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公開番号2025082358
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-29
出願番号2023195620
出願日2023-11-17
発明の名称太陽電池モジュール
出願人株式会社PXP,株式会社SOLABLE
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H10F 19/75 20250101AFI20250522BHJP()
要約【課題】発電面積の減少やバイパスダイオードへの電流集中を解消しつつ、製造コスト及び材料コストの低減を十分に図り、かつ、デバイス構造や用途の多様化及び汎用化に十分に対応する。
【解決手段】太陽電池モジュール1は、第1導電性基板に発電素子層12を有する複数個の太陽電池セル10と、第2導電性基板にダイオード素子層52を有する1個以上のバイパスダイオード50とを備える。太陽電池セル10における各発電素子層12は、第1導電性基板の一面側に配置され、バイパスダイオード50における各ダイオード素子層52は、第1導電性基板の他面側に配置される。また、複数個の太陽電池セル10が直列に接続されて形成される1組のストリングに、バイパスダイオード50が並列に接続されることにより、1組の並列回路が形成されている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
第１導電性基板に形成された発電素子層を有する複数個の太陽電池セルと、
第２導電性基板に形成されたダイオード素子層を有する１個以上のバイパスダイオードと、
を備え、
前記複数個の太陽電池セルにおける各発電素子層は、前記第１導電性基板の一面側に配置され、
前記１個以上のバイパスダイオードにおける各ダイオード素子層は、前記第１導電性基板の他面側に配置され、
前記複数個の太陽電池セルが直列に接続されて形成される１組のストリングに、前記１個以上のバイパスダイオードが並列に接続されて１組の並列回路が形成されている、
太陽電池モジュール。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
前記複数個の太陽電池セルは、各太陽電池セルの一部が順に積層するように接続される、
請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記１個以上のバイパスダイオードは、各バイパスダイオードが少なくとも２個の前記太陽電池セルに跨って配置される、
請求項１又は２記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記１個以上のバイパスダイオードは、各バイパスダイオードが前記複数個の太陽電池セルの積層方向に沿って重なるように配置される、
請求項２又は３記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記１個以上のバイパスダイオードは、各バイパスダイオードが前記複数個の太陽電池セルの少なくとも１つに隣接するように配置される、
請求項２又は３記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記１個以上のバイパスダイオードは、各バイパスダイオードの前記ダイオード素子層に切欠部が形成されており、かつ、各バイパスダイオードが前記切欠部において、前記複数個の太陽電池セルの少なくとも１個に接続される、
請求項１～５の何れか記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記１個以上のバイパスダイオードは、各バイパスダイオードが導電性架橋部材により前記複数個の太陽電池セルの少なくとも１個に接続される、
請求項１～５の何れか記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】
前記発電素子層及び前記ダイオード素子層が同一材料又は同種材料を含む、
請求項１～７の何れか記載の太陽電池モジュール。
【請求項９】
前記太陽電池セルの許容電流密度が標準試験条件で生成される短絡電流密度の［ｎ］倍であるとき、前記１組の並列回路の一部を形成する前記１個以上のバイパスダイオードの合計面積が１個の前記太陽電池セルの面積の１／［ｎ］以上である、
請求項８記載の太陽電池モジュール。
【請求項１０】
前記発電素子層及び前記ダイオード素子層がカルコパイライト化合物を含み、
［ｎ］＝１１である、
請求項９記載の太陽電池モジュール。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、複数個の太陽電池セルと１個以上のバイパスダイオードとを備える太陽電池モジュールに関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
一般に、複数個の太陽電池セルが直列に接続されたストリングの一部が、例えば壁面や車載等の影で覆われると、その部位の発電が停止して電流が遮断されてしまい、何ら手段を講じなければ、ストリング全体の発電が停止してしまう。また、影で覆われた部分の抵抗が増加し、局所的に発熱することに起因して、故障等の不具合が生じるおそれがある。このような悪影響を防止するべく、発電電流を迂回させるためのバイパスダイオードを太陽電池セルやストリング単位で組み込む必要がある。特に、影の影響を多く受ける環境に設置される太陽電池モジュールでは、バイパスダイオードを比較的多く組み込むことが望ましい。
【０００３】
このような要望に応えるべく、例えば特許文献１には、受光面側となる透明基板上に形成された太陽電池セルと、その上に重ねて形成されたバイパスダイオードとを備える太陽電池モジュールが記載されている。このような構成により、太陽電池セルの受光面積の低下を防止しつつ、バイパスダイオードの面積を比較的大きくして電流集中による発熱を抑制することが企図されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００５－２６８７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来の太陽電池モジュールでは、太陽電池セル上にバイパスダイオードを積層形成するため、大面積のバイパスダイオードを設けるには製造工程を十分に簡素化することができず、製造コスト及び材料コストの十分に低減するができなかった。また、上記従来の太陽電池モジュールの構成は、受光面を確保するために不透明基板を用いることができないため、デバイス構造や用途の多様化及び汎用化に十分に対応することができないという問題もあった。
【０００６】
そこで、本開示は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、太陽電池セルの受光面積を損なわずにバイパスダイオードの大面積を実現することにより、発電面積の減少やバイパスダイオードへの電流集中を解消しつつ、製造コスト及び材料コストの低減を十分に図ることが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。また、本開示は、併せて、デバイス構造や用途の多様化及び汎用化に十分に対応することが可能な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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本開示の一例に係る太陽電池モジュールは、第１導電性基板に形成された発電素子層を有する複数個の太陽電池セルと、第２導電性基板に形成されたダイオード素子層を有する１個以上のバイパスダイオードとを備える。そして、複数個の太陽電池セルにおける各発電素子層は、第１導電性基板の一面側に配置され、１個以上のバイパスダイオードにおける各ダイオード素子層は、第１導電性基板の他面側に配置される。また、複数個の太陽電池セルが直列に接続されて形成される１組のストリングに、１個以上のバイパスダイオードが並列に接続されることにより、１組の並列回路が形成されている。
【０００８】
かかる構成を有する太陽電池モジュールでは、太陽電池セルの発電素子層が設けられた第１導電性基板の一面側から受光して発電が行われる。また、その第１導電性基板の他面側（非受光面側）にバイパスダイオードのダイオード素子が配置されるので、バイパスダイオードによって太陽電池セルへの入射光が遮られることなく、受光面積の減少が抑止される。また、そのような構造により、バイパスダイオードの大面積化も平易となり、バイパスダイオードへの電流集中を有効に解消することができる。その結果、建物の壁面や車載用途等の影の影響を受け易い環境下においても、光エネルギーを有効に利用することができる。さらに、太陽電池セル上にバイパスダイオードを積層する必要がないので、製造コスト及び材料コストをともに十分に低減することができる。加えて、そのような構造により、第１導電性基板及び第２導電性基板として不透明基板を用い得るので、デバイス構造や用途の多様化及び汎用化に資することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示の太陽電池モジュールによる第１実施形態における太陽電池セルの構成の一例を示す概略断面図である。
本開示の太陽電池モジュールによる第１実施形態におけるバイパスダイオードの構成の一例を示す概略断面図である。
本開示の太陽電池モジュールによる第１実施形態の構成の一例を示す（Ａ）概略側面図及び（Ｂ）概略平面（底面）図である。
本開示の太陽電池モジュールによる第２実施形態の構成の一例を示す（Ａ）概略側面図及び（Ｂ）概略平面（底面）図である。
本開示の太陽電池モジュールによる第３実施形態の構成の一例を示す（Ａ）概略側面図及び（Ｂ）概略平面（底面）図である。
本開示の太陽電池モジュールによる第４実施形態の構成の一例を示す（Ａ）概略側面図及び（Ｂ）概略平面（底面）図である。
本開示の太陽電池モジュールによる第５実施形態の構成の一例を示す概略平面（底面）図である。
本開示の太陽電池モジュールによる第６実施形態の構成の一例を示す概略平面（底面）図である。
本開示の太陽電池モジュールによる第７実施形態の構成の一例を示す概略平面（底面）図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜用語の定義等＞
以下、添付図面を参照して、本開示の好適な実施形態に係る太陽電池モジュールについて説明する。なお、本書では、便宜上、太陽電池モジュールにおける太陽電池セル及びバイパスダイオードの何れにおいても、基板を基準にして各層が積層される向きを上方と称し、その逆向きを下方と称し、その座標軸方向を上下とする（図示の上下と異なる場合がある）。また、図示向かって左側を単に「左側」又は「左」と、図示向かって右側を単に「右側」又は「右」と称する。さらに、本書において、各層、又は各層に含まれる半導体を、ある化合物の名称で表現した場合、純粋な当該化合物そのものだけでなく、その化合物の特性を失わない範囲で、微量の元素や化学種等がドープされた化合物も包含するものとする。また、本書において、各層における元素が、異なる酸化状態で存在し得るため、全ての酸化状態は、特に明確に記載されない限り、その元素の名称で呼ばれる。例えば、「水素元素」及びその化学記号「Ｈ」は、水素原子、水素イオン、水素化物イオン、水素ラジカル、化合物の状態の水素、及び単体の状態の水素を意味し得るものとする。
（【００１１】以降は省略されています）

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