(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性の基板とその上に形成された太陽電池からなる１ないし複数の太陽電池素子と、これらの太陽電池素子の両側に配置された２本の主配線と、前記太陽電池素子と前記主配線とをそれぞれ個別に接続する従配線が、少なくとも２枚以上の保護フィルムに挟まれて被覆封止されている太陽電池モジュールにおいて、前記主配線にそれぞれ接続され、前記太陽電池素子に沿って延在するとともに前記主配線よりも幅の広い２本の接続電極が絶縁シート上に形成された接続部材を備え、前記接続部材は、前記保護フィルム間に封止されたことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記絶縁シートは、ポリイミド、アラミド、ポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレートなどの高分子材料からなっている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】
前記接続電極は、金属薄膜、導電性接着剤または導電性粘着材により固着された金属箔または導電性樹脂フィルムで形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記接続電極の表面には、金属フィルムまたは高分子フィルムからなる粘着シートが粘着されていることを特徴とする請求項１ないし３に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記絶縁シートは、それ自体または少なくとも１面は着色されており、前記太陽電池素子の受光面と同方向を向き、前記接続電極はその反対方向に向くように前記接続部材を配したことを特徴とする請求項１ないし４に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
１モジュールの所定数の２倍の太陽電池素子毎に２モジュール分の接続部材を搭載し、これらを前記保護フィルム間に封止することにより太陽電池モジュール連続体を製造し、この太陽電池モジュール連続体を、前記２モジュール分の接続部材を２つに分割する裁断線、および所定の太陽電池素子間で裁断することを特徴とする請求項１ないし５に記載の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】
この発明は外部リード線接続用の接続部材を有するフレキシブル太陽電池モジュールとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フィルム基板上に形成されたフレキシブル型の太陽電池素子は、低コスト生産が可能であり、しかも軽量、曲面形状部へ取付け可能など実用上の優れた特徴を有する。屋外で使うことを前提とした太陽電池にとって不可欠なのは、耐候性の確保や損傷防止を目的とした保護フィルムによる太陽電池素子の封止であり、これをモジュール化と呼ぶ。通常は複数の太陽電池素子を主配線により接続し、それらをエチレンビニルアセテート（以下ＥＶＡと記す）からなる封止フィルム、あるいはその表面により耐候性の優れた材料、例えば、四フッ化エチレン共重合体（以下ＥＴＦＥと記す）などからなる耐候性フィルムを貼り付けた積層フィルムで被覆封止する。以下、封止フィルムおよび積層フィルムを保護フィルムと総称する。
【０００３】
図８は従来の個別化される前の長尺の太陽電池モジュール連続体の一部を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるYY断面図である。太陽電池素子１の光電変換層と出力取り出し電極はそれぞれ基板の反対側面にある。長尺の保護フィルム４（封止フィルム４１と耐候性フィルム４２の積層フィルム）の長手方向に沿って複数の太陽電池素子１は配置され、それらの両側に長いリボン状の金属の主配線２が配置され、さらに短いリボン状の金属の従配線３により太陽電池素子１の両極はそれぞれ主配線２に接続され、太陽電池素子１は並列接続される。そして、別の長尺の保護フィルム４により被覆され、封止され太陽電池モジュール連続体とされる。そして、太陽電池モジュール連続体から太陽電池素子１の間の裁断線Ｃで裁断され、１以上の太陽電池素子を有する個別の太陽電池モジュール（以下、単にモジュールと記す）とされる。矢印は光入射の方向を示す。
【０００４】
図９は従来の個別化された太陽電池モジュールの一部を示す平面図である。モジュールから電力を取出すため、主配線２と外部リード線６を電気的に接続することが必要となる。従来は主配線２と外部リード線６の接続のために、先ず、太陽電池モジュール１の主配線２の端部上の保護フィルム４を超音波カッターとナイフ等の鋭利な刃を併用して切断除去し、主配線２を露出させる。次に、この露出部に外部リード線６を端子金具７を介してハンダ付けして接続し、そこをまた被覆シート８で被覆して外部リード線取出し部としていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の方法では以下のような問題があった。主配線を露出させる工程では、ナイフにより配線を切断してしまったり、主配線と保護フィルムの接着力が強くて除去が困難であったりして作業性が悪かった。また、太陽電池素子の充填率を上げようとすると、太陽電池素子間のスペースや配線と素子間のスペースを不必要に広く取ることはできず、外部リード線を取付ける部分のスペースは制限され、十分な強度で外部リード線を取付けることが非常に困難であった。
【０００６】
上記の問題点に鑑み、本発明の目的は、外部リード線の取り付けが簡単に実施でき、取り付けられた外部リード線は強固である太陽電池モジュールおよびその製造方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、可撓性の基板とその上に形成された太陽電池からなる１ないし複数の太陽電池素子と、これらの太陽電池素子の両側に配置された２本の主配線と、前記太陽電池素子と前記主配線とをそれぞれ個別に接続する従配線が、少なくとも２枚以上の保護フィルムに挟まれて被覆封止されている太陽電池モジュールにおいて、前記主配線にそれぞれ接続され、前記太陽電池素子に沿って延在するとともに前記主配線よりも幅の広い２本の接続電極が絶縁シート上に形成された接続部材を備え、前記接続部材は、前記保護フィルム間に封止されていることとする。
【０００８】
前記絶縁シートは、ポリイミド、アラミド、ポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレートなどの高分子材料からなっていると良い。前記接続電極は、金属薄膜、導電性接着剤または導電性粘着材により固着された金属箔または導電性樹脂フィルムで形成されると良い。前記接続電極の表面には、金属フィルムまたは高分子フィルムからなる粘着シートが粘着されていると良い。
【０００９】
前記絶縁シートは、それ自体または少なくとも１面は着色されており、前記太陽電池素子の受光面と同方向を向き、前記接続電極はその反対方向に向くように前記接続部材を配していると良い。
【００１０】
１モジュールの所定数の２倍の太陽電池素子毎に２モジュール分の接続部材を搭載し、これらを前記保護フィルム間に封止することにより太陽電池モジュール連続体を製造し、この太陽電池モジュール連続体を、前記２モジュール分の接続部材を２つに分割する裁断線、および所定の太陽電池素子間で裁断することとする。
【００１１】
【００１２】
【発明の実施の形態】
図２は本発明に係る太陽電池モジュール連続体の一例を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるYY断面図である。１モジュールの所定数の２倍の太陽電池素子毎に、接続部材５を配置する。接続部材５は、可撓性の絶縁シート５１上に接続電極５２が形成されたものである。接続部材５は２モジュール分の接続部材であり、接続電極５２は裁断線Ｃに対して対称であり、主配線２に対応して２つに分割されている。接続電極５２の主配線２に近い部分と主配線２との間は、導電性粘着剤付き金属テープや半田付けによる金属テープなどからなる補助配線３２により接続される。この後、ＥＶＡからなる封止フィルム４１またはＥＶＡからなる封止フィルム４１とフッ素系のＥＴＦＥフィルムからなる耐候性フィルム４２の積層フィルムである保護フィルム４により被覆し、ラミネート工程により封止する。
【００１３】
工程上は、接続部材５および従配線３１の搭載およびそれらの接続工程が付加されているが、これらは、従来のモジュール連続体の製造工程における太陽電池素子1および従配線３１の搭載およびこれらの接続工程とほとんど変わらない。太陽電池素子１としては接続電極５２が光入射側面に設けられている場合でも、本発明は適用できる。
【００１４】
図１は本発明に係る太陽電池モジュールの平面図であり、（ａ）は裁断後であり、（ｂ）は外部リード線を接続した場合である。このモジュールは、上記の太陽電池モジュール連続体（図２）から裁断線Ｃおよび所定太陽電池素子間での裁断により切り離したものである。接続電極５２を被覆している保護フィルム４の一部を除去し、外部リード線６と接続されている端子金具７とが予め固定された被覆シート８からなる外部接続部材を被せ、導電接着剤により端子金具７を接続電極５２に接続する。接続電極５２は主配線２に較べ面積は大きく、この接続作業を容易に行うことができる。
【００１５】
絶縁シート５１は厚さ５０μm程度のポリイミドフィルムなど、太陽電池素子１の基板と同じ材質が適している。他には、モジュールの可撓性、封止性、機械的強度、電極の密着性がよいなどの条件を満たす他の材質、例えばアラミド、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）などを用いることができる。
【００１６】
接続電極５２としては、金属箔の粘着、蒸着またはスパッタにより形成されたCu、AlまたはAgなど金属膜などを用いることができる。外部接続部材の端子金具７は、予め所定の形状に裁断した粘着材付き金属箔を絶縁シート５１に貼り付けたり、金属膜のマスク蒸着やスッパタにより形成することもできる。
【００１７】
絶縁シート５１上に形成される接続電極５２としては、上の例の他にもいくつかの形状が考えられる。図３は本発明に係る接続電極５２の他の形状例を示す平面図である。裁断線Ｃは接続電極５２を切断しないので、水分などにより変質しやすいので接続電極５２は裁断面には露出することがなく封止フィルム４１により完全に封止されている。
【００１８】
また、外部リード線６との接続作業の簡便性を考慮した別の形態の接続電極５２を用いることができる。図４は本発明に係る別の接続電極５２の例を示す平面図であり、（ａ）は電極が裁断線により切断される場合であり、（ｂ）は電極が裁断線により切断されない場合である。接続電極５２の外部リード線６と接続する部分に、両面に粘着層を有する金属フィルム、あるいは樹脂フィルムからなる粘着シート５３を貼っておく。
【００１９】
モジュールを裁断したのち、粘着シート５３の外周に沿って封止フィルム４１を切り取り、粘着シート５３ごと封止フィルム４１を剥ぎ取って接続電極５２表面を露出させる。ここに外部リード線６をハンダ付けし、その後その部分を耐候性の充填材または接着材付き被覆シート８で封止する。剥ぎ取った部分が裁断線Ｃよりモジュールの内側にあるので、この封止は極めて簡単な作業であり、封止性は高い。
【００２０】
この絶縁シート５１の幅を、例えば太陽電池素子１と同じとしておくと、ロールツーロール方式の太陽電池モジュール連続体の製造時の太陽電池素子１とこの絶縁シート５１の封止フィルム４１上への搭載を簡略化できる。しかし、裁断線Ｃが中央では、モジュールの面積効率はやや損なわれるので、これを改善することができる。
【００２１】
図５は本発明に係る面積効率を高くした接続部材の平面図であり、（ａ）は裁断線を２本とした場合であり、（ｂ）は接続部材の幅を狭くした場合である。前者では接続部材５の幅Ｗを太陽電池素子１の幅に等しくしてあり、接続部材５の封止フィルム４１への搭載が簡便である。２本の裁断線Ｃの間の部分は廃棄する。後者はラミネートした部分の損失を無くしているが、接続部材５の封止フィルム４１への搭載はやヽ複雑となるが実用上問題とはならない。
【００２２】
図６は本発明に係る補助配線が不要な接続部材を用いた太陽電池モジュールを示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるYY断面図である。絶縁シート５１の長さを主配線２の外側間の距離に等しくしてあり、接続電極５１は直接主配線２に接続される。主配線２と接続電極５２とを接続する補助配線３２は不要となり、モジュールの製造工程は若干簡略化される。
【００２３】
また、別の観点もある。モジュール設置の場合の美観上の問題点を解決することもできる接続部材５もある。図７は本発明に係る着色された絶縁シートを用いた太陽電池モジュールを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるYY断面図であり、（ｃ）は（ａ）におけるXX断面図である。接続電極５２が光入射面の反対側面にあれば上記の幾つかの断面図に同じであるが、接続電極５２が光入射面にある場合には、太陽電池素子１、補助配線３２などの長尺保護フィルム３への搭載順を変える必要がある。接続部材５の絶縁シート５１自体を着色材料とするか、または絶縁シート５１の接続電極５２の形成面の反対側面を着色しておく。そして、この接続電極５２が形成された面を太陽電池素子１の光入射面とは反対側に向けてモジュールを作製すると、入射面からみるモジュールの外観は、絶縁シート５の接続電極５２部分は見えず、接続電極５２固有の反射はみえず、全体を統一色または何らかのカラーデザインが可能となる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、モジュール化（保護フィルムによりラミネートする）工程においては、自動化された工程の中で太陽電池素子を次々と保護フィルムの間に挟み込んでいくので、絶縁シート上に接続電極が形成された接続部材は、太陽電池素子を搭載していくのと同様の工程で搭載することができ、特別の手間はかからない。また、モジュール化を終了した後、この部分で裁断すれば、発電電力を取出すための外部リード線を接続するための十分なスペースが確保でき、しかも絶縁シート上の接続電極のパターンを変えることにより陽極、陰極の間隔を自由に変えることができるので、両極間の絶縁耐力の確保、外部リード線接続部の設計自由度が大きく改善される。また、外部リード線接続部の機械的強度も、絶縁シートの強度を高めることによりただ保護フィルムだけの場合に比べ大幅に改善することができる。さらに、接続電極が形成されていない部分は太陽電池モジュールの取付け固定部に使うことができ、施工する上での使い勝手が向上する。
【００２５】
着色された絶縁シートを用い、接続電極をその一方の面に形成し、この面を太陽電池モジュールの受光面と反対側に向けるので、モジュールを設置した場合に接続電極が目立たないようにできるだけでなく、接続電極面に日光が当らないためにこの面の封止樹脂の紫外線劣化が少なくなり耐久性が改善される利点もある。
【００２６】
接続電極の表面に、金属フィルム、あるいは高分子フィルムからなる粘着シートを貼っておいて樹脂封止するので、容易に接続電極を露出させることができる。その結果、外部リード線の接続が容易になり、作業時間、不良率が大幅に改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る太陽電池モジュールの平面図であり、（ａ）は裁断後であり、（ｂ）は外部リード線を接続した場合
【図２】本発明に係る太陽電池モジュール連続体の一例を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるYY断面図
【図３】本発明に係る接続電極の他の形状例を示す平面図
【図４】本発明に係る別の接続電極の例を示す平面図であり、（ａ）は電極が裁断線により切断される場合であり、（ｂ）は電極が裁断線により切断されない場合
【図５】本発明に係る面積効率を高くした接続部材の平面図であり、（ａ）は裁断線を２本とした場合であり、（ｂ）は接続部材の幅を狭くした場合
【図６】本発明に係る補助配線が不要な接続部材を用いた太陽電池モジュールを示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるYY断面図
【図７】本発明に係る着色された絶縁シートを用いた太陽電池モジュールを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるYY断面図であり、（ｃ）は（ａ）におけるXX断面図
【図８】従来の個別化される前の長尺の太陽電池モジュール連続体の一部を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるYY断面図
【図９】従来の個別化された太陽電池モジュールの一部を示す平面図
【符号の説明】
１    太陽電池素子
２    主配線
３１    従配線
３２    補助配線
４    保護フィルム
４１    封止フィルム
４２    耐候性フィルム
５    接続部材
５１    絶縁シート
５２    接続電極
５３    粘着シート
６    外部リード線
７    端子金具
８    被覆シート
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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