(57)【要約】      （修正有）【課題】太陽電池モジュール本体と枠体の取り付けが緩みにくい太陽電池モジュール本体および太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】周部に枠体を取り付けて太陽電池モジュール形成する太陽電池モジュール本体であって、外周部の内側に、括れ部１６を設けることにより、太陽電池モジュール本体１０を枠体に確実に固定することができるので、太陽電池モジュールの信頼性を高めることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周部に枠体を取り付けて太陽電池モジュール形成する太陽電池モジュール本体であって、
前記外周部の内側に、括れ部を設けてなる太陽電池モジュール本体。
【請求項２】
前記括れ部は、光電変換素子を配置した中央部を包囲してなる請求項１記載の太陽電池モジュール本体。
【請求項３】
太陽電池モジュール本体の外周部に枠体を取り付けてなる太陽電池モジュールであって、
前記太陽電池モジュール本体は、前記外周部の内側に括れ部を有してなり、
前記括れ部と前記枠体の突起部が嵌合されてなる太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記括れ部は、光電変換素子を配置した中央部を包囲してなる請求項３記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
受光面側表面部材と、受光面側封止部材と、太陽電池セルと、裏面側封止部材と、裏面側表面部材をこの順に載置する工程と、括れ部の形状に対応した枠体を前記裏面側表面部材上に載置する工程と、ラミネータで処理して形成する工程を含む太陽電池モジュール本体の製造方法。
【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本体および太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュール本体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境問題への関心が高まりつつある中、自然エネルギーを利用した新しいエネルギー技術が大いに注目されている。そのひとつとして、太陽エネルギーを利用したシステムの関心が高く、特に光電変換効果を利用して光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽光発電は、クリーンなエネルギーを得る手段として広く行われている。
【０００３】
この太陽光発電システムでは、太陽電池セルを長期にわたり屋外に設置するので、太陽電池セルを保護するために耐候性および機械的強度を有する太陽電池モジュールが作製されている。住宅用等の太陽電池モジュールの代表例としては、スーパーストレート型の太陽電池モジュールが挙げられる。
【０００４】
図７は、従来例の太陽電池モジュールを示す図である。太陽電池モジュール本体５１は、配線材によって電気的に接続された複数の太陽電池５２を備えている。太陽電池５２は、充填材層中に配されている。充填材層は受光面側充填材層５５ａと裏面側充填材層５５ｂからなり、充填材層５５はエチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）などが用いられている。受光面側保護部材５４は、ガラスなどにより構成されている。また、裏面側保護部材５６は、樹脂シートで構成されている。
【０００５】
太陽電池モジュール本体５１は、受光面側保護部材５４と、受光面側充填材層５５ａ構成するための樹脂シートと、太陽電池２２と、裏面側充填材層５５ｂを構成するための樹脂シートと、裏面側保護部材５６とを積層し、ラミネータで処理することにより形成される。
【０００６】
太陽電池モジュール５０は、太陽電池モジュール本体５１を枠体５７に取り付けることにより形成される。太陽電池モジュール本体５１と枠体５７の間には止水材５８が設けられ、太陽電池モジュール本体５１は、枠体５７に押し付けられるように嵌めこまれ、止水材５８を圧縮するように取り付けられており、太陽電池モジュール本体５１の端面から水分が内部に侵入することを防止している。
【０００７】
近年、太陽電池セル単体のサイズの大型化，太陽電池セル直列数の増加に伴い、太陽電池モジュールサイズが大型化してきている。特に、住宅用太陽光発電システムに使用する太陽電池モジュールは、大型化することにより太陽電池モジュールの単位出力あたりの価格低減を実現し、現場での架台取付や、電気配線作業時間の短縮が期待できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ＷＯ２０１３／１２１５４９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、太陽電池モジュールサイズが大型化すると、積雪や強風で、太陽電池モジュール本体に荷重がかかった際に枠体に大きな力がかかって歪みやすくなり、太陽電池モジュール本体が枠体から外れるなどの不具合が生じやすく、太陽電池モジュールの信頼性が低下する怖れがあった。本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、太陽電池モジュール本体を枠体と確実に固定することができる信頼性の高い太陽電池モジュール本体および太陽電池モジュールを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の太陽電池モジュール本体は、外周部に枠体を取り付けて太陽電池モジュール形成する太陽電池モジュール本体であって、外周部の内側に、括れ部を設けてなるものである。
【００１１】
また、本発明の太陽電池モジュール本体は、括れ部は、光電変換素子を配置した中央部を包囲してなるものである。
【００１２】
本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池モジュール本体の外周部に枠体を取り付けてなる太陽電池モジュールであって、太陽電池モジュール本体は、前記外周部の内側に括れ部を有してなり、括れ部と枠体の突起部が嵌合されてなるものである。
【００１３】
また、本発明の太陽電池モジュールは、括れ部は、光電変換素子を配置した中央部を包囲してなるものである。
【００１４】
本発明の太陽電池モジュール本体の製造方法は、受光面側表面部材と、受光面側封止部材と、太陽電池セルと、裏面側封止部材と、裏面側表面部材をこの順に載置する工程と、括れ部の形状に対応した枠体を裏面側表面部材上に載置する工程と、ラミネータで処理して形成する工程を含むものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、太陽電池モジュール本体を枠体に確実に固定することができる信頼性の高い太陽電池モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の太陽電池モジュール本体を示す断面模式図である。
【図２】本発明の太陽電池モジュール本体を示す平面図である。
【図３】本発明の太陽電池モジュールを示す平面図である。
【図４】本発明の太陽電池モジュールの組み立ての過程を示す部分断面図である。
【図５】本発明の太陽電池モジュール本体の製造方法を示す断面模式図である。
【図６】本発明の別の実施の形態である太陽電池モジュール本体を示す平面図である。
【図７】従来例の太陽電池モジュールの部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る説明する。以下の説明では同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについて詳細な説明は繰り返さない。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の太陽電池モジュール本体を示す断面模式図である。受光面側表面部材である透明なカバーガラス１１は、太陽電池モジュール本体１０の受光面を形成する。カバーガラスの厚みは２〜４ｍｍ程度である。カバーガラス１１上に単結晶シリコン基板あるいは、多結晶シリコン基板から形成された太陽電池セル１２が縦横に複数配置されている。太陽電池セル１２は、それぞれインターコネクタ(図示せず）などで互いに電気的に接続されている。太陽電池セルの厚さは１００μｍから３００μｍ程度である。太陽電池セル１２は、封止部材であるＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂１３によって両面を封止されている。ＥＶＡ樹脂１３は、中央部の１５セル１２のない部分において、０．４ｍｍから１ｍｍ程度の厚さを有している。バックシート１４は、ＥＶＡ樹脂１３上をカバーするように配置される。バックシート１４は、アルミ箔の両面を樹脂で被覆した構成であり、防水性がある。バックシート１４の厚さは０．１ｍｍ程度である。
【００１９】
太陽電池セル１０の受光面と反対側の面において、太陽電池パネルが配置されている平らな中央部１５の周囲外側に、太陽電池モジュール本体１０の厚さが薄くなった括れ部１６が形成されている。括れ部１６においては、カバーガラス１１やバックシート１４の厚さは変わらないがＥＶＡ樹脂１３の厚さが薄くなっている。括れ部１６の最薄部は、中央部よりも５００ミクロンから９００ミクロン程度厚さが薄い。括れ部１６の周囲外側にある外周部１７は、内側はほぼ中央部１５と同じ厚さであるが、端に向かって徐々に薄くなっている。
【００２０】
図２は、本発明の太陽電池モジュール本体を示す平面図であり、受光面とは反対側の裏面を示したものである。長方形の太陽電池モジュール本体１０は、中央部１５と、括れ部１６と、外周部１７からなる。太陽電池セル１２は、点線で挟まれた領域で示される括れ部１６に包囲された中央部１５に縦横に並べられて配置されている。括れ部１６ａは、縦枠をはめ込めるように太陽電池モジュール本体１０の縦辺１８に沿って設けられている。また、括れ部１６ｂは、横枠をはめ込めるように太陽電池モジュール本体１０の横辺に１９沿って設けられている。
【００２１】
括れ部１６ａ、１６ｂによって、横枠、縦枠を太陽電池モジュール本体に確実に固定することができるので、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。
【００２２】
また、括れ部１６ａ、１６ｂによって、太陽電池モジュール本体１０の中央部を包囲しているので、端部から水が進入しても、括れ部から内側への水分の侵入を軽減することができ、太陽電池モジュールの信頼性を高めることができる。
【００２３】
（実施の形態２）
図３は、本発明の太陽電池モジュールを示す平面図であり、太陽電池モジュール本体１０に枠体２０を取り付けたものである。縦枠２０ａは、縦辺１８に嵌めこまれており、また、横枠２０ｂが横辺１９にはめ込まれている。縦枠２０ａと横枠２０ｂは、互いにボルトで締結されている。括れ部１６によって、枠体２０が太陽電池モジュール本体に位置決めされて固定されているので、太陽電池モジュール本体１０を確実に固定することができる。
【００２４】
図４は、本発明の太陽電池モジュールの組み立ての過程を示す部分断面図である。図４（ａ）において、枠体２０は、太陽電池モジュール本体１０と嵌合するための嵌合部２１と、嵌合部２１の下方にある箱部２２からなる。枠体２０はアルミニウムやステンレスなどの金属の押出成形品を用いることができる。
【００２５】
嵌合部２１の断面は上片２１ａ、奥片２１ｂ、下辺２１ｃがコの字状に連なった形状で、嵌合部２１の開口部２１ｄから太陽電池モジュール本体１０の外周部１７の一辺を挿入して取り付ける。
【００２６】
図４（ｂ）に示されるように、下辺２１ｃの開口部付近に突起部２１ｅが設けられており、太陽電池モジュール本体１０の外周部１７の一辺を挿入したときに、括れ部１６と突起部２１ｅが嵌合する。そのため、枠体２０を太陽電池モジュール本体１０に容易に位置決めすることができ、太陽電池モジュール１の組み立てが容易になる。
【００２７】
また、括れ部１６と突起部２１ｅが嵌合することにより、枠体と太陽電池モジュール本体とを確実に結合することができるため、外力によって枠体が太陽電池モジュール本体と分離しにくくなり、太陽電池モジュールの信頼性が高まる。
【００２８】
シリコン樹脂などからなる封止部材２２は、コの字状の嵌合部２１の奥片２１ｂ付近にあって、太陽電池モジュール本体１０の端面と当接して、露出しているＥＶＡ樹脂１３を覆うことにより、端面を防水している。
【００２９】
経年変化により、万一、封止部材と太陽電池モジュール本体の端面の間から水分が浸入して、ＥＶＡ樹脂の端面から水分が浸入た場合であっても、ＥＶＡ樹脂の厚さの小さい括れ部により、括れ部から内側への水分の侵入を防止または軽減することができ、太陽電池モジュールの信頼性を高めることができる。
【００３０】
（実施の形態３）
図５は、本発明の太陽電池モジュール本体の製造方法を示す断面模式図である。図５（ａ）において、ラミネータのヒータープレート４０上に、カバーガラス１１、ＥＶＡ樹脂１３ａ、太陽電池セル１２、ＥＶＡ樹脂１３ｂ、バックシート１４を重ねる。さらにバックシート１４上に、括れ部を形成するための、枠３０を括れ部の形成位置に沿うように載置する。
【００３１】
続いて、図５（ｂ）に示されるように、ヒータープレート４０で加熱しつつ、真空吸引して、ダイアフラム４１により押圧する。このとき、枠体３０によって、加熱によって軟化したＥＶＡ樹脂１３を押圧されてＥＶＡ樹脂を外周部１７へ押しやる。余ったＥＶＡ樹脂１３は縦辺または横辺より流れ出る。
【００３２】
その結果、図５（ｃ）に示されるように、枠３０に沿って括れ部１６が形成された太陽電池モジュール本体が形成される。括れ部１６は、太陽電池モジュール本体１０を裏面からから見て、太陽電池セルのない部分に形成されており、封止樹脂であるＥＶＡ樹脂１３の厚さが括れ部１６周辺に比べて薄くなっている。この太陽電池モジュール本体１０に枠体２０をはめ込むことで太陽電池モジュールを形成することができる。
【００３３】
ラミネータで処理されて形成される一般的な太陽電池モジュール本体は、ラミネータで処理したとき、端面から封止樹脂が流れるため、周辺部は端部に近づくにつれて細くなる。すなわち、断面形状が先細の形状となっている。そのため、太陽電池モジュール本体が枠体から外れかかった場合、外れるのを阻止する構造がない。
【００３４】
一方、括れ部を形成した太陽電池モジュール本体においては、太陽電池モジュール本体が枠体から外れようとしても、括れ部と枠体の突起部が嵌合しているために、太陽電池モジュール本体が枠体から外れにくい構造となっており、端部が先細の太陽電池モジュール本体であっても、信頼性が高い太陽電池モジュールを実現できる。
【００３５】
（実施の形態４）
図６は、本発明の実施の形態である太陽電池モジュール本体を示す平面図であり、受光面とは反対側の裏面を示したものである。長方形の太陽電池モジュール本体１０は、中央部１５と括れ部１６ｃと外周部１７からなる。太陽電池セル１２は、点線で示される括れ部１６ｃに上下を挟まれた中央部１５に縦横に並べられて配置されている。括れ部１６ｃは横枠をはめ込めるように太陽電池モジュール本体１０の横辺１９に沿って設けられている。
【００３６】
対向する２辺にそれぞれ設けられた括れ部１６ｃにより、枠体を確実に太陽電池モジュール本体に固定することができるので、太陽電池モジュールを架台に取り付けた場合、枠体から太陽電池モジュール本体が分離するような不具合が起こりにくくなり、太陽電池モジュールの信頼性を高めることができる。また、括れ部１６ｃにより、横辺１９からの太陽電池モジュール本体内部への水分の侵入を防止し、太陽電池モジュールの信頼性を高めることができる。
【００３７】
本発明の太陽電池モジュール本体ならびに太陽電池モジュールは、光電変換素子である太陽電池セルとして単結晶シリコン基板または、多結晶シリコン基板を用いたものを例示したが、それ以外の太陽電池セルや薄膜系太陽電池などの光電変換素子を用いた太陽電池モジュール本体および太陽電池モジュールに適用することも可能である。
【００３８】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００３９】
１…太陽電池モジュール
１０…太陽電池モジュール本体
１１…カバーガラス
１２…太陽電池セル
１３…ＥＶＡ樹脂
１４…バックシート
１５…中央部
１６，１６ａ、１６ｂ、１６ｃ…括れ部
１７…外周部
１８…縦辺
１９…横辺
２０…枠体
２０ａ…縦枠
２０ｂ…横枠
２１…嵌合部
２１ａ…上片
２１ｂ…奥片
２１ｃ…下片
２１ｄ…開口部
２１ｅ…突起部
２２…箱部
２３…封止部材
３０…枠
【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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