JP3162103U - 太陽電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来よりも高い効率を有し、より安価であり、電流伝導のためにより少ない電導性を有する素材を必要とし、良好な電気接触を可能にするような太陽電池を提供する。【解決手段】第１の金属導体と、これら第１の金属導体と電気的に接触して電源ラインとして機能する、少なくとも１つの第２の金属導体とを備える太陽電池であって、断面の縮小のために、これら第１および／または第２の金属導体において少なくとも１つの切り欠きが設けられる。【選択図】図１
Description
本考案は、第１の金属導体と、これら第１の金属導体と電気的に接触して電源ラインとして機能する、少なくとも１つの第２の金属導体とを備える太陽電池に関する。
ｎドープ層、ｐドープ層およびｐｎ転移層を有する太陽電池において、ｎドープ層に差し込む光によってｎドープ層とｐドープ層との間に電位が生じ、これによって、接続された負荷において電流が生成される。この電圧を出力させるために、ｐドープ層の側において金属板が、またｎドープ層の側において金属導体が設けられている。通常このような金属導体は、一方では細い金属線またはいわゆるフィンガーが、例えば相互に平行に配置されているものである。他方は、これらフィンガーと連結されている、少なくとも１つの比較的幅広い電源ラインであって、この電源ラインによって負荷に対する電気接触が形成され得る。太陽電池を構成するため、このドープ層は、別の順番、異なる厚さまたは異なる個数において設けられ得る。太陽電池の構造に関わらず、負荷を連結するためには常に電気接触が必要とされる。
フィンガーおよび電源ラインは、太陽電池の機能のために必要である。しかしながら、これらは導体の下に設けられたｎドープ層を遮断するという欠点を有する。これにより、太陽電池の面のうち一部のみが光エネルギーを電気エネルギーに変換するために利用可能となる。太陽電池の遮られる面がより小さくなるようなフィンガーおよび電源ラインを提供することができれば、太陽電池の面単位毎の効率を向上させることが可能となる。
金属製の電線との良好な接触が得られ、出力抵抗が高くなりすぎないようにするために、電源ラインを任意に小さく構成してはならない。したがって、例えば銀などの電導性を有する高価な素材の導入を抑えた場合でも良好な電気接触を可能にし、出力抵抗が小さい導体を備えるような太陽電池を提供する要求が生じる。
したがって本考案の課題は、従来よりも高い効率を有し、より安価であり、電流伝導のためにより少ない電導性を有する素材を必要とし、良好な電気接触を可能にするような太陽電池を提供することである。
この課題は、独立請求項の主題によって解決される。本考案の有利な変形例は、従属請求項の主題である。
この課題は、第１の金属導体と、これら第１の金属導体と電気的に接触して電源ラインとして機能する、少なくとも１つの第２の金属導体とを備える太陽電池であって、断面の縮小のために、これら第１および／または第２の金属導体において少なくとも１つの切り欠きが設けられる太陽電池によって解決される。
この切り欠きにおいては電導性を有する素材が設けられないため、電導性を有する素材の使用量が減る。これによって素材の節約だけではなく、費用の節約も可能となる。
この切り欠きは、太陽電池の面をこの部分においては遮らないため、太陽電池がより多くの光を利用でき、よって太陽電池の全体寸法が同じである場合、より高い効率を得ることが可能となる。
第１および／または第２の金属導体は、自身の全長に亘って切り欠きを有することが好ましい。導体の端部における個々の切り欠きは、印付けのために識別構造体と組み合わせることが可能であるため、光エネルギーの変換のために利用すべき面をそのために利用する必要がなくなる。さらに、導体のその他の領域における追加の切り欠きによって、導体素材を大幅に節約できる。この切り欠きによって、第１および／または第２の金属導体による電気伝搬のための断面を５％乃至１００％減少させることが可能である。特に第２の金属導体においては、電気の出力抵抗が顕著に増加することなく、比較的断面の減少が少ない切り欠きを得ることが可能となる。断面が１００％減少すると金属導体が切断されるため、もはや電気の流れが不可能となる。電導性を有する高価な素材が、比較的大幅に節約できる。この実施例においては、第２の金属導体の２つの部分が形成される。
しかしながらこのようなケースは、金属導体の両方の部分が、金属導体に並列接続されている追加の金属バンドによってブリッジされる場合には有利となる。この金属バンドは、例えば半田接合によって金属導体に対して連結され得る。追加の金属バンドは、ブリッジされている金属導体と少なくとも等しい断面を有することが好ましい。追加の金属バンドを用いたこのようなブリッジ構造により、複数の太陽電池を１つのモジュールへと相互接続することも可能となる。
第１の金属導体の幅は、３０乃至１３０マイクロメートルであることが好ましい。このような寸法であれば、第１の金属導体は太陽電池の表面を極めて小規模にしか遮らない。電源ラインにおいて生じる電気の出力抵抗が小さいながらも、ブリッジ用バンドの半田付けのために十分な幅を確保するために、第２の金属導体の幅は２．５ミリメートル以下であることが好ましい。
切り欠きは、円形、六角形または四角形の断面を有し得る。このような形状は、例えばエッチングなどによって容易に製造され得る。
本考案のさらなる利点および特徴を、添付図面との関連において説明する。
太陽電池１００には、幅２を有する、プリントされた第１の金属導体１と、幅４を有する第２の金属導体３とがプリント媒体１０を用いてプリントされている。第１の金属導体１は、太陽電池においてフィンガーとして機能し得る、比較的細い導体である。第２の金属導体３は、これら第１の金属導体１と電気接触して電源ラインとして機能する、比較的太い導体である。図１において示されている太陽電池１００においては、第２の金属導体３が円形の切り欠き１１と四角形の切り欠き１３を有する。さらに、第２の金属導体３を切断する切り欠き１４が設けられている。このことは切り欠き１５らによってもなされる。プリント媒体１０は、切り欠き１４に対して境界線１６を形成する。図１において示される実施例において、この線は直線的に延伸する。しかしながら、この境界線１６は湾曲して形成されてもよい。切り欠きがハニカム構造である場合、この境界線１６は部分的にのみ直線状に延伸する。プリント媒体１０が円形、四角形または六角形の形状においても取り付けられることにより、周辺領域が切り欠きを形成するようにすることも可能である。切り欠きは、「ネガ」としても表すことが可能であり、その場合にはプリント媒体１０が「ポジ」を形成する。切り欠き１４および１５が大きな面を占めることによって、より小さな領域のみがプリント媒体１０によって覆われているようにすることも可能である。これら領域は、第２の金属導体３をブリッジする、安価な金属バンドを取り付けるのに十分であり得るため、第２の金属導体３については高価な素材を節約することが可能となる。
この太陽電池は、シルクスクリーン用ステンシルを用いるシルクスクリーン印刷によって製造することが可能である。例えばエッチングによって形成されるシルクスクリーン用ステンシルは、１１、１３、１４または１５の部分においてプリント媒体が到達せずに金属導体において切り欠きが形成されるような構造を有し得る。
Claims (7)
- 第１の金属導体と、該第１の金属導体と電気的に接触して電源ラインとして機能する、少なくとも１つの第２の金属導体とを備える太陽電池であって、断面の縮小のために、前記第１および／または第２の金属導体において少なくとも１つの切り欠きが設けられる太陽電池。
- 前記第１および／または第２の金属導体は、自身の全長に亘って切り欠きを有する、請求項１に記載の太陽電池。
- 前記切り欠きのうち少なくとも１つは、第１および／または第２の金属導体による電気伝搬のための断面を５％乃至１００％減少させる、請求項１または２に記載の太陽電池。
- 前記少なくとも１つの切り欠きを有する金属導体は、前記金属導体に対して並列接続されている追加の金属バンドによってブリッジされている、請求項３に記載の太陽電池。
- 前記第１の金属導体の幅は３０乃至１３０マイクロメートルである、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の太陽電池。
- 前記第２の金属導体の幅は２．５ミリメートル以下である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の太陽電池。
- 前記切り欠きは、円形、六角形または四角形の断面を有する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の太陽電池。
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