JP5147754B2

JP5147754B2 - 太陽電池モジュール

Info

Publication number: JP5147754B2
Application number: JP2009036572A
Authority: JP
Inventors: 孝裕羽賀
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2009-02-19
Filing date: 2009-02-19
Publication date: 2013-02-20
Anticipated expiration: 2023-06-27
Also published as: JP2009147363A

Description

本発明は、太陽電池モジュールに関する。

従来の太陽電池素子に関する構造が、特開平１０−９３１１７号に開示されている。この太陽電池素子上の集電極においては、側面を傾斜面として、入射光を受光面に向けて反射させている。よって、集電極は、太陽電池素子上の無効領域に配置されているが、この無効領域に入射する光を、有効に利用している。

特開平１０−９３１１７号

上記従来の太陽電池素子において、傾斜面を備える集電極を形成することは、製造工程上、使用材料上において、安価に製造することは、難しかった。

本発明は、上述のような問題点を解決するために成されたものであり、太陽電池素子の無効領域に入射する光を、有効に利用する構造を、簡便に、安価に提供することを目的とする。

本発明の構成は、受光面側の透光性シート状部材と、裏面側のシート状部材との間に、板状太陽電池素子を挟み、内部の隙間に封止樹脂を充てんした構造であって、前記太陽電池素子の受光面の外周に位置する領域上に、前記透光性シート状部材を通過して入射した光を該透光性シート状部材側に拡散して反射するための拡散部を有することを特徴とする。

本発明においては、太陽電池素子の受光面の外周に位置する領域上に、透光性シート状部材を通過して入射した光を透光性シート状部材側に拡散して反射するための拡散部を有するので、反射された光が、受光面側の透光性シート状部材と封止樹脂との界面、受光面側の透光性シート状部材と外気との界面等で、再度反射され、太陽電池素子の受光面に入射するので、特性が向上し、入射光を有効に利用することができる。

本発明の一実施例を示す斜視図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。本発明の電気接続された太陽電池素子を示す要部平面図である。図３のB−B線の断面に相当する本発明の一実施例の断面図である。

以下に本発明の一実施例を、図１〜４を用いて詳細に説明する。図において、図１は太陽電池モジュールの斜視図、図２は、図１におけるＡ−Ａ線要部断面図である。図１において、太陽電池モジュール１０は、略矩形の板状であって、受光面側にガラス等の透光性シート状部材１２と、裏面側にフッ素系樹脂又PET系樹脂フィルム（厚さ約４０〜５０μｍ）等のシート状部材１３とを有している。

そして、透光性シート状部材１２と、シート状部材１３との間に、充てんされた透光性封止樹脂１４により、平面視矩形状の複数の板状太陽電池素子１１が、互いに間隔をおいて隣接して固定された状態で、配置されている。

そして、複数の太陽電池素子１１の封止方法、封止構造について、EVA（エチレンビニルアセテート）等の加圧真空加熱前にシート状の封止樹脂１４を、透光性シート状部材１２、太陽電池素子１１、シート状部材１３の間に配置した状態で、太陽電池パネル１０の表面及び裏面より、加圧しながら真空加熱することで、封止樹脂１４が軟化して、内部の隙間に封止樹脂１４が充てんされ、図２の構造が完成される。

次に、太陽電池素子１１としては、シリコン単結晶又は多結晶系の太陽電池が利用できる。更には、本実施例においては、太陽電池素子１１を、表面及び裏面で発電することができる両面発電型の構造として、表面側より透明導電膜／ｐ型非晶質半導体膜／ｉ型非晶質半導体膜／ｎ型結晶系半導体基板／ｉ型非晶質半導体膜／ｎ型非晶質半導体膜／透明導電膜からなるものを利用している。

そして、このような太陽電池素子１１においては、少なくとも表面側の透明導電膜／ｐ型非晶質半導体膜／ｉ型非晶質半導体膜の積層構造が、ｎ型結晶系半導体基板の外周の全周において、一定距離だけ内側に設けられている。これは、このような表面側の積層構造と、裏面側のｉ型非晶質半導体膜／ｎ型非晶質半導体膜／透明導電膜の積層構造とが、製造工程途中、ｎ型結晶系半導体基板の側面に回り込んで付着し、接触して短絡状態となることを防止するために、上記受光面側の積層構造の面積を小面積としている。従って、太陽電池素子１１の受光面側の外周には、発電に寄与しない外周無効領域I（図３参照）が位置することになる。

また、太陽電池素子１１の受光面、裏面において、銀ペースト等からなる集電極１０が配置される。太陽電池素子１１の裏面側から見た平面図は、表面側から見た平面図（＝図３）と同一につき、図示していない。

図に示すように、集電極１０は、側辺と平行に延びる２本のバス電極部１５（幅約２ｍｍ）と、このバス電極部１５より直交して延びる複数のフィンガー電極部１２（幅約５０μｍ、間隔約２〜３ｍｍ）とからなる。そして、このような集電極１０下においては、発電に寄与しない無効領域が位置することになる。

図１において、隣接する太陽電池素子１１は、細長い金属箔、例えば、銅箔に半田をディップしたものである接続部材２０により電気接続されている。詳細には、接続部材２０の一端側を、太陽電池素子１１の集電極１０のバス電極部１５上に、半田層(図示せず）を介して接続し、接続部材の他端側を、相互接続する他の太陽電池素子１１の裏面側の集電極のバス電極部上に、半田層（図示せず）を介して接続している。

次に、本実施例の特徴点である光拡散部４０について、説明する。図３に示すように、太陽電池素子１１の外周に位置する外周無効領域I上において、具体的には、角部がすみ取りされているコーナー部付近の無効領域I上に、光拡散部４０が設置されている。また、無効領域にある集電極１０のバス電極部１５上に接続された接続部材２０上にも、光拡散部４０が設置されている。

光拡散部４０としては、PEP（ポリエチレンテレフタレート）、PVF（ポリフッ化ビニル）等の白色の絶縁性樹脂シートを、無効領域の寸法に合わせ切断して、利用される。そして、このような絶縁性樹脂シートにおいて、白色として、受光面側を凹凸化することで、入射光を拡散して反射している。なお、光拡散部４０は、凹凸化処理のない白色のシートであっても良い。また、光拡散部４０は、表面が凹凸化した反射率の高い材料、例えば、アルミ等の材料でもよい。なお、このような金属材料である光拡散部４０を、外周無効領域Ｉ上に配置する場合は、太陽電池素子１１との電気的導通を避けるため、太陽電池素子１１と光拡散部４０との間に絶縁材料を介在させることが望ましい。図４に示すように、反射された光（図４において、主要な光路を矢印で示す）は、受光面側の透光性シート状部材１２と封止樹脂１４との界面、透光性シート状部材１２と空気との界面により、反射され、太陽電池素子１１の受光面に入射し、太陽電池素子１１及び太陽電池モジュール１０の出力特性を向上させている。また、外周無効領域Ｉ上に配置される光拡散部４０においても、同様に、入射光を拡散して反射し、出力特性を向上させている。

また、上述のような光拡散部４０に代わって、金属箔からなる接続部材２０の受光面を、凹凸化して光拡散部しても良い。なお、本実施例の太陽電池モジュールは、その外周に、アルミ等の金属材料からなる外枠を設けて、屋根、傾斜面、建物の外壁等に取り付けることができる。また、太陽電池モジュール１１の裏面に接着剤を利用して、傾斜面、建物の外壁面に貼りつけることもできる。

１０太陽電池モジュール
１１太陽電池素子
１２受光面側の透光性シート状部材
１３裏面側のシート状部材
１４封止樹脂４０光拡散部

Claims

受光面側の透光性シート状部材と、裏面側のシート状部材との間に、板状太陽電池素子を挟み、内部の隙間に封止樹脂を充てんした構造であって、
前記太陽電池素子の受光面の外周に位置する領域上に、前記透光性シート状部材を通過して入射した光を該透光性シート状部材側に拡散して反射させ、当該透光性シート状部材側で再度反射させて前記太陽電池素子の受光面に入射させるための拡散部を有することを特徴とする太陽電池モジュール。
前記拡散部は、白色のシートであることを特徴とする請求項1記載の太陽電池モジュー
ル。
前記拡散部は、金属材料からなることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
前記拡散部は、受光面側に形成された凹凸を有することを特徴とする請求項１〜３記載の太陽電池モジュール。
前記太陽電池素子の受光面の外周に位置する領域は、発電に寄与しない無効領域であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
前記太陽電池素子は、ｎ型結晶系半導体基板と、前記ｎ型結晶系半導体基板の受光面側に形成された透明導電膜／ｐ型非晶質半導体膜／ｉ型非晶質半導体層の積層構造と、前記ｎ型結晶系半導体基板の裏面側に形成されたｉ型非晶質半導体膜／ｎ型非晶質半導体膜／透明導電膜の積層構造と、を有し、
前記無効領域は、前記透明導電膜／ｐ型非晶質半導体膜／ｉ型非晶質半導体層の積層構造が前記ｎ型結晶系半導体基板の外周の全域において一定距離だけ内側に設けられることによって形成されていることを特徴とする請求項５記載の太陽電池モジュール。
受光面側の透光性シート状部材と、裏面側のシート状部材との間に、複数の板状太陽電
池素子を挟み、内部の隙間に封止樹脂を充てんした構造であって、
前記板状太陽電池素子は前記受光面上および前記裏面上に集電極を備え、
隣接する前記板状太陽電池素子は、接続部材が前記集電極に接続されることによって相互接続され、
前記太陽電池素子の前記集電極に接続される前記接続部材は、前記透光性シート状部材を通過して入射した光を該透光性シート状部材側に拡散して反射させ、当該透光性シート状部材側で再度反射させて前記太陽電池素子の受光面に入射させるための拡散部を有することを特徴とする太陽電池モジュール。
前記接続部材は、隣接する太陽電池素子のうちの一方の太陽電池素子の受光面上に設けられた集電極から、隣接する太陽電池素子のうち他方の太陽電池素子の裏面上に設けられた集電極に向かって延接される請求項７記載の太陽電池モジュール。
前記接続部材は、前記光拡散部が設けられる第１の表面と、前記第１の表面と反対の第２の表面とを有し、隣接する太陽電池素子のうちの一方の太陽電池素子の受光面上に設けられた前記集電極に前記接続部材の前記第２の表面が接続され、隣接する太陽電池素子のうちの他方の太陽電池素子の裏面上に設けられた前記集電極に前記接続部材の前記第１の表面が接続される請求項８記載の太陽電池モジュール。
前記複数の太陽電池素子は、前記透光性シート部材と前記シート部材との間に、行列状に並べられる請求項９記載の太陽電池モジュール。