JP2014027138A - Solar cell module and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は太陽電池モジュールに関し、特に、その電力を取出すための端子ボックスの取り付け構造およびその取り付け方法に係る。 The present invention relates to a solar cell module, and more particularly, to a terminal box mounting structure for taking out the electric power and a mounting method thereof.
従来より太陽電池モジュールとしては、一例として特許文献1に開示されているように、矩形状のガラス基板等、透光性絶縁基板上に複数の太陽電池セルからなる薄膜状の発電部(集積型薄膜太陽電池デバイス)を形成し、この発電部をほぼ全面に亘ってシート状の樹脂製封止材により被覆(ラミネート封止)した薄膜型のものが知られている。
Conventionally, as a solar cell module, as disclosed in
前記特許文献1に記載のものでは、矩形状の発電部における長さ方向の両端にそれぞれバスバーが直線状に設けられており、各バスバーの中央部にリード線の一端部が接続されている。そして、これらのリード線は相対向するように発電部の中央に向かって延びた後に、L字状に立ち上がって端子ボックスに接続されている。つまり、端子ボックスは太陽電池モジュールの裏側のほぼ中央に配設されている。
In the thing of the said
また、従来より、2枚の板ガラスの間に太陽電池セルアレイと透光性樹脂のラミネートフィルムとを挟み込んだ、いわゆる合わせガラス構造の太陽電池モジュールも知られている。このような構造の太陽電池モジュールは、光の透過率を比較的高くすることができるので、いわゆる採光型として建物の窓などに使用することが期待されている。 Conventionally, a solar cell module having a so-called laminated glass structure in which a solar cell cell array and a laminate film of a translucent resin are sandwiched between two plate glasses is also known. Since the solar cell module having such a structure can have a relatively high light transmittance, it is expected to be used as a so-called daylighting type for a building window or the like.
一例として特許文献2に記載の太陽電池モジュールでは、表裏の板ガラスの間に挟み込むスペーサ部材をモジュール全体の周縁部を取り囲む枠状として、この枠状スペーサ部材に端子ボックスを取り付けている。そして、複数のラミネートフィルムの間から取り出したリード線の接続端を、端子ボックスの端子に接続する構造としている。
As an example, in the solar cell module described in
ところで、前記特許文献1の従来例のような薄膜型の太陽電池モジュールにおいても、発電部を被覆する樹脂製封止材の上にさらにガラス基板を重ねて、前記特許文献2の従来例のように2枚のガラス基板によって発電部などを挟み込む構造とすることがある。この場合、枠状スペーサ部材は省略して、2枚のガラス基板の端部に直接、端子ボックスを取り付けることが考えられる。
By the way, also in the thin film type solar cell module like the conventional example of the said
しかしながら、端子ボックスの材料としては通常、PPS(ポリフェニルサルファイド)やPPE(ポリフェニレンエーテル)及びPET(ポリエチレンテレフタレート)などのエンジニアリングプラスチックが用いられており、これらはガラス基板との接着性に難がある。そこで、例えばシリコーン接着剤などを用いることになるが、このような接着剤の硬化に要する時間はかなり長いことから、あまり実用的な方法とは言えない。 However, engineering plastics such as PPS (polyphenyl sulfide), PPE (polyphenylene ether) and PET (polyethylene terephthalate) are usually used as the material for the terminal box, and these are difficult to adhere to the glass substrate. . Thus, for example, a silicone adhesive or the like is used. However, since the time required for curing such an adhesive is considerably long, it is not a practical method.
また、特許文献1にも記載されているように建物の窓などに使用される太陽電池モジュールには大型化が求められており、これに伴い重量もかなり増加することになる。このような大判のガラス基板を張り合わせた重量物である太陽電池モジュールを形成した後に、硬化に時間を要する接着剤を用いて端子ボックスを取り付けることは容易ではない。また、接着剤が硬化するまでの間に、作業者が太陽電池モジュールの周縁部に付加されている端子ボックスに手を掛けるなどして力が加わると、端子ボックスが分離する虞がある。
In addition, as described in
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目的は、太陽電池モジュールのガラス基板等、透光性絶縁基板の周縁部に対する端子ボックスの取り付けを容易に行えるようにすることにある。 This invention is made | formed in view of this point, The objective is to make it easy to attach a terminal box with respect to the peripheral part of translucent insulated substrates, such as a glass substrate of a solar cell module.
前記の課題を解決するために本発明では、透光性絶縁基板上に発電部が設けられた太陽電池モジュールの製造方法を対象として、前記発電部の少なくとも一部を封止材によって被覆するとともに、当該封止材の一部を前記透光性絶縁基板の周縁部からはみ出させ、この封止材のはみ出し部分を介在させて、前記透光性絶縁基板の周縁部に端子ボックスを取り付けるようにした。 In order to solve the above problems, the present invention covers at least a part of the power generation unit with a sealing material for a method of manufacturing a solar cell module in which a power generation unit is provided on a translucent insulating substrate. A part of the sealing material is protruded from the peripheral portion of the translucent insulating substrate, and a terminal box is attached to the peripheral portion of the translucent insulating substrate via the protruding portion of the sealing material. did.
見方を変えると本発明は、透光性絶縁基板上に発電部が設けられた太陽電池モジュールを対象として、前記発電部の少なくとも一部を被覆する封止材と、前記透光性絶縁基板の周縁部に取り付けられて、前記発電部から電力を取り出すための端子ボックスと、を備え、前記封止材の一部が前記透光性絶縁基板の周縁部からはみ出しており、このはみ出し部分が当該透光性絶縁基板と前記端子ボックスとの接合部位に介在されている構造である。 In other words, the present invention is directed to a solar cell module in which a power generation unit is provided on a translucent insulating substrate, a sealing material that covers at least a part of the power generation unit, and the translucent insulating substrate. And a terminal box for taking out electric power from the power generation part, and a part of the sealing material protrudes from the peripheral part of the translucent insulating substrate, and the protruding part is In this structure, the light-transmitting insulating substrate and the terminal box are joined to each other.
こうして封止材の一部を透光性絶縁基板の周縁部からはみ出させて、端子ボックスとの接合部位に介在させることにより、端子ボックスを容易に取り付け可能になる。 Thus, the terminal box can be easily attached by protruding a part of the sealing material from the peripheral portion of the translucent insulating substrate and interposing it at the junction with the terminal box.
本発明に係る太陽電池モジュールおよびその製造方法によると、透光性絶縁基板の周縁部から封止材の一部をはみ出させて、端子ボックスとの接合部位に介在させることにより、その透光性絶縁基板と端子ボックスとを接着し、端子ボックスを太陽電池モジュールの透光性絶縁基板の周縁部に容易に取り付けることができる。 According to the solar cell module and the method for manufacturing the same according to the present invention, a part of the sealing material is protruded from the peripheral edge portion of the translucent insulating substrate, and the translucent property is obtained by interposing it at the junction with the terminal box. The insulating substrate and the terminal box can be bonded to each other, and the terminal box can be easily attached to the peripheral portion of the translucent insulating substrate of the solar cell module.
本発明の実施の形態の太陽電池モジュールの製造方法は、透光性絶縁基板上に設けられた発電部の少なくとも一部を封止材によって被覆するとともに、当該封止材の一部を前記透光性絶縁基板の周縁部からはみ出させ、この封止材のはみ出し部分を介在させて、前記透光性絶縁基板の周縁部に端子ボックスを取り付けるようにした。 In the method for manufacturing a solar cell module according to the embodiment of the present invention, at least a part of the power generation unit provided on the translucent insulating substrate is covered with a sealing material, and a part of the sealing material is covered with the transparent material. The terminal box is attached to the peripheral portion of the light-transmitting insulating substrate by protruding from the peripheral portion of the light-transmitting insulating substrate and interposing the protruding portion of the sealing material.
こうして封止材の一部を透光性絶縁基板の周縁部からはみ出させて、端子ボックスとの接合部位に介在させることにより、端子ボックスを容易に取り付け可能になる。 Thus, the terminal box can be easily attached by protruding a part of the sealing material from the peripheral portion of the translucent insulating substrate and interposing it at the junction with the terminal box.
好ましくは、前記封止材をシート状とし、その周縁部には外方に延出する凸片部を形成しておき、その封止材によって前記発電部の少なくとも一部を被覆するとともに、前記凸片部を前記透光性絶縁基板の周縁部からはみ出させる。そして、その封止材のはみ出し部分である凸片部を介在させて、前記透光性絶縁基板の周縁部に端子ボックスを取り付ける。こうすれば、封止材を適度にはみ出させることができる。 Preferably, the sealing material is formed into a sheet shape, and a convex piece portion extending outward is formed at the peripheral portion thereof, and at least a part of the power generation unit is covered with the sealing material, and The protruding piece is protruded from the peripheral edge of the translucent insulating substrate. And the terminal box is attached to the peripheral part of the said translucent insulating board | substrate through the convex piece part which is the protrusion part of the sealing material. If it carries out like this, a sealing material can be made to protrude moderately.
好ましくは、前記封止材を2枚以上、重ね合わせた上から前記透光性絶縁基板とは別の透光性絶縁基板を重ね、それら2枚以上の封止材のうち、少なくとも1枚の封止材の凸片部を一方の透光性絶縁基板の外周端面に重なるように折り曲げ、他の少なくとも1枚の封止材の凸片部を、他方の透光性絶縁基板の外周端面に重なるように折り曲げる。そして、前記凸片部を間に挟むようにして、2枚の透光性絶縁基板の外周端面に前記端子ボックスの接合面を接合する。 Preferably, two or more of the sealing materials are overlapped, and then a light transmitting insulating substrate different from the light transmitting insulating substrate is stacked, and at least one of the two or more sealing materials is stacked. The convex piece of the sealing material is bent so as to overlap the outer peripheral end face of one light-transmitting insulating substrate, and the convex piece of the other at least one sealing material is bent to the outer peripheral end face of the other transparent insulating substrate. Bend it so that it overlaps. And the joining surface of the said terminal box is joined to the outer peripheral end surface of two translucent insulated substrates so that the said convex piece part may be pinched | interposed.
こうして2枚の透光性絶縁基板の両方の外周端面にそれぞれ、封止材のはみ出し部分(凸片部)を介在させることで、端子ボックスの取り付け強度を確保しやすい。 In this way, by attaching the protruding portion (projection piece) of the sealing material to the outer peripheral end faces of both of the two translucent insulating substrates, it is easy to ensure the mounting strength of the terminal box.
また、好ましくは前記少なくとも1枚の封止材と、前記他の少なくとも1枚の封止材との間に、前記発電部から前記端子ボックスへのリード線を挟み込んでもよい。こうすれば、発電部から端子ボックスまでリード線を容易に封止することができる。 Preferably, a lead wire from the power generation unit to the terminal box may be sandwiched between the at least one sealing material and the at least one other sealing material. If it carries out like this, a lead wire can be easily sealed from a power generation part to a terminal box.
また、好ましくは、前記封止材を加熱および加圧して前記透光性絶縁基板に融着させる際に、該透光性絶縁基板および前記端子ボックスの間に介在させた前記凸片部を融着させてもよい。こうすれば、太陽電池モジュールのラミネート工程で端子ボックスの取り付けも同時に行うことができる。 Preferably, when the sealing material is heated and pressed to be fused to the translucent insulating substrate, the convex piece portion interposed between the translucent insulating substrate and the terminal box is fused. You may wear it. If it carries out like this, attachment of a terminal box can also be performed simultaneously in the lamination process of a solar cell module.
本発明の実施の形態の太陽電池モジュールは、透光性絶縁基板上に発電部が設けられた太陽電池モジュールであって、前記発電部の少なくとも一部を被覆する封止材と、前記透光性絶縁基板の周縁部に取り付けられて、前記発電部から電力を取り出すための端子ボックスと、を備え、前記封止材の一部が前記透光性絶縁基板の周縁部からはみ出しており、このはみ出し部分が当該透光性絶縁基板と前記端子ボックスとの接合部位に介在されている構造である。 A solar cell module according to an embodiment of the present invention is a solar cell module in which a power generation unit is provided on a translucent insulating substrate, the sealing material covering at least a part of the power generation unit, and the light transmission And a terminal box for taking out electric power from the power generation part, and a part of the sealing material protrudes from the peripheral part of the translucent insulating substrate. In this structure, the protruding portion is interposed at the junction between the translucent insulating substrate and the terminal box.
こうして封止材の一部を透光性絶縁基板の周縁部からはみ出させて、端子ボックスとの接合部位に介在させることにより、端子ボックスを容易に取り付け可能になる。 Thus, the terminal box can be easily attached by protruding a part of the sealing material from the peripheral portion of the translucent insulating substrate and interposing it at the junction with the terminal box.
好ましくは前記の太陽電池モジュールにおいて、前記封止材の上に前記透光性絶縁基板とは別の透光性絶縁基板が重ねられており、前記封止材のはみ出し部分が、前記2枚の透光性絶縁基板のそれぞれの外周端面と前記端子ボックスの接合面との間に介在されている。この構造では、2枚の透光性絶縁基板の両方の外周端面にそれぞれ、封止材のはみ出し部分を介在させることで、端子ボックスの取り付け強度を確保しやすい。 Preferably, in the solar cell module, a light-transmitting insulating substrate different from the light-transmitting insulating substrate is overlaid on the sealing material, and a protruding portion of the sealing material is the two sheets. It is interposed between each outer peripheral end surface of the translucent insulating substrate and the joint surface of the terminal box. In this structure, it is easy to ensure the mounting strength of the terminal box by interposing the protruding portions of the sealing material on the outer peripheral end faces of both of the two translucent insulating substrates.
また、好ましくは前記端子ボックスにおける透光性絶縁基板との接合部位に、当該端子ボックスの構成材料に比べて封止材との接着性が高い材料からなる接着補助部が設けられていると、端子ボックスの取り付け強度を確保しやすい。 Further, preferably, an adhesion assisting portion made of a material having a higher adhesiveness to the sealing material than the constituent material of the terminal box is provided at a joint portion of the terminal box with the translucent insulating substrate. It is easy to secure the mounting strength of the terminal box.
また、好ましくは前記端子ボックスにおける透光性絶縁基板との接合部位に凹部が形成され、該凹部の内面に前記封止材のはみ出し部分の少なくとも一部が接着されていると、接着面積が増大する。 Preferably, a concave portion is formed at a joint portion of the terminal box with the translucent insulating substrate, and at least a part of the protruding portion of the sealing material is bonded to the inner surface of the concave portion, thereby increasing an adhesion area. To do.
また、好ましくは前記凹部にはゴム弾性を有する中間部材が嵌入され、この中間部材に前記はみ出し部分の少なくとも一部が接着されていると、力が加わったときの端子ボックスの分離を防止する上で有利になる。 Preferably, an intermediate member having rubber elasticity is fitted in the recess, and at least a part of the protruding portion is bonded to the intermediate member to prevent separation of the terminal box when a force is applied. Will be advantageous.
また、好ましくは前記封止材がアイオノマー樹脂によって形成されていると、発電部から端子ボックスまでリード線を封入し、その電気的な絶縁性を担保する上で有利になる。アイオノマー樹脂は加熱時の流動性があまり高くないので、ラミネート工程などで加熱、加圧したときにリード線の絶縁が損なわれる心配が少ないからである。 Preferably, when the sealing material is made of ionomer resin, it is advantageous in encapsulating the lead wire from the power generation unit to the terminal box and ensuring its electrical insulation. This is because the ionomer resin is not so high in fluidity at the time of heating, and there is little fear that the insulation of the lead wire is impaired when heated and pressurized in a laminating process or the like.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、発電部を光が透過するようにして、採光機能を備えたシースルータイプ(光透過型)の薄膜太陽電池モジュールに本発明を適用した場合について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a case where the present invention is applied to a see-through type (light transmissive type) thin-film solar cell module having a daylighting function by allowing light to pass through a power generation unit will be described.
<実施形態1の太陽電池モジュールの説明>
本実施形態の太陽電池モジュールMは、図1に分解して示すように、薄膜状の太陽電池セルからなる発電部10を透光性絶縁基板11の裏面(受光面と反対の面であり、図では上面)上に形成して、セル基板1を構成し、このセル基板1の裏面をほぼ全面に亘って被覆するように熱可塑性樹脂材料からなる複数のシート状の封止材2,3(以下、封止シートという)を重ね、さらにもう一枚の透光性絶縁基板4を重ね合わせてラミネートしたものである。
<Description of Solar Cell Module of
In the solar cell module M of the present embodiment, as shown in an exploded view in FIG. 1, the
図2に裏面側、即ち図の上方から見て示すように透光性絶縁基板11は、例えば矩形状のガラス基板であって、その裏面上に形成された発電部10は、詳細は図示しないが複数の太陽電池セルに分割されている。これらの分割された太陽電池セル同士は互いに直列、並列、または直並列に接続されている。なお、図2においては封止シート2,3は省略している。
As shown in FIG. 2 from the back side, that is, from the upper side of the figure, the translucent insulating
図3、4はそれぞれ、図2のK−K線およびL−L線における断面図である。これらの図に示すように、一例として発電部10は、透明な表面電極層12、光電変換層13、裏面電極層14を順に積層した構造である。なお、図3、4においては発電部10の積層構造が分かり易いように、前記表面電極層12、光電変換層13、裏面電極層14の厚みを誇張して示している。
3 and 4 are sectional views taken along lines KK and LL in FIG. 2, respectively. As shown in these drawings, as an example, the
表面電極層12としては例えばZnO、ITO、SnCl2等の、透光性を有する導電性酸化物を使用することができる。光電変換層13は、例えば半導体薄膜からなるp層、i層、n層が順次積層された構造とすることができ、半導体薄膜としては、例えば、アモルファスシリコン薄膜、結晶性シリコン薄膜、またはこれらを組み合わせたものを使用することができる。
As the
また、裏面電極層14としては、例えば、ZnO等の導電性酸化物からなる層と、銀、銀合金等の金属からなる層とを有するものを使用することができる。より一般的な裏面電極層としては、ZnO/Agを積層したものを例示できる。
Moreover, as the
そして、図3に表れているように本実施形態の発電部10には、表面電極層12を分離する第1の分離ライン15と、光電変換層13を分離するコンタクトライン16と、その光電変換層13および裏面電極層14を分離する第2の分離ライン17と、が形成されており、発電部10の幅方向(図の左右方向)の両端に位置する裏面電極層14がそれぞれ集電電極部とされている。
As shown in FIG. 3, the
すなわち、図示の例では左端の裏面電極層14aが第2の分離ライン17によって右側の裏面電極層14bから分離されるとともに、コンタクトライン16を介して表面電極層12に接続されている。よって、左端の裏面電極層14aは表面電極層12から電力を取り出す正の集電電極部となり、右側の裏面電極層14bは、反対の負の集電電極部となる。これら正負の集電電極部14a,14bには、それぞれ導電性材料(図示せず)によってバスバー18が接着されている。
That is, in the illustrated example, the leftmost
このバスバー18は、一例として平角線の導体にメッキが施されたもので、図1、2に表れているように長方形状の発電部10の幅方向の両端部付近に、それぞれ直線状に延びるように配設されている。バスバー18は、前記のように導電性材料によって正負の集電電極部14a,14bと電気的に接続されている一方、詳しくは後述するがリード線5が接続されて、発電部10からの出力取出し用電極部として機能する。
As an example, the
また、図4に表れているように本実施形態の発電部10には、受光面から裏面へ光を透過可能とするために、裏面電極層14および光電変換層13を除去して表面電極層12に達する溝部19(シースルーライン)が形成されている。このシースルーライン19は、図2に表れているように発電部10の長手方向に間隔をあけて多数、互いに平行に設けられている。これらシースルーラインの19の幅や間隔は、必要な光の透過率に応じて決められる。
In addition, as shown in FIG. 4, the
前記のような構成の発電部10に重ね合わされる封止シート2,3は、いずれもアイオノマー樹脂によって形成されている(一例として三井・デュポンポリケミカルの商標名ハイミランなど)。アイオノマー樹脂は黄変し難く、比較的長時間に亘って高い透明性を維持し易い上に、耐候性および耐透水性が高いので、太陽電池モジュールの封止材として好適である。しかも、アイオノマー樹脂は加熱、加圧した際の流動性がEVAなどに比べて低いため、後述するラミネート工程でリード線5の絶縁が損なわれる心配が少ない。
The sealing
このようなアイオノマー樹脂の封止シート2の特長に着目して本実施形態では、発電部10を被覆する封止シート2上にリード線5を配設している。リード線5は、それ自体はPETなどの絶縁被覆を有しない帯状の裸導体(例えば銅線)からなり、これを途中で折り返してL字状としたものである。絶縁被覆を施さないことからコストの低減が可能であるとともに、折り返し部分での接触面積を確保しやすく、はんだ付け等による接合箇所を減らせるために信頼性に優れている。
In this embodiment, paying attention to the features of the ionomer
前記の図1、2に表れているように、正負一対のリード線5はそれぞれ発電部10の長手方向の一端縁(四辺のうちのいずれか一辺の周縁であり、図では右手前の端縁)の近傍にてその一端縁に沿って延びるように配設され、発電部10の幅方向中央付近にて互いの折り返し部5aを対向させつつ、概ね一直線状に配置されている。つまり、リード線5は、発電部10の周縁部においてその幅方向に、即ちシースルーライン19と平行に延びている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the pair of positive and
そして、それぞれのリード線5の一端部5bは、図5に拡大して示すように下方に折れ曲がって封止シート2の隅部を貫通し、封止シート2に覆われたバスバー18の一端部18aに重ね合わされて、導電性テープ(図示せず)などにより接着されている。こうしてバスバー18に接着されるリード線5の一端部5bは、封止シート2とその上から重ね合わされた封止シート3とによって二重に覆われ、リード線5のそれ以外の部分は封止シート2と封止シート3との間に挟まれている。
Then, one
すなわちリード線5は、互いに重ね合わされて融着一体化されている2枚の封止シート2,3の間に密封されており、発電部10の長手方向の一端縁に沿うように配設されて、この一端縁における中央付近で2枚の封止シート2、3の間から外方に延出している。この延出部分は、透光性絶縁基板11,4の一端縁も越えて外方に延びており、以下に説明するように端子ボックス6に接続される出力リード部5cとなる。
That is, the
端子ボックス6は、例えばPPS(ポリフェニルサルファイド)やPPE(ポリフェニレンエーテル)及びPET(ポリエチレンテレフタレート)などのエンジニアリングプラスチックを射出成形したもので、前記図1に表れているように、透光性絶縁基板11,4の外周端面のうち、長手方向の一端面(図1の右手前の端面)の略中央に沿うように取り付けられる。図6にも示すように端子ボックス6は細長い蒲鉾形状であって、透光性絶縁基板11,4の外周端面に接合される横長の平面部6aと、その上下両側縁にそれぞれ連なる概略円弧面状の曲面部6bと、左右の両端面部6cとを有している。
The
一例として前記の曲面部6bおよび左右の両端面部6cは一体成形されて、中空部を有するボックス本体を構成しており、その開放部が平面部6aによって閉ざされることで、端子ボックス6内に中空部が形成される。また、図示はしないが、平面部6aは端子ボックス6の開放部を開閉可能になっており、この平面部6aに形成されたスリット6dからリード線5の出力リード部5cが挿入されて、端子ボックス6内の中空部において接続端子に接続されるようになっている。
As an example, the
こうしてPPSなどによって形成された端子ボックス6は、そのままでは透光性絶縁基板11,4と接着することができないので、本実施形態では、それら透光性絶縁基板11,4と端子ボックス6との接合部位に封止シート2,3の一部を介在させるようにしている。すなわち、図1に表れているように封止シート2,3のそれぞれにおいて長手方向の一端縁部(周縁部)には、端子ボックス6の長さに対応する帯状の凸片部2a,3aが形成されており、封止シート2、3が透光性絶縁基板11,4の間に挟み込まれた状態で、この透光性絶縁基板11,4の一端縁部(周縁部)からはみ出すようになっている。
Since the
そして、図7に拡大して示すように封止シート2の凸片部2aが下向きに折り曲げられて、透光性絶縁基板11の外周端面に重ね合わされる一方、封止シート3の凸片部3aは上向きに折り曲げられて、透光性絶縁基板4の外周端面に重ね合わされ、これらの凸片部2a,3a(即ち封止シート2、3のはみ出し部分)を間に挟んで、透光性絶縁基板11,4の外周端面に端子ボックス6の平面部6aが接合される。
Then, as shown in an enlarged view in FIG. 7, the
すなわち、前記封止シート2,3の凸片部2a,3aは、以下に説明するように太陽電池モジュールMのラミネート工程において所定以上の温度状態で加圧されることにより半溶融状態になって流動し、透光性絶縁基板11,4の外周端面および端子ボックス6の平面部6aに融着する。言い換えると凸片部2a,3aが接着層となって、透光性絶縁基板11,4の外周端面に端子ボックス6の平面部6aを接着させることができる。
That is, the
つまり、本実施形態の太陽電池モジュールMは、透光性絶縁基板11上に発電部10が形成され、この発電部10のほぼ全面を被覆する封止シート2と、透光性絶縁基板11の周縁部に取り付けられて前記発電部10から電力を取り出すための端子ボックス6と、を備えており、前記封止シート2の一部が透光性絶縁基板11の周縁部からはみ出して、該はみ出し部分(凸片部2a)が透光性絶縁基板11と端子ボックス6との接合部位に介在されているものである。
That is, in the solar cell module M of the present embodiment, the
<太陽電池モジュールの製造方法の説明>
次に、上述の如き構成の太陽電池モジュールMの製造方法の一例を、セル基板1への発電部10の形成、バスバー18の配設、リード線5の配線およびラミネートの各工程順に説明する。
<Description of manufacturing method of solar cell module>
Next, an example of a method for manufacturing the solar cell module M having the above-described configuration will be described in the order of steps of forming the
(1)発電部の形成およびバスバーの配設
まず、透光性絶縁基板11上に、表面電極層12として例えばSnO2(酸化錫)を熱CVD法等で形成する。次に、YAGレーザの基本波等を用いて表面電極層12のパターニングを行なう。次に、レーザ光をガラス基板面から入射させることにより、表面電極層12を短冊状に分離して、第1の分離ライン15を形成した後、純水で超音波洗浄し、光電変換層13を形成する。光電変換層13としては、例えば、a−Si:Hp層、a−Si:Hi層、μc−Si:Hn層からなる上部(受光面側)セル、μc−Si:Hp層、μc−Si:Hi層、μc−Si:Hn層からなる下部セルを成膜する。
(1) Formation of Power Generation Unit and Arrangement of Bus Bar First, on the translucent insulating
次に、例えばYAGレーザの第二高調波やYVO4レーザを用いて、光電変換層13をレーザでパターニングする。レーザ光をガラス基板面から入射させることにより、光電変換層13を短冊状に分離し、表面電極層12と裏面電極層14とを電気的に接続するためのコンタクトライン16を形成する。
Next, the
次に、マグネトロンスパッタ法等により、裏面電極層14として、ZnO(酸化亜鉛)/Agを成膜する。なお、ZnOの代わりに、ITOやSnO2等の透光性が高い膜を用いても良い。なお、裏面電極層14において前記のZnO等の透明性導電膜は割愛しても構わないが、高い変換効率を得るためにはあった方が望ましい。
Next, a ZnO (zinc oxide) / Ag film is formed as the
次に、裏面電極層14をレーザでパターニングする。レーザ光を透光性絶縁基板11の表面側から入射させて、裏面電極層14を短冊状に分離し、表面電極層12まで達する第2の分離ライン17を形成する。この際、表面電極層12の透過性の良いYAGレーザの第二高調波等を使用することが好ましく、YVO4レーザを用いても構わない。なお、表面電極層12へのダメージを最小限に抑え、かつ、裏面電極層14の加工後の銀電極のバリの発生を抑制する加工条件を選択することが望ましい。
Next, the
次に、シースルーライン19をレーザでパターニングする。すなわち、前記の第2の分離ライン17と同じく表面電極層12の透過性の良いYAGレーザの第二高調波やYVO4レーザを用い、レーザ光を透光性絶縁基板11の表面側から入射させて、光電変換層13および裏面電極層14を分離し、表面電極層12にまで達する溝を形成する。
Next, the see-through
このようにして発電部10を形成した後に、異方性導電フィルム(AFC:Anisotropic Conductive Film)などの導電性材料を介して、バスバー18を裏面電極層14の所定箇所(集電電極部)に接着する。この際、例えば所定寸法にカットした導電性テープを複数、バスバー18に接着した上で、このバスバー18をセル基板1の発電部10(裏面電極層14)の両端に載置し加熱、加圧することによって固着させる。
After forming the
(2)配線およびラミネート工程
次に、前記のように発電部10を形成したセル基板1の上に、図1に示すように封止シート2、3を順に重ね合わせる。その後、上側(裏面に近い側)の封止シート3における長手方向の一端側(図の右手前側)を例えば全長の1/4くらい捲り上げて、下側(表面に近い側)の封止シート2の長手方向の一端縁の近傍にリード線5を敷設する。なお、封止シート3を重ねる前に、封止シート2上にリード線5を敷設してもよい。
(2) Wiring and Laminating Step Next, the sealing
この際、正負一対のリード線5を互いの折り返し部5aが対向するようにして概ね一直線状に配置すると、それぞれのリード線5の一端部5bが封止シート2の隅部において下方のバスバー18の一端部18aと対向するように位置づけられる。このようにバスバー18の一端部18aと対向する位置には、予めその一端部18aを平面視で包含するような大きさの矩形片部2bを設定し、この矩形片部2bの三辺に沿ってU字状のスリット2cを形成してある。
At this time, when the pair of positive and
図の例では矩形片部2bはバスバー18の延びる方向に長い長方形状とされ、その二つの長辺と封止シート2の端縁に近い一つの短辺とに亘ってU字状のスリット2cが形成されている。そこで、図示は省略するが矩形片部2bをバスバー18の延びる方向に捲り上げ、このバスバー18の一端部18aを露出させてリード線5の一端部5bを接着した後に、捲り上げた矩形片部2bを元に戻して、バスバー18とリード線5との接着部位を上方から覆う。
In the example shown in the figure, the
こうして矩形片部2bにより一端部5bを覆われた正負一対のリード線5が、それぞれ封止シート2上においてその一端縁の近傍を隅部から中央に向かって延びた後にL字状に折り返されていて、それらの出力リード部5cが封止シート2の凸片部2a上を並んで外方に延出するようになる。そこで、捲り上げていた封止シート3の長手方向一端側を元に戻して封止シート2に重ね、この封止シート2との間にリード線5を挟み込む。
In this way, a pair of positive and
それから封止シート3の上にさらにガラス基板などの透光性絶縁基板4を重ねると、上下2枚の透光性絶縁基板11,4の長手方向の一端部から封止シート2,3の凸片部2a,3aがそれぞれはみ出し、さらにその凸片部2a,3aの間からリード線5の出力リード部5cが延出する。ここで、下側の凸片部2aを下向きに、また上側の凸片部3aを上向きにそれぞれ折り曲げて、透光性絶縁基板11,4の外周端面に重ね合わせ、ここに端子ボックス6の平面部6aを押し当てる。
Then, when a transparent
この際、平面部6aは端子ボックス6の開放部を開く状態にして、この平面部6aのスリット6dにリード線5の出力リード部5cを挿入し、端子ボックス6内の接続端子(図示せず)に接続する。その後、端子ボックス6を閉じて、図8に一例を示すようにゴムバンド7などにより透光性絶縁基板11,4の外周端面に押圧する状態に保持し、この端子ボックス6を含めた太陽電池モジュールM全体を真空ラミネータ100のチャンバ102内に設置して、ラミネート工程を行う。
At this time, the
図の例では太陽電池モジュールMを真空ラミネータ100の下側のチャンバ102内に載置し、まず、上下両方のチャンバ101,102内をそれぞれの排気管103,105の真空ポンプ104,106によって真空引きする。それから上側のチャンバ101に空気を導入することによって、ダイヤフラム101aにより透光性絶縁基板4を上方から加圧する。
In the example shown in the figure, the solar cell module M is placed in the lower chamber 102 of the
そうして加圧した状態で、チャンバ102内を所定温度以上に昇温させることによって封止シート2,3を加熱し、その後に冷却して固化させることにより透光性絶縁基板11,4の間を封止する。この際、透光性絶縁基板11,4の外周端面および端子ボックス6の平面部6aの間でも封止シート2,3の凸片部2a,3aが半溶融状態になり、その後の冷却および固化によって両者に融着する。つまり、透光性絶縁基板11,4の外周端面および端子ボックス6の平面部6aを接着させることができる。
In the pressurized state, the inside of the chamber 102 is heated to a predetermined temperature or higher to heat the
<実施形態1の作用効果>
以上、説明したように実施形態1の太陽電池モジュールMでは、2枚の透光性絶縁基板11,4の周縁部からはみ出すように、封止シート2,3の周縁部にそれぞれ凸片部2a,3aを形成し、この凸片部2a,3aを折り曲げて透光性絶縁基板11,4の外周端面と端子ボックス6の平面部6aとの間に挟み込んでいる。そして、この凸片部2a,3aが接着層として機能し、透光性絶縁基板11,4の外周端面に対する端子ボックス6の取り付け強度を十分に確保することができる。
<Effect of
As described above, in the solar cell module M of the first embodiment, the protruding
しかも、透光性絶縁基板11,4の間に挟み込んだ封止シート2,3を流動化させて、透光性絶縁基板11,4の間を封止するラミネート工程において、同時にその封止シート2,3の凸片部2a,3aも流動化させ、透光性絶縁基板11,4の外周端面に端子ボックス6の平面部6aを接着させることができるので、工程の簡略化が図られる。
In addition, in the laminating process in which the
また、リード線5を挟み込む2枚の封止シート2,3をいずれもアイオノマー樹脂によって形成し、両者を融着させて一体化させる構造としているので、透光性絶縁基板11上の発電部10から端子ボックス6までリード線5を密封することができる。
In addition, since the two sealing
さらに、本実施形態では、発電部10のほぼ全面を封止シート2,3により被覆しているので、封止シート2,3のエッジが目につくことがなく、しかも、裸導体のリード線5を矩形状の発電部10の周縁近傍においてシースルーライン19と平行に配設しているので、リード線5も目につき難い。よって、シースルータイプとして建物の窓などに使用した場合でも、見栄えを損なう心配は非常に少ない。
Furthermore, in this embodiment, since almost the entire surface of the
<実施形態2>
図9には、本発明の実施形態2に係る端子ボックスの取り付け構造を示す。この実施形態2では、前記の実施形態1と同じく封止シート2,3の凸片部2a,3aが接着される端子ボックス6の平面部6aに、その凸片部2a,3aが充填されるよう凹部6eを形成したものである。なお、凹部6eの設けられていること以外は、端子ボックス6の取り付け構造も太陽電池モジュールMの構造も前記実施形態1と同じなので、同一の部材には同一の符号を付してその説明は省略する。
<
In FIG. 9, the attachment structure of the terminal box which concerns on
そして、この実施形態2によると、一例として凹部6eは、端子ボックス6の長手方向に延びる横長の溝状であり、凸片部2a,3aに対応して図の上下に離間している。それぞれの凹部6eは円弧状の横断面(矩形状であってもよい)を有し、この凹部6eの内面に凸片部2a、3aの一部が接着されている。この構造では、透光性絶縁基板11,4の外周端面と端子ボックス6の平面部6aとの間に介在される凸片部2a、3aの接着面積が増大し、端子ボックス6の取り付け強度を確保する上で有利になる。
And according to this
−変形例−
図10には、実施形態2の変形例に係る端子ボックスの取り付け構造を示す。この変形例では端子ボックス6の平面部6aに形成される凹部6eが矩形状の横断面を有し、フッ素ゴムなどのブッシュ6fが嵌め込まれている。そして、封止シート2,3の凸片部2a,3aの一部がゴムブッシュ6fに接着されている。こうしてゴムブッシュ6fが介在することで接合部位の撓みが比較的大きく許容されるようになり、施工現場などで大きな力が加わったときの端子ボックス6の分離を防止する上で有利になる。
-Modification-
In FIG. 10, the attachment structure of the terminal box which concerns on the modification of
<実施形態3>
図11(a)には、本発明の実施形態3に係る端子ボックスの取り付け構造を示す。この実施形態では端子ボックス6の平面部6aに、その構成材料に比べて凸片部2a,3a(即ち封止シート2,3)のアイオノマー樹脂との接着性が高い材料からなる、接着補助部6gを設けたものである。この点を除いて端子ボックス6の構造も太陽電池モジュールMの構造も前記実施形態1と同じなので、同一の部材には同一の符号を付してその説明は省略する。
<
FIG. 11A shows a terminal box mounting structure according to
前記の接着補助部6gとしては例えば、ガラスシートやガラス繊維シート、若しくはガラス繊維テープ、フィラメントテープを端子ボックス6の平面部6aに接着すればよく、ガラスシートやガラス繊維シートを平面部6aにインモールド成形してもよい。また、カーボングラファイト・プレート、ガラスエポキシプレート、金属製プレートなどを平面部6aにインサート成形してもよい。
For example, a glass sheet, a glass fiber sheet, or a glass fiber tape or a filament tape may be bonded to the
また、前記ガラス繊維シートやフィラメントテープのように可撓性の大きなものを用いるのであれば、図11(b)に示すようにその一部分を封止シート2,3の間に挟み込むようにしてもよい。さらに、前記の接着補助部6gとして、端子ボックス6の平面部6aにエポキシ樹脂の塗装やメッキ、スパッタリングなどの処理を施したり、或いはアンカー効果を期待できる表面処理を施すことも可能である。
Further, if a highly flexible material such as the glass fiber sheet or filament tape is used, a part of the glass fiber sheet or the filament tape may be sandwiched between the sealing
本実施形態のように端子ボックス6の平面部6aに接着補助部6gを設けて、封止シート2,3の凸片部2a,3aとの接着性を高めることで、透光性絶縁基板11,4の外周端面への端子ボックス6の平面部6aの接着力が大きくなるので、端子ボックス6の取り付け強度の確保に有利になる。
The transparent
<他の実施形態>
以上、説明した実施形態は、本発明をシースルータイプの薄膜太陽電池モジュールMとして具現化した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、シースルータイプ以外の薄膜太陽電池モジュールにも適用可能であるし、薄膜型でない太陽電池モジュールにも適用可能である。また、前記の実施形態における発電部10の構成なども単なる例示に過ぎず、本発明を限定するものではない。
<Other embodiments>
In the above-described embodiment, the case where the present invention is embodied as a see-through type thin film solar cell module M has been described. However, the present invention is not limited to this and can be applied to thin film solar cell modules other than the see-through type. In addition, the present invention can be applied to a solar cell module that is not a thin film type. Further, the configuration of the
また、前記の実施形態では、透光性絶縁基板11上の発電部10のほぼ全面を被覆する封止シート2,3にそれぞれ凸片部2a,3aを設けているが、凸片部は、発電部10の一部分を覆うような封止シートに設けてもよい。すなわち、例えば封止シート2については発電部10の長手方向の一端側のみを覆うような大きさにし、その凸片部2aに対応するような凸片部を有する別の封止シートを上から重ねる。そして、その上から発電部10の全面を覆う封止シート3には凸片部3aを設けないようにしてもよい。なお、凸片部を設ける封止シートが1枚のこともあり得る。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、封止シート2,3の樹脂材料もアイオノマー樹脂には限定されず、絶縁性を有する熱可塑性樹脂材料であれば、例えば一般的なEVA(エチレン−酢酸ビニル共重合体)やPVB(ポリビニルブチラール)などを用いてもよい。封止シート2をアイオノマー樹脂によって形成し、封止シート3はEVAなど別な材料で形成してもよいが、凸片部が端子ボックス6の平面部6aに接着される2枚の封止シートについては同じ樹脂材料とすることが好ましい。
Further, the resin material of the
また、前記の実施形態ではリード線5自体には絶縁被覆を施していないが、これにも限定されず、絶縁被覆の施されたリード線を用いてもよいし、封止シート2上のリード線5の配設場所や配設方向についても前記の実施形態には限定されない。
In the above embodiment, the
さらに、前記の実施形態2では端子ボックス6の平面部6aに凹部6eを形成して、凸片部2a,3aの接着面積を増大させており、一方、実施形態3では端子ボックス6の平面部6aに接着補助部6gを設けて、接着性を高めているが、実施形態2のように凹部6eを形成するとともに、この凹部6eの内面に実施形態3のような接着補助部6gを設けてもよい。
Further, in the second embodiment, the
さらにまた、前記の各実施形態において端子ボックス6の平面部6aをボックス本体から分離可能な支持部材として構成し、まず、この支持部材を透光性絶縁基板11,4の外周端面に取り付けてから、この支持部材にボックス本体を組み付けることによって、端子ボックス6を取り付ける構造としてもよい。図示は省略するが、支持部材は樹脂製または金属製とし、封止シート2,3によって透光性絶縁基板11,4の外周端面に接着される被接着部と、前記ボックス本体の組み付けられる被組み付け部とを備えるものとすればよい。
Furthermore, in each of the above-described embodiments, the
本発明に係る太陽電池モジュールはガラス基板等、透光性絶縁基板の周縁部に簡単に端子ボックスを取り付けることができ、しかも十分な強度を確保することができるので、産業上の利用性は高い。 Since the solar cell module according to the present invention can easily attach a terminal box to the peripheral portion of a translucent insulating substrate such as a glass substrate and can secure sufficient strength, the industrial utility is high. .
M 太陽電池モジュール
1 セル基板
10 発電部
11 透光性絶縁基板(一方の透光性絶縁基板)
2 封止シート(少なくとも1枚の封止材)
2a 凸片部(はみ出し部分)
3 封止シート(他の少なくとも1枚の封止材)
3a 凸片部(はみ出し部分)
4 透光性絶縁基板(他方の透光性絶縁基板)
5 リード線
5c 出力リード部
6 端子ボックス
6a 平面部(接合面)
6e 凹部
6f ゴムブッシュ(ゴム弾性を有する中間部材)
6g 接着補助部
M
2 Sealing sheet (at least one sealing material)
2a Convex piece (protruding part)
3 sealing sheet (at least one other sealing material)
3a Convex piece (protruding part)
4 Translucent insulating substrate (the other translucent insulating substrate)
5 Lead
6g Adhesion auxiliary part
Claims (11)
前記発電部の少なくとも一部を封止材によって被覆するとともに、当該封止材の一部を前記透光性絶縁基板の周縁部からはみ出させ、
前記封止材のはみ出し部分を介在させて、前記透光性絶縁基板の周縁部に端子ボックスを取り付ける、ことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。 A method for manufacturing a solar cell module in which a power generation unit is provided on a translucent insulating substrate,
While covering at least a part of the power generation unit with a sealing material, a part of the sealing material protrudes from the peripheral edge of the translucent insulating substrate,
A method for manufacturing a solar cell module, comprising: attaching a terminal box to a peripheral portion of the translucent insulating substrate with a protruding portion of the sealing material interposed therebetween.
前記封止材をシート状とし、その周縁部には外方に延出する凸片部を形成しておき、
前記封止材によって前記発電部の少なくとも一部を被覆するとともに、前記凸片部を前記透光性絶縁基板の周縁部からはみ出させ、
前記封止材のはみ出し部分である凸片部を介在させて、前記透光性絶縁基板の周縁部に端子ボックスを取り付ける、ことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。 In the manufacturing method of the solar cell module according to claim 1,
The sealing material is formed into a sheet shape, and a convex piece portion extending outward is formed on the peripheral portion thereof,
Covering at least a part of the power generation unit with the sealing material, and protruding the convex piece part from the peripheral part of the translucent insulating substrate,
A method for manufacturing a solar cell module, comprising: attaching a terminal box to a peripheral portion of the translucent insulating substrate with a protruding piece portion that is a protruding portion of the sealing material interposed.
前記封止材を2枚以上、重ね合わせた上から前記透光性絶縁基板とは別の透光性絶縁基板を重ね、
前記2枚以上の封止材のうち、少なくとも1枚の封止材の凸片部を一方の透光性絶縁基板の外周端面に重なるように折り曲げ、他の少なくとも1枚の封止材の凸片部を、他方の透光性絶縁基板の外周端面に重なるように折り曲げ、
前記凸片部を間に挟むようにして、2枚の透光性絶縁基板の外周端面に前記端子ボックスの接合面を接合する、太陽電池モジュールの製造方法。 In the manufacturing method of the solar cell module of Claim 2,
Two or more of the sealing materials are stacked, and a light-transmitting insulating substrate different from the light-transmitting insulating substrate is stacked,
Of the two or more sealing materials, at least one sealing material convex piece is bent so as to overlap the outer peripheral end surface of one translucent insulating substrate, and the other at least one sealing material convex Bend one part so as to overlap the outer peripheral end surface of the other translucent insulating substrate,
A method for manufacturing a solar cell module, wherein the joint surface of the terminal box is joined to the outer peripheral end faces of two light-transmissive insulating substrates so as to sandwich the convex piece portion therebetween.
前記少なくとも1枚の封止材と、前記他の少なくとも1枚の封止材との間に、前記発電部から前記端子ボックスへのリード線を挟み込む、太陽電池モジュールの製造方法。 In the manufacturing method of the solar cell module according to claim 3,
A method for manufacturing a solar cell module, wherein a lead wire from the power generation unit to the terminal box is sandwiched between the at least one sealing material and the at least one other sealing material.
前記封止材を加熱および加圧して前記透光性絶縁基板に融着させる際に、該透光性絶縁基板および前記端子ボックスの間に介在させた前記凸片部を融着させる、太陽電池モジュールの製造方法。 In the manufacturing method of the solar cell module as described in any one of Claims 2-4,
When the sealing material is heated and pressurized to be fused to the translucent insulating substrate, the solar cell is made to fuse the convex piece portion interposed between the translucent insulating substrate and the terminal box. Module manufacturing method.
前記発電部の少なくとも一部を被覆する封止材と、
前記透光性絶縁基板の周縁部に取り付けられて、前記発電部から電力を取り出すための端子ボックスと、を備え、
前記封止材の一部が前記透光性絶縁基板の周縁部からはみ出しており、該はみ出し部分が当該透光性絶縁基板と前記端子ボックスとの接合部位に介在されている、ことを特徴とする太陽電池モジュール。 A solar cell module in which a power generation unit is provided on a translucent insulating substrate,
A sealing material covering at least a part of the power generation unit;
A terminal box attached to a peripheral portion of the translucent insulating substrate and for taking out electric power from the power generation unit;
A part of the sealing material protrudes from a peripheral portion of the translucent insulating substrate, and the protruding portion is interposed at a joint portion between the translucent insulating substrate and the terminal box. Solar cell module.
前記封止材の上に前記透光性絶縁基板とは別の透光性絶縁基板が重ねられており、
前記封止材のはみ出し部分が、前記2枚の透光性絶縁基板のそれぞれの外周端面と前記端子ボックスの接合面との間に介在されている、太陽電池モジュール。 In the solar cell module according to claim 6,
A translucent insulating substrate different from the translucent insulating substrate is overlaid on the sealing material,
The solar cell module in which the protrusion part of the said sealing material is interposed between each outer peripheral end surface of the said 2 translucent insulated substrate, and the joint surface of the said terminal box.
前記端子ボックスにおける透光性絶縁基板との接合部位に、当該端子ボックスの構成材料に比べて前記封止材との接着性が高い材料からなる接着補助部が設けられている、太陽電池モジュール。 In the solar cell module according to any one of claims 6 and 7,
The solar cell module in which the adhesion auxiliary | assistant part which consists of material with high adhesiveness with the said sealing material is provided in the junction part with the translucent insulated substrate in the said terminal box compared with the constituent material of the said terminal box.
前記端子ボックスにおける透光性絶縁基板との接合部位に凹部が形成され、該凹部の内面に前記封止材のはみ出し部分の少なくとも一部が接着されている、太陽電池モジュール。 In the solar cell module according to any one of claims 6 to 8,
A solar cell module, wherein a concave portion is formed at a joint portion of the terminal box with the translucent insulating substrate, and at least a part of the protruding portion of the sealing material is bonded to the inner surface of the concave portion.
前記凹部にはゴム弾性を有する中間部材が嵌入され、該中間部材に前記はみ出し部分の少なくとも一部が接着されている、太陽電池モジュール。 In the solar cell module according to claim 9,
A solar cell module, wherein an intermediate member having rubber elasticity is fitted into the recess, and at least a part of the protruding portion is bonded to the intermediate member.
前記封止材がアイオノマー樹脂によって形成されている、太陽電池モジュール。 In the solar cell module according to any one of claims 6 to 10,
A solar cell module, wherein the sealing material is formed of an ionomer resin.
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