JP2013080788A - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】設置場所の多様性に対応でき、また、不測に太陽電池セルや配線シートの配線に不具合が生じてもモジュール全体が不良となってしまうような虞がなく、信頼性及び保守性に優れ、基本モジュールの接続タブに起因するモジュール外縁周りのデッドスペースを極限まで小さくすることができ、単位面積当たりの発電効率が高い太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】周縁から外方に突出する接続タブ３を複数備えた配線シート２と、この配線シート２に実装された太陽電池セルとを含む基本モジュール１が、接続タブ３を介して複数接続されてなる太陽電池モジュール１０であって、接続タブ３のうち太陽電池モジュール１０の外縁から外方に突出する接続タブ３を、該外縁に沿って切断するか、又は、該外縁から配線シート２の裏面側に折り返すこととした。
【選択図】図３

Description

本発明は、太陽電池モジュールに関する。

近年、シリコン基板等の半導体基板の裏面にｐ型用電極とｎ型用電極の双方を形成したいわゆる裏面電極型（バックコンタクト型）太陽電池セルを用いた太陽電池モジュールの開発が進んでいる。

バックコンタクト型太陽電池セル（以下、太陽電池セルと略記する。）に関しては、多数の太陽電池セルを１枚の配線シート上に実装してモジュール化する方法が一般的に採用されている。（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、絶縁性基材および絶縁性基材に設置された配線を有する配線シートと、配線シートに設置された複数の太陽電池セルとを含む配線シート付き太陽電池モジュールが開示されている。

図８は、上記配線シート付き太陽電池モジュールにおける配線シートを配線の設置側から見た模式的な平面図である。

この配線シート２００は、絶縁性基材２０１と、絶縁性基材２０１の表面上に設置されたｐ型用配線２１０、ｎ型用配線２２０および接続用配線２３０を含む配線２４０とを有している。ｐ型用配線２１０、ｎ型用配線２２０および接続用配線２３０はそれぞれ導電性であり、ｐ型用配線２１０およびｎ型用配線２２０はそれぞれ櫛形状とされており、接続用配線２３０は帯状とされている。また、配線シート２００の終端にそれぞれ位置しているｐ型用配線２１１およびｎ型用配線２２１以外の隣り合うｐ型用配線２１０とｎ型用配線２２０とは接続用配線２３０によって電気的に接続されている。また、配線シート２００においては、櫛形状のｐ型用配線２１０の櫛歯に相当する部分と櫛形状のｎ型用配線２２０の櫛歯に相当する部分とが１本ずつ交互に噛み合わさるようにｐ型用配線２１０およびｎ型用配線２２０がそれぞれ配置されている。その結果、櫛形状のｐ型用配線２１０の櫛歯に相当する部分と櫛形状のｎ型用配線２２０の櫛歯に相当する部分とはそれぞれ１本ずつ交互に所定の間隔を空けて配置されることになる。

このように、上記の配線シート２００では、一対のｐ型用配線２１０とｎ型用配線２２０から構成される太陽電池セル設置部が複数（図示例では４行４列）設けられており、各太陽電池セル設置部に太陽電池セルが１つずつ設置される。そして、太陽電池セルの電極と配線シート２００のセル設置部の配線とがそれぞれ電気的に接続されることによって複数の太陽電池セルが電気的に接続されるようになっている。

ところで、上記のように１枚の配線シート上に多数の太陽電池セルを実装するタイプの太陽電池モジュールでは、配線シートに大きなものを用いることで太陽電池モジュールの大型化を容易に図ることができるものの、設置場所の多様性に対応することを考えると、大型の配線シートを用いた太陽電池モジュールでは汎用性に乏しいものとなる。また、配線シートが１枚であり、その上に複数の太陽電池セルを実装していることから、太陽電池セルの中に１個でも不良が発生した場合や、配線シート上の配線に１箇所でも不具合が発生した場合、太陽電池モジュールそのものが不良となってしまうといった懸念がある。

そこで、小さなサイズの配線シートに１個又は数個の太陽電池セルを実装した基本モジュールを作製し、これを複数個組み合わせて１つの大きな太陽電池モジュールを構成することが考えられる。

特開２０１０−２４５３９８号公報

しかしながら、複数の基本モジュールから構成された太陽電池モジュールには次のような課題があった。以下、図１、図７を参照しながら課題を説明する。

図１は、基本モジュールの平面図であり、図７は複数の基本モジュールが敷設された従来の太陽電池モジュールの平面図である。

従来の太陽電池モジュール１００は、複数の基本モジュール１が同一平面上に敷設されるとともに、モジュール外枠１１で保持された構成のものである。

基本モジュール１は、太陽電池セル（図示せず）と、太陽電池セルが実装される配線シート２とから構成されている。

配線シート２には、太陽電池セルが実装されるセル搭載部２ａと、配線シート２の周縁から外方に突出し、隣接する配線シート２が接続される接続タブ３とが備えられている。

上記した基本モジュール１は、隣接する基本モジュール１と接続される。具体的には、基本モジュール１に備えられた接続タブ３と、隣接する基本モジュール１に備えられた接続タブ３とを重ね合わせることにより、接続タブ３に備えられた接続パッド４と、これと対応する他の接続タブ３に備えられた接続パッド４とが接続される。これより基本モジュール１が同一平面に敷設されるとともに、すべての基本モジュール１が電気的に接続される。

ここで、複数の基本モジュール１はモジュール外枠１１によって保持されるが、基本モジュール１には上記したように外方に突出した接続タブ３があり、その接続タブ３をモジュール外枠１１内に納める必要があることから、図７に示すように、モジュール外枠１１と配線シート２の間には必然的にデッドスペース６が生じることとなる。このため、デッドスペース６の存在により、太陽電池モジュール１００の単位面積当たりの発電効率が低下することとなる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、設置場所の多様性に対応でき、また、不測に太陽電池セルや配線シートの配線に不具合が生じてもモジュール全体が不良となってしまうような虞がなく、信頼性及び保守性に優れていることは勿論のこと、デッドスペースを極限まで小さくすることができ、単位面積当たりの発電効率が高い太陽電池モジュールを提供することにある。

上記目的を達するために、本発明は次のとおりの構成としている。

本発明に係る太陽電池モジュールは、周縁から外方に突出する接続タブを複数備えた配線シートと、この配線シートに実装された太陽電池セルとを含む基本モジュールが、前記接続タブを介して複数接続されてなる太陽電池モジュールであって、前記接続タブのうち前記太陽電池モジュールの外縁から外方に突出する接続タブが、該外縁に沿って切断されるか、又は、該外縁から前記配線シートの裏面側に折り返されたことを特徴とする。

本発明の太陽電池モジュールによれば、太陽電池モジュールの外縁から外方に突出する接続タブが切断又は裏面側に折り返されているので、接続タブが太陽電池モジュールの外縁から外方に突出しない。したがって、上記したようなデッドスペースをなくすことができる
上記の太陽電池モジュールであって、前記太陽電池モジュールの外縁から外方に突出する接続タブには、前記外縁に沿う直線上に複数本のスリットが列設されていてもよい。

この場合、接続タブには複数のスリットが設けられているため、太陽電池モジュールの外縁から外方に突出する接続タブを該外縁に沿って切断する際、スリットに沿って行えばよく、接続タブの切断が容易である。また、接続タブを切断せずに折り曲げる場合も、スリットに沿って行えば、小さな力で容易に折り曲げることができる。

上記の太陽電池モジュールであって、前記太陽電池モジュールの外縁から外方に突出する接続タブには、前記スリットを挟んで対峙する少なくとも一対の接続パッドが設けられるとともに、これら接続パッド同士を接続する接続線が前記スリット間に設けられていてもよい。

この場合、複数のスリットの間にそれぞれ接続線が配されており、電流容量に増減が生じた場合も、スリット及び接続線の本数を増減するだけで容易に対応することができる。

上記の太陽電池モジュールであって、前記太陽電池モジュールの外縁から外方に突出する接続タブには、前記直線を挟んで線対称となる位置に少なくとも一対の接続パッドが設けられるとともに、これら接続パッドに貫通孔が形成されていてもよい。

この場合、接続タブを折り曲げると、自然と貫通孔同士が重なり合うため、これら貫通孔を利用して接続タブを折り曲げた状態に固定することができる。また、接続タブを折り曲げた際、貫通孔を通じて接続パッド同士を電気的に接続することができるため、接続パッド同士を接続するための接続線を廃することもできる。

上記の太陽電池モジュールであって、前記太陽電池モジュールの外縁から外方に突出する前記接続タブの両側端部に、前記外縁から内方に食い込む切欠部が形成されていてもよい。

この場合、接続タブを折り曲げる際、自然と、接続タブの両側端部における切欠部の最深部付近同士を結ぶ直線が折り曲げ線となり、この折り曲げ線の位置は太陽電池モジュールの外縁に沿う直線よりも内側に後退した位置となるので、接続タブをさらに内側に折り曲げることができる。また、折り曲げの際に接続タブに皺が発生するのを防止することができる。

本発明によれば、設置場所の多様性に対応でき、また、不測に太陽電池セルや配線シートの配線に不具合が生じてもモジュール全体が不良となってしまうような虞がなく、信頼性及び保守性に優れていることは勿論のこと、デッドスペースを極限まで小さくすることができ、単位面積当たりの発電効率が高い太陽電池モジュールを提供することができる。

基本モジュールの平面図である。 複数の基本モジュールが接続された太陽電池モジュールの平面図である。 本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの平面図である。 本発明に係る太陽電池モジュールの接続タブの一例を示す部分拡大平面図である。 本発明に係る太陽電池モジュールの接続パッドの他の例を示す部分拡大平面図である。 図５Ａに示す接続パッドを折り曲げた状態の太陽電池モジュールの部分拡大平面図である。 本発明に係る太陽電池モジュールの接続タブのさらに他の例を示す部分拡大平面図である。 図６Ａに示す接続パッドを折り曲げた状態の太陽電池モジュールの部分拡大平面図である。 従来の太陽電池モジュールの平面図である。 特許文献１の太陽電池モジュールの平面図である。

以下、本発明の一実施の形態について図１乃至図３を参照しながら説明する。

図１は、基本モジュールの平面図である。図２は、複数の基本モジュールが接続された太陽電池モジュールの平面図である。図３は、本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの平面図である。

本実施形態の太陽電池モジュール１０は、図３に示すように、複数の基本モジュール１が同一平面上に敷設されるとともに、モジュール外枠１１で保持された構成のものである。

基本モジュール１は、周縁から外方に突出する接続タブ３を複数備えた配線シート２と、この配線シート２に実装された太陽電池セル（不図示）とを含むものである。

配線シート２には、太陽電池セルが搭載されるセル搭載部２ａが備えられる。セル搭載部２ａには、太陽電池セル裏面に備えるｐ型又はｎ型電極と接続される電極（不図示）が設置される。電極は、従来技術に示されたような櫛形状のｐ型又はｎ型電極であってもよい。ここで、配線シート２の形状は、本実施形態のような方形に限らず、同一平面状に隣接させて敷設されることができれば、他の形状（例えば三角形などの他の多角形形状）でも構わない。また、各配線シート２の形状はそれぞれ同じ形状でなくても構わない。

接続タブ３は、配線シート２と一体に形成されており、本実施形態では方形の配線シート２の４つの頂点部に備えられている。ここで、接続タブ３の位置はこの位置に限られず、例えば４辺上に設けられていても構わない。また、接続タブ３の数は４つに限らず５つ以上設けられていても構わない。また、接続タブ３は、配線シート２を形成した後に、配線シート２の所望の位置に個別に形成しても構わない。

このようになる接続タブ３には、その裏面側から表面側にかけて電気的に接続された接続パッド４が４箇所に亘って備えられる。ここで、接続パッド４の数は４個に限らず１個以上設けられていれば構わない。

上記の構成からなる基本モジュール１は、隣接する基本モジュール１と接続される。具体的には、基本モジュール１の接続タブ３と、この基本モジュール１に隣接する基本モジュール１の接続タブ３とを重ね合わせることにより、接続タブ３の接続パッド４と、これと対応する他の接続タブ３の接続パッド４とが接続される。このようにして、太陽電池モジュール１０は、複数の基本モジュール１が同一平面状に敷設され、電気的に接続される（図２参照）。

接続タブ３のうち太陽電池モジュール１０の外縁から外方に突出する接続タブ３は、太陽電池モジュール１０の外縁に沿って切断されるか、又は、該外縁から配線シート２の裏面側に折り返される。

以上説明したように、本実施形態の太陽電池モジュール１０では、太陽電池モジュール１０の外縁に突出した接続タブ３は、太陽電池モジュール１０の外縁に沿って切断されるか、又は、該外縁から前記配線シート２の裏面側に折り返されるため、接続タブ３が太陽電池モジュール１０の外縁から外方に突出しない。したがって、太陽電池モジュール１０の外縁の周りに、前記従来技術で説明したようなデッドスペースが生じることはない。このため、単位面積当たりの発電効率が高い太陽電池モジュールとなる。

次に、本発明に係る太陽電池モジュールの他の実施の形態について図４を参照しながら説明する。なお、本実施の形態は、上記図１乃至図３に示した実施形態のものと接続タブの形態が異なるだけであるから、以下その相違点についてのみ説明し、同一の構成要素については、同一符号を付してその説明を省略する。

図４は、本発明に係る太陽電池モジュールの接続タブの一例を示した部分拡大平面図である。

本実施形態の太陽電池モジュール１０の接続タブ３には、太陽電池モジュール１０の外縁に沿う直線上に複数本（図示例では７本）のスリット３ａが列設されるとともに、隣接する基本モジュール１と接続される複数（図示例では４つ）の接続パッド４が設けられている。なお、スリット３ａは、太陽電池モジュール１０の外縁に位置する接続タブ３だけに限らず、他のすべての接続タブ３に設けられていてもよい。

接続パッド４は、２個１組で２組設けられており、各組の接続パッド４はスリット３ａを挟んで対称に配されている。接続パッド４の数は本実施形態で示されたように４個に限らず、２個以上設けられていれば構わない。同電位となる接続パッド４同士は、複数の接続線５により接続される。

接続線５は、スリット３ａ間に設けられている。本実施形態では同電位となる接続パッド４同士が３本の接続線５で接続されている。各接続線５は、互いに異なるスリット３ａ間に設けられている。このように、複数のスリット３ａの間にそれぞれ接続線５が配されるため、電流容量に増減が生じた場合も、スリット３ａ及び接続線５の本数を増減するだけでよく、容易に対応することができる。

以上説明したように、本実施形態の太陽電池モジュール１０では、接続タブ３に複数のスリット３ａが設けられているため、太陽電池モジュール１０の外縁から外方に突出する接続タブ３を該外縁に沿って切断する際、スリット３ａに沿って行えばよく、接続タブ３の切断が容易である。また、接続タブ３を切断せずに折り曲げる場合も、スリット３ａに沿って行えば、小さな力で容易に折り曲げることができる。

次に、本発明に係る太陽電池モジュールの他の実施の形態について図５Ａと図５Ｂを参照しながら説明する。なお、本実施の形態は、上記図４に示した実施形態のものと接続パッドの形態が異なるだけであるから、以下、その相違点についてのみ説明し、同一の構成要素については、同一符号を付してその説明を省略する。

図５Ａは、本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールの接続パッドの一例を示した部分拡大平面図である。図５Ｂは、図５Ａに示す接続パッドを折り曲げた状態の太陽電池モジュールの部分拡大平面図である。

本実施形態の接続タブ３には、太陽電池モジュール１０の外縁に沿う直線（図中破線で示す）を挟んで線対称となる位置に２対の接続パット４が設けられるとともに、これら接続パッド４にそれぞれ貫通孔４ａが形成されている。このため、接続タブ３を折り曲げると、自然と貫通孔４ａ同士が重なり合うため、例えば、これら貫通孔４ａに固定ピンを挿入させたり、半田を流入させたりして接続タブ３を折り曲げた状態に固定することができる。また、接続タブ３を折り曲げた際、貫通孔４ａを通じて接続パッド４同士を電気的に接続することができるため、接続パッド４同士を接続するための接続線５を廃することもできる。

次に、本発明に係る太陽電池モジュールの他の実施の形態について図６Ａ及び図６Ｂを参照しながら説明する。なお、本実施の形態は、上記図５Ａ及び図５Ｂに示した実施形態のものと接続タブの形態が異なるだけであるから、以下、その相違点についてのみ説明し、同一の構成要素については、同一符号を付してその説明を省略する。

図６Ａは、本発明に係る太陽電池モジュールの接続タブのさらに他の例を示す部分拡大平面図である。図６Ｂは、図６Ａに示す接続タブを折り曲げた状態の太陽電池モジュールの部分拡大平面図である。

本実施形態の太陽電池モジュール１０の外縁から外方に突出する接続タブ３の両側端部には、前記外縁から内方に食い込む切欠部２ｃが形成されている。

本実施形態の切欠部２ｃの切欠形状は円弧形状であるが、この形状に限らず多角形形状などでも構わない。

このような切欠部２ｃを設けたことにより、接続タブ３を折り曲げる際、自然と、接続タブ３の両側端部における切欠部２ｃの最深部付近同士を結ぶ直線が折り曲げ線（図中破線で示す）となり、この折り曲げ線の位置は太陽電池モジュール１０の外縁に沿う直線よりも内側（太陽電池モジュール１０の内方）に後退した位置となるので、接続タブ３をさらに内側に折り曲げることができる。また、折り曲げの際に接続タブ３に皺が発生するのを防止することができる。なお、上記折り曲げ線上に複数本のスリット３ａが列設されていても構わない。

なお、上記の実施形態では、太陽電池モジュール１０は、相互に接続された基本モジュール１をモジュール外枠１１で保持した構成としたが、モジュール外枠１１は必須のものではない。

１ 基本モジュール
２ 配線シート
２ｃ 切欠部
３ 接続タブ
３ａ スリット部
４ 接続パッド
４ａ 貫通孔
５ 接続線
１０ 太陽電池モジュール

Claims (5)

1. 周縁から外方に突出する接続タブを複数備えた配線シートと、この配線シートに実装された太陽電池セルとを含む基本モジュールが、前記接続タブを介して複数接続されてなる太陽電池モジュールであって、
   前記接続タブのうち前記太陽電池モジュールの外縁から外方に突出する接続タブが、該外縁に沿って切断されるか、又は、該外縁から前記配線シートの裏面側に折り返されたことを特徴とする太陽電池モジュール。
2. 請求項１に記載の太陽電池モジュールであって、
   前記太陽電池モジュールの外縁から外方に突出する接続タブには、前記外縁に沿う直線上に複数本のスリットが列設されたことを特徴とする太陽電池モジュール
3. 請求項２に記載の太陽電池モジュールであって
   前記太陽電池モジュールの外縁から外方に突出する接続タブには、前記スリットを挟んで対峙する少なくとも一対の接続パッドが設けられるとともに、これら接続パッド同士を接続する接続線が前記スリット間に設けられたことを特徴とする太陽電池モジュール。
4. 請求項１または２に記載の太陽電池モジュールであって、
   前記太陽電池モジュールの外縁から外方に突出する接続タブには、前記直線を挟んで線対称となる位置に少なくとも一対の接続パッドが設けられるとともに、これら接続パッドに貫通孔が形成されたことを特徴とする太陽電池モジュール。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載の太陽電池モジュールであって、
   前記太陽電池モジュールの外縁から外方に突出する前記接続タブの両側端部に、前記外縁から内方に食い込む切欠部が形成されたことを特徴とする太陽電池モジュール。

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