JP2023148193A

JP2023148193A - Solar cell on which cover glass with conductive coating is stuck and mounting method thereof

Info

Publication number: JP2023148193A
Application number: JP2022056089A
Authority: JP
Inventors: 文徳山崎; Ayanori Yamazaki; 充大久保; Mitsuru Okubo
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2022-03-30
Filing date: 2022-03-30
Publication date: 2023-10-13

Abstract

To enable contact storage such as winding in a flexible solar cell array.SOLUTION: Provided is a solar cell on which cover glass with a conductive coating is stuck. The solar cell includes: a flexible insulating sheet 1; a photovoltaic power generation element 2 bonded onto the face of the insulating sheet 1: cover glass 3 bonded onto the photovoltaic power generation element 2; a transparent conductive film 4 covering the surface of the cover glass 3, the transparent conductive film having a conductive coating that transmits sunlight; an electrode pad 5 placed on the surface of the transparent conductive film 4; a connecting metal fitting 6, one end side of which is joined to the electrode pad 5, the connecting metal fitting conducting electricity; a vacancy 10 provided in the insulating sheet 1 and capable of passing through the connecting metal fitting 6; and a back contact bar 7 placed on the rear face of the insulating sheet 1 and electrically connected to the other end side of the connecting metal fitting 6 through the vacancy 10.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明はフレキシブル型太陽電池アレイ用ソーラパワーモジュール及び同モジュールへの太陽電池及びその実装方法に関するものである。 The present invention relates to a solar power module for a flexible solar cell array, a solar cell to the module, and a method for mounting the same.

近年、人工衛星や探査機に具備される一次電力源として、剛性のあるパネル上へ太陽電池を実装してきた従来の構造と異なり、軽量化や省スペース化の要求から、ポリイミドシートなど、剛性を持たない絶縁性シート上へ太陽電池を実装するフレキシブル型太陽電池アレイが注目されている。 In recent years, unlike the conventional structure in which solar cells are mounted on rigid panels as a primary power source for artificial satellites and exploration vehicles, demands for weight reduction and space saving have led to the use of rigid materials such as polyimide sheets. Flexible solar cell arrays, in which solar cells are mounted on an insulating sheet that does not have solar cells, are attracting attention.

太陽電池を宇宙利用する場合には、熱制御や太陽電池への放射線被ばくを低減する目的で、カバーグラスを接着した太陽電池が使用されている。このカバーグラスは宇宙空間におけるプラズマにより帯電が生じる。探査ミッションにおいて、月など、その星の表面に存在するマイクロオーダのダストが帯電している場合、そのダストが帯電したカバーグラス上へ付着することで、太陽電池セルへの太陽光入射が遮られることにより、発生電力は低下する。 When solar cells are used in space, solar cells with a cover glass attached are used for the purpose of thermal control and reducing radiation exposure to the solar cells. This cover glass becomes electrically charged due to plasma in space. During exploration missions, when micro-order dust on the surface of a star such as the Moon is electrically charged, the dust adheres to the electrically charged cover glass, blocking sunlight from entering the solar cells. As a result, the generated power is reduced.

探査ミッションにおけるダストの堆積を抑制すべく、導電性を有したカバーグラスを使用する構造が提案されている。 In order to suppress dust accumulation during exploration missions, a structure using a conductive cover glass has been proposed.

探査機等におけるダストの堆積を抑制する方法は、非特許文献１に示すように、太陽電池上に、導電性酸化インジウム錫層によりパターニングを施したカバーグラスを実装する構造による方法が提案されている。このカバーグラスには交流電源が接続されており、正弦波を重ね合わせて出来る進行波を印加することで、付着したダストを探査機等のシールド上から除去することが出来る。 As shown in Non-Patent Document 1, a method for suppressing dust accumulation in spacecraft, etc. has been proposed in which a cover glass patterned with a conductive indium tin oxide layer is mounted on a solar cell. There is. An alternating current power source is connected to this cover glass, and by applying a traveling wave created by superimposing sine waves, attached dust can be removed from the shield of a probe or the like.

Ｃ．Ｉ．Ｃａｌｌｅ，ｅｔａｌ．，Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔ．６７，（２００９）８９．C. I. Calle, et al. , J. Electrostat. 67, (2009) 89.

上述したような非特許文献１で提案する構造は、研究段階の試作であり、交流電源からカバーグラスへ制御信号を印加するための制御回路は試験用ワイヤを直に接続しており、接触格納を行うフレキシブル型太陽電池アレイでは、試験用ワイヤが障壁となり、モジュールを格納できないという課題がある。 The structure proposed in Non-Patent Document 1 mentioned above is a prototype at the research stage, and the control circuit for applying control signals from the AC power source to the cover glass is connected directly to the test wire, and the structure is not connected to the contact storage. Flexible solar cell arrays that perform this type of testing have the problem that the test wires act as a barrier, making it impossible to store the modules.

本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、接触格納を行うフレキシブル型太陽電池アレイにおいても、ダスト堆積の抑制に必要な制御回路に接続する経路を提供する導電性コーティング付きカバーグラス貼り付け太陽電池、及びそのような太陽電池の実装方法を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in order to solve the above-mentioned problems, and even in flexible solar cell arrays that perform contact storage, conductive solar cell arrays that provide a path to connect to control circuits necessary to suppress dust accumulation. The present invention aims to provide a solar cell attached with a coated cover glass and a method for mounting such a solar cell.

上記課題を解決するために、本開示の導電性コーティング付きカバーグラス貼り付け太陽電池は、熱を遮断し、電気を絶縁する絶縁性シートと、前記絶縁性シートの表上に接着された、太陽光により発電する太陽光発電素子と、前記太陽光発電素子上に接着された、太陽電池への放射線被ばくを低減するカバーグラスと、前記カバーグラスの表面を覆い、金属材料と同様に導電性を持ちながら、太陽光を透過する導電性コーティングをした透明導電膜と、前記透明導電膜の表面に設置され、電気を導電する電極パッドと、一端側が前記電極パッドに接合され、電気を導電する接続金具と、前記絶縁性シートに設けられ、前記接続金具を通過可能な空孔と、前記絶縁性シートの前記太陽光発電素子の反対側の表面に設置され、前記空孔を通して前記接続金具の他端側と電気的に接続されているバックコンタクトバーと、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the solar cell attached with a conductive coated cover glass according to the present disclosure includes an insulating sheet that blocks heat and insulates electricity, and a solar cell attached to a cover glass with a conductive coating, which A photovoltaic element that generates electricity using light, a cover glass that reduces radiation exposure to the solar cells and is bonded onto the photovoltaic element, and a cover glass that covers the surface of the cover glass and has conductivity similar to a metal material. a transparent conductive film coated with a conductive coating that transmits sunlight while holding the transparent conductive film; an electrode pad installed on the surface of the transparent conductive film to conduct electricity; and a connection having one end joined to the electrode pad to conduct electricity. a metal fitting, a hole provided in the insulating sheet and capable of passing through the connection fitting; and a hole provided on the surface of the insulating sheet opposite to the solar power generation element, through which the connection fitting and other parts can pass through the hole. A back contact bar electrically connected to the end side.

本開示による導電性コーティング付きカバーグラス貼り付け太陽電池によれば、接触格納を行うフレキシブル型太陽電池アレイにおいて、巻き取りなどの接触格納を可能とし、ダスト堆積の抑制に必要な制御回路に接続する経路を維持することができる。 According to the solar cell attached to a cover glass with a conductive coating according to the present disclosure, in a flexible solar cell array that performs contact storage, contact storage such as winding is possible, and it is connected to a control circuit necessary for suppressing dust accumulation. The route can be maintained.

実施の形態１に係る太陽電池を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a solar cell according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係る太陽電池の上面図である。1 is a top view of a solar cell according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係る太陽電池を実施した接触格納の様子を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing how the solar cell according to Embodiment 1 is stored in contact. 実施の形態１に係る太陽電池を実装したフレキシブル型太陽電池アレイの一部を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a part of a flexible solar cell array in which solar cells according to Embodiment 1 are mounted; FIG.

以下、本開示の実施の形態について図面を参照して説明する。各図では、同一又は相当する部分に同一の符号を付しいている。重複する説明は、適宜簡略化あるいは省略する。なお、以下に説明される実施の形態により本開示が限定されるものではない。 Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. In each figure, the same reference numerals are given to the same or corresponding parts. Duplicate explanations will be simplified or omitted as appropriate. Note that the present disclosure is not limited to the embodiments described below.

実施の形態１．
図１から図４を参照して、本開示の実施の形態１に係る太陽電池について説明する。図１は実施の形態１に係る太陽電池を示す断面図である。図２は実施の形態１に係る上面図である。図３は実施の形態１に係る太陽電池を実装した接触格納の様子を示す斜視図である。図４は実施の形態１に係る太陽電池を実装したフレキシブル型太陽電池アレイの一部を示す斜視図である。 Embodiment 1.
A solar cell according to Embodiment 1 of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a solar cell according to Embodiment 1. FIG. 2 is a top view according to the first embodiment. FIG. 3 is a perspective view showing how the solar cell according to the first embodiment is mounted and stored in contact. FIG. 4 is a perspective view showing a part of a flexible solar cell array in which solar cells according to the first embodiment are mounted.

太陽電池１００は、可撓性の絶縁性シート１、太陽光発電素子２、カバーグラス３、透明導電膜４、電極パッド５、接続金具６、バックコンタクトバー７、太陽光発電素子接着剤８、透明接着剤９、空孔１０、バックコンタクトバー接着剤１１、を有する。絶縁性シートは、耐熱性や電気絶縁性を有するポリイドフィルム等があげられるが、特に素材がこれらに限定されるものではない。太陽光発電素子接着剤８及びバックコンタクトバー接着剤１１は、シリコーン系接着剤等があげられるが、特に材質がこれらに限定されるものではない。 The solar cell 100 includes a flexible insulating sheet 1, a solar power generation element 2, a cover glass 3, a transparent conductive film 4, an electrode pad 5, a connecting fitting 6, a back contact bar 7, a solar power generation element adhesive 8, It has a transparent adhesive 9, a hole 10, and a back contact bar adhesive 11. Examples of the insulating sheet include a polyide film having heat resistance and electrical insulation properties, but the material is not particularly limited to these. The photovoltaic element adhesive 8 and the back contact bar adhesive 11 may be silicone-based adhesives, but the materials are not particularly limited to these.

絶縁性シート１上に太陽光発電素子接着剤８により太陽光発電素子２が接着されている。太陽光発電素子２上に透明接着剤９によりカバ―グラス３が接着されている。カバーグラス３の表面は透明導電膜４に覆われている。透明導電膜４はその表面に設けた電極パッド５に接合された接続金具６により、絶縁性シート１に設けた空孔１０を介して、バックコンタクトバー７に電気的に接続されている。バックコンタクトバー７は、太陽光発電素子２が接着されている絶縁性シート１側と逆の面にバックコンタクトバー接着剤１１により接着される。 A photovoltaic element 2 is adhered onto an insulating sheet 1 with a photovoltaic element adhesive 8. A cover glass 3 is adhered onto the photovoltaic element 2 with a transparent adhesive 9. The surface of the cover glass 3 is covered with a transparent conductive film 4. The transparent conductive film 4 is electrically connected to the back contact bar 7 through a hole 10 formed in the insulating sheet 1 by a connecting fitting 6 joined to an electrode pad 5 provided on the surface thereof. The back contact bar 7 is bonded with a back contact bar adhesive 11 to the opposite side of the insulating sheet 1 to which the solar power generation element 2 is bonded.

図２において、５ａ、５ｂ、５ｃは電極パッド、６ａ、６ｂ、６ｃは接続金具、７ａ、７ｂ、７ｃはバックコンタクトバー、である。 In FIG. 2, 5a, 5b, and 5c are electrode pads, 6a, 6b, and 6c are connection fittings, and 7a, 7b, and 7c are back contact bars.

図２に示すように、太陽電池１００は、太陽電池長手方向にコーナークロップを有する構造である。コーナークロップとは、太陽電池の角の切り欠きであり、図２の領域Ａ及び領域Ｂの部分である。ここで、図２の領域Ａのように、コーナークロップの形状は、三角形の切り欠きでもよいし、領域Ｂのように、円弧の切り欠きでもよいし、特に形状がこれらに限定されるものではない。 As shown in FIG. 2, the solar cell 100 has a structure with corner crops in the longitudinal direction of the solar cell. A corner crop is a cutout at a corner of a solar cell, and is a region A and a region B in FIG. Here, the shape of the corner crop may be a triangular cutout, as in region A in FIG. 2, or an arcuate cutout, as in region B, and the shape is not particularly limited to these. do not have.

図２において、カバーグラス３上の透明導電膜４には、太陽電池１００のコーナークロップＡの近傍に電極パッド５ａが設けられている。電極パッド５ａから接続金具６ａにより、コーナークロップ部に設けた空孔１０ａを通してバックコンタクトバー７ａへ接続する。
この接続構造により、コーナークロップがない場合に比べて、太陽電池１００を並列に実装する際の実装効率を向上させることが可能である。 In FIG. 2, an electrode pad 5a is provided on the transparent conductive film 4 on the cover glass 3 near the corner crop A of the solar cell 100. The electrode pad 5a is connected to the back contact bar 7a through a hole 10a provided in the corner crop portion using a connecting metal fitting 6a.
With this connection structure, it is possible to improve the mounting efficiency when mounting the solar cells 100 in parallel, compared to the case where there is no corner crop.

また、図３に示すような複数の太陽電池１００を並べたフレキシブル型太陽電池アレイ１１０では、接触性シート１を巻くことで、太陽電池１００の接触格納を行う。フレキシブル型太陽電池アレイ１１０においても、電気的経路の提供を可能としている。 Further, in a flexible solar cell array 110 in which a plurality of solar cells 100 are arranged side by side as shown in FIG. 3, the solar cells 100 are stored in contact by wrapping the contact sheet 1. The flexible solar cell array 110 also makes it possible to provide an electrical path.

図２において、本開示における太陽電池１００は、コーナークロップを２つ有し、カバーグラス３上の透明導電膜４には、コーナークロップ近傍に、電極パッド５が３つ接続されている。そのため、２つのコーナークロップ部に空孔１０を３つ設けることにより、１並列の太陽電池１００に対し、３並列のバックコンタクトバー７ａ、７ｂ、７ｃを接続金具６ａ、６ｂ、６ｃに接続することができる。 In FIG. 2, the solar cell 100 according to the present disclosure has two corner crops, and three electrode pads 5 are connected to the transparent conductive film 4 on the cover glass 3 near the corner crops. Therefore, by providing three holes 10 in the two corner crop portions, three parallel back contact bars 7a, 7b, 7c can be connected to the connecting fittings 6a, 6b, 6c for one parallel solar cell 100. Can be done.

図２の構成において、カバーグラス３上の透明導電膜４の上には、電極パッド５ａ、５ｂ、５ｃが３つ接続されている。図４に示すように電極パッド５ａ、５ｂ、５ｃはそれぞれ異なるバックコンタクトバー７ａ、７ｂ、７ｃに接続されるため、カバーグラス３に対し、パターニングを施すことなどの方法で、ガバーガラス３に対し三相交流電源を接続するための電気的経路の提供が可能である。
本開示における太陽電池１００により、三相交流電源を接続するための電気的経路を提供した結果、パターン化した透明導電膜４に三相交流信号を印加して進行波の電界を生成することができ、カバーグラス３上の透明導電膜４に付着したダストを除去することができる。 In the configuration of FIG. 2, three electrode pads 5a, 5b, and 5c are connected to the transparent conductive film 4 on the cover glass 3. As shown in FIG. 4, since the electrode pads 5a, 5b, and 5c are connected to different back contact bars 7a, 7b, and 7c, respectively, the cover glass 3 may be patterned or It is possible to provide an electrical path for connecting a phase alternating current power supply.
As a result of providing an electrical path for connecting a three-phase AC power source with the solar cell 100 according to the present disclosure, a three-phase AC signal can be applied to the patterned transparent conductive film 4 to generate a traveling wave electric field. Therefore, dust attached to the transparent conductive film 4 on the cover glass 3 can be removed.

図４において、領域Ｂのコーナークロップや領域Ｄのコーナークロップがあることで、領域Ｃにある接続金具６ｃを下向きに出すことができ、太陽電池１００を縦列に多く実装することができ、実装効率を向上させることが可能である。図４の接続金具６ｃは下向きに出ているが、接続金具は横向きに出すこともでき、太陽電池１００を並列に多く実装することもできる。 In FIG. 4, the presence of the corner crop in area B and the corner crop in area D allows the connection fittings 6c in area C to be exposed downward, allowing more solar cells 100 to be mounted in tandem, increasing mounting efficiency. It is possible to improve Although the connection fittings 6c in FIG. 4 are protruding downward, the connection fittings can also be protruded sideways, and many solar cells 100 can be mounted in parallel.

以上説明した実施の形態１における太陽電池１００によれば、コーナークロップ近傍に設けた電極パッド５から接続金具６により、コーナークロップ部に設けた空孔１０を通してバックコンタクトバー７へ接続することにより、接触性シート１に載せた複数の太陽電池１００を有するフレキシブル型太陽電池アレイ１１０において、絶縁性シート１を巻いて太陽電池１００と絶縁性シート１の裏面とを接触させた状態で格納することが可能となると共に、太陽電池１００を並列及び直列に実装する際の実装効率を向上させることが可能である。 According to the solar cell 100 in the first embodiment described above, by connecting the electrode pad 5 provided near the corner crop to the back contact bar 7 through the hole 10 provided in the corner crop portion using the connection fitting 6, In a flexible solar cell array 110 having a plurality of solar cells 100 placed on a contact sheet 1, it is possible to wrap the insulating sheet 1 and store the solar cells 100 and the back surface of the insulating sheet 1 in contact with each other. It is possible to improve the mounting efficiency when mounting the solar cells 100 in parallel and in series.

１絶縁性シート
２太陽光発電素子
３カバーグラス
４透明導電膜
５電極パッド
５ａ電極パッド
５ｂ電極パッド
５ｃ電極パッド
６接続金具
６ａ接続金具
６ｂ接続金具
６ｃ接続金具
７バックコンタクトバー
７ａバックコンタクトバー
７ｂバックコンタクトバー
７ｃバックコンタクトバー
８太陽光発電素子接着剤
９透明接着剤
１０空孔
１０ａ空孔
１０ｂ空孔
１０ｃ空孔
１１バックコンタクトバー接着剤
１００太陽電池
１１０フレキシブル型太陽電池アレイ
Ａ領域
Ｂ領域
Ｃ領域
Ｄ領域 1 Insulating sheet 2 Photovoltaic element 3 Cover glass 4 Transparent conductive film 5 Electrode pad 5a Electrode pad 5b Electrode pad 5c Electrode pad 6 Connection fitting 6a Connection fitting 6b Connection fitting 6c Connection fitting 7 Back contact bar 7a Back contact bar 7b Back Contact bar 7c Back contact bar 8 Solar power generation element adhesive 9 Transparent adhesive 10 Hole 10a Hole 10b Hole 10c Hole 11 Back contact bar adhesive 100 Solar cell 110 Flexible solar cell array A Region B Region C Region D area

Claims

可撓性の絶縁性シートと、
前記絶縁性シートの表上に接着された太陽光発電素子と、
前記太陽光発電素子上に接着されたカバーグラスと、
前記カバーグラスの表面を覆い、太陽光を透過する導電性コーティングをした透明導電膜と、
前記透明導電膜の表面に設置された電極パッドと、
一端側が前記電極パッドに接合され、電気を導電する接続金具と、
前記絶縁性シートに設けられ、前記接続金具を通過可能な空孔と、
前記絶縁性シートの裏面に設置され、前記空孔を通して前記接続金具の他端側と電気的に接続されているバックコンタクトバーと、
を備える導電性コーティング付きカバーグラス貼り付け太陽電池。 a flexible insulating sheet,
a solar power generation element adhered to the surface of the insulating sheet;
a cover glass glued onto the photovoltaic element;
a transparent conductive film covering the surface of the cover glass and having a conductive coating that transmits sunlight;
an electrode pad installed on the surface of the transparent conductive film;
a connecting fitting whose one end side is joined to the electrode pad and which conducts electricity;
a hole provided in the insulating sheet and capable of passing through the connection fitting;
a back contact bar installed on the back surface of the insulating sheet and electrically connected to the other end side of the connection fitting through the hole;
A solar cell attached to a cover glass with a conductive coating.

前記カバーグラスに切り欠きであるコーナークロップが形成され、
前記コーナークロップに、前記電極パッド、及び前記接続金具を設け、前記絶縁性シートにおける前記コーナークロップの周囲に前記バックコンタクトバーの表面に通ずる前記空孔を設けた、
請求項１記載の導電性コーティング付きカバーグラス貼り付け太陽電池。 A corner crop, which is a notch, is formed in the cover glass,
The corner crop is provided with the electrode pad and the connection fitting, and the hole communicating with the surface of the back contact bar is provided around the corner crop in the insulating sheet.
The solar cell attached with a conductive coated cover glass according to claim 1.

電気を絶縁し、熱を遮断する絶縁性シートを有する請求項１から請求項２にいずれか１項記載の導電性コーティング付きカバーグラス貼り付け太陽電池。 The solar cell attached to a cover glass with a conductive coating according to any one of claims 1 to 2, further comprising an insulating sheet that insulates electricity and blocks heat.