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JP2001068705A - 太陽電池モジュール - Google Patents

太陽電池モジュール

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Publication number
JP2001068705A
JP2001068705A JP23897599A JP23897599A JP2001068705A JP 2001068705 A JP2001068705 A JP 2001068705A JP 23897599 A JP23897599 A JP 23897599A JP 23897599 A JP23897599 A JP 23897599A JP 2001068705 A JP2001068705 A JP 2001068705A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
solar cell
unit cells
cell module
moisture
Prior art date
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Pending
Application number
JP23897599A
Other languages
English (en)
Inventor
Haruhisa Hashimoto
治寿 橋本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP23897599A priority Critical patent/JP2001068705A/ja
Priority to EP00115312A priority patent/EP1069624A3/en
Priority to US09/617,677 priority patent/US6380478B1/en
Publication of JP2001068705A publication Critical patent/JP2001068705A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/14Extreme weather resilient electric power supply systems, e.g. strengthening power lines or underground power cables
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高電圧用に集積化した場合においても分離部
で確実に短絡を防止できる太陽電池モジュールを提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 透明導電膜、非晶質半導体膜、裏面金属
電極膜をこの順序で積層された光電変換素子5を直線上
に列状に集積されたユニットセルをガラス基板1上に複
数段並列して設け、各ユニットセル間が分割溝6で互い
に分離されている。裏面金属電極膜上には樹脂コート膜
7が設けられ、この樹脂コート7の分割溝6上に耐候・
絶縁性シート8を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、非晶質太陽電池
モジュールに関し、ガラス基板を支持体とし、ガラス基
板側から光を入射する集積型の太陽電池モジュールに関
する。
【0002】
【従来の技術】非晶質シリコン(a−Si)系半導体を
光活性層に用いた光起電力装置が色々な用途に用いられ
ている。これは1枚の基板上に多数の光電変換素子をカ
スケード接続することにより、高電圧を取り出すように
した集積型光起電力装置の開発に負うところが多い。
【0003】一般的なa−Si光起電力装置は、ガラス
基板上に、透明導電膜、内部にpin接合を有するa−
Siからなる非晶質半導体層及び裏面金属電極膜をこの
順序で積層して形成されている。そして、これら光起電
力装置を屋外の屋根などに設置して電力用として用いる
ために、裏面金属電極膜上に、防水・防湿のためにエポ
キシ系樹脂コートが施されている。
【0004】ところで、住宅用太陽電池システムにおい
ては、インバータへの入力電圧として、直流200Vが
効率よく100Vの電力に変換できるため、動作電圧5
0V程度の太陽電池モジュールを4枚ほど直列に接続し
て電圧を上げて、そのようなグループをさらにいくつか
並列に接続して電流を増やしていた。
【0005】このように、直列と並列の接続を両方採用
すると、太陽電池モジュールの配置や太陽電池モジュー
ル間の配置設計に手間がかかるため、1枚の太陽電池モ
ジュールで200Vを得ることができる高電圧集積型a
−Si太陽電池モジュール用意し、この太陽電池モジュ
ールをすべて並列に接続する方法が考えられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この高電圧集積型a−
Si太陽電池モジュールを製造するにあたり、集積段数
を単純に増加させるだけでは集積化部のパターニングの
歩留まりの低下を招くなどの問題が発生する。そこで、
所定の直流電圧が得られる段数だけを集積化し、全ての
セルを集積化方向に並行に電気的に分割し、得られた集
積化のユニットセルを裏面配線で直列に接続する方法が
考えられる。
【0007】これら裏面配線は正負の電極部分に銅箔な
どのリード線を接続し、裏面電極膜上に設けられた防水
・防湿用のエポキシ系樹脂コート上にリード線を配設し
てユニットセル間を接続すればよい。
【0008】上記したように、1つのユニットセルで高
電圧に集積すると、ユニットセル間にも高電界がかかる
ことになる。このため、ユニットセル間を分離する分離
部に、樹脂コートの隙間などから水分などが侵入すると
この部分で短絡が発生し、電池特性の大幅な低下につな
がる。特に、高電界がかかる分離部では、今までの太陽
電池モジュールの光電変換素子間とは違い発生する電界
が大きく、わずかな水分の侵入の影響は無視できない。
【0009】この発明は上記した従来の問題点に鑑みな
されたものにして、高電圧用に集積化した場合において
も分離部で確実に短絡を防止できる太陽電池モジュール
を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明の太陽電池モジ
ュールは、透明導電膜、非晶質半導体膜、裏面金属電極
膜をこの順序で積層された光電変換素子を直線上に列状
に集積されたユニットセルを透光性基板上に複数段並列
して設け、各ユニットセル間が分離部で互いに分離され
てなり、この分離部に耐湿性部材が設けられていること
を特徴とする。
【0011】さらに、この発明は、前記分離部に耐湿性
部材を設け、その上に樹脂コート膜が設けるとよい。
【0012】また、この発明は、前記裏面金属電極膜を
被覆する樹脂コート膜が設けられ、樹脂コート膜の前記
分離部上に耐湿性テープを設けるとよい。
【0013】上記のように、中央の分離部分に耐候・絶
縁性部材を配設することで、高電圧がかかる分離部分へ
の水分の侵入が抑制され、分離部での短絡を確実に防止
できる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
き、図面を参照して説明する。図1は、この発明の集積
型太陽電池モジュールを示す平面図、図2は、この発明
の太陽電池モジュールの一部を示す斜視図、図3はこの
発明の要部断面図である。
【0015】図2に示すように、支持体である透光性ガ
ラス基板1の一主面上に膜厚0.2〜1μm程度のSn
2 、ITO、ZnO等からなる透明導電膜2が設けら
れている。この透明導電膜2は、スパッタ法、CVD法
等により、ガラス基板1上に設けられ、例えば、レーザ
ビームの照射により、パターニングされ、所定の段数に
短冊状に分割されている。この実施の形態では、100
Vの電圧を出力するように段数が決められている。
【0016】この導電膜2上に内部にpin接合を有す
るa−Si半導体からなる膜厚0.3μm程度の非晶質
半導体層3がプラズマCVD法などにより形成されてい
る。この非晶質半導体層3も透明導電膜2の分割ライン
に重ならないようにして、例えば、レーザービームの照
射により分割されている。
【0017】この非晶質半導体層3上にアルミニウム等
からなる膜厚0.3μm程度の裏面金属電極膜がスパッ
タ法、蒸着法等により形成され、隣接する境界部分で透
明導電膜2と裏面金属電極膜4とが接続され、各光電変
換素子5が直列に接続されている。
【0018】裏面金属電極膜4は透明導電膜2及び非晶
質半導体層3の分割ラインに沿って金属膜が除去され、
隣接する光電変換素子5,5間が分離されている。
【0019】所定の直流電圧が得られる段数だけを集積
化し、この実施の形態においては、100Vになるよう
に全てのセルを集積化した方向と並行に裏面金属電極膜
4,非晶質半導体層3及び透明導電膜2を除去して分割
溝6を形成し、2つの群からなるユニットセル10a、
10bを1枚のガラス基板1上に形成している。この分
割溝6は、それぞれの群が100Vの出力になるように
構成されているため、電気的に確実に分割するために、
その幅を大きくとっている。この分割溝6は、レーザパ
ターニング法により形成すればよい。
【0020】この実施の形態では、後述するように、1
00Vのユニットセル10a、10bをリード線により
接続し、1枚の太陽電池モジュール10から200Vの
電圧の出力が行えるよう構成されている。
【0021】この裏面金属電極膜4上に、防水・防湿を
目的として、樹脂コート7を形成する。この樹脂コート
7は、裏面金属電極膜4上にエポキシ系樹脂ペースト、
例えば日本ペルノックス社製「ペルコートXC−204
5−7」をスクリーン印刷法により塗布し、その後13
0〜150℃で焼成して、10〜20μm程度の防湿・
防水効果に優れた樹脂コート7が形成できる。
【0022】なお、各ユニットセルの両端の所定の箇所
には、樹脂コート7が除去されており、正負の取り出し
電極部が露出されている。
【0023】また、光はガラス基板1側から入射する。
【0024】ところで、この実施の形態においては、1
つのユニットセル10a、10bで100Vの電圧を出
力するように構成されているため、上記した分割溝6部
分には、光電変換素子5,5間の分離溝分とは異なり、
高い電圧がかかることになる。また、住宅用に太陽電池
モジュールを用いる場合には、屋根材として太陽電池モ
ジュールを使用する用途がある。かかる用途の場合、樹
脂コート5の裏面側に更に補強や耐火性の目的からエチ
レンビニールアセテート(EVA)等の封止剤を用いて
金属板を接着している。
【0025】この金属板の接着時などに、分割溝6部分
に傷が入ったりすると、この部分から水分が染み込み、
高電界のために短絡が発生しやすい。また、分割溝6部
分は上述したように、電気的な分離を確実に行うため
に、光電変換素子5,5間の分離溝に比べると幅が広く
とられている。このため、ユニットセル10a、10b
との間で段差が生じ、樹脂コート7が十分に被覆できな
い場合もあり、水分が染み込むなどの難点がある。
【0026】そこで、この発明においては、この分割溝
6の部分の耐湿性を向上させるために、分割溝6部分に
耐候・絶縁性を有する被覆部材を設けている。この被覆
部材の材料としては、ポリエステルフィルム、ポリフェ
ニレンサルフィドフィルム、ポリイミドフィルム、ポリ
塩化ビニルフィルム、ポリカーボネート、ポリフェニレ
ンオキシド、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン
などの材料を用いればよい。
【0027】上記のいずれかの材料、たとえば、ポリエ
ステルフィルムからなる耐候・絶縁性テープ8を用意
し、この耐候・絶縁性テープ8を用いて樹脂コート7上
の分割溝6部分を覆うように被覆する。このように、分
離溝6部分を耐候・絶縁性テープ8で被覆することで、
分離溝7部分への水分の侵入が防げる。
【0028】そして、例えば、図4に示すように、一方
のユニットセル10aの負の取り出し電極極と他方のユ
ニットセル10bの正の取り出し電極とを絶縁被覆付き
銅箔からなるリード線20を用いて直列接続をする。
【0029】このリード線20は、図7に示すように、
例えば、半田メッキを施した平角銅線21をポリフェニ
レンサルファイドを基材とした絶縁フィルム21で挟み
込んで形成されている。
【0030】図4に示すものでは、ユニットセル10a
の負の取り出し電極とユニットセル10bの正の取り出
し電極とリード線20を斜めに配置して接続している。
【0031】これら太陽電池モジュール10からのリー
ド線20は、たとえば、図4に示すように、一方のユニ
ットセル10bの端部から導出される。このため、他方
のユニットセル10aの正の取り出し電極と接続するリ
ード線20が直列接続するリード線20上を横切る箇所
がある。この正電極と接続するリード線20を絶縁被覆
付き銅箔を用いれば直列接続用リード線との間の絶縁性
は確保できる。
【0032】なお、リード線20を横切る箇所は中央部
分、即ち、分割溝6部分の上になるので、図3に示すよ
うに、リード線20を設けた上に更に耐候・絶縁性テー
プ9を用いて分割溝6の上に当たる部分に被覆を行っ
て、分割溝6部分の耐候性の向上を図るように構成して
もよい。
【0033】そして、一方のユニットセル10bの負の
取り出し電極からも絶縁被覆付き銅箔からなるリード線
20を接続し、外部に取り出すように構成している。
【0034】なお、この接続用リード線20は、裏面に
接着剤を備えて、樹脂コート7上に固定するように構成
しても、或いは、接続用リード線20を配置した上から
耐湿性を有するシートで固定するように構成してもよ
い。
【0035】図5に示す実施の形態は、直列接続する絶
縁被覆付き銅箔からなるリード線20を分割溝6に沿っ
て配設し、また、他のリード線20も同様に分割溝6に
沿って配設したものである。そして、所定の場所で外部
に取り出す。そして、このように配設したリード線20
で2分割した分割溝6部分を覆い、更にこのリード線2
0を含み、分割溝6部分の上部を耐候・絶縁性テープ8
で貼り付ける。このように構成することで、リード線2
0の貼り付けと分割溝6部分の耐候性の向上が図れる。
【0036】図6に示す実施の形態は、分割溝6部分へ
ブチルゴムやポリエステルなどからなる耐候・絶縁性部
材11を充填し、この分離溝6間の耐候・絶縁性を向上
させた後、樹脂コート7を設けたものである。この後、
上記したように、接続用リード線20を設ければよい。
このとき、図5に示すように、分割溝6に沿ってリード
線20を配設すれば分離溝6上の樹脂コート7上に耐候
・絶縁性シート9を設けて、耐候・絶縁性部材11と耐
候・絶縁性シート9により、耐候性がさらに向上する。
【0037】上記のように、中央の分割溝部分に耐候・
絶縁性部材、接続用リード線、耐候・絶縁性テープを順
次形成することで、耐湿性試験において電気的に短絡が
起こりやすい中央分割溝部分が保護できる。
【0038】なお、図6に示すものは、耐候・絶縁性シ
ート8、9の2つを備えているが、これら耐候・絶縁性
シート8,9は省略しても、耐候・絶縁性部材11によ
り、分割溝6部分の耐候性は確保できる。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、中央の分割溝部分
に耐候・絶縁性部材を配設することで、耐湿性試験にお
いて電気的に短絡が起こりやすい中央分割溝部分が保護
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の太陽電池モジュールを示す平面図で
ある。
【図2】この発明の太陽電池モジュールの一部を示す斜
視図である。
【図3】この発明の一実施の形態にかかる要部断面図で
ある。
【図4】この発明の太陽電池モジュールの裏面のリード
線の接続状態を示す模式図である。
【図5】この発明の太陽電池モジュールの裏面のリード
線の接続状態を示す模式図である。
【図6】この発明の他の実施の形態にかかる要部断面図
である。
【図7】この発明に用いられるリード線の一例を示す斜
視図である。
【符号の説明】
1 ガラス基板 2 透明導電膜 3 非晶質半導体層 4 裏面電極膜 5 光電変換素子 6 分割溝 7 樹脂コート 8、9 耐候・絶縁性シート 20 リード線

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明導電膜、非晶質半導体膜、裏面金属
    電極膜をこの順序で積層された光電変換素子を直線上に
    列状に集積されたユニットセルを透光性基板上に複数段
    並列して設け、各ユニットセル間が分離部で互いに分離
    されてなり、この分離部に耐湿性部材が設けられている
    ことを特徴とする太陽電池モジュール。
  2. 【請求項2】 前記分離部に耐湿性部材を設け、その上
    に樹脂コート膜が設けられていることを特徴とする請求
    項1に記載の太陽電池モジュール。
  3. 【請求項3】 前記裏面金属電極膜を被覆する樹脂コー
    ト膜が設けられ、樹脂コート膜の前記分離部上に耐湿性
    テープが設けられていることを特徴とする請求項1に記
    載の太陽電池モジュール。
JP23897599A 1999-07-16 1999-08-25 太陽電池モジュール Pending JP2001068705A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002289885A (ja) * 2001-03-27 2002-10-04 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 太陽電池モジュール
JP2009302561A (ja) * 2008-05-15 2009-12-24 Kaneka Corp 太陽電池モジュール、並びに、太陽電池アレイ
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