JP2004281799A

JP2004281799A - 太陽電池モジュール

Info

Publication number: JP2004281799A
Application number: JP2003072349A
Authority: JP
Inventors: Takashi Tsuge; 隆柘植
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】接続タブが接する太陽電池素子の端部に力がかかって割れたりクラックが発生することがあった。
【解決手段】接続タブ１５で電気的に接続された複数の太陽電池素子１１を透光性基板と非受光面シートとの間に配設した太陽電池モジュールであって、上記接続タブ１５が接する上記太陽電池素子１１の外周部に切欠部１６、１７を設けることにより、太陽電池素子の間隔を小さくすることができ、太陽電池モジュールにおける太陽電池素子の充填率を上げて太陽電池モジュールの発電効率を向上させる。
【選択図】図１

Description

【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関し、特に太陽電池素子の充填率を改善できる太陽電池モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽電池素子は、単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板を用いて作製することが多い。このため太陽電池素子は物理的衝撃に弱く、また野外に太陽電池を取り付けた場合、雨などからこれを保護する必要がある。また、太陽電池素子１枚では発生する電気出力が小さいため、複数の太陽電池素子を直並列に接続して実用的な電気出力が取り出せるようにする必要がある。このため複数の太陽電池素子を接続して透光性基板とエチレンビニルアセテート共重合体（ＥＶＡ）などを主成分とする充填材で封入して太陽電池モジュールを作成することが通常行われている。
【０００３】
図５は接続された２つの太陽電池素子を受光面側からみた図である。図５において、１、２は太陽電池素子、３、４はバスバー電極、５、６は接続タブ、７はフィンガ電極、８は太陽電池素子１、２の間隔を示す。
【０００４】
太陽電池素子１と太陽電池素子２は、例えば厚み０．３〜０．４ｍｍ程度、大きさ１５０ｍｍ角程度の単結晶シリコンや多結晶シリコンで作られている。その両面に設けられる電極は銀ペーストを用いたスクリーンプリント法などで形成され、電極部の保護と接続タブを取り付けやすくするために、電極表面はほぼ全面にわたってハンダコートされる。
【０００５】
また、電極は受光面側、非受光面側ともバスバー電極とフィンガ電極がある。フィンガ電極７は幅０．２ｍｍ程度であり、光生成キャリヤを収集するために太陽電池素子の辺に平行に多数本形成される。また、バスバー電極３、４は収集されたキャリヤを集電し、接続タブを取り付けるために幅２ｍｍ程度で、フィンガ電極７と垂直に交わるように２〜３本形成される。
【０００６】
太陽電池素子１、２同士を直列接続するときは、図５のように太陽電池素子１の受光面側バスバー電極３、４に取り付けた接続タブ５、６を隣り合う太陽電池素子２の非受光面側のバスバー電極（不図示）に接続することにより行う。この接続タブ５、６の取り付けは、各バスバー電極３、４表面のハンダと接続タブ５、６表面のハンダを加熱して溶融させることにより行う（特許文献１参照）。このとき太陽電池素子１、２の間隔８は通常２〜５ｍｍ程度あけている
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のようなものがある。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−３１２８２０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の太陽電池モジュールでは、太陽電池素子１、２の間隔８が２〜５ｍｍ程度あいているため、太陽電池モジュール全体でみると太陽電池素子１、２の間の余白部分のためにその充填率は下がり、発電効率は低下する。
【０００９】
これを避けるためには太陽電池素子１、２の間隔８を小さくすればよいが、太陽電池素子１、２の間隔８を小さくすると接続タブ５、６が接している太陽電池素子１、２の端部に力がかかり、太陽電池素子１、２の端部が割れたり、この部分からクラックが発生することがあり、太陽電池素子１、２の間隔８を小さくすることができないという問題があった。
【００１０】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的は太陽電池素子に割れやクラックを発生させることなく、太陽電池素子同士の間隔を小さくして太陽電池モジュールの太陽電池素子の充填率を上げて発電効率を向上させた太陽電池モジュールを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る太陽電池モジュールでは、接続タブで電気的に接続された複数の太陽電池素子を透光性基板と非受光面シートとの間に配設した太陽電池モジュールにおいて、前記接続タブが接する前記太陽電池素子の外周部に切欠部を設けたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を用いて説明する。
図１は本発明に係る太陽電池素子の一例を受光面側からみた図である。図１において、１１は太陽電池素子、１２と１３はバスバー電極、１４はフィンガ電極、１５は接続タブ、１６、１７は太陽電池素子の外周部に設けられた切欠部を示す。
【００１３】
太陽電池素子１１は、例えば厚み０．３〜０．４ｍｍ程度、大きさ１５０ｍｍ角程度の単結晶シリコンや多結晶シリコンで作られている。フィンガ電極１４は、幅０．２ｍｍ程度で、光生成キャリヤを収集するために太陽電池素子１１の辺に平行に多数本形成される。バスバー電極１２、１３は収集されたキャリヤを集電するためにフィンガ電極１４と垂直に交わるように２〜３本形成され、接続タブを取り付けるために幅２ｍｍ程度に形成される。また、バスバー電極１２、１３、フィンガ電極１４とも銀ペーストを用いたスクリーンプリント法などで形成され、電極部の保護と接続タブを取り付けやすくするために、電極表面はほぼ全面にわたってハンダコートされる。
【００１４】
接続タブ１５はその表面全面に２０〜７０μｍ程度のハンダをコートした厚さ１００〜３００μｍ程度の銅箔を用いる。また、その幅はそれ自身により太陽電池素子の受光面に影を作らないように、バスバー電極１２の幅と同じかそれ以下にする。例えば一般的な１５０ｍｍ角の多結晶シリコン太陽電池素子の場合、接続タブ１５の幅は１〜３ｍｍ程度である。また、接続タブ１５の長さは太陽電池素子の抵抗成分を少なくするため、バスバー電極１２のほぼ全てに重なるようにする。
【００１５】
太陽電池素子１１の外周部の接続タブ１５が太陽電池素子の外周部と接する部分には切欠部１６、１７が設けられる。この切欠部１６、１７の幅は接続タブ１５よりやや大きめにするのが望ましく、またその奥行きは接続タブの厚みの１０〜１５倍程度が望ましい。例えば接続タブの幅が２ｍｍ、厚みが２００μｍであれば、幅は２．５〜３．５ｍｍ程度、奥行きは２〜３ｍｍ程度が最適である。
【００１６】
このように太陽電池素子１１の外周部に切欠部１６、１７を設けることにより、この部分で接続タブ１５を上下方向に曲げることができ、接続タブ１５が接している太陽電池素子１１の端部に力がかかることがなく、よって太陽電池素子１１の端部が割れたり、この部分からクラックが発生することがない。これにより太陽電池素子１１の間隔を小さくすることができ、太陽電池モジュールにおける太陽電池素子１１の充填率を上げることができ、ひいては太陽電池モジュールの発電効率を向上させることができる。
【００１７】
このような外周部に切欠部１６、１７を設けた太陽電池素子１１は次のようにして形成することができる。
【００１８】
図２は太陽電池素子を形成する多結晶シリコン基板を切り出す前のシリコンブロックの所定の位置に溝を掘った状態を示す図であり、１８はシリコンブロック、１９は溝を示す。原料シリコンを鋳造炉に入れて溶融して鋳型に注ぎ入れて冷却して多結晶シリコンのインゴットを作製する。このインゴットからその端面を太陽電池素子の大きさに合わせたブロック１８を切り出す。太陽電池素子にしたときに切欠部１６、１７を設ける位置に溝１９を形成する。
【００１９】
シリコンブロック１８に形成する溝１９の大きさは、太陽電池素子にしたときの切欠部１６、１７の大きさに合わせる。この溝１９は砥石（ブレード）を高速回転させたダイサーと呼ばれる装置等で作製することができる。さらにこの溝１９を掘ったシリコンブロック１８をマルチワイヤーソーなどで３００〜４００μｍの厚みにスライスする。このようにして作製した切欠部１６、１７を設けた多結晶シリコン基板を用いて通常の太陽電池素子の製造工程で太陽電池素子を形成する。
【００２０】
図３は本発明の他の実施形態を示す図であり、非受光面側の電極（不図示）に接続される接続タブ２１が太陽電池素子２０の外周部と接する部分に切欠部２２、２３を設けたものである。この切欠部２２、２３の幅は接続タブよりやや大きめにするのが望ましく、またその奥行きは接続タブの厚みの１０〜１５倍程度が望ましい。
【００２１】
また、図４に示す実施形態では、受光面側の電極２５、２６に接続される接続タブ２７が太陽電池素子２４の外周部と接する部分に切欠部２９、３０を設け、さらに非受光面側の電極（不図示）に接続される接続タブ２８が太陽電池素子２４の外周部と接する部分にも切欠部３１、３２を設けている。この切欠部２９、３０、３１、３２の幅は、接続タブよりやや大きめにするのが望ましく、またその奥行きは接続時に対応する切欠部（例えば切欠部３０と接続する太陽電池素子の切欠部３２に相当する部分）を合わせたものが接続タブの厚みの１０〜１５倍程度であることが望ましい。
【００２２】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正および変更を加えることができる。例えば太陽電池素子は単結晶や多結晶シリコンなどの結晶系太陽電池に限定されるものではなく、薄膜系太陽電池などでも適用可能である。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る太陽電池モジュールによれば、接続タブが接する太陽電池素子の外周部に切欠部を設けたことにより、隣接する太陽電池素子の間隔を小さくすることができ、もって太陽電池モジュールにおける太陽電池素子の充填率を上げることができ、これにより太陽電池モジュールの発電効率を向上させることができる。
【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を示す図である。
【図２】本発明に係る太陽電池モジュールを製造するためのシリコンブロックを示す図である。
【図３】本発明に係る太陽電池モジュールの他の実施形態を示す図である。
【図４】本発明に係る太陽電池モジュールのその他の実施形態を示す図である。
【図５】従来の太陽電池モジュールを示す図である。
【符号の説明】
１、２、１１；太陽電池素子、３、４、１２、１３、２５、２６；バスバー電極、５、６、１５、２１、２７、２８；接続タブ、７、１４；フィンガ電極、８；太陽電池素子の間隔、１６、１７、２２、２３、２９，３０、３１、３２；太陽電池素子の外周部に設けられた切欠部、１８；シリコンブロック、１９；シリコンブロックに形成した溝

Claims

接続タブで電気的に接続された複数の太陽電池素子を透光性基板と非受光面シートとの間に配設した太陽電池モジュールにおいて、前記接続タブが接する前記太陽電池素子の外周部に切欠部を設けたことを特徴とする太陽電池モジュール。