太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法
【課題】圧力が加えられた場合に太陽電池に割れ、欠けおよびクラックが生じるのを抑制して、歩留りを向上することが可能な太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】この太陽電池モジュール1は、隣接するように配置される太陽電池41および交換用太陽電池42と、太陽電池41の上面側に配置される配線材50bと、太陽電池41の下面側に配置される配線材50cと、交換用太陽電池42の上面側に配置されるとともに、太陽電池41の下方面側において配線材50cと接続される配線材50dとを備え、配線材50cの矢印Y2方向側の端部は、平面的に見て配線材50bの矢印Y2方向側の端部と略一致するか、または、配線材50bの矢印Y2方向側の端部よりも矢印Y1方向側に位置するように配置されている。
【解決手段】この太陽電池モジュール1は、隣接するように配置される太陽電池41および交換用太陽電池42と、太陽電池41の上面側に配置される配線材50bと、太陽電池41の下面側に配置される配線材50cと、交換用太陽電池42の上面側に配置されるとともに、太陽電池41の下方面側において配線材50cと接続される配線材50dとを備え、配線材50cの矢印Y2方向側の端部は、平面的に見て配線材50bの矢印Y2方向側の端部と略一致するか、または、配線材50bの矢印Y2方向側の端部よりも矢印Y1方向側に位置するように配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法に関し、特に、配線材を備えた太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、配線材を備えた太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法が知られている(たとえば、特許文献1参照)。
【0003】
上記特許文献1には、隣接するように配置される第1太陽電池および第2太陽電池と、第1太陽電池と第2太陽電池とを接続する接続タブ(配線材)とを備える太陽電池モジュールが開示されている。上記特許文献1に開示されている太陽電池モジュールでは、第1太陽電池および第2太陽電池の上面には、それぞれ受光面側の接続タブが配置されている。また、第1太陽電池および第2太陽電池の下面には、それぞれ非受光面側の接続タブが配置されている。また、第2太陽電池の受光面側の接続タブは、第1太陽電池の下面側にまで延びるように設けられているとともに、第1太陽電池の下面に配置された非受光面側の接続タブと、第1太陽電池の下面側において半田によって接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2004−281797号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記特許文献1に開示された太陽電池モジュールでは、受光面側の接続タブの端部と非受光面側の接続タブの端部との位置関係については記載も図示もされていない。このため、上記特許文献1に開示された太陽電池モジュールに圧力が加えられた場合には、受光面側の接続タブの端部と非受光面側の接続タブの端部との位置関係によっては、受光面側の接続タブの端部に対応する第1太陽電池の表面に圧力が集中することに起因して、第1太陽電池に割れや欠け、あるいはクラックが生じる場合があるという問題点があると考えられる。
【0006】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、圧力が加えられた場合に太陽電池に割れ、欠けおよびクラックが生じるのを抑制して、歩留りを向上することが可能な太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【0007】
上記目的を達成するために、この発明の第1の局面における太陽電池モジュールは、隣接するように配置される第1太陽電池および第2太陽電池と、第1太陽電池の一方面側に配置される第1配線材と、第1太陽電池の他方面側に配置される第2配線材と、第2太陽電池の一方面側に配置されるとともに、第1太陽電池の他方面側において第2配線材と接続される第3配線材とを備え、第2配線材の第2太陽電池側の端部は、平面的に見て第1配線材の第2太陽電池側の端部と略一致するか、または、第1配線材の第2太陽電池側の端部よりも第2太陽電池側とは反対側に位置するように配置されている。
【0008】
この発明の第1の局面による太陽電池モジュールでは、上記のように、第2配線材の第2太陽電池側の端部を、平面的に見て第1配線材の第2太陽電池側の端部と略一致するか、または、第1配線材の第2太陽電池側の端部よりも第2太陽電池側とは反対側に位置するように配置することによって、第2配線材の第2太陽電池側の端部が配置される部分に対応する第1太陽電池の一方表面側の部分には、第1配線材が存在することになるので、第1太陽電池の他方面側から第2配線材に圧力が加えられた場合でも、その第2配線材に加わる圧力を、第1配線材の第2太陽電池側の端部または第1配線材の端部近傍の平面部分において受けることができる。これにより、第1配線材の第2太陽電池側の端部が位置する第1太陽電池の表面の部分に圧力が集中するのを抑制することができる。これにより、他方面側からの圧力に起因して第1太陽電池に割れ、欠けおよびクラックが生じるのを抑制することができる。なお、第3配線材が第1太陽電池の他方面側において第2配線材と接続されることによって、一方面側から第1配線材に加わる圧力を、第2配線材に接続される第3配線材により受けることができるので、第2配線材の第2太陽電池側の端部に対応する第1太陽電池の表面の部分に圧力が集中するのを抑制することができる。これにより、一方面側からの圧力に起因して第1太陽電池に割れ、欠けおよびクラックが生じるのを抑制することができる。これらの結果、太陽電池モジュールの歩留りを向上させることができる。
【0009】
上記第1の局面による太陽電池モジュールにおいて、好ましくは、第2配線材の第2太陽電池側の端部は、第1配線材の第2太陽電池側の端部よりも第2太陽電池側とは反対側に位置するように配置されている。このように構成すれば、他方面側からの圧力を第1配線材の端部近傍の平面部分において確実に受けることができるとともに、一方面側からの圧力を第3配線材により受けることができるので、第1太陽電池の表面に圧力が集中するのをより抑制することができる。
【0010】
上記第1の局面による太陽電池モジュールにおいて、好ましくは、第2配線材の第2太陽電池側の端部と第1太陽電池の第2太陽電池側の側面との間隔は、第1配線材の第2太陽電池側の端部と第1太陽電池の第2太陽電池側の側面との間隔以上の大きさで、かつ、6mm以下である。このように構成すれば、第1配線材の第2太陽電池側の端部に対応する第1太陽電池の表面に圧力が集中するのを抑制することができるとともに、第2配線材の第2太陽電池側の端部に対応する第1太陽電池の表面に圧力が集中するのを抑制することができるので、圧力に起因して第1太陽電池に割れ、欠けおよびクラックが生じるのを抑制することができる。また、第2配線材の第2太陽電池側の端部と第1太陽電池の第2太陽電池側の側面との間隔を6mm以下にすることによって、第2配線材の第2太陽電池側の端部と第1太陽電池の第2太陽電池側の側面との間隔が大きくなりすぎて第2配線材の配置されていない第1太陽電池の表面領域が増加することにより集電効率が悪くなることに起因する、第1太陽電池の出力の低下を抑制することができる。なお、第1太陽電池の出力の低下を抑制することができる点については、本願発明者が行ったシミュレーションにより確認されている。
【0011】
上記第1の局面による太陽電池モジュールにおいて、好ましくは、第2太陽電池の第1太陽電池とは反対側に配置され、第2太陽電池と隣接する第3太陽電池と、第3太陽電池の一方面側に配置されるとともに、第2太陽電池の他方面側に延びる第4配線材と、第2太陽電池の他方面側に配置され、第2太陽電池の他方面側において第4配線材と接続される第5配線材とをさらに備え、第5配線材の第3太陽電池側の端部は、平面的に見て第3配線材の第3太陽電池側の端部と略一致するか、または、第3配線材の第3太陽電池側の端部よりも第3太陽電池側とは反対側に位置するように配置されている。このように構成すれば、第5配線材の第3太陽電池側の端部が配置される部分に対応する第2太陽電池の一方表面側の部分には、第3配線材が存在することになるので、第2太陽電池の他方面側から第5配線材に圧力が加えられた場合でも、その第5配線材に加わる圧力を、第3配線材の第3太陽電池側の端部または第3配線材の端部近傍の平面部分において受けることができる。これにより、第3配線材の第3太陽電池側の端部が位置する第2太陽電池の表面の部分に圧力が集中するのを抑制することができる。これにより、他方面側からの圧力に起因して第2太陽電池に割れ、欠けおよびクラックが生じるのを抑制することができる。なお、第4配線材が第2太陽電池の他方面側において第5配線材と接続されることによって、一方面側から第3配線材に加わる圧力を、第5配線材に接続される第4配線材により受けることができるので、第5配線材の第3太陽電池側の端部に対応する第2太陽電池の表面の部分に圧力が集中するのを抑制することができる。これにより、一方面側からの圧力に起因して第2太陽電池に割れ、欠けおよびクラックが生じるのを抑制することができる。これらの結果、太陽電池モジュールの歩留りを向上させることができる。
【0012】
この場合、好ましくは、第5配線材の第3太陽電池側の端部は、第3配線材の第3太陽電池側の端部よりも第3太陽電池側とは反対側に位置するように配置されている。このように構成すれば、他方面側からの圧力を第3配線材の端部近傍の平面部分において確実に受けることができるとともに、一方面側からの圧力を第4配線材により受けることができるので、第2太陽電池の表面に圧力が集中するのをより抑制することができる。
【0013】
上記第1の局面による太陽電池モジュールにおいて、好ましくは、第1太陽電池および第2太陽電池の厚みは、150μm以下である。このように、150μm以下の厚みを有する第1太陽電池では比較的圧力に対して割れやすいので、この場合に上記第1の局面による構成を適用すれば、第1配線材の第2太陽電池側の端部に対応する第1太陽電池の表面に圧力が集中するのを抑制することができるとともに、第2配線材の第2太陽電池側の端部に対応する第1太陽電池の表面に圧力が集中するのを抑制することができる。
【0014】
上記第1の局面による太陽電池モジュールにおいて、好ましくは、平面的に見て、第2配線材と第3配線材とは、互いに重なった状態で接続されている。このように構成すれば、容易に、互いに重なった部分を半田などで接続することができる。
【0015】
この発明の第2の局面における太陽電池モジュールの製造方法は、隣接するように配置される第1太陽電池および不良品の太陽電池と、第1太陽電池の一方面側に配置される第1配線材と、第1太陽電池の他方面側に配置されるとともに、不良品の太陽電池の一方面側に配置される第2配線材とを備えた太陽電池群において、不良品の太陽電池を修理のために第2太陽電池に交換する工程を備える太陽電池モジュールの製造方法であって、第2配線材を、第1太陽電池の他方面側で、かつ、平面的に見て第1配線材の不良品の太陽電池側の端部と略一致する位置か、または、第1配線材の不良品の太陽電池側の端部よりも不良品の太陽電池側とは反対側の位置で切断する工程と、第1太陽電池の他方面側に配置された切断後の第2配線材と、不良品の太陽電池が配置されていた位置に配置される第2太陽電池の一方面側に配置されるとともに、前記第1太陽電池の他方面側に延びる第3配線材とを、第1太陽電池の他方面側において接続する工程とを備える。
【0016】
この発明の第2の局面による太陽電池モジュールの製造方法では、上記のように、第2配線材を、第1太陽電池の他方面側で、かつ、平面的に見て第1配線材の不良品の太陽電池側の端部と略一致する位置か、または、第1配線材の不良品の太陽電池側の端部よりも不良品の太陽電池側とは反対側の位置で切断するとともに、切断後の第2配線材と第3配線材とを第1太陽電池の他方面側において接続することによって、第2配線材の第2太陽電池側の端部が配置される部分に対応する第1太陽電池の一方表面側の部分には、第1配線材が存在することになるので、切断後の第2配線材と第3配線材とを接続した後に第1太陽電池の他方面側から第2配線材に圧力が加えられた場合でも、その第2配線材に加わる圧力を、第1配線材の第2太陽電池側の端部または第1配線材の端部近傍の平面部分において受けることができる。これにより、第1配線材の第2太陽電池側の端部が位置する第1太陽電池の表面の部分に圧力が集中するのを抑制することができる。これにより、他方面側からの圧力に起因して第1太陽電池に割れ、欠けおよびクラックが生じるのを抑制することができる。なお、第3配線材が第1太陽電池の他方面側において第2配線材と接続されることによって、一方面側から第1配線材に加わる圧力を、第2配線材に接続される第3配線材により受けることができるので、第2配線材の第2太陽電池側の端部に対応する第1太陽電池の表面に圧力が集中するのを抑制することができる。これにより、一方面側からの圧力に起因して第1太陽電池に割れ、欠けおよびクラックが生じるのを抑制することができる。これらの結果、太陽電池モジュールの歩留りを向上させることができる。
【0017】
上記第2の局面による太陽電池モジュールの製造方法において、好ましくは、切断後の第2配線材と第3配線材とを接続する工程の後に、第1太陽電池および第2太陽電池の一方面側および他方面側の各々に充填材とカバーとをこの順に積層して圧力を加えることによってラミネート加工する工程をさらに備える。このように、ラミネート加工時に圧力が加えられる太陽電池モジュールの製造方法において、上記第2の局面による構成を適用すれば、第1太陽電池および第2太陽電池の表面に圧力が集中するのを抑制することができる。
【0018】
上記第2の局面による太陽電池モジュールの製造方法において、好ましくは、第2配線材を切断する工程は、第2配線材を第1太陽電池の他方面側に引き出して切断する工程を含み、第2配線材を切断する工程の後で、かつ、切断後の第2配線材と第3配線材とを接続する工程に先立って、第2配線材が引き出された状態で切断されることにより形成された切断後の第2配線材の折り返し部分に圧力を加えることによって直線状にする工程をさらに備える。このように構成すれば、折り返し修正時に圧力が加えられる太陽電池モジュールの製造方法において、上記第2の局面による構成を適用すれば、第1太陽電池の表面に圧力が集中するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の一実施形態による太陽電池モジュールの表面側の平面図である。
【図2】本発明の一実施形態による太陽電池モジュールの裏面側の平面図である。
【図3】図1および図2の1000−1000線に沿った太陽電池モジュールの交換用太陽電池を含まない太陽電池群付近の断面図である。
【図4】図1および図2の1000−1000線に沿った太陽電池モジュールの交換用太陽電池を含まない太陽電池群の拡大断面図である。
【図5】図1および図2の2000−2000線に沿った太陽電池モジュールの交換用太陽電池を含む太陽電池群付近の断面図である。
【図6】図1および図2の2000−2000線に沿った太陽電池モジュールの交換用太陽電池を含む太陽電池群の拡大断面図である。
【図7】本発明の一実施形態による太陽電池モジュールの交換作業において不良品の太陽電池が存在する状態を示した拡大断面図である。
【図8】本発明の一実施形態による太陽電池モジュールの交換作業において不良品の太陽電池を取り外す状態を示した拡大断面図である。
【図9】本発明の一実施形態による太陽電池モジュールの交換作業において折り返しを修正する状態を示した拡大断面図である。
【図10】本発明の一実施形態による太陽電池モジュールの交換作業において交換用太陽電池を挿入する状態を示した拡大断面図である。
【図11】本発明の一実施形態による太陽電池モジュールの交換作業において交換用太陽電池を半田付けした状態を示した拡大断面図である。
【図12】本発明の一実施形態による太陽電池モジュールの交換作業においてラミネート加工する状態を示した拡大断面図である。
【図13】本発明の実施例1および2における切断位置を示した拡大断面図である。
【図14】本発明の実施例3および4における切断位置を示した拡大断面図である。
【図15】本発明の比較例における切断位置を示した拡大断面図である。
【図16】本発明の実施例および比較例による太陽電池の割れの発生に関する測定結果を示した表である。
【図17】本発明の太陽電池モジュールにおける出力低下率のシミュレーションの結果を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0021】
図1および図2に示すように、本発明の一実施形態による太陽電池モジュール1は、板状の太陽電池パネル2と、太陽電池パネル2の裏面側に固定された端子ボックス3(図2参照)と、太陽電池パネル2の側面を支持する金属製枠体4とを備えている。太陽電池パネル2は、図3および図5に示すように、ガラス板やアクリル板等の透明な部材からなる表面側カバー21と、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の樹脂フィルム等からなる耐候性の裏面側カバー22と、表面側カバー21と裏面側カバー22との間に配置され、電気的に直列接続されている複数の太陽電池40からなる太陽電池群23、24、25、26、27および28(図1参照)と、表面側カバー21と太陽電池40との間および裏面側カバー22と太陽電池40との間に設けられる充填材29とを備えている。また、図2に示す端子ボックス3は、太陽電池パネル2において発電された電気を集電するために設けられている。
【0022】
ここで、本実施形態による太陽電池モジュール1は、通常の太陽電池40、41、および43の他に、交換用太陽電池42を含んでいる。交換用太陽電池42とは、後述する不良品の太陽電池44(図7参照)が配置されていた位置に交換作業によって配置された太陽電池のことを言う。また、図4および図6に示すように、太陽電池40、41および43と交換用太陽電池42とのZ方向の厚みtは、約100μmである。なお、太陽電池40、41および43と交換用太陽電池42とのZ方向の厚みtは、約150μm以下であるのが好ましい。なお、交換用太陽電池42は、本発明の「第2太陽電池」の一例である。
【0023】
また、図1に示すように、太陽電池40の上面(図3の矢印Z1方向側)には、X方向に延びる複数のフィンガー電極40aが設けられている。また、図2に示すように、太陽電池40の下面(図3の矢印Z2方向側)には、X方向に延びる複数のフィンガー電極40bが設けられている。また、図4および図6に示すように、太陽電池40の上面および下面には、フィンガー電極40aおよびフィンガー電極40bと略直交する方向(Y方向)に延びるバスバー電極30が設けられている。なお、バスバー電極30は厚みが小さいため、図3および図5においては、バスバー電極30の図示を省略している。
【0024】
次に、太陽電池群24の構造について説明する。
【0025】
図3に示すように、太陽電池群24において、互いに隣接する太陽電池40のうちの一方の太陽電池40の上面側(図3の矢印Z1方向側)と、他方の太陽電池40の下面側(図3の矢印Z2方向側)とが、バスバー電極30を介して、半田めっきされた銅線などからなる配線材(タブ電極)50aによって直列に接続されている。
【0026】
また、図1に示すように、矢印Y1方向側に位置する太陽電池40の下面側において接続されている配線材50aと、矢印Y2方向側に位置する太陽電池40の上面側において接続されている配線材50aとは、それぞれ、隣接する太陽電池群または端子ボックス3(図2参照)と接続するための接続部材3aに接続されている。
【0027】
また、図4に示すように、複数の太陽電池40の上面側に配置された配線材50aの矢印Y2方向側の端部は、太陽電池40の矢印Y2方向側の側面から、所定の距離L1離れた位置に配置されている。ここで、距離L1は約1mmである。なお、図1に示すように、太陽電池群24と並列して配置される太陽電池群23、25、26および27も、太陽電池群24と同様の構造を有する。
【0028】
次に、不良品の太陽電池44(図7参照)の交換作業が行われた後の、交換用太陽電池42が配置されている太陽電池群28の構造について説明する。
【0029】
図5に示すように、太陽電池群28において、太陽電池41、交換用太陽電池42、太陽電池43および太陽電池40が、矢印Y1方向側からこの順でY方向に並べられた状態で配置されている。なお、太陽電池41は、本発明の「第1太陽電池」の一例であり、太陽電池43は、本発明の「第3太陽電池」の一例である。
【0030】
また、図6に示すように、太陽電池群28において、太陽電池41の上面側には、配線材(タブ電極)50bが配置されているとともに、太陽電池41の下面側には、切断された配線材(タブ電極)50cが配置されている。また、交換用太陽電池42の上面側には、配線材(タブ電極)50dが配置されている。この配線材50cと配線材50dとは、太陽電池41の下面側で互いに重なった状態(オーバーラップした状態)で半田80によって接続されている。なお、配線材50bは、本発明の「第1配線材」の一例である。また、配線材50cは、本発明の「第2配線材」および「切断後の第2配線材」の一例であり、配線材50dは、本発明の「第3配線材」の一例である。
【0031】
また、交換用太陽電池42の下面側には、配線材(タブ電極)50eが配置されている。また、太陽電池43の上面側には、切断された配線材(タブ電極)50fが配置されている。この配線材50eと配線材50fとは、交換用太陽電池42の下面側で互いに重なった状態(オーバーラップした状態)で半田80によって接続されている。なお、配線材50eは、本発明の「第5配線材」の一例であり、配線材50fは、本発明の「第4配線材」の一例である。
【0032】
また、太陽電池43の下面側と太陽電池40の上面側とは、配線材50aによって接続されている。また、図1および図2に示すように、矢印Y1方向側に位置する太陽電池40の上面側において接続されている配線材50bと、矢印Y2方向側に位置する太陽電池40の下面側において接続されている配線材50aとは、各々、隣接する太陽電池群27または端子ボックス3(図2参照)と接続するための接続部材3aに接続されている。
【0033】
ここで、本実施形態では、図6に示すように、太陽電池41、交換用太陽電池42および太陽電池43の上面側(矢印Z1方向側)にそれぞれ配置された配線材50b、50dおよび50fの矢印Y2方向側の端部は、それぞれ、太陽電池41、交換用太陽電池42および太陽電池43の矢印Y2方向側の端部から矢印Y1方向に距離L1(約1mm)離れた位置に配置されている。
【0034】
また、本実施形態では、太陽電池41および交換用太陽電池42の下面側(矢印Z2方向側)にそれぞれ配置された配線材50cおよび50eの矢印Y2方向側の端部は、それぞれ、太陽電池41および交換用太陽電池42の矢印Y2方向側の端部から、矢印Y1方向に距離L1(約1mm)よりも大きい距離L2(約3mm)離れた位置に配置されている。すなわち、太陽電池41の下面側に位置する配線材50cの矢印Y2方向側の端部は、配線材50bの矢印Y2方向側の端部よりも矢印Y1方向側に配置されている。また、交換用太陽電池42の下面側に位置する配線材50eの矢印Y2方向側の端部は、配線材50dの矢印Y2方向側の端部よりも矢印Y1方向側に配置されている。なお、距離L2は、距離L1(約1mm)以上で、かつ、約6mm以下であればよい。
【0035】
次に、図1、図2および図5〜図12を参照して、本発明の一実施形態における太陽電池モジュール1の太陽電池群28の交換作業について説明する。
【0036】
まず、図7に示すように、交換作業が行われる前においては、太陽電池41の下面側と、不良品の太陽電池44の上面側とは、配線材50cによって接続されている。また、不良品の太陽電池44の下面側と、太陽電池43の上面側とは、配線材50fによって接続されている。ここで、配線材50bおよび50cの矢印Y2方向側の端部は、それぞれ、太陽電池41および不良品の太陽電池44の矢印Y2方向側の端部から矢印Y1方向に距離L1(約1mm)離れた位置に配置されている。
【0037】
ここで、不良品の太陽電池44を交換する場合には、まず、図7に示すように、配線材50cの太陽電池41の下面側(矢印Z2方向側)に配置されている部分と、配線材50fの不良品の太陽電池44の下面側に配置されている部分とを、それぞれ、所定の位置AおよびBでニッパーを用いて切断する。
【0038】
この場合、本実施形態では、配線材50cを、太陽電池41の矢印Y2方向側の端部から矢印Y1方向に距離L2(約3mm)離れた位置Aで切断するとともに、配線材50fを、不良品の太陽電池44の矢印Y2方向側の端部から矢印Y1方向に距離L2離れた位置Bで切断する。すなわち、配線材50cを、配線材50bの矢印Y2方向側の端部よりも矢印Y1方向側で切断するとともに、配線材50fを、配線材50cの矢印Y2方向側の端部よりも矢印Y1方向側で切断する。この際、図示しない半田を溶解させて、太陽電池41の下面のバスバー電極30と配線材50cとの接続を取り除くとともに、不良品の太陽電池44の下面のバスバー電極30と配線材50fとの接続を取り除いた後、配線材50cおよび50fを矢印Z2方向に引き出して切断する。
【0039】
この際、図8に示すように、切断される位置付近の配線材50cが下方向(矢印Z2方向)に引き出された状態で切断されることによって、配線材50cの矢印Z2方向側が折り返される。これにより、配線材50cには折り返し部分50gが形成される。その後、不良品の太陽電池44を取り除く。
【0040】
そして、図9に示すように、太陽電池41の上面側(矢印Z1方向側)をステージに載置して、太陽電池41の下面側(矢印Z2方向側)から折り返し部分50gにZ方向に沿った圧力を加えることによって、折り返し部分50gを、折り返し部分50gが生じる前の状態である直線状に修正(折り返し修正)する。この際、配線材50cの矢印Y2方向側の端部が配線材50bの矢印Y2方向側の端部よりも矢印Y1方向側に配置されていることによって、折り返し部分50gに加えられた圧力が、折り返し修正によって加えられた下面側からの圧力を配線材50bの端部近傍の平面部分において受けることが可能になるので、太陽電池41の上面側の配線材50bの矢印Y2側の端部に対応する太陽電池41の表面の部分に集中するのが抑制される。
【0041】
その後、図10に示すように、配線材50dが上面側に配置されているとともに、配線材50eが下面側に配置されている交換用太陽電池42を、不良品の太陽電池44が位置していた位置に挿入する。この際、配線材50dの矢印Y2方向側の端部は、交換用太陽電池42の矢印Y2方向側の端部から矢印Y1方向に距離L1(約1mm)離れた位置に配置されている。そして、図11に示すように、配線材50cと配線材50dとを太陽電池41の下面側で半田80によって接続するとともに、配線材50eと配線材50fとを交換用太陽電池42の下面側で半田80によって接続する。これにより、図5および図6に示す交換作業が行われた太陽電池群28が形成される。
【0042】
そして、図12に示すように、太陽電池群28の上面側(矢印Z1方向側)に充填材29と表面側カバー21とを順に積層するとともに、下面側(矢印Z2方向側)に充填材29と裏面側カバー22とを順に積層する。その後、表面側カバー21をステージに載置して、裏面側カバー22側(矢印Z2方向側)から圧力を加えることによって、ラミネート加工をする。
【0043】
この際、配線材50cの矢印Y2方向側の端部が配線材50bの矢印Y2方向側の端部よりも矢印Y1方向側に配置されていることによって、ラミネート加工によって加えられた下面側からの圧力を配線材50bの端部近傍の平面部分において受けることが可能になるとともに、上面側からの圧力を配線材50dにより受けることが可能になることに基づいて、太陽電池41の表面の部分に圧力が集中するのが抑制される。また、配線材50eの矢印Y2方向側の端部が配線材50dの矢印Y2方向側の端部よりも矢印Y1方向側に配置されていることによって、下面側からの圧力を配線材50dの端部近傍の平面部分において受けることが可能になるとともに、上面側からの圧力を配線材50fにより受けることが可能になることに基づいて、交換用太陽電池42の表面の部分に圧力が集中するのが抑制される。これにより、太陽電池パネル2が形成される。最後に、金属製枠体4(図1および図2参照)を太陽電池パネル2の側面に配置する。
【0044】
本実施形態では、上記のように、太陽電池41の下面側に位置する配線材50cの矢印Y2方向側の端部を、配線材50bの矢印Y2方向側の端部よりも矢印Y1方向側に配置した。これにより、配線材50cの矢印Y2方向側の端部が配置される部分に対応する第1太陽電池41の上面側の部分には、配線材50bが存在することになるので、下面側から配線材50cに圧力が加えられた場合でも、その配線材50cに加わる圧力を、配線材50bの矢印Y2方向側の端部または配線材50bの端部近傍の平面部分において受けることができる。これにより、配線材50bの矢印Y2方向側の端部が位置する第1太陽電池41の表面の部分に圧力が集中するのを抑制することができる。これにより、下面側からの圧力に起因して第1太陽電池41に割れ、欠けおよびクラックが生じるのを抑制することができる。なお、配線材50dが第1太陽電池41の下面側において配線材50cと接続されることによって、上面側から配線材50bに加わる圧力を、配線材50cに接続される配線材50dにより受けることができるので、配線材50cの矢印Y2方向側の端部に対応する第1太陽電池41の表面の部分に圧力が集中するのを抑制することができる。これにより、上面側からの圧力に起因して第1太陽電池41に割れ、欠けおよびクラックが生じるのを抑制することができる。これらの結果、太陽電池モジュール1の歩留りを向上させることができる。
【0045】
また、本実施形態では、上記のように、配線材50cの矢印Y2方向側の端部と太陽電池41の矢印Y2方向側の側面との間隔(距離L2)を約3mmにした。これにより、配線材50cの矢印Y2方向側の端部と太陽電池41の矢印Y2方向側の側面との間隔(距離L2)が大きくなりすぎて配線材50cの配置されていない太陽電池41の表面領域が増加することにより集電効率が悪くなることに起因する太陽電池41の出力の低下を抑制することができる。
【0046】
また、本実施形態では、上記のように、交換用太陽電池42の下面側に位置する配線材50eの矢印Y2方向側の端部を、配線材50dの矢印Y2方向側の端部よりも矢印Y1方向側に配置した。これにより、配線材50eの矢印Y2方向側の端部が配置される部分に対応する交換用太陽電池42の上面側の部分には、配線材50dが存在することになるので、交換用太陽電池42の下面側から配線材50eに圧力が加えられた場合でも、その配線材50eに加わる圧力を、配線材50dの矢印Y2方向側の端部または配線材50dの端部近傍の平面部分において受けることができる。これにより、配線材50dの矢印Y2方向側の端部が位置する交換用太陽電池42の表面の部分に圧力が集中するのを抑制することができる。これにより、下面側からの圧力に起因して交換用太陽電池42に割れ、欠けおよびクラックが生じるのを抑制することができる。なお、配線材50fが交換用太陽電池42の下面側において配線材50eと接続されることによって、上面側から配線材50dに加わる圧力を、配線材50eに接続される配線材50fにより受けることができるので、配線材50eの矢印Y2方向側の端部に対応する交換用太陽電池42の表面の部分に圧力が集中するのを抑制することができる。これにより、上面側からの圧力に起因して交換用太陽電池42に割れ、欠けおよびクラックが生じるのを抑制することができる。これらの結果、太陽電池モジュール1の歩留りを向上させることができる。
【0047】
また、本実施形態では、上記のように、太陽電池40のZ方向の厚みtを約100μmにした。これにより、約100μmの厚みを有し比較的圧力に対して割れやすい太陽電池41において、太陽電池41の表面に圧力が集中するのを抑制することができる。
【0048】
また、本実施形態では、上記のように、配線材50cと配線材50dとを互いに重なった状態(オーバーラップした状態)で接続するとともに、配線材50eと配線材50fとを、互いに重なった状態で接続した。これにより、容易に、互いに重なった部分を半田などで接続することができる。
【0049】
[実施例]
次に、図9および図13〜図17を参照して、上記した本実施形態による太陽電池モジュールの効果を確認するために行った、折り返し修正とラミネート加工とにおける太陽電池の割れの発生に関する実験と、出力低下率のシミュレーションとについて説明する。
【0050】
(太陽電池の割れの発生に関する実験)
以下に説明する太陽電池の割れの発生に関する実験では、図13〜図15に示すように、上記した本実施形態における、距離L1(太陽電池の上面側に配置された配線材の端部と太陽電池の側面との間隔)と距離L2(太陽電池の下面側に配置された配線材の端部と太陽電池の側面との間隔)とが等しいか、または、距離L2が距離L1よりも大きい実施例1〜4と、距離L2が距離L1よりも小さい比較例とに対応する太陽電池モジュールを用いて、折り返し修正とラミネート加工とを行った。そして、折り返し修正における太陽電池の割れにくさおよびラミネート加工において生じた太陽電池の割れ発生率をそれぞれ測定した。
【0051】
具体的には、図13に示すように、実施例1において距離L1を1mmにするとともに、距離L2を3mmにした。また、実施例2において距離L1を3mmにするとともに、距離L2を5mmにした。つまり、実施例1および2では、太陽電池の下面側に配置された配線材の端部と太陽電池の側面との間隔(距離L2)を、太陽電池の上面側に配置された配線材の端部と太陽電池の側面との間隔(距離L1)よりも大きくした。
【0052】
また、図14に示すように、実施例3において距離L1を1mmにするとともに、距離L2を1mmにした。また、実施例4において距離L1を3mmにするとともに、距離L2を3mmにした。つまり、実施例3および4では、太陽電池の下面側に配置された配線材の端部と太陽電池の側面との間隔(距離L2)と、太陽電池の上面側に配置された配線材の端部と太陽電池の側面との間隔(距離L1)とを等しくした。
【0053】
一方、図15に示すように、比較例において距離L1を3mmにするとともに、距離L2を1mmにした。つまり、実施例1〜4とは異なり、比較例では、太陽電池の下面側に配置された配線材の端部と太陽電池の側面との間隔(距離L2)を、太陽電池の上面側に配置された配線材の端部と太陽電池の側面との間隔(距離L1)よりも小さくした。なお、太陽電池の厚みは、実施例1〜4および比較例の全てにおいて、100μmにした。
【0054】
(折り返し修正時における割れの実験)
上記した実施例1〜4および比較例に対応する太陽電池の下面側に配置された配線材を下面側に引き出して切断した後に、太陽電池の上面側をステージに載置して、太陽電池の下面側から折り返し部分に圧力を加えることによって、折り返し部分を直線状に修正(折り返し修正)した。なお、配線材は、1つの太陽電池に対して3箇所配置するとともに、3箇所すべての配線材を引き出して切断した。この際における太陽電池の割れを測定した。
【0055】
図16に示した折り返し修正時の太陽電池の割れの測定の表において、丸印(○)は、太陽電池の割れが略生じなかったことを示し、三角印(△)は、太陽電池の割れが多少生じたことを示すとともに、バツ印(×)は、すべての太陽電池において割れが生じたことを示す。
【0056】
折り返し修正時では、図16に示すように、実施例1および2においては、太陽電池の割れは略生じなかった。また、実施例3および4においては、太陽電池の割れは多少生じた。一方、比較例においては、すべての太陽電池において割れが生じた。これにより、距離L2(太陽電池の下面側に配置された配線材の端部と太陽電池の側面との間隔)を、距離L1(太陽電池の上面側に配置された配線材の端部と太陽電池の側面との間隔)よりも小さくする(比較例)ことによって、折り返し修正時において太陽電池において割れが生じやすい一方、距離L2を距離L1と同一かまたは大きくする(実施例1〜4)ことによって、折り返し修正時において太陽電池に割れが生じるのを抑制できることが確認できた。これは、下面側からの圧力を、太陽電池の上面側に配置された配線材の端部または端部近傍の平面部分において受けることができるので、太陽電池の上面側に配置された配線材の端部が位置する太陽電池の表面の部分に圧力が集中するのを抑制することができたからであると考えられる。
【0057】
また、距離L2を距離L1よりも大きくする(実施例1および2)ことによって、距離L2を距離L1と同一にする場合(実施例3および4)と比べて、折り返し修正時において太陽電池に割れが生じるのをより抑制できることが判明した。これは、下面側からの圧力を、太陽電池の上面側に配置された配線材の端部近傍の平面部分において受けることができるので、太陽電池の上面側に配置された配線材の端部に対応する太陽電池の表面に圧力が集中するのをより抑制することができたからであると考えられる。
【0058】
なお、比較例においては、折り返し修正時にすべての太陽電池において割れが生じたため、後述するラミネート加工時の太陽電池の割れの測定を行っていない。
【0059】
(ラミネート加工時における割れの実験)
折り返し修正後、交換用太陽電池の配線材と切断した配線材とを半田によって接続した。そして、上面側に充填材と表面側カバーとを順に積層するとともに、下面側に充填材と裏面側カバーとを順に積層した。そして、表面側カバーをステージに載置して、裏面側カバー側から圧力を加えることによって、ラミネート加工をした。この際における配線材の位置における太陽電池の割れを測定して、割れ発生率を算出した。
【0060】
図16に示したラミネート加工時の太陽電池の割れの測定の表において、配線材の総数とは、接続された配線材の数を示す。また、割れが生じた位置の数とは、太陽電池の配線材が配置された位置における割れの数を示す。また、割れ発生率とは、配線材の総数に対する太陽電池の割れが生じた位置に配置された配線材の数の比率を示す。
【0061】
ラミネート加工時では、図16に示すように、距離L2を距離L1よりも大きくした実施例1および2においては、割れは生じず、割れ発生率が0%であった。一方、距離L2を距離L1と同一(1mm)にした実施例3においては、割れは1本の配線材でのみ生じ、割れ発生率が6.7%であった。また、距離L2を距離L1と同一(3mm)にした実施例4においては、割れは4本の配線材で生じ、割れ発生率が26.7%であった。これにより、距離L2(太陽電池の下面側に配置された配線材の端部と太陽電池の側面との間隔)を、距離L1(太陽電池の上面側に配置された配線材の端部と太陽電池の側面との間隔)と同一にする(実施例3および4)ことによって、ラミネート加工時において多少太陽電池に割れが生じる一方、距離L2を距離L1よりも大きくする(実施例1および2)ことによって、ラミネート加工時において太陽電池に割れが生じるのをより抑制できることが判明した。これは、下面側からの圧力を、太陽電池の上面側に配置された配線材の端部近傍の平面部分において受けることができるので、太陽電池の上面側に配置された配線材の端部に対応する太陽電池の表面の部分に圧力が集中するのをより抑制することができるとともに、上面側からの圧力を、太陽電池の下面側に配置された配線材と接続される配線材により受けることができるので、太陽電池の下面側に配置された配線材の端部に対応する太陽電池の表面の部分に圧力が集中するのをより抑制することができたからであると考えられる。
【0062】
また、距離L1およびL2が共に1mmである場合(実施例3)には、距離L1およびL2が共に3mmである場合(実施例4)と比べて、ラミネート加工時において太陽電池に割れがより生じにくいことが判明した。これは、下面側から圧力が加えられる際には、側面から配線材の端部までの太陽電池が、配線材の端部を支点にして撓み変形すると考えられる。この際、太陽電池の側面から配線材の端部までの距離を小さくすることによって、撓み変形に基づくモーメントを小さくすることができるので、ラミネート加工時において太陽電池に割れがより生じにくくなると考えられる。
【0063】
(出力低下率のシミュレーション)
出力低下率のシミュレーションでは、距離L2(太陽電池の下面側に配置された配線材の端部と太陽電池の側面との間隔)を変化させた場合における、基準となる距離L2(=0mm)に対する太陽電池の出力の低下の割合を出力低下率として算出した。具体的には、距離L2が1mm、2mm、3mm、4mm、5mmおよび6mmである場合の出力低下率をそれぞれ算出した。
【0064】
出力低下率のシミュレーションでは、図17に示すように、距離L2が1mmである場合には、出力低下率は0.00%になった。また、距離L2が2mmである場合には、出力低下率は0.00%(0.002%)になった。また、距離L2が3mmである場合には、出力低下率は0.01%になった。また、距離L2が4mmである場合には、出力低下率は0.03%になった。また、距離L2が5mmである場合には、出力低下率は0.06%(0.058%)になった。また、距離L2が6mmである場合には、出力低下率は0.10%(0.098%)になった。このように、距離L2が大きくなるに従って出力が低下するのは、配線材の配置されていない太陽電池の表面領域が増加することにより集電効率が悪くなるからであると考えられる。また、距離L2が6mmよりも大きい場合に関しては測定を行っていないが、図21のグラフから、距離L2を大きくするに伴って、2次関数的に出力低下率が大きくなると推測できる。ここで、出力低下率が0.10%を越えると太陽電池の性能が不十分であり許容できないと考えられるので、距離L2が6mm以下であるのが好ましいことが判明した。
【0065】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【0066】
たとえば、上記実施形態では、太陽電池群23、24、25、26、27および28のうち、太陽電池群28にのみ交換作業が行われている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、複数の太陽電池群において交換作業を行ってもよい。
【0067】
また、上記実施形態では、太陽電池群28の一箇所(交換用太陽電池42および不良品の太陽電池44の位置)においてのみ、太陽電池40を交換した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、1つの太陽電池群において複数箇所の太陽電池を交換してもよい。
【0068】
また、上記実施形態では、太陽電池群28において不良品の太陽電池44を交換用太陽電池42に交換した例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、太陽電池モジュールの製造時において、隣接する太陽電池にそれぞれ設けられるとともに、一方の太陽電池の下面側でオーバーラップするように配置された一対の配線材を互いに接続する場合においても、本発明は適用可能である。
【0069】
また、上記実施形態では、太陽電池に圧力が加えられる場合として、折り返し修正時とラミネート加工時とを例として示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、半田付けの際などに圧力を加えた場合であっても、太陽電池に割れ、欠けおよびクラックが生じるのを抑制することが可能である。
【符号の説明】
【0070】
1 太陽電池モジュール
28 太陽電池群
41 太陽電池(第1太陽電池)
42 交換用太陽電池(第2太陽電池)
43 太陽電池(第3太陽電池)
44 不良品の太陽電池
50b 配線材(第1配線材)
50c 配線材(第2配線材、切断後の第2配線材)
50d 配線材(第3配線材)
50e 配線材(第5配線材)
50f 配線材(第4配線材)
【技術分野】
【0001】
本発明は、太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法に関し、特に、配線材を備えた太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、配線材を備えた太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法が知られている(たとえば、特許文献1参照)。
【0003】
上記特許文献1には、隣接するように配置される第1太陽電池および第2太陽電池と、第1太陽電池と第2太陽電池とを接続する接続タブ(配線材)とを備える太陽電池モジュールが開示されている。上記特許文献1に開示されている太陽電池モジュールでは、第1太陽電池および第2太陽電池の上面には、それぞれ受光面側の接続タブが配置されている。また、第1太陽電池および第2太陽電池の下面には、それぞれ非受光面側の接続タブが配置されている。また、第2太陽電池の受光面側の接続タブは、第1太陽電池の下面側にまで延びるように設けられているとともに、第1太陽電池の下面に配置された非受光面側の接続タブと、第1太陽電池の下面側において半田によって接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2004−281797号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記特許文献1に開示された太陽電池モジュールでは、受光面側の接続タブの端部と非受光面側の接続タブの端部との位置関係については記載も図示もされていない。このため、上記特許文献1に開示された太陽電池モジュールに圧力が加えられた場合には、受光面側の接続タブの端部と非受光面側の接続タブの端部との位置関係によっては、受光面側の接続タブの端部に対応する第1太陽電池の表面に圧力が集中することに起因して、第1太陽電池に割れや欠け、あるいはクラックが生じる場合があるという問題点があると考えられる。
【0006】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、圧力が加えられた場合に太陽電池に割れ、欠けおよびクラックが生じるのを抑制して、歩留りを向上することが可能な太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【0007】
上記目的を達成するために、この発明の第1の局面における太陽電池モジュールは、隣接するように配置される第1太陽電池および第2太陽電池と、第1太陽電池の一方面側に配置される第1配線材と、第1太陽電池の他方面側に配置される第2配線材と、第2太陽電池の一方面側に配置されるとともに、第1太陽電池の他方面側において第2配線材と接続される第3配線材とを備え、第2配線材の第2太陽電池側の端部は、平面的に見て第1配線材の第2太陽電池側の端部と略一致するか、または、第1配線材の第2太陽電池側の端部よりも第2太陽電池側とは反対側に位置するように配置されている。
【0008】
この発明の第1の局面による太陽電池モジュールでは、上記のように、第2配線材の第2太陽電池側の端部を、平面的に見て第1配線材の第2太陽電池側の端部と略一致するか、または、第1配線材の第2太陽電池側の端部よりも第2太陽電池側とは反対側に位置するように配置することによって、第2配線材の第2太陽電池側の端部が配置される部分に対応する第1太陽電池の一方表面側の部分には、第1配線材が存在することになるので、第1太陽電池の他方面側から第2配線材に圧力が加えられた場合でも、その第2配線材に加わる圧力を、第1配線材の第2太陽電池側の端部または第1配線材の端部近傍の平面部分において受けることができる。これにより、第1配線材の第2太陽電池側の端部が位置する第1太陽電池の表面の部分に圧力が集中するのを抑制することができる。これにより、他方面側からの圧力に起因して第1太陽電池に割れ、欠けおよびクラックが生じるのを抑制することができる。なお、第3配線材が第1太陽電池の他方面側において第2配線材と接続されることによって、一方面側から第1配線材に加わる圧力を、第2配線材に接続される第3配線材により受けることができるので、第2配線材の第2太陽電池側の端部に対応する第1太陽電池の表面の部分に圧力が集中するのを抑制することができる。これにより、一方面側からの圧力に起因して第1太陽電池に割れ、欠けおよびクラックが生じるのを抑制することができる。これらの結果、太陽電池モジュールの歩留りを向上させることができる。
【0009】
上記第1の局面による太陽電池モジュールにおいて、好ましくは、第2配線材の第2太陽電池側の端部は、第1配線材の第2太陽電池側の端部よりも第2太陽電池側とは反対側に位置するように配置されている。このように構成すれば、他方面側からの圧力を第1配線材の端部近傍の平面部分において確実に受けることができるとともに、一方面側からの圧力を第3配線材により受けることができるので、第1太陽電池の表面に圧力が集中するのをより抑制することができる。
【0010】
上記第1の局面による太陽電池モジュールにおいて、好ましくは、第2配線材の第2太陽電池側の端部と第1太陽電池の第2太陽電池側の側面との間隔は、第1配線材の第2太陽電池側の端部と第1太陽電池の第2太陽電池側の側面との間隔以上の大きさで、かつ、6mm以下である。このように構成すれば、第1配線材の第2太陽電池側の端部に対応する第1太陽電池の表面に圧力が集中するのを抑制することができるとともに、第2配線材の第2太陽電池側の端部に対応する第1太陽電池の表面に圧力が集中するのを抑制することができるので、圧力に起因して第1太陽電池に割れ、欠けおよびクラックが生じるのを抑制することができる。また、第2配線材の第2太陽電池側の端部と第1太陽電池の第2太陽電池側の側面との間隔を6mm以下にすることによって、第2配線材の第2太陽電池側の端部と第1太陽電池の第2太陽電池側の側面との間隔が大きくなりすぎて第2配線材の配置されていない第1太陽電池の表面領域が増加することにより集電効率が悪くなることに起因する、第1太陽電池の出力の低下を抑制することができる。なお、第1太陽電池の出力の低下を抑制することができる点については、本願発明者が行ったシミュレーションにより確認されている。
【0011】
上記第1の局面による太陽電池モジュールにおいて、好ましくは、第2太陽電池の第1太陽電池とは反対側に配置され、第2太陽電池と隣接する第3太陽電池と、第3太陽電池の一方面側に配置されるとともに、第2太陽電池の他方面側に延びる第4配線材と、第2太陽電池の他方面側に配置され、第2太陽電池の他方面側において第4配線材と接続される第5配線材とをさらに備え、第5配線材の第3太陽電池側の端部は、平面的に見て第3配線材の第3太陽電池側の端部と略一致するか、または、第3配線材の第3太陽電池側の端部よりも第3太陽電池側とは反対側に位置するように配置されている。このように構成すれば、第5配線材の第3太陽電池側の端部が配置される部分に対応する第2太陽電池の一方表面側の部分には、第3配線材が存在することになるので、第2太陽電池の他方面側から第5配線材に圧力が加えられた場合でも、その第5配線材に加わる圧力を、第3配線材の第3太陽電池側の端部または第3配線材の端部近傍の平面部分において受けることができる。これにより、第3配線材の第3太陽電池側の端部が位置する第2太陽電池の表面の部分に圧力が集中するのを抑制することができる。これにより、他方面側からの圧力に起因して第2太陽電池に割れ、欠けおよびクラックが生じるのを抑制することができる。なお、第4配線材が第2太陽電池の他方面側において第5配線材と接続されることによって、一方面側から第3配線材に加わる圧力を、第5配線材に接続される第4配線材により受けることができるので、第5配線材の第3太陽電池側の端部に対応する第2太陽電池の表面の部分に圧力が集中するのを抑制することができる。これにより、一方面側からの圧力に起因して第2太陽電池に割れ、欠けおよびクラックが生じるのを抑制することができる。これらの結果、太陽電池モジュールの歩留りを向上させることができる。
【0012】
この場合、好ましくは、第5配線材の第3太陽電池側の端部は、第3配線材の第3太陽電池側の端部よりも第3太陽電池側とは反対側に位置するように配置されている。このように構成すれば、他方面側からの圧力を第3配線材の端部近傍の平面部分において確実に受けることができるとともに、一方面側からの圧力を第4配線材により受けることができるので、第2太陽電池の表面に圧力が集中するのをより抑制することができる。
【0013】
上記第1の局面による太陽電池モジュールにおいて、好ましくは、第1太陽電池および第2太陽電池の厚みは、150μm以下である。このように、150μm以下の厚みを有する第1太陽電池では比較的圧力に対して割れやすいので、この場合に上記第1の局面による構成を適用すれば、第1配線材の第2太陽電池側の端部に対応する第1太陽電池の表面に圧力が集中するのを抑制することができるとともに、第2配線材の第2太陽電池側の端部に対応する第1太陽電池の表面に圧力が集中するのを抑制することができる。
【0014】
上記第1の局面による太陽電池モジュールにおいて、好ましくは、平面的に見て、第2配線材と第3配線材とは、互いに重なった状態で接続されている。このように構成すれば、容易に、互いに重なった部分を半田などで接続することができる。
【0015】
この発明の第2の局面における太陽電池モジュールの製造方法は、隣接するように配置される第1太陽電池および不良品の太陽電池と、第1太陽電池の一方面側に配置される第1配線材と、第1太陽電池の他方面側に配置されるとともに、不良品の太陽電池の一方面側に配置される第2配線材とを備えた太陽電池群において、不良品の太陽電池を修理のために第2太陽電池に交換する工程を備える太陽電池モジュールの製造方法であって、第2配線材を、第1太陽電池の他方面側で、かつ、平面的に見て第1配線材の不良品の太陽電池側の端部と略一致する位置か、または、第1配線材の不良品の太陽電池側の端部よりも不良品の太陽電池側とは反対側の位置で切断する工程と、第1太陽電池の他方面側に配置された切断後の第2配線材と、不良品の太陽電池が配置されていた位置に配置される第2太陽電池の一方面側に配置されるとともに、前記第1太陽電池の他方面側に延びる第3配線材とを、第1太陽電池の他方面側において接続する工程とを備える。
【0016】
この発明の第2の局面による太陽電池モジュールの製造方法では、上記のように、第2配線材を、第1太陽電池の他方面側で、かつ、平面的に見て第1配線材の不良品の太陽電池側の端部と略一致する位置か、または、第1配線材の不良品の太陽電池側の端部よりも不良品の太陽電池側とは反対側の位置で切断するとともに、切断後の第2配線材と第3配線材とを第1太陽電池の他方面側において接続することによって、第2配線材の第2太陽電池側の端部が配置される部分に対応する第1太陽電池の一方表面側の部分には、第1配線材が存在することになるので、切断後の第2配線材と第3配線材とを接続した後に第1太陽電池の他方面側から第2配線材に圧力が加えられた場合でも、その第2配線材に加わる圧力を、第1配線材の第2太陽電池側の端部または第1配線材の端部近傍の平面部分において受けることができる。これにより、第1配線材の第2太陽電池側の端部が位置する第1太陽電池の表面の部分に圧力が集中するのを抑制することができる。これにより、他方面側からの圧力に起因して第1太陽電池に割れ、欠けおよびクラックが生じるのを抑制することができる。なお、第3配線材が第1太陽電池の他方面側において第2配線材と接続されることによって、一方面側から第1配線材に加わる圧力を、第2配線材に接続される第3配線材により受けることができるので、第2配線材の第2太陽電池側の端部に対応する第1太陽電池の表面に圧力が集中するのを抑制することができる。これにより、一方面側からの圧力に起因して第1太陽電池に割れ、欠けおよびクラックが生じるのを抑制することができる。これらの結果、太陽電池モジュールの歩留りを向上させることができる。
【0017】
上記第2の局面による太陽電池モジュールの製造方法において、好ましくは、切断後の第2配線材と第3配線材とを接続する工程の後に、第1太陽電池および第2太陽電池の一方面側および他方面側の各々に充填材とカバーとをこの順に積層して圧力を加えることによってラミネート加工する工程をさらに備える。このように、ラミネート加工時に圧力が加えられる太陽電池モジュールの製造方法において、上記第2の局面による構成を適用すれば、第1太陽電池および第2太陽電池の表面に圧力が集中するのを抑制することができる。
【0018】
上記第2の局面による太陽電池モジュールの製造方法において、好ましくは、第2配線材を切断する工程は、第2配線材を第1太陽電池の他方面側に引き出して切断する工程を含み、第2配線材を切断する工程の後で、かつ、切断後の第2配線材と第3配線材とを接続する工程に先立って、第2配線材が引き出された状態で切断されることにより形成された切断後の第2配線材の折り返し部分に圧力を加えることによって直線状にする工程をさらに備える。このように構成すれば、折り返し修正時に圧力が加えられる太陽電池モジュールの製造方法において、上記第2の局面による構成を適用すれば、第1太陽電池の表面に圧力が集中するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の一実施形態による太陽電池モジュールの表面側の平面図である。
【図2】本発明の一実施形態による太陽電池モジュールの裏面側の平面図である。
【図3】図1および図2の1000−1000線に沿った太陽電池モジュールの交換用太陽電池を含まない太陽電池群付近の断面図である。
【図4】図1および図2の1000−1000線に沿った太陽電池モジュールの交換用太陽電池を含まない太陽電池群の拡大断面図である。
【図5】図1および図2の2000−2000線に沿った太陽電池モジュールの交換用太陽電池を含む太陽電池群付近の断面図である。
【図6】図1および図2の2000−2000線に沿った太陽電池モジュールの交換用太陽電池を含む太陽電池群の拡大断面図である。
【図7】本発明の一実施形態による太陽電池モジュールの交換作業において不良品の太陽電池が存在する状態を示した拡大断面図である。
【図8】本発明の一実施形態による太陽電池モジュールの交換作業において不良品の太陽電池を取り外す状態を示した拡大断面図である。
【図9】本発明の一実施形態による太陽電池モジュールの交換作業において折り返しを修正する状態を示した拡大断面図である。
【図10】本発明の一実施形態による太陽電池モジュールの交換作業において交換用太陽電池を挿入する状態を示した拡大断面図である。
【図11】本発明の一実施形態による太陽電池モジュールの交換作業において交換用太陽電池を半田付けした状態を示した拡大断面図である。
【図12】本発明の一実施形態による太陽電池モジュールの交換作業においてラミネート加工する状態を示した拡大断面図である。
【図13】本発明の実施例1および2における切断位置を示した拡大断面図である。
【図14】本発明の実施例3および4における切断位置を示した拡大断面図である。
【図15】本発明の比較例における切断位置を示した拡大断面図である。
【図16】本発明の実施例および比較例による太陽電池の割れの発生に関する測定結果を示した表である。
【図17】本発明の太陽電池モジュールにおける出力低下率のシミュレーションの結果を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0021】
図1および図2に示すように、本発明の一実施形態による太陽電池モジュール1は、板状の太陽電池パネル2と、太陽電池パネル2の裏面側に固定された端子ボックス3(図2参照)と、太陽電池パネル2の側面を支持する金属製枠体4とを備えている。太陽電池パネル2は、図3および図5に示すように、ガラス板やアクリル板等の透明な部材からなる表面側カバー21と、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の樹脂フィルム等からなる耐候性の裏面側カバー22と、表面側カバー21と裏面側カバー22との間に配置され、電気的に直列接続されている複数の太陽電池40からなる太陽電池群23、24、25、26、27および28(図1参照)と、表面側カバー21と太陽電池40との間および裏面側カバー22と太陽電池40との間に設けられる充填材29とを備えている。また、図2に示す端子ボックス3は、太陽電池パネル2において発電された電気を集電するために設けられている。
【0022】
ここで、本実施形態による太陽電池モジュール1は、通常の太陽電池40、41、および43の他に、交換用太陽電池42を含んでいる。交換用太陽電池42とは、後述する不良品の太陽電池44(図7参照)が配置されていた位置に交換作業によって配置された太陽電池のことを言う。また、図4および図6に示すように、太陽電池40、41および43と交換用太陽電池42とのZ方向の厚みtは、約100μmである。なお、太陽電池40、41および43と交換用太陽電池42とのZ方向の厚みtは、約150μm以下であるのが好ましい。なお、交換用太陽電池42は、本発明の「第2太陽電池」の一例である。
【0023】
また、図1に示すように、太陽電池40の上面(図3の矢印Z1方向側)には、X方向に延びる複数のフィンガー電極40aが設けられている。また、図2に示すように、太陽電池40の下面(図3の矢印Z2方向側)には、X方向に延びる複数のフィンガー電極40bが設けられている。また、図4および図6に示すように、太陽電池40の上面および下面には、フィンガー電極40aおよびフィンガー電極40bと略直交する方向(Y方向)に延びるバスバー電極30が設けられている。なお、バスバー電極30は厚みが小さいため、図3および図5においては、バスバー電極30の図示を省略している。
【0024】
次に、太陽電池群24の構造について説明する。
【0025】
図3に示すように、太陽電池群24において、互いに隣接する太陽電池40のうちの一方の太陽電池40の上面側(図3の矢印Z1方向側)と、他方の太陽電池40の下面側(図3の矢印Z2方向側)とが、バスバー電極30を介して、半田めっきされた銅線などからなる配線材(タブ電極)50aによって直列に接続されている。
【0026】
また、図1に示すように、矢印Y1方向側に位置する太陽電池40の下面側において接続されている配線材50aと、矢印Y2方向側に位置する太陽電池40の上面側において接続されている配線材50aとは、それぞれ、隣接する太陽電池群または端子ボックス3(図2参照)と接続するための接続部材3aに接続されている。
【0027】
また、図4に示すように、複数の太陽電池40の上面側に配置された配線材50aの矢印Y2方向側の端部は、太陽電池40の矢印Y2方向側の側面から、所定の距離L1離れた位置に配置されている。ここで、距離L1は約1mmである。なお、図1に示すように、太陽電池群24と並列して配置される太陽電池群23、25、26および27も、太陽電池群24と同様の構造を有する。
【0028】
次に、不良品の太陽電池44(図7参照)の交換作業が行われた後の、交換用太陽電池42が配置されている太陽電池群28の構造について説明する。
【0029】
図5に示すように、太陽電池群28において、太陽電池41、交換用太陽電池42、太陽電池43および太陽電池40が、矢印Y1方向側からこの順でY方向に並べられた状態で配置されている。なお、太陽電池41は、本発明の「第1太陽電池」の一例であり、太陽電池43は、本発明の「第3太陽電池」の一例である。
【0030】
また、図6に示すように、太陽電池群28において、太陽電池41の上面側には、配線材(タブ電極)50bが配置されているとともに、太陽電池41の下面側には、切断された配線材(タブ電極)50cが配置されている。また、交換用太陽電池42の上面側には、配線材(タブ電極)50dが配置されている。この配線材50cと配線材50dとは、太陽電池41の下面側で互いに重なった状態(オーバーラップした状態)で半田80によって接続されている。なお、配線材50bは、本発明の「第1配線材」の一例である。また、配線材50cは、本発明の「第2配線材」および「切断後の第2配線材」の一例であり、配線材50dは、本発明の「第3配線材」の一例である。
【0031】
また、交換用太陽電池42の下面側には、配線材(タブ電極)50eが配置されている。また、太陽電池43の上面側には、切断された配線材(タブ電極)50fが配置されている。この配線材50eと配線材50fとは、交換用太陽電池42の下面側で互いに重なった状態(オーバーラップした状態)で半田80によって接続されている。なお、配線材50eは、本発明の「第5配線材」の一例であり、配線材50fは、本発明の「第4配線材」の一例である。
【0032】
また、太陽電池43の下面側と太陽電池40の上面側とは、配線材50aによって接続されている。また、図1および図2に示すように、矢印Y1方向側に位置する太陽電池40の上面側において接続されている配線材50bと、矢印Y2方向側に位置する太陽電池40の下面側において接続されている配線材50aとは、各々、隣接する太陽電池群27または端子ボックス3(図2参照)と接続するための接続部材3aに接続されている。
【0033】
ここで、本実施形態では、図6に示すように、太陽電池41、交換用太陽電池42および太陽電池43の上面側(矢印Z1方向側)にそれぞれ配置された配線材50b、50dおよび50fの矢印Y2方向側の端部は、それぞれ、太陽電池41、交換用太陽電池42および太陽電池43の矢印Y2方向側の端部から矢印Y1方向に距離L1(約1mm)離れた位置に配置されている。
【0034】
また、本実施形態では、太陽電池41および交換用太陽電池42の下面側(矢印Z2方向側)にそれぞれ配置された配線材50cおよび50eの矢印Y2方向側の端部は、それぞれ、太陽電池41および交換用太陽電池42の矢印Y2方向側の端部から、矢印Y1方向に距離L1(約1mm)よりも大きい距離L2(約3mm)離れた位置に配置されている。すなわち、太陽電池41の下面側に位置する配線材50cの矢印Y2方向側の端部は、配線材50bの矢印Y2方向側の端部よりも矢印Y1方向側に配置されている。また、交換用太陽電池42の下面側に位置する配線材50eの矢印Y2方向側の端部は、配線材50dの矢印Y2方向側の端部よりも矢印Y1方向側に配置されている。なお、距離L2は、距離L1(約1mm)以上で、かつ、約6mm以下であればよい。
【0035】
次に、図1、図2および図5〜図12を参照して、本発明の一実施形態における太陽電池モジュール1の太陽電池群28の交換作業について説明する。
【0036】
まず、図7に示すように、交換作業が行われる前においては、太陽電池41の下面側と、不良品の太陽電池44の上面側とは、配線材50cによって接続されている。また、不良品の太陽電池44の下面側と、太陽電池43の上面側とは、配線材50fによって接続されている。ここで、配線材50bおよび50cの矢印Y2方向側の端部は、それぞれ、太陽電池41および不良品の太陽電池44の矢印Y2方向側の端部から矢印Y1方向に距離L1(約1mm)離れた位置に配置されている。
【0037】
ここで、不良品の太陽電池44を交換する場合には、まず、図7に示すように、配線材50cの太陽電池41の下面側(矢印Z2方向側)に配置されている部分と、配線材50fの不良品の太陽電池44の下面側に配置されている部分とを、それぞれ、所定の位置AおよびBでニッパーを用いて切断する。
【0038】
この場合、本実施形態では、配線材50cを、太陽電池41の矢印Y2方向側の端部から矢印Y1方向に距離L2(約3mm)離れた位置Aで切断するとともに、配線材50fを、不良品の太陽電池44の矢印Y2方向側の端部から矢印Y1方向に距離L2離れた位置Bで切断する。すなわち、配線材50cを、配線材50bの矢印Y2方向側の端部よりも矢印Y1方向側で切断するとともに、配線材50fを、配線材50cの矢印Y2方向側の端部よりも矢印Y1方向側で切断する。この際、図示しない半田を溶解させて、太陽電池41の下面のバスバー電極30と配線材50cとの接続を取り除くとともに、不良品の太陽電池44の下面のバスバー電極30と配線材50fとの接続を取り除いた後、配線材50cおよび50fを矢印Z2方向に引き出して切断する。
【0039】
この際、図8に示すように、切断される位置付近の配線材50cが下方向(矢印Z2方向)に引き出された状態で切断されることによって、配線材50cの矢印Z2方向側が折り返される。これにより、配線材50cには折り返し部分50gが形成される。その後、不良品の太陽電池44を取り除く。
【0040】
そして、図9に示すように、太陽電池41の上面側(矢印Z1方向側)をステージに載置して、太陽電池41の下面側(矢印Z2方向側)から折り返し部分50gにZ方向に沿った圧力を加えることによって、折り返し部分50gを、折り返し部分50gが生じる前の状態である直線状に修正(折り返し修正)する。この際、配線材50cの矢印Y2方向側の端部が配線材50bの矢印Y2方向側の端部よりも矢印Y1方向側に配置されていることによって、折り返し部分50gに加えられた圧力が、折り返し修正によって加えられた下面側からの圧力を配線材50bの端部近傍の平面部分において受けることが可能になるので、太陽電池41の上面側の配線材50bの矢印Y2側の端部に対応する太陽電池41の表面の部分に集中するのが抑制される。
【0041】
その後、図10に示すように、配線材50dが上面側に配置されているとともに、配線材50eが下面側に配置されている交換用太陽電池42を、不良品の太陽電池44が位置していた位置に挿入する。この際、配線材50dの矢印Y2方向側の端部は、交換用太陽電池42の矢印Y2方向側の端部から矢印Y1方向に距離L1(約1mm)離れた位置に配置されている。そして、図11に示すように、配線材50cと配線材50dとを太陽電池41の下面側で半田80によって接続するとともに、配線材50eと配線材50fとを交換用太陽電池42の下面側で半田80によって接続する。これにより、図5および図6に示す交換作業が行われた太陽電池群28が形成される。
【0042】
そして、図12に示すように、太陽電池群28の上面側(矢印Z1方向側)に充填材29と表面側カバー21とを順に積層するとともに、下面側(矢印Z2方向側)に充填材29と裏面側カバー22とを順に積層する。その後、表面側カバー21をステージに載置して、裏面側カバー22側(矢印Z2方向側)から圧力を加えることによって、ラミネート加工をする。
【0043】
この際、配線材50cの矢印Y2方向側の端部が配線材50bの矢印Y2方向側の端部よりも矢印Y1方向側に配置されていることによって、ラミネート加工によって加えられた下面側からの圧力を配線材50bの端部近傍の平面部分において受けることが可能になるとともに、上面側からの圧力を配線材50dにより受けることが可能になることに基づいて、太陽電池41の表面の部分に圧力が集中するのが抑制される。また、配線材50eの矢印Y2方向側の端部が配線材50dの矢印Y2方向側の端部よりも矢印Y1方向側に配置されていることによって、下面側からの圧力を配線材50dの端部近傍の平面部分において受けることが可能になるとともに、上面側からの圧力を配線材50fにより受けることが可能になることに基づいて、交換用太陽電池42の表面の部分に圧力が集中するのが抑制される。これにより、太陽電池パネル2が形成される。最後に、金属製枠体4(図1および図2参照)を太陽電池パネル2の側面に配置する。
【0044】
本実施形態では、上記のように、太陽電池41の下面側に位置する配線材50cの矢印Y2方向側の端部を、配線材50bの矢印Y2方向側の端部よりも矢印Y1方向側に配置した。これにより、配線材50cの矢印Y2方向側の端部が配置される部分に対応する第1太陽電池41の上面側の部分には、配線材50bが存在することになるので、下面側から配線材50cに圧力が加えられた場合でも、その配線材50cに加わる圧力を、配線材50bの矢印Y2方向側の端部または配線材50bの端部近傍の平面部分において受けることができる。これにより、配線材50bの矢印Y2方向側の端部が位置する第1太陽電池41の表面の部分に圧力が集中するのを抑制することができる。これにより、下面側からの圧力に起因して第1太陽電池41に割れ、欠けおよびクラックが生じるのを抑制することができる。なお、配線材50dが第1太陽電池41の下面側において配線材50cと接続されることによって、上面側から配線材50bに加わる圧力を、配線材50cに接続される配線材50dにより受けることができるので、配線材50cの矢印Y2方向側の端部に対応する第1太陽電池41の表面の部分に圧力が集中するのを抑制することができる。これにより、上面側からの圧力に起因して第1太陽電池41に割れ、欠けおよびクラックが生じるのを抑制することができる。これらの結果、太陽電池モジュール1の歩留りを向上させることができる。
【0045】
また、本実施形態では、上記のように、配線材50cの矢印Y2方向側の端部と太陽電池41の矢印Y2方向側の側面との間隔(距離L2)を約3mmにした。これにより、配線材50cの矢印Y2方向側の端部と太陽電池41の矢印Y2方向側の側面との間隔(距離L2)が大きくなりすぎて配線材50cの配置されていない太陽電池41の表面領域が増加することにより集電効率が悪くなることに起因する太陽電池41の出力の低下を抑制することができる。
【0046】
また、本実施形態では、上記のように、交換用太陽電池42の下面側に位置する配線材50eの矢印Y2方向側の端部を、配線材50dの矢印Y2方向側の端部よりも矢印Y1方向側に配置した。これにより、配線材50eの矢印Y2方向側の端部が配置される部分に対応する交換用太陽電池42の上面側の部分には、配線材50dが存在することになるので、交換用太陽電池42の下面側から配線材50eに圧力が加えられた場合でも、その配線材50eに加わる圧力を、配線材50dの矢印Y2方向側の端部または配線材50dの端部近傍の平面部分において受けることができる。これにより、配線材50dの矢印Y2方向側の端部が位置する交換用太陽電池42の表面の部分に圧力が集中するのを抑制することができる。これにより、下面側からの圧力に起因して交換用太陽電池42に割れ、欠けおよびクラックが生じるのを抑制することができる。なお、配線材50fが交換用太陽電池42の下面側において配線材50eと接続されることによって、上面側から配線材50dに加わる圧力を、配線材50eに接続される配線材50fにより受けることができるので、配線材50eの矢印Y2方向側の端部に対応する交換用太陽電池42の表面の部分に圧力が集中するのを抑制することができる。これにより、上面側からの圧力に起因して交換用太陽電池42に割れ、欠けおよびクラックが生じるのを抑制することができる。これらの結果、太陽電池モジュール1の歩留りを向上させることができる。
【0047】
また、本実施形態では、上記のように、太陽電池40のZ方向の厚みtを約100μmにした。これにより、約100μmの厚みを有し比較的圧力に対して割れやすい太陽電池41において、太陽電池41の表面に圧力が集中するのを抑制することができる。
【0048】
また、本実施形態では、上記のように、配線材50cと配線材50dとを互いに重なった状態(オーバーラップした状態)で接続するとともに、配線材50eと配線材50fとを、互いに重なった状態で接続した。これにより、容易に、互いに重なった部分を半田などで接続することができる。
【0049】
[実施例]
次に、図9および図13〜図17を参照して、上記した本実施形態による太陽電池モジュールの効果を確認するために行った、折り返し修正とラミネート加工とにおける太陽電池の割れの発生に関する実験と、出力低下率のシミュレーションとについて説明する。
【0050】
(太陽電池の割れの発生に関する実験)
以下に説明する太陽電池の割れの発生に関する実験では、図13〜図15に示すように、上記した本実施形態における、距離L1(太陽電池の上面側に配置された配線材の端部と太陽電池の側面との間隔)と距離L2(太陽電池の下面側に配置された配線材の端部と太陽電池の側面との間隔)とが等しいか、または、距離L2が距離L1よりも大きい実施例1〜4と、距離L2が距離L1よりも小さい比較例とに対応する太陽電池モジュールを用いて、折り返し修正とラミネート加工とを行った。そして、折り返し修正における太陽電池の割れにくさおよびラミネート加工において生じた太陽電池の割れ発生率をそれぞれ測定した。
【0051】
具体的には、図13に示すように、実施例1において距離L1を1mmにするとともに、距離L2を3mmにした。また、実施例2において距離L1を3mmにするとともに、距離L2を5mmにした。つまり、実施例1および2では、太陽電池の下面側に配置された配線材の端部と太陽電池の側面との間隔(距離L2)を、太陽電池の上面側に配置された配線材の端部と太陽電池の側面との間隔(距離L1)よりも大きくした。
【0052】
また、図14に示すように、実施例3において距離L1を1mmにするとともに、距離L2を1mmにした。また、実施例4において距離L1を3mmにするとともに、距離L2を3mmにした。つまり、実施例3および4では、太陽電池の下面側に配置された配線材の端部と太陽電池の側面との間隔(距離L2)と、太陽電池の上面側に配置された配線材の端部と太陽電池の側面との間隔(距離L1)とを等しくした。
【0053】
一方、図15に示すように、比較例において距離L1を3mmにするとともに、距離L2を1mmにした。つまり、実施例1〜4とは異なり、比較例では、太陽電池の下面側に配置された配線材の端部と太陽電池の側面との間隔(距離L2)を、太陽電池の上面側に配置された配線材の端部と太陽電池の側面との間隔(距離L1)よりも小さくした。なお、太陽電池の厚みは、実施例1〜4および比較例の全てにおいて、100μmにした。
【0054】
(折り返し修正時における割れの実験)
上記した実施例1〜4および比較例に対応する太陽電池の下面側に配置された配線材を下面側に引き出して切断した後に、太陽電池の上面側をステージに載置して、太陽電池の下面側から折り返し部分に圧力を加えることによって、折り返し部分を直線状に修正(折り返し修正)した。なお、配線材は、1つの太陽電池に対して3箇所配置するとともに、3箇所すべての配線材を引き出して切断した。この際における太陽電池の割れを測定した。
【0055】
図16に示した折り返し修正時の太陽電池の割れの測定の表において、丸印(○)は、太陽電池の割れが略生じなかったことを示し、三角印(△)は、太陽電池の割れが多少生じたことを示すとともに、バツ印(×)は、すべての太陽電池において割れが生じたことを示す。
【0056】
折り返し修正時では、図16に示すように、実施例1および2においては、太陽電池の割れは略生じなかった。また、実施例3および4においては、太陽電池の割れは多少生じた。一方、比較例においては、すべての太陽電池において割れが生じた。これにより、距離L2(太陽電池の下面側に配置された配線材の端部と太陽電池の側面との間隔)を、距離L1(太陽電池の上面側に配置された配線材の端部と太陽電池の側面との間隔)よりも小さくする(比較例)ことによって、折り返し修正時において太陽電池において割れが生じやすい一方、距離L2を距離L1と同一かまたは大きくする(実施例1〜4)ことによって、折り返し修正時において太陽電池に割れが生じるのを抑制できることが確認できた。これは、下面側からの圧力を、太陽電池の上面側に配置された配線材の端部または端部近傍の平面部分において受けることができるので、太陽電池の上面側に配置された配線材の端部が位置する太陽電池の表面の部分に圧力が集中するのを抑制することができたからであると考えられる。
【0057】
また、距離L2を距離L1よりも大きくする(実施例1および2)ことによって、距離L2を距離L1と同一にする場合(実施例3および4)と比べて、折り返し修正時において太陽電池に割れが生じるのをより抑制できることが判明した。これは、下面側からの圧力を、太陽電池の上面側に配置された配線材の端部近傍の平面部分において受けることができるので、太陽電池の上面側に配置された配線材の端部に対応する太陽電池の表面に圧力が集中するのをより抑制することができたからであると考えられる。
【0058】
なお、比較例においては、折り返し修正時にすべての太陽電池において割れが生じたため、後述するラミネート加工時の太陽電池の割れの測定を行っていない。
【0059】
(ラミネート加工時における割れの実験)
折り返し修正後、交換用太陽電池の配線材と切断した配線材とを半田によって接続した。そして、上面側に充填材と表面側カバーとを順に積層するとともに、下面側に充填材と裏面側カバーとを順に積層した。そして、表面側カバーをステージに載置して、裏面側カバー側から圧力を加えることによって、ラミネート加工をした。この際における配線材の位置における太陽電池の割れを測定して、割れ発生率を算出した。
【0060】
図16に示したラミネート加工時の太陽電池の割れの測定の表において、配線材の総数とは、接続された配線材の数を示す。また、割れが生じた位置の数とは、太陽電池の配線材が配置された位置における割れの数を示す。また、割れ発生率とは、配線材の総数に対する太陽電池の割れが生じた位置に配置された配線材の数の比率を示す。
【0061】
ラミネート加工時では、図16に示すように、距離L2を距離L1よりも大きくした実施例1および2においては、割れは生じず、割れ発生率が0%であった。一方、距離L2を距離L1と同一(1mm)にした実施例3においては、割れは1本の配線材でのみ生じ、割れ発生率が6.7%であった。また、距離L2を距離L1と同一(3mm)にした実施例4においては、割れは4本の配線材で生じ、割れ発生率が26.7%であった。これにより、距離L2(太陽電池の下面側に配置された配線材の端部と太陽電池の側面との間隔)を、距離L1(太陽電池の上面側に配置された配線材の端部と太陽電池の側面との間隔)と同一にする(実施例3および4)ことによって、ラミネート加工時において多少太陽電池に割れが生じる一方、距離L2を距離L1よりも大きくする(実施例1および2)ことによって、ラミネート加工時において太陽電池に割れが生じるのをより抑制できることが判明した。これは、下面側からの圧力を、太陽電池の上面側に配置された配線材の端部近傍の平面部分において受けることができるので、太陽電池の上面側に配置された配線材の端部に対応する太陽電池の表面の部分に圧力が集中するのをより抑制することができるとともに、上面側からの圧力を、太陽電池の下面側に配置された配線材と接続される配線材により受けることができるので、太陽電池の下面側に配置された配線材の端部に対応する太陽電池の表面の部分に圧力が集中するのをより抑制することができたからであると考えられる。
【0062】
また、距離L1およびL2が共に1mmである場合(実施例3)には、距離L1およびL2が共に3mmである場合(実施例4)と比べて、ラミネート加工時において太陽電池に割れがより生じにくいことが判明した。これは、下面側から圧力が加えられる際には、側面から配線材の端部までの太陽電池が、配線材の端部を支点にして撓み変形すると考えられる。この際、太陽電池の側面から配線材の端部までの距離を小さくすることによって、撓み変形に基づくモーメントを小さくすることができるので、ラミネート加工時において太陽電池に割れがより生じにくくなると考えられる。
【0063】
(出力低下率のシミュレーション)
出力低下率のシミュレーションでは、距離L2(太陽電池の下面側に配置された配線材の端部と太陽電池の側面との間隔)を変化させた場合における、基準となる距離L2(=0mm)に対する太陽電池の出力の低下の割合を出力低下率として算出した。具体的には、距離L2が1mm、2mm、3mm、4mm、5mmおよび6mmである場合の出力低下率をそれぞれ算出した。
【0064】
出力低下率のシミュレーションでは、図17に示すように、距離L2が1mmである場合には、出力低下率は0.00%になった。また、距離L2が2mmである場合には、出力低下率は0.00%(0.002%)になった。また、距離L2が3mmである場合には、出力低下率は0.01%になった。また、距離L2が4mmである場合には、出力低下率は0.03%になった。また、距離L2が5mmである場合には、出力低下率は0.06%(0.058%)になった。また、距離L2が6mmである場合には、出力低下率は0.10%(0.098%)になった。このように、距離L2が大きくなるに従って出力が低下するのは、配線材の配置されていない太陽電池の表面領域が増加することにより集電効率が悪くなるからであると考えられる。また、距離L2が6mmよりも大きい場合に関しては測定を行っていないが、図21のグラフから、距離L2を大きくするに伴って、2次関数的に出力低下率が大きくなると推測できる。ここで、出力低下率が0.10%を越えると太陽電池の性能が不十分であり許容できないと考えられるので、距離L2が6mm以下であるのが好ましいことが判明した。
【0065】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【0066】
たとえば、上記実施形態では、太陽電池群23、24、25、26、27および28のうち、太陽電池群28にのみ交換作業が行われている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、複数の太陽電池群において交換作業を行ってもよい。
【0067】
また、上記実施形態では、太陽電池群28の一箇所(交換用太陽電池42および不良品の太陽電池44の位置)においてのみ、太陽電池40を交換した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、1つの太陽電池群において複数箇所の太陽電池を交換してもよい。
【0068】
また、上記実施形態では、太陽電池群28において不良品の太陽電池44を交換用太陽電池42に交換した例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、太陽電池モジュールの製造時において、隣接する太陽電池にそれぞれ設けられるとともに、一方の太陽電池の下面側でオーバーラップするように配置された一対の配線材を互いに接続する場合においても、本発明は適用可能である。
【0069】
また、上記実施形態では、太陽電池に圧力が加えられる場合として、折り返し修正時とラミネート加工時とを例として示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、半田付けの際などに圧力を加えた場合であっても、太陽電池に割れ、欠けおよびクラックが生じるのを抑制することが可能である。
【符号の説明】
【0070】
1 太陽電池モジュール
28 太陽電池群
41 太陽電池(第1太陽電池)
42 交換用太陽電池(第2太陽電池)
43 太陽電池(第3太陽電池)
44 不良品の太陽電池
50b 配線材(第1配線材)
50c 配線材(第2配線材、切断後の第2配線材)
50d 配線材(第3配線材)
50e 配線材(第5配線材)
50f 配線材(第4配線材)
【特許請求の範囲】
【請求項1】
隣接するように配置される第1太陽電池および第2太陽電池と、
前記第1太陽電池の一方面側に配置される第1配線材と、
前記第1太陽電池の他方面側に配置される第2配線材と、
前記第2太陽電池の一方面側に配置されるとともに、前記第1太陽電池の他方面側において前記第2配線材と接続される第3配線材とを備え、
前記第2配線材の前記第2太陽電池側の端部は、平面的に見て前記第1配線材の前記第2太陽電池側の端部と略一致するか、または、前記第1配線材の前記第2太陽電池側の端部よりも前記第2太陽電池側とは反対側に位置するように配置されている、太陽電池モジュール。
【請求項2】
前記第2配線材の前記第2太陽電池側の端部は、前記第1配線材の前記第2太陽電池側の端部よりも前記第2太陽電池側とは反対側に位置するように配置されている、請求項1に記載の太陽電池モジュール。
【請求項3】
前記第2配線材の前記第2太陽電池側の端部と前記第1太陽電池の前記第2太陽電池側の側面との間隔は、前記第1配線材の前記第2太陽電池側の端部と前記第1太陽電池の前記第2太陽電池側の側面との間隔以上の大きさで、かつ、6mm以下である、請求項1または2に記載の太陽電池モジュール。
【請求項4】
前記第2太陽電池の前記第1太陽電池とは反対側に配置され、前記第2太陽電池と隣接する第3太陽電池と、
前記第3太陽電池の一方面側に配置されるとともに、前記第2太陽電池の他方面側に延びる第4配線材と、
前記第2太陽電池の他方面側に配置され、前記第2太陽電池の他方面側において前記第4配線材と接続される第5配線材とをさらに備え、
前記第5配線材の前記第3太陽電池側の端部は、平面的に見て前記第3配線材の前記第3太陽電池側の端部と略一致するか、または、前記第3配線材の前記第3太陽電池側の端部よりも前記第3太陽電池側とは反対側に位置するように配置されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項5】
前記第5配線材の前記第3太陽電池側の端部は、前記第3配線材の前記第3太陽電池側の端部よりも前記第3太陽電池側とは反対側に位置するように配置されている、請求項4に記載の太陽電池モジュール。
【請求項6】
前記第1太陽電池および前記第2太陽電池の厚みは、150μm以下である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項7】
平面的に見て、前記第2配線材と前記第3配線材とは、互いに重なった状態で接続されている、請求項1〜6のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項8】
隣接するように配置される第1太陽電池および不良品の太陽電池と、前記第1太陽電池の一方面側に配置される第1配線材と、前記第1太陽電池の他方面側に配置されるとともに、前記不良品の太陽電池の一方面側に配置される第2配線材とを備えた太陽電池群において、前記不良品の太陽電池を修理のために第2太陽電池に交換する工程を備える太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記第2配線材を、前記第1太陽電池の他方面側で、かつ、平面的に見て前記第1配線材の前記不良品の太陽電池側の端部と略一致する位置か、または、前記第1配線材の前記不良品の太陽電池側の端部よりも前記不良品の太陽電池側とは反対側の位置で切断する工程と、
前記第1太陽電池の他方面側に配置された切断後の前記第2配線材と、前記不良品の太陽電池が配置されていた位置に配置される前記第2太陽電池の一方面側に配置されるとともに、前記第1太陽電池の他方面側に延びる第3配線材とを、前記第1太陽電池の他方面側において接続する工程とを備える、太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項9】
前記切断後の第2配線材と前記第3配線材とを接続する工程の後に、前記第1太陽電池および前記第2太陽電池の一方面側および他方面側の各々に充填材とカバーとをこの順に積層して圧力を加えることによってラミネート加工する工程をさらに備える、請求項8に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項10】
前記第2配線材を切断する工程は、前記第2配線材を前記第1太陽電池の他方面側に引き出して切断する工程を含み、
前記第2配線材を切断する工程の後で、かつ、前記切断後の第2配線材と前記第3配線材とを接続する工程に先立って、前記第2配線材が引き出された状態で切断されることにより形成された前記切断後の第2配線材の折り返し部分に圧力を加えることによって直線状にする工程をさらに備える、請求項8または9に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項1】
隣接するように配置される第1太陽電池および第2太陽電池と、
前記第1太陽電池の一方面側に配置される第1配線材と、
前記第1太陽電池の他方面側に配置される第2配線材と、
前記第2太陽電池の一方面側に配置されるとともに、前記第1太陽電池の他方面側において前記第2配線材と接続される第3配線材とを備え、
前記第2配線材の前記第2太陽電池側の端部は、平面的に見て前記第1配線材の前記第2太陽電池側の端部と略一致するか、または、前記第1配線材の前記第2太陽電池側の端部よりも前記第2太陽電池側とは反対側に位置するように配置されている、太陽電池モジュール。
【請求項2】
前記第2配線材の前記第2太陽電池側の端部は、前記第1配線材の前記第2太陽電池側の端部よりも前記第2太陽電池側とは反対側に位置するように配置されている、請求項1に記載の太陽電池モジュール。
【請求項3】
前記第2配線材の前記第2太陽電池側の端部と前記第1太陽電池の前記第2太陽電池側の側面との間隔は、前記第1配線材の前記第2太陽電池側の端部と前記第1太陽電池の前記第2太陽電池側の側面との間隔以上の大きさで、かつ、6mm以下である、請求項1または2に記載の太陽電池モジュール。
【請求項4】
前記第2太陽電池の前記第1太陽電池とは反対側に配置され、前記第2太陽電池と隣接する第3太陽電池と、
前記第3太陽電池の一方面側に配置されるとともに、前記第2太陽電池の他方面側に延びる第4配線材と、
前記第2太陽電池の他方面側に配置され、前記第2太陽電池の他方面側において前記第4配線材と接続される第5配線材とをさらに備え、
前記第5配線材の前記第3太陽電池側の端部は、平面的に見て前記第3配線材の前記第3太陽電池側の端部と略一致するか、または、前記第3配線材の前記第3太陽電池側の端部よりも前記第3太陽電池側とは反対側に位置するように配置されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項5】
前記第5配線材の前記第3太陽電池側の端部は、前記第3配線材の前記第3太陽電池側の端部よりも前記第3太陽電池側とは反対側に位置するように配置されている、請求項4に記載の太陽電池モジュール。
【請求項6】
前記第1太陽電池および前記第2太陽電池の厚みは、150μm以下である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項7】
平面的に見て、前記第2配線材と前記第3配線材とは、互いに重なった状態で接続されている、請求項1〜6のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項8】
隣接するように配置される第1太陽電池および不良品の太陽電池と、前記第1太陽電池の一方面側に配置される第1配線材と、前記第1太陽電池の他方面側に配置されるとともに、前記不良品の太陽電池の一方面側に配置される第2配線材とを備えた太陽電池群において、前記不良品の太陽電池を修理のために第2太陽電池に交換する工程を備える太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記第2配線材を、前記第1太陽電池の他方面側で、かつ、平面的に見て前記第1配線材の前記不良品の太陽電池側の端部と略一致する位置か、または、前記第1配線材の前記不良品の太陽電池側の端部よりも前記不良品の太陽電池側とは反対側の位置で切断する工程と、
前記第1太陽電池の他方面側に配置された切断後の前記第2配線材と、前記不良品の太陽電池が配置されていた位置に配置される前記第2太陽電池の一方面側に配置されるとともに、前記第1太陽電池の他方面側に延びる第3配線材とを、前記第1太陽電池の他方面側において接続する工程とを備える、太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項9】
前記切断後の第2配線材と前記第3配線材とを接続する工程の後に、前記第1太陽電池および前記第2太陽電池の一方面側および他方面側の各々に充填材とカバーとをこの順に積層して圧力を加えることによってラミネート加工する工程をさらに備える、請求項8に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項10】
前記第2配線材を切断する工程は、前記第2配線材を前記第1太陽電池の他方面側に引き出して切断する工程を含み、
前記第2配線材を切断する工程の後で、かつ、前記切断後の第2配線材と前記第3配線材とを接続する工程に先立って、前記第2配線材が引き出された状態で切断されることにより形成された前記切断後の第2配線材の折り返し部分に圧力を加えることによって直線状にする工程をさらに備える、請求項8または9に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【公開番号】特開2011−159646(P2011−159646A)
【公開日】平成23年8月18日(2011.8.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−17586(P2010−17586)
【出願日】平成22年1月29日(2010.1.29)
【出願人】(000001889)三洋電機株式会社 (18,308)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年8月18日(2011.8.18)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年1月29日(2010.1.29)
【出願人】(000001889)三洋電機株式会社 (18,308)
【Fターム(参考)】
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