JP2912496B2 - 太陽電池モジュール - Google Patents

太陽電池モジュール

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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気的に直列接続された
複数の太陽電池セルを含む太陽電池モジュールに関し、
特に、太陽電池セルの出力電流をバイパスさせ得るバイ
パスダイオードを含む太陽電池モジュールの改善に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】図１９を参照して、従来の太陽電池モジ
ュールの一例が図解されている。図１９（Ａ），（Ｂ）
および（Ｃ）は、それぞれ、太陽電池モジュールの上面
図，縦断面図および等価回路図を示している。一般に、
太陽電池モジュール１Ａは、所望の出力電圧を得るよう
にインタコネクタ３によって電気的に直列接続された複
数の太陽電池セル２を含んでいる。しかし、このように
複数の太陽電池セル２が直列接続された構造を有する太
陽電池モジュール１Ａにおいては、そのモジュール内の
１枚の太陽電池セル２は影になっているが他のセル２が
影になっていない場合でも、太陽電池モジュール１Ａは
その影になった１枚のセル２の影響を大きく受け、モジ
ュール１Ａ全体の出力が大幅に低下してしまう。
【０００３】図２０を参照して、１つの太陽電池セル２
の出力電圧電流（Ｖ−Ｉ）特性が示されている。図２０
のグラフにおいて、横軸は電圧Ｖを表わし、縦軸は電流
Ｉを表している。図２０（Ａ）は１つの太陽電池セル２
全体が光照射を受けているときのＶ−Ｉ特性を示してい
るが、図２０（Ｂ）は１つの太陽電池セル２の約半分が
影になった場合のＶ−Ｉ特性を示している。図２０
（Ａ）と（Ｂ）の比較からわかるように、半分が影にな
った太陽電池セル２の出力電流Ｉは全体が光照射を受け
ているセル２の約半分に低下している。
【０００４】図２１は、図２０に類似しているが、１つ
の太陽電池モジュール１Ａ全体のＶ−Ｉ特性を示してい
る。ここで、図２１（Ａ）はそのモジュール１Ａ内のす
べての太陽電池セル２が光照射を受けているときのＶ−
Ｉ特性を表わしているが、図２１（Ｂ）はモジュール１
Ａ内の１つの太陽電池セル２の約半分が影になっている
ときのＶ−Ｉ特性を表している。図２１（Ａ）と（Ｂ）
の比較からわかるように、モジュール１Ａ内のただ１つ
の太陽電池セル２の約半分が影になった場合にも、太陽
電池モジュール１Ａ全体の出力電流Ｉが約半分に低下し
てしまうという影響を受ける。
【０００５】図２２を参照して、複数個の太陽電池モジ
ュール１Ａをさらに直列接続した太陽電池システムの一
例が概略的に示されている。図２２（Ａ）および（Ｂ）
は、それぞれ、その太陽電池システムのブロック図およ
び等価回路図を示している。このような太陽電池システ
ムにおいても、そのうちの１つの太陽電池セルのただ１
つが影になった場合でも、図２１（Ｂ）に示されたのと
同様な出力低下をきたすことになる。
【０００６】また、以上のような太陽電池モジュールや
太陽電池システムにおいては、それらが接続されている
外部回路によっては、影になった太陽電池セルに大きな
逆バイアス電圧が加わってそのセルが破壊されることが
ある。さらに極端な場合には、その逆バイアスによって
太陽電池セルが過熱し、屋根に設置する太陽電池モジュ
ールの場合には火災を引き起こすおそれもある。
【０００７】以上のような太陽電池モジュールの出力低
下やセルの破損の問題を改善するために、バイパスダイ
オードを備えた太陽電池モジュールが先行技術において
知られている。
【０００８】図２３は、図１９に類似しているが、先行
技術によるバイパスダイオードを備えた太陽電池モジュ
ールの一例を図解している。図２３（Ａ），（Ｂ）およ
び（Ｃ）は、それぞれ、太陽電池モジュール１Ｂの上面
図，縦断面図および等価回路図を示しており、図２３
（Ｄ）は１つのバイパスダイオードを示す斜視図であ
る。この太陽電池モジュール１Ｂにおいては、これに含
まれる太陽電池セル２の各々についてバイパスダイオー
ド４が逆極性で並列接続されている。
【０００９】図２４および図２５は、それぞれ図２０お
よび図２１と類似しているが、図２３の太陽電池モジュ
ール１Ｂにおける出力Ｖ−Ｉ特性を示している。図２４
はバイパスダイオード４を備えた１つの太陽電池セル２
の出力Ｖ−Ｉ特性を表わしており、図２０との比較から
わかるように、太陽電池セル２が１個の場合には、バイ
パスダイオード４は影になった太陽電池セル２の出力の
低下を軽減しはしない。しかし、太陽電池セル２に外部
から逆バイアス電圧が作用したときには、バイパスダイ
オード４はその逆バイアス電圧を解放し、太陽電池セル
２を逆バイアス電圧による破損から保護するように作用
し得る。
【００１０】図２５（Ａ）は図２３の太陽電池モジュー
ル１Ｂ内のすべての太陽電池セル２が光照射を受けてい
るときのＶ−Ｉ特性を表わしているが、図２５（Ｂ）
は、モジュール１Ｂ内の１つの太陽電池セル２の約半分
が影になっているときのＶ−Ｉ特性を示している。
【００１１】図２５（Ｂ）と図２１（Ｂ）との比較から
わかるように、バイパスダイオード４は、太陽電池モジ
ュール１Ｂ内の一部の太陽電池セル２が影になった場合
に、モジュール１Ｂ全体の出力の低下を最小にするよう
に作用し得る。
【００１２】図２６を参照して、１つのバイパスダイオ
ードを備えた１つの太陽電池モジュールの一例が図解さ
れている。図２６（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は、それ
ぞれ、太陽電池モジュール１Ｃの上面図，縦断面図およ
び等価回路図を示している。直列接続された所望の数の
太陽電池セル２を含む太陽電池モジュール１Ｃは、それ
と逆極性で並列接続された１個のバイパスダイオード４
を含んでいる。このバイパスダイオード４は、太陽電池
モジュール１Ｃ内の一部の太陽電池セル２が影になった
場合にそのモジュール１Ｃ全体の出力の低下を軽減しは
しないが、モジュール１Ｃに逆バイアス電圧が作用する
ときにモジュール１Ｃ全体を逆バイアス電圧による破損
から保護するように作用し得る。
【００１３】図２７を参照して、太陽電池モジュールご
とに１個のバイパスダイオードを備えた太陽電池システ
ムが概略的に図解されている。図２７（Ａ）および
（Ｂ）は、それぞれ、その太陽電池システムのブロック
図および等価回路図を示している。この太陽電池システ
ムは直列接続された複数個の太陽電池モジュール１Ｃを
含み、各太陽電池モジュール１Ｃは１つのバイパスダイ
オード４を備えている。これらのバイパスダイオード４
は、太陽電池モジュール１Ｃ内の一部の太陽電池セル２
が影になった場合にも、太陽電池システム全体の出力の
低下を小さくするように作用し得る。
【００１４】図２８を参照して、従来の太陽電池モジュ
ールのもう１つの例が図解されている。図２８（Ａ）、
（Ｂ）および（Ｃ）は、それぞれ太陽電池モジュール１
Ｄの上面図，縦断面図，および等価回路図を示してい
る。図２８の太陽電池モジュール１Ｄは図１９のモジュ
ール１Ａに類似しているが、図２８においては、くし歯
状の前面電極２ａを有する比較的小型の太陽電池セル２
の複数個が、互いに一部が重ねられて、いわゆる瓦積さ
れることによって電気的に直列接続されている。これら
の小型の太陽電池セル２の背面のほぼ全面に背面電極
（図示は省略）が形成されており、１つの太陽電池セル
２の前面電極２ａの一部は、隣接する太陽電池セル２の
背面電極に直接接合されている。そして、瓦積のシリー
ズの両端にある太陽電池セル２には、インタコネクタ３
が接続されている。
【００１５】図２８に示されているような瓦積された太
陽電池モジュール１Ｄにおいても、一部の太陽電池セル
２が影になった場合に、図２１において説明されたのと
同様に大幅な出力電流低下の問題が生じる。
【００１６】さらに、瓦積された太陽電池モジュール１
Ｄは柔軟性にとぼしいので、図２９において図解されて
いるように、そのモジュールの長手方向に直交する方向
において割れが入りやすい。このような割れは、多くの
太陽電池セル２が直列に接続された長い太陽電池モジュ
ールにおいて特に生じやすい。図２９（Ａ）と（Ｂ）
は、割れの入った太陽電池セル２を含む太陽電池モジュ
ール１Ｄの上面図と縦断面図を示している。図２９に示
されているようにクラック２Ｋが１つの太陽電池セル２
を完全に横断する場合、太陽電池モジュール１Ｄ全体の
出力が０に低下してしまう。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】先行技術によるバイパ
スダイオード４を備えた太陽電池モジュールにおいて
は、図２３（Ｄ）に示されたタイプのダイオード４が用
いられる。このようなダイオード４は、通常は約３〜４
ｍｍ直径で約１０ｍｍ長さの円柱形状を有している。他
方、太陽電池セル２は、たとえば１００×１００×０．
４ｍｍ3 の寸法の薄板形状を有している。
【００１８】したがって、太陽電池モジュールを保護層
で挟んでラミネートするとき、薄い太陽電池セル２が太
いダイオード４に押されて割れることがある。また、ラ
ミネートされた太陽電池モジュール全体が太いダイオー
ド４のために厚くなり、全体の重量が重たくなる。ま
た、太陽電池セル以外の部分にダイオード４をもってく
ればダイオード４の設置分だけ太陽電池モジュール全体
のサイズが大きくなり、モジュール変換効率（モジュー
ルの外寸に対するモジュールの光電変換効率）が低下す
るとともに、製品の見栄えが悪くなって商品性をも低下
させるという課題がある。さらに、ダイオード４が太い
ためにラミネート工程が複雑となり、そのために製品の
コストが高くなるという課題もある。
【００１９】またさらに、たとえば３０×３０×０．４
ｍｍ3 の比較的小さな寸法の薄板形状を有する太陽電池
セル２を瓦積した太陽電池モジュールにおいては、図２
９に示されているように、その長手方向に直交する方向
において割れが入りやすく、その場合には太陽電池モジ
ュールの出力が０になるという課題もある。
【００２０】以上のような先行技術の課題に鑑み、本発
明は薄い太陽電池セルを破損することなく保護層ととも
に容易に低コストで薄くラミネートすることができ、か
つ見栄えもよく商品性の高い太陽電池モジュールを提供
することを１つの目的としている。
【００２１】本発明のもう１つの目的は、瓦積された太
陽電池モジュールに割れが入っても出力が０に低下せ
ず、かなりの出力を維持できる太陽電池モジュールを提
供することである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明の１つの態様によ
れば、太陽電池モジュールは、櫛の歯状部分とバスバー
部分とを含む前面電極を有しかつそのバスバーと同程度
の幅のインタコネクタによって電気的に直列接続された
複数の太陽電池セルと、それらの太陽電池セルの出力電
流を１以上の太陽電池セルについてバイパスさせ得る１
以上のダイオードとを含み、それらのダイオードはバス
バーと同程度の幅を有する薄いペレット状であって、バ
スバーとインタコネクタとの間に接合されていることを
特徴としている。
【００２３】本発明のもう１つの態様によれば、太陽電
池モジュールは、複数の太陽電池セルと、それら複数の
太陽電池セルを電気的に直列接続するインタコネクタ
と、太陽電池セルの出力電流を太陽電池セルについてバ
イパスさせる１以上のバイパスダイオードとを含み、そ
れらのバイパスダイオードは、ペレット状の薄いダイオ
ードであり、バイパスされるべき太陽電池セルの前面電
極上からと背面電極上から延びた２つのインタコネクタ
間に接続されていることを特徴としている。
【００２４】本発明のさらにもう１つの態様によれば、
太陽電池モジュールは、櫛の歯状部分とバスバー部分と
を含む前面電極を有しかつそのバスバーと同程度の幅の
インタコネクタによって電気的に直列接続された複数の
太陽電池セルと、それらの太陽電池セルの出力電流を複
数個の太陽電池セルについてバイパスさせ得る１以上の
ダイオードを含み、バイパスされるべき複数個の直列接
続された太陽電池セルの両端のセルは互いに近接して配
置されており、バイパスダイオードはバスバーと同程度
の幅を有する薄いペレット状であって、両端の一方のセ
ルのバスバー上に接合されているとともに他方のセルに
短いインタコネクタによって電気的に接続されているこ
とを特徴としている。
【００２５】本発明のさらにもう１つの態様によれば、
太陽電池モジュールは、瓦積によって電気的に直列接続
された複数の太陽電池セルと、それらの太陽電池セルの
出力電流を１以上の太陽電池セルについてバイパスさせ
得る１以上のバイパスダイオードとを含み、それらのバ
イパスダイオードは、ペレット状の薄いダイオードであ
り、太陽電池セルの背面電極上に接合されていることを
特徴としている。
【００２６】
【作用】本発明による太陽電池モジュールにおいては、
バイパスダイオードとして太陽電池セルと同程度に薄い
ペレット状のダイオードが直接に太陽電池セルの電極上
またはインタコネクタ上に接合されているので、薄い太
陽電池セルを破損することなく保護層とともに容易に低
コストで薄くラミネートすることができ、かつ見栄えも
よくて商品性が高い太陽電池モジュールを提供すること
ができる。
【００２７】また、本発明による瓦積された太陽電池モ
ジュールにおいては、インタコネクタが各太陽電池セル
の背面電極上に設けられているので、太陽電池セルに割
れが生じても太陽電池モジュールの出力が０になること
はなく、その出力の低下が最小限に抑制され得る。
【００２８】
【実施例】図１を参照して、本発明の一実施例による太
陽電池モジュールに用いられる太陽電池セルの一例が概
略的に図解されている。図１（Ａ）と（Ｂ）はそれぞれ
太陽電池セルの上面図と下面図を表わしており、図１
（Ｃ）は図１（Ａ）中の線１Ｃ−１Ｃに沿った断面図を
表わしている。この太陽電池セル２においては、ｐ型半
導体基板２ｐの１主面にｎ型半導体層２ｎが形成されて
いる。ｎ型層２ｎ上には前面電極２ａが形成され、ｐ型
基板２ｐの他方の主面上には背面電極２ｂが形成されて
いる。前面電極２ａは、幅の細い櫛の歯状部分と、幅の
太いバスバー部分とを含んでいる。そして、太陽電池セ
ル２は、たとえば１００×１００×０．４ｍｍ３の寸法
を有する薄板形状である。
【００２９】図２を参照して、本発明の一実施例による
太陽電池モジュールに用いられるペレット状のバイパス
ダイオードの一例が概略的に図解されている。図２
（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は、それぞれ、ペレット状
ダイオードの上面図，側面図および下面図を表わしてい
る。このペレット状ダイオード４Ａにおいては、ｐ型半
導体基板４ｐの１主面にｎ型半導体層４ｎが形成されて
いる。ｎ型層２ｎ上には表面電極４ａが形成されてお
り、ｐ型基板の他方の主面上には裏面電極４ｂが形成さ
れている。図２（Ａ）および（Ｃ）からわかるように、
ダイオード４Ａの表裏を容易に識別できるように、裏面
電極４ｂは表面電極４ａと異なる形状を有している。ま
た、これらの表裏の電極４ａ，４ｂは、半田でコーティ
ングされている。
【００３０】このペレット状ダイオード４Ａは、たとえ
ば３×３×０．４ｍｍ3 の寸法を有する薄板形状であ
る。すなわち、ペレット状ダイオード４Ａは、図１９
（Ｄ）に示された従来のダイオード４の太さの３〜４ｍ
ｍに比べてはるかに薄い０．４ｍｍの厚さを有してい
る。
【００３１】図３を参照して、太陽電池セルの電極上へ
バイパスダイオードを接合する工程が図解されている。
図３（Ａ）において、太陽電池セル２の前面電極２ａの
一端上にペレット状ダイオード４Ａが載置され、加熱さ
れて半田付けされる。図３（Ｂ）はペレット状ダイオー
ド４Ａが接合された状態における太陽電池セル２の部分
拡大図であり、図３（Ｃ）は図３（Ｂ）中の線３Ｃ−３
Ｃに沿った拡大断面図を示している。図３（Ｂ）から明
らかなように、ペレット状ダイオード４Ａは前面電極２
ａのバスバーと同程度の幅を有している。これは、当業
者にとって容易に理解されるように、ペレット状ダイオ
ード４Ａがバスバーからはみ出すような大きな幅を有す
れば、そのはみ出し部分に対応して太陽電池セルの実効
受光面積を減少させるからである。
【００３２】図４を参照して、複数の太陽電池セル２を
直列接続するためのインタコネクタ３を太陽電池セル２
の前面電極２ａ上に接合する工程が図解されている。図
４（Ａ）はペレット状ダイオード４Ａとインタコネクタ
３が接合された太陽電池セル２を示しており、図４
（Ｂ）は図４（Ａ）の部分拡大図である。図４（Ｂ）か
ら明らかなように、インタコネクタ３は前面電極２ａの
バスバーと同程度の幅を有している。これは、当業者に
とって容易に理解されるように、インタコネクタがバス
バーからはみ出すような大きな幅を有すれば、そのはみ
出し部分に対応して太陽電池セルの実効受光面積を減少
させるからである。
【００３３】図５（Ａ）において、バイパスダイオード
４Ａを電気的に接続するためのインタコネクタ３ａがそ
のダイオード４Ａ上に半田付けされる。図５（Ｂ）はバ
イパスダイオード４Ａ上にダイオード用インタコネクタ
３ａが接合された状態における太陽電池セル２の部分拡
大図であり、図５（Ｃ）は図５（Ｂ）中の線５Ｃ−５Ｃ
に沿った拡大断面図である。なお、本実施例ではダイオ
ード４Ａを太陽電池セル２上に接合した後にダイオード
用インタコネクタ３ａを接合したが、ダイオード用イン
タコネクタ３ａを予めダイオード４Ａに接合した後にそ
のダイオード４Ａを太陽電池セル２上に接合してもよ
い。
【００３４】図６（Ａ）を参照して、複数個の太陽電池
セル２が直列接続された太陽電池セルモジュールの前面
図が示されている。そして、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）
中の線６Ｂ−６Ｂに沿った拡大断面図を示している。こ
の太陽電池モジュールにおいては、太陽電池セル２の各
々がその前面電極２ａ上に接続されたバイパスダイオー
ド４Ａを備えている。そして、そのバイパスダイオード
４Ａは隣の太陽電池セル２の前面電極２ａにダイオード
用インタコネクタ３ａによって接続されている。
【００３５】図７（Ａ）において、図６の太陽電池モジ
ュールが保護層によって挟まれてラミネートされる。図
７（Ｂ）は図７（Ａ）中の線７Ｂ−７Ｂに沿った拡大断
面図を示しており、太陽電池セル２はＥＶＡ樹脂などの
充填樹脂層５とその外側の透明フィルム６によって挟ま
れる。その後、これらの保護層５と６が加圧下において
加熱され、その結果、太陽電池セル２は図７（Ｃ）に示
されているように保護層５および６が密着してラミネー
トされて、太陽電池モジュール１０が完成する。
【００３６】以上のような太陽電池モジュールの組立て
においては、従来のバイパスダイオード４と太陽電池セ
ル２との間に必要であった煩雑な配線や接続が簡略化さ
れ、それによる製造コストの低減も可能である。また、
バイパスダイオード４Ａは太陽電池セル板に直接接続さ
れているので、バイパスダイオード４Ａに電流が流れた
ときに発生する熱をその太陽電池セル板を介して効率的
に逃がすことができ、バイパスダイオード４Ａの過熱が
防止され得る。
【００３７】さらに、ペレット状のバイパスダイオード
４Ａは従来の通常のダイオードの太さである３〜４ｍｍ
に比べてはるかに薄い０．４ｍｍの厚さを有しているの
で、上述のラミネートされた太陽電池セルが厚くなるこ
とがなく、薄い太陽電池セル２が従来のような太いバイ
パスダイオードに押されて破損することがない。またさ
らに、薄いペレット状バイパスダイオードはインタコネ
クタ３に沿って整列されて配置されているので、完成さ
れた太陽電池モジュール１０の見栄えもよく、製品とし
ての商品性が高められる。
【００３８】図８（Ａ）を参照して、本発明のもう１つ
の実施例による太陽電池モジュールの前面図が示されて
いる。そして、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）中の線８Ｂ−
８Ｂに沿った拡大断面図を示している。この太陽電池モ
ジュールにおいては、太陽電池セル２の各々の前面上と
背面上に接合されたインタコネクタ３の間にそのセル２
と並列にペレット状のバイパスダイオード４Ａが接合さ
れる。この場合、バイパスダイオード４Ａは太陽電池セ
ル２と同等の約０．４ｍｍの厚さを有しているので、バ
イパスダイオード４Ａが太陽電池モジュールの厚さを増
大させることがない。また、図８の太陽電池モジュール
は図７に関連して説明されたのと同様に保護層５および
６とともにラミネートされるが、このときの加圧接合時
にバイパスダイオード４Ａが太陽電池セル２に不所望の
力を及ぼすことがない。
【００３９】図９を参照して、本発明のさらにもう１つ
の実施例が図解されている。この実施例においては、図
９（Ａ）の拡大断面部分図に示されているように、１つ
の太陽電池セル２の背面電極２ｂ上にペレット状バイパ
スダイオード４Ａが接合される。そして、その太陽電池
セル２の前面電極上には複数の太陽電池セル２を直列接
続するためのインタコネクタ３が接合され、バイパスダ
イオード４Ａの下面電極４ｂにはバイパス用インタコネ
クタ３ｂが接合される。
【００４０】図９（Ｂ）は、インタコネクタ３および３
ｂによって電気的に接続された複数個の太陽電池セル２
を含む太陽電池モジュールを示している。この場合、バ
イパス用インタコネクタ３ｂは絶縁シート７によって他
のインタコネクタ３などから電気的に絶縁されている。
図９（Ｂ）から理解されるように、この太陽電池モジュ
ールにおいて逆バイアス電圧が生じたときには、個々の
太陽電池セル２ごとではなくて、１つの太陽電池モジュ
ール全体がバイパスダイオード４Ａとバイパスインタコ
ネクタ３ｂを介してバイパスされることになる。図９
（Ｂ）の太陽電池モジュールも、図７と関連して説明さ
れたのと同様の保護層とともにラミネートされる。
【００４１】図１０を参照して、さらにもう１つの実施
例が図解されている。図１０（Ａ）の太陽電池モジュー
ル１０においては、４行４列のマトリクス状に配置され
た１６個の太陽電池セル２が２つの出力端子１ａの間で
直列接続されている。図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）中
の丸印で囲まれた部分の拡大断面図を示している。１つ
の太陽電池セル２の前面電極２ａ上に接合されたペレッ
ト状バイパスダイオード４Ａは、ダイオード用インタコ
ネクタ３ｃによって隣の行の太陽電池セル２の背面電極
に接続されている。すなわち、図１０（Ａ）の太陽電池
モジュールにおいては、逆バイアス電圧が生じたとき
に、２行（８個）ずつの太陽電池セル２がダイオード４
Ａとダイオード用インタコネクタ３ｃを介してバイパス
されることになる。この場合、ダイオード用インタコネ
クタ３ｃは隣接して配置された太陽電池セル２に接続さ
れるので、図９（Ｂ）に示されたバイパス用インタコネ
クタ３ｂよりはるかに短くすることができ、また絶縁シ
ート７を必要としない。図１０（Ａ）の太陽電池モジュ
ールも、図７と関連して説明されたのと同様に保護層と
ともにラミネートされる。
【００４２】図１１を参照して、さらにもう１つの実施
例が図解されている。この実施例は図１０の実施例に類
似しているが、ダイオード用インタコネクタ３ｄはバイ
パスダイオード４Ａが載置された太陽電池セル２に隣接
するセル２の背面電極ではなくて前面電極に接続され
る。この場合、ダイオード用インタコネクタ３ｄはダイ
オードの上面と太陽電池セル２の上面に接合されるの
で、その接合工程がより容易となる。ただし、この場合
には、ダイオード用インタコネクタが前面電極２ａ上に
接合された太陽電池セル２はバイパスされ得ないことに
なるが、そのようなセルの数はモジュールに含まれる１
６個のうちの僅かに２個であるので、実用上は十分に意
義あるバイパス機能を発揮し得る。
【００４３】図１２を参照して、さらにもう１つの実施
例が図解されている。この実施例は、第１０図のものに
類似しているが、太陽電池モジュール１０がただ１つの
バイパスダイオード４Ａを有している。すなわち、図１
０（Ａ）と（Ｂ）からわかるように、直列接続された太
陽電池セル２の両端のセル２であっで２つの出力端子１
ａに直接接続された２つのセル２が互いに隣接して配置
されており、バイパス回路はこれら両端の２つのセル２
の間に形成される。したがって、逆バイアス電圧が発生
した場合には、この太陽電池モジュール１０全体がバイ
パスされることになる。
【００４４】図１３を参照して、さらにもう１つの実施
例が図解されている。この実施例は図１２のものに類似
しているが、ダイオード用インタコネクタ３ｆはバイパ
スダイオード４Ａが載置された太陽電池セル２に隣接す
るセル２の背面電極ではなくて前面電極に接続されてい
る。
【００４５】なお、以上の多くの実施例において、図１
４の等価回路図に例示されているように、太陽電池モジ
ュールは逆流防止用のダイオード８を備えてもよい。こ
の逆流防止用ダイオード８は、ペレット状のダイオード
であって、直列接続された複数の太陽電池セル２の一端
部にあるセル２上に接合すればよい。
【００４６】また、以上の実施例では、１枚の太陽電池
セルの１箇所にバイパスダイオードを設けたが、１枚の
太陽電池セルの２箇所以上にバイパスダイオードを設置
してもよく、これにより、バイパスダイオードに電流が
流れる際の抵抗を低減できる。
【００４７】図１５を参照して、本発明のさらにもう１
つの実施例による太陽電池モジュールが図解されてい
る。図１５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），および（Ｄ）は、
それぞれ太陽電池モジュール１Ｆの下面図，上面図、縦
断面図，および等価回路図を示している。この太陽電池
モジュール１Ｆにおいては、くし歯状の前面電極２ａを
有する太陽電池セル２の各々が、たとえば３０×３０×
０．４ｍｍ3 の薄板状の比較的小さな寸法を有してお
り、その背面のほぼ全面に背面電極（図示は省略）が形
成されている。複数の太陽電池セル２は、互いに一部が
重ねられて瓦積されており、それによって、前面電極２
ａの一部は隣接する太陽電池セル２の背面電極に直接接
続されている。
【００４８】図１５の太陽電池モジュール１Ｆは、さら
に、ペレット状のバイパスダイオード４Ａを備えてお
り、それらは、たとえば比較的小さな３×３×０．４ｍ
ｍ3 の寸法の薄板形状を有している。バイパスダイオー
ド４Ａは、それによってバイパスされるべき太陽電池セ
ル２のエッジ部に配置され、そのペレット状ダイオード
４Ａの１主面はバイパスされるべき太陽電池セル２に隣
接するセル２の背面電極に接合されている。バイパスダ
イオード４Ａの他方の主面はインタコネクタ３ｇに接合
されており、そのインタコネクタ３ｇはそのダイオード
４Ａによってバイパスされるべき太陽電池セル２の背面
電極上に延在してはんだ付けされている。
【００４９】図１５の太陽電池モジュールにおいては、
従来のバイパスダイオード４と太陽電池セル２との間に
必要であった煩雑な配線や接続が簡略化される。また、
ペレット状のバイパスダイオード４Ａは、瓦積された太
陽電池セル２の段差部に接合されるので、太陽電池モジ
ュール１Ｆの厚さを増大させることもない。さらに、バ
イパスダイオード４Ａは太陽電池モジュール１Ｆの背面
上に接合されるので、そのモジュール１Ｆの前面の見栄
えがよくなる。
【００５０】図１６は、図１５の太陽電池モジュール１
Ｆ中の１つの太陽電池セル２にクラック２Ｋが発生した
状態を図解している。図１６（Ａ），（Ｂ），および
（Ｃ）は、それぞれ下面図，上面図，および縦断面図を
示している。これらの図からわかるように、クラック２
Ｋが発生しても、そのクラックを含む太陽電池セル２の
背面電極の電気的連続性がその上のインタコネクタ３ｇ
によって維持されるので、太陽電池モジュール１Ｆ全体
の出力が大幅に低下することはない。また、クラック２
Ｋの発生した太陽電池セル２においても、図１６（Ｂ）
中のハッチングで示された領域２Ｆからの光起電力は依
然として太陽電池モジュール１Ｆの出力に寄与し得るこ
とが理解されよう。
【００５１】図１７の断面図を参照して、図１５に示さ
れているような太陽電池モジュールの組立工程が図解さ
れている。図１７（Ａ）において、たとえばアルミニウ
ムの板１１上に太陽電池セル２が背面を上にした状態で
瓦積状に並べられる。図１７（Ｂ）において、ペレット
状のバイパスダイオード４Ａを瓦積の段差部に接合し、
適切な長さに切断したインタコネクタ３ｇをダイオード
４Ａから太陽電池セル２に背面電極上に延在させる。こ
の状態を保持して、二百数十度に加熱したホットプレー
ト上に乗せるか、またはオーブン内に収納することによ
って、ダイオード４Ａやインタコネクタ３ｇのはんだ付
けが行なわれる。はんだ付けが終わった太陽電池モジュ
ールは、ホットプレートまたはオーブンから取り出され
て自然冷却される。なお、適切な溝や合せピンを持つ治
具を用いれば、太陽電池セルの前面を上にして瓦積接続
できることが理解されよう。
【００５２】その後、太陽電池モジュールは、図１７
（Ｃ）に示されているように、ＥＶＡなどの充填樹脂５
と透明フィルム６によってラミネート（加圧しながら加
熱）される。これによって、保護層によってラミネート
された瓦積タイプの太陽電池モジュール１０ａが完成す
る。また、太陽電池モジュールは、図１８の断面図に示
されているように、ポリカーボネート製の容器６ａに太
陽電池セルの受光面が下になるようにセットし、シリコ
ーン樹脂５ａを充填して硬化させることによって保護す
ることができる。
【００５３】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、太陽電
池モジュールにおけるバイパスダイオードとして太陽電
池セルと同程度に薄いペレット状のダイオードが直接に
太陽電池セルの電極上またはインタコネクタ上に接合さ
れているので、薄い太陽電池セルを破損することなく保
護層とともに容易に低コストで薄くラミネートすること
ができ、かつ見栄えもよくて商品性の高い太陽電池モジ
ュールを提供することができる。
【００５４】また、本発明によれば、瓦積された太陽電
池モジュールに割れが入っても、出力が０に低下せずに
かなりの出力を維持できる太陽電池モジュールを提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の太陽電池モジュールに用いられる太陽
電池セルの一例を概略的に示す図である。
【図２】本発明の太陽電池モジュールに用いられるペレ
ット状の薄いバイパスダイオードの一例を概略的に示す
図である。
【図３】本発明の一実施例において太陽電池セルの電極
上へバイパスダイオードを接合する工程を示す図であ
る。
【図４】本発明の一実施例において太陽電池セルの電極
上にインタコネクタを接続する工程を示す図である。
【図５】本発明の一実施例においてダイオード用インタ
コネクタをバイパスダイオードに接合する工程を示す図
である。
【図６】本発明の一実施例において複数の太陽電池セル
がインタコネクタによって直列接続された太陽電池モジ
ュールを示す図である。
【図７】本発明の一実施例による太陽電池モジュールが
保護層とともにラミネートされる工程を示す図である。
【図８】本発明のもう１つの実施例による太陽電池モジ
ュールを示す図である。
【図９】本発明のさらにもう１つの実施例による太陽電
池モジュールを示す図である。
【図１０】本発明のさらにもう１つの実施例による太陽
電池モジュールを示す図である。
【図１１】本発明のさらにもう１つの実施例による太陽
電池モジュールを示す図である。
【図１２】本発明のさらにもう１つの実施例による太陽
電池モジュールを示す図である。
【図１３】本発明のさらにもう１つの実施例による太陽
電池モジュールを示す図である。
【図１４】本発明のさらにもう１つの実施例による太陽
電池モジュールを示す等価回路図である。
【図１５】本発明のさらにもう１つの実施例による瓦積
型の太陽電池モジュールを示す図である。
【図１６】図１５の瓦積型太陽電池モジュールに割れが
入った状態を示す図である。
【図１７】図１５の瓦積型太陽電池モジュールの組立て
工程を示す図である。
【図１８】本発明のさらにもう１つの実施例による瓦積
型太陽電池モジュールを示す図である。
【図１９】従来の太陽電池モジュールの一例を示す図で
ある。
【図２０】１つの太陽電池セルの出力電圧電流（Ｖ−
Ｉ）特性を示す図である。
【図２１】１つの太陽電池モジュール全体のＶ−Ｉ特性
を示す図である。
【図２２】複数の太陽電池モジュールを含む従来の太陽
電池システムの一例を示す図である。
【図２３】先行技術によるバイパスダイオードを備えた
太陽電池モジュールの一例を示す図である。
【図２４】バイパスダイオードを備えた先行技術による
１つの太陽電池セルのＶ−Ｉ特性を示す図である。
【図２５】バイパスダイオードを備えた先行技術による
１つの太陽電池モジュールにおけるＶ−Ｉ特性を示す図
である。
【図２６】ただ１つのバイパスダイオードを備えた先行
技術による太陽電池モジュールの一例を示す図である。
【図２７】太陽電池モジュールごとに１個のバイパスダ
イオードを備えた先行技術による太陽電池システムを示
す図である。
【図２８】従来の瓦積型太陽電池モジュールを示す図で
ある。
【図２９】図２８の瓦積型太陽電池モジュールに割れが
入った状態を示す図である。
【符号の説明】 １Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 先行技術による太陽電池モジ
ュール ２ 太陽電池セル ３ 太陽電池セルを直列接続するためのインタコネクタ ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｅ，３ｆ，３ｇ ペレット状バイ
パスダイオードを電気的に接続するためのダイオード用
インタコネクタ ４ 先行技術によるバイパスダイオード ４Ａ 本発明の太陽電池モジュールに用いられるペレッ
ト状の薄いバイパスダイオード ５，５ａ 充填用樹脂層 ６ 透明な保護フィルム ６ａ 透明な容器 ７ 絶縁フィルム ８ 逆流防止用ダイオード １０，１０ａ 本発明による太陽電池モジュール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−69871（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−214270（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−165471（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−1872（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−160181（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−1854（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 31/042

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 櫛の歯状部分とバスバー部分とを含む前
    面電極を有しかつそのバスバーと同程度の幅のインタコ
    ネクタによって電気的に直列接続された複数の太陽電池
    セルと、 前記太陽電池セルの出力電流を１以上の前記太陽電池セ
    ルについてバイパスさせ得る１以上のバイパスダイオー
    ドとを含み、 前記バイパスダイオードは、前記バスバーと同程度の幅
    を有する薄いペレット状であって、前記バスバーと前記
    インタコネクタとの間に接合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２】 複数の太陽電池セルと、 前記複数の太陽電池セルを電気的に直列接続するインタ
    コネクタと、 前記太陽電池セルの出力電流を前記太陽電池セルについ
    てバイパスさせ得る１以上のバイパスダイオードとを含
    み、 前記バイパスダイオードは、ペレット状の薄いダイオー
    ドであり、バイパスされるべき前記太陽電池セルの前面
    電極上からと背面電極上から延びた２つの前記インタコ
    ネクタ間に接合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３】 櫛の歯状部分とバスバー部分とを含む前
    面電極を有しかつそのバスバーと同程度の幅のインタコ
    ネクタによって電気的に直列接続された複数の太陽電池
    セルと、 前記太陽電池セルの出力電流を複数個の前記太陽電池セ
    ルについてバイパスさせ得る１以上のバイパスダイオー
    ドとを含み、 バイパスされるべき複数個の直列接続された前記太陽電
    池セルの両端のセルは互いに近接して配置されており、 前記バイパスダイオードは、前記バスバーと同程度の幅
    を有する薄いペレット状であって、前記両端の一方のセ
    ルのバスバー上に接合されかつ他方のセルに短いインタ
    コネクタによって電気的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４】 瓦積によって電気的に直列接続された複
    数の太陽電池セルと、前記太陽電池セルの出力電流を１
    以上の前記太陽電池セルについてバイパスさせ得る１以
    上のバイパスダイオードとを含み、 前記バイパスダイオードは、ペレット状の薄いダイオー
    ドであり、前記太陽電池セルの背面電極上に接合されて
    いることを特徴とする太陽電池モジュール。
  5. 【請求項５】 背面電極上に前記バイパスダイオードの
    一端を接合した太陽電池セルに瓦積される隣接太陽電池
    セルには、背面電極上に延在して且つ前記バイパスダイ
    オードの他端と隣接されるインタコネクタが設けられ、
    前記インタコネクタの延在部は前記各太陽電池セルが割
    れたときの出力の減少量を小さくするように働くことを
    特徴とする請求項４に記載の太陽電池モジュール。
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