JP2004259831A

JP2004259831A - Solar cell module

Info

Publication number: JP2004259831A
Application number: JP2003047082A
Authority: JP
Inventors: Yoshiya Fujishita; 義也藤下; Ichiro Tafu; 一郎袋布; Yasuhiko Hamakawa; 康彦濱川
Original assignee: Sekisui Jushi Corp
Current assignee: Sekisui Jushi Corp
Priority date: 2003-02-25
Filing date: 2003-02-25
Publication date: 2004-09-16

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solar cell module in which fatigue fraction of an interconnector which is to be caused by expansion or contraction of a resin substrate due to temperature change, even in the case of a solar cell module constituted of a resin substrate. <P>SOLUTION: Metal material for constituting a spring is used in the interconnector for connecting between electrodes of a photovoltaic cell, thereby enabling prevention of fracture of the interconnector which is to be caused by expansion or contraction of the resin substrate due to heat. Further, a cushion form for buffering expansion or contraction is prepared in the interconnector, thereby enabling more effectively prevention of fracture of the intercennector. Linear structures such as metal, resin and glass fiber are sealed in the substrate of resin, or the linear structures are formed between a plane type substrate and the photovoltaic cell, thereby enabling reduction of expansion or contraction of the resin substrate, so that the fatigue fracture of the interconnector can be prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂材料によって太陽電池セルが挟持された太陽電池モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
太陽電池モジュールは、太陽光を受けて発電する太陽電池セルを、ＥＶＡやシリコーン等の封止材を用いて板状基材に挟持させる構造になっている。一般のモジュールでは、セル１個体では起電力が不足するため、単独のセルから構成されることは少なく、複数の太陽電池セルが直列または直並列に接続されて構成される。すなわち、太陽電池セルには上面に表面電極、裏面に裏面電極があり、直列接続をさせたい一連のセル群中で、隣り合うセルの表面電極と裏面電極とが、インターコネクタといわれる導電材料で接続されている。これらの接続された太陽電池セルはインターコネクタとともに、封止材を用いて板状の基材に挟持されている。板状の基材には、ガラスや樹脂板、樹脂フィルム、金属等が用いられる。
【０００３】
ガラスや金属を基材に用いたモジュールは、重量が大きくなり、モジュールを支える架台なども頑強なものとする必要があるためコストがかかり、施工性も悪い。また、ガラスの場合は割れ易く、施工のときに注意が必要であり、施工後も何らかの衝撃が加わった際に、割れてモジュールの機能を果たさなくなるばかりでなく、飛散して周囲の危険となる可能性もある。金属板を用いた場合は、飛散の可能性も無いが、重量が非常に大きくなるため、運搬性が悪く、また、重量のために施工できる場所も限られてしまう。そこで、軽量で安全な樹脂製のモジュールが望まれてきた。
【０００４】
板状基材に樹脂材料を用いた太陽電池モジュールは、ガラスや金属に比べて軽量であり、またガラスのように割れて飛散することもないため好ましいが、セル間を結ぶインターコネクタが使用している間に破断する現象が以前より発生していた。これは、基材である樹脂と金属製のインターコネクタとの熱膨張率の差が大きいために起こるものであり、昼夜の気温差や季節の気温差等による基材樹脂の収縮膨張にインターコネクタが追随することができず、その収縮膨張の繰り返しでインターコネクタが疲労し、破断してしまうのである。その解決方法として、従来では銅箔上に半田めっきを施したリボン状の導線を用いていたが、例えばリボン状のインターコネクターのセル間に膨張収縮を緩衝する形状を設けたり、インターコネクタの材料として細い導線を撚り合わせたものや編みこんだものを用いることにより、膨張収縮に対応する方法が提案されてきた。（例えば特許文献１および２）
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１７７１１７公報
【特許文献２】
特開２００１−３５２０８９公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、撚り合せ線や編線は、従来の半田めっき導線と比べ非常に高価であり、また、導線に厚みがあるため配線作業が複雑になるという問題があった。また、リボン状のインターコネクタに緩衝形状を設ける方法では、数回の収縮膨張に対しては対応できるものの、一日の気温変動や季節による変動など長期にわたる繰り返しの収縮膨張で、形状加工部から金属疲労による破断が生じることがあることがわかった。
【０００７】
そこで本発明は上記の如き問題点に鑑みてなされたものであり、太陽電池セルを狭持する基材として樹脂製のものを使用しても、長期間セル間を結ぶインターコネクタが疲労破断しない太陽電池モジュールを提供せんとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明者は鋭意研究した結果、セル電極間を結ぶインターコネクタにばね構成用金属材料を用いるか、金属、樹脂、ガラス繊維等の線状構造物が封入された樹脂製板状基材を用いるか、または前記線状構造物を板状基材と太陽電池セルとの間に設けることにより、インターコネクタの疲労破断を防ぐことができることを知得し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成としている。すなわち、樹脂からなる背面板と樹脂からなる前面板に複数の太陽電池セルが挟持され、隣接する太陽電池セルの電極間がインターコネクタによって接続された太陽電池モジュールにおいて、インターコネクタは、ばね構成用金属材料から成ることを特徴とするものである。
【００１０】
ばね構成材料は、通常の金属よりも弾性に富むため、圧縮や伸張などの外力による変化に比較的強い。この性質に着眼しインターコネクタ材料として利用することによって、基材の樹脂の収縮や膨張といった変化にも対応し、疲労による破断を防ぐことができる。
【００１１】
また、ばね構成用金属材料は、ベリリウム銅、チタン銅、りん青銅、洋白、真鍮の群の中から選ばれる一つであることを特徴とするものである。
【００１２】
当然のことながら、インターコネクタとしては導電性の優れているものが好ましく、銅を含んだ合金が好適である。銅を含んだ合金で、ばね特性が優れているものとしては、例えば、ベリリウム銅、チタン銅、りん青銅、洋白、真鍮などが挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００１３】
また、インターコネクタは、表面に錫めっきまたは半田めっきが施されていることを特徴とするものである。
【００１４】
表面電極または裏面電極とインターコネクタを物理的に、かつ、電気的に接続する必要がある。一般的には、錫や半田を熱で溶融して電極とインターコネクタとを結合させる方法が用いられるが、このとき、あらかじめコネクタの表面に錫または半田めっきを施しておくことで、別に錫や半田線を用意する必要もなく、熱を電極とコネクタの接点にかけて両者を接触させるだけで、セル電極とインターコネクタを容易に接続することが出来る。
【００１５】
また、インターコネクタは、熱による膨張収縮を緩衝するための緩衝形状が形成されていることを特徴とするものである。
【００１６】
インターコネクタの材質をばね構成材料とすることにより、基材の樹脂の収縮や膨張といった変化にも対応し、疲労による破断を防ぐことができるが、さらにインターコネクタに収縮膨張を緩衝する形状を付与することにより、疲労による破断を防ぐ効果を高めることができる。緩衝形状は、膨張や収縮に追随することを目的としているので、例えば、曲げや折り曲げを組み合わせて、コネクタに伸縮の余地を設けるとよい。
【００１７】
また、熱による膨張収縮を緩衝するための緩衝形状は、交互曲げ形状、鋸歯形状、波打ち形状、の群の中から選ばれる一つ、または、二つ以上の組み合わせであることを特徴とするものである。
【００１８】
また、樹脂からなる背面板と樹脂からなる前面板に複数の太陽電池セルが挟持され、隣接する太陽電池セルの電極間がインターコネクタによって接続された太陽電池モジュールにおいて、背面板と前面板の少なくとも一方に、金属線、樹脂線、ガラス繊維線の群から選ばれる少なくとも１つの線状構成物が、入射光を遮らない程度に封入されていることを特徴とするものである。
【００１９】
インターコネクタの破断を防止する策として、インターコネクタ自身を改良する方法のほかに、線膨張の大きい樹脂基材の膨張収縮を抑える方法がある。具体的には、金属や樹脂、ガラスなどで基材樹脂よりも線膨張の小さい材質からなる線状構成物を、樹脂基材が膨張しないように、モジュール中に設ければよい。線状構成物の形状は、特に限定されるものではないが、一本一本が独立した複数の線状物がインターコネクタと平行に配置されていてもよいし、線状構成物がメッシュ状となって配置されていてもよい。前記線状構成物は、板状の樹脂基材中に封入されていると好ましく、樹脂基材が成形される際に、基材内部へ埋設されていれば、樹脂の膨張収縮を良好に抑えることが可能である。また、受光面の基材に線状構成物を設ける場合は、太陽光の入射を妨げない程度の密度で線状構成物を配置する必要がある。メッシュ状のものを用いる場合は、十分に網目を光が通過するメッシュを用いる必要がある。また、背面板等で、基材の透明性を損ないたくない場合も同様である。これらの線状構成物は、前面板と背面板のどちらか一方に設けられていれば、効果を発揮するが、両面に設けられていれば、さらに効果的である。
【００２０】
また、樹脂からなる背面板と樹脂からなる前面板に複数の太陽電池セルが挟持され、隣接する太陽電池セルの電極間がインターコネクタによって接続された太陽電池モジュールにおいて、背面板と太陽電池セルとの間、または、前面板と太陽電池セルとの間の少なくとも一方に、金属線、樹脂線、ガラス繊維線の群から選ばれる少なくとも１つの線状構成物が、入射光を遮らない程度に狭持されていることを特徴とするものである。
【００２１】
前記線状構成物が、太陽電池セルと樹脂基材の間に狭持されていてもよい。太陽電池モジュールを製造する際、封止材を用いて太陽電池セルを樹脂基材により挟みこむ過程で、太陽電池セルと樹脂基材の間に線状構成物を載置して、ラミネート等により一体にモジュールを形成すればよい。線状構成物の形状は、特に限定されるものではないが、一本一本が独立した複数の線状物がインターコネクタと平行に配置されていてもよいし、線状構成物がメッシュ状となって配置されていてもよい。メッシュ状のものを用いる場合は、十分に網目を光が通過するメッシュを用いる必要がある。また、背面板等で、基材の透明性を損ないたくない場合も同様である。これらの線状構成物は、前面板と背面板のどちらか一方に設けられていれば、効果を発揮するが、両面に設けられていれば、さらに効果的である。このようにすることによって、基材の膨張収縮を押えることができ、インターコネクタの破断を防止することができる。
【００２２】
また、背面板は不透明樹脂板であり、前面板は透明樹脂フィルムであることを特徴とするものである。
【００２３】
また、背面板は不透明樹脂板であり、前面板は透明樹脂板であることを特徴とするものである。
【００２４】
また、背面板と前面板は、共に透明樹脂板であることを特徴とするものである。
【００２５】
また、太陽電池セルは、両面受光型太陽電池セルであることを特徴とするものである。
【００２６】
両面受光型の太陽電池モジュールは、設置場所をあまり選ばず、効率的な発電が可能である。例えば、両面受光型は垂直面へ取り付けても高い効率を発揮することができ、設置の向きと角度を十分考慮しないと効率的な発電ができない片面受光型と比べ、幅広い構造物や場所に適用可能である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図面と実施例に基づき以下に具体的に説明する。図１は太陽電池モジュールの一部の断面図である。太陽電池セル２は、封止材５を用いて樹脂基材４１と４２の間に狭持されている。また、隣接する太陽電池セルどうしがインターコネクタ３によって、電気的に接続されている。
【００２８】
その接続を説明した図を図２に示す。太陽電池セルの表面電極２１と、隣接する太陽電池セルの裏面電極２２とを、インターコネクタ３で接続している。基材の膨張収縮によるインターコネクタの破断は、主に隣接するセル間部分ａで発生する。
【００２９】
本発明では、インターコネクタ３の材質を、ばね構成用金属材料とすることで、樹脂基材４１、４２や封止材５の熱による膨張収縮にインターコネクタが追随できるようにし、インターコネクタの破断の発生を抑える。インターコネクタの材質としては、ベリリウム銅、チタン銅、りん青銅、洋白、真鍮等が好適である。また、このインターコネクタの表面には、半田メッキまたはすずメッキが施されていると、容易に太陽電池セルの電極２１、２２に接合することができる。
【００３０】
また、インターコネクタのａ部分に、熱による膨張収縮を緩衝するための緩衝形状を形成させると、さらに効果的にインターコネクタの破断を防ぐことができる。緩衝形状の具体例を図３に示す。図３ａは、インターコネクタを交互曲げ形状としている。また、図３ｂでは鋸歯形状、図３ｃでは、波打ち形状としている。これらの緩衝形状が、伸縮を吸収することで、破断を防ぐことができる。
【００３１】
また、図４、図５は、樹脂基材の前面板４１と背面板４２に線状構成物を封入した太陽電池モジュールであり、図６にその断面図を示す。図４は、線材を封入したタイプであり、図５は、メッシュ状の構成物を封入したタイプである。線材を封入するタイプでは、線材の方向は、太陽電池セルを接合するインターコネクタの方向と同一すると良い。線状構成物は、前面板と背面板の両方に設けると効果が高いが、どちらか一方でもよい。また、受光発電面に線状構成物を設ける場合は発電効率が低下しない程度の密度で設ける必要がある。
【００３２】
また、線状構造物を、太陽電池セルと樹脂基材の前面板または／及び背面板の間に狭持させた太陽電池モジュールの断面図を図７に示す。線材を設けたモジュールの概略図は、図４と同様となり、メッシュ状の構成物を設けたモジュールの概略図は、図５と同様となる。太陽電池モジュールを製造する際、封止材を用いて太陽電池セルを樹脂基材により挟みこむ過程で、太陽電池セルと樹脂基材の間に線状構成物を載置して、ラミネート等により一体にモジュールを形成すればよい。
【００３３】
太陽電池モジュールを構成している樹脂基材は、前面板４１と背面板４２とに、フィルム基板、透明樹脂基板、不透明樹脂板等を組み合わすことができる。具体的には、背面板４２に不透明樹脂板を用い、前面板４１透明樹脂フィルムを用いることができる。不透明樹脂板は特に限定されるものではなく、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド、ポリウレタン、ポリメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ＡＢＳ，フェノール樹脂、メラミン樹脂、ホルムアルデヒド樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、天然ゴムやその誘導体から成るものでも良く、または前記樹脂の２種類以上から成るものでもよいし、２種類以上の樹脂板を貼り合わせたものでもよい。また、水酸化アルミニウムや水酸化カルシウム等の無機フィラーや難燃剤等を縫合して、不燃性、難燃性を具備させてもよい。また、発泡剤等を添加して発泡させたものでもよく、さらには可塑剤、安定剤、発泡助剤、紫外線吸収剤、顔料などが添加されているものでも良い。また、不透明樹脂板には、金属箔が貼り合わされているものでもよい。また、樹脂フィルムは特に限定されるものではなく、フッ素樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂から成るものでもよい。
【００３４】
また、別の例として、背面板４２に不透明樹脂板を用い、前面板４２には、透明樹脂板を用いることができる。この場合、不透明樹脂板は特に限定されるものではなく、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド、ポリウレタン、ポリメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ＡＢＳ，フェノール樹脂、メラミン樹脂、ホルムアルデヒド樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、天然ゴムやその誘導体でも良く、または前記樹脂の２種類以上から成るものでもよいし、２種類以上の樹脂板を貼り合わせたものでもよい。また、水酸化アルミニウムや水酸化カルシウム等の無機フィラーや難燃剤等を縫合して、不燃性、難燃性を具備させてもよい。また、発泡剤等を添加して発泡させたものでもよく、さらには可塑剤、安定剤、発泡助剤、紫外線吸収剤、顔料などが添加されているものでも良い。また、不透明樹脂板には、金属箔が貼り合わされているものでもよい。また、透明樹脂板は、特に限定されるものではなく、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニルから成るものでもよい。
【００３５】
また、別の例として、前面板４１と背面板４２と共に透明樹脂板を用いることができる。このとき、透明樹脂板は、特に限定されるものではなく、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニルから成るものでもよい。
【００３６】
また、本発明で用いられる封止材５は、透光性の接着性合成樹脂を用いることが好ましく、太陽電池セルへの太陽光の入射を妨げることが無く、また太陽電池の形成が容易なものとなり得る。接着性合成樹脂は、エチレン−ビニルアセテート（ＥＶＡ），透明な変性ポリエチレン、変性ポリプロピレン等の透光性を有するものを用いるよい。
【００３７】
前面板、背面板の両面に透明樹脂板を用いた場合では、太陽電池セルを両面受光型にすることによって、裏表共に、受光して発電できる太陽電池モジュールを提供することができる。
【００３８】
また、これらの太陽電池モジュールの樹脂板の表面に、機能性の塗膜層を形成させてもよく、太陽電池の受光側の表面に光触媒含有層を形成させてもよい。光触媒には二酸化チタンが好適に用いられ、その二酸化チタンはルチル型でもよいが、活性の高さからアナターゼ型のものが好ましく、この二酸化チタンに波長領域が３００〜４００ｎｍ付近の紫外光が照射されると活性化され、強い酸化力が発現し、表面に付着した汚染物質は分解される。また、二酸化チタンの活性によって表面は、対水接触角が０度〜２０度程度の超親水状態となり、汚染物質が付着しても、容易に雨で流されるようになり、長期間にわたり表面を綺麗に保つことができる。
【００３９】
また、機能性の塗膜層は、滑雪氷性被覆層でもよい。滑雪氷性被覆層とは、表面張力が３５ｄｙｎｅ／ｃｍ以下の撥水性で、且つ水滴の滑落角度が４０度以下の滑水性を示す被覆層である。該被覆層を太陽電池の受光面に形成させておけば、雪氷が表面に付着しても速やかに滑落させることができるため、雪氷が付着している時間を極力短くすることができ、発電可能時間を長くすることができると共に、積雪によるモジュールへの荷重を軽減できるため、過荷重によるモジュールの断線やその他の不具合などを防ぐことができる。
【００４０】
【発明の効果】
上述の如く、太陽電池セルの電極間を結ぶインターコネクタにばね構成用金属材料を用いれば、熱による樹脂基板の膨張収縮によって発生するインターコネクタの破断を防ぐことができ、また、さらにインターコネクタに膨張収縮を緩衝する緩衝形状を設けることにより、さらに効果的にインターコネクタの破断を防ぐことができる。
【００４１】
また、金属、樹脂、ガラス繊維等の線状構造物を樹脂製基板に封入するか、または前記線状構造物を板状基材と太陽電池セルとの間に設けることにより、樹脂基材の膨張収縮を低減することができ、インターコネクタの疲労破断を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の一形態を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の一形態を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の一形態を示す概略図である。
【図５】本発明の実施の一形態を示す概略図である。
【図６】本発明の実施の一形態を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の一形態を示す断面図である。
【符号の説明】
ａインターコネクタのセル間部分
１太陽電池モジュール
２太陽電池セル
２１表面電極
２２裏面電極
３インターコネクタ
４１樹脂基材の前面板
４２樹脂基材の背面板
５封止材
６線状構成物
６１線材
６２メッシュ状の線状構成物[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a solar cell module in which solar cells are sandwiched between resin materials.
[0002]
[Prior art]
The solar cell module has a structure in which solar cells that generate power by receiving sunlight are sandwiched between plate-shaped substrates using a sealing material such as EVA or silicone. In a general module, a single cell is insufficient in electromotive force, so that it is seldom composed of a single cell, and is configured by connecting a plurality of solar cells in series or in series / parallel. That is, a solar cell has a front surface electrode on the top surface and a back surface electrode on the back surface, and in a series of cells to be connected in series, the front and back electrodes of adjacent cells are made of a conductive material called an interconnector. It is connected. These connected solar cells, together with the interconnector, are sandwiched between plate-shaped substrates using a sealing material. Glass, a resin plate, a resin film, metal, or the like is used as the plate-shaped base material.
[0003]
Modules using glass or metal as a base material are heavy and costly, and workability is poor, since it is necessary to make the base for supporting the modules robust. In the case of glass, it is easy to break, and care must be taken at the time of construction.When any impact is applied even after construction, not only will it break and it will not function as a module, but it will also scatter and become dangerous to the surroundings There is a possibility. When a metal plate is used, there is no possibility of scattering, but the weight is extremely large, so that the transportability is poor and the place where the construction can be performed due to the weight is limited. Therefore, a lightweight and safe resin module has been desired.
[0004]
A solar cell module using a resin material for the plate-shaped base material is preferable because it is lighter than glass or metal and does not break and scatter like glass, but an interconnector that connects cells is used. The phenomenon of breakage during the operation has occurred more than before. This is because the difference in the coefficient of thermal expansion between the resin as the base material and the metal interconnector is large, and the interconnector shrinks and expands due to the temperature difference between day and night and the seasonal temperature difference. Cannot be followed, and the interconnector fatigues and breaks due to repeated contraction and expansion. As a solution to this problem, a ribbon-shaped conductive wire that has been subjected to solder plating on a copper foil has been used.However, for example, a shape that buffers expansion and contraction is provided between cells of the ribbon-shaped interconnector, or a material of the interconnector is used. A method for coping with expansion and contraction by using a twisted or braided thin conductor has been proposed. (For example, Patent Documents 1 and 2)
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-11-177117 [Patent Document 2]
JP 2001-352089 A
[Problems to be solved by the invention]
However, the twisted wire and the knitted wire are very expensive as compared with the conventional solder-plated wire, and the wiring work becomes complicated due to the thickness of the wire. In addition, although the method of providing the ribbon-shaped interconnector with the buffer shape can cope with several times of contraction and expansion, the shape-processed portion is subject to repeated contraction and expansion over a long period of time such as daily temperature fluctuations and seasonal fluctuations. It was found that fracture due to metal fatigue may occur.
[0007]
Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and even if a resin material is used as a base material for sandwiching solar cells, an interconnector connecting cells for a long time does not cause fatigue fracture. It is intended to provide a solar cell module.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present inventor has conducted intensive studies, and as a result, a metal structure for a spring is used for an interconnector connecting cell electrodes, or a linear structure such as a metal, a resin, or a glass fiber is encapsulated. The present invention has been found to be able to prevent the fatigue fracture of the interconnector by using a resin-made plate-shaped base material or by providing the linear structure between the plate-shaped base material and the solar cell. Was completed.
[0009]
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration. That is, in a solar cell module in which a plurality of solar cells are sandwiched between a back plate made of a resin and a front plate made of a resin, and the electrodes of adjacent solar cells are connected by an interconnector, the interconnector is used for a spring configuration. It is made of a metal material.
[0010]
Since the spring constituent material is richer in elasticity than ordinary metal, it is relatively resistant to changes due to external forces such as compression and extension. By focusing on this property and using it as an interconnector material, it is possible to cope with changes such as shrinkage and expansion of the resin of the base material and prevent breakage due to fatigue.
[0011]
Further, the metal material for forming the spring is one selected from the group consisting of beryllium copper, titanium copper, phosphor bronze, nickel silver, and brass.
[0012]
As a matter of course, it is preferable that the interconnector has excellent conductivity, and an alloy containing copper is preferable. Examples of copper-containing alloys having excellent spring properties include, but are not limited to, beryllium copper, titanium copper, phosphor bronze, nickel silver, brass, and the like.
[0013]
Further, the interconnector is characterized in that its surface is plated with tin or solder.
[0014]
It is necessary to physically and electrically connect the front electrode or the back electrode to the interconnector. Generally, a method is used in which tin or solder is melted by heat to bond the electrode and the interconnector. At this time, tin or solder plating is applied to the surface of the connector in advance, so that tin or solder is separately applied. It is not necessary to prepare a solder wire, and the cell electrode and the interconnector can be easily connected only by applying heat to the contact between the electrode and the connector and bringing them into contact.
[0015]
Further, the interconnector is characterized in that a buffer shape for buffering expansion and contraction due to heat is formed.
[0016]
By making the material of the interconnector a spring constituent material, it can cope with changes such as shrinkage and expansion of the resin of the base material and can prevent breakage due to fatigue, but also give the interconnector a shape that buffers the shrinkage and expansion By doing so, the effect of preventing breakage due to fatigue can be enhanced. Since the cushioning shape is intended to follow expansion and contraction, it is preferable to provide room for expansion and contraction in the connector by, for example, combining bending and bending.
[0017]
In addition, the buffer shape for buffering expansion and contraction due to heat is characterized by being one or a combination of two or more selected from the group of an alternate bending shape, a sawtooth shape, and a wavy shape. It is.
[0018]
Further, in a solar cell module in which a plurality of solar cells are sandwiched between a back plate made of resin and a front plate made of resin, and electrodes of adjacent solar cells are connected by an interconnector, at least the back plate and the front plate On the other hand, at least one linear component selected from the group consisting of a metal wire, a resin wire, and a glass fiber wire is sealed so as not to block incident light.
[0019]
As a measure for preventing the breakage of the interconnector, there is a method of suppressing expansion and contraction of a resin base material having a large linear expansion, in addition to a method of improving the interconnector itself. Specifically, a linear component made of a material such as metal, resin, or glass having a smaller linear expansion than the base resin may be provided in the module so that the resin base does not expand. Although the shape of the linear component is not particularly limited, a plurality of linear components each of which may be independent may be arranged in parallel with the interconnector, or the linear component may be a mesh-like component. It may be arranged as. The linear component is preferably encapsulated in a plate-shaped resin base material. When the resin base material is molded, if it is embedded inside the base material, the expansion and shrinkage of the resin is suppressed well. It is possible. Further, when the linear components are provided on the base material of the light receiving surface, the linear components need to be arranged at a density that does not hinder the incidence of sunlight. When a mesh-like material is used, it is necessary to use a mesh that allows light to sufficiently pass through a mesh. The same applies to the case where it is not desired to impair the transparency of the substrate on the back plate or the like. If these linear components are provided on either one of the front plate and the rear plate, the effect is exhibited, but if provided on both surfaces, it is more effective.
[0020]
Further, in a solar cell module in which a plurality of solar cells are sandwiched between a back plate made of resin and a front plate made of resin, and electrodes of adjacent solar cells are connected by interconnectors, the back plate and the solar cells are Or between at least one of the front panel and the solar cell, at least one linear component selected from the group consisting of a metal wire, a resin wire, and a glass fiber wire is so narrow that it does not block incident light. It is characterized by being held.
[0021]
The linear component may be sandwiched between a solar cell and a resin base material. When manufacturing a solar cell module, a linear component is placed between the solar cell and the resin base in a process of sandwiching the solar cell with a resin base by using a sealing material, and laminating or the like. What is necessary is just to form a module integrally. Although the shape of the linear component is not particularly limited, a plurality of linear components each of which may be independent may be arranged in parallel with the interconnector, or the linear component may be a mesh-like component. It may be arranged as. When a mesh-like material is used, it is necessary to use a mesh that allows light to sufficiently pass through a mesh. The same applies to the case where it is not desired to impair the transparency of the substrate on the back plate or the like. If these linear components are provided on either one of the front plate and the rear plate, the effect is exhibited, but if provided on both surfaces, it is more effective. By doing so, expansion and contraction of the base material can be suppressed, and breakage of the interconnector can be prevented.
[0022]
The back plate is an opaque resin plate, and the front plate is a transparent resin film.
[0023]
The back plate is an opaque resin plate, and the front plate is a transparent resin plate.
[0024]
The back plate and the front plate are both transparent resin plates.
[0025]
Further, the solar cell is a double-sided light receiving solar cell.
[0026]
The two-sided light receiving type solar cell module can efficiently generate electric power regardless of the installation location. For example, a two-sided light-receiving type can exhibit high efficiency even when mounted on a vertical surface, and can be applied to a wider range of structures and locations than a single-sided light-receiving type, which cannot generate electricity efficiently without careful consideration of the installation direction and angle. It is possible.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings and examples. FIG. 1 is a sectional view of a part of the solar cell module. The solar cell 2 is sandwiched between the resin base materials 41 and 42 using the sealing material 5. Adjacent solar cells are electrically connected by the interconnector 3.
[0028]
FIG. 2 illustrates the connection. The front electrode 21 of the solar cell and the back electrode 22 of the adjacent solar cell are connected by the interconnector 3. Breakage of the interconnector due to expansion and contraction of the base material mainly occurs at the portion a between adjacent cells.
[0029]
In the present invention, the interconnector 3 is made of a metal material for a spring so that the interconnector can follow the expansion and contraction of the resin base materials 41 and 42 and the sealing material 5 due to heat, and the interconnector is broken. Suppress the occurrence of. As the material of the interconnector, beryllium copper, titanium copper, phosphor bronze, nickel silver, brass and the like are suitable. If the surface of this interconnector is plated with solder or tin, it can be easily joined to the electrodes 21 and 22 of the solar cell.
[0030]
In addition, when the a portion of the interconnector is formed with a buffer shape for buffering expansion and contraction due to heat, breakage of the interconnector can be more effectively prevented. FIG. 3 shows a specific example of the cushioning shape. FIG. 3a shows the interconnectors in an alternately bent configuration. Further, FIG. 3B shows a sawtooth shape, and FIG. 3C shows a wavy shape. These buffer shapes can prevent breakage by absorbing expansion and contraction.
[0031]
4 and 5 show a solar cell module in which a linear component is sealed in a front plate 41 and a back plate 42 of a resin base material, and FIG. 6 shows a cross-sectional view thereof. FIG. 4 shows a type in which a wire is enclosed, and FIG. 5 shows a type in which a mesh-like component is enclosed. In the type in which the wire is sealed, the direction of the wire is preferably the same as the direction of the interconnector that joins the solar cells. The linear component is highly effective when provided on both the front plate and the rear plate, but either one may be used. Further, when a linear component is provided on the light receiving power generation surface, it is necessary to provide the linear component at such a density that power generation efficiency does not decrease.
[0032]
FIG. 7 is a cross-sectional view of a solar cell module in which a linear structure is sandwiched between a solar cell and a front plate and / or a back plate of a resin substrate. The schematic diagram of the module provided with the wire is the same as FIG. 4, and the schematic diagram of the module provided with the mesh-like components is the same as FIG. When manufacturing a solar cell module, a linear component is placed between the solar cell and the resin base in a process of sandwiching the solar cell with a resin base by using a sealing material, and laminating or the like. What is necessary is just to form a module integrally.
[0033]
As the resin base material constituting the solar cell module, a front plate 41 and a back plate 42 can be combined with a film substrate, a transparent resin substrate, an opaque resin plate, and the like. Specifically, an opaque resin plate can be used for the back plate 42 and a transparent resin film can be used for the front plate 41. Opaque resin plate is not particularly limited, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl acetate, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyphenylene sulfide, polyamide, polyurethane, It may be composed of polymethacrylate, polyacrylonitrile, ABS, phenolic resin, melamine resin, formaldehyde resin, urea resin, unsaturated polyester resin, epoxy resin, natural rubber or a derivative thereof, or may be composed of two or more of the above resins. Alternatively, two or more kinds of resin plates may be bonded together. Further, an inorganic filler such as aluminum hydroxide or calcium hydroxide, a flame retardant, or the like may be sutured to provide nonflammability and flame retardancy. Further, a foamed product by adding a foaming agent or the like may be used, and further, a plasticizer, a stabilizer, a foaming aid, an ultraviolet absorber, a pigment, or the like may be added. Further, a metal foil may be bonded to the opaque resin plate. The resin film is not particularly limited, and may be made of a fluorine resin, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, an acrylic resin, polyvinyl chloride, polycarbonate, or an ABS resin.
[0034]
Further, as another example, an opaque resin plate can be used for the back plate 42 and a transparent resin plate can be used for the front plate 42. In this case, the opaque resin plate is not particularly limited, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl acetate, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyphenylene sulfide, polyamide , Polyurethane, polymethacrylate, polyacrylonitrile, ABS, phenolic resin, melamine resin, formaldehyde resin, urea resin, unsaturated polyester resin, epoxy resin, natural rubber or a derivative thereof, or a mixture of two or more of the above resins Alternatively, two or more kinds of resin plates may be bonded together. Further, an inorganic filler such as aluminum hydroxide or calcium hydroxide, a flame retardant, or the like may be sutured to provide nonflammability and flame retardancy. Further, a foamed product by adding a foaming agent or the like may be used, and further, a plasticizer, a stabilizer, a foaming aid, an ultraviolet absorber, a pigment, or the like may be added. Further, a metal foil may be bonded to the opaque resin plate. The transparent resin plate is not particularly limited, and may be made of polycarbonate, acrylic resin, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, or polyvinyl chloride.
[0035]
Further, as another example, a transparent resin plate can be used together with the front plate 41 and the back plate 42. At this time, the transparent resin plate is not particularly limited, and may be made of polycarbonate, acrylic resin, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, or polyvinyl chloride.
[0036]
In addition, the sealing material 5 used in the present invention is preferably made of a translucent adhesive synthetic resin, does not prevent sunlight from being incident on the solar cell, and facilitates formation of the solar cell. Can be something. As the adhesive synthetic resin, a translucent resin such as ethylene-vinyl acetate (EVA), transparent modified polyethylene, or modified polypropylene may be used.
[0037]
When a transparent resin plate is used on both sides of the front plate and the back plate, a solar cell module capable of receiving and generating electric power on both sides can be provided by making the solar cell a double-sided light receiving type.
[0038]
Further, a functional coating layer may be formed on the surface of the resin plate of these solar cell modules, and a photocatalyst containing layer may be formed on the light-receiving side surface of the solar cell. Titanium dioxide is suitably used for the photocatalyst, and the titanium dioxide may be a rutile type, but is preferably an anatase type because of its high activity, and the titanium dioxide is irradiated with ultraviolet light having a wavelength region of about 300 to 400 nm. When activated, a strong oxidizing power is developed, and contaminants attached to the surface are decomposed. In addition, due to the activity of titanium dioxide, the surface becomes a superhydrophilic state having a contact angle with water of about 0 to 20 degrees, and even if contaminants adhere, it can be easily washed away by rain, and the surface can be cleaned for a long time. It can be kept clean.
[0039]
Further, the functional coating layer may be a snow-snow-ice coating layer. The snow gliding coating layer is a coating layer exhibiting water repellency having a surface tension of 35 dyne / cm or less and having a water droplet sliding angle of 40 degrees or less. If the coating layer is formed on the light-receiving surface of the solar cell, even if snow and ice adhere to the surface, it can be slid quickly, so that the time during which snow and ice adhere can be shortened as much as possible, and power can be generated. The time can be lengthened, and the load on the module due to snow can be reduced, so that breakage of the module due to overload and other problems can be prevented.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, if a metal material for a spring is used for the interconnector connecting the electrodes of the solar cell, breakage of the interconnector caused by expansion and contraction of the resin substrate due to heat can be prevented, and further, the interconnector By providing a buffer shape for buffering expansion and contraction, breakage of the interconnector can be more effectively prevented.
[0041]
In addition, by encapsulating a linear structure such as metal, resin, and glass fiber in a resin substrate, or by providing the linear structure between a plate-shaped substrate and a solar cell, Expansion and contraction can be reduced, and fatigue fracture of the interconnector can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram showing one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram showing one embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
a Inter-cell portion of interconnector 1 Solar cell module 2 Solar cell 21 Front electrode 22 Back electrode 3 Interconnector 41 Front plate 42 of resin base material Back plate 5 of resin base material 5 Sealing material 6 Linear component 61 Wire 62 Mesh-like linear components

Claims

樹脂からなる背面板と樹脂からなる前面板に複数の太陽電池セルが挟持され、隣接する太陽電池セルの電極間がインターコネクタによって接続された太陽電池モジュールにおいて、インターコネクタは、ばね構成用金属材料から成ることを特徴とする太陽電池モジュール。In a solar cell module in which a plurality of solar cells are sandwiched between a back plate made of resin and a front plate made of resin, and electrodes of adjacent solar cells are connected by an interconnector, the interconnector is a metal material for a spring configuration. A solar cell module comprising:

ばね構成用金属材料は、ベリリウム銅、チタン銅、りん青銅、洋白、真鍮の群の中から選ばれる一つであることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。The solar cell module according to claim 1, wherein the metal material for forming the spring is one selected from the group consisting of beryllium copper, titanium copper, phosphor bronze, nickel silver, and brass.

インターコネクタは、表面に錫めっきまたは半田めっきが施されていることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。3. The solar cell module according to claim 1, wherein the surface of the interconnector is plated with tin or solder.

インターコネクタは、熱による膨張収縮を緩衝するための緩衝形状が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。The solar cell module according to any one of claims 1 to 3, wherein the interconnector has a buffer shape for buffering expansion and contraction due to heat.

熱による膨張収縮を緩衝するための緩衝形状は、交互曲げ形状、鋸歯形状、波打ち形状、の群の中から選ばれる一つ、または、二つ以上の組み合わせであることを特徴とする請求項４に記載の太陽電池モジュール。The buffering shape for buffering expansion and contraction due to heat is one selected from the group consisting of an alternate bending shape, a sawtooth shape, and a wavy shape, or a combination of two or more. A solar cell module according to item 1.

樹脂からなる背面板と樹脂からなる前面板に複数の太陽電池セルが挟持され、隣接する太陽電池セルの電極間がインターコネクタによって接続された太陽電池モジュールにおいて、背面板と前面板の少なくとも一方に、金属線、樹脂線、ガラス繊維線の群から選ばれる少なくとも１つの線状構成物が、入射光を遮らない程度に封入されていることを特徴とする太陽電池モジュール。In a solar cell module in which a plurality of solar cells are sandwiched between a back plate made of resin and a front plate made of resin, and electrodes of adjacent solar cells are connected by an interconnector, at least one of the back plate and the front plate A solar cell module, wherein at least one linear component selected from the group consisting of a metal wire, a resin wire, and a glass fiber wire is sealed so as not to block incident light.

樹脂からなる背面板と樹脂からなる前面板に複数の太陽電池セルが挟持され、隣接する太陽電池セルの電極間がインターコネクタによって接続された太陽電池モジュールにおいて、背面板と太陽電池セルとの間、または、前面板と太陽電池セルとの間の少なくとも一方に、金属線、樹脂線、ガラス繊維線の群から選ばれる少なくとも１つの線状構成物が、入射光を遮らない程度に狭持されていることを特徴とする太陽電池モジュール。In a solar cell module in which a plurality of solar cells are sandwiched between a back plate made of resin and a front plate made of resin, and the electrodes of adjacent solar cells are connected by an interconnector, between the back plate and the solar cells Or, at least one between the front plate and the solar cell, at least one linear component selected from the group consisting of a metal wire, a resin wire, and a glass fiber wire is pinched so as not to block incident light. A solar cell module characterized in that:

線状構成物は、メッシュ状物であることを特徴とする請求項６または７のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。The solar cell module according to claim 6, wherein the linear component is a mesh-shaped component.

背面板は不透明樹脂板であり、前面板は透明樹脂フィルムであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。The solar cell module according to any one of claims 1 to 8, wherein the back plate is an opaque resin plate, and the front plate is a transparent resin film.

背面板は不透明樹脂板であり、前面板は透明樹脂板であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。The solar cell module according to any one of claims 1 to 8, wherein the back plate is an opaque resin plate, and the front plate is a transparent resin plate.

背面板と前面板は、共に透明樹脂板であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。The solar cell module according to any one of claims 1 to 8, wherein both the back plate and the front plate are transparent resin plates.

太陽電池セルは、両面受光型太陽電池セルであることを特徴とする請求項１１に記載の太陽電池モジュール。The solar cell module according to claim 11, wherein the solar cell is a double-sided light receiving solar cell.