(57)【要約】  自動車に組み込むためのソーラーモジュールは、少なくとも２つの方向に湾曲する正面シートと、少なくとも１組のストリングとを含み、各ストリングは、太陽電池の複数のストリップから形成され、各ストリップは、隣接するストリップと重なり合うように配置され、導電性接着剤を用いて隣接するストリップに電気的に接続される。このモジュールは、更に、正面シートと少なくとも１組のストリングの第１の面との間に配置された第１の封入層と、少なくとも１組のストリングの第２の面上に形成された第２の封入層と、第２の封入層上に形成された背面シートとを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車に組み込むためのソーラーモジュールであって、
平坦であるか又は少なくとも一方向に湾曲する正面シートと、
少なくとも１組のストリングであって、各ストリングは、複数の太陽電池のストリップから形成され、各ストリップは、隣接するストリップと重なり合うように配置され、各ストリップは、隣接するストリップに導電性接着剤で電気的に接続されている少なくとも１組のストリングと、
前記正面シートと前記少なくとも１組のストリングの第１の面との間に配置された第１の封入層と、
前記少なくとも１組のストリングの第２の面に形成された第２の封入層と、
前記第２の封入層上に形成された背面シートと、
を備えるソーラーモジュール。
【請求項２】
請求項１において、
前記複数のストリングは、電気的に並列に接続されているソーラーモジュール。
【請求項３】
請求項１において、
少なくとも２組のストリングを含み、各組が電気的に直列に接続されているソーラーモジュール。
【請求項４】
請求項１において、
複数のバイパスダイオードを更に備えるソーラーモジュール。
【請求項５】
請求項４において、
各ストリングは、バイパスダイオードを含むソーラーモジュール。
【請求項６】
請求項１において、
前記正面シートは、ガラスから形成されているソーラーモジュール。
【請求項７】
請求項１において、
前記背面シートは、平坦な透明材料から形成されているソーラーモジュール。
【請求項８】
請求項７において、
前記背面シートは、積層プロセス中に、前記正面シート並びに前記第１及び第２の封入層の輪郭に適合するように成形される十分な可撓性を有するソーラーモジュール。
【請求項９】
請求項１において、
前記第１及び第２の封入層は、積層によって、重なり合うストリップによって形成されるあらゆる間隙及び空隙、又は隣接するストリング間の空間を埋めるソーラーモジュール。
【請求項１０】
請求項９において、
前記第１及び第２の封入層は、積層により、前記正面シート及び前記背面シートを、前記ソーラーモジュール用の単一構造を形成する一連のストリングに接着するソーラーモジュール。
【請求項１１】
請求項１において、
前記ストリップは、各ストリップの正面側と背面側に形成されたバスバーにおいて重なり合い、前記ストリングの長さに沿って電気回路を形成するソーラーモジュール。
【請求項１２】
請求項１において、
各ストリングは、前記ソーラーモジュールの各端部に形成されたバスバーに電気的に接続されているソーラーモジュール。
【請求項１３】
請求項１において、
前記ストリングの組は、前記正面シートの湾曲に実質的に一致するように配置されるソーラーモジュール。
【請求項１４】
請求項１において、
自動車の蓄電素子に接続するための少なくとも１つの正の電気端子及び少なくとも１つの負の電気端子を更に備えるソーラーモジュール。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記蓄電素子は、電池であるソーラーモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、自動車に組み込むためのソーラーモジュールに関し、より具体的には、自動車に組み込むための板葺式ソーラーモジュール（shingled solar module）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ソーラーモジュール又はソーラーパネルを自動車に組み込むために様々な技術及びデバイスが考案されている。しかしながら、周知のとおり、殆どの自動車のルーフ又は車体は、比較的小さく、このため、比較的小さいルーフ上のソーラーパネルからの出力は限定的である。更に、多くの場合、ソーラーパネルの全表面の約１０〜１５％以上が遮光されると、ソーラーモジュールの出力は、著しく低下する。ソーラー技術の自動車への適用が直面する別の課題は、殆どの自動車のルーフが平らではない曲面であるということである。殆どのソーラーモジュールは、屋根又はソーラートラッカのアレイに平らに取り付けられるように設計及び製造されている。
【０００３】
図１に示すような典型的な車両ソーラー構成では、擬似正方形（pseudo-square）セル（正方形セルを使用してもよい）、より広い面積の金属（多くの場合、金属箔箔）、又は他の折り曲げ可能な材料が使用される。このメタライゼーション（metallization）により、セルの相互接続が可能になり、丸みを帯びたフォームファクタで正方形の剛性セルを利用するための柔軟性が実現する。しかしながら、周知のとおり、セルでは、ソーラーモジュールの表面のうち、メタライゼーションパターンによって覆われた部分の平方センチメートル単位の表面積は、太陽光を電気エネルギに変換する目的のために使用できない。図１に示すように、これらのメタライゼーションパターンによって、モジュールの全面積のうち、有効面積の５％から最大１０％の損失が生じることがある。商業用及び住宅用の環境では、この損失は、パネルを追加することで補われるが、自動車の環境では、このような追加は選択肢にないため、結果として、自動車用の既知のソーラーモジュールを改良する必要がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示は、自動車に組み込むためのソーラーモジュールに関する。ソーラーモジュールは、少なくとも２つの方向に湾曲する正面シートと、少なくとも１組のストリングであって、各ストリングは、太陽電池の複数のストリップから形成され、各ストリップは、隣接するストリップと重なり合うように配置され、導電性接着剤を用いて隣接するストリップに電気的に接続されている少なくとも１組のストリングと、正面シートと少なくとも１組のストリングの第１の面との間に配置された第１の封入層とを含む。更に、ソーラーモジュールは、少なくとも１組のストリングの第２の面上に形成された第２の封入層と、第２の封入層上に形成された背面シートとを含む。
【０００５】
複数のストリングは、電気的に並列に接続してもよく、ソーラーモジュールは、少なくとも２組のストリングを含み、各組が電気的に直列に接続されていてもよい。ソーラーモジュールは、複数のバイパスダイオードを更に含んでいてもよく、各ストリングは、バイパスダイオードを含んでいてもよい。
【０００６】
本開示の一実施形態では、正面シートは、ガラスから形成される。更に、背面シートは、平坦な透明材料から形成してもよい。更に、背面シートは、積層プロセス中に、他の層の輪郭に適合するように成形される十分な可撓性を有していてもよい。
【０００７】
更なる実施形態では、第１及び第２の封入層は、積層によって、重なり合うストリップによって形成されるあらゆる間隙及び空隙、又は隣接するストリング間の空間を埋める。更に、第１及び第２の封入層は、積層により、正面シート及び背面シートを、ソーラーモジュール用の単一構造を形成する一連のストリングに接着する。
【０００８】
本開示の更なる実施形態では、ストリップは、各ストリップの正面側と背面側に形成されたバスバーにおいて重なり合い、ストリングの長さに沿って電気回路を形成する。更に、各ストリングは、ソーラーモジュールの各端部に形成されたバスバーに電気的に接続してもよい。更に、ストリングの組は、正面シートの湾曲に実質的に一致するように配置してもよい。
【０００９】
更に、本発明の一実施形態では、ソーラーモジュールは、自動車の蓄電素子に接続するための少なくとも１つの正の電気端子及び少なくとも１つの負の電気端子を含む。蓄電素子は、電池であってもよい。
【００１０】
ここに開示するシステム及び方法の目的及び特徴は、添付の図面を参照する様々な実施形態の説明によって、当業者にとって明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】自動車に配置された既知のソーラーモジュールの斜視図である。
【図２】自動車に配置された本開示に基づくソーラーモジュールの斜視図である。
【図３】本開示に基づく太陽電池の斜視図である。
【図４】本開示に基づく別の太陽電池の斜視図である。
【図５】図４の太陽電池の背面図である。
【図６】図４の太陽電池の変形例の背面図である。
【図７】図４の太陽電池の正面又は背面のいずれかに採用できる更に別のメタライゼーションパターンを示す図である。
【図８】本開示に基づく個片化された太陽電池の正面図である。
【図９】本開示に基づく太陽電池の板葺式ストリップの側面図である。
【図１０】本開示に基づく、ストリングを形成する擬似正方形太陽電池から構成された板葺式ストリップの正面図である。
【図１１】本開示に基づく、ストリングを形成する正方形太陽電池からの板葺式ストリップの正面図である。
【図１２】本開示に基づくソーラーモジュールの縦断面図である。
【図１３】本開示に基づくソーラーモジュールの横断面図である。
【図１４】本開示に基づくソーラーモジュールの電気回路図である。
【図１５】本開示に基づくソーラーモジュールの変形例の電気回路図である。
【図１６】本開示に基づくソーラーモジュールの別の変形例の電気回路図である。
【図１７】本開示に基づくソーラーモジュールの簡略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本開示は、Ｚｈｏｕらによって２０１７年３月９日に出願された国際出願番号ＰＣＴ／ＣＮ２０１７／０７６０１７号、発明の名称「Shingled Array Solar Cells and Methods of Manufacturing Solar Modules Including the Same」を援用し、この内容は、全てがここに記載されているものとして、全体が本願に組み込まれる。
【００１３】
図２は、自動車４に設置された本開示に基づく板葺式ソーラーモジュール２を示す。車両４のルーフ６は、注意して観察しなければ、他のガラスルーフ車両と同様に見える。ルーフ６は、黒色であることが好ましく、自動車に使用されている現在のガラスルーフと同様に、何らかの機械的支持を必要としてもよい。ソーラーパネル２は、ラバーガスケット（明示的には示していない）によって取り囲まれ、これにより、自動車４の構造内への水密な嵌合が確実に行われている。更に、後述するように、外側ガラス層は、実際には、板金ルーフと比較してルーフ６の剛性を高める。
【００１４】
板葺（shingling）では、太陽電池を、通常５つ又は６つのストリップに分割するが、この数は、他の数であってもよい。図３は、太陽電池１０を正面から見た図である。太陽電池１０は、５本のバスバー（bus bar）１２を含む。フィンガライン１４は、太陽電池１０の各部分を横切って延び、太陽電池１０の端部及び／又はバスバー１２で終端されている。フィンガライン１４及びバスバー１２は、共に太陽電池１０のメタライゼーションパターンを形成する。メタライゼーションパターンは、通常、銀等の導体から形成され、製造時に太陽電池１０上に印刷される。
【００１５】
図４は、本開示に基づく他の太陽電池２０の正面の構成を示す。太陽電池２０は、フィンガライン１４を含むが、太陽電池２０には、バスバーが形成されていない。これに代えて、フィンガライン１４は、太陽電池２０の全体に亘って延びないように、切断線２２によって分割してもよい。太陽電池２０は、これらの切断線２２に沿って、エッチング又はスクライブされ（以下により詳細に説明する）、個々のストリップ２４に分離される。擬似正方形のデザインを有する図３の太陽電池１０とは異なり、図４の太陽電池２０は、正方形のデザインを有する。図４の実施形態で擬似正方形のデザインを採用し、図３の実施形態で正方形のデザインを採用しても本開示の範囲から逸脱しないことは、当業者にとって明らかである。
【００１６】
図５及び図６は、図４に示す太陽電池２０の背面構成の２つの異なる変形例を示している。図５では、フィンガラインがないため、この太陽電池２０のこの構成では、太陽電池２０の背面側を介して太陽エネルギを回収する能力は、仮にあるとしても、限定的である。図５とは異なり、図６の実施形態に示す太陽電池２０の面では、切断線２２の間にフィンガ１４が形成され、個々のストリップ２４を画定している。図６は、実際には、図４と略同一であるので、このように製造された太陽電池２０の正面と背面は、略同一である。あるいは、背面には、より高い密度でフィンガ１４を形成してもよく、すなわち、背面では、より多くのフィンガ１４を形成してもよい。背面で集光する能力に加えて、図６の背面メタライゼーションパターンは、図５よりも正面に対してより対称的である。したがって、薄いウエハに加わる応力が小さく、メタライゼーション後のウエハ曲がり小さいと予想される。この結果、更に薄いウエハを使用して太陽電池を製造でき、ストリングが更に柔軟になる。このような例は、２０１７年１１月１日に出願された米国特許出願第２９／６２４，４８５号、発明の名称「Solar Cell」に記載されており、この文献の内容全体は、参照により本明細書に援用される。
【００１７】
更なる実施形態では、図７に示すように、太陽電池２０の正面又は背面の一方又は両方を切断線なしで形成し、フィンガ１４が太陽電池を横切って全幅に亘って延びるようにしてもよい。
【００１８】
少なくとも図３及び図４に示すように、太陽電池１０、２０が切断線２２を用いて又は用いずにパターン化されたフィンガ１４を有するように構成された場合、セル１０、２０を個片化する準備が整う。個片化は、切断線２２に沿ってエッチングを行った後の破断又は分離プロセスである。エッチングは、例えば、切断線２２内の材料を除去し、太陽電池１０、２０のこの部分を脆弱化させる。各エッチングは、ウエハ厚の約１０％から約９０％の間の深さまで行う。エッチングは、レーザ、ダイシングソー等を用いて行うことができる。一実施形態では、エッチングは、太陽電池１０、２０を横切って端から端まで行われる。別の実施形態では、エッチングによって形成されるスクライブラインは、太陽電池１０、２０の一方の端部から反対側の端部の近傍まで延びる。この脆弱化の後、脆弱化された領域に力を加えると、図８に示すように、エッチングに沿って太陽電池１０、２０が破断してストリップ２４が形成される。図８の例では、５つの個別のストリップ２４が形成されている。もちろん、太陽電池１０、２０の元の構造に応じて、個片化により形成されるストリップ２４の数は、任意の適切な数、例えば、３個、４個、５個、又は６個であってもよい。各ストリップ２４は、互いに反対となる一対の端部にバスバー１２を含み、この一方は、正面側にあり、他方は、背面側にある。典型的な太陽電池１０、２０の幅は、約１５６ｍｍであり、５つのストリップ２４に個片化される場合、各ストリップ２４は、図８に示すように、約３１ｍｍの幅寸法を有する。
【００１９】
個片化のために、太陽電池１０、２０は、真空チャック上に配置され、真空チャックは、互いに隣接して整列してベースを形成する複数の固定具を含む。真空チャックは、固定具の数が太陽電池１０、２０の個別の部分の数と一致し、これらをストリップ２４に個片化するように選択される。各固定具は、真空と連通する開口部として機能するアパーチャ又はスリットを有する。必要に応じて真空を引くことにより、太陽電池１０、２０を一時的にベースの正面に機械的に結合するための吸引力を生じさせることができる。太陽電池１０、２０を個片化するために、太陽電池は、各個別部分が対応する固定具上に配置されるようにベース上に配置される。真空が引かれると、太陽電池１０、２０がベース上の定位置に吸引され、保持される。次に、固定具を互いに対して移動させる。一実施形態では、複数の固定具が隣接する固定具から一定の距離だけ離れるように移動し、これによって、太陽電池１０、２０の個々の部分が分離されて互いに同様に移動し、この結果、ストリップ２４が形成される。別の実施形態では、複数の固定具は、長手方向軸を中心に回転又は捻転し、これによって太陽電池１０、２０の個々の部分が分離されて同様に移動し、この結果、ストリップ２４が形成される。一実施形態では、固定具の回転又は捻転は、ストリップ２４が一度に２つの方向に捻転しないよう、所定の順序で行うことができる。更に別の実施形態では、太陽電池１０、２０の背面に機械的圧力を加えて、太陽電池１０、２０をストリップ２４に実質的に同時に分解する。他の実施形態では、太陽電池１０、２０を個片化するために他のプロセスを行ってもよい。
【００２０】
太陽電池１０、２０を個片化した後、ストリップ２４を選別する。疑似正方形太陽電池１０の２つの端部ストリップ２４（例えば、図３、図８参照）は、中央の３つのストリップ２４（長方形）又は正方形の太陽電池２０（図４）の全てのストリップとは異なる形状（角が面取りされた形状）を有する。形状が同じストリップ２４は、集められ、共に選別される。一実施形態では、ストリップ２４の選別は、自動光学選別プロセスを使用して行われる。別の実施形態では、ストリップ２４は、太陽電池１０、２０の全体に対するこれらの位置に基づいて選別される。選別の後、角が面取りされたストリップ２４は、長方形の（面取りされていない）角を有するストリップ２４から区別される。更なる処理のために、本開示によれば、（面取り有り又は長方形のいずれかの）同形のストリップ２４のみを共に使用する。更に、正面及び背面の構成（図３〜図７等）に応じて、ストリップ２４を確実に互いに適切に整列させるような選別を行う必要がある。
【００２１】
ストリップ２４は、分離及び選別されると、これらをストリング３０に組み立てる準備が完了する。図９に示すように、複数のストリップ２４が重なり合う方向に整列され、ストリング３０が形成される。ストリップ２４の端部に沿って、ストリップ２４の正面に、導電性接着剤３２を塗布し、隣接するストリップの背面側の縁部を導電性接着剤３２に接触させて配置し、２つのストリップ２４を機械的及び電気的に接続する。もちろん、ストリップ２４の背面に導電性接着剤３２を塗布し、次に隣接するストリップ２４の正面が接触するように配置してもよい。導電性接着剤３２は、例えば、バスバー表面に接着剤を排出するように構成された堆積型機械（deposition-type machine）を使用することによって、単一の連続線として、複数の点として、又は破線として塗布できる。一実施形態では、接着剤３２は、ストリップ２４の長さよりも短く、十分な接着性と導電性を実現できる幅及び厚さを有するように堆積される。接着剤３２を塗布し、ストリップ２４を整列させて重ね合わせるステップを繰り返し、所望の数のストリップ２４を接着してストリング３０を形成する。ストリングは、例えば、１０個から１００個のストリップを含むことができる。
【００２２】
図１０は、図９に関して上述したプロセスによって、複数のストリップ２４から形成されたストリング３０の正面図を示している。図１０では、角が面取りされたストリップ２４が互いに接着されている。ストリング３０の端部では、導電性接着剤３２を用いて、端部ストリップ２４に、金属箔３４がはんだ付け又は電気的に接続されている。金属箔３４は、更に、モジュール相互接続バスバーに接続され、これにより、後述するように、２つ以上のストリングが組み合わされて、ソーラーモジュールの回路を形成する。別の実施形態では、端部ストリップ２４にモジュール相互接続バスバーを直接はんだ付け又は電気的に接続して回路を形成してもよい。図１１に示す別の実施形態では、長方形ストリップ２４を互いに接着してストリング３０を形成する。このストリング３０は、図１０に示すストリング３０と同様に、例えば、１０〜１００個のストリップ２４を含み、各ストリップ２４は、隣接するストリップ２４と部分的に重なっている。また、図１１のストリング３０は、同様に構成された別のストリング３０に結合するための電気接続も含む。
【００２３】
各ストリング３０の長さは、最終的なソーラーモジュールの長さ又は幅寸法のいずれかと略等しく、これは、用途に応じて変更される。各ストリング３０は、正側と負側とを有し、これらは、最終モジュール２（図２）の正及び負のバスバー（明示的には示していない）に接続される。ストリング３０は、通常、２本のバスバーの間に並列に接続されている。
【００２４】
これらのストリング３０からモジュール２（図２）を形成するために、図１２に示すように、上部ガラス層１０２を使用する。車両の環境では、これは、設計された車両のルーフラインとシームレスに一体化する、予め曲げられ又は予め成型されたガラス層又はポリマ材料によって形成される場合が多い。図１２は、本開示に基づくソーラーパネルモジュール２の各層の例を示している。図７では、ソーラーパネルモジュール２の断面をラミネートされていない状態で示している。第１のガラス層１０２は、ストリップ２４のストリング３０のための保護層を構成し、この第１のガラス層１０２は、車両のルーフラインを形成し、図１２に示すように前後に湾曲し、並びに図１３に示すように左右に湾曲する場合が多い。第１のガラス層１０２は、封入層１０４によって、ストリップ２４のストリング３０から分離されている。封入層１０４は、第１のガラス１０２及びストリング３０と結合するように調整されている。また、封入層１０４は、第１のガラス層１０２とストリング３０との間のあらゆる間隙及び空間を埋める。上述のように、ストリップ２４は、これらのバスバー（正面及び背面）において、あるいは、少なくともこれらの縁部に沿って、導電性接着剤（ＥＣＡ）３２によって接続されている。ストリング３０を形成するために使用されるストリップ２４の寸法が比較的小さく、及びＥＣＡ３２を使用するために、ストリング３０は、第１のガラス層１０２の湾曲に沿うように容易に曲げることができる。また、これにより、湾曲するガラス層１０２に適用されたときのストリング３０の破損を最小限に抑えることができる。ストリング３０の第２の面には、封入材料の第２の層１０６が形成され、そして、第２のガラス層１０８を設けることによってソーラーモジュール２の組み立てが完了する。
【００２５】
本開示の範囲から逸脱することなく、第２のガラス層１０８は、ポリマ背面シートに置き換えてもよい。第２のガラス層１０８は、黒色ガラスとしてもよく、第１のガラス層１０２と同じ機械的要件を有さないため、第１のガラス層１０２より薄く形成してもよい。第２のガラス層１０８は、例えば、より優れた絶縁特性が必要とされる状況で使用してもよい。第２のガラス層１０８は、薄くて比較的柔軟なガラスで形成してもよく、このガラスは、平板状に形成でき、次いで積層工程で第１のガラス層１０２に順応するように湾曲させることができる。
【００２６】
図１２及び図１３に示すように、第１のガラス層１０２は、車両のルーフラインの所望の曲率に沿うように、前後及び左右に所望の形状に予め湾曲させてもよい。積層プロセスは、最上位のガラス層１０２から開始され、封入層１０４、ストリング３０、封入層１０６、及び第２のガラス層１０８を追加して、ソーラーパネル２を形成する。熱及び圧力を印加することにより、封入層１０４、１０６が液化して、ストリング３０を形成する板葺状のストリップ２４の間の隙間が埋められ、ストリング３０が互いに緩衝され、並びに、ストリング３０が互いに及び他の導電性構成要素から電気的に絶縁される。図１３は、第１のガラス層１０２と、背面シート又は第２のガラス層１０８との間に単一のソーラーモジュール２を形成するように積層された複数のストリング３０が隣り合って互いに整列されている様子を封入層１０４、１０６と共に詳細に示している。
【００２７】
隣接する任意の２つのストリング３０の縁部は、離間し、これらの間に小さな間隙１１０が形成されている。間隙１１０は、隣接する２つのストリング３０間で（製造、材料、及び環境に由来する許容誤差を考慮して）約１ｍｍから約５ｍｍの実質的に均一な幅を有する。別の実施形態では、２つ以上のストリング３０の縁部は、互いに直接隣接している。
【００２８】
ストリング３０は、多数の異なる並列接続及び直列接続に配列できる。一実施形態では、各ストリング３０は、ソーラーパネルモジュール２用の単一の正及び負端子を用いて次のストリング３０に直列接続される。あるいは、バスバーを使用して、ストリング３０の一部又は全てを並列に接続してもよい。電気的接続は、車両、そのバッテリ充電電圧、及びシャドーイング効果の最小化に基づいて決定してもよい。
【００２９】
例えば、図１４に示すソーラーモジュール２の電気回路図では、１０本のストリング３０が２組のストリング３０の組３４に区分されている。第１の組３４のストリング３０は、互いに及びバイパスダイオード３６に並列に接続されている。同様に、第２の組３４のストリング３０は、互いに及びバイパスダイオード３６に並列に接続されている。ストリング３０の２つの組３４は、互いに直列に接続されている。
【００３０】
図１５に示す別の実施形態は、バイパスダイオードを含まない点を除いて、図１４に示す電気回路図と同一のソーラーモジュール２の電気回路を備える。図１６は、ソーラーモジュール２の他の実施形態の電気回路を示している。ここでは、ストリング３０は、バスバー３８とバスバー４０、及びバスバー４２とバスバー４４の間の距離のちょうど半分に亘る４組のストリング３０の組３４に区分される。一実施形態では、中間バスバー４６、４８は、ストリング３０の２つの組３４を並列に接続する。この結果、直列に配置されたストリング３０の４つの組３４が得られる。各組３４内では、ストリング３０は、上述のように並列に配置されている。図１６に示すように、ストリング３０の各組３４は、バイパスダイオード３６を含む。
【００３１】
上述のように、ストリング３０は、ストリング３０の組３４としてグループ化できる。組３４において、ストリング３０は、通常、電気的に並列に配置される。幾つかの実施形態では、電気的に並列に接続された第２の組３４をグループ化し、ソーラーパネルモジュール２の後半部を形成する。そして、これらの組３４は、直列に接続される。ソーラーパネルモジュール２の各縁部において、１つ以上のバスバーがストリング３０を電気的に接続している。幾つかの例では、支持を提供するために、ストリングの２つの組３４の間に絶縁ストリップ（図示せず）が設けられる。絶縁ストリップの幅は、ストリングの２つの組３４の隣接するストリング３０が、それぞれ、絶縁ストリップの一部と重なるように十分な広さを有する。
【００３２】
一実施形態によれば、ストリングの第１の組３４の負側とストリングの第２の組３４の正側とを共通のバスバーに取り付けることによって、ストリングの第１の組３４をストリングの第２の組３４に直列接続できる。あるいは、ストリングの第１及び第２の組３４の両方の正側をソーラーパネルモジュール２の同じ側に配置し、ケーブル、ワイヤ、又は他のコネクタを使用して、ストリングの第１の組３４の負側をストリングの第２の組３４の正側に電気的に接続してもよい。この第２の構成により、ストリングの全ての組３４は、いずれも向きを変えることなくソーラーパネルモジュール２内に配置でき、これによって、製造が効率化され、バスバーのサイズを縮小でき、更に、一方の辺を長くし、他方を２本の短いバスバーで構成するのではなく、全てのバスバーを同じ長さにでき、したがって、ソーラーパネルモジュール２の全体の部品点数を削減できる。
【００３３】
図１７は、構成後のソーラーパネルモジュール２の概略的断面図である。図示のように、ソーラーモジュール２はソーラーパネルモジュール２の上部として機能する正面シート層１０２と、ＥＶＡ層１０４と、導電性リボン層１０５から形成できるバスバー層と、ストリング層３０の組３４と、絶縁ストリップ層１０７と、背面側ＥＶＡ層１０６と、背面シート層１０８とを有する。層１０２及び層１０８は、幾つかの例ではガラスから形成されると説明しているが、本開示の範囲から逸脱することなく、透明ポリマ及びガラス以外の他の材料から形成してもよい。
【００３４】
ソーラーパネルモジュール２にパワーオプティマイザを組み込んでもよく、ソーラーパネルモジュール２と電気的に通信するようにパワーオプティマイザを配置してもよい。パワーオプティマイザは、ソーラーパネルモジュール２のシャドーイングの影響を制限するために役立つ。多くのソーラーパネルモジュール２の配置において、パネルの１／３が陰に入ると、パネルは、有効な電力を生成できない。同様に、直列接続を使用している場合、１つのストリングが陰に入ると、全ての発電が失われる。家庭や商用の環境では、計画及び樹木の剪定によってソーラーパネルモジュール２が陰に入ることを防止することによって、この問題に対処できる。しかしながら、自動車用途では、陰の影響を受ける場所にパネルが移動する可能性があるだけではなく、ルーフライン自体の湾曲がエネルギ収量を低下させ、シャドーイング効果をもたらす可能性がある。本開示によれば、バイパスダイオードを使用することにより、ストリングが陰に入った場合、そのストリングをバイパスできる。あるいは、ＤＣオプティマイザを使用してもよい。１つのストリングが陰に入り、他のストリングと同じ電圧で半分の電流しか発生しない場合、オプティマイザは、電圧−電流交換と呼ばれる技術を使用して電圧を下げ、そのストリングからの電流を増加させることができる。このようなシナリオでは、各ストリングが個別のオプティマイザを有する。オプティマイザは、全てのストリングの最大電力点追従（Maximum Power Point Tracking：ＭＰＰＴ）に一致するようにストリング出力電流を調整する。
【００３５】
本開示に基づくソーラーパネルモジュール２が組み込まれる主な環境は、ハイブリッド自動車及び電気自動車である。具体的には、本開示は、補助バッテリの充電を可能にし、バッテリに代わって空調等の補助システムに電力を供給することによって、ハイブリッド車両に有用であることが判明している。ハイブリッド自動車のバッテリーバンクは、通常、電気自動車用の３００〜５００Ｖと比較して、より小型でより低電圧（例えば、４８Ｖ）である。本開示に基づくソーラーパネルモジュール２の電圧範囲及び電力出力は、電気自動車よりハイブリッド自動車にとって電気的適合性が高い。上記のように、本開示の１つの使用事例は、継続的に、定期的に、又は要求に応じて（例えば、車両に乗り込む１５分前に）空調システムを駆動できることである。このシステムは、かなり高い電力需要を有するが、この需要は、ソーラーパネルモジュール２によって満たされ、電池をフル充電状態に保つことができる。他の使用例は、電気自動車の走行距離を５〜１０マイル追加することであるが、ルーフサイズが小さいために、このような小さい充電容量の有用性はある程度限定的である。相互接続を車両に関連付けて走行中の充電を防止してもよい。更に他の使用例では、住宅環境で行われているように、駐車施設は、ソーラーパネルによって獲得された電力を配電網に売電することを可能にするための幾つかのプラグイン施設を含むことができる。
【００３６】
例示及び説明の目的で、添付の図面を参照して実施形態を詳細に説明したが、本発明のプロセス及び装置は、これらに限定されない。本開示の範囲から逸脱することなく、前述の実施形態を様々に修正してもよいことは、当業者にとって明らかである。
【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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