JP2005175236A - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】 従来のフレーム付き太陽電池モジュールと同等以上の機械的強度を確保しつつ、コストの低減化を図ることができ、施工作業の極めて容易な太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】 光電変換を行う光起電力素子群９を被覆材で封止した太陽電池パネル２を枠体内に支持して成る太陽電池モジュール１であって、太陽電池パネル２の裏面となる非受光面に、構造物の設置面６に固定するための嵌合取り付け部材が備えられており、この嵌合取り付け部材は、太陽電池パネル２の非受光面に固定されるスライド部材３と、構造物の設置面６に固定され、スライド部材３を案内してこれに嵌合するガイド部材７とから成っている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、光電変換を行う太陽電池パネルと、該太陽電池パネルを屋根や壁面等の構造物への取り付け部材とを備えて成る太陽電池モジュールに関する。

太陽電池モジュールは、屋根や壁面等の構造物に設置して家庭の電力を補う太陽光発電システムとして、従来から数多く施工されており、光電変換を行う太陽電池パネルの４辺には枠体としてのフレームが設けられている。この種の太陽電池モジュールとしては、例えば、ガラス基板を用いた太陽電池パネルが用いられ、その４辺を囲む枠体としてアルミフレームが用いられているものが挙げられる。

図２１は、従来のフレーム付き太陽電池モジュールの一例であり、（ａ）は受光面側から見た状態を示す平面図、（ｂ）は非受光面側から見た状態を示す背面図である。図２１において、１０１は太陽電池モジュール、１０２は長辺アルミフレーム、１０３は短辺アルミフレーム、１０４は光起電力素子、１０５は取り付け穴、１０６は端子箱である。

図示するように、従来の太陽電池モジュール１０１は、複数の光起電力素子１０４を縦横に配して成る太陽電池パネルの４辺にアルミフレームが設けられており、長辺アルミフレーム１０２を太陽電池パネルの長辺端部に挿入した後、さらに短辺アルミフレーム１０３を太陽電池パネルの短辺端部に挿入し、長辺と短辺とのフレーム同士をタッピングビス等で固定している。一般的に、アルミフレームのパネル狭持部にはシーラントが施されており、このシーラントが硬化することにより太陽電池パネルとアルミフレームとを固定している。

図２２は、従来のアルミフレーム付き太陽電池モジュールの架台への固定構造を示す模式図である。図２２において、１０１は太陽電池モジュール、１０２は長辺アルミフレーム、１０７は架台、１０８は締結部材、１０９は構造物である。

図示するように、太陽電池モジュール１０１の長辺アルミフレーム１０２の裏面には、図２１（ｂ）に示したように、８〜１０個（両長辺で計１６〜２０個）の取り付け穴１０５が形成されており、これらの取り付け穴１０５を利用して、構造物１０９に固定された架台１０７にボルト・ナットなどの締結部材１０８で固定される。

このようなフレーム付太陽電池モジュールに関連する技術としては、特開平１０−２９４４８５号公報（特許文献１）や特開２００３−５２９６９６号公報（特許文献２）等に提案された太陽電池モジュールが挙げられる。

特開平１０−２９４４８５号公報 特開２００３−５２９６９６号公報

しかしながら、従来のフレーム付き太陽電池モジュール１０１は、長辺アルミフレーム１０２に太陽電池パネルを挿入した後、シーラントを充填し、このシーラントの硬化を待って短辺アルミフレーム１０３を取り付け、長辺と短辺とのフレーム同士をタッピングビス等で固定しているので、組み立て作業に手間が掛かり、作業性も良くない。さらに、太陽電池パネルを挟み込んで保持するアルミフレームは複雑な形状を有しており、その成形加工が製造コストを増大させるという問題があった。

また、従来のフレーム付き太陽電池モジュール１０１を架台１０７上に設置するには、１モジュールあたり１６〜２０個のボルト・ナット等の締結部材１０８を用いて締め付け固定しなければならない。したがって、太陽電池パネルを設置面積が増大すると締結部材１０８の数も増大するため、施工作業に非常に手間が掛かり、作業工数が増大するという問題があった。

本発明は、上記の課題に鑑みて創案されたものであり、従来のフレーム付き太陽電池モジュールと同等以上の機械的強度を確保しつつ、コストの低減化を図ることができ、施工作業の極めて容易な太陽電池モジュールを提供することにある。

上記の目的を達成すべく、本発明に係る太陽電池モジュールは、光電変換を行う光起電力素子群を被覆材で封止した太陽電池パネルを枠体内に支持して成る太陽電池モジュールであって、
上記太陽電池パネルの裏面となる非受光面に、構造物の設置面に固定するための嵌合取り付け部材が備えられており、
該嵌合取り付け部材は、上記太陽電池パネルの非受光面に固定されるスライド部材と、上記構造物の設置面に固定され、上記スライド部材を案内してこれに嵌合するガイド部材とから成っていることを特徴とする。
前記太陽電池モジュールにおいて、前記スライド部材及び前記ガイド部材のうち、一方が雄嵌合部材であり、他方が雌嵌合部材であることが好ましい。
また、前記スライド部材と前記ガイド部材との嵌合時に、該スライド部材がＸＹＺ軸について１軸方向の自由度しか有しないことが好ましい。
さらに、前記太陽電池パネルの非受光面には、複数本のスライド部材が並走するように複数列に設けられていることが好ましい。
そして、前記スライド部材は、前記太陽電池パネルの非受光面の長手方向に沿って平行に配置されていることが好ましい。
またさらに、前記スライド部材は、前記太陽電池パネルの非受光面に接着固定されていることが好ましい。
加えて、前記スライド部材が前記太陽電池パネルを構成する光起電力素子間のギャップ部の直下に配されていることが好ましい。
あるいは、前記スライド部材が前記太陽電池パネルを構成する相隣接する光起電力素子間に接続されたバイパスダイオード本体の直下に配されていることが好ましい。
また、前記太陽電池パネルは、光起電力素子群の表面に透光性表面部材を有すると共に、裏面に絶縁フィルムを有し、これら透光性表面部材と絶縁フィルムとの間を封止材で封止して成り、該絶縁フィルムの裏面に補強部材を積層して加熱真空ラミネート法で一体成形され、該補強部材に前記スライド部材が固定されていることが好ましい。
さらに、前記補強部材が平板であることが好ましい。
そして、前記補強部材が金属板であることが好ましい。

本発明に係る太陽電池モジュールによれば、次のような優れた効果を奏する。

すなわち、太陽電池パネルの裏面となる非受光面に、構造物の設置面に固定するための嵌合取り付け部材が備えられており、この嵌合取り付け部材は、太陽電池パネルの非受光面に固定されるスライド部材と、構造物の設置面に固定され、上記スライド部材を案内してこれに嵌合するガイド部材とから成っているので、従来のフレーム付き太陽電池モジュールを構造物の設置面に固定するときのように多数の締結部材を締め付け固定をする必要がないので、施工作業が極めて容易である。さらに、スライド部材は設置面に固定されるガイド部材と嵌合する構造であるため、このスライド部材自体が、従来の締結部材の一部の機能を代替し、締結部材を削減することができ、コストを大幅に低減化することができる。

前記スライド部材及び前記ガイド部材のうち、一方が雄嵌合部材であり、他方が雌嵌合部材であればよいので、設計の自由度がある。

また、前記スライド部材と前記ガイド部材との嵌合時に、該スライド部材がＸＹＺ軸について１軸方向の自由度しか有しないので、太陽電池モジュールは２軸方向で固定され、残る１軸方向のみを規制すればよいので、固定作業の施工箇所が大幅に減少し、施工作業の作業性が大幅に向上する。

さらに、太陽電池パネルの非受光面には、複数本のスライド部材が並走するように複数列に設けられているので、風圧等の外部から応力に対して太陽電池パネルの中央部が撓むことを防ぎ、太陽電池パネルに加わる応力を十分に緩和することができる。

そして、前記スライド部材は、前記太陽電池パネルの非受光面の長手方向に沿って平行に配置されているので、幅方向にスライド部材を配置するよりも、太陽電池パネルの非受光面に固定するスライド部材の本数を少なくすることができる。よって、従来の太陽電池モジュールと同程度の機械的強度を有すると共に、太陽電池モジュールの製造コストを低減することができる。

またさらに、前記スライド部材は、太陽電池パネルの非受光面に接着固定されるので、太陽電池パネルの裏面を機械的に傷付けることなく、スライド部材を固定することができる。また、太陽電池パネルを作製した後に、その強度に応じてスライド部材を固定する位置を決定することができるので、設計の自由度がある。さらに、複数のスライド部材の太陽電池パネルへの固定作業を同時に進行させることが可能であり、従来のフレーム付太陽電池モジュールのように、２辺の長辺フレームの取り付け後に、さらに短辺フレームを固定するというような煩雑な作業を要しない。

加えて、前記スライド部材を太陽電池パネルを構成する光起電力素子間のギャップ部の直下に配することにより、太陽電池パネルの最も応力が集中し易い部位をスライド部材で補強することができ、太陽電池モジュールの機械的強度を向上させることができる。

あるいは、前記スライド部材を太陽電池パネルを構成する相隣接する光起電力素子間に接続されたバイパスダイオード素子の直下に配することにより、バイパスダイオード素子の破損を防止することができる。

また、太陽電池パネルは、光起電力素子群の表面に透光性表面部材を有すると共に、裏面に絶縁フィルムを有し、これら透光性表面部材と絶縁フィルムとの間を封止材で封止して成り、該絶縁フィルムの裏面に補強部材を積層して加熱真空ラミネート法で一体成形され、該補強部材に前記スライド部材が固定されているので、太陽電池パネルを加熱真空ラミネートした後にスライド部材を固定することができ、太陽電池パネルの製造が容易である。

さらに、前記補強部材が平板であることにより、補強部材を太陽電池パネルの製造時に加熱真空ラミネートするのが容易であり、スライド部材を接着固定し易い。

そして、前記補強部材が金属板であることにより、補強部材を太陽電池パネルの製造時に加熱真空ラミネートするのが容易であると共に、太陽電池パネルを裏面から補強してその強度を増大させることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明するが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。

図１は本発明に係る太陽電池モジュールの一実施形態を受光面側から見た状態を示す斜視図、図２は本実施形態の太陽電池モジュールを示す側面図、図３は本実施形態の太陽電池モジュールの設置状況を示す斜視図、図４は本実施形態の太陽電池モジュールを構造物の設置面に固定した状態を示す側面図、図５は本実施形態の太陽電池モジュールにおける太陽電池パネルの断面構造を示す模式図である。これらの図において、１は太陽電池モジュール、２は太陽電池パネル、３はスライド部材、４は光起電力素子、５は接着剤、６は構造物の設置面、７はガイド部材、８は太陽電池モジュールのスライド方向、９は光起電力素子群、１０は封止材、１１は透光性表面部材、１２は絶縁フィルム、１３は補強部材である。

図示するように、本実施形態の太陽電池モジュール１は、屋根や壁面等の構造物の設置面６に固定されたガイド部材７に、太陽電池パネル２の裏面となる非受光面に固定されたスライド部材３を嵌合させることによって構造物に取り付けられる。すなわち、太陽電池パネル２の非受光面には、構造物の設置面３に固定するための嵌合取り付け部材が備えられており、この嵌合取り付け部材は、太陽電池パネル２の非受光面に固定されるスライド部材３と、構造物の設置面６に固定され、上記スライド部材３を案内してこれに嵌合するガイド部材７とから成っている。したがって、従来のフレーム付き太陽電池モジュールを構造物の設置面に固定するときのように多数の締結部材を締め付け固定をする必要がないので、施工作業が極めて容易である。さらに、スライド部材３は構造物の設置面６に固定されるガイド部材７に嵌合する構造であるため、このスライド部材自体が、従来の締結部材の一部の機能を代替することになり、締結部材を削減することができ、コストを大幅に低減化することができる。

図５に示すように、本実施形態における太陽電池パネル２は、光起電力素子群９の表面に透光性表面部材１１を配し、光起電力素子群９の裏面に絶縁フィルム１２を配して、これら透光性表面部材１１と絶縁フィルム１２との間を封止材１０で封止して成り、上記絶縁フィルム１２の裏面に平板状の補強部材１２を積層して加熱真空ラミネート法で一体成形され、この補強部材１３に上記スライド部材３を固定している。したがって、太陽電池パネル２を加熱真空ラミネートした後に、その裏面に位置する補強部材１３にスライド部材３を固定することができ、太陽電池パネル２の製造が容易である。

また、図２及び図４に示すように、上記スライド部材３は、太陽電池パネル２の非受光面に接着剤５を用いて接着固定される。したがって、太陽電池パネル２の裏面を機械的に傷付けることなく、スライド部材３を固定することができる。また、太陽電池パネル２を作製した後に、その強度に応じてスライド部材３の固定位置を決定することができ、設計の自由度がある。

さらに、太陽電池パネル２の非受光面には、複数本のスライド部材３が並走するように複数列に設けられており、構造物の設置面６には該スライド部材３の数に対応するように複数列のガイド部材７が固定されている。太陽電池パネル２の非受光面に複数本のスライド部材３を設けているので、風圧等の外部から応力に対して太陽電池パネル２の中央部が撓むことを防ぐことができ、太陽電池パネル２に加わる応力を十分に緩和することができる。このように複数本のスライド部材３を設けても、スライド部材３は上述したように接着固定されるので、複数本のスライド部材３の太陽電池パネル２への固定作業を同時に進行させることが可能であり、従来のフレーム付太陽電池モジュールのように、２辺の長辺フレームの取り付け後に、さらに短辺フレームを固定するというような煩雑な作業を要しない。

以下、本実施形態の太陽電池モジュール１の各構成要素について詳細に説明する。

〔太陽電池パネル〕
本発明における太陽電池パネル２については、特に種別の限定はなく、光起電力素子４をフィルム及び封止材等の耐候性を有する被覆材で密封し、電気的出力を取り出せるようにしたものをいう。太陽電池パネル２に使用する光起電力素子４としては、例えば、アモルファス・マイクロクリスタルシリコン積層型光起電力素子、結晶シリコン光起電力素子、多結晶シリコン光起電力素子、アモルファスシリコン光起電力素子、銅インジウムセレナイド光起電力素子、あるいは化合物半導体光起電力素子等が挙げられる。しかしながら、薄膜系の光起電力素子は可撓性を有するので、大面積の太陽電池モジュール１を作製するのに好ましい。特に、可撓性を有する導電性基板上に光変換部材としての半導体活性層などを形成した光起電力素子は、大面積化も容易で、曲げ応力に対する光起電力素子の信頼性も高いため好ましく、例えば、アモルファス・マイクロクリスタルシリコン型３層構造を含む積層型光起電力素子が特に好ましい。

〔光起電力素子群〕
光起電力素子単体での電気的特性（電圧、出力等）には限界があるため、所望の電気的特性が得られるように、複数の光起電力素子４を直並列に電気的に接続して用い、これを光起電力素子群９という。なお、各光起電力素子４には、直並列化ができるように、正極及び負極が存在する。

また、光起電力素子群９には、遮光時に光起電力素子４に逆バイアスがかかるのを防止するために、不図示のバイパスダイオードが並列接続されている。このバイパスダイオードとしては、一般整流シリコンダイオード、ショットキーバリアダイオード等が有用である。

〔封止材〕
封止材１０には、耐候性、接着性、充填性、耐熱性、耐寒性、及び耐衝撃性等が要求され、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）、ポリオレフィン系樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、あるいはフッ素樹脂などが挙げられる。これらの中でも、ＥＶＡは太陽電池用途としてバランスのとれた物性を有しており、好んで用いられるが、これに限ったものではない。

〔透光性表面部材〕
透光性表面部材（表面被覆材）１１には、耐候性、耐汚染性、及び機械強度をはじめとして、太陽電池パネル２の屋外暴露における長期信頼性を確保するための性能が要求され、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂、あるいは四フッ化エチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）などが好適に用いられるが、これに限ったものではない。

〔絶縁フィルム〕
絶縁フィルム１２は、光起電力素子群９と裏面に積層する補強部材１３との絶縁を保つために設けられ、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）や、ナイロンなどの材料が用いられる。また、前述の封止材１０と同様の樹脂を一体に積層したフィルムでもよい。

〔補強部材〕
本実施形態における太陽電池パネル２の非受光面側に用いられる補強部材１３は、耐侯性を有する材料を使用することができる。例えば、ステンレス板、メッキ鋼板、あるいはガルバリウム鋼板等の金属板などが使用されるが、これに限ったものではない。この補強部材には、平板状のものが好ましい。この補強部材１３が平板とすることにより、補強部材１３を太陽電池パネル２の製造時に加熱真空ラミネートするのが容易であり、スライド部材１３を接着固定し易い。さらに、補強部材１３が金属板とすることにより、太陽電池パネルを裏面から補強してその強度を増大させることができる。

〔スライド部材〕
本発明におけるスライド部材３とは、屋根や壁面等の設置面６に固定されたガイド部材７の凸部や凹部と嵌合しうる形状を備えた部材であり、少なくとも嵌合したとき、ＸＹＺ軸のうち１軸方向の自由度しか有しない長尺の部材をいう。これらスライド部材３とガイド部材７との嵌合時に、該スライド部材３がＸＹＺ軸について１軸方向の自由度しか有しないので、太陽電池モジュール１は２軸方向で固定され、残る１軸方向のみを規制すればよく、固定作業の施工箇所が大幅に減少し、施工作業の作業性が大幅に向上する。

また、これらスライド部材３及びガイド部材７のうち、一方が雄嵌合部材であり、他方が雌嵌合部材であればよく、設計の自由度がある。スライド部材３としては、図６に示すように、例えば、太陽電池パネル２の裏面に位置する補強部材１３から断面Ｔ字状またはＨ字状の凸部を有する部材や、開口凹部を太陽電池パネル２の裏面に位置する補強部材１３から設置面６へ臨ませて向けたチャンネル状の部材を用いることができる。

本発明におけるスライド部材３は、太陽電池パネル２の機械的強度を補強する機能を併せもつものであり、その機械的強度は少なくとも太陽電池モジュール１の耐風圧強度を満足する程度の強度が最低限必要である。

太陽電池モジュール１の機械的強度を維持する上では、スライド部材３は、太陽電池モジュール１の長手方向に沿って並走するように複数列に配することが有効であり、長手方向に沿って配することにより、幅方向に沿って配する場合に比べて、太陽電池パネル２に取り付けるスライド部材３の本数を削減することができる。その結果、製造工程を短縮することができ、製造コストを低減することができる。

本発明におけるスライド部材３の材料としては、前述した機械強度を備えた材料が好ましく、具体的には鋼材、ＦＲＰ、アルミニウム、及びこれらの材料を複合化したものなどが挙げられる。

また、本発明におけるスライド部材３は、太陽電池モジュール１を構成する光起電力素子群９の光起電力素子４と光起電力素子４とのギャップ部の直下に設けることが好ましい。光起電力素子群９の光起電力素子４と光起電力素子４とのギャップ部は機械的に最も弱い部分であり、このギャップ部の直下にその間隙よりも幅広のスライド部材３を設けることにより、太陽電池モジュール１の機械的強度が大幅に改善される。

さらに、本発明におけるスライド部材３は、太陽電池パネル２を構成する光起電力素子群９のバイパスダイオード素子の直下に設けることが好ましい。バイパスダイオード素子は応力に弱い部分であり、このバイパスダイオード素子の直下にスライド部材を設けることにより、バイパスダイオード素子の破損や故障を防止することができる。

上述したように、スライド部材３は、太陽電池パネル２の裏面に位置する補強部材１３に接着剤５を用いて接着固定され、太陽電池パネル２の裏面に複数本のスライド部材３が並走するように複数列に配置される。

〔接着剤〕
本発明に用いられる接着剤５には、耐候性や耐水性などが求められる。接着剤５としては、シリコンシーラント等のエポキシ系接着剤やシリコン系接着剤等が使用できる。

〔ガイド部材〕
本発明におけるガイド部材７とは、屋根や壁面等の構造物の設置面６に固定され、上述した太陽電池パネル２の裏面に固定されたスライド部材３と嵌合しうる形状を備えた部材であり、上記スライド部材３及びガイド部材７のうち、一方が雄嵌合部材であり、他方が雌嵌合部材であればよい。例えば、上記補強部材１３が断面Ｔ字状またはＨ字状の凸部を有する部材である場合には、ガイド部材７として、開口凹部を太陽電池パネル２の裏面にへ臨ませて向けたチャンネル状の部材を用いることができる。また、上記補強部材１３が開口凹部を設置面６へ臨ませて向けたチャンネル状の部材である場合には、ガイド部材７として、断面Ｔ字状またはＨ字状の凸部を有する部材を用いることができる
なお、ガイド部材７についても長尺部材とすることが好ましいが、このガイド部材７を取り付ける設置面が十分な機械的強度を有する部材で構成されている場合には、必ずしも長尺である必要はなく、短片状の部材であってもよい。この場合は、１本のスライド部材３に対して、少なくとも２片のガイド部材７が嵌合するように構成し、スライド部材３との接合強度を維持する必要がある。

〔加熱真空ラミネート法〕
本実施形態における太陽電池パネル２の作製方法として用いられる真空ラミネート法は、大面積の太陽電池パネル２の作製に用いられる。加熱真空ラミネート法の手順としては、真空ラミネート装置内に太陽電池パネル２を構成する光起電力素子群９、フィルム１１、１２、封止材１０、補強部材１３を積層配置し、真空引きを行って各材料間に存する空気を脱気する。次に、この真空引きした状態で加熱して昇温し、封止材１０が架橋あるいは硬化するための温度に達し、封止材１０が十分硬化するまでこの温度を所定の時間保持する。その後冷却して真空引きを停止し、大気圧の戻して積層体を形成する。この方法は、シート状の材料を使用して太陽電池パネル２を作成するので、太陽電池パネル２の大面積化に好都合である。なお、ラミネートのし易さを考慮して、上述したように、補強部材１３は平板であることが好ましい。

以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

〔実施例１〕
実施例１の太陽電池モジュールは、ＥＴＦＥ、ＥＶＡ及びＰＥＴからなる被覆材により被覆され、補強部材としての溶融Ｚｎ５５％−Ａｌ系合金メッキ鋼板（ガルバリウム鋼板）と一体積層されたアモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子を用いた太陽電池パネル、アルミニウムからなるＨ型スライド部材、太陽電池パネルとスライド部材とを接合する接着剤、及び屋根や壁面等の構造物の設置面に固定されるガイド部材から構成されている。

図７は実施例１の太陽電池モジュールを受光面側から見た状態を示す斜視図、図８は本実施例の太陽電池モジュールを非受光面側から見た状態を示す斜視図、図９は本実施例の太陽電池モジュールを示す側面図である。これらの図において、２１は太陽電池モジュール、２２は太陽電池パネル、２３はスライド部材、２４はアモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子群、２５は補強部材、２６はジャンクションボックス、２７はバイパスダイオード素子、２８はＥＶＡ、２９はＥＴＦＥ、３０はＰＥＴ、３１はシリコン接着剤である。

図示するように、本実施例における太陽電池パネル２２の裏面には、その長手方向に沿って並走するように複数列のスライド部材２３が接着固定されており、スライド部材同士の間にはジャンクションボックス２６が設けられている。

太陽電池パネル２２は、真空ラミネート装置を用いて加熱真空ラミネート法で作製し、その後、太陽電池パネル２２の裏面に位置する補強部材２５としての溶融Ｚｎ５５％−Ａｌ系合金メッキ鋼板に、シリコン接着剤３１を用いてＨ型形状のスライド部材２３を接着固定した。このような一体積層構造とすることにより、溶融Ｚｎ５５％−Ａｌ系合金メッキ鋼板２５の厚みを薄くしても、太陽電池パネル自体の強度を大幅に落とすことなく、太陽電池モジュール２１を作製することが可能となる。

また、スライド部材２３は、太陽電池パネル２２の長辺方向に沿って所定の間隔を幅方向に隔てて４本並走するように配置されているので、太陽電池モジュール２１の強度を保つことができる。さらに、太陽電池パネル２２のバイパスダイオード素子２７が配置されている領域の直下にスライド部材２３を配置することにより、ダイオード素子２７の配置領域に加わる太陽電池パネル２２の応力、歪を小さくすることができるので、ダイオード素子２７の破損や故障を防止することができる。

なお、太陽電池パネル２２の裏面に設けたスライド部材同士の間には、上述したように、電気出力を取り出すジャンクションボックス２６が設けられている。

図１０は本実施例における太陽電池パネルに用いられるアモルファス・マイクロクリスタルシリコン型光起電力素子群の構成を受光面側から見た状態を示す平面図、図１１は本実施例における太陽電池パネルを構成するアモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子の電気接続部を拡大した模式図である。これらの図において、２４は光起電力素子群、２７はショットキーバリアダイオード、３２はアモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子、３３はダイオード端子、３５は光起電力素子正極端子、３６は光起電力素子負極端子、３７はインターコネクタ、３８は光起電力素子の電気接続部である。

本実施例では、アモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子３２が１６枚直列接続されており、各アモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子３２の２枚直列毎にショットキーバリアダイオード２７が設けられている。

図１２は、本実施例の太陽電池モジュールを構造物の設置面に固定する状況を示す説明図である。図１２において、２１は太陽電池モジュール、２２は太陽電池パネル、２３はスライド部材、３９は構造物の設置面、４０はガイド部材、４１はキャップ部材、４２は太陽電池モジュールのスライド方向である。

図示するように、屋根や壁面等の構造物の設置面３９に固定された一端が閉塞されているチャンネル状のガイド部材４０に、太陽電池パネル２２の裏面に設けた断面Ｈ形状のスライド部材２３をスライドさせて嵌合させ、開放端部にキャップ部材４１を被せて太陽電池モジュール２１を構造物の設置面３９に固定した。本実施例では、キャップ部材４１は１モジュール当たり４個でよい。

本実施例の構成によれば、従来と同等の機械的強度で太陽電池モジュール２１が作製できると同時に、太陽電池モジュール２１の設置施工が従来の締結部材による締め付け固定よりも格段に簡単である。また、太陽電池モジュール２１を取り外す必要がある場合には、ガイド部材４０からキャップ部材４１を外してスライド部材２３をスライドさせるだけで、極めて容易に太陽電池モジュール２１を取り外すことが可能である。

したがって、本実施例によれば、従来の太陽電池モジュールと同程度の機械的強度を有しつつ、コストの低減化を図ることができ、施工作業の極めて容易な太陽電池モジュールを提供することができる。

〔実施例２〕
実施例２の太陽電池モジュールは、ＥＴＦＥ、ＥＶＡ及びＰＥＴからなる被覆材により被覆され、補強部材としての溶融Ｚｎ５５％−Ａｌ系合金メッキ鋼板（ガルバリウム鋼板）と一体積層されたアモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子を用いた太陽電池パネル、アルミニウムからなるスライド部材、太陽電池パネルとスライド部材とを接合する接着剤、及び屋根や壁面等の構造物の設置面に固定されるガイド部材から構成されている。

本実施例に用いられる光起電力素子、光起電力素子群の構成、太陽電池パネルの材料、スライド部材の形状、及び施工状況は実施例１と同様である。

図１３は実施例２の太陽電池モジュールを受光面側から見た状態を示す斜視図、図１４は本実施例の太陽電池モジュールを示す側面図、図１５は本実施例の太陽電池モジュールを非受光面側から見た状態を示す斜視図である。これらの図において、５１は太陽電池モジュール、５２は太陽電池パネル、５３はスライド部材、５４はアモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子群、５６はギャップ部、５７はバイパスダイオード素子、５８はＥＶＡ、５９はＥＴＦＥ、６０はＰＥＴ、６１は補強部材、６２はシリコン接着剤、６３はジャンクションボックスである。

図示するように、本実施例におけるスライド部材５３は、太陽電池パネル５２の長辺方向に沿って並列に３本配置されており、太陽電池パネル２２の機械的強度を保つことができる。さらに、太陽電池パネル２２を構成するアモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子群５４における光起電力素子間のギャップ部５６の直下にスライド部材５３が配置されているので、ギャップ部５６の太陽電池パネル５２への応力、歪を小さくすることができる。このギャップ部５６の強度は、通常、補強部材６１としての溶融Ｚｎ５５％−Ａｌ系合金メッキ鋼板の厚みで維持されるため、本実施例のように構成することで、補強部材６１の厚みを実施例１よりも薄くすることが可能である。

なお、太陽電池パネル２２の裏面において、スライド部材同士の間には、ジャンクションボックス６３が正極、負極に別々に設けられている。

〔実施例３〕
実施例３の太陽電池モジュールは、ＥＴＦＥ、ＥＶＡ及びＰＥＴからなる被覆材により被覆され、補強部材としての溶融Ｚｎ５５％−Ａｌ系合金メッキ鋼板（ガルバリウム鋼板）と一体積層されたアモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子を用いた太陽電池パネル、アルミニウムからなるチャンネル状の長尺スライド部材、太陽電池パネルとスライド部材とを接合する接着剤、及び屋根や壁面等の構造物の設置面に固定されるガイド部材から構成されている。

図１６は実施例３の太陽電池モジュールを受光面側から見た状態を示す斜視図、図１７は本実施例の太陽電池モジュールを非受光面側から見た状態を示す斜視図、図１８は本実施例の太陽電池モジュールを示す側面図である。これらの図において、７１は太陽電池モジュール、７２は太陽電池パネル、７３はスライド部材、７４はアモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子群、７５は補強部材、７６はジャンクションボックス、７７はバイパスダイオード素子、７８はＥＶＡ、７９はＥＴＦＥ、８０はＰＥＴ、８１はシリコン接着剤である。

図示するように、本実施例における太陽電池パネル７２の裏面に位置する補強部材７５としての溶融Ｚｎ５５％−Ａｌ系合金メッキ鋼板には、３本の長尺スライド部材７３が並列に接着固定されており、スライド部材同士の間にはジャンクションボックス７６が設けられている。本実施例では、スライド部材７３は、断面がＣ形状のチャンネル状を呈している。

図１９は本実施例の太陽電池モジュールを構造物の設置面に固定する状況を示す説明図、図２０は本実施例の太陽電池モジュールを構造物の設置面に固定した状態を示す説明図である。これらの図において、７１は太陽電池モジュール、７２は太陽電池パネル、７３はスライド部材、７５は補強部材、８２は構造物の設置面、８３はガイド部材、８４は太陽電池モジュールのスライド方向、８５はボルトである。

図示するように、屋根や壁面等の構造物の設置面８２には、断面Ｈ形状のガイド部材８３が長さ方向及び幅方向に所定の間隔を隔てて、長さ方向に３片、幅方向に３片となるように配置されている。これらガイド部材８３に太陽電池パネル７２の裏面に設けたチャンネル状のスライド部材７３をスライドさせて嵌合させ、太陽電池モジュール７１の両端部において、６箇所スライド部材７３の幅方向にボルト８５を貫通させて螺子止めすることにより、太陽電池モジュールのスライド方向８４へ動かないように固定した。

本実施例では、ガイド部材８３は長尺ではなく複数の短片部材であり、上述したように、長さ方向及び幅方向に所定の間隔を隔てて配置されている。このガイド部材８３は長尺部材とすることが好ましいが、ガイド部材８３を取り付ける設置面８２が十分な機械的強度を有する部材で構成されている場合には、本実施例のように必ずしも長尺である必要はなく、短片状の部材であってもよい。

本実施例によれば、実施例１及び実施例２と基本的に同様の作用効果を奏するが、特にガイド部材８３の材料コストを削減することができる。

本発明に係る太陽電池モジュールの一実施形態を受光面側から見た状態を示す斜視図である。 本実施形態の太陽電池モジュールを示す側面図である。 本実施形態の太陽電池モジュールの設置状況を示す斜視図である。 本実施形態の太陽電池モジュールを構造物の設置面に固定した状態を示す側面図である。 本実施形態の太陽電池モジュールにおける太陽電池パネルの断面構造を示す模式図である。 本実施形態の太陽電池モジュールにおけるスライド部材の断面形状を示す模式図である。 実施例１の太陽電池モジュールを受光面側から見た状態を示す斜視図である。 実施例１の太陽電池モジュールを非受光面側から見た状態を示す斜視図である。 実施例１の太陽電池モジュールを示す側面図である。 実施例１における太陽電池パネルに用いられるアモルファス・マイクロクリスタルシリコン型光起電力素子群の構成を受光面側から見た状態を示す平面図である。 本実施例における太陽電池パネルを構成するアモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子の電気接続部を拡大した模式図である。 実施例１の太陽電池モジュールを構造物の設置面に固定する状況を示す説明図である。 実施例２の太陽電池モジュールを受光面側から見た状態を示す斜視図である。 実施例２の太陽電池モジュールを示す側面図である。 実施例２の太陽電池モジュールを非受光面側から見た状態を示す斜視図である。 実施例３の太陽電池モジュールを受光面側から見た状態を示す斜視図である。 実施例３の太陽電池モジュールを非受光面側から見た状態を示す斜視図である。 実施例３の太陽電池モジュールを示す側面図である。 実施例３の太陽電池モジュールを構造物の設置面に固定する状況を示す説明図である。 実施例３の太陽電池モジュールを構造物の設置面に固定した状態を示す説明図である。 従来のフレーム付き太陽電池モジュールの一例であり、（ａ）は受光面側から見た状態を示す平面図、（ｂ）は非受光面側から見た状態を示す背面図である。 従来のアルミフレーム付き太陽電池モジュールの架台への固定構造を示す模式図である。

符号の説明

１ 太陽電池モジュール
２ 太陽電池パネル
３ スライド部材
４ 光起電力素子
５ 接着剤
６ 構造物の設置面
７ ガイド部材
８ 太陽電池モジュールのスライド方向
９ 光起電力素子群
１０ 封止材
１１ 透光性表面部材
１２ 絶縁フィルム
１３ 補強部材
２１ 太陽電池モジュール
２２ 太陽電池パネル
２３ スライド部材
２４ アモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子群
２５ 補強部材
２６ ジャンクションボックス
２７ バイパスダイオード素子
２８ ＥＶＡ
２９ ＥＴＦＥ
３０ ＰＥＴ
３１ シリコン接着剤
３２ アモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子
３３ ダイオード端子
３５ 光起電力素子正極端子
３６ 光起電力素子負極端子
３７ インターコネクタ
３８ 光起電力素子の電気接続部
３９ 構造物の設置面
４０ ガイド部材
４１ キャップ部材
４２ 太陽電池モジュールのスライド方向
５１ 太陽電池モジュール
５２ 太陽電池パネル
５３ スライド部材
５４ アモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子群
５６ ギャップ部
５７ バイパスダイオード素子
５８ ＥＶＡ
５９ ＥＴＦＥ
６０ ＰＥＴ
６１ 補強部材
６２ シリコン接着剤
６３ ジャンクションボックス
７１ 太陽電池モジュール
７２ 太陽電池パネル
７３ スライド部材
７４ アモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子群
７５ 補強部材
７６ ジャンクションボックス
７７ バイパスダイオード素子
７８ ＥＶＡ
７９ ＥＴＦＥ
８０ ＰＥＴ
８１ シリコン接着剤
８２ 構造物の設置面
８３ ガイド部材
８４ 太陽電池モジュールのスライド方向
８５ ボルト

Claims (11)

1. 光電変換を行う光起電力素子群を被覆材で封止した太陽電池パネルを枠体内に支持して成る太陽電池モジュールであって、
   上記太陽電池パネルの裏面となる非受光面に、構造物の設置面に固定するための嵌合取り付け部材が備えられており、
   該嵌合取り付け部材は、上記太陽電池パネルの非受光面に固定されるスライド部材と、上記構造物の設置面に固定され、上記スライド部材を案内してこれに嵌合するガイド部材とから成っていることを特徴とする太陽電池モジュール。
2. 前記スライド部材及び前記ガイド部材のうち、一方が雄嵌合部材であり、他方が雌嵌合部材であ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
3. 前記スライド部材と前記ガイド部材との嵌合時に、該スライド部材がＸＹＺ軸について１軸方向の自由度しか有しないことを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
4. 前記太陽電池パネルの非受光面には、複数本のスライド部材が並走するように複数列に設けられてい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。
5. 前記スライド部材は、前記太陽電池パネルの非受光面の長手方向に沿って平行に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の太陽電池モジュール。
6. 前記スライド部材は、前記太陽電池パネルの非受光面に接着固定されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
7. 前記スライド部材が前記太陽電池パネルを構成する光起電力素子間のギャップ部の直下に配されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
8. 前記スライド部材が前記太陽電池パネルを構成する相隣接する光起電力素子間に接続されたバイパスダイオード本体の直下に配されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
9. 前記太陽電池パネルは、光起電力素子群の表面に透光性表面部材を有すると共に、裏面に絶縁フィルムを有し、これら透光性表面部材と絶縁フィルムとの間を封止材で封止して成り、該絶縁フィルムの裏面に補強部材を積層して加熱真空ラミネート法で一体成形され、該補強部材に前記スライド部材が固定されていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
10. 前記補強部材が平板であることを特徴とする請求項９に記載の太陽電池モジュール。
11. 前記補強部材が金属板であることを特徴とする請求項１０に記載の太陽電池モジュール。
    

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