JPH05152596A - 太陽電池モジユール - Google Patents

太陽電池モジユール

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JPH05152596A
JPH05152596A JP3316869A JP31686991A JPH05152596A JP H05152596 A JPH05152596 A JP H05152596A JP 3316869 A JP3316869 A JP 3316869A JP 31686991 A JP31686991 A JP 31686991A JP H05152596 A JPH05152596 A JP H05152596A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明の目的は、太陽電池セルの破壊を防
止することができ、かつ出力の安定的な供給を確保する
ことができる太陽電池モジュールを提供することであ
る。 【構成】 この発明に基づく太陽電池モジュールでは樹
脂層3に封入された複数個の太陽電池セル2の各々にバ
イパスダイオード4が並列に接続される。また、前記バ
イパスダイオード4の動作時に発生する熱を平準化しか
つ外部に放出するため、裏面層20の外気側に金属箔1
3が設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は太陽電池モジュールに
関し、特に複数個の太陽電池セルを含む太陽電池モジュ
ールの構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】太陽電池モジュールは光電変換素子であ
る複数個の太陽電池セルを含む。複数個の太陽電池セル
は、使用目的に応じて必要電圧が得られるように直列に
接続されている。
【0003】図7は従来の太陽電池モジュールの構造の
一例を示す断面図である。この太陽電池モジュールの構
造は、スーパーストレート(Superstrate )構造と呼ば
れ、一般に発電等の用途に幅広く利用されている。
【0004】図7において、透光性を有する樹脂層3内
に直列に接続される複数個の太陽電池セル2が封入され
ている。樹脂層3の受光面側にガラス板7からなる受光
面層が配設され、さらに樹脂層3の裏側に三層構造の耐
候性フィルムからなる裏面層10が配設されている。裏
面層10は、絶縁性に優れた2層の樹脂フィルム11
a,11cと、防湿性を高めるためにそれらの間にはさ
み込まれた30μm程度の厚さを有する金属箔11bと
を含む。上記の太陽電池モジュールでは、受光面層がガ
ラス板7からなり、裏面層10が三層構造の耐候性フィ
ルムからなるので、厳しい環境条件下の長期使用におけ
る汚れの付着や水分の侵入等に対して優れた耐候性を示
し、高い信頼度が得られる。
【0005】図8は、従来の太陽電池モジュールの他の
例を示す断面図である。この太陽電池モジュールの構造
は、フィルムサンドイッチ(Filmsandwich)構造を呼ば
れ、ソーラーカーに利用されている。
【0006】図8において、透光性を有する樹脂層3内
に直列に接続される複数個の太陽電池セル2が封入され
ている。樹脂層3の受光面側に耐候性フィルムからなる
受光面層1が配設され、樹脂層3の裏側に耐候性フィル
ムからなる裏面層5が配設されている。受光面層1およ
び裏面層5をなす耐候性フィルムは50〜100μm程
度の厚さを有する単層からなる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述の構造を有する従
来の太陽電池モジュールにおいては以下に述べる問題が
ある。
【0008】上記の従来の太陽電池モジュールでは、太
陽光線が樹木や建物などに遮られて一部の太陽電池セル
上に影がかかると、その太陽電池セルにおいては光電変
換が行なわれなくなり、この状態が長時間続くとその太
陽電池セルは高抵抗状態となる。その結果、その高抵抗
状態になった太陽電池セルに逆バイアス電圧が印加さ
れ、その太陽電池セルは破壊されてしまう。
【0009】このような場合、正常時の最大出力に比較
して約10分の1前後まで著しく出力が低下してしま
う。上記のように従来の太陽電池モジュールは、出力の
安定的な供給の確保という点で課題を有していた。
【0010】この発明は上記の課題を解決するためにな
されたものであり、出力の安定的な供給を確保すること
ができ、耐久性の高い太陽電池モジュールを提供するこ
とを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明による太陽電池
モジュールは、透光性を有する支持層と、直列に接続さ
れ、かつ前記支持層に埋設される複数個の太陽電池セル
と、前記支持層の受光面側に形成される受光面層と、前
記支持層の背面側に形成される裏面層と、前記複数個の
太陽電池セルの各々に並列に接続されるバイパスダイオ
ードとを備え、太陽電池モジュールの裏面層は外気側に
金属層を含む。
【0012】
【作用】この発明に係る太陽電池モジュールにおいて、
複数個の太陽電池セルの各々にバイパスダイオードが並
列に接続されるので、影の影響で複数個の太陽電池セル
の一部で光電変換が行なわれず、そのような太陽電池セ
ルに逆バイアス電圧が印加された場合は、その逆バイア
ス電圧による電流がバイパスダイオードによりバイパス
される。それによって、太陽電池セルの破壊が防止され
る。
【0013】したがって、このバイパスダイオードの働
きにより、太陽電池モジュールの出力の著しい低下を抑
制することができる。さらに、裏面層が外気側に金属層
を含むので、太陽電池モジュールの放熱効果が向上し、
その結果バイパスダイオードによる太陽電池モジュール
の部分的な発熱あるいは太陽電池モジュールの全体的な
発熱が抑制される。
【0014】
【実施例】以下に、この発明に基づく代表的な実施例に
ついて図を参照して説明する。
【0015】図1は本発明の第1の実施例に従う太陽電
池モジュールの構造を示す概略的な断面図である。
【0016】図1に示すように、樹脂層3内に直列に接
続された複数個の太陽電池セル2が封入されている。各
太陽電池セル2にバイパスダイオード4が並列に接続さ
れている。また樹脂層3の受光面側に透明な樹脂フィル
ムからなる受光面層1が配設され、樹脂層3の裏側に二
層構造の裏面層20が配設されている。裏面層20は、
PET(ポリエステル)フィルムあるいはフッ素フィル
ムを代表例とする約50μmの厚さを有する樹脂フィル
ム12と、アルミニウム箔を代表例とする金属箔13と
を含む。樹脂フィルム12は樹脂層3に接する側に設け
られ、また金属箔13は外気側に設けられる。この樹脂
フィルム12と金属箔13とはアクリル系の接着剤を用
いて積層化される。
【0017】なお、バイパスダイオード4は樹脂フィル
ム12に隣接するように配置される。
【0018】上記の構造からなる太陽電池モジュールは
次のようにして製造される。樹脂フィルム12と金属箔
13とからなる二層構造の裏面層20上に、太陽電池専
用に開発されたEVA(エチレンビニルアセテート)樹
脂、バイパスダイオード4が並列に接続された複数個の
太陽電池セル2、EVA樹脂、さらに透明フィルムから
なる受光面層1を順に重ねて、通常のラミネート工程に
よりそれらを積層化する。その結果、バイパスダイオー
ド4が並列に接続された複数個の太陽電池セル2がEV
A樹脂からなる樹脂層3内に一体的に封入される。
【0019】上述の第1の実施例に従う太陽電池モジュ
ールによれば、裏面層20の外気側に金属箔13が設け
られるので、バイパスダイオード4が発熱してもその熱
が樹脂フィルム12を介して金属箔13に伝導され、金
属箔13において平準化されかつ外部に放出される。
【0020】図2は本発明の第2の実施例に従う太陽電
池モジュールの構造を示す概略的な断面図である。
【0021】第2の実施例に従う太陽電池モジュール
が、図1に示す第1の実施例に従う太陽電池モジュール
と異なるのは、樹脂フィルム12と金属箔13とからな
る二層構造の裏面層20の代わりに金属箔8単体が設け
られている点である。
【0022】この実施例に従う太陽電池モジュールによ
ると、金属箔8単体が外気側に設けられることにより、
さらに太陽電池モジュールの放熱効果が向上する。
【0023】図3は本発明の第3の実施例に従う太陽電
池モジュールの構造を示す概略的な断面図である。
【0024】第3の実施例に従う太陽電池モジュール
が、図1に示す第1の実施例に従う太陽電池モジュール
と異なるのは、太陽電池セル2と樹脂フィルム12との
間の領域における樹脂が除去され、太陽電池セル2の裏
面が樹脂フィルム12に直接接触している点である。バ
イパスダイオード4は樹脂フィルム12に隣接するよう
に配置される。
【0025】本実施例に従う太陽電池モジュールによる
と、樹脂が太陽電池セル2と樹脂フィルム12との間の
領域から除去されているので、樹脂フィルム12を介し
て金属箔13への熱伝導がさらに容易になり、さらに放
熱効果が向上する。
【0026】図4は本発明の第4の実施例に従う太陽電
池モジュールの構造を示す概略的な断面図である。
【0027】図4に示すように、第4の実施例に従う太
陽電池モジュールが図2に示す第2の実施例に従う太陽
電池モジュールと異なるのは、太陽電池セル2と金属箔
8単体との間の領域における樹脂が除去され、太陽電池
セル2の裏面が金属箔8単体に直接接触している点であ
る。
【0028】本実施例に従う太陽電池モジュールによる
と、金属箔8単体がバイパスダイオード4に接して設け
られるので、バイパスダイオード4から発生する熱は、
直接金属箔8単体に伝導され、かつ外部に放出される。
従って、太陽電池モジュールの放熱効果がさらに向上す
る。
【0029】なお、この実施例に従う太陽電池モジュー
ルでは、金属箔8単体が複数の太陽電池セル2に直接接
するので、太陽電池セル2の電極部分に設けられるはん
だ突起を何らかの方法で絶縁する必要がある。
【0030】また、この実施例に従う太陽電池モジュー
ルの金属箔8単体をソーラーカーの車体に直接貼付けれ
ば、走行時の太陽電池モジュールの冷却効果はさらに大
となる。
【0031】第5ないし第6の実施例は、この発明をス
ーパーストレート構造の太陽電池モジュールに適用した
ものである。
【0032】図5は本発明の第5の実施例に従う太陽電
池モジュールの構造を示す概略的な断面図である。第5
の実施例に従う太陽電池モジュールでは、図1に示す第
1の実施例に従う太陽電池モジュールにおいて透明フィ
ルムからなる受光面層1の代わりにガラス板7が用いら
れる。
【0033】図6は本発明の第6の実施例に従う太陽電
池モジュールの構造を示す概略的な断面図である。第6
の実施例に従う太陽電池モジュールでは、図2に示す第
2の実施例に従う太陽電池モジュールにおいて透明なフ
ィルムからなる受光面層1の代わりにガラス板7が用い
られる。
【0034】これらの実施例においても、第1ないし第
4の実施例と同様の効果が得られる。
【0035】このように上記の第1ないし第6の実施例
によると、太陽電池モジュールの風による放熱効果が高
くなり、それにより太陽電池セルの温度を下げることが
できる。さらに動作時の出力を高くすることが可能とな
るので、太陽電池モジュールの性能を高める上で大変有
益である。
【0036】なお、本発明の太陽電池モジュールの構造
を表わす代表的な実施例を説明したが、本発明は上記実
施例の太陽電池モジュールに限定されるものではない。
たとえば、裏面層の構造は上記実施例の構造に限定され
るものではなく、金属層が外気側に設けられていれば他
の構造であってもよい。
【0037】
【発明の効果】この発明によれば、複数個の太陽電池セ
ルの各々にバイパスダイオードを並列に接続すること
で、太陽電池セルの破壊を防止することができるととも
に、太陽電池モジュールの著しい出力の低下を抑制する
ことができる。また、熱伝導性のよい金属層を裏面層の
外気側に含むので放熱効果が向上し、バイパスダイオー
ドによる部分的な高温化または太陽電池モジュールの全
体的な高温化が抑制され、太陽電池モジュールの性能劣
化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に従う太陽電池モジュー
ルの構造を示す概略的な断面図である。
【図2】本発明の第2の実施例に従う太陽電池モジュー
ルの構造を示す概略的な断面図である。
【図3】本発明の第3の実施例に従う太陽電池モジュー
ルの構造を示す概略的な断面図である。
【図4】本発明の第4の実施例に従う太陽電池モジュー
ルの構造を示す概略的な断面図である。
【図5】本発明の第5の実施例に従う太陽電池モジュー
ルの構造を示す概略的な断面図である。
【図6】本発明の第6の実施例に従う太陽電池モジュー
ルの構造を示す概略的な断面図である。
【図7】従来の太陽電池モジュールの構造の一例を示す
概略的な断面図である。
【図8】従来の太陽電池モジュールの構造の他の例を示
す概略的な断面図である。
【符号の説明】
1 受光面層 2 太陽電池セル 3 樹脂層 4 バイパスダイオード 5 樹脂フィルム 7 ガラス板 8 金属箔 10 裏面層 11a 樹脂フィルム 11b 金属箔 11c 樹脂フィルム 12 樹脂フィルム 13 金属箔 20 裏面層 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透光性を有する所定の支持層と、 直列に接続されて、前記支持層に埋設される複数個の太
    陽電池セルと、 前記支持層の受光面側に形成される受光面層と、 前記支持層の背面側に形成される裏面層と、 前記複数個の太陽電池セルの各々に並列に接続されるバ
    イパスダイオードとを備え、 前記裏面層は外気側に金属層を含む太陽電池モジュー
    ル。
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