JP4224161B2 - Solar cell module - Google Patents
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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】
太陽電池モジュールは屋根上など屋外の厳しい環境下で使用されるため、太陽電池セルの耐環境性能の向上が強く要求されている。従来より、太陽電池セルの耐環境性能を保持するために、太陽電池モジュールの構成部材および各部材の組み合わせ構造が種々研究されている。
【0003】
図4に従来の薄膜系の太陽電池モジュールの一例を示す。この太陽電池モジュールは、実用新案登録公報第2563877号に開示されているのと同様のものである。図4において、透明基板としての表面カバーガラス1の裏面には複数の薄膜系の太陽電池セル2が設けられており、これらの太陽電池セル2は裏面電極3により直列および/または並列に接続されている。裏面電極3には例えば金属箔からなる出力取出線4が接続される。これらの裏面側は充填材5により封止される。具体的には、出力取出線4の端部を立たせた状態で例えばEVAをホットメルトすることなどにより充填材5を形成する。この充填材5の裏面側は、金属箔6aの両面を絶縁性フィルム6bで挟持した三層構造を有する裏面封止材(耐候性フィルム)6で被覆されている。この裏面封止材6には出力取出線4を外部へ取り出すための出力取出部Oとして貫通孔が設けられている。出力取出線4は貫通孔を通して裏面封止材6の裏面側へ引き回される。外部へ引き回された出力取出線4の端部には端子7が半田付けまたはネジ止めにより取り付けられ、この端子7に出力リード線8が接続される。これらの出力取出線4、端子7および出力リード線8を含む端子部は端子箱9で覆われている。
【0004】
なお、出力取出部Oにおける充填材5および出力取出線4の露出部をシリコーン樹脂などの保護樹脂により封止する場合もある。同様に、端子8の表面もシリコーン樹脂などの保護樹脂により封止する場合もある。
【0005】
また、図5に従来の結晶系の太陽電池モジュールを示す。図5において、表面カバーガラス1の裏面側には複数の結晶系の太陽電池セル11が設けられており、これらの太陽電池セル11は接続線12により接続されている。また、末端の太陽電池セル11に例えば金属箔からなる出力取出線4が接続される。その他の構成は図4と同様である。
【0006】
これらの太陽電池モジュールでは、出力取出部Oにおいて充填材5が外気にさらされているため、防湿性・防水性が十分とはいえない。また、出力取出部Oをシリコーン樹脂などで保護したとしても、外気にさらされている状態とさほど変わらず防湿性・防水性が十分とはいえない。この結果、特に端子箱9内に水が浸入した場合に、出力取出部Oを通して水分が充填材5中に入り込むため、出力取出線4の腐食、さらには裏面電極3の腐食などが起こりやすく、太陽電池モジュールの耐環境性能の点で大きな弱点になっている。実際に、太陽電池モジュールのトラブルの多くは外部から侵入した水分による裏面電極3の腐食などの不具合に起因している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、耐環境性能に優れた太陽電池モジュールを提供することにある。
【0008】
【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は、透明基板と、該透明基板の裏面側に設けられた太陽電池セルと、該太陽電池セルに接続された出力取出線と、前記太陽電池セルを封止する充填材と、該充填材の裏面に設けられた第1層の裏面封止材とを具備し、前記出力取出線が充填材内部から出力取出部を通して前記第1層の裏面封止材の裏面側へ引き回された太陽電池モジュールにおいて、前記出力取出線はさらなる充填材を介して太陽電池モジュールの裏面に沿って前記第1層の裏面封止材の一部の上に延長して形成された延長部を有し、さらなる充填材を介して前記第1層の裏面封止材の他の一部および前記出力取出線の延長部の上に延長して形成された第2層の裏面封止材をさらに有し、前記出力取出線の延長部において前記第1層の裏面封止材、前記出力取出線の延長部および前記第2層の裏面封止材が互いの間に充填材を介在させて積層された積層構造が形成され、前記出力取出部の充填材が外気と直接的に接しない状態になっており、かつ前記第1層および第2層の裏面封止材は金属箔の両面を絶縁性フィルムで挟持した三層構造を有することを特徴とする。ここで、出力取出部とは、出力取出線が裏面封止材を横切る部分をいう。上記のように金属箔の両面を絶縁性フィルムで挟持した三層構造を有する裏面封止材は特に耐湿性・耐水性に優れている。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の太陽電池モジュールを構成する各部材について簡単に説明する。
【0011】
透明基板としてはガラス基板などが用いられる。透明基板の裏面側には複数の太陽電池セルが設けられる。太陽電池セルを構成する光起電力素子は、薄膜系および結晶系のいずれでもよい。薄膜系の太陽電池セルは、裏面電極により直列および/または並列に接続される。裏面電極は、金属箔や導電性ペーストなどからなる。結晶系の太陽電池セルは、接続線により接続される。薄膜系の太陽電池セルには裏面電極を介して出力取出線が接続され、結晶系の太陽電池セルにはその末端のセルに直接的に出力取出線が接続される。こうした出力取出線は後述するように外部へ引き回され、その末端に端子および出力リード線が接続される。
【0012】
以上の太陽電池セル、裏面電極、接続線、出力取出線などの部材は充填材によって封止される。充填材としては、EVA(エチレン・ビニルアセテート共重合体)、PVB(ポリビニルブチラール)、シリコーン樹脂などが用いられる。充填材はホットメルトするなどの方法により簡便に形成することができる。
【0013】
充填材の裏面には裏面封止材が設けられる。この裏面封止材にはフッ素系フィルムやPETフィルムなどの耐湿性・耐水性に優れた絶縁性フィルムが単独で、または2枚の絶縁性フィルムでアルミニウムなどからなる金属箔の両面を挟持した三層構造の形態で用いられる。こうした裏面封止材の中心に設けられる金属箔は耐湿性・耐水性を向上させる機能を有するので、太陽電池セルを水分から保護するのに効果的である。
【0014】
出力取出線は充填材内部から、出力取出部を通して裏面封止材の裏面側へ引き回される。出力取出部は、裏面封止材間の間隙または裏面封止材に設けられた貫通孔として形成される。外部へ引き回された出力取出線の端部に端子が設けられ、この端子に出力リード線が接続される。これらの端子部は端子箱に収容される。
【0015】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【0016】
図1は本発明に係る薄膜系の太陽電池モジュールの一例を示す断面図である。図1において、透明基板としての表面カバーガラス1の裏面には複数の薄膜系の太陽電池セル2が設けられており、これらの太陽電池セル2は裏面電極3により直列および/または並列に接続されている。裏面電極3には例えば金属箔からなる出力取出線4が接続される。これらの裏面側は出力取出線4を引き回した状態で充填材5により封止される。この充填材5の裏面側は、金属箔6aの両面を絶縁性フィルム6bで挟持した三層構造を有する裏面封止材6で被覆される。この場合、2枚の裏面封止材6間の間隙が、出力取出線4を外部へ取り出すための出力取出部Oとなっている。出力取出部Oから取り出された出力取出線4は太陽電池モジュール裏面に沿って延長される。すなわち、充填材5上に片側の裏面封止材6を重ね、この裏面封止材6上にEVAおよび出力取出部Oから外部へ引き回した出力取出線4を重ね、さらに出力取出線4の延長部上にEVAを重ねるとともに他方の側の裏面封止材6を重ねて、ホットメルトなどすることにより裏面側の積層構造が形成される。出力取出線4と外側の裏面封止材6との重なり部分(外気から出力取出部までの距離に相当する)の長さは10mm以上が望ましく、長いほどその効果が高くなる。外部へ引き回された出力取出線4の端部には端子7が半田付けまたはネジ止めにより取り付けられ、この端子7に出力リード線8が接続される。これらの出力取出線4、端子7および出力リード線8を含む端子部は端子箱9で覆われている。
【0017】
以上のように、本発明の太陽電池モジュールでは、出力取出部Oの充填材5が裏面封止材6によって覆われており、外気と直接的に接していない。このため、外気から出力取出部Oの充填材5までの距離が従来よりも長くなっており、外気からの水分の侵入を有効に防止することができる。したがって、出力取出線4の腐食、さらには裏面電極3などの腐食を抑制して、太陽電池モジュールの耐環境性能を向上できる。また、上記のような効果が得られるので、端子箱9の内部を保護樹脂で封止する必要がなく、作業性が向上する。
【0018】
図2に本発明に係る結晶系の太陽電池モジュールの断面図を示す。図2において、表面カバーガラス1の裏面側には複数の結晶系の太陽電池セル11が設けられており、これらの太陽電池セル11は接続線12により接続されている。また、末端の太陽電池セル11に例えば金属箔からなる出力取出線4が接続される。その他の構成は図1と同様である。
【0019】
図3に本発明に係る他の薄膜系の太陽電池モジュールの断面図を示す。図3において、表面カバーガラス1の裏面の太陽電池セル2、裏面電極3、充填材5の構成は図1と同様である。この太陽電池モジュールでは、裏面封止材6に貫通孔が設けられて出力取出部Oが形成されており、出力取出線4が片側の裏面封止材6の裏面側へ引き回され、充填材5を介して延長されている。さらに、他方の側の裏面封止材6および出力取出線4の延長部上に充填材5を介してもう1層の裏面封止材13が積層されている。
【0020】
以上の図2および図3に示した太陽電池モジュールでも、図1のものと同様な効果を得ることができ、裏面電極3や接続線12の腐食を抑制して耐環境性能を向上できる。
【0021】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の太陽電池モジュールは、裏面電極や接続線の腐食を抑制することができ、優れた耐環境性能を示す。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る薄膜系の太陽電池モジュールの断面図。
【図2】本発明に係る結晶系の太陽電池モジュールの断面図。
【図3】本発明に係る他の薄膜系の太陽電池モジュールの断面図。
【図4】従来の薄膜系の太陽電池モジュールの断面図。
【図5】従来の結晶系の太陽電池モジュールの断面図。
【符号の説明】
1…表面カバーガラス
2…薄膜系の太陽電池セル
3…裏面電極
4…出力取出線
5…充填材
6、13…裏面封止材
6a…金属箔
6b…絶縁性フィルム
7…端子
8…出力リード線
9…端子箱
11…結晶系の太陽電池セル
12…接続線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a solar cell module.
[0002]
[Prior art]
Since solar cell modules are used in severe outdoor environments such as on the roof, there is a strong demand for improving the environmental performance of solar cells. Conventionally, in order to maintain the environmental resistance performance of solar cells, various researches have been conducted on constituent members of solar cell modules and combinations of the respective members.
[0003]
FIG. 4 shows an example of a conventional thin film solar cell module. This solar cell module is the same as that disclosed in Utility Model Registration Publication No. 2563877. In FIG. 4, a plurality of thin-film
[0004]
The exposed portion of the
[0005]
FIG. 5 shows a conventional crystalline solar cell module. In FIG. 5, a plurality of crystalline
[0006]
In these solar cell modules, since the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a solar cell module excellent in environmental resistance performance.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The solar cell module of the present invention includes a transparent substrate, a solar cell provided on the back side of the transparent substrate, an output lead connected to the solar cell, and a filler for sealing the solar cell. And a first layer back surface sealing material provided on the back surface of the filler, and the output lead-out line passes from the inside of the filler to the back surface side of the back sealing material of the first layer through the output extraction part. In the routed solar cell module, the output lead-out line is formed by extending along the back surface of the solar cell module on a part of the back surface sealing material of the first layer through a further filler. And a second layer back surface sealing material formed on the other part of the back surface sealing material of the first layer and the extension portion of the output lead-out line via a further filler. further comprising a rear surface sealing material of the first layer in the extension of the output extraction line The laminated structure back surface sealing material are laminated with intervening filler between each other of the extensions and the second layer output extraction lines are formed directly filler of the output extraction portion and the outside air The back surface sealing materials of the first layer and the second layer have a three-layer structure in which both surfaces of the metal foil are sandwiched between insulating films. Here, the output extraction portion refers to a portion where the output extraction line crosses the back surface sealing material. As described above, the back surface sealing material having the three-layer structure in which both surfaces of the metal foil are sandwiched between the insulating films is particularly excellent in moisture resistance and water resistance.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Each member which comprises the solar cell module of this invention is demonstrated easily.
[0011]
A glass substrate or the like is used as the transparent substrate. A plurality of solar cells are provided on the back side of the transparent substrate. The photovoltaic element constituting the solar battery cell may be either a thin film system or a crystal system. Thin film solar cells are connected in series and / or in parallel by a back electrode. The back electrode is made of metal foil or conductive paste. Crystalline solar cells are connected by connection lines. An output lead-out line is connected to the thin-film solar cell through the back electrode, and an output lead-out line is directly connected to the terminal cell of the crystalline solar cell. As will be described later, these output lead wires are routed to the outside, and terminals and output lead wires are connected to the ends thereof.
[0012]
The above-described members such as the solar battery cell, the back electrode, the connection line, and the output lead-out line are sealed with a filler. As the filler, EVA (ethylene / vinyl acetate copolymer), PVB (polyvinyl butyral), silicone resin, or the like is used. The filler can be easily formed by a method such as hot melting.
[0013]
A back surface sealing material is provided on the back surface of the filler. For this backside sealing material, an insulating film excellent in moisture resistance and water resistance, such as a fluorine-based film or a PET film, is used alone, or two insulating films sandwiched on both sides of a metal foil made of aluminum or the like. Used in the form of a layered structure. Since the metal foil provided at the center of the back surface sealing material has a function of improving moisture resistance and water resistance, it is effective for protecting the solar battery cell from moisture.
[0014]
The output lead-out line is routed from the inside of the filler to the back side of the back side sealing material through the output take-out part. The output extraction portion is formed as a gap between the back surface sealing materials or a through hole provided in the back surface sealing material. A terminal is provided at the end of the output lead-out line routed to the outside, and an output lead wire is connected to this terminal. These terminal portions are accommodated in a terminal box.
[0015]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a thin film solar cell module according to the present invention. In FIG. 1, a plurality of thin-film
[0017]
As described above, in the solar cell module of the present invention, the
[0018]
FIG. 2 shows a cross-sectional view of a crystalline solar cell module according to the present invention. In FIG. 2, a plurality of crystalline
[0019]
FIG. 3 shows a cross-sectional view of another thin film solar cell module according to the present invention. In FIG. 3, the configuration of the
[0020]
The solar cell module shown in FIG. 2 and FIG. 3 can obtain the same effect as that of FIG. 1, and can suppress the corrosion of the back electrode 3 and the connecting
[0021]
【The invention's effect】
As described above in detail, the solar cell module of the present invention can suppress corrosion of the back electrode and the connecting wire, and exhibits excellent environmental resistance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a thin film solar cell module according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a crystalline solar cell module according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of another thin film solar cell module according to the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional thin film solar cell module.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional crystalline solar cell module.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
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