JPH10256584A - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 歩留まり及び外観の向上した太陽電池モジュ
ールを提供する。 【構成】 表面部材１及び裏面部材２の外寸法を互いに
異ならしめることにより、加熱圧着時に生じる上記部材
１或いは２のズレを吸収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数個の太陽電池
を表面部材と裏面部材との間に挟持してなる太陽電池モ
ジュールに関し、特に外観の良好な太陽電池モジュール
を歩留よく提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】太陽電池は、クリーンで無尽蔵のエネル
ギー源である太陽からの光を直接電気に変換できること
から新しいエネルギー変換装置として期待され、近年に
おいては一般家庭用の電源としての利用が盛んに進めら
れている。

【０００３】太陽電池を斯かる一般家庭用の電源として
用いる場合通常は屋根上に設置することとなるが、一般
に屋外に設置するにあたっては高温度や低温度、高湿度
や低湿度、或いは雨等の様々な外環境に対する十分な耐
久性が要求される。

【０００４】また、太陽電池１つ当たりの出力電圧は高
々１Ｖ未満に過ぎないが、一般家庭用の電源として用い
る場合には、その出力電圧を約１８０Ｖ程度にまで昇圧
する必要がある。

【０００５】そこで、従来は、複数個の太陽電池を電気
的に直列接続する事で出力電圧を高めると共に、これら
の太陽電池を封止材により表面部材と裏面部材との間に
封止して太陽電池モジュールとすることで、外環境に対
する耐久性を向上させている（例えば特開平６−１９６
７４０号に詳しい）。

【０００６】図７は、斯かる従来の太陽電池モジュール
の断面構造図を示し、１は表面部材、２は裏面部材であ
り、これらの間に接続部材３…により互いに電気的に直
列接続された複数個の太陽電池４…が封止材５により封
止され、そして枠体６により一体化されている。

【０００７】これらの材質としては、表面部材１には十
分な光の透過性と力学的強度並びに耐候性の点から平板
状のガラス板やシート状の透明樹脂が通常用いられる。
また、裏面部材２には放熱性の高いアルミ箔をシート状
の樹脂で両側からラミネート加工したシートやナイロン
等のシート状樹脂或いは平板状のガラス板が、そして封
止材５には比較的容易に熱硬化できるシート状のＥＶＡ
が、夫々用いられる。さらに、枠体６には加工の容易な
Ａｌ枠が用いられる。

【０００８】次に、斯かる太陽電池モジュールの製造に
ついて図８を参照して説明する。

【０００９】図８（Ａ）は、太陽電池モジュールを製造
する製造装置の概略構成図であり、１００は下側ハウジ
ング、１０１は該下側ハウジング１００の上部開口部に
略面一に配備されるヒータープレート、１０２は前記下
側ハウジング１００に気密に結合される蓋部材である。

【００１０】前記蓋部材１０２には、下側ハウジング１
００の開口部に対向する側にゴム製のダイヤフラム１０
３が設けられており、下側ハウジング１００と蓋部材１
０２の周縁部には結合時の気密を確保するためのパッキ
ン１０４…が取り付けられている。また、下側ハウジン
グ１００は図示しない真空ポンプに接続されている。

【００１１】斯かる製造装置を用いて、まずヒータープ
レート１０１上に、図８（Ｂ）に示す如く下から裏面部
材２、封止材５、太陽電池４…、封止材５、表面部材１
をこの順に積層してなる積層体１０５を載置する。

【００１２】次いで、下側ハウジング１００を図示しな
い真空ポンプにより排気すると共にヒータープレート１
０１を約１７０℃に加熱する。この工程によりダイヤフ
ラムバルブ１０３が積層体１０５側に押し付けられ、該
積層体５を構成する各素材が加熱圧着される。そして、
この加熱圧着された積層体を枠体６により一体化するこ
とで、図７に示した太陽電池モジュールが製造される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述した加熱圧着の工
程時においてはＥＶＡ等からなる封止材５が軟化し、一
旦ゲル状化することとなるが、従来は表面部材１と裏面
部材２との外寸法を略同一としていたため圧着時に表面
部材１と裏面部材２とにズレが生じる、という課題があ
った。

【００１４】そして、斯かる表面部材１と裏面部材２と
のズレが生じると、外観不良となるばかりでなく、枠体
６を取り付ける際にこれを容易に取り付ける事ができ
ず、また無理に取り付けんとすると表面部材１或いは裏
面部材２にひび或いは割れが生じ、歩留まりが低下する
という課題があった。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、斯かる従来の
課題を解決せんとして、複数個の太陽電池を表面部材と
裏面部材との間に挟持してなる太陽電池モジュールであ
って、前記表面部材と裏面部材との外寸法を互いに異な
らしめたことを特徴とする。また、前記裏面部材の外寸
法を、前記表面部材の外寸法よりも小さくせしめたこと
を特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１乃至図４を参照して本発明太
陽電池モジュールを説明する。ここで、図１は本発明太
陽電池モジュールの平面図、図２は図１においてＡ−
Ａ′で示した部分の 断面図、図３は背面図、また４は
本発明太陽電池で用いた端子ボックスの拡大図を夫々示
している。

【００１７】これらの図において、１は白板強化ガラス
からなる表面部材であり、本実施形態においては外寸法
９８０ｍｍ×１０６５ｍｍ、厚さ３．２ｍｍのものを用
いた。また、２は青板強化ガラスからなる裏面部材であ
り、外寸法は９７８ｍｍ×１０６３ｍｍ、厚さ４ｍｍ程
度と、表面部材１よりも外寸法を小さくしたものを用い
ている。

【００１８】４…は単結晶Ｓｉからなる太陽電池であ
り、大きさは１０３ｍｍ×１０３ｍｍである。尚、本実
施形態においては斯様な単結晶Ｓｉ太陽電池７２枚が８
列×９行に配列され、そして銅薄板等の金属薄板よりな
る接続部材３…にて電気的に直列接続されることで全体
の出力が略１１０Ｗ程度とされている。

【００１９】そして、この略１１０Ｗの出力は太陽電池
素子４…の背後において、電力引出線１１…により裏面
部材２の背面に設けられた端子ボックス１０、１０へ引
出され、外部に取り出されることとなる。

【００２０】この時、本実施形態においては裏面部材２
の所定の箇所に、該裏面部材２を貫通する孔が設けら
れ、この孔を介して接続部材３…がモジュール内部から
端子ボックス１０、１０まで引き出される構造となって
いる。

【００２１】尚、図４に示した通り、端子ボックス１０
内には太陽電池保護用のバイパスダイオード２２、２２
が設けられており、モジュール全体で４個のバイパスダ
イオードが設けてある。従って、本実施形態の太陽電池
モジュールにあっては太陽電池４…１８個毎に１個のバ
イパスダイオード２２が設けてある。

【００２２】また、本実施形態においては２個の端子ボ
ックス１０、１０を備えているが、これに限らず１個で
あっても良いのは言うまでもない。

【００２３】さらには、電力引出線１１…は表面部材１
と裏面部材２との間の間隙から外部に設けられた端子ボ
ックスにまで引き出すようにしても良い。この例を図５
及び図６に示す。

【００２４】図５は電力引出線１１を外部に引き出す部
分を拡大して示した断面図であり、また図６は端子ボッ
クスの配置を示した平面図である。

【００２５】同図に示す如く、電力引出線１１は表面部
材１と裏面部材２との間の間隙から封止材５を介して取
り出され、端子ボックス１０内に設けられた端子３１に
接続され、そして電気ケーブル３２により電気出力が外
部に取り出される。

【００２６】また、この時の端子ボックス１０の配置と
しては図６（Ａ）に示した如く太陽電池モジュールの所
定の一辺に設けても良いし、同図（Ｂ）に示した如く太
陽電池モジュールの所定の一辺の略中央付近に設けたも
のであっても良い。或いは同図（Ｃ）に示す如く、太陽
電池モジュールの所定の一辺における両隅部に夫々正負
の端子ボックス１０、１０を設けたものであっても良
い。特に、同図（Ｃ）の配置によれば、裏面部材２の２
隅を切り欠くだけで容易に端子ボックスを設ける事がで
き、製造が容易である。

【００２７】このような端子ボックスを備えた太陽電池
モジュールを製造するにあたっては、前述した如く裏面
部材２、ＥＶＡシート５、太陽電池３…、ＥＶＡシート
５、及び表面部材１をこの順に載置し、加熱圧着するこ
とで製造する。この際、電力引出線１１…の端子ボック
スに接続すべき部分を予め外部に取り出しておく。即
ち、本実施形態においては、電力引出線…の一部を予め
ＥＶＡシート５の所定部に設けられた切り込み及び裏面
部材２に設けられた孔を介して外部に取り出しておく。
そして、上記の加熱圧着を行う事により、電力引出線１
１…の一部が外部に取り出された太陽電池モジュールが
製造される。

【００２８】この加熱圧着時に前述の通り、表面部材１
と裏面部材２との間にズレが生じる事となるが、本発明
においては表面部材１の外寸法を裏面部材２の外寸法よ
りも若干大きめにしている。このため、裏面部材２が表
面部材１に対して多少ズレたとしても、そのズレは表面
部材１の外寸法の範囲内で吸収されることとなる。従っ
て、表面部材１或いは裏面部材２に割れ等の問題が何等
生じることなく枠体６で一体化することが可能となる。

【００２９】以上詳述した通り、本発明の太陽電池モジ
ュールによれば、加熱圧着時に表面部材１と裏面部材２
との間に生じるズレに起因する外観不良や両部材１、２
に発生するヒビや割れ等の問題を解決する事が可能とな
る。この結果、従来の太陽電池モジュールにあっては歩
留まりが高々６０％であったのに対し、本発明によれば
略１００％にまで向上する事ができた。

【００３０】尚、上述した加熱圧着時に生じるズレの大
きさはモジュールの大きさと略正の相関があり、例えば
モジュールの大きさが約３０ｃｍ角であればズレの大き
さは約１．６ｍｍの範囲内に、モジュールの大きさが約
１ｍ角であれば略２ｍｍの範囲内に、またモジュールの
大きさが約１．５ｍ角であれば略２．４ｍｍの範囲内に
収まることが実験の結果から分かっている。従って、裏
面部材２の外寸法を表面部材の外寸法の９９．５％程度
とすることで、加熱圧着時における上記のズレを略吸収
できることとなる。

【００３１】また、外寸法を小さくするのは表面部材或
いは裏面部材のいずれでもよいが、例えばカーテンウォ
ール方式の太陽電池モジュール等枠体を用いない構成の
太陽電池モジュールにおいては、裏面部材を小さくする
方が外観状好ましい。

【００３２】さらに、上述した実施形態にあっては太陽
電池として単結晶Ｓｉからなるものを用いて説明した
が、これに限らず非晶質Ｓｉ、多結晶Ｓｉ等他の半導体
材料からなる太陽電池を用いた太陽電池モジュールにあ
っても本発明を適用する事ができる。また、これらの太
陽電池の接続方法も、本実施形態の如く直列接続したも
のに限らず並列接続、或いは直列接続と並列接続を併用
した太陽電池モジュールにおいても本発明を適用する事
ができる。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したとおり、本発明によれば表
面部材及び裏面部材の外寸法を異ならしめたので、加熱
圧着時に表面部材いは裏面部材のズレが生じたとしても
何等支障なく枠体を取り付ける事ができる。

【００３４】また、枠体を設けない構成の太陽電池モジ
ュールにあっても、裏面部材の外寸法を表面部材の外寸
法よりも小さくする事で、たとえ上記のズレが生じた場
合にあっても外観を良好に保つ事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係わる太陽電池モジュール
の平面図である。

【図２】図１に示した太陽電池モジュールにおける、Ａ
−Ａ’で示した部分の断面図である。

【図３】本発明の実施形態に係わる太陽電池モジュール
の背面図である。

【図４】端子ボックスの拡大図である。

【図５】別の端子ボックスの拡大断面図である。

【図６】別の端子ボックス配置を示した平面図である。

【図７】従来の太陽電池モジュールの断面構造図であ
る。

【図８】太陽電池モジュールの製造装置の概略構成図で
ある。

【符号の説明】

１…表面部材、２…裏面部材、３…接続部材、４…太陽
電池、５…封止材、６…枠体、１０…端子ボックス、１
１…電力引出線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大川 節雄 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 西 信行 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 辻野 晋行 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個の太陽電池を表面部材と裏面部材
   との間に挟持してなる太陽電池モジュールであって、前
   記表面部材と裏面部材との外寸法を互いに異ならしめた
   ことを特徴とする太陽電池モジュール。
2. 【請求項２】 前記裏面部材の外寸法を、前記表面部材
   の外寸法よりも小さくせしめたことを特徴とする請求項
   １記載の太陽電池モジュール。