(57)【要約】【課題】太陽電池モジュールの信頼性を向上させる。【解決手段】太陽電池モジュール１を構成する筐体２の内部には、複数の太陽電池セル３ａを配線３ｂにより電気的に接続することで構成されたストリングが配置されている。ストリングは、筐体２の内部に充填された封止体４により覆われている。この封止体４には、空間５が設けられている。空間５は、封止体４の熱膨張を吸収することで、封止体４の熱膨張に起因して封止体４から太陽電池セル３ａや配線３ｂに加わる応力を緩和する部分である。これにより、太陽電池セル３ａの割れや配線３ｂの断線、筐体２の内壁と封止体４との境界面での剥離、封止体４と太陽電池セル３ａとの境界面での剥離等の不具合を抑制または防止することができる。したがって、太陽電池モジュール１の信頼性を維持または向上させることができる。【選択図】図２
2014192395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池セルを配線により電気的に接続することで構成されたセル集合体と、
前記セル集合体を収容する筐体と、
前記セル集合体を覆うように前記筐体内に設けられた封止体と、
前記封止体に接するように前記筐体内に設けられた空間と、
を備える、太陽電池モジュール。
【請求項２】
請求項１記載の太陽電池モジュールにおいて、
前記空間は、前記筐体の内壁面と前記セル集合体との間に設けられている、太陽電池モジュール。
【請求項３】
請求項２記載の太陽電池モジュールにおいて、
前記空間は、前記筐体の内壁面と前記セル集合体との間の３辺に設けられ、他の１辺には設けられていない、太陽電池モジュール。
【請求項４】
請求項１記載の太陽電池モジュールにおいて、
前記空間は、前記複数の太陽電池セルの隣接間に設けられている、太陽電池モジュール。
【請求項５】
請求項１記載の太陽電池モジュールにおいて、
前記空間は、前記封止体の内部に設けられている、太陽電池モジュール。
【請求項６】
請求項５記載の太陽電池モジュールにおいて、
前記空間の長手方向に交差する面の形状が円形状である、太陽電池モジュール。
【請求項７】
請求項１記載の太陽電池モジュールにおいて、
前記筐体は、基板部と、前記基板部の外周に沿うように設けられた枠体部と、前記基板部において前記枠体部に囲まれた側の面に設けられた複数の第１の突部と、前記枠体部により形成される前記筐体の開口部を塞ぐように設けられた蓋部と、を備え、
前記複数の太陽電池セルは、前記複数の第１の突部上に配置されている、太陽電池モジュール。
【請求項８】
請求項７記載の太陽電池モジュールにおいて、
前記蓋部において前記複数の太陽電池セルに向かい合う面には複数の第２の突部が設けられており、前記複数の太陽電池セルは、前記第１の突部と、前記第２の突部とに挟まれた状態で支持されている、太陽電池モジュール。
【請求項９】
請求項１記載の太陽電池モジュールにおいて、
前記封止体は、シリコン樹脂またはウレタン樹脂である、太陽電池モジュール。
【請求項１０】
請求項１記載の太陽電池モジュールにおいて、
前記封止体は、ゲル状である、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、光電変換を行う複数の太陽電池セルを基板上に配置して形成した太陽電池モジュールに適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、光起電力効果を利用し、光エネルギーを電力に変換する電力機器である。太陽電池セルを基板上に複数配置してパネル状に成形したものを太陽電池モジュール（太陽電池パネル）と言う。
【０００３】
太陽電池モジュールの製造方法としては、配線材によって接続された複数の太陽電池セル（ストリング）を基板と樹脂フィルムとの間に真空ラミネート法を用いて封止する方法がある。
【０００４】
また、下記特許文献１には、基材上に複数枚の太陽電池素子を配置し、ウレタン樹脂によって封入した太陽電池パネルが記載されている。
【０００５】
また、この特許文献１には、従来技術として、次の太陽電池パネルが開示されている。すなわち、配線材（２）によって複数の太陽電池素子（４）を接続したストリング（６）を、ガラス基板（８）上に、ＥＶＡ樹脂（１０）によって封入し、ＰＥＴ樹脂シート（１２）によって裏面をシールする（図１１参照）。なお、括弧内は当該文献に記載の参照符号および図番号である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０-１５７６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者は、太陽電池モジュールの構成や製造方法に関する研究および開発を行っている。真空ラミネート法を用いて太陽電池モジュールを形成する場合は以下の工程により形成する。すなわち、ガラス基板上にエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）樹脂のフィルムを置き、その上に配線材によって複数の太陽電池セルを接続したストリングを置く。次いで、そのストリングの上にＥＶＡ樹脂のフィルムをもう一枚重ねて置き、最後にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂のフィルムを置く。次いで、これらの積層体を真空中で加熱することで、ＥＶＡ樹脂を溶融させ、配線材や太陽電池セルと完全に密着させる。その後、さらに加熱処理を施すことでＥＶＡ樹脂を硬化させる。
【０００８】
しかしながら、このような真空ラミネート法を用いた場合、複数枚のフィルムを真空中で重ね合わせる必要があるため、フィルムの取り回しのための機構が複雑になる。さらに真空チャンバも必要になるため、製造装置が非常に大型で高価なものとなってしまう。また、装置内に収容可能な単位モジュールごとに真空排気と大気開放を繰り返すため、生産効率が低く、生産コストが高くなる傾向があった。
【０００９】
そこで、本発明者は、基板上に配置した太陽電池セル（ストリング）を樹脂により封止する技術を検討している。
【００１０】
しかしながら、封止樹脂の熱膨張（体積膨張）や収縮により、太陽電池セルやセル間を接続する配線材に応力が加わり、太陽電池セルの割れや配線材の断線、樹脂基板と封止樹脂境界面での剥離、樹脂基板と太陽電池セル境界面での剥離などの問題が生じる。特に、太陽電池セルを封止した樹脂の外周を基板、枠部および上蓋で囲う構造とした場合には、樹脂の応力が内部に集中し、太陽電池セルの割れや配線材の断線、樹脂基板と封止樹脂境界面での剥離、樹脂基板と太陽電池セル境界面での剥離が生じ易くなる。
【００１１】
そこで、樹脂封止を行う場合においても、封止樹脂の熱膨張による応力を緩和し、太陽電池モジュールの信頼性を向上できる太陽電池モジュール構造の開発が望まれる。
【００１２】
本発明の目的は、太陽電池モジュールの信頼性を向上させる技術を提供することにある。
【００１３】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１５】
本発明の好ましい一態様は、複数の太陽電池セルを配線により接続してなるセル集合体を収容する筐体内に、前記セル集合体を覆うように設けられた封止体を備え、前記筐体内に前記封止体に接するように空間を設けた太陽電池モジュールである。
【発明の効果】
【００１６】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。
【００１７】
太陽電池モジュールの信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１である太陽電池モジュールの構成を示す平面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ線の断面図である。
【図３】図１の太陽電池モジュールを構成する太陽電池セルの一例の要部断面図である。
【図４】図１の太陽電池モジュールの製造工程中の全体平面図である。
【図５】図４のＩＩ−ＩＩ線の断面図である。
【図６】図４に続く太陽電池モジュールの製造工程中の全体平面図である。
【図７】図６のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図である。
【図８】図６に続く太陽電池モジュールの製造工程中の全体平面図である。
【図９】図８に続く太陽電池モジュールの製造工程中の図６のＩＩＩ−ＩＩＩ線に相当する箇所の断面図である。
【図１０】図９に続く太陽電池モジュールの製造工程中の全体平面図である。
【図１１】実施の形態２の太陽電池モジュールの全体平面図である。
【図１２】図１１のＩ−Ｉ線の断面図である。
【図１３】実施の形態３の太陽電池モジュールの全体平面図である。
【図１４】図１３のＩＶ−ＩＶ線の断面図である。
【図１５】図１３のＶ−Ｖ線の断面図である。
【図１６】実施の形態４の太陽電池モジュールの全体平面図である。
【図１７】図１６のＩ−Ｉ線の断面図である。
【図１８】実施の形態５の太陽電池モジュールの図１６のＩ−Ｉ線に相当する箇所の断面図である。
【図１９】実施の形態６の太陽電池モジュールの図１のＩ−Ｉ線に相当する箇所の断面図である。
【図２０】本実施の形態７の太陽電池モジュールの筐体の要部分解斜視図である。
【図２１】（Ａ），（Ｂ）は図２０の筐体の構成例を説明するための筐体の断面図である。
【図２２】実施の形態７の太陽電池モジュールの筐体のさらに他の構成例を説明するための筐体の要部分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、実施の形態では、特に必要なときを除き、同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。さらに、実施の形態を説明する図面においては、構成を分かり易くするために、平面図であってもハッチングを付す場合や、断面図であってもハッチングを省略する場合がある。
【００２０】
また、平面図（上面図）および断面図において、各部位の大きさは実製品と対応するものではなく、図面を分かり易くするため、特定の部位を相対的に大きく表示する場合がある。また、平面図（上面図）と断面図等が対応する場合においても、各部位の形や大きさを変えて表示する場合がある。
【００２１】
（実施の形態１）
[太陽電池モジュールの構成]
図１は本実施の形態の太陽電池モジュールの構成を示す平面図、図２は図１のＩ−Ｉ線の断面図、図３は図１の太陽電池モジュールを構成する太陽電池セルの一例の要部断面図である。
【００２２】
本実施の形態の太陽電池モジュール１は、例えば、光起電力効果を利用して、太陽光等のような光エネルギーを電力に変換する装置であり、光電変換装置とも呼ばれている。
【００２３】
太陽電池モジュール１は、図１および図２に示すように、筐体２と、筐体２の内部に収容されたストリング（セル集合体）３と、筐体２の内部においてストリング３を覆うように設けられた封止体４とを備えている。
【００２４】
筐体２は、太陽電池モジュール１の外形を形成するとともに、ストリング３を収容し保護する部材である。この筐体２により、太陽電池モジュール１自体の耐衝撃性を向上させることができる。特に、封止体４が柔軟な材料で構成されている場合であっても、太陽電池モジュール１の耐衝撃性を向上させることができる。
【００２５】
この筐体２は、筐体２の下面を形成する基板部２ａと、基板部２ａの外周に沿うように設けられ筐体２の側面を形成する枠体部２ｂと、筐体２の上面を形成する蓋部２ｃとを備えている。
【００２６】
基板部２ａは、例えば平面矩形状に形成されている。基板部２ａと枠体部２ｂとは一体成形されている。これにより、基板部２ａと枠体部２ｂとを別体で形成する場合に比べて、溶接部位を少なくすることができるので、太陽電池モジュール１のコストを低減することができる。
【００２７】
基板部２ａにおいて枠体部２ｂに囲まれた側の面には、例えば、円柱状に形成された複数のスペーサ（第１の突部）２ｄが縦横方向に沿って予め決められた間隔毎に並んで配置されている。スペーサ２ｄは、基板部２ａと一体成形されている。
【００２８】
蓋部２ｃは、枠体部２ｂにより形成された筐体２の開口部を塞ぐように設けられている。この蓋部２ｃの一辺側の近傍には、蓋部２ｃの上下面を貫通する開口部２ｅが形成されている。そして、蓋部２ｃの上面には、開口部２ｅを覆うようにジャンクションボックス２ｆが設置されている。
【００２９】
このような基板部２ａ、枠体部２ｂ、蓋部２ｃおよびスペーサ２ｄは、光透過性を有する材料により形成されている。基板部２ａ、枠体部２ｂ、蓋部２ｃおよびスペーサ２ｄの材料としては、例えば、ポリカーボネート、ポリカーボネートにガラスを添加した複合材料またはアクリルがある。
【００３０】
なお、筐体２の厚さ（高さ）Ｔ１は、例えば５〜２０ｍｍ程度、基板部２ａの厚さＴ２は、例えば２〜８ｍｍ程度、スペーサ２ｄの高さＴ３は、例えば０．５〜３ｍｍ程度、蓋部２ｃの厚さＴ５は、例えば２〜８ｍｍ程度である。
【００３１】
上記したストリング３は、複数の太陽電池セル３ａと、これらを電気的に直列に接続する配線３ｂとを有している。
【００３２】
各太陽電池セル３ａは、太陽光等のような光エネルギーを電力に変換する光電変換主要部である。各太陽電池セル３ａは、図３に示すように、第１の面（裏面、下面）に設けられた第１の電極ＥＬ１と、その反対側の第２の面（表面、上面、受光面）に設けられた第２の電極ＥＬ２と、これらの電極間に設けられた半導体基板Ｓとを有している。なお、太陽電池セル３ａの受光面は第１の面および第２の面の両方に形成される場合もある。
【００３３】
第２の面側の第２の電極ＥＬ２は、半導体基板Ｓの第１の導電型（例えば、ｎ型）の半導体領域Ｓｎに電気的に接続されている。この第１の導電型の半導体領域Ｓｎの下部には、第２の導電型（例えば、ｐ型）の半導体領域Ｓｐが半導体領域Ｓｎに接した状態で設けられている。これらの半導体領域Ｓｎ，Ｓｐのｐｎ接合部において光起電力効果を利用して入力光から電力を発生させる。つまり、これらの半導体領域Ｓｎ，Ｓｐは光電変換主要部を構成する。
【００３４】
また、第２の導電型（例えば、ｐ型）の半導体領域Ｓｐの下部には、半導体領域Ｓｐより高不純物濃度の第２の導電型（例えば、ｐ型）の半導体領域Ｓｐｐが半導体領域Ｓｐに接した状態で設けられている。この半導体領域Ｓｐｐには第１の面側の第１の電極ＥＬ１が電気的に接続されている。
【００３５】
なお、第２の電極ＥＬ２を、複数のライン状の導電膜よりなるフィンガ電極と、それと交差する方向に延びるバス電極とで構成しても良い。また、太陽電池セル３ａの厚さ（太陽電池セル３ａの第１の面側の配線３ｂの厚さも含む）Ｔ４（図２参照）は、例えば０．２〜０．４ｍｍ程度である。また、この太陽電池モジュール１では、筐体２の上下面のいずれから透過した光でも電力に変換されるようになっている。
【００３６】
このような各太陽電池セル３ａは、図２に示すように、各太陽電池セル３ａの第１の面が上記したスペーサ２ｄの上面に接続された状態で、スペーサ２ｄ上に搭載されている。これにより、各太陽電池セル３ａは、筐体２の厚さ方向において基板部２ａの上面および蓋部２ｃの下面の各々から予め決められた距離を隔てた位置に配置されている。また、各太陽電池セル３ａは、図１に示すように、面内において縦横方向に沿って予め決められた隣接距離を隔てた状態で並んで配置されている。
【００３７】
配線３ｂは、例えば１００μｍ〜２００μｍ程度の厚さの銅薄膜のような金属により形成されており、太陽電池セル３ａの第１の電極ＥＬ１および第２の電極ＥＬ２と半田膜等を介して接合され電気的に接続されている。
【００３８】
太陽電池セル３ａ同士は、一方の太陽電池セル３ａの第１の電極ＥＬ１（図３参照）と、一方の太陽電池セル３ａに隣接する他方の太陽電池セル３ａの第２の電極ＥＬ２(図３参照)とを配線３ｂで結線することで互いに電気的に接続されている。そして、このような太陽電池セル３ａ同士の接続状態が太陽電池セル３ａの接続方向に沿って繰り返され、複数の太陽電池セル３ａの列毎に折り返し接続されることでストリング３が形成されている。ただし、太陽電池セル３ａの接続状態は、上記したものに限定されるものではなく、例えば、複数の太陽電池セル３ａを電気的に並列に接続しても良いし、並列接続と直列接続とを組み合わせても良い。
【００３９】
このようなストリング３の入力配線および出力配線の各々の電極、すなわち、ストリング３の両端に位置する太陽電池セル３ａに接続された配線３ｂの端部は、蓋部２ｃの開口部２ｅを通じて筐体２の外部に引き出されている。そして、これら引き出された電極は、ジャンクションボックス２ｆ内に設置されている。
【００４０】
上記した封止体４は、太陽電池セル３ａおよび配線３ｂを覆うように筐体２の内壁面（基板部２ａの上面、枠体部２ｂの内壁面および蓋部２ｃの下面）に密着した状態で筐体２の内部に充填されている。これにより、太陽電池セル３ａおよび配線３ｂの保護性（耐湿性や耐衝撃性など）を向上させることができる。また、太陽電池セル３ａは、スペーサ２ｄ上に配置され、スペーサ２ｄとの接触部以外の領域は封止体４で覆われている。これにより、太陽電池セル３ａを基板部２ａまたは蓋部２ｃに直接接触させた状態で配置した場合と比較し、基板部２ａおよび蓋部２ｃと封止体４との熱膨張係数の違いによる応力の歪みの影響を低減することができる。なお、図２の符号Ｔ６は、基板部２ａと蓋部２ｃとに挟まれた封止体４の厚さであり、それぞれ硬化する前の液体状の封止体材料の厚さに対応する。
【００４１】
このような封止体４は、光透過性の樹脂により形成されている。封止体４の材料としては、例えばシリコン樹脂（シリコーン）やウレタン樹脂が使用されている。特に、シリコン樹脂は、外部衝撃を緩和できる柔軟性を有する上、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）に比べて、筐体２（基板部２ａ、枠体部２ｂ、蓋部２ｃおよびスペーサ２ｄ）の樹脂材料との密着性が高く耐湿性や耐水性なども良好であり封止性能が高いので、封止体４の材料として好適である。
【００４２】
しかし、封止体４の材料を樹脂とした場合、封止体４の熱膨張（体積膨張）や収縮により、太陽電池セル３ａや配線３ｂに応力が加わる。その結果、太陽電池セル３ａの割れや配線３ｂの断線、筐体２の内壁と封止体４との境界面での剥離、封止体４と太陽電池セル３ａとの境界面での剥離などの問題が生じる。
【００４３】
特に、太陽電池モジュール１の環境、モジュール構造および封止体４の材料等により、上記した問題は顕著になる。すなわち、屋外に配置される太陽電池モジュールにおいては、温度変化などの外部環境の影響を受け易い。例えば、一日のうちの温度変化や季節による温度変化に伴い、封止体４の膨張および収縮が繰り返されると、太陽電池セル３ａ等に応力負荷が加わり易くなる。また、太陽電池セル３ａを封止する封止体４を筐体２で囲う構造としているので、封止体４の応力が筐体２の内部に集中し易くなる。また、封止体４をシリコン樹脂とした場合は、シリコン樹脂の熱膨張係数（線膨張係数）が１０００ｐｐｍ／℃以上であり、ＥＶＡ樹脂の熱膨張係数（線膨張係数）２００ｐｐｍ／℃より高いので、ＥＶＡ等に比べて太陽電池セル３ａ等に加わる応力が大きくなる。
【００４４】
そこで、本実施の形態においては、封止体４に接するように空間５が設けられている。空間５は、封止体４の熱膨張を吸収することで、封止体４の熱膨張に起因して封止体４から太陽電池セル３ａや配線３ｂに加わる応力を緩和する中空部分（空隙）である。これにより、上記した環境、モジュール構造および封止体材料等であっても、温度変化に伴う封止体４の膨張または収縮に因る応力を緩和することができる。このため、太陽電池セル３ａの割れや配線３ｂの断線、筐体２の内壁と封止体４との境界面での剥離、封止体４と太陽電池セル３ａとの境界面での剥離等の不具合を抑制または防止することができる。したがって、太陽電池モジュール１の信頼性を維持または向上させることができる。
【００４５】
このような空間５は封止体４の体積の１％以上に設定することが好ましい。これは、封止体４の膨張量が全体の１％程度だからである。したがって、空間５を封止体４の体積の１％以上に設定することにより、封止体４の体積膨張を効果的に緩和することができる。
【００４６】
また、本実施の形態において空間５は、筐体２の３辺の近傍であって、ストリング３と枠体部２ｂとの間に筐体２の各辺に沿って延在した状態で設けられているが、筐体２の開口部２ｅが配置された辺側には設けられていない。空間５を筐体２の１辺の近傍に設けるだけでも応力を緩和することができるが、空間５を筐体２の３辺の近傍に設けることで、より応力を緩和する効果を向上させることができる。また、空間５を対称に配置することにより、太陽電池モジュール１の筐体２の平面内における応力緩和能力の均一性を向上させることができる。さらに、筐体２の１辺には空間５を設けないことで、その空間５を設けていないところに、ストリング３の入出力用の電極を配置する部分を確保することができる。
【００４７】
また、空間５を設けると太陽電池モジュール１を外部から見た場合に違和感が生じる場合も考えられる。そこで、本実施の形態においては、筐体２の外周に沿って配置され筐体２の外周を固定する固定枠体（図示せず）の陰に空間５が隠れて見えなくなるように、空間５を筐体２の外周近傍に配置した。これにより、太陽電池モジュール１の外部から空間５が見えなくなるので、空間５を配置したことによる違和感を無くすことができる。
【００４８】
また、図１の左右の空間５は、封止体４の内部に中空状に設けられている。すなわち、空間５が筐体２の内壁に接する部分が無い。これにより、空間５を設けたことに起因する封止体４の剥離等を防止することができる。
【００４９】
さらに、図１の左右の空間５は、その長手方向に交差する面の形状が円形状に形成されている。これにより、封止体４の膨張時に空間５が全周においてほぼ均一に変形するので、空間５を目視できる場合でも空間５の変形形状に違和感が生じ難い。また、後述するように、空間５を形成する際に空間５を形成するための棒状体を回転させながら封止体４から引き抜くことができるので、空間５の形成を容易にすることができる。
【００５０】
［太陽電池モジュールの製造方法］
次に、本実施の形態の太陽電池モジュールの製造工程について図４〜図１０を参照しながら説明するとともに、本実施の形態の太陽電池モジュールの構成をより明確にする。
【００５１】
図４は本実施の形態の太陽電池モジュールの製造工程中の全体平面図、図５は図４のＩＩ−ＩＩ線の断面図である。
【００５２】
まず、基板部２ａを準備する。基板部２ａには、枠体部２ｂおよびスペーサ２ｄが一体成形されている。この基板部２ａ、枠体部２ｂおよびスペーサ２ｄは、例えば、ポリカーボネート、ポリカーボネートにガラスを添加した複合材料、またはアクリルのような材料を射出成形することにより一体成形されている。
【００５３】
スペーサ２ｄは、例えば円柱状に形成され、基板部２ａの上面内において縦横方向に沿って予め決められた間隔毎に並んで配置される。また、枠体部２ｂは、任意の１辺において液体の樹脂を充填するために開口部（図示せず）が形成されるように射出成形される。
【００５４】
次いで、図６は図４に続く太陽電池モジュールの製造工程中の全体平面図、図７は図６のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図である。
【００５５】
ここでは、基板部２ａの枠体部２ｂで囲まれた空間（凹部）内に、上記したストリング３を配置する。ストリング３は、前述したように複数の太陽電池セル３ａを配線３ｂによって電気的に接続したものであり、各太陽電池セル３ａが、基板部２ａのスペーサ２ｄ上に配置されるように位置合わせされた状態で配置されている。各太陽電池セル３ａの第１の面は、スペーサ２ｄの上面に接合される。また、ストリング３の入力配線および出力配線となる配線３ｂは、基板部２ａの上方に引き出しておく（図７参照）。なお、配線３ｂは、太陽電池セル３ａの第１の電極ＥＬ１および第２の電極ＥＬ２（図３参照）と半田等を介して接合され電気的に接続されている。
【００５６】
次いで、図８は図６に続く太陽電池モジュールの製造工程中の全体平面図である。
【００５７】
ここでは、上記した封止体４の内部に空間５を設けるための棒状体７を枠体部２ｂとストリング３との間の左右２箇所に配置する。
【００５８】
棒状体７は、一端から他端まで同一直径の円柱状の形状に形成されている。また、棒状体７は、例えばポリテトラフロオロエチレン等のようなフッ素系の樹脂等、封止体４との密着性の低い材料により形成されている。これにより、棒状体７を封止体４から引き抜き易くすることができる。
【００５９】
また、棒状体７は、太陽電池セル３ａを封止する封止体４の体積膨張を効果的に緩和するため、封止体４の体積に対し、１％以上の体積を持つように設定することが好ましい。
【００６０】
また、棒状体７は、封止体４の注入面側の１辺からこれに向かい合う他の１辺に接する位置まで線状に延在している。このように棒状体７の先端面を枠体部２ｂの内壁面（封止体４の充填時において底面）に接するようにすることで、封止体４を充填する際に棒状体７の状態を安定させることができる。ただし、棒状体７の先端を枠体部２ｂの内壁面に接しない位置で終端させるようにしても良い。これにより、棒状体７の先端面側にも封止体４が充填され、棒状体７により形成される空間５の先端面が枠体部２ｂに接触しなくなるので、空間５が枠体部２ｂに接触することで封止体４の一部が剥離する不具合を回避できる。
【００６１】
次いで、図９は図８に続く太陽電池モジュールの製造工程中の図６のＩＩＩ−ＩＩＩ線に相当する箇所の断面図である。
【００６２】
ここでは、枠体部２ｂ上に蓋部２ｃを重ね合わせ、枠体部２ｂと蓋部２ｃとを、例えば、赤外線またはレーザのようなエネルギー線により溶着することで筐体２を形成する。
【００６３】
蓋部２ｃの材料は、基板部２ａ、枠体部２ｂおよびスペーサ２ｄと同様の光透過性を有する材料より形成されている。筐体２の厚さ（高さ）Ｔ１は、基板部２ａの厚さＴ２、封止体４（図９には図示せず）の厚さＴ６および蓋部２ｃの厚さＴ５の和と同じになるように設定されている（Ｔ１＝Ｔ２＋Ｔ５＋Ｔ６）。
【００６４】
ストリング３の入力配線および出力配線となる配線３ｂは、蓋部２ｃの開口部２ｅを通じて筐体２の外部に引き出し折り曲げる。そして、筐体２の内部に封止体形成用の液体状の樹脂を充填する際にその樹脂が外部に漏れないように開口部２ｅをフィルム８で覆う。
【００６５】
次いで、図１０は図９に続く太陽電池モジュールの製造工程中の全体平面図である。
【００６６】
まず、筐体２を開口部２ｅが下方に位置するように立てた状態で筐体２の上側の１辺から筐体２の内部にストリング３（太陽電池セル３ａおよび配線３ｂ）を覆うように液状の樹脂４ａを注入し充填する。液状の樹脂４ａとしては、例えば、液状のシリコン樹脂を用いる。
【００６７】
シリコン樹脂は、外部衝撃を緩和できる柔軟性を有し、耐湿性や耐水性なども良好であることから封止体４の材料として用いて好適である。また、シリコン樹脂は、熱膨張係数（線膨張係数）が１０００ｐｐｍ／℃以上であり、ラミネート構造に用いられるＥＶＡ樹脂の熱膨張係数（線膨張係数）２００ｐｐｍ／℃より高い。よって、封止体４の材料としてシリコン樹脂を用いる場合は、本実施の形態のように上記した空間５(図１および図２参照)を設けることによる効果が大きく、本実施の形態の構成を適用する上で好ましい。
【００６８】
ただし、封止体４の材料はシリコン樹脂に限定されるものではなく、注入時には液状であり、その後、硬化させることが可能な樹脂であれば他の樹脂を用いても良い。封止体４の他の材料として、例えば、ウレタン樹脂を用いても良い。ウレタン樹脂の熱膨張係数（線膨張係数）は、２００ｐｐｍ／℃程度である。
【００６９】
続いて、液状の樹脂４ａを筐体２内に充填した後、筐体２に対して加熱処理を施すことにより液状の樹脂４ａを硬化させ、例えば、硬化シリコン樹脂により形成された封止体４（図２参照）を形成する。ただし、熱硬化の他、紫外線等のようなエネルギー線を照射することにより硬化する樹脂を封止体４の材料として用いても良い。
【００７０】
また、本実施の形態において「液状」とは、粘度を有するものも含む。ただし、充填性を考慮すれば、低粘度（例えば、５Ｐａ・ｓ以下）の液状の樹脂を用いることが好ましい。また、硬化状態としては、ゲルやエラストマーなどのような柔軟性を有した硬化状態も含む。例えば、硬化後の上記シリコン樹脂がゲル状であっても良い。このように、ある程度の柔軟性を有する樹脂（例えば、ヤング率１ＭＰａ以下の硬化樹脂）を用いることで、外部からの衝撃を緩和することができる。
【００７１】
その後、棒状体７を引き抜く等して封止体４から取り除くことにより、封止体４の内部に図１および図２に示した空間５を形成する。本実施の形態においては、上記したように棒状体７を円柱状にしたことにより、棒状体７を軸を中心にして回転させながら封止体４から引き抜くことができるので、棒状体７を容易に引き抜くことができる。ただし、棒状体７の形状は、これに限定されるものではなく、例えば、棒状体７の直径が先端（液状の樹脂４ａを注入する方向）に向かって次第に小さくなるような円錐状または円錐台形状としても良い。これにより、棒状体７を封止体４からさらに引き抜き易くすることができる。
【００７２】
その後、図９に示した漏れ防止のフィルム８を除去し、代わりに図１に示したようにジャンクションボックス２ｆを取り付ける。また、筐体２において樹脂４ａの注入口を塞ぐ。この注入口を塞がないで、空間５を注入口を通じて筐体２の外部に繋がるようにしておいても良い。以上の工程により、図１および図２に示した太陽電池モジュール１の製造を完了する。
【００７３】
（実施の形態２）
図１１は実施の形態２の太陽電池モジュールの全体平面図、図１２は図１１のＩ−Ｉ線の断面図である。
【００７４】
本実施の形態２においては、太陽電池モジュール１の筐体２内において太陽電池セル３ａのセル列とセル列との間（図１の横方向中央）にも空間５が配置されている。
【００７５】
この中央の空間５は、前記実施の形態１と同様に封止体４の内部に、例えば、円形中空状に形成されている。また、中央の空間５は、筐体２の１辺側（図１１の上側）の空間５から複数の太陽電池セル３ａの配置方向に沿って線状に延在し、セル列同士を接続する配線３ｂの手前で終端するように設けられている。
【００７６】
このように太陽電池セル３ａのセル列間にも空間５を設けたことにより、熱膨張に因り封止体４から太陽電池セル３ａや配線３ｂに加わる応力を、より効果的に緩和することができる。
【００７７】
これ以外の構成および効果は前記実施の形態１と同じなので説明を省略する。また、本実施の形態２の太陽電池モジュール１の製造方法は前記実施の形態１と同じなので説明を省略する。
【００７８】
（実施の形態３）
図１３は実施の形態３の太陽電池モジュールの全体平面図、図１４は図１３のＩＶ−ＩＶ線の断面図、図１５は図１３のＶ−Ｖ線の断面図である。
【００７９】
本実施の形態３においては、複数の空間５が複数の太陽電池セル３ａの隣接間に設けられている。すなわち、各空間５は、筐体２の一方の辺（図１３の右側）の空間５からセル列を交差するように線状に延在し、筐体２の一方の辺に向かい合う他方の辺の枠体部２ｂの内壁面に接した状態で終端するように設けられている。図１４および図１５に示すように、空間５は、配線３ｂを避けるように配線３ｂの厚さ方向の上下に配置されており、配線３ｂは封止体４により覆われている。
【００８０】
本実施の形態３においては、前記実施の形態１，２の場合よりも多くの太陽電池セル３ａおよび配線３ｂのより近傍に空間５を配置することができる。したがって、熱膨張に因り封止体４から太陽電池セル３ａや配線３ｂに加わる応力を、前記実施の形態１，２の場合よりも効果的に緩和することができる。
【００８１】
これ以外の構成および効果は前記実施の形態１と同じなので説明を省略する。また、本実施の形態３の太陽電池モジュール１の製造方法は、封止体４の注入箇所や棒状体の形状が異なるだけで製造工程自体は前記実施の形態１と同じなので説明を省略する。
【００８２】
（実施の形態４）
図１６は実施の形態４の太陽電池モジュールの全体平面図、図１７は図１６のＩ−Ｉ線の断面図である。
【００８３】
本実施の形態４においては、空間５が枠体部２ｂとストリング３との間であって、封止体４の外周の３辺を囲むように設けられている。空間５の断面形状は、例えば、矩形状に形成されている。
【００８４】
本実施の形態４においても、前記実施の形態１と同様に、熱膨張に因り封止体４から太陽電池セル３ａや配線３ｂに加わる応力を緩和することができる。また、本実施の形態４の場合、空間５が枠体部２ｂの内壁面に接しているので、太陽電池モジュール１の製造工程において空間５を形成するための棒状体７（図１０等参照）を引き抜き易くすることができる。
【００８５】
これ以外の構成および効果は前記実施の形態１と同じなので説明を省略する。また、本実施の形態４の太陽電池モジュール１の製造方法は、上記した棒状体７の形状や配置位置が異なるだけで製造工程自体は前記実施の形態１と同じなので説明を省略する。
【００８６】
（実施の形態５）
図１８は実施の形態５の太陽電池モジュールの断面図であり、図１６の実施の形態４のＩ−Ｉ線に相当する箇所の断面図である。
【００８７】
本実施の形態５においては、空間５が蓋部２ｃと封止体４との間にも形成されている。枠体部２ｂと封止体４との間の空間５は前記実施の形態４と同様に形成されている。
【００８８】
蓋部２ｃと封止体４との間の空間５は、筐体２の開口面内全域に形成されており、その外周側で枠体部２ｂと封止体４との間の空間５に繋がっている。
【００８９】
本実施の形態５においては、ストリング３の全ての太陽電池セル３ａおよび配線３ｂに対応して空間５を配置できるので、熱膨張に因り封止体４から太陽電池セル３ａや配線３ｂに加わる応力を、前記実施の形態１〜４の場合よりも効果的に緩和することができる。
【００９０】
これ以外の構成および効果は前記実施の形態１と同じなので説明を省略する。また、本実施の形態５の太陽電池モジュール１の製造方法は、上記した棒状体７の形状や配置位置が異なるだけで製造工程自体は前記実施の形態１と同じなので説明を省略する。
【００９１】
（実施の形態６）
図１９は実施の形態６の太陽電池モジュールの図１のＩ−Ｉ線に相当する箇所の断面図である。
【００９２】
本実施の形態６においては、蓋部２ｃにおいて複数の太陽電池セル３ａに向かい合う面（下面）に、複数のスペーサ（第２の突部）２ｇが一体成形されている。
【００９３】
このスペーサ２ｇは、例えば、上記スペーサ２ｄと同様に円柱状に形成されている。スペーサ２ｇの先端面は太陽電池セル３ａの第２の面に接続されている。ストリング３を構成する複数の太陽電池セル３ａは、基板部２ａのスペーサ２ｄと、蓋部２ｃのスペーサ２ｇとで挟まれた状態で支持されている。これにより、太陽電池セル３ａをしっかりと保持することができるので、封止体４の充填時等に液状の樹脂４ａの流れる力で太陽電池セル３ａが剥離してしまうこともない。
【００９４】
（実施の形態７）
前記実施の形態１〜６においては、筐体２の基板部２ａと枠体部２ｂとが一体成形されている場合（図５等参照）について説明したが、基板部２ａと枠体部２ｂとを異なる部材（別部材）で構成しても良い。そして、基板部２ａと枠体部２ｂとを赤外線やレーザ等のようなエネルギー線により溶着または接着剤により接着することで筐体２を形成しても良い。
【００９５】
図２０は本実施の形態７の太陽電池モジュールの筐体の要部分解斜視図、図２１（Ａ），（Ｂ）は図２０の筐体の構成例を説明する筐体の断面図、図２２は実施の形態７の太陽電池モジュールの筐体のさらに他の構成例を説明する筐体の要部分解斜視図である。なお、図２０〜図２２においては図面を見易くするためにスペーサ２ｄおよび蓋部２ｃを省略している。
【００９６】
本実施の形態７においては、図２０に示すように、筐体２の基板部２ａと枠体部２ｂとが別体で形成されており、枠体部２ｂを基板部２ａの外周に沿うように接着することで筐体２が構成される。
【００９７】
この場合、図２１（Ａ）に示すように、基板部２ａの上面に枠体部２ｂを重ねて接着することで筐体２を形成しても良い。また、図２１（Ｂ）に示すように、枠体部２ｂの高さを基板部２ａの厚さより大きく設定し、枠体部２ｂの枠内底部に基板部２ａを嵌め込むことにより筐体２を形成しても良い。
【００９８】
また、図２２に示すように、枠体部２ｂを、４つの柱状（直方体）の枠部材２ｂ１〜２ｂ４で構成し、各枠部材２ｂ１〜２ｂ４を基板部２ａの各辺に沿うように重ねて溶着または接着することで筐体２を形成しても良い。また、各枠部材２ｂ１〜２ｂ４の高さを基板部２ａの厚さより大きく設定し、基板部２ａの側面に各枠部材２ｂ１〜２ｂ４を接着することにより筐体２を形成しても良い。図２２に示す構造の場合、異なる寸法等の筐体２を製造する際に柔軟に対応することができる。
【００９９】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【０１００】
例えば、上記の説明では基板部２ａおよび蓋部２ｃにスペーサ２ｄ，２ｇを一体成形した場合について説明したが、スペーサ２ｄ，２ｇを基板部２ａおよび蓋部２ｃとは別体とし、それぞれ基板部２ａおよび蓋部２ｃの上面に接着した構造としても良い。この場合、スペーサ２ｄ，２ｇの材料を基板部２ａや蓋部２ｃよりも柔軟性のある材料で構成する。これにより、熱膨張に起因して基板部２ａおよび蓋部２ｃと太陽電池セル３ａとに生じる応力を緩和することができる。
【０１０１】
また、この他、実施の形態に記載された内容の一部を以下に記載する。
（１）複数の太陽電池セルを配線により電気的に接続することで構成されたセル集合体を収容する筐体と、前記筐体内に前記セル集合体を覆うように設けられた封止体と、前記筐体内に前記封止体に接するように設けられた空間と、を備えるものである。
（２）前記（１）において、前記筐体が、基板部と、その外周に沿うように設けられた枠体部と、前記枠体部で形成される開口を塞ぐように設けられた蓋部とを備え、前記基板部と前記枠体部とが一体成形されているものである。
（３）前記（１）において、前記筐体が、基板部と、その外周に沿うように設けられた枠体部と、前記枠体部で形成される開口を塞ぐように設けられた蓋部とを備え、前記基板部と前記枠体部とが別部材で構成されているものである。
（４）前記（３）において、前記基板部と前記枠体部とがエネルギー線により溶着されているものである。
（５）前記（１）において、前記蓋部には開口部が形成されており、前記セル集合体の入力配線および出力配線の各々の電極が前記蓋部の前記開口部を通じて外部に引き出されているものである。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、太陽電池セルを有する太陽電池モジュールに広く適用することができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１  太陽電池モジュール
２  筐体
２ａ  基板部
２ｂ  枠体部
２ｂ１〜２ｂ４  枠部材
２ｃ  蓋部
２ｄ  スペーサ（第１の突部）
２ｅ  開口部
２ｆ  ジャンクションボックス
２ｇ  スペーサ（第２の突部）
３  ストリング（セル集合体）
３ａ  太陽電池セル
３ｂ  配線
４  封止体
５  空間
７  棒状体
ＥＬ１  第１の電極
ＥＬ２  第２の電極
Ｓ  半導体基板
【図１】
2014192395.tif 000003
【図２】
2014192395.tif 000004
【図３】
2014192395.tif 000005
【図４】
2014192395.tif 000006
【図５】
2014192395.tif 000007
【図６】
2014192395.tif 000008
【図７】
2014192395.tif 000009
【図８】
2014192395.tif 000010
【図９】
2014192395.tif 000011
【図１０】
2014192395.tif 000012
【図１１】
2014192395.tif 000013
【図１２】
2014192395.tif 000014
【図１３】
2014192395.tif 000015
【図１４】
2014192395.tif 000016
【図１５】
2014192395.tif 000017
【図１６】
2014192395.tif 000018
【図１７】
2014192395.tif 000019
【図１８】
2014192395.tif 000020
【図１９】
2014192395.tif 000021
【図２０】
2014192395.tif 000022
【図２１】
2014192395.tif 000023
【図２２】
2014192395.tif 000024