(57)【要約】【課題】太陽電池モジュールにおいて、封止材に対する枠体の密着性を高くする。【解決手段】封止材２０は、太陽電池セル１０の全面、すなわち表面及び裏面の全面を封止しており、かつ可撓性を有している。枠体１００は、封止材２０の縁に設けられており、封止材２０の表面、側面、及び裏面に沿う形状を有している。封止材２０の光入射側表面には保護フィルム２２が設けられている。接着層３０は、枠体１００と保護フィルム２２の間に位置し、枠体１００及び保護フィルム２２の双方に密着している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池セルと、
前記太陽電池セルの全面を封止する封止材と、
少なくとも前記太陽電池セルへの入光側に開口部を有し、前記開口部以外に位置する前記封止材を覆う形状を有している樹脂製の枠体と、
前記封止材のうち少なくとも前記開口部に位置する領域に設けた保護材と、
前記枠体のうち前記開口部より前記封止材の縁側に位置する領域に対して全周にわたって密着している接着層と、
を備える太陽電池モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池モジュールにおいて、
前記保護材は、前記枠体の開口寸法より大きく、
前記接着層は、前記保護材と、前記枠体のうち前記開口部より前記封止材の縁側に位置する領域と密着することを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項３】
請求項１に記載の太陽電池モジュールにおいて、
前記保護材は、前記枠体の開口寸法と同一であり、
前記接着層は、前記封止材と、前記枠体のうち前記開口部より前記封止材の縁側に位置する領域と密着することを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールにおいて、
前記保護材はフッ素系樹脂層であり、
前記接着層はエチレンビニルアセテート又はポリエチレンである太陽電池モジュール。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールにおいて、
前記枠体は、前記封止材の裏面の全面を被覆する裏面被覆部を有している太陽電池モジュール。
【請求項６】
太陽電池セルと、
前記太陽電池セルの全面を封止する封止材と、
少なくとも前記太陽電池セルへの入光側に開口部を有し、前記開口部以外に位置する前記封止材を覆う形状を有している樹脂製の枠体と、
前記封止材のうち前記開口部に位置する領域のみに設けた保護材とを備え、
前記枠体は、前記封止材のうち前記開口部より前記封止材の縁側に位置する領域に対して全周にわたって密着することを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項７】
請求項６に記載の太陽電池モジュールにおいて、
前記保護材はフッ素系樹脂層である太陽電池モジュール。
【請求項８】
請求項７に記載の太陽電池モジュールにおいて、
前記枠体は、前記封止材の裏面の全面を被覆する裏面被覆部を有する太陽電池モジュール。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールにおいて、
前記封止材はラミネート法により形成されている太陽電池モジュール。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールにおいて、
前記太陽電池セルは可撓性基板を用いて形成されている太陽電池モジュール。
【請求項１１】
太陽電池セルの全面を封止材で封止する工程と、
前記封止材の少なくとも光入射側表面に保護材を密着させる工程と、
前記保護材の表面の縁に接着層を設ける工程と、
少なくとも前記太陽電池セルへの入光側に開口部を有し、前記開口部以外に位置する前記封止材を覆う形状を有している樹脂製の枠体を射出成形法により形成し、かつ前記接着層を、前記枠体に密着させる工程と、
を備える太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記接着層として、熱軟化性の樹脂層を用いる太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記枠体を射出形成法により形成するときに、前記接着層を前記枠体と前記封止材の双方に密着させる太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記枠体を射出形成法により形成する前に、前記接着層を前記保護材に密着させ、
前記枠体を射出形成法により形成するときに、前記接着層を前記枠体に密着させる太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１５】
太陽電池セルの全面を、可撓性を有する封止材で封止する工程と、
前記封止材の表面のうち縁を除いた領域に保護材を設ける工程と、
前記封止材の前記縁に、前記封止材の表面、側面、及び裏面に沿う形状を有している樹脂製の枠体を射出成形法により形成する工程と、
を備える太陽電池モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池セルを可撓性を有する封止材で被覆した太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に配慮する動きが広がっており、これに伴って太陽電池の普及が進んでいる。太陽電池を使用するためには、太陽電池セルを封止材で被覆する必要がある。太陽電池セルの封止材には、可撓性を有するもの、例えばラミネートフィルムがあるが、この場合、封止材の端面から太陽電池セルや配線を腐食させる腐食物、例えば水分が浸入する可能性がある。
【０００３】
この問題を解決する方法として、特許文献１には、ＲＩＭ（反応射出成形）により形成した枠体により封止材の縁を覆うことが記載されている。また特許文献２には、封止材の縁を、高分子射出一体成形法により形成した枠体により覆うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１９４９９号公報
【特許文献２】特開平１１−６８１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
封止材には耐久性が要求されるため、表面は耐久性の高い材料により形成される必要がある。しかし封止材の材料によっては、射出成形等により形成した枠体が封止材に密着せず、封止材の端面を十分に保護できない可能性があった。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、封止材に対する枠体の密着性が高い太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る第１の太陽電池モジュールは、太陽電池セル、封止材、保護材、樹脂製の枠体、及び接着層を有している。封止材は、太陽電池セルの全面を封止している。枠体は、少なくとも太陽電池セルへの入光側に開口部を有し、開口部以外に位置する封止材を覆っている。保護材は、封止材のうち少なくとも開口部に位置する領域に設けられている。接着層は、枠体のうち開口部より封止材の縁側に位置する領域に対して全周にわたって密着している。
【０００８】
本発明によれば、接着層は、枠体に密着している。このため、封止材に対する枠体の密着性を高くすることができる。
【０００９】
本発明に係る第２の太陽電池モジュールは、太陽電池セル、封止材、樹脂製の枠体、及び保護材を有している。封止材は、太陽電池セルの全面を封止している。枠体は、少なくとも太陽電池セルへの入光側に開口部を有し、開口部以外に位置する封止材を覆っている。保護材は、封止材のうち開口部に位置する領域のみに設けられている。そして枠体は、封止材のうち開口部より封止材の縁側に位置する領域に対して全周にわたって密着している。
【００１０】
保護材は耐久性を要求されるため、封止材と比較して枠体に対する密着性が低い場合が多い。これに対して本発明では、保護材は開口部に位置する領域のみに設けられているため、枠体は封止材に直接接することができる。従って、封止材に対する枠体の密着性を高くすることができる。
【００１１】
本発明に係る第１の太陽電池モジュールの製造方法は、以下の工程を有している。まず太陽電池セルの全面を封止材で封止する。次いで、封止材の少なくとも光入射側表面に保護材を密着させる。次いで、保護材の表面の縁に接着層を設ける。次いで、封止材に樹脂性の枠体を樹脂製の枠体を射出成形法により形成する。この枠体は、少なくとも太陽電池セルへの入光側に開口部を有し、開口部以外に位置する封止材を覆う形状を有している。この射出成形法において、接着層を、枠体に密着させる。
【００１２】
本発明に係る第２の太陽電池モジュールの製造方法は、以下の工程を有している。まず太陽電池セルの全面を、可撓性を有する封止材で封止する。次いで、封止材の表面のうち縁を除いた領域に保護材を設ける。次いで、封止材の縁に、封止材の表面、側面、及び裏面に沿う形状を有している樹脂製の枠体を射出成形法により形成する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、太陽電池モジュールにおいて、封止材に対する枠体の密着性を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの構成を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ´断面図である。
【図３】図１及び図２に示した太陽電池モジュールの製造方法を示す断面図である。
【図４】第２の実施形態に係る太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。
【図５】第３の実施形態に係る太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。
【図６】第４の実施形態に係る太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。
【図７】第５の実施形態に係る太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。
【図８】第６の実施形態に係る太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１６】
図１は、第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの構成を示す斜視図であり、図２は図１のＡ−Ａ´断面図である。これらの図に示す太陽電池モジュールは、少なくとも一つの太陽電池セル１０、封止材２０、保護フィルム(保護材)２２、樹脂製の枠体１００、及び接着層３０を有している。封止材２０は、太陽電池セル１０の全面、すなわち表面及び裏面の全面を封止しており、かつ可撓性を有している。太陽電池セル１０の光入射面側には、封止材２０を介して保護フィルム２２が設けられている。枠体１００は、封止材２０の縁に設けられており、封止材２０の側面及び裏面と、光入射面側に設けられた保護フィルム２２の端部に沿う形状を有している。枠体１００には、太陽電池セル１０への入光側に開口部１０４を有している。保護フィルム２２は、封止材２０の光入射面側のうち、開口部１０４の中に位置する領域を含む全面に設けられている。接着層３０は、枠体１００と保護フィルム２２の間に位置し、枠体１００のうち開口部１０４より封止材２０の縁側に位置する領域に対して全周にわたって密着している。具体的には、接着層３０は、上記した領域において、枠体１００及び保護フィルム２２の双方に密着している。以下、詳細に説明する。
【００１７】
太陽電池セル１０は、例えば可撓性を有する基板により形成されている。この場合、太陽電池セル１０は可撓性を有している。太陽電池セル１０の基板は、例えばポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、及びポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）により形成されている。
【００１８】
封止材２０は、例えばエチレン酢酸ビニル共重合体（以下、ＥＶＡという）、塩化ビニル共重合体、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリエチレン、ポリビニルアルコール （ＰＶＡ）又はポリビニルブチラール （ＰＶＢ）等の樹脂材料からなる。
【００１９】
また本実施形態において、枠体１００で覆われていない箇所は、表面に保護フィルム２２を有している。保護フィルム２２は、例えばフッ素系樹脂、ポリメチルメタアクリレート、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリ塩化ビニール、ポリカーボネート等のフィルムが用いられ、ラミネート法により形成することで封止材２０と接着されている。
【００２０】
枠体１００は、射出成形法、例えば反応射出成形法により太陽電池セル１０と封止材２０と保護フィルム２２により構成する太陽電池モジュールに対して直接形成される。枠体１００は、例えばジシクロペンタジエンを原料とする熱硬化性の樹脂により形成されている。
【００２１】
接着層３０は、保護フィルム２２を介して封止材２０に接着している。接着層３０は、熱軟化性を有していることが好ましく、例えばエチレンビニルアセテート又はポリエチレンにより形成されている。
【００２２】
また、図２の枠体１００は裏面被覆部１０２を有している。裏面被覆部１０２を有することにより、枠体１００は封止材２０の裏面の全面を被覆している。そして接着層３０は、保護フィルム２２と枠体１００の間に、保護フィルム２２の縁の全周にわたって設けられている。
【００２３】
なお図１に示すように、枠体１００からは、太陽電池セル１０の出力端子１２，１４が露出している。
【００２４】
図３は、図１及び図２に示した太陽電池モジュールの製造方法を示す断面図である。まず図３（ａ）に示すように、太陽電池セル１０を準備し、準備した太陽電池セル１０の表面側（光入射側）と裏面側に封止材２０を配置し、表面側に保護フィルム２２を配置してから、例えば加熱溶着などにより、保護フィルム２２を封止材２０と共にラミネート処理を行う。ここでのラミネート方法は、真空ラミネート法であってもよいし、ロールラミネート法であってもよい。これにより、太陽電池セル１０は、全面が封止材２０によって封止され、光入射側がさらに保護フィルム２２で覆われている。また保護フィルム２２は封止材２０に密着する。このとき、出力端子１２，１４が封止材２０から外に出るように封止材２０を形成する。
【００２５】
次いで図３（ｂ）に示すように、保護フィルム２２の縁の全周にわたって接着層３０を形成する。接着層３０は、例えば、加熱溶着や圧着により形成することができる。
【００２６】
次いで図１に示すように、枠体１００を射出成形法、例えば反応射出成形法により形成する。このとき、接着層３０は枠体１００となる樹脂によって加熱され、軟化する。その後、枠体１００が冷却されるにつれて、接着層３０も冷却される。この工程により、接着層３０は枠体１００及び保護フィルム２２の双方に密着する。なお枠体１００を形成するときに、出力端子１２，１４が枠体１００から外に出るようにする。
【００２７】
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。本実施形態によれば、枠体１００と保護フィルム２２は接着層３０を介して互いに接している。このことにより、封止材２０の端面から太陽電池セルや配線を腐食させる腐食物、例えば水分が浸入することを抑制できる。
【００２８】
また、枠体１００は樹脂により形成されているため、枠体１００に可撓性を持たせることができる。上述したように太陽電池セル１０、封止材２０及び保護フィルム２２は、いずれも可撓性を有している。このため、太陽電池モジュールに可撓性を持たせることができる。
【００２９】
また、枠体１００には裏面被覆部１０２が設けられているので、太陽電池セル１０及び封止材２０は、裏面側が枠体１００によって支持されている。すなわち枠体１００は、光入射側である表面側のみが開口した状態になり、かつその開口の平面形状は保護フィルム２２の平面形状よりも小さい。従って、接着層３０を封止材２０の表面側のみに設けても、枠体１００が保護フィルム２２から外れることが抑制される。
【００３０】
また、太陽電池セル１０及び封止材２０は、裏面側が枠体１００によって裏面被覆部１０２で支持されているため、封止材２０の裏面側に、太陽電池モジュールの強度を確保するための部材、例えば金属シートを別に設ける必要がなくなる。
【００３１】
封止材２０の裏面側に金属シートを取り付けた場合、封止材２０と金属シートの熱膨張率の差に起因して、枠体１００を形成するときに太陽電池モジュールに熱ひずみが生じることがある。しかし本実施形態では、枠体１００は樹脂によって形成されているため、枠体１００と封止材２０の熱膨張率の差は小さい。従って、太陽電池モジュールに熱ひずみが生じることを抑制できる。
【００３２】
また接着層３０は熱軟化性を有する材料により形成されているため、枠体１００を形成するときに接着層３０を枠体１００及び保護フィルム２２に接着させることができる。従って、製造工程を簡略化することができる。
【００３３】
なお、接着層３０を形成した後、枠体１００を形成する前に、接着層３０を加熱して軟化させ、その後冷却することにより、枠体１００を形成する前に接着層３０を保護フィルム２２に密着させてもよい。このようにすると、例えば枠体１００を形成する工程において接着層３０のうち保護フィルム２２に接する面の温度が軟化する温度まで上がらない場合でも、接着層３０を枠体１００及び保護フィルム２２の双方に密着させることができる。
【００３４】
図４は、第２の実施形態に係る太陽電池モジュールの構成を示す断面図であり、第１の実施形態における図２に相当している。本実施形態に係る太陽電池モジュールは、枠体１００の表面で、外部に露出している面に保護層１１０を設けている点を除いて、第１の実施形態に係る太陽電池モジュールと同様の構成である。
【００３５】
保護層１１０は、例えば枠体１００を形成した後に、枠体１００に耐候性塗料を塗布することにより形成される。保護層１１０は、枠体１００の裏面の全面、側面の全面、上面の全面、及び枠体１００の開口部１０４の側面の表面全面に形成されている。
【００３６】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また枠体１００を保護層１１０によって被覆しているため、樹脂製の枠体１００が劣化することを抑制できる。
【００３７】
なお後述する各実施形態においても、本実施形態に示した保護層１１０を設けてもよい。
【００３８】
図５は、第３の実施形態に係る太陽電池モジュールの構成を示す断面図であり、第１の実施形態における図２に相当している。本実施形態に係る太陽電池モジュールは、枠体１００の代わりに枠体１０１を用いていること、並びに保護層フィルム２２及び接着層３０の形成場所が異なっている他は、第１の実施形態に示した太陽電池モジュールと同様の構成である。
【００３９】
本実施形態において、太陽電池モジュールは、太陽電池セル１０の両面に対して、封止材２０を介して保護フィルム２２が設けられ、ラミネートされている。そして、枠体１０１は、図２のような枠体１００とは異なり、裏面被覆部１０２を有しておらず、封止材２０の側面と、表面と裏面の保護フィルム２２の縁部のみを覆っている。このため保護フィルム２２は、裏面側も外部に露出している。また接着層３０は、太陽電池モジュールの表面（光入射側）と裏面の両方の保護フィルム２２と枠体１０１の間に、それぞれに設けられている。
【００４０】
本実施形態においても、裏面被覆部１０２に起因した効果を除いて、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また裏面被覆部１０２を形成しないため、枠体の構造を簡略化して製造コストを低くすることができる。
【００４１】
図６は、第４の実施形態に係る太陽電池モジュールの構成を示す断面図であり、第１の実施形態における図２に相当している。本実施形態に係る太陽電池モジュールは、以下の点を除いて第１の実施形態に係る太陽電池モジュールと同様の構成である。
【００４２】
まず、保護フィルム２２の寸法は、開口部１０４の開口寸法と同一であり、封止材２０の光入射側の面のうち開口部１０４に位置する領域にのみ形成されている。そして接着層３０は設けられておらず、枠体１００は封止材２０のうち開口部１０４より封止材２０の縁側に位置する領域に対して全周にわたって密着している。
【００４３】
本実施形態において、封止材２０はＥＶＡ、塩化ビニル共重合体、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリエチレン、ポリビニルアルコール （ＰＶＡ）又はポリビニルブチラール （ＰＶＢ）により形成されていて、枠体１００を封止材２０により直接接着しているので、密着性を高くすることができる。
【００４４】
なお本実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法は、保護フィルム２２を枠体１００の開口領域にのみ形成する点、及び接着層３０を形成する工程を有していない点を除いて、第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法と同様である。
【００４５】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また接着層３０を形成する必要がないため、太陽電池モジュールの製造工程が簡略化し、太陽電池モジュールの製造コストが低くなる。
【００４６】
図７は、第５の実施形態に係る太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。本実施形態に係る太陽電池モジュールは、以下の点を除いて、第４の実施形態に係る太陽電池モジュールと同様の構成である。
【００４７】
まず、枠体として、第３の実施形態に示した枠体１０１を用いている。そして保護フィルム２２を、太陽電池モジュールの表面と裏面とに有していて、枠体１０１は封止材２０に直接接着している。
【００４８】
本実施形態においても、第４の実施形態と同様の効果を得ることができる。また枠体１０１を用いているため、枠体の構造を簡略化して製造コストをさらに低くすることができる。
【００４９】
図８は、第６の実施形態に係る太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。本実施形態に係る太陽電池モジュールは、封止材２０の表面側の縁部のうち、枠体１００で覆われていてかつ保護フィルム２２を有しない箇所、すなわち開口部１０４より封止材２０の縁側に位置する領域に接着層３０を有している点を除いて、第４の実施形態に係る太陽電池モジュールと同様の構成である。
【００５０】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また接着層３０は、保護層フィルム２２ではなく封止材２０に接している。
【００５１】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【００５２】
１０ 太陽電池セル
１２ 出力端子
１４ 出力端子
２０ 封止材
２２ 保護フィルム
３０ 接着層
１００ 枠体
１０１  枠体
１０２ 裏面被覆部
１０４  開口部
１１０ 保護層
【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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