(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性パネルの裏面側に複数の太陽電池セルをマトリクスに配設して、この複数の太陽電池セル毎に直列または並列接続した複数の太陽電池群を形成し、この複数の太陽電池群を直列に接続するとともに各太陽電池群に前記太陽電池セルの裏面側に形成された端子ボックス内に収納されたバイパスダイオードを並列接続した矩形状の太陽電池モジュールにおいて、前記いずれかの太陽電池群の太陽電池セルは、他の太陽電池群の直列接続された太陽電池セルの往復方向に配置されており、かつこの太陽電池群は他の太陽電池群の太陽電池セルの裏面側を経由して前記端子ボックス内のパイパスダイオードに接続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】
前記他の太陽電池群の裏面側に絶縁フィルムを配設して、この絶縁フィルムの裏面側を経由して前記いずれかの太陽電池群と前記バイパスダイオードを接続す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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気的に直列接続あるいは直並列接続した複数の太陽電池セルを有する太陽電池モジュールに関し、特に太陽電池セルの出力電流をバイパスさせる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。
【０００２】
【従来の技術】
従来の太陽電池モジュールを図７および図８に示す。図７および図８において、１は太陽電池モジュール、２は透光性パネル、３はバックシート、４は太陽電池セル、５は透光性接着剤である。複数の太陽電池セル４を直列あるいは直並列に接続して行と列からなるマトリックス状に配列している。複数の太陽電池セル４を透光性接着材５としてのエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）樹脂によって固定し、その表面側をガラスなどから成る透光性パネル２で覆うとともに、裏面側に耐候性のあるバックシート３を設けて構成されている。
【０００３】
そして、図９に示すように、直列あるいは直並列に接続した太陽電池セル２で複数の太陽電池群６（６ａ、６ｂ、６ｃ）を構成し、これら複数の太陽電池群６ａ、６ｂ、６ｃを直列に接続するとともに、太陽電池群６の電気的出力を取り出すために、両端の太陽電池群６ａ、６ｃから出力を取り出すようにしている。そのため、両端の太陽電池群６ａ、６ｃが端子ボックス８に接続されている。また、各太陽電池群６には複数の太陽電池保護用バイパスダイオード７が並列に接続されており、太陽電池モジュール１の一方側の端部から端子ボックス８内に設置してあるバイパスダイオード７に並列に接続されている。
【０００４】
バイパスダイオード７は、太陽電池セル２を破損などから保護するために設ける。すなわち、太陽電池群６内の一部の太陽電池セル２が影になった場合に、出力低下を引き起こすとともに太陽電池セル２に逆バイアスが加わってそのセル２が過熱して太陽電池セル２を破損したり、火災を引き起こす原因になることから、太陽電池セル２の逆バイアスを解放し、太陽電池セル２を逆バイアスによる破損から保護するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、太陽電池セルに逆バイアスが印加されたときの発熱量は、太陽電池群６内の太陽電池セル２の直列数に大きく影響し、一つの太陽電池群６内の太陽電池セル２の枚数は発熱量により制限される。したがって、バイパスダイオード７を接続しなければならない太陽電池セル２の枚数によって太陽電池モジュールの大きさが制限されるという問題があった。すなわち、従来の太陽電池モジュールでは、バイパスダイオード７を太陽電池モジュールの一方の端部から接続しているため、太陽電池モジュール１は、太陽電池セル２の列方向または行方向には、一往復して直列接続できる枚数までの大きさにしかできなかった。一般的に太陽電池群６ａ、６ｂ、６ｃの取りうるセル枚数は５〜３０枚程度である。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、一つの太陽電池群の太陽電池セルの枚数によっては太陽電池モジュールの大きさが制限されない自由度の高いマトリクス配列を有する太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る太陽電池モジュールは、透光性パネルの裏面側に複数の太陽電池セルをマトリクスに配設して、この複数の太陽電池セル毎に直列または並列接続した複数の太陽電池群を形成し、この複数の太陽電池群を直列に接続するとともに各太陽電池群に前記太陽電池セルの裏面側に形成された端子ボックス内に収納されたバイパスダイオードを並列接続した矩形状の太陽電池モジュールにおいて、前記いずれかの太陽電池群の太陽電池セルは、他の太陽電池群の直列接続された太陽電池セルの往復方向に配置されており、かつこの太陽電池群は他の太陽電池群の太陽電池セルの裏面側を経由して前記端子ボックス内のパイパスダイオードに接続されていることを特徴とする。
【０００９】
また、上記太陽電池モジュールでは、前記他の太陽電池群の裏面側に絶縁フィルムを配設して、この絶縁フィルムの裏面側を経由して前記いずれかの太陽電池群と前記バイパスダイオードを接続することが望ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る太陽電池モジュールの実施形態を説明する。
図１は、本発明に係る太陽電池モジュールの一実施形態を示す図、図２は同じく太陽電池モジュールを裏面側から見た図である。本発明に係る太陽電池モジュールでも太陽電池セルの封止構造は図１１に示す従来の太陽電池モジュールの構造と同じである。すなわち、太陽電池モジュール１はガラス等の絶縁透明体からなる透光性パネル２と、ＰＥＴ等を樹脂フィルム（例えばＰＶＦ（ポリビニルフタレート）でサンドイッチした３層構造のバックシート３と、これらの間に、行と列からなるマトリクス状に配列される複数の太陽電池セル４を備えるものである。そして封止材として透光性パネル２と太陽電池セル４、および太陽電池セル４とバックシート３との各間に充填され、相互の位置関係を固定し、封止するＥＶＡ等の透光性接着剤５を備えている。そして透光性パネル２およびバックシート３の外周にはＡｌ等からなるフレーム６が取り付けられている。また、図３に示すように、太陽電池モジュール１の裏面側においては、バックシート３の外周部より内側に、太陽電池４からの出力を導出する端子ボックス８を備えている。そしてこの端子ボックス８から正極、負極の出力線１０ａ、１０ｂが導出されている。
【００１１】
図３に図１に示す太陽電池モジュールの等価回路を示す。複数の太陽電池セル４を行と列からなるマトリクス状に配設し、この複数の太陽電池セル４毎に直列または並列接続した複数の太陽電池群６（６ａ、６ｂ、６ｃ）を形成している。第二の太陽電池群６ｂの太陽電池セル４は、第一の太陽電池群６ａと第二の太陽電池群６ｃの太陽電池セル４の列の延長線上に配置されており、太陽電池群６ａ、６ｃの太陽電池セル４の列の延長線上にまたがって第二の太陽電池群６ｂの太陽電池セル４が配置されている。
【００１２】
複数の太陽電池群６ａ、６ｂ、６ｃは直列に接続している。すなわち、第一の太陽電池群６ａの一方端が端子ボックス８内の一方の端子１２ａに接続され、第一の太陽電池群６ａと第二の太陽電池群６ｂを配線１４ａで接続し、第二の太陽電池群６ｂと第三の太陽電池群６ｃを配線１４ｂで接続し、第三の太陽電池群の他方端を端子ボックス８内の他方の端子１２ｂに接続している。
【００１３】
また、配線１４ａから分岐して配線１５ａが接続され、配線１４ｂから分岐して配線１５ｂが接続されている。この配線１５ａ、１５ｂは、それぞれ端子ボックス７内のバイパスダイオード１１間に接続される。したがって、各太陽電池群６ａ、６ｂ、６ｃに並列にバイパスダイオード１１がそれぞれ接続されることになる。
【００１４】
第二の太陽電池群６ｂをバイパスダイオード１１に接続するための配線１５ａ、１５ｂは、他の太陽電池群、すなわち第一の太陽電池群６ａと第二の太陽電池群６ｂの裏面側を経由して端子ボックス７内のパイパスダイオード１１に接続されている。
【００１５】
図４は図１中のＡ−Ａ線断面図、図５は図１中のＢ−Ｂ線断面図である。図５に示すように、まず第二の太陽電池群６ｂ内の太陽電池セル４に接続された配線１５ａを絶縁フィルム１６上に位置するように、横方向に引き出す。次に、配線１５ａ、１５ｂを他の太陽電池群６ａ、６ｃに属する太陽電池セル４の裏面側に配設された絶縁フィルム１７を介して上方に引き出し、太陽電池モジュールの裏面側に設けられた端子ボックス７内のバイパス用ダイオード１１の端子に接続する。
【００１６】
図６は端子ボックス７内を示す図である。端子ボックス７内に３個のバイパスダイオード１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）が設けられ、二個目のダイオード１１ｂのアノード端子とカソード端子間に、第二の太陽電池群６ｂに接続された配線１４ａ、１４ｂが接続されている。第一の太陽電池群６ａに接続された配線１３ａは第一のバイパスダイオード１１ａのカソード側に接続され、第三の太陽電池群６ｃに接続された配線１３ｂは第三のバイパスダイオード１１ｃのアノード側に接続されている。
【００１７】
すなわち、第１太陽電池群６ａと第２太陽電池群６ｂをブロック分けする配線１４ａは図３のマトリクス上の１２行目の１列目と２列目の太陽電池セル背面電極１５との間で、行方向に平行に接続される。この配線１４ａは、図４で示す端子ボックス７のダイオード１１ａのカソード側、ダイオード１１ｂのアノード側の端子１０ｂに接続する。また、第２太陽電池群６ｂと第３太陽電池群６ｃをブロック分けする配線１４ｂはマトリクス上の１３行目の３列目と４列目の太陽電池セル背面電極１５との間で、行方向に平行に接続される（図４参照）。
【００１８】
この配線１４ｂは、図６の端子ボックス７のダイオード１１ｂのカソード側、ダイオード１１ｃのアノード側である端子１０ｃと接続する。また、図５に示すように、内部配線１４ａ、１４ｂは太陽電池セル４の背面側を通過するため、絶縁部材１６により電気的短絡を防ぐ構造をとなっている。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る太陽電池モジュールによれば、いずれかの太陽電池群の太陽電池セルは、他の太陽電池群の太陽電池セルの列の延長線上に配置されており、かつこの太陽電池群は他の太陽電池群の裏面側を経由して端子ボックス内のパイパスダイオードに接続されることから、バイパスダイオードに並列接続された太陽電池群内の枚数によってマトリクスの配列が制限されることがなく、自由に配列することが可能となり、太陽電池モージュルの大きさや形状も自由に設計できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る太陽電池モジュールを示す図である。
【図２】本発明に係る太陽電池モジュールの背面側を示す図である。
【図３】図１の太陽電池モジュールの等価回路を示す図である。
【図４】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】本発明に係る太陽電池モジュールの端子ボックス部を示す図である。
【図７】従来の太陽電池モジュールを示す図である。
【図８】図９中のＡ−Ａ線断面図である。
【図９】従来の太陽電池モジュールの等価回路を示す図である。
【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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