(57)【要約】【課題】改善された信頼性を有する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、複数の太陽電池２０と、シート状の配線材３０とを備える。複数の太陽電池２０は、第１の方向に沿って相互に間隔をおいて配されている。太陽電池２０は、一の主面側に第１及び第２の電極２１，２２を有する。配線材３０は、隣接する太陽電池２０のうち第１の太陽電池の第１の電極２１と第２の太陽電池の第２の電極２２とを電気的に接続している。配線材３０は、第１の太陽電池の一部から第２の太陽電池の一部に跨って、第１、２の太陽電池間の間隙の少なくとも一部を覆っている。配線材３０には、間隙を覆う領域に開口３３が形成されている。【選択図】図３
2014110254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に沿って相互に間隔をおいて配されており、一の主面側に第１及び第２の電極を有する複数の太陽電池と、
隣接する前記太陽電池のうち第１の太陽電池の前記第１の電極と第２の太陽電池の前記第２の電極とを電気的に接続するシート状の配線材と、
を備え、
前記配線材は、前記第１の太陽電池の一部から前記第２の太陽電池の一部に跨って、前記第１、２の太陽電池間の間隙の少なくとも一部を覆っており、前記配線材の前記間隙を覆う領域に開口が形成されている、太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記開口は、前記第１の太陽電池の前記第２の太陽電池と対向する側面および前記第２の太陽電池の前記第１の太陽電池と対向する側面と、それぞれ所定の距離離れて形成されている、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記配線材は、前記開口を複数有し、
前記複数の開口は、前記第１の方向において、互いに重ならないように配置されている、請求項２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って相互に間隔をおいて設けられた複数の前記開口を含む開口列が、前記第１の方向に沿って複数設けられている、請求項３に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記開口は、長手方向が前記第２の方向に沿った細長形状を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記開口の形状は、丸められた形状の角部を有する矩形、円形、楕円形及び長円形の少なくともひとつである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記配線材は、前記第１の太陽電池の前記第１の電極および前記第２の太陽電池の前記第２の電極と接続される導電層と、前記導電層上に積層された樹脂シートとを有し、
前記開口は、前記導電層に設けられている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】
前記樹脂シートは、前記開口を覆っている、請求項７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】
近年、優れた光電変換効率を有する太陽電池モジュールとして、裏面接合型の太陽電池を備える太陽電池モジュールが知られている。例えば特許文献１には、配線材により電気的に接続された複数の裏面接合型の太陽電池を備える太陽電池モジュールが記載されている。特許文献１に記載の太陽電池モジュールでは、矩形状の配線材が、太陽電池の配列方向に対して垂直な方向において太陽電池の一方側端部から他方側端部にわたって接着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２６６８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
太陽電池モジュールの温度が変化すると、保護部材と太陽電池との線膨張率の差により、太陽電池の間隔が変化する場合がある。保護部材と太陽電池との間隔が変化すると、太陽電池に接続された配線材に応力が発生し、この応力は配線材を太陽電池から剥離させる要因となる。従って、太陽電池モジュールにおいて、配線材に生じた応力に起因する信頼性の低下を如何に抑制するかが課題となっている。
【０００５】
本発明の目的は、改善された信頼性を有する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】
【０００６】
本発明に係る太陽電池モジュールは、複数の太陽電池と、シート状の配線材とを備える。複数の太陽電池は、第１の方向に沿って相互に間隔をおいて配されている。太陽電池は、一の主面側に第１及び第２の電極を有する。配線材は、隣接する太陽電池のうち第１の太陽電池の第１の電極と第２の太陽電池の第２の電極とを電気的に接続している。配線材は、第１の太陽電池の一部から第２の太陽電池の一部に跨って、第１、２の太陽電池間の間隙の少なくとも一部を覆っている。配線材の間隙を覆う領域に開口が形成されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、改善された信頼性を有する太陽電池モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
【図２】本発明の一実施形態における太陽電池の略図的裏面図である。
【図３】本発明の一実施形態における太陽電池ストリングの略図的裏面図である。
【図４】図３の線ＩＶ−ＩＶにおける略図的断面図である。
【図５】第１の変形例における太陽電池ストリングの略図的裏面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
【００１０】
また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
【００１１】
図１に示されるように太陽電池モジュール１は、太陽電池ストリング１０を備えている。太陽電池ストリング１０は、受光面側に位置する第１の保護部材１１と、裏面側に位置する第２の保護部材１２との間に配されている。第１の保護部材１１と第２の保護部材１２との間には、充填材１３が設けられている。太陽電池ストリング１０は、充填材１３によって封止されている。
【００１２】
第１の保護部材１１は、例えば、ガラス板やセラミック板などにより構成することができる。第２の保護部材１２は、例えば、樹脂シート、金属箔を介在させた樹脂シート等により構成することができる。充填材１３は、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリエチレン(ＰＥ)、ポリウレタン(ＰＵ)などの樹脂により構成することができる。
【００１３】
太陽電池ストリング１０は、ｘ軸方向（第１の方向）に沿って相互に間隔をおいて配された複数の太陽電池２０を有する。太陽電池２０は、第１及び第２の主面２０ａ、２０ｂを有する。太陽電池２０は、第１の主面２０ａにおいて受光する。このため、第１の主面２０ａを受光面といい、第２の主面２０ｂを裏面ということがある。太陽電池２０は、受光面を構成している第１の主面２０ａにおいてのみ受光し、発電するものが好適に用いられる。ただし、第１及び第２の主面２０ａ、２０ｂのいずれにおいても受光して発電可能な両面受光型のものを用いることもできる。
【００１４】
なお、太陽電池２０の種類は、特に限定されない。太陽電池２０は、例えば、結晶性シリコン基板を用いた結晶シリコン太陽電池により構成することができる。
【００１５】
図２に示されるように、太陽電池２０は、光電変換部２３と、光電変換部２３の裏面側の主面の上に配された第１及び第２の電極２１，２２とを有する。
【００１６】
第１の電極２１は、複数のフィンガー部２１ａと、バスバー部２１ｂとを有する。複数のフィンガー部２１ａのそれぞれは、ｘ軸方向に沿って延びている。複数のフィンガー部２１ａは、バスバー部２１ｂに電気的に接続されている。バスバー部２１ｂは、複数のフィンガー部２１ａのｘ軸方向における一方側（ｘ１側）に配されている。バスバー部２１ｂは、太陽電池２０のｘ軸方向におけるｘ１側端部において、ｙ軸方向の一方側端部から他方側端部にわたって設けられている。
【００１７】
第２の電極２２は、複数のフィンガー部２２ａと、バスバー部２２ｂとを有する。複数のフィンガー部２２ａのそれぞれは、ｘ軸方向に沿って延びている。複数のフィンガー部２１ａと複数のフィンガー部２２ａとは、ｙ軸方向に沿って交互に設けられている。複数のフィンガー部２２ａは、バスバー部２２ｂに電気的に接続されている。バスバー部２２ｂは、複数のフィンガー部２２ａのｘ軸方向における他方側（ｘ２側）に配されている。バスバー部２２ｂは、太陽電池２０のｘ軸方向におけるｘ２側端部において、ｙ軸方向の一方側端部から他方側端部にわたって設けられている。
【００１８】
図１、図３及び図４に示すように、複数の太陽電池２０は、配線材３０によって電気的に接続されている。具体的には、ｘ軸方向において隣接する太陽電池２０の一方の太陽電池２０の第１の電極２１と他方の太陽電池２０の第２の電極２２とが配線材３０によって電気的に接続されている。
【００１９】
図４に示されるように、配線材３０は、導電層３１と、樹脂シート３２とを有する。導電層３１は、樹脂シート３２上に積層されており、樹脂シート３２により支持されている。配線材３０は、一方の太陽電池２０の第１の電極２１の一部から他方の太陽電池２０の第２の電極２２の一部までを覆うように配置される。配線材３０は、導電層３１と太陽電池２０とが対向するように配置される。
【００２０】
導電層３１は、ｘ軸方向において隣接する太陽電池２０の一方の太陽電池２０の第１の電極２１と他方の太陽電池２０の第２の電極２２とを電気的に接続している。導電層３１は、適宜の導電材料により構成することができる。具体的には、導電層３１は、例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｉ及びＳｎからなる群から選ばれた少なくとも一種により構成することができる。導電層３１の厚みは、例えば、８μｍ〜８０μｍ程度とすることができる。
【００２１】
樹脂シート３２は、例えば、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）及びポリエチレン（ＰＥ）からなる少なくとも一種により構成することができる。樹脂シート３２の厚みは、例えば、１μｍ〜５０μｍ程度とすることができる。なお、導電層３１と樹脂シート３２との間に接着層が設けられていてもよい。
【００２２】
配線材３０は、第１の被接着部３０ａと、第２の被接着部３０ｂと、接続部３０ｃとを有する。
【００２３】
第１の被接着部３０ａは、他方の太陽電池２０の第２の電極２２のバスバー部２２ｂ上に配置された部分である。第１の被接着部３０ａとバスバー部２２ｂとの間には接着層４０が配置されている。接着層４０によって、配線材３０はバスバー部２２ｂに接着されている。
【００２４】
第２の被接着部３０ｂは、一方の太陽電池２０の第１の電極２１のバスバー部２１ｂ上に配置された部分である。第２の被接着部３０ｂとバスバー部２１ｂとの間には接着層４０が配置されている。接着層４０によって、配線材３０はバスバー部２１ｂに接着されている。
【００２５】
接着層４０は、例えば、樹脂接着剤の硬化物、導電材を含む樹脂接着剤の硬化物、半田等により構成することができる。
【００２６】
接続部３０ｃは、一方の太陽電池２０と他方の太陽電池２０との間に配置された部分である。すなわち、接続部３０ｃは、第１の被接着部３０ａと第２の被接着部３０ｂとの間の部分である。接続部３０ｃは、太陽電池２０に直接接着されていない。
【００２７】
接続部３０ｃの導電層３１には、図３、図４に示されるように、２つの開口列３４ａ、３４ｂが形成されている。開口列３４ａ、３４ｂは、ｘ軸方向に並んで配置されている。開口列３４ａ、３４ｂは、それぞれ、ｙ軸方向に沿って相互に間隔をおいて設けられた複数の開口３３を含む。開口列３４ａ、３４ｂは、太陽電池２０上には位置しないように配置される。具体的には、開口列３４ａ、３４ｂは、図４に示されるように、隣接する太陽電池２０に対向する側面２０ｄと太陽電池２０の裏面２０ｂとの角部２０ｃと、ｘ軸方向に所定距離離れて配置される。
【００２８】
開口３３は、導電層３１に形成された貫通孔であり、長軸がｙ軸方向に沿って延びる楕円形状である。開口列３４ａに含まれる開口３３と、開口列３４ｂに含まれる開口３３とは、ｘ軸方向に沿った同一線上に位置しないように配置されている。すなわち、ｙ軸方向に沿って、開口列３４ａに含まれる開口３３と、開口列３４ｂに含まれる開口３３とが交互に配置されている。なお、開口３３の形状は、丸められた形状の角部を有する矩形、円形、楕円形及び長円形の少なくとも一つであることが好ましい。
【００２９】
以上のように、本実施形態では、導電層３１は、隣接する太陽電池２０のうちの一方の太陽電池２０の一部から、他方の太陽電池２０の一部に跨がって、一方及び他方の太陽電池２０間の隙間の少なくとも一部を覆っている。導電層３１には、この隙間を覆う領域、すなわち、接続部３０ｃにおいて複数の開口３３が設けられる。これにより、接続部３０ｃにおける伸縮性を高めることができる。このため、隣接する太陽電池２０の間隔が変化して、配線材３０に応力が加わった場合であっても、接続部３０ｃが伸縮することで配線材３０の太陽電池２０からの剥離を抑制することができる。従って、改善された信頼性を有する太陽電池モジュール１を実現することができる。
【００３０】
また、本実施形態では、図４に示されるように、開口列３４ａ、３４ｂは、隣接する太陽電池２０に対向する側面２０ｄと太陽電池２０の裏面２０ｂとの角部２０ｃと、ｘ軸方向に所定距離離れて配置されている。これにより、太陽電池モジュール１の温度が変化した際に、太陽電池２０の角部２０ｃと導電層３１とが接触して、強度が低い接続部３０ｃにダメージが蓄積することを抑制することができる。その結果、開口３３を起点として導電層３１にクラック等が生じることを抑制できる。なお、開口３３は、角部２０ｃと接触しない範囲内で、できるだけ大きく形成することにより、接続部３０の伸縮性をより高めることができる。
【００３１】
また、本実施形態では、開口３３は、長軸がｙ軸方向に沿って延びる楕円形状である。これにより、少ない開口３３で、配線材３０の伸縮性を効果的に向上できる。
【００３２】
また、本実施の形態では、ｘ軸方向に並んで配置された２つの開口列３４ａ、３４ｂが形成されている。このように複数の開口３３を複数の列に分けて配置することにより、同数の開口３３をｙ軸方向に一列に並べた場合と比較して、開口３３間の距離を空けることができ、ｙ軸方向に隣接した開口３３をつなぐようにクラックが生じる危険性を抑制することができる。そのため、配線材３０の伸縮性がより効果的に高められ、さらに優れた信頼性を実現することができる。
【００３３】
また、本実施形態では、配線材３０は導電層３１と樹脂シート３２が積層されており、導電層３１にのみ開口３３が形成されている。これにより、開口３３が設けられた接続部３０ｃの剛性の低下を抑制しつつ、接続部３０ｃの伸縮性を改善することができる。また、配線材３０の形状の安定性を向上させることができるため、太陽電池２０と配線材３０とを接続する際の位置合わせの作業性を向上させることができる。
【００３４】
なお、本実施形態では、図３に示されるように、開口３３は、長軸がｙ軸方向に沿って延びる楕円形状に設けられているが、図５に示されるように、開口３３は、長手方向がｙ軸方向に沿って延びる長円形であってもよい。また、開口３３は、長手方向がｙ軸方向に沿って延びる、丸められた形状の角部を有する矩形状に設けられていてもよい。すなわち、開口３３としては、角部を有しない、または丸められた形状の角部（曲線の角部）を有する形状が好適に用いられる。これにより、開口３３を起点とした導電層３１の損傷をより効果的に抑制することができる。
【００３５】
なお、本実施形態では、導電層３１にのみ開口３３を形成しているが、樹脂シート３２にも開口３３を設けても良い。これにより、導電層３１にのみ開口３３を設けた場合と比較して、接続部３０ｃの伸縮性を更に改善することができる。また、樹脂シート３２にのみ開口３３を設けてもよい。この場合も導電層３１にのみ開口３３を設けた場合と同様の効果を奏する。
【符号の説明】
【００３６】
１…太陽電池モジュール
２０…太陽電池
２０ａ…第１の主面
２０ｂ…第２の主面
２１…第１の電極
２２…第２の電極
３０…配線材
３１…導電層
３２…樹脂シート
３３…開口
３４ａ、３４ｂ…開口列
【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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