(57)【要約】【課題】太陽電池モジュールの端子ボックス内の防水性を一層向上させる。【解決手段】太陽電池素子１４の受光面に設けられた配線２２の一端部は、該太陽電池素子１４及び基板１８に設けられた孔部２４に通され、太陽電池モジュール１０の裏面に配置された端子ボックス１２ａ、１２ｂ内に引き込まれている。前記孔部２４は、ブチル系樹脂又はポリイソブチレン系樹脂のいずれかからなる第１のシール材３０で充填され、且つ前記端子ボックス１２ａ、１２ｂ内は、シリコーン系樹脂からなる第２のシール材３２で充填されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池素子と、前記太陽電池素子の一端面に隣接する基板と、前記太陽電池素子の他端面に設けられた配線とを備え、前記太陽電池素子及び前記基板に形成された孔部に前記配線の一端部が通される太陽電池モジュールにおいて、
前記孔部を囲繞するとともに、前記配線の前記一端部を収容する端子ボックスを有し、
前記孔部が第１のシール材で充填され、且つ前記端子ボックスの内部が、前記第１のシール材に比して水分透過性が高い第２のシール材で充填され、
前記第１のシール材がブチル系樹脂又はポリイソブチレン系樹脂のいずれかからなり、且つ前記第２のシール材がシリコーン系樹脂から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記載のモジュールにおいて、前記第１のシール材が無機吸湿材を含有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２記載のモジュールにおいて、前記無機吸湿材がＣａＯ又はゼオライトであ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１〜３のいずれか１項に記載のモジュールにおいて、前記基板がガラスからなり、且つ前記第１のシール材がシランカップリング材を含有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】
本発明は、太陽電池素子を備える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、並列配列された複数個の太陽電池素子が互いに電気的に直列接続されて構成される。すなわち、各太陽電池素子の受光面には配線が設けられており、太陽電池素子同士は、この配線を介して電気的に接続される。
【０００３】
ここで、両端部に配置された太陽電池素子からは、カソード用配線、アノード用配線がそれぞれ引き出される。これらの配線の一端部は、太陽電池素子における受光面とは反対側の面（裏面）に回り込んでいる。該一端部は、さらに、太陽電池素子と、該太陽電池素子の裏面に隣接配置された基板とに形成された孔部に通されている。
【０００４】
孔部は、接着剤を介して基板に接合された端子ボックスで囲繞されている（例えば、特許文献１参照）。勿論、配線の前記一端部も端子ボックスの内部に収容され、該端子ボックスの内部に設けられた固定部に一旦係止された後、接続端子に接続されている。該接続端子には、別の太陽電池モジュール、又は外部負荷が電気的に接続される。
【０００５】
このように構成される太陽電池モジュールは、屋外で使用されることが通例である。従って、端子ボックスの内部には、前記孔部から太陽電池素子に雨水が浸入することを防止するべく、シール材が充填される。
【０００６】
シール材としては、シリコーン系樹脂が広汎に採用される。この理由は、特許文献２に記載されるように、防水性に優れるのみならず、端子ボックス中への充填が容易であり、しかも、短時間に硬化するために作業効率が向上し、その上、安価であるからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実用新案登録第３１４９８８７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１６５７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記した技術に関連してなされたもので、端子ボックス内の防水性が一層向上し、このため、特に、配線や太陽電池素子が腐食する懸念を払拭し得る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】
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明は、太陽電池素子と、前記太陽電池素子の一端面に隣接する基板と、前記太陽電池素子の他端面に設けられた配線とを備え、前記太陽電池素子及び前記基板に形成された孔部に前記配線の一端部が通される太陽電池モジュールにおいて、
前記孔部を囲繞するとともに、前記配線の前記一端部を収容する端子ボックスを有し、
前記孔部が第１のシール材で充填され、且つ前記端子ボックスの内部が、前記第１のシール材に比して水分透過性が高い第２のシール材で充填され、
前記第１のシール材がブチル系樹脂又はポリイソブチレン系樹脂のいずれかからなり、且つ前記第２のシール材がシリコーン系樹脂からなることを特徴とする。
【００１０】
すなわち、本発明においては、配線を通すために太陽電池素子及び基板に形成した孔部を、水分透過性が相対的に低いブチル系樹脂又はポリイソブチレン系樹脂からなる第１のシール材で充填するようにしている。このため、水分が孔部を介して太陽電池素子の受光面に到達することが回避されるので、該太陽電池素子や配線が腐食する懸念が払拭される。
【００１１】
しかも、端子ボックス内をシリコーン系樹脂からなる第２のシール材で充填するようにしている。シリコーン系樹脂は、端子ボックス内に充填することが容易であり、しかも、短時間に硬化する。その上、安価である。このため、水分が浸入し得るような空隙が形成されることが回避された第２のシール材を効率よく、且つ低コストで得ることができる。
【００１２】
以上の構成を採用しているので、先ず、水分が端子ボックス内に浸入することが困難である。水分が仮に端子ボックス内に浸入し、且つ第２のシール材を透過したとしても、水分透過性が一層低い第１のシール材を透過することは困難である。このことから諒解されるように、本発明によれば、端子ボックス内の防水性を向上することができる。
【００１３】
第１のシール材は、無機吸湿材を含有するものであることが好ましい。この場合、水分がたとえ第１のシール材まで到達したとしても、該第１のシール材に含まれる無機吸湿材によって水分が吸収される。このため、水分が第１のシール材を透過することが一層困難となり、結局、防水性が一層向上する。
【００１４】
なお、無機吸湿材の好適な例としては、ＣａＯ又はゼオライトを挙げることができる。この種の無機吸湿材は、粒子として第１のシール材に配合される。
【００１５】
また、基板がガラスからなるときには、第１のシール材にシランカップリング材を含有させることが好ましい。シランカップリング材の化学的作用により、第１のシール材が基板に対して強固且つ密に接着する。このため、第１のシール材と基板との間に、水分が通過し得るような間隙が形成されることが回避される。すなわち、水分が第１のシール材を通過することが物理的にも困難となり、防水性がさらに一層向上する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、端子ボックス内に、水分が浸入し得るような空隙が形成されることが回避された第２のシール材を、シリコーン系樹脂から効率よく、且つ低コストで形成するとともに、太陽電池素子及び基板に形成した孔部を、水分透過性が相対的に低いブチル系樹脂又はポリイソブチレン系樹脂からなる第１のシール材で充填するようにしている。このため、水分が端子ボックス内に浸入することが困難であり、仮に浸入したとしても、前記第１のシール材によって、水分が孔部を介して太陽電池素子の受光面に到達することが回避される。これにより、該太陽電池素子や配線が腐食する懸念が払拭される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールを裏面から示す全体概略背面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。
【図４】本実施の形態に係る太陽電池モジュール及び比較例の太陽電池モジュールの劣化比率を示すグラフである。
【図５】比較例に係る太陽電池モジュールの端子ボックスの要部概略縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る太陽電池モジュールにつき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本実施の形態に係る太陽電池モジュール１０を裏面（受光面とは反対側の端面）から示す全体概略背面図である。この太陽電池モジュール１０は、裏面に２個の端子ボックス１２ａ、１２ｂを有する。なお、端子ボックス１２ａはカソード用であり、端子ボックス１２ｂはアノード用である。端子ボックス１２ａ、１２ｂは、カソード用であるかアノード用であるかという点で相違するのみであり、各々の構成は互いに同一である。そこで、以下、端子ボックス１２ａに関する構成につき詳述し、端子ボックス１２ｂに関する構成の説明は省略する。
【００２０】
図２及び図３は、それぞれ、図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図、ＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。これら図２及び図３に示すように、太陽電池モジュール１０は、複数個の太陽電池素子１４（図２及び図３では、その中の１個を示している）をカバー材１６と基板１８とで挟持することによって構成される。
【００２１】
太陽電池素子１４の受光面側に配設されたカバー材１６は、太陽電池素子１４へ光を到達させるべく、ガラスや透明樹脂等の透光性材料で構成されている。一方、太陽電池素子１４の裏面側に配設された基板１８は、一般的には、フィルム状のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂やポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）樹脂等のプラスチック材で構成されているが、ガラスで構成されることもある。太陽電池素子１４の各々は、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）等からなる保護材２０に封入され、この状態で、前記カバー材１６と前記基板１８で挟持された構成となっている。
【００２２】
太陽電池素子１４の受光面には、配線２２が設けられる。複数個の太陽電池素子１４の中、隣接するもの同士は、この配線２２を介して電気的に接続される。
【００２３】
太陽電池モジュール１０（図１参照）における両端部に配置された太陽電池素子１４の配線２２は、それぞれ、カソード用の配線、アノード用の配線となる。太陽電池素子１４と基板１８には、この配線２２を太陽電池素子１４の裏面に引き出すための孔部２４が貫通形成されており（図２及び図３参照）、配線２２の一端部は、該孔部２４に通される。
【００２４】
前記端子ボックス１２ａは、接着剤２５を介して基板１８に接合されるとともに、孔部２４を囲繞する（図２参照）。勿論、この囲繞により、配線２２の前記一端部が端子ボックス１２ａの内部に収容される。なお、配線２２の一端部は、端子ボックス１２ａの内部に設けられた固定部２６に一旦係止された後、金属製の接続端子２８に接続されている。該接続端子２８には、別の太陽電池モジュール１０、又は外部負荷が電気的に接続される。
【００２５】
以上の構成において、前記孔部２４は、第１のシール材３０で充填されている。この場合、第１のシール材３０は基板１８の裏面から端子ボックス１２ａ内に若干突出し、且つ突出した部位は略半球体形状をなしている。
【００２６】
第１のシール材３０は、ブチル系樹脂又はポリイソブチレン系樹脂のいずれかの硬化物である。ブチル系樹脂の好適な例としては、ブチル樹脂、ポリビニルブチル樹脂等が挙げられ、ポリイソブチレン系樹脂の好適な例としては、ポリイソブチレン樹脂が挙げられる。これらの樹脂はいずれも、水分透過性が低い。換言すれば、水分が第１のシール材３０を通過することは困難である。
【００２７】
第１のシール材３０は、ＣａＯ、又はゼオライトの各粒子が分散配合されたものであってもよい。これらの粒子は、湿分（水分）を吸収する吸湿材として機能する。従って、水分が第１のシール材３０を通過することが一層困難となる。すなわち、第１のシール材３０の水分透過性がさらに低くなる。
【００２８】
基板１８がガラスからなるときには、第１のシール材３０にシランカップリング材を配合するようにしてもよい。この場合、シランカップリング材が基板１８に対して化学作用を営むことにより、第１のシール材３０と基板１８とが化学的結合力を介して強固に接合する。このため、第１のシール材３０が基板１８に対して密着し、その結果、第１のシール材３０と基板１８との間に、水分が通過し得るような空隙が形成されることが回避される。すなわち、物理的にも水分が浸入することが困難となる。
【００２９】
また、端子ボックス１２ａの内部は、シリコーン系樹脂の硬化物からなる第２のシール材３２で充填されている。シリコーン系樹脂は、第１のシール材３０と比較して水分透過性が若干低いものの、端子ボックス１２ａ内を容易に充填することができ、短時間に硬化するとともに、安価であるという利点がある。
【００３０】
すなわち、シリコーン系樹脂を用いると、端子ボックス１２ａ内を密に充填することが可能である。換言すれば、第２のシール材３２に空隙が形成されることが回避される。
【００３１】
上記したように、端子ボックス１２ｂにおいても端子ボックス１２ａと同様に構成されており（図３参照）、従って、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３２】
本実施の形態に係る太陽電池モジュール１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果について説明する。
【００３３】
太陽電池モジュール１０が屋外で使用される場合、該太陽電池モジュール１０は、雨や雪に曝されることもある。従って、端子ボックス１２ａ、１２ｂが水分から攻撃されることが想定される。
【００３４】
この場合、水分は、端子ボックス１２ａ、１２ｂ内を充填した第２のシール材３２によって先ずブロックされる。上記したように、第２のシール材３２は端子ボックス１２ａ、１２ｂ内を密に充填しており、このため、端子ボックス１２ａ、１２ｂ内に空隙が形成されることが回避されている。従って、水分が端子ボックス１２ａ、１２ｂ内に浸入すること自体困難である。
【００３５】
仮に、水分が端子ボックス１２ａ、１２ｂ内に浸入したとしても、該端子ボックス１２ａ、１２ｂ内に充填された第２のシール材３２をなすシリコーン系樹脂は、十分な水分透過性を示す。このため、水分が第２のシール材３２を透過して孔部２４近傍に到達することも困難である。従って、端子ボックス１２ａ、１２ｂに設けられた接続端子２８が腐食することが回避される。
【００３６】
水分が万一第２のシール材３２を透過して孔部２４近傍に到達したとしても、孔部２４には、第２のシール材３２に比して水分透過性がさらに高い第１のシール材３０が充填されている。このため、水分が第１のシール材３０、すなわち、孔部２４を透過することは著しく困難である。
【００３７】
この効果は、第１のシール材３０がＣａＯ、又はゼオライトの各粒子を分散配合したものであると一層顕著となる。これらの粒子が湿分（水分）を吸収する吸湿材として機能するので、水分が第１のシール材３０の界面近傍で吸収されるからである。水分がたとえ第１のシール材３０の内部に浸入したとしても、内部にも吸湿材が存在するため、結局、水分が第１のシール材３０を透過することが防止される。
【００３８】
しかも、第１のシール材３０において、端子ボックス１２ａ、１２ｂ内に突出した部位は略半球体形状である。このため、該部位における第２のシール材３２との界面であれば、その位置に関わらず、第１のシール材３０によって被覆された配線２２までの距離が略同一である。すなわち、水分が浸入し易い薄肉箇所が存在することが回避されている。このことも、水分が第１のシール材３０に浸入することを困難にする。
【００３９】
さらに、基板１８がガラスからなるとき、第１のシール材３０にシランカップリング材が含まれていると、第１のシール材３０が基板１８に対して密着するので、水分が通過し得るような空隙が形成されることが回避される。このことも相俟って、水分が第１のシール材３０を通過することが一層困難となる。すなわち、第１のシール材３０の水分透過性がさらに低くなる。
【００４０】
結局、本実施の形態によれば、孔部２４を介して水分が太陽電池素子１４の受光面に到達することが回避される。従って、配線２２や太陽電池素子１４が腐食することも防止される。
【００４１】
このようにして太陽電池素子１４が腐食することが防止される結果、該太陽電池素子１４の抵抗が上昇することが回避される。このため、太陽電池モジュール１０の出力が低下することを回避することができる。
【００４２】
図４は、本実施の形態に係る太陽電池モジュール１０と、孔部２４及び端子ボックス１２ａ、１２ｂ内をシリコーン系樹脂のみで充填した太陽電池モジュール（図５参照）との劣化比率を示すグラフである。なお、図４においては、後者を「比較例」と表記している。また、図５においては、図２に示す構成要素と対応する構成要素に同一の参照符号を付している。
【００４３】
さらに、劣化比率は、各太陽電池モジュールの初期の変換効率を１００％に換算し、その経時変化を調べたものである。例えば、初期の実際の変換効率が２０％であったと仮定すると、変換効率が１０％となった時点が劣化比率５０％、変換効率が５％となった時点が劣化比率７５％である。
【００４４】
この図４から、本実施の形態に係る太陽電池モジュール１０では劣化比率が小さいこと、換言すれば、変換効率が長期間にわたって維持されていることが明らかである。この理由は、上記したように、孔部２４を、ブチル系樹脂又はポリイソブチレン系樹脂の硬化物からなる第１のシール材３０で充填したためである。
【００４５】
本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【００４６】
例えば、上記した実施の形態では、カソード用の配線２２とアノード用の配線２２を端子ボックス１２ａ、１２ｂに個別に設けるようにしているが、同一の端子ボックス内に双方の配線２２を設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１０…太陽電池モジュール              １２ａ、１２ｂ…端子ボックス
１４…太陽電池素子                    １６…カバー材
１８…基板                            ２０…保護材
２２…配線                            ２４…孔部
３０…第１のシール材                  ３２…第２のシール材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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