(57)【要約】【課題】封止材の膨れや変形等の外観不良が生じ難く、発電特性に優れた、バイパスダイオードを備えた太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】この太陽電池モジュール１０は、太陽電池セル集合体２０と、ダイオード集合体４０とを備え、ダイオード４５の半導体層４３を挟む一対の電極層４２，４４の少なくとも１層が導電性酸化物で形成され、太陽電池セル集合体２０の背面電極層２６と、ダイオード集合体４５の電極層４６とが面接触して両者が電気的に接続しており、太陽電池セル集合体２０とダイオード集合体４０とが封止材８０で封止されて一体化している。【選択図】図１
2013026363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一基板の一面上に、裏面電極層、光電変換層、透明電極層を順次積層して構成された光電変換部と、前記第一基板の他面上に形成された電極層を有する太陽電池セルが、前記第一基板面上で複数に分割されて太陽電池単位セルを形成し、隣接する前記太陽電池単位セルどうしが電気的に直列接続している太陽電池セル集合体と、
第二基板の一面上に、第一電極層、半導体層、第二電極層を順次積層して構成されたダイオード部を有するダイオードが、該ダイオードが取り付けられる太陽電池単位セルの配列と整合する配列で複数に分割されてダイオード単位セルを形成しているダイオード集合体とを備え、
前記ダイオード集合体の第一電極層及び／又は第二電極層が導電性酸化物で形成され、
前記太陽電池セル集合体の第一基板の他面上に形成された電極層と、前記ダイオード集合体の電極層とが面接触して両者が電気的に接続しており、
前記太陽電池セル集合体と前記ダイオード集合体とが、封止材で封止されて一体化していることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記ダイオード集合体の第二基板が、可撓性フィルム基板である請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記ダイオード部の半導体層が、ｐｉｎ型アモルファスシリコン又はｎｉｐ型アモルファスシリコンで構成されている請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記太陽電池セル集合体に取り付けられる前記ダイオード集合体の面積は、該太陽電池セル集合体の面積以下であり、該太陽電池セル集合体の外周からはみ出さないように配置されている、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】
前記ダイオード集合体は、第二基板の一面上に、第一電極層、半導体層、第二電極層の順に積層して構成されたダイオード部と、前記第二基板の他面上に形成された第三電極層とを有するダイオードが、前記第二基板面上で複数のダイオード単位セルに分割されており、
前記第三電極層は、前記第二基板、前記第一電極層、前記半導体層を貫通する第一貫通孔を通り前記第一電極層と実質的に絶縁された導体により、前記第二電極層と接続されると共に、前記第二基板を貫通する第二貫通孔を通り前記第二電極層と実質的に絶縁された導体により、隣接するダイオード単位セルの前記第一電極層と接続されている、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】
前記太陽電池セル集合体は、該第一基板の一面上に、裏面電極層、光電変換層、透明電極層の順に積層して構成された光電変換部と、前記第一基板の他面上に形成された背面電極層とを有する太陽電池セルが、前記第一基板面上で複数の太陽電池単位セルに分割されており、
前記背面電極層は、前記第一基板、前記裏面電極層、前記光電変換層を貫通する第一貫通孔を通り前記裏面電極層と実質的に絶縁された導体により、前記透明電極層と接続されると共に、前記第一基板を貫通する第二貫通孔を通り前記透明電極層と実質的に絶縁された導体により、隣接する太陽電池単位セルの前記裏面電極層と電気的に直列接続している、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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイパスダイオードを備えた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、複数の太陽電池セルを電気的に直列接続して、所定の出力が得られるように設計されている。
【０００３】
ところで、太陽電池セルは、発電しない状態（太陽電池への太陽光が遮光された状態）では、抵抗が大きくなり、発熱によって熱損傷等が発生する可能性がある。そのため、ダイオードを太陽電池セルに対して電気的に並列接続し、太陽電池セルに部分的に影となる箇所が生じるなどの不具合が発生した時は、電流を該ダイオードからバイパスさせて、太陽電池セルの損傷を防止するバイパスダイオードを設ける。
【０００４】
バイパスダイオードとしては、モールドタイプのダイオードを、太陽電池セルの外側に接続してなるものが一般的である。しかしながら、モールドタイプのダイオードの場合、ダイオードを一つずつ太陽電池セルにそれぞれ配設する必要があるので、取り付け作業性が悪いという問題点があった。また、ダイオードを太陽電池セルの外側に配設しているので、太陽電池モジュールの発電に寄与しない部分の面積が増加し、面積当たりの発電量が低くなるという問題があった。
【０００５】
また、特許文献１には、可撓性薄膜上に金属電極、アモルファスシリコン層、金属電極の順に積層してなるダイオードの金属電極の露出部を、太陽電池セルの金属電極に、導電ペースト等の接着剤で接着して配設することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５９−９４８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１のダイオードは、アモルファスシリコン層を一対の金属電極で挟持してなるものであるが、ＡｌやＡｇ等の金属は、Ｓｉと相互拡散し易く、ダイオードとして機能するアモルファスシリコン層の膜厚が薄いため、アモルファスシリコン層上に金属電極を形成すると、アモルファスシリコン層に金属が拡散してリークパスが発生し易く、ダイオードとしての機能を果たさない可能性があった。
【０００８】
また、ダイオードと太陽電池セルとの接合部分に電流が集中して発熱することがあり、太陽電池セルとダイオードとを覆う封止材が軟化ないし溶融して、膨れや変形等の外観不良が生じる可能性もあった。
【０００９】
よって、本発明の目的は、封止材の膨れや変形等の外観不良が生じ難く、発電特性に優れた、バイパスダイオードを備えた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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の太陽電池モジュールは、
第一基板の一面上に、裏面電極層、光電変換層、透明電極層を順次積層して構成された光電変換部と、前記第一基板の他面上に形成された電極層を有する太陽電池セルが、前記第一基板面上で複数に分割されて太陽電池単位セルを形成し、隣接する前記太陽電池単位セルどうしが電気的に直列接続している太陽電池セル集合体と、
第二基板の一面上に、第一電極層、半導体層、第二電極層を順次積層して構成されたダイオード部を有するダイオードが、該ダイオードが取り付けられる太陽電池単位セルの配列と整合する配列で複数に分割されてダイオード単位セルを形成しているダイオード集合体とを備え、
前記ダイオード集合体の第一電極層及び／又は第二電極層が導電性酸化物で形成され、
前記太陽電池セル集合体の第一基板の他面上に形成された電極層と、前記ダイオード集合体の電極層とが面接触して両者が電気的に接続しており、
前記太陽電池セル集合体と前記ダイオード集合体とが、封止材で封止されて一体化していることを特徴とする。
【００１１】
本発明の太陽電池モジュールは、前記ダイオード集合体の第二基板が、可撓性フィルム基板であることが好ましい。
【００１２】
本発明の太陽電池モジュールは、前記ダイオード部の半導体層が、ｐｉｎ型アモルファスシリコン又はｎｉｐ型アモルファスシリコンで構成されていることが好ましい。
【００１３】
本発明の太陽電池モジュールは、前記太陽電池セル集合体に取り付けられる前記ダイオード集合体の面積は、該太陽電池セル集合体の面積以下であり、該太陽電池セル集合体の外周からはみ出さないように配置されていることが好ましい。
【００１４】
本発明の太陽電池モジュールの前記ダイオード集合体は、前記ダイオード集合体は、第二基板の一面上に、第一電極層、半導体層、第二電極層の順に積層して構成されたダイオード部と、前記第二基板の他面上に形成された第三電極層とを有するダイオードが、前記第二基板面上で複数のダイオード単位セルに分割されており、前記第三電極層は、前記第二基板、前記第一電極層、前記半導体層を貫通する第一貫通孔を通り前記第一電極層と実質的に絶縁された導体により、前記第二電極層と接続されると共に、前記第二基板を貫通する第二貫通孔を通り前記第二電極層と実質的に絶縁された導体により、隣接するダイオード単位セルの前記第一電極層と接続されていることが好ましい。
【００１５】
本発明の太陽電池モジュールの前記太陽電池セル集合体は、第一基板と、該第一基板の一面上に、裏面電極層、光電変換層、透明電極層の順に積層して構成された光電変換部と、前記第一基板の他面上に形成された背面電極層とを有する太陽電池セルが、前記第一基板面上で複数の太陽電池単位セルに分割されており、前記背面電極層は、前記第一基板、前記裏面電極層、前記光電変換層を貫通する第一貫通孔を通り前記裏面電極層と実質的に絶縁された導体により、前記透明電極層と接続されると共に、前記第一基板を貫通する第二貫通孔を通り前記透明電極層と実質的に絶縁された導体により、隣接する太陽電池単位セルの前記裏面電極層と電気的に直列接続していることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の太陽電池モジュールは、ダイオード集合体の第一電極層及び／又は第二電極層が導電性酸化物で形成されているので、導電性酸化物は、Ｓｉとの相互拡散が低いため、ダイオード部でのリークパスを低減できる。
また、導電性酸化物は、ＡｌやＡｇ等に比べて抵抗が大きいため、ダイオードの電極材料として導電性酸化物を使用すると、通電時にダイオードと太陽電池セルとの接点部分に電流が集中して発熱し易くなるが、本発明では、太陽電池セル集合体の第一基板の他面上に形成された電極層と、ダイオード集合体の電極層とが面接触して両者を電気的に接続しているので、通電時における電流の局所的な集中を防止でき、過度な温度上昇を抑えることができる。このため、封止材等の溶融や膨れ等の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の太陽電池モジュールの一実施形態の概略図である。
【図２】同太陽電池モジュールの底面図である。
【図３】同太陽電池モジュールの太陽電池セル集合体とダイオード集合体との分解斜視図である。
【図４】同太陽電池モジュールの太陽電池セル集合体（ダイオード集合体）の透明電極層（第二電極層）側の平面図である。
【図５】同太陽電池モジュールの太陽電池セル集合体（ダイオード集合体）の背面電極層（第三電極層）側の平面図である。
【図６】同太陽電池モジュールの太陽電池セル集合体とダイオード集合体との接合状態を示す状態図である。
【図７】同太陽電池モジュールの太陽電池セル集合体とダイオード集合体との接合状態を示す状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の太陽電池モジュールの一実施形態について、図１〜６を用いて説明する。
【００１９】
図１，２に示されるように、この太陽電池モジュール１０は、太陽電池セル集合体２０とダイオード集合体４０とで主に構成される。ダイオード集合体４０は、太陽電池セル集合体２０の非受光面側２０ｂの電極層と、ダイオード集合体の電極層とが圧着されて面接触し、両者が接合している。そして、封止材８０で全体が封止されて一体化している。
【００２０】
封止材８０としては、特に限定は無いが、封止樹脂と表面保護材とで構成されていることが好ましい。封止樹脂としては、例えば、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、アクリル樹脂、又はポリイソブチレン等の樹脂材料からなるフィルムで、ある程度の接着性を有しているものを用いることができる。表面保護材として、例えば、４フッ化エチレン−エチレン共重合体、フッ化ビニリデン樹脂、３フッ化塩化エチレン樹脂、ＥＴＦＥ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）、アクリル樹脂、３フッ化塩化エチレン樹脂コートアクリル樹脂、又はポリエステル樹脂等の耐熱性、耐候性に優れた材料からなるフィルム等を用いることができる。
【００２１】
太陽電池セル集合体２０は、図３に示されるように、基板２１の受光面側２０ａに、裏面電極層２２、光電変換層２３、透明電極層２４を順次積層して構成された光電変換部２５と、基板２１の非受光面２０ｂに形成された背面電極層２６とを有する太陽電池セルが、複数の太陽電池単位セル２００に分割され、隣接する太陽電池単位セル２００どうしが、電気的に直列接続している。
【００２２】
光電変換部２５の両端部には、基板２１上に裏面電極層２２、光電変換層２３が順次積層され、透明電極層２４が設けられていない接続部２５ａ，２５ａが設けられている。また、背面電極層２６は、太陽電池単位セル２００の光電変換部とほぼ同じ間隔で、かつ、隣接する一方の太陽電池単位セルの光電変換部側にずれて分割されている。
【００２３】
図３〜５を合わせて参照すると、各太陽電池単位セル２００には、背面電極層２６、基板２１、裏面電極層２２、光電変換層２３、透明電極層２４を貫通して形成された第一貫通孔２７が、所定間隔で複数形成されている。図３に示すように、第一貫通孔２７内において、透明電極層２４と背面電極層２６とが、導体層２８により電気的に接続している。また、裏面電極層２２は、光電変換層２３で覆われて、透明電極層２４、導体層２８及び背面電極層２６と絶縁されている。
【００２４】
接続部２５ａには、背面電極層２６、基板２１、裏面電極層２２、光電変換層２３を貫通して形成された第二貫通孔２９が形成されている。第二貫通孔２９内において、背面電極層２６と裏面電極層２２とが、導体層３０により電気的に接続している。
【００２５】
光電変換部２５での発電により生じた電流は、接続部２５ａへと移動し、第二貫通孔２９を通って、太陽電池単位セル２００の背面電極層２６へと移動する。背面電極層２６に移動した電流は、第一貫通孔２７を通って、隣接する太陽電池単位セル２００の透明電極層２４へと移動する。このように、この太陽電池セル集合体２０は、第一貫通孔２７、第二貫通孔２９を介して、それぞれの太陽電池単位セル２００が直列接続している。このような構造は、ＳＣＡＦ(Ｓｅｒｉｅｓ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ｔｈｒｏｕｇｈ  Ａｐｅｒｔｕｒｅｓ  ｆｏｒｍｅｄ  ｏｎ  Ｆｉｌｍ)構造と呼ばれており、各電極層と光電変換層の成膜と、各層のパターニングおよびそれらの組み合わせ手順により製造でき、例えば、特許第３２３７６２１号に記載の方法により製造することができる。
【００２６】
この太陽電池セル集合体２０の製造方法の一例を説明すると、第二貫通孔２９が開けられた基板２１の受光面側に裏面電極層２２を形成し、非受光面側に背面電極層２６を形成する。こうすることで、第二貫通孔２９の内壁で、裏面電極層２２と背面電極層２６が電気的に接続する。次に、基板２１、裏面電極層２２及び背面電極層２６を貫通する第一貫通孔２７を開ける。次に、基板２１の受光面側の全面に光電変換層２３を形成する。そして、両端部にはマスクをかぶせ、透明電極層２４を形成する。次に、基板２１の背面電極層２６上に、再度背面電極層を形成する。こうすることで、第一貫通孔２７の内壁で、透明電極層２４と背面電極層２６とが電気的に接続する。そして、光電変換部２５、背面電極層２６を、所定の形状に分断することで、上記ＳＣＡＦ構造の太陽電池セル集合体が製造される。
【００２７】
基板２１は、耐熱性に優れるものが好ましく用いることができる。例えば、ガラス基板、表面に絶縁処理を施した金属基板、樹脂基板等が挙げられ、なかでも、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレンテレフタレート、アラミドなどからなる可撓性フィルム基板が好ましく用いることができる。可撓性フィルム基板を用いることで、フレキシブルな太陽電池セル集合体とすることができる。基板２１の膜厚は、特に限定はないが、柔軟性、強度、重量を考慮すると、１５〜２００μｍ程度が好ましい。
【００２８】
裏面電極層２２としては、特に限定はなく、例えば、Ａｇ、Ａｇ合金、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ａｌ、Ａｌ合金などが挙げられる。
【００２９】
光電変換層２３としては、特に限定はなく、ｐｉｎ型、若しくはｎｉｐ型のアモルファスシリコン系、微結晶シリコン系薄膜等が挙げられる。
【００３０】
透明電極層２４としては、特に限定はなく、ＩＴＯ、ＳｎＯ２、ＺｎＯなどが挙げられる。
【００３１】
背面電極層２６としては、特に限定はなく、Ａｇ、Ａｇ合金、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ａｌ、Ａｌ合金などが挙げられる。
【００３２】
ダイオード集合体４０は、太陽電池セル集合体２０の非受光面側２０ｂに配設される。図１，２に示されるように、ダイオード集合体４０の面積は、太陽電池セル集合体２０の面積以下で、かつ、太陽電池セル集合体２０の外周からはみ出さないように配設されていることが好ましい。ダイオード集合体４０の面積が、太陽電池セル集合体２０の面積よりも大きかったり、太陽電池セル集合体２０の外周からはみ出していると、太陽電池モジュールの発電に寄与しない部分が増加することになるので、太陽電池モジュールの面積当たりの発電効率が低下する。
【００３３】
図３に示されるように、ダイオード集合体４０は、基板４１の一面上に、第一電極層４２、半導体層４３、第二電極層４４を順次積層して構成されたダイオード部４５を有するダイオードが、該ダイオードが取り付けられる太陽電池単位セル２００の配列と整合する配列で、複数のダイオード単位セル４００に分割されている。
【００３４】
ここで、「ダイオードが取り付けられる太陽電池単位セルの配列と整合する配列」とは、図６に示すように、各太陽電池単位セル２０１に対してそれぞれダイオード単位セル４０１を取り付ける場合（太陽電池単位セル１個に対してダイオード単位セルを１個取り付ける場合）は、ダイオード単位セル４０１の配列と、各太陽電池単位セル２０１の配列とが同期していることを意味し、図７に示すように、複数（図７では２個）の太陽電池単位セル２０２に対してダイオード単位セル４０２を１個取り付ける場合は、１個のダイオード単位セル４０２が取り付けられる一群の太陽電池単位セル２０２の配列と、ダイオード単位セル４０２の配列とが同期していることを意味する。
【００３５】
なお、図６の場合、ダイオード単位セル４０１の幅寸法は、太陽電池単位セル２０１の幅寸法よりも小さいことが好ましい。ダイオード単位セル４０１の幅寸法は、太陽電池単位セル２０１の幅寸法と同じであってもよいが、両者の幅寸法が同じであると、位置合わせに精度を要することになるので取付け作業性が損なわれることがある。ダイオード単位セル４０１の幅寸法を、太陽電池単位セル２０１の幅寸法よりも小さくすることで、両者の位置合わせを容易に行うことができる。
【００３６】
また、図７の場合、ダイオード単位セル４０２の幅寸法は、一群の太陽電池単位セル２０２の幅寸法よりも小さいことが好ましい。ダイオード単位セル４０２の幅寸法は、一群の太陽電池単位セル２０２の幅寸法と同じであってもよいが、ダイオード単位セル４０２の幅寸法を、一群の太陽電池単位セル２０２の幅寸法よりも小さくすることで、両者の位置合わせを容易に行うことができる。
【００３７】
再び図３を参照すると、このダイオード集合体４０は、上述した太陽電池セル集合体２０と同じＳＣＡＦ構造をなしている。
【００３８】
すなわち、基板４１の一方の面に、第一電極層４２、半導体層４３、第二電極層４４の順に積層して構成されたダイオード部４５と、基板４１の他方の面に形成された第三電極層４６とを有するダイオードが、複数のダイオード単位セル４００に分割されている。
【００３９】
各ダイオード部４５の両端部には、第一電極層４２、半導体層４３の順に積層して形成され、第二電極層４４が設けられていない接続部４５ａ，４５ａが設けられている。また、第三電極層４６は、ダイオード単位セル４００のダイオード部とほぼ同じ間隔で、かつ、隣接する一方のダイオード単位セルのダイオード部側にずれて分割されている。
【００４０】
図３〜５を合わせて参照すると、各ダイオード単位セル４００には、第三電極層４６、基板４１、第一電極層４２、半導体層４３、第二電極層４４を貫通して形成された第一貫通孔４７が、所定間隔で複数形成されている。第一貫通孔４７内において、第二電極層４４と第三電極層４６とが、導体層４８により電気的に接続している。また、第一電極層４２は、半導体層４３で覆われて、第二電極層４４、導体層４８及び第三電極層４６と絶縁されている。
【００４１】
接続部４５ａには、第三電極層４６、基板４１、第一電極層４２、半導体層４３を貫通して形成された第二貫通孔４９が形成されている。第二貫通孔４９内において、第三電極層４６と第一電極層４２とが、導体層５０により電気的に接続している。
【００４２】
ダイオード集合体４０は、太陽電池セル集合体２０の非受光面側２０ｂに接合している。そして、ダイオード単位セル４００は、太陽電池単位セル２００に対して並列で、かつ反対極性の方向に電気的に接続している。この実施形態では、ダイオード集合体４０の第二電極層４４と、太陽電池セル集合体の対応する背面電極層２６とが圧着されて面接触し、両者が接合している。ダイオード集合体４０の電極層と、太陽電池セル集合体の電極層を面接触させて接合することで、通電時における電流の局所的な集中を防止でき、過度な温度上昇を抑えることができる。なお、ダイオード集合体４０の第二電極層４４と、太陽電池セル集合体の対応する背面電極層２６とを圧着して面接触する際、必要に応じて粘着テープなどで仮止めしてから行ってもよい。仮止めしたテープは両者を圧着した後に剥離してもよく、太陽電池セル集合体などと共に封止材で封止してもよい。
【００４３】
基板４１は、耐熱性に優れるものが好ましく用いることができる。例えば、ガラス基板、表面に絶縁処理を施した金属基板、樹脂基板等が挙げられ、太陽電池セル集合体２０の基板２１と同じ材質のものを選択することが好ましい。なかでも、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレンテレフタレート、アラミドなどからなる可撓性フィルム基板が好ましく用いることができる。可撓性フィルム基板を用いることで、柔軟性に優れたダイオード集合体の柔軟性を良好にでき、太陽電池セル集合体の柔軟性を損なうことがない。また、太陽電池セル集合体２０の基板２１と同じ材質のものを選択することで、太陽電池セル集合体２０とバイパスダイオード集合体４０との熱膨張率がほぼ等しくなり、両者の界面における剥離や変形を少なくできる。
【００４４】
基板４１の膜厚は、特に限定はないが、柔軟性、強度、重量を考慮すると、１５〜２００μｍ程度が好ましい。
【００４５】
第一電極層４２、第二電極層４４、第三電極層４６としては、特に限定はない。例えば、ＩＴＯ、ＳｎＯ２、ＺｎＯなどの導電性酸化物や、Ａｇ、Ａｇ合金、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ａｌ、Ａｌ合金などの金属材料が用いられる。このうち、本発明では、第一電極層４２及び／又は第二電極層４４が、導電性酸化物で形成されている。導電性酸化物は、Ｓｉとの相互拡散が低いため、導電性酸化物を用いて第一電極層４２及び／又は第二電極層４４を形成することで、ダイオード４５部のリークパスの発生を抑制できる。
【００４６】
半導体層４３としては、特に限定はない。例えば、ｐｉｎ型アモルファスシリコン、ｎｉｐ型アモルファスシリコン、微結晶シリコン系薄膜等が挙げられる。好ましくは、起動電圧（Ｏｎ  Ｖｏｌｔａｇｅ）が小さく優れた整流特性が得られ易いという理由から、ｐｉｎ型アモルファスシリコン、ｎｉｐ型アモルファスシリコンである。
【００４７】
ダイオード単位セル４００は、太陽電池単位セル２００に対して並列でかつ反対極性の方向に接続しているので、ダイオード単位セル４００が取り付けられた太陽電池単位セル２００が発電している間は、ダイオード単位セル４００には電流が流れない。
【００４８】
一方、一部の太陽電池単位セル２００が、例えば日影に入って発電しなくなった時は、隣接する一方の太陽電池単位セル２００の背面電極層２６から、電子が対応するダイオード単位セル４００の第三電極層４６へと移動する。対応するダイオード単位セル４００の第三電極層４６に移動した電流は、第二貫通孔４９を通って第一電極層４２へと移動する。第一電極層４２に移動した電流は、半導体層４３を通って第二電極層４４へと移動し、第一貫通孔４７へと移動する。そして、第一貫通孔４７を通って、隣接するダイオード単位セル４００の第三電極層４６へと移動し、反対側に隣接する太陽電池単位セル２００の背面電極層２６へと電流が移動する。
【００４９】
このように、太陽電池モジュールの一部が日影に入るなどして、一部の太陽電池単位セル２００への太陽光が遮光されたとしても、発電していない太陽電池単位セル２００を迂回して、次の太陽電池単位セル２００に電流が流れるので、安定した太陽電池特性を得ることができる。
【００５０】
本発明の太陽電池モジュールは、ダイオード集合体４０が、太陽電池セル集合体２０の非受光面側に配設されているので、太陽電池単位セル２００の発電性能を損なうことなく、一部の太陽電池単位セル２００への太陽光が遮光されても、安定した太陽電池特性を得ることができる。また、ダイオード集合体４０として、フィルム状のもの、すなわち基板４１として可撓性フィルム基板を用いてなるダイオード集合体を用いる場合においては、ダイオード集合体４０が薄膜で、かつ、柔軟性を有しているので、太陽電池モジュール全体の厚み、重量がそれほど増大することがない。更には、太陽電池セル集合体２０が柔軟性を有する場合であっても、その柔軟性を損なうことがない。
【００５１】
また、このダイオード集合体４０は、ダイオード部４５が、ダイオード単位セル４００が取り付けられる太陽電池単位セル２００の配列と整合する配列で基板上に形成されているので、ダイオード単位セル４００と、ダイオード単位セル４００を取り付けるべき目的の太陽電池単位セル２００との位置合わせが容易で、目的の太陽電池単位セル２００に対してダイオード単位セル４００を、確実かつ作業性よく取り付けることができる。
【００５２】
そして、ダイオード集合体４０の第二電極層４４と、太陽電池セル集合体の対応する背面電極層２６とが面接触して、両者が電気的に接続しているので、通電時における電流の局所的な集中を防止でき、過度な温度上昇を抑えることができ、封止材等の溶融や膨れ等の発生を防止できる。
【００５３】
また、この実施形態では、太陽電池セル集合体２０及びダイオード集合体４０は、いずれもＳＣＡＦ構造をなすものを用いたが、いずれか一方のみがＳＣＡＦ構造をなすものを用いてもよく、いずれもＳＣＡＦ構造以外のものを用いてもよい。太陽電池セル集合体２０とダイオード集合体４０の両者を同じ構造、例えば両者を同じＳＣＡＦ構造とした場合、太陽電池セル集合体２０とダイオード集合体４０とを、同一の製造工程で製造することが可能となり、製造装置の有効利用が可能となる。
【００５４】
ＳＣＡＦ構造以外の太陽電池セル集合体としては、例えば、基板の受光面側に太陽電池単位セルが複数形成され、個々の太陽電池単位セルが結線されて直列接続してなるもの、導電性基板上に、光電変換層、透明電極層等が形成され、更に、透明電極層上の一部に集電電極が所定間隔で複数設けられてなる構造、また基板自体が光電変換層の一部になっており、受光面の反対側に電極層が形成されている構造体が複数直列に接続されている構造等が挙げられる。また、ＳＣＡＦ構造以外のダイオード集合体としては、例えば、基板の一面上にダイオード単位セルが複数形成され、個々のダイオード単位セルが結線されて直列接続してなるもの等が挙げられる。
【００５５】
また、この実施形態では、光電変換部２５は、基板上に、裏面電極層、光電変換層層、透明電極層の順に積層してなる、サブストレート構造であるが、透明基板上に、透明電極層、光電変換層、電極層の順に積層してなる、スーパーストレート構造であってもよい。なお、スーパーストレート構造の太陽電池セルの場合、透明基板側が受光面となり、電極層側が非受光面にとなり、電極層上に、バイパスダイオード集合体４０が配設される。
【００５６】
また、この実施形態では、太陽電池単位セル２００の背面電極層２６と、ダイオード単位セル４００の第二電極層４４とを面接触して両者を接合したが、太陽電池単位セル２００の背面電極層２６と、ダイオード単位セル４００の第三電極層４６とを面接触して両者を接合してもよい。だたし、ダイオード単位セル４００は、太陽電池単位セル２００に対して並列でかつ反対極性の方向に接続する必要がある。
【符号の説明】
【００５７】
１０：太陽電池モジュール
２０：太陽電池セル集合体
２０ａ：太陽電池単位セル
２１：基板
２２：裏面電極層
２３：光電変換層
２４：透明電極層
２５：光電変換部
２５ａ：接続部
２６：背面電極層
２７：第一貫通孔
２８：導体層
２９：第二貫通孔
３０：導体層
４０：ダイオード集合体
４０ａ：ダイオード単位セル
４１：基板
４２：第一電極層
４３：半導体層
４４：第二電極層
４５：ダイオード部
４５ａ：接続部
４６：第三電極層
４７：第一貫通孔
４８：導体層
４９：第二貫通孔
５０：導体層
８０：封止材
【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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