JP2013143529A - Solar cell module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽電池セルを実装した配線基板を、充填材を介して一対の基板で加圧、挟持してなる太陽電池モジュールに関するものである。 The present invention relates to a solar cell module in which a wiring substrate on which solar cells are mounted is pressed and sandwiched between a pair of substrates via a filler.
光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池は、地球環境問題への関心の高まりから、環境負荷の小さなクリーンなエネルギー源として注目が高まっている。太陽電池に用いられる材料としては、化合物半導体材料や有機材料を用いたものなど様々な種類があるが、現在はシリコン結晶を用いたものが主流となっている。 Solar cells that convert light energy into electrical energy have been attracting attention as a clean energy source with a low environmental load due to increased interest in global environmental problems. There are various types of materials used for solar cells, such as those using compound semiconductor materials and organic materials, but currently, materials using silicon crystals are the mainstream.
太陽電池は、通常、太陽電池セル単体で使用されることは少なく、所定の出力が得られるように、複数の太陽電池セルを直列や並列に接続したもの(太陽電池ストリング)を、一対の基板間に充填材を充填して封止した太陽電池モジュールの形態で使用される。 A solar cell is rarely used alone as a single solar cell, and a plurality of solar cells connected in series or in parallel (solar cell string) are used as a pair of substrates so that a predetermined output can be obtained. It is used in the form of a solar cell module filled with a filler in between.
図11は、従来の太陽電池モジュール100の概略の構成を示す断面図である。同図に示すように、太陽電池モジュール100は、太陽電池セル101を実装したFPC(フレキシブルプリント基板)102を、充填材103・104を介して一対の基板105・106で加圧する、いわゆるラミネート加工によって形成されている。なお、説明の簡略化のため、図11では、一対の基板105・106で挟持される太陽電池セル101およびFPC102の数を1つとしている。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a conventional
図12(a)は、太陽電池セル101の底面図であり、図12(b)は、FPC102の平面図である。なお、図11の断面図は、図12(b)のFPC102におけるC−C’線での断面に対応する断面図となっている。太陽電池セル101は、例えば、半導体基板の裏面(受光面とは反対側の面)に正極性の電極101aと負極性の電極101bとが交互に配置された裏面電極型の太陽電池セルで構成されている。FPC102には、電極102a・102bが、電極101a・101bの配置パターンと対応するパターンで形成されている。電極102a・102bは、太陽電池セル101の電極101a・電極101bとそれぞれ電気的に接続される。そして、複数の電極102aは、帯状の端子102t1に電気的に接続されており、複数の電極102bは、帯状の端子102t2に電気的に接続されている。これらの端子102t1・102t2により、複数の電極102a・102bが引き出されることになる。
FIG. 12A is a bottom view of the
各端子102t1・102t2は、外部配線107・108と例えばはんだ付けによって電気的に接続されている。つまり、各端子102t1・102t2と外部配線107・108とは、はんだ109・110を介して重なるように接続されている。図12(b)においてハッチングで示した部分は、はんだ109・110によって接続される部分を示している。このような構成により、太陽電池セル101で発生した電力をFPC102および外部配線107・108を介して外部に取り出すことができる。
The terminals 102t 1 and 102t 2 are electrically connected to the
ところで、上記構成の太陽電池モジュール100においては、ラミネート加工時に、はんだ実装している領域近傍にて、一対の基板105・106にクラック(割れ)が発生しやすいという問題がある。その理由は、以下の通りである。
By the way, in the
FPC102は、例えばポリイミド(PI)からなる基材(厚さ12.5μm)の表面に銅箔層(厚さ35μm)が付いたもので構成され、端子102t1・102t2の部分でのFPC102の厚さは、50μm程度となっている。一方、外部配線107・108は、例えばワイヤ線(厚さ1mm以上)やバスバー(厚さ0.5mm程度)などで構成されている。このため、端子102t1と外部配線107との接続部P、および端子102t2と外部配線108との接続部Qでは、他の部位よりも厚みが増大する。
The FPC 102 is configured by, for example, a substrate (thickness 12.5 μm) made of polyimide (PI) with a copper foil layer (thickness 35 μm), and the FPC 102 at the portions of the terminals 102 t 1 and 102 t 2 . The thickness is about 50 μm. On the other hand, the
したがって、ラミネート加工の加圧工程においては、その厚みが厚くなっている接続部P・Qの領域に圧力が集中するとともに、基板105・106において接続部P・Qと対向する領域105a・106aおよび領域105b・106b(図11参照)に圧力が集中し、これらの領域にてクラックが生じてしまう。なお、太陽電池モジュール100の軽量化を目的として、基板105・106を薄い基板で構成する場合には、基板105・106自体の強度がさらに弱くなるため、クラックがさらに生じやすくなる。
Therefore, in the pressurizing process of the laminating process, the pressure is concentrated in the region of the connecting portion P / Q where the thickness is increased, and the
この点、例えば特許文献1では、太陽電池素子を相互に接続するリード線および出力取り出し用のリード線を、断面円形の丸型中空線や中身が詰まった丸型線で構成するよりも、薄い平板状の平角型で構成するほうが、モジュール製造時のラミネート工程における素子の割れを防ぐのに適していることが述べられている。 In this regard, for example, in Patent Document 1, the lead wire for connecting the solar cell elements to each other and the output lead wire are thinner than a round hollow wire having a circular cross section or a round wire filled with contents. It is stated that the flat rectangular shape is more suitable for preventing element cracking in the laminating process at the time of module manufacture.
ところが、特許文献1で述べられているように配線を薄くするには限界があり、電極端子と配線との接続部に圧力が集中しない程度(接続部に段差が生じない程度)まで配線を薄くすることはほとんど不可能である。したがって、接続部が厚みを有していても、ラミネート加工において基板にクラックが発生するのを抑えることができる構成が望まれる。 However, as described in Patent Document 1, there is a limit to thinning the wiring, and the wiring is thinned to the extent that pressure does not concentrate on the connection portion between the electrode terminal and the wiring (so that no step is generated in the connection portion). It is almost impossible to do. Therefore, even if the connection part has thickness, the structure which can suppress that a crack generate | occur | produces in a board | substrate in a lamination process is desired.
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、電極端子と配線との接続部が厚みを有する場合でも、一対の基板の加圧時に、上記の接続部に圧力が集中するのを抑えて、基板にクラックが発生するのを抑えることができる太陽電池モジュールを提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. The purpose of the present invention is to provide a connection between the electrode terminal and the wiring even when the connection between the electrode terminal and the wiring has a thickness. An object of the present invention is to provide a solar cell module capable of suppressing the concentration of pressure and suppressing the generation of cracks in a substrate.
本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池セルを実装した配線基板が、充填材を介して一対の基板で加圧、挟持されてなり、前記配線基板の電極を引き出した端子上に外部配線が重なることによって形成される接続部が前記一対の基板間に位置する太陽電池モジュールであって、前記一対の基板の少なくとも一方には、前記一対の基板を加圧したときに前記接続部にかかる圧力が、前記配線基板における前記接続部以外の部位にかかる圧力に近づくように、前記接続部にかかる圧力を調整する圧力調整部が設けられていることを特徴としている。 In the solar cell module of the present invention, the wiring substrate on which the solar cells are mounted is pressed and sandwiched between the pair of substrates via the filler, and the external wiring overlaps the terminal from which the electrode of the wiring substrate is drawn. The connecting portion formed by the above is a solar cell module positioned between the pair of substrates, and at least one of the pair of substrates has a pressure applied to the connecting portion when the pair of substrates is pressurized. The pressure adjustment part which adjusts the pressure concerning the said connection part is provided so that the pressure concerning parts other than the said connection part in the said wiring board may be approached.
上記の構成によれば、一対の基板を加圧したときに、電極端子と外部配線との接続部にかかる圧力が圧力調整部によって調整され、配線基板における接続部以外の部位にかかる圧力に近づく。これにより、接続部が厚みを有する場合でも、一対の基板間における圧力分布を、配線基板における接続部と接続部以外の部位とでほぼ均一にすることができ、接続部および一対の基板で接続部と対向する部位に圧力が集中するのを抑えることができる。その結果、上記の圧力集中によって一対の基板にクラックが発生するのを抑えることができる。 According to said structure, when a pair of board | substrate is pressurized, the pressure concerning the connection part of an electrode terminal and external wiring is adjusted by the pressure adjustment part, and it approaches the pressure concerning parts other than a connection part in a wiring board. . As a result, even when the connection portion has a thickness, the pressure distribution between the pair of substrates can be made almost uniform between the connection portion and the portion other than the connection portion in the wiring board, and the connection portion and the pair of substrates are connected. It can suppress that a pressure concentrates on the site | part which opposes a part. As a result, the occurrence of cracks in the pair of substrates due to the pressure concentration can be suppressed.
本発明の太陽電池モジュールにおいて、前記圧力調整部は、前記一対の基板の少なくとも一方において前記接続部と対向する側が凹形状の凹部であってもよい。 In the solar cell module of the present invention, the pressure adjusting portion may be a concave portion having a concave shape on the side facing the connection portion in at least one of the pair of substrates.
この構成では、一対の基板を加圧したときに、接続部における端子と外部配線との段差を凹部の窪みでキャンセルさせて、一対の基板間における圧力分布を、配線基板における接続部と接続部以外の部位とでほぼ均一にすることができる。これにより、接続部が厚みを有する場合でも、一対の基板に部分的に圧力が集中するのを確実に抑えて、一対の基板にクラックが発生するのを確実に抑えることができる。しかも、基板に凹部を形成するという簡単な構成で、そのような効果を得ることができる。 In this configuration, when the pair of substrates is pressurized, the step between the terminal and the external wiring in the connection portion is canceled by the depression in the recess, and the pressure distribution between the pair of substrates is connected to the connection portion and the connection portion in the wiring substrate. It can be made almost uniform with other parts. Thereby, even when the connecting portion has a thickness, it is possible to reliably suppress partial concentration of pressure on the pair of substrates, and to reliably prevent cracks from occurring on the pair of substrates. Moreover, such an effect can be obtained with a simple configuration in which a recess is formed in the substrate.
本発明の太陽電池モジュールにおいて、前記凹部は、前記接続部における前記端子と前記外部配線との段差に相当する深さを有していてもよい。 The solar cell module of this invention WHEREIN: The said recessed part may have the depth corresponded to the level | step difference of the said terminal and the said external wiring in the said connection part.
この場合、一対の基板を加圧したときに、接続部における端子と外部配線との段差を凹部の窪みで確実にキャンセルさせて、一対の基板間における圧力分布を、配線基板における接続部と接続部以外の部位とで確実に均一に近づけることができる。 In this case, when the pair of substrates is pressurized, the step between the terminal and the external wiring in the connection portion is surely canceled by the depression in the recess, and the pressure distribution between the pair of substrates is connected to the connection portion in the wiring substrate. It is possible to ensure that it is close to the uniform area.
本発明の太陽電池モジュールにおいて、前記凹部は、前記一対の基板の少なくとも一方において前記接続部と対向する側の面のみが凹形状で形成されていてもよい。 In the solar cell module of the present invention, the concave portion may be formed in a concave shape only on the surface facing the connection portion in at least one of the pair of substrates.
この構成では、一対の基板の少なくとも一方において接続部と対向する側の面のみが凹形状となるように、基板を成形または加工することで、凹部を容易に実現することができる。 In this configuration, the concave portion can be easily realized by molding or processing the substrate so that only the surface on the side facing the connection portion in at least one of the pair of substrates has a concave shape.
本発明の太陽電池モジュールにおいて、前記凹部は、前記一対の基板の少なくとも一方における前記接続部と対向する部位が基板ごと、前記接続部とは反対側に窪むことによって形成されていてもよい。 The solar cell module of this invention WHEREIN: The said recessed part may be formed when the site | part which opposes the said connection part in at least one of the said pair of board | substrates is dented to the opposite side to the said connection part for every board | substrate.
このように、基板において接続部と対向する部位が基板ごと、接続部とは反対側に窪むことによっても、圧力調整部としての凹部を実現することができる。 As described above, the concave portion as the pressure adjusting portion can also be realized when the portion of the substrate facing the connecting portion is recessed on the opposite side of the connecting portion together with the substrate.
本発明の太陽電池モジュールにおいて、前記凹部は、前記接続部との距離が増大するにしたがって開口幅が狭くなるテーパー状に形成されていてもよい。 The solar cell module of this invention WHEREIN: The said recessed part may be formed in the taper shape from which an opening width becomes narrow as the distance with the said connection part increases.
この場合、一対の基板を加圧したときに、基板における凹部の内側と外側との境界付近での圧力の変化を緩やかにすることができる。これにより、一対の基板間での圧力分布をより均一化することができ、一対の基板に部分的に圧力が集中してクラックが生じるのをより一層確実に抑えることができる。 In this case, when the pair of substrates is pressurized, the change in pressure near the boundary between the inside and the outside of the recess in the substrate can be moderated. As a result, the pressure distribution between the pair of substrates can be made more uniform, and it is possible to more reliably suppress the occurrence of cracks due to partial concentration of pressure on the pair of substrates.
本発明の太陽電池モジュールにおいて、前記一対の基板のうち、前記凹部が形成される基板は、樹脂基板であってもよい。 The solar cell module of this invention WHEREIN: The resin substrate may be sufficient as the board | substrate with which the said recessed part is formed among a pair of said board | substrates.
樹脂基板であれば、凹部の形成(加工)を容易に行うことができる。 If it is a resin substrate, formation (processing) of a recessed part can be performed easily.
本発明の太陽電池モジュールにおいて、前記圧力調整部は、前記一対の基板の少なくとも一方において前記接続部と対向する部位を少なくとも切り欠いた切り欠き部と、前記切り欠き部を前記接続部側から覆うように、前記切り欠き部を有する基板に設けられる伸縮性シートとを有して構成されていてもよい。 In the solar cell module of the present invention, the pressure adjusting unit covers at least one of the pair of substrates from at least one portion facing the connecting portion, and covers the notched portion from the connecting portion side. Thus, it may be configured to have a stretchable sheet provided on the substrate having the cutout portion.
この構成では、接続部が厚みを有している場合でも、一対の基板を加圧したときに、接続部にかかる圧力が伸縮性シート側に逃げるため、一対の基板に部分的に圧力がかかるのを低減して、クラックの発生を抑えることができる。また、伸縮性シートは、切り欠き部を接続部側から覆うように基板に設けられているので、充填材が、切り欠き部から外部に漏れ出ることはなく、基板および伸縮性シートと配線基板とを充填材を介して確実に積層することができる。 In this configuration, even when the connecting portion has a thickness, when the pair of substrates are pressurized, the pressure applied to the connecting portion escapes to the stretchable sheet side, so that the pressure is partially applied to the pair of substrates. This can reduce the occurrence of cracks. In addition, since the stretchable sheet is provided on the substrate so as to cover the notch portion from the connection portion side, the filler does not leak outside from the notch portion, and the substrate, the stretchable sheet, and the wiring substrate Can be reliably laminated via the filler.
本発明の太陽電池モジュールにおいて、前記配線基板には、他の配線基板から前記外部配線を介して供給される電流をバイパスさせるためのバイパスダイオードが設けられており、前記切り欠き部は、前記一対の基板の少なくとも一方において前記接続部および前記バイパスダイオードと対向する部位を切り欠いて形成されていてもよい。 In the solar cell module of the present invention, the wiring board is provided with a bypass diode for bypassing a current supplied from another wiring board via the external wiring, and the notch is formed of the pair of cutouts. In at least one of the substrates, a portion facing the connection portion and the bypass diode may be cut out.
この場合、一対の基板を加圧したときに、接続部およびバイパスダイオードにかかる圧力が伸縮性シート側に逃げるため、一対の基板のクラックを抑えるとともに、バイパスダイオードの破損を抑えることができる。 In this case, when the pair of substrates are pressurized, the pressure applied to the connecting portion and the bypass diode escapes to the stretchable sheet side, so that cracks in the pair of substrates can be suppressed and breakage of the bypass diode can be suppressed.
本発明の太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池セルは、半導体基板における受光面とは反対側の裏面にセル電極が形成された裏面電極型の太陽電池セルであってもよい。 In the solar cell module of the present invention, the solar cell may be a back electrode type solar cell in which a cell electrode is formed on the back surface of the semiconductor substrate opposite to the light receiving surface.
この場合は、裏面電極型の太陽電池セルを実装した太陽電池モジュールにおいて、上述した効果を得ることができる。 In this case, the above-described effects can be obtained in the solar battery module in which the back electrode type solar battery cell is mounted.
本発明によれば、一対の基板を加圧したときに接続部にかかる圧力が圧力調整部によって調整され、一対の基板間における圧力分布が、配線基板における接続部と接続部以外の部位とでほぼ均一になる。これにより、接続部が厚みを有する場合でも、接続部および一対の基板で接続部と対向する部位に圧力が集中するのを抑えて、一対の基板にクラックが発生するのを抑えることができる。 According to the present invention, the pressure applied to the connecting portion when the pair of substrates is pressurized is adjusted by the pressure adjusting portion, and the pressure distribution between the pair of substrates is different between the connecting portion and the portion other than the connecting portion in the wiring board. Almost uniform. As a result, even when the connection portion has a thickness, it is possible to suppress the pressure from being concentrated on the connection portion and the pair of substrates facing the connection portion, and to prevent the pair of substrates from being cracked.
本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、各実施の形態において、同一の構成には同一の部材番号を付記して、その説明を省略することがある。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each embodiment, the same components may be denoted by the same member numbers, and the description thereof may be omitted.
〔実施の形態1〕
図1は、本実施形態の太陽電池モジュール1の概略の構成を分解して示す断面図である。同図に示すように、太陽電池モジュール1は、太陽電池セル2を実装したFPC3を、充填材4・5を介して一対の基板6・7で加圧、挟持して構成されている。なお、本実施形態では、1つの太陽電池セル2が1つのFPC3に実装されて一対の基板6・7間に封入されているが、封入される太陽電池セル2およびFPC3の個数は複数であってもよい。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is an exploded cross-sectional view showing a schematic configuration of a solar cell module 1 of the present embodiment. As shown in the figure, the solar cell module 1 is configured by pressing and sandwiching an
太陽電池セル2は、本実施形態では、裏面電極型の太陽電池セルで構成されている。図2は、太陽電池セル2の概略の構成を示す斜視図である。太陽電池セル2は、半導体基板20と、半導体基板20の受光面20a上に設けられた反射防止膜21と、半導体基板20の裏面(受光面20aとは反対側の面)20b上に設けられたパッシベーション層22、n電極23(負極性の電極)およびp電極24(正極性の電極)とを含んでいる。
In this embodiment, the
半導体基板20は、例えばn型の単結晶シリコン基板を用いて形成されており、n型導電領域20cと、n型拡散領域20dと、p型拡散領域20eとを有している。n型拡散領域20dは、半導体基板20の裏面20b側に設けられ、n型導電領域20cよりも高濃度のn型不純物を有する領域である。p型拡散領域20eは、半導体基板20の裏面20b側に設けられ、p型不純物を有する領域である。
The semiconductor substrate 20 is formed using, for example, an n-type single crystal silicon substrate, and has an n-type
ここで、半導体基板20の裏面に平行な面内で互いに垂直な2方向を、A方向およびB方向とする。n型拡散領域20dおよびp型拡散領域20eは、A方向に帯状に延びて形成されているとともに、B方向に所定のピッチで交互に形成されている。なお、図2では、n型拡散領域20dおよびp型拡散領域20eを2つずつ示しているが、n型拡散領域20dおよびp型拡散領域20eは、多数(例えば数十個以上)形成されていてもよい。
Here, two directions perpendicular to each other in a plane parallel to the back surface of the semiconductor substrate 20 are defined as an A direction and a B direction. The n-
n電極23は、パッシベーション層22の開口部22aを介して、n型拡散領域20dにオーミック接触している。同様に、p電極24は、パッシベーション層22の開口部22aを介して、p型拡散領域20eにオーミック接触している。n電極23およびp電極24は、n型拡散領域20dおよびp型拡散領域20eと同様に、A方向に帯状に延びて形成されているとともに、B方向に所定のピッチで交互に形成されている。
The n-
上記の構成において、太陽電池セル2に光(太陽光)が入射すると、励起子(電子、正孔)が生じ、電子はn電極23側に、正孔はp電極24側に集まり、これによって、n電極23およびp電極24間に電位差が生ずる。この電位差に相当する電流は、太陽電池セル2が実装されるFPC3を介して外部に取り出される。
In the above configuration, when light (sunlight) is incident on the
なお、太陽電池セル2は、半導体基板20としてn型のシリコン基板を用いて構成されているが、p型のシリコン基板を用いて構成されてもよいし、シリコン基板以外の半導体基板を用いて構成されてもよい。
The
FPC3は、太陽電池セル2が実装されるフレキシブルプリント基板(配線基板)であり、ポリイミド(PI)からなる基材の表面に銅箔層が付いたもので構成されている。ここで、図3は、FPC3および裏面側の基板7の平面図である。なお、図1の断面図は、図3のFPC3におけるC−C’線での断面に対応する断面図となっている。
The
図3に示すように、FPC3は、太陽電池セル2のp電極24およびn電極23の形成パターンと対応するパターンで形成される複数の電極3a・3bを有している。これらの電極3a・3bは、A方向にライン状に形成されてB方向に並列に、かつ、交互に配置される。複数の電極3aは、B方向に帯状に形成された端子3t1とA方向の一端側でそれぞれ電気的に接続されており、複数の電極3bは、B方向に帯状に形成された端子3t2とA方向の他端側でそれぞれ電気的に接続されている。これらの端子3t1・3t2により、複数の電極3a・3bが引き出されることになる。また、複数の電極3aと端子3t1とで櫛刃状の電極が構成され、複数の電極3bと端子3t2とで櫛刃状の電極が構成されるが、これらの櫛刃状の電極は互いにかみ合うように配置されている。
As shown in FIG. 3, the
各端子3t1・3t2は、外部配線8・9とはんだ付けによって電気的に接続されている。つまり、各端子3t1・3t2と外部配線8・9とは、はんだ10・11を介して重なるように接続されている。ちなみに、図3でハッチングで示した部分は、はんだ10・11によって接続される部分を示している。
The terminals 3t 1 and 3t 2 are electrically connected to the
したがって、太陽電池セル2のp電極24およびn電極23と、FPC3の電極3a・3bとをそれぞれ接続することにより、太陽電池セル2で発生した電力を、FPC3および外部配線8・9を介して外部に取り出すことができる(外部配線8・9を介して電流を流すことができる)。
Therefore, by connecting the p-
なお、端子3t1と外部配線8との接続部P、および端子3t2と外部配線9との接続部Qでは、はんだ10・11を介して外部配線8・9が重なって接続される分だけ、他の部位(FPC3の接続部P・Q以外の部分)よりも厚みが増大している。これらの接続部P・Qは、一対の基板6・7間に位置しており、太陽電池セル2およびFPC3とともに一対の基板6・7間で充填材4・5によって封止される。
In addition, in the connection part P between the terminal 3t 1 and the
図1において、充填材4・5のうち、太陽電池セル2に対して光入射側に位置する充填材4は、太陽光を透過する透明な樹脂で形成されている。具体的には、充填材4としては、例えば、エチレンビニルアセテート樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、オレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂およびゴム系樹脂からなる群から選択された少なくとも1つの透明樹脂を用いることが可能である。太陽電池セル2に対して光入射側とは反対側に位置する充填材5は、本実施形態では、上記した充填材4と同じ材料で形成されているが、充填材4と異なる材料(例えば不透明または半透明な樹脂)で形成されてもよい。
In FIG. 1, among the
一対の基板6・7のうち、太陽電池セル2に対して光入射側に位置する基板6(表面基板)は、太陽光を透過する透明なガラス基板で形成されているが、ポリカーボネート(PC)からなる透明な樹脂基板で形成されてもよい。太陽電池セル2に対して光入射側とは反対側に位置する基板7(裏面基板)は、本実施形態では、ポリカーボネートからなる透明な樹脂基板で構成されている。この基板7においては、上記の接続部P・Qと対向する位置に、接続部P・Qと対向する側が凹形状の凹部7a・7bが形成されている。このように、基板7に凹部7a・7bを設けた点が、本実施形態の大きな特徴である。
Of the pair of
図4は、基板7の(FPC3側からの)平面図と、上記平面図におけるD−D’線矢視断面図およびE−E’線矢視断面図とを併せて示したものである。凹部7a・7bは、太陽電池セル2およびFPC3を充填材4・5を介して一対の基板6・7で加圧したときに、接続部P・Qにかかる圧力がFPC3における接続部P・Q以外の部位にかかる圧力に近づくように、接続部P・Qにかかる圧力を調整する圧力調整部としての機能を有している。凹部7aの深さは、接続部Pにおける端子3t1と外部配線8との段差L1(図1参照)に相当する深さD1に設定されており、凹部7bの深さは、接続部Qにおける端子3t2と外部配線9との段差L2に相当する深さD2に設定されている。なお、段差L1・L2に相当する深さD1・D2とは、ここでは、深さD1・D2が段差L1・L2とほとんど同一であることを意味する。また、凹部7a・7bはそれぞれ、接続部P・Qとの距離が増大するにしたがって(接続部P・Qから離れるにしたがって)開口幅が狭くなるテーパー状に形成されている。
FIG. 4 shows a plan view of the substrate 7 (from the
太陽電池モジュール1をラミネート加工によって得る際には、太陽電池セル2を実装したFPC3を、充填材4・5を介して一対の基板6・7で加圧する。このとき、基板7には、接続部P・Qと対向する位置に凹部7a・7bがそれぞれ形成されているので、一対の基板6・7で太陽電池セル2およびFPC3を加圧したときに、接続部P・Qにかかる圧力が凹部7a・7bでそれぞれ調整されて、FPC3における接続部P・Q以外の部位にかかる圧力に近づく。
When the solar cell module 1 is obtained by laminating, the
つまり、一対の基板6・7を加圧したときに、接続部P・Qの段差L1・L2が凹部の窪み(深さD1・D2)でキャンセルされるため、一対の基板6・7間における圧力分布が、FPC3における接続部P・Qとそれ以外の部位とでほぼ均一になる。したがって、接続部P・Qが厚みを有する場合でも、接続部P・Q、および一対の基板6・7で接続部P・Qと対向する部位に圧力が集中するのを抑えて、一対の基板6・7にクラックが発生するのを抑えることができる。
That is, when the pair of
特に、圧力調整部として、基板7において接続部P・Qと対向する側の面が凹形状の凹部7a・7bを設けることにより、上記のように接続部P・Qの段差L1・L2を凹部の窪みでキャンセルさせて、一対の基板6・7間における圧力分布をほぼ均一にできる。これにより、接続部P・Qが厚みを有する場合でも、一対の基板6・7に部分的に圧力が集中するのを確実に抑えて、一対の基板6・7にクラックが発生するのを確実に抑えることができる。しかも、基板7に凹部7a・7bを設けるという簡単な構成で、上記の効果を得ることができる。
In particular, by providing
また、凹部7a・7bは、接続部P・Qにおける段差L1・L2に相当する深さD1・D2を有しているので、一対の基板6・7を加圧したときに、接続部P・Qの段差L1・L2を凹部の窪み(深さD1・D2)で確実にキャンセルさせて、一対の基板6・7間における圧力分布を、FPC3における接続部P・Qとそれ以外の部分とで確実に均一に近づけることができる。
Further, when the
なお、D1=L1およびD2=L2であることが望ましいが、D1>L1およびD2>L2の場合は勿論のこと、D1<L1およびD2<L2の場合であっても、凹部7a・7bが形成されている限り、部分的な圧力集中を抑える効果はある。つまり、D1≧L1およびD2≧L2であれば、D1<L1およびD2<L2の場合よりも、圧力分布をより均一化して、基板6・7にクラックが発生するのを抑えることができる。
It is desirable that D 1 = L 1 and D 2 = L 2 , but of course when D 1 > L 1 and D 2 > L 2 , D 1 <L 1 and D 2 <L 2 Even in this case, as long as the
また、凹部7a・7bは、テーパー状に形成されているので、一対の基板6・7を加圧したときに、基板7における凹部7a・7bの内側と外側との境界付近での圧力の変化を緩やかにすることができる。これにより、一対の基板6・7間における接続部P・Q付近での圧力の分布をより均一化することができ、一対の基板6・7に部分的に圧力が集中してクラックが生じるのをより一層確実に抑えることができる。
Further, since the
また、本実施形態では、一対の基板6・7のうち、凹部7a・7bが形成される基板7として、樹脂基板を用いている。このように樹脂基板を用いれば、例えば金型を用いた樹脂成形や加工により、凹部7a・7bの形成が容易となり、圧力調整部を容易に実現することができる。
Moreover, in this embodiment, the resin substrate is used as the board |
また、本実施形態では、太陽電池セル2として、図2で示したように、半導体基板20における受光面20aとは反対側の裏面20bにセル電極(n電極23、p電極24)が形成された裏面電極型の太陽電池セルを用いているので、そのような太陽電池セル2をFPC3に実装した太陽電池モジュール1において、上述した効果(基板6・7のクラックを抑える効果)を得ることができる。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, cell electrodes (
また、凹部7a・7bは、基板7において、接続部P・Qと対向する側の面のみが凹形状で形成された構成である。この場合、基板7の接続部P・Qと対向する側の面のみが凹形状となるように、基板7を成形または加工することで、凹部7a・7bを容易に実現することができる。しかし、凹部7a・7bは、このような構成に限定されるわけではない。
Further, the
図5は、基板7の他の構成を示す断面図である。同図に示すように、基板7における接続部P・Qと対向する部位が基板7ごと、接続部P・Qとは反対側に窪むことによって形成されていてもよい。つまり、基板7の表面(接続部P・Q側)は凹形状であり、基板7の裏面は凸形状であってもよい。なお、このような形状の基板7は、例えば樹脂成形によって得ることが可能である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing another configuration of the
このように、基板7ごと窪むことによって凹部7a・7bが形成されている場合でも、一対の基板6・7の加圧時に接続部P・Qにかかる圧力を凹部7a・7bで調整して、FPC3の接続部P・Q以外の部位にかかる圧力に近づけることができる。したがって、このように基板7自体を窪ませて凹部7a・7bを形成することによっても、圧力調整部(凹部7a・7b)を実現することができる。
Thus, even when the
なお、本実施形態では、一対の基板6・7のうち、裏面側の基板7にのみ圧力調整部としての凹部7a・7bを形成しているが、表面側の基板6にのみ、圧力調整部としての凹部を形成してもよく、また、両基板に上記の凹部を形成してもよい。ただし、基板6に凹部を形成する場合には、基板6として加工が容易な透明な樹脂基板を用いることが望ましい。
In the present embodiment, the
〔実施の形態2〕
図6は、本実施形態の太陽電池モジュール1の概略の構成を分解して示す断面図であり、図7は、上記太陽電池モジュール1のFPC3および基板7の平面図である。なお、図6の断面図は、図7のFPC3におけるC−C’線での断面に対応する断面図となっている。また、図8は、基板7の(FPC3側からの)平面図と、上記平面図におけるD−D’線矢視断面図およびE−E’線矢視断面図とを併せて示したものである。
[Embodiment 2]
FIG. 6 is an exploded cross-sectional view showing a schematic configuration of the solar cell module 1 of the present embodiment, and FIG. 7 is a plan view of the
これらの図に示すように、本実施形態の太陽電池モジュール1は、実施の形態1の構成において、基板7に、凹部7a・7bを形成する代わりに切り欠き部31a・31bを形成し、さらに、この切り欠き部31a・31bの位置に伸縮性シート32a・32bを設けた構成となっている。なお、図7では、伸縮性シート32a・32bの図示を省略している。
As shown in these drawings, the solar cell module 1 of the present embodiment is formed by forming
切り欠き部31a・31bは、基板7において接続部P・Qと対向する部位を少なくとも切り欠いて形成されている。この切り欠き部31a・31bは、基板7の樹脂成形時に同時に形成されてもよいし、基板7の成形後に所定の部位を切削加工することによって形成されてもよい。本実施形態では、切り欠き部31a・31bは、平面視でほぼ矩形形状であるが、接続部P・Qと対向する部位を少なくとも含んで切り欠いた形状であれば、切り欠き部31a・31bの形状はどのような形状(例えば平面視で円形や矩形以外の多角形)であってもよい。
The
伸縮性シート32a・32bは、切り欠き部31a・31bを接続部P・Q側から覆うように、切り欠き部31a・31bを有する基板7に設けられている。この伸縮性シート32a・32bは、例えばポリブチレンナフタレート(PBN)やポリエチレンテレフタレート(PET)など、伸縮性を有する樹脂のシートで構成されている。伸縮性シート32a・32bの大きさは、切り欠き部31a・31bをそれぞれカバーできる大きさであれば、どのような大きさであってもよい。また、例えば、伸縮性シートを、伸縮性シート32a・32bに共通の1枚もので構成し、切り欠き部31a・31bを含む基板7の全体を覆うように設けるようにしてもよい。
The
上記構成において、ラミネート加工を行うべく、一対の基板6・7を加圧すると、接続部P・Qにかかる圧力が伸縮性シート32a・32b側に逃げるため(伸縮性シート32a・32bの伸縮によって圧力が分散されるため)、接続部P・Qが厚みを有する場合でも、接続部P・Qにおける圧力集中がなくなり、FPC3における接続部P・Qと他の部位とで圧力分布を均一化することができる。これにより、基板6・7にて接続部P・Qと対向する部位に部分的に圧力が集中するのを抑えて、基板6・7にクラックが発生するのを抑えることができる。
In the above configuration, when the pair of
このように、基板6・7の加圧時に接続部P・Qにかかる圧力を、伸縮性シート32a・32bによって調整して接続部P・Qにおける圧力集中をなくすことができることから、伸縮性シート32a・32b、およびこの伸縮性シート32a・32bが設けられる切り欠き部31a・31bは、実施の形態1の凹部7a・7bと同様に、接続部P・Qにかかる圧力を調整する圧力調整部として機能していると言うことができる。
As described above, the pressure applied to the connecting portions P and Q when the
また、伸縮性シート32a・32bは、切り欠き部31a・31bを接続部P・Q側から覆うように基板7に設けられているので、ラミネート加工時に、充填材4が溶けても、切り欠き部31a・31bから外部に漏れ出ることはなく、基板7および伸縮性シート32a・32bとFPC3とを充填材4を介して確実に積層することができる。
Further, since the
ところで、図9は、太陽電池モジュール1の他の構成におけるFPC3および基板7の平面図であり、図10は、上記基板7の(FPC3側からの)平面図と、上記平面図におけるD−D’線矢視断面図およびE−E’線矢視断面図とを併せて示したものである。これらの図に示すように、FPC3には、他のFPC3から外部配線9を介して供給される電流をバイパスさせるためのバイパスダイオード41が設けられていてもよい。そして、上記した切り欠き部31a・31bは、基板7において接続部P・Qおよびバイパスダイオード41と対向する部位を切り欠いて形成されていてもよい。
9 is a plan view of the
バイパスダイオード41は、太陽電池セル2の故障等の不具合や太陽光を遮る影の発生によって太陽電池セル2が発電しない場合に、他の太陽電池セル2およびFPC3から外部配線9を介して供給される電流をバイパスさせて電力低下(発電効率の低下)を防いだり、太陽電池セル2の熱破損を防止する目的で、太陽電池セル2と並列に設けられる。
The
このようにFPC3にバイパスダイオード41が設けられている場合、太陽電池セル2およびFPC3を充填材4・5を介して一対の基板6・7で加圧すると、接続部P・Qおよびバイパスダイオード41に圧力が集中して、基板6・7においてこれらとの対向部位にクラックが生じるおそれがあり、また、上記の圧力集中によってバイパスダイオード41が破損するおそれもある。しかし、切り欠き部31a・31bが、基板7において接続部P・Qおよびバイパスダイオード41と対向する部位を切り欠いて形成されており、伸縮性シート32a・32bが切り欠き部31a・31bを覆うように設けられていることにより、基板6・7を加圧したときに、接続部P・Qおよびバイパスダイオード41にかかる圧力が伸縮性シート32a・32b側に逃げるため、基板6・7におけるクラックの発生を抑えることができるとともに、バイパスダイオード41の破損を抑えることができる。
Thus, when the
なお、本実施形態では、切り欠き部31a・31bおよび伸縮性シート32a・32bを基板7に形成しているが、基板6に形成してもよく、また、基板6・7の両方に形成してもよい。
In this embodiment, the
なお、本実施形態では、配線基板として、銅箔層の付いたFPCを用いているが、銅箔層の付いたガラスエポキシ基板(例えばFR4(Flame Retardant Type 4))を用いてもよい。 In this embodiment, an FPC with a copper foil layer is used as a wiring board, but a glass epoxy board with a copper foil layer (for example, FR4 (Flame Retardant Type 4)) may be used.
本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池セルを実装した配線基板が、充填材を介して一対の基板で加圧、挟持されてなり、配線基板の電極を引き出した端子上に外部配線が重なることによって形成される接続部が一対の基板間に位置する太陽電池モジュールに利用可能である。 In the solar cell module of the present invention, the wiring substrate on which the solar cells are mounted is pressed and sandwiched between the pair of substrates via the filler, and the external wiring overlaps the terminal from which the electrode of the wiring substrate is drawn. Can be used for a solar cell module in which the connecting portion formed between the pair of substrates is positioned between the pair of substrates.
1 太陽電池モジュール
2 太陽電池セル
3 FPC(配線基板)
3a 電極
3b 電極
3t1 端子
3t2 端子
4 充填材
5 充填材
6 基板
7 基板
7a 凹部(圧力調整部)
7b 凹部(圧力調整部)
8 外部配線
9 外部配線
20 半導体基板
20a 受光面
20b 裏面
23 n電極(セル電極)
24 p電極(セル電極)
31a 切り欠き部(圧力調整部)
31b 切り欠き部(圧力調整部)
32a 伸縮性シート(圧力調整部)
32b 伸縮性シート(圧力調整部)
41 バイパスダイオード
P 接続部
Q 接続部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
7b Concave part (pressure adjustment part)
8 External wiring 9 External wiring 20
24 p-electrode (cell electrode)
31a Notch (pressure adjusting part)
31b Notch (pressure adjusting part)
32a Elastic sheet (pressure adjustment part)
32b Elastic sheet (pressure adjustment part)
41 Bypass diode P connection Q connection
Claims (10)
前記一対の基板の少なくとも一方には、前記一対の基板を加圧したときに前記接続部にかかる圧力が、前記配線基板における前記接続部以外の部位にかかる圧力に近づくように、前記接続部にかかる圧力を調整する圧力調整部が設けられていることを特徴とする太陽電池モジュール。 A wiring board on which a solar cell is mounted is pressed and sandwiched between a pair of substrates via a filler, and a connection portion formed by overlapping external wiring on a terminal from which an electrode of the wiring board is drawn out A solar cell module positioned between the pair of substrates,
At least one of the pair of substrates is connected to the connection portion so that a pressure applied to the connection portion when the pair of substrates is pressurized approaches a pressure applied to a portion other than the connection portion in the wiring board. A solar cell module comprising a pressure adjusting unit for adjusting the pressure.
前記一対の基板の少なくとも一方において前記接続部と対向する部位を少なくとも切り欠いた切り欠き部と、
前記切り欠き部を前記接続部側から覆うように、前記切り欠き部を有する基板に設けられる伸縮性シートとを有して構成されていることを特徴とする請求項1に記載の太陽電池モジュール。 The pressure adjusting unit is
At least one of the pair of substrates, a notch portion at least cut out a portion facing the connection portion;
2. The solar cell module according to claim 1, comprising a stretchable sheet provided on a substrate having the cutout portion so as to cover the cutout portion from the connection portion side. .
前記切り欠き部は、前記一対の基板の少なくとも一方において前記接続部および前記バイパスダイオードと対向する部位を切り欠いて形成されていることを特徴とする請求項8に記載の太陽電池モジュール。 The wiring board is provided with a bypass diode for bypassing a current supplied from another wiring board via the external wiring,
9. The solar cell module according to claim 8, wherein the cutout portion is formed by cutting out a portion facing the connection portion and the bypass diode in at least one of the pair of substrates.
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