JPH1117203A - 太陽電池モジュール - Google Patents
太陽電池モジュールInfo
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- JPH1117203A JPH1117203A JP9164062A JP16406297A JPH1117203A JP H1117203 A JPH1117203 A JP H1117203A JP 9164062 A JP9164062 A JP 9164062A JP 16406297 A JP16406297 A JP 16406297A JP H1117203 A JPH1117203 A JP H1117203A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
調節して、アニール効果を起こし、太陽電池モジュール
内部の湿度を調節して、太陽電池モジュールの腐食を防
いで長期間の使用に耐え得る簡便かつ安価な太陽電池モ
ジュールを提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明に係る太陽電池モジュールは、基
板9上に非単結晶半導体太陽電池素子10を形成した太
陽電池パネル2と、この太陽電池パネル2の外縁部を固
定する枠体3と、この枠体の裏面側開放部に設けられ且
つ開放部を通気性を有して封じる封止部材5とより構成
され、前記太陽電池パネルの裏面、枠体3、および封止
部材5とで囲まれる空気層6を形成するという構造を有
する。
Description
単結晶半導体を用いた太陽電池モジュールに関し、特
に、太陽電池素子の動作温度を調節することで、発電量
を増やし太陽電池モジュールの耐久性を向上させること
ができる太陽電池モジュールに関する。
コスト化技術の開発が進められている。特に次世代の太
陽電池として注目を集めているのが、薄膜系の太陽電池
である。薄膜系太陽電池は、製造に要する原材料が少な
く、大面積の集積型太陽電池として絶縁体基板上に直接
作成することが容易なことから、低コストの太陽電池と
して注目されている。薄膜系太陽電池には、薄膜多結晶
シリコン太陽電池、アモルファスシリコン太陽電池、多
結晶化合物太陽電池(CdS, CdTe, CIGS)な
どがあるが、そのなかで最も実用化が進んでいるのがア
モルファスシリコン太陽電池である。アモルファスシリ
コン太陽電池は、アモルファスSi、アモルファスSi
x Ge1-x などのアモルファスシリコン系半導体を太陽
電池素子として含むものをいう。
陽電池には、屋外で長時間使用すると太陽光の影響で変
換効率が低下してしまう現象、いわゆる光劣化が生じる
という問題がある。また、薄膜多結晶シリコン太陽電池
でも、薄膜多結晶内に、水素原子近傍であって結晶粒と
結晶粒との間にアモルファス相を呈する局所構造がある
ので、光劣化が生じる。しかし、近年、光劣化はゼロに
はならないものの、光劣化後でも10%前後の変換効率
を維持できるアモルファスシリコン太陽電池や薄膜多結
晶シリコン太陽電池が開発されている。それに伴い、屋
外で使用する太陽電池発電システムの需要が拡大しつつ
ある。こうした太陽電池は、単体の光電変換素子(太陽
電池素子)の形ではなく、力学的な強度および耐候性を
持たせた太陽電池パネルの形で利用される。この太陽電
池パネルは、フレームにはめ込まれて太陽電池モジュー
ルの形で用いられる。
を高温に維持してアニール効果を起こす構造を有する太
陽電池モジュールが、多数知られている。例えば、複数
の太陽電池を積層したタンデム型モジュール(特開昭6
1−306034号)、集光型モジュール(特開昭61
−174779号)、太陽電池の裏面に断熱材を張り付
けた太陽電池モジュール(特開平7−297435号)
等が知られている。これらは、太陽電池パネルが多層構
造を有したり、パネル裏面に断熱材を設けるものである
ため、高価なものとならざるを得ない。
の代表例を示す。図5の太陽電池モジュール30は、モ
ジュール30を裏面側からみた図であり、図6は、この
太陽電池モジュール30のB−B断面図である。太陽電
池モジュール30は、太陽電池パネル31と、このパネ
ル31をはめ込む枠体32と、パネル31から光電変換
された電力を取り出すための端子ボックス33とから構
成される。太陽電池パネル31の外縁部は、ブチルゴム
などの接着剤37でもって枠体上部に形成した凹部に嵌
入接着される。また、太陽電池パネル31は、光入射側
にガラス板などからなる透光性基板33を配置し、この
透光性基板33の裏面側に、光電変換素子34、接着性
を有する充填材35、および光入射側の反対面を保護す
る封止材36を順次積層して構成されるものである。ま
た、図7と図8に、このような太陽電池モジュール40
の太陽電池パネル41の裏面側に断熱材42と、この断
熱材42を保護する保護層43とを設けたものを示す。
図7は、この太陽電池モジュール40を裏面側からみた
図であり、図8は、この太陽電池モジュール40のC−
C断面図である。
太陽電池モジュールでは、太陽電池パネル裏面側に断熱
材を設けるものの場合、モジュールの耐久性を保証する
ため、断熱材に耐熱特性を有する特殊な材質のものを使
わなければならず、この断熱材を接着するための接着剤
にも耐久性を有する高コストのものを使用しなければな
らない。さらに、断熱材を機械的なストレスや紫外線か
ら保護するための鉄板などの保護材と、この保護材を取
り付けるための接着材が必要となる。これらの要求を満
たすと、太陽電池モジュールは、商品としての安定性を
得ることができるが、太陽電池の特性改善の効果を上回
るコストがかかり、実用化への足かせとなる。
ジュールの多くは、この断熱材に多孔性物質を用いるの
で、モジュールが20年以上の耐久性を有するには、太
陽電池素子を保護する他に断熱材の保護材も必要にな
る。この断熱材の保護材により特性改善効果が得られる
ものの、この効果を上回るコストがかかる。
を調節して、アニール効果を起こし、太陽電池モジュー
ル内部の湿度を調節して、太陽電池モジュールの腐食を
防いで長期間の使用に耐え得る簡便かつ安価な太陽電池
モジュールを提供することを目的とする。
に、本発明に係る太陽電池モジュールは、基板上に非単
結晶半導体太陽電池素子を形成した太陽電池パネルと、
この太陽電池パネルの外縁部を固定する枠体と、この枠
体の裏面側開放部に設けられ且つ開放部を通気性を有し
て封じる封止部材とより構成され、前記太陽電池パネル
の裏面、枠体、および封止部材とで囲まれる空気層を形
成するという構造を有する。この空気層内に空気を滞留
させることで、モジュールからの熱流出を防ぐことが可
能となる。
けるものを採用すると、空気層の湿度を減らせるので、
空気層に含まれる水分の影響により枠体や太陽電池パネ
ルの寿命を短くすることが無くなる。
は、アモルファスシリコン系半導体、および薄膜多結晶
シリコン半導体のうち一方または双方を含むものを使用
する。本構造により、アニール効果を起こして光劣化を
抑制するための動作温度設定が可能となる。
数個を連接して構成すると、低コストで大面積の太陽電
池モジュールを製作できる。
発明に係る太陽電池モジュールの種々の実施例を具体的
に説明する。図1は、本発明に係る太陽電池モジュール
1を裏面側から見た場合の図であり、図2は、そのA−
A断面図である。太陽電池モジュール1は、太陽電池パ
ネル2が枠体3に嵌入接着されて、枠体3の裏面側開放
部に、開口部4を有する板部材5が設けられて構成され
るものである。この構成により、太陽電池パネル裏面、
枠体3、および板部材5で囲まれる空気層6が形成され
る。また、太陽電池パネル2の外縁部は、ブチルゴムな
どの接着剤7でもって枠体上部に形成した凹部8, 8に
嵌入接着される。また、板部材5は、枠体3にネジ13
で4カ所を固定される。この枠体3は、パネルの保護お
よび屋根などに据え付けるときのために用いられ、その
素材は、アルミニウム合金、または樹脂製である。
ルでコートした塩化ビニール被覆鋼板を用いる。この板
部材5が、太陽電池パネル2を外気から保護する役目を
果たす。また、この板部材5に設けた開口部4を通じて
通気させることで、太陽電池の使用時に空気層6が飽和
水蒸気状態になるのを防ぎ、結露を防ぐことができる。
よって、枠体3や太陽電池パネル2などの腐食を防ぐこ
とが可能となる。なお、本発明では、開口部4の形状
は、円形に限らず、正方形や矩形などであってもよい。
また、本発明では、開口部4は、板部材5の中央に設け
るのが好ましいが、この代わりに、板部材5の数箇所に
スリット状に設けることもできる。さらに、本発明で
は、板部材5に塩化ビニール被覆鋼板以外のもの、たと
えば、耐候性を有する樹脂材、アルミ板、または建築用
の外装材などを設置場所に応じて用いることもできる。
また、屋根一体型の太陽電池モジュールの場合には、光
入射と反対側の裏面側部分が屋内に配置されるため、木
材などの簡便な素材を採用することもできる。
ラス板などからなる透光性基板9を配置し、この透光性
基板9の裏面側に、アモルファスシリコン膜を含む光電
変換素子10、接着性を有する充填材11、および光入
射側の反対面を保護する封止材12を順次積層して構成
されるものである。ここで、充填材11には、EVA
(エチレンビニールアセテート)、PVB(ポリビニー
ルブチラール)、ポリイソブチレン系樹脂、シリコン樹
脂などを用い、封止材12には、テドラー(フッ化ビニ
ールでデュポン社の登録商標)、またはこのテドラーと
アルミニウム箔をサンドイッチ状に積層したものなど用
いる。
ルファスシリコン半導体太陽電池素子を採用している。
このとき、太陽電池パネル裏面、枠体、および板部材で
構成される空気層が、断熱機能を有して、アニール効果
を起こす役目を果たす。すなわち、太陽電池パネルが有
する熱が、太陽電池パネル裏面側の空気層へ伝わり、こ
の空気が空気層の中で対流・循環するため、太陽電池モ
ジュールからの熱流出が抑制されるのである。
の太陽電池パネルを用いるものに限らず、図3に示すよ
うに、複数の太陽電池モジュールを連ねた構成を有する
太陽電池モジュール20でも良い。この図は、太陽電池
パネル21の数が3×3=9個のアレイ構造を示し、こ
のモジュール20の9個の太陽電池パネルのうち一枚を
取り外した状態を示すものである。それぞれの太陽電池
パネル21の裏面側には、上記したような開口部22を
もつ板部材23を有するとともに、太陽電池パネル21
と板部材23と枠体24とで囲まれる空気層を有し、各
空気層は独立しており、空気層の間で空気の流動がない
構造を有する。
明に係る太陽電池モジュールとのモジュール温度の比較
実験について以下に説明する。本発明に係る太陽電池モ
ジュールとして、図1,図2,および図4のものを本実
施例と呼び、従来の太陽電池モジュールとして、図5お
よび図6のものを従来例1、図7および図8のものを従
来例2と呼ぶ。この実験は、真夏の快晴の南中時に、本
実施例の太陽電池パネルの裏面温度、従来例1の太陽電
池パネルの裏面温度、従来例2の断熱材の保護層の表面
温度、および気温を、熱電温度計を用いて測定したもの
である。
いて、図4を参照しながら以下に説明する。太陽電池パ
ネルには一辺の長さSが約910mm の正方形状のものを使
用し、枠体には、肉厚が約2mm 、高さHが約35mm、上側
固定部および中間固定部の横幅T1が約5mm 、下側固定
部の横幅T2が約15mm、枠体上部に形成した凹部の幅D
1が約8mm のものを用いた。また、裏面封止材には、一
辺の長さLが約890mmのものを用い、封止材中央部に
は、直径Rが50mmの開口部を設けた。実施例1は、本実
施例のうち封止部材である板部材を除いたものである。
また、実施例2は、実施例1の太陽電池パネル裏面に断
熱材とその保護層とを設けたものであり、この断熱材に
は、発泡ポリスチレンフォームを用い、一辺の長さが89
0mm の正方形状で厚さ20mmのものを使用した。この断熱
材の保護層には、テドラーフィルムを用いた。
の太陽電池パネルの裏面温度が65℃、従来例1の太陽
電池パネルの裏面温度が55℃、従来例2の断熱材の保
護層の表面温度が70℃であった。この結果から分かる
通り、断熱材を用いた従来例2の表面温度と比べると、
本実施例の太陽電池パネル裏面の温度は若干低いが、太
陽電池素子においてアニール効果を起こすのに足る温度
である。したがって、アモルファスシリコン系太陽電池
の発電特性を改善することが可能となる。また、太陽電
池パネル裏面に、結露による水滴が現れることも無く、
モジュールの腐食防止効果が確認された。
S(Cu(InGa)Se2 )系半導体を用いる太陽電池に、本発
明を適用することも可能である。この太陽電池は、光劣
化が生じないという利点を有するが、CdやInなどを
含むため、環境に悪影響を与えない対策を要する。本発
明に係る太陽電池モジュール構造では、太陽電池パネル
裏面を完全密封せずに、湿気を除去できる構造を採用し
ているため、モジュールの腐食が生じにくい。よって、
CdやInの漏出対策にかかるコストを低く抑えること
ができる。
は、太陽電池パネル裏面に断熱材を設けて構成されても
よい。この場合、空気層が断熱効果を主に担うので、断
熱材とその保護層とにかかるコストを低く抑えることが
出来る。
部に、通気性を有する封止部材を設けて、太陽電池パネ
ル裏面側に空気層を形成することで、太陽電池パネルで
発生する熱をこの空気層内に閉じ込めて、太陽電池モジ
ュールからの熱流出を抑制することが可能になる。よっ
て、開口部の形状・個数を調節して太陽電池の動作温度
を調整できるので、アニール効果を起こして光劣化を低
減させることが可能になる。また、封止部材に開口部を
設けることにより、空気層の湿気を除去できるので、太
陽電池モジュールの腐食を防止できる。さらに、このよ
うな太陽電池モジュールは低コストで容易に生産可能で
あるから、連接して構成される大面積太陽電池モジュー
ルも低コストで容易に生産可能である。
見た説明図である。
図である。
示す説明図である。
す説明図である。
明図である。
B断面図である。
明図である。
C断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 基板上に非単結晶半導体太陽電池素子を
形成した太陽電池パネルと、該太陽電池パネルの外縁部
を固定する枠体と、当該枠体の裏面側開放部に設けられ
当該開放部を通気性を有して封じる単または複数の封止
部材とより構成され、前記太陽電池パネルの裏面、枠
体、および封止部材とで空気層を形成することを特徴と
する太陽電池モジュール。 - 【請求項2】 前記封止部材には、単または複数の開口
部が設けられていることを特徴とする請求項1記載の太
陽電池モジュール。 - 【請求項3】 前記非単結晶半導体は、アモルファスシ
リコン系半導体、および薄膜多結晶シリコン半導体のう
ち一方または双方を含む請求項1または請求項2に記載
の太陽電池モジュール。 - 【請求項4】 請求項1〜3の何れかの項に記載の太陽
電池モジュールが連接して構成される太陽電池モジュー
ル。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16406297A JP3760569B2 (ja) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | 太陽電池モジュール |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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JPH1117203A true JPH1117203A (ja) | 1999-01-22 |
JP3760569B2 JP3760569B2 (ja) | 2006-03-29 |
Family
ID=15786065
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16406297A Expired - Fee Related JP3760569B2 (ja) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | 太陽電池モジュール |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3760569B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008085258A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-10 | Kyocera Corp | 太陽光発電装置、及びそれを具備する建物 |
JP2009044047A (ja) * | 2007-08-10 | 2009-02-26 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池モジュール |
WO2009151251A2 (ko) * | 2008-06-09 | 2009-12-17 | Kim Song-Tae | 태양전지모듈 |
KR101172285B1 (ko) | 2011-09-05 | 2012-08-08 | 기승철 | 태양광 발전장치 |
JP2012231781A (ja) * | 2011-05-06 | 2012-11-29 | Cj Cheiljedang Corp | 澱粉の糊化反応を含むおぼろ豆腐の製造方法及びその糊化されたおぼろ豆腐(Amethodcontainingstarchgelatinizationformanufacturingbeancurdandthebeancurd) |
-
1997
- 1997-06-20 JP JP16406297A patent/JP3760569B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2008085258A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-10 | Kyocera Corp | 太陽光発電装置、及びそれを具備する建物 |
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WO2009151251A2 (ko) * | 2008-06-09 | 2009-12-17 | Kim Song-Tae | 태양전지모듈 |
WO2009151251A3 (ko) * | 2008-06-09 | 2010-03-04 | Kim Song-Tae | 태양전지모듈 |
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KR101172285B1 (ko) | 2011-09-05 | 2012-08-08 | 기승철 | 태양광 발전장치 |
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