(57)【要約】【課題】太陽電池セルの温度上昇を抑え発電効率の低下を防ぐと共に太陽電池モジュールの軽量化及び信頼性を確保する。【解決手段】太陽電池セルを放熱板に貼り付け，空気の自然対流により太陽電池セルの温度上昇を防ぐ。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接着剤又は両面粘着テープを用いて結晶系太陽電池セルを放熱板に貼り付ける事を特徴とする結晶系太陽電池パネル。
【請求項２】
凹凸の溝加工を施した金属板を放熱板として用いることを特徴とする請求項１の結晶系太陽電池パネル。
【請求項３】
表面板と結晶系太陽電池セルの間に、最も薄い部分の厚みが０．３ｍｍ以上ある軟らかい樹脂を挟み込むことを特徴とする請求項１及び請求項２の結晶系太陽電池パネル。
【請求項４】
太陽電池パネルの外枠に通気孔を設ける事を特長とする請求項１，請求項２に記載の結晶系太陽電池パネル
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】低炭素社会の実現に寄与する結晶系太陽電池パネルに関する技術であり，配線の剥離の低減，放熱特性の改善，軽量化及び防湿性の確保に関する。
【背景技術】
【０００２】結晶系太陽電池パネルの材料である単結晶や多結晶のシリコンセルの厚みは２００μｍ程度であって衝撃に弱く，これを緩和する構造は必須である。【０００３】３結晶系太陽電池セルからの電力取り出しは，３結晶系太陽電池セル上の配線パターンの上に銀ペースト等により導線を敷設して為されるが，通常使われる１５．５ｃｍ角程度の３結晶系太陽電池セルにおいてその出力電流は７．５Ａ程度と大きいため，３結晶系太陽電池セル上の配線パターン上に敷設する導線として，通常幅２ｍｍ，厚み０．３ｍｍ程の半田メッキ付き銅線が使われる。【０００４】３結晶系太陽電池セル上の配線パターンと敷設する半田メッキ付き銅線が接する部分に湿気が入り込むと電池が形成され腐食するので，湿気の浸入を防ぐ事は信頼性を確保する上で重要である。【０００５】衝撃緩和及び防湿のため，１３ＥＶＡで３結晶系太陽電池セルの表裏両面を完全封止するが，空気の膨張による破壊を防ぐため，内に空気を残さない事が重要である。【０００６】衝撃の緩和及び湿気の進入防止及び組立性を確保するため，太陽光入射側から，１２硬質ガラス，１３ＥＶＡで完全封止された３結晶系太陽電池セル，１４反射フイルムを順に重ねるが，これを束ねる１５パッキン材と頑丈な１６サイドフレームが心要となる。【０００７】１２硬質ガラス，１３ＥＶＡで完全封止された３結晶系太陽電池セル，１４反射フイルムを順に重ねる際，空気の膨張による破壊を防ぐため，その何れの層間にも空気を残さないようにする必要がある。【０００８】３結晶系太陽電池セルは，温度が上昇すると，その出力が低下するので放熱を考慮した構造が重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】特開平１１−８７７５７
特開２００９−３２８５２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】衝撃の緩和及び防湿のため１３ＥＶＡで３結晶系太陽電池セルの表裏両面を封止するが，厚みが増すと太陽光の透過量が下がることからその厚みは大凡０．３ｍｍ程度である。しかし金属に比べ１３ＥＶＡの熱伝導性は悪く，３結晶系太陽電池セルが太陽光から受ける熱を，１３ＥＶＡを通して効率よく外部に放射することが難しい。この為太陽光から受ける熱は内部に蓄積され，晴天時においては外気温に対し３結晶系太陽電池セルの温度は大凡４０℃ほど上昇し，シリコン固有の禁制帯幅（−０．４５％／℃）により１８％程度出力が低下するので，温度上昇を防ぐ事が課題である。【００１１】３結晶系太陽電池セルは，温度上昇によってその出力が低下するので効率よく放熱する構造を採用しなければならないが，１４反射フイルムの裏側に放熱板を取り付ける方法では，熱は１３ＥＶＡや１４反射フイルムを経由するのでその分，熱の伝導が妨げられ，十分な放熱効果が得られない。【００１２】１２硬質ガラスと３結晶系太陽電池セル上の配線パターンが無い部分は何れも平坦である。また，１２硬質ガラスと１３ＥＶＡ及び１３ＥＶＡと３結晶系太陽電池セルは夫々密着している。一方，３結晶系太陽電池セル上の配線パターン上に敷設された半田メッキ付き銅線は３結晶系太陽電池セル表面から約０．３ｍｍ盛り上がっており，配線の無い部分の１３ＥＶＡの厚みは配線のある部分より厚く，３結晶系太暘電池セル上の配線パターン上に敷設された銅線で１３ＥＶＡが囲われる形になるので，温度上昇により１３ＥＶＡが膨張すると１３ＥＶＡは３結晶系太陽電池セル上の配線パターン上に敷設された銅線を横方向から押す事になる。３結晶系太陽電池セルの中央部に配置された５太陽電池セル表面配線に加わる横方向の力は左右大凡同じだが端部に配置されている配線では中央部からの力に対して外側からの力が弱く，配線に加わる力の左右バランスがとれないので，剥離までには至らないにしても配線パターンと銀ペースト，銀ペーストと銅線の間にマイクロクラックが入り抵抗値が上昇し電力ロスを生じる。あるいは，また稀に一部で剥離が起こり発電した電気を集められないといった事も生じる。【００１３】１５０Ｗ級結晶系太陽電池パネルの１表面板に主として使われる１２硬質ガラスと１６サイドフレームの重量が主因で，１５０Ｗ級結晶系太陽電池パネル１枚は２０Ｋｇ（１３０ｇ／Ｗ）ほどの重量となり，取り扱いが容易でない点も課題である。【００１４】１２硬質ガラス，１３ＥＶＡで完全封止された１７結晶系太陽電池セルユニット，１４反射フイルムを順に重ねた太陽電池パネルに衝撃緩和及び湿気進入防止のために使用される１５パッキン材は経年変化で細かなクラックが入ったり弾力性が乏しくなるなど，当初の目的を達し得なくなるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】放熱板に３結晶系太陽電池セルを７接着剤或いは両面粘着テープを介して取付け，又１表面板と３結晶系太陽電池セルの受光面との間及び周辺に軟らかい樹脂を充填する構造を特徴とする。即ち，放熱板に３結晶系太陽電池セルを７接着剤或いは両面粘着テープを介して取付けることにより，より効率よく放熱板に熱が伝搬され温度上昇を抑える事が可能になる。又図１に示すように，４放熱板組品の凹を６太陽電池セル裏面配線の盛り上がりと対応させて配置する事により，４放熱板組品と６太陽電池セル裏面配線の短絡を防ぐ事が可能になる。
【発明の効果】
【００１６】結晶系太陽電池パネルにおいて，温度上昇による出力の低下，温度上昇による３結晶系太陽電池セル，配線用材料，２封止樹脂及び７接着剤或いは両面粘着テープの対温度膨張係数の違いに起因する配線剥離，断線，機密性の確保等に対し信頼性の向上及び軽量化による取り扱いの容易さの向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】結晶系太陽電池セル部分の断面図である。
【図２】結晶系太陽電池パネル端部の断面図である。
【図３】放熱板組品の斜視図である。
【図４】放熱板組品の端部の斜視図である。
【図５】結晶系太陽電池パネル内の結晶系太陽電池セルの配置図である。
【図６】従来の結晶系太陽電池パネル端部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
【実施例】
【００１９】図１は結晶系太陽電池モジュールに使用する主要部材の配置を示す断面図で，１は表面板，２は封止樹脂，３は結晶系太陽電池セル，４は放熱板組品である。【００２０】１表面板は，ポリカーボネートを主材料とする耐候性のある透明樹脂の平板であり，大凡一辺７０ｃｍ，厚みは２ｍｍ程度で，重量は１．３Ｋｇ程度である。【００２１】２封止樹脂は，粘性があるが流動性が高く，柔らかく，耐候性のある透明樹脂で，３結晶系太陽電池セル上部の２封止樹脂の厚みは大凡０．５ｍｍで，図２の様に１表面板と４放熱板組品で囲まれる全域に充填され，その重量は４００ｇ程度である。【００２２】３結晶系太陽電池セルは１５．５ｃｍ角程度の大きさで，図５の様に１６枚を配置することで約５５Ｗの定格出力を得ることができる。３結晶系太陽電池セル１６枚の総重量は１表面板，２封止樹脂，４放熱板組品の重量に比して微小である。【００２３】４放熱板組品は，図３及び図４の様にその端部近くまでその深さが３ｍｍ程の凹凸の溝加工が施された２枚の薄いアルミ板即ち１８表面放熱板と８裏面放熱板で構成され，溝が直交する様に配置され，そして両板が接する部分は溶接又はその他の方法で接合されている。組品の一辺は７０ｃｍ程度，最も厚い部分は大凡６ｍｍの厚みで，重量は８００ｇ程度である。【００２４】４放熱板組品に施される溝の幅及びその深さは６太陽電池セル裏面配線とショートしないように確保する。又溝の位置は３結晶系太陽電池セルの配線パターンの位置によって決められ，その数は３結晶系太陽電池セル１枚当り２乃至３本程度が妥当である。【００２５】４放熱板組品の端部は図４に示す様に，凹凸の溝加工を施さず，２枚の放熱板は互いに接しない様になっており，上記接合のあと，周辺部に１１スペーサーを嵌め込む。１１スペーサーは約１００℃の温度で変形しない軽い樹脂であれば特に材質は問わない。この重量は約４００ｇである。【００２６】４放熱板組品に使用するアルミ板は板厚１ｍｍ以下で，０．３ｍｍ程度もあれば充分である。またアルマイト加工などの表面処理が為されている。【００２７】図２は結晶系太陽電池パネル端部付近に使用する主要部材の配置を示す断面図であり，１０は外枠，１１はスペーサー，９は１０外枠と１１スペーサーに設けられた通気孔であり，この通気孔を通して空気の自然対流が得られる。【００２８】図５の様に配置，配線された３結晶系太陽電池セルは，６結晶系太陽電池裏面配線が４放熱板組品の溝の概中央部に位置する様配置し，４放熱板組品に接着する。【００２９】３結晶系太陽電池セルの接着は，アクリル系又はブチル系接着剤を厚み５０μｍほど４放熱板組品に塗布，又はアクリル系又はブチル系の厚み５０μｍ程の両面粘着テープを４放熱板組品に貼り付け，その上に３結晶系太陽電池セルを圧着貼り付ける。【００３０】太陽光入射面の反対側に２封止樹脂を貼り付けた１表面板を，３結晶系太陽電池セルが接着された４放熱板組品の上に，空気を咬まない様に位置を合わせながら置く。【００３１】この組品に１０外枠を取り付ける。１０外枠の重量は１Ｋｇ程度である。【００３２】上記の構造，組み立てによるユニットの総重量は大凡４．０Ｋｇで，Ｗ当り７３ｇとなり従来品の約５��％に抑えることができる。【００３３】本結晶系太陽電池パネル試作品での性能実験において，外気温が３１℃のとき，熱飽和するに充分な時間だけ直射日光が当っている１表面板の表面温度は４６℃，直射日光が当っていない４放熱板組品の表面温度は３２℃であった。同じく熱飽和するに充分な時間だけ直射日光が当っている条件で，４放熱板組品の代わりとして０．５ｍｍ程度の厚みの従来から多用されている１３ＥＶＡと同等の樹脂で３結晶系太陽電池セルを封止すると，直射日光が当っていない裏側の樹脂表面温度は４６．５℃となり，図１乃至４で示す構造は放熱に有効であることが実証された。【００３４】１１スペーサーの幅は大凡３ｃｍほどで，１０外枠の幅と大凡同じである。この間には３結晶系太陽電池セルは配置しないので，１０外枠の端面から３結晶系太陽電池セルまでの距離は大凡３ｃｍほどとなり，湿気進入防止に充分である。【００３５】６太陽電池セル裏面配線は，１８表面放熱板の溝凹部に配置され，この溝は２封止樹脂により外気と遮断されているので，防湿性は保たれている。
【産業上の利用可能性】
【００３６】太陽電池に関しては信頼性の確保，軽量化，温度上昇による発電効率の低下を緩和する事が課題であり，その対応方法の提案である。
【符号の説明】
【００３７】  １  表面板
２  封止樹脂
３  結晶系太陽電池セル
４  放熱板組品
５  太陽電池セル表面配線
６  太陽電池セル裏面配線
７  接着剤
８  裏面放熱板
９  通気孔
１０  外枠
１１  スペーサー
１２  硬質ガラス
１３  ＥＶＡ
１４  反射フイルム
１５  パッキン材
１６  サイドフレーム
１７  結晶系太陽電池セルユニット
１８  表面放熱板
【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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