JPH0897457A - Solar cell module - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は複数の太陽電池を集合し
て成る太陽電池モジュールに係り、特に、光電変換効率
を大幅に向上させることが可能で、かつ、耐候性、耐久
性にも優れた太陽電池モジュールに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar cell module formed by assembling a plurality of solar cells, and in particular, it can greatly improve photoelectric conversion efficiency and has excellent weather resistance and durability. It relates to a solar cell module.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、太陽電池としては、平板状の単結
晶シリコン又は多結晶シリコン（結晶シリコン）を基板
として加工したもの、アモルファスシリコンをガラス等
の透明基板又は金属板等の導電性基板上に薄膜として製
膜したもの、化合物半導体を平板状又は薄膜状に加工し
その表裏に集電極を形成したもの等が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, as solar cells, flat plate-shaped single crystal silicon or polycrystalline silicon (crystal silicon) processed as a substrate, amorphous silicon on a transparent substrate such as glass or a conductive substrate such as a metal plate. It is known that a thin film is formed as a thin film, a compound semiconductor is processed into a flat plate shape or a thin film shape, and collector electrodes are formed on the front and back thereof.
【０００３】そして、これ等従来の太陽電池は、そのい
ずれもが図６に示すように複数の半導体層ｄにより構成
された半導体接合層ｃの表裏面に一対の集電極ａ、ｂを
配置した構造になっているため、光入射側に設けられた
集電極ａ（表面電極）が半導体接合層ｃに入射される光
の一部を遮ってしまい、その分、光電変換効率の向上を
図る上において障害になる問題があった。また、この問
題を軽減しようとして上記集電極ａをより細く若しくは
集電極ａ間の間隔をより広げる方法も検討されたが、こ
のような構成にすると直列抵抗が大きくなりその光電変
換効率が低下するという問題を生じた。In these conventional solar cells, as shown in FIG. 6, a pair of collector electrodes a and b are arranged on the front and back surfaces of a semiconductor junction layer c composed of a plurality of semiconductor layers d. Because of the structure, the collector electrode a (surface electrode) provided on the light incident side blocks a part of the light incident on the semiconductor junction layer c, and in order to improve the photoelectric conversion efficiency accordingly. There was a problem that hindered me. Further, in order to alleviate this problem, a method of making the collecting electrode a thinner or widening the interval between the collecting electrodes a was also studied, but with such a configuration, the series resistance becomes large and the photoelectric conversion efficiency thereof is lowered. That caused the problem.
【０００４】そこで、半導体接合層ｃの光入射面が上記
表面電極により覆われない構造の太陽電池として、特開
昭５９−１２５６７０号公報や特開昭６３−２３２４６
７号公報等に記載された太陽電池モジュールが開発され
ている。すなわち、この太陽電池モジュールは、図７〜
図８に示すように線状の第一集電極a'とこの長さ方向に
沿ってその外周面に設けられ光起電力能を有する半導体
接合層c'から成る複数のフィラメント構造体ｅと、これ
等フィラメント構造体ｅに対してその光入射側とは反対
側に配置されかつ各フィラメント構造体ｅの外周面の一
部と電気的に接続された第二集電極b'とでその主要部が
構成されるものであった。Therefore, as a solar cell having a structure in which the light incident surface of the semiconductor bonding layer c is not covered by the surface electrode, there are disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 59-125670 and 63-23246.
The solar cell module described in Japanese Patent No. 7 has been developed. That is, this solar cell module is shown in FIG.
As shown in FIG. 8, a plurality of filament structures e each including a linear first collecting electrode a ′ and a semiconductor bonding layer c ′ having a photovoltaic ability and provided on the outer peripheral surface along the length direction thereof, These filament structures e are arranged on the side opposite to the light-incident side thereof, and the second collector electrode b ′ electrically connected to a part of the outer peripheral surface of each filament structure e constitutes a main part thereof. Was constructed.
【０００５】そして、上記第一集電極a'の外周面に半導
体接合層c'が形成され、かつ、第二集電極b'についても
フィラメント構造体ｅに対しその光入射側とは反対側に
配置されることから半導体接合層c'に入射される光が各
集電極a'、b'により制限を受けない構造になるため、上
述した従来の太陽電池に較べて光電変換効率の向上が図
れるものであった。A semiconductor junction layer c'is formed on the outer peripheral surface of the first collecting electrode a ', and the second collecting electrode b'is also formed on the side opposite to the light incident side of the filament structure e. Since the light incident on the semiconductor junction layer c'is not limited by the collecting electrodes a ', b'being arranged, the photoelectric conversion efficiency can be improved as compared with the conventional solar cell described above. It was a thing.
【０００６】尚、この太陽電池モジュールにおいては、
図７〜図８に示すように複数のフィラメント構造体ｅが
密に並べて配置された構造を採っている関係上、各フィ
ラメント構造体ｅの光入射側と反対側に位置する約半分
の半導体接合層c'への光入射量が制限されてしまうため
その光電変換効率の向上を図る上において未だ大きな改
善の余地を残していた。In this solar cell module,
As shown in FIG. 7 to FIG. 8, due to the fact that a plurality of filament structures e are densely arranged side by side, about half of the semiconductor junctions located on the side opposite to the light incident side of each filament structure e Since the amount of light incident on the layer c ′ is limited, there is still a lot of room for improvement in improving the photoelectric conversion efficiency.
【０００７】そこで、本発明者は、図９〜図１２に示す
ように少なくとも表面が光反射性と導電性を有する材料
により第二集電極b'を構成し、かつ、この第二集電極b'
の表面側には長さ方向に延びる断面略Ｖ字（図９〜１０
参照）若しくは略Ｕ字状（図１１〜１２参照）で溝幅が
上記フィラメント構造体ｅの太さより大きい複数の凹溝
b1を幅方向に亘って互いに平行に形成すると共に、各凹
溝b1内の焦点ゾーンにフィラメント構造体ｅを各凹溝b1
の長さ方向に沿ってそれぞれ配置した構造の太陽電池モ
ジュールを提案している（特願平６−９０３７３号明細
書参照）。Therefore, the inventor of the present invention configures the second collecting electrode b'by a material having at least the surface having light reflectivity and conductivity as shown in FIGS. '
On the surface side of the V-shaped cross section, a V-shaped cross section extending in the lengthwise direction
Or a substantially U-shape (see FIGS. 11 to 12) having a groove width larger than the thickness of the filament structure e.
b1 are formed parallel to each other across the width direction, and the filament structure e is formed in each concave groove b1 in the focal zone in each concave groove b1.
Has proposed a solar cell module having a structure in which the solar cell modules are arranged along the length direction (see Japanese Patent Application No. 6-90373).
【０００８】そして、この太陽電池モジュールにおいて
は、第二集電極b'に設けられた断面略Ｖ字若しくは略Ｕ
字状の凹溝b1が凹面鏡として作用し、かつ、凹面鏡とし
て作用する凹溝b1内の焦点ゾーンにフィラメント構造体
ｅが配置されているため、各フィラメント構造体ｅの光
入射側に位置する半導体接合層への光入射と光入射側と
反対側に位置する半導体接合層への光入射とを略均等に
することが可能となり、従来の太陽電池モジュールに較
べてその光電変換効率の大幅な改善が図れるものであっ
た。In this solar cell module, the cross section of the second collecting electrode b'is generally V-shaped or U-shaped.
Since the concave groove b1 in the shape of a letter acts as a concave mirror, and the filament structure e is arranged in the focal zone in the concave groove b1 that acts as a concave mirror, the semiconductor located on the light incident side of each filament structure e. It is possible to make the light incident on the junction layer and the light incident on the semiconductor junction layer located on the opposite side of the light incident side substantially equal to each other, greatly improving the photoelectric conversion efficiency thereof compared to the conventional solar cell module. Was able to be achieved.
【０００９】ところで、図９〜図１２に示された太陽電
池モジュールを実際に適用しようとした場合、これ等太
陽電池モジュールに対してその運搬、設置工事等が可能
となるよう機械的強度や剛性等を付与することが望まし
く、また、設置された後において永年の使用に耐えられ
るよう耐候性（環境温度、湿度、風圧、砂埃、雨水、雪
等に対する耐性）や耐久性（振動、衝撃、曲げ等に対す
る耐性）等を付与することが望ましい。By the way, when the solar cell module shown in FIGS. 9 to 12 is actually applied, mechanical strength and rigidity are set so that the solar cell module can be transported and installed. It is desirable to add such properties as weather resistance (environmental temperature, humidity, wind pressure, dust, rainwater, snow, etc.) and durability (vibration, impact, bending) so that it can withstand long-term use after installation. Etc.) is preferably added.
【００１０】尚、図６に示された上述の平板状太陽電池
においては、同様の観点からその耐候性や耐久性を付与
する手段として、図１３（Ａ）〜（Ｃ）に示すようなモ
ジュールパッケージ構造が既に開発されている。In the flat-plate solar cell shown in FIG. 6, a module as shown in FIGS. 13A to 13C is provided as means for imparting weather resistance and durability from the same viewpoint. The package structure has already been developed.
【００１１】すなわち、図１３（Ａ）に示された『エン
キャップ』型においては、光入射側に配置されたガラス
等の透明板ｇとその反対側に配置されたガラス、金属等
の背面板ｈとの間に設けられたシリコーン樹脂等の透明
樹脂層ｉ内に太陽電池素子（セルストリングス）ｊを封
入した構造を有しており、図１３（Ｂ）に示された『サ
ブストレート』型においては、ＦＲＰ（ファイバー強化
樹脂）等の背面板ｈ上に設けられた透明樹脂層ｉ内に太
陽電池素子（セルストリングス）ｊを封入しかつ透明樹
脂層ｉの表面にハードコート樹脂ｋを被覆した構造を有
し、また、図１３（Ｃ）に示された『スーパーストレー
ト』型においては、光入射側に配置されたガラス等透明
板ｇの背面側に透明樹脂層ｉ［この透明樹脂層ｉは太陽
電池素子を間に挟んだ状態でＥＶＡ（エチレンビニルア
セテート）又はＰＶＢ（ポリビニルブチラール）シート
i1、i2を貼合わせたもので構成される］を設けこの透明
樹脂層ｉ内に太陽電池素子（セルストリングス）ｊを封
入すると共に透明樹脂層ｉの外表面にアルミ箔とフッ化
ビニルのサンドウィッチフィルム等から成る防湿フィル
ムｍを被覆した構造を有している。That is, in the "encap" type shown in FIG. 13A, a transparent plate g made of glass or the like arranged on the light incident side and a rear plate made of glass, metal or the like arranged on the opposite side. It has a structure in which solar cell elements (cell strings) j are enclosed in a transparent resin layer i such as a silicone resin provided between h and h, and is of a “substrate” type shown in FIG. 13 (B). In, a solar cell element (cell strings) j is enclosed in a transparent resin layer i provided on a back plate h such as FRP (fiber reinforced resin) and the surface of the transparent resin layer i is covered with a hard coat resin k. In the "super straight" type shown in FIG. 13C, the transparent resin layer i [this transparent resin layer is provided on the back side of the transparent plate g such as glass arranged on the light incident side. i is the solar cell element sandwiched between I state, and EVA (ethylene vinyl acetate) or PVB (polyvinyl butyral) sheet
and a solar cell element (cell strings) j is enclosed in the transparent resin layer i and an aluminum foil / vinyl fluoride sandwich is provided on the outer surface of the transparent resin layer i. It has a structure in which a moisture-proof film m made of a film or the like is covered.
【００１２】そこで、図９〜図１２に示された太陽電池
モジュールに対しこれ等のモジュールパッケージ構造を
そのまま適用する方法が考えられる。Therefore, a method of directly applying these module package structures to the solar cell module shown in FIGS. 9 to 12 can be considered.
【００１３】[0013]
【発明が解決しようとする課題】しかし、平板状太陽電
池と図９〜図１２に示された太陽電池とはその構造が大
きく相違することから、平板状の太陽電池用に開発され
た上述のモジュールパッケージ構造を図９〜図１２に示
された太陽電池モジュールに適用することは構造的に難
があり、また、図９〜図１２に示された太陽電池モジュ
ールの特性を有効に活かせるモジュールパッケージ構造
が望まれる。However, since the flat-plate solar cell and the solar cell shown in FIGS. 9 to 12 have greatly different structures, the above-described flat-plate solar cell developed for the flat-plate solar cell is used. It is structurally difficult to apply the module package structure to the solar cell module shown in FIGS. 9 to 12, and a module that can effectively utilize the characteristics of the solar cell module shown in FIGS. 9 to 12. A package structure is desired.
【００１４】すなわち、平板状の太陽電池に較べて図９
〜図１２に示された太陽電池モジュールは光入射側に凹
凸部が多数存在するため、平板状の太陽電池用に開発さ
れたモジュールパッケージ構造をそのまま適用すること
は現実的に困難である。That is, as compared with a flat plate-shaped solar cell, FIG.
Since the solar cell module shown in FIG. 12 has many irregularities on the light incident side, it is practically difficult to apply the module package structure developed for a flat solar cell as it is.
【００１５】また、図９〜図１２に示された太陽電池モ
ジュールにおいては、上記フィラメント構造体ｅと第二
集電極b'との接触部分が機械的に弱く、振動、曲げ、温
度変化、湿度に対して剥離、ずれ、腐食等が若干起こり
易い問題を有する。Further, in the solar cell module shown in FIGS. 9 to 12, the contact portion between the filament structure e and the second collecting electrode b ′ is mechanically weak, and vibration, bending, temperature change, and humidity are caused. On the other hand, there is a problem that peeling, misalignment, corrosion and the like are likely to occur.
【００１６】他方、図９〜図１２に示された太陽電池モ
ジュールにおいては、後述するように上記第二集電極b'
自体が金属板、ガラス板等で構成されているため、その
気密性が十分高く、かつ、適度な弾性と強度を具備する
ことから、これ等の特性を有効に活かせるモジュールパ
ッケージ構造が望まれる。On the other hand, in the solar cell module shown in FIGS. 9 to 12, the second collecting electrode b'is used as will be described later.
Since it itself is composed of a metal plate, glass plate, etc., its airtightness is sufficiently high, and since it has appropriate elasticity and strength, a module package structure that can effectively utilize these characteristics is desired. .
【００１７】本発明はこのような技術的背景を下にして
なされたもので、その課題とするところは、光電変換効
率を大幅に向上させることが可能で、かつ、耐候性、耐
久性にも優れた太陽電池モジュールを提供することにあ
る。The present invention has been made on the basis of such a technical background, and its problem is that the photoelectric conversion efficiency can be greatly improved, and the weather resistance and durability are also improved. It is to provide an excellent solar cell module.
【００１８】[0018]
【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１に係
る発明は、導電性の線状材料より成る第一集電極とこの
長さ方向に沿ってその外周面に設けられ光起電力能を有
する半導体接合層とで構成された複数のフィラメント構
造体と、これ等フィラメント構造体に対してその光入射
側とは反対側に配置されかつ各フィラメント構造体の外
周面の一部と電気的に接続された第二集電極を備える太
陽電池モジュールを前提とし、少なくともその表面が光
反射性と導電性を有する材料により上記第二集電極を構
成し、この第二集電極の光入射側には長さ方向に延びる
断面略Ｖ字状若しくは略Ｕ字状で溝幅が上記フィラメン
ト構造体の太さより大きい複数の凹溝を幅方向に亘って
互いに平行に形成すると共に、各凹溝内の焦点ゾーンに
フィラメント構造体を各凹溝の長さ方向に沿ってそれぞ
れ配置し、かつ、各凹溝内の空間部を充填し各フィラメ
ント構造体の光入射側を被覆する光透過性の保護部材を
設けたことを特徴とするものである。That is, the first aspect of the invention is to provide a first collecting electrode made of a conductive linear material and a photovoltaic power generating device provided on the outer peripheral surface along the length direction thereof. A plurality of filament structures each including a semiconductor bonding layer, and a plurality of filament structures disposed on the side opposite to the light incident side of the filament structures and electrically connected to a part of the outer peripheral surface of each filament structure. Assuming a solar cell module having a second collecting electrode connected, at least the surface of the second collecting electrode is made of a material having light reflectivity and conductivity, on the light incident side of the second collecting electrode. A plurality of concave grooves extending in the length direction and having a substantially V-shaped cross section and a groove width larger than the thickness of the filament structure are formed in parallel with each other in the width direction, and focal points in each concave groove are formed. Filament structure in the zone Are arranged along the length direction of each groove, and a light-transmissive protective member is provided to fill the space in each groove and cover the light incident side of each filament structure. It is what
【００１９】そして、請求項１記載の発明に係る太陽電
池モジュールによれば、特願平６−９０３７３号明細書
に記載された太陽電池モジュールと同様に第二集電極に
設けられた断面略Ｖ字若しくは略Ｕ字状の凹溝が凹面鏡
として作用し、かつ、凹面鏡として作用する凹溝内の焦
点ゾーンにフィラメント構造体が配置されているため、
各フィラメント構造体の光入射側に位置する半導体接合
層への光入射と光入射側と反対側に位置する半導体接合
層への光入射とを略均等にすることが可能となり、従来
の太陽電池モジュールに較べてその光電変換効率の大幅
な改善を図ることが可能となる。According to the solar cell module of the first aspect of the present invention, like the solar cell module described in Japanese Patent Application No. 6-90373, the cross section is substantially V-shaped. The U-shaped or substantially U-shaped concave groove acts as a concave mirror, and the filament structure is arranged in the focal zone in the concave groove that acts as a concave mirror.
It is possible to substantially equalize the light incident on the semiconductor junction layer located on the light incident side of each filament structure and the light incident on the semiconductor junction layer located on the side opposite to the light incident side. It is possible to significantly improve the photoelectric conversion efficiency of the module.
【００２０】また、この太陽電池モジュールにおいて
は、各凹溝内の空間部を充填し各フィラメント構造体の
光入射側を被覆する光透過性の保護部材が設けられてい
るため、各フィラメント構造体は凹溝内に充填された上
記保護部材の作用により強固に固定されることになる。
このため、この太陽電池モジュールに対し外部から振動
等が加わったり、あるいは、環境温度や湿度等が変化し
ても上記第二集電極との接触部分がずれたり剥離したり
することがない。更に、第二集電極は、後述するように
金属板、ガラス板等で構成されその気密性が高いため、
上記保護部材の作用と相俟って太陽電池モジュール内部
への水やガス等の侵入を防止することが可能となる。Further, in this solar cell module, since a light-transmissive protective member for filling the space in each concave groove and covering the light incident side of each filament structure is provided, each filament structure is provided. Will be firmly fixed by the action of the protective member filled in the groove.
Therefore, even if vibration or the like is externally applied to the solar cell module or the environmental temperature or humidity changes, the contact portion with the second collector electrode does not shift or peel off. Further, the second collecting electrode is composed of a metal plate, a glass plate, etc., as described later, and has high airtightness,
In combination with the action of the protective member, it becomes possible to prevent water, gas, and the like from entering the inside of the solar cell module.
【００２１】従って、機械的強度並びに気密性の大幅な
改善が図れるため、上記太陽電池モジュールに対し耐候
性並びに耐久性を付与することが可能となる。Therefore, since the mechanical strength and airtightness can be greatly improved, it becomes possible to impart weather resistance and durability to the solar cell module.
【００２２】そして、この請求項１に係る発明において
上記半導体接合層を構成する半導体材料としては、従来
と同様に、アモルファスシリコン、結晶シリコン、及
び、化合物半導体等が挙げられ、また、この化合物半導
体としてIII-Ｖ族化合物半導体系のＧａＡｓ、ＩｎＰな
ど、II-ＶI族化合物半導体系のＣｄＴｅ、ＣｄＳなど、
Ｉ-III-ＶI2 族化合物半導体系のＣｕＩｎＳｅ2、Ｃｕ
ＩｎＳ2などを適用することが可能である。In the invention according to claim 1, as the semiconductor material forming the semiconductor junction layer, amorphous silicon, crystalline silicon, compound semiconductor, and the like can be cited as in the conventional case. As III-V group compound semiconductor GaAs, InP, etc., II-VI group compound semiconductor CdTe, CdS, etc.
I-III-VI 2 group compound semiconductor-based CuInSe 2 , Cu
InS 2 or the like can be applied.
【００２３】次に、上記線状材料としては、製造時にお
ける温度条件によって適宜選択され、例えば、アモルフ
ァスシリコン型の太陽電池モジュール等比較的低温条件
で適用される線状材料として、アルミニウム、ニッケ
ル、ステンレス、銅、銀等フィラメント状の一般金属、
金属繊維を集合した撚線、複合材料のワイヤー、あるい
はこれ等を他の材料でコーティング若しくはメッキした
もの等金属系線状体が適用でき、また、上記金属を他の
線状材料の外周面にコーティング若しくはメッキ等して
得られた線状体等も適用できる。一方、結晶シリコン型
の太陽電池モジュール等比較的高温条件で適用される線
状材料としては、炭素材料の線状体すなわち直径が５０
μｍ〜２００μｍ程度の太い炭素繊維、若しくは、通常
の炭素繊維を集合した撚線、炭素／炭素複合材料のワイ
ヤー、あるいは、これ等を他の材料、例えば、シリコン
又はシリコンカーバイド等でコーティングした炭素系線
状体等が適用できる。Next, the above-mentioned linear material is appropriately selected according to the temperature condition at the time of manufacture, and, for example, aluminum, nickel, and the like can be used as the linear material applied under relatively low temperature conditions such as an amorphous silicon type solar cell module. General filament metal such as stainless steel, copper, silver,
A metal-based linear body such as a stranded wire in which metal fibers are gathered, a composite material wire, or a material obtained by coating or plating these with another material can be applied, and the above metal can be applied to the outer peripheral surface of the other linear material. A linear body or the like obtained by coating or plating can also be applied. On the other hand, as a linear material applied under relatively high temperature conditions such as a crystalline silicon type solar cell module, a linear material of carbon material, that is, a diameter of 50
Thick carbon fibers of about 200 μm to 200 μm, twisted wires in which ordinary carbon fibers are gathered, wires of carbon / carbon composite material, or carbon-based materials obtained by coating these with other materials such as silicon or silicon carbide A linear body or the like can be applied.
【００２４】尚、線状材料の外周面に半導体層を製膜す
る方法としては公知のあらゆる半導体薄膜の製膜手段が
原理的に適用可能である。そして、どの様な半導体層を
どの位の品質と厚さで製膜するか、また、どの様に半導
体接合層を形成するのかによって異なるが、蒸着法、ス
パッタリング法、熱ＣＶＤ法、低温プラズマＣＶＤ法、
光ＣＶＤ法、化学的析出法、電気化学的析出法、融液塗
布、ペーストの塗布乾燥焼結等の手段が例示できる。As a method for forming a semiconductor layer on the outer peripheral surface of a linear material, any known means for forming a semiconductor thin film can be applied in principle. Then, it depends on what kind of semiconductor layer is formed with what quality and thickness, and how the semiconductor junction layer is formed, but it depends on the vapor deposition method, the sputtering method, the thermal CVD method, the low temperature plasma CVD method. Law,
Means such as photo-CVD method, chemical deposition method, electrochemical deposition method, melt coating, paste coating and drying and sintering can be exemplified.
【００２５】また、上記線状材料より成る第一集電極と
半導体接合層とで構成されるフィラメント構造体に対し
その光入射側とは反対側に配置される第二集電極につい
ては、少なくともその表面が光反射性と導電性を有しか
つ凹溝の形成が可能であると共にこの凹溝形状が保持さ
れる程度の剛性と水、ガス等が浸透しない気密性を具備
する材料でこれを構成することが望ましい。このような
材料としては、アルミニウム、銀、ステンレス、ニッケ
ル、銅合金等の金属板若しくは金属箔等が挙げられ、若
干その光反射性が劣る銅等の金属材料についてはこの表
面に銀あるいはアルミニウム等光反射性の高い適宜材料
をコーティング若しくはメッキしたものの適用も可能で
あり、更に、ガラス若しくはプラスチック等の表面に金
属膜を形成した材料の適用も可能である。また、第二集
電極を上記金属材料で構成した場合、この第二集電極は
良導電性部材であると同時に良好な熱伝導体としても機
能することから、温度上昇に伴う光発電効率の低下を防
止するため裏面側から空冷、あるいは水冷処理すること
も可能となる。このような作用は、特に集光して発電効
率を上げる集光型太陽電池モジュールを構成した場合に
有効である。At least the second collecting electrode arranged on the side opposite to the light incident side of the filament structure composed of the first collecting electrode made of the linear material and the semiconductor bonding layer is The surface is light-reflecting and conductive, and it is possible to form a groove, and it is made of a material that is rigid enough to retain the shape of the groove and airtight so that water, gas, etc. do not penetrate. It is desirable to do. Examples of such materials include metal plates or metal foils of aluminum, silver, stainless steel, nickel, copper alloys, etc., and for metal materials such as copper, which is slightly inferior in light reflectivity, silver, aluminum, etc. on this surface. It is also possible to apply a material coated or plated with an appropriate material having high light reflectivity, and it is also possible to apply a material having a metal film formed on the surface such as glass or plastic. Further, when the second collecting electrode is made of the above metal material, the second collecting electrode is a good conductive member and at the same time functions as a good heat conductor. To prevent this, it is possible to perform air cooling or water cooling from the back side. Such an action is particularly effective when a concentrating solar cell module is configured to condense and increase power generation efficiency.
【００２６】尚、第二集電極の表面に断面略Ｖ字若しく
は略Ｕ字状の凹溝を形成する方法としては、第二集電極
を構成する金属板等の表面に上記凹溝を直接研削若しく
は刻設して形成してもよいし、あるいは、金属箔等を金
型プレス加工して上記凹溝を形成してもよくその方法は
任意である。As a method of forming a groove having a substantially V-shaped or U-shaped cross section on the surface of the second collecting electrode, the concave groove is directly ground on the surface of a metal plate or the like which constitutes the second collecting electrode. Alternatively, the groove may be formed by engraving, or the groove may be formed by pressing a metal foil or the like with a die, and the method is arbitrary.
【００２７】また、上記フィラメント構造体とこの第二
集電極とを接合する手段として、例えば、第二集電極の
凹溝内に銀等の金属ペーストを塗布しこの第二集電極に
対し上記フィラメント構造体を加熱・圧着して接合させ
たり、導電性接着剤を用いた方法等が挙げられる。As a means for joining the filament structure and the second collecting electrode, for example, a metal paste such as silver is applied in the concave groove of the second collecting electrode and the filament is applied to the second collecting electrode. Examples include a method in which the structures are heated and pressure-bonded to bond them, or a method using a conductive adhesive is used.
【００２８】次に、フィラメント構造体が配置された凹
溝内の空間部を充填しかつ各フィラメント構造体の光入
射側を被覆する保護部材の構成材料としては、上記空間
部への充填が可能なよう充填時に流動性を有すると共に
紫外線による光透過率の低下が少ないＰＶＢ樹脂（ポリ
ビニルブチラール）や耐湿性に優れたＥＶＡ（エチレン
ビニルアセテート）等が挙げられ、また、シリコーン樹
脂等の適用も可能である。また、これ等樹脂単体から成
る充填被覆層のみで上記保護部材を構成してもよいが、
機械的強度を補強する観点からこの充填被覆層上に硬質
シリコーンコーティング層を設けたりガラス板等を配置
して保護部材を構成する構造が望ましい。この場合、太
陽電池モジュールの軽量化を図る観点から上記第二集電
極が金属板やガラス板等の剛性を有する材料で構成され
ているときには前者のコーティング層を、金属箔等剛性
を有さない材料のときは後者のガラス板等を適用するこ
とが望ましい。また、光透過性の保護部材を蒲鉾型柱状
レンズ群で構成した場合、このレンズ効果で集光比を高
めることができ更に光電変換効率を向上させることが可
能となる。請求項２に係る発明はこの様な技術的理由か
らなされている。Next, as a constituent material of the protective member that fills the space in the concave groove in which the filament structure is arranged and covers the light incident side of each filament structure, the space can be filled. Examples include PVB resin (polyvinyl butyral), which has fluidity at the time of filling and has little decrease in light transmittance due to ultraviolet rays, and EVA (ethylene vinyl acetate), which has excellent moisture resistance. Silicone resins can also be applied. Is. Further, the protective member may be composed only of a filling coating layer made of a resin alone,
From the viewpoint of reinforcing the mechanical strength, a structure in which a hard silicone coating layer is provided on the filling coating layer or a glass plate or the like is arranged to form a protective member is desirable. In this case, from the viewpoint of reducing the weight of the solar cell module, when the second collector electrode is made of a material having rigidity such as a metal plate or a glass plate, the former coating layer does not have rigidity such as a metal foil. When the material is used, it is desirable to apply the latter glass plate or the like. Further, when the light-transmissive protective member is composed of a kamaboko-shaped columnar lens group, the condensing ratio can be increased by this lens effect, and the photoelectric conversion efficiency can be further improved. The invention according to claim 2 is made for such a technical reason.
【００２９】すなわち、請求項２に係る発明は、請求項
１記載の発明に係る太陽電池モジュールを前提とし、上
記保護部材が蒲鉾型柱状レンズ群を構成し、かつ、個々
のレンズがその中心軸面を各凹溝の中心軸面に合わせて
設置されていると共に、各凹溝内のレンズと凹溝の合成
焦点ゾーンに各フィラメント構造体がそれぞれ配置され
ていることを特徴とするものである。That is, the invention according to claim 2 is premised on the solar cell module according to the invention according to claim 1, wherein the protective member constitutes a kamaboko-shaped columnar lens group, and each lens has a central axis. The surface is installed so as to be aligned with the center axis surface of each groove, and each filament structure is arranged in the combined focal zone of the lens and groove in each groove. .
【００３０】そして、この請求項２に係る太陽電池モジ
ュールにおいては、蒲鉾型柱状レンズ群の個々のレンズ
がその中心軸面を各凹溝の中心軸面に合わせて設置さ
れ、かつ、各凹溝内のレンズと凹溝の合成焦点ゾーンに
各フィラメント構造体がそれぞれ配置されるように、蒲
鉾型柱状レンズ群における各レンズの曲率並びに凹面鏡
として作用する凹溝の曲率、保護部材を構成する材料の
屈折率並びにその厚さ（すなわち保護部材の厚さ）、及
び、第二集電極における上記凹溝の深さ寸法等が適宜設
定される。In the solar cell module according to the present invention, the individual lenses of the kamaboko-shaped columnar lens group are installed with their central axis surfaces aligned with the central axis surfaces of the respective groove, and The curvature of each lens in the kamaboko-shaped columnar lens group, the curvature of the concave groove acting as a concave mirror, and the material forming the protective member so that each filament structure is arranged in the composite focal zone of the lens and the concave groove inside The refractive index, the thickness thereof (that is, the thickness of the protective member), the depth dimension of the concave groove in the second collecting electrode, and the like are appropriately set.
【００３１】また、請求項２に係る太陽電池モジュール
においては光入射側に蒲鉾型柱状レンズ群が配置される
構造になるため、第二集電極に形成される凹溝について
その頂角が緩やかなＶ字溝、曲率が小さい円あるいは放
物線形状の略Ｕ字溝でこれを構成することが可能とな
る。Further, in the solar cell module according to the second aspect, since the structure is such that the kamaboko-shaped columnar lens group is arranged on the light incident side, the apex angle of the concave groove formed in the second collecting electrode is gentle. This can be constituted by a V-shaped groove, a circle having a small curvature, or a substantially U-shaped groove having a parabolic shape.
【００３２】尚、上記レンズ及び凹溝の中心軸面とは、
この中心軸面を中心にしてレンズ及び凹溝の幅方向断面
形状がそれぞれ左右対象となる面を意味する。The central axis surfaces of the lens and the concave groove are
The width direction cross-sectional shapes of the lens and the concave groove are symmetrical with respect to the center axis surface.
【００３３】ここで、蒲鉾型柱状レンズ群における各レ
ンズと各凹溝の合成焦点ゾーンは計算若しくは作図によ
り簡単に決定することが可能である。Here, the combined focal zone of each lens and each concave groove in the kamaboko-shaped columnar lens group can be easily determined by calculation or drawing.
【００３４】例えば、凹溝の断面形状が略Ｕ字状（断面
形状が円又は放物線等）の場合 蒲鉾型柱状レンズ群における各レンズの焦点距離：ｆ1 蒲鉾型柱状レンズ群における各レンズの曲率半径：Ｒ1 蒲鉾型柱状レンズ群における各レンズの屈折率 ：ｎ 凹溝の焦点距離 ：ｆ2 凹溝の曲率半径 ：Ｒ2 蒲鉾型柱状レンズ群における各レンズの中心Ｏと凹溝底
部Ｏ’との距離 ：ｄ とすると、合成焦点ゾーン（凹溝底部からの距離）ｆ
は、For example, when the concave groove has a substantially U-shaped cross-section (the cross-sectional shape is a circle or a parabola, etc.), the focal length of each lens in the kamaboko-shaped columnar lens group: f 1 the curvature of each lens in the kamaboko-shaped columnar lens group Radius: R 1 Refractive index of each lens in the hamaboko type columnar lens group: n Focal length of the concave groove: f 2 Curvature radius of the flute groove: R 2 Center O of each lens and the concave groove bottom O ′ in the R 2 kamaboko type columnar lens group Distance between: and d: Synthetic focal zone (distance from bottom of groove) f
Is
【００３５】[0035]
【数１】 で求めることができる。[Equation 1] Can be found at.
【００３６】また、蒲鉾型柱状レンズ群の曲面側の断面
及び凹溝断面が円の一部でその曲率が十分小さいと共
に、蒲鉾型柱状レンズ群が均一の屈折率を有する材料で
構成されかつこの材料にて凹溝内の空間部が充填されて
いる場合には、Further, the cross section on the curved surface side and the concave groove cross section of the kamaboko type columnar lens group is a part of a circle and its curvature is sufficiently small, and the kamaboko type columnar lens group is made of a material having a uniform refractive index. If the material fills the space inside the groove,
【００３７】[0037]
【数２】 で求めることも可能である。[Equation 2] It is also possible to ask.
【００３８】尚、これ等の式で求められた合成焦点距離
は近似的なものであり、実際にはレンズの収差、レンズ
や凹溝の製作上の誤差等により焦点は点でなく広がりを
もったゾーンとなる。すなわち、合成焦点ゾーンとな
る。The combined focal lengths obtained by these equations are approximate, and in reality the focal point is not a point but a broadened point due to lens aberrations, manufacturing errors of the lens and the groove. It becomes a zone. That is, it becomes a synthetic focal zone.
【００３９】一方、この様な計算によらず簡単な作図に
よって幾何光学的に合成焦点ゾーンを求めることも可能
である。この場合、ある物質１から別の物質２へ光が入
射するときの光の屈折率ｎ12、入射角θ1、屈折角θ
2は、On the other hand, it is also possible to obtain the synthetic focal zone geometrically by a simple drawing without using such a calculation. In this case, when light is incident from one substance 1 to another substance 2, the refractive index n 12 of the light, the incident angle θ 1 , the refraction angle θ
2 is
【００４０】[0040]
【数３】 の関係にあることを用いて、ある入射光の屈折角を求め
て作図する。[Equation 3] The relationship is used to obtain and plot the refraction angle of certain incident light.
【００４１】例えば、蒲鉾型柱状レンズ群における各レ
ンズあるいは凹溝の曲率が大きい場合、凹溝断面形状が
円でなく放物線等である場合、凹溝内の空間部が樹脂等
で充填されている場合等においては図５に示す作図によ
る方法が適当である。For example, when the curvature of each lens or concave groove in the kamaboko type columnar lens group is large, or when the concave groove cross-sectional shape is not a circle but a parabola or the like, the space inside the concave groove is filled with resin or the like. In the case, the method based on the drawing shown in FIG. 5 is suitable.
【００４２】すなわち、この図５において蒲鉾型柱状レ
ンズ群は屈折率ｎ2のガラスで構成され、かつ、凹溝内
の空間部には屈折率ｎ3の樹脂が充填されているとする
と、That is, in FIG. 5, it is assumed that the kamaboko-shaped columnar lens group is made of glass having a refractive index of n 2 and the space inside the groove is filled with resin having a refractive index of n 3 .
【００４３】[0043]
【数４】 を用いて作図により合成焦点ゾーンｆを求めることがで
きる。[Equation 4] Can be used to obtain the synthetic focal zone f by drawing.
【００４４】尚、図５において軸方向に沿って伸びる中
心軸線Ｏ1及び中心軸線Ｏ2を結ぶことにより形成される
面（Ｏ1Ｏ2）は、蒲鉾型柱状レンズ群におけるレンズ及
び凹溝の中心軸面を示している。また、この作図につい
てはコンピュータによる作図が容易である。The surface (O 1 O 2 ) formed by connecting the central axis O 1 and the central axis O 2 extending along the axial direction in FIG. 5 is the lens and the concave groove of the kamaboko-shaped columnar lens group. The central axis plane is shown. In addition, this drawing is easy to draw by a computer.
【００４５】[0045]
【作用】請求項１に係る発明によれば、第二集電極に設
けられた断面略Ｖ字若しくは略Ｕ字状の凹溝が凹面鏡と
して作用し、かつ、凹面鏡として作用する凹溝内の焦点
ゾーンにフィラメント構造体が配置されているため、各
フィラメント構造体の光入射側に位置する半導体接合層
への光入射と光入射側と反対側に位置する半導体接合層
への光入射とを略均等にすることが可能となる。According to the first aspect of the present invention, the concave groove provided in the second collecting electrode and having a substantially V-shaped or U-shaped cross section acts as a concave mirror, and the focal point in the concave groove acts as a concave mirror. Since the filament structure is arranged in the zone, the light incident on the semiconductor junction layer located on the light incident side of each filament structure and the light incident on the semiconductor junction layer located on the opposite side to the light incident side are substantially omitted. It is possible to make them even.
【００４６】従って、フィラメント構造体が密に配置さ
れた従来の太陽電池モジュールに較べて光電変換効率を
大幅に向上させることが可能となる。Therefore, it becomes possible to greatly improve the photoelectric conversion efficiency as compared with the conventional solar cell module in which the filament structures are densely arranged.
【００４７】また、この太陽電池モジュールにおいて
は、各凹溝内の空間部を充填し各フィラメント構造体の
光入射側を被覆する光透過性の保護部材が設けられてい
るため、各フィラメント構造体は凹溝内に充填された上
記保護部材の作用により強固に固定される。このため、
この太陽電池モジュールに対し外部から振動等が加わっ
たり、あるいは、環境温度や湿度等が変化しても上記第
二集電極との接触部分がずれたり剥離したりすることが
なく、また、第二集電極の高気密性と上記保護部材の作
用と相俟って太陽電池モジュール内部への水やガス等の
侵入を防止することが可能となる。Further, in this solar cell module, since a light-transmissive protective member that fills the space in each concave groove and covers the light incident side of each filament structure is provided, each filament structure is Is firmly fixed by the action of the protective member filled in the groove. For this reason,
Even if vibration or the like is externally applied to this solar cell module, or the contact portion with the second collecting electrode is not displaced or peeled off even when the environmental temperature or humidity is changed. In combination with the high airtightness of the collector electrode and the action of the protective member, it becomes possible to prevent water, gas, etc. from entering the inside of the solar cell module.
【００４８】次に、請求項２に係る発明によれば、保護
部材が蒲鉾型柱状レンズ群を構成し、かつ、個々のレン
ズがその中心軸面を各凹溝の中心軸面に合わせて設置さ
れていると共に、各凹溝内のレンズと凹溝の合成焦点ゾ
ーンに各フィラメント構造体がそれぞれ配置されている
ため、フィラメント構造体に照射される光の集光比が高
くなり太陽電池モジュールの光電変換効率を更に改善す
ることが可能となる。Next, according to the second aspect of the invention, the protective member constitutes a semi-cylindrical lens group, and the individual lenses are installed with their central axes aligned with the central axes of the respective concave grooves. In addition, since each filament structure is arranged in the combined focal zone of the lens and the groove in each groove, the light collection ratio of the light irradiated to the filament structure becomes high, and It is possible to further improve the photoelectric conversion efficiency.
【００４９】[0049]
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明するが、本発明はこれ等実施例により限定されるもの
ではない。The present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
【００５０】［実施例１］この実施例に係る太陽電池モ
ジュール１００は、図１（Ａ）〜（Ｂ）に示すように研
削加工にて幅方向に亘り繰返し形成された断面が放物線
形状の凹溝１１を４個有する長さ１８ｍｍ、幅２５ｍｍ
の銀メッキされた銅板（１ｍｍ厚さ）製第二集電極１０
と、第二集電極１０の各凹溝１１内にその長さ方向に沿
って配置されかつ銀ペースト１２を介して上記第二集電
極１０に各々接合された４本のフィラメント構造体２０
と、上記凹溝１１内の空間部を充填し各フィラメント構
造体２０の光入射側を被覆する光透過性の保護部材３０
とでその主要部が構成され、かつ、上記保護部材３０
は、上記空間部を充填する軟質シリコーン樹脂から成る
充填被覆層３１とこの充填被覆層３１上にコーティング
された硬質シリコーン樹脂から成る被覆層３２とで構成
されている。[Example 1] The solar cell module 100 according to this example is, as shown in Figs. 1 (A) and 1 (B), a parabolic recess whose cross section is repeatedly formed in the width direction by grinding. 18 mm long and 25 mm wide with 4 grooves 11
Second collector electrode 10 made of silver-plated copper plate (1 mm thick)
And four filament structures 20 arranged along the lengthwise direction in the concave grooves 11 of the second collecting electrode 10 and joined to the second collecting electrode 10 via the silver paste 12, respectively.
And a light-transmissive protective member 30 that fills the space inside the groove 11 and covers the light incident side of each filament structure 20.
And its main part is constituted by the
Is composed of a filling coating layer 31 made of a soft silicone resin filling the space and a coating layer 32 made of a hard silicone resin coated on the filling coating layer 31.
【００５１】まず、上記第二集電極１０は研削加工にて
形成された開口幅（溝幅）６ｍｍで深さが約１．５ｍｍ
の断面放物線形状の凹溝１１を４個有する銅板により構
成され、かつ、各凹溝１１の底面部には突起部１３が長
さ方向に沿って設けられていると共に表面は研摩並びに
銀メッキ処理が施されている。First, the second collecting electrode 10 has an opening width (groove width) of 6 mm and a depth of about 1.5 mm formed by grinding.
Is formed of a copper plate having four concave grooves 11 each having a parabolic cross section, and each bottom surface of each concave groove 11 is provided with a protrusion 13 along its length and the surface thereof is polished and silver-plated. Has been applied.
【００５２】一方、上記凹溝１１内にそれぞれ配置され
た各フィラメント構造体２０は、約４ｃｍに切断された
直径１．０ｍｍのステンレス線材から成る第一集電極２
１と、この第一集電極２１の外周面に製膜された厚さ約
３００Åの第III 型半導体（ｐ型アモルファスシリコ
ン）層２２と、この第III 型半導体層２２の外周面に製
膜された厚さ約０．５μｍの第Ｉ型半導体（ｉ型アモル
ファスシリコン）層２３と、この第Ｉ型半導体層２３の
外周面に製膜された厚さ約２００Åの第II型半導体（ｎ
型微結晶シリコン）層２４と、この第II型半導体層２４
の外周面に製膜された厚さ約０．２μｍのＳｎＯ2 から
成る透明導電性膜２５とでその主要部が構成されてい
る。On the other hand, each filament structure 20 arranged in the groove 11 has a first collecting electrode 2 made of a stainless wire material having a diameter of 1.0 mm and cut into about 4 cm.
1, a third type III semiconductor (p-type amorphous silicon) layer 22 having a thickness of about 300Å formed on the outer peripheral surface of the first collector electrode 21, and a film formed on the outer peripheral surface of the third type semiconductor layer 22. And an I-type semiconductor (i-type amorphous silicon) layer 23 having a thickness of about 0.5 μm, and a II-type semiconductor (n) having a thickness of about 200 Å formed on the outer peripheral surface of the I-type semiconductor layer 23.
Type microcrystalline silicon) layer 24 and this type II semiconductor layer 24
Its main part is composed of a transparent conductive film 25 made of SnO 2 and having a thickness of about 0.2 μm formed on the outer peripheral surface of.
【００５３】そして、この太陽電池モジュールは以下の
ような工程を経て製造されたものである。The solar cell module is manufactured through the following steps.
【００５４】まず、プラズマＣＶＤ装置内に上記第一集
電極を構成するステンレス線材を１５本配置した。尚、
上記ステンレス線材は約１２ｃｍに切断された直径１．
０ｍｍの線材で構成され、この線材を約７ｍｍの間隔を
開けてプラズマＣＶＤ装置内の治具に１５本並列に配置
しかつ固定した。First, 15 stainless wire rods constituting the above-mentioned first collecting electrode were arranged in the plasma CVD apparatus. still,
The stainless steel wire rod has a diameter of 1.
It was composed of 0 mm wire, and 15 wires were arranged in parallel and fixed to a jig in the plasma CVD apparatus at intervals of about 7 mm.
【００５５】そして、プラズマＣＶＤ装置の真空チャン
バー内を１×１０-6Ｔｏｒｒにパージした後、上記治具
の両端及び裏面から伝熱ヒータで加熱してステンレス線
材を約２００℃に保つと共に、上記原料ガス導入管から
原料ガスとしてＢ2Ｈ6ガスが１％混合されたＳｉＨ4 ガ
スを圧力：０．２Ｔｏｒｒ、流量：約２５ｓｃｃｍで導
入し、電力：１０Ｗの条件で低温プラズマをステンレス
線材に接触させてその外周面に膜厚約３００Åのｐ型ア
モルファスシリコン（第III 型半導体）層２２をほぼ均
一に製膜した。Then, after the inside of the vacuum chamber of the plasma CVD apparatus was purged to 1 × 10 −6 Torr, both ends and the back surface of the jig were heated by heat transfer heaters to keep the stainless wire at about 200 ° C. SiH 4 gas mixed with 1% of B 2 H 6 gas as a raw material gas was introduced from the raw material gas introduction pipe at a pressure of 0.2 Torr and a flow rate of about 25 sccm, and low temperature plasma was brought into contact with the stainless wire under the condition of electric power: 10 W. Then, a p-type amorphous silicon (type III semiconductor) layer 22 having a film thickness of about 300 Å was formed substantially uniformly on the outer peripheral surface thereof.
【００５６】次に、原料ガスとして１００％ＳｉＨ4 ガ
スを同様に導入して上記ｐ型アモルファスシリコン層２
２上に膜厚約０．５μｍのｉ型アモルファスシリコン
（第Ｉ型半導体）層２３を製膜し、かつ同様にして原料
ガスとしてＰＨ3 が０．１％混合されたＳｉＨ4 ：Ｈ2
＝５０：１のガスを圧力０．０７Ｔｏｒｒで導入し、電
力５０Ｗの条件で低温プラズマを接触させてｉ型アモル
ファスシリコン層２３上に膜厚約２００Åのｎ型微結晶
シリコン（第II型半導体）層２４を製膜した。Next, 100% SiH 4 gas is similarly introduced as a source gas to introduce the p-type amorphous silicon layer 2
An i-type amorphous silicon (I-type semiconductor) layer 23 having a film thickness of about 0.5 μm is formed on the substrate 2, and in the same manner, SiH 4 : H 2 containing 0.1% of PH 3 as a source gas is added.
= 50: 1 gas is introduced at a pressure of 0.07 Torr, and low-temperature plasma is brought into contact with the power of 50 W to contact the i-type amorphous silicon layer 23 with a film thickness of about 200 Å n-type microcrystalline silicon (type II semiconductor). Layer 24 was deposited.
【００５７】次いで、その外周面にｐ型アモルファスシ
リコン層２２、ｉ型アモルファスシリコン層２３、及
び、ｎ型微結晶シリコン層２４が製膜された各ステンレ
ス線材を治具ごとスパッタリング装置に装着し、表面と
裏面からＳｎＯ2 をスパッタリングして上記ｎ型微結晶
シリコン層２４の外周面に厚さ約０．２μｍの透明導電
性膜２５を製膜しフィラメント構造体２０を製造した。Next, each stainless wire having the p-type amorphous silicon layer 22, the i-type amorphous silicon layer 23, and the n-type microcrystalline silicon layer 24 formed on its outer peripheral surface was mounted on a sputtering apparatus together with a jig, SnO 2 was sputtered from the front surface and the back surface to form a transparent conductive film 25 having a thickness of about 0.2 μm on the outer peripheral surface of the n-type microcrystalline silicon layer 24 to manufacture the filament structure 20.
【００５８】次に、長さ略１２ｃｍの各フィラメント構
造体２０についてその中央部分の約４ｃｍを残して両端
側を切断し、かつ、上記中央部分の両端表面をそれぞれ
約１ｃｍの長さだけカッターの刃で擦った後、苛性ソー
ダ水溶液に両端部を浸漬しかつ洗浄して上記ステンレス
線材を露出させた。Next, with respect to each filament structure 20 having a length of about 12 cm, both end sides are cut, leaving about 4 cm of the central portion, and both end surfaces of the central portion are cut by a length of about 1 cm. After rubbing with a blade, both ends were immersed in a caustic soda aqueous solution and washed to expose the stainless wire.
【００５９】そして、研削加工にて形成された開口幅６
ｍｍで深さが約１．５ｍｍの凹溝１１を４個有しその底
面部に突起部１３を有すると共に表面が研摩並びに銀メ
ッキ処理された銅板の上記凹溝１１内の突起部１３にそ
の長さ方向に沿って銀ペーストを細帯状に塗布し、かつ
上述した工程で得られた４本のフィラメント構造体２０
を上記銀ペースト上に乗せると共に、治具を用いて上か
ら少し荷重をかけながら２５０℃に加熱して４本の各フ
ィラメント構造体２０の透明導電性膜２５の表面の一部
と第二集電極１０の凹溝１１の突起部１３とを電気的に
接続させた。Then, the opening width 6 formed by grinding
There are four recessed grooves 11 having a depth of about 1.5 mm and a depth of about 1.5 mm, and a projection 13 is provided on the bottom surface thereof, and the projections 13 are formed in the recessed grooves 11 of the copper plate whose surface is polished and silver-plated. The four filament structures 20 obtained by applying the silver paste in the form of strips along the length direction and obtained in the above steps
Is placed on the silver paste and is heated to 250 ° C. while slightly applying a load from above using a jig, and a part of the surface of the transparent conductive film 25 of each of the four filament structures 20 and the second assembly are collected. The projection 13 of the groove 11 of the electrode 10 was electrically connected.
【００６０】次に、上記フィラメント構造体２０が配置
された上記凹溝１１内へ溶液状態にある軟質シリコーン
樹脂を流し込み、かつこれを硬化させて厚さ約３ｍｍの
充填被覆層３１を形成すると共に、この充填被覆層３１
上に厚さ約０．５ｍｍの硬質シリコーン樹脂をコーティ
ングして被覆層３２を形成し、実効面積が約５ｃｍ2の
実施例１に係る太陽電池モジュールを得た。Next, a soft silicone resin in a solution state is poured into the groove 11 in which the filament structure 20 is arranged, and is cured to form a filling coating layer 31 having a thickness of about 3 mm. , The filling coating layer 31
A hard silicone resin having a thickness of about 0.5 mm was coated thereon to form a coating layer 32, and a solar cell module according to Example 1 having an effective area of about 5 cm 2 was obtained.
【００６１】このようにして得られた太陽電池モジュー
ルについて、各フィラメント構造体２０の端部から露出
しているステンレス線材を導線で並列に接続して第一電
極２１とし、上記銅板を第二電極（第二集電極１０）と
してＡＭ−１照光下で光電変換効率を測定したところ１
０．３％を示した。In the solar cell module thus obtained, the stainless wire rods exposed from the end of each filament structure 20 are connected in parallel by a conductive wire to form the first electrode 21, and the copper plate is used as the second electrode. When the photoelectric conversion efficiency was measured under AM-1 illumination as the (second collector electrode 10), it was 1
It showed 0.3%.
【００６２】また、この太陽電池モジュールはフィラメ
ント構造体２０が配置された上記凹溝１１内に充填被覆
層３１を設けているため、各フィラメント構造体２０は
凹溝１１内に充填された上記充填被覆層３１の作用によ
り強固に固定されている。Further, in this solar cell module, since the filling coating layer 31 is provided in the concave groove 11 in which the filament structure 20 is arranged, each filament structure 20 is filled in the concave groove 11 with the above-mentioned filling. It is firmly fixed by the action of the coating layer 31.
【００６３】更に、この太陽電池モジュールの光入射側
には硬質シリコーン樹脂から成る被覆層３２を備えその
反対側には銅板から成る第二集電極１０を備えているた
め機械的強度に優れ、かつ、被覆層３２と第二集電極１
０の作用により太陽電池モジュール内部へ水やガス等が
侵入する恐れも少ない。Further, since the coating layer 32 made of a hard silicone resin is provided on the light incident side of this solar cell module and the second collector electrode 10 made of a copper plate is provided on the opposite side thereof, the mechanical strength is excellent and , Coating layer 32 and second collecting electrode 1
With the action of 0, there is little risk that water, gas or the like will enter the inside of the solar cell module.
【００６４】このため、この実施例に係る太陽電池モジ
ュールの耐候性並びに耐久性試験を行ったところ、これ
等特性が大幅に改善されていることが確認できた。Therefore, when the weather resistance and durability tests of the solar cell module according to this example were conducted, it was confirmed that these characteristics were significantly improved.
【００６５】［実施例２］この実施例に係る太陽電池モ
ジュール２００は、図２に示すように金型プレス加工に
より幅方向に亘り繰返し形成された断面が放物線形状の
凹溝１１を４個有する長さ１８ｍｍ、幅２５ｍｍのアル
ミニウム箔（０．２ｍｍ厚さ）にて上記第二集電極１０
が構成されている点と、上記保護部材３０が軟質シリコ
ーン樹脂から成る充填被覆層３１とこの充填被覆層３１
上に配置された平板ガラスから成る被覆板３３とで構成
されている点を除き実施例１に係る太陽電池モジュール
と略同一である。尚、図２中、４０はシリコーン樹脂か
ら成るシール材である。[Embodiment 2] As shown in FIG. 2, the solar cell module 200 according to this embodiment has four concave grooves 11 each having a parabolic cross section which are repeatedly formed in the width direction by die pressing. The second collecting electrode 10 is made of aluminum foil (0.2 mm thick) having a length of 18 mm and a width of 25 mm.
And that the protective member 30 has a filling coating layer 31 made of a soft silicone resin and the filling coating layer 31.
The solar cell module is substantially the same as the solar cell module according to the first embodiment except that it is composed of a cover plate 33 made of a flat glass arranged above. In FIG. 2, reference numeral 40 is a sealing material made of silicone resin.
【００６６】そして、この太陽電池モジュール２００に
おいては、上記平板ガラスから成る被覆板３３の剛性に
より太陽電池モジュールの機械的強度が保持され、か
つ、この被覆板３３の作用により砂塵等に対する耐性が
向上していると共に、アルミニウム箔から成る第二集電
極１０の作用により裏面側からの水、空気等の侵入を防
止できる特性を有している。In this solar cell module 200, the mechanical strength of the solar cell module is maintained by the rigidity of the cover plate 33 made of the flat glass, and the resistance of the cover plate 33 to dust and the like is improved. In addition, the second collector electrode 10 made of aluminum foil has a characteristic that water, air and the like can be prevented from entering from the back surface side.
【００６７】尚、この太陽電池モジュールの光電変換効
率は実施例１に係る太陽電池モジュールと略同一であっ
た。The photoelectric conversion efficiency of this solar cell module was substantially the same as that of the solar cell module of Example 1.
【００６８】［実施例３］この実施例に係る太陽電池モ
ジュール３００は、図３に示すように研削加工にて幅方
向に亘り繰返し形成された断面が略Ｖ字形状の凹溝１１
を４個有する長さ１８ｍｍ、幅５０ｍｍの銀メッキされ
た銅板（１ｍｍ厚さ）にて上記第二集電極１０が構成さ
れている点と、上記保護部材３０が軟質シリコーン樹脂
から成り蒲鉾型柱状レンズ群形状を有する充填被覆層３
４とこの充填被覆層３４上にコーティングされた硬質シ
リコーン樹脂から成る被覆層３５とで構成されている点
を除き実施例１に係る太陽電池モジュールと略同一であ
る。尚、上記蒲鉾型柱状レンズ群における個々のレンズ
はその中心軸面を各凹溝１１の中心軸面に合わせて設置
されており、かつ、上記フィラメント構造体２０は凹面
鏡として機能する上記凹溝１１と蒲鉾型柱状レンズ群形
状を有する充填被覆層３４の合成焦点ゾーンにそれぞれ
配置されている。[Embodiment 3] As shown in FIG. 3, the solar cell module 300 according to this embodiment has a concave groove 11 having a substantially V-shaped cross section which is repeatedly formed in the width direction by grinding.
The second collector electrode 10 is composed of a silver-plated copper plate (1 mm thickness) having a length of 18 mm and a width of 50 mm, and four protective members 30 are made of a soft silicone resin. Filling coating layer 3 having a lens group shape
The solar cell module according to the first embodiment is substantially the same as the solar cell module according to the first embodiment except that it is composed of a hard silicone resin coating layer 35 coated on the filling coating layer 34. It should be noted that the individual lenses in the above-mentioned kamaboko-shaped columnar lens group are installed with their central axis surfaces aligned with the central axis surfaces of the respective concave grooves 11, and the filament structure 20 has the aforementioned concave grooves 11 functioning as concave mirrors. And the filling coating layer 34 having the shape of a kamaboko-shaped columnar lens group.
【００６９】そして、この実施例に係る太陽電池モジュ
ール３００は、実施例１に係る太陽電池モジュールと同
様の耐候性並びに耐久性を有していると共に、上記蒲鉾
型柱状レンズ群形状を有する充填被覆層３４の作用によ
り集光比が３．８と高くなりその光電変換効率は実施例
１に係る太陽電池モジュールより良好であった。The solar cell module 300 according to this embodiment has the same weather resistance and durability as the solar cell module according to the first embodiment, and has the filling coating having the above-mentioned kamaboko-shaped columnar lens group shape. Due to the action of the layer 34, the light collection ratio was as high as 3.8, and its photoelectric conversion efficiency was better than that of the solar cell module according to Example 1.
【００７０】尚、この実施例においては充填被覆層３４
が蒲鉾型柱状レンズ群形状に加工されているが、この充
填被覆層３４上にコーティングされる被覆層３５を蒲鉾
型柱状レンズ群形状に加工しても同様の効果を得ること
ができる。In this embodiment, the filling cover layer 34 is used.
Is processed into the shape of a kamaboko-shaped columnar lens group, the same effect can be obtained by processing the coating layer 35 coated on the filling coating layer 34 into the shape of a kamaboko-shaped columnar lens group.
【００７１】［実施例４］この実施例に係る太陽電池モ
ジュール４００は、図４に示すように金型プレス加工に
より幅方向に亘り繰返し形成された断面が放物線形状の
凹溝１１を４個有する長さ１８ｍｍ、幅６０ｍｍのアル
ミニウム箔（０．２ｍｍ厚さ）にて上記第二集電極１０
が構成されている点と、上記保護部材３０が軟質シリコ
ーン樹脂から成る充填被覆層３１とこの充填被覆層３１
上に配置され蒲鉾型柱状レンズ群形状に加工された型板
ガラスから成る被覆板３６とで構成されている点を除き
実施例２に係る太陽電池モジュールと略同一である。
尚、上記蒲鉾型柱状レンズ群における個々のレンズはそ
の中心軸面を各凹溝１１の中心軸面に合わせて設置され
ており、かつ、上記フィラメント構造体２０は凹面鏡と
して機能する上記凹溝１１と蒲鉾型柱状レンズ群形状に
加工された型板ガラスから成る被覆板３６の合成焦点ゾ
ーンにそれぞれ配置されている。また、図４中、４０は
シリコーン樹脂から成るシール材である。[Embodiment 4] A solar cell module 400 according to this embodiment has four concave grooves 11 each having a parabolic cross section which are repeatedly formed in the width direction by die pressing as shown in FIG. The second collecting electrode 10 is made of aluminum foil (0.2 mm thick) having a length of 18 mm and a width of 60 mm.
And that the protective member 30 has a filling coating layer 31 made of a soft silicone resin and the filling coating layer 31.
The solar cell module is substantially the same as the solar cell module according to the second embodiment except that the solar cell module according to the second embodiment is composed of a cover plate 36 made of a template glass that is disposed above and processed into a kamaboko-shaped columnar lens group shape.
It should be noted that the individual lenses in the above-mentioned kamaboko-shaped columnar lens group are installed with their central axis surfaces aligned with the central axis surfaces of the respective concave grooves 11, and the filament structure 20 has the aforementioned concave grooves 11 functioning as concave mirrors. And a cover plate 36 made of a template glass processed into the shape of a kamaboko-shaped columnar lens group. Further, in FIG. 4, reference numeral 40 denotes a sealing material made of silicone resin.
【００７２】そして、この実施例に係る太陽電池モジュ
ール４００は、実施例２に係る太陽電池モジュールと同
様の耐候性並びに耐久性を有していると共に、上記蒲鉾
型柱状レンズ群形状を有する被覆板３６の作用により集
光比が４．７と高くなりその光電変換効率は実施例２に
係る太陽電池モジュールより良好であった。The solar cell module 400 according to this embodiment has the same weather resistance and durability as the solar cell module according to the second embodiment, and has the above-mentioned kamaboko-shaped columnar lens group shape. Due to the action of 36, the light collection ratio was as high as 4.7, and its photoelectric conversion efficiency was better than that of the solar cell module according to Example 2.
【００７３】[0073]
【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、第二集電
極に設けられた断面略Ｖ字若しくは略Ｕ字状の凹溝が凹
面鏡として作用し、かつ、凹面鏡として作用する凹溝内
の焦点ゾーンにフィラメント構造体が配置されているた
め、各フィラメント構造体の光入射側に位置する半導体
接合層への光入射と光入射側と反対側に位置する半導体
接合層への光入射とを略均等にすることが可能となる。
従って、フィラメント構造体が密に配置された従来例に
係る太陽電池モジュールに較べて光電変換効率を大幅に
向上できる効果を有している。According to the first aspect of the invention, the concave groove provided in the second collecting electrode and having a substantially V-shaped or U-shaped cross section acts as a concave mirror and in the concave groove that acts as a concave mirror. Since the filament structure is arranged in the focal zone of, the light incident on the semiconductor junction layer located on the light incident side of each filament structure and the light incident on the semiconductor junction layer located on the opposite side of the light incident side are Can be substantially equalized.
Therefore, it has an effect that the photoelectric conversion efficiency can be significantly improved as compared with the solar cell module according to the conventional example in which the filament structures are densely arranged.
【００７４】また、この太陽電池モジュールにおいて
は、各凹溝内の空間部を充填し各フィラメント構造体の
光入射側を被覆する光透過性の保護部材が設けられてい
るため、各フィラメント構造体は凹溝内に充填された上
記保護部材の作用により強固に固定される。このため、
この太陽電池モジュールに対し外部から振動等が加わっ
たり、あるいは、環境温度や湿度等が変化しても上記第
二集電極との接触部分がずれたり剥離したりすることが
なく、また、第二集電極の高気密性と上記保護部材の作
用と相俟って太陽電池モジュール内部への水やガス等の
侵入を防止することが可能となる。従って、太陽電池モ
ジュールの耐候性並びに耐久性の改善も図れる効果を有
している。In addition, in this solar cell module, since a light-transmissive protective member that fills the space inside each groove and covers the light incident side of each filament structure is provided, each filament structure Is firmly fixed by the action of the protective member filled in the groove. For this reason,
Even if vibration or the like is applied to the solar cell module from the outside, or the environmental temperature or humidity changes, the contact portion with the second collecting electrode does not shift or peel off. In combination with the high airtightness of the collector electrode and the action of the protective member, it becomes possible to prevent water, gas, etc. from entering the inside of the solar cell module. Therefore, it has the effect of improving the weather resistance and durability of the solar cell module.
【００７５】次に、請求項２に係る発明によれば、保護
部材が蒲鉾型柱状レンズ群を構成し、かつ、個々のレン
ズがその中心軸面を各凹溝の中心軸面に合わせて設置さ
れていると共に、各凹溝内のレンズと凹溝の合成焦点ゾ
ーンに各フィラメント構造体がそれぞれ配置されている
ため、フィラメント構造体に照射される光の集光比を高
めることが可能となる。従って、太陽電池モジュールの
光電変換効率を更に改善できる効果を有している。Next, according to the second aspect of the present invention, the protective member constitutes the kamaboko type columnar lens group, and the individual lenses are installed with their central axes aligned with the central axes of the respective concave grooves. In addition, since each filament structure is arranged in the combined focal zone of the lens and the groove in each groove, it is possible to increase the focusing ratio of the light irradiated to the filament structure. . Therefore, it has the effect of further improving the photoelectric conversion efficiency of the solar cell module.
【図１】図１（Ａ）は実施例１に係る太陽電池モジュー
ルの断面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の部分拡大図。1A is a cross-sectional view of a solar cell module according to a first embodiment, and FIG. 1B is a partially enlarged view of FIG. 1A.
【図２】実施例２に係る太陽電池モジュールの断面図。FIG. 2 is a sectional view of a solar cell module according to a second embodiment.
【図３】実施例３に係る太陽電池モジュールの断面図。FIG. 3 is a sectional view of a solar cell module according to a third embodiment.
【図４】実施例４に係る太陽電池モジュールの断面図。FIG. 4 is a sectional view of a solar cell module according to a fourth embodiment.
【図５】作図により合成焦点ゾーンを求める方法を示す
説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a method of obtaining a synthetic focal zone by drawing.
【図６】従来例に係る太陽電池の概略構成断面図。FIG. 6 is a schematic configuration cross-sectional view of a solar cell according to a conventional example.
【図７】従来例に係る太陽電池モジュールの概略斜視
図。FIG. 7 is a schematic perspective view of a solar cell module according to a conventional example.
【図８】図７の縦断面図。8 is a vertical cross-sectional view of FIG.
【図９】改良型太陽電池モジュールの断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view of an improved solar cell module.
【図１０】改良型太陽電池モジュールの概略斜視図。FIG. 10 is a schematic perspective view of an improved solar cell module.
【図１１】改良型太陽電池モジュールの断面図。FIG. 11 is a sectional view of the improved solar cell module.
【図１２】改良型太陽電池モジュールの概略斜視図。FIG. 12 is a schematic perspective view of an improved solar cell module.
【図１３】図１３（Ａ）は従来例に係る『エンキャッ
プ』型の平板状太陽電池モジュールの断面図、図１３
（Ｂ）は従来例に係る『サブストレート』型の平板状太
陽電池モジュールの断面図、図１３（Ｃ）は従来例に係
る『スーパーストレート』型の平板状太陽電池モジュー
ルの断面図。FIG. 13 (A) is a cross-sectional view of a conventional flat plate solar cell module of “encap” type, FIG.
FIG. 13B is a sectional view of a “substrate” type flat plate solar cell module according to a conventional example, and FIG. 13C is a sectional view of a “super straight” type flat plate solar cell module according to a conventional example.
１０ 第二集電極 １１ 凹溝 ２０ フィラメント構造体 ２１ 第一集電極 ３０ 保護部材 ３１ 充填被覆層 ３２ 被覆層 １００ 太陽電池モジュール 10 Second Collection Electrode 11 Recessed Groove 20 Filament Structure 21 First Collection Electrode 30 Protective Member 31 Filling Coating Layer 32 Coating Layer 100 Solar Cell Module
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 31/04 Ｇ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location H01L 31/04 G
Claims (2)
の長さ方向に沿ってその外周面に設けられ光起電力能を
有する半導体接合層とで構成された複数のフィラメント
構造体と、これ等フィラメント構造体に対してその光入
射側とは反対側に配置されかつ各フィラメント構造体の
外周面の一部と電気的に接続された第二集電極を備える
太陽電池モジュールにおいて、 少なくともその表面が光反射性と導電性を有する材料に
より上記第二集電極を構成し、この第二集電極の光入射
側には長さ方向に延びる断面略Ｖ字状若しくは略Ｕ字状
で溝幅が上記フィラメント構造体の太さより大きい複数
の凹溝を幅方向に亘って互いに平行に形成すると共に、
各凹溝内の焦点ゾーンにフィラメント構造体を各凹溝の
長さ方向に沿ってそれぞれ配置し、かつ、各凹溝内の空
間部を充填し各フィラメント構造体の光入射側を被覆す
る光透過性の保護部材を設けたことを特徴とする太陽電
池モジュール。1. A plurality of filament structures composed of a first collecting electrode made of a conductive linear material and a semiconductor bonding layer provided on the outer peripheral surface along the length direction thereof and having a photovoltaic function. And a solar cell module including a second collecting electrode that is arranged on the side opposite to the light incident side with respect to these filament structures and is electrically connected to a part of the outer peripheral surface of each filament structure, At least the surface of the second collector electrode is made of a material having light reflectivity and conductivity, and the second collector electrode has a substantially V-shaped or U-shaped cross section extending in the length direction on the light incident side. A plurality of recessed grooves having a groove width larger than the thickness of the filament structure are formed parallel to each other in the width direction,
A light beam is formed by arranging a filament structure in the focal zone of each groove along the length direction of each groove and filling the space in each groove to cover the light incident side of each filament structure. A solar cell module comprising a transparent protective member.
し、かつ、個々のレンズがその中心軸面を各凹溝の中心
軸面に合わせて設置されていると共に、各凹溝内のレン
ズと凹溝の合成焦点ゾーンに各フィラメント構造体がそ
れぞれ配置されていることを特徴とする請求項１記載の
太陽電池モジュール。2. The protective member constitutes a kamaboko-shaped columnar lens group, and each lens is installed with its central axis surface aligned with the central axis surface of each concave groove, and in each concave groove. The solar cell module according to claim 1, wherein each filament structure is disposed in a combined focal zone of the lens and the concave groove.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6257653A JPH0897457A (en) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | Solar cell module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6257653A JPH0897457A (en) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | Solar cell module |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0897457A true JPH0897457A (en) | 1996-04-12 |
Family
ID=17309244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6257653A Pending JPH0897457A (en) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | Solar cell module |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0897457A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009543362A (en) * | 2006-07-05 | 2009-12-03 | ステラリス・コーポレーション | Apparatus and method for forming photovoltaic elements |
| JP2010517320A (en) * | 2007-01-30 | 2010-05-20 | ソルインドラ，インコーポレーテッド | Photovoltaic device having an elongated photovoltaic device using an involute concentrator |
| JP2010129753A (en) * | 2008-11-27 | 2010-06-10 | Toyota Motor Corp | Solar cell |
| JP2011040430A (en) * | 2009-08-06 | 2011-02-24 | Toyota Motor Corp | Solar battery module |
| JP2014022471A (en) * | 2012-07-13 | 2014-02-03 | Denso Corp | Solar cell module and solar cell module assembly |
-
1994
- 1994-09-27 JP JP6257653A patent/JPH0897457A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009543362A (en) * | 2006-07-05 | 2009-12-03 | ステラリス・コーポレーション | Apparatus and method for forming photovoltaic elements |
| JP2010517320A (en) * | 2007-01-30 | 2010-05-20 | ソルインドラ，インコーポレーテッド | Photovoltaic device having an elongated photovoltaic device using an involute concentrator |
| JP2010129753A (en) * | 2008-11-27 | 2010-06-10 | Toyota Motor Corp | Solar cell |
| JP2011040430A (en) * | 2009-08-06 | 2011-02-24 | Toyota Motor Corp | Solar battery module |
| JP2014022471A (en) * | 2012-07-13 | 2014-02-03 | Denso Corp | Solar cell module and solar cell module assembly |
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