(57)【要約】  配線材における太陽電池セル間の距離が異なる太陽電池モジュールにおいて、繰り返し温度変化による配線材へのより大きな応力の集中を抑制することができる太陽電池モジュールを提供する。  配列方向に配置された複数の太陽電池セル１０〜１４と、前記太陽電池セル１０〜１４間を電気的に接続するため前記配列方向に沿って延びるように設けられた少なくとも２本の配線材とを有する太陽電池ストリング２０を備えた太陽電池モジュール３０であって、前記少なくとも２本の配線材が、隣接する前記太陽電池セル間の距離が短い第１の位置に配置される第１の配線材１と、隣接する前記太陽電池セル間の距離が長い第２の位置に配置される第２の配線材２とを含み、前記太陽電池セル間において、前記第１の配線材１及び前記第２の配線材２に、それぞれ屈曲部が形成されており、向かい合う前記太陽電池セルの端部の間での第１の配線材１の傾きの最大値は、第２の配線材２の傾きの最大値より大きい。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配列方向に配置された複数の太陽電池セルと、前記太陽電池セル間を電気的に接続するため前記配列方向に沿って延びるように設けられた少なくとも２本の配線材とを有する太陽電池ストリングを備えた太陽電池モジュールであって、
前記少なくとも２本の配線材が、隣接する前記太陽電池セル間の距離が短い第１の位置に配置される第１の配線材と、隣接する前記太陽電池セル間の距離が長い第２の位置に配置される第２の配線材とを含み、
前記太陽電池セル間において、前記第１の配線材及び前記第２の配線材に、それぞれ屈曲部が形成されており、向かい合う前記太陽電池セルの端部の間での第１の配線材の傾きの最大値は、第２の配線材の傾きの最大値より大きい、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において、
表面保護部材および裏面保護部材と、
前記表面保護部材と前記裏面保護部材との間に配置された前記太陽電池ストリングを封止する充填材層と、をさらに備え
隣接する前記太陽電池セル間の距離は、前記表面保護部材の面に沿った前記配列方向の長さである、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、
前記第１の配線材および前記第２の配線材は、前記配列方向と交差する方向に並べて配置され、
第２の配線材は、前記配列方向と交差する方向について、第１の配線材より前記太陽電池セルの中央に接続される、太陽電池モジュール。
【請求項４】
請求項２に記載の太陽電池モジュールであって、
前記第１の配線材および前記第２の配線材は、前記配列方向と交差する方向に並べて配置され、
第１の配線材は、前記配列方向と交差する方向について、第２の配線材より前記太陽電池セルの中央に接続される、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では、複数の太陽電池セルを所定方向に配列し、隣接する太陽電池セル間を配線材で電気的に接続している。特許文献１では、複数の円形状の太陽電池セルを配線材で電気的に接続した太陽電池モジュールが開示されている。特許文献１では、１本の配線材で接続している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１８６５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、複数本の配線材で接続する場合、円形状の太陽電池セルの周縁部は、円弧状であるので、各配線材における太陽電池セル端部間の距離が異なる場合がある。太陽電池モジュールにおいては、繰り返し温度変化により、熱膨張による応力が、太陽電池セル間の配線材に加わる。具体的には、特許文献１に記載の最表面被覆材、充填材、最裏面被覆材及び太陽電池セルとは、それぞれ熱膨張係数が異なるため、熱膨張または熱収縮の絶対量が異なる。熱膨張または熱収縮の違いにより生じる応力は、剛性の低い材料により吸収されようとする。具体的には、最表面被覆材に沿った方向においては、太陽電池セル端部間の太陽電池セルを接続する配線材に集中する。太陽電池モジュールを構成する太陽電池セル端部が略平行でない場合において、太陽電池セル端部間の距離が短い部分では、太陽電池セル間の配線材の長さも短い。したがって、太陽電池セル端部間の距離が短い部分では、より大きな応力が太陽電池セル間の配線材に集中するという課題があった。【０００５】
本発明の目的は、配線材における太陽電池セル間の距離が異なる太陽電池モジュールにおいて、繰り返し温度変化による配線材へのより大きな応力の集中を抑制す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】
本発明の太陽電池モジュールは、配列方向に配置された複数の太陽電池セルと、前記太陽電池セル間を電気的に接続するため前記配列方向に沿って延びるように設けられた少なくとも２本の配線材とを有する太陽電池ストリングを備えた太陽電池モジュールであって、前記少なくとも２本の配線材が、隣接する前記太陽電池セル間の距離が短い第１の位置に配置される第１の配線材と、隣接する前記太陽電池セル間の距離が長い第２の位置に配置される第２の配線材とを含み、前記太陽電池セル間において、前記第１の配線材及び前記第２の配線材に、それぞれ屈曲部が形成されており、向かい合う前記太陽電池セルの端部の間での第１の配線材の傾きの最大値は、第２の配線材の傾きの最大値より大きい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、繰り返し温度変化による配線材へのより大きな応力の集中を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の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、第１の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拡大して示す模式的平面図である。
【図３】図３（ａ）は、図２に示すＡ−Ａ線に沿う模式的断面図であり、図３（ｂ）は、図２に示すＢ−Ｂ線に沿う模式的断面図である。
【図４】図４は、第２の実施形態における太陽電池モジュールの太陽電池ストリングを示す模式的平面図である。
【図５】図５は、第３の実施形態における太陽電池モジュールの太陽電池ストリングを示す模式的平面図である。
【図６】図６は、第４の実施形態における太陽電池モジュールの太陽電池ストリングを示す模式的平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、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、第１の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１に示すように、太陽電池モジュール３０において、太陽電池セル１０〜１４は、ｙ方向に配列されている。太陽電池セル１０〜１４は、中心を通る線分で円を４等分した形状を有している。太陽電池セル１０及び１１間には、第１の配線材１及び第２の配線材２が設けられている。第１の配線材１及び第２の配線材２は、太陽電池セルの配列方向であるｙ方向と略垂直な方向であるｘ方向に配列される。太陽電池セル１１及び１２間、太陽電池セル１２及び１３間、太陽電池セル１３及び１４間にも同様に、第１の配線材及び第２配線材が設けられている。太陽電池セル１０〜１４における各太陽電池セル間を配線材で電気的に接続することにより、太陽電池ストリング２０が構成されている。太陽電池モジュール３０においては、このような太陽電池ストリング２０が、太陽電池セルの配列方向であるｙ方向と略垂直な方向であるｘ方向に配列され、各太陽電池ストリング２０が電気的に接続されている。
【００１１】
図２は、第１の実施形態の太陽電池モジュール３０における太陽電池セル１０及び１１間を拡大して示す模式的平面図である。図２に示すように、第１の配線材１の一方端は、太陽電池セル１０の第１の主面１０ｃ側の電極に電気的に接続されており、他方端は、太陽電池セル１１の第２の主面１１ｄ側の電極に電気的に接続されている。同様に、第２の配線材２の一方端は、太陽電池セル１０の第１の主面１０ｃ側の電極に電気的に接続されており、他方端は、太陽電池セル１１の第２の主面１１ｄ側の電極に電気的に接続されている。本実施形態では、第２の主面１０ｄは主として入射光を受光する面であり、第１の主面１０ｃは入射光を受光する面と反対の面である。太陽などの光源と第１の主面１０ｄとが対向するように配置された場合に、太陽電池モジュール３０は電力を発生する。
【００１２】
本実施形態では、太陽電池セル１０の第１の主面１０ｃの上には、ｘ方向に延びるフィンガー電極（図示省略）が形成されており、フィンガー電極が延びる方向と略垂直な方向（ｙ方向）には、フィンガー電極と電気的に接続されているバスバー電極（図示省略）が形成されている。第１の配線材１及び第２の配線材２の一方端は、このバスバー電極に電気的に接続されている。太陽電池セル１１の第２の主面１１ｄの上にも、同様にしてフィンガー電極及びバスバー電極が形成されており、第１の配線材１及び第２の配線材２の他方端は、このバスバー電極に電気的に接続されている。
【００１３】
太陽電池セル１０の第２の主面１０ｄ及び太陽電池セル１１の第１の主面１１ｃの上にも、同様のフィンガー電極及びバスバー電極は形成されている。
【００１４】
なお、バスバー電極、フィンガー電極の構成は上記の構成に限定されない。両方を備える構成のもの、または、いずれか一方を備える構成のものでも良いし、太陽電池セルの主面全面に形成される電極を採用してもよい。
【００１５】
隣接する太陽電池セル１０及び１１間において、太陽電池セル１０の円弧状の端部１０ａと、太陽電池セル１１の直線状の端部１１ｂとが対向している。第１の配線材１は、隣接する太陽電池セル１０及び１１間の距離、すなわち端部１０ａと端部１１ｂとの間の距離が短い第１の位置Ｐ１に配置されている。第２の配線材２は、隣接する太陽電池セル１０及び１１間の距離、すなわち端部１０ａと端部１１ｂとの間の距離が長い第２の位置Ｐ２に配置されている。
【００１６】
なお、図２および図３では、太陽電池セル１１の第１の主面１１ｃと、太陽電池セル１２の第２の主面とが、図示しない配線材で電気的に接続される。太陽電池セル１１、１２の接続は、太陽電池セル１０、１１の接続と同様の構成を有する。このように、太陽電池セル１０、１１の接続の構成を繰り返し設けることで、３以上の太陽電池セルを含む太陽電池ストリング２０を構成する。
【００１７】
図３（ａ）は、図２に示すＡ−Ａ線に沿う模式的断面図であり、図３（ｂ）は、図２に示すＢ−Ｂ線に沿う模式的断面図である。図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、太陽電池セル１０及び１１は、表面側保護部材３１と裏面側保護部材３２の間に配置され、これらの間に設けられる充填材層３３中に封止されている。表面保護部材３１としては、ガラス板、アクリル板、ポリカーボネート板などの透明基材が用いられる。裏面側保護部材３２としては、ガラス板、樹脂シート、樹脂フィルム、樹脂板などが用いられる。充填材層３３は、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等の架橋性樹脂や、ポリオレフィンなどの非架橋性樹脂などから構成することができる。本実施形態では、表面側保護部材３１が受光側保護部材となる。
【００１８】
図３（ａ）に示すように、第１の配線材１の一方端は、太陽電池セル１０の第１の主面１０ｃ側の電極に接続され、他方端は、太陽電池セル１１の第２の主面１１ｄ側の電極に接続されている。太陽電池セル１０と太陽電池セル１１の間の第１の配線材１には、第１の屈曲部１ａと第２の屈曲部１ｂが形成されている。
【００１９】
図３（ｂ）に示すように、第２の配線材２の一方端は、太陽電池セル１０の第１の主面１０ｃ側の電極に接続され、他方端は、太陽電池セル１１の第２の主面１１ｄ側の電極に接続されている。太陽電池セル１０と太陽電池セル１１の間の第２の配線材２には、第１の屈曲部２ａと第２の屈曲部２ｂが形成されている。
【００２０】
図３（ａ）に示すように、第１の配線材１の第１の屈曲部１ａ及び第２の屈曲部１ｂにおける屈曲の形状は、図３（ｂ）に示す第２の配線材２の第１の屈曲部２ａ及び第２の屈曲部２ｂにおける屈曲の形状と異なる。具体的には、太陽電池セル１０及び１１の配列方向（ｘ方向）の太陽電池セル１０の端部と太陽電池セル１１の端部との間において、第１の配線材１の傾きの最大値θ１は、第２の配線材２の傾きの最大値θ２より大きくする。配線材の傾きは、太陽電池セル１０及び１１の配列方向（ｘ方向）と表面側保護部材３１に垂直な方向（ｚ方向）とで規定されるｘ−ｚ平面において、ｘ−ｚ平面上の任意の座標で配線材の傾きで規定される。図３（ａ）に示す配線材１の傾きの最大値θ１は、太陽電池セル１０及び１１の配列方向（ｘ方向）を基準としたときの配線材１の傾きの最大値である。同様に、図３（ｂ）に示す配線材２の傾きの最大値θ２は、太陽電池セル１０及び１１の配列方向（ｘ方向）を基準としたときの配線材２の傾きの最大値である。なお、傾きの最大値は、数値がプラスであるかマイナスであるかにかかわらず、傾きの絶対値の最大値とする。このとき、表面側保護部材３１に垂直な方向（ｚ方向）において、第１の配線材１の第１の屈曲部１ａと第２の屈曲部１ｂとの間隔Ｄ１は、第２の配線材２の第１の屈曲部２ａと第２の屈曲部２ｂとの間隔Ｄ２より大きくなる。
【００２１】
太陽電池セル１０と太陽電池セル１１の間において、第１の配線材１と第２の配線材２の傾きの最大値を異ならせることで、端部１０ａと端部１１ｂの距離の違いにより生じる第１の配線材１と第２の配線材２の長さの差を小さくすることができる。好ましくは、太陽電池セル１０に対する接続部の端部１ｃと太陽電池セル１１に対する接続部の端部１ｄとの間について、第１の配線材の長さと、第２の配線材の長さとを同程度とする。すなわち、端部１ｃと端部１ｄとの間の長さと、端部２ｃと端部２ｄとの間の長さとを同程度にする。
【００２２】
したがって、本実施形態では、隣接する太陽電池セル１０及び１１間の距離が短い第１の位置Ｐ１に配置されている第１の配線材１の傾きの最大値が、太陽電池セル１０及び１１間の距離が長い第２の位置Ｐ２に配置されている第２の配線材２の傾きの最大値より大きくなっている。太陽電池モジュールの熱膨張により、太陽電池セル１０及び１１間の距離が短い第１の位置Ｐ１に配置されている第１の配線材１に加わる単位長さあたりの応力は、太陽電池セル１０及び１１間の距離が長い第２の位置Ｐ２に配置されている第２の配線材２に加わる単位長さあたりの応力より大きい。本実施形態では、太陽電池セルの熱膨張による応力が集中しやすい第１の配線材１の傾きの最大値を大きくしているので、熱膨張によって第１の配線材１に応力が加わっても、単位長さあたりの応力を小さくすることができる。太陽電池セル１０と太陽電池セル１１の間の第１の配線材１の長さと第２の配線材２の長さとを同程度とした場合には、第１の配線材１と第２の配線材２との単位長さ当たりの応力を同程度とすることができる。したがって、第１の配線材１により大きな応力が集中するのを抑制することができる。
【００２３】
なお、本発明において、太陽電池セル１０及び１１間の距離は、表面側保護部材３１に沿った距離を意味している。
【００２４】
図４は、第２の実施形態における太陽電池モジュールの太陽電池ストリングを示す模式的平面図である。本実施形態では、太陽電池セル１０〜１４が、台形の形状を有している。本実施形態でも、太陽電池セル１０及び１１の配列方向の太陽電池セル１０の端部と太陽電池セル１１の端部との間において、第１の配線材１の傾きの最大値を第２の配線材２の傾きの最大値より大きくすることにより、太陽電池セルの熱膨張による第１の配線材１へのより大きな応力の集中を抑制することができる。
【００２５】
図５は、第３の実施形態における太陽電池モジュールの太陽電池ストリングを示す模式的平面図である。本実施形態では、太陽電池セル１０〜１４が、特殊な形状を有している。太陽電池セル１１に注目してこの形状を説明すると、太陽電池セル１１の端部１１ｂの中央部１１ｂ１の部分が内側に窪んだ形状を有しているため太陽電池セル端部間が略平行でない。具体的には、太陽電池セル１１の端部１１ｂの中央部１１ｂ１でのセル端部間の配列方向の距離よりも、太陽電池セル１１の端部１１ｂの両端でのセル端部間の配列方向の距離のほうが短くなっている。第２の配線材２が中央に位置し、その両側に第１の配線材１が位置している。本実施形態でも、太陽電池セル１０及び１１の配列方向の太陽電池セル１０の端部と太陽電池セル１１の端部との間において、第１の配線材１の傾きの最大値を第２の配線材２の傾きの最大値より大きくすることにより、太陽電池セルの熱膨張による第１の配線材１へのより大きな応力の集中を抑制することができる。
【００２６】
図６は、第４の実施形態における太陽電池モジュールの太陽電池ストリングを示す模式的平面図である。本実施形態では、太陽電池セル１０〜１４が、半円の形状を有している。太陽電池セル１０の端部１０ａの中央部１０ａ１の部分が外側に膨らんだ形状を有しており、第１の配線材１が中央に位置し、その両側に第２の配線材２が位置している。本実施形態でも、太陽電池セル１０及び１１の配列方向の太陽電池セル１０の端部と太陽電池セル１１の端部との間において、第１の配線材１の傾きの最大値を第２の配線材２の傾きの最大値より大きくすることにより、太陽電池セルの熱膨張による第１の配線材１へのより大きな応力の集中を抑制することができる。
【００２７】
上記実施形態では、太陽電池セル１０の端部１０ａが直線状または非直線状であり、太陽電池セル１１の端部１１ｂが非直線状または直線状である例を示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。端部１０ａおよび端部１１ｂが共に非直線状であってもよい。表面側保護部材３１の面に沿った方向（ｘ方向）の隣接する複数の太陽電池セルにおいて、端部間の距離が異なる場合に、本発明を適用することができる。また、上記実施形態では、配線材が２〜３本である例を示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。配線材が４本以上であっても本発明を適用できる。また、上記実施形態では、表面側保護部材３１として、平板状のものを例にして示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２８】
また、上記実施形態では、太陽電池セル１０及び１１の配列方向の太陽電池セル１０の端部と太陽電池セル１１の端部との間において、第１の配線材１の傾きの最大値は、第２の配線材２の傾きの最大値より大きくし、かつ、表面側保護部材３１に垂直な方向（ｚ方向）において、第１の配線材１の第１の屈曲部１ａと第２の屈曲部１ｂとの間隔は、第２の配線材２の第１の屈曲部２ａと第２の屈曲部２ｂとの間隔より大きくした。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。第１の配線材１及び第２の配線材２の傾きの最大値のみを制御することでも本発明の課題を解決することができるし、第１の屈曲部１ａと第２の屈曲部１ｂとの間隔と第２の配線材２の第１の屈曲部２ａと第２の屈曲部２ｂとの間隔とのみを制御することでも本発明の課題を解決することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１…第１の配線材
２…第２の配線材
１ａ，２ａ…第１の屈曲部
１ｂ，２ｂ…第２の屈曲部
１ｃ，１ｄ，２ｃ，２ｄ…接続部の端部
１０〜１４…太陽電池セル
１０ａ，１１ｂ…端部
１０ａ１，１１ｂ１…中央部
１０ｃ，１１ｃ…第１の主面
１０ｄ，１１ｄ…第２の主面
２０…太陽電池ストリング
３０…太陽電池モジュール
３１…表面側保護部材
３２…裏面側保護部材
３３…充填材層
【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】
2015045811.tif 000008
【国際調査報告】
2015045811.tif 000009
2015045811.tif 000010
2015045811.tif 000011
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