JPH03204979A - 太陽電池モジュール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、太陽電池モジュール及びその製造方法に関し
、特に曲率を有する太陽電池モジュール及びその製造方
法に関する。

〔従来の技術及びその問題点〕

従来の太陽電池モジュールは、例えば第１２図に示すよ
うに、樹脂やガラス等から成る平面状透光板１２１と裏
板１２４との間に、透光性樹脂１２３を充填して太陽電
池素子１２２を保持したものが一般的である。なお、上
記裏板１２４は樹脂シートもしくは金属板等で構成さ九
る。

ところが、このような太陽電池モジュールは可撓性に乏
しく、例えば曲面形状をした自動車の屋根等には走行に
伴う風圧による剥離の問題から取り付けられい。この問
題を避けるために、太陽電池モジュールの厚みを覆＜シ
て、ある程度の可撓性を持たせても、逆に表面の耐衝撃
性が低下するという問題が生じる。

また、例えば第１３図に示すように、予め曲面状に成形
したガラスや樹脂等の透光板１３１の表面に、アモルフ
ァスシリコン膜等を堆積してアモルファスシリコン太陽
電池１３２を形成した太陽電池モジュールもある。

ところが、アモルファスシリコン膜は大面積にわたって
均一に堆積することが困難であり、しかも屋外での使用
は変換効率が著しく低下し実用的でない。

さらに、例えば第１４図のように、ガラスや樹脂等から
成る透光板１４１を曲面状に予め成形しておき、その透
光板１４１の裏面に多結晶シリコン等から成る太陽電池
１４２を配設して、シリコンゴム等でポツティングする
ことも考えられるが、曲面部分にシリコンゴム等のボッ
ティング材１４３を充填する場合、ボッティング材１４
３が透光板１４」の一番窪んだ中央部分に集中してしま
い、均一にボッティングすることができないという問題
が生じる。

〔発明の目的〕

本発明は上述の背景のもとに案出されたものであり、曲
面状透光板の裏面に太陽電池素子を良好に貼着した太陽
電池モジュール及びその製造方法を提供することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

上述の課題は以下の（イ）及び（ロ）の手段により解決
される。

すなわち、 （イ）　曲面状透光板の裏面に、複数個の太陽電池素子
を透光性接着剤で貼着して成る太陽電池モジュール。

（ロ）　平面状透光板の裏面に、複数個の太陽電池素子
を透光性接着剤で貼着後、前記透光板を加熱して軟化さ
せ、所望の曲面状に曲げ成形する工程から成る太陽電池
モジュールの製造方法。

〔作用〕

本発明の太陽電池モジュール及びその製造方法によれば
、曲面状透光板の裏面に複数個の太陽電池素子を貼着さ
せるので、従来より可撓性が向上し、曲面状の自動車等
の屋根に太陽電池モジュールを取り付けても、屋根の形
状に適合した状態で装着することができるため、走行に
伴う風圧に十分耐えることができる。

また、本発明の製造方法によれば、平面状透光板の裏面
に太陽電池素子を貼着後、前記透光板を加熱して軟化さ
せて曲面状の太陽電池モジュールを成形するので、特定
の箇所にポンティング材が′集中することがなく製造が
容易になる。

〔実施例〕

本発明に係る実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明に係る太陽電池モジュールの断面図であ
り、１は曲面状の透光板、２は太陽電池素子、３は透光
性接着剤である。

透光板１は、ポリカーボネートやアクリル等の透光性樹
脂、あるいは白板ガラス等で構成されており、例えば平
面視した際のＸ方向やＹ方向等の一軸方向、あるいはＸ
方向とＹ方向の二軸方向に緩やかに湾曲した曲面状に予
め成形したものである。

前記太陽電池素子２の各々は、基本的に平板状のもので
あり、例えばシリコンの単結晶もしくは多結晶、または
ガリウム・ヒ素の単結晶もしくは多結晶に、ｐ−ｎ接合
を形成して構成されている。

これら複数個の太陽電池素子２は、アルミニウム、銀、
もしくは銅等の導電材料からなるインナリード４によっ
て、それぞれ接続されており、いずれか特定の箇所から
出力を取り出せるように構成されている。なお、これら
複数個の太陽電池素子２は、所望の出力が得られるよう
に直列または並列に接続されてる。

前記太陽電池素子２は、接着剤３で透光板１の裏面に貼
着されている。この接着剤３は、室温硬化型の二液性シ
リコンゴム、熱硬化型のエチレンビニルアセテート（Ｅ
ＶＡ）樹脂、もしくはポリビニルブチラール（ＰＶＢ）
樹脂等を用いる。

上述のように、透光板１、複数個の太陽電池素子２、及
び接着剤３とで太陽電池モジュールが基本的に構成され
るが、可湿性を向上させるために、太陽電池モジュール
の裏面側に例えば樹脂シートやアルミニウム箔等を適宜
組み合わせたいわゆるバックシート等を貼着してもよく
、また太陽電池モジュールの機械的強度を増すために、
太陽電池モジュールの裏面側にアルミニウム等からなる
ハニカム部材をアルミニウム薄板で保持した補強材等を
適宜取り付けてもよい。

また、第２図（ａ）に示すように透光板１の周縁部に立
ち上がり部１ａを設けたり、第２図（ｂ）に示すように
着色層１ｂを設けたり、第２図（Ｃ）に示すように着色
部材１ｃを設けると太陽電池モジュールの取付代を容易
に確保することができる。

次に、前記太陽電池モジュールの製造方法を説明する。

まず、平面状の透光板１の裏面にＥＶＡもしくはＰＶＢ
等からなる透光性接着剤３の半分の層３ａだけを貼着す
る。

次いで、上記透光性接着剤３ａ上に、相互にインナーリ
ード４で直列または並列に接続した複数個の太陽電池素
子２を配設する。

次いで、複数個の太陽電池素子２上に、透光性接着剤３
の他の半分の層３ｂを貼着して、二つの層３ａ及び３ｂ
とで複数個の太陽電池素子２を挟持する。

次いで、透光板１を約１．２０〜約１５０℃の温度で加
熱して軟化させた状態下で、第３図に示すような湾曲部
を有する加圧成形機の上下の型５ａ及び５ｂで挟み、−
軸方向に圧力を加えることによって、透光板１と接着剤
３とを湾曲させる。この場合、それぞれの太陽電池素子
２は、複数個の小面積のものに分割していることがら太
陽電池素子２自体は湾曲することはなく、透光板１の加
熱成形に支障をきたすことはない。なお、第４図に示す
ように、太陽電池モジュールを型６の上に載置し、約１
２０〜約１５０℃に加熱しながら型６内の細孔６ａから
真空引きして、透光板１と接着剤３とを所定形状に湾曲
させるでもよい。また、前記上下型５ａ、５ｂまたは型
６と太陽電池モジュールとが当接する部分を所望の曲面
形状に成形しておけば、透光板ｌは上下の型５ａ、５ｂ
または型６の形状に対応した曲面形状となる。本発明に
係る太陽電池モジュールでは、例えばＸ方向に曲率半径
Ｒが１０，０００ｍｍ程度に、またＹ方向に曲率半径Ｒ
が５．　０００ｍｍ程度となるような曲面形状に成形さ
れる。

熱間成形後に、室温まで冷却して透光板１を湾曲した状
態で固化することにより完成する。

なお、接着剤３として二液性のシリコンゴムを使用する
場合は、透光板］の裏面側にプライマーを塗布して透光
板１と太陽電池素子２との間に空隙ができるように太陽
電池素子２を配設し、しがる後に太陽電池素子２の周囲
を二液性のシリコンゴムで包囲するように充填して平板
状の太陽電池モジュールを形成して曲げ成形を行う。こ
の場合、第５図に示すように、透光板１の周縁部にはプ
ライマーを塗布せずに接着剤３を貼着すると、透光板１
を曲面状に成形した後に透光板１の周縁部の接着剤３を
容易に取り除くことができ、太陽電池モジュールの取付
代を確保することができる。

次に、本発明に係る太陽電池モジュール及びその製造方
法について、例えば太陽電池を車体のルーフ等に搭載す
る太陽電池式自動車に適用した場合の実施例を説明する
。

第６図は太陽電池モジュールの構成を大きく三つの部分
に分離してそれぞれ断面図にて図示したものである。す
なわち、所望の出力を取り出せるようにインナーリード
１４で相互に接続した複数個の平板状の太陽電池素子１
２と、平面状の上部透光板１１の裏面に貼着した接着剤
１３ａと、車体の色に合う顔料を含浸させた平面状の下
部透光板１５の一生面に貼着した接着剤］、３ｂとの３
つの部分を示している。ここで、インナーリード１４、
上部透光板１１、下部透光板１５並びに接着剤１３　ａ
、　　１３　ｂの材質は既述した実施例と同様であるの
で説明を省略する。上部透光板１１．下部透光板１５の
厚みはそれぞれ約２〜約３ｍｍであり、接着剤１３　ａ
、　　１３　ｂの厚みはそれぞれ約０．６ｍｍであり、
こ九らはほぼ−様な厚みとなっている。また、下部透光
板１５の色は車体の色と必ずしも同一でなくともよく、
様々な色によって美観を生じさせるように適宜顔料の種
類を選択してもよい。

インナーリード１４は、第７図に示すように直径的０．
４ｍｍの線材の中央部１４ｃをＵ字状に曲げて、第８図
に示すように、その両端部１４ａ及び１４ｂを平材し、
厚み約０．１ｍｍ程度の薄板状に形成したものを用いて
いる。なお、インナーリード１４は厚み約００１ｍｍ程
度の薄板を第８図に示す形状に打ち抜いたものを用いて
もよい。

次に、前記太陽電池モジュールを車体のルーフの形状に
合わせて製造する工程について説明する。

まず、各部材を第６図のように配設して、第９図に示す
ように真空加熱ラミネートにより一体成形した太陽電池
モジュールを製造する。ここで、真空加熱ラミネートと
は、真空室内において加熱後、大気を導入することによ
って、加圧成形して太陽電池モジュールを成形する方法
である。

次いで、第１０図に示すように、車体のルーフの形状を
マスクとして作製した型１７の上に太陽電池モジュール
を載置する。このとき、型１７の曲率が小さい場合、約
１５０℃程度に加熱するだけで、太陽電池モジュールは
その自重により型１７の形状に沿って変形する。型１７
の曲率が大きい場合、加熱した太陽電池モジュールを型
１７に載置し、さらに、太陽電池モジュールの上方から
テフロン等のシートを載せ、シートと型１７との間を真
空にして大気圧による加圧を行ったり、第３図のように
型１７の上方に上型を設けて一軸方向から加圧したり、
第４図のように真空引き用の細孔を設けて真空引きによ
る方法で型１７の形状に変形させることができる。

次いで、室温に冷却後、第１１図に示すように変形した
太陽電池モジュールの余分な隅部１８を適当な取付スペ
ースに合わせてレーザ、ウォータジェット、プレス切断
、もしくはワイヤーソー等のカッティング法によりトリ
ミングカットを施す。

この実施例によれば、以下に述べる効果が期待できる。

まず、前記真空加熱ラミネートまでの工程は、車体のル
ーフ曲面に合わせて製造を行う必要がなく、標準化が容
易である。

また、太陽電池モジュールを変形させる工程は、車体の
ルーフをマスクにして作製した型１７さえ用意すれば様
々なルーフ形状に適応させることができるので、多品種
の生産にきわめて好適である。

さらに、下部透光板１５の色は車体の色に合わせて選択
することにより美観を生ぜしめ、たとえ・上部透光板１
１等に傷やゴミ等が付いていても美観を損ねることがな
い。

さらにまた、インナーリード１４は太陽電池モジュール
を変形するときに、太陽電池素子１２どうしのストレス
を吸収する形状であるので、たとえ、型１７の曲率が大
きくても十分に対応が可能である。

なお、本発明は上述しかつ図面に示す実施例のみに限定
されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変
更して実施し得る。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明の太陽電池モジュールによれ
ば、全体にわたって略−様の厚みを有する曲面状透光板
の裏面に、複数個の太陽電池素子を透光性接着剤で貼着
してなることがら可撓性が良好であり、例えば風圧がか
かるような自動車の屋根等の曲面部分にも太陽電池モジ
ュールを取付けることができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法によ
れば、全体にわたって略−様な厚みを有する平面状透光
板の裏面に、複数個の太陽電池素子を透光性接着剤で貼
着後、前記透光板を加熱して軟化させて所望の曲面状に
曲面成形することから、材質をわざわざ偏肉にしなくて
も容易に大面積の曲面状太陽電池モジュールを形成する
ことができ、耐衝撃性及び硬度を向上させ、かつ防水性
が良好な太陽電池モジュールの製造方法を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第１１図はそれぞれ本発明に係る実施例を示す
図であり、第１図は太陽電池モジュールの一実施例を示
す構成の断面図、第２図（ａ）（ｂ）（０）はそ九ぞれ
太陽電池モジュールの変形例を示す断面図、第３図は太
陽電池モジュールの製造方法を示す断面図、第４図及び
第５図はそれぞれ太陽電池モジュールの製造方法の変形
例を示す断面図、第６図及び第９図はそれぞれ太陽電池
モジュールの他の実施例を示す断面図、第７図及び第８
図はそれぞれインナーリード１４を説明する斜視図、第
１０図及び第１１図はそれぞれ太陽電池モジュールの製
造方法の他の実施例を示す斜視図である。 第１２図〜第１４図はそれぞれ従来の太陽電池モジュー
ルの断面図である。 １１゜ ２ ３ ４ ５ 透光板、 太陽電池素子、 透光性接着剤、 インナーリード、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）曲面状透光板の裏面に、複数個の太陽電池素子を
   透光性接着剤で貼着して成る太陽電池モジュール。
2. （２）平面状透光板の裏面に、複数個の太陽電池素子を
   透光性接着剤で貼着後、前記透光板を加熱して軟化させ
   、所望の曲面状に曲げ成形する工程から成る太陽電池モ
   ジュールの製造方法。