JPH06318727A - 太陽電池素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 太陽電池素子全体における有効受光面積を増
加させると共に、製造時の作業性を向上させる。 【構成】 受光時に受光面側が陽極となる陽光電セル１
と受光時に受光面側が陰極となる陰光電セル２とを交互
に並設し、隣接する陽光電セル１と陰光電セル２の受光
面側の電極同士または裏面側の電極同士を表面リード線
３および裏面側リード線４によって電気的に接続して陽
光電セル１と陰光電セル２を直列に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の太陽電池セルを
直列に接続した太陽電池素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、単体の太陽電池セルを複数個並設
した太陽電池素子、いわゆるソーラパネルでは、一般に
表面側にマイナス電極、裏面側にプラス電極が設置され
るか、あるいは逆になっている。そして、例えば特開昭
５３−１４１５９４号公報に示されるように、セルを直
列接続する場合には、互いに隣接するセル間で、一方の
セルの表面の電極から、隣接するセルの裏面の電極へリ
ード線を渡している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば車載
用のソーラパネルでは、システム電圧が高い（例えば１
００〜１５０Ｖ）ため、限られた面積に設置しようとす
ると、各セルの面積を小さくして直列接続するセル数を
増やす必要があり、一般に２０ｍｍ×４０ｍｍ程度のセ
ルが使われている。

【０００４】ところが、従来のソーラパネルでは、隣接
するセル間にリード線を渡す必要があるため、セル間で
最低２ｍｍ程度のスペースが必要であった。そのため、
このスペースが無駄となり、有効受光面積が８５〜９０
％程度となっていた。また、セルの表面側から裏面側へ
リード線を渡すため、例えば裏面側の半田付けを行った
後、裏返して表面側の半田付けを行う必要があり、製造
時の作業性が悪いという問題点があった。

【０００５】上述のスペースの無駄をなくすためにいく
つかの提案がなされている。例えば実開昭５６−２６９
７１号公報には、その第１図にセルを瓦積みにしてセル
間の無駄なスペースをなくす技術が示されている。しか
しながら、この技術では、ソーラパネルを車載した場
合、振動により、セルが重なり合う部分に応力がかか
り、破損する可能性があるという問題点がある。また、
信頼性確保のため、基板厚みが少なくとも３００μｍ以
上のものを使用する必要があり、高効率のセルを使用す
ることができなかった。また、セルにかげになる部分が
生じ、特性を十分に出すことができなかった。また、材
料費がかかるため、低コスト化ができなかった。

【０００６】また、実開昭５６−２６９７１号公報の第
２図には、表面電極をサイド部に設けた技術が示されて
いるが、この場合でも、電極同士の接触を避けるために
は、製作時の作業性も考慮すると、少なくとも１ｍｍ程
度のスペースを設ける必要がある。従って、この場合で
も、有効受光面積は９０〜９２％程度にとどまる。

【０００７】そこで本発明の目的は、太陽電池素子全体
における有効受光面積を増加させることができると共
に、製造時の作業性を向上させることができる太陽電池
素子を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の太陽電池素子
は、受光時に受光面側が陽極となる陽光電セルと、この
陽光電セルと交互に並設され、受光時に受光面側が陰極
となる陰光電セルと、陽光電セルと陰光電セルを直列に
接続するために、隣接する陽光電セルと陰光電セルの受
光面側の電極同士または裏面側の電極同士を電気的に接
続する接続手段とを備えたものである。

【０００９】

【作用】この太陽電池素子では、陽光電セルと陰光電セ
ルとが交互に並設され、接続手段によって、隣接する陽
光電セルと陰光電セルの受光面側の電極同士または裏面
側の電極同士を電気的に接続することにより、陽光電セ
ルと陰光電セルが直列に接続される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。

【００１１】図１は本発明の一実施例のソーラパネルの
断面図、図２はその断面図である。これらの図に示すよ
うに、本実施例のソーラパネルは、受光時に受光面側が
陽極となる陽光電セル１と、この陽光電セル１と交互に
並設され、受光時に受光面側が陰極となる陰光電セル２
と、陽光電セル１と陰光電セル２を直列に接続するため
に、隣接する陽光電セル１と陰光電セル２の受光面側の
電極同士または裏面側の電極同士を電気的に接続する表
面リード線３および裏面側リード線４とを備えている。

【００１２】例えば結晶Ｓｉ太陽電池を用いて本ソーラ
パネルを製作した場合、セル１、セル２はそれぞれ例え
ば図３、図４に示すような構成となる。

【００１３】図３に示すように、セル１は、ｐ型Ｓｉ基
板１１を用い、表面側にＰ（リン）をドープしたｎ⁺ 層
１２を形成し、集電電極として、表面側に表面側電極１
３を設け、裏面側に裏面側電極１４を設ける。この場
合、表面側電極１３がマイナス電極となり、裏面側電極
１４がプラス電極となる。表面は、光の反射を防止する
ため、ピラミッド状の凹凸であるテクスチャ構造とす
る。また、裏面側電極１４と基板１１との電気抵抗を低
減するため、基板１１の裏面側にはＢ³⁺、Ａｌ³⁺等を深
さ１μｍ程度拡散したｐ⁺ 層１５を形成している。

【００１４】一方、図４に示すように、セル２は、ｎ型
Ｓｉ基板２１を用い、表面側にＡｌ³⁺、Ｂ³⁺等を拡散し
たｐ+ 層２２を形成し、表面側に表面側電極２３を設
け、裏面側に裏面側電極２４を設ける。この場合、表面
側電極２３がプラス電極、裏面側電極１４がマイナス電
極となる。表面は光の反射を防止するためテクスチャ構
造とし、裏面側電極２４と基板２１との電気抵抗を低減
するため基板２１の裏面側にはｎ⁺ 層２５を形成する。

【００１５】この結果、セル１とセル２は流れる電流の
向きが逆になるが、図５に示すように、電流−電圧特性
は全く同一となる。あるいは、例えばセルの大きさを変
える等して、電流−電圧特性が同じになるように設計す
る。

【００１６】図１および図２に示すように、セル１とセ
ル２は互いに密着して交互に並べて配置され、セル１の
表面側電極１２は表面リード３によって図の右側のセル
２の表面側電極２２に接続され、セル１の裏面側電極１
４は裏面側リード４によって図の左側のセル２の裏面側
電極２４に接続されている。このようにして、多数のセ
ル１とセル２が直列に接続されている。

【００１７】このように本実施例のソーラパネルでは、
セル１とセル２の間で、表面側から裏面側にリード線を
渡す必要がないので、セル１とセル２を密着することが
可能となる。なお、セル同士を密着することで、リーク
電流等の発生が心配されるが、実際のセルの最表面は、
図３、図４に示すように、酸化膜（ＳｉＯ₂ ）１６、２
６で覆われて絶縁されており問題はない。

【００１８】このように本実施例によれば、ソーラパネ
ルの有効受光面積（表面電極部を除く）が略１００％と
なり、従来に比べて出力比にして５〜１５％高い特性を
得ることができるようになった。

【００１９】また、全セルを接触させてソーラパネルを
形成できるため、全体のパネル形状の寸法誤差を非常に
少なくすることが可能となる。

【００２０】また、リード線の接続作業は、必ず表面同
士または裏面同士における半田付け作業となるため、作
業性が向上される。

【００２１】また、同じ出力を得るために必要な設置
台、セル被覆材（ガラス、透明樹脂等）等のパネル材料
を低減することができ、低コスト化が可能となる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、陽
光電セルと陰光電セルとを交互に並設し、隣接する陽光
電セルと陰光電セルの受光面側の電極同士または裏面側
の電極同士を電気的に接続して陽光電セルと陰光電セル
を直列に接続したので、セル同士を密着でき、太陽電池
素子全体における有効受光面積を増加させることができ
ると共に、表面側から裏面側にリード線を渡す必要がな
いので製造時の作業性を向上させることができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のソーラパネルの断面図であ
る。

【図２】図１のソーラパネルの斜視図である。

【図３】図１の陽光電セルの断面図である。

【図４】図１の陰光電セルの断面図である。

【図５】図１の陽光電セルおよび陰光電セルの電流−電
圧特性を示す特性図である。

【符号の説明】

１ 陽光電セル ２ 陰光電セル ３ 表面リード線 ４ 裏面側リード線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受光時に受光面側が陽極となる陽光電セ
   ルと、 この陽光電セルと交互に並設され、受光時に受光面側が
   陰極となる陰光電セルと、 前記陽光電セルと陰光電セルを直列に接続するために、
   隣接する陽光電セルと陰光電セルの受光面側の電極同士
   または裏面側の電極同士を電気的に接続する接続手段と
   を具備することを特徴とする太陽電池素子。