JP4016490B2 - Solar panel - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池パネルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、省エネルギの要請に伴い太陽エネルギの利用が注目されており、その利用形態のひとつとして、太陽光を多数の太陽電池に受光して電気エネルギに変換する太陽電池が種々検討されている。
【0003】
このように太陽光を電気エネルギに変換して用いる場合、太陽電池は屋根や建家壁面などに設けられている。
【0004】
図10は従来の太陽電池パネルの一例を示す平面図、図11は図10のXI方向拡大矢視図である。
【0005】
図10および11中、aはフッ素樹脂製の不透明な基板、bは透明なガラス板であり、基板aとガラス板bとの間には、基板aとガラス板bとを張り合わせるため中間材cが介在しており、中間材c内には多数の太陽電池セルdが埋込まれている。太陽電池セルdの中間材cへの埋込みは、基板aと太陽電池セルdとの間およびガラス板bと太陽電池セルdとの間にそれぞれシート状のエチレンビニルアセテートあるいはポリビニルブチラールを挟み、真空下で加熱、加圧することにより行う。
【0006】
太陽電池セルdの表面には、隣り合う太陽電池セルdの陽極と陰極とを接続するようセルリボンeが接続されており、所定の太陽電池セルdで起電した電気はセルリボンeを通って順次下流側の太陽電池セルdへ給電されるようになっている。
【0007】
基板aの外側下面には、継電箱fが取付けられており、継電箱f内に設けたターミナルgと、1枚の太陽電池パネルの給電方向下流側端部の太陽電池セルdに張付けたセルリボンeとは、基板aおよび継電箱fの天井部を貫通したリボンhにより接続されている。リボンhは銅リボンにハンダメッキしたものであり、厚さ約0.13〜0.20mm、幅約5〜6mm程度である。
【0008】
ターミナルgには銅などのリード線iが接続されており、リード線iは継電箱fの側部を貫通して外部へ延在し、図示してない集電箱に接続されている。なお、図中、jはダイオードである。
【0009】
太陽エネルギはガラス板bおよび中間材cを通って太陽電池セルdに照射され、発電が行われる。太陽電池セルdで発電された電気はセルリボンeを通って順次下流側へ流れ、リボンhからターミナルgを通ってリード線iへ流れ、リード線iから集電箱に集電され、さらにインバータを通って配電盤へ送られる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
上述の太陽電池パネルは中間材cを加熱、圧着する前はリボンhの中間部は固定されていないため、中間材cの加熱、圧着時にリボンhが動いたり、よじれたり、断線したりする虞れがある。
【0011】
したがって、セルリボンeとターミナルgの接続にリボンhを使用する場合には、リボンhの敷設がやりにくく、加工性が悪い。
【0012】
また、リボンhのよじれ、断線を防止するためには、リボンhの厚さを厚くし、幅を広くする必要があるが、セルリボンeとリボンhの接続部ではセルリボンeとリボンhを重ね合わさなければならないため、セルリボンeとリボンhの重ね合せ部の厚さが一層厚くなる。このため、中間材cの加熱、圧着時にセルリボンeとリボンhの重ね合せ部では中間材cを十分に圧縮できず、この部分の気泡を十分に抜くことができないため、泡残りが生じて製品の美観が損われ、見映えが低下する。
【0013】
さらに、セルリボンeとリボンhの重ね合せ部の部分も加熱、圧着された中間材c内に収納された状態にするには、中間材cは厚いものが必要となり、コストアップを招来する。
【0014】
さらにまた、基板aとして不透明な樹脂材料を使用せず、かわりに透明なガラス板または透明な樹脂材料を使用していわゆるシースルータイプの太陽電池パネルとする場合には、リボンhの幅が広いため、継電箱fの設置位置のいかんによっては、リボンhが目障りとなり、製品としての美観が損われ、見映えが低下する。
【0015】
本発明は上述の実情に鑑み、太陽電池セルのセルリボンと電気を送電する給電線とを接続する手段を、取扱い時や中間材の加熱、圧着時によじれたり断線することのないようにして加工性を向上させることを目的としている。
【0016】
また、本発明はセルリボンと給電線との接続部の重ね合せ部の厚さが薄くなるようにして、セルリボンと給電線との接続部の近辺において中間材内に気泡が生じないようにするとともに給電線の幅を狭くし、太陽電池パネルが、太陽電池セルの両側に透明な板状体が配設されたシースルータイプの場合でも製品としての美観を損うことなく見映えを向上させることを目的としている。
【0017】
さらに、中間材の厚さを薄くすることができるようにしてコストの低減を図ることを目的としている。
【0018】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち第1の発明は、2枚の透明な板状体間に収納された太陽電池セルのセルリボンと太陽電池セルで起電された電気を送電する給電線とを、所定の板状体の内表面に酸化結合された導電性のハンダ(以下、単に導電性のハンダという)により接続したことを特徴とする太陽電池パネルである。
【0019】
したがって、本発明ではセルリボンと給電線を接続する際に導電性のハンダが動いたり、よじれたり、断線することがなく、セルリボンと給電線を接続する際の作業がやりやすく、加工性がよい。
【0020】
また、導電性のハンダとセルリボンの接続部や導電性のハンダと給電線の接続部の厚さはそれほど厚くならず、導電性のハンダは外部から目だつことがないため、美観が向上し、見映えがよい。
【0021】
さらに、板状体間に挿入する中間材の厚さを薄くできるため、コストダウンを図ることができる。
【0022】
給電線は、太陽電池セルで起電された電気を、たとえば板状体の外部に配置した継電箱内に収納したターミナルへ送給する。前記給電線は、1)2枚の透明な板状体間の内部から、該板状体間の外部まで延在される場合と、2)前記板状体間の外部に配設される場合とがある。
【0023】
第2の発明は、2枚の透明な板状体間に収納された太陽電池セルのセルリボンと太陽電池セルで起電された電気を送電する給電線とを、板状体の内表面に酸化結合された導電性のハンダにより接続するとともに前記給電線を板状体に取付けた取付け部材に設けた貫通孔に挿通したことを特徴とする太陽電池パネルである。
【0024】
第3の発明は、2枚の透明な板状体間に収納された太陽電池セルのセルリボンと太陽電池セルで起電された電気を送電する給電線とを、板状体の内表面に酸化結合された導電性のハンダにより接続するとともに前記給電線を板状体に取付けた取付け部材の外周部に軸心方向へ向け敷設したことを特徴とする太陽電池パネルである。
【0025】
第2〜第3の発明においても、第1の発明と同様の作用効果を奏することができる。
【0026】
第4の発明は、2枚の透明な板状体間に収納された太陽電池セルのセルリボンと太陽電池セルで起電された電気を送電する給電線とを、導電性のハンダにより接続するとともに該導電線のハンダを、板状体の内表面から取付け部材を取付けるため板状体に設けた取付け部材用孔内周に沿い板状体外部まで酸化結合したことを特徴とする太陽電池パネルである。
【0027】
第4の発明においても、第1の発明と同様の作用効果を奏することができるうえ、導電性のハンダは板状体の外部まで延在しているため、セルリボンや給電線との接続がより一層やりやすく、より一層加工性もよい。
【0028】
第1〜第4の発明に用いるセルリボンとしては、銅箔にハンダ(Sn+Pb)をディップコートしたものや、銅箔にハンダを電気メッキしたものが使用される。また、銅箔の厚さは100〜250μm、銅箔にディップコートされるハンダの厚さは30〜40μm、銅箔に電気メッキされるハンダの厚さは2〜3μmである。さらにセルリボンの幅は1〜7.5mm程度である。
【0029】
また第1〜第4の発明に用いる導電性のハンダの組成はPb40〜98%、Sn1.8〜50%、Zn0.05〜10%、Sb0.05〜10%、Al0.1%以下であるか、あるいはPb40〜98%、Sn1.8〜50%、Zn0.05〜10%、Sb0.05〜10%、Al0.1%以下、Si+Ti+Beの合計量0.5%以下であることが好ましい。
【0030】
導電性のハンダは酸化結合によりガラス板のような板状体の内表面に固設され、その厚さは10〜200μm、好ましくは20〜150μm程度であり、幅は0.5〜5mm好ましくは1.5〜3mm程度である。
【0031】
導電性のハンダを板状体の内表面に酸化結合により固設する場合には、たとえば、こて部をコイル状のヒータによって加熱し、発振器から供給される高周波電圧によって、こて先に超音波振動を発生させる装置を使用する。すなわち、超音波を印加して導電性のハンダを溶融させ、溶融した導電性のハンダを板状体に供給し、板状体と導電性のハンダとの間に酸素親和力の強いZn(−Zn−O−)を媒介とした化学結合(酸化結合)を発生させる。これにより、導電性のハンダは板状体の表面に強固に接着できる。
【0032】
たとえば、前述のセルリボンにハンダをディップコートする場合には、フラックスを使用するが、フラックスは後洗浄しても残渣を完全になくすことはできず、その結果、フラックスの残渣はハンダを酸化させ、絶縁物化を進めて機器の寿命を短縮することになる。
【0033】
しかるに、導電性のハンダを板状体に酸化結合する際にはフラックスを使用しないため導電性のハンダは酸化せず、したがって絶縁物化が進行することはなく、機器の寿命が長期化する。
【0034】
また導電性のハンダの部分にこれに替えてリボン状のものを使用する場合、取付け時には、太陽電池セルにより一応の仮固定は行われる。しかし、太陽電池セルを板状体間に積層しあるいは圧着する場合、導電性のハンダに替るリボン状のものは動くおそれがある。しかるに、導電性のハンダは、板状体内表面に酸化結合により固設されているため、太陽電池セルを板状体間に積層しあるいは圧着する場合でも動くことがなく、太陽電池セルと接触して短絡を起こすこともない。
【0035】
また、導電性のハンダは上述のごとく動くことがないため、十分直線性を保つことができて美感を保持することができ、デザインの自由度が高い。
【0036】
給電線としては、外部へ露出しない部分ではセルリボンと同様のものを用いることができるが、外に露出する部分では絶縁被覆の導体、たとえば電気用軟銅線、錫メッキ軟銅線、銀・ニッケルメッキ軟銅線、銀メッキ軟銅線が使用され、絶縁体としてはテフロンなどが使用される。導体は外径が0.2〜1.0mm、絶縁体の厚さは0.15〜0.2mm程度である。
【0037】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
【0038】
図1は本発明の太陽電池パネルの実施の形態の第一例を示す断面図(請求項1に対応)、図2は図1に示す継電箱のII方向拡大矢視図、図3は図2のIII−III方向矢視図である。
【0039】
図1中、1,2はガラス板、3は中間材、4は太陽電池セル、5はセルリボン、5aはセルリボン5の延在部、6は貫通孔、7は銅線(給電線)、8はブチルゴム、9,10はシリコンシーラント、11は継電箱、11aは箱本体、11bはキャップ、12はねじ、13はターミナル、14はリード線、16は導電性のハンダ、図3中、15はダイオードである。
【0040】
並列配置した2枚の透明な板状体であるガラス板1,2の間には、ガラス板1,2を張り合わせるため、エチレンビニルアセテートあるいはポリビニルブチラールなどの中間材3が介在しており、中間材3内には一定の間隔で多数の太陽電池セル4が埋込まれ、ガラス板1,2の内面に積層された状態となっている。しかして、ガラス板1,2により合わせガラスが形成されている。ガラス板1,2の板厚は同じでも異なっていてもよい。
【0041】
隣り合う太陽電池セル4,4間には太陽電池セル4のない部分があり、太陽光はこの部分からガラス板1,2を透過し得るようになっている。太陽電池セル4としては結晶質と非晶質のものがある。
【0042】
中間材3を介した太陽電池セル4のガラス板1,2への張り付けは、ガラス板1,2と太陽電池セル4との間にそれぞれエチレンビニルアセテートあるいはポリビニルブチラールのようなシートを介在させて積層体を形成し、該積層体を真空下で加熱、加圧することにより行う。
【0043】
太陽電池セル4の上、下の表面には、隣り合う太陽電池セル4の陽極と陰極を接続するため、薄銅板にハンダメッキを施したセルリボン5が、隣り合う太陽電池セル4の上面と下面をつなぐよう接続されている。また、セルリボン5のうち、電流流れ方向最下流側端のセルリボン5は、太陽電池セル4の端部から太陽電池パネルの端縁側へ向けかつガラス板2の上面側(中間材側)へ向けて延びるセルリボン5の延在部5aを有している。
【0044】
ガラス板2の端縁部近傍に形成した貫通孔6にはガラス板1,2内の中間材3からガラス板2の外方まで延びる銅線7が給電線として設けられている。貫通孔6内には、中間材3側に位置するようブチルゴム8が充填されるとともにガラス板2の外方側に位置するようシリコンシーラント9が充填されている。
【0045】
ガラス板2の外方側表面には貫通孔6に充填したシリコンシーラント9につながりかつ貫通孔6を覆うようにしてシリコンシーラント10が接着されており、シリコンシーラント10の外面には継電箱11が接着されている。
【0046】
継電箱11は内部が中空で下端が開口した箱本体11aと下端開口を遮蔽してねじ12により箱本体11aに固定し得るようにしたキャップ11bを備えている。
【0047】
箱本体11a内には、真鍮片状のターミナル13がねじまたはハンダにより取付けられ、ターミナル13にはリード線14がねじまたはハンダもしくはかしめにより接続されている。リード線14は箱本体11aに形成した孔から箱本体11a外へ延在している。また箱本体11a内には電流バイパス用のダイオード15が配置されている。
【0048】
ガラス板2の内表面には、太陽電池パネルの端縁部側に位置するセルリボン5の延在部5a側から貫通孔6の縁部近傍まで、導電性のハンダ16が細帯状に固設されている。また、導電性のハンダ16の両端部は、それぞれセルリボン5の延在部5a端部および銅線7の中間材3側端部にそれぞれハンダ付けにより接続されている。導電性のハンダ16は酸化結合によりガラス板2の内表面に固設される。
【0049】
太陽エネルギはガラス板1および中間材3を通って太陽電池セル4に照射され、発電が行われる。太陽電池セル4で起電された電気はセルリボン5を通って順次下流側へ流れ、セルリボン5の延在部5aから導電性のハンダ16、銅線7を通って継電箱11内のターミナル13へ送られ、ターミナル13からリード線14へ流れ、リード線14から、たとえば集電箱へ集電され、さらにインバータを通って配電盤へ送られる。
【0050】
ある太陽電池セル4が日陰となり、太陽エネルギが当該太陽電池セル4に照射されない場合、当該太陽電池セル4では発電が行われない。しかして、この場合、上流側の太陽電池セル4から給電された電気は太陽電池パネルのダイオード15を通って下流側へ送られる。
【0051】
本実施の形態例においては、導電性のハンダ16は太陽電池パネルの製作時にガラス板1,2を中間材3で加熱、圧着する前に予めガラス板2の内表面に酸化結合により固設されているため、中間材3の加熱、圧着時に導電性のハンダ16が動いたり、よじれたり、断熱したりすることがない。したがって、セルリボン5の延在部5aと銅線(給電線)7を導電性のハンダ16を介し接続する際の作業がやりやすく、加工性がよい。
【0052】
また、導電性のハンダ16の厚さは薄いため、導電性のハンダ16とセルリボン5の接続部および導電性のハンダ16と銅線7の接続部の厚さはそれほど厚くならない。このため、ガラス板1,2と中間材3の加熱、圧着時に導電性のハンダ16とセルリボン5の接続部および導電性のハンダ16と銅線7の接続部においても、中間材3を十分に圧縮することができ、その結果、この部分の気泡を十分に抜くことができるため、中間材3内に泡残りが生じることがなく、製品の美観が向上し、見映えが良好になる。
【0053】
さらに導電性のハンダ16は幅が狭いため、継電箱11の設ける位置がどこであっても敷設された導電性のハンダ16が目障りとなることがなく、この点からも製品の美観が向上し、見映えが良好となる。
【0054】
さらにまた、導電性のハンダ16の厚さが薄いため、上述したごとく導電性のハンダ16とセルリボン5の接続部の厚さ、導電性のハンダ16と銅線7の接続部の厚さも薄くなり、このためこれらの接続部を内部に埋設させるための中間材3の厚さは薄くてすみ、したがってコストダウンを図ることができる。
【0055】
合わせガラスを構成する2枚のガラス板1,2において、総厚が同じ条件であれば、片側のガラス板2の厚さを他方のガラス板1の厚さに比べて厚くした合わせガラスを用いると、2枚のガラス板を同じ厚さにした合わせガラスに比べ、耐風圧性能が向上する。
【0056】
たとえば、総厚20mmの合わせガラスにおいて、15mm+5mmの合わせガラスは、10mm+10mmの合わせガラスに対して1.17倍の風圧に耐えられる。
【0057】
図4は本発明の太陽電池パネルの実施の形態の第二例の縦断面図(請求項1、2に対応)である。
【0058】
図4中、17はテーパ面、18は円筒面、19はボルト孔、20はテーパ部、21は円筒部、22は緩衝リング、23は貫通孔、24はヒンジボルト、25はヒンジボルト雌体、26は中空半球面座、27は蓋部である。また28は雄ねじ、29はヒンジボルト雄体、30は頭部、31は胴部、32は雄ねじ、33はボルト、34はワッシャ、35はナット、36は取付け金物、37は腕、38はボルト孔、39は貫通孔、40,41はワッシャ、42はリード線、47はブチルゴムである。
【0059】
本発明の太陽電池パネルの実施の形態においては、ガラス板2に継電箱は設けず、ガラス板2の内表面に酸化結合された導電性のハンダ16に一端を接続されたリード線42は、ガラス板2に取付けたヒンジボルト24におけるヒンジボルト雌体25の蓋部27およびヒンジボルト雄体29ならびにヒンジボルト雄体29に螺合されたボルト33を通り、外部へ導びき出されている。
【0060】
すなわち、ガラス板2の四隅には、図4に示すごとく、屋外O側が最大外径で室内I側に向うに従い縮径するテーパ面17とテーパ面17の縮径部に連なる円筒面18とを有する、屋外O側が皿孔状で室内I側が円筒状のボルト孔19がガラス板2を板厚方向へ貫通するよう、穿設されている。
【0061】
ボルト孔19には、ボルト孔19の皿孔状の部分の内周に密接するテーパ部20とテーパ部20の最小直径部に連なり、ボルト孔19の円筒状の部分に密接する円筒部21とを備えた緩衝リング22が嵌合されている。しかして、緩衝リング22には、断面形状が緩衝リング22の外形断面形状と略相似の断面形状の貫通孔23がその外形形状に沿って設けられている。
【0062】
緩衝リング22の貫通孔23には、外周面が貫通孔23の内周面に密接し得るようにしたヒンジボルト24のヒンジボルト雌体25が室内I側へ突出するよう内嵌されている。しかしてヒンジボルト雌体25には、ガラス板2の室内I側が開口した中空半球面座26が形成されているとともにヒンジボルト雌体25のガラス板2屋外O側には中空半球面座26内を屋外O側から遮蔽するよう、蓋部27が設けられている。またヒンジボルト雌体25の室内I側へ突出する円筒面外周には、雄ねじ28が設けられている。
【0063】
ヒンジボルト雌体25に連結されるヒンジボルト雄体29は、半球形状の頭部30とこの頭部30から軸心に沿い離れるに従い拡径されるほぼ逆截頭円錐状の胴部31を備えており、胴部31の頭部30とは反対側の端部に形成した雌ねじ32には、ボルト33を螺合し得るようになっている。
【0064】
また、ヒンジボルト雌体25の中空半球面座26を形成する中空孔内には、ヒンジボルト雄体29の頭部30が嵌入されており、ヒンジボルト雄体29とヒンジボルト雌体25は、ヒンジボルト雄体29の頭部30がヒンジボルト雌体25の中空半球面座26に対し摺動することによりユニバーサルジョイントのように動き得るようになっている。しかして、ヒンジボルト雌体25およびヒンジボルト雄体29により前述のヒンジボルト24が形成されており、ヒンジボルト雄体29はヒンジボルト雌体25から室内I側へ突出するようになっている。
【0065】
ヒンジボルト雌体25のガラス板2から室内I側へ突出する部分には、ワッシャ34が外嵌されており、ワッシャ34はヒンジボルト雌体25の雄ねじ28に螺合されたナット35により、ガラス板2に固定されている。
【0066】
所定の構造物に支持された取付け金物36の各腕37の先端部にはボルト孔38が穿設されており、ボルト孔38に挿通させたボルト33をヒンジボルト雄体29の雌ねじ32に螺合させることにより、太陽電池パネルはヒンジボルト24を介し腕37に固設されている。また腕37とヒンジボルト雄体29との間および腕37とボルト33の頭との間にはワッシャ40,41が介在している。
【0067】
ヒンジボルト24におけるヒンジボルト雌体25の蓋部27軸心部およびヒンジボルト雄体29の軸心部ならびにボルト33の軸心部には、軸心部を貫通するよう、貫通孔39が形成され、貫通孔39には、給電線としてリード線42が挿通されている。
【0068】
しかして、リード線42のガラス板1,2間側一端は、ガラス板2の内表面に酸化結合された導電性のハンダ16の一端に接続され、リード線42の他端は、ボルト33の頭から外方へ延出している。
【0069】
本実施の形態例においては、太陽電池セル4で起電された電流は、セルリボン5の延在部5aから導電性のハンダ16、リード線42を通り、下流側へ送給される。
【0070】
本発明の実施の形態例においても、前述の実施の形態例と同様、導電性の導電性のハンダ16は、太陽電池パネルの製作時に動いたり、よじれたり、断線することがなく、したがって、製作作業がやりやすく、加工性が良い。
【0071】
また、導電性のハンダ16の厚さは薄いため、導電性のハンダ16とセルリボン5の接続部および導電性のハンダ16とリード線42の接続部の厚さはそれほど厚くならない。
【0072】
このため、ガラス板1,2と中間材3の加熱、圧着時に導電性のハンダ16とセルリボン5の接続部および導電性のハンダ16とリード線42の接続部においても、中間材3を十分に圧縮することができ、その結果、この部分の気泡を十分に抜くことができるため、中間材3内に泡減りが生じることがなく、製品の美観が向上し、見映が良好になる。
【0073】
さらに導電性のハンダ16は幅が狭いため、目障りとなることがないうえリード線42はヒンジボルト24の部分を軸心方向へ貫通するよう設けられているため、目障りとならず、したがって、これらの点からも製品の美観が向上し、見映えが良好となる。
【0074】
さらにまた、導電性のハンダ16の厚さが薄いため、導電性のハンダ16をセルリボン5の接続部の厚さ、導電性のハンダ16とリード線42の接続部の厚さも薄くなり、このためこれらの接続部を内部に埋設させるための中間材3の厚さは薄くてすみ、したがってコストダウンを図ることができる。
【0075】
図5は本発明の太陽電池パネルの実施の形態の第三例を示す断面図(請求項1、3に対応)、図6は図5に示す緩衝リングの斜視図、図7は図5に示す室内側のガラス板の面と接触するワッシャの斜視図である。
【0076】
図6中、43は緩衝リング22のテーパ部20と円筒部21に上下へ延在するよう形成した幅1〜2mmのスリット、図7中、44はワッシャ34の径方向へ形成した幅1〜2mmのスリット、45はリード線、46はブチルゴムである。
【0077】
本実施の形態例においてはガラス板2の内表面に酸化結合した導電性のハンダ16に一端を接続されたリード線45は、給電線として緩衝リング22に形成したスリット43およびワッシャ34に形成したスリット44を通ってガラス板2から外へ延在している。またスリット44にはブチルゴム46が充填され、隙間が埋設されている。
【0078】
本実施の形態例においては、太陽電池セル4で起電された電流は、セルリボン5の延在部5aから導電性のハンダ16を通り、リード線45を経て下流へ送給される。
【0079】
本実施の形態例においても前述の実施の形態例と同様、加工性が良好でかつ美観が良好であり、しかもコストの削減を図ることができるという前述と同様の作用効果を奏することができる。
【0080】
図8は本発明の太陽電池パネルの実施の形態の第四例を示す断面図(請求項1、4に対応)、図9は図8に示す室内側のガラス板の面と接触するワッシャの斜視図である。
【0081】
本実施の形態例では、導電性のハンダ16は、ガラス板2の内表面からボルト孔19の軸心方向内壁面ならびにガラス板2の外表面に亘り帯紐状に酸化結合されている。導電性のハンダ16は緩衝リング22の部分ではスリット43(図6参照)を通り、ガラス板2の外表面の部分ではワッシャ34のスリット44の間を通っており、導電性のハンダ16の先端にはリード線45が接続されており、スリット44には、隙間が埋設されるようブチルゴム46が充填してある。
【0082】
本実施の形態例においては、太陽電池セル4で起電された電流は、セルリボン5の延在部5aから導電性のハンダ16を通り、リード線45を経て下流へ送給される。
【0083】
本実施の形態例においても、前述の実施の形態例と同様、加工性が良好でかつ美観が良好であり、しかもコストの削減を図ることができる。また導電性のハンダ16は、ボルト孔19内壁面からガラス板2の外表面まで延在しており、リード線45はガラス板2の外側で導電性のハンダ16に接続することができるため、作業がやりやすく加工性はさらに良好となる。
【0084】
上述の図4〜図9においては、図1に示すものと同一のものには同一の符号が付してある。
【0085】
なお、本発明は上述の実施の形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々検討を加え得ること、などは勿論である。
【0086】
【発明の効果】
本発明の太陽電池パネルにおいては、請求項1〜3のいずれにおいても、下記のごとき種々の優れた効果を奏し得る。
【0087】
I)セルリボンと給電線を接続する際にハンダが動いたり、よじれたり、断線することがなく、セルリボンと給電線を接続する際の作業がやりやすく、加工性がよい。
【0088】
II)ハンダとセルリボンの接続部やハンダと給電線の接続部の厚さはそれほど厚くならず、ハンダは外部から目だつことがないため、美観が向上し、見映えがよい。
【0089】
III)板状体間に挿入する中間材の厚さを薄くできるため、コストダウンを図ることができる。
【0090】
また、本発明の太陽電池パネルにおいては、請求項4の発明の場合も請求項1〜3と同様の効果を奏することができるうえ、導電性のハンダは板状体の外部まで延在しているため、セルリボンや給電線との接続がより一層やりやすく、より一層加工性がよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の太陽電池パネルの実施の形態の第一例を示す断面図である。
【図2】図1に示す継電箱のII方向拡大矢視図である。
【図3】図IIのIII−III方向矢視図である。
【図4】本発明の太陽電池パネルの実施の形態の第二例の縦断面図である。
【図5】本発明の太陽電池パネルの実施の形態の第三例の縦断面図である。
【図6】図5に示す緩衝リングの斜視図である。
【図7】図5に示す室内側のガラス板の面と接触するワッシャの斜視図である。
【図8】本発明の太陽電池パネルの実施の形態の第四例を示す断面図である。
【図9】図8に示す室内側のガラス板の面と接触するワッシャの斜視図である。
【図10】太陽電池パネルの一般的な平面図である。
【図11】図10のXI方向矢視図である。
【符号の説明】
1 ガラス板(板状体)
2 ガラス板(板状体)
4 太陽電池セル
5 セルリボン
7 銅線(給電線)
11 継電箱
13 ターミナル
16 導電性のハンダ
19 ボルト孔
24 ヒンジボルト
42 リード線(給電線)
45 リード線(給電線)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a solar cell panel.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, the use of solar energy has attracted attention in response to demands for energy saving, and various solar cells that receive sunlight by a large number of solar cells and convert them into electrical energy have been studied as one form of utilization.
[0003]
In this way, when sunlight is converted into electric energy and used, the solar cell is provided on a roof, a building wall surface, or the like.
[0004]
FIG. 10 is a plan view showing an example of a conventional solar cell panel, and FIG. 11 is a magnified view along the XI direction in FIG.
[0005]
10 and 11, a is an opaque substrate made of a fluororesin, b is a transparent glass plate, and an intermediate material is used between the substrate a and the glass plate b to bond the substrate a and the glass plate b together. c is interposed, and a large number of solar cells d are embedded in the intermediate material c. For embedding the solar cell d in the intermediate material c, a sheet-like ethylene vinyl acetate or polyvinyl butyral is sandwiched between the substrate a and the solar cell d and between the glass plate b and the solar cell d, respectively. It is performed by heating and pressurizing under.
[0006]
A cell ribbon e is connected to the surface of the solar battery cell d so as to connect the anode and the cathode of the adjacent solar battery cell d, and electricity generated in a predetermined solar battery cell d sequentially passes through the cell ribbon e. Power is supplied to the downstream solar cell d.
[0007]
A relay box f is attached to the outer lower surface of the substrate a, and is attached to a terminal g provided in the relay box f and a solar cell d at the downstream end of the feeding direction of one solar panel. The cell ribbon e is connected by a ribbon h penetrating the ceiling of the substrate a and the relay box f. The ribbon h is a copper ribbon solder-plated and has a thickness of about 0.13 to 0.20 mm and a width of about 5 to 6 mm.
[0008]
A lead wire i such as copper is connected to the terminal g. The lead wire i extends to the outside through a side portion of the relay box f, and is connected to a current collector box (not shown). In the figure, j is a diode.
[0009]
Solar energy is applied to the solar battery cell d through the glass plate b and the intermediate material c to generate electric power. The electricity generated by the solar cell d sequentially flows to the downstream side through the cell ribbon e, flows from the ribbon h to the lead wire i through the terminal g, and is collected from the lead wire i to the current collection box, and further to the inverter. Sent to the switchboard.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In the solar cell panel described above, the intermediate portion of the ribbon h is not fixed before the intermediate material c is heated and pressure-bonded. Therefore, the ribbon h may move, kink or break when the intermediate material c is heated or pressure-bonded. There is.
[0011]
Therefore, when the ribbon h is used to connect the cell ribbon e and the terminal g, it is difficult to lay the ribbon h and the workability is poor.
[0012]
In order to prevent kinking and disconnection of the ribbon h, it is necessary to increase the thickness of the ribbon h and widen the width, but the cell ribbon e and the ribbon h are overlapped at the connection portion of the cell ribbon e and the ribbon h. Therefore, the thickness of the overlapping portion of the cell ribbon e and the ribbon h is further increased. For this reason, the intermediate material c cannot be sufficiently compressed at the overlapping portion of the cell ribbon e and the ribbon h during heating and pressure bonding of the intermediate material c, and bubbles in this portion cannot be sufficiently removed. The beauty of the appearance is impaired and the appearance is degraded.
[0013]
Furthermore, in order for the overlapping portion of the cell ribbon e and the ribbon h to be stored in the heated and pressure-bonded intermediate material c, the intermediate material c needs to be thick, leading to an increase in cost.
[0014]
Furthermore, when a transparent glass plate or a transparent resin material is used instead of an opaque resin material as the substrate a to form a so-called see-through type solar cell panel, the ribbon h is wide. Depending on the installation position of the relay box f, the ribbon h becomes obstructive, the appearance as a product is impaired, and the appearance is deteriorated.
[0015]
In view of the above-mentioned circumstances, the present invention provides a means for connecting a cell ribbon of a solar battery cell and a power supply line for transmitting electricity so that it is not twisted or disconnected during handling, heating of an intermediate material, or crimping. It aims to improve.
[0016]
In addition, the present invention makes it possible to reduce the thickness of the overlapping portion of the connection portion between the cell ribbon and the power supply line so that bubbles are not generated in the intermediate material in the vicinity of the connection portion between the cell ribbon and the power supply line. Even if the width of the feeder line is narrowed and the solar panel is a see-through type with transparent plates on both sides of the solar cell, the appearance will be improved without impairing the aesthetics of the product. It is aimed.
[0017]
Further, it is an object to reduce the cost by reducing the thickness of the intermediate material.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The first invention of the present invention is a predetermined plate-like structure in which a cell ribbon of solar cells housed between two transparent plates and a power supply line for transmitting electricity generated by the solar cells are provided. It is a solar cell panel characterized in that it is connected to the inner surface of the body by conductive solder that is oxidatively bonded (hereinafter simply referred to as conductive solder).
[0019]
Therefore, in the present invention, when connecting the cell ribbon and the power supply line, the conductive solder does not move, kink or break, and the work for connecting the cell ribbon and the power supply line is easy and workability is good.
[0020]
In addition, the thickness of the conductive solder-cell ribbon connection part and the conductive solder-feed line connection part is not so thick, and the conductive solder is not conspicuous from the outside. The shine is good.
[0021]
Furthermore, since the thickness of the intermediate member inserted between the plate-like bodies can be reduced, the cost can be reduced.
[0022]
The power supply line supplies electricity generated by the solar battery cell to a terminal housed in a relay box disposed outside the plate-like body, for example. The feeder line 1) extends from the inside between two transparent plate-like bodies to the outside between the plate-like bodies, and 2) is arranged outside the plate-like bodies. There is.
[0023]
The second invention oxidizes a cell ribbon of solar cells housed between two transparent plates and a power supply line for transmitting electricity generated by the solar cells on the inner surface of the plate. It is a solar cell panel characterized in that it is connected by coupled conductive solder and the feed line is inserted through a through hole provided in an attachment member attached to a plate-like body.
[0024]
According to a third aspect of the present invention, the cell ribbon of the solar cell housed between two transparent plates and the power supply line for transmitting electricity generated by the solar cell are oxidized on the inner surface of the plate. It is a solar cell panel characterized in that it is connected by a coupled conductive solder and laid in the axial direction on the outer periphery of an attachment member attached to the plate-like body.
[0025]
In the second to third inventions, the same effects as those of the first invention can be achieved.
[0026]
According to a fourth aspect of the present invention, a cell ribbon of a solar battery cell housed between two transparent plates and a power supply line for transmitting electricity generated by the solar battery cell are connected by conductive solder. In the solar cell panel, the solder of the conductive wire is oxidatively bonded to the outside of the plate-like body along the inner periphery of the hole for the attachment member provided in the plate-like body for attaching the attachment member from the inner surface of the plate-like body. is there.
[0027]
In the fourth invention as well, the same operational effects as in the first invention can be obtained, and since the conductive solder extends to the outside of the plate-like body, the connection with the cell ribbon and the power supply line is further improved. Easier to do and better workability.
[0028]
As the cell ribbon used in the first to fourth inventions, a copper foil obtained by dip-coating solder (Sn + Pb) or a copper foil obtained by electroplating solder is used. The thickness of the copper foil is 100 to 250 μm, the thickness of the solder dip-coated on the copper foil is 30 to 40 μm, and the thickness of the solder electroplated on the copper foil is 2 to 3 μm. Furthermore, the width of the cell ribbon is about 1 to 7.5 mm.
[0029]
The composition of the conductive solder used in the first to fourth inventions is
[0030]
The conductive solder is fixed on the inner surface of a plate-like body such as a glass plate by an oxidative bond, and the thickness thereof is 10 to 200 μm, preferably about 20 to 150 μm, and the width is preferably 0.5 to 5 mm. It is about 1.5 to 3 mm.
[0031]
When the conductive solder is fixed to the inner surface of the plate-like body by oxidative bonding, for example, the iron part is heated by a coil-shaped heater, and the tip is superposed by the high-frequency voltage supplied from the oscillator. Use a device that generates sonic vibrations. In other words, an ultrasonic wave is applied to melt the conductive solder, the molten conductive solder is supplied to the plate-like body, and Zn (-Zn) having a strong oxygen affinity between the plate-like body and the conductive solder. A chemical bond (oxidative bond) mediated by -O-) is generated. Thereby, the conductive solder can be firmly bonded to the surface of the plate-like body.
[0032]
For example, when solder is dip coated on the aforementioned cell ribbon, a flux is used, but the flux does not completely eliminate the residue even after post-cleaning. As a result, the residue of the flux oxidizes the solder, The life of equipment will be shortened by making insulation.
[0033]
However, since the flux is not used when the conductive solder is oxidatively bonded to the plate-like body, the conductive solder is not oxidized, so that the insulation does not progress and the life of the device is prolonged.
[0034]
In addition, when a ribbon-like one is used instead of the conductive solder portion, temporary fixing is performed by the solar battery cells at the time of attachment. However, when the solar cells are stacked or pressure-bonded between the plate-like bodies, the ribbon-like thing that replaces the conductive solder may move. However, since the conductive solder is fixed to the surface of the plate-like body by an oxidative bond, it does not move even when the solar cells are stacked or crimped between the plate-like bodies and does not contact the solar cells. It will not cause a short circuit.
[0035]
In addition, since the conductive solder does not move as described above, it can maintain sufficient linearity and maintain aesthetics, and has a high degree of design freedom.
[0036]
As the power supply line, the same one as the cell ribbon can be used in the part not exposed to the outside, but in the part exposed to the outside, a conductor of insulation coating, for example, an electric annealed copper wire, a tinned annealed copper wire, a silver / nickel plated annealed copper Wire, silver-plated annealed copper wire is used, and Teflon or the like is used as an insulator. The outer diameter of the conductor is 0.2 to 1.0 mm, and the thickness of the insulator is about 0.15 to 0.2 mm.
[0037]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0038]
FIG. 1 is a cross-sectional view (corresponding to claim 1) showing a first example of an embodiment of the solar cell panel of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view in the II direction of the junction box shown in FIG. It is a III-III direction arrow directional view of FIG.
[0039]
In FIG. 1, 1 and 2 are glass plates, 3 is an intermediate material, 4 is a solar cell, 5 is a cell ribbon, 5a is an extension of the
[0040]
Between the
[0041]
There is a portion without the
[0042]
The
[0043]
In order to connect the anode and the cathode of the adjacent
[0044]
A through-hole 6 formed near the edge of the
[0045]
A silicon sealant 10 is bonded to the outer surface of the
[0046]
The
[0047]
Inside the
[0048]
On the inner surface of the
[0049]
Solar energy is applied to the
[0050]
When a certain
[0051]
In the present embodiment, the
[0052]
Further, since the thickness of the
[0053]
Furthermore, since the
[0054]
Furthermore, since the thickness of the
[0055]
If the total thickness of the two
[0056]
For example, in a laminated glass having a total thickness of 20 mm, a laminated glass of 15 mm + 5 mm can withstand a wind pressure 1.17 times that of a laminated glass of 10 mm + 10 mm.
[0057]
FIG. 4 is a longitudinal sectional view (corresponding to
[0058]
In FIG. 4, 17 is a tapered surface, 18 is a cylindrical surface, 19 is a bolt hole, 20 is a tapered portion, 21 is a cylindrical portion, 22 is a buffer ring, 23 is a through hole, 24 is a hinge bolt, and 25 is a hinge bolt female body. , 26 is a hollow hemispherical seat, and 27 is a lid. 28 is a male screw, 29 is a hinge bolt male body, 30 is a head, 31 is a trunk, 32 is a male screw, 33 is a bolt, 34 is a washer, 35 is a nut, 36 is a mounting hardware, 37 is an arm, and 38 is a bolt.
[0059]
In the embodiment of the solar cell panel of the present invention, no lead box is provided on the
[0060]
That is, at the four corners of the
[0061]
The
[0062]
A hinge bolt
[0063]
The hinge bolt
[0064]
Further, a
[0065]
A
[0066]
A
[0067]
A through-
[0068]
Thus, one end of the
[0069]
In the present embodiment, the current generated in the
[0070]
Also in the embodiment of the present invention, as in the above-described embodiment, the conductive
[0071]
Further, since the thickness of the
[0072]
For this reason, the
[0073]
Further, since the
[0074]
Furthermore, since the thickness of the
[0075]
5 is a sectional view (corresponding to
[0076]
6, 43 is a slit having a width of 1 to 2 mm formed so as to extend vertically in the tapered
[0077]
In the present embodiment, the
[0078]
In the present embodiment, the electric current generated in the
[0079]
Also in the present embodiment, as in the above-described embodiments, the workability is good, the aesthetic appearance is good, and the same effect as described above that the cost can be reduced can be achieved.
[0080]
FIG. 8 is a cross-sectional view (corresponding to
[0081]
In the present embodiment, the
[0082]
In the present embodiment, the electric current generated in the
[0083]
Also in this embodiment, like the above-described embodiment, the workability is good and the aesthetic appearance is good, and the cost can be reduced. The
[0084]
4 to 9 described above, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
[0085]
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, Of course, various examinations can be added within the range which does not deviate from the summary of this invention.
[0086]
【The invention's effect】
In the solar cell panel of the present invention, any of
[0087]
I) Solder does not move, kink or break when connecting the cell ribbon and the power supply line, and the work when connecting the cell ribbon and the power supply line is easy and workability is good.
[0088]
II) The thickness of the connecting portion between the solder and the cell ribbon or the connecting portion between the solder and the feeder line is not so thick, and the solder is not noticeable from the outside, so that the appearance is improved and the appearance is good.
[0089]
III) Since the thickness of the intermediate member inserted between the plate-like bodies can be reduced, the cost can be reduced.
[0090]
In the solar cell panel of the present invention, the same effect as in the first to third aspects can be obtained in the case of the invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first example of an embodiment of a solar cell panel of the present invention.
2 is an enlarged view in the II direction of the relay box shown in FIG. 1. FIG.
3 is a view taken in the direction of arrows III-III in FIG. II.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a second example of the embodiment of the solar cell panel of the present invention.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a third example of the embodiment of the solar cell panel of the present invention.
6 is a perspective view of the buffer ring shown in FIG. 5. FIG.
7 is a perspective view of a washer in contact with a surface of a glass plate on the indoor side shown in FIG. 5. FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a fourth example of the embodiment of the solar cell panel of the present invention.
9 is a perspective view of a washer that comes into contact with the surface of the glass plate on the indoor side shown in FIG. 8. FIG.
FIG. 10 is a general plan view of a solar cell panel.
11 is a view taken in the direction of the arrow XI in FIG.
[Explanation of symbols]
1 Glass plate (plate-like body)
2 Glass plate (plate-like body)
4 Solar cells
5 Cell ribbon
7 Copper wire (feed line)
11 Relay box
13 Terminal
16 Conductive solder
19 Bolt hole
24 Hinge bolt
42 Lead wire (feeding wire)
45 Lead wire (feeding wire)
Claims (4)
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