JP2021190575A - 太陽電池モジュールおよび太陽電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】現時点で製造される太陽電池セルを用いて多様な電気的出力に調整することができる太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】太陽電池モジュール１００は、太陽電池アレイ３０と、遮光材９０と、封止層と、を備える。太陽電池アレイ３０は、複数の太陽電池セル１０が配線材であるタブ線２０および横タブ線２５により電気的に接続される。遮光材９０は、複数の太陽電池セル１０の受光面側に設けられる複数のバス電極と並行に、複数の太陽電池セル１０の受光面に配置される。封止層は、太陽電池アレイ３０を封止する。遮光材９０は、太陽電池モジュール１００に求められる電気的出力に応じた面積を有する。【選択図】図２

Description

本開示は、複数の太陽電池セルから構成される太陽電池モジュールおよび太陽電池システムに関する。

太陽電池モジュールは、複数枚の太陽電池セルが配線材であるタブ線によって電気的に接続されている。太陽電池モジュールでは、用途に応じた出力が得られるように、太陽電池セルの枚数が増減される。過去に設置された既設の太陽電池システムを構成する複数の太陽電池モジュールには、現在の太陽電池セルに比べて電気的出力の低い太陽電池セルが用いられているものがある。このような太陽電池システムにおいて、破損などの理由により一部の太陽電池モジュールを交換する必要が生じる場合がある。

一方、近年では太陽電池セルの材料開発が進み、電気的特性が向上している。そのため、既設の太陽電池モジュールが、現在の太陽電池モジュールと同じ枚数の太陽電池セルで構成されていたとしても、両太陽電池モジュール間で電気的出力の差が発生する。つまり、一部の既設の太陽電池モジュールを現在の太陽電池セルを用いた現在の太陽電池モジュールに交換すると、太陽電池システム内に、既設の太陽電池モジュールと、既設の太陽電池モジュールよりも電気的特性が高い現在の太陽電池モジュールと、が混在することになる。現在の太陽電池モジュールでの発電電流量が既設の太陽電池モジュールに比して多くなり、既設の太陽電池モジュールの許容電流を超える発電電流が既設の太陽電池モジュールに流れ込む場合、既設の太陽電池モジュールが破損する可能性がある。また、太陽電池システム内における太陽電池モジュール間の電気的出力のばらつきによって、太陽電池モジュール間の発電量のミスマッチが起こり、太陽電池システム全体の電気的出力が低下する可能性がある。従って、交換する太陽電池モジュールは、既設の太陽電池モジュールと同等の電気的特性を持つものであることが望ましい。

特許文献１では、太陽電池セルの受光面バス電極および裏面バス電極の数に比して少ない数のタブ線で太陽電池セル間を接続する太陽電池モジュールが開示されている。これによって、タブ線に接続されない集電電極の周囲では、太陽電池セル上からタブまでの距離が延びることで抵抗損失が増加するとともに、１本のタブ線に集電される電流量が増えることでタブ線を流れる電流量に対する抵抗損失が増加する。その結果、太陽電池セルの電力損失が増加し、既設の太陽電池モジュールと同等の電気的出力になるように、現在の太陽電池モジュールの電気的出力が調整される。

特開２０１６−４８４２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、太陽電池モジュールの電気的出力の減少は電気的に接続されるタブ線の本数を減らした電力損失分のみとなる。既設の太陽電池モジュールは多様な電気的特性を持つものがあるため、特許文献１に記載の技術で得られる太陽電池モジュールでは、既設の太陽電池モジュールと同等の電気的出力に調整することができない場合があるという問題があった。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、現時点で製造される太陽電池セルを用いて多様な電気的出力に調整することができる太陽電池モジュールを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の太陽電池モジュールは、太陽電池アレイと、遮光材と、封止層と、を備える。太陽電池アレイは、複数の太陽電池セルが配線材により電気的に接続される。遮光材は、複数の太陽電池セルの受光面側に設けられる複数のバス電極と並行に、複数の太陽電池セルの受光面に配置される。封止層は、太陽電池アレイを封止する。遮光材は、太陽電池モジュールに求められる電気的出力に応じた面積を有する。

本開示にかかる太陽電池モジュールは、現時点で製造される太陽電池セルを用いて多様な電気的出力に調整することができるという効果を奏する。

実施の形態１による太陽電池モジュールの一例を示す結線図 実施の形態１による太陽電池モジュールを受光面側から見た一例を示す上面図 実施の形態１による太陽電池モジュールの一例を示す要部断面図であり、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図 実施の形態１による太陽電池モジュールで使用される太陽電池セルを受光面側から見た一例を示す上面図 実施の形態１による太陽電池モジュールにおける太陽電池セルを受光面側から見た一例を示す上面図 実施の形態２による太陽電池モジュールを受光面側から見た一例を示す上面図 実施の形態２による太陽電池モジュールの一例を示す要部断面図であり、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図 実施の形態３による太陽電池モジュールを受光面側から見た一例を示す上面図 実施の形態３による太陽電池モジュールの構成の一例を示す要部断面図であり、図８のＩＸ−ＩＸ断面図 実施の形態４による太陽電池モジュールを構成する太陽電池セルの構成の一例を示す平面図 実施の形態４による太陽電池モジュールを構成する太陽電池セルにおける遮光材の配置方法の手順の一例を示す平面図 実施の形態４による太陽電池モジュールを構成する太陽電池セルにおける遮光材の配置方法の手順の一例を示す平面図 実施の形態５による太陽電池モジュールを備える太陽電池システムの構成の一例を示す模式図

以下に、本開示の実施の形態にかかる太陽電池モジュールおよび太陽電池システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際のものとは異なる場合がある。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１による太陽電池モジュールの一例を示す結線図である。太陽電池モジュール１００は、複数の太陽電池セル１０が配線材であるタブ線２０および横タブ線２５により電気的に接続された太陽電池アレイ３０と、複数の太陽電池セル１０の受光面側に配置されるバス電極と並行に配置される遮光材９０と、を備える。太陽電池モジュール１００では、太陽電池セル１０がタブ線２０および横タブ線２５によって直列に接続されている。また、一定の枚数の太陽電池セル１０が直列に接続されたサブストリング３１に対して並列にバイパスダイオード１１が取り付けられている。これによって、いずれかの太陽電池セル１０が故障した場合に、故障した太陽電池セル１０が含まれるサブストリング３１を電力がバイパスする。

図２は、実施の形態１による太陽電池モジュールを受光面側から見た一例を示す上面図である。太陽電池モジュール１００は、屋根上などの設置場所に設置されている既設の太陽電池モジュールにおいて、破損などの理由によって太陽電池モジュールの交換が必要となった場合に用いられる交換用の太陽電池モジュールである。また、ここでは、太陽電池モジュール１００で用いられる遮光材９０が設けられていない状態の太陽電池セル１０には、既設の太陽電池モジュールに用いられている既設の太陽電池セルよりも単位面積あたりの光電変換効率および単位面積あたりの電気的出力が高い現行の太陽電池セル１０が用いられているものとする。

実施の形態１による太陽電池モジュール１００は、太陽電池アレイ３０を含む太陽電池パネル４０と、フレーム８０と、を有する。太陽電池パネル４０の外周縁部の一部または全周にシリコーン系の接着剤などを介して補強用のフレーム８０が固定され、太陽電池パネル４０がフレーム８０で囲まれている。フレーム８０は、一例では、アルミニウムといった金属材料の押出成型によって作製されている。

図３は、実施の形態１による太陽電池モジュールの一例を示す要部断面図であり、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。太陽電池パネル４０の太陽電池アレイ３０における受光面側が、封止層６０である受光面側封止層６０ａと受光面側保護部５０とで覆われている。また、太陽電池パネル４０の太陽電池アレイ３０における受光面と反対方向を向く裏面側が、封止層６０である裏面側封止層６０ｂと裏面側保護部７０とで覆われている。すなわち、太陽電池モジュール１００においては、受光面側保護部５０と裏面側保護部７０との間に、太陽電池アレイ３０が封止層６０に覆われて封止されている。すなわち、封止層６０は、太陽電池アレイ３０を封止する。

受光面側保護部５０は、太陽電池アレイ３０の受光面側を保護する。受光面側保護部５０は、透光性および電気的絶縁性を有する透光性基板であり、たとえばガラス材またはポリカーボネート樹脂などの合成樹脂材が用いられる。太陽電池モジュール１００には、受光面側保護部５０側から太陽光が入射する。

裏面側保護部７０は、太陽電池アレイ３０の裏面側を保護する。裏面側保護部７０は、電気的絶縁性を有する電気的絶縁材料によって構成されたバックシートであり、たとえばポリエチレンテレフタレート（PolyEthylene-Telephthalate：ＰＥＴ）が用いられる。

受光面側封止層６０ａには、熱可塑性および光透過性を有する樹脂であるエチレン酢酸ビニル（Ethylene-Vinyl Acetate：ＥＶＡ）共重合体が用いられる。実施の形態１では、受光面側封止層６０ａにはＥＶＡを用いたが、この他、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂をはじめとする透光性を有する熱硬化性樹脂またはこれらの積層体を使用することが可能である。裏面側封止層６０ｂには、受光面側封止層６０ａと同じ材料を用いることができる。

図２に戻り、太陽電池アレイ３０は、タブ線２０および横タブ線２５を用いて電気的および機械的に直列に接続された複数の太陽電池セル１０を有する。複数の太陽電池セル１０は、タブ線２０により、第１方向である図中Ｘ方向に電気的に直列に接続されている。そして、タブ線２０により接続された複数の太陽電池セル１０からなる太陽電池ストリングが、第２方向である図中Ｙ方向に沿って配置され、横タブ線２５で電気的および機械的に直列に接続されている。第１方向は、太陽電池モジュール１００の面内方向において、タブ線２０により接続された複数の太陽電池セル１０の連結方向である。第２方向は、太陽電池モジュール１００の面内方向において、第１方向と直交する方向である。

図３に示されるように、太陽電池セル１０は、受光面側にバス電極である受光面バス電極１６Ｂを備え、裏面側に裏面バス電極１７Ｂを備える。また、受光面バス電極１６Ｂと裏面バス電極１７Ｂとは、同数設けられて、太陽電池セル１０を介して互いに対向する位置に形成されている。受光面バス電極１６Ｂおよび裏面バス電極１７Ｂは、通常、銀を主成分とする電極材料で形成される。実施の形態１では、４本の直線形状の受光面バス電極１６Ｂおよび裏面バス電極１７Ｂが示されている。しかし、受光面バス電極１６Ｂおよび裏面バス電極１７Ｂは、２本、３本または５本以上でもよく、また直線形状以外にも破線形状またはドット形状などの他の形状でもよい。

図２に戻り、太陽電池セル１０は、隣り合う太陽電池セル１０の一方の太陽電池セル１０の受光面バス電極１６Ｂと他方の太陽電池セル１０の裏面バス電極１７Ｂとがタブ線２０によって電気的に直列に接続されることで太陽電池アレイ３０とされる。受光面バス電極１６Ｂとタブ線２０との接合、および裏面バス電極１７Ｂとタブ線２０との接合には、はんだによる接合または接着剤による接合が用いられる。

太陽電池アレイ３０における太陽電池セル１０の配列、すなわち太陽電池セル１０の数量、太陽電池セル１０の配置、および太陽電池セル１０の配列のピッチであるセル配列ピッチは、太陽電池モジュール１００の交換対象となる既設の太陽電池モジュールの太陽電池アレイと同じとされる。実施の形態１の太陽電池モジュール１００では、太陽電池セル１０の数量が６０枚とされ、太陽電池セル１０の配置は長方形の格子状とされる。

図４は、実施の形態１による太陽電池モジュールで使用される太陽電池セルを受光面側から見た一例を示す上面図である。図４に示される太陽電池セル１０Ｓは、実施の形態１で使用される太陽電池セル１０の基となる太陽電池セルであり、一例では、現行の太陽電池セルの製造方法によって大量生産されている標準的な太陽電池セルである。太陽電池セル１０Ｓは、既設の太陽電池セルと同じ形状および外形寸法を有するが、太陽電池セル１０Ｓの面内方向における単位面積あたりの光電変換効率は、既設の太陽電池セルよりも高くなっている。つまり、図４に示される太陽電池セル１０Ｓは、出力調整がされていない標準の太陽電池セルである。以下では、出力調整がされていない標準の太陽電池セル１０Ｓは、標準太陽電池セル１０Ｓと称される。図４の例では、標準太陽電池セル１０Ｓは、角部が欠けた正方形状を有し、正方形状の一辺の長さはＬであるとする。

したがって、標準太陽電池セル１０Ｓは、既設の太陽電池モジュールに用いられている既設の太陽電池セルよりも、標準太陽電池セル１０Ｓの面内方向における単位面積あたりの光電変換効率が高く、標準太陽電池セル１０Ｓの面内方向における単位面積あたりの電気的出力が既設の太陽電池セルよりも高い。

図５は、実施の形態１による太陽電池モジュールにおける太陽電池セルを受光面側から見た一例を示す上面図である。図５に示される太陽電池セル１０は、標準太陽電池セル１０Ｓの受光面側に遮光材９０を有する。遮光材９０は、太陽光の入射を制限するために設けられる。遮光材９０の材料としては、樹脂系の材料であることが望ましい。特に、遮光材９０の材料として、ＰＥＴ材料を含む材料が望ましい。以下では、受光面側に遮光材９０を有する標準太陽電池セル１０Ｓは、交換用の太陽電池セル１０とも称される。交換用の太陽電池セル１０は、標準太陽電池セル１０Ｓと同じ外形寸法を有する。すなわち、交換用の太陽電池セル１０は、角部が欠けた正方形状を有し、正方形状の一辺の長さはＬである。しかし、遮光材９０で受光面の一部が覆われているため、交換用の太陽電池セル１０の面内方向における受光面積が、標準太陽電池セル１０Ｓおよび既設の太陽電池セルよりも小さくされている。

このため、交換用の太陽電池セル１０は、発電される発電電流量が標準太陽電池セル１０Ｓよりも少ない。したがって、同じ数量の太陽電池セルを有する太陽電池モジュールにおいて、交換用の太陽電池セル１０を使用した交換用の太陽電池モジュール１００と、標準太陽電池セル１０Ｓを使用した標準の太陽電池モジュールと、を比較すると、交換用の太陽電池モジュール１００は、標準の太陽電池モジュールよりも発電電流量を抑制することができ、電気的出力を抑制することができる。

図５に示されるように、交換用の太陽電池セル１０は、標準太陽電池セル１０Ｓにおける、正方形状の４つの辺のうちＸ方向に延在する受光面バス電極１６Ｂと平行な辺に隣接する２つの遮光領域ＣＡに遮光材９０を有する。遮光領域ＣＡは、受光面バス電極１６Ｂの長手方向に沿って遮光される。すなわち、交換用の太陽電池セル１０では、受光面バス電極１６Ｂの幅方向、すなわちＹ方向における標準太陽電池セル１０Ｓの受光面の両側において、正方形状の辺に隣接する遮光領域ＣＡが、受光面バス電極１６Ｂの長手方向と並行に遮光材９０によって遮光されている。

交換用の太陽電池セル１０の遮光面積は、標準太陽電池セル１０Ｓの出力の測定を行い、交換用の太陽電池モジュール１００が備える交換用の太陽電池セル１０の数量等を考慮して、交換用の太陽電池モジュール１００に要求される電気的出力、すなわち発電電流量に合わせて決定される。交換用の太陽電池モジュール１００に要求される発電電流量は、正常に動作している既設の太陽電池モジュールの発電電流量である。したがって、標準太陽電池セル１０Ｓの発電電流量の測定を行い、交換用の太陽電池モジュール１００が備える交換用の太陽電池セル１０の数量等を考慮して、既設の太陽電池モジュールの発電電流量に合わせて遮光面積が計算される。そして、交換用の太陽電池セル１０の正方形状の辺の長さＬは一定であるので、遮光面積から、交換用の太陽電池セル１０における遮光領域ＣＡのＹ方向における遮光幅ＣＷが決定される。

したがって、交換用の太陽電池モジュール１００は、既設の太陽電池モジュールにおける既設の太陽電池セルの数量と同じ数量の交換用の太陽電池セル１０を用いながら交換用の太陽電池モジュール１００全体の発電電流量を調整することができる。この結果、既設の太陽電池モジュールと同じ電気的出力を有する交換用の太陽電池モジュール１００を構成することができる。

遮光材９０は、太陽電池アレイ３０側の面の色調が太陽電池セル１０の受光面側の色調と同系色とされている。同系色は、色の三属性である色相、明度および彩度の３つのうち、明度もしくは彩度だけが異なる色の組み合わせ、明度と彩度は異なるが色相が同じ色の組み合わせ、明度と彩度は同じであるが色相上隣り合う色の組み合わせ、の３つのパターンとなる。なお、図２および図５においては、理解しやすいように遮光材９０にハッチングを付している。実際の製品を受光面側から見た場合、太陽電池セル１０の色調と、遮光材９０の色調と、は同系色となる。

なお、交換用の太陽電池モジュール１００の基本的な構成および寸法は、交換用の太陽電池セル１０における遮光材９０の追加以外は、既設の太陽電池モジュールと同じとされている。

上記のように、実施の形態１による交換用の太陽電池モジュール１００では、受光面バス電極１６Ｂの幅方向における、標準太陽電池セル１０Ｓの受光面の両側の端部に遮光材９０を設けた交換用の太陽電池セル１０を用いる。交換用の太陽電池モジュール１００は、既設の太陽電池モジュールにおける既設の太陽電池セルの数量と同じ数量の交換用の太陽電池セル１０を用いながら太陽電池モジュール１００全体の発電電流量を調整することができる。つまり、交換用の太陽電池モジュール１００の電気的出力を既設の太陽電池モジュールと同等とすることができる。

また、住宅の屋根上などに設置された太陽電池システムの一部の既設の太陽電池モジュールを交換する際に、既設の太陽電池モジュールと電気的特性が同等となるように、交換用の太陽電池モジュール１００における交換用の太陽電池セル１０の遮光材９０が設けられる遮光領域ＣＡの面積が決定される。つまり、交換用の太陽電池モジュール１００に求められる電気的出力に応じた遮光領域ＣＡの面積が決定される。また、交換用の太陽電池セル１０が正方形状である場合には、一辺の長さが決まっているので、遮光領域ＣＡの面積より、遮光幅が決定される。その結果、太陽電池セル１０の受光面に配置した遮光材９０の面積によって発電電流量を抑えることができ、現時点で製造される太陽電池セルを用いて交換用の太陽電池モジュール１００を多様な電気的出力に調整することができる。また、既設の太陽電池モジュールと同等の電気的特性を持つ太陽電池モジュール１００を得ることができる。このような交換用の太陽電池モジュール１００を用いて、既設の太陽電池モジュールを交換することで、既設の太陽電池モジュールへの許容電流を超える発電電流の流れ込みを防ぎ、既設の太陽電池モジュールの破損を防止することができる。また、太陽電池システムにおける複数の太陽電池モジュール間の発電量のミスマッチを防止することができ、または極力少なく抑えることができる。これにより、太陽電池モジュール間の発電量のミスマッチに起因した太陽電池システム全体の電気的出力の低下を防止または抑制することができる。また、既設の太陽電池モジュールの交換用に、現在では流通していない、現行の標準太陽電池セル１０Ｓよりも電気的出力の低い太陽電池セルを製造する必要がない。

実施の形態２．
実施の形態１では、受光面バス電極１６Ｂの幅方向における、太陽電池セル１０の受光面の両側の端部に遮光材９０を形成する場合について説明したが、遮光材９０の形成パターンはこれに限定されない。図６は、実施の形態２による太陽電池モジュールを受光面側から見た一例を示す上面図である。図７は、実施の形態２による太陽電池モジュールの一例を示す要部断面図であり、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。また、実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略し、実施の形態１と異なる部分について説明する。

実施の形態２の交換用の太陽電池モジュール１００Ａでは、太陽電池セル１０Ａが、同じ外形および外形寸法を有する複数の遮光材９０を備える。遮光材９０は、長手方向は太陽電池セル１０Ａと同等のサイズを有し、幅は予め定められた値を有する。つまり、太陽電池セル１０Ａの電気的出力を変更するために、実施の形態１では、遮光材９０の幅を変えているが、実施の形態２では、予め定められた幅を有する遮光材９０を配置する数を変えている。

実施の形態２の交換用の太陽電池モジュール１００Ａにおける交換用の太陽電池セル１０Ａでは、受光面バス電極１６Ｂの幅方向における太陽電池セル１０Ａの受光面の中心線から線対称に遮光材９０が配置される。ここで、受光面バス電極１６Ｂの幅方向において、太陽電池セル１０Ａの端部側に配置される受光面バス電極１６Ｂは、受光面バス電極１６Ｂａと表記され、中心線側に配置される受光面バス電極１６Ｂは、受光面バス電極１６Ｂｂと表記されるものとする。図６および図７の例では、遮光材９０は、受光面バス電極１６Ｂの幅方向における交換用の太陽電池セル１０Ａの受光面の両側の端部と、受光面バス電極１６Ｂａと受光面バス電極１６Ｂｂとの間と、の合計４箇所に配置されている。なお、図６および図７では遮光材９０は４箇所に配置される場合が示されているが、１箇所以上３箇所以下、または５箇所以上に遮光材９０が形成されてもよい。また、遮光材９０は、直線形状だけでなく、破線形状またはドット形状など他の形状であってもよい。

実施の形態２によっても、実施の形態１による太陽電池モジュール１００と同じ効果を得ることができる。

実施の形態３．
実施の形態１では、交換用の太陽電池セル１０の受光面ごとに遮光材９０を配置する場合について説明したが、遮光の方法はこれに限定されない。図８は、実施の形態３による太陽電池モジュールを受光面側から見た一例を示す上面図である。図９は、実施の形態３による太陽電池モジュールの構成の一例を示す要部断面図であり、図８のＩＸ−ＩＸ断面図である。また、実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略し、実施の形態１と異なる部分について説明する。

実施の形態３の交換用の太陽電池モジュール１００Ｂでは、受光面側保護部５０と裏面側保護部７０との間で、標準太陽電池セル１０Ｓで構成される現行の太陽電池アレイの複数の標準太陽電池セル１０Ｓにわたって、シート状の遮光材である遮光シート９１が配置される。遮光シート９１が配置された標準太陽電池セル１０Ｓが、実施の形態３による交換用の太陽電池セル１０Ｂとなる。遮光シート９１は、Ｘ方向に延在するタブ線２０と並行に複数の標準太陽電池セル１０ＳのＹ方向の両端に被せるように配置される。すなわち、Ｘ方向に隣接する太陽電池セル１０Ｂ間における太陽電池セル１０ＢのＹ方向の両側端部に設けられる遮光領域ＣＡを連続的に覆うとともに、Ｙ方向に隣接する太陽電池セル１０Ｂ間における太陽電池セル１０ＢのＹ方向の両側端部に設けられる遮光領域ＣＡも連続的に覆うように設けられる。Ｘ方向に直列に接続される太陽電池セル１０Ｂの群をストリングと称するものとすると、Ｙ方向に隣接して配置されるストリングにおける相対するＹ方向の端部を共通して覆うように、遮光シート９１が配置される。なお、Ｙ方向に隣接するストリングがない場合には、ストリングのＹ方向の端部を覆うように、遮光シート９１が配置される。上記のように遮光シート９１が配置された現行の太陽電池アレイが封止層６０で覆われるように封止される。そして、封止層６０の受光面側が受光面側保護部５０によって保護され、裏面側が裏面側保護部７０によって保護される。

実施の形態３によっても、上述した実施の形態１による太陽電池モジュール１００と同じ効果を得ることができる。

実施の形態４．
図１０は、実施の形態４による太陽電池モジュールを構成する太陽電池セルの構成の一例を示す平面図である。なお、実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略し、実施の形態１と異なる部分について説明する。

実施の形態４では、遮光材９０が太陽電池セル１０Ｃの受光面バス電極１６Ｂ−１，１６Ｂ−２，１６Ｂ−３，１６Ｂ−４毎に配置されている。以下では、受光面バス電極１６Ｂ−１，１６Ｂ−２，１６Ｂ−３，１６Ｂ−４を区別しない場合には、受光面バス電極１６Ｂと表記する。受光面バス電極１６Ｂの延在方向に延在する遮光材９０−１，９０−２，９０−３，９０−４，９０−５のそれぞれが、受光面バス電極１６Ｂ−１，１６Ｂ−２，１６Ｂ−３，１６Ｂ−４の幅方向の両側に配置される。そのため、太陽電池セル１０Ｃを上面から見た場合に、遮光材９０−１，９０−２，９０−３，９０−４，９０−５と受光面バス電極１６Ｂ−１，１６Ｂ−２，１６Ｂ−３，１６Ｂ−４とが交互に配置された構成を有する。なお、それ以外の構成は、上記した実施の形態と共通である。

図１１および図１２は、実施の形態４による太陽電池モジュールを構成する太陽電池セルにおける遮光材の配置方法の手順の一例を示す平面図である。図１１は、受光面バス電極１６Ｂ−１，１６Ｂ−２，１６Ｂ−３，１６Ｂ−４が配置された状態の太陽電池セル１０Ｃを示している。太陽電池セル１０Ｃは、正方形状の外形を有し、図１１中の左側からＸ方向に延在し、Ｙ方向に平行して配置される４本の受光面バス電極１６Ｂ−１，１６Ｂ−２，１６Ｂ−３，１６Ｂ−４を備える。Ｙ方向に隣り合う受光面バス電極１６Ｂ−１，１６Ｂ−２，１６Ｂ−３，１６Ｂ−４同士の間隔は、Ｘ方向の端部の受光面バス電極１６Ｂ−１，１６Ｂ−４と太陽電池セル１０ＣのＸ方向の端部１２Ａ，１２Ｂとの間隔の２倍になるような間隔で配置される。すなわち、太陽電池セル１０Ｃの端部１２Ａと受光面バス電極１６Ｂ−１との間の間隔をｄとすると、太陽電池セル１０Ｃの端部１２Ａと受光面バス電極１６Ｂ−１との間の間隔：受光面バス電極１６Ｂ−１，１６Ｂ−２間の間隔：受光面バス電極１６Ｂ−２，１６Ｂ−３間の間隔：受光面バス電極１６Ｂ−３，１６Ｂ−４間の間隔：受光面バス電極１６Ｂ−４と太陽電池セル１０の端部１２Ｂとの間の間隔が、ｄ：２ｄ：２ｄ：２ｄ：ｄとなるように、受光面バス電極１６Ｂ−１，１６Ｂ−２，１６Ｂ−３，１６Ｂ−４は配置される。このように配置することで、各受光面バス電極１６Ｂに集電される発電電流が等しくなる。

図１２は、受光面に配置される遮光材９０−１，９０−２，９０−３，９０−４，９０−５の配置状態の一例を示している。４本の受光面バス電極１６Ｂ−１，１６Ｂ−２，１６Ｂ−３，１６Ｂ−４が設けられる場合には、太陽電池セル１０Ｃは、Ｙ方向に延在する５個の遮光材９０−１，９０−２，９０−３，９０−４，９０−５を備える。遮光材９０−１，９０−２，９０−３，９０−４，９０−５は長方形状の外形を有し、長手方向の長さが太陽電池セル１０Ｃの一辺の長さと等しい。すなわち、太陽電池セル１０ＣのＹ方向にわたって遮光材９０−１，９０−２，９０−３，９０−４，９０−５が配置される。あるいは遮光材９０−１，９０−２，９０−３，９０−４，９０−５の長手方向の長さは、太陽電池セル１０Ｃの一辺の長さよりも長くしてもよい。

受光面バス電極１６Ｂ間に配置される第１遮光材である遮光材９０−２，９０−３，９０−４の短辺の長さである幅Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４は、太陽電池セル１０Ｃの端部１２Ａ，１２Ｂに配置される第２遮光材である遮光材９０−１，９０−５の短辺の長さである幅Ｗ１，Ｗ５の２倍となる。すなわち、太陽電池セル１０Ｃの端部１２Ａ，１２Ｂに配置される遮光材９０−１，９０−５の幅をａとすると、受光面バス電極１６Ｂ間に配置される遮光材９０−２，９０−３，９０−４の幅は２ａとなる。言い換えると、１本の受光面バス電極１６Ｂの予め定められた間隔をおいたＸ方向の両側には、幅がａの一対の遮光材が配置される。

このような遮光材９０−１，９０−２，９０−３，９０−４，９０−５を、受光面バス電極１６Ｂ−１，１６Ｂ−２，１６Ｂ−３，１６Ｂ−４が形成された太陽電池セル１０Ｃに配置することによって、図１０に示される構成の太陽電池セル１０Ｃが得られる。遮光材９０−１，９０−５は、太陽電池セル１０Ｃの受光面バス電極１６Ｂに平行な２つの辺の端部に配置される。遮光材９０−２，９０−３，９０−４は、受光面バス電極１６Ｂ−１，１６Ｂ−２，１６Ｂ−３，１６Ｂ−４間の中心位置に、受光面バス電極１６Ｂと平行に配置される。

受光面バス電極１６Ｂ−１と遮光材９０−１，９０−２との間の領域に照射された太陽光で発電された発電電流は、受光面バス電極１６Ｂ−１に集電される。受光面バス電極１６Ｂ−２と遮光材９０−２，９０−３との間の領域に照射された太陽光で発電された発電電流は、受光面バス電極１６Ｂ−２に集電される。受光面バス電極１６Ｂ−３と遮光材９０−３，９０−４との間の領域に照射された太陽光で発電された発電電流は、受光面バス電極１６Ｂ−３に集電される。受光面バス電極１６Ｂ−４と遮光材９０−４，９０−５との間の領域に照射された太陽光で発電された発電電流は、受光面バス電極１６Ｂ−４に集電される。

図１０において、受光面バス電極１６Ｂ−１と遮光材９０−１，９０−２との間隔をそれぞれＬ１，Ｌ２とする。受光面バス電極１６Ｂ−２と遮光材９０−２，９０−３との間隔をそれぞれＬ３，Ｌ４とする。受光面バス電極１６Ｂ−３と遮光材９０−３，９０−４との間隔をそれぞれＬ５，Ｌ６とする。受光面バス電極１６Ｂ−４と遮光材９０−４，９０−５との間隔をそれぞれＬ７，Ｌ８とする。ここでは、Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌ３＝Ｌ４＝Ｌ５＝Ｌ６＝Ｌ７＝Ｌ８となるように、遮光材９０−１，９０−２，９０−３，９０−４，９０−５が配置される。

実施の形態４では、図１１に示されるように、４本の受光面バス電極１６Ｂ−１，１６Ｂ−２，１６Ｂ−３，１６Ｂ−４は、間隔２ｄで等ピッチに平行に配置される。また、図１２に示されるように、遮光材９０−２，９０−３，９０−４の幅Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４は２ａで構成され、遮光材９０−１，９０−５の幅Ｗ１，Ｗ５はａで構成される。さらに、Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌ３＝Ｌ４＝Ｌ５＝Ｌ６＝Ｌ７＝Ｌ８＝ｂとなるように、遮光材９０−１，９０−２，９０−３，９０−４，９０−５が配置される。以上のような構成によって、４本の受光面バス電極１６Ｂ−１，１６Ｂ−２，１６Ｂ−３，１６Ｂ−４に集電される発電電流を等しくすることができる。

また、受光面バス電極１６Ｂの長手方向については、各位置での受光部の幅が等しくなるように長方形状の遮光材９０−１，９０−２，９０−３，９０−４，９０−５で遮光されるので、長手方向の各位置で均一な発電電流が発生する。従って、電流の不均一が無くなるので、電流の集中による発熱を抑えることができる。

即ち、実施の形態４による太陽電池セル１０Ｃでは、電流集中による発熱を抑制しながら、出力を調整することができるという効果を実施の形態１の効果に加えて得ることができる。

実施の形態５．
実施の形態５では、実施の形態１で説明した交換用の太陽電池モジュール１００を用いて既設の太陽電池モジュールの一部を交換した太陽電池システム４００について説明する。図１３は、実施の形態５による太陽電池モジュールを備える太陽電池システムの構成の一例を示す模式図である。なお、実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略し、実施の形態１と異なる部分について説明する。

太陽電池システム４００は、６個の太陽電池モジュール４１０，１００を有する。６個の太陽電池モジュール４１０，１００は、直列に接続されている。太陽電池システム４００は、元々は６個の既設の太陽電池モジュール４１０が直列に接続されていたが、そのうちの１つの既設の太陽電池モジュール４１０が故障などによって交換用の太陽電池モジュール１００と交換されたものである。既設の太陽電池モジュール４１０を構成する既設の太陽電池セル４１１の電気的出力は、交換用の太陽電池モジュール１００を構成する交換用の太陽電池セル１０の基となる標準太陽電池セル１０Ｓよりも低いものとする。既設の太陽電池モジュール４１０は、第１太陽電池モジュールに対応し、交換用の太陽電池モジュール１００は、第２太陽電池モジュールに対応する。

太陽電池モジュール４１０は、実施の形態１で説明した既設の太陽電池モジュールに相当し、複数の太陽電池セル４１１が配線材によって電気的に接続された太陽電池アレイを有する。太陽電池モジュール１００は、実施の形態１で説明した交換用の太陽電池モジュール１００に相当し、複数の太陽電池セル１０が配線材によって電気的に接続された太陽電池アレイ３０を有する。

太陽電池モジュール１００の遮光材９０は、太陽電池モジュール４１０の太陽電池セル４１１と同一の色調を有する。

太陽電池モジュール４１０の面内方向における太陽電池モジュール４１０の外形の寸法は、太陽電池モジュール１００の面内方向における太陽電池モジュール１００の外形の寸法と同じである。太陽電池モジュール４１０の面内方向における太陽電池モジュール４１０の外形の形状は、太陽電池モジュール１００の面内方向における太陽電池モジュール１００の外形の形状と同じである。

また、太陽電池モジュール４１０と太陽電池モジュール１００とには、同じ列数および同じ行数の太陽電池セル４１１，１０が、それぞれ配列される。すなわち、太陽電池モジュール４１０と太陽電池モジュール１００とには、同じ数量の太陽電池セル４１１，１０が、それぞれ配列される。

太陽電池セル１０の、太陽電池セル１０の面内方向における単位面積当たりの出力である光電変換効率は、太陽電池セル４１１の、太陽電池セル４１１の面内方向における単位面積当たりの出力である光電変換効率よりも高い。

太陽電池セル１０は、太陽電池セル４１１よりも光電変換効率が高い。また、太陽電池セル１０は、太陽電池セル４１１よりも受光面の面積が小さい。すなわち、太陽電池セル１０は、太陽電池セル１０の面内方向における受光面の面積が、太陽電池セル４１１における太陽電池セル４１１の面内方向における受光面の面積よりも小さい。そして、太陽電池セル１０の発電電流量は、太陽電池セル４１１の発電電流量と同等とされている。つまり、太陽電池セル１０の発電電流量が太陽電池セル４１１の発電電流量と同等となるように、太陽電池セル１０の遮光領域ＣＡの面積が決定され、決定された遮光領域ＣＡに遮光材９０が配置される。したがって、太陽電池モジュール１００の発電電流量は、太陽電池モジュール４１０の発電電流量と同等とされている。

なお、図１３では、実施の形態１の交換用の太陽電池モジュール１００で既設の太陽電池モジュール４１０を交換する場合を示したが、実施の形態２から４のいずれか１つに記載の交換用の太陽電池モジュール１００Ａ，１００Ｂで既設の太陽電池モジュール４１０を交換してもよい。

実施の形態５では、太陽電池システム４００において、既設の太陽電池モジュール４１０を、既設の太陽電池モジュール４１０と同等の電気的出力を有する交換用の太陽電池モジュール１００，１００Ａ，１００Ｂで交換した。このように構成することで、単位面積当たりの光電変換効率の異なる太陽電池セル４１１と太陽電池セル１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃとを使用しても、太陽電池モジュール４１０と同程度の出力を有する太陽電池モジュール１００，１００Ａ，１００Ｂを形成することができる。そして、太陽電池モジュール４１０と太陽電池モジュール１００，１００Ａ，１００Ｂとの間の発電量のマッチングが取れた太陽電池システム４００を提供することができる。

また、このように構成した太陽電池システム４００では、太陽電池セル４１１，１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの受光面、およびいずれの太陽電池モジュール４１０，１００，１００Ａ，１００Ｂにおいても、同じ色調で構成されている。そのため、太陽電池システム４００として配置した際に、外観上の調和がとれた太陽電池システム４００を提供することができる。

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｓ，４１１ 太陽電池セル、１１ バイパスダイオード、１２Ａ，１２Ｂ 端部、１６Ｂ，１６Ｂａ，１６Ｂｂ，１６Ｂ−１，１６Ｂ−２，１６Ｂ−３，１６Ｂ−４ 受光面バス電極、１７Ｂ 裏面バス電極、２０ タブ線、２５ 横タブ線、３０ 太陽電池アレイ、３１ サブストリング、４０ 太陽電池パネル、５０ 受光面側保護部、６０ 封止層、６０ａ 受光面側封止層、６０ｂ 裏面側封止層、７０ 裏面側保護部、８０ フレーム、９０，９０−１，９０−２，９０−３，９０−４，９０−５ 遮光材、９１ 遮光シート、１００，１００Ａ，１００Ｂ，４１０ 太陽電池モジュール、４００ 太陽電池システム、ＣＡ 遮光領域。

Claims (8)

1. 複数の太陽電池セルが配線材により電気的に接続された太陽電池アレイと、
   前記複数の太陽電池セルの受光面側に設けられる複数のバス電極と並行に、前記複数の太陽電池セルの受光面に配置される遮光材と、
   前記太陽電池アレイを封止する封止層と、
   を備え、
   前記遮光材は、太陽電池モジュールに求められる電気的出力に応じた面積を有することを特徴とする太陽電池モジュール。
2. 前記遮光材は、前記複数のバス電極が延在する第１方向と直交する第２方向における前記太陽電池セルの両端部に設けられることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
3. 前記遮光材は、前記太陽電池セル毎に設けられることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュール。
4. 前記遮光材は、前記第１方向に隣接する前記複数の太陽電池セルおよび前記第２方向に隣接する前記複数の太陽電池セルの前記両端部を被せるように設けられることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュール。
5. 前記複数のバス電極は、前記太陽電池セルの受光面側に、前記複数のバス電極が延在する第１方向と直交する第２方向に等間隔に配置され、
   前記遮光材は、
   前記第２方向に隣接する前記複数のバス電極間の中心位置に、前記太陽電池セルの前記第１方向にわたって配置される第１遮光材と、
   前記複数のバス電極のうち前記第２方向の外側に配置される前記バス電極と、前記太陽電池セルの前記第２方向の端部と、の間の中心位置に、前記太陽電池セルの前記第１方向にわたって配置される第２遮光材と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
6. 前記遮光材は、予め定められた幅と、前記バス電極が延在する第１方向における前記太陽電池セルの長さと、を有し、
   前記太陽電池モジュールの電気的出力が予め定められた値となる数の前記遮光材が、前記太陽電池セルに配置されることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
7. 前記遮光材と前記太陽電池セルとの色調を同系色としたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の太陽電池モジュール。
8. 複数の第１太陽電池セルが電気的に接続された第１太陽電池アレイを有する第１太陽電池モジュールと、
   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からなる第２太陽電池モジュールと、
   を備え、
   前記第２太陽電池モジュールを構成する前記太陽電池セルは、前記第１太陽電池セルよりも受光面の単位面積あたりの光電変換効率が高く、
   前記遮光材は、前記第２太陽電池モジュールの電気的出力が前記第１太陽電池モジュールの前記電気的出力と等しくなるように設けられることを特徴とする太陽電池システム。

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