JP6488590B2 - 導通部材、ソーラーウォッチ、太陽電池モジュール、電子機器 - Google Patents
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Description
この構成によれば、隣り合う第1電池と第2電池の隙間から導通部材を引き出すことが困難であっても、それぞれの電池に設けられた切欠から延出部を引き出して、第1電池及び第2電池のそれぞれの表面側電極に接続させることができる。言い換えれば、第1電池と第2電池とを近づけて配置しても電気的に直列接続が可能となる。
この構成によれば、第1導電層及び第2導電層の少なくとも一方について、表面側電極への接続部分を折り曲げることなく電気的な接続を行うことが可能な付加価値の高い導通部材を提供できる。
この構成によれば、第1電池または第2電池の端面に対し、第1導電層または第2導電層が接触して生ずる短絡を、絶縁層により回避することができる。
この構成によれば、2つの太陽電池片における表裏面の電極間の直列接続を簡便且つ確実に可能とする導電部材を提供することができる。
本適用例によれば、一対の太陽電池片が導通部材により高い信頼性で直列的に接続された太陽電池モジュールを備えるので、1つの太陽電池片を用いる場合に比べて高い駆動電圧を得ることができる。よって、安定した電力により駆動可能な信頼性の高いソーラーウォッチを低コストで提供することができる。
この構成によれば、導通部材により太陽電池片の両面側において簡便且つ確実に接続を取る構造を実現することができる。言い換えれば、太陽電池モジュールからの出力を一対の太陽電池片の裏面側から得られる構造を実現できる。ゆえに、太陽電池モジュールの表面と裏面とから出力を取り出す構造に比べて薄型で簡素な構造とすることができる。
この構成によれば、一対の太陽電池片により発電した電力を二次電池に蓄えることが可能であることから、一対の太陽電池片から電力が得られ難い夜間などの暗所であっても正確に時を刻むことができるソーラーウォッチを提供できる。
この構成によれば、導通部材による第1太陽電池片と第2太陽電池片との接続距離を比較的に短くすることができる。つまり、導通部材の配線抵抗による電力の損出を小さくすることができる。
この構成によれば、第1延出部及び/または第2延出部は、切欠としての孔から引き出されるので、引き出し位置がずれ難く、外力によって接続信頼性が損なわれることを低減することができる。
この構成によれば、隙間に面する第2太陽電池片に第2の切欠を設けることで、当該隙間を利用して、第1太陽電池片と第2太陽電池片とを導通部材で直列接続できることから、第1太陽電池片と第2太陽電池片との接続距離をさらに短くすることができる。
この構成によれば、第1延出部及び第2延出部のそれぞれの端部を切欠から引き出す場合に比べて、第1分岐端部が表面側に引き出され、第2分岐端部が裏面側に配置されるので、第1分岐端部と第2分岐端部とにより太陽電池片を挟んで支持することができる。つまり、第1太陽電池片及び第2太陽電池片のより強固な電気的接続構造を実現できる。
この構成によれば、第1太陽電池片と第2太陽電池片とを導通部材で接続したときに、導通部材が第1太陽電池片及び第2太陽電池片の外縁からはみ出し難くなり、より小型な太陽電池モジュールを提供できる。
本適用例によれば、1つの太陽電池片を用いる場合に比べて高い駆動電圧を得ることが可能であると共に、高い接続信頼性を有する太陽電池モジュールを備えているので、低コストで高い信頼性を有する電子機器を提供することができる。
なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。
<ソーラーウォッチ>
まず、本実施形態の太陽電池モジュール10が適用された本実施形態のソーラーウォッチについて説明する。なお、以下の説明においてはXYZ座標系を設定し、このXYZ座標系を参照しつつ各部材の位置関係を説明する。この際、腕時計の時計用文字盤1005(図1参照)の主面に垂直な方向をZ軸方向、Z軸方向と垂直で、時計用文字盤1005における12時−6時方向となる方向をY軸方向、Z軸方向及びY軸方向と垂直な方向、すなわち、時計用文字盤1005における3時−9時方向となる方向をX軸方向とする。
図1及び図2は、太陽電池モジュール10が適用された本実施形態の腕時計1000を示す図である。図1は平面図であり、図2は断面図である。
電源装置1050は、ムーブメント1004に電力を供給する。電源装置1050は、太陽電池モジュール10によって充電される二次電池(図示せず)を含んでいる。
時計用文字盤1005は、透光性を有している。時計用文字盤1005の光透過率は、例えば、20%である。
図3は太陽電池モジュール10の平面図であり、図4は太陽電池モジュール10の断面図である。
図3に示すように、本実施形態に係る太陽電池モジュール10は、太陽電池パネル20と、可撓性基板30とを備える。太陽電池パネル20は、太陽光を受けて発電する積層パネルである。本実施形態においては、太陽電池パネル20は、平面視(XY面視)で略正八角形状である。太陽電池パネル20の曲げ弾性は、可撓性基板30の曲げ弾性よりも大きい。なお、太陽電池パネル20の形状は、略正八角形に限定されるものではない。
アルミニウム層22は、酸化亜鉛層23側の表面に凹凸が形成され、ITO膜層25側(+Z側)から太陽電池パネル20に入射した太陽光のうち、発電層24を透過した光を散乱して反射する層である。
酸化亜鉛層23は、発電層24とアルミニウム層22との間で、光の屈折率を調整する層である。
本実施形態において、アルミニウム層22と、酸化亜鉛層23と、発電層24とを合わせて、太陽電池本体27と称する。
図3に示すように、可撓性基板30は、平面視(XY面視)において、切欠き部31によって略正八角形の一部が欠けた形状である。
続いて、第1個片20a及び第2個片20bを直列接続する導通部材について説明する。図5は導通部材50の構成を示す図であり、図5(a)は導通部材50を裏面側から視た平面図であり、図5(b)は導通部材50を表面側から視た平面図であり、図5(c)は導通部材50を表面側から視た場合において、両面における導電層の配置関係を示した図である。図6は図5(c)のA−A’線矢視による導通部材50の断面構成を示す図である。なお、図5(c)では、図を見易くするため、導電層を覆う絶縁層の図示を省略している。
図5(c)に示すように、配線部53aと第1接続部53bとは、フィルム基材51に形成されたスルーホール(貫通孔)51Hを介して電気的に接続されている。すなわち、本実施形態において、第2導電層53は、フィルム基材51の表面51a及び裏面51bの両面に形成されている。これにより、第2導電層53は、フィルム基材51の表面51a側と裏面51b側とで電気的な導通を取ることを可能にしている。なお、配線部53aの第2接続部53cは、後述するように第1個片20aのSUS基板21(裏面側電極)に接続されるものである。第1接続部53bは、後述するように第2個片20bのITO膜層25(表面側電極)に接続されるものである(図8参照)。
また、本実施形態によれば、発電層24として、アモルファスシリコンゲルマニウムからなる層を含むトリプルジャンクション構造にしたことにより、太陽電池パネル20を2分割にして、直列接続した場合であっても、十分な電圧を得ることができる。
これによれば、隣り合う第1個片20aと第2個片20bの隙間である分割線部40から導通部材50を引き出すことが困難であっても、それぞれの太陽電池片に設けられた切欠26a,26bから第1延出部57と第2延出部58とを引き出して、第1個片20a及び第2個片20bのそれぞれの表面側電極に接続させることができる。言い換えれば、第1個片20aと第2個片20bとを近づけて配置しても電気的に直列接続が可能な太陽電池モジュール10を提供することができる。
<太陽電池モジュール>
続いて、第2実施形態に係る太陽電池モジュールについて説明する。本実施形態と第1実施形態との違いは、導通部材の構造であり、それ以外の構成は共通である。そのため、以下の説明では、第1実施形態と同一の部材及び共通の構成については同じ符号を付し、その詳細な説明については省略する。
図10は本実施形態に係る導通部材150の構成を示す図であり、図10(a)は導通部材150を裏面側から視た平面図であり、図10(b)は導通部材150を表面側から視た平面図であり、図10(c)は導通部材150を表面側から視た場合において、両面における導電層の配置関係を示した図である。図11は図10(c)のD−D’線矢視による導通部材150の断面構成を示す図である。図12は図9(a)のC−C’線矢視による断面図であり、導通部材150の太陽電池パネル20に対する接続構造の断面を示すものである。
第2延出部158は、第2導電層153のうち切欠126b(第2個片20b)の端面に対応する部分(端面に接触するおそれがある部分)がスルーホール151H3,151H4,及び第1配線部153bにより表面151a側に引き出されている。そのため、第2導電層153は、切欠126bの端面(第2個片20bの側端面)と接触することがなく、第2導電層153及び切欠126bが接触することによる短絡の発生が防止される。
また、第2延出部158は、第1個片20aの側端面に対応する部分(端面に接触するおそれがある部分)がスルーホール151H4,151H5,及び第2配線部153cにより裏面151b側に引き出されている。そのため、第2導電層153は、第1個片20aの側端面と接触することがなく、第2導電層153及び第1個片20aが接触することによる短絡の発生が防止される。
また、導通部材150は、隣り合う第1個片20a及び第2個片20bの外縁に沿った辺部を有している。したがって、導通部材150により第1個片20aと第2個片20bとを接続したときに、導通部材150が第1個片20a及び第2個片20bの外縁から大きくはみ出すことがない。つまり、第1個片20aと第2個片20bとを導通部材150で接続したときに、導通部材150が第1個片20a及び第2個片20bの外縁からはみ出し難くなり、より小型な太陽電池モジュール110を提供できる。
例えば、上記第1実施形態では、外部端子62と電気的に接続される第1導電層52の第1接続部52aと、第1個片20aのSUS基板21と電気的に接続される第2導電層53の第2接続部53cとが平面視で重ならない構成を例に挙げたが、第2実施形態と同様、第1接続部52aと第2接続部53cとが平面視で重なるように配置しても良い。これによれば、外部端子62の付勢力(応力)を利用して第2接続部53cを第1個片20aのSUS基板21(裏面側電極)に導通させることができるので、小型化及び低コスト化を実現することができる。
Claims (16)
- 隣り合って配置されると共に、第1面側及び該第1面側とは反対側の第2面側にそれぞれ電極が設けられた第1電池及び第2電池を電気的に接続させる導通部材であって、
可撓性の基材と、
前記基材の一方の面に設けられた第1導電層と、
前記基材の他方の面に設けられ、前記基材を平面視した場合に前記第1導電層と重なる領域を有する第2導電層と、を備え、
前記基材を折り曲げて、前記第1導電層を前記第1電池の第1面側に設けられた第1電極に電気的に接続させ、前記第2導電層を前記第1電池の第2面側に設けられた第2電極と前記第2電池の第1面側に設けられた第3電極とに電気的に接続させることを特徴とする導通部材。 - 前記第1電池には第1の切欠が設けられ、前記第2電池には第2の切欠が設けられており、
前記基材は、本体部と、前記本体部から互いに異なる方向に延出した第1延出部及び第2延出部とを有し、
前記基材の前記第1延出部は、前記第1の切欠で折り曲げられて前記第1電池の第1面側に引き出され、前記第1導電層の前記第1延出部に設けられた部分が前記第1電池の第1電極に電気的に接続され、
前記基材の前記第2延出部は、前記第2の切欠で折り曲げられて前記第2電池の第1面側に引き出され、前記第2導電層の前記第2延出部に設けられた部分が前記第2電池の第3電極に電気的に接続され、
前記基材の前記本体部は、前記第1の切欠と前記第2の切欠との間で、前記第1電池及び前記第2電池の第2面側に位置し、前記第2導電層の前記本体部に設けられた部分が前記第1電池の第2電極に電気的に接続されることを特徴とする請求項1に記載の導通部材。 - 前記第1導電層及び前記第2導電層の少なくとも一方が、前記基材に形成されたスルーホールを介して前記第1電池の第1電極または前記第2電池の第3電極に電気的に接続されることを特徴とする請求項1または2に記載の導通部材。
- 前記第1導電層及び前記第2導電層は、少なくとも前記基材が折り曲げられる部分において、絶縁層で覆われていることを特徴とする請求項1乃至3のずれか一項に記載の導通部材。
- 前記第1電池及び前記第2電池が太陽電池片である請求項1乃至4のいずれか一項に記載の導通部材。
- 一対の太陽電池片と、前記一対の太陽電池片を直列に電気的に接続させる請求項5に記載の導通部材とを含む太陽電池モジュールと、
前記太陽電池モジュールからの電力により駆動する駆動部と、
を備えることを特徴とするソーラーウォッチ。 - 前記導通部材は、前記一対の太陽電池片のそれぞれに形成された切欠を介して前記一対の太陽電池片の両面に引き出された状態に配置されている請求項6に記載のソーラーウォッチ。
- 二次電池を含む電源装置を備え、
前記一対の太陽電池片のうちの一方の太陽電池片の第1電極に電気的に接続された前記第1導電層と、前記一対の太陽電池片のうち他方の太陽電池片の第2面側に設けられた第4電極とが、前記電源装置に電気的に接続され、前記二次電池を充電可能となっていることを特徴とする請求項6または7に記載のソーラーウォッチ。 - 隣り合って配置されると共に、第1面側及び該第1面側とは反対側の第2面側にそれぞれ電極が設けられた第1太陽電池片及び第2太陽電池片と、
可撓性の基材と、前記基材の一方の面に設けられた第1導電層と、前記基材の他方の面に設けられ、前記基材を平面視した場合に前記第1導電層と重なる領域を有する第2導電層と、を含む導通部材と、を備え、
前記基材が折り曲げられて、前記第1導電層は前記第1太陽電池片の第1面側に設けられた第1電極に電気的に接続され、前記第2導電層は前記第1太陽電池片の第2面側に設けられた第2電極と前記第2太陽電池片の第1面側に設けられた第3電極とに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。 - 前記第1太陽電池片に設けられた第1の切欠と、
前記第2太陽電池片に設けられた第2の切欠と、を備え、
前記基材は、本体部と、前記本体部から互いに異なる方向に延出した第1延出部及び第2延出部とを有し、
前記基材の前記第1延出部は、前記第1の切欠で折り曲げられて前記第1電池の第1面側に引き出され、前記第1導電層の前記第1延出部に設けられた部分が前記第1電池の第1電極に電気的に接続され、
前記基材の前記第2延出部は、前記第2の切欠で折り曲げられて前記第2電池の第1面側に引き出され、前記第2導電層の前記第1延出部に設けられた部分が前記第2電池の第3電極に電気的に接続され、
前記基材の前記本体部は、前記第1の切欠と前記第2の切欠との間で、前記第1電池及び前記第2電池の第2面側に位置し、前記第2導電層の前記本体部に設けられた部分が前記第1電池の第2電極に電気的に接続されていることを特徴とする請求項9に記載の太陽電池モジュール。 - 前記第1の切欠と前記第2の切欠とは、隣り合う前記第1太陽電池片と前記第2太陽電池片との隙間を挟んで配置されていることを特徴とする請求項10に記載の太陽電池モジュール。
- 前記第1の切欠及び前記第2の切欠の少なくとも一方は、前記第1太陽電池片または前記第2太陽電池片を貫通する孔であることを特徴とする請求項10または11に記載の太陽電池モジュール。
- 前記第2の切欠は、隣り合う前記第1太陽電池片と前記第2太陽電池片との前記隙間の一部を成していることを特徴とする請求項11に記載の太陽電池モジュール。
- 前記第1延出部及び前記第2延出部のぞれぞれは、第1分岐端部及び第2分岐端部を有し、
前記第1延出部の前記第1分岐端部が前記第1の切欠から前記第1電池の第1面側に引き出され、前記第1導電層の前記第1分岐端部に設けられた部分が前記第1電池の第1電極に電気的に接続され、
前記第2延出部の前記第1分岐端部が前記第2の切欠から前記第2電池の第1面側に引き出され、前記第2導電層の前記第1分岐端部に設けられた部分が前記第2電池の第3電極に電気的に接続され、
前記第1延出部及び前記第2延出部の前記第2分岐端部は、隣り合う前記第1太陽電池片及び前記第2太陽電池片の第2面側に配置されていることを特徴とする請求項10乃至13のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。 - 前記導通部材は、隣り合う前記第1太陽電池片及び前記第2太陽電池片の外縁に沿った形状の辺部を有することを特徴とする請求項9乃至14のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
- 請求項9乃至15のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールを備えたことを特徴とする電子機器。
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