(57)【要約】  モジュール出力を高めることが可能な太陽電池モジュールおよび太陽光発電装置を提供する。  光入射面と、光入射面よりも面積の小さい光射出面と、を有し、光入射面から入射した外光を蛍光体により蛍光に変換して光射出面から射出する導光体４と、導光体４の光射出面から射出された蛍光を受光する同一種類のＮ個（Ｎは４以上の整数）の太陽電池セルＰＶ１〜ＰＶ４と、を備え、Ｎ個の太陽電池セルＰＶ１〜ＰＶ４が複数個ずつ並列に接続されることにより、各々が複数の太陽電池セルを互いに並列に接続してなるＬ個（Ｌは２以上の整数）の並列接続ブロックＰＶ１０１，ＰＶ１０２が形成され、Ｌ個の並列接続ブロックＰＶ１０１，ＰＶ１０２が互いに直列に接続されている。
2014050645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光入射面と、前記光入射面よりも面積の小さい光射出面と、を有し、前記光入射面から入射した外光を蛍光体により蛍光に変換して前記光射出面から射出する導光体と、
前記導光体の光射出面から射出された蛍光を受光する同一種類のＮ個（Ｎは４以上の整数）の太陽電池セルと、を備え、
前記Ｎ個の太陽電池セルが複数個ずつ並列に接続されることにより、各々が複数の前記太陽電池セルを互いに並列に接続してなるＬ個（Ｌは２以上の整数）の並列接続ブロックが形成され、
前記Ｌ個の並列接続ブロックが互いに直列に接続されている太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記光入射面全体に均一に外光を入射させたときの前記Ｎ個の太陽電池セルの各々の短絡電流をＩｊ（ｊは１からＮまでの整数）とし、
前記Ｌ個の並列接続ブロックの各々において前記並列接続ブロックに含まれる複数の前記太陽電池セルの短絡電流の総和をＩＴｉ（ｉは１からＬまでの整数）とし、
前記Ｌ個の並列接続ブロックから選択された任意の２つの前記並列接続ブロックのうち前記ＩＴｉ同士の差が最も大きくなる２つの前記並列接続ブロックの前記ＩＴｉ同士の差をＩＤ１とし、
前記Ｎ個の太陽電池セルから選択された任意の２つの前記太陽電池セルのうち前記Ｉｊ同士の差が最も大きくなる２つの前記太陽電池セルの前記Ｉｊ同士の差をＩＤ２としたときに、
前記ＩＤ１と前記ＩＤ２とが、ＩＤ１＜ＩＤ２という関係式を満たしている請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記導光体は、１以上の辺を有する板状体であり、
前記Ｎ個の太陽電池セルは、前記導光体の１辺に沿って並べて配置されており、
前記Ｎ個の太陽電池セルのうち前記Ｎ個の太陽電池セルの並び方向の一方の端部に配置された前記太陽電池セルと他方の端部に配置された前記太陽電池セルは、互いに異なる前記並列接続ブロックに含まれている請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
光入射面と、前記光入射面よりも面積の小さい光射出面と、を有し、前記光入射面から入射した外光を蛍光体により蛍光に変換して前記光射出面から射出する導光体と、
前記導光体の光射出面から射出された蛍光を受光する同一種類のＮ個（Ｎは３以上の整数）の太陽電池セルと、を備え、
前記Ｎ個の太陽電池セルのうちＭ個（Ｍは１より大きくＮより小さい整数）の太陽電池セルが複数個ずつ並列に接続されることにより、各々が複数の前記太陽電池セルを互いに並列に接続してなるＬ個（Ｌは１以上の整数）の並列接続ブロックと、前記Ｌ個の並列接続ブロックに含まれない（Ｎ−Ｍ）個の前記太陽電池セルと、が形成され、
前記Ｌ個の並列接続ブロックと前記（Ｎ−Ｍ）個の太陽電池セルとが互いに直列に接続されている太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記光入射面全体に均一に外光を入射させたときの前記Ｎ個の太陽電池セルの各々の短絡電流をＩｊ（ｊは１からＮまでの整数）としたときに、前記Ｉｊが最小となる前記太陽電池セルは、前記Ｌ個の並列接続ブロックのいずれかに含まれている請求項４に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記光入射面全体に均一に外光を入射させたときの前記Ｎ個の太陽電池セルの各々の短絡電流をＩｊ（ｊは１からＮまでの整数）とし、
前記Ｌ個の並列接続ブロックの各々において前記並列接続ブロックに含まれる複数の前記太陽電池セルの短絡電流の総和をＩＴｉ（ｉは１からＬまでの整数）とし、
前記Ｌ個の並列接続ブロックから選択された任意の２つの前記並列接続ブロックのうち前記ＩＴｉ同士の差が最も大きくなる２つの前記並列接続ブロックの前記ＩＴｉ同士の差をＩＤ１とし、
前記Ｎ個の太陽電池セルから選択された任意の２つの前記太陽電池セルのうち前記Ｉｊ同士の差が最も大きくなる２つの前記太陽電池セルの前記Ｉｊ同士の差をＩＤ２とし、
前記Ｌ個の並列接続ブロックから選択された任意の１つの前記並列接続ブロックと前記（Ｎ−Ｍ）個の太陽電池セルから選択された任意の１つの前記太陽電池セルとのうち、前記ＩＴｉと前記Ｉｊとの差が最も大きくなる１つの前記並列接続ブロックと１つの前記太陽電池セルの前記ＩＴｉと前記Ｉｊとの差をＩＤ３としたときに、
前記ＩＤ１と前記ＩＤ２と前記ＩＤ３とが、ＩＤ１＜ＩＤ２、且つ、ＩＤ３＜ＩＤ２という関係式を満たしている請求項４に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記導光体は、１以上の辺を有する板状体であり、
前記Ｎ個の太陽電池セルは、前記導光体の１辺に沿って並べて配置されており、
前記Ｎ個の太陽電池セルのうち前記Ｎ個の太陽電池セルの並び方向の一方の端部に配置された前記太陽電池セルと他方の端部に配置された前記太陽電池セルとのうちの少なくとも一方は、前記Ｌ個の並列接続ブロックのいずれかに含まれている請求項４に記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】
光入射面と、前記光入射面よりも面積の小さい光射出面と、を有し、前記光入射面から入射した外光を蛍光体により蛍光に変換して前記光射出面から射出する導光体と、
前記導光体の光射出面から射出された蛍光を受光するＮ個（Ｎは３以上の整数）の太陽電池セルと、を備え、
前記導光体は、１以上の辺を有する板状体であり、
前記Ｎ個の太陽電池セルは、前記導光体の１辺に沿って並べて配置され、且つ、互いに直列に接続されてなり、
前記Ｎ個の太陽電池セルの並び方向の中央部から両端部に向かって順次前記太陽電池セルの受光面積が大きくなっている太陽電池モジュール。
【請求項９】
前記光入射面全体に均一に外光を入射させたときの前記Ｎ個の太陽電池セルの各々の短絡電流が等しくなるように、前記Ｎ個の太陽電池セルの並び方向の中央部から両端部に向かって、前記太陽電池セルの受光面積が順次大きくなっている請求項８に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１０】
前記Ｎ個の太陽電池セルの受光面積が各太陽電池セルの長さに応じて異なっている請求項８又は９に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールを備えている太陽光発電装置。
【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および太陽光発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
導光体（集光体）の端面に太陽電池セル（太陽電池素子）を設置し、導光体の内部を伝播した光を太陽電池セルに入射させて発電を行う太陽電池モジュールとして、特許文献１に記載の太陽電池モジュールが知られている。特許文献１の太陽電池モジュールは、導光体の内部に入射した太陽光によって蛍光体を発光させ、導光体の端面に設置された太陽電池セルに集光している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５８−４９８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような集光型の太陽電池モジュールでは、導光体のサイズが大きくなると、１つの太陽電池セルだけでは、導光体の端面に集光された光を受光することができなくなる。そのため、複数の太陽電池セルを導光体の端面に設置し、これらを電気的に接続することが必要となるが、複数の太陽電池セルの接続に仕方によっては、モジュール出力が大幅に減少し、好ましくない結果を生じることがある。【０００５】
本発明の目的は、モジュール出力を高めることが可能な太陽電池モジュールおよび太陽光発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様の太陽電池モジュールは、光入射面と、前記光入射面よりも面積の小さい光射出面と、を有し、前記光入射面から入射した外光を蛍光体により蛍光に変換して前記光射出面から射出する導光体と、前記導光体の光射出面から射出された蛍光を受光する同一種類のＮ個（Ｎは４以上の整数）の太陽電池セルと、を備え、前記Ｎ個の太陽電池セルが複数個ずつ並列に接続されることにより、各々が複数の前記太陽電池セルを互いに並列に接続してなるＬ個（Ｌは２以上の整数）の並列接続ブロックが形成され、前記Ｌ個の並列接続ブロックが互いに直列に接続されている。【０００７】
前記光入射面全体に均一に外光を入射させたときの前記Ｎ個の太陽電池セルの各々の短絡電流をＩｊ（ｊは１からＮまでの整数）とし、前記Ｌ個の並列接続ブロックの各々において前記並列接続ブロックに含まれる複数の前記太陽電池セルの短絡電流の総和をＩＴｉ（ｉは１からＬまでの整数）とし、前記Ｌ個の並列接続ブロックから選択された任意の２つの前記並列接続ブロックのうち前記ＩＴｉ同士の差が最も大きくなる２つの前記並列接続ブロックの前記ＩＴｉ同士の差をＩＤ１とし、前記Ｎ個の太陽電池セルから選択された任意の２つの前記太陽電池セルのうち前記Ｉｊ同士の差が最も大きくなる２つの前記太陽電池セルの前記Ｉｊ同士の差をＩＤ２としたときに、前記ＩＤ１と前記ＩＤ２とが、ＩＤ１＜ＩＤ２という関係式を満たしていてもよい。【０００８】
前記導光体は、１以上の辺を有する板状体であり、前記Ｎ個の太陽電池セルは、前記導光体の１辺に沿って並べて配置されており、前記Ｎ個の太陽電池セルのうち前記Ｎ個の太陽電池セルの並び方向の一方の端部に配置された前記太陽電池セルと他方の端部に配置された前記太陽電池セルは、互いに異なる前記並列接続ブロックに含まれていてもよい。【０００９】
本発明の第２の態様の太陽電池モジュールは、光入射面と、前記光入射面よりも面積の小さい光射出面と、を有し、前記光入射面から入射した外光を蛍光体により蛍光に変換して前記光射出面から射出する導光体と、前記導光体の光射出面から射出された蛍光を受光する同一種類のＮ個（Ｎは３以上の整数）の太陽電池セルと、を備え、前記Ｎ個の太陽電池セルのうちＭ個（Ｍは１より大きくＮより小さい整数）の太陽電池セルが複数個ずつ並列に接続されることにより、各々が複数の前記太陽電池セルを互いに並列に接続してなるＬ個（Ｌは１以上の整数）の並列接続ブロックと、前記Ｌ個の並列接続ブロックに含まれない（Ｎ−Ｍ）個の前記太陽電池セルと、が形成され、前記Ｌ個の並列接続ブロックと前記（Ｎ−Ｍ）個の太陽電池セルとが互いに直列に接続されている。【００１０】
前記光入射面全体に均一に外光を入射させたときの前記Ｎ個の太陽電池セルの各々の短絡電流をＩｊ（ｊは１からＮまでの整数）としたときに、前記Ｉｊが最小となる前記太陽電池セルは、前記Ｌ個の並列接続ブロックのいずれかに含まれていてもよい。【００１１】
前記光入射面全体に均一に外光を入射させたときの前記Ｎ個の太陽電池セルの各々の短絡電流をＩｊ（ｊは１からＮまでの整数）とし、前記Ｌ個の並列接続ブロックの各々において前記並列接続ブロックに含まれる複数の前記太陽電池セルの短絡電流の総和をＩＴｉ（ｉは１からＬまでの整数）とし、前記Ｌ個の並列接続ブロックから選択された任意の２つの前記並列接続ブロックのうち前記ＩＴｉ同士の差が最も大きくなる２つの前記並列接続ブロックの前記ＩＴｉ同士の差をＩＤ１とし、前記Ｎ個の太陽電池セルから選択された任意の２つの前記太陽電池セルのうち前記Ｉｊ同士の差が最も大きくなる２つの前記太陽電池セルの前記Ｉｊ同士の差をＩＤ２とし、前記Ｌ個の並列接続ブロックから選択された任意の１つの前記並列接続ブロックと前記（Ｎ−Ｍ）個の太陽電池セルから選択された任意の１つの前記太陽電池セルとのうち、前記ＩＴｉと前記Ｉｊとの差が最も大きくなる１つの前記並列接続ブロックと１つの前記太陽電池セルの前記ＩＴｉと前記Ｉｊとの差をＩＤ３としたときに、前記ＩＤ１と前記ＩＤ２と前記ＩＤ３とが、ＩＤ１＜ＩＤ２、且つ、ＩＤ３＜ＩＤ２という関係式を満たしていてもよい。【００１２】
前記導光体は、１以上の辺を有する板状体であり、前記Ｎ個の太陽電池セルは、前記導光体の１辺に沿って並べて配置されており、前記Ｎ個の太陽電池セルのうち前記Ｎ個の太陽電池セルの並び方向の一方の端部に配置された前記太陽電池セルと他方の端部に配置された前記太陽電池セルとのうちの少なくとも一方は、前記Ｌ個の並列接続ブロックのいずれかに含まれていてもよい。【００１３】
本発明の第３の態様の太陽電池モジュールは、光入射面と、前記光入射面よりも面積の小さい光射出面と、を有し、前記光入射面から入射した外光を蛍光体により蛍光に変換して前記光射出面から射出する導光体と、前記導光体の光射出面から射出された蛍光を受光するＮ個（Ｎは３以上の整数）の太陽電池セルと、を備え、前記導光体は、１以上の辺を有する板状体であり、前記Ｎ個の太陽電池セルは、前記導光体の１辺に沿って並べて配置され、且つ、互いに直列に接続されてなり、前記Ｎ個の太陽電池セルの並び方向の中央部から両端部に向かって順次前記太陽電池セルの受光面積が大きくなっている。【００１４】
前記光入射面全体に均一に外光を入射させたときの前記Ｎ個の太陽電池セルの各々の短絡電流が等しくなるように、前記Ｎ個の太陽電池セルの並び方向の中央部から両端部に向かって、前記太陽電池セルの受光面積が順次大きくなっていてもよい。【００１５】
前記Ｎ個の太陽電池セルの受光面積が各太陽電池セルの長さに応じて異なっていてもよい。【００１６】
本発明の太陽光発電装置は、本発明の太陽電池モジュールを備えている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、モジュール出力を高めることが可能な太陽電池モジュールおよび太陽光発電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】太陽電池モジュールの概略構成を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示す太陽電池モジュールの断面図である。
【図３】第１実施形態における太陽電池セルの電気的な接続関係を説明するための図である。
【図４】導光体の光射出面での光強度をシミュレーションにより求めた結果を示すグラフである。
【図５】開放電圧の光強度に対する依存性を測定した結果を示すグラフである。
【図６】放射照度を変化させたときの太陽電池セルの最大出力を測定した結果を示すグラフである。
【図７】第１実施形態における太陽電池素子群の部分斜視図である。
【図８】第１実施形態における太陽電池素子群の分解斜視図である。
【図９】第１実施形態における別の太陽電池セルの電気的な接続関係を説明するための図である。
【図１０】第２実施形態における太陽電池セルの電気的な接続関係を説明するための図である。
【図１１】第２実施形態における別の太陽電池セルの電気的な接続関係を説明するための図である。
【図１２】第３実施形態における太陽電池セルの電気的な接続関係を説明するための図である。
【図１３】第３実施形態における太陽電池素子群の部分斜視図である。
【図１４】第３実施形態における太陽電池素子群の分解斜視図である。
【図１５】第３実施形態における別の太陽電池セルの電気的な接続関係を説明するための図である。
【図１６】第４実施形態における太陽電池セルを説明するための図である。
【図１７】太陽光発電装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［太陽電池モジュール］
先ず、図１および図２に示す太陽電池モジュール１の概略構成について図１および図２を参照しながら説明する。
なお、図１は、太陽電池モジュール１の一具体例を示す斜視図であり、図２は、図１に示す太陽電池モジュール１の断面図である。
【００２０】
太陽電池モジュール１は、光（太陽光）Ｌを電気に変換する複数の太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２，ＰＶ３，ＰＶ４と、受光した太陽光Ｌを太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２，ＰＶ３，ＰＶ４へと導く（集光させる）導光体（集光体）４と、これら太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２，ＰＶ３，ＰＶ４と導光体４とを一体に保持する枠体１０とを備えている。
【００２１】
導光体４は、光入射面である第１主面４ａと、第１主面４ａと対向する第２主面４ｂと、光射出面である第１端面４ｃとを備えた略矩形の板状部材からなる。なお、図１および図２では、ＸＹ平面に対して第１主面４ａ及び第２主面４ｂが平行（Ｚ軸に対しては垂直）に配置されている。
【００２２】
導光体４には、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ガラスなどの透明性の高い有機材料もしくは無機材料からなる基材（透明基板）の内部に、光機能材料を分散させたものを用いることができる。
【００２３】
光機能材料としては、例えば、紫外光又は可視光を吸収して可視光又は赤外光を放射する蛍光体８を用いることができる。蛍光体８から放射された光Ｌ１は、導光体４の内部を伝播して第１端面４ｃから射出され、太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２，ＰＶ３，ＰＶ４で発電に利用される。なお、可視光は３８０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の波長領域の光であり、紫外光は３８０ｎｍ未満の波長領域の光であり、赤外光は７５０ｎｍよりも大きい波長領域の光である。
【００２４】
また、導光体４には、第２主面４ｂに空気層を介して又は第２主面４ｂに空気層を介さずに直接接触する反射層７が設けられている。この反射層７は、導光体４の内部から導光体４の外部に向けて進行する光（蛍光体８から放射された光）Ｌ１または第１主面４ａから入射したが光機能材料に吸収されずに第２主面４ｂから射出した光Ｌを導光体４の内部に向けて反射する。
【００２５】
反射層７としては、銀やアルミニウムなどの金属膜からなる反射層や、ＥＳＲ（Enhanced Specular Reflector）反射フィルム（３Ｍ社製）などの誘電体多層膜からなる反射層などを用いることができる。反射層７は、入射した光を鏡面反射する鏡面反射層でもよいし、入射した光を散乱反射する散乱反射層でもよい。反射層７に散乱反射層を用いた場合には、太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２，ＰＶ３，ＰＶ４の方向に直接向かう光の光量が増えるため、太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２，ＰＶ３，ＰＶ４への集光効率が高まり、発電量が増加する。また、反射光が散乱されるため、時間や季節による発電量の変化が平均化される。なお、散乱反射層としては、マイクロ発砲ＰＥＴ（ポリエチレン−テレフタレート）（古河電工社製）などを用いることができる。
【００２６】
そして、この導光体４は、光入射面４ａから入射した光Ｌの一部を蛍光体８によって吸収し、この蛍光体８から放射された光Ｌ１を光入射面４ａよりも面積の小さい光射出面４ｃに集光して外部に射出する。
【００２７】
太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２，ＰＶ３，ＰＶ４は、受光面を導光体４の第１端面４ｃと対向させて配置されている。また、太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２，ＰＶ３，ＰＶ４は、更に複数の太陽電池セル（図１において図示せず。）を電気的に接続したものからなる。
【００２８】
これらの太陽電池セルには、例えば、シリコン系太陽電池、化合物系太陽電池、有機系太陽電池などの公知の太陽電池を使用することができる。中でも、化合物半導体を用いた化合物系太陽電池は、高効率な発電が可能であることから、太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２，ＰＶ３，ＰＶ４の太陽電池セルに用いて好適である。また、太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２，ＰＶ３，ＰＶ４（太陽電池セル）は、第１端面４ｃと光学接着されていることが好ましい。
【００２９】
なお、図１に示す太陽電池モジュール１では、複数（４つ）の太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２，ＰＶ３，ＰＶ４（太陽電池セル）を導光体４の全て（４つ）の第１端面４ｃに設置した構成を例示しているが、このような構成に必ずしも限定されるものではない。例えば、太陽電池素子群（太陽電池セル）を導光体４の一部（１辺、２辺または３辺）の第１端面４ｃに設置した構成であってもよい。
【００３０】
また、太陽電池素子群（太陽電池セル）を導光体４の一部の端面に設置する場合には、太陽電池素子群（太陽電池セル）が設置されていない第１端面４ｃに反射層を設置することが好ましい。この反射層は、第１端面４ｃに空気層を介して又は第１端面４ｃに空気層を介さずに直接接触して設けられる。そして、この反射層は、導光体４の内部から導光体４の外部に向けて進行する光（蛍光体から放射された光）を導光体４の内部に向けて反射する。なお、この反射層には、上記反射層７と同じ材料からなるものを用いることができる。
【００３１】
枠体１０は、導光体４の第１主面４ａと対向する面に光Ｌを透過する透過面１０ａを備えている。透過面１０ａは、枠体１０の開口部であってもよく、枠体１０の開口部に嵌め込まれたガラス等の透明部材であってもよい。
【００３２】
［第１実施形態］
次に、第１実施形態として、上記太陽電池モジュール１が備える太陽電池セルの電気的な接続関係の一例について、図３（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
【００３３】
図３（ａ）は、上記太陽電池モジュール１が備える各太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１４、ＰＶ２１〜ＰＶ２４、ＰＶ３１〜ＰＶ３４、ＰＶ４１〜ＰＶ４４の導光体４に対する配置図である。
【００３４】
第１実施形態において、上記太陽電池モジュール１が備える各太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１４、ＰＶ２１〜ＰＶ２４、ＰＶ３１〜ＰＶ３４、ＰＶ４１〜ＰＶ４４は、導光体４の４つの第１端面４ｃに４つずつ並んで配置されることによって、上記４つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２，ＰＶ３，ＰＶ４を構成している。
【００３５】
図３（ｂ）は、上記４つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２，ＰＶ３，ＰＶ４のうち、隣接する２つの第１端面４ｃに配置された２つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２を構成する太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１４、ＰＶ２１〜ＰＶ２４の概略配線図である。
【００３６】
なお、図３（ｂ）では、各太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１４、ＰＶ２１〜ＰＶ２４の内面（受光面）側に設けられた一方の電極を図示できないことから、便宜上、外面側に両方の電極（＋），（−）を図示するものとする。また、図３（ｂ）では、上記４つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２，ＰＶ３，ＰＶ４のうち、２つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２を図示する一方、それとは反対側の２つの太陽電池素子群ＰＶ３，ＰＶ４については図示されていないものの、２つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２とは対称な構造を有している。すなわち、太陽電池素子群ＰＶ３が太陽電池素子群ＰＶ１、太陽電池素子群ＰＶ４が太陽電池素子群ＰＶ２に対応した構造を有している。
【００３７】
図３（ｃ）は、太陽電池素子群ＰＶ１を構成する太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１４、ＰＶ２１〜ＰＶ２４の等価回路である。なお、残りの３つの太陽電池素子群ＰＶ２〜ＰＶ４については、この太陽電池素子群ＰＶ１と基本的に同じ構造を有しているため、その図示を省略し、まとめて説明するものとする。
【００３８】
図３（ｃ）に示す構造では、導光体４の第１端面４ｃに並んで配置された４つの太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１４のうち、隣接する２つの太陽電池セルＰ１１，ＰＶ１２及び太陽電池セルＰ１３，ＰＶ１４をそれぞれ並列に接続することによって、２つの並列接続ブロックＰＶ１０１，ＰＶ１０２が構成されている。さらに、これら２つの並列接続ブロックＰＶ１０１，ＰＶ１０２は、互いに直列に接続されている。
【００３９】
また、上記４つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２，ＰＶ３，ＰＶ４のうち、隣接する２つの第１端面４ｃに配置された２つの太陽電池素子群（例えば図３（ｂ）に示すＰＶ１，ＰＶ２）の並列接続ブロック同士が直列に接続されている。
【００４０】
ところで、太陽電池モジュール１のエネルギー変換効率ηは、下記式（１）で表すことができる。
η＝Ｖoc×Ｉsc×ＦＦ  …（１）  
Ｖoc：開放電圧  
Ｉsc：短絡電流  
ＦＦ：曲線因子（フィルファクタ）  
【００４１】
上記（１）に示すエネルギー変換効率ηは、モジュール出力と比例関係にあるため、このエネルギー変換効率ηが高いほど、モジュール出力を高めることができる。
【００４２】
一方、図４は、上記導光体４の光入射面（第１主面４ａ）から光Ｌを入射させたときの光射出面（第１端面４ｃ）での光強度をシミュレーションにより求めた結果を示すグラフである。なお、本シミュレーションでは、導光体４のサイズを１００〜１０００ｎｍの範囲で変えながらシミュレーションを行った。また、グラフの横軸は、上記導光体４のＸ方向における中央部を０にして規格化している。一方、グラフの縦軸は、横軸の中央部（０）での出射光強度を１として規格化している。
図４に示すように、光射出面では、光強度が高い中央部（Ｘ軸方向の中央部）から両端部に向かうほど光強度が低くなる分布を示している。したがって、各太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１４が受光する光強度は、導光体４の中央部を挟んでほぼ対称となっている。
【００４３】
一方、図５は、開放電圧の光強度に対する依存性を測定した結果を示すグラフである。なお、本測定では、ＡＭ１．５、温度２５℃の一定の条件下で放射照度を４００〜１０００Ｗ／ｍ２の範囲で変化させたときの電圧及び電流の値を測定した。なお、各グラフのＸ軸との交点が開放電圧Ｖoc、Ｙ軸との交点が短絡電流Ｉscを表す。
図５に示すように、開放電圧は、光強度の変化に対する変動幅が小さく、光強度に対する依存性が低いことがわかる。
【００４４】
一方、図６は、放射照度を１００〜１０００Ｗ／ｍ２の範囲で変化させたときの太陽電池セルの最大出力［％］を測定した結果を示すグラフである。
図６に示すように、太陽電池セルの最大出力は、放射照度に正比例することがわかる。
【００４５】
ここで、同一種類の４つの太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１４を互いに直列に接続した場合のエネルギー変換効率η'は、下記式（２）で表すことができる。
η’＝（Ｖoc1＋Ｖoc2＋Ｖoc3＋Ｖoc4）×Ｉsc_min×ＦＦ  …（２）  
Ｖoc1〜Ｖoc4：ＰＶ１１〜ＰＶ１４の開放電圧  
Ｉsc_min：ＰＶ１１〜ＰＶ１４のうち最小の短絡電流  
【００４６】
この場合、上記式（２）に示すように、開放電圧については、各太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１４の開放電圧の総和（足し算）となる。一方、短絡電流については、最も小さい電流値を示す太陽電池セルの短絡電流に律速される。
【００４７】
このため、例えば、各太陽電池セルＰＶ１１／ＰＶ１２／ＰＶ１３／ＰＶ１４の放射照度を、それぞれ８００／１０００／１０００／８００Ｗ／ｍ２とした場合、上記式（２）から、短絡電流Ｉscについては、放射照度が最も小さい８００Ｗ／ｍ２の太陽電池セルＰＶ１又はＰＶ４の短絡電流に律速されてしまう。
【００４８】
したがって、放射照度が１０００Ｗ／ｍ２の太陽電池セルＰＶ１２又はＰＶ１３の短絡電流は、放射照度が８００Ｗ／ｍ２の太陽電池セルＰＶ１１又はＰＶ１４の短絡電流よりも５／４倍のキャパシティがあるにもかかわらず、上記４つの太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１４を互いに直列に接続した場合の短絡電流Ｉsc_minは、低い方の短絡電流に制限されてしまう。
【００４９】
このため、上記４つの太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１４を互いに直列に接続した場合は、エネルギー変換効率η'が大きく低下してしまい、モジュール出力も小さくなってしまう。
【００５０】
これに対して、上記図３（ｃ）に示す構造を有する場合、２つの太陽電池セルＰＶ１１，ＰＶ１２（並列接続ブロックＰＶ１０１）によるエネルギー変換効率をη12とし、２つの太陽電池セルＰＶ１３，ＰＶ１４（並列接続ブロックＰＶ１０２）によるエネルギー変換効率をη34とし、４つの太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１４（太陽電池素子群ＰＶ１）によるエネルギー変換効率をη1234としたときに、これらη12、η34、η1234は、下記式（３）〜（５）で表すことができる。
η12＝Ｖoc_min12×Ｉsc12×ＦＦ  …（３）  
η34＝Ｖoc_min34×Ｉsc34×ＦＦ  …（４）  
η1234＝（Ｖoc_min12＋Ｖoc_min34）×Ｉsc_min_1×ＦＦ  …（５）  
Ｖoc_min12：ＰＶ１とＰＶ２の開放電圧のうち、小さい方の開放電圧  
Ｖoc_min34：ＰＶ３とＰＶ４の開放電圧のうち、小さい方の開放電圧  
Ｉsc12：ＰＶ１の短絡電流Ｉsc1とＰＶ２の短絡電流Ｉsc2との総和（Ｉsc1＋Ｉsc2）  
Ｉsc34：ＰＶ３の短絡電流Ｉsc3とＰＶ４の短絡電流Ｉsc4との総和（Ｉsc3＋Ｉsc4）  
Ｉsc_min_1：Ｉsc12とＩsc34のうち、小さい方の短絡電流  
【００５１】
先ず、複数の太陽電池セルについて、互いを並列に接続した場合の開放電圧は、最も小さい電圧値を示す太陽電池セルの開放電圧に律速される。このため、上記２つの太陽電池セルＰＶ１１，ＰＶ１２又はＰＶ１３，ＰＶ１４を並列に接続した並列接続ブロックＰＶ１０１又はＰＶ１０２の開放電圧Ｖoc_min12又はＶoc_min34は、図４に示すグラフから、光強度が低い方の太陽電池セルＰＶ１１又はＰＶ１４の開放電圧に律速される。
【００５２】
ここで、上記図５に示す結果から、開放電圧は光強度に対する依存性が低いため、光強度が低い方の太陽電池セルＰＶ１１又はＰＶ１４の開放電圧Ｖoc1又はＶoc4と、光強度が高い方の太陽電池セルＰＶ１２又はＰＶ１３の開放電圧Ｖoc2又はＶoc3との間で、その差が小さくなっている。したがって、上記２つの並列接続ブロックＰＶ１０１，ＰＶ１０２の開放電圧Ｖoc_min12，Ｖoc_min34は、光強度の差による影響が少なく、更に、これら２つの並列接続ブロックＰＶ１０１，ＰＶ１０２を直列に接続した場合の開放電圧は、上記式（３）に示すように、Ｖoc_min12とＶoc_min34の総和となる。
【００５３】
したがって、上記図３（ｃ）に示す構造を有する場合、上記４つの太陽電池セルＰＶ１〜ＰＶ４を互いに直列に接続した場合よりも、エネルギー変換効率η1234のロスを非常に少なくすることができる。
【００５４】
次に、複数の太陽電池セルについて、互いに並列に接続した場合の短絡電流は、各太陽電池セルを流れる電流値の総和（足し算）となる。このため、上記２つの太陽電池セルＰＶ１１，ＰＶ１２又はＰＶ１３，ＰＶ１４を並列に接続した場合の短絡電流Ｉsc12又はＩsc34は、２つの太陽電池セルＰＶ１１，ＰＶ１２又はＰＶ１３，ＰＶ１４を流れる短絡電流の総和Ｉsc1＋Ｉsc2又はＩsc3＋Ｉsc4となる。
【００５５】
さらに、上記２つの並列接続ブロックＰＶ１０１，ＰＶ１０２を直列に接続した場合の短絡電流Ｉsc_min_1は、上記Ｉsc12とＩsc34のうち、小さい方の短絡電流に律速される。
【００５６】
ここで、各太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１４が受光する光強度は、上記図４に示すグラフから、導光体４の中央部を挟んでほぼ対称となるため、Ｉsc12とＩsc34はほぼ等しくなる（Ｉsc12≒Ｉsc34）。
【００５７】
したがって、これら２つの並列接続ブロックＰＶ１０１，ＰＶ１０２を直列に接続した場合の短絡電流Ｉsc_min_1についても、ロスを非常に少なくすることができる。
【００５８】
以上のように、上記図３（ｃ）に示す構造を有する場合、上述した開放電圧及び短絡電流の接続によるロスを低く抑えることができるため、そのエネルギー変換効率を高めることが可能である。
【００５９】
したがって、第１実施形態における太陽電池モジュール１では、このようなエネルギー変換効率の高い構造を有することで、モジュール出力を大幅に高めることが可能である。
【００６０】
次に、上記太陽電池モジュール１が備える太陽電池セルの具体的な構造について図７および図８を参照しながら説明する。
なお、図７は、第１実施形態における太陽電池素子群ＰＶ１の部分斜視図である。図８は、第１実施形態における太陽電池素子群ＰＶ１の分解斜視図である。なお、残りの３つの太陽電池素子群ＰＶ２〜ＰＶ４については、この太陽電池素子群ＰＶ１と基本的に同じ構造を有しているため、その図示を省略し、まとめて説明するものとする。
【００６１】
太陽電池素子群ＰＶ１は、導光体４の第１端面４ｃに沿って互いに隣接して配置された複数の太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１４のうち、隣接する２つの太陽電池セルＰ１１，ＰＶ１２及び太陽電池セルＰ１３，ＰＶ１４をそれぞれ並列に接続する複数のフレキシブル基板１１と、隣接する２つの太陽電池セルＰ１１，ＰＶ１２及び太陽電池セルＰ１３，ＰＶ１４をそれぞれ並列に接続することによって構成された並列接続ブロックＰＶ１０１，ＰＶ１０２同士を直列に接続する複数のフレキシブル基板１１と、を備えている。
【００６２】
各太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１４は、半導体基板２１と、半導体基板２１の一面側に形成されたフィンガー電極２５およびバスバー電極２４と、半導体基板２１の他面側に形成された裏面電極２３と、を備えている。
【００６３】
半導体基板２１は、例えば矩形形状を有するＰ型半導体基板である。半導体基板２１としては、単結晶シリコン基板、多結晶シリコン基板、ガリウム砒素基板などの公知の種々の半導体基板を用いることができる。半導体基板２１の一面側にはＮ型不純物層２６が形成されており、Ｎ型不純物層２６と半導体基板２１のＰ型領域との界面でＰＮ接合が形成されている。
【００６４】
Ｎ型不純物層２６の表面には、複数のフィンガー電極２５が半導体基板２１の１辺に沿って互いに隣接して形成されている。複数のフィンガー電極２５の一端側には、これら複数のフィンガー電極２５を接続するバスバー電極２４が形成されている。バスバー電極２４は、複数のフィンガー電極２５を横切るように半導体基板２１の前記１辺に沿ってストライプ状に形成されている。複数のフィンガー電極２５とバスバー電極２４によって、第１集電電極２２が形成されている。半導体基板２１の他面側には、第２集電電極としての裏面電極２３が、概ね半導体基板２１の他面全体を覆うように形成されている。
【００６５】
フレキシブル基板１１は、絶縁フィルム１９上に導電層１８を積層してなる可撓性の配線基板（Flexible printed circuits ;FPC）である。フレキシブル基板１１としては、例えば、銅箔などの導電層１８の上下面をポリイミドなどの絶縁フィルム１９で覆い、太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１４と接続する部分の絶縁フィルム１９を除去して導電層１８を露出させたものが用いられる。
【００６６】
フレキシブル基板１１は、バスバー電極２４と接続される第１電極部１２と、裏面電極２３と接続される第２電極部１３と、第１電極部１２と第２電極部１３とを接続する接続部１７と、を備えている。
【００６７】
フレキシブル基板１１は、その一端側の第１電極部１２が隣接する２つの太陽電池セルＰＶ１１，ＰＶ１２のバスバー電極２４に接続され、その他端側の第２電極部１３および接続部１７が太陽電池セルＰＶ２の端面に沿って折り曲げられ、隣接する２つの太陽電池セルＰＶ１３，ＰＶ１４の裏面電極２３に接続されている。接続部１７は、隣接する２つの太陽電池セルＰＶ２，ＰＶ３の端面に沿って略直角に折り曲げられており、これら太陽電池セルＰＶ２，ＰＶ３の間に大きな隙間が生じないようになっている。
【００６８】
フレキシブル基板１１とバスバー電極２４および裏面電極２３とは、導電フィルム１４，１５を用いて接続されている。導電フィルム１４，１５は、樹脂の内部に微細な導電粒子を分散させて厚さ１０μｍから１００μｍ程度の膜状に成型したものである。導電フィルム１４，１５としては、異方性導電フィルム（Anisotropic Conductive Film ;ACF）などを用いることができるが、異方性導電フィルムのように厚み方向のみに導電性を有するものだけでなく、厚み方向とそれと直交する方向の双方に導電性を有するものを用いることも可能である。
【００６９】
フレキシブル基板１１において導光体４の第１端面４ｃと対向する面には、導光体４の第1端面４ｃから入射した光を反射する反射層１６が設けられている。反射層１６を設けることによって、フレキシブル基板１１による光の吸収を抑制し、導光体４からの光を効率よく発電に利用することが可能となる。
【００７０】
なお、本発明は、上記第１実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記第１実施形態に示す太陽電池モジュール１では、太陽電池セルの数Ｎが１６（＝４個×４辺）個、並列接続ブロックの数Ｌが８（＝２個×４辺）個の場合を例に挙げて説明した。しかしながら、これら太陽電池セルの数Ｎ及び並列接続ブロックの数Ｌについては、上記太陽電池モジュール１の設計に合わせて変更することが可能である。
【００７１】
すなわち、上記第１実施形態として示す太陽電池モジュール１では、同一種類のＮ個（Ｎは４以上の整数）の太陽電池セルが複数個ずつ並列に接続されることにより、Ｌ個（Ｌは２以上の整数）の並列接続ブロックが形成され、更に、これらＬ個の並列接続ブロックが互いに直列に接続された構造であればよい。
【００７２】
したがって、例えば図９に示すような構造を有する太陽電池モジュール１Ａとすることも可能である。
具体的に、図９（ａ）は、上記２つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２のうち、隣接する２つの第１端面４ｃに配置された２つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２を構成する太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１４、ＰＶ２１〜ＰＶ２４の概略配線図である。
【００７３】
なお、図９（ａ）では、各太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１４、ＰＶ２１〜ＰＶ２４の内面（受光面）側に設けられた一方の電極を図示できないことから、便宜上、外面側に両方の電極（＋），（−）を図示するものとする。また、図９（ａ）では、４つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２，ＰＶ３，ＰＶ４のうち、２つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２を図示する一方、それとは反対側の２つの太陽電池素子群ＰＶ３，ＰＶ４については図示されていないものの、２つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２とは対称な構造を有している。すなわち、太陽電池素子群ＰＶ３が太陽電池素子群ＰＶ１、太陽電池素子群ＰＶ４が太陽電池素子群ＰＶ２に対応した構造を有している。
【００７４】
図９（ｂ）は、太陽電池素子群ＰＶ１を構成する太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１４、ＰＶ２１〜ＰＶ２４の等価回路である。なお、残りの３つの太陽電池素子群ＰＶ２〜ＰＶ４については、この太陽電池素子群ＰＶ１と基本的に同じ構造を有しているため、その図示を省略し、まとめて説明するものとする。
【００７５】
図９（ｂ）に示す構造では、導光体４の第１端面４ｃに並んで配置された４つの太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１４をそれぞれ並列に接続することによって、１つの並列接続ブロックＰＶ１０３が構成されている。
【００７６】
また、上記４つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２，ＰＶ３，ＰＶ４のうち、隣接する２つの第１端面４ｃに配置された２つの太陽電池素子群（例えば図９（ａ）に示すＰＶ１，ＰＶ２）の並列接続ブロックＰＶ１０３，ＰＶ２０１同士が直列に接続されている。
【００７７】
ここで、上記図９（ｂ）に示す構造を有する場合、４個の太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１４（並列接続ブロックＰＶ１０３）によるエネルギー変換効率をη（ＰＶ１１〜ＰＶ１４）とし、４個の太陽電池セルＰＶ２１〜ＰＶ２４（並列接続ブロックＰＶ２０１）によるエネルギー変換効率をη（ＰＶ２１〜ＰＶ２４）とし、８個の太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１４，ＰＶ２１〜ＰＶ２４（並列接続ブロックＰＶ１０３，ＰＶ２０１）によるエネルギー変換効率をη（ＰＶ１０３〜ＰＶ２０１）としたときに、これらη（ＰＶ１１〜ＰＶ１４）、η（ＰＶ２１〜ＰＶ２４）、η（ＰＶ１０３〜ＰＶ２０１）は、下記式（６）〜（８）で表すことができる。
η（ＰＶ１１〜ＰＶ１４）＝Ｖoc_min（ＰＶ１１〜ＰＶ１４）×Ｉsc（ＰＶ１１〜ＰＶ１４）×ＦＦ  …（６）η（ＰＶ２１〜ＰＶ２４）＝Ｖoc_min（ＰＶ２１〜ＰＶ２４）×Ｉsc（ＰＶ２１〜ＰＶ２４）×ＦＦ  …（７）η（ＰＶ１０３〜ＰＶ２０１）＝｛Ｖoc_min（ＰＶ１１〜ＰＶ１４）＋Ｖoc_min（ＰＶ２１〜ＰＶ２４）｝×Ｉsc_min_2×ＦＦ  …（８）  
Ｖoc_min（ＰＶ１１〜ＰＶ１４）：ＰＶ１１〜ＰＶ１４の開放電圧のうち、最も小さい開放電圧  
Ｖoc_min（ＰＶ２１〜ＰＶ２４）：ＰＶ２１〜ＰＶ２４の開放電圧のうち、最も小さい開放電圧  
Ｉsc（ＰＶ１１〜ＰＶ１４）：ＰＶ１１〜ＰＶ１４の短絡電流の総和  
Ｉsc（ＰＶ２１〜ＰＶ２４）：ＰＶ２１〜ＰＶ２４の短絡電流の総和  
Ｉsc_min_2：Ｉsc（ＰＶ１１〜ＰＶ１４）とＩsc（ＰＶ２１〜ＰＶ２４）のうち、小さい方の短絡電流  
【００７８】
上述したように、複数の太陽電池セルについて、互いを並列に接続した場合の開放電圧は、最も小さい電圧値を示す太陽電池セルの開放電圧に律速されるものの、光強度に対する依存性が低いため、並列接続ブロックＰＶ２０３及びＰＶ２０１の開放電圧Ｖoc_min（ＰＶ１１〜ＰＶ１４）およびＶoc_min（ＰＶ２１〜ＰＶ２４）は、光強度の差による影響が少ない。更に、これら２つの並列接続ブロックＰＶ２０３，ＰＶ２０１を直列に接続した場合の開放電圧は、上記式（８）に示すように、Ｖoc_min（ＰＶ１１〜ＰＶ１４）とＶoc_min（ＰＶ２１〜ＰＶ２４）の総和となる。
【００７９】
したがって、上記図９（ｂ）に示す構造を有する場合、エネルギー変換効率η（ＰＶ１０３〜ＰＶ２０１）のロスを非常に少なくすることができる。
【００８０】
上述したように、複数の太陽電池セルについて、互いに並列に接続した場合の短絡電流は、各太陽電池セルを流れる電流値の総和（足し算）となるため、上記４つの太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１４又はＰＶ２１〜ＰＶ２４を並列に接続した場合の短絡電流Ｉsc（ＰＶ１１〜ＰＶ１４）又はＩsc（ＰＶ２１〜ＰＶ２４）は、上記４つの太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１４又はＰＶ２１〜ＰＶ２４を流れる短絡電流の総和となる。
【００８１】
さらに、上記２つの並列接続ブロックＰＶ１０１，ＰＶ１０２を直列に接続した場合の短絡電流Ｉsc_min_1は、上記Ｉsc（ＰＶ１１〜ＰＶ１４）とＩsc（ＰＶ２１〜ＰＶ２４）のうち、小さい方の短絡電流に律速される。
【００８２】
ここで、各太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１４又はＰＶ２１〜ＰＶ２４が受光する光強度は、上記図４に示すグラフから、導光体４の中央部を挟んでほぼ対称となるため、Ｉsc（ＰＶ１１〜ＰＶ１４）とＩsc（ＰＶ２１〜ＰＶ２４）はほぼ等しくなる。
【００８３】
したがって、これら２つの並列接続ブロックＰＶ２０３，ＰＶ２０１を直列に接続した場合の短絡電流Ｉsc_min_2についても、ロスを非常に少なくすることができる。
【００８４】
以上のように、上記図９に示す構造を有する場合も、上述した開放電圧及び短絡電流の接続によるロスを低く抑えることができるため、そのエネルギー変換効率を高めることが可能である。
【００８５】
したがって、上記太陽電池モジュール１Ａでは、このようなエネルギー変換効率の高い構造を有することで、モジュール出力を大幅に高めることが可能である。
【００８６】
なお、複数の太陽電池セルの全てを互いに並列に接続した場合（Ｌ＝１の場合）は、出力電流が大きくなってしまい、電力損失が大きくなってしまう（Ｐ_loss＝ＲＩ２）。この損失を抑えるためには、太陽電池セル間を接続する配線が太くなり、太陽電池モジュールの製造コストが高くなってしまう。
【００８７】
また、上記第１実施形態に示す太陽電池モジュール１，１Ａでは、光入射面全体に均一に外光を入射させたときのＮ個の太陽電池セルの各々の短絡電流をＩｊ（ｊは１からＮまでの整数）とし、Ｌ個の並列接続ブロックの各々において並列接続ブロックに含まれる複数の太陽電池セルの短絡電流の総和をＩＴｉ（ｉは１からＬまでの整数）とし、Ｌ個の並列接続ブロックから選択された任意の２つの並列接続ブロックのうちＩＴｉ同士の差が最も大きくなる２つの並列接続ブロックのＩＴｉ同士の差をＩＤ１とし、Ｎ個の太陽電池セルから選択された任意の２つの太陽電池セルのうちＩｊ同士の差が最も大きくなる２つの太陽電池セルのＩｊ同士の差をＩＤ２としたときに、ＩＤ１＜ＩＤ２という関係式を満たすことが望ましい。
【００８８】
例えば、上記図３に示す太陽電池モジュール１の場合、各太陽電池セルＰＶ１１，ＰＶ１２，ＰＶ１３，ＰＶ１４の短絡電流をそれぞれＩ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４としたときに、Ｉ１＜Ｉ２＝Ｉ３＞Ｉ４の関係が成り立つ。
【００８９】
また、上記２つの並列接続ブロックＰＶ１０１，ＰＶ１０２の短絡電流をそれぞれＩＴ１，ＩＴ２としたときに、これら２つの並列接続ブロックの短絡電流の差ＩＤ１は、ＩＴ１＝ＩＴ２の関係が成り立つことから、ＩＤ１＝｜ＩＴ１−ＩＴ２｜＝０である。
【００９０】
一方、上記４つの太陽電池セルＰＶ１１，ＰＶ１２，ＰＶ１３，ＰＶ１４の短絡電流のうち、短絡電流の差が最も大きくなる２つの太陽電池セルの組み合わせは、ＰＶ１１及びＰＶ１２の組み合わせ、又は、ＰＶ１３及びＰＶ１４の組み合わせである。したがって、これら短絡電流の差が最も大きくなる２つの太陽電池セルの短絡電流の差ＩＤ２は、ＩＤ２＝｜Ｉ１−Ｉ２｜＝｜Ｉ３−Ｉ４｜＞０である。
【００９１】
これにより、上記図３に示す太陽電池モジュール１では、ＩＤ１＜ＩＤ２という関係式を満足していることがわかる。したがって、上記図３に示す太陽電池モジュール１では、上記関係を満足することで、上述した開放電圧及び短絡電流の接続によるロスを低く抑えることができ、そのエネルギー変換効率を高めることが可能である。
【００９２】
同様に、上記図９に示す太陽電池モジュール１Ａの場合、各太陽電池セルＰＶ１１，ＰＶ１２，ＰＶ１３，ＰＶ１４，ＰＶ２１，ＰＶ２２，ＰＶ２３，ＰＶ２４の短絡電流をそれぞれＩ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５，Ｉ６，Ｉ７，Ｉ８としたときに、Ｉ１＜Ｉ２＝Ｉ３＞Ｉ４＝Ｉ５＜Ｉ６＝Ｉ７＞Ｉ８の関係が成り立つ。
【００９３】
また、上記２つの並列接続ブロックＰＶ１０３，ＰＶ２０１短絡電流をそれぞれＩＴ１，ＩＴ２としたときに、これら２つの並列接続ブロックの短絡電流の差ＩＤ１は、ＩＴ１＝ＩＴ２の関係が成り立つことから、ＩＤ１＝｜ＩＴ１−ＩＴ２｜＝０である。
【００９４】
一方、上記８つの太陽電池セルＰＶ１１，ＰＶ１２，ＰＶ１３，ＰＶ１４，ＰＶ２１，ＰＶ２２，ＰＶ２３，ＰＶ２４の短絡電流のうち、短絡電流の差が最も大きくなる２つの太陽電池セルの組み合わせは、ＰＶ１１及びＰＶ１２の組み合わせ、又は、ＰＶ１３及びＰＶ１４の組み合わせ、又は、ＰＶ２１及びＰＶ２２の組み合わせ、又は、ＰＶ２３及びＰＶ２４の組み合わせである。したがって、これら短絡電流の差が最も大きくなる２つの太陽電池セルの短絡電流の差ＩＤ２は、ＩＤ２＝｜Ｉ１−Ｉ２｜＝｜Ｉ３−Ｉ４｜＝｜Ｉ５−Ｉ６｜＝｜Ｉ７−Ｉ８｜＞０である。
【００９５】
これにより、上記図９に示す太陽電池モジュール１Ａでは、ＩＤ１＜ＩＤ２という関係式を満足していることがわかる。したがって、上記図３に示す太陽電池モジュール１Ａでは、上記関係を満足することで、上述した開放電圧及び短絡電流の接続によるロスを低く抑えることができ、そのエネルギー変換効率を高めることが可能である。
【００９６】
また、上記第１実施形態において、導光体４は、少なくとも１以上の辺を有する板状体であればよく、Ｎ個の太陽電池セルは、この導光体４の少なくとも１辺に沿って並べて配置された構成であればよい。
【００９７】
この場合、Ｎ個の太陽電池セルのうち、Ｎ個の太陽電池セルの並び方向の一方の端部に配置された太陽電池セルと、他方の端部に配置された太陽電池セルは、互いに異なる並列接続ブロックに含まれることが望ましい。
【００９８】
例えば、上記図３に示す太陽電池モジュール１では、一方の端部に配置された太陽電池セルＰＶ１１が一方の並列接続ブロックＰＶ１０１に、他方の端部に配置された太陽電池セルＰＶ１４が他方の並列接続ブロックＰＶ１０２にそれぞれ含まれている。
【００９９】
これにより、上述した開放電圧及び短絡電流の接続によるロスを低く抑えることができ、そのエネルギー変換効率を高めることが可能である。
【０１００】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態として、太陽電池モジュール１Ｂが備える太陽電池セルの電気的な接続関係について、図１０（ａ），（ｂ）を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、上記第１実施形態に示す太陽電池モジュール１，１Ａと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
【０１０１】
図１０（ａ）は、第２実施形態に示す太陽電池モジュール１Ｂが備える太陽電池セルの概略配線図である。
第２実施形態に示す太陽電池モジュール１Ｂは、上記導光体４の４つの第１端面４ｃに配置された４つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２，ＰＶ３，ＰＶ４のうち、隣接する２つの第１端面４ｃに配置された２つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２を構成する６個の太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１３、ＰＶ２１〜ＰＶ２３を備えている。すなわち、これら６個の太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１３、ＰＶ２１〜ＰＶ２３は、導光体４の２つの第１端面４ｃに３つずつ並んで配置されることによって、２つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２を構成している。
【０１０２】
なお、図１０（ａ）では、各太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１３、ＰＶ２１〜ＰＶ２３の内面（受光面）側に設けられた一方の電極を図示できないことから、便宜上、外面側に両方の電極（＋），（−）を図示するものとする。また、図１０（ａ）では、４つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２，ＰＶ３，ＰＶ４のうち、上記２つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２を図示する一方、それとは反対側の２つの太陽電池素子群ＰＶ３，ＰＶ４については図示されていないものの、２つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２とは対称な構造を有している。すなわち、太陽電池素子群ＰＶ３が太陽電池素子群ＰＶ１、太陽電池素子群ＰＶ４が太陽電池素子群ＰＶ２に対応した構造を有している。
【０１０３】
図１０（ｂ）は、太陽電池素子群ＰＶ１を構成する太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１３の等価回路である。なお、残りの３つの太陽電池素子群ＰＶ２〜ＰＶ４については、この太陽電池素子群ＰＶ１と基本的に同じ構造を有しているため、その図示を省略し、まとめて説明するものとする。
【０１０４】
図１０（ｂ）に示す構造では、導光体４の第１端面４ｃに並んで配置された３つの太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１３のうち、２個の太陽電池セルＰＶ１１，ＰＶ１３が並列に接続されることにより、１個の並列接続ブロックＰＶ１０４が構成されている。さらに、この１個の並列接続ブロックＰＶ１０４と、残りの１個の太陽電池セルＰＶ１２とが直列に接続されている。
【０１０５】
また、図１０（ａ）に示すように、上記太陽電池素子群ＰＶ１を構成する太陽電池セルＰＶ１２と、上記太陽電池素子群ＰＶ２を構成する並列接続ブロックＰＶとが直列に接続されている。
【０１０６】
ここで、上記図１０（ｂ）に示す構造を有する場合、２つの太陽電池セルＰＶ１１，ＰＶ１３（並列接続ブロックＰＶ１０４）によるエネルギー変換効率をη104とし、３つの太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１３（太陽電池素子群ＰＶ１）によるエネルギー変換効率をη123としたときに、これらη104、η123は、下記式（９），（１０）で表すことができる。
η104＝Ｖoc_min13×Ｉsc13×ＦＦ  …（９）  
η123＝（Ｖoc_min13＋Ｖoc2）×Ｉsc_min_3×ＦＦ  …（１０）  
Ｖoc_min12：ＰＶ１とＰＶ２の開放電圧のうち、小さい方の開放電圧  
Ｖoc3：ＰＶ３の開放電圧  
Ｉsc_min_3：Ｉsc12とＩsc3のうち、小さい方の短絡電流  
【０１０７】
上述したように、複数の太陽電池セルについて、互いを並列に接続した場合の開放電圧は、最も小さい電圧値を示す太陽電池セルの開放電圧に律速されるものの、光強度に対する依存性が低いため、並列接続ブロックＰＶ１０４の開放電圧Ｖoc_min12は、光強度の差による影響が少ない。更に、この並列接続ブロックＰＶ１０４と太陽電池セルＰＶ１３を直列に接続した場合の開放電圧は、上記式（１０）に示すように、Ｖoc_min12とＶoc3の総和となる。
【０１０８】
したがって、上記図１０（ｂ）に示す構造を有する場合、エネルギー変換効率η123のロスを非常に少なくすることができる。
【０１０９】
上述したように、複数の太陽電池セルについて、互いに並列に接続した場合の短絡電流は、各太陽電池セルを流れる電流値の総和（足し算）となるため、上記２つの太陽電池セルＰＶ１１，ＰＶ１３を並列に接続した場合の短絡電流Ｉsc13は、上記２つの太陽電池セルＰＶ１１，１３を流れる短絡電流Ｉsc1，Ｉsc3の総和となる（Ｉsc1＋Ｉsc3）。
【０１１０】
さらに、この並列接続ブロックＰＶ１０４と太陽電池セルＰＶ１２を直列に接続した場合の短絡電流Ｉsc_min_3は、上記Ｉsc13とＩsc2のうち、小さい方の短絡電流に律速される。
【０１１１】
ここで、各太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１３が受光する光強度との比較から、導光体４の中央部に配置された太陽電池セルＰＶ１２の短絡電流Ｉsc2が最も高く、残りの２つの太陽電池セルＰＶ１１，ＰＶ１３の短絡電流Ｉsc1，Ｉsc3は、導光体４の中央部を挟んでほぼ対称となるため、ほぼ等しくなる（Ｉsc2＞Ｉsc1≒Ｉsc3）。
【０１１２】
したがって、Ｉsc13（Ｉsc1＋Ｉsc3）とＩsc2とを比較した場合、その差は小さくなるため、これら並列接続ブロックＰＶ１０４と太陽電池セルＰＶ１２を直列に接続した場合の短絡電流Ｉsc_min_3についても、ロスを非常に少なくすることができる。
【０１１３】
以上のように、上記図１０に示す構造を有する場合、上述した開放電圧及び短絡電流の接続によるロスを低く抑えることができるため、そのエネルギー変換効率を高めることが可能である。
【０１１４】
したがって、第２実施形態における太陽電池モジュール１Ｂでは、このようなエネルギー変換効率の高い構造を有することで、モジュール出力を大幅に高めることが可能である。
【０１１５】
なお、本発明は、上記第２実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記第２実施形態に示す太陽電池モジュール１Ｂでは、３個の太陽電池セルのうち、２個の太陽電池セルが並列に接続されることにより、１個の並列接続ブロックが形成され、更に、この並列接続ブロックと、残りの１個の太陽電池セルとが直列に接続された場合を例に挙げて説明した。しかしながら、これら太陽電池セルの数Ｎおよび並列接続ブロックの数Ｌについては、上記太陽電池モジュール１Ｂの設計に合わせて変更することが可能である。
【０１１６】
すなわち、上記第２実施形態として示す太陽電池モジュール１Ｂでは、同一種類のＮ個（Ｎは３以上の整数）の太陽電池セルのうち、Ｍ個（Ｍは１より大きくＮより小さい整数）の太陽電池セルが複数個ずつ並列に接続されることにより、各々が複数の太陽電池セルを互いに並列に接続してなるＬ個（Ｌは１以上の整数）の並列接続ブロックが形成され、更に、これらＬ個の並列接続ブロックと、残りの（Ｎ−Ｍ）個の太陽電池セルとが互いに直列に接続された構造であればよい。
【０１１７】
したがって、例えば図１１に示すような構造を有する太陽電池モジュール１Ｃとすることも可能である。
具体的に、図１１（ａ）は、上記２つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２のうち、隣接する２つの第１端面４ｃに配置された２つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２を構成する太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１７、ＰＶ２１〜ＰＶ２７の概略配線図である。
【０１１８】
なお、図１１（ａ）では、各太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１７、ＰＶ２１〜ＰＶ２７の内面（受光面）側に設けられた一方の電極を図示できないことから、便宜上、外面側に両方の電極（＋），（−）を図示するものとする。また、図１１（ａ）では、４つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２，ＰＶ３，ＰＶ４のうち、上記２つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２を図示する一方、それとは反対側の２つの太陽電池素子群ＰＶ３，ＰＶ４については図示されていないものの、２つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２とは対称な構造を有している。すなわち、太陽電池素子群ＰＶ３が太陽電池素子群ＰＶ１、太陽電池素子群ＰＶ４が太陽電池素子群ＰＶ２に対応した構造を有している。
【０１１９】
図１１（ｂ）は、太陽電池素子群ＰＶ１を構成する太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１７の等価回路である。なお、残りの３つの太陽電池素子群ＰＶ２〜ＰＶ４については、この太陽電池素子群ＰＶ１と基本的に同じ構造を有しているため、その図示を省略し、まとめて説明するものとする。
【０１２０】
図１１（ｂ）に示す構造では、導光体４の第１端面４ｃに並んで配置された７つの太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１７のうち、６個の太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１３，ＰＶ１５〜ＰＶ１７が２個ずつ並列に接続されることにより、３個の並列接続ブロックＰＶ１０５，ＰＶ１０６，ＰＶ１０７が構成されている。さらに、これら３個の並列接続ブロックＰＶ１０４と、残りの１個の太陽電池セルＰＶ１４が直列に接続されている。
【０１２１】
ここで、上記図１１（ｂ）に示す構造を有する場合、２つの太陽電池セルＰＶ１１，ＰＶ１３（並列接続ブロックＰＶ１０４）によるエネルギー変換効率をη105とし、２つの太陽電池セルＰＶ１２，ＰＶ１６（並列接続ブロックＰＶ１０６）によるエネルギー変換効率をη106とし、２つの太陽電池セルＰＶ１５，ＰＶ１７（並列接続ブロックＰＶ１０７）によるエネルギー変換効率をη107とし、７つの太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１７（太陽電池素子群ＰＶ１）によるエネルギー変換効率をη1〜8としたときに、これらη105、η106、η107、η1〜8は、下記式（１１）〜（１４）で表すことができる。
η105＝Ｖoc_min13×Ｉsc13×ＦＦ  …（１１）  
η106＝Ｖoc_min26×Ｉsc26×ＦＦ  …（１２）  
η107＝Ｖoc_min57×Ｉsc57×ＦＦ  …（１３）  
η1〜8＝（Ｖoc_min13＋Ｖoc_min26＋Ｖoc_min57＋Ｖoc4）×Ｉsc_min_4×ＦＦ  …（１４）  
Ｖoc_min13：ＰＶ１とＰＶ３の開放電圧のうち、小さい方の開放電圧  
Ｖoc_min26：ＰＶ２とＰＶ６の開放電圧のうち、小さい方の開放電圧  
Ｖoc_min57：ＰＶ５とＰＶ７の開放電圧のうち、小さい方の開放電圧  
Ｖoc4：ＰＶ４の開放電圧
Ｉsc_min_4：Ｉsc13、Ｉsc26、Ｉsc57、Ｉsc4のうち、小さい方の短絡電流  
【０１２２】
上述したように、複数の太陽電池セルについて、互いを並列に接続した場合の開放電圧は、最も小さい電圧値を示す太陽電池セルの開放電圧に律速されるものの、光強度に対する依存性が低いため、並列接続ブロックＰＶ１０４の開放電圧Ｖoc_min13、Ｖoc_min26、Ｖoc_min57は、光強度の差による影響が少ない。更に、これら３つの並列接続ブロックＰＶ１０５〜１０７と太陽電池セルＰＶ１４を直列に接続した場合の開放電圧は、上記式（１４）に示すように、Ｖoc_min13とＶoc_min26とＶoc_min57とＶoc4の総和となる。
【０１２３】
したがって、上記図１１（ｂ）に示す構造を有する場合、エネルギー変換効率η1〜8のロスを非常に少なくすることができる。
【０１２４】
上述したように、複数の太陽電池セルについて、互いに並列に接続した場合の短絡電流は、各太陽電池セルを流れる電流値の総和（足し算）となるため、上記２つの太陽電池セルＰＶ１１，ＰＶ１３を並列に接続した場合の短絡電流Ｉsc13は、上記２つの太陽電池セルＰＶ１１，１３を流れる短絡電流Ｉsc1，Ｉsc3の総和となる（Ｉsc1＋Ｉsc3）。同様に、上記２つの太陽電池セルＰＶ１２，ＰＶ１６を並列に接続した場合の短絡電流Ｉsc26は、上記２つの太陽電池セルＰＶ１２，１６を流れる短絡電流Ｉsc2，Ｉsc6の総和となる（Ｉsc2＋Ｉsc6）。同様に、上記２つの太陽電池セルＰＶ１５，ＰＶ１７を並列に接続した場合の短絡電流Ｉsc57は、上記２つの太陽電池セルＰＶ１５，１７を流れる短絡電流Ｉsc5，Ｉsc7の総和となる（Ｉsc5＋Ｉsc7）。
【０１２５】
さらに、これら３つの並列接続ブロックＰＶ１０５〜１０７と太陽電池セルＰＶ１４を直列に接続した場合の短絡電流Ｉsc_min_4は、上記Ｉsc13とＩsc26とＩsc57とＩsc4のうち、最も小さい短絡電流に律速される。
【０１２６】
ここで、各太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１７が受光する光強度との比較から、導光体４の中央部に配置された太陽電池セルＰＶ１４の短絡電流Ｉsc4が最も高く、次に、導光体４の中央部を挟んでほぼ対称に配置された太陽電池セルＰＶ１３，ＰＶ１５の短絡電流Ｉsc3,Ｉsc5がほぼ等しく、太陽電池セルＰＶ１２，ＰＶ１６の短絡電流Ｉsc2,Ｉsc6がほぼ等しく、太陽電池セルＰＶ１１，ＰＶ１７の短絡電流Ｉsc1,Ｉsc7がほぼ等しく、導光体４の中央部から両端部に向かって短絡電流が低くなる（Ｉsc4＞Ｉsc3≒Ｉsc5＞Ｉsc2≒Ｉsc6＞Ｉsc1≒Ｉsc7）。
【０１２７】
したがって、上記Ｉsc13とＩsc26とＩsc57とＩsc4を比較した場合、その差は小さくなる（平均化される）ため、これら３つの並列接続ブロックＰＶ１０５〜１０７と太陽電池セルＰＶ１４を直列に接続した場合の短絡電流Ｉsc_min_4についても、ロスを非常に少なくすることができる。
【０１２８】
以上のように、上記図１１に示す構造を有する場合、上述した開放電圧及び短絡電流の接続によるロスを低く抑えることができるため、そのエネルギー変換効率を高めることが可能である。
【０１２９】
したがって、上記太陽電池モジュール１Ｃでは、このようなエネルギー変換効率の高い構造を有することで、モジュール出力を大幅に高めることが可能である。
【０１３０】
また、上記第２実施形態に示す太陽電池モジュール１Ｃでは、光入射面全体に均一に外光を入射させたときのＮ個の太陽電池セルの各々の短絡電流をＩｊ（ｊは１からＮまでの整数）とし、Ｌ個の並列接続ブロックの各々において並列接続ブロックに含まれる複数の太陽電池セルの短絡電流の総和をＩＴｉ（ｉは１からＬまでの整数）とし、Ｌ個の並列接続ブロックから選択された任意の２つの並列接続ブロックのうちＩＴｉ同士の差が最も大きくなる２つの並列接続ブロックのＩＴｉ同士の差をＩＤ１とし、Ｎ個の太陽電池セルから選択された任意の２つの太陽電池セルのうちＩｊ同士の差が最も大きくなる２つの太陽電池セルのＩｊ同士の差をＩＤ２とし、Ｌ個の並列接続ブロックから選択された任意の１つの並列接続ブロックと、（Ｎ−Ｍ）個の太陽電池セルから選択された任意の１つの太陽電池セルとのうち、ＩＴｉとＩｊとの差が最も大きくなる１つの並列接続ブロックと１つの太陽電池セルのＩＴｉとＩｊとの差をＩＤ３としたときに、ＩＤ１＜ＩＤ２、且つ、ＩＤ３＜ＩＤ２という関係式を満すことが望ましい。
【０１３１】
例えば、上記図１１に示す太陽電池モジュール１Ｃの場合、各太陽電池セルＰＶ１１，ＰＶ１２，ＰＶ１３，ＰＶ１４，ＰＶ１５，ＰＶ１６，ＰＶ１７の短絡電流をそれぞれＩ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５，Ｉ６，Ｉ７としたときに、Ｉ１＝Ｉ７＜Ｉ２＝Ｉ６＜Ｉ３＝Ｉ５＜Ｉ４の関係が成り立つ。
【０１３２】
また、上記３つの並列接続ブロックＰＶ１０５，ＰＶ１０６，ＰＶ１０７の短絡電流をそれぞれＩＴ１，ＩＴ２，ＩＴ３としたときに、ＩＴ１＝ＩＴ３＜ＩＴ２の関係が成り立つ。したがって、短絡電流の差が最も大きくなる２つの並列接続ブロックの組み合わせは、ＰＶ１０５及びＰＶ１０６の組み合わせ、又は、ＰＶ１０６及びＰＶ１０７の組み合わせである。そして、これら２つの並列接続ブロックの短絡電流の差ＩＤ１は、ＩＤ１＝｜ＩＴ１−ＩＴ２｜＝｜ＩＴ３−ＩＴ２｜である。
【０１３３】
一方、上記７つの太陽電池セルＰＶ１１，ＰＶ１２，ＰＶ１３，ＰＶ１４，ＰＶ１５，ＰＶ１６，ＰＶ１７の短絡電流のうち、短絡電流の差が最も大きくなる２つの太陽電池セルの組み合わせは、ＰＶ１１及びＰＶ１４の組み合わせ、又は、ＰＶ１４及びＰＶ１７の組み合わせである。したがって、これら短絡電流の差が最も大きくなる２つの太陽電池セルの短絡電流の差ＩＤ２は、ＩＤ２＝｜Ｉ１−Ｉ４｜＝｜Ｉ７−Ｉ４｜である。
【０１３４】
さらに、上記３つの並列接続ブロックＰＶ１０５，ＰＶ１０６，ＰＶ１０７の短絡電流ＩＴ１，ＩＴ２，ＩＴ３と、１つの太陽電池セルＰＶ４の短絡電流Ｉ４のうち、短絡電流の差が最も大きくなる並列接続ブロックと太陽電池セルとの組み合わせは、ＰＶ１０５及びＰＶ４の組み合わせ、又は、ＰＶ１０７及びＰＶ４の組み合わせである。したがって、これら短絡電流の差が最も大きくなる並列接続ブロックＰＶ１０５，ＰＶ１０７と太陽電池セルＰＶ４との短絡電流の差ＩＤ３は、ＩＤ３＝｜ＩＴ１−Ｉ４｜＝｜ＩＴ３−Ｉ４｜である。
【０１３５】
これにより、上記図１１に示す太陽電池モジュール１Ｃでは、ＩＤ１＜ＩＤ２、且つ、ＩＤ３＜ＩＤ２という関係式を満足していることがわかる。したがって、上記図１１に示す太陽電池モジュール１Ｃでは、上記関係を満足することで、上述した開放電圧及び短絡電流の接続によるロスを低く抑えることができ、そのエネルギー変換効率を高めることが可能である。
【０１３６】
また、上記第２実施形態に示す太陽電池モジュール１Ｃでは、光入射面全体に均一に外光を入射させたときのＮ個の太陽電池セルの各々の短絡電流をＩｊ（ｊは１からＮまでの整数）としたときに、Ｉｊが最小となる太陽電池セルは、Ｌ個の並列接続ブロックのいずれかに含まれていることが望ましい。
【０１３７】
例えば、上記図１１に示す太陽電池モジュール１Ｃでは、短絡電流が最小となる太陽電池セルＰＶ１１，ＰＶ７がそれぞれ並列接続ブロックＰＶ１０５，ＰＶ１０７に含まれている。
【０１３８】
これにより、上述した開放電圧及び短絡電流の接続によるロスを低く抑えることができ、そのエネルギー変換効率を高めることが可能である。
【０１３９】
また、上記第２実施形態において、導光体４は、少なくとも１以上の辺を有する板状体であればよく、Ｎ個の太陽電池セルは、この導光体４の少なくとも１辺に沿って並べて配置された構成であればよい。
【０１４０】
この場合、Ｎ個の太陽電池セルのうち、Ｎ個の太陽電池セルの並び方向の一方の端部に配置された太陽電池セルと、他方の端部に配置された太陽電池セルとのうちの少なくとも一方は、Ｌ個の並列接続ブロックのいずれかに含まれることが望ましい。
【０１４１】
例えば、上記図１０に示す太陽電池モジュール１Ｂでは、一方の端部に配置された太陽電池セルＰＶ１１が並列接続ブロックＰＶ１０４に含まれている。一方、上記図１１に示す太陽電池モジュール１Ｃでは、短絡電流が最小となる太陽電池セルＰＶ１１，ＰＶ７がそれぞれ並列接続ブロックＰＶ１０５，ＰＶ１０７に含まれている。
【０１４２】
これにより、上述した開放電圧及び短絡電流の接続によるロスを低く抑えることができ、そのエネルギー変換効率を高めることが可能である。
【０１４３】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態として、太陽電池モジュール１Ｄが備える太陽電池セルの電気的な接続関係の別例について、図１２（ａ），（ｂ）を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、上記第１，２実施形態に示す太陽電池モジュール１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
【０１４４】
第３実施形態に示す太陽電池モジュール１Ｄは、上記導光体４の４つの第１端面４ｃに配置された４つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２，ＰＶ３，ＰＶ４のうち、隣接する２つの第１端面４ｃに配置された２つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２を構成する６個の太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１３、ＰＶ２１〜ＰＶ２３を備えている。すなわち、これら６個の太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１３、ＰＶ２１〜ＰＶ２３は、導光体４の２つの第１端面４ｃに３つずつ並んで配置されることによって、２つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２を構成している。
【０１４５】
なお、図１２（ａ）では、各太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１３、ＰＶ２１〜ＰＶ２３の内面（受光面）側に設けられた一方の電極を図示できないことから、便宜上、外面側に両方の電極（＋），（−）を図示するものとする。また、図１２（ａ）では、４つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２，ＰＶ３，ＰＶ４のうち、上記２つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２を図示する一方、それとは反対側の２つの太陽電池素子群ＰＶ３，ＰＶ４については図示されていないものの、２つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２とは対称な構造を有している。すなわち、太陽電池素子群ＰＶ３が太陽電池素子群ＰＶ１、太陽電池素子群ＰＶ４が太陽電池素子群ＰＶ２に対応した構造を有している。
【０１４６】
図１２（ｂ）は、太陽電池素子群ＰＶ１を構成する太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１３の等価回路である。なお、残りの３つの太陽電池素子群ＰＶ２〜ＰＶ４については、この太陽電池素子群ＰＶ１と基本的に同じ構造を有しているため、その図示を省略し、まとめて説明するものとする。
【０１４７】
図１２（ｂ）に示す構造では、導光体４の第１端面４ｃに並んで配置された３つの太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１３のうち、中央部に配置された太陽電池セルＰＶ２の長さＬ２よりも、両端部に配置された太陽電池セルＰＶ１，ＰＶ３の長さＬ１の方が長くなっている（Ｌ１＞Ｌ２）。そして、これら３つの太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１３は、互いに直列に接続されている。
【０１４８】
また、図１２（ａ）に示すように、上記太陽電池素子群ＰＶ１を構成する太陽電池セルＰＶ１３と、上記太陽電池素子群ＰＶ２を構成する太陽電池セルＰＶ２１とが直列に接続されている。
【０１４９】
ここで、上記図１２（ｂ）に示す構造を有する場合、太陽電池セルＰＶ１１によるエネルギー変換効率をη11とし、太陽電池セルＰＶ１２によるエネルギー変換効率をη12とし、太陽電池セルＰＶ１３によるエネルギー変換効率をη13とし、３つの太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１３（太陽電池素子群ＰＶ１）によるエネルギー変換効率をη123としたときに、これらη11、η12、η13、η123は、下記式（１５）〜（１８）で表すことができる。
η11＝Ｖoc11×Ｉsc11×ＦＦ  …（１５）  
η12＝Ｖoc12×Ｉsc12×ＦＦ  …（１６）  
η13＝Ｖoc13×Ｉsc13×ＦＦ  …（１７）  
η123＝（Ｖoc11＋Ｖoc12＋Ｖoc13）×Ｉsc_min_5×ＦＦ  …（１８）  
Ｖoc11〜Ｖoc13：ＰＶ１１〜ＰＶ１３の開放電圧  
Ｉsc11〜Ｉsc13：ＰＶ１１〜ＰＶ１３の短絡電流  
Ｉsc_min_5：Ｉsc11〜Ｉsc13のうち、最も小さい短絡電流  
【０１５０】
上述したように、複数の太陽電池セルについて、互いを直列に接続した場合の短絡電流は、最も小さい電流値を示す太陽電池セルの短絡電流に律速される。
【０１５１】
ここで、上記短絡電流Ｉscは、下記式（１９）で表すことができ、この式（１９）からは、上記短絡電流Ｉscが太陽電池セルの受光面積に比例にして大きくなることがわかる。
【０１５２】
【数１】
2014050645.tif 000003
【０１５３】
上記３つの太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１３では、上述した中央部に配置された太陽電池セルＰＶ２の長さＬ２よりも、両端部に配置された太陽電池セルＰＶ１，ＰＶ３の長さＬ１の方が長い。このため、中央部に配置された太陽電池セルＰＶ２よりも、両端部に配置された太陽電池セルＰＶ１，ＰＶ３の方が受光面積が大きくなっている。
【０１５４】
一方、各太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１３が受光する光強度は、上記図４に示すグラフから、導光体４の中央部を挟んで両端部に向かうほど光強度が低くなっている。
【０１５５】
したがって、上記３つの太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１３を互いに直列に接続した場合は、各太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１３が受光する光強度に合わせて、各太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１３の長さ（受光面積）を変えることで、これら３つの太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１３に流れる短絡電流Ｉsc11〜Ｉsc13を揃えることが可能である（Ｉsc11≒Ｉsc12≒Ｉsc13）。
【０１５６】
すなわち、上記図１２（ｂ）に示す構造では、上記３つの太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１３の各々の短絡電流Ｉsc11〜Ｉsc13が等しくなるように、上述した中央部に配置された太陽電池セルＰＶ２の長さＬ２よりも、両端部に配置された太陽電池セルＰＶ１，ＰＶ３の長さＬ１の方が長くなっている。
【０１５７】
これにより、上記３つの太陽電池セルＰＶ１１〜１３を直列に接続した場合の短絡電流Ｉsc_min_5については、各太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１３の短絡電流Ｉsc11〜Ｉsc13の差が小さくなる（平均化される）ため、ロスを非常に少なくすることができる。
【０１５８】
さらに、上記３つの太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１３を直列に接続した場合の開放電圧は、上記式（１８）に示すように、上記Ｖoc12〜Ｖoc13の総和となっている。
【０１５９】
以上のように、上記図１２に示す構造を有する場合、上述した開放電圧及び短絡電流の接続によるロスを低く抑えることができるため、そのエネルギー変換効率を高めることが可能である。
【０１６０】
したがって、第３実施形態における太陽電池モジュール１Ｄでは、このようなエネルギー変換効率の高い構造を有することで、モジュール出力を大幅に高めることが可能である。
【０１６１】
次に、上記太陽電池モジュール１Ｄが備える太陽電池セルの具体的な構造について図１３および図１４を参照しながら説明する。
なお、図１３は、第３実施形態における太陽電池素子群ＰＶ１の部分斜視図である。図１４は、第３実施形態における太陽電池素子群ＰＶ１の分解斜視図である。なお、残りの３つの太陽電池素子群ＰＶ２〜ＰＶ４については、この太陽電池素子群ＰＶ１と基本的に同じ構造を有しているため、その図示を省略し、まとめて説明するものとする。
【０１６２】
太陽電池素子群ＰＶ１は、導光体４の第１端面４ｃに沿って互いに隣接して配置された複数の太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１３同士を直列に接続する複数のフレキシブル基板（Flexible printed circuits ;FPC）１１を備えている。
【０１６３】
各太陽電池セルＰＶ１〜ＰＶ３は、半導体基板２１と、半導体基板２１の一面側に形成されたフィンガー電極２５およびバスバー電極２４と、半導体基板２１の他面側に形成された裏面電極２３と、を備えている。
【０１６４】
半導体基板２１は、例えば矩形形状を有するＰ型半導体基板である。半導体基板２１としては、単結晶シリコン基板、多結晶シリコン基板、ガリウム砒素基板などの公知の種々の半導体基板を用いることができる。半導体基板２１の一面側にはＮ型不純物層２６が形成されており、Ｎ型不純物層２６と半導体基板２１のＰ型領域との界面でＰＮ接合が形成されている。
【０１６５】
Ｎ型不純物層２６の表面には、複数のフィンガー電極２５が半導体基板２１の１辺に沿って互いに隣接して形成されている。複数のフィンガー電極２５の一端側には、これら複数のフィンガー電極２５を接続するバスバー電極２４が形成されている。バスバー電極２４は、複数のフィンガー電極２５を横切るように半導体基板２１の前記１辺に沿ってストライプ状に形成されている。複数のフィンガー電極２５とバスバー電極２４によって、第１集電電極２２が形成されている。半導体基板２１の他面側には、第２集電電極としての裏面電極２３が、概ね半導体基板２１の他面全体を覆うように形成されている。
【０１６６】
フレキシブル基板１１は、絶縁フィルム１９上に導電層１８を積層してなる可撓性の配線基板である。フレキシブル基板１１としては、例えば、銅箔などの導電層１８の上下面をポリイミドなどの絶縁フィルム１９で覆い、太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１３と接続する部分の絶縁フィルム１９を除去して導電層１８を露出させたものが用いられる。
【０１６７】
フレキシブル基板１１は、バスバー電極２４と接続される第１電極部１２と、裏面電極２３と接続される第２電極部１３と、第１電極部１２と第２電極部１３とを接続する接続部１７と、を備えている。フレキシブル基板１１は、その一端側の第１電極部１２が一の太陽電池セルのバスバー電極２４に接続され、その他端側の第２電極部１３および接続部１７が該一の太陽電池セルの端面に沿って折り曲げられ、隣りの太陽電池セルの裏面電極２３に接続されている。接続部１７は太陽電池セル５の端面に沿って略直角に折り曲げられており、太陽電池セル間に大きな隙間が生じないようになっている。
【０１６８】
フレキシブル基板１１とバスバー電極２４および裏面電極２３とは、導電フィルム１４，１５を用いて接続されている。導電フィルム１４，１５は、樹脂の内部に微細な導電粒子を分散させて厚さ１０μｍから１００μｍ程度の膜状に成型したものである。導電フィルム１４，１５としては、異方性導電フィルム（Anisotropic Conductive Film ;ACF）などを用いることができるが、異方性導電フィルムのように厚み方向のみに導電性を有するものだけでなく、厚み方向とそれと直交する方向の双方に導電性を有するものを用いることも可能である。
【０１６９】
フレキシブル基板１１において導光体４の第１端面４ｃと対向する面には、導光体４の第１端面４ｃから入射した光を反射する反射層１６が設けられている。反射層１６を設けることによって、フレキシブル基板１１による光の吸収を抑制し、導光体４からの光を効率よく発電に利用することが可能となる。
【０１７０】
なお、本発明は、上記第３実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記第３実施形態に示す太陽電池モジュール１Ｄでは、３個の太陽電池セルのが直列に接続され、更に、これら３個の太陽電池セルの長さを異ならせた場合を例に挙げて説明した。しかしながら、これら太陽電池セルの数Ｎについては、上記太陽電池モジュール１Ｄの設計に合わせて変更することが可能である。
【０１７１】
すなわち、上記第３実施形態として示す太陽電池モジュール１Ｄでは、Ｎ個の太陽電池セルが導光体４の１辺に沿って並べて配置され、光入射面全体に均一に外光を入射させたときのＮ個の太陽電池セルの各々の短絡電流が等しくなるように、互いに直列に接続されたＮ個の太陽電池セルの並び方向の中央部から両端部に向かって、太陽電池セルの受光面積が順次大きくなっている構造であればよい。
【０１７２】
したがって、例えば図１５に示すような構造を有する太陽電池モジュール１Ｅとすることも可能である。
具体的に、図１５（ａ）は、上記２つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２のうち、隣接する２つの第１端面４ｃに配置された２つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２を構成する太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１５、ＰＶ２１〜ＰＶ２５の概略配線図である。
【０１７３】
なお、図１５（ａ）では、各太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１５、ＰＶ２１〜ＰＶ２５の内面（受光面）側に設けられた一方の電極を図示できないことから、便宜上、外面側に両方の電極（＋），（−）を図示するものとする。また、図１５（ａ）では、４つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２，ＰＶ３，ＰＶ４のうち、２つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２を図示する一方、それとは反対側の２つの太陽電池素子群ＰＶ３，ＰＶ４については図示されていないものの、２つの太陽電池素子群ＰＶ１，ＰＶ２とは対称な構造を有している。すなわち、太陽電池素子群ＰＶ３が太陽電池素子群ＰＶ１、太陽電池素子群ＰＶ４が太陽電池素子群ＰＶ２に対応した構造を有している。
【０１７４】
図１５（ｂ）は、太陽電池素子群ＰＶ１を構成する太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１５の等価回路である。なお、残りの３つの太陽電池素子群ＰＶ２〜ＰＶ４については、この太陽電池素子群ＰＶ１と基本的に同じ構造を有しているため、その図示を省略し、まとめて説明するものとする。
【０１７５】
図１５（ｂ）に示す構造では、導光体４の第１端面４ｃに並んで配置された５つの太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１５のうち、中央部に配置された太陽電池セルＰＶ３の長さＬ３よりも、この太陽電池セルＰＶ３の両隣に配置された太陽電池セルＰＶ２，ＰＶ４の長さＬ２の方が長くなっている（Ｌ２＞Ｌ３）。また、これら太陽電池セルＰＶ２，ＰＶ４の長さＬ２よりも、両端部に配置された太陽電池セルＰＶ１，ＰＶ５の長さＬ１の方が長くなっている（Ｌ１＞Ｌ２）。そして、これら５つの太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１５は、互いに直列に接続されている。
【０１７６】
また、各太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１５の各々の長さＬ１，Ｌ２，Ｌ３は、上記５つの太陽電池セルＰＶ１１〜ＰＶ１５の各々の短絡電流が等しくなるように調整されている。
【０１７７】
さらに、図１５（ａ）に示すように、上記太陽電池素子群ＰＶ１を構成する太陽電池セルＰＶ１５と、上記太陽電池素子群ＰＶ２を構成する太陽電池セルＰＶ２１とが直列に接続されている。
【０１７８】
したがって、上記５つの太陽電池セルＰＶ１１〜１３を直列に接続した場合は、上記３つの太陽電池セルＰＶ１１〜１３を直列に接続した場合と同様に、上述した開放電圧及び短絡電流の接続によるロスを低く抑えることができ、なお且つ、そのエネルギー変換効率を高めることが可能である。
【０１７９】
したがって、上記太陽電池モジュール１Ｅでは、このようなエネルギー変換効率の高い構造を有することで、モジュール出力を大幅に高めることが可能である。
【０１８０】
［第４実施形態］
次に、第４実施形態として、図１６に示す太陽電池モジュール３２について説明する。
なお、図１６は、第４実施形態と示す太陽電池モジュール３２の模式図である。
【０１８１】
太陽電池モジュール３２では、導光体３０と太陽電池素子３１の形状及び配置が異なる。よって、ここでは、導光体３０と太陽電池素子群３１の形状及び配置について説明し、それ以外の構成については、詳細な説明は省略する。
【０１８２】
太陽電池モジュール３２では、導光体３０は、湾曲した板状の部材として構成され、太陽電池素子群３１は、光射出面である導光体３０の湾曲した第１端面３０ｃから射出された光を受光するように構成されている。導光体３０は、例えば、厚みが一定の板状の部材をＹ軸と平行な軸の回りに湾曲させた形状を有する。導光体３０の第１主面３０ａと第２主面３０ｂのうち、外側に凸状に湾曲した第１主面３０ａが、外光（例えば太陽光）Ｌが入射する光入射面である。
【０１８３】
太陽電池モジュール３２では、導光体３０の光入射面３０ａが湾曲した面となっている。そのため、昼間と夕方のように時間帯によって光Ｌの入射角が導光体３０の湾曲方向に沿って変化した場合でも、発電量は大きく変化しない。通常、太陽電池セルで発電を行う場合には、太陽電池セルの受光面が光の入射方向を向くように、追尾装置を設けて太陽電池セルの角度を２軸方向で制御することが行われるが、本実施形態のように、導光体３０の光入射面３０ａが様々な方向を向くように湾曲した形状となっている場合には、そのような追尾装置を設ける必要がない。仮に追尾装置を設ける場合でも、湾曲方向と直交する方向の角度制御のみでよいため、２軸方向で角度制御を行う場合に比べて追尾装置の構成を簡素化することができる。本実施形態の場合、導光体３０は一方向に湾曲した形状とされているが、導光体３０の形状はこれに限らない。例えば半球状や釣鐘状などのドーム形状とすることもできる。その場合には、追尾装置は不要になる。
【０１８４】
太陽電池モジュール３２では、導光体３０が湾曲しているため、導光体３０を、曲面形状に形成された建物の壁面や屋根に設置することができる。本実施形態の場合、導光体３０は一方向に湾曲した形状とされているが、導光体３０の形状はこのような単純な形状に限らない。例えば、瓦状の形状や波状の形状など、自由な形状に設計することができる。また、導光体３０を設置する場所に応じて、湾曲形状だけでなく、稜線を有して屈曲した屈曲形状を有していてもよい。これら湾曲した面や屈曲した面は、光入射面の少なくとも一部に設けられていればよく、それにより、上述した効果が得られる。
【０１８５】
［太陽光発電装置］
図１７は、太陽光発電装置１０００の概略構成図である。
【０１８６】
太陽光発電装置１０００は、太陽光のエネルギーを電力に変換する太陽電池モジュール１００１と、太陽電池モジュール１００１から出力された直流電力を交流電力に変換するインバータ（直流／交流変換器）１００４と、太陽電池モジュール１００１から出力された直流電力を蓄える蓄電池１００５と、を備えている。
【０１８７】
太陽電池モジュール１００１は、太陽光を集光する導光体１００２と、導光体１００２によって集光された太陽光によって発電を行う太陽電池素子１００３と、を備えている。太陽電池モジュール１００１としては、例えば、第１実施形態ないし第４実施形態若しくはその変形形態で説明した太陽電池モジュールが用いられる。
【０１８８】
太陽光発電装置１０００は外部の電子機器１００６に対して電力を供給する。電子機器１００６には、必要に応じて補助電力源１００７から電力が供給される。
【０１８９】
太陽光発電装置１０００は、上述した本発明に係る太陽電池モジュールを備えているため、発電効率の高い太陽光発電装置となる。
【産業上の利用可能性】
【０１９０】
本発明は、太陽電池モジュールおよび太陽光発電装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１９１】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ…太陽電池モジュール、４…導光体、４ａ…第１主面（光入射面）、４ｃ…第１端面（光射出面）、ＰＶ１〜ＰＶ４…太陽電池素子群、ＰＶ１１〜ＰＶ１８，ＰＶ２１〜ＰＶ２４，ＰＶ３１〜ＰＶ３４，ＰＶ４１〜ＰＶ４４…太陽電池セル、ＰＶ１０１〜ＰＶ１０７，ＰＶ２０１…並列接続ブロック、１１…フレキシブル基板、１４，１５…導電フィルム、１６…反射層、１８…導電層、１９…絶縁フィルム、２１…半導体基板、２２…第１集電電極、２３…裏面電極（第２集電電極）、３０…導光体、３０ａ…第１主面（光入射面）、３０ｃ…第１端面（光射出面）、３１…太陽電池素子、３２…太陽電池モジュール、３３…導光体、３３ａ…第１主面（光入射面）、３３ｃ…第１端面（光射出面）、３４…太陽電池素子、３５…太陽電池モジュール、１０００…太陽光発電装置
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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