JP6809816B2

JP6809816B2 - 太陽電池モジュール

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Publication number: JP6809816B2
Application number: JP2016111106A
Authority: JP
Inventors: 徹寺下; 恒宇津; 玄介小泉
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 2016-06-02
Filing date: 2016-06-02
Publication date: 2021-01-06
Anticipated expiration: 2036-06-02
Also published as: JP2017216421A

Description

本発明は、複数の太陽電池が電気的に接続された太陽電池モジュールに関する。

太陽電池は、受光面および裏面に金属電極を備える。太陽電池モジュールでは、隣接する太陽電池の電極を、配線材を介して電気的に接続することにより、複数の太陽電池が電気的に接続されて、太陽電池ストリングを形成している。複数の太陽電池が接続された太陽電池ストリングを、受光面側のガラス板と裏面側のバックシートとの間に封止することにより、太陽電池のモジュール化が行われる。

一般的な太陽電池における受光面の金属電極は、光キャリアを収集するための複数の細いフィンガー電極とフィンガー電極に直交するバスバー電極とからなるグリッド状に設けられている。バスバー電極はフィンガー電極よりも幅広であり、バスバー電極上に帯状の配線材（「タブ線」と称される）が設けられる。

このような電極構造において、バスバー電極およびタブ線は０．８〜２ｍｍ程度の幅を有しており、隣接するバスバー電極の間隔は、一般に３０〜８０ｍｍ程度に設定される。例えば、６インチ基板を用いた太陽電池では、２〜４本程度のバスバーおよびタブ線が設けられる。バスバー電極にタブ線を接続するインターコネクション方式は、金属電極材料のコストが高いこと、および金属電極やタブ線によるシャドーイングロスが大きいことが問題視されている。一方、タブ線方式において、電極材料コストおよびシャドーイングロスを低減するために電極幅を小さくすると、ライン抵抗や接触抵抗が大きくなり、変換特性が低下する。

太陽電池のインターコネクション方式として、従来のタブ線よりも幅の狭いワイヤー状の配線材を、バスバー電極を介さずに直接フィンガー電極と接続する方法（マルチワイヤーボンディング）が提案されている。例えば、特許文献１には、フィンガー電極に直交するように、５〜１５ｍｍ間隔でワイヤー状の配線材を接続した太陽電池モジュールが開示されている。

マルチワイヤーボンディングでは、１本のワイヤーあたりの電流量が小さいため、配線材の断面積を小さくした場合でも、電気的ロスが小さい。また、隣接して配置されるワイヤーの間隔が小さいため、フィンガー電極の実効長（最近接の配線材までの距離）が短く、フィンガー電極の本数および線幅を小さくできる。このように、マルチワイヤーボンディング方式では、バスバー電極が不要である上に、タブ線方式に比べて、フィンガー電極の本数および線幅が小さいため、金属ペースト等の電極材料の使用量を低減できる。また、マルチワイヤーボンディングによる太陽電池モジュールは、タブ線方式に比べて配線材の幅が小さいため、電極が視認され難く、高い意匠性を有している。

特開２０１４‐１４６６９７号公報

マルチワイヤーボンディング方式では、１本の配線材に流れる電流量が小さいために、タブ線方式に比べてライン抵抗に起因する電気的ロスを低減できる。一方で、太陽電池の表面に設けられた電極と配線材との接触面積が小さいため、接触抵抗に起因する電気的ロスが大きくなる傾向がある。また、マルチワイヤーボンディング方式においても、配線材が視認されることによる意匠性低下の問題は依然残っており、特に、建材一体型モジュールのように、モジュール設置箇所周辺との色彩や色調の統一性が求められる用途では、さらなる意匠性の改善が求められている。

上記に鑑み、本発明は太陽電池の表面に設けられた電極と配線材との接触抵抗が小さく、かつ配線材が視認され難く意匠性の高い太陽電池モジュールの提供を目的とする。

本発明の太陽電池モジュールは、互いに離間して配置された複数の太陽電池が配線材を介して接続された太陽電池ストリング、太陽電池ストリングの受光面側に配置された光透過性の受光面保護材、太陽電池ストリングの裏面側に配置された裏面保護材、および受光面保護材と前記裏面保護材との間で太陽電池ストリングを封止する封止材、を備える。太陽電池は、光電変換部と、光電変換部の受光面に設けられた複数のフィンガー電極と、光電変換部の裏面に設けられた裏面金属電極とを有する。太陽電池は、光電変換部の受光面に、複数のフィンガー電極を横断して接続する電極（バスバー電極）を有していない。

隣接する太陽電池を接続する配線材は、第一側面、第二側面および第三側面を有する三角柱形状（断面三角形状）であり、配線材の第一側面が太陽電池の受光面に設けられたフィンガー電極と接するように、受光面のフィンガー電極と配線材とが接続されている。配線材は、第一側面と第二側面とのなす角、および第一側面と第三側面とのなす角が、いずれも４１〜７０°である。配線材の断面形状は、二等辺三角形状であることが好ましく、正三角形状であることが特に好ましい。配線材の幅（第一側面の幅）は、好ましくは０．１〜０．７ｍｍである。

配線材は、太陽電池間の電極と接続されていない箇所で捻回されており、配線材の第一側面、第二側面または第三側面が裏面金属電極と接するように、裏面金属電極と配線材とが接続されていることが好ましい。配線材は、太陽電池の裏面の端部に捻回部を有することが好ましい。配線材の捻回角度は好ましくは９０°未満である。この場合、配線材の第二側面または第三側面が、裏面金属電極と接するように、裏面金属電極と配線材とが接続されていることが好ましい。

本発明の太陽電池モジュールは、三角柱形状の配線材を用いて、隣接するセル間を接続することにより、電極と配線材との接触面積を確保できる。また、配線材に到達した光の反射光が、モジュール外に射出されずセルに入射するため、光利用効率に優れる。さらには、外部から配線材が視認され難いため、モジュールの意匠性が優れている。

一実施形態の太陽電池モジュールの模式的断面図である。受光面側からみた太陽電池ストリングの平面図である。裏面側からみた太陽電池ストリングの平面図である。配線材が接続された太陽電池の模式的断面図である。配線材が接続された太陽電池の模式的断面図である。一実施形態の太陽電池の模式的断面図である。配線材の斜視図である。配線材の断面図である。断面円形状の配線材を用いた従来の太陽電池モジュールにおける受光面から入射する光の配線材での反射の様子を表す概念図である。傾斜角度の小さい三角柱形状の配線材を用いた太陽電池モジュールにおける受光面から入射する光の配線材での反射の様子を表す概念図である。傾斜角度の小さい三角柱形状の配線材を用いた太陽電池モジュールにおける受光面から入射する光の配線材での反射の様子を表す概念図である。傾斜角度の大きい三角柱形状の配線材を用いた太陽電池モジュールにおける受光面から入射する光の配線材での反射の様子を表す概念図である。傾斜角度が６５．５°である三角柱形状の配線材を用いた太陽電池モジュールにおける受光面から入射する光の反射の様子を表す概念図である。

図１は太陽電池モジュール（以下、「モジュール」と記載する）の模式的断面図である。モジュール２００は、複数の太陽電池１００（以下、「セル」と記載する）を備える。セル１００は、光電変換部５０の受光面および裏面のそれぞれに金属電極６０，７０を備える。隣接するセルの表裏の金属電極６０，７０は、配線材８０を介して接続されており、複数のセルが電気的に接続された太陽電池ストリングを形成している。

太陽電池ストリングの受光面側（図１の上側）には、受光面保護材９１が設けられ、裏面側（図１の下側）には裏面保護材９２が設けられている。モジュール２００では、保護材９１，９２の間に封止材９５が充填されることにより、太陽電池ストリングが封止されている。

図２Ａおよび図２Ｂは、配線材８０を介して複数のセル１００が接続された太陽電池ストリングの平面図であり、図２Ａは受光面の平面図、図２Ｂは裏面の平面図である。図３Ａおよび図３Ｂは、配線材８０が接続されたセル１００の模式的断面図であり、図３Ａは配線材の延在方向と直交する断面、図３Ｂは配線材の延在方向と平行な断面を表している。

セル１００の受光面金属電極６０は、一方向（ｙ方向）に延在する複数のフィンガー電極６１からなる。複数のフィンガー電極６１は、延在方向と直交する方向（ｘ方向）に離間して並んでいる。受光面金属電極は、フィンガー電極間を横断して接続する電極（いわゆるバスバー電極）を有しておらず、配線材と接続前のセルでは、複数のフィンガー電極は電気的に分離されている。裏面金属電極７０は、受光面金属電極と同様に複数のフィンガー電極７１からなるものでもよく、光電変換部の全面に設けられた面状の金属電極でもよい。

受光面では、フィンガー電極６１上に配線材８０が設けられており、配線材の延在方向（ｘ方向）とフィンガー電極の延在方向（ｙ方向）とは直交している。

セル１００としては、結晶シリコン太陽電池や、ＧａＡｓ等のシリコン以外の半導体基板を備える太陽電池等、太陽電池間を配線材によりインターコネクトするタイプのものが用いられる。図４は、セル１００の一形態を表す模式的断面図である。光電変換部５０は結晶半導体基板１を備える。結晶半導体基板は、単結晶でも多結晶でもよく、単結晶シリコン基板，多結晶シリコン基板等が用いられる。結晶半導体基板１の受光面側の表面には、高さ１〜１０μｍ程度の凹凸が形成されていることが好ましい。受光面に凹凸が形成されることにより、受光面積が増大するとともに反射率が低減するため、光閉じ込め効率が高められる。基板の裏面側にも凹凸が設けられていてもよい。

図４に示すセル１００はいわゆるヘテロ接合セルであり、ｎ型単結晶シリコン基板１の受光面側に、真性非晶質シリコン薄膜２１，ｐ型非晶質シリコン薄膜３１および透明導電膜４１をこの順に備え、裏面側に、真性非晶質シリコン薄膜２２，ｎ型非晶質シリコン薄膜３２および透明導電膜４２をこの順に備える。透明導電膜４１上に受光面金属電極６０（受光面フィンガー電極６１）が設けられ、透明導電膜４２上には裏面金属電極７０（裏面フィンガー電極７１）が設けられている。

封止材９５としては、オレフィン系エラストマーを主成分とするポリエチレン系樹脂組成物、ポリプロピレン、エチレン／α‐オレフィン共重合体、エチレン／酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン／酢酸ビニル／トリアリルイソシアヌレート（ＥＶＡＴ）、ポリビニルブチラート（ＰＶＢ）、シリコン、ウレタン、アクリル、エポキシ等の透明樹脂を用いることが好ましい。受光面側と裏面側の封止材の材料は、同一でも異なっていてもよい。

受光面側の封止材の厚み、すなわちセル１００の受光面から受光面保護材９１までの距離Ｄは、一般的に、０．２〜１．２ｍｍ程度であり、０．３〜１．１ｍｍが好ましく、０．４〜１．０ｍｍがより好ましい。また、受光面側の封止材の厚みは、配線材の高さＨよりも大きいことが好ましい。封止材の厚みを上記範囲にすることにより、電極や配線材が設けられた凹凸部分も確実に封止可能であり、かつ封止材による光吸収が小さい。

受光面保護材９１は光透過性であり、ガラスや透明プラスチック等が用いられる。裏面保護材９２は、光透過性、光吸収性および光反射性のいずれでもよい。光反射性の裏面保護材としては、金属色または白色等を呈するものが好ましく、白色樹脂フィルムや、樹脂フィルム間にアルミニウム等の金属箔を挟持した積層体等が好ましく用いられる。

光吸収性の保護材としては、例えば、黒色樹脂層を含むものが用いられる。黒色樹脂層は可視光吸収性であり、主に波長８００ｎｍ以下の可視光を吸収する。黒色樹脂層の可視光透過率は１０％以下が好ましい。黒色樹脂層としては、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、フッ素樹脂、エチレン・酢酸ビニル樹脂等の熱可塑性樹脂および顔料や染料等の色料を含有する樹脂組成物が好ましく用いられる。黒色樹脂層と赤外線反射層とを積層して裏面保護材に赤外線反射性を持たせるためには、着色剤は、可視光を吸収し、かつ近赤外線を透過する材料が好ましく、互いに色相の異なる明度Ｌ^＊４５以上の三種以上の色料の組み合わせや、暗色系の有機顔料等が用いられる。黒色樹脂層中には、赤外線反射性を有する無機顔料が含まれていてもよい。

黒色樹脂層を含む裏面保護材を用いれば、裏面保護材とセルの外観色が近いため、離間して配置されたセル間の隙間が目立たず、意匠性の高いモジュールが得られる。後に詳述するように、本発明においては所定形状の配線材を用いることにより、配線材からの反射光がモジュールの受光面側から外部に射出されないため、配線材の金属色がほとんど視認されない。そのため、光吸収性の裏面保護材を用いることにより、全体が黒色系で統一された意匠性の高いモジュールが得られる。

光吸収性の保護材として、セル１００側から、黒色樹脂層と赤外線反射層とを順に積層したものを用いてもよい。黒色樹脂層の裏面側に赤外線反射層を配置することにより、光電変換部で吸収されずに裏面側に透過した近赤外線や、セル間の隙間に入射した光を反射して、セルに再入射させることができ、光利用効率を高めモジュール変換効率を向上できる。

赤外線反射層は、波長８００ｎｍ〜１２００ｎｍの近赤外光の反射率が８０％以上であることが好ましく、８５％以上であることがより好ましく、９０％以上であることがさらに好ましい。赤外線反射層で反射された近赤外線をセルに再入射させるために、黒色樹脂層は、波長８００ｎｍ〜１２００ｎｍの近赤外光の透過率が８０％以上であることが好ましい。

赤外線反射層としては、酸化チタン等の赤外線反射性を有する白色顔料を含む樹脂組成物からなる樹脂層、赤外線反射性の金属箔（例えば、アルミニウム、銀）等が用いられる。金属箔は、空気に触れることによる腐食や短絡等を生じる場合がある。そのため、モジュールの信頼性や安全性を向上させる観点から、赤外線反射層としては金属箔を含まない樹脂層が好ましく用いられる。黒色樹脂層と赤外線反射層との間には、両者を貼り合わせるための接着層等が含まれていてもよい。

＜配線材＞
図５Ａは，複数のセルを電気的に接続するために用いられる配線材８０の斜視図であり、図５Ｂは、Ｂ１‐Ｂ２線における断面図である。配線材８０は三角柱形状であり、延在方向と平行な第一側面８１，第二側面８２および第三側面８３を有する。配線材８０の延在方向に直交する断面は三角形状である。配線材８０の断面形状は、厳密な三角形に限定されず、例えば頂部が丸みを帯びていてもよい。

モジュールにおいては、第一側面８１が、セルの受光面フィンガー電極６１と接続される。第一側面８１と第二側面８２とのなす角θ_１、および第一側面８１と第三側面８３とのなす角θ_２は、いずれも４１〜７０°である。なお、断面の三角形の３つの角がいずれも４１〜７０°である場合は、いずれの側面を受光面フィンガー電極との接続面としてもよい。

配線材８０の第一側面８１（以下、底面と記載する場合がある）の幅Ｗは、モジュールを受光面側から正面視した場合の配線材の幅に等しい。配線材の幅や本数は、セルの大きさ（面積）や、１つのセルに接続される配線材の本数等に応じて、配線材の抵抗による電流ロスが十分小さくなるように設定すればよい。例えば、６インチ基板（１辺の長さ１５６ｍｍ）を用いたセルでは、１つのセルに、５〜２０本程度の配線材を接続することが好ましい。配線材の幅Ｗは、０．１〜０．７ｍｍの範囲が好ましい。セル上に隣接して配置される配線材の間隔は、５〜２５ｍｍ程度が好ましく、７〜２０ｍｍがより好ましい。

配線材の抵抗に起因する電流ロスを低減するために、配線材８０の材料は低抵抗率であることが好ましい。中でも、低コストであることから、銅を主成分とする金属材料が特に好ましい。配線材の表面で光を反射させ、反射光を光電変換部に入射させることにより、配線材によるシャドーイングロスを低減できる。そのため、配線材の表面は、高い反射率を有することが好ましい。表面の反射率を高めるために、配線材８０として、銅等の芯材の表面を、金、銀、アルミニウム等の高反射率材料で被覆したものを用いてもよい。芯材の表面を被覆する高反射率材料の厚みは、例えば、０．５〜３μｍ程度が好ましい。

以下では、配線材での光反射の観点から、本発明のモジュールの光利用効率および意匠性について説明する。

図６は、断面円形状のワイヤー８９を配線材として用いた従来の太陽電池モジュールにおける、配線材での光の反射の様子を表す概念図である。受光面保護材９１および封止材９５を透過して断面円形状の配線材８９に到達した光は、入射角や配線材上の到達位置に応じて様々な角度で反射される。

例えば、図６の斜め方向の入射光Ｌ_９５は、配線材８９で反射され、反射光Ｌ_９６は、受光面保護材９１と空気との界面に、入射角θ_ｒで到達する。受光面保護材としてガラス（屈折率約１．５）が用いられる場合、臨界角は約４１°である。そのため、入射角θ_ｒが４１°以上であれば、反射光Ｌ_９６は受光面保護材と空気との界面で全反射し、再反射光Ｌ_９7はセルの光電変換部５０に入射して光キャリアの生成に寄与する。

一方、配線材８９での反射光の受光面保護材と空気との界面への入射角θ_ｒが４１°未満の場合、一部の光は受光面保護材と空気との界面では反射されずに、受光面保護材９１の表面からモジュール外に射出される。例えば、ワイヤーの頂点付近に小さな角度で入射した光Ｌ_９１は、配線材での反射光Ｌ_９２の受光面保護材９１と空気との界面への入射角が臨界角よりも小さいため、一部は反射されずに、射出光Ｌ_９３がモジュール外に射出される。モジュール外に射出された反射光は、配線材によるシャドーイングロスとなり発電には寄与しないため、モジュール変換効率低下の原因となる。また、射出光Ｌ_９３は、モジュールの外部から配線材の反射光として視認されるため、配線材の金属色が視認され、モジュールの意匠性低下の原因となる。

図７Ａおよび図７Ｂは、底面と側面とのなす角θが４１°未満（例えば３０°程度）の三角柱状の配線材８８を用いた場合の、受光面からモジュールに入射する光の反射の様子を表す概念図である。

図７Ａにおいて、モジュールの受光面の正面から保護材９１および封止材９５を透過して配線材８８に到達した光Ｌ_１０は、配線材８８の側面で反射される。反射光Ｌ_１１は、受光面保護材９１と空気との界面に、入射角θ_ｒで到達する。θ_ｒ＝２θであるため、配線材の傾斜角θが２０．５°以上であれば、θ_ｒは臨界角よりも大きくなり、反射光Ｌ_１１は受光面保護材と空気との界面で全反射し、再反射光Ｌ_１２はセルの光電変換部５０に入射して光キャリアの生成に寄与する。

一方、図７Ｂに示すように、入射光Ｌ_２０の入射角が大きく、屈折角γが大きい場合、配線材の側面で反射された反射光Ｌ_２１の受光面保護材９１と空気との界面への入射角θ_ｒは臨界角よりも小さくなる。そのため、反射光Ｌ_２１の一部は、射出光Ｌ_２３としてモジュール外へ射出され、光利用効率の低下および意匠性低下の原因となる。

図８は、底面と側面とのなす角θが４１°以上（例えば６０°程度）の三角柱状の配線材８５を用いた場合の、受光面からモジュールに入射する光の反射の様子を表す概念図である。小さな入射角（および屈折角）で保護材９１および封止材９５を透過して配線材８８に到達した光Ｌ_３０は配線材８５の側面で反射され、反射光Ｌ_３１は受光面側に反射されることなく、そのままセルの光電変換部５０に入射する。臨界角に近い屈折角γを有する入射光Ｌ_４０は配線材８５の側面で受光面側に反射される。反射光Ｌ_４１の受光面保護材９１と空気との界面への入射角θ_ｒは、配線材の傾斜角θよりも大きい。そのため、傾斜角θが臨界角（４１°）以上であれば、反射光Ｌ_４１は受光面保護材と空気との界面で全反射し、再反射光Ｌ_４２はセルの光電変換部５０に入射して光キャリアの生成に寄与する。

このように、配線材の底面と側面とのなす角θが、空気と受光面保護層９１との界面での臨界角（４１°）以上の場合は、配線材の側面に到達して反射した光は、直接、または受光面保護材と空気との界面で全反射した後に、光電変換部５０に入射し、モジュール外へは射出されない。そのため、配線材によるシャドーイングロスが実質的にゼロであり、光利用効率の高いモジュールが得られる。また、配線材からの反射光がモジュールの外部に射出されないため、モジュールの外部からは配線材での反射光は視認されず、配線材は黒色に見える。そのため、配線材の色と周囲のセルの色が黒色系で統一され、意匠性が高められる。

本発明のモジュールでは、三角柱状の配線材８０の底面と側面とのなす角θ_１およびθ_２がいずれも４１°以上であるため、いずれの方向からモジュールに入射する光に対しても、配線材からの反射光がモジュールの外部に射出されない。そのため、本発明のモジュールは、変換効率および意匠性に優れる。

図９は、底面と側面とのなす角θが６５．５°の三角柱状の配線材８６を用いた場合の、受光面からモジュールに入射する光の反射の様子を表す概念図である。入射光Ｌ_５０の屈折角γが０〜４１°のいずれの場合も、配線材８６の側面で反射された反射光Ｌ_５１は受光面側に反射されることなく、そのままセルの光電変換部５０に入射する。すなわち、配線材の底面と側面とのなす角θが６５．５°以上の場合は、配線材の側面に到達した光は、受光面側に反射されることなく、全ての反射光は、直接光電変換部５０に入射する。そのため、配線材で反射後に、封止材９５等を通過する際に吸収・散乱される光の量が少なく、モジュールの光利用効率および意匠性がさらに向上する。

なお、配線材の底面と側面とのなす角θが６５．５°を超えると、それ以上θが大きくなっても光利用効率および意匠性の向上は期待できない。一方、配線材の底面と側面とのなす角θが過度に大きいと、配線材の高さＨが大きくなるとともに頂角が小さくなるため、封止材９５により確実に封止を行うために、受光面側の封止材の厚みを大きくする必要がある。封止材の厚み増大は、コストアップ要因であることに加えて、封止材による光吸収が増加して変換効率の低下を生じる傾向がある。そのため、配線材の底面と側面とのなす角は７０°以下が好ましい。

＜モジュール化＞
配線材８０を介して隣接するセル間のインターコネクションを行うことにより、太陽電池ストリングが作製される。太陽電池ストリングの受光面側および裏面側のそれぞれに封止材および保護材を配置して積層した状態で、加熱圧着することにより、セル間やモジュールの端部にも封止材が流動してモジュール化が行われる。

配線材とフィンガー電極とは、配線材８０の底面８１とフィンガー電極６１とが対向するように接続される。配線材８０は、フィンガー電極と面で接触しているため、断面円形の配線材に比べて、フィンガー電極との接触面積が大きい。そのため、本発明のモジュールは、断面円形状の配線材を用いたモジュールに比べて、接触抵抗が小さく、セルと配線材との接続の信頼性が高い。

配線材とフィンガー電極とを接続する方法としては、導電性ペースト（ＣＰ）や導電性フィルム（ＣＦ）を用いる方法、半田付けにより接合する方法、透明樹脂接着剤を用いる方法等が挙げられる。透明樹脂接着剤としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、イミド樹脂、フェノール樹脂等が用いられる。透明樹脂接着剤による接続は、例えばフィンガー電極６１上に配線材８０を配置した後、配線材を覆うように接着剤を塗布する方法が挙げられる。また、配線材８０の底面８１に接着剤層を設け、熱圧着により、フィンガー電極と配線材とを接続してもよい。

配線材８０が断面二等辺三角形状である場合、すなわち、θ_１＝θ_２である場合、接続時に配線材の向きを確認する必要がないため、生産性を向上できる。特に配線材８０が断面正三角形状である場合は、配線材のいずれの面をフィンガー電極と接続してもよい。そのため、モジュールの生産性の観点からは、配線材８０は断面正三角形状であることが特に好ましい。なお、二等辺三角形における２つの底角θ_１とθ_２は、厳密に同一である必要はなく、±２°程度の差を有していてもよい。また、正三角形の３つの内角は、厳密に６０°である必要はなく、±２°程度の誤差を有していてよい。すなわち、３つの内角がいずれも５８〜６２°の範囲内であれば、正三角形とみなしてよい。

配線材８０の底面８１を受光面側のフィンガー電極６１と接続した場合、隣接するセルの裏面側に配線材を回りこませると、配線材８０の頂部（側面８２と側面８３とが交わる角）が、裏面フィンガー電極７１と対向するような配置関係となる。配線材の頂部をフィンガー電極と接続した場合、接触面積が小さいため、電流の取出しが困難となる上に、接続の信頼性に問題が生じる。そのため、セルの受光面および隣接するセルの裏面のいずれにおいても、三角柱形状の配線材８０の側面と電極とを接続するために、配線材を捻回することが好ましい。

配線材は、セル間の隙間、受光面の端部近傍、裏面の端部近傍等、太陽電池間の電極と接続されていない箇所で捻回される。配線材が捻回されている捻回部８０１では、配線材の側面とセルの受光面とのなす角度が、フィンガー電極との接続部とは異なっている。そのため、受光面からの光が配線材の捻回部に到達すると、反射光の一部がモジュールの受光面から射出され、配線材の捻回部の金属色が外部から視認される。捻回部が外部から視認されるとモジュールの意匠性の低下につながる。特に、光吸収性の裏面反射材が用いられる場合、モジュールの全体が黒色系で統一されているため、捻回部での反射光が目立ちやすい。捻回部での反射光が外部から視認されないようにするためには、図１，図２Ｂおよび図３Ｂに示すように、セルの裏面の端部近傍に配線材の捻回部８０１を設けることが好ましい。

セルの受光面および裏面の両方において、配線材の側面と電極とを接続可能であれば、配線材８０の捻回角度は特に限定されない。配線材の延在方向における捻回部８０１の長さを小さくして外部からの配線材の視認を防止するために、捻回角度はできる限り小さいことが好ましい。また、配線材の捻回に伴う応力に起因する接続不良等を抑制する観点からも捻回角度は小さいことが好ましい。したがって、捻回角度は９０°未満が好ましく、８０°以下がより好ましく、７０°以下がさらに好ましい。

配線材の１つの側面をセルの受光面の電極およびセルの裏面側の電極に接続するためには、配線材の捻回角度を１８０°とする必要がある。そのため、受光面の電極に接続される配線材の側面と裏面に接続される配線材の側面とは、別の面であることが好ましい。例えば、配線材８０の第一側面８１が受光面の電極に接続される場合、第二側面８２または第三側面８３が隣接するセルの裏面の電極に接続されることが好ましい。

２００太陽電池モジュール
１００太陽電池
５０光電変換部
１結晶半導体基板
６０受光面電極
７０裏面電極
６１，７１フィンガー電極
８０配線材
９１受光面保護材
９２裏面保護材
９５封止材

Claims

互いに離間して配置された複数の太陽電池が配線材を介して接続された太陽電池ストリング；前記太陽電池ストリングの受光面側に配置された光透過性の受光面保護材；前記太陽電池ストリングの裏面側に配置された裏面保護材；および前記受光面保護材と前記裏面保護材との間で前記太陽電池ストリングを封止する封止材、を備える太陽電池モジュールであって、
前記太陽電池は、光電変換部と、前記光電変換部の受光面に設けられた複数のフィンガー電極と、前記光電変換部の裏面に設けられた裏面金属電極とを有し、
光電変換部の受光面には、前記複数のフィンガー電極を横断して接続する電極が設けられておらず、
前記配線材は、第一側面、第二側面および第三側面を有する三角柱形状であり、
第一側面と第二側面とのなす角、および第一側面と第三側面とのなす角が、いずれも４１〜７０°であり、
第一側面の幅が０．１〜０．７ｍｍであり、
第一太陽電池と前記第一太陽電池に隣接する第二太陽電池とを接続する配線材は、配線材の第一側面が前記第一太陽電池の受光面に設けられたフィンガー電極と接し、配線材の第一側面、第二側面または第三側面が前記第二太陽電池の裏面金属電極と接するように接続され、前記第一太陽電池および前記第二太陽電池の電極と接続されていない箇所に配線材が捻回されている稔回部を有する、太陽電池モジュール。
前記配線材は、前記第二太陽電池の裏面の端部に前記捻回部を有する、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
前記配線材の前記捻回部の捻回角度が９０°未満であり、前記配線材の第二側面または第三側面が、前記裏面金属電極と接するように、裏面金属電極と配線材とが接続されている、請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
前記配線材は、断面が二等辺三角形状である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
前記配線材は、断面が正三角形状である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。