(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１保護層と防湿性の第２保護層との間に太陽電池セルを封止している太陽電池モジュールにおいて、
前記第２保護層は、Ａｌ箔を耐候性シートで挟み込んだ構成をなしており、
当該第２保護層の前記太陽電池セルと反対側の全面に、封止樹脂を介して絶縁性の樹脂シートを設けてあ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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽光発電を行うべく住宅の屋根等に設置される太陽電池モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光電変換効果を利用して光エネルギを電気エネルギに変換する太陽光発電は、クリーンエネルギを得る手段として広く行われている。そして、太陽電池の光電変換効率の向上に伴って、個人住宅でも、多数の太陽電池モジュールを用いる太陽光発電システムが稼動するようになってきている。
【０００３】
図５は、一般的な太陽電池モジュールの外観構成図、図６は、図５のＸ−Ｘ線における従来の太陽電池モジュールの断面図である。図において、７はＡｌ製の矩形の枠体である。枠体７の上側半分には凹部が設けられており、その上側の凹部には、シリコーンからなる充填材６を介して、ガラス板１と保護フィルム５０とが適宜の距離を隔てて取り付けられている。この保護フィルム５０は、例えばＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）製の耐候性シート５０ｂ，５０ｂでＡｌ箔５０ａを挟みこんだ構成をなしており、耐候性、特に高い耐湿性を有している。ガラス板１と保護フィルム５０との間には、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）からなる封止樹脂３により、複数の太陽電池セル２が封止されている。各太陽電池セル２は、配線タブの突起２ａを有する場合がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
Ａｌ箔５０ａを含む防湿性の保護フィルム５０を有する太陽電池モジュールにあっては、以下に述べるような理由で絶縁性に問題がある。つまり、内部の太陽電池セル２またはその配線タブの突起２ａが保護フィルム５０のＡｌ箔５０ａに接触したり（図６のＡ部）、特に雨天時に保護フィルム５０のＡｌ箔５０ａと枠体７とが短絡状態になったり（図６のＢ部，Ｃ部）することがあり、絶縁性低下を引き起こすことになる。
【０００５】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、高い絶縁性能を得ることができ、耐電圧性能の向上と長期使用の信頼性向上とを図れる太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
【０００６】
【０００７】
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る太陽電池モジュールは、第１保護層と防湿性の第２保護層との間に太陽電池セルを封止している太陽電池モジュールにおいて、前記第２保護層は、Ａｌ箔を耐候性シートで挟み込んだ構成をなしており、当該第２保護層の前記太陽電池セルと反対側の全面に、封止樹脂を介して絶縁性の樹脂シートを設けてあることを特徴とする。
【００１１】
本発明の太陽電池モジュールにあっては、第２保護層（保護フィルム）の太陽電池セルとは反対側に、絶縁性を有する樹脂シートを設けているため、太陽電池セルまたはその配線タブの突起が第２保護層（保護フィルム）の金属箔に接触したとしても、その下方に設けられた絶縁性の樹脂シートによって更に金属製の枠体まで導通することがなくなり、高い絶縁性を保てる。
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。
（第１参考形態）
図１は、図５のＸ−Ｘ線における第１参考形態の太陽電池モジュールの断面図である。図において、７は例えばＡｌ製の矩形の枠体である。枠体７の上側半分には凹部が設けられており、その上側の凹部には、例えばシリコーンからなる充填材６を介して、第１保護層としてのガラス板１と第２保護層としての保護フィルム５とが適宜の距離を隔てて取り付けられている。この保護フィルム５は、例えばＰＶＦ製の耐候性シート５ｂ，５ｂでＡｌ箔５ａを挟みこんだ構成をなしており、耐候性、特に高い耐湿性を有している。
【００１５】
ガラス板１と保護フィルム５との間には、ＥＶＡからなる封止樹脂３により、複数の太陽電池セル２と例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなる絶縁性に優れた合成樹脂シート４とが、ガラス板１側からこの順に封止されている。太陽電池セル２と合成樹脂シート４との間にも封止樹脂３は充填されている。各太陽電池セル２は、配線タブの突起２ａを有する場合がある。
【００１６】
保護フィルム５のＡｌ箔５ａは、これを挟み込む耐候性シート５ｂ，５ｂよりも小さい。Ａｌ箔５ａの面積は、太陽電池セル２の全面積よりも大きく、且つ、枠体７の開口面積より小さく構成されている。
【００１７】
この第１参考形態では、Ａｌ箔５ａを含む保護フィルム５と太陽電池セル２との間に絶縁性を有する合成樹脂シート４を設けているので、太陽電池セル２またはその配線タブの突起２ａが保護フィルム５の金属箔５ａに接触せず、太陽電池セル２と保護フィルム５との高い絶縁性を保てる。また、Ａｌ箔５ａの大きさを枠体７の最内寸（枠体７の下側の肉厚部の内寸）より小さくしているので、縁部において金属箔５ａが枠体７に接触せず、保護フィルム５と枠体７との短絡を防止できる。Ａｌ箔５ａの大きさを太陽電池セル２より大きくしているので、裏面側から太陽電池セル２への湿気の浸入を良好に防止できる。
【００１８】
（第２参考形態）
図２は、図５のＸ−Ｘ線における第２参考形態の太陽電池モジュールの断面図である。図２において、図１と同一部分には同一番号を付してそれらの説明を省略する。この第２参考形態でも、第１参考形態と同様、太陽電池セル２と保護フィルム５との間に絶縁性に優れた合成樹脂シート４を封止している。なお、第１参考形態では、金属箔５ａの面積のみを太陽電池セル２全面積より大きくて枠体７の開口面積より小さく構成したが、この第２参考形態では、金属箔５ａ及び耐候性シート５ｂ，５ｂ、即ち、保護フィルム５全体の面積を、太陽電池セル２の全面積より大きく、且つ、枠体７の開口面積より小さく構成している。
【００１９】
従って、第２参考形態でも、高い絶縁性を維持できるという第１参考形態と同様の効果を奏する。第１，第２参考形態において、保護フィルム５の太陽電池セル２側の面に高い光反射率の合成樹脂を使用するようにした場合には、保護フィルム５からの多くの反射光がガラス板１で再反射されて太陽電池セル２に入射されるので、モジュールとしての出力特性の向上を図れる。
【００２０】
（実施の形態）
図３は、図５のＸ−Ｘ線における実施の形態の太陽電池モジュールの断面図である。図において、７は例えばＡｌ製の矩形の枠体である。枠体７の上側半分には凹部が設けられており、その上側の凹部には、例えばシリコーンからなる充填材６を介して、第１保護層としてのガラス板１とＰＥＴからなる絶縁性に優れた合成樹脂シート１４とが適宜の距離を隔てて取り付けられている。
【００２１】
ガラス板１と合成樹脂シート１４との間には、ＥＶＡからなる封止樹脂３により、例えば複数の両面光入射型の太陽電池セル２と第２保護層としての保護フィルム１５とが、ガラス板１側からこの順に封止されている。この保護フィルム１５は、例えばＰＶＦ製の耐候性シート１５ｂ，１５ｂでＡｌ箔１５ａを挟みこんだ構成をなしており、耐候性、特に高い耐湿性を有している。保護フィルム１５の面積は、太陽電池セル２の全面積より大きく、且つ、枠体７の開口面積より小さく構成されている。太陽電池セル２と保護フィルム１５との間にも封止樹脂３は充填されている。
【００２２】
本実施の形態では、太陽電池セル２またはその配線タブの突起２ａが保護フィルム１５の金属箔１５ａに接触した場合（図３のＤ部）でも、その裏側に絶縁性の合成樹脂シート１４が設けられているので、この合成樹脂シート１４により、太陽電池セル２及び保護フィルム１５と枠体７との短絡を防止する。また、金属箔１５ａを含む保護フィルム１５の大きさを枠体７の最内寸より小さくしているので、縁部において保護フィルム１５と枠体７との短絡を防止する。従って、高い絶縁性を維持できる。保護フィルム１５の大きさを太陽電池セル２より大きくしているので、裏面側から太陽電池セル２への湿気の浸入を良好に防止できる。
【００２３】
この実施の形態において、保護フィルム１５の太陽電池セル２側の面に高い光反射率（波長３４０〜１２００ｎｍの光に対して６５％以上の光反射率）の合成樹脂（例えば東レ製のＥ２０（ＰＥＴ））を使用するようにした場合には、保護フィルム１５からの多くの反射光が太陽電池セル２に入射されるので、モジュールとしての出力特性の向上を図れる。
【００２４】
なお、上述した第１，２参考形態及び実施の形態では、絶縁性を有する合成樹脂シート４，１４の材料としてＰＥＴを使用したが、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート），ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド），ＰＶＦ，ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン），ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン），ＦＲＰ（繊維強化プラスチック），ポリカーボネートを使用してもよく、また、これらにＰＥＴを加えた群から選択した複数材料による複合シートであってもよい。
【００２５】
（第３参考形態）
図４は、図５のＸ−Ｘ線における第３参考形態の太陽電池モジュールの断面図である。この第３参考形態は、第１〜第３実施の形態のような絶縁性を有する合成樹脂シート４，１４を設けないで、絶縁性の向上を簡便に図れるようにした例である。
【００２６】
図において、７は例えばＡｌ製の矩形の枠体である。枠体７の上側半分には凹部が設けられており、その上側の凹部には、例えばシリコーンからなる充填材６を介して、第１保護層としてのガラス板１と第２保護層としての保護フィルム２５とが適宜の距離を隔てて取り付けられている。ガラス板１と保護フィルム２５との間には、ＥＶＡからなる封止樹脂３により、複数の太陽電池セル２が封止されている。
【００２７】
この保護フィルム２５は、例えばＰＶＦ製の耐候性シート２５ｂ，２５ｂでＡｌ箔２５ａを挟みこんだ構成をなしており、耐候性、特に高い耐湿性を有している。保護フィルム２５のＡｌ箔２５ａは、これを挟み込む耐候性シート２５ｂ，２５ｂよりも小さく、Ａｌ箔２５ａの面積は、太陽電池セル２の全面積より大きく、且つ、枠体７の開口面積より小さく構成されている。
【００２８】
この第３参考形態では、保護フィルム２５のＡｌ箔２５ａの大きさを枠体７の最内寸より小さくしているので、Ａｌ箔２５ａが枠体７との短絡を防止して、高い絶縁性を維持できる。Ａｌ箔２５ａの大きさを太陽電池セル２より大きくしているため、裏面側からの湿気の浸入を良好に防止できる。第３参考形態において、保護フィルム２５の太陽電池セル２側の面に高い光反射率の合成樹脂を使用するようにした場合には、保護フィルム２５からの多くの反射光がガラス板１で再反射されて太陽電池セル２に入射されるので、モジュールとしての出力特性の向上を図れる。
【００２９】
なお、上述した実施の形態では、保護フィルム５，１５，２５における金属箔の材料としてＡｌを用いることとしたが、Ｆｅ，Ｚｎを使用するようにしてもよい。
【００３０】
なお、上述した第３参考形態では、耐候性シート２５ｂの材料としてＰＶＦを使用したが、ＰＥＮ，ＰＰＳ，ＰＥＴ，ＰＶＤＦ，ＥＴＦＥ，ＦＲＰ，ポリカーボネートを使用してもよく、また、これらにＰＶＦを加えた群から選択した複数材料による複合シートであってもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、本発明の太陽電池モジュールでは、高い絶縁性能が得られて、耐電圧性能の向上を図れるので、高電圧での太陽光発電システムで太陽電池モジュールを使用する場合の安全性の向上と長期の信頼性向上とを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１参考形態による太陽電池モジュールの断面図である。
【図２】  本発明の第２参考形態による太陽電池モジュールの断面図である。
【図３】  本発明の実施の形態による太陽電池モジュールの断面図である。
【図４】  本発明の第３参考形態による太陽電池モジュールの断面図である。
【図５】  一般的な太陽電池モジュールの外観構成図である。
【図６】  従来の太陽電池モジュールの断面図である。
【符号の説明】
１  ガラス板（第１保護層）
２  太陽電池セル
３  封止樹脂
４，１４  合成樹脂シート
５，１５，２５  保護フィルム（第２保護層）
５ａ，１５ａ，２５ａ  Ａｌ箔（金属箔）
５ｂ，１５ｂ，２５ｂ  耐候性シート
６  充填材
７  枠体
【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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