(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一対の電極と、該一対の電極間に発電層を有する太陽電池セルが複数直列に接続されてなる太陽電池モジュールであって、
少なくとも一つの太陽電池セルにおける一方の電極は、該太陽電池セルと直列接続方向に接続された複数の太陽電池セルのうち、該太陽電池セルと隣接しない太陽電池セルの他方の電極と、順方向にダイオード接続されており、
前記一方の電極の少なくとも一部が、太陽電池セルの直列接続方向に延伸することにより、前記一方の電極が前記他方の電極と順方向にダイオード接続される、太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記順方向にダイオード接続された一方の電極と他方の電極とが、直列接続方向の奇数番目の位置関係にある太陽電池セルを構成する電極、又は偶数番目の位置関係にある太陽電池セルを構成する電極である、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記一方の電極の一部及び／又は前記他方の電極の一部は、太陽電池セルの直列接続方向に対する垂線方向端部において太陽電池セルの直列接続方向に延伸する、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】
有機薄膜太陽電池モジュールである、請求項１から３のいずれか１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】
近年、自然エネルギーを有効利用する観点から、建物などの構造物の屋根や壁、更にはインテリアとして設置した太陽電池により発電させ、電気を得る検討が盛んに行われている。
通常、太陽電池モジュールは大きな起電力を得るために、各太陽電池セルが直列接続された太陽電池セルユニットが、更に並列接続された構造を有する。このような太陽電池モジュールは、使用中に受光面の一部に様々な要因によって影が生じた際に、影の部分のセルが直列接続された方向と逆方向に接続されたダイオードとして振る舞い、大きな抵抗値を示す。そのため、直列接続方向の電流が抑制され出力が大幅に低下することになる。さらには、影が生じた太陽電池セルは、過大な逆バイアス電圧負荷がかかることにより局所的に熱が発生し（ホットスポット）、その結果、該太陽電池セルに不可逆的な欠陥が発生する場合がある。
【０００３】
このような問題に対しバイパスダイオードを逆並列させることで解決する試みが従来行われていた。例えば、太陽電池セルを第１のシート及び第２のシートに分割することで、それぞれのシートでダイオード群を構成し、かつそれぞれのシートを逆並列構造で接続することで、上記問題を解決しようとする技術が提案されている（特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−５３３８５６号公報
【特許文献２】特開２０１６−００１６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記先行技術文献の方法では、シートを分割させてそれぞれのシートでダイオード群を構成する構造とするため、パターニングが複雑となり、生産効率が低下する。本発明は、簡易な方法で、太陽電池モジュールに影が生じた際に、太陽電池モジュールの大幅な出力低下を防止することができる。さらには、影の影響により生じる太陽電池セルの破壊の問題を解決する技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討し、影が生じた太陽電池セルを回避して電流が流れる構成について検討を行った。その結果、太陽電池セルを構成する一方の電極と、該太陽電池セルと該太陽電池セルと隣接しない他の太陽電池セルを構成する他方の電極とで、ダイオードを形成するという簡易な方法により、上記課題を解決できることを見出した。
【０００７】
すなわち、本発明は以下を要旨とする。
（１）少なくとも一対の電極と、該一対の電極間に発電層を有する太陽電池セルが複数直列に接続されてなる太陽電池モジュールであって、
少なくとも一つの太陽電池セルにおける一方の電極と、該太陽電池セルと直列に接続された複数の太陽電池セルのうち、該太陽電池セルと隣接しない太陽電池セルの他方の電極とが、順方向にダイオード接続されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
（２）前記順方向にダイオード接続された一方の電極と他方の電極とが、直列接続方向の奇数番目の位置関係にある太陽電池セルを構成する電極、又は偶数番目の位置関係にある太陽電池セルを構成する電極である、（１）に記載の太陽電池モジュール。
（３）前記一方の電極の少なくとも一部が太陽電池セルの直列接続方向に延伸することにより、前記一方の電極が前記他方の電極と順方向にダイオード接続される（１）または（２）に記載の太陽電池モジュール。
（４）前記一方の電極の一部及び／又は前記他方の電極の一部は、太陽電池セルの直列接続方向に対する垂線方向端部において太陽電池セルの直列接続方向に延伸する、（３）に記載の太陽電池モジュール。
（５）有機薄膜太陽電池モジュールである、（１）から（４）のいずれかに記載の、太陽電池モジュール。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、電極の形状を工夫することで、太陽電池セルを構成する一方の電極と、該太陽電池セルと隣接しない他の太陽電池セルの他方の電極とを、順方向にダイオード接続させるという簡易な方法により、バイパスダイオードを組み込むことができ、太陽電池モジュールに影がかかった場合の大幅な出力低下、さらには太陽電池セルが破壊されるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】直列接続された太陽電池セルユニット１００の一部を示す模式図である。
【図２】太陽電池セルユニット１００のＡ−Ａ´一点鎖線における断面模式図を示す。
【図３】本発明の一実施形態に係る太陽電池セルユニット２００を示す模式図である。
【図４】太陽電池セルユニット２００のＢ−Ｂ´、Ｃ−Ｃ´、Ｄ−Ｄ´一点鎖線におけるそれぞれの断面模式図を示す。
【図５】本発明の一実施形態に係る太陽電池セルユニット２００を示す模式図である。
【図６】本発明の別の実施形態に係る太陽電池セルユニット３００を示す模式図である。
【図７】太陽電池セルユニット３００のＥ−Ｅ´、Ｆ−Ｆ´、Ｇ−Ｇ´一点鎖線におけるそれぞれの断面模式図を示す。
【図８】本発明の別の実施形態に係る太陽電池セルユニットを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施形態の一例（代表例）であり、本発明はその要旨を超えない限り、これらの内容に限定されない。
また、本発明の説明において図面を用いるが、用いる図面はいずれも本発明の具体的実施形態に係る太陽電池モジュールの構成部材を模式的に示すものであって、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、又は省略等を行っており、各構成部材の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。更に、図面を用いた説明に用いる様々な数値は、いずれも一例を示すものであり、必要に応じて様々に変更することができる。
【００１１】
本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールは、少なくとも一対の電極と、該一対の電極間に発電層を有してなる太陽電池セルが複数直列に接続されてなる太陽電池セルユニットを少なくとも有する。なお、本発明において、太陽電池セルを太陽電池素子と称す場合がある。以下、太陽電池モジュールの一般的な構成を説明する。
【００１２】
発電層に用いられる材料としては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン、微結晶シリコン、球状シリコン、無機半導体材料、有機色素材料、または有機半導化合物が挙げられる。これらの材料を用いることで、発電効率が比較的高く、薄い（軽量な）太陽電池を実現できる。さらに効率を上げる観点から、これらを積層したＨＩＴ型、タンデム型でもよい。なお、一般的に有機化合物は耐熱性が低い傾向があるために、ホットスポットが発生すると有機薄膜太陽電池素子は破損する等の欠陥が発生しやすくなる傾向がある。一方で、本発明においては、後述するようにホットスポット等の問題を解決することができるために、本発明は、太陽電池セルが、有機化合物を含有する発電層を有する有機薄膜太陽電池セルの場合に特に有効である。なお、本発明においては、有機薄膜太陽電池セルにより構成される太陽電池モジュールを有機薄膜太陽電池モジュールと称す場合がある。
【００１３】
一対の電極は、上部電極及び下部電極により構成され、一方がアノードであり、他方がカソードである。なお、上部電極をカソードとし、下部電極をアノードとしてもよいし、上部電極をアノードとし、下部電極をカソードとしてもよい。それぞれ導電性を有する任意の材料を用いて単層であってもよいし、積層構造であってもよい。電極材料（電極の構成材料）としては、特段の制限はなく、例えば、白金、金、銀、アルミニウム、クロム、ニッケル、銅、チタン、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ナトリウム等の金属、あるいはそれらの合金；酸化インジウムや酸化錫等の金属酸化物、あるいはその合金（ＩＴＯ：酸化スズインジウム）；ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン等の導電性高分子；そのような導電性高分子に、塩酸、硫酸、スルホン酸等の酸、ＦｅＣｌ３等のルイス酸、ヨウ素等のハロゲン原子、ナトリウム、カリウム等の金属原子などのドーパントを含有させたもの；金属粒子、カーボンブラック、フラーレン、カーボンナノチューブ等の導電性粒子をポリマーバインダー等のマトリクスに分散した導電性の複合材料などが挙げられる。なお、上記のなかでも、アノードは仕事関数の大きな材料により形成することが好ましく、カソードは仕事関数の小さな材料により形成することが好ましい。なお、有機薄膜太陽電池セルの場合、正孔取り出し層や電子取り出し層を用いることにより仕事関数を調整することで、アノードとカソードを同じ材料で形成することもできる。
【００１４】
太陽光を吸収するために、一対の電極のうち、少なくとも一方の電極は透光性を有することが好ましい。具体的には、一方の電極が波長３６０〜８３０ｎｍの光の通過する割合が４０％以上であることが好ましい。透光性を有する電極とする場合、上記の金属酸化物又はその合金等を用いて電極を形成することが好ましい。なお、透過型の太陽電池モジュールとする場合、一対の電極は共に透光性を有していることが好ましい。
【００１５】
太陽電池セルは、通常、太陽電池素子基板上に支持される。太陽電池素子基板の材料は、特段の制限はなく、石英基板、ガラス基板、金属に絶縁性を付与した基板、樹脂基材等が挙げられる。なかでも、太陽電池素子基材は、変形に対して或る程度、耐熱性を有することが望まれるために、太陽電池素子基板は、融点が８５℃以上の材料により形成されることが好ましい。また、太陽電池モジュールの設置の自由度という観点から、軽量であり、かつフレキシブルな樹脂基材が好ましい。具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はポリエチレンナフタレーと（ＰＥＮ）が好ましい。
【００１６】
また、太陽電池セルの下部電極又は上部電極に、通常、集電線を電気的に接続することで、太陽電池において発電した電気を取り出すことができる。
集電線の材料としては、金属や合金などが挙げられ、中でも抵抗率の低い銅やアルミ、銀、金、ニッケルなどを用いることが好ましく、銅やアルミが安価であることから、特に好ましい。また、錆防止のため、集電線の周囲をスズや銀などでメッキしたり、表面を樹脂などでコートしてあったり、フィルムをラミネートしてあってもよい。集電線の形状と
しては、例えば、平角線、箔、平板、ワイヤ状等が挙げられるが、接着面積の確保などの理由から、平角線や、箔、平板状のものを用いることが好ましい。また、集電線を電気取出端子として使用することができるため、平板状であることがより好ましい。  
【００１７】
なお、本明細書において「箔」は厚みが１００μｍ未満のものをいい、「板」は厚みが１００μｍ以上のものをいう。また「平角線」とは、断面が円形のワイヤを圧延して、断面の形状を四角形にしたものをいう。  
【００１８】
また集電線は、導電性を有する限り特段の限定はされないが、接続する上部電極や下部電極よりも抵抗値が低いものが好ましく、特に、上部電極や下部電極より厚さを厚くすることによって、抵抗値を低減させることが好ましい。集電線の厚さとしては、５μｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１０μｍ以上である。また、２ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１ｍｍ以下、さらに好ましくは５００μｍ以下、特に好ましくは３００μｍ以下である。集電線の厚さが上記下限以上であることで、集電線の抵抗値の上昇を抑制し、発電した電力を効率よく外部に取り出すことができる。また、上記上限以下であることで、有機薄膜太陽電池モジュールの重量が増加するとともに可撓性が減少したり、薄膜太陽電池モジュール表面に凹凸が発生しやすくなったり、生産コストが増加するなどの問題が生じる恐れがある。  
【００１９】
また、集電線の幅は、通用０．５ｍｍ以上、好ましくは１ｍｍ以上、より好ましくは２ｍｍ以上であり、通常５０ｍｍ以下、好ましくは２０ｍｍ以下、より好ましくは１０ｍｍ以下である。集電線の幅が上記下限以上であることで、集電線の抵抗値の上昇を抑制し、発電した電力を効率よく取り出すことができる。また、集電線の機械強度を維持し、破断等を抑制することができる。上記上限以下であることで、モジュール全体における開口率を維持し、モジュールの発電量の低下を抑制することができる。  
【００２０】
なお、集電線を太陽電池素子の電極と接続する方法は特段の制限はなく、公知の方法により接続させればよい。例えば、導電性接着剤、導電性テープ、はんだ等により接続することができ、なかでも導電性接着剤により接続させることが好ましい。導電性接着剤としては、公知のものを使用することができ、例えば、熱可塑性、熱硬化性等の導電性接着剤を使用することができる。
【００２１】
また、太陽電池モジュールは、耐衝撃性の向上のために、封止層と表面保護層の積層体及び／又は封止層と裏面保護層により封止された構造であることが好ましい。
【００２２】
封止層の材料には、全光線透過率が比較的高い樹脂材料が好ましい。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、プロピレン−エチレン−α−オレフィン共重合体などのポリオレフィン樹脂、ブチラール樹脂、スチレン樹脂、エポキシ樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、合成ゴム等を使用することができ、これらの１種以上の混合体、若しくは共重合体を使用できる。なお、これらの樹脂材料を架橋して用いてもよい。  
【００２３】
封止層の厚さは、１層あたり、１０μｍ以上であることが好ましく、２０μｍ以上であることがより好ましく、３０μｍ以上であることが更に好ましい。一方、１０００μｍ以下であることが好ましく、８００μｍ以下であることがより好ましく、５００μｍ以下であることが更に好ましい。すなわち、好ましい態様である表面保護層と薄膜太陽電池素子との間、および薄膜太陽電池素子と裏面保護層との間に少なくとも一層の封止層を有する場合には、薄膜太陽電池モジュールあたりの封止層の厚さは、２００μｍ以上であることが好ましく、４００μｍ以上であることがより好ましく、６００μｍ以上であることが更
に好ましい。一方、２０００μｍ以下であることが好ましく、１６００μｍ以下であることがより好ましく、１０００μｍ以下であることが更に好ましい。封止層の厚さを上記範囲とすることで、適度な耐衝撃性を得ることができると共に、コストおよび重量の観点からも好ましく、発電特性も十分に発揮することができる。  
【００２４】
表面保護層は、多くの太陽光を薄膜太陽電池セルに供給する観点から、全光線透過率は、通常８０％以上、好ましくは８５％以上である。上限は特に限定されないが、通常９９％以下である。全光線透過率の測定方法は、例えば、ＪＩＳ  Ｋ  ７３６１−１による。
【００２５】
表面保護層の材質としては、ガラス、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂、ポリスチレン、環状ポリオレフィン、ポリブチレン、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等のポリオレフィン、等が挙げられる。好ましくは、ガラス、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂が挙げられる。
【００２６】
表面保護層の厚さは通常０．０２ｍｍ以上である。好ましくは０．０３ｍｍ以上であり、より好ましくは０．０５ｍｍ以上である。一方上限は特段限定されないが、通常２ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以下、更に好ましくは０．３ｍｍ以下である。上記範囲とすることで、耐衝撃性と軽量性を両立することができる。
なお、表面保護層の受光面側に更に表面保護シートを有してもよいが、薄膜太陽電池モジュールが屋外に配置されない場合には、表面保護シートはなくてもよい。
【００２７】
裏面保護層としては、表面保護層と同様の層を用いることができる。但し、裏面保護層は必ずしも透光性を有さなくてもよいことから、透光性と材質についてはその限りではない。  
例えば、表面保護層に例示した樹脂以外の樹脂、金属箔、樹脂中に繊維等を分散させたフィルム、または樹脂含浸された織布または不織布等、ガラスを用いることができる。  
【００２８】
裏面保護層として表面保護層と同様の透光性の層を用いると、薄膜太陽電池が透光性を有する場合には、シースルーの太陽電池を提供することができる点で好ましい。  
また、表面保護層と裏面保護層とは同一の材料、厚さであることが好ましい。製造過程における加熱や、薄膜太陽電池モジュールを使用する際の太陽光等により熱膨張するが、その際に生じる応力を相殺して、薄膜太陽電池モジュールの変形を抑制することができる。
加えて、表面保護層及び／又は裏面保護層が、剛性を有する材料からなると、薄膜太陽電池モジュールがたわみづらい点で好ましい。剛性を有する材料としては、ガラス、ポリカーボネート等の透明樹脂、アルミニウム、木材、ポリ塩化ビニル等があげられ、上記の透光性をも満たす点で、ガラス及び透明樹脂が好ましい。
【００２９】
なお、表面保護層及び／又は裏面保護層に耐候性の機能を備える場合、上記の表面保護層及び／又は裏面保護層はフッ素系の樹脂材料により形成されることが好ましい。
【００３０】
また、発電層の材料として有機半導体化合物を用いた有機太陽電池セルの場合、水分や酸素等により素子が劣化しやすい傾向がある。そのため、表面保護層及び／又は裏面保護層にバリア機能を持たせることが好ましい。具体的には、上記の樹脂材料を用いた樹脂層に酸化ケイ素膜等の無機層を積層させることによりバリア性の機能を付加することができ
る。
【００３１】
図１（ａ）は、従来の太陽電池セルが直列接続された太陽電池セルユニットの一部を示す模式図であり、図２は、図１（ａ）のＡ−Ａ´一点鎖線断面を示している。なお、図１（ａ）に示す太陽電池セルユニットは、上部電極１４をアノードとし、下部電極１２をカソードとした場合の態様を示している。
【００３２】
太陽電池セルユニット１００では、各太陽電池セル１０ａ、１０ｂ、１０ｃにおいて太陽光を受光した発電層１３（図１（ａ）では図示しない）が発電し電流が発生する。発生した電流は、上部電極４から下部電極２に向かって流れ（図１（ａ）中矢印の方向、全体では図中右側から左側）、集電線（図示しない）を介して電気が取り出される。
【００３３】
一方で図１（ｂ）は、太陽電池セル１０ｂ部分に影Ｓが生じた場合を示す。太陽電池セル１０ｂに影がかかることで、太陽電池セル１０ｂは太陽電池としての出力が低下し、陰Ｓが生じていない場合に流れる電流の方向と逆方向（図中矢印の方向）に直列接続されたダイオードとして振る舞う。そのため、直列接続方向の電流が抑制されて出力が低下する。さらには、影が生じた太陽電池セルには、過大な逆バイアス電圧負荷がかかり、局所的に耐電圧が低い箇所に電流が集中することにより、熱が発生し（ホットスポット）、その結果、不可逆的な欠陥が発生する可能性がある。
【００３４】
図３及び乃至図５に、本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールに含まれる太陽電池セルユニットの具体例を示す。なお、図面を解りやすくするため、セル２０ｄの上部電極は図示しない。また、図４は図３に示す太陽電池セルユニット２００のＢ−Ｂ´、Ｃ−Ｃ´、Ｄ−Ｄ´一点鎖線におけるそれぞれの断面模式図を示す。
太陽電池セルユニット２００は、下部電極２２、発電層２３（図３では図示せず）、上部電極２４を有し、各太陽電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄは、直列に接続されている。また、上述の通り、下部電極２２と上部電極２４の間には発電層があるが、電極接続部２５は、発電層がパターニングにより取り除かれている部分であり、下部電極２２と上部電極２４が直接接続されている部分である。なお、図３に示す太陽電池セルユニットは、上部電極をアノードとし、下部電極をカソードとした場合の態様を示している。
【００３５】
図３に示す太陽電池セルユニットを製造するには、太陽電池セルを構成する各層を成膜する毎に、各層を所望の形状となるようにパターニングを行えばよい。パターニングの方法は、特段の制限はなく、公知の方法で行うことができ、例えば、メカニカルスクライブ、レーザースクライブ、フォトエッチング、リフトオフ等が挙げられる。ここで、各太陽電池セルにおいて下部電極２２は図１（ａ）の太陽電池セルユニット１００の下部電極１２と同様の形状であるが、上部電極２４の形状に特徴を有する。
太陽電池セル２０ａにおいて上部電極２４は、電極の一端（図中下端、すなわち太陽電池セルの直列接続方向に対する垂線方向端部）が、太陽電池セルの直列接続方向（図中左方向）に延伸しており、太陽電池セル２０ａの上部電極２４は、電極接続部２５を介することなく発電層２３（図３では図示せず）を介して、太陽電池セル２０ｃの下部電極と重なっている。このような構成とすることにより、太陽電池セル２０ａの上部電極と、太陽電池セル２０ｃの下部電極との間で、電極接続部２５を形成することなくダイオード接続部分２６が形成されることになる。このように、太陽電池セルの一方の電極の一部を、直列方向の隣接しない太陽電池セルの他方の電極の一部まで延伸させることにより、当該太陽電池セルと、直列方向の隣接しない太陽電池セルと、が順方向にダイオード接続させた構成となるため、太陽電池セルに影が生じた場合の太陽電池モジュールの出力低下、及びホットスポットによる太陽電池セルの欠陥発生を防止することができる。特に、当該構成であれば、別途、バイパスダイオード群を設ける必要がなくなる。そのため、当該バイパスダイオード群形成のためのパターニングの追加工程が不要となる。
【００３６】
具体的には、図３（ａ）に示すように、太陽電池セル２０ｂに影Ｓが生じた場合、太陽電池セル２０ｂは、影が生じていない通常時に電流が流れる方向と逆方向（図中矢印の方向）に直列接続されたダイオードとして振る舞う。そのため、太陽電池セル２０ｂの発電部が高抵抗となり、電流が流れなくなる。また、当該太陽電池セルには、逆バイアス電圧がかかり、局所的に大きな発熱を伴うために、当該太陽電池セルが破損する場合がある。しかしながら本実施形態においては、太陽電池セル２０ａのアノードである上部電極は、その一部（図中下端）が太陽電池セル２０ｃ方向に延伸されることにより、太陽電池セル２０ｃのカソードである下部電極と電極接続部を形成せず順方向にダイオード接続された構成となっている（図４（ｃ）中に示すダイオード接続部分２６）。そのため、図３（ｂ）に示すように、セル２０ａの上部電極２４の電流は、図中の一点鎖線に示す流れによって太陽電池セル２０ｃに向かい、太陽電池セル２０ａの上部電極と太陽電池セル２０ｃの下部電極との順方向のダイオード接続により電流のパスが形成される。そのため、太陽電池セル２０ｂに影が生じても、太陽電池セル２０ａの電流は、太陽電池セル２０ｂを回避して、太陽電池セル２０ｃに流れることが可能になる。そのため、太陽電池モジュールの大幅な出力低下を防止できるとともに、太陽電池セル２０ｂの逆バイアス電圧負荷を低下させて、太陽電池セルに欠陥が発生するのを防止することができる。
【００３７】
このように、太陽電池セルにおける一方の電極を、該太陽電池セルと直列接続方向に隣接する他のセルの、他方の電極と直接、又は導電体を介して接続された状態で、かつ、該セルと直列接続方向に隣接しない他のセルの、他方の電極と順方向にダイオード接続することで、影による太陽電池モジュールの出力低下、及び太陽電池セルの欠陥発生、いわゆるホットスポットの問題を解決できる。
なお、影が生じた太陽電池セルに流入する電流を、他のセルに流すことができればよいことから、該太陽電池セルの一方の電極と、該太陽電池セルと直列接続方向の隣接しない太陽電池セルの他方の電極との順方向のダイオード接続は、例えば１つ飛ばしの太陽電池セルとの接続であってよく、２つ飛ばしの太陽電池セルとの接続であってよく、３つ飛ばしの太陽電池セルとの接続であってよい。なお、影発生による太陽電池モジュールの出力低下と、欠陥発生の可能性を最小にするために、直列接続方向の奇数番目の位置関係、又は偶数番目の位置関係にある太陽電池セルどうしの電極をダイオード接続することが好ましい。すなわち、前記順方向にダイオード接続された一方の電極と他方の電極とが、直列接続方向の奇数番目の位置関係にある太陽電池セルを構成する電極、又は偶数番目の位置関係にある太陽電池セルを構成する電極であることが好ましい。
なお、延伸させる電極は本実施形態では上部電極であるが、影が生じたセルに流入す
る電流を他のセルに流すことができればよいことから、下部電極の一部を延伸させてダイオードを形成してもよい。すなわち、少なくとも一つの太陽電池セルにおける一方の電極と、該太陽電池と直列に接続された複数の太陽電池セルのうち、該太陽電池セルと隣接しない太陽電池セルの他方の電極とが、順方向にダイオード接続されていればよい。また、当該一方の電極の少なくとも一部が、太陽電池セルの直列接続方向に延伸することにより、前記一方の電極が前記他方の電極と順方向にダイオード接続された構造を有してもよい。
【００３８】
また、図５（ａ）に示すように、太陽電池セル２０ｃに影Ｓが生じた場合、影Ｓが生じていない通常時に電流が流れる方向と逆方向（図中矢印の方向）に直列接続されたダイオードとして振る舞う。しかしながら本実施形態においては、太陽電池セル２０ｂのアノードである上部電極は、その一部（図中上端）が太陽電池セル２０ｄ方向に延伸され、太陽電池セル２０ｄのカソードである下部電極と電極接続部を形成せず順方向にダイオード接続された構成となっている。そのため、図５（ｂ）に示すように、太陽電池セル２０ｂの上部電極２４の電流は、図中の一点鎖線に示す流れによってセル２０ｄに向かい、太陽電池セル２０ｂの上部電極と太陽電池セル２０ｄの下部電極との順方向のダイオード接続に
より電流のパスが形成される。そのため、太陽電池モジュールの出力低下、及びホットスポットの抑制につながる。
【００３９】
図６乃至及び図８には、別の実施形態である太陽電池セルユニット３００を示す。なお、図７は図６に示す太陽電池セルユニット３００のＥ−Ｅ´、Ｆ−Ｆ´、Ｇ−Ｇ´一点鎖線におけるそれぞれの断面模式図を示す。また、図６乃至８に示す太陽電池セルユニットは、上部電極３４がアノードであり、下部電極３２がカソードである態様を示している。太陽電池セルユニット３００の各太陽電池セルを構成する下部電極３２は、図６（ａ）に示すように、その一部（図中上端又は下端）が、太陽電池セルの直列方向（図中右方向）に向かって延伸した形状を有する。
一方で上部電極３４は、図８（ｂ）に示すように、その一部（図中上端又は下端）が、太陽電池セルの直列方向（図中左方向）に向かって延伸した形状を有する。なお、図面を解りやすくするため、セル３０ｄの上部電極は図示しない。
下部電極３２及び上部電極３４がこのような形状を有することで、図８（ａ）に示すように、太陽電池セル３０ｂに影Ｓが生じた場合、太陽電池セル３０ｂは、影Ｓが生じていない通常の電流の流れる方向と逆方向（図中矢印の方向）に直列接続されたダイオードとして振る舞う。しかしながら本実施形態においては、太陽電池セル３０ａのアノードである上部電極３４はその一部（図中下端）が太陽電池セル３０ｃ方向に延伸され、かつ、太陽電池セル３０ｃのカソードである下部電極は、その一部（図中下端）が太陽電池セル３０ａ方向に延伸され、太陽電池セル３０ａの上部電極と太陽電池セル３０ｃの下部電極とが電極接続部を形成せず順方向にダイオード接続された構成となっている（図７（ｃ）中に示す順方向のダイオード接続部分３６）。そのため、図８（ｂ）に示すように、太陽電池セル３０ａの上部電極の電流は図中の一点鎖線に示す流れによって太陽電池セル３０ｃに向かい、太陽電池セル３０ａの上部電極と太陽電池セル３０ｃの下部電極との順方向のダイオード接続により電流のパスが形成される。そのため、太陽電池セル３０ｂに影が生じても、太陽電池モジュールの出力低下、及びホットスポットの抑制につながる。
【００４０】
なお、本発明における太陽電池セルユニットの構造は、太陽電池モジュールを構成する全ての太陽電池セルユニットに適用する必要はなく、一部の太陽電池セルユニットに適用してもよい。また、一つの太陽電池セルユニット内の一部に本発明に係る太陽電池セルユニットの構成を適用してもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１００、２００、３００  太陽電池セルユニット
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ  太陽電池セル
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ  太陽電池セル
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、３０ｄ  太陽電池セル
１１  太陽電池素子基板
１２、２２、３２  下部電極
１３  発電層
１４、２４、３４  上部電極
１５、２５、３５  電極接続部
２６、３６  ダイオード接続部分
Ｓ  影 
【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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