WO2019044810A1 - 太陽電池モジュール - Google Patents

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WO2019044810A1
WO2019044810A1 PCT/JP2018/031708 JP2018031708W WO2019044810A1 WO 2019044810 A1 WO2019044810 A1 WO 2019044810A1 JP 2018031708 W JP2018031708 W JP 2018031708W WO 2019044810 A1 WO2019044810 A1 WO 2019044810A1
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WO
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photoelectric conversion
power generation
conversion cell
solar cell
area
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PCT/JP2018/031708
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English (en)
French (fr)
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順次 荒浪
祐介 宮道
浩孝 佐野
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京セラ株式会社
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/0445—PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
    • H01L31/046—PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present disclosure relates to a solar cell module.
  • solar cell modules in which a plurality of cells are formed on a substrate (for example, JP-A-2015-046523 and JP-A-2011-077111).
  • a solar cell module includes a translucent substrate, a plurality of photoelectric conversion cells each of which is translucent, and a first wiring.
  • the plurality of photoelectric conversion cells are located on the substrate.
  • the first wiring is positioned in a state of being connected to the first photoelectric conversion cell which is any one of the plurality of photoelectric conversion cells, and the first photoelectric conversion cell at a position overlapping the power generation region of the first photoelectric conversion cell. Located above the The area in plan view of the power generation region of the first photoelectric conversion cell is smaller than the area of the power generation region of another photoelectric conversion cell among the plurality of photoelectric conversion cells.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing an example of the configuration of the solar cell module 100
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an example of the configuration of the solar cell module 100
  • FIG. FIG. 2 is a plan view schematically showing an example of the configuration of an end portion of a module 100.
  • the solar cell module 100 is a thin film solar cell module, and includes a substrate 51, a plurality of photoelectric conversion cells 10, and wirings 31 and 32.
  • the substrate 51 is located on the front side of the solar cell module 100.
  • the substrate 51 has, for example, a flat shape.
  • the substrate 51 has translucency with respect to the wavelength band of light that the solar cell module 100 makes a target of photoelectric conversion. When visible light is included in this wavelength band, the substrate 51 is transparent.
  • a translucent insulating material such as glass may be employed. Outside light (for example, sunlight) passes through the substrate 51 and enters the inside of the solar cell module 100. Below, the case where visible light is contained in the wavelength band of the light which the solar cell module 100 makes object of photoelectric conversion is described.
  • XYZ coordinates are additionally shown in FIGS. 1 to 3.
  • the X-axis and the Y-axis are disposed in parallel to one major surface 51 a of the substrate 51, and the Z-axis is disposed perpendicularly to the one major surface 51 a of the substrate 51.
  • the X, Y and Z axes are orthogonal to one another.
  • one side in the Z-axis direction is also referred to as the + Z side
  • the other side in the Z-axis direction is also referred to as the ⁇ Z side.
  • One principal surface on the ⁇ Z side of the substrate 51 can be positioned in a state where the surface of the solar cell module 100 is formed. Outside light enters the solar cell module 100 from the -Z side in FIG.
  • the thickness of the substrate 51 may be, for example, about 1 mm or more and 3 mm or less.
  • the substrate 51 may have a rectangular shape (specifically, a rectangular shape) in a plan view (that is, viewed from the Z-axis direction).
  • the X axis is disposed along the long side of the substrate 51.
  • a plurality of light-transmissive photoelectric conversion cells 10 are formed on the + Z-side one principal surface 51 a of the substrate 51.
  • the plurality of photoelectric conversion cells 10 are formed side by side, for example, in the Y-axis direction.
  • the number of photoelectric conversion cells 10 is not particularly limited, and may be set as appropriate.
  • Each of the photoelectric conversion cells 10 converts external light incident from the outside into electric power and outputs the electric power.
  • the photoelectric conversion cell 10 has a laminated semiconductor 12 and electrodes 11 and 13 (see FIGS. 2 and 3).
  • each configuration is shown shifted in the X-axis direction to make the drawing easy to see.
  • the respective configurations do not have to be offset in the X-axis direction.
  • it does not shift in the Y-axis direction. The same applies to the drawings referred to later.
  • the stacked semiconductor 12 is a so-called photoelectric conversion layer, and includes, for example, a semiconductor of a first conductivity type (for example, n-type) and a semiconductor of a second conductivity type (for example, p-type) opposite to the first conductivity type. At junctions of these semiconductors, photoelectric conversion is performed, and generated electrons and holes flow to the electrodes 11 and 13, respectively.
  • the laminated semiconductor 12 may include, for example, a semiconductor of a first conductivity type, a semiconductor of a second conductivity type, and an intrinsic semiconductor (i-type semiconductor). The intrinsic semiconductor is located between the semiconductor of the first conductivity type and the semiconductor of the second conductivity type.
  • the semiconductor of the first conductivity type and the semiconductor of the second conductivity type can function as a transport layer.
  • a photoelectric conversion layer used in a silicon-based solar cell, a compound-based solar cell, or another type of solar cell may be employed.
  • the silicon-based solar cells may include, for example, amorphous silicon-based solar cells.
  • the compound-based solar cell may include, for example, a solar cell in which a compound semiconductor such as CIS, CIGS, cadmium telluride (CdTe), or a compound having a perovskite structure is used.
  • Other types of solar cells can include, for example, solar cells such as organic or dye sensitizing systems.
  • Various semiconductor layers constituting the laminated semiconductor 12 can be appropriately formed by vapor phase film forming methods such as physical vapor phase method and chemical vapor phase method, or liquid phase film formation methods such as coating method and spin coating method. It can be formed.
  • the shape of the semiconductor layer can be formed by pattern formation such as photolithography or laser scribing.
  • the power generated in the laminated semiconductor 12 is output from the electrodes 11 and 13.
  • the electrodes 11 and 13 are positioned in a state in which the laminated semiconductor 12 is sandwiched in the Z-axis direction. Specifically, the electrode 11 is positioned in contact with one principal surface on the ⁇ Z side of the laminated semiconductor 12, and the electrode 13 is positioned in contact with one principal surface on the + Z side of the laminated semiconductor 12. In the example of FIG. 2, the electrode 11 is formed on the one principal surface 51 a on the + Z side of the substrate 51.
  • the electrodes 11 and 13 are electrodes (for example, transparent conductive oxide (TCO: Transparent Conductive Oxide)) which has translucency about the wavelength range of the light used as the object of photoelectric conversion of photoelectric conversion cell 10.
  • TCO Transparent Conductive Oxide
  • the electrodes 11 and 13 may be formed of a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide), zinc oxide or tin oxide.
  • ITO Indium Tin Oxide
  • Such electrodes 11 and 13 can be formed, for example, using a film forming method such as a sputtering method or a vacuum evaporation method.
  • the laminated semiconductor 12 and the electrodes 11 and 13 have a rectangular shape in a plan view, and the longitudinal direction thereof is formed along the X-axis direction.
  • the size of the photoelectric conversion cell 10 varies depending on the type of the solar cell, but for example, the width (length along the Y-axis direction) of the laminated semiconductor 12 can be set to about 1 mm to 100 mm. .
  • the thickness of the laminated semiconductor 12 can be set to, for example, about 0.3 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
  • the width (length along the Y-axis direction) of the electrode 11 and the electrode 13 may also be set to, for example, about 1 mm or more and 100 mm or less.
  • the width (length along the Y-axis direction) of the gap (gap) between the stacked semiconductors 12 may be set to, for example, about 1 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less.
  • each photoelectric conversion cell 10 is positioned in a state of being electrically connected to the electrode 13 of the photoelectric conversion cell 10 adjacent to the photoelectric conversion cell 10 on the -Y side. ing. That is, the plurality of photoelectric conversion cells 10 are located in a state of being connected in series with each other by the electrodes 11 and 13.
  • the wiring 31 is located in a state of being electrically connected to the electrode 11 of the photoelectric conversion cell 10 located at the end on the -Y side.
  • the photoelectric conversion cell 10 located at the end on the -Y side is referred to as a photoelectric conversion cell 10A, and the symbol A is added to the laminated semiconductor 12 and the electrodes 11 and 13 belonging to the photoelectric conversion cell 10A.
  • the electrode 11A is an electrode 11 belonging to the photoelectric conversion cell 10A.
  • the electrode 11A is positioned extending from the laminated semiconductor 12A to the -Y side, and the wiring 31 is positioned on the end portion of the electrode 11A on the -Y side. .
  • the wiring 31 is located above the region on the ⁇ Y side of one principal surface on the + Z side of the electrode 11A.
  • the wiring 31 and the electrode 11 are positioned in a state in which they are fixed to be conductive with each other. This fixing can be performed using, for example, solder or a conductive adhesive.
  • the wiring 32 is located in a state electrically connected to the electrode 13 of the photoelectric conversion cell 10 located at the end on the + Y side.
  • the photoelectric conversion cell 10 located at the end on the + Y side is referred to as a photoelectric conversion cell 10B, and a symbol B is added to the laminated semiconductor 12 and the electrodes 11 and 13 belonging to the photoelectric conversion cell 10B.
  • the electrode 11B is an electrode 11 belonging to the photoelectric conversion cell 10B.
  • the wiring 32 is positioned above the photoelectric conversion cell 10B at a position overlapping the photoelectric conversion cell 10B in a plan view.
  • the wiring 32 is located on one principal surface on the + Z side of the electrode 13B, and is located in a state of being conductively fixed to the electrode 13B. This fixing can be performed using, for example, solder or a conductive adhesive. According to this structure, the wiring 32 is positioned so as to overlap the photoelectric conversion cell 10B in plan view.
  • the wires 31 and 32 may have, for example, a strip-like plate shape.
  • a thickness of about 0.1 mm or more and 0.5 mm or less and a width of 2 mm or more and 10 mm or less A band-like plate shape may be employed.
  • the wires 31 and 32 are positioned such that their longitudinal directions are along the X-axis direction (see FIGS. 1 and 3).
  • the wires 31 and 32 have reflectivity for the wavelength band of light to be subjected to photoelectric conversion of the solar cell module 100.
  • the term “reflectivity” does not necessarily mean that the reflectance is high, and the reflectance may be, for example, about 20% or more.
  • a conductive metal such as copper or aluminum can be adopted.
  • the wires 31 and 32 may be formed of metal paste.
  • the metal paste is composed of, for example, conductive particles (for example, fine particles of silver), a binder and a solvent.
  • the metal paste is applied onto the electrodes 11 and 13, respectively, and dried or hardened to form the wirings 31 and 32.
  • the wiring 31 can be formed on the one principal surface on the + Z side of the electrode 11A
  • the wiring 32 can be formed on the one principal surface on the + Z side of the electrode 13B.
  • the plurality of photoelectric conversion cells 10 are located in a state where they are connected in series with each other between the wires 31 and 32.
  • the wires 31 and 32 function as output wires for extracting electric power from one set of the plurality of photoelectric conversion cells 10. That is, the wires 31 and 32 function as a wire (wiring for output) for extracting power of the solar cell module 100.
  • the wires 31 and 32 are located in a state of being drawn out of the solar cell module 100.
  • the wires 31 and 32 are appropriately bent at the peripheral portion (outside of the power generation region) of the solar cell module 100 and extend in the Z-axis direction, and are located in a state of being drawn out of the solar cell module 100 (See also FIG. 4 described later).
  • the wires 31 and 32 are metal paste, it has one end connected to the wire 31, is bent at the periphery of the solar cell module 100, extends in the Z-axis direction, and is drawn out of the solar cell module 100. Separate wires may be located. The same applies to the wiring 32.
  • the wiring 32 is located on one principal surface on the + Z side of the photoelectric conversion cell 10B (see FIGS. 2 and 3).
  • the structure in which the wiring 32 is located on the + Y side with respect to the photoelectric conversion cell 10B is considered.
  • the width of the substrate 51 can be reduced. Therefore, the conversion efficiency (conversion efficiency per unit area) of the solar cell module 100 can be improved.
  • another member may be located on the + Z side of the structure of FIG. 2 (the structure formed of the substrate 51, the photoelectric conversion cell 10, and the wirings 31, 32).
  • the translucent and insulating filling portion 53 may be positioned on the + Z side of the structure so as to cover a plurality of photoelectric conversion cells 10 and a part of the wirings 31 and 32.
  • a resin such as EVA (Ethylene-Vinyl Acetate) resin having translucency can be adopted.
  • EVA Ethylene-Vinyl Acetate
  • the plate member 52 forming the back surface of the solar cell module 100 may be located on the + Z side of the structure.
  • the plate member 52 is located on the + Z side of the filling portion 53.
  • the plate member 52 is positioned to face the substrate 51 substantially in parallel.
  • the plurality of photoelectric conversion cells 10 are located between the plate member 52 and the substrate 51.
  • the plate member 52 has translucency and can be formed of, for example, glass.
  • the through hole 521 may be appropriately positioned on the plate member 52.
  • the through hole 521 penetrates the plate member 52 along the Z-axis direction.
  • the wires 31 and 32 may be located in a state of being drawn out through the through holes 521.
  • the through hole 521 may be appropriately sealed by a sealing portion (for example, butyl resin or the like).
  • the solar cell module 100 although the wirings 31 and 32 having reflectivity are located, the area in plan view of the wirings 31 and 32 is smaller than the area of the entire solar cell module 100. That is, the solar cell module 100 can transmit external light in the Z-axis direction as a whole.
  • a solar cell module 100 can be utilized, for example, in a see-through application.
  • the solar cell module 100 can be located at a window of, for example, a building or a vehicle.
  • the solar cell module 100 transmits external light
  • another solar cell module may be positioned to face the solar cell module 100 in the Z-axis direction. According to this, the external light which permeate
  • Such a structure is also called a tandem structure. According to this, the external light transmitted through the solar cell module 100 also contributes to the power generation, so the power generation amount of the entire module can be improved.
  • the area A1 of the power generation region of the photoelectric conversion cell 10 is an area of a region in which the electrode 11, the laminated semiconductor 12 and the electrode 13 belonging to the photoelectric conversion cell 10 overlap with each other in plan view. That is, for example, the area A1 of the power generation region of the photoelectric conversion cell 10B is the area of the region where the electrode 11B, the laminated semiconductor 12B, and the electrode 13B overlap in plan view. In the example of FIG. 3, the area A1 is schematically shown by hatching.
  • the area A1 of the power generation area of the photoelectric conversion cell 10B located at a position overlapping with the wiring 32 in plan view corresponds to the power generation area of the other photoelectric conversion cell 10.
  • the area is smaller than the area A1.
  • the area A1 of the power generation area of the photoelectric conversion cell 10B is the smallest among the areas A1 of the power generation areas of the plurality of photoelectric conversion cells 10 positioned in series with each other.
  • the power generation region of each photoelectric conversion cell 10 also has a rectangular shape in plan view.
  • the lengths (lengths along the X-axis direction) L1 of the power generation regions of all the photoelectric conversion cells 10 are substantially equal to each other, and the widths (length along the Y-axis direction) ) W1 is narrower than the width W1 of the power generation region of the other photoelectric conversion cells 10 (see also FIG. 2).
  • the width W1 of the power generation region of the photoelectric conversion cell 10B is the smallest among the widths W1 of the power generation regions of the plurality of photoelectric conversion cells 10 located in a connected state.
  • the area A1 of the power generation region of the photoelectric conversion cell 10B can be smaller than the area A1 of the power generation region of the other photoelectric conversion cell 10.
  • the reflective wiring 32 is located on the + Z side of the photoelectric conversion cell 10B.
  • the reflective wiring 32 is positioned to face the power generation region of the photoelectric conversion cell 10B in the Z-axis direction. Therefore, the external light transmitted through the photoelectric conversion cell 10B is reflected by the main surface on the -Z side of the wiring 32, and enters the power generation region of the photoelectric conversion cell 10B again. That is, both the external light transmitted through the substrate 51 and the external light reflected by the wiring 32 enter the power generation region of the photoelectric conversion cell 10B. Therefore, the amount per unit area of external light incident on the power generation region of the photoelectric conversion cell 10B is larger than the amount per unit area of external light incident on the power generation region of the other photoelectric conversion cells 10.
  • the area A1 of the power generation area of the photoelectric conversion cell 10B is substantially equal to the area A1 of the power generation area of the other photoelectric conversion cells 10, more external light enters the power generation area of the photoelectric conversion cell 10B. Therefore, in this case, the number of electrons and holes generated in the power generation region of the photoelectric conversion cell 10B is larger than the number of electrons and holes generated in the power generation region of the other photoelectric conversion cell 10.
  • the plurality of photoelectric conversion cells 10 are positioned in series with each other, the currents flowing in series in each photoelectric conversion cell 10 are equal to each other, and the value can be generated in each photoelectric conversion cell 10 Limited to the minimum of the current. Therefore, the electric current which can generate
  • the current which can not be extracted to the outside can be considered as a short circuit inside the photoelectric conversion cell 10B.
  • the area A1 of the power generation region of the photoelectric conversion cell 10B is smaller than the area A1 of the power generation region of the other photoelectric conversion cell 10. Therefore, the value of the current that can be generated by the photoelectric conversion cell 10B can be made close to the value of the current that can be generated by the other photoelectric conversion cells 10. In other words, it is possible to reduce the current shorting inside the photoelectric conversion cell 10B. Thereby, the conversion efficiency (conversion efficiency per unit area) of the solar cell module 100 can be improved.
  • ⁇ Setting of Area A1 of Power Generation Region of Photoelectric Conversion Cell 10B> A part of the external light transmitted through the substrate 51 is transmitted through the photoelectric conversion cell 10 B, and a part thereof is reflected by the wiring 32.
  • the difference ⁇ A1 of the area A1 of the power generation region between the photoelectric conversion cell 10B and the other photoelectric conversion cell 10 is the area of the wiring 32 in plan view (specifically, the photoelectric conversion cell 10B of the wiring 32) It is set smaller than the area of the portion overlapping the power generation region.
  • the area A1 of the power generation region of the photoelectric conversion cell 10B is set such that the value of the current that can be generated by the photoelectric conversion cell 10B is substantially equal to the value of the current that can be generated by the other photoelectric conversion cells 10. Good to be done.
  • the amount of external light incident on the power generation region of the photoelectric conversion cell 10B is approximately equal to the amount of external light incident on the power generation region of the other photoelectric conversion cell 10
  • the area A1 of the power generation region of such a photoelectric conversion cell 10B can be set, for example, by simulation or experiment.
  • the length L1 of the power generation region of the photoelectric conversion cell 10B is substantially equal to the length L1 of the power generation region of the other photoelectric conversion cell 10B, and the width W1 of the power generation region of the photoelectric conversion cell 10B is the other photoelectric It is narrower than the width W1 of the power generation area of the conversion cell 10.
  • the area A1 of the power generation region of the photoelectric conversion cell 10B can be made smaller than the area A1 of the power generation region of the other photoelectric conversion cell 10.
  • the length L1 of the power generation region of the photoelectric conversion cell 10B is substantially equal to the length L1 of the power generation region of the other photoelectric conversion cells 10, it is easy to align and form on the substrate 51 having a rectangular shape. Further, since the width (length along the Y-axis direction) of the substrate 51 can be reduced according to the reduction of the width W1 of the photoelectric conversion cell 10B, the size (width) of the solar cell module 100 can be reduced. Conversely, when the substrate 51 of the same size is used, the width W1 of the power generation region of the other photoelectric conversion cell 10 can be increased along with the reduction of the width W1 of the power generation region of the photoelectric conversion cell 10B. The amount of power generation of the battery module 100 can be improved.
  • FIG. 5 is a plan view schematically showing an example of the configuration of the end portion of the solar cell module 100A.
  • the configuration of the solar cell module 100A is the same as that of the solar cell module 100.
  • the width W1 of the power generation region of the photoelectric conversion cell 10B is substantially equal to the width W1 of the power generation region of the other photoelectric conversion cell 10
  • the length L1 of the power generation region of the photoelectric conversion cell 10B is the power generation region of the other photoelectric conversion cell 10 Shorter than the length L1.
  • the length L1 of the power generation region of the photoelectric conversion cell 10B is the shortest among the lengths L1 of the power generation region of the plurality of photoelectric conversion cells 10 connected in series.
  • the area A1 of the power generation region of the photoelectric conversion cell 10B can be made smaller than the area A1 of the power generation region of the other photoelectric conversion cell 10.
  • the wiring 32 may be extended to the blank region R1, and the wiring 32 may be bent in the blank region R1 and positioned in the state of extending along the Z-axis direction. That is, the wiring 32 may extend along the Z-axis direction and be drawn out of the solar cell module 100A at a position adjacent to the photoelectric conversion cell 10B in the X-axis direction. According to this, for example, the length of the substrate 51 (length in the X-axis direction) is increased to secure a region for extending the wiring 32 in the Z-axis direction, compared to the solar cell module 100A. The size can be reduced.
  • FIG. 6 is a plan view schematically showing an example of the configuration of the end portion of the solar cell module 100B.
  • the configuration of the solar cell module 100B is the same as that of the solar cell module 100A.
  • the photoelectric conversion cells 10B include the separation cells 10B1 and 10B2 located in a mutually separated state in the X-axis direction.
  • a groove extending in the Y-axis direction is formed between the separation cells 10B1 and 10B2.
  • the separation cells 10B1 and 10B2 are formed.
  • the groove may be formed by removing the electrode 13B, or may be formed by removing the electrode 13B and the laminated semiconductor 12, or formed by removing the electrodes 13B and 11B and the laminated semiconductor 12B. It may be done.
  • the area A1 of the power generation area of the photoelectric conversion cell 10B is the sum of the area A11 of the power generation area of the separation cell 10B1 and the area A12 of the power generation area of the separation cell 10B2.
  • the width W1 of the power generation region of the photoelectric conversion cell 10B (the separation cells 10B1 and 10B2) is substantially equal to the width W1 of the power generation region of the other photoelectric conversion cell 10.
  • the blank region R1 is formed in the groove between the separation cells 10B1 and 10B2. Therefore, the wiring 32 can be extended in the Z axis direction in the blank region R1 and can be drawn out of the solar cell module 100. That is, by adjusting the position of the groove in the X-axis direction, the position where the wire 32 is drawn can be adjusted in the X-axis direction.
  • FIG. 7 is a plan view schematically showing an example of the configuration of the end portion of the solar cell module 100C.
  • the configuration of the solar cell module 100C is similar to that of the solar cell module 100.
  • the photoelectric conversion cell 10 located between the photoelectric conversion cells 10A and 10B is also referred to as a photoelectric conversion cell 10C.
  • the wiring 31 is positioned adjacent to the power generation region of the photoelectric conversion cell 10A in plan view. That is, the wiring 31 is positioned so as not to overlap the power generation region of the photoelectric conversion cell 10A in plan view.
  • external light reflected by the wiring 31 via the substrate 51 may be irregularly reflected by the region on the ⁇ Z side of the wiring 31 and may be incident on the power generation region of the photoelectric conversion cell 10 A adjacent to the wiring 31.
  • the amount of light is not so large, the amount per unit area of external light incident on the power generation region of the photoelectric conversion cell 10A is larger than the amount per unit area of external light incident on the power generation region of the photoelectric conversion cell 10C. Become.
  • the area A1 of the power generation area of the photoelectric conversion cell 10A is set equal to the area A1 of the power generation area of the photoelectric conversion cell 10C, a current that can be generated in the power generation area of the photoelectric conversion cell 10A is generated in the power generation area of the photoelectric conversion cell 10C. It will be larger than the current that can be generated. That is, the current short-circuited inside the photoelectric conversion cell 10A is larger than the current which can be short-circuited inside the photoelectric conversion cell 10C.
  • the area A1 of the power generation region of the photoelectric conversion cell 10A may be smaller than the area A1 of the power generation region of the photoelectric conversion cell 10C.
  • the area A1 of the power generation region of the photoelectric conversion cell 10A is larger than the area A1 of the power generation region of the photoelectric conversion cell 10B. Thereby, the conversion efficiency of the solar cell module 100 can be further improved.
  • the method of setting the area A1 of the power generation region of the photoelectric conversion cell 10A is the same as that of the photoelectric conversion cell 10B.
  • the solar cell module 100 was comprised by the several photoelectric conversion cell 10 located in the state mutually connected in series.
  • the photoelectric conversion cells 10 may be appropriately positioned in parallel.
  • the specific example will be described.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing an example of the configuration of the solar cell module 100D.
  • the solar cell module 100D includes a first photoelectric conversion cell group 10a and a second photoelectric conversion cell group 10b, which are formed on the substrate 51.
  • the first photoelectric conversion cell group 10 a has a plurality of photoelectric conversion cells 10
  • the second photoelectric conversion cell group 10 b also has a plurality of photoelectric conversion cells 10.
  • the plurality of photoelectric conversion cells 10 belonging to the first photoelectric conversion cell group 10a are formed side by side along the Y-axis direction, and are positioned in a state of being connected in series with each other.
  • the plurality of photoelectric conversion cells 10 belonging to the second photoelectric conversion cell group 10b are also formed side by side along the Y-axis direction, and are positioned in a mutually connected series.
  • the first photoelectric conversion cell group 10a and the second photoelectric conversion cell group 10b are formed side by side along the Y direction, and are positioned in parallel to each other.
  • the second photoelectric conversion cell group 10b is located on the + Y side of the first photoelectric conversion cell group 10a.
  • the electrode 13 of the photoelectric conversion cell 10 located at the + Y side end of the first photoelectric conversion cell group 10a and the electrode 13 of the photoelectric conversion cell 10 located at the -Y side end of the second photoelectric conversion cell group 10b are They are located in electrical connection with each other.
  • the two electrodes 13 are located in a state of being connected to each other via the connection electrode 14.
  • the connection electrode 14 is formed on the main surface on the + Z side of the substrate 51 between the first photoelectric conversion cell group 10 a and the second photoelectric conversion cell group 10 b.
  • the stacked semiconductor 12 and the electrode 13 of the photoelectric conversion cell 10 located at the end of the first photoelectric conversion cell group 10 a are formed on the + Z side of the end on the ⁇ Y side of the connection electrode 14.
  • the electrode 13 is located in a state of being connected to the connection electrode 14 through a via hole formed in the laminated semiconductor 12.
  • the stacked semiconductor 12 and the electrode 13 of the photoelectric conversion cell 10 located at the end of the second photoelectric conversion cell group 10 b are formed on the + Z side of the end on the + Y side of the connection electrode 14.
  • the electrode 13 is located in a state of being connected to the connection electrode 14 through a via hole formed in the laminated semiconductor 12.
  • the connection electrode 14 may be formed of, for example, the same material as the electrode 11.
  • the connection electrode 14 may be simultaneously formed in the same process as the electrode 11.
  • the wiring 32 is located on the photoelectric conversion cell 10 located at the end on the -Y side of the second photoelectric conversion cell group 10b. Therefore, the photoelectric conversion cell 10 is hereinafter referred to as a photoelectric conversion cell 10B.
  • the electrode 11 of the photoelectric conversion cell 10 located at the end on the -Y side of the first photoelectric conversion cell group 10a is located in a state of being connected to the wiring 31a.
  • the wire 31 a is similar to the wire 31 and is located on the electrode 11 at a position adjacent to the power generation region of the photoelectric conversion cell 10.
  • the electrode 11 of the photoelectric conversion cell 10 located at the end on the + Y side of the second photoelectric conversion cell group 10 b is located in a state of being connected to the wiring 31 b.
  • the wiring 31 b is similar to the wiring 31 and is located on the electrode 11 at a position adjacent to the power generation region of the photoelectric conversion cell 10.
  • the wires 31a and 31b are appropriately routed and located in a state of being electrically connected to each other.
  • all the photoelectric conversion cells 10 of the first photoelectric conversion cell group 10a are located in a state where they do not face the wiring in the Z-axis direction. Therefore, the power generation regions of the photoelectric conversion cells 10 of the first photoelectric conversion cell group 10a may be set substantially equal to each other.
  • the wiring 32 is located on the photoelectric conversion cell 10B of the second photoelectric conversion cell group 10b. That is, the wiring 32 is positioned to face the power generation region of the photoelectric conversion cell 10B in the Z-axis direction. Therefore, the area A1 of the power generation region of the photoelectric conversion cell 10B is set smaller than the area of the power generation region of the other photoelectric conversion cells 10 of the second photoelectric conversion cell group 10b. In other words, the area A1 of the power generation region of the photoelectric conversion cell 10B is set to be the smallest in the second photoelectric conversion cell group 10b. Thereby, the conversion efficiency of the solar cell module 100 can be improved.
  • the area A1 of the power generation region of the photoelectric conversion cell 10 is a first photoelectric conversion cell. It may be set the smallest among the group 10a. Thereby, the conversion efficiency of the solar cell module 100 can be further improved.
  • the area A1 of the power generation region of the photoelectric conversion cell 10 (photoelectric conversion cell 10A) Of the second photoelectric conversion cell group 10b may be set smaller next to the photoelectric conversion cell 10B.
  • the area A1 of the power generation region of the photoelectric conversion cell 10A is greater than the area A1 of the power generation region of the photoelectric conversion cell 10 (photoelectric conversion cell 10C) other than the photoelectric conversion cells 10A and 10B in the second photoelectric conversion cell group 10b. It may be set smaller than the area A1 of the power generation region of the photoelectric conversion cell 10B.
  • the area of the power generation region of the photoelectric conversion cell 10B located immediately below the wiring 32 is set small. Therefore, when the number of photoelectric conversion cells 10 belonging to the first photoelectric conversion cell group 10a and the number of photoelectric conversion cells 10 belonging to the second photoelectric conversion cell group 10B are the same, the first photoelectric conversion cell group 10a having no wiring 32 The total area of the power generation area is larger than the total area of the power generation area of the second photoelectric conversion cell group 10b.

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Abstract

太陽電池モジュールは透光性を有した基板と、それぞれが透光性を有した複数の光電変換セルと、第１配線とを備える。複数の光電変換セルは基板の上に位置している。第１配線は、複数の光電変換セルのうちいずれか１つである第１光電変換セルに接続された状態で位置しており、第１光電変換セルの発電領域と重なる位置で第１光電変換セルの上に位置している。第１光電変換セルの発電領域の平面視における面積は、複数の光電変換セルのうち他の光電変換セルの発電領域の面積よりも小さい。

Description

太陽電池モジュール
　本開示は、太陽電池モジュールに関する。
　太陽電池モジュールには、基板の上に複数のセルが形成されるものがある（例えば特開２０１５－０４６５２３号公報および特開２０１１－０７７１１１号公報）。
　太陽電池モジュールが開示される。一実施の形態において、太陽電池モジュールは透光性を有した基板と、それぞれが透光性を有した複数の光電変換セルと、第１配線とを備える。複数の光電変換セルは基板の上に位置している。第１配線は、複数の光電変換セルのいずれか１つである第１光電変換セルに接続された状態で位置しており、第１光電変換セルの発電領域と重なる位置で第１光電変換セルの上に位置している。第１光電変換セルの発電領域の平面視における面積は、複数の光電変換セルのうち他の光電変換セルの発電領域の面積よりも小さい。
太陽電池モジュールの構成の一例を概略的に示す平面図である。 太陽電池モジュールの構成の一例を概略的に示す断面図である。 太陽電池モジュールの端部の構成の一例を概略的に示す断面図である。 太陽電池モジュールの構成の一例を概略的に示す断面図である。 太陽電池モジュールの端部の構成の一例を概略的に示す断面図である。 太陽電池モジュールの端部の構成の一例を概略的に示す断面図である。 太陽電池モジュールの構成の一例を概略的に示す平面図である。 太陽電池モジュールの構成の一例を概略的に示す断面図である。
　実施の形態．
　以下、実施形態の各例ならびに各種変形例を図面に基づいて説明する。なお、図面においては同様な構成および機能を有する部分については同じ符号が付されており、下記説明では重複説明が省略される。また、図面は模式的に示されたものであり、各図における各種構造のサイズおよび位置関係などは適宜変更され得る。
　＜太陽電池モジュール＞
　図１から図３は、太陽電池モジュール１００の構成の一例を概略的に示す図である。図１は、太陽電池モジュール１００の構成の一例を概略的に示す平面図であり、図２は、太陽電池モジュール１００の構成の一例を概略的に示す断面図であり、図３は、太陽電池モジュール１００の端部の構成の一例を概略的に示す平面図である。
　太陽電池モジュール１００は薄膜型の太陽電池モジュールであって、基板５１と複数の光電変換セル１０と配線３１，３２とを備えている。基板５１は、太陽電池モジュール１００の表面側に位置している。基板５１は例えば平板状の形状を有している。この基板５１は、太陽電池モジュール１００が光電変換の対象とする光の波長帯域についての透光性を有している。この波長帯域に可視光が含まれている場合には、基板５１は透明となる。この基板５１に含まれる主な材料としては、例えばガラスなどの透光性の絶縁材料が採用され得る。外光（例えば太陽光）は基板５１を透過して太陽電池モジュール１００の内部へと入射する。以下では、太陽電池モジュール１００が光電変換の対象とする光の波長帯域に可視光が含まれる場合について述べる。
　図１から図３には、ＸＹＺ座標が付記されている。このＸＹＺ座標において、Ｘ軸およびＹ軸は基板５１の一主面５１ａに平行に配置され、Ｚ軸は基板５１の一主面５１ａに垂直に配置されている。Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は互いに直交する。以下では、Ｚ軸方向の一方側を＋Ｚ側とも呼び、Ｚ軸方向の他方側を－Ｚ側とも呼ぶ。Ｘ軸およびＹ軸についても同様である。
　基板５１の－Ｚ側の一主面は太陽電池モジュール１００の表面を形成した状態で位置し得る。外光は図２において－Ｚ側から太陽電池モジュール１００に入射する。基板５１の厚さは、例えば、１［ｍｍ］以上で且つ３［ｍｍ］以下程度であってよい。図１に例示するように、基板５１は平面視において（つまり、Ｚ軸方向から見て）、矩形状（具体的には長方形）の形状を有していてもよい。図１の例においては、Ｘ軸は基板５１の長辺に沿って配置されている。
　基板５１の＋Ｚ側の一主面５１ａの上には、透光性を有する複数の光電変換セル１０が形成されている。複数の光電変換セル１０は、例えば、Ｙ軸方向において並んで形成されている。光電変換セル１０の数は特に制限されず、適宜に設定され得る。光電変換セル１０の各々は、外部から入射した外光を電力に変換し、当該電力を出力する。
　この光電変換セル１０は積層半導体１２と電極１１，１３とを有している（図２および図３参照）。図３の例においては、図を見やすくするために、各構成がＸ軸方向にずれて示されている。実際には各構成はＸ軸方向にずれていなくてもよい。なお、Ｙ軸方向には、ずれていない。この点は、後に参照する図面についても同様である。
　積層半導体１２はいわゆる光電変換層であって、例えば、第１導電型（例えばｎ型）の半導体および第１導電型とは反対の第２導電型（例えばｐ型）の半導体を含んでいる。これらの半導体の接合部では、光電変換が行われ、発生した電子および正孔がそれぞれ電極１１，１３へと流れる。あるいは、積層半導体１２は、例えば、第１導電型の半導体、第２導電型の半導体および真性半導体（ｉ型の半導体）を含んでいてもよい。真性半導体は第１導電型の半導体および第２導電型の半導体の間に位置する。真性半導体では、光電変換が行われ、発生した電子および正孔がそれぞれ第１導電型の半導体および第２導電型の半導体を経由してそれぞれ電極１１，１３へと流れる。この場合、第１導電型の半導体および第２導電型の半導体は輸送層として機能できる。
　積層半導体１２の具体例としては、例えばシリコン系の太陽電池、化合物系の太陽電池またはその他のタイプの太陽電池で用いられる光電変換層が採用され得る。シリコン系の太陽電池には、例えば、アモルファスシリコンを用いた太陽電池が含まれ得る。化合物系の太陽電池には、例えば、ＣＩＳ、ＣＩＧＳ、カドミウムテルル（ＣｄＴｅ）またはペロブスカイト構造を有する化合物等の化合物半導体が用いられた太陽電池が含まれ得る。その他のタイプの太陽電池には、例えば有機系または色素増感系などの太陽電池が含まれ得る。
　積層半導体１２を構成する各種の半導体層は、物理的気相法および化学的気相法などの気相成膜法、または、塗布法およびスピンコート法などの液相成膜法などによって適宜に形成され得る。また、半導体層の形状はフォトリソグラフィまたはレーザスクライブなどのパターン形成によって形成され得る。
　積層半導体１２において生成された電力は、電極１１，１３から出力される。図２に示すように、電極１１，１３は積層半導体１２をＺ軸方向において挟んだ状態で位置している。具体的に、電極１１は積層半導体１２の－Ｚ側の一主面と接する状態で位置しており、電極１３は積層半導体１２の＋Ｚ側の一主面と接する状態で位置している。なお図２の例においては、電極１１は基板５１の＋Ｚ側の一主面５１ａに形成される。電極１１，１３は、光電変換セル１０の光電変換の対象となる光の波長帯域についての透光性を有する電極（例えば透明電極（TCO: Transparent Conductive Oxide））である。具体的な一例として、電極１１，１３はＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、酸化亜鉛または酸化スズなどの透明導電材料で形成され得る。このような電極１１，１３は、例えば、スパッタリング法または真空蒸着法などの成膜方法を用いて形成され得る。
　図３の例においては、積層半導体１２および電極１１，１３は平面視において長方形の形状を有しており、その長手方向がＸ軸方向に沿う姿勢で形成されている。光電変換セル１０のサイズはその太陽電池の種類によって相違するものの、例えば、積層半導体１２の幅（Ｙ軸方向に沿う長さ）は１［ｍｍ］以上且つ１００［ｍｍ］以下程度に設定され得る。積層半導体１２の厚みは、例えば、０．３［μｍ］以上且つ５［μｍ］以下程度に設定され得る。電極１１および電極１３の幅（Ｙ軸方向に沿う長さ）も、例えば、１［ｍｍ］以上且つ１００［ｍｍ］以下程度に設定され得る。また、積層半導体１２同士の間隔（隙間）の幅（Ｙ軸方向に沿う長さ）は、例えば１［μｍ］以上且つ５００［μｍ］以下程度に設定され得る。
　図２の例においては、各光電変換セル１０の電極１１は、その光電変換セル１０に対して－Ｙ側で隣り合う光電変換セル１０の電極１３と、電気的に接続された状態で位置している。つまり、複数の光電変換セル１０は電極１１，１３によって、相互に直列に接続された状態で位置している。
　配線３１は、－Ｙ側の端に位置する光電変換セル１０の電極１１と電気的に接続された状態で位置している。以下では、－Ｙ側の端に位置する光電変換セル１０を光電変換セル１０Ａと呼び、この光電変換セル１０Ａに属する積層半導体１２および電極１１，１３に対して記号Ａを付記する。例えば電極１１Ａは光電変換セル１０Ａに属する電極１１である。図２に例示するように、電極１１Ａは積層半導体１２Ａから－Ｙ側に延在した状態で位置しており、配線３１はこの電極１１Ａのうち－Ｙ側の端部の上に位置している。つまり、配線３１は電極１１Ａの＋Ｚ側の一主面のうち－Ｙ側の領域の上に位置している。この配線３１および電極１１は互いに導通可能に固定された状態で位置している。この固定は例えば半田または導電性の接着剤などを用いて行われ得る。
　配線３２は、＋Ｙ側の端に位置する光電変換セル１０の電極１３に電気的に接続された状態で位置している。以下では、＋Ｙ側の端に位置する光電変換セル１０を光電変換セル１０Ｂと呼び、この光電変換セル１０Ｂに属する積層半導体１２および電極１１，１３に対して記号Ｂを付記する。例えば電極１１Ｂは光電変換セル１０Ｂに属する電極１１である。配線３２は平面視において光電変換セル１０Ｂと重なり合う位置で光電変換セル１０Ｂの上に位置している。具体的には、配線３２は電極１３Ｂの＋Ｚ側の一主面の上に位置しており、電極１３Ｂに導通可能に固定された状態で位置している。この固定は例えば半田または導電性の接着剤などを用いて行われ得る。この構造によれば、配線３２は平面視において光電変換セル１０Ｂと重なる状態で位置している。
　配線３１，３２は例えば帯状の板形状を有していてもよい。ここでは、配線３１，３２の形状として、例えば、０．１［ｍｍ］以上かつ０．５［ｍｍ］以下の程度の厚みと、２［ｍｍ］以上かつ１０［ｍｍ］以下程度の幅とを有する帯状の板形状が採用され得る。配線３１，３２はその長手方向がＸ軸方向に沿う姿勢で位置している（図１および図３参照）。
　配線３１，３２は、太陽電池モジュール１００の光電変換の対象となる光の波長帯域についての反射性を有している。なお、ここでいう反射性とは、必ずしもその反射率が高いことを意味する必要は無く、反射率が例えば２０％以上程度であればよい。このような配線３１，３２の材料としては、例えば銅あるいはアルミニウム等の導電性を有する金属（合金を含む）などが採用され得る。
　なお、配線３１，３２は金属ペーストによって形成されてもよい。金属ペーストは例えば導電性の粒子（例えば銀の微粒子）、バインダーおよび溶剤によって構成される。金属ペーストはそれぞれ電極１１，１３の上に塗布され、乾燥または硬化して配線３１，３２を形成する。これによっても、配線３１を電極１１Ａの＋Ｚ側の一主面の上に形成でき、配線３２を電極１３Ｂの＋Ｚ側の一主面の上に形成できる。
　このような太陽電池モジュール１００において、複数の光電変換セル１０は配線３１，３２の間において相互に直列に接続された状態で位置している。よって、配線３１，３２は複数の光電変換セル１０の一組から電力を取り出すための出力用の配線として機能する。つまり、配線３１，３２は太陽電池モジュール１００の電力取り出し用の配線（出力用の配線）として機能する。
　これらの配線３１，３２は太陽電池モジュール１００の外部へと引き出された状態で位置している。例えば配線３１，３２は太陽電池モジュール１００の周縁部（発電領域の外側）で適宜に屈曲してＺ軸方向に延在し、太陽電池モジュール１００の外側へと引き出された状態で位置している（後に説明する図４も参照）。配線３１，３２が金属ペーストである場合、配線３１と接続される一端を有し、太陽電池モジュール１００の周縁部で屈曲してＺ軸方向に延在し、太陽電池モジュール１００の外部へと引き出される別の配線が位置してもよい。配線３２についても同様である。
　また、この太陽電池モジュール１００によれば、配線３２が光電変換セル１０Ｂの＋Ｚ側の一主面の上に位置している（図２および図３参照）。比較のために、配線３２が光電変換セル１０Ｂに対して＋Ｙ側に位置する構造を考慮する。かかる構造では、配線３２を位置させるための領域を光電変換セル１０Ｂよりも＋Ｙ側に形成する必要があるので、その分、基板５１の幅（Ｙ軸方向に沿う長さ）を広げる必要がある。逆に言えば、本実施の形態に係る太陽電池モジュール１００によれば、基板５１の幅を低減することができる。したがって、太陽電池モジュール１００の変換効率（単位面積当たりの変換効率）を向上させることができる。
　なお、図２の構造体（基板５１、光電変換セル１０および配線３１，３２からなる構造体）の＋Ｚ側には、他の部材が位置し得る。例えば図４に示すように、複数の光電変換セル１０および配線３１，３２の一部を覆うように、透光性かつ絶縁性の充填部５３が当該構造体の＋Ｚ側に位置してもよい。充填部５３の材料としては、例えば透光性を有するＥＶＡ（Ethylene-Vinyl Acetate）樹脂などの樹脂を採用することができる。この充填部５３は光電変換セル１０を外部から保護することができる。
　また例えば、太陽電池モジュール１００の裏面を形成する板部材５２が当該構造体の＋Ｚ側に位置してもよい。図４の例においては、充填部５３の＋Ｚ側に板部材５２が位置している。板部材５２は基板５１と略平行に向かい合う状態で位置している。この構造では、複数の光電変換セル１０は当該板部材５２と基板５１との間に位置する。この板部材５２は透光性を有し、例えばガラスなどで形成され得る。この板部材５２には、適宜に貫通孔５２１が位置していてもよい。この貫通孔５２１は板部材５２をＺ軸方向に沿って貫通する。配線３１，３２はこの貫通孔５２１を介して外部へと引き出された状態で位置してもよい。貫通孔５２１は適宜に封止部（例えばブチル樹脂など）によって封止されるとよい。
　このような太陽電池モジュール１００では、反射性を有する配線３１，３２が位置しているものの、配線３１，３２の平面視における面積は太陽電池モジュール１００の全体の面積に比べて小さい。つまり、太陽電池モジュール１００は全体として外光をＺ軸方向に透過させることができる。このような太陽電池モジュール１００は、例えばシースルー用途に活用できる。具体的な一例として、太陽電池モジュール１００を例えば建造物または車両などの窓に位置させることができる。
　また、この太陽電池モジュール１００は外光を透過させるので、この太陽電池モジュール１００とＺ軸方向において向かい合うように他の太陽電池モジュールを位置させてもよい。これによれば、太陽電池モジュール１００を透過した外光は当該他の太陽電池モジュールに入射して、当該他の太陽電池モジュールにおける発電に寄与する。かかる構造はタンデム構造とも呼ばれる。これによれば、太陽電池モジュール１００を透過した外光も発電に寄与するので、モジュール全体としての発電量を向上させることができる。
　＜光電変換セルの発電領域の面積＞
　次に図３を参照して、光電変換セル１０の発電領域の平面視における面積Ａ１（つまりＺ軸方向から見たときの面積）について述べる。光電変換セル１０の発電領域の面積Ａ１は、当該光電変換セル１０に属する電極１１、積層半導体１２および電極１３が平面視において互いに重なり合う領域の面積である。つまり、例えば光電変換セル１０Ｂの発電領域の面積Ａ１は、電極１１Ｂ、積層半導体１２Ｂおよび電極１３Ｂが平面視において重なり合う領域の面積である。図３の例では、面積Ａ１が斜線のハッチングで模式的に示されている。
　本実施の形態においては、図３に例示するように、この配線３２と平面視で重なる位置に位置している光電変換セル１０Ｂの発電領域の面積Ａ１を、他の光電変換セル１０の発電領域の面積Ａ１よりも小さくしている。言い換えれば、光電変換セル１０Ｂの発電領域の面積Ａ１は、互いに直列に接続された状態で位置する複数の光電変換セル１０の発電領域の面積Ａ１のうちで最も小さい。
　図３の例においては、積層半導体１２および電極１１，１３が平面視において長方形の形状を有しているので、各光電変換セル１０の発電領域も平面視において長方形の形状を有している。図３の例においては、全ての光電変換セル１０の発電領域の長さ（Ｘ軸方向に沿う長さ）Ｌ１は互いにほぼ等しく、光電変換セル１０Ｂの発電領域の幅（Ｙ軸方向に沿う長さ）Ｗ１は、他の光電変換セル１０の発電領域の幅Ｗ１よりも狭い（図２も参照）。言い換えれば、光電変換セル１０Ｂの発電領域の幅Ｗ１は、互いに接続された状態で位置する複数の光電変換セル１０の発電領域の幅Ｗ１のうちで最も小さい。かかる形状により、光電変換セル１０Ｂの発電領域の面積Ａ１を他の光電変換セル１０の発電領域の面積Ａ１よりも小さくできる。
　＜太陽電池モジュールの作用＞
　このような太陽電池モジュール１００に対して－Ｚ側から外光が入射する。よって、複数の光電変換セル１０の発電領域には、基板５１を透過した外光が入射する。各光電変換セル１０は、自身に入射した外光の一部を電力に変換する。外光の残りの一部は光電変換セル１０によって光電変換されずに光電変換セル１０を透過する。光電変換セル１０Ｂ以外の光電変換セル１０を透過した外光は主としてそのまま＋Ｚ側へと進む。
　一方で、光電変換セル１０Ｂよりも＋Ｚ側には、反射性を有する配線３２が位置している。言い換えれば、反射性を有する配線３２が光電変換セル１０Ｂの発電領域とＺ軸方向において対向する状態で位置している。よって、光電変換セル１０Ｂを透過した外光はこの配線３２の－Ｚ側の主面で反射し、再び光電変換セル１０Ｂの発電領域へと入射する。つまり、光電変換セル１０Ｂの発電領域には、基板５１を透過した外光、および、配線３２によって反射された外光の両方が入射する。したがって、光電変換セル１０Ｂの発電領域に入射する外光の単位面積当たりの量は、他の光電変換セル１０の発電領域に入射する外光の単位面積当たりの量よりも大きくなる。
　もし仮に光電変換セル１０Ｂの発電領域の面積Ａ１が他の光電変換セル１０の発電領域の面積Ａ１とほぼ等しい場合、光電変換セル１０Ｂの発電領域にはより多くの外光が入射する。よってこの場合、光電変換セル１０Ｂの発電領域で発生する電子および正孔は、他の光電変換セル１０の発電領域で発生する電子および正孔よりも多い。しかしながら、複数の光電変換セル１０は相互に直列に接続された状態で位置しているので、各光電変換セル１０を直列に流れる電流は互いに等しく、その値は各光電変換セル１０で発生可能な電流のうちの最小値に制限される。よって、光電変換セル１０Ｂで発生可能な電流のうち当該最小値を超える分は外部に取り出すことができない。外部に取り出すことができない電流は光電変換セル１０Ｂの内部で短絡する、と考えることができる。
　これに対して、本実施の形態では、光電変換セル１０Ｂの発電領域の面積Ａ１は他の光電変換セル１０の発電領域の面積Ａ１よりも小さい。よって、光電変換セル１０Ｂで発生可能な電流の値を、他の光電変換セル１０で発生可能な電流の値に近づけることができる。言い換えれば、光電変換セル１０Ｂの内部で短絡する電流を低減することができる。これにより、太陽電池モジュール１００の変換効率（単位面積当たりの変換効率）を向上させることができる。
　＜光電変換セル１０Ｂの発電領域の面積Ａ１の設定＞
　基板５１を透過した外光の一部が光電変換セル１０Ｂを透過し、さらにその一部が配線３２によって反射する。これに鑑みると、光電変換セル１０Ｂと他の光電変換セル１０との発電領域の面積Ａ１の差ΔＡ１は、配線３２の平面視における面積（具体的には、配線３２のうち光電変換セル１０Ｂの発電領域と重なり合う部分の面積）よりも小さく設定される。
　より具体的には、光電変換セル１０Ｂの発電領域の面積Ａ１は、光電変換セル１０Ｂで発生可能な電流の値が他の光電変換セル１０で発生可能な電流の値とほぼ等しくなるように設定されるとよい。言い換えれば、光電変換セル１０Ｂの発電領域の面積Ａ１は、光電変換セル１０Ｂの発電領域に入射する外光の量が、他の光電変換セル１０の発電領域に入射する外光の量とほぼ等しくなるように、設定されるとよい。このような光電変換セル１０Ｂの発電領域の面積Ａ１は、例えばシミュレーションまたは実験等により設定することができる。
　＜光電変換セル１０Ｂの発電領域の幅＞
　図３の例においては、光電変換セル１０Ｂの発電領域の長さＬ１は他の光電変換セル１０Ｂの発電領域の長さＬ１とほぼ等しく、光電変換セル１０Ｂの発電領域の幅Ｗ１は他の光電変換セル１０の発電領域の幅Ｗ１よりも狭い。これにより、光電変換セル１０Ｂの発電領域の面積Ａ１を他の光電変換セル１０の発電領域の面積Ａ１よりも小さくできる。しかも、光電変換セル１０Ｂの発電領域の長さＬ１が他の光電変換セル１０の発電領域の長さＬ１とほぼ等しいので、矩形状の形状を有する基板５１の上に並べて形成しやすい。また、光電変換セル１０Ｂの幅Ｗ１の低減に応じて基板５１の幅（Ｙ軸方向に沿う長さ）を低減できるので、太陽電池モジュール１００のサイズ（幅）を低減することができる。逆に、同サイズの基板５１を用いる場合には、光電変換セル１０Ｂの発電領域の幅Ｗ１を低減することに伴って、他の光電変換セル１０の発電領域の幅Ｗ１を増大できるので、太陽電池モジュール１００の発電量を向上することができる。
　＜光電変換セル１０Ｂの発電領域の長さ＞
　図５は、太陽電池モジュール１００Ａの端部の構成の一例を概略的に示す平面図である。太陽電池モジュール１００Ａの構成は太陽電池モジュール１００と同様である。ただし、光電変換セル１０Ｂの発電領域の幅Ｗ１は他の光電変換セル１０の発電領域の幅Ｗ１とほぼ等しく、光電変換セル１０Ｂの発電領域の長さＬ１は他の光電変換セル１０の発電領域の長さＬ１よりも短い。言い換えれば、光電変換セル１０Ｂの発電領域の長さＬ１は、互いに直列接続された複数の光電変換セル１０の発電領域の長さＬ１のうちで最も短い。
　これによっても、光電変換セル１０Ｂの発電領域の面積Ａ１を他の光電変換セル１０の発電領域の面積Ａ１よりも小さくすることができる。
　図５の例においては、光電変換セル１０Ｂの発電領域の長さＬ１が短いので、矩形状の基板５１を採用した場合には、光電変換セル１０Ｂよりも例えば＋Ｘ側において、基板５１の上に光電変換セル１０が形成されない空白領域Ｒ１が存在する。
　そこで、配線３２をこの空白領域Ｒ１まで延在させ、この空白領域Ｒ１において配線３２を屈曲してＺ軸方向に沿って延在させた状態で位置させてもよい。つまり、配線３２は、光電変換セル１０ＢとＸ軸方向で隣り合う位置で、Ｚ軸方向に沿って延在して太陽電池モジュール１００Ａの外部に引き出された状態で位置してもよい。これによれば、例えば基板５１の長さ（Ｘ軸方向の長さ）を長くして配線３２をＺ軸方向で延在するための領域を確保する場合に比して、太陽電池モジュール１００Ａのサイズを低減できる。
　図６は、太陽電池モジュール１００Ｂの端部の構成の一例を概略的に示す平面図である。太陽電池モジュール１００Ｂの構成は太陽電池モジュール１００Ａと同様である。ただし、太陽電池モジュール１００Ｂにおいて、光電変換セル１０Ｂは、Ｘ軸方向において互いに離れた状態で位置する分離セル１０Ｂ１，１０Ｂ２を有している。分離セル１０Ｂ１，１０Ｂ２の間には、Ｙ軸方向に延びる溝が形成されている。言い換えれば、光電変換セル１０Ｂに、Ｙ軸方向に延在する溝が形成されることによって、分離セル１０Ｂ１，１０Ｂ２が形成される。当該溝は電極１３Ｂが除去されることで形成されてもよく、電極１３Ｂおよび積層半導体１２が除去されることで形成されてもよく、電極１３Ｂ，１１Ｂおよび積層半導体１２Ｂが除去されることで形成されてもよい。かかる形状によれば、光電変換セル１０Ｂの発電領域の面積Ａ１は、分離セル１０Ｂ１の発電領域の面積Ａ１１と分離セル１０Ｂ２の発電領域の面積Ａ１２との和になる。
　図６の例においては、光電変換セル１０Ｂ（分離セル１０Ｂ１，１０Ｂ２）の発電領域の幅Ｗ１は、他の光電変換セル１０の発電領域の幅Ｗ１とほぼ等しい。また、光電変換セル１０Ｂの－Ｘ側の端の位置および＋Ｘ側の端の位置は、他の光電変換セル１０の－Ｘ側の端の位置および＋Ｘ側の端の位置とそれぞれ等しい。よって、光電変換セル１０Ｂの発電領域の面積Ａ１（＝Ａ１１＋Ａ１２）を、当該溝の面積の分、他の光電変換セル１０Ｂの発電領域の面積Ａ１よりも小さくできる。
　しかも、この太陽電池モジュール１００Ｂにおいては、分離セル１０Ｂ１，１０Ｂ２の間の溝において空白領域Ｒ１が形成される。よって、配線３２を空白領域Ｒ１においてＺ軸方向に延在させて太陽電池モジュール１００の外部に引き出すことができる。つまり、溝の位置をＸ軸方向に調整することで、配線３２を引き出す位置をＸ軸方向で調整することができる。
　＜光電変換セル１０Ａの発電領域の面積＞
　図７は、太陽電池モジュール１００Ｃの端部の構成の一例を概略的に示す平面図である。太陽電池モジュール１００Ｃの構成は太陽電池モジュール１００と同様である。
　以下では、複数の光電変換セル１０のうち、光電変換セル１０Ａ，１０Ｂの間に位置する光電変換セル１０を、光電変換セル１０Ｃとも呼ぶ。
　さて、図７に例示するように、配線３１は平面視において光電変換セル１０Ａの発電領域と隣り合う位置に位置している。つまり、配線３１は平面視において光電変換セル１０Ａの発電領域とは重ならない状態で位置している。しかしながら、基板５１を経由して配線３１で反射した外光は、配線３１の－Ｚ側の領域で乱反射して、この配線３１に隣り合う光電変換セル１０Ａの発電領域に入射し得る。この光量はさほど大きくはないものの、光電変換セル１０Ａの発電領域に入射する外光の単位面積当たりの量は、光電変換セル１０Ｃの発電領域に入射する外光の単位面積当たりの量よりも大きくなる。
　したがって、光電変換セル１０Ａの発電領域の面積Ａ１を、光電変換セル１０Ｃの発電領域の面積Ａ１と等しく設定すると、光電変換セル１０Ａの発電領域で発生可能な電流が光電変換セル１０Ｃの発電領域で発生可能な電流よりも大きくなる。つまり、光電変換セル１０Ａの内部で短絡する電流が光電変換セル１０Ｃの内部で短絡し得る電流よりも大きくなる。
　そこで、光電変換セル１０Ａの発電領域の面積Ａ１を、光電変換セル１０Ｃの発電領域の面積Ａ１よりも小さくしてもよい。ただし、光電変換セル１０Ａの発電領域の面積Ａ１は光電変換セル１０Ｂの発電領域の面積Ａ１よりも大きい。これにより、さらに太陽電池モジュール１００の変換効率を向上することができる。光電変換セル１０Ａの発電領域の面積Ａ１の設定方法は、光電変換セル１０Ｂと同様である。
　＜変形例＞
　上述の例では、太陽電池モジュール１００は、互いに直列に接続された状態で位置する複数の光電変換セル１０によって構成された。しかるに、光電変換セル１０は適宜に並列接続された状態で位置しても構わない。以下、その具体例について説明する。
　図８は、太陽電池モジュール１００Ｄの構成の一例を概略的に示す断面図である。太陽電池モジュール１００Ｄは第１光電変換セル群１０ａおよび第２光電変換セル群１０ｂを有しており、これらは基板５１の上に形成される。第１光電変換セル群１０ａは複数の光電変換セル１０を有し、第２光電変換セル群１０ｂも複数の光電変換セル１０を有している。
　第１光電変換セル群１０ａに属する複数の光電変換セル１０はＹ軸方向に沿って並んで形成されており、相互に直列に接続された状態で位置する。第２光電変換セル群１０ｂに属する複数の光電変換セル１０もＹ軸方向に沿って並んで形成されており、相互に直列に接続された状態で位置する。
　第１光電変換セル群１０ａおよび第２光電変換セル群１０ｂはＹ方向に沿って並んで形成されており、相互に並列に接続された状態で位置する。図８の例においては、第２光電変換セル群１０ｂは第１光電変換セル群１０ａよりも＋Ｙ側に位置している。
　第１光電変換セル群１０ａの＋Ｙ側の端に位置する光電変換セル１０の電極１３と、第２光電変換セル群１０ｂの－Ｙ側の端に位置する光電変換セル１０の電極１３とは、互いに電気的に接続された状態で位置している。
　図８の例においては、両電極１３は接続用電極１４を介して相互に接続された状態で位置している。接続用電極１４は第１光電変換セル群１０ａと第２光電変換セル群１０ｂとの間において、基板５１の＋Ｚ側の主面の上に形成されている。接続用電極１４の－Ｙ側の端部の＋Ｚ側には、第１光電変換セル群１０ａの端に位置する光電変換セル１０の積層半導体１２および電極１３が形成されている。この電極１３は積層半導体１２に形成されたビアホールを介して接続用電極１４に接続された状態で位置している。接続用電極１４の＋Ｙ側の端部の＋Ｚ側には、第２光電変換セル群１０ｂの端に位置する光電変換セル１０の積層半導体１２および電極１３が形成されている。この電極１３は積層半導体１２に形成されたビアホールを介して接続用電極１４に接続された状態で位置している。接続用電極１４は例えば電極１１と同じ材料によって形成され得る。接続用電極１４は電極１１と同じ工程で同時に形成されてもよい。
　図８の例においては、第２光電変換セル群１０ｂの－Ｙ側の端に位置する光電変換セル１０の上に配線３２が位置している。よって、以下では、この光電変換セル１０を光電変換セル１０Ｂと呼ぶ。
　第１光電変換セル群１０ａの－Ｙ側の端に位置する光電変換セル１０の電極１１は、配線３１ａに接続された状態で位置している。配線３１ａは配線３１と同様であって、当該光電変換セル１０の発電領域と隣り合う位置において電極１１の上に位置している。第２光電変換セル群１０ｂの＋Ｙ側の端に位置する光電変換セル１０の電極１１は、配線３１ｂに接続された状態で位置している。配線３１ｂは配線３１と同様であって、当該光電変換セル１０の発電領域と隣り合う位置で、電極１１の上に位置している。配線３１ａ，３１ｂは適宜に引き回されて、相互に電気的に接続された状態で位置している。
　図８の例においては、第１光電変換セル群１０ａの全ての光電変換セル１０は配線とＺ軸方向で対向しない状態で位置している。よって、第１光電変換セル群１０ａの光電変換セル１０の発電領域は互いにほぼ等しく設定されてもよい。
　一方で、第２光電変換セル群１０ｂの光電変換セル１０Ｂの上には、配線３２が位置している。つまり、配線３２は光電変換セル１０Ｂの発電領域とＺ軸方向で対向する状態で位置している。したがって、光電変換セル１０Ｂの発電領域の面積Ａ１は、第２光電変換セル群１０ｂの他の光電変換セル１０の発電領域の面積よりも狭く設定される。言い換えれば、光電変換セル１０Ｂの発電領域の面積Ａ１は第２光電変換セル群１０ｂのうちで最も小さく設定される。これにより、太陽電池モジュール１００の変換効率を向上できる。
　図８の例において、配線３１ａの反射光が、この配線３１ａに隣り合う光電変換セル１０に入射し得ることに鑑みて、当該光電変換セル１０の発電領域の面積Ａ１を、第１光電変換セル群１０ａのうちで最も小さく設定してもよい。これにより、太陽電池モジュール１００の変換効率をさらに向上できる。
　また図８の例において、配線３１ｂの反射光が、この配線３１ｂに隣り合う光電変換セル１０に入射し得ることに鑑みて、当該光電変換セル１０（光電変換セル１０Ａ）の発電領域の面積Ａ１を第２光電変換セル群１０ｂのうち光電変換セル１０Ｂの次に小さく設定してもよい。言い換えれば、光電変換セル１０Ａの発電領域の面積Ａ１を、第２光電変換セル群１０ｂのうち光電変換セル１０Ａ，１０Ｂ以外の光電変換セル１０（光電変換セル１０Ｃ）の発電領域の面積Ａ１よりも小さく、かつ、光電変換セル１０Ｂの発電領域の面積Ａ１よりも大きく設定してもよい。これにより、太陽電池モジュール１００の変換効率をさらに向上できる。
　上述の例では、第２光電変換セル群１０ｂにおいて、配線３２の直下に位置する光電変換セル１０Ｂの発電領域の面積が小さく設定される。よって第１光電変換セル群１０ａに属する光電変換セル１０の個数と第２光電変換セル群１０Ｂに属する光電変換セル１０の個数とが同じ場合、配線３２を有さない第１光電変換セル群１０ａの発電領域の総面積は、第２光電変換セル群１０ｂの発電領域の総面積よりも大きい。
　以上のように、太陽電池モジュールおよびその製造方法は詳細に説明されたが、上記した説明は、全ての局面において例示であって、この開示がそれに限定されるものではない。また、上述した各種変形例は、相互に矛盾しない限り、組み合わせて適用可能である。そして、例示されていない多数の変形例が、この開示の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
　１０　光電変換セル
　１０Ａ　第２光電変換セル（光電変換セル）
　１０Ｂ　第１光電変換セル（光電変換セル）
　１０Ｃ　第３光電変換セル（光電変換セル）
　３１，３１ｂ　第２配線（配線）
　３２　第１配線（配線）
　５１　基板
　１００，１００Ａ～１００Ｄ　太陽電池モジュール
　Ａ１　面積
　Ｌ１　長さ
　Ｗ１　幅

Claims (5)

  1. 　太陽電池モジュールであって、
    　透光性を有した基板と、
    　前記基板の上に位置しており、それぞれが透光性を有した複数の光電変換セルと、
    　前記複数の光電変換セルのいずれか１つである第１光電変換セルに接続された状態で位置しており、前記第１光電変換セルの発電領域と重なる位置で前記第１光電変換セルの上に位置している第１配線と、
    を備え、
    　前記第１光電変換セルの発電領域の平面視における面積は、前記複数の光電変換セルのうち他の光電変換セルの発電領域の面積よりも小さい、太陽電池モジュール。
  2. 　請求項１に記載の太陽電池モジュールであって、
    　前記複数の光電変換セルは第１方向に沿って並んだ状態で位置しており、
    　前記第１光電変換セルの発電領域の前記第１方向に沿う長さは、前記他の光電変換セルの発電領域の当該長さよりも短い、太陽電池モジュール。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の太陽電池モジュールであって、
    　前記複数の光電変換セルは第１方向に沿って並んだ状態で位置しており、
    　前記第１光電変換セルの発電領域の前記第１方向に垂直な第２方向に沿う長さは、前記他の光電変換セルの発電領域の当該長さよりも短い、太陽電池モジュール。
  4. 　請求項３に記載の太陽電池モジュールであって、
    　前記第１配線は前記第１光電変換セルと前記第２方向において隣り合う位置で、前記太陽電池モジュールの外部に引き出された状態で位置している、太陽電池モジュール。
  5. 　請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の太陽電池モジュールであって、
    　第２配線をさらに備え、
    　前記複数の光電変換セルは、第２光電変換セルをさらに有しており、
    　前記第２配線は前記第２光電変換セルの発電領域と隣り合う位置に位置しており、
    　前記第２光電変換セルの発電領域の面積は、前記複数の光電変換セルのうち前記第１光電変換セルを除く他の光電変換セルの発電領域の面積よりも小さい、太陽電池モジュール。
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