JP2003282916A - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】一つの太陽電池群の太陽電池セルの枚数によっ
ては太陽電池モジュールの大きさが制限されない自由度
の高いマトリクス配列を有する太陽電池モジュールを提
供することを目的とする。 【解決手段】 透光性パネルの裏面側に複数の太陽電池
セルを行と列からなるマトリクス状に配設して、この複
数の太陽電池セル毎に直列または並列接続した複数の太
陽電池群を形成し、この複数の太陽電池群を直列に接続
するとともに各太陽電池群に前記太陽電池セルの裏面側
に形成された端子ボックス内に収納されたバイパスダイ
オードを並列接続した太陽電池モジュールにおいて、前
記いずれかの太陽電池群の太陽電池セルは、他の太陽電
池群の太陽電池セルの列の延長線上に配置されており、
かつこの太陽電池群は他の太陽電池群の裏面側を経由し
て前記端子ボックス内のパイパスダイオードに接続され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電気的に直列接続あ
るいは直並列接続した複数の太陽電池セルを有する太陽
電池モジュールに関し、特に太陽電池セルの出力電流を
バイパスさせるバイパスダイオードを有する太陽電池モ
ジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の太陽電池モジュールを図１０およ
び図１１に示す。図１０および図１１において、１は太
陽電池モジュール、２は透光性パネル、３はバックシー
ト、４は太陽電池セル、５は透光性接着剤である。複数
の太陽電池セル４を直列あるいは直並列に接続して行と
列からなるマトリックス状に配列している。複数の太陽
電池セル４を透光性接着材５としてのエチレンビニルア
セテート（ＥＶＡ）樹脂によって固定し、その表面側を
ガラスなどから成る透光性パネル２で覆うとともに、裏
面側に耐候性のあるバックシート３を設けて構成されて
いる。

【０００３】そして、図１２に示すように、直列あるい
は直並列に接続した太陽電池セル２で複数の太陽電池群
６（６ａ、６ｂ、６ｃ）を構成し、これら複数の太陽電
池群６ａ、６ｂ、６ｃを直列に接続するとともに、太陽
電池群６の電気的出力を取り出すために、両端の太陽電
池群６ａ、６ｃから出力を取り出すようにしている。そ
のため、両端の太陽電池群６ａ、６ｃが端子ボックス８
に接続されている。また、各太陽電池群６には複数の太
陽電池保護用バイパスダイオード７が並列に接続されて
おり、太陽電池モジュール１の一方側の端部から端子ボ
ックス８内に設置してあるバイパスダイオード７に並列
に接続されている。

【０００４】バイパスダイオード７は、太陽電池セ２を
破損などから保護するために設ける。すなわち、太陽電
池群６内の一部の太陽電池セル２が影になった場合に、
出力低下を引き起こすとともに太陽電池セル２に逆バイ
アスが加わってそのセル２が過熱して太陽電池セル２を
破損したり、火災を引き起こす原因になることから、太
陽電池セル２の逆バイアスを解放し、太陽電池セル２を
逆バイアスによる破損から保護するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、太陽電池セ
ルに逆バイアスが印加されたときの発熱量は、太陽電池
群６内の太陽電池セル２の直列数に大きく影響し、一つ
の太陽電池群６内の太陽電池セル２の枚数は発熱量によ
り制限される。したがって、バイパスダイオード７を接
続しなければならない太陽電池セル２の枚数によって太
陽電池モジュールの大きさが制限されるという問題があ
った。すなわち、従来の太陽電池モジュールでは、バイ
パスダイオード７を太陽電池モジュールの一方の端部か
ら接続しているため、太陽電池モジュール１は、太陽電
池セル２の列方向または行方向には、一往復して直列接
続できる枚数までの大きさにしかできなかった。一般的
に太陽電池群６ａ、６ｂ、６ｃの取りうるセル枚数は５
〜３０枚程度である。

【０００６】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、一つの太陽電池群の太陽電池セルの枚
数によっては太陽電池モジュールの大きさが制限されな
い自由度の高いマトリクス配列を有する太陽電池モジュ
ールを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る太陽電池モジュールは、透光性パネル
の裏面側に複数の太陽電池セルを行と列からなるマトリ
クス状に配設して、この複数の太陽電池セル毎に直列ま
たは並列接続した複数の太陽電池群を形成し、この複数
の太陽電池群を直列に接続するとともに各太陽電池群に
前記太陽電池セルの裏面側に形成された端子ボックス内
に収納されたバイパスダイオードを並列接続した太陽電
池モジュールにおいて、前記いずれかの太陽電池群の太
陽電池セルは、他の太陽電池群の太陽電池セルの列の延
長線上に配置されており、かつこの太陽電池群は他の太
陽電池群の裏面側を経由して前記端子ボックス内のパイ
パスダイオードに接続されていることを特徴とする。

【０００８】上記太陽電池モジュールでは、前記太陽電
池群は、複数の他の太陽電池群の太陽電池セルの列の延
長線上にまたがって配置されていてもよい。

【０００９】また、上記太陽電池モジュールでは、前記
他の太陽電池群の裏面側に絶縁フィルムを配設して、こ
の絶縁フィルムの裏面側を経由して前記いずれかの太陽
電池群と前記バイパスダイオードを接続することが望ま
しい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る太陽電池モジ
ュールの実施形態を説明する。図１は、本発明に係る太
陽電池モジュールの一実施形態を示す図、図２は同じく
太陽電池モジュールを裏面側から見た図である。本発明
に係る太陽電池モジュールでも太陽電池セルの封止構造
は図１１に示す従来の太陽電池モジュールの構造と同じ
である。すなわち、太陽電池モジュール１はガラス等の
絶縁透明体からなる透光性パネル２と、ＰＥＴ等を樹脂
フィルム（例えばＰＶＦ（ポリビニルフタレート）でサ
ンドイッチした３層構造のバックシート３と、これらの
間に、行と列からなるマトリクス状に配列される複数の
太陽電池セル４を備えるものである。そして封止材とし
て透光性パネル２と太陽電池セル４、および太陽電池セ
ル４とバックシート３との各間に充填され、相互の位置
関係を固定し、封止するＥＶＡ等の透光性接着剤５を備
えている。そして透光性パネル２およびバックシート３
の外周にはＡｌ等からなるフレーム６が取り付けられて
いる。また、図３に示すように、太陽電池モジュール１
の裏面側においては、バックシート３の外周部より内側
に、太陽電池４からの出力を導出する端子ボックス８を
備えている。そしてこの端子ボックス８から正極、負極
の出力線１０ａ、１０ｂが導出されている。

【００１１】図３に図１に示す太陽電池モジュールの等
価回路を示す。複数の太陽電池セル４を行と列からなる
マトリクス状に配設し、この複数の太陽電池セル４毎に
直列または並列接続した複数の太陽電池群６（６ａ、６
ｂ、６ｃ）を形成している。第二の太陽電池群６ｂの太
陽電池セル４は、第一の太陽電池群６ａと第二の太陽電
池群６ｃの太陽電池セル４の列の延長線上に配置されて
おり、太陽電池群６ａ、６ｃの太陽電池セル４の列の延
長線上にまたがって第二の太陽電池群６ｂの太陽電池セ
ル４が配置されている。

【００１２】複数の太陽電池群６ａ、６ｂ、６ｃは直列
に接続している。すなわち、第一の太陽電池群６ａの一
方端が端子ボックス８内の一方の端子１２ａに接続さ
れ、第一の太陽電池群６ａと第二の太陽電池群６ｂを配
線１４ａで接続し、第二の太陽電池群６ｂと第三の太陽
電池群６ｃを配線１４ｂで接続し、第三の太陽電池群の
他方端を端子ボックス８内の他方の端子１２ｂに接続し
ている。

【００１３】また、配線１４ａから分岐して配線１５ａ
が接続され、配線１４ｂから分岐して配線１５ｂが接続
されている。この配線１５ａ、１５ｂは、それおれ端子
ボックス７内のバイパスダイオード１１間に接続され
る。したがって、各太陽電池群６ａ、６ｂ、６ｃに並列
にバイパスダイオード１１がそれぞれ接続されることに
なる。

【００１４】第二の太陽電池群６ｂをバイパスダイオー
ド１１に接続するための配線１５ａ、１５ｂは、他の太
陽電池群、すなわち第一の太陽電池群６ａと第二の太陽
電池群６ｂの裏面側を経由して端子ボックス７内のパイ
パスダイオード１１に接続されている。

【００１５】図６は図１中のＢ−Ｂ線断面図、図７は図
１中のＣ−Ｃ線断面図、図８は図１中のＤ−Ｄ線断面図
である。図８に示すように、まず第二の太陽電池群６ｂ
内の太陽電池セル４に接続された配線１５ａを絶縁フィ
ルム１６上に位置するように、横方向に引き出す。次
に、図７に示すように、配線１５ａ、１５ｂを他の太陽
電池群６ａ、６ｃに属する太陽電池セル４の裏面側に配
設された絶縁フィルム１７を介して上方に引き出し、太
陽電池モジュールの裏面側に設けられた端子ボックス７
内のバイパス用ダイオード１１の端子に接続する。

【００１６】図６は端子ボックス７内を示す図である。
端子ボックス７内に３個のバイパスダイオード１１（１
１ａ、１１ｂ、１１ｃ）が設けられ、二個目のダイオー
ド１１ｂのアノード端子とカソード端子間に、第二の太
陽電池群６ｂに接続された配線１４ａ、１４ｂが接続さ
れている。第一の太陽電池群６ａに接続された配線１３
ａは第一のバイパスダイオード１１ａのカソード側に接
続され、第三の太陽電池群６ｃに接続された配線１３ｂ
は第三のバイパスダイオード１１ｃのアノード側に接続
されている。

【００１７】すなわち、第１太陽電池群６ａと第２太陽
電池群６ｂをブロック分けする配線１４ａは図３のマト
リクス上の１２行目の１列目と２列目の太陽電池セル背
面電極１５との間で、行方向に平行に接続される。この
配線１４ａは、図４で示す端子ボックス７のダイオード
１１ａのカソード側、ダイオード１１ｂのアノード側の
端子１０ｂに接続する。また、第２太陽電池群６ｂと第
３太陽電池群６ｃをブロック分けする配線１４ｂはマト
リクス上の１３行目の３列目と４列目の太陽電池セル背
面電極１５との間で、行方向に平行に接続される（図４
参照）。

【００１８】この配線１４ｂは、図６の端子ボックス７
のダイオード１１ｂのカソード側、ダイオード１１ｃの
アノード側である端子１０ｃと接続する。また、図５に
示すように、内部配線１４ａ、１４ｂは太陽電池セル４
の背面側を通過するため、絶縁部材１６により電気的短
絡を防ぐ構造をとなっている。

【００１９】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る太陽電池モ
ジュールによれば、いずれかの太陽電池群の太陽電池セ
ルは、他の太陽電池群の太陽電池セルの列の延長線上に
配置されており、かつこの太陽電池群は他の太陽電池群
の裏面側を経由して端子ボックス内のパイパスダイオー
ドに接続されることから、バイパスダイオードに並列接
続された太陽電池群内の枚数によってマトリクスの配列
が制限されることがなく、自由に配列することが可能と
なり、太陽電池モージュルの大きさや形状も自由に設計
できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る太陽電池モジュールを示す図であ
る。

【図２】本発明に係る太陽電池モジュールの背面側を示
す図である。

【図３】図１の太陽電池モジュールの等価回路を示す図
である。

【図４】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図５】図１のＢ−Ｂ線断面図である。

【図６】本発明に係る太陽電池モジュールの端子ボック
ス部を示す図である。

【図７】従来の太陽電池モジュールを示す図である。

【図８】図９中のＡ−Ａ線断面図である。

【図９】従来の太陽電池モジュールの等価回路を示す図
である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透光性パネルの裏面側に複数の太陽電池
   セルを行と列からなるマトリクス状に配設して、この複
   数の太陽電池セル毎に直列または並列接続した複数の太
   陽電池群を形成し、この複数の太陽電池群を直列に接続
   するとともに各太陽電池群に前記太陽電池セルの裏面側
   に形成された端子ボックス内に収納されたバイパスダイ
   オードを並列接続した太陽電池モジュールにおいて、前
   記いずれかの太陽電池群の太陽電池セルは、他の太陽電
   池群の太陽電池セルの列の延長線上に配置されており、
   かつこの太陽電池群は他の太陽電池群の裏面側を経由し
   て前記端子ボックス内のパイパスダイオードに接続され
   ていることを特徴とする太陽電池モジュール。
2. 【請求項２】 前記太陽電池群は、複数の他の太陽電池
   群の太陽電池セルの列の延長線上にまたがって配置され
   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。
3. 【請求項３】 前記他の太陽電池群の裏面側に絶縁フィ
   ルムを配設して、この絶縁フィルムの裏面側を経由して
   前記いずれかの太陽電池群と前記バイパスダイオードを
   接続す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。