JP2024039854A - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池モジュールを構成する一部の太陽電池セルに生じた影の影響を抑えて発電効率を高める。【解決手段】太陽電池モジュール１０は、第１方向Ｄ１に沿って隣り合う複数の太陽電池セル１４同士が直列接続された複数の太陽電池セル接続単位２１を含む。第１方向Ｄ１に直交する第２方向Ｄ２に沿って隣り合う２つの太陽電池セル接続単位２１同士は、バスバーで直列接続されて太陽電池ストリング２２を構成している。出力配線材３０は、一端部が太陽電池セル接続単位２１の始端または終端に接続され、他端部が端子ボックス４０に導通される。端子ボックス４０はバイパスダイオード４３を備えており、太陽電池セル接続単位２１ごとにバイパスダイオード４３が並列接続されている。【選択図】図１

Description

本開示は、太陽電池モジュールに関する。

太陽電池モジュールは、発電素子である複数の太陽電池セルが電気的に直列に接続された太陽電池ストリングを備えており、その電流経路上には太陽電池ストリングを迂回するバイパスダイオードが設けられることが多い。各々の太陽電池ストリングに対してバイパスダイオードを電気的に並列に接続することによって、一部の太陽電池ストリングに何らかの異常を生じた場合にあっても、その太陽電池ストリングを経由せずに電流を流すことが可能となる。

通常、バイパスダイオードは、太陽電池モジュールからの出力を取り出すための端子ボックスの内部に設けられる。図９に例示するように、従来構造では、太陽電池モジュール６０の裏面６０２側に設けられた１つのスリット６１を通して出力配線材６２が引き出されており、これらの出力配線材６２を覆うようにして、太陽電池モジュール６０の出力を取り出すための端子ボックス６３が取り付けられる。端子ボックス６３からは、先端部にコネクタ６５を有する外部接続用ケーブル６４が導出されている。

また、例えば特許文献１には、１列のストリングの端に位置する太陽電池セル上から縦方向に延出する第１配線材に接続される第２配線材が、隣り合うストリング同士を横方向に接続してストリング群を形成し、これらのストリング群に接続された端子ボックスが裏面保護部材の裏側に設けられた太陽電池モジュールが開示されている。４本の第２配線材のうち、２本は隣り合うストリング同士を接続し、残りの２本は１列のストリングと端子ボックスとを接続している。

特許第６６３５３８９号公報

前記特許文献１に開示される太陽電池モジュールでは、６列のストリングが直列接続されて１つのストリング群が構成されており、ストリング群に含まれる第２配線材は、バイパスダイオードが設けられた端子部に接続されている。季節や日射時刻の変化によりストリング群を構成する太陽電池セルの一部が影に覆われたとすると、その太陽電池セルに直列接続されている少なくとも２列分のストリングで発電が障害されることとなる。

例えば、図１０に例示するように配線材８３で直列接続された６つの太陽電池セル８１を２列分、直列接続してなる太陽電池ストリング８２ａ、８２ｂを含む太陽電池モジュール８０を考える。２つの太陽電池ストリング８２ａ、８２ｂには、それぞれ、端子ボックス８４の内部に設けられたバイパスダイオード８５が並列接続される回路構成となっている。このような前提で、構造物等により太陽光が遮られて例えば１つの太陽電池セル８１ａが影に覆われ、部分影となることで、一方の太陽電池ストリング８２ａに接続されたバイパスダイオード８５が作用し、２列分の太陽電池セル８１の発電量が失われる。そのため、太陽電池モジュール８０として、他方の太陽電池ストリング８２ｂの発電量しか得られないこととなり、発電効率の大きな低下を招くといった問題点があった。

本開示は、前記のような問題点にかんがみてなされたものであり、その目的とするところは、太陽電池モジュールを構成する一部の太陽電池セルに発生した影の影響を抑えて、発電効率の低下を抑制することのできる太陽電池モジュールを提供することにある。

前記の目的を達成するための本開示の解決手段は、複数の太陽電池セル同士が直列接続されてなる太陽電池ストリングと端子ボックスとを備える太陽電池モジュールであって、前記太陽電池ストリングは、第１方向に沿って隣り合う複数の前記太陽電池セル同士が直列接続された複数の太陽電池セル接続単位を含み、前記第１方向に直交する第２方向に沿って隣り合う２つの前記太陽電池セル接続単位同士を直列接続する折り返し部を備えて構成され、前記端子ボックスは複数のバイパスダイオードを備え、前記折り返し部に出力配線材が設けられて、複数の前記太陽電池セル接続単位ごとに前記バイパスダイオードが並列接続されていることを特徴としている。

前記構成を有する太陽電池モジュールにおいて、前記折り返し部は、前記太陽電池セル接続単位の始端または終端に接続されたバスバーを備え、前記出力配線材は前記バスバーに接続されていることが好ましい。

また、前記構成を有する太陽電池モジュールにおいて、前記端子ボックスは、複数の前記バイパスダイオードと接続された複数の端子部を備え、前記出力配線材は、一端部が前記バスバーに接続され、他端部が直接または接続ケーブルを介して前記端子部に接続されることが好ましい。

また、前記構成を有する太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池ストリングは、前記第１方向に複数の前記太陽電池セル接続単位を備えていてもよい。

また、前記構成を有する太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池ストリングは、透光性基板と裏面保護部材との間に封止され、前記出力配線材は、前記太陽電池セル接続単位と前記裏面保護部材との間に配設されて前記端子ボックスに導出されてもよい。

また、前記構成を有する太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池ストリングは、透光性基板と裏面保護部材との間に封止され、前記出力配線材は、前記裏面保護部材に貫通して前記裏面保護部材の外部に引き出され、接続ケーブルを介して前記端子ボックスに接続されてもよい。

本開示によれば、太陽電池モジュールを構成する一部の太陽電池セルに発生した影の影響を抑えて、発電効率を高めることが可能となる。

本開示の実施形態１に係る太陽電池モジュールを模式的に示す平面図である。 前記太陽電池モジュールを示す回路図である。 前記太陽電池モジュールの変形例を示す斜視図である。 本開示の実施形態２に係る太陽電池モジュールを模式的に示す平面図である。 本開示の実施形態３に係る太陽電池モジュールを模式的に示す平面図である。 前記太陽電池モジュールを模式的に示す底面図である。 前記太陽電池モジュールの裏面側の一部を示す拡大図である。 本開示の実施形態３に係る太陽電池モジュールの他の例の要部を模式的に示す底面図である。 従来の太陽電池モジュールを示す斜視図である。 従来の太陽電池モジュールの他の例を示す平面図である。

本開示の実施形態に係る太陽電池モジュールについて、図面を参照しつつ説明する。

（実施形態１）
図１は、本開示の実施形態１に係る太陽電池モジュール１０を模式的に示し、太陽電池モジュール１０の受光面１０１側を示す平面図である。なお、太陽電池モジュール１０において、主に太陽光が入射する面を受光面１０１とし、その反対側の面を裏面として以下説明する。また、図１では、太陽電池モジュール１０に備えられる樹脂封止層についての図示は省略され、透明ガラス板等からなる透光性基板１１が積層される複数の太陽電池セル１４を、透光性基板１１を通して透視的に示している。

太陽電池モジュール１０は、受光面１０１側の透光性基板１１と裏面１０２側の後述する裏面保護部材との間に、複数の太陽電池セル１４が直列接続されてなる太陽電池ストリング２２等が封止された構造を有している。太陽電池セル１４には透光性基板１１を介して光が入射される。各太陽電池セル１４は、光照射により電力を発生する平板状の光起電力素子であり、第１方向Ｄ１に隣接する太陽電池セル１４同士は、導電性の配線材１５によって直列に接続されている。

複数の太陽電池セル１４は、第１方向Ｄ１、および第１方向Ｄ１に直交する第２方向Ｄ２に沿ってマトリクス状に配列されている。太陽電池セル１４は、それぞれが平板状の形状を有しており、図１に示す形態では、例えば約１５６ｍｍ角の大きさの太陽電池セル基板を２分割した分割セルが用いられている。

ここで、分割セルとは、標準サイズのセル（太陽電池用ウェハ１枚分のセル、フルセルともいう。）を分割した小型のセルをいう。分割セルとしては、標準サイズのセルを半分に分割したもの（ハーフセル）等を例示できる。分割セルでは、セル１枚当たりの電流の電流値を減少（ハーフセルの場合には半減）させることができ、それだけ、太陽電池モジュール１０の電力損失を減少させることが可能とされる。

また、分割セルは標準サイズのセルよりも直列数を多くできるので、電圧を高くできる。例示の形態では、太陽電池セル１４はハーフセルとされている。なお、例示の形態では、太陽電池セル１４は、標準サイズのセルを半分に分割したハーフセルとしているが、１／３や１／４に分割した分割セルとしてもよい。また、分割セルの形状は、ハーフセルをさらに半分に分割した略正方形であってもよい。

太陽電池モジュール１０に備えられる太陽電池ストリング２２は、複数の太陽電池セル接続単位２１を備えている。太陽電池セル接続単位２１は、図中の第１方向Ｄ１に沿って隣り合う複数の太陽電池セル１４同士が直列に接続されてなる。図１に示す形態では、第１方向Ｄ１に並ぶ６つの太陽電池セル１４が、配線材１５により電気的に直列に接続されて、１つの太陽電池セル接続単位２１を構成している。

第１方向Ｄ１に直交する第２方向Ｄ２に隣り合う２つの太陽電池セル接続単位２１同士は、折り返し部２３でバスバー１７、１８により直列に接続されている。折り返し部２３は、太陽電池モジュール１０の第１方向Ｄ１の両端部に沿って設けられている。

太陽電池モジュール１０の第１方向Ｄ１における一方の端部では、直列接続された太陽電池セル１４の折り返し部２３とされ、バスバー１８が配線材１５に接続されて、隣り合う太陽電池セル接続単位２１同士が直列に接続されている。また、太陽電池モジュール１０の第１方向Ｄ１の他方の端部にも、直列接続された太陽電池セル１４の折り返し部２３が設けられ、バスバー１７が配線材１５に接続されて、隣り合う太陽電池セル接続単位２１同士が直列に接続されている。第２方向Ｄ２の端部の太陽電池セル接続単位２１にはバスバー１６が接続されている。一方の端部のバスバー１６は、第２方向Ｄ２の高電位側の太陽電池セル接続単位２１に接続され、他方の端部のバスバー１６は低電位側の太陽電池セル接続単位２１に接続されている。

折り返し部２３においては、太陽電池セル接続単位２１の始端または終端（この場合、第１方向Ｄ１の両端部）がバスバー１７、１８に接続されている。また、すべてのバスバー１６、１７、１８には、太陽電池セル接続単位２１から出力を取り出す出力配線材３０が接続されている。出力配線材３０は帯状の導電性部材であって、細長い帯状（またはリボン状）に形成された基材の外表面に、導電性接着材または半田がコーティングされてなる。基材の材質としては特に限定されないが、例えば銅等の金属を用いることができる。

出力配線材３０は、端子ボックス４０の位置まで太陽電池モジュール１０に内封される。出力配線材３０を太陽電池セル１４の裏面と裏面保護部材との間に封止する際には、絶縁性フィルム等を介して出力配線材３０が配線され、太陽電池セル１４と出力配線材３０とが絶縁されている。出力配線材３０と、バスバー１６、１７、１８とは、一体の配線材とされても、また、別々に作製されて接着されてもよい。

一端部がバスバー１６、１７、１８に接続された出力配線材３０は、他端部が端子ボックス４０に導かれている。前記のとおり、太陽電池ストリング２２は透光性基板１１と裏面保護部材との間に封止されており、出力配線材３０は、太陽電池セル接続単位２１と裏面保護部材との間に配設されて端子ボックス４０に導出されている。

端子ボックス４０は、太陽電池モジュール１０の裏面１０２に装着され、出力配線材３０が接続される図示しない複数の端子部と、端子部に接続されたバイパスダイオード４３とを備えている。例示の形態では、裏面１０２の中央部に端子ボックス４０が設けられ、端子ボックス４０内のバイパスダイオード４３は４つである。複数の端子部のうち、端部の端子部には、太陽電池ストリング２２の出力を取り出す図示しない外部出力ケーブルも設けられる。

図２は、太陽電池モジュール１０を示す回路図である。太陽電池モジュール１０において、太陽電池セル接続単位２１は、６つの太陽電池セル１４を直列に接続した１つの直列回路を構成している。太陽電池モジュール１０には４つの太陽電池セル接続単位２１が設けられている。４つの太陽電池セル接続単位２１は、隣り合う太陽電池セル接続単位２１と電気的に接続されて１つの太陽電池ストリング２２をなす。これにより、太陽電池モジュール１０全体で、６×４の直列数２４の太陽電池セル１４による１つの直列回路となるように電気回路が構成されている。

なお、図２では直列に接続される太陽電池セル１４はその始端側の２つのセルと終端側の１つのセルを記載する略図面としているが、実際の太陽電池セル１４の実装においては始端側から終端側まで既定数のセルが配置されている。例えば、図１では第１方向Ｄ１に太陽電池セル１４が６つ並んでいる。ここで、始端と終端とは、各太陽電池セル接続単位２１の直列接続の両端を意味し、例えば、始端が正極側の端部であれば終端は負極側の端部となる。

また、図２に示すように、端子ボックス４０では、バイパスダイオード４３のアノードが１つの太陽電池セル接続単位２１の負極端に接続され、バイパスダイオード４３のカソードが、その太陽電池セル接続単位２１の正極端に接続されている。バイパスダイオード４３は、６つの太陽電池セル１４が１列に並んだ太陽電池セル接続単位２１の始端と終端とに電気的に接続され、太陽電池セル接続単位２１と並列に接続されている。複数の端子部４２は、複数のバイパスダイオード４３を介して直列接続されており、一部の太陽電池セル１４に異常が発生した際の迂回路を形成することができる。

図８に示したように、従来の太陽電池モジュール８０では、バイパスダイオード８５を備える端子ボックス８４は、太陽電池モジュール８０の第１方向Ｄ１における一方の端部に設けられるのが一般的であった。部分影となった太陽電池セル８１ａの影響は、一方の太陽電池ストリング８２ａの全体におよび、２列分の太陽電池セル８１の発電量が失われる。また、発電力が低下した状態の太陽電池セル８１ａが抵抗として働くことで、抵抗となった太陽電池セル８１ａが発熱してホットスポットとなり、破損のおそれもある。このため、太陽電池モジュール８０として、他方の太陽電池ストリング８２ｂの発電量しか得られないこととなり、発電効率が大きく低下するといった問題点があった。

これに対して、図１に示すように、直列接続された６つの太陽電池セル１４を１つの接続単位として、６つの太陽電池セル１４ごとに折り返し部２３を設け、バスバー１７、１８を介して出力配線材３０で端子ボックス４０に接続している。

図２からもわかるように、太陽電池モジュール１０の発電状態が正常であるとき、バイパスダイオード４３には電流は流れない。一部の太陽電池セル１４が何らかの構造物等の影になって発電が不十分となると、当該太陽電池セル１４が抵抗体となって電力を消費し、逆バイアスを生じるので、バイパスダイオード４３が作動する。これにより、当該太陽電池セル１４を含む太陽電池セル接続単位２１がバイパスされることとなる。

太陽電池モジュール１０においては、太陽電池ストリング２２よりも直列数の少ない太陽電池セル接続単位２１ごとに出力配線材３０が設けられ、各太陽電池セル接続単位２１にバイパスダイオード４３が並列に接続されている。この場合、太陽電池モジュール１０において、発電力が低下するのは影になった太陽電池セル１４を含む１列の太陽電池セル接続単位２１だけである。他の列の太陽電池セル接続単位２１には影の影響がないため、発電量が低下することはない。

このため、１つのバイパスダイオード４３のみが作用して、発電力が低下した太陽電池セル接続単位２１をバイパスするとともに、残りの３つの太陽電池セル接続単位２１は正常に発電させることができる。すなわち、影に覆われた太陽電池セル１４があったとしても、その太陽電池セル１４を含む１つの太陽電池セル接続単位２１の発電量が失われるだけで済み、ホットスポットを抑制して、隣り合う他の太陽電池セル接続単位２１を含む太陽電池ストリング２２全体にその影響がおよぶことを避けることができる。したがって、太陽電池モジュール１０の全体としての発電力の低下を当該太陽電池セル１４の１列分の低下に抑えることができ、従来構造と比較して太陽電池モジュール１０の発電量の低下を抑制することができる。

太陽電池モジュール１０は、例えば車両のルーフ等の曲面部に搭載するために、図３に示すように、全体として第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２に湾曲した曲面形状を有して構成されていてもよい。また、６つの太陽電池セル接続単位２１を折り返し部２３のバスバー１７、１８を介して直列に接続し、６×６の直列数３６の太陽電池ストリング２２を備える太陽電池モジュール１０とされてもよい。複数の太陽電池セル１４は、曲面形状の透光性基板１１に沿って配設されるものとなる。

例えば、車両等の移動可能な対象物に太陽電池モジュールが設けられていると、固定された太陽電池モジュールとは異なり、移動に伴って構造物や樹木等の影になりやすく、影が掛かる部分も変化する。また、太陽電池モジュールの設置面は平坦面ではなく多様な曲率の曲面形状を有している。そのため、太陽光が均一に照射されたとしても、太陽電池セルの位置によっては、入射される日射量が異なり、太陽電池セルで発生する電流値に差が生じる可能性がある。

このような場合にも、本実施形態に係る太陽電池モジュール１０では、前記のとおり、直列数の比較的小さい単位を１つの太陽電池セル接続単位２１としてバイパスダイオード４３に並列接続し、影響がおよぶ太陽電池セル１４の数を抑えることができるので、太陽電池モジュール１０の発電量の低下を抑制することができる。

なお、太陽電池モジュール１０において、１つの太陽電池セル接続単位２１に含まれる太陽電池セル１４の数は、例示した６つである構成には限定されず、より小さな単位で構成されてもよく、いくつとされてもよい。また、太陽電池モジュール１０を構成する太陽電池ストリング２２の総数も例示の形態には限られず、太陽電池セル１４は分割セルでなく標準サイズのセルであってもよい。１つの太陽電池セル接続単位２１を構成する太陽電池セル１４の直列数を少なくすることで、影となった太陽電池セル１４の影響をより小さく抑えることができる。

（実施形態２）
本開示において、太陽電池モジュール１０は実施形態１に示す構成を有するに限られず、例えば図４に示すように構成されてもよい。

図４は、本開示の実施形態２に係る太陽電池モジュール１０を模式的に示す平面図である。以下の実施形態２および３に係る太陽電池モジュール１０は基本構成において実施形態１と共通するので、共通する構成には同じ参照符号を用いて示すことにより重複する説明を省略している。

太陽電池モジュール１０において、内部に封止される太陽電池ストリング２２は、第２方向Ｄ２に並ぶ複数の太陽電池セル接続単位２１を備えることに加え、第１方向Ｄ１にも複数の太陽電池セル接続単位２１を含むように設けられてもよい。

図４に示す形態では、太陽電池モジュール１０は、第１方向Ｄ１の中間部にも折り返し部２３が設けられている。折り返し部２３においては、太陽電池セル接続単位２１の始端または終端がバスバー１７、１８、１９、２０に接続されている。バスバー１６、１７、１８、１９には、太陽電池セル接続単位２１から出力を取り出す出力配線材３０が接続されている。

例えば、図中左上に位置する太陽電池セル接続単位２１は、６つの太陽電池セル１４を直列に接続した１つの直列回路を構成し、第１方向Ｄ１の中間部でバスバー１７、１９により隣り合う太陽電池セル接続単位２１と直列接続され、折り返されている。折り返し部２３を介して接続された隣り合う太陽電池セル接続単位２１の第１方向Ｄ１の端部ではバスバー１８により太陽電池セル接続単位２１同士が直列接続され、折り返されている。６つの太陽電池セル１４を含む太陽電池セル接続単位２１は、合計１０個、直列接続されて、１つの太陽電池ストリング２２を構成している。太陽電池モジュール１０全体では、６×１０の直列数６０の太陽電池セル１４による１つの直列回路となるように電気回路が構成されている。

折り返し部２３に設けられるバスバー１９は、一方の端部が延長されてバスバー１７、１８よりも長く設けられている。バスバー１９の一方の端部には、出力配線材３０が接続されて裏面１０２側の端子ボックス４０に配線されている。図中左下の太陽電池セル接続単位２１と右下の太陽電池セル接続単位２１は、略Ｈ形状に接続形成されたバスバー２０により直列に接続されている。バスバー２０の一方の端部は延長されて、出力配線材３０を介して端子ボックス４０に接続されている。各出力配線材３０は、太陽電池セル接続単位２１と裏面保護部材との間に配設されて端子ボックス４０に導出されている。

端子ボックス４０は、太陽電池モジュール１０の裏面１０２の中央部に設けられなくともよく、第１方向Ｄ１の両端部にそれぞれ設けられてもよい。各端子ボックス４０には、４つのバイパスダイオード４３が設けられており、太陽電池セル接続単位２１ごとにバイパスダイオード４３を並列接続した構成となされている。２つの端子ボックス４０は接続配線４１で接続されている。

このように、図４に示す太陽電池モジュール１０には第１方向Ｄ１の中間部にも折り返し部２３が設けられて、１０個の太陽電池セル接続単位２１が直列接続されている。従来構造とは異なり、第１方向Ｄ１の中間部の折り返し部２３でも、バスバー１７、１９、２０に対して出力配線材３０が接続されて、それらの太陽電池セル接続単位２１ごとにバイパスダイオード４３が並列接続された構成を有している。

したがって、本実施形態に係る太陽電池モジュール１０においても実施形態１と同様、影に覆われた太陽電池セル１４があったとしても、その太陽電池セル１４を含む１つの太陽電池セル接続単位２１の発電量が失われるだけで済み、隣り合う他の太陽電池セル接続単位２１を含む太陽電池ストリング２２全体にその影響がおよぶことは避けられる。これにより、太陽電池モジュール１０の全体としての発電力の低下を当該太陽電池セル１４の１列分の低下に抑えることができ、従来構造と比較して太陽電池モジュール１０の発電量の低下を抑制することができる。

なお、太陽電池モジュール１０において、折り返し部２３は、第１方向Ｄ１の中間部に設けられるに限らず、第１方向Ｄ１のどちらか一方の端部寄りに設けられ、太陽電池セル接続単位２１を構成する太陽電池セル１４の直列数が第１方向Ｄ１の一方と他方とで異なる構成とされてもよい。その場合にも、太陽電池セル接続単位２１ごとにバイパスダイオード４３が並列接続されるので、太陽電池モジュール１０の発電量の低下を抑制することができる。

（実施形態３）
本開示において、太陽電池モジュール１０は、さらに図５および図６に示すように構成されてもよい。

図５は、本開示の実施形態３に係る太陽電池モジュール１０を模式的に示す平面図であり、図６は、図５の太陽電池モジュール１０の裏面１０２側を示す底面図であり、図７は、太陽電池モジュール１０の裏面１０２側の一部を示す拡大図である。

前記実施形態１、２では、太陽電池ストリング２２は透光性基板１１と裏面保護部材１２との間に封止されて、太陽電池セル接続単位２１と裏面保護部材（バックフィルム）１２との間に配設されて端子ボックス４０まで導出された構成であった。これに対して、実施形態３に係る太陽電池モジュール１０では、出力配線材３０は、裏面保護部材１２に貫通して裏面１０２側に引き出され、裏面１０２側で接続ケーブル３１を介して端子ボックス４０に接続されている。

図５に示すように、太陽電池モジュール１０は、出力を取り出すための複数の出力配線材３０が、折り返し部２３のバスバー１７、１８に接続されて、太陽電池モジュール１０の裏面１０２側に引き出されている。本実施形態においても、第１方向Ｄ１の両端部に加えて、第１方向Ｄ１の中間部にも、折り返し部２３が設けられている。折り返し部２３においては、太陽電池セル接続単位２１の始端または終端がバスバー１７、１８に接続されている。また、バスバー１６、１７、１８には、太陽電池セル接続単位２１から出力を取り出す出力配線材３０が接続されている。

図７に示すように、裏面保護部材１２には、取出口１３が貫通して設けられている。太陽電池モジュール１０の裏面１０２側には、取出口１３を介して出力配線材３０の端部が延出される。図５に示されるように、各出力配線材３０は、一端部が太陽電池セル接続単位２１の始端または終端に位置するバスバー１６、１７、１８に接続されている。出力配線材３０は、それらのバスバー１６、１７、１８との接続位置で、またはバスバー１６、１７、１８との接続位置の近傍で、図７に示すように、裏面保護部材１２に貫通して設けられた取出口１３を介して裏面１０２側に延出されている。

このような取出口１３は、裏面保護部材１２において、隣り合うバスバー１６、１８や太陽電池セル１４に干渉しない位置に設けられる。また、取出口１３は、バスバー１６、１８と配線材１５との接続位置よりも、バスバー１６、１８の端部寄りに設けられることが好ましい。

図６に示すように、太陽電池モジュール１０は、太陽電池セル接続単位２１の始端および終端ごとに設けられた出力配線材３０が、取出口１３を通して裏面１０２側に引き出されている。裏面保護部材１２上において、出力配線材３０は太陽電池セル接続単位２１の始端と終端とにそれぞれ対応する位置から引き出され、接続ケーブル３１を介して端子ボックス４０に導通されている。

裏面保護部材１２上において、出力配線材３０の引き出し位置と端子ボックス４０の位置が離れている場合は、出力配線材３０は接続ケーブル３１を介して端子ボックス４０に導通される。端子ボックス４０の位置が出力配線材３０の引き出し位置と近い場合には、接続ケーブル３１を介さず直接端子ボックス４０に出力配線材３０が導通されていてもよい。端子ボックス４０には、出力を取り出すための外部出力ケーブル５０も接続されている。

この場合、出力配線材３０は太陽電池モジュール１０の裏面１０２側に引き出されて、裏面１０２側で端子ボックス４０に接続されるので、出力配線材３０を絶縁被覆して太陽電池モジュール１０内に封止する必要がない。また、出力配線材３０を裏面１０２側に引き出すので、図５に示すように、第１方向Ｄ１の途中部に設けられる折り返し部２３で、片方の太陽電池セル接続単位２１に接続されるバスバー１７を、第２方向Ｄ２に沿って１列に配置することができる。そのため、太陽電池モジュール１０の内部配線の複雑化を招くことがなく、配線を容易に行うことができる。

また、出力配線材３０を裏面保護部材１２の外部に引き出して配線する構成であるので、端子ボックス４０の配置自由度も高まり、多様な形態の太陽光発電システムに対応することが可能となる。そのうえ、前記のとおり、太陽電池セル接続単位２１ごとにバイパスダイオード４３に並列接続された構成は、前記実施形態１、２と共通であり、一部の太陽電池セル１４に発生した影の影響を抑えることができるので、太陽電池モジュール１０として発電効率の低下を抑制することが可能となる。

図８は、実施形態３に係る太陽電池モジュール１０の出力線接続構造の他の例の要部を模式的に示す底面図であり、太陽電池モジュール１０の裏面１０２側を示している。なお、図８において、裏面保護部材１２により裏面１０２側からは見えない太陽電池セル１４、バスバー１６、１８等は破線により示している。

出力配線材３０は、バスバー１６、１７、１８とは別体の配線材とされて接続されてもよいが、例えば図８に示すように、バスバー１６、１７、１８と一体の配線材とすることもできる。バスバー１６、１８は、第２方向Ｄ２に沿って配設されるとともに、両端部のいずれか一方の端部が取出口１３を通して太陽電池モジュール１０の裏面１０２側に引き出されている。

この場合、図８に示すように、バスバー１６、１８の一方の端部を、第２方向Ｄ２に沿った配線方向の向きで、そのまま取出口１３を通して裏面１０２側に引き出して配線し、出力配線材３０ａとすることができる。裏面１０２側に延出された出力配線材３０ａは、前記実施形態と同様に絶縁被覆された接続配線材３１に接続され、接続配線材３１を介して端子ボックス４０に導通するように設けることができる。また、出力配線材３０ａは、接続配線材３１を介することなく、直接端子ボックス４０に接続されてもよい。図８に示されないバスバー１６、１８および第１方向Ｄ１の途中部に設けられる折り返し部２３のバスバー１７についても、同様に構成することができる。

このように、バスバーの端部を出力配線材として配線方向に沿った向きのまま裏面側に引き出すことで、バスバーと出力配線材との接続や、出力配線材の先端部を第１方向Ｄ１の内側向きまたは外側向きとする加工等も発生せず、作業工程を簡略化でき、作業性が高められる。また、出力配線材を裏面保護部材の外部で配線することができるので内部配線の複雑化を招くことがなく、配線を容易に行うことができ、多様な形態の太陽光発電システムに対応することが可能となる。

なお、実施形態３に係る太陽電池モジュール１０においても、折り返し部２３は、第１方向Ｄ１の中間部に設けられるに限らず、第１方向Ｄ１のどちらか一方寄りに設けられ、太陽電池セル接続単位２１を構成する太陽電池セル１４の直列数が第１方向Ｄ１の一方と他方とで異なる構成とされてもよい。太陽電池セル接続単位２１を構成する直列接続された太陽電池セル１４の数も、前記の構成には限られず、いくつの太陽電池セル１４が接続されていてもよい。

また、この形態に係る太陽電池モジュール１０において、太陽電池セル接続単位２１は、第１方向Ｄ１に２列設けられているが、２列に限らず、３列、４列など、２列より多く設けられていてもよい。列数を増やすことでも、折り返し部２３を増やすことができる。バイパスダイオード４３に接続する出力配線材３０が接続可能とされる折り返し部２３を増やすことで、バイパスダイオード４３の数を増やすことができる。また、バイパスダイオード４３を備える端子ボックス４０は、太陽電池セル接続単位２１の列ごとに設けられていてもよい。

以上開示した前記実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本開示の技術的範囲は、前記実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

１０ 太陽電池モジュール
１０１ 受光面
１０２ 裏面
１１ 透光性基板
１２ 裏面保護部材
１３ 取出口
１４ 太陽電池セル
１５ 配線材
１６、１７、１８、１９ バスバー
２１ 太陽電池セル接続単位
２２ 太陽電池ストリング
２３ 折り返し部
３０ 出力配線材
３１ 接続ケーブル
４０ 端子ボックス
４１ 接続配線
４２ 端子部
４３ バイパスダイオード
５０ 外部出力ケーブル
Ｄ１ 第１方向
Ｄ２ 第２方向

Claims (6)

1. 複数の太陽電池セル同士が直列接続されてなる太陽電池ストリングと端子ボックスとを備える太陽電池モジュールであって、
   前記太陽電池ストリングは、第１方向に沿って隣り合う複数の前記太陽電池セル同士が直列接続された複数の太陽電池セル接続単位を含み、前記第１方向に直交する第２方向に沿って隣り合う２つの前記太陽電池セル接続単位同士を直列接続する折り返し部を備えて構成され、
   前記端子ボックスは複数のバイパスダイオードを備え、
   前記折り返し部に出力配線材が設けられて、複数の前記太陽電池セル接続単位ごとに前記バイパスダイオードが並列接続されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
2. 請求項１に記載の太陽電池モジュールにおいて、
   前記折り返し部は、前記太陽電池セル接続単位の始端または終端に接続されたバスバーを備え、前記出力配線材は前記バスバーに接続されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
3. 請求項２に記載の太陽電池モジュールにおいて、
   前記端子ボックスは、複数の前記バイパスダイオードと接続された複数の端子部を備え、
   前記出力配線材は、一端部が前記バスバーに接続され、他端部が直接または接続ケーブルを介して前記端子部に接続されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
4. 請求項１に記載の太陽電池モジュールにおいて、
   前記太陽電池ストリングは、前記第１方向に複数の前記太陽電池セル接続単位を含むことを特徴とする太陽電池モジュール。
5. 請求項１～４のいずれか１つの請求項に記載の太陽電池モジュールにおいて、
   前記太陽電池ストリングは、透光性基板と裏面保護部材との間に封止され、
   前記出力配線材は、前記太陽電池セル接続単位と前記裏面保護部材との間に配設されて前記端子ボックスに導出されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
6. 請求項１～４のいずれか１つの請求項に記載の太陽電池モジュールにおいて、
   前記太陽電池ストリングは、透光性基板と裏面保護部材との間に封止され、
   前記出力配線材は、前記裏面保護部材に貫通して前記裏面保護部材の外部に引き出され、接続ケーブルを介して前記端子ボックスに接続されていることを特徴とする太陽電池モジュール。

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