(57)【要約】【課題】良好な耐候性（耐湿性）と発電効率を兼ね備えた太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】太陽電池モジュール１は、太陽電池素子１２及び太陽電池素子１２の受光面側に配置された表面保護部材１４を含んで構成される太陽電池パネル１０と、太陽電池パネル１０の周縁部において少なくとも表面保護部材１４の表面Ｓ１及び太陽電池パネル１０の側端面Ｓ３を連続して覆うように接着剤で太陽電池パネル１０に貼着された、耐湿性を有する第１被覆部材２２と、少なくとも第１被覆部材２２の表面保護部材１４側における端部Ａ１を、表面保護部材１４の表面Ｓ１に接触した状態で覆う第２被覆部材３２と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池素子及び前記太陽電池素子の受光面側に配置された表面保護部材を含んで構成される太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルの周縁部において少なくとも前記表面保護部材の表面及び前記太陽電池パネルの側端面を連続して覆うように接着剤で前記太陽電池パネルに貼着された、耐湿性を有する第１被覆部材と、
少なくとも前記第１被覆部材の前記表面保護部材側における端部を、前記表面保護部材の表面に接触した状態で覆う第２被覆部材と、
を備えることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記第２被覆部材は、当該第２被覆部材が前記表面保護部材の前記表面と接触している部分と前記第１被覆部材の前記端部との間に凹部を備え、
前記凹部に、前記第２被覆部材を前記太陽電池パネルに貼着するための接着剤が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記第２被覆部材は、樹脂性のガスケットであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記第２被覆部材の外側表面に凹凸が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記太陽電池パネルは、前記太陽電池素子の裏面側に配置された裏面保護部材を更に含んで構成されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記第１被覆部材は金属であり、前記第２被覆部材により前記第１被覆部材の前記裏面保護部材側における端部が覆われたことを特徴とする請求項５に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記第１被覆部材は金属であり、前記第１被覆部材の前記裏面保護部材側における端部の少なくとも一部が前記第２被覆部材から露出することを特徴とする請求項５に記載の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。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュールは、一般に、太陽電池素子が表面保護部材（ガラス等）と裏面保護部材（樹脂シート等）との間に封止材（ＥＶＡやＰＶＢ等の封止樹脂）によって封止された構成を有する。
【０００３】
太陽電池モジュールは、屋外に設置されるため耐候性に関する信頼性が重要であるが、特に、太陽電池モジュールの耐湿性を確保することが可能な構造として、太陽電池モジュールの周縁部を接着剤付き金属箔テープにより額縁状に被って封止した構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１４１５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このように接着剤付き金属箔テープで太陽電池モジュールの周縁部を被った構造では、太陽電池モジュールの表面保護部材の表面（受光面）にまで延在した金属箔テープの端部において、当該テープの接着剤が受光面上に露出することがある。そして、このような太陽電池モジュールを長期間にわたって屋外に設置して使用する間に、当該露出した接着剤にゴミやホコリ等の異物が付着して、次第にその異物による汚れが受光面の中央に向かって拡大していくおそれがある。この結果、受光面積が減少し、それにより発電効率が低下してしまうという問題が招来される。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的の１つは、良好な耐候性（耐湿性）と発電効率を兼ね備えた太陽電池モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明の一態様は、太陽電池素子及び前記太陽電池素子の受光面側に配置された表面保護部材を含んで構成される太陽電池パネルと、前記太陽電池パネルの周縁部において少なくとも前記表面保護部材の表面及び前記太陽電池パネルの側端面を連続して覆うように接着剤で前記太陽電池パネルに貼着された、耐湿性を有する第１被覆部材と、少なくとも前記第１被覆部材の前記表面保護部材側における端部を、前記表面保護部材の表面に接触した状態で覆う第２被覆部材と、を備えることを特徴とする太陽電池モジュールである。
【０００８】
また、本発明の他の一態様は、上記一態様において、前記第２被覆部材は、当該第２被覆部材が前記表面保護部材の前記表面と接触している部分と前記第１被覆部材の前記端部との間に凹部を備え、前記凹部に、前記第２被覆部材を前記太陽電池パネルに貼着するための接着剤が設けられたことを特徴とする太陽電池モジュールである。
【０００９】
また、本発明の他の一態様は、上記一態様において、前記第２被覆部材は、樹脂性のガスケットであることを特徴とする太陽電池モジュールである。
【００１０】
また、本発明の他の一態様は、上記一態様において、前記第２被覆部材の外側表面に凹凸が形成されていることを特徴とする太陽電池モジュールである。
【００１１】
また、本発明の他の一態様は、上記一態様において、前記太陽電池パネルは、前記太陽電池素子の裏面側に配置された裏面保護部材を更に含んで構成されることを特徴とする太陽電池モジュールである。
【００１２】
また、本発明の他の一態様は、上記一態様において、前記第１被覆部材は金属であり、前記第２被覆部材により前記第１被覆部材の前記裏面保護部材側における端部が覆われたことを特徴とする太陽電池モジュールである。
【００１３】
また、本発明の他の一態様は、上記一態様において、前記第１被覆部材は金属であり、前記第１被覆部材の前記裏面保護部材側における端部の少なくとも一部が前記第２被覆部材から露出することを特徴とする太陽電池モジュールである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、良好な耐候性（耐湿性）と発電効率を兼ね備えた太陽電池モジュールを提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュールの全体構成を示す正面図及び断面図である。
【図２】太陽電池モジュールの周縁部付近における詳細構造を拡大して示す断面図である。
【図３】太陽電池モジュールをその外周からフレームにより機械的に支持した構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュールの周縁部付近における詳細構造を示す断面図である。
【図５】本発明の変形例に係る太陽電池モジュールの周縁部付近における詳細構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。なお、各図面は発明の理解を容易にするために提示されたものであり、各図に登場する構成物の形状、寸法、比率、位置関係等は、意図的に誇張又は変形されて描かれることがある。
【００１７】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュール１の全体構成を示す正面図及び断面図である。正面図（ａ）は、太陽電池モジュール１をその受光面側から見た様子を表し、断面図（ｂ）は、正面図中に示すＸ−Ｘ’線で太陽電池モジュール１を切断した断面を表す。
【００１８】
太陽電池モジュール１は、平面視矩形形状を有する太陽電池パネル１０と、太陽電池パネル１０の周縁部を覆う第１被覆部材２２と、第１被覆部材２２の少なくとも端部を覆う第２被覆部材３２とを備えて構成される。太陽電池パネル１０の周縁部とは、太陽電池パネル１０の平面視における矩形の４辺及びその近傍を指す。本実施形態では、第１被覆部材２２は、その全体が第２被覆部材３２によって完全に覆われており、外側には露出していない。
【００１９】
図２は、太陽電池モジュール１の上記周縁部付近における詳細構造を拡大して示す断面図である。図中、上側が受光面側、下側が裏面側である。以下、同図を参照して太陽電池モジュール１のより具体的な構成を説明する。
【００２０】
太陽電池パネル１０は、受光面に光が照射されることにより発電する太陽電池素子１２と、太陽電池素子１２をその受光面側から保護する表面保護部材１４と、太陽電池素子１２をその裏面側から保護する裏面保護部材１６と、太陽電池素子１２を表面保護部材１４と裏面保護部材１６との間に封止している封止材層１８とを備えて構成される。
【００２１】
太陽電池素子１２は、例えば、ガラスや金属若しくは樹脂からなる基板上に薄膜の光電変換素子が成膜されて構成された薄膜系の太陽電池素子、又は、単結晶や多結晶のシリコン基板により形成された複数の光電変換素子を直列接続若しくは並列接続してなる結晶系の太陽電池素子である。
【００２２】
表面保護部材１４は、強化ガラスや樹脂からなる透明な保護板である。裏面保護部材１６は、例えばアルミ箔シートをＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）樹脂で挟んだ耐候性シートであり、封止材層１８への水分等の付着を防ぐ役割を果たす。なお、ガラス板や樹脂製のシート又は板を裏面保護部材１６として用いてもよい。封止材層１８は、ＥＶＡ（Ethylene Vinyl Acetate）やＰＶＢ（Poly Vinyl Butyral）、オレフィン系樹脂等の一定程度の耐候性を有した樹脂層であり、太陽電池素子１２を水分等の周囲環境から保護すると共に、表面保護部材１４及び裏面保護部材１６を接着する働きをしている。
【００２３】
第１被覆部材２２は、水分を透過させない十分な耐湿性を有した部材であり、太陽電池パネル１０の側端面Ｓ３から表面保護部材１４の表面Ｓ１及び裏面保護部材１６の表面Ｓ２へと延在するような形で、接着剤（不図示）によって太陽電池パネル１０の周縁部に貼着されている。即ち、太陽電池パネル１０の周縁部は、太陽電池パネル１０の側端面Ｓ３の全面、表面保護部材１４の表面Ｓ１の一部分（上記側端面Ｓ３の近傍）、及び裏面保護部材１６の表面Ｓ２の一部分（上記側端面Ｓ３の近傍）が、耐湿性のある第１被覆部材２２によって一体的に連続して覆われている。これにより、水分が側端面Ｓ３から封止材層１８を伝って太陽電池パネル１０の内部へ浸入することが防止される。
【００２４】
第１被覆部材２２としては、例えば、薄いテープ状又はシート状の金属（金属箔等）や、高耐湿性の樹脂テープ又はシートを用いることができる。また、金属や樹脂など複数の素材を貼り合わせた複合素材のテープ又はシートを用いてもよい。更に、第１被覆部材２２を貼着するための接着剤としては、例えば、ブチル系接着剤やシリコーン系接着剤を用いることができる。より好ましい形態としては、テープ状の金属箔の表面にブチル系接着剤を接着層として形成したものが、耐湿性及び加工性の観点からも良好である。より具体的には、金属箔の表面にブチル系接着剤が接着層として形成されることにより、接着層が太陽電池パネル１０の周縁部に接着し、金属箔を容易に太陽電池パネル１０に取り付けることが可能となる。
【００２５】
第２被覆部材３２は、太陽電池パネル１０の周縁部において、少なくとも第１被覆部材２２の端部Ａ１を完全に覆い隠すようにして、太陽電池パネル１０に取り付けられている。具体的には、第２被覆部材３２は、表面保護部材１４の表面Ｓ１から太陽電池パネル１０の側端面Ｓ３を経て裏面保護部材１６の表面Ｓ２まで延在している。更に、表面保護部材１４側において、第２被覆部材３２の端部Ｂ１は、第１被覆部材２２の端部Ａ１よりも太陽電池パネル１０の内側の位置（太陽電池パネル１０の受光面中央に近い側）に存在して、表面保護部材１４の表面Ｓ１と接触している。また同様に、裏面保護部材１６側において、第２被覆部材３２の端部Ｂ２は、第１被覆部材２２の端部Ａ２よりも太陽電池パネル１０の内側の位置（太陽電池パネル１０の裏面中央に近い側）に存在して、裏面保護部材１６の表面Ｓ２と接触している。
このように、第１被覆部材２２を覆うように第２被覆部材３２を形成することにより、第２被覆部材３２が太陽電池パネル１０の端部を保護することが可能になる。更に、フレームや設置用の取付金具（クランプ等）を用いて太陽電池モジュール１を屋根等の設置面に設置する場合においても、太陽電池モジュール１が第２被覆部材３２を備えていることにより、太陽電池パネル１０の端部が保護されることになる。
【００２６】
更に、第２被覆部材３２は、上記端部Ｂ１が表面保護部材１４の表面Ｓ１に接触している部分と第１被覆部材２２の上記端部Ａ１との間、及び、上記端部Ｂ２が裏面保護部材１６の表面Ｓ２に接触している部分と第１被覆部材２２の上記端部Ａ２との間に、凹部が設けられるように構成されている。そして、これらの凹部に接着剤４０が充填されており、この接着剤４０によって、第２被覆部材３２は太陽電池パネル１０に固定されている。ここで、第２被覆部材３２は、熱可塑性エラストマーから成る樹脂性のガスケットであることが好ましいが、本発明はこれに限らず、塩化ビニール、ＡＢＳ樹脂、及びアクリル樹脂等から成るプラスチックでもよく、更に、アルミ等の金属から成るフレームであってもよい。更に、第２被覆部材３２は、内側（第１被覆部材２２と接する側）と外側で材質が異なる複層構造であってもよい。この場合、外側に難燃性又は自己消火性の材質のものを用い、内側に接着剤４０との密着性の良い材質のものを用いることで、燃え難く且つ外れ難い第２被覆部材３２とすることができる。また、接着剤４０としては、例えば、シリコーン系接着剤やブチル系接着剤を用いることができる。
【００２７】
このように、第１被覆部材２２の表面保護部材１４側の端部Ａ１が第２被覆部材３２によって覆われており、且つ、第２被覆部材３２の表面保護部材１４側の端部Ｂ１と表面保護部材１４の表面Ｓ１とが接触しているので、第１被覆部材２２の上記端部Ａ１が外気に露出せず、その結果、第１被覆部材２２の上記端部Ａ１（前述したように、端部Ａ１には、第１被覆部材２２を太陽電池パネル１０に貼着している接着剤が露出して存在している可能性がある）への異物の付着を防止することが可能である。これにより、太陽電池パネル１０の受光面に異物による汚れが拡がって発電効率が低下してしまうことを回避することができる。
【００２８】
また、第１被覆部材２２の上記端部Ａ１、Ａ２と第２被覆部材３２の上記端部Ｂ１、Ｂ２との間の凹部に接着剤４０が充填されていることによって、太陽電池パネル１０内部への水分の浸入を更に抑制することが可能である。即ち、水分が封止材層１８の上記側端面Ｓ３の部分へ到達する経路としては、例えば第１被覆部材２２と表面保護部材１４との境界面、又は第１被覆部材２２と裏面保護部材１６との境界面を伝わっていく経路が考えうるが、当該経路の入口が接着剤４０により閉塞されているため、この経路に水分が入り込むことを防止することができ、これにより、太陽電池パネル１０内部への水分の浸入がより一層抑制される。
【００２９】
なお、第２被覆部材３２の端部Ｂ１が表面保護部材１４の表面Ｓ１と接触していることにより、接着剤４０が第２被覆部材３２の端部Ｂ１を越えて太陽電池パネル１０の受光面側へ漏出してしまうことが防止されている。よって、この接着剤４０に異物が付着するおそれはなく、端部Ａ１とＢ１との間の凹部に接着剤４０を充填したことに起因して、太陽電池パネル１０の受光面が異物で汚れ、それにより発電効率が低下するという不都合が誘発されることはない。
【００３０】
また、第１被覆部材２２が金属製のものである場合には、その裏面保護部材１６側の端部Ａ２が第２被覆部材３２によって覆われていることによって、第１被覆部材２２に誤って手等を触れてしまうことを防止することができ、第１被覆部材２２からの感電等を回避することができる。
【００３１】
なお、太陽電池パネル１０の側端面Ｓ３の部分において、第１被覆部材２２と第２被覆部材３２との間の隙間に接着剤を充填させてもよい。このようにすることで、第１被覆部材２２を介した第２被覆部材３２と太陽電池パネル１０との接着を、より強固にすることができる。また、第２被覆部材３２の側端面Ｓ３部分における内面に突起３２ｂを設けることによって、側端面Ｓ３部分において第１被覆部材２２と第２被覆部材３２との間の隙間を一定の大きさに保つことが可能である。これにより、この隙間に充填される接着剤の量を一定量に管理することが可能になる。
【００３２】
図３は、太陽電池モジュールをその外周からフレームにより機械的に支持した構成を示す断面図である。
【００３３】
図３（ａ）において、フレームＦは、第１フランジＦａ、第２フランジＦｂ、第３フランジＦｃ、及び側壁Ｆｄを含んで構成されており、太陽電池モジュール１の上記第２被覆部材３２により覆われている周縁部が第１フランジＦａと第２フランジＦｂとの間に挿入されて、太陽電池モジュール１とフレームＦが固定されている。この構成では、樹脂性のガスケットを第２被覆部材３２として用いることによって、太陽電池モジュール１とフレームＦ（第１フランジＦａ、第２フランジＦｂ）との密着性及び固定性を高めることが可能である。ガスケットとしては、例えば熱可塑性エラストマーを用いることができるが、本発明はこれに限らず、塩化ビニール、ＡＢＳ樹脂、及びアクリル樹脂等から成るプラスチックであってもよい。また、第２被覆部材３２の第１フランジＦａ又は第２フランジＦｂと接する面、換言すれば第２被覆部材３２の外側表面（第１被覆部材２２と接する面とは反対の面）には、複数の凹凸３２ａが形成されている。凹凸３２ａは、例えば図示されるように複数のＶ字状の溝である。このような凹凸３２ａにより、太陽電池モジュール１とフレームＦとの間の摩擦が増し、両者の固定をより強固なものとすることができる。
【００３４】
図３（ｂ）においては、フレームＦの構成は図３（ａ）と同じであるが、第１フランジＦａと側壁Ｆｄの一部分（第１フランジＦａと第２フランジＦｂの間の部分）と第２フランジＦｂとからなるフレームＦの一部分が、第２被覆部材３２として機能する。即ち、この構成では、フレームＦの当該一部分が第２被覆部材３２と共用されている。これにより、部品点数を削減することができる。
【００３５】
なお、フレームＦの材質としては、金属製、樹脂製など、様々な材質のものを用いることができる。また、図示されたフレームＦの形状は一例であり、これに限定されるものではない。
【００３６】
＜第２実施形態＞
図４は、本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュール２の全体構成を示す断面図である。同図において第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、以下においてその説明を省略することとする。
【００３７】
第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、太陽電池モジュール２の裏面側における第１被覆部材２４と第２被覆部材３４の位置関係である。
【００３８】
即ち、第２被覆部材３４の裏面保護部材１６側の端部Ｂ３は、第１被覆部材２４の裏面保護部材１６側の端部Ａ３よりも太陽電池パネル１０の外側の位置（太陽電池パネル１０の裏面中央から遠い側）に存在しており、これにより、第１被覆部材２４の端部Ａ３が第２被覆部材３４から露出する形となっている。この構成によれば、第１被覆部材２４として金属製のものを用いた場合に、第１被覆部材２４の当該露出した部分をアース端子として利用することが可能である。
【００３９】
なお、第１被覆部材２４の露出した端部Ａ３には、第１被覆部材２４を太陽電池パネル１０に貼着している接着剤がはみ出して存在することがあるが、そこに異物が付着したとしても太陽電池パネル１０の裏面であるため発電効率には影響がない。
【００４０】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されず、その要旨を逸脱しない範囲内において様々な変更が可能である。
【００４１】
例えば、太陽電池素子１２が薄膜系太陽電池素子である場合には、図５に示すように、太陽電池パネルを、太陽電池素子１２の受光面と表面保護部材１４との間に封止材層１８を設けた構造、即ち、裏面保護部材をなくして太陽電池素子１２の基板がパネル１１の裏面に露出した構造としてもよい。言い換えれば、太陽電池素子１２の基板を裏面保護部材とみなしてもよい。同図において、太陽電池モジュール３の受光面側の構成は第１及び第２実施形態と同じである。一方、太陽電池モジュール３の裏面側においては、第１被覆部材２６が、太陽電池パネル１１の側端面Ｓ３から太陽電池素子１２の裏面へと延在して、太陽電池パネル１１に貼着されている。また、同じくモジュール裏面側において、第２被覆部材３６は、太陽電池パネル１１の側端面Ｓ３から太陽電池素子１２の裏面まで延在しており、第２被覆部材３６の端部は、第１被覆部材２６の端部よりも太陽電池パネル１１の内側の位置（太陽電池パネル１１の裏面中央に近い側）に存在して、太陽電池素子１２の裏面と接触している。これにより、第１被覆部材２６の裏面側の端部が第２被覆部材３６に覆われている。なお、上述した第２実施形態のように、第１被覆部材２６の裏面側の端部が第２被覆部材３６から露出した形態であってもよい。また、図示されるように、モジュール裏面側において表面保護部材１４と太陽電池素子１２とにより形作られている段差部分に、第１被覆部材２６を接着するための接着剤４１を充填してもよい。本発明は、このような構成に対しても同様に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１、２、３        太陽電池モジュール
１０、１１        太陽電池パネル
１２              太陽電池素子
１４              表面保護部材
１６              裏面保護部材
１８              封止材層
２２、２４、２６  第１被覆部材
３２、３４、３６  第２被覆部材
３２ａ            凹凸
３２ｂ            突起
４０、４１        接着剤
Ａ１              第１被覆部材の表面保護部材側の端部
Ａ２、Ａ３        第１被覆部材の裏面保護部材側の端部
Ｂ１              第２被覆部材の表面保護部材側の端部
Ｂ２、Ｂ３        第２被覆部材の裏面保護部材側の端部
Ｓ１              表面保護部材の表面
Ｓ２              裏面保護部材の表面
Ｓ３              太陽電池パネルの側端面
Ｆ                フレーム
Ｆａ              第１フランジ
Ｆｂ              第２フランジ
Ｆｃ              第３フランジ
Ｆｄ              側壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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