(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池セルを封止した封止体の周縁に、該封止体を保護するための枠体を取り付けた太陽電池モジュールにおいて、前記枠体は複数のフレームを組み合わせてなり、相対するフレームの突合せ面間に防水用シール材が介装され、前記フレームの突合せ面は、円弧状の面と直線状の面とからなる複合面とされたことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
太陽電池セルを封止した封止体の周縁に、該封止体を保護するための枠体を取り付けた太陽電池モジュールにおいて、前記枠体は複数のフレームを組み合わせてなり、相対するフレームの突合せ面間に防水用シール材が介装され、前記フレームの突合せ面は、傾斜面と長手方向にやや傾きをもつ延設面とからなる複合面とされたことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項３】
太陽電池セルを封止した封止体の周縁に、該封止体を保護するための枠体を取り付けた太陽電池モジュールにおいて、前記枠体は複数のフレームを組み合わせてなり、相対するフレームの突合せ面間に防水用シール材が介装され、前記フレームの突合せ面は、傾斜面と円弧状の面とからなる複合面とされたことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項４】
シール材はゴムからなり、フレームの突合せ面に貼り付けられ、あるいは焼き付けられたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
フレーム同士がねじによって締め付けられて組み合わされ、前記ねじのねじ頭とフレームとの間に防水用のゴム製ワッシャーが配されたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
フレームは、封止体を支持するための断面コ字状の支持部と、ねじを取り付けるための取付部とが設けられたことを特徴とする請求項５記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
太陽電池セルを封止材により封止して封止体を形成し、前記封止体の周縁に枠体のフレームを取り付ける際に、前記フレームの円弧状の面と直線状の面とからなる複合面、傾斜面と長手方向にやや傾きをもつ延設面とからなる複合面、傾斜面と円弧状の面とからなる複合面のうちいずれかの複合面とされた突合せ面同士を相対させて、前記フレームの突合せ面で防水用シール材を挟み、前記フレーム同士をねじで締め付けることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池セルを有する太陽電池モジュールに関し、特にその防水構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複数の太陽電池セルを有する電力用の太陽電池モジュールが普及している。電力用の太陽電池モジュールは、通常、家屋の屋根の上や、ビルの壁面等に設置されるため、十分な防水性が必要とされる。
【０００３】
例えば、特開昭６２−１２２１８１号公報および実開昭６１−３４７５２号公報に、太陽電池モジュールの防水構造が提案されている。前者の公報に記載の太陽電池モジュールでは、図１９に示すように、太陽電池セル６１を内部に埋設したポッタント６２の表面に受光面ガラス６３が積層され、ポッタント６２の裏面に撥水性背面板６４が積層され、受光面ガラス６３と撥水性背面板６４の間の周辺部空間内に湿気遮断材６５が充填されている。
【０００４】
また、後者の公報に記載の太陽電池モジュールでは、図２０に示すように、２枚の板体６６間に、太陽電池セル６７を組み込んだパネル６８が挟持され、板体６６の内側周縁部間に、ブチルゴム６９が介在されてパネル６８の周縁部が封止され、さらにその外側はシーラント７０で覆われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの太陽電池モジュールでは、屋根の上等に設置するためには、パネル等の周縁にそれを支持するための枠体を取り付ける必要がある。枠体は、一般に複数のフレームが組み合わされて構成されるので、各フレーム間の突合せ面では、そこからの浸水を防止する防水構造が必要である。
【０００６】
図２１，２２は、各フレーム間の突合せ面における防水構造の一例を示す図である。この太陽電池モジュールでは、枠体を構成するフレーム７１，７２同士の突合せ部分およびねじ止めされた部分に、シリコーン樹脂７３等を塗布することにより防水を行っている。なお、図中、７４は太陽電池セルを封止した封止体である。
【０００７】
しかし、屋根の上等に設置することを条件にして作製された太陽電池モジュールでは、シリコーン樹脂等の塗布による防水だけでは不十分な場合が多い。また、太陽電池モジュールの作製上、シリコーン樹脂等の塗布に手間と時間がかかり、量産性に欠けるという問題点もあった。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑み、枠体を構成するフレームの突合せ面間の防水を確実に行うことができ、かつ量産性を高めることのできる太陽電池モジュールの提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による課題解決手段は、太陽電池セルを封止した封止体の周縁に、封止体を保護するための枠体を取り付けた太陽電池モジュールにおいて、枠体は複数のフレームを組み合わせてなり、相対するフレームの突合せ面間に、防水用のシール材が介装されたものである。このシール材により、フレームの突合せ面間から封止体への浸水または湿気等の浸入を防止することができる。
【００１０】
シール材はゴムからなり、フレームの突合せ面に貼り付けられ、あるいは焼き付けられている。特に、シール材を焼き付けることによって、貼り付ける場合に比べて作業性が向上する。
【００１１】
フレームの突合せ面は、お互いが適合するように傾斜面とされる。これにより、フレーム同士を適当な密着度をもって突き合わすことができ、シール材を確実に各フレームに密着させることができる。
【００１２】
また、フレームの突合せ面は、傾斜面を含む２種類以上の面からなる複合面とされていてもよい。こうすれば、傾斜面にしても先端側の鋭利部分をなくすことができるので、作業者がフレームを取り扱う際に安全である。
【００１３】
フレーム同士は、ねじによって締め付けられて組み合わされ、ねじのねじ頭とフレームとの間にゴム製のワッシャーが配される。このワッシャーにより、ねじとフレームの間における浸水を防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの外観斜視図である。この太陽電池モジュールでは、太陽電池セル１を封止した封止体２が形成され、封止体２の周縁に封止体２を保護するための枠体３が取り付けられている。そして、図１に示すように、枠体３は、４本のフレームをねじ４によって締め付けて組み合わせてなり、相対するフレームの突合せ面間に、シール材５が介装されている。
【００１５】
封止体２は、図３に示すように、白板強化ガラス等からなる透光性基板６に、充填材７、複数の太陽電池セル１および耐候性の裏面保護フィルム８が積層され、ラミネート法等により加圧、加熱されて形成される。各太陽電池セル１は、直列または並列にインターコネクター９により電気的に接続されている。なお、封止体２は、ガラス板上に透明電極、アモルファスシリコンからなる光電変換部および裏面電極を成膜して形成し、充填材等で封止した、いわゆる集積型の封止体でもよい。
【００１６】
図２によれば、枠体３は、対向する一対の長フレーム１０と、長フレーム１０より短い対向する一対の短フレーム１１とからなる。長フレーム１０は、アルミニウム等の金属を押出成型することにより形成され、図４に示すように、横長に形成された略直方体の本体１２を有している。本体１２は両端開放の中空構造とされ、両端に長手方向と直交する垂直面１３が形成され、垂直面１３から一体的に傾斜面１４が形成されている。傾斜面１４は、垂直面１３に対して４５°に傾斜している。この垂直面１３および傾斜面１４からなる複合面が短フレーム１１との突合せ面となる。
【００１７】
本体１２の上部には、側面視で略コ字状に形成され、長手方向に沿って封止体２を挟持して支持するための支持部１５が形成されている。また、本体１２の下部には、本体１２の底面から延設された取付面部１６が形成されている。この取付面部１６は、屋根等に設置するために設けられたものであり、取付面部１６には、本体１２を屋根等に取り付けるためのボルトの貫通孔１７が複数形成されている。また、本体１２の外側側面には、長手方向に沿って樋１８が形成されている。また、本体１２の両端の内部壁面には、短フレーム１１を長フレーム１０に固定するためのねじ４を螺入する取付部としての螺着片１９が形成されている。なお、上記傾斜面１４は、本体１２だけが傾斜されて形成されるのではなく、支持部１５および取付面部１６と面一になるよう傾斜されて形成される。
【００１８】
短フレーム１１は、長フレーム１０同様、アルミニウム等の金属を押出成型することにより形成され、図５に示すように、横長に形成された略直方体の本体２０を有している。本体２０は両端開放の中空構造とされ、本体２０の両端に、長手方向に対して４５°の傾斜面２１が形成されている。傾斜面２１の先端側は、長手方向に平行に延びた延設面２２が形成され、さらに、長手方向と直交する垂直面２３が形成されている。この傾斜面２１および延設面２２からなる複合面が、長フレーム１０の垂直面１３および傾斜面１４に突き合わせられる。
【００１９】
また、本体２０の上部には、長フレーム１０同様、側面視で略コ字状に形成され、封止体２を挟持して支持するための支持部２４が形成されている。本体２０の外側側面には、長手方向に沿って樋２５が形成されている。本体２０の外側側面には、短フレーム１１を長フレーム１０に固定するためのねじ４を挿入する取付部としての貫通孔２６が形成されている。
【００２０】
シール材５は、シート状のブチルゴムからなり、図６，７に示すように、短フレーム１１の突合せ面の展開した形状とほぼ同じサイズに形成され、短フレーム１１両端の傾斜面２１および延設面２２に接着剤等で貼り付けられる。すなわち、シール材５は、板状の本体３１と、本体３１の上部に形成された側面視で略コ字状の支持部３２とからなる。本体３１には、短フレーム１１を長フレーム１０に固定するためのねじ４の貫通孔３３が２つ形成されている。なお、図６は、使用前の状態を示し、図７は、使用中の状態を示す。すなわち、シール材５は、短フレーム１１に貼り付けられることによって、本体３１および支持部３２の片端が折曲される。なお、シール材５は、短フレーム１１の他端側に貼り付けられる場合は、折曲の方向が反対にされる。
【００２１】
なお、短フレーム１１の突合せ面に貼り付けられるシール材５は、長フレーム１０側の突合せ面に貼り付けられてもよい。また、シール材５は、短フレーム１１の突合せ面にゴムを仮接着後、焼き付けにより固着されてもよい。これにより、従来、手間をかけていたシリコーン樹脂等の塗布作業をなくすことができる。また、接着剤を用いて貼り付ける場合よりも、作業が容易に行えるので、太陽電池モジュールの量産性を上げることができる。
【００２２】
図８は、封止体２に、長フレーム１０および短フレーム１１を取り付ける前の図であり、図９は、封止体２に長フレーム１０を取り付けたときの図である。図８に示すように、封止体２の長辺側面に長フレーム１０が取り付けられ、封止体２は、図９に示すように、長フレーム１０の支持部１５に嵌め込まれる。封止体２の短辺側面に短フレーム１１が取り付けられ、封止体２は短フレーム１１の支持部２４に嵌め込まれる。
【００２３】
短フレーム１１の傾斜面２１は、図１に示すように、長フレーム１０の傾斜面１４と、また、短フレーム１１の延設面２２は長フレーム１０の垂直面１３とそれぞれ合うように、シール材５を介して突き合わされる。この場合、各フレーム１０，１１の突合せ面は、お互いが適合するように傾斜面とされているので、各フレーム１０，１１同士を適当な密着度をもって突き合わすことができる。すなわち、長フレーム１０に短フレーム１１を突き合わせるとき、図２２に示すように傾斜面がない場合、シール材は、長フレーム７１の内側面にこすれながら入り込み、短フレーム７２と平行な面では長フレーム７１の端面に押し付けられて圧縮されるが、直交する面では圧力がかからず、剥がれるか密着度が小さい。しかし、上述のように、傾斜面１４，２１を突き合わせれば、圧力がかかる方向に平行な面は存在せず、各フレーム１０，１１が互いに押し付けあうようになり、適当な密着度が得られる。そして、シール材５を確実に長フレーム１０に密着させることができ、浸水や湿気の浸入を防止することができる。
【００２４】
また、長フレーム１０の突合せ面は、傾斜面１４と垂直面１３といった２種類の面からなる複合面とされ、短フレーム１１の突合せ面は、傾斜面２１と傾斜角度の異なる延設面２２といった２種類の面からなる複合面とされることにより、短フレーム１１の先端の鋭利部分がなくなり、端部の鋭利さを和らげることができる。そのため、枠体３を組み立てる際に、作業者がフレーム１０，１１の先端で負傷したりすることがなく、取り扱いの安全性を向上させることができる。
【００２５】
フレーム１０，１１同士を固定するねじ４は、図１および図１０に示すように、短フレーム１１の両端に形成された貫通孔２６に挿入され、長フレーム１０の本体１２内部の螺着片１９に螺入される。ねじ４には、ゴム製のワッシャー３６が遊嵌されている。そのため、ねじ４を締め付けた際に、ねじ４のねじ頭３７と短フレーム１１の間にワッシャー３６が介装されることになり、貫通孔２６からの水や湿気の浸入を防止することができる。
【００２６】
なお、図１０では、ねじ４のねじ頭３７が短フレーム１１の側面から外に突出しているが、短フレーム１１の側面に凹みを形成して、ねじ頭３７が短フレーム１１の側面から突出しないようにしてもよい。
【００２７】
ここで、短フレーム１１の両端は、図１１に示すように、平面視で円弧状の面４０と直線状の面４１の複合面にしてもよい。長フレーム１０の両端も、短フレーム１１の複合面に合わせて円弧状の面４２と直線状の面４３の複合面にする。この場合でも、各フレーム１０，１１の先端の鋭利部分がなくなり、フレーム１０，１１を安全に取り扱うことができる。
【００２８】
あるいは、図１２に示すように、短フレーム１１の両端は、傾斜面４４と短フレーム１１の長手方向にやや傾きをもつ延設面４５の複合面にしてもよい。長フレーム１０の両端も、短フレーム１１の複合面に合わせて傾斜面４６とやや傾きをもつ延設面４７の複合面にする。
【００２９】
さらには、図１３に示すように、短フレーム１１の両端は、傾斜面４８と円弧状の面４９の複合面にしてもよい。長フレーム１０の両端も、短フレーム１１の複合面に合わせて傾斜面５０と円弧状の面５１との複合面にする。このように、フレーム１０，１１の突合せ面の構造は、各フレーム１０，１１の先端の鋭利部分をなくすために、さまざまに変形することが可能である。なお、図１１〜１３では、樋１８，２５を省略している。
【００３０】
また、封止体２の形状は、図１４に示すように、上述した略直方体に限らず、厚みの小さい略円柱形状でも構わない。この場合、枠体３は、複数の弓状のフレーム５２が組み合わされてなり、フレーム５２は、いわゆるスカーフジョイントにより突き合わされ、突合せ面間にシール材５３が介装される。なお、図中、５４は、フレーム５２固定用のボルトである。
【００３１】
次に、上述した太陽電池モジュールを作製するための製造手順について説明する。まず、太陽電池モジュールを作製するために用いる製造装置の載置台等（図示せず）に、太陽電池モジュールの構成部材を載置する。すなわち、図１５に示すように、白板強化ガラス板６、透明樹脂からなる充填材７、複数個の太陽電池セル１、充填材７、裏面保護フィルム８を順に載置する。そして、ラミネート法等により、真空状態で加熱、加圧し、図３に示すような、封止体２を形成する。なお、各充填材７は、加圧、加熱されることにより一体化され、太陽電池セル１を包みこむような１つの封止材７となる。
【００３２】
次いで、図１６に示すように、板状に成形された封止体２の周縁に沿ってブチルゴム製のシール材５５を巻き付け、接着剤等で貼り付ける。そして、図１７に示すように、シール材５５が巻き付けられた封止体２の長辺側面に、長フレーム１０の支持部１５を嵌め込む。この後、図１８に示すように、封止体２の短辺側面に短フレーム１１の支持部２４を嵌め込む。封止体２の周縁にはシール材５５が巻き付けられているので、各フレーム１０，１１の間から封止体２に水や湿気等が浸入することを防止できる。
【００３３】
次に、短フレーム１１の両端側面に形成されている貫通穴２６からねじ４を挿入し締め付け、短フレーム１１を長フレーム１０に固定する。これにより、枠体３が組み立てられ、屋根等に設置可能な太陽電池モジュールが完成する。ねじ４には、ゴム製のワッシャー３６が遊嵌されているので、このワッシャー３６により貫通穴２６から水や湿気等が浸入するのを防止できる。
【００３４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることができる。例えば、各フレーム１０，１１の傾斜面の傾斜角度は、４５°に限定されない。また、シール材５は、ブチルゴムに限らず、ふっ素ゴム等が用いられてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、この発明によると、枠体を構成するフレームの突合せ面間にシール材を介装することにより、フレームの突合せ面間からの水や湿気等の浸入を防止することができ、信頼性の高い太陽電池モジュールを提供できる。
【００３６】
フレームの突合せ面は、お互いが適合するように傾斜面とされるので、フレーム同士を適当な密着度をもって突き合わすことができ、シール材を確実に各フレームに密着させることができ、シール効果が高まる。
【００３７】
また、フレームの突合せ面は、２種類以上の面からなる複合面とすることにより、傾斜面としたときの先端側の鋭利部分をなくすことができるので、作業者がフレームを取り扱う際の安全性を向上できる。
【００３８】
また、フレーム同士はねじによって締め付けられて組み合わされ、ねじのねじ頭とフレームとの間にゴム製のワッシャーが配されるので、このワッシャーにより、ねじを通しての浸水や湿気の浸入を防止することができ、太陽電池モジュールの防水性を高めることができる。
【００３９】
さらに、フレームの突合せ面にシール材のゴムを焼き付け塗布すると、シール材の貼り付け作業をなくすことができるので、太陽電池モジュールの量産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの枠体を示す図
【図２】太陽電池モジュールの斜視図
【図３】封止体の断面図
【図４】長フレームを示し、（ａ）  は平面図、（ｂ）  は正面図、（ｃ）  は底面図、（ｄ）  は側面図
【図５】短フレームを示し、（ａ）  は平面図、（ｂ）  は正面図、（ｃ）  は底面図、（ｄ）  は側面図
【図６】シール材の側面図
【図７】シール材の斜視図
【図８】封止体に各フレームを取り付ける前の図
【図９】封止体に長フレームを取り付けたときの断面図
【図１０】各フレームにねじが螺入されたときの断面図
【図１１】各フレームの突合せ面の変形例を示す図
【図１２】各フレームの突合せ面の変形例を示す図
【図１３】各フレームの突合せ面の変形例を示す図
【図１４】枠体の変形例を示し、（ａ）  は平面図、（ｂ）  は側面図
【図１５】太陽電池モジュールの製造手順を示す図
【図１６】太陽電池モジュールの製造手順を示す図
【図１７】太陽電池モジュールの製造手順を示す図
【図１８】太陽電池モジュールの製造手順を示す図
【図１９】従来の太陽電池モジュールを示す断面図
【図２０】従来の他の太陽電池モジュールを示す断面図
【図２１】従来の太陽電池モジュールの防水構造を示す図
【図２２】従来の太陽電池モジュールの平面図
【符号の説明】
１    太陽電池セル
２    封止体
３    枠体
４    ねじ
５    シール材
１０    長フレーム
１１    短フレーム
１４，２１    傾斜面
１５，２４    支持部
１９    螺着片
２６    貫通孔
３６    ワッシャー
【図１】
0003571531.tif 000002
【図２】
0003571531.tif 000003
【図３】
0003571531.tif 000004
【図４】
0003571531.tif 000005
【図５】
0003571531.tif 000006
【図６】
0003571531.tif 000007
【図７】
0003571531.tif 000008
【図８】
0003571531.tif 000009
【図９】
0003571531.tif 000010
【図１０】
0003571531.tif 000011
【図１１】
0003571531.tif 000012
【図１２】
0003571531.tif 000013
【図１３】
0003571531.tif 000014
【図１４】
0003571531.tif 000015
【図１５】
0003571531.tif 000016
【図１６】
0003571531.tif 000017
【図１７】
0003571531.tif 000018
【図１８】
0003571531.tif 000019
【図１９】
0003571531.tif 000020
【図２０】
0003571531.tif 000021
【図２１】
0003571531.tif 000022
【図２２】
0003571531.tif 000023