JP7265655B1 - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池モジュールにたわみを生じても端子ボックス等とその下方の構造物等とが接触しにくい構造とする。【解決手段】太陽電池モジュール１は、複数の第１太陽電池セル３０１を含む第１太陽電池セルストリング４０１と、第２太陽電池セル３０２を含む第２太陽電池セルストリング４０２とを備え、これらが並列に接続されている。第１太陽電池セル３０１と第２太陽電池セル３０２とは、受光面積が異なるように分割された分割セルであり、第１太陽電池セルストリング４０１と第２太陽電池セルストリング４０２とが第１方向Ｄ１に沿って配列されるとともに、第１太陽電池セルストリング４０１と第２太陽電池セルストリング４０２との間に並列接続部５０が設けられて、並列接続部５０は第１方向Ｄ１の中心線Ｃから離間した位置に配設される。【選択図】図１

Description

本発明は、分割セルである太陽電池セルを用いた太陽電池モジュールに関する。

太陽電池モジュールには、Ｓｉ系半導体などの半導体材料により構成された太陽電池セルを用いたものが広く知られている。近年では太陽電池モジュールを構成する太陽電池セルの数を増やして大型化したり、枠部材をスリム化して枠部材の構成材料量を低減したりするなどにより、１Ｗ当りの製品単価を抑えた太陽電池モジュールへの要望も高くなっている。

また、例えば特許文献１に開示されるように、太陽電池モジュールを構成する太陽電池セルとして、標準サイズの太陽電池セルを二等分に分割したハーフセルを用いたものがある。この種のハーフセルは、略正方形状の標準サイズの太陽電池セル（フルセル）を半分に分割した分割セルであり、太陽電池セル１枚当たりの電流の電流値を減少（二等分の場合には半減）させ、太陽電池モジュールの電力損失を低減し、フルセルを用いた場合に比べ高い発電効率が得られることから、太陽電池モジュールを構成する太陽電池セルとして主流になりつつある。

特開２０２０－９８９３１号公報

複数のフルセルを直列接続して形成される太陽電池モジュールにおいて電流が１０Ａであるとすると、複数のハーフセルを直列接続したストリングには５Ａの電流が生じる。このようにハーフセルを用いた場合には電流値が小さくなるため直列抵抗による電力損失を小さくすることができ、例えば、６０枚のハーフセルを直列接続したストリングを２つ並列に接続した太陽電池モジュールとすることで、６０枚のフルセルを直列接続して形成される太陽電池モジュールと比べ、直列抵抗による損失を小さく抑えた分だけ高い発電効率が得られる。

図１１に、一般的なハーフセルを用いた太陽電池モジュールを例示する。ハーフセルを用いた太陽電池モジュール８１では、複数のハーフセルを直列接続した構成の第１太陽電池セルストリング８３と第２太陽電池セルストリング８４を、太陽電池モジュール８１のレイアウトの長手方向（図１１に示すＤ１方向）に並べて配置するとともに、長手方向の中間部において並列接続する構成とされる。そして、この中間部の裏面側には、端子ボックス８５が設けられることになる。以下、太陽電池モジュール８１のように、直列接続した太陽電池セルストリングを２つ並列に接続した太陽電池モジュール構造を２並列モジュール構造と呼ぶ。

しかしながら、太陽電池モジュールは、風圧や積雪などにより荷重がかかり、たわみを生じることがある。特に、大型化された太陽電池モジュールではたわみ量が大きくなりやすく、図１２に示すように、太陽電池モジュール８１の長手方向（Ｄ１方向）の中間部でのたわみ量が最大となり、特に枠部材８６がスリム化された太陽電池モジュール８１では、端子ボックス８５が、架台８７上に設けられた枠部材８６の底部８６１よりも下方にはみ出して、住宅屋根や架台構造体などの設置面７０に接触しやすくなる。端子ボックス８５が太陽電池モジュール８１の設置面７０に接触することがあると、端子ボックス８５や設置面７０の破損を招きやすくなる。

本発明は、前記のような問題点にかんがみてなされたものであり、その目的とするところは、分割セルを用いた２並列モジュール構造とすることで、フルセルを用いた太陽電池モジュールよりも高い発電効果を得るとともに、太陽電池モジュールにたわみを生じた際に太陽電池モジュールに備えられた端子ボックス等がその下方の構造物等に接触しにくい構造の太陽電池モジュールを提供することにある。

前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、複数の太陽電池セルが直列に接続されてなる複数の太陽電池セルストリングを有する太陽電池モジュールにおいて、前記複数の太陽電池セルストリングとして、第１の受光面積を有する複数の第１太陽電池セルを含む第１太陽電池セルストリングと、第１の受光面積とは異なる第２の受光面積を有する複数の第２太陽電池セルを含む第２太陽電池セルストリングとを備え、前記第１太陽電池セルストリングと前記第２太陽電池セルストリングとを並列に接続する並列接続部が設けられており、前記第１太陽電池セルと前記第２太陽電池セルとは、前記第１の受光面積が前記第２の受光面積より小さくなるように、１つの分割前太陽電池セルが２つに分割された分割セルであり、前記第１太陽電池セルストリングと前記第２太陽電池セルストリングとが第１方向に沿って配列されるとともに、前記第１太陽電池セルストリングと前記第２太陽電池セルストリングとの間に前記並列接続部が設けられて、前記並列接続部は前記第１方向の中間部から離間した位置に配設されていることを特徴としている。

前記太陽電池モジュールにおける、より具体的な構成として次のものが挙げられる。すなわち、前記構成を有する太陽電池モジュールにおいて、前記第１太陽電池セルストリングおよび前記第２太陽電池セルストリングからの出力配線材が接続される端子ボックスが、前記並列接続部に対応する位置に設けられることが好ましい。

また、その場合に、前記端子ボックスは、前記第１方向に直交する第２方向に並ぶように複数配設されてもよい。

また、前記構成を有する太陽電池モジュールにおいて、前記第１太陽電池セルストリングに含まれる前記第１太陽電池セル数と、前記第２太陽電池セルストリングに含まれる前記第２太陽電池セル数とは、同数とされる。

また、前記構成を有する太陽電池モジュールにおいて、前記第１太陽電池セルにおける前記第１方向の一辺の長さＬ１と、前記第２太陽電池セルにおける前記第１方向の一辺の長さＬ２とは、略正方形状を有する前記分割前太陽電池セルの一辺が長さＬとすると、Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２
であり、かつ、１＞Ｌ１／Ｌ２≧０．１７
とされることが好ましい。

このように構成されることにより、分割セルを用いた２並列モジュール構造として、フルセルを用いた太陽電池モジュールよりも高い発電効率を得つつも、たわみ量が大きくなる太陽電池モジュールの長手方向の中間部に端子ボックス等を設けなくともよい構造とすることができ、破損を防止することが可能となる。

本発明によれば、分割セルを用いた２並列モジュール構造とすることで、フルセルを用いた太陽電池モジュールよりも高い発電効率が得られるとともに、太陽電池モジュールのたわみによる端子ボックスとその下方の構造物等との接触を抑制することが可能となる。

本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールの構成を模式的に示す平面図である。 前記太陽電池モジュールが有する太陽電池セルについて示す説明図である。 前記太陽電池モジュールの内部構造を示す断面図である。 前記太陽電池モジュールの端子ボックスの配置構成を示す説明図である。 ハーフセルの場合の太陽電池モジュールの電圧と出力の関係を示すグラフである。 実施形態に係る太陽電池モジュールの電圧と出力の関係を示すグラフである。 実施形態に係る太陽電池モジュールの電圧と出力の関係を示すグラフである。 実施形態に係る太陽電池モジュールにおいて、第１太陽電池セルと第２太陽電池セルとの並列接続を模式的に示す説明図である。 前記太陽電池モジュールの最大出力値について示すグラフである。 前記太陽電池モジュールの最大出力値について示す表である。 参考例に係るハーフセルを用いた２並列モジュール構造の太陽電池モジュールの構成を模式的に示す平面図である。 参考例に係るハーフセルを用いた２並列モジュール構造の太陽電池モジュールに生じるたわみについて示す説明図である。

以下、本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールおよび太陽光発電システムについて、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る太陽電池モジュール１の構成を模式的に示す平面図、図２は、太陽電池モジュール１が有する太陽電池セルについて示す説明図、図３は、太陽電池モジュール１の内部構造を示す断面図である。なお、図１において、図中の上下方向（列方向）を第１方向Ｄ１とし、左右方向（行方向）を第２方向Ｄ２として説明する。また、図１では、太陽電池モジュール１に備えられる樹脂層、保護部材等の図示は省略されている。

図１に示すように、太陽電池モジュール１は、第１方向Ｄ１に長い略矩形状（略長方形状）のパネル４０と、パネル４０に配置された２組の太陽電池セルストリング（４０１、４０２）とを備えている。太陽電池モジュール１を構成する太陽電池セルストリングとしては、複数の第１太陽電池セル３０１を直列に接続した第１太陽電池セルストリング４０１と、複数の第２太陽電池セル３０２を直列に接続した第２太陽電池セルストリング４０２とが備えられている。第１太陽電池セルストリング４０１と、第２太陽電池セルストリング４０２とは、並列に接続されている。

第１太陽電池セル３０１および第２太陽電池セル３０２は、標準サイズの１つの基準セル（分割前太陽電池セル）３０を分割して形成されたものである。図２に示すように、第１太陽電池セル３０１および第２太陽電池セル３０２は、１つの辺の長さがＬ（例えば約１６６ｍｍ）である略正方形状の基準セル３０を分割した分割セルとされている。

例えば、略矩形状の半導体基板にＰＮ接合を形成し、半導体基板上に複数の集電電極を形成することで基準セル３０であるフルセルの太陽電池セルを構成することができる。そして、この基準セル３０を、長さＬである１つの辺に平行で、かつ全体を不均等に分割する直線状の分割ラインＳで２つに分割する。これにより、分割ラインＳに直交する辺の長さがＬ１である略長方形状の第１太陽電池セル３０１と、分割ラインＳに直交する辺の長さがＬ２である略長方形状の第２太陽電池セル３０２とに分割される。

分割された第１太陽電池セル３０１は、全体としてＬ×Ｌ１の大きさの第１の受光面積を有している。また、第２太陽電池セル３０２は、全体としてＬ×Ｌ２の大きさの第２の受光面積を有しており、第１太陽電池セル３０１の第１の受光面積と異なる受光面積を有するように形成されている。

図２に示すように、第１太陽電池セル３０１の短辺の長さＬ１は、第２太陽電池セル３０２の短辺の長さＬ２よりも短くなるように分割されている。これにより、分割された一方の第１太陽電池セル３０１の第１の受光面積は、分割された他方の第２太陽電池セル３０２の第２の受光面積より小さくなっている。

このような第１太陽電池セル３０１および第２太陽電池セル３０２は、光照射により電力を発生する平板状の光起電力素子であり、図３に示すように、表面電極１０１と裏面電極１０２とを備えている。第１太陽電池セル３０１を含む第１太陽電池セルストリング４０１側の内部構造を例に挙げて説明すると、太陽電池モジュール１は、第１太陽電池セル３０１が透光性の樹脂層４３によって透光性基板４１と保護部材４２との間に封止された構造を有する。

例えば、表面電極１０１は、バスバー電極１０３と、図示しないフィンガー電極とを有する。バスバー電極１０３は帯状とされ、第１太陽電池セル３０１の表面に第１方向Ｄ１に直線的に形成されている。フィンガー電極は、バスバー電極１０３の両側縁から第２方向Ｄ２に延びて形成されている。フィンガー電極は、互いに一定の間隔をあけて第１太陽電池セル３０１の受光面全体を網羅するようにパターン形成されている。

裏面電極１０２は、第１太陽電池セル３０１の裏面において第１方向Ｄ１に直線的に帯状となるように形成されており、バスバー電極１０３と表裏対向するように設けられている。第１接続部材３１は、一方の第１太陽電池セル３０１の表面電極１０１のバスバー電極１０３と他方の第１太陽電池セル３０１の裏面電極１０２に接続されて、隣り合う第１太陽電池セル３０１同士を直列に接続する。透光性基板４１は、第１太陽電池セル３０１の表面側（図３では図中上側）に対向するように設けられている。保護部材４２は、第１太陽電池セル３０１の裏面側（図２では図中下側）に対向するように設けられている。

第１接続部材３１は、細長い短冊状に形成された基材または断面略円形状のワイヤの外表面に、導電性接着剤または半田がコーティングされた構成を有する。基材およびワイヤの材質としては特に限定されないが、例えば銅等の金属を用いることができる。かかる内部構造は、第２太陽電池セルストリング４０２側においても同様とされている。

図１に示すように、太陽電池モジュール１には、分割セルである第１太陽電池セル３０１および第２太陽電池セル３０２が、第１方向Ｄ１、および第２方向Ｄ２に沿って、マトリクス状に配列されている。例示の形態に係る太陽電池モジュール１は、パネル４０の第１方向Ｄ１の両端部および中間部に、電極配線材２１～２４が設けられており、電極配線材２２、２４を挟んで第１太陽電池セルストリング４０１と第２太陽電池セルストリング４０２とが配設されている。

第１太陽電池セルストリング４０１には、複数の第１太陽電池セル群２０１が備えられている。各第１太陽電池セル群２０１は、第１方向Ｄ１に配列された複数の第１太陽電池セル３０１が直列に接続されてなる。例示の形態では、第１太陽電池セルストリング４０１の第１太陽電池セル群２０１において、第１方向Ｄ１に１０枚の第１太陽電池セル３０１が図示しない配線材によって直列に接続されて設けられている。第１太陽電池セル３０１における長さＬ１である短辺は、第１方向Ｄ１に沿う向きで配設されている。

また、隣り合う２つの第１太陽電池セル群２０１同士は、電極配線材（バスバー）２１、２２を介して直列に接続されている。すなわち、電極配線材２１を介して直列に接続された２つの第１太陽電池セル群２０１は、電極配線材２１を介して直列に接続された第２方向Ｄ２の中央部の２つの第１太陽電池セル群２０１と、電極配線材２２を介して直列に接続されている。

このように、第１太陽電池セルストリング４０１は、第２方向Ｄ２には６組の第１太陽電池セル群２０１が並べられており、１０×６の合計６０枚の第１太陽電池セル３０１が電極配線材２１、２２を介して直列接続された構成となっている。第２方向Ｄ２の両端部に配設された第１太陽電池セル群２０１は、第１方向Ｄ１の一端部においては、電極配線材２４に電気的に接続されている。この端部の電極配線材２４は、複数の第１太陽電池セル群２０１からの電力を取り出す役割も有する。

第２太陽電池セルストリング４０２においても同様に、複数の第２太陽電池セル３０２が直列に接続されてなる第２太陽電池セル群２０２が複数備えられている。例示の形態では、１つの第２太陽電池セル群２０２は、１０枚の第２太陽電池セル３０２が図示しない配線材によって直列に接続されて構成されている。第２太陽電池セル３０２の長さＬ２である短辺は、第１方向Ｄ１に沿う向きで配設される。隣り合う２つの第２太陽電池セル群２０２同士は、電極配線材（バスバー）２３、２２を介して直列に接続されている。

第２方向Ｄ２には６組の第２太陽電池セル群２０２が並べられて、１０×６の合計６０枚の第２太陽電池セル３０２が直列接続された第２太陽電池セルストリング４０２が構成されている。第１太陽電池セルストリング４０１に含まれる第１太陽電池セル３０１の数と、第２太陽電池セルストリング４０２に含まれる第２太陽電池セル３０２の数は、同数とされている。

これにより、太陽電池モジュール１は６０枚の第１太陽電池セル３０１を電気的に直列に接続した第１太陽電池セルストリング４０１と、６０枚の第２太陽電池セル３０２を電気的に直列に接続した第２太陽電池セルストリング４０２とを有して構成される。第１太陽電池セルストリング４０１と第２太陽電池セルストリング４０２とは、太陽電池モジュール１のパネル４０における第１方向Ｄ１の中間部（中心線Ｃ）に配設された電極配線材２２、２４によって電気的に並列に接続されている。

第１方向Ｄ１に沿って配列された第１太陽電池セルストリング４０１と第２太陽電池セルストリング４０２を並列に接続する並列接続部５０は、両セルストリング４０１、４０２の間の境界部に設けられる。ここで、第１太陽電池セルストリング４０１を構成する第１太陽電池セル３０１の短辺（長さＬ１＜Ｌ２）は、前記のとおり、第１方向Ｄ１に沿って配置されている。そのため、並列接続部５０は、太陽電池モジュール１のパネル４０における第１方向Ｄ１の中間部（中心線Ｃ）からは離間した位置に設けられることとなる。

また、例示の形態では、パネル４０の裏面側には、並列接続部５０に対応する位置に、第２方向Ｄ２に沿って３つの端子ボックス６０、６１が配設されている。第２方向Ｄ２の両端に設けられた端子ボックス６０には、第１太陽電池セルストリング４０１および第２太陽電池セルストリング４０２からの出力配線である電極配線材２４に接続された出力取出端子と、電極配線材２２、２４に接続されたバイパスダイオードとが設置されている。第２方向の中間部に設けられた端子ボックス６１には、２つの電極配線材２２に接続されたバイパスダイオードが設置されている。これらの端子ボックス６０、６１は、太陽電池モジュール１のパネル４０の平面視において、中心線Ｃから第１方向Ｄ１に所定距離だけずれた位置に設けられることとなる。

図４は、太陽電池モジュール１の第２方向Ｄ２の中間部にある端子ボックス６１の配置構成を示す説明図である。図４では、太陽電池モジュール１の受光面１０Ａの反対側の面である裏面１０Ｂに端子ボックス６１が配置されており、表裏方向（上下方向）における端子ボックス６１の配設位置を枠部材４４とともに示している。

太陽電池モジュール１の周辺部が高さＨ１の枠部材４４に保持された状態で、端子ボックス６１は太陽電池モジュール１の裏面１０Ｂに取り付けられている。枠部材４４の底面から太陽電池モジュール１の裏面１０Ｂまでは高さＨ２が確保されているが、枠部材４４の底面から端子ボックス６１の底面までは高さＨ３となる。

前記のとおり、枠部材４４はコスト低減のためにスリム化される傾向にあり、例えば高さＨ１は３０ｍｍ程度とされることが多い。そのため、太陽電池モジュール１に風圧や積雪等の荷重がかかり、たわみを生じることがあると、高さＨ２として２０ｍｍ確保されていたとしても、たわみ量が１０ｍｍ以上となることで、端子ボックス６１は高さＨ３（例えば１０ｍｍ）を超えて、その底面が枠部材４４の底面より下方にはみ出すおそれが生じる。

図１１に示した参考例に係る２並列モジュール構造の太陽電池モジュール８１では、端子ボックス８５が太陽電池モジュール８１の長手方向の中間部に設けられ、たわみ量が最大となる位置に配置されていた。そのため、端子ボックス８５が太陽電池モジュール８１の設置面７０に接触しやすくなり、破損するおそれがあった。

また、たわみを抑えるために例えば太陽電池モジュールの裏面側に補強部材を設けることも考えられるが、その場合には太陽電池モジュールの重量および部品点数が増加し、太陽電池モジュールの施工工数および製造コストを増大させる要因となって好ましくない。

これに対して、本実施形態に係る太陽電池モジュール１では、図１に示すように、端子ボックス６０、６１は太陽電池モジュール１の長手方向の中心線Ｃから第１方向Ｄ１に所定距離だけずれた位置に設けられている。そのため、たわみを生じた際の枠部材４４の底面から端子ボックス６０、６１の底面までの高さを、高さＨ３の範囲内とすることが可能となり、端子ボックス６０、６１が枠部材４４の底面からはみ出すことを抑制できる。したがって、端子ボックス６０、６１の底面が設置面７０に接触することによる、端子ボックス６０、６１の破損や設置面７０を構成する屋根材等の構造物の破損を抑制することが可能となる。

図５～図７は、太陽電池モジュールの電圧と出力の関係を示すグラフである。図８は、フルセルの太陽電池セルを２つに分割した第１太陽電池セル３０１と第２太陽電池セル３０２との並列接続を模式的に示す説明図である。

短辺の長さが異なる第１太陽電池セル３０１（短辺の長さＬ１）と第２太陽電池セル３０２（短辺の長さＬ２）を並列接続した場合の太陽電池特性を確認するため、図５では、太陽電池セルとして二等分に分割したハーフセル１枚の電圧と出力特性およびハーフセル２枚を並列接続した場合の電圧と出力特性を比較例として示している。

これに対して、図６では、本実施形態に係る太陽電池モジュール１の構成に基づき、第１太陽電池セル３０１における第１方向Ｄ１の短辺の長さＬ１と、第２太陽電池セル３０２における短辺の長さＬ２の割合Ｌ１／Ｌ２について、Ｌ１／Ｌ２＝０．８となる第１太陽電池セル３０１と第２太陽電池セル３０２それぞれの電圧と出力特性、および第１太陽電池セル３０１と第２太陽電池セル３０２の各１枚を並列接続した場合の電圧と出力特性を示している。

また、図７では、本実施形態に係る太陽電池モジュール１の構成を有し、第１太陽電池セル３０１における第１方向Ｄ１の短辺の長さＬ１と、第２太陽電池セル３０２における短辺の長さＬ２の割合Ｌ１／Ｌ２について、Ｌ１／Ｌ２＝０．２となる第１太陽電池セル３０１と第２太陽電池セル３０２それぞれの電圧と出力特性、および第１太陽電池セル３０１と第２太陽電池セル３０２の各１枚を並列接続した場合の電圧と出力特性を示している。

並列接続した場合の出力は、それぞれの太陽電池セルの同電位での出力の合計となる。図５に示すように、二等分に分割したハーフセルを並列接続した場合は、同じ電圧および出力特性を示すハーフセルを接続しているため、並列接続した際の出力は単純に２倍となる。最大出力Ｐｍａｘ（ｈ）が２．９８５Ｗのハーフセルを用いたため、並列接続した際の最大出力Ｐｍａｘ（１）は、ハーフセルの約２倍の５．９６８Ｗとなった。

これに対して、本実施形態に係る太陽電池モジュール１のようにハーフセルではなく、短辺の長さ割合Ｌ１／Ｌ２≠１の太陽電池セルとされた場合について考察する。本実施形態に係る太陽電池モジュール１のようにハーフセルではなく、短辺の長さ割合Ｌ１／Ｌ２≠１の太陽電池セルを並列接続した場合、短辺の長さＬ１の第１太陽電池セル３０１と短辺の長さＬ２の第２太陽電池セル３０２のそれぞれの最大出力動作電圧Ｖｍｐ（３０１）と最大出力動作電圧Ｖｍｐ（３０２）は同じ値とならない。そのため、第１太陽電池セル３０１と第２太陽電池セル３０２を並列接続した際の最大出力は、第１太陽電池セル３０１の最大出力Ｐｍａｘ（３０１）と第２太陽電池セル３０２の最大出力Ｐｍａｘ（３０２）の合計とはならず、ハーフセルを並列接続した場合と比べて最大出力は小さくなる傾向がある。

すなわち、図６に示すように、短辺の長さ割合Ｌ１／Ｌ２＝０．８であり、第１太陽電池セル３０１と第２太陽電池セル３０２の短辺の長さの差が大きくない場合は、第１太陽電池セル３０１の最大出力Ｐｍａｘ（３０１）＝２．８２６Ｗと最大出力Ｐｍａｘ（３０２）＝３．１４５Ｗとなった。また、並列接続した際の最大出力Ｐｍａｘ（１）＝５．９６７Ｗであって、図５に示したハーフセルの場合とほとんど差のない結果となった。

一方、図７に示すように、短辺の長さ割合Ｌ１／Ｌ２＝０．２であり、第１太陽電池セル３０１と第２太陽電池セル３０２の短辺の長さの差が大きくなってくると、第１太陽電池セル３０１の最大出力Ｐｍａｘ（３０１）＝０．９５０Ｗと第２太陽電池セル３０２の最大出力Ｐｍａｘ（３０２）＝４．９５１Ｗとなった。また、並列接続した際の最大出力Ｐｍａｘ（１）＝５．８８４Ｗとなって、図５に示したハーフセルの並列接続の場合に比べて１．４％程度出力が低くなる結果となった。

ここで、Ｌ＝１６６ｍｍの太陽電池セル（基準セル３０、フルセル）を、短辺の長さが不均等に長さＬ１、Ｌ２となるように２分割した第１太陽電池セル３０１と第２太陽電池セル３０２を用いて、図１に示すように、６０直かつ２並列の太陽電池モジュール１について、長さ割合Ｌ１／Ｌ２と太陽電池モジュール１の最大出力Ｐｍａｘの関係を等価回路シミュレーションにより算出した。

図９は、短辺の長さＬ１と長さＬ２の比率を変えて、長さ割合Ｌ１／Ｌ２が、０．１～１の範囲での太陽電池モジュール１の最大出力Ｐｍａｘの値を示すグラフであり、図１０は、図９に示される長さ割合Ｌ１／Ｌ２と、太陽電池モジュール１の最大出力Ｐｍａｘの値を示す表である。

ハーフセル（Ｌ１／Ｌ２＝１）のとき、Ｐｍａｘ（１）＝３５８．１Ｗであり、Ｌ１／Ｌ２＝０．８のときＰｍａｘ＝３５８．０Ｗでハーフセルの場合とほとんど差がない。Ｌ１／Ｌ２＝０．５でＰｍａｘ＝３５６．８Ｗでハーフセルの場合と比べ０．４％の差、Ｌ１／Ｌ２＝０．３でＰｍａｘ＝３５４．８Ｗでハーフセルの場合と比べ１．０％の差、Ｌ１／Ｌ２＝０．１でＰｍａｘ＝３５０．４Ｗでハーフセルの場合と比べ２．１％の差となる。あまり大きくはないが、図５ないし図７で説明したように、短辺の長さ割合Ｌ１／Ｌ２が小さくなると最大出力Ｐｍａｘも小さくなる傾向が確認できる。なお、図９では、比較のため、分割しないフルセルの太陽電池セル６０枚を直列に接続した場合の太陽電池モジュールの最大出力（Ｐｍａｘ（ｆ）、３５２．２Ｗ）も示している。

このように本実施形態に係る太陽電池モジュール１では、太陽電池モジュール１に荷重がかかった際のたわみにより端子ボックスの破損を防止するため、並列接続部５０がモジュール中間部（中心線Ｃ）にない２並列モジュール構造を有する。端子ボックスの破損をより確実に防止するためには端子ボックスの設置位置は、中心線Ｃから離れるほど良いが、中心線Ｃからの離間距離が大きくなる。すなわち第１太陽電池セル３０１と第２太陽電池セル３０２の短辺の長さ割合Ｌ１／Ｌ２が小さくなると、太陽電池モジュール１の最大出力Ｐｍａｘが小さくなる傾向となる。本来分割したセルを並列に接続して太陽電池モジュールを構成することは、ＦＦの低下を抑え太陽電池モジュールの最大出力（Ｐｍａｘ）を大きくすることが目的である。

したがって、このような太陽電池モジュール１として、並列接続部５０を中心線Ｃ上に設けないこと、すなわち第１太陽電池セル３０１および第２太陽電池セル３０２の短辺の長さ割合Ｌ１／Ｌ２＜１であることが求められる。加えて、分割しない太陽電池セルを用いた太陽電池モジュールよりも高い最大出力（Ｐｍａｘ）を得るために、図９および図１０より、少なくともＬ１／Ｌ２≧０．１７であることが好ましい。

上記考察より、第１太陽電池セル３０１における第１方向Ｄ１の短辺の長さＬ１と、第２太陽電池セル３０２における短辺の長さＬ２とは、略正方形状を有する基準セル３０の一辺の長さＬに対して、
Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２
であり、かつ、
１＞Ｌ１／Ｌ２≧０．１７
とされることが好ましいといえる。

さらに好ましくは、長さ割合Ｌ１／Ｌ２が０．３３より小さくなるとＰｍａｘの低下率が大きくなっていくため、Ｌ１／Ｌ２≧０．３３とすることである。また、さらに好ましくは、ハーフセルを用いた場合の最大出力Ｐｍａｘと遜色のない、Ｌ１／Ｌ２≧０．８とすることである。

このように構成されることにより、太陽電池モジュール１においてたわみ量が大きくなる中心線Ｃの付近から離して端子ボックス６０、６１を設けることができ、端子ボックス６０、６１などの破損を防止し得るとともに、太陽電池モジュール１の最大出力を、フルセルを用いた場合の太陽電池モジュールに対して高い値とすることができることから、近年の大型化した太陽電池モジュールにも好適に用いることが可能となる。

ここで、並列接続部５０の位置（すなわち端子ボックスの位置）として最適な位置は、太陽電池モジュール１にどの程度の荷重がかかるのかといった設置環境（風速や積雪量等）、製造コストに関わる太陽電池モジュール１のサイズ（例えばサイズが大きくなると同じ荷重でも撓み量が大きくなる）、および枠高さに依存するので、これらの関係により設定される設計値となることから、太陽電池モジュール１の安全性と太陽電池モジュールの最大出力（Ｐｍａｘ）との関係にかんがみてＬ１／Ｌ２の値を決定することが好ましい。

なお、本発明に係る太陽電池モジュール１は前記実施形態に示す構成には限られない。例えば、太陽電池モジュール１に設けられる第１太陽電池セル３０１および第２太陽電池セル３０２は片面受光型であってもよいし、両面受光型であってもよい。第１太陽電池セル３０１および第２太陽電池セル３０２の配列数も特に限定されず、分割前の太陽電池セルのサイズ（Ｌ）も所望の大きさのものを適用することができる。

今回開示した実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

１ 太陽電池モジュール
１０Ａ 受光面
１０Ｂ 裏面
１０１ 表面電極
１０２ 裏面電極
１０３ バスバー電極
２０１ 第１太陽電池セル群（太陽電池セル群）
２０２ 第２太陽電池セル群（太陽電池セル群）
３０ 基準セル（分割前太陽電池セル）
３０１ 第１太陽電池セル
３０２ 第２太陽電池セル
４０１ 第１太陽電池セルストリング
４０２ 第２太陽電池セルストリング
５０ 並列接続部
６０、６１ 端子ボックス
７０ 設置面
Ｓ 分割ライン
Ｄ１ 第１方向
Ｄ２ 第２方向

Claims (5)

1. 複数の太陽電池セルが直列に接続されてなる複数の太陽電池セルストリングを有する太陽電池モジュールであって、
   前記複数の太陽電池セルストリングとして、第１の受光面積を有する複数の第１太陽電池セルを含む第１太陽電池セルストリングと、第１の受光面積とは異なる第２の受光面積を有する複数の第２太陽電池セルを含む第２太陽電池セルストリングとを備え、
   前記第１太陽電池セルストリングと前記第２太陽電池セルストリングとを並列に接続する並列接続部が設けられ、
   前記第１太陽電池セルと前記第２太陽電池セルとは、前記第１の受光面積が前記第２の受光面積より小さくなるように、１つの分割前太陽電池セルが２つに分割された分割セルであり、
   前記第１太陽電池セルストリングと前記第２太陽電池セルストリングとが第１方向に沿って配列されるとともに、前記第１太陽電池セルストリングと前記第２太陽電池セルストリングとの間に前記並列接続部が設けられて、前記並列接続部は前記第１方向の中間部から離間した位置に配設されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
2. 請求項１に記載の太陽電池モジュールにおいて、
   前記第１太陽電池セルストリングおよび前記第２太陽電池セルストリングからの出力配線材が接続される端子ボックスが、前記並列接続部に対応する位置に設けられたことを特徴とする太陽電池モジュール。
3. 請求項２に記載の太陽電池モジュールにおいて、
   前記端子ボックスは、前記第１方向に直交する第２方向に並ぶように複数配設されたことを特徴とする太陽電池モジュール。
4. 請求項１～３のいずれか１つの請求項に記載の太陽電池モジュールにおいて、
   前記第１太陽電池セルストリングに含まれる前記第１太陽電池セル数と、前記第２太陽電池セルストリングに含まれる前記第２太陽電池セル数とは、同数であることを特徴とする太陽電池モジュール。
5. 請求項１～４のいずれか１つの請求項に記載の太陽電池モジュールにおいて、
   前記第１太陽電池セルにおける前記第１方向の一辺の長さＬ１と、
   前記第２太陽電池セルにおける前記第１方向の一辺の長さＬ２とは、
   略正方形状を有する前記分割前太陽電池セルの一辺が長さＬとすると、
   Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２
   であり、かつ
   １＞Ｌ１／Ｌ２≧０．１７
   とされたことを特徴とする太陽電池モジュール。

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