(57)【要約】  この光起電性モジュールは、導電体を備える接続手段（３）を介して直列に電気的に接続される複数の光起電性セル（２）を備える。接続手段（３）の各々は、反射−回折、又は、透過−回折の光学的挙動を有する光学素子を備え、接続手段（３）の各々は、少なくとも１つの導電ワイヤ（３０）のネットワークを含有する、入射光線に対して透過性の材料で形成されるシートからなる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電体を備える接続手段（３）を介して直列に電気的に接続される複数の光起電性セル（２）を備える光起電性モジュール（１）であって、
前記接続手段（３）の各々が、反射−回折又は透過−回折の光学的挙動を有する光学素子を備え、前記接続手段（３）の各々が、少なくとも１つの導電ワイヤ（３０）のネットワークを含有する、入射光線に対して透過的な材料で形成されるシートからなる、光起電性モジュール。
【請求項２】
前記光学素子が、様々な光学的機能を同時に有し、特に透過及び回折を有する、請求項１に記載の光起電性モジュール。
【請求項３】
前記光起電性セル（２）の各々の前面（２０）が、隣接する光起電性セル（２）の前面（２０）に接続され、前記セル（２）の後面（２１）が、他の隣接するセル（２）の後面（２１）に接続される、請求項１及び２の何れか一項に記載の光起電性モジュール。
【請求項４】
前記接続手段（３）の各々が、前記入射光線の光子の全部又は一部を通過させるのに相応しい少なくとも１つの光学的挙動を有する、請求項１から３の何れか一項に記載の光起電性モジュール。
【請求項５】
前記導電ワイヤ（３０）のネットワークが、相互接続された隣接した２つの光起電性セル間の電流の流れ（Ｉ）の方向に垂直な方向に前記回折された光線を送ることができる構造を有する、請求項１から４の何れか一項に記載の光起電性モジュール。
【請求項６】
前記接続手段の各々が、光回折ネットワークを生成するように構成された導電材料からなる、請求項１から４の何れか一項に記載の光起電性モジュール。
【請求項７】
前記光起電性セル（２）の各々が、能動前面（２０）及び能動後面（２１）を有し、前記光起電性モジュール（１）が、前記セル（２）の後面（２１）に対向して配置される後方プレート（５）をさらに備え、前記後方プレート（５）が、前記セル（２）の後面（２１）に対して前記入射光子を送ることができる反射性領域（５０）を有する、請求項１から６の何れか一項に記載の光起電性モジュール。
【請求項８】
前記後方プレート（５）が、入射光線を通過させることができる透過性領域（５１）を追加的に有する、請求項７に記載の光起電性モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射光線からの光子を電気エネルギーに変換することができる光起電性モジュールに関する。本発明は、具体的には一のモジュール及びそれと同一のモジュールの光起電性セル間の接続に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、光起電性モジュールは、各々が前面２０及び後面２１を有する複数の光起電性セル２によって形成される。これらの光起電性セル２は、モノフェイシャル、すなわち単一の能動面を有するか、バイフェイシャル、すなわち能動前面及び能動後面を有するものであり得、能動面の各々が、これらの能動面に向かう入射光線からの光子を捕え、電気エネルギーに変換することができる。これらの光起電性セル２は、図１に示されるように、互いにそれらを離隔する隙間を有して配置され、１つのセルの前面２０から隣接するセルの後面２１に延びる接続手段３を介して互いに電気的に直列に接続され、
【０００３】
光起電性セル間の電気的接続は、これらの接続手段によって維持される変形のために最適ではない。これらの接続手段のこのような構成は、セル間を分離する大きな間隙の提供を必要とし、それによって得られるパネルの能動面が減少される。このために、平面的な接続を行なうことが提案されている。しかしながら、それは、依然としてセルの前面の一部を覆う。尚、セルを分離する間隙は、依然として必要とされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような状況において、本発明の目的は、前述の制限がない他の光起電性モジュールを提案することである。本発明の目的は、所定の素子及びモジュール表面に対して改善された電気的効率を与える光起電性モジュールを提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、導電体を備える接続手段を介して直列に電気的に接続される複数の光起電性セルを備える光起電性モジュールに関する。本発明によれば、接続手段の各々が、反射−回折、又は、透過−回折の光学的挙動を有する光学素子を備える。さらに、本発明によれば、接続手段の各々が、少なくとも１つの導電ワイヤのネットワークを含有する、入射光線に対して透過性の材料で形成されるシートからなる。
【０００６】
すなわち、本発明は、光学素子としてセル間に電気接続を用いることを含む。光学素子によって方向を変えられた光線は、特に、セルの電気的効率を増加するために使用され得る。従って、基準（norm）が、セルの能動表面の一部を占めるための接続のためのものであり、その表面が効率の観点で失われるものである一方で、本発明は、セルに光子を戻し、それに光学的機能を与えながら、この“失われた”表面を異常に増加することになり、それによって能動表面の損失が補償される。
【０００７】
さらに、光学素子は、例えば透過及び回折などの様々な光学的機能を同時に有し得る。
【０００８】
有利に、セルの各々の前面は、隣接する光起電性セルの前面に接続され、セルの後面は、他の隣接するセルの後面に接続される。
【０００９】
従って、電気的接続は平面的であり、それは製造方法を容易にする。
【００１０】
好ましくは、各々の接続手段は、追加的に、入射光線の光子の全部又は一部を通過させるのに相応しい１つの光学的挙動を有する。例えば、接続手段は、ある波長に対して透過性であり得る。
【００１１】
本発明の実施形態によれば、導電ワイヤのネットワークは、相互接続された隣接した２つの光起電性セル間の電流の流れの方向に垂直な方向に回折された光線を送ることができる構造を有する。
【００１２】
光起電性セルの各々は、能動前面及び能動後面を有し、光起電性モジュールは、セルの後面に対向して配置される後方プレートをさらに備え、後方プレートは、セルの後面に対して入射光子を送ることができる反射性領域を有する。
【００１３】
例えば、後方プレートは、入射光線の全部又は一部を通過させることができる領域を追加的に有し得る。後方プレートは、透過性材料で形成され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、従来技術の光起電性セルの部分断面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態による構成を有する電気的接続手段を備える光起電性モジュールの部分平面図である。
【図３】図３は、本発明の他の一実施形態による他の構成を有する電気的接続手段を備える光起電性モジュールの部分平面図である。
【図４】図４は、本発明の他の一実施形態による電気的接続手段の他の構成の図である。
【図５】図５は、本発明の他の一実施形態による電気的接続手段の他の構成の図である。
【図６】図６は、本発明の他の実施形態による光起電性モジュールの部分断面図である。
【図７】図７は、図６における光起電性モジュールの部分平面図である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態による、反射手段が提供された後面を備える光起電性モジュールの部分断面図である。
【図９】図８は、本発明の他の実施形態による、反射手段が提供された後面を備える光起電性モジュールの部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の他の特徴及び利点は、添付の図面を参照して、開示目的で且つ限定的ではない、以下に与えられる詳細な説明から明らかになるだろう。
【００１６】
本発明によれば、光起電性モジュール１は、それぞれ光学的挙動を有する接続手段３を介して直列に電気的に接続される複数の光起電性セル２を備える。各々の接続手段３は、この場合、例えばナノメートル寸法の導電ワイヤ３０を含有する、入射光線に対して透過性又は半透過性である材料で形成されるシートからなる。
【００１７】
この光学的挙動は、反射−回折、又は、透過−回折タイプであり得る。
【００１８】
本発明の一実施形態において、図２を参照して、接続手段３の導電ワイヤ３０は、互いに平行で、電流の流れ（Ｉ）の方向に平行に、互いに離隔して配置される。導電ワイヤを分離する間隙のために、電気的接続手段３は、入射光線に対して回折ネットワークのように作用する。回折された光線４は、導電ワイヤ又は電流の流れＩの方向に垂直な方向に送られる。この実施形態において、接続手段の表面に対してセルによって占められる表面の比は、１に等しいものであり得る。
【００１９】
このような構造体は、アルミニウム、銅または銀などの導電性金属の薄膜で覆われた透過性の高分子シートにおいてエッチングによって得られる。導電ワイヤはまた、導電インクを用いて高分子シートに印刷することによって得られる。
【００２０】
他の技術的な解決方法によれば、導電材料が採用され、光学特性は、その表面を構造化することによってその上に与えられる。そのため、この構成の形態、間隔及び繰り返しによれば、材料の表面は、回折ネットワークになる。
【００２１】
本発明の他の実施形態によれば、図３を参照して、接続手段３の導電ワイヤ３０は、いわゆるフィッシュボーンパターンに配置される。すなわち、接続手段は、導電ワイヤの４つのグループを含む。
−互いに平行に配置され、電流の流れＩの方向に対して角度４５°で配向された導電ワイヤの第１のグループ３０１；
−電流の流れＩの方向に垂直な第１の軸に対して第１のグループ３０１に対称的に配置された導電ワイヤの第２のグループ３０２であって、前記軸がセルの表面に平行である導電ワイヤの第２のグループ３０２；
−前記第１の軸に垂直な第２の軸に対して第２のグループ３０２に対称的に配置された導電ワイヤの第３のグループ３０３であって、前記第１及び第２の軸が同一平面にある導電ワイヤの第３のグループ３０３；
−最後に、第２の軸に対して第１のグループ３０１に対称的な導電ワイヤの第４のグループ３０４。
【００２２】
この実施形態において、グループ３０１、３０２、３０３、３０４の各々は、回折ネットワークのように作用し、回折された光線は、導電ワイヤに実質的に垂直な方向に送られる。このパターンは、その形態と同様に、セルの相対的な配置に関してより大きな柔軟性を与える。
【００２３】
本発明の他の実施形態によれば、図４を参照して、接続手段の導電ワイヤは、格子を形成するように配置され得、それは、上述と同様の利点を有し、それによって電気的接続を最適化する。
【００２４】
本発明の他の実施形態によれば、図５を参照して、接続手段の導電ワイヤは、楕円形又は円形ラインを形成し得る。それによって、このパターンは、配置の柔軟性を改善する。
【００２５】
本発明の他の実施形態によれば、図６及び図７を参照して、セルは、バイフェイシャルである。それらは、特に、例えばシリコンから形成され、ｐ型ドーピングされた能動表面及び他のｎ型ドーピングされた能動表面を有する。これらのセルは、図２の実施形態において使用される接続手段３を介して直列に接続され、セルのｐ型の前面が隣接するセルのｎ型の後面と同一平面内にあるように接続されるように配置される。追加的に、セルの各々の前面は、反対のドーピングの隣接するセルの前面に接続され、前記セルの後面が、ここでも反対のドーピングの他の隣接するセルの後面に接続される。
【００２６】
さらに、図８及び図９に示すように、光起電性モジュールの電気的効率を増加させるために、接続手段３の各々は、追加的に、入射光線の光子の全部又は一部を通過させるのに相応しい光学的挙動を有し得る。追加的に、光起電性モジュールは、セルの後面２１に対向して配置された後方プレート５を備え得、前記後方プレートは、セルの後面２１に対してそこに向かう入射光子を戻すように送ることができる反射性領域５０が備えられる。図８に示されるように、自然光を通過させて空間を照明するために、後方プレート５に透過性領域５１を提供することも可能である。
【００２７】
他の代替案は、後方プレートにミラーなどの反射装置、プリズムまたはレンズなどの屈折装置、場合によっては、集光装置などの装置を提供することも含み得る。
【００２８】
本発明の斬新さが、光起電性セル間の電気接続手段が入射光に対して光学的挙動を有するという事実にあることは、上記から明らかに述べられている。特に、セルの後面に対して光子を送り戻すために光起電性モジュールの後方プレートに配置されたミラーなどの反射手段の使用を介して、光起電性セルの電気的効率を増加するために使用され得る入射光線の全部又は一部が通過されるように、これらの接続手段は透過性であり得る。これらの手段はまた、回折タイプであり得、すなわち、光線は、変更された軌道を有する。
【００２９】
セル間の表面を増加し、バイフェイシャルのセルの後面の使用を行なうことによって、セルの表面を減少させ、それによって製造コストを低減させながら、電気効率を増加することが可能になる。
【００３０】
さらに、光起電性モジュールから外側への赤外線等のある光線の方向を変えることによって、セルを冷却することも可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１  光起電性モジュール
２  光起電性セル
３  接続手段
４  光線
５  後方プレート
２０  前面
２１  後面
３０  導電ワイヤ
５０  反射性領域
５１  透過性領域
３０１  導電ワイヤの第１のグループ
３０２  導電ワイヤの第２のグループ
３０３  導電ワイヤの第３のグループ
３０４  導電ワイヤの第４のグループ
【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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【手続補正書】
【提出日】平成24年2月20日(2012.2.20)
【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】
導電体を備える接続手段（３）を介して直列に電気的に接続される複数の光起電性セル（２）を備える光起電性モジュール（１）であって、
前記接続手段（３）の各々が、反射−回折又は透過−回折の光学的挙動を有する光学素子を備え、前記接続手段（３）の各々が、少なくとも１つの導電ワイヤ（３０）のネットワークを含有し、平面型である、入射光線に対して透過的な材料で形成されるシートからなる、光起電性モジュール。
【請求項２】
前記光学素子が、様々な光学的機能を同時に有し、特に透過及び回折を有する、請求項１に記載の光起電性モジュール。
【請求項３】
前記光起電性セル（２）の各々の前面（２０）が、隣接する光起電性セル（２）の前面（２０）に接続され、前記セル（２）の後面（２１）が、他の隣接するセル（２）の後面（２１）に接続される、請求項１及び２の何れか一項に記載の光起電性モジュール。
【請求項４】
前記接続手段（３）の各々が、前記入射光線の光子の全部又は一部を通過させるのに相応しい少なくとも１つの光学的挙動を有する、請求項１から３の何れか一項に記載の光起電性モジュール。
【請求項５】
前記導電ワイヤ（３０）のネットワークが、相互接続された隣接した２つの光起電性セル間の電流の流れ（Ｉ）の方向に垂直な方向に前記回折された光線を送ることができる構造を有する、請求項１から４の何れか一項に記載の光起電性モジュール。
【請求項６】
前記接続手段の各々が、光回折ネットワークを生成するように構成された導電材料からなる、請求項１から４の何れか一項に記載の光起電性モジュール。
【請求項７】
前記光起電性セル（２）の各々が、能動前面（２０）及び能動後面（２１）を有し、前記光起電性モジュール（１）が、前記セル（２）の後面（２１）に対向して配置される後方プレート（５）をさらに備え、前記後方プレート（５）が、前記セル（２）の後面（２１）に対して前記入射光子を送ることができる反射性領域（５０）を有する、請求項１から６の何れか一項に記載の光起電性モジュール。
【請求項８】
前記後方プレート（５）が、入射光線を通過させることができる透過性領域（５１）を追加的に有する、請求項７に記載の光起電性モジュール。
【国際調査報告】
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