(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）複数の太陽電池セルと、各太陽電池セルを接続するための接続用配線とを含んで構成される単位太陽電池モジュールと、
（ｂ）複数の前記単位太陽電池モジュールを着脱可能に機械的に固定する枠体であって、
（ｂ１）前記単位太陽電池モジュールに形成される突出部がそれぞれ嵌り込む複数の収容空間が形成されるとともに、
（ｂ２）収容空間に嵌り込んだ前記単位太陽電池モジュールの接続用配線に当接して、収容空間にそれぞれ嵌り込んだ複数の単位太陽電池モジュールを互いに電気的に接続する接続導電路が形成される枠体とを含むことを特徴とする宇宙用ソーラーパネル。
【請求項２】
前記単位太陽電池モジュールには、太陽電池セルの受光面側表面に導電性層が形成され、
前記枠体は、収容空間に嵌り込んだ単位太陽電池モジュールの前記導電性層に当接し、前記導電性層と宇宙機のグランドとを電気的に接続するグランド導電路を有することを特徴とする請求項１記載の宇宙用ソーラーパネル。
【請求項３】
（ａ）複数の太陽電池セルと、各太陽電池セルを接続するための接続用配線とを含んで構成される単位太陽電池モジュールと、
（ｂ）複数の前記単位太陽電池モジュールを着脱可能に機械的に固定する基板であって、
（ｂ１）複数の単位太陽電池モジュールをそれぞれ並べて固定した状態で、単位太陽電池モジュールの接続用配線に当接して、それぞれ固定される複数の単位太陽電池モジュールを電気的に接続する接続導電路が形成される基板とを含むことを特徴とする宇宙用ソーラーパネル。
【請求項４】
複数の太陽電池セルと、各太陽電池セルを接続するための接続用配線とを含んで構成される単位太陽電池モジュールであって、単位太陽電池モジュール同士が直接機械的に着脱可能な構造を有する単位太陽電池モジュールが、相互に直接機械的に連結されることによって、パネル全体が構成されることを特徴とする宇宙用ソーラーパネル。
【請求項５】
（ａ）複数の太陽電池セルと、各太陽電池セルを接続するための接続用配線とを含んで構成される単位太陽電池モジュールであって、単位太陽電池モジュール同士が直接機械的に着脱可能な構造を有する単位太陽電池モジュールと、
（ｂ）複数連結される前記単位太陽電池モジュールが収容される収容空間が形成される枠体とを含み、
（ｃ）相互に複数連結される前記単位太陽電池モジュールが前記枠体に形成される収容空間に嵌り込むことによって、パネル全体が構成されることを特徴とする宇宙用ソーラーパネル。
【請求項６】
前記単位太陽電池モジュールが相互に機械的に連結される機械的な構造は、単位太陽電池モジュールの一側部に設けられる凸部と他側部に設けられる凹部とを有する構造であることを特徴とする請求項４または５記載の宇宙用ソーラーパネル。
【請求項７】
逆バイアスに対して太陽電池セルを保護する保護用ダイオードが前記単位太陽電池モジュールに搭載されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の宇宙用ソーラーパネル。
【請求項８】
前記単位太陽電池モジュールは、アルミニウムを主材料とするハニカム構造の支持板を有し、支持板に太陽電池セルが固定されて構成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の宇宙用ソーラーパネル。
【請求項９】
前記単位太陽電池モジュールは、太陽電池セルに光を集めるための集光レンズが備えられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の宇宙用ソーラーパネル。
【請求項１０】
前記単位太陽電池モジュールは、集光レンズ、太陽電池セルおよび接続用配線を支えるフレームを備えることを特徴とする請求項９記載の宇宙用ソーラーパネル。
【請求項１１】
前記集光レンズは、１枚のレンズプレートに対して連続していない複数の焦点を持った構造をしており、その焦点に対応した位置に太陽電池セルが配置されていることを特徴とする請求項９または１０記載の宇宙用ソーラーパネル。
【請求項１２】
前記集光レンズによって集光される光が当たらない領域に、前記接続用配線および保護用ダイオードが配置されることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１つに記載の宇宙用ソーラーパネル。
【請求項１３】
前記集光レンズの表面には、宇宙機のグランドに接続される透光性の導電性薄膜がコーティングされていることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１つに記載の宇宙用ソーラーパネル。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１つに記載の宇宙用ソーラーパネルを修理または調整する修理方法であって、前記宇宙用ソーラーパネルのうちで太陽電池セルが破損したとき、破損した太陽電池セルを含む単位太陽電池モジュールだけを取外して、交換することによって、ソーラーパネルの修理または調整を行うことを特徴とする宇宙用ソーラーパネルの修理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、たとえば人工衛星および宇宙ステーションなどに搭載され、宇宙空間で使用される宇宙用ソーラーパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２７は、従来の人工衛星１を示す概略図である。図２７に示すように宇宙用ソーラーパネル３を使用した人工衛星１は、略円柱形をした人工衛星本体５の左右に、翼のように飛び出して、人工衛星本体５の電源として用いられるソーラーパドル２を有する。
【０００３】
ソーラーパドル２は、構造的に折りたためない一体構造のユニットであるソーラーパネル３をヒンジなどによって数枚つなぎ合わせて構成される。各ソーラーパネル３の電気回路は、バスラインに直接つながっていることが多い。ソーラーパネル３の大きさは、一般的なもので３ｍ×３．５ｍ程度であり、数千〜数万枚の太陽電池セルで構成される。人工衛星１は、ソーラーパドル２が収納された（折りたたまれた）状態で宇宙空間まで搬送され、宇宙空間でソーラーパドル２が広げられる。
【０００４】
図２８は、図２７のソーラーパドル２のセクションＳ２８（ソーラーパネル部）を拡大して示す正面図である。図２８に示すように、ソーラーパネル３は、表面に数多くの太陽電池セル４が接着されている。図２９は、さらに図２８のソーラーパネル３のセクションＳ２９を拡大して示す正面図である。図２９に示すように、各太陽電池セル４はマトリックス状に配置され、発生電力を取出すための電流経路６によって互いに接続される。また太陽電池セル４はカバーガラス７が設けられ、カバーガラス７が宇宙線などによって帯電（チャージアップ）することを防止するために、人工衛星１の衛星グランドへとつながるグランド用配線８が、各カバーガラス７にそれぞれ接続される。
【０００５】
図３０は、図２９の切断面線Ａ−Ａで切断した断面図である。太陽電池セル４は、接着剤１０によって支持板１１（サブストレート）に固定されている。太陽電池セル４は、太陽電池セル本体９とカバーガラス７を有して構成され、太陽電池セル本体９の受光面側にカバーガラス７が取付けられる。また支持板１１は、たとえばハニカム構造のアルミニウム製材料で構成され、支持板表面に太陽電池セル４が取付けられる。
【０００６】
このような従来の宇宙用ソーラーパネル３は、たとえば特開平６−２７５８５７号公報に記載されている。この公報に代表される一般的なソーラーパネルは、アルミニウム製のハニカム構造の支持板（サブストレート）上に、たとえば約４ｃｍ×６ｃｍの太陽電池セルが数千〜数万枚配置される。また互いの太陽電池セルを電気的に接続するインターコネクタと呼ばれる導電性連結金具が、太陽電池セルと支持板の表面とに挟まれて配置される。
【０００７】
また各太陽電池セル受光面側に密着してに設けられるカバーガラスには、導電性膜がコーティングされ、互いのカバーガラスを電気的に接続する導電性連結ワイヤによって結合される。
【０００８】
このとき、太陽電池セルと導電性連結金具との電気的接続方法およびカバーガラスと導電性連結ワイヤとの電気的接続方法は、溶接またはハンダ付けなどの手法による非可逆的な接続方法が用いられる。また太陽電池セルおよび導電性連結金具を支持板上に配置する手段も接着剤などを使った非可逆的な接続方法が用いられる。
【０００９】
このようにソーラーパネルの構成する部材を非可逆的に接続することによって、人工衛星を宇宙空間へ搬送する時に発生する振動および宇宙空間での環境に対して高い信頼性を確保することができる。
【００１０】
【発明の解決しようとする課題】
このような従来技術では、宇宙用ソーラーパネル製造において、ソーラーパネルを構成する数千〜数万枚の太陽電池セルを全て支持板に接着剤で接着する作業を行う。また各太陽電池セル間を電気的に接続する配線および、太陽電池セルの受光面側に密着されるカバーガラス間を電気的に接続する配線全てにおいて、溶接またはハンダ付けによって電気的に接続する作業を行う。
【００１１】
従来の宇宙用ソーラーパネルは、大型であり使用目的に応じてソーラーパネルが異なる形状を持つことが多く、自動化された生産ラインでソーラーパネルの製造を行うことは難しい。したがって、宇宙用ソーラーパネル製造には、複雑な作業工程を有し、多大な作業時間を費やしていた。
【００１２】
また従来の宇宙用ソーラーパネルを構成する部材は、そのほとんどが非可逆的な方法で結合されており、製造過程または組立て過程で太陽電池セルが破損するなどの不具合が生じて、太陽電池セルの交換をともなうソーラーパネルの修理が必要になったとき、その交換作業の手間も非常に複雑であった。
【００１３】
交換作業は、まず太陽電池セルと太陽電池セルとの間を溶接などによって電気的に接続している金属配線（インターコネクタ）を切断して太陽電池セルをソーラーパネルから電気的に分離させる。次に太陽電池セルの裏側の接着剤を切断してソーラーパネルから太陽電池セルを剥ぎ取る。剥ぎ取られた跡にできたスペースよりやや小さな新しい太陽電池セルを接着剤によって貼付け、再度、溶接によって配線接続を行う。このような複雑な作業工程を行うことによってソーラーパネルの修理を行っていた。
【００１４】
この一連の作業は、ソーラーパネル全領域に搭載されている数多くの太陽電池セルの全てに対して不具合が生じるたびに実施される作業であり、修理の程度によっては大きな作業量となっていた。
【００１５】
加えて近年、人工衛星の大型化に伴い、高い光電変換効率の太陽電池セルが要求されるようになり、太陽電池セル材料も従来のシリコン（Ｓｉ）からガリウム−ヒ素（ＧａＡｓ）などのＩＩＩ−Ｖ族系半導体に変わってきた。一般に、ＩＩＩ−Ｖ族系半導体の結晶は脆くて割れやすい。これらの材料を用いた太陽電池セルは、Ｓｉ太陽電池セルよりも、割れたり欠けたりする確率は高くなる。従来のソーラーパネルの製造方法においても、太陽電池セル材料がＩＩＩ−Ｖ族系半導体に変わったことによって、太陽電池セルの割れに伴うセル交換または修理の頻度はさらに増える傾向にある。
【００１６】
また従来、上記の交換作業は、地上におけるソーラーパネル製造や衛星へ取付けの段階で行われていた。ところが、昨今の宇宙技術の進歩によって、有人のスペースシャトルによる人工衛星の回収や有人宇宙ステーションの実用化実験など、比較的長期間にわたって宇宙空間に人間が滞在して作業する環境になりつつあり、従来は物理的に難しかった宇宙空間における修理の可能性も高まってきた。しかしながら、従来方法でソーラーパネルの修理を行うには、前述したような複雑で多量な作業が必要で、事実上対応不可能であった。
【００１７】
本発明はかかる現況に鑑みてなされたものであり、したがって本発明の目的は、宇宙用ソーラーパネルの製造を容易かつ短時間で行うとともに、太陽電池セルの交換または修理作業を短時間で容易に行うことができる宇宙用ソーラーパネルおよびその修理方法を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、（ａ）複数の太陽電池セルと、各太陽電池セルを接続するための接続用配線とを含んで構成される単位太陽電池モジュールと、
（ｂ）複数の前記単位太陽電池モジュールを着脱可能に機械的に固定する枠体であって、
（ｂ１）前記単位太陽電池モジュールに形成される突出部がそれぞれ嵌り込む複数の収容空間が形成されるとともに、
（ｂ２）収容空間に嵌り込んだ前記単位太陽電池モジュールの接続用配線に当接して、収容空間にそれぞれ嵌り込んだ複数の単位太陽電池モジュールを互いに電気的に接続する接続導電路が形成される枠体とを含むことを特徴とする宇宙用ソーラーパネルである。
【００１９】
本発明に従えば、太陽電池セルが複数個取付けられる単位太陽電池モジュールを組合せることによって宇宙用ソーラーパネルを形成することができる。したがって単位太陽電池モジュールの組合せを変化させることによって、発電力または形状の異なるソーラーパネルを容易に形成することができる。規格化された単位太陽電池モジュールの製造は、自動化によって大量生産が可能であるので、ソーラーパネル製造を容易かつ短時間で行うことができる。
【００２０】
また単位太陽電池モジュールは、電気的な配線が施されているので、互いの単位太陽電池モジュールを機械的に連結することによって電気的にも接続することができる。したがって単位太陽電池モジュールを電気的に接続する作業工程を必要とせず、ソーラーパネルの組立て作業および修理作業を省略して、作業時間を短縮することができる。
具体的には、単位太陽電池モジュールが枠体の収容空間に嵌り込むことによって、単位太陽電池モジュールの接続用配線と、枠体に形成される接続導電路とが当接し、単位太陽電池モジュールと枠体とが電気的に接続される。また複数の単位太陽電池モジュールが枠体の収容空間にそれぞれ嵌り込んだ状態では、枠体の接続導電路は、相互の単位太陽電池モジュールの接続用配線を電気的に接続する。このように互いの単位太陽電池モジュールを機械的に連結することによって電気的にも接続することができる。
また単位太陽電池モジュールは、枠体の収納空間に嵌り込こむことによって、枠体に固定され、振動することが抑制されるとともにソーラーパネル全体の剛性を向上させることができる。また単位太陽電池モジュールの配置位置を位置決めすることが容易になり、配置位置を間違うことなくソーラーパネルを容易に組立てることができる。また単位太陽電池モジュールが、枠体に対して着脱可能に取付けられている。したがって、たとえば破損した単位太陽電池モジュールだけを容易に取外すことができ、ソーラーパネルの修理または調整を容易に行うことができる。
【００２１】
また本発明は、前記単位太陽電池モジュールには、太陽電池セルの受光面側表面に導電性層が形成され、
前記枠体は、収容空間に嵌り込んだ単位太陽電池モジュールの前記導電性層に当接し、前記導電性層と宇宙機のグランドとを電気的に接続するグランド導電路を有することを特徴とする。
本発明に従えば、単位太陽電池モジュールが枠体の収納空間に嵌り込こむことによって、太陽電池セルの受光面側表面に形成される導電性層と、枠体に形成されるグランド導電路とが電気的に接続される。したがって太陽電池セルの受光面側の表面は、グランド導電路を介して宇宙機のグランドと電気的に接続される。このように単位太陽電池モジュールが枠体の収納空間に嵌り込こむことによって、単位太陽電池モジュールの受光側の表面がグランド導電路によってグランドに接続され、宇宙線による単位太陽電池モジュールの受光側の面がチャージアップすることを、抑制することができる。
また本発明は、（ａ）複数の太陽電池セルと、各太陽電池セルを接続するための接続用配線とを含んで構成される単位太陽電池モジュールと、
（ｂ）複数の前記単位太陽電池モジュールを着脱可能に機械的に固定する基板であって、
（ｂ１）複数の単位太陽電池モジュールをそれぞれ並べて固定した状態で、単位太陽電池モジュールの接続用配線に当接して、それぞれ固定される複数の単位太陽電池モジュールを電気的に接続する接続導電路が形成される基板とを含むことを特徴とする宇宙用ソーラーパネルである。
本発明に従えば、太陽電池セルが複数個取付けられる単位太陽電池モジュールを組合せることによって宇宙用ソーラーパネルを形成することができる。したがって単位太陽電池モジュールの組合せを変化させることによって、発電力または形状の異なるソーラーパネルを容易に形成することができる。規格化された単位太陽電池モジュールの製造は、自動化によって大量生産が可能であるので、ソーラーパネル製造を容易かつ短時間で行うことができる。
また単位太陽電池モジュールは、電気的な配線が施されているので、互いの単位太陽電池モジュールを機械的に連結することによって電気的にも接続することができる。したがって単位太陽電池モジュールを電気的に接続する作業工程を必要とせず、ソーラーパネルの組立て作業および修理作業を省略して、作業時間を短縮することができる。
具体的には、単位太陽電池モジュールが基板に固定されることによって、単位太陽電池モジュールの接続用配線と、基板に形成される接続導電路とが当接し、単位太陽電池モジュールと基板とが電気的に接続される。また複数の単位太陽電池モジュールが基板にそれぞれ固定された状態では、基板の接続導電路は、相互の単位太陽電池モジュールの接続用配線を電気的に接続する。このように互いの単位太陽電池モジュールを機械的に連結することによって電気的にも接続することができる。
また単位太陽電池モジュールが、基板上の配置位置に接続されることで、配置位置を位置決めする手間が省略される。また破損しやすい太陽電池セルを基板によって補強することで太陽電池セルが破損することをさらに防止することができる。また単位太陽電池モジュールが、基板に対して着脱可能に取付けられている。したがって、たとえば破損した単位太陽電池モジュールだけを容易に取外すことができ、ソーラーパネルの修理または調整を容易に行うことができる。
【００２２】
また本発明は、複数の太陽電池セルと、各太陽電池セルを接続するための接続用配線とを含んで構成される単位太陽電池モジュールであって、単位太陽電池モジュール同士が直接機械的に着脱可能な構造を有する単位太陽電池モジュールが、相互に直接機械的に連結されることによって、パネル全体が構成されることを特徴とする宇宙用ソーラーパネルである。
本発明に従えば、太陽電池セルが複数個取付けられる単位太陽電池モジュールを組合せることによって宇宙用ソーラーパネルを形成することができる。したがって単位太陽電池モジュールの組合せを変化させることによって、発電力または形状の異なるソーラーパネルを容易に形成することができる。規格化された単位太陽電池モジュールの製造は、自動化によって大量生産が可能であるので、ソーラーパネル製造を容易かつ短時間で行うことができる。
また単位太陽電池モジュール同士を直接機械的に複数連結することによって、ソーラーパネルを容易に組立てることができ、単位太陽電池モジュールを連結するための下地を不要として、パネル全体を構成することができる。また連結された単位太陽電池モジュール同士が、相互に着脱可能に取付けられている。したがって、たとえば破損した単位太陽電池モジュールだけを容易に取外すことができ、ソーラーパネルの修理または調整を容易に行うことができる。
また本発明は、（ａ）複数の太陽電池セルと、各太陽電池セルを接続するための接続用配線とを含んで構成される単位太陽電池モジュールであって、単位太陽電池モジュール同士が直接機械的に着脱可能な構造を有する単位太陽電池モジュールと、
（ｂ）複数連結される前記単位太陽電池モジュールが収容される収容空間が形成される枠体とを含み、
（ｃ）相互に複数連結される前記単位太陽電池モジュールが前記枠体に形成される収容空間に嵌り込むことによって、パネル全体が構成されることを特徴とする宇宙用ソーラーパネルである。
本発明に従えば、太陽電池セルが複数個取付けられる単位太陽電池モジュールを組合せることによって宇宙用ソーラーパネルを形成することができる。したがって単位太陽電池モジュールの組合せを変化させることによって、発電力または形状の異なるソーラーパネルを容易に形成することができる。規格化された単位太陽電池モジュールの製造は、自動化によって大量生産が可能であるので、ソーラーパネル製造を容易かつ短時間で行うことができる。
また単位太陽電池モジュール同士を直接機械的に複数連結することによって、ソーラーパネルを容易に組立てることができ、パネル全体を構成することができる。また連結された単位太陽電池モジュール同士が、相互に着脱可能に取付けられている。したがって、たとえば破損した単位太陽電池モジュールだけを容易に取外すことができ、ソーラーパネルの修理または調整を容易に行うことができる。
さらに枠体の収納空間に複数連結される単位太陽電池モジュールが嵌め込まれることによって、複数連結される単位太陽電池モジュールが枠体に固定され、ソーラーパネル全体の剛性を向上させることができる。
また本発明は、前記単位太陽電池モジュールが相互に機械的に連結される機械的な構造は、単位太陽電池モジュールの一側部に設けられる凸部と他側部に設けられる凹部とを有する構造であることを特徴とする。
本発明に従えば、１つの単位太陽電池モジュールの凸部ともう１つの単位太陽電池モジュールの凹部が係合することによって、任意の数だけ単位太陽電池モジュールを容易に連続して連結することができる。また凹部と凸部が係合するので、単位太陽電池モジュールの配置方向を間違えて連結するおそれがない。
【００２３】
また本発明は、逆バイアスに対して太陽電池セルを保護する保護用ダイオードが前記単位太陽電池モジュールに搭載されることを特徴とする。
【００２４】
本発明に従えば、単位太陽電池モジュールは保護用ダイオードを有する。したがって衛星本体の影に太陽電池セルが隠れて、太陽電池セルが発電しなくなったとき、またはセル自体の破損および汚れによって太陽電池セルが発電不能になったとき、ダイオードを通して電流をバイパスし、発電能力が低下した太陽電池セルによるソーラーパネルの被害を最小限に抑えることができる。
【００２５】
また本発明は、前記単位太陽電池モジュールは、アルミニウムを主材料とするハニカム構造の支持板を有し、支持板に太陽電池セルが固定されて構成されることを特徴とする。
【００２６】
本発明に従えば、単位太陽電池モジュールが、支持板を有するので太陽電池セルが支持板に固定されることによって、強度を向上することができる。さらに支持板は、ハニカム構造のアルミニウム材料で形成されることによって、単位太陽電池モジュールを軽量かつ充分な強度を保つことができる。
【００４１】
また本発明は、前記単位太陽電池モジュールは、太陽電池セルに光を集めるための集光レンズが備えられていることを特徴とする。
【００４２】
本発明に従えば、集光レンズによって、太陽電池セルは集光された光を受光することができるので、より有効に光エネルギを電気エネルギに変換することができる。したがってソーラーパネル自体の受光面積に比べて太陽電池セルの面積を少なく抑えることができる。これによって、ソーラーパネルを小型軽量化することができ、高価な半導体セルの使用量を抑えることができる。
【００４３】
また単位太陽電池モジュールは、集光レンズと太陽電池セルとの配置が調整されており、ソーラーパネル組立て時に集光レンズと太陽電池セルとの位置調整をあらためて行う必要がない。
【００４４】
また本発明は、前記単位太陽電池モジュールは、集光レンズ、太陽電池セルおよび接続用配線を支えるフレームを備えることを特徴とする。
【００４５】
本発明に従えば、フレームによって集光レンズを充分な強度で固定するとともに、ソーラーパネルを軽量化することができる。
【００４６】
また本発明は、前記集光レンズは、１枚のレンズプレートに対して連続していない複数の焦点を持った構造をしており、その焦点に対応した位置に太陽電池セルが配置されていることを特徴とする。
【００４７】
本発明に従えば、集光レンズが複数の焦点を持つので、単位太陽電池モジュールに配置される太陽電池セル毎に集光レンズを設ける必要がなく、たとえば単位太陽電池モジュールに９個の太陽電池セルが配置される場合、９個の焦点を有する１枚のレンズプレートを取付けるだけでよく、１個の焦点を有するレンズプレートを９枚取付ける場合に比べて、単位太陽電池モジュールの部品数を少なくすることができる。
【００４８】
また本発明は、前記集光レンズによって集光される光が当たらない領域に、前記接続用配線および保護用ダイオードが配置されることを特徴とする。
【００４９】
本発明に従えば、接続用配線および保護用ダイオードは、光の当たらない領域に配置されるので、光による劣化が防止され、高寿命化することができる。
【００５０】
また本発明は、前記集光レンズの表面には、宇宙機のグランドに接続される透光性の導電性薄膜がコーティングされていることを特徴とする。
【００５１】
本発明に従えば、導電性薄膜によって、宇宙線による集光レンズの表面がチャージアップされることを抑制することができる。
【００５２】
また本発明は、前記宇宙用ソーラーパネルを修理または調整する修理方法であって、前記宇宙用ソーラーパネルのうちで太陽電池セルが破損したとき、破損した太陽電池セルを含む単位太陽電池モジュールだけを取外して、交換することによって、ソーラーパネルの修理または調整を行うことを特徴とする宇宙用ソーラーパネルの修理方法である。
【００５３】
本発明に従えば、単位太陽電池モジュールは、相互に着脱可能に連結されるので、故障した太陽電池セルを有する単位太陽電池モジュールを取外し交換することで、ソーラーパネルの修理作業を容易にして作業時間を短縮することができる。
【００５４】
【発明の実施の形態】
図１（１）は、本実施の形態のソーラーパネル２０全体を示す斜視図である。ソーラーパネル２０は、単位太陽電池モジュール２１が複数連結されることによって、ソーラーパネル２０全体が構成される。図１（２）に示すように、ソーラーパネル２０から取出された単位太陽電池モジュール２１は、同形状かつ同構成に規格化されて１つのユニットとして生産される。このユニットである単位太陽電池モジュール２１を複数個組合せることによって所定のソーラーパネル２０が形成される。
【００５５】
図２（１）は、単位太陽電池モジュール２１を示す斜視図である。単位太陽電池モジュール２１は、複数の太陽電池セル２２を接続するための複数の接続用配線２３とそれらを固定する支持板２４とを含んで構成される。
【００５６】
各太陽電池セル２２は、たとえば矩形状の結晶シリコン系太陽電池セルで支持板２４に固定される。また太陽電池セル２２に形成される電極は、接続用配線２３によって他の太陽電池セルに接続される。支持板２４はアルミニウムを主材料とするハニカム構造になっており、これによって単位太陽電池モジュール２１は、軽量かつ高剛性に形成される。アルミニウム製ハニカム支持板２４は、ソーラーパネル２０の基板材料として実績が高い材料であり、比較的小さな単位太陽電池モジュール２１の大きさに加工して用いた場合でも、その軽さと強度は宇宙用として適している。また太陽電池セル２２の受光面側表面には図示しないカバーガラスが設けられている。
【００５７】
単位太陽電池モジュール２１は２枚以上の太陽電池セル２２を接続用配線２３を介して支持板２４に固定したモジュール構造のユニットであって、たとえば図２（１）に示すように、約３ｃｍ×３ｃｍの大きさの太陽電池セル２２を３枚×３枚の計９枚並べて配線し、それらを厚さ約２．５ｃｍの支持板に貼付けて、受光面側の面積が約１００（１０ｃｍ×１０ｃｍ）ｃｍ2となる単位太陽電池モジュール２１が構成される。このような単位太陽電池モジュール２１を図１（１）に示すように８個×１０個組合せることによって８０ｃｍ×１ｍの宇宙用ソーラーパネルを組立てることができる。
【００５８】
また図２（２）は、太陽電池セル２２を６枚×５枚の計３０枚並べた単位太陽電池モジュール２１である。このように単位太陽電池モジュール２１は、支持板２４の大きさまたは太陽電池セル２２の数を変更することによって、形状および発電能力をかえて設計することができる。
【００５９】
単位太陽電池モジュール２１は、ソーラーパネル２０全体に搭載される太陽電池セル２２に比べて、太陽電池セル数が比較的少なく、単位太陽電池モジュール２１自体を作ることに対しては、比較的複雑な作業は要しない。また、ソーラーパネル２０を、規格化された単位太陽電池モジュール２１の組合せで構成すれば、同じもしくは類似形状の単位太陽電池モジュール２１を何通りか用意することで、種々のソーラーパネル２０の製造が可能となる。
【００６０】
上記のように、単位太陽電池モジュール２１の製造は、自動ラインによる大量生産が可能であるため、ソーラーパネル２０の製造の容易化に寄与することができる。
【００６１】
従来、太陽電池セル２２を１つずつ溶接またはハンダ付けしていた作業が、この単位太陽電池モジュール２１の導入によって、単位太陽電池モジュール２１をソーラーパネル２０に取付けるだけの作業となり、ソーラーパネル２０の組立に要する作業工数が減少するうえ、作業が減少することにともなって、作業ミスも減少し、高い信頼性が要求される宇宙用ソーラーパネル２０を能率よく製造することができる。
【００６２】
また太陽電池セル２２の破損に伴うソーラーパネル２０の故障修理の場合、単位太陽電池モジュール２１を交換するだけで作業を完了することができる。しかも、太陽電池セル２２がいくつかまとまったものを単位として扱うので、単位太陽電池モジュール２１を固定する取付け部の数や面積と、それにともなう全体の重量増加のコントロールが可能で、人工衛星などに使用される宇宙用としての強度と性能を維持しながらも、適度に作業性や生産性を改善することができる。
【００６３】
また図２に図示しないが、逆バイアスに対して太陽電池セル２２を保護する保護用ダイオード２５（バイパスダイオード）が単位太陽電池モジュール２１に搭載される。図３は、単位太陽電池モジュール２１の一部を示す回路図の一例である。図３の場合は、各太陽電池セル２２と並列に保護用ダイオード２５がそれぞれ設けられる。保護用ダイオード２５は、太陽電池セル２２に大きな逆方向電圧が加わると電流の経路をバイパスするように取付けられる。
【００６４】
図３に示すように、衛星の影などによって単位太陽電池モジュール２１内の１つの太陽電池セル２２ａの発電能力が低下した場合、その太陽電池セル２２ａに並列に設けられた保護用ダイオード２５ａに電流がバイパスして流れ（図３でａ方向に流れる）、逆バイアスから太陽電池セル２２ａを保護することができる。
【００６５】
単位太陽電池モジュール２１に保護用ダイオード２５を搭載することによって、従来のソーラーパネルの製造方法のように、ソーラーパネル２０上の太陽電池セルに保護用ダイオードを接続して貼付ける一連の作業を必要とせず、新たに特別な細工をしなくても、太陽電池セル２２に逆バイアスがかかって破壊されるのを防ぐ機能を容易に備えることができる。
【００６６】
図４は、枠体２６全体を示す正面図である。ソーラーパネル２０は、各単位太陽電池モジュール２１が収納される収納空間２７を備えた枠体２６を含み、この枠体２６の収納空間２７に単位太陽電池モジュール２１が嵌め込まれてソーラーパネル２０が形成される。枠体２６は、金属製またはＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック：Carbon Fiber Reinforced Plastic）のような樹脂製の材料で形成される。
【００６７】
図５は、図４の枠体２６のセクションＳ５を拡大して示す正面図であり、図５（１）は枠体２６を示し、図５（２）は枠体２６および枠体２６に取付けられた１つの単位太陽電池モジュール２１を示す。図５（１）に示すように枠体２６は、収納空間２７が設けられ、たとえば格子状に形成される。また枠体２６には、各単位太陽電池モジュール２１を電気的に連結するための接続導電路２８が形成されるのが望ましい。さらに枠体２６には、嵌め込まれた単位太陽電池モジュール２１を固定するためのねじ孔２９が形成される。ねじ孔２９は、接続導電路２８が形成される領域以外に配置されるのが望ましい。
【００６８】
単位太陽電池モジュール２１には、図５（２）のように、枠体２６に嵌め込まれるために、収納空間２７に対応する突出部が形成されるのが望ましい。また単位太陽電池モジュール２１が枠体２６に嵌め込まれたときに、枠体２６のねじ孔２９に対向する位置に単位太陽電池モジュール２１のねじ孔３９が形成されるのが望ましい。
【００６９】
図６は、単位太陽電池モジュール２１が嵌め込まれたソーラーパネル２０全体の正面図を示し、図７は、図６のソーラーパネル２０のセクションＳ７を拡大した正面図である。図６および図７に示すように、ソーラーパネル２０には、単位太陽電池モジュール２１がマトリックス状に配置され、互いの単位太陽電池モジュール２１は、枠体２６に設けられた接続導電路２８を介して電気的に連結される。
【００７０】
図８は、図７のソーラーパネル２０の切断面線Ｂ−Ｂで切断した断面図である。図８に示すように、単位太陽電池モジュール２１に形成された突出部３０が収納空間２７に嵌め込まれる。さらに嵌め込まれたときに、単位太陽電池モジュール２１および枠体２６のねじ孔２９，３９にねじ部材４０を螺着して、単位太陽電池モジュール２１を固定する。また、このねじ部材４０を離脱させることによって、単位太陽電池モジュール２１を枠体２６から取外すことができる。
【００７１】
単位太陽電池モジュール２１は、枠体２６に取付けられることによって、枠体２６の接続導電路２８が、単位太陽電池モジュール２１の接続用配線２３に当接し、電気的にも接続される。
【００７２】
図９（１）は、カバーガラス３３を有する単位太陽電池モジュール２１の断面図であり、図９（２）は、図９（１）の正面図である。単位太陽電池モジュール２１には、太陽電池セル２２の受光面側表面と密着するようにカバーガラス３３が設けられる。カバーガラス３３は複数設けられ、各カバーガラス３３は、各太陽電池セル３３と対応するようにそれぞれ取付けられる。カバーガラス３３が設けられることによって、太陽電池セル２２は低エネルギーの宇宙線などから保護される。また各カバーガラスを電気的に接続するように透光性の導電性層３４などが各カバーガラス受光面の全体にかぶせられる。
【００７３】
図１０（１）は、図９とは、異なる他のカバーガラス３３ａを有する単位太陽電池モジュール２１の断面図であり、図１０（２）は、図１０（１）の正面図である。単位太陽電池モジュール２１には、太陽電池セル２２の受光面側表面と密着するように一枚のカバーガラス３３ａが設けられる。カバーガラス３３ａが設けられることによって、太陽電池セル２２は低エネルギーの宇宙線などから保護される。またカバーガラス３３ａの表面には、透光性の導電性の導電性層３４ａなどがコーティングされている。
【００７４】
図１１（１），（２）は支持部３５が設けられる枠体２６を示し、図１２は図１１（２）の切断面線Ｃ−Ｃで切断した断面図である。さらに枠体２６は、単位太陽電池モジュール２１が枠体２６に嵌め込まれたときに、単位太陽電池モジュール２１の四方の側面と当接する領域に支持部３５が設けられる。支持部３５は、単位太陽電池モジュール２１の受光側の面に接する辺を含む領域を宇宙機の衛星グランドに接続する、導電性の材料で形成されるグランド導電路４１が形成される。
【００７５】
図１３は、枠体２６を用いて構成されるソーラーパネル２０全体の正面図を示し、図１４（１）は、図１３のセクションＳ１４を拡大して示し、図１４（１）の切断面線Ｄ−Ｄで切断した断面図を図１４（２）に示す。ソーラーパネル２０として組上げられた状態で支持部３５のグランド導電路４１が電気的にグランドに接続されることで、各単位太陽電池モジュール２１受光側表面を宇宙機のグランドに落とすことができ、太陽電池セル２２の表面を保護しているカバーガラス３３表面を、荷電粒子の飛来等によるチャージアップから解放することができる。この方法によって、パネル化した後に太陽電池セル２２、１つ１つの表面にグランドに接続させる配線を取付ける作業を行うことを省略することができる。
【００７６】
またソーラーパネル２０の物理的な強度を上げるために、相互に接続された複数個の単位太陽電池モジュール２１に、樹脂膜で裏打ちを行う。この枠体２６と単位太陽電池モジュール２１とを用いた宇宙用ソーラーパネル２０の構造は、従来よりもパネルの強度が劣る可能性があるが、簡単に切り取ることができ、重量も軽い有機樹脂膜などを補強膜として用いることで、この問題も解消される。
【００７７】
単位太陽電池モジュール２１を連結する他のソーラーパネル２０ａの実施形態として、枠体２６にかえて図１５に示すような、基板３６を用いてもよい。基板３６は、金属製もしくはＣＦＲＰのような樹脂製の材料によって構成される。また基板３６を用いた実施の形態は、前述の実施の形態と類似しており、同様の構成部分は、同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００７８】
ソーラーパネル２０ａは、図１５に示すように、単位太陽電池モジュール２１を配置位置３７（図１５において２点鎖線で囲まれた領域）に並べて連結することができる基板３６を有し、単位太陽電池モジュール２１を基板３６上に配置してパネル全体が構成される。
【００７９】
図１６は、図１５の基板３６をセクションＳ１６を拡大して示す図であり、図１６（１）に示すように、基板３６は、単位太陽電池モジュール２１を並べるためのねじ孔２９があけられており、単位太陽電池モジュール２１が当接する面には、各単位太陽電池モジュール２１を電気的に接続するための接続導電路２８が設けられる。
【００８０】
図１６（２）は、基板３６に１つの単位太陽電池モジュール２１が配置された時の正面図である。単位太陽電池モジュール２１は、基板３６上の配置位置３７に配置されたときに、基板３６のねじ孔２９に対向する位置にねじ孔３９が形成される。単位太陽電池モジュール２１は、所定の配置位置３７に配置される。
【００８１】
図１７は単位太陽電池モジュール２１が配置されたソーラーパネル２０ａ全体の正面図を示し、図１８は図１７のソーラーパネル２０ａのセクションＳ１８を拡大して示す。図１７および図１８に示すように、ソーラーパネル２０ａは、単位太陽電池モジュール２１がマトリックス状に配置され、互いの単位太陽電池モジュール２１は、基板３６に設けられた接続導電路２８を介して電気的に連結される。
【００８２】
図１９は、図１８のソーラーパネル２０ａの切断面線Ｅ−Ｅで切断した断面図である。図１８に示すように、単位太陽電池モジュール２１が基板３６上に並んで配置される。前述の枠体２６と同様に、ねじ部材４０によって基板３６に着脱可能に固定される。
【００８３】
さらに他の実施の形態の単位太陽電池モジュール２１ａの斜視図を図２０、図２１に示す。この他の実施の形態の単位太陽電池モジュール２１ａにおいて、前述と同様の構成部分は、同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００８４】
単位太陽電池モジュール２１ａは、相互に直接機械的に連結することができる構造を有し、単位太陽電池モジュール２１ａ同士を直接機械的に連結することによって、パネル全体を構成する。具体的には、単位太陽電池モジュール２１ａの一側部に設けられる凸部３１と他側部に設けられる凹部３２とを有する。
【００８５】
図２１に示すように、単位太陽電池モジュール２１ａは、凸部３１と凹部３２とを相互につなぎ合わせることができ、複数の単位太陽電池モジュール２１ａを連結することによって、接続方向を間違えずに、容易にパネル全体を構成することができる。単位太陽電池モジュール２１ａは、規格化された構造を採用することによって、電極の極性とその構造に規則性を持たせることができ、またパネルに組立てる場合においても、単位太陽電池モジュール２１ａ同士が接続されるのは、そのほとんどが直列接続、つまりプラス電極とマイナス電極が接続される場合ばかりであるので、この方法はパネル製造の容易化に効果的である。
【００８６】
また複数連結された単位太陽電池モジュール２１ａが収納される収納空間を備えた枠体に、連結された単位太陽電池モジュール２１ａが嵌め込まれることによってパネル全体を構成してもよい。これによって、単位太陽電池モジュール同士が連結され、さらに収納空間に収納されるので、単位太陽電池モジュール２１ａをより確実に固定し、ソーラーパネルの剛性をさらに向上させることができる。
【００８７】
さらに他の実施の形態として前述の単位太陽電池モジュール２１，２１ａに太陽電池セルに光を集めるための集光レンズ４３を用いた実施の他の形態である集光型単位太陽電池モジュール３０の斜視図を図２２に示す。集光型単位太陽電池モジュール３０は、上述の単位太陽電池モジュール２１，２１ａと類似しており、同様の構成については、同一の符号で示し、説明を省略する。
【００８８】
集光型単位太陽電池モジュール３０は、光を集光する集光レンズ４３と複数の太陽電池セル２２と各太陽電池セル２２を接続するための複数の接続用配線２３とそれらを支持するフレーム４２とを含んで構成される。集光レンズ４３は、入射光がそれぞれの太陽電池セル２２の位置に収束するように設計されている。
【００８９】
各太陽電池セル２２は、フレーム４２に固定される。また太陽電池セル２２に形成される電極は接続用配線２３によって他の太陽電池セル２２と結合される。フレーム４２によって集光レンズ４３を支えることによって、軽量化した集光型ソーラーパネルを形成することができる。
【００９０】
集光型単位太陽電池モジュール３０は２枚以上の太陽電池セル２２を接続用配線２３を介してフレーム４２に固定したモジュール構造のユニットであって、たとえば図２２（１）に示すように、太陽電池セル２２を３枚×３枚の計９枚並べた集光型単位太陽電池モジュール３０が構成される。この集光型単位太陽電池モジュール３０を図１に示すように８個×１０個組合せることによって集光型の宇宙用ソーラーパネルを組立てることができる。
【００９１】
また図２２（２）は、太陽電池セル２２を６枚×５枚の計３０枚並べた集光型単位太陽電池モジュール３０である。このように集光型単位太陽電池モジュール３０は、太陽電池セル２２の数、フレームの形状または集光レンズによる光量などを変更することによって、形状および発電能力をかえて設計することができる。
【００９２】
前述の単位太陽電池モジュール２１，２１ａと同様に、集光型単位太陽電池モジュール３０自体を作ることに対しては、比較的複雑な作業は要せず、規格化された集光型単位太陽電池モジュール３０の組合せで構成すれば、同じもしくは集光型類似形状の単位太陽電池モジュール３０を何通りか用意することで、種々の集光型ソーラーパネル製造が可能となる。
【００９３】
従来の集光ソーラーパネルはレンズの設置に伴って部品点数も増え、また集光レンズ４３と太陽電池セル２２の調整を正確に行いながら全体を組立てる必要があり、パネル製造が難しかったが、本発明による集光型単位太陽電池モジュール３０を用いれば、従来に比べて容易にパネル化が可能となる。
【００９４】
図２３に示すように、集光型単位太陽電池モジュール３０は、前述の単位太陽電池モジュールと同様に太陽電池セル２２を保護するために保護用ダイオード２５が設けられる。これによって一部の太陽電池セル２２が発電能力が低下したとき、電流の経路をバイパスして、太陽電池セル２２を保護することができる。
【００９５】
図２４は、図２３の集光型単位太陽電池モジュール３０の切断面線Ｆ−Ｆで切断したときの断面図を示す。集光レンズ４３によって集光される光が当たる領域４４に太陽電池セル２２が配置され、集光された光が当たらない領域４５に、接続用配線２３および保護用ダイオード２５が配置される。これによって、光が当たらない領域４５に配置された部材、たとえば保護用ダイオード２５または接続用配線２３などは、光による劣化を防止することができる。
【００９６】
集光レンズ４３は、たとえば板状のレンズプレート４６によって形成されており、図２５（１）に示すように、１枚のレンズプレート４６に対して１つの焦点を有し、太陽電池セル２２に対応する数だけのレンズプレート４６（図２５では９枚）を組合せ、各レンズプレート４６の焦点に対応した位置に太陽電池セル２２を配置することで図２５（３）に示す集光型単位太陽電池モジュール３０を構成することができる。
【００９７】
また図２５（２）に示すように、集光レンズ４３´は、１枚のレンズプレート４６´に対して連続していない複数の焦点を持った構造を有し、その焦点に対応した位置に太陽電池セル２２を配置することによっても図２５（３）に示す集光型単位太陽電池モジュール３０を構成することができる。これによって、集光型単位太陽電池モジュール３０の部品点数を少なくすることができる。
【００９８】
このような集光型単位太陽電池モジュール３０は、前述の単位太陽電池モジュール２１と同様に、マトリックス状に連結されることによって、集光型のソーラーパネルを形成する。集光型単位太陽電池モジュール３０を並べる手段は、たとえば図４〜１４に示すように集光型単位太陽電池モジュール３０が収納される収納空間２７を有する枠体２６の収納空間に着脱可能に収納されることによって、集光型ソーラーパネルを形成することができる。
【００９９】
また、集光レンズ４３の受光側表面には、宇宙機のグランドに接続される透光性の導電性層３４がコーティングされており、導電性層３４がグランド導電路４１と電気的に接続されることで、集光レンズ４３，４３´表面がチャージアップすることを防止することができる。
【０１００】
また図１５〜１９に示すように、基板３６に配置することによっても、集光型単位太陽電池モジュール３０を並べて集光型ソーラーパネルを形成することができる。またさらに図２６に示すように、集光型単位太陽電池モジュールの一側部に凸部３１を他側部に凹部３２を設け、互いに結合することによって機械的に連結することができる集光型単位太陽電池モジュール３０ａによって、集光型ソーラーパネルを形成してもよい。
【０１０１】
上述に記載する宇宙用ソーラーパネルにおいて太陽電池セル２２の一部が破損した場合は、破損した太陽電池セル２２が取付けられた単位太陽電池モジュールまたは集光型単位太陽電池モジュールを取外して、交換することによって、ソーラーパネルの修理または調整を行う。単位太陽電池モジュールまたは集光型単位太陽電池モジュールが、着脱可能に取付けられ、さらに機械的に分離／接続することによって、電気的に分離／接続することができるので、このようなモジュールを交換する方法は、ソーラーパネルの修理または調整を非常に容易に行うことができる。
【０１０２】
また上述のこのような実施の形態は、１つの例示に過ぎず発明の範囲内において構成を変更してもよい。たとえば上述した実施形態では、人工衛星に用いられるソーラーパネルとしたが、本発明はこれに限らず、宇宙空間で使用されるすべての用途に適用することができる。
【０１０３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、規格化された単位太陽電池モジュールを組合せて構成することによって大きさや発電能力の異なるソーラーパネルを容易に形成することができる。また規格化された単位太陽電池モジュールを共通して様々なソーラーパネルに利用することで、単位太陽電池モジュールの自動ライン製造による大量生産が可能である。
【０１０４】
またソーラーパネルは、複数の単位太陽電池モジュールが枠体の各収容空間にそれぞれ嵌り込むことによって、互いの単位太陽電池モジュールを機械的に連結することによって電気的にも接続することができる。これによってパネルの組立て作業に要する作業工程が減少するうえに、作業の減少にともなって作業ミスも減少し、信頼性の高い宇宙用ソーラーパネルを能率よく生産することができる。
【０１０５】
また太陽電池セルが破損したとき、破損した単位太陽電池モジュールだけを容易に取外して交換することができるので、たとえば宇宙空間におけるソーラーパネルの修復作業の難易度を低下させることができる。さらにソーラーパネル製造中または、その後の修理時作業の能率を向上させることができる。さらに複数連結される単位太陽電池モジュールが、枠体の収容空間に嵌め込まれることによって振動することが抑制され、ソーラーパネル自体の剛性を向上することができる。したがって宇宙空間への搬送時に生じる振動および加速度に対してもソーラーパネルが破損する可能性を低下させることができる。また枠体に単位太陽電池モジュールを嵌め込むことで、単位太陽電池モジュールを位置決めする作業が容易になり、さらに容易にソーラーパネルを組立てることができる。
また本発明によれば、単位太陽電池モジュールの受光面側をグランドに接続することによって、ソーラーパネル表面がチャージアップするのを防ぐことができる。
また本発明によれば、規格化された単位太陽電池モジュールを組合せて構成することによって大きさや発電能力の異なるソーラーパネルを容易に形成することができる。また規格化された単位太陽電池モジュールを共通して様々なソーラーパネルに利用することで、単位太陽電池モジュールの自動ライン製造による大量生産が可能である。
またソーラーパネルは、複数の単位太陽電池モジュールが基板にそれぞれ固定されることによって、互いの単位太陽電池モジュールを機械的に連結することによって電気的にも接続することができる。これによってパネルの組立て作業に要する作業工程が減少するうえに、作業の減少にともなって作業ミスも減少し、信頼性の高い宇宙用ソーラーパネルを能率よく生産することができる。
また太陽電池セルが破損したとき、破損した単位太陽電池モジュールだけを容易に取外して交換することができるので、たとえば宇宙空間におけるソーラーパネルの修復作業の難易度を低下させることができる。さらにソーラーパネル製造中または、その後の修理時作業の能率を向上させることができる。さらに単位太陽電池モジュールが、基板上の配置位置に接続されることで、単位太陽電池モジュールを基板によって補強し、太陽電池セルが破損することを防止することができる。
また本発明によれば、単位太陽電池モジュール同士が直接機械的に着脱可能な構造を有する単位太陽電池モジュールが、相互に直接機械的に連結されることによって、パネル全体が構成される。これによって単位太陽電池モジュールを連結するための下地を不要として、パネル全体を構成することができる。
また本発明によれば、単位太陽電池モジュール同士を直接機械的に複数連結することによって、ソーラーパネルを容易に組立てることができ、パネル全体を構成することができる。さらに枠体の収納空間に相互に連結された単位太陽電池モジュールが嵌め込まれることによって、単位太陽電池モジュールが枠体に固定され、ソーラーパネル全体の剛性を向上させることができる。
また本発明によれば、単位太陽電池モジュールの一側部に凸部を、他側部に凹部を設けることによって直接機械的に複数連結することができる。したがって単位太陽電池モジュールの配置方向を間違えて連結するおそれがなく、宇宙空間などの複雑な作業が行いにくい場所においても容易に連結することができる。
【０１０６】
また本発明によれば、単位太陽電池モジュールに保護用ダイオードを設けることによって、逆バイアスによる太陽電池セルの破損を防止することができる。また故障した太陽電池セルの被害を最小限にすることができる。したがって単位太陽電池モジュールの信頼性を向上することができ、宇宙空間のような交換または修理が行いにくい場所に使用することができる。
【０１０７】
また本発明によれば、太陽電池セルが支持板に固定されることによって、単位太陽電池モジュールの剛性を向上することができる。したがって、宇宙空間への搬送時にかかる加速および振動によってソーラーパネルが破損する可能性が減少する。さらに支持板は、ハニカム構造のアルミニウム材料で形成されることによって、単位太陽電池モジュールを軽量かつ充分な強度を保つことができる。
【０１１３】
また本発明によれば、集光レンズで太陽光を絞ることによって、太陽電池の大きさを小さくして、半導体の使用量を抑え、コストを下げることができる。また単位太陽電池モジュールは、集光レンズの配置が設定されているので、ソーラーパネル組立て時に集光レンズと太陽電池との位置調整を行う必要がなく、容易に組立てることができる。
【０１１４】
また本発明によれば、フレームによって集光レンズを充分な強度で固定することができる。
【０１１５】
また本発明によれば、集光レンズが複数の焦点を持つので、単位太陽電池モジュールに配置される太陽電池セル毎に集光レンズを設ける必要がなく、単位太陽電池モジュールの部品数を少なくすることができる。単位太陽電池モジュールを作成することが容易になる。
【０１１６】
また本発明によれば、接続用配線および保護用ダイオードは、光の集光されない領域に配置されるので、光による劣化が防止され、高寿命化することができる。これによって、ソーラーパネルの信頼性が向上し、宇宙空間のような交換または修理が行いにくい場所に使用することができる。
【０１１７】
また本発明によれば、導電性薄膜がグランドに接続されるので、ソーラーパネル表面がチャージアップするのを防ぐことができ、チャージアップによるトラブルを防止することができる。
【０１１８】
単位太陽電池モジュールは、相互に着脱可能にソーラーパネルに連結されるので、故障した太陽電池セルを有する単位太陽電池モジュールを取外し交換することによって、ソーラーパネルのメンテナンスを行うことができる。
【０１１９】
これによって、従来よりも少ない作業量で太陽電池セルの交換をともなう修理またはメンテナンスなどの作業も容易に行え、従来では難しいと思われていた宇宙空間でのメンテナンスにも適応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態の宇宙用ソーラーパネル２０である。
【図２】単位太陽電池モジュール２１を示す斜視図である。
【図３】単位太陽電池モジュール２１の一部を示す回路図の一例である。
【図４】枠体２６を示す正面図である。
【図５】図４の枠体２６のセクションＳ５を拡大して示す正面図である。
【図６】枠体２６を有するソーラーパネル２０の正面図を示す正面図である。
【図７】図６のソーラーパネルのセクションＳ７を拡大して示す正面図である。
【図８】図７のソーラーパネル２０の切断面線Ｂ−Ｂで切断した断面図である。
【図９】カバーガラス３３を有する単位太陽電池モジュール２１を示す図である。
【図１０】カバーガラス３３ａを有する単位太陽電池モジュール２１を示す図である。
【図１１】支持部３５が形成される枠体２６を示す図である。
【図１２】図１１の枠体２６の切断面線Ｃ−Ｃで切断した断面図である。
【図１３】枠体２６を有するソーラーパネル２０を示す正面図である。
【図１４】図１３のソーラーパネル２０を拡大して示す図である。
【図１５】基板３６を示す正面図である。
【図１６】図１５の基板３６のセクションＳ１６を拡大して示す図である。
【図１７】基板３６を用いたソーラーパネル２０ａを示す正面図である。
【図１８】図１７のソーラーパネル２０ａのセクションＳ１８を拡大して示す図である。
【図１９】図１８のソーラーパネル２０ａの切断面線Ｅ−Ｅで切断した断面図である。
【図２０】他の実施の形態の単位太陽電池モジュール２１ａを示すの斜視図である。
【図２１】単位太陽電池モジュール２１ａを示す斜視図である。
【図２２】集光型単位太陽電池モジュール３０を示す斜視図である。
【図２３】集光型単位太陽電池モジュール３０を示す斜視図である。
【図２４】図２３の集光型単位太陽電池モジュール３０の切断面線Ｆ−Ｆで切断した断面図である。
【図２５】集光型単位太陽電池モジュール３０のレンズプレート４６を示す斜視図である。
【図２６】集光型単位太陽電池モジュール３０ａを示す斜視図である。
【図２７】従来の人工衛星１を示す斜視図である。
【図２８】図２７のソーラーパネル３のセクションＳ２８を拡大して示す図である。
【図２９】図２８のソーラーパネル３のセクションＳ２９を拡大して示す図である。
【図３０】図２９のソーラーパネル３を切断面線Ａ−Ａで切断した断面図である。
【符号の説明】
２０，２０ａ  ソーラーパネル
２１，２１ａ  単位太陽電池モジュール
２２  太陽電池セル
２３  接続用配線
２４  支持板
２５  保護用ダイオード
２６  枠体
２７  収納空間
２８  接続導電路
３０  集光型単位太陽電池モジュール
３３，３３ａ  カバーガラス
３４，３４ａ  導電性層
３６  基板
４０  ねじ部材
４１  グランド導電路
４２  フレーム
４３，４３´  集光レンズ
４６，４６´  レンズプレート
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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