(57)【要約】【課題】出力リード線を薄くした場合であっても、出力リード線と端子台とを確実に通電可能に接続する。【解決手段】太陽電池モジュール１は、裏面ガラス２４に形成された開口部２４ｈと、太陽電池ストリング２の裏面２ｒｓ側から開口部２４ｈに対向する位置まで太陽電池ストリング２の裏面２ｒｓに沿って配設される出力リード線２０と、出力リード線２０と端子ボックス３に配設された端子台３４との間を通電可能に接続する配線部材２５と、を備え、配線部材２５が、開口部２４ｈを挿通して配設され、その一方端が端子台３４に通電可能に接続されると共に、その他方端が開口部２４ｈに対向する位置に配設された出力リード線２０の端部に通電可能に接続される。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面ガラスと裏面ガラスとの間に太陽電池素子が介設され、前記太陽電池素子で発生された電力を外部へ出力する端子ボックスが前記裏面ガラスの裏側に配設された合わせガラス構造の太陽電池モジュールであって、
前記裏面ガラスに形成された開口部と、
前記受光面ガラスと前記裏面ガラスとの間に、前記太陽電池素子から前記開口部に対向する位置まで配設される出力リード線と、
前記出力リード線と前記端子ボックスに配設された端子台との間を通電可能に接続する配線部材と、を備え、
前記配線部材は、前記開口部を挿通して配設され、その一方端が前記端子台に通電可能に接続されると共に、その他方端が前記開口部に対向する位置に配設された前記出力リード線に通電可能に接続され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に記載の端子ボックスであって、
前記出力リード線は、帯状に形成されてい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又は請求項２に記載の端子ボックスであって、
前記出力リード線は、前記太陽電池素子の裏面に沿って配設され、少なくとも前記太陽電池素子と対向する側の面が被覆部材によって被覆されてい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３に記載の太陽電池モジュールであって、
前記被覆部材は、前記開口部に対向する位置近傍において、前記出力リード線の外周から、突出して形成されてい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３又は請求項４に記載の太陽電池モジュールであって、
前記被覆部材は、予め設定された所定厚以上の厚みを有することを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項６】
請求項３から請求項５までのいずれか１項に記載の太陽電池モジュールであって、
前記被覆部材は、有機高分子材料からなることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項７】
請求項６に記載の太陽電池モジュールであって、
前記被覆部材は、耐熱ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド、ポリスルフォン、又は、ポリエーテルスルフォンからなることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の太陽電池モジュールであって、
前記配線部材は、前記端子台と一体に形成されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の太陽電池モジュールであって、
前記配線部材は、半田付け又はスポット溶接によって前記出力リード線と通電可能に接続されることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項１０】
受光面ガラスと裏面ガラスとの間に太陽電池素子が介設され、前記太陽電池素子で発生された電力を外部へ出力する端子ボックスが前記裏面ガラスの裏側に配設された合わせガラス構造の太陽電池モジュールであって、前記裏面ガラスに形成された開口部と、前記受光面ガラスと前記裏面ガラスとの間に、前記太陽電池素子から前記開口部に対向する位置まで配設される出力リード線と、前記出力リード線と前記端子ボックスに配設された端子台との間を通電可能に接続する配線部材と、を備える太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記出力リード線を、前記受光面ガラスと前記裏面ガラスとの間に、前記太陽電池素子から前記開口部に対向する位置まで配設するリード線配設工程と、
前記配線部材を、前記開口部に挿通して、前記配線部材の一方端を、前記開口部に対向する位置に配設された前記出力リード線に通電可能に接続する配線部材配設工程と、を含むことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記リード線配設工程と、前記配線部材配設工程との間で、前記開口部に対向する位置に配設された部位を除く前記出力リード線をラミネート加工するラミネート工程を更に含むことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１２】
請求項１０又は請求項１１に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記配線部材配設工程において、前記配線部材の一方端を前記開口部に対向する位置に配設された前記出力リード線に通電可能に接続する前に、前記配線部材の他方端を前記端子台に通電可能に接続していることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受光面ガラスと裏面ガラスとの間に太陽電池素子が介設され、前記太陽電池素子で発生された電力を外部へ出力する端子ボックスが前記裏面ガラスの裏側に配設された合わせガラス構造の太陽電池モジュール、及び、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、重量軽減のため、モジュールの周囲を保持するフレームを無くしたフレームレス構造の太陽電池モジュールが提供されており、太陽電池素子を受光面ガラスと裏面ガラスとの間に介在させた「合わせガラス構造」の太陽電池モジュールにおいても、フレームレス構造のものが提供されている。
【０００３】
このような「合わせガラス構造」の太陽電池モジュールでは、裏面ガラスに太陽電池素子から電力を取り出すための出力リード線を引き出す開口部が形成され、この開口部を覆うようにして、出力リード線を結線する端子ボックスが裏面ガラスに接着剤によって接着固定されている。
【０００４】
また、端子ボックスに配設された端子台と、出力リード線とを通電可能に接続する構造としては、裏面ガラスに沿って配設された出力リード線の端部を折り曲げ、この端部を端子ボックスに配設された端子台に接続する太陽電池モジュールが開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２９５７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の太陽電池モジュールでは、製造コストをダウンする目的で出力リード線を薄くした場合には、出力リード線の折り曲げ部の角度が安定しなくなるため、出力リード線の端部が裏面ガラスに形成された開口部を挿通できない虞がある。このような場合には、出力リード線の端部が受光面ガラスと裏面ガラスとの間に挟み込まれることになり、その結果、太陽電池モジュールの製造工程における歩留まりが低下する虞がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、出力リード線を薄くした場合であっても、出力リード線と端子台とを確実に通電可能に接続することのできる太陽電池モジュール及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る太陽電池モジュールは、以下のように構成されている。
【０００９】
すなわち、本発明に係る太陽電池モジュールは、受光面ガラスと裏面ガラスとの間に太陽電池素子が介設され、前記太陽電池素子で発生された電力を外部へ出力する端子ボックスが前記裏面ガラスの裏側に配設された合わせガラス構造の太陽電池モジュールであって、前記裏面ガラスに形成された開口部と、前記受光面ガラスと前記裏面ガラスとの間に、前記太陽電池素子から前記開口部に対向する位置まで配設される出力リード線と、前記出力リード線と前記端子ボックスに配設された端子台との間を通電可能に接続する配線部材と、を備え、前記配線部材が、前記開口部を挿通して配設され、その一方端が前記端子台に通電可能に接続されると共に、その他方端が前記開口部に対向する位置に配設された前記出力リード線に通電可能に接続されることを特徴としている。
【００１０】
かかる構成を備える太陽電池モジュールによれば、開口部が前記裏面ガラスに形成されており、出力リード線が、前記受光面ガラスと前記裏面ガラスとの間に、前記太陽電池素子から前記開口部に対向する位置まで配設される。また、前記配線部材が、前記開口部を挿通して配設され、その一方端が前記端子台に通電可能に接続されると共に、その他方端が前記開口部に対向する位置に配設された前記出力リード線に通電可能に接続される。このようにして、前記配線部材によって、前記出力リード線と前記端子ボックスに配設された端子台との間が通電可能に接続されるため、出力リード線を薄くした場合であっても、出力リード線と端子台とを確実に通電可能に接続することができる。
【００１１】
つまり、前記開口部に挿通される前記配線部材によって、前記出力リード線と前記端子ボックスに配設された端子台との間が通電可能に接続されるため、前記出力リード線は、前記開口部に対向する位置まで配設されていればよい。したがって、出力リード線を薄くした場合であっても、出力リード線と端子台とを確実に通電可能に接続することができるのである。
【００１２】
また、本発明に係る太陽電池モジュールは、前記出力リード線が帯状に形成されていることが好ましい。
【００１３】
かかる構成を備える太陽電池モジュールによれば、前記出力リード線が帯状に形成されているため、前記配線部材との接続の容易性を確保しつつ、前記出力リード線を薄くすることが可能となり、製造コストを削減することができる。
【００１４】
また、本発明に係る太陽電池モジュールは、前記出力リード線が前記太陽電池素子の裏面に沿って配設され、前記出力リード線における少なくとも前記太陽電池素子と対向する側の面が被覆部材によって被覆されていることが好ましい。
【００１５】
かかる構成を備える太陽電池モジュールによれば、前記出力リード線が前記太陽電池素子の裏面に沿って配設され、前記出力リード線における少なくとも前記太陽電池素子と対向する側の面が被覆部材によって被覆されているため、前記出力リード線と前記太陽電池素子の裏面電極との間の絶縁性を確保することができる。
【００１６】
また、本発明に係る太陽電池モジュールは、前記出力リード線の前記被覆部材が、前記開口部に対向する位置近傍において、前記出力リード線の外周から、突出して形成されていることが好ましい。
【００１７】
かかる構成を備える太陽電池モジュールによれば、前記出力リード線の前記被覆部材が、前記開口部に対向する位置近傍において、前記出力リード線の外周から、突出して形成されているため、半田付け、スポット溶接等によって前記配線部材と前記出力リード線とを接続する場合に、前記出力リード線と前記太陽電池素子との間の絶縁性を確保することができる。
【００１８】
また、本発明に係る太陽電池モジュールは、前記出力リード線の前記被覆部材が、予め設定された所定厚以上の厚みを有することが好ましい。
【００１９】
かかる構成を備える太陽電池モジュールによれば、前記出力リード線の前記被覆部材が、予め設定された所定厚以上の厚みを有するため、スポット溶接等によって前記配線部材と前記出力リード線とを接続する際に、前記太陽電池素子の裏面電極に加えられる圧力を低減することができる。よって、前記出力リード線の前記配線部材との接続位置の裏面側に配設された前記太陽電池素子の裏面電極の損傷を防止することができる。また、前記出力リード線の前記被覆部材が、予め設定された所定厚以上の厚みを有するため、前記出力リード線と前記太陽電池素子の裏面電極との間の絶縁性を確保することができる。
【００２０】
また、本発明に係る太陽電池モジュールは、前記出力リード線の前記被覆部材が、有機高分子材料からなることが好ましい。
【００２１】
かかる構成を備える太陽電池モジュールによれば、前記出力リード線の前記被覆部材が有機高分子材料からなるため、前記出力リード線と前記太陽電池素子の裏面電極との間の絶縁性を確保することができる。
【００２２】
また、本発明に係る太陽電池モジュールは、前記出力リード線の前記被覆部材が、耐熱ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド、ポリスルフォン、又は、ポリエーテルスルフォンからなることが好ましい。
【００２３】
かかる構成を備える太陽電池モジュールによれば、前記出力リード線の前記被覆部材が、耐熱ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド、ポリスルフォン、又は、ポリエーテルスルフォンからなるため、前記出力リード線と前記太陽電池素子の裏面電極との間の絶縁性を確保することができる。
【００２４】
また、本発明に係る太陽電池モジュールは、前記配線部材が前記端子台と一体に形成されていることが好ましい。
【００２５】
かかる構成を備える太陽電池モジュールによれば、前記配線部材が前記端子台と一体に形成されているため、前記配線部材を容易に配設することができる。すなわち、前記配線部材が前記端子台と一体に形成されているため、前記配線部材を、前記開口部に挿通して、前記配線部材の端部を前記出力リード線に接続することによって、前記配線部材を配設することができるのである。
【００２６】
また、本発明に係る太陽電池モジュールは、前記配線部材が、半田付け又はスポット溶接によって前記出力リード線と通電可能に接続されることが好ましい。
【００２７】
かかる構成を備える太陽電池モジュールによれば、前記配線部材が半田付け又はスポット溶接によって前記出力リード線と通電可能に接続されるため、前記配線部材を前記出力リード線と容易に通電可能に接続することができる。
【００２８】
上記課題を解決するために、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、以下のように構成されている。
【００２９】
すなわち、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、受光面ガラスと裏面ガラスとの間に太陽電池素子が介設され、前記太陽電池素子で発生された電力を外部へ出力する端子ボックスが前記裏面ガラスの裏側に配設された合わせガラス構造の太陽電池モジュールであって、前記裏面ガラスに形成された開口部と、前記受光面ガラスと前記裏面ガラスとの間に、前記太陽電池素子から前記開口部に対向する位置まで配設される出力リード線と、前記出力リード線と前記端子ボックスに配設された端子台との間を通電可能に接続する配線部材と、を備える太陽電池モジュールの製造方法であって、前記出力リード線を、前記受光面ガラスと前記裏面ガラスとの間に、前記太陽電池素子から前記開口部に対向する位置まで配設するリード線配設工程と、前記配線部材を、前記開口部に挿通して、前記配線部材の一方端を、前記開口部に対向する位置に配設された前記出力リード線に通電可能に接続する配線部材配設工程と、を含むことを特徴としている。
【００３０】
かかる構成を備える太陽電池モジュールの製造方法によれば、前記出力リード線が、前記受光面ガラスと前記裏面ガラスとの間に、前記太陽電池素子から前記開口部に対向する位置まで配設される。そして、前記配線部材が、前記開口部に挿通されて、前記配線部材の一方端が、前記開口部に対向する位置に配設された前記出力リード線に通電可能に接続されるため、出力リード線を薄くした場合であっても、出力リード線と端子台とを確実に通電可能に接続することができる。
【００３１】
つまり、前記開口部に挿通される前記配線部材によって、前記出力リード線と前記端子ボックスに配設された端子台との間が通電可能に接続されるため、前記出力リード線は、前記開口部に対向する位置まで配設されていればよい。したがって、出力リード線を薄くした場合であっても、出力リード線と端子台とを確実に通電可能に接続することができるのである。
【００３２】
また、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、前記リード線配設工程と、前記配線部材配設工程との間で、前記開口部に対向する位置に配設された端部を除く前記出力リード線をラミネート加工するラミネート工程を更に含むことが好ましい。
【００３３】
かかる構成を備える太陽電池モジュールの製造方法によれば、前記リード線配設工程と、前記配線部材配設工程との間で、前記開口部に対向する位置に配設された部位を除く前記出力リード線がラミネート加工されるため、前記出力リード線と前記太陽電池素子の裏面電極との間の絶縁性を確保することができる。
【００３４】
また、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、前記配線部材配設工程において、前記配線部材の一方端が前記開口部に対向する位置に配設された前記出力リード線の部位に通電可能に接続される前に、前記配線部材の他方端が前記端子台に通電可能に接続されていることが好ましい。
【００３５】
かかる構成を備える太陽電池モジュールの製造方法によれば、前記配線部材の一方端が前記開口部に対向する位置に配設された前記出力リード線に通電可能に接続される前に、前記配線部材の他方端が前記端子台に通電可能に接続されているため、前記配線部材を容易に配設することができる。
【００３６】
すなわち、前記配線部材の他方端が前記端子台に通電可能に接続されているため、前記配線部材を、前記開口部に挿通し、前記配線部材の一方端を、前記開口部に対向する位置に配設された前記出力リード線に通電可能に接続することによって、前記配線部材を容易に配設することができるのである。
【発明の効果】
【００３７】
本発明に係る太陽電池モジュールによれば、開口部が前記裏面ガラスに形成されており、出力リード線が、前記受光面ガラスと前記裏面ガラスとの間に、前記太陽電池素子から前記開口部に対向する位置まで配設される。また、前記配線部材が、前記開口部を挿通して配設され、その一方端が前記端子台に通電可能に接続されると共に、その他方端が前記開口部に対向する位置に配設された前記出力リード線に通電可能に接続される。このようにして、前記配線部材によって、前記出力リード線と前記端子ボックスに配設された端子台との間が通電可能に接続されるため、出力リード線を薄くした場合であっても、出力リード線と端子台とを確実に通電可能に接続することができる。
【００３８】
また、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法によれば、前記出力リード線が、前記受光面ガラスと前記裏面ガラスとの間に、前記太陽電池素子から前記開口部に対向する位置まで配設される。そして、前記配線部材が、前記開口部に挿通されて、前記配線部材の一方端が、前記開口部に対向する位置に配設された前記出力リード線に通電可能に接続されるため、出力リード線を薄くした場合であっても、出力リード線と端子台とを確実に通電可能に接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る太陽電池モジュールに適用される太陽電池ストリングの裏面要部の一例を拡大して示す要部拡大平面図である。
【図２】図１に示す太陽電池ストリングのＢ−Ｂ断面を示す断面図である。
【図３】本発明に係る太陽電池モジュールの各構成部材の一例を分解して示す分解斜視図である。
【図４】図３に示す太陽電池モジュールの一部拡大断面図である。
【図５】図３に示す端子ボックスの斜視図である。
【図６】図４に示す太陽電池モジュールの裏面に配設された図５の端子ボックスの状態を示す底面図である。
【図７】図５に示す端子ボックスの底面図である。
【図８】図６に示す太陽電池モジュールのＣ−Ｃ断面の拡大断面図である。
【図９】図６に示す太陽電池モジュールのＤ−Ｄ断面の断面図である。
【図１０】充填材を充填する工程の一部（第１工程）を示す図６の太陽電池モジュールにおけるＤ−Ｄ断面の断面図である。
【図１１】充填材を充填する工程の一部（第２工程）を示す図６の太陽電池モジュールにおけるＤ−Ｄ断面の断面図である。
【図１２】充填材を充填する工程の一部（第３工程）を示す図６の太陽電池モジュールにおけるＤ−Ｄ断面の断面図である。
【図１３】本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００４１】
−太陽電池ストリングの構造−
まず、本発明に係る太陽電池モジュール１に適用される太陽電池ストリング２の構造について、図１、図２を参照して説明する。図１は、本発明に係る太陽電池モジュール１に適用される太陽電池ストリング２の裏面要部の一例を拡大して示す要部拡大平面図であり、図２は、図１に示す太陽電池ストリング２のＢ−Ｂ断面を示す断面図である。
【００４２】
太陽電池ストリング２は、透光性絶縁基板である受光面ガラス１０の裏面側に、太陽電池セル２ｃが列状に複数個配置され、直列に接続された形態とされている。受光面ガラス１０は、太陽電池ストリング２の表面２ｆｓを構成し、受光面ガラス１０へ照射された太陽光を太陽電池セル２ｃへ入射させる。太陽電池ストリング２の裏面２ｒｓには、太陽電池セル２ｃの裏面電極１３が列状に複数個配置されている。なお、太陽電池ストリング２は、特許請求の範囲に記載の「太陽電池素子」に相当する。
【００４３】
太陽電池セル２ｃは、受光面ガラス１０に形成された表面電極１１、表面電極１１に積層された半導体層１２、及び、半導体層１２に積層された裏面電極１３を備えている。表面電極１１は、隣接する太陽電池セル２ｃの裏面電極１３に接続されている。つまり、太陽電池セル２ｃは、太陽電池ストリング２の全体にわたって直列に接続されている。
【００４４】
表面電極１１は、透明電極であって、例えば、ＳｎＯ2、ＩＴＯ、ＺｎＯ等の金属酸化物で構成される。金属酸化物は、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、スパッタ法等によって成膜することが可能である。それぞれの表面電極１１は、受光面ガラス１０の表面に成膜された金属酸化物にレーザ光を照射するパターニングによって分離形成される。また、それぞれの表面電極１１は、太陽電池セル２ｃに対応させて形成されている。照射されるレーザ光としては、受光面ガラス１０では吸収されず、且つ、透明電極（表面電極１１）だけで吸収されるもの（例えば、波長が１．０６μｍであるＮｄ：ＹＡＧレーザの基本波等）を使用することができる。
【００４５】
次に、半導体層１２（例えば、シリコーン系の非晶質膜、微結晶膜等を適用することが可能である。）を、ＣＶＤ法等によって成膜する。それぞれの半導体層１２は、表面電極１１の表面に成膜された半導体層１２に、レーザ光を照射するパターニングによって分離形成される。それぞれの半導体層１２は、太陽電池セル２ｃに対応させて形成されている。照射されるレーザ光としては、受光面ガラス１０及び表面電極１１では吸収されず、且つ、半導体層１２だけで吸収されるもの（例えば、波長が５３２ｎｍであるＮｄ：ＹＡＧレーザの第２次高調波等）を使用することができる。
【００４６】
次いで、裏面電極１３（例えば、Ａｇ，Ａｌ等の金属膜、金属膜と金属酸化物とを積層したもの等を適用することが可能である。）を、スパッタ法、電子ビーム蒸着法等によって成膜する。それぞれの裏面電極１３は、半導体層１２と共にレーザ光を照射するパターニングによって形成された分離溝１４で分離形成される。つまり、分離溝１４によって、太陽電池セル２ｃに対応させた裏面電極１３及び半導体層１２が形成される。照射されるレーザ光は、受光面ガラス１０及び表面電極１１では吸収されず、且つ、半導体層１２及び裏面電極１３で吸収されるもの（例えば、波長が５３２ｎｍであるＮｄ：ＹＡＧレーザの第２次高調波等）を使用することができる。
【００４７】
ここで、表面電極１１、半導体層１２、及び、裏面電極１３を加工形成するレーザ光は、いずれも受光面ガラス１０の方向から照射される。表面電極１１、半導体層１２、裏面電極１３の成膜、及び、レーザパターニングによって、複数の太陽電池セル２ｃ（薄膜太陽電池セル）が互いに直列に接続された太陽電池ストリング（薄膜太陽電池ストリング）２が製造される。
【００４８】
本実施形態では、太陽電池ストリングが、受光面ガラス１０上に、表面電極１１、半導体層１２、及び、裏面電極１３としての薄膜が形成された「薄膜太陽電池」である場合について説明するが、太陽電池ストリングとして、太陽電池セルをなす半導体基板が受光面ガラス１０上に複数個配置され、それらがインターコネクタによって互いに電気的に接続された、いわゆる「結晶系太陽電池」を用いることも可能である。
【００４９】
−太陽電池モジュールの構造−
次に、図３、図４を参照して、本発明に係る太陽電池モジュール１の構造について説明する。図３は、本発明に係る太陽電池モジュール１の各構成部材の一例を分解して示す分解斜視図であって、図４は、図３に示す太陽電池モジュールの一部拡大断面図である。
【００５０】
太陽電池モジュール１は、太陽電池ストリング（太陽電池素子）２、端子電極１５、バスバーリード１６、及び、出力リード線２０を備えている。端子電極１５は、太陽電池ストリング２の一方側端部に形成された太陽電池セル２ｃの表面電極１１上、及び、太陽電池ストリング２の他方側端部に形成された太陽電池セル２ｃの裏面電極１３上に形成された電極である。
【００５１】
バスバーリード１６は、各端子電極１５と出力リード線２０とを通電可能に接続するものであって、例えば、半田めっきされた銅線等で形成されている。また、太陽電池ストリング２の裏面２ｒｓの両端には端子電極１５が配置され、バスバーリード１６は、端子電極１５に重ねて配置され、端子電極１５に接続されている。更に、バスバーリード１６には、太陽電池ストリング２で発生した電力を外部に取り出す出力リード線２０が、例えば半田付け等によって接続されている。
【００５２】
また、出力リード線２０は、受光面ガラス１０と裏面ガラス２４との間に、太陽電池ストリング２から裏面ガラス２４の開口部２４ｈに対向する位置まで配設される。また、出力リード線２０は、被覆部材２１を介して太陽電池ストリング２の裏面２ｒｓに配置され、端子電極１５と交差する方向であって太陽電池ストリング２の中心側に向けて延設されている。
【００５３】
太陽電池ストリング２の裏面２ｒｓにバスバーリード１６、及び、出力リード線２０を配設した状態で、太陽電池ストリング２の裏面２ｒｓを封止するために、裏面２ｒｓに対応させて、充填部材シート２２ｓ及び裏面ガラス２４が積層される。充填部材シート２２ｓは、充填部材シート２２ｓ及び裏面ガラス２４に対して施される加熱加圧処理（例えば、真空ラミネート処理）によって、裏面ガラス２４と出力リード線２０との間に充填された充填部材層２２（図４参照）を形成する。なお、充填部材シート２２ｓとしては、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）シート、アイオノマー樹脂シート等を適用することが可能である。
【００５４】
つまり、裏面ガラス２４は、充填部材層２２に密着して出力リード線２０を充填部材層２２によって被覆させる。したがって、充填部材層２２を確実に形成できることから、出力リード線２０を裏面電極１３に対して確実に絶縁して保護することが可能となり、容易且つ高精度に信頼性の高い太陽電池モジュール１を形成することができる。
【００５５】
充填部材シート２２ｓ及び裏面ガラス２４は、図６、図８を用いて後述する配線部材２５を挿通する開口部（充填部材シート２２ｓでは開口部２２ｓｈ、裏面ガラス２４では開口部２４ｈ）を有している。ここで、充填部材シート２２ｓに形成される開口部２２ｓｈ、及び、裏面ガラス２４に形成される開口部２４ｈは、略同一の大きさを有する円形状に形成されている。
【００５６】
本実施の形態では、太陽電池ストリング２を合わせガラス構造の薄膜太陽電池ストリングとしていることから、太陽電池モジュール１は、合わせガラス構造の薄膜太陽電池モジュールであり、且つ、フレームレス構造となっている。
【００５７】
−端子ボックスの構造−
次に、太陽電池モジュール１に配設される端子ボックス３の構造について、図５〜図７を参照して説明する。図５は、図３に示す端子ボックス３の斜視図であり、図６は、図４に示す太陽電池モジュール１の裏面に配設された図５の端子ボックス３の状態を示す底面図であり、図７は、図５に示す端子ボックス３の底面図である。
【００５８】
端子ボックス３は、偏平な方形の箱形状に形成された保護ケース３１と、保護ケース３１の上面開口部を覆う蓋体３２とから構成されている。また、保護ケース３１の底壁３３には、開口部３３ａ、及び、脱気口３３ｂが形成されている。開口部３３ａは、出力リード線２０と端子台３４とを通電可能に接続する配線部材２５（図６参照）を挿通させると共に、裏面ガラス２４の開口部２４ｈ内に後述する充填材３９を充填する（図１０〜図１２参照）ための開口部である。脱気口３３ｂは、充填材３９を充填する際に裏面ガラス２４の開口部２４ｈ内の空気を抜くための開口である。
【００５９】
このように、保護ケース３１の底壁３３に脱気口３３ｂを設けているので、開口部２４ｈ内に充填された充填材３９によって開口部２４ｈ内から押し出された空気が脱気口３３ｂを通って外部に抜けるため、充填材３９が開口部２４ｈ内に密に充填される。すなわち、気泡の発生を防止する構造となっている。
【００６０】
また、保護ケース３１の底壁３３の底面３５ａには、開口部３３ａ及び脱気口３３ｂを内包し、且つ、太陽電池モジュール１の裏面ガラス２４の開口部２４ｈの周囲に沿うようにリング状の溝３７が形成されている。このような溝３７を設けることで、裏面ガラス２４の開口部２４ｈに充填された充填材３９のうち不要な充填材がこの溝３７内に溜まるため、保護ケース３１の底面３５ａへの充填材３９のはみ出し（すなわち、保護ケース３１の底面３５ａへの充填材３９の付着）を防止することができる。また、この溝３７は、端子ボックス３を裏面ガラス２４に接着するために、保護ケース３１の底面３５ａに塗布された接着剤（例えば、シリコーン樹脂等）４０が、接着の際に裏面ガラス２４の開口部２４ｈ内にはみ出すことも防止することができる。
【００６１】
また、保護ケース３１の底壁３３の底面３５ａには、底面３５ａの外周縁に沿ってリング状の溝３８が形成されている。このように、保護ケース３１の底面３５ａの外周縁にも溝３８を形成することで、保護ケース３１の底面３５ａに塗布された接着剤４０によって保護ケース３１を裏面ガラス２４に接着する際、押し延ばされた接着剤４０が保護ケース３１の底面３５ａから外側にはみ出る前に、この溝３８内に溜まるため、接着剤４０の外側へのはみ出しを事前に防止することができる。
【００６２】
また、保護ケース３１の一側壁には、外部に電力を供給する電力取り出しケーブル４５を、それぞれ、挿入可能な２つの挿入穴３６が設けられており、この挿入穴３６を通じて挿入された各電力取り出しケーブル４５の先端部が端子台３４に固定される。電力取り出しケーブル４５の端子台３４への固定は、例えば、ネジ３４ａによるネジ止め構造となっている。なお、プラス側とマイナス側の端子台３４の間には、図示は省略しているが、太陽電池モジュール１の破損に対する回避回路の役割を果たすバイパスダイオードが接続されている。
【００６３】
また、開口部３３ａの横には、端子台３４が設けられており、出力リード線２０の端部は、配線部材２５を介して、端子台３４と通電可能に接続されている。
【００６４】
−端子台と出力リード線との接続構造−
次に、図６、図８等を参照して、端子ボックス３に配設された端子台３４と太陽電池ストリング２に配設された出力リード線２０との接続構造について説明する。図８は、図６に示す太陽電池モジュールのＣ−Ｃ断面の拡大断面図である。
【００６５】
出力リード線２０は、図３に示すように、太陽電池ストリング２の裏面側から裏面ガラス２４の開口部２４ｈに対向する位置まで太陽電池ストリング２の裏面に沿って配設される。図６に、裏面ガラス２４の開口部２４ｈに対向する位置に配設された出力リード線２０の端部を表記している。
【００６６】
配線部材２５は、端子ボックス３に配設された端子台３４と太陽電池ストリング２に配設された出力リード線２０とを通電可能に接続する配線である。配線部材２５の一方側端部（図６では、下側端部、図８では、左側端部）は、ネジ３４ｂによるネジ止め構造によって、端子台３４と通電可能に接続されている。配線部材２５の他方側端部（図６では、上側端部、図８では、右側端部）は、例えば、半田付け又はスポット溶接によって、出力リード線２０と通電可能に接続されている。
【００６７】
また、配線部材２５は、図１３を参照して後述するように、一方側端部（図６では、下側端部、図８では、左側端部）が端子ボックス３に配設された端子台３４に接続された状態で、裏側（図８の上側）から順に、端子ボックス３の底壁３３に形成された開口部３３ａ、及び、裏面ガラス２４に形成された開口部２４ｈを順次挿通されて、他方側端部（図６では、上側端部、図８では、右側端部）が、出力リード線２０と接続される。
【００６８】
出力リード線２０は、帯状に形成された導体（例えば、銅線）によって構成され、その太陽電池ストリング２と対向する側の面（裏面）が被覆部材２１によって被覆されている。
【００６９】
また、被覆部材２１は、予め設定された所定厚（例えば、２００μｍ）以上の厚みを有し、例えば、耐熱ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド、ポリスルフォン、又は、ポリエーテルスルフォン等の有機高分子材料からなる。
【００７０】
更に、図６に示すように、出力リード線２０の被覆部材２１は、裏面ガラス２４に形成された開口部２４ｈ（端子ボックス３の底壁３３に形成された開口部３３ａ）に対向する位置近傍において、出力リード線２０の外周から、突出して形成されている。また、出力リード線２０の被覆部材２１は、裏面ガラス２４に形成された開口部２４ｈに対向する位置近傍において、出力リード線２０の外周から、予め設定された所定長さ（例えば、２ｍｍ）以上突出して形成されていることが好ましい。
【００７１】
上述のように、開口部２４ｈが裏面ガラス２４に形成されており、出力リード線２０が、太陽電池ストリング２の裏面側から開口部２４ｈに対向する位置まで太陽電池ストリング２の裏面に沿って配設される。また、配線部材２５が、開口部２４ｈを挿通して配設され、その一方端（図６では、下側端、図８では、左側端）が端子台３４に通電可能に接続されると共に、その他方端（図６では、上側端、図８では、右側端）が開口部２４ｈに対向する位置に配設された出力リード線２０の端部に通電可能に接続される。このようにして、配線部材２５によって、出力リード線２０と端子ボックス３に配設された端子台３４との間が通電可能に接続されるため、出力リード線２０を薄くした場合であっても、出力リード線２０と端子台３４とを確実に通電可能に接続することができる。
【００７２】
つまり、裏面ガラス２４の開口部２４ｈに挿通される配線部材２５によって、出力リード線２０と端子ボックス３に配設された端子台３４との間が通電可能に接続されるため、出力リード線２０は、裏面ガラス２４の開口部２４ｈに対向する位置まで配設されていればよい。したがって、出力リード線２０を薄くした場合であっても、出力リード線２０と端子台３４とを確実に通電可能に接続することができるのである。
【００７３】
また、上述のように、出力リード線２０が帯状に形成されているため、配線部材２５との接続の容易性を確保しつつ、出力リード線２０を薄くすることが可能となり、製造コストを削減することができる。
【００７４】
更に、出力リード線２０における太陽電池ストリング２と対向する側の面が被覆部材２１によって被覆されているため、出力リード線２０と太陽電池ストリング２の裏面電極１３との間の絶縁性を確保することができる。
【００７５】
本実施形態では、出力リード線２０における太陽電池ストリング２と対向する側の面が被覆部材２１によって被覆されている場合について説明するが、出力リード線２０の周囲が被覆部材２１によって被覆されている形態でもよい。この場合には、出力リード線２０と太陽電池ストリング２の裏面電極１３との間の絶縁性を高めることができる。ただし、出力リード線２０の配線部材２５との接続部においては、裏面ガラス２４と対向する側の被覆部材２１を取り除いておく必要がある。
【００７６】
また、出力リード線２０の被覆部材２１が、裏面ガラス２４の開口部２４ｈに対向する位置近傍において、出力リード線２０の外周から、突出して形成されているため、半田付け、スポット溶接等によって配線部材２５と出力リード線２０とを接続する場合に、出力リード線２０と太陽電池ストリング２の裏面電極１３との間の絶縁性を確保することができる。また、出力リード線２０の外周からの、被覆部材２１の突出量が大きい程、出力リード線２０と太陽電池ストリング２の裏面電極１３との間の絶縁性を向上することができる。
【００７７】
更に、出力リード線２０の被覆部材２１が、耐熱ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド、ポリスルフォン、又は、ポリエーテルスルフォン等の有機高分子材料からなるため、出力リード線２０と太陽電池ストリング２の裏面電極１３との間の絶縁性を確保することができる。
【００７８】
また、出力リード線２０の被覆部材２１が、予め設定された所定厚（例えば、２００μｍ）以上の厚みを有するため、スポット溶接等によって配線部材２５と出力リード線２０とを接続する際に、太陽電池ストリング２の裏面電極１３に加えられる圧力を低減することができる。よって、出力リード線２０の配線部材２５との接続位置の裏面側に配設された太陽電池ストリング２の裏面電極１３の損傷を防止することができる。また、出力リード線２０の被覆部材２１が、予め設定された所定厚以上の厚みを有するため、出力リード線２０と太陽電池ストリング２の裏面電極１３との間の絶縁性を確保することができる。
【００７９】
更に、配線部材２５が半田付け又はスポット溶接によって出力リード線２０と通電可能に接続されるため、配線部材２５を出力リード線２０と容易に通電可能に接続することができる。
【００８０】
本実施形態では、配線部材２５が端子台３４とネジ止め構造によって接続される場合について説明するが、配線部材２５が端子台３４と一体に形成されている形態でもよい。この場合には、配線部材２５が端子台３４と一体に形成されているため、配線部材２５を容易に配設することができる。すなわち、配線部材２５が端子台３４と一体に形成されているため、配線部材２５を、開口部２４ｈに挿通して、配線部材２５の端部を出力リード線２０の端部に接続することによって、配線部材２５を配設することができるのである。
【００８１】
本実施形態では、配線部材２５が出力リード線２０の端部に接続される場合について説明したが、配線部材２５が出力リード線２０のその他の位置に接続される形態であればよい。すなわち、配線部材２５が接続される出力リード線２０の位置は、出力リード線２０の端部に限定されず、配線部材２５が出力リード線２０に接続されればよい。
【００８２】
−端子ボックスの取り付け及び充填材の充填−
次に、端子ボックス３を太陽電池モジュール１（太陽電池ストリング２）の裏面ガラス２４に取り付ける手順について、図９〜図１２を参照して説明する。図９は、図６に示す太陽電池モジュールのＤ−Ｄ断面の断面図であり、図１０は、充填材を充填する工程の一部（第１工程）を示す図６の太陽電池モジュールにおけるＤ−Ｄ断面の断面図である。また、図１１は、充填材を充填する工程の一部（第２工程）を示す図６の太陽電池モジュールにおけるＤ−Ｄ断面の断面図であり、図１３は、充填材を充填する工程の一部（第３工程）を示す図６の太陽電池モジュールにおけるＤ−Ｄ断面の断面図である。ただし、図１０〜図１２は、実際の製造工程に従って、受光面側を下、裏面側を上にして図示している。また、端子ボックス３の蓋体３２は開いた状態とされている。つまり、保護ケース３１のみ取り付けた状態とされている。
【００８３】
まず、図９に示すように、保護ケース３１の底壁３３の底面３５ａに、例えば、シリコーン樹脂等の接着剤４０を塗布し、保護ケース３１の底面３５ａを、接着剤４０を介して、裏面ガラス２４の表面に貼り付ける。このとき、接着剤４０が押し延ばされて横方向に多少広がったとしても、底面３５ａからはみ出だそうとする接着剤４０は、底面内側の溝３７内、及び、底面外側の溝３８内に溜まり、それ以上はみ出すことは殆どない。
【００８４】
この状態で、図示は省略しているが、端子台３４に電力取り出しケーブル４５の先端部を接続した後、図１０に示すように、保護ケース３１の開口部３３ａの上方に充填用ノズル５１を配置し、開口部３３ａを通じて、裏面ガラス２４の開口部２４ｈに充填材（例えば、２液硬化型シリコーン等）３９を、ある程度の高さから滴下する。これによって、裏面ガラス２４の開口部２４ｈが充填材３９によって充填されていく。このとき、開口部３３ａから溢れ出る寸前まで充填された充填材３９と保護ケース３１の底面３５ａとの間には、隅の方に若干の気泡が残る可能性があるが、本実施の形態では、開口部２４ｈ内に充填された充填材３９によって開口部２４ｈ内から押し出された空気及び残った気泡が脱気口３３ｂを通って外部に抜けるため、図１１に示すように、充填材３９が開口部２４ｈ内に密に充填されることになる。
【００８５】
この後、充填用ノズル５１を上方に引き上げつつ（若しくは、最初から図１２に示す所定の高さ位置に配置しておいてもよい。）、引き続いて充填材３９を滴下する。これにより、充填材３９が保護ケース３１内に溢れてきて、最終的には図１２に示すように、保護ケース３１内を充填材３９で一杯になるまで充填する。
【００８６】
この後、図示は省略しているが、保護ケース３１に蓋体３２を取り付けることで、太陽電池モジュール１への端子ボックス３の取り付けを完了する。
【００８７】
−製造方法−
次に、図１３を参照して、太陽電池モジュール１の製造方法について説明する。図１３は、本発明に係る太陽電池モジュール１の製造方法の一例を示すフローチャートである。なお、ここでは、便宜上、図２に示す太陽電池ストリング２が製造されている場合について説明する。
【００８８】
まず、図３に示すように、太陽電池ストリング（太陽電池素子）２の裏面にバスバーリード１６及び出力リード線２０が配設される（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１が、特許請求の範囲に記載の「リード線配設工程」に相当する。次に、充填部材シート２２ｓ及び裏面ガラス２４が積層されて、充填部材シート２２ｓ及び裏面ガラス２４に対して加熱加圧処理が施されることによって、ラミネート加工が行われる（ステップＳ１０３）。この工程によって、図４に示す充填部材層２２が形成される。ステップＳ１０３が、特許請求の範囲に記載の「ラミネート工程」に相当する。
【００８９】
次いで、図６、図８に示すように、配線部材２５の一方端が、ネジ止めによって端子台３４に接続される（ステップＳ１０５）。そして、配線部材２５が裏面ガラス２４の開口部２４ｈに挿通される（ステップＳ１０７）。次に、配線部材２５の他方端が、半田付け又はスポット溶接によって、出力リード線２０に接続される（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０５〜ステップＳ１０９が、特許請求の範囲に記載の「配線部材配設工程」に相当する。
【００９０】
そして、図９〜図１２に示すように、端子ボックス３が取り付けられ、充填材３９が充填されて、保護ケース３１に蓋体３２が取り付けられる（ステップＳ１１１）ことによって、太陽電池モジュール１の製造が終了する。
【００９１】
このようにして、出力リード線２０が、太陽電池ストリング２の裏面側から裏面ガラス２４の開口部２４ｈに対向する位置まで太陽電池ストリング２の裏面に沿って配設される。そして、配線部材２５が、裏面ガラス２４の開口部２４ｈに挿通されて、配線部材２５の一方端が、裏面ガラス２４の開口部２４ｈに対向する位置に配設された出力リード線２０の端部に通電可能に接続されるため、出力リード線２０を薄くした場合であっても、出力リード線２０と端子台３４とを確実に通電可能に接続することができる。
【００９２】
つまり、裏面ガラス２４の開口部２４ｈに挿通される配線部材２５によって、出力リード線２０と端子ボックス３に配設された端子台３４との間が通電可能に接続されるため、出力リード線２０は、裏面ガラス２４の開口部２４ｈに対向する位置まで配設されていればよい。したがって、出力リード線２０を薄くした場合であっても、出力リード線２０と端子台３４とを確実に通電可能に接続することができるのである。
【００９３】
また、ステップＳ１０１に示す「リード線配設工程」と、ステップＳ１０５〜ステップＳ１０９に示す「配線部材配設工程」との間で、裏面ガラス２４の開口部２４ｈに対向する位置に配設された端部を除く出力リード線２０がラミネート加工されるため、出力リード線２０と太陽電池ストリング２の裏面電極１３との間の絶縁性を確保することができる。
【００９４】
更に、ステップＳ１０５〜ステップＳ１０９に示す「配線部材配設工程」において、配線部材２５の一方端が裏面ガラス２４の開口部２４ｈに対向する位置に配設された出力リード線２０の端部に通電可能に接続される前に、配線部材２５の他方端が端子台３４に通電可能に接続されているため、配線部材２５を容易に配設することができる。
【００９５】
すなわち、配線部材２５の他方端が端子台３４に通電可能に接続されているため、配線部材２５を、裏面ガラス２４の開口部２４ｈに挿通し、配線部材２５の一方端を、裏面ガラス２４の開口部２４ｈに対向する位置に配設された出力リード線２０の端部に通電可能に接続することによって、配線部材２５を容易に配設することができるのである。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明は、受光面ガラスと裏面ガラスとの間に太陽電池素子が介設され、前記太陽電池素子で発生された電力を外部へ出力する端子ボックスが前記裏面ガラスの裏側に配設された合わせガラス構造の太陽電池モジュール及びその製造方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００９７】
１  太陽電池モジュール
２  太陽電池ストリング（太陽電池素子）
２ｃ  太陽電池セル
２ｆｓ  表面
２ｒｓ  裏面
３  端子ボックス
１０  受光面ガラス
１１  表面電極
１２  半導体層
１３  裏面電極
１４  分離溝
１５  端子電極
１６  バスバーリード
２０  出力リード線
２１  被覆部材
２２  充填部材層
２２ｓ  充填部材シート
２２ｓｈ  開口部
２４  裏面ガラス
２４ｈ  開口部
２５  配線部材
３１  保護ケース
３２  蓋体
３３  底壁
３３ａ  開口部
３３ｂ  脱気口
３４  端子台
３５ａ  底面
３５ｂ  ボックス内面
３６  挿入穴
３７，３８  溝
３９  充填材
４０  接着剤
４５  電力取り出しケーブル
５１  充填用ノズル
【図１】
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【図２】
2013143481.tif 000004
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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