JP2013251286A - Bypass diode device and method for inspecting the same - Google Patents
Bypass diode device and method for inspecting the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013251286A JP2013251286A JP2010214298A JP2010214298A JP2013251286A JP 2013251286 A JP2013251286 A JP 2013251286A JP 2010214298 A JP2010214298 A JP 2010214298A JP 2010214298 A JP2010214298 A JP 2010214298A JP 2013251286 A JP2013251286 A JP 2013251286A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- bypass diode
- electrode layer
- conductive resin
- diode device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、支持基板上面に複数のダイオードが配置されるバイパスダイオード装置及びその検査方法に関する。 The present invention relates to a bypass diode device in which a plurality of diodes are arranged on an upper surface of a support substrate, and an inspection method thereof.
従来のバイパスダイオード装置の一実施例として、図7(A)及び(B)に示す構造が知られている。先ず、図7(A)に示す如く、太陽電池モジュール31は、複数の太陽電池セル32を直列接続し、その直列接続された太陽電池セルの両端に出力電極(図示せず)が接続し、出力電極から電力が取り出される。一方、端子ボックス33は、外部接続ケーブル34、35を有し、それぞれの外部接続ケーブル34、35の先端にはコネクタ36、37が接続される。そして、個々の太陽電池セル32に接続された端子ボックス33は、コネクタ36、37を介して電気的に接続される。尚、端子ボックス33は、太陽電池セル32の裏面中央部や周縁部に配置される。
As an example of a conventional bypass diode device, a structure shown in FIGS. 7A and 7B is known. First, as shown in FIG. 7A, the
次に、図7(B)に示す如く、端子ボックス33の筐体38には、N型の外部接続端子板39、中間端子板40、41及びP型の部接続端子板42が配置される。そして、太陽電池セル32の出力電極43は、それらの端子板39〜42に接続し、外部接続端子39、42の端部にはそれぞれ外部接続ケーブル34、35が接続される。また、N型の外部接続端子板39と中間端子板40との間には2個のダイオード44が接続され、中間端子板40、41との間にも2個のダイオード45が接続され、中間端子板41とP型の外部接続端子板42との間にも2個のダイオード46が接続される(例えば、特許文献1参照。)。
Next, as shown in FIG. 7B, an N-type external
前述したように、図7(A)に示す太陽電池モジュール31では、複数の太陽電池セル32が直列接続され、個々の太陽電池セル32毎に、バイパスダイオード装置が構成された端子ボックス33が接続される。この構造により、端子ボックス33は、太陽電池セル32と同じ数だけ必要であり、端子ボックス33は個別に製作されるため、端子ボックス33の製作コストが低減され難いという問題がある。更に、端子ボックス33は、個々の太陽電池セル32に対して個別に設置作業が必要となるため、設置作業時間が短縮され難く、作業コストも低減され難いという問題がある。
As described above, in the
また、端子ボックス33は、太陽電池セル32の裏面側に設置されることで、端子ボックス33は、太陽電池セル32の裏面に対して突出する。この構造により、太陽電池モジュール31を建物の屋根等に設置する際に、突出した端子ボックス33が邪魔となり作業性が悪化するという問題もある。例えば、太陽電池モジュール31の設置作業中に、端子ボックス33が、作業員や作業道具等に引っ掛かり、太陽電池セル32から外れてしまうという問題がある。同様に、端子ボックス33同士を電気的に接続する外部接続ケーブル34、35が、太陽電池モジュール31外へ露出する構造により、設置作業中等に、外部接続ケーブル34、35が、断線したり、外れてしまう問題がある。
Further, the
そこで、より薄型のバイパスダイオード装置を形成するために、薄膜太陽電池とバイパスダイオードを一体化することも検討された。 Therefore, in order to form a thinner bypass diode device, it has been studied to integrate a thin film solar cell and a bypass diode.
以下にその製造方法を説明する。先ず、図8(A)に示す如く、透明基板51を準備し、透明基板51上面に透明電極52を形成する。次に、例えば、レーザースクライブ法により、透明電極52に溝53を形成し、透明電極52をセル毎に区分する。そして、透明電極52を被覆するように、透明基板51上に光電変換層54を形成する。ここで、光電変換層54は、例えば、シリコン材料からなる半導体層が用いられ、透明電極52を区分する溝53内も埋設する。
The manufacturing method will be described below. First, as shown in FIG. 8A, a
次に、図8(B)に示す如く、例えば、レーザースクライブ法により、光電変換層54に溝55を形成し、光電変換層54をセル毎に区分する。そして、光電変換層54を被覆するように、透明基板51上に第1裏面電極56を形成し、第1裏面電極56は光電変換層54を区分する溝55内も埋設する。
Next, as shown in FIG. 8B, a
次に、図8(C)に示す如く、例えば、レーザースクライブ法により、第1裏面電極56及び光電変換層54に溝57を形成し、透明基板51上に形成された薄膜太陽電池58をセル毎に区分する。次に、薄膜太陽電池58を被覆するように、透明基板51上に薄膜ダイオード59を形成する。ここで、薄膜ダイオードはPN接合ダイオードから成り、薄膜太陽電池58を区分する溝57内も埋設する。
Next, as shown in FIG. 8C, a
次に、図8(D)に示す如く、例えば、レーザースクライブ法により、薄膜ダイオード59に溝60を形成し、薄膜ダイオード59は、個々の薄膜太陽電池58のセルに対応するように区分される。そして、薄膜ダイオード59を被覆するように、透明基板51上に第2裏面電極61を形成し、第2裏面電極61は薄膜ダイオード59を区分する溝60内も埋設する。
Next, as shown in FIG. 8D, the
最後に、図8(E)に示す如く、例えば、レーザースクライブ法により、第2裏面電極61に溝62を形成し、バイパスダイオード63は、個々の薄膜太陽電池58に対応するように区分される(例えば、特開2005−268719号公報(第7−9頁、第1−2図参照。)。
Finally, as shown in FIG. 8E, a
その結果、図8(E)に示すように、同一の透明基板51上面に薄膜太陽電池58とバイパスダイオード63とが積層して一体に形成される。そして、バイパスダイオード63が、薄膜太陽電池58のセル毎に対応して配置されるために、レーザースクライブ法により、溝60、62が形成される。そのため、例えば、レーザーの出力量やスクライブ時間等の調整ミスにより、この溝60、62下面に配置される透明電極52まで切断されると、薄膜太陽電池58のセル間の直列接続構造が破壊されてしまう。その結果、バイパスダイオード63形成時に薄膜太陽電池58の一部が破壊されることで、透明基板51上の全ての薄膜太陽電池58とバイパスダイオード63とが不良品として取り扱われるという問題がある。同様に、薄膜太陽電池58とバイパスダイオード63とは、一貫の製造ラインにて同一の透明基板51上面に形成されるため、バイパスダイオード63の形成時に不具合が生じた場合には、薄膜太陽電池58まで不良品として取り扱われる。
As a result, as shown in FIG. 8E, the thin film
また、薄膜太陽電池58とバイパスダイオード63とが一体型として形成されることで、使用時にどちらか一方が故障した際には、装置全体として交換する必要があり、コスト的な問題もある。
Further, since the thin-film
本発明のバイパスダイオード装置では、支持基板と、前記支持基板上に形成される第1の電極層と、前記第1の電極層を被覆し、前記支持基板上に形成され、ダイオードとして機能する接合領域を有する半導体層と、少なくとも一部が前記第1の電極層と対向し、前記半導体層上に形成される第2の電極層と、前記第1の電極層、前記半導体層及び前記第2の電極層を開口するスリットと、前記スリットを埋設し、且つ前記第2の電極層上に形成される第1の導電樹脂層と、前記半導体層上に形成される遮光性樹脂層と、前記遮光性樹脂層の開口領域を介して前記第2の電極層と電気的に接続する端子接続部を有し、前記第2の電極層は、透明な金属材料からなり、前記第2の電極層上に形成される前記第1の導電樹脂層は、前記端子接続部の下方に配置される主電極部と、前記主電極部から櫛歯状に延在する枝電極部から成ることを特徴とする。 In the bypass diode device of the present invention, a support substrate, a first electrode layer formed on the support substrate, and a junction that covers the first electrode layer and is formed on the support substrate and functions as a diode. A semiconductor layer having a region; a second electrode layer formed on the semiconductor layer, at least partially facing the first electrode layer; the first electrode layer; the semiconductor layer; and the second electrode layer. A slit for opening the electrode layer, a first conductive resin layer embedded in the slit and formed on the second electrode layer, a light-shielding resin layer formed on the semiconductor layer, A terminal connection portion electrically connected to the second electrode layer through an opening region of the light-shielding resin layer, the second electrode layer being made of a transparent metal material; The first conductive resin layer formed on the terminal connection portion A main electrode portion arranged downward, characterized in that it consists of the branch electrode section extending in a comb-like from the main electrode portion.
また、本発明のバイパスダイオード装置の検査方法では、前記第1の導電樹脂層を形成し、前記遮光性樹脂層を形成する前に、前記第1の導電樹脂層に測定装置の測定端子を当て、前記第1の導電樹脂層の上方から測定用の光を前記半導体層へと照射することで、前記半導体層の特性を測定することを特徴とする。 In the inspection method for a bypass diode device according to the present invention, the first conductive resin layer is formed, and the measurement terminal of the measuring device is applied to the first conductive resin layer before forming the light-shielding resin layer. The characteristics of the semiconductor layer are measured by irradiating the semiconductor layer with light for measurement from above the first conductive resin layer.
本発明では、バイパスダイオード装置が光起電力装置とは別に形成され、バイパスダイオード装置には直列接続された複数のダイオードが形成されることで、バイパスダイオード装置の取り扱い性が向上される。 In the present invention, the bypass diode device is formed separately from the photovoltaic device, and a plurality of diodes connected in series are formed in the bypass diode device, thereby improving the handleability of the bypass diode device.
また、本発明では、カソード電極層が透明金属材料により形成され、その上面に導電樹脂層が形成されることで、半導体層の特性検査が容易に行われる。 In the present invention, the cathode electrode layer is formed of a transparent metal material, and the conductive resin layer is formed on the upper surface thereof, whereby the characteristic inspection of the semiconductor layer is easily performed.
また、本発明では、バイパスダイオード装置の端子接続部は、光起電力装置のセルに対して位置精度良く配置され、一度の取り付け作業にて複数のセルに対してダイオードが設置され、その取り付け作業時間が大幅に短縮される。 Further, in the present invention, the terminal connection portion of the bypass diode device is arranged with high positional accuracy with respect to the cell of the photovoltaic device, and the diode is installed for a plurality of cells in one installation operation, and the installation operation thereof Time is greatly reduced.
また、本発明では、支持基板がフィルム材料を用いて形成され、バイパスダイオード装置の薄膜化が実現され、光起電力装置のバイパスダイオード装置の取り付け性が向上し、その取り付け面の平坦性が実現される。 Further, in the present invention, the support substrate is formed using a film material, the thinning of the bypass diode device is realized, the mounting property of the bypass diode device of the photovoltaic device is improved, and the flatness of the mounting surface is realized. Is done.
また、本発明では、バイパスダイオード装置の遮光性樹脂層を形成する前に半導体層の特性検査が行うことができ、その後の工程にかかる製造コストを低減できる。 In the present invention, the characteristic inspection of the semiconductor layer can be performed before the light shielding resin layer of the bypass diode device is formed, and the manufacturing cost for the subsequent steps can be reduced.
また、本発明では、隣接するダイオードを直列接続させるスリットの形成領域に導電層が配置されることで、スリットが支持基板まで到達することが防止される。 Further, in the present invention, the conductive layer is disposed in the slit forming region for connecting adjacent diodes in series, thereby preventing the slit from reaching the support substrate.
また、本発明では、スリットを埋設する材料と導電層とが同一材料から成ることで、両者の接続性が向上し、ダイオードの電極部のコンタクト性が向上される。 In the present invention, since the material for burying the slit and the conductive layer are made of the same material, the connectivity between the two is improved, and the contact property of the electrode portion of the diode is improved.
また、本発明では、バイパスダイオード装置が、遮光性樹脂により被覆されることで、太陽光等によりダイオードが独自に動作することが防止される。 In the present invention, the bypass diode device is covered with a light-shielding resin, so that the diode is prevented from independently operating due to sunlight or the like.
また、本発明では、ポリイミド層の表面側に複数のダイオードを形成した後に、ポリイミド層の裏面側にフィルム基板を貼り合わせることで、バイパスダイオード装置の耐湿性が向上される。 Moreover, in this invention, after forming a several diode in the surface side of a polyimide layer, the moisture resistance of a bypass diode apparatus is improved by bonding a film substrate on the back surface side of a polyimide layer.
以下に、本発明の一実施の形態であるバイパスダイオード装置について説明する。図1は、本実施の形態のバイパスダイオード装置を説明する平面図である。図2(A)は、図1に示すバイパスダイオード装置のA−A線方向の断面図である。図2(B)は、図1に示すバイパスダイオード装置の各ダイオードの電極構造を説明する平面図である。図3(A)は、バイパスダイオード装置が光起電力装置へと設置された状況を説明する断面図である。図3(B)は、バイパスダイオード装置が光起電力装置へと設置された回路図である。 Hereinafter, a bypass diode device according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a plan view for explaining a bypass diode device according to the present embodiment. 2A is a cross-sectional view of the bypass diode device shown in FIG. FIG. 2B is a plan view for explaining an electrode structure of each diode of the bypass diode device shown in FIG. FIG. 3A is a cross-sectional view illustrating a situation where the bypass diode device is installed in the photovoltaic device. FIG. 3B is a circuit diagram in which the bypass diode device is installed in the photovoltaic device.
先ず、図1に示す如く、バイパスダイオード装置1は、支持基板2上に複数のダイオードがマトリックス状に配置されたモジュールとして構成される。詳細は後述するが、バイパスダイオード装置1は、太陽電池等の光起電力装置に貼り合わせることで、光起電力装置のセルが、例えば、ホットスポット現象により破壊されることが防止される。
First, as shown in FIG. 1, the
具体的には、図1は、バイパスダイオード装置1の光起電力装置と貼り合わせる面を示し、支持基板2上面に遮光性の樹脂層3が形成される。そして、支持基板2上の樹脂層3からは、3行(紙面X軸方向)10列(紙面Y軸方向)の30個の端子接続部4が露出する。バイパスダイオード装置1では、例えば、紙面Y軸方向の端子接続部4間にそれぞれ1つのダイオード5a〜5iが形成され、紙面Y軸方向に配置された1列の10個のダイオード5a〜5iは、電極構造により直列接続される。同様に、その他の2列においても、それぞれ紙面Y軸方向に配置された10個のダイオードが直列接続される。尚、一点鎖線にて示すように、このバイパスダイオード装置1には、例えば、紙面Y軸方向に直列接続されたダイオードが1つのモジュールであり、3つのモジュールが形成されている。そして、バイパスダイオード装置1の各ダイオード5a〜5iの形状は、光起電力装置の各セルの形状に合わせて形成される。また、バイパスダイオード装置1は、例えば、0.4mm程度の厚みを有するシート状になっており、可撓性に優れる。
Specifically, FIG. 1 shows a surface to be bonded to the photovoltaic device of the
この構造により、バイパスダイオード装置1の各ダイオードの端子接続部4と光起電力装置の各セルの外部接続用電極の間隔を対応させることで、位置を合わせることができ、バイパスダイオード装置1を光起電力装置側へと貼り合わせることで、バイパスダイオード装置1の取り付け作業が終了する。従来のように、光起電力装置の個々のセルに対して個別にダイオードを取り付ける作業が省略でき、その作業性が向上される。更に、光起電力装置との貼り合わせ面が、曲面から成る場合でも、バイパスダイオード装置1が可撓性を有するため、バイパスダイオード装置1をその曲面形状に合わせて貼り合わせることができる。そして、バイパスダイオード装置1の各端子接続部4は、光起電力装置の各セルの外部接続用電極に対し位置精度良く配置されることで、バイパスダイオード装置1と光起電力装置との良好な接続構造が実現される。
With this structure, the positions of the
尚、バイパスダイオード装置1の各ダイオードは、図1に示す長方形形状に形成される場合に限定されるものではなく、光起電力装置のセル形状に応じて任意の形状へ変更することが可能である。例えば、光起電力装置のセル形状が丸形状や多角形形状等からなる場合は、バイパスダイオード装置1の各ダイオードも同様な形状として形成され、端子接続部4も各セルの外部接続用電極の位置に合わせて配置される。また、バイパスダイオード装置1では、例えば、紙面X軸方向に配置された3つのダイオードを直列接続し、1つのモジュールとする場合でも良く、光起電力装置のセルの配列に応じて任意の設計変更が可能である。
Each diode of the
次に、図2(A)では、バイパスダイオード装置1内のダイオード5aを示す。
Next, FIG. 2A shows the
先ず、支持基板2は、例えば、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルプチラール等の耐熱性に優れたフィルム基板6上面に例えば、ポリイミドコート膜からなる絶縁層7が貼り合わされ、形成される。
First, the
次に、例えば、銀ペーストからなる導電樹脂層8が、支持基板2上面に形成され、その膜厚は、例えば、10〜30μm程度である。導電樹脂層8は、隣接するダイオード5a、5bの電極同士のコンタクト性を向上させるために設けられ、端子接続部4の形成領域の下方に配置される。具体的には、導電樹脂層8は、図1に示すように、例えば、30箇所の端子接続部4の下方に、同形状にて配置される。尚、導電樹脂層8は、スリット12を形成する際のレーザー加工の突き抜け防止層としても利用される。
Next, for example, a
次に、アノード電極層9が、導電樹脂層8を被覆するように、支持基板2上に形成される。アノード電極層9の膜厚は、例えば、200nm程度であり、導電樹脂層8よりも広い領域に渡り配置される。そして、アノード電極層9は、タングステン、アルミニウム、チタン、ニッケル、銅等の金属膜からなる。尚、アノード電極層9は、スズ添加酸化インジウム(ITO)等の透明材料から成る場合でもよい。
Next, the
次に、半導体層10が、アノード電極層9を被覆するように、支持基板2上に形成される。半導体層10の膜厚は、例えば、500nm程度である。そして、半導体層10は、アモルファスシリコン、アモルファスシリコンカーバイト、アモルファスシリコンゲルマニウム等を用いて形成され、半導体層10には、PN接合やPIN接合が形成される。
Next, the
次に、カソード電極層11が、半導体層10上に形成される。カソード電極層11の膜厚は、例えば、100nm程度である。そして、カソード電極層11は、酸化亜鉛、酸化インジウムスズ、酸化スズやスズ添加酸化インジウム(ITO)等の光を透過する金属層から形成される。詳細は後述するが、カソード電極層11が、透明な金属材料から形成されることで、半導体層10の特性検査の工程では、検査用の光が、カソード電極層11を透過し、半導体層へと入射することが可能となる。
Next, the
次に、スリット12が、例えば、レーザースクライブ法により、アノード電極層9、半導体層10及びカソード電極層11を貫通するように形成される。図2(B)に示すように、スリット12は、例えば、カソード電極層11を紙面X軸方向へと延在する。そして、カソード電極層11の形成領域の下方には、隣接するダイオードのアノード電極層9の一部が配置され、両者はスリット12構造を介して電気的に接続する。
Next, the
次に、例えば、銀ペーストからなる導電樹脂層13が、カソード電極層11上面に形成され、導電樹脂層8と同様に、端子接続部4(図1参照)の形成領域の下方に配置される。そして、導電樹脂層13は、スリット12内も埋設し、スリット12から露出するアノード電極層9及び導電樹脂層8と接続する。この構造により、導電樹脂層13は、導電樹脂層8とも接続し、導電電極層8は、アノード電極層9の一部として機能する。そして、図示したように、ダイオード5aのカソード電極層11は、導電樹脂13を介して隣接するダイオード5bのアノード電極層9と電気的に接続する。図1を用いて前述したように、紙面Y軸方向に配置された1列の10個のダイオード5a〜5iは、この電極構造により直列接続される。
Next, a
ここで、図2(B)では、アノード電極層9、カソード電極層11、導電樹脂層13の配置を示す。実線は、導電樹脂層13の配置領域を示し、一点鎖線はアノード電極層9の配置領域を、二点鎖線はカソード電極層11の配置領域を示す。実線で示すように、導電樹脂層13は、端子接続部4(図1参照)の形成領域下方に配置される主電極部13aと、その主電極部13aから紙面Y軸方向へと櫛歯状態に配置される枝電極部13bとから構成される。導電樹脂層13とカソード電極11を積層することで、カソード電極層11からの電流をより効率的に流すことができ、バイパスダイオード装置1の電流特性が向上される。また、導電樹脂層13が櫛歯形状となることで、その隙間から半導体層10の特性検査用の光が半導体層10へと入射することが可能となる。
Here, FIG. 2B shows the arrangement of the
一方、一点鎖線及び二点鎖線にて示すように、アノード電極層9及びカソード電極層11は、板状体であり、アノード電極層9とカソード電極層11の対向領域が、主に、ダイオードとして機能する領域となる。この構造により、後述するように、バイパスダイオード装置1の検査を行い易くすることができる。
On the other hand, as indicated by the alternate long and short dash line, the
次に、樹脂層3が、カソード電極層11及び半導体層10を被覆するように形成される。樹脂層3は、遮光性に優れたエポキシ樹脂等により形成され、樹脂層3の膜厚は、例えば、15〜20μm程度である。矢印にて図示したように、樹脂層3は、光起電力装置側から入射した太陽光等が半導体層10へと入射することを防止し、太陽光等の入射によりダイオードが光起電力装置のように動作することを防止する。そして、樹脂層3の端子接続部4の形成領域には、開口部14が形成される。
Next, the
次に、端子接続部4が、開口部14内を埋設し、導電樹脂層13上面に形成される。端子接続部4は、例えば、Cuペーストをスクリーン印刷した後、熱硬化させることで形成される。そして、端子接続部4が、光起電力装置の各セルの外部接続用電極と電気的に接続することで、バイパスダイオード装置1が、光起電力装置へと設置される。
Next, the
次に、図3(A)は、光起電力装置15にバイパスダイオード装置1が設置された構造を示す。
Next, FIG. 3A shows a structure in which the
光起電力装置15は、主に、ガラス基板16、透明電極層17、半導体光活性層18及び金属電極層19から構成される。尚、光起電力装置15のセル内にて透明電極層17と金属電極層19との対向領域が、主に、ダイオードとして機能する。
The
具体的には、透明電極層17は、ガラス基板16上面に選択的に形成され、酸化亜鉛、酸化インジウムスズ、酸化スズやスズ添加酸化インジウム(ITO)等から形成される。そして、半導体光活性層18は、透明電極層17を被覆するように、ガラス基板16上面に形成される。半導体光活性層18は、アモルファスシリコン、アモルファスシリコンカーバイト、アモルファスシリコンゲルマニウム等を用いて形成され、半導体光活性層18には、PN接合やPIN接合が形成される。
Specifically, the
次に、半導体光活性層18は、スリット20によりセル毎に区分され、スリット20からは透明電極層17の一部が露出する。そして、金属電極層19は、半導体光活性層18上面に選択的に形成され、金属電極層19は、スリット20内を埋設し、隣接するダイオードの透明電極層17と電気的に接続する。金属電極層19は、例えば、タングステン、アルミニウム、チタン、ニッケル、銅等から形成される。尚、図示した光起電力装置15では、スリット20により区画された3つのセルが図示され、前述した電極構造により直列接続される。
Next, the
図示したように、バイパスダイオード装置1の各ダイオードの端子接続部4が、光起電力装置15の各セルの金属電極層19に対応して接続され、光起電力装置15の各セルが、ダイオードにより個別に保護される構造が実現される。そして、バイパスダイオード装置1の端子接続部4と光起電力装置15の金属電極層19とは、両者を位置合わせした後、加熱することで接続する。この構造により、光起電力装置15の複数のセルに対して、一度にバイパスダイオード装置1のダイオードを接続させることが可能となり、その取り付け作業性が大幅に向上され、作業時間も大幅に短縮される。
As shown in the figure, the
次に、図3(B)では、図3(A)に示す構造の回路図を示し、一点鎖線にて示す領域がバイパスダイオード装置1であり、二点鎖線にて示す領域が光起電力装置15である。光起電力装置15のセルは、例えば、薄膜光電変換セルであり、光起電力装置15は、その複数のセルが直列接続し、集積される。そして、光起電力装置15では、例えば、セルの受光面であるガラス基板16に鳥の糞や木の葉等が付着し、遮光されることで、その遮光されたセルでの光起電力量が低下する。この場合、光起電力量の低下したセルは、矢印にて示す発電電流方向に対し、逆方向に接続されたダイオードとなり、極めて大きな抵抗体として作用する。その結果、集積段数が多い光起電力装置15では、その光起電力量の低下したセルには、大きな逆方向電圧が印加され、ホットスポット現象が発生し、局所的な破壊が発生する。
Next, in FIG. 3B, a circuit diagram of the structure shown in FIG. 3A is shown. A region indicated by a one-dot chain line is the
しかしながら、光起電力装置15の点線21にて示すセルにて光起電力量が低下した場合には、そのセルと並列接続されたバイパスダイオード装置1のダイオード側に発電電流が流れ、ホットスポット現象の発生が防止される。
However, when the amount of photovoltaic power decreases in the cell indicated by the dotted
尚、本実施の形態のバイパスダイオード装置1では、支持基板2としてフィルム基板6上面にポリイミドコート膜からなる絶縁層7が貼り合わされる場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、支持基板2として、ガラス基板や樹脂膜等の絶縁膜により表面が被覆された金属基板等が用いられる場合でも良く、絶縁層7もポリイミドコート膜ではなく、絶縁性を確保し、支持基板2が可撓性を有すれば、液晶ポリマーなど他の絶縁性樹脂を形成しても良い。
In the
また、図3では、光起電力装置15のセルとバイパスダイオード装置1の端子接続部4が1対1で対応しているが、複数のセルに対し1つのバイパスダイオードを対応させることも可能である。つまり、バイパスダイオード装置1の端子接続部4の間隔は、光起電力装置のセルの間隔の整数倍であればよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
In FIG. 3, the cell of the
次に、本発明の他の実施の形態であるバイパスダイオード装置の製造方法について説明する。図4〜図6は、バイパスダイオード装置の製造方法を説明するための断面図である。尚、本実施の形態では、図1〜図3に示すバイパスダイオード装置の製造方法を説明するため、同一の構成部材には同一の符番を付し、また、適宜、図1〜図3を参照する。 Next, a method for manufacturing a bypass diode device according to another embodiment of the present invention will be described. 4-6 is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of a bypass diode apparatus. In this embodiment, in order to describe the manufacturing method of the bypass diode device shown in FIGS. 1 to 3, the same reference numerals are given to the same constituent members, and FIGS. refer.
先ず、図4に示す如く、例えば、ガラス基板やステンレス基板から成る補助基板22を準備し、補助基板22の表面側に、例えば、塗布法により、ポリイミドコート膜からなる絶縁層7を形成する。次に、補助基板22の表面側(絶縁層7側)に導電樹脂層8をスクリーン印刷し、図1に示すように、例えば、3行(紙面X軸方向)10列(紙面Y軸方向)の30箇所に導電樹脂層8を形成する。
First, as shown in FIG. 4, an
次に、補助基板22の表面側に導電樹脂層8を被覆するように、例えば、スパッタリング法により、アノード電極層9を形成する。そして、レーザー加工、エッチングなどの方法により溝23を形成し、隣接するダイオード5a、5b間を離間する形状へと加工する。尚、アノード電極層9の材料としては、タングステン、アルミニウム、チタン、ニッケル、銅等が用いられ、その膜厚は、例えば、200nm程度である。
Next, the
次に、図5に示す如く、アノード電極層9を被覆するように、補助基板22の表面側に、例えば、CVD法により、半導体層10を形成する。半導体層10として、アモルファスシリコン、アモルファスシリコンカーバイト、アモルファスシリコンゲルマニウム等を堆積する。半導体層10には、例えば、不純物を注入し、拡散することで、PN接合やPIN接合が形成される。そして、半導体層10の膜厚は、例えば、500nm程度である。
Next, as shown in FIG. 5, the
次に、補助基板22の表面側に半導体層10を被覆するように、例えば、スパッタ法により、カソード電極層11を形成する。そして、レーザー加工、エッチングなどの方法により溝24を形成し、カソード電極層11は図2(B)の二点鎖線にて示す板状体へと加工される。更に、レーザースクライブ法により、端子接続部4(図6参照)の形成領域下方にスリット12を形成する。スリット12は、アノード電極層9、半導体層10及びカソード電極層11を貫通して形成される。そして、導電樹脂層8は、スリット12を形成する際のレーザー光の突き抜け防止層として用いられ、絶縁層7がレーザー光により切断されることを防止する。
Next, the
次に、図6に示す如く、補助基板22の表面側にスクリーン印刷により、例えば、銀ペーストからなる導電樹脂層13を形成する。導電樹脂層13は、隣接するダイオードのカソード電極層11とアノード電極層9とを電気的に接続するために用いられる。そのため、導電樹脂層13は、導電樹脂層8と同様に、端子接続部4の形成領域の下方に配置され、スリット12内も埋設する。
Next, as shown in FIG. 6, the
次に、補助基板22の表面側にスクリーン印刷により樹脂層3を形成する。樹脂層3は、例えば、遮光性に優れたエポキシ樹脂であり、その膜厚は、例えば、300nm程度である。そして、樹脂層3には、導電樹脂層13が露出するように開口部14が形成され、開口部14内を埋設するように、補助基板22の表面側にCuペーストをスクリーン印刷し、端子接続部4を形成する。
Next, the
次に、補助基板22を絶縁層7との界面から剥離する。そして、絶縁層7と同等の大きさ、あるいはそれ以上の大きさのフィルム基板6を準備し、フィルム基板6と絶縁層7とを貼り合わせ、バイパスダイオード装置1の支持基板2が形成される。その後、支持基板2等を所望の形状に切断し、バイパスダイオード装置1が完成する。尚、図1の一点鎖線にて示すように、支持基板2上に複数のモジュールが形成されている場合には、その切断ラインにてバイパスダイオード装置1を切断し、個々のバイパスダイオード装置1へと区分しても良い。尚、フィルム基板6の材料としては、例えば、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルプチラール等の耐熱性に優れたフィルム材料が用いられる。
Next, the
ここで、本発明に係るバイパスダイオード装置1の検査方法について説明する。バイパスダイオード装置1は、樹脂層3がない状態では、アノード電極層9、半導体層10、カソード電極層11からなっており、透明なカソード電極層11側から光を当てると、半導体層10が光電変換層の役割を果たし、太陽電池として動作する。そこで、図2(B)に示すように、導電樹脂層13に櫛歯状の枝電極部13bを形成した後、樹脂層3を形成する前に、導電樹脂層13に測定装置の測定端子を当てカソード電極11の側から光を入射させ、電流、電圧特性を測定することで、半導体層10の特性を測定し、バイパスダイオード装置1の検査を行うことができる。つまり、製造工程の多くの装置を兼用するフィルム型太陽電池と同じ測定装置で、バイパスダイオード装置1の特性を測定することが可能となり、新たな測定装置を購入する必要もなく、製造コストが抑制される。また、この段階にて半導体層の特性の測定を行うことで、一定の品質条件を満たさないものを除去することができ、その後の工程が不要となるため、製造コストが抑制される。
Here, the inspection method of the
前述したように、バイパスダイオード装置1は、光起電力装置15とは別構造として形成された後、光起電力装置15に対して貼り合わせる。この構成により、光起電力装置とバイパスダイオード装置を同一基板上に形成する場合と比較すると、バイパスダイオード装置の形成時に光起電力装置が不良品となることはない。また、光起電力装置として使用される際に、バイパスダイオード装置が壊れた場合にも、バイパスダイオード装置のみを交換することで対応でき、製品維持コストが抑えられる。
As described above, the
尚、本実施の形態では、ガラス等の補助基板22を用いて補助基板22上にバイパスダイオード装置1を形成した後、ポリイミドコート膜からなる絶縁層7から補助基板22を剥離し、絶縁層7にフィルム基板6を貼り合わせる場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、ガラス基板、樹脂膜等の絶縁膜により表面が被覆された金属基板やフィルム基板上に前述したバイパスダイオード装置1が形成され、ガラス基板等が剥離されることなく、バイパスダイオード装置1として使用される場合でも良い。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
In the present embodiment, after the
1 バイパスダイオード装置
2 支持基板
3 樹脂層
4 端子接続部
5a ダイオード
6 フィルム材
7 絶縁層
8、13 導電樹脂層
9 アノード電極層
10 半導体層
11 カソード電極層
12 スリット
15 光起電力装置
22 補助基板
23、24 スリット
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記第2の電極層は、光を透過する金属材料からなり、前記第2の電極層上に形成される前記第1の導電樹脂層は、前記端子接続部の下方に配置される主電極部と、前記主電極部から櫛歯状に延在する枝電極部から成ることを特徴とするバイパスダイオード装置。 A support substrate, a first electrode layer formed on the support substrate, a semiconductor layer covering the first electrode layer, formed on the support substrate, and having a junction region functioning as a diode; A second electrode layer partially opposed to the first electrode layer and formed on the semiconductor layer; a slit opening the first electrode layer, the semiconductor layer, and the second electrode layer; A first conductive resin layer embedded in the slit and formed on the second electrode layer; a light-blocking resin layer formed on the semiconductor layer; and an opening region of the light-blocking resin layer. A terminal connection portion electrically connected to the second electrode layer via
The second electrode layer is made of a metal material that transmits light, and the first conductive resin layer formed on the second electrode layer is disposed below the terminal connection portion. And a bypass diode device comprising a branch electrode portion extending like a comb from the main electrode portion.
前記第1の導電樹脂層を形成し、前記遮光性樹脂層を形成する前に、前記第1の導電樹脂層に測定装置の測定端子を当て、前記第1の導電樹脂層の上方から測定用の光を前記半導体層へと照射することで、前記半導体層の特性を測定することを特徴とするバイパスダイオード装置の測定方法。 In the measuring method of the bypass diode device according to any one of claims 1 to 4,
Before the first conductive resin layer is formed and the light-shielding resin layer is formed, a measurement terminal of a measuring device is applied to the first conductive resin layer, and measurement is performed from above the first conductive resin layer. A method for measuring a bypass diode device, wherein the characteristics of the semiconductor layer are measured by irradiating the semiconductor layer with the light.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010214298A JP2013251286A (en) | 2010-09-24 | 2010-09-24 | Bypass diode device and method for inspecting the same |
PCT/JP2011/070966 WO2012039332A1 (en) | 2010-09-24 | 2011-09-14 | Bypass diode device, method for inspecting same, and method for manufacturing film diode device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010214298A JP2013251286A (en) | 2010-09-24 | 2010-09-24 | Bypass diode device and method for inspecting the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013251286A true JP2013251286A (en) | 2013-12-12 |
Family
ID=49849716
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010214298A Pending JP2013251286A (en) | 2010-09-24 | 2010-09-24 | Bypass diode device and method for inspecting the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013251286A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10749060B2 (en) | 2013-07-05 | 2020-08-18 | Rec Solar Pte. Ltd. | Solar cell assembly |
-
2010
- 2010-09-24 JP JP2010214298A patent/JP2013251286A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10749060B2 (en) | 2013-07-05 | 2020-08-18 | Rec Solar Pte. Ltd. | Solar cell assembly |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9948232B2 (en) | Method for fabricating flexible solar panel module | |
JP5362379B2 (en) | Method for measuring IV characteristics of solar cell | |
KR101679452B1 (en) | Solar battery, solar battery module and solar battery system | |
JP2019201233A (en) | Sheathed array solar cell and manufacturing method of solar module including the same | |
US20160233352A1 (en) | Photovoltaic electrode design with contact pads for cascaded application | |
EP2053661B1 (en) | Solar cell module | |
US6380478B1 (en) | Solar cell module | |
US9401438B2 (en) | Solar cell module and solar cell thereof | |
JP2014017447A (en) | Integrated thin film solar cell and manufacturing method of the same | |
JP6519812B2 (en) | Solar cell module | |
US20150129011A1 (en) | Solar cell module | |
JP2015207598A (en) | Solar cell module, solar cell, and inter-element connection body | |
TW201324823A (en) | Monolithic module assembly for standard crystalline silicon solar cells | |
JPWO2016158299A1 (en) | SOLAR CELL, ITS MANUFACTURING METHOD, SOLAR CELL MODULE, AND WIRING SHEET | |
CN109713073B (en) | Solar cell module, wiring board and method for manufacturing the same | |
KR20140095658A (en) | Solar cell | |
JP2013143529A (en) | Solar cell module | |
JP7127042B2 (en) | PHOTOELECTRIC CONVERSION MODULE AND METHOD OF MANUFACTURING PHOTOELECTRIC CONVERSION MODULE | |
JP2006278695A (en) | Solar cell module | |
WO2012039332A1 (en) | Bypass diode device, method for inspecting same, and method for manufacturing film diode device | |
US9076900B2 (en) | Solar cell module and solar cell | |
JP2013251286A (en) | Bypass diode device and method for inspecting the same | |
JP2013058702A (en) | Solar cell and manufacturing method thereof, and solar cell module and manufacturing method thereof | |
JP2006041349A (en) | Photovoltaic element and its manufacturing method | |
US11588061B2 (en) | Photoelectric conversion module and method for manufacturing photoelectric conversion module |