(57)【要約】【課題】  太陽電池セル同士を接続するインターコネクタの熱収縮に起因する太陽電池セルの割れや欠けといった不具合を防止することができる集光型太陽電池セルを提供する。【解決手段】  集光型太陽電池モジュール１は、複数の太陽電池セル１２が並設された透光性を有する封止層１１を備えている。集光型太陽電池モジュール１の表面側には光入射面が形成され、光入射面の反対側には反射板１５が配設されている。複数の太陽電池セル１２同士はインターコネクタ１５によって接続されている。反射板１５は稜線部１５Ａを有する山型とされており、反射板１５の稜線部１５Ａに対応するインターコネクタ１３の位置に、反射板１５が突出する方向に屈曲する屈曲部１３Ａが形成されている【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池セルが並設された透光層を備え、一面側に光入射面が形成され、前記光入射面の反対側に反射板が配設されており、前記複数の太陽電池セル同士がインターコネクタによって接続された集光型太陽電池モジュールであって、
前記反射板は、前記一面側に向けて突出する稜線部を有する山型とされており、
前記反射板の稜線部に対応する前記インターコネクタの位置に、前記反射板が突出する方向に屈曲する屈曲部が形成されていることを特徴とする集光型太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記インターコネクタにおける前記屈曲部と、前記反射板の稜線部との離間距離が、前記インターコネクタと前記反射板との絶縁保証距離に設定されている請求項１に記載の集光型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、集光型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としては、いわゆる集光型太陽電池モジュールがある。この集光型太陽電池モジュールとして、従来、複数の太陽電池セルが並設された両面発電型太陽電池モジュールが開示されている（たとえば、特許文献１参照）。この両面発電型太陽電池モジュールにおける太陽電池セルは、太陽光などの光を表面および裏面の両方から受光可能とされた両面受光型である。
【０００３】
また、太陽電池セルが設けられたＥＶＡ樹脂の層の表面が光入射面とされており、光入射面の反対側である裏面側には、鋼材などを用いた金属製の反射板が設けられている。この反射板により、光入射面から入射した光のうち、太陽電池セル同士の間を通り抜けてしまった光を太陽電池セル側に反射させる。太陽電池セルでは、その裏面側の受光面で反射した光を受光し、光吸収率を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１１１０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１に開示された両面発電型太陽電池モジュールでは、複数の太陽電池セルのうち、隣接する太陽電池セル同士は、インターコネクタによって接続されている。ここで、上記特許文献１に開示された両面発光型太陽電池モジュールでは、インターコネクタが熱収縮に起因する負荷を受けやすくなるため、インターコネクタに割れや欠けなどの不具合が発生するおそれがあるという問題があった。
【０００６】
さらに、集光型太陽電池モジュールでは、裏面側の反射板が山型とされているものもある。裏面側の反射板を山型とすることにより、集光効率をさらに高めることができる。しかしこの場合、太陽電池セル同士の離間距離がさらに長くなるので、インターコネクタの不具合がさらに生じやすくなるというものであった。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、太陽電池セル同士を接続するインターコネクタの熱収縮に起因する太陽電池セルの割れや欠けといった不具合を防止することができる集光型太陽電池セルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決した本発明に係る集光型太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルが並設された透光層を備え、一面側に光入射面が形成され、光入射面の反対側に反射板が配設されており、複数の太陽電池セル同士がインターコネクタによって接続された集光型太陽電池モジュールであって、反射板は、一面側に向けて突出する稜線部を有する山型とされており、反射板の稜線部に対応するインターコネクタの位置に、反射板が突出する方向に屈曲する屈曲部が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る集光型太陽電池モジュールにおいては、一面側に向けて突出する反射板の稜線部に対応するインターコネクタの位置に、反射板が突出する方向に屈曲する屈曲部が形成されている。このため、インターコネクタに熱収縮が生じたとしても、屈曲部によって熱収縮による変形を吸収することができる。したがって、太陽電池セル同士を接続するインターコネクタの熱収縮に起因する太陽電池セルの割れや欠けといった不具合を防止することができる。
【００１０】
ここで、インターコネクタにおける屈曲部と、反射板の稜線部との離間距離が、インターコネクタと反射板との絶縁保証距離に設定されている態様とすることができる。
【００１１】
このように、インターコネクタにおける屈曲部と、反射板の稜線部との離間距離が、インターコネクタと反射板との絶縁保証距離に設定されていることにより、インターコネクタの屈曲部における集中的な放電を防止することができる。このため、インターコネクタと反射板との間で高い絶縁性を確保することができる。なお、絶縁保証距離とは、尖った形状のない平面形状において、任意の絶縁性が保証される範囲をいい、ここでは、インターコネクタと反射板の素材等によって適宜決定される範囲である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る集光型太陽電池モジュールによれば、太陽電池セル同士を接続するインターコネクタの熱収縮に起因する太陽電池セルの割れや欠けといった不具合を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態に係る集光型太陽電池モジュールの側断面図である。
【図２】集光型太陽電池モジュールの要部拡大側断面図である。
【図３】従来の集光型太陽電池モジュールの側断面図である。
【図４】従来の集光型太陽電池モジュールの要部拡大側断面図である。
【図５】比較のための集光型太陽電池モジュールの要部拡大側断面図である。
【図６】従来の集光型太陽電池モジュールにおける熱収縮に伴う破壊状態を説明するための側断面図である。
【図７】第２の実施形態に係る集光型太陽電池モジュールの要部側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図示の便宜上、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。
【００１５】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る集光型太陽電池モジュールの側断面図である。図１に示すように、本実施形態に係る集光型太陽電池モジュール１は、透光性を備える封止層１１を有している。封止層１１は、たとえば透光性を有する樹脂であるＥＶＡ樹脂を備えており、透光層を構成している。封止層１１には、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）などを用いることができる。このうち、耐熱性、長期信頼性、コストの観点からＥＶＡが好適に用いられる。
【００１６】
封止層１１の内側には複数の太陽電池セル１２が略同一平面上に並設された状態で内挿されている。太陽電池セル１２としては、光入射面側の面である表面と、その反対側の面である裏面との両面で光を捉えるためには、両面受光型太陽電池セルを用いることとなる、また、片面で光を捉える場合には、片面型太陽電池セルを用いることとなる。太陽電池セル１２としては、単結晶Ｓｉセル、多結晶Ｓｉセル、薄膜Ｓｉセル、III-V族セル、化合物系セル、有機セルなどを用いることができる。
【００１７】
複数の太陽電池セル１２のうち、隣接する太陽電池セル１２同士は、導電性を有するインターコネクタ１３で接続されている。太陽電池セル１２とインターコネクタ１３とは、はんだ付けによって接続されている。インターコネクタ１３は、銅平角線にはんだメッキされたものが用いられている。ここでのはんだには、鉛入り、鉛なしのいずれのはんだを用いることができるが、環境負荷軽減の目的から鉛なしはんだが好適に用いられる。
【００１８】
また、封止層１１の一面側である表面側には前面板１４が配設されている。前面板１４は、光透過性を備えている。前面板１４は、たとえばソーダガラス、ほうケイ酸ガラス、石英ガラス、ポリカーボネート、アクリル樹脂などを用いることができる。このうち、強度、耐熱性、長期信頼性、コストの観点からソーダガラスが好適に用いられる。
【００１９】
さらに、封止層１１における光入射面の反対側であるの裏面側には、封止層１１を透光した光を反射する反射板１５が配設されている。反射板１５は、光を反射する素材であるたとえば金属で構成されている。反射板１５は、反射膜を主構成部材としており、主構成部材としてアルミニウムまたは銀が好適に用いられ、このうち高反射が期待できる銀膜が好適に用いられる。あるいは、剛性を確保するために金属基盤やプラスチック基板などを非受光面側（裏面側）に貼り合わせることもできる。なお、絶縁性の向上および反射保護膜の目的から、透光性のある保護層を受光面側に１層以上貼り合わせることもできる。
【００２０】
また、反射板１５は、図２にも示すように、光入射面から入射し、太陽電池セル１２の間を通り抜けて反射板１５に到達した光を効率的に太陽電池セル１２の裏面側に誘導するように、稜線部１５Ａを有する山型の形状とされている。稜線部１５Ａは、太陽電池セル１２の１つについて１カ所に形成されている。
【００２１】
さらに、インターコネクタ１３における反射板１５の稜線部１５Ａに対応する部位に、屈曲部１３Ａが形成されている。屈曲部１３Ａは、インターコネクタ１３を屈曲させることによってフォーミングされている。また、屈曲部１３Ａにおける屈曲形状は、反射板１５における稜線部１５Ａの突出形状と略同一とされている。屈曲部１３Ａを形成する際のフォーミングは、太陽電池セル１２とインターコネクタ１３とはんだ付けする前に行われていることが望ましい。
【００２２】
また、インターコネクタ１３と太陽電池セル１２との接続部分の近傍におけるインターコネクタ１３における屈曲部１３Ａと、反射板１５における稜線部１５Ａとの最短の離間距離は、略同一とされている。この最短の離間距離を維持する範囲を最短離間距離領域αとする。また、このときのインターコネクタ１３と反射板１５との離間距離（以下「コネクタ−反射板離間距離」という）ｆは、絶縁保証距離ｇと同一されている。絶縁保証距離ｇは、インターコネクタ１３の素材と反射板１５の素材とによって決まるものである。
【００２３】
次に、本実施形態に係る集光型太陽電池モジュール１の作用について説明する。本実施形態に係る集光型太陽電池モジュール１においては、表面側に向けて突出する反射板１５の稜線部１５Ａに対応するインターコネクタ１３の位置に、反射板１５が突出する方向に屈曲する屈曲部１３Ａが形成されている。
【００２４】
一般的に、集光型太陽電池モジュールにおいては、広い入射角度に対して高い集光効率を確保するために、反射板１５には光学設計に基づいた凹凸形状を有する山型をなしている。ここで、図３に一般的な従来の集光型太陽電池モジュール１Ａを示す。ここで用いた従来の集光型太陽電池モジュール１Ａは、上記本実施形態に係る集光型太陽電池モジュール１と比較して、インターコネクタ１３が略直線上に配置され、屈曲部１３Ａが形成されていない点で異なっている。
【００２５】
図３に示す従来の集光型太陽電池モジュール１Ａにおいては、１ピッチｐｔごとに形成される前面板１４と反射板１５との最短距離（以下「前面板−反射板最短距離」という）ｄを短く設定することにより、逃光を防止することができる。前面板−反射板最短距離ｄを短く設定することにより、逃光を防止できることは、図１に示す本実施形態に係る集光型太陽電池モジュール１でも同様である。
【００２６】
その一方、隣接する太陽電池セル１２同士は、インターコネクタ１３によって電気的に接続され、インターコネクタ１３は、両太陽電池セル１２に対してそれぞれはんだ付けされて接続されている。ここで、前面板１４と反射板１５との距離を短くしようとすると、図４に示すように、コネクタ−反射板離間距離ｆが非常に短くなり、絶縁保証距離ｇを維持することができなくなる事態が生じ得る。
【００２７】
インターコネクタ１３および反射板１５は、いずれも導体であり、インターコネクタ１３は、銅平角線にはんだめっきされたものである。このため、コネクタ−反射板離間距離ｆが短くなり、絶縁保証距離ｇを維持できない場合には、集光型太陽電池モジュール１Ａの絶縁性を確保することが困難となるものであった。
【００２８】
このとき、たとえば図５に示すように、迂回部形成領域βにおいて、インターコネクタ１３に迂回部１３Ｂを形成することにより、コネクタ−反射板離間距離ｆを大きくすることが考えられる。このような迂回部１３Ｂを形成することにより、コネクタ−反射板離間距離ｆを大きくすることができ、絶縁性の確保の点からは改善を図ることができる。
【００２９】
しかし、インターコネクタ１３に迂回部１３Ｂを形成した場合でも、絶縁性の改善に問題が生じることとなる。この場合、コネクタ−反射板離間距離ｆが絶縁保証距離ｇよりも大きくなる領域は十分にあるが、迂回部形成領域βの両端部では、コネクタ−反射板離間距離ｆと絶縁保証距離ｇとが等しくなる部分（以下「離間距離−保証距離一致点」という）Ｘが点領域で存在することがある。離間距離−保証距離一致点Ｘが点領域で存在すると、この離間距離−保証距離一致点Ｘが尖った形状となり、放電が集中して絶縁破壊が起きる。この絶縁破壊が集光型太陽電池モジュール１Ａにおける絶縁性の問題となる。
【００３０】
この点、本実施形態に係る集光型太陽電池モジュール１においては、最短離間距離領域αにおいて、コネクタ−反射板離間距離ｆは、絶縁保証距離ｇと略同一となるようにされている。このため、コネクタ−反射板離間距離ｆと絶縁保証距離ｇとが一致する点が尖った形状となることはないので、放電が集中しないようにすることができる。その結果、尖った部分における絶縁破壊を抑制することができ、インターコネクタと反射板との間で高い絶縁性を確保することができる。
【００３１】
また、図３に示す従来の集光型太陽電池モジュール１Ａにおいては、太陽電池セル１２をある間隔を持って配置している。このため、インターコネクタ１３における太陽電池セル１２とはんだ接続されていないフリーな部分が長くなる。一般的に、インターコネクタ１３の線膨張係数は、太陽電池セル１２の線膨張係数より大きい。たとえば、太陽電池セル１２の線膨張係数は６×１０−６／Ｋであるのに対して、銅製のインターコネクタ１３の線膨張係数は、１７×１０−６／Ｋである。
【００３２】
このように、インターコネクタ１３の線膨張係数が太陽電池セル１２の線膨張係数よりも大きいことから、使用環境、たとえば温度の変化に伴ってインターコネクタ１３における太陽電池セル１２と接合されていないフリーな部分が大きく熱収縮する。インターコネクタ１３が熱収縮すると、図６に示すように、太陽電池セル１２におけるインターコネクタ１３とのはんだ接続部分Ｙに大きなストレスがかかってしまい、太陽電池セル１２の割れや欠けの原因となることがあった。
【００３３】
この点、本実施形態に係る集光型太陽電池モジュール１においては、表面側に向けて突出する反射板１５の稜線部１５Ａに対応するインターコネクタ１３の位置に、反射板１５が突出する方向に屈曲する屈曲部１３Ａが形成されている。インターコネクタ１３に屈曲部１３Ａが形成されていることにより、インターコネクタ１３が熱収縮した場合でも、屈曲部１３Ａによってこの熱収縮に起因するストレスを解放することができる。こうして熱収縮に起因するストレスを解放することにより、太陽電池セル１２の割れや欠けといった不具合を防止することができる。
【００３４】
さらに、本実施形態に係る集光型太陽電池モジュール１においては、太陽電池セル１２と反射板１５との位置合わせを行う際にインターコネクタ１３における屈曲部１３Ａの位置を基準位置とすることができる。したがって、太陽電池セル１２と反射板１５との位置合わせを目視レベルで行うことができるので、配置精度の向上を図ることができる。また、配置ミスが合った場合に、検査工程で容易に検出することができる。
【００３５】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図７は、本発明の第２の実施形態に係る集光型太陽電池モジュールの要部側断面図である。図７に示すように、本実施形態に係る集光型太陽電池モジュール２は、封止層２１を備えており、封止層２１には、複数の太陽電池セル２２が並設されている。
【００３６】
また、太陽電池セル２２同士は、インターコネクタ２３によって接続されており、インターコネクタ２３には屈曲部２３Ａが形成されている。また、封止層２１の上層には透明の前面板２４が設けられており、封止層１１の裏面側には反射板２５が設けられている。反射板２５は、上記第１の実施形態と同様に山型をなしているほか、インターコネクタ２３における屈曲部２３Ａに対応する位置にフォーミング部２５Ａが形成されている。フォーミング部２５Ａは、前面板２４方向に突出する突起状をなしている。
【００３７】
本実施形態に係る集光型太陽電池モジュール２は、上記第１の実施形態に係る集光型太陽電池モジュール１と比較して、インターコネクタ２３に形成された屈曲部２３Ａの形状および反射板２５に設けられたフォーミング部２５Ａが主に異なっている。インターコネクタ２３の屈曲部２３Ａと反射板２５のフォーミング部２５Ａとの離間距離は、絶縁保証距離と一致している。この点は、上記第１の実施形態と同様である。また、その他の構造の上記第１の実施形態と同様のものとされている。
【００３８】
本実施形態に係る集光型太陽電池モジュール２においては、上記第１の実施形態に係る集光型太陽電池モジュール１と同様、インターコネクタ２３の屈曲部２３Ａと反射板２５のフォーミング部２５Ａとの離間距離が絶縁保証距離と一致していることにより、尖った部分における絶縁破壊を抑制することができ、インターコネクタと反射板との間で高い絶縁性を確保することができる。また、インターコネクタ２３における屈曲部２３Ａがインターコネクタ２３の熱収縮に起因するストレスを解放し、太陽電池セル２２の割れや欠けといった不具合を防止することができる。
【００３９】
さらに、本実施形態に係る集光型太陽電池モジュール２では、反射板２５にフォーミング部２５Ａを形成し、インターコネクタ２３における屈曲部２３Ａは、フォーミング部２５Ａと絶縁保証距離を維持するように、前面板２４側への突出量が大きくされている。このように、フォーミング部２５Ａの突出に合わせてインターコネクタ２３の屈曲部２３Ａの突出量を大きくすることにより、絶縁保証距離を維持しながら、解放できるストレスの大きさを大きくすることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１，２…集光型太陽電池モジュール、１１…封止層、１２…太陽電池セル、１３…インターコネクタ、１３Ａ…屈曲部、１３Ｂ…迂回部、１４…前面板、１５…反射板、１５Ａ…稜線部、ｄ…反射板最短距離、ｆ…反射板離間距離、ｇ…絶縁保証距離、Ｘ…保証距離一致点、α…最短離間距離領域、β…湾曲部形成領域。
【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】
2012089748.tif 000007
【図６】
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【図７】
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