(57)【要約】【課題】太陽電池セルを樹脂封止した場合において、樹脂による内部応力を緩和し、信頼性の高い太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】本発明の太陽電池モジュールは、周囲に枠部６ｂが設けられた基板６と、枠部６ｂで囲まれた基板６上の凹部内に配置され、配線材２ａで接続された複数の太陽電池セル１を有するストリングと、を備える。そして、さらに上記凹部内に上記ストリングを埋め込むように配置された樹脂層７ｂと、樹脂層７ｂ上に配置された蓋部材９と、を備え、枠部６ｂと蓋部材９との間に樹脂層７ｂを露出する隙間Ｓｐを有する。このように、枠部６ｂと蓋部材９との間に隙間Ｓｐを設けることにより、樹脂層７ｂの材料として熱膨張係数が大きい樹脂を用いた場合であっても、樹脂層７ｂの膨張または収縮による応力を上記隙間Ｓｐにより緩和することができる。【選択図】図２
2013211373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲に枠部が設けられた基板と、
前記枠部で囲まれた前記基板上の凹部内に配置され、第１配線材で接続された複数の太陽電池セルを有するストリングと、
前記凹部内に前記ストリングを埋め込むように配置された樹脂層と、
前記樹脂層上に配置された蓋部と、を備え、
前記枠部と前記蓋部との間に前記樹脂層を露出する隙間を有することを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記蓋部は、
前記樹脂層と接触し、前記枠部との間に前記樹脂層を露出する隙間を有するように配置された第１部と、
前記第１部の上部から前記隙間を覆うように張り出した第２部と、
を有することを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記枠部は、前記基板と一体成形されていることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記基板は、前記枠部と、基底部と、前記基底部上に配置された第１スペーサ部材と、を有し、
前記太陽電池セルは、前記第１スペーサ部材の上部に配置されていることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記基板の前記凹部内には、第２スペーサ部材が配置され、
前記第２スペーサ部材の一部は前記蓋部の裏面と当接していることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記蓋部は、開口部を有し、
前記ストリングの端部から延在する第２配線材が、前記開口部を通って前記蓋部上の端子に接続されていることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記蓋部は、開口部を有し、
前記蓋部の裏面は、前記開口部の端部から前記蓋部の外周に向かって、前記ストリング側に下降するテーパー形状であることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】
前記樹脂層は、シリコン樹脂またはウレタン樹脂よりなることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項９】
前記シリコン樹脂は、ゲル状であることを特徴とする請求項８記載の太陽電池モジュール。
【請求項１０】
前記基板は、前記枠部と、基底部と、を有し、
前記枠部は、前記基底部と別部材で構成されていることを特徴とする請求項１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、光電変換を行う複数の太陽電池セルを基板上に配置して形成した太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、光起電力効果を利用し、光エネルギーを電力に変換する電力機器である。太陽電池セルを基板上に複数配置してパネル状に成形したものを太陽電池モジュール（太陽電池パネル）と言う。
【０００３】
太陽電池モジュールの製造方法としては、配線材によって接続された複数の太陽電池セル（ストリング）を基板と樹脂フィルムとの間に真空ラミネート法を用いて封止する方法がある。
【０００４】
また、下記特許文献１（特開２０１０-１５７６５２号公報）には、基材上に複数枚の太陽電池素子を配置し、ウレタン樹脂によって封入した太陽電池パネルが記載されている。
【０００５】
また、この特許文献１には、従来技術として、次の太陽電池パネルが開示されている。配線材（２）によって複数の太陽電池素子（４）を接続したストリング（６）を、ガラス基板（８）上に、ＥＶＡ樹脂（１０）によって封入し、ＰＥＴ樹脂シート（１２）によって裏面をシールする（図１１参照）。なお、括弧内は当該文献に記載の参照符号および図番号である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０-１５７６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者は、太陽電池モジュールの構成や製造方法に関する研究・開発を行っている。真空ラミネート法を用いて太陽電池モジュールを形成する場合は以下の工程により形成する。ガラス基板上にＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂のフィルムを置き、その上に配線材によって複数の太陽電池セルを接続したストリングを置く。次いで、そのストリングの上にＥＶＡ樹脂のフィルムをもう一枚重ねて置き、最後にＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂のフィルムを置く。次いで、これらの積層体を真空中で加熱することで、ＥＶＡ樹脂を溶融させ、配線材や太陽電池セルと完全に密着させる。この後、さらに加熱処理を施すことでＥＶＡ樹脂を硬化させる。
【０００８】
しかしながら、このような真空ラミネート法を用いた場合、複数枚のフィルムを真空中で重ね合わせる必要があるため、フィルムの取り回しのための機構が複雑になる。さらに真空チャンバも必要になるため、製造装置が非常に大型で高価なものとなってしまう。また、装置内に収容可能な単位モジュールごとに真空排気と大気開放を繰り返すため、生産効率が低く、生産コストが高くなる傾向があった。
【０００９】
そこで、本発明者は、基板上に配置した太陽電池セル（ストリング）を樹脂を用いて封止する技術を検討している。
【００１０】
しかしながら、封止樹脂の熱膨張（体積膨張）や収縮により、太陽電池セルやセル間を接続する配線材に応力が加わり、セルの割れや配線材の断線などの問題が生じることがあった。特に、太陽電池セルを封止した樹脂の外周を基板、枠部および上蓋で囲う構造とした場合には、樹脂の応力が内部に集中し、セルの割れや配線材の断線が生じやすくなる。
【００１１】
そこで、樹脂封止を行う場合においても、樹脂の熱膨張による応力を緩和し、太陽電池モジュールの信頼性を向上できる太陽電池モジュール構造の開発が望まれる。
【００１２】
本発明の目的は、太陽電池モジュールの信頼性を向上させる技術を提供することにある。特に、太陽電池セルを樹脂封止した場合においても、樹脂による内部応力を緩和し、信頼性の高い太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
【００１３】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１５】
本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態に示される太陽電池モジュールは、周囲に枠部が設けられた基板と、上記枠部で囲まれた上記基板上の凹部内に配置され、第１配線材で接続された複数の太陽電池セルを有するストリングと、上記凹部内に上記ストリングを埋め込むように配置された樹脂層と、上記樹脂層上に配置された蓋部と、を備え、上記枠部と上記蓋部との間に上記樹脂層を露出する隙間を有する。
【発明の効果】
【００１６】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの一実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１７】
太陽電池モジュールの信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態１の太陽電池モジュールの構成を示す平面図である。
【図２】実施の形態１の太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。
【図３】太陽電池セルの構成を示す断面図である。
【図４】実施の形態１の太陽電池モジュールの製造工程を示す平面図である。
【図５】実施の形態１の太陽電池モジュールの製造工程を示す断面図である。
【図６】実施の形態１の太陽電池モジュールの製造工程を示す平面図である。
【図７】実施の形態１の太陽電池モジュールの製造工程を示す断面図である。
【図８】実施の形態１の太陽電池モジュールの製造工程を示す平面図である。
【図９】実施の形態１の太陽電池モジュールの製造工程を示す断面図である。
【図１０】実施の形態１の太陽電池モジュールの製造工程を示す平面図である。
【図１１】実施の形態１の太陽電池モジュールの製造工程を示す断面図である。
【図１２】実施の形態１の太陽電池モジュールの製造工程を示す断面図である。
【図１３】実施の形態１の太陽電池モジュールの製造工程を示す平面図である。
【図１４】実施の形態１の太陽電池モジュールの製造工程を示す断面図である。
【図１５】フレーム部材をはめ込んだ太陽電池モジュールの断面図である。
【図１６】フレーム部材をはめ込んだ太陽電池モジュールの平面図である。
【図１７】フレーム部材にはめ込まれた複数の太陽電池モジュールの平面図である。
【図１８】実施の形態１の太陽電池モジュールの他の構成を示す平面図である。
【図１９】実施の形態２の太陽電池モジュールの基板の構成を示す斜視図である。
【図２０】（Ａ）および（Ｂ）は、実施の形態２の太陽電池モジュールの基板の構成を示す断面図である。
【図２１】実施の形態２の太陽電池モジュールの基板の構成を示す斜視図である。
【図２２】実施の形態３の太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。
【図２３】（Ａ）〜（Ｃ）は、実施の形態３の太陽電池モジュールの蓋部の構成を示す平面図および断面図である。
【図２４】実施の形態３の太陽電池モジュールの製造工程を模式的に示す断面図である。
【図２５】実施の形態４の太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。
【図２６】実施の形態４の太陽電池モジュールの構成を示す平面図である。
【図２７】実施の形態５の太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。
【図２８】実施の形態６の太陽電池モジュールの製造工程を示す断面図である。
【図２９】実施の形態６の太陽電池モジュールの製造工程を示す断面図である。
【図３０】実施の形態６の太陽電池モジュールの他の構成を示す断面図である。
【図３１】実施の形態７の太陽電池モジュールの製造工程を示す断面図である。
【図３２】実施の形態７の太陽電池モジュールの製造工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材または関連する部材には同一または関連する符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、実施の形態では、特に必要な場合を除き、同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。さらに、実施の形態を説明する図面においては、構成を分かり易くするために、平面図（上面図）であってもハッチングを付す場合や、断面図であってもハッチングを省略する場合がある。
【００２０】
また、平面図（上面図）および断面図において、各部位の大きさは実製品と対応するものではなく、図面を分かり易くするため、特定の部位を相対的に大きく表示する場合がある。また、平面図（上面図）と断面図等が対応する場合においても、各部位の形や大きさを変えて表示する場合がある。
【００２１】
（実施の形態１）
[太陽電池モジュールの構成]
図１は、本実施の形態の太陽電池モジュールの構成を示す平面図である。図２は、本実施の形態の太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。断面図は、平面図のＡ−Ａ断面部に対応するが、開口部９ａ近傍においては一部の寸法を変更し模式的に示してある。また、断面図においてＡ−Ａ断面部の奧に位置するスペーサ（スペーサ部材）６ｃを表示してある。
【００２２】
太陽電池は、光起電力効果を利用し、光エネルギー（例えば、太陽光）を電力に変換する装置である。よって、光電変換装置とも呼ばれる。
【００２３】
また、本実施の形態において太陽電池モジュールとは、配線材を介して接続された複数の太陽電池セル１（ストリング）を基板上に固定した組立体である。
【００２４】
図１および図２に示すように、本実施の形態の太陽電池モジュールは、基板６、複数の太陽電池セル１を配線材２ａによって接続したストリングおよび蓋部材（蓋部、上蓋）９を有する。
【００２５】
基板６は、基底部６ａ、枠部６ｂおよびスペーサ６ｃを有し、枠部６ｂによって外周部が囲まれた基板６の凹部内（基底部６ａ上）には、太陽電池セル１（ストリング）が配置され、この太陽電池セル１（ストリング）を覆うように樹脂層７ｂが配置されている（図２）。また、基板６の基底部６ａ上には、複数の円柱状のスペーサ６ｃがＸ方向およびＹ方向にアレイ状に配置されている。アレイ状に配置された複数のスペーサ６ｃ上には、ストリングの太陽電池セル１がそれぞれ搭載されている。
【００２６】
樹脂層７ｂは、光透過性の樹脂からなる。例えば、シリコン樹脂（シリコーン）やウレタン樹脂などを用いることができる。このように、太陽電池セル１の外周を樹脂層７ｂで覆うことにより、太陽電池セル１の保護性（耐湿性や耐衝撃性など）を向上させることができる。また、スペーサ６ｃとの接触部以外の領域を樹脂層７ｂで覆うことにより、基板６の基底部６ａに直接配置する場合と比較し、基板６と樹脂層７ｂの熱膨張係数の違いによる応力の歪みの影響を低減することができる。
【００２７】
太陽電池セル１は、表面（上面、受光面）に第１電極を、裏面（下面）に第２電極を有し、これらの電極の間に光電変換部を有する。
【００２８】
例えば、第１の太陽電池セル１の裏面と第２の太陽電池セル１の表面を配線材２ａで接続し、第２の太陽電池セル１の裏面と第３の太陽電池セル１の表面を配線材２ａで接続する。このような接続を繰り返すことにより、直列に複数の太陽電池セル１を接続することができる。さらに、直列に接続された複数の太陽電池セル１を所定の個数毎に折り返して配置することにより、図１に示すような複数の太陽電池セル１がＸ方向およびＹ方向にアレイ状に配置されたストリングを形成することができる。ここでは、直列に接続された複数の太陽電池セル１のうち、両端に位置する太陽電池セル１の電極（第１電極または第２電極）をそれぞれ配線材２ｂによりコネクタ端子９ｂと接続している。図１等において、太陽電池セル１間を接続する配線材を“２ａ”で示し、コネクタ端子９ｂに接続される配線材を“２ｂ”で示してある。なお、太陽電池セル１の接続形態に制限はなく、並列接続してもよい。
【００２９】
太陽電池セル１の構成に特に制限はないが、以下に示す構成のものを例示することができる。図３は、太陽電池セルの構成を示す断面図である。図示するように、第１電極ＥＬ１上に、半導体基板Ｓ１が配置されている。半導体基板Ｓ１上には、第２電極ＥＬ２が配置されている。半導体基板Ｓ１の第２電極ＥＬ２側には、第１導電型（例えば、ｎ型）の半導体領域１ｎが配置され、この第１導電型の半導体領域１ｎと接するようにその下部に第２導電型（例えば、ｐ型）の半導体領域１ｐが配置されている。これらの半導体領域（１ｎ、１ｐ）のｐｎ接合部において光起電力効果を利用して入力光から電力を発生させる。つまり、これらの半導体領域（１ｎ、１ｐ）は光電変換部を構成する。ここでは、第２導電型（例えば、ｐ型）の半導体領域１ｐと第１電極ＥＬ１との間に、半導体領域１ｐより高濃度の第２導電型（例えば、ｐ型）の半導体領域１ｐｐが配置されている。なお、第２電極ＥＬ２を、複数のライン状の導電膜よりなるフィンガ電極と、それと交差する方向に延びるバス電極とで構成してもよい。
【００３０】
蓋部材９は、光透過性を有する材料からなり、樹脂層７ｂ上に配置されている（図２）。この蓋部材９は、開口部９ａを有する。蓋部材９上には、開口部９ａを覆うようにジャンクションボックスが配置されている。ジャンクションボックスは、ボックス枠９ｃとボックス蓋９ｄとを有する。上記ストリングの配線材２ｂは、開口部９ａを通ってジャンクションボックス内に配置され、ジャンクションボックス内のコネクタ端子９ｂに接続される。このコネクタ端子９ｂは、ジャンクションボックス外に取り出された外部コネクタ（図示せず）と接続されている。このジャンクションボックスを介して太陽電池モジュールと外部との接続を図ることができる。
【００３１】
また、上記蓋部材９により、太陽電池モジュール自体の耐衝撃性を向上させることができる。特に、樹脂層７ｂが柔軟な材料で構成されている場合であっても、耐衝撃性を向上させることができる。
【００３２】
ここで、本実施の形態においては、蓋部材９は、枠部６ｂの内側の領域より一回り小さく、枠部６ｂと蓋部材９との間に隙間（隙間部、スペース）Ｓｐが形成されている（図１、図２）。
【００３３】
このように、枠部６ｂと蓋部材９との間に隙間Ｓｐを設けることにより、樹脂層７ｂの材料として熱膨張係数が大きい樹脂を用いた場合であっても、温度変化に伴う樹脂層７ｂの膨張または収縮による応力を上記隙間Ｓｐにより緩和することができる。よって、太陽電池セル１の破損や、太陽電池セル１間を接続する配線材２ｂの断線などを低減することができ、太陽電池モジュールの信頼性を向上することができる。
【００３４】
特に、屋外に配置される太陽電池モジュールにおいては、温度変化などの外部環境の影響を受けやすい。例えば、一日のうちの温度変化や季節による温度変化に伴い、樹脂層７ｂの膨張・収縮が繰り返されると、太陽電池セル１等に応力負荷が加わりやすくなる。しかしながら、本実施の形態の太陽電池モジュールにおいては、かかる環境下においても、太陽電池モジュールの信頼性を維持することができる。
【００３５】
なお、図２のＴ１は、枠部６ｂの厚さ（高さ）、Ｔ２は、基底部６ａ（基板６の底面）の厚さ、Ｔ３は、スペーサ６ｃの厚さ（高さ）、Ｔ４は、太陽電池セル１の厚さ、Ｔ５は、蓋部材９の厚さである。Ｔａ２は、蓋部材９の裏面と基底部６ａの表面との間に位置する樹脂層７ｂの厚さ、Ｔｂは、隙間Ｓｐにおける樹脂層７ｂの厚さであり、それぞれ、硬化する前の液体状のシリコン樹脂７ａの厚さに対応する。これらの関係の詳細は、以下の「太陽電池モジュールの製造方法」の欄において説明する。
【００３６】
［太陽電池モジュールの製造方法］
次いで、図４〜図１４を参照しながら、本実施の形態の太陽電池モジュールの製造工程を説明するとともに、本実施の形態の太陽電池モジュールの構成をより明確にする。図４〜図１４は、本実施の形態の太陽電池モジュールの製造工程を示す平面図または断面図である。
【００３７】
図４および図５に示すように、基底部６ａ、枠部６ｂおよびスペーサ６ｃを有する基板６を準備する。基板６は、例えば、ガラスエポキシ、ポリカーボネート、あるいはポリカーボネートにガラスを添加した複合材料などよりなる。これらの材料を射出成形することにより、枠部６ｂやスペーサ６ｃを含む基板６を一体成形することができる。なお、基底部６ａに対し、枠部６ｂやスペーサ６ｃをそれぞれ別材料で形成してもよい。
【００３８】
枠部６ｂの厚さ（高さ）Ｔ１は、例えば５〜１５ｍｍ程度である。また、基底部６ａ（基板６の底面）の厚さＴ２は、例えば２〜８ｍｍ程度である。スペーサ６ｃの厚さ（高さ）Ｔ３は、例えば０．５〜３ｍｍ程度である。また、後述する太陽電池セル１の厚さＴ４は、例えば０．２〜０．４ｍｍ程度、蓋部材９の厚さＴ５は、例えば２〜８ｍｍ程度である（図７、図１２参照）。なお、太陽電池セル１の厚さＴ４には、太陽電池セル１の上部の配線材２ａの厚さを含むものとする。
【００３９】
上記枠部６ｂの厚さ（高さ）Ｔ１は、基底部６ａの厚さＴ２、スペーサ６ｃの厚さＴ３、太陽電池セル１の厚さＴ４および蓋の厚さＴ５の和より大きくなるように設定されている（Ｔ１＞（Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５）、図１２参照）。
【００４０】
次いで、図６および図７に示すように、基板６の枠部６ｂによって囲まれた基板６の空間内（凹部内）に、太陽電池セル１のストリングを配置する。ストリングは、前述したように複数の太陽電池セル１を配線材２ａによって接続したものであり、各太陽電池セル１が、基板６のスペーサ６ｃ上に配置されるように位置合わせして配置される。各太陽電池セル１とスペーサ６ｃを接着シートや接着剤などを用いて固定してもよい。配線材２ｂは、基板６の上方に引き出しておく（図７）。なお、配線材（２ａ、２ｂ）は、例えば、１００μｍ〜２００μｍ程度の厚さの銅膜よりなり、太陽電池セル１と半田膜などを介して接合されている。
【００４１】
次いで、図８および図９に示すように、基板６の枠部６ｂによって囲まれた基板６の空間内（凹部内）に、太陽電池セル１のストリングを覆うように液体状の樹脂を塗布する。液体状の樹脂としては、例えば、液体状のシリコン樹脂７ａを用いる。塗布工程では、図９に示す塗布装置を用いることができる。この塗布装置は、塗布ヘッド１０と、液体状のシリコン樹脂７ａを塗布ヘッド１０に供給するための樹脂供給パイプ１１と、シリコン樹脂を液体の状態で貯蔵するタンク１３とを有する。このタンク１３に貯蔵されている樹脂を、ポンプ１２により加圧して樹脂供給パイプ１１に供給する構成としてもよい。また、上記塗布ヘッド１０は、吐出物を直線上に吐出するためのスリット状の開口部１０ａを有する。このような塗布装置（吐出装置）は、スリットコータと呼ばれることがある。
【００４２】
この塗布工程においては、例えば、塗布ヘッド１０の開口部１０ａの長手方向を、平面視において矩形の基板６の短辺上に位置合わせする。次いで、開口部１０ａから液体状のシリコン樹脂７ａを吐出させながら、塗布ヘッド１０を上記短辺と交差する方向（例えば、図９の右から左）に移動させる。このようにして、基板６の空間内（凹部内）に液体状のシリコン樹脂７ａを塗布することができる。なお、塗布ヘッド１０は移動させず、基板６が搭載された移動ステージを動かしてもよい。また、塗布ヘッド１０および移動ステージの双方を動かしてもよい。
【００４３】
このようにスリット状の開口部１０ａから液体状のシリコン樹脂７ａを吐出（塗布）することで、短時間に枠部６ｂによって囲まれた基板６の空間内（凹部内）に液体状のシリコン樹脂７ａを充填することができる。液体状のシリコン樹脂７ａの充填量は、塗布ヘッド１０の開口部１０ａのスリットの間隔、塗布ヘッド１０や移動ステージの移動速度、塗布ヘッド１０と基板６間の距離、ポンプ１２の加圧力などにより調整することができる。これらのパラメータを調整することにより、例えば、一回の吐出で太陽電池セル１のストリングを液体状のシリコン樹脂７ａで埋めることができる（図１０、図１１）。この際、基板６の周囲には、枠部６ｂが設けられているため、液体状のシリコン樹脂７ａが基板６の外側に漏れることがない。液体状のシリコン樹脂７ａは、例えば、液体状のシリコーンなどのケイ素化合物を含有する。
【００４４】
ここで、液体状のシリコン樹脂７ａの充填量は具体的に次のとおりとする。液体状のシリコン樹脂７ａの液面（液体表面）高さが、太陽電池セル１の表面より上に位置し、かつ、枠部６ｂの表面より下に位置するように、液体状のシリコン樹脂７ａを充填する（図１１）。言い換えれば、充填された液体状のシリコン樹脂７ａの最大厚さＴａ１は、スペーサ６ｃの厚さ（高さ）Ｔ３と太陽電池セル１の厚さＴ４との和（Ｔ３＋Ｔ４）より大きい。また、上記充填された液体状のシリコン樹脂７ａの最大厚さＴａ１は、枠部６ｂの厚さ（高さ）Ｔ１と基底部６ａ（基板６の底面）の厚さＴ２の差（Ｔ１−Ｔ２）より小さい。即ち、（Ｔ３＋Ｔ４）＜Ｔａ１＜（Ｔ１−Ｔ２）の関係にある。
【００４５】
次いで、図１２〜図１４に示すように、液体状のシリコン樹脂７ａの液面（液体表面）上に蓋部材（上蓋）９を搭載する。この蓋部材９は、光透過性を有する材料よりなり、例えば、基板６と同様の材料よりなる。図１２に示すように、蓋部材９は、開口部９ａを有する。また、蓋部材９の上部には、開口部９ａを囲うようにボックス枠９ｃが配置されている。ボックス枠９ｃは、ジャンクションボックスの壁部となる。
【００４６】
上記開口部９ａに配線材２ｂを通し、液体状のシリコン樹脂７ａの液面上に蓋部材９を搭載する（図１３、図１４）。なお、この搭載時において開口部９ａから液体状のシリコン樹脂７ａが蓋部材９上に流入してもボックス枠９ｃで留まり、蓋部材９上に広範囲に広がることはない。
【００４７】
ここで、蓋部材９は、平面視において枠部６ｂの内側の領域より一回り小さい（図１３）。例えば、枠部６ｂの内部寸法を１９８０ｍｍ×９８０ｍｍの矩形とし、蓋部材９の外形寸法を１９６０ｍｍ×９６０ｍｍの矩形とする。この場合、蓋部材９を枠部６ｂによって囲まれた領域の略中央に配置した場合、枠部６ｂと蓋部材９との間には幅２０ｍｍの隙間（隙間部、スペース）Ｓｐが形成される。なお、上記寸法は一例であり、隙間の幅としては、例えば５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲で適宜設定することができる。また、太陽電池セル１を封止する樹脂層７ｂの体積膨張を効果的に緩和するためには、枠部６ｂの内側の領域（面積）に対し、１％以上の隙間を有するように蓋部材９の大きさや形状を設定することが好ましい。
【００４８】
また、蓋部材９を液体状のシリコン樹脂７ａの液面（液体表面）に対し、少し押し込むように圧力をかけて蓋部材９を配置する（図１４）。これにより、蓋部材９の底面より、隙間Ｓｐにおける液体状のシリコン樹脂７ａの液面（液体表面）が上昇する。このように、蓋部材９をシリコン樹脂７ａの液面（液体表面）から少し押し込むことにより、蓋部材９と液体状のシリコン樹脂７ａとの間の空気の層を低減することができる。蓋部材９の押し込み後の蓋部材９の裏面と基底部６ａの表面との間に位置する液体状のシリコン樹脂７ａの厚さをＴａ２とした場合、隙間Ｓｐにおける液体状のシリコン樹脂７ａの厚さＴｂは、蓋部材９の厚さＴ５と上記厚さＴａ２との和（Ｔ５＋Ｔａ２）より小さい。さらに、上記厚さＴａ２を、スペーサ６ｃの厚さＴ３と太陽電池セル１の厚さＴ４の和（Ｔ３＋Ｔ４）より大きくする。これにより蓋部材９の押し込み後も、太陽電池セル１の表面に液体状のシリコン樹脂７ａが配置される。よって、太陽電池セル１の表面、側面および裏面（スペーサ６ｃとの接触部を除く）が液体状のシリコン樹脂７ａで覆われることとなる。
【００４９】
上記条件を満たす限りにおいて蓋部材９の表面は、枠部６ｂの高さ（表面）より高くても、または低くてもよいが、蓋部材９の表面は、枠部６ｂの表面と同程度の高さとすることが好ましい（図１４）。
【００５０】
次いで、加熱処理を施すことにより液体状のシリコン樹脂７ａを硬化させ、硬化シリコン樹脂よりなる樹脂層７ｂを形成する。この後、ボックス枠９ｃの内部において、配線材２ｂをコネクタ端子９ｂに接続し、さらに、ボックス蓋９ｄを取り付ける。以上の工程により、図１および図２に示す太陽電池モジュールが形成される。
【００５１】
なお、ここで、樹脂層７ｂとしてシリコン樹脂を用いたが、塗布時には液状であり、その後硬化させることが可能な樹脂であれば他の樹脂を用いてもよい。熱硬化の他、紫外線などのエネルギー線を照射することにより硬化する樹脂を用いることもできる。また、本実施の形態において「液状」とは、粘度を有するものも含む。但し、塗布性を考慮すれば、低粘度（例えば、５Ｐａ・ｓ以下）の液状の樹脂を用いることが好ましい。また、硬化状態としては、ゲルやエラストマーなどのような柔軟性を有した硬化状態も含む。例えば、硬化後の上記シリコン樹脂がゲル状であってもよい。このように、ある程度の柔軟性を有する樹脂（例えば、ヤング率１ＭＰａ以下の硬化樹脂）を用いることで、外部からの衝撃を緩和することができる。
【００５２】
上記シリコン樹脂は、外部衝撃を緩和できる柔軟性を有し、耐湿性や耐水性なども良好であることから樹脂層７ｂとして用いて好適である。また、シリコン樹脂は、熱膨張係数（線膨張係数）が１０００ｐｐｍ／℃以上であり、ラミネート構造に用いられるＥＶＡ樹脂の熱膨張係数（線膨張係数）２００ｐｐｍ／℃より高い。よって、本実施の形態のように、枠部６ｂと蓋部材９との間に隙間（隙間部、スペース）Ｓｐを設けることによる効果が大きく、本実施の形態の構成を適用して好適である。なお、他の材料について、例えば、ウレタン樹脂の熱膨張係数（線膨張係数）は２００ｐｐｍ／℃程度である。
【００５３】
また、上記工程により形成された太陽電池モジュール（図１）の枠部６ｂにフレーム部材ＦＲをはめ込んでもよい。図１５は、フレーム部材をはめ込んだ太陽電池モジュールの断面図であり、図１６はその平面図である。
【００５４】
図１５および図１６に示すように、平面視において矩形の基板６の各辺（枠部６ｂ）に沿うようにフレーム部材ＦＲを取り付ける。この際、枠部６ｂと蓋部材９との間の隙間（隙間部、スペース）Ｓｐ、言い換えれば、樹脂層７ｂの露出部をフレーム部材ＦＲで覆うようにすれば、耐湿性や耐衝撃性をさらに向上させることができる。
【００５５】
また、複数の太陽電池モジュールをフレーム部材ＦＲにより連結してもよい。図１７は、フレーム部材にはめ込まれた複数の太陽電池モジュールの平面図である。例えば、図１７に示すように、Ｙ方向に延在する一対のフレーム部材ＦＲの間に複数の太陽電池モジュールをはめ込む。
【００５６】
この図１７に示す形態においては、各太陽電池モジュールの各基板６の短辺（Ｙ方向）に沿った隙間（樹脂層７ｂの露出部）Ｓｐをフレーム部材ＦＲで覆うことができる。また、図１７においては、各太陽電池モジュールの各基板６の長辺（Ｘ方向）に沿った隙間（樹脂層７ｂの露出部）Ｓｐがフレーム部材ＦＲで覆われない。そこで、図１８に示すように、基板６の短辺（Ｙ方向）に沿った隙間（樹脂層７ｂの露出部）Ｓｐのみが形成されるように蓋部材９の形状を調整してもよい。図１８は、本実施の形態の太陽電池モジュールの他の構成を示す平面図である。
【００５７】
（実施の形態２）
実施の形態１においては、図５等に示すように基底部６ａと枠部６ｂとが一体成形された基板６を用いたが、基底部６ａと枠部６ｂとを異なる部材（別部材）で構成し、それらを接着することにより基板６を形成してもよい。
【００５８】
図１９〜図２１は、本実施の形態の太陽電池モジュールの基板の構成を示す斜視図または断面図である。
【００５９】
図１９に示すように、平面視において矩形の基底部６ａと環状（基底部６ａを囲う形状）の枠部６ｂを接着することにより、枠部６ｂを有する基板６を形成してもよい。この場合、図２０（Ａ）に示すように、基底部６ａの各辺に沿うように環状の枠部６ｂを重ねて接着してもよい。また、図２０（Ｂ）に示すように、枠部６ｂの高さを基底部６ａの厚さより大きく設定し、環状の枠部６ｂの底部に基底部６ａをはめ込むことにより基板６を形成してもよい。
【００６０】
また、図２１に示すように、枠部６ｂを、４つの柱状（直方体）の枠部材６ｂ１〜６ｂ４で構成し、各枠部材を基底部６ａの各辺に沿うように重ねて接着してもよい。また、各枠部材６ｂ１〜６ｂ４の高さを基底部６ａの厚さより大きく設定し、基底部６ａの側面に各枠部材６ｂ１〜６ｂ４を接着することにより基板６を形成してもよい。
【００６１】
なお、本実施の形態においては、スペーサ（６ｃ）の図示を省略してある。このスペーサ（６ｃ）については、基底部６ａと一体成形してもよく、また、スペーサ（６ｃ）を別部材とし、基底部６ａ上に接着してもよい。
【００６２】
（実施の形態３）
実施の形態１においては、図１２等に示すように蓋部材９をほぼ均一な厚さ（Ｔ５）としたが、蓋部材９の裏面をテーパー形状としてもよい。
【００６３】
図２２は、本実施の形態の太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。図２３（Ａ）〜（Ｃ）は、本実施の形態の太陽電池モジュールの蓋部の構成を示す平面図および断面図である。（Ｂ）の断面図は、（Ａ）の平面図のＢ−Ｂ断面部に対応し、（Ｃ）の断面図は、（Ａ）の平面図のＣ−Ｃ断面部に対応する。図２４は、本実施の形態の太陽電池モジュールの製造工程を模式的に示す断面図である。
【００６４】
図２２および図２３に示すように、本実施の形態においては、蓋部材９の裏面（下面、樹脂層７ｂとの接触面）に開口部９ａから蓋部材９の外周に向かって下降する斜面（テーパー）を設けている。言い換えれば、蓋部材９の裏面（下面、樹脂層７ｂとの接触面）に蓋部材９の外周から開口部９ａに向かって上昇する斜面（テーパー）を設けている。また、別の言い方をすれば、ほぼ水平な蓋部材９の表面からの厚さが、開口部９ａからその外周に向かって厚くなっている。
【００６５】
これにより、例えば、液体状のシリコン樹脂７ａの液面（液体表面）上に蓋部材９を搭載する際に、液面と蓋部材９との間に気泡ＡＲの巻き込みが生じても、図２４に示すように、気泡ＡＲを除去することができる。即ち、気泡ＡＲが蓋部材９の裏面の斜面に沿って開口部９ａまで導かれ、開口部９ａから放出される。また、当初より液体状のシリコン樹脂７ａの内部に取り込まれていた気泡なども同様に除去することができる。
【００６６】
このように、太陽電池モジュールの内部に含まれる気泡を低減でき、太陽電池モジュールの信頼性を向上させることができる。
【００６７】
（実施の形態４）
実施の形態４においては、基板６の凹部内にスペーサ（スペーサ部材）６ｄを設けることにより、蓋部材９の位置（高さや平面位置）を調整し易くする。
【００６８】
図２５は、本実施の形態の太陽電池モジュールの構成を示す断面図であり、図２６は、その平面図である。断面図は、平面図のＤ−Ｄ断面部に対応する。
【００６９】
本実施の形態においては、図２５に示すように基板６にスペーサ６ｄを設けている。スペーサ６ｄは、第１部６ｄ１と第２部６ｄ２とを有し、第１部６ｄ１は、枠部６ｂの内壁と接し所定の幅Ｗを有する。この幅Ｗは、隙間（隙間部、スペース）Ｓｐの幅と対応する。また、第２部６ｄ２は、基底部６ａの上面から所定の高さＨを有する。この高さＨの部分は、蓋部材９の裏面と当接している。この部分により、蓋部材９の高さ（蓋部材９の裏面の高さ）を調整することができる。例えば、蓋部材９の表面と枠部６ｂの表面とを同じ高さに調整することができる。
【００７０】
このように、蓋部材９の位置をガイドするためのスペーサ６ｄを基板６に設けることで、蓋部材９の位置（高さや平面位置）を制御し易くなる。このスペーサ６ｄは、基底部６ａと一体成形してもよく、また、スペーサ６ｄを別部材とし、基底部６ａや枠部６ｂに接着してもよい。
【００７１】
（実施の形態５）
実施の形態５においては、蓋部材９の外周の上部において、隙間Ｓｐを覆うように突起部９ｅを設ける。
【００７２】
図２７は、本実施の形態の太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。図２７に示すように、本実施の形態においては、蓋部材９に、隙間（隙間部、スペース）Ｓｐ上に延在するように突起部（鍔部、突出部、第２部）９ｅを設ける。即ち、蓋部９は、樹脂層７ｂと接触し、枠部６ｂとの間に隙間Ｓｐを有するように配置された主体部（第１部）と、この主体部の上部から隙間Ｓｐを覆うように張り出した突起部（鍔部、突出部、第２部）９ｅとを有する。
【００７３】
このように、枠部６ｂと蓋部材９との間の隙間（隙間部、スペース）Ｓｐを突起部（鍔部、突出部、第２部）９ｅで覆うことにより、耐湿性や耐衝撃性をさらに向上させることができる。
【００７４】
なお、枠部６ｂと蓋部材９との間の隙間（隙間部、スペース）Ｓｐから露出する樹脂層７ｂ上に空間が存在すれば、枠部６ｂの表面と突起部（鍔部、突出部、第２部）９ｅの裏面が接触する構成であってもよい。
【００７５】
（実施の形態６）
実施の形態６においては、樹脂層７ｂの側面を露出させた構成とする。図２８および図２９は、本実施の形態の太陽電池モジュールの製造工程を示す断面図である。
【００７６】
図２８に示すように、基板６の枠部６ｂを別部材で構成し、液体状のシリコン樹脂７ａが漏れ出さない程度に接着しておく。次いで、太陽電池セル１のストリングが配置された基板６の枠部６ｂの内部に、液体状のシリコン樹脂７ａを塗布する（図９〜図１１参照）。次いで、加熱処理を施すことにより液体状のシリコン樹脂７ａを硬化させ、樹脂層７ｂを形成する。
【００７７】
次いで、枠部６ｂを基板６（基底部６ａ）から取り外し、樹脂層７ｂの側壁を露出させる（図２９）。
【００７８】
この後、硬化したシリコン樹脂よりなる樹脂層７ｂの上部に蓋部材９を配置する。ここで、本実施の形態で用いる蓋部材９は、枠部６ｂの内側の領域と対応する大きさである。
【００７９】
このように、本実施の形態においては、枠部６ｂを取り外すことにより樹脂層７ｂの側面（側壁）が露出する構成となるため、樹脂層７ｂの膨張または収縮による応力を緩和することができる。
【００８０】
また、樹脂層７ｂの側面の一部を覆う構成としてもよい。図３０は、本実施の形態の太陽電池モジュールの他の構成を示す断面図である。図３０において、蓋部材９には、その外周から樹脂層７ｂの側面の上部を覆うように延在する突起部（突出部）９ｆが設けられている。この場合、樹脂層７ｂの側面の上部は蓋部材９で覆われるため、耐衝撃性等を向上させることができる。また、樹脂層７ｂの側面の下部は蓋部材９から露出しているため、樹脂層７ｂの膨張または収縮による応力を緩和することができる。
【００８１】
なお、図２８および図２９に示す太陽電池モジュールの構成および製造工程において、基板６の枠部６ｂを、ゴムのような弾性材料を用いて構成してもよい。この場合、枠部６ｂの弾性により樹脂層７ｂの膨張または収縮による応力を緩和することができるため、枠部６ｂを基板６（基底部６ａ）から取り外さなくてもよい。即ち、最終構造として弾性材料よりなる枠部６ｂを残してもよい。
【００８２】
（実施の形態７）
実施の形態１においては、図１１に示すように液体状のシリコン樹脂７ａの充填量を調整したが、本実施の形態においては、枠部６ｂの表面の高さ以上となるように液体状のシリコン樹脂７ａを充填する。図３１および図３２は、本実施の形態の太陽電池モジュールの製造工程を示す断面図である。
【００８３】
図３１に示すように、基板６の枠部６ｂによって囲まれた基板６の空間内（凹部内）に、太陽電池セル１のストリングを覆うように液体状のシリコン樹脂７ａを充填（塗布）する。この際、液体状のシリコン樹脂７ａの液面の高さが、枠部６ｂの表面の高さ以上となるように充填量を調整する。
【００８４】
次いで、液体状のシリコン樹脂７ａの液面（液体表面）上に蓋部材（上蓋）９を搭載し、圧力をかけて蓋部材９を液面に押し込む。この際、図３２に示すように、余分な液体状のシリコン樹脂７ａは、枠部６ｂと蓋部材９との隙間（隙間部、スペース）Ｓｐから排出される。
【００８５】
その後、加熱処理を施すことにより液体状のシリコン樹脂７ａを硬化させ、樹脂層７ｂを形成する。
【００８６】
上記工程により形成された太陽電池モジュールも、樹脂層７ｂが隙間（隙間部、スペース）Ｓｐから露出する構成となるため、樹脂層７ｂの膨張または収縮による応力を緩和することができる。
【００８７】
但し、この場合、隙間（隙間部、スペース）Ｓｐにおいて、樹脂層７ｂの表面が枠部６ｂの表面と同様の高さとなる。このような構成において、フレーム部材ＦＲ（図１５参照）を組み込んだ場合においても、樹脂層７ｂの膨張または収縮による応力を緩和することができる。即ち、通常、フレーム部材ＦＲと枠部６ｂとの間には１〜２ｍｍ程度の隙間を有するため、フレーム部材ＦＲと樹脂層７ｂとの間にも隙間が生じる。よって、この隙間により、樹脂層７ｂの膨張または収縮による応力を緩和することができる。
【００８８】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態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変更可能であることはいうまでもない。
【００８９】
例えば、実施の形態３の蓋部材９の構成と実施の形態４のスペーサ６ｄの構成を組み合わせてもよい。また、実施の形態４のスペーサ６ｄの構成と実施の形態５の蓋部材９の構成を組み合わせる等、種々の組み合わせが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、太陽電池セルを有する太陽電池モジュールに広く適用することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１    太陽電池セル
１ｎ    半導体領域
１ｐ    半導体領域
１ｐｐ    半導体領域
２ａ    配線材
２ｂ    配線材
６    基板
６ａ    基底部
６ｂ    枠部
６ｂ１〜６ｂ４    枠部材
６ｃ    スペーサ
６ｄ    スペーサ
６ｄ１    第１部
６ｄ２    第２部
７ａ    シリコン樹脂
７ｂ    樹脂層
９    蓋部材
９ａ    開口部
９ｂ    コネクタ端子
９ｃ    ボックス枠
９ｄ    ボックス蓋
９ｅ    突起部
９ｆ    突起部
１０    塗布ヘッド
１０ａ    開口部
１１    樹脂供給パイプ
１２    ポンプ
１３    タンク
ＡＲ    気泡
ＥＬ１    第１電極
ＥＬ２    第２電極
ＦＲ    フレーム部材
Ｓ１    半導体基板
Ｓｐ    隙間
【図１】
2013211373.tif 000003
【図２】
2013211373.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013211373.tif 000006
【図５】
2013211373.tif 000007
【図６】
2013211373.tif 000008
【図７】
2013211373.tif 000009
【図８】
2013211373.tif 000010
【図９】
2013211373.tif 000011
【図１０】
2013211373.tif 000012
【図１１】
2013211373.tif 000013
【図１２】
2013211373.tif 000014
【図１３】
2013211373.tif 000015
【図１４】
2013211373.tif 000016
【図１５】
2013211373.tif 000017
【図１６】
2013211373.tif 000018
【図１７】
2013211373.tif 000019
【図１８】
2013211373.tif 000020
【図１９】
2013211373.tif 000021
【図２０】
2013211373.tif 000022
【図２１】
2013211373.tif 000023
【図２２】
2013211373.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
2013211373.tif 000026
【図２５】
2013211373.tif 000027
【図２６】
2013211373.tif 000028
【図２７】
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【図２８】
2013211373.tif 000030
【図２９】
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【図３０】
2013211373.tif 000032
【図３１】
2013211373.tif 000033
【図３２】
2013211373.tif 000034