特開 2023-33040 セル及び太陽電池モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023033040

(43)【公開日】2023-03-09

(54)【発明の名称】セル及び太陽電池モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/0224 20060101AFI20230302BHJP

   H01L 31/05 20140101ALI20230302BHJP

【ＦＩ】

H01L31/04 262

H01L31/04 570

【審査請求】有

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021159501

(22)【出願日】2021-09-29

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2022-04-06

(31)【優先権主張番号】202110996489.2

(32)【優先日】2021-08-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(71)【出願人】

【識別番号】521376620

【氏名又は名称】上海晶科緑能企業管理有限公司

(71)【出願人】

【識別番号】519095522

【氏名又は名称】ジョジアン ジンコ ソーラー カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100104134

【弁理士】

【氏名又は名称】住友 慎太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100156225

【弁理士】

【氏名又は名称】浦 重剛

(74)【代理人】

【識別番号】100168549

【弁理士】

【氏名又は名称】苗村 潤

(74)【代理人】

【識別番号】100200403

【弁理士】

【氏名又は名称】石原 幸信

(74)【代理人】

【識別番号】100206586

【弁理士】

【氏名又は名称】市田 哲

(72)【発明者】

【氏名】チー ペイドン

(72)【発明者】

【氏名】リー ティンティン

(72)【発明者】

【氏名】タオ ウーソン

(72)【発明者】

【氏名】リー フイ

(72)【発明者】

【氏名】ヤン チェンジャオ

【テーマコード（参考）】

5F151

5F251

【Ｆターム（参考）】

5F151EA05

5F151EA19

5F151FA14

5F151FA16

5F151JA07

5F251EA05

5F251EA19

5F251FA14

5F251FA16

5F251JA07

(57)【要約】

【課題】本発明は、セル及び太陽電池モジュールを開示する。
【解決手段】前記セルは集約グリッド線を含み、前記集約グリッド線は前記セルの第１表面を第１領域と第２領域に仕切り、前記第１領域は第１方向に沿って間隔をあけて分布する複数の第１細グリッド線、及び第２方向に沿って間隔をあけて分布する複数のバスバーを含み、前記バスバーは前記第１細グリッド線に電気的に接続され、前記第２領域は第３方向に沿って間隔をあけて分布する複数の第２細グリッド線から構成され、前記集約グリッド線は前記第１領域と前記第２領域との間に位置し、複数の前記バスバー及び複数の前記第２細グリッド線に電気的に接続される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

セルであって、集約グリッド線を含み、
前記集約グリッド線は、前記セルの第１表面を第１領域と第２領域に仕切り、前記第１領域は、前記集約グリッド線の第１側に位置し、前記第２領域は、前記集約グリッド線の第２側に位置し、
前記第１領域は、第１方向に沿って間隔をあけて分布する複数の第１細グリッド線と、第２方向に沿って間隔をあけて分布する複数のバスバーとを含み、前記バスバーは、前記第１細グリッド線に電気的に接続され、
前記第２領域は、第３方向に沿って間隔をあけて分布する複数の第２細グリッド線を含み、
前記集約グリッド線は、複数の前記バスバー及び複数の前記第２細グリッド線に電気的に接続されている、ことを特徴とするセル。

【請求項2】

前記第１方向は、前記集約グリッド線の延在方向に垂直であり、前記第２方向及び前記第３方向は、前記集約グリッド線の延在方向に平行である、ことを特徴とする請求項１に記載のセル。

【請求項3】

前記セルのサイズは、第１式を満たし、
前記第１式は、Ｗ１＜Ｗ２を含み、
前記Ｗ１は、前記第２細グリッド線の長さを表し、前記Ｗ２は、前記バスバーの長さを表す、ことを特徴とする請求項２に記載のセル。

【請求項4】

前記セルのサイズは、第２式を満たし、
前記第２式は、Ｗ１＝Ｗ３＜Ｗ４を含み、
前記Ｗ３は、前記セルの境界に最も近い前記第１細グリッド線の長さを表し、前記Ｗ４は、２つの隣接する前記バスバーの間の距離を表す、ことを特徴とする請求項３に記載のセル。

【請求項5】

前記集約グリッド線は、前記セルの第２表面を前記第１領域と前記第２領域に仕切り、前記セルの第２表面の前記第１領域は、前記集約グリッド線の第２側に位置し、前記セルの第２表面の前記第２領域は、前記集約グリッド線の第１側に位置する、ことを特徴とする請求項１に記載のセル。

【請求項6】

前記第１領域内において、隣接する２つの前記バスバーの間には、それぞれ前記第１方向に沿って間隔をあけて分布する複数の分流線が設けられ、前記分流線は、２つの隣接する第１細グリッド線に電気的に接続されている、ことを特徴とする請求項１に記載のセル。

【請求項7】

隣接する２つの前記第１細グリッド線の間のピッチと隣接する２つの前記バスバーの間のピッチとの積は、１５ｍｍ２より大きくかつ２５ｍｍ２より小さい、ことを特徴とする請求項１に記載のセル。

【請求項8】

隣接する２つの前記第２細グリッド線の間のピッチと前記第２細グリッド線の長さとの積は、１５ｍｍ２より大きくかつ２５ｍｍ２より小さい、ことを特徴とする請求項１に記載のセル。

【請求項9】

太陽電池モジュールであって、
所定の配列方向に沿って分布する複数のセルを含み、
前記セルは、請求項１～８のいずれか１項に記載のセルを採用し、隣接する前記セル同士は、溶接ストリップによって電気的に接続され、隣接する前記セルのうちの一方の前記セルの第１表面の前記バスバーは、前記溶接ストリップの一端に固定接続され、隣接する前記セルのうちの他方の前記セルの第２表面の前記バスバーは、前記溶接ストリップの他端に固定接続されている、ことを特徴とする太陽電池モジュール。

【請求項10】

前記セルの両側に位置する前記溶接ストリップの長さは、いずれも前記セルの前記第１方向における長さの２／３以下である、ことを特徴とする請求項９に記載の太陽電池モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、太陽電池の技術分野に関し、特に、セル及び太陽電池モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

光起電力業界の発展は今まで、妥当なオングリッド電力価格への目標がますます近くなるが、近年では、原材料の値段の揺らぎによって業界の発展が阻害される。原材料の使用量を減少してコストの低減を図ることは、効果的な手段の一つである。現在、ＭＢＢ技術の広範な応用によっては、溶接ストリップ、銀ペースト等の使用量が既に低下してきた。それと同時に、ハーフセル及びマルチカットセル技術の応用により、モジュールの実際動作環境におけるホットスポットの影響を低減することができる。

【0003】

現在、ＭＢＢ技術及びハーフセル、三分の一カットセル等の技術は、既に広く応用されている。ＭＢＢ技術は、従来の４本のバスバーや５本のバスバーから９本や１０本、それ以上のバスバーに増やす。セルのサイズが増加しつつバスバー数が増加することにより、より効果的に電流を収集し、モジュールの電力を向上させることができる。それと同時に、セルのサイズの増加は電流の増加を意味し、モジュールを製造した後、高すぎる電流はより多くの電流損失を意味し、ハーフセル、三分の一カットセル等の技術の適用によって、セルがモジュール内に直並列接続された後の電流を低減することができ、電流損失を低減するとともに、ホットスポット効果を低減し、モジュールの信頼性を向上させることもできる。

【0004】

図１及び図２に示すように、図１は従来技術におけるマルチバスバー電極の構造概略図であり、図２は従来技術におけるマルチバスバーセルの三分の一カットセルの溶接ストリップの接続概略図であり、現段階の従来のＭＢＢ電池スクリーン設計は、基本的に細グリッド線２’を縦方向に配列し、バスバー１’を横方向に配列し、細グリッド線２’の作用は、セルが光照射条件下で生成した電流を収集することであり、バスバー１’は、主に細グリッド線２’の電流を収集し、かつ溶接ストリップ３’に接続され、電流を伝送するためのものである。

【0005】

従来の電池スクリーン設計及び電池のモジュールにおけるスクリーン組版設計は、既に広く応用され、従来のグリッド線電極の設計では、銀ペーストの使用量が減少しにくく、銀粉の価格が変動し続け、コストの制御が困難であり、また、従来の溶接ストリップ３’の使用量が基本的に定められ、銅価格が上昇すると同時に溶接ストリップ３’のコストも高くなる。この２つの点におけるコスト制御は、ある程度ボトルネックとなっており、かつ従来の設計では、解決することが困難である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、従来技術における技術問題を解決するために、セル及び太陽電池モジュールを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、セルを提供し、前記セルは、集約グリッド線を含み、前記集約グリッド線は、前記セルの第１表面を第１領域と第２領域に仕切り、前記第１領域は、前記集約グリッド線の第１側に位置し、前記第２領域は、前記集約グリッド線の第２側に位置し、
前記第１領域は、第１方向に沿って間隔をあけて分布する複数の第１細グリッド線と、第２方向に沿って間隔をあけて分布するバスバーとを含み、前記バスバーは、前記第１細グリッド線に電気的に接続され、
前記第２領域は、第３方向に沿って間隔をあけて分布する複数の第２細グリッド線を含み、
前記集約グリッド線は、複数の前記バスバー及び複数の前記第２細グリッド線に電気的に接続されている。

【0008】

上記のようなセルであって、好ましくは、前記第１方向は、前記集約グリッド線の延在方向に垂直であり、前記第２方向及び前記第３方向は、前記集約グリッド線の延在方向に平行である。

【0009】

上記のようなセルであって、好ましくは、前記セルのサイズは、第１式を満たし、
前記第１式は、Ｗ１＜Ｗ２を含み、
前記Ｗ１は、前記第２細グリッド線の長さを表し、前記Ｗ２は、前記バスバーの長さを表す。

【0010】

上記のようなセルであって、好ましくは、前記セルのサイズは、第２式を満たし、
前記第２式は、Ｗ１＝Ｗ３＜Ｗ４を含み、
前記Ｗ３は、前記セルの境界に最も近い前記第１細グリッド線の長さを表し、前記Ｗ４は、２つの隣接する前記バスバーの間の距離を表す。

【0011】

上記のようなセルであって、好ましくは、前記集約グリッド線は、前記セルの第２表面を前記第１領域と前記第２領域に仕切り、前記セルの第２表面の前記第１領域は、前記集約グリッド線の第２側に位置し、前記セルの第２表面の前記第２領域は、前記集約グリッド線の第１側に位置する。

【0012】

上記のようなセルであって、好ましくは、前記第１領域内において、隣接する２つの前記バスバーの間には、それぞれ前記第１方向に沿って間隔をあけて分布する複数の分流線が設けられ、前記分流線は、２つの隣接する第１細グリッド線に電気的に接続されている。

【0013】

上記のようなセルであって、好ましくは、隣接する２つの前記第１細グリッド線の間のピッチと隣接する２つの前記バスバーの間のピッチとの積は、１５ｍｍ２より大きくかつ２５ｍｍ２より小さい。

【0014】

上記のようなセルであって、好ましくは、隣接する２つの前記第２細グリッド線の間のピッチと前記第２細グリッド線の長さとの積は、１５ｍｍ２より大きくかつ２５ｍｍ２より小さい。

【0015】

本発明は、さらに太陽電池モジュールを提供し、この太陽電池モジュールは、所定の配列方向に沿って分布する複数のセルを含み、前記セルは、前述したセルを採用し、隣接する前記セル同士は、溶接ストリップによって電気的に接続され、隣接する前記セルのうちの一方の前記セルの第１表面の前記バスバーは、前記溶接ストリップの一端に固定接続され、隣接する前記セルのうちの他方の前記セルの第２表面の前記バスバーは、前記溶接ストリップの他端に固定接続されている。

【0016】

上記のような太陽電池モジュールであって、好ましくは、前記セルの両側に位置する前記溶接ストリップの長さは、いずれも前記セルの前記第１方向における長さの２／３以下である。

【発明の効果】

【0017】

従来技術に比べて、本発明は、電池スクリーンの設計を変更することによって、セルを第１領域と第２領域に仕切り、一部のバスバーをなくして、銀ペーストの原単位を低減させ、マルチカットセル電池分割を採用し、さらにマルチカットセルを直列に組版し、セル同士の直列接続に用いられる溶接ストリップをセルの一部の領域を溶接して（通常、全面溶接である）、溶接ストリップを節約するという目的を達成させ、バスバーの銀ペーストの使用量及び溶接ストリップの使用量を約３０％低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】従来技術におけるマルチバスバー電極の構造概略図である。

【図2】図２は従来技術におけるマルチバスバーセルの三分の一カットセルの溶接ストリップの接続概略図である。

【図3】本発明のグリッド線電極の設計概略図である。

【図4】本発明のセルの一方側のグリッド線電極と溶接ストリップの溶接概略図である

【図5】本発明のセルの他方側のグリッド線電極と溶接ストリップの溶接概略図である。

【図6】本発明のセルのグリッド線電極の寸法設計図である。

【図7】本発明の単一のセルの溶接状態での側面図である。

【図8】本発明の電池ストリングの設計概略図である。

【図9】本発明の電池ストリングの溶接状態での平面図である。

【図10】本発明の電池ストリングの溶接状態での側面図である。

【図11】本発明の太陽電池モジュールの組版設計図である。

【図12】本発明の太陽電池モジュールの回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下に図面を参照して説明する実施形態は例示的なものであり、本発明を説明するためのものに過ぎず、本発明を限定するものではないと解釈されるべきである。

【0020】

図３に示すように、本発明の実施形態は、セル１を提供し、前記セル１は、グリッド線電極２を含み、前記グリッド線電極２は、集約グリッド線５を含み、前記集約グリッド線５は、前記セル１の第１表面を第１領域３と第２領域４に仕切り、前記第１領域３は、前記集約グリッド線５の第１側に位置し、前記第２領域４は、前記集約グリッド線５の第２側に位置する。本実施形態において、セル１の第１表面は、セル１の正面に位置し、セル１の第２表面は、セル１の裏面に位置し、図３に示すように、前記集約グリッド線の第１側は、図に示す集約グリッド線５の上方に位置し、前記集約グリッド線５の第２側は、図に示す集約グリッド線５の下方に位置し、当業者であれば分かるように、前記集約グリッド線５の第１側と第２側の位置は、反転又は他の設定を行うこともでき、例えば、前記集約グリッド線５の第１側は、図に示す集約グリッド線５の下方に位置し、前記集約グリッド線５の第２側は、図に示す集約グリッド線５の上方に位置するように設定されてもよく、ここで限定されない。

【0021】

前記第１領域３は、第１方向に沿って間隔をあけて分布する複数の第１細グリッド線６と、第２方向に沿って間隔をあけて分布する複数のバスバー７とを含み、前記バスバー７は、前記第１細グリッド線６に電気的に接続され、第１細グリッド線６は、第１領域３の光起電流を収集するために用いられ、バスバー７は、複数の第１細グリッド線６の電流を収集するために用いられる。

【0022】

前記第２領域４は、第３方向に沿って間隔をあけて分布する複数の第２細グリッド線８を含み、第２細グリッド線８は、第２領域４の光起電流を収集するために用いられ、第２領域４にはバスバー７の構造設計がない。

【0023】

前記集約グリッド線５は、前記第１領域３と前記第２領域４との間に位置し、複数の前記バスバー７及び複数の前記第２細グリッド線８に電気的に接続され、集約グリッド線５は、第２細グリッド線８の電流を収集するとともに、バスバー７にオーバーラップされて接続され、オーバーラップされて接続された部分は溶接作用を果たし、電流は、バスバー７によって伝導されて、溶接ストリップ１２に伝送される。

【0024】

本発明のグリッド線電極２には、設計された第１細グリッド線６、第２細グリッド線８及びバスバー７の数が限定されず、バスバー７の幅、溶接点の数などが限定されず、セル１のタイプ及びサイズに最適に適合することを基準とする（例えば２１０セル１に適合されたバスバー７の数は１２本である）。

【0025】

上記実施形態に基づいて、図４、図５、図７及び図１０を参照し、隣接する２つのセル１が直列に組版される場合、溶接ストリップ１２は、第１領域３上のメイン溶接線のみに溶接され、第２領域４にはメイン溶接線が存在しないため、溶接ストリップ１２を節約するという目的を達成することができる。セル１における第１領域３に生成された光起電流は、まず第１細グリッド線６によって収集され、次に第１細グリッド線６を介してバスバー７に伝送され、バスバー７がさらに電流を溶接ストリップ１２に伝送し、セル１における第２領域４に生成された光起電流は、まず第２細グリッド線８によって収集され、次に集約グリッド線５に伝送され、集約グリッド線５はバスバー７にオーバーラップされて接続され、バスバー７を介して電流を溶接ストリップ１２に伝送する。

【0026】

さらに、前記第１方向、前記第２方向、前記第３方向と前記集約グリッド線５の延在方向との間には、それぞれ第１所定角度、第２所定角度及び第３所定角度を保持する。第１方向は、複数のセル１の直列組版の分布方向と平行であることが好ましく、第２方向、第３方向及び集約グリッド線５の延在方向は、第１方向と垂直であることが好ましく、第１所定角度は、０°であることが好ましく、第２所定角度及び第３所定角度は、９０°であることが好ましく、前記第１方向は、前記集約グリッド線５の延在方向と垂直であり、前記第２方向及び前記第３方向は、前記集約グリッド線５の延在方向と平行である。このように、組版及び溶接ストリップ１２の接続の場合、溶接ストリップ１２、バスバー７の長さが最も短くなり、それによってバスバー７の銀ペーストの使用量及び溶接ストリップ１２の使用量を節約するという目的を達成することができる。

【0027】

さらに、図６に示すように、前記グリッド線電極２のサイズは、第１式を満たす。
前記第１式は、Ｗ１＜Ｗ２を含む。
前記Ｗ１は、前記第２細グリッド線の長さを表し、それが主にセル１の電流収集に関連するものであり、前記Ｗ２は、前記バスバー７の長さを表し、ここで、Ｗ２＝Ｌ－Ｗ１であり、前記Ｌは、セル１のカットセル幅を表し、セル１のサイズ及び必要なカットセル数に基づいて決定される。

【0028】

前記グリッド線電極２のサイズは、第２式を同時に満たす。
前記第２式は、Ｗ１＝Ｗ３＜Ｗ４を含む。
前記Ｗ３は、前記グリッド線電極２の境界に近い前記バスバー７と前記グリッド線電極２の境界との間の距離、すなわち、セル１の両側における第１細グリッド線６の長さを表し、主にセル１の電流収集に関連するものであり、前記Ｗ４は、２つの隣接する前記バスバー７の間の距離を表す。

【0029】

縦方向に分布する第２細グリッド線の長さＷ１及び横方向に分布する両側の第２細グリッド線の長さＷ３はいずれも、セル１の縁部からバスバー７までの距離と見なすことができ、Ｗ１及びＷ３の幅が大きすぎると、セル１の縁部に電流を収集した後に伝送効果が悪くてブラックアウトが起きるリスクをもたらす可能性があり、Ｗ４すなわち２つのバスバー７の間の幅を組み合わせれば、Ｗ１、Ｗ３、Ｗ４はいずれも、電流が各部分で最遠伝送距離（すなわち該距離以内に電流伝送損失が最も小さい）であり、電流収集の最高効率を保証するために、Ｗ１、Ｗ３、Ｗ４の間の関係は、ほぼＷ１＝Ｗ３＜最遠有効伝送距離＝Ｗ４である。１８２セル１を例として、それが六分の一カットセル１となるように設計され、そのセル１のカットセル幅の寸法Ｌ＝３０．３３ｍｍであり、バスバー７の数が１１であり、バスバー７の間隔Ｗ４が約１６ｍｍであると、それに対応するＷ１＝Ｗ３＝１２ｍｍであり、Ｗ２＝１８．３３ｍｍである。

【0030】

さらに、前記第２細グリッド線８には溶接点がないため、溶接を必要とせず、溶接隠れクラックの発生のリスクを減少させることができる。現在、Ｎ型両面セルの量産において遭遇する大きな難点は、製造プロセス歩留まりが低く（低い製造プロセス歩留まりが生産能力及び製品歩留まりに影響を与える）、ここで、溶接隠れクラックが大部分の要因を占めることである。Ｎ型両面セルは、モジュールの製造過程において、返品修理の割合が約２８％であり、そのうち溶接隠れクラック割合が約１３％であり、ボイドの割合が７％であり、溶接ストリップ１２のずれの割合が５％であり、その他の割合が３％である。本実施形態は、溶接点を減少させ、すなわち、溶接難度を減少させるため、溶接隠れクラックが発生するリスクを約３０％低下させ、すなわち、溶接隠れクラックを４％だけ低下させることができるとともに、溶接点が少なくされるため、ボイド発生のリスクを約３０％低下させ、使用される溶接ストリップ１２の長さを減少させ、溶接ストリップ１２のずれリスクを約５０％低下させる。以上の各面をまとめると、本セル１の設計は、モジュールの製造面において返品修理率を８．５％低減できると見込んでおり、すなわち、モジュールの製造歩留まりを約３０％向上させることができ、さらに製造能力を向上させ、製品歩留まりを向上させ、モジュールの製造コストを低減することができる。

【0031】

さらに、図７に示すように、前記セル１は、上面（すなわちセルの第１表面）及び前記上面に対向する下面（すなわちセルの第２表面）を有する、シリコンウェハであるセル本体９と、前記セル本体９の前記上面に位置する正面電極構造１０と、前記セル本体９の前記下面に位置する裏面電極構造１１とをさらに含む。前記正面電極構造１０と前記裏面電極構造１１のそれぞれは、前記グリッド線電極２を利用して形成され、グリッド線電極２のパターンによって銀ペースト材料を印刷しかつ乾燥焼結した後に製造される。

【0032】

さらに、図４及び図５に示すように、前記正面電極構造１０は、前記裏面電極構造１１と逆に設けられ、前記セル１の第２表面の前記第１領域３は、前記集約グリッド線５の第２側に位置し、前記セルの第２表面の前記第２領域４は、前記集約グリッド線５の第１側に位置する。すなわち、前記正面電極構造１０の前記第１領域３は、前記裏面電極構造１１の前記第２領域４に対応し、前記正面電極構造１０の前記第２領域４は、前記裏面電極構造１１の前記第１領域３に対応する。

【0033】

図７に示すように、単一のセル１の溶接状態での側面図であり、一つの溶接ストリップ１２は、セル１の上方の正面電極構造１０のバスバー７に溶接され、裏面電極構造１１における第２領域４内の第２細グリッド線８に溶接されず、もう一つの溶接ストリップ１２は、セル１の下方の裏面電極構造１１のバスバー７に溶接され、裏面電極構造１１における第２領域４内の第２細グリッド線８に溶接されない。従来の技術案は、溶接ストリップ１２がセルのほぼ全体の領域にオーバーラップされて接続されるため、本技術案が必要とする溶接ストリップ１２の消費量は、一部の使用量を減少させる。

【0034】

セル１の製造プロセスにおいて、本発明のセル１の設計案を図る重要なポイントは、グリッド線電極２のパターンの変更にあり、セル１のグリッド線印刷工程のみを変更する必要があり、本発明のグリッド線電極２に基づいて対応するレーザーグルービングを行い、対応するグリッド線電極２をカスタマイズして適用して印刷し（印刷スクリーンプロセスに用いられる方式は、スクリーン印刷であってもよく、電気メッキの方式でスクリーンを印刷してもよい）、拡散、テクスチャリングなどの他の電池プロセスは、いずれも従来と一致する。

【0035】

実際の適用において、本発明のグリッド線電極２の適用可能なサイズは、１５８．７５ｍｍ、１６６ｍｍ、１８２ｍｍ、２１０ｍｍ等の各サイズであってもよく、かつカットセル数は、ハーフセル、三分の一カットセル、四分の一カットセル……ｎ分の一カットセル（ｎ≧２）であってもよい。本発明に係るプロセス変更点は、印刷プロセスであり、他のプロセスに影響を与えないため、単結晶、多結晶セル、Ｐ型、Ｎ型、ＨＪＴなどのタイプのセル１と互換性がある。

【0036】

図８及び図９に示すように、セル１の上方に位置する溶接ストリップ１２は、前のセル１の裏面に接続され、セル１の下方に位置する溶接ストリップ１２は、次のセル１の正面に接続され、セル１が順に接続されて複数枚のセル１の直列接続を形成する。

【0037】

従来のセル１の溶接ストリップ１２による接続と比べて、本発明において溶接ストリップ１２は、各セル１の一部の領域との接続のみを必要とし、従来の方式において溶接ストリップ１２は、各セル１の全体の領域と接続する必要があり、対比して判るように、本発明の技術案では、溶接ストリップ１２の長さが従来の直列接続方式の一部程度（例えば、１８２六分の一カットセルの幅が３０．３ｍｍであると、溶接ストリップ１２の長さが約４０ｍｍであるが、従来の接続方式に必要な溶接ストリップ１２が約６０ｍｍである）のみを必要とし、すなわち、溶接ストリップ１２の総使用量は、従来の技術案の２／３だけで済む。

【0038】

上記したセル１の構造に基づいて、図８～図１２に示すように、本実施形態は、太陽電池モジュール１４をさらに提供し、太陽電池モジュール１４は、複数の直列接続された電池ユニット１５を含み、各前記電池ユニット１５は、いずれも２つの並列接続された電池ストリング群１３を含み、前記電池ストリング群１３は、所定の配列方向に沿って分布する複数のセル１を含み、前記セル１は、前述のセル１を採用し、セル１に対してカットセル設計することによって、回路における出力電流を低減し、モジュールの出力電圧を向上させて、電流伝送の過程において損失された電気エネルギーを低減することができる。セル１同士の接続の技術案は、以下のように実現され、すなわち、セル１は各カットセルのバスバー７を含む部分が同じ方向を向くように配列され、溶接ストリップ１２を切断する時、溶接ストリップ１２の長さがほぼ使用されたセル１の幅になるように決定され、溶接ストリップ１２を配置する過程において、溶接ストリップ１２がバスバー７にオーバーラップして溶接され、溶接が完了した後、電池ストリング群１３が正常にモジュールに用いられて必要に応じて組版される。

【0039】

具体的には、図４、図５、図７及び図１０に示すように、隣接する前記セル１同士は、溶接ストリップ１２によって電気的に接続され、隣接する前記セルのうちの一方の前記セル１の前記正面電極構造１０のバスバー７は、前記溶接ストリップ１２の一端に溶接され、隣接する前記セルのうちの他方の前記セル１の前記裏面電極構造１１のバスバー７は、前記溶接ストリップ１２の他端に溶接され、前記セル１の両側に位置する前記溶接ストリップ１２の長さは、いずれも前記セル１の前記第１方向における長さの２／３を超えず、好ましくは、前記セル１の両側に位置する前記溶接ストリップ１２の長さは、いずれも前記バスバー７の長さに等しいか又はそれより僅かに大きく設定される。

【0040】

さらに、前記第１領域３内において、最も辺縁側の前記バスバー７と前記セル１の縁部との間にある第１細グリッド線６の数は、隣接する２つの前記バスバー７の間にある第１細グリッド線６の数よりも多くなる。セル１の周囲の縁部の位置で、第１細グリッド線６の数を多くする処理を行い、これは、主として、セル１の縁部に位置する一本目のバスバー７がセルの面取りを避ける必要があるので、最も縁に位置するバスバー７がセルの縁部から遠く離れるようにされ、セル１の縁部ＥＬ暗部が生じてしまうためであり、そこで、マルチバスバーの上でセル１の縁部に位置する第１細グリッド線６に対して密度を高くする処理を行い、セル１の縁部に位置する第１細グリッド線６の密度を増やして、電流収集の能力を増加させる。

【0041】

さらに、前記第１領域３内において、隣接する２つの前記バスバー７の間には、それぞれ前記第１方向に沿って間隔をあけて分布する複数の分流線が設けられ、前記分流線は、２つの隣接する第１細グリッド線６に電気的に接続され、分流線の幅は、０．０２２ｍｍであり、分流線の設計によって、セルのグリッド線切れ等の印刷品質異常による劣化リスクを効果的に減少させ、モジュールの出力電力を向上させることができ、断線がある場合にも、少数キャリアが等価で効果的に第１細グリッド線６に沿ってバスバー７に収集されることも可能となり、セルＥＬのグリッド線切れを防止するという目的を達成できる。

【0042】

さらに、隣接する２つの前記バスバー７の間のピッチが小さいほど、隣接する２つの前記第１細グリッド線６の間のピッチを大きくすることができ、また、第２細グリッド線８の長さＷ１が小さいほど、隣接する２つの前記第２細グリッド線８の間のピッチが大きくなり、隣接する２つの前記第１細グリッド線６の間のピッチと隣接する２つの前記バスバー７の間のピッチとの積が１５ｍｍ２より大きくかつ２５ｍｍ２より小さくなるとともに、隣接する２つの前記第２細グリッド線８の間のピッチと前記第２細グリッド線８の長さとの積が１５ｍｍ２より大きくかつ２５ｍｍ２より小さく、積の意味は、セル１が電流を収集する面積を決定することにあり、かつ、隣接する２つの前記第１細グリッド線６の間のピッチ、および、隣接する２つの前記第２細グリッド線８の間のピッチの取り得る値の範囲は、いずれも０．８～２．０ｍｍであり、例えば、前記Ｗ４＝１６ｍｍであり、隣接する２つの前記第１細グリッド線６の間のピッチが１．６３７ｍｍであり、Ｗ１＝１２ｍｍであり、隣接する２つの前記第２細グリッド線８の間のピッチが１．６８ｍｍであり、この場合、電流収集能力を保証しながら、細グリッド線の数を減少させることができ、すなわち、銀ペーストの原単位を減少させることができる（上記例ではおおよそ２本の細グリッド線を減少し、すなわち、細グリッド線の銀ペーストの使用量を約２％減少させる）。現在、従来の方式で銀ペーストの原単位を低減する面では既に限界に達しているが、本実施形態では、新たな原単位低減手段が提供されている。

【0043】

従来では、グリッド線電極２の細グリッド線がセル１の長辺方向と平行であり、バスバー７が長辺方向と垂直であり、表裏面スクリーンのパターンが基本的に一致する。本実施形態では、グリッド線電極２においてセル本体９の上面及び下面の一部の領域にバスバー７の設計がないため、バスバー７の銀ペーストの使用量が約３０％低下する。それと同時に、第２領域４において横方向に分布する第２細グリッド線８の部分にバスバー７の設計及び溶接ストリップ１２の設計を有しないという設計は、従来のスクリーン設計と比べて、バスバー７による遮蔽を減少させることができ、一定の電力利得改善効果を得ることができる。

【0044】

図１２に示すように、セル１をカットしてストリングに接続した後、ストリング回路が従来のストリング回路と一致し、接続して形成されたストリングは、通常なストリングと同様に組版して接続することができ、通常なモジュールの６ストリングのハーフセルモジュールの直並列構造に基づいた組版図であってもよく、同時に５ストリング構造等と互換することができ、需要に応じて組版を変更することができる。本発明の基礎は、マルチカットセル構造であるため、複数のカットセルが直列接続された条件で出力電圧が単一のストリングのカットセルの数に正比例し、すなわち、カットセル数が多いほど電圧が大きくなり、高電圧によるリスクを回避するために、モジュール回路組版の直並列構造を変更することができ、例えば、３ストリング４並列等の構造を結合することによって、出力電圧を低減し、リスクを低減することができる。同時に一つの最も直接的な解決案はさらに存在し、すなわち、単一のストリングのカットセルの数を減少させるという技術案であり、この解決案は、小さい版型モジュールの製造に適用される。本発明の重点は、セル１のマルチカットセルに適用されるスクリーン設計及びストリング接続設計であり、実際にモジュールを適用する組版において実際の需要に準じる。

【0045】

以上、図面に示す実施形態に基づいて本発明の構造、特徴及び作用効果を詳細に説明し、上記したことは、本発明の好ましい実施形態に過ぎず、本発明は、図面に示される実施範囲を限定するものではなく、本発明の構想に基づいて行われた変更、又は同等変化の等価実施形態に修正することは、依然として明細書及び図示に含まれた精神を超えない場合、いずれも本発明の保護範囲内に含まれるべきである。

【符号の説明】

【0046】

１－セル、２－グリッド線電極、３－第１領域、４－第２領域、５－集約グリッド線、６－第１細グリッド線、７－バスバー、８－第２細グリッド線、９－セル本体、１０－正面電極構造、１１－裏面電極構造、１２－溶接ストリップ、１３－電池ストリング、１４－太陽電池モジュール、１５－電池ユニット；
従来技術において、
１’－バスバー、２’－細グリッド線、３’－溶接ストリップ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【手続補正書】

【提出日】2022-02-25

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

セルであって、１つの集約グリッド線を含み、
前記集約グリッド線は、前記セルの第１表面を第１領域と第２領域に仕切り、前記第１領域は、前記集約グリッド線の第１側に位置し、前記第２領域は、前記集約グリッド線の第２側に位置し、
前記第１領域は、第１方向に沿って間隔をあけて分布し、前記第１領域の光起電流を収集するための複数の第１細グリッド線と、第２方向に沿って間隔をあけて分布する複数のバスバーとを含み、前記バスバーは、前記第１細グリッド線に電気的に接続されて前記第１細グリッド線の電流を収集し、
前記第２領域は、第３方向に沿って間隔をあけて分布し、前記第２領域の光起電流を収集するための複数の第２細グリッド線を含み、前記第２領域には、前記バスバーが含まれておらず、
前記集約グリッド線は、複数の前記第２細グリッド線に電気的に接続され、複数の前記バスバーは、さらに前記集約グリッド線に電気的に接続され、
前記セルのサイズは、第２式を満たし、
前記第２式は、Ｗ１＝Ｗ３＜Ｗ４を含み、
前記Ｗ１は、前記第２細グリッド線の長さを表し、前記Ｗ３は、前記セルの境界に最も近い前記第１細グリッド線の長さを表し、前記Ｗ４は、２つの隣接する前記バスバーの間の距離を表す、ことを特徴とするセル。

【請求項2】

前記第１方向は、前記集約グリッド線の延在方向に垂直であり、前記第２方向及び前記第３方向は、前記集約グリッド線の延在方向に平行である、ことを特徴とする請求項１に記載のセル。

【請求項3】

前記セルのサイズは、第１式を満たし、
前記第１式は、Ｗ１＜Ｗ２を含み、
前記Ｗ２は、前記バスバーの長さを表す、ことを特徴とする請求項２に記載のセル。

【請求項4】

前記集約グリッド線は、前記セルの第２表面を前記第１領域と前記第２領域に仕切り、前記セルの第２表面の前記第１領域は、前記集約グリッド線の第２側に位置し、前記セルの第２表面の前記第２領域は、前記集約グリッド線の第１側に位置する、ことを特徴とする請求項１に記載のセル。

【請求項5】

隣接する２つの前記第１細グリッド線の間のピッチと隣接する２つの前記バスバーの間のピッチとの積は、１５ｍｍ ^２ より大きくかつ２５ｍｍ ^２ より小さい、ことを特徴とする請求項１に記載のセル。

【請求項6】

隣接する２つの前記第２細グリッド線の間のピッチと前記第２細グリッド線の長さとの積は、１５ｍｍ ^２ より大きくかつ２５ｍｍ ^２ より小さい、ことを特徴とする請求項１に記載のセル。

【請求項7】

太陽電池モジュールであって、
所定の配列方向に沿って分布する複数のセルを含み、
前記セルは、請求項１～６のいずれか１項に記載のセルを採用し、隣接する前記セル同士は、溶接ストリップによって電気的に接続され、隣接する前記セルのうちの一方の前記セルの第１表面の前記バスバーは、前記溶接ストリップの一端に固定接続され、隣接する前記セルのうちの他方の前記セルの第２表面の前記バスバーは、前記溶接ストリップの他端に固定接続されている、ことを特徴とする太陽電池モジュール。

【請求項8】

前記セルの両側に位置する前記溶接ストリップの長さは、いずれも前記セルの前記第１方向における長さの２／３以下である、ことを特徴とする請求項７に記載の太陽電池モジュール。