(57)【要約】【課題】軽量で、且つ剛性が高く、とりわけ大型のものに好適に適用される太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】金属樹脂複合板の前面に太陽電池セルを配置して太陽電池モジュールを形成することで、ガラス板や金属板を単独で用いたものより軽量で、また樹脂板を単独で用いたものより剛性の高い太陽電池モジュールを得ることができる。従って、太陽電池モジュールが大型のものとなっても、軽量で且つ剛性が高いことから、取り扱いが容易で、補強材や枠材等により剛性を具備させる必要を低減することができる。また衝撃がかかった場合でも、ガラスより割れにくい。更に金属樹脂複合板は、基板とする場合や、太陽電池モジュールにした後でも加工が容易なものである。【参照図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光により発電する太陽電池セルを、金属樹脂複合板の前面に配置したことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
太陽電池セルは、前記金属樹脂複合板と、太陽電池セルを保護する透光性の保護部材との間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
太陽電池セルは、透光性の合成樹脂により封止されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
太陽電池モジュールは、比重が１．５以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
蓋体を有する貯水槽に設けられた太陽電池装置であって、前記蓋体が請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池モジュールを用いて形成されていることを特徴とする太陽電池装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上に太陽電池セルが配置され、太陽光が太陽電池セルに入射されることにより電力を発生する太陽電池モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体を用いて形成した太陽電池セルを、基板上に配置して太陽光の入射により電力を発生する太陽電池モジュールは、現在ではごく一般的に用いられるものであり、その構成や製造方法については数多くの発明が開示されてきている。それら従来の太陽電池モジュールは、太陽電池セルの前面にガラスを配置したり、太陽電池セルを保持する基板として、金属板や樹脂板を単独で用いるものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、太陽電池セルの前面にガラスを配置するのでは、透光性を確保しつつ剛性を具備させることはできるものの、大型のものとなると重量が嵩んで取り扱いが難しいものとなる。またガラスであり、衝撃により割れやすいという難点があった。
【０００４】
また基板に金属板を単独で用いたものでは、太陽電池モジュールとしての強度は高められるものの、こちらも重量が嵩むことから小型の太陽電池モジュールに主として用いられるものである。金属板を基板として大型の太陽電池モジュールを形成すると、取り扱いが不便なものであり、また重量の増加が許容されない箇所には、後から追加して設置するのが困難であった。
【０００５】
また、基板に樹脂板を単独で用いたものは、軽量であり大型の太陽電池モジュールを形成しても前項の如き問題は発生しにくいものの、太陽電池モジュールとしての剛性が低く、撓みやすいものとなることから、屋外などに設置する場合には枠体や補強材を設けて剛性を高めてやる必要があった。
【０００６】
本発明は上記の如き問題点に鑑みてなされたものであり、軽量で、且つ剛性が高く、とりわけ大型のものに好適に適用される太陽電池モジュールを提供せんとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような構成としている。すなわち、太陽光により発電する太陽電池セルを、金属樹脂複合板の前面に配置したことを特徴とするものである。
【０００８】
金属樹脂複合板を基板として用いて太陽電池モジュールを形成することで、ガラス板を前面に配したものや基板に金属板を単独で用いたものより軽量で、また樹脂板を単独で用いたものより剛性の高い太陽電池モジュールを得ることができる。
【０００９】
ここで、本発明に係わる金属樹脂複合板とは、樹脂板に０．１ｍｍ〜０．８ｍｍ程度の厚みを有する金属箔を接合して一体化させ、厚みを２ｍｍ以上としたもので、ヤング率の高い金属を外縁に配することで剛性を高めたものである。金属箔は、樹脂板の片面に配置してカナッペ構造としてもよいが、樹脂板の両面に金属箔を配置してサンドイッチ構造とすることが、更に剛性が高められて好ましい。
【００１０】
また前記太陽電池セルは、前記金属樹脂複合板と、太陽電池セルを保護する透光性の保護部材との間に配置されていることを特徴とするものである。
【００１１】
更にまた前記太陽電池セルは、透光性の合成樹脂により封止されたものであることを特徴とするものである。
【００１２】
更にまた、本発明に係わる太陽電池モジュールは、比重が１．５以下であることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明に係わる太陽電池装置は、蓋体を有する貯水槽に設けられた太陽電池装置であって、前記蓋体が請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池モジュールを用いて形成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図面に基づき以下に具体的に説明する。
図１は、本発明に係わる金属樹脂複合板の一例を示す断面図である。樹脂板１１の両面に金属箔１２が、接着層１３を介して一体化されて金属樹脂複合板１が形成されている。曲げモーメントが強く作用する表面にヤング率の高い金属箔１２を配置し、曲げモーメントの作用が弱い内側に樹脂板１１を配することで、金属に近い剛性を具備させ、且つ樹脂に近似する比重を実現できるものである。
【００１５】
ここで、金属箔１２を形成する金属は特に限定されるものではなく、鉄鋼、アルミニウム、ステンレス、チタン、亜鉛等を用いてよいが、軽量で、且つコストが低いアルミニウムにより形成されたものを用いるのが好ましい。また、樹脂板１１を形成する樹脂についても特に限定されるものではなく、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド、ポリウレタン、ポリメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ＡＢＳ、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ホルムアルデヒド樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、天然ゴムやその誘導体等を単独で用いるか、又は２種類以上用いて形成してもよい。また、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム等の無機フィラーや、難燃剤等を配合して不燃性、難燃性を具備させてもよい。また、発泡剤等を添加して成形することで樹脂板中に気泡を形成することで更なる軽量化を図ってもよく、更には可塑剤、安定剤、発泡助剤、紫外線吸収剤、顔料等を必要に応じて配合してもよい。
【００１６】
図２は、本発明に係わる太陽電池モジュールの実施の一形態を示す断面図であり、図１に示した如き金属樹脂複合板１の前面に、太陽光により発電する太陽電池セル２を配したものである。太陽電池セル２は、単に金属樹脂複合板１の前面に貼着してもよいが、本実施形態に示す如く、太陽電池セル２を透光性の合成樹脂２１により封止し、太陽電池セル２の腐食や金属樹脂複合板１との絶縁等を図るようにしておくのが好ましい。また、更に透光性の合成樹脂２１の外面には保護部材２２を設け、透光性の合成樹脂２１の劣化を防止するのが好ましい。
【００１７】
ここで透光性の合成樹脂２１は、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニルコポリマー）、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）、変性ポリエチレン、変性ポリプロピレン等の、透光性に加え、接着性を有するものを用いるのが好ましい。金属樹脂複合板１上で、これらの透光性の合成樹脂２１を熱により溶融させて太陽電池セル２を封止することで、太陽電池セル２１を封止するのと同時に、透光性の合成樹脂２１が金属樹脂複合板１に接着され、封止と接着が同時に行われ、製造工程は簡略なものとなり得る。また金属樹脂複合板１の、太陽電池セル２が配置される側の面には、フッ素系樹脂、ポリエステル系樹脂等の絶縁性の塗装などにより絶縁を施しておくのが好ましい。またその塗装の色を白や黄色等の明色系とすることで、太陽電池セル２の隙間を通過した太陽光を散乱させて、その散乱光を太陽電池セル２に入射させることで、更に発生する電力を高めることができ好ましい。
【００１８】
また保護部材２２は、透光性のものであれば特に限定するものではないが、屋外の設置において変色等の劣化が生じにくい合成樹脂、例えばフッ素樹脂を用いて形成したフィルム等が好ましく、また太陽電池モジュールの剛性に寄与できない程の薄いガラスを用いて、劣化の発生や傷付きを防止するものであってもよい。
【００１９】
かかる構成により、太陽電池モジュール１０が大型のものとなっても、軽量で且つ剛性が高いことから、取り扱いが容易で、補強材や枠材等により剛性を具備させる必要を低減することができる。また衝撃がかかった場合でも、ガラスより割れにくい。更に金属樹脂複合板１は、例えばカッター等により切り目を入れて、切り目から割るなどして所望の寸法にすることができることから、基板に金属板単独の場合より、基板とする場合や、太陽電池モジュールにした後でも加工が容易なものである。また、金属樹脂複合板１は断熱性に優れ、太陽電池セル２を配置した側と反対側から熱がかかる状態においても、その熱を遮断することで熱に起因する太陽電池セル２の性能低下を防止できる。更には絶縁性にも優れることから、太陽電池セル２を配置した側と反対側への漏電や、接触による感電を未然に防止することができる。
【００２０】
ここで、本発明に係わる金属樹脂複合板を用いて形成した太陽電池モジュールの比重を、実施例及び比較例を挙げて以下に説明する。
【００２１】
（実施例１）
比重０．９２のポリエチレン樹脂を１．５倍発泡させて成形した樹脂板に、厚さ０．１５ｍｍのアルミニウムからなる金属箔を両面に接合して厚さ３．０ｍｍの金属樹脂複合板を得る。その金属樹脂複合板の片側の面に、厚さ０．４ｍｍの太陽電池セルの両面に、ＥＶＡからなる透光性の合成樹脂層を厚さ０．４ｍｍで形成して太陽電池セルを封止し、更にその外面に厚さ０．０５ｍｍの厚みのフッ素樹脂フィルムを保護部材として貼着し、本発明の、実施例１に係わる太陽電池モジュールを得た。
【００２２】
（実施例２）
樹脂板を無発泡のものとし、金属箔を厚さ０．２ｍｍとした以外は実施例１と同様にして、本発明の、実施例２に係わる太陽電池モジュールを得た。
【００２３】
（実施例３）
金属箔を厚さ０．５ｍｍとし、金属樹脂複合板を厚さ４．０ｍｍとした以外は実施例２と同様にして、本発明の、実施例２に係わる太陽電池モジュールを得た。
【００２４】
（比較例）
金属樹脂複合板の替わりに、厚さ２．０ｍｍのアルミニウム板を用いた以外は実施例１と同様にして、比較例としての太陽電池モジュールを得た。
【００２５】
上記実施例及び比較例として挙げた太陽電池のそれぞれについて比重を測定し、その結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
樹脂板に発泡したポリエチレンを用いた実施例１は、比較例と較べ３分の１以下の比重となり、極めて軽量の太陽電池モジュールが得られていることが判る。また、実施例２及び実施例３といった、樹脂板に無発泡のものを用いても比重は比較例と較べ、極めて小さいものとなっており、金属樹脂複合板を用いることで軽量な太陽電池モジュールが得られることが判る。
【００２８】
かかる構成により、例えば金属樹脂複合板に不燃性を具備させるために、樹脂板に水酸化アルミニウム等の無機フィラーを配合し、樹脂板の比重が若干大きくなった場合でも、比重１．５以下の太陽電池モジュールは容易に得られることとなる。
【００２９】
図３は、本発明に係わる蓋体を有する貯水槽に設けられた太陽電池装置を示す説明図である。太陽電池モジュール１０は、貯水槽３０上に設けられた枠体２０を用いて置き並べられることで蓋体１００を形成する。ここで、太陽電池モジュール１０は剛性が高く、補強材などを使用することなく枠体２０上に設置でき、更には風荷重に対しても耐えうるものとなる。更に太陽電池モジュール１０は軽量であることから、枠体２０上に置き並べられる際や、貯水槽３０のメンテナンス時に取り外し、取り付けを行う際にも取り扱いが容易なものとなり得る。
【００３０】
図４は、図３に示した実施形態におけるＡ−Ａ断面図を示すものである。太陽電池セル２が発電を行うことで従来特に機能を有することがなかった蓋体１００に発電機能を具備させ、貯水槽３０の占める大きな面積を有効に活用することができる。また、太陽電池セル２が暗色系のものであることから、蓋体１００の表面からの太陽光の照り返しを低減できる。また本発明に係わる太陽電池モジュール１０は、金属樹脂複合板１が遮光性のものであることから、水Ｗが貯水される貯水槽３０上に設けられた蓋体１００により、貯水槽３０への太陽光の入射を防ぐことができ、貯水槽３０に藻などが繁茂することを防止し貯水槽３０のメンテナンスの頻度を低減できる。
【００３１】
【発明の効果】
金属樹脂複合板の前面に太陽電池セルを配置して太陽電池モジュールを形成することで、ガラス板や金属板を単独で用いたものより軽量で、また樹脂板を単独で用いたものより剛性の高い太陽電池モジュールを得ることができる。従って、太陽電池モジュールが大型のものとなっても、軽量で且つ剛性が高いことから、取り扱いが容易で、補強材や枠材等により剛性を具備させる必要を低減することができる。また衝撃がかかった場合でも、ガラスより割れにくい。更に金属樹脂複合板は、基板とする場合や、太陽電池モジュールにした後でも加工が容易なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に係わる金属樹脂複合板の一例を示す断面図である。
【図２】
本発明に係わる太陽電池モジュールの、実施の一形態を示す断面図である。
【図３】
本発明に係わる太陽電池装置の、実施の一形態を示す断面図である。
【図４】
図３に示した太陽電池装置の、Ａ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
１　　金属樹脂複合板
１１　樹脂板
１２　金属箔
２　　太陽電池セル
２１　透光性の合成樹脂
２２　保護部材
１０　太陽電池モジュール
２０　枠体
３０　貯水槽
１００　蓋体
Ｗ　　水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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