JP2001036105A - Solar battery module - Google Patents

Solar battery module

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JP2001036105A
JP2001036105A JP11203482A JP20348299A JP2001036105A JP 2001036105 A JP2001036105 A JP 2001036105A JP 11203482 A JP11203482 A JP 11203482A JP 20348299 A JP20348299 A JP 20348299A JP 2001036105 A JP2001036105 A JP 2001036105A
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JP
Japan
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solar cell
cell module
integrated element
width
photovoltaic
Prior art date
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Pending
Application number
JP11203482A
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Japanese (ja)
Inventor
Keisho Yamamoto
恵章 山本
Wataru Shinohara
亘 篠原
Shinichi Miyahara
真一 宮原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solar battery module which can produce high operation voltage output and is highly reliable. SOLUTION: This solar battery module comprises a plurality of integrated element groups 3 and 4 on a board 1 having an insulating surface. Each group 3 or 4 includes a plurality of photovoltaic elements 2 series-connected electrically to each other. The groups 3 and 4 are laid out in parallel with each other via a separating portion 5 and electrically series-connected to each other. The width of the portion 5 located between adjacent groups 3 and 4 is determined according to a potential difference generated between the adjacent elements 2 which interpose the portion 5 therebetween.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、特に高電圧を出力
することのできる太陽電池モジュールに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar cell module capable of outputting a high voltage.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、太陽電池を用いた太陽光発電シス
テムはクリーンな電源システムであることから、住宅用
の電源システム等への普及が進んでいる。
2. Description of the Related Art At present, a photovoltaic power generation system using a solar cell is a clean power supply system, and is widely used in home power supply systems and the like.

【0003】図7は、斯かる住宅用の太陽光発電システ
ムの一般的な構成を示すシステム概要図である。家屋の
屋根上には複数の太陽電池モジュール101が設置さ
れ、これら複数の太陽電池モジュール101からの直流
出力は集積されて接続箱102に導入される。この接続
箱102からの直流出力はインバータ103により交流
出力に変換され、分電盤104を介して家庭内負荷10
5に供給される。また、家庭内負荷105には商用の電
力系統106からも電力が供給されるように構成されて
おり、夜間など太陽電池モジュール101から供給され
る電力が不足した場合には、商用の電力系統106から
電力が供給される。
FIG. 7 is a system schematic diagram showing a general configuration of such a residential photovoltaic power generation system. A plurality of solar cell modules 101 are installed on the roof of the house, and DC outputs from the plurality of solar cell modules 101 are integrated and introduced into the junction box 102. The DC output from the connection box 102 is converted into an AC output by an inverter 103, and is supplied to a domestic load 10 via a distribution board 104.
5 is supplied. The home load 105 is also configured to be supplied with power from the commercial power system 106. If the power supplied from the solar cell module 101 is insufficient such as at night, the commercial power system 106 Is supplied with power.

【0004】上記家庭内負荷105は通常100V仕様
であることから、上記インバータ103から出力される
交流出力も100Vになるよう調整されている。このよ
うにインバータ103の交流出力を100Vとするため
には、インバータ103における損失や曇天時等の太陽
電池モジュール101の出力低下を考慮すると、インバ
ータ103に入力される太陽電池モジュール101の動
作電圧は200V程度にすることが好ましい。一般に単
結晶シリコンを用いた太陽電池モジュールの場合、1枚
当たりの動作電圧が50V程度であるので、通常は4〜
5枚の太陽電池モジュールを直列接続して1組とし、こ
の1組の太陽電池モジュールから出力される200V程
度の動作電圧をインバータ103に入力している。
[0004] Since the home load 105 is normally 100V, the AC output from the inverter 103 is also adjusted to 100V. In order to set the AC output of the inverter 103 to 100 V in this manner, the operating voltage of the solar cell module 101 input to the inverter 103 becomes Preferably, the voltage is set to about 200V. Generally, in the case of a solar cell module using single crystal silicon, since the operating voltage per one sheet is about 50 V, usually 4 to
Five solar cell modules are connected in series to form a set, and an operating voltage of about 200 V output from the set of solar cell modules is input to the inverter 103.

【0005】ところで、非晶質シリコンに代表される非
晶質半導体を用いた太陽電池モジュールは、出力設計に
関する自由度が高く、1枚の基板上で任意の出力電圧を
取出せることが知られている。例えば、出力電圧の高い
太陽電池モジュールの構造として、図1〜図3に示す構
造のものが知られている(実開平6−60155号)。
尚、図1は平面図であり、図2は図1におけるA−A線
の断面図、また図3は図1におけるB−B線の断面図で
ある。
It is known that a solar cell module using an amorphous semiconductor represented by amorphous silicon has a high degree of freedom in output design and can take out an arbitrary output voltage on a single substrate. ing. For example, as a structure of a solar cell module having a high output voltage, the structure shown in FIGS. 1 to 3 is known (Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-60155).
1 is a plan view, FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view taken along line BB in FIG.

【0006】これらの図を参照して、1はガラス、プラ
スチック等の透光性材料からなり且つ絶縁性表面を有す
る基板であり、2は該基板1上に形成された光起電力素
子である。光起電力素子2はSnO2,ITO或いはZ
nO等の透光性材料から成る第1電極11と、非晶質半
導体からなり基板1側から順にpin接合を有する光電
変換層12と、Ag,Al等の高反射性の金属材料から
成る第2電極13と、が積層されて構成されている。
Referring to these drawings, reference numeral 1 denotes a substrate made of a light-transmitting material such as glass or plastic and has an insulating surface, and 2 denotes a photovoltaic element formed on the substrate 1. . The photovoltaic element 2 is made of SnO 2 , ITO or Z
a first electrode 11 made of a light-transmitting material such as nO, a photoelectric conversion layer 12 made of an amorphous semiconductor and having a pin junction in order from the substrate 1 side, and a first electrode 11 made of a highly reflective metal material such as Ag and Al. The two electrodes 13 are stacked.

【0007】隣接する第1電極11の間は、基板1の絶
縁性表面が露出されて形成された第1電極分離溝21に
より分離されている。また、隣接する光電変換層12の
間は、前記第1電極11の表面を露出して形成された光
電変換層分離溝22により互いに分離されている。さら
に、隣接する第2電極13の間は、前記光電変換層12
の表面を露出して形成された第2電極分離溝23により
分離されている。そして、前記光電変換層分離溝22中
を第2電極13が埋設して第1電極11と接することに
より、隣接する光起電力素子2が電気的に直列接続され
ている。
The adjacent first electrodes 11 are separated by a first electrode separation groove 21 formed by exposing the insulating surface of the substrate 1. The adjacent photoelectric conversion layers 12 are separated from each other by photoelectric conversion layer separation grooves 22 formed by exposing the surface of the first electrode 11. Furthermore, between the adjacent second electrodes 13, the photoelectric conversion layer 12
Are separated by a second electrode separation groove 23 formed by exposing the surface of the second electrode. The second electrode 13 is buried in the photoelectric conversion layer separation groove 22 and is in contact with the first electrode 11, whereby the adjacent photovoltaic elements 2 are electrically connected in series.

【0008】3は、このように電気的に直列接続された
複数個の光起電力素子2からなる第1集積型素子群であ
り、4は同じく電気的に直列接続された複数個の光起電
力素子2からなる第2集積型素子群である。これら第1
集積型素子群3及び第2集積型素子群4の周囲には溝8
が設けられ、形成時に基板1の側面に被着した第1電
極、光電変換層或いは第2電極を介したリークが防止さ
れている。この溝8は、第1電極、光電変換層および第
2電極が除去されて形成されている。
Reference numeral 3 denotes a first integrated element group including a plurality of photovoltaic elements 2 electrically connected in series as described above, and reference numeral 4 denotes a plurality of photovoltaic elements similarly connected in series. This is a second integrated device group including the power device 2. These first
Grooves 8 are formed around the integrated device group 3 and the second integrated device group 4.
Is provided to prevent leakage through the first electrode, the photoelectric conversion layer, or the second electrode attached to the side surface of the substrate 1 during formation. The groove 8 is formed by removing the first electrode, the photoelectric conversion layer, and the second electrode.

【0009】第1集積型素子群3と第2集積型素子群4
とは、分離溝5を介して並列配置されている。この分離
溝5も、この部分における第1電極、光電変換層及び第
2電極が除去され、基板1の絶縁性表面が露出されて形
成されている。また、第1の集積型素子群3と第2の集
積型素子群4における直列接続の方向は、互いに逆向き
とされている。即ち、第1集積型素子群3においては紙
面右方向が負、左側が正とされているのに対し、第2集
積型素子群4においては紙面左方向が正、右側が負とさ
れている。
First integrated device group 3 and second integrated device group 4
Are arranged in parallel via the separation groove 5. This separation groove 5 is also formed by removing the first electrode, the photoelectric conversion layer, and the second electrode in this portion, and exposing the insulating surface of the substrate 1. The directions of the series connection in the first integrated device group 3 and the second integrated device group 4 are opposite to each other. That is, in the first integrated element group 3, the right side of the paper is negative and the left side is positive, whereas in the second integrated element group 4, the left side of the paper is positive and the right side is negative. .

【0010】そして、これら第1及び第2の集積型素子
群3,4は接続線6により電気的に直列接続されてお
り、正負一対の出力端子7から電気出力が外部に取出さ
れる。接続線6としては例えば半田メッキ銅箔を用いる
ことができ、この接続線6を、第1集積型素子群3にお
ける紙面左端に位置する第1電極11a上及び第2集積
型素子群4における紙面左端に位置する第2電極13a
上に半田を用いて接続している。また、正側の出力端子
7は、第2集積型素子群4の紙面右端に位置する第1電
極11b上と接続され、負側の出力端子7は第1集積型
素子群3の右端に位置する第2電極13b上にリード線
を介して接続されている(図示せず)。さらに、各光起
電力素子2の表面は絶縁性を有する樹脂層9により覆わ
れている。
The first and second integrated device groups 3 and 4 are electrically connected in series by a connection line 6, and an electric output is taken out from a pair of positive and negative output terminals 7. For example, a solder-plated copper foil can be used as the connection line 6. The connection line 6 is formed on the first electrode 11 a located at the left end of the first integrated element group 3 on the paper surface and on the paper surface of the second integrated element group 4. The second electrode 13a located at the left end
The top is connected using solder. The positive output terminal 7 is connected to the first electrode 11b located at the right end of the second integrated element group 4 in the drawing, and the negative output terminal 7 is located at the right end of the first integrated element group 3. The second electrode 13b is connected via a lead wire (not shown). Further, the surface of each photovoltaic element 2 is covered with a resin layer 9 having an insulating property.

【0011】斯かる構成によれば、2つの集積型素子群
3,4を備えているので、1つの集積型素子群しか備え
ない場合に比べて高い電圧を出力することができる。例
えば、非晶質シリコンを用いた場合1つの光起電力素子
での動作電圧は約0.6Vであるので、この素子を10
0個直列接続して1つの集積型素子群とすることで約6
0Vの出力電圧を得ることができ、この集積型素子群を
2つ備えることにより約120Vの動作電圧を得ること
ができる。また、光起電力素子の構造を、複数のpin
接合を有する所謂積層型の構造とすると、1つの光起電
力素子の動作電圧を2V程度にまで高めることができる
ので、200V程度の高い動作電圧を得ることが可能と
なる。
According to this configuration, since two integrated element groups 3 and 4 are provided, a higher voltage can be output as compared with a case where only one integrated element group is provided. For example, when amorphous silicon is used, the operating voltage of one photovoltaic element is about 0.6 V.
Approximately 6
An output voltage of 0 V can be obtained, and an operating voltage of about 120 V can be obtained by providing two integrated device groups. Further, the structure of the photovoltaic element is changed to a plurality of pins.
With a so-called stacked structure having a junction, the operating voltage of one photovoltaic element can be increased to about 2 V, so that a high operating voltage of about 200 V can be obtained.

【0012】従って、非晶質半導体を用いた太陽電池モ
ジュールによれば、容易に200V程度以上の高い動作
電圧を有する太陽電池モジュールを得ることができる。
このため、従来の様に複数枚の太陽電池モジュールを組
み合わせて高電圧とする必要がなく、1枚の太陽電池モ
ジュールを直接インバータに接続することが可能とな
る。
Therefore, according to a solar cell module using an amorphous semiconductor, a solar cell module having a high operating voltage of about 200 V or more can be easily obtained.
Therefore, it is not necessary to combine a plurality of solar cell modules to obtain a high voltage as in the related art, and one solar cell module can be directly connected to the inverter.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の様に
1枚の太陽電池モジュールでの動作電圧を200V程度
にまで高めると、電圧が高いことに起因する種々の問題
が発生するものと考えられる。然し乍ら、従来上記のよ
うに非晶質半導体を用いることにより高電圧の太陽電池
モジュールを得られることは知られているものの、実際
には動作電圧が50V程度のものしか製造されておら
ず、200Vもの高い動作電圧を出力する太陽電池モジ
ュールは存在しなかった。
By the way, when the operating voltage of one solar cell module is increased to about 200 V as described above, various problems caused by the high voltage are considered to occur. . However, although it is conventionally known that a high-voltage solar cell module can be obtained by using an amorphous semiconductor as described above, only a device having an operating voltage of about 50 V is actually manufactured. There were no solar cell modules that output extremely high operating voltages.

【0014】そこで、本発明は斯様に出力電圧を高めた
場合に発生する問題を解決し、高い動作電圧を出力でき
ると共に信頼性の高い太陽電池モジュールを提供するこ
とを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to solve the problem that occurs when the output voltage is increased as described above, and to provide a highly reliable solar cell module that can output a high operating voltage.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明太陽電池モジュー
ルは、絶縁性表面を有する基板上に、互いに電気的に直
列接続された複数個の光起電力素子からなる複数の集積
型素子群を備え、該複数の集積型素子群を分離部を介し
て並列配置すると共に互いに電気的に接続してなる太陽
電池モジュールであって、隣接して配置された前記集積
型素子群の間に位置する前記分離部の幅が、該分離溝を
挟んで隣接する前記光起電力素子間で発生する電位差に
応じて決定されていることを特徴とする。
The solar cell module according to the present invention comprises a plurality of integrated element groups each composed of a plurality of photovoltaic elements electrically connected in series on a substrate having an insulating surface. A solar cell module comprising a plurality of integrated element groups arranged in parallel via a separation unit and electrically connected to each other, wherein the solar cell module is located between the integrated element groups arranged adjacent to each other. The width of the separation portion is determined according to a potential difference generated between the photovoltaic elements adjacent to each other across the separation groove.

【0016】また、前記電位差をVとしたときに、前記
分離部の幅Dの値が、D(μm)≧3×V(V)なる関
係を満足する値とされていることを特徴とする。
Further, when the potential difference is V, the value of the width D of the separating portion is a value satisfying a relationship of D (μm) ≧ 3 × V (V). .

【0017】さらに、前記分離部は、前記基板の絶縁性
表面が露出されて構成されることを特徴とする。
Further, the separation section is characterized in that the insulating surface of the substrate is exposed.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】まず、図1に示す構造の太陽電池
モジュールを製造して信頼性試験を行った。太陽電池モ
ジュールの製造工程について、図4に示す工程別平面図
を参照して説明する。尚、同図において図1と同様の機
能を呈する部分には同一の符号を付している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, a solar cell module having the structure shown in FIG. 1 was manufactured and subjected to a reliability test. The manufacturing process of the solar cell module will be described with reference to a plan view of each process shown in FIG. In the figure, the parts having the same functions as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【0019】まず、同図(A)に示す工程においては、
325mm×880mmで厚さ4mmのガラスからなる
基板1上の全面に、熱CVD法を用いてSnO2膜を形
成した。このSnO2膜の外周部に波長約1.06μm
のYAGレーザを照射し、外周部を約200μ幅に枠状
に除去して溝8となる領域を形成した。尚、溝8を形成
するにあたっては必ずしも枠状とする必要はなく、基板
1の外周部において四辺と平行に形成した4本の4本の
直線状の溝を組み合わせた井桁状の形状としても良い。
First, in the step shown in FIG.
A SnO 2 film was formed on the entire surface of the substrate 1 made of 325 mm × 880 mm and 4 mm thick glass by using a thermal CVD method. A wavelength of about 1.06 μm is formed on the outer periphery of the SnO 2 film.
The YAG laser was applied, and the outer peripheral portion was removed in a frame shape with a width of about 200 μ to form a region to be the groove 8. In forming the groove 8, it is not always necessary to make the groove into a frame shape. The groove 8 may be formed in a grid shape by combining four linear grooves formed in parallel with four sides on the outer peripheral portion of the substrate 1. .

【0020】また、分離溝5に対応する領域のSnO2
膜をYAGレーザの照射により約200μ幅で除去し
た。さらに、SnO2膜を、上記YAGレーザの照射に
より分離溝5とは直交する方向に約8mm間隔で約50
μm幅に線状に除去し、基板1の絶縁性表面を露出せし
めて第1電極分離溝21を形成すると共に、複数の第1
電極11を形成した。この工程により、一列当たり10
0個の第1電極11を形成した。
The SnO 2 in the region corresponding to the separation groove 5
The film was removed with a width of about 200 μ by irradiation with a YAG laser. Further, the SnO 2 film is irradiated with the YAG laser by about 50 mm at intervals of about 8 mm in a direction orthogonal to the separation groove 5.
The first electrode separation groove 21 is formed by exposing the insulating surface of the substrate 1 so as to form a first electrode separation groove 21.
The electrode 11 was formed. By this process, 10 per row
Zero first electrodes 11 were formed.

【0021】次いで、同図(B)に示す工程において
は、上記第1電極11上を覆って基板1の全面に非晶質
半導体膜を形成した。非晶質半導体膜の形成あたって
は、プラズマCVD法を用いて膜厚約100Åのp型の
非晶質シリコンカーバイド層、膜厚約1000Åの真性
の非晶質シリコン層、膜厚約200Åのn型の非晶質シ
リコン層、膜厚約100Åのp型の非晶質シリコン層、
膜厚約1700Åの真性の非晶質シリコンゲルマニウム
層及び膜厚約200Åのn型の非晶質シリコン層をこの
順に積層し、所謂積層型の構成に形成した。斯かる構成
によれば、1つの光起電力素子あたり、約1Vの動作電
圧を得ることができる。
Next, in the step shown in FIG. 2B, an amorphous semiconductor film was formed on the entire surface of the substrate 1 so as to cover the first electrode 11. In forming the amorphous semiconductor film, a p-type amorphous silicon carbide layer having a thickness of about 100 °, an intrinsic amorphous silicon layer having a thickness of about 1000 °, and a an n-type amorphous silicon layer, a p-type amorphous silicon layer having a thickness of about 100 °,
An intrinsic amorphous silicon germanium layer having a thickness of about 1700 ° and an n-type amorphous silicon layer having a thickness of about 200 ° were laminated in this order to form a so-called laminated structure. According to such a configuration, an operating voltage of about 1 V can be obtained for one photovoltaic element.

【0022】そして、第1電極11上において、前記第
1電極分離溝21に沿って非晶質半導体膜に波長0.5
3μmのYAGレーザの第2高調波を照射し、該非晶質
半導体膜を溶融除去して光電変換層分離溝22を形成す
ると共に複数の光電変換層12を形成した。このとき、
第1集積型素子群3に対応する部分と第2集積型素子群
4に対応する部分とで、第1電極分離溝21に対してそ
れぞれ逆方向に50μmずらしてレーザ光を照射し、非
晶質半導体膜を溶融除去した。
On the first electrode 11, the wavelength 0.5 nm is applied to the amorphous semiconductor film along the first electrode separation groove 21.
By irradiating the second harmonic of a 3 μm YAG laser to melt and remove the amorphous semiconductor film, a photoelectric conversion layer separation groove 22 was formed and a plurality of photoelectric conversion layers 12 were formed. At this time,
A portion corresponding to the first integrated device group 3 and a portion corresponding to the second integrated device group 4 are irradiated with laser light by shifting the first electrode separation grooves 21 by 50 μm in opposite directions to each other. The porous semiconductor film was melted away.

【0023】さらに、同図(C)に示す工程において
は、上記光電変換層12上を含んで基板1上の全面にス
パッタ法を用いてAg膜を形成した。斯かる工程におい
てAg膜が光電変換層分離溝22中に埋設され、第1電
極11と接することとなる。そして、SnO2膜の除去
により形成された溝8と分離溝5の領域内において、A
g膜にレーザ光を照射し、この領域内におけるAg膜及
び光電変換層12を完全に除去して基板1の絶縁性表面
を露出させた。尚、溝8の領域内でAg膜及び光電変換
層を除去するにあたっては必ずしも枠状に除去する必要
はなく、直列接続方向(紙面左右方向)と平行な方向の
み溝状に除去しても良い。また、溝8に対応する領域を
除去するにあたってはYAGレーザを用い、分離溝5に
対応する領域を除去するにあたってはYAGレーザの第
2高調波を用いた。
Further, in the step shown in FIG. 3C, an Ag film was formed on the entire surface of the substrate 1 including the photoelectric conversion layer 12 by sputtering. In such a step, the Ag film is buried in the photoelectric conversion layer separation groove 22 and comes into contact with the first electrode 11. Then, in the region of the groove 8 and the separation groove 5 formed by removing the SnO 2 film, A
The g film was irradiated with laser light to completely remove the Ag film and the photoelectric conversion layer 12 in this region, exposing the insulating surface of the substrate 1. When the Ag film and the photoelectric conversion layer are removed in the region of the groove 8, it is not always necessary to remove the Ag film and the photoelectric conversion layer in a frame shape, and the removal may be performed in a groove shape only in a direction parallel to the series connection direction (left-right direction in the drawing). . Further, a YAG laser was used to remove a region corresponding to the groove 8, and a second harmonic of the YAG laser was used to remove a region corresponding to the separation groove 5.

【0024】さらに、光電変換層12上において、前記
光電変換層分離溝22に沿ってAg膜にYAGレーザの
第二高調波を照射し、Ag膜を線状に溶融除去して第2
電極分離溝23を形成すると共に、複数の第2電極13
を形成した。このとき、第1集積型素子群3に対応する
部分と第2集積型素子群4に対応する部分とで、光電変
換層分離溝22に対してそれぞれ逆方向に50μmずら
してレーザ光を照射し、Ag膜を溶融除去した。
Further, on the photoelectric conversion layer 12, the Ag film is irradiated with the second harmonic of the YAG laser along the photoelectric conversion layer separation groove 22, and the Ag film is melted and removed in the form of a second line.
An electrode separation groove 23 is formed, and a plurality of second electrodes 13 are formed.
Was formed. At this time, the portions corresponding to the first integrated type element group 3 and the portions corresponding to the second integrated type element group 4 are irradiated with laser light shifted 50 μm in opposite directions to the photoelectric conversion layer separation grooves 22 respectively. , And the Ag film was removed by melting.

【0025】そして、半田メッキ銅箔からなる接続線6
を用いて、図2に示すように第1集積型素子群3の左端
に位置する第1電極11aと、図3に示す第2集積型素
子群4の左端に位置する第2電極13aとを接続した。
尚、この接続用電極6は、導電性樹脂を用いた印刷電極
等により形成することもできる。
The connection line 6 made of a solder-plated copper foil
The first electrode 11a located at the left end of the first integrated element group 3 as shown in FIG. 2 and the second electrode 13a located at the left end of the second integrated element group 4 shown in FIG. Connected.
The connection electrode 6 can be formed by a printed electrode using a conductive resin or the like.

【0026】さらに、EVAシートなどの熱可塑性樹脂
シートを真空熱圧着法により基板1全面に設けることで
樹脂層9を形成し、端子ボックス6を右端に位置する第
1電極11b及び第2電極13bにリード線を介して取
付けることで、図1に示す構成の太陽電池モジュールを
製造した。
Further, a resin layer 9 is formed by providing a thermoplastic resin sheet such as an EVA sheet over the entire surface of the substrate 1 by vacuum thermocompression bonding, and the terminal box 6 is provided with the first electrode 11b and the second electrode 13b located at the right end. Then, the solar cell module having the configuration shown in FIG.

【0027】そして、以上の様にして製造した太陽電池
モジュールを温度85℃、湿度93%の雰囲気中で10
00時間放置した後に光電変換特性を測定したところ、
放置前の特性に比べて15%〜20%低下していた。
Then, the solar cell module manufactured as described above was placed in an atmosphere at a temperature of 85 ° C. and a humidity of 93% for 10 minutes.
After standing for 00 hours, the photoelectric conversion characteristics were measured.
The characteristics were reduced by 15% to 20% as compared with the characteristics before leaving.

【0028】本発明者らはこのように光電変換特性が低
下した理由について鋭意検討を行い、その原因を次の様
に推察するに至った。
The inventors of the present invention have conducted intensive studies on the reason why the photoelectric conversion characteristics have deteriorated in this way, and have come to speculate the cause as follows.

【0029】再度図1を参照して、第1集積型素子群3
及び第2集積型素子群4は、いずれもn個の光起電力素
子2から構成されているものとする。ここで、第1集積
型素子群3における右端からk個目の光起電力素子をa
とすると、光起電力素子aの左側には(n−k)個の光
起電力素子が存在することとなる。また、分離溝5を挟
んで前記光起電力素子aと隣接する光起電力素子をbと
する。この光起電力素子bは第2集積型素子群4を構成
する光起電力素子であり、この素子bの左側にも(n−
k)個の光起電力素子が存在することとなる。従って、
これら光起電力素子a,b間に生じる電位差は、光起電
力素子1個当たりの電圧をvとすると、2(n−k)v
となる。即ち、1個当たりの電圧の2(n−k)倍の電
位差が素子a,b間に生じることとなる。
Referring again to FIG. 1, first integrated device group 3
The second integrated device group 4 is assumed to be composed of n photovoltaic devices 2. Here, the k-th photovoltaic element from the right end in the first integrated element group 3 is a
Then, (nk) photovoltaic elements exist on the left side of the photovoltaic element a. The photovoltaic element adjacent to the photovoltaic element a with the separation groove 5 interposed therebetween is denoted by b. This photovoltaic element b is a photovoltaic element constituting the second integrated element group 4, and (n-
k) There will be photovoltaic elements. Therefore,
The potential difference between the photovoltaic elements a and b is 2 (nk) v, where v is the voltage per photovoltaic element.
Becomes That is, a potential difference of 2 (nk) times the voltage per element is generated between the elements a and b.

【0030】前述したように非晶質半導体からなる積層
型の光起電力素子1個当たりの動作電圧は、たかだか1
Vに過ぎない。従って、隣接する光起電力素子間におけ
る電流のリークを抑制するためには、前述の製造工程に
示す如くこれらの光起電力素子間を約50μmの溝で分
離するだけで十分であった。然し乍ら、本発明に係る太
陽電池モジュールの場合、2列に並列配置された2つの
集積型素子群3,4を備えている。このために、これら
集積型素子群3,4を構成する光起電力素子間でのリー
ク電流の発生が問題となるのである。
As described above, the operating voltage per stacked photovoltaic element made of an amorphous semiconductor is at most 1
Just a V. Therefore, in order to suppress current leakage between adjacent photovoltaic elements, it was sufficient to separate these photovoltaic elements by a groove of about 50 μm as shown in the above-described manufacturing process. However, the solar cell module according to the present invention includes two integrated element groups 3 and 4 arranged in two rows in parallel. For this reason, generation of a leak current between the photovoltaic elements constituting the integrated element groups 3 and 4 poses a problem.

【0031】例えば、第1及び第2集積型素子群3,4
が夫々100個ずつの光起電力素子から構成される場
合、これら集積型素子群3,4における右端から50番
目の光起電力素子間には、前述の通り2(100−5
0)×1=100Vもの電位差が生じるのである。さら
には、太陽電池モジュールの動作電圧が200Vの場
合、第1及び第2集積型素子群3,4の右端に位置する
光起電力素子間には200Vもの電位差が生じるのであ
る。そして、このように分離溝5を挟んで隣接する光起
電力素子a,b間に大きな電位差が生じるために、これ
ら光起電力素子a,b間でリーク電流が発生し、前述の
ような光電変換特性の低下が生じたものと推察される。
For example, the first and second integrated device groups 3 and 4
Is composed of 100 photovoltaic elements each, between the 50th photovoltaic element from the right end in these integrated element groups 3 and 4, 2 (100-5)
0) × 1 = 100 V potential difference occurs. Further, when the operating voltage of the solar cell module is 200 V, a potential difference of as much as 200 V occurs between the photovoltaic elements located at the right ends of the first and second integrated element groups 3 and 4. Since a large potential difference occurs between the photovoltaic elements a and b adjacent to each other with the separation groove 5 interposed therebetween, a leak current occurs between the photovoltaic elements a and b, and the photoelectric It is presumed that the conversion characteristics were reduced.

【0032】そこで、本発明者らは斯かる課題を解決す
るために、分離溝5の幅を種々変化させて図1に示す構
成の太陽電池モジュールを製造し、信頼性試験を行っ
た。その結果得られた特性図を図5に示す。同図の横軸
は分離溝5の幅であり、縦軸は信頼性試験後の光電変換
特性の低下率が5%以下であったものの歩留である。
尚、モジュールの動作電圧は100Vとされている。
Therefore, in order to solve such a problem, the present inventors manufactured a solar cell module having the configuration shown in FIG. 1 by changing the width of the separation groove 5 variously, and conducted a reliability test. FIG. 5 shows the characteristic diagram obtained as a result. The abscissa in the figure is the width of the separation groove 5, and the ordinate is the yield although the rate of decrease in the photoelectric conversion characteristics after the reliability test was 5% or less.
The operating voltage of the module is set to 100V.

【0033】図5に示す如く、モジュールの動作電圧が
100Vの場合,分離溝5の幅を300μm以上とする
ことで歩留を95%以上と向上することができた。ま
た、モジュール全体の動作電圧が2倍,3倍となる場合
には、分離溝の幅を2倍,3倍とすることで分離溝を挟
んで対向する光起電力素子間に加わる電界を等しくする
ことができ、分離溝を介したリーク電流の発生を抑制す
ることができる。
As shown in FIG. 5, when the operating voltage of the module was 100 V, the yield could be improved to 95% or more by setting the width of the separation groove 5 to 300 μm or more. When the operating voltage of the entire module is doubled or tripled, the width of the separation groove is doubled or tripled to equalize the electric field applied between the opposing photovoltaic elements across the separation groove. And the generation of a leak current through the separation groove can be suppressed.

【0034】モジュール全体の動作電圧が100Vの場
合、例えば図1の構成の太陽電池モジュールにおいて
は、第1集積型素子群3の右端に位置する光起電力素子
と、第2集積型素子群4の右端に位置する光起電力素子
との間に100Vの電位差が生じることとなる。従っ
て、図5の結果より、これらの光起電力素子間に設けら
れる分離溝の幅を300μmとすることにより歩留を向
上することができる。また、同様に2つの光起電力素子
間に生じる電位差が200Vの場合にはこの2つの光起
電力素子間における分離溝5の幅を600μmとすれば
よく、300Vの電位差が生じる場合には分離溝の幅を
900μmとすれば良い。
When the operating voltage of the entire module is 100 V, for example, in the solar cell module having the configuration shown in FIG. 1, the photovoltaic element located at the right end of the first integrated element group 3 and the second integrated element group 4 And a photovoltaic element located at the right end of the device has a potential difference of 100 V. Therefore, from the results of FIG. 5, the yield can be improved by setting the width of the separation groove provided between these photovoltaic elements to 300 μm. Similarly, when the potential difference between the two photovoltaic elements is 200 V, the width of the separation groove 5 between the two photovoltaic elements may be set to 600 μm, and when a potential difference of 300 V occurs, the separation is performed. The width of the groove may be 900 μm.

【0035】即ち、隣接する2つの光起電力素子間に生
じる電位差をV(V)としたときに、この2つの光起電
力素子間の分離部の幅D(μm)を数1の関係を満たす
値とすることで、この2つの光起電力素子間に発生する
リーク電流を抑制することができるのである。
That is, assuming that a potential difference between two adjacent photovoltaic elements is V (V), the width D (μm) of the separation portion between the two photovoltaic elements is expressed by the following equation (1). By satisfying the value, it is possible to suppress the leakage current generated between the two photovoltaic elements.

【0036】[0036]

【数1】 (Equation 1)

【0037】以上の様に、並列配置された複数の集積型
素子群を備えた太陽電池モジュールにおいて、集積型素
子群間に生じるリーク電流の発生を抑制するためには、
これら集積型素子群間に設ける分離部の幅を、該分離部
を挟んで隣接する光起電力素子間に発生する電位差のう
ち最大の電位差に応じて数1を満たすように決定すれば
良い。例えば、2列に並列配置された2つの集積型素子
群を備え、200Vの動作電圧を出力する太陽電池モジ
ュールの場合、2つの集積型素子群間に設ける分離部の
幅を、該分離部を挟んで隣接する光起電力素子間に発生
する電位差のうち最大の電位差である200Vに応じ
て、数1を満たすように600μm以上の幅とすれば良
い。
As described above, in a solar cell module having a plurality of integrated element groups arranged in parallel, in order to suppress the occurrence of leakage current between the integrated element groups,
The width of the separating portion provided between these integrated element groups may be determined so as to satisfy Formula 1 according to the largest potential difference among the potential differences generated between the photovoltaic elements adjacent to the separating portion. For example, in the case of a solar cell module that includes two integrated element groups arranged in two rows in parallel and outputs an operating voltage of 200 V, the width of a separating part provided between the two integrated element groups is determined by changing the width of the separating part. The width may be 600 μm or more so as to satisfy Equation 1 in accordance with 200 V, which is the maximum potential difference among the potential differences between the adjacent photovoltaic elements.

【0038】また、例えば3列に並列配置された3つの
集積型素子群を備え、300Vの動作電圧を出力する太
陽電池モジュールの場合、1つの集積型素子群の動作電
圧は100Vとなる。従って、各集積型素子群間に設け
る分離部の幅を、該分離部を挟んで隣接する光起電力素
子間に発生する電位差のうち最大の電位差となる100
Vに応じて、数1を満たすように300μm以上の幅と
すれば良い。
For example, in the case of a solar cell module including three integrated element groups arranged in three rows in parallel and outputting an operating voltage of 300 V, the operating voltage of one integrated element group is 100 V. Therefore, the width of the separation portion provided between the integrated element groups is set to the largest potential difference among the potential differences generated between the photovoltaic elements adjacent to the separation portion.
Depending on V, the width may be 300 μm or more so as to satisfy Equation 1.

【0039】さらに、各集積型素子群の間に設ける分離
部の幅は必ずしも一定とする必要はない。例えば、図6
の平面図に示す如く、分離部を挟んで対向する光起電力
素子間に発生する電位差が小さい部分では分離部の幅を
狭く、電位差が大きい部分では分離部の幅を広くするよ
うにしても良い。
Further, the width of the separation portion provided between each integrated element group is not necessarily required to be constant. For example, FIG.
As shown in the plan view, the width of the separation portion is small in a portion where the potential difference generated between the photovoltaic elements facing each other across the separation portion is small, and the width of the separation portion is wide in a portion where the potential difference is large. good.

【0040】尚、分離溝の幅は上述の様に数1の関係を
満足するものであれば良いが、あまり大きくしすぎると
有効面積が減少して光電変換特性の低下を招くので、上
限に付いては適宜定めれば良い。
The width of the separation groove may be any as long as it satisfies the relationship of Equation 1 as described above. However, if the width is too large, the effective area is reduced and the photoelectric conversion characteristics are reduced. The attachment may be determined as appropriate.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明した如く、並列配置された複数
の集積型素子群間に設ける分離溝の幅を、該分離溝を挟
んで対向する光起電力素子間で発生する電位差に応じて
決定している。従って、分離溝を介したリーク電流の発
生を抑制することができ、信頼性の向上した太陽電池モ
ジュールを提供することが可能となる。
As described above, the width of a separation groove provided between a plurality of integrated element groups arranged in parallel is determined according to the potential difference generated between photovoltaic elements facing each other with the separation groove interposed therebetween. are doing. Therefore, generation of a leak current through the separation groove can be suppressed, and a solar cell module with improved reliability can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】高電圧用の太陽電池モジュールの平面図であ
る。
FIG. 1 is a plan view of a solar cell module for high voltage.

【図2】図1におけるA−A線の断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG.

【図3】図1におけるB−B線の断面図である。。FIG. 3 is a sectional view taken along line BB in FIG. 1; .

【図4】図1の太陽電池モジュールの製造工程を説明す
るための工程別平面図である。
FIG. 4 is a plan view for explaining steps for manufacturing the solar cell module of FIG. 1;

【図5】分離溝の幅と歩留との関係を示す特性図であ
る。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between a width of a separation groove and a yield.

【図6】本発明に係る別の太陽電池モジュールの平面図
である。
FIG. 6 is a plan view of another solar cell module according to the present invention.

【図7】太陽光発電システムのシステム概要図である。FIG. 7 is a system schematic diagram of a photovoltaic power generation system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…基板、2…光起電力素子、3…第1集積型素子群、
4…第2集積型素子群、5…分離溝、6…接続線、7…
出力端子、8…溝
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate, 2 ... Photovoltaic element, 3 ... 1st integrated element group,
4 Second integrated device group, 5 Separation groove, 6 Connection line, 7
Output terminal, 8 ... groove

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮原 真一 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 5F051 AA05 BA03 BA11 BA17 EA01 EA05 EA09 EA10 EA11 EA16 EA17 GA03  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Shinichi Miyahara 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. F-term (reference) 5F051 AA05 BA03 BA11 BA17 EA01 EA05 EA09 EA10 EA11 EA16 EA17 GA03

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁性表面を有する基板上に、互いに電
気的に直列接続された複数個の光起電力素子からなる複
数の集積型素子群を備え、該複数の集積型素子群を分離
部を介して並列配置すると共に互いに電気的に接続して
なる太陽電池モジュールであって、 隣接して配置された前記集積型素子群の間に位置する前
記分離部の幅が、該分離溝を挟んで隣接する前記光起電
力素子間で発生する電位差に応じて決定されていること
を特徴とする太陽電池モジュール。
1. A plurality of integrated element groups each comprising a plurality of photovoltaic elements electrically connected in series to each other on a substrate having an insulating surface, and the plurality of integrated element groups are separated by a separating unit. A solar cell module arranged in parallel and electrically connected to each other via a plurality of integrated element groups, wherein a width of the separation portion located between the integrated element groups arranged adjacently sandwiches the separation groove. Wherein the photovoltaic module is determined according to a potential difference generated between the adjacent photovoltaic elements.
【請求項2】 前記電位差をVとしたときに、前記分離
部の幅Dの値が、 D(μm)≧3×V(V) なる関係を満足する値とされていることを特徴とする請
求項1記載の太陽電池モジュール。
2. When the potential difference is V, the value of the width D of the separation portion satisfies the following relationship: D (μm) ≧ 3 × V (V). The solar cell module according to claim 1.
【請求項3】 前記分離部は、前記基板の絶縁性表面が
露出されて構成されることを特徴とする請求項1又は2
記載の太陽電池モジュール。
3. The isolation section according to claim 1, wherein the insulating surface of the substrate is exposed.
The solar cell module as described.
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