JP6656353B2 - 太陽電池モジュール及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本開示は、太陽電池の技術分野に関し、特に、太陽電池モジュール及びその製造方法に関する。
太陽エネルギーは、新しいエネルギー源として無尽蔵且つ環境保護等の観点から従来の化石燃料よりも多くの利点を有する。現在、太陽エネルギーの利用には、多くの方法がある。主な方法としては、太陽電池モジュールを用いて太陽エネルギーを受光し電気エネルギーに変換することである。従来の太陽電池モジュールは、パッケージ化された複数の電池組立体によって形成された面積の大きい正方形アレイであり、各電池組立体は、直列に接続した多数の太陽電池片（光電池としても知られる）を備えている。太陽電池は、太陽エネルギーを吸収することで、ヘテロ電荷が電池の両端に蓄積し、すなわち、「光起電力電圧」が生成され得る。これは「光起電力効果」として知られている。この光起電力効果では、電池の端部間に起電力が発生し得る。このように、太陽エネルギーは、電気エネルギーに変換され得る。しかしながら、従来の太陽電池はサイズが大きく、このような太陽電池を直列に接続して形成した太陽電池組立体では、電流密度が不均一に分布し、大きな電力損失を伴う。
以上のことから、従来の太陽電池を数個のセル切断片に切断してもよく、これらセル切断片を高密度な組立体に構成して電流を低減することにより、太陽電池モジュールの電力損失は低減される。かかる従来の太陽電池モジュールでは、複数のセル切断片の正電極及び負電極が一般に半田ペーストで接続される。しかしながら、半田ペーストで接続されたセル切断片によって形成されるセルストリングは、その長さに沿った柔軟性を欠くため、太陽電池モジュール全体が柔軟性に乏しくなる。このような太陽電池モジュールには、亀裂のリスクがあり、太陽電池モジュールが外部負荷や高温低温の影響を受けると、太陽電池モジュールのグリッド線またはセルが破断する傾向がある。このため、従来の太陽電池モジュールは、実用化には不向きである。
以上のことに基づき、従来の太陽電池モジュールにおいてグリッド線又はセルが容易に破断するといった問題を対処するには、グリッド線又はセルが容易に破断しない太陽電池モジュールを提供することが必要である。
太陽電池モジュールは、積層され直列に接続された複数のセル切断片と、隣接する２つのセル切断片を直列に接続するように構成されたコネクタとを備え、前記セル切断片は太陽電池から切断されてなり、各セル切断片は前面電極及び裏面電極を備え、
前記コネクタは、前記前面電極を接続するように構成された第１の表面と、前記裏面電極を接続するように構成された第２の表面とを含み、前記第１の表面には、第１の接続領域及び第１の非接続領域が交互排列されるように設けられ、前記第２の表面には、第２の接続領域及び第２の非接続領域が交互排列されるように設けられ、前記第１の表面上の前記第１の非接続領域の投影区域は、前記第１の表面上の前記第２の接続領域の投影区域と重なり合い、
前記正電極は前記第１の接続領域を接続するように構成され、前記裏面電極は前記第２の接続領域を接続するように構成される。
上述の太陽電池モジュールにおいて、隣接する２つのセル切断片を積層しコネクタによって互いに直列に接続する場合、前記第１の表面上の前記第１の非接続領域の投影区域が前記第１の表面上の前記第２の接続領域の投影区域を覆う、すなわち、前記正電極と前記コネクタの前記第１の表面との間の接続位置と、前記裏面電極と前記コネクタの前記第２の表面との間の接続位置とが重なり合わないため、可撓性バッファ領域を保持することによってバッファ空間を形成し得る。このように、太陽電池モジュールの柔軟性が改善されるため、この太陽電池モジュールが種々の外部または内部応力に耐えるように歪むのに十分な柔軟性を有し、太陽電池モジュールに亀裂が生じるリスクや太陽電池のグリッド線またはセルが破損するリスクを低減することになり、このことは実用化に有利である。
一実施形態では、前記第１の表面上の前記第１の接続領域の前記投影区域は第１の投影区域であり、前記第１の表面上の前記第２の接続領域の前記投影区域は第２の投影区域であり、前記第１の投影区域のいずれか１つは、隣接する第２の投影区域から１ｍｍ〜２０ｍｍ離れている。
一実施形態では、各セル切断片は、互いに一定の間隔を置いて前記セル切断片の長さに沿って配置された複数の前面電極と、互いに一定の間隔を置いて前記セル切断片の長さに沿って配置された複数の裏面電極とを備える。
一実施形態では、前記前面電極及び前記裏面電極の両方が、前記セル切断片の長さに沿って延在し、各第１の非接続領域及び各第２の非接続領域には、それぞれ第１の溶接バリア及び第２の溶接バリアが設けられる。
一実施形態では、前記前面電極及び前記裏面電極の両方が前記セル切断片の長さに沿って延在し、前記前面電極には、第３の接続領域と第３の非接続領域とが交互排列されるように設けられ、前記裏面電極には、第４の接続領域と第４の非接続領域とが交互排列されるように設けられ、
第３の接続領域は前記第１の接続領域を接続するように構成され、前記第４の接続領域は前記第２の接続領域を接続するように構成され、各第３の非接続領域と各第４の非接続領域には、それぞれ第３の溶接バリアと第４の溶接バリアとが設けられる。
一実施形態では、前記コネクタは、第１の接続板と、第２の接続板と、前記第１の接続板と前記第２の接続板との間に位置されたバッファ板とを備え、前記バッファ板の２つの端部がそれぞれ前記第１の接続板及び前記第２の接続板に接続され、前記バッファ板と前記第１の接続板との間に、及び前記バッファ板と前記第２の接続板との間に、それぞれ歪みスペースが形成される。
一実施形態では、前記コネクタは、溝または貫通孔が設けられた側面を有する。
さらに、太陽電池モジュールの製造方法はまた、次の工程、すなわち、
複数のセル切断片を準備し、前記セル切断片は太陽電池から切断されてなり、各セル切断片が、互いに一定の間隔を置いて前記セル切断片の長さに沿って配置された複数の前面電極と、互いに一定の間隔を置いて前記セル切断片の長さに沿って配置された複数の裏面電極とを備え、
複数のコネクタを準備し、各コネクタは前記複数の前面電極に対応する第１の表面と、前記複数の裏面電極に対応する第２の表面とを含み、
前記第１の表面上に第１の接続領域と第１の非接続領域とを交互排列されるように形成するように前記正電極を前記第１の表面に接続するとともに、前記第２の表面上に第２の接続領域と第２の非接続領域とを交互排列されるように形成するように隣接するセル切断片の前記裏面電極を前記第２の表面に接続し、これにより、前記セル切断片が互いに直列に接続され、前記第１の表面上の前記第１の非接続領域の投影区域を前記第１の表面上の前記第２の接続領域の投影区域と重なり合わせ、
前記セル切断片を直列且つ平行な接続形態にて積層及び接続して、太陽電池モジュールを得る
工程を含んで提供される。
上述の製造方法により得られる太陽電池モジュールにおいて、隣接する２つのセル切断片を積層しコネクタによって互いに直列に接続する場合、前記第１の表面上の前記第１の非接続領域の投影区域が前記第１の表面上の前記第２の接続領域の投影区域と重なり合う、すなわち、前記前面電極と前記コネクタの前記第１の表面との間の接続位置と、前記裏面電極と前記コネクタの前記第２の表面との間の接続位置とが重なり合わないため、可撓性バッファ領域を保持することによってバッファ空間を形成し得る。このように、太陽電池モジュールの柔軟性が改善されるため、この太陽電池モジュールが、種々の外部または内部応力に耐えるように歪むのに十分な柔軟性を有し、太陽電池モジュールに亀裂が生じるリスクや太陽電池のグリッド線またはセルが破損するリスクを低減し、このことは実用化に有利である。
さらに、太陽電池モジュールの製造方法は、次の工程、すなわち、
複数のセル切断片を準備し、前記セル切断片は太陽電池から切断されてなり、各セル切断片が、前記セル切断片の長さに沿っていずれも延在する前面電極と裏面電極とを備え、
コネクタを準備し、前記コネクタは前記前面電極に対応する第１の表面と、前記裏面電極に対応する第２の表面とを含み、
前記第１の表面上に互いに一定の間隔を置いて第１の溶接バリアを配置して、溶接を遮断するための第１の非接続領域と、隣接する２つの第１の非接続領域の間にそれぞれ配置される第１の接続領域とを形成し、前記第１の接続領域と前記第１の非接続領域とが交互排列されるように配置され、
前記第２の表面上に互いに一定の間隔を置いて複数の第２の溶接バリアを配置して、第２の非接続領域と、隣接する２つの第２の非接続領域の間にそれぞれ配置される第２の接続領域とを形成し、前記第２の接続領域と前記第２の非接続領域とが交互排列されるように配置され、前記第１の表面上の前記第１の非接続領域の投影区域が前記第１の表面上の前記第２の接続領域の投影区域と重なり合い、
前記第１の接続領域を前記前面電極に接続し、前記第２の接続領域を前記裏面電極に接続して、前記セル切断片を互いに直列接続させ、
前記セル切断片を直列且つ平行な接続形態にて積層及び接続して、太陽電池モジュールを得る
工程を含んで提供される。
上述の製造方法により得られる太陽電池モジュールにおいて、隣接する２つのセル切断片を積層しコネクタによって互いに直列に接続する場合、前記第１の表面上の前記第１の非接続領域の投影区域が前記第１の表面上の前記第２の接続領域の投影区域と重なり合う、すなわち、前記前面電極と前記コネクタの前記第１の表面との間の接続位置と、前記裏面電極と前記コネクタの前記第２の表面との間の接続位置とが重なり合わないため、可撓性バッファ領域を保持することによってバッファ空間を形成し得る。さらに、前記第１および第２の溶接バリアは、溶接を遮断するように構成され、バッファとして機能するための一定の柔軟性を有する。このように、太陽電池モジュールの柔軟性が改善されるため、この太陽電池モジュールが種々の外部または内部応力に耐えるように歪むのに十分な柔軟性を有し、太陽電池モジュールに亀裂が生じるリスクや太陽電池のグリッド線またはセルが破損するリスクを低減し、このことは実用化に有利である。
さらに、太陽電池モジュールの製造方法は、次の工程、すなわち、
複数のセル切断片を準備し、前記セル切断片は太陽電池から切断されてなり、各セル切断片が、前記セル切断片の長さに沿っていずれも延在する前面電極と裏面電極とを備え、
コネクタを準備し、前記コネクタは前記複数の前面電極に対応する第１の表面と、前記複数の裏面電極に対応する第２の表面とを含み、
前記前面電極上に互いに一定の間隔を置いて複数の第３の溶接バリアを配置し、溶接を遮断するための第３の非接続領域と隣接する２つの第３の非接続領域の間にそれぞれ配置される第３の接続領域とを形成し、前記第３の接続領域と前記第３の非接続領域とが交互排列されるように配置され、
前記裏面電極上に互いに一定の間隔を置いて複数の第４の溶接バリアを配置し、溶接を遮断するための第４の非接続領域と、隣接する２つの第４の非接続領域の間にそれぞれ配置される第４の接続領域とを形成し、前記第４の接続領域と前記第４の非接続領域とが交互排列されるように配置され、
前記第１の表面上に第１の接続領域と第１の非接続領域とを交互排列されるように形成するように、前記第３の接続領域を前記第１の表面に接続するとともに、前記第２の表面上に第２の接続領域と第２の非接続領域とを交互排列されるように形成するように、前記第４の接続領域を前記第２の表面に接続し、これにより前記セル切断片が互いに直列に接続され、前記第１の表面上の前記第１の非接続領域の投影区域が前記第１の表面上の前記第２の接続領域の投影区域に重なり合いと、
前記セル切断片を直列且つ平行な接続形態にて重ね合わせ接続して、太陽電池モジュールを得る
工程を含んで提供される。
上述の製造方法により得られる太陽電池モジュールにおいて、隣接する２つのセル切断片を積層しコネクタによって互いに直列に接続する場合、前記第１の表面上の前記第１の非接続領域の投影区域が前記第１の表面上の前記第２の接続領域の投影区域と重なり合う、すなわち、前記正電極と前記コネクタの前記第１の表面との間の接続位置と、前記裏面電極と前記コネクタの前記第２の表面との間の接続位置とが重なり合わないため、可撓性バッファ領域を保持することによってバッファ空間を形成し得る。さらに、第３および第４の溶接バリアは、溶接を遮断するように構成され、バッファとして機能するための一定の柔軟性を有する。このように、太陽電池モジュールの柔軟性が改善されるため、この太陽電池モジュールが、種々の外部または内部応力に耐えるように歪むのに十分な柔軟性を有し、太陽電池モジュールに亀裂が生じるリスクや太陽電池のグリッド線またはセルが破損するリスクを低減し、このことは実用化に有利である。
図１は、本開示の一実施形態に係るコネクタの第１の表面を示す模式図である。 図２は、本開示の一実施形態に係るコネクタの第２の表面を示す模式図である。 図３は、本開示の一実施形態に係る、第１の表面上の第１の接続領域及び第２の接続領域のそれぞれの投影区域を示す模式図である。 図４は、本開示の一実施形態に係るコネクタを示す模式的な斜視図である。 図５は、本開示の一実施形態に係る、隣接する２つのセル切断片間の接続を示す側面図である。 図６は、本開示の一実施形態に係るコネクタを示す側面図である。 図７は、本開示の一実施形態に係るコネクタを示す側面図である。 図８は、本開示の一実施形態に係るコネクタを示す側面図である。 図９は、本開示の一実施形態によるコネクタを示す側面図である。 図１０は、実施例１に係るセル切断片を示す正面図である。 図１１は、実施例１に係るセル切断片を示す背面図である。 図１２は、実施例１に係る隣接する２つのセル切断片間の接続を示す側面図である。 図１３は、実施例２に係るセル切断片を示す正面図である。 図１４は、実施例２に係るセル切断片を示す背面図である。 図１５は、実施例２に係るコネクタを示す側面図である。 図１６は、実施例２に係る隣接するセル切断片の前面電極、コネクタ、及び裏面電極を示す側面図である。
以下、実施形態の説明において、本明細書の一部を構成し実施可能な本開示の特定の実施形態を図示する、添付の図面を参照する。なお、本開示の実施形態の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を使用することができ、また構造的変更を行うことができることを理解されたい。
本明細書において、ある特徴または要素が別の特徴または要素「上」であると言及される場合、それは、他の特徴または要素上に直接存在してもよいか、または介在する特徴及び／または要素が存在してもよいことを理解されたい。さらに、特徴または要素が別の特徴または要素に「接続」、「取付」、または「連結」すると言及される場合、他の特徴または要素に直接接続、取付、または連結することができ、あるいは介在する特徴または要素が存在し得ることも理解されたい。
本明細書及び特許請求の範囲において用いられる、すべての技術的及び科学的用語は、実施例における用語も含めて別段の明示の規定がない限り、当業者の常識的な理解の範疇のものとして解釈し得るものである。本明細書において用いられる用語は、特定の実施形態のみを説明する目的のためのものであり、本発明を限定することを意図するものではない。本明細書中で用いる用語「及び／または」は、１つ以上の関連する列挙された項目の任意の及びすべての組み合わせを含み、「／」と略記する場合がある。
一実施形態では、太陽電池モジュールは、積層され直列に接続された複数のセル切断片と、隣接する２つのセル切断片を直列に接続するように構成されたコネクタとを備える。セル切断片は、太陽電池から切断されてなる。太陽電池は、複数のセル切断片に均等にまたは不均等に切断されてもよい。これらセル切断片は、実際には適宜直列に結合されてもよい。また、各セル切断片は、前面電極と裏面電極とを含む。
図１及び図２に示すように、本実施形態による太陽電池モジュールには、コネクタ１００が設けられている。コネクタ１００は、前面電極を接続するように構成された第１の表面１１０と、裏面電極を接続するように構成された第２の表面１２０とを含む。第１の表面１１０には、第１の接続領域１１１及び第１の非接続領域１１２が交互排列されるように設けられる。第２の表面１２０には、第２の接続領域１２１及び第２の非接続領域１２２が交互排列されるように設けられる。第１の表面１１０上の第１の非接続領域１１２の投影区域は、第１の表面１１０上の第２の接続領域１２１の投影区域と重ね合わされる。
前面電極は第１の接続領域１１１を接続するように構成され、裏面電極は第２の接続領域１２１を接続するように構成される。
図３に示されるように、一実施形態では、第１の表面１１０上の第１の接続領域１１１の投影区域が第１の投影区域１１１２であり、第１の表面１１０上の第２の接続領域１２１の投影区域が第２の投影区域１２１２である。第１の投影区域１１１２と隣接する第２の投影区域１２１２との間の間隔距離は、１ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内の任意の値となり得る。この範囲内において、バッファ領域は前面電極及び裏面電極の接続領域間に形成されてもよく、これにより、太陽電池モジュールの柔軟性が改善されるため、太陽電池モジュールにおける亀裂のリスクを低減し、太陽電池モジュールのグリッド線又はセルが容易に破壊されない。また、間隔距離は、上記範囲に限定されず、その他の任意の適切な値をとることが可能であることを理解されたい。
上述の太陽電池モジュールにおいて、隣接する２つのセル切断片を積層しコネクタによって直列に接続する場合、第１の表面上の第１の非接続領域の投影区域が第１の表面上の第２の接続領域の投影区域と重なり合う、すなわち、前面電極とコネクタの第１の表面との間の接続位置と、裏面電極とコネクタの第２の表面との間の接続位置とが重なり合わないため、可撓性バッファ領域を保持することによってバッファ空間を形成し得る。このように、太陽電池モジュールの柔軟性が改善されるため、この太陽電池モジュールは、種々の外部または内部応力に耐えて歪むのに十分な柔軟性を有し、太陽電池モジュールにおける亀裂のリスク及び太陽電池のグリッド線またはセルの破損のリスクを低減することになり、このことは実用化に有利である。
太陽電池モジュールの柔軟性を高めるために、本実施形態では、コネクタは可撓性コネクタである。可撓性コネクタは、銅箔、アルミニウム箔、及び錫めっき銅箔のうちの少なくとも１つから選択されてもよい。また、可撓性コネクタは、低い降伏力を有する他の材料から選択されてもよい。可撓性コネクタは、ある程度の張力を有することがあるため、バッファ領域はグリッド線に沿ってセル切断片に過剰な応力が加わらないように、応力を除去するように設計されるべきである。例えば、可撓性コネクタの側面には、太陽電池モジュールの亀裂及び負荷に抗する能力を高めるための溝または貫通孔を設けてもよい。
なお、他の設計をコネクタに使用してもよい。図４〜図９は、他の実施形態に係るコネクタを示す側面図である。
図４に示すように、一実施形態では、コネクタ１０００は、第１の溶接板１１００と、第２の溶接板１２００と、第１の溶接板１１００と第２の溶接板１２００との間に配置されるバッファ板１３００とを備える。このバッファ板１３００の２つの端部は、それぞれ、第１の溶接板１１００及び第２の溶接板１２００に接続される。第１の溶接板１１００はセル切断片の前面電極に溶接されるように構成され、第２の溶接板１２００は隣接するセル切断片の裏面電極に溶接されるように構成される。
図４に示すように、第１の溶接板１１００と第２の溶接板１２００はバッファ板１３００と一体化され、バッファ板１３００は逆Ｚ形状に配置される。本実施形態では、コネクタ１０００は可撓性部材である。また、本実施形態のコネクタ１０００を用いて、隣接する２つのセル切断片を交互に溶接すると、バッファ板１３００と第１の溶接板１１００との間、及びバッファ板１３００と第２の溶接板１２００との間に、それぞれ歪みスペースを形成し得る。このようにして、太陽電池モジュールの柔軟性が改善され、隣接する２つのセル切断片間の亀裂のリスクを低減し、これにより、太陽電池モジュール全体の信頼性が向上するが、このことは適用に有利である。
図５に示すように、隣接する２つのセル切断片を、実施例２に係るコネクタ１０００を用いてセグメント溶接により溶接する。左のセル切断片の裏面電極は、右のセル切断片の前面電極よりもわずかに大きい幅を有し、コネクタ１０００は右のセル切断片の前面電極よりも小さい幅を有するようにし、配置時における隣接する２つのセル切断片の位置ずれに起因して前面電極又はコネクタ１０００が露出することにより照射面積が減少するのを回避する。
図６に示すように、本実施形態では、コネクタ２０００が、第１の溶接板２１００と、第２の溶接板２２００と、第１の溶接板２１００と第２の溶接板２２００との間に配置されるバッファ板２３００とを備える。バッファ板２３００の２つの端部は、それぞれ第１の溶接板２１００及び第２の溶接板２２００に接続される。図６に示すように、第１の溶接板２１００及び第２の溶接板２２００はバッファ板２３００と一体化され、バッファ板２３００は逆Ｚ形状に配置された平板の形態である。
図７に示すように、本実施形態では、コネクタ３０００が、第１の溶接板３１００と、第２の溶接板３２００と、第１の溶接板３１００と第２の溶接板３２００との間に配置されたバッファ板３３００とを備える。バッファ板３３００は、第１のバッファサブ板３３１０及び第２のバッファサブ板３３２０を備える。第１のバッファサブ板３３１０と第２のバッファサブ板３３２０は両方とも板状であり、端部同士が連続的に接続されている。第１のバッファサブ板３３１０は第１の溶接板３１００に接続され、第２のバッファサブ板３３２０は第２の溶接板３２００に接続される。本実施形態では、バッファ板３３００と第１の溶接板３１００との間、バッファ板３３００と第２の溶接板３２００との間、及び第１のバッファサブ板３３１０と第２のバッファサブ板３３２０との間に、それぞれ歪みスペースが形成され得る。このようにして、太陽電池モジュールの柔軟性が改善されるため、隣接する２つのセル切断片間の亀裂のリスクを低減し、太陽電池モジュール全体の信頼性を向上することになり、このことは適用に有利である。
図８に示すように、本実施形態では、コネクタ４０００が第１の溶接板４１００と、第２の溶接板４２００と、第１の溶接板４１００と第２の溶接板４２００との間に配置されたバッファ板４３００とを備える。バッファ板４３００の２つの端部は、それぞれ、第１の溶接板４１００及び第２の溶接板４２００に接続される。バッファ板４３００は第１の溶接板４１００及び第２の溶接板４２００とそれぞれ対向する２つの表面を有し、これら両表面は、一定の曲率を有する滑らかに湾曲した表面である。バッファ板４３００は、それ自体が歪み可能な空間を形成してもよい。さらに、バッファ板４３００と第１の溶接板４１００との間、バッファ板４３００と第２の溶接板４２００との間に、それぞれ歪みスペースを形成してもよい。このようにして、太陽電池モジュールの柔軟性が改善されるため、隣接する２つのセル切断片間の亀裂のリスクを低減し、太陽電池モジュール全体の信頼性を向上することになり、このことは適用に有利である。
図９に示すように、本実施形態では、コネクタ５０００は、第１の溶接板５１００と、第２の溶接板５２００と、第１の溶接板５１００と第２の溶接板５２００との間に配置されたバッファ板５３００とを備える。バッファ板５３００の２つの端部は、それぞれ、第１の溶接板５１００及び第２の溶接板５２００に接続される。本実施形態では、バッファ板５３００の２つの端部が、導電性金属銅での溶接により、それぞれ第１の溶接板５１００及び第２の溶接板５２００に接続される。一方、バッファ板５３００の表面は、第１の溶接板５１００と第２の溶接板５２００とに接続された部分を除き、溶接を阻止するための溶接バリア５４００によって被覆される。溶接バリア５４００は、接着ステッカー、インク等のような可撓性溶接バリアである。このようにして、溶接バリア５４００によって、バッファ板５３００の左上角が第２の溶接板５２００に溶接されること、ないし、バッファ板５３００の右下角が第１の溶接板５１００に溶接されることを防止することができ、歪みスペースの減少を回避できる。溶接バリア５４００は、上記の材料に限定されるものではないが、溶接を遮断する機能を有する他の被膜とすることもできることは理解されよう。
さらに、本開示は、太陽電池モジュールを製造するための以下の方法も提供する。
一実施形態においては、太陽電池モジュールの製造方法は、以下の工程を含んで提供される。
工程１０：複数のセル切断片を準備し、前記セル切断片は太陽電池から切断され、各セル切断片が、互いに一定の間隔を置いて前記セル切断片の長さに沿って配置された複数の前面電極と、互いに一定の間隔を置いて前記セル切断片の長さに沿って配置された複数の裏面電極とを備え、
工程２０：複数のコネクタを準備し、各コネクタは前記前面電極に対応する第１の表面と、前記裏面電極に対応する第２の表面とを含み、
工程３０：前記第１の表面上に第１の接続領域と第１の非接続領域とを交互に形成するように前記前面電極を前記第１の表面に接続するとともに、前記第２の表面上に第２の接続領域と第２の非接続領域とを交互に形成するように隣接するセル切断片の前記裏面電極を前記第２の表面に接続し、これにより前記セル切断片が互いに直列に接続され、前記第１の表面上の前記第１の非接続領域の投影区域を前記第１の表面上の前記第２の接続領域の投影区域と重ね合わせ、
工程４０：前記セル切断片を直列且つ平行な接続形態にて積層及び接続して、太陽電池モジュールを得る。
上述の製造方法によって得られた太陽電池モジュールにおいては、隣接する２つのセル切断片を積層しコネクタによって互いに直列に接続する場合、第１の表面上の第１の非接続領域の投影区域が第１の表面上の第２の接続領域の投影区域と重なり合う、すなわち、前面電極とコネクタの第１の表面との間の接続位置と、裏面電極とコネクタの第２の表面との間の接続位置とが重なり合わないため、可撓性バッファ領域を保持することにより、バッファ空間を形成し得る。このようにして、太陽電池モジュールの柔軟性は改善されるため、太陽電池モジュールは、種々の外部及び内部応力に耐えるように歪むのに十分な柔軟性を有し、太陽電池モジュールにおける亀裂のリスクが低減されることになる。太陽電池モジュールのグリッド線又はセルは破壊されにくいため、従来の太陽電池モジュールが実用化には都合がよい。
別の実施形態では、太陽電池モジュールを製造する方法は、以下の工程を含んで提供される。
工程１００：複数のセル切断片を準備し、前記セル切断片は太陽電池から切断されてなり、各セル切断片が、セル切断片の長さに沿っていずれも延在する前面電極と裏面電極とを備え、
工程２００：コネクタを準備し、前記コネクタは前記電極に対応する第１の表面と、前記裏面電極に対応する第２の表面とを含み、
工程３００：前記第１の表面上に互いに一定の間隔を置いて第１の溶接バリアを配置して、溶接を遮断するための第１の非接続領域と、隣接する２つの第１の非接続領域の間にそれぞれ配置される第１の接続領域とを形成し、前記第１の接続領域と前記第１の非接続領域とが交互に配置され、
工程４００：前記第２の表面上に互いに一定の間隔を置いて複数の第１の溶接バリアを配置して、第２の非接続領域と隣接する２つの第２の非接続領域の間にそれぞれ配置される第２の接続領域とを形成し、前記第２の接続領域と前記第２の非接続領域とが交互に配置され、前記第１の表面上の前記第１の非接続領域の投影区域が前記第１の表面上の前記第２の接続領域の投影区域と重なり合い、
工程５００：前記第１の接続領域を前記前面電極に接続し、前記第２の接続領域を前記裏面電極に接続して、前記セル切断片を互いに直列接続させ、
工程６００：前記セル切断片を直列且つ平行な接続形態にて積層及び接続して、太陽電池モジュールを得る。
上述の製造方法によって得られた太陽電池モジュールにおいては、隣接する２つのセル切断片を積層しコネクタによって互いに直列に接続する場合、第１の表面上の第１の非接続領域の投影区域が第１の表面上の第２の接続領域の投影区域と重なり合う、すなわち、前面電極とコネクタの第１の表面との間の接続位置と、裏面電極とコネクタの第２の表面との間の接続位置とが重なり合わないため、可撓性バッファ領域を保持することにより、バッファ空間を形成し得る。さらに、第１及び第２の溶接バリアは、溶接を遮断するように構成され、バッファとして機能するための一定の柔軟性を有する。このようにして、太陽電池モジュールの柔軟性は改善されるため、太陽電池モジュールは、種々の外部及び内部応力に耐えるように歪むのに十分な柔軟性を有し、太陽電池モジュールにおける亀裂のリスクや太陽電池のグリッド線又はセルの破損のリスクを低減することになり、このことは実用化に有利である。
さらなる実施態様では、太陽電池モジュールを製造する方法は、以下の工程を含んで提供される。
工程１０００：複数のセル切断片を準備し、前記セル切断片は太陽電池から切断されてなり、各セル切断片が、セル切断片の長さに沿っていずれも延在する前面電極と裏面電極とを備え、
工程２０００：コネクタを準備し、前記コネクタは前記前面電極に対応する第１の表面と、前記裏面電極に対応する第２の表面とを含み、
工程３０００：前記前面電極上に互いに一定の間隔を置いて第３の溶接バリアを配置して、溶接を遮断するための第３の非接続領域と隣接する２つの第３の非接続領域の間にそれぞれ配置される第３の接続領域とを形成し、前記第３の接続領域と前記第３の非接続領域とが交互に配置され、
工程４０００：前記裏面電極上に互いに一定の間隔を置いて第４の溶接バリアを配置して、溶接を遮断するための第４の非接続領域と隣接する２つの第４の非接続領域の間にそれぞれ配置される第４の接続領域とを形成し、前記第４の接続領域と前記第４の非接続領域とが交互に配置され、
工程５０００：前記第１の表面上に第１の接続領域と第１の非接続領域とを交互に形成するように、前記第３の接続領域を前記第１の表面に接続するとともに、前記第２の表面上に第２の接続領域と第２の非接続領域とを交互に形成するように、前記第４の接続領域を前記第２の表面に接続し、これにより前記セル切断片が互いに直列に接続され、前記第１の表面上の前記第１の非接続領域の投影区域が前記第１の表面上の前記第２の接続領域の投影区域に重なり合い、
工程６０００：前記セル切断片を直列且つ平行な接続形態にて重ね合わせ接続し、太陽電池モジュールを得る。
上述の製造方法によって得られた太陽電池モジュールにおいては、隣接する２つのセル切断片を積層しコネクタによって直列に接続する場合、第１の表面上の第１の非接続領域の投影区域が第１の表面上の第２の接続領域の投影区域と重なり合う、すなわち、前面電極とコネクタの第１の表面との間の接続位置と、裏面電極とコネクタの第２の表面との間の接続位置とが重なり合わないため、可撓性バッファ領域を保持することによりバッファ空間を形成し得る。さらに、第３及び第４の溶接バリアが溶接を遮断するように構成され、バッファとして作用するような一定の柔軟性を有する。このようにして、太陽電池モジュールの柔軟性は改善されるため、太陽電池モジュールは種々の外部及び内部応力に耐えるように歪むのに十分な柔軟性を有し、太陽電池モジュールにおける亀裂のリスク及び太陽電池のグリッド線またはセルの破損のリスクを低減することになり、このことは実用化に有利である。
さらに、本開示に係る太陽電池モジュールについて、以下の実施例と併せて説明する。
実施例１
図１０及び図１１に示すように、本実施例では、太陽電池モジュールは、各太陽電池片を半分に切断することによって形成されるセル切断片２００を含む。各セル切断片２００は、互いに一定の間隔を置いてセル切断片２００の長さに沿って配置された複数の前面電極２１０と、互いに一定の間隔を置いてセル切断片２００の長さに沿って配置された複数の裏面電極２２０とを備える。前面電極２１０は等間隔であり、裏面電極２２０も等間隔である。
前面電極２１０は、コネクタ１００の第１の表面１１０上の第１の接続領域１１１に接続されてもよく、隣接するセル切断片２００の裏面電極２２０は、コネクタ１００の第２の表面上１２０の第２の接続領域１２１に接続されてもよく、これにより、図１２に示すように、２つのセル切断片が積層され、互いに直列に接続される。
本実施例では、左のセル切断片２００の裏面電極２２０が右のセル切断片２００の前面電極２１０よりもわずかに大きい幅を有し、コネクタ１００は右のセル切断片２００の前面電極２１０よりも小さい幅を有して、配置時における隣接する２つのセル切断片の位置ずれに起因して前面電極２１０又はコネクタ１００が露出することにより照射面積が減少するのを回避する。
本実施形態においては、太陽電池モジュールの隣接する２つのセル切断片を積層し直列に接続した場合、隣接する２つのセル切断片間にはギャップがないため、太陽電池モジュールの有効面積が大きく改善され、太陽電池モジュールの変換効率が向上する。
実施例２
図１３及び図１４に示すように、本実施例では、太陽電池モジュールが各太陽電池を半分に切断することによって形成されるセル切断片３００を含む。各セル切断片３００は、いずれもセル切断片３００の長さに沿って延在する前面電極３１０及び裏面電極３２０を含む。前面電極３１０及び裏面電極３２０は、それぞれセル切断片３００の対向する端部の縁に配置される。
図１５に示すように、本実施例では、コネクタ４００は、前面電極に接続された第１の表面４１０と、裏面電極に接続された第２の表面４２０とを含む。第１の表面４１０には、第１の接続領域４１１及び第１の非接続領域４１２が交互に設けられる。第２の表面４２０には、第２の接続領域４２１及び第２の非接続領域４２２が交互に設けられる。第１の表面４１０上の第１の非接続領域４１２の投影区域は、第１の表面４１０上の第２の接続領域４２１の投影区域と重なり合う。
さらに、各第１の非接続領域４１２及び各第２の非接続領域４２２には、それぞれ第１の溶接バリア４１３及び第２の溶接バリア４２３が設けられる。本実施形態では、第１の溶接バリア４１３と第２の溶接バリア４２３の両方がインクコーティングである。第１の溶接バリア４１３及び第２の溶接バリア４２３は、溶接を遮断する機能を有する他のコーティングであってもよいことが理解されよう。隣接する２つのセル切断片３００が積層されコネクタ４００によって直列に接続されると、第１の溶接バリア４１３及び第２の溶接バリア４２３は、溶接を遮断するように構成され、バッファとして作用する一定の柔軟性を有する。このようにして、太陽電池モジュールの柔軟性は改善されるため、太陽電池モジュールは種々の外部及び内部応力に耐えるように歪むのに十分な柔軟性を有し、太陽電池モジュールにおける亀裂のリスクを低減することになる。太陽電池モジュールのグリッド線又はセルは破壊されにくいため、従来の太陽電池モジュールが実用化には都合がよい。
実施例３
本実施例では、前面電極５１０と裏面電極５２０の両方がセル切断片の長さに沿って延在する。図１６に示されるように、前面電極には、第３の接続領域５１１及び第３の非接続領域５１２が交互に設けられる。裏面電極には、第４の接続領域５２１及び第４の非接続領域５２２が交互に設けられる。
第３の接続領域５１１は、第１の接続領域１００を接続するように構成される。第４の接続領域５２１は、コネクタ１００の第２の接続領域を接続するように構成される。各第３の非接続領域５１２及び各第４の非接続領域５２２には、それぞれ第３の溶接バリア５１３及び第４の溶接バリア５２３が設けられる。本実施例では、第３の溶接バリア５１３と第４の溶接バリア５２３の両方が接着ステッカーである。第３の溶接バリア５１３及び第４の溶接バリア５２３は、溶接を遮断する機能を有する他のコーティングであってもよいことが理解されよう。隣接する２つのセル切断片が積層されコネクタ１００によって直列に接続される場合、第３の溶接バリア５１３及び第４の溶接バリア５２３は、溶接を遮断するように構成され、バッファとして作用する一定の柔軟性を有する。このようにして、太陽電池モジュールの柔軟性は改善されるため、太陽電池モジュールは種々の外部及び内部応力に耐えるように歪むのに十分な柔軟性を有し、太陽電池モジュールにおける亀裂のリスク及び太陽電池のグリッド線またはセルの破損のリスクを低減することになり、このことは実用化に有利である。
上記実施形態における様々な技術的特徴は、任意に組み合わせることができる。なお、明細書の説明を簡略化するために、多様な技術的特徴について可能な全ての組み合わせを説明したわけではないが、これらの組み合わせに矛盾がない限り、かかる全ての組み合わせは本開示の範囲内にあると理解されるであろう。
以上、本開示の好ましい実施態様について詳細に説明したが、これらは本開示の範囲を限定するものとはみなされるべきではない。本開示の変更及び改良は、本開示の精神及び範囲から逸脱しない限り、当業者には明らかであることに留意されたい。従って、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義される。
１００，４００ コネクタ
１１０，４１０ 第１の表面
１１１，４１１ 第１の接続領域
１１２，４１２ 第１の非接続領域
１２０，４２０ 第２の表面
１２１，４２１ 第２の接続領域
１２２，４２２ 第２の非接続領域
２００，３００ セル切断片
２１０，３１０，５１０ 前面電極
２２０，３２０，５２０ 裏面電極
４１３ 第１の溶接バリア
４２３ 第２の溶接バリア
５１１ 第３の接続領域
５１２ 第３の非接続領域
５１３ 第３の溶接バリア
５２１ 第４の接続領域
５２２ 第４の非接続領域
５２３ 第４の溶接バリア
１０００，２０００，３０００，４０００，５０００ コネクタ
１１００，２１００，３１００，４１００，５１００ 第１の溶接板
１１１２ 第１の投影区域
１２００，２２００，３２００，４２００，５２００ 第２の溶接板
１２１２ 第２の投影区域
１３００，２３００，３３００，４３００，５３００ バッファ板
３３１０ 第１のバッファサブ板
３３２０ 第２のバッファサブ板
５４００ 溶接バリア

Claims (9)

  1. 積層され直列に接続された複数のセル切断片と、隣接する前記セル切断片を直列に接続するように構成されたコネクタとを備え、前記セル切断片は太陽電池から切断されてなり、各前記セル切断片は前面電極及び裏面電極を備え、
    前記コネクタは、前記前面電極を接続するように構成された第１の表面と、前記裏面電極を接続するように構成された第２の表面とを含み、前記第１の表面には、第１の接続領域及び第１の非接続領域が交互排列されるように設けられ、前記第２の表面には、第２の接続領域及び第２の非接続領域が交互排列されるように設けられ、前記第１の表面上の前記第１の非接続領域の投影区域は、前記第１の表面上の前記第２の接続領域の投影区域と重なり合い、
    前記前面電極は前記第１の接続領域のみで前記コネクタに溶接により接続するように構成され、前記裏面電極は前記第２の接続領域のみで前記コネクタに溶接により接続するように構成される、太陽電池モジュール。
  2. 前記第１の表面上の前記第１の接続領域の前記投影区域は第１の投影区域とし、前記第１の表面上の前記第２の接続領域の前記投影区域は第２の投影区域とすると、各前記第１の投影区域は、隣接する第２の投影区域から１ｍｍ〜２０ｍｍ離れている、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
  3. 各セル切断片は、互いに一定の間隔を置いて前記セル切断片の長さに沿って排列するように配置された複数の前面電極と、互いに一定の間隔を置いて前記セル切断片の長さに沿って排列するように配置された複数の裏面電極とを備える、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
  4. 前記前面電極及び前記裏面電極の両方が、前記セル切断片の長さに沿って延在し、各前記第１の非接続領域及び各前記第２の非接続領域には、それぞれ第１の溶接バリア及び第２の溶接バリアが設けられる、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
  5. 前記前面電極及び前記裏面電極の両方が前記セル切断片の長さに沿って延在し、前記前面電極には、第３の接続領域と第３の非接続領域とが交互排列されるように設けられ、前記裏面電極には、第４の接続領域と第４の非接続領域とが交互排列されるように設けられ、
    第３の接続領域は前記第１の接続領域を接続するように構成され、前記第４の接続領域は前記第２の接続領域を接続するように構成され、各前記第３の非接続領域と各前記第４の非接続領域には、それぞれ第３の溶接バリアと第４の溶接バリアとが設けられる、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
  6. 前記コネクタは、第１の接続板と、第２の接続板と、前記第１の接続板と前記第２の接続板との間に配置されたバッファ板とを備え、前記バッファ板の両端部が、前記第１の接続板と前記第２の接続板にそれぞれ接続され、前記バッファ板と前記第１の接続板との間に、及び前記バッファ板と前記第２の接続板との間に、それぞれ歪みスペースが形成される、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
  7. 太陽電池から切断されてなるセル切断片であって、それぞれが互いに一定の間隔を置いて前記セル切断片の長さに沿って配置された複数の前面電極と、互いに一定の間隔を置いて前記セル切断片の長さに沿って配置された複数の裏面電極とを含む複数の前記セル切断片を準備する工程と、
    前記前面電極に対応する第１の表面と、前記裏面電極に対応する第２の表面とを含む複数のコネクタを準備する工程があり、
    前記第１の表面上に第１の接続領域と第１の非接続領域とを交互排列するように前記前面電極を前記第１の表面に前記第１の接続領域のみで溶接により接続するとともに、前記第２の表面上に第２の接続領域と第２の非接続領域とを交互排列されるように隣接するセル切断片の前記裏面電極を前記第２の表面に前記第２の接続領域のみで溶接により接続し、前記第１の表面上の前記第１の非接続領域の投影区域と前記第１の表面上の前記第２の接続領域の投影区域と重ね合わせるように前記セル切断片が互いに直列に接続され、
    前記セル切断片を直列且つ平行な接続形態にて積層及び接続して、太陽電池モジュールを得る
    ことを含む、太陽電池モジュールの製造方法。
  8. 太陽電池から切断されてなるセル切断片であって、それぞれが前記セル切断片の長さに沿って配置された前面電極と裏面電極を含む複数の前記セル切断片を準備する工程と、
    前記前面電極に対応する第１の表面と、前記裏面電極に対応する第２の表面とを含む複数のコネクタを準備する工程があり、
    前記第１の表面上に互いに一定の間隔を置いて複数の第１の溶接バリアを配置して、溶接を遮断するための第１の非接続領域と、隣接する２つの第１の非接続領域の間に形成される第１の接続領域とを形成し、前記第１の接続領域と前記第１の非接続領域とが交互排列されるように配置され、
    前記第２の表面上に互いに一定の間隔を置いて複数の第２の溶接バリアを配置して、第２の非接続領域と、隣接する２つの第２の非接続領域の間に形成される第２の接続領域とを形成し、前記第２の接続領域と前記第２の非接続領域とが交互排列されるように配置され、且つ前記第１の表面上の前記第１の非接続領域の投影区域が前記第１の表面上の前記第２の接続領域の投影区域と重なり合い、
    前記第１の接続領域を前記前面電極に接続し、且つ前記第２の接続領域を前記裏面電極に接続することで前記セル切断片を互いに直列接続させ、
    前記セル切断片を直列且つ平行な接続形態にて積層及び接続して、太陽電池モジュールを得る
    ことを含む、太陽電池モジュールの製造方法。
  9. 太陽電池から切断されてなるセル切断片であって、それぞれが前記セル切断片の長さに沿って配置された前面電極と裏面電極を含む複数の前記セル切断片を準備する工程と、
    前記前面電極に対応する第１の表面と、前記裏面電極に対応する第２の表面とを含む複数のコネクタを準備する工程があり、
    前記前面電極上に互いに一定の間隔を置いて複数の第３の溶接バリアを配置し、溶接を遮断するための第３の非接続領域と、隣接する２つの第３の非接続領域の間に形成される第３の接続領域とを形成し、前記第３の接続領域と前記第３の非接続領域とが交互排列されるように配置され、
    前記裏面電極上に互いに一定の間隔を置いて複数の第４の溶接バリアを配置し、溶接を遮断するための第４の非接続領域と、隣接する２つの第４の非接続領域の間に形成される第４の接続領域とを形成し、前記第４の接続領域と前記第４の非接続領域とが交互排列されるように配置され、
    前記第１の表面上に第１の接続領域と第１の非接続領域とを交互排列されるように前記第３の接続領域を前記第１の表面に接続するとともに、前記第２の表面上に第２の接続領域と第２の非接続領域とを交互排列されるように前記第４の接続領域を前記第２の表面に接続し、前記第１の表面上の前記第１の非接続領域の投影区域と前記第１の表面上の前記第２の接続領域の投影区域と重ね合わせるように前記セル切断片が互いに直列に接続され、
    前記セル切断片を直列且つ平行な接続形態にて積層及び接続して、太陽電池モジュールを得る
    ことを含む、太陽電池モジュールの製造方法。
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