JPWO2016047054A1

JPWO2016047054A1 - 太陽電池モジュール

Info

Publication number: JPWO2016047054A1
Application number: JP2016549918A
Authority: JP
Inventors: 朗通前川; 祐石黒; 友佳子櫻木; 齋田　敦; 敦齋田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-09-26
Filing date: 2015-09-04
Publication date: 2017-07-06
Also published as: US20170207353A1; WO2016047054A1; US9978891B2

Abstract

第１の主面（１１）及び第２の主面（１２）を有する複数の太陽電池セル（１０）と、複数の太陽電池セル（１０）の第１の主面（１１）側に設けられる表面側透明保護部材（１３）と、表面側透明保護部材（１３）と複数の太陽電池セル（１０）との間に設けられる表面側透明充填材層（１４）と、複数の太陽電池セル（１０）の第２の主面（１２）側に設けられる裏面側保護部材（１５）と、裏面側保護部材（１５）と複数の太陽電池セル（１０）との間に設けられる裏面側白色充填材層（１６）と、裏面側白色充填材層（１６）と複数の太陽電池セル（１０）との間に設けられる裏面側透明充填材層（１７）とを備え、太陽電池セル（１０）の第２の主面（１２）の端部（１２ａ）近傍における裏面側透明充填材層（１７）の厚みｔ１が、隣接する太陽電池セル（１０）間の領域における裏面側透明充填材層（１７）の厚みｔ２より薄い。

Description

本発明は、太陽電池モジュールに関する。

太陽電池モジュールにおいて、太陽電池は、受光面側保護部材と裏面側保護部材との間に設けられる充填材層中に封止されている。例えば特許文献１では、太陽電池と裏面側保護部材との間に位置する部分に、酸化チタンなどの白色顔料を添加した白色充填材層が設けられている。この白色充填材層で、太陽電池間を通過した光を反射し、再び太陽電池に入射させることにより、太陽電池モジュールの出力特性を向上させることが提案されている。

特開２００６−３６８７４号公報

本発明の目的は、出力特性をさらに向上させることができる太陽電池モジュールを提供することにある。

第１の局面の発明は、第１の主面及び第２の主面を有する複数の太陽電池セルと、前記複数の太陽電池セルの第１の主面側に設けられる表面側透明保護部材と、前記表面側透明保護部材と前記複数の太陽電池セルとの間に設けられる表面側透明充填材層と、前記複数の太陽電池セルの第２の主面側に設けられる裏面側保護部材と、前記裏面側保護部材と前記複数の太陽電池セルとの間に設けられる裏面側白色充填材層と、前記裏面側白色充填材層と前記複数の太陽電池セルとの間に設けられる裏面側透明充填材層とを備え、前記太陽電池セルの前記第２の主面の端部近傍における前記裏面側透明充填材層の厚みが、隣接する前記太陽電池セル間の領域における前記裏面側透明充填材層の厚みより薄い。

第２の局面の発明は、第１の主面及び第２の主面を有する複数の太陽電池セルと、前記複数の太陽電池セルの第１の主面側に設けられる表面側透明保護部材と、前記表面側透明保護部材と前記複数の太陽電池セルとの間に設けられる表面側透明充填材層と、前記複数の太陽電池セルの第２の主面側に設けられる裏面側保護部材と、前記裏面側保護部材と前記複数の太陽電池セルとの間に設けられる裏面側白色充填材層と、前記裏面側白色充填材層と前記複数の太陽電池セルとの間に設けられる裏面側透明充填材層とを備え、前記太陽電池セルの前記第２の主面の端部近傍における前記裏面側透明充填材層の厚みが、前記太陽電池セルの前記第２の主面と前記裏面側白色充填材層とで挟まれる領域の前記裏面側透明充填材層の厚みより薄い。

本発明に係る太陽電池モジュールによれば、出力特性をさらに向上させることができる。

図１は、太陽電池モジュールの一例を示す模式的平面図である。図２は、第１の実施形態の太陽電池モジュールの図１に示すＡ−Ａ線に沿う模式的断面図である。図３は、第２の実施形態の太陽電池モジュールの図１に示すＡ−Ａ線に沿う模式的断面図である。図４は、第３の実施形態の太陽電池モジュールの図１に示すＡ−Ａ線に沿う模式的断面図である。図５は、第４の実施形態の太陽電池モジュールの図１に示すＡ−Ａ線に沿う模式的断面図である。図６は、第５の実施形態の太陽電池モジュールの図１に示すＡ−Ａ線に沿う模式的断面図である。

以下では、本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールについて、図面を用いて詳細に説明する。以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。したがって、以下の実施形態で示される形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。

図１は、太陽電池モジュールの一例を示す模式的平面図である。図１に示すように、太陽電池モジュール１は、複数の太陽電池セル１０を備えている。太陽電池セル１０は、例えば、単結晶シリコン基板、及び多結晶シリコン基板などの結晶系シリコン基板を用いた太陽電池セルである。本実施形態では、単結晶シリコン基板と非晶質シリコン層との間に、実質的に真性な非晶質シリコン層を挟み、その界面での欠陥を低減し、ヘテロ接合界面の特性を改善した太陽電池セルを用いている。

太陽電池セル１０の第１の主面１１（図２に示す）には、集電極３が形成されている。また、図示しないが、本実施形態では、太陽電池セル１０の第１の主面１１と対向する第２の主面１２（図２に示す）にも集電極が形成されている。第１の主面１１の集電極３及び第２の主面１２の集電極は、フィンガー電極と、フィンガー電極と交差するバスバー電極とから構成されていてもよいし、フィンガー電極のみから構成されていてもよい。第１の主面１１の集電極３及び第２の主面１２の集電極の上には、配線材４が電気的に接続される。

ｙ方向に配列された太陽電池セル１０は、配線材４により、隣接する太陽電池セル１０間で電気的に接続されている。配線材４により電気的に接続された複数の太陽電池セル１０は、太陽電池ストリングス２０を構成している。ｘ方向に配列された太陽電池ストリングス２０は、ｙ方向における一方端側に配置された接続配線２１により電気的に接続されている。太陽電池ストリングス２０のｙ方向における他方端側では、太陽電池ストリングス２０に出力配線２３が接続されている。太陽電池モジュール１は、接続配線２１及び出力配線２３により電気的に接続された複数の太陽電池ストリングス２０を含んでいる。

（第１の実施形態）
図２は、第１の実施形態の太陽電池モジュールの図１に示すＡ−Ａ線に沿う模式的断面図である。図２に示すように、太陽電池モジュール１は、複数の太陽電池セル１０と、表面側透明保護部材１３と、裏面側保護部材１５と、表面側透明充填材層１４と、裏面側白色充填材層１６と、裏面側透明充填材層１７とを備えている。なお、図２〜図６において、集電極３及び配線材４は図示を省略している。

複数の太陽電池セル１０は、第１の主面１１及び第２の主面１２を有している。本実施形態では、第１の主面１１が受光面であり、第２の主面１２が裏面である。上述のように、本実施形態の太陽電池セル１０は、第１の主面１１及び第２の主面１２のそれぞれに、集電極が形成されている。したがって、本実施形態の太陽電池セル１０は、裏面である第２の主面１２からの受光も可能な太陽電池セルである。

表面側透明保護部材１３は、複数の太陽電池セル１０の第１の主面１１側に設けられている。裏面側保護部材１５は、複数の太陽電池セル１０の第２の主面１２側に設けられている。表面側透明充填材層１４は、表面側透明保護部材１３と複数の太陽電池セル１０との間に設けられている。裏面側白色充填材層１６は、裏面側保護部材１５と複数の太陽電池セル１０との間に設けられている。裏面側透明充填材層１７は、裏面側白色充填材層１６と複数の太陽電池セル１０との間に設けられている。

表面側透明保護部材１３は、ガラス板、アクリル板、ポリカーボネート板などの透明基材から構成することができ、好ましくは、ガラス板から構成される。裏面側保護部材１５は、樹脂シート、樹脂フィルムなどから構成することができる。裏面側保護部材１５は、金属層や無機酸化物層などをラミネートした樹脂シート及び樹脂フィルムのように、複数の層から構成されていてもよい。表面側透明充填材層１４及び裏面側透明充填材層１７は、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）などの架橋性樹脂や、ポリオレフィンなどの非架橋性樹脂などの透明性を有する樹脂から構成することができる。裏面側白色充填材層１６は、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）などの架橋性樹脂や、ポリオレフィンなどの非架橋性樹脂などの樹脂に、酸化チタンなどの白色顔料を含有させることにより構成することができる。

裏面側白色充填材層１６を設けることにより、表面側透明保護部材１３から入射し、太陽電池セル１０間を通過した光を裏面側白色充填材層１６の表面で反射し、再び太陽電池セル１０に入射させることができる。このため、裏面側白色充填材層１６を設けることにより光の利用効率を高めることができる。

太陽電池セル１０は、表面側透明充填材層１４と裏面側透明充填材層１７とに挟まれることにより封止されている。裏面側透明充填材層１７を設けずに、太陽電池セル１０を表面側透明充填材層１４と裏面側白色充填材層１６とで挟み、太陽電池セル１０を封止することが考えられる。しかしながら、表面側透明充填材層１４と裏面側白色充填材層１６との密着性は、表面側透明充填材層１４と裏面側透明充填材層１７との密着性に比べ低くなる。このため、太陽電池セル１０を表面側透明充填材層１４と裏面側白色充填材層１６とで挟み封止する場合、封止性が低下する。本実施形態では、裏面側透明充填材層１７を設けることにより、太陽電池セル１０を表面側透明充填材層１４と裏面側透明充填材層１７とで挟み、太陽電池セル１０の封止性を高めている。

上述のように、太陽電池セル１０間を通過した光は、裏面側白色充填材層１６の表面で反射される。この反射光は、太陽電池セル１０の第１の主面１１から太陽電池セル１０内に入射するとともに、第２の主面１２からも太陽電池セル１０内に入射する。一般に、裏面である第２の主面１２で受光した場合の光電変換効率は、受光面である第１の主面１１で受光した場合の光電変換効率より低い。したがって、上記反射光を、第２の主面１２から入射させるよりも、第１の主面１１から入射させた方が、出力特性を向上させることができる。

本実施形態では、太陽電池セル１０の第２の主面１２の端部１２ａ近傍における裏面側透明充填材層１７の厚みｔ１が、隣接する太陽電池セル１０間の領域における裏面側透明充填材層１７の厚みｔ２より薄くなるように裏面側透明充填材層１７が形成されている。このため、裏面側白色充填材層１６の表面で反射された光が、厚みｔ１の部分を通過しにくくなっている。したがって、本実施形態によれば、反射光が第２の主面１２に入射するのを抑制することができ、より多くの反射光が第１の主面１１から入射する。したがって、出力特性をさらに向上させることができる。なお、「第２の主面１２の端部１２ａ近傍」における「近傍」は、厚みｔ１を規定するｙ方向の位置が、端部１２ａからずれていてもよいことを意味する。例えば、厚みｔ１を規定するｙ方向の位置は、太陽電池セル１０の内側にずれていてもよい。

また、本実施形態では、太陽電池セル１０の第２の主面１２の端部１２ａ近傍における裏面側透明充填材層１７の厚みｔ１が、太陽電池セル１０の第２の主面１２と裏面側白色充填材層１６とで挟まれる領域の前記裏面側透明充填材層１７の厚みｔ３より薄くなるように裏面側透明充填材層１７が形成されている。つまり、太陽電池セル１０の第２の主面１２の端部１２ａ近傍における裏面側透明充填材層１７の厚みｔ１が、端部１２ａ近傍を除く領域における裏面側透明充填材層１７の厚みより薄くなるように裏面側透明充填材層１７が形成されている。したがって、本実施形態は、第１の局面及び第２の局面に従う実施形態である。

なお、厚みｔ２及び厚みｔ３は、該当する領域における厚みの平均値であってもよいし、該当する領域の中心部の厚みであってもよい。

（第２の実施形態）
図３は、第２の実施形態の太陽電池モジュールの図１に示すＡ−Ａ線に沿う模式的断面図である。本実施形態では、太陽電池セル１０の第２の主面１２の端部１２ａ近傍の下方における裏面側白色充填材層１６の領域に、凸部１７ａが形成されている。凸部１７ａが形成されることにより、本実施形態においても、厚みｔ１が厚みｔ２より薄くなっている。すなわち、太陽電池セル１０の第２の主面１２の端部１２ａ近傍における裏面側透明充填材層１７の厚みｔ１が、隣接する太陽電池セル１０間の領域における裏面側透明充填材層１７の厚みｔ２より薄くなっている。このため、第１の実施形態と同様に、反射光が第２の主面１２に入射するのを抑制することができ、より多くの反射光が第１の主面１１から入射させることができる。したがって、出力特性をさらに向上させることができる。

なお、本実施形態でも、上記厚みｔ１が、太陽電池セル１０の第２の主面１２と裏面側白色充填材層１６とで挟まれる領域の裏面側透明充填材層１７の厚みｔ３より薄くなるように裏面側透明充填材層１７が形成されている。したがって、本実施形態は、第１の局面及び第２の局面に従う実施形態である。

（第３の実施形態）
図４は、第３の実施形態の太陽電池モジュールの図１に示すＡ−Ａ線に沿う模式的断面図である。本実施形態では、太陽電池セル１０の第２の主面１２の端部１２ａ近傍の下方における裏面側白色充填材層１６の領域に、断面が円弧状である凸部１７ｂが形成されている。凸部１７ｂが形成されることにより、本実施形態においても、厚みｔ１が厚みｔ２より薄くなっている。すなわち、太陽電池セル１０の第２の主面１２の端部１２ａ近傍における裏面側透明充填材層１７の厚みｔ１が、隣接する太陽電池セル１０間の領域における裏面側透明充填材層１７の厚みｔ２より薄くなっている。このため、第１の実施形態と同様に、反射光が第２の主面１２に入射するのを抑制することができ、より多くの反射光を第１の主面１１から入射させることができる。したがって、出力特性をさらに向上させることができる。

なお、本実施形態でも、上記厚みｔ１が、太陽電池セル１０の第２の主面１２と裏面側白色充填材層１６とで挟まれる領域の前記裏面側透明充填材層１７の厚みｔ３より薄くなるように裏面側透明充填材層１７が形成されている。したがって、本実施形態は、第１の局面及び第２の局面に従う実施形態である。

（第４の実施形態）
図５は、第４の実施形態の太陽電池モジュールの図１に示すＡ−Ａ線に沿う模式的断面図である。本実施形態では、隣接する太陽電池セル１０間の領域における裏面側透明充填材層１７の厚みｔ２が、厚みｔ１及び厚みｔ３より厚くなるように裏面側透明充填材層１７が形成されている。したがって、厚みｔ１が厚みｔ２より薄くなっている。なお、本実施形態では、厚みｔ１と厚みｔ３とは、ほぼ同程度の厚みである。したがって、本実施形態は、第１の局面に従う実施形態である。

本実施形態においても、厚みｔ１が厚みｔ２より薄くなっているので、第１の実施形態と同様に、反射光が第２の主面１２に入射するのを抑制することができ、より多くの反射光を第１の主面１１から入射させることができる。したがって、出力特性をさらに向上させることができる。このように、厚みｔ１が厚みｔ２より薄くなっていれば、厚みｔ１が厚みｔ３より薄くなっていなくてもよい。

（第５の実施形態）
図６は、第５の実施形態の太陽電池モジュールの図１に示すＡ−Ａ線に沿う模式的断面図である。本実施形態では、隣接する太陽電池セル１０間の領域における裏面側透明充填材層１７の厚みｔ２が、厚みｔ１及び厚みｔ３より厚くなるように裏面側透明充填材層１７が形成されている。具体的には、図６に示すように、裏面側透明充填材層１７の上面の位置が、太陽電池セル１０の第１の主面１１の位置とほぼ同じになるように、太陽電池セル１０が裏面側透明充填材層１７に埋め込まれた構造になっている。

なお、本実施形態では、厚みｔ１と厚みｔ３とは、ほぼ同程度の厚みである。したがって、本実施形態は、第１の局面に従う実施形態である。

本実施形態においても、厚みｔ１が厚みｔ２より薄くなっているので、第１の実施形態と同様に、反射光が第２の主面１２に入射するのを抑制することができ、より多くの反射光を第１の主面１１から入射させることができる。したがって、出力特性をさらに向上させることができる。

上記各実施形態では、図２〜図６を参照して、ｙ方向に隣接している太陽電池セル１０間について説明しているが、ｘ方向に隣接している太陽電池セル１０間についても同様である。すなわち、太陽電池ストリングス２０内で隣接している太陽電池セル１０間のみならず、隣接する太陽電池ストリングス２０間で隣接している太陽電池セル１０間においても本発明が適用される。

以上、本発明に係る太陽電池モジュールについて、上記実施形態に基づいて説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。実施形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

１…太陽電池モジュール
１０…太陽電池セル
１１…第１の主面
１２…第２の主面
１２ａ…端部
１３…表面側透明保護部材
１４…表面側透明充填材層
１５…裏面側保護部材
１６…裏面側白色充填材層
１７…裏面側透明充填材層

Claims

第１の主面及び第２の主面を有する複数の太陽電池セルと、
前記複数の太陽電池セルの第１の主面側に設けられる表面側透明保護部材と、
前記表面側透明保護部材と前記複数の太陽電池セルとの間に設けられる表面側透明充填材層と、
前記複数の太陽電池セルの第２の主面側に設けられる裏面側保護部材と、
前記裏面側保護部材と前記複数の太陽電池セルとの間に設けられる裏面側白色充填材層と、
前記裏面側白色充填材層と前記複数の太陽電池セルとの間に設けられる裏面側透明充填材層とを備え、
前記太陽電池セルの前記第２の主面の端部近傍における前記裏面側透明充填材層の厚みが、隣接する前記太陽電池セル間の領域における前記裏面側透明充填材層の厚みより薄い、太陽電池モジュール。
第１の主面及び第２の主面を有する複数の太陽電池セルと、
前記複数の太陽電池セルの第１の主面側に設けられる表面側透明保護部材と、
前記表面側透明保護部材と前記複数の太陽電池セルとの間に設けられる表面側透明充填材層と、
前記複数の太陽電池セルの第２の主面側に設けられる裏面側保護部材と、
前記裏面側保護部材と前記複数の太陽電池セルとの間に設けられる裏面側白色充填材層と、
前記裏面側白色充填材層と前記複数の太陽電池セルとの間に設けられる裏面側透明充填材層とを備え、
前記太陽電池セルの前記第２の主面の端部近傍における前記裏面側透明充填材層の厚みが、前記太陽電池セルの前記第２の主面と前記裏面側白色充填材層とで挟まれる領域の前記裏面側透明充填材層の厚みより薄い、太陽電池モジュール。