JP2020048366A - Solar cell module with snow melting function - Google Patents

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Abstract

To eliminate variations in heat generation at a folded portion of a mesh-shaped wiring in a large-area heating sheet that constitutes a solar cell module with a snow melting function.SOLUTION: The solar cell module with a snow melting function includes a heat generating sheet having a folded portion, in a wiring turn-back area where a traveling direction of a mesh-shaped wiring 123B is reversed, formed of one mesh-shaped wiring and another mesh-shaped wiring being connected by a band-shaped wiring 124B.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、融雪機能付きの太陽電池モジュール及びこれを含んで構成される融雪機構に関する。   The present invention relates to a solar cell module having a snow melting function and a snow melting mechanism including the solar cell module.

近年、環境問題に対する意識の高まりから、クリーンなエネルギー源としての太陽電池が注目されている。現在、種々の形態の太陽電池モジュールが開発されている。一般的に、太陽電池モジュールは、受光面側から順に、透明前面基板、受光側の封止材、太陽電池素子、非受光面側の封止材、及び、裏面保護シートが、この順で積層される層構成からなる。   2. Description of the Related Art In recent years, solar cells have been attracting attention as a clean energy source due to increasing awareness of environmental issues. Currently, various types of solar cell modules are being developed. Generally, in a solar cell module, a transparent front substrate, a light-receiving side sealing material, a solar cell element, a non-light-receiving surface side sealing material, and a back surface protection sheet are laminated in this order from the light receiving surface side. It consists of a layered structure.

ところで、このような太陽電池モジュールが、降雪量の多い地域に設置される場合、太陽電池モジュールの受光面側の表面に雪が付着した状態が続くと、発電効率が著しく低減してしまう。そこで、モジュール表面に付着した雪を除去することができる融雪機能付きの太陽電池モジュールの開発も進んでいる。例えば、太陽電池モジュールの受光面側の透明前面基板の直上や直下に融雪用の電熱部材が配置されている融雪機能付きの太陽電池モジュール(特許文献1、2参照)や、或いは、太陽電池モジュールの太陽電池素子と裏面保護シートとの間に融雪用のヒータが配置されている融雪機能付きの太陽電池モジュール(特許文献3参照)等である。   By the way, when such a solar cell module is installed in an area where the amount of snowfall is large, if the state where snow adheres to the surface on the light receiving surface side of the solar cell module continues, the power generation efficiency is significantly reduced. Therefore, the development of a solar cell module with a snow melting function capable of removing snow attached to the module surface is also progressing. For example, a solar cell module with a snow melting function in which an electric heating member for snow melting is disposed directly above or directly below a transparent front substrate on the light receiving surface side of the solar cell module (see Patent Documents 1 and 2), or a solar cell module And a solar cell module with a snow melting function in which a snow melting heater is disposed between the solar cell element and the back surface protection sheet (see Patent Document 3).

ここで、これらの融雪機能付きの太陽電池モジュールに配置される発熱配線は、通常、基板等の基板上に金属製の発熱回路が形成されてなるシート状の発熱配線材(以下、このような構成からなる部材を「発熱シート」と総称する)により構成されている。   Here, the heat-generating wiring arranged in the solar cell module with the snow melting function is usually a sheet-like heat-generating wiring material (hereinafter referred to as such a sheet-like material) in which a metal heat-generating circuit is formed on a substrate such as a substrate. The member having the above configuration is generally referred to as a “heat generating sheet”.

ここで、融雪機能付きの太陽電池モジュールにおいては、例えば、一般家屋の屋根上への設置を想定する標準的なサイズのモジュールであっても、これを構成するためには、600mm×1000mm〜1200mm×2000mm程度の大面積の発熱シートが必要となる場合がある。このような大面積の発熱シートにおいて、図4に示すような汎用的なメッシュ状配線が用いられる場合に、当該配線の折り返し部では、Lには電流がながれにくくLに電流が集中することにより、特に発熱回路の外縁部周辺で適切な発熱が起きにくくなる場合があった。 Here, in a solar cell module with a snow melting function, for example, even if it is a module of a standard size supposed to be installed on the roof of a general house, in order to configure this, 600 mm × 1000 mm to 1200 mm In some cases, a heat generating sheet having a large area of about 2000 mm is required. In the heat generation sheet such a large area, when a general-purpose mesh-like wiring as shown in FIG. 4 is used, the folded portion of the wiring, the current is concentrated on L 1 hardly current flows in the L 2 As a result, there has been a case where appropriate heat generation becomes difficult to occur particularly around the outer edge of the heat generation circuit.

特開2017−153195号公報JP 2017-153195 A 特開2017−153196号公報JP 2017-153196 A 特開2001−250973号公報JP 2001-250973 A

本発明は、融雪機能付きの太陽電池モジュールを構成する大面積の発熱シートにおいて、メッシュ状配線の折り返し部における発熱のばらつきを解消することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to eliminate a variation in heat generation at a folded portion of a mesh-shaped wiring in a large-area heat generating sheet constituting a solar cell module with a snow melting function.

本発明者らは、巨大な発熱回路が基板上に形成されてなる融雪機能付きの太陽電池モジュールの発熱シートにおいて、メッシュ状配線からなる発熱回路の折り返し部では帯状の配線部で対向するメッシュ状配線を連結する構造とすることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。   The present inventors have proposed a heat generating sheet for a solar cell module with a snow melting function in which a huge heat generating circuit is formed on a substrate. It has been found that the above problems can be solved by adopting a structure for connecting wirings, and the present invention has been completed.

(1) 透明前面基板、受光面側の封止材、太陽電池素子、非受光面側の封止材、裏面保護シートが積層されてなる多層構成体であって、更に、該多層構成体のいずれかの層間に発熱シートが配置されている、融雪機能付きの太陽電池モジュールであって、前記発熱シートは、基材の片面に発熱回路が形成されてなり、前記発熱回路は、相互に平行に配置されている複数の主細線と、各々の該主細線を導通して該主細線の進行方向に直交して配置されている補助細線と、からなるメッシュ状配線と、帯状配線と、を含んでなり、前記発熱回路は、前記メッシュ状配線の進行方向が反転される配線折り返し領域において、一の前記メッシュ状配線と、他の前記メッシュ状配線とが、前記帯状配線によって連結されることにより、折り返し部分が形成されている、太陽電池モジュール。   (1) A multilayer structure in which a transparent front substrate, a sealing material on a light receiving surface side, a solar cell element, a sealing material on a non-light receiving surface side, and a back surface protection sheet are laminated. A solar cell module with a snow melting function, wherein a heat generating sheet is disposed between any layers, wherein the heat generating sheet has a heat generating circuit formed on one surface of a base material, and the heat generating circuits are parallel to each other. A plurality of main thin wires, and an auxiliary thin wire that is conductive to each of the main thin wires and is arranged orthogonally to the traveling direction of the main thin wires, a mesh-shaped wiring, and a band-shaped wiring. In the heat generating circuit, one of the mesh-shaped wirings and another of the mesh-shaped wirings are connected by the band-shaped wirings in a wiring turn-back area where a traveling direction of the mesh-shaped wirings is reversed. Due to the folded part Have been made, the solar cell module.

(2) 前記発熱シートが、前記透明前面基板と前記受光面側の封止材との間に配置されている(1)に記載の太陽電池モジュール。   (2) The solar cell module according to (1), wherein the heat generating sheet is disposed between the transparent front substrate and the sealing material on the light receiving surface side.

(3) 前記発熱シートが、前記非受光面側の封止材と前記裏面保護シートとの間に配置されている(1)に記載の太陽電池モジュール。   (3) The solar cell module according to (1), wherein the heat generation sheet is disposed between the sealing material on the non-light receiving surface side and the back surface protection sheet.

(4) (1)から(3)のいずれかに記載の太陽電池モジュールと、前記発熱シートを備えるが前記太陽電池素子は備えない積層体である発熱モジュールとが、水平方向に連結されてなる融雪機構。   (4) The solar cell module according to any one of (1) to (3) and a heat generating module that is a laminate including the heat generating sheet but not including the solar cell element are connected in a horizontal direction. Snow melting mechanism.

本発明によれば、融雪機能付きの太陽電池モジュールを構成する大面積の発熱シートにおいて、メッシュ状配線の折り返し部における発熱のばらつきを解消することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the dispersion | variation of the heat generation in the folded part of a mesh-shaped wiring can be eliminated in the large-area heat generation sheet which comprises the solar cell module with a snow melting function.

本発明の融雪機能付きの太陽電池モジュールの層構成の一例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically an example of the layer structure of the solar cell module with a snow melting function of this invention. 本発明の融雪機能付きの太陽電池モジュールを構成する発熱シートの発熱回路の平面構成を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the plane structure of the heat generation circuit of the heat generation sheet which comprises the solar cell module with a snow melting function of this invention. 本発明に係る発熱シートの発熱回路のCで示す領域に形成されている折り返し部の平面形状を示す拡大平面図である。FIG. 4 is an enlarged plan view illustrating a planar shape of a folded portion formed in a region indicated by C of a heat generating circuit of the heat generating sheet according to the present invention. 従来の発熱シートの発熱回路の折り返し部の平面形状を示す拡大平面図である。FIG. 11 is an enlarged plan view illustrating a planar shape of a folded portion of a heating circuit of a conventional heating sheet. 図2に示す発熱シートの発熱回路のAで示す領域に形成されている連結配線の平面形状を示す拡大平面図である。FIG. 3 is an enlarged plan view illustrating a planar shape of a connection wiring formed in a region indicated by A of a heat generation circuit of the heat generation sheet illustrated in FIG. 2. 図2に示す発熱シートの発熱回路のBで示す領域に形成されている連結配線の平面形状を示す拡大平面図である。FIG. 3 is an enlarged plan view illustrating a planar shape of a connection wiring formed in a region indicated by B of a heat generation circuit of the heat generation sheet illustrated in FIG. 2.

以下、本発明の融雪機能付きの太陽電池モジュールの各実施形態について説明する。本発明は、以下の実施形態に何ら限定されず、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。   Hereinafter, each embodiment of the solar cell module with a snow melting function of the present invention will be described. The present invention is not limited to the following embodiments at all, and can be implemented with appropriate changes within the scope of the present invention.

<融雪機能付きの太陽電池モジュール>
[全体構成]
本発明の融雪機能付きの太陽電池モジュールの一例である太陽電池モジュール10は、図1に示す通り、受光面側から、透明前面基板2、受光面側の封止材3、太陽電池素子4、非受光面側の封止材5、発熱シート1、接着層6、裏面保護シート7が順に積層されてなる多層構成体である。
<Solar cell module with snow melting function>
[overall structure]
As shown in FIG. 1, a solar cell module 10 which is an example of a solar cell module with a snow melting function of the present invention includes, from the light receiving surface side, a transparent front substrate 2, a sealing material 3 on the light receiving surface side, a solar cell element 4, This is a multilayer structure in which the sealing material 5 on the non-light receiving surface side, the heat generating sheet 1, the adhesive layer 6, and the back surface protection sheet 7 are sequentially laminated.

この太陽電池モジュール10においては、非受光面側の封止材5と裏面保護シートとの間に発熱シート1が配置されている。発熱シート1をこのような位置に配置することによって、発熱シートの発熱回路等によって太陽電池素子4の受光面側への入光が阻害されることを回避できる。又、太陽電池モジュール10を、主に透明前面基板2の側から見た場合に発熱回路がほとんど視認不能となるため好ましい意匠性を保持しやすい点においてもこのような配置とすることが好ましい。   In this solar cell module 10, the heat generating sheet 1 is arranged between the sealing material 5 on the non-light receiving surface side and the back surface protection sheet. By arranging the heat generating sheet 1 in such a position, it is possible to prevent the light input to the light receiving surface side of the solar cell element 4 from being hindered by the heat generating circuit or the like of the heat generating sheet. Further, when the solar cell module 10 is mainly viewed from the side of the transparent front substrate 2, the heat generating circuit becomes almost invisible, and thus it is preferable to adopt such an arrangement in that it is easy to maintain a preferable design.

但し、本発明の融雪機能付きの太陽電池モジュールにおいて、発熱シートの配置位置は、図1のような配置に限定されるものではない。例えば、上述の特許文献1、2に開示されている太陽電池モジュールのように、太陽電池素子の受光面側上の何れかの層間等、図1に示される配置とは異なる位置に発熱シートが配置されている太陽電池モジュールであっても、発熱回路の平面構成が、以下に詳細を説明する本発明独自の要件を満たすように形成されている限り、全て本発明の技術的範囲内に含まれる太陽電池モジュールである。   However, in the solar cell module with a snow melting function of the present invention, the arrangement position of the heat generation sheet is not limited to the arrangement as shown in FIG. For example, as in the solar cell modules disclosed in Patent Documents 1 and 2 described above, the heat generation sheet is located at a position different from the arrangement shown in FIG. 1 such as any of the layers on the light receiving surface side of the solar cell element. Even if the solar cell modules are arranged, they are all included in the technical scope of the present invention as long as the planar configuration of the heating circuit is formed so as to satisfy the unique requirements of the present invention described in detail below. Solar cell module.

[発熱シート]
(全体構成)
発熱シート1は、図2に示す通り、基板11の片面に金属配線パターンである発熱回路12が形成されてなる電熱部材である。発熱回路12は、基板11の表面に直接又は接着剤層を介して形成されている。
[Heat sheet]
(overall structure)
The heating sheet 1 is an electric heating member in which a heating circuit 12 as a metal wiring pattern is formed on one surface of a substrate 11 as shown in FIG. The heating circuit 12 is formed directly on the surface of the substrate 11 or via an adhesive layer.

図2に示す通り、この発熱シート1の発熱回路12(12A、12B)は、電源125(125A、125B)に接続されていて、この電源125(125A、125B)から、電気供給配線121(121A、121B)を通じて、発熱配線123(123A、123B)に発熱のために必要な電気が供給される。   As shown in FIG. 2, the heat generating circuit 12 (12A, 12B) of the heat generating sheet 1 is connected to a power supply 125 (125A, 125B), and is supplied from the power supply 125 (125A, 125B) to an electric supply wiring 121 (121A). , 121B), electricity required for heat generation is supplied to the heat generating wiring 123 (123A, 123B).

(基板)
発熱シート1を構成する基板11は、可撓性を有する樹脂基板、硬質のガラスエポキシ基板、或いは、必用な絶縁処理加工が施されている金属基板等、公知の各種基板を特段の制限なく用いることができる。但し、設計の自由度が高く、軽量化が容易で、他の樹脂基材との密着性にも優れ、ロール・トゥ・ロール方式による生産性の向上も望める点等から、所定の体積抵抗率と厚さを併せ持つ樹脂フィルムであることが好ましい。
(substrate)
As the substrate 11 constituting the heat generating sheet 1, various known substrates such as a resin substrate having flexibility, a hard glass epoxy substrate, or a metal substrate subjected to necessary insulation treatment are used without any particular limitation. be able to. However, from the viewpoint of high degree of freedom in design, easy weight reduction, excellent adhesion to other resin base materials, and improvement in productivity by the roll-to-roll method, a certain volume resistivity is required. And a resin film having both thickness and thickness.

樹脂フィルムにより基板11を構成する場合、基板(樹脂基板)11の体積抵抗率は、JIS C2151による体積抵抗率が、1.0×1016Ω・m以上であることが好ましく、1.0×1017Ω・m以上であることがより好ましい。又、このような絶縁性に関する要求を満たした上で、基板(樹脂基板)11の厚さは、50μm以上300μm以下であることが好ましく、125μm以上200μm以下であることがより好ましい。尚、本明細書における体積抵抗率(Ω・m)とは、JIS C2151による体積抵抗率の値のことを言うものとする。 When the substrate 11 is made of a resin film, the volume resistivity of the substrate (resin substrate) 11 is preferably 1.0 × 10 16 Ω · m or more according to JIS C2151, and 1.0 × 10 16 Ω · m or more. More preferably, it is 10 17 Ω · m or more. In addition, after satisfying such a requirement regarding the insulating property, the thickness of the substrate (resin substrate) 11 is preferably 50 μm or more and 300 μm or less, and more preferably 125 μm or more and 200 μm or less. The volume resistivity (Ω · m) in the present specification refers to the value of the volume resistivity according to JIS C2151.

基板(樹脂基板)11の体積抵抗率が1.0×1016Ω・m以上である場合、その厚さが150μm以上であれば、太陽電池モジュール10において必要とされる絶縁性を確保することができる。又、この基板(樹脂基板)11の厚さを200μm以下に維持することで、太陽電池モジュール表面への熱伝導効率を好ましい水準に維持することができる。尚、ロール・トゥ・ロール方式による製造を行う場合の生産性を良好に維持する観点からも、基板11の厚さは、上記範囲内であることが好ましい。 When the volume resistivity of the substrate (resin substrate) 11 is 1.0 × 10 16 Ω · m or more, if the thickness is 150 μm or more, the insulation required for the solar cell module 10 is ensured. Can be. By maintaining the thickness of the substrate (resin substrate) 11 at 200 μm or less, the efficiency of heat conduction to the surface of the solar cell module can be maintained at a preferable level. Note that the thickness of the substrate 11 is preferably within the above range from the viewpoint of maintaining good productivity in the case of manufacturing by the roll-to-roll method.

体積抵抗率に係る要件を満たして基板(樹脂基板)11を形成する樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)が好ましい。一例として、PETフィルム(「ルミナ−(商品名)」東レ社製)の体積抵抗率は、1.0×1017Ω・m(製品カタログ値)である。一方、特許文献1、2にも開示されているように、従来、発熱回路用の樹脂基板として広く用いられてきたポリエチレンナフタレート(PEN)系の樹脂フィルムは、通常、体積抵抗率が1.0×1016Ω・mに満たない。参考として、「テオネックス(登録商標):2軸延伸ポリエチレンナフタレート」の体積抵抗率は1.8×1015である。よって、太陽電池モジュール10の奏する効果を最大限に享受することを必須とする限りにおいては、PENフィルムは発熱シート1の基板11としての適性に劣り、PETフィルムの方がより好ましいものとなる。 Polyethylene terephthalate (PET) is preferable as the resin that forms the substrate (resin substrate) 11 while satisfying the requirements relating to the volume resistivity. As an example, the volume resistivity of a PET film (“Lumina (trade name)” manufactured by Toray Industries, Inc.) is 1.0 × 10 17 Ω · m (product catalog value). On the other hand, as disclosed in Patent Documents 1 and 2, a polyethylene naphthalate (PEN) -based resin film, which has been widely used as a resin substrate for a heat generating circuit, usually has a volume resistivity of 1.0. It is less than 0 × 10 16 Ω · m. As a reference, the volume resistivity of “Theonex (registered trademark): biaxially stretched polyethylene naphthalate” is 1.8 × 10 15 . Therefore, as long as it is essential to maximize the effects of the solar cell module 10, the PEN film is inferior in suitability as the substrate 11 of the heat generating sheet 1, and the PET film is more preferable.

(発熱回路)
発熱回路12は、通電時に、太陽電池モジュール10の受光面側に付着した雪を溶かすための熱を発する電熱回路であるが、このような発熱回路12を構成する金属として、銅、アルミニウム、ステンレス、金、銀、等を、好ましい金属として挙げることができる。中でも、電気伝導性や熱伝導性の観点から銅を用いることが好ましい。以下、発熱回路12が銅により形成されているものとしてその詳細を説明する。
(Heating circuit)
The heat generating circuit 12 is an electric heat circuit that generates heat for melting the snow attached to the light receiving surface side of the solar cell module 10 when energized, and copper, aluminum, stainless steel , Gold, silver and the like can be mentioned as preferred metals. Among them, it is preferable to use copper from the viewpoint of electric conductivity and heat conductivity. Hereinafter, the heating circuit 12 will be described in detail assuming that the heating circuit 12 is formed of copper.

図2は、発熱回路12の平面構成を模式的に示す図である。但し、発熱回路12の平面構成、即ち回路パターンは、これに限定されるものではない。発熱回路12の回路パターンは、図2に示されるような折り返しの連続パターンでもよいし、並置又は対面して配置される複数の櫛状のプレートが連続する櫛形パターン、単純な格子状パターン、或いは、ボロノイ形状パターンであってもよい。何れの回路パターンとする場合であっても、各パターン間での短絡の危険が十分に抑えられていて、十分な熱が発生する回路パターンであればよい。   FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a planar configuration of the heating circuit 12. However, the planar configuration of the heating circuit 12, that is, the circuit pattern is not limited to this. The circuit pattern of the heat generating circuit 12 may be a folded continuous pattern as shown in FIG. 2, a comb pattern in which a plurality of comb plates arranged side by side or facing each other, a simple grid pattern, or , A Voronoi pattern. Regardless of the circuit pattern, any circuit pattern may be used as long as the risk of short circuit between the patterns is sufficiently suppressed and sufficient heat is generated.

本発明の融雪機能付きの太陽電池モジュールを構成する発熱シートにおいては、図7に示すようなメッシュ状配線が用いられることが想定されている。そして、メッシュ状配線の進行方向が反転される配線折り返し領域(図2における図Cで示される領域)において、図3に示すように、発熱配線123Bを形成する一のメッシュ状配線と、対向する他のメッシュ状配線とが帯状配線124Bによって連結されることにより、発熱配線123Bの折り返し部分が形成されている。   In the heat generating sheet constituting the solar cell module with a snow melting function of the present invention, it is assumed that a mesh wiring as shown in FIG. 7 is used. Then, as shown in FIG. 3, in the wiring turn-back area where the traveling direction of the mesh wiring is reversed (the area shown in FIG. 2C in FIG. 2), one mesh wiring forming the heating wiring 123 </ b> B is opposed. The folded portion of the heat generation wiring 123B is formed by being connected to another mesh wiring by the band wiring 124B.

尚、「メッシュ状配線」とは、図4に示す配線パターン22を形成するメッシュ状配線223のように、相互に平行に配置されている複数の主細線と、各々の主細線を導通して主細線の進行方向に直交して配置されている補助細線とからなる形態の配線のことを言う。尚、発熱配線をこのようなメッシュ状配線で形成することにより、主細線の断線時、補助細線経由で他の主細線に電流を迂回させることにより回路全体が非発熱となるリスクを軽減するメリットがある。   The “mesh wiring” refers to a plurality of main fine wires arranged in parallel with each other and conductive with each other as in a mesh wiring 223 forming the wiring pattern 22 shown in FIG. This refers to a wiring in the form of an auxiliary fine line arranged orthogonally to the traveling direction of the main fine line. In addition, by forming the heating wiring with such a mesh wiring, when the main thin line is broken, the current is diverted to another main thin line via the auxiliary thin line, thereby reducing the risk of the entire circuit not generating heat. There is.

図4に示す従来のメッシュ状配線からなる発熱配線の折り返し部では、Lには電流がながれにくくLに電流が集中することにより、発熱回路の外縁部周辺で適切な発熱が起きにくくなっていた。本発明においては、図3に示すように、このような折り返し部において、メッシュ状配線の一部を帯状配線に置き換えて、折り返し部を構成することにより、折り返し部の外側端部迄も含めた発熱回路全体を適切に発熱させることができるようになる。 Figure is a folded portion of the heating wire made of conventional mesh-like wiring shown in 4, when a current concentrates on L 1 hardly current flows in the L 2, is suitable exotherm hardly occurs at the outer edge periphery of the heat generating circuit I was In the present invention, as shown in FIG. 3, in such a folded portion, a part of the mesh-shaped wiring is replaced with a band-shaped wiring to constitute a folded portion, so that even the outer end of the folded portion is included. The entire heating circuit can be appropriately heated.

具体例として、幅2mmのメッシュ状配線(0.5mmピッチで5本の主細線が平行に配置)で、図4に示すような折り返し部が形成されている発熱回路の折り返し部分外側の細線Lからの発熱は、折り返し部分内側の細線Lと比べて少なくなるが、折り返し部分の連結を、図3に示すように幅1mmの帯状配線124Bによって行うことにより、折り返し部分において、銅等からなる導線の断面積に反比例する抵抗を低減させ、発熱のばらつきも解消することができる。尚、この場合、帯状配線124Bの幅Wは、メッシュ状配線からなる発熱配線123Bの幅Wと同一以上の幅であることが好ましい。 As a specific example, a thin wire L outside a turn-around portion of a heat generating circuit in which a turn-back portion is formed as shown in FIG. 4 by a mesh-like wire having a width of 2 mm (five main thin lines arranged at a pitch of 0.5 mm in parallel). heating from 2 is less than the fine line L 1 of the folded portion inside the coupling of the folded portions, by performing the strip lines 124B of width 1mm as shown in FIG. 3, in the folded portion, of copper or the like The resistance, which is inversely proportional to the cross-sectional area of the conductive wire, can be reduced, and variations in heat generation can be eliminated. In this case, the width W 3 of the strip lines 124B is preferably a width W 2 of the same width or more heat generating wiring 123B consisting of mesh-like wiring.

尚、発熱回路12(12A、12B)は、回路全体としては、電気供給配線121(121A、121B)と、発熱配線123(123A、123B)とを含んで構成されている。この電気供給配線121(121A、121B)は、相対的に幅が広い金属配線であり、これに対して発熱配線123(123A、123B)は、相対的に幅が狭い金属配線である。そして、図5及び図6に示す通り、発熱回路を構成する電気供給配線121(121A、121B)と、発熱配線123(123A、123B)との間に、電気供給配線121との連結部分(幅W)から発熱配線123との連結部分(幅W)に向けて、その線幅が漸減する形状に形成されている連結配線122(122A、122B)が形成されていることが好ましい。相対的に線幅の広い電気供給配線と相対的に線幅の細い発熱配線との連結部分特定の1点における発熱回路の線幅の変動を、一定の線の長さの中での漸減していく変動とすることで、配線幅が変動する連結部分への応力の集中を避けて、当該連結部分での断線の発生を防止することができる。 The heat generating circuit 12 (12A, 12B) is configured to include an electric supply wiring 121 (121A, 121B) and a heat generating wiring 123 (123A, 123B) as a whole circuit. The electric supply wiring 121 (121A, 121B) is a relatively wide metal wiring, whereas the heating wiring 123 (123A, 123B) is a relatively narrow metal wiring. Then, as shown in FIG. 5 and FIG. 6, a connection portion (width) of the electric supply wiring 121 between the electric supply wiring 121 (121A, 121B) and the heat generation wiring 123 (123A, 123B) constituting the heat generation circuit. It is preferable that the connection wiring 122 (122A, 122B) formed in a shape whose line width gradually decreases from W 1 ) to the connection portion (width W 2 ) with the heat generation wiring 123. The connection between the electricity supply wiring having a relatively large line width and the heating wiring having a relatively small line width The variation of the line width of the heating circuit at a specific point is reduced gradually within a fixed line length. With such a variation, it is possible to avoid concentration of stress on the connecting portion where the wiring width fluctuates, and to prevent disconnection at the connecting portion.

発熱回路12の線幅は、電気供給配線121については、2mm以上50mm以下であることが好ましく、発熱配線123については、電気供給配線121の線幅の1/200以上、1/10以下であって、15μm以上150μm以下程度であることが好ましい。この範囲内であれば、上記形態の連結配線を設けることにより、銅からなる発熱回路において、上述の態様による断線の発生を十分に防止することができる。   The line width of the heating circuit 12 is preferably 2 mm or more and 50 mm or less for the electric supply wiring 121, and is 1/200 or more and 1/10 or less of the line width of the electric supply wiring 121 for the heating wiring 123. Therefore, the thickness is preferably about 15 μm or more and 150 μm or less. Within this range, the disconnection according to the above aspect can be sufficiently prevented in the heat generating circuit made of copper by providing the connection wiring of the above-described mode.

発熱回路12の厚さは、線幅にもよるが、4μm以上75μm以下であることが好ましく、9μm以上18μm以下であることがより好ましい。発熱回路12の厚さが10μm以上であることで、発熱回路12に生じ得る断線のリスクを更に軽減することができ、且つ、耐久性のよい発熱回路12とすることができる。発熱回路12の厚さが75μm以下であることで、発熱回路12の発熱が容易になる程度に電気抵抗値を上げることができる。又、基板(樹脂基板)11に発熱回路12が形成されたフレキシブル基板タイプの発熱シート1が十分な可撓性を保持することができ、重量増大によるハンドリング性の低下も防止できる。   The thickness of the heating circuit 12 is preferably 4 μm or more and 75 μm or less, and more preferably 9 μm or more and 18 μm or less, though it depends on the line width. When the thickness of the heat generating circuit 12 is 10 μm or more, the risk of disconnection that can occur in the heat generating circuit 12 can be further reduced, and the heat generating circuit 12 can have high durability. When the thickness of the heating circuit 12 is 75 μm or less, the electric resistance value can be increased to such an extent that the heating circuit 12 can easily generate heat. Further, the heat generation sheet 1 of the flexible substrate type in which the heat generation circuit 12 is formed on the substrate (resin substrate) 11 can maintain sufficient flexibility and can prevent a decrease in handleability due to an increase in weight.

基板(樹脂基板)11の表面に発熱回路12を形成する方法としては、従来周知の回路形成方法によることができる。例えば、PETフィルムの表面に銅箔を接着した後、マスキングとエッチング処理により発熱回路12を形成する方法が代表的である。   As a method of forming the heat generating circuit 12 on the surface of the substrate (resin substrate) 11, a conventionally well-known circuit forming method can be used. For example, a typical method is to form a heat generating circuit 12 by masking and etching after bonding a copper foil to the surface of a PET film.

本発明の発熱シート1は、ここまでにおいて説明した通り、発熱回路12の平面形状の改良のみにより、巨大な発熱シート特有の断線を防止する効果を奏しうるものである。よって、上述のエッチング処理によってパターン形成を行う製造方法による製造が好適である。このような製造方法によることにより、従来の製造ラインにおいて、マスキングパターンのみを変更することによって、本発明の発熱シートを製造することが可能であり、新たな製品製造にかかる導入コストを安価に抑えることができる。   As described above, the heat generating sheet 1 of the present invention can exert an effect of preventing disconnection peculiar to a huge heat generating sheet only by improving the planar shape of the heat generating circuit 12. Therefore, it is preferable to use a manufacturing method in which a pattern is formed by the above-described etching process. According to such a manufacturing method, the heating sheet of the present invention can be manufactured by changing only the masking pattern in the conventional manufacturing line, and the introduction cost for manufacturing a new product can be reduced. be able to.

発熱回路12への通電方法は特に限定されないが、外部に設置される電源125から制御部を介して通電する方法を例示することができる。例えば、降雪時や融雪機能付きの太陽電池モジュールの受光面側の表面の着雪時に、外部電源から発熱回路12に通電して透明融雪機構の受光面側の表面の温度を制御できるような制御部を備えることにより、融雪機能付きの太陽電池モジュールの融雪機能に必要な消費電力を最小限にすることができる。   The method of energizing the heat generating circuit 12 is not particularly limited, and an example of a method of energizing from the power supply 125 provided outside via the control unit can be exemplified. For example, during snowfall or when snow accumulates on the light-receiving surface of a solar cell module with a snow-melting function, an external power supply supplies electricity to the heating circuit 12 to control the temperature of the surface of the transparent snow-melting mechanism on the light-receiving surface. By providing the unit, the power consumption required for the snow melting function of the solar cell module with the snow melting function can be minimized.

又、発熱シート1は、発熱回路12の形成領域を、同領域の中心部を含む内側領域と、この内側領域を取り囲んで発熱回路12の形成領域の外縁を含んでなる外側領域とに仮想的に区画分けした場合において、内側領域内における金属被覆率よりも、外側領域内の金属被覆率の方が大きくなるような回路パターンにより構成されていることがより好ましい。   Further, the heat generating sheet 1 virtually defines the area where the heat generating circuit 12 is formed into an inner area including the center of the area and an outer area surrounding the inner area and including the outer edge of the area where the heat generating circuit 12 is formed. In this case, it is more preferable to configure the circuit pattern such that the metal coverage in the outer region is larger than the metal coverage in the inner region.

太陽電池モジュール10は、通常、例えば切り妻造りの住宅屋根上等、傾斜した状態で設定されているため、例えば、上記の回路構成によって、傾斜面に設置されている太陽電池モジュール10の下方寄りの端部により多くの熱が届けば、先ずその部分に付着する雪を優先的に溶かすことにより、傾斜した状態で配置されている太陽電池モジュール10の表面からの落雪を効率よく促進することができる。つまり、発熱回路12の回路パターンを外側領域に発熱源がより多く偏在するパターンとすることにより、より少ない熱量、即ち電力消費で、効率よく、太陽電池モジュールの表面全体の除雪を行うことができる。   Since the solar cell module 10 is usually set in an inclined state, for example, on a gabled house roof, for example, the above-described circuit configuration causes the solar cell module 10 to be shifted downward from the solar cell module 10 installed on the inclined surface. If more heat is delivered to the end of the solar cell module, it is possible to efficiently promote snowfall from the surface of the solar cell module 10 that is arranged in an inclined state by first melting the snow attached to that part first. it can. That is, by making the circuit pattern of the heat generating circuit 12 a pattern in which more heat sources are unevenly distributed in the outer region, it is possible to efficiently remove snow on the entire surface of the solar cell module with a smaller amount of heat, that is, power consumption. .

尚、本発明の融雪機能付きの太陽電池モジュールを構成する発熱シートにおいては、発熱回路は端部まで適切に発熱させることができるため、上記のように外側領域に発熱源を偏在させたパターンによる上記の融雪効果をより高い精度で発現させることもできる。   In the heat generating sheet constituting the solar cell module with a snow melting function of the present invention, since the heat generating circuit can appropriately generate heat up to the end portion, the heat generating source is formed in a pattern in which the heat source is unevenly distributed in the outer region as described above. The above-mentioned snow melting effect can be expressed with higher accuracy.

[透明前面基板]
太陽電池モジュール10を構成する透明前面基板2としては、通常、透明なガラス板が用いられる。又、透明前面基板2は、その他の耐候性を有する透明な樹脂シートであってもよい。この樹脂シートは、フレキシブルタイプのモジュールを構成可能な可撓性を有する樹脂シートであってもよい。太陽電池モジュール10においては、発熱シート1が太陽電池素子4の非受光面側に配置されているので、例えば、透明前面基板2としてガラス板等と比較して耐衝撃性に劣る樹脂シートを用いた場合でも、降雪による衝撃や加重による発熱シートの故障リスクを十分に低く抑えることができる。
[Transparent front substrate]
As the transparent front substrate 2 constituting the solar cell module 10, a transparent glass plate is usually used. Further, the transparent front substrate 2 may be a transparent resin sheet having other weather resistance. This resin sheet may be a flexible resin sheet that can constitute a flexible type module. In the solar cell module 10, since the heat generating sheet 1 is disposed on the non-light receiving surface side of the solar cell element 4, for example, a resin sheet having a lower impact resistance than a glass plate or the like is used as the transparent front substrate 2. In this case, the risk of failure of the heat-generating sheet due to the impact due to snowfall or the load can be sufficiently reduced.

[封止材]
受光面側の封止材3及び非受光面側の封止材5(以下、これらをまとめて、単に「封止材」とも言う)としては、従来公知の太陽電池モジュール同様、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂(EVA)、或いは、ポリエチレン等のオレフィン系樹脂、或いは、ポリビニルアルコール樹脂(PVA)をベース樹脂とする樹脂シートが用いられる。封止材の厚さは、特に限定されないが、300μm以上600μm以下であることが好ましい。尚、封止材は、単層シートであってもよく、多層シートであってもよい。封止材が多層シートである場合、発熱シート1の基板11との密着性を向上させるために、最外層が、密着性向上効果を有するシラン変性ポリエチレン系樹脂を含有する層であることが好ましい。
[Sealant]
As the sealing material 3 on the light receiving surface side and the sealing material 5 on the non-light receiving surface side (hereinafter collectively referred to simply as “sealing material”), ethylene-vinyl acetate is used as in a conventionally known solar cell module. A resin sheet using a copolymer resin (EVA), an olefin resin such as polyethylene, or a polyvinyl alcohol resin (PVA) as a base resin is used. The thickness of the sealing material is not particularly limited, but is preferably 300 μm or more and 600 μm or less. Note that the sealing material may be a single-layer sheet or a multilayer sheet. When the sealing material is a multilayer sheet, the outermost layer is preferably a layer containing a silane-modified polyethylene-based resin having an adhesion improving effect in order to improve the adhesion of the heat generating sheet 1 to the substrate 11. .

[接着層]
接着層6は、発熱シート1を、封止材と裏面保護シート7との間に配置する場合に、発熱シート1と、裏面保護シート7とを十分な強度で接着することを主たる目的として配置される層である。このような接着層6を形成する材料は、EVA、アイオノマー、ポリビニルブチラール(PVB)、ポリエチレン系樹脂等の熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、シリコン樹脂、ポリウレタン、等の熱硬化性樹脂、或いは、熱可塑性樹脂に架橋剤等を含有させた樹脂であることが好ましい。但し、上述の通り、封止材と同一の樹脂をベース樹脂とすることにより、上述の効果を享受することができるので、例えば、封止材がEVAをベース樹脂とする場合であれば、接着層6についても、同様にEVA樹脂をベース樹脂とすることが好ましい。尚、接着層6の厚さは、特に限定されないが、発熱回路12の凹凸にも追従して、十分な接着性と接着耐久性を保持する観点から、300μm以上600μm以下であることが好ましい。
[Adhesive layer]
When the heat generating sheet 1 is disposed between the sealing material and the back surface protection sheet 7, the adhesive layer 6 is disposed mainly for bonding the heat generation sheet 1 and the back surface protection sheet 7 with sufficient strength. Layer. Materials for forming such an adhesive layer 6 include thermoplastic resins such as EVA, ionomer, polyvinyl butyral (PVB), and polyethylene resins, phenol resins, urea resins, melamine resins, epoxy resins, unsaturated polyesters, and silicone resins. It is preferable to use a thermosetting resin such as polyurethane, polyurethane, or the like, or a resin obtained by adding a crosslinking agent or the like to a thermoplastic resin. However, as described above, the above-described effects can be obtained by using the same resin as the sealing material as the base resin. For example, if the sealing material is EVA as the base resin, Similarly, the layer 6 is preferably made of EVA resin as a base resin. The thickness of the adhesive layer 6 is not particularly limited, but is preferably 300 μm or more and 600 μm or less from the viewpoint of following the unevenness of the heating circuit 12 and maintaining sufficient adhesiveness and adhesive durability.

[裏面保護シート]
裏面保護シート7としては、従来公知の太陽電池モジュール同様、PETフィルム又はフッ素系樹脂フィルム等が用いられる。このPETフィルムとしては、透明ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、白色PETフィルム、耐加水分解性ポリエチレンテレフタレート(HR−PET)フィルム等が、必要に応じて選択される。これらのなかでも、耐加水分解性ポリエチレンテレフタレート((例えば、東洋紡社製シャインビーム(耐加水分解性ポリエステルフィルム)等))が好ましい。フッ素系樹脂フィルムとしては、PCTFE(ポリクロロトリフルオロエチレン)、PFA(テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニル・エステル共重合体)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、ETFE(四フッ化エチレン・エチレン共重合体)、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)等が用いられる。裏面保護シート7の厚さは、特に限定されないが、50μm以上600μm以下であることが好ましい。
[Back protection sheet]
As the back surface protection sheet 7, a PET film or a fluorine-based resin film or the like is used as in the conventionally known solar cell module. As the PET film, a transparent polyethylene terephthalate (PET) film, a white PET film, a hydrolysis-resistant polyethylene terephthalate (HR-PET) film, or the like is selected as necessary. Among them, hydrolysis-resistant polyethylene terephthalate (for example, Shine Beam (hydrolysis-resistant polyester film) manufactured by Toyobo Co., Ltd.) is preferable. Examples of the fluororesin film include PCTFE (polychlorotrifluoroethylene), PFA (tetrafluoroethylene perfluoroalkylvinyl ester copolymer), PTFE (polytetrafluoroethylene), and ETFE (tetrafluoroethylene / ethylene copolymer). And PVDF (polyvinylidene fluoride). The thickness of the back protective sheet 7 is not particularly limited, but is preferably 50 μm or more and 600 μm or less.

[太陽電池素子]
本実施形態に関する太陽電池素子4としては、アモルファスシリコン型の太陽電池素子、結晶型シリコン型の太陽電池素子、カルコパイライト系の化合物等を用いてなる薄膜型の従来公知の各種の太陽電池素子が特に制限なく用いられる。
[Solar cell element]
As the solar cell element 4 according to the present embodiment, various types of conventionally known thin-film solar cell elements using an amorphous silicon type solar cell element, a crystalline silicon type solar cell element, a chalcopyrite-based compound, or the like can be used. It is used without particular limitation.

[太陽電池モジュールの製造方法]
(積層工程)
太陽電池モジュール10の製造においては、先ず、発熱シート1及び、上記においてその詳細を説明した各構成部材を、透明前面基板2、受光面側の封止材3、太陽電池素子4、非受光面側の封止材5、発熱シート1、接着層6、裏面保護シート7の順に積層する積層工程を行う。この積層工程においては、発熱シート1は、一般的な載置態様と異なり、発熱回路12が形成されている側の面を接着層6に対面させる向きで配置する。
[Method of manufacturing solar cell module]
(Lamination process)
In the manufacture of the solar cell module 10, first, the heat generating sheet 1 and the components described above in detail are divided into a transparent front substrate 2, a sealing material 3 on the light receiving surface side, a solar cell element 4, a non-light receiving surface. A laminating step of laminating the sealing material 5, the heat generation sheet 1, the adhesive layer 6, and the back surface protection sheet 7 in this order is performed. In this laminating step, the heat generating sheet 1 is arranged in a direction in which the surface on which the heat generating circuit 12 is formed faces the adhesive layer 6, unlike a general mounting mode.

(一体化工程)
次に、積層工程において上記順序で積層された積層体を、真空熱ラミネート加工等の熱ラミネーション処理により加熱圧着して一体化する工程を行う。この加熱圧着時の加熱温度は、110℃以上190℃以下の範囲内とすることが好ましく、130℃以上であることがより好ましい。又、加熱時間は、5分〜60分の範囲内が好ましい。この真空熱ラミネート加工は、裏面保護シート7と発熱シート1の発熱回路12の形成面とを接着層6を介して加熱圧着する態様で行う。例えば、接着層6のベース樹脂がEVAである場合、これにより、裏面保護シート7と発熱シート1の間に介在する接着層6の高い接着性を十分に発現させることができる。
(Integration process)
Next, in the laminating step, a step is performed in which the laminated bodies laminated in the above order are heat-pressed and integrated by a thermal lamination process such as a vacuum thermal laminating process. The heating temperature during the thermocompression bonding is preferably in the range of 110 ° C. or more and 190 ° C. or less, and more preferably 130 ° C. or more. The heating time is preferably in the range of 5 minutes to 60 minutes. This vacuum thermal lamination is performed in such a manner that the back surface protection sheet 7 and the surface on which the heat generating circuit 12 of the heat generating sheet 1 is formed are heat-pressed via the adhesive layer 6. For example, when the base resin of the adhesive layer 6 is EVA, high adhesiveness of the adhesive layer 6 interposed between the back surface protection sheet 7 and the heat generation sheet 1 can be sufficiently exhibited.

[太陽電池モジュールを備える融雪機構]
以上説明した本発明の融雪機能付きの太陽電池モジュール10は、例えば、裏面保護シート7、接着層6、発熱シート1、封止材3、5、透明前面基板2を積層した構成からなり、太陽電池素子4が実装されていない点において太陽電池モジュール10とは異なる積層体、即ち、発熱機能を有し、発電機能は有しない発熱モジュールと、水平方向に連結して用いることにより、発電機能付きの融雪機構を構成することもできる。このような構成の融雪機構とすることで、広大な面積における対象物の融雪を行いながら、必要程度の面積の発電モジュールを組込む等、様々な条件化で高い設計自由度の下で、需要に応じた様々な態様の融雪機構を構成することができる。
[Snow melting mechanism with solar cell module]
The solar cell module 10 with a snow melting function of the present invention described above has, for example, a configuration in which a back surface protection sheet 7, an adhesive layer 6, a heat generating sheet 1, sealing materials 3, 5 and a transparent front substrate 2 are laminated. With a stacked body different from the solar cell module 10 in that the battery element 4 is not mounted, that is, a heat generating module having a heat generating function but not having a power generating function, and being used in a horizontal direction, a power generating function is provided. May be configured. By adopting a snow melting mechanism with such a configuration, it is possible to meet demand under a variety of conditions and with a high degree of design freedom, such as installing a power generation module with a necessary area while melting snow on a large area. Various types of snow melting mechanisms can be configured accordingly.

以上の通り、本発明によれば、大面積の発熱シートにおいて、メッシュ状配線を用いる場合の折り返し部における発熱不良の問題を解消して、高品質の融雪機能付きの太陽電池モジュール10を提供することができる。   As described above, according to the present invention, there is provided a high quality solar cell module 10 with a snow melting function that eliminates the problem of heat generation failure at a folded portion when a mesh wiring is used in a large-area heat generating sheet. be able to.

1 発熱シート
11 基板
12(12A、12B、12C) 発熱回路
121(121A、121B、121C) 電気供給配線
122(122A、122B、122C) 連結配線
123(123A、123B、123C) 発熱配線
124(124B) 帯状配線
2 透明前面基板
3 受光面側の封止材
4 太陽電池素子
5 非受光面側の封止材
6 接着層
7 裏面保護シート
10 融雪機能付きの太陽電池モジュール
1 Heating sheet 11 Substrate 12 (12A, 12B, 12C) Heating circuit 121 (121A, 121B, 121C) Electric supply wiring 122 (122A, 122B, 122C) Connecting wiring 123 (123A, 123B, 123C) Heating wiring 124 (124B) Band-shaped wiring 2 Transparent front substrate 3 Light-receiving surface side sealing material 4 Solar cell element 5 Non-light-receiving surface side sealing material 6 Adhesive layer 7 Back protection sheet 10 Solar cell module with snow melting function

Claims (4)

透明前面基板、受光面側の封止材、太陽電池素子、非受光面側の封止材、裏面保護シートが積層されてなる多層構成体であって、更に、該多層構成体のいずれかの層間に発熱シートが配置されている、融雪機能付きの太陽電池モジュールであって、
前記発熱シートは、基材の片面に発熱回路が形成されてなり、
前記発熱回路は、相互に平行に配置されている複数の主細線と、各々の該主細線を導通して該主細線の進行方向に直交して配置されている補助細線と、からなるメッシュ状配線と、帯状配線と、を含んでなり、
前記発熱回路は、前記メッシュ状配線の進行方向が反転される配線折り返し領域において、一の前記メッシュ状配線と、他の前記メッシュ状配線とが、前記帯状配線によって連結されることにより、折り返し部分が形成されている、太陽電池モジュール。
A transparent front substrate, a sealing material on the light receiving surface side, a solar cell element, a sealing material on the non-light receiving surface side, a multilayer structure in which a back surface protection sheet is laminated, and further, any one of the multilayer structures A solar cell module with a snow melting function, in which a heating sheet is arranged between layers,
The heat generating sheet has a heat generating circuit formed on one surface of the base material,
The heating circuit has a mesh shape including a plurality of main thin wires arranged in parallel with each other, and an auxiliary thin wire which conducts each of the main thin wires and is arranged orthogonal to the traveling direction of the main thin wires. Wiring, and strip-shaped wiring,
The heat generating circuit is configured such that, in a wiring turn-back area where the traveling direction of the mesh-like wiring is reversed, one of the mesh-like wirings and the other of the mesh-like wirings are connected by the band-like wiring, thereby forming a folded portion. A solar cell module in which is formed.
前記発熱シートが、前記透明前面基板と前記受光面側の封止材との間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。   The solar cell module according to claim 1, wherein the heat generating sheet is disposed between the transparent front substrate and a sealing material on the light receiving surface side. 前記発熱シートが、前記非受光面側の封止材と前記裏面保護シートとの間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。   The solar cell module according to claim 1, wherein the heat generation sheet is disposed between the non-light receiving surface side sealing material and the back surface protection sheet. 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と、前記発熱シートを備え前記太陽電池素子は備えない積層体である発熱モジュールとが、水平方向に連結されてなる融雪機構。   A snow melting mechanism comprising: a solar cell module according to any one of claims 1 to 3; and a heat generating module, which is a stacked body including the heat generating sheet and not including the solar cell element, is connected in a horizontal direction.
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