特許ウォッチ

公開番号2024144991
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-15
出願番号2023057202
出願日2023-03-31
発明の名称太陽電池モジュール
出願人株式会社カネカ
代理人個人,個人
主分類H01L 31/043 20140101AFI20241004BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】曲面に設置しても発電効率の低下を抑制する太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】太陽電池モジュール100は、薄膜系太陽電池セル20が直列接続された薄膜系太陽電池デバイス2と、結晶シリコン系太陽電池セル10が直列接続された結晶シリコン系太陽電池デバイス1とを備えるタンデム型の太陽電池モジュールである。薄膜系太陽電池セル20は、集積方向に分割され、集積方向と交差する方向に延在する複数のユニットセルが分離溝を介して集積方向に直列に接続されて集積化された集積構造を有する。太陽電池モジュール100は、設置状態において、水平に配置された水平領域と、水平面に対して傾斜して配置された傾斜領域とを有する。薄膜系太陽電池デバイス2において、傾斜領域における薄膜系太陽電池セル20のユニットセルの集積方向の幅は、水平領域における薄膜系太陽電池セル20のユニットセルの集積方向の幅よりも広い。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
受光面側に配置され、複数の薄膜系太陽電池セルが直列接続された薄膜系太陽電池デバイスと、
裏面側に配置され、複数の結晶シリコン系太陽電池セルが直列接続された結晶シリコン系太陽電池デバイスと、
を備えるタンデム型の太陽電池モジュールであって、
前記複数の薄膜系太陽電池セルは、集積方向に分割され、前記集積方向と交差する方向に延在する複数のユニットセルが分離溝を介して前記集積方向に直列に接続されて集積化された集積構造を有し、
前記太陽電池モジュールは、設置状態において、水平に配置された水平領域と、水平面に対して傾斜して配置された傾斜領域とを有し、
前記薄膜系太陽電池デバイスにおいて、前記傾斜領域における薄膜系太陽電池セルのユニットセルの前記集積方向のユニットセル幅は、前記水平領域における薄膜系太陽電池セルのユニットセルの前記集積方向のユニットセル幅よりも広い、
太陽電池モジュール。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記薄膜系太陽電池デバイスにおいて、前記傾斜領域における薄膜系太陽電池セルの分離溝の前記集積方向の分離溝幅は、前記水平領域における薄膜系太陽電池セルの分離溝の前記集積方向の分離溝幅よりも広い、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記傾斜領域における薄膜系太陽電池セルのユニットセルの前記集積方向のユニットセル幅Ｗｕ２と、前記水平領域における薄膜系太陽電池セルのユニットセルの前記集積方向のユニットセル幅Ｗｕ１とは、以下の関係式を満たし、
Ｗｕ２＝Ｗｕ１／ｓｉｎθ
ここで、θは、入射光に対する、前記傾斜領域における薄膜系太陽電池セルのユニットセルの前記受光面の傾斜角度である、
請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記傾斜領域における薄膜系太陽電池セルの分離溝の前記集積方向の分離溝幅Ｗｓ２と、前記水平領域における薄膜系太陽電池セルの分離溝の前記集積方向の分離溝幅Ｗｓ１とは、以下の関係式を満たし、
Ｗｓ２＝Ｗｓ１／ｓｉｎθ
ここで、θは、入射光に対する、前記傾斜領域における薄膜系太陽電池セルのユニットセルの前記受光面の傾斜角度である、
請求項２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
複数の薄膜系太陽電池セルが直列接続された薄膜系太陽電池デバイスを備えるタンデム型の太陽電池モジュールであって、
前記複数の薄膜系太陽電池セルは、集積方向に分割され、前記集積方向と交差する方向に延在する複数のユニットセルが分離溝を介して前記集積方向に直列に接続されて集積化された集積構造を有し、
前記太陽電池モジュールは、設置状態において、水平に配置された水平領域と、水平面に対して傾斜して配置された傾斜領域とを有し、
前記薄膜系太陽電池デバイスにおいて、前記傾斜領域における薄膜系太陽電池セルのユニットセルの前記集積方向のユニットセル幅は、前記水平領域における薄膜系太陽電池セルのユニットセルの前記集積方向のユニットセル幅よりも広い、
太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記薄膜系太陽電池デバイスにおいて、前記傾斜領域における薄膜系太陽電池セルの分離溝の前記集積方向の分離溝幅は、前記水平領域における薄膜系太陽電池セルの分離溝の前記集積方向の分離溝幅よりも広い、請求項５に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記傾斜領域における薄膜系太陽電池セルのユニットセルの前記集積方向のユニットセル幅Ｗｕ２と、前記水平領域における薄膜系太陽電池セルのユニットセルの前記集積方向のユニットセル幅Ｗｕ１とは、以下の関係式を満たし、
Ｗｕ２＝Ｗｕ１／ｓｉｎθ
ここで、θは、入射光に対する、前記傾斜領域における薄膜系太陽電池セルのユニットセルの前記受光面の傾斜角度である、
請求項５に記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】
前記傾斜領域における薄膜系太陽電池セルの分離溝の前記集積方向の分離溝幅Ｗｓ２と、前記水平領域における薄膜系太陽電池セルの分離溝の前記集積方向の分離溝幅Ｗｓ１とは、以下の関係式を満たし、
Ｗｓ２＝Ｗｓ１／ｓｉｎθ
ここで、θは、入射光に対する、前記傾斜領域における薄膜系太陽電池セルのユニットセルの前記受光面の傾斜角度である、
請求項６に記載の太陽電池モジュール。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
複数の太陽電池セルを含む太陽電池デバイスを、ガラスまたは透明樹脂等の保護部材および封止材によって封止した太陽電池モジュールが知られている。太陽電池セルとしては、光電変換層として結晶シリコン基板を用いた結晶シリコン系太陽電池セル、或いは光電変換層として、アモルファスシリコン薄膜等の無機系薄膜、または、ペロブスカイト薄膜等の有機系薄膜（詳細には、有機／無機ハイブリット系薄膜）を用いた薄膜系太陽電池セルが知られている。
【０００３】
また、近年、広波長範囲の光を有効に利用して太陽電池セルの変換効率を高める目的で、バンドギャップが異なる光電変換層をスタックした多接合（タンデム）型太陽電池モジュールが知られている。例えば、特許文献１および２には、異なる光電変換層をそれぞれ含む２種類の太陽電池セルをスタックした多接合型太陽電池モジュールが開示されている。この太陽電池モジュールでは、例えば、光電変換層として結晶シリコン基板を含むボトムセルから構成された結晶シリコン系太陽電池デバイスと、光電変換層としてペロブスカイト薄膜を含むトップセルから構成されたペロブスカイト系（薄膜系）太陽電池デバイスとが、２種類の太陽電池デバイスとしてスタックされている。
【０００４】
また、特許文献１および２には、ペロブスカイト系（薄膜系）太陽電池セルにおいて、集積方向に分割され、集積方向と交差する方向に延在する複数のユニットセルが集積方向に直列に接続されて集積化された集積構造を有することが記載されている。ユニットセルの間には分離溝が形成され、この分離溝では光が通過可能である。分離溝を通過する光は結晶シリコン系太陽電池デバイスに入射する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１８－１５７１７５号公報
特開２０１８－１５７１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
太陽電池モジュールの設置場所は、多様であり、例えば建物の壁または車両のボディ等の曲面がある。タンデム型の太陽電池モジュールが曲面に配置されると、比較的に水平な箇所に配置される水平領域と、水平面に対して傾斜した箇所に配置される傾斜領域とが生じる。
【０００７】
傾斜領域に配置される薄膜系太陽電池セルでは、水平領域に配置される薄膜系太陽電池デバイスと比較して、入射光に対して集積構造のユニットセルが傾斜するため、出力電流が低下する。そのため、これらの薄膜系太陽電池セルを直列接続すると、傾斜領域に配置される薄膜系太陽電池セルによって、水平領域に配置される薄膜系太陽電池セルの出力電流が制限される。そのため、薄膜系太陽電池デバイスの発電効率が低下してしまい、その結果、太陽電池モジュールの発電効率が低下してしまう。
【０００８】
本発明は、曲面に設置しても発電効率の低下を抑制する太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る太陽電池モジュールは、受光面側に配置され、複数の薄膜系太陽電池セルが直列接続された薄膜系太陽電池デバイスと、裏面側に配置され、複数の結晶シリコン系太陽電池セルが直列接続された結晶シリコン系太陽電池デバイスとを備えるタンデム型の太陽電池モジュールであって、前記複数の薄膜系太陽電池セルは、集積方向に分割され、前記集積方向と交差する方向に延在する複数のユニットセルが分離溝を介して前記集積方向に直列に接続されて集積化された集積構造を有する。前記太陽電池モジュールは、設置状態において、水平に配置された水平領域と、水平面に対して傾斜して配置された傾斜領域とを有する。前記薄膜系太陽電池デバイスにおいて、前記傾斜領域における薄膜系太陽電池セルのユニットセルの前記集積方向のユニットセル幅は、前記水平領域における薄膜系太陽電池セルのユニットセルの前記集積方向のユニットセル幅よりも広い。
【００１０】
本発明に係る別の太陽電池モジュールは、複数の薄膜系太陽電池セルが直列接続された薄膜系太陽電池デバイスを備えるタンデム型の太陽電池モジュールであって、前記複数の薄膜系太陽電池セルは、集積方向に分割され、前記集積方向と交差する方向に延在する複数のユニットセルが分離溝を介して前記集積方向に直列に接続されて集積化された集積構造を有する。前記太陽電池モジュールは、設置状態において、水平に配置された水平領域と、水平面に対して傾斜して配置された傾斜領域とを有する。前記薄膜系太陽電池デバイスにおいて、前記傾斜領域における薄膜系太陽電池セルのユニットセルの前記集積方向のユニットセル幅は、前記水平領域における薄膜系太陽電池セルのユニットセルの前記集積方向のユニットセル幅よりも広い。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許