JP2015126071A - 太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】汚れや積雪によって発電量が低下することを抑制するために、透光性基板の受光面側基板の受面側表面と上枠及び下枠の支持片の上端面と接着層との表面を略面一にできる太陽電池モジュールの製造方法を提供する。【解決手段】太陽電池モジュール本体に下枠を取り付ける際に、接着剤塗布工程Ｓ１と太陽電池モジュール本体配置工程Ｓ２とはみ出し接着剤除去工程Ｓ３と接着剤硬化工程Ｓ４とを行うことにより、略面一の太陽電池モジュールを製造する。【選択図】図４

Description

本発明は太陽電池モジュールの製造方法に関するものである。

近年、地球環境問題への関心が高まりつつある中、自然エネルギーを利用した新しいエネルギー技術が大いに注目されている。そのひとつとして太陽エネルギーを利用したシステムの関心が高く、特に光電変換効果を利用して光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽光発電は、クリーンなエネルギーを得る手段として広く行われている。

太陽電池素子は、たとえば単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板を用いて作製されている。太陽電池素子１枚では発生する電気出力が小さいため、複数の太陽電池素子を電気的に接続して実用的な電気出力が得られるようにしている。

太陽電池モジュール本体は、バックカバー上に直列あるいは並列に接続された複数の太陽電池素子を並べて配置し、さらに太陽電池素子の受光面側に透明基板（ガラス）を配置した構造となっている。尚、太陽電池素子はＥＶＡ（エチレンビニルアセテート樹脂）などの封止樹脂にて封止されている。

さらにこの太陽電池モジュール本体の外周部に、端面封止材を介して断面がコの字状の枠体を取り付けた構造の太陽電池モジュールが多用されている。端面封止材としては、緩衝材や防水の機能を有するブチルゴム、シリコーン樹脂、ポリプロピレン系またはポリスチレン系のエラストマー樹脂が多く使用されている。

太陽電池モジュールは、通常、屋根や架台に水平面に対して傾斜して設置され、降雨は太陽電池モジュールの傾斜に沿って流れる。しかしながら、上述の太陽電池モジュールは太陽電池モジュール本体の外周部に枠体を嵌めた構造であるため、太陽電池モジュール本体の受光面部と枠体との間に段差が存在する。この段差のために降雨時に太陽電池モジュールの受光面に雨水が溜まり、その後雨水が蒸発した後に塵や埃、煤煙、砂、花粉、火山灰などの汚れが太陽電池モジュールの受光面に付着してしまい、太陽電池素子へ到達する光の量が減少し、太陽電池モジュールの発電量が低下するという問題あった。

また、太陽電池モジュールの受光面上に積雪すると、雪が段差に引っかかるために落雪しにくくなり、太陽電池モジュール受光面上に雪がとどまって積雪によって低下した発電量が回復しにくいという問題があった。

このような問題を低減できる太陽電池として、例えば特許文献１（実開昭５８−１４７２６０号公報）には、枠体と、太陽電池モジュール本体の受光面との間の段差をなくした太陽電池モジュールが提案されている。

図１６、図１７は特許文献１で開示された太陽電池パネル（本願における太陽電池モジュール）を示す図であり、図１６は斜視図、図１７は図１６におけるＶ−Ｖ線断面図である。太陽電池パネル１００において、太陽電池パネル本体（本願における太陽電池モジュール本体）１０１は、フレーム１０２（本願における枠体）に固定されてなり、フレーム１０２は、左右の側壁１０２ａおよび１０２ｂと、上下の側壁１０２ｃおよび１０２ｄからなる。左右の側壁１０２ａ，１０２ｂは太陽電池パネル本体１０１の上側を押さえているが、上下の側壁１０２ｃおよび１０２ｄは、太陽電池パネル本体の受光面と略面一になるように形成されている。上下の側壁によって、積雪の滑落が妨げられることがないようにするためである。

太陽電池パネル本体の内装の諸部材たる保護透光板１０３（本願における透光性基材）、太陽電池１０４（本願における太陽電池セル）、充填剤１０５（本願における封止樹脂）、裏面シート１０６（本願における裏面側保護材）と上側の側壁１０２ｃの間にはシリコーンシーラント等による接着剤１０７（本願における接着層）が施されている旨が開示されている。下側の側壁１０２ｄについても同様である。保護透光板１０３の表面と上下の側壁１０２ｃおよび１０２ｄにおける上端面、接着剤１０７の表面は略面一である旨が開示されている。

実開昭５８−１４７２６０号公報

しかしながら、特許文献１には透光性基板の受光面側表面と上下の枠体における上端面と接着剤の表面とを、どのような方法で略面一にするかということについては開示されていない。
本発明は、透光性基板の受光面側表面と、上下の枠体における支持部の上端面と、接着層の表面とを精度よく略面一にし、信頼性の高い太陽電池モジュールの製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、下枠の支持部の上端面に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、接着剤を塗布した下枠の支持部の上面に太陽電池モジュール本体を配置する太陽電池モジュール本体配置工程と、太陽電池モジュール本体の受光面側にはみだした接着剤を除去するはみ出し接着剤除去工程と、接着剤を硬化させる接着剤硬化工程を有することを特徴としている。

本発明によれば、透光性基板の受光面側表面と、上下の枠体における支持部の上端面と、接着層の表面とを精度よく略面一にし、信頼性の高い太陽電池モジュールの製造方法を提供することができる。

本発明の第１の実施形態を示すものであって、太陽電池モジュールを示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態を示すものであって、図１に示す太陽電池モジュールのＡ−Ａ’の断面図である。 本発明の第１の実施形態を示すものであって、図１に示す太陽電池モジュールのＢ−Ｂ’の断面図である。 本発明の第１の実施形態を示すものであって、太陽電池モジュールの製造工程の一部を示すフロー図である。 本発明の第１の実施形態を示すものであって、太陽電池モジュールの製造工程の一部を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態を示すものであって、太陽電池モジュールの製造工程の一部を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態を示すものであって、スキージの模式図である。 本発明の第１の実施形態を示すものであって、太陽電池モジュールの製造工程の一部を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態を示すものであって、複数枚の太陽電池モジュールを設置した場合の模式図である。 本発明の第２の実施形態を示すものであって、スキージの模式図である。 本発明の第４の実施形態を示すものであって、太陽電池モジュールの製造工程の一部を示す模式図である。 本発明の第４の実施形態を示すものであって、複数枚の太陽電池モジュールを設置した場合の模式図である。 本発明の第５の実施形態を示すものであって、太陽電池モジュールを示す斜視図である。 本発明の第５の実施形態を示すものであって、太陽電池モジュール角部の部分拡大図である。 本発明の第５の実施形態を示すものであって、太陽電池モジュールのコーナ部材を示す図である。 従来の太陽電池モジュールを示す図である。 従来の太陽電池モジュールを示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

[実施形態１]
実施形態１に係る太陽電池モジュールの製造方法について、図面を参照し説明すれば以下のとおりである。

図１は本実施形態の製造方法を用いて製造した太陽電池モジュールを、受光面側からみた様子を模式的に示す斜視図である。受光面の逆側にある面を裏面とする。

図１において、太陽電池モジュール１は、略矩形の太陽電池モジュール本体１０の各辺に枠体を取り付けて形成している。太陽電池モジュール本体１０の側辺１１、１２に、横枠２０、２１をそれぞれ取り付けている。また、太陽電池モジュール本体１０の下辺１３には、下枠３０を取り付けており、太陽電池モジュール本体１０の上辺１４には、上枠３１を取り付けている。ここで上辺とは、太陽電池モジュールを傾斜させて設置した場合に、高い位置にくる辺を示す。上辺と対向する位置にある辺を下辺とした。

太陽電池モジュール本体は、受光面側から透光性基板、封止樹脂、太陽電池セル、封止樹脂、裏面側保護材からなる。透光性基板としてガラス基板を用い、封止樹脂としてＥＶＡ（エチレンビニルアセテート樹脂）を用いた。また、太陽電池セルとして複数の多結晶シリコン太陽電池セルを用い、裏面側保護材としてＰＥＴ／Ａｌ／ＰＥＴを積層した多層シートを用いた。また、図１においては記載を省略しているが、太陽電池モジュールとして十分な出力電力を得るために複数の太陽電池セルを、内部配線を用いて直列に電気的に接続した。さらに、太陽電池モジュールは正極側と負極側の２個の引出し電極を有しており、それぞれの引出し電極の一端は太陽電池セルと電気的に接続し、引出し電極の逆側の一端は端子ボックスに電気的に接続した。

図２は、図１で示した太陽電池モジュール１のＡ−Ａ’の断面図である。下枠３０は、アルミニウムの押出加工により形成されてなる。下枠３０は、支持部３２とボックス部３３からなる。支持部３２はボックス部３３の上方にあって、横片３２ａと縦片３２ｂからなり、横片３２ａはボックス部３３と共有している。ボックス部３３は、上片と内側片と下片と外側片とが箱状に連結された形状であり、上片を支持部３２の横片３２ａと共有している。

支持部３２上に接着層４０が配置されており、接着層４０上に太陽電池モジュール本体１０が載置されている。太陽電池モジュール本体１０を構成する透光性基板の受光面側の表面と、下枠３０の支持部３２の縦片３２ｂの端面（以下、下枠の支持部の上端面という）と、接着層４０の表面とが略面一になっている。

以上、下枠３０について説明したが上枠３１についても同様である。

図３は、図１で示した太陽電池モジュール１のＢ−Ｂ’断面図である。横枠２０は、アルミニウムの押出加工により形成されてなる。横枠２０は、嵌合部２２とボックス部２３とフランジ部２４からなる。嵌合部２２は、ボックス部２３の上方にあり、上片と側片と下片とを連結したＣ字状に形成されている。ボックス部２３は、上片と内側片と下片と外側片が箱状に連結された形状であり、内側には仕切片が形成され、内側片と外側片を連結している。また、内側片の一部にねじ穴部２３ａ、２３ｂが形成されている。嵌合部２２の下片はボックス部の上片と共有している。フランジ部２４は、ボックス部２３の下片を太陽電池モジュール１の内側に向かって延設されたものである。フランジ部２４の先端は少し上方に折り曲げられて形成されている。尚、枠体の構造によっては、仕切片は省略することができる。

端面封止材５０は、断面が、嵌合部２２の内壁の形状に合わせてＣ字状に形成されており、嵌合部２２の内壁に密着している。太陽電池モジュール本体１０の側辺１１を横枠２０の嵌合部２２に挿入することにより、横枠２０を太陽電池モジュール本体１０に取り付けている。嵌合部２２と太陽電池モジュール本体１０に挟まれた端面封止材５０は、圧縮されて嵌合部と太陽電池モジュール本体に接触し、枠体にかかった衝撃を太陽電池モジュール本体に伝えにくくする機能を有している。また、太陽電池モジュール本体の側辺側の端面をより確実に封止し、水分等の侵入を防ぐ機能も有している。本実施形態においては、端面封止材５０としてエラストマー樹脂を用いた。

以上、横枠２０について説明したが横枠２１についても同様である。

図１から図３を用いて説明したように、横枠２０、２１は、太陽電池モジュール本体１０の側辺１１、１２の周縁部の受光面および裏面を覆っている。一方、下枠３０は太陽電池モジュール本体１０の下辺１３の周縁部に取り付けられているが、太陽電池モジュール本体１０の受光面を覆ってはいない。また、上枠３１は太陽電池モジュール本体１０の上辺１４の周縁部に取付けられているが、太陽電池モジュール本体１０の受光面を覆ってはいない。太陽電池モジュールの上枠と下枠の支持部の上端面と、太陽電池モジュール本体の受光面側の表面と、接着層の表面とが略面一となっている。

太陽電池モジュール１は、横枠２０、２１の長手方向に沿って傾斜して設置される。太陽電池モジュール１上に雨が降った場合には、太陽電池モジュール本体１０の上辺１４から下辺１３に向けて水が流れる。雪が積もった場合も同様に、太陽電池モジュール本体１０の上辺１４から下辺１３に向けて滑落する。太陽電池モジュールの上枠と下枠の支持部の上端面と太陽電池モジュール本体の受光面側表面と接着層の表面とが略面一となっているため、上枠と下枠で雨や雪がたまりにくい。よって、汚れや雪によって発電量が低下するという問題を低減することが可能となった。

本発明の太陽電池モジュールは、１枚で設置しても良く、複数枚を横枠の長手方向に沿って設置しても良い。また、複数枚を横枠の長手方向に略垂直の方向に沿って設置しても良く、マトリクス状に設置しても良い。

次に、図４から図９を用いて、本実施形態における太陽電池モジュールの製造方法を説明する。

受光面側から、透光性基板、封止樹脂、太陽電池セル、封止樹脂、裏面側保護材の順に配置し、ラミネート装置を用いて真空引きをしながら加熱加圧することによって、太陽電池モジュール本体を製造した。その後、正極側と負極側の２個の引出し電極の一端を端子ボックスに電気的に接続した。引出し電極と端子ボックスとの接続は、枠体の取り付けを行った後に行っても良い。

次に、太陽電池モジュール本体に下枠を取り付ける工程について、図４のフロー図を用いて説明する。本実地形態においては、下枠を取り付けた後に上枠と横枠を取り付けたが、枠体の取りつけはこの順番に限られるものではない。

接着剤塗布工程Ｓ１（Ｓはステップを表す。以下同様）において、下枠３０の支持部３２の横片３２ａの受光面側の面に、接着剤４１を塗布した。図５（ａ）に接着剤を塗布した下枠の断面を模式的に示す。接着層４０を形成する接着剤４１として、常温硬化型のシリコーン樹脂を用いた。シリコーン樹脂を用いることにより、下枠と太陽電池モジュール本体との高い接着強度を得ることが可能となった。また、シリコーン樹脂は、耐候性が高く、高い接着強度を長期間にわたり維持することが可能であるため、太陽電池モジュールの長期信頼性を確保することも可能となった。接着剤４１は、長手方向に約２ｃｍの幅で下枠３０の全体にわたり塗布した。

支持部の横片３２ａの受光面側の面だけでなく、縦枠３２ｂの太陽電池モジュール本体側の面にも接着剤４１を同時に塗布しても良い。接着剤であるシリコーン樹脂を塗布する際に、Ｌ字型の開口部を有する容器を用いることで同時に塗布することが可能となった。縦枠にも予め接着剤を塗布しておくことで、広い接着剤塗布面積を確保することができる。また、支持部の横枠と縦枠を同時に塗布することで工程が簡略化された。

次に太陽電池モジュール本体配置工程Ｓ２において、接着剤４１上に太陽電池モジュール本体１０を配置した。図５（ｂ）に、その際の下枠周辺の断面の様子を模式的に示す。下枠３０の支持部の上端面と、太陽電池モジュール１０を構成する透光性基板の受光面側表面が略面一になっており、接着剤４１の表面は受光面側にはみ出していた。

太陽電池モジュールの製造工程において、太陽電池モジュール本体と下枠との間に高い接着強度が得られる生産を安定的に行っていくためには、接着剤４１は支持部３２の上端面からはみ出させることが望ましい。接着剤４１が支持部の上端面である縦片３２ｂの端面の高さまで達していないということは、縦片３２ｂの太陽電池モジュール本体側の面に接着剤４１がついていない箇所があるということであるので、十分な接着面積が確保できなくなる可能性があるためである。

次にはみ出し接着剤除去工程Ｓ３において、下枠３０の支持部の縦片３２ｂの端面の高さからはみ出した接着剤を、スキージ６０を用いて取り除いた。図６（ａ）にはみ出し接着剤除去工程の様子を模式的に示す。また、図６（ｂ）に、はみ出した接着剤を除去する際のスキージ６０と下枠３０の関係を模式的に示す。

図６（ａ）に示すように、スキージ６０を太陽電池モジュール本体の透光性基材の受光面と下枠３０の支持部の上端面にあて、動かすことではみ出した接着剤４１を除去した。図６（ｂ）に示すように、スキージの設置角を鋭角とした。ここでスキージの設置角とは、下枠の支持部の上端面とスキージの接触面との間のなす角Ｃを示す。鋭角とすることで、スキージの上にのったはみ出した接着剤が、太陽電池モジュール本体の受光面に再付着することを防ぐことが可能となった。

また、図７に本実施形態において用いたスキージの斜視図を示す。スキージ６０は約１０ｃｍ×約５ｃｍ×約２．５ｃｍの略直方体のうちの一部を切り取り、接触面６１を形成したものである。本実地形態で用いたスキージ６０はウレタンを主成分とする材料を用いて作成したものであるが、ウレタンに限定する必要はない。スキージ材料として一般的な、シリコンゴム・合成ゴム・金属・プラスチック等の材料を用いてもよい。

次に接着剤硬化工程Ｓ４において、接着剤を常温で硬化させた。本実施形態においては、接着剤として常温硬化型のシリコーン樹脂を用いたため、常温で維持することにより接着剤を硬化させたが、常温での硬化に限定するものではない。用いた接着剤により、硬化方法は変えれば良い。

Ｓ１〜Ｓ４の工程を用いて太陽電池モジュール本体に下枠を取り付けることにより、太陽電池モジュール本体の透光性基板の受光面側表面と下枠の支持部の上端面と接着層の表面とを精度良く略面一とすることが可能となった。また、太陽電池モジュール本体と下枠との高い接着強度を安定して得ることが可能となった。

同様の方法で、上枠３１を太陽電池モジュール本体へ取付けた。

次に、太陽電池モジュール本体への横枠の取付けについて図８を用いて説明する。 図８は、太陽電池モジュールを構成する太陽電池モジュール本体１０の側辺１１と横枠２０の勘合を示す概略図である。側辺１２と横枠２１についても同様である。太陽電池モジュール本体１０の側辺１１に端面封止材５０として、エラストマー樹脂を嵌め込み、さらに横枠２０の勘合部に太陽電池モジュール本体１０の側辺１１と端面封止材５０を嵌め込んだ。端面封止材５０は、エラストマー樹脂に限るものではなくブチルゴム、シリコーン樹脂や合成ゴム等で形成しても良い。端面封止材５０は太陽電池モジュール本体の側辺側の端面が収まるようにＬ字状に曲がっており、端面を包み込むように保護するものである。

本実施形態においては、太陽電池モジュール本体と枠体との接合強度をさらに上げるために、横枠と下枠、横枠と上枠のねじ止めを行った。

以上のような方法で太陽電池モジュールを製造することにより、太陽電池モジュール本体と枠体との接着強度が強い太陽電池モジュールを製造することが可能となった。

図９に示すように、本発明の製造方法を用いて製造した太陽電池モジュールは、上辺が高く下辺が低くなるように傾けて架台や屋根に取り付けられる。受光面に塵やほこりが堆積して発電量が低下することを防ぐことが可能となった。これは、太陽電池モジュール本体を構成する透光性基板の受光面と、下枠及び上枠の支持部の上端面と、接着層の表面とが略面一であるため、雨が降った際に雨水が太陽電池モジュールの受光面をスムーズに流れることができる。よって、塵やほこりを含む雨水が受光面上に留まって蒸発することを防ぐことが可能となったためと考えられる。

また、積雪した際も受光面上の雪がスムーズに滑落するので、長時間受光面に雪が留まって発電量が回復しないといった事象を回避することが可能となった。

［実施形態２］
実施形態２に係る太陽電池モジュールの製造方法について、図面を参照し説明する。実施形態１と異なる点は、用いたスキージの形状である。実施形態１と重複する箇所については説明を省略する。

図１０（ａ）、（ｂ）に、本実施形態において用いたスキージの形状を示す。スキージの接触面の一部に凹部を設けたことを特徴としている。

図１０（ａ）に示すように、スキージ６２の接触面６３に一部がかかるような凹部６４を設けた。スキージ６２を移動させながら太陽電池モジュールからそぎとった余分な接着剤を凹部６４に入れることで、接着剤が太陽電池モジュールに再付着することをより確実に防ぐことが可能となる。接触面６３を構成する接触辺６３１に凹部６４はかかっていない。このような形状とすることで、繰り返しスキージを使用しても、接触辺６３１が変形しにくくなった。よって、はみ出し接着剤除去工程におけるスキージの交換回数を減らすことが可能となり、低コストの太陽電池モジュールを生産することが可能となった。

図７（ｂ）に、接触面の一部に凹部を設けたスキージの別の例を示す。凹部を曲線で構成したことに特徴がある。曲線で構成することにより、スキージ６５の凹部６７にたまった接着剤をとりだしやすくなる。凹部６７は、接触面６６に近いほうが、幅が広くなるような形状とした。このような形状とすることで、はみ出し接着剤除去工程においてはみ出した接着剤を凹部６７に取り込みやすくすることができる。

以上、凹部を直線または曲線で構成した例について示したが、直線と曲線を組み合わせて凹部を構成しても良いことはいうまでもない。

〔実施形態３〕
実施形態３に係る太陽電池モジュールの製造方法について、図面を参照し説明する。
実施形態１と異なる点は、太陽電池モジュール本体配置工程の前に太陽電池モジュール本体の下辺と上辺の周辺部に保護テープを貼った点である。

保護テープは、太陽電池モジュール本体を構成する透光性基板の受光面に貼り付け、はみ出し接着剤除去工程の後に取り外した。このような太陽電池モジュールの製造方法を用いることにより、太陽電池モジュール本体を構成する透光性基板の受光面側に接着剤が付着することを防ぐことが可能となった。スキージを用いてはみ出し接着剤を除去した場合、わずかな接着剤が透光性基板の受光面側に残ってしまい拭き取りが必要となることがあったが、保護テープを貼ることで拭き取りが不要となった。

さらに、本実施形態の太陽電池モジュールの製造方法を用いることにより、太陽電池モジュールを設置した際の意匠性を向上させるという効果も得ることができた。より詳しくは、太陽電池モジュールを長期間屋外に設置した場合に、下辺周辺の受光面側に汚れが溜まり意匠性が低下することを防ぐことが可能となった。

太陽電池モジュール本体を構成する透光性基板としてガラス基板を用い、接着剤としてシリコーン樹脂を用いた場合、シリコーン樹脂が一度でも付いたガラス基板は撥水性が増してしまうという特徴がある。ガラス基板の受光面側にシリコーン樹脂が一度も付かないようにすることで、ガラス基板本来の親水性の部分とシリコーン樹脂の付着により撥水性が増した部分が受光面に混在しなくなり、親水部と撥水部の界面に塵やほこりを含む雨水が留まらなくなり、汚れが溜まることを防ぐことが可能になったと考えられる。

特に複数の太陽電池モジュールを、規則性を持って配置した場合に、意匠性向上の効果は顕著に表れる。受光面側に汚れがないため、全体としての統一感が得られるためである。

受光面側に汚れが溜まらなくなったことによる意匠性向上について述べたが、太陽電池モジュールが長期間にわたり高い発電効率を維持することができるようになったことはいうまでもない。太陽電池モジュールを構成する太陽電池セルへ入射する光量が、減らないためである。

［実施形態４］
実施形態４に係る太陽電池モジュールの製造方法について、図面を参照し説明する。実施形態１と異なる点は、接着剤塗布工程を行う前に下枠の支持部の横片の受光面側の面上にスペーサを配置した点である。実施形態１と重複する箇所については説明を省略する。

図１１（ａ）は、下枠の支持部にスペーサを載置する工程を示し、（ｂ）は、接着剤を塗布する接着剤塗布工程を示し、（ｃ）は太陽電池モジュール本体を下枠の支持部上に載置する太陽電池モジュール本体載置工程を示す。

図１１（ａ）に示すように、スペーサ載置工程において、下枠３４の支持部３５にスペーサ７０を５箇所に配置した。下枠の支持部３５は横片３５ａと縦片３５ｂからなり、スペーサ７０は横片３５ａの受光面の面上に載置した。

スペーサ７０は、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）を主成分とする材料を用いて形成した。材料はＥＰＤＭに限る必然性はなく、太陽電池モジュール本体１５を載せても大きく変形せず、耐熱性のある材料を用いることが望ましい。太陽電池モジュールの内部配線や引出し電極がスペーサと近い位置に配置された場合であっても、内部配線や引出し電極の熱でスペーサが熱変形することを防ぐためである。さらに、スペーサ７０として粘着性を有するものを用いることが望ましい。この後の工程においても支持部３５とスペーサ７０の相対的な位置が変わることはないため、太陽電池モジュールを安定して生産することができるためである。

本実施形態においては、スペーサは５箇所に配置したがこの数に限るものではない。支持部３５の長手方向における両端と、長手方向のほぼ中央部の少なくとも３箇所にスペーサを配置することが望ましい。

次に、図１１（ｂ）に示すように、接着剤塗布工程において下枠３４の支持部の横片３５ａの受光面側の面上に接着剤４２を、スペーサ７０を避けて配置した。接着剤４２としてシリコーン樹脂を用いた。その際に、接着剤４２の高さがスペーサ７０の高さとほぼ同じになるようにした。接着剤４２の高さがスペーサ７０の高さよりも低い場合、接着剤４２と下枠３４の支持部３５、あるいは接着剤４２と太陽電池モジュール本体１５の裏面との十分な接触面積が確保できなくなり、接着強度が得られなくなる可能性があるためである。

次に、図１１（ｃ）に示すように、太陽電池モジュール本体を載置する工程において、スペーサ７０と接着層４２を載置した下枠の支持部の横枠３５ａ受光面側の面上に太陽電池モジュール本体を載置した。太陽電池モジュール本体１５の自重で、接着剤がつぶされ、支持部のスペーサのない箇所にまでまわり込んだ。よって、下枠の支持部の横枠３５ａ受光面側のスペーサのない部分は接着剤４２で覆われた。

スペーサを配置しているので、太陽電池モジュール本体の自重で透光性基板の中央部にたわみが生じ、接着剤が局所的に薄くなることを防ぐことが可能となり、結果として高い接着強度を安定して得ることが可能となった。

下枠の上に太陽電池モジュール本体を載置する場合について述べたが、太陽電池モジュール本体の上に下枠を載置する場合についても同様の効果を得ることができる。

以上、太陽電池モジュールの下辺と下枠について説明したが、上辺と上枠についても同様である。

また、本実施形態で説明した製造方法で太陽電池モジュールを生産することで、より長期信頼性が高い太陽電池モジュール得ることが可能となった。スペーサ７０の主成分であるＥＰＤＭは、接着層４２として用いたシリコーン樹脂よりも常温における硬度が高いため、太陽電池モジュールを設置した後も、太陽電池モジュール本体１５の自重でたわみが生じることを防ぐことが可能となる。太陽電池モジュール本体１５の自重でたわみが生じると、裏面側保護材の中にある金属層と下枠との距離が短くなり、落雷等により太陽電池モジュールに高電圧がかかった際に、絶縁破壊が発生する恐れがあった。スペーサ７０を配置することでたわみを防ぎ、太陽電池モジュールの長期信頼性をより高めることが可能となった。

さらに、副次的な効果として複数枚の太陽電池モジュールを載置した際の意匠性を向上させることが可能となった。図１２を用いて以下に説明する。

図１２（ａ）に本実地形態に記載の方法で製造した太陽電池モジュール２を、規則性を持って配しした場合を示し、図１２（ｂ）に従来の太陽電池モジュール２００を配置した場合を示す。従来の太陽電池モジュール２００では、太陽電池モジュール本体にたわみが生じ、下枠２３０と太陽電池モジュール本体を構成する透光性基板との平行性が保つことができないため、全体としての統一感が得にくい。太陽電池モジュール２のようにスペーサを配置し太陽電池モジュール本体にたわみが生じることを防ぐことによって、複数枚の太陽電池モジュールを載置した際の意匠性を向上させることができた。全体としての統一感が得られたためである。

［実施形態５］
実施形態５に係る太陽電池モジュールの製造方法について、図面を参照し説明する。実施形態１と異なる点は、太陽電池モジュール本体に枠体を取り付けた後、さらにコーナ部材を取り付けた点である。実施形態１と重複する箇所については説明を省略する。

図１３に、本実施形態の太陽電池モジュールを受光面側からみた様子を模式的に示す斜視図を示す。太陽電池モジュール本体１６に２つの横枠、上枠及び下枠を嵌め込んでおり、さらに太陽電池モジュール本体１６の４つの角部にコーナ部材８０を設置している。コーナ部材８０は太陽電池モジュール本体１６の角部を覆うと共に、太陽電池モジュール本体１６の隣り合う２辺に嵌めこんだ枠体とそれぞれ連結している。例えば、図１３に示すコーナ部材８０は横枠２２と下枠３６とを連結している。コーナ部材を取り付けることで、太陽電池モジュールを傾斜して設置した際に、太陽電池モジュールの自重によって太陽電池モジュール本体が枠体からはずれることを防ぐことができる。

図１４は、本発明の太陽電池モジュールの部分拡大図であり、太陽電池モジュールの角部を受光面側から見た図である。コーナ部材８０において、太陽電池モジュール本体１６の上辺に近い部分である上片が横枠２２に当接する上辺側においては、横枠２２の幅と同じ幅であるが、太陽電池モジュール本体１７の下辺１８を挟持する下辺側は上辺側よりも幅広であり、横枠２２よりも幅広である。コーナ部材８０が、横枠の幅よりも大きな長さで下辺１８支えることができるので、太陽電池モジュール本体１６と枠体との取り付け強度を増大させることができる。

また、コーナ部材８０の勘合部８１の受光面は、緩やかなカーブを有しており、太陽電池モジュール本体１６の上辺側から下辺側に向かって連続的に幅を広くしている。すなわち、雨水が溜まりにくく、また、積雪も滑落しやすい形状としている。雨水が溜まりにくい構造であるので、雨水に含まれる塵やほこりが受光面上で蒸発して付着することが少なくなり、防汚効果を発揮して、発電効率の低下を防ぐことができる。また、積雪が滑落しやすいので、太陽電池モジュールの発電機能を速やかに回復することができる。

図１５は、本発明の太陽電池モジュールのコーナ部材を示す斜視図である。図１５（ａ）、図１５（ｂ）は、コーナ部材８０をそれぞれ別方向から見たものである。コーナ部材８０は、嵌合部８１とボックス部８２と凸部８５からなる。嵌合部８１において、勘合部は太陽電池モジュール本体１６の側辺１７および下辺１８と嵌合する。また、勘合部８１の受光面側の縁部はテーパが付けられて薄くなっており、太陽電池モジュール本体１６の受光面との段差を小さくして、雪や塵やほこりの滞留を軽減している。また、嵌合部８１には切欠き８４が設けられている。

ボックス部８２は、上片と、外側片と、下片と、内側片が順に連結した構造を有し、仕切片が、上片と下片の間に設けられている。上片の一部は、嵌合部８１の下片と共有している。また、枠体に接続する面である枠体接続片には、貫通孔８２ａ、８２ｂが設けられ、貫通孔の間に係合爪８３が設けられている。

凸部８５は、ボックス部８２の下方に形成されており、架台に取り付けるための係合部材と係合するための係合手段として、穴が形成されている。また、太陽電池モジュールを重ねて保管するときのガイドの役割も果たしている。すなわち、太陽電池モジュールを積み重ねたとき、凸部８５が一段下の太陽電池モジュールの切欠き８４に位置する。四隅のコーナ部材８０において、凸部８５が切欠き８４に位置することになり、積み重ねたときに太陽電池モジュールの位置ずれを防ぐことができる。

太陽電池モジュール本体に下枠、上枠、２つの横枠を取り付けた後、四隅にコーナ部材を取り付けた。太陽電池モジュールの四隅に接着剤のはみ出しがあると、意匠性が低下する。接着剤塗布工程において、下枠及び上枠の端に接着剤がはみださないように塗布するには、時間がかかってしまうことがあった。コーナ部材を取り付けることによって、接着剤塗布工程における端の接着剤はみ出しを考慮する必要がなくなったため、工程時間を短くすることが可能となった。

コーナ部材８０のボックス部８２の空洞部に２本のねじをねじこむことで横枠２２と下枠３６とコーナ部材８０を締結する。本実施形態においては、タッピンねじを用いた。このようにねじ穴部はねじ挿入と同時にねじ山が形成されて勘合する。このようにすることで、太陽電池モジュール本体の角部を太陽電池モジュール本体１６の受光面と、受光面と反対の面の両側から挟持することができる。特に、太陽電池モジュール本体１６の下辺の端を挟持するので、太陽電池モジュール本体１６と枠体の取り付け強度が増し、信頼性が増加する。また、コーナ部材８０は、太陽電池モジュール本体１６の側辺１７と下辺１８とを挟持する。コーナ部材によって、太陽電池モジュール本体の側辺と下辺の両方を１つの部材で挟持することができるので取り付け強度を増大させることができる。すなわち、降雪の滑落を妨げることがなく、太陽電池モジュール本体と枠体との間の取り付け強度がより高い太陽電池モジュールを提供することができる。

以上、実施形態１から実施形態５について具体的に説明を行ったが、本発明はそれらに限定されるものではない。上述した５つの実施形態それぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

なお、今回開示した実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

１、２ 太陽電池モジュール
１０、１５、１６ 太陽電池モジュール本体
１１、１２、１７ 側辺
１３、１８ 下辺
１４ 上辺
２０、２１、２２ 横枠
３０、３４、３６ 下枠
３１ 上枠
４０ 接着層
４１、４２ 接着剤
５０ 端面封止材
６０、６２、６５ スキージ
７０ スペーサ
８０ コーナ部材

Claims (5)

1. 太陽電池モジュール本体と、前記太陽電池モジュール本体の受光面と略面一になる支持部を有する上枠及び下枠とを有する太陽電池モジュールの製造方法であって、
   前記下枠の支持部の横片の受光面側の面上に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、
   前記接着剤を塗布した前記下枠の支持部に太陽電池モジュール本体を配置する太陽電池モジュール本体配置工程と、
   太陽電池モジュール本体の受光面側にはみだした接着剤を除去するはみ出し接着剤除去工程と、
   接着剤を硬化させる接着剤硬化工程とを有する太陽電池モジュールの製造方法。
2. 前記接着剤塗布工程の前に、
   前記下枠の支持部の横片の受光面側の面上にスペーサを配置する工程を有する請求項１に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
3. 前記太陽電池モジュール本体配置工程の前に、
   前記太陽電池モジュール本体の下辺と上辺の周縁部に保護テープを配置する工程を有する請求項１または２に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
4. 前記接着剤塗布工程において、
   前記下枠の支持部の横片の受光面側の面と前記下枠の支持部の縦片の前記太陽電池モジュール本体側の面とに同時に接着剤を塗布することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の太陽電池モジュールの製造方法。
5. 前記接着剤硬化工程の後に、
   前記太陽電池モジュール本体の角部に、前記太陽電池モジュール本体の前記下辺と側辺とを狭持する勘合部を備えたコーナ部材を配置する工程を有する請求項１から４のいずれかに記載の太陽電池モジュールの製造方法。