JP2013138109A - ダイオード組込み太陽電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】 逆方向電圧印加の破損を防ぐダイオードは一般に高価であるため、多数の太陽電池セルを接続してなる太陽電池のコスト上昇の要因の1つとなっていた。
【解決手段】 受光面側に第1の極性の電極を有し、裏面側に第2の極性の電極を有する第1および第2の太陽電池セルと、互いに電気的に独立した2つの第2の極性の電極と、第1の極性の電極を有するダイオードを用いて、第1の太陽電池セルの第1の極性の電極と第2の太陽電池セルの第2の極性の電極とを接続し、第1の太陽電池セルの第2の極性の電極とダイオードの第1の極性の電極を接続し、ダイオードの第2の極性の電極の一方の電極と第2の太陽電池セルの第1の極性の電極とを接続し、ダイオードの第2の極性の電極の他の電極と第2の太陽電池セルの第2の極性の電極とを接続する。
【選択図】 図1
【解決手段】 受光面側に第1の極性の電極を有し、裏面側に第2の極性の電極を有する第1および第2の太陽電池セルと、互いに電気的に独立した2つの第2の極性の電極と、第1の極性の電極を有するダイオードを用いて、第1の太陽電池セルの第1の極性の電極と第2の太陽電池セルの第2の極性の電極とを接続し、第1の太陽電池セルの第2の極性の電極とダイオードの第1の極性の電極を接続し、ダイオードの第2の極性の電極の一方の電極と第2の太陽電池セルの第1の極性の電極とを接続し、ダイオードの第2の極性の電極の他の電極と第2の太陽電池セルの第2の極性の電極とを接続する。
【選択図】 図1
Description
この発明は、ダイオードが組み込まれた太陽電池(以下、「ダイオード組込み太陽電池」という)に関するものである。詳しくは、逆方向電圧が印加されたときに太陽電池セルが破壊されることを防止するためのバイパスダイオード(以下、単に「ダイオード」という)が組み込まれた太陽電池セル(以下、「ダイオード組込み太陽電池セル」という)を複数接続してなる太陽電池に関するものである。
GaAs太陽電池セルにダイオードを敷設したものとして、太陽電池セルのコーナークロップに平板型ダイオードを配した接続構造が知られている(例えば、特許文献1参照)。
従来の太陽電池セルでは、1つの太陽電池セルに少なくとも1つのダイオードを実装していた。ここでダイオードは高価な部品であるため、多数の太陽電池セルがコネクタを介して電気的に接続されて構成される太陽電池では、1つの太陽電池セルに少なくとも1つ実装されるダイオード部品がコスト上昇の要因となっていた。
特に、高い信頼性が求められる人工衛星用の太陽電池では、ダイオード組込み太陽電池の信頼性の冗長度を高めるために、太陽電池セルに通常1つ実装されるダイオードの数を増やして、1つの太陽電池セルに2個のダイオードを並列に接続するということも要求されている。
この場合、ダイオードの実装数が単純に倍増するため、太陽電池の製品コストが更に増加するという課題があった。
この場合、ダイオードの実装数が単純に倍増するため、太陽電池の製品コストが更に増加するという課題があった。
この発明は係る課題を解決するためになされたものであり、従来よりもダイオード数を減らし、かつ、逆方向電圧が印加された際の破壊を防止可能なダイオード組込み太陽電池を提供することを目的とする。
この発明に係るダイオード組込み太陽電池は、太陽光を受光する受光面側に第1の極性の電極を有し、前記受光面と反対の裏面側に前記第1の極性と異なる第2の極性の電極を有する互いに隣接する第1の太陽電池セルおよび第2の太陽電池セルと、前記第2の極性を有し互いに電気的に分離された2つの電極と、前記第1の極性の電極を有するダイオードと、を有するダイオード組込み太陽電池であって、前記第1の太陽電池セルの前記第1の極性の電極と、前記第2の太陽電池セルの前記第2の極性の電極を接続する第1のコネクタと、前記第1の太陽電池セルの前記第2の極性の電極と、前記ダイオードの前記第1の極性の電極を接続する第2のコネクタと、前記第2の太陽電池セルの前記第2の極性の電極と、前記ダイオードの前記第2の極性の電極のうち一方の電極を接続する第3のコネクタと、前記第2の太陽電池セルの前記第1の極性の電極と、前記ダイオードの前記第2の極性の電極の他方の電極を接続する第4のコネクタとを備える。
この発明に係るダイオード組込み太陽電池によれば、従来よりもダイオードの実装数を削減し、かつ、太陽電池セルに逆方向電圧が印加された際の太陽電池セルの破壊を防止できる。
ここでは、まず従来のダイオード組込み太陽電池セルについて図を参照し説明した後に、本発明の実施の形態に係るダイオード組込み太陽電池セルについて説明する。
図14(a)は、従来のダイオード組込み太陽電池セルのダイオード実装例を説明する図である。図14(b)は図14(a)に示すA-A’の位置におけるダイオード組込み太陽電池の断面図である。
太陽電池セル1は、太陽光を受光する受光面側およびその裏面側にそれぞれ電極3(3a、3b)、電極4が蒸着で形成されている。また、太陽電池セル1の受光面の表面には、受光面積をできるだけ減らさずに効率よく電力を収集できるように、細い金属線が蒸着されている(図示せず)。この細い金属線は太陽電池セル1の端部近傍にあるバー電極7(図15参照)に接続され、バー電極7は太陽電池セルの受光面側にある電極3同士を接続するように蒸着されている。太陽電池セル1の裏面側は電極4が全面に蒸着されている。
バイパスダイオード2は太陽電池セル1の受光面側および裏面側にそれぞれ電極6および電極5を有する。
図14(a)、(b)に示すように、太陽電池セル1は少なくとも1つのコーナーが部分的に除去された斜角エッジを有し、その除去されたエッジ部にバイパスダイオード2が併置される。このように、セルを切り出す円板状の結晶基板を有効に活用するために、太陽電池セルに設けたコーナークロップに三角形の平板型ダイオードが敷設される。
太陽電池セル1は、太陽光を受光する受光面側およびその裏面側にそれぞれ電極3(3a、3b)、電極4が蒸着で形成されている。また、太陽電池セル1の受光面の表面には、受光面積をできるだけ減らさずに効率よく電力を収集できるように、細い金属線が蒸着されている(図示せず)。この細い金属線は太陽電池セル1の端部近傍にあるバー電極7(図15参照)に接続され、バー電極7は太陽電池セルの受光面側にある電極3同士を接続するように蒸着されている。太陽電池セル1の裏面側は電極4が全面に蒸着されている。
バイパスダイオード2は太陽電池セル1の受光面側および裏面側にそれぞれ電極6および電極5を有する。
図14(a)、(b)に示すように、太陽電池セル1は少なくとも1つのコーナーが部分的に除去された斜角エッジを有し、その除去されたエッジ部にバイパスダイオード2が併置される。このように、セルを切り出す円板状の結晶基板を有効に活用するために、太陽電池セルに設けたコーナークロップに三角形の平板型ダイオードが敷設される。
金属板状のコネクタ11は、その両端部が太陽電池セル1の受光面1側電極3及びダイオード2の受光面側の電極6とパラレルギャップ溶接等により各々接合される。
同様に、金属板状のコネクタ10の両端部は、太陽電池セル1の裏面側電極4及びダイオード2の裏面側の電極5と、パラレルギャップ溶接等により各々接合される。
これにより、太陽電池セル1とダイオード2は電気的に並列に接続される。なお、太陽電池セル1の電極3とダイオード2の電極6は互いに異なる極性であり、太陽電池セル1の電極4とダイオード2の電極5も互いに異なる極性である。
このようにダイオード2を太陽電池セル2に並列となるように配線することで、太陽電池セル1に逆方向電圧が印加された場合であっても、ダイオード2の順方向特性によりダイオード2にのみ電流が流れ、太陽電池セル1の破損を防ぐことができる。
同様に、金属板状のコネクタ10の両端部は、太陽電池セル1の裏面側電極4及びダイオード2の裏面側の電極5と、パラレルギャップ溶接等により各々接合される。
これにより、太陽電池セル1とダイオード2は電気的に並列に接続される。なお、太陽電池セル1の電極3とダイオード2の電極6は互いに異なる極性であり、太陽電池セル1の電極4とダイオード2の電極5も互いに異なる極性である。
このようにダイオード2を太陽電池セル2に並列となるように配線することで、太陽電池セル1に逆方向電圧が印加された場合であっても、ダイオード2の順方向特性によりダイオード2にのみ電流が流れ、太陽電池セル1の破損を防ぐことができる。
1枚の太陽電池セル1が発生する電圧は、太陽電池セルの基板材料により異なるが、0.5[V]〜3[V]程度である。そのため、所望の電圧を得るために、複数枚の太陽電池セルを直接に接続した回路を構成したものを電源とすることが一般的である。
図15(a)は、特許文献1に開示された太陽電池のダイオード実装の別の例を説明する図である(上面図)。図15(b)は、図15(a)に示した太陽電池セル1のB-B’の位置における太陽電池セルの側面図である。
図15(a)、(b)に示すように、第一の太陽電池セル1aの受光面側にある三つの電極3a、3bおよび3cと第二の太陽電池セル1bの裏面側にある電極4bを接続するコネクタ9aによって太陽電池セル1aおよび1bは直列的に接続されている。
また、太陽電池セル1aとダイオード2aは、太陽電池セル1aの裏面側にある電極4aとダイオード2aの裏面側にある電極5を接続するコネクタ10aによって接続されており、また、太陽電池セル1bの裏面側にある電極4bとダイオード2aの受光面側にある電極6aを接続するコネクタ8aによって接続されている。これにより、ダイオード2aは太陽電池セル1aと並列に接続される回路を構成する。
同様に、各ダイオードと各太陽電池セルはコネクタ8(8a〜8c)とコネクタ10(10a〜10c)によって並列的に接続される。
図15(a)、(b)に示すように、第一の太陽電池セル1aの受光面側にある三つの電極3a、3bおよび3cと第二の太陽電池セル1bの裏面側にある電極4bを接続するコネクタ9aによって太陽電池セル1aおよび1bは直列的に接続されている。
また、太陽電池セル1aとダイオード2aは、太陽電池セル1aの裏面側にある電極4aとダイオード2aの裏面側にある電極5を接続するコネクタ10aによって接続されており、また、太陽電池セル1bの裏面側にある電極4bとダイオード2aの受光面側にある電極6aを接続するコネクタ8aによって接続されている。これにより、ダイオード2aは太陽電池セル1aと並列に接続される回路を構成する。
同様に、各ダイオードと各太陽電池セルはコネクタ8(8a〜8c)とコネクタ10(10a〜10c)によって並列的に接続される。
図16は、図15で示した太陽電池セルを複数直列接続したときのダイオード組込み太陽電池の等価回路である。ここでは、仮に太陽電池セルの受光面側の電極3およびダイオード2の裏面側の電極5をN電極、太陽電池セルの裏面側の電極4およびダイオード2の受光面側にある電極6をP電極としている。
太陽電池セル1に逆方向電圧が印加された場合、ダイオードが接続された線路を電流が流れるため、太陽電池セルの破損を防ぐ接続構造となっている。
太陽電池セル1に逆方向電圧が印加された場合、ダイオードが接続された線路を電流が流れるため、太陽電池セルの破損を防ぐ接続構造となっている。
このようにして、特許文献1に記載された複数枚の太陽電池セル1はダイオード2と接続されて、逆方向電圧が印加された場合でも太陽電池セルの破損を防ぐことができる。
しかしながら、図14、15で示した従来のダイオード組込み太陽電池では、太陽電池セル1個に対して少なくとも1個のダイオードが必要である。
しかしながら、図14、15で示した従来のダイオード組込み太陽電池では、太陽電池セル1個に対して少なくとも1個のダイオードが必要である。
以下では、本発明の実施の形態として、ダイオードの実装数を削減したダイオード組込み太陽電池について説明する。
実施の形態1.
以下、実施の形態1に係るダイオード組込み太陽電池について図を用いて説明する。
図1は実施の形態1に係るダイオード組込み太陽電池を説明する図であり、太陽電池セル1a、1b、1c、1dはコネクタ9(9a、9b、9c)を用いて直列に接続される。なお、太陽電池セル1a、1b、1c、1dの構造は同一である。
太陽電池セル1bと1cとの間にダイオード2が配置される。一方、太陽電池セル1aと1bの間および太陽電池セル1cと1dの間には、太陽電池セル1bと1cの間のダイオード2に相当するダイオードは配置されていない。このように、実施の形態1に係るオード組込み太陽電池は、太陽電池セル1bのコーナークロップにダイオード2が実装される一方で、太陽電池セル1a、1cのコーナークロップにはダイオード2は実装されず、1つおきに、太陽電池セル1のコーナークロップにダイオード2が実装される構造をとる。
図2は図1の太陽電池セル1b、1cとダイオード2との接続部分を拡大した図である。図3は図2のC-C'の位置における断面を示した図である。
太陽電池セル1bは受光面側に4つの電極(3d、3e、3f、3k)を有し、これらの4つの電極は互いにバー電極7(7c、7d、7h)で接続されている。太陽電池セル1bの電極3d、3e、3fは、太陽電池セル1cは、コネクタ9bを介して太陽電池セル1cの裏面側電極4cと接続される。
ダイオード2は図2のように受光面側に各々独立した2つの電極6a、6bを有し、裏面側には全面電極5を備える。
ダイオード2の電極6aは隣接する太陽電池セル1cの受光面側の電極3mとコネクタ11により電気的に接続される。また、ダイオード2の電極6bは隣接する太陽電池セル1cの裏面側の電極4cとコネクタ8によって電気的に接続される。また、ダイオード2の裏面電極5は太陽電池セル1bの裏面側の電極4bとコネクタ10によって電気的に接続される。
以下、実施の形態1に係るダイオード組込み太陽電池について図を用いて説明する。
図1は実施の形態1に係るダイオード組込み太陽電池を説明する図であり、太陽電池セル1a、1b、1c、1dはコネクタ9(9a、9b、9c)を用いて直列に接続される。なお、太陽電池セル1a、1b、1c、1dの構造は同一である。
太陽電池セル1bと1cとの間にダイオード2が配置される。一方、太陽電池セル1aと1bの間および太陽電池セル1cと1dの間には、太陽電池セル1bと1cの間のダイオード2に相当するダイオードは配置されていない。このように、実施の形態1に係るオード組込み太陽電池は、太陽電池セル1bのコーナークロップにダイオード2が実装される一方で、太陽電池セル1a、1cのコーナークロップにはダイオード2は実装されず、1つおきに、太陽電池セル1のコーナークロップにダイオード2が実装される構造をとる。
図2は図1の太陽電池セル1b、1cとダイオード2との接続部分を拡大した図である。図3は図2のC-C'の位置における断面を示した図である。
太陽電池セル1bは受光面側に4つの電極(3d、3e、3f、3k)を有し、これらの4つの電極は互いにバー電極7(7c、7d、7h)で接続されている。太陽電池セル1bの電極3d、3e、3fは、太陽電池セル1cは、コネクタ9bを介して太陽電池セル1cの裏面側電極4cと接続される。
ダイオード2は図2のように受光面側に各々独立した2つの電極6a、6bを有し、裏面側には全面電極5を備える。
ダイオード2の電極6aは隣接する太陽電池セル1cの受光面側の電極3mとコネクタ11により電気的に接続される。また、ダイオード2の電極6bは隣接する太陽電池セル1cの裏面側の電極4cとコネクタ8によって電気的に接続される。また、ダイオード2の裏面電極5は太陽電池セル1bの裏面側の電極4bとコネクタ10によって電気的に接続される。
このように、実施の形態1に係るダイオード組込み太陽電池1では、従来のように太陽電池セル1の各々にダイオード2が実装されるのではなく、2個の太陽電池セル(太陽電池セル1b、1c)に対して1個のダイオード2が使用される。
また、実施の形態1に係るダイオード組込み太陽電池セル1は、特許文献1の太陽電池セル(図15の太陽電池セル1b)が受光面側に有する電極3d〜3fのほか、従来の太陽電池セルが受光面側に有する辺と相対する辺上の受光面側に他の電極3kを有する。
そして隣接する太陽電池セル(太陽電池セル1a、1b、1c、1d)の間、および太陽電池セル1bとダイオード2の間は、コネクタ8、9、10、11によって電気的に接続される。
また、実施の形態1に係るダイオード組込み太陽電池セル1は、特許文献1の太陽電池セル(図15の太陽電池セル1b)が受光面側に有する電極3d〜3fのほか、従来の太陽電池セルが受光面側に有する辺と相対する辺上の受光面側に他の電極3kを有する。
そして隣接する太陽電池セル(太陽電池セル1a、1b、1c、1d)の間、および太陽電池セル1bとダイオード2の間は、コネクタ8、9、10、11によって電気的に接続される。
図4は実施の形態1で使用されるダイオード2の図であり(a)は上面図、(b)は側面図である。ダイオード2はP層12、N層13、および電極6a、6b、5から構成される。P層12の一部にはエッチング等により溝が形成されて2つ領域に電気的に分離され、各層に電極6a、6bが設けられる。
次に、図1を用いて太陽電池セル1a〜1dとバイパスダイオード2との接続関係を説明する。
第一の太陽電池セル1bは、太陽電池セル1bの受光面側にある三つの電極3d,3e、および3fと第二の太陽電池セル1cの裏面側にある電極4cを接続するコネクタ9bによって、第二の太陽電池セル1cと直列に接続されている。
第一の太陽電池セル1bは、太陽電池セル1bの受光面側にある三つの電極3d,3e、および3fと第二の太陽電池セル1cの裏面側にある電極4cを接続するコネクタ9bによって、第二の太陽電池セル1cと直列に接続されている。
太陽電池セル1cの裏面側にある電極4cとダイオード2の受光面側にある電極6bを接続するコネクタ8、太陽電池セル1bの裏面側にある電極4bとダイオード2の裏面側にある電極5を接続するコネクタ10および上述のコネクタ9bによって、太陽電池セル1bとダイオード2とは並列に接続される。
太陽電池セル1cの受光面側にある電極3mとダイオード2の受光面側にある電極6aを接続するコネクタ11および上述のコネクタ10によって、ダイオード2は太陽電池セル1bおよび1cが直列に接続された回路と並列的に接続される。
例えば、太陽電池の受光面側にある電極3およびダイオードの裏面側にある電極5をN電極、太陽電池セルの裏面側にある電極4およびダイオードの受光面側にある電極6をP電極とすると、図1の太陽電池セルの接続構造は図5に示す等価回路に置き換えることが出来る。
この場合、各太陽電池セルに逆方向電圧が印加された場合、図中のダイオードが接続された線路に電流が流れるため、太陽電池セルの破損を防ぐ接続構造となる。
この場合、各太陽電池セルに逆方向電圧が印加された場合、図中のダイオードが接続された線路に電流が流れるため、太陽電池セルの破損を防ぐ接続構造となる。
上記のように、実施の形態1は直列に接続された太陽電池セル2枚毎に、太陽電池セルに併置されるダイオードを一つ減らすことができる。したがって、ダイオード実装数は従来例のおよそ半数に削減することが可能である。
また、実施の形態1はダイオードの実装数が減ることにより、直列に接続された太陽電池セル2枚毎に2点の接続点を削減ため、製造時間の削減が可能である。
以上のように、実施の形態1に係るダイオード組込み太陽電池は、図15で説明した従来構成と比較して、ダイオードの部品数並びに接続点数を減らすことができ信頼性が向上する。
実施の形態2.
以下、実施の形態2について、図を用いて説明する。
図6は本発明の実施の形態2を示したダイオード組込み太陽電池の直列接続構造の上面図である。構成部品は実施の形態1と同様であるが、1つの太陽電池セル毎に受光面側に二つの電極を有するダイオード2が並列に接続される。なお、実施の形態1と同一または相当する構成には同一番号を付し説明を省略する。
以下、実施の形態2について、図を用いて説明する。
図6は本発明の実施の形態2を示したダイオード組込み太陽電池の直列接続構造の上面図である。構成部品は実施の形態1と同様であるが、1つの太陽電池セル毎に受光面側に二つの電極を有するダイオード2が並列に接続される。なお、実施の形態1と同一または相当する構成には同一番号を付し説明を省略する。
図6の直列接続構成では、例えば太陽電池セル1bは受光面側に二つの電極を有するダイオード2aおよび2bが接続されている。
例えば、太陽電池の受光面側にある電極3およびダイオードの裏面側にある電極5をN電極、太陽電池セルの裏面側にある電極4およびダイオードの受光面側にある電極6をP電極とすると、図6の太陽電池セルの接続構造は図7に示す等価回路に置き換えることが出来る。
この場合、仮にダイオード2bが何らかの理由で故障したとしても、もう一方のダイオード2aが作動するため、逆方向電圧が印加されても太陽電池セル1bを保護することが可能である。
以上のように実施の形態2に係るダイオード組込み太陽電池は、図15で説明した従来のダイオード組込み太陽電池の直列接続構成と同数のダイオード実装数でありながら、1つの太陽電池セルに対して2つのダイオードが実装されたときと同様の冗長効果を持つ。したがって、従来の直列接続構成と比べ、逆方向電圧印加時の信頼性が大幅に向上する。
実施の形態3.
以下、実施の形態3について、図を用いて説明する。
図8は、本発明の実施の形態3におけるダイオード組込み太陽電池セルの直列接続構造の上面図である。
実施の形態3に係るダイオード組込み太陽電池は、受光面側に5つの電極を有する太陽電池セル1、太陽電池セルの受光面側にある電極3同士を接続するバー電極7、受光面側に2つの電極を有するダイオード2、および太陽電池セル同士または太陽電池セルとダイオードを直列的または並列的に接続するコネクタ9、10および11で構成される。
図9は、ダイオード接続構成部分(図8)を拡大したものである。また、図10は、図9のダイオード接続構成部分の側面図である。
以下、実施の形態3について、図を用いて説明する。
図8は、本発明の実施の形態3におけるダイオード組込み太陽電池セルの直列接続構造の上面図である。
実施の形態3に係るダイオード組込み太陽電池は、受光面側に5つの電極を有する太陽電池セル1、太陽電池セルの受光面側にある電極3同士を接続するバー電極7、受光面側に2つの電極を有するダイオード2、および太陽電池セル同士または太陽電池セルとダイオードを直列的または並列的に接続するコネクタ9、10および11で構成される。
図9は、ダイオード接続構成部分(図8)を拡大したものである。また、図10は、図9のダイオード接続構成部分の側面図である。
実施の形態3に係る太陽電池セル1は、実施の形態1で説明した太陽電池セル1bにおいて、図14で示した受光面側に有する電極3bと同じ位置に電極3qが追加される。また、同電極3qはバー電極7hによって受光面側にある電極3dと接続された構造を有する。
第1の太陽電池セル1bは、太陽電池セル1bの受光面側にある三つの電極3d、3e、3fと、第2の太陽電池セル1cの裏面側にある電極4cを接続するコネクタ9bによって、第2の太陽電池セル1cと直列に接続される。
また、太陽電池セル1bの裏面側にある電極4bとダイオード2の裏面側にある電極5を接続するコネクタ10、太陽電池セル1bの受光面側にある電極3qとダイオード2の受光面側にある電極6bを接続するコネクタ11bおよび上述のコネクタ9bによって、太陽電池セル1bとダイオード2とは並列に接続される。
また、太陽電池セル1cの受光面側にある電極3mとダイオード2の受光面側にある電極6aを接続するコネクタ11および上述のコネクタ10によって、ダイオード2は太陽電池セル1bおよび1cが直列に接続された回路と並列的に接続される。
ここで太陽電池の受光面側にある電極3およびダイオードの裏面側にある電極5をN電極、太陽電池セルの裏面側にある電極4およびダイオードの受光面側にある電極6をP電極とすると、図8の太陽電池セルの接続構造は図11の等価回路に置き換えることが出来る。
この場合、各太陽電池セルに逆方向電圧が印加された場合、ダイオードが接続された線路に電流が流れるため、太陽電池セルの破損を防ぐ接続構造となる。
この場合、各太陽電池セルに逆方向電圧が印加された場合、ダイオードが接続された線路に電流が流れるため、太陽電池セルの破損を防ぐ接続構造となる。
以上のように実施の形態3に係るダイオード組込み太陽電池は、実施の形態1と同様に、直列接続された太陽電池セルの2枚毎に、太陽電池セルに併置されるダイオードを1つ減らすことができる。
したがって、ダイオード実装数は図14の従来例のおよそ半数に削減することが可能である。
したがって、ダイオード実装数は図14の従来例のおよそ半数に削減することが可能である。
また、実施の形態3はダイオードの実装数が減ることにより、直列に接続された太陽電池セル2枚毎に2点の接続点を削減ため、製造時間の削減が可能である。
実施の形態3は図14の従来例に比べ、部品数並びに接続点数が減るため信頼性が向上する。
実施の形態4.
以下、実施の形態4について、図を用いて説明する。
図12は本発明の実施の形態4に係るダイオード組込み太陽電池の上面図である。構成部品は実施の形態3と同様であるが、1枚の太陽電池セル毎に受光面側に二つの電極を有するダイオード2が並列に接続される。
以下、実施の形態4について、図を用いて説明する。
図12は本発明の実施の形態4に係るダイオード組込み太陽電池の上面図である。構成部品は実施の形態3と同様であるが、1枚の太陽電池セル毎に受光面側に二つの電極を有するダイオード2が並列に接続される。
図12の直列接続構成では、例えば太陽電池セル1bは受光面側に二つの電極を有するダイオード2aおよび2bが接続されている。
ここで、太陽電池の受光面側にある電極3およびダイオードの裏面側にある電極5をN電極、太陽電池セルの裏面側にある電極4およびダイオードの受光面側にある電極6をP電極とすると、図12の太陽電池の接続構造は、図13の等価回路に置き換えることが出来る。
この場合、仮にダイオード2bが何らかの理由で故障したとしても、もう一方のダイオード2aが作動するため、逆方向電圧が印加されても太陽電池セル1bを保護することが可能である。
この場合、仮にダイオード2bが何らかの理由で故障したとしても、もう一方のダイオード2aが作動するため、逆方向電圧が印加されても太陽電池セル1bを保護することが可能である。
以上のように、実施の形態4に係るダイオード組込み太陽電池は、図14の従来のダイオード組込み太陽電池セルを直列接続した構成と同数のダイオード実装数でありながら、太陽電池セル1枚ごとに2つのダイオードが実装されたのと同様の冗長性を有する。
したがって、従来の直列接続構成と比べ、逆方向電圧印加時の信頼性が大幅に向上させることができる。
したがって、従来の直列接続構成と比べ、逆方向電圧印加時の信頼性が大幅に向上させることができる。
1 太陽電池セル、2 ダイオード、3 太陽電池セル1の受光面側電極、4 太陽電池セル1の裏面側電極、5 ダイオード2の裏面側電極、6 ダイオード2の受光面側電極、7 太陽電池セル2のバー電極、8 太陽電池セル1の裏面側電極とダイオード2の受光面側電極を接続するコネクタ、9 太陽電池セル1の受光面側電極と隣り合う太陽電池セル1の裏面側電極を接続するコネクタ、10 太陽電池セル1の裏面側電極とダイオード2の裏面側電極を接続するコネクタ、11 太陽電池セル1の受光面側電極とダイオード2の受光面側電極を接続するコネクタ、12 ダイオード2のP層、13 ダイオード2のN層。
Claims (3)
- 太陽光を受光する受光面側に第1の極性の電極を有し、前記受光面と反対の裏面側に前記第1の極性と異なる第2の極性の電極を有する互いに隣接する第1の太陽電池セルおよび第2の太陽電池セルと、
前記第2の極性を有し互いに電気的に分離された2つの電極と、前記第1の極性の電極を有するダイオードと、を有するダイオード組込み太陽電池であって、
前記第1の太陽電池セルの前記第1の極性の電極と、前記第2の太陽電池セルの前記第2の極性の電極を接続する第1のコネクタと、
前記第1の太陽電池セルの前記第2の極性の電極と、前記ダイオードの前記第1の極性の電極を接続する第2のコネクタと、
前記第2の太陽電池セルの前記第2の極性の電極と、前記ダイオードの前記第2の極性の電極のうち一方の電極を接続する第3のコネクタと、
前記第2の太陽電池セルの前記第1の極性の電極と、前記ダイオードの前記第2の極性の電極の他方の電極を接続する第4のコネクタと、
を備えることを特徴とするダイオード組込み太陽電池。 - 太陽光を受光する受光面側に第1の極性の電極を有し、前記受光面と反対の裏面側に前記第1の極性と異なる第2の極性の電極を有する互いに隣接する第1の太陽電池セルおよび第2の太陽電池セルと、
前記第2の極性を有し互いに電気的に分離された2つの電極と、前記第1の極性の電極を有するダイオードと、を有するダイオード組込み太陽電池であって、
前記第1の太陽電池セルの前記第1の極性の電極と、前記第2の太陽電池セルの前記第2の極性の電極を接続する第1のコネクタと、
前記第1の太陽電池セルの前記第2の極性の電極と、前記ダイオードの前記第1の極性の電極を接続する第2のコネクタと、
前記第1の太陽電池セルの前記第1の極性の電極と、前記ダイオードの前記第2の極性の電極のうち一方の電極を接続する第5のコネクタと、
前記第2の太陽電池セルの前記第1の極性の電極と、前記ダイオードの前記第2の極性の電極の他方の電極を接続する第4のコネクタと、
を備えることを特徴とするダイオード組込み太陽電池。 - 前記第1の太陽電池セルに隣接する第3の太陽電池セルと、前記第2の太陽電池セルに隣接する第4の太陽電池セルとを有し、
前記第1の太陽電池セルの前記第2の極性の電極と、前記第3の太陽電池セルの前記第1の極性の電極を接続する第6のコネクタと、
前記第2の太陽電池セルの前記第1の極性の電極と、前記第4の太陽電池セルの前記第2の極性の電極を接続する第7のコネクタと、
を備えることを特徴とする請求項1、2いずれか記載のダイオード組込み太陽電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011288294A JP2013138109A (ja) | 2011-12-28 | 2011-12-28 | ダイオード組込み太陽電池 |
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JP2013138109A true JP2013138109A (ja) | 2013-07-11 |
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JP2011288294A Pending JP2013138109A (ja) | 2011-12-28 | 2011-12-28 | ダイオード組込み太陽電池 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016119445A (ja) * | 2014-12-19 | 2016-06-30 | ペーン・ジェームズ・ユー | 太陽電池セル、太陽電池モジュール及びバイパスダイオードの組み立て方法 |
JP2017038039A (ja) * | 2015-08-07 | 2017-02-16 | ソレアロ テクノロジーズ コーポレイション | 太陽電池の高信頼性相互接続 |
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2011
- 2011-12-28 JP JP2011288294A patent/JP2013138109A/ja active Pending
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US11329176B2 (en) | 2015-08-07 | 2022-05-10 | Solaero Technologies Corp. | Reliable interconnection of solar cells |
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