(57)【要約】【課題】裏面保護材と太陽電池セルの可とう性基板の材料との間の材料特性（主として、線膨張係数および引張弾性率）の差に起因して発生する反りを抑制した太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】可とう性基板上に形成された光電変換素子（太陽電池セル１）を複数個、互いにセル接続配線５により電気的に接続し、表面保護材２と裏面保護材４との間に電気絶縁性の封止材３によって封止してなる太陽電池モジュールにおいて、少なくとも、隣接する前記太陽電池セルの間にまたがって、前記可とう性基板と線膨張係数および引張弾性率の値が同等の値を有する材料からなる補強部材５を設けてなるものとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可とう性基板上に形成された光電変換素子を複数個、互いに電気的に接続し、表面保護材と裏面保護材との間に電気絶縁性の封止材によって封止してなる太陽電池モジュールにおいて、
少なくとも、隣接する前記光電変換素子の間にまたがって、前記可とう性基板と線膨張係数および引張弾性率の値が同等の値を有する材料からなる補強部材を設けてなることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
請求項１記載の太陽電池モジュールにおいて、前記補強部材は、前記可とう性基板と裏面保護材との間に配設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または２記載の太陽電池モジュールにおいて、前記補強部材は、シート状部材と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記載の太陽電池モジュールにおいて、前記補強部材は、前記光電変換素子と表面保護材との間に配設することを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項５】
請求項４記載の太陽電池モジュールにおいて、前記光電変換素子と表面保護材との間に配設する前記補強部材は、透光性とすることを特徴とする太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、太陽電池モジュールの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
可とう性基板上に形成された光電変換素子（以下、太陽電池セルという）を複数個、互いに電気的に接続し、表面保護材と裏面保護材との間に電気絶縁性の封止材によって封止してなる太陽電池モジュールがよく知られている。また、前記光電変換素子複数個を直列接続してなる太陽電池サブモジュールを複数個、互いに電気的に接続し、表面保護材と裏面保護材との間に電気絶縁性の封止材によって封止してなる太陽電池モジュールもよく知られている。（特許文献１および２参照）。
【０００３】
前記上記特許文献１は、前記太陽電池サブモジュール群のプラス側、マイナス側に、その出力を取り出すための端子ボックスを設けた太陽電池モジュールの構成を開示しており、通常の太陽電池モジュールはこの様な構成を採用しているものが多い。
【０００４】
さらに、上記特許文献２は、前記表面保護材、裏面保護材、電気絶縁性の封止材等として使用される材料について開示している。なお、上記太陽電池モジュールの構成材料に関しては、特許文献３〜６にも種々開示されている。
【０００５】
太陽電池モジュールの構成としては、上記特許文献以外に、太陽電池モジュールの容量規模や、使用目的に応じて種々の構成が知られているが、太陽電池モジュールの最小単位の基本的構成としては、後述する本願発明の課題を説明するための図３のとおりであって、本項の冒頭に述べた構成と同様である。なお、図３において、（ａ）図は太陽電池モジュールの模式的平面図、（ｂ）図は（ａ）図の太陽電池モジュールにおけるセル接続配線５の中心軸線に沿ったラインで断面した模式的要部断面図である。
【０００６】
即ち、図３に示す基本的構成の太陽電池モジュールは、太陽電池セル１を２個、セル接続配線５により互いに電気的に接続し、表面保護材２と裏面保護材４との間に電気絶縁性の封止材３によって封止してなるものである。なお、図３においては、太陽電池セル１を２個配置（直列方向）した構成としているが、これを複数個配置しても良いし、図３の配置とは並列方向に１個ずつあるいは複数配置しても良いし、あるいは、直列方向と並列方向にそれぞれ複数個配置しても良い。又、図３においては、前記セル接続配線５は２個示しているが、セル接続配線は１個であっても、複数であっても良い。
【０００７】
また、前記太陽電池モジュールの構成材料、即ち、前記表面保護材２、裏面保護材４、電気絶縁性の封止材３ならび太陽電池セル１の可とう性基板の材料としては、可とう性を備えた太陽電池モジュールに着目した場合、好適とされる材料は下記のとおりである。
【０００８】
表面保護材２としては、例えば、４フッ化エチレン−エチレン共重合体、フッ化ビニリデン樹脂、３フッ化塩化エチレン樹脂、アクリル樹脂、３フッ化塩化エチレン樹脂コートアクリル樹脂、ポリエステル樹脂からなるフィルム、又はＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン）などである。
【０００９】
裏面保護材４としては、例えば、アルミ箔ラミネート１フッ素化ビニル樹脂、アルミ箔ラミネートポリエステル樹脂、４フッ化エチレン−エチレン共重合体、フッ化ビニリデン樹脂、３フッ化塩化エチレン樹脂、アクリル樹脂、３フッ化塩化エチレン樹脂コートアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、又はＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）からなるフィルムである。
【００１０】
封止材３としては、例えば、エチレン酢酸ビニル共重合体（以下、ＥＶＡという）、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリイソブチレン、又はポリエチレン（以下、ＰＥという）等の樹脂材料などである。
【００１１】
太陽電池セルの可とう性基板の材料としては、特許文献６に記載されたように、ポリイミド、アラミド、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレンテレフタレートのような樹脂からなるフィルムが用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−３２５０１号公報
【特許文献２】特開２００５−２３５８４２号公報
【特許文献３】特開２００４−１９３４４８号公報
【特許文献４】特開２００６−３３９６８２号公報
【特許文献５】特開２０１０−１５３５５３号公報
【特許文献６】特開平８−６４８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記図３に示すような構成の太陽電池モジュールにおいては、以下のような問題があった。例えば、太陽電池モジュールの各構成材料として下記のような材料を用いた場合に、使用中に、太陽電池モジュールに反りが発生する問題がある。この反りは、太陽電池モジュール内に複数の太陽電池セルを配置する場合、隣接する太陽電池セル間（図３に示すように場合、２個の太陽電池セルの間）に発生する。
【００１４】
即ち、例えば表面保護材２としてＥＴＦＥを、裏面保護材４としてＰＰＥを、封止材３としてＥＶＡまたはＰＥを、太陽電池セルの可とう性基板の材料としてポリイミド（ＰＩ）を用いた場合である。また、裏面保護材４として上記ＰＰＥに代えて、例えばＰＣ（ポリカーボネート）とＰＢＴ（ポリテレフタル酸ブチレン）からなるＰＣ／ＰＢＴ／ＰＣの積層フィルムを用いた場合も、同様に反りが発生する問題があった。
【００１５】
上記反りは、後述するように、裏面保護材４と太陽電池セル１の可とう性基板の材料との間の材料特性（主として、線膨張係数および引張弾性率）の差に起因して、発生すると考えられる。
【００１６】
太陽電池モジュールの前記各構成材料の代表的な例として、各材質に対する線膨張係数および引張弾性率に関し図４に示す。図４から明らかなように、太陽電池セル１の可とう性基板の材料（ＰＩ）と、裏面保護材４の材料（ＰＣ／ＰＢＴ／ＰＣ、もしくはＰＰＥ）とは、線膨張係数および引張弾性率に関して、その数値に大きな差があり、これらの差に起因して、太陽電池モジュールに温度変化が生じた場合に、前記反りが発生すると考えられる。
【００１７】
なお、太陽電池セル１の可とう性基板の材料（例えばＰＩ）と表面保護材２の材料（例えばＥＴＦＥ）との間の線膨張係数および引張弾性率の差の方が、裏面保護材４の材料との差に比べて大きいが、表面保護材２の厚さが裏面保護材４の厚さに比較して極めて小さいので、表面保護材２の材料が前記反りに与える影響は無視できる。
【００１８】
上記問題点に鑑み、本発明の課題は、裏面保護材と太陽電池セルの可とう性基板の材料との間の材料特性（主として、線膨張係数および引張弾性率）の差に起因して発生する反りを抑制した太陽電池モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記の課題を達成するために、この発明によれば、可とう性基板上に形成された光電変換素子（以下、太陽電池セルという。）を複数個、互いに電気的に接続し、表面保護材と裏面保護材との間に電気絶縁性の封止材によって封止してなる太陽電池モジュールにおいて、少なくとも、隣接する前記太陽電池セルの間にまたがって、前記可とう性基板と線膨張係数および引張弾性率の値が同等の値を有する材料からなる補強部材を設けてなることを特徴とする。
【００２０】
また、前記太陽電池モジュールにおいて、前記補強部材は、前記可とう性基板と裏面保護材との間に配設することが好ましい。さらに、前記補強部材は、シート状部材とすることが好ましい。
【００２１】
また、上記太陽電池モジュールにおいて、前記可とう性基板の材料はポリイミド（ＰＩ）とし、前記裏面保護材の材料はＰＣ／ＰＢＴ／ＰＣの積層フィルムまたはポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）とし、前記補強部材の材料はポリイミド（ＰＩ）とすることが好ましい。
【００２２】
さらに、前記補強部材は、前記太陽電池セルと表面保護材との間に配設することもできる。この場合、前記太陽電池セルと表面保護材との間に配設する前記補強部材は透光性とする。そして、上記太陽電池モジュールにおいて、前記可とう性基板の材料はポリイミド（ＰＩ）とし、前記裏面保護材の材料はＰＣ／ＰＢＴ／ＰＣの積層フィルムまたはポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）とし、前記補強部材の材料は透光性ポリイミドフィルムとすることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、補強材の適用により、裏面保護材と太陽電池セルの可とう性基板の材料との間の材料特性（主として、線膨張係数および引張弾性率）の差に起因して発生する反りを抑制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】
【００２４】
【図１】この発明の実施形態に係る太陽電池モジュールの模式的構成を示す図。
【図２】この発明の異なる実施形態に係る太陽電池モジュールの模式的構成を示す図。
【図３】従来の太陽電池モジュールの模式的構成とその問題点を説明する図。
【図４】従来の太陽電池モジュールの各構成材料の一例について、線膨張係数および引張弾性率等を一覧表として示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、この発明の実施形態について図に基づいて説明する。
【００２６】
図１は、この発明の実施形態に係る太陽電池モジュールの模式的構成を示し、図２は、この発明の異なる実施形態に係る太陽電池モジュールの模式的構成を示す。図１および２において、それぞれ、（ａ）図は太陽電池モジュールの模式的平面図、（ｂ）図は（ａ）図におけるセル接続配線の中心軸に沿ったラインで断面した模式的要部断面図である。そして、図１および２において、図３における部材と同一部材に関しては同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
【００２７】
図１および図２において、１は太陽電池セル、２は表面保護材、３は封止材、４は裏面保護材、５はセル接続配線、６はセル間補強部材である。図１および図２と、図３との構成上の相違点は、図１および図２の場合、セル間補強部材６を備える点である。
【００２８】
図１に示す太陽電池モジュールの実施例においては、前記補強部材６は、太陽電池セル１の図示しない可とう性基板と裏面保護材４との間に配設される。そして、表面保護材２は、例えば、前記ＥＴＦＥとし、前記可とう性基板の材料はポリイミド（ＰＩ）とし、前記裏面保護材４の材料はＰＣ／ＰＢＴ／ＰＣの積層フィルムまたはポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）とし、前記補強部材６の材料はポリイミド（ＰＩ）とする。
【００２９】
一方、図２に示す太陽電池モジュールの実施例においては、前記補強部材６は、太陽電池セル１と表面保護材２との間に配設し、前記補強部材の材料は、例えば透光性ポリイミドフィルムとする。この場合、その他の構成部材の材料は、図１の場合と同一である。
【００３０】
上記図１および図２に示す実施例によれば、裏面保護材と太陽電池セルの可とう性基板の材料との間の材料特性（主として、線膨張係数および引張弾性率）の差に起因して、太陽電池セル間が反ろうとする力が、前記補強部材６によって抑制され、前記反りの発生が抑止される。
【００３１】
なお、図１および２の実施例においては、前記補強部材は一枚のシート状部材とする例を示したが、中央を厚くした段付のシートや厚さを変化させたものなど、前記反りを抑制する観点から種々の形状が採用し得る。また、太陽電池モジュールの各構成材料やその組み合わせに関しても、この発明の技術思想の範囲内で上記以外の材料やその組み合わせが、適宜選択し得る。
【符号の説明】
【００３２】
１：太陽電池セル、２：表面保護材、３：封止材、４：裏面保護材、５：セル接続配線、６：セル間補強部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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