WO2011148930A1 - 太陽電池モジュール及びその製造方法 - Google Patents

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WO2011148930A1
WO2011148930A1 PCT/JP2011/061844 JP2011061844W WO2011148930A1 WO 2011148930 A1 WO2011148930 A1 WO 2011148930A1 JP 2011061844 W JP2011061844 W JP 2011061844W WO 2011148930 A1 WO2011148930 A1 WO 2011148930A1
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WO
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solar cell
protective cover
resin
electrode
cell module
Prior art date
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PCT/JP2011/061844
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English (en)
French (fr)
Inventor
弘樹 高梨
道寛 高山
内田　寛人
Original Assignee
株式会社アルバック
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/02002—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations
    • H01L31/02005—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02008—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells or solar cell modules
    • H01L31/02013—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells or solar cell modules comprising output lead wires elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048—Encapsulation of modules
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H02S40/34—Electrical components comprising specially adapted electrical connection means to be structurally associated with the PV module, e.g. junction boxes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to a solar cell module and a manufacturing method thereof.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2010-118337 for which it applied to Japan on May 24, 2010, and uses the content here.
  • a solar cell using a silicon single crystal is excellent in energy conversion efficiency per unit area.
  • a solar cell using a silicon single crystal uses a silicon wafer obtained by slicing a silicon single crystal ingot, a large amount of energy is consumed for manufacturing the ingot, and the manufacturing cost is high.
  • a large-area solar cell installed outdoors or the like is to be manufactured using a silicon single crystal, a large cost is required.
  • solar cells using amorphous (non-crystalline) silicon thin films that can be manufactured at a lower cost are widely used as low-cost solar cells.
  • Amorphous silicon solar cells include a semiconductor film having a layer structure called a pin junction in which an i-type amorphous silicon film that generates electrons and holes when receiving light is sandwiched between p-type and n-type silicon films. Used.
  • the amorphous silicon solar cell has a configuration in which electrodes are formed on both sides of the semiconductor film. Electrons and holes generated in response to light move in a predetermined direction due to the potential difference between the p-type and n-type semiconductors, and this is continuously repeated, causing a potential difference between the electrodes on both sides of the semiconductor film.
  • an amorphous silicon solar cell is formed by forming a transparent electrode such as TCO (transparent conductive oxide) as a lower electrode on a glass substrate on the light receiving surface side, and forming amorphous silicon on the lower electrode.
  • a transparent electrode such as TCO (transparent conductive oxide)
  • the structure which formed the semiconductor film which consists of, and Ag thin film etc. which become an upper electrode is provided.
  • a potential difference is small and a resistance value is increased only by forming each layer uniformly on a large area on a substrate. Therefore, for example, partition elements in which the photoelectric conversion body is electrically partitioned for each predetermined size are formed, and the partition elements adjacent to each other are electrically connected.
  • a plurality of strip-shaped partition elements are formed by forming grooves called scribe lines (scribe lines) with a laser beam or the like on a photoelectric converter uniformly formed over a large area on a substrate, The partition elements are electrically connected in series.
  • FIG. 12 is a perspective view showing a schematic configuration of a conventional solar cell module 101.
  • a conventional general solar cell module 101 has a configuration in which a protective cover 130 is joined to one surface of a solar cell 110.
  • the protective cover 130 is made of glass or a fluorine resin film.
  • the protective cover 130 is joined to the solar cell 110 via a sealing material 131 made of EVA (ethylene-vinyl acetate copolymer) or the like.
  • the protective cover 130 is provided with a protective box 140.
  • An output wiring 141 is connected to the protection box 140.
  • the protection box 140 is provided so as to cover an end portion of a take-out electrode (not shown in FIG. 12) for taking out electricity generated in the solar cell 110.
  • the output wiring 141 is electrically connected to the extraction electrode in the protective box 140 (see, for example, Patent Document 1).
  • FIG. 13 is an enlarged cross-sectional view taken along line X101-X102 in FIG.
  • the solar cell 110 includes a transparent glass substrate 111 and a photoelectric conversion body 112 formed on one surface of the glass substrate 111.
  • the photoelectric conversion body 112 includes a large number of strip-shaped partition elements.
  • a current collecting electrode 120 that collects electricity generated in the photoelectric converter 112 is disposed.
  • the collecting electrode 120 is provided along a pair of opposing sides of the solar cell 110.
  • An extraction electrode 121 that supplies electricity generated in the photoelectric conversion body 112 to the outside is connected to the collecting electrode 120.
  • the extraction electrode 121 is disposed on the photoelectric converter 112.
  • One end 121 a of the extraction electrode 121 is electrically connected to the current collecting electrode 120.
  • an insulating sheet 122 is disposed between the photoelectric converter 112 and the extraction electrode 121.
  • the protective cover 130 is arranged so as to cover the solar cell 110, the collecting electrode 120, and the extraction electrode 121 through the sealing material 131.
  • the protective cover 130 has an opening 130a.
  • the other end 121b of the extraction electrode 121 is installed in the protective box 140 through the opening 130a.
  • the extraction electrode 121 is electrically connected to the output wiring 141 at the other end 121b.
  • the protective box 140 is fixed to the protective cover 130 via a fixing member 142.
  • the protective box 140 may be filled with a potting material 143. Generally, a sealant resin is used for the fixing member 142 and the potting material 143.
  • Sealant-based resins generally have a high water vapor permeability and a low so-called water vapor barrier property. Therefore, there is a possibility that water vapor in the outside air passes through the fixing member 142 and the potting material 143 and reaches the opening 130a, and deteriorates (so-called yellowing) the sealing material 131 in the vicinity of the opening 130a.
  • the sealing material 131 deteriorates, for example, the sealing function with respect to the photoelectric conversion body 112 is lost, and the photoelectric conversion body 112 is deteriorated and corroded due to the influence of water vapor or the like, causing a decrease in performance such as a decrease in the output of the solar cell 110 or a decrease in life. there is a possibility.
  • the present invention has been devised in view of such a conventional situation, and suppresses performance degradation such as reduction in output and lifetime of solar cells by maintaining the sealing function of the sealing material with respect to the photoelectric conversion body.
  • An object of the present invention is to provide a solar cell module that can be used.
  • a solar cell module includes a solar cell in which at least a first electrode layer, a semiconductor layer, and a second electrode layer are formed on one surface of a substrate with a photoelectric conversion body stacked in this order, and the solar cell.
  • a collecting electrode disposed on the second electrode layer, a take-out electrode electrically connected at one end to the collecting electrode and disposed on the second electrode layer constituting the solar cell, and a seal
  • a protective cover that is arranged so as to cover the solar cell, the current collecting electrode, and the take-out electrode via a stopper.
  • the protective cover includes an opening, and the other end of the extraction electrode is installed so as to extend to the outside of the protective cover through the opening.
  • the 1st member which plugs up the said opening part is provided so that the circumference
  • the 1st member which plugs up the opening part of a protective cover is provided so that the periphery may be sealed in the state which the other end of the extraction electrode protruded outside. Since the first member is provided, the sealing member for sealing the photoelectric conversion body and the other end of the extraction electrode protruding outward are independent of the size and shape of the opening. Are arranged in separate spaces partitioned by each. Therefore, it can suppress that the substance in the outside air enters the sealing material through the opening. Furthermore, according to the present invention, since the first member is a resin having a water vapor barrier property, it is possible to prevent water vapor in the outside atmosphere from entering the sealing material through the opening, and contact with the water vapor.
  • the solar cell that can maintain the sealing function of the sealing material with respect to the photoelectric conversion body constituting the solar cell, and can suppress the performance degradation such as the output reduction and the life reduction of the solar cell. Modules can be provided.
  • the principal part expanded sectional view of the solar cell module which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.
  • FIG. 1 and 2 are schematic configuration diagrams of a solar cell module 1A (1) of the present embodiment, FIG. 1 is a perspective view, and FIG. 2 is an enlarged sectional view taken along line X1-X2 of FIG.
  • the solar cell module 1 ⁇ / b> A (1) includes a solar cell 10, a protective cover 30, and a protective box 40.
  • the solar cell 10 is formed in a substantially rectangular plate shape, and generates electricity from the energy of incident light.
  • the light incident surface in the solar cell 10 is a lower surface in FIG.
  • a known solar cell can be used.
  • an amorphous type, a nanocrystal type, and the like can be exemplified, and further, a thin film type, a tandem type, and the like can be exemplified, but not limited thereto.
  • the protective cover 30 is glass formed in a substantially rectangular plate shape, and is entirely bonded to the back surface side (the opposite side of the light incident surface) of the solar cell 10 via a sealing material 31.
  • the thickness of the protective cover 30 is 3 mm to 5 mm, but is not limited to this.
  • the material of the protective cover 30 is not limited to glass, and may be a resin plate or film, for example. As the resin film, a fluororesin film is preferable.
  • the protective cover 30 may be a cover configured by sandwiching an Al thin film with a film of a fluorine-based resin.
  • the protective box 40 is integrally fixed to the protective cover 30 and is called a so-called junction box.
  • the protection box 40 protects an end portion of an extraction electrode (not shown in FIG. 1) that supplies electricity generated in the solar cell 10 toward the outside.
  • a pair of output wirings 41 is connected to the protection box 40.
  • the output wiring 41 is a wiring for outputting electricity extracted from the solar cell 10 to the outside.
  • the solar cell 10 includes a substrate 11 and a photoelectric conversion body 12.
  • the substrate 11 is made of, for example, an insulating material having excellent light transmittance and durability, such as glass or transparent resin.
  • the substrate 11 is formed in a substantially rectangular plate shape.
  • the photoelectric conversion body 12 is formed on the one surface 11a of the substrate 11, and converts sunlight energy into electricity.
  • the solar cell 10 can generate electric power by making light incident on the photoelectric converter 12 from the other surface 11 b side of the substrate 11.
  • the photoelectric converter 12 is divided into a number of partition elements.
  • the partition elements are electrically partitioned from each other, and are electrically connected in series between adjacent partition elements, for example.
  • the photoelectric conversion body 12 has a configuration in which a large number of partition elements are electrically connected in series, and electricity with a high potential difference can be extracted from the photoelectric conversion body 12.
  • the photoelectric conversion body 12 has a configuration in which at least a first electrode layer 13, a semiconductor layer 14, and a second electrode layer 15 are stacked in this order on one surface 11 a of the substrate 11.
  • the first electrode layer 13 is made of a transparent conductive material, for example, a light transmissive metal oxide (TCO) such as ITO.
  • TCO light transmissive metal oxide
  • the second electrode layer 15 is formed of a conductive metal film such as silver (Ag) or copper (Cu).
  • the semiconductor layer 14 has a pin junction structure in which an i-type silicon film 18 is sandwiched between a p-type silicon film 16 and an n-type silicon film 17.
  • an i-type silicon film 18 is sandwiched between a p-type silicon film 16 and an n-type silicon film 17.
  • electrons and holes are generated and move in a predetermined direction due to a potential difference between the p-type silicon film 16 and the n-type silicon film 17, and this is continuously repeated.
  • a potential difference is generated between the first electrode layer 13 and the second electrode layer 15 (photoelectric effect).
  • an amorphous type, a nanocrystal type, or the like can be used for these silicon films.
  • the semiconductor layer 14 is exemplified by a semiconductor layer having a single pin junction structure, but is not limited thereto, and may be a tandem type in which a plurality of pin junction structures are stacked.
  • a layer that performs photoelectric conversion can be adjusted in accordance with the wavelength of light to be irradiated.
  • the collector electrode 20 and the extraction electrode 21 are disposed on the photoelectric conversion body 12 of the solar cell 10.
  • the collecting electrode 20 is disposed on the second electrode layer 15 constituting the solar cell 10.
  • the current collecting electrodes 20 are provided so as to extend in a direction (perpendicular to the paper surface) along a pair of opposing sides of the solar cell 10.
  • the current collecting electrode 20 is made of, for example, a ribbon-shaped copper foil and a plating layer provided around the copper foil, and is electrically connected to the second electrode layer 15 using solder or the like.
  • the take-out electrodes 21 are a pair of electrodes for supplying electricity generated in the solar cell 10 toward the outside of the protective cover 30, and are made of, for example, a ribbon-like copper foil and a plating layer provided around the ribbon-like copper foil.
  • the extraction electrode 21 is disposed on the second electrode layer 15 constituting the solar cell 10.
  • One end 21a of the extraction electrode 21 is electrically connected to the collector electrode 20 using solder or the like.
  • the other end 21 b of the extraction electrode 21 is bent away from the solar cell 10.
  • an insulating sheet 22 is disposed at least between the extraction electrode 21 and the solar cell 10.
  • the insulating sheet 22 in this embodiment is provided so that the circumference
  • the material of the insulating sheet 22 is preferably a resin, and more preferably a synthetic resin. Examples of preferable synthetic resins include silicon resins, fluororesins, and polyimide resins. A well-known insulating sheet can be used for the insulating sheet 22, and a commercial item may be used.
  • the protective cover 30 is arranged so as to cover the solar cell 10, the collecting electrode 20, and the extraction electrode 21 through the sealing material 31.
  • the sealing material 31 for example, EVA, PVB (polyvinyl butyral), or an olefin-based resin is used.
  • the protective cover 30 is entirely bonded to the solar cell 10 through the sealing material 31.
  • the sealing material 31 completely seals the photoelectric conversion body 12 constituting the solar cell 10 and prevents the outside air and water vapor from coming into contact with the photoelectric conversion body 12 by the sealing function.
  • the protective cover 30 includes an opening 30 a that allows the other end 21 b of the extraction electrode 21 to pass through. That is, the other end 21b of the extraction electrode 21 is installed so as to protrude to the outside of the protective cover 30 (the opposite side of the solar cell 10) through the opening 30a.
  • a sealing member 32 (first member) is provided so that the periphery of the other end 21b of the extraction electrode 21 is sealed.
  • the sealing member 32 is a resin having a so-called water vapor barrier property (water vapor low permeability), and is provided by closing the opening 30a. That is, the sealing member 32 is provided so as to seal between the periphery of the other end 21b of the extraction electrode 21 and the opening 30a.
  • the resin forming the sealing member 32 for example, a polyisobutylene-based resin or a butyl-based resin that is cured from a fluid state is used. But it is not limited to such resin.
  • the polyisobutylene-based resin examples include a resin that is cured by reacting with moisture in the atmosphere, and a resin that is cured by volatilization of a solvent contained therein.
  • the butyl-based resin examples include butyl rubber and the like, and examples thereof include a resin that is softened by application of heat to have fluidity and is cured again by cooling.
  • the water vapor permeability of the resin constituting the sealing member 32 is preferably 5 [g / m 2 / day] or less.
  • the sealing member 32 is provided on the inner side surface 30 b of the opening 30 a in the protective cover 30.
  • the sealing member 32 may be provided on the outer surface of the protective cover 30 (the surface on the opposite side of the solar cell 10). Further, the sealing member 32 is provided in direct contact with the sealing material 31 in the opening 30 a, and no other member is provided between the sealing member 32 and the sealing material 31.
  • the protective box 40 includes a box body 40a and a lid 40b.
  • the box body 40a is disposed so as to surround the other end 21b of the extraction electrode 21, and is fixed to the protective cover 30 via a fixing member 42 (second member).
  • the box body 40a is fixed to the protective cover 30 at one opening end. That is, the fixing member 42 is provided between the box main body 40 a and the protective cover 30 and fixes the box main body 40 a to the protective cover 30.
  • the resin forming the fixing member 42 for example, a resin that cures from a fluid state is used.
  • the resin forming the fixing member 42 can secure a sufficient fixing strength between the box body 40a and the protective cover 30 at the time of curing, and the fixing strength does not change even when heated after curing (does not soften).
  • Resin is used.
  • An example of the resin having such properties is a sealant resin.
  • the lid 40b is fixed to the other opening end of the box body 40a using a predetermined fastening member (screw member or the like).
  • the lid 40b is formed in a size that can close the other open end of the box body 40a.
  • the protective box 40 having a configuration in which the box main body portion 40a and the lid portion 40b are fixed to each other is disposed so as to cover the other end 21b of the extraction electrode 21. That is, the other end 21 b of the extraction electrode 21 is disposed in the protection box 40.
  • the other end 21b of the extraction electrode 21 and the output wiring 41 are electrically connected to each other. Therefore, it is possible to output the electricity generated in the solar cell 10 to the outside through the collector electrode 20, the extraction electrode 21, and the output wiring 41.
  • a potting material 43 filled around the other end 21b of the extraction electrode 21 is provided inside the protective box 40.
  • a resin that cures from a fluid state for example, a sealant resin
  • the potting material 43 it is possible to hold the other end 21b of the extraction electrode 21 at a fixed position. Note that the potting material 43 may not be provided in the protective box 40.
  • the fixing member 42 and the potting material 43 are made of a resin having a low water vapor barrier property such as a sealant, that is, having a high water vapor permeability, water vapor in the outside air passes through the fixing member 42 and the potting material 43. Then, there is a possibility of entering toward the opening 30a.
  • the sealing member 32 is provided so that the periphery of the opening 30a of the protective cover 30 is sealed with the other end 21b of the extraction electrode 21 protruding outward. Yes. That is, the opening 30 a is blocked by the sealing member 32.
  • the sealing member 32 By providing the sealing member 32, the sealing material 31 that seals the photoelectric conversion body 12 and the other end 21b of the extraction electrode 21 that protrudes to the outside without depending on the size and shape of the opening 30a. Are arranged in separate spaces partitioned by the sealing member 32. Therefore, it can suppress that the substance in the external air
  • the sealing function of the sealing material 31 with respect to the photoelectric conversion body 12 which comprises the solar cell 10 can be maintained. Therefore, it is possible to provide the solar cell module 1A (1) that can suppress the performance degradation such as the output reduction and the life reduction of the solar cell 10.
  • the sealing member 32 is provided on the inner side surface 30b of the opening 30a in the protective cover 30. That is, the sealing member 32 is not provided between the surface of the protective cover 30 on the solar cell 10 side and the sealing material 31, and the thickness from the solar cell 10 to the protective cover 30 can be reduced. it can. Further, since the sealing member 32 is not provided between the surface of the protective cover 30 on the solar cell 10 side and the sealing material 31, stress caused by the sealing member 32 is generated in the protective cover 30. Absent. Therefore, even when the material of the protective cover 30 is a highly brittle material such as glass, the protective cover 30 can be prevented from being damaged.
  • the resin forming the potting material 43 may be the same resin as the sealing member 32 (that is, a resin having a water vapor barrier property). By making the resin forming the potting material 43 the same resin as that of the sealing member 32, it is possible to further suppress the entry of water vapor in the outside atmosphere into the sealing material 31 through the opening 30 a.
  • FIG. 3 to 9 are perspective views showing a method for manufacturing the solar cell module of the present embodiment.
  • the solar cell 10 can be manufactured according to a known method.
  • the first electrode layer 13, the semiconductor layer 14, and the second electrode layer 15 are stacked in this order on the one surface 11 a of the substrate 11 to form the photoelectric conversion body 12.
  • the thickness of each layer is the same as that of the conventional solar cell.
  • the photoelectric conversion body 12 is usually divided into a large number of partition elements 12 a having, for example, a strip shape by a scribe line 19.
  • the partition elements 12a are electrically partitioned from each other, and are electrically connected in series, for example, between the partition elements 12a adjacent to each other.
  • the photoelectric conversion body 12 becomes the structure which connected many division elements 12a electrically in series, and can take out the electricity of a high electric potential difference from the photoelectric conversion body 12.
  • the scribe line 19 can be formed, for example, by forming the photoelectric conversion body 12 uniformly on the one surface 11a of the substrate 11 and then forming grooves in the photoelectric conversion body 12 at a predetermined interval with a laser or the like.
  • the collector electrode 20 is disposed on the second electrode layer 15 constituting the photoelectric conversion body 12.
  • a pair of current collecting electrodes 20 is electrically connected to the second electrode layer 15 of the partition element 12a located at both ends of the plurality of partition elements 12a via solder 20a.
  • a general soldering iron is used for connection.
  • the collecting electrode 20 is composed of a ribbon-like copper foil and a plating layer provided around the copper foil, and is arranged in parallel with the extending direction of the partition element 12a. Also, the solder 20a is arranged in a dot shape with a predetermined interval in the direction in which the partition element 12a extends.
  • the extraction electrode 21 is disposed on the second electrode layer 15 constituting the photoelectric conversion body 12.
  • the extraction electrode 21 is composed of a ribbon-like copper foil and a plating layer provided around it.
  • the insulating sheet 22 is disposed between the second electrode layer 15 and the extraction electrode 21.
  • one end 21 a of the extraction electrode 21 is electrically connected to the current collecting electrode 20.
  • solder may be used, or connection may be made by melting the plating layers of the collecting electrode 20 and the extraction electrode 21 using an ultrasonic soldering iron or the like.
  • the other end 21 b of the extraction electrode 21 is bent away from the photoelectric conversion body 12.
  • the protective cover 30 is entirely bonded to the solar cell 10.
  • the protective cover 30 is overlapped and joined to the solar cell 10 via the sealing material 31.
  • a vacuum laminator (not shown) is used.
  • the vacuum laminator vacuum-presses the solar cell 10, the sealing material 31, and the protective cover 30 while heating them. It is possible to melt the resin (EVA or the like) forming the sealing material 31 by heating, and to remove air from the melted sealing material 31 or between the solar cell 10 and the protective cover 30 by vacuum pressing. And a highly reliable joint state can be created.
  • the other end 21 b of the extraction electrode 21 is passed through the opening 30 a of the protective cover 30 and extended to the outside of the protective cover 30.
  • the box main body 40 a of the protective box 40 is fixed to the protective cover 30.
  • the protective cover 30 is placed at a position surrounding the opening 30 a (that is, a position surrounding the other end 21 b of the extraction electrode 21) using the fixing member 42 (not shown in FIG. 7).
  • the resin forming the fixing member 42 has fluidity
  • the resin is placed on the fixing portion of the box main body portion 40a or the protective cover 30, and after the box main body portion 40a is connected to the protective cover 30, the resin is cured.
  • the box body 40 a is fixed to the protective cover 30.
  • the sealing member 32 is provided in the opening 30 a of the protective cover 30.
  • the resin is provided so as to fill the opening 30 a, and then the resin is cured so that the other end 21 b of the take-out electrode 21 is formed.
  • the periphery is sealed with a sealing member 32.
  • the opening 30 a is closed by the sealing member 32.
  • a method of curing the resin forming the sealing member 32 a method corresponding to this resin is appropriately used.
  • the box body 40a of the protective box 40 is fixed to the protective cover 30
  • the sealing member 32 is provided in the opening 30a. After providing the sealing member 32, the box body 40 a may be fixed to the protective cover 30.
  • the protective cover 30 is arranged so as to cover the solar cell 10, the collector electrode 20, and the extraction electrode 21, and then the sealing member 32 is provided so as to fill the opening 30 a. Yes. Therefore, the sealing member 32 is not provided between the surface of the protective cover 30 on the solar cell 10 side and the sealing material 31, and the inner surface 30 b of the opening 30 a and the outer side of the protective cover 30 in the protective cover 30.
  • the sealing member 32 is provided only on the surface. Therefore, the thickness from the solar cell 10 to the protective cover 30 can be reduced. Furthermore, since the sealing member 32 is not provided between the surface of the protective cover 30 on the solar cell 10 side and the sealing material 31, stress caused by the sealing member 32 does not occur in the protective cover 30. . Therefore, even when the material of the protective cover 30 is a highly brittle material such as glass, the protective cover 30 can be prevented from being damaged.
  • the potting material 43 is filled into the box main body portion 40 a of the protective box 40. As shown in FIG. 9, a potting material 43 is filled in the box body 40a. By curing the potting material 43, the other end 21b of the extraction electrode 21 is held at a fixed position. Finally, the lid 40b (not shown in FIG. 9) is fixed to the box body 40a of the protective box 40, whereby the manufacture of the solar cell module 1A (1) is completed.
  • the resin forming the potting material 43 is the same resin as the sealing member 32 (that is, a resin having a water vapor barrier property)
  • the potting material 43 is simultaneously removed in the step of providing the sealing member 32 shown in FIG. It may be provided.
  • the process can be omitted, and the labor and cost of manufacturing the solar cell module 1A (1) can be reduced.
  • the other end 21b of the extraction electrode 21 and the output wiring 41 are electrically connected.
  • the sealing member 32 is a resin having a water vapor barrier property, it is possible to prevent water vapor in the outside atmosphere from entering the sealing material 31 through the opening 30a and come into contact with water vapor. The deterioration of the sealing material 31 due to this can be prevented. As a result, in this embodiment, the sealing function of the sealing material 31 with respect to the photoelectric conversion body 12 which comprises the solar cell 10 can be maintained. Therefore, it is possible to provide the solar cell module 1A (1) that can suppress the performance degradation such as the output reduction and the life reduction of the solar cell 10.
  • FIG. 10 is an essential part enlarged cross-sectional view showing a schematic configuration of the solar cell module 1B (1) of the present embodiment.
  • a second fixing member 44 (second member) for fixing the protective box 40 to the protective cover 30 is disposed between the protective cover 30 and the protective box 40.
  • the second fixing member 44 is provided in contact with the sealing member 32, and is disposed between the protective cover 30 and the protective box 40 from a position where the sealing member 32 is provided. That is, the sealing member 32 and the second fixing member 44 are provided integrally with each other.
  • the resin forming the second fixing member 44 for example, a resin that cures from a fluid state is used.
  • the resin forming the second fixing member 44 can secure a sufficient fixing strength between the box body 40a and the protective cover 30 at the time of curing, and the fixing strength does not change even when heated after curing (it does not soften).
  • Resins eg, sealant resins are preferred.
  • the resin forming the second fixing member 44 when the resin forming the second fixing member 44 has fluidity, the position from the position where the sealing member 32 is provided to the position where the protective cover 30 is fixed to the protective box 40. Resin can be arranged. That is, this resin can be arranged without depending on the size and shape of the sealing member 32, and this resin can be easily provided. Therefore, the labor of work can be reduced. In addition, since the second fixing member 44 is provided so as to cover the sealing member 32 from the outside, the bonding strength between the sealing member 32 and the protective cover 30 can be further improved.
  • FIG. 11 is an essential part enlarged cross-sectional view showing a schematic configuration of the solar cell module 1C (1) of the present embodiment.
  • the second sealing member 33 is disposed in the opening 30 a of the protective cover 30.
  • the 2nd sealing member 33 is distribute
  • the sealing portion 33a is provided so that the periphery of the other end 21b of the extraction electrode 21 is sealed in the opening 30a.
  • the sealing portion 33a is provided to close the opening 30a.
  • the sealing portion 33 a is provided on the inner side surface 30 b of the opening 30 a in the protective cover 30.
  • the sealing portion 33 a is provided in direct contact with the sealing material 31 in the opening 30 a, and no other member is provided between the sealing portion 33 a and the sealing material 31.
  • the fixing portion 33 b is provided on the outer surface of the protective cover 30. Therefore, the second sealing member 33 is provided only on the inner surface 30b of the opening 30a and the outer surface of the protective cover 30.
  • the sealing portion 33a and the fixing portion 33b are made of the same resin and are integrated with each other.
  • the second sealing member 33 configured by the sealing portion 33a and the fixing portion 33b is made of a resin having a so-called water vapor barrier property.
  • a polyisobutylene-based resin which is a resin that is cured from a fluid state, is used. But it is not limited to such resin.
  • the polyisobutylene-based resin include a resin that cures by reacting with moisture in the atmosphere, and a resin that cures by volatilization of a solvent contained therein.
  • the water vapor permeability of the resin forming the second sealing member 33 is preferably 5 [g / m 2 / day] or less.
  • the resin forming the second sealing member 33 can secure a sufficient fixing strength between the box body 40a and the protective cover 30 at the time of curing, and the fixing strength does not change even when heated after curing (softening) No) resin is used.
  • the resin is cured to form the second sealing member 33. Therefore, it is not necessary to separately arrange the resin for bonding the box body 40a and the resin for sealing the opening 30a, and the labor and cost of manufacturing the solar cell module 1C (1) can be reduced.
  • the present invention is widely applicable to a solar cell module and a manufacturing method thereof.

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Abstract

　この太陽電池モジュールは、保護カバーが開口部を備え、取り出し電極の端部が、開口部を通じて保護カバーの外側へ延びて設置された構成を備える。また、取り出し電極の端部の周囲が封止されるように開口部を塞ぐ第一部材が設けられ、第一部材は、水蒸気バリア性を有する樹脂である。

Description

太陽電池モジュール及びその製造方法
　本発明は、太陽電池モジュール及びその製造方法に関する。
　本願は、２０１０年５月２４日に日本に出願された特願２０１０－１１８３３７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　エネルギーの効率的な利用の観点から、近年、太陽電池はますます広く一般に利用されつつある。例えば、シリコン単結晶を利用した太陽電池は、単位面積当たりのエネルギー変換効率に優れている。しかし、シリコン単結晶を利用した太陽電池は、シリコン単結晶インゴットをスライスしたシリコンウエハを用いるため、インゴットの製造に大量のエネルギーが費やされ、製造コストが高い。特に屋外などに設置される大面積の太陽電池を、シリコン単結晶を利用して製造しようとすると、多大なコストが掛かる。
　これに対して、より安価に製造可能なアモルファス（非結晶）シリコン薄膜を利用した太陽電池が、低コストの太陽電池として普及している。
　アモルファスシリコン太陽電池には、光を受けると電子とホール（正孔）を発生するｉ型のアモルファスシリコン膜を、ｐ型およびｎ型のシリコン膜で挟んだｐｉｎ接合と呼ばれる層構造の半導体膜が用いられる。アモルファスシリコン太陽電池は、この半導体膜の両面にそれぞれ電極を形成した構成を備える。
　光を受けて発生した電子とホールは、ｐ型・ｎ型半導体の電位差によって所定の方向に移動し、これが連続的に繰り返されることで半導体膜の両面の電極に電位差が生じる。
　アモルファスシリコン太陽電池は、より具体的には、例えば、受光面側となるガラス基板にＴＣＯ（透明導電性酸化物）などの透明電極を下部電極として成膜し、この下部電極の上にアモルファスシリコンからなる半導体膜と、上部電極となるＡｇ薄膜などを形成した構成を備える。このような上下電極と半導体膜からなる光電変換体を備えたアモルファスシリコン太陽電池は、基板上に広い面積で均一に各層を成膜しただけでは電位差が小さく、また抵抗値が増加する。そのため、例えば、光電変換体を所定のサイズごとに電気的に区画した区画素子を形成し、互いに隣接する区画素子同士を電気的に接続している。具体的には、基板上に広い面積で均一に形成した光電変換体に、レーザー光などでスクライブ線（スクライブライン）と称される溝を形成して多数の短冊状の区画素子を形成し、この区画素子同士を電気的に直列に接続している。
　図１２は、従来の太陽電池モジュール１０１の概略構成を示す斜視図である。図１２に示すように、従来の一般的な太陽電池モジュール１０１は、太陽電池１１０の一方の面に、保護カバー１３０を接合した構成を備える。保護カバー１３０にはガラスやフッ素系樹脂フィルムなどが用いられる。保護カバー１３０は、ＥＶＡ（エチレン－酢酸ビニル共重合体）などからなる封止材１３１を介して太陽電池１１０に接合されている。また、保護カバー１３０には保護ボックス１４０が設置されている。保護ボックス１４０には、出力用配線１４１が接続されている。保護ボックス１４０は、太陽電池１１０にて生じた電気を取り出すための取り出し電極（図１２では図示せず）の端部を覆うように設けられている。出力用配線１４１は、保護ボックス１４０内において取り出し電極に電気的に接続されている（例えば、特許文献１参照）。
　図１３は、図１２のＸ１０１－Ｘ１０２線における拡大断面図である。図１３に示すように、太陽電池１１０は、透明なガラス基板１１１と、ガラス基板１１１の一方の面に形成される光電変換体１１２からなる。光電変換体１１２は上述したように多数の短冊状の区画素子からなる。光電変換体１１２上には、光電変換体１１２にて生じる電気を集める集電電極１２０が配されている。集電電極１２０は太陽電池１１０の対向する一対の辺に沿ってそれぞれ設けられている。集電電極１２０には、光電変換体１１２にて生じた電気を外部に向けて供給する取り出し電極１２１が接続されている。取り出し電極１２１は光電変換体１１２上に配されている。取り出し電極１２１の一端１２１ａは集電電極１２０に電気的に接続されている。なお、光電変換体１１２と取り出し電極１２１の間には絶縁シート１２２が配されている。
　保護カバー１３０は、封止材１３１を介して太陽電池１１０、集電電極１２０及び取り出し電極１２１を覆うように重ねて配されている。また、保護カバー１３０には開口部１３０ａが形成されている。この開口部１３０ａを介して、取り出し電極１２１の他端１２１ｂが保護ボックス１４０内に延びて設置されている。取り出し電極１２１は、他端１２１ｂにおいて出力用配線１４１と電気的に接続されている。保護ボックス１４０は、固定部材１４２を介して保護カバー１３０に固定されている。また、保護ボックス１４０内にはポッティング材１４３が充填される場合がある。固定部材１４２及びポッティング材１４３には、一般的にシーラント系の樹脂が用いられている。
　シーラント系の樹脂は、一般的にその水蒸気透過度が大きく、いわゆる水蒸気バリア性が低くなっている。そのため、外部の大気中の水蒸気が、固定部材１４２及びポッティング材１４３を通過して開口部１３０ａに到達し、開口部１３０ａ近傍の封止材１３１を劣化（いわゆる黄変）させる可能性がある。封止材１３１が劣化すると、例えば光電変換体１１２に対するシール機能が失われ、水蒸気などの影響により光電変換体１１２が劣化・腐食し、太陽電池１１０の出力低下や寿命減少などの性能低下を引き起こす可能性がある。
特開２０００－２２３７２８号公報
　本発明は、このような従来の実情に鑑みて考案されたものであり、光電変換体に対する封止材のシール機能を維持することで、太陽電池の出力低下や寿命減少などの性能低下を抑制できる太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
　本発明によれば、太陽電池モジュールは、少なくとも第一電極層、半導体層及び第二電極層が、この順に重ねられた光電変換体を基板の一面に形成した太陽電池と、前記太陽電池を構成する前記第二電極層上に配された集電電極と、前記集電電極に一端が電気的に接続され且つ前記太陽電池を構成する前記第二電極層上に配された取り出し電極と、封止材を介して前記太陽電池、前記集電電極及び前記取り出し電極を覆うように重ねて配される保護カバーと、を備える。また、前記保護カバーは開口部を備え、前記取り出し電極の他端が、前記開口部を通じて前記保護カバーの外側へ延びて設置されている。また、前記取り出し電極の他端の周囲が封止されるように前記開口部を塞ぐ第一部材が設けられ、前記第一部材は、水蒸気バリア性を有する樹脂である。
　本発明によれば、取り出し電極の他端が外側に向けて突出した状態で、その周囲が封止されるように、保護カバーの開口部を塞ぐ第一部材が設けられている。第一部材が設けられることで、開口部の大きさや形状に依存することなく、光電変換体を封止する封止材と、外側に向けて突出する取り出し電極の他端とが、第一部材によって区画された別々の空間にそれぞれ配されている。そのため、外部の大気中の物質が開口部を介して封止材に浸入することを抑制できる。
　さらに本発明によれば、第一部材は水蒸気バリア性を有する樹脂であることから、外部の大気中の水蒸気が開口部を介して封止材に浸入することを防止でき、水蒸気と接触することによる封止材の劣化を防ぐことができる。その結果、本発明によれば、太陽電池を構成する光電変換体に対する封止材のシール機能を維持でき、太陽電池の出力低下や寿命減少などの性能低下を抑制することが可能な、太陽電池モジュールを提供することができる。
本発明の第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの概略構成を示す斜視図。 本発明の第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの要部拡大断面図。 本発明の第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法における第１の工程を示す斜視図。 本発明の第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法における第２の工程を示す斜視図。 本発明の第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法における第３の工程を示す斜視図。 本発明の第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法における第４の工程を示す斜視図。 本発明の第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法における第５の工程を示す斜視図。 本発明の第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法における第６の工程を示す斜視図。 本発明の第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法における第７の工程を示す斜視図。 本発明の第２の実施形態に係る太陽電池モジュールの要部拡大断面図。 本発明の第３の実施形態に係る太陽電池モジュールの要部拡大断面図。 従来の太陽電池モジュールの概略構成を示す斜視図。 従来の太陽電池モジュールの要部拡大断面図。
　以下、本発明の太陽電池モジュール及びその製造方法について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、以下の説明で使用する図面は、本発明の特徴を判り易くするために、便宜上、要部を拡大して示している場合や、各構成要素の寸法比率等を変更している場合がある。
＜第一実施形態＞
　図１及び図２は、本実施形態の太陽電池モジュール１Ａ（１）の概略構成図であり、図１は斜視図、図２は図１のＸ１－Ｘ２線における拡大断面図である。
　図１に示すように、太陽電池モジュール１Ａ（１）は、太陽電池１０と、保護カバー３０と、保護ボックス４０とを備える。
　太陽電池１０は、略矩形板状に成形されており、入射された光のエネルギーから電気を発生する。なお、太陽電池１０における光の入射面は、図１における紙面下側の面である。太陽電池１０には、公知の太陽電池を用いることができる。例えば、アモルファス型、ナノクリスタル型等が例示でき、さらに、薄膜型、タンデム型等が例示できるが、これらに限定されない。
　保護カバー３０は、略矩形板状に成形されたガラスであって、太陽電池１０の裏面側（光の入射面の逆側）に封止材３１を介して全面的に接合されている。保護カバー３０の板厚は３ｍｍ～５ｍｍであるが、これに限定されない。なお、保護カバー３０の材質はガラスに限定されず、例えば樹脂の板材やフィルムであっても良い。樹脂フィルムとしては、フッ素系樹脂のフィルムが好ましい。また、保護カバー３０は、Ａｌ薄膜をフッ素系樹脂のフィルムで挟んで構成されるカバーであっても良い。
　保護ボックス４０は、保護カバー３０に一体的に固定されており、いわゆるジャンクションボックスと称される。保護ボックス４０は、太陽電池１０において発生した電気を外部に向けて供給する取り出し電極（図１では不図示）の端部を保護する。保護ボックス４０には一対の出力用配線４１が接続されている。出力用配線４１は、太陽電池１０から取り出された電気を外部に出力するための配線である。
　続いて、太陽電池モジュール１Ａ（１）の要部を、より詳細に説明する。
　図２に示すように、太陽電池１０は、基板１１と、光電変換体１２とを備える。
　基板１１は、例えば、ガラスや透明樹脂等の、光の透過性に優れ、かつ耐久性を有する絶縁材料で形成されている。基板１１は、略矩形板状に成形されている。
　光電変換体１２は、基板１１の一面１１ａ上に形成されており、太陽光のエネルギーを電気に変換する。光電変換体１２に対して、基板１１の他面１１ｂ側から光を入射させることで、太陽電池１０が発電できる。
　光電変換体１２は、多数の区画素子に分割されている。この区画素子は、互いに電気的に区画されるとともに、隣接する区画素子同士の間で、例えば、電気的に直列に接続されている。これにより、光電変換体１２は、多数の区画素子を電気的に直列に繋いだ構成となり、光電変換体１２から高い電位差の電気を取り出すことができる。
　また、図２の上部に示すように、光電変換体１２は、基板１１の一面１１ａに、少なくとも第一電極層１３、半導体層１４及び第二電極層１５がこの順に積層された構成を備える。
　第一電極層１３は、透明な導電材料、例えば、ＩＴＯなどの光透過性の金属酸化物（ＴＣＯ）で形成されている。
　第二電極層１５は、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）などの導電性の金属膜で形成されている。
　例えば太陽電池１０が薄膜シリコン太陽電池である場合、半導体層１４は、ｐ型シリコン膜１６とｎ型シリコン膜１７との間にｉ型シリコン膜１８を挟んだｐｉｎ接合構造を備える。この半導体層１４に光が入射すると、電子とホール（正孔）が生じて、ｐ型シリコン膜１６とｎ型シリコン膜１７との電位差によって所定の方向に移動し、これが連続的に繰り返されることで第一電極層１３と第二電極層１５との間に電位差が生じる（光電効果）。なお、これらのシリコン膜には、アモルファス型、ナノクリスタル型等を用いることができる。
　また、本実施形態では半導体層１４として、ｐｉｎ接合構造が一層である半導体層を例示しているが、これに限定されず、ｐｉｎ接合構造が複数積層されたタンデム型でも良い。このようなタンデム型の半導体層１４を用いる場合、照射する光の波長に応じて光電変換を行う層を調節することができる。
　図２に示すように、太陽電池１０の光電変換体１２上には、集電電極２０及び取り出し電極２１が配されている。
　集電電極２０は、太陽電池１０を構成する第二電極層１５上に配されている。集電電極２０は、太陽電池１０の対向する一対の辺に沿う方向（紙面垂直方向）に延びて、それぞれ設けられている。また、集電電極２０は、例えばリボン状の銅箔とその周囲に設けられたメッキ層からなり、半田等を用いて第二電極層１５に電気的に接続されている。
　取り出し電極２１は、太陽電池１０において発生した電気を保護カバー３０の外側に向けて供給する一対の電極であって、例えばリボン状の銅箔とその周囲に設けられたメッキ層からなる。取り出し電極２１は太陽電池１０を構成する第二電極層１５上に配されている。取り出し電極２１の一端２１ａは半田等を用いて集電電極２０に電気的に接続されている。一方、取り出し電極２１の他端２１ｂは、太陽電池１０から離れるように折り曲げられている。
　また、少なくとも取り出し電極２１と太陽電池１０との間には、絶縁シート２２が配されている。なお、本実施形態における絶縁シート２２は、取り出し電極２１の周囲を被覆するように設けられている。絶縁シート２２の材質は、樹脂類であることが好ましく、合成樹脂であることがより好ましい。好ましい合成樹脂としては、シリコン樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂が例示できる。絶縁シート２２には公知の絶縁シートを使用することができ、市販品を使用しても良い。
　保護カバー３０は、封止材３１を介して太陽電池１０、集電電極２０及び取り出し電極２１を覆うように重ねて配されている。封止材３１には、例えばＥＶＡ、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）又はオレフィン系の樹脂が用いられる。封止材３１を介することで、保護カバー３０は太陽電池１０に全面的に接合されている。封止材３１は、太陽電池１０を構成する光電変換体１２を全面的に封止しており、そのシール機能により光電変換体１２に外気や水蒸気が接触することを防いでいる。
　また、保護カバー３０は、取り出し電極２１の他端２１ｂを貫通させる開口部３０ａを備える。すなわち、取り出し電極２１の他端２１ｂは、開口部３０ａを通じて保護カバー３０の外側（太陽電池１０の逆側）に突出するように延びて設置されている。
　この開口部３０ａにおいて、取り出し電極２１の他端２１ｂの周囲が封止されるように、封止部材３２（第一部材）が設けられている。封止部材３２は、いわゆる水蒸気バリア性（水蒸気低透過性）を有する樹脂であり、開口部３０ａを塞いで設けられている。すなわち、封止部材３２は、取り出し電極２１の他端２１ｂの周囲と、開口部３０ａとの間を封止するように設けられている。封止部材３２をなす樹脂には、流動性を有する状態から硬化する樹脂である、例えばポリイソブチレン系やブチル系の樹脂が用いられる。もっとも、このような樹脂に限定されない。ポリイソブチレン系の樹脂としては、大気中の水分と反応して硬化する樹脂や、含まれる溶剤等が揮発することで硬化する樹脂が例示される。ブチル系の樹脂としては、ブチルゴム等が例示され、熱を加えることで軟化して流動性を有する状態となり、冷却することで再び硬化する樹脂が挙げられる。また、封止部材３２をなす樹脂の水蒸気透過度は、５［ｇ／ｍ２／ｄａｙ］以下であることが好ましい。
　また、封止部材３２は、保護カバー３０における開口部３０ａの内側面３０ｂに設けられている。なお、封止部材３２は、保護カバー３０の外側の面（太陽電池１０の逆側の面）に設けられていてもよい。さらに、封止部材３２は、開口部３０ａにおいて封止材３１と直に接触して設けられており、封止部材３２と封止材３１との間に他の部材は設けられていない。
　保護ボックス４０は、ボックス本体部４０ａと、蓋部４０ｂとを備える。
　ボックス本体部４０ａは、取り出し電極２１の他端２１ｂを囲うように配され、固定部材４２（第二部材）を介して保護カバー３０に固定されている。ボックス本体部４０ａは、一方の開口端において保護カバー３０に固定されている。すなわち、固定部材４２は、ボックス本体部４０ａと保護カバー３０との間に設けられ、且つボックス本体部４０ａを保護カバー３０に固定する。固定部材４２をなす樹脂には、例えば流動性を有する状態から硬化する樹脂が用いられている。なお、固定部材４２をなす樹脂には、硬化時におけるボックス本体部４０ａと保護カバー３０との間の十分な固定強度を確保でき、且つ硬化後に加熱しても固定強度が変化しない（軟化しない）樹脂が用いられる。このような性質を有する樹脂として、シーラント系の樹脂が例示される。
　蓋部４０ｂは、ボックス本体部４０ａの他方の開口端に所定の締結部材（ネジ部材等）を用いて固定される。蓋部４０ｂは、ボックス本体部４０ａの他方の開口端を閉塞できる大きさで成形されている。
　ボックス本体部４０ａと蓋部４０ｂとが互いに固定された構成を備える保護ボックス４０は、取り出し電極２１の他端２１ｂを覆うように配されている。すなわち、保護ボックス４０内に、取り出し電極２１の他端２１ｂが配置されている。また、保護ボックス４０内において、取り出し電極２１の他端２１ｂと、出力用配線４１とが互いに電気的に接続されている。そのため、太陽電池１０で発生した電気を集電電極２０、取り出し電極２１及び出力用配線４１を介して外部に出力することが可能となっている。
　保護ボックス４０の内部には、取り出し電極２１の他端２１ｂの周囲に充填されるポッティング材４３が設けられている。ポッティング材４３をなす樹脂には、流動性を有する状態から硬化する樹脂（例えばシーラント系の樹脂）が用いられる。ポッティング材４３を充填することで、取り出し電極２１の他端２１ｂを一定の位置に保持することが可能となっている。なお、ポッティング材４３が保護ボックス４０内に設けられない構成であっても良い。
　固定部材４２及びポッティング材４３に、シーラント系等の水蒸気バリア性の低い、すなわち大きな水蒸気透過度を有する樹脂を用いた場合には、外部の大気中の水蒸気が固定部材４２及びポッティング材４３を介して、開口部３０ａに向かって浸入する可能性がある。
　しかしながら、本実施形態では、保護カバー３０の開口部３０ａにおいて、取り出し電極２１の他端２１ｂが外側に向けて突出した状態で、その周囲が封止されるように封止部材３２が設けられている。すなわち、開口部３０ａは封止部材３２によって塞がれている。封止部材３２が設けられることで、開口部３０ａの大きさや形状に依存することなく、光電変換体１２を封止する封止材３１と、外側に向けて突出する取り出し電極２１の他端２１ｂとが、封止部材３２によって区画された別々の空間にそれぞれ配されている。そのため、外部の大気中の物質が開口部３０ａを介して封止材３１に浸入することを抑制できる。
　さらに本実施形態では、封止部材３２は水蒸気バリア性を有する樹脂であることから、外部の大気中の水蒸気が開口部３０ａを介して封止材３１に浸入することを防止でき、水蒸気と接触することによる封止材３１の劣化を防ぐことができる。その結果、本実施形態では、太陽電池１０を構成する光電変換体１２に対する封止材３１のシール機能を維持できる。よって、太陽電池１０の出力低下や寿命減少などの性能低下を抑制することが可能な、太陽電池モジュール１Ａ（１）を提供することができる。
　また、封止部材３２は、保護カバー３０における開口部３０ａの内側面３０ｂに設けられている。すなわち、封止部材３２は、保護カバー３０の太陽電池１０側の面と、封止材３１との間には設けられておらず、太陽電池１０から保護カバー３０までの厚みを薄くすることができる。さらに、封止部材３２が、保護カバー３０の太陽電池１０側の面と、封止材３１との間に設けられていないことから、封止部材３２を原因とする応力が保護カバー３０に生じない。そのため、保護カバー３０の材質が、ガラスのような脆性の高い材質である場合にも、保護カバー３０の破損を防ぐことができる。
　なお、本実施形態において、封止部材３２及びポッティング材４３には、互いに異なる樹脂が用いられている。もっとも、ポッティング材４３をなす樹脂が、封止部材３２と同一の樹脂（すなわち水蒸気バリア性を有する樹脂）であっても良い。ポッティング材４３をなす樹脂を封止部材３２と同一の樹脂にすることで、外部の大気中の水蒸気が開口部３０ａを介して封止材３１に浸入することをさらに抑制できる。
　次に、このような太陽電池モジュール１Ａ（１）の製造方法について説明する。図３～図９は、本実施形態の太陽電池モジュールの製造方法を示す斜視図である。
　太陽電池１０は公知の方法に従って製造できる。例えば、基板１１の一面１１ａ上に第一電極層１３、半導体層１４及び第二電極層１５をこの順に積層して光電変換体１２を形成する。なお、各層の厚さは従来の太陽電池と同様である。
　光電変換体１２は、図３に示すように、通常、スクライブ線１９によって、例えば、外形が短冊状の多数の区画素子１２ａに分割される。この区画素子１２ａは、互いに電気的に区画されるとともに、互いに隣接する区画素子１２ａ同士の間で、例えば、電気的に直列に接続される。これにより、光電変換体１２は、多数の区画素子１２ａを電気的に直列に繋いだ構成となり、光電変換体１２から高い電位差の電気を取り出すことができる。スクライブ線１９は、例えば、基板１１の一面１１ａに均一に光電変換体１２を形成した後、レーザー等によって光電変換体１２に所定の間隔で溝を形成することにより形成することができる。また、必要に応じて、第二電極層１５上に保護層を積層しても良い。
　次に、光電変換体１２を構成する第二電極層１５上に集電電極２０を配する。
　図４に示すように、多数の区画素子１２ａのうち、両端に位置する区画素子１２ａの第二電極層１５上に、半田２０ａを介して一対の集電電極２０を電気的に接続する。接続には一般的な半田ごてが用いられる。集電電極２０はリボン状の銅箔とその周囲に設けられたメッキ層からなり、区画素子１２ａが延びる方向に平行して配される。また、半田２０ａは、区画素子１２ａが延びる方向において所定の間隔を空けて点状に配されている。
　次に、光電変換体１２を構成する第二電極層１５上に取り出し電極２１を配する。
　図５に示すように、取り出し電極２１は、集電電極２０と同様に、リボン状の銅箔とその周囲に設けられたメッキ層からなる。なお、取り出し電極２１を第二電極層１５上に配するときに、第二電極層１５と取り出し電極２１との間に絶縁シート２２を配する。
　また、取り出し電極２１の一端２１ａを、集電電極２０に電気的に接続する。この接続には半田を用いても良いし、超音波半田ごて等を用いて集電電極２０及び取り出し電極２１のメッキ層を溶融させることで接続しても良い。一方、取り出し電極２１の他端２１ｂは、光電変換体１２から離れるように折り曲げておく。
　次に、太陽電池１０に保護カバー３０を全面的に接合する。
　図６に示すように、保護カバー３０を、封止材３１を介して、太陽電池１０に重ねて接合させる。この接合には例えば真空ラミネーター（不図示）が使用される。真空ラミネーターは、太陽電池１０、封止材３１及び保護カバー３０を加熱しつつ真空圧着させる。加熱することで封止材３１をなす樹脂（ＥＶＡ等）を溶融させると共に、真空圧着させることで溶融した封止材３１内や太陽電池１０と保護カバー３０との間から空気を除去することができ、信頼性の高い接合状態を作り出すことができる。
　なお、このとき、取り出し電極２１の他端２１ｂを、保護カバー３０の開口部３０ａに貫通させ、保護カバー３０の外側に延ばしておく。
　次に、保護カバー３０に、保護ボックス４０のボックス本体部４０ａを固定する。
　図７に示すように、ボックス本体部４０ａを、固定部材４２（図７では不図示）を用いて、開口部３０ａを囲む位置（すなわち取り出し電極２１の他端２１ｂを囲む位置）において保護カバー３０に接合する。固定部材４２をなす樹脂が流動性を有するときに、この樹脂をボックス本体部４０ａ又は保護カバー３０の固定部分に配し、ボックス本体部４０ａを保護カバー３０に接続させた後にこの樹脂を硬化させることで、ボックス本体部４０ａを保護カバー３０に固定する。
　次に、保護カバー３０の開口部３０ａに、封止部材３２に設ける。
　図８に示すように、封止部材３２をなす樹脂が流動性を有するときに、開口部３０ａを埋めるようにこの樹脂を設け、その後、この樹脂を硬化させて取り出し電極２１の他端２１ｂの周囲を封止部材３２によって封止する。開口部３０ａは、封止部材３２によって塞がれる。封止部材３２をなす樹脂を硬化させる方法は、この樹脂に応じた方法を適宜使用する。
　なお、本実施形態では、保護ボックス４０のボックス本体部４０ａを保護カバー３０に固定した後に、開口部３０ａに封止部材３２を設けているが、この工程を前後逆にして、開口部３０ａに封止部材３２を設けた後に、ボックス本体部４０ａを保護カバー３０に固定しても良い。
　本実施形態では、少なくとも、保護カバー３０を太陽電池１０、集電電極２０及び取り出し電極２１を覆うように重ねて配した後に、開口部３０ａを埋めるように封止部材３２を設ける工程を行っている。そのため、封止部材３２は、保護カバー３０の太陽電池１０側の面と、封止材３１との間に設けられず、保護カバー３０における開口部３０ａの内側面３０ｂ及び保護カバー３０の外側の面にのみ封止部材３２は設けられる。よって、太陽電池１０から保護カバー３０までの厚みを薄くすることができる。さらに、封止部材３２が、保護カバー３０の太陽電池１０側の面と、封止材３１との間に設けられないことから、封止部材３２を原因とする応力が保護カバー３０に生じない。そのため、保護カバー３０の材質が、ガラスのような脆性の高い材質である場合にも、保護カバー３０の破損を防ぐことができる。
　なお、封止部材３２を設けた後に、取り出し電極２１の他端２１ｂと出力用配線４１とを電気的に接続させる。
　次に、保護ボックス４０のボックス本体部４０ａ内にポッティング材４３を充填する。
　図９に示すように、ボックス本体部４０ａ内にポッティング材４３を充填する。ポッティング材４３を硬化させることで、取り出し電極２１の他端２１ｂが一定の位置に保持される。
　最後に、保護ボックス４０のボックス本体部４０ａに蓋部４０ｂ（図９では不図示）を固定することで、太陽電池モジュール１Ａ（１）の製造が完了する。
　なお、ポッティング材４３をなす樹脂を封止部材３２と同一の樹脂（すなわち水蒸気バリア性を有する樹脂）にする場合には、図８に示す封止部材３２を設ける工程で、同時にポッティング材４３を設けても良い。封止部材３２及びポッティング材４３を同時に設けることにより、工程が省略され、太陽電池モジュール１Ａ（１）の製造の手間及びコストを削減することができる。この場合には、封止部材３２及びポッティング材４３を設ける前に、取り出し電極２１の他端２１ｂと出力用配線４１とを電気的に接続させておく。
　本実施形態では、封止部材３２は水蒸気バリア性を有する樹脂であることから、外部の大気中の水蒸気が開口部３０ａを介して封止材３１に浸入することを防止でき、水蒸気と接触することによる封止材３１の劣化を防ぐことができる。その結果、本実施形態では、太陽電池１０を構成する光電変換体１２に対する封止材３１のシール機能を維持できる。よって、太陽電池１０の出力低下や寿命減少などの性能低下を抑制することが可能な、太陽電池モジュール１Ａ（１）を提供することができる。
＜第二実施形態＞
　次に、本発明の太陽電池モジュール及びその製造方法の第二実施形態について説明する。なお、以下の説明では、上述した第一実施形態と異なる部分について主に説明し、第一実施形態と同様の部分についてはその説明を省略する。
　図１０は、本実施形態の太陽電池モジュール１Ｂ（１）の概略構成を示す要部拡大断面図である。
　図１０に示すように、保護カバー３０と保護ボックス４０との間には、保護ボックス４０を保護カバー３０に固定するための第二固定部材４４（第二部材）が配されている。第二固定部材４４は、封止部材３２と接して設けられており、封止部材３２が設けられている位置から保護カバー３０と保護ボックス４０との間に亘って配されている。すなわち、封止部材３２及び第二固定部材４４は互いに一体をなして設けられている。
　第二固定部材４４をなす樹脂には、例えば流動性を有する状態から硬化する樹脂が用いられている。なお、第二固定部材４４をなす樹脂は、硬化時におけるボックス本体部４０ａと保護カバー３０との間の十分な固定強度を確保でき、且つ硬化後に加熱しても固定強度が変化しない（軟化しない）樹脂（例えばシーラント系の樹脂）が好ましい。
　本実施形態では、第二固定部材４４をなす樹脂が流動性を有しているときに、封止部材３２が設けられている位置から保護カバー３０における保護ボックス４０との固定箇所に亘ってこの樹脂を配することができる。すなわち、封止部材３２の大きさや形状に依存することなくこの樹脂を配することができ、この樹脂を容易に設けることができる。よって、作業の手間を削減することができる。また、第二固定部材４４が外側から封止部材３２を覆うように設けられるため、封止部材３２と保護カバー３０との接合強度をより向上させることができる。
＜第三実施形態＞
　次に、本発明の太陽電池モジュール及びその製造方法の第三実施形態について説明する。なお、以下の説明では、上述した第一実施形態と異なる部分について主に説明し、第一実施形態と同様の部分についてはその説明を省略する。
　図１１は、本実施形態の太陽電池モジュール１Ｃ（１）の概略構成を示す要部拡大断面図である。
　図１１に示すように、保護カバー３０の開口部３０ａには、第二封止部材３３が配されている。第二封止部材３３は、開口部３０ａに配される封止部３３ａ（第一部材）と、ボックス本体部４０ａと保護カバー３０との間に配され、ボックス本体部４０ａの保護カバー３０への固定に用いられる固定部３３ｂ（第二部材）と、を備えている。
　封止部３３ａは、開口部３０ａにおいて、取り出し電極２１の他端２１ｂの周囲が封止されるように設けられている。封止部３３ａは、開口部３０ａを塞いで設けられている。また、封止部３３ａは、保護カバー３０における開口部３０ａの内側面３０ｂに設けられている。さらに、封止部３３ａは、開口部３０ａにおいて封止材３１と直に接触して設けられており、封止部３３ａと封止材３１との間に他の部材は設けられていない。なお、固定部３３ｂは、保護カバー３０の外側の面に設けられている。そのため、第二封止部材３３は、開口部３０ａの内側面３０ｂ及び保護カバー３０の外側の面にのみ設けられている。
　封止部３３ａ及び固定部３３ｂは、同一の樹脂からなり、互いに一体をなしている。封止部３３ａ及び固定部３３ｂによって構成される第二封止部材３３は、いわゆる水蒸気バリア性を有する樹脂からなる。第二封止部材３３には、流動性を有する状態から硬化する樹脂である、例えばポリイソブチレン系の樹脂が用いられる。もっとも、このような樹脂に限定されない。ポリイソブチレン系の樹脂としては、大気中の水分と反応して硬化する樹脂や、含まれる溶剤等が揮発することで硬化する樹脂などが例示される。また、第二封止部材３３をなす樹脂の水蒸気透過度は、５［ｇ／ｍ２／ｄａｙ］以下であることが好ましい。
　また、第二封止部材３３をなす樹脂は、硬化時におけるボックス本体部４０ａと保護カバー３０との間の十分な固定強度を確保でき、且つ硬化後に加熱しても固定強度が変化しない（軟化しない）樹脂が用いられる。
　本実施形態における太陽電池モジュール１Ｃ（１）の製造時においては、開口部３０ａと、保護カバー３０においてボックス本体部４０ａが固定される箇所とに亘って、第二封止部材３３をなす硬化前の樹脂を配し、ボックス本体部４０ａを保護カバー３０に接続させた後に、この樹脂を硬化させて第二封止部材３３が形成される。そのため、ボックス本体部４０ａの接合用の樹脂と開口部３０ａを封止するための樹脂を別々に配する必要がなく、太陽電池モジュール１Ｃ（１）の製造の手間やコストを削減できる。
　以上、本発明の太陽電池モジュール及びその製造方法について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
　本発明は、太陽電池モジュール及びその製造方法に広く適用可能である。
１Ａ（１），１Ｂ（１），１Ｃ（１）　太陽電池モジュール
１０　太陽電池
１１　基板
１１ａ　一面
１２　光電変換体
１３　第一電極層
１４　半導体層
１５　第二電極層
２０　集電電極
２１　取り出し電極
２１ａ　一端
２１ｂ　他端
３０　保護カバー
３０ａ　開口部
３０ｂ　内側面
３１　封止材
３２　封止部材（第一部材）
３３ａ　封止部（第一部材）
３３ｂ　固定部（第二部材）
４０　保護ボックス
４２　固定部材（第二部材）
４４　第二固定部材（第二部材）

Claims (8)

  1. 　少なくとも第一電極層、半導体層及び第二電極層が、この順に重ねられた光電変換体を基板の一面に形成した太陽電池と、前記第二電極層上に配された集電電極と、前記集電電極に一端が電気的に接続され且つ前記第二電極層上に配された取り出し電極と、封止材を介して前記太陽電池、前記集電電極及び前記取り出し電極を覆うように重ねて配される保護カバーと、を備える太陽電池モジュールであって、
    　前記保護カバーは開口部を備え、
    　前記取り出し電極の他端が、前記開口部を通じて前記保護カバーの外側へ延びて設置されており、
    　前記取り出し電極の他端の周囲が封止されるように前記開口部を塞ぐ第一部材が設けられ、
    　前記第一部材は、水蒸気バリア性を有する樹脂であることを特徴とする太陽電池モジュール。
  2. 　前記第一部材は、ポリイソブチレン系又はブチル系の樹脂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. 　前記第一部材をなす樹脂の水蒸気透過度が、５［ｇ／ｍ２／ｄａｙ］以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール。
  4. 　前記取り出し電極の他端を覆うように配される保護ボックスと、
    　前記保護ボックスと前記保護カバーとの間に設けられ且つ前記保護ボックスを前記保護カバーに固定するための第二部材と、をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
  5. 　前記第一部材及び前記第二部材が、互いに一体をなしていることを特徴とする請求項４に記載の太陽電池モジュール。
  6. 前記第一部材及び前記第二部材は、同一の樹脂からなることを特徴とする請求項５に記載の太陽電池モジュール。
  7. 　前記第一部材は、前記保護カバーにおける前記開口部の内側面及び前記保護カバーの外側の面にのみ設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
  8. 　請求項１から７のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、
    　前記保護カバーを、前記太陽電池、前記集電電極及び前記取り出し電極を覆うように重ねて配した後に、前記開口部を埋めるように前記第一部材を設ける工程を有す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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