JPH06310744A - 薄膜太陽電池モジュールおよびその接続方法 - Google Patents

薄膜太陽電池モジュールおよびその接続方法

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JPH06310744A
JPH06310744A JP5098234A JP9823493A JPH06310744A JP H06310744 A JPH06310744 A JP H06310744A JP 5098234 A JP5098234 A JP 5098234A JP 9823493 A JP9823493 A JP 9823493A JP H06310744 A JPH06310744 A JP H06310744A
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JP
Japan
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solar cell
terminals
module
electrode layer
film solar
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JP5098234A
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English (en)
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Hiromitsu Ota
洋充 大田
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/548Amorphous silicon PV cells

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  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】可とう性基板を用いた薄膜太陽電池のユニット
セルを直列接続してなるモジュールを、さらに直列ある
いは並列に接続することが容易にできるようにする。 【構成】方形のモジュールの四辺に端子を設け、そのよ
うなモジュールを同一平面上に二次元的に配置し、選択
的に隣接端子相互を接続する。端子を低融点合金で形成
すれば、一方のモジュールの端部を折り曲げて端子同志
を重ね合わせ、融着させることにより簡単に接続でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、可とう性、耐熱性を有
する高分子フィルムを基板とし、非晶質シリコン (以下
a−Siと略す)薄膜を光電変換層とする薄膜太陽電池モ
ジュールおよびその接続方法に関する。
【0002】
【従来の技術】可とう性、耐熱性を有する高分子フィル
ムを基板としたa−Si薄膜太陽電池は、曲面上に設置可
能なこと、軽量、取り扱い容易などから以前から熱心に
研究開発がされてきている。様々な基板上に成膜が可能
なa−Si太陽電池の特徴を生かすという意味においても
注目されるものである。図2はこの可とう性太陽電池の
構造を示し、透明保護フィルム1、結着樹脂2、高分子
フィルム基板3、透明電極4、p−i−n型a−Si薄膜
5、裏面電極6、結着樹脂2、裏面保護フィルム7を順
次積層し、ラミネートすることにより製作される。ま
た、この太陽電池のモジュールを光照射面からみると図
3のようになり、透明電極4、a−Si薄膜5、裏面電極
6からなるユニットセル10の複数個が、裏面電極6の縁
部を隣接ユニットセルの透明電極4の縁部に接触させる
ことにより、直列に接続される集積構造となっており、
両端がこの太陽電池のプラス端子11またはマイナス端子
12となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のモジュール構造
の場合、複数個のモジュールを直列および並列に配線す
るときは、各モジュールのプラス端子およびマイナス端
子からリード線などを使って電極を取り出し、各々のリ
ード線同士を手作業で結合させなければならないため、
かなりの手間と時間を要していた。さらにこの方法で複
数のモジュールを配線すると、配線部分が表から見えた
りするため、外観的に悪くなってしまう。また、これら
フィルム基板の太陽電池を設置する場合、軽量であるが
故になんらかの基体の上に接着するなどの方法で固定す
る必要が生じるが、現在その方法としては確立されたも
のがない。本発明の目的は、配線に手間と時間を要さ
ず、しかも配線したときの全体の外観が美しくなるよう
な薄膜太陽電池モジュールを提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、半導体薄膜よりなる光電変換層の両面に少なくと
も一方が透光性である第一、第二電極層を備えた方形の
単位太陽電池の複数個を同一可とう性基板上に一列に配
列し、各単位太陽電池の第一電極層が隣接単位太陽電池
の第二電極層と接続することによって直列接続してなる
方形の薄膜太陽電池モジュールにおいて、方形モジュー
ルの外周の各辺にそれぞれ端子が設けられ、隣接する二
辺の端子が一端の単位太陽電池の第一電極層に、残りの
二辺の端子が他端の単位太陽電池の第二電極層に接続さ
れたものとする。あるいは、単位太陽電池の配列方向に
直交する一辺の端子が一端の単位太陽電池の第一電極層
に、残りの三辺の端子が他端の単位太陽電池の第二電極
層に接続されたものとする。これらの薄膜太陽電池モジ
ュールの端子が低融点合金よりなることが有効である。
そして、これらの薄膜太陽電池モジュールの複数個が同
一平面上に行列状に配置され、隣接するモジュールの中
間で相互の端子が選択的に接続されたことが有効であ
る。このような薄膜太陽電池モジュールの接続方法は、
一つのモジュールの端部を折り曲げ、折り曲げられた部
分にある端子を他のモジュールの端子と重ね合わせるこ
とによって異なるモジュールの端子相互を接続すること
が有効である。また、端子が低融点合金よりなるモジュ
ールであって融着によって端子相互を接続することが有
効である。
【0005】
【作用】複数の単位薄膜太陽電池を直列接続してなる方
形のモジュールの外周の四辺にそれぞれ端子を設けて、
モジュールの接続を、各モジュールを同一平面上に配置
し、対向辺の端子間で行うことにより、方形に近い領域
に二次元的に設置した複数のモジュールの直列や並列の
接続がある程度任意に設定できる。さらに、基板の可と
う性を利用し、端部を折り曲げることにより、隣接モジ
ュールの端子相互を重ね合わせて接続することができ、
端子の材料に低融点合金を用いれば、加熱融着により接
続作業も簡単にできる。
【0006】
【実施例】図1(a) 〜(c) は、本発明の一実施例のモジ
ュールの組立方法を示し、図2、図3と共通の部分には
同一の符号が付されている。この太陽電池モジュールの
各ユニットセル10は、高分子フィルム基板3の上に透明
電極4、p−i−n型a−Si薄膜5、裏面電極6を積層
して製作する。そして、各ユニットセル10の直列な接続
を有する集積構造にする〔図1(a) 〕。その後、プラス
端子11およびマイナス端子12を低融点はんだなどで形成
する〔図1(b) 〕。この場合、プラス端子11は一端のユ
ニットセル10の透明電極4の延長部に、マイナス端子12
は他端のユニットセル10の裏面電極6の延長部に接触さ
せる。そして、端子11、12以外のセルの部分を透明保護
フィルム1、結着樹脂2、裏面保護フィルム7により矢
印8のようにラミネートする〔図1(c) 〕。このモジュ
ールを上から見たものの例を三つ、図4、図5および図
6に示している。図4に示すモジュール21の上側をプラ
スとすると、プラス側は上部および右部に端子11として
取り出されており、マイナス側は下部および左部に端子
12として取り出されている。図5のモジュール22のプラ
ス端子11が上部および左部に取り出されており、マイナ
ス端子12が下部および右部に取り出されている。図6の
モジュール23のプラス端子11は上部だけに取り出され、
マイナス端子12が右部、左部および下部に取り出されて
いる。これらのモジュールにおける電極の極性はもちろ
ん逆に設定することは可能である。これらのモジュール
を接続する場合、たとえば図4のモジュール21を2個直
列に接続するには、図7(a) 、(b) に示すように、一方
のモジュール21のマイナス端子12を裏側に折り込み、そ
の折り込んだ部分をもう一方のモジュール21のプラス端
子11に接触させるように重ね合わせ、その接触面をはん
だなどを使って接続する。端子11、12に低融点はんだを
適用した場合は、同様な手順で重ね合わせてから上部よ
りアイロンをかける原理で熱および圧力を加えてはんだ
を溶かし、電気的にも機械的にも接続させる。しかし、
隣接モジュールの端子を同一平面上に並べ、金属板を両
端子に共通に接触させて融着させることにより、二つの
モジュールを接続してもよい。また、このモジュールを
使って2直列、2並列のものを作るには、モジュール2
1、22各2個を図8のように配置し、相互に接続する。
この場合、出力はプラス端子31、マイナス端子32から取
り出すことができ、それ以外のプラス端子11、マイナス
端子12は切り落としてしまってもよい。4直列、1並列
のものを作る場合は、同様にモジュール21、22を2個ず
つ用いるが、図9のようにモジュールの向き、および端
子間の接続を変える。この図8と図9のように、各二つ
のモジュール21、22を同様に交互に配置してもその端子
の向きおよび接続の方法によって出力形成を変化させる
ことができるのが本発明の特徴の一つである。また図10
は、12個のモジュールを4直列、3並列に接続した例を
示している。プラス端子31側の最上部の行のまん中のモ
ジュールとマイナス端子32側の三つのモジュールは図6
に示す構造のモジュール23であり、その他のモジュール
のうち一つのみ図5のモジュール22、他は図4に示す構
造のモジュール21である。そして、最上部の行と最下部
の行では、3個のモジュールを相互に接続することによ
り、12個のモジュールから均等に出力をプラス端子31、
マイナス端子32を介して取り出すことができるようにす
る。また、図11は正方形に近い領域に設置した12個のモ
ジュールを右上から左下に向けてすべて直列に接続した
ものであり、最上部の行のまん中のモジュールと最下部
の行のまん中に図5の構造のモジュール22を用い、それ
以外には図4のモジュール21を用いている。このように
3種類のモジュールを適切に配列することにより、同じ
形状に配置した複数のモジュールで様々な接続の方法を
とることが可能となる。また図10や図11のような複数の
モジュールを家の屋根や壁などの基体上に固定するとき
に、その基体となるものの上にEVA (エチレンビニー
ルアセテート) やデュミランなどの結着樹脂をあらかじ
め敷いておき、電極の接続のために上から熱および圧力
を加えると、同時にその結着樹脂も溶けて、ほとんど自
動的に基体上にモジュール類が固定することができた。
【0007】
【発明の効果】本発明によれば、可とう性基板を用いた
薄膜太陽電池のモジュールの四辺に端子を設けることに
より、平面上に二次元的に配置した複数のモジュール間
の接続が、外観を損ずる配線を必要としないで任意にか
つ簡単にできるようになった。このため、薄膜太陽電池
設置のためのスペースを有効に利用することが可能とな
り、太陽電池の適用に大きく柔軟性を持たせることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の薄膜太陽電池モジュールの
製造工程を(a) 、(b) 、(c) の順に示す断面図
【図2】薄膜太陽電池の断面図
【図3】従来の薄膜太陽電池モジュールの平面図
【図4】本発明の一実施例の薄膜太陽電池モジュールの
平面図
【図5】本発明の別の実施例の薄膜太陽電池モジュール
の平面図
【図6】本発明のさらに別の実施例の薄膜太陽電池モジ
ュールの平面図
【図7】図4の薄膜太陽電池モジュールの接続方法を示
し、(a) が平面図、(b) が断面図
【図8】図4、図5の薄膜太陽電池モジュールの2直
列、2並列接続の場合の平面図
【図9】図4、図5の薄膜太陽電池モジュールの4直
列、1並列接続の場合の平面図
【図10】図4、図5、図6の薄膜太陽電池モジュール
の4直列、3並列接続の場合の平面図
【図11】図4、図5、図6の薄膜太陽電池モジュール
の12直列、1並列接続の場合の平面図
【符号の説明】
1 透明保護フィルム 2 結着樹脂 3 高分子フィルム 4 透明電極 5 a−Si薄膜 6 裏面電極 7 裏面保護フィルム 10 ユニットセル 11、31 プラス端子 12、32 マイナス端子 21、22、23 モジュール

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体薄膜よりなる光電変換層の両面に少
    なくとも一方が透光性である第一、第二電極層を備えた
    方形の単位太陽電池の複数個を同一可とう性基板上に一
    列に配列し、各単位太陽電池の第一電極層を隣接単位太
    陽電池の第二電極層と接続することによって直列接続し
    てなる方形の薄膜太陽電池モジュールにおいて、方形モ
    ジュールの外周の各辺にそれぞれ端子が設けられ、隣接
    する二辺の端子が一端の単位太陽電池の第一電極層に、
    残りの二辺の端子が他端の単位太陽電池の第二電極層に
    接続されたことを特徴とする薄膜太陽電池モジュール。
  2. 【請求項2】半導体薄膜よりなる光電変換層の両面に少
    なくとも一方が透光性である第一、第二電極層を備えた
    方形の単位太陽電池の複数個を同一可とう性基板上に一
    列に配列し、各単位太陽電池の第一電極層を隣接単位太
    陽電池の第二電極層と接続することによって直列接続し
    てなる方形の薄膜太陽電池モジュールにおいて、単位太
    陽電池の配列方向に直交する一辺の端子が一端の単位太
    陽電池の第一電極層に、残りの三辺の端子が他端の単位
    太陽電池の第二電極層に接続されたことを特徴とする薄
    膜太陽電池モジュール。
  3. 【請求項3】端子が低融点合金よりなる請求項1あるい
    は2記載の薄膜太陽電池モジュール。
  4. 【請求項4】複数個のモジュールが同一平面上に行列状
    に配置され、隣接モジュールの中間で相互の端子が選択
    的に接続された請求項1、2あるいは3記載の薄膜太陽
    電池モジュール。
  5. 【請求項5】一つのモジュールの端部を折り曲げ、折り
    曲げられた部分にある端子を他のモジュールの端子の端
    子と重ね合わせることによって異なるモジュールの端子
    相互を接続することを特徴とする請求項4記載の薄膜太
    陽電池モジュールの接続方法。
  6. 【請求項6】モジュールが請求項3記載のものであっ
    て、融着によって端子相互を接続する請求項5記載の薄
    膜太陽電池モジュールの接続方法。
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