JPH0567017U - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案の目的は、高い光電変換効率を有し、
かつ製造時のラミネート工程においてセル割れを生じな
い太陽電池モジュールを提供することである。 【構成】 本考案に基づく太陽電池モジュールでは、Ｅ
ＶＡ樹脂層１３内に複数の太陽電池セル１が封入されて
いる。各太陽電池セル１は、その端部が隣接する他の太
陽電池セル１の端部に重なるように配置されている。太
陽電池セル間の重なり部分には、可撓性の基板からなる
Ｕ字形断面形状のインタコネクタ２ａが配設され、各太
陽電池セルの受光面電極１ａと隣接する他の太陽電池セ
ルの背面電極１ｂとが電気的に接続されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この発明は、特に直列に接続された複数の太陽電池セルを含む太陽電池モジュ ールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図１２は、従来の太陽電池モジュールの構造の一例を示す断面図である。

【０００３】 図１２において、ＥＶＡ（エチレンビニールアセテート）樹脂層１３内に複数 の太陽電池セル１が約１〜２ｍｍ程度の間隔をあけて配置されている。隣接する 太陽電池セル１間にインタコネクタ３がそれぞれ配設される。各インタコネクタ ３ははんだがコーティングされた銅箔からなる。各インタコネクタ３の一方端は 各太陽電池セル１の受光面電極１ａに電気的に接続され、インタコネクタ３の他 方端は隣接する他の太陽電池セル１の背面電極１ｂに電気的に接続されている。

【０００４】 このように、図１２に示した太陽電池モジュールでは、複数の太陽電池セル１ がインタコネクタ３によって直列に接続されている。

【０００５】 この太陽電池モジュールでは、太陽電池セル１間にインタコネクタ３が配置さ れているので、太陽電池モジュール内に設けられる太陽電池セル１の数が制限さ れていた。その結果、太陽電池モジュールの受光面に対して太陽電池セル１の占 める割合が小さくなり、光電変換効率が悪くなっていた。

【０００６】 さらに、この太陽電池モジュールでは太陽電池セル間を接続するための工程数 が多くかつ工程の自動化が困難であるという問題も有していた。

【０００７】 上記の問題を解消するため、図１３に示すような太陽電池モジュールが提供さ れた。

【０００８】 図１３において、複数の太陽電池セル１がＥＶＡ樹脂層１３内に配置されてい る。各太陽電池セル１は、その端部が隣接する他の太陽電池セル１の端部に重な るように配設されている。各太陽電池セル１の受光面電極１ａと隣接する他の太 陽電池セルの背面電極１ｂとの重なり部分ははんだ付けによって接合されている 。

【０００９】 このように、図１３に示した太陽電池モジュールでは、複数の太陽電池セル１ は太陽電池セル同士の重なり部分により直列に接続されている。

【００１０】 この太陽電池モジュールでは、太陽電池モジュール内に設けられる太陽電池セ ル１の数が多くなる。その結果、太陽電池モジュールの受光面に対して太陽電池 セル１の占める割合が大きくなり、光電変換効率が向上された。さらに、この太 陽電池モジュールでは太陽電池セル間を接続するための工程数が少なく、工程の 自動化が可能となった。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

図１３に示した太陽電池モジュールは次のようにして製造される。

【００１２】 樹脂フィルムからなる裏面フィルム９上に、ＥＶＡ樹脂、直列に接続された複 数の太陽電池セル１、ＥＶＡ樹脂、さらに透光性を有する透明フィルム８を順に 重ねて、ラミネート工程によりそれらを積層化する。その結果、複数の太陽電池 セル１はＥＶＡ樹脂層１３内に一体的に封入される。

【００１３】 図１３に示した太陽電池モジュールでは、比較的大きな太陽電池セルを用いる と、前記ラミネート工程においてセル割れが発生しやすいという問題があった。

【００１４】 この考案は上述の問題を解決するためになされたものであって、高い光電変換 効率を有し、かつモジュール製造時のラミネート工程においてセル割れを生じな い太陽電池モジュールを提供することを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

この考案にかかる太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルと、複数の太陽 電池セル間を電気的に接続するための接続手段とを備える。各太陽電池セルは隣 接する他の太陽電池セルと部分的に重なるように配設され、接続手段は太陽電池 セル間の重なり部分に弾力性を有するように設けられた可撓性の基板からなる。

【００１６】 好ましくは、基板はほぼＵ字形断面形状の部分を有するように形成される。 また、接続手段は複数の接続部分と複数の連結部分とを含む。接続部分はＵ字 形断面形状に湾曲され、かつ隣接する太陽電池セル間を電気的に接続する。連結 部分は絶縁材料からなり、かつ隣接する接続部分を互いに連結する。

【００１７】 さらに、隣接する接続部分間に電気的に接続されるバイパスダイオードを備え てもよい。

【００１８】

【作用】

この考案にかかる太陽電池モジュールにおいては、各太陽電池セルが隣接する 他の太陽電池セルと部分的に重なるように配設されているので、太陽電池モジュ ール内に設けられる太陽電池セルの数が多くなる。その結果、太陽電池モジュー ルの受光面に対して太陽電池セルの占める割合が大きくなる。そのため、太陽電 池モジュールの光電変換効率が向上する。しかも、隣接する太陽電池セル間が弾 力性を有するように設けられた可撓性の基板により接続されるので、製造時のラ ミネート工程においてセル割れが生じない。

【００１９】 また、複数の接続部分および複数の連結部分が可撓性の基板により一体的に形 成された場合、一度の工程によって多数の太陽電池セルを同時に接続することが でき、さらに接続工程が簡略化できる。

【００２０】 また、この接続手段を用いると、予めバイパスダイオードを接続手段に接続し ておくことができる。それにより、工程数を増加させることなく、バイパスダイ オードを隣接する接続部分間に接続することができる。

【００２１】

【実施例】

以下、この考案に基づく実施例を図面を参照して説明する。

【００２２】 図１は、本考案の第１の実施例に従う太陽電池モジュールの構造を示す断面図 である。

【００２３】 図１に示すように、複数の太陽電池セル１がＥＶＡ樹脂層１３内に配置されて いる。各太陽電池セル１は、その端部が隣接する他の太陽電池セル１の端部に重 なるように配置されている。各太陽電池セル１の受光面電極１ａと隣接する他の 太陽電池セル１の背面電極１ｂとを電気的に接続するために、太陽電池セル１間 の重なり部分にはＵ字形断面形状をなすインタコネクタ２ａが配設されている。

【００２４】 インタコネクタ２ａは平面状をなすフレキシブルプリント基板からなる。フレ キシブルプリント基板はポリイミドあるいはポリエステル樹脂等の可撓性材料か らなる基板の片面に銅箔３０ａを貼りつけたものである。

【００２５】 このようなフレキシブルプリント基板は軽量でかつ自由自在に折り曲げ可能な 利点を有している。フレキシブルプリント基板を銅箔３０ａが外側になるように Ｕ字形状に湾曲させることにより、インタコネクタ２ａには構造上弾力性が付与 されている。

【００２６】 インタコネクタ２ａを用いて、複数の太陽電池セルを直列に接続する際には、 図２に示すように太陽電池セル１間にインタコネクタ２ａが配置され、かつ太陽 電池セル１間の重なり部分に挟みこまれる。インタコネクタ２ａが太陽電池セル １の電極に接触する接触部分７ａ，７ｂ上には予めはんだがコーティングされて いる。加熱処理によりはんだが溶融し、インタコネクタ２ａの接触部分７ａが一 方の太陽電池セル１の背面電極１ｂに接合され、インタコネクタの接触部分７ｂ が他方の太陽電池セル１の受光面電極１ａに接合される。このようにして、隣接 する太陽電池セル１間がインタコネクタ２ａにより電気的に接続される。

【００２７】 上記のようにインタコネクタ２ａを介して接続された太陽電池セル１を用いて ラミネート工程により太陽電池モジュールが製造される。ラミネート工程におい て、太陽電池セル１の重なり部分に圧力が加わっても、インタコネクタ２ａが弾 力的に撓んでその圧力を緩衝するためセル割れは生じない。

【００２８】 本実施例によれば、各太陽電池セル１が隣接する他の太陽電池セル１と部分的 に重なるように配設されているので、太陽電池モジュールの受光面積に対する太 陽電池セルの占有面積率が高く維持できる。

【００２９】 しかも、複数の太陽電池セル１がＵ字形断面形状をなすインタコネクタ２ａに より接続されるので、比較的大きな太陽電池セル１を用いても、製造時のラミネ ート工程におけるセル割れが大幅に抑制できる。

【００３０】 さらに、インタコネクタ２ａを用いれば、太陽電池セル１間の接続工程を簡略 化することができる。

【００３１】 図３は、本考案の第２の実施例に従う太陽電池モジュールに用いるインタコネ クタを示す斜視図である。

【００３２】 インタコネクタ２ｂは、フレキシブルプリント基板の端部をＵ字形状に湾曲さ せることにより、図３に示すように形成される。インタコネクタ２ｂは、図１に 示したインタコネクタ２ａと比較すると、太陽電池セルの背面電極に接触する接 触部分７ａの面積が増加しており、はんだ付け可能な領域が拡大されている。

【００３３】 このインタコネクタ２ｂを用いて、図４に示すように複数の太陽電池セル１を 直列に接続すれば、太陽電池セル１の背面電極と接触する接触部分７ａにおける はんだ付けの強度が増すとともに、はんだ付けの作業性が改善される。

【００３４】 インタコネクタ２ｂを用いて接続した複数の太陽電池セル１を用いれば、太陽 電池セルのＩ−Ｖ（電流−電圧）曲線から求められるＦｉｌｌ Ｆａｃｔｏｒ（ Ｆ．Ｆ．）の落ち込みが抑制される。Ｆｉｌｌ Ｆａｃｔｏｒは、次式で表わさ れる。

【００３５】 Ｆ．Ｆ．＝Ｐ_m ／Ｉ_{s c} ・Ｖ_{o c} Ｐ_m は一定の光照射下で負荷に供給し得る最大電力、Ｉ_{s c} は短絡電流、Ｖ_{o c} は開放電圧を表わす。

【００３６】 さらに、図５（ａ）および（ｂ）に示すインタコネクタ２ｃ，２ｄのように、 接触部分７ａに開口部１５を設ければ、太陽電池モジュールの出力時に太陽電池 セルが発熱しても、その熱が太陽電池セルの背面側からも効率よく放出される。 そのため、太陽電池セルの高温化を回避することができる。

【００３７】 図６は、本考案の第３の実施例に従う太陽電池モジュールに用いるインタコネ クタを示す斜視図である。図７は、図６に示すインタコネクタ２ｅを用いて、複 数の太陽電池セル１を直列に接続した場合の断面図である。

【００３８】 このインタコネクタ２ｅでは、図３に示したインタコネクタ２ｂと同じ形状の 複数のコネクタ部分３５およびそれらを連結する複数の連結部分１２が１枚のフ レキシブルプリント基板により一体的に形成されている。各連結部分１２はＵ字 形状に湾曲されている。

【００３９】 このインタコネクタ２ｅでは、各太陽電池セルの受光面電極と接触する接触部 分７ｂと同一の太陽電池セルの背面電極と接触する接触部分７ａとの間の連結部 分１２上には銅箔３０ａが存在せず、連結部分１２は樹脂のみからなる。したが って、各太陽電池セル１の受光面電極と背面電極とは電気的に絶縁されている。

【００４０】 この実施例によれば、１枚のフレキシブルプリント基板からなるインタコネク タ２ｅを用いて太陽電池セル１が接続されるので、一度のはんだ付け工程によっ て多数の太陽電池セル１を同時に接続することができ、さらに接続工程が簡略化 できる。この結果、接続工程の自動化が可能となる。

【００４１】 図８は、本考案の第４の実施例に従う太陽電池モジュールに用いるインタコネ クタを示す斜視図である。

【００４２】 図８に示すインタコネクタ２ｆは、図３に示したインタコネクタ２ｂと同じ形 状の複数のコネクタ部分３５および隣接するコネクタ部分３５を横方向につなぎ 合わせる複数の連結部分１４を含む。連結部分１４には銅箔３０ａが存在せず、 連結部分１４は樹脂のみからなる。

【００４３】 このインタコネクタ２ｆでは、複数のコネクタ部分３５および複数の連絡部分 １４が１枚のフレキシブルプリント基板より一体的に形成されている。

【００４４】 このインタコネクタ２ｆを用いれば、複数の太陽電池セルを同時に横方向に配 置することができる。

【００４５】 図９は、本考案の第５の実施例に従う太陽電池モジュールに用いるインタコネ クタを示す斜視図である。

【００４６】 図９に示すインタコネクタ２ｇは、図６に示したインタコネクタ２ｅと同じ形 状の複数の部分３６および隣接する部分３６を横方向につなぎ合わせる複数の連 結部分１４を含む。複数の部分３６および複数の連結部分１４は１枚のフレキシ ブル基板より一体的に形成される。

【００４７】 このインタコネクタ２ｇを用いれば、１つの太陽電池モジュールにおいて必要 な太陽電池セルのすべてを１枚のフレキシブルプリント基板からなるインタコネ クタ２ｇ上に容易に配置することができる。このため、太陽電池モジュールの製 造時において大幅な接続工程の簡略化が可能となる。したがって、太陽電池モジ ュールの製造にかかる経費が節減され、かつ量産化が可能となる。

【００４８】 図１０は、本考案の第６の実施例に従う太陽電池モジュールに用いるインタコ ネクタを示す斜視図である。

【００４９】 インタコネクタ２ｈは、図６に示したインタコネクタ２ｅと同じ形状を有する 。ただし、このインタコネクタ２ｈは、両面に銅箔が貼りつけられたフレキシブ ルプリント基板により形成される。

【００５０】 インタコネクタ２ｈにおいて、複数のコネクタ部分３５の側部の所定の位置に は、図１１に示すように、フレキシブルプリント基板を貫通するスルーホール１ ０１，１０２が形成されている。コネクタ部分３５の裏面に形成された銅箔３０ ｂと、隣接する他のコネクタ部３５裏面に形成された銅箔３０ｂとはバイパスダ イオード４を介して電気的に接続されている。また、銅箔３０ｂは、スルーホー ル１０１，１０２を介してコネクタ部分３５の表面に形成された銅箔３０ａと電 気的に接続されている。

【００５１】 このインタコネクタ２ｈを用いて、複数の太陽電池セル１を接続すれば、各太 陽電池セル１の裏面電極１ｂは、バイパスダイオード４を介して、隣接する他の 太陽電池セルの１の裏面電極１ｂに電気的に接続される。

【００５２】 一部の太陽電池セルに影がかかると、その太陽電池セルにおいて光電変換が行 なわれなくなり、この状態が長時間続くと、その太陽電池セルは高抵抗状態とな る。この高抵抗状態になった太陽電池セルに逆バイアス電圧が印加されると、太 陽電池セルは破壊されてしまう。このように一部の太陽電池セルが破壊されると 、太陽電池モジュールの出力は著しく低下してしまう。

【００５３】 この実施例による太陽電池モジュールでは、隣接する太陽電池セル１間にバイ パスダイオード４が接続されているので、影の影響により一部の太陽電池セルで 光電変換が行なわれなくなり、そのような太陽電池セルに逆バイアス電圧が印加 されても、逆バイアス電圧による電流がバイパスダイオード４によりバイパスさ れる。この結果、太陽電池セルの破壊が防止され、太陽電池モジュールの出力の 著しい低下が抑制される。

【００５４】

【考案の効果】

この考案による太陽電池モジュールによれば、太陽電池セルが隣接する他の太 陽電池セルと部分的に重なるように配設され、かつ太陽電池セル間が弾力性を有 するように設けられた可撓性の基板により接続されているので、高い光電変換効 率を確保しつつ、製造時のラミネート工程におけるセル割れを防止することがで きる。

【００５５】 複数の接続部分と複数の連結部分が可撓性の基板により一体的に形成されれば 、太陽電池セル間の接続工程がさらに簡略化される。

【００５６】 さらに、バイパスダイオードを隣接する太陽電池セル間に接続すれば、影等に よる太陽電池モジュールの出力の低下あるいは局部的な高温化を防止することが できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例に従う太陽電池モジュー
ルの構造を示す断面図である。

【図２】本考案の第１の実施例に従う太陽電池モジュー
ルに用いる太陽電池セルおよびインタコネクタを示す斜
視図である。

【図３】本考案の第２の実施例に従う太陽電池モジュー
ルに用いるインタコネクタを示す斜視図である。

【図４】本考案の第２の実施例に従う太陽電池モジュー
ルにおいて直列に接続された複数の太陽電池セルを示す
断面図である。

【図５】本考案の第２の実施例に従う太陽電池モジュー
ルに用いるインタコネクタの応用例を示す斜視図であ
る。

【図６】本考案の第３の実施例に従う太陽電池モジュー
ルに用いるインタコネクタを示す斜視図である。

【図７】本考案の第３の実施例に従う太陽電池モジュー
ルにおいて直列に接続された複数の太陽電池セルを示す
断面図である。

【図８】本考案の第４の実施例に従う太陽電池モジュー
ルに用いるインタコネクタを示す斜視図である。

【図９】本考案の第５の実施例に従う太陽電池モジュー
ルに用いるインタコネクタを示す斜視図である。

【図１０】本考案の第６の実施例に従う太陽電池モジュ
ールに用いるインタコネクタを示す斜視図である。

【図１１】本考案の第６の実施例に従う太陽電池モジュ
ールにおいて直列に接続された複数の太陽電池セルを示
す断面図である。

【図１２】従来の太陽電池モジュールの構造の一例を示
す断面図である。

【図１３】従来の太陽電池モジュールの構造の他の例を
示す断面図である。

【符号の説明】

１ 太陽電池セル １ａ 受光面電極 １ｂ 背面電極 ２ａ インタコネクタ ２ｂ インタコネクタ ２ｃ インタコネクタ ２ｅ インタコネクタ ２ｆ インタコネクタ ２ｇ インタコネクタ ２ｈ インタコネクタ ４ バイパスダイオード ７ａ，７ｂ 接触部分 ８ 透明フィルム ９ 裏面フィルム １３ ＥＶＡ樹脂層 ３０ａ，３０ｂ 銅箔 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の太陽電池セルと、隣接する太陽電
   池セル間を電気的に接続するための接続手段とを備えた
   太陽電池モジュールにおいて、 各太陽電池セルは隣接する他の太陽電池セルと部分的に
   重なるように配設され、 前記接続手段は太陽電池セル間の重なり部分に弾力性を
   有するように設けられた可撓性の基板からなることを特
   徴とする太陽電池モジュール。
2. 【請求項２】 前記基板はほぼＵ字形断面形状の部分を
   有するように形成される、請求項１に記載の太陽電池モ
   ジュール。
3. 【請求項３】 前記接続手段は、Ｕ字形断面形状に湾曲
   されかつ隣接する太陽電池セルを電気的に接続する複数
   の接続部分と、 絶縁材料からなりかつ隣接する接続部分を互いに連結す
   る複数の連結部分とを含み、 前記複数の接続部分および前記複数の連結部分は前記可
   撓性の基板により一体的に形成されることを特徴とす
   る、請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
4. 【請求項４】 前記隣接する接続部分間に電気的に接続
   されるバイパスダイオードをさらに備えた、請求項３に
   記載の太陽電池モジュール。