(57)【要約】  【課題】  太陽電池モジュール内部の太陽電池素子と太陽電池素子との間隙に表面から入射した光を反射させ、太陽電池素子に入射させることにより、発電効率が向上しかつ作業効率も高い太陽電池モジュールを提供すること。  【解決手段】  透光性基板と、受光面側充填材と、接続タブで電気的に接続された複数の太陽電池素子と、裏面側充填材と、裏面保護材とを重ねるように順次配設してなる太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池素子と前記裏面側充填材との間に複数の貫通穴を設けた光反射フィルムを具備したことを特徴とする太陽電池モジュール。  【選択図】  図１
2006060081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性基板と、受光面側充填材と、接続タブで電気的に接続された複数の太陽電池素子と、裏面側充填材と、裏面保護材とを重ねるように順次配設してなる太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池素子と前記裏面側充填材との間に複数の貫通穴を設けた光反射フィルムを具備したことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記複数の貫通穴を設けた光反射フィルムに前記太陽電池素子を所定の部位に配置するための位置決め用凹部を設けた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】
前記複数の貫通穴を設けた光反射フィルムがポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムから成る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。
【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ものであり、とくに太陽電池モジュール内部の太陽電池素子間に入射した光を有効に利用することにより、その発電効率を高めた太陽電池モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池素子は、たとえば単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板を用いて作製される。そのために太陽電池素子は物理的衝撃に弱く、また、野外に太陽電池を取り付けた場合、雨などからこれを保護する必要がある。
【０００３】
さらに、太陽電池素子１枚では発生する電気出力が小さいことから、複数の太陽電池素子を直並列に接続して、実用的な電気出力が取り出せるようにする必要がある。このため複数の太陽電池素子を接続して透光性基板と熱硬化性樹脂を主成分とする充填材で封入して太陽電池モジュールを作製することが通常行われている。
【０００４】
この太陽電池モジュールにおいて、その内部に配設される太陽電池素子と太陽電池素子との間には通常数ミリの間隙が設けられている。この太陽電池素子の間隙部に入射した光は発電に寄与しないため、太陽電池モジュールの発電効率を低下させるものとなっている。
【０００５】
この太陽電池素子と太陽電池素子との間隙に入射した光を有効に発電に利用するため、この太陽電池素子と太陽電池素子との間隙部の充填材の裏面部分に凹凸形状を形成し、さらにその裏面部分にメッキもしくは蒸着により光反射面を形成することが考案されている。（特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００２−４３６００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１によって提案された、間隙部の充填材の裏面部分に凹凸形状を形成し、さらにその裏面部分に光反射面を形成する方法では、充填材の裏面部分に凹凸形状や光反射面を形成するのにコストがかかり、さらに凹凸形状や光反射面を形成された部分を太陽電池素子と太陽電池素子の間隙に合わせることが難しく、時間がかかるという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的は太陽電池モジュール内部の太陽電池素子と太陽電池素子との間隙に表面から入射した光を反射させ、太陽電池素子に入射させることにより、発電効率が向上しかつ作業効率も高い太陽電池モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の太陽電池モジュールは、透光性基板と、受光面側充填材と、接続タブで電気的に接続された複数の太陽電池素子と、裏面側充填材と、裏面保護材とを重ねるように順次配設してなる太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池素子と前記裏面側充填材との間に複数の貫通穴を設けた光反射フィルムを具備したことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の他の太陽電池モジュールは、前記複数の貫通穴を設けた光反射フィルムに前記太陽電池素子を所定の部位に配置するための位置決め用凹部を設けたことを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の他の太陽電池モジュールは、前記複数の貫通穴を設けた光反射フィルムがポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムから成ることが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の太陽電池モジュールによれば、透光性基板と、受光面側充填材と、接続タブで電気的に接続された複数の太陽電池素子と、裏面側充填材と、裏面保護材とを重ねるように順次配設してなる太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池素子と前記裏面側充填材との間に複数の貫通穴を設けた光反射フィルムを具備したことにより、この太陽電池モジュール内部の太陽電池素子間の間隙に入射した光は反射して、透光性基板に当たり、再度透光性基板で反射して太陽電池素子に入射するようになり、太陽電池モジュールの発電効率が向上するようになる。
【００１２】
また、光反射フィルムに複数の貫通穴を設けたことにより、ラミネート時にこの貫通穴から裏面側充填材が太陽電池素子周辺に入り込み、受光面側充填材とともに太陽電池素子を完全に封止することができる。
【００１３】
さらに、このように光反射フィルムに複数の貫通穴を設けたことにより、太陽電池素子と光反射フィルムとの間にさらに充填材を配置すること無く、太陽電池素子を封止することができる。
【００１４】
また、本発明の他の太陽電池モジュールによれば、前記複数の貫通穴を設けた光反射フィルムに前記太陽電池素子を所定の部位に配置するための位置決め用凹部を設けたことにより、太陽電池素子間の該光反射フィルムは凸部となるため、太陽電池素子間に入射した光をより高い位置で反射することができるようになり、太陽電池モジュールの発電効率が向上の効果をより確実なものとすることができる。
【００１５】
さらに、従来はラミネート時等で太陽電池素子が所定の位置から動かないようにテープなどで固定していたが、複数の貫通穴を設けた光反射フィルムに前記太陽電池素子を所定の部位に配置するための位置決め用凹部を設けたことにより、この太陽電池素子をテープなどで固定する作業が不要となり、太陽電池モジュールの製造工程の簡略化が可能となる。
【００１６】
さらに、本発明の他の太陽電池モジュールによれば、複数の貫通穴を設けた前記光反射フィルムをポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムから成るようにしたことにより、太陽電池モジュールの発電効率の向上の効果をより確実なものとすることができるとともに、この太陽電池モジュールの長期的な信頼性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明に係る太陽電池モジュールのパネル部の構造の一例を示す図である。
【００１９】
図１において、１は透光性基板、２は受光面側充填材、３は太陽電池素子、４は光反射フィルム、５は裏面側充填材、６は裏面保護材、７は接続タブを示す。
【００２０】
透光性基板１は、ガラス材やポリカーボネート樹脂などの合成樹脂材が用いられる。このガラス材としては、白板ガラス、強化ガラス、倍強化ガラス、熱線反射ガラスなどが用いられるが、一般的には厚さ３ｍｍ〜５ｍｍ程度の白板強化ガラスが多く使用される。一方、ポリカーボネート樹脂については、厚みが５ｍｍ程度のものが多く使用される。
【００２１】
受光面側充填材２は、透光性、耐熱性、電気絶縁性を有する素材が好適に用いられ、たとえば酢酸ビニル含有量が２０〜３０％であるエチレンビニルアセテート共重合体（ＥＶＡ）やポリビニルブチラール（ＰＶＢ）などを主成分とする熱硬化性の合成樹脂材が好適に用いられる。またこれらには厚さ０．４〜１ｍｍ程度のシート状形態のものが用いられる。
【００２２】
上記のＥＶＡなどは、酸化チタンや顔料等を含有させ白色等に着色させることがあるが、本発明に係る受光面側充填材２においては、着色させると太陽電池素子３に入射する光量が減少し発電効率が低下するため透明とする。
【００２３】
太陽電池素子３は、例えば厚み０．３〜０．４ｍｍ程度、大きさ１５０ｍｍ角程度の単結晶シリコンや多結晶シリコンで作られている。太陽電池素子３の内部にはボロンなどのＰ型不純物を多く含んだP層とリンなどのＮ型不純物を多く含んだＮ層が接しているＰN接合が形成されている。またその受光面と非受光面（裏面）には太陽電池素子同士を互いに接続するための電極が設けられている。
【００２４】
これらの太陽電池素子３は太陽電池モジュール内部で接続タブ７により直列又は並列に電気的に接続されている。上記の接続タブ７は、厚さ０．１〜１．０ｍｍ程度、幅１〜８ｍｍ程度の銅箔の全面をハンダコートしたものを所定の長さに切断したものなどである。
【００２５】
裏面側充填材５は、耐熱性、電気絶縁性を有する素材が好適に用いられ、たとえば酢酸ビニル含有量が２０〜３０％であるエチレンビニルアセテート共重合体（ＥＶＡ）やポリビニルブチラール（ＰＶＢ）などを主成分とする合成樹脂材により構成され、厚さ０．４〜１ｍｍ程度のシート状形態のものが用いられる。
【００２６】
さらに、本発明に係る裏面側充填材５は、透明でも良いし、酸化チタンや顔料等を含有させ白色等の有色に着色させても良い。
【００２７】
受光面側充填材２と裏面側充填材５は、減圧下でのラミネート工程において、熱架橋融着して他の部材と一体化する。
【００２８】
裏面保護材６は透明な二層のポリエチレンテレフタレ−ト（ＰＥＴ）の間に蒸着したアルミナを挟持したシートなどが用いられる。
【００２９】
また、本発明に係る太陽電池モジュールは、光反射フィルム４を太陽電池素子３と裏面側充填材５との間に配置したことを特徴とする。
【００３０】
図２はこの光反射フィルム４を示す図である。
【００３１】
図２において、１０はフィルム本体、１１はフィルム本体に設けられた複数の貫通穴を示す。
【００３２】
光反射フィルム４のフィルム本体１０は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリオレフィンやフッ素系樹脂等で作製される。特にＰＥＴで作製された場合には他の部材で作製された場合に較べ、光反射率が高く、また、安定な材質のため、太陽電池モジュールの長期的な使用にも適し、その信頼性向上のためにも最適である。
【００３３】
さらに、フィルム本体１０は厚み５〜２００μｍ程度で、大きさは透光性基板１と同じ寸法でも構わないが、太陽電池パネル部の外側にはみ出さないように透光性基板１の寸法より５〜１０ｍｍ程度小さめにするのが望ましい。
【００３４】
また、本発明に係る光反射フィルム４のフィルム本体１０には複数の貫通穴１１が設けられていることを特徴とする。
【００３５】
これらの貫通穴１１は、後のラミネート工程において裏側充填材５が軟化、溶融したときに、これらの貫通穴１１を通り、太陽電池素子３を受光面側充填材２とともに封止することができるようにするとともに、この光反射フィルム４を太陽電池パネル内部で固定するために設けるものである。よって、もしこれらの貫通穴１１が無い場合には、太陽電池素子３と光反射フィルム４の間に充填材をさらに配置する必要があるが、これらの貫通穴１１によりそれが不要となり、太陽電池モジュールの部材点数の削減、コストダウンが可能となる。
【００３６】
これらの貫通穴１１の大きさや配置などは使用する充填材の種類、物性やラミネート時の条件等に合わせてテストを行い、決定すればよいが、一例では、直径３〜１０ｍｍ程度、前後と左右の間隔３〜１０ｍｍ程度である。
【００３７】
本発明に係る太陽電池モジュールのパネル部は、上述のような透光性部材１、受光面側充填材２、太陽電池素子３、光反射フィルム４、裏面側充填材５、裏面保護材６の積層体を接着一体化することによって作製される。
【００３８】
すなわち、上述の各部材の積層体をラミネーターと呼ばれる減圧状態で加熱しながら加圧する装置にセットした後、太陽電池モジュールの内部の空気を除去するために５０〜１５０Ｐａ程度に減圧し、１００〜２００℃の温度で１５分〜１時間加熱しながら加圧する。これによって、受光面側充填材２と裏面側充填材５が軟化し、架橋融着するため、各部材を接着し、一体化し、太陽電池モジュールのパネル部を作製することができる。
【００３９】
最後に、太陽電池モジュールに機械的強度や耐候性能を付与し、さらに太陽電池モジュールを設置する場合などに取り扱いやすくするために、上述のパネル部の外周各辺に太陽電池モジュール枠（図示せず）を嵌め込み、各コーナー部をビスなどにより固定し太陽電池モジュールが完成する。
【００４０】
このような太陽電池モジュール枠は、それに必要な強度や耐久性などを考慮して、アルミニウムやＳＵＳなどの金属材、合成樹脂材、木などで作製され、アルミニウムで作製した場合、その太陽電池モジュール枠の側面部や受光面部には耐候性の向上のためにアルマイト処理がなされ、さらにクリヤ塗装などが施されることが多い。
【００４１】
このように、透光性基板１と裏面保護材６との間に受光面側充填材２と裏面側充填材５で挟持した複数の太陽電池素子３を配設した太陽電池モジュールにおいて、これらの太陽電池素子３と裏面側充填材５の間に複数の貫通穴１１を設けた光反射フィルム４を具備したことにより、この太陽電池モジュール内部の太陽電池素子間の間隙に入射した光は光反射フィルム４で反射して透光性基板１に当たり、再度透光性基板１の裏面側で反射して太陽電池素子３に入射するようになり、太陽電池モジュールの発電効率が向上するようになる。
【００４２】
さらに、光反射フィルム４に複数の貫通穴１１を設けたことにより、ラミネート時にこれらの貫通穴１１から裏面側充填材５が太陽電池素子周辺に入り込み、受光面側充填材２とともに太陽電池素子３を完全に封止することができる。このように光反射フィルム４に複数の貫通穴１１を設けたことにより、太陽電池素子３と光反射フィルム４との間にさらに充填材を配置する必要が無く、太陽電池素子を封止することができるようになる。
【００４３】
また、図３は本発明に係る光反射フィルムの別の実施例を示すものである。
【００４４】
図３において、１４は光反射フィルム、１５はフィルム本体、１６はフィルム本体に設けられた複数の貫通穴、１７は太陽電池素子を所定の部位に配置するための位置決め用凹部、１８は凸部を示す。
【００４５】
フィルム本体１５には上述のような複数の貫通穴１６が設けられており、さらに太陽電池素子を所定の部位に配置するための位置決め用凹部１７が設けられている。
【００４６】
このような凹部１７は、複数の貫通穴１６を設けたフィルム本体１５を型押しすることにより作製することができる。
【００４７】
図４は図３示した光反射フィルム１４を用いた場合の太陽電池モジュールの断面の構造の一例を示す図である。
【００４８】
図４において、符号１、２、３、５、６は図１と同様に１は透光性基板、２は受光面側充填材、３は太陽電池素子、５は裏面側充填材、６は裏面保護材を示し、さらに１４は凹部を設けた光反射フィルムを示す。
【００４９】
図３に示すように、受光面側充填材２と裏面側充填材５の間に太陽電池素子３と光反射フィルム１４が配置され、さらに光反射フィルム１４の凹部１７には太陽電池素子３がはめ込めるように配置される。
【００５０】
光反射フィルム１４に複数の貫通穴１６を設けたことにより、上述のようにラミネート時にこれらの貫通穴１６から裏面側充填材５が太陽電池素子周辺に入り込み、受光面側充填材２とともに太陽電池素子３を完全に封止することができるとともに、さらに太陽電池素子３の間隙部には光反射フィルム１４の凸部１８が入り込むようになるため、太陽電池素子間に入射した光を太陽電池素子の側面部で遮ることなく、より高い位置で反射することができるようになり、太陽電池モジュールの発電効率向上の効果をより確実なものとすることができる。
【００５１】
また、それらに加え、従来は接続タブにより接続された複数の太陽電池素子３はラミネート前に受光面側充填材２の上の所定の位置に置かれた後、ラミネートにより押圧されたときに、位置がずれたり太陽電池素子の配列が乱れたりしないようにテープで固定されていたが、本発明に係る光反射フィルム１４の凹部１７には太陽電池素子３がはめ込めることからラミネートにより位置がずれたり太陽電池素子の配列が乱れたりすることが無く、上述のようにテープで固定する必要が無く、太陽電池製造工程の簡略化が図れるようになる。
【００５２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正および変更を加えることができる。例えば太陽電池素子は単結晶や多結晶シリコンなどの結晶系太陽電池に限定されるものではなく、薄膜系太陽電池などでも適用可能であり、さらに接続タブや太陽電池素子の電極をコートしているハンダは鉛を含有した共晶ハンダなどの他に鉛フリーのハンダでも応用可能であり、さらに太陽電池素子の電極にハンダコートを行わないものにも応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る太陽電池モジュールのパネル部の構造の一例を示す図である。
【図２】本発明に係る光反射フィルムを示す図である。
【図３】本発明に係る光反射フィルムの別の実施例を示すものである。
【図４】本発明に係る太陽電池モジュールのパネル部の断面の構造の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１；透光性基板
２；受光面側充填材
３；太陽電池素子
４、１４；光反射フィルム
５；裏面側充填材裏面材
６；裏面保護材
７；接続タブ
１０、１５；フィルム本体
１１、１６；貫通穴
１７；光反射フィルムの凹部
１８；光反射フィルムの凸部
【図１】
2006060081.tif 000003
【図２】
2006060081.tif 000004
【図３】
2006060081.tif 000005
【図４】
2006060081.tif 000006