(57)【要約】【課題】Ｐ型電極とＮ型電極がともに裏面に設けられたバックコンタクト型太陽電池セルを用いた太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】本発明により、表面に電極がなく裏面にＰ型電極とＮ型電極との両電極を有したバックコンタクト型の単結晶シリコン型太陽電池セルを用いて太陽電池モジュールを形成することにより、裏面どうしで複数の太陽電池を直列接続することができるので接続が容易であり、表面に電極がないため、表面の全面で太陽光を受光することができ、ロスが少なく効率的に太陽光を利用することができるとともに、外観も好ましい汎用的に利用できる太陽電池モジュールを提供することができる。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池セルが、封止材に封止されるとともに少なくともその一面に保護部材が設けられ、前記太陽電池セルは裏面にＰ型電極とＮ型電極とを有した単結晶シリコン型太陽電池セルであり、隣接する太陽電池セルのＰ型電極とＮ型電極とをインターコネクタを介して直列接続したことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
複数の太陽電池セルは、四角形の角部が切り欠かれているとともに縦横に並設され、前記太陽電池セルは格子状に離間されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
封止された太陽電池セルの表面側に保護部材が設けられ、前記保護部材はガラス板からなることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
封止された太陽電池セルの背面側に保護部材が設けられ、前記保護部材は樹脂製フィルムであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
封止された太陽電池セルの背面側に保護部材が設けられ、前記保護部材は白色であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
周囲にアルミ枠が取り付けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
背面に電極取り出し端子が設けられていることを特徴とする請求項１〜６に記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】
モジュール発電効率が１７．５％以上であることを特徴とする請求項１〜７に記載の太陽電池モジュール。
【請求項９】
前記太陽電池セルのＰ型電極およびＮ型電極のインターコネクタとの接続点は、セル裏面の相対する辺の側縁に複数設けられるとともに隣接する太陽電池セルのＰ型電極接続点とＮ型電極接続点とが隣接するように配置されたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１０】
隣接する太陽電池セルの複数のＰ型電極接続点とＮ型電極接続点とを一枚のインターコネクタで接続することを特徴とする請求項９に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、複数の太陽電池セルを裏面を上方に向けてモジュールの配置どおりに並設するとともに隣接する太陽電池セルのＰ型電極とＮ型電極とをインターコネクタによって電気的に接続して一連の太陽電池セルとする第一工程と、前面側の保護部材上に封止材、前記一連の太陽電池セル、封止材、背面側の保護部材の順に積層するとともに一体化する第二工程からなることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、前面側の保護部材と背面側の保護部材との間に封止材を介して太陽電池セルを挟持し、一体化するとともに太陽電池セルを電気的に接続することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、裏面にＰ型電極とＮ型電極の両電極を持つ単結晶シリコン型太陽電池セルを並設した太陽電池モジュールであって、外見が良好で、発電効率の優れた太陽電池モジュールに関するものある。
【０００２】
【従来の技術】
太陽電池セルには、一般的に単結晶シリコン型、多結晶シリコン型、アモルファスシリコン型などの種類があり、発電効率も上記の順になっている。
【０００３】
アモルファスシリコン型の太陽電池セルは、取り扱いが容易であり形状や大きさも用途に合わせて比較的容易に変更でき、また、表面に電極を設けなくてもよいので外観が良好であるなどのメリットがあるが、発電効率が低く、一般的に結晶シリコン型の太陽電池が広く用いられている。特に単結晶シリコン型太陽電池セルは、取り扱いに注意が必要であるが、発電効率が高く、様々な用途に用いられている。
【０００４】
従来の単結晶太陽電池セルでは、受光面である表面と裏面にそれぞれ異なる極性の電極、すなわちＰ型電極とＮ型電極が設けられている。これらの太陽電池セルを用いて太陽電池モジュールを形成するためには、太陽電池セルを複数並設して直列に接続しなければならないが、その際に表面の電極と隣接するセルの裏面の電極とをインターコネクタで接合する必要がある。その接合の概略を示した断面図を図４に示す。太陽電池セルの表面電極２３と隣接する太陽電池セルの裏面電極２４とをインターコネクタ４を介して接続する。このときインターコネクタを裏面から表面へ回り込ませる必要があり、回り込み部分ｆが、太陽電池モジュール全体の熱膨張収縮などにより疲労して断線し易い傾向があった。
【０００５】
特許文献１〜４ににおいて、Ｐ型電極とＮ型電極がともに裏面に設けられた太陽電池セルが考案されている。この太陽電池セルは、バックコンタクト型と呼ばれ、複数の太陽電池セルを接続する際に、裏面の電極どうしで接続できるため、表面に電極がなく、受光効率も向上するとともに外観も良好となる。また、インターコネクタを裏面の電極から表面の電極に回りこませる必要がないため、熱膨張収縮などの疲労破壊も発生しにくい。
【０００６】
【特許文献１】
米国特許第６２７４４０２明細書
【特許文献２】
米国特許第６３３７２８３明細書
【特許文献３】
米国特許第６３８７７２６明細書
【特許文献２】
米国特許第６４２３５６８明細書
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のバックコンタクト型の太陽電池セルは、一部の特殊用途向けとして単独または少数枚単位で用いられた経緯はあるが、一般的な発電用としてモジュール化がされていない。そこで本発明では、このバックコンタクト型の太陽電池セルを用いて、汎用的に利用できる太陽電池モジュールを提供せんとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成としている。すなわち複数の太陽電池セルが、封止材に封止されるとともに少なくともその一面に保護部材が設けられ、前記太陽電池セルは裏面にＰ型電極とＮ型電極とを有した単結晶シリコン型太陽電池セルであり、隣接する太陽電池セルのＰ型電極とＮ型電極とをインターコネクタを介して直列接続したことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明によると、表面に電極がなく裏面にＰ型電極とＮ型電極との両電極を有したバックコンタクト型の単結晶シリコン型太陽電池セルを用いて太陽電池モジュールを形成することにより、裏面どうしで複数の太陽電池を直列接続することができるので、接続が容易である。従来のセルでは、隣接するセルの表面電極と裏面電極とをインターコネクタで回り込むように接続する必要があったので、保護部材や封止材等の熱膨張収縮により回り込み部分が疲労断線することがあったが、裏面どうしで電極が接続できるため、インターコネクタの断線を防ぐことができる。
【００１０】
また、表面に電極がないため、表面の全面で太陽光を受光することができるため、ロスが少なく効率的に太陽光を利用することができるとともに、外観も好ましい。
【００１１】
また、前記のように裏面にＰ型、Ｎ型の両電極が存在し、裏面の電極どうしで接続が可能なバックコンタクト型の太陽電池セルを用いることにより、セルの離間部分を小さくすることができ、太陽電池セルを密に並設することができるので、総体的な発電効率を向上させることができる。すなわち、従来のセルであれば、隣接するセルの表面電極と裏面電極とをインターコネクタで回り込むように接続する必要があったので、セルの離間部分にインターコネクタを通す必要があり、離間部分を大きくとる必要があった。
【００１２】
また、前記バックコンタクト型の太陽電池セルを用いることにより、太陽電池セルの上下に設ける封止材層を薄くすることができ、モジュールを薄く、軽量化することができる。これは、バックコンタクト型を用いることで、インターコネクタの表面電極から裏面電極への回り込みをする必要がなく、このインターコネクタを保護、緩衝する分の封止材の厚みを軽減することができる。
【００１３】
また、複数の太陽電池セルは、四角形の角部が切り欠かれているとともに縦横に並設され、前記太陽電池セルは格子状に離間されていることを特徴とするものである。
【００１４】
太陽電池セルを縦横方向に並べて配置し、太陽電池モジュール中の太陽電池セルを最密状態にすることで、太陽光発電の有効面積を最大にすることができる。また、並設された太陽電池セルの間は、絶縁部分として離間させておくとよいが、この離間部は極力小さいほうがよく、発電に寄与しない部分を減らすことができる。
【００１５】
また、太陽電池セルの形状を四角形の角部が切り欠きされた形にしておけば、太陽電池を並設した際に４つの太陽電池セルに囲まれた部分に、太陽電池セルの存在しない隙間が形成される。この隙間部を設けることにより、隙間部が緩衝スペースの役割を果たし、太陽電池セルの熱膨張収縮などによる疲労破壊を防ぐことができる。また、この隙間部にネジやリベット孔を設けたりして太陽電池モジュールを固定するようにしてもよいし、色や図柄などを入れて、意匠性に優れるようにしてもよい。
【００１６】
また、封止された太陽電池セルの表面側に保護部材が設けられ、前記保護部材はガラス板からなることを特徴とするものである。
【００１７】
表面にガラス板を設けることによって太陽電池モジュールの表面を保護するとともに剛性を高めることができる。また、フィルムや板状の透光性樹脂を表面に設けてもよいが、これらの材料とくらべ、ガラス板は光の透過率が高く効率的に太陽光を利用でき、剛性も高い。また熱膨張率も低いため、太陽電池セルやインターコネクタに与える熱膨張収縮等による疲労が小さい。
【００１８】
また、封止された太陽電池セルの背面側に保護部材が設けられ、前記保護部材は樹脂製フィルムであることを特徴とするものである。
【００１９】
背面に樹脂製フィルムの保護部材を取り付けることにより、背面から水分や塵などの異物が侵入することを防ぐことができる。また、背面にとりつける部材はガラスや樹脂板でもよいが、軽量性や取り扱い性、取り付け易さを考えると、樹脂製のフィルムが好ましい。
【００２０】
また、封止された太陽電池セルの背面側に保護部材が設けられ、前記保護部材は白色であることを特徴とするものである。
【００２１】
太陽電池セルの背面に白色の保護部材を設けることによって、太陽電池セル以外の隙間部に入射した太陽光を、前記保護部材によって反射させて、さらに太陽電池モジュール表面で反射させることにより、太陽電池セルに再び入射させることができ、太陽光を有効に利用することができ、モジュール発電効率を向上させることができる。
【００２２】
白色の保護部材は、前記の樹脂フィルムを白色フィルムとしてもよいし、白色に塗装してもよいし、フィルム上にさらに白色のフィルムを積層してもよいし、白色のガラスや樹脂板を用いてもよい。
【００２３】
また、周囲にアルミ枠が取り付けられていることを特徴とするものである。
【００２４】
太陽電池モジュールの外周にアルミ枠を取り付けることにより、太陽電池モジュールの剛性を高めることができ強度を高めることができる。また、太陽電池モジュール端部から太陽電池セルや接続部分への水等の侵入を防ぐことができる。さらに、太陽電池モジュールから配線をして外部に発電電力を送電する際の送電線等を、前記枠体の中を通すこともできる。
【００２５】
また、背面に電極取り出し端子が設けられていることを特徴とするものである。
【００２６】
外部への電極取り出し端子を、太陽電池モジュールの背面に設けることによって、外部への配線が容易になるとともに、外周に取り出し端子がある場合に比べ、外観がよい。一般的に太陽電池モジュール内の太陽電池セルの接続は、太陽電池モジュールの端部に位置する太陽電池セルを起終点として複数の太陽電池セルを結ぶ配線であるサーキットを組む場合が多く、電極取り出し端子も太陽電池モジュールの端部に設けられている。しかし、端部に取り出し端子を設けると、モジュールが端子分だけ大きくなり、発電に寄与しない面積が増大するとともに、外観も損なう。
【００２７】
電極取り出し端子を太陽電池モジュール背面に設けるためには、サーキットの起終点となる太陽電池セルを太陽電池モジュールの端部に配置した場合は、端部に配置した太陽電池セルの電極から、所定の電極取り出し部位まで、導電性のリボンや導線で結んでもよい。また、サーキットの起終点となる太陽電池セル自身を太陽電池モジュールの中央部分に配置して電極取り出し端子を取り付けてもよい。
【００２８】
サーキットの起終点となる太陽電池セル自身を太陽電池モジュールの中央部分に配置すると、サーキットが複雑となり、従来のように表面電極から背面電極へのインターコネクタの回り込みがあるとセル間どうしの接続が困難であったが、本発明によれば裏面の電極どうしで接続できるため、セル間どうしの接続が容易となり、複雑なサーキットを組むことができる。
【００２９】
また、モジュール発電効率が１７．５％以上であることを特徴とするものである。
【００３０】
単結晶シリコンのバックコンタクト型太陽電池セルは、単結晶型でありさらに、表面に太陽光の入射を遮る電極がないため高い発電効率が期待でき、平均発電効率２０％程度が期待できる。また、バックコンタクト型であり、隣接する太陽電池セルとの離間部を小さくすることができる。従って、４つのセルに囲まれる隙間部を設けて意匠性を高めたり、モジュールの取り付け部分を設けても、太陽電池モジュールの全体面積に対する発電効率は１７．５％とすることができ、モジュール発電効率を１７．５％以上と、高効率にすることで、省スペースが可能な使用用途の広い太陽電池モジュールを提供することができる。
【００３１】
また、前記太陽電池セルのＰ型電極およびＮ型電極のインターコネクタとの接続点は、セル裏面の相対する辺の側縁に複数設けられるとともに隣接する太陽電池セルのＰ型電極接続点とＮ型電極接続点とが隣接するように配置されたことを特徴とするものである。
【００３２】
また、隣接するＰ型電極接続点とＮ型電極接続点とをリボン状インターコネクタで接続してもよい。
【００３３】
また、隣接する太陽電池セルの複数のＰ型電極接続点とＮ型電極接続点とを一枚のインターコネクタで接続することを特徴とするものである。
【００３４】
従来の太陽電池セルでは、リボン状のインターコネクタを用いて、表面側と裏面側にあるＰ型電極とＮ型電極との接続点どうしを一つずつ接続する必要があったが、Ｐ型電極とＮ型電極とを裏面どうしで接続できるため、Ｐ型電極とＮ型電極の接続点が複数ある場合でも一枚のインターコネクタで接続することが出来る。このようにすることで、一点一点の接続点を別個に結ぶ手間が省け、接続作業が簡便になる。
【００３５】
また、インターコネクタは、接続点以外の部分を平面的に凹ませていてもよい。接続点以外の部分が凹んでいることによって、インターコネクタの材料の使用量を大幅に少なくすることができ、導電性の良い貴金属等を用いているインターコネクタの材料費を大幅に抑えることができる。
【００３６】
また、接続点が線状に設けられていてもよい。太陽電池セルの電極とインターコネクタの接続点を、太陽電池セルの側縁に沿って線状に設けて接続することによって、電極とインターコネクタの接続面積が大幅に増え、抵抗が少なくなるため発電した電力をロスなく送電することができる。
【００３７】
また、インターコネクタの表面に絶縁層が設けられるとともに接続点部分に通電部分が設けられていてもよい。接点部分以外に絶縁層を設けることによって、誤って他の部分とインターコネクタが接触した際に通電して、発電しなくなったり、発電効率が低下することを防ぐことができ、太陽電池モジュールの製造過程において、作業性を向上させることができる。
【００３８】
また、インターコネクタの材質は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｓｎや、これらを含む合金などを用いることができる。
【００３９】
また、インターコネクタは、メッシュ素材であってもよい。メッシュ素材を用いることによって、材料費が軽減できるとともに、インターコネクタに伸縮性を付与することができ、太陽電池モジュールの熱膨張収縮によるインターコネクタの膨張収縮を吸収し、疲労破壊を防止することができる。
【００４０】
また、複数の太陽電池セルを裏面を上方に向けてモジュールの配置どおりに並設するとともに隣接する太陽電池セルのＰ型電極とＮ型電極とをインターコネクタによって電気的に接続して一連の太陽電池セルとする第一工程と、前面側の保護部材上に封止材、前記一連の太陽電池セル、封止材、背面側の保護部材の順に積層するとともに一体化する第二工程からなることを特徴とするものである。
【００４１】
また、前面側の保護部材と背面側の保護部材との間に封止材を介して太陽電池セルを挟持し、一体化するとともに太陽電池セルを電気的に接続することを特徴とするものである。
【００４２】
前面側の保護部材と背面側の保護部材との間に封止材を介して太陽電池セルを挟持し、一体化して太陽電池モジュールを形成する際に、太陽電池セルを電気的に接続するための材料を備えておき、一体化する工程で、同時に太陽電池セルの電気的接続を行うようにすれば、別工程で太陽電池セルを接続した後に積層して一体化する方法に比べ、製造工程を簡略化することができる。
【００４３】
前記積層体を一体化する方法は特に限定されるものではないが、ラミネート、熱ラミネートなどの方法を用いることができる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図面に基づき以下に具体的に説明する。図１は、本発明に用いる太陽電池セルの一例を示している。図１ａは、太陽電池セルの説明図であり、Ａ面は断面示している。また図１ｂは、太陽電池セルの裏面の電極の様子を示した平面説明図である。また、同様に従来の単結晶シリコン型太陽電池セルの一例を示す説明図を図２に示す。従来の太陽電池セルは、図２のように、表面と裏面にそれぞれ異なる極性の電極が形成されているが、本発明に用いる太陽電池セルは図１ａ、ｂに示すように、太陽電池セル１の表面１１には電極がなく、裏面１２にＰ型電極１３とＮ型電極１４が設けられている。裏面のＰ型電極とＮ型電極は、それぞれ櫛状に形成されており、それぞれが互い違いに櫛目の間に入り込んでいる。
【００４５】
図３は、本発明における太陽電池モジュールにおいて、隣接する太陽電池セルの電極の接合方法の一例を示した模式図であり、太陽電池モジュールの断面を示している。また、図４には、同様に従来の単結晶シリコン型太陽電池セルを用いた場合の電極の接合方法の一例を示す。
【００４６】
従来の太陽電池セル２をインターコネクタ４で接続する場合、一方の表面電極２３ともう一方の裏面電極２４とを回り込むように接続せねばならず、インターコネクタは、セルとセルとの離間部２５を通って回り込まなければならない。このとき、回り込み部ｆが、太陽電池モジュール全体の熱膨張収縮などにより疲労して断線し易い傾向があった。
【００４７】
本発明では、図３に示すように、隣接する太陽電池セルの裏面にあるＰ型電極１３とＮ型電極１４とを接続すればよいので、インターコネクタも短く、回り込む必要もないので、離間部１５も小さくすることができる。
【００４８】
また、図５には本発明の太陽電池モジュールの実施の一例を示す概略図、また、図６には実施の一例の断面を説明する説明図を示す。
【００４９】
裏面にＰ型電極とＮ型電極の両電極をもつバックコンタクト型の太陽電池セル１が封止材５１に封止され、表面側に保護部材５２のガラス板が取り付けられるとともに背面側には保護部材５３として白色の樹脂製フィルムが取り付けられて積層体を形成している。またこの周囲にはアルミ枠５４が取り付けられている。
【００５０】
太陽電池セルを封止する封止材は接着性合成樹脂が好適に用いられ、たとえばエチレン−ビニルアセテート（ＥＶＡ），透明な変性ポリエチレン、変性ポリプロピレン、アクリル樹脂、シリコン樹脂等の透光性を有するものを用いることができ、ＥＶＡが好適に用いられる。
【００５１】
また、表面側に設けられる保護部材５２は、光の透過率や熱膨張率を考えるとガラスが好ましいが、これに限定されるものではなく、太陽光が透過し、太陽電池セルを外力から保護することのできる部材であればよく、合成樹脂板や合成樹脂からなるフィルムであってもよい。樹脂板やフィルムを用いれば、モジュールを軽量化することができる。合成樹脂板やフィルムであれば、例えばポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、ＰＥＴ樹脂、ＰＶＦ樹脂製のものなどを用いてもよい。
【００５２】
また、背面側に設けられる保護部材５３は、取り扱い性や軽量性を考慮すると合成樹脂フィルムがよいが、水分や異物の浸入を防ぐことができるものであれば、これに限定されるものではなく、ガラス板や合成樹脂板などを用いることもできる。
【００５３】
また、背面側に設けられる保護部材は白色のものを用いるとよく、白色に着色された保護部材を用いても良いし、透明の保護部材の裏面を白色塗料等で塗装してもよいし、透明の保護部材にさらに白色のフィルム等を貼り付けてもよい。
【００５４】
背面を白色にすることによって図７に示すように、太陽電池セル以外の隙間部に入射した太陽光６１を、前記保護部材５３によって反射させて、さらに太陽電池モジュール表面６２で反射させることにより、太陽電池セルに再び入射６３させることができ、太陽光を有効に利用することができ、モジュール発電効率を向上させることができる。
【００５５】
図５に示すように、太陽電池セル１は、四角形の角部が切り欠かれた形状をしており、このセルが縦横に並設されている。隣接するセルどうしは離間されており、離間部は格子状となる。セルの四隅が切り欠きされているので、四つのセルに囲まれた格子状の離間部の格子点部分には、太陽電池セルの存在しない比較的広い隙間部７が形成される。この隙間部７は、太陽電池セル等の緩衝スペースとしてだけでなく、ネジやリベット止めのスペースなどに利用したり、意匠性を向上させるのに利用することもできる。
【００５６】
また、太陽電池モジュールの背面には、図８に示すように電極取り出し端子８が取り付けられており、この端子から、外部へ発電した電力を取り出すことができる。また、図９に太陽電池セルを接続した配線を示す模式図を示す。図９ａでは、太陽電池セルを電気的に直列接続する配線の起終点となる太陽電池セル９は、太陽電池モジュールの端部に位置したものである。このような配置では、端部に配置された起終点太陽電池セル９から電極取り出し端子８まで、導線９１で接続する必要がある。また、図９ｂでは、終点となる太陽電池セル９が太陽電池モジュールの中央付近に位置しており、この太陽電池セルを起終点として、図中の９２に示すように太陽電池セルを電気的に配線している。図９ｂのような配線とすると、配線の折曲がり部分９３が多く、このような配線の折曲がりは、従来の太陽電池セルのように表面電極と裏面電極とを結ぶ接続方式では困難であるが、本発明に用いたバックコンタクト型の太陽電池セルを用いれば、このような折曲がり配線も容易である。また、起終点となる太陽電池セル９を太陽電池モジュールの中央付近に配置しているので、直接太陽電池セルの電極と背面に設けられた電極取り出し端子とを接続することができる。
【００５７】
前記のようにバックコンタクト型の太陽電池セルを用いた場合の、図９における配線の折れ曲がり部分９３の太陽電池セルどうしの接続は、隣接する太陽電池セルのＰ型電極とＮ型電極とが隣り合っておらず、横方向に接続する必要がある。その接続の模式図を示したものを図１０ａに示す。また、同時に図１０ｂには従来型の太陽電池セルを用いた場合の折れ曲がり部分の接続方法を示す。従来の太陽電池セルを用いた場合、図１０ｂのように、裏面電極からいったんインターコネクタの端部をセルより外側に出して、リボンを折り曲げて、横に隣接する太陽電池セルの表面電極に接続する必要があった。リボンを太陽電池セルの端より外側に出す必要があったので、太陽電池モジュールの発電に寄与しない面積が増えてしまうとともに、接続構造が複雑であり、工程も手間がかかっていた。バックコンタクト型の太陽電池セルを用いることにより、図１０ａに示すように、横方向に隣接する太陽電池セルどうしでも裏面どうしで接続できるため、接続構造も単純で、工程も簡単に行うことができる。
【００５８】
図１１には、隣接する太陽電池セルのＰ型電極とＮ型電極とを接続するインターコネクタを表す模式図であり、太陽電池セルを裏面側からみた図である。Ｐ型電極１３上の接続点１６とＮ型電極１４上の接続点１７が、太陽電池セルの周縁に複数設けられている。
【００５９】
図１１ａでは、隣接する太陽電池セルのＰ型電極とＮ型電極上の接続点１６および１７とを、それぞれリボン状のインターコネクタ３１で接続している。図１１ｂでは、複数の接続点を一枚の長方形状のインターコネクタ３２で接続している。長方形状のインターコネクタには、Ｐ型電極とＮ型電極との接続点１６および１７がそれぞれ複数設けられている。また、図１１ｃに示すように、インターコネクタ３３の接続点以外の部分が、平面的に凹んでいてもよい。図１１ｃのようなインターコネクタの形状とすることによって、インターコネクタの材料を削減することができ、高価な金属を使用するインターコネクタの材料費を軽減することができる。また、図１２ｄでは、接続点１６、１７が線状に設けられており、接続面積が増えるので導電性が向上し、送電時の抵抗によるロスがすくなくなり、モジュール発電効率を向上させることができる。
【００６０】
また、図１２は、インターコネクタの断面の一例の模式図を示しており、このようにインターコネクタの金属３４の表面に絶縁層３５を設けておき、インターコネクタと電極との接続点に導電部分３６を設けるようにしておいてもよい。このようにしておくことで、誤って他の部分とインターコネクタが接触した際に通電して、発電しなくなったり、発電効率が低下することを防ぐことができ、太陽電池モジュールの製造過程において、作業性を向上させることができる。
【００６１】
また、図１３は、図１０ａ〜ｄ等に示したように電極どうしをインターコネクタで接続したものを真横から見た断面の模式図である。図１３ａのように、インターコネクタ３は平板状でもよいが、図１３ｂのように折り曲げ部分ｇを設けてあってもよく、この折り曲げ部分は、図１３ｃのように複数連続していてもよい。このように折り曲げ部分を設けることにより、太陽電池モジュールの熱膨張収縮によるインターコネクタの膨張収縮を緩和することができ、疲労による断線を防ぐことができる。
【００６２】
これらのインターコネクタの材質は導電性が高いものであれば特に限定されるものではないが、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｓｎや、これらを含む合金などを用いることができる。また、樹脂材料と金属との複合材料を用いてもよい。樹脂材料と金属の複合材料は、たとえば、樹脂シートに金属板を貼り合せたもの、樹脂シート上に金属箔を取り付けたものや、金属を蒸着させたものなどを用いることができる。また、インターコネクタは、板状でなく、前記金属を含有した固形状のものであってもよい。
【００６３】
また、インターコネクタを、メッシュ素材で形成させて用いてもよい。メッシュ素材を用いることによって、材料費が軽減できるとともに、インターコネクタに伸縮性を付与することができ、太陽電池モジュールの熱膨張収縮によるインターコネクタの膨張収縮を吸収し、疲労破壊を防止することができる。
【００６４】
また、太陽電池モジュールの製造過程で、前面側の保護部材と背面側の保護部材との間に封止材を介して太陽電池セルを挟持し一体化する際に、太陽電池セルを電気的に接続するための接続材料を備えておけば、一体化するとともに太陽電池セルを電気的に接続することができる。このとき、太陽電池セルを電気的に接続するための接続材料を備える方法は、例えば、背面側の封止材と太陽電池セルとの間に、接続位置に導電性物質がプリントされたシートを挿入するようにしてもよいし、封止材をシート状のものとして導電性物質を封止材シート上の接続位置に配置するようにしてもよいし、また、封止材シートの表面に導電性物質を太陽電池セルの接続位置に予めプリントしておき、太陽電池セルを所定の位置に配置するようにしてもよい。
【００６５】
【発明の効果】
本発明により、表面に電極がなく裏面にＰ型電極とＮ型電極との両電極を有したバックコンタクト型の単結晶シリコン型太陽電池セルを用いて汎用的に利用できる太陽電池モジュールを提供することができる。
【００６６】
バックコンタクト型の単結晶シリコン型太陽電池セルを用いて太陽電池モジュールを形成することにより、裏面どうしで複数の太陽電池を直列接続することができるので接続が容易であり、表面に電極がないため、表面の全面で太陽光を受光することができ、ロスが少なく効率的に太陽光を利用することができるとともに、外観も好ましい。
【００６７】
また、太陽電池セルの形状を四角形の角部が切り欠きされた形にしておけば、太陽電池を並設した際に４つの太陽電池セルに囲まれた部分に、太陽電池セルの存在しない隙間が形成される。この隙間部を設けることにより、隙間部が緩衝スペースの役割を果たし、太陽電池セルの熱膨張収縮などによる疲労破壊を防ぐことができる。また、この隙間部にネジやリベット孔を設けたりして太陽電池モジュールを固定したり、色や図柄などを入れて意匠性に優れるようにすることができる。
【００６８】
単結晶シリコンのバックコンタクト型太陽電池セルは、単結晶型でありさらに、表面に太陽光の入射を遮る電極がないため高い発電効率が期待でき、平均発電効率２０％程度が期待できる。また、隣接する太陽電池セルとの離間部を小さくすることができる。従って、４つのセルに囲まれる隙間部を設けて意匠性を高めたり、モジュールの取り付け部分を設けても、太陽電池モジュールの全体面積に対する発電効率は１７．５％とすることができ、モジュール発電効率を１７．５％以上と、高効率にすることで、省スペースが可能な使用用途の広い太陽電池モジュールを提供することができる。
【００６９】
また、従来の太陽電池セルでは、リボン状のインターコネクタを用いて、表面側と裏面側にあるＰ型電極とＮ型電極との接続点どうしを一つずつ接続する必要があったが、Ｐ型電極とＮ型電極とを裏面どうしで接続できるため、Ｐ型電極とＮ型電極との接続点が複数ある場合でも一枚のインターコネクタで接続することができ、一点一点の接続点を別個に結ぶ手間が省け、接続作業を簡便にすることができる
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いる太陽電池セルの一例を示した説明図である。
【図２】従来型の太陽電池セルの一例を示した説明図である。
【図３】本発明における隣接する太陽電池セルの電極の接合方法の一例を示した模式図である。
【図４】従来型の太陽電池セルの電極の接合方法の一例を示した模式図である。
【図５】本発明の太陽電池モジュールの実施の一例を示した概略図である。
【図６】本発明の太陽電池モジュールの実施の一例の断面を示した説明図である。
【図７】太陽電池モジュールに入射した太陽光の動向を示した説明図である。
【図８】本発明の太陽電池モジュールの実施の一例であって、その背面からみた様子を示した概略図である
【図９】本発明の太陽電池モジュールの実施の一例であって、その太陽電池の接続配線を示した説明図である。
【図１０】本発明における太陽電池セルの接続の一例を示した説明図である。
【図１１】本発明における太陽電池セルを接続するインターコネクタの一例を示した概略図である。
【図１２】本発明における太陽電池セルを接続するインターコネクタの一例を示した概略図である。
【図１３】本発明における太陽電池セルを接続するインターコネクタの一例を示した説明図である。
【符号の説明】
Ａ    太陽電池セルの断面
ｆ    インターコネクタの回り込み部分
１    太陽電池セル
１１  太陽電池セルの表面
１２  太陽電池セルの裏面
１３  Ｐ型電極
１４  Ｎ型電極
１５  離間部
１６  Ｐ型電極とインターコネクタの接続点
１７  Ｎ型電極とインターコネクタの接続点
２    従来型の太陽電池セル
２１  太陽電池セルの表面
２２  太陽電池セルの裏面
２３  表面電極
２４  裏面電極
２５  離間部
３    インターコネクタ
３１  インターコネクタ
３２  インターコネクタ
３３  インターコネクタ
３４  インターコネクタの金属部分
３５  絶縁層
３６  導電部分
４    インターコネクタ
５    太陽電池モジュール
５１  封止材
５２  表面側の保護部材
５３  裏面側の保護部材
５４  アルミ枠
６１  太陽の入射光
６２  太陽電池モジュールの表面
６３  太陽光が反射してセルへ入射する光
７    隙間部
８    電極取り出し端子
９    太陽電池セルを接続する際に起終点となる太陽電池セル
９１  太陽電池セルから電極取り出し端子までの導線
９２  太陽電池セルの接続の配線を表した説明線
９３  太陽電池セルの接続の折曲がり部分
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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