(57)【要約】  反射部材で反射された光を太陽電池セルに効率良く入射させ、出力特性を向上させる。  横方向に配列された複数の太陽電池ストリング１１〜１３を備える。複数の太陽電池ストリング１１〜１３のそれぞれは、縦方向に配列された複数の太陽電池セル１と、複数の太陽電池セル１の少なくとも一部を互いに電気的に接続する配線材とを有し、複数の太陽電池ストリング１１〜１３の少なくとも一部を互いに電気的に接続する渡り配線２１，２２と、複数の太陽電池ストリング１１〜１３の裏面側に設けられる反射充填部材６とを備え、複数の太陽電池セル１のそれぞれは、縦方向に延びるバスバー電極３を有し、太陽電池ストリング１１〜１３内における太陽電池セル１間の距離Ｄ１が、太陽電池ストリング１１〜１３間の距離Ｄ２より長い。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
横方向に配列された複数の太陽電池ストリングを備え、
前記複数の太陽電池ストリングのそれぞれは、
縦方向に配列された複数の太陽電池セルと、
前記複数の太陽電池セルの少なくとも一部を互いに電気的に接続する配線材と、を有し、
前記複数の太陽電池ストリングの少なくとも一部を互いに電気的に接続する渡り配線と、
前記複数の太陽電池ストリングの裏面側に設けられる反射充填部材と、をさらに備え、
前記複数の太陽電池セルのそれぞれは、前記縦方向に延びるバスバー電極を有し、
前記太陽電池ストリング内における前記太陽電池セル間の距離が、前記太陽電池ストリング間の距離より長い、太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記太陽電池ストリング内における前記太陽電池セル間の前記反射充填部材の高さが、前記太陽電池ストリング間の前記反射充填部材の高さより高い、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記太陽電池ストリング内における前記太陽電池セル間において、前記反射充填部材が前記太陽電池セルの周辺部を被覆するように設けられており、その被覆量が、前記太陽電池ストリング間における前記反射充填部材による被覆量より大きい、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】
前記太陽電池ストリング内における前記太陽電池セル間の距離が、前記渡り配線と前記太陽電池ストリングとの間の距離より長い、請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記渡り配線として、前記縦方向に並行して設けられる第１の渡り配線と第２の渡り配線とが設けられており、前記太陽電池ストリング内における前記太陽電池セル間の距離が、前記第１の渡り配線と前記第２の渡り配線の間の距離より長い、請求項１〜４のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記第２の渡り配線が、前記第１の渡り配線より前記太陽電池ストリングに近い側に設けられており、前記太陽電池ストリング内における前記太陽電池セル間の距離が、前記第２の渡り配線と前記太陽電池ストリングの間の距離より長く、前記第２の渡り配線と前記太陽電池ストリングの間の距離が、前記第１の渡り配線と前記第２の渡り配線の間の距離より長い、請求項５に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記太陽電池ストリング内における前記太陽電池セル間の距離が、前記渡り配線の前記縦方向の幅より長い、請求項１〜６のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】
前記反射充填部材が、白色顔料を含有する充填部材である、請求項１〜７のいずれか一項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】
本発明は、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、太陽電池セルを縦方向及び横方向に配置し、各太陽電池セルを電気的に接続することにより構成されている。太陽電池モジュールにおいては、太陽電池セルの受光面側から入射し、太陽電池セル間を通過した光を、受光面側に反射して再び太陽電池セルに入射させるため、太陽電池セルの裏面側に反射充填部材を設けることが提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３６８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、太陽電池モジュールの出力特性をさらに向上させたいという要望がある。【０００５】
本発明の目的は、反射部材で反射された光を太陽電池セルに効率良く入射させ、出力特性を向上させることができる太陽電池モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、横方向に配列された複数の太陽電池ストリングを備える。複数の太陽電池ストリングのそれぞれは、縦方向に配列された複数の太陽電池セルと、複数の太陽電池セルの少なくとも一部を互いに電気的に接続する配線材とを有し、複数の太陽電池ストリングの少なくとも一部を互いに電気的に接続する渡り配線と、複数の太陽電池ストリングの裏面側に設けられる反射充填部材とをさらに備える。複数の太陽電池セルのそれぞれは、縦方向に延びるバスバー電極を有し、太陽電池ストリング内における太陽電池セル間の距離が、太陽電池ストリング間の距離より長い。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、反射部材で反射された光を太陽電池セルに効率良く入射させ、出力特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態の太陽電池モジュールを示す模式的平面図である。
【図２】図２は、図１に示すＡ−Ａ線に沿う模式的断面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態の太陽電池モジュールにおける太陽電池セル間を接続するタブ配線を説明するための模式的断面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態の太陽電池モジュールにおける渡り配線及び太陽電池セルを拡大して示す模式的平面図である。
【図５】図５は、太陽電池セルにおける再入射領域を示す模式的平面図である。
【図６】図６は、太陽電池モジュールにおける太陽電池セル間を通過した入射光の反射状態を説明するための模式的断面図である。
【図７】図７は、太陽電池モジュールにおける太陽電池セル間の反射充填部材を示す模式的断面図である。
【図８】図８は、太陽電池モジュールにおける太陽電池ストリング間の反射充填部材を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態の太陽電池モジュールを示す模式的平面図である。図２は、図１に示すＡ−Ａ線に沿う模式的断面図である。図３は、本発明の一実施形態の太陽電池モジュールにおける太陽電池セル間を接続するタブ配線を説明するための模式的断面図である。
【００１１】
図１に示すように、太陽電池モジュール１０は、横方向（ｙ方向）に配列された複数の太陽電池ストリング１１〜１６を備えている。太陽電池ストリング１１〜１６は、縦方向（ｘ方向）に配列された複数の太陽電池セル１を電気的に接続することにより構成されている。なお、本発明において、「縦方向」は、太陽電池ストリング１１〜１６内において太陽電池セル１が配列される方向をいう。また、「横方向」は、太陽電池ストリング１１〜１６が配列される方向であり、縦方向に対し略垂直な方向である。
【００１２】
図２に示すように、太陽電池ストリング１１〜１６内において、隣接する太陽電池セル１は、タブ配線４により接続されている。タブ配線４の一方端は、隣接する一方の太陽電池セル１の表面１ａ側に接続され、他方端は、隣接する他方の太陽電池セル１の裏面１ｂ側に接続されている。図１に示すように、太陽電池セル１の表面１ａには、横方向に延びる多数のフィンガー電極２が形成されている。このフィンガー電極２に対して略直行する方向に延びるバスバー電極３が、フィンガー電極２に電気的に接続されるように設けられている。また、図示されないが、太陽電池セル１の裏面１ｂにも、表面１ａと同様に、フィンガー電極２及びバスバー電極３が形成されている。なお、裏面１ｂに形成されるフィンガー電極２は、表面１ａよりも、高密度となるように形成されている。裏面１ｂに形成されるフィンガー電極２及びバスバー電極３が、太陽電池セル１の裏面電極を構成している。
【００１３】
図１において、表面１ａのバスバー電極３は、タブ配線４と重なって図示されている。したがって、表面１ａのバスバー電極３は、太陽電池セル１の縦方向に延びるように設けられている。なお、本発明において、「縦方向に延びる」は、縦方向と平行な一直線状に延びることに限られず、例えば、縦方向と平行ではない複数の直線が互いに繋ぎ合わされてジグザグ状に延びることも含む。
【００１４】
図３に示すように、隣接する太陽電池セル１の間に設けられるタブ配線４は、一方の太陽電池セル１の表面１ａ側のバスバー電極３と、他方の太陽電池セル１の裏面１ｂ側のバスバー電極３とを接続している。したがって、各太陽電池セル１の表面１ａ側のバスバー電極３は、配線材であるタブ配線４によって、隣接する太陽電池セル１の裏面電極であるバスバー電極３に電気的に接続されている。バスバー電極３とタブ配線４とは、例えば、図示されない半田や樹脂接着剤等により接続されている。
【００１５】
図１に示すように、太陽電池ストリング１１の最上段の太陽電池セル１の表面１ａ側に設けられたタブ配線４は、第１の渡り配線２１に接続されている。太陽電池ストリング１１の最下段の太陽電池セル１の裏面１ｂ側に設けられたタブ配線４は、第３の渡り配線２３に接続されている。太陽電池ストリング１２の最上段の太陽電池セル１の表面１ａ側に設けられたタブ配線４は、第２の渡り配線２２に接続されている。太陽電池ストリング１２の最下段の太陽電池セル１の裏面１ｂ側に設けられたタブ配線４は、第３の渡り配線２３に接続されている。太陽電池ストリング１３の最上段の太陽電池セル１の表面１ａ側に設けられたタブ配線４は、第２の渡り配線２２に接続されている。太陽電池ストリング１３の最下段の太陽電池セル１の裏面１ｂ側に設けられたタブ配線４は、第３の渡り配線２４に接続されている。
【００１６】
太陽電池ストリング１４の最上段の太陽電池セル１の表面１ａ側に設けられたタブ配線４は、第２の渡り配線２５に接続されている。太陽電池ストリング１４の最下段の太陽電池セル１の裏面１ｂ側に設けられたタブ配線４は、第３の渡り配線２４に接続されている。太陽電池ストリング１５の最上段の太陽電池セル１の表面１ａ側に設けられたタブ配線４は、第２の渡り配線２５に接続されている。太陽電池ストリング１５の最下段の太陽電池セル１の裏面１ｂ側に設けられたタブ配線４は、第３の渡り配線２７に接続されている。太陽電池ストリング１６の最上段の太陽電池セル１の表面１ａ側に設けられたタブ配線４は、第１の渡り配線２６に接続されている。太陽電池ストリング１３の最下段の太陽電池セル１の裏面１ｂ側に設けられたタブ配線４は、第３の渡り配線２７に接続されている。
【００１７】
以上のように、各太陽電池ストリング１１〜１６は、第１の渡り配線２１，２６、第２の渡り配線２２，２５、及び第３の渡り配線２３，２４，２７のいずれかの渡り配線に接続されることにより、互いに直列または並列に電気的に接続されている。
【００１８】
図２に示すように、受光側となる太陽電池セル１の表面１ａ側には、表面側保護部材７が設けられている。表面側保護部材７は、例えば、ガラスなどにより構成することができる。太陽電池セル１の裏面１ｂ側には、裏面側保護部材８が設けられている。裏面側保護部材８は、例えば、樹脂により構成することができる。また、アルミニウムなどからなる金属層が内部に設けられた樹脂シートにより構成してもよい。
【００１９】
表面側保護部材７と太陽電池セル１との間には、受光側充填部材５が設けられている。裏面側保護部材８と太陽電池セル１との間には、反射充填部材６が設けられている。受光側充填部材５及び反射充填部材６は、例えば樹脂から構成することができる。このような樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどからなる非架橋性樹脂や、エチレン・酢酸ビニル共集合体（ＥＶＡ）や、ポリエチレン、ポリプロピレンなどからなる架橋性樹脂等が挙げられる。反射充填部材６は、受光側から入射した光を再び受光側に反射するための部材である。反射充填部材６としては、例えば酸化チタン等の白色顔料を樹脂に含有させることにより、光反射能が付与されたものを用いることができる。しかしながら、反射充填部材６は、このようなものに限定されることはなく、受光側から入手した光を再び受光側に反射させることができるものであればよい。
【００２０】
図４は、本発明の一実施形態の太陽電池モジュールにおける渡り配線及び太陽電池セルを拡大して示す模式的平面図である。図４に示すように、本実施形態では、太陽電池ストリング１１，１２，１３内における太陽電池セル１間の距離Ｄ１は、太陽電池ストリング間の距離Ｄ２より長い。距離Ｄ１は、好ましくは、距離Ｄ２の１．１倍以上であり、さらに好ましくは、１．３倍以上、５倍以下である。図４においては、太陽電池ストリング１２及び１３間の距離を、Ｄ２として示しているが、太陽電池ストリング１１及び１２間の距離も、Ｄ２である。
【００２１】
太陽電池ストリング内における太陽電池セル１間の距離Ｄ１を、太陽電池ストリング間の距離Ｄ２より長くすることにより、出力特性を向上させることができる。以下、この理由について説明する。
【００２２】
図６は、太陽電池モジュールにおける太陽電池セル間を通過した入射光の反射状態を説明するための模式的断面図である。図６に示すように、太陽電池セル１間を通過した入射光３３は、反射充填部材６で反射し、反射光３４となる。反射光３４は、表面側保護部材７の外部との界面で反射し、再入射光３５となって再び太陽電池セル１に入射する。
【００２３】
図５は、太陽電池セルにおける再入射領域を示す模式的平面図である。太陽電池ストリング部内における太陽電池セル間を通過した入射光の一部は、再入射領域３１に入射する。一方、太陽電池ストリング間における太陽電池セル間を通過した入射光の一部は、再入射領域３２に入射する。図５に示すように、再入射領域３２は、バスバー電極３から遠くに位置している。このため、再入射領域３２に再入射した光により発生したキャリアを効率良く収集することができない。これに対し、再入射領域３１は、バスバー電極３の近くに位置しているので、キャリア取り出し時の抵抗ロスが小さく、再入射領域３１に再入射した光により発生したキャリアを、効率良く収集することができる。本実施形態では、上述のように、太陽電池ストリング内における太陽電池セル１間の距離Ｄ１を、太陽電池ストリング間の距離Ｄ２より長くなるように設定しているので、再入射領域３１に再入射する光の量を、再入射領域３２よりも多くすることができる。このため、再入射した光により発生したキャリアを効率良く収集することができ、出力特性を向上させることができる。
【００２４】
図７は、太陽電池モジュールにおける太陽電池セル間の反射充填部材を示す模式的断面図である。図８は、太陽電池モジュールにおける太陽電池ストリング間の反射充填部材を示す模式的断面図である。図７及び図８に示すように、本実施形態では、太陽電池ストリング内における太陽電池セル１間の反射充填部材６の高さが、太陽電池ストリング１２及び１３間の反射充填部材６の高さより高くなっている。具体的には、図７に示すように、太陽電池ストリング内における太陽電池セル１間の反射充填部材６は、太陽電池セル１より高さＨ突出するように形成されている。これに対し、太陽電池ストリング１２及び１３間の反射充填部材６は、図８に示すように、太陽電池セル１から上に突出しないように形成されている。したがって、図７に示す、太陽電池セル１間の反射充填部材６と表面側保護部材７との間の距離ｄ１は、図８に示す、太陽電池ストリング１２及び１３間の反射充填部材６と表面側保護部材７との間の距離ｄ２より小さくなっている。言い換えると、太陽電池セル１間の受光側充填部材５の厚さは、太陽電池ストリング１２及び１３間の受光側充填部材５の厚さより小さくなっている。したがって、太陽電池セル１間の受光側充填部材５により吸収される光の量を、太陽電池ストリング１２及び１３間の受光側充填部材５により吸収される光の量より少なくすることができる。
【００２５】
このため、太陽電池セル１間の反射充填部材６での入射光の反射を、太陽電池ストリング１２及び１３間の反射充填部材６での入射光の反射より大きくすることができる。したがって、図５に示す再入射領域３１に再入射する光の量を、再入射領域３２よりも多くすることができる。このため、再入射した光により発生したキャリアを効率良く収集することができ、出力特性を向上させることができる。
【００２６】
また、本実施形態では、図７に示すように、太陽電池ストリング内における太陽電池セル１間において、反射充填部材６が太陽電池セル１の周辺部を被覆するように設けられている。その被覆量Ｃは、図８に示す太陽電池ストリング１２及び１３間における反射充填部材６による被覆量より大きい。太陽電池セル１の周辺部には、ｐｎ接合またはｐｉｎ接合が形成されていない無効領域が存在しており、無効領域での入射光の利用率は低い。このため、反射充填部材６が太陽電池セル１の周辺部を被覆するように設けられると、無効領域での入射光の利用率を高めることができる。図７及び図８に示すように、太陽電池ストリング内の太陽電池セル１間における太陽電池セル１の周辺部を被覆する被覆量Ｃを、太陽電池ストリング１２及び１３間における被覆量より大きくすることにより、図５に示す再入射領域３１に再入射する光の量を増やすことができる。このため、再入射した光により発生したキャリアを効率良く収集することができ、出力特性を向上させることができる。
【００２７】
図４に示すように、太陽電池ストリング内における太陽電池セル１間の距離Ｄ１は、第２の渡り配線２２と太陽電池セル１との間の距離Ｄ３より長くなっている。第２の渡り配線２２と太陽電池セル１との間を通過した光の反射光は、第２の渡り配線２２に隣接している太陽電池セル１に再入射した光のみが発電に寄与する。これに対し、太陽電池ストリング内における太陽電池セル１間を通過した光の反射光は、互いに隣接する両方の太陽電池セル１に再入射する。このため、発電に寄与する光の量を多くすることができ、入射光の利用率を向上させることができる。
【００２８】
図４に示すように、本実施形態では、渡り配線として、第１の渡り配線２１と第２の渡り配線２２が縦方向に並行して設けられている。本実施形態では、図４に示すように、太陽電池ストリング内における太陽電池セル１間の距離Ｄ１は、第１の渡り配線２１と第２渡り配線２２の間の距離Ｄ４より長くなっている。第１の渡り配線２１と第２渡り配線２２の間を通過した光の反射光は、第２の渡り配線２２に隣接している太陽電池セル１に再入射した光が発電に寄与する。これに対し、太陽電池ストリング内における太陽電池セル１間を通過した光の反射光は、互いに隣接する両方の太陽電池セル１に再入射する。このため、発電に寄与する光の量を多くすることができ、入射光の利用率を向上させることができる。
【００２９】
図４に示すように、本実施形態では、第２の渡り配線２２が、第１の渡り配線２１より太陽電池ストリングに近い側に設けられている。本実施形態では、図４に示すように、太陽電池ストリング内における太陽電池セル１間の距離Ｄ１は、第２の渡り配線２２と太陽電池ストリングの間の距離Ｄ３より長く、第２の渡り配線２２と太陽電池ストリングの間の距離Ｄ３は、第１の渡り配線２１と第２の渡り配線２２の間の距離Ｄ４より長くなっている。第１の渡り配線２１と第２の渡り配線２２の間の位置は、第２の渡り配線２２と太陽電池ストリングの間の位置よりも、太陽電池セル１から遠い。このため、第１の渡り配線２１と第２の渡り配線２２の間を通過した光の利用率は、第２の渡り配線２２と太陽電池ストリングの間を通過した光の利用率よりも低くなる。したがって、距離Ｄ１＞距離Ｄ３＞距離Ｄ４の関係を満たすことにより、光の利用率を高めることができ、出力特性を向上させることができる。
【００３０】
図４に示すように、本実施形態では、太陽電池ストリング内における太陽電池セル１間の距離Ｄ１が、第１の渡り配線２１の縦方向の幅Ｗより長くなっている。なお、第２の渡り配線２２の縦方向の幅も、第１の渡り配線２１の縦方向の幅Ｗと同じである。第１の渡り配線２１及び第２の渡り配線２２は、光の入射を妨げるものである。したがって、第１の渡り配線２１及び第２の渡り配線２２の縦方向の幅Ｗを狭くし、その分、太陽電池ストリング内における太陽電池セル１間の距離Ｄ１を広げることにより、再入射光の量を多くすることができる。上述のように、太陽電池ストリング内における太陽電池セル１間は、反射充填部材６による反射で、最も有効に光の利用率を高めることができる領域である。したがって、太陽電池ストリング内における太陽電池セル１間の距離Ｄ１を広げることにより、効率良く出力特性を向上させることができる。
【００３１】
太陽電池セル１の構造は、上記実施形態のものに限定されるものではない。例えば、裏面接合型の太陽電池セルであってもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１…太陽電池セル
１ａ…表面
１ｂ…裏面
２…フィンガー電極
３…バスバー電極
４…タブ配線
５…受光側充填部材
６…反射充填部材
７…表面側保護部材
８…裏面側保護部材
１０…太陽電池モジュール
１１〜１６…太陽電池ストリング
２１，２６…第１の渡り配線
２２，２５…第２の渡り配線
２３，２４，２７…第３の渡り配線
３１，３２…再入射領域
３３…入射光
３４…反射光
３５…再入射光
【図１】
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【図２】
2014156213.tif 000004
【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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【国際調査報告】
2014156213.tif 000011
2014156213.tif 000012
2014156213.tif 000013
2014156213.tif 000014