JPWO2018062185A1 - 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

第２保護部材４０ｂは、太陽電池パネル内からの取出し配線材を露出させるスリット２６を有する。端子ボックス５０は、第２保護部材４０ｂにおけるスリット２６からの取出し配線材に接続される。接着部材６０は、端子ボックス５０と第２保護部材４０ｂとを接着する。第２保護部材４０ｂにおけるスリット２６の周辺部分４４は、周辺部分４４以外の非周辺部分４６よりも突出している。接着部材６０は、第２保護部材４０ｂにおける非周辺部分４６に配置される。

Description

本発明は、太陽電池モジュール、特に端子ボックスを備える太陽電池モジュールに関する。
複数の太陽電池素子は配線材によって直列に電気的に接続される。配線材は接続部材によって相互に電気的に接続され、太陽電池モジュール裏面に配置される端子ボックスにつながれることによって、発電された電力は外部に取り出される（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−１９４４０号公報
端末ボックスを太陽電池パネルの裏面側に取り付ける場合、シリコーン接着剤が使用されるが、シリコーン接着剤が固まるまでの仮止めとして、両面テープも使用される。両面テープには厚みがあるので、取り付けた端子ボックスががたつく場合がある。端子ボックスががたつくと、シリコーン接着剤に応力がかかり、端末ボックスを取り付けようとした位置からずれるおそれがある。
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、端子ボックスを配置させた場合のがたつきを抑制す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、太陽電池パネル内からの取出し配線材を露出させるスリットを有する裏面保護部材と、裏面保護部材におけるスリットからの取出し配線材に接続される端子ボックスと、端子ボックスと裏面保護部材とを接着する接着部材とを備える。裏面保護部材におけるスリットの周辺部分は、当該周辺部分以外の非周辺部分よりも突出しており、接着部材は、裏面保護部材における非周辺部分に配置される。
本発明の別の態様は、太陽電池モジュールの製造方法である。この方法は、太陽電池パネル内からの取出し配線材を露出させるスリットを有する裏面保護部材、あるいは端子ボックスに接着部材を取り付けるステップと、端子ボックスと裏面保護部材とを接着部材によって接着するステップと、裏面保護部材におけるスリットの周辺部分は、当該周辺部分以外の非周辺部分よりも突出しており、接着部材は、裏面保護部材における非周辺部分に配置される。
本発明によれば、端子ボックスを配置させた場合のがたつきを抑制できる。
本発明の実施例に係る太陽電池モジュールの裏面側からの平面図である。 図２（ａ）−（ｂ）は、図１の太陽電池パネルの一部を拡大した平面図である。 図１の太陽電池モジュールの断面図である。 本発明の実施例に係る別の太陽電池モジュールの裏面側からの平面図である。 図４の太陽電池パネルの一部を拡大した平面図である。 図３の第２保護部材の裏面側からの平面図である。 図７（ａ）−（ｂ）は、図１の太陽電池モジュールに取り付けられる端子ボックスの構造を示す図である。 図８（ａ）−（ｂ）は、図７（ａ）−（ｂ）の端子ボックスを取り付けた太陽電池モジュールの構造を示す図である。
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例は、太陽電池パネルの裏面側に端子ボックスが配置される太陽電池モジュールに関する。太陽電池パネルの裏面側からは取出し配線材が引き出され、取出し配線材が端子ボックスに接続されることによって、太陽電池パネルにおいて発電された電力は外部に出力される。この取出し配線材は、太陽電池パネル内において太陽電池セルに重なるように配置される。このような配置によって、取出し配線材が太陽電池セルに接触して短絡が発生するおそれがある。また、取出し配線材が太陽電池セルに接触して太陽電池セルを破損してしまうおそれもある。前者に対応するために、取出し配線材にラミネート加工が施されることによって、取出し配線材が絶縁される。また、後者に対応するために、取出し配線材と太陽電池セルとの間にクッション材としてＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）シートが挿入される。これらによって、太陽電池パネルを含む太陽電池モジュールの構造が複雑になり、太陽電池モジュールの製造工程が増加する。太陽電池モジュールの構造を簡易にするために、取出し配線材に対してラミネート加工を施さず、かつＥＶＡシートを挿入しない。その代わりに、渡り配線材および太陽電池セルと、取出し配線材の間に絶縁部材、例えば絶縁シートを挿入することによって、絶縁性およびクッション性が確保される。
太陽電池パネルの裏面側に端子ボックスを取り付ける場合、前述のごとく、シリコーン接着剤が使用される。具体的には、太陽電池パネルの裏面側あるいは端子ボックスに液状のシリコーン接着剤が塗布されてから、太陽電池パネルの裏面側と端子ボックスとが張り合わされて、その状態がシリコーン接着剤が固まるまで維持される。シリコーン接着剤が固まるまでの仮止めとして、太陽電池パネルの裏面側と端子ボックスとが両面テープで接着される。両面テープには厚みがあるので、太陽電池パネルの裏面側と端子ボックスとの間に隙間が生じる。この隙間によって、端子ボックスががたつくことがある。端子ボックスががたつくと、シリコーン接着剤に応力がかかるので、端末ボックスを取り付けようとした位置からずれるおそれがある。
端子ボックスを両面テープで接着した場合のがたつきの発生を抑制するために、本実施例に係る太陽電池モジュールの構造は次の通りである。太陽電池パネルの裏面側において、取出し配線を引き出すためのスリットの周辺部分は、絶縁シートの存在によって、それ以外の部分（以下、「非周辺部分」という）よりも突出する。本実施例では、非周辺部分に両面テープを貼り付けることによって、太陽電池パネルの裏面側と端子ボックスとを接着する。これにより、周辺部分と両面テープによって端子ボックスを支持することになるので、がたつきの発生が抑制される。なお、以下の説明において、「平行」、「直交」は、完全な平行、直交だけではなく、誤差の範囲で平行からずれている場合も含むものとする。また、「略」は、おおよその範囲で同一であるという意味である。以下では、（１）太陽電池パネルの構造を説明してから、（２）太陽電池パネルへの端子ボックスの取付を説明する。
（１）太陽電池パネルの構造
図１は、本発明の実施例に係る太陽電池モジュール１００の裏面側からの平面図であり、特に、太陽電池モジュール１００のうちの太陽電池パネル１１０を示す。太陽電池モジュール１００では、太陽電池パネル１１０の周囲を囲むようにフレームが取り付けられ、かつ太陽電池パネル１１０の裏面側に端子ボックスが配置されるが、ここではフレーム、端子ボックスの説明を省略する。図１に示すように、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸からなる直交座標系が規定される。ｘ軸、ｙ軸は、太陽電池パネル１１０の平面内において互いに直交する。ｚ軸は、ｘ軸およびｙ軸に垂直であり、太陽電池パネル１１０の厚み方向に延びる。また、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のそれぞれの正の方向は、図１における矢印の方向に規定され、負の方向は、矢印と逆向きの方向に規定される。太陽電池パネル１１０を形成する２つの主表面であって、かつｘ−ｙ平面に平行な２つの主表面のうち、ｚ軸の正方向側に配置される主平面が受光面であり、ｚ軸の負方向側に配置される主平面が裏面である。以下では、ｚ軸の正方向側を「受光面側」とよび、ｚ軸の負方向側を「裏面側」とよぶ。
太陽電池パネル１１０は、太陽電池セル１０と総称される第１１太陽電池セル１０ａａ、・・・、第８４太陽電池セル１０ｈｄ、渡り配線材１４と総称される第１渡り配線材１４ａ、第２渡り配線材１４ｂ、第３渡り配線材１４ｃ、第４渡り配線材１４ｄ、第５渡り配線材１４ｅ、第６渡り配線材１４ｆ、第７渡り配線材１４ｇ、第８渡り配線材１４ｈ、第９渡り配線材１４ｉ、セル端配線材１６、セル間配線材１８、取出し配線材２０と総称される第１取出し配線材２０ａ、第２取出し配線材２０ｂ、第３取出し配線材２０ｃ、第４取出し配線材２０ｄ、第５取出し配線材２０ｅを含む。
太陽電池パネル１１０は、ｘ−ｙ平面において広がる矩形の板形状を有する。第１非発電領域２２ａと第２非発電領域２２ｂは、ｘ軸方向において、複数の太陽電池セル１０を挟むように配置される。具体的には、第１非発電領域２２ａは複数の太陽電池セル１０よりもｘ軸の正方向側に配置され、第２非発電領域２２ｂは複数の太陽電池セル１０よりもｘ軸の負方向側に配置される。第１非発電領域２２ａ、第２非発電領域２２ｂ（以下、「非発電領域２２」と総称することもある）は、矩形状を有し、太陽電池セル１０を含まない。
複数の太陽電池セル１０のそれぞれは、入射する光を吸収して光起電力を発生する。太陽電池セル１０は、例えば、結晶系シリコン、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）またはインジウム燐（ＩｎＰ）等の半導体材料によって形成される。太陽電池セル１０の構造は、特に限定されないが、ここでは、一例として、結晶シリコンとアモルファスシリコンとが積層されているとする。図１では省略しているが、各太陽電池セル１０の受光面および裏面には、互いに平行にｙ軸方向に延びる複数のフィンガー電極と、複数のフィンガー電極に直交するようにｘ軸方向に延びる複数、例えば３本のバスバー電極とが備えられる。バスバー電極は、複数のフィンガー電極のそれぞれを接続する。また、バスバー電極およびフィンガー電極は、例えば、銀ペースト等により形成される。
複数の太陽電池セル１０は、ｘ−ｙ平面上にマトリクス状に配列される。ここでは、一例として、ｘ軸方向に４つの太陽電池セル１０が並べられ、ｙ軸方向に８つの太陽電池セル１０が並べられる。なお、ｘ軸方向に並べられる太陽電池セル１０の数と、ｙ軸方向に並べられる太陽電池セル１０の数は、これに限定されない。ｘ軸方向に並んで配置される４つの太陽電池セル１０は、セル間配線材１８によって直列に接続され、１つの太陽電池ストリング１２が形成される。例えば、第１１太陽電池セル１０ａａ、第１２太陽電池セル１０ａｂ、第１３太陽電池セル１０ａｃ、第１４太陽電池セル１０ａｄが接続されることによって、第１太陽電池ストリング１２ａが形成される。他の太陽電池ストリング１２、例えば、第２太陽電池ストリング１２ｂから第８太陽電池ストリング１２ｈも同様に形成される。その結果、８つの太陽電池ストリング１２がｙ軸方向に平行に並べられる。
このような８つの太陽電池ストリング１２のうちの１つの太陽電池ストリング１２（以下、「第１の太陽電池ストリング１２」ということもある）はｘ軸方向に延びる。また、８つの太陽電池ストリング１２のうちの別の１つの太陽電池ストリング１２（以下、「第２の太陽電池ストリング１２」ということもある）は、第１の太陽電池ストリング１２に沿って延びる。
例えば、第１太陽電池ストリング１２ａが「第１の太陽電池ストリング１２」に対応する場合、第２太陽電池ストリング１２ｂから第４太陽電池ストリング１２ｄの少なくとも１つが「第２の太陽電池ストリング１２」に対応する。また、第２太陽電池ストリング１２ｂと第３太陽電池ストリング１２ｃの少なくとも１つが「第１の太陽電池ストリング１２」に対応する場合、第４太陽電池ストリング１２ｄが「第２の太陽電池ストリング１２」に対応する。
また、第８太陽電池ストリング１２ｈが「第１の太陽電池ストリング１２」に対応する場合、第５太陽電池ストリング１２ｅから第７太陽電池ストリング１２ｇの少なくとも１つが「第２の太陽電池ストリング１２」に対応する。また、第６太陽電池ストリング１２ｆと第７太陽電池ストリング１２ｇの少なくとも１つが「第１の太陽電池ストリング１２」に対応する場合、第５太陽電池ストリング１２ｅが「第２の太陽電池ストリング１２」に対応する。
太陽電池ストリング１２を形成するために、セル間配線材１８は、隣接した太陽電池セル１０のうちの一方の受光面側のバスバー電極と、他方の裏面側のバスバー電極とを接続する。例えば、第１１太陽電池セル１０ａａと第１２太陽電池セル１０ａｂとを接続するための３つのセル間配線材１８は、第１１太陽電池セル１０ａａの裏面側のバスバー電極と第１２太陽電池セル１０ａｂの受光面側のバスバー電極とを電気的に接続する。
９つの渡り配線材１４のうちの５つが、第１非発電領域２２ａに配置され、残りの４つが、第２非発電領域２２ｂに配置される。第２非発電領域２２ｂに配置される第６渡り配線材１４ｆから第９渡り配線材１４ｉのそれぞれは、ｙ軸方向に延びて、セル端配線材１６を介して互いに隣接する２つの太陽電池ストリング１２に電気的に接続される。例えば、第６渡り配線材１４ｆは、第１太陽電池ストリング１２ａにおける第１４太陽電池セル１０ａｄと、第２太陽電池ストリング１２ｂにおける第２４太陽電池セル１０ｂｄとにセル端配線材１６を介して電気的に接続される。ここで、セル端配線材１６は、太陽電池セル１０の受光面あるいは裏面において、セル間配線材１８と同様に配置される。
第１非発電領域２２ａに配置される第１渡り配線材１４ａは、セル端配線材１６を介して第１太陽電池ストリング１２ａのｘ軸の正方向側端である第１１太陽電池セル１０ａａに接続される。第１渡り配線材１４ａは、セル端配線材１６との接続部分からｙ軸の正方向に、太陽電池パネル１１０のｙ軸方向の中央付近まで延びる。第１取出し配線材２０ａは、第１渡り配線材１４ａからｘ軸の負方向に屈曲して延びる。
第２渡り配線材１４ｂは、セル端配線材１６を介して第２太陽電池ストリング１２ｂのｘ軸の正方向側端である第２１太陽電池セル１０ｂａに接続される。また、第２渡り配線材１４ｂは、別のセル端配線材１６を介して第３太陽電池ストリング１２ｃのｘ軸の正方向側端である第３１太陽電池セル１０ｃａにも接続される。これらの接続により、第２渡り配線材１４ｂは、第２太陽電池ストリング１２ｂと第３太陽電池ストリング１２ｃとを電気的に接続する。さらに、第２渡り配線材１４ｂは、セル端配線材１６の接続部分からｙ軸の正方向に、太陽電池パネル１１０のｙ軸方向の中央付近まで延びる。つまり、第２渡り配線材１４ｂは、第１渡り配線材１４ａに沿って延びる。特に、第２渡り配線材１４ｂは、第１渡り配線材１４ａよりも、太陽電池パネル１１０のｙ軸方向の中央に近づくので、第１取出し配線材２０ａに交差して延びる。第２取出し配線材２０ｂは、第２渡り配線材１４ｂからｘ軸の負方向に屈曲して、つまり第１取出し配線材２０ａに沿って延びる。
第３渡り配線材１４ｃは、セル端配線材１６を介して第４太陽電池ストリング１２ｄのｘ軸の正方向側端である第４１太陽電池セル１０ｄａに接続される。また、第３渡り配線材１４ｃは、別のセル端配線材１６を介して第５太陽電池ストリング１２ｅのｘ軸の正方向側端である第５１太陽電池セル１０ｅａにも接続される。これらの接続により、第３渡り配線材１４ｃは、第４太陽電池ストリング１２ｄと第５太陽電池ストリング１２ｅとを電気的に接続する。このような第３渡り配線材１４ｃは、太陽電池パネル１１０のｙ軸方向の中央をまたぐようにｙ軸方向に延びる。つまり、第３渡り配線材１４ｃは、第１渡り配線材１４ａに沿って延びるとともに、第１取出し配線材２０ａおよび第２取出し配線材２０ｂに交差して延びる。第３取出し配線材２０ｃは、第２渡り配線材１４ｂの中央部分からｘ軸の負方向に、つまり第１取出し配線材２０ａあるいは第２取出し配線材２０ｂに沿って延びる。
第４渡り配線材１４ｄ、第４取出し配線材２０ｄは、第２渡り配線材１４ｂ、第２取出し配線材２０ｂに対して、ｙ軸方向に反転して配置される。また、第５渡り配線材１４ｅ、第５取出し配線材２０ｅは、第１渡り配線材１４ａ、第１取出し配線材２０ａに対して、ｙ軸方向に反転して配置される。そのため、第１太陽電池ストリング１２ａから第８太陽電池ストリング１２ｈは、電気的に直列に接続されるとともに、第１取出し配線材２０ａから第５取出し配線材２０ｅは、ｙ軸方向に並んで配置され、図示しない端子ボックスに接続される。
このような構成において、第１の太陽電池ストリング１２に接続される渡り配線材１４、取出し配線材２０は、「第１の渡り配線材１４」、「第１の取出し配線材２０」とそれぞれよばれる。また第２の太陽電池ストリング１２に接続される渡り配線材１４、取出し配線材２０は、「第２の渡り配線材１４」、「第２の取出し配線材２０」とそれぞれよばれる。例えば、第１太陽電池ストリング１２ａが「第１の太陽電池ストリング１２」に対応する場合、第１渡り配線材１４ａ、第１取出し配線材２０ａが「第１の渡り配線材１４」、「第１の取出し配線材２０」にそれぞれ対応する。その際、第２渡り配線材１４ｂと第３渡り配線材１４ｃの少なくとも１つが「第２の渡り配線材１４」に対応し、「第２の渡り配線材１４」に接続される第２取出し配線材２０ｂと第３取出し配線材２０ｃの少なくとも１つが「第２の取出し配線材２０」に対応する。
また、第２太陽電池ストリング１２ｂと第３太陽電池ストリング１２ｃの少なくとも１つが「第１の太陽電池ストリング１２」に対応する場合、第２渡り配線材１４ｂ、第２取出し配線材２０ｂが「第１の渡り配線材１４」、「第１の取出し配線材２０」にそれぞれ対応する。その際、第３渡り配線材１４ｃ、第３取出し配線材２０ｃが「第２の渡り配線材１４」、「第２の取出し配線材２０」にそれぞれ対応する。さらに、第３渡り配線材１４ｃから第５渡り配線材１４ｅに対しても「第１の渡り配線材１４」、「第２の渡り配線材１４」が同様に規定され、第３取出し配線材２０ｃから第５取出し配線材２０ｅに対しても「第１の取出し配線材２０」、「第２の取出し配線材２０」が同様に規定される。
図２（ａ）−（ｂ）は、太陽電池パネル１１０の一部を拡大した平面図である。特に、図２（ａ）は、図１の太陽電池パネル１１０のｙ軸方向の中央部分、つまり第１取出し配線材２０ａから第５取出し配線材２０ｅが配置される部分を拡大した平面図である。第１渡り配線材１４ａから第５渡り配線材１４ｅ、第１取出し配線材２０ａから第５取出し配線材２０ｅは、図１と同様に配置される。なお、少なくとも第１取出し配線材２０ａから第５取出し配線材２０ｅには、ラミネート加工が施されておらず、被覆がなされていない。さらに、第１接続点２４ａから第５接続点２４ｅが示されており、第１接続点２４ａにおいて、第１渡り配線材１４ａと第１取出し配線材２０ａとが交差しながら電気的に接続される。第２接続点２４ｂから第５接続点２４ｅも同様である。
第１取出し配線材２０ａから第５取出し配線材２０ｅが配置される部分には、図１において省略した絶縁部材３０が配置される。絶縁部材３０は、ＥＶＡ、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）、ＥＶＡがｚ軸方向に順次積層された多層構造を有し、前述の絶縁シートに相当する。ここで、ＥＶＡの融点は約７０〜８０℃であり、ＰＥＴの融点は約２６０℃である。一方、太陽電池パネル１１０をラミネート加工する場合の温度は約１５０℃である。つまり、絶縁部材３０のうちのＰＥＴは、太陽電池パネル１１０をラミネート加工する場合の温度よりも高い融点を有する。そのため、ラミネート加工により太陽電池パネル１１０が製造された後であっても、絶縁部材３０は融解せずに残る。絶縁部材３０の形状を説明するために図２（ｂ）を使用する。
図２（ｂ）は、絶縁部材３０の構造を示し、図２（ａ）と同様に示される。絶縁部材３０は、ｘ−ｙ平面においてｘ軸方向よりもｙ軸方向に長い矩形状のうち、ｙ軸方向に延びる２つの縁部が中央付近で凹んだ形状を有する。特に、ｘ軸の正方向側の縁部は、第１縁部３４ａから第７縁部３４ｇによって階段状に凹んだ形状に形成される。具体的に説明すると、ｘ軸方向に延びる第１縁部３４ａと、ｙ軸方向に延びる第２縁部３４ｂおよび第６縁部３４ｆと、ｘ軸方向に延びる第７縁部３４ｇによって１段目の凹みが形成される。また、１段目の凹みの中央付近に、ｘ軸方向に延びる第３縁部３４ｃ、ｙ軸方向に延びる第４縁部３４ｄ、ｘ軸方向に延びる第５縁部３４ｅによって２段目の凹みが形成される。さらに、第２縁部３４ｂには第１溝部３６ａが形成され、第６縁部３４ｆには第２溝部３６ｂが形成される。図２（ａ）に戻る。
第１渡り配線材１４ａ、第１接続点２４ａ、第１取出し配線材２０ａ、第５渡り配線材１４ｅ、第５接続点２４ｅ、第５取出し配線材２０ｅは、絶縁部材３０におけるｚ軸の負方向側の面に配置される。また、第２渡り配線材１４ｂから第４渡り配線材１４ｄは、絶縁部材３０におけるｚ軸の正方向側の面に配置され、第２取出し配線材２０ｂから第４取出し配線材２０ｄは、絶縁部材３０におけるｚ軸の負方向側の面に配置される。さらに、第２接続点２４ｂから第４接続点２４ｄは、絶縁部材３０におけるｚ軸の正方向側の面および負方向側の面のいずれにも配置されない。つまり、絶縁部材３０は、第１の取出し配線材２０と第２の渡り配線材１４とを互いに異なった面に配置させる。
これによって、第２渡り配線材１４ｂあるいは第３渡り配線材１４ｃと、第１取出し配線材２０ａは、これらが交差する部分においてｚ軸方向に絶縁部材３０を挟んで配置される。また、第２取出し配線材２０ｂあるいは第４取出し配線材２０ｄと、第３渡り配線材１４ｃも、これらが交差する部分においてｚ軸方向に絶縁部材３０を挟んで配置される。その結果、第１の取出し配線材２０と第２の渡り配線材１４は、交差する部分においても絶縁部材３０によって絶縁される。さらに、絶縁部材３０は、第１取出し配線材２０ａから第５取出し配線材２０ｅに対して、第４１太陽電池セル１０ｄａと第５１太陽電池セル１０ｅａを異なった面に配置させる。そのため、第１取出し配線材２０ａから第５取出し配線材２０ｅと、第４１太陽電池セル１０ｄａと第５１太陽電池セル１０ｅａも絶縁部材３０によって絶縁される。
第１固定部材３２ａ、第２固定部材３２ｂは、ｘ−ｙ平面において矩形状を有し、かつｚ軸の正方向側の面に接着剤を配置する。第１固定部材３２ａ、第２固定部材３２ｂは、例えば、テープである。第１固定部材３２ａは、第２渡り配線材１４ｂ、第３渡り配線材１４ｃ、第４１太陽電池セル１０ｄａをまとめて固定する。また、第２固定部材３２ｂは、第３渡り配線材１４ｃ、第４渡り配線材１４ｄ、第５１太陽電池セル１０ｅａをまとめて固定する。なお、絶縁部材３０のｚ軸の負方向側には、スリット２６が設けられており、第１取出し配線材２０ａから第５取出し配線材２０ｅは、スリット２６から外部に引き出される。スリット２６が絶縁部材３０上にあることによって、スリット２６から太陽電池セル１０までの沿面距離を長くすることができるため、絶縁性を向上できる。
図３は、太陽電池モジュール１００の断面図であり、図１のＡ−Ａ’断面図である。太陽電池パネル１１０は、太陽電池セル１０と総称される第４１太陽電池セル１０ｄａ、第４２太陽電池セル１０ｄｂ、第４３太陽電池セル１０ｄｃ、第４４太陽電池セル１０ｄｄ、渡り配線材１４と総称される第１渡り配線材１４ａ、第２渡り配線材１４ｂ、第３渡り配線材１４ｃ、セル端配線材１６、セル間配線材１８、第１取出し配線材２０ａ、スリット２６、絶縁部材３０、保護部材４０と総称される第１保護部材４０ａ、第２保護部材４０ｂ、封止部材４２と総称される第１封止部材４２ａ、第２封止部材４２ｂを含む。図３の下側が受光面側に相当し、上側が裏面側に相当する。
第１保護部材４０ａは、太陽電池パネル１１０の受光面側に配置されており、太陽電池パネル１１０の表面を保護する。第１保護部材４０ａには、透光性および遮水性を有するガラス、透光性プラスチック等が使用され、矩形板状に形成される。ここでは、一例としてガラスが使用されるとする。第１封止部材４２ａは、第１保護部材４０ａの裏面側に積層される。第１封止部材４２ａは、第１保護部材４０ａと太陽電池セル１０との間に配置されて、これらを接着する。第１封止部材４２ａとして、例えば、ポリオレフィン、ＥＶＡ、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）、ポリイミド等の樹脂フィルムのような熱可塑性樹脂が使用される。なお、熱硬化性樹脂が使用されてもよい。第１封止部材４２ａは、透光性を有するとともに、第１保護部材４０ａにおけるｘ−ｙ平面と略同一寸法の面を有する矩形状のシート材によって形成される。
第２封止部材４２ｂは、第１封止部材４２ａの裏面側に積層される。第２封止部材４２ｂは、第１封止部材４２ａとの間で、複数の太陽電池セル１０、セル間配線材１８等を封止する。第２封止部材４２ｂには、第１封止部材４２ａと同様のものを用いることができる。また、ラミネート・キュア工程における加熱によって、第２封止部材４２ｂは第１封止部材４２ａと一体化されていてもよい。
第２保護部材４０ｂは、第２封止部材４２ｂの裏面側に積層される。第２保護部材４０ｂは、バックシートとして太陽電池パネル１１０の裏面側を保護する。第２保護部材４０ｂとしては、例えば、ＰＥＴ等の樹脂フィルムが使用される。なお、第２保護部材４０ｂとして、Ａｌ箔を樹脂フィルムで挟んだ構造を有する積層フィルムなどが使用されてもよい。
ｘ軸の正方向に向かって、第３渡り配線材１４ｃ、第２渡り配線材１４ｂ、第１渡り配線材１４ａが並んで配置されとともに、第３渡り配線材１４ｃ、第２渡り配線材１４ｂのｚ軸の負方向側には絶縁部材３０が配置される。ここで、第３渡り配線材１４ｃには、第４１太陽電池セル１０ｄａからのセル端配線材１６が接続され、第１渡り配線材１４ａには、第１取出し配線材２０ａが接続される。第１取出し配線材２０ａは、ｚ軸方向に絶縁部材３０を挟みながら第２渡り配線材１４ｂ、第３渡り配線材１４ｃと交差して延びるとともに、第２保護部材４０ｂに設けられたスリット２６から外部に露出する。スリット２６から外部に露出した第１取出し配線材２０ａには、前述のごとく、図示しない端子ボックスが接続される。さらに、太陽電池パネル１１０の周囲には、Ａｌフレーム枠が取り付けられてもよい。
前述のごとく、第２保護部材４０ｂにはＰＥＴ等の樹脂フィルムが使用されているので、絶縁部材３０が配置された部分において第２保護部材４０ｂは、絶縁部材３０が配置されていない部分よりもｚ軸の負方向側に突出する。ここでは、絶縁部材３０が配置されることによってｚ軸の負方向側に突出した部分が周辺部分４４として示され、周辺部分４４以外の部分が非周辺部分４６として示される。なお、非周辺部分４６に対する周辺部分４４の突出したｚ軸方向の高さは、ｚ軸方向における絶縁部材３０の厚さに相当する。
これまでは、太陽電池パネル１１０に８つの太陽電池ストリング１２が配置されることによって、５つの渡り配線材１４と５つの取出し配線材２０とが設けられている。一方、太陽電池パネル１１０に６つの太陽電池ストリング１２が配置されることによって、４つの渡り配線材１４と４つの取出し配線材２０とが設けられてもよい。このような場合であっても、絶縁部材３０はこれまでと同様の形状を有する。以下では、このような場合を説明する。
図４は、本発明の実施例に係る別の太陽電池モジュール１００の裏面側からの平面図である。これは、図１と同様に示される。ここでは、第１太陽電池ストリング１２ａが「第１の太陽電池ストリング１２」に対応する場合、第２太陽電池ストリング１２ｂと第３太陽電池ストリング１２ｃの少なくとも１つが「第２の太陽電池ストリング１２」に対応する。また、第６太陽電池ストリング１２ｆが「第１の太陽電池ストリング１２」に対応する場合、第４太陽電池ストリング１２ｄと第５太陽電池ストリング１２ｅの少なくとも１つが「第２の太陽電池ストリング１２」に対応する。
第２渡り配線材１４ｂは、第１渡り配線材１４ａよりも、太陽電池パネル１１０のｙ軸方向の中央に近づくので、第１取出し配線材２０ａに交差して延びる。第３渡り配線材１４ｃ、第３取出し配線材２０ｃは、第２渡り配線材１４ｂ、第２取出し配線材２０ｂに対して、ｙ軸方向に反転して配置される。また、第４渡り配線材１４ｄ、第４取出し配線材２０ｄは、第１渡り配線材１４ａ、第１取出し配線材２０ａに対して、ｙ軸方向に反転して配置される。
第１渡り配線材１４ａ、第１取出し配線材２０ａが「第１の渡り配線材１４」、「第１の取出し配線材２０」にそれぞれ対応し、第２渡り配線材１４ｂ、第２取出し配線材２０ｂが「第２の渡り配線材１４」、「第２の取出し配線材２０」にそれぞれ対応する。また、第４渡り配線材１４ｄ、第４取出し配線材２０ｄが「第１の渡り配線材１４」、「第１の取出し配線材２０」にそれぞれ対応し、第３渡り配線材１４ｃ、第３取出し配線材２０ｃが「第２の渡り配線材１４」、「第２の取出し配線材２０」にそれぞれ対応する。
図５は、太陽電池パネル１１０の一部を拡大した平面図である。これは、図２（ａ）と同様に示される。第１渡り配線材１４ａから第４渡り配線材１４ｄ、第１取出し配線材２０ａから第４取出し配線材２０ｄは、図４と同様に配置される。第１渡り配線材１４ａ、第１接続点２４ａ、第１取出し配線材２０ａ、第４渡り配線材１４ｄ、第４接続点２４ｄ、第４取出し配線材２０ｄは、絶縁部材３０におけるｚ軸の負方向側の面に配置される。また、第２渡り配線材１４ｂと第３渡り配線材１４ｃは、絶縁部材３０におけるｚ軸の正方向側の面に配置され、第２取出し配線材２０ｂと第３取出し配線材２０ｃは、絶縁部材３０におけるｚ軸の負方向側の面に配置される。さらに、第２接続点２４ｂと第３接続点２４ｃは、絶縁部材３０におけるｚ軸の正方向側の面および負方向側の面のいずれにも配置されない。
つまり、絶縁部材３０は、第１の取出し配線材２０と第２の渡り配線材１４とを互いに異なった面に配置させる。これによって、第２渡り配線材１４ｂと第１取出し配線材２０ａは、これらが交差する部分においてｚ軸方向に絶縁部材３０を挟んで配置される。また、第３渡り配線材１４ｃと第４取出し配線材２０ｄも、これらが交差する部分においてｚ軸方向に絶縁部材３０を挟んで配置される。
なお、渡り配線材１４および取出し配線材２０の数がいずれも「４」であるので、絶縁部材３０における第３縁部３４ｃ、第４縁部３４ｄ、第５縁部３４ｅによって形成された２段目の凹みには、渡り配線材１４および取出し配線材２０が配置されない。さらに、絶縁部材３０は、第２接続点２４ｂから延びてくる第２取出し配線材２０ｂに接触する第２縁部３４ｂにおいて、第２取出し配線材２０ｂを挟み込み可能な第１溝部３６ａを有する。また、絶縁部材３０は、第３接続点２４ｃから延びてくる第３取出し配線材２０ｃに接触する第６縁部３４ｆにおいて、第３取出し配線材２０ｃを挟み込み可能な第２溝部３６ｂを有する。
第１固定部材３２ａは、第１渡り配線材１４ａ、第２渡り配線材１４ｂ、第３１太陽電池セル１０ｃａをまとめて固定する。また、第２固定部材３２ｂは、第３渡り配線材１４ｃ、第４渡り配線材１４ｄ、第４１太陽電池セル１０ｄａをまとめて固定する。なお、絶縁部材３０のｚ軸の負方向側には、スリット２６が設けられており、第１取出し配線材２０ａから第４取出し配線材２０ｄは、スリット２６から外部に引き出される。
（２）太陽電池パネルへの端子ボックスの取付
以下では、太陽電池パネル１１０に端子ボックスを取り付けた構造を説明するが、太陽電池パネル１１０における渡り配線材１４および取出し配線材２０の数は「５」であるとする。なお、渡り配線材１４および取出し配線材２０の数が「４」である場合の構造も同様である。
図６は、第２保護部材４０ｂの裏面側からの平面図であり、図１よりもｚ軸の負方向側での構造を示す。第２保護部材４０ｂは、周辺部分４４、非周辺部分４６、スリット２６を含む。第２保護部材４０ｂは、太陽電池パネル１１０内からの取出し配線材２０を露出させるスリット２６を有する。ここでは、第１取出し配線材２０ａから第５取出し配線材２０ｅがスリット２６から引き出されているが、図６における第１取出し配線材２０ａから第５取出し配線材２０ｅの位置は、図１におけるそれらの位置に対応づけられて示される。
スリット２６の周辺には周辺部分４４が形成され、周辺部分４４を囲むように、周辺部分４４以外の部分には非周辺部分４６が配置される。周辺部分４４は、前述のごとく、太陽電池パネル１１０内に絶縁部材３０が配置されることによって、第２保護部材４０ｂがｚ軸の負方向側に突出した部分である。そのため、ｘ−ｙ平面における周辺部分４４の形状は、図２（ａ）−（ｂ）に示した絶縁部材３０の形状に類似する。一方、非周辺部分４６では、太陽電池パネル１１０内に絶縁部材３０が配置されていない。そのため、前述のごとく、周辺部分４４は、非周辺部分４６よりも突出する。
図７（ａ）−（ｂ）は、太陽電池モジュール１００に取り付けられる端子ボックス５０の構造を示す。図７（ａ）は、端子ボックス５０の裏面側からの平面図であり、図７（ｂ）は端子ボックス５０の側面図である。端子ボックス５０は、中空部５４、取付部５６と総称される第１取付部５６ａ、第２取付部５６ｂ、第３取付部５６ｃ、第４取付部５６ｄ、第５取付部５６ｅ、平面部５８を含む。端子ボックス５０は箱形形状に構成されており、その内部には中空構造の中空部５４が配置される。中空部５４には、第１取付部５６ａから第５取付部５６ｅが設けられており、これらには、図示しない第１取出し配線材２０ａから第５取出し配線材２０ｅのそれぞれを半田によって接続可能である。なお、取付部５６には、図示しない複数のバイパスダイオードが含まれてもよい。これらの取付部５６は、第１ケーブル５２ａ、第２ケーブル５２ｂに電気的に接続される。また、端子ボックス５０のｚ軸の正方向側には、平面部５８が配置される。このような端子ボックス５０の構成には公知の技術が使用されてもよい。
図８（ａ）−（ｂ）は、端子ボックス５０を取り付けた太陽電池モジュール１００の構造を示す。これは、図６における周辺部分４４付近の部分と図７（ａ）−（ｂ）と同様に示される。第２保護部材４０ｂでは、図８（ａ）に示すように、絶縁部材３０の形状に類似した形状を有する周辺部分４４が配置されるとともに、周辺部分４４の周辺には非周辺部分４６が配置される。また、図８（ｂ）に示すように、周辺部分４４は非周辺部分４６よりもｚ軸の負方向側に突出する。
このような第２保護部材４０ｂにおける周辺部分４４と非周辺部分４６とをまたぐように、端子ボックス５０が取り付けられる。端子ボックス５０と第２保護部材４０ｂとが対向する部分にはシリコーン接着剤が塗布される。塗布された段階においてシリコーン接着剤は液体であるので、シリコーン接着剤が固まるまで端子ボックス５０と第２保護部材４０ｂとを仮止めする必要がある。ここでは、仮止めのために接着部材６０を使用する。接着部材６０は、例えば、両面テープである。接着部材６０は、第２保護部材４０ｂにおける非周辺部分４６に配置され、非周辺部分４６と、それに対向した端子ボックス５０の平面部５８とを接着する。
接着部材６０はｚ軸方向の高さ「ａ」を有する。一方、周辺部分４４はｚ軸方向において非周辺部分４６からの高さ「ｂ」を有する。端子ボックス５０の平面部５８は、接着部材６０と周辺部分４４とによってｚ軸の正方向側から支持される。高さ「ａ」と高さ「ｂ」が近くなるほど、仮止めにおける端子ボックス５０のがたつきが抑制される。
以下では、太陽電池モジュール１００の製造方法について説明する。ここでは、（ｉ）太陽電池パネル１１０の製造と、（ｉｉ）太陽電池パネル１１０への端子ボックス５０の取付の順に説明する。
（１）太陽電池パネル１１０の製造
まず、ｚ軸の正方向から負方向に向かって、第１保護部材４０ａ、第１封止部材４２ａ、太陽電池セル１０等、絶縁部材３０、第２封止部材４２ｂ、第２保護部材４０ｂが順に重ね合わせられることによって、積層体が生成される。これに続いて、積層体に対して、ラミネート・キュア工程がなされる。この工程では、積層体から空気を抜き、加熱、加圧して、積層体を一体化する。ラミネート・キュア工程における真空ラミネートでは、温度が前述のごとく、１５０℃程度に設定される。
（２）太陽電池パネル１１０への端子ボックス５０の取付
端子ボックス５０の平面部５８、あるいは周辺部分４４と非周辺部分４６とをまたぐ部分にシリコーン接着剤が塗布される。次に、端子ボックス５０の平面部５８、あるいは非周辺部分４６に接着部材６０が取り付けられる。このような状態において、端子ボックス５０の平面部５８と第２保護部材４０ｂとを接着させる。ここでの接着は接着部材６０による仮止めに相当し、シリコーン接着剤が固まるまでこの状態が維持される。
本発明の実施例によれば、第２保護部材４０ｂにおける非周辺部分４６に接着部材６０を配置させて、第２保護部材４０ｂと端子ボックス５０とを接着するので、接着部材６０と周辺部分４４によって端子ボックス５０を支持できる。また、接着部材６０と周辺部分４４によって端子ボックス５０が支持されるので、端子ボックス５０のがたつきを抑制できる。また、端子ボックス５０のがたつきが抑制されるので、端子ボックス５０と第２保護部材４０ｂとの位置関係を固定したまま、シリコーン接着剤を固まらせることができる。また、第２保護部材４０ｂにおける非周辺部分４６に接着部材６０を配置させるので、接着部材６０の高さと周辺部分４４の高さとを近くできる。また、周辺部分４４では、太陽電池パネル１１０内に絶縁部材３０が配置され、非周辺部分４６では、太陽電池パネル１１０内に絶縁部材３０が配置されていないので、絶縁部材３０によって周辺部分４４を非周辺部分４６よりも高くできる。
絶縁部材３０において、第１の取出し配線材２０と第２の渡り配線材１４とを互いに異なった面に配置させるので、第１の取出し配線材２０と第２の渡り配線材１４とを絶縁できる。また、絶縁部材３０によって第１の取出し配線材２０と第２の渡り配線材１４とが絶縁されるので、取出し配線材２０へのラミネート加工を不要にできる。また、絶縁部材３０は、太陽電池パネル１１０をラミネート加工する場合の温度よりも高い融点を有するので、ラミネート加工後でも第１の取出し配線材２０と第２の渡り配線材１４とを絶縁できる。また、絶縁部材３０は、ＥＶＡ、ＰＥＴ、ＥＶＡの積層構造で形成されるので、クッション性を確保できる。また、絶縁部材３０を挿入するだけなので、太陽電池モジュール１００の構造を簡易にできる。また、太陽電池モジュール１００の構造が簡易になるので、製造工程の複雑化を抑制できる。
また、絶縁部材３０は、第１の取出し配線材２０と第１の渡り配線材１４とを異なった面に配置させ、これらの接続点２４を非配置とするので、第１の取出し配線材２０と第２の渡り配線材１４とを絶縁させながら、第１の取出し配線材２０を外部に引き出すことができる。また、絶縁部材３０は、第２の取出し配線材２０と第２の渡り配線材１４とを異なった面に配置させ、これらの接続点２４を非配置とするので、第１の取出し配線材２０と第２の渡り配線材１４とを絶縁させながら、第２の取出し配線材２０を外部に引き出すことができる。また、絶縁部材３０は、１段目の凹みと２段目の凹みとを有するので、渡り配線材１４および取出し配線材２０の数が「４」である場合であっても、「５」である場合であっても使用できる。また、絶縁部材３０は溝部３６を有するので、第２の取出し配線材２０の固定を強化できる。また、スリット２６が絶縁部材３０上に配置されるので、沿面距離を長くできる。また、固定部材３２は、第１の渡り配線材１４、第２の渡り配線材１４、絶縁部材３０をまとめて固定するので、固定部材３２の使用量を低減できる。
本実施例の概要は、次の通りである。本発明のある態様の太陽電池モジュール１００は、太陽電池パネル１１０内からの取出し配線材２０を露出させるスリット２６を有する第２保護部材４０ｂと、第２保護部材４０ｂにおけるスリット２６からの取出し配線材２０に接続される端子ボックス５０と、端子ボックス５０と第２保護部材４０ｂとを接着する接着部材６０とを備える。第２保護部材４０ｂにおけるスリット２６の周辺部分４４は、当該周辺部分４４以外の非周辺部分４６よりも突出しており、接着部材６０は、第２保護部材４０ｂにおける非周辺部分４６に配置される。
スリット２６の周辺部分４４では、太陽電池パネル１１０内に、取出し配線材２０を絶縁するための絶縁部材３０が配置され、非周辺部分４６では、太陽電池パネル１１０内に、取出し配線材２０のための絶縁部材３０が非配置であってもよい。
本発明の別の態様は、太陽電池モジュール１００の製造方法である。この方法は、太陽電池パネル１１０内からの取出し配線材２０を露出させるスリット２６を有する第２保護部材４０ｂ、あるいは端子ボックス５０に接着部材６０を取り付けるステップと、端子ボックス５０と第２保護部材４０ｂとを接着部材６０によって接着するステップと、第２保護部材４０ｂにおけるスリット２６の周辺部分４４は、当該周辺部分４４以外の非周辺部分４６よりも突出しており、接着部材６０は、第２保護部材４０ｂにおける非周辺部分４６に配置される。
以上、本発明について実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
本実施例において、絶縁部材３０は、渡り配線材１４および取出し配線材２０の数が「４」である場合であっても、「５」である場合であっても同一の形状を有する。しかしながらこれに限らず例えば、渡り配線材１４および取出し配線材２０の数が「４」である場合に、絶縁部材３０は２段目の凹みを含まない形状であってもよい。本変形例によれば、構成の自由度を向上できる。
１０ 太陽電池セル、 １２ 太陽電池ストリング、 １４ 渡り配線材、 １６ セル端配線材、 １８ セル間配線材、 ２０ 取出し配線材、 ２２ 非発電領域、 ２４ 接続点、 ２６ スリット、 ３０ 絶縁部材、 ３２ 固定部材、 ３４ 縁部、 ３６ 溝部、 ４０ 保護部材（裏面保護部材）、 ４２ 封止部材、 ４４ 周辺部分、 ４６ 非周辺部分、 ５０ 端子ボックス、 ５２ ケーブル、 ５４ 中空部、 ５６ 取付部、 ５８ 平面部、 ６０ 接着部材、 １００ 太陽電池モジュール、 １１０ 太陽電池パネル。
本発明によれば、端子ボックスを配置させた場合のがたつきを抑制できる。

Claims (3)

  1. 太陽電池パネル内からの取出し配線材を露出させるスリットを有する裏面保護部材と、
    前記裏面保護部材における前記スリットからの前記取出し配線材に接続される端子ボックスと、
    前記端子ボックスと前記裏面保護部材とを接着する接着部材とを備え、
    前記裏面保護部材における前記スリットの周辺部分は、当該周辺部分以外の非周辺部分よりも突出しており、
    前記接着部材は、前記裏面保護部材における前記非周辺部分に配置されることを特徴とする太陽電池モジュール。
  2. 前記スリットの周辺部分では、前記太陽電池パネル内に、前記取出し配線材を絶縁するための絶縁部材が配置され、
    前記非周辺部分では、前記太陽電池パネル内に、前記取出し配線材のための絶縁部材が非配置であ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. 太陽電池パネル内からの取出し配線材を露出させるスリットを有する裏面保護部材、あるいは端子ボックスに接着部材を取り付けるステップと、
    前記端子ボックスと前記裏面保護部材とを前記接着部材によって接着するステップと、
    前記裏面保護部材における前記スリットの周辺部分は、当該周辺部分以外の非周辺部分よりも突出しており、前記接着部材は、前記裏面保護部材における前記非周辺部分に配置されることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
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