JPWO2016203591A1 - 太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents

太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法 Download PDF

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Abstract

太陽電池モジュール１０は、受光面側に配置された光透過性基板１と、裏側に配置されたバックフィルム４と、光透過性を有する樹脂からなり前記光透過性基板１と前記バックフィルム４との間に狭持された封止層２とを備える。太陽電池モジュール１０は、前記封止層２の中に封止された複数の太陽電池セルと、前記光透過性基板１の面方向における前記太陽電池セルと異なる領域において前記封止層２の中に封止され、識別用管理情報が記載された樹脂からなる識別用ラベルシート５と、前記識別用ラベルシート５の前記光透過性基板１側に積層されて前記封止層２の中に封止され、光透過性を有する樹脂からなり紫外線吸収剤を含有する保護シート６とを備える。前記保護シート６は、前記封止層２のうち前記封止層２の厚み方向において前記太陽電池セルの受光面よりも前記光透過性基板１側に配置された受光面側封止層２ａよりも同一厚み当たりの紫外線吸収特性が大きい。

Description

本発明は、太陽電池セルが樹脂材料からなる封止材により封止された太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法に関する。
従来、太陽電池モジュールの封止材には、一般的にエチレン酢酸ビニル共重合体（Ethylene-Vinyl Acetate：ＥＶＡ）が使用されている。太陽電池モジュールの製造時には、ガラス基板などの光透過性基板と、ＥＶＡからなる受光面側封止層と、太陽電池アレイと、ＥＶＡからなる裏面側封止層と、裏面側被覆フィルムであるバックフィルムが順次積層される。従来から使用されている太陽電池モジュールの封止材は、一般的に、太陽電池モジュールの耐光性を向上させるために紫外線吸収剤が添加されている。
特許文献１では、太陽電池モジュールの発電性能を上げるために、紫外線吸収剤以外の添加物が添加され、紫外線吸収剤の添加量が少ない、すなわち紫外線吸収能力が小さい封止材が開示されている。
また、太陽電池モジュールの実装部材の１つに、太陽電池モジュールの内部に搭載される仕様の、ポリエチレンテレフタレート（Polyethylene Terephthalate：ＰＥＴ）などの樹脂にバーコード等の識別番号を記入したシートである識別用ラベルシートがある。識別用ラベルシートは、製造された太陽電池モジュールを識別管理するために必要な部材である。また、識別用ラベルシートは、太陽電池アレイを封止する封止材とは、異なる材料により構成される場合がある。
特許第４８９０７５２号公報
しかしながら、上記特許文献１の技術によれば、添加する紫外線吸収剤の量が少ない封止材を用いるため、識別用ラベルシートには多量の紫外線が照射される。この場合、太陽電池モジュールの屋外使用時に、紫外線が照射に起因して識別用ラベルシートが変色するおそれがあった。そして、識別用ラベルシートが変色した場合には、識別用ラベルシートに記載された内容が識別し難くなる、または識別できなくなる、という問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、太陽電池モジュールに備えられた、太陽電池モジュールを識別管理するための識別用ラベルシートの変色を抑制することが可能な太陽電池モジュールを得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、受光面側に配置されて光透過性を有する受光面側保護部材と、受光面と対向する裏側に配置された裏面側保護部材と、光透過性を有する樹脂からなり受光面側保護部材と裏面側保護部材との間に狭持された封止層と、電気的に接続されて封止層の中に封止された複数の太陽電池セルと、受光面側保護部材の面方向における太陽電池セルと異なる領域において封止層の中に封止され、識別用管理情報が記載された樹脂からなる識別用ラベルシートと、識別用ラベルシートの受光面側保護部材側に積層されて封止層の中に封止され、光透過性を有する樹脂からなり紫外線吸収剤を含有する保護シートと、を備え、保護シートは、封止層のうち封止層の厚み方向において太陽電池セルの受光面よりも受光面側保護部材側に配置された受光面側封止層よりも同一厚み当たりの紫外線吸収特性が大きいこと、を特徴とする。
本発明にかかる太陽電池モジュールは、太陽電池モジュールに備えられた、太陽電池モジュールを識別管理するための識別用ラベルシートの変色を抑制することが可能な太陽電池モジュールが得られる、という効果を奏する。
本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールを示す模式断面図 本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの製造方法の手順を示すフローチャート 本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの製造方法を示す模式断面図 本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの製造方法を示す模式断面図 本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの製造方法を示す模式断面図 本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの製造に用いられる太陽電池モジュール製造装置を示す模式断面図 本発明の実施の形態２にかかる太陽電池モジュールを示す模式断面図 本発明の実施の形態２にかかる太陽電池モジュールの製造方法を示す模式断面図 本発明の実施の形態２にかかる太陽電池モジュールの製造方法を示す模式断面図 本発明の実施の形態２にかかる太陽電池モジュールの製造方法を示す模式断面図 本発明の実施の形態３にかかる太陽電池モジュールを示す模式平面図 本発明の実施の形態３にかかる太陽電池モジュールにおける保護シートと識別用ラベルシートとの積層位置の周辺領域を拡大して示す拡大図
以下に、本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１０を示す模式断面図である。本実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１０は、受光面側に配置された受光面側保護部材である光透過性基板１と、受光面と対向する裏面側に配置された裏面側保護部材としての裏面側被覆フィルムであるバックフィルム４と、光透過性基板１とバックフィルム４との間に狭持された封止層２と、図示しない複数の太陽電池セルが電気的に接続されて封止層２の中に封止された太陽電池アレイ３と、光透過性基板１の面方向における太陽電池セルと重複しない領域において封止層２の中に封止された識別用ラベルシート５と、識別用ラベルシート５の光透過性基板１側に積層された状態で封止層２の中に封止された保護シート６と、を備える。太陽電池モジュール１０においては、太陽光Ｌは、光透過性基板１の表面側から入射する。
封止層２のうち、太陽電池セルの受光面よりも光透過性基板１側に配置された領域を受光面側封止層２ａと呼ぶ。また、封止層２のうち、太陽電池セルの受光面よりもバックフィルム４側に配置された領域を裏面側封止層２ｂと呼ぶ。
したがって、太陽電池モジュール１０は、光透過性基板１の面方向において太陽電池アレイ３が存在する領域においては、太陽光Ｌの入射側から、光透過性基板１と、受光面側封止層２ａと、太陽電池アレイ３と、裏面側封止層２ｂと、バックフィルム４と、が積層されている。また、太陽電池モジュール１０は、太陽電池セルと重複しない領域においては、太陽光Ｌの入射側から、光透過性基板１と、受光面側封止層２ａと、保護シート６と、識別用ラベルシート５と、裏面側封止層２ｂと、バックフィルム４と、が積層されている。
光透過性基板１は、受光面側封止層２ａの受光面側に、該受光面側封止層２ａの粘着力により固着されている。光透過性基板１には、光透過性および耐候性を有するガラス基板が用いられる。なお、ここでは光透過性基板１としてガラス基板を用いているが、光透過性および耐候性を有する材料であれば、樹脂板などの他の部材を使用してもよい。
封止層２は、太陽電池モジュールで一般的に用いられる封止材であるエチレン−酢酸ビニル共重合体（ethylene-vinyl acetate：ＥＶＡ）樹脂等の、光透過性を有する熱硬化性樹脂により構成されている。本実施の形態では封止層２の材料としてＥＶＡを用いているが、封止層２の材料は、ＥＶＡに限定されることなく、光透過性を有するとともに光透過性基板１と太陽電池アレイ３、および太陽電池アレイ３とバックフィルム４との間を接着して、太陽電池アレイ３を封止可能であれば、他の熱硬化性樹脂を用いてもよい。このような封止層２の材料には、エチレンアクリル酸エチル共重合体、エチレンアクリル酸メチル共重合体、ポリオレフィン系樹脂、シリコーン系樹脂などの他の樹脂も使用することが可能である。
また、封止層２は、耐候性、強度、光透過性基板１およびバックフィルム４との接着性を向上させるために架橋させることが効果的である。架橋の方法としては熱によりラジカルを生成させる方法が有効である。
また、封止層２に紫外線吸収特性を持たせることが好ましい。封止層２に紫外線吸収特性を持たせることにより、太陽光の紫外線に起因した太陽電池モジュール１０の各部材の劣化および変色を抑制して、太陽電池モジュール１０の各部材の耐光性を向上させることができる。封止層２に紫外線吸収剤を均一に含有させることにより紫外線吸収性を持たせることができる。なお、本明細書において、紫外線は、紫外線領域の波長を有する光を意味する。
一方、太陽電池モジュール１０の発電性能を向上させるためには、受光面側封止層２ａは、裏面側封止層２ｂよりも紫外線吸収特性が小さいことが好ましい。受光面側封止層２ａの紫外線吸収特性を裏面側封止層２ｂの紫外線吸収特性よりも小さくすることにより、受光面側封止層２ａで吸収される紫外線量を低減することができ、太陽電池セルへの紫外線照射量を増加させることができる。その一方で、裏面側封止層２ｂは、紫外線吸収特性により紫外線に起因したバックフィルム４の劣化を抑制できる。紫外線吸収特性は、光透過性基板１側から受光面側封止層２ａまたは裏面側封止層２ｂに入射される入射光のうちの紫外線領域の光の光量と、該入射光が受光面側封止層２ａまたは裏面側封止層２ｂをバックシート側に透過して出射される出射光のうちの紫外線領域の光の光量と、を比較することにより評価できる。
すなわち、受光面側封止層２ａと裏面側封止層２ｂとの厚みが同一である場合には、同一厚み当たりの紫外線吸収剤の含有量が少ないことが好ましい。受光面側封止層２ａと裏面側封止層２ｂとの厚みが同一である場合には、受光面側封止層２ａにおける同一厚み当たりの紫外線吸収剤の含有量を裏面側封止層２ｂにおける紫外線吸収剤の含有量よりも少なくすることにより、受光面側封止層２ａで吸収される紫外線量を低減することができ、太陽電池セルへの紫外線照射量を増加させることができる。これにより、太陽電池モジュール１０の発電性能を向上させるとともに、受光面側封止層２ａと裏面側封止層２ｂと、における紫外線吸収剤の含有量を同じにする場合に比べて低コストを実現できる。さらに、受光面側封止層２ａは、紫外線吸収特性を有していない、すなわち紫外線吸収剤を含有していなくてもよい。本実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１０では、受光面側封止層２ａは、紫外線吸収剤を有し、裏面側封止層２ｂよりも紫外線吸収剤の含有量が少なくされている。
紫外線吸収剤としては、公知のものを種々選択して用いることができる。紫外線吸収剤には、たとえばサリチル酸系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系、トリアジン系の有機化合物からなる紫外線吸収剤を用いることができる。
太陽電池アレイ３は、同一平面上において複数の図示しない太陽電池セルが隙間領域を有してマトリックス状に配列されている。複数の太陽電池セルは、隣り合う太陽電池セルの表裏面に設けられた電極を接続することにより電気的に直列に接続されている。太陽電池アレイ３を構成する太陽電池セルとしては、結晶系太陽電池等の公知の太陽電池セルを用いることができる。結晶系太陽電池セルとしては、単結晶シリコン太陽電池セルおよび多結晶シリコン太陽電池セルなどのシリコン系太陽電池セルが挙げられる。なお、結晶系太陽電池セルは、これらに限定されるものではない。
バックフィルム４は、裏面側封止層２ｂの裏面側に、該裏面側封止層２ｂの粘着力により固着されている。バックフィルム４は、ＰＥＴまたはプラスチックなどの耐候性を有する樹脂シートが用いられる。なお、裏面側被覆フィルムは、バックフィルム４に限定されず、耐候性を有する材料であれば、樹脂板などの他の部材を使用してもよい。
識別用ラベルシート５は、識別用管理部材であり、ＰＥＴ、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、アクリルなどの高分子樹脂により板状またはシート状の母材が構成され、母材の表面に個体識別番号が記載されている。本実施の形態１にかかる識別用ラベルシート５は、ＰＥＴにより構成されている。太陽電池モジュール１０は、各太陽電池モジュールを個別に識別管理する個体識別番号によって管理されている。個体識別番号には、モジュール型式、コネクタ型式、性能、および特性などの情報が別途、紐付けられている。そして、個体識別番号は、識別用ラベルシート５に熱転写プリントなどの印字方法により、黒などの黒色系の色で印字されている。
識別用ラベルシート５は、樹脂により構成されているため、長期間にわたって紫外線が照射されると、識別用ラベルシート５の母材である樹脂自体が黄変するなど、樹脂自体が着色されて変色する。識別用ラベルシート５が変色した場合には、識別用ラベルシート５に記載された個体識別番号が識別し難くなる、または識別できなくなる。
保護シート６は、識別用ラベルシート５の受光面側、すなわち光透過性基板１側に配置されて識別用ラベルシート５を保護する保護用シートである。保護シート６は、ＥＶＡまたはオレフィン等の光透過性を有する熱硬化性樹脂材料により構成される。本実施の形態１にかかる保護シート６は、ＥＶＡにより構成されている。
保護シート６は、紫外線吸収剤を含有しており、紫外線吸収特性を有する。すなわち、保護シート６は、光透過性基板１側から入射して受光面側封止層２ａを透過した太陽光Ｌにおける紫外線を吸収する。このため、識別用ラベルシート５には、光透過性基板１側から入射して受光面側封止層２ａを透過した太陽光よりも紫外線量が低減された光が入射する。これにより、太陽電池モジュール１０は、光透過性基板１側から入射する太陽光の紫外線に起因した識別用ラベルシート５の変色を抑制して、識別用ラベルシート５の耐光性を向上させることができる。
また、保護シート６は、単位体積当たりの紫外線吸収剤の含有量が受光面側封止層２ａよりも多くされ、単位体積当たりの紫外線吸収特性が受光面側封止層２ａよりも大きくされている。すなわち、光透過性基板１に垂直な方向における同一厚みにおいて、保護シート６は、紫外線吸収特性が受光面側封止層２ａよりも大きくされている。これにより、識別用ラベルシート５の受光面側に保護シート６を設けない場合よりも、すなわち識別用ラベルシート５の受光面側に受光面側封止層２ａが直接配置されている場合よりも、光透過性基板１側から入射する太陽光Ｌの紫外線に起因した識別用ラベルシート５の変色が抑制され、識別用ラベルシート５の耐光性が向上する。すなわち、保護シート６を受光面側封止層２ａの材料に置き換えた構造の場合よりも光透過性基板１側から入射する太陽光の紫外線に起因した識別用ラベルシート５の変色が抑制される。
なお、保護シート６の紫外線吸収特性は、光透過性基板１側から保護シート６に入射される入射光のうちの紫外線領域の光の光量と、該入射光が保護シート６を透過して出射される出射光のうちの紫外線領域の光の光量と、を比較することにより評価できる。受光面側封止層２ａの紫外線吸収特性についても同様である。
保護シート６における紫外線吸収剤の含有量は、所望の期間において識別用ラベルシート５の変色を抑制可能な条件で適宜設定されればよい。なお、識別用ラベルシート５の変色を抑制する効果は、太陽電池モジュール１０が使用される地域、紫外線吸収剤の種類、保護シート６における紫外線吸収剤の含有量、保護シート６の厚さ等の諸条件により変化する。したがって、保護シート６における紫外線吸収剤の含有量は、これらの諸条件について、受光面側封止層２ａよりも多い範囲で、所望の期間において識別用ラベルシート５の変色を抑制可能な適切な条件が設定されればよい。
保護シート６は、光透過性基板１の面方向において、識別用ラベルシート５の全領域を包含する領域に配置されることが好ましい。光透過性基板１の面方向において、識別用ラベルシート５が保護シート６からはみ出した領域、すなわち識別用ラベルシート５において保護シート６と重複していない領域がある場合には、この領域には保護シート６で紫外線量が低減されていない太陽光が入射する。このため、この領域では、上述した識別用ラベルシート５の変色を抑制する効果が得られない。
また、保護シート６は、受光面側封止層２ａよりも大きな紫外線吸収特性を有しているため、光透過性基板１側から入射する太陽光の紫外線に起因した保護シート６自体の変色が抑制され、保護シート６自体の耐光性についても受光面側封止層２ａよりも優れている。これにより、保護シート６自体の変色に起因して識別用ラベルシート５に記載された個体識別番号が識別し難くなる、または識別できなくなることを抑制できる。
また、保護シート６は、変色防止剤を含有して変色防止特性を有していもよい。変色防止剤を含有することにより、保護シート６自体の変色を、より抑制することができる。これにより、保護シート６自体の変色に起因して識別用ラベルシート５に記載された個体識別番号が識別し難くなる、または識別できなくなることを、より抑制できる。
つぎに、上記のように構成された太陽電池モジュール１０の製造方法について説明する。図２は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１０の製造方法の手順を示すフローチャートである。図３から図５は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１０の製造方法を示す模式断面図である。
まず、ステップ１０において、太陽電池アレイ作製工程が行われる。太陽電池アレイ作製工程では、まず公知の方法により複数の太陽電池セルが作製される。そして、太陽電池セル同士がリード線を用いて接続されることにより、複数の太陽電池セルが電気的に直列に接続された太陽電池アレイ３が形成される。
つぎに、ステップ２０において、第１積層工程が行われる。第１積層工程では、図３に示すように、光透過性基板１上に、ＥＶＡからなる受光面側封止層シート２ａｓと、太陽電池アレイ３と、ＥＶＡからなる裏面側封止層シート２ｂｓと、バックフィルム４と、が順次積層された第１積層体１１が形成される。受光面側封止層シート２ａｓと裏面側封止層シート２ｂｓとは、外形寸法が太陽電池アレイ３よりも大きい同じ寸法とされ、たとえば光透過性基板１およびバックフィルム４と同じとされる。また、受光面側封止層シート２ａｓと裏面側封止層シート２ｂｓとは、たとえば互いに同じ厚みとされる。これにより、ステップ３０において、受光面側封止層シート２ａｓと裏面側封止層シート２ｂｓとの間に保護シート６と識別用ラベルシート５とを挿入する領域を確保できる。なお、受光面側封止層シート２ａｓと裏面側封止層シート２ｂｓと外形寸法は、厚みによっては光透過性基板１およびバックフィルム４よりも小さくすることも可能である。
つぎに、ステップ３０において、第２積層工程が行われる。第２積層工程では、図４に示すように、ステップ２０において形成された第１積層体１１に、ＥＶＡからなる保護シート６とＰＥＴからなる識別用ラベルシート５とが積層される。保護シート６と識別用ラベルシート５との積層では、受光面側封止層シート２ａｓと裏面側封止層シート２ｂｓと、の間の領域における、太陽電池アレイ３と重複しない領域、すなわち太陽電池アレイ３が配置されていない領域の受光面側封止層シート２ａｓ上に保護シート６が積層される。そして、保護シート６と裏面側封止層シート２ｂｓとの間に識別用ラベルシート５が積層される。保護シート６および識別用ラベルシート５は、太陽電池アレイ３における太陽電池セルの受光面を遮蔽しない位置に配置される。これにより、第１積層体１１に保護シート６と識別用ラベルシート５とが積層された第２積層体１２が得られる。
ここで、保護シート６の外形は、識別用ラベルシート５の外形と同じ寸法、またはやや大きい形状とされる。識別用ラベルシート５および保護シート６の配置作業では、たとえば外形寸法が１５０ｍｍ×２０ｍｍ程度、厚みが０.１２５ｍｍ程度の四角形状の識別用ラベルシート５と、外形寸法が１５０ｍｍ×２０ｍｍ程度、厚みが０.４ｍｍ程度の四角形状の保護シート６とが重ねられ、その中心付近がピンセットで保持された状態で受光面側封止層シート２ａｓ上に載置される。なお、保護シート６と識別用ラベルシート５とを個別に順次積層することも可能である。
保護シート６の材料にＥＶＡを用いることにより、ＥＶＡからなる受光面側封止層シート２ａｓ上に保護シート６と識別用ラベルシート５との積層体を保護シート６を受光面側封止層シート２ａｓ側にして挿入した際に、受光面側封止層シート２ａｓと保護シート６とが密着し、滑らなくなる。すなわち、保護シート６と受光面側封止層シート２ａｓは同質の材料であるため、接触面での摩擦力が大きく、滑りにくい。このため、保護シート６の位置決めが容易になるとともに、次工程のラミネート工程中での保護シート６の滑りを防止することができる。これにより、後のラミネート工程中に保護シート６が滑ることにより識別用ラベルシート５の位置がずれ、識別用ラベルシート５が太陽電池セルの上に重なることを防止できる。すなわち、識別用ラベルシート５が太陽電池セルの上に重なることにより太陽電池セルの受光が遮られて、太陽電池セルの出力が低下する不具合を抑制することができる。
ここで、保護シート６を挿入しない場合は、識別用ラベルシート５と受光面側封止層シート２ａｓが接触することになる。この場合は、識別用ラベルシート５と受光面側封止層シート２ａｓとの接触面は滑りやすく、識別用ラベルシート５の位置ずれが起きやすい。
その後、ステップ４０において、ラミネート工程が行われる。ラミネート工程では、図６に示すような太陽電池モジュール製造装置１００を用いたラミネート封止プロセスにより第２積層体１２がラミネートされて、太陽電池アレイ３が封止層２の中に封止される。なお、受光面側封止層シート２ａｓと裏面側封止層シート２ｂｓとが同じ厚みとされているため、封止層２においては、保護シート６と識別用ラベルシート５との積層部分以外の領域では、光透過性基板１とバックフィルム４との間の中間位置近辺で受光面側封止層シート２ａｓと裏面側封止層シート２ｂｓとが接合される。
図６は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１０の製造に用いられる太陽電池モジュール製造装置１００を示す模式断面図である。太陽電池モジュール製造装置１００は、一般に太陽電池モジュールの製造に用いられる公知の樹脂封止装置、すなわち真空加熱ラミネート装置である。
太陽電池モジュール製造装置１００は、本体部１０１と、冷却コンベア１０３と、を備える。本体部１０１は、下方に配置される第１部材１０１ａと、封止材の溶融後にプレスする機能を備えて第１部材１０１ａの上方に配置される第２部材１０１ｂと、第２積層体１２を搬送するための環状の搬送シート１０１ｃと、を備える。また、第１部材１０１ａは、第２積層体１２を加熱するためのヒータ１０１Ｈを備える。なお、大気中においてラミネート工程を実施する場合について示したが、太陽電池モジュール製造装置１００は、真空中で第２積層体１２のラミネートを行う構成とされてもよい。
冷却コンベア１０３は、本体部１０１の下流側に配置されている。冷却コンベア１０３は、溶融および加圧処理が施されて本体部１０１から排出された第２積層体１２を空冷により冷却する機能と、第２積層体１２を搬送する機能と、を備える。冷却コンベア１０３は、複数個のローラが並列配置されることにより構成されているが、搬送シートおよび搬送チェーンにより構成されていてもよい。
ラミネート工程では、太陽電池モジュール製造装置１００において、第２積層体１２が、搬送シート１０１ｃに載置された状態で第１部材１０１ａ上に配置される。そして、ヒータ１０１Ｈを用いて第２積層体１２に対して加熱が行われ、受光面側封止層シート２ａｓと裏面側封止層シート２ｂｓとが溶融した状態で第１部材１０１ａにより第２積層体１２を加圧するラミネート封止プロセスである溶融加圧工程が実施される。
その後、第２積層体１２は、搬送シート１０１ｃが回転することにより本体部１０１から冷却コンベア１０３に送り出される。そして、第２積層体１２は、冷却コンベア１０３において、溶融した受光面側封止層シート２ａｓと裏面側封止層シート２ｂｓとが冷却硬化され、搬送される。これにより、図５に示すように、上記の各部材が一体化し、受光面側封止層シート２ａｓと裏面側封止層シート２ｂｓとが一体化した封止層２により太陽電池アレイ３が封止された実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１０が得られる。
なお、上記においては、ステップ２０において光透過性基板１上に受光面側封止層シート２ａｓと、太陽電池アレイ３と、裏面側封止層シート２ｂｓと、バックフィルム４とを順次積層した後に、ステップ３０において保護シート６と識別用ラベルシート５とを積層した。しかしながら、保護シート６と識別用ラベルシート５との積層順序はこれに限定されず、光透過性基板１上に受光面側封止層シート２ａｓと、太陽電池アレイ３とを積層した後に、保護シート６と識別用ラベルシート５とを積層し、その後、裏面側封止層シート２ｂｓと、バックフィルム４とを順次積層してもよい。また、光透過性基板１上に受光面側封止層シート２ａｓを積層した後に、保護シート６と識別用ラベルシート５とを積層し、その後、太陽電池アレイ３と、裏面側封止層シート２ｂｓと、バックフィルム４とを順次積層してもよい。
上述したように、本実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１０は、識別用ラベルシート５の受光面側に保護シート６が配置されている。このため、光透過性基板１側から入射して受光面側封止層２ａを透過した太陽光よりも紫外線量が低減された光が、識別用ラベルシート５に入射する。これにより、光透過性基板１側から入射する太陽光の紫外線に起因した識別用ラベルシート５の変色を抑制して、識別用ラベルシート５の耐光性を向上させることができる。
また、本実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１０は、保護シート６を備えるため、受光面側封止層２ａにおける紫外線吸収剤の含有量を、裏面側封止層２ｂにおける紫外線吸収剤の含有量よりも少なくした場合でも、光透過性基板１側から入射する太陽光の紫外線に起因した識別用ラベルシート５の変色を抑制して、識別用ラベルシート５の耐光性を向上させることができる。
また、本実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１０は、太陽電池セルの上を保護シート６で覆わないため、保護シート６に起因した太陽電池セルへの紫外線照射が遮られることを防止できる。これにより、保護シート６で紫外線量が低減されていない光の太陽電池セルへの照射が可能となり、太陽電池モジュール１０の出力を向上させることができる。
そして、本実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１０は、受光面側封止層２ａにおける紫外線吸収剤の含有量を、裏面側封止層２ｂにおける紫外線吸収剤の含有量よりも少なくすることにより、受光面側封止層２ａで吸収される紫外線量を低減することができ、太陽電池セルへの紫外線照射量を増加させることができる。これにより、受光面側封止層２ａと裏面側封止層２ｂにおける紫外線吸収剤を裏面側封止層２ｂに合わせた多量で同じにする場合に比べて低コストを実現できるとともに、太陽電池モジュール１０の出力を向上させることができる。
保護シート６の材料に、受光面側封止層シート２ａｓと同質の材料を用いることにより、ラミネート工程中における保護シート６の滑りによる識別用ラベルシート５の位置ずれに起因して太陽電池セルの出力が低下する不具合を抑制することができる。
したがって、本実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１０によれば、識別用ラベルシート５の変色を抑制することが可能であり、高出力かつ低コストの太陽電池モジュールを得ることができる。
実施の形態２．
図７は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池モジュール２０を示す模式断面図である。本実施の形態２にかかる太陽電池モジュール２０が実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１０と異なる点は、保護シート６の代わりに、保護シート６とＰＥＴシートとが積層されて一体化された構造を有する保護シート２１を備えることである。
保護シート２１は、保護シート６と同じ構成および機能を有する保護層２１ａと、ＰＥＴからなるＰＥＴシート層２１ｂと、が積層されて構成されている。保護シート２１は、保護層２１ａが受光面側封止層２ａ側とされ、ＰＥＴシート層２１ｂが識別用ラベルシート５側とされて積層されている。
保護シート２１は、絶縁シートとして使用できる。このため、太陽電池モジュール内に絶縁シートを用いる場合は部品の共通化ができる。太陽電池アレイ３は、一端が太陽電池モジュール２０の裏面側に引き出された図示しない出力リード線が接続される。この場合、出力リード線を周辺領域から確実に絶縁する場合に、絶縁シートが出力リード線の周りの領域に配置される。
保護シート２１は、保護シート６と同様に、識別用ラベルシート５の受光面側、すなわち光透過性基板１側に配置される。保護シート２１は、保護シート６と同じ機能を有する保護層２１ａを有するため、紫外線吸収特性を有する。すなわち、保護シート２１は、光透過性基板１側から入射した太陽光における紫外線を吸収する。このため、光透過性基板１側から入射した太陽光Ｌよりも紫外線量が低減された光が、識別用ラベルシート５に入射する。これにより、太陽電池モジュール１０は、光透過性基板１側から入射する太陽光の紫外線に起因した識別用ラベルシート５の変色を抑制して、識別用ラベルシート５の耐光性を向上させることができる。
また、保護シート２１は、保護シート６と同様に、光透過性基板１の面方向において、識別用ラベルシート５の全領域を包含する領域に配置されることが好ましい。
つぎに、上記のように構成された太陽電池モジュール２０の製造方法について説明する。なお、太陽電池モジュール２０の製造方法の基本的な工程は、太陽電池モジュール１０の製造方法と同じであるため、図２を参照して説明する。図８から図１０は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池モジュール２０の製造方法を示す模式断面図である。
まず、実施の形態１の場合と同様に、ステップ１０において太陽電池アレイ作製工程が行われる。つぎに、ステップ２０において、第１積層工程が行われ、図８に示すように、第１積層体１１が形成される。
つぎに、ステップ３０において、第２積層工程が行われる。本実施の形態２の場合は、第２積層工程では、図９に示すように、ステップ２０において積層された第１積層体１１に、保護シート２１と識別用ラベルシート５とが積層される。保護シート２１と識別用ラベルシート５との積層では、受光面側封止層シート２ａｓと裏面側封止層シート２ｂｓと、の間の領域における、太陽電池アレイ３と重複しない領域の受光面側封止層シート２ａｓ上に、保護シート２１が積層され、また保護シート２１と裏面側封止層シート２ｂｓとの間に識別用ラベルシート５が積層される。保護シート６および識別用ラベルシート５は、太陽電池アレイ３における太陽電池セルの受光面を遮蔽しない位置に配置される。これにより、第１積層体１１に保護シート２１と識別用ラベルシート５とが積層された第３積層体２２が得られる。
ここで、保護シート２１の外形は、識別用ラベルシート５の外形と同じ寸法、またはやや大きい形状とされる。識別用ラベルシート５および保護シート２１の配置作業では、たとえば外形寸法が１５０ｍｍ×２０ｍｍ程度、厚みが０.１２５ｍｍ程度の四角形状の識別用ラベルシート５と、外形寸法が１５０ｍｍ×２０ｍｍ程度、厚みが０.４５ｍｍ程度の四角形状の保護シート２１とが重ねられ、その中心付近がピンセットで保持された状態で受光面側封止層２上に載置される。なお、保護シート２１と識別用ラベルシート５とを個別に順次積層することも可能である。
保護シート２１の保護層２１ａの材料にＥＶＡを用いることにより、ＥＶＡからなる受光面側封止層シート２ａｓ上に保護シート２１を挿入した際に、受光面側封止層シート２ａｓと保護層２１ａとが密着し、滑らなくなる。すなわち、保護層２１ａと受光面側封止層シート２ａｓは同質の材料であるため、接触面での摩擦力が大きく、滑りにくい。このため、保護シート２１の位置決めが容易になるとともに、次工程の溶融加圧工程中での保護シート２１の滑りを防止することができる。これにより、後のラミネート工程中に保護シート２１が滑ることにより識別用ラベルシート５の位置がずれ、識別用ラベルシート５が太陽電池セルの上に重なることを防止できる。すなわち、識別用ラベルシート５が太陽電池セルの上に重なることにより太陽電池セルの受光が遮られて、太陽電池セルの出力が低下する不具合を抑制することができる。
ここで、保護シート６を挿入しない場合は、ＰＥＴからなる識別用ラベルシート５とＥＶＡからなる受光面側封止層シート２ａｓとが接触することになる。この場合は、識別用ラベルシート５と受光面側封止層シート２ａｓとの接触面は滑りやすく、識別用ラベルシート５の位置ずれが起きやすい。
また、本実施の形態２の構成では、ＰＥＴからなる識別用ラベルシート５はＰＥＴからなるＰＥＴシート層２１ｂと接触する。識別用ラベルシート５とＰＥＴシート層２１ｂとは同じＰＥＴにより構成されている。このため、識別用ラベルシート５とＰＥＴシート層２１ｂとの接触面は、ＰＥＴとＰＥＴの接触面となり、摩擦力が大きく滑りにくい。また、保護シート２１の受光面側封止層２側の接触面は受光面側封止層シート２ａｓと同じ熱硬化性樹脂で構成されているため、例えばＥＶＡとＥＶＡとの接触面となり、摩擦力が大きく滑りにくい。
即ち、識別用ラベルシート５と同質の材料を一面側に有し、受光面側封止層シート２ａｓと同質の材料を他面側に有して両者が一体化された保護シート２１を用いて、同質の材料同士が接触するように配置することにより、識別用ラベルシート５と保護シート２１との接触面にかかる摩擦力が大きくなる。これにより、後のラミネート工程中に識別用ラベルシート５の位置がずれ、識別用ラベルシート５が太陽電池セルの上に重なることを防止できる。すなわち、識別用ラベルシート５が太陽電池セルの上に重なることにより太陽電池セルの受光が遮られて、太陽電池セルの出力が低下する不具合を抑制することができる。
また、本実施の形態２では、保護シート２１はＥＶＡ層とＰＥＴ層との積層体であり、ＰＥＴはＥＶＡよりも固い、すなわち剛性が高い。このため、保護シート２１の挿入作業の際に、保護シート２１の曲がりによる垂れ下がりを防止することができ、保護シート２１の挿入作業が容易になる。すなわち、保護シート２１をＥＶＡ層とＰＥＴ層との積層体で形成することにより、保護シート２１の滑り防止と、挿入作業の容易性との両方の効果を同時に実現することができる。
その後、ステップ４０において、実施の形態１の場合と同様に、第３積層体２２に対してラミネート工程が行われることにより、図１０に示すように、実施の形態２にかかる太陽電池モジュール２０が得られる。
上述したように、本実施の形態２にかかる太陽電池モジュール２０は、保護シート６と同じ機能を有する保護シート２１が識別用ラベルシート５の受光面側に配置されている。これにより、太陽電池モジュール２０においては、実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１０と同様の効果が得られ、高出力かつ低コストの太陽電池モジュールを得ることができる。
また、本実施の形態２にかかる太陽電池モジュール２０は、保護シート２１がＥＶＡ層とＰＥＴ層との積層体により構成される。これにより、太陽電池モジュール２０においては、保護シート２１の挿入作業における、保護シート２１の滑り防止と、挿入作業の容易性との両方の効果を同時に実現することができる。また、ラミネート工程中における識別用ラベルシート５の位置ずれに起因して太陽電池セルの出力が低下する不具合を抑制することができる。
実施の形態３．
図１１は、本発明の実施の形態３にかかる太陽電池モジュール３０を示す模式平面図である。図１２は、本発明の実施の形態３にかかる太陽電池モジュール３０における保護シート６と識別用ラベルシート５との積層位置の周辺領域を拡大して示す拡大図であり、図１１における領域Ａを拡大して示す図である。なお、図１１および図１２においては、太陽電池アレイ３と保護シート６と識別用ラベルシート５とに注目して示しており、一部の部材を透過して見た状態を示している。
本実施の形態３にかかる太陽電池モジュール３０は、上述した実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１０の構成において、保護シート６がストリング間接続配線３４に重ねて配置された構成を有する。太陽電池アレイ３は、複数の太陽電池セル３２が電気的に直列に配線接続された太陽電池ストリング３１を有する。太陽電池ストリング３１は、第１の配列方向に配列された複数の太陽電池セル３２と、ストリング間接続配線３４とを有する。複数の太陽電池セル３２は、第１の配列方向において既定の距離だけ離間して略同一平面上に規則的に配列されている。そして、隣接する２つの太陽電池セル３２同士は、セル間接続配線３３によって電気的に直列に接続されている。
また、複数の太陽電池ストリング３１は、第２の配列方向において既定の距離だけ離間して略同一平面上に規則的に配列されている。そして、隣接する２つの太陽電池ストリング３１同士は、ストリング間接続配線３４によって電気的に直列に接続されている。本実施の形態３では、１０個の太陽電池セル３２が電気的に直列に接続された５本の太陽電池ストリング３１がさらに電気的に直列に配線接続されて、１つの長い太陽電池アレイ３が構成されている。
ストリング間接続配線３４は、太陽電池ストリング３１と、太陽電池モジュールの外周を囲って取り付けられるフレーム３５と、の間の領域に配置されている。この領域は、太陽電池モジュールの受光面側から視認できる領域である。
本実施の形態３にかかる太陽電池モジュール３０は、上述した実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１０の構成において、保護シート６がストリング間接続配線３４に重ねて配置された構成を有する。すなわち、本実施の形態３にかかる太陽電池モジュール３０における識別用ラベルシート５の積層位置では、太陽光Ｌの入射側から、光透過性基板１と、受光面側封止層２ａと、保護シート６と、識別用ラベルシート５と、ストリング間接続配線３４と、裏面側封止層２ｂと、バックフィルム４と、が順次積層されている。本実施の形態３にかかる太陽電池モジュール３０は、保護シート６と識別用ラベルシート５とをストリング間接続配線３４に重ねて設けること以外は、太陽電池モジュール１０と同様の方法で作製できる。
本実施の形態３にかかる太陽電池モジュール３０は、上述した実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１０と同様に、識別用ラベルシート５の変色を抑制することが可能であり、高出力かつ低コストの太陽電池モジュールを得ることができる。
また、本実施の形態３にかかる太陽電池モジュール３０は、上述したラミネート時に保護シート６および識別用ラベルシート５とをストリング間接続配線３４で押さえることができるので、ラミネート中の識別用ラベルシート５の位置ずれを、より抑制することができる。この場合も、実施の形態１と同様に、保護シート６と受光面側封止層シート２ａｓとに同質の材料を用いることにより、ラミネート工程中における保護シート６の滑りによる識別用ラベルシート５の位置ずれに起因して太陽電池セルの出力が低下する不具合を抑制することができる。
そして、ストリング間接続配線３４に重ねて保護シート６を設けることにより、太陽電池モジュールの外形を大きくせずに、かつ外部から視認できる位置に識別用ラベルシート５を設けることができる。
ここで、保護シート６の外形寸法は、上述したように識別用ラベルシート５と同じ、または識別用ラベルシート５よりも大きい。また、保護シート６は、光透過性基板１の面方向において、太陽電池セル３２に重複せず、識別用ラベルシート５の全領域を包含する領域に配置されることが好ましい。
また、同様に、上述した実施の形態２にかかる太陽電池モジュール２０の構成において、保護シート２１がストリング間接続配線３４に重ねて配置された構成とすることができる。すなわち、太陽光Ｌの入射側から、光透過性基板１と、受光面側封止層２ａと、保護シート２１と、識別用ラベルシート５と、裏面側封止層２ｂと、バックフィルム４と、が順次積層された構成とすることができる。
上述したように、実施の形態３にかかる太陽電池モジュール３０は、ストリング間接続配線３４に重ねて保護シート６または保護シート２１が設けられる。これにより、実施の形態３にかかる太陽電池モジュール３０によれば、太陽電池モジュールの外形を大きくせずに、かつ外部から視認できる位置に、識別用ラベルシート５を設けることができる。
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
１ 光透過性基板、２ 封止層、２ａ 受光面側封止層、２ａｓ 受光面側封止層シート、２ｂ 裏面側封止層、２ｂｓ 裏面側封止層シート、３ 太陽電池アレイ、４ バックフィルム、５ 識別用ラベルシート、６ 保護シート、１０，３０ 太陽電池モジュール、１１ 第１積層体、１２ 第２積層体、２０ 太陽電池モジュール、２１ 保護シート、２１ａ 保護層、２１ｂ ポリエチレンテレフタレートシート層、２２ 第３積層体、３１ 太陽電池ストリング、３２ 太陽電池セル、３３ セル間接続配線、３４ ストリング間接続配線、３５ フレーム、１００ 太陽電池モジュール製造装置、１０１ 本体部、１０１Ｈ ヒータ、１０１ａ 第１部材、１０１ｂ 第２部材、１０１ｃ 搬送シート、１０３ 冷却コンベア、Ｌ 太陽光。

Claims (11)

  1. 受光面側に配置されて光透過性を有する受光面側保護部材と、
    受光面と対向する裏側に配置された裏面側保護部材と、
    光透過性を有する樹脂からなり前記受光面側保護部材と前記裏面側保護部材との間に狭持された封止層と、
    電気的に接続されて前記封止層の中に封止された複数の太陽電池セルと、
    前記受光面側保護部材の面方向における前記太陽電池セルと異なる領域において前記封止層の中に封止され、識別用管理情報が記載された樹脂からなる識別用ラベルシートと、
    前記識別用ラベルシートの前記受光面側保護部材側に積層されて前記封止層の中に封止され、光透過性を有する樹脂からなり紫外線吸収剤を含有する保護シートと、
    を備え、
    前記保護シートは、前記封止層のうち前記封止層の厚み方向において前記太陽電池セルの受光面よりも前記受光面側保護部材側に配置された受光面側封止層よりも同一厚み当たりの紫外線吸収特性が大きいこと、
    を特徴とする太陽電池モジュール。
  2. 前記封止層のうち、前記封止層の厚み方向において前記太陽電池セルの受光面と対向する裏面よりも前記裏面側保護部材側に配置された裏面側封止層が、紫外線吸収特性を有すること、
    を特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
  3. 前記受光面側封止層は、前記裏面側封止層よりも紫外線吸収特性が小さいこと、
    を特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュール。
  4. 前記保護シートは、前記裏面側保護部材側に前記保護シートよりも剛性の高い樹脂層を備えること、
    を特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の太陽電池モジュール。
  5. 前記識別用ラベルシートと保護シートとは、前記複数の太陽電池セル同士を接続するための接続配線上に配置されていること、
    を特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の太陽電池モジュール。
  6. 光透過性を有する受光面側保護部材上に、光透過性を有する樹脂からなり封止層となる受光面側封止層シートと、電気的に接続された複数の太陽電池セルと、封止層となる裏面側封止層シートと、裏面側保護部材と、を順次積層して第１積層体を形成する第１工程と、
    前記受光面側封止層シートと前記裏面側封止層シートとの間における前記受光面側封止層シート上における前記太陽電池セルと異なる領域に、紫外線吸収剤を含有して光透過性を有する樹脂からなり前記受光面側封止層シートよりも同一厚み当たりの紫外線吸収特性が大きい保護シートと、識別用管理情報が記載された樹脂からなる識別用ラベルシートと、を順次積層して第２積層体を形成する第２工程と、
    前記第２積層体を加熱および加圧して太陽電池モジュールを形成する第３工程と、
    を含むことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
  7. 前記裏面側封止層シートが、紫外線吸収剤を含有すること、
    を特徴とする請求項６に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
  8. 前記受光面側封止層シートが、前記裏面側封止層シートよりも少ない含有量で前記紫外線吸収剤を含有すること、
    を特徴とする請求項７に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
  9. 前記保護シートは、前記識別用ラベルシートに前記保護シートよりも剛性の高い樹脂層を備えること、
    を特徴とする請求項６から８のいずれか１つに記載の太陽電池モジュールの製造方法。
  10. 前記識別用ラベルシートと保護シートとは、前記複数の太陽電池セル同士を接続する接続配線上に配置されること、
    を特徴とする請求項６から９のいずれか１つに記載の太陽電池モジュールの製造方法。
  11. 前記受光面側封止層シートと前記保護シートとが、同質の樹脂材料からなること、
    を特徴とする請求項６から１０のいずれか１つに記載の太陽電池モジュールの製造方法。
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