(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性部材と、反射部材と、前記透光性部材と前記反射部材との間に配された充填材層と、前記充填材層中に配された太陽電池とを有するモジュール本体と、
前記モジュール本体の周囲に設けられており、前記モジュール本体の前記太陽電池が設けられていない部分が挿入された凹部を有する枠体と、
を備え、
前記モジュール本体は、前記太陽電池が設けられた第１の領域と、前記第１の領域の外側に位置し前記太陽電池が設けられない第２の領域と、前記第２の領域の外側に位置し前記凹部に挿入される第３の領域と、を備え、
前記充填材層は、前記第２の領域において、前記太陽電池が設けられた領域側から前記枠体側に向かって薄くなる傾斜部を有し、
前記第３の領域において、前記透光性部材と前記反射部材とは、前記充填材層を介さずに対向して配され、
前記反射部材は、前記傾斜部を覆うように設けられている、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において、
前記反射部材は、前記凹部内にまで至っている。
【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において、
前記充填材層は、前記枠体外に設けられている。
【請求項４】
請求項１に記載の太陽電池モジュールにおいて、
前記反射部材は、前記枠体外に設けられている。
【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において、
前記充填材層は、
前記太陽電池と前記透光性部材との間に配された第１の充填材層と、
前記太陽電池と前記反射部材との間に配されており、着色された第２の充填材層と、
を有する。
【請求項６】
透光性部材の上に、第１の樹脂シート、太陽電池、第２の樹脂シート及び反射シートをこの順番で積層して積層体を作製し、
前記太陽電池が設けられた第１の領域と、前記第１の領域の外側に位置し前記太陽電池が設けられない第２の領域と、前記第２の領域の外側に位置し前記凹部に挿入される第３の領域と、のうち、前記第３の領域の上に補助部材を配置した状態で前記第３の領域が他の部分よりも薄くなるように前記積層体を加熱しながら加圧することにより、前記第３の領域において、前記透光性部材と前記反射シートとが前記第１の樹脂シート及び前記第２の樹脂シートを介さずに対向するようにモジュール本体を作製し、
凹部を有する枠体の前記凹部に、前記第３の領域を挿入することにより、前記モジュール本体と前記枠体とを備える太陽電池モジュールを得る、太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記第２の樹脂シートとして、前記第１の樹脂シートよりも小面積の樹脂シートを用いる。
【請求項８】
請求項６または７に記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記第２の樹脂シートとして、着色樹脂シートを用いる。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記積層体を加圧するプレス材の温度よりも前記補助部材の温度を高くする。
【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及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、充填材中に配された複数の太陽電池を有するモジュール本体と、モジュール本体の周縁部に取り付けられた枠体とを備える太陽電池モジュールが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１７１４００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出力特性をさらに高めたいという要望がある。【０００５】
本発明は、改善された出力特性を有する太陽電池モジュールを提供することを主な目的とする。
【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、モジュール本体と、枠体とを備える。モジュール本体は、透光性部材と、反射部材と、充填材層と、太陽電池とを有する。充填材層は、透光性部材と反射部材との間に配されている。太陽電池は、充填材層中に配されている。枠体は、モジュール本体の周囲に設けられている。枠体は、凹部を有する。凹部には、モジュール本体の太陽電池が設けられていない部分が挿入されている。充填材層は、傾斜部を有する。傾斜部は、太陽電池が設けられた領域と枠体内に挿入された領域との間の領域に位置している。傾斜部は、太陽電池が設けられた領域側から枠体側に向かって薄くなっている。反射部材は、傾斜部を覆うように設けられている。【０００７】
本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法では、透光性部材の上に、第１の樹脂シート、太陽電池、第２の樹脂シート及び反射シートをこの順番で積層して積層体を作製する。積層体の太陽電池が設けられた領域よりも外側の領域の少なくとも一部の上に補助部材を配置した状態で積層体を加熱しながら加圧することによりモジュール本体を作製するラミネート工程を行う。凹部を有する枠体の凹部に、モジュール本体の太陽電池が設けられていない部分を挿入することにより、モジュール本体と枠体とを備える太陽電池モジュールを得る。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、改善された出力特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】
【０００９】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的平面図である。
【図２】図２は、図１の線ＩＩ−ＩＩにおける略図的断面図である。
【図３】図３は、参考例に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法を説明するための略図的断面図である。
【図５】図５は、第２の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６】図６は、第３の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。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１及び図２に示されるように、太陽電池モジュール１は、モジュール本体２０と、枠体１１とを備えている。
【００１３】
モジュール本体２０は、透光性部材２３と、反射部材２４と、充填材層２５と、少なくともひとつの太陽電池２２とを備えている。
【００１４】
透光性部材２３は、板状である。透光性部材２３は、太陽電池２２の発電に寄与する波長域の光の少なくとも一部を透過させる部材である。透光性部材２３は、太陽電池２２の保護部材としての機能も兼ね備えている。透光性部材２３は、例えば、ガラス板、プラスチック板などにより構成することができる。
【００１５】
反射部材２４は、透光性部材２３と対向するように配されている。反射部材２４は、太陽電池２２の発電に寄与する波長域の光の少なくとも一部を反射させる部材である。反射部材２４は、可撓性を有するシートにより構成されている。反射部材２４は、太陽電池２２の保護部材としての機能も兼ね備えている。反射部材２４は、例えば、アルミニウムや銀などからなる反射層を内部に有する樹脂シートなどにより構成することができる。
【００１６】
充填材層２５は、透光性部材２３と反射部材２４との間に配されている。この充填材層２５によって太陽電池２２が封止されている。充填材層２５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。具体的には、充填材層２５は、第１の充填材層２５ａと、第２の充填材層２５ｂとを有する。第１の充填材層２５ａは、太陽電池２２と透光性部材２３との間に配されている。第１の充填材層２５ａは、太陽電池２２の発電に寄与する波長域の光の少なくとも一部を透過させる。第１の充填材層２５ａは、顔料や染料を実質的に含有していないことが好ましい。
【００１７】
第２の充填材層２５ｂは、太陽電池２２と反射部材２４との間に配されている。第２の充填材層２５ｂは、顔料及び染料の少なくとも一方を含む着色された充填材層である。第２の充填材層２５ｂは、例えば、酸化チタン等からなる白色の顔料粉末を含んでいることが好ましい。第２の充填材層２５ｂは、太陽電池２２の発電に寄与する波長域の光の少なくとも一部を反射させる。
【００１８】
太陽電池２２は、充填材層２５中に配されている。具体的には、充填材層２５中には、複数の太陽電池２２が配されている。複数の太陽電池２２は、配線材１４によって電気的に接続されている。太陽電池２２の種類は、特に限定されない。太陽電池２２は、例えば、結晶系半導体、薄膜系半導体等、種々の半導体材料を用いて構成することができる。
【００１９】
太陽電池２２は、第１の主面２２ａと、第２の主面２２ｂとを有する。第１の主面２２ａは、透光性部材２３と対向している。第２の主面２２ｂは、反射部材２４と対向している。太陽電池２２は、第１の主面２２ａ上と、第２の主面２２ｂ上との両方に電極を有していてもよい。その場合、第１の主面２２ａ上に設けられた電極よりも第２の主面２２ｂ上に設けられた電極の方が大面積を有していることが好ましい。また、太陽電池２２は、第１及び第２の主面２２ａ、２２ｂのうちの第２の主面２２ｂにのみ電極を有する裏面接合型の太陽電池であってもよい。
【００２０】
モジュール本体２０は、第１の領域２０ａと、第２の領域２０ｂと、第３の領域２０ｃとを有する。第１の領域２０ａは、太陽電池２２が設けられた中央に位置する領域である。第２の領域２０ｂは、第１の領域２０ａの外側に位置している。第３の領域２０ｃは、第２の領域２０ｂの外側に位置している。第２の領域２０ｂと第３の領域２０ｃとには、太陽電池２２は設けられていない。
【００２１】
モジュール本体２０の周囲には、枠体１１が設けられている。具体的には、枠体１１は、モジュール本体２０を包囲するように配されている。枠体１１は、凹部１１ａを有する。凹部１１ａには、モジュール本体２０の太陽電池２２が設けられていない領域の一部が挿入されている。具体的には、凹部１１ａには、モジュール本体２０の第３の領域２０ｃが挿入されている。第１の領域２０ａと第２の領域２０ｂとは、枠体１１外に位置している。第２の領域２０ｂの幅は、例えば、０．５ｍｍ〜１０ｍｍ程度とすることができる。第３の領域２０ｃの幅は、例えば、１ｍｍ〜１５ｍｍ程度とすることができる。
【００２２】
凹部１１ａは、第１の板状部１１ｂと、第２の板状部１１ｃと、接続部１１ｄとにより構成されている。第１の板状部１１ｂは、モジュール本体２０の透光性部材２３側に位置している。第２の板状部１１ｃは、モジュール本体２０の反射部材２４側に位置している。この第２の板状部１１ｃと第１の板状部１１ｂとによってモジュール本体２０の第３の領域２０ｃが挟持されている。接続部１１ｄは、第１の板状部１１ｂと第２の板状部１１ｃとを接続している。
【００２３】
枠体１１の構成材料は、枠体１１にモジュール本体２０を保持し得るだけの十分な強度を付与できるものである限りにおいて特に限定されない。枠体１１は、例えば、アルミニウム、鉄などの金属、ステンレスなどの合金、または樹脂などにより構成することができる。
【００２４】
枠体１１とモジュール本体２０との間の隙間には、止水材１３が配されている。止水材１３は、例えば、シリコーン樹脂、ブチルゴムなどにより構成することができる。
【００２５】
太陽電池モジュール１においては、充填材層２５は、太陽電池２２が設けられた第１の領域２０ａと、第２の領域２０ｂの少なくとも一部とに設けられている。このため、充填材層２５は、枠体１１外に設けられており、枠体１１内には設けられていない。充填材層２５の第２の領域２０ｂに位置している部分の少なくとも一部は、傾斜部２５Ａを構成している。傾斜部２５Ａは、第１の領域２０ａ側から枠体１１側に向かって薄くなっている。このため、傾斜部２５Ａの透光性部材２３とは反対側の表面は、法線方向が第１の領域２０ａ側を向くように、透光性部材２３の太陽電池２２側の表面に対して傾斜している。なお、傾斜部２５Ａの透光性部材２３とは反対側の表面は、平面状であってもよいし、曲面状であってもよい。
【００２６】
反射部材２４は、傾斜部２５Ａを含め、充填材層２５の実質的に全体を覆うように設けられている。具体的には、反射部材２４は、モジュール本体２０の実質的に全体に設けられている。このため、反射部材２４は、凹部１１ａ内にまで至っている。反射部材２４は、透光性部材２３の端部にまで至っている。第３の領域２０ｃにおいて、反射部材２４は、透光性部材２３と充填材層２５を介さずに対向している。
【００２７】
ところで、図３に示される太陽電池モジュール１００のように、充填材層１２５を枠体１１１内にまで設けることが考えられる。その場合は、第２の領域１２０ｂにおいて充填材層１２５は、略均一厚みとなる。このため、太陽電池モジュール１００では、第２の領域１２０ｂに垂直に入射した光Ｌ１００は、太陽電池１２２に入射しない。従って、光Ｌ１００は、発電に寄与しない。
【００２８】
一方、太陽電池モジュール１では、充填材層２５に、第１の領域２０ａ側から枠体１１側に向かって薄くなる傾斜部２５Ａが設けられており、かつ、反射部材２４が傾斜部２５Ａを覆うように設けられている。このため、反射部材２４の傾斜部２５Ａの上に位置する部分は、法線方向が第１の領域２０ａ側を向くように傾斜している。よって、第２の領域２０ｂに垂直に入射した光Ｌ１は、反射部材２４によって、太陽電池２２が設けられている第１の領域２０ａ側に反射される。従って、光Ｌ１も、太陽電池２２に入射し得、発電に寄与し得る。すなわち、太陽電池モジュール１では、第２の領域２０ｂに入射した光の利用効率を高めることができる。従って、改善された光電変換効率を実現することができる。
【００２９】
太陽電池モジュール１では、反射部材２４が凹部１１ａ内にまで至っている。この場合は、反射部材２４の透光性部材２３からの剥離を抑制することができる。さらに、透光性部材２３より反射部材２４や充填材層２５が大きい場合でもトリミングを行うことにより前記構造にできることから製造上歩留まりを高めることができる。
【００３０】
太陽電池モジュール１では、着色された第２の充填材層２５ｂが傾斜部２５Ａにも設けられている。さらには、第２の充填材層２５ｂが傾斜部２５Ａの実質的に全体に設けられている。このため、第２の領域２０ｂに入射した光の太陽電池２２への入射効率をさらに高めることができる。従って、さらに改善された光電変換効率を実現することができる。
【００３１】
太陽電池モジュール１では、充填材層２５ｂは、枠体１１外に設けられており、充填材層２５ａは凹部１１ａ内にまで至っている。この場合、充填材層２５ｂのサイズを小さくすることが可能であり、部材のコスト削減に貢献する。
【００３２】
（太陽電池モジュール１の製造方法）
次に、主として図４を参照しながら、太陽電池モジュール１の製造方法の一例について説明する。
【００３３】
まず、透光性部材２３の上に、第１の充填材層２５ａを構成するための第１の樹脂シート３１ａ、太陽電池２２、第２の充填材層２５ｂを構成するための第２の樹脂シート３１ｂ及び可撓性を有する反射シートにより構成された反射部材２４をこの順番で積層する。これにより、積層体３０を作製する。なお、太陽電池モジュール１では、第２の充填材層２５ｂが着色充填材層により構成されているため、第２の樹脂シート３１ｂとしては、顔料や染料を含む着色樹脂シートを用いる。
【００３４】
次に、積層体３０の太陽電池２２が設けられた領域よりも外側の領域の少なくとも一部の上に補助部材４０を配置した状態で、積層体３０を加熱しながら加圧するラミネート工程を行う。このラミネート工程において、補助部材４０が配置された部分には、他の部分よりも高いプレス厚が加わる。このため、補助部材４０が配置された部分は、他の部分よりも薄くなるように加圧される。その結果、傾斜部２５Ａが形成される。従って、本実施形態の方法により、モジュール本体２０を好適に作製することができる。
【００３５】
傾斜部２５Ａを好適に形成できるようにする観点からは、第２の樹脂シート３１ｂとして、第１の樹脂シート３１ａよりも小面積の樹脂シートを用いることが好ましい。この場合、着色された第２の樹脂シート３１ｂが反射部材２４からはみ出すことも抑制することができる。また、積層体３０を加圧するプレス材の温度よりも補助部材４０の温度を高くしておくことが好ましい。ラミネート工程において、樹脂シート３１ａ、３１ｂの補助部材４０近傍に位置する部分の流動性を高めることができるためである。積層体３０を加圧するプレス材の温度よりも補助部材４０の温度を１０℃以上高くすることがより好ましく、２０℃以上高くすることがさらに好ましい。
【００３６】
次に、モジュール本体２０の第３の領域２０ｃを枠体１１の凹部１１ａに挿入し、止水材１３により固定することにより太陽電池モジュール１を完成させることができる。
【００３７】
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。
【００３８】
（第２の実施形態）
太陽電池モジュール１では、反射部材２４がモジュール本体２０の端にまで至っている例について説明したが、図５に示される太陽電池モジュール２のように、反射部材２４は、モジュール本体２０の端にまで至っていなくてもよい。すなわち、反射部材２４は、透光性部材２３よりも小面積に設けられていてもよい。太陽電池モジュール２においても、太陽電池モジュール１と同様に、改善された光電変換効率を実現することができる。また、太陽電池モジュール２では、反射部材２４および充填材層２５のサイズを小さくすることによりコスト削減に貢献する。
【００３９】
（第３の実施形態）
図６に示されるように、太陽電池モジュール３では、反射部材２４は、枠体１１外に設けられており、枠体１１内には設けられていない。太陽電池モジュール３においても、太陽電池モジュール１，２と同様に、改善された光電変換効率を実現することができる。また、太陽電池モジュール３では、反射部材２４および充填材層２５のサイズを小さくすることによりコスト削減に貢献する。さらに、凹部１１ａ内にたまった水等の不純物がモジュール内部に入ることを防ぐことができる。
【００４０】
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、太陽電池モジュールは、ひとつの太陽電池を有していてもよい。
【００４１】
枠体は、モジュール本体の周縁部の一部の外側にのみ設けられていてもよい。
【００４２】
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】
【００４３】
１〜３…太陽電池モジュール
１１…枠体
１１ａ…凹部
２０…モジュール本体
２０ａ…第１の領域
２０ｂ…第２の領域
２０ｃ…第３の領域
２２…太陽電池
２３…透光性部材
２４…反射部材
２５…充填材層
２５Ａ…傾斜部
２５ａ…第１の充填材層
２５ｂ…第２の充填材層
３０…積層体
３１ａ…第１の樹脂シート
３１ｂ…第２の樹脂シート
４０…補助部材
【図１】
0005923740.tif 000002
【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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