JP2023169172A - Solar cell array with bypassed solar cells - Google Patents

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Abstract

To provide a solar array in which a failure occurring in one or more solar cells in a string does not greatly compromise supplied power.SOLUTION: In a solar cell array comprising four solar cells 14 each having at least one cropped corner, the four solar cells 14 are attached to a flex circuit substrate such that adjacent corner regions are aligned, thereby exposing an area of the flex circuit substrate. Front contacts 32 and back contacts 34 for the solar cells 14 extend into the exposed area of the flex circuit substrate. Also included are corner conductors 20 for making one or more electrical connections between the front contacts 32 and the back contacts 34 of the solar cells 14, as well as bypass diodes 44, string length switches 54a and bypass switches 54b.SELECTED DRAWING: Figure 15

Description

本開示は、概してソーラーセルパネルに関し、より具体的には、迂回させたソーラーセルを有するソーラーセルアレイに関する。 TECHNICAL FIELD This disclosure relates generally to solar cell panels and, more particularly, to solar cell arrays having bypassed solar cells.

典型的な宇宙飛行可能なソーラーセルパネルアセンブリは、直列に接続されたソーラーセルの長いストリングからなるソーラーセルアレイを構築することを含む。これらのストリングは、長さ、すなわちソーラーセルの数が変更可能であり、非常に長くすることができる。 A typical spaceflightable solar cell panel assembly involves building a solar cell array consisting of long strings of solar cells connected in series. These strings are variable in length, ie the number of solar cells, and can be very long.

従来のソーラーセルアレイは、必要な出力電圧を生成するために固定数のソーラーセルで構築されている。例えば、直列に接続された50個のソーラーセルのストリングは、100Vの出力電圧を生成する。ストリング内のソーラーセルのうちの一又は複数の不具合は、50個のソーラーセルすべてによって供給される電力を大きく損なう可能性がある。 Traditional solar cell arrays are constructed with a fixed number of solar cells to generate the required output voltage. For example, a string of 50 solar cells connected in series produces an output voltage of 100V. A failure of one or more of the solar cells in the string can significantly impair the power provided by all 50 solar cells.

これにより、ソーラーセルアレイの最大の寿命と成功を保証するために、材料とプロセスの試験、検証、及び資格認定に広範な努力がもたらされる。しかし、そのような努力により、コストが増加し、技術革新が低下する。更に、幾つかのミッションのリスクは高すぎるため、完全に回避される。 This results in extensive efforts in testing, validating, and qualifying materials and processes to ensure maximum longevity and success for solar cell arrays. However, such efforts increase costs and reduce innovation. Additionally, some missions are so risky that they are avoided entirely.

したがって、必要とされることは、ソーラーセルアレイの動作の不具合に対処するための手段であるか、又は、予想される出力電圧がその寿命の間に供給されないことである。 Therefore, what is needed is a means to address malfunctions in the operation of a solar cell array or the expected output voltage is not delivered during its lifetime.

上記先行技術の限定を克服し、本明細書を読み理解すれば明らかになる他の限定を克服するために、本開示は、基板に取り付けられた一又は複数のソーラーセルを含み、基板が、ソーラーセルへの一又は複数の電気的接続を含み、基板が、ソーラーセルのうちの一又は複数への電気的接続のうちの一又は複数を迂回させるための一又は複数のスイッチを含む、ソーラーセルアレイ、方法及びデバイスを記載する。 To overcome the limitations of the prior art described above, and to overcome other limitations that will become apparent upon reading and understanding this specification, the present disclosure includes one or more solar cells attached to a substrate, the substrate comprising: a solar cell comprising one or more electrical connections to the solar cells, the substrate comprising one or more switches for bypassing one or more of the electrical connections to one or more of the solar cells; Cell arrays, methods and devices are described.

一又は複数の刈り込まれたコーナー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、基板のエリアが露出されたままであり、基板の露出されたままであるエリアが、スイッチのうちの少なくとも1つを含む。ソーラーセルのうちの少なくとも1つの隣接するものの刈り込まれたコーナーによって画定されたコーナー領域が位置合わせされ、それにより基板のエリアを露出するように、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。スイッチ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つに隣接した刈り込まれたコーナーによって画定されたコーナー領域内に位置する。 When at least one of the solar cells having one or more cropped corners is attached to a substrate, an area of the substrate remains exposed, and an area of the substrate that remains exposed is attached to at least one of the switches. Including one. At least one of the solar cells is attached to the substrate such that a corner area defined by a pruned corner of an adjacent one of the solar cells is aligned, thereby exposing an area of the substrate. . At least one of the switches is located within a corner region defined by the cropped corner adjacent to at least one of the solar cells.

ソーラーセル、一又は複数の迂回ダイオード、及びスイッチは、電気的に並列に接続される。更に、スイッチは、一又は複数の制御信号によって制御される。 The solar cell, one or more bypass diodes, and the switch are electrically connected in parallel. Furthermore, the switch is controlled by one or more control signals.

スイッチは、ソーラーセルのうちの一又は複数を避けて電流を迂回させる。特に、スイッチは、閉じられると、ソーラーセルのうちの一又は複数の前面接点及び背面接点を接続し、電流がソーラーセルのうちの一又は複数を避けて迂回する。 The switch diverts the current away from one or more of the solar cells. In particular, the switch, when closed, connects the front and back contacts of one or more of the solar cells and current is diverted away from the one or more of the solar cells.

また、ソーラーセルのうちの一又は複数を、ソーラーセルのストリングに加える又はソーラーセルのストリングから除去するためのスイッチもあり、ストリングによって生成される電圧を変えるために、ストリングの長さが変更される。 There is also a switch for adding or removing one or more of the solar cells from the string of solar cells, the length of the string being changed to change the voltage produced by the string. Ru.

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。 Reference is now made to the drawings, wherein like reference numbers represent corresponding parts throughout the drawings.

ソーラーセルパネルの従来の構造を示す。The conventional structure of a solar cell panel is shown. ソーラーセルパネルの従来の構造を示す。The conventional structure of a solar cell panel is shown. A及びBは、1つの例によるソーラーセルパネルの改良された構造を示す。A and B illustrate an improved structure of a solar cell panel according to one example. A及びBは、1つの例によるソーラーセルパネルの代替的構造を示す。A and B illustrate alternative constructions of solar cell panels according to one example. 図3A-B、及び図4A-Bの改良型ソーラーセルパネルで使用されうる、例示的ソーラーセルの前面を示す。3A-B and 4A-B illustrate the front side of an exemplary solar cell that may be used in the improved solar cell panels of FIGS. 4A-B. 図5の例示的ソーラーセルの背面を示す。6 shows a back view of the exemplary solar cell of FIG. 5. FIG. 1つの例による、アレイの2次元(2D)グリッド内に配置されたセルを示す。2 illustrates cells arranged in a two-dimensional (2D) grid of an array, according to one example. 一又は複数の迂回ダイオードがコーナー領域内の基板の露出したエリアに追加されるアレイの例を示す。FIG. 6 shows an example of an array in which one or more bypass diodes are added to exposed areas of the substrate in corner regions. 迂回ダイオードがセルの背面に付けられ、迂回ダイオード用の相互接続子又は接点が前面接点と背面接点との間のコーナー領域内に延在している例を示す。An example is shown in which the bypass diode is attached to the back side of the cell and the interconnect or contact for the bypass diode extends into the corner region between the front and back contacts. 迂回ダイオード用の相互接続子又は接点が前面接点と背面接点の間のコーナー領域内に延在している、図9の例の前面図を示す。10 shows a front view of the example of FIG. 9 in which interconnects or contacts for the bypass diode extend into the corner regions between the front and back contacts; FIG. 2Dグリッドのアレイ内に配置され基板に付けられた図9及び図10のセルであって、迂回ダイオードがセルの背面に付けられ、迂回ダイオード用の接点がセルのコーナー領域内に延在している、図9及び図10のセルを示す。The cell of FIGS. 9 and 10 arranged in an array of 2D grids and attached to a substrate, wherein the bypass diode is attached to the back side of the cell and the contacts for the bypass diode extend into the corner regions of the cell. The cells of FIGS. 9 and 10 are shown. 1つの実施例による、アレイのセル間の上方向/下方向の直列接続を示す。FIG. 6 illustrates an upward/downward series connection between cells of an array, according to one embodiment; FIG. 1つの実施例による、アレイのセル間の左方向/右方向の直列接続を示す。FIG. 7 illustrates a left/right series connection between cells of an array, according to one embodiment; FIG. 複数のスイッチ及び接続経路が示された2つのソーラーセルからなるストリングの回路図を示す。Figure 2 shows a schematic diagram of a string of two solar cells with multiple switches and connection paths shown. ソーラーセルを迂回させることが、ソーラーセルの前面接点と背面接点を接続する単一の迂回スイッチをどのように含むかを示す。Figure 3 shows how diversion of the solar cell includes a single diversion switch connecting the front and back contacts of the solar cell. 垂直な列の一組の3つのソーラーセルを示す。A set of three solar cells in a vertical row is shown. スイッチ機能を迂回ダイオードと組み合わせた単一の集積デバイスを示す。A single integrated device is shown that combines switch functionality with a bypass diode. 迂回ダイオードに隣接して組み合わせたスイッチを示す。The combined switch is shown adjacent to the bypass diode. 1つの例による、ソーラーセル、ソーラーセルパネル及び/又は人工衛星を製造する方法を説明する。A method of manufacturing a solar cell, solar cell panel, and/or satellite according to one example is described. 1つの例による、ソーラーセルからなるソーラーセルパネルを有する結果として得られる人工衛星を示す。2 shows a resulting satellite having a solar cell panel of solar cells, according to one example; FIG. 1つの例による、機能ブロック図の形態でのソーラーセルパネルの図である。1 is a diagram of a solar cell panel in the form of a functional block diagram, according to one example; FIG. AからHは、コーナー導体設計に基づき、フレックス回路基板を使用するソーラーセルアレイが、アレイのストリング長の再構成を示すために構築された実験結果を示す。A to H show experimental results in which a solar cell array based on a corner conductor design and using a flex circuit board was constructed to demonstrate the reconfiguration of the string length of the array.

以下の説明で、本出願の一部を形成する添付図面を参照するが、これらの添付図面は、本開示が実施されうる特定の例を示す目的で図示されている。本開示の範囲から逸脱することなく、他の実施例が利用され、構造的変更が行われうると理解すべきである。 In the following description, reference is made to the accompanying drawings, which form a part of this application, and are shown for the purpose of illustrating particular examples in which the present disclosure may be practiced. It should be understood that other embodiments may be utilized and structural changes may be made without departing from the scope of this disclosure.

例えば宇宙飛行用電力の用途に使用される、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。 A new approach to the design of solar cell arrays, used for example in spaceflight power applications, is based on electrical connections between solar cells within the array.

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、ソーラーセルを個別に基板に取り付け、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、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、個々のセルに基づくソーラーセルアレイ設計を提示する。 These new approaches rearrange solar cell components and the arrangement of solar cells within an array. Instead of connecting solar cells into long linear strings and then assembling them on a substrate, the solar cells can be attached to the substrate individually, with the corner areas of adjacent cells aligned on the substrate, and the expose an area. Electrical connections between cells are made by corner conductors formed in these corner regions on or within the substrate. As a result, this approach presents a solar cell array design based on individual cells.

こうして、ソーラーセルアレイの製造に、単一のレイダウンプロセスとレイアウトを使用することができる。ソーラーセル間の電流の流れは、基板内に埋設された導体によって補助されることになる。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特定の特性、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。この手法は、製造を簡素化し、自動化を可能にし、コストを削減し、納期を短縮する。 Thus, a single laydown process and layout can be used to manufacture solar cell arrays. Current flow between the solar cells will be assisted by conductors embedded within the substrate. These electrical connections define certain characteristics of the solar cell array, such as its dimensions, stay-out area, and circuit termination. This approach simplifies manufacturing, enables automation, reduces costs, and shortens delivery times.

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の従来型構造を示す。図1にはハーフサイズのソーラーセル14が、図2にはフルサイズのソーラーセル14が示されている。宇宙ソーラーセル14は、丸いゲルマニウム(Ge)基板出発材料から得られ、後に半矩形形状に加工されて、ソーラーセルパネル10上への高密度なパッキングが高められる。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、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。ソーラーセル14間の電気的接続を提供する電気コネクタ16は、ソーラーセル14間の長い平行なエッジに沿って作られる。ソーラーセル14が接続されてできるストリングは、任意の数のソーラーセル14の長さを持つように構築されるので、(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せる。完成したソーラーセル14のストリングは、次に基板12に適用され、取り付けられる。 1 and 2 illustrate a conventional structure of a solar cell panel 10, including a substrate 12, a plurality of solar cells 14 arranged in an array, and electrical connectors 16 between the solar cells 14. A half-sized solar cell 14 is shown in FIG. 1, and a full-sized solar cell 14 is shown in FIG. The space solar cell 14 is obtained from a round germanium (Ge) substrate starting material and later processed into a semi-rectangular shape to enhance dense packing onto the solar cell panel 10. This wafer is often diced into one or two solar cells 14, which are described herein as half-size or full-size solar cells 14. Electrical connectors 16 that provide electrical connections between solar cells 14 are made along the long parallel edges between solar cells 14 . The resulting string of connected solar cells 14 can be constructed to have a length of any number of solar cells 14, so that these series connections (cell to cell) are not attached to the substrate. Complete it with The completed string of solar cells 14 is then applied and attached to the substrate 12.

図2では、配線18がソーラーセル14のストリングの終端に取り付けられており、これは、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、ソーラーセル14のアレイの電流をここで断ち切るためである。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、あるソーラーセルパネル10では、導体がはめ込まれたプリント回路基板(PCB)タイプの材料が用いられる。 In FIG. 2, wires 18 are attached to the ends of the strings of solar cells 14, either to electrically connect the strings to other strings or to terminate the wires into a circuit and to connect the solar cells 14. This is to cut off the current to the 14 arrays here. Connections between strings and circuit terminations are typically made on the substrate 12 and typically using traces 18. However, some solar cell panels 10 use a printed circuit board (PCB) type material inlaid with conductors.

接続されたソーラーセル14でできた、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でできたストリングは、位置合わせされていてもいなくてもよい。ソーラーセル14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は多く、その結果、ソーラーセル14が平行な領域又は反平行である領域、位置合わせされている領域又は位置合わせされていない領域が存在する。 Adjacent strings of connected solar cells 14 can run parallel or anti-parallel. Additionally, strings of connected solar cells 14 may be aligned or unaligned. There are many competing influences on the layout of the solar cells 14, such that there are regions where the solar cells 14 are parallel or anti-parallel, aligned or unaligned. do.

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。 3A and 3B illustrate an improved arrangement and structure of a solar cell panel 10a according to one embodiment, and FIG. 3B is an enlarged view of the detail within the dashed circle of FIG. 3A. 5-13, various components of solar cell panel 10a are shown and described in more detail.

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、ソーラーセル14用の基板12を含む。1つの実施例では、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、従来型の組立品に類似する大きな剛性の基板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に装着することができる。 Solar cell panel 10a includes a substrate 12 for solar cells 14 having one or more corner conductors 20 thereon. In one embodiment, substrate 12 is a multilayer substrate 12 comprised of one or more Kapton® (polyimide) layers separating one or more patterned metal layers. Substrate 12 may be attached to a large rigid substrate 10a similar to a conventional assembly. Alternatively, the substrate 12 can be mounted to a lighter, thinner frame or panel 10a for mounting or deployment.

アレイ22の2次元(2-D)格子状で、複数のソーラーセル14が基板12に取り付けられている。この実施例では、アレイ22は、4段×24列に配列された、96個のソーラーセル14から構成されているが、異なる実施態様では、任意の数のソーラーセル14が用いられ得ることが、認められている。 A plurality of solar cells 14 are attached to substrate 12 in a two-dimensional (2-D) grid of array 22 . In this example, array 22 is comprised of 96 solar cells 14 arranged in 4 rows by 24 columns, although any number of solar cells 14 may be used in different implementations. ,It recognized.

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。複数のソーラーセル14が基板12に取り付けられ、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同士が位置合わせされ、それによって基板12のエリア28が露出する。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。 Solar cell 14 has pruned corners 24 that define corner regions 26, as shown by the dashed circles. A plurality of solar cells 14 are attached to substrate 12 and corner regions 26 of adjacent solar cells 14 are aligned to expose areas 28 of substrate 12. The exposed area 28 of the substrate 12 includes one or more corner conductors 20 within the corner region 26 created by the cropped corner 24 of the solar cell 14 and between the solar cell 14 and the corner conductor 20. One or more electrical connections are made.

この実施例では、コーナー導体20は、ソーラーセル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内に埋設されたか、基板12上に堆積し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。ソーラーセル14とコーナー導体20との間の接続は、ソーラーセル14が基板12に取り付けられた後に行われる。 In this example, the corner conductors 20 may be attached to the substrate 12, printed on the substrate 12, embedded within the substrate 12, or embedded in the substrate 12 before and/or after the solar cell 14 is attached to the substrate 12. Conductive paths deposited thereon facilitate connections between adjacent solar cells 14. The connection between solar cell 14 and corner conductor 20 is made after solar cell 14 is attached to substrate 12.

1つの実施例では、4つの隣接するソーラーセル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で集まって共になっている。次いで、ソーラーセル14は、基板12に個々に取り付けられ、コーナー導体20の上に載置され、ソーラーセル14とコーナー導体20との間の電気的接続を形成する。 In one embodiment, four adjacent solar cells 14 are aligned on the substrate 12 and four trimmed corners 24, one from each solar cell 14, meet together at a corner region 26. There is. The solar cells 14 are then individually attached to the substrate 12 and rest on the corner conductors 20 to form an electrical connection between the solar cells 14 and the corner conductors 20.

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に付けられてもよい。代わりに、未被覆のソーラーセル14を基板12上で組み立て、その後にソーラーセル14に相互接続子を付け、続いて単セルのソーラーセル14用カバーガラス、マルチセルのソーラーセル14用カバーガラス、マルチセルのポリマーカバーシート、又はスプレー式封止材を付けることもできる。このアセンブリは、性能を制限するであろう損傷からソーラーセル14を保護する。 Solar cell 14 may be attached to substrate 12 as a CIC (Cell, Interconnect, Cover Glass) unit. Alternatively, an uncoated solar cell 14 is assembled on the substrate 12, followed by attaching an interconnect to the solar cell 14, followed by a cover glass for a single cell solar cell 14, a cover glass for a multi cell solar cell 14, a cover glass for a multi cell solar cell 14, and a cover glass for a multi cell solar cell 14. A polymeric cover sheet or spray encapsulant may also be applied. This assembly protects the solar cell 14 from damage that would limit its performance.

図4A及び図4Bは、1つの例による、ソーラーセルパネル10aの代替的構造を示し、図4Bは、図4Aの破線円内の詳細拡大図である。この実施例では、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。その代わりに、コーナー導体20の大部分は、基板12に取り付けられる電力ルーティングモジュール(PRM)30内に包含される。 4A and 4B illustrate an alternative construction of a solar cell panel 10a, according to one example, and FIG. 4B is an enlarged view of the detail within the dashed circle of FIG. 4A. In this embodiment, only a small number of corner conductors 20 are printed on or integrated into the substrate 12. Instead, the majority of corner conductors 20 are contained within a power routing module (PRM) 30 that is attached to substrate 12.

図5は、図3A-B、及び図4A-Bの改良型ソーラーセルパネル10aで使用されうる、例示的ソーラーセル14の前面を示す。ソーラーセル14は、CICユニットであり、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もまた用いることができるだろう。) FIG. 5 shows the front side of an exemplary solar cell 14 that may be used in the improved solar cell panel 10a of FIGS. 3A-B and 4A-B. The solar cell 14 is a CIC unit and is a half-sized solar cell 14. (Full-sized solar cells 14 could also be used.)

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24を有するように製造されており、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に示す実施例では、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。(フルサイズのソーラーセル14は、4つの刈り込んだコーナー24を有し、その各々が、前面接点32と背面接点34を有するであろう。) As shown by the dashed circle, the solar cell 14 is manufactured with at least one pruned corner 24 defining a corner region 26 , and the corner region 26 defined by the pruned corner 24 is includes at least one contact 32 , 34 for electrical connection with the solar cell 14 . In the embodiment shown in FIG. 5, the solar cell 14 has two cropped corners 24, each having a front contact 32 on the front side of the solar cell 14 and a back contact 32 on the back side of the solar cell 14. , with contacts 32 and 34 extending into corner region 26 . (A full-sized solar cell 14 would have four cropped corners 24, each having a front contact 32 and a back contact 34.)

刈り込まれたコーナー24は、ソーラーセル14のための丸いウエハ出発材料の利用を増加させる。従来のパネル10では、これらの刈り込まれたコーナー24は、ソーラーセル14が基板12に取り付けられた後、パネル10の上に未使用の空間をもたらすだろう。しかし、本開示で記載する新たな手法では、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を備える金属箔相互接続子を、コーナー領域26に移動させる。これに対して、既存のCICは、相互接続子がソーラーセル14の前面に取り付けられており、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。 Trimmed corners 24 increase the utilization of round wafer starting material for solar cells 14. In a conventional panel 10, these trimmed corners 24 would provide unused space above the panel 10 after the solar cells 14 are attached to the substrate 12. However, the new approach described in this disclosure takes advantage of this unused space. Specifically, a metal foil interconnect comprising corner conductors 20, front contacts 32, and back contacts 34 is moved to corner region 26. In contrast, existing CICs have interconnects attached to the front of the solar cell 14 and connected to the back (where the connection occurs) during string fabrication.

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の前面で集電される。グリッド36に金属を添加する間にはバランスが存在し、ソーラーセル14に入射する光及びその出力電力を低減し、より多くの金属を有することの抵抗が低減される。バスバー40は、高電流を搬送する低抵抗導体であり、また万が一前面接点32が切断された場合にも冗長性を提供する。最適化は、一般に、前面接点32の間を直接通る短いバスバー40を必要とする。前面接点32を切り刈り込まれたコーナー24に有することにより、バスバー40は、ソーラーセル14の周囲から離れるように移動する。これは、バスバー40の長さ及び光の不明瞭さを同時に最小限に抑えながら達成される。加えて、これによってフィンガ38も短くなる。これにより、フィンガ38の長さがより短く、搬送される全電流がより少ないので、グリッド36の寄生抵抗が低減される。これによって、より短い細型のフィンガ38を提供するために、前面接点32及び接続するバスバー40を移動させるという設計志向が生じる。 The current generated by the solar cell 14 is collected at the front face of the solar cell 14 by a grid 36 of narrow metal fingers 38 and wider metal busbars 40 connected to either front contact 32 . A balance exists between adding metal to the grid 36, reducing the light incident on the solar cell 14 and its output power, and having more metal reduces the resistance. Bus bar 40 is a low resistance conductor that carries high current and also provides redundancy in the event that front contact 32 is severed. Optimization generally requires short busbars 40 passing directly between front contacts 32. By having the front contact 32 at the pruned corner 24, the busbar 40 moves away from the perimeter of the solar cell 14. This is accomplished while simultaneously minimizing the length of the busbar 40 and the obscuring of the light. In addition, this also shortens the fingers 38. This reduces the parasitic resistance of the grid 36 since the fingers 38 are shorter in length and carry less total current. This creates a design preference to move the front contact 32 and the connecting bus bar 40 to provide a shorter narrow finger 38.

図6は、図5の例示のソーラーセル14の背面を示す。ソーラーセル14の背面は、背面接点34の両方に結合される金属背面層42を有する。 FIG. 6 shows the back side of the exemplary solar cell 14 of FIG. The back side of solar cell 14 has a metal back layer 42 coupled to both back contacts 34 .

図7は、1つの実施例による、アレイ22の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、基板12に取り付けられた複数のソーラーセル14を含み、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、それによって基板12の領域28が露出する。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。 FIG. 7 shows solar cells 14 arranged in a 2D grid of arrays 22, according to one embodiment. Array 22 includes a plurality of solar cells 14 attached to substrate 12 with corner regions 26 of adjacent ones of the solar cells 14 aligned to expose regions 28 of substrate 12. Electrical connections (not shown) between solar cells 14 are made at front contacts 32 and back contacts 34 of solar cells 14 and corner conductors 20 (not shown) formed on or in exposed areas 28 of substrate 12. (not shown) in exposed areas 28 of substrate 12.

組み立て中に、ソーラーセル14は、個々に基板12に取り付けられる。この組み立ては、支持面、すなわち基板12上で直接行うことができ、この基板は剛性と可撓性のどちらでもよい。代わりに、ソーラーセル14は、仮の支持面上でアレイ22の2D格子状に組み立てられ、その後に最終的な支持面、すなわち基板12へと移送することもできるだろう。 During assembly, solar cells 14 are individually attached to substrate 12. This assembly can take place directly on the support surface, ie the substrate 12, which can be either rigid or flexible. Alternatively, the solar cells 14 could be assembled into a 2D grid of arrays 22 on a temporary support surface and then transferred to the final support surface, ie, the substrate 12.

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迂回ダイオード44が追加された、アレイ22の1つの実施例を示す。迂回ダイオード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を保護するのだが、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うるが、その場合には、ソーラーセル14に逆バイアスがかかる。1つの実施例では、迂回ダイオード44は、ソーラーセル14から独立して、コーナー領域26において基板12に取り付けられている。 FIG. 8 shows one embodiment of array 22 in which one or more bypass diodes 44 have been added to exposed areas 28 in corner regions 26 of substrate 12 for use in one or more electrical connections. . The bypass diode 44 protects the solar cell 14 in the event that the solar cell 14 is no longer able to generate current, which may also be due to partial shading. However, in that case, the solar cell 14 is reverse biased. In one embodiment, bypass diode 44 is attached to substrate 12 in corner region 26 independent of solar cell 14 .

図9は、迂回ダイオード44がソーラーセル14の背面に付けられ、迂回ダイオード44用の相互接続子又は接点46が、背面層42に接続され、更に前面接点32と背面接点34との間でコーナー領域26内に延在している、1つの実施例を示す。 FIG. 9 shows that a bypass diode 44 is attached to the back side of the solar cell 14 and that an interconnect or contact 46 for the bypass diode 44 is connected to the back layer 42 and further connected to the corner between the front contact 32 and the back contact 34. One embodiment is shown extending into region 26.

図10は、迂回ダイオード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の間でコーナー領域26内に延在している、図9の実施例の前面図を示す。 FIG. 10 is a front view of the embodiment of FIG. 9 in which an interconnect or contact 46 for a bypass diode 44 (not shown) extends into corner region 26 between front contact 32 and back contact 34. shows.

図11は、アレイ22の2D格子状に配列され基板12に付けられた、図9及び図10のソーラーセル14を示すが、ここでは、迂回ダイオード44(図示せず)がソーラーセル14の背面に付けられ、迂回ダイオード44用の接点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。 FIG. 11 shows the solar cells 14 of FIGS. 9 and 10 arranged in a 2D grid of arrays 22 and attached to the substrate 12, but in which bypass diodes 44 (not shown) are connected to the backside of the solar cells 14. A contact 46 for the bypass diode 44 extends into the corner region 26 of the solar cell 14 .

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、一般化されたレイアウトであることである。特に、これらのレイアウトは、パネル10a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。このことは、組み立て、再加工、試験、及び検査のプロセスを大いに簡略化する。 One advantage of this approach is that the layouts shown in FIGS. 7, 8, and 11 are generalized layouts. In particular, these layouts can be repeated over any dimensions of panel 10a desired by the customer. This greatly simplifies the assembly, rework, testing, and inspection process.

ソーラーセル14及び迂回ダイオード44の配置は一般的である。ソーラーセル14の直列接続及びストリング終端への電気的接続は、最終顧客のための重要なカスタマイズであり、レイアウトとは独立して行われる。ソーラーセル14のコーナー領域26における前面接点32及び背面接点34は、接続されなければならない。これは、電流を所望の経路を通ってルーティングするために、多くの組み合わせで行うことができる。 The arrangement of solar cells 14 and bypass diodes 44 is conventional. The series connection of solar cells 14 and the electrical connections to the string terminations are important customizations for the end customer and are done independently of the layout. The front contact 32 and the back contact 34 in the corner area 26 of the solar cell 14 must be connected. This can be done in many combinations to route the current through the desired path.

ソーラーセル14とコーナー導体20との間で接続がなされる。ソーラーセル14の前面接点32及び背面接点34は、コーナー導体20に取り付けるために各コーナー領域26に存在する。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。 A connection is made between the solar cell 14 and the corner conductor 20. A front contact 32 and a back contact 34 of the solar cell 14 are present at each corner region 26 for attachment to the corner conductor 20. Interconnectors for the front contact 32 and back contact 34 of each solar cell 14 may be welded, soldered, or otherwise attached to the corner conductor 20 to provide a conductive path 20 , 32 , 34 for routing current to the exterior of the solar cell 14 . It is joined in the following manner.

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、特定の設計によって所望されるように、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せることができる。また、必要に応じて、ステイアウトゾーンを避けて(around stay-out zones)電流の流れをルーティングすることもできる。ソーラーセルアレイ22の長さ及び幅を所望通りに設定することができる。また、アレイ22の幅は、その長さに応じて変化しうる。 Corner conductors 20 can be used to make any customizations in electrical connections. Adjacent solar cells 14 can be electrically connected to conduct current vertically or horizontally, as desired by a particular design. Current flow can also be routed around stay-out zones if desired. The length and width of the solar cell array 22 can be set as desired. Also, the width of array 22 may vary depending on its length.

1つの実施例では、電気的接続は、複数のソーラーセル14を通る電流の流れを決定する直列接続である。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うるが、図12は、アレイ22のソーラーセル14間の上方向/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間の左方向/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と迂回ダイオード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。これらの直列接続48、50は、矢印52で示すように、ソーラーセル14を介した電流(電力)の流れを決定する。 In one embodiment, the electrical connections are series connections that determine the flow of current through the plurality of solar cells 14. This may be achieved by the connection schemes shown in FIGS. 12 and 13, with FIG. 12 showing an upward/downward series connection 48 between the solar cells 14 of the array 22, and FIG. A left/right series connection 50 between solar cells 14 is shown. In both FIGS. 12 and 13, these series connections 48, 50 are the electrical connections between the front contact 32 and back contact 34 of the solar cell 14 and the bypass diode 44; This is accomplished using corner conductors 20 formed on or within exposed areas 28 of substrate 12. These series connections 48, 50 determine the flow of current (power) through the solar cell 14, as shown by arrow 52.

ソーラーセル14間のコーナー導体20は、多くの形態を取ることができる。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、電線を用いて完成させることができるだろう。電線に加えて、相互接続子と類似の金属箔コネクタもまた適用できるだろう。金属導体経路又はトレース(図示せず)もまた、基板12に組み込むことができる。 Corner conductors 20 between solar cells 14 can take many forms. The corner conductors 20 could be completed using electrical wires with electrical connections made at both ends in a manner that could be soldering, welding, conductive adhesive, or other treatments. In addition to electrical wires, metal foil connectors similar to interconnects could also be applied. Metal conductor paths or traces (not shown) may also be incorporated into substrate 12.

要するに、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24が位置合わせされ、コーナー領域26が隣接するように配置することができ、それによって基板12のエリア28が露出する。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及び背面接点32と、迂回ダイオード44と、基板12の露出したエリア28上又はエリア28内のコーナー導体20との間でなされるが、これらの導電経路は、回路を含む直列接続48、50でソーラーセル14のストリングを作り出すのに使用される。 In summary, this new approach allows solar cells 14 to be individually placed on the substrate 12 such that the corner regions 26 of two, three, or four adjacent solar cells 14 are aligned on the substrate 12. It is to be attached to. Solar cells 14 may be positioned such that trimmed corners 24 are aligned and corner regions 26 are adjacent, thereby exposing areas 28 of substrate 12. Electrical connections between solar cells 14 are made within these corner regions 26 to the front and back contacts 32 and 32 of solar cells 14, to bypass diodes 44, and to corners on or within exposed areas 28 of substrate 12. These conductive paths are used to create strings of solar cells 14 in series connections 48, 50 including circuits.

迂回させたソーラーセルを有するソーラーセルアレイ
宇宙ベースのソーラーセルアレイ22は、一般に整備することができない。したがって、不具合が主要な懸念事項であり、幾つかのミッションを回避するだけではなく、広範な品質プログラムにつながる。
Solar Cell Arrays with Detoured Solar Cells Space-based solar cell arrays 22 are generally not maintainable. Therefore, defects are a major concern, leading not only to the avoidance of some missions but also to extensive quality programs.

ソーラーセルアレイ22は、出力電圧を生成するために、多くのソーラーセル14を繋ぎ合わせて電力を生成する。1つの例では、直列の50個のソーラーセル14のストリングが、100Vの出力電圧を生成する。ストリング内の一又は複数のソーラーセルアレイ14の不具合は、50個のソーラーセル14のすべてによって供給される電力を大きく損なう可能性がある。 Solar cell array 22 generates power by linking together a number of solar cells 14 to generate an output voltage. In one example, a string of 50 solar cells 14 in series produces an output voltage of 100V. Failure of one or more solar cell arrays 14 within a string can significantly impair the power provided by all 50 solar cells 14.

本開示は、ソーラーセル14を迂回させる機構を提供し、よってストリングを妥協することはない。また、ストリングの長さは、ソーラーセル14を追加又は除去することによって変更することができる。全体で、これらの能力により、ソーラーセルアレイ22は、ソーラーセル14の不具合時に電力を生成し続けることができる。 The present disclosure provides a mechanism to bypass solar cells 14, thus not compromising the string. Also, the length of the string can be changed by adding or removing solar cells 14. Collectively, these capabilities allow solar cell array 22 to continue generating power in the event of a solar cell 14 failure.

ソーラーセル14は、一般にストリング内で直列に接続される。ストリング内の単一の三重接合ソーラーセル14は、約2Vを生成する。光電流は、ソーラーセル14の裏側(すなわち、p側)から出るのであるが、第1のソーラーセル14の裏側が第2のソーラーセル14の正面(すなわち、n側)に直列接続されている。光電流は、第2のソーラーセル14の裏面から再び出る。電流は、直列に接続されたソーラーセル14を通して一定であるが、各追加のソーラーセル14から2Vを得る。 Solar cells 14 are typically connected in series within a string. A single triple junction solar cell 14 in the string produces approximately 2V. The photocurrent comes out from the back side (i.e., p-side) of the solar cell 14, and the back side of the first solar cell 14 is connected in series with the front side (i.e., n-side) of the second solar cell 14. . The photocurrent exits again from the back side of the second solar cell 14. The current is constant through the solar cells 14 connected in series, but derives 2V from each additional solar cell 14.

重要な設計仕様は、システムの動作に必要な電圧である。これは、100Vであることが多いが、大きく変動する。 An important design specification is the voltage required for system operation. This is often 100V, but can vary widely.

ソーラーセル14、迂回ダイオード44、又はそれらの電気的接続に対する損傷は、ストリングによって供給される電力を大幅に低下させる可能性がある。ストリングの直列接続の性質のために、一又は複数のソーラーセル14の不具合は、出力を50%以上低下させる可能性がある。 Damage to the solar cells 14, bypass diodes 44, or their electrical connections can significantly reduce the power provided by the string. Due to the series-connected nature of the string, failure of one or more solar cells 14 can reduce output by 50% or more.

本開示は、結果的にソーラーセル14がストリングから除去され、ストリングの電圧低下を引き起こすような、ソーラーセル14及びその迂回ダイオード44をストリングから迂回させることを記載している。出力電圧及びピーク発電を維持するために、ストリングからソーラーセル14を除去した後に、ストリングにソーラーセル14を追加することによって、ストリングも変化するはずである。典型的には、迂回させたソーラーセル14による劣化なしに、100Vの出力を供給するために、ストリングの長さは維持又は増加されるだろう。 The present disclosure describes bypassing the solar cell 14 and its bypass diode 44 from the string, resulting in the solar cell 14 being removed from the string and causing a voltage drop in the string. The string would also change by adding solar cells 14 to the string after removing them from the string to maintain output voltage and peak power generation. Typically, the length of the string will be maintained or increased to provide a 100V output without degradation due to the bypassed solar cells 14.

図14は、基板12に取り付けられた2つのソーラーセル14からなるストリングの回路図を示し、基板12は、ソーラーセル14への一又は複数の電気的接続を含み、各ソーラーセル14は、迂回ダイオード44を有する。各ソーラーセル14はまた、一組の、ストリングの長さを変更するための一又は複数のストリング長スイッチ54aと、ソーラーセル14を迂回させるための迂回スイッチ54bとを有し、それによってソーラーセル14への電気的接続を変更する。 FIG. 14 shows a schematic diagram of a string of two solar cells 14 attached to a substrate 12, the substrate 12 containing one or more electrical connections to the solar cells 14, and each solar cell 14 having a It has a diode 44. Each solar cell 14 also has a set of one or more string length switches 54a for changing the length of the string, and a bypass switch 54b for bypassing the solar cell 14, thereby 14.

ソーラーセル14は、電流源、シャント抵抗、及びダイオードを含み、これは一般的な回路表現である。これは、ソーラーセルアレイ22がどのように変化しうるかの考慮を単純化する。ソーラーセル14のシャドーイング又は破壊は、電流源を減少させるだろう。ソーラーセル14の損傷は、シャント抵抗を減少させる可能性がある。 Solar cell 14 includes a current source, a shunt resistor, and a diode, which is a common circuit representation. This simplifies consideration of how solar cell array 22 may vary. Shadowing or destruction of the solar cell 14 will reduce the current source. Damage to solar cell 14 can reduce shunt resistance.

相互接続子56も示されており、これらの相互接続子56の各々は、ウェブ要素によって結合された平行平面を有する2つのフランジ要素を備え、したがって、その側面が傾いた文字Hに似ているように見える。相互接続子56は、デバイス(ソーラーセル14、迂回ダイオード44、スイッチ54)を導体20に接続するために使用される金属箔片である。 Interconnectors 56 are also shown, each of these interconnectors 56 comprising two flange elements with parallel planes joined by a web element, thus resembling the letter H with its sides inclined looks like. Interconnect 56 is a piece of metal foil used to connect devices (solar cell 14, bypass diode 44, switch 54) to conductor 20.

相互接続子56、デバイス14、44、54、及び導体20との間の接続部58は、小さな正方形として示されている。これらの接続部58は、はんだ付け又は溶接された接続部58とすることができる。 Connections 58 between interconnects 56, devices 14, 44, 54, and conductors 20 are shown as small squares. These connections 58 can be soldered or welded connections 58.

導体20は、おそらくワイヤとすることができるが、ソーラーセル14間の電気的接続の複雑なネットワークは禁止され、広範囲の労力とパネル10aエリアの占有を必要とするだろう。しかしながら、ソーラーセルアレイ22におけるコーナー導体20の使用は、この手法を可能にする。このソーラーセル14のレイアウトは、必要な導体20をすべて(コーナー領域26内に)近接して配置し、デバイス14、44、54もコーナー領域26内に存在可能にする。 The conductors 20 could possibly be wires, but a complex network of electrical connections between the solar cells 14 would be prohibited and would require extensive effort and occupation of the panel 10a area. However, the use of corner conductors 20 in solar cell array 22 makes this approach possible. This layout of solar cell 14 places all the necessary conductors 20 in close proximity (in corner region 26) and allows devices 14, 44, 54 to also be present in corner region 26.

次に、ソーラーセル14は、空間認可された構築方法で容易に入手可能なフレックス回路基板12のような基板12の上に組み立てることができる。フレックス回路基板12は、図に示す電気的接続の配線パターンを形成可能な金属トレースを有する。これらの電気的接続は、従来のソーラーセルアレイでは事実上不可能であるだろうが、本開示のコーナー接続レイアウトにおいては簡単になる。 Solar cells 14 can then be assembled onto a substrate 12, such as a readily available flex circuit board 12, using space-certified construction methods. The flex circuit board 12 has metal traces that can form the wiring pattern of the electrical connections shown. These electrical connections would be virtually impossible in conventional solar cell arrays, but are simplified in the corner connection layout of the present disclosure.

図14は、2つのソーラーセル14の長さを有するストリングを示す。これは、実際にはあまり有用ではないが、本開示の機能を実証するのに役立つ。極性は、照射されると、上向き矢印の電流源によって示されるように、各ソーラーセル14内で光電流が上に流れるようなものである。結果として得られる電圧も、図の下部ではなく上部(VX+接続)で大きくなるだろう。右側の2つのストリング長スイッチ54aは、出力を制御することができる。図示される出力は、2つの出力V1及びV2の正及び負の極性を含む。ソーラーセルアレイ22の始点として、V1-が固定される。ボトムソーラーセル14の後、一組のストリング長スイッチ54aは、V1+に終端するために、出力を制御することができる。この場合、上部ソーラーセル14は、V2-に接続されるだろう。そして、上部ソーラーセル14の出力は、次いで一組のストリング長スイッチ54aによってV2+にスイッチ接続されるだろう。この構成では、各出力に1つのソーラーセル14の電力を有する2つの出力が存在するだろう。 FIG. 14 shows a string with two solar cell 14 lengths. This is not very useful in practice, but helps demonstrate the functionality of the present disclosure. The polarity is such that when illuminated, photocurrent flows upward within each solar cell 14, as indicated by the upwardly pointing arrow current source. The resulting voltage will also be larger at the top of the diagram (VX+ connection) rather than at the bottom. The two string length switches 54a on the right can control the output. The illustrated outputs include positive and negative polarities of the two outputs V1 and V2. V1- is fixed as the starting point of the solar cell array 22. After the bottom solar cell 14, a set of string length switches 54a can control the output to terminate to V1+. In this case, the upper solar cell 14 would be connected to V2-. The output of the upper solar cell 14 will then be switched to V2+ by a set of string length switches 54a. In this configuration there would be two outputs with the power of one solar cell 14 on each output.

ストリング長スイッチ54aはまた、下部ソーラーセル14の後に、2つのストリング長スイッチ54aを通るにもかかわらず、電流が上部ソーラーセル14に続くように設定することもできるだろう。次に、電流は、続いて上部ソーラーセル14を通り、そこで電圧が上昇する。出力は、次いでV1+に方向付けられる。V1+は、以前と同じ電流を有するが、ここで電圧は2倍になる。回路ラインV2-及びV2+は、共に接続することができ、任意の浮遊している未接続の導体を回避する。 The string length switch 54a could also be set such that the current continues to the upper solar cell 14 after the lower solar cell 14, albeit through two string length switches 54a. The current then continues through the upper solar cell 14 where the voltage increases. The output is then directed to V1+. V1+ has the same current as before, but now the voltage is doubled. Circuit lines V2- and V2+ can be connected together, avoiding any floating unconnected conductors.

ソーラーセル14又は迂回ダイオード44が正しく動作していない場合、左側の迂回スイッチ54bを閉じて、ソーラーセル14及び迂回ダイオード44をストリングから迂回させることができる。閉じられると、スイッチ54bは、ソーラーセル14を迂回させる低抵抗経路を形成し、その結果、その全域でほぼ0ボルト、かつほとんど又は全く電流が流れないソーラーセル14となるだろう。 If the solar cell 14 or diversion diode 44 is not operating properly, the left diversion switch 54b can be closed to divert the solar cell 14 and diversion diode 44 from the string. When closed, the switch 54b will create a low resistance path that bypasses the solar cell 14, resulting in the solar cell 14 having approximately 0 volts and little or no current flowing across it.

この動作は、ソーラーセル14をストリングから除去してストリングの電圧低下をもたらすだろう。出力電圧及びピーク発電を維持するために、ストリングも変化しなければならず、これは機能するソーラーセル14をストリングに追加するための別の組のスイッチ54aを必要とする。典型的には、ストリング長は、ストリングが次いで迂回されたソーラーセル14による劣化なしに100V出力を供給するように、維持又は増加されるだろう。 This operation will remove the solar cell 14 from the string resulting in a voltage drop across the string. To maintain output voltage and peak power generation, the string must also change, which requires another set of switches 54a to add functioning solar cells 14 to the string. Typically, the string length will be maintained or increased such that the string then provides a 100V output without degradation due to the bypassed solar cells 14.

宇宙ベースのソーラーセルアレイ22のための典型的な構築ブロックは、ソーラーセル14及び迂回ダイオード44である。本開示において、構築ブロックは、ここでは、ソーラーセル14、迂回ダイオード44、ストリング長スイッチ54a、及び迂回スイッチ54bになる。この高度に機能的な構築ブロックは、コーナー接続レイアウトと組み合わせると、驚くべき機能性を有するソーラーセルアレイ22を構築するために使用することができる。 Typical building blocks for space-based solar cell array 22 are solar cells 14 and bypass diodes 44. In this disclosure, the building blocks here become the solar cell 14, the diversion diode 44, the string length switch 54a, and the diversion switch 54b. This highly functional building block, when combined with a corner connection layout, can be used to construct solar cell arrays 22 with surprising functionality.

もたらされる構成は、任意の単一のソーラーセル14又はソーラーセル14のグループを迂回可能にするだろう。電流は、次いで迂回スイッチ54bを通り、ソーラーセル14を避けてルーティングされるだろう。その後、必要な出力電圧に達するように、ストリングの長さを必要に応じて拡張することができるだろう。図14は、個々のソーラーセル14のレベルでのスイッチ制御及び迂回制御を示す。ソーラーセル14のグループをsグループとして迂回させることができるように、接続を修正することは簡単である。これは、ソーラーセル14をグループとして切り替えることに類似する。 The resulting configuration will allow any single solar cell 14 or group of solar cells 14 to be bypassed. The current will then be routed away from solar cell 14 through diversion switch 54b. The string length could then be expanded as needed to reach the required output voltage. FIG. 14 shows switch control and bypass control at the level of individual solar cells 14. It is easy to modify the connections so that groups of solar cells 14 can be routed around as s-groups. This is similar to switching solar cells 14 as a group.

迂回ダイオード44は、迂回スイッチ54bと類似の役割を果たす。迂回スイッチ54bは、動作を感知し、スイッチ構成を決定し、スイッチに情報を送信する外部システムを通して制御される。これらの動作は、迂回ダイオード44に対して内部にあり自動である。迂回ダイオード44に印加される順方向バイアスが0.7Vより大きい場合、電流は、低抵抗の迂回ダイオード44を通って自動的に流れることになる。適切な感知及び制御システムにより、迂回スイッチ54bは、迂回ダイオード44の必要性を排除することができるだろう。 The detour diode 44 plays a role similar to that of the detour switch 54b. Diversion switch 54b is controlled through an external system that senses operation, determines switch configuration, and sends information to the switch. These operations are internal to the bypass diode 44 and automatic. If the forward bias applied to the bypass diode 44 is greater than 0.7V, current will automatically flow through the low resistance bypass diode 44. With appropriate sensing and control systems, bypass switch 54b could eliminate the need for bypass diode 44.

図15は、コーナー接続レイアウトにおいてソーラーセル14の前面接点32と背面接点34とを接続する単一の迂回スイッチ54bによって、ソーラーセル14がどのように迂回されるかを示している。更に、ストリング長スイッチ54aの組は、ストリング長を調節するために使用される。 FIG. 15 shows how the solar cell 14 is bypassed by a single bypass switch 54b connecting the front contact 32 and back contact 34 of the solar cell 14 in a corner connection layout. Additionally, a set of string length switches 54a are used to adjust the string length.

コーナー接続レイアウトは、この例では、少なくとも1つの刈り込まれたコーナー24を各々が有する4つのソーラーセル14からなるソーラーセルアレイ22に使用される。刈り込まれたコーナー24から生じるソーラーセルセル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、それによって基板12のエリア28が露出するように、ソーラーセル14は、基板12、すなわちフレックス回路基板12に取り付けられる。ソーラーセル14の前面接点32及び背面接点34は、基板12の露出されたエリア28内を延びる。基板12の露出エリア28はまた、迂回ダイオード44、ストリング長スイッチ54a及び迂回スイッチ54だけではなく、ソーラーセル14の前面接点32と背面接点34との間に一又は複数の電気的接続を行うためのコーナー導体20も含む。 A corner-connected layout is used in this example for a solar cell array 22 consisting of four solar cells 14 each having at least one pruned corner 24 . The solar cell 14 is attached to the substrate 12, i.e., the flex circuit board 12, such that the corner regions 26 of adjacent ones of the solar cells 14 resulting from the trimmed corners 24 are aligned, thereby exposing an area 28 of the substrate 12. can be attached to. Front contact 32 and back contact 34 of solar cell 14 extend within exposed area 28 of substrate 12 . Exposed area 28 of substrate 12 is also used to make one or more electrical connections between front contact 32 and back contact 34 of solar cell 14, as well as bypass diode 44, string length switch 54a, and bypass switch 54. It also includes a corner conductor 20.

基板12の露出エリア28はまた、ソーラーセル14のうちの一又は複数への電気的接続を迂回させるための一又は複数の迂回スイッチ54bを含み、スイッチ54bは、閉じられると、ソーラーセル14のうちの一又は複数への電気的接続を迂回させるために、ソーラーセル14のうちの一又は複数の前面接点32及び背面接点34を結合する。前面接点32及び背面接点34が互いに対して物理的に隣接しているので、コーナー接続レイアウトは、迂回スイッチ54bの使用を簡単にする。更に、前面接点32及び背面接点34は、フレックス回路基板12上のトレースにアクセス可能である。 The exposed area 28 of the substrate 12 also includes one or more diversion switches 54b for bypassing electrical connections to one or more of the solar cells 14, the switches 54b, when closed, The front contact 32 and the back contact 34 of one or more of the solar cells 14 are coupled in order to bypass electrical connections to one or more of the solar cells 14 . The corner connection layout simplifies the use of the bypass switch 54b because the front contact 32 and back contact 34 are physically adjacent to each other. Additionally, front contact 32 and back contact 34 are accessible to traces on flex circuit board 12.

コーナー接続レイアウトはまた、ソーラーセル14の迂回のための別の重要な能力を提供する。具体的には、フレックス回路基板12は、ソーラーセル14から電気的に絶縁されたソーラーセル14の下にトレースを含むことができる。 The corner connection layout also provides another important capability for bypassing solar cells 14. Specifically, flex circuit board 12 may include traces underneath solar cell 14 that are electrically isolated from solar cell 14 .

更に、基板12の露出されたエリア28は、ソーラーセル14のうちの一又は複数をストリングの電気的接続に加える及び/又は電気的接続から除去することによって、ソーラーセル14のストリングを変更するための一又は複数の組のスイッチ54aも含む。ストリングによって生成される電圧を変更するために、ストリングが変更される。 Additionally, the exposed areas 28 of the substrate 12 can be used to modify the string of solar cells 14 by adding and/or removing one or more of the solar cells 14 from the string's electrical connections. It also includes one or more sets of switches 54a. The string is modified to change the voltage produced by the string.

図16は、垂直な列の一組の3つのソーラーセルを示す。バスバー40は、グリッド36(図示せず)の個々の幅の狭い金属フィンガ38からソーラーセル14の前面接点32に電流を運ぶソーラーセル14の表面上の低抵抗金属導体である。バスバー40の各端部は、フレックスシート基板12上のトレースに接続可能な前面接点32に接続される。背面接点34は、ソーラーセル14の裏面に接続される。 Figure 16 shows a set of three solar cells in a vertical column. Busbars 40 are low resistance metal conductors on the surface of solar cell 14 that carry electrical current from individual narrow metal fingers 38 of grid 36 (not shown) to front contact 32 of solar cell 14 . Each end of the bus bar 40 is connected to a front contact 32 that can be connected to a trace on the flex sheet substrate 12. Back contact 34 is connected to the back surface of solar cell 14 .

破線は、ソーラーセル14から電気的に絶縁されたソーラーセル14の下のフレックスシート基板12の中又は上のトレース60、62である。これらのトレース60、62は、各コーナー間のソーラーセル14の前面接点32及び背面接点34のための並列電流経路を提供する。これらのトレース60、62はまた、ソーラーセル14を迂回させるための電流経路を提供し、ソーラーセル14が迂回されるとき、ソーラーセル14の下に電流が流れることを可能にする。これは、上で相互参照された用途の幾つかに見られるステイアウトゾーンの議論に類似する。 The dashed lines are traces 60, 62 in or on the flex sheet substrate 12 below the solar cell 14 that are electrically isolated from the solar cell 14. These traces 60, 62 provide parallel current paths for the front contact 32 and back contact 34 of the solar cell 14 between each corner. These traces 60, 62 also provide a current path for bypassing the solar cell 14, allowing current to flow underneath the solar cell 14 when the solar cell 14 is bypassed. This is similar to the stay-out zone discussion found in some of the applications cross-referenced above.

コーナー領域26はまた、迂回ダイオード44と、これらのソーラーセル14の直列接続を支持するコーナー導体20とを含みうる。電流は、これらの3つのソーラーセル14を通って上から下に流れるだろう。 The corner region 26 may also include a bypass diode 44 and a corner conductor 20 that supports the series connection of these solar cells 14. Current will flow through these three solar cells 14 from top to bottom.

迂回スイッチ54bは、コーナー領域26にも示されている。単一の迂回スイッチ54bだけが、各コーナー領域26に必要であるが、コーナー領域26の第2の迂回スイッチ54bは、不具合からの更なる保護を提供する。 A bypass switch 54b is also shown in corner area 26. Although only a single diversion switch 54b is needed in each corner region 26, a second diversion switch 54b in the corner region 26 provides additional protection from malfunctions.

再び図15を参照すると、スイッチ54は、単極単投(SPST)スイッチ54として示される。このようなスイッチ54は、例えば、シリコン(Si)MOSFET(金属酸化物半導体電界効果トランジスタ)、又は窒化ガリウム(GaN)若しくは炭化ケイ素(SiC)FET(電界効果トランジスタ)などの半導体ベースとすることができ、宇宙用途のために複数のベンダーから入手可能である。 Referring again to FIG. 15, switch 54 is shown as a single pole single throw (SPST) switch 54. Referring again to FIG. Such a switch 54 may be semiconductor-based, such as a silicon (Si) MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor), or a gallium nitride (GaN) or silicon carbide (SiC) FET (field effect transistor), for example. and is available from multiple vendors for space applications.

しかしながら、組み立てを単純化するために、スイッチ54及び迂回ダイオード44の機能を単一の集積デバイスに組み合わせることができるだろう。半導体又はMEMS(マイクロ電気機械システム)スイッチ54は、一般的な半導体ウエハ上で、又は様々な集積手法を介して、迂回ダイオード44と十分に統合することができるだろう。 However, to simplify assembly, the functions of switch 54 and bypass diode 44 could be combined into a single integrated device. A semiconductor or MEMS (microelectromechanical system) switch 54 could be fully integrated with the bypass diode 44 on a common semiconductor wafer or through various integration techniques.

スイッチ54の機能と迂回ダイオード44とを組み合わせた単一の集積デバイス64が、図17に示される。太い濃い線は、コーナー領域26内の、集積デバイス64を通る導電経路66を表す。集積デバイス64内のA~Fとラベル付けされた短い平行線はスイッチ54を表し、スイッチ54は、その領域内の抵抗を非常に低い値から非常に高い値に変化させることができる。スイッチEとC/D54との間のダイオード記号は、迂回ダイオード44を表す。これらのスイッチ54の動作は、直列対回路終端の動作及び集積デバイス64によって実行されるソーラーセル14の迂回動作を制御する。 A single integrated device 64 that combines the functionality of switch 54 and bypass diode 44 is shown in FIG. The thick dark lines represent conductive paths 66 through integrated device 64 within corner regions 26 . The short parallel lines labeled AF in integrated device 64 represent switches 54 that can change the resistance in that region from a very low value to a very high value. The diode symbol between switch E and C/D 54 represents bypass diode 44. The operation of these switches 54 controls the operation of the series pair circuit termination and the bypass operation of the solar cell 14 performed by the integrated device 64.

図17のデバイス64は、図14及び図15のレイアウトよりも1つ多いスイッチ54を有する。この余分なスイッチ54により、デバイス64に接続されたいずれかのソーラーセル14の終端が可能になる。このことを理解する別の方法は、構成内の各ソーラーセル14がいずれかのコーナーで終端できることである。 Device 64 in FIG. 17 has one more switch 54 than the layouts in FIGS. 14 and 15. This extra switch 54 allows termination of any solar cell 14 connected to device 64. Another way to understand this is that each solar cell 14 in the configuration can be terminated at either corner.

図示されていないのは、集積デバイス64及びそのスイッチ54の制御である。これは、様々な通信戦略で実現することができるだろう。一般的な方法は、集積デバイス64とスイッチ54(A~F)を識別するためのアドレスを含む情報を連続的に送信し、各スイッチ54の開閉状態を送信することであろう。この連続通信は、一般に、クロック信号と、電力及び接地線を備えた情報信号とによって実施される。これらの通信ラインは、フレックス回路基板12内に統合することができる。それらは多くの電力又は電流を運ばないので、導体のサイズは、他のトレースよりもずっと小さくてよく、難なくフレックス回路基板12内に統合することができる。電磁的又は光学的でありうる無線通信を介するなどして、情報を伝達する他の多くの方法が存在する。 Not shown is integrated device 64 and its control of switch 54. This could be achieved through various communication strategies. A common method would be to continuously transmit information including addresses to identify integrated device 64 and switches 54 (A-F), and transmit the open and closed status of each switch 54. This continuous communication is generally accomplished by clock signals and information signals with power and ground conductors. These communication lines can be integrated within the flex circuit board 12. Because they do not carry much power or current, the size of the conductors can be much smaller than other traces and can be integrated into the flex circuit board 12 without difficulty. There are many other ways to convey information, such as through wireless communications, which can be electromagnetic or optical.

スイッチ54を1つの半導体材料から作り、迂回ダイオード44を別の半導体材料から作ることが望ましい場合がある。例えば、窒化ガリウム(GaN)は、組み合わせたスイッチ54には好ましいが、迂回ダイオード44にはSiが好ましい。これらの機能は、図18に示すように別個のデバイスに分離することができ、迂回ダイオード44は、組み合わせたスイッチ54に隣接しかつ接続されて示されている。 It may be desirable to make switch 54 from one semiconductor material and bypass diode 44 from another semiconductor material. For example, gallium nitride (GaN) is preferred for the combination switch 54, while Si is preferred for the bypass diode 44. These functions can be separated into separate devices as shown in FIG. 18, with bypass diode 44 shown adjacent and connected to combined switch 54.

製造
本開示の実施例は、図19に示すステップ70~82を含む、ソーラーセル14、ソーラーセルパネル10a、及び/又は人工衛星の製造方法68に照らして説明され、結果として得られた、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84が図20で示される。
Manufacturing Embodiments of the present disclosure will be described in the context of a method 68 for manufacturing a solar cell 14, solar cell panel 10a, and/or satellite, including steps 70-82 shown in FIG. A satellite 84 having a solar cell panel 10a consisting of cells 14 is shown in FIG.

図19に示すように、製造前段階では、例示的方法68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84の仕様及び設計70、並びにこれらの材料の調達72を含みうる。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84のコンポーネント及びサブアセンブリの製造74、並びにシステムインテグレーション76が行われるが、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84の製造を含む。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84は、運航80に供されるために認可及び納品78を経てもよい。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84はまた、打ち上げ前に、(改造、再構成、改装などを含む)整備及び保守82が予定されうる。 As shown in FIG. 19, in the pre-manufacturing stage, the example method 68 may include the specification and design 70 of the solar cells 14, solar cell panels 10a, and/or satellites 84, and the procurement 72 of their materials. The manufacturing stage includes manufacturing 74 and system integration 76 of solar cells 14, solar cell panels 10a, and/or satellite 84 components and subassemblies, which include solar cells 14, solar cell panels 10a, and /or including the manufacture of artificial satellites 84. Thereafter, solar cells 14, solar cell panels 10a, and/or satellites 84 may undergo certification and delivery 78 for service 80. Solar cells 14, solar cell panels 10a, and/or satellites 84 may also be scheduled for maintenance and maintenance 82 (including modifications, reconfigurations, refurbishments, etc.) prior to launch.

方法68の各工程は、システムインテグレータ、第三者、及び/又はオペレーター(例えば顧客)によって実施又は実行されうる。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、衛星通信会社、軍事団体、サービス機関などであってよい。 Each step of method 68 may be performed or performed by a system integrator, a third party, and/or an operator (eg, a customer). For purposes herein, a system integrator may include, but is not limited to, any number of manufacturers and primary system subcontractors of solar cells, solar cell panels, satellites or spacecraft; The operators may include, but are not limited to, any number of vendors, subcontractors, and suppliers, and the operators may be satellite communications companies, military organizations, service organizations, and the like.

図20に示すように、例示的方法68によって製造される人工衛星84は、システム86、本体88、ソーラーセル14からなるソーラーセルパネル10a、及び一又は複数のアンテナ90を含みうる。人工衛星84に含まれるシステム86の実施例は、限定しないが、推進システム92、電気システム94、通信システム96、及び電力システム98のうちの一又は複数を含む。また、任意の数の他のシステム86が含まれてもよい。 As shown in FIG. 20, a satellite 84 manufactured by example method 68 may include a system 86, a body 88, a solar cell panel 10a comprised of solar cells 14, and one or more antennas 90. Examples of systems 86 included in satellite 84 include, but are not limited to, one or more of propulsion system 92 , electrical system 94 , communication system 96 , and power system 98 . Any number of other systems 86 may also be included.

図22は、1つの実施例による、機能ブロック図の形態のソーラーセルパネル10aの図である。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ソーラーセル14のうちの一又は複数からなる、ソーラーセルアレイ22からなる。ソーラーセル14の各々は、光源102からの光100を吸収し、これに応答して電気出力104を生成する。 FIG. 22 is an illustration of a solar cell panel 10a in the form of a functional block diagram, according to one embodiment. Solar cell panel 10a consists of a solar cell array 22 consisting of one or more of solar cells 14 individually attached to substrate 12. Each solar cell 14 absorbs light 100 from light source 102 and generates electrical output 104 in response.

ソーラーセル14のうちの少なくとも1つは、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、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が露出する。 At least one of the solar cells 14 has at least one cropped corner 24 that defines a corner region 26 such that an area 28 of the substrate 12 is provided with the solar cell 14 attached to the substrate 12. Sometimes it remains exposed. When multiple solar cells 14 are attached to substrate 12, corner regions 26 of adjacent solar cells 14 are aligned, thereby exposing areas 28 of substrate 12.

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によってできたコーナー領域26内でなされている。 The areas 28 of the substrate 12 that remain exposed include one or more corner conductors 20 that are attached to, printed on, or incorporated into the substrate 12 and are connected to the solar cell 14. One or more electrical connections with the corner conductor 20 are made within a corner region 26 created by a cropped corner 24 of at least one of the solar cells 14 .

刈り込まれたコーナー24から得られるコーナー領域26は、コーナー導体20とソーラーセル14との間の電気的接続を行うための、少なくとも1つの接点、例えば、ソーラーセル14の前面側の前面接点32及び/又はソーラーセル14の背面側の背面接点34を含む。電気的接続は、ソーラーセル14を通る電力の流れを決定する上方向/下方向又は左方向/右方向の直列接続を含み、一又は複数の迂回ダイオード44を含みうる。 The corner area 26 resulting from the trimmed corner 24 has at least one contact point, for example a front surface contact 32 on the front side of the solar cell 14 and a /or includes a back contact 34 on the back side of the solar cell 14; The electrical connections include up/down or left/right series connections that determine the flow of power through the solar cell 14 and may include one or more bypass diodes 44.

基板12の露出したままである領域28は、ソーラーセル14と電気的接続との間の電流流路を変更するための、ソーラーセル14に隣接する刈り込まれたコーナー24によって画定されたコーナー領域26内に位置する少なくとも1つのスイッチ54を含む。基板12は、ソーラーセル14間の電気的接続を行うために、スイッチ54に接続された一又は複数のトレースを含む。 Areas 28 of substrate 12 that remain exposed include corner areas 26 defined by cropped corners 24 adjacent solar cells 14 to alter the current flow path between solar cells 14 and electrical connections. at least one switch 54 located within. Substrate 12 includes one or more traces connected to switches 54 to make electrical connections between solar cells 14 .

スイッチ54aは、制御信号に応答してソーラーセル14を迂回させるように、ソーラーセル14とスイッチ54bとの間の電気的接続のためのストリング長を再構成する。スイッチ54aはまた、ストリング間の接続を再構成し、ストリング間の直列接続及び出力の再構成可能性を許容する。スイッチ54は、単極単投(single-pole single-throw(SPST))スイッチ、若しくは双極単投(dual-pole single-throw(DPST))スイッチであってもよく、又は迂回ダイオード44の機能のようなスイッチング機能以外の機能を含むようにパッケージングされうる集積デバイスであってもよい。 Switch 54a reconfigures the string length for the electrical connection between solar cell 14 and switch 54b to bypass solar cell 14 in response to a control signal. Switch 54a also reconfigures connections between strings, allowing series connections between strings and reconfigurability of outputs. The switch 54 may be a single-pole single-throw (SPST) switch, a dual-pole single-throw (DPST) switch, or a function of the bypass diode 44. It may also be an integrated device that can be packaged to include functionality other than switching functionality, such as switching functionality.

実験結果
アレイのストリング長の再構成を実証するために、コーナー導体設計に基づき、フレックス回路基板を使用したソーラーセルアレイを構築した。
Experimental Results To demonstrate the reconfiguration of the string length of the array, we constructed a solar cell array using a flex circuit board based on a corner conductor design.

図22Aは、各段に4個のソーラーセルを有する、3段に配置された12個のソーラーセルからなるデモンストレーション用のソーラーセルアレイの画像である。直列接続又はストリング終端のいずれかを提供するために、電気的接続がコーナー領域内で行われる。電流の流れ又は導電経路は、金属箔ジャンパを所定位置に溶接することによって選択された。金属ジャンパの代わりに、ソーラーセルアレイの周囲を越えて延在する対のワイヤが、幾つかの場所に追加された。 FIG. 22A is an image of a demonstration solar cell array consisting of 12 solar cells arranged in three tiers, with four solar cells in each tier. Electrical connections are made within the corner regions to provide either series connections or string terminations. Current flow or conductive paths were selected by welding metal foil jumpers in place. Instead of metal jumpers, pairs of wires extending beyond the perimeter of the solar cell array were added in some locations.

図22Bは、前面接点、背面接点、迂回ダイオード、及びソーラーセルの間の電気的接続を示すコーナー領域のうちの1つの拡大図を示す画像である。 FIG. 22B is an image showing an enlarged view of one of the corner regions showing electrical connections between the front contact, the back contact, the bypass diode, and the solar cell.

図22Cは、導電経路上に描かれた暗い線によって示された左上のソーラーセルと左下のソーラーセルとの間の電気的接続を有する、図22Bのバージョンである。1つの導電経路は、左上のソーラーセルの背面接点を左下のソーラーセルの前面接点に接続し、電流が下向きに流れるようにする。別の導電経路は、迂回ダイオードを通って左下のソーラーセルの背面接点を接続する。 FIG. 22C is a version of FIG. 22B with electrical connections between the top left and bottom left solar cells indicated by dark lines drawn on the conductive paths. One conductive path connects the back contact of the top left solar cell to the front contact of the bottom left solar cell, allowing current to flow downward. Another conductive path connects the back contact of the lower left solar cell through a bypass diode.

右上のソーラーセルと右下のソーラーセルとの間の電気的接続は、左上のソーラーセルと左下のソーラーセルとの間の電気的接続と比較すると、180度回転したものであり、その結果、電流は、右下のソーラーセルから右上のソーラーセルに流れる。 The electrical connection between the upper right solar cell and the lower right solar cell is rotated 180 degrees compared to the electrical connection between the upper left solar cell and the lower left solar cell, so that Current flows from the lower right solar cell to the upper right solar cell.

ジャンパは、直列接続用に配置されている。ジャンパの位置を変更することにより、電流の流れを埋設トレース内で終端させることができる。 Jumpers are placed for series connection. By changing the position of the jumper, the current flow can be terminated within the buried trace.

図22Dは、ジャンパの代わりにワイヤが追加された別のコーナー領域の画像である。複数のワイヤを共に短絡させて、ジャンパのように機能させるか、又はワイヤを分離させて、ジャンパがないように機能させることができるだろう。 FIG. 22D is an image of another corner region with wires added in place of jumpers. The wires could be shorted together and act like a jumper, or the wires could be separated and act like there is no jumper.

このデモンストレーションでは、ジャンパ又はワイヤを使用して、12個のソーラーセルを備えたソーラーセルアレイの構成を、6個のソーラーセルを備えた2つのストリングから、4個のソーラーセルを備えた3つのストリングに変更することができる。 This demonstration uses jumpers or wires to configure a solar cell array with 12 solar cells from 2 strings with 6 solar cells to 3 strings with 4 solar cells. can be changed to .

図22Eは、AM0(ゼロ大気に対する空気質量係数)照明下でのソーラーセルアレイの光電流-電圧(LIV)測定のグラフであり、測定は、6個のソーラーセルを有する2つのストリング、及び4個のソーラーセルを有する3つのストリングの構成で行われた。電圧の変化は、ストリング長の変化を確認する。 FIG. 22E is a graph of photocurrent-voltage (LIV) measurements of solar cell arrays under AM0 (air mass coefficient for zero atmosphere) illumination; A three-string configuration with solar cells was used. Changes in voltage confirm changes in string length.

図22Fは、図22Aのデモンストレーションソーラーセルアレイの画像であり、中央の4つのソーラーセルが、それらの動作を妨げるように覆われている。 FIG. 22F is an image of the demonstration solar cell array of FIG. 22A, with the central four solar cells covered to prevent their operation.

図22Gは、AM0照明下でのソーラーセルアレイのLIV測定のグラフであり、中央の4つのソーラーセルがそれらの動作を妨げるように覆われた状態で、図22Fに示される構成の測定が行われた。ソーラーセルを覆うことは、ソーラーセルが電流又は電圧出力を減少させたソーラーセルに対する損傷を模擬する実験的な方法である。 FIG. 22G is a graph of LIV measurements of a solar cell array under AM0 illumination, with measurements made for the configuration shown in FIG. 22F with the central four solar cells covered to prevent their operation. Ta. Covering a solar cell is an experimental method to simulate damage to a solar cell that causes the solar cell to have reduced current or voltage output.

この例では、ソーラーセルアレイは、4つのソーラーセルをそれぞれ有する3つのストリングを有するように構成されている。覆った場合と覆っていない場合の両方のストリング1、2、3のデータが示される。覆っていないとき、3つのストリングは、11Vに近い電圧を有する類似の出力を有する。覆われると、2つのストリングがソーラーセルを失い、1つのストリングが2つのソーラーセルを失う。このソーラーセルの損失は、電圧の損失に反映される。Vloadの垂直線は、電流が電力システムによって収集される負荷電圧を表す。この負荷電圧の選択では、負荷電流は、ほぼ0まで低下するだろう。 In this example, the solar cell array is configured to have three strings of four solar cells each. Data is shown for strings 1, 2, 3 both covered and uncovered. When uncovered, the three strings have similar outputs with voltages close to 11V. When covered, two strings lose solar cells and one string loses two solar cells. This solar cell loss is reflected in the voltage loss. The Vload vertical line represents the load voltage at which current is collected by the power system. With this load voltage selection, the load current will drop to approximately zero.

図22Hは、AM0照明下でのソーラーセルアレイのLIV測定のグラフであり、中央の4つのソーラーセルがそれらの動作を妨げるように覆われた状態で、図22Fに示される構成の測定が行われた。 FIG. 22H is a graph of LIV measurements of a solar cell array under AM0 illumination, with measurements made for the configuration shown in FIG. 22F with the central four solar cells covered to prevent their operation. Ta.

この例では、ソーラーセルアレイは、それぞれが6つのソーラーセルを有する2つのストリングを有するように構成され、6つのソーラーセルは、ストリングの電力出力を増加させる。中央の4つのソーラーセルがそれらの動作を妨げるように覆われた状態で、動作中の4つのソーラーセルと各ストリングで動作していない2つのセルが存在する。電流は、動作していないソーラーセルの迂回ダイオードを流れる必要があり、従ってストリングの電圧出力は、動作中の4つのソーラーセルから2つの迂回ダイオードを差し引いたものである。 In this example, the solar cell array is configured to have two strings of six solar cells each, and the six solar cells increase the power output of the string. There are four operating solar cells and two non-operating cells in each string, with the central four solar cells covered to prevent their operation. Current must flow through the bypass diodes of the non-operating solar cells, so the voltage output of the string is the four operating solar cells minus the two bypass diodes.

図22Hのデータは、中央の4つのソーラーセルが覆われる前の元のストリングのデータを示す。次に、中央の4つのソーラーセルが覆われると、電圧は、損傷したストリングによって示されるレベルまで低下する。 The data in Figure 22H shows the data for the original string before the middle four solar cells were covered. Then, when the four central solar cells are covered, the voltage drops to the level indicated by the damaged string.

6つのソーラーセルのストリング長に再構成すると、弾力のあるストリング1及び2の電圧及び電力出力が増加する。図22Gと同様に、Vloadの垂直線は、負荷電圧を表す。弾力のあるストリング1と2の場合、負荷電流は、ここで元のストリングとほぼ同じになる。 Reconfiguring to a string length of six solar cells increases the voltage and power output of resilient strings 1 and 2. Similar to FIG. 22G, the Vload vertical line represents the load voltage. In the case of elastic strings 1 and 2, the load current is now approximately the same as in the original string.

覆われている中央の4つのソーラーセルからの電力は、もちろんなおも失われる。しかし、従来のソーラーセルアレイでは、12個のソーラーセルのうちの4個のソーラーセルへの損傷は、電力システムに供給される負荷での電流を大幅に除去するだろう。この例では、ソーラーセルアレイを再構成することによって、各ソーラーセルからの電力を、ほぼ最適な収集で電力システムに供給することができる。具体的には、元のストリングは、負荷電圧でソーラーセル当たり2.2ワットを供給するが、中央の4つのソーラーセルが覆われると、損傷したストリングは、ソーラーセル当たり0.1ワットまで低下する。再構成後、弾性ストリング1及び2は、機能するソーラーセル当たり2.1ワットを供給することができる。 Power from the four central covered solar cells is of course still lost. However, in a conventional solar cell array, damage to 4 out of 12 solar cells would significantly remove the current at the load supplied to the power system. In this example, by reconfiguring the solar cell array, power from each solar cell can be delivered to the power system with near-optimal collection. Specifically, the original string delivered 2.2 watts per solar cell at load voltage, but once the middle four solar cells were covered, the damaged string dropped to 0.1 watts per solar cell. do. After reconfiguration, elastic strings 1 and 2 can deliver 2.1 watts per functioning solar cell.

アレイ内のソーラーセルの前面接点と背面接点を接続する別のスイッチを追加することにより、電力出力を改善することができるだろう。これを行うことによって、電流は、電力損失のないスイッチを介してアレイ内の機能しないソーラーセルを迂回させることになるだろう。しかし、このデモンストレーションのソーラーセルアレイは、この機能を提供せず、したがって迂回ダイオード内への電力損失がある。 Power output could be improved by adding another switch connecting the front and back contacts of the solar cells in the array. By doing this, current will be diverted through the non-functioning solar cells in the array through a switch with no power loss. However, the solar cell array in this demonstration does not provide this functionality and therefore there is power loss into the bypass diode.

更に、本開示は、以下の条項による実施例を含む。
条項1. 基板に取り付けられた一又は複数のソーラーセルを含み、基板が、ソーラーセルへの一又は複数の電気的接続を含み、基板が、ソーラーセルのうちの一又は複数への電気的接続のうちの一又は複数を迂回させるための一又は複数のスイッチを含む、ソーラーセルアレイ。
条項2. 一又は複数の刈り込まれたコーナー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、基板のエリアが露出されたままであり、基板の露出されたままであるエリアが、スイッチのうちの少なくとも1つを含む、条項1に記載のソーラーセルアレイ。
条項3. ソーラーセルのうちの少なくとも1つの隣接するものの刈り込まれたコーナーによって画定されたコーナー領域が位置合わせされ、それにより基板のエリアを露出するように、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、条項2に記載のソーラーセルアレイ。
条項4. スイッチのうちの少なくとも1つが、ソーラーセルのうちの少なくとも1つに隣接した刈り込まれたコーナーによって画定されたコーナー領域内に位置する、条項3に記載のソーラーセルアレイ。
条項5. スイッチが、ソーラーセルのうちの一又は複数を避けて電流を迂回させる、条項1から4の何れか一項に記載のソーラーセルアレイ。
条項6. ソーラーセル、一又は複数の迂回ダイオード、及びスイッチが、電気的に並列である、条項1から5の何れか一項に記載のソーラーセルアレイ。
条項7. スイッチが、一又は複数の制御信号によって制御される、条項1から6の何れか一項に記載のソーラーセルアレイ。
条項8. スイッチは、閉じられると、ソーラーセルのうちの一又は複数の前面接点及び背面接点を接続し、電流がソーラーセルのうちの一又は複数を避けて迂回する、条項1から7の何れか一項に記載のソーラーセルアレイ。
条項9. ソーラーセルのうちの一又は複数をソーラーセルのストリングに加える又はソーラーセルのストリングから除去するための一又は複数のスイッチを更に含む、条項1から8の何れか一項に記載のソーラーセルアレイ。
条項10. ストリングの長さが、ストリングによって生成される電圧を変えるために変更される、条項9に記載のソーラーセルアレイ。
条項11. 電気的接続が、基板の上又は基板の中に一又は複数の導体を含む、条項1から10の何れか一項に記載のソーラーセルアレイ。
条項12. 基板が、ソーラーセル間の電気的接続を行うための迂回スイッチに接続された一又は複数のトレースを含む、条項1から11の何れか一項に記載のソーラーセルアレイ。
条項13. 一又は複数のソーラーセルを基板に取り付けることを含み、基板が、ソーラーセルへの一又は複数の電気的接続を含み、基板が、ソーラーセルのうちの一又は複数への電気的接続のうちの一又は複数を迂回させるための一又は複数のスイッチを含む、ソーラーセルアレイを製造するための方法。
条項14. 一又は複数の刈り込まれたコーナー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、基板のエリアが露出されたままであり、基板の露出されたままであるエリアが、スイッチのうちの少なくとも1つを含む、条項13に記載の方法。
条項15. ソーラーセルのうちの少なくとも1つの隣接するものの刈り込まれたコーナーによって画定されたコーナー領域が位置合わせされ、それにより基板のエリアを露出するように、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、条項14に記載の方法。
条項16. スイッチのうちの少なくとも1つが、ソーラーセルのうちの少なくとも1つに隣接した刈り込まれたコーナーによって画定されたコーナー領域内に位置する、条項15に記載の方法。
条項17. スイッチが、ソーラーセルのうちの一又は複数を避けて電流を迂回させる、条項13から16の何れか一項に記載の方法。
条項18. ソーラーセル、一又は複数の迂回ダイオード、及びスイッチが、電気的に並列である、条項13から17の何れか一項に記載の方法。
条項19. スイッチが、一又は複数の制御信号によって制御される、条項13から18の何れか一項に記載の方法。
条項20. スイッチは、閉じられると、ソーラーセルのうちの一又は複数の前面接点及び背面接点を接続し、電流がソーラーセルのうちの一又は複数を避けて迂回する、条項13から19の何れか一項に記載の方法。
条項21. 一又は複数のスイッチを使用して、ソーラーセルのうちの一又は複数を、ソーラーセルのストリングに加えること又はソーラーセルのストリングから除去することを更に含む、条項13から20の何れか一項に記載の方法。
条項22. ストリングの長さが、ストリングによって生成される電圧を変えるために変更される、条項21に記載の方法。
条項23. 電気的接続が、基板の上又は基板の中に一又は複数の導体を含む、条項13から22の何れか一項に記載の方法。
条項24. 基板が、ソーラーセル間の電気的接続を行うための迂回スイッチに接続された一又は複数のトレースを含む、条項13から23の何れか一項に記載の方法。
条項25. ソーラーセルのうちの一又は複数への電気的接続のうちの一又は複数を迂回させるための、一又は複数のソーラーセルへの一又は複数の電気的接続内の一又は複数のスイッチを制御すること
を含む、ソーラーセルアレイを動作させる方法。
Additionally, this disclosure includes embodiments according to the following provisions.
Clause 1. includes one or more solar cells attached to a substrate, the substrate includes one or more electrical connections to the solar cells, and the substrate includes one or more electrical connections to the one or more of the solar cells. A solar cell array including one or more switches for bypassing one or more.
Clause 2. When at least one of the solar cells having one or more cropped corners is attached to a substrate, an area of the substrate remains exposed, and an area of the substrate that remains exposed is attached to at least one of the switches. A solar cell array according to clause 1, comprising:
Clause 3. at least one of the solar cells is attached to the substrate such that a corner area defined by a pruned corner of an adjacent one of the solar cells is aligned, thereby exposing an area of the substrate; Solar cell array according to clause 2.
Clause 4. 4. The solar cell array of clause 3, wherein at least one of the switches is located within a corner region defined by a pruned corner adjacent to at least one of the solar cells.
Clause 5. 5. A solar cell array according to any one of clauses 1 to 4, wherein the switch diverts current away from one or more of the solar cells.
Clause 6. 6. A solar cell array according to any one of clauses 1 to 5, wherein the solar cells, one or more bypass diodes, and the switch are electrically in parallel.
Clause 7. 7. Solar cell array according to any one of clauses 1 to 6, wherein the switch is controlled by one or more control signals.
Clause 8. Any one of clauses 1 to 7, wherein the switch, when closed, connects the front contact and the back contact of one or more of the solar cells, such that the current is diverted away from the one or more of the solar cells. Solar cell array described in.
Clause 9. 9. A solar cell array according to any one of clauses 1 to 8, further comprising one or more switches for adding or removing one or more of the solar cells from the string of solar cells.
Clause 10. Solar cell array according to clause 9, wherein the length of the strings is varied to vary the voltage produced by the strings.
Clause 11. 11. A solar cell array according to any one of clauses 1 to 10, wherein the electrical connections include one or more conductors on or in the substrate.
Clause 12. 12. A solar cell array according to any one of clauses 1 to 11, wherein the substrate includes one or more traces connected to a diversion switch for making electrical connections between solar cells.
Clause 13. attaching one or more solar cells to a substrate, the substrate including one or more electrical connections to the solar cells, and the substrate including one or more electrical connections to the one or more of the solar cells; A method for manufacturing a solar cell array comprising one or more switches for bypassing one or more.
Clause 14. When at least one of the solar cells having one or more pruned corners is attached to a substrate, an area of the substrate remains exposed, and an area of the substrate that remains exposed is attached to at least one of the switches. A method according to clause 13, including one.
Clause 15. at least one of the solar cells is attached to the substrate such that a corner area defined by a pruned corner of an adjacent one of the solar cells is aligned, thereby exposing an area of the substrate; The method described in Article 14.
Clause 16. 16. The method of clause 15, wherein at least one of the switches is located within a corner region defined by a pruned corner adjacent to at least one of the solar cells.
Clause 17. 17. A method according to any one of clauses 13 to 16, wherein the switch diverts the current away from one or more of the solar cells.
Article 18. 18. A method according to any one of clauses 13 to 17, wherein the solar cell, one or more bypass diodes and the switch are electrically in parallel.
Article 19. 19. A method according to any one of clauses 13 to 18, wherein the switch is controlled by one or more control signals.
Article 20. Any one of clauses 13 to 19, wherein the switch, when closed, connects the front contact and the back contact of one or more of the solar cells, such that the current is diverted away from one or more of the solar cells. The method described in.
Clause 21. Any one of clauses 13 to 20 further comprising adding or removing one or more of the solar cells from the string of solar cells using one or more switches. Method described.
Clause 22. 22. The method of clause 21, wherein the length of the string is varied to change the voltage produced by the string.
Clause 23. 23. A method according to any one of clauses 13 to 22, wherein the electrical connection comprises one or more conductors on or in the substrate.
Article 24. 24. A method according to any one of clauses 13 to 23, wherein the substrate comprises one or more traces connected to a diversion switch for making electrical connections between solar cells.
Article 25. controlling one or more switches in the one or more electrical connections to the one or more solar cells to bypass one or more of the electrical connections to one or more of the solar cells; A method of operating a solar cell array, including.

結論
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、又は記載された実施例に限定することを意図しているのではない。上記の特定の要素の代わりに、多数の代替形態、修正形態、及び変形形態が用いられてもよい。
Conclusion The above description of embodiments has been presented for purposes of illustration and description, and is not intended to be exhaustive or to limit the embodiments described. Many alternatives, modifications, and variations may be used in place of the specific elements described above.

Claims (25)

基板(12)に取り付けられた一又は複数のソーラーセル(14)を含み、
前記基板が、前記ソーラーセルへの一又は複数の電気的接続を含み、
前記基板が、前記ソーラーセルのうちの一又は複数への前記電気的接続のうちの一又は複数を迂回させるための一又は複数のスイッチ(54)を含む、ソーラーセルアレイ。
comprising one or more solar cells (14) attached to a substrate (12);
the substrate includes one or more electrical connections to the solar cell;
A solar cell array, wherein the substrate includes one or more switches (54) for bypassing one or more of the electrical connections to one or more of the solar cells.
一又は複数の刈り込まれたコーナー(24)を有する前記ソーラーセル(14)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、前記基板(12)のエリア(28)が露出されたままであり、
前記基板の露出されたままである前記エリアが、前記スイッチ(54a)(54b)のうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載のソーラーセルアレイ。
When at least one of said solar cells (14) having one or more pruned corners (24) is attached to said substrate, an area (28) of said substrate (12) remains exposed;
The solar cell array of claim 1, wherein the area of the substrate that remains exposed includes at least one of the switches (54a) (54b).
前記ソーラーセル(14)のうちの前記少なくとも1つの隣接するものの前記刈り込まれたコーナー(24)によって画定されたコーナー領域(26)が位置合わせされ、それにより前記基板(12)の前記エリア(28)を露出するように、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)に取り付けられる、請求項2に記載のソーラーセルアレイ。 The corner areas (26) defined by the trimmed corners (24) of the at least one adjacent one of the solar cells (14) are aligned, thereby aligning the area (28) of the substrate (12). 3. A solar cell array according to claim 2, wherein the at least one of the solar cells (14) is attached to the substrate (12) so as to expose the solar cell (14). 前記スイッチ(54)のうちの前記少なくとも1つが、前記ソーラーセルのうちの前記少なくとも1つに隣接した前記刈り込まれたコーナー(24)によって画定された前記コーナー領域(26)内に位置する、請求項3に記載のソーラーセルアレイ。 wherein said at least one of said switches (54) is located within said corner area (26) defined by said pruned corner (24) adjacent said at least one of said solar cells. The solar cell array according to item 3. 前記スイッチ(54)が、前記ソーラーセルのうちの一又は複数を避けて電流を迂回させる、請求項1から4の何れか一項に記載のソーラーセルアレイ。 5. A solar cell array according to any preceding claim, wherein the switch (54) diverts current away from one or more of the solar cells. 前記ソーラーセル、一又は複数の迂回ダイオード(44)、及び前記スイッチが、電気的に並列である、請求項1から5の何れか一項に記載のソーラーセルアレイ。 6. A solar cell array according to any preceding claim, wherein the solar cell, one or more bypass diodes (44) and the switch are electrically in parallel. 前記スイッチ(54)が、一又は複数の制御信号によって制御される、請求項1から6の何れか一項に記載のソーラーセルアレイ。 A solar cell array according to any preceding claim, wherein the switch (54) is controlled by one or more control signals. 前記スイッチ(54)は、閉じられると、前記ソーラーセル(14)のうちの前記一又は複数の前面接点(32)及び背面接点(34)を接続し、電流が前記ソーラーセルのうちの前記一又は複数を避けて迂回する、請求項1から7の何れか一項に記載のソーラーセルアレイ。 The switch (54), when closed, connects the front contact (32) and back contact (34) of the one or more of the solar cells (14) such that current flows between the front contact (32) and the back contact (34) of the one or more of the solar cells (14). The solar cell array according to any one of claims 1 to 7, wherein the solar cell array avoids or detours from a plurality of solar cell arrays. 前記ソーラーセルのうちの一又は複数を前記ソーラーセルのストリングに加える又は前記ソーラーセルのストリングから除去するための一又は複数のスイッチ(54)を更に含む、請求項1から8の何れか一項に記載のソーラーセルアレイ。 Any one of claims 1 to 8, further comprising one or more switches (54) for adding or removing one or more of the solar cells to or from the string of solar cells. Solar cell array described in. 前記ストリングの長さが、前記ストリングによって生成される電圧を変えるために変更される、請求項9に記載のソーラーセルアレイ。 10. The solar cell array of claim 9, wherein the length of the strings is varied to vary the voltage produced by the strings. 前記電気的接続が、前記基板(12)の上又は前記基板(12)の中に一又は複数の導体(20)を含む、請求項1から10の何れか一項に記載のソーラーセルアレイ。 A solar cell array according to any preceding claim, wherein the electrical connections include one or more conductors (20) on or in the substrate (12). 前記基板(12)が、前記ソーラーセル(14)間の前記電気的接続を行うための迂回スイッチ(54b)に接続された一又は複数のトレースを含む、請求項1から11の何れか一項に記載のソーラーセルアレイ。 Any one of claims 1 to 11, wherein the substrate (12) comprises one or more traces connected to a bypass switch (54b) for making the electrical connection between the solar cells (14). Solar cell array described in. ソーラーセルアレイを動作させる方法であって、
前記ソーラーセルのうちの一又は複数への電気的接続のうちの一又は複数を迂回させるための、一又は複数のソーラーセル(14)への一又は複数の電気的接続内の一又は複数のスイッチ(54)を制御すること
を含む方法。
A method of operating a solar cell array, the method comprising:
one or more of the one or more electrical connections to the one or more solar cells (14) for bypassing one or more of the electrical connections to one or more of the solar cells; A method comprising controlling a switch (54).
ソーラーセルアレイを製造するための方法であって、
一又は複数のソーラーセル(14)を基板(12)に取り付けること
を含み、
前記基板が、前記ソーラーセルへの一又は複数の電気的接続を含み、
前記基板が、前記ソーラーセルのうちの一又は複数への前記電気的接続のうちの一又は複数を迂回させるための一又は複数のスイッチ(54)を含む、方法。
A method for manufacturing a solar cell array, the method comprising:
attaching one or more solar cells (14) to a substrate (12);
the substrate includes one or more electrical connections to the solar cell;
The method, wherein the substrate includes one or more switches (54) for bypassing one or more of the electrical connections to one or more of the solar cells.
一又は複数の刈り込まれたコーナー(24)を有する前記ソーラーセル(14)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、前記基板(12)のエリア(28)が露出されたままであり、
前記基板の露出されたままである前記エリアが、前記スイッチ(54)のうちの少なくとも1つを含む、請求項14に記載の方法。
When at least one of said solar cells (14) having one or more pruned corners (24) is attached to said substrate, an area (28) of said substrate (12) remains exposed;
15. The method of claim 14, wherein the area of the substrate that remains exposed includes at least one of the switches (54).
前記ソーラーセル(14)のうちの前記少なくとも1つの隣接するものの前記刈り込まれたコーナー(24)によって画定されたコーナー領域(26)が位置合わせされ、それにより前記基板の前記エリア(28)を露出するように、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)に取り付けられる、請求項15に記載の方法。 corner areas (26) defined by the trimmed corners (24) of the at least one adjacent of the solar cells (14) are aligned, thereby exposing the area (28) of the substrate; 16. The method of claim 15, wherein said at least one of said solar cells (14) is attached to said substrate (12) so as to. 前記スイッチ(54)のうちの前記少なくとも1つが、前記ソーラーセル(14)のうちの前記少なくとも1つに隣接した前記刈り込まれたコーナー(24)によって画定された前記コーナー領域(26)内に位置する、請求項16に記載の方法。 The at least one of the switches (54) is located within the corner area (26) defined by the cropped corner (24) adjacent to the at least one of the solar cells (14). 17. The method of claim 16. 前記スイッチ(54)が、前記ソーラーセル(14)のうちの一又は複数を避けて電流を迂回させる、請求項14から17の何れか一項に記載の方法。 18. A method according to any one of claims 14 to 17, wherein the switch (54) diverts current away from one or more of the solar cells (14). 前記ソーラーセル(14)、一又は複数の迂回ダイオード(44)、及び前記スイッチ(54)が、電気的に並列である、請求項14から18の何れか一項に記載の方法。 19. A method according to any one of claims 14 to 18, wherein the solar cell (14), one or more bypass diodes (44) and the switch (54) are electrically in parallel. 前記スイッチ(54)が、一又は複数の制御信号によって制御される、請求項14から19の何れか一項に記載の方法。 20. A method according to any one of claims 14 to 19, wherein the switch (54) is controlled by one or more control signals. 前記スイッチ(54)は、閉じられると、前記ソーラーセル(14)のうちの前記一又は複数の前面接点及び背面接点を接続し、電流が前記ソーラーセルのうちの前記一又は複数を避けて迂回する、請求項14から20の何れか一項に記載の方法。 The switch (54), when closed, connects the front and back contacts of the one or more of the solar cells (14) so that current is diverted away from the one or more of the solar cells. 21. A method according to any one of claims 14 to 20. 一又は複数のスイッチ(54)を使用して、前記ソーラーセル(14)のうちの一又は複数を、前記ソーラーセルのストリングに加えること又は前記ソーラーセルのストリングから除去することを更に含む、請求項14から21の何れか一項に記載の方法。 Claim further comprising adding or removing one or more of the solar cells (14) from the string of solar cells using one or more switches (54). The method according to any one of Items 14 to 21. 前記ストリングの長さが、前記ストリングによって生成される電圧を変えるために変更される、請求項22に記載の方法。 23. The method of claim 22, wherein the length of the string is varied to vary the voltage produced by the string. 前記電気的接続が、前記基板(12)の上又は前記基板(12)の中に一又は複数の導体(20)を含む、請求項14から23の何れか一項に記載の方法。 24. A method according to any one of claims 14 to 23, wherein the electrical connection comprises one or more conductors (20) on or in the substrate (12). 前記基板(12)が、前記ソーラーセル(14)間の前記電気的接続を行うための迂回スイッチ(54b)に接続された一又は複数のトレースを含む、請求項14から24の何れか一項に記載の方法。 25. Any one of claims 14 to 24, wherein the substrate (12) comprises one or more traces connected to a bypass switch (54b) for making the electrical connection between the solar cells (14). The method described in.
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