JP2013197464A

JP2013197464A - 太陽電池回路

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Publication number: JP2013197464A
Application number: JP2012065376A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Takiguchi; 正昭滝口
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2013-09-30

Abstract

【課題】太陽電池モジュールのバイパスダイオードの電力損失を低減できる太陽電池回路を提供する。
【解決手段】太陽電池回路１３では、ダイオードＤ１は、電気的に直列接続される太陽電池セルユニット１１ａ、１１ｂの太陽電池セルユニット１１ａに並列接続され、太陽電池セルユニット１１ａの出力電圧Ｖｏより高い耐圧Ｖｒ１と順方向電圧Ｖｆ１を有している。ダイオードＤ１は、太陽電池セルユニット１１ｂからの電流をバイパスできる。ダイオードＤ２は、太陽電池セルユニット１１ｂに並列接続され、太陽電池セルユニット１１ｂの出力電圧Ｖｏより高く且つ耐圧Ｖｒ１より低い耐圧Ｖｒ２と順方向電圧Ｖｆ１より低い順方向電圧Ｖｆ２を有している。ダイオードＤ２は、太陽電池セルユニット１１ａからの電流をバイパスできる。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、太陽電池回路に関する。

従来、複数の太陽電池セルを有する太陽電池モジュールには、一部の太陽電池セルに太陽光が当たらず未発電状態になった場合、未発電状態の太陽電池セルに発電状態の太陽電池セルから逆方向の電流が流れ、未発電状態の太陽電池セルが破損するのを防止するために、バイパスダイオードと呼ばれる逆流防止ダイオードを有する太陽電池回路が接続されているものがある。

この太陽電池モジュールでは、複数の太陽電池セルをグルーピングして太陽電池セルユニットを構成し、この太陽電池セルユニット毎にバイパスダイオードが接続されている。

このバイパスダイオードには、太陽電池モジュールの破壊耐圧を確保するために太陽電池セルユニットの出力電圧より十分高い耐圧が求められるが、同じ発電特性の太陽電池セルユニットに合わせるように、同じ特性のダイオードが用いられていた。

高い耐圧を有するダイオードは、通常耐圧に応じて順方向電圧も高くなる。その結果、バイパスダイオードに未発電状態の太陽電池セルを含む太陽電池セルユニットを迂回するようにして電流が流れた際、大きな電力損失が発生し、無駄な電力が消費される問題がある。

更に、この電力損失による発熱を放散するために大型の放熱板が必要になり、端子ボックスと呼ばれるバイパスダイオードを収納する機器の小型化が妨げられるという問題がある。

特開２０１１−２２２５６０号公報

太陽電池モジュールのバイパスダイオードの電力損失を低減できる太陽電池回路を提供することを目的とする。

一つの実施形態によれば、太陽電池回路では、第１ダイオードは、電気的に直列接続される第１および第２太陽電池セルユニットの前記第１太陽電池セルユニットに並列接続され、前記第１太陽電池セルユニットの出力電圧より高い第１耐圧と第１順方向電圧を有している。前記第１ダイオードは、前記第２太陽電池セルユニットからの電流をバイパスできる。第２ダイオードは、前記第２太陽電池セルユニットに並列接続され、前記第２太陽電池セルユニットの出力電圧より高く且つ前記第１耐圧より低い第２耐圧と前記第１順方向電圧より低い第２順方向電圧を有している。前記第２ダイオードは、前記第１太陽電池セルユニットからの電流をバイパスできる。

実施形態１に係る太陽電池モジュールを示す回路図。実施形態１に係る太陽電池モジュールを示す斜視図。実施形態１に係る太陽電池モジュールの端子ボックスを示す平面図。実施形態１に係る太陽電池モジュールのバイパスダイオードを示す断面図。実施形態１に係る太陽電池モジュールの電力損失特性を比較例の太陽電池モジュールの電力損失特性と対比して示す図。実施形態１に係る太陽電池モジュールの別のバイパスダイオードを示す断面図。実施形態１に係る太陽電池モジュールを用いた太陽電池アレイを示す図。実施形態２に係る太陽電池モジュールを示す回路図。実施形態２に係る太陽電池モジュールの端子ボックスを示す平面図。実施形態２に係る太陽電池モジュールの電力損失特性を比較例の太陽電池モジュールの電力損失特性と対比して示す図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

(実施形態１)
本発明の実施形態について、図１乃至図３を参照して説明する。図１は本実施形態の太陽電池モジュールを示す回路図、図２は太陽電池モジュールを示す斜視図で、図２（ａ）は太陽電池セルの表面側から眺めた斜視図、図２（ｂ）は太陽電池セルの裏面側から眺めた斜視図、図３は太陽電池モジュールの端子ボックスを示す平面図である。

図１乃至図３に示すように、本実施形態の太陽電池モジュール１０は、直列接続された太陽電池セルユニット１１ａ（第１太陽電池セルユニット）、太陽電池セルユニット１１ｂ（第２太陽電池セルユニット）、および太陽電池セルユニット１１ｃを有している。太陽電池セルユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、同じ発電特性を有している。

太陽電池モジュール１０には、太陽電池セルユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃのいずれかが未発電状態のときに、発電状態の太陽電池セルユニットからの電流をバイパスし、未発電状態の太陽電池セルユニットに逆電流が流れるのを防止するためのバイパスダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３を有する太陽電池回路１３が設けられている。

バイパスダイオードＤ１（第１ダイオード）は、太陽電池セルユニット１１ａに並列接続されている。バイパスダイオードＤ２（第２ダイオード）は、太陽電池セルユニット１１ｂに並列接続されている。バイパスダイオードＤ３は、太陽電池セルユニット１１ｃに並列接続されている。バイパスダイオードＤ３は、バイパスダイオードＤ１と同じ特性を有している。

太陽電池セルユニット１１ａの正極端子にケーブル１５ａを介してバイパスダイオードＤ１のカソード端子が接続され、太陽電池セルユニット１１ａの負極端子にケーブル１５ｂを介してバイパスダイオードＤ１のアノード端子が接続されている。

太陽電池セルユニット１１ｂの正極端子にケーブル１５ｂを介してバイパスダイオードＤ２のカソード端子が接続され、太陽電池セルユニット１１ｂの負極端子にケーブル１５ｃを介してアノード端子が接続されている。

太陽電池セルユニット１１ｃの正極端子にケーブル１５ｃを介してバイパスダイオードＤ３のカソード端子が接続され、太陽電池セルユニット１１ｃの負極端子にケーブル１５ｄを介してバイパスダイオードＤ３のアノード端子が接続されている。

バイパスダイオードＤ１は、太陽電池セルユニット１１ａが未発電状態のときに、発電状態の太陽電池セルユニット１１ｂ、１１ｃからの電流をバイパスし、太陽電池セルユニット１１ａに逆電流が流れるのを防止する。

バイパスダイオードＤ２は、太陽電池セルユニット１１ｂが未発電状態のときに、発電状態の太陽電池セルユニット１１ａ、１１ｃからの電流をバイパスし、太陽電池セルユニット１１ｂに逆電流が流れるのを防止する。

バイパスダイオードＤ３は、太陽電池セルユニット１１ｃが未発電状態のときに、発電状態の太陽電池セルユニット１１ａ、１１ｂからの電流をバイパスし、太陽電池セルユニット１１ｃに逆電流が流れるのを防止する。

バイパスダイオードＤ１、Ｄ３は、太陽電池セルユニット１１ａ、１１ｃの出力電圧Ｖｏより高い耐圧Ｖｒ１（第１耐圧）と、順方向電圧Ｖｆ１（第１順方向電圧）を有している。出力電圧Ｖｏは、最大で太陽電池セルユニット１１ａ、１１ｃの開放起電力Ｖｏｃに等しい。

バイパスダイオードＤ２は、太陽電池セルユニット１１ｂの出力電圧Ｖｏよく高く、且つ耐圧Ｖｒ１より低い耐圧Ｖｒ２（第２耐圧）と、順方向電圧Ｖｆ１より低い順方向電圧Ｖｆ２（第２順方向電圧）を有している。従って、Ｖｒ１＞Ｖｒ２＞Ｖｏ、Ｖｆ１＞Ｖｆ２の関係にある。

太陽電池セル１２は、支持フレーム１４内に敷き詰められている。支持フレーム１４の表側には、太陽電池セル１２を保護するための透明カバー（図示せず）が設けられている。支持フレーム１４の裏側には裏面カバー１４ｂが設けられている。

太陽電池モジュール１０の裏面には、太陽電池モジュール１０を外部に電気的に接続するための中継器となる端子ボックス２０が設けられている。端子ボックス２０は、箱型の筐体２０ａと筐体２０ａに冠着される蓋体２０ｂを有している。筐体２０ａおよび蓋体２０ｂは、例えば耐候性を有する樹脂または金属で成形されている。

端子ボックス２０には、太陽電池セルユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃからのケーブル１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄが引き込まれ、外部接続用のケーブル１６ａ、１６ｂが引き出されている。

端子ボックス２０には、バイパスダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３と、バイパスダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３の発熱を放散するための放熱板２１、２２、２３と、リード板２４が収納されている。

放熱板２１、２２、２３およびリード板２４は、平板状である。放熱板２１（第１放熱板）および放熱板２３は、一方向（図のＸ方向）の長さが一方向に直交する方向（図のＹ方向）の長さと略等しい矩形である。

放熱板２２（第２放熱板）は、Ｙ方向の長さがＸ方向の長さより長い短冊形である。リード板２４は、Ｙ方向の長さがＸ方向の長さより長い短冊形である。

放熱板２１、２２、２３はＹ方向の一端にケーブル１５ａ、１５ｂ、１５ｃを固定するための凸部を有している。放熱板２２の面積は、放熱板２１、２３の面積より小さい。

放熱板２１、２２、２３およびリード板２４は、同一平面上に離間して順に配置されている。放熱板２１、２２、２３およびリード板２４は、Ｘ方向に対向している。放熱板２２は、端子ボックス２０内の中央部に配置されている。放熱板２１、２３は、放熱板２２を挟むように端子ボックス２０内の両側に配置されている。

バイパスダイオードＤ１は、放熱板２１に取り付けられている。バイパスダイオードＤ１のカソード端子が放熱板２１に、例えば螺着され、アノード端子が放熱板２２に、例えばハンダ付けされている。

バイパスダイオードＤ２は、放熱板２２に取り付けられている。バイパスダイオードＤ２のカソード端子が放熱板２２に、例えばハンダ付けされ、アノード端子が放熱板２３に、例えばハンダ付けされている。

バイパスダイオードＤ３は、放熱板２３に取り付けられている。バイパスダイオードＤ３のカソード端子が放熱板２３に、例えば螺着され、アノード端子がリード板２４に、例えばハンダ付けされている。

ケーブル１５ａ、１５ｂ、１５ｃは、放熱板２１、２２、２３の凸部に、例えばハンダ付けされている。ケーブル１５ｄは、リード板２４のＹ方向の一端部に、例えばハンダ付けされている。

ケーブル１６ａは、放熱板２１の角部に、例えばハンダ付けされている。ケーブル１６ｂは、リード板２４のＹ方向の他端部に、例えばハンダ付けされている。ケーブル１６ａ、１６ｂは、例えば外部負荷１７に接続される。

太陽電池セル１２は、例えば大きさが１０乃至１５ｃｍ角で、ＰＮ接合を有するシリコン太陽電池である。太陽電池セルユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、例えば３０枚の太陽電池セル１２を有している。太陽電池セルユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃの出力電圧Ｖｏは、例えば最大３０×０．７Ｖ＝２１Ｖである。

従って、太陽電池モジュール１０には、９０枚の太陽電池セル１２が敷き詰められており、その出力電圧は最大６３Ｖである。

バイパスダイオードＤ１、Ｄ３は、例えばＰＮ接合ダイオードである。バイパスダイオードＤ１の耐圧Ｖｒ１および順方向電圧Ｖｆ１は、例えば１０００Ｖおよび１．２Ｖに設定されている。

バイパスダイオードＤ２は、例えばショットキー接合ダイオードである。バイパスダイオードＤ２の耐圧Ｖｒ２および順方向電圧Ｖｆ２は、例えば３０Ｖおよび０．５Ｖに設定されている。

図４はバイパスダイオードＤ１、Ｄ２を示す断面図で、図４（ａ）がバイパスダイオードＤ１を示す断面図、図４（ｂ）がバイパスダイオードＤ２を示す断面図ある。

図４に示すように、バイパスダイオードＤ１は、例えばメサ型のシリコンＰＮ接合ダイオードである。Ｎ^＋型半導体基板３１にＮ⁻型半導体層３２およびＰ^＋型半導体層３３が設けられている。

Ｐ^＋型半導体層３３上にＰ側電極３４が設けられている。Ｎ^＋型半導体基板３１の裏面にＮ側電極３５が設けられている。Ｐ側電極３４は、例えばＴｉＳｉ／Ａｌの積層膜である。Ｎ側電極３５は、例えば、ＴｉＳｉ／Ａｌ／Ｎｉの積層膜である。

Ｐ^＋型半導体層３３を貫通してＮ⁻型半導体層３２の途中に到る絶縁層３６が設けられている。絶縁層３６は、リーク電流の発生因となるＰ^＋型半導体層３３とＮ⁻型半導体層３２の界面の側壁部を保護している。

Ｎ^＋型半導体基板３１はハンダ層３７を介してカソード端子となるニッケル板３８にハンダ付けされている。

バイパスダイオードＤ２は、例えばシリコンのショットキー接合ダイオードである。Ｎ⁻型半導体層３２上に、ショットキー電極３９が形成されている。ショットキー電極３９は、例えば金（Ａｕ）膜である。

太陽電池モジュール１０には、太陽電池セル１２を保護するために、外来ノイズ等の過電圧に対する耐性が必要である。太陽電池モジュール１０には、例えば少なくとも１０００Ｖ以上の破壊耐圧Ｖｂが求められる。

従って、バイパスダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３の耐圧の和は破壊耐圧Ｖｂより大きいことが必要である。従って、２Ｖｒ１＋Ｖｒ２＞Ｖｂの関係にある。

上述した太陽電池回路１３は、バイパスダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３の耐圧Ｖｒ１、Ｖｒ２、順方向電圧Ｖｆ１、Ｖｆ２に差を設けることにより、太陽電池モジュール１０の破壊耐圧Ｖｂを確保しながら、バイパスダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３によるトータルの電力損失を低減するように構成されている。

図５は本実施形態の太陽電池モジュール１０におけるバイパスダイオードの電力損失特性と比較例の太陽電池モジュールにおけるバイパスダイオードの電力損失特性を対比して示す図である。

比較例の太陽電池モジュールとは、同じ発電特性を有する太陽電池セルユニットに合わせるように、耐圧および順方向電圧が揃ったバイパスダイオードを有す太陽電池回路が設けられた太陽電池モジュールのことである。

比較例の太陽電池モジュールでは、バイパスダイオードの逆方向電圧および順方向電圧は、例えば１０００Ｖおよび１．２Ｖに揃えられている。

本実施形態の太陽電池モジュール１０では、上述したようにバイパスダイオードＤ１、Ｄ３の逆方向電圧Ｖｒ１、順方向電圧Ｖｆ１が高く、バイパスダイオードＤ２の逆方向電圧Ｖｒ２、順方向電圧Ｖｆ２が低く設定されている。

一部の太陽電池セル１２に影がかかり太陽光が当たらなくなったときの、バイパスダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３の電力損失特性を比較する。

太陽電池セルユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃのうち、１の太陽電池セルユニットが未発電状態の場合をケースＡとする。更に、太陽電池セルユニット１１ａが未発電状態の場合をケースＡ１、太陽電池セルユニット１１ｂが未発電状態の場合をケースＡ２、太陽電池セルユニット１１ｃが未発電状態の場合をケースＡ３とする。

２の太陽電池セルユニットが未発電状態の場合をケースＢとする。更に、太陽電池セルユニット１１ａ、１１ｂが未発電状態の場合をケースＢ１、太陽電池セルユニット１１ｂ、１１ｃが未発電状態の場合をケースＢ２、太陽電池セルユニット１１ａ、１１ｃが未発電状態の場合をケースＢ３とする。

発電状態のときの太陽電池セルユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃの出力電流を、それぞれ５Ａとする。ケースＡでは導通するバイパスダイオードに１０Ａの電流が流れ、ケースＢでは導通するバイパスダイオードに５Ａの電流が流れる。

導通するバイパスダイオードをｏｎと表記し、未導通のバイパスダイオードをｏｆｆと表記する。

図５に示すように、ケースＡにおいて、比較例の太陽電池モジュールでは、いずれのケースＡ１、Ａ２、Ａ３でも電力損失は１２Ｗとなる。本実施形態の太陽電池モジュール１０では、ケースＡ１、Ａ３のとき、電力損失は１２Ｗで、比較例の太陽電池モジュールと同じである。

然し、本実施形態の太陽電池モジュール１０は、ケースＡ２のとき、電力損失は５Ｗになり、比較例の太陽電池モジュールに比べて電力損失は低減されている。

ケースＢにおいて、比較例の太陽電池モジュールでは、いずれのケースＡ１、Ａ２、Ａ３でも電力損失は１２Ｗとなる。本実施形態の太陽電池モジュール１０では、ケースＢ３のとき、電力損失は１２Ｗで、比較例の太陽電池モジュールと同じである。

然し、本実施形態の太陽電池モジュール１０は、ケースＢ１、Ｂ２のとき、電力損失は８．５Ｗになり、比較例の太陽電池モジュールに比べて電力損失は低減されている。

即ち、本実施形態の太陽電池モジュール１０では、太陽電池セルユニット１１ｂが未発電状態（Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）のときに、比較例の太陽電池モジュールに比べて電力損失を低減することが可能である。

その結果、本実施形態の太陽電池モジュール１０では、放熱板２２の面積を放熱板２１２３の面積より小さくすることができる。放熱板２１、２２、２３の面積の和を比較例の太陽電池モジュールの放熱板の面積の和より小さくすることができる。従って、端子ボックス２０の小型化、製作材料の削減が可能になる。

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、バイパスダイオードＤ２の耐圧Ｖｒ２をバイパスダイオードＤ１、Ｄ３の耐圧Ｖｒ１より小さくして、バイパスダイオードＤ２の順方向電圧Ｖｆ２をバイパスダイオードＤ１、Ｄ３の順方向電圧Ｖｆ１より小さくしている。

その結果、太陽電池セルユニット１１ｂに影がかかり太陽光が当たらなくなったとき、太陽電池セルユニット１１ｂを迂回する電流が流れるバイパスダイオードＤ２の電力損失を低減することができる。従って、太陽電池モジュールのバイパスダイオードの電力損失を低減できる太陽電池回路が得られる。

ここでは、バイパスダイオードＤ１がメサ型のＰＮ接合ダイオードである場合について説明したが、その他のＰＮ接合ダイオード、例えばプレーナ型のＰＮ接合ダイオードでも構わない。

バイパスダイオードＤ２がショットキー接合ダイオードである場合について説明したが、順方向電圧が低いダイオードであれば良く、特に限定されない。図６は別のダイオードを示す断面図である。

図６に示すように、バイパスダイオードＤ２は、ゲート電極とドレイン電極が接続されたＮチャネル絶縁ゲート電界効果トランジスタ（ＮＭＯＳトランジスタ）である。

Ｐ型半導体基板４１に一対のＮ^＋型不純物拡散層４２、４３が設けられている。Ｐ型半導体基板４１上であって、Ｎ^＋型不純物拡散層４２、４３の間にゲート絶縁膜４４を介してゲート電極４５が設けられている。Ｎ^＋型不純物拡散層４３とゲート電極４５は、配線４６により接続されている。

ここでは、別のダイオードがＮＭＯＳトランジスタである場合について説明したが、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ（ＰＭＯＳトランジスタ）も使用可能である。ＰＭＯＳトランジスタでは、ゲート電極とソース電極が接続される。

バイパスダイオードＤ２をＰＮ接合ダイオードとすることも可能である。その場合は、バイパスダイオートＤ１を第１のバンドギャップを有する第１半導体のＰＮ接合ダイオードとし、バイパスダイオートＤ２を第１のバンドギャップより狭い第２のバンドギャップを有する第２半導体のＰＮ接合ダイオードとするとよい。バンドギャップの狭い半導体の方が、低い順方向電圧が得られやすい。

第１および第２半導体としては、シリコンとゲルマニウム（Ｇｅ）、炭化珪素（ＳｉＣ）とシリコン、ＧａＮ系半導体とシリコンなどの組み合わせが可能である。

３の太陽電池セルユニットが直列接続されている場合について説明したが、太陽電池セルユニットの数には特に制限はない。必要な数の太陽電池セルユニットを直列接続することができる。

複数の太陽電池セルユニットの中で、少なくとも一つの太陽電池セルユニットにバイパスダイオードＤ１が並列接続されていれば良い。残りの太陽電池セルユニットにバイパスダイオードＤ２を並列接続することができる。

１の太陽電池モジュール１０について説明したが、複数の太陽電池モジュール１０を有する太陽電池アレイについても同様にバイパスダイオードの電力損失を低減することが可能である。

図７は太陽電池アレイを示す図である。図７に示すように、太陽電池アレイ５０では、複数の太陽電池モジュール１０が直列接続された太陽電池ストリング５１が並列接続されている。太陽電池ストリング５１では、隣接する太陽電池モジュール１０のケーブル１６ａとケーブル１６ｂ同士が接続されている。

（実施形態２）
本発明の実施形態２に係る太陽電池モジュールについて図８および図９を用いて説明する。図８は本実施形態の太陽電池モジュールを示す回路図、図９は太陽電池モジュールの端子ボックスを示す平面図である。

本実施形態において、上記実施形態１と同一の構成部分には同一符号を付してその部分の説明は省略し、異なる部分について説明する。本実施形態が実施形態１と異なる点は、低い順方向電圧を有するバイパスダイオードの数を増やしたことにある。

即ち、図８および図９に示すように、本実施形態の太陽電池モジュール８０は、バイパスダイオードＤ１、Ｄ２およびバイパスダイオードＤ２と同じ特性のバイパスダイオードＤ４を有する太陽電池回路８１が設けられている。

バイパスダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ４の耐圧の和は、破壊耐圧Ｖｂより大きく設定されている。従って、Ｖｒ１＋２Ｖｒ２＞Ｖｂの関係にある。

バイパスダイオードＤ１は、太陽電池セルユニット１１ｂに接続されている。バイパスダイオードＤ２は、太陽電池セルユニット１１ａに接続されている。バイパスダイオードＤ４は、太陽電池セルユニット１１ｃに接続されている。

バイパスダイオードＤ４は放熱板２５に取り付けられている。バイパスダイオードＤ４は、カソード端子が放熱板２５に、例えばハンダ付けされ、アノード端子がリード板２４に、例えばハンダ付けされている。放熱板２５の面積は、放熱板２２の面積に等しい。

放熱板２１は、端子ボックス２０内の央部に配置されている。放熱板２２、２５は、放熱板２１を挟むように端子ボックス２０内の両側に配置されている。

図１０は本実施形態の太陽電池モジュール８０におけるバイパスダイオードの電力損失と比較例の太陽電池モジュールにおけるバイパスダイオードの電力損失を対比して示す図である。

図１０に示すように、ケースＡにおいて、本実施形態の太陽電池モジュール８０では、ケースＡ１のとき、電力損失は１２Ｗであり、比較例の太陽電池モジュールと同じである。然し、ケースＡ２、Ａ３のとき、電力損失は５Ｗであり、比較例の太陽電池モジュールに比べて電力損失は低減されている。

ケースＢにおいて、ケースＢ１、Ｂ２、Ｂ３のいずれのケースでも、本実施形態の太陽電池モジュール１０は、比較例の太陽電池モジュールに比べて電力損失は低減されている。ケースＢ１、Ｂ３のとき、電力損失は８．５Ｗである。ケースＢ２のとき、電力損失は５Ｗと、一番低くなっている。

即ち、本実施形態の太陽電池モジュール８０では、太陽電池セルユニット１１ａ、１１ｃの少なくともいずれかが未発電状態（ケースＡ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）のときに、比較例の太陽電池モジュールに比べて電力損失を低減することが可能である。

以上説明したように、本実施形態の太陽電池モジュール８０では、低い耐圧、順方向電圧を有するバイパスダイオードＤ２の数を増やしている。バイパスダイオードＤ２の数に応じて、トータルの電力損失を低減することができる利点がある。

以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

なお、以下の付記に記載されているような構成が考えられる。
（付記１）前記第１半導体がシリコンであり、前記第２半導体がゲルマニウムである請求項５に記載の太陽電池回路。

（付記２）前記第１半導体が炭化珪素であり、前記第２半導体がシリコンまたはゲルマニウムである請求項５に記載の太陽電池回路。

（付記３）前記第１半導体がＧａＮ系半導体であり、前記第２半導体がシリコンまたはゲルマニウムである請求項５に記載の太陽電池回路。

（付記４）電気的に直列接続され、複数の太陽電池セルを有する第１および第２太陽電池セルユニットと、
前記第１太陽電池セルユニットに並列接続され、前記第１太陽電池セルユニットの出力電圧より高い第１耐圧と第１順方向電圧を有し、前記第１太陽電池セルユニットが未発電状態のときに発電状態の前記第２太陽電池セルユニットからの電流をバイパスする第１ダイオードと、
前記第２太陽電池セルユニットに並列接続され、前記第２太陽電池セルユニットの出力電圧より高く且つ前記第１耐圧より低い第２耐圧と前記第１順方向電圧より低い第２順方向電圧を有し、前記第２太陽電池セルユニットが未発電状態のときに発電状態の前記第１太陽電池セルユニットからの電流をバイパスする第２ダイオードと、
を具備する太陽電池モジュール。

（付記５）前記第１および第２ダイオードと、前記第１および第２ダイオードの発熱を放散する第１および第２放熱板を収納する端子ボックスを具備する付記４に記載の太陽電池モジュール。

（付記６）前記第２放熱板の面積は前記第１放熱板の面積より小さいことを特徴とする付記５に記載の太陽電池モジュール。

１０、８０太陽電池モジュール
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ太陽電池セルユニット
１２太陽電池セル
１３、８１太陽電池回路
１４支持フレーム
１４ｂ裏面カバー
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１６ａ、１６ｂケーブル
１７外部負荷
２０端子ボックス
２０ａ筐体
２０ｂ蓋体
２１、２２、２３、２５放熱板
２４リード板
３１Ｎ^＋型半導体基板
３２Ｎ⁻型半導体層
３３Ｐ^＋型半導体層
３４Ｐ側電極
３５Ｎ側電極
３６絶縁層
３７ハンダ層
３８ニッケル板
３９ショットキー電極
４１Ｐ型半導体基板
４２、４３Ｎ^＋型不純物拡散層
４４ゲート絶縁膜
４５ゲート電極
４６配線
５０太陽電池アレイ
５１太陽電池ストリング
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４バイパスダイオード
Ｖｏ開放電圧
Ｖｒ１、Ｖｒ２耐圧
Ｖｆ１、Ｖｆ２順方向電圧
Ｖｂ破壊耐圧

Claims

電気的に直列接続される第１および第２太陽電池セルユニットの前記第１太陽電池セルユニットに並列接続され、前記第１太陽電池セルユニットの出力電圧より高い第１耐圧と第１順方向電圧を有し、前記第２太陽電池セルユニットからの電流をバイパスできる第１ダイオードと、
前記第２太陽電池セルユニットに並列接続され、前記第２太陽電池セルユニットの出力電圧より高く且つ前記第１耐圧より低い第２耐圧と前記第１順方向電圧より低い第２順方向電圧を有し、前記第１太陽電池セルユニットからの電流をバイパスできる第２ダイオードと、
を具備することを特徴とする太陽電池回路。
前記第１太陽電池セルユニットに並列接続される前記第１ダイオード、および前記第２太陽電池セルユニットに並列接続される前記第２ダイオードの少なくともいずれかを更に具備することを特徴とする請求項１に記載の太陽電池回路。
前記第１ダイオードがＰＮ接合ダイオードであり、前記第２ダイオードがショットキー接合ダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池回路。
前記第１ダイオードがＰＮ接合ダイオードであり、前記第２ダイオードがゲート電極とドレイン電極が接続された絶縁ゲート電界効果トランジスタであることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池回路。
前記第１ダイオードが第１バンドギャップを有する第１半導体のＰＮ接合ダイオードであり、前記第２ダイオードが前記第１バンドギャップより狭い第２バンドギャップを有する第２半導体のＰＮ接合ダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池回路。
前記第１耐圧と前記第２耐圧の和が、電気的に直列接続される前記第１および第２太陽電池セルユニットの破壊耐圧より大きいことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池回路。
前記第１ダイオードのカソード端子が前記第１太陽電池セルユニットの正極端子に接続され、前記第１ダイオードのアノード端子が前記第１太陽電池セルユニットの負極端子に接続され、前記第２ダイオードのカソード端子が前記第２太陽電池セルユニットの正極端子に接続され、前記第２ダイオードのアノード端子が前記第２太陽電池セルユニットの負極端子に接続されることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池回路。