(57)【要約】  第一の基材と、裏打ちシートと、１又は複数のソーラーセルであって各々が前記基材と前記裏打ちシートとの間に配置されているソーラーセルと、前記基材と前記裏打ちシートとの間に配置されている少なくとも１つの薄い導電性基板とを含む太陽電池モジュールであり、好ましくは前記導電性基板上に配置され且つ所望の機能又は能力を提供するようになされた太陽電池モジュール。
2007533142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の基材シートと、
裏打ちシートと、
各々が前記基材シートと前記裏打ちシートとの間に配置されている単一の又は複数のソーラーセルと、
前記基材シートと裏打ちシートとの間に前記ソーラーセルのうちの少なくとも１つと電気接続状態で配置されている少なくとも１つの薄い導電性基板とを含む太陽電池モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池モジュールであって、
前記導電性基板が少なくとも２つの別個の導電領域を含んでいる太陽電池モジュール。
【請求項３】
請求項２に記載の太陽電池モジュールであって、
前記別個の導電領域がストリップ形状である太陽電池モジュール。
【請求項４】
請求項３に記載の太陽電池モジュールであって、
前記導電性基板が１以上の導電性金属と１以上の樹脂又は高分子材料とからなるラミネートを含んでいる太陽電池モジュール。
【請求項５】
請求項４に記載の太陽電池モジュールであって、
前記高分子材料がエポキシ樹脂及びガラス繊維を含んでいる太陽電池モジュール。
【請求項６】
請求項１に記載の太陽電池モジュールであって、
前記導電性基板に取り付けられた１以上の電子装置を更に含んでいる太陽電池モジュール。
【請求項７】
請求項１に記載の太陽電池モジュールであって、
前記導電性基板に取り付けられた１以上のバイパスダイオードを更に含んでいる太陽電池モジュール。
【請求項８】
請求項２に記載の太陽電池モジュールであって、
バイパスダイオードを更に含み、当該バイパスダイオードは、前記導電領域のうちの２つの間において前記導電性基板上に配置されている２つの電極を備えていて、前記バイパスダイオードの一つの電極が一方の導電領域に電気的に接続されており、前記バイパスダイオードの他方の電極が他方の導電領域に電気的に接続されている太陽電池モジュール。
【請求項９】
太陽電池モジュールであって、
第一の基材シートと、
裏打ちシートと、
電気的に直列に接続され且つ前記第一の基材シートと前記裏打ちシートとの間に配置されている複数のソーラーセルであって、このように直列に接続されている第一のソーラーセルと最後のソーラーセルとを備え、
前記第一の基材シートと前記裏打ちシートとの間に配置され且つ少なくとも第一と第二の電気的に分離された導電領域を含んでいる少なくとも１つの薄い導電性基板と、
第一の電極と、当該第一の電極と反対極性の第二の電極とを備えた少なくとも１つのバイパスダイオードであり、前記第一の電極が前記第一の導電領域に電気的に接続されており、前記第二の電極が前記第二の導電領域に接続されている前記少なくとも１つのバイパスダイオードと、
前記ソーラーセルの配列内の前記第一のソーラーセルを前記第一の導電領域に電気的に接続する電気リード線及び前記ソーラーセルの配列内の最後のソーラーセルを前記第二の導電領域に接続している電気リード線とを含む太陽電池モジュール。
【請求項１０】
太陽電池モジュールであって、
第一の基材シートと、
裏打ちシートと、
前記第一の基材シートと前記裏打ちシートとの間に配置されている１又は複数のソーラーセルと、
当該太陽電池モジュールに高い機能及び高い作動能力を付与する少なくとも１つの電子デバイスとを含んでいる太陽電池モジュール。
【請求項１１】
請求項１０に記載の太陽電池モジュールであって、
前記電子デバイスが、メモリーチップ、盗難防止チップ、ＲＦ  ＩＤチップ、ＤＣ−ＡＣコンバータ、バッテリ及びＤＣ−ＤＣコンバータのうちの１以上から選択された電子デバイスである太陽電池モジュール。
【請求項１２】
請求項１０に記載の太陽電池モジュールであって、
前記電子デバイスが前記基材と前記裏打ちシートとの間に配置されている太陽電池モジュール。
【請求項１３】
太陽電池モジュールを形成する方法であって、
第一の基材シートと裏打ちシートとの間に少なくとも１つのソーラーセル及び少なくとも１つの薄い導電性基板をシールすることを含み、前記導電性基板には、任意に、高い機能又は高い作動能力を有する少なくとも１つの電子デバイスが取り付けられる太陽電池モジュールを形成する方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法であって、
前記電子デバイスが、メモリーチップ、盗難防止チップ、ＲＦ  ＩＤチップ、ＤＣ−ＡＣコンバータ、バッテリ、ＤＣ−ＤＣコンバータのうちの１以上である方法。
【請求項１５】
太陽電池モジュールを形成するための方法であって、
第一の基材シートと裏打ちシートとの間に、少なくとも１つのソーラーセルと当該太陽電池モジュールに高い機能又は高い作動能力を付与する少なくとも１つのデバイスとをシールすることを含む方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法であって、
前記デバイスが、メモリーチップ、盗難防止チップ、ＲＦ  ＩＤチップ、ＤＣ−ＡＣコンバータ、バッテリ、ＤＣ−ＤＣコンバータのうちの１以上である方法。
【請求項１７】
太陽電池モジュールを形成する方法であって、
第一の基材シートと裏打ちシートとの間に、少なくとも１つのソーラーセル及び少なくとも１つの薄い導電性基板をシールすることを含み、前記導電性基板には、少なくとも１つのバイパスダイオードが取り付けられる太陽電池モジュールを形成する方法。
【請求項１８】
少なくとも１つのソーラーセルと少なくとも１つの電子デバイスとを含んでいる光電デバイスであり、前記電子デバイスが、当該光電デバイスに高い機能又は高い作動能力を付与する光電デバイス。
【請求項１９】
請求項１８に記載の光電デバイスであって、
前記電子デバイスが、メモリーチップ、盗難防止チップ、ＲＦ  ＩＤチップ、ＤＣ−ＡＣコンバータ、バッテリ、ＤＣ−ＤＣコンバータのうちの１以上である光電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュール及びその製造方法に関する。より特定すると、本発明は、薄い導電性の基板がモジュール内に含まれているソーラーセルを含んでいる太陽電池モジュールに関する。本発明はまた、モジュールがソーラーセルに加えてモジュールを形成している基板シートと裏打ちシートとの間に配置された１以上の電子デバイスを含んでおり、前記電子デバイスが１以上の高い機能又は作動能力を備えたモジュールを提供している太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュールは、光エネルギ特に太陽エネルギを電気エネルギに変換する。光電的に発生される電気エネルギは、バッテリによって発生される電気又は固定電力グリッドから得られる電気と同じ目的のために使用することができるが、これらと異なり再生可能な形態の電気エネルギである。一つのタイプの光電装置は、太陽電池モジュールとして知られており又はソーラーモジュールとも称される。これらのモジュールは、透明ガラス又は透明高分子材料のシートのような基材シートと、高分子材料、金属シート又は別のガラスシートのような裏打ちシートとの間に配置された１つの又はより典型的且つ好ましくは複数の太陽電池又はソーラーセルを含んでいる。ソーラーセルは、シリコン若しくはその他の適当な半導体材料によって作ることができ又は光電デバイスを製造する当業者に知られている種々のプロセス及び方法によって典型的には基材又は裏打ちシート上に蒸着された薄膜タイプのセルとすることができる。１以上の一般的なタイプの太陽電池モジュールは、シリコンウェーハによって作られている複数の個々のソーラーセルを含んでいる。このような個々のソーラーセルは、典型的には、単結晶又は多結晶のシリコンウェーハによって作られ、典型的には、多数のこのような個々のセルが所望の配列で電気的に接続されて、太陽に曝されると所望の電気出力を有するモジュールが達成される。
【０００３】
太陽電池モジュール製造技術における当業者は、このようなモジュールの効率及び寿命を改良することを継続して試みつつあり、太陽電池モジュールの製造コストを低減することを継続的に試みている。太陽電池モジュールは、それらの性質上、太陽に曝されることを必要とするので、これらは、建物の壁若しくは屋根のような構造物の外側に設けられるか、さもなければ、ビル若しくはその他の構造物内に組み込まれて太陽光に曝されるようにする必要がある。従って、太陽電池モジュールは、これらが取り付けられるか若しくはその一部分をなすビル又はその他の構造物の外観の一部を形成する。従って、太陽電池モジュールが美観を誘うようにする必要がある。太陽電池モジュールの製造コストを低減し且つ効率を高める進歩がなされつつあるけれども、それにもかかわらず、太陽電池モジュールの購入及び設置は、通常は重大な設備投資を含んでいる。取り付けられた太陽電池モジュールは、値段が高いことから盗難を受け易い。モジュール自体のコストとモジュールを交換する交換作業のコストとを含む交換コストは典型的には高い。また、太陽電池モジュールを交換するコストにより、これらのモジュールは、初期破損に耐えるように製造されなければならない。
【０００４】
後に行われる回収のために又は中央処理部分へデータを送るためにモジュールの性能を自動的に記録する機能又は盗難の場合のようにモジュールが適正な許可無しで設備から取り外された場合にモジュールが作動しないようにする機能のような１以上の高い機能を有する太陽電池モジュールはまた、モジュールのユーザーにとっても望ましい。
【０００５】
従って、当該技術においては、製造が容易な太陽電池モジュールが必要とされている。当該技術においては、破損及び盗難から保護される太陽電池モジュールが必要とされている。当該技術においては、これらの及びその他の特徴を提供することができ且つ美観を誘う太陽電池モジュールが必要とされる。本発明は、このような太陽電池モジュールを提供する。
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、第一の基材と、裏打ちシートと、前記基材と前記裏打ちシートとの間に配置されている１つの又は複数のソーラーセルと、前記基材と前記裏打ちシートとの間に配置されている少なくとも１つの薄い導電性の基板とを含んでいる太陽電池モジュールである。
【０００７】
本発明はまた、第一の基板と、裏打ちシートと、前記基板と前記裏打ちシートとの間に配置されている１つの又は複数のソーラーセルと、高い機能又は作動能力をモジュールに付与する少なくとも１つのデバイス好ましくは電子デバイスとを含んでいる太陽電池モジュールでもある。高い機能を付与する電子デバイスは、基板と裏打ちシートとの間に配置され且つモジュール内にシールされるのが好ましい。
【０００８】
本発明はまた、このような太陽電池モジュールを製造する方法にも関する。本発明の太陽電池モジュールは、太陽光を電気エネルギに変換するのに有用である。
【好ましい実施形態の説明】
【０００９】
一つの特徴においては、本発明は、モジュール内に含まれている薄い導電性の基板を含んでいる太陽電池モジュール及びこのようなモジュールを製造するための方法である。本発明はまた、薄い導電性の基板と、１以上の高い機能又は高い作動能力を付与する当該モジュール内に含まれている１以上の電子デバイスとを含んでいる太陽電池モジュールでもある。
【００１０】
以下、本発明を、複数の独立したシリコンウェーハ型のソーラーセルと、モジュール内の１以上のセルが太陽光に曝されないように遮光されているときにモジュールを損傷しないように保護する１以上のバイパスダイオードとを含んでいる太陽電池モジュールからなる本発明の実施形態に関して詳細に説明する。しかしながら、本発明のモジュールは、１以上のソーラーセルが基材シート又は裏打ちシート上に形成されている薄膜太陽電池モジュールのような如何なるタイプの太陽電池モジュールともすることができる。
【００１１】
太陽電池モジュールから電気エネルギを発生するための用途の大部分においては、複数の太陽電池モジュールは、アレイ状又は集合物状に配列され且つ屋根又はその他の構造物上に配置される。このようなアレイにおいては、複数の太陽電池モジュールは、アレイから所望の電圧を達成するために直列に接続される。各太陽電池モジュール内では、個々のソーラーセルの多数典型的には全てが通常は直列に接続される。例えば、各モジュールは、１乃至１００個以上の個々のソーラーセルを含んでいても良い。従って、このような配列においては、アレイ内の各ソーラーセルは、多数の他のソーラーセルと直列であり、各セルは、アレイが太陽光に曝されると電流を発生する。このような配列においては、モジュール内の１以上のセルが遮光されるようになるかも知れない。例えば、近くの木からの吹き飛ばされた葉又は枝のような破片が、モジュール上に付着して１以上のソーラーセルを太陽への露呈から遮光し得る。氷又は雪もまたこのような遮光を惹き起こし得る。幾つかの例においては、鳥又はその他の動物がモジュール上に乗って１以上のソーラーセルにこのような遮光を生じさせる。一つのモジュールにおいて個々のセルがこのように遮光されると、これは逆バイアス状態となり得る。遮光の破片又はその他の原因が取り除かれない場合には、逆バイアスされたセルは、一般的には過熱し、このようなセル及び内部にセルが設けられたモジュールは、損傷され又はおそらくは破壊され得る。
【００１２】
しかしながら、当該技術分野においては、このような遮光及びその潜在的に突発し得る結果をもたらす比較的一般的な現象を処理する適切な予防的な方法を開発して来た。このような予防方法においては、モジュールは、１以上のバイパスダイオードが設けられている。バイパス又は迂回ダイオードは、直列に接続されたソーラーセルの列を横切って且つこれらと並列に接続することができる。遮光が無く且つ全てのソーラーセルが太陽エネルギを電流に変換しつつあるときには、バイパスダイオードは逆バイアス状態にある。回路内のいずれかのセル内を流れる電流の流れが実質的に減じられると、遮光によって逆バイアス状態となったときと同様に、並列に接続されたバイパスダイオードは順方向にバイアスされるようになる。そのようになされなければ、遮光されたソーラーセル及びその内部のモジュールを損傷させるか又は破壊する電流が順方向にバイアスされたバイパスダイオード内及び遮光されたセルを含む回路内を流れる。遮光が取り除かれ、遮光されていたソーラーセルが適正な量の電流を発生し始め且つ再び順方向にバイアスされると、バイパスダイオードは逆方向にバイアスされた状態へと戻る。このようにして、バイパスダイオードは遮光されたソーラーセルを損傷又は破壊から保護する。
【００１３】
従来の太陽電池モジュールにおいては、このようなバイパスダイオードは、濾波され且つモジュールの裏面一般的にはソーラーセルの裏側に対して嵌合されるか或いはシールされ、銅金属加熱延展プレートを含み且つより大きな接続箱内に配置された端子ボックスに取り付けられていた。最近では、バイパスダイオードは、ソーラーセルと同じ厚みを有するショットキーダイオードを使用することによってモジュール内にサンドイッチされて来ている。
【００１４】
本発明の太陽電池モジュールの実施形態のうちの一つにおいては、１以上好ましくは全てがショットキーダイオードであるのが好ましい１以上のバイパスダイオード例えば１乃至約６個又は約８個又は約１０個のダイオードが薄い導電性の基板に取り付けられ又は装填され、ダイオードが取り付けられた基板はモジュールの第一の基材シートと裏打ちシートとの間にサンドイッチされている。このような基板は、モジュール内で使用されるソーラーセルの厚みにほぼ等しいか又はそれ以上であるのが適切である。例えば、厚みは約０．１乃至約２ミリメートル、より好ましくは約０．２乃至約１ミリメートルとすることができる。例えば、厚みは約０．５ミリメートルとすることができる。基板は、例えば銅、錫、アルミニウム、銀又は金のような１以上の導電性金属のような導電性材料によって作ることができ、基板は、樹脂又は高分子材料のような適切な好ましくは誘電性の基板材料に、上記した金属のうちの１以上の導電性金属の膜を接着することによって作られるラミネートである。高分子材料は、例えば、ガラス繊維強化エポキシ樹脂とすることができる。このような金属膜は、約０．０５ミリメートル乃至約０．２５ミリメートルの厚みとすることができる。本発明のモジュールにおいて有用な好ましい薄い導電性基板は、典型的にはプリント回路すなわち所謂ＰＣ基板を製造するために使用されるタイプの基板である。
【００１５】
薄い導電性の基板は、どのような適切な寸法とすることもできる。しかしながら、好ましい薄い導電性基板の長さは、モジュールの第一の基材シートと裏打ちシートとの間に容易に配置することができるように、ほぼモジュールの幅又は長さであるのが好ましい。これは如何なる適当な幅とすることもできる。従って、この薄い導電性の基板は、長さが約５００乃至約２０００ミリメートル、例えば約７５０乃至約１５００ミリメートルとすることができる。この薄い導電性基板は、約１０乃至約５０ミリメートルの幅、例えば約２５ミリメートルの幅とすることができる。
【００１６】
各基板が同じか又は異なっている１以上のこのような基板をモジュール内に設けることができる。これらの基板は、モジュール内のどこにでも配置することができる。しかしながら、これらは、モジュールの側部に沿って又は端部に沿って配置され且つモジュールの端縁に隣接又は近接しているのが好ましい。
【００１７】
導電性基板は、例えば２乃至１０個の別個の導電性領域を基板上に備えることができる。このような領域は、ストリップ形状とすることができる。基板が導電性金属膜が非導電性ポリマー又は樹脂のような適切な非導電性基板上にラミネートされているタイプである場合には、金属膜は、１以上例えば２乃至数十個の非度導電性基板上のストリップのような導電性領域の形態とすることができる。このようにして、この薄い導電性の基板は、以下においてより詳細に説明するように、所望の電気回路の形態で使用することができる。
【００１８】
薄い導電性基板は、上記したように、１以上の適切なバイパスダイオードを取り付けるために使用することができる。例えば、これは、薄いショットキー型のバイパスダイオードを取り付けるために使用することができる。以下に説明するように、このような基板は、他のデバイス好ましくは他の電子デバイスを取り付けるために使用することができる。この基板はまた、シリアルナンバー、製品番号、アドレス、モジュール性能情報、バーコード等又は異なる情報のような情報によって標識するか、さもなければ含むこともできる。これはまた、会社のロゴ又はその他のデザインのような表示によって標識するか又はさもなければ含むことができる。従って、導電性基板として機能することに加えて、本発明の太陽電池モジュール内の薄い導電性の基板は、情報及びデザインを表示するための媒体として機能する。上記したようにモジュール内に取り付けられたときには、このような情報又はデザインは第一の基材シートを通して見られる。
【００１９】
この薄い導電性基板は、第一の基材プレートを介して見ることが出来るモジュール内の美観を誘うストリップ又は紋章を形成するようなものとすることができ且つそのような材料によって製造され且つ太陽電池モジュール内に装備されるのが好ましい。このようなストリップ又は紋章は、上記したようなロゴ又はその他のデザインをその表面上に有するときに特に美観を誘う。
【００２０】
以下、本発明のこの特徴を、本発明のある種の実施形態を示している図面を参照して説明するが、これは、決して本発明の範囲を限定することを意味していない。
図１は、本発明の太陽電池モジュール１の一つの実施形態を示している。図１の太陽電池モジュールは、ガラスその他の適切な透明材料によって作られるのが好ましい第一の基材シート５と裏打ちシート１０とを備えている。裏打ちシートは、第一の基材シート５と共に防水及び防湿のシールを形成するために使用することができるのが好ましい適切な材料のような１以上の高分子材料によっても作ることができる。例えば、裏打ちシート１０は、ガラスによって作ることができ又はポリエステル材料のような１以上の高分子材料によって作ることができる。第一の基材シート５と裏打ちシート１０との間には、電気的に直列に接続された複数のソーラーセル２０がサンドイッチされている。第一の基材シート５と裏打ちシート１０との間にはまた、ソーラーセルが間にシールされた状態で第一の基材シートを裏打ちシートにシールするエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）又はその他の適切なシール材が設けられている。明確化のために、図１においては、符号２０によって一つのソーラーセルのみが示されている。これらのソーラーセルは、多結晶又は単結晶のシリコンウェーハによって作られたセルのようなあらゆるタイプのソーラーセルとすることができる。図面に示されているように、各セルはグリッド型の前方電気接点２５を備えている。（明確化のために、図面内で１つのグリッド型接点のみに符号が付されている。）太陽光は、第一の基材シート５を介して入射し且つソーラーセル２０の前面を照射する。ソーラーセル２０は、線３０によって電気的に直列に接続されている。線３０は、ソーラーセル２０の後面（図示されていないソーラーセルの裏側の面）の後方接点及びソーラーセル２０の前面の半田付け箇所３５に取り付けられて直列接続のセルを形成している。（明確化のために、一組の線３０及びソーラーセルの前面の一組の半田付け接点３５のみが図面内で符号が付されている。）線は、適切な平らで錫メッキした銅製のリード線、電線又はその他の適切な導電体である。モジュール１はまた、厚みが約０．５ミリメートルで、幅が約２５ミリメートルで、長さが約５６０ミリメートルであり、樹脂若しくは高分子材料によって作られ、４２，４３，４４で示された３つの導電性部分又はストリップ内に（約０．１５ミリメートルの厚みの）銅金属からなる薄い層の上にラミネートされている薄い導電性基板４０をも含んでいる。従って、区分又はストリップ４２，４３及び４４は、３つの異なる互いに接続されていない導電体を形成している。これら３つの区分又はストリップ間の隙間は、約１乃至約２ミリメートルとすることができる。区分４３と４４との間及び区分４２と４４との間には、バイパスダイオード５０が配置されている。図面に示されているように、このダイオードの一つの端子は一つのストリップに電気的に接続されており、他方の端子は他のストリップに電気的に接続されている。電気的な接続を形成するためにはんだを使用することができる。好ましくは、このようなダイオードは薄い外形を有している。これらは、ソーラーセルの厚みよりも厚くないのが好ましい。これらは、ショットキー型のダイオードであるのが好ましい。例えば、これらは、タイプＳＢＭ１０４０（１０アンペア順方向電流及び４０ボルトのピーク逆電圧）とすることができる。区分４２，４３の各々は、はんだ付け箇所６０を備えており、このはんだ付け箇所は、モジュールを、アレイ又はその他の装置又は太陽電池モジュールによって発生される電気エネルギを使用する電気デバイスに接続するために使用することができる。典型的には、このようなはんだ付け箇所に接続された電線又はリード線は、裏打ちシート１０内の穴を介してモジュールの背面から突き出る。裏打ちシート上のこのような穴をシールするために適当な注封材を使用することができる。電気リード線３１は、図面に示されているように、直列に接続されたソーラーセルをストリップ４２及び４３に接続する。
【００２１】
図１に示されているように、バイパスダイオードは、導電基板４０の区分４２及び４４並びに区分４３及び４４に電気的に接続されている。これらのダイオードは、ソーラーセル回路内のソーラーセルが全てそれらの順方向バイアス状態で通常の状態で機能して太陽放射線から電流を発生しているときに、逆バイアス状態にあるのが通常である。しかしながら、例えば遮光によりソーラーセル回路内のソーラーセルのうちの１以上が逆バイアス状態となると、バイパスダイオードは順方向バイアス状態となり且つソーラーセルによって形成された回路に並列である導電回路を形成するであろう。
順方向バイアスされたバイパスダイオードを含んでいる回路は、それがなければ太陽電池モジュール内の電気的に接続されたソーラーセル回路内を通過する電流がソーラーセル回路をバイパスするようにさせ且つ遮光された逆バイアスソーラーセルへの損傷を防止するであろう。このような遮光が取り除かれると、影響を受けたセルは、その順バイアス状態へと回復し、モジュールは再び電気エネルギ発生器として機能するであろう。
【００２２】
図２は、薄い導電性の基板４０をより詳細に示している。図２は薄い導電性基板４０の平面図であり、一方、図３は側面図である。図１に示された薄い導電基板４０の構成部品は、図２及び３におけるものと同じ番号が付されている。図２は、導電区分４２，４３及び４４間の空隙又は空間４６を更に詳細に示している。図３は、導電性ストリップ４２，４３及び４４が樹脂又は高分子基板上にラミネートされた薄い（すなわち薄いゲージの）金属ストリップである形態を更に詳細に示している。図２はまた、バイパスダイオード５０をも更に詳細に示している。図２に示されているように、バイパスダイオード５０は、各組が２つのダイオードを備えているダイオードの２つの組とすることができる。ダイオード５０ａは、導電区分４４及び４３に電気的に接続されており、一方、ダイオード５０ｂは、導電区分４２及び４４に電気的に接続されている。ダイオードから導電基板への電気的な接続は、はんだ付け箇所５５によって行うことができる。（明確化のために、はんだ付け箇所５５の一つの組のみに図２において符号が付されている。）
図３に示されているように、導電性基板４０は、ダイオード５０及びはんだ付け箇所６０が取り付けられた状態でさえ低いすなわち薄い外形を有している。上記したように、ダイオードを含んでいる基板の全体の厚みは、モジュール内で使用されているソーラーセルの厚み以下であるのが好ましい。例えば、基板及び基板に取り付けられたダイオードの全体の厚みは、約０．５乃至約２．０ミリメートルとすることができる。
【００２３】
同じく図２に示されているように、薄い導電性基板４０は、印刷され、けがかれ、エッチングされ又は符号が付されても良いし、さもなければロゴ７０、バーコード７５又はシリアルナンバー８０がその上に形成されても良い。ロゴ、バーコード及びシリアルナンバーのみが図２に例示されているけれども、上記したように、本発明の薄い導電性基板には、如何なるデザイン、文字入れ、番号付け又はその他の表示が付着するか又は形成することができる。従って、薄い導電性基板は、本発明の太陽電池モジュールの美観を誘う部分及び機能部分の両方である。これは１以上のバイパスダイオードのような電気デバイスを取り付ける取り付け構造として機能することができ且つロゴ、デザイン又はその他の情報を表示するための媒体として機能することができる。更に、本発明の導電性基板は、モジュール内のソーラーセルと同じ薄さとするか又はより薄くすることができるので、モジュール全体の厚みに影響しない。この基板はモジュール内にラミネートされているので、天候要素、湿気又は損傷源から保護される。基板はモジュール内にラミネートすることができるので、これは、モジュールの背面上に美観を損なう膨らみを形成しない。本発明の導電性基板はまた、ダイオードによって発生される熱を分散させ或いは消散させるようにも機能する。
【００２４】
上記したように、電気を導く能力により、特に、モジュールの幅又は長さの大部分又は全てを横切って基板が伸長している場合には、これは、モジュール内のソーラーセルに対する電気的接続を形成するためのブスバーとして使用することができる。図１に示されているように、ソーラーセル回路からの電線又はリード線３１は、導電性基板に接続されている。モジュール内でのこのような基板の使用はまた、モジュール内で個々のソーラーセルを整合させる一般的な方法を提供する。
【００２５】
図１は、導電性ストリップ４２，４３及び４４、はんだ付け箇所６０並びに太陽電池モジュールの受光面に対向しているバイパスダイオードを有する側部を備えた薄い導電性基板を示しているけれども、基板がこのような形態でモジュール内に配置される必要はないことは理解されるべきである。この基板は、このような側部が他の方法で対向できるようにモジュール内に配置することができる。このような配置においては、ロゴ、デザイン例えばシリアルナンバー、製品情報、バーコード等のような特定の情報等は、導電ストリップ４２，４３及び４４、はんだ付け箇所６０並びにバイパスダイオード５０を備えている基板側部と反対側の側部に付加され、従って、このような情報は透明な第一の基板シート５を通して見ることができる。図１には示されていないけれども、太陽電池モジュールはまた、モジュールを包囲しているか又は部分的に包囲しているフレームを備えることもできる。このようなフレームは、所望の場合にはモジュールに取り付けるために使用することができる。
【００２６】
以上、本発明の一つの特徴を、太陽電池モジュールのための１以上のバイパスダイオードを支持し且つ電気的に接続するための導電性基板の使用に関して詳細に説明したけれども、本発明の太陽電池モジュールの別の特徴においては、このようなモジュールは、このような導電性の基板を備えた状態又は備えていない状態で、高い機能又は高い作動能力を備えた太陽電池モジュールを提供する１以上の他のデバイス好ましくは１以上の電子チップ又は電子デバイスを含むことができる。例えば、当該モジュールは、太陽電池モジュールの電圧を変化させるための電気出力コンバータ好ましくは固体デバイスすなわちモジュールの出力電圧を降圧させるか昇圧させるための所謂ＤＣ（直流）−ＤＣコンバータ又は太陽電池モジュールからのＤＣ電流をＡＣ電流に変換するためのＤＣ−ＡＣ（交流）コンバータを含むことができる。これらのコンバータ好ましくは特別に設計された集積回路（ＩＣ）モジュール又は特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）を、太陽電池モジュールのＤＣ集電ワイヤと例えばＡＣ負荷との間に配置することができる。薄い導電性基板が太陽電池モジュールに含まれている場合には、このような電気出力コンバータは、薄い導電性基板上に物理的に配置させることができる。モジュールは、データキャリアチップ（ＲＦ  ＩＤチップ）を含むことができる。このようなチップは、他のデータに再分類する必要無くモジュールを容易に特定するために使用することができる。このようなチップは、製品の特定及び認証を可能にするテキサスインスツルメントのＴａｇ−ｉｔ（登録商標）ＲＩ−Ｉ１６−１１２Ａ  ＲＦ  ＩＤチップとするができることができる作動データ又はその他のデータを記憶するメモリーチップを含むことができる。これは、盗難防止チップを含むことができる。このような盗難防止デバイスは、モジュールが認証無しでその一部分である電気回路から切り離されたときに作動せしめられる電子チップとすることができ、その結果、チップは、それが切り離されるとモジュールによって発生される電流を停止させるであろう。このようなデバイスは、モジュールの盗難を遅らせるであろう。モジュールの電圧又は電流を変化させるための出力コンバータのような高い機能又は高い作動能力を備えた太陽電池モジュール、メモリーチップ、ＲＦ  ＩＤチップを提供するデバイスを、例えばモジュールがこのような導電性基板を備えている場合には、ここに記載された導電性基板上に取り付けることができる。このようなデバイスの１以上はまた、好ましくは基材シートと裏打ちシートとの間の位置においてモジュール上又はモジュール内に取り付けることもできる。作動が必要とされている場合には、このようなデバイスは、太陽電池モジュールの電気出力に電気的に接続することができる。当該モジュールは、第一の基材シートと裏打ちシート又はモジュールの外側との間に配置されたバッテリを含むことができ、この場合、バッテリは、電気的デバイス又はチップの１以上に接続することができ、その結果、太陽電池モジュールが電流を発生していないときに作動せしめられたままとすることができ、或いはバッテリは、太陽電池モジュールの電気出力に電気的に接続されることによって充電状態に���持することができる。
【００２７】
図４及び５は、本発明の範囲を制限することを意図していないけれども本発明の付加的な実施形態を示している。
図４は、本発明の導電性基板が如何にして太陽電池モジュールの電気出力を変える出力コンバータを取り付けるために使用することができるかを示している。図４は、薄い導電性基板４０上に配置されている出力コンバータ（例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ又はＤＣ−ＡＣコンバータとすることができる）６２を備えている以外は図２に示されているものと同じ薄い導電性基板を示している。図２及び４においては、同じ番号を付されている部材は同じ部材である。図４に示されているように、出力コンバータ６２は、電気出力はんだ付け箇所６５を備えている。出力コンバータ６２は、基板４０上のはんだ付け箇所６０がコンバータ６２の電気的入力に電気的に接続されるように薄い導電性基板４０上に配置されている。このような接続はこの図面に示されていない。従って、箇所６０における太陽電池モジュールの電気出力は出力コンバータ６２内へ入り、出力コンバータ６２は、所望の形態で太陽電池モジュールの電気出力を変化させ、変化せしめられた電気出力は出力はんだ付け箇所６５において利用可能である。
【００２８】
図５は、図４に示されている薄い導電性基板の側面図である。図４に示されている薄い導電性基板の構成要素は、図５におけるものと同じ番号が付されている。図５に示されているように、電気出力コンバータ６２は、例えば、膨らみを形成することなく、太陽電池モジュールの基板シートと裏打ちシートとの間に嵌合できるように薄い外形を有するのが好ましい。電気出力コンバータばかりでなく本発明による高い機能又は高い作動能力を有する太陽電池モジュールを提供する他のデバイスも、モジュール内のソーラーセルと同じ程度に薄いか又は更に薄いのが好ましい。例えば、約２ミリメートル未満の厚みである。デバイスが本発明による薄い導電性基板上に取り付けられている場合には、基板及びデバイスの厚みは、モジュール内のソーラーセルと同じ程度の厚みか又はそれより薄いのが好ましい。
【００２９】
図４及び５に示されている薄い導電性基板は図１に示されている太陽電池モジュール内に取り付けることができる。しかしながら、ここに記載されているように、高い機能又は高い作動能力を提供するデバイスを備えている本発明の太陽電池モジュールは、薄い導電性基板を備えている必要はない。このデバイスは、モジュール上好ましくは基材シートと裏打ちシートとの間に適切に取り付けることができ、必要ならば所望の高い機能又は作動能力を提供するためにソーラーセル回路に電気的に接続することができる。このような接続は、適切な電線又はその他の導電体によって行うことができる。
【００３０】
図４及び５は、モジュールの電気的出力を変化させるためのデバイスを示しているけれども、ここに記載されているデバイスのうちの１以上のような１以上の付加的なデバイス又は１以上の異なるデバイスを、薄い導電性基板上又は幾つかの他の形態においては当業者にとって容易に明らかであるデバイスの所望の目的を達成するために、太陽電池上又は好ましくは太陽電池内に取り付けることができる。ここで使用されている“高い機能又は高い作動能力を備えた太陽電池モジュールを提供するデバイス”というここで使用されている用語又は同様に使用されている用語は、バイパスダイオードは含まない。
【００３１】
以上、本発明をシリコンウェーハによって作られているソーラーセルを含んでいる太陽電池モジュールに関して説明したけれども、本発明はこのようなソーラーセルに限定されないことは理解されるべきである。ソーラーセルは、如何なるタイプとすることもできる。例えば、これらは薄膜アモルファスシリコンセル又はＣｄＳ／ＣｄＴｅセルのような薄膜タイプのソーラーセルとすることができる。例えば、本発明において使用することができるアモルファスシリコンセルを形成するための方法は、米国特許４０６４，５２１号、第４，２９２，０９２号、英国特許出願第９９１６５３１．８（２０００年２月９日、公開第２３３９６３号）（これら全てが本明細書に参考として組み込まれている）に記載されている。
【００３２】
高い機能又は高い作動能力を有する太陽電池モジュールを提供する１以上のデバイスの使用方法を、１以上のソーラーセルを含んでいる太陽電池モジュールに関して説明した。太陽電池モジュールは、基材シート及び裏打ちシートを備えているものとして説明した。しかしながら、本発明は、この特別なタイプの光電デバイスに限定されない。本発明は、高い機能又は高い作動能力を備えている光電デバイスを提供する上記したような１以上のデバイスを備えている光電デバイスを含むことが理解されるべきである。例えば、本発明はまた、少なくとも１つのソーラーセル及び少なくとも１つのデバイス好ましくは電子デバイスが高い機能又は高い作動能力を有する光電デバイスを含んでいる光電デバイスでもある。
【００３３】
本発明はまた、第一の基材シートと裏打ちシートとの間のシール、少なくとも１つのソーラーセル好ましくは電気的に接続された複数のソーラーセル、例えばバイパスダイオードのような少なくとも１つの電子デバイス又は上記した高い機能若しくは高い作動能力を備えた太陽電池モジュールを提供する電気デバイスを含んでいる太陽電池モジュールを作るプロセスでもあり、このプロセスにおいて、基板はその上に取り付けられた電子デバイスを任意に含んでいる。このプロセスは、ソーラーセル、高い機能又は高い作動能力を提供する電子デバイス、及び任意の導電性基板を、基材シートと裏打ちシートとの間にシールすることを含んでいる。シーラントは、エチレンビニルアセテートのシートのような１以上の高分子材料であるのが好ましい。シール過程中に、シーラント材は、軟化し又は溶融する温度まで加熱することができ、次いで、基材シートと裏打ちシートとの間の良好なシールを形成することができる。典型的な過程においては、基材シート、ソーラーセル、高い機能デバイス及び任意に導電性基板がシート間に配置されているシーラント材のシートとサンドイッチ型の配置に配列されており、サンドイッチ構造全体は、形成され得る空気泡を除去するために適切な真空下で相互にサンドイッチを加熱し且つプレスする装置内に配置される。
【００３４】
本発明のある種の実施形態のみがここに記載されていることは理解されるべきである。代替的な実施形態及び種々の変形例が、上記の説明から当業者に明らかであろう。これらの及びその他の代替例は、本発明の精神及び範囲と等価であり且つ本発明の範囲に含まれると考えられるべきである。
【００３５】
例
公称１２５ワットの太陽電池モジュールを、直列に接続された３６個の多結晶セル（各セルは、１５７ミリメートル×１５７ミリメートルの大きさである）と、ショットキー型バイパスダイオード、ＢＰ  Ｓｏｌａｒロゴ及びバーコードラベルを備えたラミネートされた基板によって形成した。使用したＰＣ基板は、少なくとも１４５℃の規格温度を有し且つ９４Ｖ乃至０ＶのＵＬ規格に適合するＦＲ４材料によって作られたものであった。基板面及びモジュール内の全ての導電体はリード線を含んでいない。
【００３６】
２００４年４月９日に出願された米国特許出願５０／５６０，９５８は、その全体が参考として本明細書に組み入れられている。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、薄い導電性基板を含んでいる本発明の太陽電池モジュールの図である。
【図２】図２は、薄い導電性基板からなる本発明の一実施形態の平面図である。
【図３】図３は、図２における薄い導電性基板の側面図である。
【図４】図４は、モジュール内に含まれている高い機能のデバイスを備えている本発明の太陽電池モジュール内で使用されている導電性基板の一実施形態の図である。
【図５】図５は、図４に示された導電性基板の側面図である。
【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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【国際調査報告】
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