JP2011171527A - 光電変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度サイクルに対する光電変換装置の信頼性を高める。
【解決手段】光電変換パネルで発電された電流を外部に取り出すために光電変換パネル上に延設された集電配線３０ａ，３０ｂと、集電配線３０ａ，３０ｂが設けられた光電変換パネルの裏面を覆い、集電配線の一端が配線引き出し口３２ａ，３２ｂから引き出された状態で光電変換パネルに圧着されたバックシート１０２と、配線引き出し口３２ａ，３２ｂから引き出された集電配線３０ａ，３０ｂが接続される電極端子１２ａ，１２ｂを含む端子ボックス２００と、を備え、集電配線３０ａ，３０ｂの配線引き出し口３２ａ，３２ｂからの引出位置Ｙから電極端子１２ａ，１２ｂとの接続位置Ｘまでの集電配線の実質長Ｌは、引出位置Ｙから接続位置Ｘまでの直線距離の１．２倍以上とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、光電変換装置に関する。

太陽光を利用した発電システムとして、アモルファスや微結晶等の半導体薄膜を積層した光電変換装置が用いられている。

光電変換装置で発生した電力を取り出すために、光電変換装置の裏面等に端子ボックスを設け、光電変換パネルの集電配線を端子ボックス内の電極端子に接続して外部に電力を取り出す構成が採用されている。

図４は、従来の光電変換装置における端子ボックス１００の内部の様子を示す斜視図である。図４に示すように、端子ボックス１００は、外部ケース１０、電極端子１２ａ，１２ｂ、外部配線１４及びダイオード１６を含んで構成される。端子ボックス１００は、光電変換装置を構成する光電変換パネルの裏面に設置される。

外部ケース１０は、密閉型のプラスチックケース等とされ、内部の電極端子１２ａ，１２ｂ及び光電変換パネルから引き出された集電配線１８ａ，１８ｂを保護するために設けられる。集電配線１８ａ，１８ｂは、光電変換パネルの裏面側を封止するバックシート１０２に設けられた配線引き出し口２０ａ，２０ｂからそれぞれ引き出される。引き出された集電配線１８ａ，１８ｂの端部は、それぞれ外部ケース１０内において電極端子１２ａ，１２ｂにはんだ付け等により電気的に接続される。電極端子１２ａ，１２ｂは、外部配線１４に接続されており、これにより光電変換パネルの発電電力が外部配線１４を介して外部に取り出される。また、電極端子１２ａ，１２ｂは、正常時に逆バイアスとなるように保護用のダイオード１６によって接続される。なお、図４では、説明を明確にするために外部ケース１０の蓋を取り外した状態を示しているが、実際には集電配線１８ａ，１８ｂを電極端子１２ａ，１２ｂに接続した状態で、外部ケース１０内にシリコーン等の樹脂を充填して上面を蓋で覆って密閉した状態で用いられる。

ところで、光電変換装置は温度変化が大きい外部環境において利用されることがあり、その場合には温度サイクルによって光電変換装置を構成する各部材に熱応力が加えられる。

従来の光電変換装置の端子ボックス１００においては、図５の断面図に示すように、光電変換パネルの裏面を覆うバックシート１０２の配線引き出し口２０ａ，２０ｂから引き出された集電配線１８ａ，１８ｂは電極端子１２ａ，１２ｂに向かって直線的に引っ張られた状態で接続されている。したがって、温度変化が大きい環境下において使用した場合、集電配線１８ａ，１８ｂに掛る引っ張り応力によって、集電配線１８ａ，１８ｂが断線したり、集電配線１８ａ，１８ｂと電極端子１２ａ，１２ｂとの接続が外れたりするおそれがある。

本発明の１つの態様は、光電変換装置であって、光電変換パネルで発電された電流を外部に取り出すために光電変換パネル上に延設された集電配線と、集電配線が設けられた光電変換パネルの裏面を覆い、集電配線の一端が配線引き出し口から引き出された状態で光電変換パネルに圧着されたバックシートと、配線引き出し口から引き出された集電配線が接続される電極端子を含む端子ボックスと、を備え、集電配線の配線引き出し口からの引出位置から電極端子との接続位置までの集電配線の実質長Ｌは、引出位置から接続位置までの直線距離の１．２倍以上である。

本発明によれば、温度サイクルに対する光電変換装置の信頼性を高めることができる。

本発明の実施の形態における光電変換装置の端子ボックスの構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態における光電変換装置の端子ボックスの構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態における光電変換装置の集電配線の長さを説明する断面図である。 従来の光電変換装置の端子ボックスの構成を示す斜視図である。 従来の光電変換装置の端子ボックスの構成を示す断面図である。

本発明の実施の形態における光電変換装置は、図１の斜視図に示すような端子ボックス２００を有する。

端子ボックス２００は、図１に示すように、外部ケース１０、電極端子１２ａ，１２ｂ、外部配線１４及びダイオード１６を含んで構成される。端子ボックス２００は、光電変換パネルから出力される電力を外部に取り出すために用いられる。

端子ボックス２００は、例えば、光電変換装置を構成する光電変換パネルの裏面に設置される。光電変換パネルの裏面には、光電変換パネルで発電された電力を取り出すための集電配線３０ａ，３０ｂが延設される。集電配線３０ａ，３０ｂは、それぞれ正電圧側及び負電圧側の電極であり、通常はそれぞれ光電変換パネルの端辺から端子ボックス２００を配置する中央部に向けて延設される。

光電変換パネルの裏面はバックシート２０２によって封止される。このとき、集電配線３０ａ，３０ｂの端部がバックシート２０２に設けられた配線引き出し口３２ａ，３２ｂから引き出された状態で封止される。

外部ケース１０は、内部の電極端子１２ａ，１２ｂ及び光電変換パネルから引き出された集電配線３０ａ，３０ｂを保護するための容器である。外部ケース１０は、例えば、密閉型のプラスチックケースとすることが好適である。なお、図１では、説明を明確にするために、外部ケース１０の蓋を取り外した状態を示しているが、外部ケース１０内にシリコーン等の樹脂を充填して上面を蓋で覆って密閉した状態で用いられる。

電極端子１２ａ，１２ｂは、外部ケース１０の側面を貫いて外部配線１４に電気的に接続される。電極端子１２ａ，１２ｂは、それぞれ外部ケース１０内において集電配線３０ａ，３０ｂの端部に接続され、光電変換パネルから出力される電力を外部配線１４に伝達する。また、電極端子１２ａ，１２ｂは、正常時に逆バイアスとなるように保護用のダイオード１６によって接続される。

集電配線３０ａ，３０ｂは、光電変換パネルの裏面側を封止するバックシート２０２に設けられた配線引き出し口３２ａ，３２ｂからそれぞれ引き出される。引き出された集電配線３０ａ，３０ｂの端部は、それぞれ外部ケース１０内において電極端子１２ａ，１２ｂにはんだ付け等により電気的に接続される。電極端子１２ａ，１２ｂは、外部配線１４に接続されており、これにより光電変換パネルの発電電力が外部配線１４を介して外部に取り出される。

本実施の形態における光電変換装置では、配線引き出し口３２ａ，３２ｂから引き出された集電配線３０ａ，３０ｂの長さに特徴を有する。これについて、図２の断面図を用いて説明する。

図２に示すように、集電配線３０ａ，３０ｂは、集電配線３０ａ，３０ｂの配線引き出し口３２ａ，３２ｂの引出位置Ｙから電極端子１２ａ，１２ｂとの接続位置Ｘまで直線的でなく、たるみを持って接続される。このたるみを持った引出位置Ｙから接続位置Ｘまでの集電配線３０ａ，３０ｂの実質の長さを実質長Ｌとする。このとき、実質長Ｌは、配線引き出し口３２ａ，３２ｂから位置Ｘまでの直線距離の１．２倍以上とすることが好適である。

これによって、温度変化が大きい外部環境下において光電変換装置を利用した場合であっても、集電配線３０ａ，３０ｂに掛る引っ張り応力を集電配線３０ａ，３０ｂのたるみによって吸収することができる。その結果、集電配線３０ａ，３０ｂが断線したり、集電配線３０ａ，３０ｂと電極端子１２ａ，１２ｂとの接続が外れたりする可能性を低減することができる。

また、集電配線３０ａ，３０ｂの実質長Ｌは、端子ボックス２００内において集電配線３０ａ，３０ｂが互いに接触し得ない長さとすることが好適である。より具体的には、図２において、集電配線３０ａ，３０ｂの実質長Ｌは、配線引き出し口３２ａ，３２ｂの間隔Ｗ１、電極端子１２ａ，１２ｂの間隔Ｗ２及び配線引き出し口３２ａ，３２ｂから電極端子１２ａ，１２ｂまでの垂直距離Ｈとして数式（１）を満たすことが好適である。

すなわち、図３に示すように、端子ボックス２００内において集電配線３０ａ，３０ｂ同士が接触する最短の集電配線３０ａ，３０ｂの実質長Ｌは、端子ボックス２００内の構成が左右対称で間隔Ｗ１とＷ２がおよそ等しいとして、配線引き出し口３２ａ，３２ｂの間隔Ｗ１の中間地点（電極端子１２ａ，１２ｂの間隔Ｗ２の中間地点に一致する）かつ配線引き出し口３２ａ，３２ｂから電極端子１２ａ，１２ｂまでの垂直距離Ｈの中間地点である点Ｍにおいて接触するときの長さと近似的に求められる。そのときの集電配線３０ａ，３０ｂの実質長Ｌは、図３における斜辺Ｌ１と斜辺Ｌ２の合計値である数式（１）の右辺となる。

したがって、数式（１）を満たすように集電配線３０ａ，３０ｂの実質長Ｌを設定することによって、端子ボックス２００内において集電配線３０ａ，３０ｂ同士が接触することがなくなる。これによって、集電配線３０ａ，３０ｂを電極端子１２ａ，１２ｂへ接続する際に集電配線３０ａ，３０ｂ同士の接触を気にすることなく配線を引き回すことができ、作業が効率的かつ容易になる。また、端子ボックス２００内に樹脂を充填して蓋で封止する際にも、集電配線３０ａ，３０ｂが接触することがなくなる。その結果、光電変換装置の信頼性を高めることができる。

１０ 外部ケース、１２ａ，１２ｂ 電極端子、１４ 外部配線、１６ ダイオード、１８ａ，１８ｂ 集電配線、２０ａ，２０ｂ 配線引き出し口、３０ａ，３０ｂ 集電配線、３２ａ，３２ｂ 配線引き出し口、１００ 端子ボックス、１０２ バックシート、２００ 端子ボックス、２０２ バックシート。

Claims (3)

1. 光電変換パネルで発電された電流を外部に取り出すために前記光電変換パネル上に延設された集電配線と、
   前記集電配線が設けられた前記光電変換パネルの裏面を覆い、前記集電配線の一端が配線引き出し口から引き出された状態で前記光電変換パネルに圧着されたバックシートと、
   前記配線引き出し口から引き出された前記集電配線が接続される電極端子を含む端子ボックスと、
   を備え、
   前記集電配線の前記配線引き出し口からの引出位置から前記電極端子との接続位置までの前記集電配線の実質長Ｌは、前記引出位置から前記接続位置までの直線距離の１．２倍以上であることを特徴とする光電変換装置。
2. 請求項１に記載の光電変換装置であって、
   前記集電配線は、各々が別々の前記配線引き出し口から引き出されるように２本設けられており、
   前記端子ボックスは、前記集電配線の各々が接続される別々の前記電極端子を備え、
   前記端子ボックス内において前記集電配線が互いに接触し得ないものであることを特徴とする光電変換装置。
3. 請求項２に記載の光電変換装置であって、
   前記実質長Ｌは、前記配線引き出し口の間隔Ｗ１、前記電極端子の間隔Ｗ２及び前記配線引き出し口から前記電極端子までの垂直距離Ｈとして、
   

   

   未満であることを特徴とする光電変換装置。

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