JP2014007225A - 配線付き太陽電池セル、太陽電池モジュール、及び太陽電池アレイ - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池セル列の列数が任意であっても、接続されたセルの始点と終点をセル列の同じ方向の端部に位置させることが可能となる配線付き太陽電池セル、及びこれを備えた太陽電池モジュール並びに太陽電池アレイを提供する。
【解決手段】第１の方向に隣接して配置された太陽電池セル同士が並列接続されてなる第１のセルユニット１Ａと、第１の方向と直交する第２の方向に隣接して配置された太陽電池セル同士が並列接続されてなる第２のセルユニット１Ｂ、１Ｃとを備えた配線付き太陽電池セルであって、第２のセルユニット１Ｂ、１Ｃは第１のセルユニット１Ａに対して第１の方向に隣接して配置され、第１のセルユニット１Ａと第２のセルユニット１Ｂ、１Ｃとが直列接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、配線付き太陽電池セル、これを備えた太陽電池モジュール、及びこれを備えた太陽電池アレイに関する。

従来、複数の太陽電池セルを縦横に配列して直列接続した構成を有する太陽電池モジュールが一般的に知られている。

例えば特許文献１には、縦方向に９個の太陽電池セルを配列して直列接続した太陽電池セル列を横方向に４列配列し、横方向に隣接する太陽電池セル列同士をセル列の上下端（縦方向の両端）にて電気的接続することで、３６個の太陽電池セルを直列接続した太陽電池モジュールが開示されている。

また、特許文献１では、太陽電池セル列の上端近傍に端子ボックスが１つ配置されており、直列接続された太陽電池セル列の出力を取り出す正極側と負極側の両方の導線を上記１つの端子ボックスに導入している。これにより、端子ボックスが１つで済むといった利点や、太陽電池モジュールに影がかかったなどの場合に電流をバイパスさせるバイパスダイオードを端子ボックス内に設置できるといった利点がある。

特開平９−２６０７０７号公報 特開平９−９２８６５号公報 特開２００１−６８７１５号公報

特許文献１のように縦方向に並んだ太陽電池セルからなる太陽電池セル列が偶数列（例えば４列）である場合には、直列接続された太陽電池セルの始点と終点（正極側と負極側の出力端）を太陽電池セル列の同じ方向の端部（特許文献１では上端）に位置するようにすることが容易であり、この場合は端子ボックスを当該端部の近傍に配置することで、短い出力導線を使用して１つの端子ボックスに導入させることができる。

しかしながら、太陽電池セル列が奇数列である場合には、直列接続されたセルの始点と終点がそれぞれセル列の反対方向の端部に位置してしまうことになる。この場合、特許文献２のように端子ボックスを２箇所に分散させて配置したり、特許文献３のように始点と終点の一方から他方の付近へ太陽電池セルの裏側を通る配線を引き回す構成が採られていた。

しかしながら、特許文献２に示された方法では、上述した端子ボックスが１つで済むといった利点が得られない。また、特許文献３に示された方法では、太陽電池セルの裏側を通る配線を引き回すために、配線が長くなって電気抵抗が増加したり、セルに局所的な応力がかかってセルが割れ易くなるといった問題がある。

上記問題点に鑑み、本発明は、太陽電池セル列の列数が任意であっても、接続されたセルの始点と終点をセル列の同じ方向の端部に位置させることが可能となる配線付き太陽電池セル、及びこれを備えた太陽電池モジュール並びに太陽電池アレイを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の配線付き太陽電池セルは、
第１の方向に隣接して配置された太陽電池セル同士が並列接続されてなる第１のセルユニットと、
前記第１の方向と直交する第２の方向に隣接して配置された太陽電池セル同士が並列接続されてなる第２のセルユニットとを備えた配線付き太陽電池セルであって、
前記第２のセルユニットは前記第１のセルユニットに対して前記第１の方向に隣接して配置され、
前記第１のセルユニットと前記第２のセルユニットとが直列接続されている構成としている。

このような構成によれば、第２の方向に並べて配置される太陽電池セルからなる太陽電池セル列の列数が任意であっても、並直列接続された太陽電池セルの始点と終点を第２の方向の一方の端部に、即ち、セル列の同じ方向の端部に位置させることが可能となる。

また、上記構成において、前記第２の方向に並べて配置された前記太陽電池セルからなる太陽電池セル列の列数が奇数である構成としてもよい。

このような構成によれば、従来は接続された太陽電池セルの始点と終点が大きく離れた位置となってしまうセル列の列数が奇数の場合であっても、接続された太陽電池セルの始点と終点をセル列の同じ方向の端部に位置させることが可能となる。

また、上記いずれかの構成において、直列接続された前記第１のセルユニット及び前記２のセルユニットの正極側出力と負極側出力は、前記第２の方向の一方の端部に配置された前記太陽電池セルからそれぞれ引き出されている構成としてもよい。

このような構成によれば、正極側出力と負極側出力の両方をセル列の同じ方向の端部に位置させることができる。

また、上記いずれかの構成において、前記第１のセルユニットを複数有しており、複数の前記第１のセルユニットが前記第２の方向に並べて配置されている構成としてもよい。

このような構成によれば、少数の太陽電池セルによって第１のセルユニットを構成できるため、個々の太陽電池セルの発電量のばらつきが累積しにくくすることができ、より安定した発電出力とすることができる。

また、上記いずれかの構成において、実装された前記太陽電池セルを並直列接続させるための配線パターンが形成された配線基板を備えた構成としてもよい。

このような構成によれば、配線基板の配線パターンに対して太陽電池セルを実装することで、セルの並直列接続を実現するので、組み立て工程を簡易化することができる。

また、本発明の太陽電池モジュールは、上記いずれかの構成の配線付き太陽電池セルと、前記配線付き太陽電池セルの正極側出力と負極側出力が電気的接続される端子ボックスとを備えた構成としている。

このような構成によれば、配線付き太陽電池セルの正極側出力と負極側出力の両方をセル列の同じ方向の端部に位置させることができるので、端子ボックスを１つで済ませることができる。

また、本発明の太陽電池アレイは、上記構成の太陽電池モジュールの複数が直列接続された構成としている。

また、本発明の太陽電池アレイは、上記構成の太陽電池モジュールと、複数の太陽電池セルが全て直列接続された太陽電池モジュールとを少なくとも１つずつ備え、これらの太陽電池モジュールが直列接続された構成としている。

また、本発明の太陽電池アレイは、上記構成の太陽電池モジュールと、前記第１のセルユニットまたは前記第２のセルユニットのいずれかで構成されて、前記第１のセルユニットまたは前記第２のセルユニットの全てが直列接続されている太陽電池モジュールとを少なくとも１つずつ備え、これらの太陽電池モジュールが直列接続された構成としている。

本発明によると、太陽電池セル列の列数が任意であっても、接続されたセルの始点と終点をセル列の同じ方向の端部に位置させることが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る配線付き太陽電池セルを受光面側から見た場合の平面図である。 図１におけるＣ−Ｃ断面図である。 図１におけるＤ−Ｄ断面図である。 本発明の第１実施形態に係る配線付き太陽電池セルの回路図である。 本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュールの概略斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る配線付き太陽電池セルを受光面側から見た場合の平面図である。 本発明の第２実施形態に係る配線付き太陽電池セルの回路図である。 本発明の第３実施形態に係る配線基板付き太陽電池セルを受光面側から見た場合の平面図である。 図８から太陽電池セルを除いた状態を示す平面図である。 本発明の第４実施形態を説明するための模式的平面図である。

＜第１実施形態＞
以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。ここでは、本発明の第１実施形態について、図１〜図４の図面を用いて説明する。本実施形態は、受光面側と受光面と対向する裏面側の両面に電極が形成された太陽電池セルを用いて配線付き太陽電池セルを構成する実施形態となる。

本発明の第１実施形態に係る配線付き太陽電池セルを受光面側から見た場合の平面図を図１に示す。また、図１におけるＣ−Ｃ断面図を図２に示し、Ｄ−Ｄ断面図を図３に示す。

図１に示す配線付き太陽電池セル１００は、太陽電池セル１ａ〜１ｌと、配線部材であるインターコネクタ２〜５、６ａ〜６ｄ、７ａ〜７ｄ、８ａ〜８ｄ、及び９〜１８と、各インターコネクタを電気的接続するバスバー１９〜２１を備えている。

太陽電池セル１ａ〜１ｌは、矩形状に形成されており、例えば単結晶シリコン基板又は多結晶シリコン基板を用いて作製される。また、太陽電池セル１ａ〜１ｌの受光面側にはｐ電極が形成され、裏面側にはｎ電極が形成される。なお、太陽電池セルの形状は、矩形状に限らず、例えば矩形状の２つのコーナー部を切り欠いた形状としてもよい。

太陽電池セル１ａと１ｂは、Ａ方向（第１の方向）に隣接して配置される。同様に、太陽電池セル１ｃと１ｄ、１ｅと１ｆ、１ｇと１ｈは、それぞれＡ方向に隣接して配置される。そして、Ａ方向に隣接する各セルの組は、Ａ方向に直交するＢ方向（第２の方向）に隣接して配列される。そして、太陽電池セル１ａ〜１ｈによりセルユニット１Ａ（第１のセルユニット）が構成される。

太陽電池セル１ｌと１ｋは、Ｂ方向に隣接して配置されてセルユニット１Ｃを構成する。同様に、太陽電池セル１ｊと１ｉは、Ｂ方向に隣接して配置されてセルユニット１Ｂを構成する。そして、セルユニット１Ｃと１Ｂ（第２のセルユニット）は、セルユニット１Ａに対してＡ方向に隣接し、且つ互いにＢ方向に隣接するよう配列される。

インターコネクタ２〜５、６ａ〜６ｄ、７ａ〜７ｄ、８ａ〜８ｄ、及び９〜１８は、例えば銅箔などの導体で構成される配線部材である。太陽電池セル１ａの受光面側にＢ方向に形成された各ｐ電極に、Ｂ方向に延在するインターコネクタ２、３が電気的に接続される。なお、インターコネクタと太陽電池セルの電極との電気的接続は、例えば半田付けで行われる。同様に、太陽電池セル１ｂの受光面側にＢ方向に形成された各ｐ電極に、Ｂ方向に延在するインターコネクタ４、５が電気的に接続される。

太陽電池セル１ａの裏面側にＢ方向に形成された各ｎ電極と、太陽電池セル１ｃの受光面側にＢ方向に形成された各ｐ電極とがそれぞれインターコネクタ６ａ、６ｂにより電気的に接続される。同様に、太陽電池セル１ｂの裏面側にＢ方向に形成された各ｎ電極と、太陽電池セル１ｄの受光面側にＢ方向に形成された各ｐ電極とがそれぞれインターコネクタ６ｃ、６ｄにより電気的に接続される。

太陽電池セル１ｃの裏面側にＢ方向に形成された各ｎ電極と、太陽電池セル１ｅの受光面側にＢ方向に形成された各ｐ電極とがそれぞれインターコネクタ７ａ、７ｂにより電気的に接続される。同様に、太陽電池セル１ｄの裏面側にＢ方向に形成された各ｎ電極と、太陽電池セル１ｆの受光面側にＢ方向に形成された各ｐ電極とがそれぞれインターコネクタ７ｃ、７ｄにより電気的に接続される。

太陽電池セル１ｅの裏面側にＢ方向に形成された各ｎ電極と、太陽電池セル１ｇの受光面側にＢ方向に形成された各ｐ電極とがそれぞれインターコネクタ８ａ、８ｂにより電気的に接続される。同様に、太陽電池セル１ｆの裏面側にＢ方向に形成された各ｎ電極と、太陽電池セル１ｈの受光面側にＢ方向に形成された各ｐ電極とがそれぞれインターコネクタ８ｃ、８ｄにより電気的に接続される。

太陽電池セル１ｇの裏面側にＢ方向に形成された各ｎ電極に、Ｂ方向に延在するインターコネクタ９、１０が電気的に接続される。同様に、太陽電池セル１ｈの裏面側にＢ方向に形成された各ｎ電極に、Ｂ方向に延在するインターコネクタ１１、１２が電気的に接続される。

また、太陽電池１ｉの受光面側にＢ方向に形成された各ｐ電極と、太陽電池１ｊの受光面側にＢ方向に形成された各ｐ電極は、それぞれＢ方向に延在するインターコネクタ１３、１４により電気的に接続される。

太陽電池１ｉの裏面側にＢ方向に形成された各ｎ電極と、太陽電池１ｊの裏面側にＢ方向に形成された各ｎ電極と、太陽電池１ｋの受光面側にＢ方向に形成された各ｐ電極と、太陽電池１ｌの受光面側にＢ方向に形成された各ｐ電極は、それぞれＢ方向に延在するインターコネクタ１５、１６により電気的に接続される。

太陽電池１ｋの裏面側にＢ方向に形成された各ｎ電極と、太陽電池１ｌの裏面側にＢ方向に形成された各ｎ電極は、それぞれＢ方向に延在するインターコネクタ１７、１８により電気的に接続される。

そして、インターコネクタ２、３、４、及び５の各端部がＡ方向に延在するバスバー１９により電気的に接続される。バスバー１９の端部が正極側の出力端１９ａを構成する。また、インターコネクタ１７及び１８の各端部がＡ方向に延在するバスバー２０により電気的に接続される。バスバー２０の端部が負極側の出力端２０ａを構成する。

更に、インターコネクタ９〜１４の各端部がＡ方向に延在するバスバー２１により電気的に接続される。

このような太陽電池セルの接続構成により、配線付き太陽電池セル１００を回路図として表すと図４の通りとなる。図４に示すように、セルユニット１Ａにおいては、直列接続された太陽電池セル１ａ、１ｃ、１ｅ、及び１ｇの組と、直列接続された太陽電池セル１ｂ、１ｄ、１ｆ、及び１ｈの組とが並列接続される。また、セルユニット１Ｂを構成する太陽電池セル１ｉと１ｊ、セルユニット１Ｃを構成する太陽電池セル１ｋと１ｌもそれぞれ並列接続される。そして、セルユニット１Ａ、１Ｂ、及び１Ｃが直列接続される。

図１に示すように、本実施形態に係る配線付き太陽電池セル１００では、Ｂ方向に並んで配置される太陽電池セルからなる太陽電池セル列の列数が３列であり奇数列であるが、並直列に接続された太陽電池セル１ａ〜１ｌの始点と終点である出力端１９ａ及び２０ａをＢ方向の一方の端部、即ち、セル列の同じ方向の端部に位置させることができる。これにより、出力端１９ａ及び２０ａに電気的接続される後述する端子ボックスを１つで済むようにできる。また、従来のように始点と終点の位置が大きく離れている場合に１つの端子ボックスで済ませるためには必要となる配線の長い引き回しが不要となるので、電気抵抗の増加を抑え、出力の配線ロスを抑制できる。更に、配線の長い引き回しの省略により構造設計が容易となり、製造プロセスも簡易化できる。

ここで、配線付き太陽電池セル１００を備えた本実施形態に係る太陽電池モジュールの構成について図５を用いて説明する。

図５に示す本実施形態に係る太陽電池モジュール１５０は、配線付き太陽電池セル１００と、配線付き太陽電池セル１００を内部に封止する封止材１１５と、封止材１１５の受光面側を覆う透明基板１１０と、封止材１１５の裏面側を覆うバックシート（裏面保護部材）１２０と、バックシート１２０表面に配置される端子ボックス１２５を備えている。

封止材１１５は、例えば太陽光に対して透明な樹脂などを用いて形成されており、例えばエチレンビニルアセテートなどの樹脂により形成されてもよい。

透明基板１１０は、例えば太陽光に対して透明なＰＣ（ポリカーボネート樹脂）やガラス基板などを用いて形成される。バックシート１２０は、ＰＥＴ／Ａｌ／ＰＥＴ（ＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート）などの防湿層を含む３層構造のものが望ましい。

配線付き太陽電池セル１００における出力端１９ａ及び２０ａには、それぞれ出力リード（不図示）が電気的に接続され、当該出力リードはバックシート１２０に設けられた開口部（不図示）から外部に導出される。端子ボックス１２５は、その内部に、上記出力リードの一端が電気的に接続される端子板（不図示）を有している。そして、当該端子板に一端が電気的に接続された正極側ケーブル１２６及び負極側ケーブル１２７が端子ボックス１２５より外部へ導出されている。正極側ケーブル１２６及び負極側ケーブル１２７の一端にはそれぞれコネクタ１２８及び１２９が設けられ、コネクタ１２８及び１２９は他の太陽電池モジュールのコネクタに接続される。これにより、上記出力リードから取り出される電力が正極側ケーブル１２６及び負極側ケーブル１２７を介して外部に伝達される。

上述したように配線付き太陽電池セル１００において、出力端１９ａ及び２０ａ（図１）をセル列の同じ方向の端部に位置させることができるので、太陽電池モジュール１５０における端子ボックス１２５を１つで済ませることができる。これにより、コストを低減できる効果があり、端子ボックス１２５内部の例えば端子板の間にバイパスダイオードを備えることも可能となる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について図６及び図７を用いて説明する。本実施形態に係る配線付き太陽電池セル２００を受光面側から見た場合の平面図を図６に示す。

本実施形態の第１実施形態（図１）との相違点は、配線部（図１ではインターコネクタ）６ａ、６ｂ、６ｃ、及び６ｄと、これらの各隣接する間をＡ方向に延在して接続する接続部６ｅ、６ｆ、及び６ｇとから形成される一体のインターコネクタ６と、インターコネクタ７ａ、７ｂ、７ｃ、及び７ｄと、これらの各隣接する間をＡ方向に延在して接続するインターコネクタ７ｅ、７ｆ、及び７ｇとから形成される一体のインターコネクタ７と、インターコネクタ８ａ、８ｂ、８ｃ、及び８ｄと、これらの各隣接する間をＡ方向に延在して接続するインターコネクタ８ｅ、８ｆ、及び８ｇとから形成される一体のインターコネクタ８と、を備えていることである。

このような本実施形態に係る配線付き太陽電池セル２００を回路図として表すと、図７に示す通りとなる。図７に示すように、Ａ方向に隣接する太陽電池セル１ａと１ｂ、１ｃと１ｄ、１ｅと１ｆ、１ｇと１ｈがそれぞれ並列接続され、各セルユニット１Ａ〜１Ｄ（第１のセルユニット）を構成する。そして、各セルユニット１Ａ〜１Ｄと、並列接続された太陽電池セル１ｉと１ｊから構成されるセルユニット１Ｅ（第２のセルユニット）と、並列接続された太陽電池セル１ｌと１ｋから構成されるセルユニット１Ｆ（第２のセルユニット）とが直列接続される。

なお、本実施形態に係る配線付き太陽電池セル２００を備えた太陽電池モジュールの構成としては、図５において配線付き太陽電池セル１００を配線付き太陽電池セル２００に置き換えた構成となる。

本実施形態によっても、Ｂ方向に並んで配置される太陽電池セルからなる太陽電池セル列の列数が３列であり奇数列であるが、並直列に接続された太陽電池セル１ａ〜１ｌの始点と終点である出力端１９ａ及び２０ａをＢ方向の一方の端部、即ち、セル列の同じ方向の端部に位置させることができる。これにより、出力端１９ａ及び２０ａに電気的接続される端子ボックスを１つで済むようにできる。

また、第１実施形態（図１）では、例えば太陽電池セル１ａだけが発電量が小さい場合、第１のセルユニット（セルユニット１Ａ）を構成する残り全ての太陽電池セル１ｂ〜１ｈに影響が及ぶ。これに対し、本実施形態（図６）の場合は、第１のセルユニット（セルユニット１Ａ〜１Ｄ）が細分化されていることになり、上記と同様の状況でも、影響が及ぶのは太陽電池セル１ｂだけとすることができる。すなわち、少数の太陽電池セルによってセルユニットを構成できるため、個々の太陽電池セルの発電量のばらつきが累積しにくくすることができ、より安定した発電出力とすることができる。

なお、本実施形態においては、隣接する第１のセルユニット同士（例えばセルユニット１Ａと１Ｂ）を接続する、例えばインターコネクタ６は、接続部６ｅ、６ｆ、及び６ｇを備えている一体のものとして例を示しているが、本発明ではこれに限らず、例えば太陽電池セル１ｉと１ｊ同士を接続するインターコネクタ１３などのような形状のインターコネクタ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄと、６ａ、６ｂ、６ｃ及び６ｄを相互に接続する接続部材とで構成してもよい。

この場合は、例えば図６のインターコネクタ６のような複雑な形状のインターコネクタを準備しなくとも、インターコネクタ２〜１６を全て同じ部材から切り出して使用することが可能となり、製造プロセスの更なる簡略化が可能となる。また、上記接続部材はインターコネクタと同じ部材を用いてもよいが、より細い導線を使用してもよい。第１のセルユニットを構成する複数の太陽電池セルの間で発電量が大きく異ならなければ、この接続部材に流れる電流は小さいため、インターコネクタよりも細い導線を使用しても発電効率にはほとんど影響しない。そして、接続部材を細くすることで、隣接する第１のセルユニットの間隔（太陽電池セルのＢ方向の間隔）を小さくすることが可能となり、太陽電池セル列中の太陽電池セルの面積比率を向上させて、発電効率の高い太陽電池モジュールとすることができる。

また、本実施形態及び第１実施形態では、太陽電池セルの受光面側にはｐ電極が形成され、裏面側にはｎ電極が形成される実施形態を示したが、受光面側にはｎ電極が形成され、裏面側にはｐ電極が形成される実施形態としてもよいことは言うまでもない。

また、本実施形態及び第１実施形態では、受光面側と受光面と対向する裏面側の両面に電極が形成された太陽電池セルを用いて配線付き太陽電池セルを構成する実施形態を示したが、本発明ではこれに限らず、例えば後述する、受光面と対向する裏面側にｐ電極及びｎ電極が形成された裏面電極型太陽電池セルを用いてもよい。この場合は、インターコネクタは太陽電池の裏面側だけに配置することができるため、発電効率及び美観が向上した太陽電池モジュールとすることができる。なお、この場合のインターコネクタの形状は、裏面電極型太陽電池セルのｐ電極及びｎ電極の形状に応じて適宜決めればよく、例えば、後述する第３実施形態にて開示する配線パターンの形状の一部とすることができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について、図８及び図９の図面を用いて説明する。本実施形態の配線付き太陽電池セルは、受光面と対向する裏面側にｐ電極及びｎ電極が形成された裏面電極型太陽電池セルを用いて配線基板付き太陽電池セルを構成する実施形態となる。

本発明の第３実施形態に係る配線付き太陽電池セルを受光面側から見た場合の平面図を図８に示す。また、図８において太陽電池セルを除いた状態の平面図を図９に示す。

図８に示す配線基板付き太陽電池セル３００は、太陽電池セル２５ａ〜２５ｌと、配線基板２６及び２７と、配線基板２６と２７の配線を電気的接続するバスバー２８を備えている。

太陽電池セル２５ａ〜２５ｌは、矩形状に形成されており、例えば単結晶シリコン基板又は多結晶シリコン基板を用いて作製される。また、太陽電池セル２５ａ〜２５ｌの裏面側にはｐ電極２５１及びｎ電極２５２が形成される。ｐ電極２５１及びｎ電極２５２は、Ｅ方向（第１の方向）に直交するＦ方向（第２の方向）に延在する帯状に形成されると共に、Ｅ方向に交互に配置される。なお、太陽電池セルの形状は、矩形状に限らず、例えば矩形状の２つのコーナー部を切り欠いた形状としてもよい。

太陽電池セル２５ａと２５ｂは、Ｅ方向に隣接して配置されてセルユニット２５Ａを構成する。同様に、太陽電池セル２５ｃと２５ｄ、２５ｅと２５ｆ、２５ｇと２５ｈは、それぞれＥ方向に隣接して配置されてセルユニット２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄを構成する。そして、セルユニット２５Ａ〜２５Ｄ（第１のセルユニット）は、Ｆ方向に隣接して配列される。

太陽電池セル２５ｌと２５ｋは、Ｆ方向に隣接して配置されてセルユニット２５Ｆを構成する。同様に、太陽電池セル２５ｊと２５ｉは、Ｆ方向に隣接して配置されてセルユニット２５Ｅを構成する。そして、セルユニット２５Ｆと２５Ｅ（第２のセルユニット）は、セルユニット２５Ａ〜２５Ｄに対してＥ方向に隣接し、且つ互いにＦ方向に隣接するよう配列される。

配線基板２６は、図８及び図９に示すように、８つの太陽電池セル２５ａ〜２５ｈが搭載されるように形成されている。また、配線基板２６は、図９に示すように、絶縁性の基材２６１と、基材２６１の一方面上に形成された配線２６２ａ〜２６２ｕを有している。基材２６１は、例えばフィルム状のポリエステル系樹脂を使用することができる。配線２６２ａ〜２６２ｕは、例えば銅箔などによって構成される。

複数の配線２６２ａ、２６２ｂ、２６２ｃ、及び２６２ｄは、Ｆ方向に延在するように形成される。図８及び図９に示すように、配線２６２ａ、２６２ｂ、２６２ｃ、及び２６２ｄは、それぞれ太陽電池セル２５ａのｐ電極２５１、太陽電池セル２５ａのｎ電極２５２、太陽電池セル２５ｂのｐ電極２５１、及び太陽電池セル２５ｂのｎ電極２５２に対応するように形成される。

複数の配線２６２ｅ、２６２ｆ、２６２ｇ、及び２６２ｈは、Ｆ方向に延在するように形成される。図８及び図９に示すように、配線２６２ｅ、２６２ｆ、２６２ｇ、及び２６２ｈは、それぞれ太陽電池セル２５ｃのｐ電極２５１、太陽電池セル２５ｃのｎ電極２５２、太陽電池セル２５ｄのｐ電極２５１、及び太陽電池セル２５ｄのｎ電極２５２に対応するように形成される。

複数の配線２６２ｉ、２６２ｊ、２６２ｋ、及び２６２ｌは、Ｆ方向に延在するように形成される。図８及び図９に示すように、配線２６２ｉ、２６２ｊ、２６２ｋ、及び２６２ｌは、それぞれ太陽電池セル２５ｅのｐ電極２５１、太陽電池セル２５ｅのｎ電極２５２、太陽電池セル２５ｆのｐ電極２５１、及び太陽電池セル２５ｆのｎ電極２５２に対応するように形成される。

複数の配線２６２ｍ、２６２ｎ、２６２ｏ、及び２６２ｐは、Ｆ方向に延在するように形成される。図８及び図９に示すように、配線２６２ｍ、２６２ｎ、２６２ｏ、及び２６２ｐは、それぞれ太陽電池セル２５ｇのｐ電極２５１、太陽電池セル２５ｇのｎ電極２５２、太陽電池セル２５ｈのｐ電極２５１、及び太陽電池セル２５ｈのｎ電極２５２に対応するように形成される。

また、複数の配線２６２ａ及び複数の配線２６２ｃは、Ｅ方向に延在する配線２６２ｑによって接続される。また、複数の配線２６２ｂ、複数の配線２６２ｄ、複数の配線２６２ｅ、及び複数の配線２６２ｇは、Ｅ方向に延在する配線２６２ｒによって接続される。また、複数の配線２６２ｆ、複数の配線２６２ｈ、複数の配線２６２ｉ、及び複数の配線２６２ｋは、Ｅ方向に延在する配線２６２ｓによって接続される。また、複数の配線２６２ｊ、複数の配線２６２ｌ、複数の配線２６２ｍ、及び複数の配線２６２ｏは、Ｅ方向に延在する配線２６２ｔによって接続される。また、複数の配線２６２ｎ及び複数の配線２６２ｐは、Ｅ方向に延在する配線２６２ｕによって接続される。

そして、太陽電池セル２５ａ〜２５ｈは、図８に示すように、配線基板２６に実装される。実装の際、太陽電池セル２５ａ〜２５ｈの電極と配線基板２６の配線は、例えば半田付けなどにより電気的接続される。

配線基板２７は、図８及び図９に示すように、４つの太陽電池セル２５ｉ〜２５ｌが搭載されるように形成されている。また、配線基板２７は、図９に示すように、絶縁性の基材２７１と、基材２７１の一方面上に形成された配線２７２ａ〜２７２ｇを有している。基材２７１は、例えばフィルム状のポリエステル系樹脂を使用することができる。配線２７２ａ〜２７２ｇは、例えば銅箔などによって構成される。

複数の配線２７２ａは、Ｆ方向に延在するように形成され、太陽電池セル２５ｉ及び２５ｊのｐ電極２５１に対応している。また、複数の配線２７２ｂは、Ｆ方向に延在するように形成され、太陽電池セル２５ｉ及び２５ｊのｎ電極２５２に対応している。

複数の配線２７２ｃは、Ｆ方向に延在するように形成され、太陽電池セル２５ｋ及び２５ｌのｐ電極２５１に対応している。また、複数の配線２７２ｄは、Ｆ方向に延在するように形成され、太陽電池セル２５ｋ及び２５ｌのｎ電極２５２に対応している。

また、複数の配線２７２ａは、Ｅ方向に延在する配線２７２ｅによって接続される。また、複数の配線２７２ｂ及び複数の配線２７２ｃは、Ｅ方向に延在する配線２７２ｆによって接続される。また、複数の配線２７２ｄは、Ｅ方向に延在する配線２７２ｇによって接続される。

そして、太陽電池セル２５ｉ〜２５ｌは、図８に示すように、配線基板２７に実装される。実装の際、太陽電池セル２５ｉ〜２５ｌの電極と配線基板２７の配線は、例えば半田付けなどにより電気的接続される。

また、配線基板２６の配線２６２ｕの端部と、配線基板２７の配線２７２ｅの端部とがＥ方向に延在するバスバー２８により電気的に接続される。そして、配線基板２６の配線２６２ｑの一端部が正極側の出力端２６３を構成し、配線基板２７の配線２７２ｇの一端部が負極側の出力端２７３を構成する。

このような太陽電池セルの接続構成により、配線基板付き太陽電池セル３００を回路図として表すと、図７において太陽電池セル１ａ〜１ｌを太陽電池セル２５ａ〜２５ｌに、出力端１９ａを出力端２６３、出力端２０ａを出力端２７３に置き換えた図となる。

これにより、セルユニット２５Ａを構成する太陽電池セル２５ａと２５ｂ、セルユニット２５Ｂを構成する太陽電池セル２５ｃと２５ｄ、セルユニット２５Ｃを構成する太陽電池セル２５ｅと２５ｆ、セルユニット２５Ｄを構成する太陽電池セル２５ｇと２５ｈは、それぞれ並列接続される。また、セルユニット２５Ｅを構成する太陽電池セル２５ｉと２５ｊ、セルユニット２５Ｆを構成する太陽電池セル２５ｋと２５ｌもそれぞれ並列接続される。そして、セルユニット２５Ａ〜２５Ｆが直列接続される。

図８に示すように、本実施形態に係る配線基板付き太陽電池セル３００では、Ｆ方向に並んで配置される太陽電池セルからなる太陽電池セル列の列数が３列であり奇数列であるが、並直列に接続された太陽電池セル２５ａ〜２５ｌの始点と終点である出力端２６３及び２７３をＦ方向の一方の端部、即ち、セル列の同じ方向の端部に位置させることができる。これにより、出力端２６３及び２７３に電気的接続される後述する端子ボックスを１つで済むようにできる。また、第１実施形態でも述べたように、配線の長い引き回しが不要となるので、電気抵抗の増加を抑え、出力の配線ロスを抑制できる。更に、配線の長い引き回しの省略により構造設計が容易となり、製造プロセスも簡易化できる。

特に本実施形態においては、配線基板２６及び２７の配線パターンに対して太陽電池セル２５ａ〜２５ｌを実装することで、セルの並直列接続を実現するので、組み立て工程を簡易化することができる。すなわち、第１のセルユニットで構成される領域（図８では左列と中央列）と、第２のセルユニットで構成される領域（図８では右列）とで接続形態が異なっても、セルユニット内の接続とセルユニット間の接続の両方を配線基板の配線パターンが担っているので、第１実施形態のようにインターコネクタの形状や接続プロセスを個別に変えることなく製造することが可能となる。

なお、本実施形態に係る配線基板付き太陽電池セル３００を備えた太陽電池モジュールの構成は、上述した図５（第１実施形態）に示す構成において、配線付き太陽電池セル１００を配線基板付き太陽電池セル３００に置き換えたような構成となる。配線基板付き太陽電池セル３００における出力端２６３及び２７３には、それぞれ出力リード（不図示）が電気的に接続され、当該出力リードはバックシート１２０に設けられた開口部（不図示）から外部に導出される。そして、上記出力リードが端子ボックス１２５内部の端子板に電気的接続される。

また、上記説明では配線基板としては、配線基板２６と２７の別個のものを用いたが、１つの配線基板に全ての太陽電池セルを搭載するようにしてもよい。この場合の配線パターンとしては、例えば、図９においてバスバー２８によって接続されていた配線２６２ｕと２７２ｅを一体の配線としたものとすればよい。

＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態について図１０を用いて説明する。図１０に示す本発明の第４実施形態に係る配線付き太陽電池セル４００は、太陽電池セル３１ａ〜３１ｌを備えている。第２及び第３実施形態と同様に、セルユニット３１Ａを構成する太陽電池セル３１ａと３１ｂ、セルユニット３１Ｂを構成する太陽電池セル３１ｃと３１ｄ、セルユニット３１Ｃを構成する太陽電池セル３１ｅと３１ｆ、セルユニット３１Ｄを構成する太陽電池セル３１ｇと３１ｈ、セルユニット３１Ｅを構成する太陽電池セル３１ｉと３１ｊ、セルユニット３１Ｆを構成する太陽電池セル３１ｋと３１ｌは、それぞれ並列接続されており、各セルユニット３１Ａ〜３１Ｆは直列接続されている。なお、第１実施形態と同様に、直列接続された太陽電池セル３１ａ、３１ｃ、３１ｅ、及び３１ｇと、直列接続された太陽電池セル３１ｂ、３１ｄ、３１ｆ、及び３１ｈとが互いに並列接続されていてもよい。

なお、第１及び第２実施形態と同様に太陽電池セル３１ａ〜３１ｌは、インターコネクタを用いて各セルを接続してもよいし、第３実施形態と同様に太陽電池セル３１ａ〜３１ｌは、配線基板を用いて各セルを接続してもよい。

また、配線付き太陽電池セル４００の外部の配線付き太陽電池セル４５０は、複数の太陽電池セル３５を備えており、各太陽電池セル３５は直列接続されている。そして、太陽電池セル３１ａ〜３１ｌは、太陽電池セル３５を分割したものとしている。

配線付き太陽電池セル４００の正極側の出力端と、配線付き太陽電池セル４５０の負極側の出力端は電気的に接続されている。図１０に太線の矢印にて電流の流れを示す。配線付き太陽電池セル４００におけるセルユニット３１Ａ〜３１Ｆの各セルは並列接続されているので、各セルに流れる電流が足し合わされた電流が流れることになるが、太陽電池セル３１ａ〜３１ｌは太陽電池セル３５を分割したものとしているので、上記足し合された電流は太陽電池セル３５に流れる電流と整合を取ることができる。従って、配線付き太陽電池セル４００と配線付き太陽電池セル４５０を問題なく直列接続することが可能となる。

なお、本実施形態では、配線付き太陽電池セル４００に備えられた各太陽電池セル３１ａ〜３１ｌは、配線付き太陽電池セル４５０に備えられた各太陽電池セル３５を分割したものとした例を示しているが、これに限らず、一変形例として、配線付き太陽電池セル４５０に備えられた各太陽電池も、配線付き太陽電池セル４００に備えられた各太陽電池セル３１ａなどと同じ太陽電池セルとして、たとえば図１０で太陽電池セル３５と示された箇所のそれぞれにおいて、２個の太陽電池セルを横方向に並べて並列接続した形態としてもよい。このようにしても、配線付き太陽電池セル４００と配線付き太陽電池セル４５０との出力電流の整合を取ることができるので、配線付き太陽電池セル４００と配線付き太陽電池セル４５０とを問題なく直列接続することが可能となる。

なお、配線付き太陽電池セル４５０に備えられた各太陽電池も、配線付き太陽電池セル４００に備えられた各太陽電池セル３１ａなどと同じ太陽電池セルとする場合、縦方向に２つ隣接して並ぶ太陽電池セルの組ごとを並列接続し、それらの組を直列接続してもよい。このようにしても、配線付き太陽電池セル４００と配線付き太陽電池セル４５０との出力電流の整合を取ることができるので、配線付き太陽電池セル４００と配線付き太陽電池セル４５０とを問題なく直列接続することが可能となる。

さらに、上記変形例において、全ての太陽電池セルを分割していない太陽電池セルで構成してもよいことは明らかである。したがって、本実施形態、とくに上記変形例によって、偶数列（４列）の配線付き太陽電池セル４５０と、奇数列（３列）の配線付き太陽電池セル４００との両方が、それぞれセル列の同じ方向の端部に出力端を位置させることができ、そして、出力電流の整合を取れているので直列接続が可能となる配線付き太陽電池セルとすることができる。

すなわち、本実施形態によれば、奇数のセル列数を有する太陽電池モジュールと、偶数のセル列数を有する太陽電池モジュールとを組み合わせた太陽電池アレイを構成するに際し、端子ボックス及び出力ケーブルの配置を同じくでき、且つ、出力電流の整合も取れているため直列接続が可能な太陽電池アレイを提供できる。これにより、屋根などの限られた領域に太陽電池モジュールを配置する場合に、最適な形状のモジュールを準備することが容易となり、設置施工が簡易で、発電量の多い太陽電池アレイを構築できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨の範囲内であれば、実施形態は種々変形が可能である。

例えば、上記実施形態では太陽電池セル列の列数を３列としたが、その他の奇数列（５列など）としてもよい。また、奇数列に限らず、偶数列（４列など）としても、上述したような効果を得ることは可能である。

１ａ〜１ｌ 太陽電池セル
１Ａ〜１Ｆ セルユニット
２〜１８ インターコネクタ
１９、２０、２１ バスバー
１９ａ、２０ａ 出力端
２５ａ〜２５ｌ 太陽電池セル
２５Ａ〜２５Ｆ セルユニット
２６、２７ 配線基板
２８ バスバー
３１ａ〜３１ｌ 太陽電池セル
３１Ａ〜３１Ｆ セルユニット
３５ 太陽電池セル
２５１ ｐ電極
２５２ ｎ電極
２６１、２７１ 基材
２６２ａ〜２６２ｕ 配線
２７２ａ〜２７２ｇ 配線
２６３、２７３ 出力端
１００、２００、４００、４５０ 配線付き太陽電池セル
３００ 配線基板付き太陽電池セル
１１０ 透明基板
１１５ 封止材
１２０ バックシート
１２５ 端子ボックス
１２６ 正極側ケーブル
１２７ 負極側ケーブル
１２８、１２９ コネクタ
１５０ 太陽電池モジュール

Claims (9)

1. 第１の方向に隣接して配置された太陽電池セル同士が並列接続されてなる第１のセルユニットと、
   前記第１の方向と直交する第２の方向に隣接して配置された太陽電池セル同士が並列接続されてなる第２のセルユニットとを備えた配線付き太陽電池セルであって、
   前記第２のセルユニットは前記第１のセルユニットに対して前記第１の方向に隣接して配置され、
   前記第１のセルユニットと前記第２のセルユニットとが直列接続されている、ことを特徴とする配線付き太陽電池セル。
2. 前記第２の方向に並べて配置された前記太陽電池セルからなる太陽電池セル列の列数が奇数である、ことを特徴とする請求項１に記載の配線付き太陽電池セル。
3. 直列接続された前記第１のセルユニット及び前記２のセルユニットの正極側出力と負極側出力は、前記第２の方向の一方の端部に配置された前記太陽電池セルからそれぞれ引き出されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の配線付き太陽電池セル。
4. 前記第１のセルユニットを複数有しており、複数の前記第１のセルユニットが前記第２の方向に並べて配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の配線付き太陽電池セル。
5. 実装された前記太陽電池セルを並直列接続させるための配線パターンが形成された配線基板を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の配線付き太陽電池セル。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の配線付き太陽電池セルと、
   前記配線付き太陽電池セルの正極側出力と負極側出力が電気的接続される端子ボックスとを備えたことを特徴とする太陽電池モジュール。
7. 請求項６に記載の太陽電池モジュールの複数が直列接続された、太陽電池アレイ。
8. 請求項６に記載の太陽電池モジュールと、
   複数の太陽電池セルが全て直列接続された太陽電池モジュールとを少なくとも１つずつ備え、
   これらの太陽電池モジュールが直列接続された、太陽電池アレイ。
9. 請求項６に記載の太陽電池モジュールと、
   前記第１のセルユニットまたは前記第２のセルユニットのいずれかで構成されて、前記第１のセルユニットまたは前記第２のセルユニットの全てが直列接続されている太陽電池モジュールとを少なくとも１つずつ備え、
   これらの太陽電池モジュールが直列接続された、太陽電池アレイ。

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