JP2000114572A

JP2000114572A - 太陽電池モジュ―ル

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Publication number: JP2000114572A
Application number: JP11326384A
Authority: JP
Inventors: Masashi Morisane; 昌史森実
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1999-11-17
Filing date: 1999-11-17
Publication date: 2000-04-21
Anticipated expiration: 2018-09-24
Also published as: JP3269051B2

Abstract

(57)【要約】【目的】表裏両側からの光入射を可能とした両面
入射型の太陽電池モジュールにおいて、発電効率が向上
し、また意匠性の優れた太陽電池モジュールを提供する
ことを目的とする。【構成】表面部材１と裏面部材２との間に複数個の太
陽電池３が封止されてなる太陽電池モジュールであっ
て、前記太陽電池３が表裏両側からの光の入射により発
電可能な太陽電池であり、且つ前記裏面部材２が透光性
を有すると共に、前記複数個の太陽電池３で発生した電
力を外部に出力する端子ボックス１０が、前記裏面部材
２の背面側における、前記複数個の太陽電池３の外周部
に対応する位置に取付けられていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は太陽電池モジュール
に係り、特に表面部材及び裏面部材が透光性を有するこ
とにより、表裏両側からの光入射を可能とした両面入射
型の太陽電池モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】クリーンで無尽蔵のエネルギー源である
太陽から入射する光のエネルギーを直接電気に変換する
ことのできる太陽電池は、石油・石炭等の化石エネルギ
ーに代わる新しいエネルギー源として期待され、実用化
が進められている。斯かる太陽電池を実際のエネルギー
源として用いるにあたっては、通常複数枚の太陽電池を
電気的に直列、或いは並列接続することによりその出力
を高めた太陽電池モジュールが使用されている。

【０００３】図６乃至９を参照して従来の太陽電池モジ
ュールを説明する。ここで、図６は平面図、図７は図６
におけるＢ−Ｂ’線の断面図、図８は背面図であり、後
述する裏面部材を省略して示している。また、図９は、
端子ボックスの内部構造を示す拡大図である。

【０００４】これらの図において、１はガラス、プラス
チック等の透光性を有する材料からなる表面部材であ
り、２は裏面部材である。裏面部材２としては通常Ａｌ
箔を樹脂フィルムでサンドイッチした構造を有する３層
構造の部材が用いられる。

【０００５】３…は太陽電池であり、例えば内部にｐｎ
接合を有する単結晶Ｓｉからなる太陽電池を用いること
ができる。ここでは、これら太陽電池３…が７２枚、８
列×９行のマトリクス状に配列され、銅薄板等の金属薄
板よりなる接続部材４…にて電気的に直列接続されてい
る。そして、これらの太陽電池３…はＥＶＡ等の透光性
且つ絶縁性を有する封止材５により表面部材１と裏面部
材２との間に封止され、その周囲にはアルミニウム等の
加工し易い金属からなる枠体６が取り付けられる。

【０００６】太陽電池３…にて発生した電力は、電力引
き出し線１１、１１により裏面部材２の背面に設けられ
た端子ボックス１０，１０へ引き出され、そしてこの端
子ボックス１０，１０から電力ケーブル（不図示）によ
り外部に出力される。

【０００７】ところで、このように複数の太陽電池を直
列接続して動作させる形態では、建物の影や降雪等の影
響により一部の太陽電池への太陽光の入射が遮られた場
合、正常に発電している他の太陽電池からの総発生電圧
が逆方向電圧という形で上記一部の太陽電池に印加され
る。そしてこの逆方向電圧が太陽電池の耐圧を越える
と、太陽電池が破壊されてしまう。或いは、上記一部の
太陽電池が発熱し、ＥＶＡの変色、発泡又は太陽電池が
割れる等の不具合が生じる。

【０００８】このような問題を解決するため、通常は太
陽電池を複数枚毎の太陽電池群に分割し、これらの太陽
電池群と並列で且つ逆方向にバイパスダイオードを設け
ている。

【０００９】例えば、上述した太陽電池モジュールでは
７２枚の太陽電池３…を１８枚毎の太陽電池群の４組に
分割し、そしてこれらの太陽電池群にバイパスダイオー
ド２１を接続用配線１２により電気的に並列接続してい
る。このバイパスダイオード２１は通常図９に示す如く
端子ボックス１０内に配置されており、このため、端子
ボックス１０の形状は比較的大きなものとなる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、表面
側ばかりでなく裏面側から入射した光を用いても発電す
ることのできる太陽電池が開発されている。そして、斯
かる両面入射型の太陽電池を用いて太陽電池モジュール
とする場合には、従来光不透過性の部材を用いて構成し
ていた裏面部材をガラス等の透光性の部材で構成し、こ
の裏面部材を介して光が太陽電池の裏面側へも入射可能
な構造とされている。

【００１１】然し乍ら、斯かる構造の太陽電池モジュー
ルにあっては、裏面側から入射する光が端子ボックス１
０、１０、電力引き出し線１１、１１及び接続用配線１
２…により遮られ、一部の太陽電池の裏面側には光が入
射しない。このため、この一部の太陽電池の電流値が表
面側からの光入射により生じるものだけとなり、他の太
陽電池に比べて低くなる。太陽電池モジュールにおいて
は複数枚の太陽電池が電気的に直列接続されているため
に、モジュール全体の出力電流は裏面側に光が入射しな
い上記一部の太陽電池の低い電流値となり、裏面側から
の光入射の効果が小さくなってしまう。

【００１２】また、上述のような両面入射型の太陽電池
を用いるものに限らず、従来の太陽電池を用いた太陽電
池モジュールにあっても、裏面部材を透光性の部材から
構成し、入射した光の一部を裏面側に透過させるように
して意匠性を高めた太陽電池モジュールもある。斯かる
太陽電池モジュールにあっても端子ボックス１０，１０
や電力引き出し線１１、１１或いは接続用配線１２…の
ために裏面側に透過する光量が減少し、本来の効果を奏
することができない。

【００１３】本発明は、斯かる従来の課題を解決し、表
裏両側からの光入射を可能とした両面入射型の太陽電池
モジュールにおいて、発電効率が向上し、また意匠性の
優れた太陽電池モジュールを提供することを目的とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記従来の課題を解決す
るために、本発明太陽電池モジュールは、表面部材と裏
面部材との間に複数個の太陽電池が封止されてなる太陽
電池モジュールであって、前記太陽電池が表裏両側から
の光の入射により発電可能な太陽電池であり、且つ前記
裏面部材が透光性を有すると共に、前記複数個の太陽電
池で発生した電力を外部に出力する端子ボックスが、前
記裏面部材の背面側における、前記複数個の太陽電池の
外周部に対応する位置に取付けられていることを特徴と
する。

【００１５】また、裏面側からの入射光が前記端子ボッ
クスに遮られることなく前記太陽電池の裏面に到達する
よう構成されたことを特徴とする。

【００１６】さらには、前記複数個の太陽電池が複数の
太陽電池群に分割されると共に、前記端子ボックスがそ
の内部に前記太陽電池群毎に電気的に並列接続され且つ
直線状に配列された複数のバイパスダイオードを備える
ことを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、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１乃至４を参照して説
明する。

【００１８】図１は本実施形態に係る太陽電池モジュー
ルの平面図であり、図２は図１におけるＡ−Ａ’線の断
面図、図３は背面図、また、図４は端子ボックスの構造
を示す説明図である。尚、これらの図において前述の図
６乃至９と同一の機能を呈する部分には同一の符号を付
している。

【００１９】本実施形態にあっては、表面部材１として
は外寸法１３００ｍｍ×８７５ｍｍのガラスを用いた。
また、裏面部材２としては同一寸法のガラスを用い、両
側から光入射の可能なモジュール構造としている。尚、
裏面部材２はガラスに限る必要はなく透光性のプラスチ
ック材料なども用いることもできる。このように透光性
のプラスチック材料を用いる場合にあってはモジュール
の防湿性を高めるために水蒸気透過率の低い材料を用い
ることが好ましく、水蒸気透過率が２０ｇ／ｍ ²・ｄａ
ｙ以下の材料を用いることが好ましい。さらには、水蒸
気透過率が０．１ｇ／ｍ²・ｄａｙ以下の材料を用いる
ことがより好ましい。尚、この水蒸気透過率の値はＪＩ
ＳＺ０２０８−７３で規定されるモコン法により測定
した値である。

【００２０】３…は太陽電池であり、本実施形態にあっ
ては表裏両面からの光入射により発電することのできる
両面入射型の太陽電池とした。

【００２１】図５は斯かる両面入射型の太陽電池の構造
を示す構造断面図であり、同図において５１はｎ型の単
結晶シリコン基板であり、その表面上には厚み約１００
Åの真性非晶質シリコンからなるｉ型層５２及び厚み約
１００Åのｐ型非晶質シリコンからなるｐ型層５３が積
層され、該ｐ型層５３上にＩＴＯ，ＺｎＯ，ＳｎＯ₂等
の透光性導電膜からなる表面側透光性電極５４及び櫛形
状に形成された金属からなる表面側集電極５５が形成さ
れている。

【００２２】また、単結晶シリコン基板５１の裏面上に
は厚み約１００Åの真性非晶質シリコンからなるｉ型層
５６及び厚み約１００Åのｎ型非晶質シリコンからなる
ｎ型層５７が積層され、該ｎ型層５７上にＩＴＯ，Ｚｎ
Ｏ，ＳｎＯ₂等の透光性導電膜からなる裏面側透光性電
極５８及び櫛形状に形成された金属からなる裏面側集電
極５９が形成されている。

【００２３】斯かる構成の太陽電池によれば、表面側ば
かりでなく裏面側から入射する光も単結晶シリコン基板
５１に入射し、該基板５１中で電子・正孔対を生成する
ために、発電に寄与することができる。

【００２４】尚、両面入射型の太陽電池としては斯様に
結晶系半導体材料と非晶質半導体材料とを組合わせた太
陽電池に限るものではなく、結晶系半導体材料或いは非
晶質半導体材料を単独で用いたものであっても良い。

【００２５】そして、本実施形態にあっては、太陽電池
３…を行方向（紙面上下方向）に１２個、列方向（紙面
左右方向）に８個のマトリクス状に配列し、夫々の太陽
電池３…を銅箔からなる接続部材４により電気的に直列
接続している。

【００２６】端子ボックス１０は、裏面部材２の背面側
における、マトリクス状に配列された太陽電池３…の外
周部に対応する位置に取り付けられ、枠部６にビス、ネ
ジ等の固定手段を用いて固定されており、太陽電池３…
にて発生した電力は電力引き出し線１１、１１により端
子ボックス１０まで引き出されている。

【００２７】また、上記９６枚の太陽電池３…は夫々２
列毎、即ち２４枚づつの４組の太陽電池群に分割され、
そしてこれら太陽電池群と電気的に並列に、バイパスダ
イオード２１…が接続用配線１２…により接続されてい
る。

【００２８】この際、端子ボックス１０の近辺では引き
出し線１１、１１及び接続用配線１２…が近接して配置
されることとなるので各配線間が短絡しない様にする必
要があり、例えば各配線間にＰＥＴフィルム等の絶縁性
フィルムを設けると良い。

【００２９】これらのバイパスダイオード２１…は従来
と同様に端子ボックス１０内に配置されるが、本実施形
態にあってはバイパスダイオード２１…を直線状に配列
することで、端子ボックス１０の形状を細長形状として
いる。このように細長形状とすることで、端子ボックス
１０をマトリクス状に配列された太陽電池３…の周辺部
に対応する位置に設けることができ、裏面から入射する
光が端子ボックス１０に遮られることなく太陽電池３…
の裏面に入射することができる。また、端子ボックス１
０の大きさを、本実施形態の場合にあっては２１０ｍｍ
×１５ｍｍ程度と小さくできるので、端子ボックス１０
の製造コストを従来よりも安価にでき、太陽電池モジュ
ールの製造コストを低減することができる。

【００３０】また、本実施形態にあっては太陽電池３…
を遇数列のマトリックス状に配列し、さらに偶数列毎
（本実施形態にあっては２列毎）にバイパスダイオード
２１を接続するようにしている。

【００３１】このため、電力引き出し線１１、１１及び
バイパスダイオードの接続用配線１２…を図１，３に示
す如くマトリクス状に配列された太陽電池３…の同じ
側、即ちマトリクスの行方向の最端部から取り出すこと
ができる。従って、これらの配線１１及び１２が取り出
される側の行方向の外周部に対応する位置に端子ボック
ス１０を設けることにより、上記各配線１１及び１２の
長さを短縮でき、コスト低減を図ることができるととも
に、これらの配線による裏面からの入射光の遮光を低減
することができる。加えて、各配線１１及び１２をモジ
ュール内で引き回す必要がなくなり、接続用配線１２と
太陽電池３との間の電気的短絡を抑制することができ
る。

【００３２】以上の通り、本発明太陽電池モジュールに
よれば端子ボックスを裏面部材の背面側における、太陽
電池の外周部に対応する位置に取り付けているので、裏
面側からの入射光が端子ボックスに遮られることなく太
陽電池の裏面に到達するため、裏面側からの入射光も有
効に発電に寄与させることができる。また、端子ボック
スの形状が小さく、且つ端子ボックスまでの配線が短い
太陽電池モジュールを提供できるので、意匠性にも優れ
ている。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、表裏両
側からの光入射を可能とした両面入射型の太陽電池モジ
ュールにおいて、発電効率が向上し、また意匠性の優れ
た太陽電池モジュールを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る太陽電池モジュールの平面図であ
る。

【図２】図１におけるＡ−Ａ’線の断面図である。

【図３】本発明に係る太陽電池モジュールの背面図であ
る。

【図４】本発明に係る端子ボックスの構造を説明するた
めの説明図である。

【図５】両面入射型の太陽電池の構造断面図である。

【図６】従来の太陽電池モジュールの平面図である。

【図７】図６におけるＢ−Ｂ’線の断面図である。

【図８】従来の太陽電池モジュールの背面図である。

【図９】従来の端子ボックスの構造を説明するための説
明図である。

【符号の説明】

１…表面部材、２…裏面部材、３…太陽電池、４…接続
部材、５…封止材、６…枠体、１０…端子ボックス、１
１…電力引き出し線、１２…接続用配線、２1・・・バイパ
スダイオード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面部材と裏面部材との間に複数個の太
陽電池が封止されてなる太陽電池モジュールであって、
前記太陽電池が表裏両側からの光の入射により発電可能
な太陽電池であり、且つ前記裏面部材が透光性を有する
と共に、前記複数個の太陽電池で発生した電力を外部に
出力する端子ボックスが、前記裏面部材の背面側におけ
る、前記複数個の太陽電池の外周部に対応する位置に取
付けられていることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】裏面側からの入射光が前記端子ボックス
に遮られることなく前記太陽電池の裏面に到達するよう
構成されたことを特徴とする請求項１記載の太陽電池モ
ジュール。
【請求項３】前記複数個の太陽電池が複数の太陽電池
群に分割されると共に、前記端子ボックスがその内部に
前記太陽電池群毎に電気的に並列接続され且つ直線状に
配列された複数のバイパスダイオードを備えることを特
徴とする請求項１又は２記載の太陽電池モジュール。