CN1551377A - 带电力变换器的太阳能电池模块 - Google Patents
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Abstract
提供一种带电力变换器的太阳能电池模块，由多个太阳能电池及覆盖材料构成，在该覆盖材料的表面上有多个电力变换器，其特征在于：太阳能电池(102)之间利用互连器设置间隙，形成由电气连接的两个以上太阳能电池构成的多个太阳能电池组，在上述间隙的延长线以外配置电力变换器(103)，各电力变换器与一个太阳能电池组的输出端连接，各电力变换器的输出端全部并联连接。
Description
技术领域
本发明涉及将来自太阳能电池的输出变换成电力的电力变换器设置在由太阳能电池及覆盖材料构成的有挠性的太阳能电池模块上而一体化了的带电力变换器的太阳能电池模块。
背景技术
迄今已知许多种有挠性的太阳能电池模块。日本专利申请特开平8-114013号公报、特开2001-332752号公报公开了该具有代表性的太阳能电池模块，它是利用互连器和激光刻片技术将在挠性基板上细小分割的太阳能电池串联连接起来形成的。有挠性的太阳能电池模块有以下优点。
i)出厂时，能卷成滚筒状搬运，所以在空间上紧凑，而且将光入射侧卷在内侧，搬运过程中不会由于接触事故等而使受光面侧受到损伤。因此，容易确保可靠性，容易搬运。
ii)卷成滚筒状直接放在台架上，通过将其展开，能容易地敷设大面积的太阳能电池，所以施工性好。
iii)施工前如果将受光面卷在滚筒的内侧，能遮挡光线入射到太阳能电池元件本身上，所以在施工结束之前，能使太阳能电池呈非发电状态，所以作业安全性高。
另一方面，近年来，正在期望把一种安装了被称为MIC(ModuleIntegrated Converter)的用来变换太阳能电池所发生的电力的小型电力变换器(以下称“电力变换器”)的带电力变换器的太阳能电池模块，作为中小规模的太阳能发电系统、或作为非常用电源。
带电力变换器的太阳能电池模块有以下优点。
i)太阳能电池的串联连接工序需要将布线从太阳能电池表面引回到背面，一个接一个地进行电气连接。连接次数需要重复太阳能电池的串联个数，这样复杂的连接工序使得成本增加。另一方面，如果采用MIC，能采用进步显著的IC化技术，具有批量生产效果，具有大幅度降低成本的可能性。
ii)将电力变换器安装在内部，制造成太阳能电池后，除了能随意地变更任意的电压输出以外，还能取出交流输出，能直接使用为一般家庭用制造的各种交流负载。
作为这样的带电力变换器的太阳能电池模块的一例，特开平6-22472号公报、特开2002-111038号公报公开了具有代表性的实施方式。
本发明人研究了具有上述优点的挠性的带电力变换器的太阳能电池模块的实现。可是，确认了将现有的带电力变换器的太阳能电池模块技术简单地延伸，难以形成带电力变换器的挠性太阳能电池模块。
具体地说，有以下问题。
如果考虑将特开2002-111038号公报中记载的背面加强板换成挠性片的太阳能电池模块，则在太阳能电池模块内部，多个太阳能电池利用连接构件进行串联连接，串联后的输出端连接在电力变换器上，在这里太阳能电池发生的直流电被变换成交流电输出。可是，如果这样构成，则首先，需要将多个太阳能电池之间依次串联连接，有必要将布线从太阳能电池表面引回到背面，一个一个地进行电气连接，连接次数需要重复太阳能电池的串联个数，由于导入这样复杂的连接工序，所以带电力变换器的意义降低，难以降低太阳能电池模块本身的成本。
特开平6-22472号公报中记载了不将太阳能电池串联连接，而是全部并联连接，用电力变换器进行升压的结构。可是，该结构在小规模的系统中有效，但由于太阳能电池模块的大面积化而产生另外的问题。即，由太阳能电池的大面积化引起的输出电流增大，同时流过布线的电流量也增大，由此消费的布线损耗不能忽视。解决该问题的最终方法，如SINGLE CELL CONVERTER SYSTEM(SCCS)(Markus Wuest & Peter Toggweiler，1994，IEEE)中所述，考虑将一个电力变换器连接在一个太阳能电池上，取出输出的方法。可是，将一个电力变换器设置在一个太阳能电池上，会大幅度地损失挠性。这是因为构成电力变换器的IC部件难以具有挠性，而且，即使使用挠性的太阳能电池，但由于太阳能电池本身本质上是用硅等硬质材料形成的，所以即使薄膜化后具有挠性，但挠性也是有限度的，卷成滚筒时，太阳能电池抗弯曲应力的程度缩小，有必要卷成滚筒状。
发明内容
本发明就是鉴于上述情况而完成的，目的在于提供一种具有高挠性的成本低的带电力变换器的太阳能电池模块。
本发明人认真地研究了上述课题，结果得到了以下的结构是最佳结构的结论。
即，本发明是
i)一种带电力变换器的太阳能电池模块，由多个太阳能电池及覆盖材料构成，在该覆盖材料的表面上有多个电力变换器，其特征在于：上述太阳能电池之间利用互连器设置间隙，形成由电气连接的两个或更多个太阳能电池构成的多个太阳能电池组，在上述间隙的延长线以外配置上述电力变换器，各电力变换器与一个太阳能电池组的输出端连接，各电力变换器的输出端全部并联连接。
另外，在本发明的带电力变换器的太阳能电池模块中，
ii)优选地，“上述多个电力变换器是使从上述太阳能电池输出的直流电压升压的直流-直流变换器”。
iii)优选地，“把上述多个电力变换器的输出端电气连接的布线材料被埋入太阳能电池模块的覆盖材料中”。
iv)优选地，“上述多个电力变换器被配置在太阳能电池模块的覆盖材料的光入射面侧的表面上”。
v)优选地，“上述多个电力变换器被配置在上述太阳能电池的光入射面以外的覆盖材料的表面上，而且，位于连接电力变换器的输入端和太阳能电池组的输出端的多条布线长度的总和为最短的位置上”。
vi)优选地，“上述太阳能电池具有挠性”。
vii)优选地，“上述太阳能电池的一个电极全部连接起来，构成上述电力变换器的一条电源线”。
viii)优选地，“上述太阳能电池是包含非晶态微晶硅型三层结构的层叠型太阳能电池”。
如果采用上述的手段i，则由于由两个以上的太阳能电池构成的每个太阳能电池组中配置一个电力变换器，所以在同一输出的太阳能电池模块中，太阳能电池之间的间隙部增大。另外，这时由于在弯曲应力集中的太阳能电池之间的间隙的延长线上不设置电力变换器，而将电力变换器配置在延长线以外，所以上述间隙部能具有非常高的挠性。其结果，能用上述间隙部吸收将带电力变换器的太阳能电池模块作成圆形时产生的弯曲应力。另外，由于还能减少每一个模块的电力变换器的个数，所以不施加弯曲应力的电力变换器在带电力变换器的太阳能电池模块中的占有率减少。因此，将带电力变换器的太阳能电池模块作成圆形时，电力变换器更不容易受弯曲应力作用，能提高带电力变换器的太阳能电池模块的挠性。
如果采用上述的手段ii，则由于不需要为了进行系统频率变换所必要的大容量的大型电容器，而是采用不需要同步运转电路等复杂的控制系统的直流-直流变换器，所以更能使电力变换器小型化，其结果，电力变换器在带电力变换器的太阳能电池模块中的占有率减少，能提高带电力变换器的太阳能电池模块的挠性。
如果采用上述的手段iii，则由于连接电力变换器输出端之间的布线不伸出电力变换器以外，所以将带电力变换器的太阳能电池模块作成圆形时，不用缠绕上述布线，能容易地弄圆。另外，由于只将电力变换器固定在太阳能电池模块上，电力变换器输出端之间的布线连接作业也就结束了，所以还有能减少作业工序的制造上的优点。
如果采用上述的手段iv，则由于能平坦地构成带电力变换器的太阳能电池模块的背面，所以能用粘接材料等容易地固定在设置面上。另外，将带电力变换器的太阳能电池模块卷成滚筒状时，最好将太阳能电池的受光面作为内侧面卷成滚筒状，但在采用本方法的情况下，电力变换器进入卷成了滚筒状的带电力变换器的太阳能电池模块的内侧。因此，搬运时能有效地保护电力变换器免受接触等外力的作用。
如果采用上述的手段v，则即使太阳能电池模块大面积化，也能使从太阳能电池至电力变换器的布线中产生的电力耗损达到最低限度，能实现挠性和电力耗损低两者兼得的带电力变换器的太阳能电池模块。
如果采用上述的手段vi，则如果太阳能电池本身也有挠性，就更能提高带电力变换器的太阳能电池模块的挠性。
如果采用上述的手段vii，则为了连接电力变换器的输出端，另外只设置一条布线即可。其结果，能降低带电力变换器的太阳能电池模块内的布线造成的刚性，更能提高带电力变换器的太阳能电池模块的挠性。另外，由于能减少布线构件，所以能降低成本。
如果采用上述的手段viii，则能通过气相生长形成太阳能电池，所以能容易地大面积化。
附图说明
图1是表示本发明的带电力变换器的太阳能电池模块的结构的示意图。
图2是表示本发明的电力变换器的配置位置的图。
图3是本发明的带电力变换器的太阳能电池模块的布线图。
图4是本发明的实施例1中记载的ETFE表面上有直流-直流变换器的太阳能电池模块的示意图。
图5是表示本发明的实施例1中记载的带电力变换器的太阳能电池模块中配置的直流-直流变换器的配置位置的图。
图6是表示本发明的实施例1中记载的太阳能电池模块的图5中的6-6断面的层叠前的层叠结构的图。
图7是本发明的实施例1中记载的带电力变换器的太阳能电池模块的布线图。
图8是表示本发明的实施例1中记载的带直流-直流变换器的太阳能电池模块中，设置电力变换器及接线盒之前的太阳能电池模块的图。
图9A、9B和9C是表示本发明的实施例1中记载的并联连接的非晶态微晶层叠型太阳能电池的图。
图10是表示本发明的实施例1中记载的太阳能电池模块中配置的直流-直流变换器部的设置部分的放大图。
图11是本发明的实施例1中记载的直流-直流变换器的电路结构图。
图12是本发明的实施例1中记载的带电力变换器的太阳能电池模块中配置的接线盒的设置部分的放大图。
图13是本发明的实施例2中记载的ETFE表面上有直流-直流变换器的太阳能电池模块的示意图。
图14是表示本发明的实施例2中记载的带电力变换器的太阳能电池模块中配置的直流-直流变换器的配置位置的图。
图15是表示本发明的实施例2中记载的太阳能电池模块的图14中的15-15断面的层叠前的覆盖结构的图。
图16是本发明的实施例2中记载的带电力变换器的太阳能电池模块的布线图。
图17是表示本发明的实施例2中记载的带电力变换器的太阳能电池模块中，设置直流-直流变换器及接线盒之前的太阳能电池模块的图。
图18A、18B和18C是表示本发明的实施例2中记载的并联连接的非晶态微晶层叠型太阳能电池的图。
图19是本发明的实施例2中记载的直流-直流变换器的电路结构图。
具体实施方式
以下用附图说明本发明的带电力变换器的太阳能电池模块的实施方式。另外，本发明不限于该实施方式。
图1是表示本发明的带电力变换器的太阳能电池模块的结构的示意图。101表示带电力变换器的太阳能电池模块，102表示太阳能电池，103表示电力变换器，104表示并列连接线，105表示太阳能电池模块输出线，106表示接线盒。
图2是表示电力变换器的配置位置的图。201是带电力变换器的太阳能电池模块，202是太阳能电池，203是电力变换器，204是并列连接线，205是太阳能电池之间的间隙的延长线，206是端子构件。
图3是本发明的太阳能电池模块的布线图。301是带电力变换器的太阳能电池模块，302是太阳能电池，303是电力变换器，304是接线盒，305是并列连接线，306是太阳能电池输出线，307是太阳能电池模块输出线，308是太阳能电池组。
本实施方式的太阳能电池模块由多个太阳能电池及覆盖材料构成，该覆盖材料的表面上有多个电力变换器。该太阳能电池之间利用互连器设置间隙，形成由电气连接的两个以上的太阳能电池构成的多个太阳能电池组，将该电力变换器配置在上述间隙的延长线以外，各电力变换器与一个太阳能电池组的输出端连接，各电力变换器的输出端全部并联连接。上述电力变换器通过将并联连接的太阳能电池组的输出升压，降低布线耗损。而且，各电力变换器的输出端之间利用并列连接线连接，上述并列连接线从设置在端部的接线盒利用太阳能电池输出线取出。
本实施方式避开在外力作用下容易变形的太阳能电池之间的间隙的延长线，配置电力变换器。因此太阳能电池模块即使受外力作用，也不容易产生弯曲应力，所以电力变换器和太阳能电池模块的表面之间不容易发生剥离，能大幅度降低损害水密性及绝缘性的可能性。
以下，详细地说明各部分。
[太阳能电池]
关于本发明的太阳能电池，不特别限定其种类。例如，能举出：非晶态微晶硅层叠型太阳能电池、晶体硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、铜铟硒化物太阳能电池、化合物半导体太阳能电池等。可是薄膜系列的太阳能电池最好有挠性。特别是在有挠性的导电性基板上形成了作为光变换构件的半导体活性层等的太阳能电池也容易大面积化，太阳能电池对弯曲应力的可靠性也高，所以是优选的，包括非晶态微晶硅型三层结构的层叠型太阳能电池特别优选。
[太阳能电池组]
它是一种将连接在一个电力变换器的输入端上的多个太阳能电池电气连接起来的结构。各太阳能电池的电气连接，可以根据需要，以不提高成本的程度进行2～4级的串联，但由于成本的原因，最好是完全没有串联的并联连接。
[覆盖材料]
采用覆盖材料的目的在于保护太阳能电池免受外部污染、以及防止来自外部的伤害等，提高太阳能电池的耐气候性。因此，要求覆盖材料具有透明性、耐气候性及耐污染性。作为能满足这样的要求的适用的材料，能举出：氟树脂、丙烯树脂、氨基甲酸乙酯树脂、硅树脂、玻璃等。作为用这些材料进行覆盖的方法，能举出：薄膜化后进行层叠的方法、通过涂敷进行设置的方法、以及配置黏合剂进行粘接的方法。随着用途的不同，可以只设置在太阳能电池表面上，也可以设置在表面及背面两侧上。
[端子构件]
端子构件是与太阳能电池的集电电极进行电气连接，形成正或负的取出电极的构件。非受光面侧的端子构件通过激光焊接、导电性黏合剂、钎焊等，成为导电性低电阻，而且机械性上牢固地安装在导电性基板或太阳能电池的背面电极上。受光面侧的端子构件通过导电性黏合剂等，采用热压接等方法安装在集电电极上。另外，在本说明书中，根据太阳能电池安装端子构件的位置，将端子构件区分为“受光面端子构件”、“非受光面端子构件”。
该端子构件所要求的电气性能、材料等与上述集电电极大致相同，但其形状最好能保证太阳能电池的平坦性，而且呈电阻低的箔状物。另外，这样进行与电力变换器的连接：利用引出线，采用激光焊接、导电性黏合剂、钎焊等方法，安装受光面端子构件或非受光面端子构件，使电力变换器的输入端子和端子构件延伸出来，将它连接在电力变换器的输入端子上。
[并列连接线]
为了构成本实施方式的太阳能电池模块，把全部连接在各太阳能电池组上的电力变换器输出并联连接的并列连接线是必要的。进行这些连接用的构件是并列连接线。在本实施方式的太阳能电池中虽然使用了两条，但在导电性基板作为电源线之一的公用线进行连接的情况下，本构件也可以为一条。具体地说，本构件虽然可以使用通用的绝缘电线、绝缘电缆等，但更优选地，将并列连接线埋入太阳能电池模块的覆盖材料中，没有绝缘覆盖的裸导线等能维持太阳能电池模块的平坦性，能使覆盖材料薄。作为裸导线，最好是铜箔、铜线、铜股线、铜带等。
[电力变换器]
电力变换器的种类中，有将直流输出变换成不同的电压输出的直流-直流变换器、以及将直流变换成交流的转换器，但在本发明中，最好是直流-直流变换器。这是因为为了获得系统中连接的交流，需要大容量的电容器，所以不适合小型。虽然也可以由进行升压的升压电路、以及控制电力变换的启动/停止、太阳能电池的工作点的最佳化、运转模式等的控制电路、通信电路、输入输出端子等构成，将其输出连接到直接负载上，但最好将多台直流-直流变换器的输出向一个倒相器输入，由负载使用变换了的交流电力，或进行系统联结。
作为升压电路，不管绝缘、非绝缘，都能使用众所周知的公用的各种电路结构。控制电路备有例如：CPU、PWM波形控制电路、最佳功率点跟踪控制电路、控制电源生成电路、频率和电压基准发生器、以及开关控制电路等。另外，控制电路也可以通过通信线等从外部操作，将控制电路的一部分功能配置在直流-直流变换装置以外，也能一并控制多个电力变换装置。
可是，本实施方式的电力变换器是直流-直流变换装置，为了尽可能地简化结构，谋求降低成本和提高可靠性，作为控制电路，最好至少有控制电源生成电路、规定开关频率的开关基准波形生成电路、以及能用固定占空比(duty)驱动开关元件的开关元件驱动电路。
另外，作为主电路，最好有利用上述开关元件驱动电路进行通/断的开关元件、以及以规定的匝数比作成的开关变压器。
在用上述固定占空比驱动开关元件的多个直流-直流变换装置并联连接的系统中，通过改变后级倒相器的输入电压，能改变直流-直流变换装置的输入电压，由此能变动太阳能电池单元的工作点。
另外，对直流-直流变换装置进行一芯片IC化，在太阳能电池模块的制造工序中通过对表面布线构件及导电性基板进行电气连接，能简化将直流-直流变换装置连接在太阳能电池上的一系列作业。
另外，为了有效地输入来自太阳能电池组的输出，直流-直流变换装置最好设置在连接构成太阳能电池组的各太阳能电池的输出端和电力变换器的输入端的多条布线长度的总和为最小的位置，以使布线损失小。
另外，直流-直流变换装置的外壳材料根据其使用条件，要求具有耐热性、耐湿性、耐水性、电气绝缘性、耐寒性、耐油性、耐气候性、耐冲击性、防水性等性能。另外，为了牢固地固定在太阳能电池的覆盖材料上，最好是与黏合剂的粘接性好的材料。
如果考虑到上述的要素，作为外壳材料，在塑料中例如有：聚碳酸酯、聚酰胺、聚缩醛、变性PPO(PPE)、聚酯、聚芳酯、不饱和聚酯、苯酚树脂、环氧树脂、聚对苯二甲酸丁二酯、尼龙等的树脂、工程塑料等。另外，还能使用ABS树脂、聚丙烯、聚氯乙烯等热塑性塑料。
另外，为了提高耐紫外线性能，作为颜料，最好将使用碳黑的、或吸收紫外线的树脂涂料涂敷在表面上。
[太阳能电池输出线]
本发明的太阳能电池输出线是将太阳能电池和电力变换器连接起来的布线材料，不具有覆盖材料的裸导线最好。这是因为被埋入覆盖材料中，能使覆盖材料薄。由于用裸导线，所以能在任意的场所进行电气连接，电机连接作业性好。另外，不限定单芯还是多芯。另外，在与太阳能电池层叠成一体的情况下，由于使用具有柔软性的薄铜箔，所以能降低层叠不良。
[太阳能电池模块输出线]
本发明的太阳能电池模块输出线是将电力从接线盒取出到太阳能电池模块外部用的布线材料。在该布线中，如果考虑防止电蚀等腐蚀，最好是覆盖了绝缘材料的覆盖导线。由于使用覆盖导线，所以覆盖材料及固定构件中能使用导电性的材料等多种多样的材料。另外，也不限定单芯还是多芯材料。也可以用单芯材料构成，以使延伸到太阳能电池模块外部的电力输出线为一条。
另外，连接构件最好设置在电缆上。对太阳能电池模块进行设置施工，在预先知道进行电气连接所需要的电力输出线的长度的情况下，如果设置连接构件，则电气连接作业也能有效化。
[接线盒]
本发明中的接线盒是为了将太阳能电池中发生的电力取出到外部，将太阳能电池模块输出线和并列连接线电气连接起来，使该电气连接部具有耐气候性用的箱体。例如，包围着电气连接部设置框体，使填充剂流入其中，取得绝缘。由于该填充材料与太阳能电池模块的覆盖材料有粘接力，所以能发挥使接线盒固定用的黏合剂的作用。另外，在填充剂有耐气候性的情况下，也不需要设置盖，能降低该部分成本。
以下用实施例详细说明本发明，但本发明不限定这些实施例。
(实施例1)
本实施例是有包括利用由乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)及聚对苯二甲酸乙二酯(PET)构成的覆盖材料覆盖的多个非晶态微晶硅型三层结构的层叠型太阳能电池、将直流-直流变换器设置在ETFE表面上的太阳能电池模块的例子。
图4表示在本实施例的ETFE表面上有直流-直流变换器的太阳能电池模块的示意图。401表示带直流-直流变换器的太阳能电池模块，402表示非晶态微晶层叠型太阳能电池，403表示直流-直流电力变换器，404表示并列连接线，405表示太阳能电池模块输出线，406表示接线盒。
由于非晶态微晶层叠型太阳能电池有挠性，所以能将太阳能电池模块总体作成有挠性的太阳能电池模块。
每两个直流-直流变换器403与并联连接的太阳能电池组的输出端连接，各直流-直流变换器输出端连接在并列连接线404上，它进入接线盒406，从接线盒取出太阳能电池模块的输出线405。
图5是表示本实施例的带电力变换器的太阳能电池模块中配置的直流-直流变换器的配置位置的图。501表示带电力变换器的太阳能电池模块，502表示非晶态微晶层叠型太阳能电池，503表示直流-直流电力变换器，504表示并列连接线，505表示太阳能电池之间的间隙的延长线。由于延长线以外，例如即使在外力加在带电力变换器的太阳能电池模块上的情况下，也不容易变形，所以能容易地保证直流-直流变换器和太阳能电池模块表面之间的水密性及绝缘性。
图6是表示本实施例的太阳能电池模块的图5中的X-X’断面的层叠前的层叠结构的图。601表示带电力变换器的太阳能电池模块，602表示非晶态微晶层叠型太阳能电池，603表示并列连接线，604表示ETFE，605表示EVA，606表示PET。
并列连接线603由铜箔构成，由于与太阳能电池602一起用作为覆盖材料的EVA封装，所以能具有绝缘性和耐气侯性。另外，由于直流-直流变换器之间的连接布线不伸出太阳能电池模块以外，所以不会发生钩挂现象，容易卷成滚筒状，施工时等情况下能大幅度降低断线的可能性。
图7是本实施例的带电力变换器的太阳能电池模块的布线图。701表示带电力变换器的太阳能电池模块，702表示非晶态微晶层叠型太阳能电池，703表示电力变换器，704表示接线盒，705表示并列连接线，706表示太阳能电池输出线，707表示太阳能电池模块输出线。
图8是表示本实施例的带直流-直流变换器的太阳能电池模块中，设置电力变换器及接线盒之前的太阳能电池模块的图。801表示带电力变换器的太阳能电池模块，802表示非晶态微晶层叠型太阳能电池，803表示太阳能电池输出线，804表示并列连接线，805表示并列连接线的分支线，806表示覆盖材料，807表示受光面侧覆盖材料604及605的开口部。覆盖材料的一部分被取出到覆盖材料表面上，由于表面是ETFE，将布线材料从覆盖材料引出后即使直接进行层叠，也不会与布线材料粘接，所以能提高电气连接的作业性。
图9A至9C是表示本实施例的并联连接的非晶态微晶层叠型太阳能电池的图。图9A是俯视图。图9B是从侧面看到的太阳能电池的正极输出线配置部剖面图，图9C是从侧面看到的太阳能电池的负极输出线配置部剖面图，左侧是表面(受光面)。901表示太阳能电池，902表示太阳能电池正极端子构件，903表示太阳能电池负极端子构件，904表示互连器，905表示焊锡部，906表示太阳能电池正极输出线，907表示太阳能电池负极输出线，908表示PET绝缘带。
太阳能电池的正极端子构件902及负极端子构件903配置在短边侧两端，所以成为用由铜箔制的太阳能电池正极输出线906及太阳能电池负极输出线907取出的结构。绝缘带908配置在太阳能电池正极输出线906和太阳能电池背面之间，成为防止短路的结构。太阳能电池之间利用互连器904进行并联连接。太阳能电池的端子构件902及903和铜箔制的太阳能电池输出线906及907通过焊接进行连接。
图10是表示本实施例的太阳能电池模块中配置的直流-直流变换器部的设置部分被放大了的图。1001表示带电力变换器的太阳能电池模块，1002表示非晶态微晶层叠型太阳能电池，1003表示并列连接线，1004表示直流-直流电力变换器的框体，1005表示直流-直流电力变换器的填充材料，1006表示覆盖材料，1007表示太阳能电池正极端子构件，1008表示互连器。
在太阳能电池的光入射有效区以外、太阳能电池之间的间隙的延长线以外，与并联连接的两个太阳能电池的间隙相邻地配置直流-直流变换器。这是因为考虑到该位置的太阳能电池和电力变换器之间的布线损耗在间隙的延长线上逐渐减少。
在本实施例中，对形成了直流-直流变换电路的印刷基板进行了来自太阳能电池的输出线及来自并列连接线的分支线的电气连接后，设置框体，使硅填充材料流入其中，使其硬化。由于该硅填充材料有耐气候性，所以成为没有盖的结构。
图11是本实施例的优选的直流-直流变换器的电路结构图。1101是直流-直流变换电路，1102是变压器，1103是整流电路，1104是开关元件，1105是脉冲发生和栅驱动电路，1106是控制电源部，1107是非晶态微晶层叠型太阳能电池。
图12是本实施例的带电力变换器的太阳能电池模块中配置的接线盒的设置部分被放大了的图。1201表示带电力变换器的太阳能电池模块，1202表示太阳能电池，1203表示并列连接线，1204表示太阳能电池模块输出线，1205表示接线盒的框体，1206表示接线盒的填充材料，1207表示覆盖材料。接线盒设置在带电力变换器的太阳能电池模块的受光面侧端部，侧面上有插入太阳能电池模块输出线的插入口。将框体1205配置在ETFE表面的规定位置上，将太阳能电池模块输出线1204和并列连接线1203电气连接后，成为使硅填充材料1206流入的结构。该硅填充材料有耐气侯性，所以不设置盖。
因此，能提供挠性大成本低的带电力变换器的太阳能电池模块。
(实施例2)
本实施例是设置了包括利用由ETFE、EVA及PET构成的覆盖材料覆盖的多个非晶态微晶硅型三层结构的层叠型太阳能电池、以及将直流-直流变换器设置在ETFE表面上的太阳能电池模块的例子。本实施例的带电力变换器的太阳能电池模块成为直流-直流变换器的接地线与太阳能电池的负极共用的结构。
图13表示在本实施例的ETFE表面上有直流-直流变换器的太阳能电池模块的示意图。1301表示带电力变换器的太阳能电池模块，1302表示非晶态微晶层叠型太阳能电池，1303表示直流-直流变换器，1304表示并列连接线，1305表示太阳能电池模块输出线，1306表示接线盒，1307表示接地线。
图14是表示本实施例的带电力变换器的太阳能电池模块中配置的直流-直流变换器的配置位置的图。1401表示带电力变换器的太阳能电池模块，1402表示非晶态微晶层叠型太阳能电池，1403表示直流-直流变换器，1404表示并列连接线，1405表示太阳能电池之间的间隙的延长线。由于延长线以外，例如即使在外力加在带电力变换器的太阳能电池模块上的情况下，也不容易变形，所以能容易地保证直流-直流变换器和太阳能电池模块表面之间的水密性及绝缘性。
图15是表示本实施例的太阳能电池模块的图14中的Y-Y’断面的层叠前的覆盖结构的图。1501表示带电力变换器的太阳能电池模块，1502表示非晶态微晶层叠型太阳能电池，1503表示并列连接线，1504表示ETFE，1505表示EVA，1506表示PET。
图16表示本实施例的带电力变换器的太阳能电池模块的布线图。1601表示带电力变换器的太阳能电池模块，1602表示非晶态微晶层叠型太阳能电池，1603表示直流-直流变换器，1604表示接线盒，1605表示并列连接线，1606表示太阳能电池输出线，1607表示太阳能电池模块输出线，1608表示接地线。
并联连接的太阳能电池的输出线1606与直流-直流变换器1603连接，在直流-直流变换器中被升压了的输出利用并列连接线1605和接地线1608，被导入接线盒1604中，由太阳能电池模块输出线1607取出到外部。
图17是表示本实施例的带直流-直流变换器的太阳能电池模块中，设置电力变换器及接线盒之前的太阳能电池模块的图。1701是带电力变换器的太阳能电池模块，1702是非晶态微晶层叠型太阳能电池，1703是太阳能电池输出线，1704是并列连接线，1705是并列连接线的分支线，1706是覆盖材料，1707是受光面侧覆盖材料1504及1505的开口部，1708是接地线。
图18A至18C是表示本实施例的并联连接的非晶态微晶层叠型太阳能电池的图。图18A是俯视图。图18B是从侧面看到的太阳能电池的正极输出线配置部剖面图，图18C是从侧面看到的太阳能电池的负极输出线配置部剖面图，左侧是表面(受光面)。1801表示太阳能电池，1802表示太阳能电池正极端子构件，1803表示太阳能电池负极端子构件，1804表示互连器，1805表示焊锡部，1806表示太阳能电池正极输出线，1807表示太阳能电池负极输出线，1808表示绝缘带。将每两个并联连接的太阳能电池的输出端连接在直流-直流变换器上，将太阳能电池的负极作为直流-直流变换器的接地线用，所以只有带电力变换器的太阳能电池模块内的太阳能电池的负极全部用互连器进行电气连接。
图19是表示本实施例中优选的直流-直流变换器的电路结构图。1901是直流-直流变换电路，1902是变压器，1903是整流电路，1904是开关元件，1905是脉冲发生和栅驱动电路，1906是控制电源部，1907是非晶态微晶层叠型太阳能电池。由于将直流-直流变换器的接地线与太阳能电池的负极共用，所以经过了整流电路的接地线与太阳能电池的负极输出线连接。
如果采用本实施例，则用互连器连接所有的太阳能电池的负极，由互连器-太阳能电池的负极-互连器...这样的路线，形成电力变换器的一个电极的输出电气布线线路。因此，并联连接电力变换器之间、取出输出的并列连接线一条即可，能比实施例1减少并列连接线的布线材料。总之，由于并列连接线为一条，所以带电力变换器的太阳能电池模块的刚性降低，挠性提高。另外，由于一条并列连接线即可，所以与直流-直流变换器的并列连接线连接的电极也能减少，所以能小型化。与此相伴随，在带电力变换器的太阳能电池模块中占有的直流-直流变换器的设置面积也能减少，更能提高挠性。
如上所述，如果采用本发明的带电力变换器的太阳能电池模块，则由于不将电力变换器设置在弯曲应力集中的太阳能电池之间的延长线上，而是配置在延长线以外，所以能用上述间隙部吸收卷带电力变换器的太阳能电池模块时产生的弯曲应力。另外，由于还能减少每一个模块的电力变换器的个数，所以不施加弯曲应力的电力变换器在带电力变换器的太阳能电池模块中的占有率减少。因此，卷太阳能电池模块时电力变换器更不容易受弯曲应力的作用，能提高带电力变换器的太阳能电池模块的挠性。
Claims (8)
1.一种带电力变换器的太阳能电池模块，由多个太阳能电池及覆盖材料构成，在该覆盖材料的表面上有多个电力变换器，其特征在于：上述太阳能电池之间利用互连器设置间隙，形成由电气连接的两个或更多个太阳能电池构成的多个太阳能电池组，在上述间隙的延长线以外配置上述电力变换器，各电力变换器与一个太阳能电池组的输出端连接，各电力变换器的输出端全部并联连接。
2.根据权利要求1所述的带电力变换器的太阳能电池模块，其特征在于：上述多个电力变换器是使从上述太阳能电池输出的直流电压升压的直流-直流变换器。
3.根据权利要求1所述的带电力变换器的太阳能电池模块，其特征在于：把上述多个电力变换器的输出端电气连接的布线材料埋入到太阳能电池模块的覆盖材料中。
4.根据权利要求1所述的带电力变换器的太阳能电池模块，其特征在于：上述多个电力变换器被配置在太阳能电池模块的覆盖材料的光入射面侧的表面上。
5.根据权利要求1所述的带电力变换器的太阳能电池模块，其特征在于：上述多个电力变换器被配置在上述太阳能电池的光入射面以外的覆盖材料的表面上，而且，位于连接电力变换器的输入端和太阳能电池组的输出端的多条布线长度的总和为最短的位置上。
6.根据权利要求1所述的带电力变换器的太阳能电池模块，其特征在于：上述太阳能电池具有挠性。
7.根据权利要求1所述的带电力变换器的太阳能电池模块，其特征在于：上述太阳能电池的一个电极全部连接起来，构成上述电力变换器的一条电源线。
8.根据权利要求1所述的带电力变换器的太阳能电池模块，其特征在于：上述太阳能电池是包含非晶态微晶硅型三层结构的层叠型太阳能电池。
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