JP2009246016A - Solar cell module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、端子ボックスに起因するバックシートの剥離による太陽電池モジュールの外観不良を生じにくくするために好適に実施することができる太陽電池モジュールに関する。 The present invention relates to a solar cell module that can be suitably implemented to make it difficult to cause poor appearance of a solar cell module due to peeling of a back sheet due to a terminal box.
近年、地球温暖化問題への関心が高まる中、化石燃料の代替エネルギーとして、クリーンなエネルギー源である太陽光発電に対する期待が高まっている。 In recent years, as interest in the global warming issue has increased, expectations for solar power generation, which is a clean energy source, have increased as an alternative energy to fossil fuels.
太陽電池素子は、単体では発生する電気出力が小さいため、一般的に数枚〜数十枚の太陽電池素子を直列、並列に配線して実用的な電気出力が取り出せるようにしている。また、長期間に亘って雨水など周囲の環境から太陽電池素子を保護するために、太陽電池素子の受光面側に配置される透光性基板と裏面側に配置されるバックシートとの間に、EVA(エチレンビニルアセテート共重合体)などを主成分とする充填材によって太陽電池素子を封入して、太陽電池モジュールを作製することが通常行われている。 Since a solar cell element has a small electric output generated by itself, generally several to several tens of solar cell elements are wired in series or in parallel so that a practical electric output can be taken out. In addition, in order to protect the solar cell element from the surrounding environment such as rainwater for a long time, between the translucent substrate disposed on the light receiving surface side of the solar cell element and the back sheet disposed on the back surface side. In general, a solar cell module is produced by encapsulating a solar cell element with a filler mainly composed of EVA (ethylene vinyl acetate copolymer) or the like.
このような太陽電池モジュールにおいて、その内部の太陽電池素子から出力される電気出力は、出力リード線によって太陽電池モジュールの裏面側に配置された端子ボックスへ送られる。さらに、この端子ボックス内部では、出力リード線がターミナルを介して外部回路に接続するための接続ケーブルに接続されており、この接続ケーブルを介して電気出力を取り出すことができる。 In such a solar cell module, the electrical output output from the solar cell element inside the solar cell module is sent to a terminal box disposed on the back side of the solar cell module by an output lead wire. Furthermore, inside this terminal box, the output lead wire is connected to a connection cable for connecting to an external circuit via the terminal, and an electrical output can be taken out via this connection cable.
太陽電池モジュールはこのように構成されるため、バックシートにはリード線を通過させるための開口部が形成されており、その開口部を覆うように、開口部の外部には端子ボックスがバックシートに接着剤により取り付けられる。(たとえば特許文献1参照) Since the solar cell module is configured in this way, an opening for passing the lead wire is formed in the backsheet, and a terminal box is provided outside the opening so as to cover the opening. It is attached with an adhesive. (For example, see Patent Document 1)
このように構成される太陽電池モジュールは、製造工場から現場への運搬時または屋根などの取付位置に設けられる架台への取付時に、端子ボックスなどに外力が作用することによって、端子ボックスが剥離してしまう場合がある。端子ボックスの剥離が生じた場合、剥離と同時にバックシートを引き剥がしてしまうことが多い。透光性の充填材が用いられている場合、受光面側からバックシートの剥離を視認することが可能であり、外観不良が生じるという問題があった。 The solar cell module configured in this way is peeled off when an external force acts on the terminal box or the like when transporting it from the manufacturing plant to the site or when mounting it on a mount provided at a mounting position such as a roof. May end up. When the terminal box is peeled off, the back sheet is often peeled off simultaneously with the peeling. When a translucent filler is used, it is possible to visually recognize the peeling off of the back sheet from the light receiving surface side, and there is a problem that an appearance defect occurs.
本発明の目的は、端子ボックスの剥離に起因するバックシートの剥離による太陽電池モジュールの外観不良が生じにくい太陽電池モジュールを提供することである。 An object of the present invention is to provide a solar cell module in which appearance failure of the solar cell module due to peeling of the back sheet due to peeling of the terminal box hardly occurs.
本発明の太陽電池モジュールは、透光性を有する基板と、前記透光性基板上に配置される透光性を有する受光側充填層と、前記受光側充填層上に配置される太陽電池素子と、前記太陽電池素子上に配置される透光性を有する裏面側充填層と、前記裏面側充填層上に配置され、端子ボックスによって覆われる開口を有する第1バックシートと、前記第1バックシートと前記太陽電池素子との間で、かつ前記開口が形成される部位で、少なくとも端子ボックスの投影領域を含む範囲に設けられ、前記第1バックシートよりも高い剛性を有する第2バックシートと、を含む。 The solar cell module of the present invention includes a light-transmitting substrate, a light-receiving side filling layer disposed on the light-transmitting substrate, and a solar cell element disposed on the light-receiving side filling layer. A backside filling layer having translucency disposed on the solar cell element, a first backsheet having an opening disposed on the backside filling layer and covered with a terminal box, and the first back A second backsheet provided between the sheet and the solar cell element and in a region including the projection area of the terminal box at a portion where the opening is formed, and having higher rigidity than the first backsheet; ,including.
本発明によれば、端子ボックスなどに外力が作用することに伴って第1バックシートが剥離してしまった場合でも、第1バックシートの剥離に伴う第2バックシートの剥離が低減できる。第2バックシートによって第1バックシートの剥離箇所が覆われるため、受光面側から第1バックシートの剥離が視認されることによる太陽電池モジュールの外観不良が生じにくい。 According to the present invention, even when the first backsheet is peeled off due to an external force acting on the terminal box or the like, peeling of the second backsheet accompanying peeling of the first backsheet can be reduced. Since the peeling part of the 1st back sheet is covered by the 2nd back sheet, the appearance defect of a solar cell module by the peeling of the 1st back sheet being visually recognized from the light-receiving surface side does not arise easily.
図1は本発明の実施の一形態の太陽電池モジュール1の端子ボックス8近傍の構造を示す断面図である。なお、図1の下側が太陽電池モジュール1の受光面側であり、上側が太陽電池モジュール1の裏面側となる。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure in the vicinity of a
本実施の形態の太陽電池モジュール1は、透光性基板2と、透光性基板2上に積層される受光側充填層5と、受光側充填層5上に積層される複数の太陽電池素子4a,4b(特に区別しない場合は、太陽電池素子4と記す)と、太陽電池素子4上に積層される裏面側充填層6と、裏面側充填層6の上に積層され、端子ボックス8によって覆われる開口部3aが形成される第1バックシート3と、第1バックシート3と太陽電池素子4との間であってかつ開口部3aが形成される部位であって、平面視で端子ボックス8を太陽電池モジュール1の厚さ方向(すなわち、図1における上下方向)に投影した領域を少なくとも含む範囲に設けられ、第1バックシート3よりも高い剛性を有する第2バックシート7と、一端部9aが接続用配線10bに接続され、開口部3aから突出する他端部9bが端子ボックス8に接続される出力リード線9と、太陽電池素子4a,4b同士を接続する接続用配線10aとを含んで構成される。
The solar cell module 1 according to the present embodiment includes a
透光性基板2は、透光性を有しており、ガラスまたはポリカーボネート樹脂などによって形成される。ガラス基板の場合は、白板ガラス、強化ガラス、倍強化ガラス、熱線反射ガラスなどによって構成されるが、一般的には厚さ3mm〜5mm程度の白板強化ガラスが使用される。他方、ポリカーボネート樹脂などの合成樹脂からなる基板の場合には、厚さが5mm程度のものが使用される。
The
受光側充填層5および裏面側充填層6は、いずれも透光性を有しており、たとえばEVA(エチレンビニルアセテート共重合体)から成る。受光側充填層5および裏面側充填層6は、厚さ0.4〜1.0mm程度のシート状の形態のものが用いられ、後述するように、ラミネータによって、減圧下で加熱加圧処理が行われることによって、融着して他の部材と一体化する。
Each of the light-receiving side filling layer 5 and the back
太陽電池素子4は、単結晶や多結晶シリコンなどの結晶系太陽電池素子、アモルファスシリコン太陽電池、Si薄膜太陽電池、CIS系太陽電池、CIGS系太陽電池又は色素増感太陽電池など、種々の太陽電池素子が用いられる。例えば太陽電池素子が単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板を用いて作られる場合、このシリコン基板の内部は、ボロンなどのP型不純物を多く含んだP層及びリンなどのN型不純物を多く含んだN層が接合して成るPN接合が形成される。また、シリコン基板の表面又は裏面には、電極が銀ペースト等をスクリーンプリント法などにより形成されている。太陽電池モジュール1の内部では、複数の太陽電池素子4が一平面上でマトリクス状に配列されて、受光側充填層5,裏面側充填層6によって封止されている。複数の太陽電池素子4は、図1に示すように、隣接する太陽電池素子4a,4b同士の受光面側電極と裏面側電極とを接続用配線10a、10bによって直列、並列に接続されている。
The
接続用配線10a、10bは、厚さ0.1mm程度および幅2mm程度の銅箔に対し、その全面を半田で被覆したものを、所定の長さに切断して、太陽電池素子4の電極上に半田付けして用いる。
The
出力リード線9は、太陽電池素子4により発電された電気出力を太陽電池モジュール用の端子ボックス8に伝達するものであり、厚さ0.1mm程度および幅2mm程度の銅箔に対し、その全面を半田で被覆したものを、所定の長さに切断して、一端部9aは接続用配線10bに半田付けされ、他端部9bは端子ボックス8内部のターミナルに半田付けされている。
The
また、出力リード線9は、その一端部9aと他端部9bとの間の中間部9cが、第1バックシート3と第2バックシート7との間に介在されるように配置される。第2バックシート7に開口部を設けて、その開口部を通過させて端子ボックス8と接続する場合と比較すると、端子ボックス8の剥離によって出力リード線9が引っ張られた場合であっても、第2バックシート7に力が作用することがないので、第1バックシート3の剥離箇所を覆っている第2バックシート7が剥離してしまうことを防止することができる。
Further, the
第1バックシート3と第2バックシート7は、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、およびPVF(ポリフッ化ビニル)などの合成樹脂から成り、あるいは、これらを組み合わせて多層構造にしたものから成る。
The
このとき、第2バックシート7は、第1バックシート3よりも高い剛性を有するように形成される。このような剛性の差は、第2バックシート7を第1バックシート3よりも厚く形成することによって調整するのが良く、さらには、第2バックシート7を多層構造にして厚さを調整するのが良い。多層構造にすることによって、異なる材質を組み合わせて第2バックシート7を形成することが可能となり、最も受光面側にある層を、第1バックシート3と同じ材質にしておき、最も裏面側にある層を、受光側に配置される層よりも高い剛性を有する材質にすることができる。
At this time, the
第2バックシート7の最も受光面側にある層を第1バックシート3と同じ材質にしておくことによって、受光面側から見た場合に、第1バックシート3と第2バックシート7とを容易に同一の色に配色することが可能であり、色を統一させることによる外観を向上させて太陽電池モジュール1を形成することができる。
The
また、第2バックシート7の最も裏面側にある層を、受光側に配置される層よりも高い剛性を有する材質にすることによって、後述するラミネータによる製造時において、出力リード線9の第2バックシート7へのめり込みを低減でき、出力リード線9を端子ボックス8のターミナルと半田付けする際に出力リード線9が取り出しにくいという問題が解消され、太陽電池モジュール1の生産性を向上させることができる。
In addition, the
第1バックシート3は、たとえば材質がPVFであり、厚さが10〜50μmに形成され、このような第1バックシート3に対し、第2バックシート7は、たとえば受光面側の層の材質がPVFであり、裏面側の層の材質がPETである2層構造であって、PVFの厚さが10〜50μm、およびPETの厚さが10〜200μmに形成される。
The
第1バックシート3には、出力リード線9を取り出すための開口部3aが形成されており、開口部3aの大きさは、たとえば一辺が110mm、他辺が30mmの矩形となるように形成されている。
The
図2は、第2バックシート7において、端子ボックス8を太陽電池モジュール1の厚さ方向に投影した投影領域Sを示す斜視図である。第2バックシート7は、図2に示すように、端子ボックス8を太陽電池モジュール1の厚さ方向に投影した投影領域Sを少なくとも含む範囲に設けられる。
FIG. 2 is a perspective view showing a projection area S in which the
ここで、第1バックシート3および第2バックシート7の剛性の試験方法について説明する。この方法は、試験片が自重で曲がるような角度固定屈曲試験機を用いて、材料の柔軟性を想定する方法である。具体的には、上面が水平となるように床面に載置されている直方体状の台の前記上面の周縁部において、試験片の延びる方向が台の端面と直角となるように矩形状の試験片を保持する。このとき、試験片は台から規定長さだけ張り出すように台に取り付けられており、この試験片は自重で屈曲する。そして、試験片の張り出し部分が水平面と41度30分の角度を成すまでに要する時間(秒[sec])を測定することによって、試験片の剛性を評価することができる。このような剛性の評価方法によって、第1バックシート3の剛性よりも第2バックシート7の剛性の方が高くなるように、それぞれが形成されている。
Here, a method for testing the rigidity of the
このような太陽電池モジュール1は、透光性基板2、受光側充填層5、接続用配線10a,10bおよび出力リード線9を接続した太陽電池素子4、第2バックシート7、裏面側充填層6、第1バックシート3を積層し、ラミネータと呼ばれる装置にセットし、50〜150Pa程度の減圧下で100〜200℃程度の温度で、15〜60分程度加熱しながら加圧することによって一体化する。
Such a solar cell module 1 includes a
一体化された太陽電池モジュール1には、第1バックシート3に形成された開口部3aを覆うように、端子ボックス8が取り付けられる。このように開口部3aを覆って取り付けることで、外部から開口部3aを通過して流入する湿気を低減でき、EVAが吸湿することによって加水分解して酢酸が発生し、酢酸が太陽電池素子4に形成される電極に作用することによる不具合を生じにくくできる。
A
端子ボックス8は、太陽電池素子4による電気出力を伝達する出力リード線9を外部回路に接続するために設けられ、たとえばポリフェニレンエーテル樹脂などによって外形が直方体状に形成される。端子ボックス8は、たとえばシリコーンなどの接着剤を用いて、第1バックシート3に取り付けられる。端子ボックス8の大きさは、取り付けられる太陽電池モジュール1の大きさによって最適に決定されるが、たとえば一辺が5〜15cm程度であって、厚さが1〜5cm程度のものである。
The
図3は、図1に示す太陽電池モジュール1において、端子ボックス8の剥離が生じている状態を示す断面図である。図4は、図3に示す太陽電池モジュール1を受光面側から見た平面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state where the
端子ボックス8が取り付けられた太陽電池モジュール1では、端子ボックス8は第1バックシート3から突設して設けられているので、太陽電池モジュール1の運搬時または架台への取付時において、端子ボックス8に外力が作用し易くなっている。端子ボックス8に外力が作用すると、たとえば図3に示すように、剥離箇所Aにおいて端子ボックス8が第1バックシート3から剥離してしまう。このとき、端子ボックス8の剥離に伴って、第1バックシート3に対しても剥離する方向に力が作用する。
In the solar cell module 1 to which the
本実施形態の太陽電池モジュール1では、第2のバックシート7が第1のバックシート3よりも高い剛性を有するように形成されているので、前記第1バックシート3を剥離する方向に作用する力によって、第1バックシート3のみを選択的に剥離させることができる。すなわち、第2バックシート7は剥離されないので、第1バックシート3の剥離箇所Aを第2バックシート7によって確実に覆うことができる。
In the solar cell module 1 of the present embodiment, since the
第2バックシート7は、第1バックシート3の剥離箇所Aを覆うように設けられているので、図4に示すように、受光面側から見た場合でも、第1バックシート3の剥離を視認することができない。したがって、端子ボックス8の剥離に起因する第1バックシート3の剥離による太陽電池モジュール1の外観不良が生じにくい。
Since the
1 太陽電池モジュール
2 透光性基板
3 第1バックシート
3a 開口部
4,4a,4b 太陽電池素子
5 受光側充填層
6 裏面側充填層
7 第2バックシート
8 端子ボックス
9 出力リード線
10a,10b 接続用配線
S 投影領域
A 剥離箇所
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記透光性基板上に配置される透光性を有する受光側充填層と、
前記受光側充填層上に配置される太陽電池素子と、
前記太陽電池素子上に配置される透光性を有する裏面側充填層と、
前記裏面側充填層上に配置され、端子ボックスによって覆われる開口を有する第1バックシートと、
前記第1バックシートと前記太陽電池素子との間で、かつ前記開口が形成される部位で、少なくとも端子ボックスの投影領域を含む範囲に設けられ、前記第1バックシートよりも高い剛性を有する第2バックシートと、
を含むことを特徴とする太陽電池モジュール。 A substrate having translucency;
A light-receiving side filling layer having translucency disposed on the translucent substrate;
A solar cell element disposed on the light-receiving side filling layer;
A back surface-side filling layer having translucency disposed on the solar cell element;
A first backsheet disposed on the back side filling layer and having an opening covered by a terminal box;
Between the first backsheet and the solar cell element and at a portion where the opening is formed, the first backsheet is provided in a range including at least a projection region of the terminal box, and has a rigidity higher than that of the first backsheet. 2 backsheets,
A solar cell module comprising:
前記出力リードの太陽電池素子に電気的に接続される一端部と前記端子ボックスに接続される他端部との間は、第1バックシートと第2バックシートとの間に配置され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。 One end is electrically connected to the solar cell element, and the other end protruding from the opening further has an output lead connected to the terminal box,
Between the one end part electrically connected to the solar cell element of the output lead and the other end part connected to the terminal box, it is arranged between the first back sheet and the second back sheet. The solar cell module according to claim 1 or 2, characterized by the above.
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