JP2005209985A - 太陽電池セルの電力出力用リード線 - Google Patents

太陽電池セルの電力出力用リード線 Download PDF

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Abstract

【課題】セルストリングスに対する接続作業性に優れた太陽電池セルの電力出力用リード線を提供する。
【解決手段】各セルストリングスの一端側に接続されるセルストリングス接続線22a、22b、22cと外部接続線24a、24bとは、それぞれを所定のセルストリングスに接続することができるように、セルストリングス接続線22a、22b、22cにおけるストリングス接続部分を直線状に重ね合わせた状態で、セルストリングス接続線22a、22b、22cにおける外部接続部分及び外部接続線24a、24bにおけるターミナル接続部側を、PETフィルム等の樹脂フィルムによって形成された、絶縁性を有する一対の粘着シート25によって挟み込むことで、予め、一体化されており、各セルストリングスの他端側に接続されるセルストリングス接続線は、それぞれの端部同士を、樹脂被覆材によって相互に連結することで、予め、一体化されている。
【選択図】 図4

Description

この発明は、例えば、太陽電池パネル等に搭載される太陽電池セルの電力出力用リード線に関する。
太陽電池パネルには、多数の太陽電池セルを、透光性を有する表面保護プレートと裏面保護シートとの間に挟み込んだ状態で、透明な充填接着剤によって封止、一体化したものがあり、こういった太陽電池パネルでは、電力出力用リード線によって、多数の太陽電池セルが直列に接続された状態で、パネルの裏面側に設けられた端子ボックスのターミナルに接続されている。
上述した電力出力用リード線は、太陽電池セル同士を直列に接続する複数のセル接続線と、複数の太陽電池セルがセル接続線によって直列に接続された複数のセルストリングスを直列に接続するセルストリングス接続線と、セルストリングス接続線によって直列に接続された複数のセルストリングスのうち、両端のセルストリングスを端子ボックスのターミナルにそれぞれ接続する外部接続線とを備えており、外部接続線は、裏面保護シートを貫通して外部に引き出されている。
外部接続線が接続される各セルストリングスの一端側において、セルストリングス同士を接続するセルストリングス接続線は、太陽電池セル同士を直列に接続しているセル接続線等が断線した場合でも、太陽電池セルによって発電された電力を取り出すことができるように、端子ボックスのターミナルに接続される外部接続部分を有しており、この外部接続部分は、外部接続線と同様に、裏面保護シートを貫通して外部に引き出されるようになっている。
ところで、こういった太陽電池パネルを製造する際は、例えば、図9(a)に示すように、複数の太陽電池セル61がセル接続線71によって直列に接続された複数のセルストリングス62〜69を表面保護プレート51の上(内面)に並べた状態で、各セルストリングス62〜69の一端側において、同図(b)に示すように、両端のセルストリングス62、69に、図11(a)に示すような外部接続線76a、76bを接続した後、図10(a)に示すように、端から2列目のセルストリングス63、68と、端から3列目のセルストリングス64、67とを、図11(b)に示すようなセルストリングス接続線72a、72bによってそれぞれ接続し、図10(b)に示すように、中央に位置しているセルストリングス65、66を、図11(c)に示すようなセルストリングス接続線73によって接続する。
また、図12に示すように、各セルストリングス62〜69の他端側において、両端のセルストリングス62、69と端から2列目のセルストリングス63、68とは、セルストリングス接続線74a、74bによってそれぞれ接続すると共に、端から3列目のセルストリングス64、67と、端から4列目のセルストリングス65、66とは、セルストリングス接続線75a、75bによってそれぞれ接続することになる。
特開平10−281562号公報 特開平11−325610号公報
しかしながら、セルストリングス接続線72a〜75bや外部接続線76a、76bをセルストリングス62〜69に接続する際は、それぞれのセルストリングス62〜69から導出されているセル接続線71を、セルストリングス接続線72a〜75bや外部接続線76a、76bに半田付けすることになるので、半田付けによる接続を確実に行うためには、図9、図10及び図12に示すように、それぞれのセルストリングス接続線72a〜75bや外部接続線76a、76bを、粘着テープAT等を用いて、個別に所定位置に仮止めしておかなければならず、セルストリングス62〜69に対するセルストリングス接続線72a〜75bや外部接続線76a、76bの接続作業性が悪いといった問題がある。
そこで、この発明の課題は、セルストリングスに対する接続作業性に優れた太陽電池セルの電力出力用リード線を提供することにある。
上記の課題を解決するため、請求項1にかかる発明は、太陽電池セル同士を直列に接続するセル接続線と、複数の前記太陽電池セルが前記セル接続線によって直列に接続されたセルストリングス同士を直列に接続するセルストリングス接続線と、前記セルストリングス接続線によって直列に接続された複数の前記セルストリングスを端子ボックスのターミナルに接続する外部接続線とを備えた太陽電池セルの電力出力用リード線において、前記セルストリングス接続線及び前記外部接続線が、前記セルストリングスに接続可能な状態で、予め一体化されていることを特徴とする太陽電池セルの電力出力用リード線を提供するものである。
また、上記の課題を解決するため、請求項2にかかる発明は、太陽電池セル同士を直列に接続するセル接続線と、複数の前記太陽電池セルが前記セル接続線によって直列に接続されたセルストリングス同士を直列に接続するセルストリングス接続線とを備えた太陽電池セルの電力出力用リード線において、複数の前記セルストリングス接続線が、前記セルストリングスに接続可能な状態で、予め一体化されていることを特徴とする太陽電池セルの電力出力用リード線を提供するものである。
また、請求項3にかかる発明は、請求項1にかかる発明の太陽電池セルの電力出力用リード線において、前記セルストリングス接続線及び前記外部接続線を、相互に重ね合わせた状態で一体化したものである。
また、請求項4にかかる発明は、請求項1または3にかかる発明の太陽電池セルの電力出力用リード線において、前記セルストリングス接続線は、前記端子ボックスのターミナルに接続される外部接続部分を有しており、前記セルストリングス接続線及び前記外部接続線を、前記セルストリングス接続線における前記外部接続部分で一体化したものである。
また、請求項5にかかる発明は、請求項4にかかる発明の太陽電池セルの電力出力用リード線において、前記セルストリングス接続線における前記外部接続部分及び前記外部接続線は、それぞれが接続される前記端子ボックスの各ターミナルに対応するように、予め、その配線間隔を設定したものである。
以上のように、請求項1にかかる発明の太陽電池セルの電力出力用リード線は、セルストリングス接続線及び外部接続線が、セルストリングスに接続可能な状態で、予め一体化されているので、セルストリングス接続線や外部接続線をセルストリングスに接続する際は、一体化されたセルストリングス接続線及び外部接続線の全体を、粘着テープ等を用いて、所定位置に仮止めすれば、それぞれのセルストリングス接続線や外部接続線がセルストリングスに接続可能な所定位置に確実に位置決めされることになる。
従って、セルストリングス接続線や外部接続線をセルストリングスに接続する際、それぞれのセルストリングス接続線や外部接続線毎に、粘着テープ等を用いて仮止めしなければならなかった従来の太陽電池セルの電力出力用リード線に比べて、粘着テープ等による固定個所が大幅に少なくなると共にセルストリングス接続線や外部接続線の位置ずれも少なくなるので、セルストリングスに対する接続作業性及び品質の向上を図ることができる。
また、請求項2にかかる発明の太陽電池セルの電力出力用リード線は、複数のセルストリングス接続線が、セルストリングスに接続可能な状態で、予め一体化されているので、セルストリングス接続線をセルストリングスに接続する際は、一体化された複数のセルストリングス接続線全体を、粘着テープ等を用いて、所定位置に仮止めすれば、それぞれのセルストリングス接続線がセルストリングスに接続可能な所定位置に確実に位置決めされることになる。
従って、セルストリングス接続線をセルストリングスに接続する際、それぞれのセルストリングス接続線毎に、粘着テープ等を用いて仮止めしなければならなかった従来の太陽電池セルの電力出力用リード線に比べて、粘着テープ等による固定個所が少なくなると共にセルストリングス接続線の位置ずれも少なくなるので、セルストリングスに対する接続作業性及び品質の向上を図ることができる。
また、請求項3にかかる発明の太陽電池セルの電力出力用リード線は、セルストリングス接続線及び外部接続線が、相互に重ね合わされた状態で一体化されているので、セルストリングス接続線及び外部接続線の占有領域を最小限に抑えることができる。
また、請求項4にかかる発明の太陽電池セルの電力出力用リード線は、セルストリングス接続線が、端子ボックスのターミナルに接続される外部接続部分を有しており、セルストリングス接続線及び外部接続線が、セルストリングス接続線における外部接続部分で一体化されているので、セルストリングスに接続したセルストリングス接続線の外部接続部分と外部接続線とを同時に端子ボックスまで導くことができ、配線作業性が向上する。
また、請求項5にかかる発明の太陽電池セルの電力出力用リード線は、セルストリングス接続線における外部接続部分及び外部接続線が、端子ボックスの各ターミナルに対応するように、予め、その配線間隔が設定されているので、セルストリングス接続線における外部接続部分及び外部接続線を端子ボックスのターミナルに接続する際、セルストリングス接続線における外部接続部分や外部接続線が端子ボックスのターミナルに同時に位置決めされ、ターミナルに対する接続作業性が向上する。
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。図1及び図2は、太陽光を利用して発電を行う太陽光発電モジュール1を示している。この太陽光発電モジュール1は、太陽電池パネル10をフレーム30に装着したものであり、太陽電池パネル10は、その裏面側に取り付けられた端子ボックス15を有している。
前記太陽電池パネル10は、図1〜図3に示すように、マトリックス状に配置された多数の太陽電池セル11が、白板強化ガラス等からなる透光性を有する表面保護プレート12と、ポリフッ化ビニル樹脂フィルム等によって形成された裏面保護シート13との間に挟み込まれた状態で、エチレンビニルアセテート(EVA)からなる透明な充填接着剤14によって封止、一体化されたものであり、多数の太陽電池セル11は、電力出力用リード線20によって直列に接続された状態で、裏面保護シート13に取り付けられた端子ボックス15のターミナル16に接続されている。
前記電力出力用リード線20は、図4(a)、(b)及び図5(a)〜(c)に示すように、太陽電池セル11同士を直列に接続してセルストリングス111〜118を形成する複数のセル接続線21と、複数のセルストリングス111〜118を直列に接続するセルストリングス接続線22a、22b、22c、23a、23b、23c、23dと、セルストリングス接続線22a〜23dによって直列に接続された複数のセルストリングス111〜118のうち、両端に位置しているセルストリングス111、118を端子ボックス15のターミナル16にそれぞれ接続する外部接続線24a、24bとを備えており、セルストリングス接続線22a〜23d及び外部接続線24a、24bは、各セルストリングス111〜118における両端に位置している太陽電池セル11から導出されたセル接続線21や端子ボックス15のターミナル16に半田付けされるようになっている。
各セルストリングス111〜118の一端側に接続されるセルストリングス接続線22a、22b、外部接続線24a、24b及びセルストリングス接続線22cは、図5(a)〜(c)に示すように、接続部付近を除いて樹脂被覆されたL字状の被覆リボン線及びT字状の裸リボン線によって、また、各セルストリングス111〜118の他端側に接続されるセルストリングス接続線23a〜23dは、図4(b)に示すように、直線状の裸リボン線によってそれぞれ形成されており、セルストリングス接続線22a、22b、22cは、セルストリングス同士を相互に接続するストリングス接続部分αと、太陽電池セル11同士を直列に接続しているセル接続線21等が断線した場合でも、図示しないダイオードとの協働作用によって太陽電池セル11によって発電された電力を取り出すことができるように、端子ボックス15のターミナル16に接続される外部接続部分βとを備えている。
セルストリングス接続線22a、22b、22cと外部接続線24a、24bとは、図4(a)及び図6に示すように、それぞれを所定のセルストリングスに接続することができるように、セルストリングス接続線22a、22b、22cにおけるストリングス接続部分αを直線状に重ね合わせた状態で、セルストリングス接続線22a、22b、22cにおける外部接続部分β及び外部接続線24a、24bにおけるターミナル接続部側γを、ポリエチレンテレフタレートフィルム等の樹脂フィルムによって形成された、絶縁性を有する一対の粘着シート25によって挟み込むことで、予め、一体化されており、前記セルストリングス接続線23a〜23dは、図4(b)に示すように、それぞれの端部同士を、樹脂被覆材26によって相互に連結することで、予め、一体化されている。
また、一対の粘着シート25によって挟み込まれたセルストリングス接続線22a、22b、22cにおけるそれぞれの外部接続部分β及び外部接続線24a、24bのターミナル接続部側γは、端子ボックス15の各ターミナル16に対応するように、その配線間隔が設定されており、図6に二点鎖線で示すように、粘着シート25から突出した部分を、同図に実線で示すように、粘着シート25の先端縁において90度屈曲させることによって、セルストリングス接続線22a、22b、22cの外部接続部分β及び外部接続線24a、24bのターミナル接続部側γが、裏面保護シート13に形成されたスリットから引き出され、端子ボックス15内に導入されるようになっている。
以上のように構成された太陽電池パネル10を製造するには、まず、図7(a)に示すように、表面保護プレート12の上(内面)側に、加熱したときに溶融して充填接着剤14となるEVAシート14aを重ね合わせ、そのEVAシート14aの上に、複数の太陽電池セル11がセル接続線21によって接続された各セルストリングス111〜118を並べ、一体化されたセルストリングス接続線22a、22b、22c及び外部接続線24a、24bを、各セルストリングス111〜118の一端側における所定位置に配置し、粘着テープAT1、AT2を用いて、それぞれの外部接続線24a、24bをEVAシート14aに仮止めすると共に、粘着テープAT3を用いて、粘着シート25部分を太陽電池セル11に仮止めすると、セルストリングス接続線22a、22b、22c及び外部接続線24a、24bにおける樹脂被覆されていない裸リボン線部分に、各セルストリングス111〜118の太陽電池セル11から導出されたセル接続線21が重なるので、その裸リボン線部分にセル接続線21を半田付けする。
続いて、図7(b)に示すように、一体化されたセルストリングス接続線23a〜23dを、各セルストリングス111〜118の他端側の所定位置に配置し、粘着テープAT4、AT5を用いて、セルストリングス接続線23a〜23dを相互に連結している樹脂被覆材26部分をEVAシート14aに仮止めすると、裸リボン線によって形成されている各セルストリングス接続線23a〜23dに、各セルストリングス111〜118の太陽電池セル11から導出されたセル接続線21が重なるので、各セルストリングス接続線23a〜23dにセル接続線21を半田付けする。
このようにして、各セルストリングス111〜118が電力出力用リード線20によって直列に接続されると、図8に示すように、その上に、EVAシート14b及び裏面保護シート13を順次重ね合わせるが、このとき、粘着シート25の先端縁において90度屈曲させてあるセルストリングス接続線22a、22b、22cの外部接続部分β及び外部接続線24a、24bのターミナル接続部側γを、EVAシート14bや裏面保護シート13に形成されたスリットS1、S2から引き出しておく。
そして、これを、表面保護プレート12及び裏面保護シート13の双方から熱圧すると、EVAシート14a、14bが溶融して充填接着剤14となり、セルストリングス111〜118及び電力出力用リード線20が表面保護プレート12と裏面保護シート13との間に挟み込まれた状態で、充填接着剤14によって封止、一体化された太陽電池パネル10が出来上がる。
最後に、裏面保護シート13から引き出されたセルストリングス接続線22a、22b、22cの外部接続部分β及び外部接続線24a、24bのターミナル接続部側γを、開口部15aから内部に導入するようにして、端子ボックス15を裏面保護シート13に密着固定した後、図3に示すように、端子ボックス15のターミナル16に、セルストリングス接続線22a、22b、22cの外部接続部分β及び外部接続線24a、24bのターミナル接続部側γを半田付けする。
以上のように、この太陽電池セルの電力出力用リード線20は、セルストリングス接続線22a、22b、22c及び外部接続線24a、24bが、セルストリングス111〜118に接続可能な状態で一体化されていると共に、セルストリングス接続線23a〜23dが、セルストリングス111〜118に接続可能な状態で一体化されているので、セルストリングス接続線22a〜23dや外部接続線24a、24bをセルストリングス111〜118に接続する際は、一体化されたセルストリングス接続線22a、22b、22c及び外部接続線24a、24bや一体化されたセルストリングス接続線23a〜23dの全体を、粘着テープAT1〜AT5等を用いて、所定位置に仮止めすれば、それぞれのセルストリングス接続線22a〜23dや外部接続線24a、24bがセルストリングス111〜118に接続可能な所定位置に確実に位置決めされることになる。
従って、セルストリングス接続線22a〜23dや外部接続線24a、24bをセルストリングス111〜118に接続する際、それぞれのセルストリングス接続線や外部接続線毎に、粘着テープ等を用いて仮止めしなければならなかった従来の太陽電池セルの電力出力用リード線に比べて、粘着テープAT1〜AT5等による固定個所が大幅に少なくなると共にセルストリングス接続線22a〜23dや外部接続線24a、24bの位置ずれも少なくなるので、セルストリングス111〜118に対する接続作業性及び品質の向上を図ることができる。
また、この太陽電池セルの電力出力用リード線20は、セルストリングス接続線22a、22b、22cと外部接続線24a、24bとが、セルストリングス接続線22a、22b、22cにおけるストリングス接続部分αを直線状に重ね合わせた状態で一体化されているので、太陽電池パネル10内におけるセルストリングス接続線22a、22b、22c及び外部接続線24a、24bの占有領域を最小限に抑えることができる。これによって、パネル全体に対する太陽電池セル11の設置面積を大きくすることができ、パネル1枚当りの発電能力を高めることができる。
また、この太陽電池セルの電力出力用リード線20は、セルストリングス接続線22a、22b、22c及び外部接続線24a、24bが、セルストリングス接続線22a、22b、22cにおける外部接続部分β及び外部接続線24a、24bにおけるターミナル接続部側γを一対の粘着シート25で挟み込むことによって、一体化されているので、セルストリングス111〜118に接続したセルストリングス接続線22a、22b、22cにおける外部接続部分βと外部接続線24a、24bにおけるターミナル接続部側γとを一体的に端子ボックス15まで導くことができ、配線作業性が向上する。
しかも、セルストリングス接続線22a、22b、22cにおける外部接続部分β及び外部接続線24a、24bにおけるターミナル接続部側γは、端子ボックス15の各ターミナル16に対応するように、その配線間隔が設定されているので、セルストリングス接続線22a、22b、22cにおける外部接続部分β及び外部接続線24a、24bにおけるターミナル接続部側γを端子ボックス15の各ターミナル16に接続する際、セルストリングス接続線22a、22b、22cにおける外部接続部分βや外部接続線24a、24bにおけるターミナル接続部側γが端子ボックス15の各ターミナル16に同時に位置決めされ、セルストリングス接続線22a、22b、22cや外部接続線24a、24bのターミナル16に対する接続作業性が向上する。
なお、上述した実施形態では、セルストリングス接続線22a、22b、22c及び外部接続線24a、24bとして、被覆リボン線を使用しているが、これに限定されるものではなく、裸リボン線を使用することも可能である。その場合は、直線状に重なり合うセルストリングス接続線22a、22b、22cにおけるストリングス接続部分αを絶縁するために、セルストリングス接続線22a、22bと外部接続線24a、24bとの間や、セルストリングス接続線22a、22bとセルストリングス接続線22cとの間に絶縁シートを挟み込んだ状態で一体化しなければならないことはいうまでもない。
また、上述した実施形態では、セルストリングス接続線22a〜23d及び外部接続線24a、24bとして、リボン線を使用しているが、これに限定されるものではなく、種々の形態の電線を使用することが可能である。
また、上述した実施形態では、セルストリングス接続線22a、22b、22c及び外部接続線24a、24bが、セルストリングス接続線22a、22b、22cにおける外部接続部分β及び外部接続線24a、24bにおけるターミナル接続部側γで一体化されているが、これに限定されるものではなく、直線状に重なり合っているセルストリングス接続線22a、22b、22cにおけるストリングス接続部分αで一体化することも可能であり、双方で一体化してもよい。特に、セルストリングス接続線22a、22b、22cが外部接続部分を有していない場合は、少なくとも、ストリングス接続部分で一体化しておく必要があることはいうまでもない。
この発明にかかる太陽電池セルの電力出力用リード線の一実施形態が使用されている太陽電池パネルを備えた太陽光発電モジュールを示す平面図である。 同上の太陽光発電モジュールを示す裏面図である。 同上の太陽光発電モジュールを示す部分断面図である。 (a)は同上の電力出力用リード線を構成しているセルストリングス接続線及び外部接続線が一体化された状態を示す平面図、(b)は同上の電力出力用リード線を構成している他のセルストリングス接続線が一体化された状態を示す平面図である。 (a)は同上の外部接続線を示す平面図、(b)、(c)は同上の外部接続線と一体化されるセルストリングス接続線を示す平面図である。 一体化された同上のセルストリングス接続線及び外部接続線を示す部分拡大平面図である。 (a)、(b)は同上の太陽電池パネルの製造工程を示す工程図である。 同上の太陽電池パネルの製造工程を示す工程図である。 (a)、(b)は従来の電力出力用リード線によるセルストリングスの接続方法を示す工程図である。 (a)、(b)は従来の電力出力用リード線によるセルストリングスの接続方法を示す工程図である。 (a)は従来の電力出力用リード線を構成している外部接続線を示す平面図、(b)、(c)は同上の電力出力用リード線を構成しているセルストリングス接続線を示す平面図である。 従来の電力出力用リード線によるセルストリングスの接続方法を示す工程図である。
符号の説明
1 太陽光発電モジュール
10 太陽電池パネル
11 太陽電池セル
111〜118 セルストリングス
12 表面保護プレート
13 裏面保護シート
14 充填接着剤
14a、14b EVAシート
15 端子ボックス
16 ターミナル
20 電力出力用リード線
21 セル接続線
22a、22b、22c セルストリングス接続線
23a、23b、23c、23d セルストリングス接続線
24a、24b 外部接続線
25 粘着シート
26 樹脂被覆材
α ストリングス接続部分
β 外部接続部分
γ ターミナル接続部側
AT1〜AT5 粘着テープ

Claims (5)

  1. 太陽電池セル同士を直列に接続するセル接続線と、
    複数の前記太陽電池セルが前記セル接続線によって直列に接続されたセルストリングス同士を直列に接続するセルストリングス接続線と、
    前記セルストリングス接続線によって直列に接続された複数の前記セルストリングスを端子ボックスのターミナルに接続する外部接続線と
    を備えた太陽電池セルの電力出力用リード線において、
    前記セルストリングス接続線及び前記外部接続線が、前記セルストリングスに接続可能な状態で、予め一体化されていることを特徴とする太陽電池セルの電力出力用リード線。
  2. 太陽電池セル同士を直列に接続するセル接続線と、
    複数の前記太陽電池セルが前記セル接続線によって直列に接続されたセルストリングス同士を直列に接続するセルストリングス接続線と
    を備えた太陽電池セルの電力出力用リード線において、
    複数の前記セルストリングス接続線が、前記セルストリングスに接続可能な状態で、予め一体化されていることを特徴とする太陽電池セルの電力出力用リード線。
  3. 前記セルストリングス接続線及び前記外部接続線は、相互に重ね合わされた状態で一体化されている請求項1に記載の太陽電池セルの電力出力用リード線。
  4. 前記セルストリングス接続線は、前記端子ボックスのターミナルに接続される外部接続部分を有しており、
    前記セルストリングス接続線及び前記外部接続線は、前記セルストリングス接続線における前記外部接続部分で一体化されている請求項1または3に記載の太陽電池セルの電力出力用リード線。
  5. 前記セルストリングス接続線における前記外部接続部分及び前記外部接続線は、それぞれが接続される前記端子ボックスの各ターミナルに対応するように、予め、その配線間隔が設定されている請求項4に記載の太陽電池セルの電力出力用リード線。
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