(57)【要約】【課題】光電変換モジュールの破損を低減する。【解決手段】光電変換モジュール１００と、光電変換モジュール１００を据え付けて支持する架台３０と、光電変換モジュール１００を架台３０に固定する固定部材３２と、固定部材３２によって光電変換モジュール１００を架台３０に固定した際に光電変換モジュール１００の裏面と架台３０の表面との間に配置される衝撃緩衝部材１０４と、を設ける。【選択図】図１
2011119663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換モジュールと、
前記光電変換モジュールを据え付けて支持する架台と、
前記光電変換モジュールを前記架台に固定する固定部材と、
前記固定部材によって前記光電変換モジュールを前記架台に固定した際に前記光電変換モジュールの裏面と前記架台の表面との間に配置される衝撃緩衝部材と、
を備えることを特徴とする光電変換モジュールの設置方式。
【請求項２】
請求項１に記載の光電変換モジュールの設置方式であって、
前記衝撃緩衝部材は、前記光電変換モジュールの重心に対して点対称の位置に配置されることを特徴とする光電変換モジュールの設置方式。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光電変換モジュールの設置方式であって、
前記衝撃緩衝部材は、前記光電変換モジュールの裏面及び前記架台の表面に接着されることを特徴とする光電変換モジュール設置方式。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の光電変換モジュールの設置方式であって、
前記衝撃緩衝部材は、前記光電変換モジュール及び前記架台の少なくとも一方と着脱可能に取り付けられることを特徴とする光電変換モジュールの設置方式。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の光電変換モジュールの設置方式であって、
前記架台は、前記光電変換モジュールに形成された分離溝下に沿って配置されることを特徴とする光電変換モジュールの設置方式。
【請求項６】
光電変換モジュールであって、
光電変換モジュールを固定する固定部材と、
光電変換モジュールを据え付けて支持する架台に前記固定部材を固定した際に、光電変換モジュールの裏面と前記架台の表面との間に生ずる間隙に配置される衝撃緩衝部材と、
を備えることを特徴とする光電変換モジュール。
【請求項７】
光電変換モジュールの据え付け架台であって、
光電変換モジュールを据え付けて、光電変換モジュールに設けられた固定部材を固定した際に、光電変換モジュールの裏面との間に生ずる間隙に配置される衝撃緩衝部材を備えることを特徴とする光電変換モジュールの据え付け架台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換モジュール、光電変換モジュールの据え付け架台及び光電変換モジュールの設置方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電システム等の光電変換システムは、一般的に、複数の光電変換素子を直並列に接続し、充填剤等で封入し、金属枠等の構造体を一体的に形成した光電変換モジュールとして形成される。光電変換システムは、据え付け箇所に設けられた架台に光電変換モジュールを取り付けることで設置される。
【０００３】
例えば、特許文献１には、透光性基板と裏面材との間に太陽電池素子を配置した太陽電池パネルに、構造用部材を配置して一体化してなる太陽電池モジュールが開示されている。この太陽電池モジュールでは、構造用部材が少なくとも他の太陽電池モジュールの構造用部材と一体的に接続可能な構造とされている。架台となる構造部材を予め太陽電池パネルと一体に組み立てておくことによって、設置現場では隣接させる太陽電池モジュールの構造部材同士を連結するだけで設置を容易に行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公表ＷＯ２００６／１２１０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の光電変換モジュールは、図５の断面図に示すように、設置する際に光電変換モジュール１０の端部に設けた構造部材１２を、架台１４に固定することによって、光電変換モジュール１０を端部で支える構造としている。
【０００６】
このような場合、図５に示すように、架台１４と光電変換モジュール１０との間はゴム等の干渉部材１６が設けられるため、架台１４と光電変換モジュール１０の裏面との間に間隙が生じ、また架台１４他は衝撃を緩和する構成となっていないので、据え付け時や据え付け後に光電変換モジュール１０が撓む等の変形が生じ得る。その結果、光電変換モジュール１０と架台１４とが直接接触したりして、光電変換モジュール１０が破損するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの態様は、光電変換モジュールと、光電変換モジュールを据え付けて支持する架台と、光電変換モジュールを架台に固定する固定部材と、固定部材によって光電変換モジュールを架台に固定した際に光電変換モジュールの裏面と架台の表面との間に配置される衝撃緩衝部材と、を備えることを特徴とする光電変換モジュールの設置方式である。
【０００８】
また、本発明の別の態様は、光電変換モジュールであって、光電変換モジュールを固定する固定部材と、光電変換モジュールを据え付けて支持する架台に固定部材を固定した際に、光電変換モジュールの裏面と架台の表面との間に生ずる間隙に配置される衝撃緩衝部材と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の別の態様は、光電変換モジュールの据え付け架台であって、光電変換モジュールを据え付けて、光電変換モジュールに設けられた固定部材を固定した際に、光電変換モジュールの裏面との間に生ずる間隙に配置される衝撃緩衝部材を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光電変換モジュールと据え付け架台とが直接接触することを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態における光電変換モジュールの設置方式の構成を示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態における光電変換モジュールの設置方式の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態における光電変換モジュールの設置方式の構成の別例を示す平面図である。
【図４】本発明の実施の形態における光電変換モジュールの設置方式の構成の別例を示す断面図である。
【図５】従来の光電変換モジュールの設置方式の構成を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態における光電変換モジュールの設置方式の構成の別例を示す平面図である。
【図７】本発明の実施の形態における光電変換モジュールの設置方式の構成の別例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施の形態における光電変換モジュールの設置方式は、図１の平面図に示すように、光電変換モジュール１００、設置台１０２及び衝撃緩衝部材１０４によって実現される。図１は、光電変換モジュール１００を設置した状態において、光電変換モジュール１００の裏面からみた平面図である。
【００１３】
光電変換モジュール１００は、図２の断面図に示すように、表面側基板２０、光電変換素子２２及び裏面側基板２４を含んで構成される。なお、図２は、図１のラインＡ−Ａに沿った断面を示している。
【００１４】
表面側基板２０は、光電変換素子２２を表面側から支持する部材である。表面側基板２０は、入射した光を透過して光電変換素子２２へ導けるように、例えば、ガラス、プラスチック等の透光性を有する材料で構成する。
【００１５】
裏面側基板２４は、光電変換素子２２を裏面側から支持する部材である。光電変換モジュール１００を表面及び裏面の両方から光を受光することができるタイプとするには、裏面側基板２４は、例えば、ガラス、プラスチック等の透光性を有する材料で構成する。なお、光電変換モジュール１００を表面のみから光を受光することができるタイプとする場合には、裏面側基板２４は、ＥＶＡ等の充填剤を硬化させたものや金属等の不透光性の部材としてもよい。
【００１６】
光電変換素子２２は、透明導電層及び光電変換層の積層構造を含んで構成される。透明電極層としては、酸化錫（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等に錫（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、フッ素（Ｆ）、アルミニウム（Ａｌ）等をドープした透明導電性酸化物（ＴＣＯ）を適用することができる。また、光電変換層は、透明導電層上に形成される。光電変換層としては、例えば、アモルファスシリコン光電変換層、微結晶シリコン光電変換層及びそれらのタンデム構造並びにガリウム砒素系等の化合物半導体光電変換層等を適用することができる。アモルファスシリコン光電変換層や微結晶シリコン光電変換層とする場合には、Ｐ型半導体層とＮ型半導体層とを積層したＰＮ型光電変換層やＰ型半導体、Ｉ型半導体及びＮ型半導体を積層したＰＩＮ型光電変換層とすることが好適である。
【００１７】
また、光電変換素子２２は、図１に示すように、レーザ光等を用いて透明導電層及び光電変換層を分割する分離溝２２ａを形成し、複数の光電変換素子を直列又は並列に接続した構成としてもよい。レーザ光としては、例えば、波長１０６４ｎｍ，５３２ｎｍのＹＡＧレーザを用いることができる。
【００１８】
光電変換モジュール１００を表面及び裏面の両方から光を受光するタイプとする場合、表面側基板２０及び裏面側基板２４上にそれぞれ光電変換素子２２を形成し、透明導電層や金属層等の中間層を挟んで光電変換素子２２同士を接続する構成とすればよい。
【００１９】
一方、光電変換モジュール１００を表面のみから光を受光するタイプとする場合、表面側基板２０上に光電変換素子２２を形成し、さらに裏面電極及び樹脂等を挟んで裏面側基板２４を設ければよい。裏面電極としては、例えば、反射性金属と透明導電性酸化物（ＴＣＯ）との積層構造とすることが好適である。反射性金属としては、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）等が使用できる。また、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）としては、酸化錫（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等が使用できる。樹脂としては、ＥＶＡ等の樹脂材料を用いることが好適である。
【００２０】
設置台１０２は、架台３０及び固定部材３２を含んで構成される。架台３０は、設置台１０２に据え付けられた光電変換モジュール１００を支持するための構造材である。固定部材３２は、架台３０に取り付けられ、光電変換モジュール１００を架台３０に固定するための部材である。
【００２１】
架台３０は、図１に示すように、複数の光電変換モジュール１００を並べて据え付けることができるバー形状とすることが好適である。ただし、これに限定されるものではなく、架台３０は、光電変換モジュール１００を裏面側から支持できる形状であればよく、板状等の他の形状としてもよい。
【００２２】
架台３０は、光電変換モジュール１００を据え付け及び支持するために十分な機械的な強度を有する材料で構成する。架台３０は、金属や強化プラスチック等で構成することができる。架台３０は、例えば、アルミニウム材で構成することが好適である。
【００２３】
また、光電変換モジュール１００の光電変換素子２２に分離溝２２ａを設けた場合、架台３０はその分離溝２２ａに沿って分離溝２２ａに重畳する位置に設けることが好適である。これにより、分離溝２２ａを介して光電変換モジュール１００を透過してきた光を架台３０によって反射させ、光電変換素子２２に再度入射させることができ、光電変換モジュール１００の光電変換効率を高めることができる。したがって、架台３０は、光の反射率が高い材質又は色とすることが好適である。例えば、架台３０を反射率の高いアルミニウム等の金属で構成することが好適である。また、架台３０の色を反射率の高い白等とすることが好適である。
【００２４】
固定部材３２は、図２の断面図に示すように、架台３０に固定され、光電変換モジュール１００を架台３０に固定するために用いられる。固定部材３２は、光電変換モジュール１００が載せ置かれる底部３２ａと、底部３２ａから架台３０に対して立ち上げられた側部３２ｂと、を備える。固定部材３２は、側部３２ｂの内壁面の間隔が光電変換モジュール１００のパネルの向かい合う縁の幅Ｗよりも少し広くなるように配置される。これにより、光電変換モジュール１００を据え付ける際に、光電変換モジュール１００のパネルの縁の位置が側部３２ｂの内壁面によって規定される。側部３２ｂには、光電変換モジュール１００の端部を表面側から押さえる固定部材１０６をボルト１０８等で固定するためのタップ穴３２ｃが設けられる。
【００２５】
固定部材３２は、光電変換モジュール１００を据え付け及び支持するために十分な機械的な強度を有する材料で構成する。固定部材３２は、金属や強化プラスチック等で構成することができる。固定部材３２は、例えば、アルミニウム材で構成することが好適である。
【００２６】
また、光電変換モジュール１００と接触する底部３２ａの上面及び側部３２ｂの内壁面には衝撃緩衝部材を配置することが好ましい。衝撃緩衝部材は、シリコンやゴム等の弾性部材で構成することができる。光電変換モジュール１００と接触する部分に衝撃緩衝材を配置することによって、光電変換モジュール１００を設置台１０２に取り付けたときに光電変換モジュール１００に過剰な機械的な衝撃が加わることがなく、設置後も風等の影響により光電変換モジュール１００と設置台１０２との間に過剰な応力が加わることがなくなり、光電変換モジュール１００の破損を抑制することができる。
【００２７】
さらに、衝撃緩衝部材１０４は、光電変換モジュール１００を設置台１０２に固定したときに、光電変換モジュール１００の裏面側基板２４と、それと向き合う架台３０の表面と、の間に配置される。衝撃緩衝部材１０４を設けることによって、光電変換モジュール１００と架台３０とが直接接触することを防ぎ、光電変換モジュール１００の破損を抑制することができる。衝撃緩衝部材１０４は、シリコンやゴム等の弾性部材で構成することができる。
【００２８】
衝撃緩衝部材１０４は、図１及び図２に示すように、光電変換モジュール１００の裏面側基板２４と架台３０の表面との間の空間の一部に配置することができる。光電変換モジュール１００は、固定部材３２を支点として架台３０によって支えられるが、その自重等により光電変換モジュール１００のパネルの重心Ｃに対して点対称に撓みが生ずる。したがって、衝撃緩衝部材１０４は、光電変換モジュール１００の裏面側基板２４と架台３０の表面との間の空間に光電変換モジュール１００のパネルの重心Ｃに対して点対称に配置することが好適である。
【００２９】
例えば、図１及び図３に示すように、光電変換モジュール１００と架台３０との間に形成される空間の中央部付近に衝撃緩衝部材１０４を配置することが好ましい。また、図６及び図７に示すように、中央部付近でなくパネルの重心Ｃに対して点対称となる４箇所の位置において、光電変換モジュール１００の裏面側基板２４と架台３０の表面との間の空間に衝撃緩衝部材１０４を配置してもよい。なお、図６は、光電変換モジュール１００を設置した状態において、光電変換モジュール１００の裏面からみた平面図である。図７は、図６のラインＤ−Ｄに沿った断面を示している。
【００３０】
特に、架台３０に沿って光電変換モジュール１００が幅Ｗを有する場合、光電変換モジュール１００の中心線Ｌに対してＷ／４の範囲に衝撃緩衝部材１０４を配置することが好適である。
【００３１】
このように、光電変換モジュール１００のパネルの重心Ｃに対して衝撃緩衝部材１０４を点対称に配置することによって、固定部材３２を支点として光電変換モジュール１００の重心Ｃに対して点対称に生ずる撓みを効果的に抑制することができる。
【００３２】
また、衝撃緩衝部材１０４は、図３及び図４に示すように、空間全体を埋めるように配置してもよい。なお、図３は、光電変換モジュール１００を設置した状態において、光電変換モジュール１００の裏面からみた平面図である。図４は、図３のラインＢ−Ｂに沿った断面を示している。
【００３３】
衝撃緩衝部材１０４の厚さは、光電変換モジュール１００の裏面側基板２４と架台３０の表面との間の間隙と同程度とすることが好適である。すなわち、衝撃緩衝部材１０４の厚さは、固定部材３２の底部３２ａの厚さｄと同程度とすることが好適である。これにより、光電変換モジュール１００を設置台１０２に固定した状態において、光電変換モジュール１００の端部から中央部に亘って平らな状態に維持することができ、光電変換モジュール１００に掛る応力を低減することができる。
【００３４】
衝撃緩衝部材１０４は、光電変換モジュール１００の裏面側基板２４の所望の位置に予め接着して固定しておいてもよいし、架台３０の表面の所望の位置に予め接着して固定しておいてもよい。また、光電変換モジュール１００の裏面側基板２４と架台３０の表面との両方に予め接着して固定しておいてもよい。この場合、それぞれの衝撃緩衝部材１０４の厚さは、足し合わせて光電変換モジュール１００の裏面側基板２４と架台３０の表面との間の間隙と同程度となるようにすればよい。衝撃緩衝部材１０４の接着方法は、これに限定されるものではないが、エポキシ樹脂等の接着剤を用いる方法等が挙げられる。
【００３５】
このように、光電変換モジュール１００や架台３０に予め衝撃緩衝部材１０４を接着しておくことによって、光電変換モジュール１００を架台３０に設置する際の位置合わせ等の作業を容易にすることができる。
【００３６】
また、光電変換モジュール１００を設置台１０２に設置した場合、各衝撃緩衝部材１０４は光電変換モジュール１００の裏面側基板２４と架台３０の表面との両方に接着されることが好適である。衝撃緩衝部材１０４の表面及び裏面を光電変換モジュール１００と架台３０にそれぞれ接着して、衝撃緩衝部材１０４で光電変換モジュール１００と架台３０とを繋いだ状態とすることによって、風等の影響により光電変換モジュール１００の表面側から光電変換モジュール１００が架台３０に押し付けられる方向に力が加わった場合であっても、光電変換モジュール１００の裏面側から光電変換モジュール１００が架台３０から引き離される方向に力が加わった場合であっても光電変換モジュール１００の撓みを抑制することができる。これによって、光電変換モジュール１００の破損を抑制することができる。
【００３７】
特に、図６及び図７に示したように、パネルの重心Ｃに対して点対称でありパネルの中央部から離れた位置に衝撃緩衝部材１０４を配置した場合、光電変換モジュール１００の裏面側から光電変換モジュール１００が架台３０から引き離される方向に力が加わった際に中央部付近に比べて撓みによる光電変換モジュール１００と架台３０との距離の増加が小さいので衝撃緩衝部材１０４が光電変換モジュール１００や架台３０から剥がれてしまうことを抑制することができる。
【００３８】
また、衝撃緩衝部材１０４は、光電変換モジュール１００及び架台３０の少なくとも一方から着脱可能であることが好適である。例えば、光電変換モジュール１００及び架台３０の少なくとも一方に対して衝撃緩衝部材１０４を面ファスナーによって接着しておくことによって着脱可能とすることができる。このようにすることによって、設置台１０２に設置した後に何らかの理由によって光電変換モジュール１００を交換するような場合において、光電変換モジュール１００と設置台１０２とを容易に分離することが可能となる。
【００３９】
また、衝撃緩衝部材１０４は、光電変換モジュール１００で吸収可能な波長領域における光に対する反射率が高いものとすることが好適である。例えば、衝撃緩衝部材１０４の色を白とする。これにより、分離溝２２ａを介して光電変換モジュール１００を透過してきた光を衝撃緩衝部材１０４によって反射させ、光電変換素子２２に再度入射させることができ、光電変換モジュール１００の光電変換効率を高めることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０  光電変換モジュール、１２  構造部材、１４  架台、１６  干渉部材、２０  表面側基板、２２  光電変換素子、２２ａ  分離溝、２４  裏面側基板、３０  架台、３２  固定部材、３２ａ  底部、３２ｂ  側部、３２ｃ  タップ穴、１００  光電変換モジュール、１０２  設置台、１０４  衝撃緩衝部材、１０６  固定部材、１０８  ボルト。
【図１】
2011119663.tif 000003
【図２】
2011119663.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2011119663.tif 000007
【図６】
2011119663.tif 000008
【図７】
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