(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池と、
前記太陽電池に電気的に接続された配線材と、
前記太陽電池と前記配線材とを接着している熱硬化性樹脂接着層と、
前記配線材と前記太陽電池との間の少なくとも一部に配されており、非架橋性樹脂を含み、高温時において軟化するバッファ領域と、を備え、
前記バッファ領域は前記配線材および前記太陽電池に接している、
太陽電池モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池モジュールであって、
前記バッファ領域は、前記熱硬化性樹脂接着層と前記太陽電池との間に介在した部分と前記熱硬化性樹脂接着層と前記配線材との間に介在した部分との両方を含む。
【請求項３】
請求項１または２に記載の太陽電池モジュールであって、
前記樹脂接着剤層は、樹脂接着剤の硬化物を含む。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールであって、
前記太陽電池を封止する封止材を更に備え、
前記バッファ領域と前記封止材とが同じ材料を含む。
【請求項５】
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であって、
前記バッファ領域がオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、エステル系樹脂、ウレタン系樹脂及びアイオノマーからなる群から選ばれた少なくとも一種の非架橋性樹脂からなる。
【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、環境負荷が小さなエネルギー源として太陽電池モジュールに対する注目が高まってきている。太陽電池モジュールは、配線材により電気的に接続された複数の太陽電池を有する。特許文献１には、配線材と太陽電池とを樹脂接着剤を用いて接着することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１４０９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
太陽電池と配線材とでは熱膨張係数が異なる。通常は、配線材の熱膨張係数が太陽電池の熱膨張係数よりも大きい。このため、太陽電池モジュールの温度が変化した場合、配線材が太陽電池よりも大きく伸張する。その結果、配線材と太陽電池との間に応力が発生する。この応力により、太陽電池にクラックが生じたり、配線材が剥離したりする場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る太陽電池モジュールは、太陽電池と、配線材と、樹脂接着層と、バッファ領域とを備えている。配線材は、太陽電池に電気的に接続されている。樹脂接着層は、太陽電池と配線材とを接着している。バッファ領域は、配線材と太陽電池との間の少なくとも一部に配されている。バッファ領域は、非架橋性樹脂を含む。
【発明の効果】
【０００６】
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】
【０００７】
【図１】図１は、第１の実施形態における太陽電池モジュールの略図的断面図である。
【図２】図２は、第１の実施形態における太陽電池の略図的平面図である。
【図３】図３は、第１の実施形態における太陽電池の略図的裏面図である。
【図４】図４は、図２の線ＩＶ−ＩＶ部分の略図的断面図である。
【図５】図５は、第２の実施形態における太陽電池モジュールの略図的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１に示されるように、太陽電池モジュール１は、複数の太陽電池１０を備えている。複数の太陽電池１０は、配線材１１により電気的に接続されている。複数の太陽電池１０は、第１の保護部材１４と第２の保護部材１５との間において封止材１３により封止されている。複数の太陽電池１０は、受光面１０ａが第１の保護部材１４側を向き、裏面１０ｂが第２の保護部材１５側を向くように配されている。すなわち、太陽電池モジュール１には、第１の保護部材１４側から光が入射する。なお、受光面１０ａは、太陽電池１０の主として受光する主面である。太陽電池１０は、受光面１０ａにおいて受光した際にのみ発電するものであってもよいし、受光面１０ａ及び裏面１０ｂのいずれにおいて受光した際にも発電する両面受光型の太陽電池であってもよい。
【００１１】
第１の保護部材１４は、例えば、透光性を有するガラスやプラスチック等の透光性の部材により構成することができる。第２の保護部材１５は、例えば、透光性を有するガラスやプラスチック、樹脂フィルムや、金属箔を介在させた樹脂フィルム等の耐候性の部材により構成することができる。封止材１３は、例えば、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、エステル系樹脂、ウレタン系樹脂、アイオノマー、シリコーン樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、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）等の少なくとも一種の樹脂により構成することができる。なかでも、封止材１３の少なくとも一部は、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、アイオノマー等の非架橋性樹脂により構成されていることが好ましい。以下、本実施形態では、封止材１３が、非架橋性樹脂により構成されている例について説明する。
【００１２】
太陽電池モジュール１には、第２の保護部材１５の上に配されており、複数の太陽電池１０の発電電力を外部に取り出すための端子ボックスが設けられていてもよい。また、太陽電池モジュール１には、周縁部に金属製または樹脂製の枠体が設けられていてもよい。
【００１３】
太陽電池１０の種類は、特に限定されない。太陽電池１０は、例えば、結晶系半導体、薄膜系半導体等の種々の半導体材料を用いて構成することができる。
【００１４】
図２及び図３に示されるように、太陽電池１０は、受光面１０ａの上に配された第１の電極３１と、裏面１０ｂの上に配された第２の電極３２とを有する。第１及び第２の電極３１，３２のうちの一方が正孔を収集する電極であり、他方が電子を収集する電極である。
【００１５】
第１の電極３１は、複数のフィンガー部３１ａと、少なくともひとつのバスバー部３１ｂとを有する。複数のフィンガー部３１ａのそれぞれは、一の方向（ｙ方向）に沿って延びている。複数のフィンガー部３１ａは、一の方向（ｙ方向）に対して交差する他の方向（ｘ方向）に沿って相互に間隔をおいて配列されている。複数のフィンガー部３１ａは、バスバー部３１ｂに電気的に接続されている。バスバー部３１ｂは、ｘ方向に沿って延びている。バスバー部３１ｂの形状は特に限定されない。バスバー部３１ｂの形状は、直線状であっても良いし、ジグザグ状等他の形状であっても良い。
【００１６】
第２の電極３２は、複数のフィンガー部３２ａと、少なくともひとつのバスバー部３２ｂとを有する。複数のフィンガー部３２ａのそれぞれは、ｙ方向に沿って延びている。複数のフィンガー部３２ａは、ｘ方向に沿って相互に間隔をおいて配列されている。複数のフィンガー部３２ａは、バスバー部３２ｂに電気的に接続されている。バスバー部３２ｂは、ｘ方向に沿って延びている。バスバー部３２ｂの形状は特に限定されない。バスバー部３２ｂの形状は、直線状であっても良いし、ジグザグ状等他の形状であっても良い。
【００１７】
なお、第１及び第２の電極３１，３２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、第１及び第２の電極３１，３２は、例えば、Ａｇ，Ｃｕ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｓｎ等の金属やそれらの金属のうちの少なくとも一種を含む合金により構成することができる。第１及び第２の電極３１，３２のそれぞれは、複数の導電層の積層体により構成されていてもよい。
また、受光面１０ａの上に配される第１の電極３１は、遮光ロスを低減するために、第２の電極３２に比べて小面積であることが好ましい。
【００１８】
ｘ方向において隣り合う太陽電池１０は、配線材１１によって電気的に接続されている。具体的には、配線材１１の一方側部分が隣り合う太陽電池１０のうち一方の太陽電池１０の第１の電極３１に電気的に接続されており、他方側部分が他方の太陽電池１０の第２の電極３２に電気的に接続されている。
【００１９】
なお、配線材１１は、例えば、Ａｇ，Ｃｕ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｓｎの少なくとも一種を含む金属箔により構成することができる。金属箔は、例えば半田コーティング層などのコーティング層により被覆されていてもよい。
配線材１１は、バスバー部３１ｂ、３２ｂよりも幅太に設けられている。配線材１１は、バスバー部３１ｂの近傍領域で、隣り合うフィンガー部３１ａ間に露出する受光面１０ａ上にも位置するように配されている。また配線材１１は、バスバー部３２ｂの近傍領域で、隣り合うフィンガー部３２ａ間に露出する裏面１０ｂ上にも位置するように配されている。
【００２０】
図４に示されるように、配線材１１と太陽電池１０とは、樹脂接着層１２により接着されている。樹脂接着層１２は、樹脂接着剤の硬化物を含む。樹脂接着層１２は、樹脂接着剤の硬化物のみにより構成されていてもよい。その場合は、配線材１１と電極３１，３２とが直接接触するように配線材１１と太陽電池１０とが接着されていることが好ましい。また、樹脂接着層１２は、樹脂接着剤の硬化物と、導電材とを含んでいてもよい。その場合は、配線材１１と電極３１，３２とが直接接触している必要は必ずしもない。配線材１１と電極３１，３２とは、導電材を介して電気的に接続されていてもよい。
【００２１】
なお、樹脂接着剤は、例えば熱硬化性樹脂などの硬化性樹脂により構成することができる。好ましく用いられる樹脂接着剤の具体例としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。
【００２２】
配線材１１と太陽電池１０との間の少なくとも一部には、バッファ領域４０が配されている。具体的には、配線材１１と太陽電池１０との間には、樹脂接着層１２が配されていない部分が設けられており、その樹脂接着層１２が配されていない部分の少なくとも一部にバッファ領域４０が配されている。バッファ領域４０は、樹脂接着層１２と太陽電池１０との間に介在した部分と、樹脂接着層１２と配線材１１との間に介在した部分とのうちの少なくとも一方を含む。図４に示される例では、バッファ領域４０は、樹脂接着層１２と太陽電池１０との間に介在した部分と、樹脂接着層１２と配線材１１との間に介在した部分との両方を含む。
【００２３】
バッファ領域４０は非架橋性樹脂を含む。バッファ領域４０の構成材料として好ましい非架橋性樹脂の具体例としては、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、エステル系樹脂、ウレタン系樹脂及びアイオノマー等が挙げられる。
【００２４】
バッファ領域４０は、封止材１３と同じ材料により構成されており、封止材１３と連続して設けられていることが好ましい。即ち、バッファ領域４０は、封止材１３の一部が配線材１１と太陽電池１０との間に回り込むことによって、好適に構成されている。このような構成を有する太陽電池モジュール１は、以下のようにして製造することができる。例えば、電極３１，３２の高さよりも薄い異方性導電フィルムを用いたり、異方性導電ペーストを電極３１，３２の高さよりも薄い厚みで塗布したりして、太陽電池１０と配線材１１とを接着する。このようにすることにより、太陽電池１０と配線材１１との間に空隙を形成する。その後、封止材１３を構成するための樹脂シート間に配線材１１が接着された太陽電池１０を配しラミネートすることにより封止材１３を形成する際に、樹脂シートの一部が太陽電池１０と配線材１１との間の空隙に入り込むような条件でラミネートを行う。これにより、容易にバッファ領域４０を設けることができる。
【００２５】
以上説明したように、本実施形態では、配線材１１と太陽電池１０との間の少なくとも一部に、バッファ領域４０が配されている。バッファ領域４０は、非架橋性樹脂を含むため、弾性が高い。特に、高温時においては、バッファ領域４０が軟化し、剛性が低下する。従って、太陽電池モジュール１の温度が変化した際に、太陽電池１０に加わる応力がバッファ領域４０によって低減される。その結果、太陽電池１０にクラックが発生したり、太陽電池１０に反りが発生したりすることを抑制することができる。また、配線材１１の太陽電池１０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。尚、バッファ領域４０は、非架橋性樹脂のみからなる必要はなく、少なくとも非架橋性樹脂を含んでいれば良い。
【００２６】
太陽電池モジュール１の温度が変化した際に太陽電池１０に加わる応力をより小さくする観点からは、バッファ領域４０が、樹脂接着層１２と太陽電池１０との間に介在した部分と、樹脂接着層１２と配線材１１との間に介在した部分とのうちの少なくとも一方を含むことが好ましく、これらの両方を含むことがより好ましい。
【００２７】
なお、太陽電池モジュール１の温度が変化した際に太陽電池１０に加わる応力を小さくする観点からは、樹脂接着層１２を非架橋性樹脂により構成することも考えられる。しかしながら、この場合は、太陽電池モジュール１が高温になると、樹脂接着層１２が軟化してしまう。このため、配線材１１が太陽電池１０から剥離しやすくなる。従って、樹脂接着層１２は樹脂接着剤の硬化物を含むものとし、非架橋性樹脂を含むバッファ領域４０を樹脂接着層１２とは別個に設けることが好ましい。
【００２８】
また、封止材１３とバッファ領域４０とを連続して設けることにより、バッファ領域４０を容易に設けることができる。従って、太陽電池モジュール１の製造が容易となる。
【００２９】
以下、本発明の好ましい実施形態の他の例について説明する。以下の説明において、上記第１の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
【００３０】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、第１の保護部材１４と第２の保護部材１５との間にひとつの封止材１３が配されている例について説明した。それに対して第２の実施形態に係る太陽電池モジュール２では、図５に示されるように、封止材１３は、第１の封止部１３ａと、第２の封止部１３ｂとを有する。第１の封止部１３ａは、太陽電池１０の受光面１０ａと第１の保護部材１４との間に配されている。第２の封止部１３ｂは、太陽電池１０の裏面１０ｂと第２の保護部材１５との間に配されている。
【００３１】
第１の封止部１３ａと第２の封止部１３ｂとは互いに異なる材料により構成されている。具体的には、第１の封止部１３ａは、非架橋性樹脂により構成されている。具体的には、第１の封止部１３ａは、例えば、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、エステル系樹脂、ウレタン系樹脂及びアイオノマーからなる群から選ばれた少なくとも一種により構成されている。
【００３２】
一方、第２の封止部１３ｂは、架橋構造を有する樹脂により構成されている。具体的には、第２の封止部１３ｂは、例えば、架橋構造を有するエチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エポキシ樹脂等により構成することができる。
【００３３】
そして、配線材１１と受光面１０ａとの間の一部に、非架橋性樹脂を含むバッファ領域４０を有する（図４参照）。
【００３４】
太陽電池モジュール１は、受光面１０ａと配線材１１との間の少なくとも一部と、裏面１０ｂと配線材１１との間の少なくとも一部との両方に非架橋性樹脂を含むバッファ領域４０が配されている例について説明した。それに対して第２の実施形態に係る太陽電池モジュール２では、受光面１０ａと配線材１１との間の少なくとも一部にバッファ領域４０が配されている。一方、裏面１０ｂと配線材１１との間には非架橋性樹脂を含むバッファ領域４０は配されていない。裏面１０ｂと配線材１１とは、樹脂接着層１２により接着されており、一部に第２の封止部１３ｂを構成する架橋構造の樹脂からなる領域が存在する。また、バッファ領域４０は、第１の封止部１３ａと同じ材料を含む、第１の封止部１３ａと連続して設けられている。
【００３５】
太陽電池モジュール２のように、受光面１０ａと配線材１１との間と、裏面１０ｂと配線材１１との間とのうちの一方の少なくとも一部にバッファ領域４０が配されていてもよい。特に、受光面１０ａ側にバッファ領域４０が配されていることが好ましい。設置の仕方によっては配線材１１の受光面１０ａ側の部分が高温になりやすい場合があるためである。
【００３６】
尚、本発明はここでは記載していない様々な実施形態を含む。例えば、バッファ領域と封止材とは異なる材料により構成されていてもよい。
【００３７】
第１及び第２の電極の少なくとも一方のバスバー部は、ジグザグ状に設けられていてもよい。第１及び第２の電極は、バスバー部を有さず、複数のフィンガー部により構成されたバスバーレスの電極であってもよい。
【００３８】
また、第２の実施形態に係る太陽電池モジュール２において、第２の封止部１３ｂは、光反射性を有することが好ましい。このようにすることで、太陽電池モジュールの出力を高めることができる。このような第２の封止部１３ｂの例としては、例えば酸化チタンを含むＥＶＡからなるものが挙げられる。
【００３９】
以上のように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態を含む。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００４０】
１，２…太陽電池モジュール
１０…太陽電池
１０ａ…受光面
１０ｂ…裏面
１１…配線材
１２…樹脂接着層
１３…封止材
１３ａ…第１の封止部
１３ｂ…第２の封止部
１４…第１の保護部材
１５…第２の保護部材
３１…第１の電極
３２…第２の電極
３１ａ、３２ａ…フィンガー部
３１ｂ、３２ｂ…バスバー部
４０…バッファ領域
【図１】
0005995007.tif 000002
【図２】
0005995007.tif 000003
【図３】
0005995007.tif 000004
【図４】
0005995007.tif 000005
【図５】
0005995007.tif 000006