(57)【要約】【課題】  発電性能と防火性能とを両立する太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】  本発明のある実施形態においては、太陽電池素子１００、透光性封止材２００、難燃性封止材３００、および保護部材４００を有している太陽電池モジュール１０００が提供される。太陽電池素子１００は、基板８の受光面８Ａには発電領域１２０が形成されている平面状または平板状のものである。また、透光性封止材２００は、太陽電池素子１００の発電領域１２０を覆っている。難燃性封止材３００は、基板８の受光面８Ａとは逆の背面８Ｂに配置されている。保護部材４００は、透光性封止材２００に接して配置されている。太陽電池素子１００の前記平面または平板の広がりの周辺となるモジュール周縁６００の少なくとも一辺は、少なくとも前記難燃性封止材が配置され透光性封止材２００が配置されない難燃縁部７００をなしている。【選択図】図２
2013125777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の受光面に発電領域が形成されている平面状または平板状の太陽電池素子と、
該太陽電池素子の該発電領域を覆っている透光性封止材と、
前記基板の前記受光面とは逆の背面に配置されている難燃性封止材と、
前記透光性封止材に接している保護フィルムと
を備え、
前記太陽電池素子の周辺となるモジュール周縁の少なくとも一辺が、少なくとも前記難燃性封止材が配置され前記透光性封止材が配置されない難燃縁部をなしている
樹脂封止構造の太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記難燃縁部が前記周辺において前記太陽電池素子を囲んでいる
請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記透光性封止材はポリエチレン樹脂であり、
前記難燃性封止材が難燃剤を添加したポリエチレン樹脂であり、
前記保護材がフッ素系樹脂である
請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記難燃縁部が、前記難燃性封止材と、前記透光性封止材が配置されないことによる厚みの不足を補う追加の難燃性封止材とを有している
請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記太陽電池素子は、
前記受光面と前記背面とをなす二つの面を有している樹脂フィルム基板と、
裏面電極である第１電極、発電動作のための光電変換層、透明電極である第２電極を該樹脂フィルム基板の前記受光面の上にこの順に含み、互いに個別化されている複数の単位セルと、
前記樹脂フィルム基板の前記背面の上に各単位セルに対応させて分離して形成されている背面電極と
を備えており、
各背面電極は、前記樹脂フィルム基板を貫通する第１貫通孔を通して一の単位セルの前記第１電極に電気的に接続されるとともに、前記樹脂フィルム基板を貫通する第２貫通孔を通して前記一の単位セルに隣り合う他の単位セルの前記第２電極に電気的に接続されており、これにより、前記複数の単位セルが直列接続されている
請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
難燃縁部を有する請求項１に記載の太陽電池モジュールを少なくとも一つ含む複数の太陽電池モジュールが並置されており、
前記難燃縁部を有する前記太陽電池モジュールは、前記難燃縁部が組立体全体を横切るように配置されている
太陽電池モジュール組立体。
【請求項７】
難燃縁部を有する請求項１に記載の太陽電池モジュールを少なくとも一つ含む複数の太陽電池モジュールが並置されており、
前記難燃縁部が組立体周縁の少なくとも一辺をなしている
太陽電池モジュール組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽電池モジュールおよびその組立体に関する。さらに詳細には本発明は、光電変換効率と防火性能とを両立させる太陽電池モジュールおよびその組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年開発されている太陽光発電システムにおいては、一般的に、薄膜太陽電池素子を保護するためにガラスを用いたり、または、樹脂により封止された太陽電池モジュールが採用される。樹脂封止タイプの太陽電池モジュールにおいては、最表面に、例えばＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体）などのシート状の保護材を配置し、その保護材を、接着性のある封止樹脂材（以下「封止材」と記す）により薄膜太陽電池素子に接着して耐候性が確保されている。とりわけ、薄膜太陽電池素子を樹脂フィルム基板などの可撓性基板に形成した太陽電池モジュールでは、軽量性を活かすために樹脂封止タイプの太陽電池モジュールが好まれる。典型的な樹脂封止タイプの太陽電池モジュールの構造は、保護材／封止材／太陽電池素子／封止材／保護材という構造である。
【０００３】
このようなガラスを用いない太陽電池モジュールを屋外の屋根などに採用するためには、長期間の耐久性や、耐電圧性など各種の要件を満たすことが求められる。従来多用される封止材の一つが、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）樹脂である。ＥＶＡにより薄膜太陽電池素子を挟んでＥＶＡを加熱して溶解および重合させて封止される太陽電池モジュールは、光に対しても高い耐性を示し、一般的には、高い信頼性を誇ると考えられている。また、ＥＶＡを除くポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂を用いることにより同様に高い耐候性や光に対する耐性を実現することも可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２７６３３号公報、例えば段落［０００５］
【特許文献２】特開２０１１−１３４９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、ＥＶＡやポリエチレンは、適用される用途によっては、十分な難燃性を備えてはいるとは言いがたい。なお、ＥＶＡはポリエチレンの一種と表現される場合があるが、本出願においては、太陽電池モジュール封止材を表現する場合に一般的なように、ポリエチレンと記載した場合には、ＥＶＡを含まないこととする。
【０００６】
防火性能を高めるためには、受光面側に配置されるＥＶＡやポリエチレンの封止材の厚みを減じて難燃性に劣る材質の使用量自体を減少させることにより太陽電池モジュール全体の防火性能を高める対策も考えられる。しかし、ＥＶＡやポリエチレンの封止材は、例えば太陽電池モジュールに対する絶縁性を確保する必要があり、機械的な衝撃から太陽電池素子を保護するなどの所要の要件を満たす必要もあるため、厚みを減じる対策は採用しがたい。結果として、封止材の厚みは、薄膜太陽電池素子を挟む片側のみにて約４００μｍ、両側で８００μｍ程度であり、全体が、約１．０５ｍｍ程度に作製される樹脂封止タイプの太陽電池モジュールの大半の体積を占めてしまうこととなる。
【０００７】
別の対策として、封止材膜に難燃剤や難燃助剤を混入するように、受光面側のＥＶＡやポリエチレンの厚みを維持したまま、そのＥＶＡやポリエチレンに、難燃剤や難燃助剤を添加する対策も考えられる。例えば、特許文献１（特開平９−２７６３３号公報）には、太陽電池モジュールにおいて、封止材膜のいずれかに難燃剤を添加することにより、太陽電池モジュールの防火性能を向上させる手法が開示されている。しかしこの対策にも課題が残されている。一般に難燃剤や難燃助剤は光の透過性（透光性）に劣るために、これらを添加したＥＶＡやポリエチレンの封止材を受光面側に配置すると、太陽電池モジュールの発電量を低下させてしまうという別の問題を招来するためである。
【０００８】
そのため、特許文献２には、ナノ粒子を接着性樹脂封止材に添加することにより、透明性と難燃性を併せ持つ太陽電池モジュール用難燃化封止材が開示されている。ただし、そのような難燃化封止材は、特殊な封止材となるために、太陽電池の普及の障害となっている製造コストの点からは採用しがたい。特許文献２の手法は対策として十分ではあるものの、未だ改良の余地が残されているのである。
【０００９】
本発明はかかる課題の少なくともいくつかを解決することを課題とする。すなわち、本発明は、防火性能と発電性能とを両立させた太陽電池モジュールまたは太陽電池モジュール組立体を、付加的コストを最小限にして提供することにより、高性能で実用性の高い太陽光発電システムを実現することに貢献する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願の発明者は、屋外に設置された場合を模擬して行なわれる燃焼実験における太陽電池モジュールの様子を詳細に観察し、防火性能を高めた太陽電池モジュールの新規な構造を見出すことにより本発明を創出するに至った。発明者が着目したのは、燃焼時の太陽電池モジュールを通じた延焼すなわち燃え伝わり方の具体的な様子である。
【００１１】
図１は、薄膜太陽電池素子を内部に有し、全体としても長尺状に作製される太陽電池モジュールにおいて、火炎が燃え伝わる様子を説明するための模式図である。図１（ａ）は、設置されている太陽電池モジュールを上面から見た平面図、図１（ｂ）は、設置されている太陽電池モジュールを側面から見た立面図である。設置されている太陽電池モジュール９０００にＥＶＡのような難燃性に劣る封止材が用いられていると、太陽電池モジュール９０００に何らかの理由により例えば一の端部近傍９５０に着火した場合、燃焼している火炎は、概して長尺状の太陽電池モジュールの当該一の端部近傍９５０から一方向に順次に燃え伝わって、他の端部近傍９７０に向かって伝播することがある。これに対し、特許文献２に開示されるような太陽電池モジュールでは、封止材膜に対して難燃剤が混入されているため火炎は伝播せず、例えば、ある距離のうちに自己消火してしまう。
【００１２】
ここで、本願の発明者は、その燃焼の様子を観察することにより、太陽電池モジュールの防火性能を高めるためには、良好な難燃性を実現する封止材を、太陽電池モジュールの広い領域に採用することは必須ではないことに気づいた。光の透過性に悪影響のある難燃剤を含まない封止材（本出願において「透光性封止材という」）を採用していても、難燃性に優れる封止材（「難燃性封止材」）を適切な位置に部分的にのみ適用することにより、太陽電池モジュール全体の防火性能をある水準に高めることが可能となることに気づいた。そして、太陽電池モジュール全体の防火性能を高めるために役立つ位置が、太陽電池素子の周囲をなす部分すなわち太陽電池モジュールの周縁部（本出願において、「モジュール周縁」という）であることにも発明者は気づいた。モジュール周縁の辺をなすように、透光性封止材を配置しない部分を設ければ、太陽電池モジュール全体の防火性能を十分に高めることが可能となる。
【００１３】
さらにこの際着目したのは、発電性能の点から透光性を高く保つことが望ましい領域も限られていることである。すなわち、太陽電池モジュールにおいては、通常は、中央部に太陽電池素子が配置され、モジュール周縁には太陽電池素子が配置されない。難燃性封止材を配置したいモジュール周縁と、発電のための光が透過する位置とは重ならないのである。
【００１４】
本発明はこれらの知見を活かした新規な太陽電池モジュールの構造を提案するものである。封止材として透光性封止材を配置せず難燃性封止材のみとする縁部（「難燃縁部」という）を周縁の一辺となるようにして採用することにより、太陽電池モジュール全体の防火性能を高めることが可能となる。
【００１５】
すなわち、本発明のある態様においては、基板の受光面に発電領域が形成されている平面状または平板状の太陽電池素子と、該太陽電池素子の該発電領域を覆っている透光性封止材と、前記基板の前記受光面とは逆の背面に配置されている難燃性封止材と、前記透光性封止材に接している保護フィルムとを備え、前記太陽電池素子の周辺となるモジュール周縁の少なくとも一辺が、少なくとも前記難燃性封止材が配置され前記透光性封止材が配置されない難燃縁部をなしている樹脂封止構造の太陽電池モジュールが提供される。
【００１６】
また、本発明のある態様においては、難燃縁部を有する上述した太陽電池モジュールを少なくとも一つ含む複数の太陽電池モジュールが並置されており、前記難燃縁部を有する前記太陽電池モジュールは、前記難燃縁部が組立体全体を横切るように配置されている太陽電池モジュール組立体も提供される。
【００１７】
本出願において、透光性封止材とは、上述したように、透光性に悪影響のある難燃剤を含まない封止材をいう。典型的な透光性封止材は、難燃剤を含まないことにより、難燃性に劣る封止材となる。
【００１８】
また、本出願において、太陽電池モジュール組立体とは、複数の太陽電池モジュールを組み合わせた太陽電池モジュールの組モジュールまたはモジュールアセンブリとも呼ばれるものである。例えば、太陽光発電システムのために製品化される太陽電池モジュールが、太陽電池モジュールを複数組み合わせて製品の一単位をなしている場合、太陽電池モジュール組立体の典型例となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のいずれかの態様においては、高い光の利用効率と、高い防火性能とを備えた太陽電池モジュールまたは太陽電池モジュール組立体が、追加のコストを最小限にして提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来の太陽電池モジュールにおいて燃え伝わりの様子を示す説明図である。図１（ａ）は、設置されている太陽電池モジュールを上面から見た平面図、図１（ｂ）は、設置されている太陽電池モジュールを側面から見た立面図である。
【図２】本発明の実施形態における太陽電池モジュールの構造を示す一部破断平面図である。
【図３】本発明の実施形態における太陽電池モジュールの構造を示す概略断面図である。
【図４】本発明の実施形態における太陽電池モジュールの構造を示す概略断面図である。
【図５】本発明の実施形態の太陽電池モジュールに採用される一つの典型的な太陽電池素子の構造であるＳＣＡＦ構造の太陽電池素子の構造を示す平面図である。
【図６】本発明の実施形態の太陽電池モジュールに採用される一つの典型的な太陽電池素子の構造であるＳＣＡＦ構造の太陽電池素子の構造を示す概略断面図である。
【図７】本発明の実施形態において提供される太陽電池モジュール組立体の構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る太陽電池モジュールまたは太陽電池モジュール組立体の実施形態を図面に基づいて説明する。当該説明に際し特に言及がない限り、全図にわたり共通する部分または要素には共通する参照符号が付されている。また、図中、各実施形態の要素のそれぞれは、必ずしも互いの縮尺比を保って示されてはいない。
【００２２】
＜第１実施形態＞
［太陽電池モジュールの構造］
図２は、本実施形態の一例の太陽電池モジュールの構造を示す一部破断平面図であり、図３は、本実施形態の太陽電池モジュールの構造を示す概略断面図である。
【００２３】
本実施形態における太陽電池モジュール１０００は、太陽電池素子１００と、透光性封止材２００と、難燃性封止材３００と、保護フィルムなどの保護部材４００とを有している。太陽電池素子１００の基板８の受光面８Ａには発電領域１２０が形成されている。また透光性封止材２００は、太陽電池素子１００の発電領域１２０を覆っている。難燃性封止材３００は、基板８の受光面８Ａとは逆の背面８Ｂに配置されている。そして、保護部材４００は、透光性封止材２００に接して配置されている。図２の太陽電池モジュール１０００には、図面上、保護部材４００および難燃性封止材３００を一部除去することにより、太陽電池素子１００の受光面を露出させた様子を示しており、透光性封止材２００、難燃性封止材３００は明示していない。また、図３におけるハッチングは、発明を的確に説明する目的で、透光性に劣る難燃性封止材３００および３２０のみを示すために用いている。
【００２４】
太陽電池素子１００が発電動作を行なうための太陽光などの光ｈνは、図３に示すように透光性封止材２００を通して発電領域１２０に入射する。このため、太陽電池素子１００の発電領域１２０を覆っている透光性封止材２００は、光ｈνを十分に透過させるような材質が選択される。また、本実施形態において、透光性封止材２００の材質には、難燃剤などの添加剤としては、透光性に悪影響を与えるおそれのある材質のものは極力混入されていない。
【００２５】
モジュール周縁６００は、平面または平板の広がりを持つ太陽電池モジュール１０００において、太陽電池素子１００の周辺をなす領域、すなわち太陽電池素子１００が配置されない領域である。図示しないが、一の太陽電池モジュールに太陽電池素子が複数含まれている場合であっても、太陽電池モジュールには、そこに含まれるすべての太陽電池素子を囲み太陽電池素子が配置されない周縁が形成される。つまり、本実施形態におけるモジュール周縁とは、太陽電池モジュールにおいて、太陽電池素子が配置されない領域のうち、一体化されている太陽電池モジュールのすべてを平面において囲むように形成される周りの部分をいう。このようなモジュール周縁は、内部に封止されている太陽電池素子に対して太陽電池モジュールの端部から及ぶ外界の影響を低減し耐候性を確保するなどの目的の下、太陽電池モジュールの一部として作製される。
【００２６】
図３に示す太陽電池モジュール１０００全体の耐候性を高める機能は、主として、保護部材４００と、背面に配置される背面側保護部材４４０とにより提供されている。太陽電池モジュール１０００の背面側保護部材４４０としては、保護部材４００と同様の部材を採用することができる。また、図示しないが、背面側保護部材４４０として、鋼板など、保護部材４００とは別の材質の部材を採用することもできる。このように、保護部材４００の材質および背面側保護部材４４０の材質は太陽電池モジュール１０００の耐候性を確保する材質から選択されている。そして、最も一般的な保護部材４００や保護部材４４０は、例えば２５μｍ程度の厚みのＥＴＦＥのフィルムである。なお、ＥＴＦＥのフィルムは、ＥＶＡやポリエチレンといった透光性封止材２００に比べて高い難燃性を有しているばかりか、その厚みも薄いために、防火性能に大きな悪影響を与えることはない。
【００２７】
本実施形態の太陽電池モジュール１０００においては、モジュール周縁６００の難燃縁部７００も防火性能を高める効果を有している。太陽電池モジュール１０００のモジュール周縁６００の少なくとも一辺は、透光性封止材２００が配置されない難燃縁部７００をなしている。図２および３においては、太陽電池モジュール１０００のモジュール周縁６００の４辺すべてを難燃縁部７００とした場合を図示している。つまり、概して平板状の形状に形成される太陽電池モジュール１０００をその平板の厚み方向に切断した断面（図３）において、モジュール周縁６００のうちの難燃縁部７００においては、透光性封止材２００は配置されていない。難燃縁部７００は、透光性封止材２００といった難燃性に劣る材質が配置されないことにより、保護部材４００や難燃性封止材３００といった難燃性の優れた材質のみにより構成されることとなる。
【００２８】
本実施形態の太陽電池モジュール１０００においては、難燃縁部７００がモジュール周縁６００の少なくとも一辺をなしている。このために、その難燃縁部７００を通り越して燃え伝わる火炎に対して、難燃縁部７００をなしている材質つまり保護部材４００および難燃性封止材３００の難燃性が効果的に作用する。この効果は、より詳細には、典型的な二つの効果として説明することができる。第１は、太陽電池モジュール１０００からみると、太陽電池モジュール１０００以外の外部からの火炎が太陽電池モジュール１０００の透光性封止材２００に対して燃え伝わることが防止できる、という外部に起因する火炎伝播を抑止する効果である。第２の効果は、一旦、例えば透光性封止材２００に火炎が伝わってしまった後に、太陽電池モジュール１０００以外の外部に対して火炎が伝播することを未然に防ぐ効果である。
【００２９】
なお、太陽電池モジュール１０００において採用される太陽電池素子１００が例えば樹脂フィルム基板に形成された薄膜太陽電池などである場合がある。この場合には、太陽電池素子１００は、モジュール化工程の前において、封止材と同様または類似の材質のハンドリング用樹脂フィルム２２０に対して仮ラミネートされることもある。このハンドリング用樹脂フィルム２２０は、太陽電池素子１００がカールすることなどを防止するために採用されるものである。このハンドリング用樹脂フィルム２２０の材質には、透光性封止材２００と同様に、透光性に悪影響のある難燃剤は配合されていない。したがって、ハンドリング用樹脂フィルム２２０も、透光性封止材２００と同様に、難燃縁部７００には配置されない。ハンドリング用樹脂フィルム２２０を採用するかどうかは太陽電池素子１００の性質や製造工程の実施上の詳細な条件に依存する。このため、本実施形態の太陽電池モジュール１０００においてハンドリング用樹脂フィルム２２０は必ずしも必須の部材ではない。
【００３０】
太陽電池モジュール１０００においては、最も典型的には、透光性封止材２００が配置されない難燃縁部７００が、モジュール周縁６００において太陽電池素子１００を囲んで配置されている。図２に示した平面図においては、保護部材４００に覆われた部分のモジュール周縁６００も難燃縁部７００となるようにされている。このように、難燃縁部７００が太陽電池素子１００を囲んでいると、上述した少なくとも一辺が難燃縁部７００である場合の二つの効果が、太陽電池素子１００からみて太陽電池モジュール１０００の平面内の４方向すべてにおいて達成される。それのみならず、例えば透光性封止材２００に火炎が伝わり透光性封止材２００が部分的に損傷したような場合には、難燃縁部７００によって、受光面側に燃え残った保護部材４００による太陽電池モジュール１０００の保持効果を期待することも可能となる。このように、太陽電池素子１００を囲んで難燃縁部７００を配置することにより、着火したままの透光性封止材２００や太陽電池素子１００の破片が飛散したりする可能性を一層低減することができる。
【００３１】
［難燃縁部の詳細：構造］
難燃縁部７００の詳細を中心に、図３に示した概略断面図に基づいて太陽電池モジュール１０００のより詳細な構造について説明する。難燃縁部７００には、上述したように、透光性封止材２００が配置されていない。そのまま難燃縁部７００を形成すると、透光性封止材２００の分だけその厚みが薄くなる。この厚みの不足が問題となる場合には、太陽電池モジュール１０００全体を概ね一定した厚みの平板状に作製するために、その厚みの不足を補うように、難燃縁部７００に、難燃性封止材３００と同様の追加の難燃性封止材３２０が配置されている。例えば、追加の難燃性封止材３２０のための部材として、難燃性封止材３００と同材料かつ同じ厚み（４００μｍ程度）のフィルムを採用し、難燃縁部７００の周辺に合わせた形状にされる。その部材をラミネートの際に適切な位置に配置することにより、難燃縁部７００に難燃性封止材３００と追加の難燃性封止材３２０とを配置して、概ね一定の厚みの太陽電池モジュール１０００を作製することが可能である。
【００３２】
なお、追加の難燃性封止材３２０は、本実施形態の太陽電池モジュールとしては必須ではない。つまり、実施に適用される用途によっては、難燃縁部に透光性封止材２００が配置されないことによる厚みの不足または太陽電池モジュール１０００全体の厚みの不均一性が、特段の問題につながらない場合もある。本実施形態に含まれる太陽電池モジュールの別の典型例である太陽電池モジュール１１００においては、図４に示すように、難燃縁部７２０において厚みが減少していて、透光性封止材２００が存在する部分のみが厚くなるような構成に作製される。この難燃縁部７２０にも、透光性封止材２００や、ハンドリング用樹脂フィルム２２０は配置されない。以下の説明において、太陽電池モジュール１０００を参照して説明するすべての事項は、矛盾がない限り、太陽電池モジュール１１００を採用する場合にも適用される。
【００３３】
［難燃縁部の詳細：作用］
次に難燃縁部７００の作用について詳述する。モジュール周縁６００のうちの難燃縁部７００においては、透光性封止材２００が配置されていない。太陽電池モジュール１０００の局所的な燃焼時の状況を見た場合、透光性封止材２００といった難燃性に劣る材質が配置されている部分では、例えば火炎の燃え伝わりである火炎伝播や、着火中の物体の飛散が発生する確率が高まるのに対し、透光性封止材２００のような部材が存在しない部分を積極的に設ける難燃縁部においては、その確率は飛躍的に小さくなる。そして、本実施形態の太陽電池モジュール１０００の全体的な燃焼時の状況を見た場合、難燃縁部７００は、太陽電池モジュール１０００の全体としての防火性能を高める作用を発揮する。しかも、太陽電池モジュール１０００の稼働時の発電性能に影響する位置には、透光性に悪影響のある難燃性部材が配置されない。このため、太陽電池モジュール１０００の周縁６００のすくなくとも一辺をなす難燃縁部７００は、防火性能と発電性能を両立させる作用を有している。
【００３４】
［材質］
次に太陽電池モジュール１０００における各部の典型的な材質について説明する。まず、透光性封止材２００はポリエチレン樹脂とされる。ポリエチレン樹脂は、保護部材４００とも相まって、太陽電池素子１００に対する高い耐候性などの保護機能を提供する典型的な材質の一つである。ただし、ポリエチレン樹脂単体は必ずしも十分な難燃性を備えてはいない。ハンドリング用樹脂フィルム２２０も、典型的には、透光性封止材２００と同様のポリエチレン樹脂フィルムが採用される。
【００３５】
これに対し、難燃性封止材３００は、典型的には、ポリエチレン樹脂に難燃剤を添加した樹脂である。ここで、難燃剤としては、例えばハロゲン系、窒素含有化合物系などのような各種の難燃剤やその性質を高めるために添加される難燃助剤を採用することができる。難燃剤を添加したポリエチレン樹脂は、ポリエチレン樹脂の優れた保護機能に加え、高い難燃性が実現されている。例えばＵＬ９４規格において、低いレベルの難燃性であるＶ−０，Ｖ−１のみならず、より高いレベルの５ＶＡ，５ＶＢといった高度の難燃性を備えるポリエチレン樹脂も作製することができる。このような材質を採用する難燃性封止材３００は、太陽電池モジュール１０００全体の防火性能を高めるのに役立つものである。難燃性封止材３２０も、難燃性封止材３００と同様の材質を採用することができる。
【００３６】
そして、保護部材４００の典型例はＥＴＦＥなどのフッ素系樹脂である。フッ素系樹脂は太陽電池モジュール１０００の最表面を保護する機能に優れている。また、十分な難燃性を有していることから、フッ素系樹脂は太陽電池モジュール１０００の防火性能を悪化させることはない。
【００３７】
［ＳＣＡＦ構造］
次に、本実施形態の太陽電池モジュール１０００および１１００に採用される一つの典型的な太陽電池素子の構造であるＳＣＡＦ構造の太陽電池素子について説明する。図５は、本発明の実施形態の太陽電池モジュールに採用される一つの典型的な太陽電池素子の構造であるＳＣＡＦ構造の太陽電池素子の構造を示す平面図であり、図６は、ＳＣＡＦ構造の太陽電池素子の概略断面図である。
【００３８】
本実施形態の太陽電池モジュール１０００および１１００は、図２、３に明示した太陽電池素子１００と同様の位置に、特にＳＣＡＦ構造という貫通孔を利用した太陽電池素子１５０を配置することが好ましい。ここで、太陽電池素子１５０は、フィルム基板８Ｆと、互いに個別化されている複数の単位セル１５２とを備えている。この太陽電池素子１５０においては、フィルム基板８Ｆの一方の面である受光面８ＦＡに発電領域１７０が形成される。そして、受光面８ＦＡとは逆の背面８ＦＢの上に背面電極５０が形成されている。この太陽電池素子１５０を採用する場合、図２〜図４に示した発電領域１２０は、各単位セル１５２の発電領域１７０の集合のなす領域となる。
【００３９】
太陽電池素子１５０の単位セル１５２それぞれは、裏面電極である第１電極１０、発電動作のための光電変換層２０、透明電極である第２電極３０を該フィルム基板の受光面８ＦＡの上にこの順に含んでいる（図６）。また、背面電極５０は、各単位セル１５２に対応させて分離して形成されている。各背面電極５０は、フィルム基板８Ｆを貫通する第１貫通孔１０４を通して単位セル１５２のあるもの（単位セル１５２Ａ）の第１電極１０に電気的に接続されるとともに、フィルム基板８Ｆを貫通する第２貫通孔１０６を通して一の単位セル１５２Ａに隣り合う他の単位セル１５２Ｂの第２電極３０に電気的に接続されており、これにより、単位セル１５２Ａおよび単位セル１５２Ｂが直列接続されている。こうして、太陽電池素子１５０に含まれる各単位セル１５２が順次直列接続されている。この直列接続を実現するために各太陽電池素子１５０同士は、第１貫通孔１０４および第２貫通孔１０６を通しての接続以外の部分では互いに電気的に絶縁されて個別化されている。つまり、受光面側分離線１８０により太陽電池素子１５０同士が切り離されており、また、背面側分離線１９０により背面電極５０が切り離されている。
【００４０】
このような太陽電池素子１５０を採用する場合であっても、図２〜４を参照して説明した太陽電池モジュール１０００および１１００と同様に難燃縁部７００を少なくともモジュール周縁６００の一辺に有することは、発電性能に影響を与えずに防火性能を高める点において有用である。
【００４１】
［太陽電池モジュール組立体］
本実施形態においては、単独で高い防火性能を示す太陽電池モジュールのみならず、太陽電池モジュールを複数組み合わせる太陽電池モジュール組立体においても高い防火性能を得るために難燃縁部７００を利用する。なお、モジュール組立体は、複数の太陽電池モジュールを備えている任意の製品形態を含んでいる。典型的には、例えば背面側保護部材４４０（図３、図４）として一辺の鋼板を採用し、その一辺の鋼板を共有しているように複数の太陽電池モジュール１０００を並べることによりモジュール組立体が作製される。モジュール組立体の複数の太陽電池モジュールにおいて、各太陽電池モジュールは、少なくとも一の太陽電池素子１００を有している。また、太陽電池モジュールは、それぞれがモジュール周縁６００を有している。
【００４２】
図７は、本実施形態において提供される太陽電池モジュール組立体の構成を示す平面図である。太陽電池モジュール組立体（以下、単に「モジュール組立体」という）は、一例としては複数の太陽電池モジュールを並置して構成したものである。より一般に、モジュール組立体は、並置されている各太陽電池モジュールのうちの少なくとも一つが、難燃縁部７４０および７６０を備える太陽電池モジュール１２００および１３００とされる。つまり、モジュール組立体２０００（図７（ａ））は太陽電池モジュール１２００を複数含んでいる。また、モジュール組立体２２００（図７（ｂ））は、太陽電池モジュール１３００を複数含んでいる。いずれのモジュール組立体においても、少なくとも一つの太陽電池モジュールにおいて難燃縁部が配置されることにより、モジュール組立体のいずれかの位置おいて、難燃縁部が配置されることになる。そして、難燃縁部は、発電性能に影響を与えずにモジュール組立体全体の防火性能を高める働きを有する。
【００４３】
難燃縁部を有する太陽電池モジュールを複数有するモジュール組立体において、難燃縁部の典型的な配置は、モジュール組立体を横切るように難燃縁部を配置するものである。図７（ａ）にハッチングにより示した難燃縁部７４０は、その幅方向のほぼ全幅を横切るように配置されているモジュール組立体２０００において、一方の端部である端部２００２から燃え広がる火炎が、他方の端部２００４にまで矢印に示すように燃え伝わる径路の途中に、難燃縁部７４０が配置される。難燃縁部７００や７２０と同様に、この難燃縁部７４０には、少なくとも難燃性封止材３００が配置されるものの透光性封止材２００は配置されない。このため、難燃縁部７４０は、火炎の伝播を阻止する作用を有する。つまり、横切るように配置されている難燃縁部７４０により、モジュール組立体２０００全体の防火性能が効果的に高まることとなる。なお、モジュール組立体２０００を横切るように配置されている難燃縁部７４０は、図７（ａ）に示すように、モジュール組立体２０００の幅方向（図７（ａ）の紙面における左右方向）を、必ずしも完全に横切っていることは必須ではない。これは、モジュール組立体２０００において、複数の太陽電池モジュール１２００を支持する部材が、例えば鋼板などにより作製され、太陽電池モジュール１２００の難燃縁部７４０との組合せにより十分な防火性能が得られるためである。このように難燃縁部７４０が配置されているモジュール組立体２０００においては、複数の太陽電池モジュール１２００を伝わる延焼が効果的に抑制される。
【００４４】
モジュール組立体における別の典型的な難燃縁部の配置は、太陽電池モジュール１３００が並置されている構成において、モジュール組立体の全体の周縁（組立体周縁２６００）のうちの少なくとも一辺となる位置に難燃縁部７６０が配置されているものである。図７（ｂ）のモジュール組立体２２００においては、その典型例として、組立体周縁２６００の各辺にハッチングにより示した難燃縁部７６０を有するように太陽電池モジュール１３００が配置されている。このような位置に難燃縁部７６０を有するモジュール組立体２２００は、モジュール組立体２２００の太陽電池モジュール１３００への着火が効果的に抑止される。つまり、難燃縁部７６０が配置された辺において、モジュール組立体２２００に向けて外部から火炎が近付いた場合には、着火の抑止効果が顕著である。モジュール組立体２２００において組立体周縁のすべての辺に難燃縁部７６０が配置されていることは、モジュール組立体２２００が難燃縁部７６０により囲まれているように難燃縁部７００を配置することも意味している。このように難燃縁部７００を配置することにより、太陽電池素子１００が例えば着火後に飛散する現象をより確実に抑止することが可能となる。なお、図７（ｂ）に示すように、難燃縁部７６０の配置は、組立体周縁２６００を隙間無く埋めつくしていることは必須ではない。モジュール組立体２０００の場合と同様にモジュール組立体２２００においても、複数の太陽電池モジュール１３００を支持する部材を例えば鋼板とする場合には、十分な防火性能が得られるためである。
【００４５】
さらに、図示しないが、モジュール組立体において、難燃縁部７００がその全体を横切るとともに、組立体周縁２６００のすべての辺に難燃縁部７００を配置することも本実施形態の一態様である。このような態様は、例えば、モジュール組立体に含まれているすべての太陽電池モジュールにおいて、上述した一つの好ましい配置である太陽電池素子１００を囲むモジュール周縁６００に難燃縁部７００を配置することにより容易に実施することが可能である。このような難燃縁部７００の配置を採用することにより、発電性能に影響を与えることなく、本実施形態のモジュール組立体に関して上述した各効果を同時に達成する高い防火性能が実現される。
【００４６】
本実施形態の太陽電池モジュールおよびその組立体のいずれの態様においても、発電動作のための光の透過領域には、透光性に悪影響のある難燃剤を混入した封止材は配置されていない。したがって、本実施形態の難燃縁部を採用する太陽電池モジュールおよびその組立体は、難燃剤を採用しない従来の太陽電池モジュールおよびその組立体と変わらない光電変換特性を示す。
【００４７】
さらに、図３、図４のいずれの構造に作製された場合であっても、太陽電池モジュールを作製するための工程には特段の困難性はない。特にラミネート工程やその直前の透光性封止材２００や難燃性封止材３００、難燃性封止材３２０等となる各種のシートを配置するシート配置工程において、通常のシート配置工程と比べても、例えば、透光性封止材２００を囲む位置に難燃性封止材３２０を配置する工程が付加されるのみである。この付加される工程は、例えばモジュール周縁６００の寸法に応じて短冊状に切断した難燃性封止材３２０のためのシートを並べる工程であり、作業上の手間も従来と大差ない。このため、本実施形態の太陽電池モジュールおよびその組立体を製造する工程は、実施上の困難も有していない。さらに、高い精度での位置合わせなど、コストの上昇要因となる工程も特段必要ない。
【００４８】
以上、本発明の実施形態を具体的に説明した。上述の各実施形態および実施例は、発明を説明するために記載されたものであり、本出願の発明の範囲は、特許請求の範囲の記載に基づいて定められるべきものである。また、各実施形態の他の組合せを含む本発明の範囲内に存在する変形例もまた、特許請求の範囲に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の太陽電池モジュールおよびその組立体は、太陽光発電システムのための太陽電池モジュールとして利用可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１０００、１１００、１２００、１３００  太陽電池モジュール
２０００、２２００  モジュール組立体
１００、１５０  太陽電池素子
８  基板
８Ａ  受光面
８Ｂ  背面
８Ｆ  フィルム基板
１０  第１電極
２０  光電変換層
３０  第２電極
５０  背面電極
１０４  第１貫通孔
１０６  第２貫通孔
１２０、  １７０  発電領域
１５２、１５２Ａ、１５２Ｂ  単位セル
１８０  受光面側分離線
１９０  背面側分離線
２００  透光性封止材
２２０  ハンドリング用樹脂フィルム
３００  難燃性封止材
３２０  難燃性封止材
４００  保護部材
４４０  背面側保護部材
６００  モジュール周縁
７００、７２０、７４０、７６０  難燃縁部
２００２、２００４  端部
２６００  組立体周縁
【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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【図６】
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【図７】
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