(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、従来の太陽電池モジュールでは、各太陽電池セルストリングにより発電された電力が有効に取り出されていなかった。即ち、従来の太陽電池モジュールでは、一部の太陽電池セルストリングが影になった場合においても、複数の太陽電池セルストリング全体の電力を取り出すことができない構成となっていた。
【0005】
本開示は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、太陽電池モジュールにより発電された電力をより有効に取り出す構成を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
(1)本開示に係る太陽電池モジュールは、第1の方向に延伸するよう配置され、前記第1の方向に交差する第2の方向に並べられた複数の太陽電池セルストリングを含む太陽電池モジュールにおいて、前記複数の太陽電池セルストリングは、その一端側に第1の配線を有する第1の太陽電池セルストリングと、前記第1の太陽電池セルストリングに隣り合うよう配置され、前記一端側に第2の配線を有する第2の太陽電池セルストリングと、を含み、前記第1の太陽電池セルストリング、及び前記第2の太陽電池セルストリングの他端側に電気的に接続された第3の配線と、前記第1の配線と前記第3の配線との間に設けられた第1のダイオードと、前記第2の配線と前記第3の配線との間に設けられた第2のダイオードと、を更に含む。
【0007】
(2)上記(1)における太陽電池モジュールにおいて、前記第1の配線が、負極に接続され、前記第2の配線が、正極に接続され、前記第1のダイオードのアノードが前記第1の配線に接続され、前記第1のダイオードのカソードが前記第3の配線に接続され、前記第2のダイオードのアノードが前記第3の配線に接続され、前記第2のダイオードのカソードが前記第2の配線に接続された、構成としてもよい。
【0008】
(3)上記(1)〜(2)における太陽電池モジュールにおいて、前記第1の配線は、前記第1の太陽電池セルストリングの裏面側に引き回され、前記第2の配線は、前記第2の太陽電池セルストリングの裏面側に引き回され、前記第3の配線は、平面視において前記一端側から前記第1の配線と前記第2の配線との間に引き回された構成としてもよい。
【0009】
(4)上記(1)〜(3)における太陽電池モジュールにおいて、前記第1の配線、前記第2の配線、及び前記第3の配線は、前記裏面側に配置された端子箱内に引き回された構成としてもよい。
【0010】
(5)上記(1)〜(4)における太陽電池モジュールにおいて、前記第1の太陽電池セルストリングの他端は、前記複数の太陽電池セルストリングに含まれる第3の太陽電池セルストリングを介して前記第3の配線と接続された構成としてもよい。
【0011】
(6)上記(5)における太陽電池モジュールにおいて、前記第1の太陽電池セルストリングの他端側に接続される前記複数の太陽電池セルストリングの数が奇数である構成としてもよい。
【0012】
(7)上記(1)〜(6)における太陽電池モジュールにおいて、前記第2の太陽電池セルストリングの他端は、前記複数の太陽電池セルストリングに含まれる第4の太陽電池セルストリングを介して前記第3の配線と接続された構成としてもよい。
【0013】
(8)上記(7)における太陽電池モジュールにおいて、前記第2の太陽電池セルストリングの他端側に接続される前記複数の太陽電池セルストリングの数が奇数である構成としてもよい。
【0014】
(9)上記(1)〜(8)における太陽電池モジュールにおいて、前記第1の太陽電池セルストリングに含まれる太陽電池セルの内の少なくとも一つが、分割セルである構成としてもよい。
【0015】
(10)上記(9)における太陽電池モジュールにおいて、前記複数の太陽電池セルストリングに含まれる太陽電池セルの全てが、前記分割セルである構成としてもよい。
【0016】
(11)上記(1)〜(10)における太陽電池モジュールにおいて、前記複数の太陽電池セルストリングを内在する絶縁層を更に含む構成としてもよい。
【0017】
(12)上記(1)〜(11)における太陽電池モジュールにおいて、前記第3の配線は、平面視において、前記第1の太陽電池セルストリングと前記第2の太陽電池セルストリングとの間に引き回された構成としてもよい。
【発明を実施するための形態】
【0019】
本開示の実施形態について、図面を用いて以下に説明する。
【0020】
図1は、本実施形態に係る太陽電池モジュール100に含まれる第1の太陽電池セルストリング11の概略を示す裏面側からみた平面図である。本実施形態においては、第1の太陽電池セルストリング11が、6つの太陽電池セル(1A〜1F)を含む。各太陽電池セルは受光面と裏面とを有している。太陽電池セルの受光面には第1の太陽電池セルストリング11の伸びる方向に2本の受光面側バスバー電極が形成されている。また、太陽電池セルの裏面には第1の太陽電池セルストリング11の伸びる方向に2本の裏面側バスバー電極が形成されている。受光面側バスバー電極および裏面側バスバー電極はそれぞれ、負極、正極として作用する。この第1の太陽電池セルストリング11に含まれる太陽電池セルに設けられた受光面側バスバー電極と裏面側バスバー電極とが接続されることにより、第1のストリング配線13が構成されている。
【0021】
第1の太陽電池セルストリング11内の隣接する太陽電池セルは第1のストリング配線13により直列接続される。すなわち、一の太陽電池セルの受光面側バスバー電極(負極)は、隣接する太陽電池セルの裏面側バスバー電極(正極)と接続される。これにより、第1の太陽電池セルストリング11内の複数の太陽電池セルは第1のストリング配線13により直列接続されている。
【0022】
第1の太陽電池セルストリング11の一端側に設けられた太陽電池セル1Aは、第1の配線10に電気的に接続される。第1の配線10は、太陽電池セル1Aの裏面側に引き回され、後述する端子箱において負極と接続される。第1の太陽電池セルストリング11の他端側に設けられた太陽電池セル1Fは、他の太陽電池セルストリングなどを介して、後述する第3の配線30に電気的に接続される。
【0023】
図2は、本実施形態に係る太陽電池モジュール100に含まれる第2の太陽電池セルストリング21の概略を示す裏面側からみた平面図である。本実施形態においては、第2の太陽電池セルストリング21が、6つの太陽電池セル(2A〜2F)を含む。各太陽電池セルは受光面と裏面とを有している。受光面には第2の太陽電池セルストリング21の伸びる方向に2本の受光面側バスバー電極が形成されている。また、裏面には第2の太陽電池セルストリング21の伸びる方向に2本の裏面側バスバー電極が形成されている。受光面側バスバー電極および裏面側バスバー電極はそれぞれ、負極、正極として作用する。この第2の太陽電池セルストリング21に含まれる太陽電池セルに設けられた受光面側バスバー電極と裏面側バスバー電極とが接続されることにより、第2のストリング配線23が構成されている。
【0024】
第2の太陽電池セルストリング21内の隣接する太陽電池セルは第2のストリング配線23により直列接続される。すなわち、一の太陽電池セルの受光面側バスバー電極(負極)は、隣接する太陽電池セルの裏面側バスバー電極(正極)と接続される。これにより、第2の太陽電池セルストリング21内の複数の太陽電池セルは第2のストリング配線23により直列接続されている。
【0025】
第2の太陽電池セルストリング21の一端側に設けられた太陽電池セル2Aは、第2の配線20に電気的に接続される。第2の配線20は、太陽電池セル2Aの裏面側に引き回され、後述する端子箱において正極と接続される。第2の太陽電池セルストリング21の他端側に設けられた太陽電池セル2Fは、他の太陽電池セルストリングなどを介して、後述する第3の配線30に電気的に接続される。
【0026】
図3は、本実施形態に係る太陽電池モジュール100の概略を示す裏面図である。
図3においては、複数の太陽電池セルストリングの一端側を右側に表示し、他端側を左側に表示する。
【0027】
図3に示すように、太陽電池モジュール100は、上述した第1の太陽電池セルストリング11と、第2の太陽電池セルストリング21に加え、第3の太陽電池セルストリング31、第4の太陽電池セルストリング41とを有している。第3の太陽電池セルストリング31、第4の太陽電池セルストリング41は、上述した第1の太陽電池セルストリング11と、第2の太陽電池セルストリング21と同様に、6つの太陽電池セルが、ストリング配線により直列接続されて構成されている。これら4本の太陽電池セルストリングは、第1の方向に延伸するよう配置され、この第1の方向に交差する第2の方向に並べて配置されている。
【0028】
第1の太陽電池セルストリング11と第2の太陽電池セルストリング21は、隣り合うように配置されており、上述した通り、第1の太陽電池セルストリング11の一端側は第1の配線10に接続され、第2の太陽電池セルストリング21の一端側は第2の配線20に接続されている。
【0029】
第1の太陽電池セルストリング11の他端側は、第1のストリング間配線51を介して、第3の太陽電池セルストリング31の他端側に接続されている。第3の太陽電池セルストリング31の一端側は第3のストリング間配線53に接続され、第3のストリング間配線53は、平面視において第1の太陽電池セルストリング11の一端側から、第1の配線10と第2の配線20との間に引き回された第3の配線30に接続されている。即ち、第1の太陽電池セルストリング11の他端側は、第1のストリング間配線51、第3の太陽電池セルストリング31、第3のストリング間配線53を介して、第3の配線30に接続されている。
【0030】
第2の太陽電池セルストリング21の他端側は、第2のストリング間配線52を介して、第4の太陽電池セルストリング41の他端側に接続されている。第4の太陽電池セルストリング41の一端側は第3のストリング間配線53に接続され、第3のストリング間配線53は、第3の配線30に接続されている。即ち、第2の太陽電池セルストリング21の他端側は、第2のストリング間配線52、第4の太陽電池セルストリング41、第3のストリング間配線53を介して、第3の配線30に接続されている。
【0031】
第1の配線10、第2の配線20、第3の配線30は、第1の太陽電池セルストリング11、第2の太陽電池セルストリング21の裏面側において、当該裏面に対して略直角に折り曲げられ、
図4に示す、端子箱60内に引き回される。
【0032】
本実施形態に係る端子箱60内の概略を示す平面図である
図4に示すように、端子箱60内において、第1の配線10は、端子箱60に設けられた第1の貫通孔61から端子箱60内に進入し、端子箱60の外部にまで引き出され、負極と接続される。第2の配線20は、第2の貫通孔62から第2の配線20が端子箱60内に進入し、端子箱60の外部にまで引き出され、正極と接続される。
【0033】
第3の配線30は、第3の貫通孔63から端子箱60内に進入し、第1のダイオード71を介して第1の配線10に電気的に接続され、第2のダイオード72を介して第2の配線20に電気的に接続される。より具体的には、第3の配線30は、第1のダイオード71のカソードに接続され、第1のダイオード71のアノードは、負極に接続された第1の配線10に接続される。また、第3の配線30は、第2のダイオード72のアノードに接続され、第2のダイオード72のカソードは、正極に接続された第2の配線20に接続される。
【0034】
このような構成により、第1の太陽電池セルストリング11、第3の太陽電池セルストリング31が影になっているような場合であっても、第2の太陽電池セルストリング21、第4の太陽電池セルストリング41により発電された電力を取り出すことが可能となる。また、第2の太陽電池セルストリング21、第4の太陽電池セルストリング41が影になっているような場合であっても、第1の太陽電池セルストリング11、第3の太陽電池セルストリング31により発電された電力を取り出すことが可能となる。
【0035】
更に、本構成によれば、第1の配線10、第2の配線20、第3の配線30、及び第3のストリング間配線53が、平面視においてそれぞれ交差することなく、第1の配線10、第2の配線20、第3の配線30を、裏面側に配置された端子箱60まで引き回すことが可能となる。
【0036】
更に、第1の配線10、第2の配線20、第3の配線30が平面視において互いに交差していないため、封止時に、第1の配線10、第2の配線20、第3の配線30を略同一平面に配置することが可能となる。その結果、太陽電池モジュール100の裏面側において、配線の厚みに由来する膨れが発生することを抑制することができる。
【0037】
更に、本構成によれば、通常時、最も高電位となる第2の配線20と、最も低電位となる第1の配線10が隣り合うことなく、裏面側に配置された端子箱60まで引き回すことが可能となる。
【0038】
更に、本構成においては、第1の太陽電池セルストリング11側に接続される第3の太陽電池セルストリング31の数を奇数(本実施形態においては1つ)とし、第2の太陽電池セルストリング21側に接続される第4の太陽電池セルストリング41の数を奇数(本実施形態においては1つ)としているため。そのため、第1の太陽電池セルストリング11の他端側から一端側にまで配線を引き回してくる必要がなく、また、第2の太陽電池セルストリング21の他端側から一端側にまで配線を引き回してくる必要がない。そのため、配線間におけるショートの発生を抑制することができる。
【0039】
なお、本実施形態においては、第1の太陽電池セルストリング11の他端側に接続された太陽電池セルストリングが、一つの第3の太陽電池セルストリング31であり、第2の太陽電池セルストリング21の他端側に接続された太陽電池セルストリングが、一つの第4の太陽電池セルストリング41である例を示したが、第1の太陽電池セルストリング11の他端側に複数の太陽電池セルストリングが接続されていてもよく、第2の太陽電池セルストリング21の他端側に複数の太陽電池セルストリングが接続されていてもよい。
【0040】
なお、第1の太陽電池セルストリング11の他端側に接続される太陽電池セルストリングの数を偶数とし、第2の太陽電池セルストリング21の他端側に接続される太陽電池セルストリングの数を偶数としても、第3の配線30と第1のダイオード71、第2のダイオード72を用いて、第1の太陽電池セルストリング11側、あるいは第2の太陽電池セルストリング21側に接続された太陽電池セルストリング群の一方が影になっても、他方の発電による電力を第1の配線10、第2の配線20により取り出すことは可能である。
【0041】
ただし、第1の太陽電池セルストリング11の他端側に接続される太陽電池セルストリングの数を奇数にすることにより、第1の太陽電池セルストリング11の他端側から、第3の配線30まで、他の配線等を用いて引き回してくる必要がないため、望ましい。同様に、第2の太陽電池セルストリング21の他端側に接続される太陽電池セルストリングの数を奇数にすることにより、第2の太陽電池セルストリング21の他端側から、第3の配線30まで、他の配線等を用いて引き回してくる必要がないため、望ましい。
【0042】
また、第1の太陽電池セルストリング11側に接続された太陽電池セルストリングの数と第2の太陽電池セルストリング21側に接続された太陽電池セルストリングの数とが異なっていても本開示の効果を得ることは可能である。即ち、第3の配線30と第1のダイオード71、第2のダイオード72を用いて、第1の太陽電池セルストリング11側、あるいは第2の太陽電池セルストリング21側に接続された太陽電池セルストリング群の一方が影になっても、他方の発電による電力を第1の配線10、第2の配線20により取り出すことは可能である。
【0043】
なお、本実施形態においては、各太陽電池セルストリングにおけるストリング配線を2本の線で表示しているが、ストリング配線の本数は、本図面に限定されない。
【0044】
なお、本実施形態においては、各太陽電池セルストリングが含む太陽電池セルの個数が6個の例を示したが、各太陽電池セルストリングが含む太陽電池セルの個数は6個に限定されない。
【0045】
なお、
図1から
図3に示す太陽電池モジュール100においては、太陽電池セルストリングに含まれる各太陽電池セルが略正方形状をする構成を示したが、
図5に示すように、太陽電池セルを複数にカットした略矩形状のもの(以下、分割セルという)を直接に接続し、複数の太陽電池セルストリングを構成してもよい。特に、各太陽電池セルを半分にカットしたもの(以下、ハーフカットセルという)が好適に用いられる。
図5に示す例においては、太陽電池セルがハーフカットセルである点を除いて、
図3に示した例と同様の構成を示している。また、
図5においても、複数の太陽電池セルストリングの一端側を右側に表示し、他端側を左側に表示する。
【0046】
太陽電池モジュール100にハーフカットセルを用いることにより、限られたスペースであっても、直列接続される太陽電池セルの個数に応じて、所望の電圧値を出力させることができる。また、太陽電池モジュール100にハーフカットセルを用いることにより、太陽電池モジュール100内において流れる電流量を半分にすることができるため、安全面においても望ましい。このように、太陽電池モジュール100にハーフカットセルを用いることにより、低電流、高電圧の構成とすることが可能となる。
【0047】
以下、
図6〜11を用いて、本実施形態における太陽電池モジュール100の詳細構造について説明する。ここでは、太陽電池セルがハーフカットセルである例を用いて説明する。
【0048】
図6は、
図5に示すVI部の拡大平面図である。
図6においては、複数の太陽電池セルストリングの一端側を右側に表示し、他端側を左側に表示する。
図6に示すように、第1の太陽電池セルストリング11の一端側に配置された太陽電池セル1Aは、負極に接続された第1の配線10と接続されている。また、太陽電池セル1Aは、第1のストリング配線13により、
図6に表示されない第1の太陽電池セルストリング11内の他の太陽電池セルと直列に接続されている。第2の太陽電池セルストリング21の一端側に配置された太陽電池セル2Aは、正極に接続された第2の配線20と接続されている。また、太陽電池セル2Aは、第2のストリング配線23により、
図6に表示されない第2の太陽電池セルストリング21内の他の太陽電池セルと直列に接続されている。第3の太陽電池セルストリング31の一端側に配置された太陽電池セル3Aは、第3のストリング配線33により、第3の太陽電池セルストリング31における他の太陽電池セルと直列に接続され、第3のストリング間配線53により、第3の配線30に接続されている。第4の太陽電池セルストリング41の一端側に配置された太陽電池セル4Aは、第4のストリング配線43により、第4の太陽電池セルストリング41における他の太陽電池セルと直列に接続され、第3のストリング間配線53により、第3の配線30に接続されている。
【0049】
図7は、
図6におけるVII-VII線における断面を示す断面図である。
図7においては、受光面側を下方に、裏面側を上方に表示している。また、
図7においては、複数の太陽電池セルストリングの一端側を右側に表示し、他端側を左側に表示する。
図7は、第1の太陽電池セルストリング11の一端側に配置された太陽電池セル1Aを含む断面を示している。
図7に示すように、太陽電池セル1Aは、樹脂などからなる絶縁層80内に設けられている。絶縁層80の受光面側においては、ガラス基材90が設けられており、絶縁層80の裏面側には、バックシート85が設けられている。バックシート85は、例えば3層構造となっている。バックシート85の最外層が、絶縁層80の変形、変質、劣化などを抑制する耐候性層となっており、中間層が、絶縁層80内への水分の浸入を抑制する防水層となっており、絶縁層80に最も近い層が、絶縁層80との密着性を保つ密着層となっている。絶縁層80内において、太陽電池セル1Aの裏面側に対して積層方向に離間して配置された第1の配線10が設けられており、第1の配線10と太陽電池セル1Aとの間には、裏面側バスバー電極と第1の配線10との間におけるショートの発生を抑制する絶縁シート83が配置されている。この第1の配線10は、
図5、6に示した第1のストリング配線13と接続される。
【0050】
図8は、
図6におけるVIII-VIII線における断面を示す断面図である。
図8においては、受光面側を下方に、裏面側を上方に表示している。また、
図8においては、複数の太陽電池セルストリングの一端側を右側に表示し、他端側を左側に表示する。
図8は、第3の太陽電池セルストリング31の一端側に配置された太陽電池セル3Aを含む断面を示している。
図8に示すように、太陽電池セル3Aの受光面側には、第3の受光面側バスバー電極33Aが設けられ、太陽電池セル3Aの裏面側には、第3の裏面側バスバー電極33Bが設けられている、この第3の受光面側バスバー電極33Aと第3の裏面側バスバー電極33Bにより、
図6に示した第3のストリング配線33を構成している。
図8に示すように、第3の裏面側バスバー電極33Bは一端側に延伸し、第3のストリング間配線53に接続されている。
【0051】
図9は、
図6におけるIX-IX線における断面を示す断面図である。
図9においては、受光面側を下方に、裏面側を上方に表示している。また、
図9においては、複数の太陽電池セルストリングの一端側を右側に表示し、他端側を左側に表示する。
図9は、第1の太陽電池セルストリング11と第2の太陽電池セルストリング21との間の断面を示しており、この断面に太陽電池セルは含まれていない。
図9に示すように、第3の太陽電池セルストリング31の一端側に接続された第3のストリング間配線53が、第3の配線30に接続されている。なお、この
図9に示す断面においても、
図7において示した、第1の配線10と太陽電池セル1Aとの間に設けられた絶縁シート83が配置されている。
【0052】
図10は、
図6に示すX-X線における断面を示す断面図である。
図10においては、受光面側を下方に、裏面側を上方に表示している。また、
図10においては、複数の太陽電池セルストリングの一端側を右側に表示し、他端側を左側に表示する。
図10は、第4の太陽電池セルストリング41の一端側に配置された太陽電池セル4Aを含む断面を示している。
図10に示すように、太陽電池セル4Aの受光面側には、第4の受光面側バスバー電極43Aが設けられ、太陽電池セル4Aの裏面側には、第4の裏面側バスバー電極43Bが設けられている、この第4の受光面側バスバー電極43Aと第4の裏面側バスバー電極43Bにより、
図6に示した第4のストリング配線43を構成している。
図10に示すように、第4の受光面側バスバー電極43Aは一端側に延伸し、第3のストリング間配線53に接続されている。
【0053】
図11は、
図6に示すXI-XI線における断面を示す断面図である。
図11においては、受光面側を下方に、裏面側を上方に表示している。また、
図11においては、複数の太陽電池セルストリングの一端側を右側に表示し、他端側を左側に表示する。
図11は、第2の太陽電池セルストリング21の一端側に配置された太陽電池セル2Aを含む断面を示している。
図11に示すように、太陽電池セル2Aは、樹脂などからなる絶縁層80内に設けられている。絶縁層80内において、太陽電池セル2Aの裏面側に対して積層方向に離間して配置された第2の配線20が設けられており、第2の配線20と太陽電池セル2Aとの間には、裏面側バスバー電極と第2の配線20との間におけるショートの発生を抑制する絶縁シート83が配置されている。この第2の配線20は、
図5、6に示した第2のストリング配線23と接続される。
【0054】
更に、この
図7から
図11を用いて説明したガラス基材90の受光面側、及びバックシート85の裏面側から、ラミネート処理を施してもよい。ラミネート処理は例えば、真空状態で加熱された金型内において、2枚のラミネートフィルムと、その間に配置された太陽電池モジュール100を、上下からプレスすることにより行う。