JP4358549B2 - Translucent thin film solar cell module - Google Patents
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- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は透光性薄膜太陽電池モジュールに関し、特に、建築物の用途に利用される場合に低コストでかつ簡便に所望の透光率を実現し得る透光性薄膜太陽電池モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、炭酸ガス排出による地球温暖化防止の観点から、クリーンエネルギ源として、半導体太陽電池の利用の拡大が期待されている。半導体太陽電池の中でも、半導体結晶ウエハを利用する結晶系太陽電池に比べて、気相堆積による半導体薄膜を利用する薄膜系太陽電池は低コストで大面積に作製され得るので、特にその利用の拡大が期待されている。
【0003】
図8から図11において、従来の典型的な薄膜太陽電池の構造が模式的に図解されている。図8は薄膜太陽電池の背面を表す平面図であり、図9は図8中の線分Aに沿った断面図であり、図10は図8中の線分Bに沿った断面図であり、そして図11は図8中の点線Cに沿って切り出した部分の模式的斜視図である。なお、本願の図面において、同一の参照符号は同一部分または相当部分を表している。
【0004】
これらの図8から図11に図解された薄膜太陽電池1においては、ガラスなどの透明絶縁基板2上に透明電極層3、半導体光電変換層4、および裏面金属電極層5がスパッタやCVD(化学気相堆積)などを利用して順次積層されている。ガラス基板2としては、近年では約1m平方の大きさのものまで用いられている。透明電極層3としてはZnO、SnO2、ITO(インジュウム錫酸化物)などが用いられ、金属電極層5としてはAg、Alなどが主に用いられている。各層3、4、5の堆積とエッチングまたはレーザスクライブなどによるパターニングとを繰り返して複数の短冊状光電変換セル16が形成されており、それらの短冊状セル16は短軸方向に電気的に直列接続された集積構造にされている。
【0005】
すなわち、隣接するセル16間において裏面電極層5はセル間分離溝6によって分離されているが、一つのセル16の透明電極3は隣のセル16の裏面電極5に接続されている。また、各層3、4、5は、周縁分離溝11によって、発電領域13と非発電領域14とに分離されている。このような周縁分離溝11は、各層3、4、5の周縁端部における透明電極3と裏面電極5との短絡欠陥などを分離するために設けられる。このような場合、発電領域内において、セル間分離溝6によって1%未満の透光性は存在している。
【0006】
直列接続された複数セル中の両端のセル上には、バスバー(母線)電極12が設けられ、全セルからの出力電流はこれらのバスバー電極12から取り出される。両バスバー電極12の一方は、図9に示されているように、接続溝7を介して半田層17によって透明電極3に接続されている。そして、他方のバスバー電極12は、半田層によって裏面電極5に接続されればよい。
【0007】
従来では、建築物用の大型の薄膜太陽電池は、ビルの屋上や家屋の屋根上に設置されるのが一般的である。しかし、最近では、日照空間の利用効率の改善の観点から、ビルの屋上や家屋の屋根上のみならず建築物の壁面上に薄膜太陽電池が設置されている。また、建築物の窓自体や採光屋根自体さらに商店街のアーケードの屋根自体などにも薄膜太陽電池を利用することが試みられている。ここで、建築物の採光屋根自体や窓自体またはアーケードの屋根自体などに薄膜太陽電池を利用する場合には、建築物内部やアーケードの照明光として、薄膜太陽電池が部分的に太陽光を透過する必要がある。
【0008】
太陽光の一部を透過し得る薄膜太陽電池の一例は、例えば特許文献1の特開平5−251723号公報において開示されている。
【0009】
図12と図13において、透光性薄膜太陽電池の一例が模式的に図解されている。図12は透光性薄膜太陽電池の背面を表す平面図であり、図13は図12中の点線Dに沿って切り出した部分の模式的斜視図である。図12中の線分AとBに沿った断面構造は、それぞれ図2と図3に対応している。図12の透光性薄膜太陽電池1aでは、発電領域15において太陽光が部分的に透過し得る。
【0010】
その発電領域15が部分的に太陽光を透過し得るのは、図13に示されているように、複数の光透過用溝8が形成されているからである。すなわち、半導体層4と金属電極層5が光透過用溝8によって除去されている。ただし、光透過用溝8はセル間分離溝6に交差して形成されており、セル間分離溝6の両側のセルは互の電気的直列接続が維持されている。なお、光透過用溝の代わりに、光透過用穴が形成されてもよいことは言うまでもない。
【0011】
【特許文献1】
特開平5−251723号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
建築物の窓自体や採光屋根自体またはアーケードの屋根自体などに透光性薄膜太陽電池を設置して太陽光の一部を照明光として利用しようとする場合、透光性薄膜太陽電池に求められる光透過率は一定ではない。なぜならば、建築物内の部屋の用途などに依存して、求められる照明光の明るさが必ずしも一定ではないからである。
【0013】
他方、図13に図解されているような透光性薄膜太陽電池において、その光透過率は光透過用溝8の幅および密度(本数の多少)に依存して定まる。すなわち、完成後の透光性薄膜太陽電池においては、その光透過率を変更することはできない。したがって、求められる光透過率を有する透光性薄膜太陽電池を作製するためには、各光透過率ごとに設計変更して、それに対応して製造プロセスも変更しなければならい。
【0014】
例えば、図13の透光性薄膜太陽電池に比べて半分の透光率が求められる場合、図14に示されているように光透過用溝8の密度(本数)を半分にするか、または図15に示されているように光透過用溝8の各々の幅を半分にするように設計変更しなければならない。もちろん、逆に光透過率を高めることが求められる場合には、光透過用溝8の密度を高めおよび/または各光透過用溝8の幅を拡大しなければならない。このように光透過用溝の幅と密度を調整することによって、例えば3%〜50%の範囲内の光透過率を実現可能である。
【0015】
なお、光透過用溝の代わりに光透過用穴が形成される場合には、溝幅の大小の関係が穴径の大小の関係に対応し、溝数の大小の関係が穴数の大小の関係に対応する。また、透光性薄膜太陽電池において、光透過率の増大に伴って出力電力が低下することは言うまでもない。したがって、透光性薄膜太陽電池の光透過率は、望まれる透過光の明るさと望まれる出力電力との両方を勘案して決定される。
【0016】
さらに、光透過率が変更された透光性薄膜太陽電池を作製するためには、光透過用溝8を形成するための例えばレーザスクライブにおいて、スクライブの走査本数の変更および/またはレーザパワーの変更などを行わなければならない。このような設計変更やプロセスの変更は、透光性薄膜太陽電池のコストの上昇を招くのはもちろんのこと、プロセスを煩雑化させる。
【0017】
上述のような先行技術の状況に鑑み、本発明は、所望の光透過率を有する透光性薄膜太陽電池を低コストで簡便に提供することを目的としている。
【0018】
【課題を解決するための手段】
本発明による透光性薄膜太陽電池モジュールにおいては、所定の透光率を有する1以上の透光性薄膜太陽電池サブモジュールと1以上の非透光性薄膜太陽電池サブモジュールとが同一の透明絶縁パネル上に配置されており、非透光性サブモジュールに対する透光性サブモジュールの数の比率は透光性モジュール全体として所望の平均透光率が得られるように設定されていることを特徴としている。
【0019】
なお、透光性サブモジュールと非透光性サブモジュールは、それらの出力電流が合体されて透光性モジュール全体から一つの出力電流として取り出されるように、互いに電気的に接続され得る。その際に、所定の複数のサブモジュールが電気的に並列接続された並列サブモジュールグループの複数を含み、それら複数の並列サブモジュールグループが電気的に直列接続されることが好ましい。また、複数の並列サブモジュールグループは互いに同数の透光性サブモジュールを含むことが好ましい。
【0020】
透光性サブモジュールと非透光性サブモジュールのいずれもが透明絶縁基板上に順に積層された透明電極層、半導体光電変換層、および裏面電極層を含んで作製され、透光性サブモジュールにおいては半導体光電変換層と裏面電極層を貫通する複数の透光用溝または穴を含む。サブモジュールの各々はその出力電流を取り出すために両端辺に沿って裏面電極層上にバスバー電極を有し、それらのサブモジュール間の電気的接続はバスバー電極間に接続リードを接合することによって行われ得る。
【0021】
裏面電極層の背面側は透明封止樹脂層を介して透明絶縁パネルによって封止され得る。また、透明絶縁パネル上に配置された複数のサブモジュールの透明絶縁基板間の隙間には耐候性で絶縁性の充填樹脂が付与されていることが好ましい。さらに、接続リードが裏面電極層と直接対面する位置およびサブモジュール間の隣接領域と対面する位置にはそれらの間に絶縁フィルムが挿入されていることが好ましい。
【0022】
透光性サブモジュールと非透光性サブモジュールとは、透光性モジュール全体の透過光による照明効果が均一になるように、パネル上で所定の周期的パターンに配列されていることが好ましい。
【0023】
【発明の実施の形態】
透光性薄膜太陽電池の一般的な製造工程の例として、レーザ加工装置による透光用溝または穴の加工後に、
(1) 洗浄を実施、
(2) 洗浄に加えてアニールを実施、
(3) 洗浄工程としのブラシ洗浄に加えてアニールを実施
のいずれかを行うことによって、その太陽電池の高い出力性能を得ることができる。そのような高い出力特性の確保のために、アニール処理(例えば150℃で20分以上)は必須の工程である。そして、ブラシ洗浄工程とアニール処理を併用することが、透光性薄膜太陽電池の製造にもっとも好ましい。
【0024】
また、透光性薄膜太陽電池においては多数の透光用溝または穴を発電領域中に設けるので、セルに欠陥が生じて電流リークが生じやすい傾向にある。したがって、その非晶質半導体光電変換層が通常の膜厚よりも厚い330nm程度の場合に、いわゆるステブラーロンスキー効果による光劣化後の出力特性が最大になる。すなわち、透光性薄膜太陽電池の場合には、非晶質半導体光電変換層が300〜350nmの厚さ範囲内にあることが好ましい。
【0025】
図1から図3において、本発明の一実施形態による透光性薄膜太陽電池モジュールが模式的に図解されている。図1は透光性薄膜太陽電池モジュールの背面を模式的な平面図で示しており、図2と図3は図1中の破線で示された領域E内で互いに直交する断面を示している。
【0026】
この透光性薄膜太陽電池モジュール20は、対角方向に配置された2つの非透光性薄膜太陽電池サブモジュール21と、その逆対角に配置された2つの透光性薄膜太陽電池サブモジュール22とを含んでいる(図1参照)。これらのサブモジュール21、22の背面は、例えばEVA(エチレンビニルアセテート)などからなる封止樹脂層31を介して、ガラス板などからなる透明絶縁性パネル32によって封止されている(図2および図3参照)。例えば、約1m平方の透明絶縁性パネル32上に、約500cm平方のサブモジュール21、22を4枚配置することができる。
【0027】
図1に示されているように4つのサブモジュールを含む透光性薄膜太陽電池モジュールにおいては、透明絶縁パネル32に貼り付けるサブモジュールの非透光性と透光性を選択することによって、4通りの光透過率を低コストで容易に実現することができる。すなわち、透明絶縁パネル32上に貼り付けるサブモジュールのうちで、透光性サブモジュール22の枚数は1から4の間で選択可能であり、その枚数の増大にしたがって、透光性薄膜太陽電池モジュール全体としての平均光透過率が増大する。
【0028】
図1から分かるように、左右に隣接するサブモジュール同士においては、例えば半田めっきされた銅箔からなるリボン状の接続リード18によってバスバー電極12間が互いに電気的に並列接続されている(互いに直交する断面図である図2と図3をも参照)。すなわち、左右に隣接する非透光性サブモジュール21と透光性サブモジュール22は並列サブモジュールグループを構成しており、これによってモジュール間で平均化された出力電流が得られる。また、上下に隣接している並列サブモジュールグループ同士は接続リード18によって互いに電気的に直列接続されており、これによって所望の出力電圧が得られる。そして、透光性薄膜太陽電池モジュールに含まれるすべてのサブモジュールからの出力電力は、2つの出力端子19から取り出される。
【0029】
図1から図3において図解されているような透光性薄膜太陽電池モジュールは、例えば以下のような手順で作製することができる。まず、透明絶縁パネル32へ固定する前のサブモジュール21、22の配置を安定させて取り扱いを容易にするために、例えばフッ素樹脂でコートされたガラス不織布のシート上に、裏面電極を上にした状態でそれらのサブモジュールを配置する。
【0030】
そして、半田めっきされた銅箔からなる接続リード18によって、左右に隣接するサブモジュール21、22のバスバー電極12間を電気的に並列接続し、並列サブモジュールグループを形成する。さらに、上下に隣接する並列サブモジュールグループのバスバー電極12間を接続リード18で電気的に直列接続する。また、接続リード18と同様な出力端子19もバスバー電極12に接続される。
【0031】
その後、透明絶縁パネル32と同じ面積で例えば厚さ0.4mmの第1のEVAシートが、電気的接続の完了した全サブモジュール上に封止樹脂層の一部として被せられる。このとき、第1のEVAシートにおいて、接続リード18の位置には切り込みが設けられている。そして、第1のEVAシートのその切り込み部分が、接続リード18とサブモジュール21、22との間に挿入される。その後に、第1のEVAシート全体を覆うように、同一面積で厚さ0.4mmの第2のEVAシートが被せられる。
【0032】
その第2のEVAシート上には、透明絶縁パネル32としてのガラス板が被せられる。そして、この状態において、真空ラミネートが行われる。真空ラミネートでは、例えば160℃において2分間の真空引きを行った後に、例えば6分間のプレス処理が行われる。その後、EVA層の強度を高めるために、オーブン内で常圧下で150℃の温度で1時間加熱して硬化(キュアリング)処理がなされる。こうして、第1と第2のEVAシートが一体の封止樹脂層31になる。
【0033】
図3に類似する図4は、上述の実施形態の一部を変更した他の実施形態を示す模式的な断面図である。すなわち、透明絶縁パネル32上にサブモジュールを貼り付ける場合、隣接するサブモジュールのガラス基板2間の隙間33(図3参照)には、図4に示されているように充填樹脂34を付与することが好ましい。なぜならば、上述のように封止樹脂層31の形成に用いられるEVAシートは非常に薄いものであり、隣接するガラス基板2間の隙間33をそのEVA樹脂で充填することはできないからである。
【0034】
すなわち、その隙間33からガラス基板2と封止樹脂層31との間に空気中の水分などが侵入し、配線間の電流リークや発電領域の劣化などを生じる恐れがあり、透光性薄膜太陽電池モジュールの長期信頼性が問題となり得るからである。なお、そのような充填樹脂34としては、耐候性で絶縁性のシリコーン系樹脂やブチル系樹脂を用いることが好ましい。
【0035】
図4に類似する図5は、図4の実施形態の一部を変更したさらに他の実施形態を示す模式的な断面図である。すなわち、図5に示されているように、バスバー電極12間を接続する接続リード18が裏面金属電極層と対面する領域では、それらの間に絶縁フィルム35を挿入することが好ましい。これによって、接続リード18と裏面金属電極層との間の電流リークをより確実に防止することができ、透光性薄膜太陽電池モジュールの信頼性の観点から好ましい。
【0036】
図6は本発明のさらに他の実施形態による透光性薄膜太陽電池モジュールの背面側を模式的な平面図で示しており、この透光性薄膜太陽電池モジュール20は市松模様に配列された8枚の非透光性サブモジュール21と8枚の透光性サブモジュールとを含んでいる。例えば、約1m平方の透明絶縁性パネル上に、約250cm平方のサブモジュール21、22を16枚配置することができる。
【0037】
図6に示されているように16のサブモジュールを含む透光性薄膜太陽電池モジュールにおいては、透明絶縁パネルに貼り付けるサブモジュールの非透光性と透光性を選択することによって、16通りの光透過率を低コストで容易に実現することができる。すなわち、透明絶縁パネル上に貼り付けるサブモジュールのうちで、透光性サブモジュール22の枚数は1から16の間で選択可能であり、その枚数の増大にしたがって、透光性薄膜太陽電池モジュール20全体としての平均光透過率が増大する。
【0038】
図7は、図6の透光性薄膜太陽電池モジュールの等価回路図を示している。すなわち、左右に隣接する4枚のサブモジュールは互いに電気的に並列接続されており、並列サブモジュールグループを形成している。これによって、モジュール間で平均化された出力電流が得られる。そして、上下方向に配列されたそれらの4つの並列サブモジュールグループは互いに電気的に直列接続されている。これによって所望の出力電圧が得られる。そして、透光性薄膜太陽電池モジュールに含まれるすべてのサブモジュールからの出力電力は、2つの出力端子19から取り出される。
【0039】
ところで、非透光性サブモジュール21と比較すれば、当然に透光性サブモジュール22の出力電流は相対的に低く、その光透過率に反比例して出力電流が低下する。一般に、出力電流の大きなサブモジュールと小さなサブモジュールとを直列接続した場合、全体としてのモジュールの出力電流は、出力電流の小さい方のサブモジュールによって制限される。したがって、複数の並列サブモジュールグループは、それぞれ同数の透光性サブモジュールを含むことが好ましい。
【0040】
また、薄膜太陽電池モジュール全体として均一な照明効果を生じさせるためには、非透光性サブモジュールと透光性サブモジュールは周期的なパターンで配列されることが好ましい。そして、そのような周期的パターンで配列すれば、必然的に複数の並列サブモジュールグループがそれぞれ同数の透光性サブモジュールを含むことになり得る。
【0041】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、所望の光透過率を有する透光性薄膜太陽電池モジュールを低コストで簡便に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態による透光性薄膜太陽電池モジュールの背面側を示す模式的な平面図である。
【図2】 図1中の破線領域E内における模式的な一断面図である。
【図3】 図1中の破線領域E内で図2に直交する方向における模式的な一断面図である。
【図4】 図3の一部を変更した実施形態を示す断面図である。
【図5】 図4の一部を変更した実施形態を示す断面図である。
【図6】 本発明のさらなる実施形態による透光性薄膜太陽電池モジュールの背面側を示す模式的な平面図である。
【図7】 図6の透光性薄膜太陽電池モジュールに対応する等価回路図である。
【図8】 従来の非透光性薄膜太陽電池の背面側を示す模式的な平面図である。
【図9】 図8中の線分Aに沿った模式的断面図である。
【図10】 図8中の線分B沿った模式的断面図である。
【図11】 図8中の点線Cに沿って切り出した部分の模式的な斜視図である。
【図12】 従来の透光性薄膜太陽電池の背面側を示す模式的な平面図である。
【図13】 図12中の点線Dに沿って切り出した部分の一例の模式的な斜視図である。
【図14】 図12中の点線Dに沿って切り出した部分の他の例の模式的な斜視図である。
【図15】 図12中の点線Dに沿って切り出した部分のさらに他の例の模式的な斜視図である。
【符号の説明】
1 従来の非透光性薄膜太陽電池、1a 従来の透光性薄膜太陽電池、2 透明絶縁基板、3 透明電極層、4 半導体光電変換層、5 裏面金属電極層、6セル間分離溝、7 接続溝、8 光透過用溝、11 周縁分離溝、12バスバー電極、13 発電領域、14 非発電領域、15 透光性発電領域、16 光電変換セル、17 半田層、18 接続リード、19 出力端子、20 透光性薄膜太陽電池モジュール、21 非透光性薄膜太陽電池サブモジュール、22 透光性薄膜太陽電池サブモジュール、31 封止樹脂層、32 透明絶縁パネル、33 隙間、34 充填樹脂、35 絶縁フィルム。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a translucent thin film solar cell module, and more particularly to a translucent thin film solar cell module that can easily achieve a desired translucency at low cost when used for building applications.
[0002]
[Prior art]
In recent years, from the viewpoint of preventing global warming due to carbon dioxide emission, the use of semiconductor solar cells is expected to be expanded as a clean energy source. Among semiconductor solar cells, thin-film solar cells that use semiconductor thin films by vapor deposition can be fabricated at a low cost and in large areas compared to crystalline solar cells that use semiconductor crystal wafers. Is expected.
[0003]
8 to 11, the structure of a conventional typical thin film solar cell is schematically illustrated. 8 is a plan view showing the back surface of the thin film solar cell, FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line A in FIG. 8, and FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line B in FIG. FIG. 11 is a schematic perspective view of a portion cut out along a dotted line C in FIG. In the drawings of the present application, the same reference numerals denote the same or corresponding parts.
[0004]
In these thin film solar cells 1 illustrated in FIGS. 8 to 11, the
[0005]
That is, the
[0006]
Bus bar (bus)
[0007]
Conventionally, large-sized thin-film solar cells for buildings are generally installed on the roof of a building or the roof of a house. Recently, however, thin-film solar cells have been installed not only on the roofs of buildings and roofs of houses, but also on the walls of buildings, from the viewpoint of improving the utilization efficiency of sunshine spaces. Attempts have also been made to use thin-film solar cells for building windows themselves, daylighting roofs themselves, and arcade roofs of shopping streets themselves. Here, when using thin-film solar cells for daylighting roofs of buildings, windows themselves, or arcade roofs themselves, the thin-film solar cells partially transmit sunlight as illumination light inside the building or arcades. There is a need to.
[0008]
An example of a thin film solar cell that can transmit part of sunlight is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-251723.
[0009]
In FIG. 12 and FIG. 13, an example of a translucent thin film solar cell is schematically illustrated. FIG. 12 is a plan view showing the back surface of the translucent thin film solar cell, and FIG. 13 is a schematic perspective view of a portion cut out along a dotted line D in FIG. The cross-sectional structures along line segments A and B in FIG. 12 correspond to FIGS. 2 and 3, respectively. In the translucent thin film solar cell 1 a of FIG. 12, sunlight can be partially transmitted in the
[0010]
The reason why the
[0011]
[Patent Document 1]
JP-A-5-251723
[Problems to be solved by the invention]
When a translucent thin-film solar cell is installed on a building window itself, a daylighting roof itself or an arcade roof itself and a part of sunlight is used as illumination light, the translucent thin-film solar cell is required. The light transmittance is not constant. This is because the required brightness of the illumination light is not always constant depending on the use of the room in the building.
[0013]
On the other hand, in the translucent thin film solar cell as illustrated in FIG. 13, the light transmittance is determined depending on the width and density (slight number) of the
[0014]
For example, when half the transmissivity is required as compared with the translucent thin film solar cell of FIG. 13, the density (number) of the
[0015]
When a light transmitting hole is formed instead of the light transmitting groove, the relationship of the groove width corresponds to the relationship of the hole diameter, and the relationship of the number of grooves corresponds to the size of the hole. Corresponds to the relationship. Needless to say, in the light-transmitting thin-film solar cell, the output power decreases as the light transmittance increases. Therefore, the light transmittance of the translucent thin film solar cell is determined in consideration of both the desired brightness of the transmitted light and the desired output power.
[0016]
Further, in order to produce a light-transmitting thin film solar cell with a changed light transmittance, for example, in laser scribing for forming the
[0017]
In view of the state of the prior art as described above, an object of the present invention is to easily provide a translucent thin film solar cell having a desired light transmittance at a low cost.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In the translucent thin film solar cell module according to the present invention, the one or more translucent thin film solar cell submodules having a predetermined translucency and the one or more non-translucent thin film solar cell submodules are the same transparent insulation. The ratio of the number of translucent sub-modules to the non-translucent sub-modules arranged on the panel is set so as to obtain a desired average transmissivity for the entire translucent module. Yes.
[0019]
The translucent submodule and the non-translucent submodule can be electrically connected to each other so that their output currents are combined and taken out as one output current from the entire translucent module. At this time, it is preferable that a plurality of parallel submodule groups each including a predetermined plurality of submodules electrically connected in parallel are included, and the plurality of parallel submodule groups are electrically connected in series. The plurality of parallel submodule groups preferably include the same number of light transmitting submodules.
[0020]
Transparent electrode layer both are laminated in this order on a transparent insulating substrate of the translucent submodule and non-translucent submodule, the semiconductor photoelectric conversion layer, and made include backside electrode layer, the light transmitting submodule including a plurality of magnetic light groove or hole through the semiconductor photoelectric conversion layer and the back electrode layer. Each of the submodules has a bus bar electrode on the back electrode layer along both sides to take out its output current, and the electrical connection between the sub modules is performed by joining connection leads between the bus bar electrodes. Can be broken.
[0021]
The back side of the back electrode layer can be sealed with a transparent insulating panel via a transparent sealing resin layer. Moreover, it is preferable that the weatherproof and insulating filling resin is provided to the gap between the transparent insulating substrates of the plurality of submodules arranged on the transparent insulating panel. Further, it is preferable that an insulating film is inserted between the connection lead directly facing the back electrode layer and the position facing the adjacent region between the submodules.
[0022]
It is preferable that the translucent submodule and the non-translucent submodule are arranged in a predetermined periodic pattern on the panel so that the illumination effect by the transmitted light of the entire translucent module becomes uniform.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As an example of a general manufacturing process of a translucent thin film solar cell, after processing a translucent groove or hole by a laser processing apparatus,
(1) Perform cleaning.
(2) In addition to cleaning, anneal
(3) High output performance of the solar cell can be obtained by performing any of annealing in addition to brush cleaning as a cleaning step. In order to ensure such high output characteristics, an annealing process (for example, at 150 ° C. for 20 minutes or more) is an essential process. And it is most preferable to use a brush washing process and an annealing process together for manufacture of a translucent thin film solar cell.
[0024]
Moreover, in a translucent thin film solar cell, since many translucent grooves or holes are provided in the power generation region, defects tend to occur in the cell and current leakage tends to occur. Therefore, when the amorphous semiconductor photoelectric conversion layer is about 330 nm thicker than the normal film thickness, the output characteristics after photodegradation due to the so-called Stebleronsky effect are maximized. That is, in the case of a translucent thin film solar cell, the amorphous semiconductor photoelectric conversion layer is preferably in the thickness range of 300 to 350 nm.
[0025]
1 to 3 schematically illustrate a translucent thin film solar cell module according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a schematic plan view showing the back surface of a translucent thin film solar cell module, and FIGS. 2 and 3 show cross sections orthogonal to each other within a region E indicated by a broken line in FIG. .
[0026]
The translucent thin film
[0027]
In the translucent thin film solar cell module including four submodules as shown in FIG. 1, by selecting the non-translucency and translucency of the submodule attached to the transparent insulating
[0028]
As can be seen from FIG. 1, in the left and right submodules, the
[0029]
The translucent thin film solar cell module illustrated in FIGS. 1 to 3 can be manufactured, for example, by the following procedure. First, in order to stabilize the arrangement of the
[0030]
The
[0031]
Thereafter, a first EVA sheet having the same area as that of the transparent insulating
[0032]
A glass plate as the transparent insulating
[0033]
FIG. 4 similar to FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment in which a part of the above-described embodiment is changed. That is, when the submodule is attached on the transparent insulating
[0034]
That is, moisture in the air may enter between the
[0035]
FIG. 5 similar to FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing still another embodiment in which a part of the embodiment of FIG. 4 is changed. That is, as shown in FIG. 5, in a region where the connection leads 18 that connect the
[0036]
FIG. 6 is a schematic plan view showing the back side of a translucent thin film solar cell module according to still another embodiment of the present invention. The translucent thin film
[0037]
In the translucent thin film solar cell module including 16 submodules as shown in FIG. 6, 16 types are selected by selecting the non-translucency and translucency of the submodule attached to the transparent insulating panel. The light transmittance can be easily realized at low cost. That is, among the submodules attached on the transparent insulating panel, the number of
[0038]
FIG. 7 shows an equivalent circuit diagram of the translucent thin film solar cell module of FIG. That is, the four sub modules adjacent to the left and right are electrically connected to each other in parallel to form a parallel sub module group. This provides an averaged output current between modules. The four parallel submodule groups arranged in the vertical direction are electrically connected in series with each other. As a result, a desired output voltage can be obtained. Then, output power from all submodules included in the translucent thin film solar cell module is taken out from the two
[0039]
By the way, as compared with the
[0040]
Moreover, in order to produce the uniform illumination effect as the whole thin film solar cell module, it is preferable that the non-translucent submodule and the translucent submodule are arranged in a periodic pattern. If arranged in such a periodic pattern, a plurality of parallel submodule groups inevitably include the same number of translucent submodules.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to easily provide a translucent thin film solar cell module having a desired light transmittance at a low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view showing a back side of a translucent thin film solar cell module according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic cross-sectional view in a broken line area E in FIG.
3 is a schematic cross-sectional view in a direction orthogonal to FIG. 2 within a broken line area E in FIG. 1;
4 is a cross-sectional view showing an embodiment in which a part of FIG. 3 is modified.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an embodiment in which a part of FIG. 4 is modified.
FIG. 6 is a schematic plan view showing a back side of a translucent thin film solar cell module according to a further embodiment of the present invention.
7 is an equivalent circuit diagram corresponding to the translucent thin film solar cell module of FIG. 6. FIG.
FIG. 8 is a schematic plan view showing the back side of a conventional non-translucent thin film solar cell.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view taken along line A in FIG.
10 is a schematic cross-sectional view taken along a line segment B in FIG. 8. FIG.
11 is a schematic perspective view of a portion cut out along a dotted line C in FIG.
FIG. 12 is a schematic plan view showing the back side of a conventional translucent thin film solar cell.
13 is a schematic perspective view of an example of a portion cut out along a dotted line D in FIG.
14 is a schematic perspective view of another example of a portion cut out along a dotted line D in FIG. 12. FIG.
15 is a schematic perspective view of still another example of a portion cut out along a dotted line D in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Conventional non-light-transmissive thin film solar cell, 1a Conventional light-transmissive thin film solar cell, 2 Transparent insulating substrate, 3 Transparent electrode layer, 4 Semiconductor photoelectric conversion layer, 5 Back surface metal electrode layer, 6 Inter-cell isolation groove, 7 Connection groove, 8 Light transmission groove, 11 Perimeter separation groove, 12 Busbar electrode, 13 Power generation area, 14 Non-power generation area, 15 Light transmission power generation area, 16 Photoelectric conversion cell, 17 Solder layer, 18 Connection lead, 19
Claims (8)
前記透光性サブモジュールと前記非透光性サブモジュールのいずれもが透明絶縁基板上に順に積層された透明電極層、半導体光電変換層、および裏面電極層を含み、
さらに前記透光性サブモジュールは前記半導体光電変換層と裏面電極層を貫通する複数の透光用溝または穴を含み、
前記非透光性サブモジュールに対する前記透光性サブモジュールの数の比率は前記透光性モジュール全体として所望の平均透光率が得られるように設定されており、
前記裏面電極層の背面側は透明封止樹脂層を介して前記透明絶縁パネルによって封止されており、
前記透明絶縁パネル上に配置された複数の前記サブモジュールの前記透明絶縁基板間の隙間には耐候性で絶縁性の充填樹脂が付与されていることを特徴とする透光性薄膜太陽電池モジュール。One or more translucent thin-film solar cell submodules having a predetermined translucency and one or more non-transparent thin-film solar cell submodules are disposed on the same transparent insulating panel. A module,
Each of the translucent submodule and the non-translucent submodule includes a transparent electrode layer, a semiconductor photoelectric conversion layer, and a back electrode layer that are sequentially laminated on a transparent insulating substrate,
The translucent submodule further includes a plurality of translucent grooves or holes penetrating the semiconductor photoelectric conversion layer and the back electrode layer,
The ratio of the number of the translucent submodules to the non-translucent submodule is set so that a desired average translucency can be obtained as the entire translucent module ,
The back side of the back electrode layer is sealed by the transparent insulating panel via a transparent sealing resin layer,
A translucent thin film solar cell module, characterized in that a weather-resistant and insulating filling resin is applied to gaps between the transparent insulating substrates of the plurality of submodules arranged on the transparent insulating panel .
前記透光性サブモジュールと前記非透光性サブモジュールのいずれもが透明絶縁基板上に順に積層された透明電極層、半導体光電変換層、および裏面電極層を含み、
さらに前記透光性サブモジュールは前記半導体光電変換層と裏面電極層を貫通する複数の透光用溝または穴を含み、
前記非透光性サブモジュールに対する前記透光性サブモジュールの数の比率は前記透光性モジュール全体として所望の平均透光率が得られるように設定されており、
前記サブモジュールの各々はその出力電流を取り出すために両端辺に沿って前記裏面電極層上にバスバー電極を有し、
それらのサブモジュール間の電気的接続は前記バスバー電極間に接続リードを接合することによって行われており、
前記接続リードが前記裏面電極層と直接対面する位置および前記サブモジュール間の隣接領域と対面する位置にはそれらの間に絶縁フィルムが挿入されていることを特徴とする透光性薄膜太陽電池モジュール。One or more translucent thin-film solar cell submodules having a predetermined translucency and one or more non-transparent thin-film solar cell submodules are disposed on the same transparent insulating panel. A module,
Each of the translucent submodule and the non-translucent submodule includes a transparent electrode layer, a semiconductor photoelectric conversion layer, and a back electrode layer that are sequentially laminated on a transparent insulating substrate,
The translucent submodule further includes a plurality of translucent grooves or holes penetrating the semiconductor photoelectric conversion layer and the back electrode layer,
The ratio of the number of the translucent submodules to the non-translucent submodule is set so that a desired average translucency can be obtained as the entire translucent module ,
Each of the sub-modules has a bus bar electrode on the back electrode layer along both sides to take out its output current,
The electrical connection between these submodules is made by joining connection leads between the bus bar electrodes,
A translucent thin film solar cell module , wherein an insulating film is inserted between a position where the connection lead directly faces the back electrode layer and a position facing an adjacent region between the submodules .
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