(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体(20)と、
前記基体(20)により支持され、第１の上面と第１の背面とを有する第１の太陽電池(11)と、
前記基体(20)により支持され、第２の上面と第２の背面とを有し、前記第１の太陽電池に隣接して配置されている第２の太陽電池(12)と、
前記第１および第２の太陽電池(11, 12)の前記第１および第２の上面の少なくとも１つに一端が固定され、その太陽電池(11, 12)の側面を巡ってその太陽電池(11, 12)の背面とインターフェイスを形成しているタブ(14)と、
前記基体(20)とタブ(14)との間に直接配置されている接着部材(18)と、
前記基体(20)上に配置されている金属トレース(19)とを具備し、
前記金属トレース(19)は前記第１の太陽電池(11)と前記第２の太陽電池(12)とを電気的に接続するように構成されている太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記第１および第２の太陽電池(11, 12)の第１および第２の背面の少なくとも一方の背面上に配置されている少なくとも１つのバイパスダイオード(15)をさらに具備している請求項１記載のモジュール。
【請求項３】
前記基体(40)の前記太陽電池(31, 32)と反対側の背面に隣接して配置されているバイパスダイオード(35)を具備している請求項１記載のモジュール。
【請求項４】
前記タブ(14)に加えて、前記金属トレース(19)と前記第１および第２の太陽電池(11, 12)との間に位置されている複数の導電部材(17)をさらに具備している請求項１乃至３のいずれか１項記載のモジュール。
【請求項５】
前記タブ(14)と、前記第１および第２の太陽電池(11, 12)の前記第１および第２の背面のうちの１つとの間に位置されている絶縁部材(16)をさらに具備している請求項１乃至４のいずれか１項記載のモジュール。
【請求項６】
前記第１および第２の太陽電池(11, 12)はそれぞれ前記タブ(14)を具備している請求項１乃至５のいずれか１項記載のモジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は太陽電池モジュールに関し、特に廉価で軽量である改良された太陽電池モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
衛星のような宇宙船のための宇宙空間における太陽エネルギの容易で有効な利用において、光起電セルによる太陽エネルギから電気エネルギへの変換は電力を発生するための明白な１つの選択肢である。太陽エネルギはまた、さらに典型的なパワープラントに関連する価格が年々増加するため、地上用として電力を発生するための主な考察である。太陽光から電力への変換の高い効率は、軽い重量の宇宙船または高いペーロード容量に等しく、共に財政面での利点を有する。地上システムの高い効率は高いシステム効率に等しく、これは地上区域、支持構造、配線のようなシステム価格のバランスを減少する。効率を増加する１方法は多数の接合を有する太陽電池、または各セルまたは層が異なるエネルギ帯域ギャップを有し太陽光の広いエネルギ分布の異なる部分を吸収できるように積層されている層を製造することである。シリコンと比較してこれらのセルの電圧が高く、逆方向バイアス破壊に対する感応度のために、バイパスダイオードで各セルを保護する必要が存在する。各セルに対するダイオードの取付けは、電圧増加を目的とした直列接続による太陽電池回路の相互接続に付加して取付ける必要がある。
【０００３】
しかしながら過去のセル接続は多数の相互接続部とダイオードタブを含んでいる。ダイオードタブは通常は金属の別々の条帯であり、セルの上面から背面へ巻付けられている。これは多くの処理、取付け、洗浄動作を必要とし、太陽電池モジュールの製造価格を増加し、処理のために太陽電池の損傷を生じる。
【０００４】
幾つかの相互接続方法はモノリシック、金属化ラップアラウンドまたはラップスルー区域を使用し、これはセルの後部の正および負の両極へアクセスすることを可能にする。この方法は蒸発室中の金属ラップアラウンドまたはラップスルーの蒸着を含んでいる。この金属ラップアラウンドの欠点は、金属のバイア孔のレーザ穿孔またはマイクロブラスティングおよびモノリシックに金属ラップアラウンドをセルに取付け絶縁するために必要とされるエッチングおよびフォトリソグラフステップの関連するコストである。ラップアラウンドプロセスに対する別の欠点は蒸着された金属ラップアラウンドを絶縁するために使用される薄い誘電体の欠陥を通ってセルの分路が形成される傾向があることである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
伝統的に、一度個々の太陽電池がストリングで相互接続されると、ストリングは２フェースシートハニカム（honeycomb ）構造に結合される。セルを高電圧に対して直列に、または高電流に対して並列にワイヤ接続することは絶縁されたワイヤおよびはんだ結合されたジョイントの使用により典型的に実現される。しかしながら、このはんだ結合方法は点検、再生、洗浄を必要とする時間を消費する一連の手作業のプロセスを含んでいる。時間の消費と共に、これらのステップは脆弱で高価な太陽電池を損傷させるおそれがある。
【０００６】
さらに、太陽電池のパネルは宇宙環境の厳しさに耐えるように頑丈に設計されなければならない。個々の太陽電池とそれらの基体は発射期間中の大きな機械的振動と、宇宙における宇宙船の使命期間中の熱サイクリングを受ける。熱サイクリングは種々の材料の熱膨張と収縮を生じさせる。これは構成素子の材料間の熱膨張係数（ＣＴＥ）に不一致が存在するならば、太陽電池パネルの構成要素に応力を発生させる。頻度および大きさに関して応力が大きいと、パネルの予測寿命は短くなる。最終的に、太陽電池が使用される宇宙船は寿命が短くなり、それを交換するために価格の増加を招く。
【０００７】
前述の１以上の性能および製造問題を解決しようとする太陽電池パネルの過去の設計は多数あり、その中には米国特許第4,083,097 号明細書も含まれている。ここで、カプセルに収納された太陽電池モジュールの製造方法は、行に整列された凹部を有するエンボス表面を与えるためにモールドされたポリマーカバー膜を含んでいる。各凹部は太陽電池と同一形状を有する。後部表面上に正および負の接触部を有する太陽電池が好ましく、凹部の底部と接触する光源に面したセルの正面を有するように凹部に位置されることができる。相互接続する回路の金属被覆を有する第２のポリマー膜はセルの後部表面を覆って配置され、それによってセルは電気的に接続される。しかしながら欠点は、セルの後部表面と第２のポリマー膜との間に直接結合がないことであり、これは金属被覆から分離する潜在性を大きくする。別の欠点は、熱膨張が電気的接続の損失を生じるような宇宙空間等の過酷な熱環境でこの装置が動作できないことである。
【０００８】
印刷回路基板を使用する太陽電池パネルが米国特許第5,185,042 号明細書に示されている。太陽電池は相互接続パッドにより基体に物理的および電気的に接続されている。セルの後部面上の正および負の端子は相互接続パッドにはんだ結合されることにより接続されることが好ましい。端子がセルの反対側にある場合には、詳しい説明は省略するが金属相互接続子は上面の端子をセルエッジを覆って相互接続パッドへ接続する方法が使用されてもよい。接着剤は随意的にセルを基体に固定する。応力レリーフループは基体でカプセルに収納された電気導体に相互接続パッドを結合する。この結果、太陽電池がコイルばね上で基体に実効的に取付けられる。基体の背面では導電性の取付けパッドが阻止および分路ダイオードのような素子への取付けを可能にする。セルがバネ状の導体にはんだ結合されるならば、はんだはばねを横切って短絡して熱応力の吸収体としてのばねの利点を失わせる。別の欠点は、コイル状のループの構造が、応力を受けるとき構造上の故障、したがって電気的な接続の故障を受けやすい比較的弱い構造を提供することである。さらに別の欠点は、この設計は太陽電池の背面またはタブに両セルの接触部を与えるラップスルー金属構造を必要とすることである。前記米国特許明細書に記載されているタブタイプの構造は隣接する導電パッドへのセルのブリッジを除外し、所定のパワー設計において太陽電池アレイで必要な面積を増加させる。ラップスルー金属構造は前述した欠点を有する。
【０００９】
したがって、改良された太陽電池モジュールとその製造方法の必要性があることが認められる。さらに軽量で廉価に製造できる太陽電池モジュールが必要とされている。別の要求はバイパスダイオードを有するセルの廉価で上部から背面への接続を与える太陽電池モジュールを提供することである。さらに自動化を容易にするための処理、取付け、洗浄動作の必要性を減少する太陽電池パネルの製造方法が必要とされている。またレーザ処理、マイクロブラスティング、エッチング、フォトリソグラフステップの必要性をなくす太陽電池パネルの製造方法が必要とされており、それでなければモノリシックに金属ラップアラウンドをセルに取付け絶縁する必要がある。金属ラップアラウンドをセル基体から絶縁する誘電体中の欠陥を通してセルを分路する潜在性を最小にする装置および方法がさらに必要とされている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基体と、基体により支持された複数の太陽電池とを備えた太陽電池モジュールに関し、第１の上面と第１の背面とを有する第１の太陽電池と、基体により支持され第２の上面と第２の背面とを有し第１の太陽電池に隣接して配置されている第２の太陽電池と、第１および第２の太陽電池の第１および第２の上面の少なくとも１つに一端が固定され、その太陽電池の側面を巡ってその太陽電池の背面とインターフェイスを形成しているタブと、基体とタブとの間に直接配置されている接着部材と、基体上に配置されている金属トレースとを具備し、金属トレースは第１の太陽電池と第２の太陽電池とを電気的に接続するように構成されている。接着部材はタブを基体と直接接着し、またタブに覆われていない太陽電池の背面を基体と接着している。金属トレースは１つの太陽電池のタブのインターフェイスを形成している部分と、隣の太陽電池の背面とにそれぞれ導電部材によって接続されてそれによってそれら２つの太陽電池を接続している。
【００１１】
本発明の太陽電池モジュールでは、第１の太陽電池と第２の太陽電池とは隣接して配置される。導電部材で構成された第１のパターンの複数の導電素子が第１の太陽電池の背面に形成される。導電部材で構成された第２のパターンの別の複数の導電素子は第２の太陽電池の背面に形成される。各導電素子に対応する第１、第２のパターンで配置された複数の開口を有する接着部材が開口中に導電素子を位置するようにして第１、第２の太陽電池の背面に接着され、この接着部材の反対側の表面が基体に接着される。また、複数の金属トレース層が基体上に設けられ、この金属トレースが開口中に位置する導電素子と接続されて第１の太陽電池と第２の太陽電池との間の接続が形成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明のこれらおよび他の特徴、特性、利点は図面、説明、特許請求の範囲を参照して良好に理解されるであろう。
改良された太陽電池モジュール10とその製造方法を種々の実施形態について以下説明する。しかしながら他の実施形態も考えられる。さらに、本発明は衛星の太陽電池パネルのような宇宙船の情況で特に便利であるが、地上および地上以外のその他の応用にも適用されることができる。
【００１３】
図１は太陽電池モジュール10の第１の実施形態の概略断面図である。説明の目的で、３つの太陽電池だけ、即ち第１の太陽電池11、第２の太陽電池12、第３の太陽電池13が記載されている。勿論，太陽電池の数はモジュール10の特定の応用にしたがって変更できる。図１に示されているように、太陽電池11−13は通常共通の平面に位置され、動作的に相互に隣接している。太陽電池11−13は米国特許第5,800,630 号および第5,407,491 号明細書に示されているように技術でよく知られた設計で構成されている。これは変化できるが、各太陽電池11−13は背面21と上面29により規定され、典型的に約７ミルの厚さである。
【００１４】
バイパスダイオード15（またはスマート太陽電池パネルの場合には、スイッチング装置）が逆バイアス電圧の効果を最小にするために、はんだ結合または導電性接着剤によって各太陽電池11−13の背面21に取付けられることが好ましい。バイパスダイオードの使用は技術で知られており、例えば米国特許第5,616,185 号明細書に示されている。さらに、本発明は全ての太陽電池11−13が関連するバイパスダイオード15を有するわけではないことを認識すべきである。
【００１５】
各バイパスダイオード15は平坦なタブ14により支持されている。図３でさらに良好に示されているように、タブ14は熱サイクル中に応力の軽減を与えるためメッシュ構造を有し、銀メッキされたコバール（Kovar ：商標名）とインバー（Invar ：商標名）またはモリブデンのような導電性材料から構成されることが好ましい。タブ14の好ましい形態はほぼ長方形の主部分のエッジの１つに小さい２次的な長方形部分を有する。タブ14の主部分はセル11−13の上面29において導電性素子、またはオーム接続バー（図示せず）に溶接等によって固定されている。上面29から、タブ14の主部分はセル11−13のエッジをラップアラウンドするが接触していない。タブ14の２次部分またはダイオード部分は背面21と隔離されている。２次部分は溶接等によって、背面21と反対側のバイパスダイオード15の側面に固定される。ダイオード15ははんだ結合、導電性接着剤または他の導電手段によりセルの背部へ電気的に取付けられる。それによって、ダイオード15はタブ14とセル11−13の背面21との間に直接位置付けられる。
【００１６】
この好ましい実施形態では、ラップアラウンドタブ14は各セル11−13に固定されており、全ての各セル11−13がタブ14を有するわけではないことを考慮する。例えば、セル11−13の列では、列の端部のセルはラップアラウンドでないタブを有してもよい。シリコンのような材料から作られるセルは各セルにバイパスダイオードを必要とするのではなく、例えば１０個のセルの間隔で回路にこれらを構成してもよい。したがって、端部のセルはそれらを細管26に電気的に接続する“一直線”タブを有し、細管26は以下説明するように電流を伝播する。
【００１７】
再び図１を参照すると、絶縁部材または誘電体部材16はバイパスダイオード15にすぐ隣接して、タブ14とセル11−13の背面21との間に直接位置される。厚さは変更できるが、絶縁部材16は好ましくは約０．５乃至２．５ミルの厚さである。絶縁部材16はセル11−13をラップアラウンドするタブ14によるセル11−13の電気的な短絡を防止する。したがって、絶縁部材16はポリイミド膜およびデュポン社のカプトン（Kapton：商標名）のような種々の誘電材料から作られることができる。
【００１８】
接着部材18は図１から見たとき、セル11−13の背面21部分とタブ14の部分のすぐ下に配置され接着される。接着部材18はさらに以下説明するように、太陽電池11−13を支持するフレキシブルな基体20へ接着される。したがって接着部材18は直接的に基体20とタブ14および基体20と太陽電池の背面21との間に位置しており、タブ14および太陽電池の背面21を基体20に直接接着する。接着部材18の一般的な機能は複数の太陽電池11−13を相互に接着すると共に基体20へ機械的に接着することである。
【００１９】
図３のＢで良好に示されているように、接着部材18は好ましくはシート構造であり、１つのパターンの複数の開口22を有し、このようにパターン化された開口の機能を以下さらに説明する。その一般的な結合機能が与えられると、接着部材18はシリコーン、ウレタンまたはエポキシのような接着材料から作られることができる。接着部材18は特定の応用に応じて変化する厚さを有し、厚さは典型的に約４乃至１５ミルの範囲である。
【００２０】
複数の導電部材17は図１から見たとき、各タブ14とセル11−13の各背面21と接触している。第１の太陽電池11上の導電部材17は、接着部材18の開口パターン22の部分と一致することが好ましい導電パターンのスポットとして設けられることが図３で認められる。開口パターンの残りは図４で示されているように残りの太陽電池に関連する他の導電パターンに一致されることが好ましい。しかしながら、図４は説明の目的で第４の太陽電池23をさらに示していることに留意する。導電性を与えるため、導電部材17は金属を負荷された導電性接着剤またははんだのような導電材料から作られることができる。導電部材17の厚さは少なくとも接着部材18程度の厚さであるべきであり、それによって導電部材17は開口22を通過して延在し、以下説明する金属トレース19と電気的接触を行う。したがって、導電部材17は金属トレース19と背面21との間の電気的接続を提供する。
【００２１】
図４はこの実施形態におけるスポットの形態の各導電部材17を示しており、他の形態が使用されることもできる。また図３のＢおよび図４は接着部材18の開口22に相関する各導電部材17を示しているが、本発明はあらゆる導電部材17が開口22に相関しなければならないわけではないことを考慮する。さらに各セル11−13、23の導電パターンが同一であるように図４で示されているが、本発明は導電パターンが全て異なるか、或いは幾つかは同一であることも可能である。
【００２２】
図１、３のＡ乃至Ｂ、４、５を参照すると、金属トレース19は基体20上に設けられ、それによってトレース19の末端部は接着部材18の開口22の開口パターンと、導電部材17の導電パターンに一致することが好ましい。結果として、金属トレース19の１つの末端部はセル11−13、23の背面21に固定されている導電部材17と整合する。金属トレース19の他の末端部はタブ14に固定された導電部材17に整合する。この方法で、図４で示されている実施形態では、３つの金属トレース19は１つのセルを隣接セル11−13、23へ電気的に接続する。特に３つの金属トレース19は１つのセルの背面21にインターフェイスするタブ14部分を隣接セル11−13、23へ電気的に接続する。結果として、上部から下部への電気接続は１つのセルから全てのセル11−13、23中で次のセルに対して行われる。金属トレース19は金属シートを基体20へ接着し、その後、フォトレジスタストとエッチング剤を使用してパターンをエッチングすることにより作られることができる。例えば各２つのセル11−13間の３つの金属トレース19は過酷な熱環境に良好に耐えるためにメッシュパターンにエッチングされてもよい（図６）。
【００２３】
前述の説明にかかわらず、本発明ではまた、金属トレース19の各末端部が各開口22および／または各導電部材17と一致しなくてもよい。３個程度の金属トレース19が１つのセルを次のセルへ電気的に接続するために使用されることができる。
【００２４】
細管は図４、５、６で示されているように基体20の反対側の端部に配置されているバスバー26上に形成されている。例えば米国特許第5,961,737 号明細書では、類似の細管が示されている。各バスバー26は溶接または導電性接着剤等により基体20に固定され、導電性材料から作られ、すぐ隣接するトレース19へ電気的に接続される。それによってセル11−13、23により発生される電流は金属トレース19を通って送られ、バスバー26上に形成された細管に固定されているワイヤ27により伝送される。
【００２５】
接着部材18に並置されている基体20は太陽電池モジュール10の前述の各部材を支持し、軽量の誘電体材料から作られることが好ましい。基体は発射価格を節約するために軽量であり、短絡を防止するため誘電体である。図４の実施形態では、基体20はフレキシブルなメッシュ25を保持する比較的剛性のフレーム24を含んでいる。フレーム24は黒鉛のような材料から構成され、メッシュ25はガラスファイバまたはデュポン社のKevlar（商標名）のような織られたファイバのような材料から作られてもよい。図５、６で示されている別の実施形態では、基体20はデュポン社のカプトン（商標名）のような誘電体膜28等の材料から構成され、これはエポキシ樹脂を含浸させた黒鉛またはデュポン社のKevlar（商標名）のようなさらに剛性の基体へ接着される。
【００２６】
本発明による太陽電池モジュール30の第２の実施形態が図２に示されている。第２の実施形態はバイパスダイオード35の位置を除いて大体において図１で示されている第１の実施形態と同一である。第２の実施形態では、バイパスダイオード35は太陽電池と反対側の基体40上に位置されている。第１の実施形態では、バイパスダイオード15は太陽電池と同一の基体20の面上、即ちタブ14と背面21の間に位置されている。
【００２７】
特に、太陽電池モジュール30の第２の実施形態は複数の太陽電池、即ち第１の太陽電池31、第２の太陽電池32、第３の太陽電池33を含んでいる。太陽電池31−33は図１の第１の実施形態の太陽電池11−13と類似した方法で構成される。ラップアラウンドタブ34は第１の実施形態のタブ14のように構成され、それによってタブ34は前面からセル31−33のエッジ周辺を背面42まで各セル31−33をラップアラウンドする。しかし、第１の実施形態と異なって、タブ34はセル31−33の背面42に対してバイパスダイオードを支持しない。代わりに、タブ34は背面32へ並置され、絶縁部材36だけがその間に存在する。絶縁部材36は第１の実施形態の絶縁部材16のように構成される。
【００２８】
前述の接着部材18のように、接着部材38は図２から見たとき、セル31−33の背面42部分とタブ34部分のすぐ下に配置され接着される。接着部材38も実施形態１のように基体40に接着される。結果として、接着部材38は前述の接着部材18のように構成され機能する。
【００２９】
図１の第１の実施形態と類似して、複数の導電部材37（特に部材37の導電部分37ａ）は図２から見たとき、各タブ34とセル31−33の各背面42のすぐ下であり、それと接触する。また図１の実施形態のように、導電部材37は導電パターンのスポットとして設けられ、総合的には結合部材38の開口パターンと整合することが好ましい。
【００３０】
図２の基体40は図１の基体20のように構成され設計されている。金属トレース39ａは図１の金属トレース19と類似の方法で図２の実施形態で設けられている。換言すると、金属トレース39ａはセル31−33の背面42との間に介在する基体40の面で支持されている。しかしながら第１の実施形態と対照的に、第２の実施形態は付加的に各セル31−33と関連する１対の金属トレース39ｂを提供する。これらの金属トレース39ｂはセル31−33の背面と反対側の基体40の面上に電気的に固定されている。
【００３１】
さらに図２の第２の実施形態を説明すると、導電部材37の導電部分37ｂは図２から観察するとき金属トレース39ｂの底部を横切って延在する。導電部材37の導電部分37ｃは導電部分37ｂから金属トレース39ｂと基体40を通ってそれぞれの導電部分37ａまで延在する。１つの導電部分37ｂの下にはバイパスダイオード35が配置されている。バイパスダイオード35はタブ41を経て他の導電部分37ｂへ電気的に接続されている。
【００３２】
太陽電池モジュール10の第１の実施形態を形成する１つの好ましい方法が図３乃至６に示されている。このような方法にしたがって、メッシュタブ14の主要部分は溶接等によってセル11−13、23の上部29上のオーム接続バー（図示せず）に取付けられている。バイパスダイオード15はその後、溶接等によってメッシュタブ14の二次的またはダイオード部分に取付けられている。フィルタのカバーガラス（図示せず）はその後、透明の接着剤（図示せず）により太陽電池の正面29に結合される。絶縁部材16はその後セル11−13、23の背面21に与えられる。上面29から、メッシュタブは背面21へラップアラウンドされる。バイパスダイオード15はその後、はんだペーストまたは熱硬化導電性エポキシ等によって背面21に取付けられる。前述のステップは各セル11−13、23で反復される。
【００３３】
エンドバスタブ26は溶接等により基体20に取付けられている。太陽電池11−13、23はその後、上を向いている背面21を有する割出し用取付け具に取付けられる。割出し用取付け具はセルが相互に関して固定した位置に配置され保持されることを可能にする任意の設計のものでよい。例えば取付け具は太陽電池アセンブリが適合できる刻み目を有するプラスティックまたはアルミニウムの機械加工されたブロックで構成することができる。
【００３４】
割出し用取付け具に位置されたセルにより、導電性接着剤またははんだペーストの形態等の導電部材17が各セル11−13、23の背面21に与えられる。その代わりに、導電部材は金属トレース19に取付けられることができる。好ましくは、自動化されたＸ−Ｙ−Ｚディスペンサは予め選択された導電パターンで導電部材17を放出し提供するために使用される。前述したように、導電パターンは異なることができるが各セル11−13、23で同一であることが好ましい。
【００３５】
好ましくはＢ段階接着剤等の熱硬化接着剤シート形態の接着部材18が導電部材17を横切って位置付けられ、それによって開口パターンの開口22は導電パターンの導電部材17の位置と整合する。代わりに、熱硬化接着剤形態の接着部材18は自動化された分配装置によって付与されることができる。基体20はその後、太陽電池回路に関して位置付けられ、それによって導電トレース19は導電部材17で割出しされる。基体20、バスタブ26、導電トレース19、接着部材18、導電部材17、ダイオード15、タブ14、セル11−13、23を含んでいる前述のコンポーネントは熱真空バッグ中に置かれ、圧力下で加熱される。熱および圧力は接着部材18を硬化させてセルに接着させるように選択される。同時に、導電部材17を構成する導電性接着剤は接着部材18の非導電性接着剤と同時に硬化でき、或いはそれと同時に導電部材17のはんだが溶解できる。
【００３６】
太陽電池フレックス回路アセンブリはその後、熱真空バッグから取出されてフレーム24（図４）に取付けられ、またはさらに剛性の基体（図示せず）へ結合される。その後、ワイヤ27が太陽電池列の端部の露出された金属トレース19に直接はんだ付けされることができる。ワイヤ27はその後、直列または並列に或いは電気負荷へ直接配線されるように他のパネルに接続されることができる。
【００３７】
本発明の予め穿孔された“Ｂ”段階接着剤シート方法はセクタ結合間で硬化するのに約２４時間かかる一般的な混合および拡散プロセスよりも優れた改良である。本発明の高速熱硬化プロセスは例示したように、パネル全体、例えば３つの別々の結合セクタが一日で結合されることを可能にする。
【００３８】
本発明の第２の好ましい方法（図７）は図２で示された第２の実施形態の太陽電池モジュール20を生成する。第２の方法はバイパスダイオード35を異なって位置に取付けた構成が形成される点を除いては、基本的に前述の第１の好ましい方法と同一である。したがって、この第２の方法はダイオードをタブに取付けダイオードを太陽電池42の背面に取付ける前述のステップを省略する。その代わりに、金属トレース39ａと39ｂは、誘電体基体40の両側に接着されている金属シートからパターンをエッチングする等の方法により基体40の両側に形成される。バイパスダイオード35は溶接等によりタブ41に取付けられ、その後タブ41とダイオード35ははんだペーストまたは導電性接着剤等によりそれぞれ導電部分37ｂに取付けられる。導電部材37は導電トレース39ａと誘電体基体40を貫通する穴に隣接した金属トレース39ａの上部表面に与えられる。図２で示されているアセンブリが例えば熱真空バッグで加熱および加圧されるとき、導電部材37は穴を通って流れ、導電部分37ａ−ｃを形成し、ダイオード35およびダイオードタブ41と電気的接触を行う。導電性接着剤の導電部材37はその後、硬化（またははんだ37が溶解）し、凝固し、金属トレース39ａと39ｂ間、ラップアラウンドタブ34とダイオードタブ41間、トレース39ａと39ｂ間、太陽電池31−33の背面とダイオード35の上面間で電気的接続を行う。
【００３９】
認識されるように、本発明は地上または地上以外の応用で使用されることができる改良された太陽電池モジュールとその製造方法を提供する。本発明による太陽電池モジュールは軽量で、しかも製造が廉価である。本発明はバイパスダイオードを有するものを含む太陽電池の上面から背面の接続を行う。本発明は処理、取付け、洗浄動作を実質上減少する太陽電池パネルの製造方法を付加的に提供する。この方法はまたレーザ処理またはマイクロブラスティング、エッチングおよびフォトリソグラフステップの必要性を無くすが、本発明によらなければ導電性ラップアラウンドタブをセルにモノリシックに取付けて絶縁することを必要とする。本発明は同時に複数のセルを一緒に電気的に接続しこれらを基体に結合するので、点検と、改良と、洗浄を必要とする時間のかかる手作業のプロセスを有する一般的な直列回路はんだ付けプロセスの必要性をなくす。このようなステップは時間の浪費に加えて脆弱なウェハを損傷させて消耗する。対照的に、本発明は基体の導電性パッドと一致するように計量された量の導電性接着剤を正確に分配するための電子機械ロボット分配装置を使用して実施されることができる。これは脆弱なウェハと直接接触せずに迅速に正確に行われることができ、再作業または回路の洗浄を必要としない。本発明の予め穿孔された“Ｂ”段階接着剤シート方法はセクタ結合間で硬化するのに約２４時間かかる一般的な混合および拡散プロセスよりも優れた改良である。本発明の高速熱硬化プロセスは例示されたようにパネル全体、例えば３つの別々の結合セクタが一日で結合されることを可能にする。本発明のメッシュのラップアラウンドタブは例えば一般的なプロセスを使用して作られた一般的な構造の３つの相互接続および２つのダイオードタブを置換することができる。これは処理、取付け、洗浄動作の数を減少する。本発明は透明なフラックスのない導電ペポキシまたは高温はんだペーストで実施されることができるので、ＲＭＡフラックスを有するはんだが使用されるときに典型的に必要とされる洗浄動作は必要とされない。本発明による装置および方法は、導電性のラップアラウンドタブを太陽電池のセル基体から絶縁する誘電体中の欠陥によるセルの分路形成の可能性を最小にする。
【００４０】
ソーラパネルは現在、ソーラパネルのコンポーネントとして電子スイッチおよび電力調節回路を使用する“スマートパネル”になっている。本発明はこのような“スマートパネル”にも応用可能である。バイパスダイオード35の代わりに、がスイッチング装置が使用されることも考えられる。結果として、ここに記載されたバイパスダイオードに対する技術はスイッチング装置等の素子に一般的に適用可能であると考えられる。
【００４１】
勿論、前述の説明は本発明の好ましい実施形態に関してなされたものであり、種々の変形が特許請求の範囲で説明されている本発明の技術的範囲を逸脱せずに行われてもよいことが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の１実施形態にしたがった太陽電池モジュールの概略断面図。
【図２】  本発明の別の実施形態にしたがった太陽電池モジュールの概略断面図。
【図３】  図１で示されている太陽電池モジュールを製造するための本発明にしたがったプロセスの一部の説明図。
【図４】  図１で示されている太陽電池モジュールを製造するための本発明にしたがったプロセスの別の部分の説明図。
【図５】  図１で示されている太陽電池モジュールを製造するための本発明にしたがったプロセスの別の部分の説明図。
【図６】  図１で示されている太陽電池モジュールを製造するための本発明にしたがったプロセスのさらに別の部分の説明図。
【図７】  図２で示されている太陽電池モジュールを製造するための本発明にしたがったプロセスの一部の説明図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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