上げることが可能となる。高分子層７１が有する上記高分子材料は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が好適である。
金属層７２は、高分子層７１の表面上に形成された金属部材であり、高分子層７１と接していない面は、表面充填部材６０と接している。金属層７２は、例えば、光に対して反射率の高いＡｌなどが好適である。
金属層７２には、複数の凹凸が形成されている。これにより、表面側から入射してきた光は、金属層７２の表面で多方向に反射される。つまり、光拡散部材７０Ａは、光拡散及び光反射機能を有する。よって、タブ配線２０により太陽電池素子１１への入射を遮られた光を、太陽電池素子１１へと再配光できるので、太陽電池モジュール全体の光電変換効率を向上させることが可能となる。
なお、図６に示された金属層７２及び高分子層７１の凹凸形状は、規則的な形状となっているが、この凹凸形状はランダム形状であってもよい。
図６に示された高分子層７１の表面は凹凸形状を有しているが、これには限られず、高分子層７１の表面が平坦形状であって、金属層７２のみに凹凸形状を有する構造であってもよい。この場合には、必要な凹凸高さに応じて金属層７２の厚みを調整すればよい。
図６に示された光拡散部材７０Ａは、金属層７２を備える構成であるが、これには限られず、金属層７２が形成されていない構成であってもよい。この構成であっても、光拡散機能を有することが可能となる。
図６に示された光拡散部材７０Ａにおいて、凹凸形状がない構成であってもよい。この場合には、金属層７２の表面は鏡面加工されていることが好ましい。これにより、光反射機能を有することが可能となる。
上記実施の形態では、図１に示すように、光拡散部材７０は、列方向に配置された複数の太陽電池素子１１、つまり太陽電池ストリングにわたり連続形成されている。ここで、光拡散部材７０と太陽電池素子１１とで熱膨張係数に差異が生じる場合、製造工程における熱付加により光拡散部材７０が列方向に収縮することが想定される。この結果、太陽電池素子１１上において光拡散部材７０の位置ずれ及び剥がれが生じることが懸念される。以下の変形例では、光拡散部材７０の位置ずれ及び剥がれを防止する構成を説明する。
図７は、実施の形態の変形例３に係る光拡散部材の構造断面図である。同図には、平面視における太陽電池ストリングの一部が表されている。ここで、光拡散部材７０Ｂは、太陽電池素子１１ごとに分割されている。
これにより、光拡散部材７０Ｂと太陽電池素子１１とで熱膨張係数に差異が生じる場合であっても、熱付加による列方向の応力が分散される。よって、太陽電池素子１１上において光拡散部材７０Ｂの位置ずれを低減でき、また、剥がれを防止できる。
上記変形例３のように光拡散部材を分割するにあたり、太陽電池モジュールの仕様に応じて図８Ａまたは図８Ｂのように光拡散部材を調整することが可能である。
図８Ａは、光拡散部材の長さ調整の第一例を説明する図である。同図において、光拡散部材７０Ｃの列方向の両端部が太陽電池素子１１の端部からはみ出すように、列方向長さＬ１を有する光拡散部材７０Ｃを配置する。これによれば、熱付加工程により光拡散部材７０Ｃが収縮しても（列方向長さＬ２）、太陽電池素子１１を列方向において全て覆うことが可能となる。よって、タブ配線２０により太陽電池素子１１への入射を遮られた光を、効率よく太陽電池素子１１へと再配光できるので、太陽電池モジュール全体の光電変換効率を向上させることが可能となる。
図８Ｂは、光拡散部材の長さ調整の第二例を説明する図である。同図において、光拡散部材７０Ｄの列方向の長さが太陽電池素子１１の列方向の長さよりも短い状態で、列方向長さＬ３を有する光拡散部材７０Ｄを配置する。これによれば、熱付加工程により光拡散部材７０Ｄが収縮した場合に発生する列方向の応力を、より小さくすることが可能となる。よって、環境温度変化に対して、信頼性の高い太陽電池モジュールを提供することが可能となる。
［６．効果など］
本実施の形態に係る太陽電池モジュール１は、面上に並べて配置された複数の太陽電池素子１１と、複数の太陽電池素子１１の表面側に配置された、ポリオレフィン系材料を含む表面充填部材６０と、複数の太陽電池素子１１の裏面側に配置された裏面充填部材６５と、複数の太陽電池素子１１の表面側に配置され、複数の太陽電池素子１１を電気的に接続するタブ配線２０と、タブ配線２０及び表面充填部材６０と接し、ポリオレフィン系材料よりも極性の高い、または、ポリオレフィン系材料よりも吸水性の高い高分子材料を含む中間部材４２と、複数の太陽電池素子１１とで表面充填部材６０を挟むように配置された表面保護部材８０と、複数の太陽電池素子１１とで裏面充填部材６５を挟むように配置された裏面保護部材９０とを備える。
本実施の形態に係る太陽電池モジュール１は、面上に並べて配置された複数の太陽電池素子１１と、複数の太陽電池素子１１の表面側に配置された、ポリオレフィン系材料を含む表面充填部材６０と、複数の太陽電池素子１１の裏面側に配置された裏面充填部材６５と、複数の太陽電池素子１１の表面側に配置され、複数の太陽電池素子１１を電気的に接続するタブ配線２０と、タブ配線２０及び表面充填部材６０と接し、ポリオレフィン系材料よりも極性の高い、または、ポリオレフィン系材料よりも吸水性の高い高分子材料を含む中間部材４２と、複数の太陽電池素子１１とで表面充填部材６０を挟むように配置された表面保護部材８０と、複数の太陽電池素子１１とで裏面充填部材６５を挟むように配置された裏面保護部材９０とを備える。
上記構成によれば、急激な温度変化により、内在する水分が気化しても、表面充填部材６０とタブ配線２０との界面に配置された中間部材４２が、気化した水分を吸収する。これにより、中間部材４２は体積膨張せず、表面充填部材６０とタブ配線２０との界面での膨れ（体積膨張）及び気泡の発生を抑制することが可能となる。よって、ポリオレフィン系材料を主成分とする表面充填部材６０により太陽電池素子１１の腐食を防止し、かつ、中間部材４２により、膨れや剥がれを抑制することが可能となる。
中間部材４２は、タブ配線２０の側面と表面充填部材６０とで挟まれていてもよい。
これにより、表面充填部材６０との接触面積が大きいタブ配線２０の側面に中間部材４２が介在しているので、表面充填部材６０とタブ配線２０との界面での膨れ（体積膨張）及び気泡の発生を、より効果的に抑制することが可能となる。
さらに、タブ配線２０の上であってタブ配線２０の上面を覆うように形成された光拡散部材７０を備え、光拡散部材７０とタブ配線２０とは、中間部材４２を介して接着されていてもよい。
これによれば、膨れや剥がれを抑制する機能だけでなく、光拡散部材７０とタブ配線２０とを接合する接着機能を有することが可能となる。
光拡散部材７０Ａの表面には、複数の凹凸が形成されていてもよい。
これにより、タブ配線２０により太陽電池素子１１への入射を遮られた光は、光拡散部材７０Ａの表面で拡散する。よって、太陽電池素子１１に直接入射しない光を、太陽電池素子１１へと再配光できるので、太陽電池モジュール全体の光電変換効率を向上させることが可能となる。
光拡散部材７０Ａは、中間部材４２が有する高分子材料よりも硬質である高分子材料を主成分とする高分子層７１と、高分子層７１の表面に形成された金属層７２とを備えてもよい。
これにより、表面側から入射してきた光は、金属層７２の表面で反射する。よって、太陽電池素子１１に直接入射しない光を、太陽電池素子１１へと再配光できるので、太陽電池モジュール全体の光電変換効率を向上させることが可能となる。
高分子層７１及び金属層７２には、複数の凹凸が形成されていてもよい。
これにより、表面側から入射してきた光は、金属層７２の表面で反射及び拡散する。よって、太陽電池素子１１に直接入射しない光を、太陽電池素子１１へと再配光できるので、太陽電池モジュール全体の光電変換効率を向上させることが可能となる。
また、太陽電池素子１１の表面上に、樹脂接着部材４１を介してタブ配線２０が配置され、タブ配線２０の上に、中間部材４２が配置され、中間部材４２の上に、光拡散部材７０が配置され、中間部材４２に含まれる高分子材料は、エチレンビニルアセテートであり、高分子層７１に含まれる高分子材料は、ポリエチレンテレフタレートであってもよい。
（その他）
以上、本発明に係る太陽電池モジュールについて、上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
以上、本発明に係る太陽電池モジュールについて、上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施の形態では、太陽電池素子１１は、光起電力としての機能を有するものであればよく、太陽電池素子の構造に限定されない。
上記実施の形態に係る太陽電池モジュール１では、複数の太陽電池素子１１が面上に行列状配置された構成を示したが、行列状配置に限られない。例えば、円環状配置や１次元の直線状または曲線状に配置された構成であってもよい。
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
１ 太陽電池モジュール
１１ 太陽電池素子
２０ タブ配線（配線部材）
２５ わたり配線（配線部材）
４１ 樹脂接着部材
４２、４３ 中間部材
６０ 表面充填部材
６５ 裏面充填部材
７０、７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ、７０Ｄ 光拡散部材
７１ 高分子層
７２ 金属層
８０ 表面保護部材
９０ 裏面保護部材
１１ 太陽電池素子
２０ タブ配線（配線部材）
２５ わたり配線（配線部材）
４１ 樹脂接着部材
４２、４３ 中間部材
６０ 表面充填部材
６５ 裏面充填部材
７０、７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ、７０Ｄ 光拡散部材
７１ 高分子層
７２ 金属層
８０ 表面保護部材
９０ 裏面保護部材
Claims (7)
- 複数の太陽電池素子と、
前記複数の太陽電池素子の表面側に配置された、ポリオレフィン系材料を含む表面充填部材と、
前記複数の太陽電池素子の裏面側に配置された裏面充填部材と、
前記複数の太陽電池素子の表面側に配置され、前記複数の太陽電池素子を接続する配線部材と、
前記配線部材及び前記表面充填部材と接し、前記ポリオレフィン系材料よりも極性の高い、または、前記ポリオレフィン系材料よりも吸水性の高い高分子材料を含む中間部材と、
前記複数の太陽電池素子とで前記表面充填部材を挟むように配置された表面保護部材と、
前記複数の太陽電池素子とで前記裏面充填部材を挟むように配置された裏面保護部材とを備える
太陽電池モジュール。 - 前記中間部材は、前記配線部材の側面と前記表面充填部材とで挟まれている
請求項１に記載の太陽電池モジュール。 - 前記配線部材の上であって前記配線部材の上面を覆うように形成された光拡散部材をさらに備え、
前記光拡散部材と前記配線部材とは、前記中間部材を介して接着されている
請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。 - 前記光拡散部材の表面には、複数の凹凸が形成されている
請求項３に記載の太陽電池モジュール。 - 前記光拡散部材は、
前記高分子材料よりも硬質である高分子材料を主成分とする高分子層と、
前記高分子層の表面に形成された金属層とを備える
請求項３に記載の太陽電池モジュール。 - 前記高分子層及び前記金属層には、複数の凹凸が形成されている
請求項５に記載の太陽電池モジュール。 - 前記太陽電池素子の表面上に、樹脂接着部材を介して前記配線部材が配置され、
前記配線部材の上に、前記中間部材が配置され、
前記中間部材の上に、前記光拡散部材が配置され、
前記中間部材に含まれる前記高分子材料は、エチレンビニルアセテートであり、
前記高分子層に含まれる前記高分子材料は、ポリエチレンテレフタレートである
請求項５または６に記載の太陽電池モジュール。
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