(57)【要約】【課題】太陽電池素子に対してフレームからの過大な応力（挟持力）を加えることなく、外気温の上昇による、太陽電池素子とフレームとの緩みを低減すること、また、外気温の上昇と下降の繰り返しによる、太陽電池素子とフレームとの間の封止部材の密着力低下を低減すること。【解決手段】太陽電池素子と、該太陽電池素子の周縁部に取り付けられたフレームとを有する太陽電池モジュールであって、前記フレームは、前記太陽電池素子の周縁部の表側に当接する表側主面部と、前記太陽電池素子の周縁部の裏側に当接する裏側主面部とをそれぞれ別体として有するとともに、前記表側主面部と前記裏側主面部とを互いに近付けることによって両者で前記太陽電池素子を挟持させる挟持力印加部を有すること。【選択図】図２
2014041922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池素子と、該太陽電池素子の周縁部に取り付けられたフレームとを有する太陽電池モジュールであって、
前記フレームは、前記太陽電池素子の周縁部の表側に当接する表側主面部と、
前記太陽電池素子の周縁部の裏側に当接する裏側主面部とをそれぞれ別体として有するとともに、
前記表側主面部と前記裏側主面部とを互いに近付けることによって両者で前記太陽電池素子を挟持させる挟持力印加部を有する、太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記表側主面部および前記裏側主面部は、前記太陽電池素子の側面に沿って配置された側面部をそれぞれ有し、
前記表側主面部の側面部と前記裏側主面部の側面部とは、一方の外側面と他方の内側面とを重ねた状態で配置され、前記太陽電池素子の表裏方向に移動可能である、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記太陽電池素子と前記フレームとの間に、エラストマー系樹脂が介在している、請求項１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】
従来、太陽電池素子の機械強度を向上するため、フレームで太陽電池素子の周縁部分を補強した太陽電池モジュールが知られている。
【０００３】
例えば特許文献１のように、太陽電池素子の周縁部分をフレームの挟持部で表裏から押圧することで、太陽電池素子をフレームに固定する太陽電池モジュールの構造が知られている。
【０００４】
また、例えば特許文献２のように、太陽電池素子の周縁部分とフレームとの間に、温度上昇で接着強度が不可逆的に増える封止部材を用いることによって、太陽電池素子をフレームに固定する太陽電池モジュールの構造が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１００６３９号公報
【特許文献２】特開２０１１−１１３９８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のような構造では、太陽電池素子の周縁部分の表裏をフレームの挟持部で押圧することにより、太陽電池素子の周縁部分に過大な応力が加わるため、太陽電池素子が割れる場合があった。
【０００７】
さらには、外気温の上昇時において、太陽電池素子とフレームとの熱膨張率差のため、太陽電池素子がフレームから緩んで外れてしまう場合があった。
【０００８】
また、特許文献２のような構造では、外気温の上昇と下降とが繰り返されていく過程において、太陽電池素子とフレームとの熱膨張率差によって、太陽電池素子とフレームとの間の封止部材の密着力が次第に低下して、太陽電池素子がフレームから外れてしまう場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池素子と、該太陽電池素子の周縁部に取り付けられたフレームとを有する太陽電池モジュールであって、前記フレームは、前記太陽電池素子の周縁部の表側に当接する表側主面部と、前記太陽電池素子の周縁部の裏側に当接する裏側主面部とをそれぞれ別体として有するとともに、前記表側主面部と前記裏側主面部とを互いに近付けることによって両者で前記太陽電池素子を挟持させる挟持力印加部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の太陽電池モジュールによれば、太陽電池素子に対してフレームから過大な応力（挟持力）を加えて固定する必要が無いものであり、外気温が上昇した時にフレームが熱膨張することに起因して太陽電池素子とフレームとが緩んでしまうことを低減させることができる。
【００１１】
また、太陽電池素子とフレームとの間の封止部材がある場合に、外気温の上昇と下降の繰り返しに起因して密着力が低下してしまうことを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の太陽電池モジュールの一実施形態を示す模式図であり、フレームを太陽電池素子に装着した平面図である。
【図２】本発明の太陽電池モジュールの一実施形態を示す断面模式図であり、（ａ）はフレームを太陽電池素子に装着した後における断面模式図、（ｂ）はフレームを太陽電池素子に装着する前における断面模式図である。
【図３】本発明の太陽電池モジュールの他の実施形態を示す断面模式図であり、（ａ）はフレームを太陽電池素子に装着した後における断面模式図、（ｂ）はフレームを太陽電池素子に装着する前における断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（太陽電池モジュール）
以下、本発明の太陽電池モジュールの一実施形態を図を用いて説明する。
【００１４】
＜太陽電池素子＞
本実施形態に用いられる太陽電池素子としては、例えば、基板と、第１の電極層と、光吸収層と、半導体層と、第２の電極層、カバーガラスとを含んでなる構成の薄膜系太陽電池素子（不図示）があるが、これに限定されるものではなく、シリコン系太陽電池等であっても構わない。
【００１５】
ここで基板は、太陽電池素子を支持するためのものであり、剛性、平滑性を満たしていれば良い。基板に用いられる材料としては、例えば、ガラス、セラミックス、硬質樹脂、サファイヤおよびＳＵＳ等の金属が挙げられる。
【００１６】
太陽電池素子の周縁部を囲むようにフレームが設けられ、太陽電池素子とフレームとを組み合わせたものが太陽電池モジュールとなる。
【００１７】
＜フレーム＞
本実施形態は、太陽電池素子と、該太陽電池素子の周縁部に取り付けられたフレームとを有する太陽電池モジュールであって、前記フレームは、前記太陽電池素子の周縁部の表側に当接する表側主面部と、前記太陽電池素子の周縁部の裏側に当接する裏側主面部とをそれぞれ別体として有するとともに、前記表側主面部と前記裏側主面部とを互いに近付けることによって両者で前記太陽電池素子を挟持させる挟持力印加部を有する。
【００１８】
例えば図１において、フレーム２の側面部２ａは、太陽電池素子１の周縁部１ａを囲んでいる。
【００１９】
フレーム２には、側面部２ａと連接している表側主面部２ｂと裏側主面部２とが、それぞれ別々にあり、挟持力印加部４によって、表側主面部２ｂと裏側主面部２ｃとを互いに近づけることにより、太陽電池素子１の表裏が挟持される。
【００２０】
これによって、太陽電池素子に対してフレームから過大な応力（挟持力）を加えて固定する必要が無いものであり、外気温が上昇した時にフレームが熱膨張することに起因して太陽電池素子とフレームとが緩んでしまうことを低減させることができる。
【００２１】
また、太陽電池素子とフレームとの間の封止部材がある場合に、外気温の上昇と下降の
繰り返しに起因して密着力が低下してしまうことを低減することができる。
【００２２】
このように、外気温の上昇による熱膨張の影響を殆ど受けることのないフレーム２とすることができ、太陽電池素子１に対してフレーム２から適切な挟持力を一定に加えることができる。
【００２３】
そしてこのような挟持力印加部４であれば、太陽電池素子１をフレーム２に嵌める際に、表側主面部２ｂと裏側主面部２ｃとを押し広げ易い。
【００２４】
このような挟持力印加部４は、フレーム２全体に均等になるように設けられていることが好ましく、例えば図２のように、ばねで引き合う場合、あるいは、例えば図３のように、磁石で引き合う場合等があるが、これらの限りではない。
【００２５】
ここで太陽電池素子１とフレーム２とを分離させた状態においては、表側主面部２ｂと裏側主面部２ｃとの距離Ｔ１は、太陽電池素子１の厚みＴ２よりも小さくなっていることが好ましい。
【００２６】
例えば、図２（ｂ）および図３（ｂ）において、太陽電池素子１とフレーム２とを個別に分離させた状態で比較したとき、表側主面部２ｂと裏側主面部２ｃとの距離Ｔ１は、太陽電池素子１の厚みＴ２よりも小さいことを示している。
【００２７】
これにより、表側主面部２ｂと裏側主面部２ｃとが、太陽電池素子１を一定の適切な挟持力で挟み易くなり、より好ましくは、表側主面部２ｂと裏側主面部２ｃとの距離Ｔ１と、太陽電池素子１の厚みＴ２との比率Ｔ１／Ｔ２を、０．９〜０．９９とするのが良い。
【００２８】
さらに本実施形態は、前記表側主面部および前記裏側主面部は、前記太陽電池素子の側面に沿って配置された側面部をそれぞれ有し、前記表側主面部の側面部と前記裏側主面部の側面部とは、一方の外側面と他方の内側面とを重ねた状態で配置され、前記太陽電池素子の表裏方向に移動可能である。
【００２９】
図２および図３において、表側主面部２ｂおよび裏側主面部２ｃから垂直に張り出すとともに、太陽電池素子１の側面に沿って配置された側面部２ａが示されている。
【００３０】
表側主面部２ｂ、裏側主面部２ｃの各側面部２ａは、一方の外側面と他方の内側面とを重ねた状態で配置されているものであり、太陽電池素子１の表裏方向に移動可能（伸縮可能）な状態である。
【００３１】
表側主面部２ｂと裏側主面部２ｃとは別体になっているので、温度変化による膨張収縮があっても、太陽電池素子１に対する挟持力に直接影響することがなくなる。  
【００３２】
さらに本実施形態は、前記太陽電池素子と前記フレームとの間に、エラストマー系樹脂が介在していることが好ましい。
【００３３】
図２および図３においては、基板の主面と、フレーム２の表側主面部２ｂ、裏側主面部２ｃとの間にエラストマー系樹脂３を配置していることを示している。
【００３４】
これにより、太陽電池素子１とフレーム２との間の応力をエラストマー系樹脂３で緩和できるので、太陽電池素子１の割れを低減することができる。
【００３５】
ここでエラストマー系樹脂３の材質としては、ブチルゴムやシリコーンゴム、ニトリル
ゴム、フッ素ゴム等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３６】
また、太陽電池素子１の周縁部１ａと、フレーム２の側面部２ａとの間にもエラストマー系樹脂３が配置されていても構わない。
【００３７】
エラストマー系樹脂３の厚みは、１〜５ｍｍ程度であることが、太陽電池素子１とフレーム２の間における応力を緩衝するために好ましく、また、太陽電池素子１をフレーム２に嵌め易くすることができる点で好ましい。
【００３８】
（製造方法）
以下、本発明の太陽電池モジュールの製造方法における各実施形態について詳細に説明する。
【００３９】
＜押し出し成型＞
本発明におけるフレーム２は、アルミニウムを主材料（例えばＡ６０６３Ｓ）として、押し出し成型によって作製することができる。具体的には、押し出し工具の凹みまたは穴の中に溶融された主材料を加圧注入し、押し出し工具に設けられた断面形状の隙間（金型）から主材料を押し出し、これを冷却した後に所定の長さで切断する。孔開け等の追加工が少ない場合であれば、ダイキャストで作製するよりも、低コストで量産することができ、長尺なフレームでも製作が容易である。
【００４０】
＜ダイキャスト＞
あるいは本発明におけるフレーム２は、アルミニウムを主材料（例えばＡＤＣ１２）として、ダイキャストによって作製することができる。具体的には、閉じられた金型内の空間に溶融された主材料を加圧注入し、１００℃以下の金型にて冷却硬化した後に、金型を開いて製品を取り出す。孔開け追加工が多い場合であれば、押し出し成型に比べ、ダイキャストの方が安価で一発で成型できるので製作が容易である。以上のように押し出し成型やダイキャストによれば、板厚を自由に変更でき、また加工精度も高い。
【００４１】
＜プレス加工等＞
あるいは本発明におけるフレーム２は、プレス合金としてＡ２１１７Ｐ、Ａ５０５２Ｐ、冷間圧延鋼鋼板としてＳＰＣＣ、熱間圧延鋼鋼板としてＳＰＨＣが挙げられる。具体的にプレス加工では、所定の厚さの平板にポンチとダイスで打ち抜くせん断加工をする。
【００４２】
押し出し成型やダイキャストに対し、金型が順送型となり板材を順番にＳＴＥＰ送りして、打ち抜き、曲げを流れ作業的にするので低コストで加工時間が短い。なお、フレーム２の側面部２ａと、表側主面部２ｂおよび裏側主面部２ｃは、それぞれ異なる材料と製法を用いたものを組み合わせたものであっても構わない。
【００４３】
＜エラストマー系樹脂の形成方法＞
エラストマー系樹脂をフレーム２に形成する方法としては、シート状のエラストマー系樹脂３をフレーム２の表側主面部２ｂと裏側主面部２ｃの内側に貼り付けてから、太陽電池素子１を嵌めればよい。あるいは太陽電池素子１をフレーム２に嵌めてから、表側主面部２ｂと裏側主面部２ｃの内側に、エラストマー系樹脂３を充填してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１：太陽電池素子
１ａ：周縁部
２：フレーム
２ａ：側面部
２ｂ：表側主面部
２ｃ：裏側主面部
３：エラストマー系樹脂
４：挟持力印加部
１０：太陽電池モジュール
【図１】
2014041922.tif 000003
【図２】
2014041922.tif 000004
【図３】
2014041922.tif 000005