JP2007234795A - 太陽電池モジュール、太陽電池モジュールストリング、太陽電池アレイ、太陽光発電システムおよび電力ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池モジュールを相互に接続する電力ケーブルによる電磁誘導現象を抑制し、太陽電池モジュールからのエミッションを抑制、防止して大規模な太陽光発電システムを構築することができる太陽電池モジュール、太陽電池モジュールストリング、太陽電池アレイ、太陽光発電システムまたは電力ケーブルを提供する。
【解決手段】複数の太陽電池セル５が太陽電池モジュール４を構成し、裏面側に配置された端子ボックス１６から導出された第１電力ケーブル９ａに第１電力線８ｄが、第１電力ケーブル９ｂに第２電力線８ｒがそれぞれ接続され、素子電流Ｉｄに対応する第１方向電流Ｉｆを流す。第１電力ケーブル９に沿って近接配置された第２電力ケーブル１０は、第１方向電流Ｉｆと逆方向の第２方向電流Ｉｓが流れるように接続、配置してある。
【選択図】図７

Description

本発明は、太陽電池モジュール、太陽電池モジュールを直列に接続した太陽電池モジュールストリング、太陽電池モジュールストリングをアレイ状に配置した太陽電池アレイ、太陽電池アレイを備える太陽光発電システムおよび太陽電池モジュールに適用する電力ケーブルに関する。

近年、エネルギー資源枯渇の問題や大気中のＣＯ₂増加のような地球環境問題などからクリーンなエネルギーの開発が望まれており、特に太陽電池を用いた太陽光発電システムが新しいエネルギー源として開発、実用化されてきているが、現在導入されている太陽光発電システムは住宅用を中心とした小規模設備が主である。特に一般の個人住宅では、この太陽光発電システムを利用することにより、パワーコンディショナを用いて直流から変換された交流電力を、屋内負荷である家電製品に使用することが可能となっている。

一方、家庭内負荷で使用しきれずに余った余剰電力は、分電盤と引込み線を介して逆潮流され、電力会社に送電されて日中の消費電力ピーク時での電力供給源とすることが期待されている。また、他方では、太陽光発電システムの普及に伴い、太陽電池モジュールからの電磁波の発散を懸念する考えがある。

このような電磁波の発散による電磁波障害を防止するために、例えば、順方向（第１方向電流）の配線と逆方向（第２方向電流）の配線を同じ経路に配置することにより、電磁誘導現象の発生を抑制してパワーコンディショナに起因するエミッション（電磁妨害波）を極力低減する太陽電池モジュールが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、太陽電池モジュールの受光面ガラスの内側に格子状または網目状の金属線を設けて接地し、電磁波を遮蔽することにより太陽電池モジュールから外部へ電磁波ノイズが漏洩することを防止する太陽電池モジュールが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

しかしながら、特許文献１、特許文献２に記載の太陽電池モジュールは、配線の引き回しや金属線の配置を耐候性が確保された太陽電池モジュールの内側で施していることから、モジュール製造工数の増加や絶縁部材の追加によるコスト増加を伴い、実用化を妨げているのが現状である。

また、一般的な従来の太陽電池モジュールの状態を図１８、図１９により説明する。

図１８は、従来の太陽電池モジュールの構成を説明する説明図であり、（ａ）は表面（受光面）を示す平面図、（ｂ）は裏面を示す平面図、（ｃ）はモジュール化された太陽電池セルと電力線および電力ケーブルの配置関係を示す模式図である。

同図（ａ）では、複数の太陽電池セル１０５が太陽電池セルストリング１０５ｓを構成し、さらにマトリックス状に配列されて太陽電池モジュール１０４を構成した状態を示している。

同図（ｂ）（ｃ）では、太陽電池モジュール１０４の裏面側に配置された端子ボックス１１６、および端子ボックス１１６から導出された自由度の高い電力ケーブル１０９ａ、１０９ｂ（以下、電力ケーブル１０９ａ、１０９ｂを区別する必要がない場合は、単に電力ケーブル１０９ということがある。）を示している。電力ケーブル１０９ａ、１０９ｂと太陽電池セル１０５の素子電極に接続された電力線１０８は、端子ボックス１１６で接続してある。つまり、電力線１０８は、電力ケーブル１０９ａ、１０９ｂに接続され光起電力に伴う素子電流を端子ボックス１１６から取り出す構成としてある。

また、電力ケーブル１０９ａ、１０９ｂは、それぞれケーブル連結部１１１ａ、１１１ｂを備え、隣接する太陽電池モジュール１０４と接続することができるようにしてあり、素子電流に対応した方向の第１方向電流Ｉｆを流す構成としてある。

図１９は、従来の太陽電池モジュールを直列に接続した太陽電池モジュールストリングの構成例を説明する構成図である。

太陽電池モジュールストリング１０３は、例えば６個の太陽電池モジュール１０４を、例えば３×２（３列２段）のマトリックス状に配列し、太陽電池モジュール１０４をそれぞれ直列に接続することにより構成してある。なお、太陽電池モジュール１０４の構成は、図１８に示したものと同様である。

太陽電池モジュール１０４を３個横方向に列状に並べ、各太陽電池モジュール１０４の電力ケーブル１０９ａ、１０９ｂがそれぞれ有するケーブル連結部１１１ａ、１１１ｂを相互に接続することにより上段のストリングを形成し、パワーコンディショナ１３１からの電力ケーブル１１７を図上で左端の太陽電池モジュール１０４のケーブル連結部１１１ｂに接続してある。

また、同様に下段のストリングを形成し、上段右端のケーブル連結部１１１ａと下段右端のケーブル連結部１１１ｂを連結コネクタ１１８により接続して折り返し、さらに下段左端のケーブル連結部１１１ａを電力ケーブル１１７に接続する。

このように太陽電池モジュール１０４を配置、結線することにより、６個の太陽電池モジュール１０４を相互に直列接続した太陽電池モジュールストリング１０３を構成する。また、太陽電池モジュールストリング１０３では、電力ケーブル１０９に沿って単一の方向に流れる第１方向電流Ｉｆを流す構成としてある。

このような従来の太陽電池モジュール１０４を直列に接続して構成した太陽電池モジュールストリング１０３では、単一の経路を構成する電力ケーブル１０９（第１方向電流Ｉｆ）による電磁誘導現象が発生する恐れがあり、太陽電池モジュールストリング１０３（太陽電池セル１０５、太陽電池モジュール１０４）によるエミッションを生じる恐れがある。

また、既存の火力発電所に取って代わるべく発電所仕様を有する太陽光発電システムの構築が望まれている。まとまった大電力を発電するには、電力需要に近くて周囲に太陽光を妨げる障害物が少なく日照条件のよいＦＡ工場（ファクトリオートメーション工場）、浄水場、湾埋立地などの大面積な用地に複数の太陽電池ストリングを効率良くアレイ状に接続配線して敷設する必要がある。

しかし、電力系統に連系できる発電所仕様を備えた太陽光発電システムは、未だ構築されていないのが現状である。つまり、太陽電池モジュールを直列接続して太陽電池モジュールストリングを構成し、太陽電池モジュールストリングをアレイ状に配置して構築した大規模な太陽光発電システムは提案されていない。
特開２００４−２０７４０８号公報 特開平２−２９７９７６号公報

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、太陽電池モジュールを相互に接続する電力ケーブルを重畳させて配置、構成することにより、電力ケーブルによる電磁誘導現象を抑制し、大規模の電力系統に起因する高周波ノイズによる太陽電池モジュールからのエミッションを抑制、防止して大規模な太陽光発電システムを構築することができる太陽電池モジュール、太陽電池モジュールを直列に接続して構成した太陽電池モジュールストリング、太陽電池モジュールストリングをアレイ状に配置した太陽電池アレイ、太陽電池アレイを備える太陽光発電システムまたは太陽電池モジュールに適用する電力ケーブルを提供することを目的とする。

本発明に係る太陽電池モジュールは、太陽電池セルの素子電極に接続されて素子電流を流す電力線と、該電力線に接続された電力ケーブルとを備える太陽電池モジュールであって、前記電力ケーブルは、前記素子電流に対応する第１方向電流を流すように配置された第１電力ケーブルと、前記第１方向電流と逆方向の第２方向電流を流すように前記第１電力ケーブルに沿って配置された第２電力ケーブルとを備えることを特徴とする。

この構成により、第１電力ケーブルに流れる第１方向電流の電磁誘導現象を第２電力ケーブルに流れる第２方向電流の電磁誘導現象で相殺できることとなるので、電力系統に配置されたパワーコンディショナからの高周波ノイズが電力ケーブルに重畳して発生する太陽電池モジュールからのエミッション（電磁妨害波）を確実に低減することが可能となる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記第１電力ケーブルは接続端子としての第１ケーブル連結部を備え、前記第２電力ケーブルは接続端子としての第２ケーブル連結部を備え、前記第１ケーブル連結部と前記第２ケーブル連結部は、一体に形成してあることを特徴とする。

この構成により、隣接する太陽電池モジュール間での電力ケーブルの接続ミスを防止することが可能となり、太陽電池モジュール相互を確実かつ容易に接続することができることから、確実にエミッションを防止することが可能な太陽電池モジュールストリングを容易に構成することができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記第１ケーブル連結部および前記第２ケーブル連結部は、それぞれ太陽電池モジュールの相対する端部に対にして配置してあることを特徴とする。

この構成により、電力ケーブルの配置を最短構成とすることが可能となり、電磁誘導現象を最小化して確実にエミッションを防止することが可能となる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記第１電力ケーブルおよび前記第２電力ケーブルは、一体に形成してあることを特徴とする。

この構成により、電力ケーブルの太陽電池モジュールへの取り付けが容易となり、また、電磁誘導現象の相殺効果を確実に実現することが可能となる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記太陽電池セルは、シリコン結晶系太陽電池セルであることを特徴とする。

この構成により、信頼性と実用性の高い太陽電池モジュールを安価に実現することが可能となる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記太陽電池セルは、薄膜太陽電池セルであることを特徴とする。

この構成により、量産性に優れた太陽電池モジュールを実現することが可能となる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールでは、前記電力線は、前記素子電流を流す第１電力線と、該第１電力線に沿って配置され前記素子電流とは逆方向の電流を流す第２電力線で構成してあることを特徴とする。

この構成により、太陽電池セルを連結する第１電力線（インターコネクタ）に流れる素子電流による電磁誘導現象を相殺することが可能となり、特にパワーコンディショナの高周波ノイズが第１電力線に重畳して太陽電池モジュール（太陽電池セル）から発生するエミッション（電磁妨害波）を確実に低減することが可能となる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールストリングは、複数の太陽電池モジュールを電力ケーブルにより直列に接続して構成した太陽電池モジュールストリングであって、前記太陽電池モジュールは、本発明に係る太陽電池モジュールであることを特徴とする。

この構成により、第１電力ケーブルに流れる第１方向電流の電磁誘導現象を第２電力ケーブルに流れる第２方向電流の電磁誘導現象で相殺して、電力系統に配置されたパワーコンディショナからの高周波ノイズが電力ケーブルに重畳して発生する太陽電池モジュールからのエミッション（電磁妨害波）を確実に低減することが可能な太陽電池モジュールストリングとなる。

また、本発明に係る太陽電池アレイは、複数の太陽電池モジュールを電力ケーブルにより直列に接続して構成した太陽電池モジュールストリングを複数アレイ状に配置して構成した太陽電池アレイであって、前記太陽電池モジュールは、本発明に係る太陽電池モジュールであることを特徴とする。

この構成により、太陽電池モジュール（太陽電池セル）から発生するエミッション（電磁妨害波）を確実に低減した太陽電池アレイとなる。

また、本発明に係る太陽光発電システムは、複数の太陽電池モジュールを電力ケーブルにより直列に接続して構成した太陽電池モジュールストリングをアレイ状に複数配置して構成した太陽電池アレイからの電力を交流に変換する太陽光発電システムであって、前記太陽電池アレイは、本発明に係る太陽電池アレイであり、発電所仕様で構成してあることを特徴とする。

この構成により、太陽電池モジュール（太陽電池セル）から発生するエミッション（電磁妨害波）を確実に低減し、また、発電所（特に商用発電所）への適用が可能な太陽光発電システムとなる。

また、本発明に係る電力ケーブルは、太陽電池モジュールを相互に接続する電力ケーブルであって、前記太陽電池モジュールを構成する太陽電池セルの素子電極に接続されて素子電流を流す電力線に接続され前記素子電流に対応する第１方向電流を流す第１電力ケーブルと、前記第１方向電流と逆方向の第２方向電流を流すように第１電力ケーブルに沿って配置される第２電力ケーブルとを備えることを特徴とする。

この構成により、太陽電池モジュール（太陽電池セル）から発生するエミッション（電磁妨害波）を確実に低減できる電力ケーブルを実現することができる。

また、本発明に係る電力ケーブルでは、前記第１電力ケーブルおよび前記第２電力ケーブルは、前記太陽電池モジュールに固定する構成としてあることを特徴とする。

この構成により、電力ケーブルを極めて容易に太陽電池モジュールに装着することが可能となり、電力ケーブルの機械的安定性を向上できる。

本発明に係る太陽電池モジュールによれば、太陽電池モジュールを相互に接続する電力ケーブルを、素子電流に対応する第１方向電流を流すように配置された第１電力ケーブルと、第１方向電流と逆方向の第２方向電流を流すように第１電力ケーブルに沿って配置された第２電力ケーブルとにより構成することから、電力ケーブルを介して電力系統から浸入するパワーコンディショナなどの高調波ノイズに起因する太陽電池モジュールからのエミッションを抑制、低減することができるので、大規模の発電所および電波ノイズに対して注意を要する場所に対する発電所に適用することが可能な太陽電池モジュールを実現できるという効果を奏する。

本発明に係る太陽電池モジュールによれば、ケーブル連結部（第１電力ケーブルの第１ケーブル連結部および第２電力ケーブルの第２ケーブル連結部）を備えて太陽電池モジュール相互間の接続を容易化することから、太陽電池モジュールストリング、太陽電池アレイ、太陽光発電システムを容易に構成することが可能となり、また、製造コストの増加を抑制して大規模な敷設が可能となることから、コストパフォーマンスの高い太陽電池モジュールストリング、太陽電池アレイ、太陽光発電システムを提供することが可能となる。

本発明に係る太陽電池モジュールストリングによれば、本発明に係る太陽電池モジュールを適用することから、電力系統から浸入する高調波ノイズに起因する太陽電池モジュールからのエミッションを抑制、低減することができる太陽電池モジュールストリングを実現できるという効果を奏する。

本発明に係る太陽電池アレイによれば、本発明に係る太陽電池モジュールストリングアレイ状に配置して適用することから、電力系統から浸入する高調波ノイズに起因する太陽電池モジュールからのエミッションを抑制、低減することができる太陽電池アレイを実現できるという効果を奏する。

本発明に係る太陽光発電システムによれば、本発明に係る太陽電池アレイを適用し、太陽電池アレイを発電所仕様とすることから、電力系統から浸入する高調波ノイズに起因する太陽電池モジュールからのエミッションを抑制、低減することができる太陽光発電システムを実現できるという効果を奏する。

本発明に係る電力ケーブルによれば、素子電流に対応する第１方向電流を流すように配置された第１電力ケーブルと、第１方向電流と逆方向の第２方向電流を流すように第１電力ケーブルに沿って配置された第２電力ケーブルとを備えることから、電力ケーブルを介して電力系統から浸入するパワーコンディショナなどの高調波ノイズに起因する太陽電池モジュールからのエミッションを抑制、低減することができるので、大規模の発電所および電波ノイズに対して注意を要する場所の発電所に適用することが可能な太陽電池モジュールを実現できるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明に係る太陽電池モジュールを適用して構成した本発明に係る太陽光発電システムの構成ブロック例を示す構成ブロック図である。

本発明に係る太陽光発電システム１は、太陽電池モジュール４（図４ないし図７参照。）を複数連結してストリング状に接続した太陽電池モジュールストリング３がアレイ状に配置、接続されて構成された太陽電池アレイ２を太陽光発電部として備える。

アレイ状の配置としては、直列配置、並列配置、直並列配置がある。したがって、太陽電池モジュールストリング３を直列に接続することにより電圧を調整し、並列に接続することにより電流を調整し、直並列に接続することにより電圧および電流（電力）を調整することが可能となる。したがって、必要に応じて発電所仕様（特に商用発電所仕様）の特性を実現することができる構成としてある。なお、図１では、太陽電池モジュールストリング３を例えば直並列（３直列２並列）としてアレイ状にした場合を示している。

太陽電池アレイ２で発電された電力は、パワーコンディショナ３１により直流電力を交流電力に変換され、変圧器３２で電圧２００Ｖまたは４００Ｖから電圧６．６ｋＶに昇圧される。また、６.６ｋＶのノードに無効電力制御装置３５を接続して無効電力の制御をしている。

図１で示すように太陽電池アレイ２が複数ある場合は、電圧６．６ｋＶに昇圧されたそれぞれの電力を合せた後、変圧器３３で電圧６．６ｋＶから電圧６６ｋＶにさらに昇圧し、遮断器３６を介して電力系統３７に連系することにより太陽光発電による発電電力が供給される。つまり、太陽光発電システム１は、発電所用として適用することが可能な発電所仕様を満たす構成としてある。

したがって、パワーコンディショナ３１および変圧器３２、変圧器３３を適用することにより、太陽電池アレイ２からの直流電力を交流電力に変換して取り出す太陽光発電システム１を構築することができる。

また、太陽光発電システム１に直接的に接続された負荷３８がある場合は、変圧器３４で電圧６．６ｋＶから電圧２００Ｖまたは４００Ｖに降圧して負荷３８への電力供給を行なう。

なお、パワーコンディショナ３１および変圧器３２、変圧器３３を介さずに太陽電池アレイ２の直流電力をそのまま取り出す太陽光発電システムを構築することも可能である。

また、太陽電池モジュール４を構成する太陽電池セル（例えば、図２の太陽電池セル５、図１１の太陽電池セル５０参照。以下、これらを区別する必要が無い場合には単に太陽電池セルということがある。）に適用できる材料の主な種類としては、（１）ＩＶ族半導体、（２）化合物半導体（ＩＩＩ−Ｖ族、ＩＩ−ＶＩ族、Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ族）、（３）有機半導体、（４）湿式太陽光発電に用いられるＴｉＯ₂などの化合物、がある。

これらの材料の中でも、他の材料と比較して低コストでの製造が可能であることから、現在最も実用化が進んでいるのが、ＩＶ族半導体である。ＩＶ族半導体は、（１）結晶系半導体と、（２）非晶質半導体（別名、アモルファス半導体とも呼ばれる。）に大きく分けられる。結晶系半導体の材料としては、たとえば、単結晶シリコン、単結晶ゲルマニウム、多結晶シリコン、微結晶シリコンなどが挙げられる。また、非晶質半導体としては、たとえば、アモルファスシリコンなどが挙げられる。

このような半導体材料を用いて製造される太陽電池セルの接合構造は、（１）ｐｎ接合型、（２）ｐｉｎ接合型、（３）ヘテロ接合型に大きく分けられる。

これらの材料と接合の組み合わせの中で、キャリア拡散距離の大きな結晶系半導体を用いた結晶系太陽電池セルではｐｎ接合型が用いられることが多い。また、キャリア拡散距離が小さく局在準位が存在する非晶質半導体を用いた太陽電池セルでは、キャリアをｉ層（真性層）中の内部電界によりドリフトで移動させることが有利であることから、ｐｉｎ接合型が用いられることが多い。

ｐｉｎ接合型の太陽電池セルは、ガラスなどの絶縁透光性基板上にＳｎＯ₂（酸化スズ）、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：インジウムスズ酸化物）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）などの透明導電膜が形成され、その上に非晶質半導体のｐ層、ｉ層、ｎ層がこの順に積層されて光電変換層が形成され、その上に金属薄膜などの裏面電極が積層された構造の薄膜太陽電池セルとすることが多い。また、逆に、金属薄膜などからなる裏面電極の上に非晶質半導体のｎ層、Ｉ層、ｐ層がこの順に積層されて光電変換層が形成されその上に透明導電膜が積層された構造を有するｐｉｎ接合型の薄膜太陽電池セルとすることも可能である。

本発明に係る太陽電池モジュールを構成する太陽電池セルとして、シリコン結晶系太陽電池セルを用いた場合を実施例１として説明する。

図２は、本発明の実施例１に係る太陽電池モジュールを構成する太陽電池セルの電極配置を説明する説明図であり、（Ａ）は受光面の電極配置、（Ｂ）は裏面の電極配置を示す平面図である。

本実施例に係る太陽電池セル５は、上述したとおり結晶系半導体材料でセル基板５ｂを構成してあり、セル基板５ｂは、具体的には多結晶シリコン（シリコン結晶系）であり、例えば一辺１５５ｍｍ、厚み２００μｍのほぼ四辺形の平板状としてある。

受光面である表面にはグリッド状の表面電極６が形成してあり、表面電極６は、主グリッド電極６ａ、副グリッド電極６ｂで構成されている。裏面には裏面電極７が形成してあり、裏面電極７は、隣接する太陽電池セル５と接続するための接続電極７ａ、セル基板５ｂの基板電位を固定するための基板電極７ｂで構成してある。表面電極６と裏面電極７（以下、表面電極６と裏面電極７を区別する必要が無い場合には、単に素子電極ということがある。）は、互いに極性の異なる電極としてあり、隣接する太陽電池セル５相互間の接続を順次連続して行なえる構成としてある。

図３は、隣接する太陽電池セル相互間をインターコネクタにより接続して構成した太陽電池セルストリングの概略構造を側面視で示す説明図である。

太陽電池セル５の表面に配置された表面電極６（主グリッド電極６ａ）と隣接する太陽電池セル５の裏面に配置された裏面電極７（接続電極７ａ）とを第１電力線８ｄ（インターコネクタ８ｄ）により接続して隣接する太陽電池セル５相互を直列に接続する。これにより、同一平面状に並置された太陽電池セル５と隣接する太陽電池セル５が相互に直列接続されて太陽電池セルストリング５ｓ（セル列）が形成される。つまり、複数の太陽電池セル５を直列接続することにより、太陽電池セルストリング５ｓを形成することができる。

なお、インターコネクタ８ｄとしては、例えば銅などの導体で作られた細長いリボン状の配線材に半田を被覆した導電部材を用いることが好ましい。また、主グリッド電極６ａおよび接続電極７ａは銀（Ａｇ）電極として形成され、基板電極７ｂはアルミニウム（Ａｌ）電極として形成してあることから、インターコネクタ８ｄは、主グリッド電極６ａおよび接続電極７ａでのみ半田付けされ、基板電極７ｂでは半田付けされることはない。また、インターコネクタ８ｄは、素子電極と接続される箇所以外は絶縁体で被覆しても良い。

図４は、太陽電池セルストリングにより構成した本発明の実施例１に係る太陽電池モジュールの分解概略構造の一構成例を側面視で示す説明図である。

図３で示した太陽電池セルストリング５ｓを適宜の封止手段で封止することにより、太陽電池モジュール４を形成する。つまり、太陽電池セルストリング５ｓを封止材であるＥＶＡ（エチレン・ビニル・アセテート）フィルム２３、２４、２５で挟み込んだ上で、ガラス板で形成された表面保護層２２とアクリル樹脂などで形成された裏面フィルム２６により両面から挟む。次に、ＥＶＡフィルム２３、２４、２５相互間に入った気泡を減圧して除去（ラミネート）し、その後、加熱（キュア）してＥＶＡフィルム２３、２４、２５を硬化させることにより太陽電池セル５（太陽電池セルストリング５ｓ）を封止して、太陽電池モジュール４を形成することができる。

なお、必要であれば複数の太陽電池セルストリング５ｓ同士をバスバーと呼ばれるやや太い配線材を用いて直列接続し、さらに多数の太陽電池セル５（太陽電池セルストリング５ｓ）を備え、さらに大面積の太陽電池モジュール４を構成することが可能である。

また、太陽電池モジュール４を形成するときに、太陽電池セル５に接続されて光起電力に応じた方向で流れる素子電流Ｉｄを流す第１電力線８ｄ（インターコネクタ８ｄ）に対して、素子電流Ｉｄと逆方向の電流Ｉｒ（逆素子電流Ｉｒともいう。）を流すように配置（構成）された第２電力線８ｒを同時に配置、形成しておく（以下、第１電力線８ｄと第２電力線８ｒを区別する必要が無い場合は、単に電力線８ということがある。）。

つまり、太陽電池セル５の素子電極に接続されて素子電流Ｉｄを流す電力線８は、素子電流Ｉｄを流す第１電力線８ｄと、第１電力線８ｄに沿って配置され素子電流Ｉｄを逆方向に転換した電流（逆素子電流Ｉｒ）を流す第２電力線８ｒで構成してある。また、第１電力線８ｄと第２電力線８ｒは、受光面から見て互いに重なるような経路を辿って重畳するように近接して配置され、太陽電池モジュール４と一体化して形成されることが好ましい。

この構成により、素子電流Ｉｄと逆素子電流Ｉｒによる電磁誘導現象を相互に相殺できることから、第１電力線８ｄに重畳したパワーコンディショナ３１からの高周波ノイズが太陽電池モジュール４（太陽電池セル５）を介して発生するエミッション（電磁妨害波）を確実に低減することが可能となる。

なお、第１電力線８ｄと第２電力線８ｒは、完全に重畳して配置しなくても、電磁誘導現象を相互に相殺できる程度に近接させて相互に沿うように配置してあれば良い。

第２電力線８ｒは第１電力線８ｄと同様に導体が好ましく、積層されたＥＶＡフィルム２４、２５により挟持して封止されていることが好ましい。この構成により、第２電力線８ｒを極めて容易に太陽電池モジュール４と一体化することが可能となる。つまり、第２電力線８ｒは、太陽電池モジュール４内に一体に形成してあることが好ましい。また、できるだけ厚さの薄い形状のものが封止材の使用量、形状の薄型化の観点から好ましく、例えば、リボン線状のものが好ましい。また、接続する箇所以外は導体が絶縁体で覆われていても良い。

電力線８は、太陽電池モジュール４の裏面（裏面フィルム２６）に設けられた端子ボックス１６に集束されて端子ボックス１６の外側に配置された第１電力ケーブル９ａおよび第１電力ケーブル９ｂ（以下、第１電力ケーブル９ａと第１電力ケーブル９ｂを区別する必要が無い場合は、単に第１電力ケーブル９ということがある。）に接続される。

つまり、端子ボックス１６で、第１電力線８ｄは第１電力ケーブル９ａに接続され、第２電力線８ｒは第１電力ケーブル９ｂに接続されて、例えば隣接する太陽電池モジュール（不図示）に接続できる構成としてある。なお、端子ボックス１６は、信頼性、安全性などを考慮して適宜の耐候処理、絶縁処理が施してある。

また、後述するとおり、第１電力ケーブル９は、素子電流Ｉｄに対応する第１方向電流Ｉｆ（図７他参照。）を流すように太陽電池モジュール４の外側に配置されて、太陽電池モジュール４を構成する。

なお、電力ケーブルとは、導体が絶縁体と保護被覆とで覆われているものをいい、同軸ケーブルでも心線の周りを静電シールドで覆った構造のシールド線でも良い。

図５は、太陽電池セルストリングにより構成した本発明の実施例１に係る太陽電池モジュールの分解概略構造の他の構成例を側面視で示す説明図である。基本的な構成は、図４と同様であるので、同様な構成については適宜説明を省略する。

図４では、第２電力線８ｒは積層されたＥＶＡフィルム２４、２５により挟持、封止される形態としたが、図５では、ＥＶＡフィルム２５を設けずに、第２電力線８ｒｃは裏面フィルム２６の外側（太陽電池モジュール４の裏面）に接着剤などで密着固定して一体化してある。この構成により、ＥＶＡフィルム２５を省略することができ、ＥＶＡフィルムの積層工程を簡略化することができる。

なお、第２電力線８ｒｃは、第１電力線８ｄ、第２電力線８ｒと同様に導体が好ましい。また、できるだけ厚さの薄い形状のものが封止材の使用量、形状の薄型化の観点から好ましく、例えば、リボン線状のものが好ましい。また、図４の場合と異なり太陽電池モジュール４の外部に露出することから、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、フッ素樹脂、ポリエステルなどの絶縁膜で被覆コートされていることが好ましい。

また、第２電力線８ｒｃは、端子ボックス１６と同一面反対側で太陽電池モジュール４の外側へ導出されることから、導出位置に端子ボックス１６とは別の補助端子ボックス１６ｓｕｂを設けてある。なお、第２電力線８ｒｃは、そのまま第１電力ケーブル９ｂとして延長することが可能である。補助端子ボックス１６ｓｕｂは、端子ボックス１６と同様に耐候処理などが施されていることが好ましい。

なお、第１電力線８ｄと第２電力線８ｒｃは、図４の場合と同様に近接させて相互に沿うように配置してある。また、素子電流Ｉｄ、逆素子電流Ｉｒも図４の場合と同様に流れる構成としてある。

図６は、図４で示した本発明の実施例１に係る太陽電池モジュールに外枠を設けて太陽電池モジュールを完成した概略状態を側面視で透視的に示す説明図である。基本的な構成は、図４と同様であるので、同様な構成については適宜説明を省略する。

表面保護層２２と裏面フィルム２６により表面および裏面を保護された太陽電池モジュール４の周囲４辺に例えばアルミニウムで形成されたフレーム２７を嵌め合わせて太陽電池モジュール４を完成する。なお、端子ボックス１６から延長される第１電力ケーブル９については、図示を省略してある。

また、図５で示した太陽電池モジュールについても基本的には同様に構成することが可能であり、これについての説明は省略する。

図７は、本発明の実施例１に係る太陽電池モジュールの構成を説明する説明図であり、（ａ）は表面（受光面）を示す平面図、（ｂ）は裏面を示す平面図、（ｃ）はモジュール化された太陽電池セルと電力線および電力ケーブルの配置関係を示す模式図である。なお、太陽電池モジュール４の基本的な構成は、図４に示した太陽電池モジュール４と同様であるので適宜説明を省略する。

同図（ａ）では、複数の太陽電池セル５が太陽電池セルストリング５ｓを構成し、さらにマトリックス状に配列されて太陽電池モジュール４を構成した状態を示している。なお、素子電極の図示を省略してある。また、裏側の側面（太陽電池モジュール４の相対する端部）には、合体ケーブル連結部１３ａ、１３ｂ（以下、合体ケーブル連結部１３ａ、１３ｂを区別する必要が無い場合は、合体ケーブル連結部１３ということがある。）が対にして形成され、隣接する太陽電池モジュールと連結可能な状態としてある。

同図（ｂ）（ｃ）では、太陽電池モジュール４の裏面側に配置された端子ボックス１６、および端子ボックス１６から導出された第１電力ケーブル９ａ、９ｂ（以下、第１電力ケーブル９ａ、９ｂを区別する必要がない場合は、単に第１電力ケーブル９ということがある。）の配置状態を示している。端子ボックス１６で、第１電力ケーブル９ａ、９ｂと電力線８（第１電力線８ｄ、第２電力線８ｒ）は接続してある。つまり、第１電力線８ｄは第１電力ケーブル９ａに接続され、第２電力線８ｒは第１電力ケーブル９ｂに接続してあり、素子電流Ｉｄ（図４参照。）に対応する電流（第１方向電流Ｉｆ）を流す構成としてある。

第１電力ケーブル９ａと第１電力ケーブル９ｂは、端子ボックス１６から左右に分かれて延長配置され、太陽電池モジュール４の相対する端部に対にして配置された第１ケーブル連結部１１ａと第１ケーブル連結部１１ｂをそれぞれ接続端子として備える。つまり、第１電力ケーブル９ａは第１ケーブル連結部１１ａを備え、第１電力ケーブル９ｂは第１ケーブル連結部１１ｂを備える。したがって、第１電力ケーブル９は、第１ケーブル連結部１１ａ、１１ｂを備えている。

また、第１電力ケーブル９に沿って第２電力ケーブル１０が近接配置してある（以下、第１電力ケーブル９と第２電力ケーブル１０を区別する必要が無い場合は、単に電力ケーブルということがある。）。第２電力ケーブル１０は、第１電力ケーブル９に沿って配置されることから、第１電力ケーブル９と同様に太陽電池モジュール４の相対する端部に対にして配置され、第１ケーブル連結部１１ａに対応して第２ケーブル連結部１２ａを、第１ケーブル連結部１１ｂに対応して第２ケーブル連結部１２ｂを接続端子として備える。

太陽電池モジュール４を連結する観点からは、第１ケーブル連結部１１ａと第２ケーブル連結部１２ａは近接して一体に形成されて合体ケーブル連結部１３ａを構成することが好ましく、第１ケーブル連結部１１ｂと第２ケーブル連結部１２ｂは近接して一体に形成されて合体ケーブル連結部１３ｂを構成することが好ましい。

この構成により、隣接する太陽電池モジュール４を相互に連結する場合の第１電力ケーブル９、第２電力ケーブル１０に対する接続ミスを防止することが可能となり、確実に太陽電池モジュール４を接続することができる。また、隣接する太陽陽電池モジュール４の合体ケーブル連結部１３ａ、１３ｂを互いに接続することにより、太陽電池セル５の素子電極から引き出された電力線８を第１電力ケーブル９を介して互いに電気的に接続することが可能となる。

なお、合体ケーブル連結部１３ａおよび合体ケーブル連結部１３ｂは、太陽電池モジュール４の裏面フィルム２６もしくはフレーム２７に固定し、太陽電池モジュール４と一体に形成しても良い。また、第１ケーブル連結部１１ａ、１１ｂ、第２ケーブル連結部１２ａ、１２ｂは、コネクタ形状であるのが好ましく、それぞれの極性が誤接続しないように雄雌コネクタであることが好ましい。

第１電力ケーブル９ａ、９ｂは電力線（第１電力線８ｄ、８ｒ）と直接的に接続される順方向（第１方向電流Ｉｆの方向）の電力ケーブルであり、例えば、第１電力ケーブル９ａが太陽電池セル５のマイナス電極に接続された第１電力線８ｄと電気的に接続されている場合には、電流の方向は第１ケーブル連結部１１ａから太陽電池セル５へ流入する方向となり、電力ケーブル９ｂが太陽電池セル５のプラス電極に接続された電力線８ｒと電気的に接続されている場合は、電流の方向は太陽電池セル５から第１ケーブル連結部１１ｂへ流出する方向となる。

つまり、第１電力ケーブル９ａと第１電力ケーブル９ｂは、接続および配置を考慮して素子電流Ｉｄに対応した第１方向電流Ｉｆを流す構成としてある。したがって、第１ケーブル連結部１１ａとケーブル連結部１１ｂが太陽電池モジュール４の相対する端部に対にして形成されている場合には、電流は第１ケーブル連結部１１ａとケーブル連結部１１ｂそれぞれ図上で左から右の方向へ流れることになる。

また、第１電力ケーブル９に近接して配置される第２電力ケーブル１０は、第１電力ケーブル９に流れる第１方向電流Ｉｆと逆方向の第２方向電流Ｉｓが流れるように接続、配置してあり、電流は図上で右から左の方向へ流れる。

つまり、電力ケーブルは、素子電流Ｉｄに対応する第１方向電流Ｉｆを流すように配置された第１電力ケーブル９と、第１方向電流Ｉｆを逆方向に転換した第２方向電流Ｉｓを流すように第１電力ケーブル９に沿って配置された第２電力ケーブル１０を備える構成としてある。

したがって、第１電力ケーブル９に流れる第１方向電流Ｉｆの電磁誘導現象を第２電力ケーブル１０に流れる第２方向電流Ｉｓの電磁誘導現象で相殺できることとなるので、電力系統に配置されたパワーコンディショナ３１からの高周波ノイズが電力ケーブルに重畳して発生させる太陽電池モジュール４からのエミッション（電磁妨害波）を確実に低減することが可能となる。

第１ケーブル連結部１１ａ、１１ｂおよび第２ケーブル連結部１２ａ、１２ｂは、それぞれ太陽電池モジュール４の相対する端部に対にして配置されることから、電力ケーブルの配置を最短構成とすることが可能となり、電磁誘導現象を最小化して確実にエミッションを防止することが可能となる。

第１電力ケーブル９および第２電力ケーブル１０を一体に形成することにより、第１電力ケーブル９および第２電力ケーブル１０の太陽電池モジュール４への取り付け、固定が容易となり、電磁誘導現象の相殺効果を確実に実現することが可能となる。

本実施例の第１電力ケーブル９および第２電力ケーブル１０についても、後述する実施例５で示すように撚り線とすることが好ましい。撚り線とすることにより、電磁誘導現象の相殺効果をより確実に実現することが可能となる。なお、その他の実施例についても同様である。

また、第１電力ケーブル９および第２電力ケーブル１０は、適宜の締め具あるいは接着剤により太陽電池モジュール４に安定的に固定する構成としてあることが好ましい。この構成により、極めて容易に第１電力ケーブル９および第２電力ケーブル１０を太陽電池モジュール４に装着することが可能となり、第１電力ケーブル９および第２電力ケーブル１０の機械的安定性を向上することができる。

図８は、本発明の実施例１に係る太陽電池モジュールを直列に接続した太陽電池モジュールストリングの構成例を説明する構成図である。

太陽電池モジュールストリング３は、例えば６個の太陽電池モジュール４を、例えば３×２（３列２段）のマトリックス状に配列し、太陽電池モジュール４をそれぞれ直列に接続することにより構成してある。なお、太陽電池モジュール４の構成は、図７に示したものと同様であるので、詳細な説明は省略する。

太陽電池モジュール４を３個横方向に列状に並べ、各太陽電池モジュール４が有する合体ケーブル連結部１３ａ、１３ｂを相互に接続することにより上段のストリングを形成し、パワーコンディショナ３１からの電力ケーブル１７を図上で左端の太陽電池モジュール４の合体ケーブル連結部１３ａに接続してある。

また、同様に下段のストリングを形成し、連結コネクタ１８を介して上段右端の合体ケーブル連結部１３ｂと下段右端の合体ケーブル連結部１３ａを接続して折り返し、さらに下段左端の合体ケーブル連結部１３ｂに終端コネクタ１９を接続する。

このように太陽電池モジュール４を配置、結線することにより、６個の太陽電池モジュール４を相互に直列接続した太陽電池モジュールストリング３を構成することができる。また、太陽電池モジュールストリング３では、電力線８に接続された第１電力ケーブル９に第１方向電流Ｉｆを流し、第２電力ケーブル１０に第１方向電流Ｉｆとは逆方向の第２方向電流Ｉｓ（上述したとおりの第１方向電流Ｉｆを逆方向に転換した第２方向電流Ｉｓ）を流すことが可能な構成としてある。

この構成により、第１電力ケーブル９および第２電力ケーブル１０による電磁誘導現象を相殺することができることから、太陽電池モジュールストリング３（太陽電池セル５、太陽電池モジュール４）によるエミッションを確実に低減、防止することが可能となる。

図９は、本発明の実施例２に係る太陽電池モジュールの構成を説明する説明図であり、（ａ）は表面（受光面）側を示す平面図、（ｂ）は裏面側を示す平面図、（ｃ）はモジュール化された太陽電池セルと電力線および電力ケーブルの配置関係を示す模式図である。なお、太陽電池モジュール４の基本的な構成は、図４、図７に示した太陽電池モジュール４と同様であるので適宜説明を省略する。

本実施例に係る太陽電池モジュール４は、電力ケーブル（第１電力ケーブル９、第２電力ケーブル１０）および合体ケーブル連結部１３が太陽電池モジュール４に対して着脱可能な構造とされた着脱式の電力ケーブル１４を用いている。その他の構成は、実施例１（図７）と同様の構成としてあるので、実施例１と同様に機能し、同様の作用効果を得られる。

したがって、端子ボックス１６には着脱ケーブル連結部１６ａ、１６ｂが設けられ、電力ケーブル１４には、第１電力ケーブル９に接続された着脱ケーブル連結部１５が設けられている。着脱ケーブル連結部１５は、着脱ケーブル連結部１６ａ、１６ｂに対応させて着脱ケーブル連結部１１ｃ、１１ｄを備え、それぞれ相互に接続できるように構成してある。

着脱ケーブル連結部１６ａ、１６ｂへの連結を容易にする観点からは、着脱ケーブル連結部１１ｃ、１１ｄは近接して一体に形成されて着脱ケーブル連結部１５を構成することが好ましい。また、合体ケーブル連結部１３ａ、１３ｂおよび着脱ケーブル連結部１５は、裏面フィルム２６もしくはフレーム２７に着脱可能に固定される構成とすることが好ましい。

また、着脱ケーブル連結部１１ｃ、１１ｄおよび着脱ケーブル連結部１６ａ、１６ｂは、コネクタ形状であるのが好ましく、それぞれの極性が誤接続しないように雄雌コネクタであることが好ましい。

図１０は、本発明の実施例２に係る太陽電池モジュールを直列に接続した太陽電池モジュールストリングの構成例を説明する構成図である。

太陽電池モジュールストリング３の基本的な構成は、実施例１（図８）の場合と同様であり、詳細な説明は省略する。実施例１の太陽電池モジュールストリング３と異なる点は、着脱式の電力ケーブル１４を用いたことである。なお、太陽電池モジュール４は、図９に示したものと同様であるので、詳細な説明は省略する。

本発明に係る太陽電池モジュールを構成する太陽電池セルとして、薄膜太陽電池セルを用いた場合を実施例３として説明する。

図１１は、本発明の実施例３に係る太陽電池モジュールを構成する太陽電池セルの構造を説明する説明図であり、（ａ）は絶縁透光性基板と反対側の裏面の状態を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の矢符Ｂ−Ｂでの拡大断面図、（ｃ）は（ａ）の矢符Ｃ−Ｃでの拡大断面図、（ｄ）は（ａ）の矢符Ｄ−Ｄでの拡大断面図である。なお、断面図では一部ハッチングを省略してある。

本実施例に係る太陽電池セル５０は、上述したとおり薄膜太陽電池セルとして構成してある。太陽電池セル５０は、薄膜を形成するための基台として、絶縁透光性基板５１を表面（光入射面）側に備える。絶縁透光性基板５１は、絶縁性および透光性を有していれば良く、一般的な太陽電池セルに用いられる基板を基台として使用することができる。

同図（ａ）では、絶縁透光性基板５１、縦続接続されるように配置された発電単位領域Ｓｖ、発電単位領域Ｓｖを分離区分する分離溝５７、絶縁透光性基板５１の両端に取り出し電極（素子電極）として形成されたバスバー電極６０ｐ、バスバー電極６０ｍ（バスバー電極６０ｐ、バスバー電極６０ｍを区別する必要がない場合は、単にバスバー電極６０ということがある。）を構成してある状態を示している。つまり、図上で左右方向が発電単位領域Ｓｖの集積方向となり、発電単位領域Ｓｖの個数に応じた電圧を取り出すことが可能となる。

同図（ｂ）では、バスバー電極６０ｐを含む断面を示し、同図（ｃ）では、バスバー電極６０ｍを含む断面を示し、同図（ｄ）では、発電単位領域Ｓｖの積層状態の断面を示す。

絶縁透光性基板５１の具体例としては、ガラス、石英、透明性を有するプラスチックなどを材料とする基板が挙げられる。ただし、本実施例での絶縁透光性基板５１は、全ての部位が絶縁性を有する必要はなく、少なくとも薄膜表電極５２を形成する領域面が絶縁されていれば良い。すなわち、導電性の基板であっても、薄膜表電極５２を形成する領域面を絶縁物で覆うことにより、絶縁透光性基板５１として使用することができる。

薄膜表電極５２は、絶縁透光性基板５１に積層して形成される。薄膜表電極５２は、導電性および透光性を有していれば良く、一般に太陽電池セルに用いられる電極材料を使用することができる。つまり、薄膜表電極５２は、透明性および導電性を有する材料を膜状に積層した電極構造（透明導電膜）とすることが好ましい。ただし、薄膜表電極５２は、全ての部位が透光性を有する必要はなく、少なくとも一部の部位が透光性を有し、光起電力に必要とされる量の光を透過することができる透明性を有していれば良い。すなわち、金属などの透光性を有さない材料を用いた場合でも、電極パターンが例えば格子状であれば一定の透光性を有することから、薄膜表電極５２として使用することが可能である。

薄膜表電極５２の具体例としては、酸化スズ、酸化亜鉛、ＩＴＯなどを材料とする透明導電膜が挙げられる。なお、酸化スズとしては、ＳｎＯ₂だけでなく、Ｓｎ_mＯ_n（ｍおよびｎは正の整数）で表わされる各種組成の酸化スズを適用することが可能である。また、酸化亜鉛としては、ＺｎＯだけでなく、Ｚｎ_xＯ_y（ｘおよびｙは正の整数）で表わされる各種組成の酸化亜鉛を適用することが可能である。

また、ＩＴＯとＳｎＯ₂は、透光性の点での差異は少ないが、一般的に、比抵抗の低さではＩＴＯが優れ、化学的な安定性ではＳｎＯ₂が優れている。また、ＺｎＯはＩＴＯに比べて材料コストが低いという利点がある。ＳｎＯ₂はアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜形成時にプラズマによる表面の還元が問題となる場合があるのに対してＺｎＯは耐プラズマ性が高いという利点がある。さらに、ＺｎＯは長波長光の透過率が高いという利点がある。

また、ＺｎＯが含まれる材料の透明導電膜で薄膜表電極５２を形成する場合は、透明導電膜の低抵抗化のためにＡｌ、Ｇａなどの不純物をドープしても良い。Ａｌ、Ｇａを比較すると、より低抵抗化する性質を持つＧａをドープすることが好ましい。

以上の特性を総合的に比較して、本実施例では薄膜表電極５２としてＳｎＯ₂を形成した。なお、絶縁透光性基板５１と薄膜表電極５２の間に薄膜表電極５２の成膜性を向上するためのバッファ層５１ｆ、５１ｓを形成した。バッファ層５１ｆは例えばＴｉＯ₂により形成し、バッファ層５１ｓは例えばＳｉＯ₂により形成することができる。

薄膜表電極５２に光電変換層５３が積層される。光電変換層５３は、半導体膜の積層構造を有し、光電変換特性があれば良く、一般に太陽電池セルに用いられる光電変換材料を使用することができる。一般的に、半導体であれば光電変換材料として適用することができる。具体例としては、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＧａＡｓ、ＳｉＳｎなどの半導体を使用することができる。特に信頼性、生産性、加工性、温度特性などの観点から、シリコン系の半導体であるＳｉ、ＳｉＧｅ、ＳｉＣなどを用いることが好ましい。

光電変換層５３に適用する材料としての半導体は、微結晶または多結晶などの結晶半導体でも良く、アモルファスなどの非晶質半導体でも良い。また、非晶質半導体または多結晶半導体としては、局在準位の原因となるダングリングボンドを水素で終端した化学構造を有する水素化半導体を用いることが好ましい。

さらに、光電変換層５３の半導体膜は、ｐ型、ｉ型、ｎ型の三層構造を有することが好ましい。ｐ型およびｎ型の半導体は、周知の技術を用いて所定の不純物をドープすることにより形成することができる。また、三層構造は、光入射面側からｐ層、ｉ層、ｎ層がこの順に積層されたｐ−ｉ−ｎ型の構造としてあることが好ましい。

また、光電変換層５３は、半導体膜が複数積層された構造を有しても良く、複数積層される場合、各半導体膜の材料および構造は、互いに同じであってもあるいは異なっていても良い。

光電変換層５３は、半導体膜の剥離を防止する観点から、絶縁透光性基板５１側から順に、アモルファスシリコン膜で形成された第１光電変換層５３ａ、微結晶シリコン膜で形成された第２光電変換層５３ｂを積層したいわゆるタンデム構造としてある。具体的には、第１光電変換層５３ａは、水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）系半導体のｐ−ｉ−ｎ三層構造で形成し、第２光電変換層５３ｂは、水素化微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）系半導体のｐ−ｉ−ｎ三層構造で形成することが好ましい。

光電変換層５３の厚みは光電変換層の成膜条件に依存する。膜の応力、光電変換効率などを考慮して、第１光電変換層５３ａおよび第２光電変換層５３ｂを合わせた厚みが１．８μｍ〜３．５μｍ程度とすることが好ましく、さらには２．０μｍ〜３．０μｍ程度とすることがより好ましい。

第１光電変換層５３ａおよび第２光電変換層５３ｂで構成される積層構造の光電変換層５３を形成する場合、第１光電変換層５３ａの厚みは、薄膜表電極５２の形状、第２光電変換層５３ｂとの電流のバランス、光劣化率、安定化効率などを考慮して、０．２μｍ〜０．５μｍ程度とすることが好ましく、さらには０．２５μｍ〜０．３５μｍ程度とすることがより好ましい。また、第２光電変換層５３ｂの厚みは、膜の応力、光電変換効率などを考慮して、１．５μｍ〜３．０μｍ程度とすることが好ましく、さらには１．７μｍ〜２．５μｍ程度とすることより好ましい。なお、厚みとは、積層方向での長さを意味する（以下においても同様である。）。

光電変換層５３に薄膜裏電極５４が積層される。つまり、薄膜裏電極５４は、光電変換層５３に対して光入射面側に対して反対側（裏面側）に形成される。薄膜裏電極５４は、導電性に加えて光散乱性または光反射性を有し、厚みが１００ｎｍ〜２００ｎｍ程度であれば良い。薄膜裏電極５４の具体例としては、光反射性に優れたＡｇ、Ａｌ、Ｃｒなどを材料として用いた金属膜が挙げられるが、中でも特に反射率が高いことから、Ａｇで形成された金属膜とすることが好ましい。

また、薄膜裏電極５４は、１層（Ａｇ）のみからなるものであってもよいが、光の散乱を促して高い発電効率を得るためには、光電変換層５３に裏面透明電極を積層した後Ａｇを積層した２層とすることが好ましい。裏面透明電極の具体例としては、薄膜表電極５２と同様に酸化スズ、酸化亜鉛、ＩＴＯなどを材料として用いた透明導電膜が挙げられる。それぞれの特性は薄膜表電極５２で説明したとおりである。なお、薄膜裏電極５４が裏面透明電極を有する場合、裏面透明電極の厚みは、０．０３μｍ〜０．２μｍとすることが好ましい。

上述したとおり、太陽電池セル５０は、絶縁透光性基板５１、薄膜表電極５２、半導体膜を積層した光電変換層５３および薄膜裏電極５４を有する発電単位領域Ｓｖを備え、隣接する発電単位領域Ｓｖ相互で一方の薄膜表電極５２と他方の薄膜裏電極５４とを電気的に接続することにより、複数の発電単位領域Ｓｖが直列接続された構造（直列縦続構造）としてある。

太陽電池セル５０において、直列縦続構造を実現するためには、隣接する発電単位領域Ｓｖ間で、それぞれの薄膜表電極５２、光電変換層５３、薄膜裏電極５４がそれぞれ完全に分離されている必要がある。つまり、太陽電池セル５０は、薄膜表電極５２を分離するための分離溝５５（表面電極分離ライン５５）、光電変換層５３を分離するための分離溝５６（光電変換層分離ライン５６）、および薄膜裏電極５４を分離するための分離溝５７（裏面電極分離ライン５７）を有する必要がある。分離溝５５、５６、５７の内部は、空隙に限らず、適宜の絶縁物が充填されていても良い。なお、太陽電池セル５０において、直列縦続構造を実現するために、隣接する発電単位領域Ｓｖ相互間に、一方の薄膜表電極５２と他方の薄膜裏電極５４を電気的に接続する貫通導体５８を形成してある。

また、直列縦続構造の両端に形成されたバスバー電極６０は、薄膜裏電極５４に半田（あるいはＡｇペーストおよび半田）を介して形成されたＡｇにより構成することが好ましい。

なお、太陽電池セル５０は、絶縁透光性基板５１および集積方向（縦続接続方向）に対して垂直にスリット状に加工されて裏面側に光を透過する複数の開口部が形成された光透過型の太陽電池セル（シースルー型太陽電池セル）とされ、開口部において光電変換層および裏面電極が分離される構造のものであっても良い。

図１２（Ａ）は、本発明の実施例３に係る太陽電池モジュールの構成を説明する説明図であり、図１１で示した太陽電池セルを並列接続した場合の裏面の状態を示す平面図である。図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）に示した本発明の実施例３に係る太陽電池モジュールの分解概略構造の一構成例を側面視で示す説明図である。

太陽電池モジュール４ａは、強化ガラスで形成された表面保護層６２に太陽電池セル５０を２個並置し、並列接続により構成してある。つまり、太陽電池セル５０は、バスバー電極６０ｐ、バスバー電極６０ｍが互いに対称となるように配置し、例えば、外側にバスバー電極６０ｐを、中央にバスバー電極６０ｍを位置させている。

バスバー電極６０ｐには電力線６３ｐ（インターコネクタ６３ｐ）を、バスバー電極６０ｍには電力線６３ｍ（インターコネクタ６３ｍ）をそれぞれ接続（以下、インターコネクタ６３ｐとインターコネクタ６３ｍを区別する必要が無い場合は、単にインターコネクタ６３あるいは電力線６３ということがある。）する。電力線６３は、適宜に配置された端子ボックス１６に接続され、第１電力ケーブル９（図１３参照。）に接続される。

なお、２個の太陽電池セル５０を並列接続する場合は、電力線６３を端子ボックス１６にまとめやすいことから、極性が同じバスバー電極６０を隣接させるように配置することが好ましい。

また、インターコネクタ６３は実施例１のインターコネクタ８ｄとほぼ同様に構成することができる。

バスバー電極６０、インターコネクタ６３の絶縁を確保し、また、太陽電池セル５０を安定に封止するために適宜の封止材としてＥＶＡフィルム６４、６５、６７、６８が層間に適宜介挿される。例えば、表面保護層６２と太陽電池セル５０の間にＥＶＡフィルム６４が、太陽電池セル５０とインターコネクタ６３ｍとの間にＥＶＡフィルム６５が、太陽電池セル５０とインターコネクタ６３ｐとの間にＥＶＡフィルム６７が、インターコネクタ６３と裏面フィルム６９との間にＥＶＡフィルム６８がそれぞれ配置される。裏面フィルム６９は、例えば、ＰＡＰ（ＰＥＴ／Ａｌ／ＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート／アルミニウム／ポリエチレンテレフタレート）フィルムあるいはＰＶＢ（ポリビニルブチラール）フィルムで構成することができる。

図１３は、本発明の実施例３に係る太陽電池モジュールの構成を説明する説明図であり、（ａ）は表面（受光面）を示す平面図、（ｂ）は裏面を示す平面図、（ｃ）はモジュール化された太陽電池セルと電力線および電力ケーブルの配置関係を示す模式図である。なお、太陽電池モジュール４ａの基本的な構成は、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）に示した太陽電池モジュール４ａと同様であるので適宜説明を省略する。

上述したとおり、太陽電池モジュール４ａは、太陽電池セル５０を２個並列接続してある。したがって、実施例１（図７）で示した太陽電池モジュール４とは、電力線の配置が異なる（例えば、電力線６３ｍを第１電力ケーブル９ａに、電力線６３ｐを第２電力ケーブル９ｂに接続する。）。しかし、その他の構成については、太陽電池モジュール４と同様に構成してあるので同一符号を付して詳細な説明は省略する。つまり、太陽電池モジュール４ａにおいて、端子ボックス１６に接続された第１電力ケーブル９、第２電力ケーブル１０については太陽電池モジュール４と同様の構成としてあることから、実施例１と同様に機能し、同様の作用効果が得られる。

図１４は、本発明の実施例３に係る太陽電池モジュールを直列に接続した太陽電池モジュールストリングの構成例を説明する構成図である。

太陽電池モジュールストリング３ａは、例えば６個の太陽電池モジュール４ａを、例えば３×２（３列２段）のマトリックス状に配列し、太陽電池モジュール４ａをそれぞれ直列に接続することにより構成してある。なお、太陽電池モジュール４ａの構成は、図１３に示したものと同様であるので、詳細な説明は省略する。

また、太陽電池モジュールストリング３ａは、実施例１（図８）に示した太陽電池モジュールストリング３と同様に構成されるので、実施例１と同様に機能し、同様な作用効果を得られるので詳細な説明は省略する。

図１５は、本発明の実施例４に係る太陽電池モジュールの構成を説明する説明図であり、（ａ）は表面（受光面）を示す平面図、（ｂ）は裏面を示す平面図、（ｃ）はモジュール化された太陽電池セルと電力線および電力ケーブルの配置関係を示す模式図である。

本実施例に係る太陽電池モジュール４ｂは、実施例３（図１１）の太陽電池セル５０を２個並置し、直列接続により構成してある。したがって、実施例３で示した太陽電池モジュール４ａとは、バスバー電極６０および電力線（電力線６３ｐ（インターコネクタ６３ｐ）および電力線６３ｍ（インターコネクタ６３ｍ））の配置が異なっている。しかし、基本的な構成については、太陽電池モジュール４ａと同様であるので、同一符号を付して詳細な説明は省略する。

なお、２個の太陽電池セル５０を直列接続する場合は、極性が異なるバスバー電極６０（バスバー電極６０ｐおよびバスバー電極６０ｍ）を隣接させて配置（図１５（ｃ）参照。）することにより、太陽電池モジュール４ｂの中央部に端子ボックス１６を配置して、第１電力ケーブル９とインターコネクタ６３との接続点を中央部にまとめることができるので好ましい。また、中央部で隣接するバスバー電極６０ｐおよびバスバー電極６０ｍを接続する直列接続用の電力線６３ｃ（インターコネクタ６３ｃ）を備える。

つまり、本実施例では、他の実施例と同様に、第１電力ケーブル９ｃと電力線６３ｍとの接続および第１電力ケーブル９ｄと電力線６３ｐとの接続は、端子ボックス１６で行なうことが可能である（以下、第１電力ケーブル９ｃと第１電力ケーブル９ｄを区別する必要が無い場合は、単に第１電力ケーブル９ということがある。）。

端子ボックス１６を太陽電池モジュール４ｂの中央に配置した結果、第１電力ケーブル９および第２電力ケーブル１０の配置が図１３の場合とは異なる形態となっているが、単に配置位置が中央部に移動しているのみであり、実質的な相異はなく、実施例３と同様に機能し、同様な作用効果が得られる。

なお、第１電力ケーブル９および第２電力ケーブル１０は、図では上下方向としてあるが、実施例３と同様に左右方向であっても良い。また、合体ケーブル連結部１３は、実施例３と同様に太陽電池モジュール４ｂの端部に対にして配置してあれば良い。

また、電力ケーブル９ｃ、９ｄと電力ケーブル１０とは、他の実施例と同様に互いに沿うように近接して配置することにより、同様に機能し、同様の作用効果が得られる。

図１６は、本発明の実施例４に係る太陽電池モジュールを直列に接続した太陽電池モジュールストリングの構成例を説明する構成図である。

太陽電池モジュールストリング３ｂは、例えば６個の太陽電池モジュール４ｂを、例えば２×３（２列３段）のマトリックス状に配列し、太陽電池モジュール４ｂをそれぞれ直列に接続することにより構成してある。なお、太陽電池モジュール４ｂの構成は、図１５に示したものと同様であるので、詳細な説明は省略する。

また、太陽電池モジュールストリング３ｂは、電力ケーブルの配線が実施例３（図１４）と異なるが、電力ケーブルは基本的に実施例３と同様に機能し、同様な作用効果を得られるので詳細な説明は省略する。

なお、実施例３、実施例４では、薄膜太陽電池セル５０を用いた太陽電池モジュール４ａ、４ｂについて説明したが、薄膜太陽電池セル５０に代えて基台に発電素子を蒸着して形成した太陽電池セルを用いて太陽電池モジュールを構成することも可能である。

図１７は、本発明の実施例５に係る電力ケーブルの撚り線状態を示す説明図である。

実施例２（図９）に示した電力ケーブル１４は、太陽電池モジュール４に対して着脱式としてある。つまり、太陽電池モジュール４の形状による制限を受けないことから、第１電力ケーブル９ａと第２電力ケーブル１０、および第１電力ケーブル９ｂと第２電力ケーブルは、それぞれを対にして撚ることにより撚り線とすることが可能である。撚り線とすることにより、電磁誘導現象をさらに確実に抑制することができる。また、撚り線とすることにより、外部からの電波ノイズ（高周波ノイズ）を受けにくくすることができる。第１電力ケーブル９ａと第１電力ケーブル９ｂを適宜撚り線とすることも可能である。

なお、実施例２の電力ケーブル１４を撚り線とした場合を説明したが、実施例１で述べたとおり他の実施例に係る電力ケーブルについても、適宜撚り線とすることは可能である。

本実施例のような撚り線とした電力ケーブルを使用することにより、外部へ高周波ノイズを放出することを低減するとともに、外部からの高周波ノイズを受けにくくして、信頼性のある安全な太陽光発電システム１を構築することができる。

以上、各実施例に基づいて種々説明したが、太陽電池モジュールの設置場所としては特にオートメーション化された生産ロボットを備えるＦＡ工場の太陽電池施設屋根面、近隣に空路や海路が存在する場所など、電波に敏感な場所での適用において効果が大きく、電力ケーブルを介して太陽電池モジュールから放出された高周波ノイズによる周辺機器での誤動作や無線通信などへの影響、また逆に、電力ケーブルを介して外部からの高周波ノイズを受けて太陽電池モジュールから放出される高周波ノイズによる周辺機器での誤動作や無線通信などへの影響を防止することができる。

特に発電所仕様の太陽光発電システムでは、太陽電池モジュール数の多いストリングや多数の太陽電池アレイで構成され、広大な面積に多数の太陽電池モジュールを敷設することから、各々の太陽電池アレイやストリングとパワーコンディショナを繋ぐ電力ケーブルおよび太陽電池モジュール内の電力線を含めて電流経路が長大になる。したがって、外部への高周波ノイズの放出、もしくは、外部からの高周波ノイズの受信に対する対策が特に重要であり、本発明を適用することにより高周波ノイズの影響を少なくすることが可能となる。

本発明に係る太陽電池モジュールを適用して構成した本発明に係る太陽光発電システムの構成ブロック例を示す構成ブロック図である。 本発明の実施例１に係る太陽電池モジュールを構成する太陽電池セルの電極配置を説明する説明図であり、（Ａ）は受光面の電極配置、（Ｂ）は裏面の電極配置を示す平面図である。 隣接する太陽電池セル相互間をインターコネクタにより接続して構成した太陽電池セルストリングの概略構造を側面視で示す説明図である。 太陽電池セルストリングにより構成した本発明の実施例１に係る太陽電池モジュールの分解概略構造の一構成例を側面視で示す説明図である。 太陽電池セルストリングにより構成した本発明の実施例１に係る太陽電池モジュールの分解概略構造の他の構成例を側面視で示す説明図である。 図４で示した本発明の実施例１に係る太陽電池モジュールに外枠を設けて太陽電池モジュールを完成した概略状態を側面視で透視的に示す説明図である。 本発明の実施例１に係る太陽電池モジュールの構成を説明する説明図であり、（ａ）は表面（受光面）を示す平面図、（ｂ）は裏面を示す平面図、（ｃ）はモジュール化された太陽電池セルと電力線および電力ケーブルの配置関係を示す模式図である。 本発明の実施例１に係る太陽電池モジュールを直列に接続した太陽電池モジュールストリングの構成例を説明する構成図である。 本発明の実施例２に係る太陽電池モジュールの構成を説明する説明図であり、（ａ）は表面（受光面）側を示す平面図、（ｂ）は裏面側を示す平面図、（ｃ）はモジュール化された太陽電池セルと電力線および電力ケーブルの配置関係を示す模式図である。 本発明の実施例２に係る太陽電池モジュールを直列に接続した太陽電池モジュールストリングの構成例を説明する構成図である。 本発明の実施例３に係る太陽電池モジュールを構成する太陽電池セルの構造を説明する説明図であり、（ａ）は絶縁透光性基板と反対側の裏面の状態を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の矢符Ｂ−Ｂでの拡大断面図、（ｃ）は（ａ）の矢符Ｃ−Ｃでの拡大断面図、（ｄ）は（ａ）の矢符Ｄ−Ｄでの拡大断面図である。 本発明の実施例３に係る太陽電池モジュールの構成を説明する説明図であり、図１１で示した太陽電池セルを並列接続した場合の裏面の状態を示す平面図である。 図１２（Ａ）に示した本発明の実施例３に係る太陽電池モジュールの分解概略構造の一構成例を側面視で示す説明図である。 本発明の実施例３に係る太陽電池モジュールの構成を説明する説明図であり、（ａ）は表面（受光面）を示す平面図、（ｂ）は裏面を示す平面図、（ｃ）はモジュール化された太陽電池セルと電力線および電力ケーブルの配置関係を示す模式図である。 本発明の実施例３に係る太陽電池モジュールを直列に接続した太陽電池モジュールストリングの構成例を説明する構成図である。 本発明の実施例４に係る太陽電池モジュールの構成を説明する説明図であり、（ａ）は表面（受光面）を示す平面図、（ｂ）は裏面を示す平面図、（ｃ）はモジュール化された太陽電池セルと電力線および電力ケーブルの配置関係を示す模式図である。 本発明の実施例４に係る太陽電池モジュールを直列に接続した太陽電池モジュールストリングの構成例を説明する構成図である。 図１７は、本発明の実施例５に係る電力ケーブルの撚り線状態を示す説明図である。 従来の太陽電池モジュールの構成を説明する説明図であり、（ａ）は表面（受光面）を示す平面図、（ｂ）は裏面を示す平面図、（ｃ）はモジュール化された太陽電池セルと電力線および電力ケーブルの配置関係を示す模式図である。 従来の太陽電池モジュールを直列に接続した太陽電池モジュールストリングの構成例を説明する構成図である。

符号の説明

１ 太陽光発電システム
２ 太陽電池アレイ
３、３ａ、３ｂ 太陽電池モジュールストリング
４、４ａ、４ｂ 太陽電池モジュール
５ 太陽電池セル
５ｓ 太陽電池セルストリング
６ 表面電極（素子電極）
７ 裏面電極（素子電極）
８ 電力線
８ｄ 第１電力線：インターコネクタ
８ｒ 第２電力線：インターコネクタ
８ｒｃ 第２電力線
９、９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ 第１電力ケーブル
１０ 第２電力ケーブル
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 第１ケーブル連結部
１２、１２ａ、１２ｂ 第２ケーブル連結部
１３、１３ａ、１３ｂ 合体ケーブル連結部
１４ 電力ケーブル
１５ 着脱ケーブル連結部
１６ 端子ボックス
１６ａ、１６ｂ 着脱ケーブル連結部
３１ パワーコンディショナ
３７ 電力系統
５０ 太陽電池セル
５１ 絶縁透光性基板
５２ 薄膜表電極
５４ 薄膜裏電極
６０、６０ｐ、６０ｍ バスバー電極（素子電極）
６３、６３ｃ、６３ｐ、６３ｍ 電力線：インターコネクタ
Ｉｄ 素子電流
Ｉｒ 逆素子電流
Ｉｆ 第１方向電流
Ｉｓ 第２方向電流
Ｓｖ 発電単位領域

Claims (12)

1. 太陽電池セルの素子電極に接続されて素子電流を流す電力線と、該電力線に接続された電力ケーブルとを備える太陽電池モジュールであって、
   前記電力ケーブルは、前記素子電流に対応する第１方向電流を流すように配置された第１電力ケーブルと、前記第１方向電流と逆方向の第２方向電流を流すように前記第１電力ケーブルに沿って配置された第２電力ケーブルとを備えること
   を特徴とする太陽電池モジュール。
2. 前記第１電力ケーブルは接続端子としての第１ケーブル連結部を備え、前記第２電力ケーブルは接続端子としての第２ケーブル連結部を備え、前記第１ケーブル連結部と前記第２ケーブル連結部は、一体に形成してあることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
3. 前記第１ケーブル連結部および前記第２ケーブル連結部は、それぞれ太陽電池モジュールの相対する端部に対にして配置してあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の太陽電池モジュール。
4. 前記第１電力ケーブルおよび前記第２電力ケーブルは、一体に形成してあることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の太陽電池モジュール。
5. 前記太陽電池セルは、シリコン結晶系太陽電池セルであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の太陽電池モジュール。
6. 前記太陽電池セルは、薄膜太陽電池セルであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の太陽電池モジュール。
7. 前記電力線は、前記素子電流を流す第１電力線と、該第１電力線に沿って配置され素子電流とは逆方向の電流を流す第２電力線で構成してあることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一つに記載の太陽電池モジュール。
8. 複数の太陽電池モジュールを電力ケーブルにより直列に接続して構成した太陽電池モジュールストリングであって、
   前記太陽電池モジュールは、請求項１ないし請求項７のいずれか一つに記載の太陽電池モジュールであることを特徴とする太陽電池モジュールストリング。
9. 複数の太陽電池モジュールを電力ケーブルにより直列に接続して構成した太陽電池モジュールストリングを複数アレイ状に配置して構成した太陽電池アレイであって、
   前記太陽電池モジュールは、請求項１ないし請求項７のいずれか一つに記載の太陽電池モジュールであることを特徴とする太陽電池アレイ。
10. 複数の太陽電池モジュールを電力ケーブルにより直列に接続して構成した太陽電池モジュールストリングをアレイ状に複数配置して構成した太陽電池アレイから電力を取り出す太陽光発電システムであって、
    前記太陽電池アレイは、請求項９に記載の太陽電池アレイであり、発電所仕様で構成してあることを特徴とする太陽光発電システム。
11. 太陽電池モジュールを相互に接続する電力ケーブルであって、
    前記太陽電池モジュールを構成する太陽電池セルの素子電極に接続されて素子電流を流す電力線に接続され前記素子電流に対応する第１方向電流を流す第１電力ケーブルと、
    前記第１方向電流と逆方向の第２方向電流を流すように第１電力ケーブルに沿って配置される第２電力ケーブルと
    を備えることを特徴とする電力ケーブル。
12. 前記第１電力ケーブルおよび前記第２電力ケーブルは、前記太陽電池モジュールに固定する構成としてあることを特徴とする請求項１１に記載の電力ケーブル。

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