WO2010021301A1 - 太陽電池モジュール - Google Patents

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WO2010021301A1
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solar cell
receiving surface
cell module
back surface
light receiving
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幸弘 吉嶺
治寿 橋本
神野　浩
修司 福持
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三洋電機株式会社
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to a solar cell module including a plurality of solar cells connected to each other by a wiring material.
  • Solar cells are expected as a new energy source because they can directly convert clean and infinitely supplied solar energy into electrical energy.
  • the output per solar cell is about several watts. Therefore, when a solar cell is used as a power source for a house or a building, a solar cell module whose output is increased by connecting a plurality of solar cells is used.
  • a plurality of solar cells are arranged along the arrangement direction.
  • the plurality of solar cells are electrically connected to each other by a wiring material.
  • the wiring member is arranged along the arrangement direction on the light receiving surface of one solar cell and on the back surface of another solar cell adjacent to the one solar cell. Therefore, the wiring material is bent twice between the light receiving surface of one solar cell and the back surface of another solar cell, thereby forming two bent portions.
  • Patent Document 1 a method of bending the wiring material three times or more between one solar cell and another solar cell has been proposed (see Patent Document 1). According to this method, it is possible to suppress the stress from being concentrated on the end portion of the solar cell due to the expansion of the wiring material.
  • the solar cell module has a flat plate shape and is arranged along the surface of a roof or the like. Therefore, the solar cell module may be bent as a whole under the influence of wind. Specifically, when wind blows toward the solar cell module, the central portion of the solar cell module is recessed downward. When the wind blows along the solar cell module, the central portion of the solar cell module swells upward.
  • the entire solar cell module bends up and down, the interval between the plurality of solar cells is repeatedly changed, so that the wiring material is repeatedly expanded and contracted. As a result, the bent portion of the wiring member may be damaged.
  • This invention is made
  • a solar cell module is a solar cell including a first solar cell and a second solar cell that are sealed between a light-receiving surface side protective material and a back surface side protective material and are electrically connected by a wiring material.
  • Each of the first solar cell and the second solar cell has a light receiving surface facing the light receiving surface side protective material and a back surface provided on the opposite side of the light receiving surface and facing the back surface side protective material.
  • the wiring material is disposed over the light receiving surface of the first solar cell and the back surface of the second solar cell, and the wiring material is formed between the first solar cell and the second solar cell. It has a bent portion, and the gist is that the radius of curvature of one bent portion having a large distance from the neutral surface of the two bent portions is larger than the radius of curvature of the other bent portion.
  • the neutral surface is a surface to which tensile stress and compressive stress corresponding to the deflection of the light-receiving surface side protective material and the back surface side protective material do not act.
  • the wiring member is gently bent at a position far from the neutral plane. That is, a portion of the wiring material that is easily subjected to a large stress when the light-receiving surface side protective material and the back surface side protective material bend up and down is gently bent. Therefore, it is possible to suppress the wiring material from being damaged in the other bent portion.
  • the solar cell module which concerns on the characteristic of this invention is a solar cell module provided with the 1st solar cell and the 2nd solar cell which were sealed between the glass substrate and the back surface film, and was electrically connected by the wiring material,
  • Each of the first solar cell and the second solar cell has a light receiving surface facing the glass substrate and a back surface opposite to the light receiving surface and facing the back film, and the wiring material is the first solar cell.
  • the wiring material has two bent portions formed between the first solar cell and the second solar cell, and extends over the back surface of the second solar cell from the light receiving surface of
  • the gist is that the radius of curvature of one bent portion having a large distance to the glass substrate among the bent portions is larger than the radius of curvature of the other bent portion.
  • the gist of the solar cell module according to the feature of the present invention is that the first solar cell and the second solar cell are connected by bonding the wiring member with a resin adhesive. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the solar cell module which can improve conversion efficiency can be provided.
  • FIG. 1 is a side view of a solar cell module 100 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of the solar cell 10 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view of the solar cell string 1 according to the embodiment of the present invention.
  • 4 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a method of manufacturing the solar cell module 100 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a side view of a solar cell module 100 according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of the solar cell 10 according to the embodiment.
  • the solar cell module 100 includes a solar cell string 1, a light receiving surface side protective material 2, a back surface side protective material 3, and a sealing material 4.
  • the solar cell string 1 is sealed with a sealing material 4 between the light receiving surface side protective material 2 and the back surface side protective material 3.
  • the solar cell string 1 includes a plurality of solar cells 10 arranged along the arrangement direction H.
  • the plurality of solar cells 10 are electrically connected to each other by a plurality of wiring members 11.
  • the solar cell 10 has a light receiving surface 10A for receiving light and a back surface 10B provided on the opposite side of the light receiving surface 10A.
  • Each of the light receiving surface 10 ⁇ / b> A and the back surface 10 ⁇ / b> B is a main surface of the solar cell 10.
  • the light receiving surface 10 ⁇ / b> A faces the light receiving surface side protection member 2.
  • the back surface 10 ⁇ / b> B faces the back surface side protective material 3.
  • the wiring material 11 is electrically connected to the main surface of the solar cell 10.
  • a conductive material such as copper formed in a thin plate shape can be used.
  • the surface of such a conductive material may be plated with a soft conductor such as a general Pb-free solder (for example, SnAg 3.0 Cu 0.5 ).
  • the solar cell 10 includes a photoelectric conversion unit 20, a plurality of thin wire electrodes 30, and two connection electrodes 40.
  • the photoelectric conversion unit 20 generates photogenerated carriers by receiving light.
  • the photogenerated carrier refers to holes and electrons that are generated when light is absorbed by the photoelectric conversion unit 20.
  • the photoelectric conversion unit 20 includes a semiconductor junction such as a pn-type junction or a pin junction.
  • the photoelectric conversion unit 20 can be formed using a general semiconductor material such as a crystalline semiconductor material such as single crystal Si or polycrystalline Si, or a compound semiconductor material such as GaAs or InP.
  • the multiple thin wire electrodes 30 are collection electrodes that collect photogenerated carriers from the photoelectric conversion unit 20.
  • Each thin wire electrode 30 is formed along an orthogonal direction T substantially orthogonal to the arrangement direction H on the light receiving surface 10A.
  • Each thin wire electrode 30 is formed of, for example, a resin-type conductive paste or a sintered-type conductive paste (ceramic paste) using a printing method or the like.
  • the dimension and number of each thin wire electrode 30 can be set to an appropriate number in consideration of the size and physical properties of the photoelectric conversion unit 20. For example, when the size of the photoelectric conversion unit 20 is about 100 mm square, about 50 fine wire electrodes 30 can be formed.
  • a plurality of fine wire electrodes 30 may be formed on the back surface 10B.
  • a collecting electrode may be formed so as to cover substantially the entire back surface 10B. The present invention does not limit the shape of the collecting electrode formed on the back surface 10B.
  • connection electrodes 40 are electrodes for connecting the wiring material 11. Each connection electrode 40 is formed along the arrangement direction H on the light receiving surface 10A. Each connection electrode 40 is formed of, for example, a resin-type conductive paste or a sintered-type conductive paste (ceramic paste) using a printing method or the like. The dimensions and the number of each connection electrode 40 can be set to an appropriate number in consideration of the size and physical properties of the photoelectric conversion unit 20. Although not shown, two connection electrodes 40 are formed on the back surface 10B.
  • the light-receiving surface side protective material 2 is disposed on the light-receiving surface 10A side of each solar cell 10 as shown in FIG.
  • the light receiving surface side protective material 2 protects the surface of the solar cell module 100.
  • translucent tempered glass or translucent plastic having a thickness of 1 to several mm can be used.
  • the back surface side protective material 3 is arrange
  • the back surface side protective material 3 protects the back surface of the solar cell module 100.
  • a resin film such as PET (Polyethylene Terephthalate) having a thickness of several ⁇ m to several mm, a laminated film having a structure in which an Al foil is sandwiched between resin films, and the like can be used.
  • the sealing material 4 seals the solar cell string 1 between the light-receiving surface side protective material 2 and the back surface side protective material 3.
  • a translucent resin such as EVA, EEA, PVB, silicone, urethane, acrylic, or epoxy can be used.
  • the distance between the light-receiving surface side protective material 2 and the back surface side protective material 3 is several hundred ⁇ m to several mm.
  • an Al frame (not shown) can be attached to the outer periphery of such a solar cell module 100.
  • a neutral surface N that is a virtual surface where tensile stress and compressive stress do not act even when the solar cell module 100 is bent up and down.
  • a tensile stress and a compressive stress corresponding to the bending of the light-receiving surface side protective material 2 and the back surface side protective material 3 do not act on the member located near the neutral surface N.
  • a greater tensile stress or compressive stress acts on each member as the distance from the neutral surface N increases.
  • the position y of the neutral surface N from the surface of the light-receiving surface side protective material 2 is obtained by the following equation (1).
  • Equation (1) Ei is the elastic coefficient of the i-th member from the light-receiving surface side protective material 2.
  • ti is the thickness of the i-th member in the vertical direction S.
  • yi is the distance from the surface of the light-receiving surface side protective member 2 to the center of the i-th member in the vertical direction S.
  • the neutral surface N is assumed to be present inside the light receiving surface side protective material 2, that is, on the light receiving surface side of the solar cell string 1.
  • the position of the neutral plane N can be changed according to the physical characteristics of the members constituting the solar cell module 100.
  • FIG. 3 is a plan view of the solar cell string 1 according to the embodiment.
  • 4 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • one solar cell 10 and another solar cell 10 adjacent to one solar cell 10 are connected by two wiring members 11. Specifically, as shown in FIG. 4, one end of each wiring member 11 is connected to a connection electrode 40 formed on the light receiving surface 10 ⁇ / b> A of one solar cell 10. The other end of each wiring member 11 is connected to a connection electrode 40 formed on the back surface 10 ⁇ / b> B of another solar cell 10.
  • the adhesive used for connection includes resin adhesive in addition to solder.
  • the resin adhesive is preferably cured at a temperature below the melting point (about 200 ° C.) of the lead-free solder.
  • the resin adhesive include a two-component reaction adhesive in which a curing agent is mixed with an epoxy resin, an acrylic resin, or a urethane resin in addition to a thermosetting resin adhesive such as an acrylic resin or a highly flexible polyurethane-based resin. Etc. can be used.
  • the resin adhesive may include a plurality of conductive particles. As the conductive particles, nickel, nickel with gold coating, or the like can be used. When a resin adhesive that does not contain conductive particles is used, the wiring material 11 is preferably brought into direct contact with the connection electrode 40 in order to electrically connect one solar cell 10 and another solar cell 10. . As shown in FIG. 4, the adhesive constitutes an adhesive layer 60.
  • the wiring member 11 has two bent portions formed between one solar cell 10 and another solar cell 10. Specifically, as illustrated in FIG. 4, the wiring member 11 is formed between the solar cells 10 on the first bent portion 11 ⁇ / b> A formed on one solar cell 10 side and on the other solar cell 10 side. And a second bent portion 11B. The wiring member 11 is bent from the light receiving surface 10A side of the one solar cell 10 toward the back surface side protective member 3 in the first bent portion 11A. Moreover, the wiring material 11 is bent toward the light-receiving surface side protective material 2 from the back surface 10B side of the other solar cell 10 in the second bent portion 11B.
  • the first bent portion 11A in the vertical direction S, is located closer to the light receiving surface side protective material 2 than the second bent portion 11B. Therefore, the interval between the neutral plane N and the second bent portion 11B is larger than the interval between the neutral plane N and the first bent portion 11A (see FIG. 1).
  • the radius of curvature r 11B of the second bent portion 11B is larger than the radius of curvature r 11A of the first bent portion 11A. That is, the wiring member 11 is gently bent at the second bent portion 11B rather than the first bent portion 11A.
  • the curvature radius r is obtained from the radius of the inscribed circle of the bent part.
  • a linear wiring material is bent using a mold 50. Specifically, the wiring member is sandwiched between the convex portion having the curvature radius r 11B formed on the upper mold 51 and the convex portion having the curvature radius r 11A formed on the lower mold 52. As a result, the wiring member 11 having the first bent portion 11A and the second bent portion 11B is formed.
  • a plurality of solar cells 10 are arranged.
  • the plurality of arranged solar cells 10 are electrically connected to each other by the wiring material 11.
  • one end of the wiring member 11 is connected to the connection electrode 40 formed on the light receiving surface 10 ⁇ / b> A of one solar cell 10, and the other end of the wiring member 11 is connected to the back surface of the other solar cell 10. It connects on the electrode 40 for a connection formed in 10B. Thereby, the solar cell string 1 is formed.
  • the light-receiving surface side protective material 2, the sealing material 4, the solar cell string 1, the sealing material 4, and the back surface side protective material 3 are sequentially laminated. Subsequently, the sealing material 4 is cured by heating the sealing material 4. Thus, the solar cell module 100 is manufactured.
  • the wiring member 11 includes a first bent portion 11A and a second bent portion 11B formed between the solar cells 10.
  • interval with the neutral surface N has a larger curvature radius than 11A of 1st bending parts.
  • the wiring member 11 is gently bent at a position far from the neutral plane N. That is, the portion of the wiring member 11 that is easily subjected to a large stress when the light-receiving surface side protective material 2 and the back surface side protective material 3 are bent up and down is gently bent. Therefore, it is possible to suppress the wiring material 11 from being damaged in the second bent portion 11B.
  • the wiring member 11 is suddenly bent at a position close to the neutral plane N. Therefore, the space formed between one solar cell 10 and another solar cell 10 can be narrowed. As a result, the filling rate of the solar cells 10 in the solar cell module 100 can be increased, and the conversion efficiency of the solar cell module 100 can be improved. Since the first bent portion 11A is close to the neutral plane N, tensile stress or compressive stress is less likely to act than the second bent portion 11B.
  • one solar cell 10 and another solar cell 10 are connected by bonding the wiring material 11 with a resin adhesive.
  • the wiring member 11 is suddenly bent at the first bent portion 11A. Therefore, the wiring agent 11 exists near the side surface of one solar cell 10 from the first bent portion 11 ⁇ / b> A to the second bent portion 11 ⁇ / b> B. Therefore, when solder is used for bonding the wiring member 11, a solder pool may be generated near the first bent portion 11A. As a result, in the region R, there is a risk of leakage through a solder pool. When a resin adhesive is used for bonding the wiring member 11, no solder pool occurs.
  • the solar cell module 100 can be manufactured with good yield, and the distance x can be made 2 mm or less, and the effective area ratio of the solar cell can be made 86% or more, so the high output solar cell module 100 is manufactured. it can.
  • each thin wire electrode 30 is formed linearly along the orthogonal direction T, but is not limited thereto.
  • Each thin wire electrode 30 may be formed in a wavy shape or the like.
  • the solar cell 10 includes the connection electrode 40, but the solar cell 10 may not include the connection electrode 40.
  • the wiring member 11 is directly disposed on the light receiving surface 10A and the back surface 10B.
  • Example of the solar cell module which concerns on this invention is described concretely, this invention is not limited to what was shown to the following Example. In the range which does not change the gist, it can change and implement suitably.
  • one end of the wiring member was connected to a connection electrode formed on the light receiving surface of one solar cell and connected to a connection electrode formed on the back surface of another solar cell.
  • positioning the bending part with a small curvature radius to the light-receiving surface side of one solar cell the bending part with a large curvature radius was arrange
  • a solar cell string was formed. In the solar cell string, the distance between the solar cells was 1 mm. Therefore, the total length of the solar cell string according to the example was 1009 mm.
  • the EVA was cured by heating.
  • the dimension of the glass substrate was 1029 mm ⁇ 120 mm. Therefore, the effective area ratio (solar cell area / glass area) of the solar cell module according to the example was 82.6%.
  • a neutral surface exists inside the glass substrate.
  • Comparative Example 1 In Comparative Example 1, the curvature radii of the two bent portions of the wiring material were both 200 ⁇ m. Other steps were performed in the same manner as in the above example. In Comparative Example 1, the distance between the solar cells was 0.8 mm. Therefore, the total length of the solar cell string according to Comparative Example 1 was 1007 mm.
  • the effective area ratio of the solar cell module according to Comparative Example 1 was 82.7%.
  • Comparative Example 2 In Comparative Example 2, the curvature radii of the two bent portions of the wiring material were both 300 ⁇ m. Other steps were performed in the same manner as in the above example. In Comparative Example 2, the distance between the solar cells was 1.0 mm. Therefore, the total length of the solar cell string according to Comparative Example 2 was 1009 mm.
  • the effective area ratio of the solar cell module according to Comparative Example 2 was 82.6%.
  • Comparative Example 3 In Comparative Example 3, the curvature radii of the two bent portions of the wiring material were both 500 ⁇ m. Other steps were performed in the same manner as in the above example. In Comparative Example 3, the distance between the solar cells was 2.0 mm. Therefore, the total length of the solar cell string according to Comparative Example 3 was 1018 mm.
  • the effective area ratio of the solar cell module according to Comparative Example 3 was 81.9%.
  • Table 1 shows the output ratio (output before test / output after test) of the solar cell module, the effective area ratio, the radius of curvature r 11A of the bent portion on the light receiving surface side, and the radius of curvature r 11B of the bent portion on the back surface side.
  • Comparative Example 1 As shown in Table 1, in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, a decrease in output was confirmed. Then, the wiring material was taken out from Comparative Example 1 and Comparative Example 2 and observed. In Comparative Example 1, breakage was confirmed in 7 out of 18 wiring members. In Comparative Example 2, breakage was confirmed in 2 out of 18 wiring members. This is because the curvature radius r 11B is small, that is, the wiring material is suddenly bent at a portion away from the neutral surface, and metal fatigue occurs in the bent portion on the back surface side.
  • Example and Comparative Example 3 a decrease in output was not confirmed. In other words, it was confirmed that the output can be maintained before and after the flexibility test. This is because the curvature radius r 11B is large, that is, the wiring material is gently bent at a portion away from the neutral surface, and metal fatigue does not occur at the bent portion on the back surface side.
  • the solar cell module according to the present invention can provide a solar cell module capable of improving the conversion efficiency, it is useful in the production of solar cell modules.

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Abstract

　太陽電池モジュール１００では、配線材１１は、太陽電池１０間に形成される第１曲折部１１Ａ及び第２曲折部１１Ｂを有する。中立面Ｎとの間隔が大きい第２曲折部１１Ｂは、第１曲折部１１Ａよりも大きな曲率半径を有する。

Description

太陽電池モジュール
　本発明は、配線材により互いに接続された複数の太陽電池を備える太陽電池モジュールに関する。
　太陽電池は、クリーンで無尽蔵に供給される太陽光エネルギーを直接電気エネルギーに変換することができるため、新しいエネルギー源として期待されている。
　一般的に、太陽電池１枚当りの出力は数Ｗ程度である。従って、家屋やビル等の電源として太陽電池を用いる場合には、複数の太陽電池を接続することによって出力を高めた太陽電池モジュールが用いられる。
　複数の太陽電池は、配列方向に沿って配列される。複数の太陽電池は、配線材によって互いに電気的に接続される。具体的には、配線材は、一の太陽電池の受光面上と一の太陽電池に隣接する他の太陽電池の裏面上とに、配列方向に沿って配置される。従って、配線材は、一の太陽電池の受光面上と他の太陽電池の裏面上との間において２度折り曲げられることによって、２つの曲折部が形成される。
　しかしながら、太陽電池モジュールの製造工程において、太陽電池の端部と配線材とが接触した場合、太陽電池の端部に応力が集中することによって、太陽電池の端部に割れや欠けが発生するという問題があった。
　そこで、一の太陽電池と他の太陽電池との間において、配線材を３回以上折り曲げる手法が提案されている（特許文献１参照）。この手法によれば、配線材が伸張することによって、太陽電池の端部に応力が集中することを抑制することができる。
特開２００５－１９１１２５号公報
　ここで、一般的に、太陽電池モジュールは、平板形状を有しており、屋根などの表面に沿って配置される。そのため、太陽電池モジュールは、風の影響を受けて全体的に撓む場合がある。具体的には、太陽電池モジュールに向かって風が吹き付けると、太陽電池モジュールの中央部は下方に凹む。太陽電池モジュールに沿って風が吹き抜けると、太陽電池モジュールの中央部は上方に膨らむ。
　このように、太陽電池モジュール全体が上下に撓むことによって、複数の太陽電池どうしの間隔は繰り返し変化するため、配線材は延び縮みを繰り返す。その結果、配線材の曲折部が損傷を受けるおそれがあった。
　本発明は、上述した状況に鑑みてなされたものであり、配線材の曲折部における損傷を抑制する太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
　本発明の特徴に係る太陽電池モジュールは、受光面側保護材と裏面側保護材との間に封止され、配線材によって電気的に接続された第１太陽電池及び第２太陽電池を備える太陽電池モジュールであって、第１太陽電池及び第２太陽電池それぞれは、受光面側保護材と対向する受光面と、受光面の反対側に設けられ、裏面側保護材と対向する裏面とを有し、配線材は、第１太陽電池の受光面上から第２太陽電池の裏面上に跨って配置され、配線材は、第１太陽電池と第２太陽電池との間に形成される２つの曲折部を有しており、２つの曲折部のうち中立面との間隔が大きい一方の曲折部の曲率半径は、他方の曲折部の曲率半径よりも大きいことを要旨とする。
　中立面とは、受光面側保護材及び裏面側保護材の撓みに応じた引張り応力及び圧縮応力が作用しない面である。
　本発明の特徴に係る太陽電池モジュールによれば、配線材は、中立面から遠い位置において緩やかに折り曲げられている。すなわち、配線材のうち受光面側保護材及び裏面側保護材が上下に撓んだ場合に大きな応力を受け易い部分が緩やかに折り曲げられている。従って、他方の曲折部において、配線材が損傷を受けることを抑制することができる。
　本発明の特徴に係る太陽電池モジュールは、ガラス基板と裏面フィルムとの間に封止され、配線材によって電気的に接続された第１太陽電池及び第２太陽電池を備える太陽電池モジュールであって、第１太陽電池及び第２太陽電池それぞれは、ガラス基板と対向する受光面と、受光面の反対側に設けられ、裏面フィルムと対向する裏面とを有し、配線材は、第１太陽電池の受光面上から第２太陽電池の裏面上に跨って配置され、配線材は、第１太陽電池と第２太陽電池との間に形成される２つの曲折部を有しており、２つの曲折部のうちガラス基板までの間隔が大きい一方の曲折部の曲率半径は、他方の曲折部の曲率半径よりも大きいことを要旨とする。
　本発明の特徴に係る太陽電池モジュールは、前記配線材を樹脂接着剤によって接着することで、前記第１太陽電池と前記第２太陽電池とが接続されていることを要旨とする。本発明によれば、変換効率の向上を可能とする太陽電池モジュールを提供することができる。
図１は、本発明の実施形態に係る太陽電池モジュール１００の側面図である。 図２は、本発明の実施形態に係る太陽電池１０の平面図である。 図３は、本発明の実施形態に係る太陽電池ストリング１の平面図である。 図４は、図３のＡ－Ａ線における断面図である。 図５は、本発明の実施形態に係る太陽電池モジュール１００の製造方法を説明するための図である。
　次に、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
　＜太陽電池モジュールの構成＞
　本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールの構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係る太陽電池モジュール１００の側面図である。図２は、実施形態に係る太陽電池１０の平面図である。
　太陽電池モジュール１００は、図１に示すように、太陽電池ストリング１、受光面側保護材２、裏面側保護材３及び封止材４を備える。
　太陽電池ストリング１は、受光面側保護材２と裏面側保護材３との間において、封止材４によって封止される。太陽電池ストリング１は、配列方向Ｈに沿って配列される複数の太陽電池１０を備える。複数の太陽電池１０は、複数の配線材１１によって互いに電気的に接続される。
　太陽電池１０は、図１に示すように、光を受ける受光面１０Ａと、受光面１０Ａの反対側に設けられる裏面１０Ｂとを有する。受光面１０Ａ及び裏面１０Ｂそれぞれは、太陽電池１０の主面である。受光面１０Ａは、受光面側保護材２と対向する。裏面１０Ｂは、裏面側保護材３と対向する。
　配線材１１は、太陽電池１０の主面に電気的に接続される。配線材１１としては、薄板状に成形された銅等の導電材などを用いることができる。このような導電材の表面は、一般的なＰｂフリー半田（例えば、ＳｎＡｇ３．０Ｃｕ０．５）などの軟導電体によってメッキされていてもよい。
　太陽電池１０は、図２に示すように、光電変換部２０、複数本の細線電極３０及び２本の接続用電極４０を備える。
　光電変換部２０は、光を受けることにより光生成キャリアを生成する。光生成キャリアとは、光が光電変換部２０に吸収されて生成される正孔と電子とをいう。光電変換部２０は、ｐｎ型接合或いはｐｉｎ接合などの半導体接合を内部に有する。光電変換部２０は、単結晶Ｓｉ、多結晶Ｓｉ等の結晶系半導体材料、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等の化合物半導体材料等の一般的な半導体材料などを用いて形成することができる。
　複数本の細線電極３０は、光電変換部２０から光生成キャリアを収集する収集電極である。各細線電極３０は、受光面１０Ａ上において配列方向Ｈと略直交する直交方向Ｔに沿って形成される。各細線電極３０は、例えば、印刷法などを用いて、樹脂型導電性ペーストや焼結型導電性ペースト（セラミックペースト）によって形成される。各細線電極３０の寸法及び本数は、光電変換部２０の大きさや物性などを考慮して適当な本数に設定することができる。例えば、光電変換部２０の寸法が約１００ｍｍ角である場合には、約５０本の細線電極３０を形成することができる。図示しないが、裏面１０Ｂ上には、複数本の細線電極３０が形成されていてもよい。裏面１０Ｂ略全面を覆うように収集電極が形成されていてもよい。本発明は、裏面１０Ｂ上に形成される収集電極の形状を限定するものではない。
　２本の接続用電極４０は、配線材１１を接続するための電極である。各接続用電極４０は、受光面１０Ａ上において配列方向Ｈに沿って形成される。各接続用電極４０は、例えば、印刷法などを用いて、樹脂型導電性ペーストや焼結型導電性ペースト（セラミックペースト）によって形成される。各接続用電極４０の寸法及び本数は、光電変換部２０の大きさや物性などを考慮して、適当な本数に設定することができる。図示しないが、裏面１０Ｂ上には、２本の接続用電極４０が形成されている。
　受光面側保護材２は、図１に示すように、各太陽電池１０の受光面１０Ａ側に配置される。受光面側保護材２は、太陽電池モジュール１００の表面を保護する。受光面側保護材２としては、１～数ｍｍ厚を有する透光性強化ガラス、透光性プラスチック等を用いることができる。
　裏面側保護材３は、各太陽電池１０の裏面１０Ｂ側に配置される。裏面側保護材３は、太陽電池モジュール１００の背面を保護する。裏面側保護材３としては、数μｍ～数ｍｍ厚を有するＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）等の樹脂フィルム、Ａｌ箔を樹脂フィルムでサンドイッチした構造を有する積層フィルムなどを用いることができる。
　封止材４は、受光面側保護材２と裏面側保護材３との間で太陽電池ストリング１を封止する。封止材４としては、ＥＶＡ、ＥＥＡ、ＰＶＢ、シリコーン、ウレタン、アクリル、エポキシ等の透光性の樹脂を用いることができる。受光面側保護材２と裏面側保護材３との間隔は、数百μｍ～数ｍｍである。
　なお、このような太陽電池モジュール１００の外周には、Ａｌフレーム（不図示）を取り付けることができる。
　太陽電池モジュール１００の内部には、図１に示すように、太陽電池モジュール１００が上下に撓んだ場合においても引張り応力及び圧縮応力が作用しない仮想面である中立面Ｎが存在する。中立面Ｎ付近に位置する部材には、受光面側保護材２及び裏面側保護材３の撓みに応じた引張り応力及び圧縮応力が作用しない。受光面側保護材２及び裏面側保護材３が上下に撓んだ場合、各部材には、中立面Ｎから離れるほど大きな引張り応力又は圧縮応力が作用する。
　太陽電池モジュール１００に垂直な方向である垂直方向Ｓにおいて、受光面側保護材２表面からの中立面Ｎの位置ｙは、次の式（１）によって求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　式（１）において、Ｅｉは、受光面側保護材２からｉ番目の部材の弾性係数である。ｔｉは、ｉ番目の部材の垂直方向Ｓにおける厚みである。ｙｉは、受光面側保護材２表面からｉ番目の部材の垂直方向Ｓ中央までの間隔である。
　本実施形態では、中立面Ｎは、受光面側保護材２の内部、すなわち、太陽電池ストリング１の受光面側に存在するものとする。中立面Ｎの位置は、太陽電池モジュール１００を構成する部材の物理的特性などに応じて変更されうるものである。
　＜太陽電池ストリングの構成＞
　以下において、実施形態に係る太陽電池ストリングの構成について図面を参照しながら説明する。図３は、実施形態に係る太陽電池ストリング１の平面図である。図４は、図３のＡ－Ａ線における断面図である。
　図３に示すように、一の太陽電池１０と一の太陽電池１０に隣接する他の太陽電池１０とは、２本の配線材１１によって接続される。具体的には、図４に示すように、各配線材１１の一端部は、一の太陽電池１０の受光面１０Ａ上に形成された接続用電極４０に接続される。各配線材１１の他端部は、他の太陽電池１０の裏面１０Ｂ上に形成された接続用電極４０に接続される。
　接続するために用いられる接着剤には、半田の他、樹脂接着剤がある。樹脂接着剤は、鉛フリー半田の融点（約２００℃）以下の温度で硬化することが好ましい。樹脂接着剤としては、例えば、アクリル樹脂、柔軟性の高いポリウレタン系などの熱硬化性樹脂接着剤の他、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、あるいはウレタン樹脂に硬化剤を混合させた２液反応系接着剤などを用いることができる。樹脂接着剤は、複数の導電性粒子を含んでも良い。導電性粒子としては、ニッケル、金コート付きニッケルなどを用いることができる。導電性粒子を含まない樹脂接着剤を用いた場合は、一の太陽電池１０と他の太陽電池１０とを電気的に接続するため、配線材１１を接続用電極４０に直接接触させることが好ましい。図４に示すように、接着剤は、接着層６０を構成する。
　配線材１１は、一の太陽電池１０と他の太陽電池１０との間に形成される２つの曲折部を有する。具体的には、図４に示すように、配線材１１は、太陽電池１０間において、一の太陽電池１０側に形成された第１曲折部１１Ａと、他の太陽電池１０側に形成された第２曲折部１１Ｂとを有する。配線材１１は、第１曲折部１１Ａにおいて、一の太陽電池１０の受光面１０Ａ側から裏面側保護材３に向かって曲折される。また、配線材１１は、第２曲折部１１Ｂにおいて、他の太陽電池１０の裏面１０Ｂ側から受光面側保護材２に向かって曲折される。
　本実施形態では、垂直方向Ｓにおいて、第１曲折部１１Ａは、第２曲折部１１Ｂよりも受光面側保護材２の近くに位置する。従って、中立面Ｎと第２曲折部１１Ｂとの間隔は、中立面Ｎと第１曲折部１１Ａとの間隔よりも大きい（図１参照）。
　第２曲折部１１Ｂにおける曲率半径ｒ１１Ｂは、第１曲折部１１Ａにおける曲率半径ｒ１１Ａよりも大きい。すなわち、配線材１１は、第１曲折部１１Ａよりも第２曲折部１１Ｂにおいて緩やかに曲折されている。
　曲率半径ｒは、曲折部の内接円の半径から求められる。
　＜太陽電池モジュールの製造方法＞
　以下において、実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法について図面を参照しながら説明する。
　図５に示すように、金型５０を用いて、直線状の配線材を折り曲げ加工する。具体的には、上型５１に形成された曲率半径ｒ１１Ｂの凸部と、下型５２に形成された曲率半径ｒ１１Ａの凸部とによって配線材を挟み込む。これによって、第１曲折部１１Ａ及び第２曲折部１１Ｂを有する配線材１１が形成される。
　次に、複数の太陽電池１０を配列する。配列された複数の太陽電池１０を配線材１１によって互い電気的に接続する。具体的には、配線材１１の一端部を一の太陽電池１０の受光面１０Ａに形成された接続用電極４０上に接続するとともに、配線材１１の他端部を他の太陽電池１０の裏面１０Ｂに形成された接続用電極４０上に接続する。これによって、太陽電池ストリング１が形成される。
　次に、受光面側保護材２、封止材４、太陽電池ストリング１、封止材４及び裏面側保護材３を順次積層する。続いて、封止材４を加熱することによって、封止材４を硬化させる。以上によって、太陽電池モジュール１００が作製される。
　＜作用及び効果＞
　本実施形態に係る太陽電池モジュール１００では、配線材１１は、太陽電池１０間に形成される第１曲折部１１Ａ及び第２曲折部１１Ｂを有する。中立面Ｎとの間隔が大きい第２曲折部１１Ｂは、第１曲折部１１Ａよりも大きな曲率半径を有する。
　このように、配線材１１は、中立面Ｎから遠い位置において緩やかに折り曲げられている。すなわち、配線材１１のうち受光面側保護材２及び裏面側保護材３が上下に撓んだ場合に大きな応力を受け易い部分が緩やかに折り曲げられている。従って、第２曲折部１１Ｂにおいて、配線材１１が損傷を受けることを抑制することができる。
　配線材１１は、中立面Ｎに近い位置において急に折り曲げられている。従って、一の太陽電池１０と他の太陽電池１０との間に形成される空間を狭くすることができる。その結果、太陽電池モジュール１００中の太陽電池１０の充填率大きくすることができ、太陽電池モジュール１００の変換効率を向上させることができる。第１曲折部１１Ａは、中立面Ｎに近いため、第２曲折部１１Ｂよりも引張り応力又は圧縮応力が作用しにくい。
　本実施形態に係る太陽電池モジュール１００では、一の太陽電池１０と他の太陽電池１０は、配線材１１を樹脂接着剤によって接着することで、接続されている。配線材１１は、第１曲折部１１Ａにおいて、急に折り曲げられている。そのため、第１曲折部１１Ａから第２曲折部１１Ｂかけて、配線剤１１は、一の太陽電池１０の側面近くに存在する。従って、配線材１１の接着に半田を用いた場合、第１曲折部１１Ａ付近に半田溜まりを生じることがある。その結果、領域Ｒにおいて、半田溜まりを介在したリークのおそれがある。配線材１１の接着に樹脂接着剤を用いた場合は、半田溜まりが生じることはない。そのため、一の太陽電池１０と他の太陽電池１０との距離ｘを２ｍｍ以下にしても、リークのおそれがない。樹脂接着剤によって接着することで、歩留まり良く太陽電池モジュール１００を製造できるとともに、距離ｘを２ｍｍ以下にして太陽電池の有効面積比を８６％以上にできるため、高出力の太陽電池モジュール１００を製造できる。
　＜その他の実施形態＞
　本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
　例えば、上記実施形態では、各細線電極３０は、直交方向Ｔに沿って直線状に形成されることとしたが、これに限られるものではない。各細線電極３０は、波線状などに形成されていてもよい。
　上記実施形態では、太陽電池１０が接続用電極４０を備えることとしたが、太陽電池１０は接続用電極４０を備えていなくてもよい。この場合、配線材１１は、受光面１０Ａ上及び裏面１０Ｂ上に直接配置される。
　このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
　以下、本発明に係る太陽電池モジュールの実施例について具体的に説明するが、本発明は、下記の実施例に示したものに限定されるものではない。その要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施することができるものである。
（実施例）
　図５に示す金型を用いて、直線状の配線材の中央部に２つの曲折部を形成した。一方の曲折部の曲率半径を２００μｍとし、他方の曲折部の曲率半径を５００μｍとした。このような配線材を１８本準備した。
　次に、約１００ｍｍ角、厚さ２００μｍの太陽電池を１０枚準備した。太陽電池の受光面上には、線幅８０μｍの５０本の細線電極と、線幅１．５ｍｍの２本の接続用電極とが形成されていた。
　次に、配線材の一端部を一の太陽電池の受光面に形成された接続用電極に接続するとともに、他の太陽電池の裏面に形成された接続用電極に接続した。この際、曲率半径の小さい曲折部を一の太陽電池の受光面側に配置するとともに、曲率半径の大きい曲折部を他の太陽電池の裏面側に配置した。これを繰り返すことによって、太陽電池ストリングを形成した。太陽電池ストリングにおいて、太陽電池どうしの間隔は１ｍｍであった。従って、実施例に係る太陽電池ストリングの全長は１００９ｍｍであった。
　次に、ガラス基板上に、ＥＶＡ、太陽電池ストリング、ＥＶＡ、ＰＥＴフィルムを積層した。続いて、ＥＶＡを加熱することによって硬化させた。ガラス基板の寸法は１０２９ｍｍ×１２０ｍｍであった。従って、実施例に係る太陽電池モジュールの有効面積比（太陽電池面積／ガラス面積）は、８２．６％であった。
　実施例に係る太陽電池モジュールでは、ガラス基板内部に中立面が存在する。
（比較例１）
　比較例１では、配線材の２つの曲折部それぞれの曲率半径を共に２００μｍとした。その他の工程は、上記実施例と同様に行った。比較例１において、太陽電池どうしの間隔は０．８ｍｍであった。従って、比較例１に係る太陽電池ストリングの全長は１００７ｍｍであった。
　ガラス基板の寸法を１０２７ｍｍ×１２０ｍｍとしたため、比較例１に係る太陽電池モジュールの有効面積比は、８２．７％であった。
　比較例１に係る太陽電池モジュールにおいても、ガラス基板内部に中立面が存在する。
（比較例２）
　比較例２では、配線材の２つの曲折部それぞれの曲率半径を共に３００μｍとした。その他の工程は、上記実施例と同様に行った。比較例２において、太陽電池どうしの間隔は１．０ｍｍであった。従って、比較例２に係る太陽電池ストリングの全長は１００９ｍｍであった。
　ガラス基板の寸法を１０２９ｍｍ×１２０ｍｍとしたため、比較例２に係る太陽電池モジュールの有効面積比は、８２．６％であった。
　比較例２に係る太陽電池モジュールにおいても、ガラス基板内部に中立面が存在する。
（比較例３）
　比較例３では、配線材の２つの曲折部それぞれの曲率半径を共に５００μｍとした。その他の工程は、上記実施例と同様に行った。比較例３において、太陽電池どうしの間隔は２．０ｍｍであった。従って、比較例３に係る太陽電池ストリングの全長は１０１８ｍｍであった。
　ガラス基板の寸法を１０３８ｍｍ×１２０ｍｍとしたため、比較例３に係る太陽電池モジュールの有効面積比は、８１．９％であった。
　比較例３に係る太陽電池モジュールにおいても、ガラス基板内部に中立面が存在する。
　（屈撓性試験）
　実施例及び比較例１～３に係る太陽電池モジュールについて屈撓性試験を行った。具体的には、太陽電池モジュールの両端部を固定し、太陽電池モジュール中央部を上下に１０ｃｍずつ変形させた。上下に１回ずつの変形を１サイクルとして１０００サイクル繰り返し変形させた。
　太陽電池モジュールの出力比（試験前出力／試験後出力）、有効面積比、受光面側の曲折部の曲率半径ｒ１１A、及び、裏面側の曲折部の曲率半径ｒ１１Bを表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表１に示すように、比較例１及び比較例２では出力の低下が確認された。そこで、比較例１及び比較例２から配線材を取り出して観察した。比較例１では１８本中７本の配線材において破断が確認された。比較例２では１８本中２本の配線材において破断が確認された。これは、曲率半径ｒ１１Bが小さい、すなわち、配線材のうち中立面から離れた部分で急に折り曲げられており、裏面側の曲折部に金属疲労が発生したためである。
　一方、実施例及び比較例３では出力の低下が確認されなかった。すなわち、屈撓性試験前後において出力を維持できることが確認された。これは、曲率半径ｒ１１Bが大きい、すなわち、配線材のうち中立面から離れた部分で緩やかに折り曲げられており、裏面側の曲折部に金属疲労が発生しなかったためである。
　比較例３において有効面積比が低いのは、曲率半径ｒ１１A及び曲率半径ｒ１１Bを共に大きくしたためである。一方、実施例において有効面積比が高いのは、中立面に近い方の曲折部の曲率半径ｒ１１Aを小さくしたためである。
　以上より、曲率半径ｒ１１Bを曲率半径ｒ１１Aよりも大きくすることによって、有効面積比の拡大と、配線材の損傷の抑制とを両立できることが確認された。
　なお、日本国特許出願第２００８－２１４５２０号（２００８年８月２２日出願）の全内容が、参照により、本願明細書に組み込まれている。
　以上のように、本発明に係る太陽電池モジュールは、変換効率の向上を可能とする太陽電池モジュールを提供することができるため、太陽電池モジュールの製造において有用である。
　１…太陽電池ストリング
　２…受光面側保護材
　３…裏面側保護材
　４…封止材
　１０…太陽電池
　１０Ａ…受光面
　１０Ｂ…裏面
　１１…配線材
　１１Ａ…第１曲折部
　１１Ｂ…第２曲折部
　２０…光電変換部
　３０…細線電極
　４０…接続用電極
　５０…金型
　５１…上型
　５２…下型
　６０…接着層
　１００…太陽電池モジュール

Claims (3)

  1. 　受光面側保護材と裏面側保護材との間に封止され、配線材によって電気的に接続された第１太陽電池及び第２太陽電池を備える太陽電池モジュールであって、
    　前記第１太陽電池及び前記第２太陽電池それぞれは、前記受光面側保護材と対向する受光面と、前記受光面の反対側に設けられ、前記裏面側保護材と対向する裏面とを有し、
    　前記配線材は、前記第１太陽電池の前記受光面上から前記第２太陽電池の前記裏面上に跨って配置され、
    　前記配線材は、前記第１太陽電池と前記第２太陽電池との間に形成される２つの曲折部を有しており、
    　前記２つの曲折部のうち中立面との間隔が大きい一方の曲折部の曲率半径は、他方の曲折部の曲率半径よりも大きいことを特徴とする太陽電池モジュール。
  2. 　ガラス基板と裏面フィルムとの間に封止され、配線材によって電気的に接続された第１太陽電池及び第２太陽電池を備える太陽電池モジュールであって、
    　前記第１太陽電池及び前記第２太陽電池それぞれは、前記ガラス基板と対向する受光面と、前記受光面の反対側に設けられ、前記裏面フィルムと対向する裏面とを有し、
    　前記配線材は、前記第１太陽電池の前記受光面上から前記第２太陽電池の前記裏面上に跨って配置され、
    　前記配線材は、前記第１太陽電池と前記第２太陽電池との間に形成される２つの曲折部を有しており、
    　前記２つの曲折部のうち前記ガラス基板までの間隔が大きい一方の曲折部の曲率半径は、他方の曲折部の曲率半径よりも大きいことを特徴とする太陽電池モジュール。
  3. 　前記配線材を樹脂接着剤によって接着することで、前記第１太陽電池と前記第２太陽電池とが接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の太陽電池モジュール。
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