JP2006165168A - 太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 低コストで、作製しやすい太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】 複数の光起電力素子からなる光起電力素子群および複数のバイパスダイオードユニットによって構成される太陽電池モジュールにおいて、バイパスダイオード本体部が樹脂封止されたモールドパッケージダイオードであり、光起電力素子間のギャップに配置されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
【選択図】 図１

Description

本発明は、太陽電池モジュール、特に太陽電池モジュールにおけるバイパスダイオードの配置、接続構造に関する。

環境問題に対する関心の高まりから、太陽光発電への関心が高まってきた。現在もっとも普及している結晶系太陽電池モジュールの一例を図２に示す。

受光面から見た図を図２(a)に、非受光面から見た図を図２(b)、接続状態を示す配線図を図２(c)に示す。２０１は太陽電池モジュール、２０２はアルミフレーム、２０３は光起電力素子、２０４はジャンクションボックス、２０５はジャンクションボックス内に設けられたバイパスダイオードである。

太陽電池モジュールには、光起電力素子群に並列接続されたバイパスダイオード２０５が配置されている。バイパスダイオードは、光起電力素子が遮蔽物等によって影になったとき、その光起電力素子にかかる逆電圧によってセルが破壊するのを防止するために配置されている。バイパスダイオードを光起電力素子何直列に一個並列接続するかは、光起電力素子の逆耐圧特性によって異なるが、一般的に結晶系光起電力素子は逆耐圧が大きいので、図２(c)に示すように、１モジュールに対して一個並列接続される。ダイオード本体は、裏面のジャンクションボックス内に配置され、太陽電池モジュール正負端とバイパスダイオードのリード両端を接続し、樹脂封止している。

これに対し、単位面積あたりの施工費、ワットコストを削減する目的で、大面積薄膜タイプの光起電力素子の開発が盛んに行われ、製品化されている。これら薄膜光起電力素子は、アモルファスシリコンや、アモルファスシリコン／マイクロクリスタルシリコン積層タイプ等が主流で、これらの光起電力素子を樹脂でラミネートした太陽電池モジュールが多く普及しつつある。

薄膜光起電力素子は結晶系光起電力素子よりも逆耐圧が小さいため、例えば図３に示すように光起電力素子(３０１)１つに対して１つのバイパスダイオードユニット３０２を並列接続するようなものが多い。

また、これら薄膜光起電力素子を用いた太陽電池モジュールは、真空ラミネート法でシート状の樹脂等を積層し、真空ラミネート装置で、加熱脱気して成型する。バイパスダイオード数は複数存在し、光起電力素子１枚毎に並列接続することになれば、光起電力素子近傍に存在する必要があり、そのためには、バイパスダイオードもいっしょにラミネートする必要がある。ところがラミネートするためには、ダイオード本体を薄くしないと脱気できないため、例えば特開２０００−１９６１２８、特開２０００−２１６４２１のように、裸のダイオードチップに銅箔を半田付けしたダイオードユニットを特別に作製しなければならない。

この場合、裸のダイオードチップを用いて、その光起電力素子とともにラミネートできるようなダイオードユニットを作製しなければならないので、コスト高になってしまう。また、このダイオードはダイオードチップが剥き出しであるので、外力に弱い。また、光起電力素子を封止する樹脂から発生するガスによって腐食してしまう可能性がある。

このような状況を鑑み、筆者は現在上市品であり、安定した樹脂によりモールドされた厚み１mm未満のモールドパッケージダイオードを使用することを考えた。図４において、４０１はダイオード本体部、４０２はリードである。このダイオードの厚みであれば、樹脂によってラミネートし、封止することが可能である。また、ダイオード本体はエポキシ樹脂などによってパッケージされているので、前述の裸チップダイオードよりも外力に強く、また、封止樹脂から発生するガスによってダイオードチップが腐食することもない。さらに一個あたりのコストも前述の裸のダイオードチップに銅箔を半田付けしたダイオードユニットよりも格段に安い。
特開２０００−１９６１２８号公報 特開２０００−２１６４２１号公報

ところが本ダイオードを使用してラミネート太陽電池モジュールを作成する場合、以下のような問題点がある。

（１）ダイオードは厚みが1mm程度といっても、公知例のように光起電力素子の電極タブ上や直下に配置することは不可能である。よって、ダイオードを光起電力素子といっしょにラミネートする場合、図５に示すようにダイオードユニット５０２は光起電力素子５０１の外側に配置せざるを得ない。そうすると従来は、光起電力素子端まででよかったラミネート材が、図５に示すようにダイオード本体５０３を覆う位置まで太陽電池モジュールの幅寸法をおおきくしなければならない。これは、コスト高の一要因となる。なぜならば、太陽電池モジュール本体はある程度長尺であるため、ラミネート材の寸法増大はコスト増に大きく影響するからである。ラミネート材の材料コストを抑えるために、ダイオードユニット部近傍のみにラミネート材を配するようにシートを切り出すことも考えられるが、その場合そのシートに切り出しにコストがかかってしまう。

（２）上記（１）のようにダイオードユニットを配置する場合、周囲が封止樹脂であるので、放熱しづらくなる。従来例では、バイパスダイオード本体部が樹脂モールドされていないのと、銅箔が光起電力素子の電極銅タブに十分接触している状態であるので放熱性が高く、バイパスダイオードの定格順電流は実際にバイパスダイオード流れる電流の１．２倍程度にしておいても問題はなかった。ところが、（１）のように配置すると放熱状態がよくないので、ダイオードの定格順電流が実際にバイパスダイオードに流れる電流の２倍程度までしないとダイオードのジャンクション温度が定格ジャンクション温度を超えてしまう恐れがある。

（３）薄膜光起電力素子を用いた太陽電池モジュールは、大面積で、さらに使用する光起電力素子の数が多いので、光起電力素子群を作製する際には、光起電力素子群のアライメントが重要になる。従来光起電力素子の配置、光起電力素子間のギャップ決めなどには、図６に示すようにピン６０２などの治具を用いて行ってきた。すなわちギャップ６０１を決めて光起電力素子６０３同士を接続し、その後ダイオードユニットを光起電力素子群に並列接続するという工程であったが、光起電力素子群を作製するのに２段階の工程が必要であるので、無駄があった。

本発明者等は上記課題を鋭意検討した結果、以下のように構成する事で、大幅に低コストできる太陽電池モジュールを構成できる事を見出した。
すなわち、本発明は、
（１）複数の光起電力素子からなる光起電力素子群および複数のバイパスダイオードユニットによって構成される太陽電池モジュールにおいて、バイパスダイオード本体部が樹脂封止されたモールドパッケージダイオードであり、光起電力素子間のギャップに配置されていることを特徴とする太陽電池モジュールである。

（２）バイパスダイオード本体部の厚みが、光起電力素子の厚みより厚いこと
（３）バイパスダイオード本体部の側面と光起電力素子の端が接触していること
（４）バイパスダイオードのリードが銅箔材であること
（５）バイパスダイオードのリードと光起電力素子裏面金属が面接触している部分がすくなくとも一部あること
（６）バイパスダイオードの正負リードの両端が、光起電力素子裏面に接続されていること
が望ましい。

（作用）
本発明の構成によれば、ダイオードユニットが光起電力素子の外側に出ないので、ラミネート材の幅寸法を光起電力素子が封止できる大きさにとどめることが可能である。

さらに、バイパスダイオードチップの周りはモールドパッケージによって保護されているため、降雹、折り曲げなどの衝撃、外力に対して強い。また、EVAなどの光起電力素子群を封止する封止剤からの出ガスによって、ダイオードチップが腐食することもない。

前述した手段（２）、（３）によれば、光起電力素子群を作製するときに、光起電力素子間のギャップづけ、および光起電力素子のアライメントをダイオードによって行うことができる。図7(a)にバイパスダイオードと光起電力素子の接続状態を受光面から見た図、図７(b)にバイパスダイオードと光起電力素子の接続状態を非受光面から見た図を示す。光起電力素子７０１、７０２をバイパスダイオード本体７０３の側面に突き当てて配置し、光起電力素子同士および光起電力素子とバイパスダイオードの接続を行えば、光起電力間に所定のギャップ７０４を設けて光起電力素子同士の接続および光起電力素子とバイパスダイオードの接続作業が同時に行えるので、作業性がよい。

前述した手段（４）、（５）によれば、バイパスダイオードリードが光起電力素子の裏面金属に面接触させることができるので、ダイオードからの発熱を放熱することが可能になり、定格順電流の小さいダイオードを選定できるので、コストを削減することができる。

前述した手段（６）によれば、リードが光起電力素子裏面金属に面接触する面積を大きくすることができる。図８にその理由を説明する概念図を示す。図８(a)は配線概念図、図８(b)は光起電力素子同士の接続部の側面図、図８(c)は、光起電力素子の接続部を非受光面側から見た図である。８０１、８０２は光起電力素子、８０３、８０５は負極銅タブ、８０４、８０６は正極銅タブ、８０７はダイオードカソードリード銅箔、８０８はダイオードアノードリード銅箔、８０９はダイオード本体である。

光起電力素子８０１一枚に対してバイパスダイオードを１つ並列接続する場合には、図８(a)に示すように光起電力素子８０１の負極銅タブ８０３にバイパスダイオードカソードリード銅箔８０７を、正極銅タブ８０４にバイパスダイオードアノードリード銅箔８０８を接続する必要がある。光起電力素子８０１の正極は、直列接続している光起電力素子８０２の負極と同電位であるので、光起電力素子８０１裏面負極銅箔８０３にダイオードカソードリード銅箔８０７を、光起電力素子８０２裏面銅箔８０５にダイオードアノードリード銅箔８０８の接続すれば、光起電力素子８０１にバイパス回路をつくることができる。

こうすることによって、光起電力素子裏面だけでバイパスダイオードを接続することが可能であり、またそのように接続した場合図８(c)のように、バイパスダイオード８０９のリード銅箔８０７、８０８の大部分が光起電力素子裏面の金属製基板に面接触するように光起電力素子群を作製できるので、ダイオードの放熱特性がよい。

本発明によれば、ダイオードユニットが光起電力素子端より外側に出ないので、ラミネート材の幅寸法を光起電力素子が封止できる大きさにとどめることが可能である。

さらに、バイパスダイオードチップの周りはモールドパッケージによって保護されているため、降雹、折り曲げなどの衝撃、外力に対して強い。また、EVAなどの光起電力素子群を封止する封止剤からの出ガスによって、ダイオードチップが腐食することもない。

また、光起電力素子群を作製するときに、光起電力素子間のギャップづけ、および光起電力素子のアライメントをダイオードによって行うことができる。

さらに、ダイオードからの発熱を放熱に有利な接続方法であるので、定格順電流の小さいダイオードを選定できるので、コストを削減することができる。

以下に本発明の太陽電池モジュールに関する実施の形態について図を用いて説明する。

図1(a)は本発明に係る太陽電池モジュールを受光面側からみた概要図である。１０１は光起電力素子、１０２はバイパスダイオードユニット、１０３は透光性表面部材である。

図１(b)は本発明に係る太陽電池モジュールの断面概要図である。１０１は光起電力素子、１０４は封止材、１０５は絶縁フィルム、１０６は最裏面部材である。

図１(c)は、図１(a)のダイオード部を非受光面から見た拡大図である。１０７は光起電力素子間ギャップ、１０８はバイパスダイオード本体、１０９はカソード側リード銅箔、１１０はアノード側リード銅箔、１１１は負極銅タブ、１１２は正極銅タブである。本実施の形態に係る太陽電池モジュールは、まず、太陽電池モジュールの構成材料であるフィルム状の透光性表面部材、封止材、絶縁フィルム、平板状の最裏面部材、および光起電力素子群、バイパスダイオードユニットを加熱真空ラミネート法によって一体成型することで作製される。

以下、各部について更に詳しい説明を行う。

［太陽電池モジュール］
本発明に於ける太陽電池モジュールについては、特に種別に限定はない。光起電力素子を被覆材等の耐候性を有する被覆材で密封し、電気的出力を取り出せるようにしたものを太陽電池モジュールと言う。

以下に太陽電池モジュールの各構成要素を説明する。

(光起電力素子)
光起電力素子は、例えば、アモルファス・マイクロクリスタルシリコン積層型光起電力素子、結晶シリコン光起電力素子、多結晶シリコン光起電力素子、アモルファスシリコン光起電力素子、銅インジウムセレナイド光起電力素子、化合物半導体光起電力素子等が挙げられる。しかしながら薄膜系の光起電力素子が可撓性を有し、材料使用率も少ないので、大面積太陽電池モジュールに好ましい。特に、可撓性を有する導電性基板上に光変換部材としての半導体活性層などを形成した光起電力素子は、大面積化も容易で、曲げ応力に対する光起電力素子の信頼性も高いため好ましく、アモルファス・マイクロクリスタルシリコン型3層構造を含む積層型光起電力素子が特に好ましい。

図9に本発明に好適に用いられる光起電力素子の図を示す。図９(a)が受光面、図９(b)が非受光面、図9(c)が断面概略図である。図９において９０１が集電電極、９０２が正極銅タブ、９０３が負極銅タブ、９０４が金属製基板（ステンレス鋼）、９０５が耐候性塗料、９０６が絶縁テープ、９０７が半導体光活性層である。

光起電力素子は、裏面電極でもある金属製基板９０４に形成された半導体光活性層９０７を有し、半導体光活性層９０７にて発生した電流を収集するための集電電極９０１が受光面側に配されている。金属製基板は９０４としては、ここでは0.15mm厚のステンレス鋼を用い、半導体光活性層９０７としては、アモルファスシリコンと微結晶シリコンのタンデム構造を、さらに集電電極９０１としては、60μｍφの銅線を導電性ペーストを用いて半導体光活性層９０７上に固定している。

また、集電電極９０１は100μm厚の銅製の正極タブ９０２に接続される。また、正極タブ９０２と、金属製基板９０４との絶縁を確実にするために、ポリエステル製の絶縁テープ９０６が配されている。

更に集電電極９０１の上から、耐候性を持たせるために、アクリルシリコン系の耐候性塗料９０５を形成している。

（光起電力素子群）
光起電力素子単体の電気的特性（電圧、出力等）には限界があるため、所望の電気的特性を得られるように、複数の光起電力素子を直並列に接続する。それを光起電力素子群という。

（バイパスダイオードユニット）
バイパスダイオードユニットは、ダイオード本体部とリードにより構成される。太陽電池モジュール、もしくは太陽電池モジュール内の光起電力素子の一部が日影になった場合、影になった太陽電池モジュールもしくは太陽電池セルの光起電力が小さくなり、抵抗が大きくなる。この場合、この太陽電池モジュール、もしくは光起電力素子に他の直列接続されている太陽電池モジュール、もしくは光起電力素子より出力されている電圧の総和が負荷を経由して逆バイアスとなって、この日影になった太陽電池モジュール、もしくは光起電力素子に印加され、破壊されてしまう可能性がある。

この日影による弊害を防止するために、各々の太陽電池モジュールもしくは光起電力素子に逆方向に並列接続するのが、バイパスダイオードユニットである。

通常バイパスダイオードユニットは、太陽電池モジュール内に直列接続されている太陽電池セルの逆耐圧の大きさによって、１〜数直列に1個、光起電力素子の直列接続体に並列接続されている。光起電力素子１つに一個バイパスダイオードユニットを並列接続する場合には、図１(c)に示すように、隣り合うセルの負極タブ同士を接続することができる。

本発明に使用するバイパスダイオード本体部の種類としては、一般整流シリコンダイオード、ショットキバリアダイオードが有用である。またパッケージとしては、一般的なエポキシ樹脂でパッケージされたモールドパッケージダイオードが有用である。

本発明に好適に用いられるバイパスダイオードユニットは、図１０のようにダイオード本体１００１にリード銅箔１００２をあらかじめ半田付けして、ユニット化して用いる。

（封止材）
封止材には、耐候性、接着性、充填性、耐熱性、耐寒性、耐衝撃性が要求され、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）、ポリオレフィン系樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などが挙げられる。なかでもＥＶＡは太陽電池用途としてバランスのとれた物性を有しており、好んで用いられるがこれに限ったものではない。

（透光性表面部材）
透光性表面部材（表面被覆材）には、耐候性、耐汚染性、機械強度をはじめとして、太陽電池パネルの屋外暴露における長期信頼性を確保するための性能が要求され、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂、あるいは四フッ化エチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）などが好適に用いられるが、これに限ったものではない。

（絶縁フィルム）
絶縁フィルムは、光起電力素子群と最裏面部材との絶縁を保つために設けられ、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）や、ナイロンなどの材料が用いられる。また、前述の封止材と同様の樹脂を一体に積層したフィルムでもよい。

（最裏面部材）
本実施形態の太陽電池パネルの非受光面側に用いられる最裏面部材は、耐侯性を有する材料を使用することができる。例えばステンレス板、メッキ鋼板、ガルバリウム鋼板等の金属板などが使用されるがこれに限ったものではない。

本最裏面部材は、平板やシート部材であるものが用いられる。

［加熱真空ラミネート法］
太陽電池モジュールの作製方法として用いられる真空ラミネート法の手順としては、真空ラミネート装置内に太陽電池モジュールを構成するシート状の材料を配置、積層し、真空引きを行い各材料間の空気を取り除く（脱気）。次にこの真空引きした状態で、加熱する。加熱により昇温、封止材が架橋あるいは硬化するための温度に達し、封止材が十分硬化するまでこの温度を所定の時間保持する。その後冷却し、真空引きを停止し、大気圧に戻す。

本方法は、シート状の材料を使用して太陽電池モジュールを作成するので、大面積化するのに好都合である。

以下に実施例により本発明を詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

本実施例は、ETFE、EVA及びPETからなる被覆材により被覆され、最裏面部材として、溶融Zn55％-Al系合金メッキ鋼板（ガルバリウム鋼板）と一体積層されたアモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子を用い、光起電力素子を８直列し、光起電力素子１つに対してバイパスダイオードユニットを１つ並列接続した太陽電池モジュールである。

図１１は本実施例に係る太陽電池モジュールを受光面から見た図である。１１０１は光起電力素子、１１０２はダイオードユニット、１１０３は透光性表面部材である。

図１２は本実施例に係る太陽電池モジュールを側面から見た概略図である。１２０１はアモルファス・マイクロクリスタル型積層構造光起電力素子、１２０２はＥＶＡ、１２０３はETFE、１２０４はPET、１２０５は溶融Zn55％-Al系合金メッキ鋼板である。太陽電池パネルは、真空ラミネート装置で、加熱真空ラミネート法で作製した。

図１３は本実施例に係る太陽電池モジュールに用いられるアモルファス・マイクロクリスタルシリコン型光起電力素子の構成を受光面側(a)、非受光面側(b)、断面(c)から示した概要図である。図１３において１３０１が集電電極、１３０２が正極銅タブ、１３０３が負極銅タブ、１３０４がステンレス鋼基板、１３０５が耐候性塗料、１３０６が絶縁テープ、１３０７が半導体光活性層である。

光起電力素子は、裏面電極でもあるステンレス鋼基板１３０４に形成された半導体光活性層１３０７を有し、半導体光活性層１３０７にて発生した電流を収集するための集電電極１３０１が受光面側に配されている。金属製基板は１３０４としては、ここでは0.15mm厚のステンレス鋼を用い、半導体光活性層１３０７としては、アモルファスシリコンと微結晶シリコンのタンデム構造を、さらに集電電極１３０１としては、60μｍφの銅線を導電性ペーストを用いて半導体光活性層１３０７上に固定している。

また、集電電極１３０１は100μm厚の銅製の正極タブ１３０２に接続される。また、正極タブ１３０２と、金属製基板１３０４との絶縁を確実にするために、ポリエステル製の絶縁テープ1３0６が配されている。

更に集電電極１３０１の上から、耐候性を持たせるために、アクリルシリコン系の耐候性塗料１３０５を形成している。

図1４は本実施例に係るバイパスダイオードユニットである。ダイオード本体１４０１の寸法は、幅２．４mm、長さ３．８mm、厚み０．９８mmのエポキシ樹脂パッケージのショットキバリアダイオードである。バイパスダイオードの端子部にあらかじめ、厚み１００μｍのL字状リード銅箔１４０２を半田付けしてある。

以下に光起電力素子群の作製手順を述べる。

光起電力素子群作製用の治具（図１５）を用意する。治具には、光起電力素子間のギャップに配置されるバイパスダイオードユニットをあらかじめ配置できるように、治具下板１５０１にダイオード本体がおさまる穴１５０２を設けておく。

図１６(a)は光起電力素子の光起電力素子群化の模式図、図１６(b)は、バイパスダイオードユニットを接続した部分の断面拡大図である。１６０１は光起電力素子、１６０２はバイパスダイオードユニット、１６０３は穴、１６０４は治具下板、１６０５はバイパスダイオード本体、１６０６はリード銅箔である。

治具を用いてバイパスダイオードユニット、光起電力素子非受光面を表にして配置していく。まず光起電力素子２枚を、穴を挟んでだいたいの位置におき、次にダイオードユニットのダイオード本体部を穴に差込む。最後に光起電力素子をダイオード本体側面に突き当てるようにして配置する。これを繰り返して最後にダイオードリート銅箔と、光起電力素子負極銅箔を半田付けすることによって光起電力素子群を作製することができる。半田付け作業がすべて非受光面側で行うことができるので、作業性がよい。

図１７は、完成した光起電力素子群である。１７０１はアモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子、１７０２はバイパスダイオードユニットである。

図１８は図１７のバイパスダイオードユニットを接続した部分を拡大した概要図である。図１８(a)は受光面側からみた図、図1８(b)は非受光面側から見た図である。１８０１はアモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子、１８０２はショットキバリアダイオード本体、１８０３はダイオードリード銅箔、１８０４は光起電力素子正極タブ、１８０５は光起電力素子負極タブ、１８０６は光起電力素子間ギャップを示す。本実施例では、光起電力素子間ギャップ１８０６の幅は、バイパスダイオード本体の長さ３．８mmとなる。

本実施例は、ETFE、EVA及びPETからなる被覆材により被覆され、最裏面部材として、溶融Zn55％-Al系合金メッキ鋼板（ガルバリウム鋼板）と一体積層されたアモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子を用い、光起電力素子を１６直列し、光起電力素子１つに対してバイパスダイオードを２つ並列接続した太陽電池モジュールである。

使用する光起電力素子の構成、被覆材等は実施例１と同様であり、本実施例では、光起電力素子群の作製方法について述べる。

光起電力素子群作製用の治具（図１９）を用意する。治具には、光起電力素子間のギャップに配置されるバイパスダイオードユニットをあらかじめ配置できるように、治具下板１９０１にダイオード本体がおさまる穴１９０２を設けておく。

バイパスダイオードユニットは、図２０(a)に示すタイプと図２０(b)に示すタイプを用意する。

図２１(a)は光起電力素子の光起電力素子化の模式図、図２１(b)は、バイパスダイオードユニット接続部の断面拡大図である。２１０１は光起電力素子、２１０２はバイパスダイオードユニット、２１０３は穴、２１０４は治具下板、２１０５はバイパスダイオード本体、２１０６はリード銅箔である。

治具を用いてバイパスダイオードユニットと光起電力素子を、非受光面を表にして配置していく。まず光起電力素子２枚を、穴を挟んでだいたいの位置におき、次にダイオードユニットのダイオード本体部を２つ穴に差込む。最後に光起電力素子をダイオード本体側面に突き当てるようにして配置する。これを繰り返して最後にダイオードユニットリード銅箔と、光起電力素子負極銅箔を半田付けすることによって光起電力素子群１列、８直列分を作製することができる。同様の作業によってもう一列作製し、インターコネクタ銅箔２２０３によって８直列光起電力素子群の正極端と、もうひとつの８直列光起電力素子群の負極端を接続することによって、２列１６直列の光起電力素子群（図２２）が完成する。

本実施例においても、半田付け作業がすべて非受光面側で行うことができるので、作業性がよい。

本実施例は、ETFE、EVA及びPETからなる被覆材により被覆され、最裏面部材として、溶融Zn55％-Al系合金メッキ鋼板（ガルバリウム鋼板）と一体積層されたアモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子を用い、光起電力素子を８直列し、光起電力素子１つに対してバイパスダイオードユニットを１つ並列接続した太陽電池モジュールである。使用する光起電力素子の構成、被覆材等は実施例１と同様であり、本実施例では、バイパスダイオードユニットの構成、光起電力素子群の作製方法について述べる。

本実施例におけるバイパスダイオードユニットは、図２３に示すように、バイパスダイオード本体２３０１の幅方向２．４mmが光起電力素子間ギャップの幅になるように実施例１のバイパスダイオードユニットに対して、バイパスダイオード本体を９０°回転した状態でリード銅箔２３０２を取り付けている。

図２４は完成した光起電力素子群の概略図である。２４０１はアモルファス・マイクロクリスタル光起電力素子、２４０２はバイパスダイオードユニットである。図２５は、図２４のバイパスダイオードユニットを接続した部分を拡大した概要図である。図２５(a)は受光面側からみた図、図２５(b)は非受光面側から見た図である。２５０１はアモルファス・マイクロクリスタル積層型光起電力素子、２５０２はショットキバリアダイオード本体、２５０３はダイオードリード銅箔、２５０４は光起電力素子正極タブ、２５０５は光起電力素子負極タブ、２５０６は光起電力素子間ギャップを示す。本実施例では、光起電力素子間ギャップ２５０６の幅は、バイパスダイオード本体の幅２．４mmとなる。

本発明実施の形態に係る太陽電池モジュール受光面図。 従来の結晶系太陽電池モジュールの一例。 薄膜光起電力素子群の配線図。 モールドパッケージダイオードの一例。 ダイオードユニットを光起電力素子端の外側に配置した図。 従来の光起電力素子群作製法を説明する概略図。 バイパスダイオードと光起電力素子の接続状態を説明する図。 バイパスダイオードユニット部の配線を説明する図。 光起電力素子図。 バイパスダイオードユニット。 実施例１に係る太陽電池モジュール受光面図。 実施例１に係る太陽電池モジュールを側面から見た概略図。 実施例１に係るアモルファス・マイクロクリスタルシリコン型光起電力素子の構成を受光面側(a)、非受光面側(b)、断面(c)から示した概要図。 実施例１に係るバイパスダイオードユニット。 実施例１に係る光起電力素子群作製用治具。 実施例１に係る光起電力素子群作製化の模式図。 実施例１に係る光起電力素子群。 図１７のバイパスダイオードユニット部拡大図。 実施例２に係る光起電力素子群作製用治具。 実施例２に係るバイパスダイオードユニット。 実施例２に係る光起電力素子群作製化の模式図。 実施例２に係る光起電力素子群。 実施例３に係るバイパスダイオードユニット。 実施例３に係る光起電力素子群。 図２４のバイパスダイオードユニット部拡大図。

符号の説明

１０１，２０３，３０１，５０１，６０３，７０１，７０２，８０１，８０２，１１０１，１２０１，１６０１，１７０１，１８０１，２１０１，２２０１，２４０１，２５０１ 光起電力素子
１０２，３０２，５０２，１１０２，１６０２，１７０２，２１０２，２２０２，２４０２ バイパスダイオードユニット
１０３，１１０３ 透光性表面部材
１０４ 封止材
１０５ 絶縁フィルム
１０６ 最裏面部材
１０７ 光起電力素子間ギャップ
１０８，２０５，４０１，５０３，７０３，８０９，１００１，１４０１，１６０５，１８０２，２００１，２１０５，２３０１，２５０２ バイパスダイオード本体
４０２，１００２，２００２ ダイオードリード
１０９，１１０，５０４，１４０２，１６０６，１８０３，２１０６，２３０２，２５０３ ダイオードリード銅箔
８０８ ダイオードアノードリード銅箔
８０７ ダイオードカソードリード銅箔
１１１，８０３，８０５，９０３，１３０３，１８０５，２５０５ 負極銅タブ
１１２，８０４，８０６，９０２，１３０２，１８０４，２５０４ 正極銅タブ
２０１ 太陽電池モジュール
２０２ アルミフレーム
２０４ ジャンクションボックス
６０１，７０４，１８０６，２５０６ 光起電力素子間ギャップ
６０２ ピン
９０１，１３０１ 集電電極
９０４，１３０４ 金属製基板（ステンレス鋼）
９０５，１３０５ 耐候性塗料
９０６，１３０６ 絶縁テープ
９０７，１３０７ 半導体光活性層
１２０２ ＥＶＡ
１２０３ ＥＴＦＥ
１２０４ ＰＥＴ
１２０５ 溶融Zn55％-Al系合金メッキ鋼板
１５０１，１６０４，１９０１，２１０４ 治具下板
１５０２，１６０３，１９０２，２１０３ 穴
２２０３ インターコネクタ銅箔

Claims (8)

1. 複数の光起電力素子からなる光起電力素子群および複数のバイパスダイオードユニットによって構成される太陽電池モジュールにおいて、バイパスダイオード本体部が樹脂封止されたモールドパッケージダイオードであり、光起電力素子間のギャップに配置されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
2. バイパスダイオード本体部の厚みが、光起電力素子の厚みより厚いことを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
3. バイパスダイオード本体部の側面と光起電力素子の端が接触し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。
4. バイパスダイオードユニットのリードが銅箔材であ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。
5. バイパスダイオードユニットのリードと光起電力素子裏面金属製基板が面接触している部分がすくなくとも一部あ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。
6. 光起電力素子裏面金属製基板がステンレス鋼であ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。
7. バイパスダイオードユニットの正負リードの両端が、光起電力素子裏面に接続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。
8. 請求項１記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、光起電力素子を所定間隔で配置する工程、バイパスダイオード本体部を光起電力素子間のギャップに配置する工程、光起電力素子の側端部をダイオード本体部の側部に突き当てる工程、前記突き当てた状態で、光起電力素子同士及びダイオードユニットと光起電力素子を電気接続する工程を有することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。

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