(57)【要約】  合わせガラス構造の太陽電池モジュールにおいて、太陽電池素子から端子箱への複雑な配線を行わずに結線することができることにより、製造効率および信頼性が向上した太陽電池モジュールを提供する。一方の面（表面）に太陽電池素子が形成された矩形基板と、前記矩形基板の一方の端辺部に設けられた正極と、前記矩形基板の他方の端辺部に設けられた負極と、前記矩形基板の前記太陽電池素子と反対側の面（裏面）に設けられた二つの端子箱と、を備えた太陽電池モジュールであって、前記一方の端子箱は前記正極に接続され、かつこの端子箱から２本の正極ケーブルが延出され、前記他方の端子箱は前記負極に接続され、かつこの端子箱から２本の負極ケーブルが延出されることを特徴とする太陽電池モジュール。
2013121840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面（表面）に太陽電池素子が形成された矩形基板と、
前記矩形基板の一方の端辺部に設けられた正極と、
前記矩形基板の他方の端辺部に設けられた負極と、
前記矩形基板の前記太陽電池素子と反対側の面（裏面）に設けられた二つの端子箱と、を備えた太陽電池モジュールであって、
前記一方の端子箱は前記正極に接続され、かつこの端子箱から２本の正極ケーブルが延出され、
前記他方の端子箱は前記負極に接続され、かつこの端子箱から２本の負極ケーブルが延出されることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
正負それぞれにおける前記電極と前記端子箱は、前記電極端部が前記端子箱内回路まで延出され接続されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記正極側端子箱は、前記矩形基板の正極側端辺部に設けられ、前記負極側端子箱は、前記矩形基板の負極側端辺部に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記正極側端子箱は、前記矩形基板の正極側端辺部であって前記矩形基板角部に設けられ、前記負極側端子箱は、前記矩形基板の負極側端辺部であって前記矩形基板角部に設けられていることを特徴とする請求項３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】
本願発明は、太陽電池モジュールに係り、特に、効率よく配線の取り回しを行うことができる太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、シリコンなどの単結晶型太陽電池、多結晶型太陽電池、薄膜太陽電池などの種類に大別され、これらのうち薄膜型のものは、同出力の他の太陽電池と比較して原料の使用量が少なく、また、製造プロセスが簡易かつ低エネルギーで済むという利点から、商品化開発が進められている。【０００３】
薄膜型太陽電池の一種であるカルコパイライト型薄膜太陽電池は、カルコパイライト系化合物（例えばＣｕ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）Ｓｅ２、以下ＣＩＧＳと略称する）からなるＣＩＧＳ層をｐ型の光吸収層として有し、基本的な構造として、基板、裏面電極層、ｐ型光吸収層、ｎ型バッファ層、透明電極層からなり、光を照射することによって裏面電極層と透明電極層から電気を取り出すことができる。【０００４】
このようなＣＩＧＳ層を光吸収層として備えた一般的なカルコパイライト型薄膜太陽電池の模式図を図１（ａ）に示す。この電池は、基板上１０に、図示および符号は省略したが、スパッタリング等により、正極として機能する裏面電極層が形成されている。裏面電極層上には、Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅを含む光吸収層（ｐ型光吸収層、ｎ型バッファ層の両者を併せて単に光吸収層と称する）が形成され、その上に透明電極層が形成されている。図１（ａ）では、これら各層からなる薄膜太陽電池を、太陽電池素子２０として示した。太陽電池素子２０は、長方形で区切られた単電池が複数配列され、各々の隣接する裏面電極層と透明電極層が接続されることによって、直列に接続されている。【０００５】
このような薄膜太陽電池をモジュールする際の構造として、図４に示すように、太陽電池素子２０が形成された基板１０に封止材３２を介してカバーガラス３０を積層し、前記基板１０のカバーガラス３０とは反対側すなわち図面上側をバックシート３３で覆い、フレーム３４を設けた構造（フレーム構造）が一般に知られている（例えば、特許文献１参照）。【０００６】
また、特許文献１には、より簡素化された構造として、図５に示すように、前記バックシート３３およびフレーム３４を省略し、基板ガラス１０の太陽電池素子２０上にカバーガラス３０を積層し、封止材３２で封止するとともに周縁部にシール材３１を配した構造（合わせガラス構造）が開示されている。合わせガラス構造では、バックシートやフレームを省略することにより、薄く、低コストな太陽電池モジュールを提供することができる。【０００７】
また、太陽電池モジュールを直列あるいは並列に接続するためのモジュールとして、配線をモジュールの受光面裏側の中央近傍の１つの端子箱にまとめ、その端子箱から正負それぞれ２本ずつのケーブルを延出させ、隣接するモジュールと接続の組み合わせを変えることで直列にも並列にも接続することができるものが知られている（例えば、特許文献２参照）。【０００８】
また、特許文献２と同様の接続ができる太陽電池モジュールとして、モジュールの受光面裏側の中央近傍に二つの端子箱を設け、それぞれの箱から正負２本ずつのケーブルを延出させたものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−１８８３５７号公報
【特許文献２】実開平６−７７２６４号公報
【特許文献３】特開２００２−２８９８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献２に記載の太陽電池モジュールは、バックシートとフレームを有する構造であるため、太陽電池素子とバックシートとの間の空間を利用して配線を通し、モジュール裏面の中央近傍の１つの端子箱にまとめることができるが、合わせガラス構造を採用した太陽電池においては、配線を通す空間が無いので、一つの端子箱に配線を結線することは困難であった。【００１１】
仮に集電体からの配線を行って基板中央近傍に一つの端子箱を設けることが可能にしても、バックシートが存在しないため、ガラス基板に直接穴を開けて配線を延出させなければならず、そのような基板中央に孔部を有する太陽電池モジュールは、強度が低下してしまうという問題がある。【００１２】
また、特許文献３に記載の太陽電池モジュールでは、一方の端子箱から正負両極のケーブルが延出され、他方の端子箱からも正負両極のケーブルが延出されるため、太陽電池モジュール裏面の配線が複雑となり、製造効率が悪いという問題があった。【００１３】
本願発明は、上記状況に鑑みてなされたものであり、合わせガラス構造の太陽電池モジュールにおいて、太陽電池素子から端子箱への複雑な配線を行わずに結線することができることにより、製造効率および信頼性が向上した太陽電池モジュールを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、一方の面（表面）に太陽電池素子が形成された矩形基板と、矩形基板の一方の端辺部に設けられた正極と、矩形基板の他方の端辺部に設けられた負極と、矩形基板の太陽電池素子と反対側の面（裏面）に設けられた二つの端子箱と、を備えた太陽電池モジュールであって、一方の端子箱は正極に接続され、かつこの端子箱から２本の正極ケーブルが延出され、他方の端子箱は負極に接続され、かつこの端子箱から２本の負極ケーブルが延出されることを特徴としている。【００１５】
本発明においては、正負それぞれにおける電極と端子箱は、電極端部が端子箱内回路まで延出され接続されていることを好ましい態様としている。【００１６】
本発明においては、正極側端子箱は、矩形基板の正極側端辺部に設けられ、負極側端子箱は、矩形基板の負極側端辺部に設けられていることを好ましい態様としている。【００１７】
本発明においては、正極側端子箱は、矩形基板の正極側端辺部であって矩形基板角部に設けられ、負極側端子箱は、矩形基板の負極側端辺部であって矩形基板角部に設けられていることを好ましい態様としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、端子箱を二つとし、それぞれを正極および負極としているので、正極端子箱を正極集電体の近傍に、負極端子箱を負極集電体近傍に配置することで、複雑な配線を結線することが不要となり、正負それぞれの集電体を直接端子箱に延出させることができるという効果を奏する。【００１９】
また、正負の端子箱から２本ずつ正極ケーブルと負極ケーブルとをそれぞれ延出させているので、太陽電池モジュールを多数並列接続するに際して、正極端子箱／負極端子箱からそれぞれ延出される２本のケーブルのうち１本を、一方の側に隣接する太陽電池モジュールの正極／負極と接続し、もう１本を、他方の側に隣接する太陽電池モジュールの正極／負極と接続することができるという効果を奏する。また、この接続を繰り返すことで所望の枚数の太陽電池モジュールを並列接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の太陽電池モジュールを示し、（ａ）は受光面（表面）、（ｂ）は裏面、（ｃ）は裏面から見た回路図である。
【図２】本発明の太陽電池モジュールを示す模式断面図である。
【図３】従来の太陽電池モジュールを示す模式断面図である。
【図４】従来の太陽電池モジュールを示す模式断面図である。
【図５】従来の太陽電池モジュールを示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、図を参照しながら更に詳細に説明する。
本発明の太陽電池モジュール構造は、カルコパイライト型薄膜太陽電池や、単結晶／多結晶／アモルファスシリコン型太陽電池など、既存の太陽電池に用いることができる。しかしながら、シリコン太陽電池においては、太陽電池素子（シリコンセル）は基板とは別個に製造されるため、セルを基板上に自由に配置することができ、セルから端子箱への配線の取り回しの自由度が高い。
【００２２】
一方、カルコパイライト型薄膜太陽電池では、ガラス基板に直接太陽電池素子を形成するため、太陽電池素子を基板から切り離して再配置することはできず、配線には困難を伴う。このため、本発明の太陽電池モジュール構造は、このような薄膜太陽電池に好適に用いられる。
【００２３】
そのようなカルコパイライト型薄膜太陽電池の製造方法を説明する。すなわち、図示は省略したが、まず、ソーダライムガラス（ＳＬＧ）等からなる基板上１０に、正極として機能する金属Ｍｏ等からなる裏面電極層が金属Ｍｏターゲット等を用いてスパッタリング法等により成膜される。
【００２４】
裏面電極層は、先端にスクライブ刃を有するか、あるいはレーザにより切削を行う切削手段によって切削され、分離溝によって複数に分割される。次に、裏面電極層上に、Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａからなる光吸収層プリカーサが成膜され、続いてセレン化水素（Ｈ２Ｓｅ）雰囲気中熱処理することにより光吸収層プリカーサにＳｅを拡散させる処理を行いＣＩＧＳからなるｐ型光吸収層が形成される。さらに、光吸収層の上に化学析出法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｂａｔｈ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法、ＣＢＤ法）によって例えばＣｄＳやＺｎＳ、ＩｎＳからなるバッファ層が形成される。これらｐ型光吸収層およびバッファ層が、光吸収層とされる。
【００２５】
次に、切削手段により光吸収層が複数の領域に分割される。また、光吸収層上に、ＺｎＯやＺｎＡｌＯ等からなる透明電極層が形成される。最後に、切削手段により透明電極層および光吸収層を共に切削し、透明電極層が複数の領域に分割され、図１（ａ）に示すような、縦長の長方形の単電池が図面左右方向に複数直列接続された太陽電池素子２０が形成された薄膜太陽電池１が得られる。
【００２６】
続いて、図１（ａ）のＡ側端辺部に正極（正極集電体）１１ａが、Ｂ側端辺部に負極（負極集電体）１１ｂが形成される。ガラス基板１０の周縁部であってＡ側端辺部とＢ側端辺部には、それぞれ図示しない孔部が設けられ、正極集電体１１ａおよび負極集電体１１ｂは、ガラス基板１０の表側から当該孔部を経由して裏側に延出される。
【００２７】
図１（ｂ）に示すように、ガラス基板１０の裏側には、正極側および負極側の孔部にそれぞれ覆いかぶさるように、正極端子箱１２ａおよび負極端子箱１２ｂが設けられている。正極端子箱１２ａからは、正極ケーブル２本（１３ａおよび１４ａ）が、負極端子箱１２ｂからは、負極ケーブル２本（１３ｂおよび１４ｂ）が、それぞれ延出されている。
【００２８】
正極ケーブル１３ａおよび１４ａの先端には、正極コネクタ（オス１５ａ、メス１６ａ）が取り付けられており、負極ケーブル１３ｂおよび１４ｂの先端には、負極コネクタ（オス１５ｂ、メス１６ｂ）が取り付けられている。
【００２９】
また、図１（ｃ）の回路図に示すように、正極端子箱１２ａ内には、逆流防止ダイオード１７が接続されている。
【００３０】
本発明の太陽電池モジュールによれば、図１（ｂ）に示すモジュールをさらにＡ側とＢ側にも配置した場合、中央のモジュールの正極コネクタ１５ａとＡ側のモジュールの正極コネクタ１６ａを、また、中央モジュールの正極コネクタ１６ａとＢ側モジュールの正極コネクタ１５ａを、それぞれ接続することができる。また、負極においても、中央モジュールの負極コネクタ１５ｂとＡ側のモジュールの負極コネクタ１６ｂを、また、中央モジュールの負極コネクタ１６ｂとＢ側モジュールの負極コネクタ１５ｂを、それぞれ接続することができる。同様にしてモジュールを所望の数だけ配置して、隣接するモジュール同士の並列接続を容易に行うことができる。
【００３１】
本発明においては、正極端子箱１２ａおよび負極端子箱１２ｂの位置、すなわち孔部を形成する位置は、正極集電体１１ａおよび負極集電体１１ｂが存在する側の端辺部上にあれば、位置は限定されず、例えば、端辺部の中央にあってもよい。しかしながら、図１（ｂ）に示すように、角部近傍に形成すると、強度が最も高くなるので、好ましい。
【００３２】
従来の太陽電池モジュールでは、例えば特許文献２のように端子箱を基板中央近傍に配置し、そこから全ての正負のケーブルを延出させようとすると、まず、集電体からの配線を基板中央に取り回さなければならないが、薄膜太陽電池では、基板と太陽電池素子の間にそのような隙間はなく、このような配線は、バックシートやフレームを有する配線スペースのある太陽電池でなければ不可能である。
【００３３】
また、仮に薄膜太陽電池において実施しようとした場合、図３に示すように、表側の集電体１１を、配線を接合させて、基板中央近傍に形成された孔部を経由して端子箱１２に結線しなければならない。このような合わせガラス構造の太陽電池は、中央に形成された孔部により、強度が著しく低下してしまう。
【００３４】
これに対し、本発明では、図２に示すように、基板１０の端辺部近傍すなわち集電体の位置に孔部が形成されているので、太陽電池の強度が保たれるのみならず、集電体から複雑な配線を接合させる必要がなく、集電体の位置から直接裏側の端子箱に延出させることができる。
【００３５】
さらに、例えば特許文献３のように二つの端子箱から正負のペアケーブルをそれぞれ延出させる場合は、正極集電体から両方の端子箱への配線、負極集電体から両方の端子箱への配線が必要となり、極めて複雑な配線となるが、本発明では、このような問題も解決しているので、製造工程も少なくて済むことで製造効率が向上し、また、構成がシンプルであることから信頼性も向上する。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
高発電効率を有するカルコパイライト型薄膜太陽電池の製造に有望である。
【符号の説明】
【００３７】
１…薄膜太陽電池、
１０…基板、
１１ａ…正極集電体、
１１ｂ…負極集電体、
１２ａ…正極端子箱、
１２ｂ…負極端子箱、
１３ａ、１４ａ…正極ケーブル、
１３ｂ、１４ｂ…負極ケーブル、
１５ａ…正極コネクタ（オス）、
１６ａ…正極コネクタ（メス）、
１５ｂ…負極コネクタ（オス）、
１６ｂ…負極コネクタ（メス）、
１７…ダイオード、
２０…太陽電池素子、
３０…カバーガラス、
３１…シール材、
３２…封止材、
３３…バックシート、
３４…フレーム。
【図１】
2013121840.tif 000003
【図２】
2013121840.tif 000004
【図３】
2013121840.tif 000005
【図４】
2013121840.tif 000006
【図５】
2013121840.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成25年7月5日(2013.7.5)
【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】
一方の面（表面）に太陽電池素子が形成されたガラス製の矩形基板と、
前記矩形基板の一方の端辺部に設けられた正極と、
前記矩形基板の他方の端辺部に設けられた負極と、
前記矩形基板の前記太陽電池素子と反対側の面（裏面）に設けられた二つの端子箱と、を備えるとともに、前記矩形基板の前記太陽電池素子上にカバーガラスを積層するとともに、前記矩形基板と前記カバーガラスの周縁部にシール材を配した構造をした太陽電池モジュールであって、
前記太陽電池モジュールは、
前記一方の端子箱は、前記矩形基板の正極側端辺部に設けられ、前記正極側端辺部に設けられた孔を通じて前記端子箱内回路まで延出された前記正極に接続され、かつこの端子箱から２本の正極ケーブルが延出され、
前記他方の端子箱は、前記矩形基板の負極側端辺部に設けられ、前記負極側端辺部に設けられた孔を通じて前記端子箱内回路まで延出された前記負極に接続され、かつこの端子箱から２本の負極ケーブルが延出されることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
前記正極側端子箱は、前記矩形基板の正極側端辺部であって前記矩形基板角部に設けられ、前記負極側端子箱は、前記矩形基板の負極側端辺部であって前記矩形基板角部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【手続補正書】
【提出日】平成27年1月23日(2015.1.23)
【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】
一方の面（表面）に太陽電池素子が形成されたガラス製の矩形基板と、
前記矩形基板の一方の端辺部に設けられた正極と、
前記矩形基板の他方の端辺部に設けられた負極と、
前記矩形基板の前記太陽電池素子と反対側の面（裏面）に設けられた二つの端子箱と、を備えるとともに、前記矩形基板の前記太陽電池素子上にカバーガラスを積層するとともに、前記矩形基板と前記カバーガラスの周縁部にシール材を配した構造をした太陽電池モジュールであって、
前記太陽電池モジュールは、
前記一方の端子箱は、前記矩形基板の正極側端辺部に設けられ、前記正極側端辺部に設けられた孔を通じて前記端子箱内回路まで延出された前記正極に接続され、かつこの端子箱から２本の正極ケーブルが延出され、
前記他方の端子箱は、前記矩形基板の負極側端辺部に設けられ、前記負極側端辺部に設けられた孔を通じて前記端子箱内回路まで延出された前記負極に接続され、かつこの端子箱から２本の負極ケーブルが延出されることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記正極側端子箱は、前記矩形基板の正極側端辺部であって前記矩形基板角部に設けられ、前記負極側端子箱は、前記矩形基板の負極側端辺部であって前記矩形基板角部に設けられ、かつ、前記正極側端子箱と前記負極側端子箱は、前記矩形基板上で互いに対角の位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。  
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、太陽電池モジュールに係り、特に、効率よく配線の取り回しを行うことができる太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、シリコンなどの単結晶型太陽電池、多結晶型太陽電池、薄膜太陽電池などの種類に大別され、これらのうち薄膜型のものは、同出力の他の太陽電池と比較して原料の使用量が少なく、また、製造プロセスが簡易かつ低エネルギーで済むという利点から、商品化開発が進められている。
【０００３】
薄膜型太陽電池の一種であるカルコパイライト型薄膜太陽電池は、カルコパイライト系化合物（例えばＣｕ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）Ｓｅ２、以下ＣＩＧＳと略称する）からなるＣＩＧＳ層をｐ型の光吸収層として有し、基本的な構造として、基板、裏面電極層、ｐ型光吸収層、ｎ型バッファ層、透明電極層からなり、光を照射することによって裏面電極層と透明電極層から電気を取り出すことができる。
【０００４】
このようなＣＩＧＳ層を光吸収層として備えた一般的なカルコパイライト型薄膜太陽電池の模式図を図１（ａ）に示す。この電池は、基板上１０に、図示および符号は省略したが、スパッタリング等により、正極として機能する裏面電極層が形成されている。裏面電極層上には、Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅを含む光吸収層（ｐ型光吸収層、ｎ型バッファ層の両者を併せて単に光吸収層と称する）が形成され、その上に透明電極層が形成されている。図１（ａ）では、これら各層からなる薄膜太陽電池を、太陽電池素子２０として示した。太陽電池素子２０は、長方形で区切られた単電池が複数配列され、各々の隣接する裏面電極層と透明電極層が接続されることによって、直列に接続されている。
【０００５】
このような薄膜太陽電池をモジュールする際の構造として、図４に示すように、太陽電池素子２０が形成された基板１０に封止材３２を介してカバーガラス３０を積層し、前記基板１０のカバーガラス３０とは反対側すなわち図面上側をバックシート３３で覆い、フレーム３４を設けた構造（フレーム構造）が一般に知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、特許文献１には、より簡素化された構造として、図５に示すように、前記バックシート３３およびフレーム３４を省略し、基板ガラス１０の太陽電池素子２０上にカバーガラス３０を積層し、封止材３２で封止するとともに周縁部にシール材３１を配した構造（合わせガラス構造）が開示されている。合わせガラス構造では、バックシートやフレームを省略することにより、薄く、低コストな太陽電池モジュールを提供することができる。
【０００７】
また、太陽電池モジュールを直列あるいは並列に接続するためのモジュールとして、配線をモジュールの受光面裏側の中央近傍の１つの端子箱にまとめ、その端子箱から正負それぞれ２本ずつのケーブルを延出させ、隣接するモジュールと接続の組み合わせを変えることで直列にも並列にも接続することができるものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
また、特許文献２と同様の接続ができる太陽電池モジュールとして、モジュールの受光面裏側の中央近傍に二つの端子箱を設け、それぞれの箱から正負２本ずつのケーブルを延出させたものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−１８８３５７号公報
【特許文献２】実開平６−７７２６４号公報
【特許文献３】特開２００２−２８９８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献２に記載の太陽電池モジュールは、バックシートとフレームを有する構造であるため、太陽電池素子とバックシートとの間の空間を利用して配線を通し、モジュール裏面の中央近傍の１つの端子箱にまとめることができるが、合わせガラス構造を採用した太陽電池においては、配線を通す空間が無いので、一つの端子箱に配線を結線することは困難であった。
【００１１】
仮に集電体からの配線を行って基板中央近傍に一つの端子箱を設けることが可能にしても、バックシートが存在しないため、ガラス基板に直接穴を開けて配線を延出させなければならず、そのような基板中央に孔部を有する太陽電池モジュールは、強度が低下してしまうという問題がある。
【００１２】
また、特許文献３に記載の太陽電池モジュールでは、一方の端子箱から正負両極のケーブルが延出され、他方の端子箱からも正負両極のケーブルが延出されるため、太陽電池モジュール裏面の配線が複雑となり、製造効率が悪いという問題があった。
【００１３】
本願発明は、上記状況に鑑みてなされたものであり、合わせガラス構造の太陽電池モジュールにおいて、太陽電池素子から端子箱への複雑な配線を行わずに結線することができることにより、製造効率および信頼性が向上した太陽電池モジュールを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、一方の面（表面）に太陽電池素子が形成された矩形基板と、矩形基板の一方の端辺部に設けられた正極と、矩形基板の他方の端辺部に設けられた負極と、矩形基板の太陽電池素子と反対側の面（裏面）に設けられた二つの端子箱と、を備えた太陽電池モジュールであって、一方の端子箱は正極に接続され、かつこの端子箱から２本の正極ケーブルが延出され、他方の端子箱は負極に接続され、かつこの端子箱から２本の負極ケーブルが延出されることを特徴としている。
【００１５】
本発明においては、正負それぞれにおける電極と端子箱は、電極端部が端子箱内回路まで延出され接続されていることを特徴としている。
【００１６】
本発明においては、正極側端子箱は、矩形基板の正極側端辺部に設けられ、負極側端子箱は、矩形基板の負極側端辺部に設けられていることを特徴としている。
【００１７】
本発明においては、正極側端子箱は、矩形基板の正極側端辺部であって矩形基板角部に設けられ、負極側端子箱は、矩形基板の負極側端辺部であって矩形基板角部に設けられ、かつ、正極側端子箱と負極側端子箱は、矩形基板上で互いに対角の位置に設けられていることを好ましい態様としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、端子箱を二つとし、それぞれを正極および負極としているので、正極端子箱を正極集電体の近傍に、負極端子箱を負極集電体近傍に配置することで、複雑な配線を結線することが不要となり、正負それぞれの集電体を直接端子箱に延出させることができるという効果を奏する。
【００１９】
また、正負の端子箱から２本ずつ正極ケーブルと負極ケーブルとをそれぞれ延出させているので、太陽電池モジュールを多数並列接続するに際して、正極端子箱／負極端子箱からそれぞれ延出される２本のケーブルのうち１本を、一方の側に隣接する太陽電池モジュールの正極／負極と接続し、もう１本を、他方の側に隣接する太陽電池モジュールの正極／負極と接続することができるという効果を奏する。また、この接続を繰り返すことで所望の枚数の太陽電池モジュールを並列接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の太陽電池モジュールを示し、（ａ）は受光面（表面）、（ｂ）は裏面、（ｃ）は裏面から見た回路図である。
【図２】本発明の太陽電池モジュールを示す模式断面図である。
【図３】従来の太陽電池モジュールを示す模式断面図である。
【図４】従来の太陽電池モジュールを示す模式断面図である。
【図５】従来の太陽電池モジュールを示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、図を参照しながら更に詳細に説明する。
本発明の太陽電池モジュール構造は、カルコパイライト型薄膜太陽電池や、単結晶／多結晶／アモルファスシリコン型太陽電池など、既存の太陽電池に用いることができる。しかしながら、シリコン太陽電池においては、太陽電池素子（シリコンセル）は基板とは別個に製造されるため、セルを基板上に自由に配置することができ、セルから端子箱への配線の取り回しの自由度が高い。
【００２２】
一方、カルコパイライト型薄膜太陽電池では、ガラス基板に直接太陽電池素子を形成するため、太陽電池素子を基板から切り離して再配置することはできず、配線には困難を伴う。このため、本発明の太陽電池モジュール構造は、このような薄膜太陽電池に好適に用いられる。
【００２３】
そのようなカルコパイライト型薄膜太陽電池の製造方法を説明する。すなわち、図示は省略したが、まず、ソーダライムガラス（ＳＬＧ）等からなる基板上１０に、正極として機能する金属Ｍｏ等からなる裏面電極層が金属Ｍｏターゲット等を用いてスパッタリング法等により成膜される。
【００２４】
裏面電極層は、先端にスクライブ刃を有するか、あるいはレーザにより切削を行う切削手段によって切削され、分離溝によって複数に分割される。次に、裏面電極層上に、Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａからなる光吸収層プリカーサが成膜され、続いてセレン化水素（Ｈ２Ｓｅ）雰囲気中熱処理することにより光吸収層プリカーサにＳｅを拡散させる処理を行いＣＩＧＳからなるｐ型光吸収層が形成される。さらに、光吸収層の上に化学析出法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｂａｔｈ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法、ＣＢＤ法）によって例えばＣｄＳやＺｎＳ、ＩｎＳからなるバッファ層が形成される。これらｐ型光吸収層およびバッファ層が、光吸収層とされる。
【００２５】
次に、切削手段により光吸収層が複数の領域に分割される。また、光吸収層上に、ＺｎＯやＺｎＡｌＯ等からなる透明電極層が形成される。最後に、切削手段により透明電極層および光吸収層を共に切削し、透明電極層が複数の領域に分割され、図１（ａ）に示すような、縦長の長方形の単電池が図面左右方向に複数直列接続された太陽電池素子２０が形成された薄膜太陽電池１が得られる。
【００２６】
続いて、図１（ａ）のＡ側端辺部に正極（正極集電体）１１ａが、Ｂ側端辺部に負極（負極集電体）１１ｂが形成される。ガラス基板１０の周縁部であってＡ側端辺部とＢ側端辺部には、それぞれ図示しない孔部が設けられ、正極集電体１１ａおよび負極集電体１１ｂは、ガラス基板１０の表側から当該孔部を経由して裏側に延出される。
【００２７】
図１（ｂ）に示すように、ガラス基板１０の裏側には、正極側および負極側の孔部にそれぞれ覆いかぶさるように、正極端子箱１２ａおよび負極端子箱１２ｂが設けられている。正極端子箱１２ａからは、正極ケーブル２本（１３ａおよび１４ａ）が、負極端子箱１２ｂからは、負極ケーブル２本（１３ｂおよび１４ｂ）が、それぞれ延出されている。
【００２８】
正極ケーブル１３ａおよび１４ａの先端には、正極コネクタ（オス１５ａ、メス１６ａ）が取り付けられており、負極ケーブル１３ｂおよび１４ｂの先端には、負極コネクタ（オス１５ｂ、メス１６ｂ）が取り付けられている。
【００２９】
また、図１（ｃ）の回路図に示すように、正極端子箱１２ａ内には、逆流防止ダイオード１７が接続されている。
【００３０】
本発明の太陽電池モジュールによれば、図１（ｂ）に示すモジュールをさらにＡ側とＢ側にも配置した場合、中央のモジュールの正極コネクタ１５ａとＡ側のモジュールの正極コネクタ１６ａを、また、中央モジュールの正極コネクタ１６ａとＢ側モジュールの正極コネクタ１５ａを、それぞれ接続することができる。また、負極においても、中央モジュールの負極コネクタ１５ｂとＡ側のモジュールの負極コネクタ１６ｂを、また、中央モジュールの負極コネクタ１６ｂとＢ側モジュールの負極コネクタ１５ｂを、それぞれ接続することができる。同様にしてモジュールを所望の数だけ配置して、隣接するモジュール同士の並列接続を容易に行うことができる。
【００３１】
本発明においては、正極端子箱１２ａおよび負極端子箱１２ｂの位置、すなわち孔部を形成する位置は、正極集電体１１ａおよび負極集電体１１ｂが存在する側の端辺部上にあれば、位置は限定されず、例えば、端辺部の中央にあってもよい。しかしながら、図１（ｂ）に示すように、角部近傍に形成すると、強度が最も高くなるので、好ましい。
【００３２】
従来の太陽電池モジュールでは、例えば特許文献２のように端子箱を基板中央近傍に配置し、そこから全ての正負のケーブルを延出させようとすると、まず、集電体からの配線を基板中央に取り回さなければならないが、薄膜太陽電池では、基板と太陽電池素子の間にそのような隙間はなく、このような配線は、バックシートやフレームを有する配線スペースのある太陽電池でなければ不可能である。
【００３３】
また、仮に薄膜太陽電池において実施しようとした場合、図３に示すように、表側の集電体１１を、配線を接合させて、基板中央近傍に形成された孔部を経由して端子箱１２に結線しなければならない。このような合わせガラス構造の太陽電池は、中央に形成された孔部により、強度が著しく低下してしまう。
【００３４】
これに対し、本発明では、図２に示すように、基板１０の端辺部近傍すなわち集電体の位置に孔部が形成されているので、太陽電池の強度が保たれるのみならず、集電体から複雑な配線を接合させる必要がなく、集電体の位置から直接裏側の端子箱に延出させることができる。
【００３５】
さらに、例えば特許文献３のように二つの端子箱から正負のペアケーブルをそれぞれ延出させる場合は、正極集電体から両方の端子箱への配線、負極集電体から両方の端子箱への配線が必要となり、極めて複雑な配線となるが、本発明では、このような問題も解決しているので、製造工程も少なくて済むことで製造効率が向上し、また、構成がシンプルであることから信頼性も向上する。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
高発電効率を有するカルコパイライト型薄膜太陽電池の製造に有望である。
【符号の説明】
【００３７】
１…薄膜太陽電池、
１０…基板、
１１ａ…正極集電体、
１１ｂ…負極集電体、
１２ａ…正極端子箱、
１２ｂ…負極端子箱、
１３ａ、１４ａ…正極ケーブル、
１３ｂ、１４ｂ…負極ケーブル、
１５ａ…正極コネクタ（オス）、
１６ａ…正極コネクタ（メス）、
１５ｂ…負極コネクタ（オス）、
１６ｂ…負極コネクタ（メス）、
１７…ダイオード、
２０…太陽電池素子、
３０…カバーガラス、
３１…シール材、
３２…封止材、
３３…バックシート、
３４…フレーム。
【国際調査報告】
2013121840.tif 000008
2013121840.tif 000009
2013121840.tif 000010
2013121840.tif 000011