WO2020121693A1 - 太陽電池モジュール - Google Patents

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WO2020121693A1
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solar cell
light
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solar
cell module
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徹 寺下
紳平 岡本
中村　淳一
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株式会社カネカ
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    • 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
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • 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
    • H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • 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
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Definitions

  • the present invention relates to a solar cell module.
  • the solar cells are placed apart from each other in order to ensure insulation between multiple solar cells. Therefore, a gap is generated between the solar cells, and the designability is deteriorated.
  • Patent Document 1 describes a solar cell module in which a black-colored pattern having a similar color to the solar cells is provided in a region corresponding to a gap between the solar cells on the back surface side of the solar cells. (See, for example, FIG. 7). This improves the design of the solar cell module.
  • the present invention also aims to provide a solar cell module whose design can be improved.
  • the solar battery module according to the present invention is a solar battery module including a plurality of solar battery cells, or a solar battery module including a plurality of solar battery strings that electrically connect the plurality of solar battery cells by using a shingling method.
  • a plurality of solar cells or a light-receiving side protection member that protects the light-receiving surface side of the solar cell string; and a back-side protection member that protects a back surface side opposite to the light-receiving surface side of the plurality of solar cells or the solar cell string;
  • the solar cell or the solar cell string and a light-receiving side sealing member that is disposed between the solar cell string and the light-receiving side protection member, and seals the plurality of solar cells or the solar cell string, and the plurality of solar cells or the solar cell string.
  • the back side protection member Arranged between the back side protection member and a back side sealing material for sealing a plurality of solar cells or solar cell strings, the light receiving side protection member, the gap between the plurality of solar cells or a plurality of A first light receiving side pattern that overlaps the gap between the solar cell strings is formed, and the first light receiving side pattern has the same color or a similar color as the light receiving surface of the solar cell.
  • the design of the solar cell module is improved.
  • FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI of the solar cell module according to the second embodiment shown in FIG. 5. It is sectional drawing of the solar cell module which concerns on a comparative example, Comprising: It is sectional drawing corresponding to the II-II line of FIG.
  • FIG. 1 is a view of the solar cell module according to the first embodiment seen from the light receiving surface side
  • FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II of the solar cell module according to the first embodiment shown in FIG.
  • the solar cell module 100 includes a plurality of solar cells 1, a light-receiving side protection member 3, a backside protection member 4, a light-receiving side sealing material 5, and a backside sealing material 6. And a first light receiving side pattern 7.
  • the solar cell 1 is, for example, a rectangular solar cell composed of one of a large-sized semiconductor substrate of a predetermined size divided.
  • the predetermined size is a size determined by a predetermined size (for example, 6 inches) of the semiconductor wafer. For example, in the case of a 6-inch large-sized semiconductor substrate, this large-sized semiconductor substrate is divided into two or more and 10 or less in one predetermined direction.
  • the solar battery cell 1 may be a square solar battery cell that is composed of a large-sized semiconductor substrate itself having a predetermined size.
  • the solar cell 1 may be a double-sided electrode type or a backside electrode type.
  • the plurality of solar cells 1 are arranged two-dimensionally in the X direction and the Y direction.
  • the plurality of solar battery cells 1 are arranged apart from each other in the X direction and the Y direction in order to ensure insulation between the solar battery cells 1.
  • the solar cell 1 is sandwiched by the light-receiving side protection member 3 and the back side protection member 4.
  • a liquid or solid sealing material (light-receiving-side sealing material 5 and back-side sealing material 6) is filled between the light-receiving side protection member 3 and the back-side protection member 4, whereby a solar cell is provided.
  • the cell 1 is sealed.
  • the light-receiving side sealing material 5 and the back side sealing material 6 seal and protect the solar cell 1.
  • the light-receiving side sealing material 5 is interposed between the light-receiving side surface of the solar cell 1 and the light-receiving side protection member 3.
  • the back side sealing material 6 is interposed between the back side surface of the solar cell 1 and the back side protection member 4.
  • the shapes of the light-receiving side sealing material 5 and the back side sealing material 6 are not particularly limited, and examples thereof include a sheet shape. This is because the sheet-shaped solar cell 1 can easily cover the front surface and the back surface thereof.
  • the material of the light-receiving side sealing material 5 and the back side sealing material 6 is not particularly limited, but an insulating material having a property of transmitting light (translucency) is preferable. Further, the materials of the light-receiving side sealing material 5 and the back-side sealing material 6 preferably have adhesiveness for bonding the solar cell 1, the light-receiving side protection member 3 and the back side protection member 4. Examples of such a material include ethylene/vinyl acetate copolymer (EVA), ethylene/ ⁇ -olefin copolymer, ethylene/vinyl acetate/triallyl isocyanurate (EVAT), polyvinyl butyrate (PVB), and acrylic. A resin, a urethane resin, or a translucent resin such as a silicone resin can be used.
  • EVA ethylene/vinyl acetate copolymer
  • EVAT ethylene/ ⁇ -olefin copolymer
  • PVAT ethylene/vinyl acetate/trially
  • the light-receiving side protection member 3 covers the light-receiving surface of the solar battery cell 1 via the light-receiving side sealing material 5 to protect the solar battery cell 1.
  • the shape of the light-receiving side protection member 3 is not particularly limited, but a plate-like or sheet-like shape is preferable from the viewpoint of indirectly covering the planar light-receiving surface.
  • the material of the light-receiving side protection member 3 is not particularly limited, but a material that has translucency but has resistance to ultraviolet light as well as the light-receiving side sealing material 5 and the back side sealing material 6.
  • Preferred examples include glass and transparent resins such as acrylic resin and polycarbonate resin.
  • the surface of the light-receiving side protection member 3 may be processed into an uneven shape or may be covered with an antireflection coating layer. This is because the light-receiving side protection member 3 is difficult to reflect the received light and can guide a larger amount of light to the solar battery cell 1 when configured as described above.
  • the back side protection member 4 covers the back surface of the solar cell 1 via the back side sealing material 6 to protect the solar cell string 2.
  • the shape of the back side protection member 4 is not particularly limited, but like the light-receiving side protection member 3, a plate shape or a sheet shape is preferable because it indirectly covers the planar back surface.
  • the material of the back side protection member 4 is not particularly limited, but a material that prevents ingress of water and the like (high water impermeability) is preferable.
  • a resin film such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), an olefin resin, a fluorine-containing resin, or a silicone-containing resin, or a translucent plate-shaped resin member such as glass, polycarbonate, or acryl,
  • PET polyethylene terephthalate
  • PE polyethylene
  • PE polyethylene
  • an olefin resin a fluorine-containing resin
  • silicone-containing resin or a translucent plate-shaped resin member such as glass, polycarbonate, or acryl
  • a laminate with a metal foil such as an aluminum foil can be used.
  • a first light receiving side pattern 7 is arranged on the light receiving side sealing member 5 side of the light receiving side protection member 3.
  • the first light receiving side pattern 7 is formed so as to overlap the gap between the adjacent solar cells 1 and the edge portion of the solar cell 1 when viewed from the light receiving side.
  • the edge portion of the solar battery cell 1 may be at least a part of the peripheral edge portion of the solar battery cell 1, or may be the entire peripheral edge portion of the solar battery cell 1.
  • it is preferable that the first light receiving side pattern 7 is superposed on the edge portion of the solar cell 1 corresponding to the peripheral portion of the large-sized semiconductor substrate described above.
  • All or at least the light receiving surface of the first light receiving side pattern 7 has the same color or a similar color as the light receiving surface of the solar cell 1.
  • the first light receiving side pattern 7 is black or black.
  • the first light-receiving side pattern 7 of black or black is CIE1976L*a*b* color system, L* is 50 or less, a* is -50 or more and +50 or less, and b* is -50. It is above +50.
  • a reflection spectrum in the visible light region measured using an analyzer such as a spectrocolorimeter, a spectrocolor difference meter, a spectrocolorimeter, or an ultraviolet-visible spectrophotometer is used. ing. Then, regarding the digitization of the color based on the reflection spectrum, the CIE1976 L*a*b* color system (L*: light [+] to dark [-], which is standardized by the CIE (International Commission on Illumination), a*: reddish [+] to greenish [-], b*: yellow [+] to bluish [-]) were used.
  • the method for measuring the reflection color was a method (SCE: Specular Component Exclude) which has a high correlation with the human visual evaluation and which detects only diffuse reflection light, and D65 was used as the measurement light source.
  • the visual field used for calculating the reflected color is not particularly limited, and for example, 10 degrees or 2 degrees defined by CIE may be used.
  • the material of the first light receiving side pattern 7 examples include ceramic paint, fluorine film, PET film and the like.
  • the first light-receiving side pattern 7 is formed on the light-receiving side protection member 3 by using, for example, a printing method or an inkjet method.
  • the first light receiving side pattern 7 may be arranged on the atmosphere side of the light receiving side protection member 3. From the viewpoint of weather resistance (degradation of the pattern), the first light-receiving side pattern 7 is preferably formed on the light-receiving side sealing material 5 side of the light-receiving side protection member 3.
  • FIG. 7 shows a cross-sectional view of a solar cell module according to a comparative example.
  • the solar cell module 100X of the comparative example includes the solar cell 1, the light-reception-side protection member 3, the back-side protection member 4, and the light-reception-side sealing in the solar cell module 100 of the first embodiment shown in FIG.
  • the solar cell 1X, the light receiving side protection member 3X, the back side protection member 4X, the light receiving side sealing material 5X, and the back side sealing material 6X corresponding to these are provided.
  • the solar cell module 100X of the comparative example is different from the first embodiment in that the back side protection member 4X is formed with the back side pattern 7X overlapping the gaps between the plurality of solar cells 1X.
  • the back side pattern 7X has the same color or a similar color (for example, black or black) as the light receiving surface of the solar cell 1X.
  • the light-receiving side protection member 3 is formed with the first light-receiving side pattern 7 overlapping the gap between the plurality of solar cells 1.
  • the 1 light receiving side pattern 7 has the same color or a similar color (for example, black or black) as the light receiving surface of the solar cell 1.
  • the black system of the first light-receiving side pattern 7 is more Also looks more blackish. Therefore, the design of the solar cell module 100 is improved as compared with the comparative example.
  • the solar cell module 100 of the first embodiment the light incident on the edge portion (details will be described later) of the solar cell 1 having a relatively low photoelectric conversion efficiency is reduced. Therefore, the output of the solar cell module 100 is improved.
  • a solar battery cell has a semiconductor layer, a TCO (Transparent Conductive Oxide) layer, and an antireflection layer (eg, SiO, SiN, or the like) on a large-sized semiconductor substrate (for example, a substantially square shape) having a predetermined size (for example, 6 inches).
  • a large-sized semiconductor substrate for example, a substantially square shape
  • the film thickness of the edge portion of the large-sized semiconductor substrate may be smaller than the film thickness of the inside of the large-sized semiconductor substrate other than the edge portion.
  • the film thickness at the edge of the large-sized semiconductor substrate near the pins may be reduced.
  • the film thickness is reduced in this way (for example, when the thickness of the antireflection layer or the TCO layer is reduced on the double-sided electrode side, or when the thickness of the antireflection layer is reduced on the backside electrode side),
  • the color is different from other parts, and the designability of the solar cell module deteriorates.
  • the first light-receiving side pattern 7 is also overlapped with the edge portion of the solar cell 1.
  • the edge of the solar cell 1 whose film thickness may be thin is hidden under the first light receiving side pattern 7, and the design of the solar cell module 100 is further improved.
  • the photoelectric conversion efficiency is lower near the edge of the large-sized semiconductor substrate than in the inside.
  • the edge of the solar cell 1 having a low photoelectric conversion efficiency is hidden under the first light receiving side pattern 7, and the output of the solar cell module 100 is further improved.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the solar cell module according to Modification 1 of the first embodiment and is a cross-sectional view corresponding to line II-II in FIG. 1.
  • a backside pattern 9 may be arranged on the backside sealing member 6 side of the backside protection member 4.
  • the back side pattern 9 is formed so as to cover a part or all of the surface of the back side protection member 4.
  • the back side pattern 9 is a color having a reflection characteristic for infrared light.
  • the backside pattern 9 is white or white-based, or red-black or red-black-based.
  • the material of the back side pattern 9 may be ceramic paint, fluorine film, PET film or the like.
  • the back side pattern 9 is formed on the back side protection member 4 by using, for example, a printing method or an inkjet method.
  • At least a part 6a of the back side sealing material 6 on the back side protection member 4 side may include a material having a reflection property with respect to infrared light.
  • the part 6a of the backside encapsulant 6 may include a white or white-based material, or a red-black or red-black-based material.
  • the light transmitted through the solar cell 1 is reflected by the back side pattern 9 of the back side protection member 4 or the part 6a of the back side sealing material 6 and re-enters the solar cell 1. Therefore, the output of the solar cell module 100 is improved.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the solar cell module according to Modification 2 of the first embodiment, which is a cross-sectional view corresponding to line II-II in FIG. 1.
  • the second light receiving side pattern 8 may be arranged on the light receiving side sealing member 5 side of the light receiving side protection member 3.
  • the second light receiving side pattern 8 is formed on the light receiving side sealing material 5 side of the first light receiving side pattern 7.
  • the second light receiving side pattern 8 is a color having a reflection characteristic for infrared light.
  • the second light-receiving side pattern 8 is white or white-based, or red-black or red-black-based.
  • the material of the second light receiving side pattern 8 may be ceramic paint, fluorine-based film, PET-based film, or the like.
  • the second light receiving side pattern 8 is formed on the first light receiving side pattern 7 of the back side protection member 4 by using, for example, a printing method or an inkjet method.
  • the light transmitted through the solar battery cell is reflected by the second light receiving side pattern 8 of the light receiving side protection member 3 and re-enters the solar battery cell 1. Therefore, the output of the solar cell module 100 is improved while maintaining the effect of improving the designability by the first light-receiving side pattern 7.
  • FIG. 5 is a view of the solar cell module according to the second embodiment as seen from the light receiving surface side
  • FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI of the solar cell module according to the second embodiment shown in FIG.
  • the solar cells 1 are connected in series by partially overlapping the ends of the solar cells 1. Specifically, a part of one solar battery cell 1 on one end side of adjacent solar battery cells 1 and 1 overlaps with a part of the other solar battery cell 1 on the other end side. In this way, the solar cells 1 are electrically connected in this way, because the solar cells 1 have a stacking structure in which the solar cells 1 are uniformly inclined in a certain direction like roofing a roof. The method is called a shingling method. Further, the plurality of solar battery cells 1 connected in a string are referred to as a solar battery string.
  • the solar cell string 2 is sandwiched between the light receiving side protection member 3 and the back side protection member 4.
  • a liquid or solid sealing material (light-receiving-side sealing material 5 and back-side sealing material 6) is filled between the light-receiving side protection member 3 and the back-side protection member 4, whereby a solar cell is provided.
  • the cell 1 is sealed.
  • the light-receiving side sealing material 5 and the back side sealing material 6 seal and protect the solar cell string 2.
  • the light-receiving side sealing material 5 is interposed between the light-receiving side surface of the solar cell string 2 and the light-receiving side protection member 3.
  • the back side sealing material 6 is interposed between the back side surface of the solar cell string 2 and the back side protection member 4.
  • the light-receiving side protection member 3 covers the light-receiving surface of the solar cell string 2 via the light-receiving side sealing material 5 to protect the solar cell string 2.
  • the back side protection member 4 covers the back surface of the solar cell 1 via the back side sealing material 6 to protect the solar cell string 2.
  • the first light receiving side pattern 7 is arranged on the light receiving side sealing member side of the light receiving side protection member 3.
  • the first light receiving side pattern 7 is formed so as to overlap the gap between the adjacent solar cell strings 2 and the edge portion of the solar cell string 2 when viewed from the light receiving side.
  • the edge portion of the solar cell string 2 may be at least a part of the peripheral edge portion of the solar cell string 2, or may be the entire peripheral edge portion of the solar cell string 2.
  • it is preferable that the first light receiving side pattern 7 is superposed on the edge portion of the solar cell string 2 corresponding to the peripheral portion of the large-sized semiconductor substrate described above.
  • the first light receiving side pattern 7 has the same color or a similar color as the light receiving surface of the solar battery cell 1 in the solar battery string 2. For example, when the light receiving surface of the solar cell 1 is black or black, the first light receiving side pattern 7 is black or black.
  • the design of the solar cell module 100 is improved and the output of the solar cell module 100 is improved, as in the solar cell module 100 of the first embodiment.
  • the backside pattern 9 may be formed on the backside protection member 4 so as to cover a part or all of the surface thereof, -In place of the back side pattern 9 formed on the back side protection member 4, the back side sealing material 6 may include the above-mentioned part 6a, The second light receiving side pattern 8 described above may be formed on the light receiving side sealing material 5 side of the first light receiving side pattern 7 of the light receiving side protection member 3.
  • the first light-receiving side pattern 7 does not necessarily have to cover the edge portion of the solar battery cell 1, and may be formed so as to cover at least the gap between the solar battery cells 1.
  • Example 1 The solar cell module 100 shown in FIGS. 1 and 2 was produced.
  • the main characteristics of Example 1 are as follows and in Table 1. Gap between solar cells: 2.0 mm Black pattern width: 3.0 mm Black pattern: Arranged on the light receiving side so as to cover the gaps between the solar cells and the edges of the solar cells
  • Back side protective member Transparent protective material
  • Example 2 In Example 1, the width of the black pattern is different.
  • the main characteristics of Example 2 are as follows and in Table 1. Gap between solar cells: 2.0 mm Black pattern width: 2.0 mm Black pattern: Arranged on the light receiving side so as to cover only the gaps between the solar cells Back side protection member: Transparent protection material
  • Example 3 In Example 2, the back side protection member is different.
  • the main features of Example 3 are as follows and in Table 1. Gap between solar cells: 2.0 mm Black pattern width: 2.0 mm Black pattern: Arranged on the light receiving side so as to cover only the gaps between the solar cells.
  • Back side protection member White material on the entire surface.
  • Comparative Example 1 As shown in FIG. 7 (corresponding to Patent Document 1), a solar cell module having a black pattern on the back side was prepared.
  • the main features of Comparative Example 1 are as follows and in Table 1. Gap between solar cells: 2.0 mm Black pattern width: 2.0 mm Black pattern: Placed on the back side so as to cover the gaps between the solar cells Back side protection member: Transparent except for the black pattern.
  • Example 1 it was confirmed that the design of the edge portion of the solar cell was improved as compared with Comparative Example 1. In addition, in Example 2, it was confirmed that it was blacker and improved in designability as compared with Comparative Example 1. In Example 3 as well, although the white material was used for the back surface side, compared to Comparative Example 1, the design was black and the designability was improved.
  • Example 1 compared with Comparative Example 1, the output was improved.
  • Isc decreases due to a decrease in power generation area, but a region where the semiconductor layer, the TCO layer, and the antireflection layer are thin is hidden, that is, a region where power generation efficiency is low.
  • FF improved.
  • the output is improved.
  • Example 2 the output was improved as compared with Comparative Example 1.
  • the black-colored pattern is arranged in the gap between the solar cells, but since the pseudo-sunlight of the simulator is incident at various angles, it slightly covers the edge of the solar cell. Therefore, although the Isc decreases due to the decrease in the power generation area, the region with low power generation efficiency is hidden and the output improves.
  • the FF improvement rate was high because the outermost edge of the solar cell had a lower power generation efficiency.
  • Example 3 the output was improved as compared with Comparative Example 1.
  • the sunlight that has passed through the cell is reflected by the white material on the back surface side and is re-incident on the solar cell, so that Isc is further improved.
  • the output has also improved.

Abstract

意匠性の向上が可能な太陽電池モジュールを提供する。太陽電池モジュール１００は、複数の太陽電池セル１を備える太陽電池モジュールであって、複数の太陽電池セル１の受光面側を保護する受光側保護部材３と、複数の太陽電池セル１の裏面側を保護する裏側保護部材４と、複数の太陽電池セル１と受光側保護部材３との間に配置され、複数の太陽電池セル１を封止する受光側封止材５と、複数の太陽電池セル１と裏側保護部材４との間に配置され、複数の太陽電池セル１を封止する裏側封止材６とを備え、受光側保護部材３には、複数の太陽電池セル１の間の隙間に重畳する第１受光側パターン７が形成されており、第１受光側パターン７は、太陽電池セル１の受光面と同色または同系色である。

Description

太陽電池モジュール
　本発明は、太陽電池モジュールに関する。
　太陽電池モジュールでは、複数の太陽電池セル間の絶縁を確保するために、太陽電池セル同士を離間して配置する。そのため、太陽電池セル間に隙間が生じ、意匠性が低下する。
　この点に関し、特許文献１には、太陽電池セルの裏面側において、太陽電池セル間の隙間に対応する領域に、太陽電池セルと同系色である黒色系パターンを設けた太陽電池モジュールが記載されている（例えば、図７参照）。これにより、太陽電池モジュールの意匠性が向上する。
特開２０１５－１８５７１２号公報
　本発明でも、意匠性の向上が可能な太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
　本発明に係る太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルを備える太陽電池モジュール、または複数の太陽電池セルをシングリング方式を用いて電気的に接続する太陽電池ストリングを複数備える太陽電池モジュールであって、複数の太陽電池セルまたは太陽電池ストリングの受光面側を保護する受光側保護部材と、複数の太陽電池セルまたは太陽電池ストリングの受光面側と反対の裏面側を保護する裏側保護部材と、複数の太陽電池セルまたは太陽電池ストリングと受光側保護部材との間に配置され、複数の太陽電池セルまたは太陽電池ストリングを封止する受光側封止材と、複数の太陽電池セルまたは太陽電池ストリングと裏側保護部材との間に配置され、複数の太陽電池セルまたは太陽電池ストリングを封止する裏側封止材とを備え、受光側保護部材には、複数の太陽電池セルの間の隙間または複数の太陽電池ストリングの間の隙間に重畳する第１受光側パターンが形成されており、第１受光側パターンは、太陽電池セルの受光面と同色または同系色である。
　本発明によれば、太陽電池モジュールの意匠性が向上する。
第１実施形態に係る太陽電池モジュールを受光面側からみた図である。 図１に示す第１実施形態に係る太陽電池モジュールのII-II線断面図である。 第１実施形態の変形例１に係る太陽電池モジュールの断面図であって、図１のII-II線に相当する断面図である。 第１実施形態の変形例２に係る太陽電池モジュールの断面図であって、図１のII-II線に相当する断面図である。 第２実施形態に係る太陽電池モジュールを受光面側からみた図である。 図５に示す第２実施形態に係る太陽電池モジュールのVI-VI線断面図である。 比較例に係る太陽電池モジュールの断面図であって、図１のII-II線に相当する断面図である。
　以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態の一例について説明する。なお、各図面において同一または相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。また、便宜上、ハッチングや部材符号等を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。
（第１実施形態）
　図１は、第１実施形態に係る太陽電池モジュールを受光面側からみた図であり、図２は、図１に示す第１実施形態に係る太陽電池モジュールのII-II線断面図である。図１および図２に示すように、太陽電池モジュール１００は、複数の太陽電池セル１と、受光側保護部材３と、裏側保護部材４と、受光側封止材５と、裏側封止材６と、第１受光側パターン７とを備える。
　太陽電池セル１は、例えば所定の大きさの大判半導体基板を分割したうちの１つから構成される長方形状の太陽電池セルである。所定の大きさとは、半導体ウェハの所定の大きさ（例えば６インチ）で定まる大きさである。例えば、６インチの大判半導体基板の場合、この大判半導体基板を所定の一方向に２個以上１０個以下に分割する。なお、太陽電池セル１は、所定の大きさの大判半導体基板そのものから構成される正方形状の太陽電池セルであってもよい。
　太陽電池セル１は、両面電極型であってもよいし、裏面電極型であってもよい。
　複数の太陽電池セル１は、Ｘ方向およびＹ方向に２次元状に配列されている。複数の太陽電池セル１は、太陽電池セル１間の絶縁を確保するために、Ｘ方向およびＹ方向に離間して配置されている。
　太陽電池セル１は、受光側保護部材３と裏側保護部材４とによって挟み込まれている。受光側保護部材３と裏側保護部材４との間には、液体状または固体状の封止材（受光側封止材５および裏側封止材６）が充填されており、これにより、太陽電池セル１は封止される。
　受光側封止材５および裏側封止材６は、太陽電池セル１を封止して保護する。受光側封止材５は、太陽電池セル１の受光側の面と受光側保護部材３との間に介在する。裏側封止材６は、太陽電池セル１の裏側の面と裏側保護部材４との間に介在する。
　受光側封止材５および裏側封止材６の形状としては、特に限定されるものではなく、例えばシート状が挙げられる。シート状であれば、面状の太陽電池セル１の表面および裏面を被覆しやすいためである。
　受光側封止材５および裏側封止材６の材料としては、特に限定されるものではないが、光を透過する特性（透光性）を有する絶縁性材料であると好ましい。また、受光側封止材５および裏側封止材６の材料は、太陽電池セル１と受光側保護部材３と裏側保護部材４とを接着させる接着性を有すると好ましい。
　このような材料としては、例えば、エチレン／酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン／α－オレフィン共重合体、エチレン／酢酸ビニル／トリアリルイソシアヌレート（ＥＶＡＴ）、ポリビニルブチラート（ＰＶＢ）、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、または、シリコーン樹脂等の透光性樹脂が挙げられる。
　受光側保護部材３は、受光側封止材５を介して、太陽電池セル１の受光面を覆って、その太陽電池セル１を保護する。
　受光側保護部材３の形状としては、特に限定されるものではないが、面状の受光面を間接的に覆う点から、板状またはシート状が好ましい。
　受光側保護部材３の材料としては、特に限定されるものではないが、受光側封止材５および裏側封止材６同様に、透光性を有しつつも紫外光に耐性の有る材料が好ましく、例えば、ガラス、または、アクリル樹脂若しくはポリカーボネート樹脂等の透明樹脂が挙げられる。また、受光側保護部材３の表面は、凹凸状に加工されていても構わないし、反射防止コーティング層で被覆されていても構わない。これらのようになっていると、受光側保護部材３は、受けた光を反射させ難くして、より多くの光を太陽電池セル１に導けるためである。
　裏側保護部材４は、裏側封止材６を介して、太陽電池セル１の裏面を覆って、その太陽電池ストリング２を保護する。
　裏側保護部材４の形状としては、特に限定されるものではないが、受光側保護部材３同様に、面状の裏面を間接的に覆う点から、板状またはシート状が好ましい。
　裏側保護部材４の材料としては、特に限定されるものではないが、水等の浸入を防止する（遮水性の高い）材料が好ましい。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、オレフィン系樹脂、含フッ素樹脂、若しくは含シリコーン樹脂等の樹脂フィルム、またはガラス、ポリカーボネート、アクリル等の透光性を有する板状の樹脂部材と、アルミニウム箔等の金属箔との積層体が挙げられる。
　受光側保護部材３の受光側封止材５側には、第１受光側パターン７が配置されている。第１受光側パターン７は、受光側からみて、隣り合う太陽電池セル１の間の隙間および太陽電池セル１の縁部に重畳するように形成されている。太陽電池セル１の縁部とは、太陽電池セル１の周縁部の少なくとも一部であってもよいし、太陽電池セル１の周縁部の全部であってもよい。特に、上述した大判半導体基板における周縁部に相当する太陽電池セル１の縁部には、第１受光側パターン７が重畳されていると好ましい。
　第１受光側パターン７の全部または少なくとも受光側の面は、太陽電池セル１の受光面と同色または同系色である。例えば、太陽電池セル１の受光面が黒色または黒色系である場合、第１受光側パターン７は黒色または黒色系である。より具体的には、黒色または黒色系の第１受光側パターン７は、CIE1976Ｌ*ａ*ｂ*表色系において、Ｌ*は５０以下、ａ*は－５０以上＋５０以下、ｂ*は－５０以上＋５０以下である。
　なお、色を定量的に評価するに際して、分光色彩計、分光色差計、分光測色計、または、紫外可視分光光度計等の分析装置を用いて測定される可視光領域での反射スペクトルを用いている。そして、反射スペクトルに基づく色の数値化については、ＣＩＥ（国際照明委員会）で規格化された上記のCIE1976Ｌ*ａ*ｂ*表色系（Ｌ*：明[+]～暗[-]、ａ*：赤味[+]～緑味[-]、ｂ*：黄[+]～青味[-]）を用いた。
　また、反射色の測定法は、人間の目視の評価と相関性の高い、拡散反射光のみを検出する方法（ＳＣＥ：Specular Component Exclude）を用い、測定光源は、Ｄ65を使用した。なお、反射色の算出に使用される視野は、特に限定されるものではなく、例えばＣＩＥによって規定された１０度または２度を用いて構わない。
　第１受光側パターン７の材料としては、セラミック塗料、フッ素系フィルム、ＰＥＴ系フィルム等が挙げられる。第１受光側パターン７は、例えば印刷法、インクジェット法を用いて、受光側保護部材３上に形成される。
　第１受光側パターン７は、受光側保護部材３の大気側に配置されてもよい。なお、耐候性（パターンの劣化）の観点から、第１受光側パターン７は、受光側保護部材３の受光側封止材５側に形成されると好ましい。
　ここで、図７に、比較例に係る太陽電池モジュールの断面図を示す。図７に示すように、比較例の太陽電池モジュール１００Ｘは、図２に示す第１実施形態の太陽電池モジュール１００における太陽電池セル１、受光側保護部材３、裏側保護部材４、受光側封止材５および裏側封止材６に代えて、これらに相当する太陽電池セル１Ｘ、受光側保護部材３Ｘ、裏側保護部材４Ｘ、受光側封止材５Ｘおよび裏側封止材６Ｘを備える。そして、比較例の太陽電池モジュール１００Ｘは、裏側保護部材４Ｘに、複数の太陽電池セル１Ｘの間の隙間に重畳する裏側パターン７Ｘが形成されている点で第１実施形態と異なる。裏側パターン７Ｘは、太陽電池セル１Ｘの受光面と同色または同系色（例えば、黒色または黒色系）である。
　これに対して、第１実施形態の太陽電池モジュール１００では、受光側保護部材３には、複数の太陽電池セル１の間の隙間に重畳する第１受光側パターン７が形成されており、第１受光側パターン７は、太陽電池セル１の受光面と同色または同系色（例えば、黒色または黒色系）である。このように、第１受光側パターン７を、比較例の裏側パターン７Ｘよりも受光側に配置することにより、例えば第１受光側パターン７の黒色系が、比較例の裏側パターン７Ｘの黒色系よりも、より黒色系にみえる。そのため、比較例と比較して、太陽電池モジュール１００の意匠性が向上する。
　また、第１実施形態の太陽電池モジュール１００によれば、比較的に光電変換効率が低い太陽電池セル１の縁部（詳細は後述）に入射する光が低減される。そのため、太陽電池モジュール１００の出力が向上する。
　一般に、太陽電池セルは、所定の大きさ（例えば、６インチ）の大判半導体基板（例えば、略正方形状）に、半導体層、ＴＣＯ（Transparent Conductive Oxide）層および反射防止層（例えばＳｉＯ、ＳｉＮ、またはＳｉＯＮ等）を製膜することにより作製される。
　これらの層の製膜時、大判半導体基板の縁部の膜厚が、縁部以外の大判半導体基板の内部の膜厚と比較して薄くなることがある。例えば、製膜時、大判半導体基板をホールドするためにピンタイプの基板トレイが用いられると、大判半導体基板におけるピン近傍の縁部の膜厚が薄くなることがある。このように膜厚が薄くなると（例えば、両面電極側の場合には反射防止層またはＴＣＯ層の膜厚が薄くなると、或いは裏面電極側の場合には反射防止層の膜厚が薄くなると）、他部に対して色が異なり、太陽電池モジュールの意匠性が低下する。
　この点に関し、第１実施形態の太陽電池モジュール１００によれば、第１受光側パターン７は、太陽電池セル１の縁部にも重畳する。これにより、膜厚が薄くなることがある太陽電池セル１の縁部が第１受光側パターン７の下に隠れ、太陽電池モジュール１００の意匠性が更に向上する。
　また、本願発明者の知見によれば、大判半導体基板の縁近傍では、その内部と比較して光電変換効率が低い。
　この点に関し、太陽電池セル１における光電変換効率が低い縁部が第１受光側パターン７の下に隠れ、太陽電池モジュール１００の出力が更に向上する。
（変形例１）
　図３は、第１実施形態の変形例１に係る太陽電池モジュールの断面図であって、図１のII-II線に相当する断面図である。図３に示すように、裏側保護部材４の裏側封止材６側には、裏側パターン９が配置されていてもよい。裏側パターン９は、裏側保護部材４の表面の一部または全部を覆うように形成される。
　裏側パターン９は、赤外光に対して反射特性を有する色である。例えば、裏側パターン９は、白色または白色系、または赤黒色または赤黒色系である。
　裏側パターン９の材料としては、セラミック塗料、フッ素系フィルム、またはＰＥＴ系フィルム等が挙げられる。裏側パターン９は、例えば印刷法、インクジェット法を用いて、裏側保護部材４上に形成される。
　なお、裏側保護部材４に形成される裏側パターン９に代えて、裏側封止材６のうち少なくとも裏側保護部材４側の一部６ａが、赤外光に対して反射特性を有する材料を含んでもよい。例えば、裏側封止材６の一部６ａは、白色または白色系、または赤黒色または赤黒色系の材料を含んでもよい。
　これにより、太陽電池セル１を透過した光は、裏側保護部材４の裏側パターン９または裏側封止材６の一部６ａで反射して、太陽電池セル１に再入射する。そのため、太陽電池モジュール１００の出力が向上する。
（変形例２）
　図４は、第１実施形態の変形例２に係る太陽電池モジュールの断面図であって、図１のII-II線に相当する断面図である。図４に示すように、受光側保護部材３の受光側封止材５側には、第２受光側パターン８が配置されていてもよい。第２受光側パターン８は、第１受光側パターン７の受光側封止材５側に形成されている。
　第２受光側パターン８は、裏側パターン９同様に、赤外光に対して反射特性を有する色である。例えば、第２受光側パターン８は、白色または白色系、または赤黒色または赤黒色系である。
　第２受光側パターン８の材料としては、裏側パターン９同様に、セラミック塗料、フッ素系フィルム、またはＰＥＴ系フィルム等が挙げられる。第２受光側パターン８は、例えば印刷法、インクジェット法を用いて、裏側保護部材４の第１受光側パターン７上に形成される。
　これにより、太陽電池セルを透過した光は、受光側保護部材３の第２受光側パターン８で反射して、太陽電池セル１に再入射する。そのため、第１受光側パターン７による意匠性の向上効果が保持されつつ、太陽電池モジュール１００の出力が向上する。
（第２実施形態）
　第１実施形態では、複数の太陽電池セルを備える太陽電池モジュールについて説明した。第２実施形態では、複数の太陽電池セルをシングリング方式を用いて電気的に接続する太陽電池ストリング２を複数備える太陽電池モジュールに適用してもよい。
　図５は、第２実施形態に係る太陽電池モジュールを受光面側からみた図であり、図６は、図５に示す第２実施形態に係る太陽電池モジュールのVI-VI線断面図である。
　太陽電池ストリング２では、太陽電池セル１の端部の一部が重なり合うことにより、太陽電池セル１が直列に接続される。具体的には、隣り合う太陽電池セル１，１のうちの一方の太陽電池セル１の一方端側の一部は、他方の太陽電池セル１の他方端側の一部の下に重なる。
　このように、瓦を屋根に葺いたように、複数の太陽電池セル１が一様にある方向にそろって傾く堆積構造となることから、このようにして太陽電池セル１を電気的に接続する方式を、シングリング方式と称する。また、ひも状につながった複数の太陽電池セル１を、太陽電池ストリングと称する。
　太陽電池ストリング２は、受光側保護部材３と裏側保護部材４とによって挟み込まれている。受光側保護部材３と裏側保護部材４との間には、液体状または固体状の封止材（受光側封止材５および裏側封止材６）が充填されており、これにより、太陽電池セル１は封止される。
　受光側封止材５および裏側封止材６は、太陽電池ストリング２を封止して保護する。受光側封止材５は、太陽電池ストリング２の受光側の面と受光側保護部材３との間に介在する。裏側封止材６は、太陽電池ストリング２の裏側の面と裏側保護部材４との間に介在する。
　受光側保護部材３は、受光側封止材５を介して、太陽電池ストリング２の受光面を覆って、その太陽電池ストリング２を保護する。
　裏側保護部材４は、裏側封止材６を介して、太陽電池セル１の裏面を覆って、その太陽電池ストリング２を保護する。
　受光側保護部材３の受光側封止材側には、第１受光側パターン７が配置されている。第１受光側パターン７は、受光側からみて、隣り合う太陽電池ストリング２の間の隙間および太陽電池ストリング２の縁部に重畳するように形成されている。太陽電池ストリング２の縁部とは、太陽電池ストリング２の周縁部の少なくとも一部であってもよいし、太陽電池ストリング２の周縁部の全部であってもよい。特に、上述した大判半導体基板における周縁部に相当する太陽電池ストリング２の縁部には、第１受光側パターン７が重畳されていると好ましい。
　第１受光側パターン７は、太陽電池ストリング２における太陽電池セル１の受光面と同色または同系色である。例えば、太陽電池セル１の受光面が黒色または黒色系である場合、第１受光側パターン７は黒色または黒色系である。
　この第２実施形態の太陽電池モジュール１００でも、第１実施形態の太陽電池モジュール１００と同様に、太陽電池モジュール１００の意匠性が向上し、太陽電池モジュール１００の出力が向上する。
　なお、第２実施形態の太陽電池モジュール１００でも、第１実施形態の太陽電池モジュール１００と同様に、
・裏側保護部材４には、その表面の一部または全部を覆うように上述した裏側パターン９が形成されていてもよいし、
・裏側保護部材４に形成される裏側パターン９に代えて、裏側封止材６が上述した一部６ａを含んでいてもよいし、
・受光側保護部材３の第１受光側パターン７の受光側封止材５側に、上述した第２受光側パターン８が形成されていてもよい。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変更および変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、第１受光側パターン７は、必ずしも太陽電池セル１の縁部を覆う必要はなく、少なくとも太陽電池セル１の間の隙間を覆うように形成されていてもよい。
　以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
　図１および図２に示す太陽電池モジュール１００を作製した。実施例１の主な特徴は以下および表１の通りである。
太陽電池セルの間の隙間：２．０ｍｍ
黒色系パターンの幅：３．０ｍｍ
黒色系パターン：太陽電池セルの間の隙間および太陽電池セルの縁部を覆うように、受光側に配置
裏側保護部材：透明保護材
（実施例２）
　実施例１において、黒色系パターンの幅が異なる。実施例２の主な特徴は以下および表１の通りである。
太陽電池セルの間の隙間：２．０ｍｍ
黒色系パターンの幅：２．０ｍｍ
黒色系パターン：太陽電池セルの間の隙間のみを覆うように、受光側に配置
裏側保護部材：透明保護材
（実施例３）
　実施例２において、裏側保護部材が異なる。実施例３の主な特徴は以下および表１の通りである。
太陽電池セルの間の隙間：２．０ｍｍ
黒色系パターンの幅：２．０ｍｍ
黒色系パターン：太陽電池セルの間の隙間のみを覆うように、受光側に配置
裏側保護部材：全面に白色系材料。
（比較例１）
　図７に示すように（特許文献１相当）、裏側に黒色系パターンを備える太陽電池モジュールを作成した。比較例１の主な特徴は以下および表１の通りである。
太陽電池セルの間の隙間：２．０ｍｍ
黒色系パターンの幅：２．０ｍｍ
黒色系パターン：太陽電池セルの間の隙間を覆うように、裏側に配置
裏側保護部材：黒色系パターンを除いて透明。
（意匠性）
　以上のように作製した実施例１、２、３、および比較例１の太陽電池モジュールの受光面を目視で観察し、黒色度を５段階で評価した。評価結果を表２に示す。なお、５が最も意匠性が優れたものとする。
　実施例１では、比較例１と比較して、太陽電池セルの縁部の意匠性が向上したことが確認された。
　なお、実施例２でも、比較例１と比較して、より黒く意匠性が向上したことが確認された。実施例３でも、裏面側に白色系材料を用いたにもかかわらず、比較例１より、黒く意匠性が向上した。
（出力特性）
　ＡＭ１．５のスペクトル分布を有するパルスソーラーシミュレーターを用いて、２５℃の下で擬似太陽光を１００ｍＷ／ｃｍ２のエネルギー密度で照射して、上記の実施例および比較例の太陽電池モジュールの性能特性（短絡電流Ｉｓｃ、開放電圧Ｖｏｃ、曲線因子ＦＦ、および最大出力電力Ｐｍａｘ）を測定した。測定結果を表２に示す。
　表２では、比較例１の出力特性結果を基準（１．０００）とし、各実施例の評価結果を比較する事により、出力の相関を評価した。
　実施例１では、比較例１と比較して、出力が向上した。黒色系パターンが太陽電池セルの縁部を覆うことで、発電面積の減少によりＩｓｃは低下するが、半導体層、ＴＣＯ層および反射防止層の膜厚が薄い領域を隠す、つまり発電効率が低い領域を隠すことで、ＦＦが向上した。結果、出力は向上した。
　実施例２でも、比較例１と比較して、出力が向上した。黒色系パターンは、太陽電池セル隙間に配置されるが、シミュレーターの擬似太陽光は様々な角度で入射されるため、太陽電池セル縁部をわずかに覆う。そのため、発電面積の減少によりＩｓｃは低下するが、発電効率の低い領域が隠されるため、出力は向上する。なお、太陽電池セルの最縁部はより発電効率が低い領域のため、ＦＦ向上率は高くなった。
　実施例３では、比較例１と比較して、出力が向上した。実施例２と同様に、Ｉｓｃ向上、ＦＦ向上のほかに、セルを透過した太陽光が、裏面側白色系材にて反射され、太陽電池セルに再入射されるため、Ｉｓｃがさらに向上し、出力も向上した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　１　太陽電池セル
　２　太陽電池ストリング
　３　受光側保護部材
　４　裏側保護部材
　５　受光側封止材
　６　裏側封止材
　６ａ　裏側封止材の一部
　７　第１受光側パターン
　８　第２受光側パターン
　９　裏側パターン
　１００　太陽電池モジュール

Claims (10)

  1. 　複数の太陽電池セルを備える太陽電池モジュール、または複数の太陽電池セルをシングリング方式を用いて電気的に接続する太陽電池ストリングを複数備える太陽電池モジュールであって、
    　複数の前記太陽電池セルまたは前記太陽電池ストリングの受光面側を保護する受光側保護部材と、
    　複数の前記太陽電池セルまたは前記太陽電池ストリングの前記受光面側と反対の裏面側を保護する裏側保護部材と、
    　複数の前記太陽電池セルまたは前記太陽電池ストリングと前記受光側保護部材との間に配置され、複数の前記太陽電池セルまたは前記太陽電池ストリングを封止する受光側封止材と、
    　複数の前記太陽電池セルまたは前記太陽電池ストリングと前記裏側保護部材との間に配置され、複数の前記太陽電池セルまたは前記太陽電池ストリングを封止する裏側封止材と、
    を備え、
    　前記受光側保護部材には、複数の前記太陽電池セルの間の隙間または複数の前記太陽電池ストリングの間の隙間に重畳する第１受光側パターンが形成されており、
    　前記第１受光側パターンは、前記太陽電池セルの受光面と同色または同系色である、
    太陽電池モジュール。
  2. 　前記第１受光側パターンは、黒色または黒色系である、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
  3. 　前記第１受光側パターンは、複数の前記太陽電池セルの縁部または複数の前記太陽電池ストリングの縁部を覆う、請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
  4. 　前記裏側保護部材には、その表面の一部または全部を覆う裏側パターンが形成されており、
    　前記裏側パターンは、赤外光に対して反射特性を有する色である、
    請求項１～３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
  5. 　前記裏側パターンは、白色または白色系、または赤黒色または赤黒色系である、請求項４に記載の太陽電池モジュール。
  6. 　前記裏側封止材の少なくとも前記裏側保護部材の側の一部は、赤外光に対して反射特性を有する材料を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
  7. 　前記裏側封止材の少なくとも前記裏側保護部材の側の一部は、白色または白色系、または赤黒色または赤黒色系の材料を含む、請求項６に記載の太陽電池モジュール。
  8. 　前記第１受光側パターンは、前記受光側保護部材の前記受光側封止材の側に形成されている、請求項１～７のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
  9. 　前記受光側保護部材の前記第１受光側パターンの前記受光側封止材の側には、第２受光側パターンが形成されており、
    　前記第２受光側パターンは、赤外光に対して反射特性を有する色である、
    請求項１～８のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
  10. 　前記第２受光側パターンは、白色または白色系、または赤黒色または赤黒色系である、請求項９に記載の太陽電池モジュール。
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