(57)【要約】【課題】反りが生じる表面側保護部材を備える太陽電池モジュールにおいて、太陽電池の割れなどの発生を防止することができる太陽電池モジュール及びその製造方法を提供する。【解決手段】配列方向に配置された複数の太陽電池セル１０，２０と、前記太陽電池セル１０，２０間を電気的に接続するため前記配列方向に沿って延びるように設けられた少なくとも３本の配線材とを有する太陽電池ストリングを備えた太陽電池モジュール３０であって、前記少なくとも３本の配線材が、前記配列方向と交差する方向において両端部に配置される第１及び第２の配線材１，２と、前記第１及び第２の配線材１，２間に配置される第３の配線材３とを含み、前記太陽電池セル１０，２０間の前記第３の配線材３の接続長さが、前記太陽電池セル１０，２０間の前記第１及び第２の配線材１，２の接続長さより長い。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配列方向に配置された複数の太陽電池セルと、前記太陽電池セル間を電気的に接続するため前記配列方向に沿って延びるように設けられた少なくとも３本の配線材とを有する太陽電池ストリングを備えた太陽電池モジュールであって、
前記少なくとも３本の配線材が、前記配列方向と交差する方向において両端部に配置される第１及び第２の配線材と、前記第１及び第２の配線材間に配置される第３の配線材とを含み、前記太陽電池セル間の前記第３の配線材の接続長さが、前記太陽電池セル間の前記第１及び第２の配線材の接続長さより長い、太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記太陽電池セル間において、前記第１及び第２の配線材並びに前記第３の配線材に、それぞれ屈曲部が形成されており、前記第３の配線材の前記屈曲部における屈曲を、前記第１及び第２の配線材の前記屈曲部における屈曲より大きくすることにより、前記太陽電池セル間の前記第３の配線材の接続長さが、前記太陽電池セル間の前記第１及び第２の配線材の接続長さより長くなっている、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
配列方向に配置された複数の太陽電池セルと、前記太陽電池セル間を電気的に接続するため前記配列方向に沿って延びるように設けられた少なくとも３本の配線材とを有する太陽電池ストリングを備えた太陽電池モジュールを製造する方法であって、
第１及び第２の配線材と第３の配線材を、前記少なくとも３本の配線材として用意する工程と、
前記第１及び第２の配線材を、前記配列方向と交差する方向における前記太陽電池の両端部にそれぞれ配置し、前記第３の配線材を、前記第１及び第２の配線材間に配置する工程と、
前記配置状態で、前記太陽電池セル間の前記第３の配線材の接続長さが、前記太陽電池セル間の前記第１及び第２の配線材の接続長さより長くなるように、前記第１及び第２の配線材と前記第３の配線材を、複数の前記太陽電池セルと電気的に接続して、前記太陽電池ストリングを作製する工程とを備える、太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項４】
表面側保護部材と、樹脂シートと、前記太陽電池ストリングと、樹脂シートと、裏面保護部材とをこの順に積層して積層体を形成する工程と、
前記積層体を加圧および加熱して、反りを有する前記表面保護部材と、前記裏面保護部材との間に前記太陽電池ストリングをラミネートする工程と、を更に備える、請求項３に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項５】
前記太陽電池セル間において、前記第１及び第２の配線材並びに前記第３の配線材に、それぞれ屈曲部を形成し、前記第３の配線材の前記屈曲部における屈曲を、前記第１及び第２の配線材の前記屈曲部における屈曲より大きくすることにより、前記太陽電池セル間の前記第３の配線材の接続長さを、前記太陽電池セル間の前記第１及び第２の配線材の接続長さより長くする、請求項４に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記表面保護部材は透明基材である、請求項４または５に記載の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、太陽電池モジュール及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュールでは、複数の太陽電池を所定方向に配列し、隣接する太陽電池間を配線材で電気的に接続している。配線材で電気的に接続した複数の太陽電池は、ガラス基板などの表面側保護部材と、樹脂シートなどの裏面側保護部材との間に配置され、樹脂などからなる充填材層中に封止されている。
【０００３】
特許文献１では、配線材が太陽電池の端部と接触しないように、太陽電池の端部から離間して設けることにより、太陽電池モジュールの製造工程において加圧された時に、配線材が太陽電池と接触しないようし、太陽電池の端部に欠けや割れなどが発生するのを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−８１２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような太陽電池モジュールでは、製造工程中に、あるいは製造後に、表面側保護部材に反りが生じ、その結果、配線材によって太陽電池に割れなどが生じるという課題があった。
【０００６】
しかしながら、特許文献１には、反りが生じる表面側保護部材を備える太陽電池モジュールの上記課題については記載されておらず、またその課題を解決する手段についても開示されていない。
【０００７】
本発明の目的は、反りが生じる表面側保護部材を備える太陽電池モジュールにおいて、太陽電池の割れなどの発生を防止することができる太陽電池モジュール及びそ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】
【０００８】
本発明の太陽電池モジュールは、配列方向に配置された複数の太陽電池セルと、前記太陽電池セル間を電気的に接続するため前記配列方向に沿って延びるように設けられた少なくとも３本の配線材とを有する太陽電池ストリングを備えた太陽電池モジュールであって、前記少なくとも３本の配線材が、前記配列方向と交差する方向において両端部に配置される第１及び第２の配線材と、前記第１及び第２の配線材間に配置される第３の配線材とを含み、前記太陽電池セル間の前記第３の配線材の接続長さが、前記太陽電池セル間の前記第１及び第２の配線材の接続長さより長い。
【０００９】
本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、配列方向に配置された複数の太陽電池セルと、前記太陽電池セル間を電気的に接続するため前記配列方向に沿って延びるように設けられた少なくとも３本の配線材とを有する太陽電池ストリングを備えた太陽電池モジュールを製造する方法であって、第１及び第２の配線材と第３の配線材を、前記少なくとも３本の配線材として用意する工程と、前記第１及び第２の配線材を、前記配列方向と交差する方向における前記太陽電池の両端部にそれぞれ配置し、前記第３の配線材を、前記第１及び第２の配線材間に配置する工程と、前記配置状態で、前記太陽電池セル間の前記第３の配線材の接続長さが、前記太陽電池セル間の前記第１及び第２の配線材の接続長さより長くなるように、前記第１及び第２の配線材と前記第３の配線材を、複数の前記太陽電池セルと電気的に接続して、前記太陽電池ストリングを作製する工程とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、反りが生じる表面側保護部材を備える太陽電池モジュールにおいて、太陽電池の割れなどの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態の太陽電池モジュールを示す模式的平面図である。
【図２】（ａ）は、図１に示すＡ−Ａ線に沿う模式的断面図であり、（ｂ）は、図１に示すＢ−Ｂ線に沿う模式的断面図である。
【図３】第１の実施形態の太陽電池モジュールにおいて、表面側保護部材が、外側に向かって凸状となるように反った状態を示す模式的平面図である。
【図４】（ａ）は、図３に示すＡ−Ａ線に沿う模式的断面図であり、（ｂ）は、図３に示すＢ−Ｂ線に沿う模式的断面図である。
【図５】比較例の太陽電池モジュールを示す模式的平面図である。
【図６】図５に示すＡ−Ａ線に沿う模式的断面図である。
【図７】比較例の太陽電池モジュールにおいて、表面側保護部材が、外側に向かって凸状となるように反った状態を示す模式的平面図である。
【図８】（ａ）は、図７に示すＡ−Ａ線に沿う模式的断面図であり、（ｂ）は、図７に示すＢ−Ｂ線に沿う模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。
【００１３】
図１は、第１の実施形態の太陽電池モジュールを示す模式的平面図である。図１に示すように、本実施形態の太陽電池モジュール３０は、太陽電池セル１０と太陽電池セル２０を備えている。太陽電池セル１０及び太陽電池セル２０は、ｙ方向に配列している。本実施形態では、簡略化して説明するため、２つの太陽電池セル１０及び２０から構成される太陽電池モジュール３０を示している。実際には、より多くの太陽電池セルを備える太陽電池モジュールであってもよい。
【００１４】
太陽電池セル１０及び２０の第１の主面１０ａ及び２０ａには、ｘ方向に延びる複数のフィンガー電極１１及び２１が形成されている。図１には図示されないが、太陽電池セル１０及び２０の第２の主面１０ｂ及び２０ｂにも、同様に複数のフィンガー電極が形成されている。太陽電池セル１０及び２０間を電気的に接続するため、第１の配線材１、第２の配線材２、及び第３の配線材３の合計３本の配線材が、太陽電池セル１０及び２０の配列方向であるｙ方向に沿って延びるように設けられている。
【００１５】
第１の配線材１及び第２の配線材２は、配列方向（ｙ方向）と交差する方向（ｘ方向）において太陽電池セル１０及び２０の両端部に配置されている。第３の配線材３は、第１の配線材１及び第２の配線材２の間に、配置されている。本実施形態において、第３の配線材３は、太陽電池セル１０及び２０の中央部に配置されている。
【００１６】
第１の配線材１、第２の配線材２、及び第３の配線材３は、太陽電池セル１０の第１の主面１０ａ側の電極と、太陽電池セル２０の第２の主面２０ｂ側の電極とを接続している。太陽電池セル１０の第１の主面１０ａには、フィンガー電極１１と交差する方向（ｙ方向）に延び、フィンガー電極１１と電気的に接続されるバスバー電極（図示されない）が形成されている。第１の配線材１、第２の配線材２、及び第３の配線材３は、これらの図示されないバスバー電極と電気的に接続されている。同様に、太陽電池セル２０の第２の主面２０ｂにも、フィンガー電極と交差する方向（ｙ方向）に延び、フィンガー電極と電気的に接続されるバスバー電極が形成されており、第１の配線材１、第２の配線材２、及び第３の配線材３は、これらのバスバー電極と電気的に接続されている。なお、バスバー電極、フィンガー電極の構成は上記の構成に限定されない。両方を備える構成のもの、または、いずれか一方を備える構成のものでも良いし、太陽電池セルの主面全面に形成される電極を採用してもよい。
【００１７】
太陽電池セル１０からの出力用配線材として、太陽電池セル１０の第２の主面１０ｂ側の電極に、第４の配線材４、第５の配線材５、及び第６の配線材６が接続されている。太陽電池セル２０からの出力用配線材として、太陽電池セル２０の第１の主面２０ａ側の電極に、第７の配線材７、第８の配線材８、及び第９の配線材９が接続されている。これらの配線材も、フィンガー電極と電気的に接続されたバスバー電極と電気的に接続されていてもよいし、バスバー電極を形成せずに、フィンガー電極に直接電気的に接続されていてもよい。
【００１８】
第４の配線材４、第５の配線材５、第７の配線材７、及び第８の配線材８は、太陽電池セル１０及び２０の両端部に配置されており、第６の配線材６及び第９の配線材９は、太陽電池セル１０及び２０の中央部に配置されている。
【００１９】
図２（ａ）は、図１に示すＡ−Ａ線に沿う模式的断面図であり、図２（ｂ）は、図１に示すＢ−Ｂ線に沿う模式的断面図である。図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、太陽電池セル１０及び２０は、表面側保護部材３１と裏面側保護部材３２の間に配置され、これらの間に設けられる充填材層３３中に封止されている。表面側保護部材３１としては、ガラス板、アクリル板、ポリカーボネート板などの透明基材が用いられる。裏面側保護部材３２としては、ガラス板、樹脂シート、樹脂フィルム、樹脂板などが用いられる。充填材層３３は、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等の架橋性樹脂や、ポリオレフィンなどの非架橋性樹脂などから構成することができる。本実施形態では、表面側保護部材３１が受光側保護部材となる。なお、図２において、第４〜第９の配線材４〜９は、図示省略している。
【００２０】
図２（ａ）に示すように、太陽電池セル１０及び２０の中央部に配置される第３の配線材３の一方端は、太陽電池セル１０の第１の主面１０ａ側の電極に接続され、他方端は、太陽電池セル２０の第２の主面２０ｂ側の電極に接続されている。太陽電池セル１０と太陽電池セル２０の間の第３の配線材３には、第１の屈曲部３ａと第２の屈曲部３ｂが形成されている。
【００２１】
図２（ｂ）に示すように、太陽電池セル１０及び２０の端部に配置される第１の配線材１の一方端は、太陽電池セル１０の第１の主面１０ａ側の電極に接続され、他方端は、太陽電池セル２０の第２の主面２０ｂ側の電極に接続されている。太陽電池セル１０と太陽電池セル２０の間の第１の配線材１には、第１の屈曲部１ａと第２の屈曲部１ｂが形成されている。太陽電池セル１０及び２０のもう一方の端部に配置される第２の配線材２も、第１の配線材１と同様に、太陽電池セル１０の第１の主面１０ａ側の電極と太陽電池セル２０の第２の主面２０ｂ側の電極を接続しており、太陽電池セル１０と太陽電池セル２０の間において、第１の屈曲部と第２の屈曲部が形成されている。
【００２２】
図２（ａ）に示すように、第３の配線材３の第１の屈曲部３ａ及び第２の屈曲部３ｂにおける屈曲は、図２（ｂ）に示す第１の配線材１の第１の屈曲部１ａ及び第２の屈曲部１ｂにおける屈曲より大きくなっている。同様に、第３の配線材３の第１の屈曲部３ａ及び第２の屈曲部３ｂにおける屈曲は、第２の配線材２の第１の屈曲部及び第２の屈曲部における屈曲より大きくなっている。
【００２３】
したがって、第３の配線材３における、太陽電池セル１０に対する接続部の端部３ｃと太陽電池セル２０に対する接続部の端部３ｄとの間の長さ（本発明において、この長さを「接続長さ」という）は、第１の配線材１における、太陽電池セル１０に対する接続部の端部１ｃと太陽電池セル２０に対する接続部の端部１ｄとの間の長さ（接続長さ）より長くなっている。同様に、第３の配線材３における接続長さは、第２の配線材２における接続長さよりも長くなっている。
【００２４】
第１の実施形態の太陽電池モジュール３０は、以下のようにして製造することができる。表面側保護部材３１の上に、太陽電池セル１０及び２０を配置し、太陽電池セル１０及び２０の間に、第１の配線材１、第２の配線材２、及び第３の配線材３を配置し、これらの配線材の一方端を太陽電池セル１０の第１の主面１０ａ側の電極に接続し、他方端を太陽電池セル２０の第２の主面２０ｂ側の電極に接続する。配線材と電極との接続は、例えば、はんだや樹脂接着剤を用いて行うことができる。
【００２５】
配線材と電極とを接続する際に、太陽電池セル１０及び２０間における第３の配線材３の第１の屈曲部３ａ及び第２の屈曲部３ｂにおける屈曲が、第１の配線材１及び第２の配線材２の第１の屈曲部及び第２の屈曲部における屈曲よりも大きくなるように、第１の配線材１、第２の配線材２、及び第３の配線材３をそれぞれの電極と接続する。第１の屈曲部及び第２の屈曲部は、電極と接続する前に予め第１の配線材１、第２の配線材２、及び第３の配線材３を加工することにより形成しておいてもよいし、電極と接続する際に形成してもよい。
【００２６】
充填材層３３は、太陽電池セル１０及び２０と表面側保護部材３１との間、太陽電池セル１０及び２０と裏面側保護部材３２との間に、樹脂シート等を配置して積層体を形成しておき、その積層体を加圧・加熱して形成することができる。
【００２７】
以上のようにして、第１の実施形態の太陽電池モジュール３０を製造することができる。
【００２８】
図３は、第１の実施形態の太陽電池モジュール３０において、表面側保護部材３１が、外側に向かって凸状となるように反った状態を示す模式的平面図である。図４（ａ）は、図３に示すＡ−Ａ線に沿う模式的断面図であり、図４（ｂ）は、図３に示すＢ−Ｂ線に沿う模式的断面図である。
【００２９】
図３及び図４に示す状態では、表面側保護部材３１は、外側に向かって凸状となるように反っている。このような反りは、例えば、製造工程において、ラミネート工程の加熱により生じる。また、製造後の太陽電池モジュールにおいて、風圧や外部からの圧力などが表面側保護部材３１に加わることにより、このような反りが生じる場合がある。例えば、太陽電池モジュールを海岸に設置することにより定常的に風圧が加わる場合や、太陽電池モジュールの上に積雪することにより圧力が加わる場合などが考えられる。
【００３０】
図４（ａ）に示すように、表面側保護部材３１に反りが生じると、太陽電池セル１０の端部１０ｃと太陽電池セル２０の端部２０ｃとの間が、図２（ａ）に示す状態のときよりも広くなる。しかしながら、第１の屈曲部３ａ及び第２の屈曲部３ｂにおける屈曲を大きくし、接続長さを長くしているので、太陽電池セル１０の端部１０ｃと太陽電池セル２０の端部２０ｃとの間が広くなっても、第３の配線材３が、太陽電池セル１０の端部１０ｃ及び太陽電池セル２０の端部２０ｃに接触することはない。したがって、第３の配線材３が接触することによって、太陽電池セル１０及び２０に割れなどの破損が生じるのを防止することができる。
【００３１】
一方、図４（ｂ）に示すように、表面側保護部材３１に反りが生じると、太陽電池セル１０の端部１０ｃと太陽電池セル２０の端部２０ｃとの間が狭まるが、第１の配線材１及び第２の配線材２の第１の屈曲部及び第２の屈曲部における屈曲が大きくなることにより、その変化を吸収することができる。
【００３２】
第１の配線材１、第２の配線材２、及び第３の配線材３を用いて接続された太陽電池セル１０及び２０は、配線材で接続された状態で外部から負荷が加わっていない状態では、平坦な状態ではなく少し反った状態で接続される。これは、第３の配線材３の接続長さが他の配線材より長いため、第３の配線材３が接続される領域で太陽電池セル１０と太陽電池セル２０とを引き離そうとする力が生じるためである。このため、ラミネート工程において、反った状態の表面側保護部材３１と、太陽電池セル１０及び２０とを積層した場合でも、表面側保護部材３１の反りに太陽電池セル１０及び２０が適合しようとする応力を低減することができる。
【００３３】
本実施形態では、表面側保護部材３１は、外側に向かって凸状となるように反る場合について説明しているが、表面側保護部材３１が内側に向かって凹状に反る場合においても、上記と同様の効果を得ることができる。
【００３４】
図５は、比較例の太陽電池モジュールを示す模式的平面図であり、図６は、図５に示すＡ−Ａ線に沿う模式的断面図である。この比較例では、図５に示すＢ−Ｂ線に沿う断面も、図６と同様である。したがって、この比較例では、第３の配線材３の接続長さは、第１の配線材１及び第２の配線材２の接続長さと同じになるように設定されている。
【００３５】
図７は、比較例の太陽電池モジュール３０において、表面側保護部材３１が、外側に向かって凸状となるように反った状態を示す模式的平面図である。図８（ａ）は、図７に示すＡ−Ａ線に沿う模式的断面図であり、図８（ｂ）は、図７に示すＢ−Ｂ線に沿う模式的断面図である。
【００３６】
図８（ａ）に示すように、第３の配線材３が設けられている中央部では、表面側保護部材３１が大きく変形するため、太陽電池セル１０の端部１０ｃと太陽電池セル２０の端部２０ｃとの間が広くなる。このため、第３の配線材３が、太陽電池セル１０及び太陽電池セル２０に引っ張られた状態となり、第１の屈曲部３ａ及び第２の屈曲部３ｂにおける屈曲が小さくなるとともに、第３の配線材３が、太陽電池セル１０の端部１０ｃ及び太陽電池セル２０の端部２０ｃと接触し、太陽電池セル１０及び２０が変形している。したがって、この比較例では、太陽電池セル１０及び２０に割れなどの破損が生じるおそれがある。
【００３７】
上記実施形態では、特定の期間のみ、具体的には太陽電池モジュールのラミネート工程において、表面側保護部材３１に反りが生じる場合について説明したが、本発明は、反りが既に形成されている、すなわち表面側保護部材３１が恒常的に反りを有する場合に対しても適用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１…第１の配線材
１ａ，１ｂ…第１，第２の屈曲部
１ｃ，１ｄ…端部
２…第２の配線材
２ｂ…第２の主面
３…第３の配線材
３ａ，３ｂ…第１，第２の屈曲部
３ｃ，３ｄ…端部
４〜９…第４〜第９の配線材
１０…太陽電池セル
１０ａ，１０ｂ…第１，第２の主面
１０ｃ…端部
１１…フィンガー電極
２０…太陽電池セル
２０ａ，２０ｂ…第１，第２の主面
２０ｃ…端部
２１…フィンガー電極
３０…太陽電池モジュール
３１…表面側保護部材
３２…裏面側保護部材
３３…充填材層
【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】
2015065303.tif 000008
【図７】
2015065303.tif 000009
【図８】
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