CN111755540A - 太阳能电池组件和太阳能电池系统 - Google Patents

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Abstract

太阳能电池组件(1)包括：包含串联的2个第1太阳能电池串(11a、11b)的第1太阳能电池子组(17)；包含串联的2个第2太阳能电池串(21a、21b)的第2太阳能电池子组(27)；与第1太阳能电池子组(17)并联的第1旁路二极管(30)；与第2太阳能电池子组(27)并联的第2旁路二极管(35)；一对第1外部配线(71、72)；和一对第2外部配线(73、74)。2个第1太阳能电池串(11a、11b)中低电位的第1低电位侧太阳能电池串(11b)的高电位侧的第1部位(80)与2个第2太阳能电池串(21a、21b)中低电位的第2低电位侧太阳能电池串(21b)的高电位侧的第2部位(81)电连接。

Description

太阳能电池组件和太阳能电池系统
技术领域
本发明涉及太阳能电池组件。此外，本发明涉及包括电连接的多个太阳能电池组件太阳能电池系统。
背景技术
现有技术中，作为太阳能电池组件，具有日本特开2019-024070号公报中记载的技术。该太阳能电池组件包括串联连接的2个太阳能电池串和与该串联连接的2个太阳能电池串并联连接的旁路二极管，各太阳能电池串包含串联连接的多个太阳能单电池。当落叶等遮光物覆盖2个太阳能电池串中包含的特定的太阳能单电池时，存在该太阳能单电池的发电量下降而发热的问题。通过设置旁路二极管，包含发电量下降了的太阳能单电池的上述2个太阳能电池串通过旁路二极管短路。由此，在该2个太阳能电池串几乎不流动电流，能够抑制发热引起的太阳能单电池和太阳能电池组件的损伤。
发明内容
发明要解决的课题
当在太阳能电池组件内大量配置旁路二极管时，不仅能够抑制发热引起的太阳能单电池和太阳能电池组件的损伤，而且在遮光物覆盖特定的太阳能电池的情况下也能够抑制输出的下降，容易维持高输出。但是，当大量配置旁路二极管时，太阳能电池又容易大型化，制造成本也变高。
因此，本发明的目的在于，提供以简易的结构容易地维持高输出的太阳能电池组件和太阳能电池系统。
用于解决课题的方法
为了解决上述问题，本发明的太阳能电池组件包括：第1太阳能电池子组，其包含串联连接的2个第1太阳能电池串，各第1太阳能电池串具有串联连接的多个太阳能单电池；第2太阳能电池子组，其包含串联连接的2个第2太阳能电池串，各第2太阳能电池串具有串联连接的多个太阳能单电池；第1旁路二极管部，其与第1太阳能电池子组并联连接，由一个或串联连接的多个第1旁路二极管构成；第2旁路二极管部，其与第2太阳能电池子组并联连接，由一个或串联连接的多个第2旁路二极管；用于向外部供给电力的一对第1外部配线；和用于向外部供给电力的一对第2外部配线，2个第1太阳能电池串中的低电位的第1低电位侧太阳能电池串中成为最高电位的第1部位，与2个第2太阳能电池串中的低电位的第2低电位侧太阳能电池串中成为最高电位的第2部位电连接。
发明的效果
根据本发明的太阳能电池组件和系统，能够以简易的结构容易地维持高输出。
附图说明
图1是从受光侧看本发明的一个实施方式的太阳能电池组件时的俯视图。
图2是从背侧看上述太阳能电池组件时的俯视图。
图3是图1的A-A线截面图。
图4是从受光侧看具有大量太阳能单电池的本发明的实物的太阳能电池组件时的俯视图。
图5是使用简略曲线图达太阳能电池组件的图1的等价电路。
图6A是说明简略曲线图示的结构的图。
图6B是表示旁路二极管的图。
图7是使用简略曲线图达公知的方形单电池(square cell)型的太阳能电池组件的图。
图8是使用简略曲线图达公知的半电池(half cell)型的太阳能电池组件的图。
图9A是说明进行在图10、图11、图12表示结果的模拟后的现有技术1的太阳能电池组件的结构的图。
图9B是说明进行在图10、图11、图12表示结果的模拟后的现有技术2的太阳能电池组件的结构的图。
图9C是说明进行在图10、图11、图12表示结果的模拟后的本发明的太阳能电池组件的结构的图。
图10是表示对图9A、图9B和图9C所示的3种太阳能电池组件分别进行组件输出的模拟时的结果的曲线图。
图11是表示对图9A、图9B和图9C所示的3种太阳能电池组件分别进行在假定被遮光物覆盖的太阳能电池组件流动的电流值的模拟时的结果的曲线图。
图12是表示对图9A、图9B和图9C所示的3个太阳能电池组件分别进行在旁路二极管流动的电流值的模拟时的结果的曲线图。
图13是使用简略曲线图达变形例的太阳能电池组件的图。
图14是简略曲线图达图9C中未连结外部配线的太阳能电池组件的图。
图15是使用简略曲线图达另外的变形例的太阳能电池组件的图。
图16是使用简略曲线图达另一变形例的太阳能电池组件的图。
图17是使用简略曲线图达又一变形例的太阳能电池组件的图。
图18是使用简略曲线图达公知的条(strip)型的太阳能电池组件的图。
图19是具有4个端子箱的变形例的太阳能电池组件的与图2对应的俯视图。
图20是说明本发明的太阳能电池组件中可采用的端子箱的设置位置的示意图。
图21是说明本发明的太阳能电池组件中可采用的另外的端子箱的设置位置的示意图。
图22A是说明本发明的太阳能电池系统的结构的示意图。
图22B是说明本发明的太阳能电池系统的结构的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外，以下在包含多个实施方式、变形例等的情况下，从开始就设想成将它们的具有特征的部分适当地组合而构成新的实施方式。此外，在以下的实施例中，对图中相同的结构标注相同的附图标记，省略重复的说明。此外，在多个图中，包含示意图，在不同的图间，各部件的纵向、横向、高度等的尺寸比并不一定一致。此外，以下说明的构成要素中、表示最上级概念的独立权利要求中未记载的构成要素为任意的构成要素，并不是一定具有的构成要素。此外，本发明的太阳能电池组件既可以曲板形状，以下，由太阳能电池组件具有平板形状的情况为例进行说明。
此外，在以下的说明中，在太阳能电池组件中，以太阳光主要入射(超过50％～100％)的一侧为受光侧(正侧)，以与正侧相反侧为背侧。此外，在以下的说明和附图的记载中，X方向为以下说明的电池串的延伸方向，Y方向为多列配置的电池串的并列方向。此外，Z方向为太阳能电池组件的厚度方向。X方向、Y方向和Z方向相互正交。此外，本发明的太阳能电池组件既可以通过将相同的2个结构(相同的2个子太阳能电池组件)电连接而构成，也可以使得由高电位外部配线和与该高电位外部配线相比电位低的低电位外部配线构成的一对外部配线从各结构(各子太阳能电池组件)突出。
图1是从受光侧看本发明的一个实施方式的太阳能电池组件1时的俯视图，图2是从背侧看太阳能电池组件1时的俯视图。图2是包含从背侧看太阳能电池组件1时的内部结构的图。此外，图3是图1的A-A线截面图。另外，太阳能电池组件实际上多如从受光侧看的俯视图即图4所示那样包含大量的太阳能单电池2。但是，为了容易明白地说明本发明技术的本质且容易观察图面，在所有实施方式和变形例中，按太阳能单电池2的数量比较少的太阳能电池组件1、301、401、501、601、801、901进行说明。
如图1所示，太阳能电池组件1具有俯视图为大致矩形的平板结构，如图2所示，在矩形形状的长度方向(X方向)的一侧且背侧设置有第1端子箱60，并且在X方向的另一侧且背侧设置有第2端子箱61。此外，如图3所示，太阳能电池组件1包括多个太阳能单电池2、正侧基材3、背侧基材4、配线件5、密封材料6和框7。
太阳能单电池2例如包括由单晶硅、多晶硅等构成的晶体类半导体。太阳能单电池2例如具有n型区域和p型区域，在n型区域与p型区域的界面部分设置有用于生成载流子用的电场的接合部。太阳能单电池2的上表面例如具有大致正方形的形状，不过并不限定于此。作为太阳能单电池2，既可以使用公知的任意结构的电池单元，也可以使用任意形状的电池单元。
正侧基材3相对于多个太阳能单电池2设置在光主要入射的受光侧，保护太阳能电池组件1的正侧。正侧基材3由具有透光性的材料构成，例如由透光性塑料或具有透光性的玻璃构成。正侧基材3既可以为透光性的树脂基材，也可以由透明树脂构成，在这种情况下，例如也可以由选自聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、环状聚烯烃、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚对萘二甲酸乙二醇酯(PEN)的至少1种材料构成。聚碳酸酯的耐冲击性和透光性优异。由此，正侧基材3尤其也可以是由聚碳酸酯为主成分的树脂基材，例如，聚碳酸酯的含有率为90重量％以上或95重量％～100重量％的基材。
背侧基材4既可以由具有透光性的材料构成，也可以由不透明的材料构成。在由具有透光性的材料构成的情况下，背侧基材4例如既可以由玻璃构成，也可以由透光性的树脂基材构成。在未设想太阳能电池组件1接收来自背面侧的光的情况下，背侧基材4也可以由不透明的树脂基材构成。背侧基材4例如也可以由选自环状聚烯烃，聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚对萘二甲酸乙二醇酯(PEN)的至少1种材料构成。或者，背侧基材4既可以由纤维强化塑料(FRP)构成，特别是在要求耐冲击性和轻量性的用途上，也可以使用FRP。作为优选的FRP，能够采用玻璃纤维强化塑料(GFRP)、碳纤维强化塑料(CFRP)、芳纶纤维强化塑料(AFRP)等。此外，作为构成FRP的树脂成分，能够例示聚酯纤维、酚醛树脂、环氧树脂等。
配线件5将在X方向上相邻的2个太阳能单电池2电串联连接。在图1所示的例子中，配线件5将在X方向上相邻的2个太阳能单电池2的一个太阳能单电池2的受光面侧的电极与另一个太阳能单电池2的背面侧的电极电连接。配线件5通过粘接剂等安装在各电极。配线件5例如既可以由薄板状的铜箔和镀在铜箔的表面的焊锡适当地构成，也可以由这以外的任意导体构成。
密封材料6填充于正侧基材3与背侧基材4之间，将多个太阳能单电池2密封在正侧基材3与背侧基材4之间。密封材料6包含正侧填充材料6a和背侧填充材料6b，正侧填充材料6a配置在正侧基材3与太阳能单电池2之间，与此相对，背侧填充材料6b配置在太阳能单电池2与背侧基材4之间。正侧填充材料6a由透光性优异的材质构成，背侧填充材料6b由透明或有色的填充材料构成。也可以正侧填充材料6a由透明的填充材料构成，背侧填充材料6b由有效率地反射光的白色的填充材料构成。此外，也可以使得密封材料6包含透光性优异的正侧填充材料6a和反射光的性质优异的背侧填充材料6b而提高光的利用效率。
正侧填充材料6a与背侧填充材料6b例如通过在100～200℃左右的温度执行的层压加工贴合而层叠。例如，在正侧基材3层叠正侧填充材料6a，之后，载置太阳能单电池2和配线件5，在其上层叠背侧填充材料6b、背侧基材4，在该状态下进行加热并加压而一体化。另外，也可以在背侧基材4上层叠背侧填充材料6b、太阳能单电池2和配线件5、正侧填充材料6a、正侧基材3，进行加热并加压。背侧填充材料6b例如由满足在执行层压加工的温度，具有比正侧填充材料6a高的硬度和具有比正侧填充材料6a低的流动性中的至少一者的材质构成。正侧填充材料6a例如能够利用乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚烯烃适当地构成，不过并不限定于此。此外，背侧填充材料6b例如能够利用乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚烯烃适当地构成，不过并不限定于此。正侧填充材料6a与背侧填充材料6b也可以由相同的材料构成。此外，框7由硬的树脂材料等构成，以在俯视图中包围密封材料6的周围的方式配置。框7也可以由铝等金属材料构成。
再次参照图1，太阳能电池组件1包括第1太阳能电池部10和第2太阳能电池部20。第1太阳能电池部10与第2太阳能电池部20具有相同的结构，相对于以将X方向平分的方式将太阳能电池组件1垂直平分的平面大致面对称地配置。因为第1太阳能电池部10与第2太阳能电池部20具有相同的结构，所以以下对第2太阳能电池部20的说明据第1太阳能电池部10的结构的说明而省略。
在图1所示的例子中，第1太阳能电池部10具有4个太阳能电池串11，各太阳能电池串11包含沿X方向配置在同一直线上的多个太阳能单电池2和多个配线件5。换言之，该多个太阳能单电池2和串联连接该多个太阳能单电池2的多个配线件5构成太阳能电池串11。在图1所示的例子中，关于第1太阳能电池部10，在Y方向上相邻的2个太阳能电池串11处于X方向单侧的端部的太阳能单电池2彼此由中继配线40串联连接，串联连接第1太阳能电池部10中包含的所有太阳能单电池2。其结果是，例如，在图1的纸面上，配置在X方向的上侧且Y方向的右侧的太阳能单电池2a配置在最高电位侧，配置在X方向的上侧且Y方向的左侧的太阳能单电池2b配置在最低电位侧。
再次参照图2，从第1端子箱60突出的一对第1外部配线71、72中高电位的第1高电位侧外部配线71与太阳能单电池2a的高电位侧电连接。此外，从第1端子箱60突出的一对第1外部配线71、72中低电位的第1低电位侧外部配线72与太阳能单电池2b的低电位侧电连接。此外，在第1端子箱60中收纳2个第1旁路二极管。一个第1旁路二极管连接至最高电位的太阳能单电池2a的高电位侧的节点与位于图2中左起第2位的太阳能电池串11b中最低电位的太阳能单电池2c的低电位侧的节点之间。此外，另一个第1旁路二极管连接至最低电位的太阳能单电池2b的低电位侧的节点与位于图2中左起第3位的太阳能电池串11c中最高电位的太阳能单电池2d的高电位侧的节点之间。
进一步，在本发明的太阳能电池组件1中，第1太阳能电池部10与第2太阳能电池部20电连接。详细而言，再次参照图1，在第1太阳能电池部10为最高电位的太阳能电池串11a中最低电位的部位14与在第2太阳能电池部20为最高电位的太阳能电池串21a中最低电位的部位24电连接。此外，在第1太阳能电池部10中为最低电位的太阳能电池串11d中最高电位的部位15与在第2太阳能电池部20中为最低电位的太阳能电池串21d中最高电位的部位25也电连接。
本实施方式的太阳能电池组件1具有第1太阳能电池部10和第2太阳能电池部20。第1太阳能电池部10具有一个以上第1太阳能电池子组。在第1太阳能电池部10具有二个以上第1太阳能电池子组的情况下，二个以上第1太阳能电池子组电串联连接。在这种情况下，相邻的二个第1太阳能电池子组通过第1子组间配线件电串联连接。第1太阳能电池子组具有电串联连接的2个太阳能电池串11。第2太阳能电池部20具有一个以上第2太阳能电池子组。在第2太阳能电池部20具有二个以上第2太阳能电池子组的情况下，二个以上第2太阳能电池子组电串联连接。在这种情况下，相邻的二个第2太阳能电池子组通过第2子组间配线件电串联连接。第2太阳能电池子组具有电串联连接的2个太阳能电池串11。
此处，第1太阳能电池部10的正极端与第2太阳能电池部20的正极端也可以在太阳能电池组件1内通过正极端侧配线件电连接。此外，第1太阳能电池部10的负极端与第2太阳能电池部20的负极端也可以在太阳能电池组件内通过负极端侧配线件电连接。在这种情况下，太阳能电池组件1的向外部供给输出的一对外部配线中一个外部配线与正极端侧配线件电连接，一对外部配线中另一个外部配线与负极侧配线件连接。
太阳能电池串11具有电串联连接的多个太阳能单电池2。太阳能电池串11例如具有通过多个配线件5电串联连接的多个太阳能单电池2。在图1所示的例子中，配线件5将构成太阳能电池串11的相邻的2个太阳能单电池2中，一个太阳能单电池2的受光面侧的电极与另一个太阳能单电池2的背面侧的电极电连接。
构成第1太阳能电池子组的一个太阳能电池串11的正极端、构成第1太阳能电池子组的另外的太阳能电池串11的负极端、构成第2太阳能电池子组的一个太阳能电池串11的正极端与构成第2太阳能电池子组的另外的太阳能电池串11的负极端电连接。
在图1所示的例子中，构成第1太阳能电池子组的一个太阳能电池串11的正极端侧的太阳能单电池2的受光面侧的电极与构成第2太阳能电池子组的一个太阳能电池串11的正极端侧的太阳能单电池2的受光面侧的电极通过一个连接配线件电连接。此外，构成第1太阳能电池子组的另外的太阳能电池串11的负极端侧的太阳能单电池2的背面侧的电极与构成第2太阳能电池子组的另外的太阳能电池串11的负极端侧的太阳能单电池2的背面侧的电极通过另外的连接配线件电连接。进一步，一个连接配线件与另外的连接配线件通过第3配线52电连接。如后所述，第3配线52的截面积也可以大于配线件5的截面积。第3配线52的截面积也可以大于第1和第2子组间配线件的截面积。此外，第3配线52的截面积也可以大于正极端侧配线件和负极端侧配线件的截面积。
第1太阳能电池子组与一个或串联连接的多个旁路二极管并联连接。第2太阳能电池子组与一个或串联连接的多个旁路二极管并联连接。例如，构成第1太阳能电池子组的一个太阳能电池串11的负极端与构成第1太阳能电池子组的另外的太阳能电池串11的正极端通过一个或串联连接的多个旁路二极管连接。构成第2太阳能电池子组的一个太阳能电池串11的负极端与构成第2太阳能电池子组的另外的太阳能电池串11的正极端通过一个或串联连接的多个旁路二极管连接。
在图1所示的例子中，构成第1太阳能电池子组的一个太阳能电池串11的负极端侧的太阳能单电池2的背面侧的电极与构成第1太阳能电池子组的另外的太阳能电池串11的正极端侧的太阳能单电池2的受光面侧的电极通过一个或串联连接的多个旁路二极管连接。构成第2太阳能电池子组的一个太阳能电池串11的负极端侧的太阳能单电池2的背面侧的电极与构成第2太阳能电池子组的另外的太阳能电池串11的正极端侧的太阳能单电池2的受光面侧的电极通过一个或串联连接的多个旁路二极管连接。
本实施方式的太阳能电池组件1包括将2个第1太阳能电池串电串联连接的第1太阳能电池子组、将2个第2太阳能电池串电串联连接的第2太阳能电池子组、由与第1太阳能电池子组电并联连接的一个以上第1旁路二极管构成的第1旁路二极管部、由与第2太阳能电池子组电并联连接的一个以上第2旁路二极管构成的第2旁路二极管部，2个第1太阳能电池串中一个第1太阳能电池串的正极端、2个第1太阳能电池串中另一个第1太阳能电池串的负极端、2个第2太阳能电池串中一个第2太阳能电池串的正极端与2个第2太阳能电池串中另一个第2太阳能电池串的负极端电连接。
接着，更详细地说明第1太阳能电池部10与第2太阳能电池部20的电连接。图5是使用简略曲线图达太阳能电池组件1的图1的等价电路。另外，在图5中，图6A所示的、矩形内画有箭头的简略曲线图示太阳能电池串，箭头的朝向表示高电位方向。此外，图6B所示的二极管为旁路二极管。另外，为了使得图5成为图1的等价电路，图6A所示的简略图需要为一列的太阳能电池串，不过在本发明的技术中，图6A所示的简略图也可以表示并联连接多个太阳能电池串的结构。
如图5所示，太阳能电池组件1具有如下结构：准备2个图7所示的公知的方形单电池型的太阳能电池组件101，将2个太阳能电池组件101上下对称地配置，并进一步将一个太阳能电池组件101与另一个太阳能电池组件101电连接。
详细而言，第1太阳能电池部10具有包含串联连接的2个第1太阳能电池串11a、11b的第1太阳能电池子组17，各第1太阳能电池串11a、11b具有串联连接的多个太阳能单电池2(参照图1)。此外，第2太阳能电池部20具有包含串联连接的2个第2太阳能电池串21a、21b的第2太阳能电池子组27，各第2太阳能电池串21a、21b具有串联连接的多个太阳能单电池2。
此外，第1太阳能电池部10具有与第1太阳能电池子组17并联连接的第1旁路二极管30，第2太阳能电池部20具有与第2太阳能电池子组27并联连接的第2旁路二极管35。第1旁路二极管30结构第1旁路二极管部，第2旁路二极管35构成第2旁路二极管部。此外，第1太阳能电池部10具有与第1太阳能电池子组17电连接、向外部供给电力的一对第1外部配线71、72，第2太阳能电池部20具有与第2太阳能电池子组27电连接、向外部供给电力的一对第2外部配线73、74。
而且，如图5中以虚线围成的区域R1所示，在2个第1太阳能电池串11a、11b中为低电位的第1低电位侧太阳能电池串11b中成为最高电位的第1部位80与在2个第2太阳能电池串21a、21b中为低电位的第2低电位侧太阳能电池串21b中成为最高电位的第2部位81电连接。另外，对在图5中位于右侧的以一点划线围成的区域R2内的结构进行了说明，在图5中位于左侧的以二点划线围成的区域R3内的结构也具有与以一点划线围成的区域R2内的结构相同的结构。
在现有的太阳能电池组件中，在使用2个图7所示的方形单电池型的太阳能电池组件101的情况下，也相互独立地配置，该2个太阳能电池组件101并不电连接。本发明的太阳能电池组件1在利用区域R1内的结构电连接第1太阳能电池部10与第2太阳能电池部20方面与现有技术完全不同。
对区域R1内的结构进一步详细地说明，太阳能电池组件1包括将第1部位80与第2部位81电连接的第1配线50。此外，太阳能电池组件1包括将在2个第1太阳能电池串11a、11b中为高电位的第1高电位侧太阳能电池串11a中成为最低电位的第3部位82与在2个第2太阳能电池串21a、21b中为高电位的第2高电位侧太阳能电池串21a中成为最低电位的第4部位83电连接的第2配线51。此外，太阳能电池组件1包括将第1配线50与第2配线51电连接的第3配线52。
如图3所示，第3配线52的截面积大于将第1太阳能电池串11a、11b中相邻的太阳能单电池2之间电连接的配线件5的截面积。如图5所示，第1太阳能电池部10与第2太阳能电池部20具有相同的结构，第1太阳能电池部10与第2太阳能电池部20为在X方向的上下方向上对称的配置。因此，在第3配线52流动将在第1太阳能电池部10生成的电流与在第2太阳能电池部20生成的电流合并的电流。由此，在第3配线52，令电流为I令电阻为R时与I2R成比例的焦耳热变大，能量损失容易变大。通过使第3配线52的截面积比配线件5的截面积大，特别是成为配线件5的截面积的4倍以上，能够将在第3配线52产生的焦耳热抑制至在配线件5产生的焦耳热程度，能够减少能量损失。另外，也可以使第3配线52的截面积大于第1配线50和第2配线51的任一配线的截面积。
接着，参照模拟的结果说明本发明的太阳能电池组件的作用效果。
本发明的发明人针对图9A、图9B和图9C所示的3个太阳能电池组件分别通过模拟计算了组件输出、光不易照射到特定的太阳能电池串的状态下在该太阳能电池串流动的电流和在旁路二极管流动的电流。
详细而言，作为第1个现有技术1的太阳能电池组件，使用图9A所示的方形单电池型的太阳能电池组件。此外，作为第2个现有技术2的太阳能电池组件，使用图9B所示的半电池型的太阳能电池组件。此外，作为第3个本发明的太阳能电池组件，使用将图9C所示的、2个半电池型的太阳能电池组件在X方向上对称配置，在一个太阳能电池组件与另一个太阳能电池组件中，利用与图5的区域R1内的电连接结构相同的连接结构将彼此面对相互对应的4个太阳能电池串电连接的结构。
另外，图9C所示的本发明的太阳能电池组件具有2个第1旁路二极管90a、90b和2个第2旁路二极管91a、91b，一个第1旁路二极管90a的低电位侧与另一个第1旁路二极管90b的高电位侧电连接。此外，一个第2旁路二极管91a的低电位侧也与另一个第2旁路二极管91b的高电位侧电连接。此外，在本发明的太阳能电池组件中，图5的区域R1内的电连接结构在2处设置。此外，在图9C所示的本发明的太阳能电池组件中，将高电位侧的2个外部配线电连接而使高电位侧外部配线仅为一个，并且将低电位侧的2个外部配线电连接而使低电位侧外部配线仅为一个。
此外，模拟按以下那样的条件进行。即，关于图9A、图9B和图9C所示的各太阳能电池组件中画斜线的各个太阳能电池串，设想至少一部分被落叶等遮光物覆盖的条件。而且，调查了在画斜线的太阳能电池串流动的电流在令无遮光物热流道最大电流时的光的照度为6而照射的光的照度(I_photo)由6减少时的组件输出(Output)、在画斜线的太阳能电池串流动的电流(Current)、在与包含画斜线的太阳能电池串的太阳能电池子组并联连接的旁路二极管流动的电流(Current)。另外，照射到不是画斜线的太阳能电池串的太阳能电池串的光的照度固定为6。
图10是表示该模拟的组件输出(Output)的曲线图。现有技术1的太阳能电池组件的输出是使图9A所示的太阳能电池组件的输出结果成为4倍。现有技术2的太阳能电池组件的输出是使图9B所示的太阳能电池组件的输出结果成为2倍。本发明的太阳能电池组件的输出是图9C所示的太阳能电池组件的输出结果本身。这些是为了在对图9A、图9B和图9C所示的各太阳能电池组件的输出进行比较时使各条件具有的太阳能电池串的数量一致的措施。
图11是表示在该模拟的画斜线的太阳能电池串流动的电流(Current)的曲线图。此处，在图9C所示的本发明的太阳能电池组件中，以黑色圆圈表示在画斜线的太阳能电池串中处于内侧的太阳能电池串(1)流动的电流，以白色圆圈表示在画斜线的太阳能电池串中处于外侧的太阳能电池串(2)流动的电流。此外，图12是表示在与包含该模拟的画斜线的太阳能电池串的太阳能电池子组并联连接的旁路二极管流动的电流(Current)的曲线图。
根据图10所示的模拟结果，特别是在光的照度为2至4的情况下，本发明的太阳能电池组件的输出高于现有技术1和现有技术2的太阳能电池组件的输出。本发明的太阳能电池组件的输出在光的照度为5时得到比现有技术1的太阳能电池组件的输出高出2％，并且比现有技术2的太阳能电池组件的输出高出1％的结果。本发明的太阳能电池组件的输出在光的照度为4时得到比现有技术1的太阳能电池组件的输出高出8％，并且比现有技术2的太阳能电池组件的输出高出7％的结果。本发明的太阳能电池组件的输出在光的照度为3时得到比现有技术1的太阳能电池组件的输出高出20％，并且比现有技术2的太阳能电池组件的输出高出18％的结果。本发明的太阳能电池组件的输出在光的照度为2时得到比现有技术1的太阳能电池组件的输出高出17％，并且比现有技术2的太阳能电池组件的输出高出17％的结果。因此，使用本发明的太阳能电池组件，即使其中包含的太阳能电池串被遮光物覆盖，也容易维持高输出。
进一步，图9C所示的本发明的太阳能电池组件的旁路二极管的数量为4个。图9B所示的现有技术2的太阳能电池组件的旁路二极管的数量为2个。图9A所示的现有技术1的太阳能电池组件的旁路二极管的数量为2个。考虑到用于使各条件具有的太阳能电池串的数量一致的措施，现有技术2的太阳能电池组件的条件的旁路二极管的数量为4个，现有技术1的太阳能电池组件的条件的旁路二极管的数量为8个。由此，根据本发明，能够不增加旁路二极管的数量地以简易的结构、低成本实现容易维持高输出的太阳能电池组件。
进一步，根据图11所示的模拟结果，在光的照度为2的情况下，现有技术1和现有技术2的太阳能电池组件中在画斜线的太阳能电池串流动的电流与本发明的太阳能电池组件中在画斜线的太阳能电池串流动的电流相比非常大。即，在现有技术1和现有技术2的太阳能电池组件中，在变得不易照射到光而生成的电流应该变小的状况下，在画斜线的太阳能电池串流动过大的电流。
这意味着来自周围的电流的流入大。在被遮光物覆盖而不易流动电流的太阳能电池串流动过大的电流的情况下，在该太阳能电池串产生过大的热而产生过大的能量损失。进一步，当产生这样的状况时，该太阳能电池组件内的太阳能单电池容易发生热损伤，太阳能电池组件也可能损伤。因此，根据本发明的太阳能电池组件，在由于遮光物的影响而在某个太阳能电池串变得不易照射到光的状态下，能够抑制能量损失，还能够抑制太阳能单电池和太阳能电池组件的热损伤。
此外，根据图12所示的模拟结果，在光的照度为2时，仅本发明的太阳能电池组件在旁路二极管不流动电流。电流在避免太阳能单电池的损伤等有问题的状况时在旁路二极管流动。由此，根据本发明的太阳能电池组件，容易抑制有问题的状况的发生。
本发明的发明人如以下那样推测本发明的太阳能电池组件在图10～图12所示的模拟结果中能够获得优异的作用效果的理由。即，在成为图9A、图9B和图9C所示的状况下，多个太阳能电池串中在太阳能电池串不易照射到光时，在现有技术1、现有技术2的太阳能电池组件，电流不流动至旁路二极管而在外部配线间流动的情况下，必然要在画斜线的太阳能电池串流过。与此相对，在本申请的太阳能电池组件的情况下，在区域R1内存在电连接结构。因此，在电流不流动至旁路二极管而在外部配线间流动的情况下，在以粗线表示的路径α流动，由此电流能够不流经画斜线的太阳能电池串而在外部配线间流动。由此，能够形成电流的迂回，因此能够获得图10～图12所示的显著的作用效果。
同样的作用效果，不仅图9C所示的本发明的太阳能电池组件的结构，而且例如图5中以虚线围成的区域R1所示那样的、在第1太阳能电池子组与第2子组之间具有特征性的连接结构的本发明的太阳能电池组件也能够获得。本发明的太阳能电池组件在一部分太阳能电池串不易照射到光时，与现有的太阳能电池组件相比，能够通过该特征性的连接结构进行电流的迂回，能够以简易的结构、低成本实现容易维持高输出的太阳能电池组件。此外，因为能够通过该特征性的连接结构进行电流的迂回，因此与现有的太阳能电池组件相比，能够抑制能量损失，能够抑制太阳能单电池和太阳能电池组件的热损伤。
图13是使用图6A所示的简略曲线图达变形例的太阳能电池组件301的图。在太阳能电池组件301，由串联连接的2个第1旁路二极管30、30构成与包含2个第1太阳能电池串11a、11b的第1太阳能电池子组17并联连接的第1旁路二极管部345。此外，太阳能电池组件301包括与第1旁路二极管部345并联连接并且串联连接的2个第3太阳能电池串319a、319b。此外，太阳能电池组件301包括将电连接2个第1太阳能电池串11a、11b的第1串连接配线321与电连接2个第1旁路二极管30、30的第1二极管连接配线322电连接的第1分割配线323。此外，太阳能电池组件301包括2个第3太阳能电池串319a、319b电连接的第3串连接配线331、将第1二极管连接配线322电连接的第3分割配线333。
此外，在太阳能电池组件301，由串联连接的2个第2旁路二极管35、35构成与包含2个第2太阳能电池串21a、21b的第2太阳能电池子组27并联连接的第2旁路二极管部365。此外，太阳能电池组件301包括与第2旁路二极管部365并联连接并且串联连接的2个第4太阳能电池串329a、329b。此外，太阳能电池组件301包括将电连接2个第2太阳能电池串21a、21b的第2串连接配线341与电连接2个第2旁路二极管35、35的第2二极管连接配线342电连接的第2分割配线343。第1串连接配线321与第2串连接配线341一致。此外，太阳能电池组件301包括将电连接2个第4太阳能电池串329a、329b的第4串连接配线351与第2二极管连接配线342电连接的第4分割配线353。
该太阳能电池组件301与图14所示的图9C中不连结外部配线的太阳能电池组件401相比旁路二极管的数量增多。由此，能够减小因遮光物的影响而降低的供给电力。
图15是使用图6A所示的简略曲线图达其它变形例的太阳能电池组件501的图。如该太阳能电池组件501所示，与图13所示的太阳能电池组件301相比，也可以省略第3太阳能电池串319a、319b和第4太阳能电池串329a、329b。此外，也可以如图16所示的太阳能电池组件601所示那样，与图14所示的太阳能电池组件401相比，仅在以下方面不同：在重复2次相同的子结构β的半电池结构(参照图8)中，利用旁路二极管880将在一个子结构β将串联连接的2个太阳能电池串电连接的一个串连接配线861与在另一个子结构β中将串联连接的2个太阳能电池串电连接的另一个串连接配线862电连接。
此外，也可以如图17所示那样，在图18所示的公知的条型的太阳能电池组件701运用本发明的技术思想。详细而言，在图17所示的太阳能电池组件801中，由串联连接的2个第1旁路二极管30a、30b构成与包含2个第1太阳能电池串11a、11b的第1太阳能电池子组17并联连接的第1旁路二极管部845。此外，太阳能电池组件801包括将2个第1旁路二极管30a、30b电连接的第1二极管连接配线822、将2个第1太阳能电池串11a、11b电连接的第1串连接配线821和将第1二极管连接配线822与第1串连接配线821电连接的第1分割配线823。
此外，太阳能电池组件801包括最高电位的第5部位861与在2个第1太阳能电池串11a、11b中为低电位的第1低电位侧太阳能电池串11b中成为最低电位的第6部位862电连接的第3太阳能电池串891。此外，太阳能电池组件801包括最低电位的第7部位863与在2个第1太阳能电池串11a、11b中为高电位的第1高电位侧太阳能电池串11a中成为最高电位的第8部位864电连接的第4太阳能电池串892。此外，太阳能电池组件801包括低电位侧与在第3太阳能电池串891中成为最低电位的第9部位865电连接，而高电位侧与2个第1旁路二极管30a、30b中为低电位的第1低电位侧旁路二极管30b的低电位侧的第10部位866电连接的第3旁路二极管850。
此外，太阳能电池组件801包括高电位侧与在第4太阳能电池串892中成为最高电位的第11部位867电连接，而低电位侧与2个第1旁路二极管30a、30b中为高电位的第1高电位侧旁路二极管30a的高电位侧的第12部位868电连接的第4旁路二极管851。
此外，在太阳能电池组件801中，由串联连接的2个第2旁路二极管35a、35b构成与包含2个第2太阳能电池串21a、21b的第2太阳能电池子组27并联连接的第2旁路二极管部865。此外，太阳能电池组件801包括将2个第2旁路二极管35a、35b电连接的第2二极管连接配线842、将2个第2太阳能电池串21a、21b电连接的第2串连接配线841和将第2二极管连接配线842与第2串连接配线841电连接的第2分割配线843。第1串连接配线821与第2串连接配线841一致。
此外，太阳能电池组件801包括最高电位的第13部位871与在2个第2太阳能电池串21a、21b中为低电位的第2低电位侧太阳能电池串21b中成为最低电位的第14部位872电连接的第5太阳能电池串893。此外，太阳能电池组件801包括最低电位的第15部位873与在2个第2太阳能电池串21a、21b中为高电位的第2高电位侧太阳能电池串21a中成为最高电位的第16部位874电连接的第6太阳能电池串894。
此外，太阳能电池组件801包括低电位侧与在第5太阳能电池串893中成为最低电位的第17部位875电连接，而高电位侧与2个第2旁路二极管35a、35b中为低电位的第2低电位侧旁路二极管35b的低电位侧的第18部位876电连接的第5旁路二极管852。此外，太阳能电池组件801包括高电位侧与在第6太阳能电池串894中成为最高电位的第19部位877电连接，而低电位侧与2个第2旁路二极管35a、35b中为高电位的第2高电位侧旁路二极管35a的高电位侧的第20部位878电连接的第6旁路二极管853。该太阳能电池组件801与图13所示的太阳能电池组件301相比，使旁路二极管30a、30b、35a、35b、850、851、852、853的数量增多。由此，能够进一步减小因遮光物的影响而下降的供给电力。
另外，对如图2所示那样，太阳能电池组件1具有2个端子箱60、61，一对外部配线71、72、81、82从各端子箱60、61突出的情况进行说明。但是，如图19、即另外的变形例的太阳能电池组件901的与图2对应的图所示，太阳能电池组件901也可以不具有4个端子箱961、962、963、964。而且，也可以将一对端子箱961、962配置在X方向一侧的Y方向的两个端部，并且将另外一对端子箱963、964配置在X方向另一侧的Y方向的两个端部。而且，也可以从各端子箱961、962、963、964仅突出1个外部配线971、972、973、974。另外，在太阳能电池组件901中，外部配线971和外部配线973成为高电位侧的外部配线，外部配线972和外部配线974成为低电位侧的外部配线。
此外，与此相关联，也可以如图20所示那样，端子箱1050、1051设置在太阳能电池组件1001的背侧基材的背面1005的X方向的端部。或者，如图21所示那样，端子箱1150、1151设置在太阳能电池组件1101中沿Y方向延伸的侧面1105、1106。在这些太阳能电池组件1001、1101中，因为端子箱1050、1051、1150、1151配置在X方向的端部，所以与将端子箱设置在X方向的中央的情况相比，能够提高太阳能电池组件1001、1101的设计性，能够使太阳能电池组件1001、1101非常美观。进一步，在将端子箱1050、1051、1150、1151配置在端部的情况下，与将端子箱设置在X方向的中央的情况相比，容易隐藏端子箱1050、1051、1150、1151。因此，图20和图21所示的方式的太阳能电池组件1001、1101既可以设置在屋顶，也可以设置在栅栏等人容易看见的部位。
接着，说明包括多个本发明的太阳能电池组件的太阳能电池系统。本发明的太阳能电池组件与只具有一对外部配线的现有的太阳能电池组件不同，具有用于导出电力的2个一对外部配线。由此，外部配线的连接的自由度更大。
例如，如图22A所示的太阳能电池系统1210那样，太阳能电池系统1210包括第1太阳能电池组件1201和第2太阳能电池组件1202。此外，也可以将第1太阳能电池组件1201的一对第1外部配线1251、1252中的高电位侧的第1高电位侧外部配线1251与第1太阳能电池组件1201的一对第2外部配线1261、1262中的高电位侧的第2高电位侧外部配线1261电连接。此外，还可以将第2太阳能电池组件1202的一对第1外部配线1271、1272中的低电位侧的第1低电位侧外部配线1272与第2太阳能电池组件1202的一对第2外部配线1281、1282中的低电位侧的第2低电位侧外部配线1282电连接。而且，还可以将第1太阳能电池组件1201的第1高电位侧外部配线1251与第2太阳能电池组件1202的第1低电位侧外部配线1272电连接。
或者，如图22B所示的太阳能电池系统1310那样，太阳能电池系统1310包括第1太阳能电池组件1301和第2太阳能电池组件1302。此外，也可以将第1太阳能电池组件1301的一对第1外部配线1351、1352中的高电位侧的第1高电位侧外部配线1351与第2太阳能电池组件1302的一对第1外部配线1371、1372中的低电位侧的第1低电位侧外部配线1372电连接。此外，还可以将第1太阳能电池组件1301的一对第2外部配线1361、1362中的高电位侧的第2高电位侧外部配线1361与第2太阳能电池组件1302的一对第2外部配线1381、1382中的低电位侧的第2低电位侧外部配线1382电连接。
另外，可以利用任何方法制造本发明的太阳能电池组件，例如能够按以下的方式制造。即，首先，制造一列电连接的沿X方向延伸的2种第1和第2电池串。此处，第1电池串利用配线件将端部的太阳能单电池的正侧电极和与之相邻的太阳能单电池的背侧电极电连接，并将该连接交替重复。其中，只有中央的配线件将正侧电极与正侧电极或将背侧电极与背侧电极电连接。
此外，第2电池串利用配线件将端部的太阳能单电池的背侧电极和与之相邻的太阳能单电池的正侧电极电连接，并将该连接交替重复。其中，只有中央的配线件将背侧电极与背侧电极或将正侧电极与正侧电极电连接。
之后，在将沿X方向延伸的第1电池串与沿X方向延伸的第2电池串在Y方向上交替配置的基础上，利用沿Y方向延伸的搭接配线件将第1电池串与第2电池串电连接。此时，在第1电池串将相同的极彼此电连接的配线件与在第2电池串将相同的极彼此电连接的配线件也由沿Y方向延伸的搭接配线件电连接。利用该方法制造太阳能电池组件，能够有效率且低成本地进行制造。

Claims (8)

1.一种太阳能电池组件，其特征在于，包括：
第1太阳能电池子组，其包含串联连接的2个第1太阳能电池串，各所述第1太阳能电池串具有串联连接的多个太阳能单电池；
第2太阳能电池子组，其包含串联连接的2个第2太阳能电池串，各所述第2太阳能电池串具有串联连接的多个太阳能单电池；
第1旁路二极管部，其与所述第1太阳能电池子组并联连接，由一个或串联连接的多个第1旁路二极管构成；
第2旁路二极管部，其与所述第2太阳能电池子组并联连接，由一个或串联连接的多个第2旁路二极管；
用于向外部供给电力的一对第1外部配线；和
用于向外部供给电力的一对第2外部配线，
所述2个第1太阳能电池串中的低电位的第1低电位侧太阳能电池串中成为最高电位的第1部位，与所述2个第2太阳能电池串中的低电位的第2低电位侧太阳能电池串中成为最高电位的第2部位电连接。
2.如权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于，包括：
将所述第1部位与所述第2部位电连接的第1配线；
将所述2个第1太阳能电池串中的高电位的第1高电位侧太阳能电池串中成为最低电位的第3部位与所述2个第2太阳能电池串中的高电位的第2高电位侧太阳能电池串中成为最低电位的第4部位电连接的第2配线；和
将所述第1配线与所述第2配线电连接的第3配线，
所述第3配线的截面积大于将在所述第1太阳能电池串中相邻的所述太阳能单电池之间电连接的配线件的截面积。
3.如权利要求1或2所述的太阳能电池组件，其特征在于，包括：
与所述第1旁路二极管部并联连接，并且串联连接的2个第3太阳能电池串；和
与所述第2旁路二极管部并联连接，并且串联连接的2个第4太阳能电池串。
4.如权利要求3所述的太阳能电池组件，其特征在于：
所述第1旁路二极管部由串联连接的2个所述第1旁路二极管构成，并且所述第2旁路二极管部由串联连接的2个所述第2旁路二极管构成，
所述太阳能电池组件包括：
将电连接所述2个第1太阳能电池串的第1串连接配线与电连接所述2个第1旁路二极管的第1二极管连接配线电连接的第1分割配线；
将电连接所述2个第2太阳能电池串的第2串连接配线与电连接所述2个第2旁路二极管的第2二极管连接配线电连接的第2分割配线；
将电连接所述2个第3太阳能电池串的第3串连接配线与所述第1二极管连接配线电连接的第3分割配线；和
将电连接所述2个第4太阳能电池串的第4串连接配线与所述第2二极管连接配线电连接的第4分割配线。
5.如权利要求1或2所述的太阳能电池组件，其特征在于：
所述第1旁路二极管部由串联连接的2个所述第1旁路二极管构成，
所述太阳能电池组件包括：
将所述2个第1旁路二极管电连接的第1二极管连接配线；
将所述2个第1太阳能电池串电连接的第1串连接配线；
将所述第1二极管连接配线与所述第1串连接配线电连接的第1分割配线；
最高电位的第5部位与所述2个第1太阳能电池串中的低电位的第1低电位侧太阳能电池串中成为最低电位的第6部位电连接的第3太阳能电池串；
最低电位的第7部位与所述2个第1太阳能电池串中的高电位的第1高电位侧太阳能电池串中成为最高电位的第8部位电连接的第4太阳能电池串；
第3旁路二极管，其低电位侧与所述第3太阳能电池串中成为最低电位的第9部位电连接，其高电位侧与所述2个第1旁路二极管中为低电位的第1低电位侧旁路二极管的低电位侧的第10部位电连接；
第4旁路二极管，其高电位侧与所述第4太阳能电池串中成为最高电位的第11部位电连接，其低电位侧与所述2个第1旁路二极管中为高电位的第1高电位侧旁路二极管的高电位侧的第12部位电连接；
所述第2旁路二极管部由串联连接的2个所述第2旁路二极管构成，
将所述2个第2旁路二极管电连接的第2二极管连接配线；
将所述2个第2太阳能电池串电连接的第2串连接配线；
将所述第2二极管连接配线与所述第2串连接配线电连接的第2分割配线；
最高电位的第13部位与在所述2个第2太阳能电池串中为低电位的第2低电位侧太阳能电池串中成为最低电位的第14部位电连接的第5太阳能电池串；
最低电位的第15部位与在所述2个第2太阳能电池串中为高电位的第2高电位侧太阳能电池串中成为最高电位的第16部位电连接的第6太阳能电池串；
第5旁路二极管，其低电位侧与所述第5太阳能电池串中成为最低电位的第17部位电连接，其高电位侧与所述2个第2旁路二极管中为低电位的第2低电位侧旁路二极管的低电位侧的第18部位电连接；和
第6旁路二极管，其高电位侧与所述第6太阳能电池串中成为最高电位的第19部位电连接，其低电位侧与所述2个第2旁路二极管中为高电位的第2高电位侧旁路二极管的高电位侧的第20部位电连接。
6.一种太阳能电池系统，其特征在于，包括：
第1太阳能电池组件，其为权利要求1至5中的任一项所述的太阳能电池组件；和
第2太阳能电池组件，其为权利要求1至5中的任一项所述的太阳能电池组件，
所述第1太阳能电池组件的所述一对第1外部配线中的高电位侧的第1高电位侧外部配线与所述第1太阳能电池组件的所述一对第2外部配线中的高电位侧的第2高电位侧外部配线电连接，
所述第2太阳能电池组件的所述一对第1外部配线中的低电位侧的第1低电位侧外部配线与所述第2太阳能电池组件的所述一对第2外部配线中的低电位侧的第2低电位侧外部配线电连接，
所述第1太阳能电池组件的所述第1高电位侧外部配线与所述第2太阳能电池组件的所述第1低电位侧外部配线电连接。
7.一种太阳能电池系统，其特征在于，包括：
第1太阳能电池组件，其为权利要求1至5中的任一项所述的太阳能电池组件；和
第2太阳能电池组件，其为权利要求1至5中的任一项所述的太阳能电池组件，
所述第1太阳能电池组件的所述一对第1外部配线中的高电位侧的第1高电位侧外部配线与所述第2太阳能电池组件的所述一对第1外部配线中的低电位侧的第1低电位侧外部配线电连接，
所述第1太阳能电池组件的所述一对第2外部配线中的高电位侧的第2高电位侧外部配线与所述第2太阳能电池组件的所述一对第2外部配线中的低电位侧的第2低电位侧外部配线电连接。
8.一种太阳能电池组件，其特征在于，包括：
将2个第1太阳能电池串电串联连接的第1太阳能电池子组；
将2个第2太阳能电池串电串联连接的第2太阳能电池子组；
由与所述第1太阳能电池子组电并联连接的一个以上第1旁路二极管构成的第1旁路二极管部；和
由与所述第2太阳能电池子组电并联连接的一个以上第2旁路二极管构成的第2旁路二极管部，
所述2个第1太阳能电池串中一个第1太阳能电池串的正极端、所述2个第1太阳能电池串中另一个第1太阳能电池串的负极端、所述2个第2太阳能电池串中一个第2太阳能电池串的正极端、和所述2个第2太阳能电池串中另一个第2太阳能电池串的负极端电连接。
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