JPWO2018150893A1 - 太陽電池モジュール - Google Patents
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Abstract
光電変換部と、光電変換部の少なくとも一方の面側を覆う樹脂層（２４、２６）と、光電変換部及び樹脂層（２４、２６）を挟持する表面保護基板（２０）と裏面保護基板（２８）と、を備え、表面保護基板（２０）は樹脂からなり、光電変換部は、複数の太陽電池セル（１０）と、複数の太陽電池セル（１０）同士を電気的に接続するタブ配線（１２）とを有し、タブ配線（１２）の表面に、ＣＩＥ１９７６表色系で規定されるＬ＊（ＳＣＥ）が４０以下の黒色系被膜３０が形成されている太陽電池モジュールである。
Description
本発明は、太陽電池モジュールに関する。
太陽電池モジュールは、基本的な構成として、樹脂等からなる第１の基板と、第１の樹脂層と、光電変換部と、第２の樹脂層と、樹脂等からなる第２の基板と、をこの順に備えた構成になっている。つまり、光電変換部の表裏面を、第１の基板及び第１の樹脂層と、第２の樹脂層及び第２の基板とで覆うことで、光電変換部の保護を図っている。このような構成において、光電変換部においては、複数の太陽電池セルがマトリックス状に配列され、隣接する太陽電池セル同士はタブ配線によって電気的に接続される（例えば、特許文献１参照）。そして、このように、光電変換部は複数の太陽電池セル同士を複数のタブ配線によって電気的に接続し、例えば出力電圧を高めるようにしている。
しかしながら、タブ配線は金属からなるため、上記構成によると、太陽電池モジュールを長期間使用した場合、タブ配線の構成金属を由来とする金属イオンが第１、第２の樹脂層に拡散することがある。その結果、樹脂層の透明度が低下し、太陽電池セルに到達する光量が減少し、発電効率を低下させてしまうという問題があった。そのため、例えば、樹脂層がエチレン酢酸ビニルからなり、タブ配線が銅からなる場合、タブ配線を由来とする銅イオンが樹脂層に拡散したとき、銅イオンがエチレン酢酸ビニルの分解を促進する。その結果、樹脂層が黄色みを帯びることとなる。ひいては、透明度の低下及び発電効率の低下を引き起こす。このような課題は、太陽電池モジュールの第１の基板が樹脂により形成されている場合には、顕著である。
一方、タブ配線は金属光沢を有するため、タブ配線への入射光は鏡面反射する。従って、太陽電池モジュールに入射した太陽光はタブ配線により反射することとなる。そのため、例えば、太陽電池モジュールが設置されたとき、太陽電池モジュールを反射した太陽光により近くを通行する人が眩しさを感じることがあった。また、タブ配線は金属色であり、太陽電池セルは黒色であり、両者は色が異なるため、タブ配線が目立つといった一体感のない見栄えとなっていた。
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、光電変換部を覆う樹脂層の透明度の低下に起因する発電効率の低下、及び太陽光の反射を抑制することができる太陽電池モジュールを提供することにある。
本発明の第１の態様に係る太陽電池モジュールは、光電変換部と、光電変換部の少なくとも一方の面側を覆う樹脂層と、光電変換部及び樹脂層を挟持する表面保護基板と裏面保護基板と、を備える。表面保護基板は樹脂からなり、光電変換部は、複数の太陽電池セルと、該複数の太陽電池セル同士を電気的に接続するタブ配線とを有する。そして、タブ配線の表面に、ＣＩＥ１９７６表色系で規定されるＬ＊（ＳＣＥ）が４０以下、の黒色系被膜が形成されている。
本発明の第２の態様に係る太陽電池モジュールは、光電変換部と、光電変換部の少なくとも一方の面側を覆う樹脂層と、光電変換部及び樹脂層を挟持する表面保護基板と裏面保護基板と、を備える。表面保護基板は樹脂からなり、光電変換部は、複数の太陽電池セルと、該複数の太陽電池セル同士を電気的に接続するタブ配線とを有する。そして、タブ配線の表面に、太陽電池セル表面のＣＩＥ１９７６表色系で規定されるＬ＊（ＳＣＥ）との差が１５以下のＬ＊（ＳＣＥ）の黒色系被膜が形成されている。
本発明の第３の態様に係る太陽電池モジュールは、光電変換部と、光電変換部の少なくとも一方の面側を覆う樹脂層と、光電変換部及び樹脂層を挟持する表面保護基板と裏面保護基板と、を備える。光電変換部は、複数の太陽電池セルと、該複数の太陽電池セル同士を電気的に接続するタブ配線とを有し、タブ配線の表面に、ＣＩＥ１９７６表色系で規定されるＬ＊（ＳＣＥ）が４０以下の黒色系被膜が形成されている。
本発明の第４の態様に係る太陽電池モジュールは、光電変換部と、光電変換部の少なくとも一方の面側を覆う樹脂層と、光電変換部及び樹脂層を挟持する表面保護基板と裏面保護基板と、を備える。光電変換部は、複数の太陽電池セルと、該複数の太陽電池セル同士を電気的に接続するタブ配線とを有する。そして、タブ配線の表面に、前記太陽電池セル表面のＣＩＥ１９７６表色系で規定されるＬ＊（ＳＣＥ）との差が１０以下のＬ＊（ＳＣＥ）の黒色系被膜が形成されている。
以下、図面を参照して本実施形態に係る太陽電池モジュールについて説明する。図１は、本実施形態に係る太陽電池モジュール１００を示す上面図である。図１に示すように、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸からなる直角座標系が規定される。ｘ軸、ｙ軸は、太陽電池モジュール１００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、太陽電池モジュール１００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。太陽電池モジュール１００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（表面）」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。なお、「受光面（表面）」とは光が主に入射する面を意味し、「裏面」とは受光面と反対側の面を意味することもある。また、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」とよぶこともある。
また、「第１の部材上に第２の部材を設ける」等の記載では、特に限定しない限り、第１の部材および第２の部材が直接接触して設けられてもよく、第１の部材および第２の部材の間に他の部材が存在してもよい。上記の記載における「上」とは、ｚ軸の正方向側であってもよく、ｚ軸の負方向側であってもよい。さらに、「略」は、誤差の範囲で異なっていること、つまり実質的に同一であることを示す。
太陽電池モジュール１００は、複数の太陽電池セル１０、複数のタブ配線１２、複数の接続配線１４を含む。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ｘ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ｙ軸方向に延びる複数、例えば２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。
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、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５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、これらに限定されない。ｙ軸方向に並んで配置される５つの太陽電池セル１０は、タブ配線１２によって直列に接続され、１つの太陽電池ストリング１６が形成される。さらに、前述のごとく、ｘ軸方向に４つの太陽電池セル１０が並べられるので、ｙ軸方向に延びた太陽電池ストリング１６がｘ軸方向に４つ平行に並べられる。なお、太陽電池ストリング１６は、複数の太陽電池セル１０と複数のタブ配線１２との組合せを示す。
太陽電池ストリング１６を形成するために、タブ配線１２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電気的に接続する。すなわち、隣接した太陽電池セル１０は互いにタブ配線１２で電気的に接続されている。タブ配線１２は、細長い金属箔であり、後述するように黒色系被膜が形成されている。また、タブ配線１２とバスバー電極との接続には樹脂が使用される。この樹脂は導電性、非導電性いずれでもよい。後者の場合はタブ配線１２とバスバー電極とを直接接触させることで電気的に接続される。また、タブ配線１２とバスバー電極との接続は、樹脂ではなくハンダを用いてもよい。
さらに、太陽電池ストリング１６のｙ軸の正方向側と負方向側において、複数の接続配線１４がｘ軸方向に延びており、接続配線１４は、隣接した２つの太陽電池ストリング１６を電気的に接続する。
以上の構成において、本実施形態の太陽電池モジュールは、光電変換部と、光電変換部の少なくとも一方の面側を覆う樹脂層と、光電変換部及び樹脂層を挟持する表面保護基板と裏面保護基板と、を備える。そして、光電変換部は、複数の太陽電池セルと、複数の太陽電池セル同士を電気的に接続するタブ配線とを有する。さらに、タブ配線の表面に、ＣＩＥ１９７６表色系で規定されるＬ＊（ＳＣＥ）が４０以下であり、ａ＊、ｂ＊は、好ましくはａ＊が−１０〜２０、ｂ＊が−２０〜１０の黒色系被膜が形成されている。
ここで、Ｌ＊（ＳＣＥ）とは、正反射光を除去して色を測る方法であるＳＣＥ方式により測定した明度Ｌ＊を意味する。以下において、特に示さない場合もＳＣＥ方式による数値である。
ここで、Ｌ＊（ＳＣＥ）とは、正反射光を除去して色を測る方法であるＳＣＥ方式により測定した明度Ｌ＊を意味する。以下において、特に示さない場合もＳＣＥ方式による数値である。
また、本実施形態の太陽電池モジュールは、光電変換部と、光電変換部の少なくとも一方の面側を覆う樹脂層と、光電変換部及び樹脂層を挟持する表面保護基板と裏面保護基板と、を備える。そして、光電変換部は、複数の太陽電池セルと、複数の太陽電池セル同士を電気的に接続するタブ配線とを有する。さらに、タブ配線の表面に、前記太陽電池セル表面のＣＩＥ１９７６表色系で規定されるＬ＊（ＳＣＥ）との差が１０以下のＬ＊（ＳＣＥ）の黒色系被膜が形成されている。
太陽電池セル１０及びタブ配線１２の組合せ、太陽電池ストリング１６のそれぞれが「光電変換部」であってもよく、複数の太陽電池ストリング１６と接続配線１４との組合せが「光電変換部」であってもよい。なお、太陽電池モジュール１００の端縁部には、図示しないフレームが取り付けられてもよい。フレームは、太陽電池モジュール１００の端縁部を保護するとともに、太陽電池モジュール１００を屋根等に設置する際に利用される。
図２は太陽電池モジュール１００を示す断面図である。太陽電池モジュール１００は、太陽電池セル１０、タブ配線１２、接続配線１４、太陽電池ストリング１６、表面保護基板２０、樹脂層２４、樹脂層２６、裏面保護基板２８を含む。図２の上側が裏面側に相当し、下側が受光面側に相当する。
表面保護基板２０は、太陽電池モジュール１００の表面を保護するものであり、樹脂からなる。例えば、透光性を有するポリカーボネート樹脂が使用される。また、表面保護基板２０は、厚さ１ｍｍの矩形板状に形成されるが、これに限定されない。
表面保護基板２０を構成する透明樹脂としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、環状ポリオレフィン、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）からなる群より選択される少なくとも１つを用いることができる。これらの中でも、基板２０としては、ポリカーボネート（ＰＣ）を用いることが好ましい。ポリカーボネート（ＰＣ）は、耐衝撃性および透光性に優れ、太陽電池モジュール１００の表面を保護するのに適しているからである。また、表面保護基板２０は、その表面にアクリルウレタンなどで構成されるハードコート層を含んでもよい。さらに、表面保護基板２０又はハードコート層などに紫外線吸収剤や艶調整剤、反射防止成分を含んでもよい。
樹脂層２４は、表面保護基板２０のｚ軸の負方向側に配置される。樹脂層２４として、例えば、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。ここでは、特にＥＶＡが使用されるとする。樹脂層２４は、透光性を有するとともに、表面保護基板２０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。
太陽電池ストリング１６は、上述のように、ｙ軸方向に並んだ複数の太陽電池セル１０が、タブ配線１２によって接続されることによって形成される。また、太陽電池ストリング１６のｙ軸の正方向側端と負方向側端に、接続配線１４が接続される。このような接続配線１４、太陽電池ストリング１６は、樹脂層２４のｚ軸の負方向側に配置される。また、複数の太陽電池セル１０のそれぞれは、受光面および裏面を有する平板状に形成される。
樹脂層２６は、接続配線１４、太陽電池ストリング１６と樹脂層２４のｚ軸の負方向側に配置される。そのため、接続配線１４、太陽電池ストリング１６は、樹脂層２４と樹脂層２６とによって密封される。具体的には、太陽電池セル１０の受光面が樹脂層２４と接するように配置され、太陽電池セル１０の裏面が樹脂層２６と接するように配置される。
樹脂層２６は、樹脂層２４と同一の材料で形成されてもよく、樹脂層２４と異なった材料で形成されてもよい。
樹脂層２６は、樹脂層２４と同一の材料で形成されてもよく、樹脂層２４と異なった材料で形成されてもよい。
裏面保護基板２８は、樹脂層２６のｚ軸の負方向側に配置される。裏面保護基板２８は、バックシートとして太陽電池モジュール１００の裏面側を保護する。
裏面保護基板２８を構成する材料としては、ガラス、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）、ポリイミド（ＰＩ）、環状ポリオレフィン、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）からなる群より選択される少なくとも１つを用いることができる。繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）としては、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）、アラミド繊維強化プラスチック（ＡＦＲＰ）などが挙げられる。なお、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）としては、ガラスエポキシなどが挙げられる。裏面保護基板２８を形成する材料は、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）及びポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）からなる群より選択される少なくとも１つを含有することが好ましい。裏面保護基板２８は、その強度を十分に確保するため、繊維強化プラスチックなど繊維強化樹脂からなることが好ましい。また、繊維強化プラスチックは、繊維が一方向に並んだＵＤ（ＵｎｉＤｉｒｅｃｔｉｏｎ）材であってもよく、それぞれ交差する繊維によって織られた織物材であってもよい。裏面保護基板２８にＵＤ材を用いる場合、繊維方向に膨張収縮しにくいため、ＵＤ材を配置する方向によっては太陽電池セル１０の破損やタブ配線１２の切断を抑制することができる。なお、たわみが生じにくく、軽量であるため、裏面保護基板２８は炭素繊維強化プラスチックにより形成されていることが好ましい。さらに、裏面での発電の効率を上げるために、本層に酸化チタンなどを含有し反射率を向上させてもよい。また、表面にメッキ処理をしてもよい
裏面保護基板２８の厚みは、特に限定されないが、０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、０．０５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であることがより好ましく、０．０７ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。特に、繊維強化プラスチックの場合は、繊維１本の直径が厚みの下限値であることが好ましい。裏面保護基板２８の厚みをこのような範囲とすることによって、裏面保護基板２８のたわみを抑制し、太陽電池モジュール１００をより軽量化することができる。
以上の構成において、本実施形態の太陽電池モジュールのタブ配線の表面には、所定の黒色系被膜が形成されている。以下、当該タブ配線について詳述する。
タブ配線は金属配線（例えば銅、銀、金）によって形成されており、既述の通り、長期間使用により、この金属配線からの金属イオンが、緩衝用に設けた樹脂層、特に光入射側の樹脂層に拡散し、その透明度を低下させると発電効率を低下させてしまう虞がある。また、タブ配線は金属光沢を有することから、そのままでは太陽光が鏡面反射し、その反射光により人に眩しさを感じさせてしまうなどの問題がある。そこで、本実施形態においては、タブ配線の表面に黒色系被膜を形成し、上記のような金属イオンの拡散及び太陽光の反射を抑えている。
本実施形態において、タブ配線の表面に形成される黒色系被膜は２つの態様がある。第１の態様は、ＣＩＥ１９７６表色系で規定されるＬ＊（ＳＣＥ）が４０以下であり、ａ＊、ｂ＊は、好ましくはａ＊が−１０〜２０、ｂ＊が−２０〜１０の黒色系被膜である。第２の態様は、太陽電池セル表面のＣＩＥ１９７６表色系で規定されるＬ＊（ＳＣＥ）との差が１０以下のＬ＊（ＳＣＥ）の黒色系被膜である。いずれの態様においても、以下の効果を奏する。（１）タブ配線の表面に形成される黒色系被膜により、タブ配線の金属を由来とする金属イオンの樹脂層中への拡散がブロックされる。ひいては、金属イオンの拡散に起因する樹脂層の着色が抑制され、樹脂層の透明度の低下を抑えることができる。その結果、発電効率の低下を抑制することができる。（２）タブ配線の表面に形成された黒色系被膜により、タブ配線の表面の鏡面反射がなくなり、太陽光の反射が抑えられる。従って、本実施形態の太陽電池モジュールが配置された住宅の近隣住人が太陽光の反射による眩しさを感じることはない。（３）太陽電池セルもタブ配線も黒色系の色であることから、タブ配線が目立つことがなく外観上の一体感が得られる。
第１の態様の黒色系被膜は、ＣＩＥ１９７６表色系で規定されるＬ＊（ＳＣＥ）が４０以下、ａ＊、ｂ＊は、好ましくはａ＊が−１０〜２０、ｂ＊が−２０〜１０の黒色系被膜である。つまり、「黒色系」とは、黒色のみならず、青色系又は緑色系の濃い色をも含む。特に、Ｌ＊が４０を超えると太陽光の反射が抑えらない。第１の態様の黒色系被膜は、太陽光の反射防止及びタブ配線を目立ちにくくする観点からＬ＊（ＳＣＥ）が３０以下であることが好ましく、ａ＊が０〜１５、ｂ＊が−１０〜５であることがより好ましい。
第２の態様の黒色系被膜は、太陽電池セル表面のＣＩＥ１９７６表色系で規定されるＬ＊（ＳＣＥ）との差が１５以下のＬ＊（ＳＣＥ）の黒色系被膜である。太陽電池セル表面の色は黒色系であるが、黒色系被膜の表面が太陽電池セル表面と同程度の黒色系であれば、太陽光の反射を抑えることができるし、タブ配線も目立たなくなる。太陽電池セルのＬ＊（ＳＣＥ）は通常０〜３０程度である。そこで、太陽電池セル及び黒色系被膜の両者の表面におけるＣＩＥ１９７６表色系で規定されるＬ＊（ＳＣＥ）の差を１５以下と規定している。当該差が、１０を超えると、太陽光の反射が抑えらないし、タブ配線が目立つようになってしまう。当該Ｌ＊（ＳＣＥ）の差は、１０以下が好ましい。
以下の内容は、第１及び第２の態様の黒色系被膜双方に共通する内容である。
黒色系被膜としては、上記のようなＬ＊ａ＊ｂ＊値又はＬ＊値の黒色系の膜が得られる材料であれば特に限定はない。例えば、黒色系クロム、黒色系クロメート、黒色系ニッケル、又は黒色系アルマイトなどの黒色系材料のめっきよりなる被膜、黒色顔料を用いた樹脂コーティングが挙げられる。中でも、黒色系クロム、黒色系クロメート、黒色系ニッケル、及び黒色系アルマイトからなる群より選択される少なくとも１つよりなることが好ましい。これらの材料を選択することにより、上記のようなＬ＊ａ＊ｂ＊値又はＬ＊値の黒色系被膜が得られる。
また、タブ配線の表面において、少なくとも太陽電池セル側の面には黒色系被膜が形成されていない領域を有することが好ましい。図３に示すように、タブ配線１２の太陽電池セル１０側の面は、銀電極３４を介して太陽電池セル１０と接続される。そのため、タブ配線１２と銀電極３４との接着領域には、十分な接着性を確保するため黒色系被膜を形成しないことが好ましい。
また、図４に示すように、タブ配線１２には、その上面から側面に亘って黒色系被膜３０が形成されるとともに、銀電極３４との接着領域近傍において黒色系被膜３０が形成されていない被膜非形成領域３６を有する。このように、タブ配線１２の表面において、黒色系被膜３０が形成された領域の面積が、黒色系被膜３０が形成されていない領域（被膜非形成領域３６）の面積よりも大きくなるように構成することが好ましい。そのような構成とすることにより、タブ配線１２の側面において樹脂層と直接接触する領域が少なくなり、樹脂層への金属イオンの拡散を十分に抑制することができる。なお、図３においては、タブ配線１２と銀電極３４との接着は導電性接続体３２により行っている。導電性接続体３２としては、例えば、導電性接着ペースト、導電性接着フィルム、異方導電性接着剤、半田めっきなどを用いることができる。
図５は、図２における１本のタブ配線１２の（Ａ）上面図、（Ｂ）正面図、及び（Ｃ）下面図である。図５に示すように、タブ配線１２の表裏において交互に黒色系被膜３０、被膜非形成領域３６が形成されていることが分かる。つまり、複数の太陽電池セル１０を直接接続するためには、タブ配線１２が太陽電池セル１０の上面、次いで隣の太陽電池セル１０の下面に交互に接続される。そのため、黒色系被膜３０及び被膜非形成領域３６がタブ配線１２の上下面に交互に形成される。
以上の黒色系被膜の膜厚は、タブ配線の金属イオンの樹脂層への拡散を防止する観点から０．０１〜１００μｍとするが好ましく、０．１〜１０μｍとすることがより好ましい。
一方、タブ配線１２を多数製造する場合、以下のようにして行うと効率的である。すなわち、図６に示すように、製造しようとするタブ配線の数本分の長さの配線を用意し、その表裏面に黒色系被膜３０と被膜非形成領域３６とが交互に配されるように黒色系被膜３０を形成し、最後に所定の部位で切断してタブ配線を得る。具体的には、図７に示すように、まずタブ配線１２の元となる長い配線を用意する（図７（Ａ））。次に、被膜非形成領域３６としようとする部分にマスク４０を設け（図７（Ｂ））、この状態で、メッキにより黒色系被膜３０を形成する（図７（Ｃ））。最後に、マスク４０を除去し（図７（Ｄ））、図５に示す状態となるように切断すれば、図４に示す黒色系被膜３０と被膜非形成領域３６とを有するタブ配線１２が完成する。
また、上記のように、マスクを用いて黒色系被膜を形成すると、マスクを除去したときに、黒色系被膜の端部が突出するようになる（図４参照）。この状態で、太陽電池セル上の銀電極にタブ配線を接着すると、接着に使用した導電性接続体が黒色系被膜の端部と容易に接合され、Cuイオンの樹脂層への拡散を抑制することができる。また、そのような構成とするため、タブ配線の断面形状は、円形、矩形状であっても角部を除去した形状、又は丸みを帯びた形状であることが好ましい。図８に、断面が円形のタブ配線の製造工程を示す。図８における（Ａ）〜（Ｄ）は、上記図７の（Ａ）〜（Ｄ）の工程と同様である。
以上のように、本実施形態の太陽電池モジュールにおいては、タブ配線１２の表面に、黒色系被膜３０を形成している。そのため、タブ配線１２からの金属イオンが、太陽電池セル１０の緩衝用に設けた樹脂層２４、２６、特に光入射側の樹脂層２４に拡散するのを抑制することができる。その結果、樹脂層２４、２６の透明度低下が抑制され、発電効率の低下を抑制することができる。
また、太陽電池セル１０は、可視光を吸収（電気に変換）するため黒色系に見えるが、タブ配線１２の表面に黒色系被膜３０を形成すると、太陽電池セル１０もタブ配線１２も同系色となる。そのため、タブ配線１２が目立つことなく、太陽電池モジュール１００としての外観上の一体感が増すことにもなる。
また、タブ配線１２の表面に黒色系被膜３０を形成しない場合、既述の通り、タブ配線１２表面が反射面として作用し、太陽光を反射する。これに対して、タブ配線１２の表面に黒色系被膜３０を形成すると、光を吸収するため、温度が若干上昇し、膨張することになる。その挙動は、太陽電池セル１０が温度上昇して膨張する挙動と同様の挙動となるので、太陽電池セル１０とタブ配線１２との接続点におけるストレスを軽減することにもつながる。その点においても、太陽電池モジュール１００は長期的に安定化する。
次に、太陽電池モジュール１００の製造方法を説明する。
太陽電池モジュール１００は、太陽電池ストリング１６を、表面保護基板２０、樹脂層２４、樹脂層２６、裏面保護基板２８をラミネートすることにより製造される。ラミネート装置では、例えばヒーター上に、表面保護基板２０、樹脂層２４を構成する樹脂シート、太陽電池セル１０のストリング、樹脂層２６を構成する樹脂シート、裏面保護基板２８が順に積層される。この積層体は、例えば真空状態で１５０℃程度に加熱される。その後、大気圧下でヒーター側に各構成部材を押し付けながら加熱を継続し、樹脂シートの樹脂成分を架橋させる。
太陽電池モジュール１００は、太陽電池ストリング１６を、表面保護基板２０、樹脂層２４、樹脂層２６、裏面保護基板２８をラミネートすることにより製造される。ラミネート装置では、例えばヒーター上に、表面保護基板２０、樹脂層２４を構成する樹脂シート、太陽電池セル１０のストリング、樹脂層２６を構成する樹脂シート、裏面保護基板２８が順に積層される。この積層体は、例えば真空状態で１５０℃程度に加熱される。その後、大気圧下でヒーター側に各構成部材を押し付けながら加熱を継続し、樹脂シートの樹脂成分を架橋させる。
以下、実施例により本実施形態を更に詳しく説明するが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。
［実施例１］
（タブ配線の作製）
銅からなる箔状の配線に、図５に示すように、表裏の所定の位置に黒色系ニッケルめっき施すことにより黒色系被膜を形成した。コニカミノルタ製の分光測色計ＣＭ−６００ｄを用いて測定したところ、この黒色系被膜のＣＩＥ１９７６表色系で規定されるＬ＊（ＳＣＥ）は７．９、ａ＊は１．０、ｂ＊は−１．１であった。
（タブ配線の作製）
銅からなる箔状の配線に、図５に示すように、表裏の所定の位置に黒色系ニッケルめっき施すことにより黒色系被膜を形成した。コニカミノルタ製の分光測色計ＣＭ−６００ｄを用いて測定したところ、この黒色系被膜のＣＩＥ１９７６表色系で規定されるＬ＊（ＳＣＥ）は７．９、ａ＊は１．０、ｂ＊は−１．１であった。
（光電変換部の作製）
マトリックス状に配列された複数の太陽電池セルに対して、上記のようにした得たタブ配線を用いて、隣接する太陽電池セル同士を接続した。なお、太陽電池セルのＬ＊は、タブ配線の黒色系被膜と同様に測定したところ１９であった。つまり、タブ配線の黒色系被膜のＬ＊と太陽電池セルのＬ＊との差は１１．１であった。
マトリックス状に配列された複数の太陽電池セルに対して、上記のようにした得たタブ配線を用いて、隣接する太陽電池セル同士を接続した。なお、太陽電池セルのＬ＊は、タブ配線の黒色系被膜と同様に測定したところ１９であった。つまり、タブ配線の黒色系被膜のＬ＊と太陽電池セルのＬ＊との差は１１．１であった。
（太陽電池モジュールの組立）
上記のようにして得た光電変換部の両面側に、真空ラミネーターによりエチレン酢酸ビニル共重合体からなる樹脂層（層厚：５００μｍ）および、その両面側に樹脂からなる表面保護基板および裏面保護基板を配して得た積層体を真空状態で１５０℃に加熱した。その後、大気圧下でヒーター側に各構成部材を押し付けながら加熱を継続し、樹脂層の樹脂成分を架橋させた。以上のようにして、実施例１の太陽電池モジュールを得た。
上記のようにして得た光電変換部の両面側に、真空ラミネーターによりエチレン酢酸ビニル共重合体からなる樹脂層（層厚：５００μｍ）および、その両面側に樹脂からなる表面保護基板および裏面保護基板を配して得た積層体を真空状態で１５０℃に加熱した。その後、大気圧下でヒーター側に各構成部材を押し付けながら加熱を継続し、樹脂層の樹脂成分を架橋させた。以上のようにして、実施例１の太陽電池モジュールを得た。
［比較例１］
タブ配線に対して黒色系被膜を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にして太陽電池モジュールを作製した。
タブ配線に対して黒色系被膜を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にして太陽電池モジュールを作製した。
＜評価＞
１．変色
各実施例・比較例で作製した太陽電池モジュールをＪＩＳＣ８９１７の耐熱性試験を行い、タブ上の樹脂の変色を目視で評価した。変色が見られたものを×、見られなかったものを○として評価した
２．太陽光の反射
太陽電池モジュールに対して様々な角度から太陽光を入射させ、太陽光が反射するか否かを目視した。そして、太陽光の反射がほとんどなかったものを○、太陽光の反射により眩しさを感じたものを×として評価した。
３．外観
太陽電池モジュールの表面からタブ配線を視認できるか否か評価した。タブ配線がほとんど視認できないものを○、容易に視認できたものを×として評価した。
１．変色
各実施例・比較例で作製した太陽電池モジュールをＪＩＳＣ８９１７の耐熱性試験を行い、タブ上の樹脂の変色を目視で評価した。変色が見られたものを×、見られなかったものを○として評価した
２．太陽光の反射
太陽電池モジュールに対して様々な角度から太陽光を入射させ、太陽光が反射するか否かを目視した。そして、太陽光の反射がほとんどなかったものを○、太陽光の反射により眩しさを感じたものを×として評価した。
３．外観
太陽電池モジュールの表面からタブ配線を視認できるか否か評価した。タブ配線がほとんど視認できないものを○、容易に視認できたものを×として評価した。
表１より、実施例１〜５においては、いずれの評価においても優れた結果が得られた。これに対して、比較例１においては、すべての評価において実施例よりも劣っていた。以上の実施例及び比較例の比較から、タブ配線に黒色系被膜を形成することにより、金属イオンの樹脂層への拡散及び太陽光の反射が抑制されること、並びにタブ配線が視認できず外観上の一体感が得られたことが分かる。
なお、表面保護基板２０は、ガラスからなるものであってもよい。
特願２０１７−０２７９０３（出願日：２０１７年２月１７日）及び特願２０１７−２１０５９８号（出願日：２０１７年１０月３１日）の全内容は、ここに援用される。
本発明によれば、光電変換部を覆う樹脂層の透明度の低下に起因する発電効率の低下、及び太陽光の反射を抑制することができる太陽電池モジュールを提供することができる。
１０ 太陽電池セル（光電変換部）
１２ タブ配線
１４ 接続配線
１６ 太陽電池ストリング（光電変換部）
２０ 表面保護基板
２４ 樹脂層
２６ 樹脂層
２８ 裏面保護基板
３０ 黒色系被膜
３２ 導電性接続体
３４ 銀電極
３６ 被膜非形成領域
４０ マスク
１００ 太陽電池モジュール
１２ タブ配線
１４ 接続配線
１６ 太陽電池ストリング（光電変換部）
２０ 表面保護基板
２４ 樹脂層
２６ 樹脂層
２８ 裏面保護基板
３０ 黒色系被膜
３２ 導電性接続体
３４ 銀電極
３６ 被膜非形成領域
４０ マスク
１００ 太陽電池モジュール
Claims (7)
- 光電変換部と、
前記光電変換部の少なくとも一方の面側を覆う樹脂層と、
前記光電変換部及び樹脂層を挟持する表面保護基板と裏面保護基板と、を備え、
前記表面保護基板は樹脂からなり、
前記光電変換部は、複数の太陽電池セルと、該複数の太陽電池セル同士を電気的に接続するタブ配線とを有し、
前記タブ配線の表面に、ＣＩＥ１９７６表色系で規定されるＬ＊ （ＳＣＥ）が４０以下の黒色系被膜が形成されている太陽電池モジュール。 - 光電変換部と、
前記光電変換部の少なくとも一方の面側を覆う樹脂層と、
前記光電変換部及び樹脂層を挟持する表面保護基板と裏面保護基板と、を備え、
前記表面保護基板は樹脂からなり、
前記光電変換部は、複数の太陽電池セルと、該複数の太陽電池セル同士を電気的に接続するタブ配線とを有し、
前記タブ配線の表面に、前記太陽電池セル表面のＣＩＥ１９７６表色系で規定されるＬ＊ （ＳＣＥ）との差が１５以下のＬ＊ （ＳＣＥ）の黒色系被膜が形成されている太陽電池モジュール。 - 前記タブ配線の表面において、少なくとも前記太陽電池セル側の面には前記黒色系被膜が形成されていない領域を有する請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール。
- 前記タブ配線の表面において、前記黒色系被膜が形成された領域の面積が、前記黒色系被膜が形成されていない領域の面積よりも大きい請求項３に記載の太陽電池モジュール。
- 前記黒色系被膜が、黒色系クロム、黒色系クロメート、黒色系ニッケル、及び黒色系アルマイトからなる群より選択される少なくとも１つによって形成された被膜である請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
- 光電変換部と、
前記光電変換部の少なくとも一方の面側を覆う樹脂層と、
前記光電変換部及び樹脂層を挟持する表面保護基板と裏面保護基板と、を備え、
前記光電変換部は、複数の太陽電池セルと、該複数の太陽電池セル同士を電気的に接続するタブ配線とを有し、
前記タブ配線の表面に、ＣＩＥ１９７６表色系で規定されるＬ＊ （ＳＣＥ）が４０以下の黒色系被膜が形成されている太陽電池モジュール。 - 光電変換部と、
前記光電変換部の少なくとも一方の面側を覆う樹脂層と、
前記光電変換部及び樹脂層を挟持する表面保護基板と裏面保護基板と、を備え、
前記光電変換部は、複数の太陽電池セルと、該複数の太陽電池セル同士を電気的に接続するタブ配線とを有し、
前記タブ配線の表面に、前記太陽電池セル表面のＣＩＥ１９７６表色系で規定されるＬ＊ （ＳＣＥ）との差が１５以下のＬ＊ （ＳＣＥ）の黒色系被膜が形成されている太陽電池モジュール。
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