(57)【要約】  【課題】  太陽電池モジュールの発電効率の低下を低減すること  【解決手段】  本開示の太陽電池モジュールは、少なくとも１つの太陽電池素子と、一対の保護板と、封止材と、少なくとも１つの配線と、を備える。太陽電池素子は、第１面および第１面に対向した第２面を有している。一対の保護板は、太陽電池素子の第１面側および第２面側に位置している。封止材は、一対の保護板との間に位置している。少なくとも１つの配線は、少なくとも一部が封止材の内部に配され、かつ平面視したときに複数の太陽電池素子の周囲を囲みつつ、前記複数の太陽電池素子から離れて配されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面と前記第１面に対向した第２面を有した少なくとも１つの太陽電池素子と、
前記太陽電池素子の前記第１面側および前記第２面側に位置した一対の保護板と、
前記一対の保護板との間に位置して前記太陽電池素子を封止する封止材と、
少なくとも一部が前記封止材の内部に配され、かつ平面視したときに前記太陽電池素子の周囲を囲みつつ、前記複数の太陽電池素子から離れて配された少なくとも１つの配線と、を備える太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記封止材は、前記太陽電池素子を封止する第１封止部と、前記第１封止部の周囲に位置した第２封止部をさらに備え、
前記少なくとも１つの配線は、前記第２封止材の内部に位置している、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記少なくとも１つの配線は、前記一対の保護板の一方の表面に位置している、請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記一対の保護板は、前記太陽電池素子の前記第１面側に位置した第１保護板と、前記第２面側に位置した第２保護板とを有しており、
前記少なくとも１つの配線は、前記第１保護材の表面に位置した第１配線と、前記第２保護材の表面に位置した第２配線と、を有している、請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記第１配線および前記第２配線は、平面視において、少なくとも一部が重なっている、請求項４に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、太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に記載されているように、表面側透明保護部材、太陽電池用封止膜、太陽電池セル、太陽電池用封止膜及び裏面側保護部材の順に積層された太陽電池が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３４７３６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような太陽電池では、発電効率の低下を低減することが求められている。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みて案出されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の太陽電池モジュールは、少なくとも１つの太陽電池素子と、一対の保護板と、封止材と、少なくとも１つの配線と、を備える。太陽電池素子は、第１面および第１面に対向した第２面を有している。一対の保護板は、太陽電池素子の第１面側および第２面側に位置している。封止材は、一対の保護板との間に位置している。少なくとも１つの配線は、少なくとも一部が封止材の内部に配され、かつ平面視したときに複数の太陽電池素子の周囲を囲みつつ、前記複数の太陽電池素子から離れて配されている。
【０００７】
本開示の太陽電池モジュールは、発電効率の低下を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの上面図である。
【図２】図１に示した太陽電池モジュールの断面の一部を拡大した断面図である。
【図３】図２に示した太陽電池モジュールの断面の一部をさらに拡大した断面図である。
【図４】図４は、図１に示した太陽電池モジュールの変形例の上面図である。
【図５】図１と異なる実施形態に係る太陽電知モジュールの断面の一部を拡大した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜太陽電池モジュール＞
以下に、本開示の太陽電池モジュールについて、図面を参照しつつ説明する。以下の説明では、便宜的に直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を定義し、Ｚ軸方向の正側を上方とする。
【００１０】
図１は、太陽電池モジュールの構造を模式的に示した上面図である。なお、図１は、太陽電池モジュールの内部の構造を示すために、太陽電池モジュール１を透視している。
【００１１】
図２は、太陽電池モジュールの断面の一部を拡大し、太陽電池モジュール１を模式的に示した断面図である。なお、図２は、図１に示したＡＡ´線に沿って上下方向に切断した
ときの断面を示している。
【００１２】
図３は、図２に示した太陽電池モジュールの断面の一部をさらに拡大し、太陽電池モジュールを模式的に示した断面図である。
【００１３】
図４は、図１に示した太陽電池モジュールの変形例を示している。なお、図４は、図１と同じ視点で、太陽電池モジュールを示している。
【００１４】
図５は、図１と異なる実施形態の太陽電池モジュールの断面の一部をさらに拡大し、太陽電池モジュールを模式的に示した断面図である。なお、図４は、図３と同じ視点で、太陽電池モジュールを示している。
【００１５】
太陽電池モジュール１は、太陽光から発電することができる。太陽電池モジュール１は、太陽電池素子２と、一対の保護板４と、封止材５と、配線６とを有している。
【００１６】
少なくとも１つの太陽電池素子２は、太陽光を電気に変換することができる。太陽電池モジュール１は、１つの太陽電池素子２を有していてもよいし、複数の太陽電池素子２を有していてもよい。本明細書では、太陽電池モジュール１が、複数の太陽電池素子２を有している場合を説明する。
【００１７】
複数の太陽電池素子２は、太陽光を受光する第１面２ａと、第１面２ａに対向した第２面２ｂを有している。具体的には、太陽電池モジュール１が設置されたときに、太陽電池モジュール１の上面が第１面２ａであり、太陽電池モジュール１の下面が第２面２ｂである。また、複数の太陽電池素子２のそれぞれは、上面および下面を有している。したがって、「第１面２ａ」は、複数の太陽電池素子２のそれぞれの上面総称したものであり、「第２面２ｂ」は、複数の太陽電池素子２のそれぞれの下面を総称したものである。
【００１８】
複数の太陽電池素子２は、例えば、シリコン（Si）系の太陽電池、化合物半導体系の太陽電池または有機半導体系の太陽電池などであってもよい。また、複数の太陽電池素子２は、例えば、バルク状の太陽電池または薄膜状の太陽電池などであってもよい。具体的には、例えば、シリコン（Si）の多結晶または単結晶を使用した太陽電池であってもよい。また、例えば、CIGS（Copper Indium Gallium DiSelenide）またはCdTe（cadmium telluride）等の材料で形成された太陽電池であってもよい。
【００１９】
複数の太陽電池素子２同士が電気的に接続されている。この場合、複数の太陽電池素子２は、例えば、太陽電池素子ストリング等であってもよい。複数の太陽電池素子２同士は、配線部材３を介して接続されている。具体的には、電気的に接続された一対の太陽電池素子２同士は、一方の太陽電池素子２の受光面に配された電極および他方の太陽電池素子２の裏面に配された電極が配線部材３を介して接続されており、導通している。その結果、配線部材３を介して複数の太陽電池素子２から電気を取り出すことができる。
【００２０】
一対の保護板４は、複数の太陽電池素子２の第１面２ａ側および第２面２ｂ側に位置している。言い換えれば、一対の保護板４は、複数の太陽電池素子２を挟み込んでいる。その結果、一対の保護板４は、複数の太陽電池素子２を保護することができる。具体的には、一対の保護板４は、例えば、太陽電池モジュール１の外部からの水分などの浸入を低減することができる。一対の保護板４は、例えば、板状の部材である。一対の保護板４は、複数の太陽電池素子２の第１面２ａ側に配された第１保護板４１と、複数の太陽電池素子２の第２面２ｂ側に配された第２保護板４２とを有している。
【００２１】
第１保護板４１は、透光性を有している。その結果、太陽光は、第１保護板４１を通過
することができ、複数の太陽電池素子２の第１面２ａに達することができる。第１保護板４１は、例えば、珪酸塩ガラスなどのガラス板であってもよい。第２保護板４２は、第１保護板４１と同様の構成であってもよい。または、第２保護板４２は、例えば、わずかに着色した青板ガラスなどのガラス板、あるいは、アルミニウム（Al）膜またはシリカ（SiO2）薄膜などで遮水性を向上させたプラスチック板などであってもよい。
【００２２】
第１保護板４１と第２保護板４２との間の距離は、例えば、１０００μｍ以上２０００μｍ以下であればよい。なお、第１保護板４１と第２保護板４２との間の距離とは、第１保護板４１の第２保護板４２に対向した面から、第２保護板４２の第１保護板４１に対向した面までの距離である。
【００２３】
なお、例えば、第２保護板４２は貫通穴を有しており、第２保護板４２の外側の表面には端子ボックスが配置されていてもよい。端子ボックスは、複数の太陽電池素子２の電力を外部に出力できるようにすることができる。このような端子ボックスは、ポリフェニレンエーテル樹脂またはＡＢＳ樹脂等からなる箱体内に、銅およびステンレス銅等からなるターミナルを備えている。そして、配線部材３が第２保護板４２の貫通穴を通って、ターミナルに電気的に接続されている。また、ターミナルには、外部の機器と接続するための接続ケーブルが取り付けられている。
【００２４】
封止材５は、一対の保護板４との間に配されて、複数の太陽電池素子２を封止することができる。具体的には、複数の太陽電池素子２は、封止材５の内部に配されていてもよい。また、複数の太陽電池素子２は、第１保護板４１または第２保護板４２の表面に接しており、第１保護板４１または第２保護板４２と封止材５とに挟まれていてもよい。その結果、封止材５は、一対の保護板４と共に、太陽電池モジュール１内への自由水の浸入を低減することができる。なお、封止材５は、一対の保護板４の表面に接している。
【００２５】
封止材５は、複数の太陽電池素子２を封止する第１封止部５１と、第１封止部５１の周囲に位置した第２封止部５２とを有している。具体的には、本開示の封止材５では、一対の保護板４の間に位置して、かつ一対の保護板４の表面に接した第１封止部５１の内部に複数の太陽電池素子２が位置している。そして、第１封止部５１の周辺を囲んで第２封止部５２が位置している。第２封止部５２は、第１封止部５１の側面に接しており、かつ一対の保護板４の表面に接している。その結果、第１封止部５１は、太陽電池素子２への自由水の浸入を低減することができる。第２封止部５２は、第１封止部５２への自由水の浸入を低減することができる。
【００２６】
第１封止部５１は、透光性を有している。その結果、太陽光は、第１保護板４１および第１封止部５１を通過して、複数の太陽電池素子２に達することができる。第１封止部５１の材料は、例えば、樹脂材料などを使用すればよい。具体的には、第１封止部５１の材料は、例えば、EVA（Ethylene-Vinyl Acetate）などである。第２封止部は、例えば第１
封止部５１よりも遮水性の材料を使用すればよい。第２封止部５２の材料は、例えば、ゴムなどであればよい。具体的には、第２封止部５２の材料は、例えば、ブチルゴムなどである。
【００２７】
少なくとも１つの配線６は、封止材５の内部に配され、かつ平面視したときに複数の太陽電池素子２の周囲を囲みつつ、複数の太陽電池素子２から離されて配されている。ここで、少なくとも１つの配線６に電流を流すことによって配線６を加熱することができる。すなわち、少なくとも１つの配線６は、加熱用配線である。また、言い換えれば、配線６は加熱機構であればよい。その結果、封止材５への水分の浸入を低減することができ、封止材５の水分に起因した複数の太陽電池素子２の劣化を低減することができる。よって、太陽電池モジュール１の発電効率の低下を低減することができる。
【００２８】
なお、少なくとも１つの配線６は、複数の太陽電池素子２の各辺に沿って配されていてもよい。本開示では、図１に示すように複数の太陽電池素子２の４辺に沿って配されていればよい。また、少なくとも１つの配線６は、厳密に複数の太陽電池素子２を囲んでいる必要はない。図４に、少なくとも１つの配線６の変形例の例示として少なくとも１つの配線６´を示すが、少なくとも１つの配線６は、複数の太陽電池素子２の周囲を加熱できるように配置されていればよい。
【００２９】
少なくとも１つの配線６は、第２封止部５２の内部に位置していてもよい。その結果、例えば、第１封止部５１の材料にEVA等を使用していても、少なくとも１つの配線６は第
２封止部５２に位置しているため、EVAと水分との熱反応に起因した酢酸の生成を低減す
ることができる。
【００３０】
少なくとも１つの配線６は、第１保護板４１または第２保護板４２のいずれかの表面に位置していてもよい。この場合、少なくとも１つの配線６は、少なくとも一部が封止材５の内部に位置していると同時に、第１保護板４１または第２保護板４２のいずれかの表面に形成されることになる。すなわち、少なくとも１つの配線６は、第１保護板４１または第２保護板４２のいずれかと第２封止部５２との境界に位置することになる。その結果、少なくとも１つの配線６は、第１封止部５１への水分の浸入を低減することができる。
【００３１】
少なくとも１つの配線６は、第１保護板４１の表面に位置した第１配線６１と、第２保護板４２の表面に位置した第２配線６２とを有していてもよい。その結果、第１保護板４１および第２保護板４２のそれぞれの近傍から第１封止部５１へ水分が浸入することを低減することができる。
【００３２】
第１配線６１および第２配線６２の材料は、例えば、銅（Cu）またはアルミニウム（Al）などの金属箔などを使用すればよい。また、金属箔などは、必要に応じてはんだ材料でメッキされていてもよい。第１配線６１の厚みは、例えば１００μｍ以上１ｍｍ以下であればよい。第２配線６２の厚みは、例えば１００μｍ以上１ｍｍ以下であればよい。
【００３３】
第１配線６１および第２配線６２は、平面視したときに、少なくとも一部が重なっていてもよい。その結果、第１配線６１と第２配線６２との加熱領域を近づけることができ、効率的に第２封止部５２を加熱することができる。
【００３４】
一方、少なくとも１つの配線６は、１つの配線６３から構成されており、一対の保護板４に接していなくてもよい。言い換えれば、図５に示すように、太陽電池モジュール１の断面を見たときに、少なくとも１つの配線６は四方を第２封止部５２に囲まれていてもよい。その結果、少なくとも１つの配線６によって、第１保護板４１および第２保護板４２のそれぞれの近傍から第１封止部５１へ水分が浸入することを低減することができる。
【００３５】
第２封止部５２の内部において、少なくとも１つの配線６よりも外側に吸湿材７を有していてもよい。その結果、封止材５に浸入する水分が吸湿材７によって保持されることから、封止材５に浸入する水分を低減することができる。また、少なくとも１つの配線６によって、吸湿材７を乾燥することができるため、持続的に封止材５に浸入する水分を低減しやすくすることができる。
【００３６】
吸湿材７の材料は、例えば、シリカ、ゼオライトまたは塩化カルシウムなどを使用することができる。また、吸湿材７は、例えば、粒状またはゲル状の部材であってもよい。少なくとも１つ配線６による加熱で、これらの吸湿材の能力を回復させることもできる。
【００３７】
少なくとも１つの配線６は、例えば第２保護板４２に設けた貫通穴から、第２保護板４２の外側に配置された端子ボックスに電気的に接続されていてもよい。このときの端子ボックスは、複数の太陽電池素子２の電力を外部に取り出すようにするための端子ボックスと共用としてもよいし、それぞれ別に設けてもよい。共用とする場合は、第２保護板４２に設ける貫通穴を、第１封止材５１、第２封止材５２の箇所のどちらに形成しても良い。また、端子ボックスから別途、湿度や温度センサを太陽電池モジュール１の内部に導入することもできる。このとき、センサの信号は端子ボックスから配線で外部に取りだしてもいいし、発電する太陽電池素子２の電力を使用しながら信号を発信してもいいし、外部からエネルギーを導入されたときにだけ、信号を発信するような方式でも良い。
【００３８】
少なくとも１つの配線６は、外部電源に接続されていてもよい。その結果、少なくとも１つの配線６が、外部電源に接続されていれば、定常的に加熱し続けることができる。
【００３９】
一方、少なくとも１つの配線６は、複数の太陽電池素子２に電気的に接続されていてもよい。この場合は、配線の引き回しに必要なスペースを小さくすることができ、太陽電池モジュール１の太陽光の受光領域が小さくなることを低減することができる。
【００４０】
なお、少なくとも１つの配線６が、複数の太陽電池素子２に電気的に接続されている場合は、例えば、配線部材３との絶縁を確保した状態で、配線部材３とともに第２保護板４２の貫通穴を通って、端子ボックスのターミナルに電気的に接続されていればよい。
【００４１】
また、太陽電池モジュール１は、外気に接触している湿度計をさらに有していてもよい。その結果、湿度計を連動させて、少なくとも１つの配線６に電流を流すことが可能なり、効率的に、封止材５への水分の浸入を低減することができ、あるいは封止材５へ浸入した水分を外気に放出することができる。例えば、湿度が低い天候の際に、加熱処理で太陽電池モジュール１の内部の水分を放出しやすくすることができる。また、湿度は絶対湿度を測定するのが望ましく、そのため、温度計も併設されているのが望ましい。
【００４２】
また、少なくとも１つの配線６が、複数の太陽電池素子２に電気的に接続されている場合は、加熱は夜間にやってもよい。その結果、電力会社の余剰電力を使用することができるとともに、太陽電池素子の発電量を加熱に使用しなくても良くできる。この結果、地域全体のピーク電力抑制に効果がある。
【００４３】
以上、本発明に係る実施形態について例示したが、本発明は本開示の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り任意のものとすることができることはいうまでもない。
【００４４】
＜太陽電池モジュールの製造方法＞
次に、本開示の太陽電池モジュール１に係る製造方法について、以下に説明する。
【００４５】
複数の太陽電池素子２、一対の保護板４、封止材５、少なくとも１つの配線６を準備する。
【００４６】
複数の太陽電池素子２は、従来周知の方法によって準備することができる。なお、複数の太陽電池素子２が、例えば薄膜状である場合、複数の太陽電池素子２は、一対の保護板４の第１保護板４１または第２保護板４２のどちらか一方を基板として、形成されてもよい。本開示の太陽電池モジュール１に係る複数の太陽電池素子２は、一対の保護板４を基板としていない場合を例にしている。
【００４７】
一対の保護板４は、従来周知の方法によって準備することができる。なお、第１保護板
４１と第２保護板４２は同一の方法によって準備されたものでもよいし、それぞれ異なる方法によって準備されたものでもよい。
【００４８】
封止材５は、従来周知の方法によって準備することができる。封止材５は、例えば、後の工程にて、加熱・冷却されて形成される。したがって、加熱前の封止材５に相当する部材を２つの封止前駆体とすると、２つの封止前駆体のそれぞれは、第１封止部５１に相当するシート部材と、第２封止部５２に相当する枠部材とに分けられる。
【００４９】
少なくとも１つの配線６は、一対の保護板４の第１保護板４１または第２保護板４２の表面に配置される。少なくとも１つの配線６は、例えば、ラミネート法または超音波加工法などによって、第１保護板４１または第２保護板４２の表面上に形成される。なお、少なくとも１つの配線６が複数の配線６を有している場合には、複数の配線６の一部が第１保護板４１の表面に形成され、複数の配線６の他の一部が第２保護板４２の表面に形成されてもよい。
【００５０】
次に、第２保護板４２、一方の封止前駆体、複数の太陽電池素子２、他方の封止前駆体および第１保護板４１の順に積層する。なお、このとき、一対の保護板４の表面に配置された少なくとも１つの配線６は、２つの封止前駆体に被覆された状態である。そして、得られた積層体を加熱加圧および冷却など常法に従って、２つの封止前駆体を硬化させて封止材５にすることによって、太陽電池モジュール１を形成することができる。
【００５１】
なお、封止材５の第２封止部５２の内部に少なくとも１つの配線６を配置してもよい。この場合、まず、２つの枠状部材のうち、一方の枠状部材の第１保護板４１上に配置して、他方の枠状部材を第２保護板４２上に配置する。次いで、どちらか一方の枠状部材上に、例えばラミネート法を利用して少なくとも１つの配線６を配置する。次いで、少なくとも１つの配線６を他方の枠状部材で被覆することによって、第２封止部５２の内部に少なくとも１つの配線６を配置することができる。
【００５２】
なお、少なくとも１つの配線６が、複数の配線６を有している場合、複数の配線６の一部が一対の保護板４の表面に配置され、複数の配線６の他の一部が第２封止部５２の内部に配置されていてもよい。
【００５３】
以上、本発明に係る実施形態について例示したが、本発明は本開示の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り任意のものとすることができることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００５４】
１      ・・・太陽電池モジュール
２      ・・・複数の太陽電池素子
２ａ    ・・・第１面
２ｂ    ・・・第２面
３      ・・・配線部材
４      ・・・一対の保護板
４１    ・・・第１保護板
４２    ・・・第２保護板
５      ・・・封止材
５１    ・・・第１封止部
５２    ・・・第２封止部
６      ・・・配線
６１    ・・・第１配線
６２    ・・・第２配線
７      ・・・吸湿材
【図１】
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【図２】
2017152607.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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