WO2018062509A1 - 太陽電池モジュール - Google Patents
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Abstract
太陽電池モジュールは、第１板部と、第２板部と、太陽電池部と、配線材と、第１封止材と、第２封止材と、を備えている。第２板部は、第１板部と対向している状態で位置している。太陽電池部は、第１板部と第２板部との間隙に位置している。配線材は、太陽電池部に電気的に接続されており、且つ第１板部に存在している貫通孔を介して、間隙内から該間隙外まで位置している。第１封止材は、間隙のうちの太陽電池部を覆う領域に位置している。第２封止材は、間隙のうちの第１封止材よりも貫通孔に近く且つ平面透視して貫通孔の全周を囲んでいる環状領域に充填されている状態にあるとともに、第１封止材よりも高い遮水性を有している。そして、第１板部および第２板部のうちの少なくとも一方が特定範囲の波長の光に対する透光性を有している。
Description
本開示は、太陽電池モジュールに関する。
太陽電池モジュールには、太陽電池で生じた電荷を取り出すための取り出し電極が、太陽電池の一方の面を保護するための基板の貫通孔を介して外部まで延びているものがある（例えば、特開２０１３－８９７５１号公報の記載を参照）。
太陽電池モジュールが開示される。
太陽電池モジュールの一態様は、第１板部と、第２板部と、太陽電池部と、配線材と、第１封止材と、第２封止材と、を備えている。前記第２板部は、前記第１板部と対向している状態で位置している。前記太陽電池部は、前記第１板部と前記第２板部との間隙に位置している。前記配線材は、該太陽電池部に電気的に接続されており、且つ前記第１板部に存在している貫通孔を介して、前記間隙内から該間隙外まで位置している。前記第１封止材は、前記間隙のうちの前記太陽電池部を覆う領域に位置している。前記第２封止材は、前記間隙のうちの前記第１封止材よりも前記貫通孔に近く且つ平面透視して前記貫通孔の全周を囲んでいる環状領域に充填されている状態にあるとともに、前記第１封止材よりも高い遮水性を有している。前記第１板部および前記第２板部のうちの少なくとも一方が特定範囲の波長の光に対する透光性を有している。
太陽電池モジュールには、太陽電池の一方の面に、太陽電池を保護するためのガラスなどの保護基板が接合されているものがある。このような太陽電池モジュールは、例えば、基板の一面に光電変換体を形成し、この光電変換体上に集電電極を配し、この集電電極に第１端部が接続された取り出し電極を光電変換体上に配し、光電変換体をシール部材で被覆し、このシール部材上に保護基板を配することで作製される。このとき、例えば、取り出し電極の第２端部を、保護基板に存在している開口部を通じて光電変換体が存在している領域とは逆側に延びている状態で位置させ、開口部を塞ぐように封止部材を位置させることが考えられる。ここでは、封止部材として、例えば、ポリイソブチレン系またはブチル系の樹脂を用いることができる。また、シール部材として、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）などを用いることができる。
ところで、太陽電池モジュールについては、安定した出力が長期間維持される長寿命化が指向されている。そこで、本願発明者らは、太陽電池モジュールの長期間の信頼性を高めることができる技術を創出した。
これについて、以下、各実施形態を図面に基づいて説明する。図面においては同様な構成および機能を有する部分に同じ符号が付されており、下記説明では重複説明が省略される。また、図面は模式的に示されたものである。図１から図４および図６から図１５には、右手系のＸＹＺ座標系が付されている。このＸＹＺ座標系では、太陽電池モジュール１００の長辺に沿った方向が＋Ｘ方向とされ、太陽電池モジュール１００の短辺に沿った方向が＋Ｙ方向とされ、＋Ｘ方向と＋Ｙ方向との両方に直交する方向が＋Ｚ方向とされている。換言すれば、太陽電池モジュール１００の厚さ方向に沿った方向が＋Ｚ方向とされている。
＜１．第１実施形態＞
＜１－１．太陽電池モジュールの構成＞
第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００の構成を、図１から図４に基づいて説明する。図１から図３で示されるように、太陽電池モジュール１００は、第１板部１と、第２板部２と、被保護部３と、端子ボックス４と、出力配線５と、を備えている。本実施形態では、第２板部２の＋Ｚ方向の側の盤面が、主として太陽光などの外光が照射される表面（前面ともいう）１００ｆｓとされている。また、第１板部１の－Ｚ方向の側の盤面が、前面１００ｆｓよりも太陽光などの外光が照射されない表面（裏面ともいう）１００ｂｓとされている。
＜１－１．太陽電池モジュールの構成＞
第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００の構成を、図１から図４に基づいて説明する。図１から図３で示されるように、太陽電池モジュール１００は、第１板部１と、第２板部２と、被保護部３と、端子ボックス４と、出力配線５と、を備えている。本実施形態では、第２板部２の＋Ｚ方向の側の盤面が、主として太陽光などの外光が照射される表面（前面ともいう）１００ｆｓとされている。また、第１板部１の－Ｚ方向の側の盤面が、前面１００ｆｓよりも太陽光などの外光が照射されない表面（裏面ともいう）１００ｂｓとされている。
第１板部１は、例えば、被保護部３を保護することができる。第１板部１の形状は、例えば、平板状である。具体的には、例えば、第１板部１として、長方形などの矩形状の盤面を有する平板が採用され得る。第１板部１は、例えば、特定範囲の波長の光に対する透光性を有していてもよいし、特定範囲の波長の光に対する透光性を有していなくてもよい。
第１板部１の素材として、例えば、厚さが１ｍｍ以上で且つ５ｍｍ以下程度のガラスあるいはアクリルまたはポリカーボネートなどの樹脂が採用されれば、遮水性を有する第１板部１が実現される。これにより、太陽電池モジュール１００の外部から被保護部３への水分の侵入が低減され得る。このとき、例えば、特定範囲の波長の光に対して透光性を有する第１板部１も実現され得る。これにより、例えば、裏面１００ｂｓに照射されて第１板部１を透過した光が、被保護部３に入射され、被保護部３内の太陽電池部３ｐｖにおける光電変換に利用され得る。その結果、例えば、太陽電池モジュール１００における出力が向上し得る。裏面１００ｂｓに入射される光は、例えば、太陽光の地面などにおける反射によって生じ得る。また、第１板部１の素材として、例えば、特定範囲の波長の光に対する透光性を有していないセラミックスなどが採用されてもよい。本明細書における特定範囲の波長としては、例えば、被保護部３内の太陽電池部３ｐｖが光電変換し得る光の範囲の波長が採用される。特定範囲の波長に、太陽光を構成する照射強度の高い光の波長が含まれれば、太陽電池部３ｐｖにおける光電変換効率が向上し得る。
第１板部１には、貫通孔１ｈが存在している。この貫通孔１ｈは、太陽電池部３ｐｖにおいて光電変換によって得られる電荷を太陽電池モジュール１００の外部に出力するためのものである。貫通孔１ｈは、例えば、第１板部１をこの第１板部１の厚さ方向に貫通している。貫通孔１ｈは、例えば、第１板部１の一端面１Ｅｓから１０ｍｍ以上で且つ４０ｍｍ以下程度離れた位置などといったこの一端面１Ｅｓから近い位置に存在している。貫通孔１ｈは、穿孔用のドリルまたはジェット水流などによって第１板部１に形成され得る。
第１実施形態では、例えば、正極用の貫通孔１ｈおよび負極用の貫通孔１ｈが存在している。そして、貫通孔１ｈにおける第１板部１を貫通している方向（貫通方向ともいう）に垂直な断面が略真円である。図１から図４の例では、貫通方向は、＋Ｚ方向である。また、例えば、貫通孔１ｈの貫通方向に垂直な断面の形状および大きさは、この貫通方向における位置に拘わらず略一定とされている。貫通孔１ｈの貫通方向に垂直な断面の形状は、例えば、四角形および六角形などの多角形あるいは楕円形などといった真円以外の形状であってもよい。ここで、例えば、貫通孔１ｈの貫通方向に垂直な断面の形状および大きさのうちの少なくとも一方が、この貫通方向において若干変化していてもよい。
第２板部２は、例えば、第１板部１と対向している状態で位置している。そして、第１板部１と第２板部２との間隙３ｇに被保護部３が位置している。このため、第２板部２は、第１板部１とともに被保護部３を保護することができる。第１板部１と第２板部２とが間隙３ｇを挟んで離れている距離は、例えば、０．５ｍｍ以上で且つ５ｍｍ以下程度とされている。第２板部２の形状は、例えば、第１板部１と同様に平板状である。具体的には、例えば、第２板部２として、長方形などの矩形状の盤面を有する平板が採用され得る。第１実施形態では、第２板部２は、第１板部１と同一の外形を有している。
また、第２板部２は、特定範囲の波長の光に対する透光性を有している。このため、例えば、前面１００ｆｓに照射されて第２板部２を透過した光が、被保護部３に入射され、被保護部３に含まれる太陽電池部３ｐｖにおける光電変換に利用され得る。
第２板部２の素材として、例えば、ガラスあるいはアクリルまたはポリカーボネートなどの樹脂が採用されれば、太陽電池モジュール１００の外部から被保護部３への水分の侵入の低減が可能な遮水性を有する第２板部２が実現され得る。このとき、例えば、特定範囲の波長の光に対して透光性を有する第２板部２も実現され得る。ガラスとしては、例えば、厚さが１ｍｍ以上で且つ５ｍｍ以下程度の白板ガラス、強化ガラスおよび熱線反射ガラスなどといった光透過率の高い材料が採用され得る。
被保護部３は、太陽電池部３ｐｖと、配線材３ｔと、第１封止材３ｆｉと、第２封止材３ｓｅと、を含んでいる。このため、第１板部１と第２板部２との間隙３ｇに、太陽電池部３ｐｖが位置している。太陽電池部３ｐｖは、例えば、第２板部２または第１板部１上に形成されてもよいし、第１板部１と第２板部２とに挟まれるように位置していてもよい。
太陽電池部３ｐｖは、例えば、入射される太陽光を電気に変換することが可能なＮ個（Ｎは１以上の整数）の太陽電池素子を有している。太陽電池素子としては、例えば、結晶系の太陽電池素子または薄膜系の太陽電池素子が採用され得る。結晶系の太陽電池素子としては、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコンまたはヘテロ接合型などのシリコン系の太陽電池素子あるいはIII－Ｖ族系などの化合物系の太陽電池素子が採用され得る。また、薄膜系の太陽電池素子として、例えば、シリコン系の太陽電池素子、化合物系の太陽電池素子またはその他のタイプの太陽電池素子が採用され得る。薄膜系におけるシリコン系の太陽電池素子には、例えば、アモルファスシリコンおよび薄膜多結晶シリコンを用いた太陽電池素子が含まれ得る。薄膜系における化合物系の太陽電池素子には、例えば、ＣＩＳ半導体、ＣＩＧＳ半導体、カドミウムテルル（ＣｄＴｅ）半導体またはペロブスカイト構造を有する化合物などの化合物半導体が用いられた太陽電池素子が含まれ得る。ＣＩＳ半導体は、カドミウム（Ｃｄ）、インジウム（Ｉｎ）およびセレン（Ｓｅ）を含む化合物半導体である。ＣＩＧＳ半導体は、カドミウム（Ｃｄ）、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）およびセレン（Ｓｅ）を含む化合物半導体である。薄膜系におけるその他のタイプの太陽電池素子には、例えば、有機薄膜または色素増感などのタイプの太陽電池素子が含まれ得る。ここで、例えば、Ｎ個の太陽電池素子が電気的に直列に接続される場合には、Ｎが大きければ大きい程、太陽電池モジュール１００の出力が大きくなり得る。第１実施形態では、第２板部２上に複数の薄膜系の太陽電池素子を有する太陽電池部３ｐｖが形成されている。
配線材３ｔは、太陽電池部３ｐｖに電気的に接続されている。この配線材３ｔは、第１板部１に存在している貫通孔１ｈを介して、第１板部１と第２板部２との間隙３ｇ内からこの間隙３ｇの外まで延びている状態で位置している。換言すれば、配線材３ｔの長手方向の第１端部３ｔ１（図８参照）は、太陽電池部３ｐｖに電気的に接続されている。配線材３ｔの長手方向の第１端部３ｔ１とは逆の第２端部３ｔ２（図８から図１０参照）は、第１板部１の第２板部２とは逆側に位置している。配線材３ｔとしては、例えば、帯状の形状を有するものが採用され得る。配線材３ｔの素材としては、例えば、銅などの導電性を有する金属などが採用され得る。ここでは、例えば、配線材３ｔとして、０．１ｍｍ以上であり且つ０．５ｍｍ以下程度の厚さと２ｍｍ以上であり且つ５ｍｍ以下程度の幅とを有する帯状のものが採用され得る。このように、配線材３ｔの幅が数ｍｍである場合には、例えば、貫通孔１ｈの径が５ｍｍ程度であれば、配線材３ｔを折り曲げて貫通孔１ｈに通す工程でエラーが生じにくい。また、例えば、配線材３ｔの全面に半田が被覆されていれば、配線材３ｔが太陽電池部３ｐｖなどへ容易に接合され得る。配線材３ｔは、例えば、はんだ付けによる接合によって、太陽電池部３ｐｖに電気的に接続されている。
第１封止材３ｆｉは、第１板部１と第２板部２との間隙３ｇのうちの少なくとも太陽電池部３ｐｖを覆う第２領域Ａ２に位置している。第２領域Ａ２として、例えば、第２板部２上に位置している太陽電池部３ｐｖの第１板部１側（－Ｚ方向の側）の全面を覆うような領域が採用され得る。第１封止材３ｆｉは、太陽電池部３ｐｖを覆うことで、この太陽電池部３ｐｖを封止することができる。また、間隙３ｇの広範囲にわたって、間隙３ｇに第１封止材３ｆｉが充填されることで、太陽電池部３ｐｖに対して水分などが侵入しにくくなる。第１封止材３ｆｉの素材としては、例えば、特定範囲の波長の光に対する透光性が優れたエチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）あるいはポリエチレンナフタレートなどのポリエステル樹脂などが採用され得る。第１封止材３ｆｉは、例えば、２種類以上の封止材によって構成されていてもよい。
第２封止材３ｓｅは、第１板部１と第２板部２との間隙３ｇのうちの第１封止材３ｆｉよりも貫通孔１ｈに近い第３領域Ａ３に充填されている状態にある。図４で示されるように、第３領域Ａ３は、平面透視して貫通孔１ｈの全周を囲んでいる環状の領域（環状領域ともいう）である。図３および図４の例では、例えば、第３領域Ａ３において、配線材３ｔが位置している領域を除く、第１板部１から第２板部２に至る領域が第２封止材３ｓｅによって埋められている。このため、第３領域Ａ３が第２封止材３ｓｅで充填されている状態が実現されている。第２封止材３ｓｅは、第１封止材３ｆｉよりも高い遮水性を有している。これにより、例えば、第１板部１と第２板部２との間隙３ｇのうちの貫通孔１ｈと第２板部２との間の第４領域Ａ４に開口している部分（第１開口部ともいう）Ｏｐ１が第２封止材３ｓｅによって封止されている。このとき、貫通孔１ｈのうちの第２板部２とは逆側に向けて開口している開口部（第２開口部ともいう）Ｏｐ２から、太陽電池部３ｐｖに至る経路のうちで、狭くなっている第１開口部Ｏｐ１が遮水性の高い第２封止材３ｓｅで封止されている。このため、第１板部１の貫通孔１ｈを介した太陽電池モジュール１００の外部から太陽電池部３ｐｖに向けた水分などの侵入が低減され得る。その結果、太陽電池モジュール１００における長期間の信頼性を高めることができる。第２封止材３ｓｅの素材としては、例えば、ブチル系の樹脂あるいはポリイソプロピレン系の樹脂などが採用され得る。
ここで、例えば、図３で示されるように、環状の第３領域Ａ３の厚さＷ１が、貫通孔１ｈの長さＴ１よりも大きければ、貫通孔１ｈを封止材で直接塞ぐ場合よりも、第１板部１の貫通孔１ｈを介した外部から太陽電池部３ｐｖに向けた水分などの侵入が低減され得る。その結果、太陽電池モジュール１００における長期間の信頼性を高めることができる。ここで、例えば、環状の第３領域Ａ３の径方向の厚さＷ１が、周方向において変動している場合には、第３領域Ａ３の厚さＷ１の最小値が、貫通孔１ｈの貫通方向における長さＴ１よりも大きければよい。第１実施形態では、例えば、第３領域Ａ３の厚さＷ１が１０ｍｍとされ、貫通孔１ｈの長さＴ１が２ｍｍとされる。ここでは、厚さＷ１を長さＴ１で除した値（Ｗ１／Ｔ１）は、例えば、２以上で且つ１０以下とされる。このとき、例えば、第２封止材３ｓｅによる十分な封止と、第２封止材３ｓｅが位置している第３領域Ａ３の十分な確保と、が容易に図られ得る。
また、ここで、例えば、第１板部１と第２板部２との間隙３ｇのうちの貫通孔１ｈと第２板部２との間の第４領域Ａ４に向けて開口している第１開口部Ｏｐ１の面積をＳ１とする。また、ここで、例えば、貫通孔１ｈのうちの第２板部２とは逆側に向けて開口している第２開口部Ｏｐ２の面積をＳ２とする。この場合、例えば、面積Ｓ１が面積Ｓ２よりも小さければ、例えば、貫通孔１ｈの第２開口部Ｏｐ２から、太陽電池部３ｐｖに至る経路のうちで、狭くなっている第１開口部Ｏｐ１が遮水性の高い第２封止材３ｓｅで封止され得る。これにより、第１板部１の貫通孔１ｈを介した太陽電池モジュール１００の外部から太陽電池部３ｐｖに向けた水分などの侵入が低減され得る。その結果、太陽電池モジュール１００における長期間の信頼性を高めることができる。第１実施形態では、例えば、第１板部１と第２板部２との間の距離Ｌ１が約１ｍｍとされ、貫通孔１ｈの直径Ｄ１が約５ｍｍとされる。このとき、面積Ｓ１（＝５πｍｍ２＝５ｍｍ×π×１ｍｍ）は、面積Ｓ２（６．２５πｍｍ２＝π×２．５ｍｍ×２．５ｍｍ）よりも小さい。
端子ボックス４は、第１板部１のうちの第２板部２とは逆側の面としての裏面１００ｂｓ上に位置している。端子ボックス４は、いわゆるジャンクションボックスと称されるものである。配線材３ｔは、端子ボックス４の開口（第３開口ともいう）Ｏｐ３を介して、端子ボックス４内まで延びている状態で存在している。そして、配線材３ｔの第２端部３ｔ２は、例えば、端子ボックス４内の第５領域Ａ５で端子に接続されている。端子ボックス４は、裏面１００ｂｓに固定されている。端子ボックス４は、例えば、シリコンシーラントなどの樹脂が用いられて、裏面１００ｂｓに固定され得る。ここでは、貫通孔１ｈを裏面１００ｂｓ側から覆うように、端子ボックス４が位置している。このとき、例えば、端子ボックス４が遮水性の高い樹脂の筐体４ｂを有し、この筐体と裏面１００ｂｓとの間が樹脂などによって塞がれれば、太陽電池モジュール１００の外部から貫通孔１ｈへ向かう水分などの通過が低減され得る。
ここで、図３で示されるように、例えば、端子ボックス４が、貫通孔１ｈに嵌まっている状態で位置している凸部４ｐを有している構成が考えられる。この構成が採用されれば、裏面１００ｂｓに端子ボックス４を取り付ける際に、例えば、貫通孔１ｈへ凸部４ｐを嵌め込むことで、端子ボックス４の位置合わせが容易に行われ得る。また、ここで、仮に太陽電池モジュール１００を運ぶ際に、端子ボックス４に何らかの物体が衝突する場合を想定する。この場合には、例えば、貫通孔１ｈの貫通方向に対して交差する方向に端子ボックス４に力が加わり得る。このとき、例えば、凸部４ｐが貫通孔１ｈに嵌まっている状態で位置していれば、端子ボックス４が太陽電池モジュール１００から脱落する不具合が生じにくい。その結果、太陽電池モジュール１００における長期間の信頼性を高めることができる。
出力配線５は、太陽電池モジュール１００で得られる電気を外部に出力することができる。ここでは、出力配線５は、端子ボックス４内の第５領域Ａ５において配線材３ｔと電気的に接続されている。そして、出力配線５は、端子ボックス４内の第５領域Ａ５から端子ボックス４の外に延びている状態で存在している。
太陽電池モジュール１００の４つの端面Ｅｓ１，Ｅｓ２，Ｅｓ３，Ｅｓ４には、例えば、アルミニウムなどで構成されているフレームが取り付けられてもよい。このとき、フレームと端面Ｅｓ１，Ｅｓ２，Ｅｓ３，Ｅｓ４との間にブチル系の樹脂などの遮水性に優れた樹脂が充填されると、太陽電池モジュール１００の端面Ｅｓ１，Ｅｓ２，Ｅｓ３，Ｅｓ４から太陽電池部３ｐｖへの水分などの侵入が低減され得る。その結果、太陽電池モジュール１００における長期間の信頼性が高められ得る。
＜１－２．太陽電池モジュールの製造方法＞
太陽電池モジュール１００の製造方法の一例について、図５から図１２に基づいて説明する。ここでは、図５で示されるステップＳＴ１からステップＳＴ８の第１工程から第８工程をこの記載の順に実施することで、太陽電池モジュール１００を製造することができる。
太陽電池モジュール１００の製造方法の一例について、図５から図１２に基づいて説明する。ここでは、図５で示されるステップＳＴ１からステップＳＴ８の第１工程から第８工程をこの記載の順に実施することで、太陽電池モジュール１００を製造することができる。
ステップＳＴ１では、第２板部２を準備する第１工程を実施する。ここでは、例えば、図６で示されるように、第２板部２として、長方形状の第１面２ｆ１と第２面２ｆ２とを有する平板状のガラス板などが準備される。
次に、ステップＳＴ２では、太陽電池部３ｐｖを配置する第２工程を実施する。ここでは、例えば、図７で示されるように、第２板部２の第２面２ｆ２上に太陽電池部３ｐｖを配置する。このとき、例えば、第２板部２を基板としてこの第２板部２上に太陽電池部３ｐｖとしての薄膜系の光電変換素子などが形成されてもよいし、既に作製された１以上の光電変換素子を含む太陽電池部３ｐｖが第２板部２上に置かれてもよい。図７の例では、８つの薄膜系の太陽電池素子が直列に接続された太陽電池部３ｐｖが第２板部２上に形成されている。
次に、ステップＳＴ３では、配線材３ｔを配置する第３工程を実施する。ここでは、例えば、図８で示されるように、太陽電池部３ｐｖの正極に１本の配線材３ｔが接合され、太陽電池部３ｐｖの負極に他の１本の配線材３ｔが接合される。太陽電池部３ｐｖに対する配線材３ｔの接合は、例えば、はんだ付けなどで行われる。また、ここでは、配線材３ｔが、適宜折り曲げられることで所望の経路に沿って配置され得る。ここで、配線材３ｔは、例えば、太陽電池部３ｐｖに接合される前に、所望の位置で折り曲げられてもよい。このとき、例えば、配線材３ｔにおいて、第１板部１の貫通孔１ｈに挿通させるために－Ｚ方向に延びている状態で位置している部分が形成される。
次に、ステップＳＴ４では、封止材となるシートを配置する第４工程を実施する。ここでは、例えば、図９で示されるように、太陽電池部３ｐｖを覆うような領域に第１封止材３ｆｉとなる樹脂（ＥＶＡなど）製のシート（第１シートともいう）Ｓｔ１が配置される。また、このとき、第２板部２上に第１シートＳｔ１の２つの円形状の貫通孔Ｓｔ１ｈ内のそれぞれに第２封止材３ｓｅとなる樹脂（ブチル系の樹脂など）製の円環状のシート（第２シートともいう）Ｓｔ２が配置される。このとき、各第２シートＳｔ２の貫通孔Ｓｔ２ｈを配線材３ｔが－Ｚ方向に挿通している状態とされる。
次に、ステップＳＴ５では、第１板部１を配置する第５工程を実施する。ここでは、例えば、図１０で示されるように、第１シートＳｔ１および第２シートＳｔ２の上に第１板部１が重ねられる。このとき、第１板部１の２つの貫通孔１ｈにそれぞれ配線材３ｔが－Ｚ方向に挿通している状態とされる。ここでは、例えば、第１板部１として、長方形状の第１面１ｆ１と第２面１ｆ２とを有しており且つ一端面１Ｅｓの近くに２つの貫通孔１ｈが存在している平板状のガラス板などが用いられる。これにより、２本の配線材３ｔが配置された、第２板部２と、太陽電池部３ｐｖと、第１シートＳｔ１および第２シートＳｔ２と、第１板部１とが積層された積層体ＳＬ１が形成される。
次に、ステップＳＴ６では、積層体ＳＬ１を対象としたラミネート処理を行う第６工程を実施する。ここでは、ラミネート装置（ラミネータ）が用いられて、積層体ＳＬ１が一体化される。例えば、ラミネータでは、チャンバー内のヒーター盤上に積層体ＳＬ１が載置され、チャンバー内が５０Ｐａから１５０Ｐａ程度まで減圧されつつ、積層体ＳＬ１が１００℃から２００℃程度まで加熱される。このとき、第１シートＳｔ１および第２シートＳｔ２が加熱によって流動可能な状態となる。この状態で、チャンバー内において、積層体ＳＬ１が、ダイヤフラムシートなどによって押圧されることで、積層体ＳＬ１が一体化した状態となる。これにより、太陽電池部３ｐｖが第１封止材３ｆｉによって覆われており、且つ第１封止材３ｆｉよりも貫通孔１ｈに近い環状の第３領域Ａ３に第２封止材３ｓｅが充填されている状態となる。このラミネート処理では、例えば、減圧下で積層体ＳＬ１の一体化が行われる。このため、例えば、溶融状態の第１シートＳｔ１および第２シートＳｔ２のそれぞれに気泡が入りにくい。これにより、溶融状態の第１シートＳｔ１および第２シートＳｔ２の押圧によって、第１封止材３ｆｉおよび第２封止材３ｓｅが空孔の少ない緻密な状態となり得る。その結果、例えば、第１封止材３ｆｉおよび第２封止材３ｓｅによる遮水性が向上し得る。
次に、ステップＳＴ７では、端子ボックス４を取り付ける第７工程を実施する。ここでは、例えば、図１１で示されるように、ステップＳＴ６で一体化された積層体ＳＬ１のうちの第１板部１の第２面１ｆ２上に端子ボックス４が取り付けられる。このとき、例えば、配線材３ｔの第２端部３ｔ２が端子ボックス４内の端子に接続された上で、シリコンシーラントなどの樹脂が用いられて、第１板部１の第２面１ｆ２に端子ボックス４が固定される。この際、例えば、端子ボックス４の凸部４ｐが貫通孔１ｈに嵌め込まれることで、第１板部１の第２面１ｆ２に対する端子ボックス４の位置合わせが容易に行われる。また、このとき、出力配線５は、予め端子ボックス４に接続されていてもよいし、後から端子ボックス４に接続されてもよい。以上のようにして、太陽電池モジュール１００が製造される。
次に、ステップＳＴ８では、太陽電池モジュール１００にフレーム７を取り付ける第８工程を実施する。ここでは、例えば、図１２で示されるように、太陽電池モジュール１００の４つの端面Ｅｓ１，Ｅｓ２，Ｅｓ３，Ｅｓ４に、アルミニウム製のフレーム７が取り付けられる。このとき、フレーム７と端面Ｅｓ１，Ｅｓ２，Ｅｓ３，Ｅｓ４との間にブチル系の樹脂などの遮水性に優れた封止材７ｓｅが充填される。このようにして、フレーム７が取り付けられた太陽電池モジュール１００が完成する。
＜１－３．第１実施形態のまとめ＞
第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００では、例えば、第１板部１と第２板部２との間隙３ｇのうち、貫通孔１ｈと第２板部２との間の第４領域Ａ４に開口している第１開口部Ｏｐ１とその周囲とを含む環状の第３領域Ａ３に第２封止材３ｓｅが充填されている。これにより、例えば、貫通孔１ｈのうちの第２板部２とは逆側に向けて開口している第２開口部Ｏｐ２から、太陽電池部３ｐｖに至る経路のうち、狭くなっている第１開口部Ｏｐ１が遮水性の高い第２封止材３ｓｅで封止され得る。このため、第１板部１の貫通孔１ｈを介した太陽電池モジュール１００の外部から太陽電池部３ｐｖに向けた水分などの侵入が低減され得る。したがって、太陽電池モジュール１００における長期間の信頼性が高まり得る。
第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００では、例えば、第１板部１と第２板部２との間隙３ｇのうち、貫通孔１ｈと第２板部２との間の第４領域Ａ４に開口している第１開口部Ｏｐ１とその周囲とを含む環状の第３領域Ａ３に第２封止材３ｓｅが充填されている。これにより、例えば、貫通孔１ｈのうちの第２板部２とは逆側に向けて開口している第２開口部Ｏｐ２から、太陽電池部３ｐｖに至る経路のうち、狭くなっている第１開口部Ｏｐ１が遮水性の高い第２封止材３ｓｅで封止され得る。このため、第１板部１の貫通孔１ｈを介した太陽電池モジュール１００の外部から太陽電池部３ｐｖに向けた水分などの侵入が低減され得る。したがって、太陽電池モジュール１００における長期間の信頼性が高まり得る。
＜２．他の実施形態＞
本開示は上述の第１実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良などが可能である。
本開示は上述の第１実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良などが可能である。
＜２－１．第２実施形態＞
上記第１実施形態において、例えば、第２封止材３ｓｅは、環状領域としての第３領域Ａ３だけでなく、第４領域Ａ４にも充填されていてもよい。具体的には、例えば、図１３で示されるように、第２封止材３ｓｅが、環状領域としての第３領域Ａ３から、貫通孔１ｈと第２板部２との間の第４領域Ａ４にわたって位置している第２封止材３ｓｅＡに変更されてもよい。この場合には、例えば、第１板部１の貫通孔１ｈを介して外部から太陽電池部３ｐｖに向けて水分などが侵入しにくくなる。その結果、太陽電池モジュール１００における長期間の信頼性が高まり得る。
上記第１実施形態において、例えば、第２封止材３ｓｅは、環状領域としての第３領域Ａ３だけでなく、第４領域Ａ４にも充填されていてもよい。具体的には、例えば、図１３で示されるように、第２封止材３ｓｅが、環状領域としての第３領域Ａ３から、貫通孔１ｈと第２板部２との間の第４領域Ａ４にわたって位置している第２封止材３ｓｅＡに変更されてもよい。この場合には、例えば、第１板部１の貫通孔１ｈを介して外部から太陽電池部３ｐｖに向けて水分などが侵入しにくくなる。その結果、太陽電池モジュール１００における長期間の信頼性が高まり得る。
＜２－２．第３実施形態＞
上記各実施形態において、例えば、図１４および図１５で示されるように、第１板部１の－Ｚ方向の側の盤面が、主として太陽光などの外光が照射される前面１００ｆｓＢとされ、第２板部２の＋Ｚ方向の側の盤面が、裏面１００ｂｓＢとされてもよい。このとき、第１板部１が、特定範囲の波長の光に対する透光性を有していればよい。また、このとき、第２板部２は、特定範囲の波長の光に対する透光性を有していてもよいし、特定範囲の波長の光に対する透光性を有していなくてもよい。換言すれば、第１実施形態から第３実施形態においては、第１板部１および第２板部２のうちの少なくとも一方が、特定範囲の波長の光に対する透光性を有していればよい。また、第３実施形態では、例えば、図１４で示されるように、端子ボックス４が前面１００ｆｓＢ上に位置していてもよい。そして、例えば、図１４で示されるように、４つの端面Ｅｓ１，Ｅｓ２，Ｅｓ３，Ｅｓ４に、フレーム７の上下が反転されたような形状を有するフレーム７Ｂが取り付けられてもよい。
上記各実施形態において、例えば、図１４および図１５で示されるように、第１板部１の－Ｚ方向の側の盤面が、主として太陽光などの外光が照射される前面１００ｆｓＢとされ、第２板部２の＋Ｚ方向の側の盤面が、裏面１００ｂｓＢとされてもよい。このとき、第１板部１が、特定範囲の波長の光に対する透光性を有していればよい。また、このとき、第２板部２は、特定範囲の波長の光に対する透光性を有していてもよいし、特定範囲の波長の光に対する透光性を有していなくてもよい。換言すれば、第１実施形態から第３実施形態においては、第１板部１および第２板部２のうちの少なくとも一方が、特定範囲の波長の光に対する透光性を有していればよい。また、第３実施形態では、例えば、図１４で示されるように、端子ボックス４が前面１００ｆｓＢ上に位置していてもよい。そして、例えば、図１４で示されるように、４つの端面Ｅｓ１，Ｅｓ２，Ｅｓ３，Ｅｓ４に、フレーム７の上下が反転されたような形状を有するフレーム７Ｂが取り付けられてもよい。
＜３．その他＞
上記各実施形態において、例えば、第１板部１に１つの貫通孔１ｈが存在しており、２本の配線材３ｔが、この１つの貫通孔１ｈを介して、間隙３ｇ内から間隙３ｇ外まで延びている状態で位置していてもよい。このとき、２本の配線材３ｔが接触して短絡が生じないように、１つの貫通孔１ｈの直径を大きくすればよい。
上記各実施形態において、例えば、第１板部１に１つの貫通孔１ｈが存在しており、２本の配線材３ｔが、この１つの貫通孔１ｈを介して、間隙３ｇ内から間隙３ｇ外まで延びている状態で位置していてもよい。このとき、２本の配線材３ｔが接触して短絡が生じないように、１つの貫通孔１ｈの直径を大きくすればよい。
上記各実施形態において、例えば、間隙３ｇにおいて、第１板部１と太陽電池部３ｐｖとの間だけでなく、第２板部２と太陽電池部３ｐｖとの間にも第１封止材３ｆｉが存在していてもよい。この場合、太陽電池モジュールを製造する際には、例えば、第２板部２上に、１枚目の第１シートＳｔ１、太陽電池部３ｐｖおよび２枚目の第１シートＳｔ１が、この記載の順に積層されればよい。
上記各実施形態において、例えば、間隙３ｇのうち、第２封止材３ｓｅが存在している領域以外の領域では、第１封止材３ｆｉで覆うことが可能である範囲内であれば、太陽電池部３ｐｖが適宜位置していてもよい。例えば、太陽電池部３ｐｖが複数の太陽電池素子を有する場合には、第２封止材３ｓｅの位置を避けて複数の太陽電池素子が位置していればよい。
上記各実施形態および各種変形例をそれぞれ構成する全部または一部を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは、言うまでもない。
１ 第１板部
１ｈ 貫通孔
２ 第２板部
３ｆｉ 第１封止材
３ｇ 間隙
３ｐｖ 太陽電池部
３ｓｅ 第２封止材
３ｔ 配線材
４ 端子ボックス
４ｐ 凸部
５ 出力配線
１００ 太陽電池モジュール
Ａ１ 第１領域
Ａ２ 第２領域
Ａ３ 第３領域
Ａ４ 第４領域
Ａ５ 第５領域
Ｏｐ１ 第１開口部
Ｏｐ２ 第２開口部
Ｏｐ３ 第３開口部
１ｈ 貫通孔
２ 第２板部
３ｆｉ 第１封止材
３ｇ 間隙
３ｐｖ 太陽電池部
３ｓｅ 第２封止材
３ｔ 配線材
４ 端子ボックス
４ｐ 凸部
５ 出力配線
１００ 太陽電池モジュール
Ａ１ 第１領域
Ａ２ 第２領域
Ａ３ 第３領域
Ａ４ 第４領域
Ａ５ 第５領域
Ｏｐ１ 第１開口部
Ｏｐ２ 第２開口部
Ｏｐ３ 第３開口部
Claims (5)
- 第１板部と、
該第１板部と対向している状態で位置している第２板部と、
前記第１板部と前記第２板部との間隙に位置している太陽電池部と、
該太陽電池部に電気的に接続されており、且つ前記第１板部に存在している貫通孔を介して、前記間隙内から該間隙外まで位置している配線材と、
前記間隙のうちの前記太陽電池部を覆う領域に位置している第１封止材と、
前記間隙のうちの前記第１封止材よりも前記貫通孔に近く且つ平面透視して前記貫通孔の全周を囲んでいる環状領域に充填されている状態にあるとともに、前記第１封止材よりも高い遮水性を有している第２封止材と、を備え、
前記第１板部および前記第２板部のうちの少なくとも一方が特定範囲の波長の光に対する透光性を有している、太陽電池モジュール。 - 請求項１に記載の太陽電池モジュールであって、
前記環状領域の径方向の厚さは、前記貫通孔の長さよりも大きい、太陽電池モジュール。 - 請求項１または請求項２に記載の太陽電池モジュールであって、
前記第２封止材は、前記環状領域から前記貫通孔と前記第２板部との間の領域にわたって位置している、太陽電池モジュール。 - 請求項１から請求項３の何れか１つの請求項に記載の太陽電池モジュールであって、
前記間隙のうちの前記貫通孔と前記第２板部との間の領域に向けて開口している第１開口部の面積は、前記貫通孔のうちの前記第２板部とは逆側に向けて開口している第２開口部の面積よりも小さい、太陽電池モジュール。 - 請求項１から請求項４の何れか１つの請求項に記載の太陽電池モジュールであって、
前記第１板部のうちの前記第２板部とは逆側の面上に位置しており、前記貫通孔に嵌まっている状態で位置している凸部を有する端子ボックス、を備えている、太陽電池モジュール。
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