(57)【要約】      （修正有）【課題】変換効率を向上させた太陽電池モジュール及び太陽光発電システムを提供する。【解決手段】太陽電池モジュール１００は、複数の第１太陽電池セルを含んだ複数の第１サブモジュールを有する第１太陽電池パネル１０と、第１太陽電池パネルと積層し、複数の第２太陽電池セルを有する第２太陽電池パネル２０を有し、第１太陽電池パネル１０は、光入射側に存在し、第１太陽電池パネル１０と第２太陽電池パネル２０は電気的に並列に接続し、複数の第１サブモジュールに含まれる複数の第１太陽電池セルは、電気的に直列に接続され、複数の第１サブモジュールが電気的に並列に接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１太陽電池セルを含んだ複数の第１サブモジュールを有する第１太陽電池パネルと、
前記第１太陽電池パネルと積層し、複数の第２太陽電池セルを有する第２太陽電池パネルを有し、
前記第１太陽電池パネルは、光入射側に存在し、
前記第１太陽電池パネルと第２太陽電池パネルは電気的に並列に接続し、
前記複数の第１サブモジュールに含まれる前記複数の第１太陽電池セルは、電気的に直列に接続され、
前記複数の第１サブモジュールが電気的に並列に接続された太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記複数の第１太陽電池セルは、第１方向を長手方向とする構造を有し、
前記第１サブモジュールは、前記第１方向と交差する第２方向に電気的に並列に接続された太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記第１太陽電池パネルと前記第２太陽電池パネルの出力電圧の差は、２．０Ｖ以下である請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記複数の第１太陽電池セルは、化合物半導体、ペロブスカイト型化合物、酸化物透明半導体とアモルファスシリコンのうちのいずれか１種以上を光吸収層に用いた請求項１ないし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】
前記複数の第２太陽電池セルは、結晶Ｓｉ、多結晶Ｓｉ又はペロブスカイト型化合物を用いた光吸収層を有し、
前記複数の第２太陽電池セルの光吸収層のバンドギャップは、前記複数の第１太陽電池セルの光吸収層よりもナローバンドギャップである請求項１ないし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】
前記複数の第１サブモジュールは前記第１方向を長手方向とするバスバーで接続された請求項２ないし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】
前記第２太陽電池パネルは、前記複数の第２太陽電池セルを含んだ複数の第２サブモジュールを有し、
前記複数の第２サブモジュールの前記第２太陽電池セルは、第１方向に電気的に直列に接続し、
前記複数の第２サブモジュールは、第２方向に複数列存在し、
前記複数の第２サブモジュールが電気的に直列に接続し、
前記複数の第１サブモジュールの極性が互い違いであるとき、
前記複数の第２サブモジュール中の並列数をｎとし、ｎの約数をｍとするとき、前記バスバーの本数は、（ｎ／ｍ）＋１である請求項６に記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】
前記第２太陽電池パネルは、前記複数の第２太陽電池セルを含んだ複数の第２サブモジュールを有し、
前記複数の第２サブモジュールに含まれる前記第２太陽電池セルは、電気的に直列に接続する請求項１ないし６のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項９】
第１方向と第２方向は交差し、
前記第２サブモジュールの前記第２太陽電池セルは、前記第１方向に電気的に直列し、
前記複数の第２サブモジュールは、前記第２方向に複数列並んだ請求項８に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１０】
前記バスバーと前記第２太陽電池セルが重なった距離は、０ｍｍ以上２ｍｍ以下である請求項６又は７に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１１】
前記バスバーは、第１太陽電池パネルの両端にも存在する請求項６、７と１０のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１２】
複数の第１太陽電池セルを含んだ複数の第１サブモジュールがバスバーで電気的に接続した第１太陽電池パネルと、
前記第１太陽電池パネルと積層した第２太陽電池パネルを有する太陽電池モジュール。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールを用いた太陽光発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施形態は、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】
高効率な太陽電池として多接合型（タンデム）太陽電池がある。波長帯毎に効率の良いセルを用いることができるため、単接合よりも高効率が期待される。ＣＩＧＳを始めとしたカルコパイライト太陽電池は効率が高いことが知られており、ワイドギャップ化をすることによりトップセル候補となりうる。しかしながら、バンドギャップの異なる太陽電池を接合させたモジュールにおいて、接続方法の検討は十分にされていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−３３８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実施形態は、変換効率を向上させた太陽電池モジュール及び太陽光発電システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の太陽電池モジュールは、複数の第１太陽電池セルを含んだ複数の第１サブモジュールを有する第１太陽電池パネルと、第１太陽電池パネルと積層し、複数の第２太陽電池セルを有する第２太陽電池パネルを有し、第１太陽電池パネルは、光入射側に存在し、第１太陽電池パネルと第２太陽電池パネルは電気的に並列に接続し、複数の第１サブモジュールに含まれる複数の第１太陽電池セルは、電気的に直列に接続され、複数の第１サブモジュールが電気的に並列に接続されている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態にかかわる太陽電池モジュールの斜視概念図。
【図２】実施形態にかかわる太陽電池パネルの模式図。
【図３】実施形態にかかわる太陽電池パネルの模式図。
【図４】実施形態にかかわる太陽電池パネルの模式図。
【図５】実施形態にかかわる太陽電池モジュールの斜視概念図。
【図６】実施形態にかかわる太陽電池パネルの模式図。
【図７】実施形態にかかわる太陽電池モジュールの断面概念図。
【図８】実施形態にかかわる太陽電池モジュールの斜視概念図。
【図９】実施形態にかかわる太陽電池モジュールの断面概念図。
【図１０】実施形態にかかわる太陽電池パネルの模式図。
【図１１】実施形態にかかわる太陽電池パネルの模式図。
【図１２】実施形態にかかわる太陽電池パネルの模式図。
【図１３】実施形態にかかわる太陽電池パネルの模式図。
【図１４】実施形態にかかわる太陽光電池システムの概念図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な一実施形態について詳細に説明する。図中の符号は、重複するものについては一部省略している。
（第１実施形態）
第１実施形態の太陽電池モジュールは、２以上の太陽電池パネルを積層させた構造を有する。２つ以上の太陽電池パネルは電気的に並列に接続されている。図１の斜視概念図に示すように、本実施形態に係る太陽電池モジュール１００は、第１太陽電池パネル１０と、第２太陽電池パネル２０とを有する。第１太陽電池パネル１０と第２太陽電池パネル２０は、第３方向に積層されている。第１太陽電池パネル１０と第２太陽電池パネル２０は、電気的に並列に接続される。太陽電池モジュール１００の奥行方向を第１方向、太陽電池モジュール１００の幅方向を第２方向とする。第１方向と第２方向は交差又は直交し、第１方向と第２方向を含む面は、太陽電池モジュール１００のパネル面と並行である。第３方向は、第１方向と直交し、第２方向と直交する。実施形態では、２つの太陽電池パネルを積層しているが３つ以上の太陽電池パネルを積層した太陽電池モジュールとしてもよい。
【０００８】
（第１太陽電池パネル）
第１太陽電池パネル１０は、太陽電池モジュール１００のトップ側、つまり、光入射側に存在するパネルである。第１太陽電池パネル１０は、ワイドバンドギャップな光吸収層を有する太陽電池セルを複数有する。ワイドバンドギャップな光吸収層としては、例えば、化合物半導体、ペロブスカイト型化合物、酸化物透明半導体、とアモルファスシリコンのうちのいずれか１種以上が挙げられる。実施形態の第１太陽電池パネル１０は、単体でも変換効率に優れている。従って、実施形態の第１太陽電池パネル１０は、他の太陽電池パネルと積層させずに、単体の太陽電池として用いることも好ましい。第１太陽電池パネル１０は、複数の第１太陽電池セルを含んだ複数の第１サブモジュールを有する。
【０００９】
（第２太陽電池パネル）
第２太陽電池パネル２０は、太陽電池モジュール１００のボトム側、つまり、光入射側とは反対側に存在するパネルである。第２太陽電池パネル２０は、第１太陽電池パネル１０を通過した透過光で発電する太陽電池セルを複数有する。第２太陽電池パネル２０は、複数の第２太陽電池セルを含んだ複数の第２サブモジュールを有する。
【００１０】
第２太陽電池パネル２０の第２太陽電池セルは、多結晶Ｓｉ、単結晶Ｓｉ又はペロブスカイト型化合物を光吸収層に有する。多結晶Ｓｉ、単結晶Ｓｉやペロブスカイト型化合物の光吸収層のバンドギャップは、第１太陽電池セルの光吸収層よりもナローバンドギャップである。
【００１１】
第２太陽電池パネル２０としては、ＰＥＲＣ（Passivated Emitter and Rear Contact cell）型、ＰＥＲＬ型（Passivated Emitter and Rear Locally diffusion cell）、ＰＥＲＴ型（Passivated Emitter and Rear Totally diffusion cell）、バックコンタクト型(Interdigitated Back Contact cell)やヘテロ接合型（ＨＩＴ）の太陽電池セルを用いたパネルが挙げられる。
【００１２】
第１太陽電池パネル１０と第２太陽電池パネル２０が発電した電力は、変換されて蓄電されたり、送電されたり、消費されたりする。第１太陽電池パネル１０が発電する電力も第２太陽電池パネル２０が発電する電力も、蓄電、送電、消費のためには発電した電力を電力変換装置（コンバーター）で変換する必要がある。第１太陽電池パネル１０と第２太陽電池パネル２０とで、それぞれ別のコンバーターで変換すると、２系統のコンバーターが必要となる。コンバーター数の増加によって発電コストが増加してしまう。従って、太陽電池モジュール１００は、積層されるパネル数が２以上であっても、各パネルは電気的に並列に接続されていることから１系統のみの電力出力端子を有する。変換効率が向上しても発電コストが高くなると、多接合化によって変換効率が向上しても、投資資金の回収の観点からは好ましくない。
【００１３】
第２太陽電池パネル２０は、図２の模式図に示すように、第２太陽電池セル２１を含んだ第２サブモジュール２１Ａを複数有する。第２サブモジュール２１Ａに含まれる第２太陽電池セル２１は、第１方向に並び、電気的に直列に接続している。第２サブモジュール２１Ａに含まれる第２太陽電池セル２１は、電気的に直列に接続している。複数の第２サブモジュール２１Ａは、第２方向に複数列存在し、並んでいる。複数の第２サブモジュール２１Ａは、電気的に直列に接続している。第２サブモジュール２１Ａの一つを破線で囲っている。第２太陽電池パネル２０は、四角形などの多角形の第２太陽電池セル２１が第１方向に電気的に直列に接続した第２サブモジュール２１Ａが第２方向に複数列並び、すべての第２太陽電池セル２１が電気的に直列に接続した形態が一般的である。なお、第２太陽電池セル２１の形状は、多角形の直線部分や頂点部分が曲線形状となった形状でもよい。第２太陽電池セル２１を連結する細線は、第２太陽電池セル２１を直列に接続する電気配線である。この第２太陽電池パネル２０に第１太陽電池パネル１０を重ね合わせ、第１太陽電池パネル１０と第２太陽電池パネル２０の出力電圧をそろえ、かつ、第１太陽電池パネル１０と第２太陽電池パネル２０の総発電量を大きくする構造が必要である。複数の太陽電池パネルを電気的に並列に接続した場合、並列接続による出力電圧は最も低い電圧になる。そこで、電気的に並列に接続する太陽電池パネルの出力電圧差は、可能な限り小さい方が好ましい。
【００１４】
図３の模式図に第１太陽電池パネル１０の模式図を示す。第１太陽電池パネル１０は、第１の太陽電池セル１１を含んだ第１サブモジュール１１Ａを有する。第１サブモジュール１１Ａの一つを破線で囲っている。図４に図３の模式図に示す第１太陽電池パネル１０を回路的に示した模式図を示す。第１太陽電池パネル１０の複数の第１太陽電池セル１１は、第２太陽電池パネル２０の第２太陽電池セル２１とは異なり第１方向を長手方向とする構造を有する。図３、図４の模式図において、第１太陽電池セル１１を連結する細線は、第１太陽電池セル２１を直列に接続する電気配線である。また、図３、図４の模式図において、第１太陽電池セル１１を連結する太線は、第１太陽電池セル２１を並列に接続する電気配線である。図３、４では、４つの第１太陽電池セル１１が直列に接続した第１サブモジュール１１Ａを４つ並列に接続した構成である。図３、４の模式図では、第１サブモジュール１１Ａの電気極性が互い違いになるように第１太陽電池セル１１が配置されているが、第１サブモジュール１１Ａの電気極性がそろうように第１太陽電池セル１１を配置し、さらに、並列接続用の配線を設けてもよい。
【００１５】
第１太陽電池パネルの第１太陽電池セル１１は、上部側と下部側の両電極を透明電極にする必要がある。透明電極は金属電極に比べて抵抗が大きい。すべての第１太陽電池セル１１を第２方向に直列に接続すると１つのセルあたりの面積が大きくなり、透明電極の抵抗増加によって第１太陽電池パネル１０の変換効率は低下してしまう。透明電極の抵抗を考慮して太陽電池セル１１の第２方向の幅を調整し、これらをすべて直列に接続すると第２太陽電池パネル２０との出力電圧が合わなくなってしまう。また、例えば、第１太陽電池パネル１０が１つの太陽電池セルで構成されると第２太陽電池パネル１０との出力電圧差が大きく異なってしまう。
【００１６】
そこで、第１太陽電池パネルの第１太陽電池セル１１が第２方向に電気的に直列に接続した第１サブモジュール１１Ａを複数構成し、複数の第１サブモジュール１１Ａを第２方向に電気的に並列接続させた構造が好ましい。かかる構成を採用すると、第１太陽電池パネル１０が変換効率の高い太陽電池セル１１の接続形態を有しつつ、第１太陽電池パネル１０と第２太陽電池パネル２０の出力電圧を合わせることができる。第１太陽電池パネル１０と第２太陽電池パネル２０の出力電圧の差は、２．０Ｖ以下が好ましい。出力電圧の差が小さければ小さいほど、出力電圧差によるロスが少なく好ましい。従って、第１太陽電池パネル１０と第２太陽電池パネル２０の出力電圧の差は、１．５Ｖ以下や１．０Ｖ以下がより好ましく、０．５Ｖ以下がさらにより好ましい。第１太陽電池パネル１０において、複数の第１サブモジュール１１Ａの並列数は、２以上１０以下が好ましい。並列数が少ないと、１つの太陽電池セル１１あたりの透明電極の面積が大きく、透明電極に起因する抵抗増加によって発電効率が低下してしまう。また、並列数が多すぎると、パネル中の太陽電池セル１１の数が多くなり、配線等の非発電領域が増加して、発電効率が低下してしまう。
【００１７】
ここで、光吸収層にＶｏｃ（開放電圧）が０．９５ＶであるＣＧＳＳ（Ｃｕ０．９５ＧａＳｅ１．９５Ｓ０．０５）を用いた第１太陽電池パネル１０と、光吸収層にＶｏｃが０．６６である多結晶Ｓｉを用いた第２太陽電池パネル２０を積層させた太陽電池モジュール１００を例に説明する。
【００１８】
光吸収層にＳｉを用いた第２太陽電池セル２１は、１列に１０のセルが電気的に直列に接続した第２サブモジュール２１Ａを有し、この第２サブモジュール２１Ａが６列並び、すべて電気的に直列にしたパネルとする。かかる第２太陽電池セル２１のＶｏｃは０．６６Ｖである。０．６６Ｖのセルが６０個直列に接続しているため第２太陽電池パネル２０のＶｏｃは３９．６Ｖ（単体値、パネルを載せた後のＶｏｃはで３７．８Ｖに減少）となる。一方、光吸収層にＣＧＳＳを用いた第１太陽電池セル１１のＶｏｃは、０．９５である。第２太陽電池パネルのＶｏｃ３９．６Ｖに合わせるために、第１太陽電池セル１１を４１列直列で接続することが好ましい。０．９５Ｖを４１直列接続すると、第１太陽電池セル１１のＶｏｃは３９．９Ｖとなる。このようなパネルは、第１方向及び第２方向いずれも１ｍ程度の大きさがあり、例えば、パネルを第２方向に４１分割すると、第１太陽電池セル１１の面積は、非常に大きい。そこで、４１直列の構造を並列させる。並列数は、２以上１０以下である。一般的にはトップパネルを載せたときのボトムパネルのＶｏｃ、ＦＦなどを鑑みて、最大出力時のＶｏｃの差が小さくなるように設定した方が良い。
【００１９】
（第２実施形態）
第２実施形態の太陽電池モジュールは、２以上の太陽電池パネルを積層させた構造を有する。２つ以上の太陽電池パネルは電気的に並列に接続されている。図５の斜視概念図に示すように、本実施形態に係る太陽電池モジュール１０１は、第１太陽電池パネル１０と、第２太陽電池パネル２０とを有する。第１太陽電池パネル１０と第２太陽電池パネル２０は、第３方向に積層されている。第１太陽電池パネル１０と第２太陽電池パネル２０は、電気的に並列に接続される。第１太陽電池パネル１０には、第１太陽電池パネル１０中の第１太陽電池セルを並列に接続するバスバー１２を有する。バスバー１２を有すること以外は、第１実施形態の太陽電池モジュール１００と第２実施形態の太陽電池モジュール１０１は共通する。第１実施形態と第２実施形態で共通する説明については省略する。
【００２０】
（バスバー）
バスバー１２は、複数の第１サブモジュール１１Ａを第２方向に並列接続させる金属板である。図６の模式図に第２実施形態の第１太陽電池パネル１０の模式図を示す。バスバー１２は第１方向に延びる金属配線である。バスバー１２は、第１太陽電池パネル１０の第２方向に並んで配置される。バスバー１２は、第１太陽電池パネル１０の両端と、複数の第１サブモジュール１１Ａの間に配置される。バスバー１２に使用される金属は特に限定されるものではない。例えば、バスバー１２は、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、ＭｏとＷなどのうちのいずれか１種以上の金属を含む配線であることが好ましい。バスバー１２の幅は、１ｍｍ以上６ｍｍ以下が好ましい。バスバー１２が細すぎると高抵抗になり電流回収がうまくできにくくなり好ましくない。また、バスバー１２が設けられた部分は非発電領域である。そのため、バスバー１２の配線が太すぎると発電量が低下してしまうため好ましくない。また、バスバー１２の高さは、特に制限は無いが、高すぎると配線しにくくなるため２ｍｍ以下や１ｍｍ以下であることが好ましい。バスバー１２の高さなど、太陽電池モジュールの分析は、上面観察及び断面観察によって行える。必要に応じて元素分析を行う。
【００２１】
図７に、太陽電池モジュール１００の断面模式図を示す。図７の模式図には、第１太陽電池セル１１を有する第１太陽電池パネル１０と第２太陽電池セル２１を有する第２太陽電池パネル２０が存在する。図７の模式図に示す第１太陽電池パネル１０は、バスバー１２と、基板１３、第１電極１４、光吸収層１５、バッファー層１６、第２電極１７を含む複数の第１太陽電池セル１１を含む。図７では、バスバー１２は、第１電極１４と物理的に接した形態であるが、第２電極１７と接した形態でもよい。Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、パターン１、２、３による切断の側面を表している。図７は、サブストレート型の基板構成を例示しているが、第１太陽電池パネル１０は、スーパーストレート型の基板構成を採用してもよい。スーパーストレート型の基板構成を採用すると、基板１３が受光面側の強化ガラスを担うことができ、太陽電池パネル１００の軽量化につながる。サブストレート型の基板構成であれば、作製後に、必要に応じて樹脂被覆し、反転させて第２太陽電池パネル２０と積層してもよい。
【００２２】
図７は、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）と（Ｆ）の６パターンの模式図を表している。図７（Ａ）は、第１電極１４上にバスバー１２を設けた形態であり、第１電極１４は、バスバー１３と基板１３の間に存在する。
【００２３】
図７（Ｂ）は、第２電極１７上にバスバー１３を設けた形態であり、第２電極１７は、バスバー１２と光吸収層１５の間に存在する。
【００２４】
図７（Ｃ）は、基板１３上にバスバー１２を設けた形態であり、バスバー１２は、基板１３と第１電極１４の間に存在する。図７（Ｃ）の模式図のバスバー１２の両端には、Ｐ４の切断側面が存在している。バスバー１２と第２電極１７が並列な配線でもよければ、Ｐ４の切断断面を形成しなくてもよい。図７（Ａ）、（Ｂ）と（Ｃ）の模式図に示す形態においてもバスバー１２を中心に第１サブモジュール１１Ａの極性が互い違いになるように、第１太陽電池セル１１は対称に配置されている。
【００２５】
図７（Ｄ）は、図左側の第１電極１４上と、図右側の第２電極１７上にバスバー１２をそれぞれ１本ずつ設けた形態である。２つのバスバー１２は、第３方向に少なくとも一部重なっている。第１電極１４上のバスバー１２の極性と第２電極１７上のバスバー１２の極性は、異なる。絶縁膜１８は、樹脂やＳｉＯ２等であり、２つのバスバー１２を絶縁している。
【００２６】
図７（Ｅ）は、図左側の第１電極１４上と、絶縁膜１８上にバスバー１２をそれぞれ１本ずつ設けた形態である。絶縁膜１８上のバスバー１２は、図右側の第１電極１４と接続している。２つのバスバー１２は、第３方向に少なくとも一部重なっている。第１電極１４上のバスバー１２の極性と絶縁膜１８上のバスバー１２は、異なる極性である。
【００２７】
図７（Ｆ）は、図左側の第１電極１４上と、図右側の第１電極１４上にバスバー１２をそれぞれ１本ずつ設けた形態である。２つのバスバー１２は、第２方向に並んで配置されている。図左側の第１電極１４上のバスバー１２の極性と図右側の第１電極１４上のバスバー１２の極性は、異なる。図７（Ｄ）、（Ｅ）と（Ｆ）の模式図に示す形態では、第１サブモジュール１１Ａの極性が揃うように、第１太陽電池セル１１の極性が同一方向になるように配置される。また、図７においては、第１太陽電池セル１１が露出しているが、これを例えば樹脂で被覆することが好ましい。
【００２８】
（基板）
実施形態の基板１３としては、ソーダライムガラスを用いることが望ましく、石英、白板ガラス、化学強化ガラスなどガラス全般あるいはポリイミド、アクリル等の樹脂を用いることもできる。
【００２９】
（第１電極）
実施形態の第１電極１４は、第１太陽電池セル１０の電極である。第１電極１４は、例えば、基板１３上に形成された半導体膜を含む透明電極である。第１電極１４は、基板１３と光吸収層１５の間に存在する。第１電極１４には、薄い金属膜が含まれていてもよい。第１電極１４としては、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）を少なくとも含む半導体膜を用いることができる。光吸収層１５側のＩＴＯ上には、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、キャリアドープされたＺｎＯ：Ｇａ、ＺｎＯ：Ａｌなどの酸化物を含む層を積層してもよい。基板１３側から光吸収層１５側にＩＴＯとＳｎＯ２を積層したものでもよいし、基板１３側から光吸収層１５側にＩＴＯ、ＳｎＯ２とＴｉＯ２を積層したものなどでもよい。第１電極１４の光吸収層と接する層は、ＩＴＯ、ＳｎＯ２とＴｉＯ２のうちのいずれかの酸化物層であることが好ましい。また、基板１３とＩＴＯの間にＳｉＯ２等の酸化物を含む層をさらに設けても良い。第１電極１４は基板１３にスパッタするなどして製膜することができる。第１電極１４の膜厚は、例えば、１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。実施形態の太陽電池を多接合型の太陽電池に用いる場合は、実施形態の太陽電池はトップセル側やミドルセル側に存在して、第１電極１４は透光性のある半導体膜であることが好ましい。
【００３０】
（光吸収層）
実施形態の光吸収層１５は、化合物半導体、ペロブスカイト型化合物、酸化物透明半導体とアモルファスシリコンのうちのいずれか１種以上の層である。光吸収層１５は、バッファー層１６とｐｎ接合を形成する層である。光吸収層１５がｐ型であれば、バッファー層はｎ型であり、光吸収層１５がｎ型であれば、バッファー層１６はｐ型である。光吸収層１５は、第１電極１４とバッファー層１６との間に存在する。光吸収層１５がホモ接合型である場合、バッファー層１６を省略してもよい。
【００３１】
光吸収層１５は、例えばＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２やＣｕＩｎＴｅ２、ＣｕＧａＳｅ２、Ｃｕ（Ｉｎ，Ａｌ）Ｓｅ２，Ｃｕ（Ａｌ，Ｇａ）（Ｓ，Ｓｅ）２、ＣｕＧａ（Ｓ，Ｓｅ）２，Ａｇ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓ，Ｓｅ）２といったカルコパイライト構造を有する化合物半導体層やＣｄＴｅ、（Ｃｄ，Ｚｎ，Ｍｇ）（Ｔｅ，Ｓｅ，Ｓ）や（Ｉｎ，Ｇａ）２（Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅ）３などの化合物半導体層を光吸収層として用いることができる。また、化合物半導体層としては、他にもＣＺＴＳ（Ｃｕ２ＺｎＳｎＳ４）で表されるケステライト構造又はスタンナイト構造を有する化合物半導体層やＣｄＴｅ層なども挙げられる。光吸収層１５の膜厚は、例えば、８００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下である。
【００３２】
光吸収層１５は、Ｃｕ２Ｏなどの酸化物透明半導体を用いることが好ましい。
【００３３】
元素の組み合わせにより、バンドギャップの大きさを目的とする値に調節しやすくすることができる。目的とするバンドギャップの値とは、例えば１．０ｅＶ以上２．７ｅＶ以下である。
【００３４】
トップセル側の光吸収層１５のバンドギャップを広げることで、ボトムセル側の第２太陽電池での発電量が増加する観点からトップセル側の光吸収層１５のバンドギャップ値は大きいことが好ましい。より大きなバンドギャップを有する光吸収層１５としては、Ｃｕ２Ｏ、（Ｃｄ，Ｚｎ，Ｍｇ）（Ｔｅ，Ｓｅ，Ｓ）や（Ｉｎ，Ｇａ）２（Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅ）３などが光吸収層１５に好適である。
【００３５】
光吸収層１５は、他にも、ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＸ３（Ｘは少なくとも１種類以上のハロゲン）で表されるペロブスカイト型化合物やアモルファスシリコンの層を用いることができる。
【００３６】
（バッファー層）
実施形態のバッファー層１６は、ｎ型又はｐ型の半導体層である。バッファー層１６は、光吸収層１５と第２電極１７との間に存在する。バッファー層１６は、光吸収層１５の第１電極１４側を向いた面とは反対側の面と物理的に接した層である。そして、バッファー層１６は、光吸収層１５とヘテロ接合する層である。バッファー層１６は、高い開放電圧の太陽電池セルを得ることのできるようにフェルミ準位が制御されたｎ型半導体又はｐ型半導体が好ましい。
【００３７】
光吸収層１５がカルコパイライト型化合物、ケステライト型化合物又はスタナイト型化合物である場合、バッファー層１６は、例えば、Ｚｎ１−ｙＭｙＯ１−ｘＳｘ、Ｚｎ１−ｙ−ｚＭｇｚＭｙＯ、ＺｎＯ１−ｘＳｘ、Ｚｎ１−ｚＭｇｚＯ（ＭはＢ、Ａｌ、Ｉｎ及びＧａからなる群から選ばれる少なくとも１つの元素）や、ＣｄＳなどを用いることができる。バッファー層１６の厚さは、２ｎｍ以上８００ｎｍ以下であることが好ましい。バッファー層１６は、例えば、スパッタやＣＢＤ（化学溶液析出法）によって製膜される。バッファー層１６をＣＢＤで製膜する場合、例えば、水溶液中で金属塩（例えばＣｄＳＯ４）、硫化物（チオウレア）と錯化剤（アンモニア）を化学反応により、光吸収層１５上に形成できる。光吸収層１５にＣｕＧａＳｅ２層、ＡｇＧａＳｅ２層、ＣｕＧａＡｌＳｅ２層、ＣｕＧａ（Ｓｅ，Ｓ）２層などＩＩＩｂ族元素にＩｎを含まないカルコパイライト型化合物を用いた場合、バッファー層１６としては、ＣｄＳが好ましい。
【００３８】
光吸収層１５がＣｄＴｅである場合、バッファー層１６は、例えば、ｎ型のＣｄＳが好ましい。
【００３９】
光吸収層１５がペロブスカイト型化合物である場合、バッファー層１６は、いわゆるコンパクト層と呼ばれるｎ型の層である。コンパクト層としては、酸化チタン、酸化亜鉛と酸化ガリウムなどの中から選ばれる１種以上の酸化物の層であることが好ましい。
【００４０】
光吸収層１５がアモルファスシリコンである場合、バッファー層１６は、ワイドギャップであり、プロセス上形成しやすい点からａ―ＳｉＣ：Ｈなどが好ましい。
【００４１】
（酸化物層）
実施形態の酸化物層は、バッファー層１６と第２電極１７の間に設けることが好ましい薄膜である。酸化物層は、Ｚｎ１−ｘＭｇｘＯ、ＺｎＯ１−ｙＳｙとＺｎ１−ｘＭｇｘＯ１−ｙＳｙ（０≦ｘ，ｙ＜１）のいずれかの化合物を含む薄膜である。酸化物層は、第２電極１７側を向いたバッファー層１６の面のすべてを覆っていない形態でもよい。例えば、第２電極１７側のバッファー層１６の面の５０％を覆っていればよい。ほかの候補として、ＡｌＯＺ、ＳｉＯＺ、ＳｉＮＺやウルツ型のＡｌＮやＧａＮ、ＢｅＯなども挙げられる。酸化物層の体積抵抗率は、１Ωｃｍ以上であると光吸収層１５内に存在する可能性のある低抵抗成分に由来するリーク電流を抑えることが可能になるという利点がある。なお、実施形態では、酸化物層を省略することができる。これらの酸化物層は、酸化物粒子層であり、酸化物層中には多数の空隙を有することが好ましい。中間層は、上記の化合物や物性に限定されるものではなく、太陽電池の変換効率向上等に寄与する層であればよい。中間層は、物性の異なる複数の層であってもよい。
【００４２】
（第２電極）
実施形態の第２電極１７は太陽光のような光を透過し尚且つ導電性を有する電極膜である。第２電極１７は、中間層やバッファー層１６の光吸収層１５側を向いた面とは反対側の面と物理的に接している。第２電極１７と第１電極１４の間に、接合した光吸収層１５とバッファー層１６が存在する。第２電極１７は、例えば、Ａｒ雰囲気中でスパッタリングを行なって製膜される。第２電極１７は、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を２ｗｔ％含有したＺｎＯターゲットを用いたＺｎＯ：Ａｌ或いはジボランまたはトリエチルボロンからのＢをドーパントとしたＺｎＯ：Ｂを用いることができる。
【００４３】
（第３電極）
実施形態の第３電極は、第１太陽電池セル１１の電極であって、第２電極上の光吸収層１５側とは反対側に形成された金属膜である。第３電極としては、ＮｉやＡｌ等の導電性の金属膜を用いることができる。第３電極の膜厚は、例えば、２００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下である。また、第２電極１７の抵抗値が低く、直列抵抗成分が無視できるほどの場合等には、第３電極を省いても構わない。
【００４４】
（反射防止膜）
実施形態の反射防止膜は、光吸収層１５へ光を導入しやすくするための膜であって、第２電極１７上又は第３電極上の光吸収層１５側とは反対側に形成されている。反射防止膜としては、例えば、ＭｇＦ２やＳｉＯ２を用いることが望ましい。なお、実施形態において、反射防止膜を省くことができる。各層の屈折率に応じて膜厚を調整する必要があるが、７０−１３０ｎｍ（好ましくは８０−１２０ｎｍ）蒸着することが好ましい。
【００４５】
第１太陽電池セル１１の作製方法とパターン１、２、３による切断の側面Ｐ１、Ｐ２，Ｐ３について簡単に説明する。基板１３上に、第１電極１４を製膜し、第１電極１４にスクライブを行い、Ｐ１の断面が形成される。続いて、光吸収層１５、バッファー層１６を製膜する。光吸収層１５は、Ｐ１の断面にも形成される。光吸収層１５とバッファー層１６にスクライブを行いＰ２の断面が形成される。続いて、バッファー層１６上に第２電極１７を形成する。第２電極１７は、Ｐ２の断面にも形成される。そして、光吸収層１５、バッファー層１６と第２電極１７にスクライブを行うと、Ｐ３の断面が形成される。そして、直列に接続した第１太陽電池セル１１を得る。バスバー１２は、第１電極１４の製膜前に基板上に形成してもよいし、Ｐ３の断面形成のスクライブ処理前後に形成してもよい。
【００４６】
第１電極１４及び第２電極１７は両方とも光を透過させる透明電極であるため、金属膜の電極と比較すると抵抗が高い傾向がある。そのため、第１電極１４及び第２電極１７の面積が大きいと電極の高抵抗の影響が顕著になってしまう。太陽電池パネルは、小さいものでも１２００ｍｍｘ６００ｍｍ程度であり、大きいものは、１６０００ｍｍｘ１０００ｍｍ程度ある。太陽電池パネル１０は大面積であるため、直列接続させただけでは、第１太陽電池セル１１の１つあたりの第１電極１４及び第２電極１７も同様に大面積となってしまう。実施形態では、第１サブモジュール１１Ａを電気的に並列に接続することで、１セルあたりの透明電極の面積もしくは１セルの幅（透明電極の幅）も小さくすることができる。透明電極の面積を小さくすると、その分、並列接続数も増加し、非発電領域が増加してしまう。そこで、透明電極の面積を小さくしすぎるのは好ましくない。また、セルで発電した電気は太陽電池セルの第２方向である幅方向（短手方向）を流れる。従って、透明電極の幅方向の距離を短くすることで透明電極の抵抗の影響を緩和することができる。これらのことから、第１電極１４の幅、第２電極１７の幅、又は、第１電極１４及び第２電極１７の幅は、３ｍｍ以上１５ｍｍ以下が好ましく、３．３ｍｍ以上８ｍｍ以下がより好ましく、３．５ｍｍ以上８ｍｍ以下がより好ましい。なお、第１電極１４の幅は、第１電極１４の基板１３を向く面の第２方向の距離である。同様に、第２電極１７の幅は、第２電極１７の基板１３を向く面の第２方向の距離である。
【００４７】
（第３実施形態）
第３実施形態の太陽電池モジュールは、２以上の太陽電池パネルを積層させた構造を有する。２つ以上の太陽電池パネルは電気的に並列に接続されている。図８の斜視概念図に示すように、本実施形態に係る太陽電池モジュール１０２は、第１太陽電池パネル１０と、第２太陽電池パネル２０とを有する。第１太陽電池パネル１０と第２太陽電池パネル２０は、第３方向に積層されている。第１太陽電池パネル１０と第２太陽電池パネル２０は、電気的に並列に接続される。第１太陽電池パネル１０には、第１太陽電池パネル１０中の第１太陽電池セルを並列に接続するバスバー１２を有する。バスバー１２の数及び位置以外は、第２実施形態の太陽電池モジュール１０１、と第２実施形態の太陽電池モジュール１０１は共通する。第１実施形態と第２実施形態で共通する説明については省略する。
【００４８】
第１太陽電池パネル１０のバスバー１２と第２太陽電池セル２１が重なると第２太陽電池セル２１が受光する光量が減少してしまう。第２方向に並んだ第２太陽電池セル２１の複数の第２サブモジュール２１Ａの間の領域である非発電領域上に第１サブモジュール１１Ａの間のバスバーが存在すると第２太陽電池セル２１の受光量への影響が少なく好ましい。第２の太陽電池セル２１は、すべて電気的に直列に接続されている。従って、１つのセルにおいてバスバー１２によって受光量が低下すると全体的に出力電流が低下するため好ましくない。
【００４９】
第１太陽電池パネル１０の第１サブモジュール１１Ａの極性が互い違いであるとき、第２太陽電池セルの複数の第２サブモジュール２１Ａの列数をｎとし、ｎの約数をｍとするとき、バスバーの本数は、（ｎ／ｍ）＋１であり、バスバー１２は等間隔に配置されることが好ましい。バスバー１２のうち２本は、第１太陽電池パネル１０の第２方向の両端に存在する。残りの（ｎ／ｍ）−１本のバスバーは、図９の太陽電池モジュールの断面模式図に示すように、第２方向に並んだ第２太陽電池セル２１の複数の第２サブモジュール２１Ａの間の領域である第２太陽電池パネル２０の非発電領域上に存在することが好ましい。両端のバスバー１２も第２太陽電池セル２１が存在しない第２太陽電池パネル２０の非発電領域上に存在することが好ましい。なお、バスバー１２の数は、第１太陽電池パネル１０の第１サブモジュール１１Ａの並列数によって必要な数が変わる。また、第１太陽電池パネル１０の第１サブモジュール１１Ａの極性がすべて揃うように第１太陽電池セル１１が配置されているとき、第２太陽電池セルの複数の第２サブモジュール２１Ａの列数をｎとし、ｎの約数をｍとするとき、バスバーの本数は、２（ｎ／ｍ）であり、バスバー１２は等間隔に配置されることが好ましい。バスバー１２のうち２本は、第１太陽電池パネル１０の第２方向の両端に存在する。残りの２（ｎ／ｍ）−２本のバスバーは、第２方向に並んだ第２太陽電池セル２１の複数の第２サブモジュール２１Ａの間の領域である第２太陽電池パネル２０の非発電領域上に存在することが好ましい。なお、第１太陽電池パネル１０の第２サブモジュール２１Ａの極性が一部揃うように第１太陽電池セル１１が配置され、残りの第１サブモジュール１１Ａの極性が互い違いになるように第１太陽電池セル１１が配置されているとき、バスバー１２の本数は、（ｎ／ｍ）＋１より多く、２（ｎ／ｍ）より少ない。両端のバスバー１２も第２太陽電池セル２１が存在しない第２太陽電池パネル２０の非発電領域上に存在することが好ましい。これらの条件を満たすと、バスバー１２は、すべて第２太陽電池セル２１の非発電領域上に設けられるため、高効率な発電の観点から好ましい。第２太陽電池パネル２０の非発電領域上にバスバー１２が存在するとは、バスバー１２を第３方向の第２太陽電池パネル２０側に射影したときに、第２太陽電池セル２１が存在しない領域と射影したバスバー１２が重なった状態をいう。
【００５０】
第２太陽電池パネル２０の非発電領域上にバスバー１２が存在するとき、第２太陽電池パネル２０の非発電領域上のバスバー１２を第３方向の第２太陽電池パネル２０側に射影したときの第２太陽電池セル２１との重なり距離は少ない方が好ましい。前記のバスバー１２と第２太陽電池セル２１との重なり距離Ｏ１は、図９の“＋Ｘｍｍ”と表された方である。“−Ｙｍｍ”と表された方は、前記のバスバー１２と第２太陽電池セル２１との重なりがなく、前記のバスバー１２と第２太陽電池セル２１との離間距離Ｏ２を表している。前記のバスバー１２と第２太陽電池セル２１との重なり距離は、０ｍｍ以上２ｍｍ以下が好ましく、０ｍｍ以上１ｍｍ以下が好ましい。重なり領域が０ｍｍであるときと比べ、１ｍｍでは第２太陽電池パネル２０に垂直な光が入射したと仮定したとき、発電ロスが１％程度で済むため好ましい。
【００５１】
（第４実施形態）
第４実施形態の太陽電池モジュールは、複数の第１太陽電池セルを含んだ複数の第１サブモジュールがバスバーで電気的に接続した第１太陽電池パネルと、第１太陽電池パネルと積層した第２太陽電池パネルを有する。２つの太陽電池パネルは、電気的に並列に接続されていることが好ましい。図１０に第４実施形態の第１太陽電池パネル２０の模式図を、図１１に第４実施形態の第２太陽電池パネル２０の模式図を示す。図１０と図１１のパネルは同じ大きさの長方形状である。第１サブモジュール１１Ａの長手方向は、第１サブモジュール１１Ａ中の第１太陽電池セルの長手方向と同じ方向である。
【００５２】
図１０の第１太陽電池パネル１０には、第１方向を長手方向とする第１サブモジュール１１Ａ１と第２方向を長手方向とする第１サブモジュール１１Ａ２が配列している。第１サブモジュールの１１Ａの間と両端にはバスバー１２が接続し、第１サブモジュールで発電した電力がバスバー１２で取り出される構成となっている。なお、図１０の模式図では、２つの第１サブモジュール１１Ａがバスバー１２で電気的に並列に接続された組が複数示されている。２つの第１サブモジュール１１Ａとバスバー１２が接続した複数の組が電気的に並列に接続した構成となっている。図１０の模式図では、バスバー１２間の電気的接続は図示していないが、バスバー１２は、第２実施形態及び第３実施形態の太陽電池パネル１０と同様に接続されている。第１サブモジュール１１Ａの向きや数などは、パネルの大きさや形状に応じて適宜選択することができる。
【００５３】
図１１の第２太陽電池パネル２０には、第１方向を長手方向とする第２サブモジュール２１Ａ１，２１Ａ２と第２方向を長手方向とする第２サブモジュール２１Ａ３が配列している。各サブモジュールの長手方向に第２太陽電池セル２１が電気的に直列に接続（実線）している。第２サブモジュール２１Ａがすべて電気的に直列に接続した構成となっている。第２サブモジュール２１Ａの向きや数などは、パネルの大きさや形状に応じて適宜選択することができる。
【００５４】
第１太陽電池パネル１０のバスバー１２は、第２太陽電池パネル２０の第２太陽電池セル２１が設けられていない非発電領域上に存在する。サブモジュールの大きさや向きが揃っておらずバスバー１２の向きが揃っていなくても、バスバー１２が第２太陽電池セル２１の影になりにくい。第２太陽電池パネル２０の発電領域への光の到達を多くするように第１太陽電池パネル１０を構成することができる。かかる構成においても、第１太陽電池パネル１０と第２太陽電池パネル２０の発電電圧を揃えて、第１太陽電池パネル１０と第２太陽電池パネル２０を並列に低損失に接続することができる。
【００５５】
（第５実施形態）
第５実施形態の太陽電池モジュールは、複数の第１太陽電池セルを含んだ複数の第１サブモジュールがバスバーで電気的に接続した第１太陽電池パネルと、第１太陽電池パネルと積層した第２太陽電池パネルを有する。第５実施形態の太陽電池モジュールは、第４実施形態の太陽電池モジュールの変形例である。２つの太陽電池パネルは、電気的に並列に接続されていることが好ましい。図１２に第５実施形態の第１太陽電池パネル２０の模式図を、図１３に第５実施形態の第２太陽電池パネル２０の模式図を示す。図１２と図１３のパネルは同じ大きさの多角形の形状である。屋根などに太陽電池モジュールを配置する場合、配置する領域が長方形でない場合、本実施形態のモジュールを利用することで、太陽電池モジュールの設置面積を効率よく拡大することができる。
【００５６】
第５実施形態の太陽電池モジュールは、パネルの形状とサブモジュールの配置又は構成が異なること以外は、第４実施形態の太陽電池モジュールと共通する。
【００５７】
パネル形状が多角形であると、第４実施形態と同じようにサブモジュールを配置すると、サブモジュールがパネルから一部はみ出てしまうため、図１２と図１３の模式図に示すようにサブモジュールの配置と構成を変えている。
【００５８】
図１２の模式図に示す第１太陽電池パネル１０では、図面の上側の第１サブモジュール１１Ａ１を図面下側に移動させることで、多角形の形状とサブモジュールの配置を合わせている。図１２に示すように離れた第１サブモジュール１１Ａ１もバスバー１２で電気的に接続してもよい。
【００５９】
図１３の模式図に示す第２太陽電池パネル２０では、図面の上側の３つの太陽電池セル２１で構成される第２サブモジュール除去し、図面下側の３つの第２サブモジュール２１Ａ３にそれぞれ１つの太陽電池セル２１が追加されるように再構成した形態である。
【００６０】
図１２と図１３の太陽電池パネルを重ね合わせても第４実施形態と同様に第１太陽電池パネル１０のバスバー１２は、第２太陽電池パネル２０の第２太陽電池セル２０が設けられていない非発電領域上に存在する。サブモジュールの大きさや向きが揃っておらずバスバー１２の向きが揃っていなくても、バスバー１２が第２太陽電池セル２１の影になりにくい。第２太陽電池パネル２０の発電領域への光の到達を多くするように第１太陽電池パネル１０を構成することができる。かかる構成においても、第１太陽電池パネル１０と第２太陽電池パネル２０の発電電圧を揃えて、第１太陽電池パネル１０と第２太陽電池パネル２０を並列に低損失に接続することができる。
【００６１】
（第６実施形態）
実施形態の太陽電池モジュール１００、１０１、１０２、第４実施形態の太陽電池モジュール及び第５実施形態の太陽電池モジュールは、第６実施形態の太陽光発電システムにおいて、発電を行う発電機として用いることができる。実施形態の太陽光発電システムは、太陽電池モジュールを用いて発電を行うものであって、具体的には、発電を行う太陽電池モジュールと、発電した電気を電力変換する手段と、発電した電気をためる蓄電手段又は発電した電気を消費する負荷とを有する。図１４に実施形態の太陽光発電システム２００の構成概念図を示す。図１４の太陽光発電システムは、太陽電池モジュール２０１（１００、１０１、１０２）と、コンバーター２０２と、蓄電池２０３と、負荷２０４とを有する。蓄電池２０３と負荷２０４は、どちらか一方を省略しても良い。負荷２０４は、蓄電池２０３に蓄えられた電気エネルギーを利用することもできる構成にしてもよい。コンバーター２０２は、ＤＣ−ＤＣコンバーター、ＤＣ−ＡＣコンバーター、ＡＣ−ＡＣコンバーターなど変圧や直流交流変換などの電力変換を行う回路又は素子を含む装置である。コンバーター２０２の構成は、出力電圧、蓄電池２０３や負荷２０４の構成に応じて好適な構成を採用すればよい。
【００６２】
受光した太陽電池モジュール２０１に含まれる太陽電池セルが発電し、その電気エネルギーは、コンバーター２０２で変換され、蓄電池２０３で蓄えられるか、負荷２０４で消費される。太陽電池モジュール２０１には、太陽電池モジュール２０１を常に太陽に向けるための太陽光追尾駆動装置を設けたり、太陽光を集光する集光体を設けたり、発電効率を向上させるための装置等を付加することが好ましい。
【００６３】
太陽光発電システム２００は、住居、商業施設や工場などの不動産に用いられたり、車両、航空機や電子機器などの動産に用いられたりすることが好ましい。実施形態の変換効率に優れた光電変換素子を太陽電池モジュール２０１に用いることで、発電量の増加が期待される。
【００６４】
以下、実施例に基づき本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
実施例１は、第１太陽電池パネルの第１太陽電池セルの光吸収層にＣｕ０．９５ＧａＳｅ１．９５Ｓ０．０５を用い、第２太陽電池パネルの第２太陽電池セルの光吸収層に多結晶Ｓｉを用いる。第１太陽電池パネルと第２太陽電池パネルは、第１方向に１６５０ｍｍで第２方向に９９１ｍｍの大きさである。第１太陽電池セルは、すべて同じ３．９４ｍｍ幅（セルの第２電極幅も同じ）で、第２方向に２４６列設けられている。４１のセルを電気的に直列に接続し６つの第１サブモジュールが形成されている。６つの第１サブモジュール１１Ａの間と両端には３ｍｍのバスバーを計７本設け、電気的に並列に接続する。バスバーは、第２太陽電池セルと重ならない位置に配置されている。第２太陽電池セルは、第１方向に１０個並びこれらが直列に接続された第２サブモジュール２１Ａが第２方向に６列並んでいる。６つの第２サブモジュール２１Ａも直列に接続し、６０の第２太陽電池セルは、直列に接続している。
【００６５】
まず、第１太陽電池パネルと第２太陽電池パネルについて別々に、Ｊｓｃ、Ｖｏｃ、変換効率を求め、続けて、第１太陽電池パネルと第２太陽電池パネルを積層して、電気的に並列に接続した太陽電池モジュールの変換効率を求める。他の実施例及び比較例の結果もまとめて表１に示す。
【００６６】
（実施例２）
バスバーは、第２太陽電池セルとすべて１ｍｍ重なるように第１太陽電池パネルのバスバーと第１太陽電池セルを配置すること以外は、実施例１と同じである。
【００６７】
（実施例３）
バスバーは、第２太陽電池セルとすべて２ｍｍ重なるように第１太陽電池パネルのバスバーと第１太陽電池セルを配置すること以外は、実施例１と同じである。
【００６８】
（実施例４）
第１太陽電池セルは、すべて同じ４．７４ｍｍ幅（セルの第２電極幅も同じ）で、第２方向に２０５列設けられている。４１のセルを電気的に直列に接続し５つの第１サブモジュール１１Ａが形成されている。５つの第１サブモジュール１１Ａの間と両端には、計６本のバスバーを設けている。そして、第２太陽電池セルと２ｍｍ以下重なるように第１太陽電池パネルのバスバーと第１太陽電池セルを配置すること以外は、実施例１と同じである。
【００６９】
（実施例５）
第１太陽電池セルは、すべて同じ７．９５ｍｍ幅（セルの第２電極幅も同じ）で、第２方向に１２３列設けられている。４１のセルを電気的に直列に接続し３つの第１サブモジュール１１Ａが形成されている。３つの第１サブモジュール１１Ａの間と両端には、計４本のバスバーを設けて第１太陽電池パネルのバスバーと第１太陽電池セルを配置すること以外は、実施例１と同じである。
【００７０】
（実施例６）
第１太陽電池セルは、すべて同じ１１．９６ｍｍ幅（セルの第２電極幅も同じ）で、第２方向に８２列設けられている。４１のセルを電気的に直列に接続し２つの第１サブモジュール１１Ａが形成されている。２つの第１サブモジュール１１Ａの間と両端には、計３本のバスバーを設けて第１太陽電池パネルのバスバーと第１太陽電池セルを配置すること以外は、実施例１と同じである。
【００７１】
（実施例７）
第１太陽電池セルは、すべて同じ３．７３ｍｍ幅（セルの第２電極幅も同じ）で、第２方向に２４０列設けられている。４０のセルを電気的に直列に接続し６つの第１サブモジュール１１Ａが形成されている。６つの第１サブモジュール１１Ａの間と両端には、計５本のバスバーを設けて第１太陽電池パネルのバスバーと第１太陽電池セルを配置すること以外は、実施例１と同じである。
【００７２】
（比較例１）
第１太陽電池セルは、幅９８５ｍｍ（セルの第２電極幅も同じ）の１列の単独セルである。第１太陽電池パネルの両端には、計２本のバスバーを設けて第１太陽電池パネルのバスバーと第１太陽電池セルを配置すること以外は、実施例１と同じである。
【００７３】
（比較例２）
第１太陽電池セルは、すべて同じ２４ｍｍ幅（セルの第２電極幅も同じ）で、第２方向に４１列設けられている。４１のセルを電気的に直列に接続し１つの第１サブモジュール１１Ａが形成されている。第１太陽電池パネルの両端には、計２本のバスバーを設けて第１太陽電池パネルのバスバーと第１太陽電池セルを配置すること以外は、実施例１と同じである。
【００７４】
（実施例８）
第１太陽電池パネルの第１太陽電池セルの光吸収層にＣｕ０．９３ＧａＳｅ２を用いる。第１太陽電池セルは、すべて同じ３．７５ｍｍ幅（セルの第２電極幅も同じ）で、第２方向に２５８列設けられている。４３のセルを電気的に直列に接続し６つの第１サブモジュール１１Ａが形成されている。６つの第１サブモジュール１１Ａの間と両端には３ｍｍのバスバーを計７本設け、電気的に並列に接続する。バスバーは、第２太陽電池セルと重ならない位置に配置されている。これらのこと以外は、実施例１と同じである。
【００７５】
（実施例９）
第１太陽電池パネルの第１太陽電池セルの光吸収層にペロブスカイト化合物を用いる。第１太陽電池セルは、すべて同じ４．３６ｍｍ幅（セルの第２電極幅も同じ）で、第２方向に２２２列設けられている。３７のセルを電気的に直列に接続し６つの第１サブモジュール１１Ａが形成されている。６つの第１サブモジュール１１Ａの間と両端には３ｍｍのバスバーを計７本設け、電気的に並列に接続する。バスバーは、第２太陽電池セルと重ならない位置に配置されている。これらのこと以外は、実施例１と同じである。
【００７６】
（実施例１０）
第１太陽電池パネルの第１太陽電池セルの光吸収層にアモルファスシリコンを用いる。第１太陽電池セルは、すべて同じ３．８３ｍｍ幅（セルの第２電極幅も同じ）で、第２方向に２５２列設けられている。４２のセルを電気的に直列に接続し６つの第１サブモジュール１１Ａが形成されている。６つの第１サブモジュール１１Ａの間と両端には３ｍｍのバスバーを計７本設け、電気的に並列に接続する。バスバーは、第２太陽電池セルと重ならない位置に配置されている。これらのこと以外は、実施例１と同じである。
【００７７】
（実施例１１）
第１太陽電池パネルの第１太陽電池セルの光吸収層にＣｄＴｅ化合物を用いる。第１太陽電池セルは、すべて同じ３．５ｍｍ幅（セルの第２電極幅も同じ）で、第２方向に２７６列設けられている。４６のセルを電気的に直列に接続し６つの第１サブモジュール１１Ａが形成されている。６つの第１サブモジュール１１Ａの間と両端には３ｍｍのバスバーを計７本設け、電気的に並列に接続する。バスバーは、第２太陽電池セルと重ならない位置に配置されている。これらのこと以外は、実施例１と同じである。
【００７８】
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【００７９】
実施例から（現状でも）Ｓｉ単体の効率を超えたパネルが得られることが分かる。ＣＧＳＳやＣＧＳのセルの効率は改善の余地がある。効率が改善すると、開放電圧も向上するため、直列の数を含め改めて考慮する必要が出てくる。また、ボトムのＳｉ太陽電池の効率も日々進歩していることから、高効率なパネル同士を重ね合わせることにより高効率なモジュールが得られる。
【００８０】
また、第１太陽電池セルの光吸収層として、Ｃｕ２Ｏ、（Ｃｄ，Ｚｎ，Ｍｇ）（Ｔｅ，Ｓｅ，Ｓ）や（Ｉｎ，Ｇａ）２（Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅ）３といった太陽電池としては非常にワイドなバンドギャップを有する光吸収層を用いることで、ボトム側の第２太陽電池セルに光吸収層とのバンドギャップ差をより大きくすることができる。バンドギャップの差がより大きいほど第２太陽電池セルの光吸収層の発電に寄与する光が到達し発電量が増加する。このようなバンドギャップの差の大きな多接合型太陽電池を採用し、実施形態の接続形態を採用することで、ボトムセル側である第２太陽電池パネルでの発電量が増加し、多接合型太陽電池におけるさらなる発電量増加が期待される。
明細書中、元素の一部は元素記号のみで表している。
【００８１】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態そのままに限定解釈されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成することができる。例えば、変形例の様に異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。
【符号の説明】
【００８２】
１００、１０１、１０２…太陽電池、１０…第１太陽電池パネル、１１…第１太陽電池セル、１１Ａ…第１サブモジュール、１２…バスバー、１３…基板、１４…第１電極、１５…光吸収層、１６…バッファー層、１７…第２電極、１８…絶縁膜、２０…第２太陽電池パネル、２１…第２太陽電池セル、２１Ａ…第２サブモジュール、２００…太陽電池システム、２０１…太陽電池モジュール、２０２…コンバーター、２０３…蓄電池、２０４…負荷
【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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