(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を太陽電池セルに向けて反射させる反射板を有する太陽電池モジュールであって、
前記反射板は、複数の異なる剛性を有する部分から構成され、
前記太陽電池セルは、前記反射板と対向するように複数離間して配置され、
前記反射板は、その主面が連続した凹凸形状となるように折り曲げられた折曲部を有し、
前記太陽電池セル間に対応する位置に配置された前記折曲部には、伸縮に対して他の部分よりも低い剛性を有する低剛性部が設けられていること、
を特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記低剛性部は、折曲部の並設方向に直交する方向からみた断面形状が、Ｕ字形状、Ｖ字形状、Ｕ字の先端が拡大された形状、又はこれらの形状を連続もしくは組み合わせた形状となるように折り曲げられて形成される請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記低剛性部は、折曲部の並設方向に直交する方向からみた断面形状がＶ字形状となるように折り曲げられており、当該低剛性部の曲げ角度は、他の折曲部における曲げ角度よりも鋭角となるように形成される請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記低剛性部は、前記反射板の他の部分よりも板厚が薄く形成される請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記反射板は、ヤング率の異なる複数の部材を重ね合わせて形成され、
前記低剛性部は、重ね合わせた状態でのヤング率が他の部分よりも低くなるように形成される請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
入射光を太陽電池セルに向けて反射させる反射板を有する太陽電池モジュールであって、
前記反射板は、複数の反射部材に分割されており、
複数の前記反射部材は、前記太陽電池セルと対向するように離間して配置されるとともに、隣り合う前記反射部材間には前記反射部材よりも剛性の低い低剛性部が配置されること、
を特徴とする太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池モジュールとして、入射光を反射させる反射板を太陽電池セルの背面側に配置することにより、集光効率の向上を図るものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の太陽電池モジュールでは、金属からなる反射板が、Ｖ溝を複数平行に連続するように配列されたＶ溝面を有している。この太陽電池モジュールは、構成する部材を積み上げて真空ラミネート装置で加熱・押圧することで製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１１９０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の太陽電池モジュールにあっては、所望の集光効率を有する太陽電池モジュールを製造することが困難な場合がある。例えば、反射板と他の構成部材との熱伸縮量が異なることにより、反射板と太陽電池セルとの相対位置関係が、真空ラミネート装置の加熱前後で異なるおそれがある。また、例えば、反射板の形状が真空ラミネート装置の加熱前後で異なるおそれがある。このように、加熱によって反射板と太陽電池セルとの相対位置関係や反射板の形状が変化するおそれがあるため、所望の集光効率を得ることが困難となる。
【０００５】
そこで、本発明はこのような技術課題を解決するためになされたものであって、熱伸縮によって生じる集光効率の変化を抑制することが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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、本発明に係る太陽電池モジュールは、入射光を太陽電池セルに向けて反射させる反射板を有する太陽電池モジュールであって、前記反射板は、複数の異なる剛性を有する部分から構成され、太陽電池セルは、反射板と対向するように複数離間して配置され、反射板は、その主面が連続した凹凸形状となるように折り曲げられた折曲部を有し、太陽電池セル間に対応する位置に配置された折曲部には、伸縮に対して他の部分よりも低い剛性を有する低剛性部が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る太陽電池モジュールによれば、反射板が複数の異なる剛性を有する部分から構成されるため、加熱による熱伸縮によって反射板に対して力が発生した場合であっても、伸縮に対して相対的に低剛性となる反射板の部分に力を分散させることができる。このため、太陽電池セルと反射板との相対位置関係のずれや、伸縮に対して相対的に高剛性となる反射板の部分の変形を抑制することができる。よって、熱伸縮によって生じる集光効率の変化を抑制することができる。また、反射板の熱伸縮が起きた場合、太陽電池セル間に対応する位置に配置された折曲部に形成された低剛性部が変形し、太陽電池セルに向けて反射させる他の部分が形状を保ちながら伸縮する。このため、反射板の太陽電池セルへの反射角度が変化しないので、熱伸縮が集光効率に与える影響を抑えることができる。
【００１１】
また、前記低剛性部は、折曲部の並設方向に直交する方向からみた断面形状が、Ｕ字形状、Ｖ字形状、Ｕ字の先端が拡大された形状、又はこれらの形状を連続もしくは組み合わせた形状となるように折り曲げられて形成されてもよい。もしくは、前記低剛性部は、前記反射板の他の部分よりも板厚が薄く形成されてもよい。もしくは、前記反射板は、ヤング率の異なる複数の部材を重ね合わせて形成され、前記低剛性部は、重ね合わせた状態でのヤング率が他の部分よりも低くなるように形成されてもよい。このように構成することで、簡易な構成で熱伸縮によって生じる集光効率の変化を抑制することができる。
【００１２】
あるいは、前記低剛性部は、折曲部の並設方向に直交する方向からみた断面形状がＶ字形状となるように折り曲げられており、当該低剛性部の曲げ角度は、他の折曲部における曲げ角度よりも鋭角となるように形成されてもよい。このように構成することで、Ｖ字形状の端部側に発生するモーメントが同一であっても伸縮量を大きくすることができるので、簡易な構成で低剛性化を図ることが可能となる。このため、簡易な構成で熱伸縮によって生じる集光効率の変化を抑制することができる。
【００１３】
さらに、本発明に係る本発明に係る太陽電池モジュールは、入射光を太陽電池セルに向けて反射させる反射板を有する太陽電池モジュールであって、前記反射板は、複数の反射部材に分割されており、複数の前記反射部材は、前記太陽電池セルと対向するように離間して配置されるとともに、隣り合う前記反射部材間には前記反射部材よりも剛性の低い低剛性部が配置されることを特徴として構成される。
【００１４】
本発明に係る太陽電池モジュールでは、反射板が複数の反射部材に分割されており、複数の反射部材が太陽電池セルと対向するように離間して配置されるとともに、隣り合う反射部材間には反射部材よりも剛性の低い低剛性部が配置される。これにより、加熱による熱伸縮によって反射板に対して力が発生した場合であっても、低剛性部に力を分散させることができる。このため、太陽電池セルと反射板との相対位置関係のずれや、伸縮に対して相対的に高剛性となる反射板の部分の変形を抑制することができる。よって、熱伸縮によって生じる集光効率の変化を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、熱伸縮によって生じる集光効率の変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態に係る太陽電池モジュールの斜視図である。
【図２】図１に示す太陽電池モジュールの要部拡大側断面図である。
【図３】図１に示す太陽電池モジュールの要部拡大側断面図である。
【図４】図１に示す太陽電池モジュールの太陽光の反射状態を説明する側断面図である。
【図５】図１に示す太陽電池モジュールの製造工程を説明するための斜視図である。
【図６】ラミネータの側断面図である。
【図７】熱伸縮により発生する太陽電池セルと反射板の相対位置ずれを説明する概要図である。
【図８】熱伸縮により発生する反射板の変形を説明する概要図である。
【図９】熱伸縮により発生する反射板の変形量を説明するグラフである。
【図１０】反射板の変形に伴う反射状態を説明する側断面図である。
【図１１】第２実施形態に係る太陽電池モジュールの断面図である。
【図１２】第３実施形態に係る太陽電池モジュールの断面図である。
【図１３】図１２に示す反射板の剛性を説明する概要図である。
【図１４】図１２に示す反射板の剛性を説明する概要図である。
【図１５】図１２に示す反射板の剛性を説明する概要図である。
【図１６】第４実施形態に係る太陽電池モジュールの断面図である。
【図１７】第５実施形態に係る太陽電池モジュールの断面図である。
【図１８】材料ごとの熱膨張率及びヤング率を示す図表である。
【図１９】第６実施形態に係る太陽電池モジュールの断面図である。
【図２０】第７実施形態に係る太陽電池モジュールの断面図である。
【図２１】第８実施形態に係る太陽電池モジュールの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１８】
（第１実施形態）
本実施形態に係る太陽電池モジュールは、例えば、その背面側に入射光を太陽電池セルに向けて反射させる反射板を設けたものであって、例えば、自動車や屋外などに好適に配置されるものである。
【００１９】
最初に、本実施形態に係る太陽電池モジュールの構成を説明する。図１（ａ）は、第１実施形態に係る太陽電池モジュールを上側から見た斜視図、（ｂ）は、第１実施形態に係る太陽電池モジュールを下側から見た斜視図である。
【００２０】
図１に示すように、第１実施形態に係る太陽電池モジュール１は、マトリックス状に配列された複数の太陽電池セル１１を備えている。太陽電池セル１１は、封止部材１３内に封入されており、その受光面が封止部材１３の主面と平行となるように配置される。これらの複数の太陽電池セル１１は、封止部材１３に封入されたストリングス１２によって電気的に直列に接続されている。また、ストリングス１２は、太陽電池セル１１に対して、一定の位置関係を持って取り付けられている。
【００２１】
また、太陽電池モジュール１の裏面側には、太陽電池セル１１と対向するように反射板２が配設されている。この反射板２の裏面側には、ストリングス１２を介して出力を取り出すための端子ボックス４が取り付けられている。端子ボックス４は、シリコン接着剤などの接着剤を用いて取り付けられている。また、太陽電池モジュール１の周囲には、フレームＦが取り付けられている。
【００２２】
図２を用いて、太陽電池モジュール１の要部を詳細に説明する。図２は、太陽電池モジュール１の要部を拡大した側断面図である。図２に示すように、太陽電池モジュール１は、太陽光の入射を可能にした略均一な厚みの前面基板３を有している。前面基板３の材料として、例えばガラスが用いられる。この前面基板３に固着された封止部材１３内には、太陽電池セル１１が封入されている。封止部材１３に利用される封止材としては、エチレン・ビニル・アセチレート樹脂（ＥＶＡ樹脂）が用いられている。封止部材１３に加工が容易なＥＶＡ樹脂を採用することで製造コストを低減することができる。また、ここでは、太陽電池セル１１は、太陽光を両面で捕らえることができるものが用いられる。この太陽電池セル１１は、前面基板３の主面に沿う方向に互いに離間して配置されている。
【００２３】
封止部材１３は、前面基板３が配置された上面側に対向する背面側が、Ｖ字を連続させたＶ溝面とされている。封止部材１３のＶ溝面の加工法として、インジェクション加工、真空熱プレス加工、ダイレクトロール加工などがある。
【００２４】
封止部材１３の背面側には、反射板２が配置されている。反射板２は、その主面が連続した凹凸形状となるように折り曲げられた折曲部２ａ，２ｂ，２ｃを有している。なお、ここでは、凹凸形状は、連続するＶ字面２ｘを有するようにＶ字形状（Ｖ溝）とされている。封止部材１３のＶ字形状と反射板２のＶ字形状とは、互いに整合しており、両部材は隙間なく密着されている。反射板２は、例えば圧着により封止部材１３の背面側に固定されている。
【００２５】
反射板２のＶ字面において、下に凸とされた折曲部２ａがＶ溝の先端部に該当し、下に凹（上に凸）とされた折曲部２ｂ，２ｃとの間に１つのＶ字面２ｘを形成する。１つのＶ字面２ｘは、対面する太陽電池セル１１への入射に寄与する反射面となっている。このため、下に凸とされた折曲部２ａが、太陽電池セル１１と対向する位置となるように配置されている。すなわち、入射方向からみて、太陽電池セル１１の位置と折曲部２ａの位置とが重なるように配置されている。
【００２６】
ここで、反射板２は、複数の異なる剛性を有する部分から構成されている。反射板２は、下に凹とされた折曲部２ｂ，２ｃのうち、太陽電池セル１１間の中間点に対応する位置に配置される折曲部２ｃが、折曲部２ａ，２ｂ，２ｃの並設方向に直交する方向を除く面方向（以下、単に面方向という）の伸縮に対して他の折曲部２ａ，２ｂよりも低い剛性を有している。すなわち、入射方向からみて太陽電池セル１１の位置と重ならない位置に配置された折曲部２ｃが、面方向に伸縮する低剛性部として構成されている。折曲部２ｃは、折曲部２ａ，２ｂ，２ｃの並設方向に直交する方向からみた断面形状が、Ｕ字形状となるように折り曲げられて形成されている。図２に示す折曲部２ｃは、上側に凸とされたＵ字形状とされているが、図３に示す太陽電池モジュールにおける要部拡大側断面図の他の例のように、折曲部２ｃが下側に凸とされたＵ字形状とされてもよい。すなわち積層方向に対象となるように反転させた形状としてもよい。反射板２の材料としては、例えば、ステンレス、アルミ、銅等の金属が用いられる。
【００２７】
以上の構成を有する本実施形態に係る太陽電池モジュール１においては、図４に模式的に示すように、前面基板３から太陽光Ｌが入射する。前面基板３から入射した太陽光Ｌの一部は太陽電池セル１１に吸収され、他の一部は太陽電池セル１１の側方を通り抜けて、反射板２に到達する。
【００２８】
このとき、反射板２における反射面は、Ｖ字面２ｘとされている。このため、前面基板３側から入射して太陽電池セル１１の側方を通り抜けてきた太陽光Ｌは、Ｖ字面２ｘで鏡面反射されて太陽電池セル１１の方向に向かうようになる。このため、太陽電池セル１１における集光効率が向上する。反射された太陽光Ｌは、太陽電池セル１１の裏面に入射するか、又は、前面基板３で全反射されて太陽電池セル１１の表面に入射する。太陽電池セル１１に入射された太陽光Ｌは電気に変換されて出力される。このように、反射板２を備えることで太陽光Ｌは太陽電池セル１１に集光されるため、発電効率に優れた高価な結晶系シリコンを採用せずとも好適な発電効率を実現できる。このため、低コスト化を図ることができる。
【００２９】
また、反射板２において、入射方向からみて太陽電池セル１１の位置と重ならない位置に配置された折曲部２ｃが、面方向に伸縮する低剛性部として構成され、入射方向からみて太陽電池セル１１の位置と重なる位置に配置された折曲部２ａ，２ｂが、面方向に伸縮しにくい高剛性部として構成されている。これにより、反射板２において、伸縮容易な箇所と伸縮しにくい箇所とを設けることができるので、反射板２全体が一様に熱伸縮することを回避することが可能となる。すなわち、高剛性部である折曲部２ａ，２ｂが伸縮する量を、低剛性部である折曲部２ｃが補うように伸縮する作用を発生させることができる。このため、高剛性部である折曲部２ａ，２ｂにより形成されたＶ字面２ｘの形状が熱伸縮により変形することを回避することができる。さらに、熱伸縮前後においてＶ字面２ｘと太陽電池セル１１との位置関係が変化することを回避することが可能となる。このような作用効果は、太陽電池モジュール１の製造工程での加熱処理に伴う熱伸縮や、夏季の温度上昇又は冬季の温度低下に伴う熱伸縮に対して有効である。
【００３０】
ここで、太陽電池モジュール１の熱伸縮に対する作用効果を詳細に説明するために、太陽電池モジュール１の製造工程について説明する。太陽電池モジュール１を製造する際には、図５に示す前面基板３、封止部材１３、太陽電池セル１１およびストリングス１２、封止部材１３、および反射板２をこの順で下から積層した積層体からなる太陽電池モジュール母材を用いる。なお、ここでは、前面基板３としてガラス、封止部材１３としてＥＶＡ樹脂シート、反射板２として厚さ０．２ｍｍのステンレス、ストリングス１２として銅及びはんだを主成分とする合成物を採用する。
【００３１】
そして、積層体からなる太陽電池モジュール母材を加熱押圧することにより、太陽電池モジュール１を製造する。この加熱押圧処理には、図６に示すラミネータ５０が用いられる。このラミネータ５０は、上チャンバ５１と下チャンバ５２とを備えている。上チャンバ５１と下チャンバ５２との間には、ヒータ５３が設けられており、ヒータ５３における上チャンバ５１側に離間した位置には、ダイヤフラム５４が設けられている。また、上下チャンバ５１，５２には、真空ポンプ５５，５６が配管でそれぞれ接続されており、上下チャンバ５１，５２は、それぞれ真空状態とされることができるようになっている。上下チャンバ５１，５２と真空ポンプ５５，５６とを接続するそれぞれの配管の途中には、大気への開放を可能にした切替弁５７，５８及び配管ＯＮ−ＯＦＦを可能にしたバルブ５９，６０がそれぞれ配置されている。上記構成を制御することにより、ラミネートが行われる。
【００３２】
まず、図５に示す太陽電池モジュール母材をヒータ５３上に載置する。その後、下チャンバ５２の圧力を下げて真空状態とすることにより、ダイヤフラム５４によって太陽電池モジュール母材を押し付けるとともにヒータ５３で太陽電池モジュール母材を加熱する。加熱温度は、例えば１４０℃〜１５０℃である。こうして、太陽電池モジュール母材がラミネートされて太陽電池モジュール１が製造される。
【００３３】
製造工程における加熱処理において、太陽電池モジュール１を構成する部材が熱伸縮する。太陽電池モジュール１を構成する部材のうち、例えば、金属製の反射板２とガラス製の前面基板３とでは、物性である線膨張率が大きく相違する。このため、双方において面方向の熱伸縮量が異なる。具体的には、金属製の反射板２は、ガラス製の前面基板３の熱伸縮量よりも大きいという特徴がある。このため、加熱前後で太陽電池セル１１と反射板２との相対位置が変化する場合がある。例えば、モジュール全長を２０００ｍｍ、前面基板３をガラス、反射板２をステンレスとする。ここで、反射板２は、封止部材１３の剛性よりも高い剛性を有するものとする。すなわち、反射板２の膜厚が例えば、０．２ｍｍ以上であるとする。また、ラミネート架橋温度１５０℃から常温２０℃とした場合の温度差Δｔは−１３０℃である。また、図１８に示すように、ガラスの線膨張係数は９．０３×１０−６、ステンレスの線膨張係数は１７．３×１０−６である。このため、単純計算すると、熱膨張差は、（１７．３−９．０３）×１０−６×２０００［ｍｍ］×１３０［℃］となり、約２．１５ｍｍの位置ずれが発生する。このズレ量は、前面基板３と反射板２との相対位置のずれであり、本来問題となる太陽電池セル１１と反射板２との相対位置のずれではない。しかし、太陽電池セル１１は、図２に示すように、前面基板３と、封止部材１３を介して近接した構成とされる。このため、太陽電池セル１１は、前面基板３の熱収縮にあわせた動きになる。すなわち、太陽電池セル１１と反射板２との相対位置のズレ量は、前面基板３と反射板２との相対位置のズレ量と概ね一致する。なお、太陽電池セル１１同士はストリングス１２で接続されているが、ストリングス１２は非常に剛性が低く、太陽電池セル１１を移動させるような作用力は発生しないため、ズレ量にほとんど影響しない。
【００３４】
加熱冷却による相対位置の変化について、図７を用いて概念的に説明する。図７は、熱伸縮により発生する太陽電池セルと反射板の相対位置ずれを説明する概要図である。図７（ａ）は、ラミネータ５０投入時の常温での太陽電池モジュール母材、図７（ｂ）は、ラミネータ５０による加熱時（１４０℃〜１５０℃）での太陽電池モジュール母材、図７（ｃ）は、加熱した後、常温まで冷やされた太陽電池モジュール母材を示している。また、説明理解の容易性を考慮して、加熱時における金属製の反射板２の熱膨張量をα１とし、ガラス製の前面基板３の熱膨張量をβ１（＜α１）とする。図７（ａ）に示すように、ラミネータ５０に投入した時には、セルストリングス（図中の太陽電池セル１１を一群とするグループ）の寸法Ｌ１はａ、反射板２の寸法Ｌ２はａであり、一致している。すなわち、Ｖ字面を構成する折曲部２ｂの位置は、太陽電池セル１１の中心とされている。
【００３５】
次にラミネータ５０により加熱されると、昇温初期は、ＥＶＡ樹脂からなる封止部材１３は融解されていないため、セルストリングスは自由膨張する。さらに、高温とされてＥＶＡ樹脂からなる封止部材１３が融解した後であっても、架橋開始までは固形化されていないことから、その間でもセルストリングスは自由膨張しやすい。このため、架橋開始までは、セルストリングスと反射板２とは、概ね同一の熱膨張量α１となる。すなわち、図７（ｂ）に示すように、加熱後しばらくは、セルストリングスの寸法はＬ１＝ａ＋α１、反射板２の寸法はＬ２＝ａ＋α１となり、一致する。言い換えれば、架橋開始までは、Ｖ字面を構成する折曲部２ｂの位置は、太陽電池セル１１の中心とされている。一方、前面基板３は、β１分しか伸びない。なお、熱伸縮の起点はモジュールの中心（図７では左側）としている。
【００３６】
そして、この状態で１４０℃〜１５０℃の温度を保持することで、ＥＶＡ樹脂からなる封止部材１３の架橋が促進される。そして、ＥＶＡ樹脂が固体化するため、各部の部材は、接着される。その後、常温状態に戻り、各部材は収縮する。太陽電池セル１１は、前面基板３と厚みの薄いＥＶＡ樹脂からなる封止部材１３を介して近接しており、熱収縮時において前面基板３から影響を強く受ける。すなわち、太陽電池セル１１は、前面基板３とともに移動しやすい。このため、図７（ｃ）に示すように、セルストリングスは、膨張前の熱膨張量α１とはならず、ガラス製の前面基板３の熱膨張量β１だけの収縮となる。このため、セルストリングスの寸法はＬ１＝ａ＋α１−β１となる。これに対して、反射板２は封止部材１３の剛性よりも高い剛性を有するため、反射板２の熱収縮量は、前面基板３や封止部材１３からの影響を受けず、反射板２単体の熱収縮量となる。すなわち、反射板２の寸法はＬ２＝ａ＋α１−α１＝ａとなる。このため、寸法Ｌ１と寸法Ｌ２とが一致しない。すなわち、Ｖ字面を構成する折曲部２ｂの位置は、太陽電池セル１１の中心からずれるため、太陽電池セル１１と反射板２との相対位置関係が熱収縮前後でずれる。このため、反射板２による集光効率が低下する。また、このズレ量は、熱伸縮の起点から遠くなるほど、すなわち図７の右側に位置するほど大きくなる。すなわち、熱伸縮の起点から遠くなる太陽電池セル１１ほど、効率良く集光されないおそれがある。
【００３７】
上述したように、太陽電池セル１１と反射板２との相対位置関係の変化は、反射板２の膜厚が例えば０．２ｍｍ以上と比較的厚く剛性が高い反射板２を採用した時、すなわち、反射板２の面方向の剛性がＥＶＡ樹脂からなる封止部材１３の面方向の剛性よりも高い場合に発生する。このため、反射板２の膜厚を０．２ｍｍより薄くして低ヤング率化することにより相対位置変化の問題を解消することが考えられる。
【００３８】
しかしながら、反射板２の膜厚を０．２ｍｍより薄くした場合には、剛性が低くなるため、隣接するＥＶＡ樹脂からなる封止部材１３の熱伸縮力の影響を強く受けて、反射板２の形状が容易に変形するおそれがある。図８は、加熱処理前後の反射板２の形状変化を説明する概要図である。図８（ａ）は、加熱処理前、図８（ｂ）は、加熱処理後である。図８（ｂ）に示すように、ＥＶＡ樹脂からなる封止部材１３の熱伸縮力により、反射板２のＶ字面２ｘが湾曲して変形する。図８（ｂ）中に示すように、反射板２の折曲部２ｃ付近を起点とし、反射板２のＶ字面２ｘに沿った方向をＸ方向、Ｘ方向に直交する方向をＹ方向として、反射板２の変形の詳細を、実験結果を用いて説明する。図９（ａ）は、図８（ｂ）中のＹ方向変位のＸ方向変位依存性を示すグラフであり、反射板２の膜厚ごとに示している。また、Ｋ１で示すグラフは、反射板２の材料がアルミで膜厚０．０５ｍｍであり、Ｋ２，Ｋ３で示すグラフは、反射板２の材料がステンレスであり、膜厚がそれぞれ０．２ｍｍ、２ｍｍである。起点を０とした相対変位量を示しているので、反射面であるＶ字面２ｘが変形していない場合には、Ｙ方向変位が０で一定となる。図９（ａ）に示すように、Ｋ３の場合には全く変形が起きず、Ｋ２の場合に少し変形が確認された。一方、Ｋ１の場合には大きな変形を確認された。すなわち、反射板２が低ヤング率化すると反射面であるＶ字面２ｘが変形することが確認された。これは、図１８に示すように、アルミやステンレスに比べて、ＥＶＡ樹脂の線膨張係数が２００×１０−６程度と大きいため、反射板２が薄くなるほどＥＶＡ樹脂の伸縮力によって受ける影響が大きくなるためである。また、図９（ｂ）は、反射角度のＸ方向変位依存性を示すグラフであり、反射板２の膜厚ごとに示している。Ｋ１〜Ｋ３の材料及び膜厚は図９（ａ）と同じである。また、反射角度は図９（ａ）に示したＹ方向の相対変位量から算出した。図９（ｂ）に示すように、剛性が低いＫ１では、起点部近傍の反射角度が大きく変化することが確認された。
【００３９】
反射角度が大きく変化した場合の影響を、図１０を用いて説明する。図１０では、Ｖ字面２ｘにおいて、変形した反射面ａと、変形していない反射面ｂの光路を示している。変形のない反射面ｂで反射された光は、前面基板３界面で全反射して、太陽電池セル１１に集光される（光路Ｐ１）。他方、変形した反射面ｂで反射された光は、前面基板３界面で全反射せず、前面基板３を通過する（光路Ｐ２）。このように、Ｖ字面２ｘが変形すると、集光効率が低下する。
【００４０】
以上のように、反射板２の膜厚を厚くすれば、反射板２の面方向の剛性はＥＶＡ樹脂からなる封止部材１３の面方向の剛性に勝るため、反射板２の変形は問題とならないが、反射板２と太陽電池セル１１との相対位置関係のずれが問題となる。一方、反射板２の膜厚を薄くすれば、反射板２と太陽電池セル１１との相対位置関係のずれは発生しないが、反射板２の変形が問題となる。このように、金属製の反射板２の剛性に対して、相反する課題が発生する。
【００４１】
これに対して、第１実施形態に係る太陽電池モジュール１によれば、反射板２が複数の異なる剛性を有する部分から構成されるため、加熱による熱伸縮によって反射板２に対して力が発生した場合であっても、伸縮に対して相対的に低剛性となる反射板２の部分に力を分散させることができる。このため、太陽電池セル１１と反射板２との相対位置関係のずれや、伸縮に対して相対的に高剛性となる反射板２の部分の変形を抑制することができる。よって、熱伸縮によって生じる集光効率の変化を抑制することができる。特に、太陽電池セル１１と反射板２との相対位置関係のずれは、モジュールの大きさが大きくなるほど増加するため、太陽電池モジュール１が大型化するほど相対位置関係の変化を抑制する効果を好適に奏することができる。
【００４２】
また、第１実施形態に係る太陽電池モジュール１によれば、太陽電池セル１１が反射板２と対向するように複数離間して配置され、反射板２は、その主面が連続したＶ字形状となるように折り曲げられた折曲部２ａ，２ｂ，２ｃを有し、太陽電池セル１１間に対応する位置に配置された折曲部２ｃには、伸縮に対して他の部分よりも低い剛性を有する断面Ｕ字形状の低剛性部が設けられるので、反射板２の熱伸縮が起きた場合、太陽電池セル１１間に対応する位置に配置された折曲部２ｃに形成された低剛性部が変形し、太陽電池セル１１に向けて反射させるＶ字面２ｘの形状を保ちながら伸縮する。すなわち、反射板２の剛性が一様に一定ではないため、反射板２の太陽電池セル１１と対向する折曲部２ａ，２ｂの角度は変化しないので、Ｖ字面２ｘの形状は相似形で収縮する。このため、反射板２の太陽電池セル１１への反射角度が変化しないので、熱伸縮が集光効率に与える影響を抑えることができる。また、折曲部２ｃが、太陽電池セル１１間の中間点に対応する位置に配置されるので、反射板２が熱伸縮する中心を太陽電池セル１１の中心と一致させることができる。このため、反射板２の反射面であるＶ字面２ｘと太陽電池セル１１との位置ずれを回避することが可能となる。このため、熱伸縮が集光効率に与える影響を抑えることができる。また、位置ずれに伴う集光効率の低下を抑制することにより、同士は直列で接続された太陽電池セル１１における大幅な出力低下を回避することができる。
【００４３】
また、第１実施形態に係る太陽電池モジュール１によれば、入射光を太陽電池セル１１に向けて反射させる形状を構成する折曲部２ａ，２ｂを高剛性とし、変形を抑制することができるので、集光効率の変化を適切に抑制することが可能となる。また、反射板２の熱伸縮が起きた場合、太陽電池セル１１と対向する折曲部２ａ，２ｂは形状を保ちながら伸縮し、低剛性部となる折曲部２ｃが変形する。このため、反射板２の太陽電池セル１１への反射角度が変化しないので、熱伸縮が集光効率に与える影響を抑えることができる。
【００４４】
また、第１実施形態に係る太陽電池モジュール１によれば、低剛性部は、折曲部２ａ，２ｂ，２ｃの並設方向に直交する方向からみた断面形状が、Ｕ字形状となるように折り曲げられて形成されるので、簡易な構成で熱伸縮によって生じる集光効率の変化を抑制することができる。
【００４５】
（第２実施形態）
第２実施形態に係る太陽電池モジュールは、第１実施形態に係る太陽電池モジュール１とほぼ同様に構成されており、反射板２の折曲部に形成される低剛性部の形状のみが相違する。よって、第２実施形態では第１実施形態との相違点を中心に説明し、重複する説明は省略する。
【００４６】
図１１（ａ）は、本実施形態に係る太陽電池モジュールの要部断面図であり、図１１（ｂ）は、太陽電池セル１１の中間に対応する位置に配置される折曲部２ｅの拡大断面図である。この折曲部２ｅは、第１実施形態で説明した折曲部２ｃに対応している。図１１に示すように、折曲部２ｅは、折曲部の並設方向に直交する方向からみてＵ字の先端が拡大された形状となるように折り曲げられている。Ｕ字先端部の半径Ｒ１を大きくするほど、低剛性とすることができる。また、このような形状の低剛性部にあっては、Ｕ字の開き部分の長さＬ４を調整することにより、隣接するＶ字面２ｘを近接させることができる。このため、Ｖ字面２ｘの反射面の長さＬ３を長くすることが可能となる。よって、低剛性化を図りながら集光効率を向上させることができる。
【００４７】
以上、第２実施形態に係る太陽電池モジュールによれば、第１実施形態に係る太陽電池モジュール１と同様の効果を奏するとともに、低剛性化を図りながら集光効率を向上させることができる。
【００４８】
（第３実施形態）
第３実施形態に係る太陽電池モジュールは、第１実施形態に係る太陽電池モジュール１とほぼ同様に構成されており、反射板２の折曲部に形成される低剛性部の形状のみが相違する。よって、第３実施形態では第１実施形態との相違点を中心に説明し、重複する説明は省略する。
【００４９】
図１２（ａ）は、本実施形態に係る太陽電池モジュールの要部断面図であり、図１２（ｂ）は、太陽電池セル１１の中間に対応する位置に配置される折曲部２ｆの拡大断面図である。なお、図１２に示す太陽電池モジュールの要部の構成及び配置は全て同一であるので、図１２においては前面基板３及び太陽電池セル１１を省略している。また、折曲部２ｆは、第１実施形態で説明した折曲部２ｃに対応している。図１２に示すように、折曲部２ｆは、折曲部の並設方向に直交する方向からみてＶ字形状となるように折り曲げられている。折曲部２ｆのＶ字の角度θａは、折曲部２ａのＶ字の角度θｂ、折曲部２ｂのＶ字の角度θｃと比べて小さくされている。また、折曲部２ｆの深さＬ５及び角度θ１を最適設計することで抵抗力Ｆに対する剛性を制御し、低剛性化を図ることが可能となる。この抵抗力Ｆは、例えばガラスからなる前面基板３の線膨張係数が例えば金属からなる反射板２の線膨張係数よりも小さいために面方向に発生する力である。
【００５０】
まず、折曲部２ｆのＶ字の角度と剛性との関係について、図１３を用いて説明する。図１３（ａ）は、図１２に示す折曲部２ｆに形成された低剛性部を示すものである。この低剛性部は、深さがＬ５でＶ字の角度がθ１である。一方、図１３（ｂ）は、深さがＬ５でＶ字の角度がθ２（＞θ１）である低剛性部を示している。図１３（ａ），（ｂ）に示す低剛性部には、面方向に抵抗力Ｆが加わっており、Ｖ字先端（Ｏ点）回りにモーメントＭ１，Ｍ２が発生している。反射面に沿った方向の抵抗力Ｆの成分をそれぞれＦ１，Ｆ２とすると、モーメントＭ１，Ｍ２は、以下の式１，式２でそれぞれ表すことができる。
【数１】
0005428782.tif 000002
【数２】
0005428782.tif 000003
以上より、モーメントＭ１，Ｍ２は同一となる。すなわち、深さＬ５が同一であれば、Ｏ点周りに発生するモーメントＭ１，Ｍ２はＶ字の角度に左右されずに同一となる。図１４（ａ），（ｂ）は、図１３（ａ），（ｂ）に示す低剛性部の面方向の移動量Δｘ１，Δｘ２を示す概要図である。ここでは同一のモーメントＭ１，Ｍ２をモーメントＭとして示している。図１４（ａ），（ｂ）に示すように、モーメントが同一の場合、移動角度Δθは同一となるが、低剛性部のＶ字の角度θ１における移動量Δｘ１の方が、低剛性部のＶ字の角度θ２における移動量Δｘ２に比べて大きくなる。すなわち、深さＬ５が同一であれば、折曲部２ｆのＶ字の角度θを小さくするほど低剛性化させることができる。
【００５１】
次に、折曲部２ｆのＶ字の深さと剛性との関係について、図１５を用いて説明する。図１５（ａ）は、図１２に示す折曲部２ｆに形成された低剛性部を示すものである。この低剛性部は、深さがＬ５、Ｖ字辺がＲ２、Ｖ字の角度がθ１である。一方、図１５（ｂ）は、深さがＬ６（＜Ｌ５）、Ｖ字辺がＲ２、Ｖ字の角度がθ２（＞θ１）である低剛性部を示している。図１５（ａ），（ｂ）に示す低剛性部には、面方向に抵抗力Ｆが加わっており、Ｖ字先端（Ｏ点）回りにモーメントがそれぞれ発生している。反射面に沿った方向の抵抗力Ｆの成分をそれぞれＦ１，Ｆ２とすると、各モーメントは、上記の式１，式２でそれぞれ表すことができる。Ｖ字の角度θ１は、Ｖ字の角度θ２より小さいため、Ｖ字の角度θ１のモーメントの方が大きくなる。抵抗力Ｆによって発生するモーメントが大きいほど面方向への変形の影響が大きくなる。すなわち、深さＲ２が同一であれば、折曲部２ｆのＶ字の深さを小さくするほど低剛性化させることができる。
【００５２】
以上、第３実施形態に係る太陽電池モジュールによれば、折曲部２ｆを、深さＬ５及び角度θ１を調整したＶ字形状とすることで、第１実施形態に係る太陽電池モジュール１と同様の効果を奏するとともに、Ｖ字形状の端部側（Ｏ点）に発生するモーメントが同一であっても移動量Δｘ１を大きくすることができるので、簡易な構成で低剛性化を図ることが可能となる。
【００５３】
（第４実施形態）
第４実施形態に係る太陽電池モジュールは、第１実施形態に係る太陽電池モジュール１とほぼ同様に構成されており、反射板２が折曲部を有する複数の反射部材に分割されており、複数の反射部材間に低剛性部が形成される点が相違する。よって、第４実施形態では第１実施形態との相違点を中心に説明し、重複する説明は省略する。
【００５４】
図１６は、本実施形態に係る太陽電池モジュールの要部断面図である。図１６に示すように、太陽電池セル１１と対応する位置に、Ｖ字面２ｘを有する反射部材２ｚが離間して配置されており、複数の反射部材２ｚを覆うように軟質のシート部材２０が配置されている。シート部材２０の材料として、例えば太陽電池のバックシートとして実績のあるＰＥＴ樹脂が用いられる。複数の反射部材２ｚ及びシート部材２０は、例えば、ラミネート工程でＥＶＡ樹脂による架橋接着の際に併せて接着してもよいし、ＵＶ硬化樹脂による接着でもよいし、反射部材２ｚをインジェクションによるインサート成形で樹脂と一体化してもよい。
【００５５】
このように、複数の反射部材２ｚは、シート部材２０で一体化されて反射板２として機能する。これにより、隣り合う反射部材２ｚの間、すなわち隣り合う太陽電池セル１１の中間点に対応する位置においてはシート部材２０のみが配置されることとなる。このため、反射板２において、第１実施形態と同一の位置にシート部材２０のみからなる低剛性部が形成されることとなる。このため、第４実施形態に係る太陽電池モジュールによれば、第１実施形態に係る太陽電池モジュール１と同様の効果を奏する。
【００５６】
（第５実施形態）
第５実施形態に係る太陽電池モジュールは、第１実施形態に係る太陽電池モジュール１とほぼ同様に構成されており、反射板２がヤング率の異なる２種類以上の材料を張り合わせて構成されるとともに、重ね合わせた状態でのヤング率を変化させることで折曲部を低剛性部として機能させている点が相違する。よって、第５実施形態では第１実施形態との相違点を中心に説明し、重複する説明は省略する。
【００５７】
図１７は、本実施形態に係る太陽電池モジュールの要部断面図である。図１７に示すように、反射板２は、反射機能を有する反射部材２００と、当該反射部材２００とヤング率の異なる付加部材２０１とが張り合わされて構成されている。各材料は、例えば図１８に示す材料から適宜選択すればよい。例えば、反射部材２００の材料としては、ステンレスやアルミが用いられ、付加部材２０１の材料としては、ＰＥＴ樹脂が用いられる。反射板２は、第１実施形態で説明したように折り曲げられており、折曲部２ｇが第１実施形態で説明した折曲部２ｃに対応している。折曲部２ｇにおいては、付加部材２０１の厚さが薄くされている。これにより、折曲部２ｇは低剛性部として機能する。すなわち、太陽電池セル１１に対応する反射板２部分Ｗ１よりも、折曲部２ｇが形成された反射板２部分Ｗ２の方が低剛性化される。なお、図１７に示すように、反射板２の総膜厚を変化するのではなく、総膜厚は一定として反射部材２００及び付加部材２０１の膜厚比を変更し、反射板２の折曲部２ｇのヤング率を低くしてもよい。
【００５８】
以上、第５実施形態に係る太陽電池モジュールによれば、反射板２をヤング率の異なる２種類以上の材料を張り合わせて構成するとともに、重ね合わせた状態での折曲部２ｆのヤング率が他の部分に比べて相対的に低くなるように構成したため、第１実施形態に係る太陽電池モジュール１と同様の効果を奏する。
【００５９】
（第６実施形態）
第６実施形態に係る太陽電池モジュールは、第１実施形態に係る太陽電池モジュール１とほぼ同様に構成されており、反射板２が折曲部を有する複数の反射部材に分割されており、反射部材間に封止部材１３が配置される点、及び保湿部材が配置される点が相違する。よって、第６実施形態では第１実施形態との相違点を中心に説明し、重複する説明は省略する。
【００６０】
図１９は、本実施形態に係る太陽電池モジュールの要部断面図である。図１９に示すように、太陽電池セル１１と対応する位置に、Ｖ字面２ｘを有する反射部材２ｚが離間して配置されている。反射部材２ｚの両端は折り曲げられており、これにより係合部２ｙが立設されている。複数の反射部材２ｚは、隣り合う反射部材２ｚの係合部２ｙ同士が封止部材１３を挟み込むように配置されている。反射部材２ｚと例えばＥＶＡ樹脂からなる封止部材１３は、架橋接着されており、係合部２ｙが反射部材２ｚ同士の接着強度を確保している。このように、反射部材２ｚは、封止部材１３を介して並設されているため、反射部材２ｚの係合部２ｙ同士が配置された箇所が低剛性部として機能する。そして、隣り合う反射部材２ｚの係合部２ｙ同士を繋ぐように防湿部材２１が配置されており、これにより一体化された反射板２を構成している。防湿部材２１の配置位置は、第１実施形態で説明した折曲部２ｃの位置に対応している。このため、太陽電池セル１１と対応する位置には、反射部材２ｚが配置されて高剛性部とされ、隣り合う太陽電池セル１１の中間点に対応する位置に、反射部材２ｚの係合部２ｙ及び防湿部材２１が配置されて低剛性部とされる。なお、防湿部材２１は、例えばＥＶＡ樹脂からなる封止部材１３の水蒸気バリア性（防湿性）を確保するように機能する。防湿部材２１の材料としては、例えばＰＥＴ系樹脂材料で防湿性に優れたものや、アルミ等の軟質金属が用いられる。
【００６１】
このように、複数の反射部材２ｚは、防湿部材２１で一体化されて反射板２として機能する。これにより、隣り合う反射部材２ｚの間、すなわち隣り合う太陽電池セル１１の中間点に対応する位置においては防湿部材２１のみが配置されることとなる。このため、反射板２において、第１実施形態と同一の位置に低剛性部が形成されることとなる。よって、第６実施形態に係る太陽電池モジュールによれば、第１実施形態に係る太陽電池モジュール１と同様の効果を奏する。
【００６２】
（第７実施形態）
第７実施形態に係る太陽電池モジュールは、第１実施形態に係る太陽電池モジュール１とほぼ同様に構成されており、反射板２の折曲部に形成される低剛性部のみが相違する。よって、第２実施形態では第１実施形態との相違点を中心に説明し、重複する説明は省略する。
【００６３】
図２０は、本実施形態に係る太陽電池モジュールの要部断面図である。この折曲部２ｉは、第１実施形態で説明した折曲部２ｃに対応している。図２０に示すように、折曲部２ｉは、他の折曲部２ａ，２ｂと比べて折り曲げ角度は同一であるが、他の折曲部２ａ，２ｂと比べて膜厚が薄くされている。例えば、曲げ工程前にプレス加工により圧延されて薄くされる。これにより、折曲部２ｉは低剛性部として機能する。
【００６４】
以上、第７実施形態に係る太陽電池モジュールによれば、第１実施形態に係る太陽電池モジュール１と同様の効果を奏するとともに、簡単な工程で低剛性化を図ることができる。
【００６５】
（第８実施形態）
第８実施形態に係る太陽電池モジュールは、第１実施形態に係る太陽電池モジュール１とほぼ同様に構成されており、反射板２の折曲部に形成される低剛性部の形状のみが相違する。よって、第８実施形態では第１実施形態との相違点を中心に説明し、重複する説明は省略する。
【００６６】
図２１（ａ）は、本実施形態に係る太陽電池モジュールの要部断面図である。折曲部２ｊは、第１実施形態で説明した折曲部２ｃに対応している。図２１（ａ）に示すように、折曲部２ｊは、折曲部の並設方向に直交する方向からみてＶ字形状が連続した形状となるように折り曲げられている。また、本実施形態の他の例を図２１（ｂ）に示す。図２１（ｂ）は、本実施形態に係る他の太陽電池モジュールの要部断面図である。折曲部２ｋは、折曲部２ｊを積層方向に対象に反転したものである。上述した折曲部２ｋ、２ｊは、第１実施形態で説明した折曲部２ｃと同様に機能する。
【００６７】
以上、第８実施形態に係る太陽電池モジュールによれば、第１実施形態に係る太陽電池モジュール１と同様の効果を奏する。
【００６８】
なお、上述した各実施形態は本発明に係る太陽電池モジュールの一例を示すものである。本発明に係る太陽電池モジュールは、各実施形態に係る太陽電池モジュールに限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、各実施形態に係る太陽電池モジュールを変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
【００６９】
例えば、上述した実施形態では、低剛性部の形状がＵ字形状、Ｖ字形状、Ｕ字形状の端部を拡大させた形状、連続するＶ字形状の場合を説明したが、こららの形状を連続させた形状であってもよいし、これらの形状を組み合わせたものであってもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１…太陽電池モジュール、２…反射板、２ａ，２ｂ…折曲部（高剛性部）、２ｃ〜２ｋ…折曲部（低剛性部）、２ｘ…Ｖ字面、２ｚ…反射部材、３…前面基板、１１…太陽電池セル、１３…封止部材、２０…シート部材（連結部材）、２１…防湿部材（連結部材）、２００…反射部材。
【図１】
0005428782.tif 000004
【図２】
0005428782.tif 000005
【図３】
0005428782.tif 000006
【図４】
0005428782.tif 000007
【図５】
0005428782.tif 000008
【図６】
0005428782.tif 000009
【図７】
0005428782.tif 000010
【図８】
0005428782.tif 000011
【図９】
0005428782.tif 000012
【図１０】
0005428782.tif 000013
【図１１】
0005428782.tif 000014
【図１２】
0005428782.tif 000015
【図１３】
0005428782.tif 000016
【図１４】
0005428782.tif 000017
【図１５】
0005428782.tif 000018
【図１６】
0005428782.tif 000019
【図１７】
0005428782.tif 000020
【図１８】
0005428782.tif 000021
【図１９】
0005428782.tif 000022
【図２０】
0005428782.tif 000023
【図２１】
0005428782.tif 000024