KR101131331B1 - 태양 전지 모듈 및 이것을 탑재한 전자 부품, 전기 부품, 전자 기기 - Google Patents

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Abstract

모든 태양 전지 셀은 행렬 형상으로 배치되고, 상기 행렬의 각 행에는 적어도 2개 이상의 셀 군이 포함됨과 함께, 상기 행렬의 각 열에는 적어도 2개 이상의 셀 군이 포함된다.

Description

태양 전지 모듈 및 이것을 탑재한 전자 부품, 전기 부품, 전자 기기 {SOLAR BATTERY MODULE, AND ELECTRONIC COMPONENT, ELECTRIC COMPONENT AND ELECTRONIC APPARATUS MOUNTING THE SAME}
본 발명은 태양 전지 모듈 및 이것을 탑재한 전자 부품, 전기 부품, 전자 기기에 관한 것이다.
최근, 에너지 절약과 에너지 개발의 관점에서 태양광 발전이 주목을 모으고 있으며, 주택에 적합한 민간용 태양광 발전 시스템 등이 보급되고 있다. 또한, 대형의 설치 타입의 태양광 발전 시스템 이외에도 휴대 전화 등에 탑재 가능한 태양 전지 모듈이나 소형이라서 휴대 가능한 태양광 발전 시스템이 등장하고 있다. 특히 일조 시간이 긴 지역 등에서는, 긴급시의 휴대 전화나 휴대 기기에의 충전 수단으로서 소형의 태양 전지 모듈은 매우 유효하다.
예를 들어 특허문헌 1에서는, 옥외 건축물에 설치되었을 때에 온도 상승을 저감하는 태양 전지 모듈이 개시되어 있다.
일본 공개 특허 공보 제2009-76693호 공보(2009년 4월 9일 공개)
그러나, 일반적인 태양 전지 모듈에서는, 태양광이 완전하게 닿지 않을 때뿐만 아니라, 모듈의 일부만이 그늘에 들어간 경우에도 현저하게 발전량이 저하한다고 하는 문제를 안고 있다.
도 14는, 일반적인 태양 전지 모듈(101)에서의 태양 전지 셀 A, B의 배치의 설명도이다. 도 14의 (a) 내지 (c)는, 일반적인 태양 전지 모듈(101)에서의 태양 전지 셀 A, B의 배치를 나타내는 개략도이다.
도 14의 (a)의 태양 전지 모듈(101)은, 태양 전지 모듈(101) 전체에 광이 닿아, 최대한 발전을 행하고 있는 상태이다. 도 14의 (b)의 태양 전지 모듈(101)은, 태양 전지 모듈(101)의 좌측 1/2의 영역 α, 또는 태양 전지 모듈(101)의 우측 1/2의 영역 β가 그늘에 들어간 상태이다. 도 14의 (c)의 태양 전지 모듈(101)은, 태양 전지 모듈의 상측 1/2의 영역 γ, 또는 태양 전지 모듈(101)의 하측 1/2의 영역 δ가 그늘에 들어간 상태이다.
태양 전지 모듈(101)의 내부 회로의 개략도는 도 15에 도시한 바와 같다. 도 15에 있어서, 부호 A가 태양 전지 셀 A를 나타내고, 부호 B가 태양 전지 셀 B를 나타낸다. 도 15의 내부 회로에서는, 태양 전지 셀 A의 2개의 부극은, 인출 전극(109)에 접속되어 있다. 태양 전지 셀 B의 2개의 정극은, 인출 전극(110)에 접속되어 있다. 태양 전지 셀 A의 2개의 정극과, 태양 전지 셀 B의 2개의 부극은 서로 접속되어 있다.
도 16은, 도 14의 (a) 내지 (c)에 나타내는 상태의 태양 전지 모듈(101)에서의 출력 전력을 나타내는 그래프이다. 도 16에 있어서, 곡선(104)은, 도 14의 (a)의 태양 전지 모듈(101)의 출력 전력을 나타내고 있다.
곡선(105)은, 도 14의 (b)의 태양 전지 모듈(101)의 출력 전력을 나타내고 있다. 곡선(105)에 나타내어진 바와 같이, 좌측 1/2의 영역 α 또는 우측 1/2의 영역 β가 그늘에 들어간 경우의 발전량은, 그늘에 들어가 있지 않은 경우의 발전량(곡선(104))의 약 1/2이 된다.
한편, 곡선(106)은, 도 14의 (c)의 태양 전지 모듈(101)의 출력 전력을 나타내고 있다. 곡선(106)에 나타내어진 바와 같이, 상측 1/2의 영역 γ 또는 하측 1/2의 영역 δ가 그늘에 들어간 경우의 발전량은, 그늘에 들어가 있지 않은 경우의 발전량의 1/2(곡선(105))보다도 현저하게 작아진다.
여기서, 도 17은, 다른 일반적인 태양 전지 모듈(107)에서의 태양 전지 셀 A, B의 배치를 나타내는 개략도이다. 태양 전지 모듈(107)은, 도 14에 도시되는 태양 전지 모듈(101)을 반시계 방향으로 90도 회전한 상태이다. 태양 전지 모듈(107)에서는, 좌측 1/2의 영역 α 또는 우측 1/2의 영역 β가 그늘에 들어간 경우의 발전량은, 그늘에 들어가 있지 않은 경우의 발전량의 1/2(도 16의 곡선(105))보다도 현저하게 작아진다. 또한, 상측 1/2의 영역 γ 또는 하측 1/2의 영역 δ가 그늘에 들어간 경우의 발전량은, 그늘에 들어가 있지 않은 경우의 발전량의 약 1/2(도 16의 곡선(105))이 된다.
이와 같이, 일반적인 셀 배치의 태양 전지 모듈에 있어서는, 일부가 그늘에 들어간 것만으로도 현저하게 발전량이 저하하게 된다고 하는 문제가 있다.
본 발명은, 상기의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 부분적으로 그늘에 들어가는 부분이 있어도 현저하게 발전 효율이 저하하지 않고, 안정된 전력 공급이 가능해지는 태양 전지 모듈 및 이것을 탑재한 전자 부품, 전기 부품, 전자 기기를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 태양 전지 모듈은, 상기 과제를 해결하기 위해, 2개 이상의 태양 전지 셀을 전기적으로 병렬로 접속하여 구성된 셀 군을 2개 이상 구비하고, 2개 이상의 상기 셀 군을 전기적으로 직렬로 접속하여 구성된 태양 전지 모듈에 있어서, 모든 상기 태양 전지 셀은, 행렬 형상으로 배치되고, 상기 행렬의 각 행에는, 적어도 2개 이상의 상기 셀 군이 포함됨과 함께, 상기 행렬의 각 열에는, 적어도 2개 이상의 상기 셀 군이 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 발명에 따르면, 상기 태양 전지 모듈의 일부가 그늘에 들어가, 상기 행렬의 1행 또는 상기 행렬의 1열밖에 태양광이 완전하게 닿지 않는 경우에도, 태양광이 완전하게 닿는 상기 행렬의 1행 또는 상기 행렬의 1열에는, 적어도 2개 이상의 상기 셀 군이 포함된다. 따라서, 복수의 상기 셀 군 중, 태양광이 완전하게 닿지 않는 상기 셀 군은 하나도 없다. 따라서, 부분적으로 그늘에 들어가는 부분이 있어도 현저하게 발전 효율이 저하하지 않고, 안정된 전력 공급이 가능해지는 태양 전지 모듈을 제공할 수 있다.
본 발명의 태양 전지 모듈은, 상기 과제를 해결하기 위해, 태양 전지 모듈이며, 2개 이상의 태양 전지 셀, 및 2개 이상의 태양 전지 셀을 전기적으로 병렬로 접속하여 구성된 제1 셀 군을 3개 이상 구비하고, 상기 3개 이상의 제1 셀 군 중, 2개 이상의 상기 제1 셀 군을, 전기적으로 직렬로 접속하여 제2 셀 군이 구성되고, 상기 2개 이상의 태양 전지 셀과 상기 제2 셀 군을 전기적으로 병렬로 접속하여 제3 셀 군이 구성되고, 상기 3개 이상의 제1 셀 군 중, 상기 제2 셀 군을 구성하고 있지 않은 제1 셀 군과, 상기 제3 셀 군을 전기적으로 직렬로 접속하여 상기 태양 전지 모듈이 구성되고, 모든 상기 태양 전지 셀은, 행렬 형상으로 배치되고, 상기 행렬의 각 행에는, 상기 제1 셀 군과 상기 제3 셀 군이 포함됨과 함께, 상기 행렬의 각 열에는, 상기 제1 셀 군과 상기 제3 셀 군이 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 발명에 따르면, 상기 태양 전지 모듈의 일부가 그늘에 들어가, 상기 행렬의 1행 또는 상기 행렬의 1열밖에 태양광이 완전하게 닿지 않는 경우에도, 태양광이 완전하게 닿는 상기 행렬의 1행 또는 상기 행렬의 1열에는, 상기 제1 셀 군과 상기 제3 셀 군이 포함된다. 따라서, 상기 제1 셀 군과 상기 제3 셀 군 중, 태양광이 완전하게 닿지 않는 상기 셀 군은 하나도 없다. 따라서, 부분적으로 그늘에 들어가는 부분이 있어도 현저하게 발전 효율이 저하하지 않고, 안정된 전력 공급이 가능해지는 태양 전지 모듈을 제공할 수 있다.
본 발명의 태양 전지 모듈은, 상기 과제를 해결하기 위해, 태양 전지 모듈이며, 3개 이상의 태양 전지 셀, 및 2개 이상의 태양 전지 셀을 전기적으로 직렬로 접속하여 구성된 제1 셀 군을 1개 이상 구비하고, 상기 3개 이상의 태양 전지 셀 중, 1개 이상의 태양 전지 셀과, 1개 이상의 상기 제1 셀 군을 전기적으로 병렬로 접속하여 제2 셀 군이 구성되고, 상기 3개 이상의 태양 전지 셀 중, 상기 제2 셀 군을 구성하고 있는 태양 전지 셀이 아닌 2개 이상의 태양 전지 셀을 전기적으로 병렬로 접속하여 구성된 제3 셀 군과, 상기 제2 셀 군을 전기적으로 직렬로 접속하여 상기 태양 전지 모듈이 구성되고, 모든 상기 태양 전지 셀은, 행렬 형상으로 배치되고, 상기 행렬의 각 행에는, 상기 제2 셀 군과 상기 제3 셀 군이 포함됨과 함께, 상기 행렬의 각 열에는, 상기 제2 셀 군과 상기 제3 셀 군이 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 발명에 따르면, 상기 태양 전지 모듈의 일부가 그늘에 들어가, 상기 행렬의 1행 또는 상기 행렬의 1열밖에 태양광이 완전하게 닿지 않는 경우에도, 태양광이 완전하게 닿는 상기 행렬의 1행 또는 상기 행렬의 1열에는, 상기 제2 셀 군과 상기 제3 셀 군이 포함된다. 따라서, 상기 제2 셀 군과 상기 제3 셀 군 중, 태양광이 완전하게 닿지 않는 상기 셀 군은 하나도 없다. 따라서, 부분적으로 그늘에 들어가는 부분이 있어도 현저하게 발전 효율이 저하하지 않고, 안정된 전력 공급이 가능해지는 태양 전지 모듈을 제공할 수 있다.
본 발명의 태양 전지 모듈은, 상기 과제를 해결하기 위해, 태양 전지 모듈이며, 2개 이상의 태양 전지 셀을 전기적으로 직렬로 접속하여 구성된 제1 셀 군을 4개 이상 구비하고, 상기 4개 이상의 제1 셀 군 중, 2개 이상의 제1 셀 군을 전기적으로 병렬로 접속하여 2개 이상의 제2 셀 군이 구성되고, 상기 2개 이상의 제2 셀 군을 전기적으로 직렬로 접속하여 상기 태양 전지 모듈이 구성되고, 모든 상기 태양 전지 셀은, 행렬 형상으로 배치되고, 상기 행렬의 각 행에는, 2개 이상의 상기 제2 셀 군이 포함됨과 함께, 상기 행렬의 각 열에는, 2개 이상의 상기 제2 셀 군이 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 발명에 따르면, 상기 태양 전지 모듈의 일부가 그늘에 들어가, 상기 행렬의 1행 또는 상기 행렬의 1열밖에 태양광이 완전하게 닿지 않는 경우에도, 태양광이 완전하게 닿는 상기 행렬의 1행 또는 상기 행렬의 1열에는, 2개 이상의 상기 제2 셀 군이 포함된다. 따라서, 태양광이 완전하게 닿지 않는 상기 제2 셀 군은 하나도 없다. 따라서, 부분적으로 그늘에 들어가는 부분이 있어도 현저하게 발전 효율이 저하하지 않고, 안정된 전력 공급이 가능해지는 태양 전지 모듈을 제공할 수 있다.
본 발명의 태양 전지 모듈은, 이상과 같이, 모든 태양 전지 셀은, 행렬 형상으로 배치되고, 상기 행렬의 각 행에는, 적어도 2개 이상의 셀 군이 포함됨과 함께, 상기 행렬의 각 열에는, 적어도 2개 이상의 상기 셀 군이 포함되는 것이다.
또한, 본 발명의 태양 전지 모듈은, 이상과 같이, 태양 전지 모듈이며, 2개 이상의 태양 전지 셀, 및 2개 이상의 태양 전지 셀을 전기적으로 병렬로 접속하여 구성된 제1 셀 군을 3개 이상 구비하고, 상기 3개 이상의 제1 셀 군 중, 2개 이상의 상기 제1 셀 군을, 전기적으로 직렬로 접속하여 제2 셀 군이 구성되고, 상기 2개 이상의 태양 전지 셀과 상기 제2 셀 군을 전기적으로 병렬로 접속하여 제3 셀 군이 구성되고, 상기 3개 이상의 제1 셀 군 중, 상기 2 셀 군을 구성하고 있지 않은 제1 셀 군과, 상기 제3 셀 군을 전기적으로 직렬로 접속하여 상기 태양 전지 모듈이 구성되고, 모든 상기 태양 전지 셀은, 행렬 형상으로 배치되고, 상기 행렬의 각 행에는, 상기 제1 셀 군과 상기 제3 셀 군이 포함됨과 함께, 상기 행렬의 각 열에는, 상기 제1 셀 군과 상기 제3 셀 군이 포함되는 것이다.
또한, 본 발명의 태양 전지 모듈은, 이상과 같이, 태양 전지 모듈이며, 3개 이상의 태양 전지 셀, 및 2개 이상의 태양 전지 셀을 전기적으로 직렬로 접속하여 구성된 제1 셀 군을 1개 이상 구비하고, 상기 3개 이상의 태양 전지 셀 중, 1개 이상의 태양 전지 셀과, 1개 이상의 상기 제1 셀 군을 전기적으로 병렬로 접속하여 제2 셀 군이 구성되고, 상기 3개 이상의 태양 전지 셀 중, 상기 제2 셀 군을 구성하고 있는 태양 전지 셀이 아닌 2개 이상의 태양 전지 셀을 전기적으로 병렬로 접속하여 구성된 제3 셀 군과, 상기 제2 셀 군을 전기적으로 직렬로 접속하여 상기 태양 전지 모듈이 구성되고, 모든 상기 태양 전지 셀은, 행렬 형상으로 배치되고, 상기 행렬의 각 행에는, 상기 제2 셀 군과 상기 제3 셀 군이 포함됨과 함께, 상기 행렬의 각 열에는, 상기 제2 셀 군과 상기 제3 셀 군이 포함되는 것이다.
그리고, 본 발명의 태양 전지 모듈은, 이상과 같이, 태양 전지 모듈이며, 2개 이상의 태양 전지 셀을 전기적으로 직렬로 접속하여 구성된 제1 셀 군을 4개 이상 구비하고, 상기 4개 이상의 제1 셀 군 중, 2개 이상의 제1 셀 군을 전기적으로 병렬로 접속하여 2개 이상의 제2 셀 군이 구성되고, 상기 2개 이상의 제2 셀 군을 전기적으로 직렬로 접속하여 상기 태양 전지 모듈이 구성되고, 모든 상기 태양 전지 셀은, 행렬 형상으로 배치되고, 상기 행렬의 각 행에는, 2개 이상의 상기 제2 셀 군이 포함됨과 함께, 상기 행렬의 각 열에는, 2개 이상의 상기 제2 셀 군이 포함되는 것이다.
그로 인해, 부분적으로 그늘에 들어가는 부분이 있어도 현저하게 발전 효율이 저하하지 않고, 안정된 전력 공급이 가능해지는 태양 전지 모듈 및 이것을 탑재한 전자 부품, 전기 부품, 전자 기기를 제공한다고 하는 효과를 발휘한다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 태양 전지 모듈의 개략도.
도 2는, 본 발명의 실시 형태에 관한 태양 전지 모듈에서의 태양 전지 셀의 배치를 나타내는 개략도.
도 3은, 본 발명의 실시 형태에 관한 태양 전지 모듈의 내부 회로의 개략도.
도 4는, 본 발명의 실시 형태에 관한 태양 전지 모듈의 태양 전지 셀의 배치에 대응하는, 모듈 기판 상의 패턴의 예를 도시하는 도면.
도 5는, 본 발명의 실시 형태에 관한 다른 태양 전지 모듈의 내부 회로의 개략도.
도 6은, 본 발명의 실시 형태에 관한 또 다른 태양 전지 모듈의 내부 회로의 설명도로서, (a) 및 (b)는 본 발명의 실시 형태에 관한 또 다른 태양 전지 모듈의 내부 회로의 개략도.
도 7은, 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 태양 전지 모듈의 개략도.
도 8은, 일반적인 태양 전지 모듈에서의 태양 전지 셀의 배치의 설명도로서, (a) 내지 (c)는 일반적인 태양 전지 모듈에서의 태양 전지 셀의 배치를 나타내는 개략도.
도 9는, 일반적인 태양 전지 모듈의 내부 회로의 개략도.
도 10은, 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 태양 전지 모듈에서의 태양 전지 셀의 배치를 나타내는 개략도.
도 11은, 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 태양 전지 모듈의 내부 회로의 개략도.
도 12는, 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 태양 전지 모듈의 태양 전지 셀의 배치에 대응하는, 모듈 기판 상의 패턴의 예를 도시하는 도면.
도 13은, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 관한 태양 전지 모듈에서의 태양 전지 셀의 배치로서, (a) 내지 (f)는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 관한 태양 전지 모듈에서의 태양 전지 셀의 배치를 나타내는 개략도.
도 14는, 일반적인 태양 전지 모듈에서의 태양 전지 셀의 배치의 설명도로서, (a) 내지 (c)는 일반적인 태양 전지 모듈에서의 태양 전지 셀의 배치를 나타내는 개략도.
도 15는, 일반적인 태양 전지 모듈의 내부 회로의 개략도.
도 16은, 도 14의 (a) 내지 (c)에 나타내는 상태의 태양 전지 모듈에서의 출력 전력을 나타내는 그래프.
도 17은, 다른 일반적인 태양 전지 모듈에서의 태양 전지 셀의 배치를 나타내는 개략도.
[실시 형태 1]
본 발명의 일 실시 형태에 대하여, 도 1 내지 도 6에 기초하여 설명하면 이하와 같다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 태양 전지 모듈(태양 전지 셀 모듈)(1)의 개략도이다. 태양 전지 모듈(1)은, 태양 전지 셀(2)을 4개 구비하고 있고, 태양 전지 셀(2)을 2개 병렬로 접속하여 셀 군(3)(셀 군)이 구성되어 있다. 그리고, 2개의 셀 군(3)이 직렬로 접속되어 있다. 태양 전지 모듈(1)을, 2병렬 2직렬의 태양 전지 모듈이라고 칭한다.
태양 전지 모듈(1)에 있어서, 각각의 태양 전지 셀(2)과, 모듈 기판(5) 상에 형성되어 있는 기판 상 랜드(6)는, 본딩 와이어(4)를 통하여 접속되어 있다. 또한, 태양 전지 모듈(1)에 있어서 모듈 기판(5) 상에 형성되어 있는 인출 전극(7, 8)은, 태양 전지 모듈(1)과, 태양 전지 모듈(1)을 탑재하거나, 또는 태양 전지 모듈(1)로부터 전력을 공급받는, 전자 부품, 전기 부품 및 전자 기기를 전기적으로 접속하기 위한 전극이다. 인출 전극(7, 8)은, 태양 전지 모듈(1)과 다른 태양 전지 모듈을 전기적으로 접속하여도 된다.
본 발명의 실시 형태에 관한 태양 전지 모듈(1)에서의 태양 전지 셀의 배치는, 도 2의 (a) 내지 (c)의 태양 전지 모듈(1)에 나타낸 바와 같다. 도 2의 부호 A, B는 각각 태양 전지 셀(2)을 나타내고 있다. 이 이후에는, 부호 A에 대응하는 태양 전지 셀(2)을 태양 전지 셀 A라고 칭하고, 부호 B에 대응하는 태양 전지 셀(2)을 태양 전지 셀 B라고 칭한다. 2개의 태양 전지 셀 A가 전기적으로는 병렬로 접속되어 셀 군(3)이 구성된다. 태양 전지 셀 A와 마찬가지로, 2개의 태양 전지 셀 B가 전기적으로는 병렬로 접속되어 셀 군(3)이 구성되어 있다.
도 2의 (a) 내지 (c)의 태양 전지 모듈(1)에 있어서, X 방향을 행 방향, Y 방향을 열 방향이라고 칭할 때, 태양 전지 모듈(1)에서는 태양 전지 셀 A, B가 매트릭스 형상(행렬 형상)으로 배치되어 있다. 이 때, 태양 전지 모듈(1)에 있어서, 상기 행렬의 각 행에는, 적어도 2개 이상의 셀 군(3)이 포함됨과 함께, 상기 행렬의 각 열에는, 적어도 2개 이상의 셀 군(3)이 포함된다. 따라서, 태양 전지 모듈(1)의 일부가 그늘에 들어가, 상기 행렬의 1행 또는 상기 행렬의 1열밖에 태양광이 완전하게 닿지 않는 경우에도, 태양광이 완전하게 닿는 상기 행렬의 1행 또는 상기 행렬의 1열에는, 적어도 2개 이상의 셀 군(3)이 포함된다. 따라서, 복수의 셀 군(3) 중, 태양광이 완전하게 닿지 않는 셀 군(3)은 하나도 없다. 따라서, 부분적으로 그늘에 들어가는 부분이 있어도 현저하게 발전 효율이 저하하지 않고, 안정된 전력 공급이 가능해지는 태양 전지 모듈을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 관한 태양 전지 모듈(1)의 내부 회로의 개략도는 도 3에 도시한 바와 같다. 도 3에 있어서, 부호 A가 태양 전지 셀 A를 나타내고, 부호 B가 태양 전지 셀 B를 나타낸다. 도 3의 내부 회로에서는, 태양 전지 셀 A의 2개의 부극은, 인출 전극(7)에 접속되어 있다. 태양 전지 셀 B의 2개의 정극은, 인출 전극(8)에 접속되어 있다. 태양 전지 셀 A의 2개의 정극과, 태양 전지 셀 B의 2개의 부극은 서로 접속되어 있다.
도 14의 (a)의 종래의 태양 전지 모듈(101) 전체에 광이 닿아, 최대한 발전을 행하고 있는 상태에서의 발전량은, 도 16의 곡선(104)에 나타낸 바와 같다. 도 14의 (b)에 나타내는 종래의 태양 전지 모듈(101)의 태양 전지 셀의 배치에서는, 좌측 1/2의 영역 α 또는 우측 1/2의 영역 β가 그늘에 들어간 경우의 발전량은, 그늘에 들어가 있지 않은 경우의 발전량의 약 1/2(도 16의 곡선(105))이 된다. 한편, 도 14의 (c)에 나타내는 종래의 태양 전지 모듈(101)의 태양 전지 셀의 배치에서는, 상측 1/2의 영역 γ 또는 하측 1/2의 영역 δ가 그늘에 들어간 경우의 발전량은, 도 16의 곡선(106)에 나타낸 바와 같이, 그늘에 들어가 있지 않은 경우의 발전량의 1/2(도 16의 곡선(105))보다도 현저하게 작아진다.
한편, 도 2의 (a)의 본 발명의 실시 형태에 관한 태양 전지 모듈(1) 전체에 광이 닿아, 최대한 발전을 행하고 있는 상태에서의 발전량은, 도 16의 곡선(104)에 나타낸 바와 같다. 도 2의 (b)에 나타내는 태양 전지 모듈(1)의 태양 전지 셀의 배치에서는, 좌측 1/2의 영역 α 또는 우측 1/2의 영역 β가 그늘에 들어간 경우의 발전량은, 그늘에 들어가 있지 않은 경우의 발전량의 약 1/2(도 16의 곡선(105))이 된다. 그리고, 도 2의 (c)에 나타내는 종래의 태양 전지 모듈(101)의 태양 전지 셀의 배치에서는, 상측 1/2의 영역 γ 또는 하측 1/2의 영역 δ가 그늘에 들어간 경우의 발전량은, 도 2의 (b)의 경우와 마찬가지로, 그늘에 들어가 있지 않은 경우의 발전량의 약 1/2(도 16의 곡선(105))이 된다.
이와 같이 태양 전지 모듈(1)에서는, 상측 1/2의 영역 γ 또는 하측 1/2의 영역 δ가 그늘에 들어간 경우의 발전량은, 좌측 1/2의 영역 α 또는 우측 1/2의 영역 β가 그늘에 들어간 경우와 마찬가지로, 그늘에 들어가 있지 않은 경우의 발전량의 약 1/2(도 16의 곡선(105))이 된다.
따라서, 본 실시 형태 1의 태양 전지 모듈(1)에서는, 태양 전지 모듈(1)의 일부가 그늘에 들어간 경우에도, 종래의 태양 전지 모듈(101)에서와 같은 현저한 발전량의 저하가 없고, 안정된 전력 공급이 가능하다.
도 4는, 본 발명의 실시 형태에 관한 태양 전지 모듈(1)의 태양 전지 셀(2)의 배치에 대응하는, 모듈 기판(5) 상의 패턴(9)의 예를 도시하는 도면이다. 도면 부호 2'는, 태양 전지 셀(2)이 배치되는 장소를 나타내고 있다.
여기서, 도 3에 있어서, 전기적으로 병렬로 접속된 태양 전지 셀 A에, 셀 군(3)(제1 셀 군)을 2개 전기적으로 직렬로 접속하여 구성된 셀 군(11)(제2 셀 군)을 전기적으로 병렬로 접속하여 태양 전지 모듈(20)을 구성하여도 된다. 도 5는 태양 전지 모듈(20)의 내부 회로의 개략도이다.
태양 전지 모듈(20)에서는, 전기적으로 병렬로 접속된 2개의 태양 전지 셀 E 로 이루어지는 셀 군(3)과, 전기적으로 병렬로 접속된 2개의 태양 전지 셀 F로 이루어지는 셀 군(3)을 전기적으로 직렬로 접속하여, 셀 군(11)(제2 셀 군)이 구성되어 있다. 다음에, 셀 군(11)과 2개의 태양 전지 셀 A를 전기적으로 병렬로 접속하여, 셀 군(12)(제3 셀 군)이 구성되어 있다. 그리고, 전기적으로 병렬로 접속된 2개의 태양 전지 셀 B로 이루어지는 셀 군(3)과, 셀 군(12)을 전기적으로 직렬로 접속하여 태양 전지 모듈(20)이 구성되어 있다.
태양 전지 모듈(20)에 있어서, 모든 태양 전지 셀 A, B, E, F는, 행렬 형상으로 배치되고, 상기 행렬의 각 행에는, 전기적으로 병렬로 접속된 2개의 태양 전지 셀 B로 이루어지는 셀 군(3)과, 셀 군(12)이 포함됨과 함께, 상기 행렬의 각 열에는, 전기적으로 병렬로 접속된 2개의 태양 전지 셀 B로 이루어지는 셀 군(3)과, 셀 군(12)이 포함된다.
상기 구성에 따르면, 태양 전지 모듈(20)의 일부가 그늘에 들어가, 상기 행렬의 1행 또는 상기 행렬의 1열밖에 태양광이 완전하게 닿지 않는 경우에도, 태양광이 완전하게 닿는 상기 행렬의 1행 또는 상기 행렬의 1열에는, 전기적으로 병렬로 접속된 2개의 태양 전지 셀 B로 이루어지는 셀 군(3)과, 셀 군(12)이 포함된다. 따라서, 셀 군(3)과 셀 군(12) 중, 태양광이 완전하게 닿지 않는 셀 군은 하나도 없다. 따라서, 부분적으로 그늘에 들어가는 부분이 있어도 현저하게 발전 효율이 저하하지 않고, 안정된 전력 공급이 가능해지는 태양 전지 모듈을 제공할 수 있다.
또한, 태양 전지 모듈(20)에 있어서, 셀 군(12)에서는 2개의 태양 전지 셀 A가 전기적으로 병렬로 접속되어 있지만, 셀 군(12)에 있어서 2개 이상의 태양 전지 셀 A를 전기적으로 병렬로 접속하여도 된다.
태양 전지 모듈(1)에서는, 상기 행렬의 각 행에는, 모든 셀 군(3)이 포함됨과 함께, 상기 행렬의 각 열에는, 모든 셀 군(3)이 포함되어도 된다.
또한, 태양 전지 모듈(20)에서는, 상기 행렬의 각 행에는, 셀 군(3), 셀 군(11) 및 셀 군(12)이 포함됨과 함께, 상기 행렬의 각 열에는, 셀 군(3), 셀 군(11) 및 셀 군(12)이 포함되어도 된다.
또한, 2개 이상의 태양 전지 셀을 전기적으로 직렬로 접속한 셀 군을 사용하여 태양 전지 모듈을 구성하여도 된다. 도 6은, 태양 전지 모듈(21, 22)의 내부 회로의 설명도이다. 도 6의 (a)는 태양 전지 모듈(21)의 내부 회로의 개략도이고, 도 6의 (b)는 태양 전지 모듈(22)의 내부 회로의 개략도이다.
태양 전지 모듈(21)에서는, 전기적으로 직렬로 접속된 2개의 태양 전지 셀 A 로 이루어지는 셀 군(30)(제1 셀 군)과, 태양 전지 셀 E를 전기적으로 병렬로 접속하여, 셀 군(31)(제2 셀 군)이 구성되어 있다. 다음에, 전기적으로 병렬로 접속된 2개의 태양 전지 셀 B로 이루어지는 셀 군(32)(제3 셀 군)과 셀 군(31)을 전기적으로 직렬로 접속하여 태양 전지 모듈(21)이 구성되어 있다.
태양 전지 모듈(21)에 있어서, 모든 태양 전지 셀 A, B, E는, 행렬 형상으로 배치되고, 상기 행렬의 각 행에는, 셀 군(31)과 셀 군(32)이 포함됨과 함께, 상기 행렬의 각 열에는, 셀 군(31)과 셀 군(32)이 포함된다.
상기 구성에 따르면, 태양 전지 모듈(21)의 일부가 그늘에 들어가, 상기 행렬의 1행 또는 상기 행렬의 1열밖에 태양광이 완전하게 닿지 않는 경우에도, 태양광이 완전하게 닿는 상기 행렬의 1행 또는 상기 행렬의 1열에는, 셀 군(31)과 셀 군(32)이 포함된다. 따라서, 셀 군(31)과 셀 군(32) 중, 태양광이 완전하게 닿지 않는 셀 군은 하나도 없다. 따라서, 부분적으로 그늘에 들어가는 부분이 있어도 현저하게 발전 효율이 저하하지 않고, 안정된 전력 공급이 가능해지는 태양 전지 모듈을 제공할 수 있다.
태양 전지 모듈(22)에서는, 전기적으로 직렬로 접속된 2개의 태양 전지 셀 A 로 이루어지는 셀 군(30)(제1 셀 군)을 1개 이상 구비하고, 2개 이상의 셀 군(30)을 전기적으로 병렬로 접속하여 셀 군(31)(제2 셀 군)이 구성되어 있다. 다음에, 2개 이상의 셀 군(31)을 전기적으로 직렬로 접속하여 태양 전지 모듈(22)이 구성되어 있다.
태양 전지 모듈(22)에 있어서, 모든 태양 전지 셀 A는, 행렬 형상으로 배치되고, 상기 행렬의 각 행에는, 2개 이상의 셀 군(31)이 포함됨과 함께, 상기 행렬의 각 열에는, 2개 이상의 셀 군(31)이 포함된다.
상기 구성에 따르면, 태양 전지 모듈(22)의 일부가 그늘에 들어가, 상기 행렬의 1행 또는 상기 행렬의 1열밖에 태양광이 완전하게 닿지 않는 경우에도, 태양광이 완전하게 닿는 상기 행렬의 1행 또는 상기 행렬의 1열에는, 2개 이상의 셀 군(31)이 포함된다. 따라서, 태양광이 완전하게 닿지 않는 셀 군(31)은 하나도 없다. 따라서, 부분적으로 그늘에 들어가는 부분이 있어도 현저하게 발전 효율이 저하하지 않고, 안정된 전력 공급이 가능해지는 태양 전지 모듈을 제공할 수 있다.
[실시 형태 2]
본 발명의 다른 실시 형태에 대하여, 도 7 내지 도 12에 기초하여 설명하면 이하와 같다. 또한, 본 실시 형태에 있어서 설명하는 것 이외의 구성은, 상기 실시 형태 1과 동일하다. 또한, 설명의 편의상, 상기 실시 형태 1의 도면에 도시한 부재와 동일한 기능을 갖는 부재에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.
도 7은, 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 태양 전지 모듈(10)의 개략도이다. 태양 전지 모듈(10)은, 태양 전지 셀(2)을 10개 구비하고 있고, 태양 전지 셀(2)을 5개 병렬로 접속하여 셀 군(3)이 구성되어 있다. 그리고, 2개의 셀 군(3)이 직렬로 접속되어 있다. 태양 전지 모듈(10)을, 5병렬 2직렬의 태양 전지 모듈이라고 칭한다.
도 8은, 일반적인 태양 전지 모듈에서의 태양 전지 셀의 배치의 설명도이다. 종래의 5병렬 2직렬의 태양 전지 모듈(108)에서의 태양 전지 셀의 배치는, 도 8의 (a) 내지 (c)의 태양 전지 모듈(108)에 나타낸 바와 같다. 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 태양 전지 모듈(10)에서의 태양 전지 셀의 배치는, 도 10의 (a) 내지 (c)의 태양 전지 모듈(10)에 나타낸 바와 같다.
종래의 태양 전지 모듈(108)의 내부 회로의 개략도는 도 9에 도시한 바와 같다. 도 9에 있어서, 부호 A가 태양 전지 셀 A를 나타내고, 부호 B가 태양 전지 셀 B를 나타낸다. 도 9의 내부 회로에서는, 태양 전지 셀 A의 5개의 부극은, 인출 전극(109)에 접속되어 있다. 태양 전지 셀 B의 5개의 정극은, 인출 전극(110)에 접속되어 있다. 태양 전지 셀 A의 5개의 정극과, 태양 전지 셀 B의 5개의 부극은 서로 접속되어 있다.
본 발명의 다른 실시 형태에 관한 태양 전지 모듈(10)의 내부 회로의 개략도는 도 11에 도시한 바와 같다. 도 11에 있어서, 부호 A가 태양 전지 셀 A를 나타내고, 부호 B가 태양 전지 셀 B를 나타낸다. 도 11의 내부 회로에서는, 태양 전지 셀 A의 5개의 부극은, 인출 전극(7)에 접속되어 있다. 태양 전지 셀 B의 5개의 정극은, 인출 전극(8)에 접속되어 있다. 태양 전지 셀 A의 5개의 정극과, 태양 전지 셀 B의 5개의 부극은 서로 접속되어 있다.
도 8의 (b)에 나타낸 바와 같이, 종래의 태양 전지 모듈(108)의 좌측 3/5의 영역 α2, 또는 태양 전지 모듈(108)의 우측 3/5의 영역 β2가 그늘에 들어간 경우, 그늘에 들어가 있지 않은 경우(도 8의 (a))에 비하여 약 2/5의 발전량이 된다. 이것은 태양광이 닿는 영역이 1-3/5=2/5가 되기 때문이다. 또한, 도 8의 (c)에 나타낸 바와 같이, 태양 전지 모듈(108)의 상측 1/2의 영역 γ2, 또는 태양 전지 모듈(108)의 하측 1/2의 영역 δ2가 그늘에 들어간 경우에는, 그늘에 들어가 있지 않은 경우의 1/2보다도 현저하게 작은 발전량이 된다.
한편, 도 10의 (b)에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 태양 전지 모듈(10)의 좌측 3/5의 영역 α2, 또는 태양 전지 모듈(10)의 우측 3/5의 영역 β2가 그늘에 들어간 경우, 그늘에 들어가 있지 않은 경우(도 10의 (a))에 비하여 약 2/5의 발전량이 된다. 또한, 도 10의 (c)에 나타낸 바와 같이, 태양 전지 모듈(10)의 상측 1/2의 영역 γ2, 또는 태양 전지 모듈(10)의 하측 1/2의 영역 δ2가 그늘에 들어간 경우에도, 도 10의 (b)와 마찬가지로, 그늘에 들어가 있지 않은 경우의 약 1/2의 발전량이 된다.
따라서, 본 실시 형태 2의 태양 전지 모듈(10)에서는, 태양 전지 모듈(10)의 일부가 그늘에 들어간 경우에도, 종래의 태양 전지 모듈(108)에서와 같은 현저한 발전량의 저하가 없고, 안정된 전력 공급이 가능하다.
도 12는, 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 태양 전지 모듈(10)의 태양 전지 셀(2)의 배치에 대응하는, 모듈 기판(5) 상의 패턴(9)의 예를 도시하는 도면이다. 도면 부호 2'는, 태양 전지 셀(2)이 배치되는 장소를 나타내고 있다. 또한, 모듈 기판(5)에 관통 구멍을 형성하고, 2층 이상의 배선층을 갖는 모듈 기판(5)으로 함으로써, 패턴(9)의 주회를 간략화 가능하다. 또한, 보다 복잡한 태양 전지 셀 배치가 가능해진다.
[실시 형태 3]
본 발명의 또 다른 실시 형태에 대하여, 도 13에 기초하여 설명하면 이하와 같다. 또한, 본 실시 형태에 있어서 설명하는 것 이외의 구성은, 상기 실시 형태 1, 2와 동일하다. 또한, 설명의 편의상, 상기 실시 형태 1, 2의 도면에 도시한 부재와 동일한 기능을 갖는 부재에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.
도 13은, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 관한 태양 전지 모듈(11 내지 16)에서의 태양 전지 셀의 배치의 설명도이다. 도 13의 (a) 내지 (f)는, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 관한 태양 전지 모듈(11 내지 16)에서의 태양 전지 셀의 배치를 나타내는 개략도이다. 도 13의 (a) 내지 (f)의 부호 C, D는, 부호 A, B와 마찬가지로 태양 전지 셀을 나타낸다.
어느 태양 전지 모듈에 있어서도, 태양 전지 모듈의 일부가 그늘에 들어간 경우에도, 종래의 태양 전지 모듈에서와 같은 현저한 발전량의 저하가 없고, 안정된 전력 공급이 가능하다.
또한, 실시 형태 1 내지 3에서의 태양 전지 셀 A 내지 F는, 각각의 실시 형태에 있어서 셀 군을 구성하고 있고, 각각의 실시 형태에서 독립되어 있다. 또한, 실시 형태 1 내지 3에 있어서, 각 셀 군은 2개 이상의 태양 전지 셀을 전기적으로 병렬로 접속하여 구성되어 있다. 그러나, 실시 형태 1에 있어서 도 6의 (a)와 도 6의 (b)를 나타내어 상술한 바와 같이, 2개 이상의 태양 전지 셀을 전기적으로 직렬로 접속한 셀 군(30)(제1 셀 군)을 전기적으로 병렬로 접속하여 구성되어도 된다.
본 발명의 전자 부품, 본 발명의 전기 부품 및 본 발명의 전자 기기는, 상기 어느 하나의 태양 전지 모듈을 구비하고 있거나, 상기 어느 하나의 태양 전지 모듈로부터 전력을 공급받으므로, 태양 전지 모듈에 부분적으로 그늘에 들어가는 부분이 있어도 현저하게 발전 효율이 저하하지 않고, 안정된 전력을 공급받는다.
본 발명은 상술한 각 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 청구항에 나타낸 범위에서 다양한 변경이 가능하며, 다른 실시 형태에 각각 개시된 기술적 수단을 적절히 조합하여 얻어지는 실시 형태에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
본 발명은 부분적으로 그늘에 들어가는 부분이 있어도 현저하게 발전 효율이 저하하지 않고, 안정된 전력 공급이 가능해지므로, 태양광 등의 광에 의해 발전을 행하는 태양 전지 모듈, 광 발전 시스템, 및 그것들을 탑재하는 전자 부품, 전기 부품 및 전자 기기에 적절하게 사용할 수 있다.
1, 10 내지 16: 태양 전지 모듈
2: 태양 전지 셀
3: 셀 군(셀 군, 제1 셀 군)
4: 본딩 와이어
5: 모듈 기판
6: 기판 상 랜드
7, 8: 인출 전극
9: 패턴
A 내지 F: 태양 전지 셀
11: 셀 군(제2 셀 군)
12: 셀 군(제3 셀 군)
20 내지 22: 태양 전지 모듈
30: 셀 군(제1 셀 군)
31: 셀 군(제2 셀 군)
32: 셀 군(제3 셀 군)
α, α2, β, β2, γ, γ2, δ, δ2: 영역

Claims (18)

  1. 2개 이상의 태양 전지 셀을 전기적으로 병렬로 접속하여 구성된 셀 군을 2개 이상 구비하고,
    2개 이상의 상기 셀 군을 전기적으로 직렬로 접속하여 구성된 태양 전지 모듈로서,
    모든 상기 태양 전지 셀은, 행렬 형상으로 배치되고,
    상기 행렬의 각 행에는, 적어도 2개 이상의 상기 셀 군에 속하는 상기 태양 전지 셀이 포함됨과 함께,
    상기 행렬의 각 열에는, 적어도 2개 이상의 상기 셀 군에 속하는 상기 태양 전지 셀이 포함되고,
    상기 행렬의 각 행, 또는, 상기 행렬의 각 열에, 동일한 상기 셀 군에 속하는 상기 태양 전지 셀이 복수 포함되는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 행렬의 각 행, 또는, 상기 행렬의 각 열에 있어서, 각각의 상기 셀 군에 속하는 상기 태양 전지 셀의 개수 차이가 1개 이하인 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  3. 제1항에 있어서, 상기 행렬의 각 행, 또는, 상기 행렬의 각 열에 있어서, 동일한 상기 셀 군에 속하는 상기 태양 전지 셀 끼리 서로 인접하고 있지 않은 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  4. 제2항에 있어서, 상기 행렬의 각 행, 또는, 상기 행렬의 각 열에 있어서, 동일한 상기 셀 군에 속하는 상기 태양 전지 셀 끼리 서로 인접하고 있지 않은 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  5. 제1항에 있어서, 상기 행렬의 각 행에는, 모든 상기 셀 군이 포함됨과 함께,
    상기 행렬의 각 열에는, 모든 상기 셀 군이 포함되는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  6. 제2항에 있어서, 상기 행렬의 각 행에는, 모든 상기 셀 군이 포함됨과 함께,
    상기 행렬의 각 열에는, 모든 상기 셀 군이 포함되는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  7. 제3항에 있어서, 상기 행렬의 각 행에는, 모든 상기 셀 군이 포함됨과 함께,
    상기 행렬의 각 열에는, 모든 상기 셀 군이 포함되는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  8. 제4항에 있어서, 상기 행렬의 각 행에는, 모든 상기 셀 군이 포함됨과 함께,
    상기 행렬의 각 열에는, 모든 상기 셀 군이 포함되는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  9. 태양 전지 모듈로서,
    2개 이상의 태양 전지 셀을 전기적으로 직렬로 접속하여 구성된 제1 셀 군을 4개 이상 구비하고,
    상기 4개 이상의 제1 셀 군 중, 2개 이상의 제1 셀 군을 전기적으로 병렬로 접속하여 2개 이상의 제2 셀 군이 구성되고,
    상기 2개 이상의 제2 셀 군을 전기적으로 직렬로 접속하여 상기 태양 전지 모듈이 구성되고,
    모든 상기 태양 전지 셀은, 행렬 형상으로 배치되고,
    상기 행렬의 각 행에는, 2개 이상의 상기 제2 셀 군에 속하는 상기 태양 전지 셀이 포함됨과 함께,
    상기 행렬의 각 열에는, 2개 이상의 상기 제2 셀 군에 속하는 상기 태양 전지 셀이 포함되고,
    상기 행렬의 각 행, 또는, 상기 행렬의 각 열에, 동일한 상기 제2 셀 군에 속하는 상기 태양 전지 셀이 복수 포함되는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 태양 전지 모듈을 구비하거나, 청구항 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 태양 전지 모듈로부터 전력을 공급받는 것을 특징으로 하는 전자 부품.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 태양 전지 모듈을 구비하거나, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 태양 전지 모듈로부터 전력을 공급받는 것을 특징으로 하는 전기 부품.
  12. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 태양 전지 모듈을 구비하거나, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 태양 전지 모듈로부터 전력을 공급받는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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  17. 삭제
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