JP2021044360A - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】フィンガー電極の遮光を抑制できて出力を向上できると共に、フィンガー電極が捕捉した電子の外部への供給の信頼性も向上できる太陽電池モジュールを提供すること。【解決手段】太陽電池モジュール１００が、Ｘ方向に間隔をおいて配置されると共にＸ方向と直交するＹ方向に延在する複数のフィンガー電極２６と、Ｙ方向に間隔をおいて配置されると共にＸ方向に延在する複数の第１種配線材１４を備える。第１種配線材１４は、Ｚ方向一方側から見たときにフィンガー電極２６に交差している箇所でフィンガー電極２６に電気的に接続される。フィンガー電極２６は、Ｘ方向の位置が略同一であると共にＹ方向に間隔をおいて位置する複数の電極セグメント５０を有する。複数のフィンガー電極２６は、Ｙ方向の端以外に位置する電極セグメント５０である１以上の中央セグメント６０を含み、中央セグメント６０を２以上の第１種配線材１４に電気的に接続する。【選択図】図３

Description

本開示は、太陽電池モジュールに関する。

従来、太陽電池モジュールとしては、特許文献１に記載されているものがある。この太陽電池モジュールは、太陽電池セル、複数のフィンガー電極、及び複数の金属線を備える。太陽電池セルは、厚さ方向の一方側端面に透明導電層を有する。また、複数のフィンガー電極は、透明導電層に電気的に接続され、第１方向に間隔をおいて配置されると共に第１方向と直交する第２方向に延在する。また、複数の金属線は、第２方向に間隔をおいて配置されると共に第１方向に延在する。また、各金属線は、上記厚さ方向の一方側から見たときにフィンガー電極に交差している箇所でフィンガー電極に電気的に接続されている。複数の金属線は、透明の一体のフィルムに固着され、フィルムにおいて金属線が固着された側を太陽電池セルの透明導電層に接着させることで、複数の金属線が一度に複数のフィンガー電極に電気的に接続される。このことから、この太陽電池モジュールは、形成し易く量産性に優れる。

特開２０１４−１４６６９７号公報

図１１は、参考例の太陽電池モジュール１０００を厚さ方向の一方側から見たとの模式平面図である。この参考例の太陽電池モジュール１０００では、各フィンガー電極１０２６が、透明導電層１０２２の第２方向（Ｙ方向）の一端部から他端部まで延在しているので、各金属線１０１４が、全てのフィンガー電極１０２６に電気的に接続されている。したがって、仮に幾つかの金属線１０１４がフィンガー電極１０２６から外れたとしても、フィンガー電極１０２６が捕捉した電子を確実に外部に取り出すことができ、集電の信頼性を高くできる。しかし、この太陽電池モジュール１０００では、各フィンガー電極１０２６が、透明導電層１０２２のＹ方向の一端部から他端部まで延在しているので、フィンガー電極１０２６でよって遮られる光の光量が大きくなり、出力を高くし難い。また、フィンガー電極１０２６の材料費が高くなり、製造コストも高くなる。

他方、図１２、すなわち、特許文献１の太陽電池モジュール１１００における図１１に対応する模式平面図に示すように、フィンガー電極１１２６を複数に分断して同じ第１方向（Ｘ方向）に位置するフィンガー電極１１２６を複数の電極セグメント１１５０に分離すると、フィンガー電極１１２６によって遮られる光の光量を抑制できると共に、フィンガー電極１１２６の材料費を低減できる。しかし、この太陽電池モジュール１１００では、各電極セグメント１１５０が一つの金属線１１１４としか電気的に接続していないので、金属線１１１４が外力等により電極セグメント１１５０から離脱すると、その電極セグメント１１５０が捕捉した電子を外部に取り出しにくくなり、集電の信頼性が低下する。

そこで、本開示の目的は、フィンガー電極の遮光を抑制できて出力を向上できると共に、フィンガー電極が捕捉した電子の外部への供給の信頼性も向上できる太陽電池モジュールを提供することにある。

上記課題を解決するため、本開示に係る太陽電池モジュールは、第１主面と、第１主面と反対の面である第２主面を含む太陽電池セルと、少なくとも第１主面上に設けられ、第１方向に間隔をおいて配置されると共に第１方向と直交する第２方向に延在する複数のフィンガー電極と、第２方向に間隔をおいて配置されると共に第１方向に延在する複数の金属線と、を備え、各金属線は、厚さ方向の一方側から見たときにフィンガー電極に交差している箇所でフィンガー電極に電気的に接続され、各フィンガー電極が、第１方向の位置が略同一であると共に第２方向に間隔をおいて位置する複数の電極セグメントを含んで、複数のフィンガー電極が、第２方向の端以外に位置する電極セグメントである１以上の中央セグメントを含み、中央セグメントは、２以上の金属線に電気的に接続されている。

本開示に係る太陽電池モジュールによれば、フィンガー電極による遮光を抑制できて出力を向上できると共に、フィンガー電極が捕捉した電子の外部への供給の信頼性も向上できる。

本開示の第１実施形態に係る太陽電池モジュールの構造を示す平面図である。 上記太陽電池モジュールの構造を示すＸ軸に沿った断面図であり、図１のＡ−Ａ’断面図である。 上記太陽電池モジュールにおける太陽電池セル付近の拡大模式平面図であり、太陽電池セルにおける複数のフィンガー電極と、ワイヤ等の金属線で構成される複数の第１種配線材との配置について説明する拡大模式平面図である。 第１実施形態の作用効果について説明する図である。 第１実施形態の作用効果について説明する図である。 第２実施形態の太陽電池モジュールにおける図３に対応する拡大模式平面図である。 第３実施形態の太陽電池モジュールにおける図３に対応する拡大模式平面図である。 第３実施形態の変形例の太陽電池モジュールにおける図３に対応する拡大模式平面図である。 第４実施形態の太陽電池モジュールにおける図３に対応する拡大模式平面図である。 第４実施形態の変形例の変形例の太陽電池モジュールにおける図３に対応する拡大模式平面図である。 参考例の太陽電池モジュールを厚さ方向の一方側から見たとの模式平面図である。 特許文献１の太陽電池モジュールにおける図１１に対応する模式平面図である。

以下に、本開示に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて新たな実施形態を構築することは当初から想定されている。また、以下の実施例では、図面において同一構成に同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、複数の図面には、模式図が含まれ、異なる図間において、各部材における、縦、横、高さ等の寸法比は、必ずしも一致しない。また、以下で説明される構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素であり、必須の構成要素ではない。また、本明細書で、「略」という文言を用いた場合、「大雑把に言って」という文言と同じ意味合いで用いており、「略〜」という要件は、人がだいたい〜のように見えれば満たされる。例を挙げれば、略第２方向に延在するという要件は、人がだいたい第２方向に延在しているように見えれば満たされる。また、以下の説明で、太陽電池セルの「受光面」とは光が主に入射する面を意味し、「裏面」とは受光面と反対側の面を意味する。太陽電池セルに入射する光のうち、５０％を超える光、例えば８０％以上または９０％以上の光が受光面側から入射する。受光面および裏面の用語は、太陽電池モジュールについても使用する。

（第１実施形態）
図１は、本開示の第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００の構造を示す平面図である。図１に示すように、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる直角座標系が規定される。Ｘ軸、Ｙ軸は、太陽電池モジュール１００の平面内において互いに直交する。Ｚ軸は、Ｘ軸及びＹ軸に垂直であり、太陽電池モジュール１００の厚み方向に延びる。また、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のそれぞれの正の方向は、図１における矢印の方向に規定され、負の方向は、矢印と逆向きの方向に規定される。太陽電池モジュール１００を形成する２つの主表面であって、かつＸ−Ｙ平面に平行な２つの主表面のうち、Ｚ軸の正の方向側に配置される主平面が受光面であり、Ｚ軸の負の方向側に配置される主平面が裏面である。以下では、太陽電池モジュール１００においてＺ軸の正の方向側の面を受光面２２とよび、太陽電池モジュール１００においてＺ軸の負の方向側を裏面２４（図２参照）とよぶ。そのため、図１は、太陽電池モジュール１００の受光面２２からの平面図であるといえる。

太陽電池モジュール１００は、太陽電池セル１０と総称される第１１太陽電池セル１０ａａ、・・・、第４６太陽電池セル１０ｄｆ、第１種配線材１４、第２種配線材１６、第３種配線材１８、フレーム２０と総称される第１フレーム２０ａ、第２フレーム２０ｂ、第３フレーム２０ｃ、第４フレーム２０ｄを含む。

第１フレーム２０ａは、Ｘ方向に延び、第２フレーム２０ｂは、第１フレーム２０ａのＸ軸の正の方向側端からＹ軸の負の方向に延びる。また、第３フレーム２０ｃは、第２フレーム２０ｂのＹ軸の負の方向側端からＸ軸の負の方向に延び、第４フレーム２０ｄは、第３フレーム２０ｃのＸ軸の負の方向側端と第１フレーム２０ａのＸ軸の負の方向側端とを結ぶ。フレーム２０は、太陽電池モジュール１００の外周を囲んでおり、アルミニウム等の金属で形成される。ここで、第１フレーム２０ａ、第３フレーム２０ｃは、第２フレーム２０ｂ、第４フレーム２０ｄよりも長いので、太陽電池モジュール１００は、Ｙ方向よりもＸ方向に長い矩形状を有する。また、太陽電池モジュール１００は、Ｘ−Ｙ平面において、フレーム２０に囲まれるような矩形状を有する。

複数の太陽電池セル１０のそれぞれは、入射する光を吸収して光起電力を発生する。特に、太陽電池セル１０は、受光面２２に入射した光を吸収して起電力を発生するとともに、裏面２４に入射した光を吸収して起電力を発生する。太陽電池セル１０は、例えば、結晶系シリコン、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）またはインジウム燐（ＩｎＰ）等の半導体材料によって形成される。太陽電池セル１０の構造は、特に限定されないが、ここでは、一例として、結晶シリコンとアモルファスシリコンとが積層されているとする。また、太陽電池セル１０は、Ｘ−Ｙ平面において、四角形の形状を有するが、その他の形状、例えば、八角形の形状を有してもよい。

図２は、太陽電池モジュール１００の構造を示すＸ軸に沿った断面図であり、図１のＡ−Ａ’断面図である。太陽電池モジュール１００は、第１２太陽電池セル１０ａｂ、第１３太陽電池セル１０ａｃ、第１透明導電層１１、第２透明導電層１３、第１種配線材１４、第１保護部材３０、第１封止部材３２、第２封止部材３４、第２保護部材３６、第１透明部材４０、第２透明部材４２、第１接着剤４４、第２接着剤４６を含む。図２の上側が受光面２２に相当し、下側が裏面２４に相当する。

第１透明導電層１１及び第２透明導電層１３は、例えば、金属ドーパントを含む酸化インジウムや酸化亜鉛からなる。金属ドーパントとしては、例えば、酸化インジウムの場合、タングステンや錫などが、酸化亜鉛の場合、ガリウムやアルミニウムなどが好ましく用いられる。第１透明導電層１１及び第２透明導電層１３は、結晶を含んでいてもよい。すなわち、第１透明導電層１１及び第２透明導電層１３は、金属ドーパントを含む酸化インジウムや酸化亜鉛の多結晶層または単結晶層により構成されていてもよい。また、第１透明導電層１１及び第２透明導電層１３は、金属ドーパントを含まず、水素を含む酸化インジウムや酸化亜鉛から構成されてもよい。

第１透明導電層１１は、太陽電池セル１０の受光面２２の一部として、第２透明導電層１３は、太陽電池セル１０の裏面２４の一部として形成されており、これらの構造は特に限定されない。ここでは、一例として、第１透明導電層１１は、太陽電池セル１０の受光面２２と、第２透明導電層１３は、太陽電池セル１０の裏面２４と同形状をしている。太陽電池モジュール１００は、太陽電池セル１０の受光面２２及び裏面２４それぞれに、互いに平行にＹ方向に延びる複数のフィンガー電極２６が備えられる。なお、太陽電池セル１０におけるフィンガー電極２６（図１参照）の数は如何なる数でもよい。また、太陽電池セル１０がアモルファスシリコン層（図示なし）を備える構成である場合に、第１透明導電層１１と第２透明導電層１３とを備える構成が好ましい。

図１に示すように、複数の太陽電池セル１０は、Ｘ−Ｙ平面上にマトリックス状に配列される。ここでは、Ｘ方向に６つの太陽電池セル１０が並べられる。Ｘ方向に並んで配置される６つの太陽電池セル１０は、第１種配線材１４によって直列に接続され、１つのストリング１２が形成される。例えば、第１１太陽電池セル１０ａａ、第１２太陽電池セル１０ａｂ、・・・、第１６太陽電池セル１０ａｆが接続されることによって、第１ストリング１２ａが形成される。また、第２ストリング１２ｂから第４ストリング１２ｄも同様に形成される。その結果、４つのストリング１２がＹ方向に平行に並べられる。このように、第１方向としてのＸ方向（Ｘ軸に平行な方向）に並べられる太陽電池セル１０の数は、第２方向としてのＹ方向（Ｙ軸に平行な方向）に並べられる太陽電池セル１０の数よりも多い。なお、本開示の太陽電池モジュールでは、図１に示す実施例とは異なり、各ストリングが６以外の数の太陽電池セル１０を含んでもよく、太陽電池モジュールが４以外の数のストリング１２を有してもよい。

ストリング１２を形成するために、第１種配線材１４は、Ｘ方向に隣接した太陽電池セル１０のうちの一方の受光面２２の表面に設けられたフィンガー電極２６と、他方の裏面２４の表面に設けられたフィンガー電極２６とを接続する。例えば、隣接した第１１太陽電池セル１０ａａと第１２太陽電池セル１０ａｂとを接続するための５つの第１種配線材１４は、第１１太陽電池セル１０ａａの裏面２４のフィンガー電極２６と第１２太陽電池セル１０ａｂの受光面２２のフィンガー電極２６とを電気的に接続する。なお、本開示の太陽電池モジュールでは、図１に示す実施例とは異なり、太陽電池モジュールが、１２以外の数の第１種配線材１４を有してもよい。第１種配線材１４は、金属線であるワイヤで構成される。第１種配線材１４と太陽電池セル１０との接続については後述する。

第２種配線材１６は、Ｙ方向に延びて、互いに隣接する２つのストリング１２を電気的に接続する。例えば、第１ストリング１２ａのＸ軸の正の方向側端に位置する第１６太陽電池セル１０ａｆと、第２ストリング１２ｂのＸ軸の正の方向側端に位置する第２６太陽電池セル１０ｂｆは、第２種配線材１６によって電気的に接続される。さらに、第２ストリング１２ｂと第３ストリング１２ｃは、Ｘ軸の負の方向側において第２種配線材１６によって電気的に接続されるとともに、第３ストリング１２ｃと第４ストリング１２ｄは、Ｘ軸の正の方向側において第２種配線材１６によって電気的に接続される。その結果、複数のストリング１２は、第２種配線材１６によって直列に接続される。

第１ストリング１２ａのＸ軸の負の方向側端における第１１太陽電池セル１０ａａには、第２種配線材１６が接続されておらず、その代わりに第３種配線材１８が接続される。第３種配線材１８には、図示しない取出し配線材が接続される。取出し配線材は、複数の太陽電池セル１０において発電した電力を太陽電池モジュール１００外に取り出すための配線材である。なお、第３種配線材１８は、第４ストリング１２ｄのＸ軸の負の方向側端における第４１太陽電池セル１０ｄａにも接続される。

再度、図２を参照して、第１保護部材３０は、太陽電池セル１０の受光面２２側に配置されており、太陽電池モジュール１００の表面を保護する。第１保護部材３０には、透光性及び遮水性を有するガラス、透光性プラスチック等が使用される。第１保護部材３０によって太陽電池モジュール１００の機械的強度が高くされる。

第１封止部材３２は、第１保護部材３０の裏面側に積層される。第１封止部材３２は、第１保護部材３０と太陽電池セル１０との間に配置されて、これらを接着する。第１封止部材３２として、ＥＶＡに替えて、例えば、ポリオレフィン、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）、ポリイミド等の樹脂フィルムのような、第１保護部材３０および第２保護部材３６よりも軟化温度が低い熱可塑性樹脂が使用される。なお、熱硬化性樹脂が使用されてもよい。ここで、第１封止部材３２として、ＥＶＡ以外の熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂が使用され、酢酸成分と異なる化学成分が発生しても、同様の作用効果を得ることができる。第１封止部材３２は、透光性を有するとともに、第１保護部材３０におけるＸ−Ｙ平面と略同一寸法の面を有するシート材によって形成される。

第１２太陽電池セル１０ａｂ、第１３太陽電池セル１０ａｃは、第１保護部材３０の裏面側に積層される。太陽電池セル１０は、Ｚ軸の正の方向側に受光面２２を向け、Ｚ軸の負の方向側に裏面２４を向けて配置される。受光面２２を「第１面」とよぶ場合、裏面２４は「第２面」とよばれる。太陽電池セル１０の受光面２２には、第１種配線材１４、第１接着剤４４、第１透明部材４０が配置され、第１透明部材４０が受光面２２の第１透明導電層１１を覆うように貼り付けられる。そして、太陽電池セル１０の裏面２４には、第１種配線材１４、第２接着剤４６、第２透明部材４２が配置され、第２透明部材４２が裏面２４の第２透明導電層１３を覆うように貼り付けられる。

第１透明部材４０は、隣接した２つの太陽電池セル１０の一方、例えば、第１３太陽電池セル１０ａｃの受光面２２の第１透明導電層１１を覆うように配置される。第１透明部材４０は、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）等の透明な樹脂フィルムで構成される。第１透明部材４０における第１３太陽電池セル１０ａｃ側の面には第１接着剤４４が配置され、第１接着剤４４には複数の第１種配線材１４が接着される。第１接着剤４４は、第１３太陽電池セル１０ａｃの受光面２２を第１透明部材４０に接着可能である。第１接着剤４４には、例えば、ポリオレフィンが使用される。第１透明部材４０及び第１接着剤４４は、Ｘ方向の長さが、太陽電池セル１０の長さと同等の長さを有する。そして、第１透明部材４０及び第１接着剤４４は、Ｙ方向の長さが、太陽電池セル１０の長さ以上となるように構成されている。

第２透明部材４２は、隣接した２つの太陽電池セル１０の他方、例えば、第１２太陽電池セル１０ａｂの裏面２４の第２透明導電層１３を覆うように配置される。第２透明部材４２は、第１透明部材４０と同様に、例えば、ＰＥＴ等の透明な樹脂フィルムで構成される。第２透明部材４２における第１２太陽電池セル１０ａｂ側の面には第２接着剤４６が配置され、第２接着剤４６には複数の第１種配線材１４が接着される。第２接着剤４６は、第１２太陽電池セル１０ａｂの裏面２４を第２透明部材４２に接着可能である。第２接着剤４６にも、例えば、ポリオレフィンが使用される。第２透明部材４２及び第２接着剤４６は、Ｘ方向の長さが、太陽電池セル１０の長さと同等の長さを有する。そして、第２透明部材４２及び第２接着剤４６は、Ｙ方向の長さが、太陽電池セル１０の長さ以上となるように構成されている。

太陽電池モジュール１００を製造する際、第１接着剤４４が第１３太陽電池セル１０ａｃの受光面２２に接着され、第２接着剤４６が第１２太陽電池セル１０ａｂの裏面２４に接着される。このような接着により、第１種配線材１４は、第１３太陽電池セル１０ａｃの受光面２２におけるフィンガー電極２６と、第１２太陽電池セル１０ａｂの裏面２４におけるフィンガー電極２６とを電気的に接続する。

第１透明部材４０及び第２透明部材４２が、他の太陽電池セル１０に対しても同様に配置されることによって、図１に示すようなストリング１２が形成される。第２封止部材３４は、第１封止部材３２の裏面側に積層される。第２封止部材３４は、第１封止部材３２との間で、複数の太陽電池セル１０、第１種配線材１４、第２種配線材１６、第３種配線材１８、第１透明部材４０、第２透明部材４２等を封止する。第２封止部材３４には、第１封止部材３２と同様のものを用いることができる。

第２保護部材３６は、第１保護部材３０に対向するように、第２封止部材３４の裏面側に積層される。第２保護部材３６は、太陽電池モジュール１００の裏面側を保護する。第２保護部材３６としては、バックシートとしてＰＥＴ、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン)等の樹脂フィルム等が使用される、又は透光性及び遮水性を有するガラス、透光性プラスチック等が使用される。

図３は、太陽電池モジュール１００における太陽電池セル１０ａｃ付近の拡大模式平面図であり、太陽電池セル１０ａｃにおける複数のフィンガー電極２６と、ワイヤ等の金属線で構成される複数の第１種配線材１４との配置について説明する拡大模式平面図である。

図３に示すように、太陽電池モジュール１００は、Ｘ方向に間隔をおいて配置されると共にＸ方向と直交するＹ方向に延在する複数のフィンガー電極２６を備え、各フィンガー電極２６は、太陽電池セル１０ａｃの第１透明導電層１１に電気的に接続している。また、太陽電池モジュール１００は、Ｙ方向に間隔をおいて配置されると共にＸ方向に延在する複数の第１種配線材１４を備える。

第１種配線材１４は、太陽電池モジュール１００の厚さ方向であるＺ方向（Ｚ軸に平行な方向）の一方側から見たときにフィンガー電極２６に交差している箇所でフィンガー電極２６に接触して電気的に接続されている。この接触は、例えば、透明な樹脂フィルム等で構成される第１透明部材４０（図２参照）を太陽電池セル１０ａｃに圧着することで実行される。

図３に示すように、各フィンガー電極２６は、Ｘ方向の位置が略同一であると共にＹ方向に間隔をおいて位置する複数の電極セグメント５０を有する。また、上記複数のフィンガー電極２６は、Ｙ方向の端以外に位置する電極セグメント５０である１以上の中央セグメント６０を含み、中央セグメント６０は、２以上の第１種配線材１４に電気的に接続されている。

更には、本実施例では、次の複数の構成が採用されている。詳しくは、上記複数のフィンガー電極２６が、Ｙ方向の端以外に位置する電極セグメント５０である１以上の端セグメント７０を含み、端セグメント７０も２以上の第１種配線材１４に電気的に接続されている。また、全ての電極セグメント５０が、略同一のＸ方向厚さを有し、略同一のＹ方向長さを有する。また、複数の電極セグメント５０が、Ｘ−Ｙ平面においてマトリックス状に整列され、全てのフィンガー電極２６に関して、Ｙ方向に隣り合う電極セグメント５０間の隙間は、Ｙ座標の同じ位置に存在している。また、各電極セグメント５０は、２つの第１種配線材１４と電気的に接続されている。しかし、これらの複数の構成は、採用されなくてもよい。

次に、第１実施形態の作用効果について図４及び図５を用いて説明する。図４に示す領域Ｒ１,Ｒ２,Ｒ３の夫々において、白丸で示す箇所で、フィンガー電極８２６の電極セグメント８２０,８３０,８４０と、第１種配線材８１４とが離れて電気的に接続していない状態となったとする。このとき、領域Ｒ１の電極セグメント８２０は、本来電子を配線８１４に供給できるはずであった白丸で示す箇所で、第１種配線材８１４に電子を供給することができない。そのため、第１種配線材８１４で捕捉されるはずだった電子は、大部分が電極セグメント８２０に隣り合う電極セグメント８２１,８２２に移動しなければならない。その結果、例えば、電流が矢印Ａ,Ｂに示す方向に太陽電池セル８１０の透明導電層８１９を流れ、透明導電層８１９の大きな抵抗に起因して大きな電力損失が生じる。

一方、領域Ｒ２の電極セグメント８３０は、Ｙ方向長さが長くてＹ方向両側の第１種配線材８１４ａ,８１４ｂと電気的に接続しているので、電極セグメント８３０のＹ方向長さの中央を境として、電流を矢印Ｃ,Ｄに示す方向に電極セグメント８３０を介してＹ方向両側に流すことができ、領域Ｒ１の周辺で生じるような電力損失が大きく抑制できる。

また、領域Ｒ３の電極セグメント８４０の場合でも、白丸で示す箇所での電気的な非導通の結果、Ｙ方向一方側の第１種配線材８１４ａのみと電気的に接続することになるので、電流を矢印Ｅに示す方向に電極セグメント８４０を介してＹ方向一方側に流すことができ、領域Ｒ１の周辺で生じるような電力損失は生じない。しかし、電極セグメント８４０の場合には、電子を一方側にしか流すことができないため、第１種配線材８１４ａ側と反対側の端部で回収された電子は、電極セグメント８４０間を長距離移動しなくてはならなくなり、その結果、電流が電極セグメント８４０を流れることによる電力損失は大きくなる。

これに対し、領域Ｒ２の電極セグメント８３０の場合では、電極セグメント８３０は、白丸で示す箇所での電気的な非導通が生じたとしても、２箇所で第１種配線材８１４と導通しているので、電流をＹ方向長さの中央を境として両側に流すことができる。よって、電流が流れる距離を短くでき、電流が電極セグメント８３０を流れることによる電力損失も低減できる。

更には、ワイヤ等で構成される第１種配線材が、経年劣化等でフィンガー電極（電極セグメント）と外れる確率をＸとすると、電極セグメントをｎ箇所全てで外れない確率は、Ｐ＝（１−Ｘ^ｎ）となる。したがって、例えば、図５に示すように、フィンガー電極９０１の電極セグメント９５０が４つの第１種配線材９１４と電気的に接続されている場合、４つの第１種配線材９１４の全てが電極セグメント９５０から外れる確率は、Ｘが０.１の場合、０.０００１（一万分の一）となる。また、フィンガー電極の電極セグメントが２つの第１種配線と電気的に接続されている場合でも、フィンガー電極の電極セグメントが１つのみの第１種配線と電気的に接続されている場合との比較で、第１種配線の全てが電極セグメントから外れる確率を、０.１（十分の一）から０.０１（百分の一）に大きく低減できる。

このことから、電極セグメントは、複数個所で異なる第１種配線材９１４と電気的に接続されていた方が、第１種配線材９１４を介して電流を流すことができる確率を高くすることができ、電力損失を抑制できる可能性も高くできる。また、第１種配線材９１４と接続している電極セグメントの長さが小さければ、電極セグメントを流れることに起因する電力損失を抑制できるだけでなく、電極セグメントによって遮光される可能性も低減でき、電極セグメントの材料費も抑制できる。

係る考察に関し、本実施形態によれば、複数のフィンガー電極２６が、Ｙ方向の端以外に位置する１以上の中央セグメント６０を含み、中央セグメント６０が、２以上の第１種配線１４に電気的に接続されている。したがって、中央セグメント６０に関し、第１種配線材１４を介して電流を流すことができる確率を高くでき、電流が透明導電層１１,１３を流れることによる電力損失を抑制できる可能性も高くできる。

更には、太陽電池モジュール１００が、Ｘ方向に間隔をおいて配置されると共にＸ方向と直交するＹ方向に延在する複数のフィンガー電極２６を備え、各フィンガー電極２６が、Ｘ方向の位置が略同一であると共にＹ方向に間隔をおいて位置する複数の電極セグメント５０を有する。したがって、フィンガー電極２６のＹ方向長さを短くできるため、電極セグメント５０を流れることに起因する電力損失を抑制できるだけでなく、電極セグメント５０による遮光ロスも低減でき、フィンガー電極２６（電極セグメント５０）の材料費も抑制できる。

その結果、本実施形態の太陽電池モジュール１００は、フィンガー電極２６が第１種配線材１４から外れる可能性を大きく低減できて、電流が透明導電層１１,１３を流れることによる電力損失の発生の可能性を大きく低減できるという作用効果と、フィンガー電極２６によって遮られる光の光量を小さくできて出力を高くできると共に、フィンガー電極２６の材料費も抑制できるという作用効果の両方を奏することができる。したがって、太陽電池モジュール１００は、互いにトレードオフの関係にある上記二つの作用効果の両方を奏することができるので、顕著な作用効果を奏することができる。なお、ここでは太陽電池セル１０の表面に透明導電層１１，１３を備える場合について説明した。しかし表面に透明導電層を備えていない太陽電池セルについても同様なことが言える。すなわち、上記説明において電流が透明導電層１１，１３を流れる、としている部分を、太陽電池セルの表面を流れる、と読み替えることで同様に説明できる。

更には、太陽電池モジュール１００によれば、Ｙ方向の端に位置する電極セグメント５０である端セグメント７０も、２以上の第１種配線１４に電気的に接続されている。したがって、端セグメント７０に関しても、第１種配線材１４を介して電流を流すことができる信頼性を高くでき、電流が透明導電層１１,１３を流れることによる電力損失を顕著に抑制できる。

（第２実施形態）
図６は、第２実施形態の太陽電池モジュール２００における図３に対応する拡大模式平面図である。なお、第２実施形態を含む以下の実施形態では、第１実施形態と同一の構成に第１実施形態と同一の参照番号を付して説明を省略する。また、第２実施形態を含む以下の実施形態では、第１実施形態と同様の作用効果及び変形例についての説明を省略する。

図６に示すように、太陽電池モジュール２００は、Ｘ方向に間隔をおいて配置される複数のフィンガー電極１２６を備え、各フィンガー電極１２６が、Ｙ方向に間隔をおいて位置する複数の電極セグメント１５０を有する。また、各フィンガー電極１２６に所属する複数の電極セグメント１５０に、Ｙ方向の端に存在しない中央セグメント１６０が含まれ、太陽電池モジュール２００が、複数の中央セグメント１６０を有する。

また、Ｘ方向から見たとき、中央セグメント１６０におけるＹ方向の中央部が、その中央セグメント１６０にＸ方向に隣り合うフィンガー電極１２６におけるＹ方向に隣り合う２つの電極セグメント１５０の隙間１７７に重なっている。そして、中央セグメント１６０に電気的に接続されている２以上の第１種配線材１１４には、隙間１７７よりもＹ方向一方側に位置する一方側金属線１１４ａと、隙間１７７よりもＹ方向他方側に位置する他方側金属線１１４ｂが含まれる。

更には、図６に示す太陽電池モジュール２００では、全ての中央セグメント１６０が互い違いに配置されている。詳しくは、太陽電池モジュール２００では、Ｙ方向から見たときに、中央セグメント１６０のＹ方向の中央１６０ａが、その中央セグメント１６０にＹ方向に隣り合うフィンガー電極１２６に属する２つの電極セグメント５０間の隙間１７７に重なるように、全ての電極セグメント５０が配置されてもよい。そして、中央セグメント１６０は、Ｙ方向の中央１６０ａよりもＹ方向一方側でワイヤ等の金属線で構成される第１種配線材１１４に電気的に接続されると共に、Ｙ方向の中央１６０ａよりもＹ方向他方側でも第１種配線材１１４に電気的に接続されてもよい。

太陽電池セルでは、局所的に大きな力が作用することがあり、Ｙ方向の局所範囲にある複数の第１種配線材が複数のフィンガー電極から外れることがある。係る背景において、このような事象が発生した場合でも、太陽電池モジュール２００によれば、太陽電池モジュール１００との比較において第１種配線材１１４から外れる電極セグメント１５０の数を低減し易い。

詳しくは、図３を参照して、太陽電池モジュール１００の場合、Ｙ方向に隣り合う２つの第１種配線材１４ａ,１４ｂが全ての電極セグメント５０から外れたとすると、１４個の電極セグメント５０が第１種配線材１４に対して全く電気的に接続されない状態となる。これに対し、図６を参照して、第２実施形態のように、中央セグメント１６０を互い違いに配置した場合、Ｙ方向に隣り合う２つの第１種配線材１１４ｃ,１１４ｄが全ての電極セグメント１５０から外れた場合であっても、全く第１種配線材１１４に電気的に接続されない状態の電極セグメント１５０を７個に抑えることができる。したがって、この例の場合、第２実施形態の太陽電池モジュール２００では、第１実施形態の太陽電池モジュール１００との比較において、全く第１種配線材１１４に電気的に接続されない状態の電極セグメント１５０の数を半分の数まで大きく低減できる。

よって、第２実施形態の太陽電池モジュール２００によれば、第１実施形態の太陽電池モジュール１００との比較において、フィンガー電極１２６が第１種配線材１１４から外れる可能性を更に低減し易く、電流が透明導電層１１,１３を流れることによる電力損失の発生の可能性を更に低減し易い。

なお、１６０ａのｙ座標と１７７のｙ座標は、図６に示すような同じ位置である必要はない。図６の例と異なり、１７７のｙ座標は、中央セグメント１６０が配置される範囲のｙ座標のうち、金属線１１４ａと１１４ｂとに挟まれた範囲内であれば、任意の位置であってよい。

（第３実施形態）
図７は、第３実施形態の太陽電池モジュール３００における図３に対応する拡大模式平面図である。図７に示すように、太陽電池モジュール３００は、Ｘ方向に間隔をおいて配置される複数のフィンガー電極２２６を備え、各フィンガー電極２２６が、Ｙ方向に間隔をおいて位置する複数の電極セグメント２５０を有する。

複数のフィンガー電極２２６は、第１種配線材２１４と電気的に接続されていると共にＸ方向の幅が第１幅である複数の第１接続部２２６ａ、及び第１種配線材２１４と電気的に接続されていると共にＸ方向の幅が第１幅よりも広い第２幅である複数の第２接続部２２６ｂを有する。また、第１接続部２２６ａを含む電極セグメント２５０は、２以上の第１種配線材２１４と電気的に接続される一方、第２接続部２２６ｂを含む電極セグメント２５０は、１以上の第１種配線材２１４と電気的に接続されている。

また、１つのみの第１種配線材２１４と電気的に接続される１以上の単線接続セグメント２５５が、Ｙ方向の端に位置する電極セグメント２５０である複数の端セグメント２７０に含まれている。また、単線接続セグメント２５５において第１種配線材２１４と電気的に接続されている箇所が第２接続部２２６ｂになっている一方、Ｙ方向の端以外に位置する中央セグメント２６０において第１種配線材２１４と電気的に接続されている箇所が第１接続部２２６ａになっている。

第３実施形態によれば、Ｘ方向の太さが細い第１接続部２２６ａを含む電極セグメント２５０は、２以上の第１種配線材２１４と電気的に接続される。よって、そのような電極セグメント２５０が、全ての第１種配線材２１４と外れることを大きく抑制できると共に、そのような電極セグメント２５０の材料コストも低減できる。

また、透明部材に接続された第１種配線材２１４を用いることによって生じる虞がある問題にも対応できる。ワイヤ等の金属線で構成される第１種配線材２１４を太陽電池セル２１０に圧着して第１種配線材２１４をフィンガー電極２２６に電気的に接続させている太陽電池モジュールにおいて、本実施形態では、第１種配線材に取り付けられた透明部材を更に備える。ＰＥＴやポリオレフィン等からなる透明樹脂で構成される透明部材は、太陽電池モジュールの製造段階及び利用環境によって加わる熱によって端部が収縮し易い。透明部材の熱収縮の影響によって、第１種配線材２１４は太陽電池セル２１０の端部（周縁部）でフィンガー電極２２６から外れ易い。

これに対し、第３実施形態によれば、１つのみの第１種配線材２１４と電気的に接続される１以上の単線接続セグメント２５５が、Ｙ方向の端に位置する電極セグメント２５０である複数の端セグメント２７０に含まれている。そして、単線接続セグメント２５５において第１種配線材２１４と電気的に接続されている箇所がＸ方向の太さが太い第２接続部２２６ｂになっている。したがって、Ｙ方向の端に位置する単線接続セグメント２５５が唯一電気的に接続する第１種配線材２１４から外れにくい。よって、透明部材の収縮が端部で生じたとしても、端の電極セグメント２５０が、全ての第１種配線材２１４から外れるという現象を顕著に抑制できる。

更には、Ｙ方向の端以外に位置する中央セグメント２６０において第１種配線材２１４と電気的に接続されている箇所が第１接続部２２６ａになっている。よって、中央セグメント２６０が、全ての第１種配線材２１４と外れることを大きく抑制できると共に、数が多くなりがちな中央セグメント２６０の材料コストも低減できる。

なお、上述のように、第１種配線材２１４をフィンガー電極２２６に押圧する透明な樹脂フィルム等で構成される透明部材は、端部が収縮し易い。したがって、図８、すなわち、第３実施形態の変形例の太陽電池モジュール４００における図３に対応する拡大模式平面図に示すように、Ｙ方向の端に位置する単線接続セグメント３５５において第１種配線材３１４と電気的に接続されている箇所をＸ方向の太さが太い第２接続部３２６ｂにしてもよい。そして、更に、Ｘ方向の端に位置する複数の中央セグメント３６０が、Ｘ方向の太さが太い第２接続部３２６ｂを含む１以上の中央セグメント３６０を含むようにしてもよい。このようにして、Ｘ方向の端に位置する１以上の中央セグメント３６０においても、第１種配線材３１４と外れにくくすることができる。また、１つのみの第１種配線材３１４と接続されている単線接続セグメント３５５のすべてを第２幅の太さとする必要はなく、例えば半数程度の単線接続セグメント３５５について第１幅の太さであってもよい。また、第２幅である第２接続部３２６ｂを含む中央セグメント３６０は、図８に示すように太陽電池セル４００のＸ軸方向の一方端側にのみ配置されてもよいし、Ｘ軸方向の両端部に配置されていてもよい。

（第４実施形態）
図９は、第４実施形態の太陽電池モジュール５００における図３に対応する拡大模式平面図である。図９に示すように、太陽電池モジュール５００は、Ｘ方向に間隔をおいて配置される複数のフィンガー電極４２６を備え、各フィンガー電極４２６が、Ｙ方向に間隔をおいて位置する複数の電極セグメント４５０を有する。

複数のフィンガー電極４２６は、第１種配線材４１４と電気的に接続されていると共にＸ方向の幅が第１幅である複数の第１接続部４２６ａ、及び第１種配線材４１４と電気的に接続されていると共にＸ方向の幅が第１幅よりも広い第２幅である複数の第２接続部４２６ｂを有する。また、第１接続部４２６ａを含む電極セグメント４５０は、２以上の第１種配線材４１４と電気的に接続される一方、第２接続部４２６ｂを含む電極セグメント４５０は、１以上の第１種配線材４１４と電気的に接続されている。また、全てのフィンガー電極４２６に含まれる複数の電極セグメント４５０のうちでＹ方向の端以外に位置する複数の中央セグメント４６０に、第２接続部４２６ｂを含む１以上の中央セグメント４６０が含まれる。

太陽電池モジュール５００には、内部に水分が入り込むことがある。このような場合において、水分が太陽電池モジュール５００の内側まで浸透すると、入り込んだ水分が太陽電池モジュール５００の内側で樹脂材料を劣化させ、劣化した樹脂から酸が発生することがある。太陽電池モジュール５００の内側で発生した酸は、該内側領域で太陽電池セルの表面を劣化させる虞があり、これによって太陽電池セルの表面と電極セグメントが剥離する虞がある。

第４実施形態によれば、複数の中央セグメント４６０は、第２幅である第２接続部４２６ｂを備える中央セグメント４６０を１つ以上含む。このような構成にすると、太陽電池モジュール５００の内側で酸が発生して太陽電池セルの表面が劣化した場合でも、太陽電池セル表面と電極セグメントの剥離を抑制できる。これに加えて他の実施形態と同様に、その１つ以上の中央セグメント４６０に関して、第２接続部４２６ｂを介して接続されている第１種配線材４１４が外れることを抑制できる。

第２接続部４２６ｂを含む１以上の中央セグメント４６０は、その配置の向きや配置する数をランダムに選択してよい。例えば、中央セグメント４６０は図９のように規則的に配置する必要はなく、図１０に示すように任意に配置してよい。

太陽電池モジュールが含む複数の電極セグメントのＹ方向長さは、如何なる長さでもよい。しかし、上述のように、太陽電池モジュールが含む全ての電極セグメントのＹ方向長さが短いと、電極セグメントによる遮光が抑制できると共に、電極セグメントの材料費や、電流が電極セグメントを流れるときの出力ロスを低減できて好ましい。隣り合う第１種配線材同士の間隔が狭いほど接続箇所１か所あたりの電極セグメントの抵抗ロスが小さくなるため、電極セグメントのＹ方向の長さを短くできる。これに加えて電極セグメントによる遮光ロスも低減できるため、太陽電池モジュールの出力低下も抑制することができる。複数の第１種配線材同士の距離は２．０ｃｍ以下であるのが好ましく、１．６ｃｍ以下であるのがより好ましく、１．０ｃｍ以下であると最も好ましい。つまり本開示にかかる太陽電池モジュールは、太陽電池セルに一般に用いられる６インチサイズのシリコンウエハを使用する場合には、第１種配線材を少なくとも８本備える場合に大きな効果を発揮する。このとき、中央セグメントのＹ方向の長さは隣り合う第１種配線材同士の間隔よりも長くしておくのが好ましい。このとき、電極セグメントに含まれる中央セグメントの長さは隣り合う第１種配線材同士の間隔よりも長くしておくのが好ましい。

１０,１０ａａ,１０ａｂ,１０ａｃ,１０ａｆ,１０ｂｆ,１０ｄａ,１０ｄｆ,２１０ 太陽電池セル、 １１ 第１透明導電層、 １３ 第２透明導電層、 １４,１４ａ,１１４,１１４ｃ,１１４ｄ,２１４,３１４,４１４ 第１種配線材（金属線）、 ２６,１２６,２２６,４２６ フィンガー電極、 ５０, １５０,２５０,４５０ 電極セグメント、 ６０,１６０,２６０,３６０,４６０,５６０ 中央セグメント、 ７０,２７０ 端セグメント、 １００,２００,３００,４００,５００,６００ 太陽電池モジュール、 １１４ａ 一方側金属線、１１４ｂ 他方側金属線、 １６０ａ 中央、 １７７ 隙間、 ２２６ａ,４２６ａ 第１接続部、 ２２６ｂ,３２６ｂ,４２６ｂ,５２６ｂ 第２接続部、 ２５５,３５５ 単線接続セグメント。

Claims (8)

1. 第１主面と、前記第１主面と反対の面である第２主面を含む太陽電池セルと、
   少なくとも前記第１主面上に設けられ、
   第１方向に間隔をおいて配置されると共に前記第１方向と直交する第２方向に延在する複数のフィンガー電極と、
   前記第２方向に間隔をおいて配置されると共に前記第１方向に延在する複数の金属線と、を備え、
   前記各金属線は、厚さ方向の一方側から見たときに前記フィンガー電極に交差している箇所で前記フィンガー電極に電気的に接続され、
   前記各フィンガー電極が、前記第１方向の位置が略同一であると共に前記第２方向に間隔をおいて位置する複数の電極セグメントを含んで、前記複数のフィンガー電極が、前記第２方向の端以外に位置する前記電極セグメントである１以上の中央セグメントを含み、
   前記中央セグメントは、２以上の前記金属線に電気的に接続されている、太陽電池モジュール。
2. 前記第１主面及び前記第２主面の少なくとも一方において、前記太陽電池セルの表面に透明導電層を備える、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
3. 前記第２方向の端に位置する前記電極セグメントである端セグメントが、２以上の前記金属線に電気的に接続されている、請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール。
4. 前記複数のフィンガー電極は、前記金属線と電気的に接続されていると共に前記第１方向の幅が第１幅である複数の第１接続部、及び前記金属線と電気的に接続されていると共に前記第１方向の幅が前記第１幅よりも広い第２幅である複数の第２接続部を有し、
   前記第１接続部を含む前記電極セグメントは、２以上の前記金属線と電気的に接続される一方、前記第２接続部を含む前記電極セグメントは、１以上の前記金属線と電気的に接続されている、請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール。
5. １つのみの前記金属線と電気的に接続される１以上の単線接続セグメントが、前記第２方向の端に位置する前記電極セグメントである複数の端セグメントに含まれ、
   前記単線接続セグメントにおいて前記金属線と電気的に接続されている箇所が前記第２接続部になっている一方、前記中央セグメントにおいて前記金属線と電気的に接続されている箇所が前記第１接続部になっている、請求項４に記載の太陽電池モジュール。
6. 前記複数のフィンガー電極が、複数の前記中央セグメントを有し、
   前記複数の中央セグメントに、前記第２接続部を含む１以上の前記中央セグメントが含まれる、請求項４に記載の太陽電池モジュール。
7. 前記複数のフィンガー電極が、複数の前記中央セグメントを有し、
   前記第１方向から見たとき、前記中央セグメントにおける前記第２方向の中央部は、その前記中央セグメントに前記第１方向に隣り合う前記フィンガー電極における前記第２方向に隣り合う２つの前記電極セグメントの隙間に重なっており、
   前記中央セグメントに電気的に接続されている２以上の前記金属線には、前記隙間よりも前記第２方向の一方側に位置する一方側金属線と、前記隙間よりも前記第２方向の他方側に位置する他方側金属線が含まれる、請求項１から５のいずれか１つに記載の太陽電池モジュール。
8. 前記複数の金属線は、第１金属線と、前記第１金属線に隣接する第２金属線と、前記第２金属線に対して前記第１金属線の反対側に隣接する第３金属線をと含み、
   前記電極セグメントの前記第２方向の長さは、前記第１金属線と前記第２金属線との間の距離より大きく、前記第１金属線と前記第３金属線との間の距離より短い、請求項１から７のいずれか１つに記載の太陽電池モジュール。

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