JP2023002572A - コーナー導体を使用するソーラーセルアレイ接続 - Google Patents
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Abstract
【課題】ソーラーセルアレイの製造の自動化を推進するセル間の電気的接続手段を提供する。【解決手段】ソーラーセルアレイは、少なくとも1つのソーラーセル14及びソーラーセルのための基板12から成る。ソーラーセルは、コーナー領域を画定する少なくとも1つの刈り込まれたコーナー部を有しており、コーナー領域は、ソーラーセルへの電気的接続を行うための少なくとも1つの接点を含む。接点は、ソーラーセルの前面における前面接点及び/又はソーラーセルの背面における背面接点を含み、接点は、コーナー領域内に延びる。ソーラーセルは、隣接するソーラーセルのコーナー領域が位置合わせされるように基板に取り付けられ、これにより基板のエリアを露出し、ソーラーセルの間の電気的接続がコーナー導体20を使用して行われる。電気的接続は、セルを通して電流の流量を決定する上下方向の直列接続及び/又は左右方向の直列接続である。【選択図】図3
Description
本開示は、一般にソーラーセルパネルに関し、より具体的には、コーナー導体を使用したアレイ内のソーラーセル間で行われる電気的接続に関する。
一般に、ソーラーセルアレイのための製造プロセスは、硬度に手動でありカスタマイズ可能である。これは、特に宇宙飛行が可能であるソーラーセルアレイに当てはまる。カスタマイズ性能を保持しつつソーラーセルアレイを製造するための自動化手段が不足している。
典型的な宇宙飛行可能なソーラーセルパネルの組み立ては、ソーラーセルの長いストリングの構築を伴う。これらのストリングの長さは可変であり、例えばセル20個に及び、またそれを超えるような、非常に長いものであり得る。こうした、長くて可変で壊れやすい機材を組み立てることは困難であり、そのために組み立ての自動化が阻害されてきた。
現存する解決法では、CIC(セル、相互接続子、及びカバーガラス)ユニットに組み立てられたソーラーセルが用いられる。CICは、CICの一面から平行に延在するセルの前部に接続された、金属ホイルの相互接続子を有する。CICは、互いに近接して設置され、相互接続子によって隣接するセルの底部に接続されている。これらの相互接続子を用いることで、CICは直線状のストリングへと組み立てられる。これら直線状のストリングは手作業で構築され、可変の長さの多数のストリングからなる大きなソーラーセルアレイを形成するようにレイアウトされる。
さらに、セルが部分的に影になったときにセルを逆バイアスから保護するため、バイパスダイオードが用いられる。バイパスダイオードは一般的に、ソーラーセルアレイ内の2つの隣接するセルの背面接点間を接続する。
幾つかの小さなソーラーセルアレイは、埋め込まれた配線でソーラーセルをプリント回路基板(PCB)に取り付ける。これは、自動化された製造に求められる幾つかの利点を有しているが、その設計が特有かつ限定的である。その結果、それらは、人工衛星で広く使用されていない。
ソーラーセルアレイは、人工衛星内で用いられる場合、通常、パネルとしてパッケージ化される。パネルの寸法は、必要な電力、並びに打ち上げ機内に人工衛星を搭載し、格納するために必要なサイズ及び形状といった制約を含む、人工衛星の必要性によって決定される。
さらに、パネルを展開する際、パネルの一部を機械設備のために使用することがしばしば必要になり、ソーラーセルアレイはこれらの箇所を避けなければならない。実際には、パネルは概して長方形であるが、その寸法及びアスペクト比はバリエーションが大きい。このスペースを埋めるCIC及びストリングのレイアウトは、発電量を最大にするために高度にカスタマイズされなければならず、その結果、製造工程は手作業が多くなる。
そこで、ソーラーセルアレイのカスタマイズ性能を保持しつつソーラーセルアレイの製造の自動化を推進する手段が必要とされている。
上記の背景技術の限定される点を克服し、かつ本明細書を読み理解することで明らかになろう他の限定される点を克服するために、本開示は、少なくとも1つのソーラーセル及びソーラーセルのための基板から成るソーラーセルアレイについて記載する。ソーラーセルは、コーナー領域を画定する少なくとも1つの刈り込まれたコーナー部を有しており、コーナー領域は、ソーラーセルへの電気的接続を行うための少なくとも1つの接点を含む。接点は、ソーラーセルの前面における前面接点及び/又はソーラーセルの背面における背面接点を含み、接点は、コーナー領域内に延びる。ソーラーセルは、隣接するソーラーセルのコーナー領域が位置合わせされるように基板に取り付けられ、これに基板のエリアを露出し、ソーラーセルの間の電気的接続が行われる。電気的接続は、セルを通して電流の流量を決定する上下方向の直列接続及び/又は左右方向の直列接続である。
ここで、図面を参照するが、各図面を通じて、類似の参照番号は対応する部品を表す。
以下の説明で、本願の一部である添付図面を参照する。これらの添付図面は、本開示が実施され得る具体的な実施例を例示する目的で示されている。他の実施例も利用可能であることと、本開示の範囲を逸脱することなく構造的な変更が加えられてよいことは、理解されるべきである。
例えば宇宙飛行用電力の用途に用いられる、ソーラーセルアレイの設計に関する新たな手法は、アレイ内のソーラーセル間の電気的接続に基づいている。
これらの新たな手法は、ソーラーセルの構成要素及びアレイ内のソーラーセルの配列を配列し直すものである。ソーラーセルを接続して長い直線状のストリングにしてから基板上に組み立てる代わりに、ソーラーセルを、隣接するセルのコーナー領域が基板上で位置合わせされるようにして個別に基板に取り付け、それによって基板のあるエリアを露出させる。セル間の電気的接続は、基板上又は基板内でこれらのコーナー領域内に形成された、コーナー導体によってなされる。結果として、この手法は、個別のセルをベースにしたソーラーセルアレイの設計を提示している。
こうして、ソーラーセルアレイの製造に際して、単一のレイダウンプロセスとレイアウトが用いられ得る。ソーラーセル間の電流は、基板内にはめ込まれた導体によって補助される。これらの電気的接続によって、そのソーラーセルアレイの具体的な特性、例えばその寸法、ステイアウト区域、及び回路の終端が規定される。この手法によって製造が簡素化され、自動化が可能になり、コストと搬送時間が削減される。
図1及び図2は、基板12、アレイ内に配列された複数のソーラーセル14、及びソーラーセル14間の電気コネクタ16を含む、ソーラーセルパネル10の従来型の装置及び構造を示す。図1にはハーフサイズのセル14が、図2にはフルサイズのセル14が示されている。宇宙用ソーラーセル14は、円形のゲルマニウム(Ge)基板の出発材料から作られる。より高密度でソーラーセルパネル10に搭載するため、これらは後に、準長方形の形状に加工される。このウエハは、しばしば1つ又は2つのソーラーセル14にダイスカットされる。これらは、ここではハーフサイズ又はフルサイズのソーラーセル14として記載される。セル14間を電気的に接続する電気コネクタ16は、セル14間の長い平行な端部に沿って作られている。(セルとセルとの)これらの直列接続は、基板に取り付けられていない状態で完成される。なぜならば、セル14が接続されてできるストリングは、任意の数のセル14の長さを持つように構築されるからである。セル14の完成したストリングは、次いで基板12に適用され取り付けられる。
図2では、ストリングを他のストリングに電気的に接続するためか、又は配線を終端処理して回路とし、セル14のアレイの電流をここで断ち切るために、配線18がセル14のストリングの終端に取り付けられている。ストリングとストリングの間の接続及び回路終端の接続は、通常、基板12上で行われ、通常、配線18を用いて行われる。しかしながら、小さなソーラーアレイには、埋め込まれた導体を含むPCB型の材料を使用するものもある。
接続されたソーラーセル14の隣接するストリング同士は、平行又は反平行に延びることができる。加えて、接続されたソーラーセル14のストリングは、整列されていても整列されていなくてもよい。ソーラーセルのレイアウトに対して互いに競合する影響を与えるものが多く、その結果、セルが平行な領域又は反平行である領域、整列されている領域又は整列されていない領域が存在する。
図3A及び図3Bは、1つの実施例による、ソーラーセルパネル10aの改良された装置及び構造を示し、図3Bは、図3Aの破線円内の詳細拡大図である。図5から図13では、ソーラーセルパネル10aの様々な構成要素が示され、より詳細に記載されている。
ソーラーセルパネル10aは、上に一又は複数のコーナー導体20を有する基板12を含む。一実施例では、基板12は、一又は複数のパターニングされた金属層を分離する一又は複数のKapton(登録商標)(ポリイミド)層からなる、多層基板12である。基板12は、従来型の組立品と同様の、大きな剛性の基板10aに装着されていてよい。代わりに、基板12は、装着用又は展開用の、より軽くより薄いフレーム又はパネル10aに装着されることができる。
アレイ22に配列された複数のソーラーセル14は、基板12に取り付けられる。この例では、アレイ22は、4段×24列に配列された、96個のセル14からなっているが、異なる実施形態では、任意の数のセル14が用いられ得ることが、認められている。
ソーラーセル14は、破線円によって示されるように、コーナー領域26を画定する刈り込まれたコーナー部24を有する。ソーラーセル14は、隣接するソーラーセル14のコーナー領域26同士が位置合わせされるようにして、基板12に取り付けられており、それによって基板12のエリア28が露出している。基板12の露出しているエリア28は、一又は複数のコーナー導体20を含み、ソーラーセル14の刈り込まれたコーナー部24によってできたコーナー領域26内で、ソーラーセル14とコーナー導体20との間の一又は複数の電気的接続がなされている。
この例では、コーナー導体20は、セル14が基板12に取り付けられる前及び/又は後に、基板12に取り付けられたか、基板12上にプリントされたか、基板12内に組み込まれた導電経路であって、隣接するソーラーセル14間の接続を促進する。セル14とコーナー導体20との間の接続は、セル14が基板12に取り付けられた後に行われる。
1つの実施例では、4つの隣接するセル14が基板12上で位置合わせされ、各ソーラーセル14から1つずつの計4つの刈り込まれたコーナー部24がコーナー領域26で集まって一緒になっている。次に、ソーラーセル14は基板12に個別に取り付けられる。このときソーラーセル14はコーナー導体20の上に置かれ、ソーラーセル14とコーナー導体20との間で電気的接続が行われる。
ソーラーセル14は、CIC(セル、相互接続子、カバーグラス)ユニットとして基板12に付けられ得る。代替的には、未被覆のソーラーセル14が基板12に適用され、その後、カバーグラスが透明な接着剤でソーラーセル14の前面に適用され得る。この組立品は、ソーラーセル14を、性能を制限するような宇宙放射線による損傷から保護する。
図4A及び図4Bは、一実施例による、ソーラーセルパネル10aの代替的な構造を示しており、図4Bは、図4Aの破線円内の詳細拡大図である。この例では、ごく少数のコーナー導体20のみが、基板12上にプリントされているか、又は基板12に組み込まれている。代わりに、コーナー導体20のほとんどが、基板12に取り付けられている電力ルーティングモジュール(PRM)30内に含まれている。
図5は、図3A及び図3B、並びに図4A及び図4Bの改良型ソーラーセルパネル10aで用いられ得る、例示のソーラーセル14の前面を示す。CICユニットであるソーラーセル14は、ハーフサイズのソーラーセル14である。(フルサイズのソーラーセル14もまた用いられ得る。)
破線円で示されるように、ソーラーセル14は、コーナー領域26を画定する少なくとも1つの刈り込まれたコーナー部を有するように製造されており、それによって、刈り込まれたコーナー部24によってできたコーナー領域26には、ソーラーセル14との電気的接続をなす少なくとも1つの接点32、34が含まれる。図5に示す例では、ソーラーセル14は2つの刈り込まれたコーナー部24を有し、そのそれぞれが、ソーラーセル14の前面にある前面接点32と、ソーラーセル14の背面にある背面接点34とを有し、接点32及び接点34はコーナー領域26内に延在している。(フルサイズのセルは、4つの刈り込まれたコーナー部を有し、そのそれぞれが、1つの前面接点及び1つの背面接点を有することになるだろう。)
刈り込まれたコーナー部24があることによって、ソーラーセル14の出発材料として円形のウエハを利用することが多くなる。従来型のパネルでは、ソーラーセル14が基板12に取り付けられた後、これらの刈り込まれたコーナー部24は、結果的にパネル10上の不使用スペースになってしまう。しかし、本開示で記載するこの新たな手法では、この不使用スペースが利用される。具体的には、コーナー導体20、前面接点32及び背面接点34を備える金属ホイル相互接続子が、コーナー領域26に移動される。これに対して、既存のCICはソーラーセル14の前面に取り付けられた相互接続子を有しており、ストリングの作製中に背面(接続が起こるところ)に接続される。
ソーラーセル14によって生成された電流は、どちらの前面接点32にも接続された、細型の金属フィンガー38とより広い金属バスバー40の格子36によって、ソーラーセル14の前面上で集電される。格子36に金属を追加してソーラーセル14に入る光を減らしソーラーセル14の出力を減らすことと、金属が増えることで抵抗が減少することとは、バランスの関係にある。バスバー40は低抵抗導体であり、大電流を搬送すると共に、前面接点32が切断された場合には冗長性も提供する。一般的に、最適化のためには前面接点32間に直接延びる短いバスバー40が必要とされる。刈り込まれたコーナー部24内に前面接点32を有することによって、バスバー40をソーラーセル14の外周から離す結果となる。これが達成される一方、同時に、バスバー40の長さが最小化され、光遮蔽が最小化される。さらに、これによってフィンガー38も短くなる。これによって、格子36内の寄生抵抗が減少する。なぜならば、フィンガー38の長さが短くなり、搬送される電流の総量が減少するからである。これによって、細型のフィンガー38をより短くするために、前面接点32と接続相手のバスバー40を移動する、という設計上の好みが生まれる。
図6は、図5の例示的ソーラーセルの背面を示す。ソーラーセル14の背面は、どちらの背面接点34にも接続している、前面金属の背面層42によって覆われている。
図7は、1つの実施例による、ソーラーセルアレイ22に対して2次元(2D)格子状に配列されたソーラーセル14を示す。アレイ22は、隣接するソーラーセル14のコーナー領域26同士が位置合わせされるようにして基板12に取り付けられている、複数のソーラーセル14を備えており、それによって基板12のエリア28が露出している。ソーラーセル14間の電気的接続(図示せず)は、ソーラーセル14の前面接点32及び背面接点34、並びに、基板12の露出したエリア28上又はエリア28内に形成されたコーナー導体20(図示せず)を用いて、基板12の露出したエリア28内で、なされている。
組み立て中、ソーラーセル14は、基板12に個別に取り付けられる。この組み立ては、剛性と可撓性のどちらでもあり得る支持面、即ち基板12上で、直接行われることができる。代わりに、ソーラーセル14は、仮の支持面上で2D格子状のアレイ22に組み立てられ、その後に最終的な支持面、即ち基板12へと移送されてもよい。
図8は、基板12のコーナー領域26内の露出したエリア28に、一又は複数の電気的接続で用いるための一又は複数のバイパスダイオード44が追加された、アレイ22の一実施例を示す。バイパスダイオード44は、ソーラーセル14が電流を生成できなくなった場合にソーラーセル14を保護する。ソーラーセル14が電流を生成できなくなった場合とは、部分的に影になったせいでもあり得るが、その場合には、ソーラーセル14に逆バイアスがかかる。一実施例では、バイパスダイオード44は、ソーラーセル14から独立して、基板12のコーナー領域26に取り付けられている。
図9は、バイパスダイオード44がソーラーセル14の背面に付けられ、バイパスダイオード44用の相互接続子又は接点46が、前面接点32と背面接点34の間のコーナー領域26内に延在している、一実施例を示す。
図10は、バイパスダイオード44(図示せず)用の相互接続子又は接点46が前面接点32と背面接点34の間のコーナー領域26内に延在している、図9の実施例の前面図を示す。
図11は、バイパスダイオード44(図示せず)がソーラーセル14の背面に付けられ、バイパスダイオード44用の相互接続子又は接点46がソーラーセル14のコーナー領域26内に延在している、2D格子状のアレイ22に配列され基板12に付けられた、図9及び図10のソーラーセル14を示す。
この手法の1つの利点は、図7、図8、及び図11で示されるレイアウトが、普遍化されたレイアウトであることである。具体的には、これらのレイアウトは、パネルの顧客が所望する任意の寸法にわたって、反復することができる。これによって、組み立て、改修、試験、及び検査の各工程が非常に簡素化される。
ソーラーセル14とダイオード44の配置に続いて、カスタマイズが行われる別のステップが存在する。ソーラーセル14のコーナー領域26内で、前面接点32と背面接点34とが、接続されなければならない。電流を所望の経路でルーティングするために、これは多数の組合せで行うことができる。
ソーラーセル14を基板12に取り付けた後、ソーラーセル14とコーナー導体20との間で接続が行われる。ソーラーセル14の前面接点32及び背面設定34は、コーナー導体20に取り付けるため、各コーナー領域26にある。各ソーラーセル14の前面接点32及び背面接点34用の相互接続子は、電流をソーラーセル14の外部にルーティングする導電経路20、32、34を設けるため、コーナー導体20に溶接、はんだづけ、又は他のやり方で接合されることができる。
コーナー導体20を用いて、電気的接続において任意のカスタマイズを行うことができる。隣接するソーラーセル14は、具体的な設計の要望に従って、電流を上下方向、又は左右方向に電流を流すように電気的に接続されることができる。必要に応じて、電流がステイアウト区域を迂回するようにルーティングすることもできる。ソーラーセルアレイ22の長さや幅は、所望に応じて設定することができる。また、アレイ22の幅は、長さに応じて変化することもできる。
これは、図12及び図13に示す接続スキームによって達成され得る。図12は、アレイ22のソーラーセル14間の上下方向の直列接続48を示しており、図13は、アレイ22のソーラーセル14間の左右方向の直列接続50を示している。図12及び図13のどちらにおいても、これらの直列接続48、50は、ソーラーセル14の前面接点32及び背面接点34とバイパスダイオード44との間の電気的接続であり、これらの直列接続は、基板12の露出したエリア28上又はエリア28内に形成されたコーナー導体20を用いてなされている。基板に取り付けられていない状態の大きなストリングの組立品とは異なり、矢印52で示される、ソーラーセル14を通じた電流(電力)量は、これらの直列接続48、50によって左右される。
ソーラーセル14間のコーナー導体20は、様々な形態であることができる。コーナー導体20は、はんだ付け、溶接、導電性接着剤、又は他の処理であり得る方法で両端になされた電気的接続を有する、電線を用いて完成することができる。電線に加えて、相互接続子と同様の金属ホイルコネクタもまた適用され得る。金属導体経路又はトレース(図示せず)もまた、基板12に組み込まれていることができる。
要約すると、この新たな手法は、2個、3個、又は4個の隣接するソーラーセル14のコーナー領域26同士が、基板12上で位置合わせされるようにして、ソーラーセル14を個別に基板12に取り付けるものである。ソーラーセル14は、刈り込まれたコーナー部24同士が位置合わせされてコーナー領域26同士が隣接し、それによって基板12のエリアが露出するようにして、レイアウトすることができる。ソーラーセル14間の電気的接続は、これらのコーナー領域26内で、ソーラーセル14の前面接点32と背面接点34と、基板12の露出したエリア28上又はエリア28内のバイパスダイオード44と、コーナー導体20との間でなされる。これらの導電経路は、回路を含む直列接続48、50でセルのストリングを作製するのに用いられる。
本開示の各実施例は、図14に示すステップ56~68を含む、ソーラーセル、ソーラーセルパネル及び/又は人工衛星の製造方法54に関連して記載され得、結果として製造される、ソーラーセル14からなるソーラーセルパネル10aを有する人工衛星70が、図15に示される。
図14に示すように、製造前段階では、例示の方法54は、ソーラーセル14、ソーラーセルパネル10a及び/又は人工衛星70の仕様及び設計56、並びにこれらの材料の調達58を含んでいてよい。製造段階では、ソーラーセル14、ソーラーセルパネル10a、及び/又は人工衛星70のコンポーネント及びサブアセンブリの製造60、並びにシステムインテグレーション62が行われる。これらは、ソーラーセル14、ソーラーセルパネル10a、及び/又は人工衛星70の製造を含んでいる。その後、ソーラーセル14、ソーラーセルパネル10a、及び/又は人工衛星70は、運航66に供されるために認可及び納品64を経てよい。ソーラーセル14、ソーラーセルパネル10a、及び/又は人工衛星70は、打ち上げ前に、(改造、再構成、改修などを含む)整備及び保守68が予定されてもよい。
方法54の各工程は、システムインテグレータ、第三者、及び/又はオペレータ(例えば顧客)によって実行され、又は実施され得る。本明細書の目的に関しては、システムインテグレータは、限定しないが、ソーラーセル、ソーラーセルパネル、人工衛星又は宇宙船の、任意の数の製造業者及び主要システムの下請業者を含んでいてよく、第三者は、限定しないが、任意の数のベンダー、下請業者及びサプライヤーを含んでいてよく、またオペレータは、人工衛星通信会社、軍事団体、サービス機関などであってよい。
図15に示すように、例示の方法54によって製造される人工衛星70は、本体74、ソーラーセル14からなるソーラーセルパネル10a、及びアンテナ76を含み得る。人工衛星70に含まれるシステム72の例は、限定しないが、推進システム78、電気システム80、通信システム82、及び電力システム84のうちの1つ以上を含む。任意の数の他のシステムもまた、含まれてよい。
図16は、一実施例によるソーラーセルパネル10aを、機能ブロック図の形態で示す。ソーラーセルパネル10aは、基板12に個別に取り付けられた一又は複数のソーラーセル14からなる、ソーラーセルアレイ22からなる。各ソーラーセル14は、光源88からの光86を吸収し、それに応答して電気出力90を生成する。
少なくとも1つのソーラーセル14は、コーナー領域26を画定する少なくとも1つの刈り込まれたコーナー部24を有し、それによって、基板12のエリア28は、ソーラーセル14が基板12に取り付けられたときにも露出したままである。複数のソーラーセル14が基板12に取り付けられているときには、隣接するソーラーセル14のコーナー領域26同士が位置合わせされており、それによって基板12のエリア28が露出している。
基板12の露出したままのエリア28は、基板12に取り付けられたか、基板12上にプリントされたか、基板12に組み込まれたかしている一又は複数のコーナー導体20を含んでおり、ソーラーセル14とコーナー導体20との間の一又は複数の電気的接続が、ソーラーセル14のうちの少なくとも1つの刈り込まれたコーナー部24から生じるコーナー領域26内でなされている。
刈り込まれたコーナー部24から生じるコーナー領域26は、少なくとも1つの接点、例えば、コーナー導体20とソーラーセル14との間で電気的接続を行うためのソーラーセル14の前面上の前面接点32、及び/又はソーラーセル14の背面上の背面接点34を含む。電気的接続は、ソーラーセル14を通る電力の流量を決定する上下方向又は左右方向の直列接続を含み、一又は複数のバイパスダイオード44を含み得る。
上記の実施例の説明は、例示及び説明を目的として提示されており、網羅的であることや、開示の実施例に限定することは意図していない。上記の具体的な要素の代わりに、多数の代替形態、修正形態及び変形形態が用いられてよい。
電気的接続を促進するために、ソーラーセル14が取り付けられる前に、コーナー導体20を基板12上又は基板12内で製造することが有利であり得る。これは、薄い金属トレースが存在するPCBに多少類似するだろう。加えて、複数の電流経路をコーナー導体20内に構築することができる。更に、どの経路を使用するかを決定するために、一又は複数の導電ジャンパ(図示されず)が、コーナー導体20に加えられてもよい。代替的には、一又は複数の導電経路は、ソーラーセル14の間の電流経路の決定を促進するために、コーナー領域から除去されてもよい。
好ましくは、基板12は、その表面の上(例えば、コーナー導体20)、その表面の下及びソーラーセル14の平面の下(図示されず)、又はその表面上及びその表面下の両方の導電経路を含む、導電経路を全域に含む。コーナー導体20などの導電経路は、ソーラーセル14から電気的に絶縁されている。加えて、コーナー導体20は、基板12の他の導電経路のうちの一又は複数へのアクセスを提供する。結果として、この設計は、パネル10a上の任意の手動配線を実質的に排除することになるだろう。
ソーラーセル14専用のパネル10a上で可能な最大エリアを有し、かつ小さなコーナー領域を有することが望ましい。しかしながら、コーナー領域でセルとセルとの接続の可能な配列すべてを提供することを所望することは、大きなコーナー領域への動機付けとなるだろう。これらの競合する利益の均衡は、設計次第であろう。
利益間の競合は、電力ルーティングモジュール(PRM)30を使用することによって回避することができる。PRM30は、ソーラーセル14間でコーナー導体20の幾つか又はすべてを実施することができ、コーナー領域に適用することができる。PRM30の異なるバージョンは、特別の目的のために作られた配線を容易にする。更に、PRM30は、基板12で導電経路を有する場合と比較して、導電経路において必要な変形形態を提供しつつ、コーナー領域26のサイズを縮めることができる。
コーナー導体20を直接コーナー領域26内にプリントすることは、特別の目的のために作られた配線を行うための別の手法である。これにより、導電経路のオプションがより少なくなり、より小さくなる可能性がある。
別の変形形態は、多重スイッチモジュール(図示されず)をコーナー領域26内に加える可能性である。多重スイッチモジュールは、基板12又はPRM30内に組み込むことができるだろう。多重スイッチモジュールは、ソーラーセル14とコーナー導体20との間に所望の電気経路を作るようにプログラムされるだろう。
例えば、多重スイッチモジュールは、いったんプログラムされて「焼き付ける(burned in)」ことができ、又はアドレス指定可能であり動作中に警告することもできるだろう。焼き付けるとき、多重スイッチモジュールは、一時的な外部接続を通してプログラムされてもよい。また、パネル10a全域に設置され得る多重スイッチモジュール全ての動作をアドレス指定及びプログラムする追加の導体が基板12に存在していてもよい。加えて、軌道にある間にアドレス指定及び動作することができる多重スイッチモジュールは、大きな利益を有するだろう。
この方法におけるアレイでのソーラーセル14の組み立ては、製造を大いに簡略化し、カスタマイズ性能を保持しつつ自動化を可能にするだろう。隣接するソーラーセル14間の電気的接続をコーナー導体20を使用して基板12上で完了させることが極めて重要である。よって、パネル10aのレイアウト及びレイアウトの製造は、最終的な設計から独立しており、実質的にどの設計にも共通とすることができる。
さらに、本開示は以下の条項による実施例を含む。
条項1. 一又は複数のソーラーセル及びソーラーセルのための基板から成るソーラーセルアレイを備え、基板のエリアは、少なくとも1つの刈り込まれたコーナー部を有するソーラーセルのうちの少なくとも1つが基板に取り付けられるときに、露出したままであり、露出したままである基板のエリアが、一又は複数のコーナー導体を含み、ソーラーセルとコーナー導体との間の一又は複数の電気的接続が、ソーラーセルのうちの少なくとも1つの刈り込まれたコーナー部から生じるコーナー領域で行われる、ソーラーセルパネル。
条項2. 少なくとも1つのソーラーセルは、ソーラーセルのうちの隣接するもののコーナー領域が位置合わせされるように、基板に取り付けられた複数のソーラーセルを備え、これにより基板のエリアを露出し、ソーラーセルの間の電気的接続が、基板の露出したエリアの上又は中に形成されたコーナー導体を使用して、基板の露出したエリアで行われる、条項1に記載のソーラーセルパネル。
条項3. ソーラーセルが、基板に個別に取り付けられる、条項1又は2に記載のソーラーセルパネル。
条項4. ソーラーセルが、セル、相互接続子及びカバーグラス(CIC)ユニットとして基板に取り付けられる、条項1から3の何れか一項に記載のソーラーセルパネル。
条項5. コーナー導体は、ソーラーセルが取り付けられる前に、基板に取り付けられ、プリントされ、又は組み込まれる、条項1から4の何れか一項に記載のソーラーセルパネル。
条項6. 基板が、その表面上、その表面下、又はその表面上及びその表面下の両方に導電経路を含む、条項1から5の何れか一項に記載のソーラーセルパネル。
条項7. 導電経路が、ソーラーセルから電気的に絶縁されている、条項6に記載のソーラーセルパネル。
条項8. ソーラーセルのうちの少なくとも1つとコーナー導体のうちの少なくとも1つとの間の電気的接続のうちの少なくとも1つは、ソーラーセルのうちの少なくとも1つが基板に取り付けられた後に行われる、条項1から7の何れか一項に記載のソーラーセルパネル。
条項9. 一又は複数のソーラーセル及びソーラーセルのための基板から成るソーラーセルアレイを製造することを含み、基板のエリアは、少なくとも1つの刈り込まれたコーナー部を有するソーラーセルのうちの少なくとも1つが基板に取り付けられるときに、露出したままであり、露出したままである基板のエリアが、一又は複数のコーナー導体を含み、ソーラーセルとコーナー導体との間の一又は複数の電気的接続が、ソーラーセルのうちの少なくとも1つの刈り込まれたコーナー部から生じるコーナー領域で行われる、ソーラーセルパネルを製造するための方法。
条項10. 少なくとも1つのソーラーセルは、ソーラーセルのうちの隣接するもののコーナー領域が位置合わせされるように、基板に取り付けられた複数のソーラーセルを備え、これにより基板のエリアを露出し、ソーラーセルの間の電気的接続が、基板の露出したエリアの上又は中に形成されたコーナー導体を使用して、基板の露出したエリアで行われる、条項9に記載の方法。
条項11. ソーラーセルが、基板に個別に取り付けられる、条項9又は10に記載の方法。
条項12. ソーラーセルが、セル、相互接続子及びカバーグラス(CIC)ユニットとして基板に取り付けられる、条項9から11の何れか一項に記載の方法。
条項13. コーナー導体は、ソーラーセルが取り付けられる前に、基板に取り付けられ、プリントされ、又は組み込まれる、条項9から12の何れか一項に記載の方法。
条項14. 基板が、その表面上、その表面下、又はその表面上及びその表面下の両方に導電経路を含む、条項9から13の何れか一項に記載の方法。
条項15. 導電経路が、ソーラーセルから電気的に絶縁されている、条項14に記載の方法。
条項16. ソーラーセルのうちの少なくとも1つとコーナー導体のうちの少なくとも1つとの間の電気的接続のうちの少なくとも1つは、ソーラーセルのうちの少なくとも1つが基板に取り付けられた後に行われる、条項9から15の何れか一項に記載の方法。
条項17. 少なくとも1つのソーラーセルを備え、ソーラーセルが、コーナー領域を画定する少なくとも1つの刈り込まれたコーナー部を有しており、刈り込まれたコーナー部から生じたコーナー領域が、ソーラーセルへの電気的接続を行うための少なくとも1つの接点を含む、装置。
条項18. 接点が、ソーラーセルの前面上の前面接点を含む、条項17に記載の装置。
条項19. 接点が、ソーラーセルの背面上の背面接点を含む、条項17又は18に記載の装置。
条項20. 接点がコーナー領域内に延在する、条項17から19の何れか一項に記載の装置。
条項21. 少なくとも1つのソーラーセルは、ソーラーセルのうちの隣接するもののコーナー領域が位置合わせされるように、基板に取り付けられた複数のソーラーセルを備え、これにより基板のエリアを露出し、ソーラーセルの間の電気的接続が、基板の露出したエリアの上又は中に形成されたコーナー導体を使用して、基板の露出したエリアで行われる、条項17から20の何れか一項に記載の装置。
条項22. 電気的接続は、ソーラーセルを通る電力の流量を決定する直列接続である、条項21に記載の装置。
条項23. 直列接続が上下方向の直列接続である、条項22に記載の装置。
条項24. 直列接続が左右方向の直列接続である、条項22に記載の装置。
条項25. 一又は複数のバイパスダイオードが、電気的接続のうちの一又は複数での使用のための基板の露出したエリアに加えられる、条項21に記載の装置。
条項26. バイパスダイオードがセルの背面に適用され、バイパスダイオードの相互接続子又は接点がコーナー領域内に延在している、条項17から25の何れか一項に記載の装置。
条項27. 少なくとも1つのソーラーセルを製造すること備え、ソーラーセルが、コーナー領域を画定する少なくとも1つの刈り込まれたコーナー部を有しており、刈り込まれたコーナー部から生じたコーナー領域が、ソーラーセルへの電気的接続を行うための少なくとも1つの接点を含む、方法。
条項28. 接点が、ソーラーセルの前面上の前面接点を含む、条項27に記載の方法。
条項29. 接点が、ソーラーセルの背面上の背面接点を含む、条項27又は28に記載の方法。
条項30. 接点がコーナー領域内に延在する、条項27から29の何れか一項に記載の方法。
条項31. 少なくとも1つのソーラーセルは、ソーラーセルのうちの隣接するもののコーナー領域が位置合わせされるように、基板に取り付けられた複数のソーラーセルを備え、これにより基板のエリアを露出し、ソーラーセルの間の電気的接続が、基板の露出したエリアの上又は中に形成されたコーナー導体を使用して、基板の露出したエリアで行われる、条項27から30の何れか一項に記載の方法。
条項32. 電気的接続は、ソーラーセルを通る電流の流量を決定する直列接続である、条項31に記載の方法。
条項33. 直列接続が上下方向の直列接続である、条項32に記載の方法。
条項34. 直列接続が左右方向の直列接続である、条項32に記載の方法。
条項35. 一又は複数のバイパスダイオードが、電気的接続のうちの一又は複数での使用のための基板の露出したエリアに加えられる、条項31に記載の方法。
条項36. バイパスダイオードがセルの背面に適用され、バイパスダイオードの相互接続子又は接点がコーナー領域内に延在している、条項27から35の何れか一項に記載の方法。
条項1. 一又は複数のソーラーセル及びソーラーセルのための基板から成るソーラーセルアレイを備え、基板のエリアは、少なくとも1つの刈り込まれたコーナー部を有するソーラーセルのうちの少なくとも1つが基板に取り付けられるときに、露出したままであり、露出したままである基板のエリアが、一又は複数のコーナー導体を含み、ソーラーセルとコーナー導体との間の一又は複数の電気的接続が、ソーラーセルのうちの少なくとも1つの刈り込まれたコーナー部から生じるコーナー領域で行われる、ソーラーセルパネル。
条項2. 少なくとも1つのソーラーセルは、ソーラーセルのうちの隣接するもののコーナー領域が位置合わせされるように、基板に取り付けられた複数のソーラーセルを備え、これにより基板のエリアを露出し、ソーラーセルの間の電気的接続が、基板の露出したエリアの上又は中に形成されたコーナー導体を使用して、基板の露出したエリアで行われる、条項1に記載のソーラーセルパネル。
条項3. ソーラーセルが、基板に個別に取り付けられる、条項1又は2に記載のソーラーセルパネル。
条項4. ソーラーセルが、セル、相互接続子及びカバーグラス(CIC)ユニットとして基板に取り付けられる、条項1から3の何れか一項に記載のソーラーセルパネル。
条項5. コーナー導体は、ソーラーセルが取り付けられる前に、基板に取り付けられ、プリントされ、又は組み込まれる、条項1から4の何れか一項に記載のソーラーセルパネル。
条項6. 基板が、その表面上、その表面下、又はその表面上及びその表面下の両方に導電経路を含む、条項1から5の何れか一項に記載のソーラーセルパネル。
条項7. 導電経路が、ソーラーセルから電気的に絶縁されている、条項6に記載のソーラーセルパネル。
条項8. ソーラーセルのうちの少なくとも1つとコーナー導体のうちの少なくとも1つとの間の電気的接続のうちの少なくとも1つは、ソーラーセルのうちの少なくとも1つが基板に取り付けられた後に行われる、条項1から7の何れか一項に記載のソーラーセルパネル。
条項9. 一又は複数のソーラーセル及びソーラーセルのための基板から成るソーラーセルアレイを製造することを含み、基板のエリアは、少なくとも1つの刈り込まれたコーナー部を有するソーラーセルのうちの少なくとも1つが基板に取り付けられるときに、露出したままであり、露出したままである基板のエリアが、一又は複数のコーナー導体を含み、ソーラーセルとコーナー導体との間の一又は複数の電気的接続が、ソーラーセルのうちの少なくとも1つの刈り込まれたコーナー部から生じるコーナー領域で行われる、ソーラーセルパネルを製造するための方法。
条項10. 少なくとも1つのソーラーセルは、ソーラーセルのうちの隣接するもののコーナー領域が位置合わせされるように、基板に取り付けられた複数のソーラーセルを備え、これにより基板のエリアを露出し、ソーラーセルの間の電気的接続が、基板の露出したエリアの上又は中に形成されたコーナー導体を使用して、基板の露出したエリアで行われる、条項9に記載の方法。
条項11. ソーラーセルが、基板に個別に取り付けられる、条項9又は10に記載の方法。
条項12. ソーラーセルが、セル、相互接続子及びカバーグラス(CIC)ユニットとして基板に取り付けられる、条項9から11の何れか一項に記載の方法。
条項13. コーナー導体は、ソーラーセルが取り付けられる前に、基板に取り付けられ、プリントされ、又は組み込まれる、条項9から12の何れか一項に記載の方法。
条項14. 基板が、その表面上、その表面下、又はその表面上及びその表面下の両方に導電経路を含む、条項9から13の何れか一項に記載の方法。
条項15. 導電経路が、ソーラーセルから電気的に絶縁されている、条項14に記載の方法。
条項16. ソーラーセルのうちの少なくとも1つとコーナー導体のうちの少なくとも1つとの間の電気的接続のうちの少なくとも1つは、ソーラーセルのうちの少なくとも1つが基板に取り付けられた後に行われる、条項9から15の何れか一項に記載の方法。
条項17. 少なくとも1つのソーラーセルを備え、ソーラーセルが、コーナー領域を画定する少なくとも1つの刈り込まれたコーナー部を有しており、刈り込まれたコーナー部から生じたコーナー領域が、ソーラーセルへの電気的接続を行うための少なくとも1つの接点を含む、装置。
条項18. 接点が、ソーラーセルの前面上の前面接点を含む、条項17に記載の装置。
条項19. 接点が、ソーラーセルの背面上の背面接点を含む、条項17又は18に記載の装置。
条項20. 接点がコーナー領域内に延在する、条項17から19の何れか一項に記載の装置。
条項21. 少なくとも1つのソーラーセルは、ソーラーセルのうちの隣接するもののコーナー領域が位置合わせされるように、基板に取り付けられた複数のソーラーセルを備え、これにより基板のエリアを露出し、ソーラーセルの間の電気的接続が、基板の露出したエリアの上又は中に形成されたコーナー導体を使用して、基板の露出したエリアで行われる、条項17から20の何れか一項に記載の装置。
条項22. 電気的接続は、ソーラーセルを通る電力の流量を決定する直列接続である、条項21に記載の装置。
条項23. 直列接続が上下方向の直列接続である、条項22に記載の装置。
条項24. 直列接続が左右方向の直列接続である、条項22に記載の装置。
条項25. 一又は複数のバイパスダイオードが、電気的接続のうちの一又は複数での使用のための基板の露出したエリアに加えられる、条項21に記載の装置。
条項26. バイパスダイオードがセルの背面に適用され、バイパスダイオードの相互接続子又は接点がコーナー領域内に延在している、条項17から25の何れか一項に記載の装置。
条項27. 少なくとも1つのソーラーセルを製造すること備え、ソーラーセルが、コーナー領域を画定する少なくとも1つの刈り込まれたコーナー部を有しており、刈り込まれたコーナー部から生じたコーナー領域が、ソーラーセルへの電気的接続を行うための少なくとも1つの接点を含む、方法。
条項28. 接点が、ソーラーセルの前面上の前面接点を含む、条項27に記載の方法。
条項29. 接点が、ソーラーセルの背面上の背面接点を含む、条項27又は28に記載の方法。
条項30. 接点がコーナー領域内に延在する、条項27から29の何れか一項に記載の方法。
条項31. 少なくとも1つのソーラーセルは、ソーラーセルのうちの隣接するもののコーナー領域が位置合わせされるように、基板に取り付けられた複数のソーラーセルを備え、これにより基板のエリアを露出し、ソーラーセルの間の電気的接続が、基板の露出したエリアの上又は中に形成されたコーナー導体を使用して、基板の露出したエリアで行われる、条項27から30の何れか一項に記載の方法。
条項32. 電気的接続は、ソーラーセルを通る電流の流量を決定する直列接続である、条項31に記載の方法。
条項33. 直列接続が上下方向の直列接続である、条項32に記載の方法。
条項34. 直列接続が左右方向の直列接続である、条項32に記載の方法。
条項35. 一又は複数のバイパスダイオードが、電気的接続のうちの一又は複数での使用のための基板の露出したエリアに加えられる、条項31に記載の方法。
条項36. バイパスダイオードがセルの背面に適用され、バイパスダイオードの相互接続子又は接点がコーナー領域内に延在している、条項27から35の何れか一項に記載の方法。
Claims (16)
- 一又は複数のソーラーセル(14)及び前記ソーラーセルのための基板(12)から成るソーラーセルアレイ(22)
を備え、
前記基板のエリアは、少なくとも1つの刈り込まれたコーナー部(26)を有する前記ソーラーセルのうちの少なくとも1つが前記基板に取り付けられるときに、露出したままであり、
露出したままである前記基板(12)の前記エリアが、一又は複数のコーナー導体(20)を含み、
前記ソーラーセルと前記コーナー導体との間の一又は複数の電気的接続が、前記ソーラーセルのうちの前記少なくとも1つの前記刈り込まれたコーナー部から生じるコーナー領域で行われる、ソーラーセルパネル。 - 前記少なくとも1つのソーラーセルは、前記ソーラーセル(14)のうちの隣接するもののコーナー領域(26)が位置合わせされるように、前記基板(12)に取り付けられた複数のソーラーセル(14)を備え、これにより前記基板(12)のエリア(28)を露出し、前記ソーラーセル(14)の間の前記電気的接続が、前記基板(12)の露出した前記エリア(28)の上又は中に形成された前記コーナー導体(20)を使用して、前記基板(12)の露出した前記エリア(28)で行われる、請求項1に記載のソーラーセルパネル。
- 前記ソーラーセル(14)が、前記基板(12)に個別に取り付けられる、請求項1又は2に記載のソーラーセルパネル。
- 前記ソーラーセル(14)が、セル、相互接続子及びカバーグラス(CIC)ユニットとして前記基板(12)に取り付けられる、請求項1から3の何れか一項に記載のソーラーセルパネル。
- 前記コーナー導体(20)は、前記ソーラーセル(14)が取り付けられる前に、前記基板(12)に取り付けられ、プリントされ、又は組み込まれる、請求項1に記載のソーラーセルパネル。
- 前記基板(12)が、その表面上、その表面下、又はその表面上及びその表面下の両方に導電経路を含む、請求項1に記載のソーラーセルパネル。
- 前記導電経路が、前記ソーラーセル(14)から電気的に絶縁されている、請求項6に記載のソーラーセルパネル。
- 前記ソーラーセル(14)のうちの少なくとも1つと前記コーナー導体(20)のうちの少なくとも1つとの間の前記電気的接続のうちの少なくとも1つは、前記ソーラーセル(14)のうちの前記少なくとも1つが前記基板(12)に取り付けられた後に行われる、請求項1から7の何れか一項に記載のソーラーセルパネル。
- 一又は複数のソーラーセル(14)及び前記ソーラーセルのための基板(12)から成るソーラーセルアレイ(22)を製造すること
を含み、
前記基板のエリア(28)は、少なくとも1つの刈り込まれたコーナー部(26)を有する前記ソーラーセルのうちの少なくとも1つが前記基板に取り付けられるときに、露出したままであり、
露出したままである前記基板(12)の前記エリア(28)が、一又は複数のコーナー導体(20)を含み、
前記ソーラーセルと前記コーナー導体(20)との間の一又は複数の電気的接続が、前記ソーラーセルのうちの前記少なくとも1つの前記刈り込まれたコーナー部(24)から生じるコーナー領域で行われる、ソーラーセルパネルを製造するための方法。 - 前記少なくとも1つのソーラーセルは、前記ソーラーセル(14)のうちの隣接するもののコーナー領域が位置合わせされるように、前記基板(12)に取り付けられた複数のソーラーセル(14)を備え、これにより前記基板のエリア(28)を露出し、前記ソーラーセル(14)の間の前記電気的接続が、前記基板(12)の露出した前記エリア(28)の上又は中に形成された前記コーナー導体(20)を使用して、前記基板(12)の露出した前記エリア(28)で行われる、請求項9に記載の方法。
- 前記ソーラーセル(14)が、前記基板(12)に個別に取り付けられる、請求項9又は10に記載の方法。
- 前記ソーラーセル(14)が、セル、相互接続子及びカバーグラス(CIC)ユニットとして前記基板(12)に取り付けられる、請求項9から11の何れか一項に記載の方法。
- 前記コーナー導体(20)は、前記ソーラーセル(14)が取り付けられる前に、前記基板に取り付けられ、プリントされ、又は組み込まれる、請求項9に記載の方法。
- 前記基板(12)が、その表面上、その表面下、又はその表面上及びその表面下の両方に導電経路を含む、請求項9に記載の方法。
- 前記導電経路が、前記ソーラーセル(14)から電気的に絶縁されている、請求項14に記載の方法。
- 前記ソーラーセル(14)のうちの少なくとも1つと前記コーナー導体(20)のうちの少なくとも1つとの間の前記電気的接続のうちの少なくとも1つは、前記ソーラーセル(14)のうちの前記少なくとも1つが前記基板(12)に取り付けられた後に行われる、請求項9から15の何れか一項に記載の方法。
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