(57)【要約】【課題】絶縁性に優れた太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】受光機能を備えた太陽電池セル１と、表面側から入射した光を太陽電池セル１の裏面側に反射させる反射材２ａとを備える太陽電池モジュール１０ａにおいて、反射材２ａに配線５を挿通するための孔１３ａが形成され、孔１３ａの内面に、反射材２ａと配線５との導通を妨げる絶縁部１４ａが設けられていることを特徴とする、太陽電池モジュール１０ａで構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光機能を備えた太陽電池セルと、表面側から入射した光を前記太陽電池セルの裏面側に反射させる反射材とを備える太陽電池モジュールにおいて、
前記反射材に配線を挿通するための孔が形成され、
前記孔の内面に、前記反射材と前記配線との導通を妨げる絶縁部が設けられていることを特徴とする、太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記孔の断面形状が矩形である、請求項１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、絶縁性に優れた太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、太陽電池に用いられる光発電素子は高価であるため、太陽電池を広く一般に普及させるためにはコストを低減させることが求められている。例えば、特許文献１には高価な光発電素子の使用量を少なくするため、光発電素子をまばらに配置し、光発電素子に入射しなかった太陽光を反射板により光発電素子に導くことで、光を有効に利用しながら低コスト化を図った集光型太陽光発電装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２１０８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した集光型太陽光発電装置にあっては、該装置内の光発電素子と外部を配線で繋ぐ必要があるが、反射板が金属反射層を有する場合に配線との絶縁性が確保しにくくなる。
【０００５】
そこで、本発明は上記課題を解決するため、絶縁性に優れた太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、受光機能を備えた太陽電池セルと、表面側から入射した光を太陽電池セルの裏面側に反射させる反射材とを備える太陽電池モジュールにおいて、反射材に配線を挿通するための孔が形成され、孔の内面に、反射材と配線との導通を妨げる絶縁部が設けられた太陽電池モジュールであることを特徴とする。
【０００７】
上記太陽電池モジュールにおいては、反射材に形成された配線を挿通するための孔の内面に、反射材と配線との導通を妨げる絶縁部が設けられることによって、絶縁性が向上する。
【０００８】
また、本発明の太陽電池モジュールにおいて、孔の断面形状が矩形であることが好ましい。
【０００９】
孔の断面形状が矩形であれば、断面形状が矩形である配線を孔との隙間が少ない状態で挿通することができ、モジュール外部からの水蒸気等異物の混入に対するバリア性が向上する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、絶縁性に優れた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】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュール１０ａの構成を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、孔の断面形状を示す断面図である。
【図３】（ａ）は配線５の形状を示す図であり、（ｂ）は孔１３の断面図である。
【図４】従来の太陽電池モジュール１０ｂの構成を示す断面図である。
【図５】従来の太陽電池モジュール１０ｂにおける孔１３ｅに配線５が挿通される部分を拡大した断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、従来の太陽電池モジュール１０ｂの成形工程を示す図である。
【図７】従来の太陽電池モジュール１０ｂのプリフォーム体成形時の一部断面図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュール１０ａのプリフォーム体成形時の一部断面図である。
【図９】（ａ）は本発明の実施例である太陽電池モジュール１０ａのプリフォーム体の構成を示す一部断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュール１０ａの構成を示す断面図である。太陽電池モジュール１０ａは、太陽電池セル１、反射材２ａ及び前面板４を有しており、前面板４と反射材２ａの間に太陽電池セル１が配置されている。
【００１４】
太陽電池セル１は、前面板４が配置された表面側と反射材２ａが配置された背面側の双方で受光できる両面入射型の太陽電池セルであり、単結晶シリコン、多結晶シリコン又はアモルファスシリコン等を用いて形成されている。太陽電池モジュール１０ａ内には、複数の太陽電池セルが規則的に配置され電気的に接続されている。
【００１５】
反射材２ａは、太陽電池セル１の表面側に直接入射しない低角入射光等を太陽電池セル１の背面側に反射させるための反射面を備えている。反射材２ａは、入射する太陽光線等の光を反射させることができるものであればよく、例えば、金属基板、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）層、フィルム層、コーティング層などを積層したものが用いられる。
【００１６】
ここで、太陽電池セル１で発生した電気を端子ボックス９へ送るために、反射材２ａには配線５を挿通する孔１３ａが形成され、孔１３ａの内面には絶縁部１４ａが設けられている。絶縁部１４ａが孔１３ａの内面に設けられることによって、反射材２ａと配線５が導通するのを妨げることができ、太陽電池モジュール１０ａの絶縁性を向上させることができる。
【００１７】
絶縁部１４ａは、孔１３ａの外周を覆うことができる絶縁性の材料であれば特に限定されず、例えば、高絶縁性カラーを用いることができる。高絶縁性カラーは、生産性及びコストの観点から、例えば、プラスチック材料やセラミック材料がよく、ポリエチレン、ポリスチレン、フェノール樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＰＥＴ樹脂、ＰＢＴ樹脂、ＰＰＥ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ポリスルホン樹脂、またはこれらの変成体アルミナなどを挙げることができる。
【００１８】
図２（ａ）〜（ｃ）は、孔の断面形状を示す断面図であり、孔の断面形状は、孔１３ｂのように矩形でもよく、孔１３ｃのように円形でもよく、孔１３ｄのように楕円形でもよい。
【００１９】
図３（ａ）は配線５の形状を示す図であり、図３（ｂ）は孔１３ｃの断面図である。図３（ａ）のような細長い形状の配線５の幅ｄ１を１とすると、図３（ｂ）に示す孔１３ｃの内径ｄ２は、１．２〜２．０であることが好ましく、１．４〜１．８であることがより好ましい。孔１３ｃの内径が上記範囲であれば、配線５を孔１３ｃに挿通する作業性も高く、また孔１３ｃと配線５に生じる隙間も大きくならないので、モジュール外部からの水蒸気等異物の混入に対するバリア性も良好となる。上記作業性及びバリア性の観点から、配線５の幅ｄ１を１としたときに、孔１３の内径ｄ２は１．６であることがもっとも好ましい。
【００２０】
また、図３（ａ）のような細長い形状の配線５の断面形状が矩形となる場合には、孔と配線５に生じる隙間をより小さくするために、孔の断面形状はその相似形となる矩形であることがより好ましい。
【００２１】
封止材３は、図１に示すように前面板４と反射材２ａの間を封止するものであり、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）からなることが好ましい。封止材３は、前面板４と反射材２ａの間を封止することによって太陽電池セル１の位置を安定化及び固定化させることができる。
【００２２】
また、前面板４は、図１に示すように太陽光線等の光が太陽電池モジュール１０ａに入射する際に透過する部材であり、一定の厚さ（例えば厚さ３〜４ｍｍ程度）を備えた平坦な板材であればよい。
【００２３】
以上の構成を有する太陽電池モジュール１０ａは、反射材２ａに配線５を挿通するために形成された孔１３ａの内面に絶縁部１４ａが設けられたことにより、絶縁性に優れる。
【００２４】
図４は、従来の太陽電池モジュール１０ｂの構成を示す断面図である。太陽電池モジュール１０ｂは太陽電池セル１、前面板３等を有している点では上記太陽電池モジュール１０ａと同様であるが、配線５が挿通する反射材２ｂに形成される孔１３ｅには、絶縁部が設けられていない点で相違している。このため、太陽電池モジュール１０ｂは絶縁性が確保しにくい。
【００２５】
図５は、従来の太陽電池モジュール１０ｂにおける孔１３ｅに配線５が挿通される部分を拡大した断面図である。反射材２ｂは、アクリル層２ｂ１、Ａｇ蒸着層２ｂ２、ＰＥＴ層２ｂ３、接着層２ｂ４及びアルミ層２ｂ５から構成されている。このように、反射材２ｂは金属層を有しているが、孔１３ｅの内面には絶縁部が設けられていないため、本発明の上記太陽電池モジュール１０ａに比べて絶縁性が確保しにくい。
【００２６】
図６（ａ）〜（ｄ）は、従来の太陽電池モジュール１０ｂの成形工程を示す図である。まず図６（ａ）のとおり、反射材２ｂと封止材３を凹凸専用付形冶具６ｂに積層させる（レイアップ１）。次に図６（ｂ）のとおり、反射材２ｂ及び封止材３を積層させた凹凸専用付形冶具６ｂを真空雰囲気下で熱板７上に置き、押え板２１及びプレス板２０を用いて封止材３を融解させ、プリフォーム体を成形する。ここで、貫通孔８を封止材３に設け、反射材２ｂに孔１３ｅを形成する。さらに、図６（ｃ）においては、図６（ｂ）の工程を経て成形されたプリフォーム体１２の上に、太陽電池セル１及び封止材３を積層し、その上から前面板４を積層する（レイアップ２）。このときに、太陽電池セル１からの配線５を貫通孔８に通し、孔１３ｅに挿通させる。さらに、図６（ｄ）に示すように、真空雰囲気下において熱板７上でプレス板２０を用いて封止材３を融解及び圧着させ、太陽電池モジュール１０ｂを成形する。
【００２７】
なお、上記図６に示した成形工程においては、プリフォーム体を成形する工程（図６（ｂ））で反射材２ｂに孔１３ｅを形成しているが、上記成形工程の前段階においてあらかじめ反射材２ｂに孔１３ｅを形成しておいてもよい。
【００２８】
図７は、従来の太陽電池モジュール１０ｂのプリフォーム体成形時の一部断面図であり、孔１３ｅを形成するための一手段として、凹凸専用付形冶具６ｃの内側部分に堰構造を設けているが、封止材３は高接着性を有するため、成形後に凹凸専用付形冶具６ｃから封止材３を取り外しにくくなってしまう場合があり、好ましくない。
【００２９】
図８は、本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュール１０ａのプリフォーム体成形時の一部断面図である。本発明の太陽電池モジュール１０ａの成形工程は、主な工程は上記で述べた図６（ａ）〜（ｄ）の成形工程と共通している。しかし、太陽電池モジュール１０ａにおいては、図８に示すように、プリフォーム成形時に絶縁部１４ａを反射材２ａに配設する。このように絶縁部１４ａを配設することによって、孔１３ａも形成されることから、図７のように凹凸専用付形冶具６ｃの内側部分に堰構造を設ける必要もなく、封止材３が凹凸専用付形冶具から取り外しにくいという問題も生じない。また、図６（ｂ）のような貫通孔を設ける必要もない。
【００３０】
太陽電池モジュール１０ａの成形工程において、封止材３を融解させるためには、１７０℃程度まで温度付加させる必要があることから、絶縁部１４ａは、好ましくは１７０℃程度の雰囲気下で１ＭＰａ程度の荷重が加わった場合でも変形せず、かつ、封止材３との接着性も良好な材料が好ましい。このような絶縁部１４ａとしては、耐熱性に優れたＰＰＥ樹脂及びポリスルホン樹脂などが挙げられる。また、絶縁部１４ａの厚みは０．５〜５ｍｍが好ましい。この厚みの範囲であれば、成形工程におけるプレス板２０の押し荷重に起因する割れや折れが生じにくい。
【００３１】
絶縁部１４ａの体積抵抗率は１×１０１３Ω・ｃｍより大きいことが好ましい。例えばＥＶＡからなる封止材３の体積抵抗率は約１×１０１３Ω・ｃｍであることから、１×１０１３Ω・ｃｍ以上の体積抵抗率を有する絶縁部１４ａは、封止材３以上の絶縁性を有する。
【００３２】
図９（ａ）は、本発明の実施例である太陽電池モジュール１０ａのプリフォーム体の構成を示す一部断面図である。プリフォーム体は、太陽電池用ラミネータ機（ＮＰＣ製ＬＭ−Ｓ−１４０×２００）を用いて、熱板温度１４０℃、真空時間３０分、プレス時間１５分、プレス圧力７０ｋＰａの製造条件でプリフォーム成形した。封止材３はＥＶＡ（ブリヂストン（株）製）、絶縁部１４ａはＰＰＥとポリスチレンのアロイであるザイロン（旭化成ケミカルズ（株）製）、凹凸専用付形冶具６ａはアルミ（Ａ５０５２）、反射材２ａは０．５ｍｍ厚みのＳＵＳ３０４に銀蒸着フィルムをアクリル接着剤にて張り合わせたものを使用した。凹凸専用付形冶具６ａに積層されているプリフォーム体の全体厚みは１６ｍｍ、押え板２１の厚みは２ｍｍ、孔１３ａは絶縁部１４ａを含めた内径が１０ｍｍであり、隣接する反射材２ａより２ｍｍ下方へ延びている。また、図９（ｂ）のＡ−Ａ断面図のとおり、孔１３ａの断面形状は円形であり、絶縁部１４ａの厚みは２ｍｍである。
【００３３】
以上のように、本実施形態によれば絶縁性に優れた太陽電池モジュールを提供することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１・・・太陽電池セル、２・・・反射材、３・・・封止材、４・・・前面板、５…配線、１０・・・太陽電池モジュール、１３・・・孔、１４・・・絶縁部。
【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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