(57)【要約】【課題】太陽電池によって発生された電力を取出す構造を簡略化した太陽電池モジュールを提供することを目的とする。【解決手段】本実施形態に係る太陽電池モジュール１００は、太陽電池２０と、透光性部材１０と、筐体３０と、筐体中に埋設される導電性の出力ケーブル４０とを備える。出力ケーブル４０の一端は、太陽電池２０に電気的に接続され、出力ケーブル４０の他端は、筐体３０の外側に露出する。出力ケーブル４０には、出力ケーブル４０を筐体３０内に係止する固定具４５（係止部）が設けられる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面と、前記受光面の反対側に設けられる裏面とを有し、前記受光面における受光により電力を発生させる太陽電池と、
前記太陽電池の前記受光面側を覆う透光性部材と、
前記太陽電池の前記裏面側を覆う筐体と、
前記筐体中に埋設される導電性の出力ケーブルと、
前記太陽電池と一端が接続される配線材と、
前記筐体中に埋設され、前記配線材の他端と接続される端子台と、
を備え、
前記筐体は、樹脂によって一体的に形成されており、
前記出力ケーブルの一端は、前記端子台を介して前記太陽電池に電気的に接続され、
前記出力ケーブルの他端は、前記筐体の外側に露出しており、
前記出力ケーブルには、前記出力ケーブルを前記筐体内に係止する係止部が設けられ、
前記出力ケーブルは、折り曲げられた曲折部を有し、
前記係止部は、前記曲折部であることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記曲折部は、鋭角に折り曲げら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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池によって発生された電力を外部機器に送る出力ケーブルを備える太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、太陽電池モジュールでは、受光面側保護材と裏面側保護材との間において、太陽電池が封止材によって封止される。受光面側保護材は、ガラス板などにより構成される。裏面側保護材は、Polyethylene Terephthalate（ＰＥＴ）フィルムなどにより構成される。
【０００３】
太陽電池には、太陽電池によって発生された電力を取出すための配線材が接続される。配線材は、封止材中を通って、裏面側保護材に形成された開口から外部に引き出される。配線材のうち開口から外部に引き出された部分は、開口を覆うように取付けられた端子ボックスに格納される。配線材は、端子ボックス内において、太陽電池によって発生された電力を外部機器に送るための出力ケーブルに電気的に接続される（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平３−１１６９７８号公報
【特許文献２】特開２００７−１６５７７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、出力ケーブルを外部機器に取付ける場合、出力ケーブルは、外力によって引っ張られるおそれがある。従って、出力ケーブルが端子ボックスから抜け落ちないように、出力ケーブルを端子ボックス内壁に固定具を用いて固定しておく必要がある。
【０００５】
また、太陽電池モジュールの使用環境では、裏面側保護材に形成された開口から水分が浸入するおそれがある。従って、端子ボックス内に外気が流入しないように、密封材により端子ボックスの内部を密封しておく必要がある。
【０００６】
このように、太陽電池によって発生された電力を太陽電池モジュールの外部に取出す構造は、多数の部品を用いて構成される。そのため、太陽電池モジュールの製造工程において、煩雑な組付け作業が必要であった。
【０００７】
そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、太陽電池によって発生された電力を取出す構造を簡略化した太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の特徴は、太陽電池モジュールに係り、受光面と、受光面の反対側に設けられる裏面とを有し、受光面における受光により電力を発生させる太陽電池と、太陽電池の受光面側を覆う透光性部材と、太陽電池の裏面側を覆う筐体と、筐体中に埋設される導電性の出力ケーブルとを備え、筐体は、樹脂によって一体的に形成されており、出力ケーブルの一端は、太陽電池に電気的に接続され、出力ケーブルの他端は、筐体の外側に露出しており、出力ケーブルには、出力ケーブルを筐体内に係止する係止部が設けられることを要旨とする。
【０００９】
このように、出力ケーブルは、直接筐体内に埋め込まれるため、端子ボックスなどを取
付ける必要がない。従って、太陽電池モジュールの製造工程において、煩雑な組付け作業を行う必要がない。また、出力ケーブルには、出力ケーブルを筐体内に係止する係止部が設けられるため、出力ケーブルが直接筐体内に埋め込まれる場合であっても、出力ケーブルを強固に固定することができる。
【００１０】
本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、出力ケーブルの一部分の外径は、一部分に連なる他部分の外径よりも大きく形成されており、係止部は、一部分であることを要旨とする。
【００１１】
本発明の第３の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、出力ケーブルには、固定具が取付けられており、固定具は、出力ケーブルの外周から張り出しており、係止部は、固定具であることを要旨とする。
【００１２】
本発明の第４の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、出力ケーブルは、出力ケーブルの他端に取付けられた接続端子を有しており、接続端子は、筐体中に埋設される第１部分と、筐体の外側に露出する第２部分とを含み、係止部は、第１部分であることを要旨とする。
【００１３】
本発明の第５の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、出力ケーブルは、折り曲げられた曲折部を有し、係止部は、曲折部であることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、太陽電池によって発生される電力を取出す構造を簡略化した太陽電池モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００の構成を示す上面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ切断面における断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ切断面における断面図である。
【図４】図３の部分拡大図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る係止部である球状部分７５の構成を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態の変形例に係る係止部である直線部分８５の構成を示す図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る係止部である接続端子９５の構成を示す図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る係止部である曲折部１００の構成を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、図面を用いて、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
１．第１実施形態
（太陽電池モジュールの概略構成）
本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００の概略構成について、図１乃至図３を参照しながら説明する。図１は、太陽電池モジュール１００の構成を示す上面図である。図２は、図１のＡ−Ａ切断面における断面図である。図３は、図２のＢ−Ｂ切断面における断面図である。
【００１７】
図１乃至図３に示すように、太陽電池モジュール１００は、透光性部材１０、太陽電池２０、筐体３０、出力ケーブル４０、端子台５０及び配線材６０を備える。
【００１８】
透光性部材１０は、太陽電池モジュール１００の受光面側を保護する。透光性部材１０としては、ガラス、透光性プラスチック等の透光性部材を用いることができる。本実施形態において、透光性部材１０は、太陽電池２０の単一基板であり、透光性部材１０の背面上には、透光性導電膜（ＴＣＯ：Transparent Conductive Oxide）が形成されている。
【００１９】
太陽電池２０は、図２に示すように、透光性部材１０の背面上に形成される。具体的に、太陽電池２０は、透光性導電膜、半導体層及び裏面電極を、周知のレーザパターニング法によってパターニングしながら順次積層することにより形成される。なお、太陽電池２０は、電気的に直列接続された複数の太陽電池素子から構成される集積型太陽電池である。
【００２０】
半導体層としては、例えば、非晶質シリコン半導体層と、微結晶シリコン半導体層との積層体或いは単体を用いることができる。非晶質シリコン半導体層と微結晶シリコン半導体層とは、それぞれｐｉｎ半導体結合を有する。
【００２１】
また、太陽電池２０は、受光面と、受光面の反対側に設けられる裏面とを有する。太陽電池２０の受光面は、透光性部材１０によって覆われている。太陽電池２０は、透光性部材１０を通過した太陽光を受光面において受光することにより電力を発生する。
【００２２】
筐体３０は、太陽電池２０の裏面から透光性部材１０の側面に跨って形成される。筐体３０は、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラニン樹脂、熱硬化性ポリイミド、ポリウレタン、不飽和ポリエステル、アルキド樹脂、ユリア樹脂、オレフィン樹脂などを用いることにより一体的に形成することができる。なお、後述するように、筐体３０は、透光性部材１０及び太陽電池２０がセットされた金型に上記樹脂を流し込むことにより形成される。そのため、太陽電池２０は、他の部材を介することなく、筐体３０内に封止されている。
【００２３】
筐体３０は、図１及び図２に示すように、脚部３５を有する。脚部３５は、太陽電池モジュール１００を設置場所に固定するためのボルトが取付けられる孔３５ａを有する。また、筐体３０の背面には、図２に示すように、太陽電池モジュール１００の強度の向上を目的として、複数のリブ部材３６が取付けられる。複数のリブ部材３６は、太陽電池モジュール１００の全長に渡って並べられる。
【００２４】
出力ケーブル４０は、太陽電池２０によって発生された電力を外部機器に送るためのケーブルである。出力ケーブル４０は、金属製の芯線と芯線を覆う絶縁皮膜とから構成される。図２に示すように、出力ケーブル４０は、筐体３０中に埋設される。出力ケーブル４０の一端は、端子台５０に半田付けされる。出力ケーブル４０の他端は、筐体３０の外側に露出する。出力ケーブル４０の他端には、外部機器と接続される接続端子が取付けられる。
【００２５】
ここで、出力ケーブル４０には、図２に示すように、固定具４５（係止部）が取付けられる。固定具４５は、出力ケーブル４０の外周から張り出している。
【００２６】
端子台５０は、出力ケーブル４０と配線材６０とを電気的に接続するための導電材である。端子台５０は、筐体３０中に埋設される。
【００２７】
配線材６０は、太陽電池２０によって発生された電力を太陽電池から取出すための導電材である。配線材６０としては、薄板状、線状或いは縒り線状に成形された銅等を用いることができる。図２及び図３に示すように、配線材６０の一端は、太陽電池２０の両端部に半田付けされる。配線材６０の他端は、端子台５０に半田付けされる。これにより、太陽電池２０によって発生された電力が、出力ケーブル４０を介して太陽電池モジュールの外部に取出される。配線材６０は、筐体３０中に埋設される。なお、配線材６０の外周には、絶縁処理が施されることが好ましい。
【００２８】
また、本実施形態では、上述のとおり、配線材６０及び端子台５０を介して、太陽電池２０によって発生された電力が出力ケーブル４０に送られているが、出力ケーブル４０が直接的に太陽電池２０の端部に半田付けされていてもよい。
（固定具の構成）
次に、図４を参照しながら、固定具４５の構成について説明する。図４（ａ）は、図３の部分拡大図である。図４（ｂ）は、固定具４５の取り付け状態を示す斜視図である。
【００２９】
図４（ａ）に示すように、出力ケーブル４０には、固定具４５が取付けられる。固定具４５は、第１面４５ａと、第１面４５ａの反対側に設けられた第２面４５ｂとを有する。固定具４５は、筐体３０を構成する樹脂中に埋設される。固定具４５（具体的には、第１面４５ａ及び第２面４５ｂ）は、出力ケーブル４０の外周から張り出している。従って、図４（ａ）に示すように、固定具４５は、筐体３０を構成する樹脂に食い込むように配置される。
【００３０】
固定具４５は、平板形状の金属部材である。図４（ｂ）に示すように、固定具４５には、第１面４５ａから第２面４５ｂまで貫通する貫通孔が形成される。貫通孔に出力ケーブル４０を挿通した状態で固定具４５を両脇からかしめることにより、固定具４５は、出力ケーブル４０に強固に取付けられる。従って、第１面４５ａ及び第２面４５ｂは、出力ケーブル４０が延びる方向αに略直交する。
【００３１】
なお、固定具４５は、金属部材に限らず、筐体３０を構成する樹脂と同種の樹脂などによっても形成することができる。
（太陽電池モジュールの製造方法）
まず、透光性部材１０上にＣＶＤ法或いはスパッタ法等の製膜方法によって透光性導電膜を形成する。次に、ＣＶＤ法により、透光性導電膜上に半導体層を形成する。具体的には、透光性導電膜上にp-i-n型の非晶質シリコン半導体を順次積層した後、p-i-n型の微結晶シリコン半導体を順次積層する。次に、スパッタ法等により、半導体層上に裏面電極を形成する。なお、この場合、周知のレーザパターニング法によって、電気的に直列に接続された複数の太陽電池素子に分割することができる。
【００３２】
次に、一対の配線材６０の一端を、太陽電池２０の両端に半田付けするとともに、他端を端子台５０に半田付けする。
【００３３】
次に、金属製の芯線と芯線を覆う絶縁皮膜とから構成される出力ケーブル４０を２本準備する。出力ケーブル４０の所定位置に、固定具４５を固定する。次に、出力ケーブル４０の一端を端子台５０に半田付けする。これにより、出力ケーブル４０と太陽電池２０とを電気的に接続する。以上により太陽電池サブモジュールが作製される。
【００３４】
次に、太陽電池サブモジュールを、所定の金型にセットする。続いて、金型に熱可塑性の樹脂を流し込み、１５０℃に加熱しながら、約５０ＭＰａで３０分間加圧する。その後、金型を冷却し、太陽電池モジュール１００を取出す。
（作用及び効果）
本実施形態に係る太陽電池モジュール１００は、太陽電池２０と、透光性部材１０と、筐体３０と、筐体中に埋設される導電性の出力ケーブル４０とを備える。出力ケーブル４０の一端は、太陽電池２０に電気的に接続され、出力ケーブル４０の他端は、筐体３０の外側に露出する。
【００３５】
このように、太陽電池２０によって発生された電力は、出力ケーブル４０によって太陽電池モジュール１００の外部に取出される。出力ケーブル４０は、直接筐体３０内に埋め込まれるため、端子ボックスなどを取付ける必要がない。従って、太陽電池モジュール１００の製造工程において、煩雑な組付け作業を行う必要がない。
【００３６】
また、出力ケーブル４０には、出力ケーブル４０を筐体３０内に係止する固定具４５（係止部）が設けられる。固定具４５は、出力ケーブル４０の外周から張り出している。
【００３７】
このように、固定具４５は、筐体３０を構成する樹脂に食い込むように配置される。従って、出力ケーブル４０が外力によって引っ張られたとしても、出力ケーブル４０は、固定具４５によって筐体３０に係止される。具体的に、固定具４５は、第１面４５ａにおいて筐体３０を構成する樹脂に係止される。これにより、出力ケーブル４０が直接筐体３０内に埋め込まれる場合であっても、出力ケーブル４０を強固に固定することができる。
２．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態と上記第１実施形態との相違点は、係止部の構成である。
【００３８】
本実施形態において、太陽電池モジュールの概略構成は上記第１実施形態と同様であるため、以下、上記第１実施形態との相違点について主に説明する。
（係止部の構成）
図５を参照しながら、係止部の構成について説明する。図５は、本実施形態に係る係止部である球状部分７５の構成を示す図である。
【００３９】
図５に示すように、出力ケーブル４０の一部分の外径は、一部分に連なる他部分の外径よりも大きく形成される。具体的に、出力ケーブル４０は、球状部分７５を有しており、球状部分７５の外径は、球状部分７５以外の直線部分の外径よりも大きい。球状部分７５は、筐体３０を構成する樹脂中に埋設される。従って、図５に示すように、球状部分７５は、筐体３０を構成する樹脂に食い込むように配置される。
【００４０】
このような球状部分７５は、出力ケーブル４０の絶縁皮膜の一部分を球状にすることにより形成することができる。なお、球状部分７５における芯線の形状に制限はない。
（作用及び効果）
本実施形態に係る出力ケーブル４０には、出力ケーブル４０を筐体３０内に係止する球状部分７５（係止部）が設けられる。球状部分７５の外径は、球状部分７５に連なる直線部分の外径よりも大きく形成されている。
【００４１】
このように、球状部分７５は、筐体３０を構成する樹脂に食い込むように配置される。従って、出力ケーブル４０が外力によって引っ張られたとしても、出力ケーブル４０は、球状部分７５によって筐体３０に係止される。これにより、出力ケーブル４０が直接筐体３０内に埋め込まれる場合であっても、出力ケーブル４０を強固に固定することができる。
３．第２実施形態の変形例
次に、上記第２実施形態の変形例について説明する。本変形例と上記第２実施形態との相違点は、係止部の構成である。
【００４２】
本変形例においても、太陽電池モジュールの概略構成は上記第１実施形態と同様であるため、以下、上記第２実施形態との相違点について主に説明する。
（係止部の構成）
図６を参照しながら、係止部の構成について説明する。図６は、本実施形態に係る係止
部である直線部分８５の構成を示す図である。
【００４３】
図６に示すように、出力ケーブル４０の一部分の外径は、一部分に連なる他部分の外径よりも大きく形成される。具体的に、出力ケーブル４０は、狭小部分８６を有しており、直線部分８５の外径は、直線部分８５に連なる狭小部分８６の外径よりも大きい。従って、直線部分８５は係止面８５ａを有する。係止面８５ａは、直線部分８５と狭小部分８６とにつながる外周面である。直線部分８５及び狭小部分８６は、筐体３０を構成する樹脂中に埋設される。従って、図６に示すように、直線部分８５は、筐体３０を構成する樹脂に食い込むように配置される。
【００４４】
このような直線部分８５に連なる狭小部分８６は、出力ケーブル４０の絶縁皮膜の一部分を細くすることにより形成することができる。なお、狭小部分８６における芯線の形状に制限はない。
【００４５】
このような構成においても、出力ケーブル４０の一部分の外径は、一部分に連なる他部分の外径よりも大きく形成されるため、上記第２実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。
４．第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態と上記第１実施形態との相違点は、係止部の構成である。
【００４６】
本実施形態において、太陽電池モジュールの概略構成は上記第１実施形態と同様であるため、以下、上記第１実施形態との相違点について主に説明する。
（係止部の構成）
図７を参照しながら、係止部の構成について説明する。図７は、本実施形態に係る係止部である接続端子９５の構成を示す図である。
【００４７】
図７に示すように、出力ケーブル４０の一端には、接続端子９５が設けられる。接続端子９５は、他の出力ケーブル４１に設けられた接続端子９６と接続される。接続端子９５は、筐体３０中に埋設される第１部分９５ａと、筐体３０の外側に露出する第２部分９５ｂとを含む。
【００４８】
第１部分９５ａの外径は、第２部分９５ｂの外径よりも大きく形成される。従って、図７に示すように、第１部分９５ａは、筐体３０を構成する樹脂に食い込むように配置される。
（作用及び効果）
本実施形態に係る出力ケーブル４０には、出力ケーブル４０を筐体３０内に係止する第１部分９５ａ（係止部）が設けられる。筐体３０に埋設された第１部分９５ａの外径は、筐体３０の外側に露出する第２部分９５ｂの外径よりも大きく形成されている。
【００４９】
このように、第１部分９５ａは、筐体３０を構成する樹脂に食い込むように配置される。従って、出力ケーブル４０に接続される出力ケーブル４１が外力によって引っ張られたとしても、出力ケーブル４０は、第１部分９５ａによって筐体３０に係止される。これにより、出力ケーブル４０が直接筐体３０内に埋め込まれる場合であっても、出力ケーブル４０を強固に固定することができる。
５．第４実施形態
次に、本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態と上記第１実施形態との相違点は、係止部の構成である。
【００５０】
本実施形態において、太陽電池モジュールの概略構成は上記第１実施形態と同様であるため、以下、上記第１実施形態との相違点について主に説明する。
（係止部の構成）
図８を参照しながら、係止部の構成について説明する。図８は、本実施形態に係る係止部である曲折部１００の構成を示す図である。
【００５１】
図８に示すように、出力ケーブル４０には、筐体３０内において折り曲げられた曲折部１００が２つ設けられる。
（作用及び効果）
本実施形態に係る出力ケーブル４０には、筐体３０内において折り曲げられた曲折部１００が２つ設けられる。従って、出力ケーブル４０が外力によって引っ張られたとしても、出力ケーブル４０は、曲折部１００によって筐体３０に係止される。これにより、出力ケーブル４０が直接筐体３０内に埋め込まれる場合であっても、出力ケーブル４０を強固に固定することができる。
（その他の実施形態）
本発明は、上述した本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものではない。
【００５２】
例えば、上記実施形態では、太陽電池２０として集積型太陽電池を例に挙げて説明したが、太陽電池２０は、複数の太陽電池素子を行列状に配列した構成を有していてもよい。この場合、透光性保護材と裏面側保護材との間において、複数の太陽電池素子を封止材中に封止すればよい。
【００５３】
また、太陽電池素子は、単結晶Ｓｉからなるもの等、従来周知の太陽電池素子を用いることができる。
【００５４】
また、上記第１実施形態では、平板状の固定具４５を用いたが、固定具４５の形状に制限はない。出力ケーブル４０から張り出していれば本発明の効果を得ることができる。
【００５５】
また、上記第２実施形態及びその変形例では、出力ケーブル４０の一部分の外径が、一部分に連なる他部分の外径よりも大きく形成されていればよく、係止部の形状に制限はない。
【００５６】
また、上記第３実施形態では、係止部として円錐形の接続端子９５を用いたが、接続端子９５の形状に制限はない。
【００５７】
また、上記第４実施形態では、曲折部１００を２つ設けたが、曲折部１００は１つであってもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１０…透光性部材
２０…太陽電池
３０…筐体
３５ａ…孔
３５…脚部
３６…リブ部材
４０…出力ケーブル
４１…他の出力ケーブル
４５…固定具
４５ａ…第１面
４５ｂ…第２面
５０…端子台
６０…配線材
７５…球状部分
８５…直線部分
８５ａ…係止面
８６…狭小部分
９５…接続端子
９５ａ…第１部分
９５ｂ…第２部分
９６…接続端子
１００…曲折部
【図１】
2012009907.tif 000003
【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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