(57)【要約】【課題】太陽電池セルの取り付けユニットを提供する。【解決手段】本発明は、放射エネルギを、特に日光を電気エネルギに変換するためのソーラーモジュールに関する。このソーラーモジュールは、放射エネルギを電気エネルギに変換するソーラーセル（１２）と、電気エネルギを伝導する導電体（２４）と、ソーラーセルを保護するようにソーラーセルを包んでいる封入体（１４）とを有し、この封入体（１４）は、ソーラーセルを保護し、かつ安定させる少なくとも１つのガラス板（１６）と、ソーラーセルが積層された、又は注型された埋め込み材料の層（２２）と、を有する。また、電気エネルギを伝導するために、又はガラス板（１６）を貫通して導電体（２４）を通過させるために、本体（２６）がガラス板（１６）に融着されている。さらに、本発明は、ソーラーモジュールのガラス板に本体を融着させる方法に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射エネルギを電気エネルギに変換するソーラーセル（１２）と、
前記電気エネルギを伝導する導電体（２４）と、
前記ソーラーセル（１２）を保護するようにこのソーラーセル（１２）を包んでいる封入体（１４）と、を具備し、前記封入体（１４）は、
前記ソーラーセル（１２）を保護し、かつ安定させる少なくとも１つのガラス板（１６）と、
前記ソーラーセルが積層された、又は注型された埋め込み材料の層（２２）と、を有する、放射エネルギを、特に、日光を電気エネルギに変換するためのソーラーモジュールにおいて、
前記ガラス板（１６）を通して前記電気エネルギを伝導させるために、又は前記ガラス板（１６）を貫通して前記導電体（２４）を通過させるために、前記ガラス板（１６）に融着された本体（２６）によって特徴付けられるソーラーモジュール。
【請求項２】
前記本体（２６）は、前記導電体（２４）と導電接続された電気伝導ピンとして設計されていることを特徴とする請求項１のソーラーモジュール。
【請求項３】
前記ピンは、円筒形のピン、テーパーダウエルピン、又はヘッド（３２）を備えたボルトとして設計されていることを特徴とする請求項２のソーラーモジュール。
【請求項４】
前記本体（２６）は、この本体（２６）を貫通して、かつ前記ガラス板（１６）を貫通して前記導電体（２４）を通過させるための貫通孔（３４）を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１のソーラーモジュール。
【請求項５】
前記本体（２６）は、電気伝導性であるようにして前記導電体（２４）を前記本体（２６）と接続させるように、ねじ（４０）が中にねじ留めされることができるねじ溝（３８）を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１のソーラーモジュール。
【請求項６】
前記導電体（２４）を保護し、かつ前記ねじ（４０）を取着するためのさらなる封入体（４２）によって特徴付けられる請求項５のソーラーモジュール。
【請求項７】
前記本体（２６）は、非導電性材料からなり、前記本体（２６）を貫通して、かつ前記ガラス板（１６）を貫通して前記導電体（２４）を通過させるための貫通孔（３４）を有することを特徴とする請求項１のソーラーモジュール。
【請求項８】
本体（２６）を請求項１ないし７のいずれか１のソーラーモジュール（１０）のガラス板（１６）に融着させる方法であって、前記本体（２６）は、前記ガラス板（１６）を通して前記電気エネルギを伝導するように機能し、
第１の温度（Ｔ１）から、使用される前記ガラスのガラス遷移温度以上である第２の温度（Ｔ２）まで、前記ガラス板（１６）を加熱する工程と、
前記第２の温度（Ｔ２）で前記ガラス板（１６）を貫通して前記本体（２６）を通過させる工程と、
前記ガラス板（１６）を第３の温度（Ｔ３）に冷却する工程と、を具備する方法。
【請求項９】
前記ガラス板（１６）は、前記本体（２６）が前記ガラス板（１６）を貫通して通過される通過領域（３６）で加熱されることを特徴とする請求項６の方法。
【請求項１０】
前記ガラス板（１６）は、第１のガラス面（１８）と、前記第１のガラス面に対向して配置された第２のガラス面（２０）とを有し、
前記ガラス板（１６）は、両ガラス面（１８、２０）で加熱されることを特徴とする請求項６又は７の方法。
【請求項１１】
前記ガラス板（１６）は、前記第２の温度（Ｔ２）から前記第３の温度（Ｔ３）まで強制冷却に晒されることを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１の方法。
【請求項１２】
第１の本体温度（ＴＫ１）から第２の本体温度（ＴＫ２）まで前記本体（２６）を加熱する工程と、
前記第２の温度（Ｔ２）及び前記第２の本体温度（ＴＫ２）で前記ガラス板（１６）を貫通して前記本体（２６）を通過させる工程と、
前記第２の本体温度（ＴＫ２）から第３の本体温度（ＴＫ３）まで前記本体（２６）を冷却する工程と、をさらに具備する請求項６ないし９のいずれか１の方法。
【請求項１３】
前記第２の本体温度（ＴＫ２）は、前記第２の温度（Ｔ２）よりも高いことを特徴とする請求項１０の方法。
【請求項１４】
前記本体（２６）は、前記第２の本体温度（ＴＫ２）から前記第３の本体温度（ＴＫ３）まで強制冷却に晒されることを特徴とする請求項１０又は１１の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射エネルギを、特に、日光を電気エネルギに変換するためのソーラーモジュールであって、放射エネルギを電気エネルギに変換するソーラーセルと、前記電気エネルギを伝導する導電体と、前記ソーラーセルを保護するようにこのソーラーセルを包んでいる封入体とを有し、前記封入体は、前記ソーラーセルを保護し、かつ安定させる少なくとも１つのガラス板と、前記ソーラーセルが積層された（laminated）、又は注型された（cast）埋め込み材料の層とを有するソーラーモジュールに関する。さらに、本発明は、それぞれのソーラーモジュールを生産する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
できるだけ効率的なソーラーセルを動作させることができるために、このようなソーラーセルは、できるだけ長く日光に晒すべきであり、この理由のために、これらは、戸外に、例えば、建物や木によってのような陰なく設置される。しかし、そこでは、これらは、例えば、汚れた微粒物、あられ、温度変動及び腐食媒体のような、複数の外部からの影響に晒される。さらに、ソーラーセルは、設置又は予防メンテナンス中に損傷され得る。従って、これらは、これらの影響からこれらを保護し、かつ電気的な安全性を保証するために、封入される。ソーラーセル及び埋め込み材料の層の前面の入射光線の方向に配列されたガラス板に加えて、封入体の必須の構成要素は、ソーラーセルの裏側のフィルムであり、これは、代わって、さらなるガラス板によって置き換えられることもできる。埋め込み材料は、例えば、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）又はシリコンゴムのような、透明プラスチックである。
【０００３】
ソーラーセル及び封入体は、通常、搬送、処理及び設置中にガラス板を保護するために、及びソーラーモジュールを固定して支柱をかうために、例えば、アルミニウム、鋼又は繊維強化プラスチックのような、取り付けジャック及びフレームをさらに有するソーラーモジュールの一部である。
【０００４】
ソーラーモジュールで使用されるガラス板は、通常、ソーラーモジュールに必要な剛性を与えるように、数ミリメートルの厚さを有するソーダ石ケイ酸塩ガラスである。ガラス板は、例えば、飛行機のような苛立ちを引き起こし得るソーラーモジュールでの反射を回避するために、反射防止塗装をされることができる。
【０００５】
ほとんどの場合、シリコンは、主として、２つの異なる構造で使用されるソーラーセルのための出発材料として使用される。つまり、一方では、結晶のシリコン（ｃ−Ｓｉ）が使用され、他方では、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）が使用される。
【０００６】
最も生産的なものは、チョクラルスキー法に従って「引っ張られた」単結晶のシリコンであり、これは、１２ないし１５％の効率因子を与える。しかし、この方法では、高純度が必要とされ、これは、生産の高コストをもたらす。いずれにしても、この材料は、トランジスタ、集積回路及び同様の用途に必要とされる。しかし、ソーラーセルについては、さらにはるかに安価であるようにして生産されることができる多結晶のシリコンが適切であり、また、多結晶のシリコンは、ブロックに注型されることができ、１０ないし１３％の効率因子を与えることができる。
【０００７】
通常、単結晶及び多結晶のソーラーセルは、約１５×１５ｃｍの寸法を備えた正方形の形状を有する。これらは、専用の鋸の使用によって、引っ張られた又は注型されたシリコンのブロックから鋸引きされる。シリコンの単結晶のソーラーセルは、これらの均一かつ滑らかな表面、及び生産方法が責められ得るこれらの壊れた縁によって識別されることができる。すなわち、これらは、チョクラルスキー法によって引っ張られたブロックの再度の結果である丸い形状の円形ディスクを鋸引きされる。
【０００８】
しかし、多結晶のソーラーセルは、これらが鋸引きされる鋳造ブロックのような正方形の形状を有する。これらは、数ミリメートルから数センチメートルまでの直径を有する結晶が明確に見られることができる不規則な表面を有する。
【０００９】
通常、鋸引きされたディスクの技術的に可能な厚さは、約０．２ｍｍである。すなわち、放射エネルギから発生される電気エネルギ量の臨界点は、その厚さではなく、ソーラーセルの領域であり、シリコンの同じブロックからより多くのディスクが生産されることができるので、より薄いディスクを生産することが可能であれば、より低コストの効果をもたらす。
【００１０】
アモルファスシリコンは、結晶構造を有していないが、ガラス又は他の基板上に蒸着された、ランダムに配置されたシリコン原子からなる。アモルファスシリコンは、高い吸収能力を有しており、それ故、特に薄い層の厚みを有するソーラーセルに使用されることができる。この場合、通常の層の厚みは、結晶のシリコンの場合よりも１００の因数だけ小さい。これは、その欠陥によって引き起こされる約６ないし８％の低効率の因子を補正し、経済的な視点から、アモルファスシリコンが太陽電池産業での使用の興味深い材料であるという事実をもたらす。
【００１１】
ソーラーモジュールでは、導電体は、ソーラーセルに電線を通し、かつこれらによって与えられる電気エネルギを接続することができるように設置されなければならない。これに関して、例えば、ソーラーモジュールの裏側の特定の位置でガラス板に複数の孔をあけることが、特許文献１から知られている。裏側にはフィルムによって形成されている場合には、これら孔は、ドリルであけられる（drilled）のではなく、フィルムにパンチあけ（punched）される。導電体は、これら孔を貫通してソーラーモジュールの外部に通過されることができ、外部回路に接続されることができる。
【００１２】
例えば、導電体は、ソーラーセル又はソーラーモジュール全体が互いに配線接続されたはんだ棒の形態で与えられることができる。通常、しばしば８ないし１２の連続的に接続されたソーラーセルが列（string）に組み合わせられる。さらに、はんだ棒は、２つの隣接している列が１つのユニットに組み合わせられることができるように、通常、Ｕ形態の配置で設置される。そして、各列は、正常な動作状態（ソーラーセルが電気を与える）で逆バイアスを印加する極であるダイオードと接続される。ソーラーセルがシャドーイング又は欠陥により電気を与えないならば、逆バイアスダイオードは、動作外で、いくつかの連続的に接続されたソーラーセルからなる列を置く。連続的に接続された、適切に機能する照射されたソーラーセルの電圧が、照射されていないソーラーセルのブロック電圧を超過したとき、これは、破壊され得る。これは、ダイオードによって防がれる。従って、この場合もまた、たとえ少量であっても、列が電気を与えることができる。
【００１３】
特許文献２では、電極システムは、モールド成形されたガラスのポッド上に立設されたフラスコ中に配置されている。この場合、２つの導電体は、モールド成形されたガラスのポッドを通過する。ここでは、通過位置が、ガラスはんだで封止されている。特許文献２は、ソーラーモジュールに関係がない。
【００１４】
特許文献３は、ソーラーセルの封入されたジェネレータを外部の取り付けラインに機械的かつ電気的に接続する方法に関する。この場合、ソーラーセルによって与えられる電気エネルギが取り付け要素によってケーブルに伝送されることができるように、重要な部品が、封入体の材料によって導電接続の準備手段である。特許文献３に開示された発明は、ガラス板を通るリードスルー（lead-through）に関係がない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２  ２５  １４０号公報
【特許文献２】独国特許第７６１  ３２２号
【特許文献３】独国特許出願公開第３０  ４７  ３９９号公報
【発明の概要】
【００１６】
ソーラーモジュールの裏側がガラス板によって形成されている場合、導電体を通過させるためにドリルであけられた孔は、これらがガラス板を弱めるという欠点を有し、これは、そのより低い強さ及び負荷容量をもたらす。ガラス板又はフィルムを有する裏側のこの設計のさらなる欠点は、孔が導電体の周りを封止させないので、孔がダスト粒子、湿度、及び家畜農業設備での使用の場合のアンモニアのような腐食性ガスのような環境媒体の入口を与えるということである。これらの媒体は、ソーラーセルを損傷させる虞があり、これらの経済的な寿命の相当な減少をもたらし得る。
【００１７】
従って、本発明の目的は、問題のソーラーモジュールの生産プロセスを著しく複雑にすることなく、機械的にかつ永久的に気密なようにして、ソーラーセルによって提供される電気エネルギをソーラーモジュールから散逸させることができるように、上で述べられたタイプのソーラーモジュールを発展させることである。
【００１８】
この目的は、ガラス板を通して電気エネルギを伝導するために、又はガラス板を貫通して導電体を通過させるために、ガラス板に融着された本体によって解決される。つまり、電気は、通常、それの裏面側でソーラーモジュールから散逸される。しかし、ソーラーモジュールの前面側でこれを実現することもまた可能である。従って、本体は、前面側で一方に、裏面側で他方に、又は両ガラス板に、ガラス板へ融着されることができる。本体がガラス板に融着されるという事実によって、ガラス板と本体との間の接触領域が、ここで、特に、液体や腐食性ガスのような媒体がソーラーモジュールに浸透することができないように、永久的に封止されることが保証される。従って、ソーラーセルは、これらの媒体から保護され、この結果、これらの経済的な寿命を延ばすことができる。さらに、本体は、ガラス板と融着されているので、ガラス板と互いに接続された（interconnection）形態であり、この結果、ドリルであけられた孔とは対照的に、機械的に弱められない。ガラス板の強度及び負荷容量は、減少されないので、ソーラーモジュール全体が、機械的により引っ張られることができる。さらに、その後、本発明に従う本体を固定するために使用されるガラス板は、調節されることができる。この調節された状態は、本発明に従うガラス板への本体の融着によって失われない。
【００１９】
好ましくは、前記本体は、前記導電体と導電接続された電気伝導ピンとして設計されている。従って、この本体は、ソーラーモジュールの電気エネルギの散逸手段の一部になる。この設計は、その生産技術に関して、特に単純であり、従って、安価な方法で実現されることができる。導電体は、例えば、はんだ付けによって、単に本体の両面に固定されなければならない。従って、本体は、金属のような導電性の材料からならなければならない。しかし、ピンの材料は広範囲にわたっており、この制限がいかなる技術的な欠点をももたらさない。
【００２０】
好ましい設計では、前記ピンは、円筒形のピン、テーパ−ダウエルピン（tapered dowel pin）、又はヘッドを備えたボルトとして与えられる。この設計に関して、標準的な部品が、大量に生産され、従って、非常に安く入手可能であるように使用されることができる。さらに、テーパ−ダウエルピン及びヘッドを備えたボルトは、少なくとも一方向で、これらの位置が、これらが、融着プロセス中に、より容易に所望の位置に位置されることができるように、幅広く予め決定されるというさらなる効果を有する。さらに、融着プロセス中、所定の位置から出る危険性が減少される。
【００２１】
本発明の有利な設計では、前記本体は、この本体を貫通して、かつ前記ガラス板を貫通して前記導電体を通過させるための貫通孔を有する。ここで、隣接している回路にソーラーモジュールから連続的にこれを通過させることができるように、導電体は、電気伝導性であるようにして本体と接続されてはならない。
【００２２】
本発明に係るソーラーモジュールの好ましい一実施の形態では、前記本体は、電気伝導性であるようにして前記導電体を前記本体と接続させるように、ねじが中にねじ留めされることができるねじ溝（thread）を有する。このようにして、導電接続は、簡単なやり方で形成されることができ、同時に、この接続は、例えば、はんだ接合部と比較して非常に堅い。好ましくは、前記ねじ溝は、ソーラーモジュールの前面側から、従って入射光線の方向から、ねじがねじ溝にねじ留めされることができるように配置されている。これは、ねじによるジョイントが十分にアクセス可能で目に見えるという効果を奏する。従って、設置は、単純化されることができ、また、ソーラーモジュールの配線における誤りが、より容易に識別され、修正されることができる。
【００２３】
好ましくは、本発明に係るソーラーモジュールは、前記導電体を保護し、かつ前記ねじを取着するためのさらなる封入体を有する。ここで、さらなる封入体の材料は、前記封入体の材料と同等であることができる。この場合、さらなる封入体は、ねじ及び部分的に導電体を囲むように設計されている。一方では、本体、ねじ溝及びねじは、特に、天候の影響である外部の影響から保護されることができる。また、一方では、さらなる封入体が、設計されている場合、導電体もまた、引張荷重のような機械的な影響から保護されることができる。さらに、ねじの緩みが防がれることができる。
【００２４】
好ましくは、前記本体は、非導電性材料からなり、本体を貫通して、かつ前記ガラス板を貫通して前記導電体を通過させるための貫通孔を有する。この設計に関して、本体が作られる材料の種類に関して制限はない。ここで、材料は、例えば、それらの熱膨脹係数がガラスの熱膨張係数に調節されることができるように選択されることができる。これは、ガラス板の本体を安全かつ永久的に固定する、ガラス板のターゲットとされた張力を引き起こすために、融着プロセス中で効果的に使用されることができる。
【００２５】
本発明のさらなる態様は、上述の実施の形態の例のうちの１つに係るソーラーモジュールのガラス板に本体を融着させる方法に関する。この方法では、前記本体は、前記ガラス板を貫通して導電体を通過させ、かつ前記ガラス板を通して前記電気エネルギを伝導するように機能し、この方法は、  
前記第１の温度から、使用される前記ガラスのガラス転移温度以上である第２の温度である所定の温度まで、前記ガラス板を加熱する工程と、  
前記第２の温度で前記ガラス板を貫通して前記本体を通過させる工程と、  
前記ガラス板を前記第３の温度に冷却させる工程と、を具備する。
【００２６】
ガラス転移、すなわち軟化温度ＴＧは、より低い脆いエネルギ弾性範囲を、問題のガラスのより高い柔軟なエントロピー弾性範囲から分離する。この柔軟な範囲では、前記本体は、ガラス板の損害のなく、特に亀裂なく、比較的低い力の行使で前記ガラス板を通過されることができる。前記本体は、適切なツールの使用によって、加熱されたガラス板を通過されることができる。前記第２の温度は、ガラス遷移温度よりもはるかに高いことができるが、ガラスが、例えば、純粋な、失透又は蒸発によってのように、永久的に変化されないように、あまり高くないことが重要である。通常、前記第１の温度は室温であるが、ガラス板が前記第２の温度に加熱される他の温度を選択することもまた可能である。通常、前記第３の温度もまた、前記第１及び第３の温度が同じであることができるように、室温であるが、これは必要ではない。室温に合わせて調節される前に、まず、ガラス板を室温とは異なる温度に冷却して、そして、しばらくの間この温度を維持することが効果的であることができる。
【００２７】
本発明による方法は、前記本体が前記ガラス板を通過される通過領域で前記ガラス板を加熱することによって、さらに発展される。前記通過領域は、前記本体が前記ガラス板を通過される位置を囲んでいる領域を意味する。ここで、通過領域の寸法は、使用されるガラスや第２の温度のレベルのような多くの因子に依存しているので、通過領域の正確な領域の制限は与えられるべきでない。しかし、好ましくは、通過領域の中心は、おおよそ、本体の長軸線のところに位置されることができる。
【００２８】
この通過領域のみを加熱することは、ガラス板全体が加熱されてはならないという効果を有し、これは、エネルギ的により有益であり、本体の融着プロセス中のガラス板の処理を促進する。その理由は、ガラス板が全体として、まだ固体であり、単に軟らかく、通過領域で展性を有するということである。通過領域は、ガス炎かＣＯ２レーザの使用によって加熱されることができ、ここでは、通過領域のガラス板の温度は、例えば、高温計、太陽熱測定計又は日射計の使用により測定され、制御されることができる。通過領域の局所的な加熱のさらなる効果は、ガラス板の調節された状態が維持されるということである。
【００２９】
本発明に係る方法の効果的なさらなる発展形態では、前記ガラス板は、互いに対向している２つのガラス面を有し、前記ガラス板は、両ガラス面で加熱される。幾何学的な視点から見ると、これらのガラス板は、残りの（１又は複数の）面よりもはるかに大きな領域に対向して配置された２つの表面を有するということを特徴とする本体である。ここでは、同じことが、使用されるガラス板にも当てはまる。両ガラス面を同時に加熱することによって、一方では、ガラス板、又はそのガラス板の通過領域の加熱が早められることができ、また、他方では、ガラス板内でより一様な温度プロファイルが達成されることができる。従って、ガラスのセクションが、本体の通過プロセス中にガラス板の損害をもたらす虞がある軟化温度よりも低い温度を有する通過領域にある危険性は、低減される。
【００３０】
本発明に係る方法は、前記第２の温度から前記第３の温度への前記ガラス板の強制冷却によってさらに発展される。一方では、このようにして、冷却に必要な時間が減少されるので、生産プロセスが早められることができる。他方では、融着された本体の通過領域のガラス板の張力をターゲットとした強制冷却によって、これに対する効果が引き起こされ、より固体であるようにしてそれをガラス板と接続する。従って、ガラス板からの本体の緩み及び選択的な溶解が、広く防止されることができる。
【００３１】
本発明に係る方法は、さらに、  
第１の本体温度から第２の本体温度まで前記本体を加熱する工程と、  
前記第２の温度及び前記第２の本体温度で前記ガラス板を貫通して前記本体を通過させる工程と、  
前記第２の本体温度から第３の本体温度まで前記本体を冷却する工程と、によって発達される。
【００３２】
この文脈において、本体温度は、本発明に係るガラス板に融着される本体の温度を意味している。これは、人体の温度との関係はない。この用語は、ガラス板の温度とは区別して使用される。
【００３３】
前記第２の温度は、前記ガラス板の前記第２の温度よりも低いように選択されることができる。これは、前記本体が製造される材料の熱膨脹係数が使用されるガラスの熱膨張係数よりも大きいとき、効果的である。冷却プロセス中、ガラスは、冷却された状態の本体への影響を有し、ガラス板にこれを固定する張力がガラス板に引き起こされるように、本体に伸縮係合される（shrink-fit）。
【００３４】
他方では、前記第２の本体温度は、前記ガラス板の前記第２の温度よりも高いように選択されることができる。これは、前記本体が製造される材料の熱膨脹係数がガラスの熱膨張係数よりも小さいとき、効果的である。冷却プロセス中、ガラスは、冷却された状態の本体への影響を有し、ガラス板にこれを固定する張力がガラス板に引き起こされるように、本体に伸縮係合される。
【００３５】
両場合において、本体の全ての寸法が、温度の変化と互いに比例的に交換されることが考慮されなければならない。従って、例えば、ガラス板を貫通して本体を通過させることにより生じる孔の直径は、冷却プロセス中、ガラス板の残りの寸法と同じ比率で縮小される。ここでは、本体に影響を有し、ガラス板にこれを固定する張力が生成されることができる。
【００３６】
さらに、本方法は、前記本体が、前記第２の本体温度から前記第３の本体温度まで強制冷却に晒されるという態様（effect）へとさらに発展されることができる。さらに、この測定に関して、生産工程が早められることができ、ガラス板のターゲットとされた張力が引き起こされることができる。冷却プロセスは、例えば、圧搾空気を用いて吹き込むことによって、又は冷却チャンバを貫通してガラス板を通過させることによってのように、適切な方法で導かれることができる。
【００３７】
以下では、本発明が、添付図面に関連して、好ましい実施の形態の例によって詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、本発明に係るソーラーモジュールの第１の実施の形態の例による横断面を示す図である。
【図２】図２は、本発明に係るソーラーモジュールの第２の実施の形態の例による横断面を示す図である。
【図３】図３は、本発明に係るソーラーモジュールの第３の実施の形態の例による横断面を示す図である。
【図４】図４は、本発明に係るソーラーモジュールの第４の実施の形態の例による横断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１には、本発明に係るソーラーモジュール１０の第１の実施の形態の例が、横断面図で示される。このソーラーモジュール１０は、封入体（encapsulation）１４中に配置されたソーラーセル１２を有する。明瞭さの理由のために、１つのソーラーセル１２のみが示されるが、ソーラーモジュール１０は、いかなる数のソーラーセルをも有することができる。この接続では、しばしば、６×１０又は６×１２のソーラーセルからなる一連の６０又は７２の組合せが見られることができる。
【００４０】
図示された実施の形態の例では、封入体１４は、第１のガラス面１８及び第２のガラス面２０を有するガラス板１６と、埋め込み材料（embedment material）の層２２とを有する。また、封入体１４は、さらなるガラス板１６又はフィルムを有することもできる。図示された例では、放射エネルギは、第１のガラス面１８からガラス板１６を通って第２のガラス面２０まで延びた光線によってソーラーセル１２上に衝突する。従って、ソーラーセル１２は、ガラス板１６の第２のガラス面２０と同じ高さの上に配置され、この結果、光線は、できるだけ短く、従って、より低損失でソーラーセル１２上に衝突するように、ソーラーモジュール１０を通る経路を有する。
【００４１】
ソーラーセル１２は、例えば、アモルファス又は結晶のシリコンのような適切な材料からなることができる。ガラス板１６に対向しているソーラーセル１２の側では、導電体２４がソーラーセル１２と接続されており、これは、それによって生じた電気エネルギを散逸させる。導電体２４は、例えば、ソーラーバー（solar bar）として設計されることができる。導電体２４は、例えば、はんだ付けによって、ガラス板１６に融着された本体２６’と導電接続される。図１に示される実施の形態の例では、本体２６’は、ほぼ立方体状に、又は円筒状に形成され、この本体２６’は、内側端部２８及び外側端部３０を有する。本体２６’の幾何学的な形状は、任意に選択されることができる。本体２６’は、この本体２６’の外側端部３０に、さらなる導電体が、ソーラーセル又はソーラーモジュール１０を電気回路に組み込むように設置される（図示されない）ことができるように、ガラス板１６を通過している。
【００４２】
図示された実施の形態の例では、電気エネルギは、代表的には太陽である放射源に面しているソーラーモジュール１０の側に散逸される。通常、電気エネルギは、太陽に対して離れた側である側面で散逸される。本発明による原理は、ソーラーモジュール１０の一方の側面に限定されておらず、一方の側面で、又は他の側面で、もしくは両側面で任意に使用されることができる。さらに、ソーラーセル１２は、太陽に対して離れた側である側面で、封入体の材料の層２２で覆われている。しかし、ソーラーセル１２と同じ高さにあるように、ソーラーセル１２の厚さに相当する厚さを備えた層２２を製造することもまた可能である。この場合、ソーラーセル１２は、面の側に封入体の材料の層２２によってのみ包まれる。
【００４３】
本体２６’は、ガラス板１６の両側に突出している。しかし、ガラス板１６のガラス面１８、２０の一方又は両方の側面と同じ高さにあるように設計されることもできる。特に、これに関して、本体２６’は、ソーラーモジュール１０の周囲環境の一部である外側端部３０の領域で物体（article）と衝突することが回避される。このような衝突は、本体２６’の緩み、又はガラス板１６、従って、ソーラーモジュール１０の損害をもたらす虞がある。
【００４４】
図２には、本発明に係るソーラーモジュール１０の第２の実施の形態の例が示される。この設計は、図１に示された第１の実施の形態の例の設計とほぼ同じである。しかし、ここでは、図１に示された実施の形態の例とは対照的に、本体２６”は、ヘッド３２を備えたボルトとして設計されている。このヘッド３２は、融着プロセス中、ガラス板１６に対する本体２６”の位置がより容易に決定されることができるように、機械的な停止部として機能する。この実施の形態の例では、外側端部３０は、第１のガラス面１８と同じ高さにある。また、ヘッド３２のところで、導電体２４は、本体２６”と接続されている。
【００４５】
図３に示される本発明に係るソーラーモジュール１０の第３の実施の形態の例では、本体２６’’’は、導電体２４が通過されることができる貫通孔３４を有する。この場合、本体２６’’’は、導電性材料で製造されてはならない。さらに、導電体２４は、本体２６’’’と導電接続されてはならない。
【００４６】
図４には、本発明に係るソーラーモジュール１０の第４の実施の形態の例が示される。ここで、本体２６’’’’は、第１のガラス面１８の方向から、従って、その上に光線が衝突するソーラーモジュールの前面側の方向から、ねじ４０が中にねじ留めされることができるねじ溝３８を保持している。導電体２４は、第１のセクション２４’及び第２のセクション２４”に分離されており、第１のセクション２４’は、封入体１４の内部に配置され、ソーラーセル１２と接続されている。また、導電体２４の第２のセクション２４”は、ブレード端子を有することができ、ねじ４０によって本体２６’’’’と導電接続されることができる。好ましくは、さらなる封入体４２は、雪荷重のような外部の影響から、本体２６’’’’、導電体２４の第２のセクション２４”及び導電体２４の第２のセクション２４”の間の導電接続を保護しかつ封止するように設けられる。さらに、ソーラーモジュール１０の動作中、ねじ４０の緩みが防がれる。
【００４７】
３つの実施の形態の例の全てにおいて、本体２６は、通過領域３６に配置されている。この通過領域３６の中心は、本体２６の長軸線Ａと一致することができる。使用される方法によれば、ガラス板１６は、通過領域３６のみで加熱され、また、本体２６は、この通過領域３６でガラス板１６を通過される。
【００４８】
本発明は、好ましい実施の形態の例の使用によって例示的に説明されてきた。例えば、ソーラーモジュール又は本体の設計に関して、本発明についてのアイディアから逸脱することなく、従って、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲内で、修正や変更がなされてもよいことが、以上の説明から当業者にとって明確であろう。
【符号の説明】
【００４９】
１０…ソーラーモジュール、１２…ソーラーセル、１４…封入体、１６…ガラス板、１８…第１のガラス面、２０…第２のガラス面、２２…層、２４…導電体、２６’、２６’’、２６’’’、２６’’’’…本体、２８…内側端部、３０…外側端部、３２…ヘッド、３４…貫通孔、３６…通過領域、３８…ねじ溝、４０…ねじ、４２…さらなる封入体、Ａ…軸線、Ｔ１…第１の温度、Ｔ２…第２の温度、Ｔ３…第３の温度、ＴＫ１…第１の本体温度、ＴＫ２…第２の本体温度、ＴＫ３…第３の本体温度。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
2011155260000001.pdf