JP2003086819A

JP2003086819A - 太陽電池モジュール

Info

Publication number: JP2003086819A
Application number: JP2001275114A
Authority: JP
Inventors: Naoki Ishikawa; 直揮石川; Michihiko Shirakashi; 充彦白樫
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2001-09-11
Filing date: 2001-09-11
Publication date: 2003-03-20

Abstract

(57)【要約】【目的】複数の太陽電池セルをマトリクス状に配置し
て太陽電池モジュールを構成する場合において、太陽電
池モジュールの全体の面積に対して太陽電池セルの占め
る面積の割合を大きくして、これにより効率的に発電が
可能な太陽電池モジュールを提供する。【構成】複数の太陽電池セル２１，２２，２３を接触
もしくは微少距離離隔して配置すると共に、該太陽電池
セルを配線部材２５，２６により並列接続し、該並列接
続した複数の太陽電池セルを直列に接続した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は太陽電池モジュール
（パネル）に係り、特にモジュール（パネル）全体とし
ての発電効率を向上させるための太陽電池セルの配置お
よび接続構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】太陽電池は、太陽光を受けて発電電力を
発生するものであり、太陽電池セルとしてシリコン単結
晶または多結晶基板を用いることができる。太陽電池セ
ル自体は、半導体のＰＮ接合により、起電力を発生する
ものであるので、一枚のセル自体の発生電圧は１Ｖに満
たず、これらのセルを直列および並列に接続して太陽電
池モジュールとして所要の発電電圧および電流を満足す
るようにしている。

【０００３】図５は、従来の太陽電池モジュールにおけ
る太陽電池セルの配置および接続構造例を示す。太陽電
池モジュール１１には、多数の太陽電池セル１２がマト
リクス状に配置されている。太陽電池セル１２は、シリ
コン単結晶または多結晶基板からなり、一枚あたりの寸
法が十数ｃｍ角乃至数ｃｍ角であり、縦方向および横方
向に通常１−２ｍｍ程度の距離を離隔して配置されてい
る。各太陽電池セル１２は、配線部材１３により直列に
接続されると共に、配線部材１４により並列に接続さ
れ、これにより太陽電池モジュール１１の全体としての
所要発電電圧および電流を出力できようにしている。

【０００４】図６は、図５に示すモジュールにおける太
陽電池セル間の接続構造例を示す。太陽電池セル１２の
表裏面には、図示しない電極が設けられ、これに例えば
銅の薄板にはんだをコーティングした配線部材１３を用
いて接続する。太陽電池セルを直列に接続するために
は、隣接する太陽電池セルの表面側と裏面側とを接続す
る必要があり、配線部材１３は図６（ｂ）に示されるよ
うに、折曲げた構造をとる必要がある。このため、直列
に接続される太陽電池セル１２ａ，１２ｂ，１２ｃ間
は、配線部材１３が折り曲げて通る隙間を確保するた
め、上述したように少なくとも１−２ｍｍ程度の距離を
おいて配置する必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】太陽電池モジュールに
おいて、太陽光を受けて電力の発生に寄与する部分は、
当然のことながら太陽電池セルが存在する部分に限ら
れ、上述した隣接する太陽電池セル間の隙間は電力の発
生に寄与しない。従って、太陽電池セルが組み込まれる
モジュール全体の面積に対して、電力の発生に寄与する
太陽電池セル部分の占める面積の割合が大きいほど、太
陽電池による効率的な発電が可能となる。

【０００６】本発明は上述した課題に鑑みてなされたも
ので、複数の太陽電池セルをマトリクス状に配置して太
陽電池モジュールを構成する場合において、太陽電池モ
ジュールの全体の面積に対して太陽電池セルの占める面
積の割合を大きくして、これにより効率的に発電が可能
な太陽電池モジュールを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の太陽電池モジュ
ールは、複数の太陽電池セルを接触もしくは微少距離離
隔して配置すると共に、該太陽電池セルを並列接続し、
該並列接続した複数の太陽電池セルを直列に接続したこ
とを特徴とする。

【０００８】上述した本発明によれば、複数の太陽電池
セルを接触もしくは微小距離離隔して配置し、これらを
並列接続するので、これらの太陽電池セル間の隣接する
隙間をゼロもしくは微小距離にすることができる。これ
により、太陽電池モジュールの全体の面積に対して、電
力を発生しない部分の面積を低減し、電力を発生する部
分の面積の割合を高めることができるので、太陽電池モ
ジュールにおける効率的な発電が可能になる。

【０００９】また、前記並列接続した複数の太陽電池セ
ルを一単位のセル群として、該セル群を複数群直列およ
び並列に配置することで、所要の発電電圧および電流を
満足するようにしたことを特徴とする。

【００１０】上述したように太陽電池セルを接触もしく
は微小距離離隔して配置すると共にこれらを並列接続
し、これを一単位のセル群として複数のセル群を任意に
直列および並列に配置することで、太陽電池モジュール
の所要の発電電圧および電流を得ることができる。従っ
て、太陽電池モジュールの発電効率を向上させつつ、所
要の発電電圧および電流が得られる。

【００１１】また、本発明の太陽電池モジュールの製造
方法は、複数の太陽電池セルを接触もしくは微少距離離
隔して配置し、該太陽電池セルを配線部材を用いて並列
接続し、該並列接続した複数の太陽電池セルを一単位の
セル群として、該セル群を複数群直列および並列に接続
し、透明な基板に貼着することを特徴とする。

【００１２】これにより、従来よりも発電効率を向上さ
せた太陽電池モジュールを容易に製造することが可能と
なる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図１乃至図４を参照しながら説明する。

【００１４】図１は、本発明の実施形態の太陽電池セル
の配置および接続構造を示す。この実施形態において
は、３枚の太陽電池セル２１，２２，２３を接触して配
置すると共に、各セルに設けられた表面側の電極を配線
部材２５により共通に並列接続し、各セルの裏面側の電
極を配線部材２６により共通に並列接続している。ここ
で、各太陽電池セルは縦×横の幅がそれぞれ十数ｃｍ×
十数ｃｍ乃至数ｃｍ×数ｃｍであり、配線部材２５，２
６として、はんだコーティングした銅の薄板を用いるこ
とは、上述した従来の技術と同様である。なお、配線部
材としては、上記材料に限らず、適宜のものを用いるこ
とができる。

【００１５】図２は、本発明の他の実施形態の太陽電池
セルの接続構造を示す。この実施形態においては、太陽
電池セル２１，２２間に、また太陽電池セル２２，２３
間に０．１ｍｍ程度の微小距離だけ離隔して太陽電池セ
ル２１，２２，２３を配置している。その他の構成は、
図１に示す実施形態と同様である。

【００１６】太陽電池セル２１，２２，２３の側面が絶
縁膜で被覆されるか、何らかの不活性化処理が施されて
いる場合には、図１に示すように各太陽電池セルを接触
するように配置しても特に問題は生じない。しかしなが
ら、各太陽電池セルの側面が酸化膜（ＳｉＯｘ）、絶縁
樹脂材料等の絶縁膜で被覆されておらず、また、不活性
化処理がなされていない場合には、太陽電池セルのＰＮ
接合が側面に露出することになる。従って、このような
状態で隣接する太陽電池セルの一部分がＰＮ接合の両側
に接触すると、ここに短絡状態が引き起こされ、太陽電
池セルの出力が取り出せなくなるという問題がある。係
る問題を防止するため、各太陽電池セルの側面が不活性
化処理が施されていない場合には、図２に示すように太
陽電池セル間に僅かな離隔距離を設けることが好まし
い。

【００１７】上述の並列接続した太陽電池セル２１，２
２，２３は、一単位のセル群２７（図１参照）または２
８（図２参照）を形成する。この単位のセル群２７，２
８は、太陽電池セルの電圧出力は従来の一枚の太陽電池
セルと同じであるが、その電流容量は３倍に増加してい
る。このセル群２７，２８を複数群直列に接続すること
で、太陽電池モジュールの所要の発電電圧を得ることが
できる。また、この直列接続された複数のセル群を更に
並列に配置して両端を接続することで、太陽電池モジュ
ールの所要の電流容量を得ることができる。

【００１８】図３は、本発明の実施形態の太陽電池モジ
ュールの構成例を示す。この太陽電池モジュール３２
は、複数の太陽電池セルを並列接続したセル群２７（２
８）を２段直列に接続し、且つこの２段直列に接続した
セル群を４列に並列配置している。そして、２段直列に
接続したセル群のそれぞれの両端部を共通に接続し、そ
れぞれの入出力端子としている。

【００１９】この実施形態の太陽電池モジュールでは、
図５に示す従来例の太陽電池モジュールと比較して、太
陽電池セルの総数は同じであり、セルの直列接続段数は
２段となるので、発生電圧は１／３に低減するが、逆に
電流容量は３倍に増大している。即ち、太陽電池の発生
電力という点では変わらない。しかしながら、従来の直
列接続していた太陽電池セル間の間隔がゼロもしくは
０．１ｍｍ程度の微小距離となるので、太陽電池モジュ
ールにおける太陽電池モジュール間の隙間部分がなくな
り、太陽電池モジュール全体の面積に対する太陽電池セ
ル部分の面積の割合を増大することができる。これによ
り、太陽電池モジュールの発電効率を高めることができ
る。

【００２０】次に、この太陽電池モジュールの製造方法
の概要について説明する。まず、複数の太陽電池セルを
接触もしくは微小距離離隔して配置すると共にこれらの
太陽電池セルを配線部材を用いて並列接続する。そし
て、並列接続したセル群を複数群直列および並列に配線
部材を用いて接続する。この時、直列に接続するセル群
の段数および並列に接続する回路数は太陽電池モジュー
ルの所要の発電電圧および電流を満足するように設定す
る。

【００２１】図４は、本発明の太陽電池モジュールの製
造段階を示す。透明なガラスまたはプラスチック材から
なる表面カバー材４１に未硬化のエチレンビニルアセテ
ート（ＥＶＡ）フィルム４２と、上述した接続構造を有
する太陽電池セル群４３と、未硬化のエチレンビニルア
セテート（ＥＶＡ）フィルム４４と、裏面カバー材４５
とを図示する順番で配置する。

【００２２】そして、上記表面カバー材４１にエチレン
ビニルアセテート（ＥＶＡ）フィルム４２を介して配線
接続した太陽電池セル群を貼着する。更にエチレンビニ
ルアセテート（ＥＶＡ）フィルム４４を介して裏面カバ
ー材４５との間に挟み込み、この積層構造体を真空炉内
で２００℃程度の温度で加熱圧着する。この時、１Ｔｏ
ｒｒ以下の真空状態を保ちつつ、フィルム４２，４４近
傍の空気抜きを行う。エチレンビニルアセテート（ＥＶ
Ａ）フィルム４２，４４は透明な樹脂材となり、太陽電
池セル群は表面カバー材４１と裏面カバー材４５との間
に強固に固定される。

【００２３】これにより強固な太陽電池モジュールの積
層構造体が得られる。更に、余分な部分のカッティン
グ、配線用電極の形成などの処理を行い、これにより太
陽電池モジュールが完成する。この太陽電池モジュール
は、上述したように太陽電池セル部分のモジュール全面
積に対する比率が高いので、効率的に発電電力を発生で
きる。

【００２４】なお、上記の本発明の実施形態は、本発明
の一実施態様について述べたもので、本発明の趣旨を逸
脱することなく種々の変形実施例が可能なことは勿論で
ある。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、太
陽電池モジュールの受光面を有効に活用することがで
き、これにより光エネルギーを効率よく電力に変換する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の太陽電池セルの配置および
接続構造を示す図である。

【図２】本発明の他の実施形態の太陽電池セルの配置お
よび接続構造を示す図である。

【図３】本発明の実施形態の太陽電池モジュールの構成
例を示す図である。

【図４】本発明の太陽電池モジュールの製造段階を示す
図である。

【図５】従来の太陽電池モジュールの構成例を示す図で
ある。

【図６】従来の太陽電池セルの配置および接続構造を示
す図である。

【符号の説明】

１１，３０太陽電池モジュール１２，２１，２２，２３太陽電池セル１３，２５，２６配線部材２７，２８太陽電池セル群４１表面カバー材４２，４４エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）
フィルム４３接続された太陽電池セル群４５裏面カバー材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の太陽電池セルを接触もしくは微少
距離離隔して配置すると共に、該太陽電池セルを並列接
続し、該並列接続した複数の太陽電池セルを直列に接続
したことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】前記並列接続した複数の太陽電池セルを
一単位のセル群として、該セル群を複数群直列および並
列に配置することで、所要の発電電圧および電流を満足
するようにしたことを特徴とする請求項１記載の太陽電
池モジュール。
【請求項３】複数の太陽電池セルを接触もしくは微少
距離離隔して配置し、該太陽電池セルを配線部材を用い
て並列接続し、該並列接続した複数の太陽電池セルを一
単位のセル群として、該セル群を複数群直列および並列
に配置し、透明な基板に貼着することを特徴とする太陽
電池モジュールの製造方法。