(57)【要約】【課題】  光起電力素子に複数の逆方向電圧印加防止用のバイパスダイオードを接続する場合に、気泡残りなく封止することができ、外観が良好なだけでなく、屋外長期使用における信頼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。【解決手段】  少なくとも一つの光起電力素子１と、光起電力素子１の逆方向電圧印加防止用のバイパスダイオード５と、バイパスダイオード５を配置するための導電部材２とを有する太陽電池モジュールであって、導電部材２は、対の光起電力素子側接続部１０と複数系統のバイパスダイオード側接続部１１とから構成され、これらバイパスダイオード側接続部１１は光起電力素子接続部１０、１０間に並列に配されており、隣接する系統のバイパスダイオード側接続部１１上に各バイパスダイオード５が互い違いに位置をずらして配置されている。【選択図】      図１
2005183660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの光起電力素子と、該光起電力素子の逆方向電圧印加防止用のバイパスダイオードと、該バイパスダイオードを配置するための導電部材とを有する太陽電池モジュールにおいて、
上記導電部材は、対の光起電力素子側接続部と複数系統のバイパスダイオード側接続部とから構成され、これらバイパスダイオード側接続部は上記光起電力素子接続部間に並列に配されており、隣接する系統のバイパスダイオード側接続部上に各バイパスダイオードが互い違いに位置をずらして配置されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
複数の光起電力素子を直列または並列に電気的に接続して光起電力素子群が構成され、隣接する光起電力素子同士を前記導電部材が跨ぐように形成されていることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記光起電力素子間には間隔が設けられており、該間隔及びその延長線上の領域には前記バイパスダイオードが存在しないことを特徴とする請求項２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、少なくとも一つの光起電力素子を備え、該光起電力素子の逆方向電圧印加防止用のバイパスダイオードを有する太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、環境問題に対する意識の高まりが、世界的において広がりを見せている。中でも、ＣＯ2排出に伴う地球の温暖化現象に対する危惧感は深刻であり、クリーンなエネルギーへの希求はますます強まってきている。太陽電池は現在のところ、その安全性と扱い易さから、クリーンなエネルギー源として期待のもてるものであるということができる。
【０００３】
近年では、太陽電池装置の形態として様々な方式のものが提案されてきている。従来からの地上設置型の架台設置方式以外に、屋根上に架台を組んで太陽電池パネルを固定する方式や、また建材そのものに太陽電池を組み入れた建材一体型太陽電池に関する技術開発も行われている。
【０００４】
一般的に太陽電池モジュールは、単一または複数枚の光起電力素子が被覆材により封止されており、受光面、非受光面が耐候性材料で覆われている構造を有する。電気的には光起電力素子は直並列接続されており、一般的には出力電力は交流電力へ変換後に系統電力に接続される。
【０００５】
このように使用されている太陽電池モジュールにおいて、一部の光起電力素子が影になった場合、影になった光起電力素子の両端には逆方向の電圧がかかる場合がある。
【０００６】
図１２は、従来の影になった光起電力素子を説明するための概略図である。図１２において、３１は光起電力素子、３２は影になった光起電力素子、３３は太陽電池モジュール、３４は配線である。
【０００７】
図示するように、一枚の光起電力素子３２が影になった場合、影となった光起電力素子３２には電流が流れない。その一方で、残りの光起電力素子３１は光照射されているので、電気を流そうとする。そのため、影になった光起電力素子３２には負荷を介して逆方向の電圧がかかることになり、場合によっては影になった光起電力素子３２は損傷することになる。これを防ぐために光起電力素子３１にはバイパスダイオードが接続されている。
【０００８】
図１３は、従来のバイパスダイオードが接続された光起電力素子の断面構造を示す概略図、図１４は図１３の光起電力素子の概略図である。これらの図において、３１は光起電力素子、４１はバイパスダイオード、４２は導電部材、４３は正極電極材、４４は半導体光起電力素子活性層、４５は導電性基体、４６は集電電極、４７は半田である。
【０００９】
図示するように、光起電力素子の導電性基体４５が裏面電極材を兼ねている場合、パスダイオード４１は、光起電力素子３１の正極電極材４３と導電性基体４５との間に電気的に接続されている。また、パスダイオード４１は、導電部材４２により光起電力素子３１と並列接続されており、光起電力素子３１の逆方向に整流できる方向、すなわち、カソード電極側が正極電極材４３に電気的に接続されている。
【００１０】
以上のようにしてバイパスダイオードを形成した後に、必要に応じて光起電力素子３１を直列接続あるいは並列接続してから封止する。
【００１１】
図１５は従来の光起電力素子を封止するために材料を積層している状態を示す模式図、図１６は従来の一体成型封止後の太陽電池モジュールの断面構造を示す概略図である。これら図において、３１は光起電力素子、４１はバイパスダイオード、５１は封止材、５２は表面被覆材、５３は裏面被覆材である。
【００１２】
図１５に示すように、表面被覆材５２／封止材５１／光起電力素子３１／封止材５１／裏面被覆材５３を順に配し、これらを真空引きすると共に加熱することで、図１６に示すように、光起電力素子３１を一体成形封止することができる。
【００１３】
以上のように、光起電力素子３１を封止して太陽電池モジュールを作製し、光起電力素子３１が屋外環境で長期間使用できるようになっている。
【００１４】
一方、光起電力素子３１の変換効率が上がり電流が増えてくると、それまで使用していたバイパスダイオード４１では容量不足になる場合がある。このときに、単に容量の大きなダイオード４１を選択すると、ダイオード４１の体積が大きくなってしまうため、太陽電池モジュールの一体成形封止後にダイオード周りに気泡残りが発生したり、あるいは、表面被覆材５２にフィルムを使用した場合にはフィルムしわが発生することがある。特に、気泡残りがあると、屋外暴露環境では水分がこの気泡内に溜まって電気回路のショートや電極材の腐食に至る虞れがある。
【００１５】
以上の問題に対しては、体積が小さくて済む容量の小さなダイオード複数個を並列に接続して配置することで対処することができる。例えば、特開２０００−２４３９９５号公報（特許文献１）には、光起電力素子の電流が増えた場合に、複数個のバイパスダイオードを並列に電気接続する技術が開示されている。
【００１６】
光起電力素子に対して複数個のバイパスダイオードを並列接続する方式としては、一つのバイパスダイオードに一対の導電部材を用意して、これを光起電力素子に複数個取り付ける方式と、複数個のバイパスダイオードに一対の導電部材を用意して、導電部材にバイパスダイオードを並列接続して、これを光起電力素子と並列接続する方式とが考えられる。
【００１７】
図１７は、従来の容量の小さな複数個のダイオードを並列接続できる導電部材を用意し、これを光起電力素子に並列接続した状態を示す概略図、図１８は従来の容量の小さな複数個のダイオードを並列接続して配置した光起電力素子を一体成形封止した状態の断面構造を示す概略図である。これらの図において、３１は光起電力素子、４１はバイパスダイオード、４２は導電部材、ｄは光起電力素子の端部からバイパスダイオードの外側端部までの距離である。
【００１８】
このように構成することで、従来からの製造コストを増大させることなく、脱気不良が発生し難くなり、表面被覆材５２にフィルムを使用した場合は、フィルムしわが発生し難くなる。
【００１９】
【特許文献１】特開２０００−２４３９９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、太陽電池モジュールを製造するにあたって、コストの低減化が重要な課題となっており、太陽電池モジュールの封止材料の使用量を削減することは重要である。図１７に示したように、複数個のバイパスダイオード４１を並列接続しようとすると、実装工程における製造コストは変わらないが、今度はバイパスダイオード４１の占める面積が増大してしまうため、その分、封止材の使用量を増加させる必要性が生じてくる。
【００２１】
そこで、封止材料の使用量をできる限り少なくするために、光起電力素子３１の端部から最も離れたバイパスダイオード４１の外側端部までの距離ｄを小さくすると共に、隣接するバイパスダイオード同士の間隔もできるだけ狭くすることが求められる。
【００２２】
しかし、複数個のダイオード４１を接近して配置すると、ダイオード近傍に充填不良、すなわち、気泡残りが発生するということが判明した。
【００２３】
本発明は、上記の課題に鑑みて創案されたものであり、その目的は、光起電力素子に複数の逆方向電圧印加防止用のバイパスダイオードを接続する場合に、気泡残りなく封止することができ、外観が良好なだけでなく、屋外長期使用における信頼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】
【００２４】
上記の目的を達成すべく、本発明に係る太陽電池モジュールは、少なくとも一つの光起電力素子と、該光起電力素子の逆方向電圧印加防止用のバイパスダイオードと、該バイパスダイオードを配置するための導電部材とを有する太陽電池モジュールにおいて、上記導電部材は、対の光起電力素子側接続部と複数系統のバイパスダイオード側接続部とから構成され、これらバイパスダイオード側接続部は上記光起電力素子接続部間に並列に配されており、隣接する系統のバイパスダイオード側接続部上に各バイパスダイオードが互い違いに位置をずらして配置されていることを特徴とする。
【００２５】
また、複数の光起電力素子を直列または並列に電気的に接続して光起電力素子群が構成され、隣接する光起電力素子同士を前記導電部材が跨ぐように形成されていることが好ましい。
【００２６】
さらに、前記光起電力素子間には間隔が設けられており、該間隔及びその延長線上の領域には前記バイパスダイオードが存在しないことが好ましい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る太陽電池モジュールによれば、次のような優れた効果を奏する。
【００２８】
すなわち、バイパスダイオードを配置するための導電部材は、対の光起電力素子側接続部と複数系統のバイパスダイオード側接続部とから成り、これらバイパスダイオード側接続部は上記光起電力素子接続部間に並列に配され、隣接する系統のバイパスダイオード側接続部上に各バイパスダイオードが互い違いに位置をずらして配置されているので、封止時に脱気が促されて封止材の流れ込みがスムーズになり、封止する部材間に気泡が残らないように封止でき、太陽電池モジュールの外観が良好なだけでなく、屋外長期使用における太陽電池モジュールの信頼性を向上させることができる。
【００２９】
また、複数の光起電力素子を直列または並列に電気的に接続して光起電力素子群が構成され、隣接する光起電力素子同士を前記導電部材が跨ぐように形成されているので、光起電力素子群のうちのいずれかの光起電力素子が影となっても、影となった光起電力素子に逆方向の電圧が印加されるのを防止することができる。
【００３０】
さらに、前記光起電力素子間には間隔が設けられており、該間隔及びその延長線上の領域には前記バイパスダイオードが存在しないので、光起電力素子間での太陽電池モジュールの屈曲があった場合にその応力がバイパスダイオードに及ぶのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明するが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
【００３２】
図１は、本発明に係る太陽電池モジュールを構成する光起電力素子を説明するための概略図である。図１において、１は光起電力素子、２は導電部材、３は光起電力素子の正極電極材、４は光起電力素子の集電電極、５はバイパスダイオードである。
【００３３】
図示するように、本実施形態の光起電力素子１は、不図示の基板として導電性の板材を使用し、この基板を裏面電極材として使用し、その上に不図示の半導体層を形成した後、光起電力素子の端部に正極電極材３を形成している。本実施形態では、例えば、２個のバイパスダイオード５が並列に接続されている。これらのバイパスダイオード５は予め導電部材２上に互い違いに位置がずれるように千鳥状に配置して電気接続し、導電部材２とバイパスダイオード５とを一体形成した後、導電部材２を光起電力素子の正極電極材３と基板に電気接続している。そして、このように作製した光起電力素子１を被覆材により一体的に封止している。
【００３４】
図２は、本実施形態における光起電力素子を封止するために被覆材を積層している状態を示す模式図である。図２において、１は光起電力素子、６は封止材、７は表面被覆材、８は裏面被覆材である。このように表面被覆材７／封止材６／光起電力素子１／封止材６／裏面被覆材８の順に積層して、各層間を真空引きすると共に、加熱して一体的に封止する。各被覆材は上記光起電力素子１よりも縦横サイズが大きいものを使用する。
【００３５】
以下、本実施形態の太陽電池モジュールの各構成要素について詳細に説明する。
【００３６】
〔光起電力素子〕
本発明で使用する光起電力素子１は、特に限定はなく、例えば、例えば、アモルファス・マイクロクリスタルシリコン積層型光起電力素子、結晶シリコン光起電力素子、多結晶シリコン光起電力素子、アモルファスシリコン光起電力素子、銅インジウムセレナイド光起電力素子、あるいは化合物半導体光起電力素子等が挙げられる。しかしながら、薄膜系の光起電力素子は可撓性を有するので、大面積の太陽電池モジュールを作製するのに好ましい。特に、可撓性を有する導電性基板上に光変換部材としての半導体活性層などを形成した光起電力素子は、大面積化も容易で、曲げ応力に対する光起電力素子の信頼性も高いため好ましく、例えば、アモルファス・マイクロクリスタルシリコン型３層構造を含む積層型光起電力素子が特に好ましい。
【００３７】
光起電力素子単体での電気的特性（電圧、出力等）には限界があるため、所望の電気的特性が得られるように、複数の光起電力素子１を直列または並列に電気的に接続して用い、これを光起電力素子群という。なお、各光起電力素子１には、直並列化ができるように、正極及び負極が存在する。
【００３８】
〔バイパスダイオード〕
単一の光起電力素子または光起電力素子群には、遮光時に光起電力素子に逆方向の電圧が印加されるのを防止すべく、バイパスダイオード５が並列接続されている。このバイパスダイオード５としては、特に限定はないが、一般整流シリコンダイオード、ショットキーバリアダイオード等が有用である。
【００３９】
図３は、本実施形態において、導電部材上にバイパスダイオードを固定する状況を示しており、（ａ）は導電部材上にバイパスダイオードを固定する状況を説明するための概略図、（ｂ）は導電部材上にバイパスダイオードを固定する状態を説明するための概略図である。図３において、５はバイパスダイオード、２は導電部材、９はバイパスパスダイオードの電極である。
【００４０】
図示するように、導電部材２上にバイパスダイオード５の電極９を位置合わせして、電気接続する。この電気接続には、一般的には半田付けを用いる。
【００４１】
一方、ダイオードには定格電流がある。ダイオード毎に接合温度の上限設定があり、この接合温度以下で使用しなければならない。定格電流以上が流れると、接合温度以上となってしまい、ダイオードが破壊する虞れがある。したがってダイオードは定格電流を増大させるために接合部の面積を増大させる。すなわち、ダイオード素子を並列に大面積で構成する必要がある。そのため、定格電流が大きくなるとダイオードの体積は大きくなってしまう。
【００４２】
光起電力素子１を流れる電流がダイオードの定格電流以上となった場合、定格電流の大きなダイオードを使用するのではなく、定格電流の小さな複数個のバイパスダイオード５を並列に形成することで、光起電力素子１の一体封止時における脱気性、封止性を改善することができる。
【００４３】
〔導電部材〕
本実施形態における導電部材２は、バイパスダイオード５と光起電力素子１の正負電極間を電気的に接続する配線部材である。封止材中への封止性を良くするために銅箔を使用することが多いが、特に限定されない。バイパスダイオード５の光起電力素子１への電気接続は、予めバイパスダイオード５と導電部材２とを一体にしておいてから、光起電力素子１と電気的に接続する。バイパスダイオード５のアノード極、カソード極に配置される導電部材２は、バイパスダイオード５を互い違いに位置をずらして千鳥状に配置できるような形状に作成されていると都合が良い。
【００４４】
図４、本実施形態において、バイパスダイオードと導電部材とを一体形成する状況を示しており、（ａ）は導電部材を説明するための概略図、（ｂ）は導電部材のバイパスダイオード側接続部の長さを説明するための概略図、（ｃ）はダイオードと導電部材が一体形成された状態を表す概略図である。図４において、２は導電部材、５はバイパスダイオード、１０は導電部材の光起電力素子側接続部、１１は導電部材のバイパスダイオード側接続部である。
【００４５】
図示するように、導電部材２は、一対の光起電力素子側接続部１０と２系統のバイパスダイオード側接続部１１とから成り、これらバイパスダイオード側接続部１１は上記光起電力素子接続部１０、１０間に並列に配されている。導電部材２のバイパスダイオード側接続部１１に長さの違いＬをつけることで、バイパスダイオード５を互い違いに位置をずらして千鳥状に配置することができる。例えば、Ｌの長さをバイパスダイオード５の長さ以上とすることで、互い違いに位置をずらした千鳥状配置とすることができる。バイパスダイオード５と導電部材２との電気接続は、上述したように、例えば半田付けして接続する。
【００４６】
〔バイパスダイオードの配置〕
本発明におけるバイパスダイオード５の千鳥状配置とは、一つの光起電力素子に並列接続する一群のバイパスダイオードの配置が、光起電力素子受光面側から見ると互い違いに位置がずれてジグザクに点在している状態をいう。
【００４７】
このような状態を実現するには、導電部材２のバイパスダイオード側接続部１１の一端からの長さが、隣接する並走するバイパスダイオード側接続部の一端からの長さと異なるようにすることで実現できる。
【００４８】
なお、前述した導電部材２の長さの差Ｌは、バイパスダイオード自体の並走方向に沿っている長さよりも、大きい方が好ましい。特に、バイパスダイオード５が矩形状である場合は、最も隣接するバイパスダイオード間の最近接距離が、バイパスダイオード５の頂点間の距離であるような状態が好ましい。
【００４９】
また、複数の光起電力素子１を直列または並列に電気的に接続して光起電力素子群を構成する場合、光起電力素子間には間隔が設けるが、この間隔及びその延長線上の領域にはバイパスダイオード５が存在しないことが好ましい。光起電力素子間の間隔及びその延長線上の領域にバイパスダイオード５が存在しないことにより、光起電力素子間での太陽電池モジュールの屈曲があった場合にその応力がバイパスダイオード５に及ばないため、バイパスダイオード５が破損するなどのトラブル発生を防止することができる。
【００５０】
以上のように、本実施形態の太陽電池モジュールによれば、複数の光起電力素子１を直列または並列に電気的に接続して光起電力素子群を構成した場合に、隣接する光起電力素子同士を導電部材２が跨ぐように形成されているので、光起電力素子群のうちのいずれかの光起電力素子１が影となっても、影となった光起電力素子１に逆方向の電圧が印加されるのを防止することができる。
【００５１】
また、光起電力素子１に容量の小さな複数のバイパスダイオード５を並列接続しても、隣接する導電部材２上におけるバイパスダイオード５の配置を互い違いに千鳥状とすることにより、封止材６の使用量を削減することができる。
【００５２】
さらに、隣接する導電部材２上におけるバイパスダイオード５の配置を互い違いに千鳥状とすることにより、バイパスダイオード５の近傍での脱気が促されて、封止する部材間への封止材６の流れ込みがスムーズになり、バイパスダイオード５の近傍に気泡が残らないように封止できる。これにより、太陽電池モジュールの外観が良好となるだけでなく、屋外長期使用における太陽電池モジュールの信頼性を向上させることができる。
【実施例】
【００５３】
以下、本発明の好適な実施例に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５４】
〔実施例１〕
実施例１の太陽電池モジュールは、光起電力素子に２個のバイパスダイオード５が並列に電気接続されており、被覆材が表面側、裏面側共に耐候性フィルムで構成されているものである。
【００５５】
図５は、実施例１で使用する光起電力素子の断面構成を示す模式図である。図５において、１は光起電力素子、２１は導電性基体、２２は金属電極層、２３は半導体光活性層、２４は透明導電層、２５は集電電極、２６は正極電極材である。
【００５６】
図示するように、本実施例における光起電力素子１は、導電性基体２１としてステンレス鋼板を使用し、その上に裏面側の金属電極層２２としてＡｌ層とＺｎＯ層を順次形成する。その上に、ｎ型ａ−Ｓｉ層、ｉ型ａ−Ｓｉ層、ｐ型微結晶μｃ−Ｓｉ層を形成し、ａ−Ｓｉ系半導体光活性層２３を形成する。そして、透明導電層２４としてＩｎ2Ｏ3薄膜を形成する。次に、銀ペーストからなる集電電極２５をスクリーン印刷後、乾燥して形成し、最後に正極電極材２６を光起電力素子１の端部に形成して、光起電力素子１を作製する。
【００５７】
以上のようにして、大きさが２４０ｍｍ×３６０ｍｍの光起電力素子１を作製する。光起電力素子１の一枚当たりの定格電流は１０Ａである。
【００５８】
次に、バイパスダイオードと導電部材を一体化する。図４に示したように、バイパスダイオード５は定格５Ａ品（寸法が幅２．５ｍｍ、長さ４ｍｍ）を２個使用する。導電部材２は、厚さ０．１ｍｍｔ、幅２．５ｍｍの銅箔で、図４のような形状に切断されたものを準備しておき、半田付けしてバイパスダイオード５と一体にする。図４中のＬは導電部材２のバイパスダイオード側接続部１１の長さ違いであり、本実施例では８ｍｍとする。各バイパスダイオード５の長さが４ｍｍであるため、これらを互い違いに位置ずれするように千鳥状に配置することができる。
【００５９】
そして、バイパスダイオード５を固定した導電部材２を光起電力素子１へ電気的に接続する。図１及び図４に示したように、導電部材２の光起電力素子側接続部１０うちの一方は正極電極材３２上に、他方は不図示の導電性基材上に電気的に接続する。このとき、光起電力素子１の端部から最も離れたバイパスダイオード５の外側端部までの距離ｄが８ｍｍとなるように電気接続する。また、バイパスダイオード５のカソード側の導電部材２が光起電力素子１の正極電極材側に接続されるように注意する。
【００６０】
次に、図２に示したように、上記のように作製した光起電力素子１を封止する。本実施例では、封止材６としてＥＶＡを、表面被覆材７としてフッ素樹脂フィルムを、裏面被覆材８としてポリエステルフィルムを使用する。各被覆材料の大きさは２７０ｍｍ×３８０ｍｍとしている。図２のように、裏面被覆材８、封止材６、上記のように作製した光起電力素子１、封止材６、表面被覆材７の順に積層し、これらの部材間を真空引きすると共に加熱処理して封止する。
【００６１】
図６は、実施例１で作製した封止後の太陽電池モジュールの断面構造を示す概略図である。図６において、１は光起電力素子、５はバイパスダイオード、６は封止材、７は表面被覆材、８は裏面被覆材である。封止後の太陽電池モジュールは、気泡残りがなく、外観仕上がりの良好なものであった。
【００６２】
以上のように、隣接する導電部材２上のバイパスダイオード５を互い違いに位置をずらして千鳥状に配置することで、一体成形時に脱気が促されて封止材６の流れ込みがスムーズとなり、気泡残りがないように封止できる。これにより、太陽電池モジュールの外観が良好になるだけでなく、屋外長期使用における太陽電池モジュールの信頼性を向上させることができる。
【００６３】
〔実施例２〕
実施例２の太陽電池モジュールは、光起電力素子に３個のバイパスダイオード５が並列に電気接続されており、被覆材の表面側にガラス、裏面側はフィルムで構成されているものである。
【００６４】
図７は、実施例２で使用するバイパスダイオードと導電部材とを一体形成する状況を示しており、（ａ）は導電部材を説明するための概略図、（ｂ）は導電部材のバイパスダイオード側接続部の長さを説明するための概略図、（ｃ）はダイオードと導電部材とが一体になった状態を表す概略図である。図７において、２は導電部材、５はバイパスダイオード、１０は導電部材の光起電力素子側接続部、１１は導電部材のバイパスダイオード側接続部である。
【００６５】
本実施例で使用するバイパスダイオード５は、定格電流３．５Ａ品（寸法が幅２．０ｍｍ、長さ３ｍｍ）を使用する。導電部材２は、厚さ０．１ｍｍｔ、幅２．０ｍｍの銅箔で、図７のような形状に切断されたものを準備しておき、半田付けしてバイパスダイオード５と一体にする。図７中のＬは、導電部材２のバイパスダイオード側接続部１１の長さ違いであり、本実施例では６ｍｍとする。各バイパスダイオード５の長さが３ｍｍであるため、これらを互い違いに位置ずれするように千鳥状に配置することができる。
【００６６】
次に、バイパスダイオード５を固定した導電部材２を光起電力素子１へ電気的に接続する。光起電力素子１は実施例１のようにして作製したものを使用する。
【００６７】
図８は、実施例２で使用する光起電力素子を示す概略図である。図８において、１は光起電力素子、２は導電部材、３は正極電極材、５はバイパスダイオードである。
【００６８】
図示するように、導電部材２の光起電力素子側接続部１０うちの一方は正極電極材３上に、他方は不図示の導電性基材上に電気的に接続する。このとき、光起電力素子１の端部から最も離れたバイパスダイオード５の外側端部までの距離ｄが１２ｍｍとなるように電気接続する。また、バイパスダイオード５のカソード側の導電部材２が光起電力素子１の正極電極材側に接続されるように注意する。
【００６９】
次に、上記のように作製した光起電力素子１を封止する。本実施例では、表面被覆材７としてガラス板を使用する以外は、実施例１と同じ材料を使用している。各被覆材料の大きさは２７５ｍｍ×３８０ｍｍとしている。図２のように、裏面被覆材８、封止材６、上記のように作製した光起電力素子１、封止材６、表面被覆材７の順に積層し、これらの部材間を真空引きすると共に加熱処理して封止する。
【００７０】
以上のように、３個のバイパスダイオード５が並列接続されている場合でも、実施例１と同様に、各バイパスダイオード５を互い違いに位置ずれするように千鳥状に配置することで、気泡残りがなく、外観仕上がりの良好な太陽電池モジュールを作製することができる。
【００７１】
〔実施例３〕
実施例３の太陽電池モジュールは、複数の光起電力素子を直列に電気接続して光起電力素子群を形成し、バイパスダイオード５を並列配置する導電部材は光起電力素子間に跨るように配して作製し、光起電力素子群を一体封止後、その周囲に枠材を取り付けたものである。
【００７２】
図９は実施例３の光起電力素子の直列接続部を示す概略図、図１０は図９のバイパスダイオード配置部を示す拡大概略図である。これらの図において、１は光起電力素子、２は導電部材、５はバイパスダイオード、１２は光起電力素子間の間隔の延長線上の領域である。
【００７３】
図示するように、二枚の光起電力素子１を直列接続しており、これら光起電力素子間の間隔の延長線上の領域４０３に跨るように、導電部材２上に２個のバイパスダイオード５を並列接続して配置している。光起電力素子間の隙間は５ｍｍとしている。
【００７４】
使用したダイオードは実施例１と同じであり、導電部材２のバイパスダイオード側接続部１１の長さ違いＬ（図４のＬ）は１２ｍｍとしている。こうすることで、図１０に示すように、光起電力素子間の間隔の延長線上の領域１２にバイパスダイオード５が存在しないように配置できる。また、本実施例における光起電力素子１において、不図示の導電性基体は負極電極を兼ねているので、アノード側、カソード側の双方の導電部材２は、光起電力素子１の導電性基体に直接電気接続されている。さらに、光起電力素子１の端部から最も離れているバイパスダイオード５の外側端部までの距離ｄは、実施例１と同じく８ｍｍとしている。
【００７５】
次に、上述したような要領で、複数の光起電力素子１を直列接続して光起電力素子群を形成し、大面積の太陽電池モジュールを作製する。
【００７６】
図１１は、実施例３の太陽電池モジュールを作製する状況を示しており、（ａ）は複数の光起電力素子を直列化した状態を説明する概略図、（ｂ）は一体封止後に枠材を取り付けた状態を表す概略図である。図１１において、１は光起電力素子、１３は光起電力素子間の間隔、１４は枠材、１５は直列化Ｕターン部の渡し電極、１６は正極電極の延長部である。
【００７７】
図１１（ａ）に示すように、４枚の光起電力素子１を直列接続して１列の直列体を形成し、これを２列作製して並列に配置し、Ｕターンするように２列の直列体を直列接続する。また、直列化Ｕターン部では渡し電極１５を使用して２列の光起電力素子群を直列化し、直列化の端部では正極電極を延長して、この延長部１６と導電性基体との間にバイパスダイオード５を電気的に接続している。このようにして各光起電力素子１にバイパスダイオード５を接続する。
【００７８】
次に、複数の光起電力素子１の直列化して光起電力素子群を形成後、その封止工程を行う。各被覆材料の大きさは、５０５ｍｍ×１４７５ｍｍとしている。被覆材料の寸法変更以外は、実施例１と同様にして作製する。
【００７９】
最後に、図１１（ｂ）に示すように、光起電力素子群の周囲に枠材１４を取り付けて、太陽電池モジュールを作製する。
【００８０】
以上のように、複数の光起電力素子１を直列化して光起電力素子群を形成した場合においては、バイパスダイオード５を光起電力素子間の間隔１３に跨って配置できる。また、バイパスダイオード５が光起電力素子間の間隔１３の延長線上の領域１２に存在しないように配置することで、光起電力素子間での太陽電池モジュールの屈曲があった場合にその応力がバイパスダイオード５に及ばないため、バイパスダイオード５が破損するなどのトラブル発生を防止することができる。
【００８１】
本実施例では、バイパスダイオード５は、図１１に示すように、光起電力素子１の一端側にのみ設けてあるので、各直列体は互いにバイパスダイオード５が形成されていない側を突き合わせて配置することで、並走する２列の直列体間の間隔を最小に設定することができる。また、以上のような構成とすることで、太陽電池モジュールが枠材１４により遮光される領域に各バイパスダイオード５を配置することができる。通常、太陽電池モジュールと枠材１４との間には、このような枠材１４により遮光される領域は必ず必要である。さらに、上記のように複数列の直列体をＵターンするように直列接続して大面積の太陽電池モジュールを形成する場合において、封止材の使用量を大幅に削減することが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明に係る太陽電池モジュールを構成する光起電力素子を説明するための概略図である。
【図２】本実施形態における光起電力素子を封止するために被覆材を積層している状態を示す模式図である。
【図３】本実施形態において、導電部材上にバイパスダイオードを固定する状況を示しており、（ａ）は導電部材上にバイパスダイオードを固定する状況を説明するための概略図、（ｂ）は導電部材上にバイパスダイオードを固定する状態を説明するための概略図である。
【図４】本実施形態において、バイパスダイオードと導電部材とを一体形成する状況を示しており、（ａ）は導電部材を説明するための概略図、（ｂ）は導電部材のバイパスダイオード側接続部の長さを説明するための概略図、（ｃ）はダイオードと導電部材が一体形成された状態を表す概略図である。
【図５】実施例１で使用する光起電力素子の断面構成を示す模式図である。
【図６】実施例１で作製した封止後の太陽電池モジュールの断面構造を示す概略図である。
【図７】実施例２で使用するバイパスダイオードと導電部材とを一体形成する状況を示しており、（ａ）は導電部材を説明するための概略図、（ｂ）は導電部材のバイパスダイオード側接続部の長さを説明するための概略図、（ｃ）はダイオードと導電部材とが一体になった状態を表す概略図である。
【図８】実施例２で使用する光起電力素子を示す概略図である。
【図９】実施例３の光起電力素子の直列接続部を示す概略図である。
【図１０】図９のバイパスダイオード配置部を示す拡大概略図である。
【図１１】実施例３の太陽電池モジュールを作製する状況を示しており、（ａ）は複数の光起電力素子を直列化した状態を説明する概略図、（ｂ）は一体封止後に枠材を取り付けた状態を表す概略図である。
【図１２】従来の影になった光起電力素子を説明するための概略図である。
【図１３】従来のバイパスダイオードが接続された光起電力素子の断面構造を示す概略図である。
【図１４】図１３の光起電力素子の概略図である。
【図１５】従来の光起電力素子を封止するために材料を積層している状態を示す模式図である。
【図１６】従来の一体成型封止後の太陽電池モジュールの断面構造を示す概略図である。
【図１７】従来の容量の小さな複数個のダイオードを並列接続できる導電部材を用意し、これを光起電力素子に並列接続した状態を示す概略図である。
【図１８】従来の容量の小さな複数個のダイオードを並列接続して配置した光起電力素子を一体成形封止した状態の断面構造を示す概略図である。
【符号の説明】
【００８３】
１  光起電力素子
２  導電部材
３  光起電力素子の正極電極材
４  光起電力素子の集電電極
５  バイパスダイオード
６  封止材
７  表面被覆材
８  裏面被覆材
９  バイパスパスダイオードの電極
１０  導電部材の光起電力素子側接続部
１１  導電部材のバイパスダイオード側接続部
１２  光起電力素子間の間隔の延長線上の領域
１３  光起電力素子間の間隔
１４  枠材
１５  直列化Ｕターン部の渡し電極
１６  正極電極の延長部
２１  導電性基体
２２  金属電極層
２３  半導体光活性層
２４  透明導電層
２５  集電電極
２６  正極電極材
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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