(57)【要約】【課題】太陽光発電システムの発電能力又は発電効率の向上を図る。【解決手段】本発明の１つの太陽電池モジュール１００は、バイパスダイオード２０を介して平面視において略直線状に形成された配線３０と、複数の太陽電池セル１０が電気的に直列に接続するとともに配線３０に接続する接続単位４０と、配線３０を用いて接続単位４０と電気的に並列に接続するバイパスダイオード２０とからなる組合せ単位５０と、配線３０と組合せ単位５０とを備える板状の基材６０とを備える。【選択図】図１
2020149986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイパスダイオードを介して平面視において略直線状に形成された配線と、
複数の太陽電池セルが電気的に直列に接続するとともに前記配線に接続する接続単位と、前記配線を用いて該接続単位と電気的に並列に接続する前記バイパスダイオードとからなる組合せ単位と、
前記配線と前記組合せ単位とを備える板状の基材と、を備える、
太陽電池モジュール。
【請求項２】
板状の基材と、
バイパスダイオードを介して平面視において前記基材の外形形状に沿うように形成された配線と、
複数の太陽電池セルが電気的に直列に接続するとともに前記配線に接続する接続単位と、前記配線を用いて該接続単位と電気的に並列に接続する前記バイパスダイオードとからなる組合せ単位と、を備え、
前記基材が、前記配線と前記組合せ単位とを備える、
太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記配線が、複数の前記接続単位を電気的に直列に接続するための配線でもある、
請求項１又は請求項２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記基材が略矩形であり、
前記配線の長さが、前記基材が完全な矩形であったとした場合に、前記基材の短辺の長さと同じか短い、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記配線の幅の長さが、前記配線の厚みよりも２０倍以上長く、
前記バイパスダイオードが、前記配線の幅の長さの０．９倍以上１．１倍以下である幅を有する平板状のリード端子を備えた、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記基材が有する、前記太陽電池セルの受光面側の配線領域が、前記配線を備える、
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記基材が有する、前記太陽電池セルの受光面側と反対の裏面側の配線領域が、前記配線を備える、
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールを備える、
太陽光発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュール及び太陽光発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電システムは、地面の上、建物の屋上、又は家屋の屋根の上等、光を受けることができる場所に設置された複数の太陽電池セルを有している。また、代表的には、複数の太陽電池セルを直列に接続した１つの接続単位としての太陽電池ストリングを複数、電気的に接続することにより、太陽電池モジュールを構成している。
【０００３】
従来、太陽電池モジュールにおいては、各々の太陽電池ストリング（接続単位）に対してバイパスダイオードを電気的に並列に接続することによって、一部の太陽電池ストリング（又は一部の太陽電池セル）に何らかの異常が生じた場合であっても、その太陽電池ストリング（又は一部の太陽電池セル）を経由せずに電流を流すことが可能となる。その結果、太陽電池モジュールとしての発電能力又は発電効率の低下を抑えることができる。
【０００４】
従来においては、バイパスダイオードは、太陽電池モジュールからの出力を取り出すための端子ボックスの内部に設けられている。この端子ボックスにより、隣接する他の太陽電池モジュールと互いに電気的に接続することが可能となるが、しばしば、該バイパスダイオードが発する熱による該ダイオードの機能低下、及び太陽電池セルの性能劣化に代表される不具合が問題となる。過去においては、バイパスダイオードの発する熱を放熱するための放熱板の配置を工夫することによって、該ダイオードからの熱を効率よく放熱することのできる太陽電池モジュール用端子ボックスが開示されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１５０２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば、複数の太陽電池ストリング（接続単位）を備える太陽電池モジュールにおいては、端子ボックスの内部に複数のバイパスダイオードをまとめて組み込むことにより、バイパスダイオードと太陽電池ストリングとの接続を容易にする効果がある。しかしながら、端子ボックスの内部にバイパスダイオードを配置している限り、発熱源である該ダイオードからの熱の影響を完全に取り除くことは極めて困難である。発電効率が高まれば、該ダイオードからの発熱量も大きくなるため、太陽光発電システムへの影響が無視できない。
【０００７】
また、端子ボックスの内部にバイパスダイオードを配置することは、太陽電池ストリング（接続単位）から該バイパスダイオードに至るまでの配線の長さが長くなってしまうため、発電時の無駄、すなわち発電能力又は発電効率の低下を生じさせることになる。特に、多数の太陽電池ストリングを備えるとともに、端子ボックスを１つだけ設けた太陽電池モジュールにおいては、該配線の長さが引き起こす発電能力又は発電効率の低下の問題はより深刻となり得る。
【０００８】
本発明は、上述の少なくとも１つの問題を解決するものであり、太陽光発電システムの発電能力又は発電効率の向上を図る技術の発展に大きく貢献し得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、太陽電池ストリング（接続単位）からバイパスダイオードに至るまでの配線の影響を低減し、高効率の出力を得ることができる太陽電池モジュール、ひいては太陽光発電システムの実現に向けて鋭意研究に取り組んだ。
【００１０】
バイパスダイオードを端子ボックスの内部に配置したままの状態では、端子ボックスを太陽電池モジュールの基材におけるどの位置に配置しても、配線を顕著に短くするには限界がある。そこで、本発明者は、バイパスダイオードを端子ボックスから切り離すとともに、太陽電池モジュール本体に配線と該バイパスダイオードを取り込む工夫を施すことによって、上述の少なくとも１つの問題を解決し得ることを見出した。その結果、高効率の出力を得ることができる太陽電池モジュール、ひいては太陽光発電システムの実現し得る本発明が創出された。
【００１１】
本発明の１つの太陽電池モジュールは、バイパスダイオードを介して平面視において略直線状に形成された配線と、複数の太陽電池セルが電気的に直列に接続するとともに前述の配線に接続する接続単位と、該配線を用いて又は該配線を経由して該接続単位と電気的に並列に接続する前述のバイパスダイオードとからなる組合せ単位と、前述の配線と該組合せ単位とを備える板状の基材と、を備える。
【００１２】
この太陽電池モジュールにおいては、複数の太陽電池セルが電気的に直列に接続する接続単位（太陽電池ストリング）が、バイパスダイオードを介して平面視において略直線状に形成された配線に接続し、該バイパスダイオードが該接続単位と電気的に並列に接続している。加えて、この太陽電池モジュールの板状の基材が、該接続単位と該バイパスダイオードとからなる組合せ単位と前述の配線とを備えている。そのため、バイパスダイオードが、いわば略直線状に形成された配線に取り込まれる状態となるため、太陽電池ストリング（接続単位）から該バイパスダイオードに至るまでの配線は非常に短くすることが可能となる。例えば、仮に一部の太陽電池ストリング（又は一部の太陽電池セル）に何らかの異常が生じ、バイパスダイオードを電流が流れる事情が生じたとしても、この太陽電池モジュールの該配線を利用することにより、接続単位から該バイパスダイオードまでの長さは非常に短くなるため、太陽電池モジュールとしての発電能力又は発電効率の低下を、従来と比較して抑えることが可能となる。その結果、高効率の出力を得ることができる太陽電池モジュール、ひいては太陽光発電システムを実現し得る。また、この太陽電池モジュールによれば、１つの太陽電池モジュールが備える太陽電池セルの数を従来と比較して多くすることができるか、あるいは太陽電池モジュール自身の小型化又は省スペース化を実現し得る。
【００１３】
また本発明のもう１つの太陽電池モジュールは、板状の基材と、バイパスダイオードを介して平面視において該基材の外形形状に沿うように形成された配線と、複数の太陽電池セルが電気的に直列に接続するとともに前述の配線に接続する接続単位と、該配線を用いて該接続単位と電気的に並列に接続する前述のバイパスダイオードとからなる組合せ単位と、を備え、前述の基材が、前述の配線と前述の組合せ単位とを備える。
【００１４】
この太陽電池モジュールにおいては、複数の太陽電池セルが電気的に直列に接続する接続単位（太陽電池ストリング）が、バイパスダイオードを介して平面視において該基材の外形形状に沿うように形成された配線に接続し、該バイパスダイオードが該接続単位と電気的に並列に接続している。加えて、この太陽電池モジュールの板状の基材が、該接続単位と該バイパスダイオードとからなる組合せ単位と前述の配線とを備えている。そのため、バイパスダイオードが、該基材の外形形状に沿うように形成された配線に取り込まれる状態となるため、太陽電池ストリング（接続単位）から該バイパスダイオードに至るまでの配線は非常に短くすることが可能となる。例えば、仮に一部の太陽電池ストリング（又は一部の太陽電池セル）に何らかの異常が生じ、バイパスダイオードを電流が流れる事情が生じたとしても、この太陽電池モジュールの該配線を利用することにより、接続単位から該バイパスダイオードまでの長さは非常に短くなるため、太陽電池モジュールとしての発電能力又は発電効率の低下を、従来と比較して抑えることが可能となる。その結果、高効率の出力を得ることができる太陽電池モジュール、ひいては太陽光発電システムを実現し得る。また、この太陽電池モジュールによれば、１つの太陽電池モジュールが備える太陽電池セルの数を従来と比較して多くすることができるか、あるいは太陽電池モジュール自身の小型化又は省スペース化を実現し得る。
【００１５】
なお、上述の各発明の変形例として、上述の太陽電池モジュールが複数の該接続単位を備えており、該配線が、複数の該接続単位を電気的に直列に接続するための配線でもあることは、好適な一態様である。該変形例においては、バイパスダイオードを介して略直線状に形成された該配線、又は該基材の外形形状に沿うように形成された該配線は、複数の該接続単位を電気的に直列に接続するとともに、該バイパスダイオードを利用して複数の該接続単位を並列に接続する役割も担うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、高効率の出力を得ることができる太陽電池モジュール、ひいては太陽光発電システムを実現し得る。また、この太陽電池モジュールによれば、１つの太陽電池モジュールが備える太陽電池セルの数を従来と比較して多くすることができるか、あるいは太陽電池モジュール自身の小型化又は省スペース化を実現し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態の太陽電池モジュールの平面図である。
【図２】第１の実施形態の太陽光発電システムの構成を概略的に示す図である。
【図３】図１の一部拡大図である。
【図４】第１の実施形態の太陽電池モジュールの模式的な電流経路を示す図である。
【図５】図１の一部（Ｚ領域）の拡大図である。
【図６】第１の実施形態の２つの太陽電池モジュールの接続状況を示す、該太陽電池モジュールの裏面側の平面図である。
【図７】第２の実施形態の太陽電池モジュールの裏面側の斜視図である。
【図８】第２の実施形態の太陽電池モジュールの裏面側の一部を拡大した斜視図である。
【図９】第２の実施形態の変形例の太陽電池モジュールの裏面側の一部を拡大した斜視図である。
【図１０】その他の実施形態（１）の太陽電池モジュールの平面図である。
【図１１】その他の実施形態（２）の太陽電池モジュールの平面図である。
【図１２】その他の実施形態（３）の太陽電池モジュールの平面図である。
【図１３】従来の（比較例の）太陽電池モジュールの平面図である。
【図１４Ａ】図１３の一部拡大図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａの説明の便宜のための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態を、添付する図面に基づいて詳細に述べる。なお、この説明に際し、全図にわたり、特に言及がない限り、共通する部分には共通する参照符号が付されている。また、図中、各実施形態の要素のそれぞれは、必ずしも互いの縮尺比を保って示されてはいない。また、各図面を見やすくするために、一部の符号が省略され得る。
【００１９】
＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態の太陽電池モジュール１００の平面図である。また、図２は、本実施形態の太陽光発電システム８００の構成を概略的に示す図である。また、図３は、図１の一部拡大図である。加えて、図４は、本実施形態の太陽電池モジュール１００の模式的な電流経路を示す図である。また、図１３は、比較例としての従来の太陽電池モジュール９００の平面図である。また、図１４Ａは、図１３の一部拡大図であり、図１４Ｂは、図１４Ａの説明の便宜のための図である。
【００２０】
図１に示すように、太陽電池モジュール１００においては、複数の太陽電池セル１０が、互いに電気的に接続された状態で、枠体６０ａによって固定された板状の基材６０によって支持されている。なお、本実施形態においては、太陽電池セル１０が透光性を有する基材６０を通して光が入射される、いわゆるスーパーストレート構造が採用されている。従って、複数の電気的に接続された太陽電池セル１０、並びに、後述するバイパスダイオード２０を介して平面視において略直線状に形成された配線３０及び直列接続用配線４２は、いずれも、基材６０と図示しない背面保護材（例えば、フッ化ビニルフィルム間にアルミニウムを挟んだ構造体、ポリエチレン製のシート）との間に配置される。また、機械的衝撃等を緩和するために、絶縁性と透光性を有する公知の充填材料（例えば、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体））が基材６０と背面保護材の間に封入され得る。また、太陽電池セル１０の受光面側の少なくとも一部を覆う公知の反射防止膜が形成されることも採用し得る一態様である。
【００２１】
図２に示すように、本実施形態の太陽光発電システム８００は、地面の上、建物の屋上、又は家屋の屋根の上等、光を受けることができる場所に設置された複数の太陽電池モジュール１００と、複数の太陽電池モジュール１００と電気的に接続され、複数の太陽電池モジュール１００のための開閉器８２が組み込まれた接続箱８０と、複数の太陽電池モジュール１００が発電した直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナ８４を備える。
【００２２】
また、本実施形態の太陽電池モジュール１００は、図１に示す６つの列を構成する太陽電池セル１０群を電気的に直列に接続するための、以下の（ａ）〜（ｃ）に示す３種類の配線を備えている。
（ａ）複数の太陽電池セル１０を列ごとに電気的に直列に接続するための、公知の導電性のインターコネクタ１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）。
（ｂ）隣り合う２つの列を電気的に直列に接続し、（ａ）と相俟って接続単位４０としての太陽電池ストリングを形成するための３つの直列接続用配線４２。
（ｃ）インターコネクタ１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）によって接続単位４０と電気的に接続することにより、隣り合う接続単位４０を電気的に直列に接続させ得る配線３０。
【００２３】
また、図３に示すように、本実施形態においては、インターコネクタ１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）によって、接続単位４０が、バイパスダイオード２０を介して平面視において略直線状に形成された配線３０に接続している。そのため、１つの接続単位４０は、配線３０を用いて又は経由して、バイパスダイオード２０と電気的に並列に接続することになる。なお、見方を変えると、本実施形態の配線３０は、略矩形の基材６０の外形形状に沿うように形成されている。
【００２４】
ここで、本実施形態の配線３０は、図１に示すように、太陽電池モジュール１００の表面側の、太陽電池セル１０が配置されていない領域（配線領域）内に形成されている。
【００２５】
具体的には、本実施形態の太陽電池モジュール１００は、バイパスダイオード２０を介して平面視において略直線状に形成された配線３０を備えることにより、配線３０を、太陽電池セル１０を配置することができない狭い領域を利用して配置することが可能となる。また、見方を変えれば、本実施形態においては、基材６０の外形が矩形であるため、配線３０が基材６０の外形（本実施形態では、矩形の短辺）に沿って形成されているといえる。なお、本実施形態の配線３０は、後述するバイパスダイオード２０のリード端子２２との接触面積を増やすために平坦面を有しているが、配線３０の形状は特に限定されない。
【００２６】
なお、本実施形態及び後述する各実施形態（変形例を含む）においては、太陽電池モジュール１００が、地面の上、建物の屋上、又は家屋の屋根の上等、光を受けることができる場所に設置されたときの、光の照射源に直接的に向き合う太陽電池セル１０の面を、太陽電池セル１０の受光面と定義する。従って、基材６０及び透明な充填材料を一旦通過した光が、背面保護材などに反射して太陽電池セル１０の受光面とは反対側（裏面側）の面に入射することによって発電する場合があっても、本実施形態における用語として、該反対側（裏面側）の面を太陽電池セル１０の受光面とは言わない。
【００２７】
図６は、本実施形態の２つの太陽電池モジュール１００が接続している状況を示すための、太陽電池モジュール１００の裏面側の平面図である。図１及び図６に示すように、太陽電池モジュール１００の表面側の配線３０の両端部３０ｅ，３０ｅから出来るだけ近い位置で、太陽電池モジュール１００によって発電された電力を裏面側に取り出せるように、２つの端子ボックス７０，７０は太陽電池モジュール１００の裏面側の外縁角部の近傍に設けられている。
【００２８】
図６に示すように、本実施形態の端子ボックス７０，７０の配置を工夫することにより、コネクタ７２ａを備える出力用配線７２を用いて接続部７４を形成することが、隣り合う２つの太陽電池モジュール１００，１００の電気的な接続を極めて容易にする。従って、図１３及び図１４Ａに示す従来の太陽電池モジュール９００のような、従来の端子ボックス９７０が太陽電池モジュール９００の略中央部に設けられている例と比較して、出力用配線（端子ケーブル）の長さを格段に短くすることが可能となる。
【００２９】
また、本実施形態においては、太陽電池モジュール１００は、以下の２つの構成（ｐ）及び（ｑ）からなる組合せ単位５０を備える。
（ｐ）接続単位４０
（ｑ）配線３０を用いて接続単位４０と電気的に並列に接続するバイパスダイオード２０
【００３０】
その結果、太陽電池モジュール１００は、３つの接続単位４０と、３つの組合せ単位５０とを備えることになる。なお、図１においては、図面を見やすくするために、代表的に１つの接続単位４０と１つの組合せ単位５０を示している。
【００３１】
ところで、図１に示すように、本実施形態の太陽電池モジュール１００は、略矩形の基材６０を備えている。基材６０の大きさは、太陽電池モジュール１００の製造装置の大きさ、市場に要求等によって適宜選定されるため、特に限定されない。基材６０の代表的な長辺の長さ（図１の紙面における縦方向の長さ）は、約１３００ｍｍ以上１５００ｍｍ以下であり、基材６０の代表的な短辺の長さ（図１のＬｓ）は、約１０００ｍｍ以上１２００ｍｍ以下である。
【００３２】
また、本実施形態の配線３０の長さ（図１のＬｗ）、幅、及び配線の厚みは、本実施形態の効果が発揮される限り、特に限定されない。配線３０の代表的な長さ（図１のＬｗ）は、約９００ｍｍ以上であり、基材６０の短辺の長さ（図１のＬｓ）以下である。なお、本実施形態のように、基材６０の外形が完全な矩形であったとした場合には、配線３０の長さが、基材６０の短辺の長さ（図１のＬｓ）と同じか短くなるため、太陽電池ストリング（接続単位）からバイパスダイオード２０に至るまでの配線の配置を簡素化することができる。
【００３３】
また、配線３０の代表的な幅の長さ（図１の紙面における縦方向の長さ）は、約６ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、配線３０の厚み（図１の紙面に直交する方向）の例は、約０．２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である。ここで、配線３０の幅（幅の長さ）が、配線３０の厚みよりも２０倍以上長くなるように形成されると、配線３０の電気抵抗を大きくすることなく、配線の厚みを低減することが可能となるため、太陽電池モジュール１００の全体としての厚みの低減に寄与し得る。なお、代表的な配線３０の断面積は、太陽電池モジュール１００による発電によって流れる電流値に耐え得る程度の断面積を有する観点から、０．７５ｍｍ２以上であることが好ましい。
【００３４】
次に、本実施形態のバイパスダイオード２０について説明する。図５は、図１の一部（Ｚ領域）の拡大図である。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、本実施形態のバイパスダイオード２０は、平板状のリード端子２２を備えている。また、本実施形態においては、図５（ｂ）に示すように、一方の平板状のリード端子２２は４回屈折され、その端部２２ａがバイパスダイオード２０に当接することによって、２つ平板状のリード端子２２，２２がバイパスダイオード２０を挟み込んでいる。本実施形態のリード端子２２は銅製である。また、バイパスダイオード２０とリード端子２２との接合部には錫メッキが施され、バイパスダイオード２０とリード端子２２とを半田付けによって接合し得るため、バイパスダイオード２０とリード端子２２との接合時の作業性が高められる。なお、平板状のリード端子２２，２２と、配線３０，３０とは、半田付けによって面接触によって接合されており、バイパスダイオード２０から発する熱がリード端子２２，２２を経由して配線３０，３０に伝導し易くなるため、放熱性が高まる。
【００３５】
また、本実施形態のバイパスダイオード２０は、本実施形態の効果が奏されるかぎり、ダイオードの種類は限定されない。代表的なバイパスダイオード２０は、ショットキーバリアダイオードである。加えて、バイパスダイオード２０と、バイパスダイオード２０を挟む平板状のリード端子２２の端部２２ａとを覆う樹脂２５が、バイパスダイオード２０と端部２２ａとを固定し、封止している。また、バイパスダイオード２０を構成する基材の種類は特に限定されない。例えば、シリコン（Ｓｉ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、及びシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）の群から選択される少なくとも一種が、該基材の一例として採用され得る。
【００３６】
ここで、平板状のリード端子２２を備えるバイパスダイオード２０を採用することにより、上述のとおり、リード端子２２と平坦面を有する配線３０との接触面積を増やすことが可能となるため、バイパスダイオード２０が発する熱の放熱性を高めることになる。その結果、バイパスダイオード２０の信頼性及び安定性が向上し得る。
【００３７】
また、本実施形態のバイパスダイオード２０は、配線３０の幅の長さの０．９倍以上１．１倍以下である幅を有することが好ましい。バイパスダイオード２０の幅の長さが前述の範囲であれば、バイパスダイオード２０を介して平面視において略直線状に形成された配線３０を、比較的狭い配線領域内に配置することが可能となるため、１つの太陽電池モジュールに太陽電池セル１０の配置する数を従来と比較して多くできる、あるいは太陽電池モジュール自身の小型化又は省スペース化を実現し得ることになる。
【００３８】
なお、複数の太陽電池モジュール１００が近接して併設される太陽光発電システム８００においては、１つの太陽電池モジュール１００の端部が別の太陽電池モジュール１００の一部を、いわば覆う位置に設置される場合がある。そのような場合は、該配線領域は、受光することができない、又は受光量が減る領域となる。従って、そのような太陽電池モジュール１００による発電に対する寄与が小さい領域を、本実施形態の太陽電池モジュール１００は有効に活用していることも特筆に値する。なお、配線３０を太陽電池モジュール１００の表面側に配置する他の利点として、配線３０が裏面側に配置される後述の第２の実施形態の太陽電池モジュールと比較して、各太陽電池セル１０の発電によって形成された電流を、構造上容易に配線３０に集電することができる。
【００３９】
上述の各構成を採用することにより、本実施形態の太陽電池モジュール１００においては、図３の「Ｓ」及び図４に示すように、バイパスダイオード２０を経由することなく、配線３０（３０ａ，３０ｂ）を用いて又は経由して、隣り合う２つの接続単位４０が電気的に直列に接続することを可能にする。従って、本実施形態の太陽電池モジュール１００のように、複数の接続単位４０を備えている太陽電池モジュールにおいては、配線３０が、複数の接続単位４０を電気的に直列に接続するための配線としての役割を果たすことになる。
【００４０】
一方、図４に示すように、仮に、一部の接続単位４０としての太陽電池ストリングに何らかの異常又は不具合が発生し、発電能力又は発電効率の低下が生じ得る事情が生じた場合に、配線３０内にいわば取り込まれているバイパスダイオード２０を利用して、発電回路を迂回させることができる。従って、バイパスダイオード２０を介して略直線状に形成された配線３０は、複数の接続単位４０を電気的に直列に接続するとともに、バイパスダイオード２０を利用して複数の接続単位４０を並列に接続する役割も担うことが可能となる。
【００４１】
なお、「迂回」とはいえ、図１、図３及び図４に示すように、バイパスダイオード２０を介して平面視において略直線状に形成された配線３０を利用することによって、接続単位４０からバイパスダイオード２０までの長さは非常に短くなるため、太陽電池モジュール１００としての発電能力又は発電効率の低下を抑えることが可能となる。
【００４２】
具体的に説明すると、例えば、図１３及び図１４Ｂに示す、太陽電池セル９１０を備える従来の太陽電池モジュール９００においては、各配線９３０を端子ボックス９７０内のバイパスダイオード９２０に接続するために、互いに接触しないように２列の配線９３０が形成されている。また、表面側の配線９３０から基材９６０を貫通して連続するように、図１３及び図１４Ａに示す斜線が施された基材９６０の裏面側の配線９３０が形成されている。
【００４３】
その結果、図３と図１４Ｂとを比較すれば明らかなように、従来の太陽電池モジュール９００の配線９３０の長さは、本実施形態の太陽電池モジュール１００の配線３０の長さよりも、図１４Ｂに示すＡ〜Ｄの４つの領域の配線９３０の長さを加算した分だけ長くなる。
【００４４】
一例を挙げれば、例えば、図１の太陽電池モジュール１００の基材６０の代表的な短辺の長さ（図１のＬｓ）が約９７０ｍｍであり、太陽電池モジュール１００の配線３０の長さ（図１のＬｗ）が約８８０ｍｍであった場合、図１３の従来の太陽電池モジュール９００の配線９３０の長さよりも、本実施形態の太陽電池モジュール１００の配線３０の長さの方が、バイパスダイオード２０の長さを配線３０の長さに含めたとしても、約１．１ｍ短くなる。従って、配線３０と配線９３０の材質と構成が同じであれば、約１．１ｍ短縮された配線の長さに相当する太陽電池モジュール１００の発電能力又は発電効率の改善効果が得られる。
【００４５】
仮に、太陽電池モジュール１００における配線３０の厚みが３００μｍ（すなわち、３×１０−４ｍ）であり、配線３０の幅が６ｍｍ（すなわち、６×１０−３ｍ）であるとすると、配線３０の断面積Ｓは、１．８×１０−６ｍ２となる。
また、仮に２０℃下における軟銅抵抗率ρが１．７２×１０−８Ωｍであるとすると、配線３０の長さが従来例よりも約１．１ｍ短縮されることにより、配線３０の抵抗値Ｒ１は、以下のとおり算出される。
Ｒ１＝ρ（ｍΩ）×（約１．１（ｍ）／Ｓ（ｍ２）＝１．７２×１０−８×（約１．１／１．８×１０−６）＝約１．０５×１０−２Ω
従って、太陽電池モジュール１００における動作電流値Ｉが９Ａとすると、配線３０の長さが約１．１ｍ短縮することによって、次に示す消費電力（ΔＷ）の損失を回避することができる。
ΔＷ＝Ｉ２・Ｒ１＝９×９×約１．０５×１０−２Ω＝８．５１×１０−１Ｗ
【００４６】
また、太陽電池モジュール１００が備える、バイパスダイオード２０を介して平面視において略直線状に形成された配線３０によれば、従来の太陽電池モジュール９００の配線９３０のような複雑な配置を採用する必要がなくなるため、太陽電池ストリング（接続単位）からバイパスダイオード２０に至るまでの配線の配置を簡素化することができる。
【００４７】
さらに、図１３及び図１４Ａに示すように、バイパスダイオード９２０を内部に備える端子ボックス９７０が略中央部に設けられている従来の太陽電池モジュール９００においては、太陽電池ストリング（接続単位）から該バイパスダイオードに至るまでの配線９３０の長さが太陽電池モジュール１００の配線３０よりも長くなるだけではなく、配線９３０が互いに接触しないように２列に形成されることになる。そのため、従来例の太陽電池モジュール９００は、本実施形態の太陽電池モジュール１００の配線領域よりも広い配線領域を必要とすることになる。従って、従来と比較して、本実施形態の太陽電池モジュール１００の配線領域を減らすことが可能となるため、同じ外形の大きさであっても、１つの太陽電池モジュールが配置することのできる太陽電池セルの数を太陽電池モジュール９００よりも増やすことが可能となるか、あるいは同じ発電量であっても太陽電池モジュールの小型化又は省スペース化を実現し得る。
【００４８】
上述のとおり、本実施形態の太陽電池モジュール１００の構成を採用すれば、太陽電池モジュールの小型化又は省スペース化、太陽電池モジュールの構成簡素化、及び／又は、高効率の出力を実現し得るとともに、後述する太陽光発電システム８００を実現し得る。
【００４９】
ところで、図１の紙面に直交する方向の配線の位置の変化が形成されていても、平面視において直線状の配線であれば、「略直線状」の用語の意味に含まれる。また、「略直線状」の用語は、完全な直線であることを必要とせず、全体として実質的な直線であるものを含む。例えば、配線３０が延在する方向に対して直交する方向に、完全な直線を基準として、代表的には０ｍｍ超３０ｍｍ以下（より好適には、０ｍｍ超２０ｍｍ以下）のズレ（又は揺れ）が生じている場合も、本実施形態の「略直線状」の用語の意味に含まれる。
【００５０】
加えて、仮に、基材６０の外形が曲線状になっている場合は、その曲線状に沿った配線３０も、「略直線状」に含まれる。従って、本実施形態における「略直線状の配線」は、「（配線を備える）基材の外形形状に沿うように形成された配線」と言い換えることができる。さらに、「基材の外形形状に沿うように形成された配線」という用語についても、前述の「略直線状」と同様に、配線３０が延在する方向の各点に対して直交する方向に、完全な直線を基準として、代表的には０ｍｍ超３０ｍｍ以下（より好適には、０ｍｍ超２０ｍｍ以下）のズレ（又は揺れ）が生じている場合も、「基材の外形形状に沿うように形成された配線」の用語の意味に含まれる。なお、太陽電池モジュールの製造工程、又はその他の事情によって、完全な直線状の配線を形成することが困難な場合があることは、当業者であれば理解し得る。
【００５１】
また、本実施形態の基材６０の材料及び性質は、特に限定されない。例えば、代表的な基材６０の例は、公知の白板強化ガラス板又は透明樹脂板である。また、剛性の公知の材料のみならず、可撓性又は微弾性の公知の材料から基材６０が形成され得る。加えて、枠体６０ａの材料及び性質も、特に限定されない。例えば、代表的な枠体６０ａの例は、アルミニウム製の成形物である。
【００５２】
また、本実施形態においては、太陽電池セル１０が透光性を有する基材６０を通して光が入射される、いわゆるスーパーストレート構造が採用されているが、本実施形態の太陽電池モジュール１００は、該構造に限定されない。例えば、基材６０上又はその上方に配置された太陽電池セル１０を公知の透光性を備える樹脂によって封止した構造を備える、いわゆるサブストレート構造、あるいは、太陽電池セル１０の両面がガラス製の基材によって挟まれて、両面からの光の入射を可能にした、いわゆるダブルガラス構造も、採用し得る他の一態様である。
【００５３】
＜第２の実施形態＞
図７は、本実施形態の太陽電池モジュール２００の裏面側の斜視図である。また、図８は、本実施形態の太陽電池モジュール２００の裏面側の一部を拡大した斜視図である。なお、太陽電池モジュール２００は、太陽電池セル１０が４つであること、並びに、一部が略コの字状に屈曲された接続用配線３２、配線３０、及び直列接続用配線４２が太陽電池モジュール１００の表面側ではなく、その裏面側に配置されていることを除いて、第１の実施形態の太陽電池モジュール１００と同じである。従って、第１の実施形態と重複する説明は省略され得る。
【００５４】
図７に示すように、本実施形態の太陽電池モジュール２００は、４つの太陽電池セル１０（ＳＣ１〜ＳＣ４）を備えている。また、図７及び図８は、太陽電池モジュール２００の裏面側、すなわち太陽電池セル１０の受光面の反対側から見た構成が描かれており、第１の実施形態の中で説明した背面保護材と透明な充填材料は、第１の実施形態と同様に図示されていない。また、図７及び図８のいずれも、端子ボックス内の構成を分かりやすくするため、端子ボックスのカバーは図示されていない。
【００５５】
本実施形態の太陽電池モジュール２００においては、バイパスダイオード２０を介して平面視において略直線状に形成された配線３０、換言すれば、基材６０の外形（本実施形態では、矩形の一辺）に沿って形成されている配線３０が、太陽電池モジュール２００の裏面側の配線領域に配置されている。そのため、各太陽電池セル１０の発電によって形成された電流が配線３０において集電された後、配線３０と電気的に接続する導電性成形体３４、及び支持部７１によって支持された出力用配線（端子ケーブル）７２を通じて、太陽電池モジュール２００の外部に送り出される。なお、本実施形態においては、第一の実施形態の太陽電池モジュール１００とは異なり、太陽電池セル１０の受光面の裏面側の一部を覆う位置に配線３０が配置され得る。従って、本実施形態における配線領域は、太陽電池セル１０が配置されていない領域に加えて、太陽電池セル１０の裏面側の領域も含まれる。
【００５６】
ここで、本実施形態の太陽電池モジュール２００においては、図８に示すように、インターコネクタ１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）によって複数の電気的に接続された太陽電池セル１０は、インターコネクタ１２から、裏面側に向けて一部が略コの字状に屈曲された接続用配線３２を経由して配線３０に接続している。
【００５７】
従って、本実施形態においては、インターコネクタ１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）及び直列接続用配線４２を用いて電気的に直列に接続された４つの太陽電池セル１０（ＳＣ１〜ＳＣ４）が、第１の実施形態の接続単位４０に相当する。また、太陽電池モジュール２００の該接続単位と、配線３０を用いて該接続単位と電気的に並列に接続するバイパスダイオード２０とを合わせたものが、第１の実施形態の組合せ単位５０に相当する。
【００５８】
また、上述のとおり、４つの太陽電池セル１０が電気的に直列に接続されるが、見方を変えれば、一組の電気的に直列に接続する２つの太陽電池セル１０（ＳＣ１及びＳＣ２）と、もう一組の電気的に直列に接続する２つの太陽電池セル１０（ＳＣ３及びＳＣ４）とは、配線３０を用いて又は経由して、バイパスダイオード２０と電気的に並列に接続していることになる。
【００５９】
本実施形態の太陽電池モジュール２００のように、配線３０が太陽電池モジュール２００の表面側ではなく、その裏面側に配置されることにより、第１の実施形態の太陽電池モジュール１００のように配線領域を設ける必要がなくなる。その結果、配線３０が太陽電池モジュールの表面側に配置される場合に比べて、太陽電池セル１０を配置するための領域を拡大し得る。また、配線３０が太陽電池モジュールの表面側に配置される場合に比べて、太陽電池モジュール２００自身の小型化又は省スペース化が容易になる。
【００６０】
上述のとおり、本実施形態の太陽電池モジュール２００を採用することにより、高効率の出力を得ることができる太陽電池モジュール、ひいては太陽光発電システムを実現し得る。また、太陽電池モジュール２００によれば、１つの太陽電池モジュールが備える太陽電池セルの数を従来と比較して多くすることができるか、あるいは太陽電池モジュール自身の小型化又は省スペース化を実現し得る。
【００６１】
＜第２の実施形態の変形例＞
図９は、第２の実施形態の図８に対応する、第２の実施形態の太陽電池モジュール２００の、一つの変形例としての、裏面側の一部を拡大した斜視図である。従って、本変形例においても、第１の実施形態の中で説明した背面保護材と透明な充填材料は、第１の実施形態と同様に図示されていない。また、図７及び図８と同様に、図９は、端子ボックス内の構成を分かりやすくするため、端子ボックスのカバーは図示されていない。
【００６２】
本変形例の太陽電池モジュールは、その裏面側に接続用配線３２の殆どの位置と配線３０の位置とに重なるように、透光性の低い絶縁シート６２が配置されている点を除いて、第２の実施形態の太陽電池モジュール２００と同じである。従って、重複する説明は省略され得る。
【００６３】
具体的には、第２の実施形態の太陽電池モジュール２００とは異なり、太陽電池モジュールの裏面側に、一部が略コの字状に屈曲された接続用配線３２の殆どの位置と配線３０の位置とに重なるように、透光性の低い絶縁シート６２が配置されている。このような絶縁シート６２が配置されることによって、太陽電池セル１０と配線３０又は接続用配線３２との間の絶縁性をより確度高く得るとともに、例えば、太陽電池モジュールの表面側から見たときに、絶縁シート６２によって配線３０及び接続用配線３２を見えなくする、又は見え難くすることができる。なお、本変形例の絶縁シート６２は、前述の効果が奏される透光性であれば採用される。
【００６４】
上述のとおり、本変形例の太陽電池モジュールを採用することにより、高効率の出力を得ることができる太陽電池モジュール、ひいては太陽光発電システムを実現し得る。また、該太陽電池モジュールによれば、１つの太陽電池モジュールが備える太陽電池セルの数を従来と比較して多くすることができるか、あるいは太陽電池モジュール自身の小型化又は省スペース化を実現し得る。さらに、太陽電池モジュールの裏面側に配線３０を配置したとしても、絶縁シート６２によって配線３０の存在が太陽電池モジュールの表面側から見えにくくなるため、本変形例の太陽電池モジュールは審美性も備え得る。
【００６５】
＜その他の実施形態（１）＞
図１０は、本実施形態の太陽電池モジュール３００の平面図である。本実施形態の太陽電池モジュール３００は、バイパスダイオード２０を介して平面視において略直線状に形成された配線３０と直列接続用配線４２とが、太陽電池モジュール３００の表面側に配置されていることを除いて、第２の実施形態の太陽電池モジュール２００と同じである。従って、第２の実施形態と重複する説明は省略され得る。なお、本実施形態においても、他の実施形態と同様に、見方を変えれば、基材６０の外形が矩形であるため、配線３０は、基材６０の外形（本実施形態では、矩形の一辺）に沿って形成されているといえる。
【００６６】
本実施形態の太陽電池モジュール３００を採用することにより、高効率の出力を得ることができる太陽電池モジュール、ひいては太陽光発電システムを実現し得る。また、太陽電池モジュール３００によれば、１つの太陽電池モジュールが備える太陽電池セルの数を従来と比較して多くすることができるか、あるいは太陽電池モジュール自身の小型化又は省スペース化を実現し得る。
【００６７】
＜その他の実施形態（２）＞
また、上述の各実施形態においては太陽電池モジュール１００，２００が備える太陽電池セル１０の数が４つ以上の例について説明しているが、各実施形態における太陽電池モジュール１００，２００が備える太陽電池セルの数は４つ以上に限定されない。図１１は、本実施形態の太陽電池モジュール４００の平面図である。図１１に示すように、太陽電池モジュール４００は、２つの太陽電池セル１０を備えるとともに、太陽電池モジュール４００の表面側に、バイパスダイオード２０を介して平面視において略直線状に形成された配線３０、換言すれば、基材６０の外形（本実施形態では、矩形の長辺）に沿って形成されている配線３０が配置されている。
【００６８】
なお、本実施形態においては、配線３０の代表的な長さ（図１１のＬｗ２）は、約３００ｍｍ以上であり、基材６０の長辺の長さ（図１１のＬｓ２）以下である。また、第１の実施形態と同様に、本実施形態の配線３０の長さ（図１１のＬｗ２）、幅、及び配線の厚みは、本実施形態の効果が発揮される限り、特に限定されない。
【００６９】
また、基材６０の外形が完全な矩形であったとした場合には、配線３０の長さが、基材６０の短辺の長さ（図１１のＬｓ２）と同じか短くなるため、１つの太陽電池セル１０（本実施形態においては、接続単位の役割も果たす）からバイパスダイオード２０に至るまでの配線の配置を簡素化することができる。
【００７０】
本実施形態のように、２つの太陽電池セル１０を備える太陽電池モジュール４００であっても、従来の同じ数の太陽電池セル１０を備える太陽電池モジュールと比較して、高効率の出力を実現し得る。従って、２つの太陽電池セルを備えた太陽電池モジュールであれば、第１の実施形態、第２の実施形態、又は第２の実施形態の変形例の太陽電池モジュールの効果の少なくとも一部を奏し得る。
【００７１】
＜その他の実施形態（３）＞
図１２は、本実施形態の太陽電池モジュール５００の平面図である。本実施形態の太陽電池モジュール５００は、第２の実施形態の太陽電池モジュール２００と同様に、配線３０及び直列接続用配線４２が太陽電池モジュール５００の表面側ではなく、その裏面側に配置されている。加えて、複数の太陽電池セル１０を列ごとに電気的に直列に接続するための、公知の導電性のインターコネクタ１２も、太陽電池モジュール５００の裏面側に配置されている。上記の各点を除いて、本実施形態の太陽電池モジュール５００は第１の実施形態の太陽電池モジュール１００又は第２の実施形態の太陽電池モジュール２００と同じであるため、重複する説明は省略され得る。
【００７２】
また、本実施形態においても、配線３０は、バイパスダイオード２０を介して平面視において略直線状に、換言すれば、基材６０の外形（本実施形態では、矩形の一辺）に沿って形成されている。加えて、本実施形態においては、第１の実施形態の太陽電池モジュール１００と同じ数の太陽電池セル１０、接続単位４０、及び組合せ単位５０を備えている。
【００７３】
従って、本実施形態の太陽電池モジュール５００によれば、第１の実施形態の太陽電池モジュール１００の効果と同様の効果が奏され得るとともに、第２の実施形態の太陽電池モジュール２００と同様に、配線３０が太陽電池モジュールの表面側に配置される場合に比べて、太陽電池セル１０を配置するための領域を拡大し得る。また、配線３０が太陽電池モジュールの表面側に配置される場合に比べて、太陽電池モジュール５００自身の小型化又は省スペース化が容易になる。
【００７４】
上述の各実施形態の開示は、それらの実施形態の説明のために記載したものであって、本発明を限定するために記載したものではない。加えて、各実施形態の他の組合せを含む本発明の範囲内に存在する変形例もまた、特許請求の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７５】
１０      太陽電池セル
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ  インターコネクタ
２０      バイパスダイオード
２２      リード端子
２２ａ    リード端子の端部
２５      樹脂
３０，３０ａ，３０ｂ      略直線状に形成された配線
３０ｅ    略直線状に形成された配線の端部
３２      接続用配線
３４      導電性成形体
４０      接続単位
４２      直列接続用配線
５０      組合せ単位
６０      基材
６０ａ    枠体
６２      絶縁シート
７０      端子ボックス
７１      支持部
７２      出力用配線（端子ケーブル）
７２ａ    コネクタ
７４      接続部
８０      接続箱
８２      開閉器
８４      パワーコンディショナ
１００，２００，３００，４００，５００    太陽電池モジュール
８００    太陽光発電システム
９００    従来の太陽電池モジュール
９１０    従来の太陽電池セル
９２０    従来のバイパスダイオード
９３０    従来の太陽電池モジュールの配線
９６０    従来の基材
９７０    従来の端子ボックス
【図１】
2020149986.tif 000003
【図２】
2020149986.tif 000004
【図３】
2020149986.tif 000005
【図４】
2020149986.tif 000006
【図５】
2020149986.tif 000007
【図６】
2020149986.tif 000008
【図７】
2020149986.tif 000009
【図８】
2020149986.tif 000010
【図９】
2020149986.tif 000011
【図１０】
2020149986.tif 000012
【図１１】
2020149986.tif 000013
【図１２】
2020149986.tif 000014
【図１３】
2020149986.tif 000015
【図１４Ａ】
2020149986.tif 000016
【図１４Ｂ】
2020149986.tif 000017