JPH0888387A - 薄膜光電変換モジュール - Google Patents

薄膜光電変換モジュール

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JPH0888387A
JPH0888387A JP6221175A JP22117594A JPH0888387A JP H0888387 A JPH0888387 A JP H0888387A JP 6221175 A JP6221175 A JP 6221175A JP 22117594 A JP22117594 A JP 22117594A JP H0888387 A JPH0888387 A JP H0888387A
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Takashi Yoshida
吉田  隆
Yukimi Ichikawa
幸美 市川
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

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Abstract

(57)【要約】 【目的】フィルム基板上に形成する薄膜光電変換素子モ
ジュールを屋根等の上に設置する際の光電変換面積を向
上する。 【構成】薄膜光電変換素子をフィル状基板の長手方向に
配列し、各素子の端子電極と幅方向の両側に備えた共通
配線との接続に用いる領域の一方をモジュールを屋根等
の上に敷き詰めるときの重ねしろ領域にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽光発電のために屋
根に設置したり、敷き詰めたりすることに用いることの
できる薄膜光電変換モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】光電変換素子を用いて所期の電流・電圧
の出力を得るために、複数の薄膜光電変換素子をモジュ
ール化することが行われる。従来のそのようなモジュー
ルとしては、ガラス封止した結晶シリコン太陽電池モジ
ュールや、ガラス基板上に形成したアモルファスシリコ
ン太陽電池モジュールが知られている。また、これらの
太陽電池モジュールを屋根に設置したり、敷き詰めるこ
とにより太陽電池屋根を構成できることが、例えばC.
Meier、A. HaslerおよびS. J. Stro
ng、R. H. WillsによりProc. 11th
E. C. Photovoltaic Solar En
ergy Conf. 、px1664〜1667および
p1672〜1675にそれぞれ報告されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
太陽電池モジュールを屋根に設置したり、敷き詰めたり
するには、一定の形状をもつ太陽電池モジュールの複数
個を、その形状のまま組み合わせて屋根や構造物を覆わ
なければならない。一般的には、屋根の寸法や構造物の
形状はモジュールの寸法、形状にあわせて設計されてい
ない。建材や化粧板などは切断が可能であるが、ガラス
封止したモジュールは切断できないため、モジュールを
敷き詰めたときに端部で余りがでてはみ出したり、ある
いは敷き詰め切れなかったりする問題がある。また、モ
ジュール間を全て配線接続する必要があり、これにかな
りの工数を必要とする問題があり、さらに、モジュール
の縁部が美観上の問題となる場合がある。
【0004】本発明の目的は、上記の問題を解決し、任
意の面積全面に複数の薄膜光電変換素子を敷き詰めるこ
とができ、配線接続の手数を必要とせず、さらに外観上
も美しい薄膜光電変換モジュールを提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、帯状の絶縁性基板上に複数個の薄膜光
電変換素子が長手方向に配列され、各素子が電気的に並
列接続される薄膜光電変換モジュールにおいて、各素子
の両電極端子が基板の幅方向の両側端部に位置し、それ
ぞれ基板の両側に備えた共通配線と接続されたものとす
る。各素子の一方の電極端子と共通配線との接続が行わ
れる領域が、モジュールの複数個を一部ずつ重ねて設置
する場合の重ねしろ領域として用いられることが有効で
あり、その重ねしろ領域に接着手段を備えることもよ
い。基板が可とう性のフィルムであり、基板とその上の
素子が、耐候性、防水性をもち、少なくとも光入射面の
ものが透光性である2枚の保護フィルムの間に封止され
たことが有効である。各素子の電極端子の少なくとも一
方が基板の反光入射面側に設けられ、基板の光入射面側
にある電極と基板に明けられた貫通孔を通じて接続され
た裏面電極よりなることが良い。電極端子が共通配線と
引き込み配線を介して接続されたことが良い。その場
合、引き込み配線の一部が接続される素子の配列方向に
平行な端部全体に平行に位置することが良い。そして、
モジュールの基板長手方向の少なくとも一端に両共通配
線の端部がそれぞれ露出することが良い。
【0006】
【作用】帯状の絶縁性基板の長手方向に複数の薄膜光電
変換素子を配列し、各素子を並列接続するために、各素
子の両電極端子を共通配線とそれぞれ接続する場合、そ
の接続のために利用する領域は光電変換に対して無効面
積となりやすい。そこで、この接続領域を基板の両側に
置き、例えば、傾斜した屋根等に設置するために一部ず
つ重ねる場合の重ねしろ領域とすれば、露出部分におけ
る光電変換に有効面積の比率が増大する。この重ねしろ
領域に接着手段を備えておけば、モジュールを重ねなが
ら固定するのに有利である。基板が可とう性フィルムで
あり、耐候性および防水性をもつ保護フィルムの間に封
止すれば、モジュールがルーフィング機構を兼ね備え、
そのまま屋根に設置できる。各素子の電極端子は特願平
5−220870号明細書に記載された裏面電極とする
こともできる。電極端子と共通配線とを接続するために
引き込み配線を用い、その引き込み配線を接続される素
子の配列方向に平行な端部全体に平行に位置させれば、
モジュールを屋根の形状などに合った所定の形状に切断
する場合、その切断線が素子を横切って短絡欠陥が生じ
ても、同時に引き込み配線が切断されることによってそ
のままで欠陥部の分離が行われる。欠陥部のある素子の
切り離しを引き込み配線の他の位置あるいは共通配線の
一部打ち抜くことによって行っても、それが重ねしろ領
域の内であれば、上に他のモジュールが重なるため、打
ち抜き部がさらされることがない。従ってモジュールを
どの部分で切断しても生じた短絡欠陥の生じた素子を電
気的に切り離すことができる。モジュールの基板長手方
向の少なくとも一端に共通配線を露出させておくこと
は、モジュール相互の接続を容易にする。
【0007】
【実施例】以下、共通の部分に同一の符号を付した図を
引用して本発明の実施例について述べる。図1、図2は
本発明の1実施例の薄膜光電変換モジュールを示し、図
1は反光入射側から見た平面図、図2は光入射側から見
た平面図である。薄膜光電変換素子1はフィルム基板上
にpin接合を有するアモルファスシリコン薄膜を透明
電極と金属電極ではさんで形成したものであるり、この
素子1の複数個を表面保護フィルム21の上に図1では
図示しないエチレン酢酸ビニル共重合体 (EVA)等の
熱接着性樹脂を介して配置し、各素子の一方の端子と共
通配線31とを引き込み配線4を介して接続し、他方の
端子を直接共通配線32と接続する。次いで、熱接着性
樹脂5を介して裏面保護フィルム22で挟み込み、加
熱、ラミネートする。裏面保護フィルム22は透光性の
必要はなく、アルミニウム箔をポリふっ化ビニル (PV
E) ではさんだ白色フィルム (デュポン社商品名テト
ラ) 等を用いることができる。これに対し、光入射側の
表面保護フィルム21は透光性であることを要し、ふっ
素系樹脂、SiO2 等からなる耐候性膜で被覆したポリ
エチレンテレフタレート (PET) 、ポリエチレンナフ
タレート (PEN) などの樹脂、カルドポリマー等透明
で耐候性のあるフィルムを用いる。これによって、モジ
ュールにルーフィング機能を兼ねさせることができる。
このようなモジュールでは、裏面に共通配線31および
引き込み配線4の存在する部分は、光電変換について無
効面積であり、その表面側の領域を重ねしろ6として、
その上に同様なモジュールの端部を重ねて屋根の上に葺
けば、露出全面が光電変換に有効面積となる。またこの
光電変換素子1のない重ねしろ6の部分を利用して下側
のモジュールの共通配線31と上側のモジュールの共通
配線32を接続すれば、接続作業の影響で受光面に欠陥
が発生するおそれがない。なお、上方から光電変換素子
1の間に接着性樹脂5を通して見える裏面保護フィルム
22を必要に応じて着色し、光電変換素子1と同系色に
すれば、屋根の美観の向上に役立つ。
【0008】図3に反光入射側から見た平面図、図4に
光入射側から見た平面図で示した本発明の別の実施例の
薄膜光電変換素子モジュールでは、薄膜変換素子1のフ
ィルム基板の裏面に裏面電極7が形成されており、光入
射側表面の端子電極と基板の貫通孔を介して接続されて
いる。この裏面電極7は引き込み配線を用いないで直接
共通配線31と接続する。光入射側から見た図4は図2
と同様である。
【0009】このようなルーフィング機能を持つ光電変
換モジュールを屋根等の構造物に設置する場合、形状を
合わせるために一端を切断する必要が生ずる。この切断
を、素子1と素子1との間の部分で行うならば問題がな
いが、素子1を横切って切断すると、切断部で半導体薄
膜をはさむ両電極間に短絡を生じ、モジュール全体の性
能を低下させてしまう。そこで、図5のように重ねしろ
6の部分で引き込み配線4を用いて共通配線31に接続
したモジュールを切断線8で切断した場合は、切断され
た素子11と他の素子1との間を、保護フィルム21、
22を貫通して共通配線31を個所91でパンチで打ち
抜くか、あるいは引き込み配線4を個所92で打ち抜く
ことによって切り離す。図6のように、重ねしろ6の部
分で素子1の裏面電極7を共通配線に接続したモジュー
ルを切断線8で切断した場合は、切断された素子11と
他の素子1との間を、保護フィルム21、22を貫通し
て共通配線31を個所91でパンチで打ち抜くことによ
って切り離す。図5、図6のいずれにおいても、打ち抜
き個所91、92は重ねしろ6の内部にあり、その上に
他のモジュールが重なるため、雨水の侵入するおそれが
なく、また美観上問題もない。図5のように引き込み配
線4を打ち抜くことは、端部の素子11以外にも行うこ
とができ、欠陥が生じた素子を共通配線31から絶縁す
ることが可能になる。しかし、図1に示したように引き
込み配線4の一部が、素子1の配列方向に平行な端部全
体に平行に存在するときは、図7に示すように切断線8
がその部分で引き込み配線41を横切るため、特に打ち
抜かなくても切断と同時に素子11の切り離しができ
る。各モジュールの直列接続あるいは並列接続は、図5
に示すように切断されない端部に引き出された共通配線
31、32を用いて行うことができる。屋根等にモジュ
ールを固定する場合にこの配線31、32の端部をそろ
えておけば、接続のための施工が容易になる。
【0010】図8に示すさらに別の実施例のモジュール
では、重ねしろ6の部分に接着テープ61が被着されて
いる。このモジュールを屋根等に設置するには、接触テ
ープ61および共通配線を除いた部分で釘打ち、ステッ
プラ等の機械的手段によりモジュールを固定し、次に、
図9に示すように重ねしろ6の上に次のモジュールの端
部を位置合わせして重ね、そのモジュールの上端の重ね
しろ6の部分で機械的に固定し、最後に下端を下のモジ
ュールの接着テープ61により固定する。これにより、
光電変換素子1の存在する各モジュールの光電変換領域
10が連続して露出する。もちろん、各モジュールの固
定に機械的手段を用いないですべて接着テープで行って
もよく、接着テープの代わりに接着剤を用いてもよい。
このような接着テープあるいは接着剤の使用は、施工を
著しく容易にする。
【0011】
【発明の効果】本発明によれば、薄膜光電変換素子を帯
状絶縁性基板の長手方向に配列し、それらをモジュール
化するための共通配線を基板両側に配置して、一方の共
通配線と各素子の端子電極との接続部を、屋根等の上に
複数のモジュールを敷き詰めるときの重ねしろ領域とし
て用いることにより、光電変換に接続のための無効領域
が有効領域の裏にかくれることになり、光電変換面積効
率の向上が可能になった。また、長尺のフィル状基板上
にモジュールを作製し、適宜の形状に切り出すこと、切
断のために生ずる欠陥部分を切り離すことが容易にで
き、モジュール間の接続も簡単なため、住宅の屋根上な
どの太陽光発電用に有効に用いることのできる薄膜光電
変換モジュールが得られた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の薄膜光電変換層モジュール
を反光入射面側より見た平面図
【図2】図1の薄膜光電変換モジュールを光入射面側よ
り見た平面図
【図3】本発明の別の実施例の薄膜光電変換層モジュー
ルを反光入射面側より見た平面図
【図4】図3の薄膜光電変換モジュールを光入射面側よ
り見た平面図
【図5】本発明の実施例の薄膜光電変換モジュールの欠
陥素子切り離し方法の一例を示す平面図
【図6】本発明の実施例の薄膜光電変換モジュールの欠
陥素子切り離し方法の他の例を示す平面図
【図7】本発明の実施例の薄膜光電変換モジュールの欠
陥素子切り離し方法のさらに他の例を示す平面図
【図8】本発明の異なる実施例の薄膜光電変換モジュー
ルを光入射面側より見た平面図
【図9】図8の薄膜光電変換モジュールの設置方法を示
す平面図
【符号の説明】
1 光電変換層素子 10 光電変換領域 21 表面保護フィルム 22 裏面保護フィルム 31、32 共通配線 4 引き込み配線 5 熱接着性樹脂 6 重ねしろ 61 接着テープ 7 裏面電極 8 切断線 91、92 打ち抜き個所

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】帯状の絶縁性基板上に複数個の薄膜光電変
    換素子が長手方向に配列され、各素子が電気的に並列接
    続されるものにおいて、各素子の両電極端子が基板の幅
    方向の両側端部に位置し、それぞれ基板の両側に備えた
    共通配線と接続されたことを特徴とする薄膜光電変換モ
    ジュール。
  2. 【請求項2】各素子の一方の電極端子と共通配線との接
    続が行われる領域が、複数個を一部ずつ重ねて設置する
    場合の重ねしろ領域として用いられる請求項1記載の薄
    膜光電変換モジュール。
  3. 【請求項3】重ねしろ領域に接着手段を備えた請求項2
    記載の薄膜光電変換モジュール。
  4. 【請求項4】基板が可とう性のフィルムであり、基板と
    その上の素子が、耐候性および防水性をもち、少なくと
    も光入射面のものが透光性である2枚の保護フィルムの
    間に封止された請求項1ないし3のいずれかに記載の薄
    膜光電変換モジュール。
  5. 【請求項5】各素子の電極端子の少なくとも一方が基板
    の反光入射面側に設けられ、基板の光入射面側にある電
    極と基板に明けられた貫通孔を通じて接続された裏面電
    極よりなる請求項4記載の薄膜光電変換モジュール。
  6. 【請求項6】電極端子が共通配線と引き込み配線を介し
    て接続された請求項1ないし5のいずれかに記載の薄膜
    光電変換モジュール。
  7. 【請求項7】引き込み配線の一部が接続される素子の配
    列方向に平行な端部全体に平行に位置する請求項6記載
    の薄膜光電変換モジュール。
  8. 【請求項8】基板長手方向の少なくとも一端に両共通配
    線の端部がそれぞれ露出する請求項1ないし7のいずれ
    かに記載の薄膜光電変換モジュール。
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