(57)【要約】【課題】絶縁性に優れた太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】この太陽電池モジュールは、太陽電池セル１０が、太陽電池セル１０の非受光面側に封止材層２１を介して接合された裏面保護層２２と、太陽電池セル１０の受光面側に封止材層３１を介して接合された表面保護層３２とでラミネートされており、太陽電池セル１０の取出し電極にリード線４０の一端部が接続され、該リード線４０の他端部が表面保護層３２又は裏面保護層２２に形成された貫通孔を挿通して外部に延出されている。そして、リード線４０の、太陽電池セルの取出し電極から延出して封止材層内面に沿って伸びる部分に、絶縁シート５１とその少なくとも片面に設けられた封止材層５２とを有するパッチシート５０ａが、封止材層５２をリード線４０に当接させて配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池セルが、該太陽電池セルの非受光面側に封止材層を介して接合された裏面保護層と、該太陽電池セルの受光面側に封止材層を介して接合された表面保護層とによってラミネートされて覆われており、前記太陽電池セルの取出し電極にリード線の一端部が接続され、該リード線の他端部が、前記表面保護層又は前記裏面保護層に形成された貫通孔を挿通して外部に延出された太陽電池モジュールであって、
前記リード線の、前記太陽電池セルの取出し電極から延出して封止材層内面に沿って伸びる部分に、パッチシートが配置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２】
前記パッチシートは、絶縁シートとその少なくとも片面に設けられた封止材層からなり、前記封止材層を前記リード線に当接させて配置されている請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
太陽電池セルが、該太陽電池セルの非受光面側に封止材層を介して接合された裏面保護層と、該太陽電池セルの受光面側に封止材層を介して接合された表面保護層とによってラミネートされて覆われており、前記太陽電池セルの取出し電極にリード線の一端部が接続され、該リード線の他端部が、前記表面保護層又は前記裏面保護層に形成された貫通孔を挿通して外部に延出された太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記リード線の、前記太陽電池セルの取出し電極から延出して封止材層内面に沿って伸びる部分にパッチシートを当接させて配置した後、前記太陽電池セルの非受光面側に、封止材層を備えた裏面保護層を配置し、前記太陽電池セルの受光面側に、封止材層を備えた表面保護層を配置してラミネートする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４】
前記パッチシートとして、絶縁シートとその少なくとも片面に設けられた封止材層からなるものを用い、前記封止材層を前記リード線に当接させて配置する請求項３に記載の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、絶縁性に優れた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】
太陽電池は、電子機器の充電用電源などとして利用されている。電池のように交換が不要であり、環境面に対してもクリーンであるため、注目されている。
【０００３】
太陽電池は、周囲の環境に耐えられるように、太陽電池セルの非受光面側に、封止材層が接合した裏面保護層を配置し、太陽電池セルの受光面側に、封止材層が接合した表面保護層を配置し、これらで太陽電池セルをラミネートしてモジュール化している。そして、特許文献１に記載されるように、太陽電池セルの取出し電極にリード線の一端を接続し、該リード線の他端を保護層に形成された貫通孔を挿通して外部に延出して、太陽電池セルで発電した電力を外部に取出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２１０４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
太陽電池セル１０の受光面側及び非受光面側を、封止材層２１が接合した裏面保護層２２と、封止材層３１が接合した表面保護層３２とでラミネートして、太陽電池セル１０を封止するに際し、図３に示すように、封止材層２１，３１と、リード線４０との熱膨張差によってリード線４０にうねりが生じ、リード線４０が表面保護層３２に接したり、封止材が表面保護層３２と裏面保護層２２との間から流れ出て封止材層が薄くなったりして太陽電池モジュールの絶縁性が低下する可能性があった。
【０００６】
よって、本発明の目的は、ラミネート時におけるリード線のうねりを防止でき、絶縁性に優れた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】
【０００７】
本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池セルが、該太陽電池セルの非受光面側に封止材層を介して接合された裏面保護層と、該太陽電池セルの受光面側に封止材層を介して接合された表面保護層とによってラミネートされて覆われており、前記太陽電池セルの取出し電極にリード線の一端部が接続され、該リード線の他端部が、前記表面保護層又は前記裏面保護層に形成された貫通孔を挿通して外部に延出された太陽電池モジュールであって、前記リード線の、前記太陽電池セルの取出し電極から延出して封止材層内面に沿って伸びる部分に、パッチシートが配置されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の太陽電池モジュールの前記パッチシートは、絶縁シートとその少なくとも片面に設けられた封止材層からなり、前記封止材層を前記リード線に当接させて配置されていることが好ましい。
【０００９】
また、本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、太陽電池セルが、該太陽電池セルの非受光面側に封止材層を介して接合された裏面保護層と、該太陽電池セルの受光面側に封止材層を介して接合された表面保護層とによってラミネートされて覆われており、前記太陽電池セルの取出し電極にリード線の一端部が接続され、該リード線の他端部が、前記表面保護層又は前記裏面保護層に形成された貫通孔を挿通して外部に延出された太陽電池モジュールの製造方法であって、前記リード線の、前記太陽電池セルの取出し電極から延出して封止材層内面に沿って伸びる部分にパッチシートを当接させて配置した後、前記太陽電池セルの非受光面側に、封止材層を備えた裏面保護層を配置し、前記太陽電池セルの受光面側に、封止材層を備えた表面保護層を配置してラミネートすることを特徴とする。
【００１０】
本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、前記パッチシートとして、絶縁シートとその少なくとも片面に設けられた封止材層からなるものを用い、前記封止材層を前記リード線に当接させて配置することが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、リード線の、太陽電池セルの取出し電極から延出して封止材層内面に沿って伸びる部分にパッチシートが配置されているので、該パッチシートによってラミネート時におけるリード線のうねりが防止されると共に、リード線がパッチシートによって保護され、絶縁性が低下するのを防止できる。このため、ラミネート時に、表面保護層と裏面保護層との間の封止材が外部に流れ出ることも抑制でき、絶縁性に優れた太陽電池モジュールとすることができる。
【００１２】
また、パッチシートとして、絶縁シートとその少なくとも片面に設けられた封止材層とを有するものを用い、封止材層をリード線に当接させて配置した場合には、ラミネート時におけるリード線とパッチシートの位置ずれが生じ難くなり、より確実にラミネート時におけるリード線のうねりを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の太陽電池モジュールの一実施形態の端部断面図である。
【図２】本発明の太陽電池モジュールの別の実施形態の端部断面図である。
【図３】従来の太陽電池モジュールの端部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の太陽電池モジュールの一実施形態について、図１を用いて説明する。図１は同太陽電池モジュールの端部断面図である。
【００１５】
図１における図番１０は、太陽電池セルであって、基板の片面に、第一電極層、光電変換層及び第二電極層を順次積層して構成されている。
【００１６】
太陽電池セル１０の基板は、耐熱性に優れるものが好ましい。例えば、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレンテレフタレート、アラミドなどの可撓性フィルム基板、ガラス基板、ステンレス基板などを用いることができる。可撓性フィルム基板を用いることで、フレキシブルな太陽電池セルとすることができる。なお、この基板が光入射側に配される場合には、光透過性の材料で構成すべきことはいうまでもない。
【００１７】
太陽電池セル１０の第一電極層及び第二電極層のうち、光入射側に配置される電極層は、ＩＴＯ、ＳｎＯ、ＺｎＯなどの透明導電性酸化物で形成される。また、光入射側とは反対に配置される電極層は、Ａｇ、Ａｇ合金、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ａｌ、Ａｌ合金などの導電性金属で形成される。また、これらの導電性金属で形成される層（以下、導電性金属層という）に、ＩＴＯ、ＳｎＯ、ＺｎＯなどの透明導電性酸化物で形成される層（以下、透明導電性酸化物層という）が積層されていてもよい。各電極層の形成方法は特に限定は無い、各種電極材料を、蒸着法、スパッタ法、鍍金など当該技術において知られている任意の製膜方法で製膜して形成できる。
【００１８】
太陽電池セル１０の光電変換層としては、特に限定はない。微結晶シリコン系半導体層、アモルファスシリコン系半導体層、アモルファスシリコンゲルマニウム系半導体層、ＣＩＧＳ系半導体層等が挙げられる。更に、光電変換層は、半導体セルが複数層積層した多接合構造であってもよい。
【００１９】
太陽電池セル１０の受光面側は、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリエチレン樹脂等のフィルム状の仮ラミネート材１２で仮ラミネートされている。太陽電池セル１０の受光面側を仮ラミネート材１２で仮ラミネートするのは、太陽電池セル表面の傷つきや劣化を防止することにある。更には、太陽電池セル１０の基板として可撓性を有するフィルム基板等を用いた場合において、基板表裏面の膜応力の違いによるカールの発生を防止するためでもある。なお、太陽電池セルの種類によっては、仮ラミネートは不要な場合があるので、その場合は仮ラミネートを行わなくてもよい。
【００２０】
太陽電池セル１０には、該太陽電池セル１０で発電した電力を集電する取出し電極１１が設けられており、該取出し電極１１にリード線４０の一端が接続している。
【００２１】
リード線４０は、太陽電池セル１０の取出し電極１１から延出して、後述する封止材層２１内面に沿って略水平方向に伸びる略水平部４１と、略水平部４１から非受光面側に向かって折れ曲がり、後述する裏面保護層２２に形成された貫通孔２５を挿通して外部に延出する折り曲げ部４２とを有する。リード線４０の折り曲げ部４２の先端は、図示しないジャンクションボックスの端子に取り付けられて、太陽電池セル１０で発電した電力を外部に取り出すことができるようにされている。
【００２２】
なお、この実施形態では、リード線４０は、太陽電池セル１０の非受光面側から引出されているが、太陽電池セル１０の受光面側からリード線４０を引出す場合は、リード線４０の略水平部４１を受光面側に向けて折り曲げ、折り曲げ部の先端を、表面保護層３２に形成した貫通孔を挿通して外部に延出する。
【００２３】
本発明の太陽電池モジュールにおいては、リード線の略水平部４１の受光面側の面に、絶縁シート５１の片面に封止材層５２が設けられたパッチシート５０ａが、封止材層５２をリード線の略水平部４１に当接させて配置されている。すなわち、リード線４０の略水平部４１が、パッチシート５０ａで支持されている。
【００２４】
パッチシート５０ａの大きさは、リード線４０の略水平部４１を支持できる大きさであればよく、リード線４０の略水平部４１と同じ寸法であってもよいし、リード線４０の略水平部４１よりも大きく設計されていてもよい。
【００２５】
パッチシート５０ａの絶縁シート５１の材質は、絶縁性があり、リード線４０の線膨脹係数に近い線膨脹係数を有するものが好ましく用いられる。具体的には、４フッ化エチレン−エチレン共重合体、フッ化ビニリデン樹脂、３フッ化塩化エチレン樹脂、ＥＴＦＥ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）、アクリル樹脂、３フッ化塩化エチレン樹脂コートアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート等が好ましく用いられる。一例を上げると、銅の線膨脹係数は１６．８×１０−６／℃であり、ポリエチレンテレフタレートの線膨脹係数は、１５×１０−６／℃であるので、リード線４０を銅で形成した場合は、絶縁シート５１はポリエチレンテレフタレートが好ましく用いられる。
【００２６】
パッチシート５０ａの厚みは、太陽電池セル１０と太陽電池セル１０の受光面側の仮ラミネート材１２との合計厚みとほぼ同等であることが好ましい。これによれば、ラミネート時におけるリード線のうねりを十分に抑制でき、更には、太陽電池セル１０とパッチシート５０ａとの間の段差をなくすることができる。
【００２７】
パッチシート５０ａの封止材層５２は、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリエチレン樹脂等の接着性を有するものが好ましい。
【００２８】
太陽電池セル１０の受光面側及び非受光面側は、封止材層２１が接合した裏面保護層２２と、封止材層３１が接合した表面保護層３２とでラミネートされて封止されている。なお、非受光面側の封止材層２１には、リード線４０の折り曲げ部４２が通過する切り込みが形成されており、裏面保護層２２には、リード線４０の折り曲げ部４２を外部に引出すための貫通孔２５が形成されている。
【００２９】
この実施形態では、リード線４０は、太陽電池セル１０の非受光面側から引出しているが、太陽電池セル１０の受光面側から引出す場合は、受光面側の封止材層３１に、リード線の折り曲げ部４２が通過する切り込みを形成し、表面保護層３２には、リード線の折り曲げ部４２を外部に引出すための貫通孔を形成する必要がある。また、その場合には、パッチシート５０ａをリード線４０と封止材層２１との間に、封止材層５２をリード線４０に当接させて配置する。
【００３０】
封止材層２１，３１としては、特に限定はない。ポリエチレン樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、アクリル樹脂、ポリイソブチレン等の樹脂材料からなるフィルムで、ある程度の接着性を有しているものが好ましい。
【００３１】
表面保護層３２としては、透明性、耐候性、耐熱性に優れた材料が好ましい。例えば、４フッ化エチレン−エチレン共重合体、フッ化ビニリデン樹脂、３フッ化塩化エチレン樹脂、ＥＴＦＥ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）、アクリル樹脂、３フッ化塩化エチレン樹脂コートアクリル樹脂、又はポリエステル樹脂等のフィルムが挙げられる。
【００３２】
裏面保護層２２としては、防水性、耐熱性、耐候性に優れた材料が好ましい。例えば、ポリエチレンテレフタレート、４フッ化エチレン−エチレン共重合体、フッ化ビニリデン樹脂、３フッ化塩化エチレン樹脂、ＥＴＦＥ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）、アクリル樹脂、３フッ化塩化エチレン樹脂コートアクリル樹脂、ポリエステル樹脂等のフィルムが挙げられる。
【００３３】
次に、本発明の太陽電池モジュールの製造方法について、図１に示す太陽電池モジュールを例に挙げて説明する。
【００３４】
まず、太陽電池セル１０の受光面側を仮ラミネート材１２で仮ラミネートする。なお、上述したように、太陽電池セルの種類によっては、仮ラミネートが不要な場合があるので、この場合は、仮ラミネート処理は省略してもよい。
【００３５】
次に、太陽電池セル１０の取出し電極１１に、先端側が折り曲げられて折り曲げ部４２が形成されたリード線の基端部を、折り曲げ部４２が非受光面側に向かって立ち上がるように接続する。
【００３６】
次に、太陽電池セル１０の取出し電極１１から延出して略水平方向に伸びるリード線４０の略水平部４１に、パッチシート５０ａの封止材層５２を当接させて配置し、リード線４０の略水平部４１をパッチシート５０ａで支持する。
【００３７】
次に、太陽電池セル１０の受光面側に、封止材層３１が接合した表面保護層３２を配置し、太陽電池セル１０の非受光面側に、封止材層２１が接合した裏面保護層２２して、太陽電池セル１０の受光面側及び非受光面側を、表面保護層３２と裏面保護層２２とでラミネートして封止する。
【００３８】
このようにして、図１に示す太陽電池モジュールを製造できる。
【００３９】
本発明の太陽電池モジュールによれば、リード線４０の略水平部４１に、パッチシート５０ａが、封止材層５２をリード線の略水平部４１に当接させて配置されているので、リード線４０とパッチシート５０ａとの接着性が良好である。ラミネート時におけるリード線とパッチシートとの位置ずれを防止できる。そして、リード線４０がパッチシート５０ａで支持されているので、ラミネート時におけるリード線４０のうねりを防止できる。このため、表面保護層３２と裏面保護層２２との間の封止材が、ラミネート時に外部に流れ出て封止材層が薄くなることも抑制され、絶縁性に優れた太陽電池モジュールとすることができる。
【００４０】
図２には、本発明の太陽電池モジュールの他の実施形態の端部断面図が示されている。
【００４１】
この実施形態では、パッチシート５０ｂが、絶縁シート５１の両面に封止材層５２，５３が形成されて構成され、いずれか一方の封止材層（この実施形態では封止材層５２）が、リード線４０の略水平部４１に当接して配置されている点が、上記実施形態と相違する。
【００４２】
この実施形態によれば、パッチシート５０ｂは、絶縁シート５１の両面に封止材層５２，５３が形成されているので、パッチシートの表裏の間違い防止を図ることができ、リード線の略水平部４１にパッチシート５０ｂの封止材層５２又は５３を確実に当接して配置することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１０：太陽電池セル
１１：取出し電極
１２：仮ラミネート材
２１，３１：封止材層
２２：裏面保護層
２５：貫通孔
３２：表面保護層
４０：リード線
４１：略水平部
４２：折り曲げ部
５０ａ、５０ｂ：パッチシート
５１：絶縁シート
５２，５３：封止材層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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