JP2004193586A - Solar power generator, its manufacturing method and solar power generation system - Google Patents

Solar power generator, its manufacturing method and solar power generation system Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solar power generator in which a configuration is simplified and a manufacturing cost is reduced while the effect of a partial shadow and the dispersion of characteristics can be decreased. <P>SOLUTION: The solar power generator has one solar cell 1 formed on a substrate and a plurality of power converters 2 being connected to the solar cell 1 and converting an output from the solar cell. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

本発明は太陽光発電装置、太陽光発電システム、及び太陽光発電装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a photovoltaic power generation device, a photovoltaic power generation system, and a method for manufacturing a photovoltaic power generation device.

近年、化石燃料の使用に伴う二酸化炭素等の排出による地球温暖化や、原子力発電所の事故や放射性廃棄物による放射能汚染などの問題が深刻となり、地球環境とエネルギに対する関心が高まっている。このような状況の下、無尽蔵かつクリーンなエネルギ源として太陽光を利用する太陽光発電、地熱を利用する地熱発電、風力を利用する風力発電等が世界中で実用化されている。   In recent years, problems such as global warming due to emission of carbon dioxide and the like accompanying the use of fossil fuels, accidents at nuclear power plants, and radioactive contamination by radioactive waste have become serious, and interest in the global environment and energy has been increasing. Under these circumstances, photovoltaic power generation using sunlight, geothermal power generation using geothermal energy, wind power generation using wind power, and the like have been put to practical use worldwide as an inexhaustible and clean energy source.

このうち、太陽電池を利用した太陽光発電の形態としては、数Ｗから数千ｋＷまでの出力規模に応じた種々の形態がある。太陽電池を使用した代表的なシステムとしては、太陽電池によって発電された直流電力をインバータ等により交流電力に変換（直交変換）して需要家の負荷や商用電力系統（以下、単に「系統」とも呼ぶ）に供給する太陽光発電システムがある。   Among these, as a form of solar power generation using a solar cell, there are various forms corresponding to the output scale from several W to several thousand kW. As a typical system using solar cells, DC power generated by the solar cells is converted into AC power by an inverter or the like (orthogonal conversion) and converted into a consumer load or a commercial power system (hereinafter simply referred to as a “system”). There is a photovoltaic power generation system that supplies

図２は、従来の一般的な太陽光発電システムの概略構成を示す図である。図示されたように、太陽光発電システム８としては、太陽電池セルが複数枚直列接続された太陽電池モジュール６を一単位として、更にその太陽電池モジュール６を複数枚直列接続した太陽電池ストリング７（太陽電池アレイとも称する）を構成し、更にそれら太陽電池ストリング７を複数並列接続した太陽電池アレイを構成し、太陽電池アレイからの直流出力を集電箱９で集電し、集電された電力をインバータ３により交流電力に変換して、負荷４あるいは商用系統５に連系するものが一般的である。   FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional general photovoltaic power generation system. As illustrated, the solar power generation system 8 includes a solar cell module 6 in which a plurality of solar cells are connected in series, and a solar cell string 7 (in which a plurality of the solar cell modules 6 are connected in series). A solar cell array is also formed by connecting a plurality of the solar cell strings 7 in parallel, and a DC output from the solar cell array is collected in a current collection box 9 to collect power. Is generally converted into AC power by an inverter 3 and connected to a load 4 or a commercial system 5.

このような太陽光発電システム８においては、太陽電池の出力特性のばらつき、建物などによる部分影の影響により、複数の太陽電池ストリング７間の出力が異なる場合、太陽光発電システム８が最適電力点での運転を行なうことができない場合がある。   In such a photovoltaic power generation system 8, when the output between the plurality of photovoltaic strings 7 is different due to the variation in the output characteristics of the photovoltaic cells and the influence of partial shadows caused by buildings, etc., There is a case where it is not possible to perform the operation in.

このような問題に対処すべく、例えば特許文献１には、太陽電池アレイ毎に接続箱を介して直流−直流変換装置を設け、更に各々の直流出力電力を一括してインバータに入力して交流電力への変換を行う太陽光発電システムが開示されている。この構成によると、各直流−直流変換装置がそれぞれに接続された太陽電池アレイに対して最適電力点追従制御を行うことにより、太陽光発電システムの最適電力点追従制御の精度が向上する。   In order to cope with such a problem, for example, in Patent Document 1, a DC-DC converter is provided via a connection box for each solar cell array, and each DC output power is collectively input to an inverter to obtain AC power. A solar power generation system that performs conversion into electric power is disclosed. According to this configuration, the accuracy of the optimal power point tracking control of the photovoltaic power generation system is improved by performing the optimal power point tracking control on the solar cell array connected to each DC-DC converter.

また、特許文献２には、太陽電池アレイ、太陽電池モジュールあるいは太陽電池セル毎にインバータを設けることにより、太陽電池アレイ、太陽電池モジュールあるいは太陽電池セル間の出力ばらつきや部分影による電力効率の差を少なくすると共に、太陽電池モジュールあるいは太陽電池セルの単位でインバータを取り付けることで、太陽電池による発電量を増加、削減する際に低コストで対応できることが開示されている。   Further, in Patent Document 2, by providing an inverter for each solar cell array, solar cell module or solar cell, differences in power efficiency due to output variations and partial shadows among the solar cell array, solar cell module or solar cell. It is disclosed that by reducing the power consumption and installing an inverter for each solar cell module or solar cell, it is possible to cope with an increase or decrease in the amount of power generated by the solar cell at low cost.

しかしながら、特許文献１に記載されているような、太陽電池アレイや太陽電池モジュールの直流出力を直流−直流変換装置（ＤＣ／ＤＣコンバータ）に入力する太陽光発電システムにおいては、複数の太陽電池セルを直列接続して太陽電池モジュールを作成する必要がある。   However, in a solar power generation system described in Patent Document 1 in which a DC output of a solar cell array or a solar cell module is input to a DC-DC converter (DC / DC converter), a plurality of solar cells are provided. Need to be connected in series to create a solar cell module.

一般に太陽電池モジュールを作成するためには、例えば、基板に起電力層を積層したものを太陽電池セルの単位に分割するための切断工程、各太陽電池セル間の絶縁のための非発電領域を設けるための端部エッチング工程、太陽電池セルをインターコネクタなどの配線部材を使用して順次直列接続する工程、部分影の影響を少なくするためのバイパスダイオードを接続する工程、直列化した太陽電池セル群を被覆する工程、被覆されたものの端部に枠体をはめ込む工程など、非常に多くの工程を必要とするので時間がかかると共に、使用される各部材のコストも高いので、太陽光発電装置の価格を上昇させる要因となっている。   In general, in order to create a solar cell module, for example, a cutting step for dividing a stack of electromotive force layers on a substrate into units of solar cells, a non-power generation area for insulation between the solar cells, An end etching step for providing, a step of sequentially connecting solar cells in series using a wiring member such as an interconnector, a step of connecting a bypass diode for reducing the influence of partial shadows, a series of solar cells A very large number of steps are required, such as the step of covering the group and the step of fitting the frame to the end of the covered one, so it takes time and the cost of each member used is high. Is a factor that raises prices.

これは特に大面積の太陽電池モジュールを製造する場合には、多数の太陽電池セルを直列接続する工程に時間や手間がかかり、このことが大面積の太陽電池モジュールを製造する場合の大きな問題となる。   In particular, when manufacturing a large-area solar cell module, the process of connecting a large number of solar cells in series takes time and effort, which is a major problem when manufacturing a large-area solar cell module. Become.

また、インターコネクタなどの配線部材を使用して複数の太陽電池セルを直列接続する構成とすると、太陽電池セル間にインターコネクタを挿入するためのギャップが必要となり、該ギャップが太陽電池セルの直列接続数に伴い増加するので、発電に利用されない非発電領域が太陽電池モジュール内で大きくなる。その結果、太陽電池モジュールの面積発電効率が低下してしまう。   In addition, when a plurality of solar cells are connected in series by using a wiring member such as an interconnector, a gap for inserting the interconnector between the solar cells is required. Since the number increases with the number of connections, a non-power generation area that is not used for power generation increases in the solar cell module. As a result, the area power generation efficiency of the solar cell module decreases.

加えて、太陽電池セルを直列接続しているため、部分影による発電効率への影響も大きくなる。例えば、直列接続している太陽電池セルの一つが部分影で覆われると、そのセルの発電電流が減り、それ以外のセルの発電電流もこのセルによって律速されてしまう。   In addition, since the solar cells are connected in series, the influence of the partial shadow on the power generation efficiency also increases. For example, if one of the solar cells connected in series is covered with a partial shadow, the generated current of that cell decreases, and the generated current of the other cells is also limited by this cell.

この部分影の影響を減らすためには、直列接続された太陽電池セルの各々にバイパスダイオードを並列に接続する必要がある。しかしながら、この方法を用いても、部分影の影響による他の発電しているセルへの影響は完全には無くせない。   In order to reduce the influence of the partial shadow, it is necessary to connect a bypass diode in parallel to each of the solar cells connected in series. However, even if this method is used, the influence of the partial shadow on other power-generating cells cannot be completely eliminated.

更に、特許文献２に記載されたように、太陽電池セル毎にインバータを設ければ、上記の問題点である直列接続工程の作業は軽減されるかもしれないが、各太陽電池セルを作成する際に切断工程や、個々の太陽電池セル端部のエッチング工程などが必要であり、依然として時間や手間がかかる。   Further, as described in Patent Document 2, if an inverter is provided for each solar cell, the work of the series connection step, which is the above problem, may be reduced, but each solar cell is created. In this case, a cutting step and an etching step for the end of each solar cell are required, which still requires time and labor.

また、各々の太陽電池セルを支持体上に設置する構造とする場合には、各太陽電池セルの電気的絶縁、美観、及び面積発電効率向上のため、一定の間隔をおいて正確に設置していく必要があるが、この作業は困難でありコストアップの要因となる。   When each solar cell is installed on a support, the solar cells must be accurately installed at regular intervals to improve electrical insulation, aesthetics, and area power generation efficiency of each solar cell. However, this operation is difficult and causes an increase in cost.

特許文献３には、上記の直列接続する際の工程の煩雑化、コストの上昇、部分影による影響、設置作業の困難性という問題をまとめて解決できるものとして、１枚の基板に形成した個々の太陽電池セルを全て並列接続してモジュール化した太陽電池モジュールが開示されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-163,199 discloses that individual components formed on a single substrate can solve the above-described problems of complicated steps in series connection, increase in cost, influence of partial shadows, and difficulty in installation work. A solar cell module in which all the solar cells are connected in parallel to form a module is disclosed.

この太陽電池モジュールにおいては、各々の太陽電池セルの集電電極に集電用のバスバーが接続され、複数のセルの出力をひとつに集電して出力するように構成されている。   In this solar cell module, a current collecting bus bar is connected to the current collecting electrode of each solar cell, and the output of a plurality of cells is collected and output as one.

しかしながら、このような構成では、集電用のバスバーを流れる電流は複数のセルの出力電流を足し合わせた値になるため、太陽電池セルの枚数が増えて太陽電池モジュールが大面積化するに従って、集電する際の損失が非常に大きくなるという別の問題が生じる。   However, in such a configuration, the current flowing through the current-collecting bus bar has a value obtained by adding the output currents of a plurality of cells, and accordingly, as the number of solar cells increases and the solar cell module increases in area, Another problem arises in that the loss during current collection is very large.

この集電損失の問題を解決するために、集電用バスバーの断面積を大きなものにすることが考えられるが、この解決策では集電用バスバーの重量及び体積が非常に大きくなり、製造・運搬作業が困難となってしまう。   In order to solve the problem of the current collection loss, it is conceivable to increase the cross-sectional area of the current collection bus bar. However, this solution significantly increases the weight and volume of the current collection bus bar, and the Carrying work becomes difficult.

特開２０００−１１２５４５号公報JP-A-2000-112545 特開平８−７０５３３号公報JP-A-8-70533 米国特許第４，７７３，９４４号明細書U.S. Pat. No. 4,773,944

本発明は以上のような状況に鑑みてなされたものであり、構成が簡単で製造コストを低減すると共に、部分影や特性のばらつきの影響を低減することができる、太陽光発電装置、それを用いた太陽光発電システム、及び太陽光発電装置の製造方法を提供する。   The present invention has been made in view of the above situation, and has a simple configuration, reduces manufacturing costs, and can reduce the influence of partial shadows and variations in characteristics. Provided are a photovoltaic power generation system used and a method for manufacturing a photovoltaic power generation device.

本発明の構成は以下の通りである。   The configuration of the present invention is as follows.

すなわち、第１の本発明は、太陽光発電装置であって、
基板上に形成された一つの太陽電池セルと、前記太陽電池セルに個々に接続され、前記太陽電池セルの出力を変換する複数の電力変換装置とを備えることを特徴とする。 That is, the first invention is a solar power generation device,
It is characterized by comprising one solar cell formed on a substrate, and a plurality of power converters individually connected to the solar cell and converting the output of the solar cell.

上記第１の本発明においては、前記複数の電力変換装置は、太陽電池セルから出力される直流電圧を昇圧する直流−直流変換装置であることが好ましい。
また、前記複数の電力変換装置は、インバータであることが好ましい。
また、前記太陽電池セルと前記電力変換装置とを電気接続する配線部材の少なくとも一部に露出した活電部を有することが好ましい。
また、前記太陽電池セルは、光電変換層、該光電変換層の受光面側に配された集電電極、表面配線部材及び透明薄膜樹脂層を有し、前記集電電極又は前記表面配線部材の少なくとも一部に、前記透明薄膜樹脂層で覆われていない露出部を有することが好ましい。
また、前記光電変換層が、薄膜シリコンからなることが好ましい。
また、前記基板が導電性であり、前記光電変換層が該基板側を正極とする構成であることが好ましい。
また、前記基板が導電性であり、前記太陽電池セルからの出力の一方及び前記直流−直流変換装置の出力の一方が、該基板に電気的に接続されていることが好ましい。
また、前記太陽電池セルからの出力の一方及び前記直流−直流変換装置の出力の一方が、いずれも低電圧側であることが好ましい。
また、前記太陽電池セルからの出力の一方及び前記直流−直流変換装置の出力の一方が、いずれも高電圧側であることが好ましい。
また、前記太陽電池セルは、周囲の２つの辺に発電部が形成されていない部分を有していることが好ましい。
また、前記太陽電池セルが、前記発電部が形成されていない部分を介して支持体に固定されていることが好ましい。
また、前記太陽電池セルあるいは太陽光発電装置自体が樹脂で封止されていることが好ましい。
また、前記太陽電池セルは、太陽電池としての機能を有する最小発電単位であることが好ましい。
また、太陽電池セルの電力を個々に集める複数の集電電極をさらに有しており、前記複数の集電電極は、前記複数の集電電極が個々に集めた電力が個々に電力変換されるように前記複数の電力変換装置にそれぞれ接続されていることが好ましい。 In the first aspect of the present invention, it is preferable that the plurality of power converters are DC-DC converters that boost a DC voltage output from a solar cell.
Further, it is preferable that the plurality of power conversion devices are inverters.
Further, it is preferable to have a live part exposed at least in a part of a wiring member for electrically connecting the solar cell and the power converter.
Further, the solar cell has a photoelectric conversion layer, a current collecting electrode disposed on the light receiving surface side of the photoelectric conversion layer, a surface wiring member, and a transparent thin resin layer, and the solar cell includes the current collecting electrode or the surface wiring member. It is preferable that at least a portion has an exposed portion that is not covered with the transparent thin film resin layer.
Further, it is preferable that the photoelectric conversion layer is made of thin-film silicon.
Further, it is preferable that the substrate is conductive and the photoelectric conversion layer has a configuration in which the substrate side is a positive electrode.
Preferably, the substrate is conductive, and one of an output from the solar cell and one of an output of the DC-DC converter is electrically connected to the substrate.
Further, it is preferable that one of the outputs from the solar battery cells and one of the outputs of the DC-DC converter are both on the low voltage side.
Further, it is preferable that one of the outputs from the solar cells and one of the outputs of the DC-DC converter are both on the high voltage side.
Further, it is preferable that the solar battery cell has a portion on which no power generation unit is formed on two peripheral sides.
Further, it is preferable that the solar cell is fixed to a support via a portion where the power generation unit is not formed.
Further, it is preferable that the solar battery cell or the solar power generation device itself is sealed with a resin.
Further, it is preferable that the solar cell is a minimum power generation unit having a function as a solar cell.
In addition, the power supply device further includes a plurality of current collecting electrodes for individually collecting the power of the solar battery cells, and the plurality of current collecting electrodes is individually converted into the power collected by the plurality of current collecting electrodes. It is preferable that the power converters are connected to the plurality of power converters as described above.

また、第２の本発明は、太陽光発電システムであって、
基板上に形成された一つの太陽電池セルと、前記太陽電池セルに個々に接続され、前記太陽電池セルの直流出力を変換する複数の直流−直流変換装置とを備えた一つあるいは複数の太陽光発電装置と、
前記複数の直流−直流変換装置の出力を交流電力に変換し、前記交流電力を負荷に供給あるいは商用電力系統に系統連系するインバータとを備えることを特徴とする。 A second invention is a solar power generation system,
One or more solar cells including one solar cell formed on a substrate, and a plurality of DC-DC converters individually connected to the solar cells and converting a DC output of the solar cells. A photovoltaic device,
An inverter that converts outputs of the plurality of DC-DC converters into AC power and supplies the AC power to a load or system-linked to a commercial power system.

上記第２の本発明においては、前記インバータが絶縁変圧器を有しており、前記直流−直流変換装置と前記インバータとを接続する配線部材が接地されていることが好ましい。   In the second aspect of the present invention, it is preferable that the inverter has an insulating transformer and a wiring member connecting the DC-DC converter and the inverter is grounded.

また、第３の本発明は、太陽光発電システムであって、
基板上に形成された一つの太陽電池セルと、前記太陽電池セルに個々に接続され、前記太陽電池セルの出力を交流電力に変換する複数のインバータとを備えた一つあるいは複数の太陽光発電装置を備えており、
前記複数のインバータは、出力電力を負荷に供給あるいは商用電力系統に系統連系することを特徴とする。 A third invention is a solar power generation system,
One or a plurality of photovoltaic power generation units each including: one solar cell formed on a substrate; and a plurality of inverters individually connected to the photovoltaic cells and converting output of the photovoltaic cells into AC power. Equipment,
The plurality of inverters supply output power to a load or are interconnected to a commercial power system.

また、第４の本発明は、太陽光発電装置の製造方法であって、
基板上に半導体製造工程により太陽電池セルを形成する工程と、該太陽電池セルの所定の部分に複数の電力変換装置を接続する工程とを有することを特徴とする。 A fourth invention is a method for manufacturing a photovoltaic power generator,
The method includes a step of forming a solar cell on a substrate by a semiconductor manufacturing step, and a step of connecting a plurality of power conversion devices to a predetermined portion of the solar cell.

上記第４の本発明においては、前記基板に連続的に光電変換層、集電電極および表面配線部材を形成することにより太陽電池セルを形成し、前記太陽電池セルの所定部分に連続的に前記電力変換装置を接続することが好ましい。   In the fourth aspect of the present invention, a photovoltaic cell is formed by continuously forming a photoelectric conversion layer, a current collecting electrode, and a surface wiring member on the substrate, and the photovoltaic cell is continuously formed on a predetermined portion of the photovoltaic cell. It is preferable to connect a power converter.

本発明によれば、基板上に形成された、ただ一つの太陽電池セルを用いて太陽光発電装置を構成できる。したがって、例えば、一つの長尺大面積の太陽電池セルを用いることができ、これを用いた太陽光発電装置を構成できる。このため、太陽電池モジュールがその製造の際に切断工程、端部エッチング工程、直列接続工程及びバイパスダイオード接続工程などが必要なタイプである場合には、切断工程、端部エッチング工程、直列接続工程及びバイパスダイオード接続工程などが不要となる。それに伴って製造及び材料のコストが低下する。また、発電に利用されない非発電領域が少なくなることから、太陽光発電装置の面積発電効率が非常に向上する。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a solar power generation device can be comprised using only one solar cell formed on the board | substrate. Therefore, for example, one long and large-area solar battery cell can be used, and a solar power generation device using this can be configured. For this reason, when the solar cell module is of a type that requires a cutting step, an end etching step, a series connection step, a bypass diode connection step, and the like at the time of its manufacture, the cutting step, the end etching step, and the series connection step In addition, a bypass diode connection step and the like become unnecessary. The production and material costs are accordingly reduced. In addition, since the non-power generation area that is not used for power generation is reduced, the area power generation efficiency of the photovoltaic power generator is significantly improved.

また、複数の太陽電池セルを支持体上に等間隔に設置する作業が必要なく、その代わりに、より面積の大きい太陽電池セルを有する太陽光発電装置を単位として設置が行なえるので、太陽光発電装置の設置にかかる時間を大幅に短縮でき、設置にかかるコストが低減できる。   Also, there is no need to install a plurality of solar cells on the support at equal intervals. Instead, the solar cells can be installed in units of solar power generation devices having solar cells having a larger area. The time required for installation of the power generator can be greatly reduced, and the cost for installation can be reduced.

加えて、部分影に起因する影響は、影となった部分に関与する電力変換装置のみにとどまることになり、他の電力変換装置には影響しない。また、基板上のただ一枚の太陽電池セルのみで太陽光発電装置が構成されているため、一枚の導電性基板上の半導体層、電極層などが連続成膜で得ることができる。このため、太陽光発電装置内での太陽電池の電気特性のばらつきも小さい。従って、従来の直列接続された複数の太陽電池セルを有するシステムに比べ、部分影や特性のばらつきによる影響をはるかに少なくできる。   In addition, the effect due to the partial shadow is limited to only the power conversion devices related to the shadowed portion, and does not affect other power conversion devices. In addition, since a solar power generation device is configured with only one solar cell on a substrate, a semiconductor layer, an electrode layer, and the like on a single conductive substrate can be obtained by continuous film formation. For this reason, the variation in the electrical characteristics of the solar cell in the solar power generation device is small. Therefore, compared with a conventional system having a plurality of solar cells connected in series, the influence of partial shadows and variations in characteristics can be significantly reduced.

更に、集電損失を大幅に低減できるため、直流−直流変換装置同士を並列接続する部材の断面積をかなり小さくすることができ、部材費を大幅に低減できるとともに、軽量化が行え、設置しやすさが向上する。   Furthermore, since the current collection loss can be significantly reduced, the cross-sectional area of the members that connect the DC-DC converters in parallel can be considerably reduced, and the material costs can be significantly reduced, and the weight can be reduced. Ease is improved.

以下、本発明に係る太陽光発電装置及び太陽光発電システムの好適な実施形態を図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of a solar power generation device and a solar power generation system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

＜第１の実施形態＞
図１は本発明に係る太陽光発電システムの第１の実施形態の構成を示す概要図である。１は導電性基板上に形成された一つの太陽電池セル、２は直流−直流変換装置、３はインバータ、４は負荷、５は商用系統である。 <First embodiment>
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the first embodiment of the photovoltaic power generation system according to the present invention. Reference numeral 1 denotes one solar cell formed on a conductive substrate, 2 denotes a DC-DC converter, 3 denotes an inverter, 4 denotes a load, and 5 denotes a commercial system.

尚、本明細書において太陽電池セルとは、電力を取り出すことができる太陽電池としての機能を有する最小単位をいう。例えば、エッチングラインにより発電領域が区切られるような場合には、一定の領域にエッチングラインなどにより区切られた光起電力層を有するものであって、そこからの電力を取り出すことができる太陽電池としての機能を有する最小単位を言う。太陽電池セルは、光電変換層が１層であるようなもののみならず、複数の光電変換層を積層したものでもよい。例えば、複数の光電変換層を積層したものとしては、タンデム構造等が挙げられ、異なる分光感度を有する複数の光電変換層の積層体が、電力を取り出すことができる太陽電池としての最小発電単位となる。   In this specification, a solar cell refers to a minimum unit having a function as a solar cell from which electric power can be extracted. For example, when the power generation region is separated by an etching line, a solar cell that has a photovoltaic layer separated by an etching line or the like in a certain region and can extract power therefrom The minimum unit having the function of The solar cell is not limited to a single photoelectric conversion layer, and may be a stack of a plurality of photoelectric conversion layers. For example, as a stack of a plurality of photoelectric conversion layers, a tandem structure or the like is given, and a stack of a plurality of photoelectric conversion layers having different spectral sensitivities is a minimum power generation unit as a solar cell capable of extracting power. Become.

ここで、太陽電池セルから出力された直流電力は、太陽電池セル上に所定の間隔で設けられた直流−直流変換装置２にそれぞれ入力され、所定の昇圧比で昇圧された後、これらの出力は一括してインバータ３に入力され、商用周波数の交流電力に変換され、負荷４に供給されると共に余剰の電力は商用系統５に送電される。   Here, the DC power output from the solar cells is input to DC-DC converters 2 provided at predetermined intervals on the solar cells, respectively, and after being boosted at a predetermined step-up ratio, these outputs are output. Are collectively input to the inverter 3, converted into AC power of the commercial frequency, supplied to the load 4, and the surplus power is transmitted to the commercial system 5.

また、以下においては、太陽電池セル１と太陽電池セルに接続された複数の直流−直流変換装置２とからなる装置を太陽光発電装置１０６と称する。   In the following, a device including the solar cell 1 and a plurality of DC-DC converters 2 connected to the solar cell is referred to as a solar power generator 106.

以下、本実施形態の太陽光発電装置及び太陽光発電システムで用いられる構成要素について詳しく説明する。   Hereinafter, components used in the photovoltaic power generation device and the photovoltaic power generation system of the present embodiment will be described in detail.

［太陽電池セル］
図３は、導電性基板上に形成された太陽電池セル１の層構成を示す断面図であり、導電性基板１０上に下部電極層１１、半導体層１２、上部電極層１３を積層した構成を有している。尚、導電性基板１０の構成によっては、下部電極層１１を省略することも可能である。 [Solar cell]
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a layer configuration of the solar cell 1 formed on the conductive substrate, and illustrates a configuration in which the lower electrode layer 11, the semiconductor layer 12, and the upper electrode layer 13 are stacked on the conductive substrate 10. Have. Note that, depending on the configuration of the conductive substrate 10, the lower electrode layer 11 may be omitted.

ここで導電性基板１０としてはロール状に予め巻かれているものが好ましく、この基板を順次送り出しながら上記各層を積層し、もう一端で巻き取っていくロールツゥーロール法などの連続成膜方式で作成することが生産性を考慮すると好ましく、ここでの説明は主にこの方式を用いた場合について述べる。また、バッチ方式の装置ももちろん用いることができる。   Here, it is preferable that the conductive substrate 10 is wound in advance in a roll shape, and the above-described layers are stacked while sequentially sending out the substrate, and a continuous film forming method such as a roll-to-roll method in which the other end is wound up. It is preferable to create it in consideration of productivity, and the description here mainly describes a case using this method. In addition, a batch type apparatus can of course be used.

また、ここで用いられる下部電極層１１、半導体層１２、上部電極層１３については、本願と同じ出願人による、特開平１１−１８６５７２号の明細書により詳細に記述されている。本発明においてはこれらの構成要素は本質的な部分でないため詳細な記述を省略する。   The lower electrode layer 11, the semiconductor layer 12, and the upper electrode layer 13 used here are described in detail in the specification of Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-186572 by the same applicant as the present application. In the present invention, these components are not an essential part, and a detailed description is omitted.

半導体層１２としては薄膜シリコンが好ましく、なかでもアモルファスシリコンが好ましく、アモルファスシリコンを半導体層として用いる場合には、導電性基板１０側からｎ型半導体、ｉ型半導体、ｐ型半導体の順に積層したｐｉｎ接合を通常用いる。   As the semiconductor layer 12, thin-film silicon is preferable, and amorphous silicon is particularly preferable. When amorphous silicon is used as the semiconductor layer, a pin formed by stacking an n-type semiconductor, an i-type semiconductor, and a p-type semiconductor in this order from the conductive substrate 10 side Bonding is usually used.

そして、上記のようなｐｉｎ接合またはｐｎ接合を２層あるいは３層積み重ねたダブルそしてトリプル構成を用いるのも好適である。   It is also preferable to use a double or triple configuration in which two or three layers of the above-described pin junction or pn junction are stacked.

更に本実施形態においては、導電性基板１０側からｐ型半導体、ｉ型半導体、ｎ型半導体の順に積層されたｎｉｐ接合のものも、場合に応じ好適に用いられる。   Further, in the present embodiment, a nip junction in which a p-type semiconductor, an i-type semiconductor, and an n-type semiconductor are stacked in this order from the conductive substrate 10 side is suitably used depending on the case.

また、各層の成膜方法としては、蒸着法、スパッタ法、高周波プラズマＣＶＤ法、マイクロプラズマＣＶＤ法、ＥＣＲ法、熱ＣＶＤ法、ＬＰＣＶＤ法など公知公用の様々な方法から適宜選択することができる。   The method for forming each layer can be appropriately selected from various publicly known methods such as an evaporation method, a sputtering method, a high-frequency plasma CVD method, a microplasma CVD method, an ECR method, a thermal CVD method, and an LPCVD method.

次に、このようにして成膜された太陽電池積層体を所望の長さに切断して分割を行うために、分割切断時に発生する導電性基板と上部電極層との短絡の影響を有効受光範囲に及ぼさないように、上部電極層上にＦｅＣｌ3、ＡｌＣｌ3などを含むエッチングペーストをスクリーン印刷法により塗布し加熱後洗浄することにより、該太陽電池積層体の上部電極層の一部を線状に除去し、図４に示すようなエッチングライン１１５を形成する。 Next, in order to cut the solar cell stack formed as described above into a desired length and to divide the solar cell stack, the effect of a short circuit between the conductive substrate and the upper electrode layer, which occurs at the time of division and cutting, is effectively received. An etching paste containing FeCl 3 , AlCl 3 , or the like is applied on the upper electrode layer by a screen printing method so as not to affect the range, and after heating and washing, a part of the upper electrode layer of the solar cell stack is lined. Then, an etching line 115 as shown in FIG. 4 is formed.

そして、同じく図４に示すように、導電性基板の受光面の一辺に絶縁両面粘着テープ２５を連続的に貼り、絶縁両面粘着テープ２５と上部電極上に所定間隔で集電電極１４を形成する。更に絶縁両面粘着テープ２５の上部に受光面端子部材１６を加熱圧着により取り付ける。ここで用いられる集電電極１４については後で詳細な説明を行う。   Then, as also shown in FIG. 4, the insulating double-sided adhesive tape 25 is continuously attached to one side of the light receiving surface of the conductive substrate, and the current collecting electrodes 14 are formed at predetermined intervals on the insulating double-sided adhesive tape 25 and the upper electrode. . Further, the light-receiving surface terminal member 16 is attached to the upper portion of the insulating double-sided adhesive tape 25 by heat compression. The collecting electrode 14 used here will be described in detail later.

以上の工程により図４に示すような集電電極１４、受光面端子部材１６が付設された太陽電池セルアセンブリ４０１が製造される。   Through the above steps, the solar cell assembly 401 provided with the current collecting electrode 14 and the light receiving surface terminal member 16 as shown in FIG. 4 is manufactured.

そして、更に、図５に示すように、上記太陽電池セルアセンブリ４０１の受光面に透明薄膜樹脂層２３を積層して太陽電池セルアセンブリ５０１を形成する。尚、ここで透明薄膜樹脂層２３の有無に関わらず本明細書中では太陽電池セルアセンブリと呼ぶ。また、後述するように透明薄膜樹脂層の有無に関わらず太陽電池セルと呼ぶこととする。この透明薄膜樹脂層の構成及び形成方法については後で詳細に述べる。   Then, as shown in FIG. 5, the transparent thin-film resin layer 23 is laminated on the light receiving surface of the solar cell assembly 401 to form a solar cell assembly 501. Note that, here, regardless of the presence or absence of the transparent thin film resin layer 23, it is referred to as a solar cell assembly in this specification. In addition, as described later, the solar cell is referred to regardless of the presence or absence of the transparent thin film resin layer. The configuration and method of forming the transparent thin film resin layer will be described later in detail.

尚、透明薄膜樹脂層２３を形成する際は、受光面の全体ではなく一部のみに透明薄膜樹脂層２３を形成して太陽電池セルアセンブリ５０１を形成してもよい。このような構成によれば、余計な絶縁材料が不要となるため、太陽光発電装置やシステム全体でコストダウンが図れる。   When the transparent thin-film resin layer 23 is formed, the solar cell unit assembly 501 may be formed by forming the transparent thin-film resin layer 23 only on a part of the light-receiving surface, not on the entire surface. According to such a configuration, unnecessary insulating material is not required, so that the cost can be reduced for the photovoltaic power generator and the entire system.

具体的には、例えば、透明薄膜樹脂層２３を太陽電池セルアセンブリ４０１表面全てに設けるのではなく、屋外環境での発電性能に影響がでないよう最低限必要な部分だけに留める。つまり、受光面側端子部材１６あるいはエッチングライン１１５には透明薄膜樹脂層２３を形成せず、少なくとも太陽電池セルの入射光に対して光電変換特性を有する部分（アクティブエリア）のみを被覆すればよい。   Specifically, for example, the transparent thin-film resin layer 23 is not provided on the entire surface of the solar cell assembly 401, but only on a minimum necessary portion so as not to affect the power generation performance in an outdoor environment. That is, the transparent thin-film resin layer 23 is not formed on the light-receiving surface side terminal member 16 or the etching line 115, and at least a portion (active area) having photoelectric conversion characteristics with respect to incident light of the solar cell may be covered. .

そして上記透明薄膜樹脂層２３が積層された太陽電池セルアセンブリ５０１を所望の長さで上記エッチングライン１１５に沿って切断し太陽電池セル１を形成する。更に、太陽電池セル１内に所定の間隔で、後で詳細に説明する複数の直流−直流変換装置２を付設し、更にこれを電気的に接続することにより、図１に示したような太陽光発電装置１０６を構成することができる。この場合、直流−直流変換装置２を接続した後で切断を行っても構わない。   Then, the solar cell assembly 501 on which the transparent thin-film resin layer 23 is laminated is cut along the etching line 115 at a desired length to form the solar cell 1. Further, a plurality of DC-DC converters 2, which will be described in detail later, are provided at predetermined intervals in the solar battery cell 1 and further electrically connected to each other so that the solar cell as shown in FIG. The photovoltaic device 106 can be configured. In this case, the disconnection may be performed after the DC-DC converter 2 is connected.

このような太陽光発電装置の構成とすることにより、直流−直流変換装置間には光電変換層を分割するエッチングラインが存在しないためにアクティブエリア面積が増加し、太陽電池の面積変換効率が向上するという効果を有する。すなわち、この太陽電池セルは、光起電力層からの電力を取り出すことができる太陽電池としての機能を有する最小単位を一つ備えている。   With such a configuration of the photovoltaic power generation device, the area of the active area increases because there is no etching line for dividing the photoelectric conversion layer between the DC-DC conversion devices, and the area conversion efficiency of the solar cell is improved. It has the effect of doing. That is, this solar cell includes one minimum unit having a function as a solar cell capable of extracting power from the photovoltaic layer.

尚、太陽電池セル１に対して、更に次工程により、従来の太陽電池モジュールなどと同様に耐候性フィルム、充填材、裏面補強材などで封止して屋外環境から保護してもよく、この構成のものも本発明において同様に使用できる。   In addition, the solar cell 1 may be sealed with a weatherproof film, a filler, a back surface reinforcing material, etc. in the same manner as in a conventional solar cell module or the like in the following step to protect the solar cell 1 from the outdoor environment. Structures can also be used in the present invention.

次に、本実施形態の太陽電池セル１の各構成要素について詳細に説明する。   Next, each component of the solar cell 1 of the present embodiment will be described in detail.

［導電性基板］
本実施形態に係る太陽電池セルで用いられる導電性基板１０は、光電変換のための半導体層を機械的に支持する部材であり、かつ太陽電池セルの非受光面側の電極として使用できる。該基板は半導体層を成膜するときの加熱温度に耐える耐熱性を有するものが好ましい。 [Conductive substrate]
The conductive substrate 10 used in the solar cell according to the present embodiment is a member that mechanically supports a semiconductor layer for photoelectric conversion, and can be used as an electrode on the non-light receiving surface side of the solar cell. The substrate preferably has heat resistance enough to withstand a heating temperature when a semiconductor layer is formed.

また、導電性基板は、太陽電池セルをコンクリートブロック等の支持体上に接着する場合の被接着体となるため、使用される接着剤との接着性が良好な材料が好ましい。   In addition, since the conductive substrate serves as an adherend when the solar cell is adhered to a support such as a concrete block, a material having good adhesiveness to an adhesive used is preferable.

また、導電性基板を固定部材を用いて支持体上に固定する場合は、固定に耐える機械的強度、耐候性、耐腐食性を有することが好ましい。   When the conductive substrate is fixed on a support using a fixing member, the conductive substrate preferably has mechanical strength, weather resistance, and corrosion resistance enough to withstand the fixing.

導電性基板の材料としては、例えば、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｂ等の金属またはこれらの合金、例えば真ちゅう、ステンレス鋼等の薄板及びその複合体やカーボンシート、亜鉛メッキ鋼板が挙げられる。   Examples of the material of the conductive substrate include metals such as Fe, Ni, Cr, Al, Mo, Au, Nb, Ta, V, Ti, Pt, and Pb, and alloys thereof, such as thin plates such as brass and stainless steel. The composite, a carbon sheet, and a galvanized steel sheet are mentioned.

また、基材として電気絶縁性の材料を用いたものでもよく、ポリエステル、ポリエチレン、ポリカーボネート、セルロースアセテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド、エポキシなどの耐熱性合成樹脂のフィルムまたはシートまたはこれらとガラスファイバー、カーボンファイバー、ホウ素ファイバー、金属繊維などとの複合体、及びこれらの薄板、樹脂シートなどの表面に異種材質の金属薄膜を蒸着あるいは積層したものも用いられる。   Further, a material using an electrically insulating material as a substrate may be used, such as a film of a heat-resistant synthetic resin such as polyester, polyethylene, polycarbonate, cellulose acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyamide, epoxy, or the like. Sheets or composites of these with glass fibers, carbon fibers, boron fibers, metal fibers, and the like, and those obtained by depositing or laminating a metal thin film of a different material on the surface of a thin plate or a resin sheet thereof are also used.

［集電電極］
集電電極１４は、一般的には太陽電池セルの半導体層または上部電極層上に櫛状に形成され、半導体層や上部電極層のシート抵抗の値から好適な幅やピッチが決定される。 [Current collecting electrode]
The collecting electrode 14 is generally formed in a comb shape on the semiconductor layer or the upper electrode layer of the solar cell, and a suitable width and pitch are determined from the sheet resistance values of the semiconductor layer and the upper electrode layer.

また、集電電極は比抵抗が低く太陽電池の直列抵抗とならないことが要求され、好ましい比抵抗としては１０-2Ωｃｍ〜１０-6Ωｃｍである。集電電極の材料としては、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｐｔ等の金属またはこれらの合金や半田あるいは導電性の接着剤を表面に塗布した金属線などが用いられる。一般的には、金属粉末と高分子樹脂バインダーがペースト状になった金属ペーストが用いられているが、これに限られたものではない。 Further, the collector electrode is required to have a low specific resistance so as not to be a series resistance of the solar cell, and a preferable specific resistance is 10 −2 Ωcm to 10 −6 Ωcm. As a material of the current collecting electrode, for example, a metal such as Ti, Cr, Mo, W, Al, Ag, Ni, Cu, Sn, Pt, an alloy thereof, a solder, or a metal having a surface coated with a conductive adhesive is used. A line or the like is used. Generally, a metal paste in which a metal powder and a polymer resin binder are in the form of a paste is used, but the present invention is not limited to this.

［端子部材］
端子部材１６は、集電電極１４と電気接続してプラスまたはマイナスの取り出し電極を形成する部材である。この端子部材１６は導電性基板または太陽電池セルの上部電極層が取り除かれたエッチング面に、レーザー溶接、導電性接着剤、ろう付けなどにより電気的に低抵抗となるように、また機械的に強固に取付けられる。または集電電極上にプレスにより取付けられる。本明細書では端子部材が取付けられる太陽電池セルの位置に応じて、「受光面端子部材」「非受光面端子部材」と区別している。 [Terminal member]
The terminal member 16 is a member that is electrically connected to the current collecting electrode 14 to form a plus or minus extraction electrode. The terminal member 16 is formed on the etched surface of the conductive substrate or the solar cell from which the upper electrode layer is removed by laser welding, a conductive adhesive, brazing, or the like so as to have an electrical low resistance, and mechanically. Can be firmly mounted. Alternatively, it is mounted on the collecting electrode by a press. In the present specification, the terminals are distinguished from “light-receiving surface terminal members” and “non-light-receiving surface terminal members” according to the positions of the solar cells to which the terminal members are attached.

該端子部材に求められる電気的性能、材料などは上記集電電極とほぼ同じであるが、その形状は太陽電池セルの平面性を保ち、かつ低抵抗にできる箔形状のものが好ましい。   The electrical performance and material required for the terminal member are almost the same as those of the above-mentioned current collecting electrode, but the shape is preferably a foil shape which can maintain the flatness of the solar cell and reduce the resistance.

また、非受光面端子部材は非受光面全体にくし状、あるいは放射状などの形状で張り巡らせて集電効率を向上することもできる。   In addition, the non-light receiving surface terminal member can be spread over the entire non-light receiving surface in a comb shape or a radial shape to improve current collection efficiency.

また、直流−直流変換装置あるいはインバータとの接続のための端子部材が必要な場合は、レーザー溶接、導電性接着剤、ろう付けなどの方法で受光面端子部材あるいは非受光面端子部材に端子部材を取り付け延出する。   When a terminal member for connection with a DC-DC converter or an inverter is required, the terminal member may be attached to the light-receiving surface terminal member or the non-light-receiving surface terminal member by a method such as laser welding, conductive adhesive, or brazing. Attach and extend.

［透明薄膜樹脂層］
本実施形態における太陽電池セルの受光面に位置する透明薄膜樹脂層２３は、透明で、その下側の集電電極、上部電極層などを被覆保護できるものであれば、特に限定されるものではない。しかし、好ましくは、塗布性に優れ、耐候性、接着性に優れるものが好ましく、特に防水性に優れるものが求められる。 [Transparent thin film resin layer]
The transparent thin-film resin layer 23 located on the light-receiving surface of the solar cell in the present embodiment is not particularly limited as long as it is transparent and can cover and protect the lower current collecting electrode, the upper electrode layer, and the like. Absent. However, preferably, those having excellent coatability, excellent weather resistance and adhesion are preferable, and those having particularly excellent waterproofness are required.

具体的な材料としては、フッ素系樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル、ポリカーボネートなどがある。より具体的には、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）樹脂、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）樹脂あるいは四フッ化エチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）樹脂などがある。耐候性の観点ではポリフッ化ビニリデン樹脂が優れているが、耐候性及び機械的強度の両立と透明性では四フッ化エチレン−エチレン共重合体樹脂が優れている。更に、コスト低減を図る為には、フィルム材料ではなく、アクリル系、フッ素系等の透明塗料を用いることが好ましい。この場合には、通常塗布するために利用されるカーテンコートなどのコーティング法によって行う。   Specific materials include a fluorine-based resin, an acrylic resin, polyester, and polycarbonate. More specifically, there are polyvinylidene fluoride (PVdF) resin, polyvinyl fluoride (PVF) resin, ethylene tetrafluoride-ethylene copolymer (ETFE) resin, and the like. Polyvinylidene fluoride resin is excellent from the viewpoint of weather resistance, but ethylene tetrafluoride-ethylene copolymer resin is excellent in terms of compatibility between weather resistance and mechanical strength and transparency. Further, in order to reduce costs, it is preferable to use an acrylic or fluorine-based transparent paint instead of a film material. In this case, the coating is performed by a coating method such as a curtain coat which is usually used for coating.

製造工程上の要求から、カーテンフロー法を用いることができる樹脂塗料は０．３Ｐａ・ｓ程度以下の低い粘度のものを用いることが好ましい。また、より生産性をあげるという観点からは、スプレーコート法が好ましく、この場合は、０．０５Ｐａ・ｓ以下の低粘度の樹脂塗料が好ましい。   From the requirements in the manufacturing process, it is preferable to use a resin paint that can use the curtain flow method with a low viscosity of about 0.3 Pa · s or less. Further, from the viewpoint of increasing productivity, a spray coating method is preferable, and in this case, a resin coating having a low viscosity of 0.05 Pa · s or less is preferable.

なお、粘度の下限値には、特に限定はなく所望の膜厚から適宜選択することが可能であるが、粘度を低くすれば低くするほど、必要な膜厚を形成するのに複数回の塗布を必要とするので、現実的には０．００１Ｐａ・ｓ程度以上であることが好ましい。   The lower limit of the viscosity is not particularly limited and can be appropriately selected from a desired film thickness. However, the lower the viscosity is, the more the number of coatings required to form a required film thickness becomes lower. Therefore, it is practically preferable to be about 0.001 Pa · s or more.

透明薄膜樹脂層２３の厚みについては、ピンホールなしに塗布できる厚みとして１μｍ以上が好ましく、更に以下の観点から２００μｍ程度以下であることが好ましい。   The thickness of the transparent thin film resin layer 23 is preferably 1 μm or more as a thickness that can be applied without pinholes, and more preferably about 200 μm or less from the following viewpoints.

透明薄膜樹脂層による集電電極、上部電極層あるいは光起電力層の被覆保護という面から考えれば、より厚い方が好ましいが、厚くなれば、その分、太陽光の透過が低下して発電性能が低下する。また、厚く層を形成することによって樹脂層の可撓性が損なわれる可能性がある。また、厚くなれば、硬化時の収縮により集電電極、上部電極層あるいは光起電力層を破壊する場合がある他、屋外で使用する際に、樹脂層が厚い場合、２００μｍ程度以上になると、熱膨張や設置時の力に追従できなくなり、樹脂層が応力を受けて亀裂が発生したり、集電電極、上部電極層あるいは光起電力層との界面で剥がれたりする可能性がある。   In view of protecting the current-collecting electrode, upper electrode layer or photovoltaic layer with a transparent thin-film resin layer, it is preferable to use a thicker layer. Decreases. Further, the flexibility of the resin layer may be impaired by forming a thick layer. In addition, if it is thicker, the current collecting electrode, the upper electrode layer or the photovoltaic layer may be destroyed due to shrinkage during curing, and when used outdoors, when the resin layer is thicker, when it becomes about 200 μm or more, The resin layer may not be able to follow the thermal expansion or the force at the time of installation, and the resin layer may be stressed and cracked, or may be peeled off at the interface with the current collecting electrode, the upper electrode layer, or the photovoltaic layer.

但し、透明薄膜樹脂層は必ずしも一種類の材料で形成する必要は無く、例えば、二種類の材料を用いて二層に形成することもできる。この場合、太陽電池セルの上部電極層直上には、上部電極層と接着性の良い材料を選択し、その上には耐候性に優れた材料を選択することなどが考えられる。この場合の代表的な形成方法としては、塗布工程を２回行うことが考えられる。   However, the transparent thin-film resin layer does not necessarily need to be formed of one type of material, and for example, can be formed of two types of layers using two types of materials. In this case, a material having good adhesion to the upper electrode layer may be selected immediately above the upper electrode layer of the solar cell, and a material having excellent weather resistance may be selected thereon. As a typical forming method in this case, it is conceivable to perform the application step twice.

［並列接続部材］
本実施形態の太陽光発電装置を構成するには、太陽電池セルそれぞれに接続された直流−直流変換装置２間の並列接続が必要である。これらの接続を行う為の部材が、並列接続部材である。本実施形態の太陽電池セルにおいて導電性基板が片側の共通端子として用いられる場合は、本部材は片側の極のみに用いられる。 [Parallel connection members]
In order to configure the photovoltaic power generator of the present embodiment, parallel connection between the DC-DC converters 2 connected to the respective solar cells is required. A member for making these connections is a parallel connection member. In the case where the conductive substrate is used as a common terminal on one side in the solar cell of the present embodiment, this member is used for only one pole on one side.

具体的には本部材はそれぞれの直流−直流変換装置２の片方の出力端子を接続するための部材であり、汎用の絶縁電線、絶縁ケーブル等を用いてもよいが、本実施形態で用いられる一例としては絶縁被覆のない裸導線なども用いる。裸導線としては、銅ワイヤー、銅撚り線、銅帯等が好ましい。   Specifically, this member is a member for connecting one output terminal of each DC-DC converter 2, and a general-purpose insulated wire, an insulated cable, or the like may be used, but is used in the present embodiment. As an example, a bare conductor without an insulating coating is used. As the bare conductor, a copper wire, a copper stranded wire, a copper band, or the like is preferable.

［装置間接続部材］
本実施形態において、直流−直流変換装置２とインバータ３の間の接続部材は装置間接続部材と定義する。装置間接続部材も上記並列接続部材と同じ形状、材質を用いることができる。また、直流−直流変換装置同士の接続に用いられる並列接続部材をそのまま延長してインバータに接続し、装置間接続部材の代わりにすることも可能である。 [Connecting members between devices]
In the present embodiment, a connection member between the DC-DC converter 2 and the inverter 3 is defined as an inter-device connection member. The same shape and the same material as the parallel connection member can also be used for the inter-device connection member. Further, it is also possible to extend the parallel connection member used for connection between the DC-DC converters and connect the DC-DC converters to the inverter, instead of the inter-device connection member.

［支持体］
支持体とは太陽電池セルを固定する部材のことを表しており、一般的には架台、あるいは設置面を形成している部材のことである。 [Support]
The support refers to a member for fixing the solar cell, and is generally a gantry or a member forming an installation surface.

太陽電池セルを支持体に固定する手段に限定はないが、接着剤を用いて固定する方法が太陽電池セル中の非発電領域の面積が小さくてすむため好ましい。また、太陽電池セルの一部に設置用の非発電領域を設けて、その部分を釘、ねじ、ボルトなどの固定部材により固定することもできる。   The means for fixing the solar cell to the support is not limited, but a method of fixing the solar cell using an adhesive is preferable because the area of the non-power generation region in the solar cell can be small. Further, a non-power generation area for installation may be provided in a part of the solar cell, and the part may be fixed by a fixing member such as a nail, a screw, or a bolt.

本実施形態では構造が簡単で、設置作業が簡易になることから、好適にコンクリート材料を使用することが好ましい。支持体がコンクリートなどの重量の大きな材質であれば地面に置くだけで支持体（架台）の配置は完了するからである。またコンクリートは屋外耐久性が高く、安価であるため、太陽電池の架台として使用するには都合がよい。   In the present embodiment, since the structure is simple and the installation work is simple, it is preferable to use a concrete material suitably. This is because if the support is a heavy material such as concrete, the placement of the support (stand) is completed only by placing the support on the ground. Also, concrete has high outdoor durability and is inexpensive, so it is convenient to use it as a mount for solar cells.

また、太陽電池固定用の例えば板状の固定支持体（支持体）と、この固定支持体を設置する裏面支持体とに分けて、支持体を構成することが好ましい。これは、例えば立方体形状等の裏面支持体を設置してから、この裏面支持体に板状等の固定支持体を立て掛けるように配置することで、太陽電池の設置角度を任意に変えられるので都合がよいからである。   Further, it is preferable that the support is divided into, for example, a plate-like fixed support (support) for fixing the solar cell and a back support on which the fixed support is installed. This is convenient, for example, by installing a back support such as a cubic shape and then arranging a fixed support such as a plate on the back support so that the installation angle of the solar cell can be changed arbitrarily. Is better.

次に、本実施形態における直流−直流変換装置、インバータについて詳細に説明する。   Next, the DC-DC converter and the inverter according to the present embodiment will be described in detail.

［直流−直流変換装置］
一般に太陽電池セルに接続される直流−直流変換装置は、直流電圧をインバータ回路の入力電圧に昇圧する昇圧回路、並びに、電力変換の起動／停止、太陽電池の動作点の最適化、運転モードなどを制御する制御回路、系統連系保護回路、通信回路、入出力端子などから構成され、その出力が直接負荷へ接続されてもよいが、一般的には複数台の出力をひとつのインバータに入力し、変換した交流電力を負荷で使用するかあるいは系統連系する。 [DC-DC converter]
Generally, a DC-DC converter connected to a solar cell includes a booster circuit that boosts a DC voltage to an input voltage of an inverter circuit, and starts / stops power conversion, optimizes an operating point of a solar cell, an operation mode, and the like. Control circuit, system interconnection protection circuit, communication circuit, input / output terminals, etc., whose output may be directly connected to the load, but in general, multiple outputs are input to one inverter. Then, the converted AC power is used at the load or connected to the grid.

昇圧回路としては、絶縁、非絶縁を問わず公知公用の様々な回路構成を用いることができる。制御回路は、例えば、ＣＰＵ、ＰＷＭ波形制御回路、最適電力点追従制御回路、制御電源生成回路、周波数・電圧基準発生器及びスイッチング制御回路などを備える。また、制御回路は、通信線などを介して外部から操作できるようにしてもよく、制御回路の一部機能を直流−直流変換装置外に配置して、複数の電力変換装置を一括制御することもできる。   As the booster circuit, various known and used circuit configurations can be used regardless of insulation or non-insulation. The control circuit includes, for example, a CPU, a PWM waveform control circuit, an optimum power point tracking control circuit, a control power generation circuit, a frequency / voltage reference generator, a switching control circuit, and the like. In addition, the control circuit may be operated externally via a communication line or the like, and a part of the function of the control circuit may be arranged outside the DC-DC converter to control a plurality of power converters collectively. You can also.

しかし、本実施形態における直流−直流変換装置２は、構造をできるだけ簡素化しコストダウンと信頼性の向上を図るために、制御回路としては、制御電源生成回路、スイッチング周波数を規定するスイッチング基準波形生成回路及び固定デューティでスイッチング素子を駆動可能なスイッチング素子駆動回路を少なくとも有する構成が好ましい。   However, the DC-DC converter 2 according to the present embodiment has a control power generation circuit and a switching reference waveform generation circuit that defines a switching frequency as control circuits in order to simplify the structure as much as possible and to reduce costs and improve reliability. A configuration having at least a circuit and a switching element driving circuit capable of driving the switching element with a fixed duty is preferable.

また、主回路としては、上記スイッチング素子駆動回路によりＯＮ／ＯＦＦされるスイッチング素子と、所定の巻数比で作成されたスイッチングトランスを有することが好ましい。   Further, it is preferable that the main circuit includes a switching element that is turned on / off by the switching element drive circuit, and a switching transformer that is formed with a predetermined turns ratio.

前記固定デューティでスイッチング素子を駆動する複数の直流−直流変換装置が並列接続されたシステムでは、後段のインバータの入力電圧を変化させることにより直流−直流変換装置の入力電圧を変化させることができ、これにより太陽電池セルの動作点を動かすことができる。   In a system in which a plurality of DC-DC converters that drive switching elements at the fixed duty are connected in parallel, the input voltage of the DC-DC converter can be changed by changing the input voltage of the inverter at the subsequent stage. Thereby, the operating point of the solar cell can be moved.

また、直流−直流変換装置をチップ化し、太陽電池セルの製造工程中に表面配線部材及び導電性基板に電気的接続を行うことにより、直流−直流変換装置を太陽電池セルに接続する一連の作業を簡略化することもできる。   In addition, a series of operations for connecting the DC-DC converter to the solar cell by forming the DC-DC converter into a chip and electrically connecting the surface wiring member and the conductive substrate during the manufacturing process of the solar cell. Can also be simplified.

また、直流−直流変換装置は太陽電池セルからの出力を効率的に入力するために配線損失が小さくなるように太陽電池セル近傍に設置されることが望ましく、太陽電池セルに直接付着することが望ましい。   Further, the DC-DC converter is desirably installed near the solar cell so as to reduce wiring loss in order to efficiently input the output from the solar cell, and may be directly attached to the solar cell. desirable.

また、直流−直流変換装置の外装材はその使用条件に応じて、耐熱性、耐湿性、耐水性、電気絶縁性、耐寒性、耐油性、耐候性、耐衝撃性、防水性などの性能を有する必要がある。また、太陽電池セルあるいは裏面補強材に強固に固定するために好ましくは接着剤との接着性が良い材質が良い。   In addition, the exterior material of the DC-DC converter has properties such as heat resistance, moisture resistance, water resistance, electrical insulation, cold resistance, oil resistance, weather resistance, impact resistance, and waterproofness, depending on the usage conditions. Must have. In order to firmly fix to the solar cell or the back surface reinforcing material, a material having good adhesiveness with an adhesive is preferably used.

上記の要素を考慮にいれると外装材としては、プラスチックでは例えば、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアセタール、変性ＰＰＯ（ＰＰＥ）、ポリエステル、ポリアリレート、不飽和ポリエステル、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ナイロンなどの樹脂、エンジニアリング・プラスチック等がある。また、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルなどの熱可塑性プラスチックも使うことができる。   Taking the above factors into consideration, as the exterior material, for plastics, for example, polycarbonate, polyamide, polyacetal, modified PPO (PPE), polyester, polyarylate, unsaturated polyester, phenolic resin, epoxy resin, polybutylene terephthalate, nylon, etc. Resin, engineering plastics, etc. In addition, thermoplastic resins such as ABS resin, polypropylene, and polyvinyl chloride can also be used.

また、直流−直流変換装置を受光面側に取り付ける場合には、耐紫外線性向上の為に、顔料としてカーボンブラックを用いる、あるいは紫外線を吸収する樹脂塗料を表面に塗布することが好ましい。   When the DC-DC converter is mounted on the light-receiving surface side, it is preferable to use carbon black as a pigment or apply a resin paint that absorbs ultraviolet light to the surface in order to improve the resistance to ultraviolet light.

［インバータ］
一般的に太陽光発電システムで用いられるインバータの場合、入力される直流電圧をインバータ回路の入力電圧に昇圧する昇圧回路、直流電力を交流電力に変換するインバータ回路、並びに、電力変換の起動／停止、太陽電池の動作点の最適化、運転モードなどを制御する制御回路、系統連系保護回路、通信回路、入出力端子などから構成され、その出力は負荷で使用されるかあるいは系統連系される。 [Inverter]
Generally, in the case of an inverter used in a photovoltaic power generation system, a booster circuit that boosts an input DC voltage to an input voltage of an inverter circuit, an inverter circuit that converts DC power into AC power, and start / stop of power conversion It consists of a control circuit for optimizing the operating point of the solar cell, controlling the operation mode, etc., a grid connection protection circuit, a communication circuit, input / output terminals, etc., and its output is used for the load or connected to the grid. You.

昇圧回路としては、絶縁、非絶縁を問わず公知公用のさまざまな回路方式を用いることができる。インバータ回路としては、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴをスイッチング素子に使用する電圧型インバータが好ましい。制御回路の制御信号により、スイッチング素子のゲートを駆動することで、所望する周波数、位相及び電圧を有する交流電力を得ることができる。   As the booster circuit, various publicly known and used circuit systems, whether insulated or non-insulated, can be used. As the inverter circuit, a voltage type inverter using an IGBT or a MOSFET as a switching element is preferable. By driving the gate of the switching element by a control signal of the control circuit, AC power having a desired frequency, phase, and voltage can be obtained.

制御回路は、例えば、ＣＰＵ、ＰＷＭ波形制御回路、周波数・電圧基準発生器、最適電力点追従制御回路、電流基準発生器、モード切換器及びスイッチング制御回路などを備える。また、本実施形態におけるインバータをひとつの太陽電池セルに複数接続する場合には、制御回路は、通信線などを介して外部から操作できるようにしてもよく、制御回路自体はインバータ外に集中配置して、複数のインバータを一括制御することもできる。   The control circuit includes, for example, a CPU, a PWM waveform control circuit, a frequency / voltage reference generator, an optimum power point tracking control circuit, a current reference generator, a mode switch, a switching control circuit, and the like. When a plurality of inverters according to the present embodiment are connected to one solar cell, the control circuit may be externally operable via a communication line or the like, and the control circuit itself is centrally arranged outside the inverter. Thus, a plurality of inverters can be collectively controlled.

また、本実施形態におけるインバータを太陽電池セルと電気的接続する場合には、太陽電池セルからの出力を効率的に入力するために太陽電池セル近傍に設置されることが望ましく、太陽電池セルに直接接続することが望ましい。   Further, when the inverter according to the present embodiment is electrically connected to the solar cell, it is preferable that the inverter is installed near the solar cell in order to efficiently input the output from the solar cell. It is desirable to connect directly.

また、インバータ３としては絶縁トランスの有るタイプと無いタイプとが存在し、その用途によりどちらを使用しても構わないが、直流−直流変換装置とインバータ間の装置間接続部材を接地する場合には、絶縁トランスを有するインバータを用いる。   Inverters 3 include a type having an insulation transformer and a type not having an isolation transformer. Either type may be used depending on the application. However, when the connection member between the DC-DC converter and the inverter is grounded, Uses an inverter having an insulating transformer.

インバータはその使用条件に応じて、耐熱性、耐湿性、耐水性、電気絶縁性、耐寒性、耐油性、耐候性、耐衝撃性、防水性などの性能を有する必要がある。また、太陽電池セルに強固に固定するために好ましくは接着剤との接着性が良い材質が良い。   The inverter needs to have performances such as heat resistance, moisture resistance, water resistance, electric insulation, cold resistance, oil resistance, weather resistance, impact resistance, and water resistance according to the use conditions. In addition, a material having good adhesiveness with an adhesive is preferably used for firmly fixing the solar cell.

上記の要素を考慮にいれると外装材としては、プラスチックでは例えば、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアセタール、変性ＰＰＯ（ＰＰＥ）、ポリエステル、ポリアリレート、不飽和ポリエステル、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ナイロンなどの樹脂、エンジニアリング・プラスチック等がある。また、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルなどの熱可塑性プラスチックも使うことができる。   Taking the above factors into consideration, as the exterior material, for plastics, for example, polycarbonate, polyamide, polyacetal, modified PPO (PPE), polyester, polyarylate, unsaturated polyester, phenolic resin, epoxy resin, polybutylene terephthalate, nylon, etc. Resin, engineering plastics, etc. In addition, thermoplastic resins such as ABS resin, polypropylene, and polyvinyl chloride can also be used.

また、インバータを受光面側に取り付ける場合には、耐紫外線性向上の為に、顔料としてカーボンブラックを用いる、あるいは紫外線を吸収する樹脂塗料を表面に塗布することが好ましい。   When the inverter is mounted on the light receiving surface side, it is preferable to use carbon black as a pigment or apply a resin paint that absorbs ultraviolet light to the surface in order to improve the resistance to ultraviolet light.

次に、本実施形態の太陽光発電装置及び太陽光発電システムの製造方法について詳細に説明する。   Next, a method for manufacturing the photovoltaic power generation device and the photovoltaic power generation system of the present embodiment will be described in detail.

［製造方法］
図６は本実施形態の太陽光発電システムの概略外観図であり、６０２は上記で説明した構成の太陽電池セル、２は直流−直流変換装置、３はインバータ、４は負荷、５は商用系統である。 [Production method]
FIG. 6 is a schematic external view of the photovoltaic power generation system of the present embodiment, in which 602 is a photovoltaic cell having the configuration described above, 2 is a DC-DC converter, 3 is an inverter, 4 is a load, and 5 is a commercial system. It is.

具体的には、まず導電性基板１０として洗浄した厚さ０．１ｍｍ、幅２５０ｍｍのロール状の３００ｍの長さをもつ長尺ステンレス基板を搬送し、まず下部電極層１１としてＳｉを１％含有するＡｌを、スパッタ法により膜厚５０００Å形成した。次に、ｐ／ｉ／ｎ型非晶質シリコン半導体層１２を、ｎ型半導体としてはＰＨ3、ＳｉＨ4、Ｈ2のガスを、ｉ型半導体としてはＳｉＨ4、Ｈ2のガスを、またＰ型半導体としてはＢ2Ｈ6、ＳｉＨ4、Ｈ2のガスをそれぞれ用いて、プラズマＣＶＤ法によってｎ型半導体層を３００Å、ｉ型半導体層を４０００Å、ｐ型半導体層を１００Å、それぞれステンレス基板が通過する製膜装置ごとに順次形成した。 Specifically, first, a rolled long stainless steel substrate having a length of 300 m having a thickness of 0.1 mm and a width of 250 mm was transported as the conductive substrate 10, and the lower electrode layer 11 contained 1% of Si. Al was formed to a thickness of 5000 ° by a sputtering method. Next, the p / i / n-type amorphous silicon semiconductor layer 12, an n-type as the semiconductor PH 3, SiH 4, the H 2 gas, the i-type SiH 4 as a semiconductor, the H 2 gas, also As the P-type semiconductor, B 2 H 6 , SiH 4 , and H 2 gases are used, respectively, and the n-type semiconductor layer is 300 °, the i-type semiconductor layer is 4000 °, the p-type semiconductor layer is 100 °, and the stainless steel substrate is each formed by a plasma CVD method. Were sequentially formed for each of the film forming apparatuses through which.

その後、上部電極層１３として膜厚８００ÅのＩＴＯを、抵抗加熱蒸着により形成した。   Thereafter, as the upper electrode layer 13, an ITO film having a thickness of 800 ° was formed by resistance heating evaporation.

次に、このようにして作成された光起電力層を複数に分割するために、分割したい部分の上部電極上にＦｅＣｌ3、ＡｌＣｌ3などを含むエッチングペーストをスクリーン印刷法により塗布し加熱後洗浄することにより、上部電極の一部を線状に除去して５５００ｍｍ間隔に幅１ｍｍでエッチングライン１１５を形成し、エッチングラインに隔てられた光起電力層を形成した。 Next, in order to divide the photovoltaic layer thus formed into a plurality of parts, an etching paste containing FeCl 3 , AlCl 3, or the like is applied on the upper electrode of a portion to be divided by a screen printing method, and washed after heating. By doing so, a part of the upper electrode was linearly removed to form an etching line 115 with a width of 1 mm at intervals of 5500 mm, and a photovoltaic layer separated by the etching line was formed.

そして図４に示すように、導電性基板の受光面側の一辺にまず幅７．５ｍｍの絶縁両面粘着テープとしてポリイミド基材両面粘着テープ２５（厚み２００μｍ（基材１００μｍ））を連続して貼っていく。   Then, as shown in FIG. 4, first, a polyimide base double-sided adhesive tape 25 (thickness 200 μm (base 100 μm)) as an insulating double-sided adhesive tape having a width of 7.5 mm is continuously attached to one side of the light receiving surface side of the conductive substrate. To go.

その後、予めカーボンペーストをφ１００μｍの銅ワイヤーにコートしたカーボンワイヤーを５．６ｍｍピッチで前記光起電力層の発電領域、及びポリイミド基材両面粘着テープ２５上に形成し集電電極１４とした。   Thereafter, a carbon wire in which carbon paste was previously coated on a copper wire having a diameter of 100 μm was formed at a pitch of 5.6 mm on the power generation region of the photovoltaic layer and on the polyimide base material double-sided adhesive tape 25 to form the current collecting electrode 14.

そしてポリイミド基材両面粘着テープ２５の上部に、受光面端子部材１６として幅５ｍｍ、長さ２４５ｍｍ、厚さ１００μｍの銀メッキ銅箔を載置したあと、２００℃、約４×１０5Ｐａ（３ｋｇｆ／ｃｍ2）、１８０秒の条件で集電電極１４と同時に加熱圧着する。 Then, a silver-plated copper foil having a width of 5 mm, a length of 245 mm, and a thickness of 100 μm is placed as a light receiving surface terminal member 16 on the upper surface of the polyimide base material double-sided adhesive tape 25, and then 200 ° C., about 4 × 10 5 Pa (3 kgf) / Cm 2 ) for 180 seconds at the same time as the current collecting electrode 14.

更に、図５に示すように、太陽電池セルの受光面に厚さ１００μｍでフッ素樹脂塗料をスプレーコート法によりコーティングすることにより、透明薄膜樹脂層２３を積層した。尚、この透明薄膜樹脂層は、太陽電池セルの入射光に対して光電変換特性を有する部分（アクティブエリア）のみを被覆するように積層した。   Further, as shown in FIG. 5, a transparent thin-film resin layer 23 was laminated on the light-receiving surface of the solar cell by coating a 100 μm-thick fluororesin paint by a spray coating method. The transparent thin film resin layer was laminated so as to cover only a portion (active area) having photoelectric conversion characteristics with respect to incident light of the solar cell.

そして、上記エッチングラインに沿って５５００ｍｍ間隔でロールから切り出し、導電性基板上に形成され透明薄膜樹脂層を有する太陽電池セル６０２（図６）が得られる。   And it cuts out from a roll at an interval of 5500 mm along the said etching line, and the solar cell 602 (FIG. 6) formed on a conductive substrate and having a transparent thin-film resin layer is obtained.

更に直流−直流変換装置２への接続端子として、受光面端子部材１６及び導電性基板１０に延出部材（不図示）を接続し、５００ｍｍおきに１０台の直流−直流変換装置２を受光面側端子部材１６の一部を覆い隠すようにシリコーン接着剤により接着し、直流−直流変換装置２内部で上記延出部材と直流−直流変換装置２の入力端子を接続した後、直流−直流変換装置２の蓋をすることにより、図６に示すような直流−直流変換装置２が取り付けられた太陽光発電装置６０１が作成される。なお、本実施形態においては、導電性基板１０は太陽電池セルの電力を取り出すための電極を兼ねている。   Further, extension members (not shown) are connected to the light-receiving surface terminal member 16 and the conductive substrate 10 as connection terminals to the DC-DC converter 2, and ten DC-DC converters 2 are connected to the light-receiving surface every 500 mm. After bonding a part of the side terminal member 16 with a silicone adhesive so as to cover it, and connecting the extending member and the input terminal of the DC-DC converter 2 inside the DC-DC converter 2, the DC-DC conversion is performed. By covering the device 2, a solar power generation device 601 to which the DC-DC converter 2 is attached as shown in FIG. 6 is created. Note that, in the present embodiment, the conductive substrate 10 also serves as an electrode for extracting power from the solar cell.

そして更に、支持体５６にエポキシ樹脂接着剤により太陽光発電装置６０１を貼り付けていく。   Further, the photovoltaic power generator 601 is attached to the support 56 with an epoxy resin adhesive.

そして太陽電池セル６０２に取り付けられた１０台の直流−直流変換装置２を接続ケーブル２４により順次接続し、一括してインバータ３へ入力する。   Then, the ten DC-DC converters 2 attached to the solar cells 602 are sequentially connected by the connection cable 24 and input to the inverter 3 collectively.

尚、接続ケーブル２４の中には正負極の二本の電線が内包されており、各ケーブルは直流−直流変換装置内部で該直流−直流変換装置の出力端子に電気的に接続されるとともに、隣り合った直流−直流変換装置に接続されているケーブルと電気的に接続される。   The connection cable 24 includes two wires of positive and negative electrodes, and each cable is electrically connected to an output terminal of the DC-DC converter inside the DC-DC converter, It is electrically connected to a cable connected to an adjacent DC-DC converter.

同様な方法で１０台の支持体５６に順次太陽光発電装置６０１を設置し、これらの出力を同様にインバータ３を介して交流電力に変換し、負荷４あるいは系統５に供給する。   The photovoltaic power generators 601 are sequentially installed on the ten supports 56 in the same manner, and their outputs are similarly converted to AC power via the inverter 3 and supplied to the load 4 or the system 5.

［動作の説明］
ここで、図７に示す直流−直流変換装置２及び図８に示すインバータ３の回路図を用いて、各々の主回路、制御回路及びそれぞれの動作について詳細に説明する。 [Description of operation]
Here, with reference to the circuit diagrams of the DC-DC converter 2 shown in FIG. 7 and the inverter 3 shown in FIG. 8, each main circuit, control circuit and each operation will be described in detail.

図７に示す直流−直流変換装置２では、太陽電池セルの出力電力は直流−直流変換装置２の入力端子２７を通して、コンデンサ２８に蓄積され、ＭＯＳＦＥＴ２９及び３０を交互にＯＮ／ＯＦＦすることにより交流電力に変換される。   In the DC-DC converter 2 shown in FIG. 7, the output power of the solar cell is accumulated in the capacitor 28 through the input terminal 27 of the DC-DC converter 2, and the AC is obtained by turning ON / OFF the MOSFETs 29 and 30 alternately. Converted to electric power.

そして、スイッチングトランス３１に入力された交流電力は所定の変圧比（本実施形態では１：１７５）に応じた交流電力に変換され、更にダイオードブリッジ３２により整流され、フィルタコンデンサ３３を通過後、直流−直流変換装置２からインバータ３へ出力される。   Then, the AC power input to the switching transformer 31 is converted into AC power according to a predetermined transformation ratio (in this embodiment, 1: 175), further rectified by the diode bridge 32, passed through the filter capacitor 33, -Output from the DC converter 2 to the inverter 3.

尚、本実施形態では用いていないが、ダイオードブリッジ３２とフィルタコンデンサ３３の間にフィルタ用のコイルを設けてもよく、システムの構成によってはフィルタコンデンサとフィルタ用コイルの双方とも省略することもできる。   Although not used in the present embodiment, a filter coil may be provided between the diode bridge 32 and the filter capacitor 33, and depending on the system configuration, both the filter capacitor and the filter coil may be omitted. .

次に直流−直流変換装置２の制御回路３４について説明する。本実施形態の制御回路３４は、制御電源生成回路３５、基準波形生成回路３６、ＭＯＳＦＥＴドライバ３７により構成され、制御電源生成回路３５の入力がコンデンサ２８の両端に接続されるとともに、ＭＯＳＦＥＴドライバ３７の制御信号出力がＭＯＳＦＥＴ２９及び３０のゲートに接続されている。   Next, the control circuit 34 of the DC-DC converter 2 will be described. The control circuit 34 of the present embodiment includes a control power generation circuit 35, a reference waveform generation circuit 36, and a MOSFET driver 37. The input of the control power generation circuit 35 is connected to both ends of the capacitor 28, and the MOSFET driver 37 The control signal output is connected to the gates of MOSFETs 29 and 30.

制御回路３４の詳細な動作を以下に示す。太陽電池セル１の電圧が制御電源生成回路３５の起動電圧に達すると、制御電源生成回路３５の出力電圧が基準波形生成回路３６とＭＯＳＦＥＴドライバ３７に入力される。   The detailed operation of the control circuit 34 will be described below. When the voltage of the photovoltaic cell 1 reaches the starting voltage of the control power generation circuit 35, the output voltage of the control power generation circuit 35 is input to the reference waveform generation circuit 36 and the MOSFET driver 37.

そして、まず基準波形生成回路３６が動作し、予め設定してある基準周波数の矩形波がＭＯＳＦＥＴドライバ３７の波形入力部に入力され、ＭＯＳＦＥＴドライバ３７からゲートドライブ信号Ｓ１及びＳ２がＭＯＳＦＥＴ２９及び３０のゲート部に入力され、ＭＯＳＦＥＴ２９及び３０を固定デューティで交互にＯＮ／ＯＦＦする。   First, the reference waveform generation circuit 36 operates, a rectangular wave having a preset reference frequency is input to the waveform input section of the MOSFET driver 37, and the gate drive signals S1 and S2 are supplied from the MOSFET driver 37 to the gates of the MOSFETs 29 and 30. And turns on / off the MOSFETs 29 and 30 alternately at a fixed duty.

更にインバータ３の主回路は、図８に示すように、複数の直流−直流変換装置２の出力電力が入力される入力端子３８と、平滑コンデンサ３９と、トランジスタ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄで構成されるフルブリッジ回路４１と、コイル４２と、コンデンサ４３により構成される。   Further, as shown in FIG. 8, the main circuit of the inverter 3 includes an input terminal 38 to which the output power of the plurality of DC-DC converters 2 is input, a smoothing capacitor 39, and transistors 40a, 40b, 40c, and 40d. And a full bridge circuit 41, a coil 42, and a capacitor 43.

また、インバータ３の制御回路は、電力変換の起動／停止、太陽電池の動作点の最適化、運転モードなどを制御する部分などに分けられるが、ここでは、本発明に関係があるＰＷＭ制御に関する部分についてのみ図９を用いて詳細な説明を行うこととする。   Further, the control circuit of the inverter 3 is divided into a part for controlling start / stop of power conversion, optimization of an operating point of the solar cell, an operation mode, and the like. Here, the control circuit relates to PWM control related to the present invention. A detailed description will be given only of the portion with reference to FIG.

図示されたように、ＰＷＭ制御部は入力電圧検出回路４５、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）４６、出力電流検出器４７（図８に図示）、直流電圧一定制御回路４８、直流電圧基準電圧源４９、乗算器５０、出力電流制御用誤差増幅器５１、ＰＷＭ変調回路５２及びフルブリッジ回路４１のトランジスタ４０ａ〜ｄを駆動するゲートドライブ回路５３から構成されている。   As shown, the PWM control unit includes an input voltage detection circuit 45, a band-pass filter (BPF) 46, an output current detector 47 (shown in FIG. 8), a DC voltage constant control circuit 48, a DC voltage reference voltage source 49, It comprises a multiplier 50, an output current control error amplifier 51, a PWM modulation circuit 52, and a gate drive circuit 53 for driving the transistors 40a to 40d of the full bridge circuit 41.

更に、ＰＷＭ制御の具体的な方法としては、まずインバータ入力電圧ＶDCを入力電圧検出回路４５によって検出し、直流電圧一定制御回路４８においてインバータ入力電圧ＶDCと直流電圧基準電圧源４９の基準電圧Ｖrefとの誤差信号Ｓ７を生成し、この誤差信号Ｓ７を乗算器５０の一方の入力とする。また、商用系統電圧ＶCSを検出し、ＢＰＦ４６によって基本波成分を抽出しその基準正弦波信号Ｓ８を乗算器５０の他方の入力とする。乗算器５０は入力した誤差信号Ｓ７と基準正弦波信号Ｓ８とを乗算し、インバータ出力電流基準信号Ｓ９を生成する。 Further, as a specific method of the PWM control, first, the inverter input voltage VDC is detected by the input voltage detection circuit 45, and the inverter input voltage VDC and the reference voltage of the DC voltage reference voltage source 49 are detected by the DC voltage constant control circuit 48. An error signal S7 from Vref is generated, and this error signal S7 is used as one input of the multiplier 50. Further, to detect the commercial system voltage V CS, extracts the fundamental wave component to the reference sine wave signal S8 as the other input of the multiplier 50 by the BPF 46. The multiplier 50 multiplies the input error signal S7 by the reference sine wave signal S8 to generate an inverter output current reference signal S9.

更に、誤差増幅器５１は乗算器５０からのインバータ出力電流基準信号Ｓ９と出力電流検出器４７で検出したインバータ出力電流ＩOUTとを入力し、両者の差分を増幅した変調基準誤差信号Ｓ１０をＰＷＭ変調回路５２に出力する。ＰＷＭ変調回路５２は入力した変調基準信号Ｓ１０に基づいてＰＷＭ制御を行い、ゲートドライブ回路５３を介してゲート駆動信号Ｓ３〜Ｓ６によりトランジスタ４０ａ〜ｄを駆動し、基準電圧Ｖrefに一致したインバータ入力電圧ＶDCが得られるように制御する。 Further, the error amplifier 51 inputs the inverter output current reference signal S9 from the multiplier 50 and the inverter output current I OUT detected by the output current detector 47, and modulates the modulation reference error signal S10 obtained by amplifying the difference between the two by PWM modulation. Output to the circuit 52. The PWM modulation circuit 52 performs PWM control based on the input modulation reference signal S10, drives the transistors 40a to 40d by the gate drive signals S3 to S6 via the gate drive circuit 53, and outputs an inverter input corresponding to the reference voltage Vref. Control is performed so that voltage VDC is obtained.

なお、フルブリッジ回路の動作についてはよく知られているためここでの説明は省略する。   Note that the operation of the full bridge circuit is well known, and a description thereof will be omitted.

このように、固定デューティでＭＯＳＦＥＴをスイッチング動作させて昇圧比が一定となるような制御を行う複数台の直流−直流変換装置２の出力を、入力電圧一定制御を行うインバータ３に接続すると、直流−直流変換装置２の入力電圧が一定で動作する。これは、固定デューティで昇圧比一定制御を行う直流−直流変換装置がインピーダンス変換器として作用するためであり、その結果、太陽電池セルの動作電圧が一定となるような制御が行われることとなる。   As described above, when the outputs of the plurality of DC-DC converters 2 that perform control such that the MOSFETs are switched at a fixed duty to make the boost ratio constant are connected to the inverter 3 that performs constant input voltage control, -The input voltage of the DC converter 2 operates at a constant level. This is because the DC-DC converter that performs constant step-up ratio control at a fixed duty acts as an impedance converter, and as a result, control is performed so that the operating voltage of the solar cell becomes constant. .

つまり、本実施形態においてはインバータ３の入力電圧を１７５Ｖに設定した場合、インバータ３の入力側に接続された全ての直流−直流変換装置２の出力電圧が略１７５Ｖとなり、スイッチングトランスの昇圧比により太陽電池セルの動作電圧は最適動作電圧である約１Ｖで動作することになる。   That is, in the present embodiment, when the input voltage of the inverter 3 is set to 175 V, the output voltages of all the DC-DC converters 2 connected to the input side of the inverter 3 become approximately 175 V, and The operating voltage of the photovoltaic cell will operate at an optimum operating voltage of about 1V.

また、上記ではインバータ３が入力電圧一定制御を行う場合について述べたが、インバータの入力部に電流検出回路（不図示）を用いることにより、インバータ入力部の電圧及び電流から電力を測定し、この電力の大きさを最大にするような最大電力追従制御を行うようにインバータの入力電圧を制御してもよい。   Although the case where the inverter 3 performs the constant input voltage control has been described above, the power is measured from the voltage and the current of the inverter input unit by using a current detection circuit (not shown) in the input unit of the inverter. The input voltage of the inverter may be controlled so as to perform maximum power tracking control that maximizes the magnitude of power.

この場合、インバータ３の入力電圧を変化させることにより直流−直流変換装置２の入力電圧を変化させる、つまりは太陽電池セルの出力電圧を変化させることができるため、日射の変動が起こった場合などにおいても、インバータ３の最大電力追従制御のみで、インバータ３への入力電力が最大となるような太陽電池セルの出力電圧を設定できる。   In this case, the input voltage of the DC-DC converter 2 can be changed by changing the input voltage of the inverter 3, that is, the output voltage of the solar cell can be changed. In this case, the output voltage of the solar battery cell that maximizes the input power to the inverter 3 can be set only by the maximum power tracking control of the inverter 3.

以上のように本実施形態では、導電性基板上に長尺大面積の太陽電池セルを形成することにより、従来の一般的な太陽電池モジュールの製造の際に必要な切断工程、端部エッチング工程、直列接続工程及びバイパスダイオード接続工程などが不要となり、それに伴って製造及び材料のコストが低下すると共に、太陽光発電装置の面積発電効率が非常に向上する。   As described above, in the present embodiment, by forming a long and large-area solar cell on a conductive substrate, a cutting step and an edge etching step necessary for manufacturing a conventional general solar cell module are performed. This eliminates the need for a series connection step and a bypass diode connection step, thereby reducing manufacturing and material costs and greatly improving the area power generation efficiency of the photovoltaic power generator.

更に、太陽電池セルを１枚１枚等間隔に設置する作業の代わりに、支持体へ一枚の導電性基板上に形成された長尺大面積太陽電池セルを有する太陽光発電装置を設置すればよいことから設置作業が簡単である。従って、太陽電池セルを１枚１枚設置して各々を接続する従来の設置作業に比べ、太陽光発電装置の設置にかかる時間を大幅に短縮でき、設置にかかるコストが低減できる。   Furthermore, instead of installing the solar cells one by one at equal intervals, a photovoltaic power generation device having a long and large-area solar cell formed on one conductive substrate may be installed on a support. Installation work is easy because it is good. Therefore, as compared with the conventional installation work in which solar cells are installed one by one and connected to each other, the time required for installation of the solar power generation device can be significantly reduced, and the cost for installation can be reduced.

また、一枚の導電性基板上に形成された長尺大面積太陽電池セルに複数の直流−直流変換装置をそれぞれ並列接続するように構成したので、太陽電池セルを配線部材により複数並列接続してその出力を一括してインバータに接続する従来の構成と比べると、直流−直流変換装置での電圧の昇圧比を約ｎ倍とすると、同じ断面積の配線（同じ抵抗値）を使用した場合には、集電損失を（１／ｎ）2程度に低下できる。そのため直流−直流変換装置同士を並列接続する部材の断面積をかなり小さくすることができ、部材費を大幅に低減できるとともに、軽量化が行え、設置しやすさが向上する。 Further, since a plurality of DC-DC converters are respectively connected in parallel to a long and large-area solar cell formed on one conductive substrate, a plurality of solar cells are connected in parallel by a wiring member. Compared with the conventional configuration in which the output is connected to the inverter at a time, when the voltage step-up ratio of the DC-DC converter is set to about n times, when the wiring having the same sectional area (the same resistance value) is used. In this case, the current collection loss can be reduced to about (1 / n) 2 . Therefore, the cross-sectional area of the members that connect the DC-DC converters in parallel can be considerably reduced, so that the cost of the members can be significantly reduced, the weight can be reduced, and the ease of installation can be improved.

加えて、直列接続された太陽電池セルが存在しないことにより、部分影の影響は部分影の生じた部分の近傍の直流−直流変換装置のみにとどまることになり、他の直流−直流変換装置には影響しない。従って、従来の直列接続された太陽電池セルを有するシステムに比べ、部分影による影響のはるかに少ない太陽光発電システムを構築できる。同じ発電容量の従来システムと比べると、この効果は発電容量の大きさに比例して顕著になる。   In addition, since there is no solar cell connected in series, the influence of the partial shadow is limited to only the DC-DC converter near the portion where the partial shadow has occurred, and to other DC-DC converters. Has no effect. Therefore, it is possible to construct a photovoltaic power generation system which is far less affected by partial shadows than a conventional system having solar cells connected in series. Compared with a conventional system having the same power generation capacity, this effect becomes significant in proportion to the magnitude of the power generation capacity.

また、上述のように従来の直列接続された太陽電池セルを有するシステムでは、個々の太陽電池セルの出力特性にばらつきがある場合、出力特性の悪い太陽電池セルの影響が他の太陽電池セルに及び、太陽光発電システム全体の出力低下を招く。しかしながら、本実施形態の太陽光発電システムによると、導電性基板上のただ一枚の太陽電池セルのみで構成されているため一枚の導電性基板上の半導体層、電極層などが連続成膜で得られるため、製造に起因する太陽電池セルの特性ばらつきが小さくなり、出力特性のばらつきが非常に少ない。   Further, as described above, in the conventional system having solar cells connected in series, when output characteristics of individual solar cells vary, the effect of a solar cell having poor output characteristics affects other solar cells. In addition, the output of the entire photovoltaic power generation system is reduced. However, according to the photovoltaic power generation system of the present embodiment, since it is composed of only one solar cell on the conductive substrate, the semiconductor layer, the electrode layer, etc. on one conductive substrate are continuously formed. Therefore, the variation in the characteristics of the solar cell due to the manufacturing is small, and the variation in the output characteristics is very small.

このように本実施形態による太陽光発電システムによれば、影損失あるいは特性ばらつきによる損失が低減できるという従来達成できなかった特別な効果が得られる。   As described above, according to the photovoltaic power generation system according to the present embodiment, a special effect, which cannot be achieved conventionally, that a shadow loss or a loss due to characteristic variation can be reduced is obtained.

また、太陽電池セルに接続された直流−直流変換装置を固定デューティで一定の昇圧比となるように制御し、このような直流−直流変換装置が複数並列接続されたインバータが入力電圧一定制御あるいは最大電力追従制御を行うことにより、１つのインバータでそれぞれの太陽電池セルの動作点を制御でき、これにより、各々の直流−直流変換装置の制御部が簡素化でき、信頼性が向上するとともに低コストとなる。   Further, the DC-DC converter connected to the solar cell is controlled so as to have a fixed boost ratio and a constant boost ratio, and an inverter in which a plurality of such DC-DC converters are connected in parallel is used to control the input voltage constant or By performing the maximum power tracking control, the operating point of each solar cell can be controlled by one inverter, thereby simplifying the control unit of each DC-DC converter, improving the reliability and reducing the power consumption. Costs.

さらには従来の直列接続された太陽電池セルを有する太陽光発電システムにおいて、このような活電部が露出した構造とすると、例えば、太陽電池セルの耐環境性被覆の簡略化及び／又は太陽電池セル間の直並列接続する部材を絶縁被覆なしで剥き出しで使用するという形態となるが、この場合、以下のような問題が発生する。   Furthermore, in a conventional photovoltaic power generation system having solar cells connected in series, if such a structure is used in which the live parts are exposed, for example, simplification of environmental resistance coating of the solar cells and / or solar cells In this embodiment, the members connected in series and parallel between the cells are exposed without using an insulating coating, but in this case, the following problem occurs.

すなわち、太陽電池セルの電極や配線部材及び太陽電池セル同士の直並列接続部材の少なくとも一部の活電部が剥き出しで、非絶縁であるため、雨水等によって湿潤状態（太陽電池セル活電部と大地との抵抗が水分により低下する状態）になり、その後に日射状態があると［太陽電池セル活電部］−［雨水］−［湿潤した支持材］−［雨水］−［大地］、もしくは、［太陽電池セル活電部］−［雨水］−［大地］の経路でリーク電流経路が形成される。   That is, since at least a part of the active part of the electrode or the wiring member of the solar cell and the serial / parallel connection member between the solar cells is exposed and non-insulated, the active part is wet by rainwater or the like (the solar cell active part). And the resistance between the ground and the ground is reduced by moisture), and when there is a solar radiation state thereafter, [solar cell active part]-[rainwater]-[wet support material]-[rainwater]-[earth], Alternatively, a leak current path is formed by a path of [solar cell active part]-[rainwater]-[earth].

その結果、活電部から活電部を構成する金属イオンが流出し、電極、配線部材もしくは直並列接続部材の腐食が促進されるという問題が生じる。特に、直並列接続部材に銅を使用した場合、電流経路の形成によって銅がイオン化し溶出が著しく、接続部材の寿命が大幅に低下する事がわかっている。   As a result, there arises a problem that metal ions constituting the live part flow out of the live part, and the corrosion of the electrode, the wiring member or the series-parallel connection member is promoted. In particular, it has been found that when copper is used for the series-parallel connection member, the copper is ionized and remarkably eluted by the formation of the current path, and the life of the connection member is greatly reduced.

つまり、上記従来の太陽光発電システムにおいては、太陽電池セル複数枚を直列接続していくと直列接続体の最も正極端では大地との電位差が非常に大きくなり接続部材の腐食が進行しやすくなってしまう。これに対処するため、太陽電池セルを並列接続することが考えられるが、この場合には並列接続するセルの数が増えるとともに流れる電流が増大する。集電損失は電流の二乗に比例するため、集電損失を一定値以下に抑えようとすると、並列接続部材の断面積がかなり大きくなってしまうという問題がある。   In other words, in the above conventional solar power generation system, when a plurality of solar cells are connected in series, the potential difference from the ground at the most positive end of the series connection body becomes very large, and the corrosion of the connection member tends to proceed. Would. In order to cope with this, it is conceivable to connect the solar cells in parallel, but in this case, the number of cells connected in parallel increases and the current flowing increases. Since the current collection loss is proportional to the square of the current, there is a problem that if the current collection loss is suppressed to a certain value or less, the cross-sectional area of the parallel connection member becomes considerably large.

本実施形態は、低コスト化を促進すべく太陽光発電システムを活電部が露出した構造とした場合においても、一枚の太陽電池セルに複数の直流−直流変換装置を接続する。その結果、直列接続を行なう従来のシステムに比べて、大地に対しての太陽電池セルの電位が非常に小さくなるため、配線部材の腐食促進を防止することができ、信頼性が向上する。   In the present embodiment, a plurality of DC-DC converters are connected to one solar cell even when the solar power generation system has a structure in which a live part is exposed to promote cost reduction. As a result, the potential of the solar battery cell with respect to the ground is extremely small as compared with the conventional system in which the series connection is performed, so that the promotion of corrosion of the wiring member can be prevented and the reliability is improved.

＜第２の実施形態＞
以下、本発明に係る太陽光発電システムの第２の実施形態について説明する。なお、以下においては上記第１の実施形態と同様な部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。 <Second embodiment>
Hereinafter, a second embodiment of the photovoltaic power generation system according to the present invention will be described. In the following, description of the same parts as those in the first embodiment will be omitted, and the description will focus on the characteristic parts of the present embodiment.

図１０は、第２の実施形態の概略構成を示す外観図であり、図１１は、第２の実施形態の等価回路図である。   FIG. 10 is an external view showing a schematic configuration of the second embodiment, and FIG. 11 is an equivalent circuit diagram of the second embodiment.

本実施形態の太陽電池セル１としては、第１の実施形態とほぼ同様のものを用いており詳細な説明は省略する。   As the solar battery cells 1 of the present embodiment, those that are substantially the same as those of the first embodiment are used, and a detailed description thereof will be omitted.

図１２は、本実施形態の太陽電池セル１と直流−直流変換装置２との接続部分の拡大図である。ここで、太陽電池セルにおいて直流−直流変換装置２の取り付けられる位置は第１の実施形態と同じであるが、出力端子５９が直流−直流変換装置２の外装部から延出されている点が異なっている。   FIG. 12 is an enlarged view of a connection portion between the solar cell 1 of this embodiment and the DC-DC converter 2. Here, the position where the DC-DC converter 2 is attached in the solar battery cell is the same as that of the first embodiment, except that the output terminal 59 extends from the exterior part of the DC-DC converter 2. Is different.

出力端子５９は、直流−直流変換装置２の高電圧側出力端子に接続されている端子部材であり、この出力端子５９の取り出し部より直流−直流変換装置２の内部に水分などが侵入しないように、直流−直流変換装置２の内部は充填剤により充填されている。   The output terminal 59 is a terminal member connected to the high-voltage output terminal of the DC-DC converter 2, and prevents moisture or the like from entering the DC-DC converter 2 from the outlet of the output terminal 59. Meanwhile, the inside of the DC-DC converter 2 is filled with a filler.

また、本実施形態の直流−直流変換装置２の内部主回路としては、図７を参照して説明した第１の実施形態と同様の回路を用いるが、本実施形態では、図１３の回路図に示すように、スイッチングトランス３１の１次側低電圧側端子と２次側の低電圧側端子とをそれぞれ太陽電池セル１の導電性基板１０と電気的に接続することにより、１次側低電圧側と２次側の低電圧側を同電位にしている。   As the internal main circuit of the DC-DC converter 2 of the present embodiment, the same circuit as that of the first embodiment described with reference to FIG. 7 is used, but in the present embodiment, the circuit diagram of FIG. As shown in (1), the primary-side low-voltage side terminal and the secondary-side low-voltage side terminal of the switching transformer 31 are electrically connected to the conductive substrate 10 of the solar cell 1, respectively, so that The low voltage side of the voltage side and the secondary side are set to the same potential.

そして図１４に示すように、支持体５６上に予め並列接続部材として断面積が０．１ｍｍ2の銅帯６２をエポキシ系接着剤により予め敷設しておき、エポキシ系接着剤を用いて直流−直流変換装置２を取り付けた太陽電池セルを支持体５６上に接着固定し、更に直流−直流変換装置２より延出された出力端子５９を順次銅帯６２に電気的に接続する。 Then, as shown in FIG. 14, a copper band 62 having a cross-sectional area of 0.1 mm 2 is previously laid on the support 56 in advance as a parallel connection member with an epoxy-based adhesive. The photovoltaic cells to which the DC converter 2 is attached are adhered and fixed on the support 56, and the output terminals 59 extended from the DC-DC converter 2 are sequentially electrically connected to the copper strip 62.

また、導電性基板１０に低電圧側の装置間配線部材６３を接続し、この装置間配線部材６３及び銅帯６２をインバータ３に入力し、各直流−直流変換装置２から出力された直流電力を交流電力に変換して、負荷あるいは商用系統に連系を行なう。   Further, the low-voltage side inter-device wiring member 63 is connected to the conductive substrate 10, the inter-device wiring member 63 and the copper band 62 are input to the inverter 3, and the DC power output from each DC-DC converter 2 is input. Is converted to AC power, and is connected to a load or a commercial system.

本実施形態では、インバータ３として図１５に示す方式の高周波トランス方式のインバータ６４を用いる。このインバータ６４においては、直流−直流変換装置２から出力された直流を高周波インバータ６５で高周波の交流に変換した後、小型の高周波変圧器６６で絶縁をとり、その後いったんＡＣ／ＤＣコンバータ６７により直流に変換し、更にＤＣ／ＡＣコンバータ６８により商用周波数の交流に変換して出力する。   In this embodiment, a high frequency transformer type inverter 64 of the type shown in FIG. In the inverter 64, the DC output from the DC-DC converter 2 is converted into a high-frequency AC by a high-frequency inverter 65, which is insulated by a small high-frequency transformer 66. , And further converted by a DC / AC converter 68 into an alternating current having a commercial frequency and output.

そして更に本実施形態においては、図１０に示すように銅帯６２を接地して太陽光発電システムを完成させる。すなわち本実施形態の構成においては、複数の直流−直流変換装置２の各々は予め太陽電池セル１の導電性基板１０を介して電気的にひとつであるため、直流−直流変換装置の出力端子の一方は導電性基板により配線されている状態であり、直流−直流変換装置同士をつなぐための線材は一つでよいという優れた特徴を有している。   Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 10, the copper strip 62 is grounded to complete the photovoltaic power generation system. That is, in the configuration of the present embodiment, since each of the plurality of DC-DC converters 2 is electrically one beforehand via the conductive substrate 10 of the solar cell 1, the output terminal of the DC-DC converter is One is in a state of being wired by a conductive substrate, and has an excellent feature that only one wire is required to connect the DC-DC converters.

また、本実施形態では、低コスト化のため、封止材を使用せずにアクティブエリア上だけを透明薄膜樹脂層によりコーティングするという手法が採用されている。   Further, in the present embodiment, in order to reduce the cost, a method of coating only the active area with a transparent thin resin layer without using a sealing material is adopted.

上述のように並列接続部材である銅帯６２を接地することにより、図１１の太陽光発電システムの等価回路図に示されるように、並列接続部材の高電圧側である銅帯６２は大地に対してゼロ電位となる。   By grounding the copper band 62 as the parallel connection member as described above, as shown in the equivalent circuit diagram of the photovoltaic power generation system in FIG. 11, the copper band 62 on the high voltage side of the parallel connection member is grounded. On the other hand, the potential becomes zero.

従って、並列接続部材の低電圧側は大地に対して負電位となり、それに接続されている導電性基板１０も同じ電位となり、太陽電池セル１の低電圧側も負電位となる。   Therefore, the low voltage side of the parallel connection member has a negative potential with respect to the ground, the conductive substrate 10 connected thereto has the same potential, and the low voltage side of the solar cell 1 also has a negative potential.

このとき、太陽電池セル１の両端の電圧は、銅帯６２と導電性基板１０との間の電位差に比べ小さく、更に太陽電池セル１の受光面端子部材など高電圧側の部材も大地に対して負電位に保たれるため、配線部材の腐食促進を防止することができる。   At this time, the voltage at both ends of the solar cell 1 is smaller than the potential difference between the copper band 62 and the conductive substrate 10, and the high voltage side members such as the light receiving surface terminal member of the solar cell 1 are also grounded. Therefore, the promotion of corrosion of the wiring member can be prevented.

本実施形態では並列接続部材６２及び装置間配線部材６３として銅（Ｃｕ）を使用しているが、銅の物性として、図１６に示す電位−ｐＨダイアグラムのように、正電位がかかるときに銅が溶出しやすいことが分かっている。本実施形態ではこの特性に鑑みて銅を材料とする配線部材を大地に対して常にゼロまたは負電位に保つようにして、銅の溶出を防止するようにしたものである。   In the present embodiment, copper (Cu) is used as the parallel connection member 62 and the inter-device wiring member 63. However, as a physical property of copper, as shown in a potential-pH diagram shown in FIG. Has been found to be easily eluted. In the present embodiment, in view of this characteristic, the wiring member made of copper is always kept at zero or a negative potential with respect to the ground to prevent the elution of copper.

以上のように本実施形態の太陽光発電システムによれば、第１の実施形態によって得られる効果に加え、大地に対する太陽電池セル及び配線部材の電位がゼロまたは負電位となるため、配線電極などの腐食が起こりにくくなり、信頼性が向上するという効果が得られる。   As described above, according to the photovoltaic power generation system of the present embodiment, in addition to the effects obtained by the first embodiment, the potential of the solar cell and the wiring member with respect to the ground becomes zero or a negative potential. Corrosion is less likely to occur, and the effect of improving reliability is obtained.

＜第３の実施形態＞
以下、本発明に係る太陽光発電システムの第３の実施形態について説明する。なお、以下においては上記第１及び第２の実施形態と同様な部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。 <Third embodiment>
Hereinafter, a third embodiment of the photovoltaic power generation system according to the present invention will be described. In the following, description of the same parts as in the first and second embodiments will be omitted, and the description will focus on the characteristic parts of the present embodiment.

本実施形態で用いられる太陽電池セルは、第１の実施形態で用いた太陽電池セルと略同様の構成であるが、半導体層の積層構成のみが異なっている。   The solar cell used in the present embodiment has substantially the same configuration as the solar cell used in the first embodiment, but differs only in the stacked configuration of the semiconductor layers.

具体的には、まず導電性基板として洗浄した０．１ｍｍのロール状の長尺ステンレス基板上に、下部電極層としてＳｉを１％含有するＡｌを、スパッタ法により膜厚５０００Å形成した。次に、ｎ／ｉ／ｐ型非晶質シリコン半導体層を、Ｐ型半導体としてはＢ2Ｈ6、ＳｉＨ4、Ｈ2のガスを、ｉ型半導体としてはＳｉＨ4、Ｈ2のガスを、またｎ型半導体としてはＰＨ3、ＳｉＨ4、Ｈ2のガスをそれぞれ用いて、プラズマＣＶＤ法によってｐ型半導体層を１００Å、ｉ型半導体層を４０００Å、ｎ型半導体層を３００Å、それぞれ順次形成した。 Specifically, Al containing 1% of Si was formed as a lower electrode layer on a washed long stainless steel substrate of 0.1 mm as a conductive substrate by sputtering to a film thickness of 5000 °. Next, the n / i / p type amorphous silicon semiconductor layer, a P-type as the semiconductor B 2 H 6, SiH 4, H 2 gas, as the i-type semiconductor to gas SiH 4, H 2, As the n-type semiconductor, PH 3 , SiH 4 , and H 2 gases were used, respectively, and a p-type semiconductor layer was formed at 100 °, an i-type semiconductor layer was formed at 4000 °, and an n-type semiconductor layer was formed at 300 ° by plasma CVD. .

そして、再度ｎ／ｉ／ｐ型非晶質シリコン半導体層を積層してダブル構成の層を形成した。   Then, an n / i / p type amorphous silicon semiconductor layer was stacked again to form a double-structured layer.

その後、上部電極層として膜厚８００ÅのＩＴＯを、抵抗加熱蒸着により形成して、太陽電池セルを形成した。   Thereafter, as the upper electrode layer, an ITO film having a thickness of 800 Å was formed by resistance heating evaporation to form a solar cell.

そして、ここからは再び第１の実施形態と同様の工程を用いて、導電性基板上に一枚の太陽電池セルを完成させた。そして、この太陽電池セルに等間隔に複数の直流−直流変換装置を接続する。   Then, from here on, a single solar cell was completed on the conductive substrate by using the same steps as in the first embodiment. Then, a plurality of DC-DC converters are connected to this solar cell at equal intervals.

本実施形態では太陽電池セルにｎ／ｉ／ｐ型非晶質シリコン半導体層を用いるため、第１の実施形態と異なり導電性基板側が太陽電池セルの高電圧側となる。また、直流−直流変換装置の主回路は、図１９に示すように直流−直流変換装置２の内部でスイッチングトランス３１の１次側高電圧側と２次側の高電圧側とを太陽電池セル１８０１の導電性基板１０に電気的に接続することにより、１次側高電圧側と２次側の高電圧側を同電位にする。   In this embodiment, since the n / i / p type amorphous silicon semiconductor layer is used for the solar cell, the conductive substrate side is the high voltage side of the solar cell unlike the first embodiment. As shown in FIG. 19, the main circuit of the DC-DC converter includes a primary-side high-voltage side and a secondary-side high-voltage side of the switching transformer 31 inside the DC-DC converter 2 as shown in FIG. By electrically connecting to the conductive substrate 1801, the primary high voltage side and the secondary high voltage side are set to the same potential.

そして第２の実施形態と同様に、支持体５６上に太陽光発電装置を設置し、更にインバータ３との接続を行い、本実施形態においては導電性基板１０を接地して、図１７に示す本実施形態の太陽光発電システムが得られる。   Then, as in the second embodiment, the photovoltaic power generation device is installed on the support 56, and the connection with the inverter 3 is made. In this embodiment, the conductive substrate 10 is grounded, as shown in FIG. The solar power generation system according to the present embodiment is obtained.

なお、インバータ３としては第２の実施形態と同様に高周波絶縁方式のインバータを用いる。   Note that, as the inverter 3, a high-frequency insulation type inverter is used as in the second embodiment.

本実施形態では、並列接続部材の低電圧側部材６２として裸の銅帯を用いるが、絶縁被覆付のものも好適に用いることができる。   In the present embodiment, a bare copper band is used as the low voltage side member 62 of the parallel connection member, but a member with an insulating coating can also be suitably used.

また、本実施形態では、低コスト化のため、封止材を使用しないアクティブエリア上だけを透明薄膜樹脂層によりコーティングする手法が採用されており、太陽光発電システム全体の回路構成は図１８のように表せる。   Further, in this embodiment, in order to reduce the cost, a method is adopted in which only the active area where no sealing material is used is coated with a transparent thin resin layer. The circuit configuration of the entire photovoltaic power generation system is shown in FIG. Can be expressed as

図１８の太陽光発電システムの等価回路図に示されているように、各々の太陽電池セル１８０１の共通の電極である導電性基板１０を接地することにより、太陽電池セル１８０１及び装置間配線部材６３の高電圧側は大地に対してゼロ電位となる。   As shown in the equivalent circuit diagram of the photovoltaic power generation system in FIG. 18, by grounding the conductive substrate 10, which is a common electrode of each photovoltaic cell 1801, the photovoltaic cell 1801 and the inter-device wiring member The high voltage side of 63 is at zero potential with respect to ground.

従って、他の配線部材が全て大地に対して負電位に保たれるため、配線部材の腐食促進を防止することができる。   Therefore, all the other wiring members are kept at a negative potential with respect to the ground, so that the promotion of corrosion of the wiring members can be prevented.

このように本実施形態の太陽光発電システムによれば、第１の実施形態によって得られる効果に加え、大地に対する太陽電池セル及び配線部材の電位がゼロまたは負電位になるため、配線電極などの腐食が起こりにくくなり、信頼性が向上するという効果が得られる。   As described above, according to the photovoltaic power generation system of the present embodiment, in addition to the effects obtained by the first embodiment, the potential of the solar cell and the wiring member with respect to the ground becomes zero or a negative potential. Corrosion hardly occurs, and the effect of improving reliability is obtained.

＜第４の実施形態＞
以下、本発明に係る第４の実施形態について説明する。なお、以下においては上記第１から第３の実施形態と同様な部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。 <Fourth embodiment>
Hereinafter, a fourth embodiment according to the present invention will be described. In the following, description of the same parts as those in the first to third embodiments will be omitted, and the description will focus on the characteristic parts of the present embodiment.

図２０は、本実施形態の太陽光発電装置で用いられる太陽電池セルの一部を示す図である。図示されたように、本実施形態で用いる太陽電池セル１は、上記第１〜第３の実施形態の太陽電池セルと同様な構成であるが、導電性基板の両端に半導体層が設けられてない設置部１３０を有している。   FIG. 20 is a diagram illustrating a part of the solar cell used in the solar power generation device according to the present embodiment. As illustrated, the solar cell 1 used in the present embodiment has the same configuration as the solar cells of the first to third embodiments, except that semiconductor layers are provided at both ends of the conductive substrate. Has no installation part 130.

具体的な製造方法は、第１の実施形態と同じであり、導電性基板として洗浄した０．１ｍｍのロール状の長尺ステンレス基板を用い、下部電極層、半導体層、上部電極層を導電性基板の両端から２０ｍｍの幅をあけて積層し、これらの層を設けない部分を設置部１３０とした。   The specific manufacturing method is the same as that of the first embodiment, using a rolled long stainless steel substrate of 0.1 mm as a conductive substrate, and forming the lower electrode layer, the semiconductor layer, and the upper electrode layer with a conductive material. The substrates were laminated with a width of 20 mm from both ends of the substrate, and a portion where these layers were not provided was set as a mounting portion 130.

そして、図２０に示すように、上部電極層と設置部１３０の間とを線状に除去して、設置部１３０と活電部を分離するためにエッチングライン１３１を形成した。   Then, as shown in FIG. 20, the space between the upper electrode layer and the installation part 130 was linearly removed, and an etching line 131 was formed to separate the installation part 130 and the live part.

更に、第１の実施形態と同様に、直流−直流変換装置２を取り付けて太陽光発電装置を構成し、これを支持体上に設置する。   Further, similarly to the first embodiment, the DC-DC converter 2 is attached to form a photovoltaic power generation device, which is set on a support.

本実施形態では、設置部１３０に鋲打機によりコンクリート用のネイルを３０ｃｍ間隔で打ち付けることにより支持体への固定を行った。   In the present embodiment, fixing to the support is performed by hitting nails for concrete at intervals of 30 cm on the installation portion 130 with a tacking machine.

なお支持体としてはコンクリート部材を用いたが、木材、プラスチックなどで形成してもよく、その場合は釘、ねじなどを用いて固定することもできる。   Although a concrete member is used as the support, it may be formed of wood, plastic, or the like. In that case, the support may be fixed using nails, screws, or the like.

このように本実施形態によれば、太陽光発電装置の設置が一層容易に行なえる構成となっており、設置にかかるコストを削減することができる。   As described above, according to the present embodiment, the photovoltaic power generator can be installed more easily, and the cost for installation can be reduced.

＜第５の実施形態＞
以下、本発明に係る第５の実施形態について説明する。なお、以下においては上記の実施形態と同様な部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。 <Fifth embodiment>
Hereinafter, a fifth embodiment according to the present invention will be described. In the following, description of the same parts as those in the above-described embodiment will be omitted, and the description will focus on the characteristic parts of this embodiment.

図２１は、本実施形態の概略構成を示す図であり、図示されたように本実施形態の太陽光発電装置２００１は、太陽電池セル２００２に複数の直流−直流変換装置２００４を接続した形態となっている。   FIG. 21 is a diagram illustrating a schematic configuration of the present embodiment. As illustrated, a photovoltaic power generation device 2001 according to the present embodiment has a configuration in which a plurality of DC-DC converters 2004 are connected to a solar cell 2002. Has become.

本実施形態で用いる太陽電池セル２００２としては、第２の実施形態で透明薄膜樹脂層の塗布工程を行なう前の状態の太陽電池セルと同様のものを用い、受光面端子部材２００５と導電性基板とに複数の直流−直流変換装置２００４が電気的に接続されている。   As the solar cell 2002 used in the present embodiment, the same solar cell as in the second embodiment before performing the transparent thin-film resin layer coating step is used, and the light-receiving surface terminal member 2005 and the conductive substrate are used. Are electrically connected to a plurality of DC-DC converters 2004.

更に各直流−直流変換装置２００４の出力端子（不図示）は端子部材２００５に電気的に接続され、これにより全ての直流−直流変換装置２００４は並列接続されている。   Further, an output terminal (not shown) of each DC-DC converter 2004 is electrically connected to a terminal member 2005, whereby all the DC-DC converters 2004 are connected in parallel.

本実施形態では、耐候性フィルム、充填材、裏面材により直流−直流変換装置が接続された状態で太陽電池セルアセンブリ全体を樹脂封止する。図２２は、図２１のＸ−Ｘ’での断面図であり、２００６は耐候性フィルム、２００７は充填材、２００８は裏面材、２００９は受光面端子部材、２０１０は両面粘着テープを示している。   In the present embodiment, the entire solar cell assembly is resin-sealed in a state where the DC-DC converter is connected by the weather-resistant film, the filler, and the back surface material. FIG. 22 is a cross-sectional view taken along line XX ′ of FIG. 21, where 2006 is a weather-resistant film, 2007 is a filler, 2008 is a back surface material, 2009 is a light-receiving surface terminal member, and 2010 is a double-sided adhesive tape. .

これら封止に用いる材料の具体的な例としては、耐候性フィルム２００６にはＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン）、充填材２００７にはＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合ポリマ、耐候性グレード）、裏面材２００８にはテドラ／アルミ／テドラのシートなどが好適である。   Specific examples of materials used for the sealing include ETFE (ethylene tetrafluoroethylene) for the weather-resistant film 2006, EVA (ethylene-vinyl acetate copolymer, weather-resistant grade) for the filler 2007, and a backing material. For 2008, a Tedra / Aluminum / Tedra sheet is suitable.

封止する方法としては、裏面材、充填材、太陽電池セルアセンブリ、充填材、耐候性フィルムの順に積層した積層体を真空ラミネータを用いて１５０℃で充填材を溶融させることにより作成する。   As a method of sealing, a laminate in which a back material, a filler, a solar cell assembly, a filler, and a weather-resistant film are laminated in this order is formed by melting the filler at 150 ° C. using a vacuum laminator.

このとき、封止材の端部より該太陽電池セルアセンブリより延出している端子部材２００５を露出させ、この端子部材２００５を用いて、隣接する太陽光発電装置あるいはインバータなどへの電気的接続が可能である。   At this time, a terminal member 2005 extending from the solar cell assembly is exposed from an end of the sealing material, and an electrical connection to an adjacent solar power generation device, an inverter, or the like can be performed using the terminal member 2005. It is possible.

以上のような本実施形態の太陽光発電装置によれば、第２の実施形態と同様な効果が得られる。   According to the photovoltaic power generator of the present embodiment as described above, the same effects as in the second embodiment can be obtained.

＜他の実施形態＞
以上説明した本発明の実施形態に係る太陽光発電システムは商用電力系統に電力を供給するものとしたが、本発明の太陽光発電システムは工場などにおける自家交流発電設備など、商用交流電力系統以外の交流電力系統に電力を供給するようにしてももちろんかまわない。 <Other embodiments>
Although the photovoltaic power generation system according to the embodiment of the present invention described above supplies power to a commercial power grid, the photovoltaic power generation system of the present invention is not limited to a commercial AC power grid such as a private AC power generation facility in a factory or the like. Of course, power may be supplied to the AC power system.

本発明の第１の実施形態の太陽光発電システムの構成を示す概要図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a solar power generation system according to a first embodiment of the present invention. 従来の一般的な太陽光発電システムの概略構成を示す図である。It is a figure showing the schematic structure of the conventional general photovoltaic power generation system. 図１の太陽電池セルの構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example of a structure of the solar cell of FIG. 図１の太陽電池セルの概略構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of the solar cell of FIG. 1. 図１の太陽電池セルの製造工程を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a manufacturing process of the solar cell of FIG. 1. 本発明の第１の実施形態の太陽光発電システムの概略を示す外観図である。It is an outline view showing an outline of a photovoltaic power generation system of a first embodiment of the present invention. 直流−直流変換装置の一例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an example of a DC-DC converter. インバータの一例を示す回路図である。It is a circuit diagram showing an example of an inverter. 本発明におけるインバータのＰＷＭ制御方式を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a PWM control method of the inverter according to the present invention. 本発明の第２の実施形態の太陽光発電システムの概略を示す外観図である。It is an outline view showing the outline of the photovoltaic power generation system of a 2nd embodiment of the present invention. 図１０の太陽光発電システムの概略構成を示す回路図である。FIG. 11 is a circuit diagram illustrating a schematic configuration of the solar power generation system in FIG. 10. 図１０の個々の太陽電池セルを示す部分拡大図である。It is the elements on larger scale which show each solar cell of FIG. 図１０の直流−直流変換装置の主回路と太陽電池セルの導電性基板の接続を示す回路図である。FIG. 11 is a circuit diagram showing a connection between a main circuit of the DC-DC converter of FIG. 10 and a conductive substrate of a solar cell. 図１０の太陽光発電システムを設置する方法を示す図である。It is a figure which shows the method of installing the solar power generation system of FIG. 図１０の太陽光発電システムで用いられる高周波絶縁方式インバータの概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the high frequency insulation type inverter used in the solar power generation system of FIG. 銅の電位−ｐＨダイアグラムを示す図である。It is a figure which shows the potential-pH diagram of copper. 本発明の第３の実施形態の太陽光発電システムの概略を示す外観図である。It is an outline view showing the outline of the photovoltaic power generation system of a 3rd embodiment of the present invention. 図１７の太陽光発電システムの概略構成を示す回路図である。FIG. 18 is a circuit diagram illustrating a schematic configuration of the solar power generation system in FIG. 17. 図１７の直流−直流変換装置の主回路と太陽電池セルの導電性基板の接続を示す回路図である。FIG. 18 is a circuit diagram showing a connection between a main circuit of the DC-DC converter of FIG. 17 and a conductive substrate of a solar cell. 本発明の第４の実施形態に係る太陽光発電装置の概略を示す外観図である。It is an outline view showing the outline of the photovoltaic power generator concerning a 4th embodiment of the present invention. 本発明の第５の実施形態に係る太陽光発電装置の概略を示す外観図である。It is an outline view showing the outline of the solar power generation device concerning a 5th embodiment of the present invention. 図２１のＸ−Ｘ’での断面図である。It is sectional drawing in X-X 'of FIG.

符号の説明Explanation of reference numerals

１、６０２、１８０１、２００２ 太陽電池セル
２、２００４ 直流−直流変換装置
３ インバータ
４ 負荷
５ 商用系統
６ 太陽電池モジュール
７ 太陽電池アレイ
８ 太陽光発電システム
９ 集電箱
１０ 導電性基板
１１ 下部電極層
１２ 半導体層
１３ 上部電極層
１４ 集電電極
１６ 受光面端子部材
２３ 透明薄膜樹脂層
２４ 接続ケーブル
２５ 絶縁両面粘着テープ
２７ 入力端子
２８ コンデンサ
２９、３０ ＭＯＳＦＥＴ
３１ スイッチングトランス
３２ ダイオードブリッジ
３３ フィルタコンデンサ
３４ 直流−直流変換装置の制御回路
３５ 制御電源生成回路
３６ 基準波形生成回路
３７ ＭＯＳＦＥＴドライバ
３８ 入力端子
３９ 平滑コンデンサ
４０ａ〜ｄ トランジスタ
４１ フルブリッジ回路
４２ フィルタコイル
４３ フィルタコンデンサ
４５ 入力電圧検出回路
４６ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
４７ 出力電流検出器
４８ 直流電圧一定制御回路
４９ 直流電圧基準電圧源
５０ 乗算器
５１ 出力電流制御用誤差増幅器
５２ ＰＷＭ変調器
５３ ゲートドライブ回路
５６ 支持体
５９ 出力端子
６２ 銅帯
６３ 装置間配線部材
６４ 高周波絶縁方式インバータ
６５ 高周波インバータ
６６ 高周波変圧器
６７ ＡＣ／ＤＣコンバータ
６８ ＤＣ／ＡＣコンバータ
１０６、６０１、２００１ 太陽光発電装置
１１５、１３１ エッチングライン
１３０ 設置部
４０１、５０１ 太陽電池セルアセンブリ
２００５ 端子部材
２００６ 耐候性フィルム
２００７ 充填材
２００８ 裏面材
２００９ 受光面端子部材
２０１０ 両面粘着テープ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 602, 1801, 2002 Solar cell 2, 2004 DC-DC converter 3 Inverter 4 Load 5 Commercial system 6 Solar cell module 7 Solar cell array 8 Solar power generation system 9 Collector box 10 Conductive substrate 11 Lower electrode layer DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Semiconductor layer 13 Upper electrode layer 14 Current collecting electrode 16 Light receiving surface terminal member 23 Transparent thin film resin layer 24 Connection cable 25 Insulated double-sided adhesive tape 27 Input terminal 28 Capacitor 29, 30 MOSFET
31 Switching Transformer 32 Diode Bridge 33 Filter Capacitor 34 Control Circuit of DC-DC Converter 35 Control Power Generation Circuit 36 Reference Waveform Generation Circuit 37 MOSFET Driver 38 Input Terminal 39 Smoothing Capacitor 40a-d Transistor 41 Full Bridge Circuit 42 Filter Coil 43 Filter Capacitor 45 Input voltage detection circuit 46 Bandpass filter (BPF)
47 Output Current Detector 48 DC Voltage Constant Control Circuit 49 DC Voltage Reference Voltage Source 50 Multiplier 51 Output Current Control Error Amplifier 52 PWM Modulator 53 Gate Drive Circuit 56 Support 59 Output Terminal 62 Copper Strip 63 Device Wiring Member 64 High frequency insulation type inverter 65 High frequency inverter 66 High frequency transformer 67 AC / DC converter 68 DC / AC converter 106, 601, 2001 Photovoltaic power generator 115, 131 Etching line 130 Installation part 401, 501 Solar cell assembly 2005 Terminal member 2006 Weatherproof Functional film 2007 Filler 2008 Back material 2009 Light receiving surface terminal member 2010 Double-sided adhesive tape

Claims (20)

基板上に形成された一つの太陽電池セルと、前記太陽電池セルに個々に接続され、前記太陽電池セルの出力を変換する複数の電力変換装置とを備えることを特徴とする太陽光発電装置。   A solar power generation device comprising: one solar cell formed on a substrate; and a plurality of power converters individually connected to the solar cell and converting an output of the solar cell. 前記複数の電力変換装置は、太陽電池セルから出力される直流電圧を昇圧する直流−直流変換装置であることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置。   The photovoltaic power generator according to claim 1, wherein the plurality of power converters are DC-DC converters that boost a DC voltage output from a solar cell. 前記複数の電力変換装置は、インバータであることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置。   The solar power generation device according to claim 1, wherein the plurality of power conversion devices are inverters. 前記太陽電池セルと前記電力変換装置とを電気接続する配線部材の少なくとも一部に露出した活電部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の太陽光発電装置。   4. The photovoltaic power generation device according to claim 1, further comprising a live part exposed on at least a part of a wiring member that electrically connects the photovoltaic cell and the power conversion device. 5. . 前記太陽電池セルは、光電変換層、該光電変換層の受光面側に配された集電電極、表面配線部材及び透明薄膜樹脂層を有し、前記集電電極又は前記表面配線部材の少なくとも一部に、前記透明薄膜樹脂層で覆われていない露出部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の太陽光発電装置。   The solar cell has a photoelectric conversion layer, a current collecting electrode disposed on a light receiving surface side of the photoelectric conversion layer, a surface wiring member, and a transparent thin film resin layer, and at least one of the current collecting electrode or the surface wiring member. The solar power generation device according to any one of claims 1 to 4, wherein the portion has an exposed portion that is not covered with the transparent thin film resin layer. 前記光電変換層が、薄膜シリコンからなることを特徴とする請求項５に記載の太陽光発電装置。   The photovoltaic power generation device according to claim 5, wherein the photoelectric conversion layer is made of thin-film silicon. 前記基板が導電性であり、前記光電変換層が該基板側を正極とする構成であることを特徴とする請求項５または６に記載の太陽光発電装置。   The solar power generation device according to claim 5, wherein the substrate is conductive, and the photoelectric conversion layer has a configuration in which the substrate side has a positive electrode. 前記基板が導電性であり、前記太陽電池セルからの出力の一方及び前記直流−直流変換装置の出力の一方が、該基板に電気的に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電装置。   The said board | substrate is electroconductive, One of the output from the said solar cell and one of the output of the said DC-DC converter are electrically connected to the said board | substrate, The Claims characterized by the above-mentioned. Solar power plant. 前記太陽電池セルからの出力の一方及び前記直流−直流変換装置の出力の一方が、いずれも低電圧側であることを特徴とする請求項８に記載の太陽光発電装置。   The solar power generation device according to claim 8, wherein one of an output from the solar cell and one of an output from the DC-DC converter is on a low voltage side. 前記太陽電池セルからの出力の一方及び前記直流−直流変換装置の出力の一方が、いずれも高電圧側であることを特徴とする請求項８に記載の太陽光発電装置。   The solar power generation device according to claim 8, wherein one of an output from the solar cell and one of an output from the DC-DC converter is on a high voltage side. 前記太陽電池セルは、周囲の２つの辺に発電部が形成されていない部分を有していることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の太陽光発電装置。   The photovoltaic power generation device according to any one of claims 1 to 10, wherein the photovoltaic cell has a portion where no power generation unit is formed on two surrounding sides. 前記太陽電池セルが、前記発電部が形成されていない部分を介して支持体に固定されていることを特徴とする請求項１１に記載の太陽光発電装置。   The photovoltaic power generation device according to claim 11, wherein the photovoltaic cell is fixed to a support via a portion where the power generation unit is not formed. 前記太陽電池セルあるいは太陽光発電装置自体が樹脂で封止されていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の太陽光発電装置。   The photovoltaic power generation device according to any one of claims 1 to 12, wherein the photovoltaic cell or the photovoltaic power generation device itself is sealed with a resin. 前記太陽電池セルは、太陽電池としての機能を有する最小発電単位であることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の太陽光発電装置。   The solar power generation device according to any one of claims 1 to 13, wherein the solar cell is a minimum power generation unit having a function as a solar cell. 太陽電池セルの電力を個々に集める複数の集電電極をさらに有しており、前記複数の集電電極は、前記複数の集電電極が個々に集めた電力が個々に電力変換されるように前記複数の電力変換装置にそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項１４に記載の太陽光発電装置。   It further has a plurality of current collecting electrodes for individually collecting the power of the solar battery cells, and the plurality of current collecting electrodes is such that the power individually collected by the plurality of current collecting electrodes is individually converted. The photovoltaic power generator according to claim 14, wherein the photovoltaic power generator is connected to each of the plurality of power converters. 基板上に形成された一つの太陽電池セルと、前記太陽電池セルに個々に接続され、前記太陽電池セルの直流出力を変換する複数の直流−直流変換装置とを備えた一つあるいは複数の太陽光発電装置と、
前記複数の直流−直流変換装置の出力を交流電力に変換し、前記交流電力を負荷に供給あるいは商用電力系統に系統連系するインバータとを備えることを特徴とする太陽光発電システム。 One or more solar cells including one solar cell formed on a substrate, and a plurality of DC-DC converters individually connected to the solar cells and converting a DC output of the solar cells. A photovoltaic device,
A solar power generation system comprising: an inverter that converts outputs of the plurality of DC-DC converters into AC power and supplies the AC power to a load or system-links to a commercial power system. 前記インバータが絶縁変圧器を有しており、前記直流−直流変換装置と前記インバータとを接続する配線部材が接地されていることを特徴とする請求項１６に記載の太陽光発電システム。   17. The photovoltaic power generation system according to claim 16, wherein the inverter has an insulating transformer, and a wiring member connecting the DC-DC converter and the inverter is grounded. 基板上に形成された一つの太陽電池セルと、前記太陽電池セルに個々に接続され、前記太陽電池セルの出力を交流電力に変換する複数のインバータとを備えた一つあるいは複数の太陽光発電装置を備えており、
前記複数のインバータは、出力電力を負荷に供給あるいは商用電力系統に系統連系することを特徴とする太陽光発電システム。 One or a plurality of photovoltaic power generation units each including: one solar cell formed on a substrate; and a plurality of inverters individually connected to the photovoltaic cells and converting output of the photovoltaic cells into AC power. Equipment,
A solar power generation system, wherein the plurality of inverters supply output power to a load or are connected to a commercial power system. 基板上に半導体製造工程により太陽電池セルを形成する工程と、該太陽電池セルの所定の部分に複数の電力変換装置を接続する工程とを有することを特徴とする太陽光発電装置の製造方法。   A method for manufacturing a photovoltaic power generator, comprising: a step of forming a solar cell on a substrate by a semiconductor manufacturing step; and a step of connecting a plurality of power converters to a predetermined portion of the solar cell. 前記基板に連続的に光電変換層、集電電極および表面配線部材を形成することにより太陽電池セルを形成し、前記太陽電池セルの所定部分に連続的に前記電力変換装置を接続することを特徴とする請求項１９に記載の太陽光発電装置の製造方法。   A photovoltaic cell is formed by continuously forming a photoelectric conversion layer, a collecting electrode, and a surface wiring member on the substrate, and the power conversion device is continuously connected to a predetermined portion of the photovoltaic cell. The method for manufacturing a photovoltaic power generator according to claim 19.
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