JP2011040695A - Panel for solar cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は太陽電池のバイパスダイオードに関するものである。 The present invention relates to a bypass diode for a solar cell.
近年CO2の増加による温室効果で地球の温暖化が生じることが予測され、クリーンなエネルギーとして太陽電池の需要が急速に広まっている。
通常太陽電池を用いた発電の場合、一枚の太陽電池セル(太陽電池素子)のみでは出力が低い為、複数の太陽電池セルを直列に結線して電圧を上げる必要がある。
このように複数の太陽電池セル(以下セルという)を直列に結線したものを複数列作成し、それらを更に並列に結線して電流を増やすようにして製作されたものが太陽電池パネルである。In recent years, it is predicted that global warming will occur due to the greenhouse effect due to the increase in CO2, and the demand for solar cells as clean energy is rapidly spreading.
In the case of power generation using a normal solar battery, since the output is low with only one solar battery cell (solar battery element), it is necessary to increase the voltage by connecting a plurality of solar battery cells in series.
Thus, a solar cell panel is produced by creating a plurality of rows of solar cells (hereinafter referred to as cells) connected in series and connecting them in parallel to increase the current.
しかし複数のセルを使用していると建物の影やセルの部分的不具合等によって、複数のセルを直列に結線したセル列の中の一枚のセルが発電しなくなった場合、正常に発電している他のセルからの発生電圧が逆方向電圧となり、セルの耐圧を越える値になった場合にはセルが破壊されてしまうことがある。また、一枚のセルが発電しなくなったことで、直列に結線されたセル列全体の発電を阻害してしまう。
そこでこのような逆方向電圧の発生および発電の阻害を防止する為、直列に結線されたセル列に対して逆方向電圧が発生しないように並列にダイオードを結線している。このような方式のダイオードはバイパスダイオードと呼ばれている。一般的には複数のセルを直列に結線したセル列に対して1箇所使用する。そして其々の直列に結線されたセル列が逆方向電圧を発生しないように設定され、それらを更に並列に結線して電流を増やすようにして太陽電池パネルが製作されている。However, if multiple cells are used, if one cell in the cell line that connects multiple cells in series is not able to generate power due to shadows of the building or partial malfunction of the cell, etc. When the voltage generated from the other cells becomes a reverse voltage and exceeds the breakdown voltage of the cell, the cell may be destroyed. In addition, since one cell no longer generates power, power generation of the entire cell array connected in series is hindered.
Therefore, in order to prevent the generation of the reverse voltage and the inhibition of the power generation, the diodes are connected in parallel so that the reverse voltage is not generated with respect to the cell strings connected in series. This type of diode is called a bypass diode. Generally, one place is used for a cell row in which a plurality of cells are connected in series. Each series of cells connected in series is set so as not to generate a reverse voltage, and a solar cell panel is manufactured by connecting them in parallel to increase the current.
しかし各セル毎にバイパスダイオードを取り付けるとセル一枚ごとの逆方向電圧を防止することが出来る。従って一枚のセルのみが陰などによる不具合が生じたとしても、直列に結線されたセル列全体の発電を阻害することが無く、一枚のセルのみの逆方向電圧を防止することで他のセルの発電を生かすことができる。
このような従来例は図7に示される特開2000−196128に示されている。However, if a bypass diode is attached to each cell, reverse voltage for each cell can be prevented. Therefore, even if only one cell has a problem due to shadows, etc., the power generation of the entire cell string connected in series is not hindered, and the reverse voltage of only one cell is prevented by preventing other voltages. The power generation of the cell can be utilized.
Such a conventional example is shown in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-196128 shown in FIG.
図7について説明する。太陽電池セル90はバスバー92によって各セル90が直列になるように結線されている。XX´断面図に図示されているように、バスバー92はセル90の上面に結線されセル90によって発電されたプラス側の電気を集電しセル901の表面からセル902の裏面に結線され直列に結ばれている。
このような直列結線を順次繰り返すことによって、電圧を高め所定の電力が得られるよう構成されている。セル90の裏面にはバイパスダイオード91がマイナス側に結線されておりバイパスダイオード91は隣のセル90のマイナス側にバイパスされるよう結線されている。
例えばセル902に日陰になるなどの何らかの不具合が生じて発電できなくなり、電圧が発生しなかったとする。するとバイパスダイオード912はセル901の電圧を、セル902を通過させずに直接セル903に通電するよう構成されたものである。FIG. 7 will be described. Solar cell 90 is connected by bus bar 92 so that each cell 90 is in series. As shown in the XX ′ cross-sectional view, the bus bar 92 is connected to the upper surface of the cell 90 and collects the positive-side electricity generated by the cell 90 and is connected from the surface of the cell 901 to the back surface of the cell 902 and connected in series. Tied.
By repeating such series connection in sequence, the voltage is increased and a predetermined power can be obtained. A bypass diode 91 is connected to the negative side of the back surface of the cell 90, and the bypass diode 91 is connected to be bypassed to the negative side of the adjacent cell 90.
For example, it is assumed that some troubles such as shade in the cell 902 occur and power generation cannot be performed, and no voltage is generated. Then, the bypass diode 912 is configured to pass the voltage of the cell 901 directly to the cell 903 without passing through the cell 902.
このことによりセル903はセル902に逆方向電圧を発生させることなくバイパス回路932を経由してバスバー921と直列に結線された回路を形成するものである。以上のような構成で各セル90が保護されセル列99全体の発電が阻害されないようになっている。
またこのような直列に結線されたセル列99は表層面にガラスなどの表面材95が置かれ、セル列99の直上を表面封止96で密封され、セル列99の下面を裏面封止材97で密封し、更に最下面にプラスチックボードなどの裏面材が貼着されることにより屋外で風雨にさらされてもセル列99が損傷せず長期間に渡っても劣化しないように構成されている。
このような方法はセル90毎にバイパスダイオード91を取り付けたことにより大変効率の良い太陽電池パネルとなっている。Thus, the cell 903 forms a circuit connected in series with the bus bar 921 via the bypass circuit 932 without generating a reverse voltage in the cell 902. With the configuration as described above, each cell 90 is protected so that power generation of the entire cell row 99 is not hindered.
In addition, a surface material 95 such as glass is placed on the surface of the cell row 99 connected in series, and the top surface of the cell row 99 is sealed with a surface sealing 96, and the lower surface of the cell row 99 is sealed with a back surface sealing material. Sealed at 97, and a backside material such as a plastic board is attached to the lowermost surface so that the cell array 99 is not damaged even when exposed to wind and rain outdoors, and does not deteriorate over a long period of time. Yes.
Such a method is a highly efficient solar cell panel by attaching a bypass diode 91 to each cell 90.
従来の方法であれば太陽電池セル90に対して専用の電極パターンが必要であり、本発明に係るような既存のセル20に使用することが出来ない。従来方式は専用のセル90に取り付け式のバイパスダイオード91であり汎用性がない。
次にバイパスダイオード91を取り付けた為に幅広になったバスバー92の取り付け部分がセル90の上面部分にあるために、セル90の受光部を狭くしてしまう。仮に受光部分を広くする為にセル90の外側にバスバー92を取り付けたとしても、太陽電池パネル全体の大きさが大きくなってしまう。
また、受光部の片方寄りにバスバー92を取り付けている為、電極パターンの集電効率が悪く、中央部にバスバー25を取り付ける既成の構造のものより集電効率が劣る。If it is a conventional method, a dedicated electrode pattern is required for the solar battery cell 90 and cannot be used for the existing cell 20 according to the present invention. The conventional method is a bypass diode 91 that is attached to a dedicated cell 90 and is not versatile.
Next, since the attachment portion of the bus bar 92 that has become wide due to the attachment of the bypass diode 91 is located on the upper surface portion of the cell 90, the light receiving portion of the cell 90 is narrowed. Even if the bus bar 92 is attached to the outside of the cell 90 in order to widen the light receiving portion, the overall size of the solar battery panel is increased.
Further, since the bus bar 92 is attached to one side of the light receiving portion, the current collection efficiency of the electrode pattern is poor, and the current collection efficiency is inferior to that of the existing structure in which the bus bar 25 is attached to the center portion.
従来のバイパスダイオード91は各セル90の裏面に取り付けられている為、バイパスダイオード91が裏面方向に突出し表面封止材96と裏面封止材97によってラミネートして気泡や皺を除く行程を経た後、表面材95と裏面材98を貼着して太陽電池パネルとして完成させる際に、バイパスダイオード91の突出部に圧力が集中してセル90を破損してしまうことがあった。 Since the conventional bypass diode 91 is attached to the back surface of each cell 90, after the bypass diode 91 protrudes in the back surface direction and is laminated by the surface sealing material 96 and the back surface sealing material 97, a process of removing bubbles and soot is performed. When the surface material 95 and the back material 98 are pasted to complete a solar cell panel, the pressure is concentrated on the protruding portion of the bypass diode 91 and the cell 90 may be damaged.
セル20.90は一般に200ミクロン程度の厚みしかなく、軽微な片荷重で破損してしまう。一部でも破損した太陽電池パネルは廃棄することになり大幅な損失が発生する。 The cell 20.90 generally has a thickness of about 200 microns and is damaged by a slight one-load. Even a part of the damaged solar cell panel is discarded, resulting in a significant loss.
複数の太陽電池素子と上記1つの太陽電池素子と他の太陽電池素子とを接続するための間隙を持った接続部と、前記太陽電池素子の上部電極と下部電極とを前記接続部を介して接続するバスバーと、前記接続部において前記バスバーと電気的に接続されたバイパスダイオードとを備え、前記バイパスダイオードのプラス電極は前記太陽電池素子の上部電極に接続された前記バスバーと接続され、前記バイパスダイオードのマイナス電極は前記バスバーが前記太陽電池素子の上部電極に接続された前記太陽電池素子の下部電極と接続されていることを特徴とする太陽電池パネルを提供するものである。A plurality of solar cell elements, a connection part having a gap for connecting the one solar cell element and another solar cell element, and an upper electrode and a lower electrode of the solar cell element via the connection part A bus diode to be connected; and a bypass diode electrically connected to the bus bar at the connection portion; a positive electrode of the bypass diode is connected to the bus bar connected to an upper electrode of the solar cell element; The negative electrode of the diode provides a solar cell panel in which the bus bar is connected to the lower electrode of the solar cell element connected to the upper electrode of the solar cell element.
複数の前記バスバーで前記太陽電池素子を接続する場合でも1つの前記バイパスダイオードを1本の前記バスバーに接続することで逆方向電圧の発生を防止するようにし、 前記バイパスダイオードは前記太陽電池素子に前記バスバーを接続した厚みより薄く作られており、 前記バイパスダイオードは前記1つの太陽電池素子と他の太陽電池素子との間隙に設置されていることを特徴とする太陽電池パネルを提供するものである。 Even when the solar cell elements are connected by a plurality of the bus bars, one bypass diode is connected to one bus bar to prevent generation of reverse voltage, and the bypass diode is connected to the solar cell element. It is made thinner than the thickness which connected the said bus-bar, The said bypass diode is provided in the gap | interval of the said one solar cell element and another solar cell element, It provides the solar cell panel characterized by the above-mentioned. is there.
上記のような提案のバイパスダイオード30が、各太陽電池セル(太陽電池素子)20の直列接続方向の間隙に入るように作成され、バスバー25の斜面上部251とセル20の裏面の電極202と接続するように設定されたので、セル20の受光部を減少させることなく、バイパスダイオード30の為に太陽電池パネル全体のスペースを大きくする必要もなくなった。
また、現状の量産されている既存のセル20の電極パターンに直接接続することが出来るようにバイパスダイオード30が作られているので従来のセル90のような専用セルを新たに作る必要がない。The proposed bypass diode 30 as described above is formed so as to enter the gap in the series connection direction of each solar cell (solar cell element) 20, and is connected to the upper slope 251 of the bus bar 25 and the electrode 202 on the back surface of the cell 20. Therefore, it is not necessary to increase the space of the entire solar cell panel for the bypass diode 30 without reducing the light receiving portion of the cell 20.
In addition, since the bypass diode 30 is formed so that it can be directly connected to the electrode pattern of the existing cell 20 that is currently mass-produced, it is not necessary to make a new dedicated cell like the conventional cell 90.
太陽電池各セル20の直列接続方向の間隙Eにバイパスダイオード30が埋設するように配置できるのでセル列19には突出した箇所がなく、ラミネート加工時にセル20を破損することがなくなり、生産効率をあげることが出来る。 Since the bypass diodes 30 can be disposed so as to be embedded in the gaps E in the series connection direction of the solar battery cells 20, there are no protruding portions in the cell row 19, so that the cells 20 are not damaged during the lamination process, and the production efficiency is improved. I can give you.
セル20は高温になると発電効率が低下するという特性がある。
バイパスダイオード30が作動している際は発熱するが、各セル20の間隙に埋設することによりバイパスダイオード30の発熱が直接セル20に伝わることがなく、セル20の発電効率を悪化させることがなくなった。The cell 20 has a characteristic that the power generation efficiency decreases when the temperature becomes high.
Although heat is generated when the bypass diode 30 is operating, the heat generated by the bypass diode 30 is not directly transmitted to the cell 20 by being embedded in the gap between the cells 20, and the power generation efficiency of the cell 20 is not deteriorated. It was.
各セル20はエッジ処理をしていないので、セル20のエッジ部分がバスバー25や隣のセル20に接触すると電流が流れてしまう可能性がある。そこで樹脂等でコーティングしたバイパスダイオード30を各セル20の間隙Eに埋設することにより、樹脂でコーティングされたバイパスダイオード30が各セルの直列接続方向の間隙Eに介在することにより短絡事故を防ぐことが出来る。 Since each cell 20 is not subjected to edge processing, there is a possibility that current flows when the edge portion of the cell 20 contacts the bus bar 25 or the adjacent cell 20. Therefore, by embedding the bypass diode 30 coated with resin or the like in the gap E of each cell 20, the bypass diode 30 coated with resin is interposed in the gap E in the series connection direction of each cell to prevent a short circuit accident. I can do it.
バイパスダイオード30の最大厚さHはセル20とバスバー25を加えた最大厚さFよりも低いか同等に作られているので、突出部がなく、ラミネート加工後にガラスやプラスチック板等で挟みつけても荷重が片寄らずセル20を破損することがない。
また、太陽電池パネルは現状と同じ厚みで製作することが出来る。
バイパスダイオード30の本体幅Gは各セル20の間隙Eよりも狭いので、受光部に影響を与えず各セル20同士の接触も防止できるものである。Since the maximum thickness H of the bypass diode 30 is lower than or equal to the maximum thickness F including the cell 20 and the bus bar 25, there is no protrusion, and it is sandwiched between glass and plastic plates after lamination. However, the load is not offset and the cell 20 is not damaged.
Moreover, the solar cell panel can be manufactured with the same thickness as the current situation.
Since the body width G of the bypass diode 30 is narrower than the gap E between the cells 20, it is possible to prevent contact between the cells 20 without affecting the light receiving portion.
本発明の上記「発明の効果」に記述したような効力を得る為には、本発明に係るバイパスダイオード30は各セル(太陽電池素子)20の間隙E間に設置するように構成するのが最も効果的である。 In order to obtain the effects described in the above “Effects of the Invention” of the present invention, the bypass diode 30 according to the present invention is configured to be installed between the gaps E of the respective cells (solar cell elements) 20. Most effective.
太陽電池パネルに用いられているセル(太陽電池素子)20の構造を図3、図4を用いて説明する。セル20の上面部は太陽光を受け電力を発生する。このようにして発生した光起電力はセル20の表面に格子状にプリントされた電極パターン205のセルのプラス電極201に集電される。同様にセル20の裏側にはセルのマイナス電極202がプリントされている。 The structure of the cell (solar cell element) 20 used in the solar cell panel will be described with reference to FIGS. The upper surface portion of the cell 20 receives sunlight and generates electric power. The photovoltaic power generated in this manner is collected by the positive electrode 201 of the cell of the electrode pattern 205 printed in a lattice pattern on the surface of the cell 20. Similarly, a negative electrode 202 of the cell is printed on the back side of the cell 20.
光起電力はセルのプラス電極201に結線されたバスバー25を通じて次の直列に結線されたセルのマイナス電極202に通電される。図3のようにバスバー25はバスバーの傾斜部250を経てセルのプラス電極201から隣のセルの裏側のセルのマイナス電極202に直列に結線される。 The photovoltaic power is supplied to the negative electrode 202 of the next cell connected in series through the bus bar 25 connected to the positive electrode 201 of the cell. As shown in FIG. 3, the bus bar 25 is connected in series from the positive electrode 201 of the cell to the negative electrode 202 of the cell on the back side of the adjacent cell via the inclined portion 250 of the bus bar.
図3、図4は誇張して図示しているが、既成のバスバー25の厚みは200ミクロン、セル20の厚みも200ミクロン、プリントされたセルのプラスマイナスの電極201.202と半田層等の厚みが20ミクロン程度の厚みである。
従ってバスバー最大高さFは600から700ミクロン程度の厚みである。このバスバー最大高さFがセル列21の中で一番突出した部分である。3 and 4 are exaggerated, the thickness of the existing bus bar 25 is 200 microns, the thickness of the cell 20 is also 200 microns, the printed cell plus / minus electrodes 201.202, the solder layer, etc. The thickness is about 20 microns.
Accordingly, the maximum bus bar height F is about 600 to 700 microns. This bus bar maximum height F is the most protruding portion in the cell row 21.
各セル20の間隙Eは一般的には2ミリメートル程度開けられている。このような直列に結線されたセル列21によって電圧が上昇し、更にセル列21をいくつも並列にすることによって全体の電流が上昇する。 The gap E between the cells 20 is generally about 2 mm. The voltage rises due to the cell rows 21 connected in series as described above, and the overall current rises by making several cell rows 21 in parallel.
以上のように結線して並べられたセル20は表面封止材96と裏面封止材97によってラミネート加工される。このことによってバスバー25やセル20が空気に触れて劣化しないように密封される。このように密封されたセル20の表面には光を通す表面材95が貼着され、裏面には加圧や曲げによってセル20が破損しないように裏面材98が貼着され太陽電池パネルが製作される。 The cells 20 connected and arranged as described above are laminated by the front surface sealing material 96 and the back surface sealing material 97. As a result, the bus bar 25 and the cell 20 are sealed so as not to deteriorate due to contact with air. A surface material 95 that allows light to pass through is attached to the surface of the cell 20 thus sealed, and a back material 98 is attached to the back surface so that the cell 20 is not damaged by pressure or bending, thereby producing a solar cell panel. Is done.
しかし1枚のセル20が日陰になって光起電力が発生しなかった場合に、逆方向電圧が発生し、直列に結線されたセル列21全体の発電が阻害されてしまう。従ってセル列21毎等の適度な位置にダイオードを取り付けて逆方向電圧によって他のセル列21の発電が阻害されないようにしなくてはならない。
しかしダイオードは電力が上昇すると形状が大きくなり、プラスチックケース等に収納して太陽電池パネルの裏側などに取り付けねばならず、全体の厚みを増加させていた。また、ダイオードが作動しているときは熱を発生する。セル20は高温になると光起電力の発電効率が低下するので出来るだけセル20から離れた位置に設置するのが好ましい。However, when one cell 20 is shaded and no photovoltaic power is generated, a reverse voltage is generated, and power generation of the entire cell array 21 connected in series is hindered. Therefore, it is necessary to attach a diode at an appropriate position such as for each cell row 21 so that power generation in other cell rows 21 is not hindered by the reverse voltage.
However, the shape of the diode increased as the power increased, and it had to be housed in a plastic case or the like and attached to the back of the solar cell panel, etc., increasing the overall thickness. It also generates heat when the diode is operating. The cell 20 is preferably installed at a position as far away from the cell 20 as possible because the photovoltaic power generation efficiency decreases at a high temperature.
そこで従来例で記述したように各セル20.90毎にバイパスダイオード30.91を取り付けることによって効率のよい太陽電池パネルを製造することが出来る。 Therefore, an efficient solar panel can be manufactured by attaching a bypass diode 30.91 for each cell 20.90 as described in the conventional example.
次に図2を用いて本発明に係るバイパスダイオード20について説明する。ダイオード本体301はセル20の間隙Fの間に収まるようにダイオード本体幅Iは2ミリメートル以下で長方形状に作られる。またダイオード本体301を長方形状にすることによってダイオードの通電部を大きくし処理能力を高める効果がある。 Next, the bypass diode 20 according to the present invention will be described with reference to FIG. The diode body 301 is formed in a rectangular shape with a width I of 2 mm or less so that the diode body 301 fits in the gap F of the cell 20. Further, by making the diode body 301 rectangular, there is an effect of increasing the current-carrying portion of the diode and improving the processing capability.
ダイオード本体301の上部にはプラス金属箔電極302が通電するべく結線され、同様にダイオード本体301下部にはマイナス金属箔電極303が通電するべく結線されている。
プラス電極302はねじられるように変形してバスバー傾斜上部251に通電するように結線される。マイナス金属箔電極303はバイパスダイオード30全体を保持するようにセルのマイナス電極202に接続される。A plus metal foil electrode 302 is connected to the upper part of the diode body 301 so as to be energized, and similarly, a minus metal foil electrode 303 is connected to the lower part of the diode body 301 so as to be energized.
The plus electrode 302 is deformed so as to be twisted and connected so as to energize the bus bar inclined upper portion 251. The minus metal foil electrode 303 is connected to the minus electrode 202 of the cell so as to hold the entire bypass diode 30.
以上のようにして接続されたバイパスダイオード30は接続後にセル列21と共に封止材96.97によってラミネート加工され、太陽電池パネルとして完成した際には、図2の(3)の様な側面状態になり、バスバー25の最大高さF及び間隙Eの中に納まるような大きさで作成される。 The bypass diode 30 connected as described above is laminated with the sealing material 96.97 together with the cell array 21 after connection, and when the solar cell panel is completed, the side surface state as shown in FIG. The size is such that it fits within the maximum height F and gap E of the bus bar 25.
上記のようにバイパスダイオード30のダイオード高さHがバスバーの最大高さFを超えないようにするとともに、ダイオード本体幅Iがセル20の間隙Eより小さいのでラミネート加工が容易になるとともに、既存のセル20に容易に接続することが出来る相乗効果を生み出すものである。 As described above, the diode height H of the bypass diode 30 does not exceed the maximum height F of the bus bar, and since the diode body width I is smaller than the gap E of the cell 20, the laminating process becomes easy. This creates a synergistic effect that can be easily connected to the cell 20.
バイパスダイオード30のプラス金属箔電極302はバスバー傾斜部250に沿うようにねじられてバスバー斜面上部の位置に接続される。次にマイナス金属箔電極303はL字形状をしており図1の(4)のように、セルのマイナス電極202に横方向から接続する構成になっている。 The positive metal foil electrode 302 of the bypass diode 30 is twisted along the bus bar inclined portion 250 and connected to the upper portion of the bus bar slope. Next, the minus metal foil electrode 303 has an L shape, and is configured to be connected to the minus electrode 202 of the cell from the lateral direction as shown in FIG.
このような形状のマイナス金属箔電極303によってバイパスダイオード30の接続作業がやりやすく容易にセルのマイナス電極202に半田によって接続される。また、バスバー斜面上部251にプラス金属箔電極302が半田によって接続されるように構成されている。 With the minus metal foil electrode 303 having such a shape, the bypass diode 30 can be easily connected to the minus electrode 202 of the cell by soldering. Further, the plus metal foil electrode 302 is connected to the bus bar slope upper portion 251 by solder.
マイナス金属箔電極303もプラス金属箔電極302と同じ長方形の形状でも接続できるが、半田作業時にバスバー25に接触した状体になってしまうと、短絡するのでバイパスダイオード30の働きができなくなってしまう。
また、プラス金属箔電極302とマイナス金属箔電極303は半田で接続されるのが一般的であるが、なるべく半田部の距離をとることによって熱影響を集中させないようにするものである。The minus metal foil electrode 303 can also be connected in the same rectangular shape as the plus metal foil electrode 302. However, if the metal foil electrode 303 comes into contact with the bus bar 25 during the soldering operation, the bypass diode 30 cannot function because of a short circuit. .
Further, the plus metal foil electrode 302 and the minus metal foil electrode 303 are generally connected by soldering, but the influence of heat is not concentrated by taking the distance of the solder part as much as possible.
以上のようにして図1の(2)のようにバイパスデイオード30が各セル20の間隙Eに収納された状態で太陽電池パネルが作成される。バイパスダイオード30が作動して発熱した場合でも、隙間があるので熱がセル20に直に伝導しないので光起電力発生効率を低下させることがない。 As described above, the solar cell panel is produced in a state where the bypass diode 30 is accommodated in the gap E between the cells 20 as shown in FIG. Even when the bypass diode 30 is activated to generate heat, since there is a gap, heat is not directly conducted to the cell 20, so that the photovoltaic generation efficiency is not lowered.
また、従来例のようにセル列21に取り付けた処理能力の大きなバイパスダイオードではなく本発明に係るバイパスダイオード30は小型であり発熱量が小さい。また、図5に図示された従来例のようにセル90の裏面に直接貼り付けたものではないので発熱によってセル20の光起電力発生効率を低下させることが少ない。 In addition, the bypass diode 30 according to the present invention is not a bypass diode with a large processing capability attached to the cell array 21 as in the conventional example, but the bypass diode 30 according to the present invention is small and generates a small amount of heat. Further, since it is not directly attached to the back surface of the cell 90 as in the conventional example shown in FIG. 5, the photovoltaic power generation efficiency of the cell 20 is hardly reduced by heat generation.
更にバイパスダイオード30はプラス金属箔電極302とマイナス金属箔電極303の半田部(接続部)以外の部分を電気を通さない樹脂材等でコーティングすることによって劣化を防ぐとともに熱量の伝導性を低く抑えることができる。 Further, the bypass diode 30 is coated with a resin material or the like that does not conduct electricity other than the solder portions (connection portions) of the plus metal foil electrode 302 and the minus metal foil electrode 303 to prevent deterioration and keep the heat conductivity low. be able to.
一般にセル20はエッジ処理をしないカッティング状態で使用されている。従ってカッティング部に通電するものが触れるとそちらに電流が流れてしまう。バイパスダイオード30が樹脂コーティングされてプラス金属箔電極302とマイナス金属箔電極303以外は通電しないのであれば、エッジ処理されていないセル20がバイパスダイオード30と接触しても通電することがない。
バイパスダイオード30が樹脂コーティングされていればセル20同士の間隙に介在することにより接触を防止し均等な間隔を保つ緩衝材とすることもできる。Generally, the cell 20 is used in a cutting state in which edge processing is not performed. Therefore, when a current passing through the cutting unit is touched, a current flows there. If the bypass diode 30 is coated with a resin and only the positive metal foil electrode 302 and the negative metal foil electrode 303 are not energized, the cell 20 that is not edge-treated will not be energized even if it contacts the bypass diode 30.
If the bypass diode 30 is resin-coated, it can be used as a buffer material that prevents contact and maintains a uniform interval by interposing in the gap between the cells 20.
次にバイパスダイオード30の働きを図2の(3)で説明する。バイパスダイオード30が作動していないときは、右となりのセル20からの通電は、まずバスバー25aからセルのマイナス電極202aを経てセル20aに通電される。
次にセル20aの光起電力とともに電流はセルのプラス電極201aに集電されバスバー25aからバスバー25bを経て左となりのセル20bに直列に配線される。Next, the function of the bypass diode 30 will be described with reference to FIG. When the bypass diode 30 is not activated, the current from the cell 20 on the right is first energized from the bus bar 25a to the cell 20a via the negative electrode 202a of the cell.
Next, the current together with the photovoltaic power of the cell 20a is collected at the positive electrode 201a of the cell and wired in series from the bus bar 25a to the left cell 20b via the bus bar 25b.
しかしセル20aに何らかのトラブルが生じた場合、バスバー25aから伝えられた電流はセルのマイナス電極202aを経てバイパスダイオード30のマイナス金属箔電極303aに伝わる。マイナス金属箔電極303aに伝えられた電流はダイオード本体301aを経由してプラス金属箔電極302aを経てバスバー斜面上部251aからバスバー25bに伝えられ、次のセル20bに直結される。 However, when some trouble occurs in the cell 20a, the current transmitted from the bus bar 25a is transmitted to the minus metal foil electrode 303a of the bypass diode 30 through the minus electrode 202a of the cell. The current transmitted to the negative metal foil electrode 303a is transmitted to the bus bar 25b from the upper portion 251a of the bus bar via the positive metal foil electrode 302a via the diode body 301a and directly connected to the next cell 20b.
このことによって光起電力発生効率の劣ったセル20aをバイパスして電流を流すことができ太陽電池パネル全体の光起電力の低下を最小限に食い止めることができる。また、更にセル20aが通電しないときにバスバー25bから発生する逆方向電圧の発生もバイパスダイオード30によって食い止めることができる。 As a result, the cell 20a having inferior photovoltaic power generation efficiency can be bypassed to allow a current to flow, and a decrease in the photovoltaic power of the entire solar battery panel can be minimized. Further, the bypass diode 30 can also prevent the reverse voltage generated from the bus bar 25b when the cell 20a is not energized.
このようなバイパスダイオード30の使用される数は、実施例の図1の(2)のように2本のバスバー25に対しセル20毎に2箇所のバイパスダイオード30を取り付けても良い。バスバー25を複数取り付けたのはセル20表面の集電効率を高くする為に構成されたものである。 As for the number of such bypass diodes 30 used, two bypass diodes 30 may be attached to each of the cells 20 with respect to the two bus bars 25 as shown in FIG. A plurality of bus bars 25 are attached in order to increase the current collection efficiency on the surface of the cell 20.
バスバー25が複数あってもバイパスダイオード30は必ずしもバスバー25の数だけ設置する必要はなく、一本のバスバー25に取り付ければ上述したバイパス回路機能を形成できる。但し電力に応じた処理能力のあるバイパスダイオード30を使用する必要がある。 Even if there are a plurality of bus bars 25, it is not always necessary to install as many bypass diodes 30 as the number of bus bars 25. If they are attached to one bus bar 25, the above-described bypass circuit function can be formed. However, it is necessary to use a bypass diode 30 having a processing capability corresponding to the power.
上記のような提案のバイパスダイオード30により、各太陽電池セル20の直列接続方向の間隙に入るように作成され、バスバー25の斜面上部251とセル20の裏面の電極202と接続するように設定されたので、セル20の受光部を減少させることなく、バイパスダイオード30の為に太陽電池パネル全体のスペースを大きくする必要もなくなった。 By the proposed bypass diode 30 as described above, the solar cell 20 is formed so as to enter the gap in the series connection direction, and is set to be connected to the upper slope 251 of the bus bar 25 and the electrode 202 on the back surface of the cell 20. Therefore, it is not necessary to increase the space of the entire solar cell panel for the bypass diode 30 without reducing the light receiving portion of the cell 20.
また、現状の量産されている既存のセル20の電極パターンに直接接続することが出来るようにバイパスダイオード30が作られているので従来のセル90のような専用セルを新たに作る必要がない。また、従来品より薄い太陽電池パネルを作成することができる。
また、できるだけセル20の中央部にバスバー25を設置するほうが集電効率がよく効率的である。In addition, since the bypass diode 30 is formed so that it can be directly connected to the electrode pattern of the existing cell 20 that is currently mass-produced, it is not necessary to make a new dedicated cell like the conventional cell 90. Moreover, a solar cell panel thinner than the conventional product can be produced.
Moreover, it is more efficient and efficient to install the bus bar 25 in the central part of the cell 20 as much as possible.
太陽電池各セル20の直列接続方向の間隙Eにバイパスダイオード30が埋設するように配置できるのでセル列19には突出した箇所がなく、ラミネート加工時に圧縮力等でセル20を破損することがなくなり、生産効率をあげることが出来る。幅2ミリメートル厚み600から700ミクロン以下であればほとんどの現行品に採用することができる。 Since the bypass diode 30 can be disposed so as to be embedded in the gap E in the series connection direction of each cell 20 of the solar battery, the cell row 19 has no protruding portion, and the cell 20 is not damaged by a compressive force or the like at the time of lamination. , Increase production efficiency. A width of 2 millimeters and a thickness of 600 to 700 microns or less can be used for most current products.
セル20は高温になると発電効率が低下するという特性がある。
バイパスダイオード30が作動している際は発熱するが、各セル20の間隙に埋設することによりバイパスダイオード30の発熱が直接セル20に伝わることがなく、セル20の発電効率を悪化させることがなくなった。The cell 20 has a characteristic that the power generation efficiency decreases when the temperature becomes high.
Although heat is generated when the bypass diode 30 is operating, the heat generated by the bypass diode 30 is not directly transmitted to the cell 20 by being embedded in the gap between the cells 20, and the power generation efficiency of the cell 20 is not deteriorated. It was.
各セル20はエッジ処理をしていないので、セル20のエッジ部分がバスバー25や隣のセル20に接触すると電流が流れてしまう可能性がある。そこで樹脂等でコーティングしたバイパスダイオード30を各セル20の間隙Eに埋設することにより、樹脂でコーティングされたバイパスダイオード30が各セルの直列接続方向の間隙Eに介在することにより短絡事故を防ぐことが出来る。 Since each cell 20 is not subjected to edge processing, there is a possibility that current flows when the edge portion of the cell 20 contacts the bus bar 25 or the adjacent cell 20. Therefore, by embedding the bypass diode 30 coated with resin or the like in the gap E of each cell 20, the bypass diode 30 coated with resin is interposed in the gap E in the series connection direction of each cell to prevent a short circuit accident. I can do it.
バイパスダイオード30の最大厚さHはセル20とバスバー25を加えた最大厚さFよりも低いか同等に作られているので、突出部がなく、ラミネート加工後にガラスやプラスチック板等で挟みつけても荷重が片寄らずセル20を破損することがない。
また、太陽電池パネルは現状と同じ厚みで製作することが出来る。
バイパスダイオード30の本体幅Gは各セル20の間隙Eよりも狭いので、受光部に影響を与えず各セル20同士の接触も防止できるものである。Since the maximum thickness H of the bypass diode 30 is lower than or equal to the maximum thickness F including the cell 20 and the bus bar 25, there is no protrusion, and it is sandwiched between glass and plastic plates after lamination. However, the load is not offset and the cell 20 is not damaged.
Moreover, the solar cell panel can be manufactured with the same thickness as the current situation.
Since the main body width G of the bypass diode 30 is narrower than the gap E between the cells 20, it is possible to prevent contact between the cells 20 without affecting the light receiving portion.
プラス金属箔電極302とマイナス金属箔電極303を半田によって取り付けるだけなので実装方法が簡単である。 Since the plus metal foil electrode 302 and the minus metal foil electrode 303 are simply attached by soldering, the mounting method is simple.
本発明のバイパスダイオード30は太陽電池セルだけでなく、バッテリーや蓄電池などの逆方向電圧の発生を防止するのに応用することができる。 The bypass diode 30 of the present invention can be applied to prevent the generation of reverse voltage of not only solar cells but also batteries and storage batteries.
20 セル(太陽電池素子)
20a セル
20b セル
201 セルのプラス電極
201a セルのプラス電極
202 セルのマイナス電極
202a セルのマイナス電極
205 電極パターン
21 セル列
25 バスバー
250 バスバー傾斜部
251 バスバー斜面上部
251a バスバー斜面上部
25a バスバー
25b バスバー
30 バイパスダイオード
301 ダイオード本体
301a ダイオード本体
302 プラス金属箔電極
302a プラス金属箔電極
303 マイナス金属箔電極
303a マイナス金属箔電極
E 間隙
F バスバーの最大高さ
H ダイオード高さ
I ダイオード本体幅
90 セル(従来例の太陽電池セル)
901 セル(従来例)
902 セル(従来例)
903 セル(従来例)
91 バイパスダイオード(従来例)
911 バイパスダイオード(従来例)
912 バイパスダイオード(従来例)
913 バイパスダイオード(従来例)
92 バスバー(従来例)
921 バスバー(従来例)
922 バスバー(従来例)
923 バスバー(従来例)
93 バイパス回路
931 バイパス回路
932 バイパス回路
933 バイパス回路
95 表面材
96 表面封止材
97 裏面封止材
98 裏面材
99 セル列(従来例)20 cells (solar cell elements)
20a cell 20b cell 201 cell positive electrode 201a cell positive electrode 202 cell negative electrode 202a cell negative electrode 205 electrode pattern 21 cell row 25 bus bar 250 bus bar inclined portion 251 bus bar slope upper portion 251a bus bar slope upper portion 25a bus bar 25b bus bar 30 bypass Diode 301 Diode body 301a Diode body 302 Plus metal foil electrode 302a Plus metal foil electrode 303 Minus metal foil electrode 303a Minus metal foil electrode E Gap F Maximum height of bus bar H Diode height I Diode body width 90 cells (sun of conventional example) Battery cell)
901 cells (conventional example)
902 cells (conventional example)
903 cells (conventional example)
91 Bypass diode (conventional example)
911 Bypass diode (conventional example)
912 Bypass diode (conventional example)
913 Bypass diode (conventional example)
92 Busbar (conventional example)
921 Bus bar (conventional example)
922 Bus bar (conventional example)
923 bus bar (conventional example)
93 Bypass circuit 931 Bypass circuit 932 Bypass circuit 933 Bypass circuit 95 Surface material 96 Surface sealing material 97 Back surface sealing material 98 Back surface material 99 Cell array (conventional example)
Claims (4)
上記1つの太陽電池素子と他の太陽電池素子とを接続するための間隙を持った接続部と、
前記太陽電池素子の上部電極と下部電極とを前記接続部を介して接続するバスバーと、
前記接続部において前記バスバーと電気的に接続されたバイパスダイオードとを備え、
前記バイパスダイオードのプラス電極は前記太陽電池素子の上部電極に接続された前記バスバーと接続され、前記バイパスダイオードのマイナス電極は前記バスバーが前記太陽電池素子の上部電極に接続された前記太陽電池素子の下部電極と接続されていることを特徴とする太陽電池パネル。A plurality of solar cell elements, and a connecting portion having a gap for connecting the one solar cell element and another solar cell element;
A bus bar for connecting the upper electrode and the lower electrode of the solar cell element via the connecting portion;
A bypass diode electrically connected to the bus bar at the connection portion;
A positive electrode of the bypass diode is connected to the bus bar connected to the upper electrode of the solar cell element, and a negative electrode of the bypass diode is connected to the upper electrode of the solar cell element. A solar cell panel connected to a lower electrode.
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|---|---|---|---|---|
| CN103856165A (en) * | 2014-02-27 | 2014-06-11 | 浙江晶科能源有限公司 | Crystalline silicon solar cell module provided with integrated bus bar |
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2009
- 2009-08-07 JP JP2009197331A patent/JP2011040695A/en active Pending
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