JP4004203B2

JP4004203B2 - 太陽電池モジュール

Info

Publication number: JP4004203B2
Application number: JP2000059297A
Authority: JP
Inventors: 宏清水
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2000-03-03
Filing date: 2000-03-03
Publication date: 2007-11-07
Anticipated expiration: 2020-03-03
Also published as: JP2001250965A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の太陽電池モジュールにおいて、複数の太陽電池が、複数の太陽電池群を構成し、複数の太陽電池群が隣接する太陽電池群と直列接続され、両端の太陽電池群より電気出力する構造が、特開平１０−２５６５８４号に開示されている。
【０００３】
そして、太陽電池群毎に、電気的に並列接続する複数の太陽電池保護用バイパスダイオードを備えている。
【０００４】
このように、両端の太陽電池群より出力し、太陽電池群毎にバイパスダイオードを並列接続するために、隣接する太陽電池群間の直列接続される部分と及び両端の太陽電池群からの出力部と、複数のバイパスダイオードとを電気接続する配線を備えている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような配線は、上記公報の図４、５に開示されるように、長い距離を、１本、１本配置し、１本、１本半田付けする必要があった。このため、作業性が悪かったり、作業中に配線に位置ずれが生じる問題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、電気配線の作業性が良好で、配線の位置ずれが生じにくい構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の太陽電池モジュールの主要な構成は、表面部材と、裏面部材と、前記表面部材及び裏面部材の間にマトリックス状に配列された複数の太陽電池と、前記表面部材と前記太陽電池との間に配された受光側封止樹脂と、前記太陽電池と前記裏面部材との間に配された裏面側封止樹脂と、前記裏面部材の裏面側に配され内部に複数のバイパスダイオードを有する端子ボックスと、を備える太陽電池モジュールであって、前記複数の太陽電池は、行方向に電気接続して配列された太陽電池を少なくとも１列含む太陽電池群を複数備えており、前記複数の太陽電池群の両端の列の太陽電池群に夫々電気的に接続された出力導出用の並行配線と、隣接する前記太陽電池群の間を電気的に直列接続するための並行配線と、これら並行配線と前記端子ボックス内部に配された前記複数のバイパスダイオードとを電気接続する配線ユニット体を備え、前記配線ユニット体は、前記並行配線と前記複数のバイパスダイオードとを電気配線する複数の配線を絶縁フィルムで被覆してなると共に、各配線間に抜き部を有してなり、前記配線ユニット体とその下に位置する太陽電池との間には封止樹脂が配されると共に前記配線ユニット体の裏面側に前記裏面側封止樹脂が配されて封止されたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施例について、図を用いて詳細に説明する。図１〜３は、本実施例である太陽電池モジュール１の完成図である。
【０００９】
太陽電池モジュール１は、ガラス等の絶縁透明体からなる表面部材２と、Ａｌ等の金属箔を樹脂フィルム（例えばPVF（ポリビニールフタレート））でサンドイッチした３層構造の裏面部材３と、これらの間に、行と列からなるマトリックス状に配列される複数の太陽電池４・・・を備えるものである。そして、封止材料として、表面部材２と太陽電池４、及び太陽電池４と裏面部材３との間に各々充てんされ、相互の位置関係を固定し、封止するＥＶＡ等の透明封止樹脂５を備えている。
【００１０】
そして、表面部材２及び裏面部材３の外周には、アルミ等からなる外枠６が取り付けられている。外枠６は、中空構造の本体部分６ａと、本体部分６ａの上部に位置し表面部材２及び裏面部材３の外周部をシール材７を介して嵌め込む断面コの字状の嵌合部分６ｂと、本体部分６ａの外側に位置する外周溝６ｃを有している。この外周溝６ｃは、太陽電池モジュール１を屋外に設置したとき、雨水が流れる溝である。
【００１１】
また、図３に示すように、太陽電池モジュール１の裏面側においては、裏面部材３の外周部より内側に、太陽電池４からの出力を導出する端子ボックス８を備えている。そして、この端子ボックス８より、正極、負極の出力線９、９が導出されている。
【００１２】
以下に、上記完成した太陽電池モジュール１の製造途中の中間体を順次説明しながら、その構造を説明する。
【００１３】
図４、５は、本実施例の第1の製造途中である太陽電池モジュール中間体１１を示す図であり、完成した太陽電池モジュールの裏面側より見た図である。
【００１４】
この中間体１１は、表面部材１上に、加圧真空加熱前のシート状の受光側封止樹脂５ａを配置した状態で、この上（裏面側）に、太陽電池４・・・が配置されている。
【００１５】
図において、太陽電池モジュール中間体１１の外側に符号で表示されるように、太陽電池４・・・は、１行から１２行（図面では中間の行が省略されている）と、１列から８列のマトリックス状に構成されている。
【００１６】
各太陽電池４は、略矩形板状のシリコン単結晶又は多結晶系太陽電池が利用することができる。そして、複数の太陽電池４・・・は、各２列で構成される第１太陽電池群１２ａ、第2太陽電池群１２ｂ、第3太陽電池群１２ｃ、第４太陽電池群１２ｄで構成されている。
【００１７】
各太陽電池群１２においては、各太陽電池４は直列に電気接続されており、具体的には、各列において行の順に直列接続され、各太陽電池群１２の最下行である１２行の太陽電池４は、同じ太陽電池群４の隣接する最下行の１２行の太陽電池４と直列接続されている。
【００１８】
そして、各太陽電池群１２は、隣接する太陽電池群１２と、一端である第1行の外周側で直列に接続されている。
【００１９】
また、左端の第１太陽電池群１２ａは、最端で直列接続された第1行、第1列の太陽電池４から電気出力し、右端の第4太陽電池群１２ｄは、最端で直列接続された第１行、第８列の太陽電池４より電気出力することで、太陽電池モジュールから出力を得ることができる。なお、以下の記述において、第Ｘ行、第Ｙ列の太陽電池４を、太陽電池４（Ｘ、Ｙ）と表すこととする。
【００２０】
次に、端子ボックス８内において、各太陽電池群１２毎に、各太陽電池群１２と電気的に並列に、太陽電池保護用バイパスダイオード接続するための電気配線について、説明する。
【００２１】
この電気配線は、両端の第1太陽電池群１２ａ、第4太陽電池群１２ｄの出力部からの並行配線１３ａ、１３ｄと、隣接する太陽電池群４間を直列接続し、この直列接続する部分から延在する並行配線１３ａｂ、１３ｂｃ、１３ｃｄを有している。加えて、これら並行配線１３の末端と、直交して半田接続され、端子ボックス８に向かう内部配線１４ａ、１４ａｂ、１４ｂｃ、１４ｃｄ、１４ｄを有している。そして、これら内部配線１４は、あらかじめ各内部配線１４を連結する絶縁部材１５を有する配線ユニット体１６より、構成されている。
【００２２】
詳細には、各並行配線１３は銅等の金属箔を半田メッキしたものであり、並行配線１３ａは、第1太陽電池群１２ａの最端で直列接続され出力する太陽電池４（１、１）から延出する金属箔からなるタブ電極１７、１７と、半田接続され、表面部材２上の外周部で行方向に平行に配置されている。
【００２３】
並行配線１３ａｂは、第１太陽電池群１２ａの他端で直列接続された太陽電池４（１、２）から延出するタブ電極１７、１７および第2電極電池群１２ｂにおいて一端で直列接続された太陽電池３（１、３）から延出するタブ電極１７、１７と、直線上にて半田接続され、表面部材２上の外周部で行方向に平行に配置されている。
【００２４】
並行配線１３ｂｃは、第2太陽電池群１２ｂの他端で直列接続された太陽電池４（１、４）から延出するタブ電極１７、１７および第3太陽電池群１２ｃにおいて一端で直列接続された太陽電池４（１、５）から延出するタブ電極１７、１７と、直線上にて半田接続され、表面部材２上の外周部で行方向に平行に配置されている。
【００２５】
並行配線１３ｃｄは、第３太陽電池群１２ｃの他端で直列接続された太陽電池４（１、６）から延出するタブ電極１７、１７および第４太陽電池群１２ｄにおいて一端で直列接続された太陽電池４（１、７）から延出するタブ電極１７、１７と、直線上にて半田接続され、表面部材２上の外周部で行方向に平行に配置されている。
【００２６】
並行配線１３ｄは、第４太陽電池群１２ｄの最端で直列接続され出力する太陽電池４（１、８）から延出する金属箔からなるタブ電極１７、１７と、半田接続され、表面部材２上の外周部で行方向に平行に配置されている。
【００２７】
図に示すように、並行配線１３においては、並行配線１３ａ、１３ｂが並行配線１３ａｃ、１３ｃｄより外周側に配置され、並行配線１３ａｃ、１３ｃｄが並行配線１３ｂｃより外周側に配置されていることより、並行配線１３同士が交差することがないので、交差部での絶縁処理をする必要がない。
【００２８】
また、図５は、図４における配線ユニット体１６付近の拡大図である。配線ユニット体１６において、各内部配線１４は、銅等の金属箔を半田メッキしたものである。絶縁部材１５（図5（ａ）の背面図においては、斜線で示す）は、ＰＥＴ樹脂等の絶縁フィルムからなり、各内部配線１４の両面をアクリル系接着材（図示せず）を介して挟着すると共に、連結部１５ｘ、１５ｙを有しており、連結部１５ｘ、１５ｙにて各内部配線１４を連結している。そして、連結部１５ｘ、１５ｙ間に抜き部１５ｓ・・・が形成されることになる。そして、これら抜き部１５ｓにおいては、真空加熱されて完成したとき封止樹脂５が配置されることになる。長期使用に伴い封止樹脂５とＰＥＴ等の絶縁部材１５との界面で剥離が発生し易いのであるが、抜き部１５ｓを設けることにより、透明樹脂５と絶縁部材１５との剥離し易い界面の面積を小さくして剥離が少なくなると共に、この抜き部１５に配置される封止樹脂５により、このような剥離の進行を止めることができる。
【００２９】
このように、本実施例においては、各内部配線１４は、あらかじめ各内部配線１４を連結する絶縁部材１５を有する配線ユニット体１６より構成されているので、各内部配線１４の一端を、各並行配線１３の末端に半田接続するとき、作業が容易であると共に、各内部配線１４が相互にずれることもない。
【００３０】
その後、図６に示す第2の製造途中である太陽電池モジュール中間体２１を作成する。図に示すように、配線ユニット体１６と、その下に位置する太陽電池４との間に、配線ユニット体１６と略同等の外寸で矩形状の加圧真空加熱前のシート状封止樹脂５ｂを配置する。
【００３１】
次に、図７に示す第3の製造途中である太陽電池モジュール中間体３１を作成する。図６に示す中間体２１の裏面側において、表面部材２と略同等の大きさのＥＶＡ等の加圧真空加熱前シート状の封止樹脂５ｃを配置し、この上に、上述の裏面部材２を配置する。詳細には、封止樹脂５ｃ及び裏面部材３にカットライン３２を設けて、ここを介して、配線ユニット体１６の先端部を裏面側に露出した状態に配置する。その後、この中間体３１を加圧しながら真空加熱することにより、表面部材１と裏面部材２との間に配置された太陽電池３、配線ユニット体１６、その他の配線等の相互間に封止樹脂５が行き渡り、相互の位置関係を固定し、封止構造となる。そして、図７（ｂ）の断面図に示されるように、上述の如く、抜き部１５ｓにおいては、封止樹脂５が配置され、透明樹脂５と絶縁部材１５との剥離し易い界面の面積を小さくして剥離が少なくなると共に、この抜き部１５ｓに配置される封止樹脂５により、このような剥離の進行を止めることができる。
【００３２】
次に、図1に示すように、裏面部材３上にシリコーン等の接着材を介して、端子ボックス８を設置して、本実施例の太陽電池モジュールが完成する。
【００３３】
端子ボックス８は、プラスチック材料からなる略平たい箱体であり、裏面側に板状の蓋体８ａを有し、この蓋体８ａを取り除いた状態での内部構造が、図８に示される。端子ボックス８の裏面部材８側には、平面視略長方形の切り欠き部８ｂを有している。この切り欠き部８ｂより、図７に示した配線ユニット体１６の先端部である各内部配線１４を端子ボックス内に導いている。
【００３４】
端子ボックス８内部には、金属板よりなる矩形状の金属端子４１ａ、４１ａｂ、４１ｂｃ、４１ｃｄ、４１ｄを備え、これら金属端子４１は、各々、内部配線１４ａ、１４ａｂ、１４ｂｃ、１４ｃｄ、１４ｄの先端部と半田接続されている。そして、外部出力を導出する金属端子４１ａ、４１ｄは、延在部４１ａｔ、４１ｄｔを有し、この延在部４１ａｔ、４１ｄｔと、端子ボックス８の側壁を貫通して導かれる出力線９、９が電気接続されている。太陽電池用保護用バイパスダイオード４２が、各内部配線１４間に、極性を同じとして、電気接続されている。この電気接続により、保護用バイパスダイオード４２は、各太陽電池群１２毎に、各太陽電池群１２と電気的に並列で且つ逆方向に接続されたことになる。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、配線は、行方向に沿って配置された並行配線と、これら並行配線の端部と接続され、複数の前記バイパスダイオードに接続される内側配線を備えており、全ての内側配線を連結する絶縁部材を有している。従って、各内部配線の一端を、各並行配線の端部に半田接続するとき、作業が容易であると共に、各内部配線が相互にずれることもない。
【００３６】
また、絶縁部材は絶縁フィルムからなると共に、抜き部を有しているので、抜き部においては、封止する樹脂が配置され、透明樹脂と絶縁部材との剥離し易い界面の面積を小さくして剥離が少なくなると共に、この抜き部に配置される封止樹脂により、このような剥離の進行を止めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図である。
【図２】図１の背面図である。
【図３】図１におけるＡ−Ａ’拡大断面図である。
【図４】本発明の一実施例の第1の製造途中である中間体を示す背面図である。
【図５】図４における配線ユニット体付近の拡大図であり、（ａ）は背面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図、（ｃ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ’断面図、（ｄ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ’断面図である。
【図６】本発明の一実施例の第2の製造途中である中間体を示す背面図である。
【図７】本発明の一実施例の第2の製造途中である中間体を示す図であり、（ａ）は背面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図でする。
【図８】本発明の一実施例の端子ボックスの内部構造を示す平面図である。
【符号の説明】
１太陽電池モジュール
２表面部材
３裏面部材
４太陽電池
５封止樹脂
８端子ボックス
１２太陽電池群
１３並行配線
１４内部配線
１５絶縁部材
１５ｓ抜き部
１５ｘ、１５ｙ連結部
４２バイパスダイオード

Claims

表面部材と、裏面部材と、前記表面部材及び裏面部材の間にマトリックス状に配列された複数の太陽電池と、前記表面部材と前記太陽電池との間に配された受光側封止樹脂と、前記太陽電池と前記裏面部材との間に配された裏面側封止樹脂と、前記裏面部材の裏面側に配され内部に複数のバイパスダイオードを有する端子ボックスと、を備える太陽電池モジュールであって、
前記複数の太陽電池は、行方向に電気接続して配列された太陽電池を少なくとも１列含む太陽電池群を複数備えており、
前記複数の太陽電池群の両端の列の太陽電池群に夫々電気的に接続された出力導出用の並行配線と、
隣接する前記太陽電池群の間を電気的に直列接続するための並行配線と、
これら並行配線と前記端子ボックス内部に配された前記複数のバイパスダイオードとを電気接続する配線ユニット体を備え、
前記配線ユニット体は、前記並行配線と前記複数のバイパスダイオードとを電気配線する複数の配線を絶縁フィルムで被覆してなると共に、各配線間に抜き部を有してなり、
前記配線ユニット体とその下に位置する太陽電池との間には封止樹脂が配されると共に前記配線ユニット体の裏面側に前記裏面側封止樹脂が配されて封止されたことを特徴とする太陽電池モジュール。