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JP2016082730A - Hybrid solar cell module - Google Patents

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JP2016082730A
JP2016082730A JP2014212235A JP2014212235A JP2016082730A JP 2016082730 A JP2016082730 A JP 2016082730A JP 2014212235 A JP2014212235 A JP 2014212235A JP 2014212235 A JP2014212235 A JP 2014212235A JP 2016082730 A JP2016082730 A JP 2016082730A
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solar cell
cell module
hot water
hybrid
solar battery
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JP2014212235A
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Japanese (ja)
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仲濱 秀斉
Hideharu Nakahama
秀斉 仲濱
浩貴 飯田
Hirotaka Iida
浩貴 飯田
靖史 高木
Yasushi Takagi
靖史 高木
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Nisshinbo Mechatronics Inc
Original Assignee
Nisshinbo Mechatronics Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hybrid solar battery module capable of producing hot water simultaneously with power generation by adding a simple member to a solar battery module and taking measures to cope with water leakage.SOLUTION: In a hybrid solar battery module 10, a space 101 surrounded by a solar battery module 100, a bottom plate 50 and a frame material 30 is sealed by a gasket 40 and the hybrid solar battery module includes a function for making water flow into the space and creating hot water 102 with solar heat. Preferably, the solar battery module 100 may be covered by high-density polyethylene excepting for a surface of a transparent substrate 11 at the side of a light-receiving surface.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、太陽熱・光を利用するハイブリッド型太陽電池モジュールに関する。   The present invention relates to a hybrid solar cell module using solar heat and light.

従来、太陽電池モジュールは、2つの封止材で太陽電池セルを挟み込んだ構造をしている(特許文献1を参照)。図10は、従来の太陽電池モジュールの構造を示す断面図である。この太陽電池モジュール7では、透光性基板1と、受光面側封止材(受光面側充填材)2と、太陽電池セル(太陽電池素子)3と、裏面側封止材(裏面側充填材)4と、裏面側基板(裏面シート)5とが、この順に積層されている。   Conventionally, a solar cell module has a structure in which a solar cell is sandwiched between two sealing materials (see Patent Document 1). FIG. 10 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional solar cell module. In this solar cell module 7, a translucent substrate 1, a light receiving surface side sealing material (light receiving surface side filler) 2, a solar cell (solar cell element) 3, and a back surface side sealing material (back surface side filling). Material) 4 and a back side substrate (back side sheet) 5 are laminated in this order.

この受光面側封止材2と裏面側封止材4は、一般にEVA(エチレン−酢酸ビニル共重合体)からなる。そして、このような積層された太陽電池の部材は、熱圧着によって互いに接合され、太陽電池モジュール7として構成される。   The light receiving surface side sealing material 2 and the back surface side sealing material 4 are generally made of EVA (ethylene-vinyl acetate copolymer). And the member of such a laminated | stacked solar cell is mutually joined by thermocompression bonding, and is comprised as the solar cell module 7. FIG.

太陽電池モジュールは、太陽光を受光し発電するのであるが、それと同時に太陽熱を利用することができれば、より太陽エネルギーの高効率変換を実現することができるようになり、また、実際にそのようなニーズもある。   Solar cell modules receive sunlight and generate electricity. At the same time, if solar heat can be used, more efficient conversion of solar energy can be realized. There are also needs.

ここで、太陽熱を利用するものとしては、温水の製造が考えられる。しかし、従来の太陽電池モジュールを利用し温水も同時に製造する場合は、その内部に水が浸入し、長期間、発電劣化が無いことを保証することができない。温水を取り扱うにあたり、太陽電池モジュールの水に対する封止対策及び温水室の漏水対策が必須となる。   Here, manufacture of warm water can be considered as what utilizes solar heat. However, when hot water is also produced at the same time using a conventional solar cell module, it cannot be guaranteed that water will enter the interior and that there will be no power generation deterioration for a long time. In handling hot water, it is essential to take measures for sealing the solar cell module against water and for water leakage in the hot water chamber.

特開2005−129565号公報JP 2005-129565 A

このような実情に鑑み、本発明では、水の浸入が格段に少ない太陽電池モジュールに簡単な部材を追加し、温水室の漏水対策を施すことで、発電と同時に温水を製造することができるハイブリッド型太陽電池モジュールを提供することを目的とする。   In view of such circumstances, the present invention adds a simple member to a solar cell module with significantly less water intrusion and takes measures against water leakage in the hot water chamber, so that hot water can be produced simultaneously with power generation. An object is to provide a solar cell module.

本発明のハイブリッド型太陽電池モジュールは、水の浸入が格段に少ない太陽電池モジュールと、底板と、フレーム材とにより囲まれた空間をガスケットにより密閉化し、その空間内に水を流し太陽熱により温水を製造する機能を有することを特徴とするものである。   The hybrid solar cell module of the present invention seals the space surrounded by the solar cell module, the bottom plate, and the frame material with much less water ingress with a gasket, and flows hot water into the space to supply hot water by solar heat. It has the function to manufacture.

ここで、太陽電池モジュールは、その受光面側の透明基板の表面以外は高密度ポリエチレンで覆われていることにするとよい。また、ガスケットは、それぞれのハイブリッド型太陽電池モジュールに接続するホースガスケットを有することにするとよい。さらに、底板は、化学強化ガラスにするとよい。   Here, the solar cell module may be covered with high-density polyethylene except for the surface of the transparent substrate on the light receiving surface side. Moreover, it is good for a gasket to have a hose gasket connected to each hybrid type solar cell module. Furthermore, the bottom plate is preferably made of chemically strengthened glass.

本発明のハイブリッド型太陽電池モジュールを用いれば、水の浸入が格段に少ない太陽電池モジュールに簡単な部材の追加と漏水対策を施すことで、発電と同時に温水を製造することができるという効果を奏する。また本発明のハイブリッド型太陽電池モジュールは、水の浸入が各段に少ない太陽電池モジュールを使用しているので、水と接触する環境であっても長時間発電劣化することが無い。   If the hybrid solar cell module of the present invention is used, it is possible to produce hot water simultaneously with power generation by adding a simple member and taking measures against water leakage to the solar cell module with extremely low water intrusion. . In addition, since the hybrid solar cell module of the present invention uses a solar cell module with little water intrusion in each stage, power generation does not deteriorate for a long time even in an environment in contact with water.

ハイブリッド型太陽電池モジュールの断面図である。It is sectional drawing of a hybrid type solar cell module. ハイブリッド型太陽電池モジュールを用いた発電・温水製造ハイブリッドシステムの説明図である。It is explanatory drawing of the electric power generation and warm water manufacture hybrid system using a hybrid type solar cell module. 太陽電池モジュールの一実施形態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically one Embodiment of a solar cell module. 太陽電池セルを接続して構成されるストリングの(a)平面図と(b)断面図である。It is (a) top view and (b) sectional drawing of the string comprised by connecting a photovoltaic cell. 太陽電池セルの(a)受光面と(b)裏面の一構成例を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically one structural example of the (a) light-receiving surface and (b) back surface of a photovoltaic cell. 第2の封止シートを使用した太陽電池モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the solar cell module using a 2nd sealing sheet. 既存の封止シートと第2の封止シートを使用した太陽電池モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the solar cell module which uses the existing sealing sheet and the 2nd sealing sheet. 本モジュールと市販モジュールのバス試験による発電性能を比較するグラフである。It is a graph which compares the power generation performance by the bus test of this module and a commercial module. 太陽電池モジュールのシール構造を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the sealing structure of a solar cell module. 従来の太陽電池モジュールの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the conventional solar cell module.

従来からある太陽電池モジュール製品を裏から眺めると、約50リットルの空間がある。この空間を利用して太陽熱で温水製造すれば、除熱による発電効率とも相まって、太陽熱と太陽光の両方を同時に利用する太陽エネルギーの高効率変換を実現することができると考えられる。また、太陽電池モジュール製品の裏面を温水製造室として機能させる際に、本発明に係るハイブリッド型太陽電池モジュールは、太陽電池モジュールとして少なくとも20年間は、発電劣化しないことが必須であり、さらに、水漏れやメンテナンスにも考慮しなければならない。以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら説明する。   When a conventional solar cell module product is viewed from the back, there is a space of about 50 liters. If hot water is produced with solar heat using this space, it will be possible to achieve high-efficiency conversion of solar energy using both solar heat and sunlight at the same time, combined with power generation efficiency by heat removal. In addition, when the back surface of the solar cell module product functions as a hot water manufacturing room, it is essential that the hybrid solar cell module according to the present invention does not deteriorate in power generation for at least 20 years as a solar cell module. Leakage and maintenance must also be considered. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は、ハイブリッド型太陽電池モジュールの断面図である。このハイブリッド型太陽電池モジュール10は、外観は従来の太陽電池モジュール製品と同一であるが、太陽電池モジュール100の裏側に温水製造の機能を付加して、発電と温水製造を同時に実施可能としたものである。   FIG. 1 is a cross-sectional view of a hybrid solar cell module. The hybrid solar cell module 10 has the same external appearance as a conventional solar cell module product, but adds a function of producing hot water to the back side of the solar cell module 100 so that power generation and hot water production can be performed simultaneously. It is.

構成としては、太陽電池モジュール100と、底板50と、フレーム材30とで囲まれた空間101を設け、その空間101(温水室)内に水を流し込み、その水を太陽熱によって温水102にするものである。空間101の内面は、水漏れを防ぐためにガスケット40によって密閉されている。ガスケット40は、高ガスバリア性の樹脂フィルムと高耐久性のオレフィンゴム材料を合わせた専用のポリオレフィンゴムガスケット部材とする。   As a configuration, a space 101 surrounded by the solar cell module 100, the bottom plate 50, and the frame material 30 is provided, water is poured into the space 101 (hot water chamber), and the water is converted into hot water 102 by solar heat. It is. The inner surface of the space 101 is sealed with a gasket 40 to prevent water leakage. The gasket 40 is a dedicated polyolefin rubber gasket member in which a high gas barrier resin film and a highly durable olefin rubber material are combined.

太陽電池モジュール100の受光面側には透明基板11が備えられているが、この透明基板11の表面以外の部分は、高密度ポリエチレンフィルム(図9の「21」参照)で覆うとよい。高密度ポリエチレンは、水蒸気バリア性が高く、また、黒色で耐光性が良好である。   Although the transparent substrate 11 is provided on the light receiving surface side of the solar cell module 100, the portion other than the surface of the transparent substrate 11 may be covered with a high-density polyethylene film (see “21” in FIG. 9). High density polyethylene has a high water vapor barrier property and is black and has good light resistance.

複数設置されたハイブリッド型太陽電池モジュール10は、互いに温水102が循環できる構成になっている。したがって、温水102の移動の際、水漏れがしないようにホースガスケット41(図2参照)を備えることとするのがよい。   A plurality of installed hybrid solar cell modules 10 are configured such that hot water 102 can circulate with each other. Therefore, it is preferable to provide the hose gasket 41 (see FIG. 2) so that water does not leak when the hot water 102 moves.

フレーム材30は、従来と同様、アルミフレームである。そのフレーム材30の厚み部分の中ほどに底板50を設けて、温水102を製造する空間101を形成する。底板50の素材は、温水102によるたわみ等を考慮して、化学強化ガラスを用いるのがよい。そして、太陽熱で高温になった発電素子部の除熱により、さらに温水102の製造を助けることができる。なお、冬場は、温水102の放熱を抑えるため、断熱材として、発泡スチロールの板を太陽電池モジュール100の裏側に貼り付けるといった対応をするのもよい。   The frame material 30 is an aluminum frame as in the prior art. A bottom plate 50 is provided in the middle of the thickness portion of the frame material 30 to form a space 101 for producing the hot water 102. As the material of the bottom plate 50, it is preferable to use chemically strengthened glass in consideration of the deflection by the hot water 102 and the like. And the production of the hot water 102 can be further assisted by the heat removal of the power generation element part which has become high temperature by solar heat. In winter, in order to suppress the heat radiation of the hot water 102, a foamed polystyrene plate may be attached to the back side of the solar cell module 100 as a heat insulating material.

底板50やガスケット40は、水の浸入が格段に少ない太陽電池モジュールに付加することができるので、既存の生産ラインを利用してハイブリッド型太陽電池モジュールを製造可能に設計することができる。これにより、現在の運搬方法、保管方法、取付け方法、架台設計、配線部材等、既存の太陽電池設置ビジネスにおける手法や技術を応用した効率のよいモジュールの設計が可能となる。   Since the bottom plate 50 and the gasket 40 can be added to the solar cell module with much less water intrusion, the hybrid solar cell module can be designed to be manufactured using an existing production line. As a result, it is possible to design an efficient module by applying the existing methods and techniques in the existing solar cell installation business, such as the current transportation method, storage method, mounting method, gantry design, and wiring member.

図2は、ハイブリッド型太陽電池モジュールを用いた発電・温水製造ハイブリッドシステムの説明図である。ここで想定する本システムの最適な導入先としては、大量の温水を40℃程度に保ちながら循環して使用する施設であり、例えば、ゴルフ場のお風呂場や日帰り温泉施設などが当てはまる。   FIG. 2 is an explanatory diagram of a hybrid system for power generation / hot water production using a hybrid solar cell module. The optimum introduction destination of the present system assumed here is a facility that circulates and uses a large amount of hot water at about 40 ° C., for example, a golf course bath or a day hot spring facility.

この設置例では、ハイブリッド型太陽電池モジュール10同士が、ホースガスケット41により水漏れ対策がされて接続されている。また、ハイブリッド型太陽電池モジュール10とタンクはパイプでつながっており、温水が循環できる構造になっている。そして、温水室の温度をセンサで検出し、温度検出結果は設定温度・流量制御装置に入力される。温水が所定の温度になると図示しないバルブを開きポンプが作動して温水は貯湯タンク内に貯められる。更に温水を利用する際は、別置きのボイラーを併用することで、貯湯タンクの温度を例えば40℃程度に保つことができるようにもなっている。なお、当然、太陽電池としても利用しているので、余剰売電なども同時に行われる。   In this installation example, the hybrid solar cell modules 10 are connected to each other with a water leak countermeasure taken by the hose gasket 41. In addition, the hybrid solar cell module 10 and the tank are connected by a pipe so that hot water can be circulated. Then, the temperature of the hot water chamber is detected by a sensor, and the temperature detection result is input to the set temperature / flow rate control device. When the hot water reaches a predetermined temperature, a valve (not shown) is opened and the pump is operated to store the hot water in the hot water storage tank. Furthermore, when using hot water, the temperature of the hot water storage tank can be maintained at, for example, about 40 ° C. by using a separate boiler. Of course, since it is also used as a solar battery, surplus power sales and the like are performed at the same time.

太陽電池モジュールは、表面電極の腐食や、PID発症を抑制するものでなければならない。以下、本発明で用いられる太陽電池モジュールの構成について説明する。図3は、太陽電池モジュールの一実施形態を模式的に示す断面図である。また、図4は、太陽電池セルを接続して構成されるストリングの(a)平面図と(b)断面図である。なお、図3は、結晶シリコン系の太陽電池モジュール100の構成の一例として示されており、透明基体11、既存の封止シート18、第1の封止シート16、太陽電池セル15、裏面材36をこの順に積層し、加熱圧着加工(ラミネート加工)して得られるものである。   The solar cell module must suppress surface electrode corrosion and PID onset. Hereinafter, the configuration of the solar cell module used in the present invention will be described. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of a solar cell module. FIG. 4 is a (a) plan view and (b) cross-sectional view of a string formed by connecting solar cells. FIG. 3 shows an example of the configuration of the crystalline silicon-based solar cell module 100. The transparent substrate 11, the existing sealing sheet 18, the first sealing sheet 16, the solar cells 15, and the back surface material are shown. 36 are laminated in this order and obtained by thermocompression bonding (laminating).

図4に示されるように、太陽電池モジュール100は、インターコネクタ19により電気的に複数の結晶シリコン系の太陽電池素子(太陽電池セル)15が接続されている。そして、これを挟持する一対の表面側透明保護部材(以後、「透明基体」という)11と裏面側保護部材(以後、「裏面材」という)36とを有し、これらの保護部材と複数の太陽電池素子15との間に、第1の封止シート16及び既存の封止シート18とが積層充填されている。なお、第1の封止シート16は、環状オレフィン共重合体シート16Aと透明オレフィンゴム材料層16Bを一体化したものであり、既存の封止シート18は、EVA等からなるものである。   As shown in FIG. 4, in the solar cell module 100, a plurality of crystalline silicon-based solar cell elements (solar cells) 15 are electrically connected by an interconnector 19. And it has a pair of front surface side transparent protection member (henceforth "transparent base | substrate") 11 and back surface side protection member (henceforth "back surface material") 36 which clamps this, These protection members and a plurality of A first sealing sheet 16 and an existing sealing sheet 18 are stacked and filled between the solar cell elements 15. In addition, the 1st sealing sheet 16 integrates the cyclic olefin copolymer sheet 16A and the transparent olefin rubber material layer 16B, and the existing sealing sheet 18 consists of EVA etc.

裏面側保護部材36は、第1の封止シ−ト16でも用いられる透明オレフィンゴム材料層16Bをポリエチレンレテフタレート(PET)材16C上に配置し一体化したものである。この裏面材36は、第1の封止シート16と同様の方法で製造することができる。   The back surface side protection member 36 is formed by arranging and integrating a transparent olefin rubber material layer 16B, which is also used in the first sealing sheet 16, on a polyethylene terephthalate (PET) material 16C. The back surface material 36 can be manufactured by the same method as that for the first sealing sheet 16.

図5は、太陽電池セル15の(a)受光面と(b)裏面の一構成例を模式的に示す平面図である。太陽電池セル15の受光面15Aの電極は、第1の封止シート16の透明オレフィンゴム材料層16Bと接し封止される。また太陽電池セル15の裏面15Bの電極は、裏面材36の透明オレフィンゴム材料層16Bと接し封止される。電極とは、太陽電池セル15の受光面15Aおよび裏面15Bにそれぞれ形成された集電部材であり、後述する集電線(フィンガー)、タブ付用母線、および裏面電極層などを含む。   FIG. 5 is a plan view schematically showing one configuration example of (a) the light receiving surface and (b) the back surface of the solar battery cell 15. The electrode of the light receiving surface 15 </ b> A of the solar battery cell 15 is in contact with the transparent olefin rubber material layer 16 </ b> B of the first sealing sheet 16 and sealed. The electrode on the back surface 15B of the solar battery cell 15 is in contact with the transparent olefin rubber material layer 16B of the back material 36 and sealed. The electrode is a current collecting member formed on each of the light receiving surface 15A and the back surface 15B of the solar battery cell 15 and includes a collecting wire (finger), a bus bar with a tab, a back electrode layer, and the like which will be described later.

図5(a)に示されるように、太陽電池セル15の受光面15Aには、ライン状に多数形成された集電線(フィンガー)151と、集電線151から電荷を収集するとともに、インターコネクタ19と接続されるタブ付用母線(バスバー)152と、が形成されている。また、図5(b)に示されるように、太陽電池セル15の裏面15Bには、全面に導電層(裏面電極)153が形成され、その上に導電層153から電荷を収集するとともに、インターコネクタ19と接続されるタブ付用母線(バスバー)154が形成されている。   As shown in FIG. 5A, the light receiving surface 15 </ b> A of the solar battery cell 15 collects electric charges from the current collectors (finger) 151 formed in a number of lines and the current collector 151, and interconnector 19 And a bus bar with tabs (bus bar) 152 connected to each other. Further, as shown in FIG. 5B, a conductive layer (back electrode) 153 is formed on the entire back surface 15B of the solar battery cell 15, and charges are collected from the conductive layer 153 on the conductive layer 153. A tabbed bus (bus bar) 154 connected to the connector 19 is formed.

集電線151の線幅は、例えば0.1mm程度であり、タブ付用母線152の線幅は、例えば2〜3mm程度であり、タブ付用母線154の線幅は、例えば5〜7mm程度である。集電線151、タブ付用母線152およびタブ付用母線154の厚みは、例えば20〜50μm程度である。太陽電池セル15は、インターコネクタ19により複数枚接続され図4に示すストリングWが形成される。このストリングWの複数列を電極材により接続し太陽電池モジュール100の太陽電池セル15とし供給される。   The line width of the collector 151 is, for example, about 0.1 mm, the line width of the tabbed bus 152 is, for example, about 2-3 mm, and the line width of the tabbed bus 154 is, for example, about 5-7 mm. is there. The thicknesses of the current collector 151, the tabbed bus 152, and the tabbed bus 154 are, for example, about 20 to 50 μm. A plurality of solar cells 15 are connected by an interconnector 19 to form a string W shown in FIG. A plurality of rows of the strings W are connected by an electrode material and supplied as solar cells 15 of the solar cell module 100.

集電線151、タブ付用母線152、およびタブ付用母線154は、導電性が高い金属を含むことが好ましい。このような導電性の高い金属の例には、金、銀、銅などが含まれるが、導電性や耐腐食性が高い点などから、銀や銀化合物、銀を含有する合金などが好ましい。導電層153は、導電性の高い金属だけでなく、受光面15Aで受けた光を反射させて太陽電池素子15の光電変換効率を向上させるという観点などから、光反射性の高い成分、例えばアルミニウムを含むことが好ましい。集電線151、タブ付用母線152、タブ付用母線154、および導電層153は、太陽電池セル15の受光面15Aまたは裏面15Bに、上記導電性の高い金属を含む導電材塗料を、例えばスクリーン印刷により50μmの塗膜厚さに塗布した後、乾燥し、必要に応じて例えば600〜700℃で焼き付けすることにより形成される。これらの電極は、従来の既存の封止シート(EVA等)18を使用すると長期間使用中に太陽電池モジュールの内部に浸入した水とEVAが反応し酢酸が発生し電極を腐食させる。第1の封止シート16を使用することによりこのような電極の腐食を防止することができる。また第1の封止シート16の環状オレフィン共重合体シート16Aは、透明基体11としてカバーガラスを使用した場合にカバーガラス内のナトリウムイオン等の金属イオンが太陽電池セル15上に堆積することを防止しPIDの発症を皆無とすることができる。   The current collector 151, the tabbed bus 152, and the tabbed bus 154 preferably include a metal having high conductivity. Examples of such highly conductive metals include gold, silver, copper, and the like. From the viewpoint of high conductivity and high corrosion resistance, silver, silver compounds, alloys containing silver, and the like are preferable. The conductive layer 153 is not only a highly conductive metal, but also reflects light received at the light receiving surface 15A to improve the photoelectric conversion efficiency of the solar cell element 15, for example, a highly light reflective component such as aluminum. It is preferable to contain. The current collector 151, the tab-attached bus 152, the tab-attached bus 154, and the conductive layer 153 are made of a conductive material paint containing the above highly conductive metal on the light receiving surface 15 </ b> A or the back surface 15 </ b> B of the solar battery cell 15, for example, a screen. It is formed by applying to a coating thickness of 50 μm by printing, then drying, and baking at, for example, 600 to 700 ° C. as necessary. When these conventional electrodes (such as EVA) 18 are used, these electrodes react with water that has entered the solar cell module during long-term use and EVA react to generate acetic acid, which corrodes the electrodes. By using the first sealing sheet 16, such corrosion of the electrode can be prevented. Further, the cyclic olefin copolymer sheet 16A of the first sealing sheet 16 is such that when a cover glass is used as the transparent substrate 11, metal ions such as sodium ions in the cover glass are deposited on the solar cells 15. It can prevent and eliminate the onset of PID.

表面側透明保護部材(透明基体)11は、受光面側に配置されることから、透明である必要がある。透明基体11の例としては、透明ガラス板や透明樹脂フィルムなどが含まれる。一方、裏面側保護部材(裏面材)36は透明である必要はなく、その材質はとくに限定されない。裏面材36は、本実施形態では、上述のように、第1の封止シ−ト16の透明オレフィンゴム材料層16Bを例えばポリエチレンレテフタレート(PET)材16C上に配置し一体化したものである。また、裏面材36としては、耐久性や透明性の観点からガラス基板を使用することでもよい。そして、裏面材36が透明であれば、太陽光が透過しやすくなるため、温水102の製造効率が高くなる。   Since the surface side transparent protective member (transparent substrate) 11 is arranged on the light receiving surface side, it needs to be transparent. Examples of the transparent substrate 11 include a transparent glass plate and a transparent resin film. On the other hand, the back surface side protection member (back surface material) 36 does not need to be transparent, and the material is not particularly limited. In the present embodiment, as described above, the back surface material 36 is obtained by arranging and integrating the transparent olefin rubber material layer 16B of the first sealing sheet 16 on, for example, a polyethylene terephthalate (PET) material 16C. is there. Further, as the back material 36, a glass substrate may be used from the viewpoint of durability and transparency. And if the back surface material 36 is transparent, since it will become easy to permeate | transmit sunlight, the manufacturing efficiency of the warm water 102 will become high.

図6は、第2の封止シートを使用した太陽電池モジュール200の断面図である。第2の封止シート26は、環状オレフィン共重合体シート16Aの両面を透明オレフィンゴム材料層16Bで挟み一体化した封止シートである。   FIG. 6 is a cross-sectional view of a solar cell module 200 using the second sealing sheet. The second sealing sheet 26 is a sealing sheet in which both surfaces of the cyclic olefin copolymer sheet 16A are sandwiched and integrated by the transparent olefin rubber material layer 16B.

太陽電池モジュール200は、透明基体11、第2の封止シート26、太陽電池セル15、裏面材36をこの順に積層し、加熱圧着加工(ラミネート加工)して得られる。太陽電池セル15の受光面15Aの電極は、第2の封止シート26の透明オレフィンゴム材料層16Bと接し封止される。   The solar cell module 200 is obtained by laminating the transparent substrate 11, the second sealing sheet 26, the solar cell 15, and the back surface material 36 in this order, and thermocompression bonding (laminating). The electrode on the light receiving surface 15 </ b> A of the solar battery cell 15 is in contact with the transparent olefin rubber material layer 16 </ b> B of the second sealing sheet 26 and sealed.

上述のように第1の封止シート16を使用することにより、封止シートからの酢酸の発生が無いため太陽電池セル15の電極の腐食を防止することができる。また、第2の封止シート26の環状オレフィン共重合体シート16A部分は、透明基体11としてカバーガラスを使用した場合にカバーガラス内のナトリウムイオン等の金属イオンが太陽電池セル15上に堆積することを防止しPIDの発症を皆無とすることができる。これに加え環状オレフィン共重合体シート16Aは、透明オレフィンゴム材料層16Bにより両側から挟み込まれた構造であり、わずかな水の浸入があっても電極まで到達することは無く、電極の腐食は全くなくなる。   By using the 1st sealing sheet 16 as mentioned above, since there is no generation | occurrence | production of the acetic acid from a sealing sheet, corrosion of the electrode of the photovoltaic cell 15 can be prevented. Further, in the cyclic olefin copolymer sheet 16 </ b> A portion of the second sealing sheet 26, when a cover glass is used as the transparent substrate 11, metal ions such as sodium ions in the cover glass are deposited on the solar battery cell 15. It is possible to prevent the occurrence of PID. In addition to this, the cyclic olefin copolymer sheet 16A has a structure sandwiched from both sides by the transparent olefin rubber material layer 16B, and does not reach the electrode even if a slight amount of water enters, and the electrode is completely corroded. Disappear.

また、図7は、既存の封止シートと第2の封止シートを使用した太陽電池モジュール300の断面図である。この太陽電池モジュール300は、図6に示した太陽電池モジュール200の第2の封止シート26と透明基体11の間に既存の封止シート(EVA等)18を設けた構成である。この太陽電池モジュール300は、第2の封止シート26と透明基体11との接着強度を向上させ、モジュール内部への水等の進入防止をより強固にすることができる。   FIG. 7 is a cross-sectional view of a solar cell module 300 using an existing sealing sheet and a second sealing sheet. This solar cell module 300 has a configuration in which an existing sealing sheet (such as EVA) 18 is provided between the second sealing sheet 26 and the transparent substrate 11 of the solar cell module 200 shown in FIG. The solar cell module 300 can improve the adhesive strength between the second sealing sheet 26 and the transparent substrate 11 and can further prevent water and the like from entering the module.

図8は、本モジュールと市販モジュールのバス試験による発電性能を比較するグラフである。バス試験は、温水85℃に10週間浸漬して、発電保持率を表したものである。市販モジュールは、EVA封止材を用いた単結晶180WPVパネルであり、本モジュールは、図7に示した太陽電池モジュール100である。グラフより、市販モジュールでは、10週間の処理により、発電性能が約10%低下している。一方、本モジュールでは、発電保持率の低下は見られなかった。この結果から、第1の封止シート16は、太陽電池モジュール100の寿命を格段に向上させることができるものであるということがわかる。   FIG. 8 is a graph comparing the power generation performance of the present module and the commercially available module by the bus test. In the bath test, the power generation retention rate is expressed by immersing in hot water at 85 ° C. for 10 weeks. The commercially available module is a single crystal 180 WPV panel using an EVA sealing material, and this module is the solar cell module 100 shown in FIG. From the graph, in the commercial module, the power generation performance is reduced by about 10% after 10 weeks of treatment. On the other hand, in this module, there was no decrease in the power generation retention rate. This result shows that the 1st sealing sheet 16 can improve the lifetime of the solar cell module 100 markedly.

尚、本発明に使用する太陽電池モジュールの構成部材である第1の封止シート16及び第2の封止シート26は、本出願人が特願2014−32616(出願日:平成26年2月24日)及び特願2014−34405(出願日:平成26年2月25日)として出願したものである。   In addition, the 1st sealing sheet 16 and the 2nd sealing sheet 26 which are the structural members of the solar cell module used for this invention are Japanese Patent Application No. 2014-32616 (application date: February, 2014). 24th) and Japanese Patent Application No. 2014-34405 (application date: February 25, 2014).

図9は、太陽電池モジュールのシール構造を説明する断面図である。これは、これまでに述べた太陽電池モジュール100,200,300をポリオレフィンゴムエッジシール材20と、高密度ポリエチレン(HDPE)フィルム21で、モジュール全体を包み込んだものである。HDPE樹脂の高水蒸気バリア層を加えることで、モジュールの防水性がより高くなり、長期間の使用によっても、発電劣化を防ぐことができることになる。   FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating the sealing structure of the solar cell module. This is a solar cell module 100, 200, 300 described so far, in which the entire module is wrapped with a polyolefin rubber edge seal material 20 and a high-density polyethylene (HDPE) film 21. By adding a high water vapor barrier layer of HDPE resin, the waterproofness of the module becomes higher, and power generation deterioration can be prevented even after long-term use.

本発明では、以上のよう太陽電池モジュール100、200、300を用い、その太陽電池モジュールを収納するフレームに水を流し温水を製造する温水室を設けたハイブリッド型太陽電池モジュールを構成した。これにより、比較的簡易に、太陽エネルギーの高効率変換を実現することができるようになる。また太陽電池モジュールの発電効率を長期間低下することなく維持することができ、温水も製造することができ、太陽エネルギーの利用効率を格段に向上させることができる。   In the present invention, as described above, the solar cell module 100, 200, 300 is used, and a hybrid solar cell module is provided in which a hot water chamber is provided in which water is poured into a frame that houses the solar cell module to produce hot water. Thereby, it becomes possible to realize high-efficiency conversion of solar energy relatively easily. In addition, the power generation efficiency of the solar cell module can be maintained for a long time without lowering, hot water can be produced, and the solar energy utilization efficiency can be significantly improved.

10 ハイブリッド型太陽電池モジュール
11 透明基体
15 太陽電池素子(太陽電池セル)
15A 受光面の電極
15B 裏面の電極
16 第1の封止シート
16A 環状オレフィン共重合体シート
16B 透明オレフィンゴム材料層
16C ポリエチレンテレフタレート材
19 インターコネクタ
20 ポリオレフィンゴムエッジシール材
21 高密度ポリエチレンフィルム
26 第2の封止シート
30 フレーム材
36 裏面材
40 ガスケット
41 ホースガスケット
50 底板
100,200,300 太陽電池モジュール
101 空間(温水室)
102 温水
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Hybrid type solar cell module 11 Transparent base | substrate 15 Solar cell element (solar cell)
15A Light receiving surface electrode 15B Back surface electrode 16 First sealing sheet 16A Cyclic olefin copolymer sheet 16B Transparent olefin rubber material layer 16C Polyethylene terephthalate material 19 Interconnector 20 Polyolefin rubber edge seal material 21 High density polyethylene film 26 Second Sealing sheet 30 Frame material 36 Back material 40 Gasket 41 Hose gasket 50 Bottom plate 100, 200, 300 Solar cell module 101 Space (warm water chamber)
102 Hot water

Claims (4)

太陽電池モジュールと、底板と、フレーム材とにより囲まれた空間をガスケットにより密閉化し、前記空間内に水を流し太陽熱により温水を製造する機能を有することを特徴とするハイブリッド型太陽電池モジュール。   A hybrid solar cell module having a function of sealing a space surrounded by a solar cell module, a bottom plate, and a frame material with a gasket, and flowing hot water into the space to produce hot water by solar heat. 前記太陽電池モジュールは、その受光面側の透明基板の表面以外は高密度ポリエチレンで覆われていることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド型太陽電池モジュール。   The hybrid solar cell module according to claim 1, wherein the solar cell module is covered with high-density polyethylene except for the surface of the transparent substrate on the light receiving surface side. 前記ガスケットは、それぞれの前記ハイブリッド型太陽電池モジュールに接続するホースガスケットを有することを特徴とする請求項1又は2に記載のハイブリッド型太陽電池モジュール。   The hybrid solar cell module according to claim 1, wherein the gasket has a hose gasket connected to each of the hybrid solar cell modules. 前記底板は、化学強化ガラスであることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のハイブリッド型太陽電池モジュール。   The hybrid solar cell module according to any one of claims 1 to 3, wherein the bottom plate is chemically tempered glass.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105932949A (en) * 2016-05-26 2016-09-07 上海绿筑光能系统技术有限责任公司 Solar photovoltaic module
CN112283962A (en) * 2020-07-30 2021-01-29 西南交通大学 A photovoltaic photothermal-water tank module and working method

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