(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に太陽電池素子を備える太陽電池パネルと、絶縁性を有し、前記太陽電池パネルの周縁部を被覆する被覆部材と、を備えた太陽電池モジュールであって、
前記太陽電池パネルは、第１の面と、前記第１の面の反対側の第２の面と、を備え、
前記被覆部材は、前記第１の面の周縁部を被覆する第１のシート状部材と、前記第２の面の周縁部を被覆する第２のシート状部材と、を備え、前記第１のシート状部材及び前記第２のシート状部材の夫々の周縁部は、前記太陽電池パネルから外側にはみ出して互いに貼り合わせられ、前記太陽電池素子から前記被覆部材の端部までの沿面距離が、所定の絶縁性能を満たす長さを有することを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記被覆部材は、前記太陽電池パネルの外周に沿って複数の短尺被覆部材を繋ぎ合わせて、前記太陽電池パネルの全周を被覆しており、
前記短尺被覆部材の繋ぎ目は封止材により封止されていることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記太陽電池パネルの周囲を保護する枠部材を有し、
前記太陽電池パネルの周縁部は、前記被覆部材の前記太陽電池パネルから外側にはみ出して互いに貼り合わせられた部分を折り曲げた状態で、前記枠部材に嵌め込まれていることを特徴とする請求項１又は２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、太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュールは、一般に、内部に太陽電池素子を備える太陽電池パネルと、太陽電池パネルの周縁部を囲うフレーム（金属フレーム等）とよばれる枠材とで構成される。
【０００３】
太陽電池パネルでは、安全性の観点から、太陽電池素子で起電した電力によって使用者が感電しないよう、太陽電池素子から太陽電池パネルの端部までの間に、絶縁部材で覆われた一定距離（沿面距離と呼ばれる）を設け、絶縁性能を確保する必要がある。
【０００４】
絶縁性能を確保する具体的な構造としては、例えば、太陽電池パネルの周縁部での絶縁性を向上させるために、周縁部にホットメルト接着剤で構成される被覆部を備える構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１９２７４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、太陽電池パネルにおいては、出力を向上させるため、できるだけ受光面を拡大させることが好ましい。しかしながら、上記の構造では、受光面を広げるために太陽電池素子の面積を拡大した場合、太陽電池素子と太陽電池パネルの端部との距離が短くなり、十分な絶縁性能が確保できなくなるおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、広い受光面を備えつつ、必要な絶縁性能を有する太陽電池モジュールを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本太陽電池モジュールは、内部に太陽電池素子を備える太陽電池パネルと、絶縁性を有し、太陽電池パネルの周縁部を被覆する被覆部材と、を備えた太陽電池モジュールであって、太陽電池パネルは、第１の面と、第１の面の反対側の第２の面と、を備え、被覆部材は、第１の面の周縁部を被覆する第１のシート状部材と、第２の面の周縁部を被覆する第２のシート状部材と、を備え、第１のシート状部材及び第２のシート状部材の夫々の周縁部は、太陽電池パネルから外側にはみ出して互いに貼り合わせられ、太陽電池素子から被覆部材の端部までの沿面距離が、所定の絶縁性能を満たす長さを有することを要件とする。
【発明の効果】
【０００９】
開示の技術によれば、広い受光面を備えつつ、必要な絶縁性能を有する太陽電池モジュールを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施の形態に係る太陽電池モジュールを例示する平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う部分拡大断面図である。
【図３】第２の実施の形態に係る太陽電池モジュールを例示する部分拡大断面図である。
【図４】封止材の塗布について説明する図（その１）である。
【図５】封止材の塗布について説明する図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１２】
〈第１の実施の形態〉
図１は、第１の実施の形態に係る太陽電池モジュールを例示する平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う部分拡大断面図である。
【００１３】
図１及び図２を参照するに、太陽電池モジュール１０は、太陽電池パネル２０と、フレーム３０とを有する。太陽電池モジュール１０は、サブストレート構造の薄膜太陽電池モジュールである。
【００１４】
太陽電池パネル２０は、基板２１と、太陽電池素子２２と、表面保護材２３と、封止材２４とを有する。太陽電池パネル２０の平面形状は、例えば、矩形状とすることができる。太陽電池パネル２０の平面形状は矩形状には限定されないが、以降では、太陽電池パネル２０の平面形状が矩形状である場合を例にして説明をする。なお、平面形状とは、太陽電池パネル２０の受光面の法線方向から対象物を視たときの形状を指すものとする。
【００１５】
太陽電池パネル２０において、基板２１は、例えば、厚さが１．０〜３．０ｍｍ程度のガラス基板、金属基板、樹脂基板等であり、基板２１上には太陽電池素子２２が形成されている。太陽電池素子２２は、例えば、電極層や発電層等の薄膜が複数層積層されたものである。
【００１６】
基板２１の太陽電池素子２２が形成されている面には、太陽電池素子２２の受光面側を保護する表面保護材２３が封止材２４によって接着されている。表面保護材２３としては、例えば、厚さが０．５〜４．０ｍｍ程度の白板強化ガラス板や透明樹脂板等を用いることができる。封止材２４の材料としては、例えば、ＥＶＡ（Ethylene-vinyl acetate）やＰＶＢ（Polyvinyl butyral）等を用いることができる。封止材２４の厚さは、例えば、０．２〜１．０ｍｍ程度とすることができる。なお、太陽電池パネル２０では、基板２１が、太陽電池素子２２の裏面側を保護する裏面保護材としても機能している。
【００１７】
フレーム３０は、太陽電池パネル２０の周縁部を囲むように取り付けられている枠部材である。フレーム３０は、太陽電池パネル２０の強度を向上すると共に、太陽電池パネル２０の周縁部の受光面、側端面、及び裏面を覆って太陽電池パネル２０の周囲を保護する。
【００１８】
フレーム３０は、太陽電池パネル２０を囲む、対向配置された２つの長辺フレーム４０と、対向配置された２つの短辺フレーム５０とを備えている。長辺フレーム４０と短辺フレーム５０とは互いに隣接して接続され、フレーム３０を構成する。平面形状が矩形状である太陽電池パネル２０の１辺を長辺フレーム４０が保護し、この１辺と直角をなす他辺を短辺フレーム５０が保護する。このとき、長辺フレーム４０と短辺フレーム５０とは直角に接続される。
【００１９】
長辺フレーム４０は、例えばアルミ鋼材や樹脂から形成され、押し出し成形等によって断面が略同形状とされた長尺部材である。長辺フレーム４０は、太陽電池パネル２０の受光面を支持する上フランジ４１と、太陽電池パネル２０の裏面を支持する裏面フランジ４２と、太陽電池パネル２０の側端面を保護する側壁部４３とを有する。
【００２０】
上フランジ４１と裏面フランジ４２とは側壁部４３から水平方向（太陽電池モジュール１０の内側方向）に伸出し、太陽電池パネル２０が嵌め込まれる嵌合溝４０ｘを形成している。又、側壁部４３の下端には底辺フランジ４４が水平方向に伸出している。なお、図２の例では、底辺フランジ４４が太陽電池モジュール１０の内側に水平方向に伸出しているが、底辺フランジ４４は太陽電池モジュール１０の外側に水平方向に伸出してもよい。
【００２１】
太陽電池パネル２０の周縁部は、絶縁性を有する被覆部材６０により被覆されている。より詳しくは、被覆部材６０は、太陽電池パネル２０の一方の面（受光面）の周縁部、全側面及び他方の面（裏面）の周縁部を連続的に覆うように設けられている。被覆部材６０を設ける目的は、太陽電池パネル２０の側面の絶縁機能の低下を補うことにある。被覆部材６０により、太陽電池パネル２０の絶縁機能が向上し、太陽電池モジュール１０の長期信頼性が確保される。
【００２２】
被覆部材６０は、第１のシート状部材６１と、第２のシート状部材６２とを備えている。第１のシート状部材６１は、ラミネート時の加熱により接着性を生じ、ガラス、樹脂、金属等と接着するものであり、接着層６１１と防湿層６１２とを有する可撓性の部材である。同様に、第２のシート状部材６２は、ラミネート時の加熱により接着性を生じ、ガラス、樹脂、金属等と接着するものであり、接着層６２１と防湿層６２２とを有する可撓性の部材である。
【００２３】
接着層６１１及び６２１としては、例えば、エポキシ樹脂系やアクリル樹脂系の熱硬化性接着材、ポリアミド樹脂系、ポリイミド樹脂系や、ポリイソブチレン等のポリオレフィン系の熱可塑性接着材等を用いることができる。防湿層６１２及び６２２は、可撓性のある基材であって、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリカーボネート、ポリオレフィン等の樹脂を用いることができる。
【００２４】
なお、太陽電池パネル２０の全側面は、太陽電池パネル２０の周縁部から延在した第１のシート状部材６１及び第２のシート状部材６２のうちの少なくとも一方により被覆されていればよい。例えば、図２では、太陽電池パネル２０の全側面は第１のシート状部材６１により被覆されているが、太陽電池パネル２０の全側面は第２のシート状部材６２により被覆されてもよい。或いは、第１のシート状部材６１及び第２のシート状部材６２の両方により被覆されてもよい。
【００２５】
又、第１のシート状部材６１及び第２のシート状部材６２の夫々の周縁部は、太陽電池パネル２０から外側にはみ出して互いに貼り合わせられており、太陽電池素子２２から被覆部材６０の端部６０ｅまでの沿面距離が、所定の絶縁性能を満たす長さを有している。つまり、所定の沿面距離が確保されている。
【００２６】
太陽電池パネル２０の周縁部は、被覆部材６０の太陽電池パネル２０から外側にはみ出して互いに貼り合わせられた部分を折り曲げた状態で、長辺フレーム４０の溝部４０ｘに嵌め込まれている。なお、被覆部材６０は、所定の幅のロールを所定の長さにカットして第１のシート状部材６１及び第２のシート状部材６２を作製し、それらを貼り合わせて形成することができる。被覆部材６０の端部６０ｅに端末処理を施し、太陽電池パネル２０の端部から所定の長さを確保したうえで切り落としても良い。
【００２７】
太陽電池パネル２０の基板２１と長辺フレーム４０の裏面フランジ４２とは接着剤７０により接着されている。長辺フレーム４０の側壁部４３と被覆部材６０とが形成する空間部には、封止材８０を充填することが好ましい。封止材８０を充填することにより、水分侵入を防ぐ効果等が得られる。封止材８０としては、例えば、シリコーンやブチルゴム等を用いることができる。
【００２８】
なお、ここでは長辺フレーム４０側の断面構造について説明したが、短辺フレーム５０側の断面構造についても同様である。
【００２９】
このように、太陽電池モジュール１０では、太陽電池パネル２０の周縁部を被覆する被覆部材６０が、太陽電池パネル２０から外側にはみ出しており、太陽電池素子２２から被覆部材６０の端部６０ｅまでの沿面距離が、所定の絶縁性能を満たす長さを有している。これにより、太陽電池素子２２から太陽電池パネル２０の端部までの沿面距離がかせげるため、必要な絶縁性能を確保できる。
【００３０】
〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態では、複数の短尺の被覆部材の繋ぎ目を封止材により封止する例を示す。なお、第２の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【００３１】
図３は、第２の実施の形態に係る太陽電池モジュールを例示する部分拡大断面図であり、後述の図５（ｂ）において封止材９０により封止された部分近傍における長辺フレーム４０の短手方向の断面を示している。
【００３２】
図３を参照するに、太陽電池モジュール１０Ａは、複数の短尺の被覆部材６０の繋ぎ目を封止材９０により封止している点が太陽電池モジュール１０（図２等参照）と相違する。封止材９０としては、例えば、シリコーンやブチルゴム等を用いることができる。
【００３３】
封止材９０は、例えば、図４及び図５のようにして塗布することができる。なお、図４及び図５は、太陽電池パネル２０を裏面側（受光面とは反対側）から視た図である。
【００３４】
まず、図４（ａ）では、例えば、短尺の第１のシート状部材６１及び第２のシート状部材６２を夫々複数枚用意し、太陽電池パネル２０の周縁部の４辺を両面側から被覆して、被覆部材６０を枠状に形成する。被覆部材６０は、例えば、ラミネート装置を用いて形成できる。
【００３５】
次に、図４（ｂ）では、太陽電池パネル２０の裏面側において、短尺の被覆部材６０の繋ぎ目（枠状の被覆部材６０の４隅）に適量の封止材９０を塗布する。
【００３６】
次に、図５（ａ）では、短手方向の被覆部材６０を太陽電池パネル２０の裏面側に折り曲げ、続いて、長手方向の被覆部材６０を太陽電池パネル２０の裏面側に折り曲げる。これにより、短尺の被覆部材６０の繋ぎ目において、被覆部材６０の折り曲げ部分の間に封止材９０が挟持される。なお、長手方向の被覆部材６０を先に折り曲げ、その後、短手方向の被覆部材６０を折り曲げてもよい。
【００３７】
次に、図５（ｂ）では、夫々の被覆部材６０の先端部分を覆うように適量の封止材８０を塗布する。封止材８０は、夫々の被覆部材６０の長手方向の両端まで塗布するとはみ出すおそれがあるため、長手方向の両端には塗布しないことが好ましい。
【００３８】
図５（ｂ）の後、封止材８０及び９０が塗布された太陽電池パネル２０は、フレーム３０に嵌め込まれ、封止材８０及び９０が硬化する。これにより、短尺の被覆部材６０の繋ぎ目は封止材９０により封止される。又、長辺フレーム４０の側壁部４３と被覆部材６０とが形成する空間部は封止材８０により封止される（短辺フレーム５０についても同様）。
【００３９】
このように、太陽電池パネル２０の外周に沿って複数の短尺の被覆部材６０を繋ぎ合わせて太陽電池パネル２０の全周を被覆した太陽電池モジュール１０Ａにおいて、短尺の被覆部材６０の繋ぎ目を封止材９０により封止する。これにより、短尺の被覆部材６０の繋ぎ目からの水分の侵入を防ぐことが可能となり、被覆部材６０の劣化を防止できる。
【００４０】
以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１０、１０Ａ  太陽電池モジュール
２０  太陽電池パネル
２１  基板
２２  太陽電池素子
２３  表面保護材
２４、８０、９０  封止材
３０  フレーム
４０  長辺フレーム
４０ｘ  嵌合溝
４１  上フランジ
４２  裏面フランジ
４３  側壁部
４４  底辺フランジ
５０  短辺フレーム
６０  被覆部材
６１  第１のシート状部材
６２  第２のシート状部材
７０  接着剤
６１１、６２１  接着層
６１２、６２２  防湿層
【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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