KR20120010240A - 태양전지 모듈 및 태양전지 모듈의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
일 실시형태로서의 태양전지 모듈(1)은 투광성을 갖고 수광면을 구성하는 제 1 판상 부재(11)와, 투광성을 갖는 제 2 판상 부재(12)와, 태양전지(13)와, 제 1 판상 부재(11)와 제 2 판상 부재(12) 사이에서 태양전지(13)를 밀봉하는 투광성 밀봉수지부(14)를 구비한다. 제 2 판상 부재(12)는 태양전지(13)에 접속된 인출 배선(17)을 도출하는 인출 배선 도출 구멍(12h)을 구비하고, 인출 배선(17)과 인출 배선 도출 구멍(12h) 사이에 투광성 밀봉수지부(14)가 연장되어 형성되어 있다.
Description
본 발명은 투광성을 갖는 제 1 판상 부재와, 투광성을 갖는 제 2 판상 부재와, 태양전지를 구비하는 태양전지 모듈 및 상기 태양전지 모듈의 제조 방법에 관한 것이다.
태양전지 모듈에는 그 용도나 사용 환경 등에 따라 각종 구조가 존재한다. 이러한 태양전지 모듈의 하나로서 합판 유리 구조를 구비한 태양전지 모듈이 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 합판 유리 구조를 구비한 태양전지 모듈은 서로 전기적으로 접속된 복수의 태양전지 셀로 구성된 태양전지 셀 어레이를 표면측 판유리와 이면측 판유리에 의해 끼움으로써 모듈 내부에 밀봉한 구조를 갖는다.
합판 유리 구조를 구비한 태양전지 모듈에서는 표면측 판유리를 투과해서 태양전지 모듈 내에 입사된 태양광은 태양전지 셀이 존재하지 않는 부분의 투광성 밀봉수지를 통과해서 이면측 판유리에 도달하고, 이면측 판유리에 도달한 태양광은 이면측 판유리를 통해 태양전지 모듈의 외측으로 투과된다. 따라서, 합판 유리 구조를 구비한 태양전지 모듈은 태양전지 모듈의 이면측에 위치하는 공간에 있어서도 태양광을 채광할 수 있으므로 소위 채광형 태양전지 모듈로서 적합하게 이용되는 것이다.
합판 유리 구조를 구비한 태양전지 모듈은 일반적으로 수퍼 스트레이트 구조로 불리는 조립 구조를 구비한 태양전지 모듈의 이면측 백필름 대신에 이면측 판유리를 사용한 것이다. 합판 유리 구조를 구비한 태양전지 모듈에서는 표면측 판유리 및 이면측 판유리로서 강화유리가 사용된다. 또한, 판유리의 두께는 요구되는 풍압 하중에 견딜 수 있는 정도의 두께로 설계된다. 이에 따라, 주택이나 빌딩 등의 건축물의 창이나 천창 또는 도로의 차음벽, 아케이드 등, 각종 건축구조물로의 설치가 가능하다.
또한, 산업용 합판 유리 구조를 구비한 태양전지 모듈로서는 합판 유리 구조를 구비한 태양전지 모듈을 알루미늄제의 스페이서 부재 등을 통해 복층화한 것도 존재한다. 이와 같이 복층화된 태양전지 모듈에 있어서도 상술한 채광형 태양전지 모듈과 같은 채광 효과를 얻을 수 있다.
특허문헌 1에 개시된 합판 유리 구조를 구비한 채광형 태양전지 모듈에서는 내부 배선으로서의 동박을 단부까지 연장하고, 단부에서 동박과 출력 케이블을 접속하고 있다. 따라서, 출력 케이블과 내부 배선의 접속부를 보호하는 단자 박스(접속 상자)는 투광성 기판의 둘레 가장자리 단부에 배치되어 있다.
채광형 태양전지 모듈을 설치할 경우 통상적으로는 알루미늄제의 새시 프레임에 태양전지 모듈을 끼우기 때문에 태양전지 모듈의 단부에 부착된 단자 박스는 새시 프레임의 프레임 내에 수납되고, 출력 케이블은 새시 프레임의 프레임 내를 돌아다닌다.
따라서, 새시 프레임의 폭, 두께를 단자 박스에 대응시켜 설정하는 것이 필요해지고, 새시 프레임이 대형화되어 새시 프레임과 태양전지 모듈을 일체화하는 것이 곤란해지며, 또한 설치성의 저하, 새시 프레임 면적에 대한 수광면의 면적비가 저하되어 외관미도 저하된다는 문제가 있다.
최근처럼 특히 디자인성이 고려될 경우 태양전지 모듈은 4변에 개스킷재를 적용해서 설치되지만 단자 박스나 다이오드 박스를 태양전지 모듈의 단부에 배치한 것에서는 개스킷재를 적용할 수 없다.
본 발명은 이러한 상황을 감안하여 이루어진 것으로 채광형 태양전지 모듈로서, 태양전지로부터의 인출 배선을 도출하는 인출 배선 도출 구멍을 제 2 판상 부재에 설치하고, 인출 배선과 인출 배선 도출 구멍 사이에 투광성 밀봉수지부를 형성함으로써 태양전지 모듈의 단부에 인출 배선 및 단자 박스를 배치할 필요성을 해소하여 태양전지 모듈의 단부를 판형상으로 정형한 상태로 하여 설치시에 단부의 정형 상태가 요구되는 시공 방법으로의 적합성을 갖게 한 채광형 태양전지 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 해결 수단은 투광성을 갖고 수광면을 구성하는 제 1 판상 부재와, 투광성을 갖는 제 2 판상 부재와, 태양전지와, 상기 제 1 판상 부재와 상기 제 2 판상 부재 사이에 상기 태양전지를 밀봉하는 투광성 밀봉수지부를 구비하는 태양전지 모듈을 전제로 하고 있다. 이 태양전지 모듈에 대하여 상기 제 2 판상 부재에는 상기 태양전지에 접속된 인출 배선을 도출하는 인출 배선 도출 구멍을 구비시켜 상기 인출 배선과 상기 인출 배선 도출 구멍 사이에 상기 투광성 밀봉수지부를 연장해서 형성하고 있는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의해 비수광면이 되는 제 2 판상 부재의 외측으로 인출 배선 도출 구멍을 통해 인출 배선을 도출하는 것이 가능해진다. 이 때문에 제 1 판상 부재 및 제 2 판상 부재의 단부(태양전지 모듈의 단부)에 인출 배선 및 단자 박스를 배치할 필요성이 해소된다. 그 결과, 제 1 판상 부재 및 제 2 판상 부재의 단부(태양전지 모듈의 단부)를 판 형상으로 정형한 상태로 할 수 있고, 설치시에 단부의 정형 상태가 요구되는 시공 방법으로의 적합성을 갖게 한 채광형 태양전지 모듈로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 태양전지 모듈에서는 상기 제 1 판상 부재 및 상기 제 2 판상 부재는 유리로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의해 높은 투광성, 신뢰성, 생산성을 확보한 제 2 판상 부재 및 제 2 판상 부재를 적용한 태양전지 모듈로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 태양전지 모듈에서는 상기 인출 배선 도출 구멍은 가장자리부에 형성된 모따기부 또는 접시머리부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의해 인출 배선 도출 구멍의 가장자리부에서의 기계적 강도를 향상시키는 것이 가능해져 인출 배선 도출 구멍의 파손을 방지하고, 제 2 판상 부재의 기계적 강도를 향상시켜 생산성 및 신뢰성이 높은 태양전지 모듈로 할 수 있다. 또한, 인출 배선 도출 구멍에 의한 인출 배선에 대한 손상의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 태양전지 모듈에서는 상기 모따기부 또는 상기 접시머리부가 상기 제 2 판상 부재의 양면에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의해 인출 배선 도출 구멍의 가장자리부에서의 기계적 강도를 더욱 향상시키는 것이 가능해지고, 제 2 판상 부재의 기계적 강도를 더욱 향상시켜 생산성 및 신뢰성이 더욱 높은 태양전지 모듈로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 태양전지 모듈에서는 상기 인출 배선 도출 구멍에 형성된 상기 투광성 밀봉수지부가 상기 제 2 판상 부재의 표면에 대하여 면일(面一) 상태 또는 돌출된 상태로 되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의해 인출 배선 도출 구멍을 확실하게 밀봉하고, 또한 인출 배선을 인출 배선 도출 구멍의 벽면으로부터 확실하게 분리할 수 있으므로 신뢰성이 높은 태양전지 모듈로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 태양전지 모듈에서는 상기 인출 배선 도출 구멍에 대응하는 개구부가 형성된 바닥면을 갖는 단자 박스를 구비하고, 상기 바닥면은 상기 제 2 판상 부재에 접착되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의해 인출 배선 도출 구멍을 외부로부터 차단하는 것이 가능해지므로 인출 배선 도출 구멍을 통해 외부로부터 태양전지 모듈의 내부로 수분이 침입하는 것을 방지하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 태양전지 모듈에서는 상기 개구부가 상기 인출 배선 도출 구멍에 위치 맞춤된 돌기부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의해 인출 배선 도출 구멍에 대한 단자 박스의 위치 맞춤을 용이하고 고정밀도로 행하는 것이 가능해져 생산성이 높은 태양전지 모듈로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 태양전지 모듈에서는 상기 개구부가 상기 인출 배선에 대응시킨 슬릿 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의해 인출 배선 도출 구멍을 통해 인출되는 인출 배선 주위의 간극을 억제해서 인출 배선을 고정밀하게 위치 결정하는 것이 가능해지고, 또한 외부로부터 태양전지 모듈의 내부로 수분이 침입하는 것을 억제하는 것이 가능해지므로 생산성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 태양전지 모듈에서는 상기 인출 배선이 인출 배선 도출 구멍으로부터 도출된 부분에서 굴곡되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의해 인출 배선과 접속 케이블의 케이블 단자의 접속을 용이하게 행할 수 있다.
또한, 상술한 각 해결 수단에 의한 태양전지 모듈의 제조 방법도 본 발명의 기술적 사상의 범주이다. 즉, 태양전지와, 투광성을 갖고 수광면을 구성하는 제 1 판상 부재와, 투광성을 갖는 제 2 판상 부재와, 상기 제 1 판상 부재와 상기 제 2 판상 부재 사이에 상기 태양전지를 밀봉하는 투광성 밀봉수지부를 구비하는 태양전지 모듈의 제조 방법을 전제로 하고 있다. 그리고, 이 태양전지 모듈의 제조 방법에서는 상기 태양전지에 인출 배선을 접속하여 상기 제 2 판상 부재에 인출 배선 도출 구멍을 형성하는 도출 구멍 형성 공정과, 상기 인출 배선을 상기 인출 배선 도출 구멍을 통해 상기 제 2 판상 부재의 외측면으로 도출하는 도출 공정과, 상기 제 1 판상 부재와 상기 제 2 판상 부재 사이에 상기 투광성 밀봉수지부를 형성하여 상기 태양전지를 밀봉하는 밀봉 공정을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
이러한 태양전지 모듈의 제조 방법에 의해 비수광면이 되는 제 2 판상 부재의 외측면으로 인출 배선을 도출하는 것이 가능해지고, 제 1 판상 부재 및 제 2 판상 부재의 단부, 즉 태양전지 모듈의 단부에 인출 배선 및 단자 박스를 배치할 필요성이 해소된다. 따라서, 제 1 판상 부재 및 제 2 판상 부재의 단부(태양전지 모듈의 단부)를 판 형상으로 정형한 상태로 할 수 있고, 설치시에 단부의 정형 상태가 요구되는 시공 방법으로의 적합성을 갖게 한 채광형 태양전지 모듈을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 태양전지 모듈의 제조 방법에서는 상기 도출 공정 후 상기 제 2 판상 부재에 통기성 및 내열성을 갖는 유출수지 성형부재를 인출 배선이 도출된 상기 인출 배선 도출 구멍을 폐쇄하도록 배치하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 상기 밀봉 공정에 있어서 투광성 밀봉수지부의 밀봉수지가 인출 배선 도출 구멍으로부터 흘러 넘치는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 인출 배선을 제 2 판상 부재에 접착시키지 않고 인출 배선의 탄성을 확보하여 적합하게 배치할 수 있다.
이러한 유출수지 성형부재는 상기 밀봉 공정을 종료하면 불필요해지므로 밀봉 공정 후 상기 유출수지 성형부재를 제 2 판상 부재로부터 제거하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 의한 태양전지 모듈의 제조 방법에서는 상기 도출 공정 후 도출된 인출 배선을 상기 제 2 판상 부재의 외측면을 따라 배치되도록 굴곡하는 공정과, 상기 인출 배선과 상기 제 2 판상 부재의 외측면 사이에 굴곡시킨 인출 배선과 제 2 판상 부재의 접착을 방지하는 접착 방지 부재를 배치하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 공정을 포함함으로써 접착 방지 부재는 인출 배선과 제 2 판상 부재가 접착되는 것을 방지하고, 인출 배선의 탄성을 확보해서 적합하게 배치하는 것을 가능하게 한다.
이러한 접착 방지 부재는 밀봉 공정을 종료하면 불필요해지므로 밀봉 공정 후 상기 접착 방지 부재를 제 2 판상 부재로부터 제거하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 외관의 의장성도 양호한 태양전지 모듈을 제조할 수 있다.
[발명의 효과]
본 발명에 의한 태양전지 모듈은 태양전지와, 투광성을 갖고 수광면을 구성하는 제 1 판상 부재와, 투광성을 갖는 제 2 판상 부재와, 상기 제 1 판상 부재와 상기 제 2 판상 부재 사이에 상기 태양전지를 밀봉하는 투광성 밀봉수지부를 구비하는 태양전지 모듈로서, 상기 제 2 판상 부재는 상기 태양전지에 접속된 인출 배선을 도출하는 인출 배선 도출 구멍을 구비하고, 상기 인출 배선과 상기 인출 배선 도출 구멍 사이에 상기 투광성 밀봉수지부가 연장되어 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 태양전지 모듈의 제조 방법은 태양전지와, 투광성을 갖고 수광면을 구성하는 제 1 판상 부재와, 투광성을 갖는 제 2 판상 부재와, 상기 제 1 판상 부재와 상기 제 2 판상 부재 사이에 상기 태양전지를 밀봉하는 투광성 밀봉수지부를 구비하는 태양전지 모듈의 제조 방법으로서, 상기 태양전지에 인출 배선을 접속하여 상기 제 2 판상 부재에 인출 배선 도출 구멍을 형성하는 도출 구멍 형성 공정과, 상기 인출 배선을 상기 인출 배선 도출 구멍을 통해 상기 제 2 판상 부재의 외측면으로 도출하는 도출 공정과, 상기 제 1 판상 부재와 상기 제 2 판상 부재 사이에 상기 투광성 밀봉수지부를 형성하여 상기 태양전지를 밀봉하는 밀봉 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 특정 사항을 구비하는 본 발명에 의해 비수광면이 되는 제 2 판상 부재의 외측으로 인출 배선 도출 구멍을 통해 인출 배선을 도출하는 것이 가능해진다. 이 때문에 태양전지 모듈의 단부에 인출 배선 및 단자 박스를 배치할 필요성이 해소된다. 따라서, 제 1 판상 부재 및 제 2 판상 부재의 단부, 즉 태양전지 모듈의 단부를 판 형상으로 정형한 상태로 하는 것이 가능해지고, 설치시에 단부의 정형 상태가 요구되는 시공 방법으로의 적합성을 갖게 한 채광형 태양전지 모듈로 할 수 있다는 효과를 발휘한다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 의한 태양전지 모듈의 요부를 분해하여 사시상태로 나타낸 분해 사시도이다.
도 2a는 도 1에 나타낸 태양전지 모듈의 요부(인출 배선 도출 구멍의 투광성 밀봉수지부)를 형성하기 전의 인출 배선 도출 구멍의 상태를 확대해서 나타낸 요부 확대 단면도이다.
도 2b는 도 2a에 나타낸 태양전지 모듈의 요부(인출 배선 도출 구멍의 투광성 밀봉수지부)를 형성한 후의 인출 배선 도출 구멍의 상태를 나타낸 요부 확대 단면도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 태양전지 모듈의 완성 상태를 모식적으로 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 태양전지 모듈의 제조 방법에 의해 제조한 태양전지 모듈의 일례(실시예 1-1)를 모식적으로 나타낸 평면도이다.
도 5는 본 발명에 의한 태양전지 모듈의 제조 방법에 의해 제조한 태양전지 모듈의 다른 예(실시예 1-2)를 모식적으로 나타낸 평면도이다.
도 6a는 본 발명의 실시형태 2에 의한 태양전지 모듈의 단자 박스(실시예 2-1)의 배치 상태의 단면을 개념적으로 나타낸 부분 단면도이다.
도 6b는 본 발명의 실시형태 2에 의한 태양전지 모듈의 단자 박스(실시예 2-2)의 배치 상태의 단면을 개념적으로 나타낸 부분 단면도이다.
도 6c는 본 발명의 실시형태 2에 의한 태양전지 모듈의 단자 박스에 배치된 인출 배선(실시예 2-3) 상태를 개념적으로 나타낸 부분 단면도이다.
도 6d는 본 발명의 실시형태 2에 의한 태양전지 모듈의 단자 박스에 배치된 인출 배선(실시예 2-4) 상태를 개념적으로 나타낸 부분 단면도이다.
도 6e는 본 발명의 실시형태 2에 의한 태양전지 모듈의 단자 박스에 배치된 인출 배선(실시예 2-5) 상태를 개념적으로 나타낸 부분 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시형태 3에 의한 개스킷 방식 태양전지 모듈의 개스킷재의 주변 단면을 개념적으로 나타낸 단면도이다.
도 2a는 도 1에 나타낸 태양전지 모듈의 요부(인출 배선 도출 구멍의 투광성 밀봉수지부)를 형성하기 전의 인출 배선 도출 구멍의 상태를 확대해서 나타낸 요부 확대 단면도이다.
도 2b는 도 2a에 나타낸 태양전지 모듈의 요부(인출 배선 도출 구멍의 투광성 밀봉수지부)를 형성한 후의 인출 배선 도출 구멍의 상태를 나타낸 요부 확대 단면도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 태양전지 모듈의 완성 상태를 모식적으로 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 태양전지 모듈의 제조 방법에 의해 제조한 태양전지 모듈의 일례(실시예 1-1)를 모식적으로 나타낸 평면도이다.
도 5는 본 발명에 의한 태양전지 모듈의 제조 방법에 의해 제조한 태양전지 모듈의 다른 예(실시예 1-2)를 모식적으로 나타낸 평면도이다.
도 6a는 본 발명의 실시형태 2에 의한 태양전지 모듈의 단자 박스(실시예 2-1)의 배치 상태의 단면을 개념적으로 나타낸 부분 단면도이다.
도 6b는 본 발명의 실시형태 2에 의한 태양전지 모듈의 단자 박스(실시예 2-2)의 배치 상태의 단면을 개념적으로 나타낸 부분 단면도이다.
도 6c는 본 발명의 실시형태 2에 의한 태양전지 모듈의 단자 박스에 배치된 인출 배선(실시예 2-3) 상태를 개념적으로 나타낸 부분 단면도이다.
도 6d는 본 발명의 실시형태 2에 의한 태양전지 모듈의 단자 박스에 배치된 인출 배선(실시예 2-4) 상태를 개념적으로 나타낸 부분 단면도이다.
도 6e는 본 발명의 실시형태 2에 의한 태양전지 모듈의 단자 박스에 배치된 인출 배선(실시예 2-5) 상태를 개념적으로 나타낸 부분 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시형태 3에 의한 개스킷 방식 태양전지 모듈의 개스킷재의 주변 단면을 개념적으로 나타낸 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다.
<실시형태 1>
도 1 내지 도 3에 의거하여 본 실시형태에 의한 태양전지 모듈에 대해 설명한다.
(태양전지 모듈)
도 1?도 2b는 실시형태 1에 의한 태양전지 모듈의 요부를 나타내고, 도 1은 태양전지 모듈의 분해 사시도이다. 도 2a는 도 1에 나타낸 태양전지 모듈에 있어서 인출 배선 도출 구멍의 투광성 밀봉수지부를 형성하기 전의 인출 배선 도출 구멍의 상태를 확대해서 나타낸 요부 확대 단면도이다. 도 2b는 인출 배선 도출 구멍의 투광성 밀봉수지부를 형성한 후의 인출 배선 도출 구멍의 상태를 나타낸 요부 확대 단면도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 태양전지 모듈의 완성 상태를 개념적으로 나타낸 모식 평면도이다. 또한, 제 2 판상 부재(12)는 투광성을 갖기 때문에 내부의 태양전지(13), 내부 접속 배선(16)의 구조는 외부에서 보이는 상태로 되어 있지만 내부에 수용되어 있는 것을 나타내기 위해서 파선으로 나타내고 있다.
본 실시형태에 의한 태양전지 모듈(1)은 투광성을 갖고 수광면을 구성하는 제 1 판상 부재(11)와, 투광성을 갖는 제 2 판상 부재(12)와, 태양전지(13)와, 제 1 판상 부재(11)와 제 2 판상 부재(12) 사이에 형성되어 태양전지(13)를 밀봉하는 투광성 밀봉수지부(14)를 구비한다.
또한, 태양전지 모듈(1)에서는 제 2 판상 부재(12)는 태양전지(13)에 접속된 인출 배선(17)을 도출하는 인출 배선 도출 구멍(12h)을 구비하고, 인출 배선(17)과 인출 배선 도출 구멍(12h) 사이에 투광성 밀봉수지부(14)가 연장되어 형성되어 있다.
따라서, 비수광면이 되는 제 2 판상 부재(12)의 외측으로 인출 배선 도출 구멍(12h)을 통해 인출 배선(17)을 도출하는 것이 가능해진다. 이 때문에 제 1 판상 부재(11) 및 제 2 판상 부재(12)의 단부[태양전지 모듈(1)의 단부]에 인출 배선(17) 및 단자 박스(20)를 배치할 필요성을 해소할 수 있다. 그리고, 제 1 판상 부재(11) 및 제 2 판상 부재(12)의 단부[태양전지 모듈(1)의 단부]를 판 형상으로 정형한 상태로 하여 설치시에 단부의 정형 상태가 요구되는 시공 방법으로의 적합성을 갖게 한 채광형 태양전지 모듈(1)로 할 수 있다.
또한, 인출 배선(17)은 표면에 절연피복재(17m)를 피복한 피복 도선이여도 되고, 절연피복재(17m)를 피복하지 않은 도선이여도 된다. 절연피복재(17m)를 피복함으로써 인출 배선(17)에 대한 인출 배선 도출 구멍(12h)의 영향(생채기의 발생 등)을 방지해서 신뢰성이 높은 인출 배선(17)으로 할 수 있다. 절연피복재(17m)로서는 절연성, 내열성 등을 고려하여, 예를 들면 PET, 유리 섬유 등으로 하는 것이 바람직하다.
태양전지 모듈(1)에서는 제 1 판상 부재(11) 및 제 2 판상 부재(12)가 유리로 형성되어 있다. 따라서, 높은 투광성, 신뢰성, 생산성을 확보한 제 2 판상 부재(12) 및 제 2 판상 부재(12)를 적용한 채광형 태양전지 모듈(1)로 할 수 있다. 즉, 대향해서 배치된 제 1 판상 부재(11) 및 제 2 판상 부재(12) 내부에 투광성 밀봉수지부(14)를 통해 태양전지(13)[태양전지 셀 어레이(13ca)]가 밀봉된 합판 유리 구조를 구비한 채광형 태양전지 모듈(1)이 된다.
또한, 제 1 판상 부재(11) 및 제 2 판상 부재(12)를 유리로 구성했을 때, 이들의 크기는, 예를 들면 1m×1m 정도의 직사각형으로, 5㎜ 내지 10㎜ 정도의 두께로 할 수 있다. 또한, 제 1 판상 부재(11) 및 제 2 판상 부재(12)에는 유리 이외의 투광성 기판을 적절히 선정해서 적용하는 것도 가능하다.
투광성 밀봉수지부(14)는 제 1 판상 부재(11), 제 2 판상 부재(12) 및 태양전지(13)에 각각 밀착되어 있다. 투광성 밀봉수지부(14)로서는 후술하는 라미네이트 공정에 있어서 태양전지 셀(13c)에 손상을 주기 어려운 재료를 사용하는 것이 필요하며, 또한 내후성의 관점에서 장기간에 걸쳐 고온고습 환경하에 노출되어도 열화가 생기기 어려운 재질의 것을 사용하는 것이 바람직하다.
따라서, 투광성 밀봉수지부(14)를 구성하는 재료로서는, 예를 들면 에틸렌 아세트산 비닐공중합체(EVA) 수지, 폴리비닐부티랄(PVB) 수지, 실리콘 수지 등을 포함하는 수지 재료를 적용하는 것이 가능하다.
이 투광성 밀봉수지부(14)는 라미네이트 공정(밀봉 공정)에 있어서 제 1 적층압착 수지필름(14f) 및 제 2 적층압착 수지필름(14s)이 가열 용융되어 가교반응을 일으킴으로써 형성되는 충전층이다. 또한, 도 1의 분해 상태에서는 제 1 적층압착 수지필름(14f), 제 2 적층압착 수지필름(14s)을 각각 개별적으로 적층한 상태로서 나타내지만, 라미네이트 공정을 거친 후에는 일체로서의 투광성 밀봉수지부(14)(도 2b)를 형성한다.
따라서, 제 1 판상 부재(11)와 제 2 판상 부재(12) 사이에 위치하는 투광성 밀봉수지부(14)의 내부에는 태양전지 셀 어레이(13ca)가 배치되게 된다. 즉, 태양전지 셀 어레이(13ca)는 투광성 밀봉수지부(14)에 의해 기밀하게 밀봉되어 있다. 태양전지 셀 어레이(13ca)는 어레이상으로 배치된 복수의 태양전지 셀(13c)과, 복수의 태양전지 셀(13c)을 서로 전기적으로 접속하는 금속선 등의 도체 재료로 이루어진 내부 접속 배선(16)에 의해 구성되어 있다.
인출 배선 도출 구멍(12h)은 구멍의 가장자리부에 모따기부(12hc) 또는 미도시의 접시머리부가 형성되어 있다. 따라서, 인출 배선 도출 구멍(12h)의 가장자리부에서의 기계적 강도를 향상시키는 것이 가능해져 인출 배선 도출 구멍(12h)의 파손을 방지하고, 제 2 판상 부재(12)의 기계적 강도를 향상시켜 생산성 및 신뢰성이 높은 태양전지 모듈(1)로 할 수 있다.
또한, 인출 배선(17)은 태양전지(13)에 접속하는 내부 접속 배선(16)이 연장된 것이다. 모따기부(12hc) 또는 접시머리부는 이러한 인출 배선(17)이 인출 배선 도출 구멍(12h)에 의해 손상되는 것을 방지하는 작용도 한다.
또한, 모따기부(12hc) 또는 접시머리부는 투광성 밀봉수지부(14)를 형성할 때, 인출 배선 도출 구멍(12h)으로의 투광성 밀봉수지부(14)의 유동성(충전성)을 높이는 작용도 한다. 이 때문에 인출 배선 도출 구멍(12h)에 연장해서 형성되는 투광성 밀봉수지부(14)가 확실하게 형성된다. 또한, 모따기부(12hc)는, 예를 들면 0.5㎜ 정도의 폭으로 형성함으로써 충분한 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 모따기부(12hc) 또는 접시머리부는 제 2 판상 부재(12)의 양면에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 인출 배선 도출 구멍(12h)의 가장자리부에서의 기계적 강도를 더욱 향상시키는 것이 가능해지고, 제 2 판상 부재(12)의 기계적 강도를 더욱 향상시켜 생산성 및 신뢰성을 더욱 향상시킨 태양전지 모듈(1)로 할 수 있다. 또한, 인출 배선 도출 구멍(12h)으로의 투광성 밀봉수지부(14)의 유동성을 더욱 높일 수 있기 때문에 인출 배선 도출 구멍(12h)에서의 투광성 밀봉수지부(14)를 확실하게 형성할 수 있다.
인출 배선 도출 구멍(12h)에 연장되어 형성된 투광성 밀봉수지부(14)는 제 2 판상 부재(12)의 외측 표면(12s)에 대하여 면일 상태 또는 돌출된 상태로 되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의해 인출 배선 도출 구멍(12h)을 확실하게 밀봉하고, 또한 인출 배선(17)을 인출 배선 도출 구멍(12h)의 벽면으로부터 확실하게 분리할 수 있다. 이 때문에 신뢰성이 높은 태양전지 모듈(1)로 할 수 있다.
또한, 제 1 적층압착 수지필름(14f) 및 제 2 적층압착 수지필름(14s)을 용착(압착)해서 투광성 밀봉수지부(14)를 형성할 때(태양전지 적층 밀봉 공정/라미네이트 공정/압착 공정), 투광성 밀봉수지부(14)가 인출 배선 도출 구멍(12h)으로부터 제 2 판상 부재(12) 표면의 외측으로 유출될 경우가 있다.
이 때문에, 통기성 및 내열성을 갖는 유출수지 성형부재(18s)(예를 들면, 통기성이 있는 불소계 수지 필름 또는 내열성 면)에 의해 인출 배선 도출 구멍(12h)을 폐쇄하는 것이 바람직하다. 이것에 의해 투광성 밀봉수지부(14)가 제 2 판상 부재(12)의 외측 표면(12s)으로부터 외측으로 유출되지 않도록 할 수 있다. 또한, 유출수지 성형부재(18s)에 의해 인출 배선 도출 구멍(12h)을 폐쇄함으로써 투광성 밀봉수지부(14)의 노출 표면을 제 2 판상 부재(12)의 외측 표면(12s)과 면일 또는 약간 돌출시킨 상태로 할 수 있다.
또한, 굴곡부(17b)로부터 연장된 인출 배선(17)에 대응시켜서 유출수지 성형부재(18s)의 연장 방향으로 접착 방지 부재(18f)(예를 들면, 불소계 수지 필름)를 배치하는 것이 바람직하다. 접착 방지 부재(18f)는 인출 배선(17)에 대응해서 배치되어 있으므로 가령 투광성 밀봉수지부(14)가 유출수지 성형부재(18s)로부터 외측으로 누출되었을 때에도 인출 배선(17)이 제 2 판상 부재(12)에 접착되는 것을 방지할 수 있고, 인출 배선(17)의 탄성을 확보할 수 있다.
유출수지 성형부재(18s)가 배치되는 영역에 대해서도 접착 방지 부재(18f)를 적용하는 형태로 하는 것도 가능하다. 즉, 이들 영역에 대하여 접착 방지 부재(18f)만을 사용하는 것도 가능하다. 그러나, 성형성을 향상시키기 위해서는 접착 방지 부재(18f)와 유출수지 성형부재(18s)를 병용하는 것이 바람직하다.
또한, 내부 접속 배선(16)은 인출 배선 도출 구멍(12h) 부근에서 굴곡되고, 인출 배선 도출 구멍(12h)의 개구 형상을 따르게 함으로써 인출 배선(17)으로서 도출되어 있다. 따라서, 인출 배선 도출 구멍(12h)의 구경을 가능한 한 작게 하는 것이 가능해지고, 인출 배선 도출 구멍(12h)을 형성한 경우에도 제 2 판상 부재(12)의 강도를 유지할 수 있다.
또한, 인출 배선(17)은 인출 배선 도출 구멍(12h)으로부터 도출된 부분(위치)에서 굴곡되어, 예를 들면 굴곡부(17b)를 갖고 있다. 따라서, 인출 배선(17)과 접속 케이블(24)의 접속을 용이하게 행할 수 있다. 예를 들어, 인출 배선(17)은 제 2 판상 부재(12)의 외측 표면(12s)으로부터 떨어진 굴곡부(17b)에서 굴곡되어 있다. 그리고, 굴곡부(17b)를 인출 배선 도출 구멍(12h)으로부터 떨어지게 해서 배치함으로써 인출 배선 도출 구멍(12h)이 작업성 및 신뢰성 좋게 용이하게 폐색된다.
또한, 굴곡부(17b)를 설치함으로써 외부에 배치된 접속 케이블(24)에 대한 접속이 용이해진다. 굴곡부(17b)는, 예를 들면 단자 박스(20) 또는 다이오드 박스(21)의 하우징 내부에 고정된 케이블 단자(24t)(도 4A, 도 4B 참조)와 높이를 맞추는 것이 바람직하다.
또한, 케이블 단자(24t)에 인출 배선(17)의 선단과 감합하는 감합부를 설치해도 상관없다.
상술한 바와 같이, 접착 방지 부재(18f)는 굴곡부(17b)로부터 연장되어 제 2 판상 부재(12)의 표면을 따라 배치된 인출 배선(17)이 투광성 밀봉수지부(14)로부터 유출된 수지에 의해 제 2 판상 부재(12)와 접착되는 것을 방지한다. 따라서, 인출 배선(17)과 접속 케이블(24)을 접속할 때에 인출 배선(17)을 자유롭게 취급할 수 있다.
유출수지 성형부재(18s)는 통기성 및 내열성을 갖는다. 투광성 밀봉수지부(14)는 유출수지 성형부재(18s)의 작용에 의해 제 2 판상 부재(12)의 외측 표면(12s)에 대하여 면일 상태 또는 돌출된 상태가 되도록 성형된다. 이에 따라, 투광성 밀봉수지부(14)가 정밀도 좋게 성형된다.
또한, 접착 방지 부재(18f) 및 유출수지 성형부재(18s)는 투광성 밀봉수지부(14)를 형성한 후에 제거해도 좋다.
인출 배선(17)은 외부에 배치된 접속 케이블(24)과 접속되고, 단자 박스(20)에 의해 피복되어 보호된다. 또한, 태양전지(13)에 접속된 바이패스 다이오드(미도시)를 접속하는 다이오드 박스(21)가 단자 박스(20)와 동일한 실시형태 및 형상으로 배치되어 있다. 바이패스 다이오드를 접속하기 위한 인출 배선(17) 및 인출 배선 도출 구멍(12h)은 단자 박스(20)에 대한 인출 배선(17) 및 인출 배선 도출 구멍(12h)과 동일하게 형성되어 있다.
즉, 도 1에서는 단자 박스(20)에 대응시킨 인출 배선 도출 구멍(12h), 인출 배선(17), 다이오드 박스(21)에 대응시킨 인출 배선 도출 구멍(12h), 인출 배선(17)을 각각 나타내고 있다. 또한, 단자 박스(20)의 상세한 구조에 대해서는 실시형태 2에서 설명한다.
태양전지(13)는 태양전지 셀(13c)을 복수 접속해서 형성한 태양전지 셀 어레이(13ca)로 되어 있다. 태양전지 셀(13c)은, 예를 들면 결정계 반도체 재료 또는 아몰퍼스계 반도체를 적용한 박막 반도체 재료에 pn 접합 등의 반도체 접합을 형성해서 구성한 발전 소자이다.
또한, 태양전지(13)는 제 1 판상 부재(11)의 내측 표면에 직접 형성된 박막형 태양전지로 하는 것도 가능하다. 이 경우에는 제 1 판상 부재(11) 및 태양전지(13)에 대향해서 제 2 적층압착 수지필름(14s)[투광성 밀봉수지부(14)], 제 2 판상 부재(12)가 배치된 형상이 된다.
태양전지 셀(13c)의 양단에는 단자 전극(13t)이 형성되어 내부 접속 배선(16)에 접속되어 있다. 태양전지 셀 어레이(13ca)는 어레이상으로 배치한 태양전지 셀(13c)을 내부 접속 배선(16)에 의해 접속해서 구성된다. 인출 배선(17)은 내부 접속 배선(16)의 연장부로서 구성되어 인출 배선 도출 구멍(12h)으로부터 인출되어 있다. 내부 접속 배선(16), 인출 배선(17)은, 예를 들어 동박판에 땜납 도금을 실시해서 형성된다.
태양전지 모듈(1)은 평면에서 보아 대략 직사각 형상을 갖고 있다. 제 1 판상 부재(11) 및 제 2 판상 부재(12)는 서로 동일한 형상이며, 이것들이 서로 겹쳐져 제 1 판상 부재(11)의 외측 표면이 태양광을 수광하는 수광면(표면)으로 되어 있다. 따라서, 태양전지 모듈(1)의 외주 단부는 부속 부재(예를 들면, 종래 기술에서의 단자 박스)가 존재하지 않는 판 형상으로 되고, 정합되고 정형된 상태로 되어 있어, 어떤 부착 구조에 대해서도 대응 가능한 상태로 되어 있다.
즉, 태양전지 모듈(1)은 직사각 형상의 외주 단부에 배선부(단자 박스) 등의 부재를 배치할 필요성을 해소시킨 정형 상태로 되어 있기 때문에 용이하게 까는 것이 가능해지고, 채광형 태양전지 모듈(1)을 폭넓은 용도로 적용하는 것이 가능해 진다. 또한, 이에 따라, 태양전지 모듈(1)은 개스킷 구조로 적용하는 것이 가능해진다(실시형태 3 참조).
또한, 제 1 판상 부재(11)와 제 2 판상 부재(12)는 서로 대향하도록 태양전지(13) 및 투광성 밀봉수지부(14)에서 규정되는 일정한 간격을 갖고 평행하게 배치되어 있다. 제 1 판상 부재(11) 및 제 2 판상 부재(12)로서는, 예를 들면 청판 유리, 백판 유리, 형판 유리, 강화 유리, 배강화 유리 또는 철망 유리 등을 이용하는 것이 가능하다. 제 1 판상 부재(11)와 제 2 판상 부재(12)는 반드시 동종의 판유리일 필요는 없고, 이종의 판유리를 조합시켜 사용해도 좋다.
어떤 종류의 판유리를 사용할지는 태양전지 모듈(1)이 설치되는 주변환경 등을 고려해서 적절히 선택하는 것이 가능하다. 또한, 본 실시형태에 있어서의 태양전지 모듈(1)은 채광형 태양전지 모듈(1)로서 구성된 것이며, 수광면측에 위치하는 제 1 판상 부재(11)뿐만 아니라 비수광면측에 위치하는 제 2 판상 부재(12)에 대해서도 투광성 판유리에 의해 구성되어 있다.
태양전지 모듈(1)의 내부는 투광성 밀봉수지부(14)에 의해 충전되어 있다. 즉, 투광성 밀봉수지부(14)는 태양전지 모듈(1)의 내부공간[제 1 판상 부재(11) 및 제 2 판상 부재(12)로 끼워진 공간]에 연장되어 형성되어 있다. 즉, 제 1 판상 부재(11)와 태양전지(13)[태양전지 셀 어레이(13ca)] 사이에 형성되는 약간의 간극, 제 2 판상 부재(12)와 태양전지(13)[태양전지 셀 어레이(13ca)] 사이에 형성되는 약간의 간극 및 태양전지 셀(13c) 상호 간에 형성되는 약간의 간극에도 투광성 밀봉수지부(14)가 연장되어 있다.
제 2 판상 부재(12)의 외측에는 단자 박스(20), 다이오드 박스(21)가 설치되어 있다. 단자 박스(20)는 태양전지 모듈(1) 내부에 배치된 태양전지(13)의 출력을 외부로 인출하기 위한 것이다. 또한, 다이오드 박스(21)는 태양전지 셀(13c)이 갖는 단자 전극(13t) 상호 간에 접속된 바이패스 다이오드를 수용하기 위한 것이다.
단자 박스(20)에는 접속 케이블(24)이 설치되어 있다. 접속 케이블(24)은 단자 박스(20)의 내부에서 인출 배선(17)과 접속되어 있다. 인출 배선(17), 접속 케이블(24), 단자 박스(20)에 대해서는 실시형태 2에서 더욱 상세하게 설명한다.
상술한 바와 같이, 본 실시형태에 의한 태양전지 모듈(1)에서는 제 1 판상 부재(11) 및 제 2 판상 부재(12)의 단부를 정합시켜 정형하는 것이 가능해지고, 또한 단자 박스(20), 다이오드 박스(21)를 배면측에 배치하기 때문에 수광면측에서 본 외관을 요철이 없는 단일 평면으로 할 수 있고, 외부에서 봤을 때의 디자인성을 향상시킬 수 있다.
또한, 태양전지 모듈(1)은 외주 단부가 평판 형상으로 되어 있고, 다른 부재[예를 들면 단자 박스(20)]를 배치하지 않기 때문에 외주 단부가 구성하는 면적에 대하여 태양전지(13)가 구성하는 면적을 극한까지 확대하는 것이 가능해져 면적 이용률을 향상시키고, 또한 외관 의장성을 향상시키는 것이 가능해진다.
(태양전지 모듈의 조립 구조 및 제조 순서)
이어서, 본 실시형태에 있어서의 태양전지 모듈(1)의 조립 구조 및 제조 순서에 대하여 설명한다(도 1 참조).
우선, 태양전지(13)를 형성한다(태양전지 형성 공정). 태양전지(13)는 복수의 태양전지 셀(13c)을 접속해서 형성하여 태양전지 셀 어레이(13ca)로 되어 있다. 또한, 제 2 판상 부재(12)에 인출 배선 도출 구멍(12h)을 미리 형성해 둔다(도출 구멍 형성 공정).
이어서, 태양전지(13)의 양면에 제 1 적층압착 수지필름(14f) 및 제 2 적층압착 수지필름(14s)을 대칭적으로 배치한다(적층 공정). 또한, 제 1 적층압착 수지필름(14f) 및 제 2 적층압착 수지필름(14s)의 외측에 제 1 판상 부재(11) 및 제 2 판상 부재(12)를 대칭적으로 배치한다(적층 공정). 즉, 적층 및 중첩된 제 1 판상 부재(11)/제 1 적층압착 수지필름(14f)/태양전지(13)/제 2 적층압착 수지필름(14s)/제 2 판상 부재(12)로 구성된 적층체를 준비한다(적층 공정).
또한, 태양전지(13)를 제 1 판상 부재(11)에 직접 형성한 박막형 태양전지로 했을 경우에는, 제 1 판상 부재(11) 및 태양전지(13)는 미리 일체화되어 있으므로 제 1 적층압착 수지필름(14f)은 생략된다. 즉, 태양전지(13)가 형성된 제 1 판상 부재(11)/제 2 적층압착 수지필름(14s)/제 2 판상 부재(12)의 적층체로 된다(적층 공정).
적층 공정에 의해 얻어진 적층체[제 1 판상 부재(11)/제 1 적층압착 수지필름(14f)/태양전지(13)/제 2 적층압착 수지필름(14s)/제 2 판상 부재(12)]를 진공조건하에서 가열하고, 이 상태에서 상하방향으로부터 압력을 가한다. 이에 따라, 제 1 판상 부재(11)와 제 2 판상 부재(12) 사이의 간극에 투광성 밀봉수지부(14)를 형성한다(태양전지 적층 밀봉 공정/라미네이트 공정/압착 공정).
즉, 적층 및 중첩된 제 1 판상 부재(11)/제 1 적층압착 수지필름(14f)/태양전지(13)/제 2 적층압착 수지필름(14s)/제 2 판상 부재(12)에 진공상태 하에서 가열, 가압 처리를 실시함으로써 라미네이트 처리를 행한다.
이하, 더욱 구체적으로 설명한다.
우선, 제 1 판상 부재(11) 위에 제 1 적층압착 수지필름(14f)을 깔고, 그 위에 어레이상으로 배치한 태양전지 셀(13c)을 겹쳐서 배치한다. 발전부재(기전력 회로)로서의 태양전지 셀 어레이(13ca)[태양전지(13)]는 태양전지 셀(13c)을 내부 접속 배선(16)에 의해 전기적으로 접속해서 형성된다. 태양전지 셀 어레이(13ca)는 제 1 적층압착 수지필름(14f)에 겹치기 전에 형성되어도 좋고, 또한 제 1 적층압착 수지필름(14f)에 배치한 상태에서 내부 접속 배선(16)을 접속함으로써 형성되어도 좋다.
또한, 제 1 적층압착 수지필름(14f)은 복수장으로 구성되어 있어도 좋다. 복수장으로 구성함으로써 막두께의 제어를 보다 고정밀하게 행할 수 있다.
단자 박스(20)에서 접속 케이블(24)과 접속되는 인출 배선(17)은 제 2 판상 부재(12)에 형성된 인출 배선 도출 구멍(12h)에 삽입할 수 있는 위치에서 내부 접속 배선(16)을 상방[인출 배선 도출 구멍(12h)측]으로 절곡해서 형성된다(도 2a, 도 2b).
박막형 태양전지[태양전지(13)]를 직접 제 1 판상 부재(11)의 표면에 형성했을 때에는 내부 접속 배선(16)을 태양전지(13)에 대하여 적절히 접속하고, 내부 접속 배선(16)을 연장시켜서 인출 배선(17)을 적절히 형성하면 좋다.
이어서, 태양전지(13)에 겹쳐서 제 2 적층압착 수지필름(14s)을 깐다. 제 2 적층압착 수지필름(14s)에는 인출 배선(17)을 인출 배선 도출 구멍(12h)에 삽입할 수 있는 위치에 구멍 또는 슬릿이 형성되어 있다. 즉, 인출 배선(17)은 제 2 적층압착 수지필름(14s)을 관통해서 인출 배선 도출 구멍(12h)의 외측으로 도출되어 있다.
또한, 제 2 적층압착 수지필름(14s)은 복수장으로 구성되어 있어도 좋다. 제 2 적층압착 수지필름(14s)을 복수장으로 구성함으로써 막두께의 제어를 보다 고정밀하게 행할 수 있다.
이어서, 제 2 적층압착 수지필름(14s)에 겹쳐서 제 2 판상 부재(12)를 깐다. 이 때, 인출 배선(17)은 제 2 판상 부재(12)에 형성된 인출 배선 도출 구멍(12h)을 관통해서 제 2 판상 부재(12)의 외측으로 취출된다.
또한, 라미네이트 공정에 대비하여, 인출 배선(17)을 굴곡부(17b)에서 절곡해 둔다. 이에 따라, 인출 배선(17)은 제 2 판상 부재(12)를 따른 배치 상태가 된다. 또한, 상술한 바와 같이, 제 2 판상 부재(12)에 형성한 인출 배선 도출 구멍(12h)으로부터, 라미네이트 공정(밀봉 공정)에서 흘러 넘친 투광성 밀봉수지부(14)의 일부 수지에 의해 인출 배선(17)과 제 2 판상 부재(12)가 접착되는 것을 방지하기 위해 절곡된 인출 배선(17)과 제 2 판상 부재(12) 사이에, 예를 들면 불소계 수지 필름으로 구성된 접착 방지 부재(18f)를 삽입해 둔다.
또한, 인출 배선 도출 구멍(12h)에서의 제 2 판상 부재(12)로부터의 투광성 밀봉수지부(14)의 일부 수지가 흘러 넘치는 것을 제 2 판상 부재(12)의 외측 표면(12s)과 면일하게 억제해서 성형하기 위해 통기성을 갖게 한 유출수지 성형부재(18s)로 인출 배선 도출 구멍(12h)을 덮는다. 유출수지 성형부재(18s)에 통기성을 갖게 함으로써 기포가 내포되는 것을 방지하여 성형성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
적층체[제 1 판상 부재(11)/제 1 적층압착 수지필름(14f)/태양전지(13)/제 2 적층압착 수지필름(14s)/제 2 판상 부재(12)]를 형성한 후 제 1 적층압착 수지필름(14f) 및 제 2 적층압착 수지필름(14s)에 대하여 가열 가압에 의한 용착 처리를 실시한다. 이에 따라, 제 1 판상 부재(11) 및 제 2 판상 부재(12)의 열용착을 행한다(라미네이트 공정/밀봉 공정).
라미네이트 공정(밀봉 공정)에서의 가열 가압에 의해 제 1 적층압착 수지필름(14f) 및 제 2 적층압착 수지필름(14s)은 용융하여 유동되고, 제 1 판상 부재(11) 및 제 2 판상 부재(12) 사이를 간극 없이 충전한다. 용융된 제 1 적층압착 수지필름(14f) 및 제 2 적층압착 수지필름(14s)은 그 후의 가교 반응에 의해 경화되고, 투광성 밀봉수지부(14)를 형성한다.
상술한 바와 같이, 적층 공정, 라미네이트 공정 및 밀봉 공정에 의해 제 1 판상 부재(11)와 제 2 판상 부재(12) 사이에 투광성 밀봉수지부(14)가 형성된다. 또한, 투광성 밀봉수지부(14)에 의해 태양전지 셀 어레이(13ca)[태양전지(13)]가 밀봉된다. 또한, 인출 배선 도출 구멍(12h)에 투광성 밀봉수지부(14)가 연장되어 형성되도록 제 1 적층압착 수지필름(14f) 및 제 2 적층압착 수지필름(14s)의 종류, 막두께, 가열 가압 조건 등을 적절히 선정하는 것이 필요하다.
본 실시형태에 의한 태양전지 모듈(1)에서는 제 1 판상 부재(11)/제 1 적층압착 수지필름(14f)/태양전지(13)/제 2 적층압착 수지필름(14s)/제 2 판상 부재(12)를 이 순서대로 순차적으로 적층해서 겹친 후 제 1 적층압착 수지필름(14f) 및 제 2 적층압착 수지필름(14s)을 가열 가압해서 투광성 밀봉수지부(14)를 형성하는 제조 공정으로 했다.
그러나, 완성 후(밀봉 공정 후)의 형상이 도 2b에 나타낸 구조가 되면 좋고, 예를 들어 겹치는 순서를 반대로 해서 제 2 판상 부재(12)/제 2 적층압착 수지필름(14s)/태양전지(13)/제 1 적층압착 수지필름(14f)/제 1 판상 부재(11)를 이 순서대로 순차적으로 적층해서 겹친 후 제 1 적층압착 수지필름(14f) 및 제 2 적층압착 수지필름(14s)을 가열 가압해서 투광성 밀봉수지부(14)를 형성하는 제조공정으로 하는 것도 가능하다.
적층 공정, 라미네이트 공정 및 밀봉 공정에 의해 형성된 태양전지 모듈(1)의 이면[제 2 판상 부재(12)]의 인출 배선 도출 구멍(12h)을 피복하도록 단자 박스(20)를 배치해서 부착한다. 또한, 바이패스 다이오드를 접속하기 위해 형성된 인출 배선 도출 구멍(12h)을 피복하도록 다이오드 박스(21)를 배치해서 부착한다. 이상에 의해 본 실시형태에 의한 태양전지 모듈(1)이 제조된다.
또한, 본 실시형태에 의한 태양전지 모듈(1)에서는 단자 박스(20)와 다이오드 박스(21)를 따로 따로 배치했지만, 공통된 하우징으로 하는 것도 가능하다. 예를 들면, 다이오드 박스(21)의 내부에 배치되어 접속되어 있던 바이패스 다이오드를 단자 박스(20)에 배치해서 접속하는 것도 가능하다.
(태양전지 모듈의 제조 방법)
본 실시형태에 의한 태양전지 모듈(1)의 제조 방법은 다음과 같다.
즉, 본 실시형태에 의한 태양전지 모듈(1)의 제조 방법은 투광성을 갖고 수광면을 구성하는 제 1 판상 부재(11)와, 태양전지(13)와, 태양전지(13)에 접속된 인출 배선(17)을 도출하는 인출 배선 도출 구멍(12h)을 구비한 투광성을 갖는 제 2 판상 부재(12)와, 제 1 판상 부재(11)와 제 2 판상 부재(12) 사이에 형성되어 태양전지(13)를 밀봉하는 투광성 밀봉수지부(14)를 구비하는 태양전지 모듈(1)의 제조 방법이다.
또한, 본 실시형태에 의한 태양전지 모듈(1)의 제조 방법은 설치시에 태양전지 모듈(1)의 단부의 정형 상태가 요구되는 시공 방법으로의 적합성을 갖게 한 채광형 태양전지 모듈(1)을 생산성 좋게 제조하는 것을 목적으로 한다.
본 실시형태에 의한 태양전지 모듈(1)의 제조 방법은 제 2 판상 부재(12)에 인출 배선 도출 구멍(12h)을 형성하는 도출 구멍 형성 공정과, 제 1 판상 부재(11), 제 1 적층압착 수지필름(14f), 태양전지(13), 제 2 적층압착 수지필름(14s), 제 2 판상 부재(12)를 적층해서 적층체를 형성하는 적층 공정과, 적층체를 가열 가압해서 제 1 판상 부재(11) 및 제 2 판상 부재(12) 사이에 투광성 밀봉수지부(14)를 형성하여 태양전지(13)를 밀봉하는 태양전지 적층 밀봉 공정을 구비한다.
이 구성에 의해, 제 1 판상 부재(11) 및 제 2 판상 부재(12)의 단부[태양전지 모듈(1)의 단부]를 판 형상으로 정형한 상태로 할 수 있고, 설치시에 단부의 정형 상태가 요구되는 시공 방법으로의 적합성을 갖게 한 채광형 태양전지 모듈(1)을 생산성 좋게 제조할 수 있다.
(실시예 1-1 : 박막 태양전지의 경우)
이어서, 태양전지 모듈의 제조 방법의 제 1 실시예에 대해서 도 4를 참조하면서 설명한다. 도 4에서는 태양전지가 제 1 판상 부재에 직접 형성된 박막형 태양전지인 예를 나타낸다.
여기서, 제 1 판상 부재에 상당하는 수광면 유리 및 제 2 판상 부재에 상당하는 배면 유리에는 다음과 같은 크기의 것을 사용한다.
?수광면 유리(제 1 판상 부재) : 1000㎜×1200㎜, 두께 6㎜
?배면 유리(제 2 판상 부재) : 1000㎜×1200㎜, 두께 8㎜
우선, 태양전지 모듈(1A)의 제조에 있어서 수광면 유리(11)에 태양전지를 형성한다(태양전지 형성 공정).
즉, 미결정 실리콘을 수광면 유리(11) 위에 적층함으로써 태양전지(13)를 형성한다. 또한, 배면 유리(12)에 인출 배선 도출 구멍을 형성한다(도출 구멍 형성 공정). 인출 배선 도출 구멍(12h)은 배면 유리(12)에 직경 10㎜의 원형상의 관통 구멍을 4개소에 천공함으로써 형성한다.
이어서, 태양전지에 내부 접속 배선(16)을 접속시킨다. 그리고, 배면 유리의 인출 배선 도출 구멍(12h)의 위치에 맞도록 내부 접속 배선을 절곡한다. 내부 접속 배선은 폭 6㎜, 두께 0.3㎜의 땜납 도금 동선을 PET 등의 절연성 수지로 피복한 것을 사용한다.
이어서, 수광면 유리(11)의 태양전지를 형성한 측의 면에 제 2 적층압착 수지필름과 배면 유리(12)를 순차적으로 적층한다(적층 공정). 이 경우, 제 1 판상 부재인 수광면 유리 및 태양전지는 미리 일체화되어 형성되어 있다. 이 때문에 제 1 적층압착 수지필름은 생략된다. 즉, 태양전지가 형성된 수광면 유리(11)/제 2 적층압착 수지필름/배면 유리(12)의 적층체로 된다.
제 2 적층압착 수지필름에는 시트 형상의 EVA를 사용한다. 이 시트 형상의 EVA에는 미리 노치를 형성해 둔다. 그리고, 시트 형상의 EVA의 노치와 배면 유리의 인출 배선 도출 구멍을 통해서 내부 접속 배선을 배면 유리의 외측으로 도출하여 인출 배선으로 한다.
이어서, 각 인출 배선 도출 구멍(12h)으로부터 배면 유리(12)의 외측면으로 도출된 인출 배선을 배면 유리의 표면을 따르도록 굴곡시킨다.
이어서, 면 생지로 이루어진 유출수지 성형부재를 이용하여 인출 배선이 도출되어 있는 배면 유리의 인출 배선 도출 구멍을 폐쇄한다. 면 생지는 통기성을 갖기 때문에 기포가 내포되는 것을 방지하여 성형성 및 신뢰성을 향상시킨다. 또한, 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 불소계 수지재로 이루어진 판상의 접착 방지 부재를 굴곡시킨 인출 배선과 배면 유리 사이에 배치한다. 이에 따라, 인출 배선과 배면 유리가 접착되는 것을 방지한다.
이어서, 태양전지가 형성된 수광면 유리, 제 2 적층압착 수지필름(시트 형상의 EVA) 및 배면 유리의 적층체에 가열 가압 처리를 실시한다(라미네이트 공정). 이에 따라, EVA를 용융시켜서 수광면 유리와 배면 유리 사이에 유동시킨다. 또한, 용융된 EVA가 그 후의 가교 반응에 의해 경화되고, 태양전지를 수광면 유리와 배면 유리 사이를 밀봉하여, 투광성 밀봉수지부를 형성한다(태양전지 적층 밀봉 공정/압착 공정).
이어서, 사용한 유출수지 성형부재와 접착 방지 부재를 배면 유리의 외측면으로부터 제거한다.
이어서, 2개의 단자 박스(20)를 배면 유리(12)의 인출 배선 도출 구멍을 피복하도록 각각 배치한다. 단자 박스는 PPO(폴리페닐렌옥시드) 수지로 이루어지며 바닥면에 40㎜×30㎜의 개구부를 구비하고 있다. 배면 유리의 인출 배선 도출 구멍으로부터 도출된 인출 배선을 단자 박스의 개구부로부터 단자 박스의 내부로 인입한다.
이어서, 단자 박스(20)의 바닥면을 배면 유리(12)에 접착시킨다. 단자 박스 내부에 인입한 인출 배선과 접속 케이블로부터 연장된 케이블 단자를 접속시킨다. 또한, 케이블 단자 사이에는 다이오드가 접속되어 있다.
마지막으로, 단자 박스(20) 내부에 실리콘 수지를 충전해서 밀봉한다.
이에 따라, 도 4에 나타낸 바와 같은 태양전지 모듈(1A)을 얻는다. 태양전지 모듈(1A)은 둘레 가장자리부가 판 형상으로 정형된 상태로 되어 있고, 설치시에 단부의 정형 상태가 요구되는 시공 방법으로의 적합성을 갖게 한 채광형의 것으로 할 수 있다.
(실시예 1-2 : 결정 실리콘계 태양전지의 경우)
이어서, 태양전지 모듈의 제조 방법의 제 2 실시예에 대해서 도 5를 참조하면서 설명한다. 도 5에서는 태양전지가 결정 실리콘계의 태양전지인 예를 나타낸다.
여기에서, 제 1 판상 부재에 상당하는 수광면 유리 및 제 2 판상 부재에 상당하는 배면 유리에는 다음과 같은 크기의 것을 사용한다.
?수광면 유리(제 1 판상 부재) : 1000㎜×1800㎜, 두께 8㎜
?배면 유리(제 2 판상 부재) : 1000㎜×1800㎜, 두께 10㎜
우선, 태양전지 모듈(1B)의 제조에 있어서 태양전지를 형성한다(태양전지 형성 공정). 태양전지(13)는 다결정 실리콘으로 이루어지며 한 변이 156㎜인 대략 정사각형 형상의 태양전지 셀(13c)을 10장 사용하고, 대략 U자 형상으로 직렬 접속하여 형성해서 태양전지 스트링을 형성한다. 예시 형태에서는 이러한 태양전지 스트링을 5대 형성하고 있다.
이어서, 배면 유리(12)에 인출 배선 도출 구멍(12h)을 형성한다(도출 구멍 형성 공정). 인출 배선 도출 구멍은 배면 유리에 직경 10㎜의 원형상의 관통 구멍을 12개소에 천공함으로써 형성한다.
이어서, 태양전지 스트링끼리 접속시켜 태양전지 셀 어레이(13ca)를 형성한다. 즉, 폭 6㎜, 두께 0.3㎜의 땜납 도금 동선을 사용하여 모든 태양전지 스트링의 양단으로부터 각각의 인출 배선을 접속하고, 태양전지 스트링끼리 접속시킨다. 또한, 인출 배선을 배면 유리(12)의 인출 배선 도출 구멍(12h)의 위치에 맞도록 절곡해 둔다.
이어서, 수광면 유리(11) 위에 시트 형상의 EVA(제 1 적층압착 수지필름), 태양전지 셀 어레이(13ca), 시트 형상의 EVA(제 2 적층압착 수지필름) 및 배면 유리(12)를 순차적으로 적층하여 적층체를 준비한다(적층 공정). 시트 형상의 EVA에는 미리 노치를 형성해 둔다. 그리고, 시트 형상의 EVA의 노치와 배면 유리의 인출 배선 도출 구멍을 통해서 내부 접속 배선을 배면 유리의 외측으로 도출하여 인출 배선으로 한다.
이어서, 인출 배선 도출 구멍(12h)으로부터 배면 유리(12)의 외측면으로 도출시킨 인출 배선을 배면 유리의 표면을 따르도록 굴곡시킨다.
이어서, 면 생지로 이루어진 유출수지 성형부재를 이용하여 인출 배선이 도출되어 있는 배면 유리의 인출 배선 도출 구멍을 폐쇄한다. 면 생지는 통기성을 갖기 때문에 기포가 내포되는 것을 방지하여 성형성 및 신뢰성을 향상시킨다. 또한, 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 불소계 수지재로 이루어진 판상의 접착 방지 부재를 굴곡시킨 인출 배선과 배면 유리 사이에 배치한다. 이에 따라 인출 배선과 배면 유리가 접착되는 것을 방지한다.
이어서, 수광면 유리, 시트 형상의 EVA, 태양전지 셀 어레이, 시트 형상의 EVA 및 배면 유리로 이루어진 상기 적층체에 진공 환경하에서 가열 가압 처리를 실시한다(라미네이트 공정). 이에 따라, EVA를 용융시켜 수광면 유리(11)와 배면 유리(12) 사이에 유동시킨다. 또한, 용융된 EVA가 그 후의 가교 반응에 의해 경화되고, 태양전지를 수광면 유리와 배면 유리 사이를 밀봉하여 투광성 밀봉수지부를 형성한다(태양전지 적층 밀봉 공정/압착 공정).
이어서, 사용한 유출수지 성형부재와 접착 방지 부재를 배면 유리의 외측면으로부터 제거한다.
이어서, 단자 박스(20) 및 다이오드 박스(21)를 배면 유리(12)의 각 인출 배선 도출 구멍(12h)을 피복하도록 배치한다. 단자 박스 및 다이오드 박스는 PPO(폴리페닐렌옥시드) 수지로 이루어지고, 바닥면에 16㎜×2㎜의 개구부를 각각 구비하고 있다. 또한, 배면 유리(12)의 각 인출 배선 도출 구멍(12h)으로부터 도출된 인출 배선을 단자 박스(20) 및 다이오드 박스(21)의 각 개구부로부터 각각의 박스 내부로 인입한다.
이어서, 이들 단자 박스(20) 및 다이오드 박스(21)의 바닥면을 배면 유리(12)에 접착시켜 이들을 부착한다. 그리고, 단자 박스 내부로 인입된 인출 배선과 접속 케이블로부터 연장된 케이블 단자를 접속시킨다. 또한, 다이오드 박스의 내부로 인입된 인출 배선과 다이오드를 접속시킨다.
마지막으로, 단자 박스 및 다이오드 박스 내부에 실리콘 수지를 충전해서 밀봉한다.
이에 따라, 태양전지 모듈(1B)을 얻는다. 태양전지 모듈(1B)은 둘레 가장자리부가 판 형상으로 정형된 상태로 되어 있고, 설치시에 단부의 정형 상태가 요구되는 시공 방법으로의 적합성을 갖게 한 채광형의 것으로 할 수 있다.
<실시형태 2>
도 6a 내지 도 6e에 의거하여 본 실시형태에 의한 태양전지 모듈에 적용한 단자 박스 및 단자 박스의 내부에 배치된 인출 배선, 굴곡부, 배선 단자의 배치 형태 등에 대하여 설명한다. 또한, 본 실시형태에 의한 태양전지 모듈의 기본적인 구성은 실시형태 1에 의한 태양전지 모듈(1)과 동일하므로 상기에서 사용한 참조 부호를 적절히 원용해서 설명이 중복되는 것을 피하고, 상기와 다른 사항에 대해서 주로 설명한다.
도 6a는 본 발명의 실시형태 2에 의한 태양전지 모듈에 있어서 단자 박스의 배치예(실시예 2-1)를 개념적으로 나타낸 부분 단면도이다. 또한, 도 6b는 본 발명의 실시형태 2에 의한 태양전지 모듈에 있어서 단자 박스의 배치예(실시예 2-2)를 개념적으로 나타낸 부분 단면도이다.
도 6a 및 도 6b에 나타내는 형태에 의한 단자 박스(20)(실시예 2-1, 실시예 2-2)는 인출 배선 도출 구멍(12h)을 피복하도록 배치되어 있다. 또한, 단자 박스(20)는 인출 배선(17)[배선 단자(17t)] 및 접속 케이블(24)로부터 연장된 케이블 단자(24t)를 하우징(20c) 내부에 수용하여 전기적인 절연성, 안전성 및 신뢰성을 확보하고 있다. 단자 박스(20)의 바닥면(20b)은 제 2 판상 부재(12)에 접착되어 있다. 또한, 바닥면(20b)의 개구부(20w)와 인출 배선 도출 구멍(12h)은 서로 위치 맞춤되어 있다.
내부 접속 배선(16)으로부터 연장된 인출 배선(17)은 인출 배선 도출 구멍(12h)으로부터 도출된 부분에서 굴곡되어 있다. 굴곡하는 부분은, 예를 들어 굴곡부(17b), 굴곡부(17c)이다. 이 중, 예를 들면 굴곡부(17b)는 인출 배선 도출 구멍(12h)의 상부로서, 내측면(20rs)으로부터 간격(Dw)이 되는 부분에 형성된다. 따라서, 접속 케이블(24)의 케이블 단자(24t)와 배선 단자(17t)[인출 배선(17)]의 접속을 용이하게 행할 수 있다. 통상적으로 배선 단자(17t)와 케이블 단자(24t)는 납땜된다.
또한, 단자 박스(20)는 접속 케이블(24)에 접속된 케이블 단자(24t)를 하우징(20c) 내측에 설치하고 있다. 케이블 단자(24t)는 단자 박스(20)의 하우징(20c) 외부에 부착한 방수 커넥터(25)를 통해 접속 케이블(24)에 접속되어 있다.
단자 박스(20)[하우징(20c)] 내측에서 배선 단자(17t)와 케이블 단자(24t)를 접속시키고, 케이블 단자(24t)와 접속 케이블(24)을 하우징(20c) 외부에 배치한 방수 커넥터(25)를 통해 접속시킴으로써 보존성을 향상시킬 수 있다. 또한, 방수 커넥터(25) 대신에 일반적인 커넥터를 채용하는 것도 가능하다.
본 실시형태에 의한 태양전지 모듈(1)에서는 단자 박스(20)(실시예 2-1, 실시예 2-2)가 인출 배선 도출 구멍(12h)에 대응하는 개구부(20w)가 형성된 바닥면(20b)을 갖는다. 바닥면(20b)은 제 2 판상 부재(12)에 접착되어 있다. 따라서, 인출 배선 도출 구멍(12h)을 외부로부터 차단하는 것이 가능해지므로 인출 배선 도출 구멍(12h)을 통해 외부로부터 태양전지 모듈(1)의 내부로 수분이 침입하는 것을 방지하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 단자 박스(20)의 바닥면(20b)을 제 2 판상 부재(12)[제 2 판상 부재(12)의 외측 표면(12s)]에 접착시키기 때문에 인출 배선 도출 구멍(12h)을 형성한 것에 의한 제 2 판상 부재(12)의 물리적 강도의 저하를 방지해서 물리적 강도를 향상시킬 수 있다. 단자 박스(20)의 하우징(20c)은, 예를 들면 알루미늄 등의 경량 금속, 기계적 강도가 강한 합성수지 등으로 형성할 수 있다. 또한, 단자 박스(20)에 외부로부터 개폐 가능한 뚜껑(도시 생략)을 설치해둠으로써 단자 박스(20)를 제 2 판상 부재(12)에 접착시킨 후에 인출 배선(17)[배선 단자(17t)]과 접속 케이블(24)[케이블 단자(24t)]을 용이하게 접속시킬 수 있다.
(실시예 2-1)
도 6a에 나타내는 실시예 2-1에 의한 단자 박스(20)에서는 개구부(20w)가 인출 배선 도출 구멍(12h)에 위치 맞춤된 돌기부(20p)를 구비한다. 따라서, 인출 배선 도출 구멍(12h)에 대한 단자 박스(20)의 위치 맞춤을 용이하고 고정밀하게 행하는 것이 가능해져 생산성이 높은 태양전지 모듈(1)로 할 수 있다. 또한, 돌기부(20p)는 위치 결정에 적용할 수 있으면 좋기 때문에 예를 들면 핀 형상으로 할 수 있다.
또한, 인출 배선 도출 구멍(12h)에 대한 단자 박스(20)의 위치 맞춤을 용이하고 고정밀하게 행할 수 있기 때문에 인출 배선(17)의 선단부에 있는 배선 단자(17t)와 접속 케이블(24)의 접속 위치에 있는 케이블 단자(24t)를 정밀하고 용이하게 감합할 수 있다.
도 6a에서는 내부 접속 배선(16)이 인출 배선 도출 구멍(12h) 부근에서 굴곡되어 인출 배선 도출 구멍(12h)의 개구 형상(개구 단면 형상)을 따라 인출 배선(17)으로서 도출되어 있다.
또한, 단자 박스(20)의 제 2 판상 부재(12)측의 내측면(20rs)과 인출 배선(17)의 간격(Dw)은 돌기부(20p)의 돌출분 이상으로 되어 있다. 따라서, 단자 박스(20)를 인출 배선 도출 구멍(12h)에 위치 결정할 때의 기계적 스트레스 또는 인출 배선(17)의 선단부에 있는 배선 단자(17t)와 접속 케이블(24)을 접속할 때의 기계적 스트레스가 인출 배선 도출 구멍(12h) 부근의 인출 배선(17)에 가해지기 어려워진다.
또한, 인출 배선(17)은 제 2 판상 부재(12)의 인출 배선 도출 구멍(12h)으로부터 인출된 외부에서 굴곡부(17b)를 구비하고, 단자 박스(20) 등의 주위의 부재로부터 분리되어 접촉하지 않도록 배치되어 있으므로 단자 박스(20)를 배치할 때에 인출 배선(17)의 배선 단자(17t)와 접속 케이블(24)의 케이블 단자(24t)는 탄성을 수반한 상태에서 접속된다. 즉, 인출 배선 도출 구멍(12h) 부근의 인출 배선(17)에 대하여 기계적 스트레스가 가해지기 어려워진다.
인출 배선 도출 구멍(12h)의 개구 형상(개구 단면 형상)을 따라 인출 배선(17)을 도출하고 있을 경우에 있어서 투광성 밀봉수지부(14)에 의해 매립된 인출 배선 도출 구멍(12h)으로부터 인출된 인출 배선(17)은 투광성 밀봉수지부(14)에 대한 계면에서 간극이 생기기 어렵다. 따라서, 가령 단자 박스(20)의 외부로부터 침입한 수분이 개구부(20w) 부근에 도달했을 때에도 태양전지 모듈(1) 내부로 수분이 침입하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 인출 배선(17)은 제 2 판상 부재(12)의 인출 배선 도출 구멍(12h)으로부터 인출된 외부에서 굴곡부(17b)를 구비하고, 단자 박스(20) 등의 주위의 부재와는 접촉하지 않고 있다.
따라서, 인출 배선(17)의 배선 단자(17t)와 접속 케이블(24)의 케이블 단자(24t)의 접속에서의 발열이 제 2 판상 부재(12)측으로 전해지기 어려운 구성으로 하는 것이 가능하여 인출 배선 도출 구멍(12h) 부근에서의 열 스트레스를 완화시킬 수 있다.
특히, 다이오드 등의 발열하는 소자를 포함하는 다이오드 박스(21)에 적용한 경우에는 열 스트레스를 효과적으로 완화하는 것이 가능해진다.
또한, 단자 박스(20)를 인출 배선 도출 구멍(12h)에 맞출 때의 기계적 스트레스 또는 인출 배선(17)의 선단부에 있는 배선 단자(17t)와 접속 케이블(24)의 케이블 단자(24t)를 접속할 때의 기계적 스트레스가 인출 배선 도출 구멍(12h) 부근의 인출 배선(17)에 전해지기 어려우므로 자동화된 생산 장치에 의한 제조를 행하는 것이 가능해져 생산성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 도시하지 않았으나, 배선 단자(17t)와 접속 케이블(24)을 접속시킨 후 단자 박스(20) 내에 대하여 부분적 또는 전체적으로 실리콘 수지 등의 밀봉 수지를 봉입해서 밀봉하는 것이 가능해서 밀봉 수지에 의한 밀봉에 의해 태양전지 모듈(1) 내부로 수분이 침입하는 것을 더욱 억제할 수 있다.
또한, 라미네이트 공정 및 밀봉 공정에 있어서 굴곡부(17b)를 유지하는 유지 부재를 사용하는 것이 바람직하다. 유지 부재를 사용함으로써 라미네이트할 때의 압착력에 의한 인출 배선(17) 또는 굴곡부(17b)의 예기치 않은 변형을 방지할 수 있다. 또는, 라미네이트의 압착력을 사용하여 유지 부재의 형상을 따른 굴곡부(17b) 또는 굴곡부(17c)[배선 단자(17t)]를 형성하는 것이 가능해진다.
이에 따라, 제 2 판상 부재(12)의 인출 배선 도출 구멍(12h)에 대하여 상대적으로 위치/형상을 조정한 굴곡부(17b) 또는 배선 단자(17t)[굴곡부(17c)]를 성형하는 것이 가능해지므로 인출 배선(17)의 불균일이나 조립 불균일에 의한 굴곡부(17b) 또는 배선 단자(17t)의 위치 어긋남을 억제해서 인출 배선(17)과 접속 케이블(24)의 접속을 용이하게 행할 수 있다.
또한, 유지 부재는 유출수지 성형부재(18s) 또는 접착 방지 부재(18f)를 겸한 구성으로 하는 것도 가능하다.
(실시예 2-2)
도 6b에 나타내는 실시예 2-2에 의한 단자 박스(20)에서는 개구부(20w)가 인출 배선(17)에 대응시킨 슬릿 형상으로 되어 있다. 따라서, 인출 배선 도출 구멍(12h)을 통해 인출되는 인출 배선(17)의 주위의 간극을 억제해서 인출 배선(17)과 단자 박스(20)를 고정밀하게 위치 결정하는 것이 가능해지고, 또한 외부로부터 태양전지 모듈(1)의 내부로 수분이 침입하는 것을 억제하는 것이 가능해지므로 생산성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
인출 배선(17)에 대한 단자 박스(20)의 위치 맞춤을 용이하고 또한 고정밀하게 행할 수 있기 때문에 인출 배선(17)의 선단부에 있는 배선 단자(17t)와 접속 케이블(24)의 접속 위치에 있는 케이블 단자(24t)를 정밀하고 용이하게 감합할 수 있다.
도 6b에서는 내부 접속 배선(16)이 인출 배선 도출 구멍(12h) 부근에서 굴곡되어 인출 배선 도출 구멍(12h)의 개구 형상(개구 단면 형상)을 따라 인출 배선(17)으로서 도출되어 있다.
또한, 단자 박스(20)의 제 2 판상 부재(12)측의 내측면(20rs)과 인출 배선(17)은 간격(Dw)을 두고 배치되어 있다. 따라서, 단자 박스(20)를 인출 배선 도출 구멍(12h)에 위치 결정할 때의 기계적 스트레스 또는 인출 배선(17)의 선단부에 있는 배선 단자(17t)와 접속 케이블(24)을 접속할 때의 기계적 스트레스가 인출 배선 도출 구멍(12h) 부근의 인출 배선(17)에 가해지기 어려워진다.
또한, 인출 배선(17)은 제 2 판상 부재(12)의 인출 배선 도출 구멍(12h)으로부터 인출된 외부에서 굴곡부(17b)를 구비하고, 단자 박스(20) 등의 주위의 부재로부터 분리되어 접촉하지 않도록 배치되어 있으므로 단자 박스(20)를 배치할 때, 인출 배선(17)의 배선 단자(17t)와 접속 케이블(24)의 케이블 단자(24t)는 탄성을 수반한 상태에서 접속된다. 즉, 인출 배선 도출 구멍(12h) 부근의 인출 배선(17)에 대하여 기계적 스트레스가 가해지기 어려워진다.
투광성 밀봉수지부(14)에 의해 매립된 인출 배선 도출 구멍(12h)으로부터 슬릿 형상의 개구부(20w)를 통해서 인출된 인출 배선(17)은 투광성 밀봉수지부(14)에 대한 계면에서 간극이 생기기 어렵다. 따라서, 가령 단자 박스(20)의 외부로부터 침입한 수분이 개구부(20w) 부근에 도달했을 때에도 태양전지 모듈(1)의 내부로 수분이 침입하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 인출 배선(17)은 제 2 판상 부재(12)의 인출 배선 도출 구멍(12h)으로부터 인출된 외부에서 굴곡부(17b)를 구비하고, 단자 박스(20) 등의 주위의 부재와는 접촉하지 않고 있다.
따라서, 인출 배선(17)의 배선 단자(17t)와 접속 케이블(24)의 케이블 단자(24t)의 접속에서의 발열이 제 2 판상 부재(12)측에 전해지기 어려운 구성으로 하는 것이 가능해져 인출 배선 도출 구멍(12h) 부근의 열 스트레스를 완화할 수 있다.
특히, 다이오드 등의 발열하는 소자를 포함하는 다이오드 박스(21)에 적용한 경우에는 열 스트레스를 효과적으로 완화하는 것이 가능해진다.
또한, 단자 박스(20)를 인출 배선 도출 구멍(12h)에 맞출 때의 기계적 스트레스 또는 인출 배선(17)의 선단부에 있는 배선 단자(17t)와 접속 케이블(24)의 케이블 단자(24t)를 접속할 때의 기계적 스트레스가 인출 배선 도출 구멍(12h) 부근의 인출 배선(17)에 전해지기 어려우므로 자동화된 생산 장치에 의한 제조를 행하는 것이 가능해져 생산성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 도시하지 않았으나, 배선 단자(17t)와 접속 케이블(24)을 접속시킨 후 단자 박스(20) 내에 대하여 부분적 또는 전체적으로 실리콘 수지 등의 밀봉수지를 봉입해서 밀봉하는 것이 가능하여 밀봉 수지에 의한 밀봉에 의해 태양전지 모듈(1)의 내부로 수분이 침입하는 것을 더욱 억제할 수 있다.
또한, 라미네이트 공정 및 밀봉 공정에 있어서 굴곡부(17b)를 유지하는 유지 부재를 사용하는 것이 바람직하다. 유지 부재를 사용함으로써 라미네이트할 때의 압착력에 의한 인출 배선(17) 또는 굴곡부(17b)의 예기치 않은 변형을 방지할 수 있다. 또는, 라미네이트의 압착력을 이용하여 유지 부재의 형상을 따른 굴곡부(17b) 또는 굴곡부(17c)[배선 단자(17t)]를 형성하는 것이 가능해진다.
이에 따라, 제 2 판상 부재(12)의 인출 배선 도출 구멍(12h)에 대하여 상대적으로 위치/형상을 조정한 굴곡부(17b) 또는 배선 단자(17t)[굴곡부17c)]를 성형하는 것이 가능해지므로 인출 배선(17)의 불균일이나 조립 불균일에 의한 굴곡부(17b) 또는 배선 단자(17t)의 위치 어긋남을 억제해서 인출 배선(17)과 접속 케이블(24)의 접속을 용이하게 행할 수 있다.
또한, 유지 부재는 유출수지 성형부재(18s) 또는 접착 방지 부재(18f)를 겸한 구성으로 하는 것도 가능하다.
또한, 실시예 2-1 및 실시예 2-2에서는 인출 배선(17)이 굴곡부(17b)를 구비하는 형태로 했지만, 접속 케이블(24)의 케이블 단자(24t)를 인출 배선 도출 구멍(12h) 또는 개구부(20w)의 바로 위에 배치시킨 경우에는 인출 배선(17)은 굴곡부(17b)를 구비할 필요가 없다.
또한, 도 6c 내지 도 6e에 의거하여 인출 배선, 굴곡부 및 배선 단자의 배치 상태에 관하여 설명한다.
(실시예 2-3)
도 6c는 본 발명의 실시형태 2에 의한 태양전지 모듈에 있어서 단자 박스에 배치된 인출 배선의 상태(실시예 2-3)를 개념적으로 나타낸 부분 단면도이다.
실시예 2-3에 의한 인출 배선(17)은 토대 부재(20d)를 따라 굴곡된 굴곡부(17b)가 형성된 상태로 되어 있다. 제 2 판상 부재(12)의 인출 배선 도출 구멍(12h)을 폐쇄하도록 배치된 토대 부재(20d)는, 예를 들면 라미네이트 공정에서 미리 고정하는 것이 가능하다. 또한, 라미네이트 공정에서의 적층 방향의 압착력을 사용하여 토대 부재(20d)를 따라 굴곡부(17b)를 형성할 수 있다.
즉, 토대 부재(20d)는 실시예 2-1, 실시예 2-2에서 설명한 유지 부재로서 작용시키는 것이 가능하다. 또한, 토대 부재(20d)는 유출수지 성형부재(18s) 또는 접착 방지 부재(18f)로 치환해서 적용하는 것이 가능하다.
(실시예 2-4)
도 6d는 본 발명의 실시형태 2에 의한 태양전지 모듈의 단자 박스에 배치된 인출 배선의 상태(실시예 2-4)를 개념적으로 나타낸 부분 단면도이다.
라미네이트 공정 후에 유출수지 성형부재(18s) 또는 접착 방지 부재(18f)를 제거하고, 그 후에 인출 배선(17)의 선단부를 일으켜 배선 단자(17t)를 경사 방향으로 들어 올려도 좋다. 이 경우, 굴곡부(17b)로부터 내부 접속 배선(16)측으로 기계적 스트레스를 주지 않도록 굴곡부(17b)를 고정해서 인출 배선(17)의 선단부를 일으키는 것이 바람직하다.
(실시예 2-5)
도 6e는 본 발명의 실시형태 2에 의한 태양전지 모듈의 단자 박스에 배치된 인출 배선의 상태(실시예 2-5)를 개념적으로 나타낸 부분 단면도이다.
라미네이트 공정에서 투광성 밀봉수지부(14)가 유출수지 성형부재(18s)[또는 접착 방지 부재(18f)]를 통과하여 볼록 형상 밀봉수지부(14b)가 형성되고, 인출 배선(17)에 밀착되어 있는 경우에는 볼록 형상 밀봉수지부(14b)와 인출 배선(17)의 밀착 부분이 벗겨지지 않도록 배선 도출 구멍(12h)의 외측에서 인출 배선(17)의 선단부를 일으켜 배선 단자(17t)를 경사 방향으로 들어 올리는 것이 바람직하다.
이러한 경우에는 굴곡부(17b) 주변은 볼록 형상 밀봉수지부(14b)에 의한 탄성을 수반하여 입체적으로 유지되므로 기계적 스트레스가 인출 배선 도출 구멍(12h) 부근의 인출 배선(17)에 전해지기 어렵다.
<실시형태 3>
도 7에 의거하여 본 실시형태 3에 의한 개스킷 방식 태양전지 모듈에 대해 설명한다.
본 실시형태에 의한 개스킷 방식 태양전지 모듈은 실시형태 1, 실시형태 2에 나타낸 태양전지 모듈(1)을 그대로 적용한 것이므로 부호를 원용해서 주로 다른 사항에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시형태 3에 의한 개스킷 방식 태양전지 모듈의 개스킷재의 주변 단면을 개념적으로 나타낸 단면도이다.
본 실시형태에 의한 개스킷 방식 태양전지 모듈(30)은 실시형태 1, 실시형태 2에서 설명한 태양전지 모듈(1)을 건재 용도에 적용 가능하게 한 것이다. 즉, 본 실시형태에 의한 개스킷 방식 태양전지 모듈(30)은 실시형태 1, 실시형태 2에 의한 태양전지 모듈(1)을 개스킷 방식에서의 시공 방법에 대응시키는 것을 목적으로 한다.
개스킷 방식 태양전지 모듈(30)은 태양전지 모듈(1)의 둘레 가장자리 단부에 건재 용도의 고정용 밀봉재인 개스킷재(31)가 결합되어 있다. 개스킷재(31)는, 예를 들면 클로로프렌 고무로 형성된다.
개스킷 방식 태양전지 모듈(30)을 구성하는 태양전지 모듈(1)의 둘레 가장자리 단부는 개스킷재(31)의 오목부에 배치된 셋팅 블록(32)에 접촉해서 위치 결정되고, 밀봉재로서의 백업 부재(33)에 의해 개스킷재(31)에 밀착되어 있다.
개스킷 방식 태양전지 모듈(30)은 비수광면[제 2 판상 부재(12)]에 배치된 단자 박스(20)를 갖고 둘레 가장자리 단부가 평판 형상으로 된(즉, 둘레 가장자리 단부가 평판 형상으로 정형된) 태양전지 모듈(1)과, 태양전지 모듈(1)의 단부에 결합된 개스킷재(31)를 구비한다.
실시형태 1, 실시형태 2에서 나타낸 바와 같이, 접속 케이블(24)은 제 2 판상 부재(12)에 형성된 인출 배선 도출 구멍(12h)으로부터 도출된 인출 배선(17)과 접속되고, 인출 배선(17) 및 접속 케이블(24)의 접속부는 단자 박스(20)(도 6a, 도 6b 참조)에 의해 피복되어 있다. 또한, 단자 박스(20)는 인출 배선 도출 구멍(12h)에 대응하는 개구부(20w)가 형성된 바닥면(20b)을 갖는다. 또한, 바닥면(20b)은 제 2 판상 부재(12)에 접착되어 있다.
실시형태 1 및 실시형태 2에서 설명한 바와 같이, 태양전지 모듈(1)은 둘레 가장자리 단부를 정형하여 평판 형상으로 되어 있다. 즉, 태양전지 모듈(1)은 태양전지 모듈(1)을 개스킷재(31)에 부착할 때의 장애가 되는 부재[단자 박스(20), 다이오드 박스(21)]를 둘레 가장자리 단부에 갖지 않기 때문에 용이하고 확실하게 개스킷재(31)와 결합하는 것이 가능해지고, 건재 용도의 개스킷재(31)를 구비한 개스킷 방식 태양전지 모듈(30)을 구성할 수 있다.
따라서, 본 실시형태에 의한 개스킷 방식 태양전지 모듈(30)은 개스킷재(31)를 구비하기 때문에 개스킷 방식에서의 시공 방법에 대응하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명은 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 일탈하지 않고 다른 여러 가지 형태로 실시할 수 있다. 그 때문에 상술한 실시형태는 모든 점에서 단순한 예시에 불과하며, 한정적으로 해석해서는 안 된다. 본 발명의 범위는 특허청구범위에 의해 나타내는 것이며, 명세서 본문에는 하등 구속되지 않는다. 또한, 특허청구범위의 균등 범위에 속하는 변형이나 변경은 모두 본 발명의 범위 내의 것이다.
이 출원은 2009년 4월 20일에 일본에서 출원된 특원 2009-102276에 기초한 우선권을 청구한다. 여기에 언급함으로써 그 모든 내용은 본 출원에 포함된 것이다.
본 발명은 채광형 태양전지 모듈에 적합하게 이용 가능하다.
1 : 태양전지 모듈 11 : 제 1 판상 부재
12 : 제 2 판상 부재 12h : 인출 배선 도출 구멍
12hc : 모따기부 13 : 태양전지
13c : 태양전지 셀 13ca : 태양전지 셀 어레이
13t : 단자전극 14 : 투광성 밀봉수지부
14f : 제 1 적층압착 수지필름 14s : 제 2 적층압착 수지필름
16 : 내부 접속 배선 17 : 인출 배선
17b : 굴곡부 17c : 굴곡부
17m : 절연 피복재 17t : 배선 단자
18f : 접착 방지 부재 18s : 유출수지 성형부재
20 : 단자 박스 20b : 바닥면
20c : 하우징 20p : 돌기부
20w : 개구부 21 : 다이오드 박스
24 : 접속 케이블 24t : 케이블 단자
25 : 방수 커넥터 30 : 개스킷 방식 태양전지 모듈
12 : 제 2 판상 부재 12h : 인출 배선 도출 구멍
12hc : 모따기부 13 : 태양전지
13c : 태양전지 셀 13ca : 태양전지 셀 어레이
13t : 단자전극 14 : 투광성 밀봉수지부
14f : 제 1 적층압착 수지필름 14s : 제 2 적층압착 수지필름
16 : 내부 접속 배선 17 : 인출 배선
17b : 굴곡부 17c : 굴곡부
17m : 절연 피복재 17t : 배선 단자
18f : 접착 방지 부재 18s : 유출수지 성형부재
20 : 단자 박스 20b : 바닥면
20c : 하우징 20p : 돌기부
20w : 개구부 21 : 다이오드 박스
24 : 접속 케이블 24t : 케이블 단자
25 : 방수 커넥터 30 : 개스킷 방식 태양전지 모듈
Claims (14)
- 태양전지와,
투광성을 갖고 수광면을 구성하는 제 1 판상 부재와,
투광성을 갖는 제 2 판상 부재와,
상기 제 1 판상 부재와 상기 제 2 판상 부재 사이에 상기 태양전지를 밀봉하는 투광성 밀봉수지부를 구비하는 태양전지 모듈로서:
상기 제 2 판상 부재는 상기 태양전지에 접속된 인출 배선을 도출하는 인출 배선 도출 구멍을 구비하고, 상기 인출 배선과 상기 인출 배선 도출 구멍 사이에 상기 투광성 밀봉수지부가 연장되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 판상 부재 및 상기 제 2 판상 부재는 유리로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 인출 배선 도출 구멍은 가장자리부에 형성된 모따기부 또는 접시머리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈. - 제 3 항에 있어서,
상기 모따기부 또는 상기 접시머리부는 상기 제 2 판상 부재의 양면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 인출 배선 도출 구멍에 형성된 상기 투광성 밀봉수지부는 상기 제 2 판상 부재의 표면에 대하여 면일 상태 또는 돌출된 상태로 되어 있는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 인출 배선 도출 구멍에 대응하는 개구부가 형성된 바닥면을 갖는 단자 박스를 구비하고, 상기 바닥면은 상기 제 2 판상 부재에 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈. - 제 6 항에 있어서,
상기 개구부는 상기 인출 배선 도출 구멍에 위치 맞춤된 돌기부를 구비하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈. - 제 6 항에 있어서,
상기 개구부는 상기 인출 배선에 대응시킨 슬릿 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 인출 배선은 상기 인출 배선 도출 구멍으로부터 도출된 부분에서 굴곡되어 있는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈. - 태양전지와,
투광성을 갖고 수광면을 구성하는 제 1 판상 부재와,
투광성을 갖는 제 2 판상 부재와,
상기 제 1 판상 부재와 상기 제 2 판상 부재 사이에 상기 태양전지를 밀봉하는 투광성 밀봉수지부를 구비하는 태양전지 모듈의 제조 방법으로서:
상기 태양전지에 인출 배선을 접속하고, 상기 제 2 판상 부재에 인출 배선 도출 구멍을 형성하는 도출 구멍 형성 공정과,
상기 인출 배선을 상기 인출 배선 도출 구멍을 통해 상기 제 2 판상 부재의 외측면으로 도출하는 도출 공정과,
상기 제 1 판상 부재와 상기 제 2 판상 부재 사이에 상기 투광성 밀봉수지부를 형성하고, 상기 태양전지를 밀봉하는 밀봉 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조 방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 도출 공정 후 상기 제 2 판상 부재에 통기성 및 내열성을 갖는 유출수지 성형부재를 인출 배선이 도출된 상기 인출 배선 도출 구멍을 폐쇄하도록 배치하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 밀봉 공정 후 상기 유출수지 성형부재를 제 2 판상 부재로부터 제거하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조 방법. - 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도출 공정 후 도출된 인출 배선을 상기 제 2 판상 부재의 외측면을 따라 배치되도록 굴곡하는 공정과,
상기 인출 배선과 상기 제 2 판상 부재의 외측면 사이에 굴곡시킨 인출 배선과 상기 제 2 판상 부재의 접착을 방지하는 접착 방지 부재를 배치하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조 방법. - 제 13 항에 있어서,
상기 밀봉 공정 후 상기 접착 방지 부재를 상기 제 2 판상 부재로부터 제거하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
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