DE112013002371T5

DE112013002371T5 - Solarzellenmodul

Info

Publication number: DE112013002371T5
Application number: DE112013002371.7T
Authority: DE
Inventors: Ltd. Fukumochi Shuji c/o Sanyo Electric Co.; Masayoshi c/o Panasonic Corp. Ono
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2012-05-09
Filing date: 2013-04-26
Publication date: 2015-01-22
Also published as: WO2013168612A1; JPWO2013168612A1; US20150059831A1; US9368665B2; JP6183717B2

Abstract

Ein Solarzellenmodul beinhaltet mehrere rechteckige Solarzellen mit jeweils abgeschrägten Eckbereichen, Verdrahtungsmittel, die jeweils benachbarte Solarzellen elektrisch miteinander verbinden, und ein Schutzmittel auf einer lichtempfangenden Oberflächenseite der Solarzellen. Die Solarzellen sind in einer Matrix mit Räumen dazwischen angeordnet. Das Verdrahtungsmittel weist eine reflektierende Oberfläche auf in einem Bereich, der von den Eckbereichen der mehreren Solarzellen umgeben ist. Die reflektierende Oberfläche reflektiert Licht, das von der lichtempfangenden Oberflächenseite eintritt, in Richtung des Schutzmittels.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Solarzellenmodul.
STAND DER TECHNIK
Es ist ein Solarzellenmodul mit mehreren Solarzellen, die in einer Matrix mit Räumen dazwischen angeordnet sind, bekannt (z. B. Patentdokument 1).
STAND-DER-TECHNIK-DOKUMENT
PATENTDOKUMENT

Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2012-33591

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
Es gibt einen Bedarf, dass ein solches Solarzellenmodul eine verbesserte Leistungscharakteristik aufweist.
Die Erfindung hat eine Hauptaufgabe des Bereitstellens eines Solarzellenmoduls mit gesteigertem photoelektrischen Umwandlungswirkungsgrad.
MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS
Ein Solarzellenmodul gemäß der Erfindung beinhaltet mehrere rechteckige Solarzellen mit jeweils abgeschrägten Eckbereichen, Verdrahtungsmittel und ein Schutzmittel. Die Solarzellen sind in einer Matrix mit Abständen dazwischen angeordnet. Die Verdrahtungsmittel verbinden jeweils benachbarte Solarzellen elektrisch miteinander. Das Schutzmittel ist auf einer lichtempfangenden Oberflächenseite der Solarzellen angeordnet. Das Verdrahtungsmittel hat eine reflektierende Oberfläche. Die reflektierende Oberfläche befindet sich in einem Bereich, der von den Eckbereichen der mehreren Solarzellen umgeben ist. Die reflektierende Oberfläche ist eingerichtet, Licht, das von der lichtempfangenden Oberflächenseite eintritt, in Richtung des Schutzmittels zu reflektieren.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Die Erfindung kann eine Solarzelle mit gesteigertem photoelektrischen Umwandlungswirkungsgrad bereitstellen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Schnittansicht eines Solarzellenmoduls gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
2 ist eine schematische Darstellung, die die Rückoberfläche des Solarzellenmoduls gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigt, wobei die Darstellung eine Illustration von Schutzmitteln und einer Füllschicht unterlässt.
3 ist eine schematische Schnittansicht entlang Linie III-III in 2.
4 ist eine schematische Schnittansicht entlang Linie IV-IV in 2.
5 ist eine schematische Darstellung, die die Rückoberfläche eines Solarzellenmoduls gemäß einer Modifikation zeigt, wobei die Darstellung eine Illustration von Schutzmitteln und einer Füllschicht unterlässt.
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Nachfolgend sind Beispiele bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die folgenden Ausführungsformen lediglich zu illustrativen Zwecken bereitgestellt sind. Die Erfindung sollte überhaupt nicht auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt werden.
In den Zeichnungen, auf die in den Ausführungsformen und sonstigen Teilen Bezug genommen wird, sind Elemente, die im Wesentlichen die gleiche Funktion haben, mit demselben Bezugszeichen referenziert. Des Weiteren sind die Zeichnungen, auf die in den Ausführungsformen und sonstigen Teilen Bezug genommen wird, schematisch dargestellt und das Maßverhältnis und dergleichen von in den Zeichnungen abgebildeten Objekten können von denen der tatsächlichen Objekten in manchen Fällen verschieden sein. Das Maßverhältnis und dergleichen von Objekten können auch innerhalb der Zeichnungen in manchen Fällen verschieden sein. Das bestimmte Maßverhältnis und dergleichen von Objekten sollten unter Berücksichtigung der nachfolgenden Beschreibung bestimmt werden.
Wie in 1 bis 4 dargestellt, beinhaltet Solarzellenmodul 1 mehrere Solarzellen 10. Solarzellen 10 sind in einer Matrix mit Räumen dazwischen in einer x-Achsenrichtung und einer y-Achsenrichtung, die rechtwinklig zu der x-Achsenrichtung ist, angeordnet.
Jede Solarzelle 10 hat eine rechtwinklige Form mit abgeschrägten Eckbereichen, d. h. eine im Wesentlichen oktogonale Form. Deshalb ist, wie in 2 dargestellt, ein rechteckiger Bereich, der keine Solarzelle 10 aufweist, durch die Ecken von vier Solarzellen 10 definiert. Insbesondere ist Solarzelle 10 quadratisch mit abgeschrägten Eckbereichen gebildet und ein quadratischer Bereich, der keine Solarzelle 10 aufweist, ist durch die Eckbereiche von vier solchen Solarzellen 10 definiert.
Wie in 2 bis 4 dargestellt, beinhaltet jede Solarzelle 10 einen photoelektrischen Umwandlungskörper 11, der eingerichtet ist, Träger, wie Elektronen und Löcher, bei Lichtempfang zu erzeugen, eine erste Elektrode 12, die eingerichtet ist, Minoritätsträger zu sammeln, und eine zweite Elektrode 13, die eingerichtet ist, Majoritätsträger zu sammeln. Erste und zweite Elektroden 12 und 13 sind beide auf einer Rückoberfläche 11a des photoelektrischen Umwandlungskörpers 11 bereitgestellt. Mit anderen Worten ist Solarzelle 10 eine Rückkontaktsolarzelle. Der photoelektrische Umwandlungskörper 11 kann aus einem kristallinen Halbleitersubstrat, das beispielsweise ein kristallines Siliziumsubstrat ist, und Halbleiterschichten vom p-Typ und n-Typ, die auf einer Hauptoberfläche des kristallinen Halbleitersubstrats angeordnet sind, gebildet sein. Der photoelektrische Umwandlungskörper 11 kann auch aus einem kristallinen Halbleitersubstrat mit einem p-dotierten Diffusionsbereich und einem n-dotierten Diffusionsbereich, die auf einer Hauptoberfläche des kristallinen Halbleitersubstrats bereitgestellt und exponiert sind, gebildet sein.
Solarzellen 10 sind miteinander durch ein Verdrahtungsmittel 20 elektrisch verbunden. Insbesondere sind Solarzellen 10, die in der x-Achsenrichtung angeordnet sind, durch das Verdrahtungsmittel 20 verbunden, um eine Solarzellenkette zu bilden. Solarzellenketten, die in der y-Achsenrichtung benachbart sind, sind weiterhin mit einem Verdrahtungsmittel elektrisch verbunden. Verdrahtungsmittel 20 ist mit Solarzelle 10 mittels einer in 3 dargestellten Klebeschicht 30 verbunden. Beispielsweise kann Klebeschicht 30 aus einem gehärteten Harzklebstoff, einem gehärten Harzklebstoff, der leitendes Material beinhaltet, Lot oder dergleichen gebildet sein.
Wie in 1, 3 und 4 dargestellt, ist ein erstes Schutzmittel 16 auf der lichtempfangenden Oberflächenseite (z1-Seite) der Solarzellen 10 angeordnet. Das erste Schutzmittel 16 kann beispielsweise aus einer Glasplatte oder einer Keramikplatte gebildet sein.
Ein zweites Schutzmittel 17 ist auf der Rückoberflächenseite (z2-Seite) der Solarzellen 10 angeordnet. Das zweite Schutzmittel 17 kann beispielsweise aus einer Harzplatte, einer Harzplatte mit einer Sperrschicht wie etwa einer Metallschicht, oder dergleichen gebildet sein.
Klebeschicht 15 ist zwischen dem ersten Schutzmittel 16 und dem zweiten Schutzmittel 17 bereitgestellt. Solarzellen 10 sind durch diese Klebeschicht 15 versiegelt. Klebeschicht 15 kann beispielsweise aus einem vernetzungsfähigen Harz, wie einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymer(EVA)-Harz, oder einem nichtvernetzungsfähigen Harz, wie einem Polyolefinharz, gebildet sein.
Wie in 2 dargestellt, ist das Verdrahtungsmittel 20 derart bereitgestellt, dass es zumindest einen Teil des Bereichs, der von den Eckbereichen von vier Solarzellen 10 umgeben ist, bedeckt. Das Verdrahtungsmittel 20 hat eine reflektierende Oberfläche 20a, die in dem Bereich angeordnet ist, der von den Eckbereichen von vier Solarzellen 10 umgeben ist. Eine reflektierende Oberfläche 20a reflektiert Licht, das von der lichtempfangenden Oberflächenseite eintritt, in Richtung des ersten Schutzmittels 16. Somit wird zumindest ein Teil des Lichts, das in den Bereich, der von den Eckbereichen von vier Solarzellen 10 umgeben ist, eintritt, durch die reflektierende Oberfläche 20a reflektiert und wird noch einmal in Richtung der Solarzellen 10 durch das erste Schutzteil 16 reflektiert. Damit kann der Beitragsanteil zur Energieerzeugung durch das Lichts, das in den Bereich, der von den Eckbereichen von vier Solarzellen 10 umgeben ist, eintritt, gesteigert werden. Im Ergebnis kann der photoelektrische Umwandlungswirkungsgrad gesteigert werden.
Zudem ist die reflektierende Oberfläche 20a in Solarzellenmodul 1 auch zwischen Solarzellen 10, die in x-Achsenrichtung benachbart sind, bereitgestellt. Aus diesem Grund kann die Effizienz des Nutzens von Licht, das in den Raum zwischen in x-Achsenrichtung benachbarten Solarzellen 10 eintritt, gesteigert werden. Somit kann der photoelektrische Umwandlungswirkungsgrad sogar noch mehr gesteigert werden.
Um genauer zu sein, hat Verdrahtungsmittel 20 in dieser Ausführungsform, wie in 3 und 4 dargestellt, einen Verdrahtungsmittelhauptkörper 21, der eingerichtet ist, benachbarte Solarzellen 10 elektrisch zu verbinden, und Reflexionsmittel 23. Verdrahtungsmittelhauptkörper 21 weist eine Harzplatte 21a und eine leitende Schicht 21b auf. Leitende Schicht 21b ist auf einer Oberfläche von Harzplatte 21a auf der Seite der Solarzellen 10 bereitgestellt. Solarzellen 10, die in der x-Achsenrichtung benachbart sind, sind über diese leitende Schicht 21b elektrisch miteinander verbunden.
Reflexionsmittel 23 ist auf einer Oberfläche des Verdrahtungsmittelhauptkörpers 21 auf der Seite der Solarzellen 10 angeordnet. Das Reflexionsmittel 23 bildet eine reflektierende Oberfläche 20a. Eine solche Anordnung des Reflexionsmittels 23, das die reflektierende Oberfläche 20a bildet, auf dem Verdrahtungsmittelhauptkörper 21 erleichtert die Bereitstellung der reflektierenden Oberfläche 20a und erleichtert deshalb die Herstellung von Solarzellenmodul 1.
Da Reflexionsmittel 23 getrennt von leitender Schicht 21b bereitgestellt ist, verbessert sich der Freiheitgrad für die Wahl des Materials für Reflexionsmittel 23, was es ermöglicht, Reflexionsmittel 23 aus einem Material mit hohem Lichtreflexionsgrad zu bilden. Dadurch kann die Leistungscharakteristik von Solarzellenmodul 1 sogar noch mehr verbessert werden. Beispielsweise ist Reflexionsmittel 23 bevorzugt aus zumindest einem Metall aus der Gruppe bestehend aus Ag, Al und Cu gebildet.
In allen Verdrahtungsmitteln 20 von Solarzellenmodul 1 erstreckt sich die reflektierende Oberfläche 20a über sowohl einen Bereich, der von Eckbereichen umgeben ist (unten als „eckumgebener Bereich” bezeichnet), auf einer Seite der Verdrahtungsmittel 20 in der y-Achsenrichtung als auch einen eckumgebenen Bereich auf der anderen Seite der Verdrahtungsmittel 20 in der y-Achsenrichtung. Jedoch ist die Erfindung nicht auf eine solche Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise, als Solarzellenmodul 2 in 5 dargestellt, kann ein Verdrahtungsmittel 20 in der y-Achsenrichtung bereitgestellt sein, das sich über den eckumgebenen Bereich auf der einen Seite in der y-Achsenrichtung erstreckt, aber sich nicht über den eckumgebenen Bereich auf der anderen Seite in der y-Achsenrichtung erstreckt. Alternativ können abwechselnd in der y-Achsenrichtung ein Verdrahtungsmittel 20 mit einer reflektierenden Oberfläche 20a, die sich sowohl über die eckumgebenen Bereiche auf der einen Seite als auch der anderen Seite in der y-Achsenrichtung erstreckt, und ein Verdrahtungsmittel 20 mit einer reflektierenden Oberfläche 20a, die sich weder über die eckumgebenen Bereiche auf der einen Seite noch der anderen Seite in der y-Achsenrichtung erstreckt, bereitgestellt sein. In diesen Fällen ist es vorzuziehen, dass die Spitze eines Vorsprungsbereichs der reflektierenden Oberfläche 20a, der in den eckumgebenen Bereich vorsteht, abgeschrägt oder abgerundet ist.
Zudem können Reflexionsmittel 23 von in der y-Achsenrichtung benachbarten Verdrahtungsmitteln einstückig miteinander ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann Reflexionsmittel 23 derart bereitgestellt sein, dass es sich über mehrere Solarzellenketten erstreckt.
Weiterhin können in der y-Achsenrichtung benachbarte Verdrahtungsmittel 20 einschließlich ihrer Verdrahtungsmittelhauptkörper 21 einstückig miteinander ausgebildet sind. Mit anderen Worten kann das gesamte Verdrahtungsmittel 20 derart bereitgestellt sein, dass es sich über mehrere Solarzellenketten erstreckt.
Bezugszeichenliste

1, 2: Solarzellenmodul
10: Solarzelle
11: photoelektrischer Umwandlungskörper
11a: Rückoberfläche
12: erste Elektrode
13: zweite Elektrode
16: erstes Schutzmittel
17: zweites Schutzmittel
20: Verdrahtungsmittel
20a: reflektierende Oberfläche
21: Verdrahtungsmittelhauptkörper
23: Reflexionsmittel

Claims

Solarzellenmodul, das Folgendes umfasst: eine Anzahl an rechteckigen Solarzellen mit jeweils abgeschrägten Eckbereichen, wobei die Solarzellen in einer Matrix mit Räumen dazwischen angeordnet sind; Verdrahtungsmittel, die jeweils benachbarte Solarzellen elektrisch verbinden; und ein Schutzmittel, das auf einer lichtempfangenden Oberflächenseite der Solarzellen angeordnet ist, wobei das Verdrahtungsmittel eine reflektierende Oberfläche aufweist, die sich in einem Bereich, der von den Eckbereichen der Anzahl an Solarzellen umgeben ist, befindet, und die reflektierende Oberfläche eingerichtet ist, Licht, das von der lichtempfangenden Oberflächenseite eintritt, in Richtung des Schutzmittels zu reflektieren.
Solarzellenmodul nach Anspruch 1, wobei die Solarzelle einen photoelektrischen Umwandlungskörper und erste und zweite Elektroden, die auf einer Hauptoberfläche des photoelektrischen Umwandlungskörpers angeordnet sind, beinhaltet.
Solarzellenmodul nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Verdrahtungsmittel jeweils die benachbarten Solarzellen elektrisch verbinden und einen Vorsprungsbereich beinhalten, der in den Bereich, der von den Eckbereichen der Solarzellen umgeben ist, vorsteht.
Solarzellenmodul nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Verdrahtungsmittel jeweils einen Verdrahtungsmittelhauptkörper, der die Solarzellen, die in einer Richtung benachbart sind, elektrisch verbindet, und ein Reflexionsmittel, das auf dem Verdrahtungsmittelhauptkörper bereitgestellt ist und die reflektierende Oberfläche bildet, beinhalten und das Reflexionsmittel eines der Verdrahtungsmittel und das Reflexionsmittel eines anderen der Verdrahtungsmittel, das in einer anderen Richtung benachbart zu dem einen Verdrahtungsmittel ist, einstückig bereitgestellt sind.