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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft ein Solarzellenmodul.
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STAND DER TECHNIK
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In den vergangenen Jahren sind Solarzellenmodule, die Rückkontakt-Solarzellen einschließen, als Solarzellenmodule mit herausragender fotoelektrischer Wandlungseffizienz bekannt geworden. Zum Beispiel beschreibt Patentdokument 1 ein Solarzellenmodul, das Rückkontakt-Solarzellen einschließt, die mit Verbindungsleitungselementen elektrisch miteinander verbunden sind. In dem Solarzellenmodul, das in Patentdokument 1 beschrieben ist, ist jedes der rechteckigen Verbindungsleitungselemente an zwei Solarzellen gebunden, während es sich von einem Seitenende zu dem gegenüberliegenden Seitenende der Solarzellen in einer Richtung senkrecht zu einer Anordnungsrichtung der Solarzellen erstreckt.
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DOKUMENT ZUM STAND DER TECHNIK
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PATENTDOKUMENT
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- Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2009-266848
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
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Wenn sich die Temperatur des Solarzellenmoduls ändert, können sich die Räume zwischen den Solarzellen durch einen unterschiedlichen linearen Ausdehnungskoeffizienten zwischen den Schutzelementen und den Solarzellen ändern. Sobald sich die Räume zwischen den Solarzellen und den Schutzelementen ändern, tritt eine mechanische Spannung in den Verbindungsleitungselementen, die mit den Solarzellen verbunden sind, auf. Diese Spannung wirkt als Faktor dabei, dass sich die Verbindungsleitungselemente von den Solarzellen ablösen. Aus diesem Grund besteht ein Problem, dass für das Solarzellenmodul zu lösen ist, darin, wie verhindert werden kann, dass die Zuverlässigkeit des Solarzellenmoduls sich durch die mechanische Spannung, die in den Verbindungsleitungselementen bewirkt wird, verschlechtert.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Solarzellenmodul mit verbesserter Zuverlässigkeit bereitzustellen.
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MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS
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Das erfindungsgemäße Solarzellenmodul schließt Solarzellen und ein blattförmiges Verbindungsleitungselement ein. Solarzellen sind in Abständen voneinander in einer ersten Richtung angeordnet. Die Solarzellen schließen jeweils erste und zweite Elektroden auf einer Hauptoberfläche ein. Das Verbindungsleitungselement verbindet die erste Elektrode einer ersten Solarzelle von jeweils zwei angrenzenden Solarzellen und die zweite Elektrode einer zweiten Solarzelle der zwei Solarzellen elektrisch miteinander. Das Verbindungsleitungselement erstreckt sich von einem Teil der ersten Solarzelle zu einem Teil der zweiten Solarzelle und bedeckt mindestens einen Teil eines Raums zwischen der ersten und zweiten Solarzelle. Eine Öffnung ist in einer Fläche in dem Verbindungsleitungselement, die den Raum bedeckt, gebildet.
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WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
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Die Erfindung kann ein Solarzellenmodul mit verbesserter Zuverlässigkeit bereitstellen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Solarzellenmoduls einer Ausführungsform der Erfindung.
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2 ist eine schematische Rückansicht einer Solarzelle der Ausführungsform der Erfindung.
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3 ist eine schematische Rückansicht eines Solarzellenstrangs der Ausführungsform der Erfindung.
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4 ist eine schematische Querschnittsansicht des Solarzellenstrangs entlang der Linie IV-IV aus 3.
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5 ist eine schematische Rückansicht eines Solarzellenstrangs einer ersten Abwandlung.
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AUSFÜHRUNGSARTEN DER ERFINDUNG
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Im Folgenden werden Beschreibungen für ein Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bereitgestellt. Es ist anzumerken, dass die folgende Ausführungsform nur als ein Beispiel gezeigt wird. Die Erfindung ist in keiner Weise auf die folgende Ausführungsform beschränkt.
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Weiterhin werden in den Zeichnungen, auf die in der Ausführungsform und dergleichen Bezug genommen wird, Elemente mit praktisch denselben Funktionen durchgehend durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Außerdem sind die Zeichnungen, auf die in der Ausführungsform und dergleichen Bezug genommen wird, schematisch dargestellt, und Maßverhältnisse und dergleichen von Gegenständen, die in den Zeichnungen gezeigt sind, sind nicht notwendigerweise dieselben wie jene der realen Gegenstände. Verhältnisse und dergleichen derselben Gegenstände können sich von einer Zeichnung zu einer anderen ebenfalls unterscheiden. Konkrete Maßverhältnisse und dergleichen müssen unter Berücksichtigung der folgenden Beschreibungen beurteilt werden.
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Wie in 1 gezeigt, schließt ein Solarzellenmodul 1 einen Solarzellenstrang 10 ein. Der Solarzellenstrang 10 ist zwischen einem ersten Schutzelement 11, das auf einer lichtempfangenden Oberflächenseite angeordnet ist, und einem zweiten Schutzelement 12, das auf einer Rückoberflächenseite angeordnet ist, angeordnet. Eine Verbindungsschicht 13 ist zwischen dem ersten Schutzelement 11 und dem zweiten Schutzelement 12 bereitgestellt. Der Solarzellenstrang 10 ist innerhalb der Verbindungsschicht 13 eingeschlossen.
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Das erste Schutzelement 11 kann zum Beispiel aus einer Glasplatte, einer Keramikplatte oder dergleichen hergestellt sein. Das zweite Schutzelement 12 kann zum Beispiel aus einem Harzblatt, einem Harzblatt, in das eine Metallfolie eingefügt ist, oder dergleichen hergestellt sein. Die Verbindungsschicht 13 kann zum Beispiel aus Ethylenvinylacetatcopolymer(EVA)-Harz, Polyvinylbutyral(PVB)-Harz, Polyethylen(PE)-Harz, Polyurethan(PU)-Harz oder dergleichen hergestellt sein.
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Der Solarzellenstrang 10 schließt Solarzellen 20 ein, die in Abständen voneinander in einer x-Achsenrichtung (ersten Richtung) angeordnet sind. Die Solarzelle 20 weist eine erste und eine zweite Hauptoberfläche 20a, 20b auf. In der Solarzelle 20 empfängt die erste Hauptoberfläche 20a Licht. Aus diesem Grund werden die erste und die zweite Hauptoberfläche 20a, 20b von Zeit zu Zeit jeweils als lichtempfangende Oberfläche und Rückoberfläche bezeichnet. Es ist wünschenswert, Solarzellen 20 zu verwenden, bei denen jeweils nur die erste Hauptoberfläche 20a, welche die lichtempfangende Oberfläche bildet, Licht empfängt und Strom erzeugt. Dennoch können doppelseitig lichtempfangende Solarzellen verwendet werden, bei denen sowohl die erste als auch die zweite Hauptoberfläche 20a, 20b Licht empfängt und Strom erzeugt.
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Es ist anzumerken, dass keine spezielle Beschränkung auferlegt ist, welcher Art die Solarzellen 20 sind. Die Solarzellen 20 können jeweils aus einer kristallinen Siliziumsolarzelle, die ein kristallines Siliziumsubstrat verwendet, hergestellt sein.
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Wie in 2 gezeigt, schließen die Solarzellen 20 jeweils Folgendes ein: einen fotoelektrischen Wandlerkörper 23; und erste und zweite Elektroden 21, 22, die auf einer Hauptoberfläche auf der Seite der Rückoberfläche des fotoelektrischen Wandlerkörpers 23 angeordnet sind.
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Die erste Elektrode 21 schließt Fingerteile 21a und einen Sammelschienenteil 21b ein. Jeder Fingerteil 21a erstreckt sich in der x-Achsenrichtung. Die Fingerteile 21a sind mit dem Sammelschienenteil 21b elektrisch verbunden. Der Sammelschienenteil 21b ist an einer Seite (x1-Seite) der Fingerteile 21a in der x-Achsenrichtung angeordnet. Der Sammelschienenteil 21b ist an dem x1-Seitenendteil der Solarzelle 20 in der x-Achsenrichtung bereitgestellt und erstreckt sich vom Endteil einer Seite zu einem Endteil einer gegenüberliegenden Seite der Solarzelle 20 in der y-Achsenrichtung.
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Die zweite Elektrode 22 schließt Fingerteile 22a und einen Sammelschienenteil 22b ein. Jeder Fingerteil 22a erstreckt sich in der x-Achsenrichtung. Die Fingerteile 21a wechseln sich in der y-Achsenrichtung mit Fingerteilen 22a ab. Die Fingerteile 22a sind mit dem Sammelschienenteil 22b elektrisch verbunden. Der Sammelschienenteil 22b ist auf gegenüberliegenden Seiten (x2-Seiten) von Fingerteilen 22a in der x-Achsenrichtung angeordnet. Der Sammelschienenteil 22b ist auf dem x2-Seitenendteil der Solarzelle 20 in der x-Achsenrichtung bereitgestellt und erstreckt sich von dem Endteil einer Seite zu dem Endteil der gegenüberliegenden Seite der Solarzelle 20 in der y-Achsenrichtung.
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Wie in den 1, 3 und 4 dargestellt, sind die Solarzellen 20 mit dem Verbindungsleitungselement 30 elektrisch miteinander verbunden. Konkret ausgedrückt, sind von den Solarzellen 20, die in der x-Achsenrichtung aneinander angrenzend sind, die erste Elektrode 21 der einen Solarzelle 20 und die zweite Elektrode 22 der anderen Solarzelle 20 mit dem Verbindungsleitungselement 30 elektrisch miteinander verbunden.
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Wie in 4 gezeigt ist, schließt das Verbindungsleitungselement 30 eine Leitungsschicht 31 und ein Harzblatt 32 ein. Leitungsschicht 31 ist auf das Harzblatt 32 gestapelt und wird durch das Harzblatt 32 getragen. Das Verbindungsleitungselement 30 ist so angeordnet, dass es einen Bereich von einem Teil der ersten Elektrode 21 der einen Solarzelle 20 bis zu einem Teil der zweiten Elektrode 22 der anderen Solarzelle 20 bedeckt. Das Verbindungsleitungselement 30 ist auf eine Weise angeordnet, die dazu führt, dass die Leitungsschicht 31 und die Solarzellen 20 einander gegenüber liegen.
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Von den Solarzellen 20, die in der x-Achsenrichtung aneinander Grenzen, verbindet die Leitungsschicht 31 die erste Elektrode 21 der einen Solarzelle 20 und die zweite Elektrode 22 der anderen Solarzelle 20 elektrisch miteinander. Die Leitungsschicht 31 kann aus geeigneten Leitungsmaterialien hergestellt sein. Konkret ausgedrückt, kann die Leitungsschicht 31 zum Beispiel aus mindestens einem ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus Cu, Ag, Au, Pt, Ni und Sn hergestellt sein. Die Leitungsschicht 31 kann zum Beispiel eine Dicke von ungefähr 8 μm bis 80 μm aufweisen.
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Das Harzblatt 32 kann zum Beispiel aus mindestens einem ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus Polyimid, Polyethylenterephtalat (PET), Polyethylennaphtalat (PEN) und Polyethylen (PE) hergestellt sein. Das Harzblatt 32 kann zum Beispiel eine Dicke von ungefähr 1 μm bis 50 μm aufweisen. Dabei kann eine Klebstoffschicht zwischen Leitungsschicht 31 und Harzblatt 32 bereitgestellt sein.
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Das Verbindungsleitungselement 30 schließt einen ersten verbundenen Teil 30a, einen zweiten verbundenen Teil 30b und einen Verbindungsteil 30c ein.
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Der erste verbundene Teil 30a ist ein Teil, der auf dem Sammelschienenteil 22b der zweiten Elektrode 22 der anderen Solarzelle 20 angeordnet ist. Eine Klebstoffschicht 40 ist zwischen dem ersten verbundenen Teil 30a und dem Sammelschienenteil 22b angeordnet. Das Verbindungsleitungselement 30 ist mit der Klebstoffschicht 40 an den Sammelschienenteil 22b gebunden.
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Der zweite verbundene Teil 30b ist ein Teil, der auf dem Sammelschienenteil 21b der ersten Elektrode 21 der anderen Solarzelle 20 angeordnet ist. Eine Klebstoffschicht 40 ist zwischen dem zweiten verbundenen Teil 30b und dem Sammelschienenteil 21b angeordnet. Das Verbindungsleitungselement 30 ist mit der Klebstoffschicht 40 an den Sammelschienenteil 21b gebunden.
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Die Klebstoffschicht 40 kann zum Beispiel aus gehärtetem Harzklebstoff, gehärtetem Harzklebstoff, der Leitungsmaterial einschließt, Lot oder dergleichen hergestellt sein.
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Verbindungsteil 30c ist ein Teil, der zwischen der einen Solarzelle 20 und der anderen Solarzelle 20 angeordnet ist. In anderen Worten ist der Verbindungsteil 30c der Teil zwischen dem ersten verbundenen Teil 30a und dem zweiten verbundenen Teil 30b. Der Verbindungsteil 30c ist nicht direkt an die Solarzellen 20 gebunden.
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Wie in den 3 und 4 dargestellt ist, sind in dem Verbindungsteil 30c zwei Reihen von Öffnungen 34a, 34b in der Leitungsschicht 31 gebildet. Die Reihen von Öffnungen 34a, 34b sind in der x-Achsenrichtung parallel angeordnet. Die Reihen von Öffnungen 34a, 34b schließen jeweils Öffnungen 33 ein, die mit Abständen voneinander in der y-Achsenrichtung angeordnet sind. Die Reihen von Öffnungen 34a, 34b sind auf eine Weise angeordnet, dass keine der Reihen von Öffnungen 34a, 34b über irgendeiner der Solarzellen 20 gelegen ist. Konkret ausgedrückt, sind, wie in 4 gezeigt, Reihen von Öffnungen 34a, 34b um einen vorgegebenen Abstand in der x-Achsenrichtung entfernt von Eckteilen 20c angeordnet, wo jeweils Seitenoberflächen 20d, die angrenzenden Solarzellen 20 gegenüber liegen, und Rückoberflächen 20b der Solarzellen 20 aneinander angrenzen.
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Die Öffnungen 33 sind Durchgangslöcher, die in der Leitungsschicht 31 gebildet sind, und sind wie eine Ellipse geformt, deren Hauptachse sich in der y-Achsenrichtung erstreckt. Die Öffnungen 33, die in Reihen von Öffnungen 34a eingeschlossen sind, und die Öffnungen 33, die in Reihen von Öffnungen 34b eingeschlossen sind, sind auf eine Weise angeordnet, dass die Öffnungen 33, die in der Reihe von Öffnungen 34a eingeschlossen sind, nicht in derselben Reihe angeordnet sind, die sich in der x-Achsenrichtung erstreckt, wie Öffnungen 33, die in der Reihe von Öffnungen 34b eingeschlossen sind, und umgekehrt. In anderen Worten sind die Öffnungen 33, die in der Reihe von Öffnungen 34a eingeschlossen sind, und die Öffnungen 33, die in der Reihe von Öffnungen 34b eingeschlossen sind, in der y-Achsenrichtung versetzt. Es ist wünschenswert, dass die Öffnungen 33 wie mindestens eines von einem Rechteck mit abgerundeten Ecken, einem Kreis, einer Ellipse und einem langgestreckten Kreis geformt sind.
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Wie oben beschrieben, erstreckt sich in der Ausführungsform von angrenzenden Solarzellen 20 die Leitungsschicht 31 von einem Teil der einen Solarzelle 20 zu einem Teil der anderen Solarzelle 20 und bedeckt mindestens einen Teil des Raums zwischen der einen und der anderen Solarzelle 20. Die Leitungsschicht 31 ist mit Öffnungen 33 in einer Fläche, welche den Raum bedeckt, nämlich in dem Verbindungsteil 30c, versehen. Dadurch ist es möglich, die Dehnbarkeit des Verbindungsteils 30c zu steigern. Selbst wenn eine Veränderung in dem Raum zwischen angrenzenden Solarzellen 20 mechanische Spannung auf das Verbindungsleitungselement 30 ausübt, machen Dehnung und Kontraktion des Verbindungsteils 30c es möglich, zu verhindern, dass sich das Verbindungsleitungselement 30 von den Solarzellen 20 ablöst. Dies macht es möglich, ein Solarzellenmodul 1 mit verbesserter Zuverlässigkeit zu realisieren.
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Weiterhin sind in der Ausführungsform, wie in 4 gezeigt, die Reihen von Öffnungen 34a, 34b um den vorgegebenen Abstand in der x-Achsenrichtung entfernt von den Eckteilen 20c angeordnet, wo die Seitenoberflächen 20d, die angrenzenden Solarzellen 20 gegenüber liegen, und die Rückoberflächen 20b der Solarzellen 20 jeweils aneinandergrenzen. Dies macht es möglich, zu verhindern, dass Eckteile 20c der Solarzellen 20 in Kontakt mit der Leitungsschicht 31 kommen, wenn sich die Temperatur des Solarzellenmoduls 1 ändert, und folglich zu verhindern, dass sich Schaden in dem Verbindungsteil 30c mit geringerer Festigkeit sammelt. Als Ergebnis ist es möglich, das Auftreten von Rissen und dergleichen in der Leitungsschicht 31, die mit den Öffnungen 33 beginnen können, zu verhindern. Es ist anzumerken, dass die Dehnbarkeit des Verbindungsleitungselement 30 weiter gesteigert werden kann, wenn die Öffnungen 33 innerhalb eines Bereichs, in dem die Leitungsschicht 31 nicht in Kontakt mit dem Eckteil 20c kommt, so groß wie möglich gebildet werden.
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Weiterhin sind in der Ausführungsform die Öffnungen 33 wie eine Ellipse geformt, deren Hauptachse sich in der y-Achsenrichtung erstreckt. Dies macht es möglich, die Dehnbarkeit des Verbindungsleitungselements 30 unter Verwendung der kleineren Anzahl von Öffnungen 33 effektiv zu steigern.
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Weiterhin sind in der Ausführungsform zwei Reihen von Öffnungen 34a, 34b gebildet, die in der x-Achsenrichtung parallel angeordnet sind. Wenn die Öffnungen 33 so in mehreren Reihen angeordnet sind, können die Öffnungen 33 weiter voneinander beabstandet werden als wenn dieselbe Anzahl an Öffnungen 33 in einer einzelnen Reihe in der y-Achsenrichtung angeordnet sind. Folglich ist es möglich, das Risiko zu verringern, dass Risse auf eine Weise auftreten, dass Öffnungen 33, die in der y-Achsenrichtung aneinander angrenzen, verbunden werden. Aus diesem Grund kann die Dehnbarkeit des Verbindungsleitungselements 30 effektiver gesteigert werden, und eine viel höhere Zuverlässigkeit kann realisiert werden.
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Außerdem ist in der Ausführungsform das Verbindungsleitungselement 30 durch Stapeln der Leitungsschicht 31 auf dem Harzblatt 32 gebildet, und die Öffnungen 33 sind nur in der Leitungsschicht 31 gebildet. Dadurch kann die Dehnbarkeit des Verbindungsteils 30c verbessert werden, während eine Abnahme der Stabilität des Verbindungsteils 30c, der mit den Öffnungen 33 versehen ist, verhindert wird. Da die Stabilität der Form des Verbindungsleitungselements 30 erhöht werden kann, ist es außerdem möglich, die Verarbeitbarkeit zu verbessern, mit der die Solarzellen 20 und das Verbindungsleitungselement 30 für ihre Verbindung aneinander positioniert werden.
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Es ist anzumerken, dass, obwohl in der Ausführungsform, wie in 3 gezeigt, die Öffnungen 33 wie eine Ellipse geformt sind, deren Hauptachse sich in der y-Achsenrichtung erstreckt, die Öffnungen 33 wie ein langgestreckter Kreis, dessen Längsrichtung sich in der y-Achsenrichtung erstreckt, wie in 5 gezeigt, geformt sein können. Andernfalls können die Öffnungen 33 wie ein Rechteck mit abgerundeten Ecken, dessen Längsrichtung sich in der y-Achsenrichtung erstreckt, geformt sein. In anderen Worten ist es wünschenswert, dass eine Form keinen Eckteil aufweist oder eine Form mit abgerundeten Ecken (bogenförmigen Ecken) für die Öffnungen 33 verwendet wird. Dies macht es möglich, Schaden an der Leitungsschicht 31, der mit den Öffnungen 33 beginnen kann, wirksamer zu verhindern.
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Es ist anzumerken, dass in der Ausführungsform die Öffnungen 33 nur in der Leitungsschicht 31 gebildet sind, doch Öffnungen 33 können zusätzlich an dem Harzblatt 32 vorgesehen sein. Dies macht es möglich, die Dehnbarkeit des Verbindungsteils 30c stärker zu verbessern, als wenn die Öffnungen 33 nur an der Leitungsschicht 31 vorgesehen sind. Andernfalls können die Öffnungen 33 nur an dem Harzblatt 32 vorgesehen sein. Dies bewirkt dieselben Effekte wie das Bereitstellen der Öffnungen 33 nur an der Leitungsschicht 31.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Solarzellenmodul
- 20
- Solarzelle
- 20a
- erste Hauptoberfläche
- 20b
- zweite Hauptoberfläche
- 21
- erste Elektrode
- 22
- zweite Elektrode
- 30
- Verbindungsleitungselement
- 31
- Leitungsschicht
- 32
- Harzblatt
- 33
- Öffnung
- 34a, 34b
- Reihe von Öffnungen
