JP7199982B2 - photoelectric conversion module - Google Patents
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Description
本発明は、光電変換モジュールに関する。 The present invention relates to a photoelectric conversion module.
複数の光電変換セルを含む太陽電池モジュールのような光電変換モジュールが知られている(下記特許文献1)。特許文献1は、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池モジュールを開示する。特許文献1に記載された太陽電池モジュールは、複数の光電変換セルを有する。各々の光電変換セルは、表面電極層と、裏面電極層と、表面電極層と裏面電極層との間の光吸収層と、を有する。裏面電極は、光電変換セルの端部から外側へ延びており、この裏面電極に、電力を取り出すための配線が接続されている。配線は、光電変換セルが形成された領域の外側に設けられている。配線は、基板の表側から基板の裏面側に引き回されている。ここでは、基板の「表側」は、表面電極層、裏面電極層及び光吸収層が形成されている側を意味するものとする。 A photoelectric conversion module such as a solar cell module including a plurality of photoelectric conversion cells is known (Patent Document 1 below). Patent Literature 1 discloses a solar cell module that converts solar energy into electrical energy. A solar cell module described in Patent Document 1 has a plurality of photoelectric conversion cells. Each photoelectric conversion cell has a front electrode layer, a back electrode layer, and a light absorbing layer between the front and back electrode layers. The back electrode extends outward from the end of the photoelectric conversion cell, and is connected to wiring for taking out power. The wiring is provided outside the region where the photoelectric conversion cells are formed. The wiring is routed from the front side of the substrate to the back side of the substrate. Here, the "front side" of the substrate means the side on which the front electrode layer, back electrode layer, and light absorption layer are formed.
特許文献1では、配線は、モジュールの一端部に沿って第1方向に延び、光電変換モジュールの角において第1方向に直交する第2方向に曲がっている。第2方向に曲げられた配線は、第2方向におけるモジュールの中央寄りの位置で再び第1方向に曲げられ、基板の端部で基板の裏側に引き回されている。このように、配線を第2方向に曲げてから基板の裏側に引き回すことで、第2方向における絶縁距離を確保することができる。 In Patent Document 1, the wiring extends in a first direction along one end of the module and bends in a second direction orthogonal to the first direction at the corner of the photoelectric conversion module. The wiring bent in the second direction is bent again in the first direction at a position near the center of the module in the second direction and routed to the back side of the substrate at the edge of the substrate. In this way, by bending the wiring in the second direction and then routing it to the back side of the substrate, it is possible to ensure the insulation distance in the second direction.
配線は、光電変換モジュールに形成された光電変換素子(光電変換に寄与する領域)のまわりに設けられる。したがって、絶縁距離を確保するために配線が引き回される領域を広くすると、光電変換素子の領域が狭くなる。その結果、光電変換モジュールの外形寸法あたりの光電変換の効率が低下する。 The wiring is provided around photoelectric conversion elements (regions contributing to photoelectric conversion) formed in the photoelectric conversion module. Therefore, if the area in which the wiring is routed is widened in order to secure the insulation distance, the area of the photoelectric conversion element is narrowed. As a result, the photoelectric conversion efficiency per outer dimension of the photoelectric conversion module is lowered.
したがって、少なくとも一方向における光電変換モジュールの端部から配線までの絶縁距離を確保しつつ、光電変換素子の領域も確保することができる光電変換モジュールが望まれる。 Therefore, a photoelectric conversion module is desired that can secure an area for a photoelectric conversion element while securing an insulation distance from an end of the photoelectric conversion module to wiring in at least one direction.
一態様に係る光電変換モジュールは、基板と、前記基板の第1面側に設けられた光電変換素子と、前記光電変換素子と電気的に接続され、前記基板の前記第1面側から前記基板の前記第1面とは反対の第2面側に引き回された引き回し部を有する配線と、を有し、前記配線は、前記基板の第1面側において、前記光電変換素子の一端部に沿って第1方向に延びた第1区間と、前記第1区間から前記引き回し部に至る第2区間と、を有しており、前記引き回し部は、前記第1方向に交差する第2方向において前記第1区間よりも内側に位置しており、前記配線の前記第2区間の少なくとも一部は、前記第2方向からみて前記光電変換素子と重なる領域に設けられている。 A photoelectric conversion module according to one aspect includes a substrate, a photoelectric conversion element provided on a first surface side of the substrate, and electrically connected to the photoelectric conversion element. and a wiring having a routing portion that is routed on the second surface side opposite to the first surface of the substrate, and the wiring is provided at one end of the photoelectric conversion element on the first surface side of the substrate. a first section extending in a first direction along the It is positioned inside the first section, and at least a part of the second section of the wiring is provided in a region overlapping the photoelectric conversion element when viewed from the second direction.
上記態様によれば、少なくとも第2方向における光電変換モジュールの端部から配線の引き回し部までの絶縁距離を確保するとともに、光電変換素子の領域も確保することができる。 According to the above-described aspect, it is possible to secure the insulation distance from the end of the photoelectric conversion module to the routing portion of the wiring at least in the second direction, and to secure the area for the photoelectric conversion element.
以下、図面を参照して、実施形態について説明する。以下の図面において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがあることに留意すべきである。 Embodiments will be described below with reference to the drawings. In the following drawings, the same or similar parts are given the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the ratio of each dimension may differ from the actual one.
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係る光電変換モジュールの模式的平面図である。図2は、図1とは反対側から見た光電変換モジュールの模式的平面図である。図3は、図1の3A-3A線に沿った光電変換モジュールの模式的断面図である。図4は、図1の4A-4A線に沿った光電変換モジュールの模式的断面図である。図5は、図1の5A-5A線に沿った光電変換モジュールの模式的断面図である。図6は、図1の6A-6A線に沿った光電変換モジュールの模式的断面図である。図7は、図1の7A-7A線に沿った光電変換モジュールの模式的断面図である。ここで、図1及び図2では、説明の都合上、後述する封止層400、封止材500、裏側封止材800及び裏側シート900は示されていない。また、図1では、透明基板600は破線によって描かれている。さらに、図4~7では、説明の都合上、後述する封止層400、透明基板600、裏側封止材800及び裏側シート900は明示的には示されていない。なお、図1では、透明基板600は破線によって描かれている。
[First embodiment]
FIG. 1 is a schematic plan view of a photoelectric conversion module according to the first embodiment. FIG. FIG. 2 is a schematic plan view of the photoelectric conversion module viewed from the side opposite to FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the photoelectric conversion module along line 3A-3A in FIG. 1. FIG. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the photoelectric conversion module along
光電変換モジュールは、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池モジュールであってよい。この代わりに、光電変換モジュールは、電気エネルギーを光エネルギーに変換するモジュールであってもよい。光電変換モジュールは、例えば集積型の薄膜光電変換モジュールであってよい。 The photoelectric conversion module may be a solar cell module that converts light energy into electrical energy. Alternatively, the photoelectric conversion module may be a module that converts electrical energy into light energy. The photoelectric conversion module may be, for example, an integrated thin-film photoelectric conversion module.
光電変換モジュールは、光電変換素子10と、光電変換素子10を封止する封止層400と、透明基板600と、を有していてよい。透明基板600は、例えばガラス基板であってよい。透明基板600は、封止層400よりも表面側に設けられている。ここで、「表面側」は、光電変換素子10へ光が入射する側、又は光電変換素子10から光が出射する側に相当する。また、「裏面側」は、表面側とは反対側の面に相当する。例えば、光電変換モジュールが太陽電池モジュールである場合、「表面側」は光が入射する受光面側に相当し、「裏面側」は非受光面側に相当する。
The photoelectric conversion module may have a
封止層400は、透明な絶縁体によって構成されていてよい。封止層400は、少なくとも光電変換素子10の受光面側を覆っていてよい。封止層400は、合成樹脂によって形成されていてよい。そのような合成樹脂として、例えばEVA樹脂(エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂)、オレフィン系樹脂、PVB(ポリビニルブチラール)樹脂、アイオノマー樹脂もしくはシリコーン樹脂、又はこれらの組み合わせを用いることができる。
The sealing
光電変換素子10は、基板20上に設けられている。光電変換素子10は、基板20のほぼ全域にわたって形成されていてよいが、基板20の3辺付近には設けられていなくてよい。より具体的には、基板20の3辺には、後述する光電変換セル12を構成する材料は設けられていない。一方、光電変換素子10は、基板20の残りの一辺、図1では紙面上側の一辺にも存在していてよい。すなわち、基板20の一辺には、後述する光電変換セル12を構成する材料が設けられていてよい。
The
光電変換素子10は、基板20の第1面側(表面側)に集積された複数の光電変換セル12を含んでいてよい(図1参照)。基板20は絶縁基板であってよい。各々の光電変換セル12は、光電変換素子10の厚み方向(図のZ方向。以下同様。)から見て、実質的に帯状の形状を有していてよい。各々の光電変換セル12は、第1方向(図のY方向。以下同様。)に長く延びていてよい。また、複数の光電変換セル12は、第1方向に交差する第2方向(図のX方向。以下同様。)に並んでいる。互いに隣接する光電変換セル12は、第1方向に延びる分割部P1,P2,P3によって互いに分断されていてよい。
The
各々の光電変換セル12は、少なくとも、第1電極層22と、第2電極層24と、光電変換層26と、を含んでいてよい。光電変換層26は、光電変換素子10の厚み方向において、第1電極層22と第2電極層24との間に設けられている。第1電極層22は、光電変換層26と基板20との間に設けられている。第2電極層24は、光電変換層26に関して基板20とは反対側に位置する。
Each
第2電極層24は透明電極層によって構成されていてよい。第2電極層24が透明電極層によって構成されている場合、光電変換層26へ入射する光、又は光電変換層26から出射する光は、第2電極層24を通過する。
The
第2電極層24が透明電極層によって構成される場合、第1電極層22は、不透明電極層によって構成されていてもよく、透明電極層によって構成されていてもよい。第1電極層22は、例えば、モリブデン、チタン又はクロムのような金属によって形成されていてよい。
When the
本実施形態では、好ましい一例として、第2電極層24は、n型半導体、より具体的には、n型の導電性を有し、禁制帯幅が広く、比較的低抵抗の材料によって形成される。第2電極層24は、例えば、III族元素を添加した酸化亜鉛(ZnO)や、酸化インジウムスズ(Indium Tin Oxide:ITO)によって構成されていてよい。この場合、第2電極層24は、n型半導体と透明電極層の機能を兼ねることができる。
In this embodiment, as a preferred example, the
光電変換層26は、例えば、p型の半導体を含んでいてよい。CIS系の光電変換モジュールの一例では、光電変換層26は、I族元素(Cu、Ag、Au等)、III族元素(Al、Ga、In等)及びVI族元素(O、S、Se、Te等)を含む化合物半導体で形成される。光電変換層26は、前述したものに限定されず、光電変換を起こす任意の材料によって構成されていてよい。
The
光電変換セル12の構成は、上記態様に限定されず、様々な態様をとり得ることに留意されたい。例えば、光電変換セル12は、n型半導体とp型半導体の両方が第1電極層と第2電極層との間に挟まれた構成を有していてもよい。この場合、第2電極層はn型半導体によって構成されていなくてよい。また、光電変換セル12は、p-n結合型の構造に限らず、n型半導体とp型半導体との間に真性半導体層(i型半導体)を含むp-i-n結合型の構造を有していてもよい。
It should be noted that the configuration of the
光電変換セル12は、光電変換層26と第2電極層24との間に不図示のバッファ層を有していてもよい。この場合、バッファ層は、第2電極層24と同じ導電型を有する半導体材料であってもよく、異なる導電型を有する半導体材料であってもよい。バッファ層は、第2電極層24よりも電気抵抗の高い材料によって構成されていればよい。バッファ層は、例えばZn系バッファ層、Cd系バッファ層又はIn系バッファ層であってよい。
The
互いに隣接する光電変換セル12の第1電極層22は、第1分割部P1によって互いに電気的に分断されている。同様に、互いに隣接する光電変換セル12の第2電極層24は、第3分割部P3によって互いに電気的に分断されている。互いに隣接する光電変換セル12の光電変換層26は、第2分割部P2及び第3分割部P3によって互いに分断されている。
The first electrode layers 22 of the
光電変換素子10は、互いに隣接する光電変換セル12どうしの間に電気接続部34を有していてよい。電気接続部34は、互いに隣接する光電変換セル12どうしを電気的に直列に接続する。本実施形態では、電気接続部34は、第2電極層24から連続する部分によって形成されている。この場合、電気接続部34は、第2電極層24と同じ材料から構成されていてよい。この代わりに、電気接続部34は、第2電極層24と異なる導電材料から構成されていてもよい。電気接続部34は、第2分割部P2のところで光電変換素子10の厚み方向に延びることで、一方の光電変換セル12の第1電極層22と他方の光電変換セル12の第2電極層24とを互いに電気的に接続する。
The
光電変換モジュールが太陽電池モジュールである場合、各々の光電変換セル12の光電変換層26に光が照射されると起電力が生じ、第1電極層22及び第2電極層24がそれぞれ正極及び負極となる。したがって、ある光電変換セル12で生じた自由電子の一部は、第2電極層24から直接電気接続部34を通って、隣接する光電変換セル12の第1電極層22に移動する。このように、光電変換セル12で生じた自由電子は、第2方向に複数の光電変換セル12を通って流れることになる。
When the photoelectric conversion module is a solar cell module, an electromotive force is generated when the
光電変換素子10は、光電変換素子10と電気的に接続された一対の配線50を有する。一対の配線50は、外部から光電変換素子10に電力を供給したり、光電変換素子10から外部へ電力を取り出したりすることができる。一対の配線50は、基板20と透明基板600との間に設けられている。
The
一対の配線50は、第2方向における光電変換素子10の端に位置する光電変換セル12に隣接して設けられていてよい。すなわち、一対の配線50は、光電変換素子10のまわりに設けられていてよい。一対の配線50は、それぞれ一方向に並んだ光電変換セル12のうちの端に位置する光電変換セル12の第1電極層22が延出して露出した部分(電極層)に接している。これにより、一対の配線50は、光電変換素子10と電気的に接続されている。
The pair of
一対の配線50のそれぞれは、基板20の第1面側(表面側)から基板20の第1面とは反対の第2面側(裏面側)に引き回された引き回し部50cを有する。引き回し部50cは、光電変換素子10が存在する基板20の一辺、図1では紙面上側の一辺に位置していてよい。また、一対の配線50のそれぞれは、基板20の第1面側において、光電変換素子10の端部に沿って第1方向に延びる第1区間50aと、第1区間50aから引き回し部50cに至る第2区間50bと、を有している。すなわち、一対の配線50のそれぞれは、基板20の表面側において、第1区間50aから第2区間50bと引き回し部50cを通って、基板20の裏面側に延びている。一対の配線50は、基板20の裏面側に引き回されている。基板20の裏面側の配線50は、後述する裏側封止材800を貫通し、裏側シート900の外に設けられた中継器(ジャンクションボックス)700に接続されている(図3参照)。なお、図2では、図を簡便にするため、中継器700は示されていないことに留意されたい。
Each of the pair of
配線50の第2区間50b及び引き回し部50cは、第1方向に交差する第2方向において、第1区間50aよりも内側、すなわち光電変換モジュールの中心に近い方に位置している。これにより、第2方向における光電変換モジュールの端部から配線50の引き回し部50cまでの距離L1は、第2方向における光電変換モジュールの端部から配線50の第1区間50aまでの距離L2よりも長くなっている。したがって、配線50全体が第1方向に直線的に延びている場合と比較すると、少なくとも第2方向における光電変換モジュールの端部から配線50の引き回し部50cまでの絶縁距離が長くなる。
The
本実施形態では、配線50の第2区間50bは、第1方向から傾斜した方向に直線的に延びている。このように、配線50の第2区間50bが直線的に延びている場合、第2区間50bを形成しやすい。この代わりに、配線50は、第2区間50bにおいて、湾曲又は屈曲するように曲げられていてもよい。なお、第2区間50bは、第1区間50aと引き回し部50cとを電気的に接続するため、第2方向において第1区間50aよりも内側に位置する区間である。
In this embodiment, the
さらに、配線50の第2区間50bの少なくとも一部は、第2方向からみて光電変換素子10と重なる領域に設けられている。より具体的には、配線50の第2区間50bの少なくとも一部は、第2方向からみたときに、厚み方向で封止材500に重なっていない光電変換素子10の部分と重なる領域に設けられていてよい。すなわち、配線50は、第2方向からみて光電変換素子10と重なる領域において、光電変換モジュールの中心の方に向かって曲がり始めることになる。言い換えると、光電変換素子10は、第2方向からみて第2区間50bと重なる領域にも設けられる。これにより、光電変換素子10が設けられた領域をできるだけ大きくすることができる。以上により、少なくとも第2方向における光電変換モジュールの端部から配線50の引き回し部50cまでの絶縁距離を長くしつつも、光電変換素子10の領域を広く確保することができる。
Furthermore, at least part of the
図8は、基板20と配線50と第1電極層22を構成する部材の位置関係を示す模式的平面図である。図8では、説明の都合上、第1電極層22よりも表面側に積層される部材は省略されている。配線50の第1区間50aは、第1電極層22を構成する部材上に設けられている(図4及び図7も参照)。一方、配線50の第2区間50bは、第1電極層22を構成する部材上には設けられておらず、基板20上に設けられている(図5、図6及び図7も参照)。より具体的には、第1電極層22を構成する部材(電極層)は、第2方向からみて第2区間50bと重なる領域において、第2方向における第2区間50bよりも内側にのみ設けられている。本実施形態では、厚み方向から見て略四角形状の第1電極層22のうちの2つの角部が切除されており、配線50の第2区間50bは、第1電極層22の切除された部分22cを通っている。これにより、第2方向において第2区間50bよりも外側には、第1電極層22のような活電部が存在しないことになる。したがって、少なくとも第2方向における光電変換モジュールの端部から引き回し部50cの方に向かう絶縁距離が短くなることを抑制することができる。
FIG. 8 is a schematic plan view showing the positional relationship of the
光電変換モジュールは、基板20の外辺に沿って形成された封止材500を有していてよい。封止材500は、絶縁材によって構成されていてよい。封止材500は、ポリイソブチレン(PIB)、ブチルゴムもしくは合成ゴム、又はこれらの組み合わせを含む材料によって構成されていてもよい。また、封止材500を構成する材料は、前述した封止層400を構成する材料と同じであってもよく、異なっていてもよい。封止層400を構成する材料と封止材500を構成する材料の組み合わせは、任意に選択可能である。
The photoelectric conversion module may have a sealing
本実施形態では、封止材500は、基板20の4つの外辺に沿って形成されており、光電変換モジュールの外周に沿って枠状に形成されている。封止材500は、光電変換素子10の厚み方向において基板20と透明基板600との間に設けられていてよい。
In this embodiment, the sealing
封止材500の少なくとも一部は、第2方向において一対の配線50の第1区間50aよりも外側に設けられていることが好ましい(図4及び図5参照)。本実施形態では、第2方向における封止材500の内側の端は、配線50の第1区間50a上に位置する(図4参照)。この代わりに、第2方向における封止材500の内側の端は、配線50の第1区間50aよりも外側に位置していてもよい。また、第2方向における封止材500の内側の端は、配線50の第1区間50aよりも内側に位置していてもよい。この場合、封止材500は、配線50の第1区間50a全体を覆うことになる。また、封止材500は、第2方向において光電変換セル12よりも外側に設けられる。
At least part of the sealing
封止材500は、第1方向における基板20の一端部において基板20上に設けられており、第1方向において光電変換セル12よりも外側に位置する(図3の右側の端を参照)。この場合、封止材500は、光電変換セル12と接していてもよいが、好ましくは光電変換セル12から離れて設けられる。また、封止材500は、第1方向における基板20の別の端部において光電変換セル12を構成する材料の上に設けられている(図3の左側の端を参照)。
The
配線50の引き回し部50cは、基板20の表面側から裏面側に引き回されるため、封止材500に覆われず、第1方向における基板20の端部に露出することになる。したがって、前述した封止材500が用いられた構造では、第2方向における絶縁距離は、光電変換モジュールの端部から配線50の引き回し部50cまでの距離によって定まる。よって、封止材500が用いられる構造では、前述したように第2方向における絶縁距離を長くすることが特に重要である。もっとも、本発明の配線50に関する構造は、前述した封止材500が用いられる構造以外の構造であっても適用できることに留意されたい。
Since the routed
また、第2方向において一対の配線50よりも外側に封止材500が設けられている場合、第2方向における光電変換モジュールのサイズを光電変換素子10のサイズに関して過度に大きくしなくても、電気的な安全性を確保することができる。この場合、第2方向における光電変換素子のサイズを大きくすることができるため、光電変換モジュールの単位面積あたりの光電変換効率を向上させることができる。
Further, when the sealing
基板20の裏側には、必要に応じて、裏側封止材800が設けられていてよい。裏側封止材800は、例えばEVA樹脂(エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂)、オレフィン系樹脂、PVB(ポリビニルブチラール)樹脂、アイオノマー樹脂もしくはシリコーン樹脂、又はこれらの組み合わせによって構成することができる。
A
裏側封止材800は、少なくとも基板20の裏側うち、配線50が形成されている領域に設けられていることが好ましい。すなわち、裏側封止材800は、基板20の裏側の配線50を覆っていてよい。これにより、裏側封止材800は、配線50を保護することができる。
It is preferable that the back
一例として、裏側封止材800は、基板20の裏面全体を覆っていてよい。この場合、裏側封止材800は、図3に示すように、光電変換モジュールの側部において、基板20の裏面から透明基板600の裏側にわたって設けられていてよい。この場合、裏側封止材800は、光電変換モジュールの側部を保護することもできる。
As an example, the
前述した例の代わりに、裏側封止材800は、基板20の一部のみを覆っていてもよい。この場合であっても、裏側封止材800は、配線50が形成されている領域を覆っていることが好ましい。この場合、基板20の裏面の一部は、裏側封止材800から露出することになる。この基板20の露出部分に、必要に応じて保護シートが設けられてもよい。この保護シートは、基板20の割れを抑制することができる。保護シートは、例えば、基材と接着剤が互いに積層されたシートであってよい。この基材と接着剤は、それぞれ例えば40μm~60μmの厚さを有していてよい。保護シートの基材は、例えばEVA樹脂やオレフィン系樹脂などの合成樹脂によって構成されていてよい。保護シートの接着剤は、例えばPET(ポリエチレンテレフタレート)樹脂やPE(ポリエチレン)樹脂などの合成樹脂によって構成されていてよい。もっとも、必要でなければ、基板20の露出部分に、保護シートは設けられていなくてもよい。
Alternatively, the
裏側封止材800は、裏側シート900で覆われていることが好ましい。したがって、裏側シート900は、裏側封止材800が設けられた領域に設けられていてよい。裏側シート900は、例えば300μm~330μmの厚みを有していてよい。裏側シート900は、例えば、基材と接着剤が互いに積層されたシートであってよい。裏側封止材800は、一層の基材のみを有していてもよく、複数層の基材を有していてもよい。裏側封止材800が複数層の基材を有する場合、互いに隣接する層の基材どうしは接着剤によって接着されていてよい。
Back
裏側シート900の基材は、例えばPET樹脂、PVF(ポリフッ化ビニル)樹脂、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)樹脂、ナイロン樹脂もしくはポリアミド樹脂、又はこれらの組み合わせによって構成されていてよい。裏側封止材800が複数層の基材を有する場合、各層の基材は、同じ材料によって構成されていてもよく、異なる材料によって構成されていてもよい。
The base material of the
裏側シート900の接着剤は、例えばアクリル樹脂、ポエステル樹脂もしくはポリウレタン樹脂、又はこれらの組み合わせによって構成されていてよい。
The
[第2実施形態]
次に、第2実施形態に係る光電変換モジュールについて、図9を用いて説明する。図9は、第2実施形態に係る光電変換モジュールの模式的平面図である。ここで、図9では、説明の都合上、封止層400及び封止材500は示されていない。また、図9では、透明基板600は破線によって描かれている。
[Second embodiment]
Next, a photoelectric conversion module according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic plan view of a photoelectric conversion module according to the second embodiment. Here, FIG. 9 does not show the
図9において、第1実施形態と同じ構成要素には、同じ符号が付されている。以下では第1実施形態と同じ構成については、その説明を省略することがあることに留意されたい。 In FIG. 9, the same reference numerals are given to the same components as in the first embodiment. Note that the description of the same configuration as that of the first embodiment may be omitted below.
第2実施形態では、第1実施形態と比較すると、配線50の第2区間50bは、第2方向における光電変換モジュールの中心に向かってより傾斜している。具体的には、配線50の引き回し部50cは、第1方向からみて、最も外側の光電変換セル12よりも内側の光電変換セル12と重なる領域に位置する。この場合、第1方向からみて第2区間50bと重なる光電変換セル12の第1方向における長さL3は、第1方向からみて第2区間50bと重ならない光電変換セル12の第1方向における長さL4よりも短い。
In the second embodiment, compared to the first embodiment, the
このような構造は、配線50の第2区間50bが設けられる領域に予め形成されていた光電変換素子10の一部を除去することによって構成することができる。なお、光電変換素子10の一部を除去した除去領域は、図9において符号「R1」によって示されている。なお、除去領域R1は、第1電極層22、第2電極層24及び光電変換層26が除去された領域であってよい。すなわち、配線50の第2区間50bは、除去領域R1において基板20上を通る。このように、配線50の第2区間50bが通る領域において、光電変換素子10の一部が除去されていることで、配線50の第2区間50bが、最も外側の光電変換セル12よりも内側の光電変換セル12に短絡しないようにすることができる。さらに、光電変換素子10の一部を除去することによって、配線50の引き回し部50cを第2方向における光電変換モジュールの中心により寄せて配置することができる。
Such a structure can be constructed by removing a part of the
第2実施形態において、第1方向からみて第2区間50bと重なる光電変換セル12の第2方向における幅W2は、第1方向からみて第2区間50bと重ならない光電変換セル12の第2方向における幅W1よりも大きいことが好ましい。これにより、帯状の複数の光電変換セル12の面積を均一化することができる。したがって、各々の光電変換セル12の性能を均一化することができる。仮に、1つの光電変換セル12の性能が他の光電変換セル12の性能よりも低い場合、性能の低い光電変換セルを流れる電流量に応じて、他の光電変換セル12を流れる電流の量も低下してしまう。本態様によれば、帯状の複数の光電変換セル12の面積を均一化することによって、そのような不具合を抑制することができる。もっとも、光電変換セル12の面積の差異に応じた性能の低下が小さければ、光電変換セル12の第2方向における幅W1,W2は、同じであってもよいことに留意されたい。
In the second embodiment, the width W2 in the second direction of the
[第3実施形態]
次に、第3実施形態に係る光電変換モジュールについて、図10を用いて説明する。図10は、第3実施形態に係る光電変換モジュールの模式的平面図である。ここで、図10では、説明の都合上、封止層400及び封止材500は示されていない。また、図10では、透明基板600は破線によって描かれている。
[Third embodiment]
Next, a photoelectric conversion module according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a schematic plan view of a photoelectric conversion module according to the third embodiment. Here, FIG. 10 does not show the
図10において、第2実施形態と同じ構成要素には、同じ符号が付されている。以下では第2実施形態と同じ構成については、その説明を省略することがあることに留意されたい。 In FIG. 10, the same reference numerals are assigned to the same components as in the second embodiment. Note that the description of the same configuration as that of the second embodiment may be omitted below.
第3実施形態では、複数の光電変換セル12のうちの一部の光電変換セル12に第1グリッド電極31と第2グリッド電極32が設けられている。第1グリッド電極31及び第2グリッド電極32以外の構成は、第2実施形態と同じである。
In the third embodiment, the
第3実施形態において、第1グリッド電極31と第2グリッド電極32は、第2電極層24に隣接して設けられている。具体的には、第1グリッド電極31と第2グリッド電極32は、第2電極層24上に設けられていてよい。第1グリッド電極31と第2グリッド電極32は、第2電極層24よりも電気抵抗率の低い電気抵抗率を有する。
In the third embodiment, the
第1グリッド電極31は、第2方向に沿って延びていてよい。また、第1グリッド電極31は、第1方向に複数並んでいてもよい。第2グリッド電極32は、第1方向に沿って延びていてよい。また、第2グリッド電極32は、各々のセル12に1本設けられていてよい。この代わりに、第2グリッド電極32は、各々のセル12に複数本設けられていてもよい。第2グリッド電極32は、第1方向に並んだ複数の第1グリッド電極31を電気的に連結している。
The
第1グリッド電極31及び第2グリッド電極32は、光電変換セル12のうち、配線50の第2区間50bのまわりの少なくとも一部の領域に設けられていることが好ましい。言い換えると、第1グリッド電極31及び第2グリッド電極32は、光電変換セル12の、除去領域R1のまわりに設けられていることが好ましい。本実施形態では、第1グリッド電極31及び第2グリッド電極32は、配線50の第2区間50bから近い領域にのみ設けられている。
The
第3実施形態では、光電変換素子10を流れる電流は、第2方向に沿って流れることになる。この場合、電流は、除去領域R1のまわりでは、第2方向に直線的に流れることができず、除去領域R1を迂回して光電変換セル12中を流れることになる。したがって、第1グリッド電極31及び第2グリッド電極32がない場合、除去領域R1付近で電気抵抗が高くなってしまう。本実施形態では、第1グリッド電極31を設けることによって、除去領域R1付近の電気抵抗の増大を抑制することができる。これにより、各々の光電変換セル12の性能を均一化することができる。さらに、第2グリッド電極32によって、除去領域R1付近で電流を第1方向の内側に集電させやすくなる。これにより、各々の光電変換セル12の性能をより均一化することができる。
In the third embodiment, the current flowing through the
[第4実施形態]
次に、第4実施形態に係る光電変換モジュールについて、図11~図14を用いて説明する。図11は、第4実施形態に係る光電変換モジュールの模式的平面図である。図12は、図11の領域R2の模式的拡大図である。図13は、図12の13A-13A線に沿った模式的断面図である。図14は、図11の領域Rの模式的斜視図である。ここで、図11では、説明の都合上、封止層400及び封止材500は示されていない。また、図12~図14では、説明の都合上、封止層400、及び封止材500及び透明基板600は明示的に示されていない。ただし、図11では、透明基板600は破線によって描かれている。
[Fourth embodiment]
Next, a photoelectric conversion module according to a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 11 to 14. FIG. FIG. 11 is a schematic plan view of a photoelectric conversion module according to the fourth embodiment. FIG. 12 is a schematic enlarged view of region R2 in FIG. 13 is a schematic cross-sectional view taken along
図11~図14において、第3実施形態と同じ構成要素には、同じ符号が付されている。以下では第3実施形態と同じ構成については、その説明を省略することがあることに留意されたい。 11 to 14, the same reference numerals are given to the same components as in the third embodiment. Note that the description of the same configuration as that of the third embodiment may be omitted below.
第4実施形態では、グリッド電極31、32の配置が、第3実施形態と異なっている。それ以外の構成は、第3実施形態と同じである。
In the fourth embodiment, the arrangement of
第4実施形態において、グリッド電極31、32は、光電変換素子10全体に設けられている。この場合であっても、グリッド電極31、32のおかげで各光電変換セル12の電気抵抗が低下するため、除去領域R1付近での電気抵抗の増大を緩和することができる。したがって、各々の光電変換セル12の性能を均一化することができる。
In the fourth embodiment,
第3実施形態と同様に、第2グリッド電極32は、第1方向に並んだ複数の第1グリッド電極31を連結している。第1グリッド電極31及び第2グリッド電極32は、第2電極層24上に設けられている。好ましくは、第2グリッド電極32は、分割部P1,P2の上に設けられており、分割部P3から離れている(図14参照)。これにより、第2グリッド電極32を構成する材料が、製造時に分割部P3に入ってしまうことを抑制できる。したがって、第2グリッド電極32が分割部P3内に入ることにより生じる第1電極層22への短絡を抑制しやすくなる。
As in the third embodiment, the
第4実施形態では、第2グリッド電極32は、各々の光電変換セル12に対して1本のみ設けられているが、第2グリッド電極32は、各々の光電変換セル12に対して複数本設けられていてもよい。
In the fourth embodiment, only one
[第5実施形態]
次に、第5実施形態に係る光電変換モジュールについて、図15を用いて説明する。図15は、第5実施形態に係る光電変換モジュールの模式的平面図である。ここで、図15では、説明の都合上、封止層400及び封止材500は示されていない。また、図15では、透明基板600は破線によって描かれている。
[Fifth embodiment]
Next, a photoelectric conversion module according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. 15. FIG. FIG. 15 is a schematic plan view of a photoelectric conversion module according to the fifth embodiment. Here, FIG. 15 does not show the
図15において、第4実施形態と同じ構成要素には、同じ符号が付されている。以下では第4実施形態と同じ構成については、その説明を省略することがあることに留意されたい。 In FIG. 15, the same reference numerals are given to the same components as in the fourth embodiment. Note that the description of the same configuration as that of the fourth embodiment may be omitted below.
第5実施形態では、光電変換モジュールは、第2方向に延びる第1グリッド電極31と、第1方向に延びる第2グリッド電極32と、を有している。ただし、第1グリッド電極31及び第2グリッド電極32の配置が、第4実施形態と異なっている。
In the fifth embodiment, the photoelectric conversion module has a
第5実施形態では、配線50の第2区間50bに近い第1グリッド電極31どうしのピッチは、配線50の第2区間50bから遠い第1グリッド電極31のピッチよりも小さい。同様に、配線50の第2区間50bに近い第2グリッド電極32どうしのピッチは、配線50の第2区間50bから遠い第2グリッド電極32のピッチよりも小さい。これにより、除去領域Rの影響で電気抵抗が増大しやすい領域に第1グリッド電極31と第2グリッド電極32が密に配置される。したがって、電気抵抗の分布が均一化され、各々の光電変換セル12の性能を均一化することができる。
In the fifth embodiment, the pitch between the
第5実施形態では、第1グリッド電極32及び第2グリッド電極32の両方のピッチが、除去領域R付近の領域と、除去領域Rから遠い領域とで異なっている。この代わりに、第1グリッド電極32及び第2グリッド電極32のいずれか一方のみのピッチが、除去領域R付近の領域と、除去領域Rから遠い領域とで異なっていてもよい。すなわち、
配線50の第2区間50bに近い第1グリッド電極31又は第2グリッド電極32のピッチが、配線50の第2区間50bから遠い第1グリッド電極31又は第2グリッド電極32のピッチよりも小さければよい。
In the fifth embodiment, the pitches of both the
If the pitch of the
上述したように、実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替の実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。 As described above, the subject matter of the present invention has been disclosed through embodiments, but the statements and drawings forming part of this disclosure should not be construed as limiting the present invention. Various alternative embodiments, implementations and operational techniques will become apparent to those skilled in the art from this disclosure. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the matters specifying the invention according to the valid scope of claims based on the above description.
例えば、上記複数の実施形態で説明した各々の構成は、可能な限り、互いに置き換え、および又は組み合わせ可能である。 For example, each configuration described in the above multiple embodiments can be replaced and/or combined with each other as much as possible.
また、前述した光電変換セル12の厚み方向の構造は一例であり、前述した構造に限定されないことに留意されたい。さらに、上記実施形態では、配線50は、第1電極層22に接して設けられている。この代わりに、可能であれば、配線50は、第2電極層24に接して設けられていてもよい。
Also, it should be noted that the structure in the thickness direction of the
上記実施形態では、封止材500は、光電変換モジュールの4辺を取り囲むよう設けられている。この代わりに、封止材500は、配線50の引き回し部cが存在する辺に設けられていなくてもよい。さらに、光電変換モジュールは、封止材500を有していなくてもよい。
In the above embodiment, the sealing
また、図1、図8~図11及び図15に示す実施形態では、一対の配線50は、図の上側の辺において基板20の表面側から裏面側に引き回されている。この代わりに、一対の配線50は、図の下側の辺において基板20の表面側から裏面側に引き回されていてもよい。
In addition, in the embodiments shown in FIGS. 1, 8 to 11 and 15, the pair of
10 光電変換素子
12 光電変換セル
20 基板
31 第1グリッド電極
32 第2グリッド電極
50 配線
50a 第1区間
50b 第2区間
50c 引き回し部
10
Claims (7)
前記基板の第1面側に設けられた光電変換素子と、
前記光電変換素子と電気的に接続され、前記基板の前記第1面側から前記基板の前記第1面とは反対の第2面側に引き回された引き回し部を有する配線と、を有し、
前記配線は、前記基板の第1面側において、前記光電変換素子の一端部に沿って第1方向に延びた第1区間と、前記第1区間から前記引き回し部に至る第2区間と、を有しており、
前記引き回し部は、前記第1方向に交差する第2方向において前記第1区間よりも内側に位置しており、かつ、前記第1方向において前記第1区間と前記第2区間との接続点とは異なる位置に位置しており、
前記配線の前記第2区間から前記第2方向にずれた位置に、前記光電変換素子の光電変換可能な部分が設けられている、光電変換モジュール。 a substrate;
a photoelectric conversion element provided on the first surface side of the substrate;
a wiring electrically connected to the photoelectric conversion element and having a routing portion that is routed from the first surface side of the substrate to the second surface side of the substrate opposite to the first surface. ,
The wiring includes, on the first surface side of the substrate, a first section extending in a first direction along one end portion of the photoelectric conversion element, and a second section extending from the first section to the routing portion. has
The routing portion is located inside the first section in a second direction that intersects the first direction, and is a connection point between the first section and the second section in the first direction. are located in different positions,
A photoelectric conversion module, wherein a portion capable of photoelectric conversion of the photoelectric conversion element is provided at a position shifted in the second direction from the second section of the wiring.
前記電極層は、前記第2方向からみて前記第2区間と重なる領域において、前記第2方向における前記第2区間よりも内側にのみ設けられている、請求項1に記載の光電変換モジュール。 Having an electrode layer electrically connecting the photoelectric conversion element and the wiring,
2. The photoelectric conversion module according to claim 1, wherein said electrode layer is provided only inside said second section in said second direction in a region overlapping said second section when viewed from said second direction.
各々の前記光電変換セルは、前記第1方向に沿って延びており、
前記第1方向からみて前記第2区間と重なる前記光電変換セルの前記第1方向における長さは、前記第1方向からみて前記第2区間と重ならない前記光電変換セルの前記第1方向における長さよりも短い、請求項1又は2に記載の光電変換モジュール。 The photoelectric conversion element has a plurality of photoelectric conversion cells arranged in the second direction,
Each photoelectric conversion cell extends along the first direction,
The length in the first direction of the photoelectric conversion cell that overlaps with the second section when viewed from the first direction is the length in the first direction of the photoelectric conversion cell that does not overlap with the second section when viewed from the first direction. 3. The photoelectric conversion module according to claim 1, wherein the photoelectric conversion module is shorter than the height.
少なくとも一部の前記光電変換セルは、前記第2電極層に隣接し前記第2電極層よりも電気抵抗率の低い電気抵抗率を有するグリッド電極を有し、
前記グリッド電極は、前記光電変換セルのうち、前記配線の前記第2区間のまわりの少なくとも一部の領域に設けられている、請求項3又は4に記載の光電変換モジュール。 The photoelectric conversion cell has a first electrode layer, a second electrode layer, and a photoelectric conversion layer between the first electrode layer and the second electrode layer,
At least some of the photoelectric conversion cells have a grid electrode adjacent to the second electrode layer and having an electrical resistivity lower than that of the second electrode layer,
5. The photoelectric conversion module according to claim 3, wherein said grid electrode is provided in at least a partial area around said second section of said wiring in said photoelectric conversion cell.
前記配線の前記第2区間に近い前記グリッド電極のピッチは、前記配線の前記第2区間から遠い前記グリッド電極のピッチよりも小さい、請求項5に記載の光電変換モジュール。 A plurality of the grid electrodes are arranged side by side in at least one direction,
6. The photoelectric conversion module according to claim 5, wherein the pitch of said grid electrodes close to said second section of said wiring is smaller than the pitch of said grid electrodes far from said second section of said wiring.
6. The photoelectric conversion module according to claim 5, wherein said grid electrode is provided only in a region near said second section of said wiring.
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