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JP2019024070A - ソーラーモジュールおよびその製造方法 - Google Patents

ソーラーモジュールおよびその製造方法 Download PDF

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庭輝 黄
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Abstract

【課題】新規なソーラーモジュールおよびその製造方法を提供すること。【解決手段】本発明は、初期太陽電池を垂直に切断して、複数のハーフカット太陽電池を形成することを含むソーラーモジュールおよびその製造方法を提供し、ハーフカット太陽電池は対向する第１の電極側および第２の電極側を有し、第１の電極側の幅は第１の電極側と第２の電極側との間の距離より小さく、バイパスダイオードの設置に合わせて、複数のハーフカット太陽電池を直列に設置することにより、ソーラーモジュールが遮蔽による火災を防止する。【選択図】図２

Description

本発明は、太陽電池、特にソーラーモジュールおよびその製造方法に関する。
標準パネル型ソーラーモジュールは、６０個の太陽電池（例えば、一列に１０個の太陽電池を直列連結したものが６列からなるもの）または７２個の太陽電池（例えば、一列に１２個の太陽電池を直列連結したものが６列からなるもの）を含み、二列ごとに１セットのバイパスダイオードで連結し、バイパスダイオードで電流を導くことにより、ソーラーモジュールが遮蔽による発熱、または電池列の異常による発熱などの問題を解決していた。
電力消費量の増加に伴い、材料コストが増えないことを前提に、ソーラーモジュールの全体出力の向上のため、ハーフカットシリコン系太陽電池が提案されてきた（例えば台湾実用新案権第Ｍ５４２２５０号）。
台湾実用新案権第Ｍ５４２２５０号においては、図１に示すようなソーラーモジュール１を提供し、ソーラーモジュール１は、一つの初期（未切断の）太陽電池１ａをその横方向（直列に連結する方向に垂直な方向）に沿って切断することにより、二つのハーフカット太陽電池１０を形成し、ハーフカット太陽電池１０は、対向する第１の電極側１０ａおよび第２の電極側１０ｂを有し、第１の電極側１０ａの幅ｒは、第１の電極側１０ａと第２の電極側１０ｂとの間の距離ｈより大きい。その後、ガラス基板１２の両エリア１２１、１２２に複数のハーフカット太陽電池１０をワイヤ１００で直列になるように設置してから、複数のバイパスダイオード１１を両エリア１２１、１２２の間に設けることで、両エリア１２１、１２２のハーフカット太陽電池１０を電気接続する。このため、横方向で切断するハーフカット方向とモジュールの長手方向をお互いに垂直にすることにより、各ハーフカット太陽電池１０が直列接続する場合の抵抗を低下させ、ソーラーモジュール１の全体出力を１％〜２％を高めるとともに、材料コストを増やさない。
台湾実用新案権第Ｍ５４２２５０号
しかし、従来のソーラーモジュール１において、アスペクト比は横方向の切断により変化するため、その幅（例えば、６００ｍｍまたは９００ｍｍ）は標準型ソーラーモジュールの幅（例えば、９９２〜９９７ｍｍ）より小さく、あるいは、ソーラーモジュールの寸法は偶数の太陽電池の列を収容できないので、従来の標準モジュール（例えば、二列の太陽電池ごとにバイパスダイオードで連結したもの）のようにバイパスダイオード１１を設置できず、バイパスダイオード１１をエリア１２１、１２２の間に設置する（または二つのハーフカット太陽電池１０の間に挿入する）必要があるため、ソーラーモジュール１において遮蔽による燃焼が発生しやすいので、従来のソーラーモジュール１は、建物用パネル型ソーラーモジュールの耐発熱の強化という安全性の要求を満たすことができない。
したがって、従来技術の問題点を解決することは重要な課題である。
従来技術の問題点を解決するために、本発明は、初期太陽電池を切断して、複数のハーフカット太陽電池を形成する工程であって、ハーフカット太陽電池は、対向する第１の電極側および第２の電極側を有し、第１の電極側の幅は第１の電極側と第２の電極側との間の距離より小さい工程と、複数のハーフカット太陽電池のそれぞれをその第１の電極側で他のハーフカット太陽電池の第２の電極側と直列に接続して、少なくとも一つのバイパスダイオードに電気接続する工程とを含む、ソーラーモジュールの製造方法を提供する。
さらに、本発明は、複数のハーフカット太陽電池であって、各ハーフカット太陽電池は対向する第１の電極側および第２の電極側を有し、その第１の電極側で他のハーフカット太陽電池の第２の電極側と直列に接続して、その第１の電極側の幅は第１の電極側と第２の電極側との間の距離より小さい複数のハーフカット太陽電池と、複数のハーフカット太陽電池と直列に電気接続する、少なくとも一つのバイパスダイオードとを含む、ソーラーモジュールをも提供する。
ソーラーモジュールの形状は、アスペクト比が２以上の矩形であってもよい。
複数のハーフカット太陽電池の直列に接続する群の数は偶数であってもよい。
ハーフカット太陽電池は、第１の電極側および第２の電極側を電気接続する導電材を有し、導電材の配設方向はソーラーモジュールの長手方向の延伸方向および初期太陽電池を切断する方向に平行してもよい。
置き場を有し、複数のハーフカット太陽電池が置き場に設置され、バイパスダイオードが置き場の外周辺に設置されるキャリアをさらに含んでもよい。
上記のように、本発明のソーラーモジュールおよびその製造方法は、主に初期太陽電池を垂直に切断して、複数のハーフカット太陽電池を得ることで、各ハーフカット太陽電池の第１の電極側の幅が第１の電極側と第２の電極側との間の距離より小さくなり、また、複数のハーフカット太陽電池を直列に配列して、複数のハーフカット太陽電池をバイパスダイオードで直列に接続することにより、ソーラーモジュールの遮蔽による燃焼の問題を避けることができる。したがって、従来のソーラーモジュールに比べ、本発明は、建物用パネル型ソーラーモジュールの耐発熱の強化という安全性の要求を満たすことができる。
従来のソーラーモジュールを示す平面図である。 本発明のソーラーモジュールおよびその製造方法を示す平面図である。 本発明のソーラーモジュールの製造方法において、ハーフカット太陽電池を形成する一つの実施形態の平面図である。 本発明のソーラーモジュールの製造方法において、ハーフカット太陽電池を形成するもう一つの実施形態の平面図である。
以下、特定の具体例を用いて本発明の実施形態を説明する。当業者は本明細書に記載の内容に基づいて、本発明のほかの利点および効果を容易に想到することができる。
また、本発明において、図面に示された構造、比例、大きさは、本発明の範囲を限定するものではなく、本明細書の開示内容に合わせて当業者が理解するために提供するものであるため、技術かつ実質的な意味がないと理解されるべきである。本発明の効果および目的の達成を損なわない範囲で、比例の変更、変形および調整は本発明の範囲に含まれる。さらに、本明細書において、「上」、「一つ」および「１」などの用語は、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明を説明するために使用され、また、技術内容が実質的に変更されない範囲で、それらの相対関係の変更、変形および調整は本発明の実施可能な範囲に含まれる。
図２は、本発明のソーラーモジュールを示す平面図である。図３Ａおよび図３Ｂは、本発明のソーラーモジュールの製造方法の異なる実施形態を示す平面図である。
図３Ａおよび図３Ｂに示すように、一つの初期太陽電池２ａをルートＣに沿って垂直に切断することで、二つのハーフカット太陽電池２０を形成する。初期太陽電池２ａは、隅切り３０を有するもの（例えば図３Ａ）または隅切りを有しないもの（例えば図３Ｂ）であり、図２に示すように、各ハーフカット太陽電池２０は、対向する第１の電極側２０ａおよび第２の電極側２０ｂを有し、第１の電極側２０ａ（すなわち短手）の幅Ｄは、第１の電極側２０ａと第２の電極側２０ｂの間（すなわち長手）の距離Ｌより小さい。同様に、第１の電極側２０ａの幅Ｄは、第２の電極側２０ｂの幅Ｄに相当するため、第２の電極側２０ｂの幅Ｄも、第１の電極側２０ａと第２の電極側２０ｂとの間の距離Ｌより小さい。
本実施形態において、ハーフカット太陽電池２０は、第１の電極側２０ａおよび第２の電極側２０ｂを電気接続する導電材、例えば、導電性パルプを有する。
次に、複数のハーフカット太陽電池２０について、一つのハーフカット太陽電池２０をその第１の電極側２０ａでもう一つのハーフカット太陽電池２０の第２の電極側２０ｂと直列に接続し、少なくとも一つのバイパスダイオード２１に電気接続することにより、ソーラーモジュール２の作製が完了する。
本実施形態において、ソーラーモジュール２はパネル型であり、また、それらのハーフカット太陽電池２０をアレイ配列することで、ソーラーモジュール２の形状をアスペクト比が２以上（すなわち≧２）の矩形にすることができる。アスペクト比が２より小さいという従来のソーラーモジュール１（例えば図１に示すもの）に比べ、本発明のパネル寸法のアスペクト比は≧２であり、ソーラーモジュール２は標準型の建材仕様または他の建材仕様に好適に使用することができる。
さらに、はんだワイヤ２００（導電銅箔）を直列に接続することにより、それらのハーフカット太陽電池２０を直列に接続して、複数の群Ｓ１〜Ｓ６にする。直列接続の群Ｓ１〜Ｓ６の数（すなわち、列の数）は偶数で、図２に示すように六列であり、また、二列（または二つの直列接続の群Ｓ１〜Ｓ６）ごとの間に１つのバイパスダイオード２１で接続する。
なお、置き場Ａを有するキャリア２２を少なくとも一つ提供し、置き場Ａにそれらのハーフカット太陽電池２０を支え、置き場Ａの外周辺にバイパスダイオード２１を設置することにより、任意の２つのハーフカット太陽電池２０の間にバイパスダイオード２１を設置する必要がなく、標準仕様の配置方法に合わせることができる。キャリア２２は、ガラスのような板、またはプラスチックのようなフィルムであり、例えば、ハーフカット太陽電池２０を二つのガラス板の間にプレスする、あるいは、ハーフカット太陽電池２０をバックフィルムとガラスカバープレートの間にプレスすることができる。
本発明において、ハーフカット太陽電池２０の長手方向と、直列に接続するはんだ導電銅箔の延伸方向（または第１の電極側および第２の電極側を電気接続する導電材の配置方向）と、ソーラーモジュール２の長手延伸方向はお互いに平行である。
ソーラーモジュール２は、必要に応じて、キャリア２２の外側にフレームを設置してもよい（図面省略）。
このため、本発明のソーラーモジュール２の製造方法によれば、シリコン系初期太陽電池２ａは、隅切り３０を有するもの（例えば図３Ａ）または隅切りを有しないもの（例えば図３Ｂ）のいずれの場合でも、初期太陽電池２ａを導電材（導電性パルプ）の塗布する延伸方向に平行する方向に切断し、各ハーフカット太陽電池の第１の電極側の幅を、第１の電極側および第２の電極側との間の距離より小さくなるようにして、さらにそれらのハーフカット太陽電池２０を直列に接続して偶数の列にすることで、バイパスダイオード２１を置き場Ａの外周辺に設置することにより、任意の２つのハーフカット太陽電池２０の間にバイパスダイオード２１を設置する必要がなく、標準仕様の配置方法に合わせることができる。
上記の通り、本発明のソーラーモジュール２およびその製造方法は、初期太陽電池２ａを垂直に切断することで、バイパスダイオード２１を好ましい位置に設置することにより、ソーラーモジュール２の遮蔽による燃焼の問題を避けることができる。故に、従来のソーラーモジュールに比べ、本発明のソーラーモジュール２は、建物用パネル型ソーラーモジュールの耐発熱の強化という安全性の要求を満たすことができる。
上記実施形態は、本発明の原理および効果を例示的に説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。当業者は、本発明の精神および範囲から逸脱しない範囲で、上記実施形態を変更することができる。したがって、本発明の範囲は特許請求の範囲の通りである。
１、２…ソーラーモジュール
１ａ、２ａ…初期太陽電池
１０、２０…ハーフカット太陽電池
１０ａ、２０ａ…第１の電極側
１０ｂ、２０ｂ…第２の電極側
１００…ワイヤ
１１、２１…バイパスダイオード
１２…ガラス基板
１２１、１２２…エリア
２００…はんだワイヤ
２２…キャリア
３０…隅切り
Ａ…置き場
Ｃ…垂直に切断するルート
Ｄ、ｒ…幅
Ｌ、ｈ…距離
Ｓ１〜Ｓ６…群

Claims (10)

  1. 初期太陽電池を切断して、複数のハーフカット太陽電池を形成する工程であって、前記ハーフカット太陽電池は、対向する第１の電極側および第２の電極側を有し、前記第１の電極側の幅は、前記第１の電極側と前記第２の電極側との間の距離より小さい工程と、
    前記複数のハーフカット太陽電池のそれぞれをその第１の電極側で他のハーフカット太陽電池の第２の電極側と直列に接続し、少なくとも一つのバイパスダイオードに電気接続する工程と
    を含む、ソーラーモジュールの製造方法。
  2. 前記ソーラーモジュールの形状は、アスペクト比が２以上の矩形である、請求項１に記載のソーラーモジュールの製造方法。
  3. 前記複数のハーフカット太陽電池の直列に接続する群の数は偶数である、請求項１に記載のソーラーモジュールの製造方法。
  4. 前記ハーフカット太陽電池は、前記第１の電極側および前記第２の電極側を電気接続する導電材を有し、前記導電材の配設方向は切断する方向に平行する、請求項１に記載のソーラーモジュールの製造方法。
  5. 置き場を有し、前記複数のハーフカット太陽電池が前記置き場に設置され、前記バイパスダイオードが前記置き場の外周辺に設置されるキャリアをさらに含む、請求項１に記載のソーラーモジュールの製造方法。
  6. 複数のハーフカット太陽電池であって、各ハーフカット太陽電池は対向する第１の電極側および第２の電極側を有し、その第１の電極側で他のハーフカット太陽電池の第２の電極側と直列に接続し、その第１の電極側の幅は前記第１の電極側と前記第２の電極側との間の距離より小さい、複数のハーフカット太陽電池と、
    前記複数のハーフカット太陽電池と直列に電気接続する、少なくとも一つのバイパスダイオードと、
    を含む、ソーラーモジュール。
  7. 前記ソーラーモジュールの形状は、アスペクト比が２以上の矩形である、請求項６に記載のソーラーモジュール。
  8. 前記複数のハーフカット太陽電池の直列に接続する群の数は偶数である、請求項６に記載のソーラーモジュール。
  9. 前記ハーフカット太陽電池は、前記第１の電極側および前記第２の電極側を電気接続する導電材を有し、前記導電材の配設方向は前記ソーラーモジュールの長手方向の延伸方向に平行する、請求項６に記載のソーラーモジュール。
  10. 置き場を有し、前記複数のハーフカット太陽電池が前記置き場中に設置され、前記バイパスダイオードが前記置き場の外周辺に設置されるキャリアをさらに含む、請求項６に記載のソーラーモジュール。
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