JP2009111034A - 太陽電池モジュール及びこれを用いた太陽電池装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
太陽電池素子間、及び接合される接続部材間での短絡や半田たまりなどによる歩留まりの低下を抑制することができ、製造歩留まりのよい太陽電池モジュール及びこれを用いた太陽電池装置を提供することである。
【解決手段】
太陽電池素子５、５の下面上の集電極１９のバスバー部１９ａ、１９ａに第１の接続部材２１、２１を接合する。そして該太陽電池素子５、５を直列に配置して下面上の第１の接続部材２１、２１を第２の接続部材２２を用いて接続すると共に離隔部２３を設ける。さらに太陽電池素子５、５の上面上の集電極１５のバスバー部１５ａ、１５ａを第３の接続部材２６で電気的に並列に接続し、太陽電池素子群６を構成し、該太陽電池素子群６により太陽電池モジュール１を構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の太陽電池素子を備えた太陽電池モジュール及びこれを用いた太陽電池装置に関する。

従来の太陽電池装置は、例えば、１または２以上の複数の太陽電池モジュールから構成される。例えば太陽電池モジュールは、複数の太陽電池素子が直列配列されて構成されてなるストリングスの複数を並列に配置し且つ電気的に直列接続するように構成される（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００６−２７８９０５号公報 太陽電池モジュールにおいて、システム構成等により、より大きな発電の電流値が要求される場合があり、斯かる場合、複数の太陽電池素子を電気的に並列接続することが知られている（例えば、特許文献２参照。）。 特開２００３−０８６８１９号公報 斯かる太陽電池モジュールでは、並列接続する太陽電池素子の個数等により比較的電流値の設定に幅を持たせることができる。図１７は、従来の太陽電池モジュールの概略上面図であり、図１８は該太陽電池モジュールにおける太陽電池素子の並列接続を示す概略断面図である。

図中、１００は太陽電池モジュールであり、該太陽電池モジュール１００は、透明な表面保護材１０１、裏面保護材１０２、前記表面保護材１０１と前記裏面保護材１０２の間に充填材１０３を介して配置される太陽電池構成体１０４とこれらを支持する金属製枠体１０５と、上記裏面保護材１０２上に設けられた図示しない外部出力線が接続されてなる端子ボックスとから構成されている。

前記太陽電池構成体１０４は、ストリングス１０６、・・・が６列に並列配置されて構成されており、該各ストリングス１０６は、３つの太陽電池素子１０７、１０７、１０７が互いに所定間隔をもって直列に配列され且つ電気的に並列接続されてなる太陽電池素子群１０８、１０８、・・・が２段に直列接続されて構成されている。

一方側の所定の各ストリングス１０６、１０６間は接続部材１０９で接続され、
他方側の所定の各ストリングス１０６、１０６間には接続部材１１０が接続されると共に、最外に位置する前記ストリングス１０６、１０６には、出力取り出し用接続部材１１１がそれぞれ接続されている。

前記各太陽電池素子群１０８は、その各素子１０７、１０７、１０７の表面側に設けられた電極（図示せず）が半田ディッピィングされた銅の薄板等の接続部材１１２により接続されていると共に、各素子１０７、１０７、１０７の裏面側に設けられた電極（図示せず）が半田ディッピィングされた銅の薄板等の接続部材１１３により接続されることにより、これら３つの太陽電池素子１０７、１０７、１０７が直列配置され、且つ電気的に並列接続されている。

しかしながら、従来の太陽電池モジュール１００では、太陽電池素子群１０８中の各隣り合う太陽電池素子１０７、１０７間において、接続部材１１２と接続部材１１３が図１７の紙面垂直方向から見て重なるように配置されている。

このため、接続部材１１２及び接続部材１１３を該太陽電池素子１０７、１０７、１０７に半田接続する工程において、前記隣り合う太陽電池素子１０７、１０７間に半田が流れ込み、該半田により、接続部材１１２と接続部材１１３が短絡するといった問題が生じ、結果として、太陽電池モジュールの製造歩留まりが悪くなるといった問題があった。

本発明は上述の課題を鑑み、製造歩留まりのよい太陽電池モジュール及びこれを用いた太陽電池装置を提供することを目的とする。

本発明の太陽電池モジュールは、少なくとも２つの隣り合う太陽電池素子と、該隣り合う太陽電池素子の表面側どうしを電気的に接続するための表面側接続部材と、該隣り合う太陽電池素子の裏面側どうしを電気的に接続するための裏面側接続部材と、を備えた太陽電池モジュールであって、前記表面側接続部材と前記裏面側接続部材が隣り合う太陽電池素子間において、前記表面側接続部材と前記裏面側接続部材の接合面が太陽電池素子の受光面に対し、垂直方向に太陽電池素子厚以上離隔されて配置される。

さらに本発明では、前記表面側接続部材および前記裏面側接続部材の少なくとも一方は凹部を有し、該凹部が前記隣り合う太陽電池素子間上に配置されていることを特徴とする。

加えて、前記表面側接続部材および前記裏面側接続部材の少なくとも一方は前記隣り合う太陽電池素子間上に離隔部を有するように構成される。

前記凹部は少なくとも一方の太陽電池素子の側部側に他の導電性接着材たまり用の凹部を有することを特徴とする太陽電池モジュール。

また、前記表面側接続部材および前記裏面側接続部材の少なくとも一方は凹部を有し、該凹部を有する前記表面側接続部材もしくは前記裏面側接続部材の少なくとも一方の接合部材が複数の接合部材から構成されていてもよい。

この構成の場合、前記凹部を有する表面側接続部材または前記裏面側接続部材の太陽電池素子上への接合に導電性接着材を用いる場合、該接合時に導電性接着材の垂れが生じても、垂れた導電性接着材の一部を前記側部側の他の凹部にも格納するようにできるので、より不所望な短絡を防止することができる。

なお、前記表面側接続部材と前記裏面側接続部材とは、対向配置されていてもよい。

また、前記表面側接続部材および前記裏面側接続部材の少なくとも一方は凹部を有し、該凹部を有する前記表面側接続部材もしくは前記裏面側接続部材の少なくとも一方の接合部材を柔軟な表面保護材もしくは裏面保護材に対向するよう配置されたことを特徴とする。

太陽電池モジュールの表面保護材が裏面保護材に比べ硬質の材料からなる場合、裏面側接続部材に凹部を有する表面側接続部材もしくは裏面側接続部材を配置した形態の方が、不所望な力が太陽電池素子に加わるのを抑制できるので、好ましい。

また、上記裏面側接続部材に凹部を設ける形態の方が、太陽電池モジュールの受光面側に該凹部に起因する意匠性の低下が防止できる
前記導電性接着材としては、鉛フリーの半田などの半田等を適宜使用でき、前記離隔部を構成する表面側接続部材または前記裏面側接続部材は、導電性接着材が被覆されていてもよい。

本発明の太陽電池装置は、上記太陽電池モジュールを用いたことを特徴とする。

本発明によれば、半田などの導電性接着材による短絡に起因する歩留まりの低下を抑制することができ、製造歩留まりのよい太陽電池モジュール及びこれを用いた太陽電池装置を提供することが可能となる。

以下、本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュールつき、図面を参照して説明する。図１は本実施形態に係る太陽電池モジュールの概略断面図、図２及び図３はそれぞれ該太陽電池モジュール中の太陽電池素子の接続を説明するための上面側概略構成図及び裏面側概略構成図、図４は該太陽電池モジュールの裏面図、図５（ａ）、（ｂ）はそれぞれ該太陽電池モジュール中の太陽電池素子の上面図及び裏面図、図６は該太陽電池素子の断面要部構成図及び図７は該太陽電池モジュールの端子ボックス内での配線構成図である。

図１及至図４中、１は太陽電池モジュールであり、該太陽電池モジュール１は、受光面側となる白板強化ガラス等の透明な表面保護材２、ポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)等の樹脂フィルム間にアルミニウム箔等の金属箔などを有する耐候性の前記裏面保護材３、前記表面保護材２と裏面保護材３の間にエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等の充填材４を介して配置される隣り合う２つの太陽電池素子５、５が直列に配列され、且つ電気的に並列に接続されてなる太陽電池群６、６、・・・が電気的に直列接続されてなる太陽電池構成体７と、これらを支持するアルミニウム等からなる金属製枠体８と、上記裏面保護材３上に設けられた端子ボックス９と、該端子ボックス９から引き出されている外部出力線１０、１０から構成されている。

図５及び図６に示すように、上記太陽電池素子５、５、・・・は、上面及び下面にそれぞれ数μｍから数十μｍの高さを有するピラミッド状凹凸を有するｎ型単結晶シリコン基板１１の該上面上にｉ型非晶質シリコン層１２、ｐ型非晶質シリコン１３及び酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜等の透明電導膜１４がこの順序で形成されている。

そして、前記透明電導膜１４の上面上には、銀（Ａｇ）ペーストが硬化されてなる集電極１５が形成されており、該集電極１５は互いに平行な２本の幅約１．５ｍｍ、厚さ約５０μｍの直線状のバスバー部１５ａ、１５ａとフィンガー部１５ｂで構成されている。

また、前記ｎ型単結晶シリコン基板１１の前記下面上には、ｉ型非晶質シリコン層１６、ｎ型非晶質シリコン層１７、及びＩＴＯ膜等の透明電導膜１８がこの順序で形成されている。

そして前記透明電導膜１８上には、銀ペーストが硬化されてなる集電極１９が形成されており、該集電極は互いに平行な２本の幅約３．０ｍｍ、厚さ約２５μｍの直線状のバスバー部１９ａ、１９ａとフィンガー部１９ｂで構成されている。

上記各太陽電池素子群６、６、・・・は、上述したように隣り合う２つの太陽電池素子５、５が互いに所定の幅の間隔部２０をもって配置されている。本実施形態では、太陽電池素子群６、６、・・・が前記間隔部２０、２０、・・・を有する構成であり、製造工程において前記隣り合う太陽電池素子５、５、・・・同士が接触することや該太陽電池素子５、５、・・・の破損を防ぐことができる。

さらに、前記裏面保護材３に白色等の光を反射するものを用いることにより、受光面側から入射し、前記間隔部２０、２０を介して、裏面保護材３、表面保護材２により反射された光も太陽電池素子５に入射するため、太陽電池モジュール１の発電効率を向上させることができる。

なお、本実施形態において、太陽電池素子５、５、・・・は１２５ｍｍ角の略正方形の形状であり、上記間隔部２０、２０、・・・の距離は０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度である。

前記各太陽電池素子群６の各太陽電池素子５、５の下面側の各バスバー部１９ａ、１９ａ、・・・上には、該バスバー部１９ａ、１９ａ、１９ａ、１９ａの全長より短い長さの半田ディッピィングされた銅の薄板等からなる幅約２ｍｍ、厚さ約２３０μｍからなる第１の接続部材２１、２１、２１、２１がそれぞれ半田により接合されている。

前記各太陽電池素子群６の一方の太陽電池素子５に設けられた第１の接続部材２１と他方の太陽電池素子５に設けられた第１の接続部材２１とには、これらを接続するように半田ディッピィングされた銅の薄板等からなる幅約２ｍｍ、厚さ約２３０μｍからなる第２の接続部材２２が半田を介して接合されている。該半田による接合により第１、第２の接続部材２１、２２は一体化されて凹部を有する裏面側接続部材を構成し、前記間隔部２０上には、該凹部により離隔部２３が形成されている。

さらに、各太陽電池素子群６において、前記一方の太陽電池素子５側には第１の接続部材２１、２１、第２の接続部材２２、２２及びバスバー部１９ａ、１９ａにより離隔部２３には、凹部２４、２４が形成されると共に、前記他方の太陽電池素子５側には第１の接続部材２１、２１、第２の接続部材２２、２２及びバスバー部１９ａ、１９ａにより凹部２５、２５が形成されている。

また、隣り合う太陽電池素子群６、６間は、半田ディッピィングされた銅の薄板等からなる幅約２ｍｍ、厚さ約２３０μｍの第３の接続部材（表面側接続部材）２６、２６により電気的に並列に接続されている。

前記第３の接続部材２６、２６は一方の太陽電池素子群６の一方の太陽電池素子５の上面側のバスバー部１５ａ、１５ａ上と他方の太陽電池素子５の上面側のバスバー部１５ａ、１５ａ上にその直線部が半田により接合されると共に、その延在部が折り曲げられ、他方の太陽電池素子群６の隣り合う側の太陽電池素子５の下面上の第１の接続部材２１の端部上にその端部が半田により接合されている。

従って、太陽電池素子群６の２つの太陽電池素子５、５は、第１の接続部材２１、２１、２１、２１と第２の接続部材２２、２２からなる上記裏面側接続部材及び第３の接続部材２６、２６により電気的に並列接続されている。

本実施形態の太陽電池構成体７は、上述のように、例えば隣り合う太陽電池素子群６、６間を第３の接続部材２６、・・・で接続した太陽電池素子群６、６、・・・を６段直列接続してなるストリングス２７、２７、・・・を並列に６列配置し、構成されている。

前記各ストリングス２７の一方の端側は、その最端の太陽電池素子５の第３の接続部材２６の延在部が外側に突出しており、他方の端側はその最端の太陽電池素子５の第１の接続部材２１、２１に代えて、外側に突出するように第１の接続部材２１より長い半田ディッピィングされた銅の薄板等からなる幅約２ｍｍ、厚さ約２３０μｍの第４の接続部材２８、２８が設けられている。

所定の隣り合うストリングス２７、２７は、一方の端側において、一方のストリングス２７の前記突出した第３の接続部材２６の延在部と他方のストリングス２７の第４の接続部材２８には、半田ディッピィングされた銅の薄板等からなる接続部材２９が半田によって接合され、電気的に直列に接続されている。

また、他の所定の隣り合うストリングス２７、２７、・・・は、他方の端側において、一方のストリングス２７の前記突出した第３の接続部材２６の延在部と他方のストリングス２７の第４の接続部材２８には、半田ディッピィングされた銅の薄板等からなるＬ字状の接続部材３０ａ、３０ｂが半田を介して接合され、電気的に直列に接続されている。

一方の最外部のストリングス２７の最端の太陽電池素子５の前記突出した第３の接続部材２６の延在部には、電力取り出し用の銅の薄板等からなるＬ字状の接続部材３１ａが半田により接合されており、他方の最外部のストリングス２７の最端の太陽電池素子５の第４の接続部材２８には電力取り出し用の半田ディッピィングされた銅の薄板等からなるＬ字状の接続部材３１ｂが半田を介して接合されている。

前記太陽電池構成体７は、充填材４を介して透明な表面保護材２と耐候性の裏面保護材３の間に配置され、前記端子ボックス９は該裏面保護材３上に設けられている。

前記電力取り出し用部材３１ａ、３１ｂの端部及び前記接続部材３０ａ、３０ｂの端部は、前記充填材４及び前記裏面保護材３から引き出されている。

図７に配線構成図を示すように、前記端子ボックス９内で、前記電力取り出し用部材３１ａ、３１ｂの端部に外部出力線１０、１０の端部が半田により接続されると共に、太陽電池モジュール１の発電時において、太陽電池素子５が遮光され、電流が減少し、該太陽電池素子５に逆方向電圧が印加されて、該太陽電池素子５が破損することを防止するために、前記電力取り出し部材３１ａの端部と前記接続部材３０ａの端部の間、該接続部材３０ａの端部と前記接続部材３０ｂの端部の間、及び前記電力取り出し部材３１ｂの端部と前記接続部材３０ｂの端部の間には、バイパスダイオード３２、３２、・・・がそれぞれ接続されている。

本実施形態の太陽電池モジュール１は、前記間隔部２０上に所定の間隔をもって第２の接続部材２２が配置されているため、即ち各第２の接続部材２２を各１対の第１の接続部材２１、２１上に設ける構成により、離隔部２３、２３、・・・を備えるため、集電極１９に第２の接続部材２２を接合する際に第２の接続部材２２から半田垂れが生じた場合でも、該第２の接続部材から溶融した半田が前記裏面側接続部材の凹部にその全部又は一部がとどまり、即ち前記離隔部２３にその全部又は一部がとどまり、第３の接続部材２６や太陽電池素子５の側面に達することを防止することができ、不所望の短絡を防止できる。

さらに、上述したように各太陽電池素子群６にバスバー部１９ａ、１９ａ、・・・の端部に対して、第１の接続部材２１、２１、・・・が内側に配置され、凹部２４、２４、２５、２５を備える。この結果、前記半田による接合工程において、第２の接続部材２２から溶融した半田が第１の接続部材２１の端部を伝い、垂れた場合、凹部２４、２４、２５、２５に溶融した半田を格納することが出来るため、よりよく不所望の短絡を防止できる。

また、前記バスバー部１５ａ、１５ａと前記バスバー部１９ａ、１９ａがｎ型単結晶シリコン基板１１を介して対向配置され、また該バスバー部１５ａと該バスバー部１５ａ、該バスバー部１９ａと該バスバー部１９ａが略中心対称に配置されており、且つこれらに第１の接続部材２１、２１、・・・、第３の接続部材２６、２６、・・・が接合されている。

このように本実施形態では、前記第２の接続部材２２を前記第１の接続部材２１、２１に半田接合する工程において、第１の接続部材２１、２１、２１、２１、第２の接続部材２２、２２、第３の接続部材２６、２６及び太陽電池素子５、５で囲まれた空間部（離隔部２３）を広くできるため、不所望の短絡をよりよく防止できる。

前記離隔部２３を有することにより、第２の接続部材２２、２２と第３の接続部材２６、２６間の距離を大きくすることができ、半田垂れが生じた場合、第２の接続部材２２、２２と第３の接続部材２６、２６間で導通し、短絡することを防ぐことができる。

本実施形態とは異なり、太陽電池構成体７の前記表面側接続部材と前記裏面側接続部材が本実施形態と逆になるように配置する構成としてもよいが、本実施形態は、第１、第２の接続部材２１、２１、２２、２２により構成され凸形状を有する裏面側接続部材が裏面側に配置されているので、意匠性に優れると共に、前記裏面保護材３が柔軟性を有するので、前記裏面側接続部材の凸部からの太陽電池素子５、５にかかる力が逓減されるので、この点で本実施形態が好ましい。

次に、図８及び図９を用いて本実施形態の太陽電池モジュール１の製造方法を説明する。

まず最初に太陽電池素子５、５を準備する。

次に、所定の台３３上に所定の位置で折り曲げられた第３の接続部材２６、２６を所定位置に並列配置した後、前記太陽電池素子５、５をそのバスバー部１５ａ、１５ａ、・・・が該第３の接続部材２６、２６とそれぞれ所定の位置で当接するように直列状に載置する。

続いて、前記太陽電池素子５、５の上部のバスバー部１９ａ、１９ａ、・・・上にその両端部が露出するように第１の接続部材２１、２１、・・・をそれぞれ配置した後、第２の接続部材２２、２２を一方の太陽電池素子５の前記第１の接続部材２１、２１上と他方の太陽電池素子５の前記第１の接続部材２１、２１上をそれぞれ跨るように載置する。

続いて、前記第１の接続部材２１、２１、・・・及び第２の接続部材２２、２２上をピン３４等で押圧して、これらを固定した状態で、前記第１の接続部材２１、２１、・・・、前記第２の接続部材２２、２２及び前記第３の接続部材２６、２６の半田ディッピィングを溶融、接合して、太陽電池素子群６を作製する。なお、後述するストリングス２７、２７、・・・の端部に位置する太陽電池素子５は、第１の接続部材２１、２１に代えて、これらより長い長さの第４の接続部材２８、２８を用いて、その端部が外側へ突出するように配置された構成にして、上述と同様に作製される。

上述したように、前記第１の接続部材２１、２１、・・・及び前記第２の接続部材２２、２２、・・・を配置することにより、太陽電池素子群６を構成する一方の太陽電池素子５のバスバー部１９ａ、１９ａと、該バスバー部１９ａ、１９ａの上面上にそれぞれ配置された第１の接続部材２１、２１と、他方の太陽電池素子５のバスバー部１９ａ、１９ａと、該バスバー部１９ａ、１９ａの上面上にそれぞれ配置された第１の接続部材２１、２１と、これらの第１の接続部材２１、２１、２１、２１上に跨って配置された第２の接続部材２２、２２から構成される凹部２４、２４、２５、２５を備えた離隔部２３が形成される。

前記離隔部２３は、半田接合前は空間であり、上記半田工程後は、該空間部には、
不所望な半田が格納されたり、以下で詳述する第１、第２の充填材シート４ａ、４ｂの溶融・固化の工程後に充填材４が充填された形態でもよい。

続いて、上述のようにして作製した太陽電池素子群６を複数準備し、各太陽電池素子群６の第３の接続部材２６の端部を、他の各太陽電池素子群６の端部の太陽電池素子５の第１の接続部材２１上に半田接合してストリングス２７を作製する。

そして、上述のようにして作製したストリングス２７を複数準備する。

次に前記該ストリングス２７、２７、・・・を互い違いの方向に配置し、隣り合う該ストリングス２７、２７、・・・の一方の端部に位置する第３の接続部材２６、２６、・・・と第４の接続部材２８、２８、・・・を接続部材２９、２９、・・・で半田接合し、また他方の端部の第３の接続部材２６、２６、第４の接続部材２８、２８を接続部材３０ａ、３０ｂで半田を介して接合すると共に、太陽電池モジュール１の両端に位置する前記ストリングス２７、２７の端部に位置する第３の接続部材２６及び第４の接続部材２８に電力取り出し部材３１ａ、３１ｂをそれぞれ半田により接合して、図２及び図３に示す太陽電池構成体７を作製する。

続いて、前記接続部材３０ａと電力取り出し部３１ａ、及び接続部材３０ｂと電力取り出し部材３１ｂの間には、図示しないＰＥＴ等の絶縁部材を介在させる。

その後、耐候性の裏面保護材３、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等の第１の充填材シート４ａ、前記太陽電池構成体７、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等の第２の充填材シート４ｂ、透明な表面保護材２をこの順に積層すると共に、前記接続部材３０ａ、３０ｂ、及び電力取り出し部材３１ａ、３１ｂの端部を、前記裏面保護材３の所定位置に設けられた切り込みから外部に引き出し、斯かる状態で、加圧しつつ加熱して第１、第２の充填材シート４ａ、４ｂを溶融・固化させて充填材４とする(封止工程)。

次に、前記裏面保護材３の切り込み部分上に、端子ボックス９を設け、該端子ボックス９内で、前記露出した接続部材３０ａ、３０ｂ、及び前記電力取り出し部材３１ａ、３１ｂの端部に、外部出力線１０、１０、及びバイバスダイオード３２、３２、・・・を接続した後、該端子ボックス９内に絶縁のためにシリコン樹脂を充填する。

最後に、表面保護材２、裏面保護材３、及び太陽電池構成体７を充填材４により固定したものの周囲に金属製枠体８を取り付け、図１〜図４に示す太陽電池モジュール１を完成する。

上述の太陽電池素子群６の製造工程では、第３の接続部材２６、２６、第１の接続部材２１、２１及び第２の接続部材２２、２２を所定の位置に配置・固定した状態で加熱し、これらの接合を同時に行う。

上述の本実施形態の製造方法のように、太陽電池素子５、５、・・・上面上に第１の接続部材２１、２１、・・・、及び第２の接続部材２２、２２、・・・を所定位置に配置することにより、前記凹部を有する裏面側接続部材が構成されて、前記間隔部２０上に、離隔部２３を設けることができる。この結果、半田接合工程において、離隔部２３、即ち空間部分を設けることができ、バスバー部１９ａに第２の接続部材２２を接合する際に第２の接続部材２２から半田垂れが生じた場合でも、該半田が第３の接続部材２６や太陽電池素子５の側面に達するのを防止することができ、不所望の短絡を防止できる。

加えて凹部２４、２４、・・・、２５、２５、・・・を有するので余分な半田を格納させることができ、半田がバスバー部１９ａ、・・・と第１の接続部材２１、・・・の端部を揃え、接合した際に第３の接続部材２６側の面に回りこみ、発生する不所望の短絡を防止することができる。

次に、第２の実施形態を図１０に示す太陽電池モジュールの概略断面図を用いて説明する。尚、上述の第１の実施形態と同一部分については、同一番号を付して、その説明を省略する。

本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、第１の実施形態では各太陽電池素子群６、６、・・・の裏面側接続部材を構成する２つの第１の接続部材２１、２１と第２の接続部材２２が半田接合前はそれぞれ別体であるが、本実施形態では、前記第１の接続部材２１と前記第２の接続部材２２に対応する第５の接続部材３５が、Ｌ字部３５ａと直線部３５ｂを有するように折曲されてなる幅約２ｍｍ、厚さ約２３０μｍの半田ディッピィングされた銅の薄板等からなる一体成形体である。

本実施形態では、各第１の接続部材２１の端部と各第５の接続部材３５のＬ字部の端部が半田により接合されて裏面側接続部材を構成すると共に、該第１の接続部材２１と該第５の接続部材３５の直線部３５ｂが隣り合う太陽電池素子５、５のバスバー部１９ａ、１９ａ、・・・にそれぞれ半田により接合されている。

本実施形態の太陽電池モジュールの製造は、例えば、第３の接続部材２６、２６、太陽電池素子５、５、第１の接続部材２１、及び第５の接続部材３５をこの順に載置し、第１の接続部材２１、第５の接続部材３５のＬ字部３５ａの端部及び直線部３５ｂをピン３４等で押圧した状態で、半田ディッピィングを溶融・固化する半田工程が用いられ、第１の実施形態と略同様に作製される。

本実施形態の太陽電池モジュールは、第１の実施形態と同様の効果を奏することが可能である他、本実施形態では裏面側接合部材が半田接合前は２つの構成部材と少ないので、半田接合工程において、これらの位置合わせが容易になることに加え、第５の接続部材３５の間隔部２０に対応する部分への加熱を抑制でき、半田垂れを第１の実施形態に比べて抑えることができ、該半田が第３の接続部材２６や太陽電池素子５の側面側に達するのをより防止し、不所望な短絡をより防止可能である。

第３の実施形態を図１１に示す太陽電池モジュールの概略断面図を用いて説明する。尚、上述の第２の実施形態と同一部分については、同一番号を付して、その説明を省略する。

本実施形態が第２の実施形態と異なる点は、第２の実施形態では図１０に示すＬ字部３５ａと直線部３５ｂを有する第５の接続部材３５を用いているが、本実施形態では、図１１に示すような湾曲させてなる略Ｓ字部３６ａと直線部３６ｂを有する第６の接続部材３６を用いる点である。

本実施形態の太陽電池モジュールは、第２の実施形態と同様の効果を奏することが可能である。

次に、第４の実施形態を図１２に示す太陽電池モジュールの概略断面図を用いて説明する。

本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、第１の実施形態では各太陽電池素子群６、６、・・・の裏面側接続部材を構成する２つの第１の接続部材２１、２１と第２の接続部材２２が半田接合前はそれぞれ、別体であるが、本実施形態では、裏面側接続部材、即ち第１の接続部材２１、２１と第２の接続部材２２に対応する第７の接続部材３７が、コの字部３７ａと直線部３７ｂ、３７ｂを有するように折曲されてなる幅約２ｍｍ、厚さ約２３０μｍの半田ディッピィングされた銅の薄板等からなる一体成形体である。

本実施形態では、第７の接続部材３７の３７ｂが隣り合う太陽電池素子５、５のバスバー部１９ａ、１９ａ、・・・にそれぞれ半田により接合されている。離隔部２３を構成する前記第７の接続部材３７のコの字部３７ａは、太陽電池素子群６の隣り合う太陽電池素子５、５の間の間隔部２０に対向配置されている。

本実施形態の太陽電池モジュールは、例えば、第３の接続部材２６、２６、太陽電池素子５、５、及び第７の接続部材３７をこの順に載置し、第７の接続部材の直線部３７ｂ、３７ｂをピン３４等で押圧した状態で、半田ディッピィングを溶融・固化する半田工程が用いられ、第１の実施形態と略同様に作製される。

本実施形態の太陽電池モジュールは、第２の実施形態と同様の効果を奏することが可能である他、本実施形態では裏面側接合部材が一体成形体であるので、半田接合工程において、これらの位置合わせがより容易になることに加え、第７の接続部材３７の各直線部３７ｂ、３７ｂを選択的に加熱すればよいので、第７の接続部材３７の間隔部２０に対応する部分への加熱を抑制でき、各コの字部３７ａでの半田垂れを抑えることができる。この結果、第１の実施形態比べ、半田が第３の接続部材２６や太陽電池素子５の側面側に達するのをより防止することが可能であり、不所望な短絡をより防止可能である。

第５の実施形態を図１３に示す太陽電池モジュールの概略断面図を用いて説明する。尚、上述の第４の実施形態と同一部分については、同一番号を付して、その説明を省略する。

本実施形態が第４の実施形態と異なる点は、第４の実施形態では図１２に示すコの字部３７ａと直線部３７ｂ、３７ｂを有する第７の接続部材３７を用いているが、本実施形態では図１２に示すような湾曲させてなる略弓型部３８ａと直線部３８ｂ、３８ｂを有する第８の接続部材３８を用いる点である。
本実施形態の太陽電池モジュールは、第４の実施形態と同様の効果を奏することが可能である。

次に、第６の実施形態を図１４に示す太陽電池モジュールの概略断面図を用いて説明する。

本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、第１の実施形態では図１に示す直線状の第２の接続部材２２を用いたが、本実施形態では、図１４に示すように長手方向中央に山型に折曲された形状を持つ半田ディッピィングされた幅約２ｍｍ、厚さ約２３０μｍの銅の薄板等からなる第９の接続部材３９を用いる点である。

本実施形態では、第１実施形態と同様の効果の他、第９の接続部材３９、３９、・・・の間隔部２０に対応する部分には前記山型の凹側が対向配置され、これにより、凹部２４、２４、・・・、凹部２５、２５、・・・を有する離隔部２３が構成される。

本実施形態では、第９の接続部材３９、３９、・・・が前記山型の凹形状を有するので、第１実施形態と同等以上の効果を得ることが可能である。

本実施形態の太陽電池モジュールは、例えば、第１実施形態の第２の接続部材２２に代えて第９の接続部材３９を用いている場合を除き、第１の実施態様と同様に作製される。

この半田接合工程において、第９の接続部材３９、３９、・・・の前記山型の部分の凹側が下向きになるため、溶融した半田が凹部２４、２４、・・・、もしくは凹部２５、２５、・・・に向かって流れやすく、これらに余分な半田が格納されるので、本実施形態では、よりよく半田垂れを防止し、不所望な短絡を防ぐことができる。

次に、第７の実施形態を図１５に示す太陽電池モジュールの概略断面図を用いて説明する。

本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、第１の実施形態では図１に示す直線状の第２の接続部材２２を用いたが、本実施形態では、図１５のように接続部材中央部に略弓型の形状を持つ幅約２ｍｍ、厚さ約２３０μｍの銅の薄板等からなる第１０の接続部材４０を用いる点である。

本実施形態では、第１実施形態と同様の効果の他、第１０の接続部材４０、４０、・・・の間隔部２０に対応する部分には前記略弓型の凹側が対向配置され、これにより離隔部２３、凹部２４、２４、・・・、凹部２５、２５、・・・が構成される。

本実施形態では、第１０の接続部材４０、４０、・・・が前記略弓型の凹形状を有するので、第６実施形態と同様の効果を得ることができる。

本実施形態の太陽電池モジュールは、例えば、第１実施形態の第２の接続部材２２に代えて第１０の接続部材４０を用いている以外を除き、第１の実施形態と同様に作製される。

この半田工程において、第１０の接続部材４０、４０、・・・の前記山型の部分の凹側が下向きになるため、溶融した半田が凹部２４、２４、・・・、もしくは２５、２５、・・・に向かって流れやすく、これらに余分な半田が格納されるので、本実施形態では、よりよく半田垂れを防止し、短絡を防ぐことができる。

また、第６の実施形態に比べ、本実施形態では、第１０の接続部材４０が折曲部を有していないため、裏面保護材３に力が加わっても力が分散されるので、好ましい。

次に、第８の実施形態を図１６に示す太陽電池モジュール裏面概略構成図を用いて説明する。

本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、第１の実施形態では、図２及び図３に示すような略正方形の太陽電池素子５を用いたが、本実施形態では、図１６に示すように略台形の太陽電池素子５１を用いる点である。

本実施形態の太陽電池モジュールは、第１の実施形態と同様の製造方法で作製される。

本実施形態でも、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

上述の各実施形態では、太陽電池素子に両面入射型の太陽電池素子を用いた例を挙げたが、両面入射型の太陽電池素子に限らず、片面入射型の太陽電池でもよく、また単結晶型太陽電池素子、多結晶型太陽電池素子もしくは非晶質型太陽電池等を用いてもよい。

上記各実施形態では、表面保護材２に裏面保護材３に比べ、白板強化ガラス等の硬質な材料を用いたが、表面保護材２及び裏面保護材３とも白板強化ガラス等の硬質な保護材料からなる太陽電池モジュール、若しくは柔軟な樹脂等の保護材からなるモジュールにも適用できる。

さらに、柔軟な裏面保護材３同様、表面保護材２を透明な柔軟な樹脂フィルムからなる樹脂フィルムにも適用できる。

また、上記各実施形態では、片面受光型太陽電池モジュールについて説明したが、両面受光型太陽電池モジュールにも適用できる。

また、上述の各実施形態では、２つの太陽電池素子を直列配置した太陽電池素子群を用いたが、３以上の太陽電池素子を直列配置した太陽電池素子群６からなる太陽電池モジュールにも適用できる。

また、上述の各実施形態では、各太陽電池素子群において、表面側接続部材および裏面側接続部材は各２本とし、太陽電池素子の基板を挟んで対向配置した形態であるが、例えば表面側接続部材を２本および裏面側接続部材３本等と適宜本数を変えた形態また対向配置しない形態にも適用でき、また太陽電池素子群の各太陽電池素子の裏面を覆うような面状の裏面側接続部材の形態にも適用できる。前記太陽電池素子の電極は、表面側接続部材および裏面側接続部材の数や形状に併せて適宜変更され、例えば、
該電極が上記実施形態と同様のバスバー部とフィンガー部から構成される場合、該バスバー部の数や形状を対応して構成してもよく、また、裏面電極は太陽電池素子の裏面上略全域に形成される形態も可能である。

これらの場合、表面側接続部材及び裏面側接続部材の少なくとも一方が凹部を有する形態とし、該凹部が太陽電池素子群の隣り合う太陽電池素子間上に配置されるようにすればよい。

太陽電池素子の側面部に不活性処理等の絶縁処理が施されている場合、太陽電池素子群の隣り合う太陽電池素子間に間隔部を設けない構成、即ち、太陽電池素子が隣接した構成にも適用可能である。斯かる場合、太陽電池素子の側面部の絶縁処理が十分になされていなかった場合、半田接続工程において、上述と同様に表面側接続部材又は裏面側接続部材あるいはこれらを構成する接続部材の半田ディッピィングを溶融させる際に半田が垂れても、半田格納のためとして機能する前記凹部、即ち前記離隔部に該半田の一部又は全部が格納されるため、不所望な短絡を防止することができ、歩留まりの向上が図れる。

なお、上記各実施形態では、半田接合をする際に、上述のように離隔部を構成する上記裏面側接続部材を上方に、上記表面側接続部材を下方に配置するようにし、半田接合を行なう方が離隔部に上方からの余分な溶融した半田を格納することができ、好ましいが、該表面側接続部材を上方、離隔部を構成する裏面側接続部材を下方にするように配置し、半田接合する場合でも、表側接続部材と裏面側接続部材との離隔距離が従来に比べ、大きくなっているため、従来より表側接続部材と裏面側接続部材間の半田垂れによる短絡が防止できる。

また、上記各実施形態では、裏面側接続部材に凹部を設け、離隔部を形成したが、表面側接続部材に凹部を設け、離隔部を形成する構成するようにもできる。

更には、上述では、導電性の表面側接続部材及び導電性の裏面側接続部材の一方に凹部を設け、離隔部を形成したが、導電性の表面側接続部材及び導電性の裏面側接続部材の両方に凹部を設け、太陽電池素子群の両面側に離隔部を形成するように構成してもよい。

更に、上記各実施形態では、上面側接続部材が隣り合う太陽電池素子群を接続する構成であるが、裏面側接続部材により隣り合う太陽電池素子群を接続するように裏面側接続部材を構成してもよく、隣り合う太陽電池素子群を接続についても適宜変更可能である。

また、上記各実施形態の製造方法において、表側接続部材、裏面側接続部材若しくはこれらを構成する接続部材のすべてを予め導電性接着材としての半田をディッピィングされたものを用いたが、上記凹部を有するための接続部材のみ導電性接着材をディッピィングした形態でもよい。
上記各実施形態は、太陽電池モジュールのストリング内の太陽電池素子の交換においても適用でき、一部の太陽電池素子群に適用することができる。さらに、太陽電池モジュール内の太陽電池素子交換時のみでなく、太陽電池モジュールの一部の太陽電池素子群に上記各実施形態を適用した構成としてもよい。

次に、本発明の太陽電池モジュールを用いた個人住宅用の太陽電池装置（太陽電池システム）について説明する。

本実施形態の太陽電池装置は、上記各実施形態のいずれかの太陽電池モジュールの複数が、個人用住宅等の屋根上に、固定用ビスを用いて固定され、また隣り合う太陽電池モジュールを互いに係合されて、軒側から棟側に向けて階段状に設置されると共に、これらの太陽電池モジュール及びこれらを制御するための制御装置が接続されて、太陽電池装置が構成される。

本実施形態の太陽電池装置では、半田などの導電性接着材による短絡に起因する歩留まりの低下を抑制することができ、製造歩留まりのよい太陽電池装置を提供することが可能となる。

上述の太陽電池装置では、例示として個人住宅用の屋根上に固定するものを挙げたが、本発明はこれに限ることなく、設置場所及び太陽電池モジュールの設置方法も適宜変更可能である。

本発明の第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの概略断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの上面側概略構成図である。 本発明の第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの裏面側概略構成図である。 本発明の第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの裏面側構成図である。 （a）は本発明の第１の実施形態に係る太陽電池素子の上面図及び（ｂ）は該太陽電池素子の裏面図である。 本発明の第１の実施形態に係る太陽電池素子の断面要部構成図である。 本発明の第１の実施形態に係る太陽電池素子の概略接続図である。 本発明の第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造工程を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造工程を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る太陽電池モジュールの概略断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る太陽電池モジュールの概略断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る太陽電池モジュールの概略断面図である。 本発明の第５の実施形態に係る太陽電池モジュールの概略断面図である。 本発明の第６の実施形態に係る太陽電池モジュールの概略断面図である 本発明の第７の実施形態に係る太陽電池モジュールの概略断面図である。 本発明の第８の実施形態に係る太陽電池モジュールの裏面概略断面図である。 従来の太陽電池モジュールの概略上面図である。 従来の太陽電池モジュールの概略断面図である。

符号の説明

１ 太陽電池モジュール
５ 太陽電池素子
６ 太陽電池素子群
２０ 間隔部
２１ 第１の接続部材
２２ 第２の接続部材
２３ 離隔部
２４ 凹部
２５ 凹部
２６ 第３の接続部材
２８ 第４の接続部材
３５ 第５の接続部材
３６ 第６の接続部材
３７ 第７の接続部材
３８ 第８の接続部材
３９ 第９の接続部材
４０ 第１０の接続部材

Claims (6)

1. 少なくとも２つの隣り合う太陽電池素子と、該隣り合う太陽電池素子の表面側どうしを電気的に接続するための表面側接続部材と、該隣り合う太陽電池素子の裏面側どうしを電気的に接続するための裏面側接続部材と、を備えた太陽電池モジュールであって、前記表面側接続部材と前記裏面側接続部材が隣り合う太陽電池素子間において、前記表面側接続部材と前記裏面側接続部材の接合面が太陽電池素子の受光面に対し、垂直方向に太陽電池素子厚以上離隔されて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. 少なくとも２つの隣り合う太陽電池素子と、該隣り合う太陽電池素子の表面側どうしを電気的に接続するための表面側接続部材と、該隣り合う太陽電池素子の裏面側どうしを電気的に接続するための裏面側接続部材と、を備えた太陽電池モジュールであって、
   前記凹部は少なくとも一方の太陽電池素子の側部側に他の導電性接着材たまり用の凹部を有することを特徴とする太陽電池モジュール。
3. 前記凹部を有する前記表面側接続部材および前記裏面側接続部材の少なくとも一方の接続部材は、複数の接合部材から構成されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
4. 前記表面側接合部材及び前記裏面側接続部材によって電気的に接続された少なくとも２つの隣り合う太陽電池素子を含む複数の太陽電池素子群を有し、当該複数の太陽電池素子群は互いに電気的に接続されると共に表面保護材と裏面保護材との間に封止材によって封止されていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
5. 前記凹部を有する前記表面側接続部材および前記裏面側接続部材の少なくとも一方の接続部材は、前記表面保護材及び裏面保護材のうち柔軟性を有する保護材の側に配置されたことを特徴とする請求項４記載の太陽電池モジュール。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールを用いた太陽電池装置。
   

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