CN102224598A - 太阳电池模块及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭露一种由多个太阳电池阵列(11)所构成的太阳电池模块(1)。每个太阳电池阵列(11)包括多个连续成行的球状半导体组件(20)，至少一对旁路二极管(40)，以及一对导线部件(14)，用于将多个球状半导体组件(20)与多个旁路二极管(40)并联。每个导线部件(14)包括一或多条导电串(15)，使多个球状半导体组件(20)电性连接且具有不宽于球状半导体组件(20)的半径的宽度，以及多片导电片(16)，在导线部件(14)的至少两端部与导电串(15)一体形成，使旁路二极管(40)与球状半导体组件电性上反向连接，且具有不窄于旁路二极管(40)的宽度的宽度。

Description

太阳电池模块及其制造方法
技术领域
本发明涉及太阳电池模块及其制造方法，尤其涉及藉由将多个球状太阳电池单元固定连接于导电连接机构的窄幅的导电串，且将多个旁路二极管固定连接于导电连接机构的宽幅的导电片，而配置成多列多行的矩阵状，并且，至少太阳光入射侧的面板部件是一体组装于一对透光性面板部件的太阳电池模块及其制造方法。
背景技术
已知，在窗材上组装有太阳电池单元的面板状的各种太阳电池模块业已实用化。作为组装于所述太阳电池模块的太阳电池单元而言，是采用：由平板状硅结晶形成的平板状太阳电池单元、由球状硅结晶形成的球状太阳电池单元、和成膜于玻璃基板上而形成的薄膜型太阳电池单元等。
此处，本申请案发明人提案有专利文献1所示的球状太阳电池单元。该球状太阳电池单元具有：直径为1mm～2mm的p型或n型球状硅单晶；形成于该球状硅单晶表面附近的部分球面状pn接合；以及隔着球中心而与p型或n型表面区域的中心部分别以低电阻接触的局部(spot)状正、负电极。由于正、负电极位于单元的两端部，故无论该太阳电池单元面对何种方向的直射光，均可进行没有偏移的受光，并且由于亦可接收太阳电池单元周围的反射光或扩散光，故外部的光利用效率较平板状太阳电池单元更为提升。
又，本申请案发明人提案有专利文献2所示的太阳电池模块。在该太阳电池模块中，例如将导电方向一致的25个球状太阳电池单元配置成5列5行的矩阵状，且用六条金属制导电架(lead frame)所构成的导电机构夹持固定，再用透明树脂(被覆材料)对外周进行塑模。专利文献3、4的太阳电池模块亦记载有与上述相同的构造。
在上述球状太阳电池单元中，为了提高球状硅单晶每单位重量的输出，而采用直径为1mm～2mm左右的球状硅单晶。由于各球状太阳电池单元的输出为低输出(例如0.5mW左右)，故为了达到模块的大量输出，则必须增加所串联的球状太阳电池单元的数量、或所并联的球状太阳电池单元的数量。然而，会难以将多数小的球状太阳电池单元电性接线，且制造成本昂贵。因此，便期盼有一种用于可容易地将多数的球状太阳电池单元电性接线且廉价的制造方法。
于是，在上述专利文献2～4的太阳电池模块的制造方法中，首先在形成于平板状导线架的3条导电串上，将球状太阳电池单元以使其导电方向一致的方式等间隔地分别各连接有5个。接着，将同一形状的导线架载置于其上而连接，再将球状太阳电池单元在导线架的各导电串上分别各连接5个。以下，利用与上述同样的方式，将导线架和太阳电池单元依序载置并连接，而制造出与导线架垂直相交的方向上配设成5列5行的3组太阳电池单元集合体。对该单元集合体进行树脂塑膜，藉以制作3组太阳电池模块。
在所述专利文献2～4的太阳电池模块中，由于多个球状太阳电池单元是藉由网(mesh)状连接电路加以串联及并联，故即使在各个太阳电池单元的输出电流产生些微的变动偏差，亦可经由并联达成电流分布的均等化。即使所述一部分的太阳电池单元位在太阳光被遮蔽的阴影处而导致输出电流降低时，亦同样可达成电流分布的均等化。
【专利文献1】国际公开WO98/15983号公报
【专利文献2】国际公开WO02/35613号公报
【专利文献3】国际公开WO03/017382号公报
【专利文献4】国际公开WO03/017383号公报
发明内容
发明所欲解决的技术问题
然而，上述专利文献2～4的太阳电池模块，虽为将含有多个球状太阳电池单元的子阵列(sub array)积层为多层的构造，但因导电串的宽度形成为较太阳电池单元的半径窄的特定宽度，故无法利用在组装子阵列后，将该子阵列积层为多层的方法来制作。此乃因为在子阵列上没有可用自动组装装置的机械手(hand)所抓持的抓持部，亦无法形成适用于将子阵列定位的卡合部。因此，必须利用上述特殊的制造方法来制作，制作成本将会变得昂贵。
在上述太阳电池模块的制造方法中，由于是藉由将多个球状太阳电池单元组装于形成有多条导电串的金属板之间，而作成多组的多列多行的太阳电池单元组装体，然后将这些组装体收容于模具内而进行树脂塑模，故必须有多种构造的模具，所以制作成本将会变得昂贵。
又，由于在进行树脂塑模时，必须将模具插入于多组的组装体之间，故必须在组装体之间确保间隔。因此，作为形成多条导电串的金属板，必须是大型的金属板，且从金属板冲切槽缝(slot)的废料(scrap)也变多，故制作成本会变昂贵。
本发明的目的在于提供一种可有效率地组装的太阳电池模块及其制造方法，并提供一种有利于进行树脂密封的太阳电池模块及其制造方法。
解决技术问题的装置
本发明相关的太阳电池模块，是为构成为具备配置成多列多行的矩阵状且具有光电转换功能的多个球状半导体组件，且将各列的多个球状半导体组件以使所述球状半导体组件的导电方向与矩阵的行方向一致的方式，经由导线部件并联的太阳电池阵列的太阳电池模块，其中，所述球状半导体组件具备：p型或n型的球状半导体；以及形成于该球状半导体表层部的部分球面状pn接合，且所述太阳电池阵列具备：各列的多个球状半导体组件；至少一对旁路二极管；以及将多个球状半导体组件与多个旁路二极管并联的一对导线部件，且所述导线部件具有：一或多条导电串，使多个球状半导体组件电性连接，且宽度为球状半导体组件的半径以下的窄幅；以及多片导电片，在导线部件的至少两端部与所述导电串一体形成，且使所述旁路二极管与球状半导体组件电性上反向并联，且宽度为所述旁路二极管的宽度以上的宽幅。
本发明的太阳电池模块的制造方法，是为制造：构成为具备配置成多列多行的矩阵状且具有光电转换功能的多个球状半导体组件，且将各列的多个球状半导体组件以使所述球状半导体组件的导电方向与矩阵的行方向一致的方式，经由导线部件并联的太阳电池阵列的太阳电池模块的方法，其特征为具备下列步骤：第1步骤，事先准备分别具有p型或n型的球状半导体和形成于该球状半导体表层部的部分球面状pn接合的多个球状半导体组件，且事先准备与所述球状半导体组件为同样大小的球状多个旁路二极管；第2步骤，在薄金属片上形成多列多行的狭缝状多个开口部，且在列方向两端部与行彼此间形成连续于行方向的带(band)部，并且在多个开口部彼此间形成宽度为球状半导体组件的半径以下的窄幅的多条导电串；第3步骤，在所述多个各导电串上，将用以连接多个球状半导体组件的半固体状第一导电连接材料涂布成多个局部状，并且在与所述带部中的多条导电串对应的部位，将用以分别连接旁路二极管的半固体状第二导电连接材料涂布成局部状；第4步骤，将多个球状半导体组件的正极或负极分别连接至所述多个第一导电连接材料，并且将多个旁路二极管的阴极或阳极分别连接至所述多个第二导电连接材料；第5步骤，在所述多条导电串上的多个球状半导体组件的顶部，将第一导电连接材料分别涂布成局部状，并且在所述多个带部上的多个旁路二极管的顶部，将第二导电连接材料分别涂布成局部状；第6步骤，将配置有所述多个球状半导体组件和多个旁路二极管的薄金属片加热，以使第一、第二导电连接材料固化而作成第一、第二导电连接部；第7步骤，将所述薄金属片的带部在与导电串彼此间的中间对应的位置分离切断而作成导电片，藉此制作包含各列的多个球状半导体组件、多个旁路二极管和一个导线部件的太阳电池子阵列；第8步骤，在所述太阳电池子阵列的多个球状半导体组件的顶部的第一导电连接部、和多个旁路二极管的顶部的第二导电连接部，涂布导电黏接材料；第9步骤，藉由特定的组装工具的一对引导部，引导所述太阳电池子阵列的两端的一对引导片的同时，将多个太阳电池子阵列依序积层，以将多个球状半导体组件、和多个旁路二极管组装成多列多行的矩阵状单元集合体；以及第10步骤，藉由将所述矩阵状单元集合体进行加热处理，而使导电黏接材料固化。
发明的有益效果
根据本发明的太阳电池模块，所述导线部件具有：一或多条导电串，使多个球状半导体组件电性连接，且宽度为球状半导体组件的半径以下的窄幅；以及多片导电片，在导线部件的至少两端部与所述导电串一体形成，并使所述旁路二极管电性连接，且宽度为所述旁路二极管的宽度以上的宽幅。因此，制作将多个球状半导体组件、和多个旁路二极管安装于包含导电串与导电片的一个导线部件的太阳电池子阵列，且将此等多个子阵列积层为多层时，可用自动组装装置的机械手抓持导电片。又，由于在积层所述子阵列时，亦可将定位用的某些定位用卡合部形成于导电片上，所以能够得到可更有效率地组装于自动组装装置的太阳电池模块。
更且，在太阳电池模块设置一对面板部件，且将太阳电池模块的模块本体部分(太阳电池单元的单元集合体)夹入于所述面板部件之间而进行树脂密封时是藉由用一对面板部件夹持多片导电片，故可设定一对面板部件的间隔而有利于进行树脂密封。
根据本发明的太阳电池模块的制造方法，由于制作多个太阳电池子阵列，并将所述太阳电池子阵列依序积层而组装成面板状的矩阵状单元集合体，故可将其等矩阵状单元集合体夹入于面板部件间而进行树脂密封。因此，可在不使用复杂构造的模具的情况下，将所述单元集合体树脂密封于一对面板部件间。因此，可降低太阳电池模块的制造成本，并可使太阳电池模块大型化。
由于是将导电片一体形成于各导电串的两端部，故在制作多个太阳电池子阵列后，将所述太阳电池子阵列积层而组装时，可用自动组装装置的机械手抓持导电片并可使用导电片来进行子阵列的定位，所以可有效率地以良好的精确度组装太阳电池模块。将太阳电池单元的组装体进行树脂密封时，藉由用一对面板部件夹持多片导电片，可设定一对面板部件的间隔。
本发明除了上述构成外，亦可采用如次的各种构成。
(1)所述球状半导体组件是在通过其中心且与所述行方向平行的轴在线，在球状半导体组件的两端部形成为点(dot)状，且经由与pn接合的两端形成低电阻连接的一对第一导电连接部连接至所述导电串。
(2)所述旁路二极管是在通过其中心且与所述行方向平行的轴在线，形成于旁路二极管的两端部，且经由与旁路二极管的pn接合的两端形成低电阻连接的一对第二导电连接部连接至所述导电片。
(3)使多列中全部的多个球状半导体组件的导电方向一致成同一方向，邻接于矩阵的行方向的太阳电池阵列共同具有位于所述球状半导体组件的太阳电池阵列之间的导线部件，各行的多个球状半导体组件及各行的多个旁路二极管是经由多个导线部件串联。
(4)使多列中全部的多个球状半导体组件的导电方向一致成同一方向，且在邻接于矩阵的行方向的太阳电池阵列彼此之间设置绝缘材料制之一或多个间隔件(spacer)，且将外部导线一体形成于导线部件的至少一端部。
(5)所述多个太阳电池阵列构成为平板状，并设有将此等多个太阳电池阵列的两面侧遮挡的一对平行的面板部件，且在所述一对面板部件之间充填将多个球状半导体组件和多个导线部件进行树脂密封的透明合成树脂，且是以透明材料构成至少太阳光入射侧的面板部件。
(6)所述多个太阳电池阵列在矩阵的列方向形成多等分的一或多个反曲点上，构成为相连的多个部分圆筒面状或一个部分圆筒面状，并设置第一弯曲面板部件和第二弯曲面板部件，第一弯曲面板部件将所述多个太阳电池阵列的太阳光入射侧的面遮挡，其形状沿着所述一或多个部分圆筒面而构成且以透明材料制，第二弯曲面板部件将多个太阳电池阵列的太阳光入射侧的相反侧的面遮挡，且形状沿着所述一或多个部分圆筒面而构成，并且在所述第一、第二弯曲面板部件之间，充填有将多个球状半导体组件、和多个导线部件进行树脂密封的透明合成树脂。
(7)在所述矩阵的列方向的导线部件的一或多个中途部，一体形成有与所述导电片同样的一或多片中间导电片，并设置与各列的一或多片中间导电片对应的旁路二极管。
(8)以藉由夹持固定于所述一对面板部件间的多片导电片，设定一对面板部件间的间隔的方式来构成。
(9)以藉由夹持固定于所述第一、第二弯曲面板部件间的多片导电片，设定第一、第二弯曲面板部件间的间隔的方式来构成。
(10)在所述导电片的外端部，形成有于太阳电池模块的组装时用以卡合于外部的引导部件的卡合部。
(11)在所述一对面板部件中，在太阳光入射侧的相反侧的面板部件的内面或外面，形成有反射膜、或实施有装饰的印刷膜。
(12)具有第11步骤，在所述第10步骤实施后，将所述矩阵状单元集合体配置于至少一侧为透明的一对面板部件间，并且将透明合成树脂充填于一对面板部件间，然后进行加热处理。
(13)在所述第2步骤中，形成圆弧状开口部作为所述狭缝(slit)状的开口部，并且将各行的导电串形成为圆弧状。
(14)具有第11步骤，在所述第10步骤实施后，将所述矩阵状单元集合体配置于至少一边为透明的第一、第二弯曲面板部件间，并且将透明合成树脂充填于第一、第二弯曲面板部件间，然后进行加热处理。
附图说明
图1是本发明的实施例1的太阳电池模块的正面图；
图2是图1的II-II线剖面图；
图3是图1的III-III线剖面图；
图4是太阳电池单元集合体的正面图；
图5是太阳电池单元集合体的平面图；
图6是太阳电池单元集合体的底面图；
图7是图4的VII-VII线剖面图；
图8是太阳电池单元集合体的等效电路图；
图9是多个球状太阳电池单元与多个导线部件的主要部分放大剖面图；
图10是多个旁路二极管与多个导线部件的主要部分放大剖面图；
图11是形成有多个开口部的薄金属片的平面图；
图12是在多条导电串与带部涂布有多个导电糊的薄金属片的平面图；
图13是在多个导电糊上分别配设有多个球状太阳电池单元与多个旁路二极管的薄金属片的平面图；
图14是在多个球状太阳电池单元与多个旁路二极管的顶部，分别涂布有导电糊的薄金属片的平面图；
图15是将薄金属片分离切断而形成的多个太阳电池子阵列的平面图；
图16是将多个太阳电池子阵列积层而固定连接的矩阵状单元集合体的正面图；
图17是太阳电池模块的部分变化型态的剖面图；
图18是太阳电池模块的部分变化型态的剖面图；
图19是实施例2的太阳电池模块的正面图；
图20是图19的XX-XX线剖面图；
图21是形成有多列多行的缝隙状多个开口部的薄金属片的平面图；
图22是在多个导电糊上分别配设有多个球状太阳电池单元和多个旁路二极管的薄金属片的平面图；
图23是在多个球状太阳电池单元与多个旁路二极管的顶部，分别涂布有导电糊的薄金属片的平面图；
图24是将薄金属片分离切断而形成的多个太阳电池阵列的平面图；
图25是将多个太阳电池阵列积层且固定连接的矩阵状单元集合体的侧面图；
图26是实施例3的太阳电池模块的正面图；
图27是图26的XXVII-XXVII线剖面图；
图28是太阳电池单元集合体的正面图；
图29是太阳电池单元集合体的平面图；
图30是太阳电池单元集合体的底面图；
图31是图28的XXXI-XXXI线剖面图；
图32是太阳电池单元集合体的等效电路图；
图33是在将多个太阳电池阵列串联的状态的太阳电池单元集合体的正面图；
图34是在将多个太阳电池阵列并联的状态的太阳电池单元集合体的正面图；以及
图35是将实施例3的太阳电池单元集合体加以部分变更的太阳电池单元集合体的正面图。
具体实施方式
以下，参照实施例，说明实施本发明的最佳实施例。
[实施例1]
首先，就太阳电池模块1的结构进行说明。
如图1～图3所示，该太阳电池模块1配设成例如垂直状态的矩形面板状。该太阳电池模块1具有：一对透光性平板状面板部件3、4；由夹持固定于面板部件3、4间的多个太阳电池阵列11所构成的太阳电池单元集合体10；充填于面板部件3、4间的透明合成树脂6；和用于将多个球状太阳电池单元20的输出进行外部输出的多条外部导线(lead)8p、8n。在该太阳电池模块1中，下侧的外部导线8p为正极，上侧的外部导线8n为负极。此外，以图1的上下左右作为上下左右来说明，纸面前侧为太阳光入射侧。
面板部件3、4是用以将多个太阳电池阵列11的两面侧遮挡而设置成平行。面板部件3、4是由从例如透明玻璃、透明聚碳酸酯、丙烯酸(acrylic)、硅树脂等选择的任一材料所分别形成。藉由夹持固定于面板部件3、4间的后述的多片导电片16和多片中间导电片17而设定面板部件3、4间的间隔。此外，在面板部件3、4中，至少太阳光入射侧的面板部件是由透明材料构成。
用以将太阳电池单元集合体10进行树脂密封的透明合成树脂6充填于面板部件3、4间。该透明合成树脂6可使用例如EVA树脂或硅树脂等材料。此外，如图17、图18所示，在面板3、4中，可在太阳光入射侧的相反侧的面板部件4的内面，设置反射膜4a或实施有装饰的印刷膜4a，亦可在面板部件4的外面，设置反射膜4b或实施有装饰的印刷膜4b。
如图1所示，在太阳电池模块1下端部的多条外部导线8p中，其端部8a是藉由导电性接合部件8b分别黏接于单元集合体10最下端的导线部件14中的导电片16、与中间导电片17的下面。因此，下端部的外部导线8p与单元集合体10最下端的导线部件14电性连接。
在太阳电池模块1上端部的多条外部导线8n中，其端部8a是藉由导电性接合部件8b分别黏接于单元集合体10最上端的导线部件14中的导电片16、与中间导电片17的上面。因此，上端部的外部导线8n与单元集合体10最上端的导线部件14电性连接。
在制造大型的太阳电池面板时，以将与上述模块1同样的多个模块排成多列多行，并藉由连接使上下邻接的模块1彼此对向的外部导线8p、8n而电性连接，然后将其等多个模块组装于铝制的外周框，并从该外周框的输出端子输出电力的方式构成。
继之，就太阳电池单元集合体10进行说明。
如图4～图8所示，太阳电池单元集合体10具有：多个球状太阳电池单元20(相当于球状半导体组件)，配设成多列多行的矩阵状，且具有使导电方向与矩阵的行方向一致的光电转换功能；多个旁路二极管40，使导电方向与矩阵的行方向一致且与球状太阳电池单元20反向并联；和导电连接机构13，将各列的多个球状太阳电池单元20及多个旁路二极管40并联，并且将各行的多个球状太阳电池单元及多个旁路二极管40串联。由多个太阳电池阵列11形成的单元集合体10构成为平板状。此外，多个太阳电池单元20与多个旁路二极管40排列成多列多行的矩阵状。
构成单元集合体10的多个太阳电池阵列11分别具备有：各列的多个球状太阳电池单元20；各列的多个旁路二极管40；以及将多个球状太阳电池单元20与多个旁路二极管40并联的一对导线部件14、14。多列中全部的多个球状太阳电池单元20的导电方向一致成同一方向。邻接于矩阵的行方向的太阳电池阵列11共同具有位于其等太阳电池阵列11之间的导线部件14。各行的多个球状太阳电池单元20及各行的多个旁路二极管40是经由多个导线部件14串联。此外，在太阳电池阵列11，至少含有一对旁路二极管40。
继之，就导电连接机构13进行说明。
如图4～图7所示，导电连接机构13是由配设于矩阵的多个列间部、和矩阵的行方向两端部的多个直线状导线部件14所构成。各导线部件14具有：多片导电片16、17，分别为形成于该导线部件14两端部的一对导电片16与形成于中途部的多片中间导电片17，其宽度为旁路二极管40的直径(宽度)以上的宽幅；和多条导电串15，形成于所述导电片16、17彼此间，其宽度为太阳电池单元20的半径以下的窄幅。
导线部件14的中途部的中间导电片17，是在矩阵的列方向的中途部设置有一或多片。导电片16与中间导电片17配设成与矩阵的行方向呈垂直相交状，且与矩阵的列方向垂直相交的方向的宽度较旁路二极管40的直径大。导线部件14是由例如铁镍合金(Fe 56％、Ni 42％)的厚度0.3mm的薄金属板所构成。导线部件14的表面镀有银或镍。导电串15的宽度为例如0.5mm～0.7mm。导电片16和中间导电片17的宽度为例如2.6mm～3.0mm。
除了单元集合体10最上端的导线部件14外，在各导电串15的上面，固定连接有多个太阳电池单元20的正电极31。除了单元集合体10最下端的导线部件14外，在各导电串15的下面，经由导电黏接材料19固定连接有多个太阳电池单元20的负电极32(参照图9)。导电连接机构13是构成将太阳电池单元20串联以及并联的网状连接电路。
除了单元集合体10的最上端的导线部件14外，在导电片16与中间导电片17的上面，固定连接有多个旁路二极管40的阴极48。除了单元集合体10最下端的导线部件14外，在导电片16与中间导电片17的下面，多个旁路二极管40的阳极47是经由导电黏接材料19固定连接(参照图10)。
由于上述单元集合体10的多片导电片16与多片中间导电片17朝向与面板部件3、4垂直相交的方向，且夹持固定于面板部件3、4间，故藉由多片导电片16与多片中间导电片17，可设定面板部件3、4间的间隔。在导电片16的外端部形成有由半圆形缺口形成的卡合部16a，该卡合部16a如下所述，在进行太阳电池模块1的组装时，在将太阳电池单元子阵列12积层成多层之际，用以卡合于自动组装装置的引导部件以引导之。
继之，就球状太阳电池单元20的构造进行说明。
如图9所示，太阳电池单元20具有：球状半导体21(硅单晶)，由p型半导体所构成；平坦面22，将该球状半导体21表面的一部分施行研磨加工；局部状pn+接合25，藉由于隔着球状半导体21的中心而与平坦面22对向的球状半导体21的表层部，将n+型扩散层24形成为局部状而形成；部分球面状pn接合27，藉由于球状半导体21的表层部形成n型扩散层26而形成；一对正、负电极31、32(相当于第一导电连接部)，形成于隔着球状半导体21的中心而对向的表层部，并接合于pn+接合25与pn接合27的两端；和抗反射膜34，成膜于除了正、负电极31、32以外的部分。正电极31与球状半导体21的平坦面22的中央部形成低电阻连接，负电极32与n型扩散层26的表面形成低电阻连接。
由于该球状太阳电池单元20的正、负电极31、32隔着球状半导体21的中心而位于对称的位置，且形成为较小的局部状，故可接收到达球状半导体21的表面的直射光、反射光、扩散光，所以光利用效率高。由于可将球状太阳电池单元20彼此藉由导线部件或其它的导线部件连接成三维的立体状，故可制作新式样性或设计性优良的太阳电池模块1。
继之，就该球状太阳电池单元20的制造方法简单地进行说明。
首先，准备p型的球状硅单晶21。制造该硅单晶21时，例如使液滴从在上部坩埚熔融且含p型杂质的硅融液自由落下。该液滴在落下当中因表面张力成为真球，然后冷却、凝固而成为球状结晶。以球状结晶的直径成为1.6mm左右的方式设定各条件，但由于屡屡在表面产生小的突起，故将该突起去除以精整加工成尺寸精确度高的球体，而作成为例如直径约1.5mm的真球。
接着，将该真球状硅单晶21的一部分施行研磨加工，以设置直径0.7mm～0.9mm的平坦面22。该平坦面22是在之后的制造步骤中用以防止球状结晶的转动，并且利用于形成电极、与连接至外部导体时的定位等。继之，将p型硅单晶21在含氧的氛围中加热，并用氧化硅膜覆盖整面而形成杂质扩散的屏蔽(mask)。
次之，将与平坦面22对向的p型硅单晶表面的氧化硅膜藉由蚀刻加以去除，以使直径0.7mm～0.9mm的硅露出。然后，在露出的硅单晶表面进行硅扩散，设置深度1μm的局部状n+型区域24，以形成较深的pn+接合25。接着，留下平坦面22与其周边一部分的氧化硅膜，再次进行短时间的硅扩散，且于球面的大部分，至深度约达0.3μm的位置重新设置n型扩散层26，并形成较浅的pn接合27。最后藉由周知的CVD法，在球面整体形成SiN膜，而设置兼具钝化保护(passivation)的抗反射膜34。
接着，就球状旁路二极管40的构造进行说明。
如图10所示，该旁路二极管40具有：球状半导体41(硅单晶)，由n型半导体所构成；平坦面42，将该球状半导体41表面的一部分施行研磨加工；部分球面状p+n接合45，藉由在球状半导体41的表层部形成p+型扩散层44而形成；一对阳极47及阴极48(相当于第二导电连接部)，形成于隔着球状半导体41的中心而对向的表层部，并接合于p+n接合45的两端；和表面保护膜49，成膜于去除阳极47、阴极48的部分。阴极48与球状半导体41的平坦面42的中央部形成低电阻连接，阳极47与p+型扩散层44形成低电阻连接。
该旁路二极管40经由矩阵中各列两端侧的导电片16、及多个中途部的中间导电片17而与各列的多个太阳电池单元20反向并联。该旁路二极管40与球状太阳电池单元20为同样大小的球状。此外，由于旁路二极管40只要设置于各列的至少两端部即可，故亦可将连接至中间导电片17的旁路二极管40省略，而设置太阳电池单元20来取代。
继之，就该球状旁路二极管40的制造方法简单地说明。
首先，准备与球状太阳电池单元20具有同样直径的球状n型硅单晶41。在该球状n型硅单晶41的一部分设置平坦面42。在以该平坦面42为中心的n型硅单晶41下侧的半球部分的表面，与上述同样地设置SiO2膜作为杂质的扩散屏蔽。在剩余的露出的n型半导体41的表面将硼扩散，而设置深度10μm左右的p+形区域44。依此方式，形成p+n接合45。更且，与上述同样地在球面整体形成Si3N4覆膜，作成为兼具钝化保护的表面保护膜49。
该旁路二极管40具有作为整流二极管的功能，毋需产生光电动势(photoelectromotive force)。因此，亦可使用具有平面状pn接合的整流二极管芯片(chip)来取代球状旁路二极管40。惟，对反向并联的太阳电池单元施加逆电压时，其必须具有某种程度可旁通该电流的顺向特性。
如上所述，太阳电池单元20在通过其中心且与行方向平行的轴在线，藉由在球状半导体21的两端部形成为点状，并与pn+接合25和pn接合27的两端形成低电阻连接的一对正、负电极31、32(第一导电连接部)，而与导电串15电性连接。旁路二极管40在通过其中心且与行方向平行的轴在线，藉由在旁路二极管40的两端部形成为点状的一对阳极47、阴极48(第二导体连接部)来电性连接至导电片16、17。
接着，就太阳电池模块1的等效电路图进行说明。
图8是配设成多列多行的矩阵状且具有多个太阳电池单元20、和多个旁路二极管40的太阳电池模块1的等效电路图。例如，以于该太阳电池模块1组装有配设成15列12行的多个太阳电池单元20的情形为例来说明。
在一个太阳电池单元20的开路电压为例如0.6V时，由于在正电极14p与负电极14n之间串联有15个太阳电池单元20，故会产生9.0V的电压。若将由一个太阳电池单元20所产生的电流设为I，由于并联有12个太阳电池单元20，故12I的电流会从正电极14p侧朝外部电路输出。此外，欲提升模块1的输出电压时，只要增加所串联的太阳电池单元20的数量即可。欲提升来自模块1的输出电流时，只要增加所并联的太阳电池单元20的数量即可。
其次，参照图11～图16，说明该太阳电池模块1的制造方法。
首先，在第1步骤中，事先准备分别具有：p型球状半导体21、形成于该球状半导体21表层部的局部状pn+接合25、部分球面状pn接合27、和抗反射膜34的多个球状太阳电池单元20。同时，事先准备与太阳电池单元20为同样大小的多个球状旁路二极管40。此外，此时的太阳电池单元20为正、负电极31、32与pn+接合25和pn接合27的两端形成低电阻连接前的状态，旁路二极管40则为阳极47、阴极48与p+n接合45的两端形成低电阻连接前的状态。
继之，在第2步骤中，如图11所示，例如透过对表面镀有银或镍的铁镍合金(厚度0.3mm左右)薄金属片50进行冲切加工或蚀刻加工，而设置呈多列多行的多个狭缝状开口部51，且在多个开口部51彼此间，形成宽度为球状太阳电池单元20的半径以下的窄幅的多条导电串15，且在列方向两端部与行彼此间，形成于行方向连续的宽幅的带部52，且在上端部与下端部形成宽幅的带部53。
进行上述冲切加工或蚀刻加工时，在与带部52的导电串15对应的外周部，形成由半圆形缺口构成的卡合部16a。该卡合部16a在之后的步骤中使用于薄金属片50的输送、或下述太阳电池阵列11的定位。
然后，在第3步骤中，如图12所示，除了最上端的导电串15外，将用以使多个球状太阳电池单元20连接于各导电串15上的半固体状导电糊31a(Al与添加有玻璃熔料(glass frit)的Ag糊，相当于第一导电连接材料)涂布成多个局部状。
同时，除了最上端的导电串15外，在与带部52中的多条导电串15对应的多个部位，将用以分别连接旁路二极管40的半固体状导电糊48a(添加有玻璃熔料的Ag糊，相当于第二导电连接材料)涂布成局部状。此等导电糊31a、48a的涂布厚度为0.3mm～0.5mm左右。
其次，在第4步骤中，如图13所示，将多个太阳电池单元20的平坦面22分别连接至涂布于导电串15上的多个导电糊31a。同时，将多个旁路二极管40的平坦面42分别连接至涂布于带部52的多个导电糊48a。
次之，在第5步骤中，如图14所示，在多个太阳电池单元20的顶部，将导电糊32a(添加有玻璃熔料的Ag糊、第一导电连接材料)分别涂布成局部状。同时，在多个旁路二极管40的顶部，将导电糊47a(Al与添加有玻璃熔料的Ag糊、相当于第二导电连接材料)分别涂布成局部状。涂布于此等顶部的导电糊32a、47a，其直径为0.5mm、厚度为0.2mm～0.3mm左右。
在第6步骤中，在约750℃的氮气氛围中，对配设有多个太阳电池单元20与多个旁路二极管40的薄金属片50进行配置，且在短时间之内急速加热以分别使导电糊31a、32a、47a、48a固化。此时，导电糊31a、32a贯通太阳电池单元20的抗反射膜34，而与其正下方的半导体表面形成低电阻连接。同样地，导电糊47a、48a贯通旁路二极管40的表面保护膜49，而与其正下方的半导体表面形成低电阻连接。依此方式，分别形成太阳电池单元20的正、负电极31、32(第一导电连接部)，且分别形成旁路二极管40的阳极47、阴极48(第二导电连接部)。
在第7步骤中，如图15所示，在对应于导电串15彼此之间中间的位置，将薄金属片50的带部52藉由冲切模具或雷射光加以分离切断而形成导电片16和中间导电片17。依此方式，制作包含各列的多个球状太阳电池单元20、多个旁路二极管40、多条导电串15、多片导电片16和多片中间导电片17的同一形状且同一尺寸的多个太阳电池子阵列12。
在第8步骤中，在各太阳电池子阵列12的多个球状太阳电池单元20的顶部的负电极32、和多个旁路二极管40的顶部的阳极47，分别涂布糊状导电连接材料19。
在第9步骤中，用自动组装装置的一对机械手(hand)抓持太阳电池子阵列12两端的导电片16，使导电片16的卡合部16a卡合于自动组装装置的一对引导部，一边引导一对导电片16并加以定位，一边依序积层多个太阳电池子阵列12。最后，将未配设有太阳电池单元20及旁路二极管40的上端部的导线部件14积层，并将多个球状太阳电池单元20与多个旁路二极管40组装成多列多行的矩阵状单元集合体10。
在第10步骤中，如图16所示，在矩阵状单元集合体10的上端载置重锤W，在藉由该重锤W压缩于行方向的状态下将单元集合体10进行加热处理，藉此使导电连接材料19固化而制作太阳电池单元集合体10。然后使用雷射光，将多条外部导线8p、8n用焊料(solder)(导电性接合部件)连接至太阳电池单元集合体10的上端与下端的导线部件14。
继之，在第11步骤中，为了将太阳电池单元集合体10以树脂密封于一对面板部件3、4间，而将其与透明合成树脂片一并配置于面板部件3、4间。此外，在面板部件3、4中位于太阳光入射侧的至少一边的面板部件是由透明材料所构成。将夹持有该单元集合体10的面板部件3、4收容于上下具有收容室的特定的积层装置的下侧室，一边对该上侧室与下侧室进行真空排气，一边藉由加热器加热。
在特定时间后，将气体导入至上侧室，并藉由上侧室与下侧室的压力差一边对两侧的面板部件3、4施加压力，一边加热至约150℃后回至常温。依此方式，使两侧的面板部件3、4黏接，并且使配置于面板部件3、4间的太阳电池单元集合体10，藉由将透明合成树脂片溶化、固化的透明充填材料6进行树脂密封。依此方式，可制作一组太阳电池模块1。
继之，就本发明的太阳电池模块1及其制造方法的效果进行说明。
根据该太阳电池模块1，导线部件14具有：一或多条导电串15，使多个球状太阳电池单元20电性连接，且宽度为太阳电池单元20的半径以下的窄幅；以及多片导电片16、17，在导线部件14的至少两端部与导电串15一体地形成，并使旁路二极管40电性连接，且宽度为旁路二极管40的宽度以上的宽幅。因此，制作将多个球状太阳电池单元20和多个旁路二极管40安装于包含多条导电串15和多片导电片16、17的一个导线部件14的太阳电池子阵列12，并将此等多个子阵列12积层为多层时，可用自动组装装置的机械手抓持导电片16。由于积层子阵列12时，亦可将引导且定位用的定位用卡合部16a形成于导电片16，故能够制得可藉由自动组装装置来高效率组装的太阳电池模块1。
而且，在太阳电池模块1设置一对面板部件3、4，且将太阳电池模块1的单元集合体10(模块本体部分)夹入于此等面板部件3、4间并进行树脂密封时，由于是藉由用一对面板部件3、4夹持多片导电片16和多片中间导电片17，故可设定一对面板部件3、4的间隔而有利于树脂密封。
由于组装有多个球状太阳电池单元20，故构成为受光的指向性(directivity)广且可将多方向的入射光进行光电转换的太阳电池模块1。因此除了直接到达的光外，亦可接收在太阳电池模块1内部产生的反射散射光或扩散光而进行发电，故光利用效率变高。用透明材料构成该平板状面板部件3、4两者时，成为从两面受光且发电的模块。
由于将使多条导电串15配设成多列多行的矩阵状的多个太阳电池单元20，藉由网状导电连接机构13串联及并联，并且将旁路二极管40与各列的多个太阳电池单元20反向并联，故有一部分的太阳电池模块1的光线会被遮蔽，而即使该部分的太阳电池单元20的输出停止，藉由旁路二极管40亦可于不会妨碍其它球状太阳电池单元20的输出的情况下，防止对光线被遮蔽的一部分球状太阳电池单元20施加过大的逆电压。
由于藉由球状太阳电池单元20的半径以下的窄幅的导电串15，可使直接到达太阳电池模块1的光的遮蔽量变小，故可提升光利用效率。由于该平板状太阳电池模块1可经由太阳电池单元20的间隙而采光或透视，故以多个太阳电池单元20相对于模块1的密度，可对发电能力与采旋光性、或遮旋光性的比例选择进行自由设计。又，作为可进行太阳光发电的层合玻璃(laminated glass)而言，可利用于窗材，又可降低太阳电池模块所需的整体部件费用或设置费用。
由于依据上述太阳电池模块1的制造方法，来制作多个太阳电池子阵列12，并将其等子阵列12依序积层以组装成面板状的矩阵状单元集合体10，因此可藉由将其等矩阵状单元集合体10夹入于面板部件3、4间而进行树脂密封。因此，可在不需使用复杂构造的模具的情况下，将上述单元集合体10树脂密封于一对面板部件3、4间。因此，可降低太阳电池模块1的制造成本，并可使太阳电池模块1大型化。
由于将导电片16一体形成于各导线部件14的两端部，故在制作多个太阳电池子阵列12后，将所述太阳电池子阵列12积层而组装时，由于可用自动组装装置的机械手抓持导电片16，并使用导电片16进行子阵列12的定位，故能够有效率地以良好的精确度组装太阳电池模块1。将单元集合体10进行树脂密封时，藉由用一对面板部件3、4夹持多片导电片16、17，可设定一对面板部件3、4的间隔。
[实施例2]
该实施例2表示将上述实施例1加以部分变化的太阳电池模块1A的例子，且在与上述实施例1同样的结构附加有同一或同样的符号以省略说明，仅就与实施例1不同的结构进行说明。该太阳电池模块1A具有多个形成为部分圆筒面状的受光面，适用于兼作屋瓦用的太阳电池模块。
如图19、图20所示，该太阳电池模块1A备有：具多个部分圆筒面的第一、第二弯曲面板部件63、64；夹持固定于弯曲面板部件63、64间的太阳电池单元集合体10A；充填于弯曲面板部件63、64间的透明合成树脂66；和用以对多个球状太阳电池单元20的输出进行外部输出的外部导线68p、68n。此外，以图19的上下左右作为上下左右来说明，以图19的纸面前侧作为太阳光入射侧。
如图20所示，第一弯曲面板部件63将太阳电池模块1A的太阳光入射侧的面遮挡，其形状沿着多个部分圆筒面构成且以透明材料制。第二弯曲面板部件64将太阳电池模块1A的太阳光入射侧的相反侧的面遮挡，其形状沿着多个部分圆筒面而构成且以透明材料制。
藉由夹持固定于弯曲面板部件63、64间的多片导电片76和多片中间导电片77，而设定弯曲面板部件63、64间的间隔。在第二弯曲面板部件64的外面，沿着部分圆筒面的外面，设有反射膜64a、或实施有装饰的印刷膜64a。在弯曲面板部件63、64间，充填有将单元集合体10A进行树脂密封的透明合成树脂66。
太阳电池模块1A下端的两条外部导线68p的端部，分别藉由导电性黏接材料固定连接于单元集合体10A下端的导线部件74两端部的导电片76的卡合部76a，且与矩阵下端的多个太阳电池单元20的正电极31及多个旁路二极管40的阴极48电性连接。太阳电池模块1A上端的两条外部导线68n的端部，分别藉由导电性黏接材料固定连接于单元集合体10A上端的导线部件74两端部的导电片76的卡合部76a，且与矩阵上端的多个太阳电池单元20的负电极32及多个旁路二极管40的阳极47电性连接。
继之，就太阳电池单元集合体10A进行说明。
太阳电池单元集合体10A具有：配设成多列多行的矩阵状的多个球状太阳电池单元20；与此等太阳电池单元20反向并联的多个旁路二极管40；以及将此等多个球状太阳电池单元20、与所述多个旁路二极管40加以串联及并联的导电连接机构13A，且在矩阵的列方向形成有多等分的多个反曲点上，构成为相连的多个部分圆筒面状(参照图20)。此外，可在一个反曲点上构成为相连的两个部分圆筒面状，亦可形成为没有反曲点的一个部分圆筒面状。
各个构成单元集合体10A的多个太阳电池阵列11在导线部件74的多个的部分圆弧状导电串75上，分别配置例如7个太阳电池单元20，且在导线部件74两端部的导电片76上、或多个中途部的中间导电片77上分别配置旁路二极管40，然后将所述构造夹持于一对导线部件74、74间而构成。使多列的全部的多个球状太阳电池单元20的导电方向一致成同一方向。与矩阵的行方向邻接的太阳电池阵列11A共同具有位于所述太阳电池阵列11A之间的导线部件74。各行的多个球状太阳电池单元20及各行的多个旁路二极管40经由多个导线部件74串联。
继之，就导电连接机构13A进行说明。
如图19所示，导电连接机构13A经由配设于矩阵的多个列间部、与矩阵的行方向两端部的多个导线部件74，将各列的多个太阳电池单元20及多个旁路二极管40并联，以及将各行的多个太阳电池单元20串联，并将各行的多个旁路二极管40串联的网状连接电路。各导线部件74具备有：形成为部分圆弧状的多条导电串75，其宽度为各球状太阳电池单元20的半径以下的窄幅；位于导电串75两端部的宽幅导电片76；和位于多个反曲点的宽幅中间导电片77。
在各导线部件74的两端部，大导电片76与导电串75是一体形成，该大导电片76配设成与矩阵的行方向呈垂直相交状，并与矩阵的列方向垂直相交且宽度为旁路二极管40的宽度以上。在各导线部件74中，在相当于矩阵列方向上形成有多等分的多个反曲点的中途部，中间导电片77与导电串75一体形成。由于各列的多个太阳电池单元20、多个旁路二极管40和一对导线部件74的连接构造，与实施例1的导电连接机构13相同，故省略说明。
继之，针对太阳电池模块1A的制造方法，参照图21～图25进行说明，惟与上述实施例1相同的构成则省略之。
首先，在第1步骤中，与上述实施例1同样准备多个球状太阳电池单元20和多个球状旁路二极管40。接着，在第2步骤中，如图21所示，藉由对与上述实施例1同样的薄金属片50A进行冲切加工或蚀刻加工，而形成多列多行的狭缝状的多个开口部81。该狭缝状开口部81形成圆弧状开口部81，并且各行的多条导电串75形成为圆弧状，且亦形成：多个带部82、83；以及形成于多个带部82的多个卡合部76a。
次之，在第3步骤中，将用以连接多个球状太阳电池单元20的导电糊31a(省略图示)于导电串75上涂布成多个局部状，且在与所述导电串75对应的带部82，将用以连接多个旁路二极管40的导电糊48a涂布成多个局部状。然后，在第4步骤中，如图22所示，将多个太阳电池单元20和多个旁路二极管40连接于上述多个导电糊31a、48a。接着在第5步骤中，如图23所示，在多个太阳电池单元20和多个旁路二极管40的顶部，将导电糊32a、47a分别涂布成局部状。
接着，在第6步骤中，将薄金属片50A急速加热以使导电糊31a、32a、47a、48a固化。在第7步骤中，如图24所示，将薄金属片50A的多个带部82藉由冲切加工或雷射光加以分离切断而形成导电片76和中间导电片77，以制造同一形状与同一尺寸的多个太阳电池子阵列12A。在第8步骤中，在各太阳电池子阵列12A中的多个球状太阳电池单元20的顶部的负电极32、和多个旁路二极管40的顶部的阳极47，分别涂布导电连接材料19。接着，在第9步骤中，如图25所示，将多个太阳电池子阵列12A依序积层，以将多个球状太阳电池单元20和多个旁路二极管40组装成多列多行的矩阵状太阳电池单元集合体10A。
继之，在第10步骤中，将上述单元集合体10A进行加热处理，以使导电黏接材19固化，藉此制作既成的太阳电池单元集合体10A。其后，将外部导线68p、68n藉由雷射光焊接(soldering)于太阳电池单元集合体10A的多个列方向的上端与下端的导电片76的卡合部76a。在第11步骤中，将矩阵状单元集合体10A配置于一对弯曲面板部件63、64间，并且将透明合成树脂66经由透明合成树脂片充填于弯曲面板部件63、64间，然后进行加热处理以制作太阳电池模块1A。
就太阳电池模块1A及其制造方法的作用及效果进行说明。
根据该太阳电池模块1A，由于弯曲面板部件63、64的受光面相对于上述实施例1的平板状面板部件3、4，形成为多个部分圆筒面状，故受光面会增加，且即使太阳直射光的入射方向随着时间变动，亦可抑制太阳电池模块1A的输出变动。具有此种部分圆筒面的太阳电池模块1A可适用作为屋瓦或壁材。由于受光面形成为部分圆筒面状，故可赋予太阳电池模块1A新式样性(设计性)。
作为反射膜64a而言，例如亦可采用：反射率高的金属制薄膜、或利用将白色的陶瓷涂料进行丝网印刷再加热烧结的方法。反射率虽会稍微降低，惟亦可印刷具有喜好颜色或设计图样的陶瓷涂料。此时，可利用作为下述的建材一体型太阳电池面板，除了反射膜所产生的反射散射光可在太阳电池单元受光并使发电输出增加之外，还可在适当地控制视线、太阳光线(防眩性或遮蔽)或热的同时，采用华丽设计。此外，亦可将此种反射膜适用于上述实施例1。由于其它的作用及效果与上述实施例1同样，故省略说明。
[实施例3]
该实施例3是表示将上述实施例1加以部分变化的太阳电池模块1B的例子，且在与上述实施例1同一个构造上附加有同一或同样的符号以省略说明，仅就不同的构造进行说明。该太阳电池模块1B是藉由将设置于模块1B的外部的多个导线端子81a、81b随意地进行外部接线，而可自由地设定出自模块1B的输出电压及输出电流。
如图26、图27所示，该太阳电池模块1B具有：一对平板状面板部件3、4；夹持固定于面板部件3、4间的太阳电池单元集合体10B；充填于面板部件3、4间的透明合成树脂6；以及用以将多个球状太阳电池单元20的输出进行外部输出的多条外部导线8p、8n。此外，以图26的上下左右作为上下左右来说明，且将图26的纸面前侧设为太阳光入射侧。
一对面板部件3、4是用以将多个太阳电池阵列11B的两面侧遮挡而设置成平行。藉由夹持固定于面板部件3、4间的多片导电片16和多片中间导电片17可设定面板部件3、4间的间隔。为了将太阳电池单元集合体10B树脂密封于面板部件3、4间而充填透明合成树脂6，且至少太阳光入射侧的面板部件3是由透明材料构成。在模块1的左右两端部，设有后述的多对的一对导线端子81a、81b。
继之，就太阳电池单元集合体10B进行说明。
如图28～图32所示，单元集合体10B具有：多个球状太阳电池单元20，配设成多列多行的矩阵状，且具有使导电方向与矩阵的行方向一致的光电转换功能；多个旁路二极管40，在矩阵的各列的两端部与中途部配设成多行；和导电连接机构13B，将各列的多个球状太阳电池单元20并联。此外，旁路二极管40只要设置至少一行即可。
各个构成单元集合体10B的太阳电池阵列11B将各列的多个球状太阳电池单元20和多个旁路二极管40夹持固定于一对导线部件14B、14B间而构成。使多列的全部的多个球状太阳电池单元20的导电方向一致成同一方向。在邻接于矩阵的行方向的太阳电池阵列11B彼此间，夹持固定多个绝缘材料性间隔件85并积层，藉此构成单元集合体10B。各球状太阳电池单元20与上述实施例1的太阳电池单元20同样。此外，间隔件85未必必须在各列设置多个，亦可仅设置一个。
其次，就导电连接机构13B进行说明。
导电连接机构13B将各列的多个太阳电池单元20和多个旁路二极管40经由其等的行方向两端的一对导线部件14B、14B并联，各导线部件14B具备多条导电串15、多片导电片16和一或多片中间导电片17，此与实施例1的导线部件14相同。然而，在导电片16上设有朝列方向外侧延伸的导线端子81a、81b(外部导线)。此外，亦可将导线端子81a或导线端子81b一体形成于导线部件14B的至少一端部。由于各列的多个太阳电池单元20、多个旁路二极管40和一对导线部件14B的连接构造与实施例1的导电连接机构13相同，故省略说明。
其次，就该太阳电池模块1B的作用及效果进行说明。
在该太阳电池模块1B中，藉由外部开关的切换来改变多个导线端子81a、81b的连接构造，可适当地变化模块的输出特性。从太阳电池模块1B输出最大输出电压时，如图33所示，只要将多列的阵列11B经由外部导线82串联即可。而从太阳电池模块1B输出最大输出电流时，如图34所示，只要将多列的阵列11B经由外部导线83、84并联即可。
在上述例子中，是以将多个太阳电池阵列11B加以串联或并联为例进行说明，惟可适当设定所串联的太阳电池阵列11B的数量以符合输出电压，并且可适当设定所并联的太阳电池阵列11B的数量以符合输出电流。关于其它的作用及效果与上述实施例1大致相同，故省略说明。
此外，亦可于上述太阳电池单元集合体10B应用如次的变化形态。
如图35所示，在太阳电池单元集合体10C中，隔着多个绝缘材料制间隔件85交互配置太阳电池阵列11B、与使太阳电池阵列11B的球状太阳电池20及旁路二极管40的导电方向反转的太阳电池阵列11C，。由于各阵列11B、11C独立，故亦可考虑导线端子81a、81b所形成的外部接线的操作简便性，而如上所述般将多个阵列11B反转而配置。此外，藉由改变间隔件85的尺寸、或省略间隔件85，亦可自由地设定各阵列11B、11C彼此间的间隔。
此处，就部分变化上述实施例的例子进行说明。
[1]该模块1、1A、1B的输出电力与采光率的比例，主要依存于所使用的多个太阳电池单元20的输出电力、与太阳电池单元20和旁路二极管40和导电连接机构13所形成的遮光总面积。因此，为了改变太阳电池单元或太阳电池阵列的间隔以提高作为窗材使用时的新式样性，并增加附加价值，可适当地设计多个球状太阳电池单元20的配置或使用数量、导电连接机构13的形状等。
[2]在该模块1、1A、1B中，亦可使用球状太阳电池单元20和旁路二极管40的n型层与p型层经反转后的球状太阳电池单元及旁路二极管。此时，模块的输出成逆向。
[3]此外，只要是本领域的技术人员，在不脱离本发明的保护的范围内，亦能够对上述实施例以附加有各种变更的型态来实施，且本发明亦包含其等的变化型态。
产业上利用的可能性
本发明的太阳电池模块除了适用于该太阳电池面板外，亦可适用于包含可期盼利用的窗材的建材，例如：玻璃窗、中庭(atrium)、采光用天窗(top light)、帷幕墙(curtain wall)、建筑外观
Figure BPA00001374041800241
、天棚(canopy)、百叶窗(louver)、夹层(double skin)的外面、阳台的护栏、高速公路或铁路的隔音板等。

Claims (16)

1.一种太阳电池模块，构成为具备配置成多列多行的矩阵状且具有光电转换功能的多个球状半导体组件，且将各列的多个球状半导体组件以使所述球状半导体组件的导电方向与矩阵的行方向一致的方式经由导线部件并联的太阳电池阵列的太阳电池模块，其特征在于，
所述球状半导体组件具备：p型或n型的球状半导体、和形成于该球状半导体表层部的部分球面状pn接合，
所述太阳电池阵列具备：各列的多个球状半导体组件、至少一对旁路二极管、和将多个球状半导体组件与多个旁路二极管并联的一对导线部件，
所述导线部件具有：一或多条导电串，使多个球状半导体组件电性连接，且宽度为球状半导体组件的半径以下的窄幅、和多片导电片，在导线部件的至少两端部与所述导电串一体形成，且使所述旁路二极管与球状半导体组件电性上反向并联，且宽度为所述旁路二极管的宽度以上的宽幅。
2.如权利要求1所述的太阳电池模块，其特征在于，
所述球状半导体组件在通过其中心且与所述行方向平行的轴在线，在球状半导体组件的两端部形成为点状，且经由与pn接合的两端形成低电阻连接的一对第一导电连接部连接至所述导电串。
3.如权利要求2所述的太阳电池模块，其特征在于，
所述旁路二极管在通过其中心且与所述行方向平行的轴线上，形成于旁路二极管的两端部，且经由与旁路二极管的pn接合的两端形成低电阻连接的一对第二导电连接部连接至所述导电片。
4.如权利要求3所述的太阳电池模块，其特征在于，
使多个列的全部的多个球状半导体组件的导电方向一致成同一方向，邻接于矩阵的行方向的太阳电池阵列共同具有位于所述球状半导体组件的太阳电池阵列之间的导线部件，且各行中的多个球状半导体组件及各行中的多个旁路二极管经由多个导线部件串联。
5.如权利要求3所述的太阳电池模块，其特征在于，
使多列中全部的多个球状半导体组件的导电方向一致成同一方向，在邻接于矩阵的行方向的太阳电池阵列彼此间设置绝缘材料制的一或多个间隔件，且将外部导线一体形成于导线部件的至少一端部。
6.如权利要求1所述的太阳电池模块，其特征在于，
所述多个太阳电池阵列构成为平板状，
设置以将所述多个太阳电池阵列的两面侧遮挡的一对平行的面板部件，在所述一对面板部件之间充填将多个球状半导体组件、和多个导线部件进行树脂密封的透明合成树脂，且以透明材料构成至少太阳光入射侧的面板部件。
7.如权利要求1所述的太阳电池模块，其特征在于，
所述多个太阳电池阵列在矩阵的列方向形成多等分的一或多个反曲点，构成为相连的多个部分圆筒面状或一个部分圆筒面状，
设置第一弯曲面板部件和第二弯曲面板部件，第一弯曲面板部件将所述多个太阳电池阵列的太阳光入射侧的面遮挡，其形状沿着所述一或多个部分圆筒面而构成且以透明材料制，而第二弯曲面板部件将多个太阳电池阵列的太阳光入射侧的相反侧的面遮挡，且其形状沿着所述一或多个部分圆筒面而构成，并且在所述第一、第二弯曲面板部件之间，充填有将多个球状半导体组件和多个导线部件进行树脂密封的透明合成树脂。
8.如权利要求3所述的太阳电池模块，其特征在于，
在所述矩阵列方向的导线部件中的一或多个中途部，一体形成有与所述导电片同样的一或多片中间导电片，并设置有与各列的一或多片中间导电片对应的旁路二极管。
9.如权利要求6所述的太阳电池模块，其特征在于，
是以藉由夹持固定于所述一对面板部件间的多片导电片，设定一对面板部件间的间隔的方式而构成。
10.如权利要求7所述的太阳电池模块，其特征在于，
是以藉由夹持固定于所述第一、第二弯曲面板部件间的多片导电片，设定第一、第二弯曲面板部件间的间隔的方式而构成。
11.如权利要求1所述的太阳电池模块，其特征在于，
在所述导电片的外端部，形成有在太阳电池模块的组装时用以卡合于外部的引导部件的卡合部。
12.如权利要求6所述的太阳电池模块，其特征在于，
在所述一对面板部件中，在太阳光入射侧的相反侧的面板部件的内面或外面，形成有反射膜或实施有装饰的印刷膜。
13.一种太阳电池模块的制造方法，是制造：构成为具备配置成多列多行的矩阵状且具有光电转换功能的多个球状半导体组件，且将各列的多个球状半导体组件以使所述球状半导体组件的导电方向与矩阵的行方向一致的方式经由导线部件并联的太阳电池阵列的太阳电池模块的方法，其特征在于，具备下列步骤：
第1步骤，事先准备分别具有p型或n型球状半导体和形成于该球状半导体表层部的部分球面状pn接合的多个球状半导体组件，且事先准备与所述球状半导体组件为同样大小的多个球状旁路二极管；
第2步骤，在薄金属上形成多列多行的多个狭缝状开口部，在列方向两端部与行彼此间形成连续于行方向的带部，并且于多个开口部彼此间形成宽度为球状半导体组件的半径以下的窄幅的多条导电串；
第3步骤，在所述多条导电串的各条上，将用以连接多个球状半导体组件的半固体状第一导电连接材料涂布成多个局部状，并且在与所述带部中的多条导电串对应的部位，将用以分别连接旁路二极管的半固体状第二导电连接材料涂布成局部状；
第4步骤，将多个球状半导体组件的正极或负极分别连接至所述多个第一导电连接材料，并且将多个旁路二极管的阴极或阳极分别连接至所述多个第二导电连接材料；
第5步骤，在所述多条导电串上的多个球状半导体组件的顶部，将第一导电连接材料分别涂布成局部状，并且在所述多个带部上的多个旁路二极管的顶部，将第二导电连接材料分别涂布成局部状；
第6步骤，将配置有所述多个球状半导体组件和多个旁路二极管的薄金属片加热，以使第一、第二导电连接材料固化而作成第一、第二导电连接部；
第7步骤，将所述薄金属片的带部，在对应于导电串彼此之间中间的位置分离切断而作成导电片，藉此制作包含各列的多个球状半导体组件、多个旁路二极管和一个导线部件的太阳电池子阵列；
第8步骤，在所述太阳电池子阵列中的多个球状半导体组件的顶部的第一导电连接部、和多个旁路二极管的顶部的第二导电连接部，涂布导电黏接材料；
第9步骤，藉由特定的组装治具的一对引导部引导所述太阳电池子阵列两端的一对导线的同时，将多个太阳电池子阵列依序积层，以将多个球状半导体组件和多个旁路二极管组装成多列多行的矩阵状单元集合体；
以及
第10步骤，藉由将所述矩阵状单元集合体进行加热处理，而使导电黏接材料固化。
14.如权利要求13所述的太阳电池模块的制造方法，其特征在于，
具有第11步骤，在所述第10步骤实施后，将所述矩阵状单元集合体配置于至少一侧为透明的一对面板部件间，并且将透明合成树脂充填于一对面板部件间，然后进行加热处理。
15.如权利要求13所述的太阳电池模块的制造方法，其特征在于，
在所述第2步骤中，形成圆弧状开口部作为所述挟缝状开口部，并且将各行的导电串形成为圆弧状。
16.如权利要求15所述的太阳电池模块的制造方法，其特征在于，
具有第11步骤，在所述第10步骤实施后，将所述矩阵状单元集合体配置于至少一侧为透明的第一、第二弯曲面板部件间，并且将透明合成树脂充填于第一、第二弯曲面板部件间，然后进行加热处理。
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