專利名稱：太陽能電池組件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種縱橫地排列多個呈平板狀且在受光面?zhèn)染哂惺芄饷骐姌O并在背面?zhèn)染哂斜趁骐姌O的太陽能電池單元、并利用引線依次連接所相鄰的太陽能電池單元的受光面電極與背面電極而成的太陽能電池組件及其制造方法。
背景技術(shù)：
太陽光發(fā)電是將太陽光直接轉(zhuǎn)換為電力的發(fā)電，環(huán)保并可無窮地供給，因此近年來作為新能源而受到關(guān)注。由于每個太陽能電池單元的輸出小，因此一般串聯(lián)地連接多個太陽能電池單元來取出實用的電輸出。構(gòu)成太陽能電池組件的層疊體是從受光面?zhèn)绕?，將由玻璃等透明?gòu)件構(gòu)成的透光性基板、由透明樹脂構(gòu)成的受光面?zhèn)让芊鈽?gòu)件(第I樹脂層)、對排列為棋盤格狀的多個太陽能電池單元以及串聯(lián)地連接這些多個太陽能電池單元的引線進行布線而成的太陽能電池陣列、由透明樹脂構(gòu)成的背面?zhèn)让芊鈽?gòu)件(第2樹脂層)、以及耐氣候性優(yōu)良的后板(back sheet)依次進行層疊而構(gòu)成的。由多晶硅構(gòu)成的太陽能電池單元的厚度為O. 16mnT0. 3mm程度。另外，相鄰的太陽能電池單元與太陽能電池單元的間隙為2mnT4mm。排列的太陽能電池單元的列與列的間隙為 2mm 4mmο作為將多個太陽能電池單元進行電連接的引線，使用了被鍍錫了的扁銅線 (rectangular copper wire)。為了提高太陽能電池組件的性能,需要降低該引線的電阻值來削減電阻損耗。因此進行了例如增加引線的截面積的研究。然而，為了增加引線的截面積而增加引線的寬度時，導(dǎo)致太陽能電池組件的外形尺寸變大，導(dǎo)致透光性基板、密封構(gòu)件、后板等的成本上升，并且還涉及太陽能電池組件的發(fā)電效率的降低。另一方面，當增加引線的厚度時，作為絕緣層的密封構(gòu)件的厚度變薄，導(dǎo)致絕緣性能降低。為了將絕緣層的厚度確保為規(guī)定量而實施增加密封構(gòu)件、后板的厚度的對策時，會導(dǎo)致成本上升。以往，將排列為一列的2個太陽能電池單元群(單元列)彼此進行連接的引線突出地布線于太陽能電池陣列的周圍的非發(fā)電區(qū)域。該非發(fā)電區(qū)域?qū)Πl(fā)電沒有貢獻，因此如果減少該部分的面積，就能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能電池組件的發(fā)電效率的提高。另一方面，在上述結(jié)構(gòu)的太陽能電池組件中具有一般連接到太陽能電池陣列并用于將功率從太陽能電池陣列取出到外部的正負一對取出布線。在這種太陽能電池組件中， 在太陽能電池組件的背面配置一個接線盒，正負一對取出布線分別沿著太陽能電池陣列的外周(非發(fā)電區(qū)域)從連接了太陽能電池陣列的端部的位置延伸至容易引出到接線盒的位置。在這種太陽能電池組件中，以往將從太陽能電池陣列向接線盒延伸的取出布線重疊到太陽能電池單元的背面而進行設(shè)置。由此，取出布線不會延伸到太陽能電池陣列的周圍的非發(fā)電區(qū)域，能夠減少非發(fā)電區(qū)域的面積而實現(xiàn)發(fā)電效率的提高(例如，參照專利文獻I)。專利文獻I :日本特開2008-300449號公報

發(fā)明內(nèi)容
然而，在上述專利文獻I中提出的太陽能電池組件中，取出布線沿著太陽能電池陣列的外周而延伸的區(qū)域是非發(fā)電區(qū)域的極少一部分，并且在該非發(fā)電區(qū)域中依然布線了將相鄰的太陽能電池單元群(單元列)彼此進行電連接的引線，由于將該單元列間進行連接的引線，實質(zhì)上無法減少太陽能電池單元周圍的非發(fā)電區(qū)域的面積。因此，存在不能指望實質(zhì)上提高發(fā)電效率這樣的問題。本發(fā)明是鑒于以上而作出的，其目的在于提供一種太陽能電池組件及其制造方法，能夠減小分布在太陽能電池陣列的外周部的非發(fā)電區(qū)域，由此能夠減少外形尺寸，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)電效率的提聞。為了解決上述問題并實現(xiàn)目的，本發(fā)明的太陽能電池組件是縱橫地排列多個呈平板狀且在受光面?zhèn)染哂惺芄饷骐姌O并在背面?zhèn)染哂斜趁骐姌O的太陽能電池單元、并利用引線依次連接所相鄰的太陽能電池單元的受光面電極與背面電極而成的太陽能電池組件，其特征在于，具備第I單元列，該第I單元列是多個太陽能電池單元在第I方向上排列而成的；第I單元間引線，在排列方向上連接形成第I單元列的多個太陽能電池單元；第2單元列，該第2單元列是多個太陽能電池單元與第I單元列并行地排列而成的；第2單元間引線，在排列方向上連接形成第2單元列的多個太陽能電池單元；以及列間引線，在與第I方向正交的方向上延伸，將第I單元間引線與第2單元間引線進行電連接，其中，列間引線與第I單元列的太陽能電池單元以及第2單元列的太陽能電池單元中的至少某一方的太陽能電池單元重疊。另外，在本發(fā)明的太陽能電池組件的制造方法中，該太陽能電池組件是縱橫地排列多個呈平板狀且在受光面?zhèn)染哂惺芄饷骐姌O并在背面?zhèn)染哂斜趁骐姌O的太陽能電池單元、并利用引線依次連接所相鄰的太陽能電池單元的受光面電極與背面電極而成的太陽能電池組件，所述太陽能電池組件的制造方法的特征在于，在第I方向上排列多個太陽能電池單元而形成第I單元列，與第I單元列并行地排列多個太陽能電池單元而形成第2單元列，利用第I單元間引線在排列方向上連接形成第I單元列的多個太陽能電池單元，利用第 2單元間引線在排列方向上連接形成第2單元列的多個太陽能電池單元，利用向與第I方向正交的方向延伸、并與第I單元列以及第2單元列中的至少某一方的太陽能電池單元重疊的列間引線，連接第I單元間引線與第2單元間引線。根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池組件，將以往在單元列的外周部布線的列間引線配置成與太陽能電池單元重疊，因此能夠減小向太陽能電池陣列的外周部擴展的非發(fā)電區(qū)域， 所以能夠減小太陽能電池組件的外形尺寸，并且能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能電池組件的發(fā)電效率的提聞。另外，根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池組件的制造方法，利用與第I單元列以及第2單元列中的至少某一方的太陽能電池單元重疊的列間引線來連接第I單元間引線與第2單元間引線，因此能夠減小向太陽能電池陣列的外周部擴展的非發(fā)電區(qū)域，能夠制造外形尺寸小且發(fā)電效率高的太陽能電池組件。


圖I是從背面?zhèn)扔^看與本發(fā)明有關(guān)的實施方式I的太陽能電池組件的主要部分的立體圖。圖2是圖I的太陽能電池組件的主要部分的分解立體圖。圖3是將圖2的太陽能電池陣列進行放大而從背面?zhèn)扔^看的放大背面圖。4是從背面?zhèn)扔^看為了比較而示出的以往的太陽能電池組件的主要部分的立圖體圖。圖5是將圖4的太陽能電池陣列進行放大而從背面?zhèn)扔^看的放大背面圖。圖6是將與本發(fā)明有關(guān)的實施方式2的太陽能電池組件的太陽能電池陣列進行放大而從背面?zhèn)扔^看的放大背面圖。圖7是將與本發(fā)明有關(guān)的實施方式3的太陽能電池組件的太陽能電池陣列進行放大而從背面?zhèn)扔^看的放大背面圖。(附圖標記說明)I :透光性基板；2 :受光面?zhèn)让芊鈽?gòu)件；3 :太陽能電池單元；5 :背面?zhèn)让芊鈽?gòu)件； 6 :后板；7 :太陽能電池陣列；8 :單元間引線；8A :第I單元間引線；8B :第2單元間引線;9、 19 :列間引線；19a :受光面?zhèn)戎丿B部；19b :背面?zhèn)戎丿B部；10 :單元列；10A :第I單元列； IOB :第2單元列；50 :太陽能電池組件。
具體實施例方式下面根據(jù)附圖詳細地說明與本發(fā)明有關(guān)的太陽能電池組件及其制造方法的實施方式。此外,并非通過本實施方式來限定本發(fā)明。實施方式I.圖I是從背面?zhèn)扔^看與本發(fā)明有關(guān)的實施方式I的太陽能電池組件的主要部分 (層疊體)的立體圖。圖2是圖I的太陽能電池組件的主要部分的分解立體圖。圖3是將圖 2的太陽能電池陣列進行放大而從背面?zhèn)扔^看的放大背面圖。在圖廣圖3中，構(gòu)成太陽能電池組件50的主要部分的層疊體是從受光面?zhèn)绕饘⒂刹ＡУ韧该鳂?gòu)件構(gòu)成的透光性基板I、由透明樹脂構(gòu)成的受光面?zhèn)让芊鈽?gòu)件(第I樹脂層)2、對排列為棋盤格狀的多個太陽能電池單元3以及串聯(lián)地連接這些多個太陽能電池單元3的引線8、9進行布線而成的太陽能電池陣列7、由透明樹脂構(gòu)成的背面?zhèn)让芊鈽?gòu)件(第 2樹脂層)5、以及耐氣候性優(yōu)良的后板6依次進行層疊而構(gòu)成的。此外，受光面?zhèn)让芊鈽?gòu)件 2與背面?zhèn)让芊鈽?gòu)件5通過熱處理而成為一體，對太陽能電池陣列7進行樹脂密封而形成樹脂密封層。這種結(jié)構(gòu)的層疊體的外周緣部的整個一圈被未圖示的框架覆蓋從而制作太陽能電池組件50。太陽能電池單元3由厚度為O. 16mnT0. 3mm程度的單晶硅、多晶硅基板等構(gòu)成，排列為棋盤格狀。在太陽能電池單元3內(nèi)部形成有PN結(jié)，在其受光面和背面設(shè)置有電極，而且在受光面設(shè)置有反射防止膜。關(guān)于太陽能電池單元3的大小，在多晶硅太陽能電池中I 個邊的長度為150mnTl56mm程度。太陽能電池單元3在受光面?zhèn)染哂惺芄饷骐姌O(正)，并在背面?zhèn)染哂斜趁骐姌O(負)。
在太陽能電池陣列7中，多個太陽能電池單元3在第I方向(X方向)上排列而成的單元列10在與第I方向正交的方向(Y方向)上平行地配置有多列。此外，這里將在第I 方向上排列的多個單元列10中的相鄰的規(guī)定的2個單元列作為第I單元列IOA與第2單元列IOB來進行說明，但是其它的單元列10也是同樣的結(jié)構(gòu)。將多個太陽能電池單元3進行連接的引線包括將各個太陽能電池單元3間進行串聯(lián)連接的多個單元間引線8、以及將利用單元間引線8連接的單元列(太陽能電池單元群)10彼此進行串聯(lián)連接的多個列間引線9。此外，這里把將形成第I單元列IOA的多個太陽能電池單元3進行連接的單元間引線8特別地設(shè)為第I單元間引線8A。另外，把將形成第2單元列IOB的多個太陽能電池單元3進行連接的單元間引線8特別地設(shè)為第2單元間引線8B，但是其它的單元間引線8也是同樣的結(jié)構(gòu)。第I單元間引線8A、第2單元間引線SB以及列間引線9由實施了厚度為
O.ImnTO. 4mm程度的鍍錫的扁銅線構(gòu)成。第I單元間引線8A以及第2單元間引線SB通過錫焊而接合到太陽能電池單元3，將各太陽能電池單元3的背面電極(負)與受光面電極(正) 進行電連接。單元間引線8A、8B在太陽能電池組件50的長度方向上將排列為棋盤格狀的太陽能電池單元3的背面?zhèn)入姌O與受光面?zhèn)入姌O依次進行連接。在相鄰的單元列10中，連接的方向相反。并且，在單元列10的端部中，以使相鄰的單元列10的列端的太陽能電池單元3彼此折回的方式連接列間引線9。這樣，排列為棋盤格狀的太陽能電池單元3全體被串聯(lián)連接。此外，雖然本實施方式的單元間引線8是連續(xù)的一條線，但也可以在太陽能電池單元3的受光面?zhèn)扰c背面?zhèn)确指顬?條來進行連接。進一步詳細進行說明。如上所述，形成第I單元列IOA的多個太陽能電池單元3 通過多個第I單元間引線8A而被串聯(lián)連接。多個第I單元間引線8A分別設(shè)置在排列為I 列的多個太陽能電池單元3的相鄰的太陽能電池單元3之間。各個第I單元間引線8A將太陽能電池單元3的受光面電極(正)與背面電極(負)進行連接以使其列具有規(guī)定的極性。 即，在圖2中，將規(guī)定的太陽能電池單元3的背面電極與在右側(cè)相鄰的太陽能電池單元3的受光面電極進行連接。另一方面，形成第2單元列IOB的多個太陽能電池單元3通過多個第2單元間引線8B而被串聯(lián)連接。多個第2單元間引線SB分別設(shè)置在排列為I列的多個太陽能電池單元3的相鄰的太陽能電池單元3之間。各個第2單元間引線SB將太陽能電池單元3的受光面電極與背面電極進行連接以使其列具有與第I單元列IOA相反的極性。S卩，在圖2中， 將規(guī)定的太陽能電池單元3的背面電極與在左側(cè)相鄰的太陽能電池單元3的受光面電極進行連接。這樣連接的第I單元列IOA與第2單元列IOB在圖2的右端通過列間引線9而被連接。即，第I單元列IOA的右端的太陽能電池單元3的背面電極與第2單元列IOB的右端的太陽能電池單元3的受光面電極通過列間引線9而被連接。這樣，所有的太陽能電池單元3被串聯(lián)連接。并且，作為本實施方式的特點，列間引線9被配置成重疊到第I單元列 IOA和第2單元列IOB的各自圖2的右端的太陽能電池單元3。說明其它部件的材料等。在透光性基板I中，使用玻璃材料或者聚碳酸酯樹脂等合成樹脂材料。而且作為玻璃材料，使用白板玻璃(white plate glass)、強化玻璃、熱反射玻璃等，一般大多使用厚度為3mnT4mm程度的白板強化玻璃。另一方面，關(guān)于聚碳酸酯樹月旨，大多使用厚度為5mm左右的樹脂。在受光面?zhèn)让芊鈽?gòu)件2中使用具有透光性、耐熱性、電絕緣性、柔軟性的原材料， 優(yōu)選以乙烯乙烯基醋酸酯(EVA)、聚乙烯基丁醛(PVB)等為主成分的熱可塑性的合成樹脂材料。使用厚度為O. 6mnTl. Omm程度的薄片狀形態(tài)的構(gòu)件。在背面?zhèn)让芊鈽?gòu)件5中使用與受光面?zhèn)让芊鈽?gòu)件2同樣地具有透光性、耐熱性、電絕緣性、柔軟性的原材料，優(yōu)選以乙烯乙烯基醋酸酯(EVA)、聚乙烯基丁醛(PVB)等為主成分的熱可塑性的合成樹脂材料。使用厚度為O. Wl. Omm程度的薄片狀形態(tài)的構(gòu)件。受光面?zhèn)让芊鈽?gòu)件2和背面?zhèn)让芊鈽?gòu)件5通過氣壓O. 5atnTl. Oatm程度的減壓下的層壓工序來進行熱交聯(lián)(thermalIy cross linked)而與透光性基板I、太陽能電池陣列
7、后板6熔接從而一體化。后板6使用透濕性、耐氣候性、耐加水分解性、絕緣性優(yōu)良的原材料，使用氟系樹脂薄片、蒸鍍了氧化鋁或者二氧化硅的聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate, PET)薄片等。圖4是從背面?zhèn)扔^看為了比較而示出的以往的太陽能電池組件的主要部分的立體圖。圖5是將圖4的太陽能電池陣列進行放大而從背面?zhèn)扔^看的放大背面圖。以往的列間引線49在從各單元列10的端部的太陽能電池單元3突出的位置(非發(fā)電區(qū)域)處連接了第I單元間引線8A以及第2單元間引線SB。因此，與本實施方式相比，太陽能電池組件的外徑尺寸變大與單元間引線8A、8B以及列間引線49從太陽能電池單元3突出的部分相應(yīng)的量。根據(jù)本實施方式的太陽能電池組件50，將列間引線9在與太陽能電池單元3重疊的位置處配置成從太陽能電池單元3的背面?zhèn)妊由斓绞芄饷鎮(zhèn)?。由此，去除列間引線9所占的面積，實現(xiàn)組件外形尺寸的縮小化，從而能夠?qū)崿F(xiàn)部件成本的削減和組件發(fā)電效率的提聞。而且還能夠縮短將太陽能電池單元3與列間引線9進行連接的第I單元間引線8A 以及第2單元間引線SB，能夠通過削減電阻損耗來實現(xiàn)組件發(fā)電量的提高。實施方式2.圖6是將與本發(fā)明有關(guān)的實施方式2的太陽能電池組件的太陽能電池陣列進行放大而從背面?zhèn)扔^看的放大背面圖。本實施方式的列間引線19與實施方式I的列間引線9 相比，向第2單元列IOB的太陽能電池單元3的受光面?zhèn)妊由於c太陽能電池單元3重疊的受光面?zhèn)戎丿B部19a的寬度變小。另一方面，列間引線19中的向第I單元列IOA的太陽能電池單元3的背面?zhèn)妊由於c太陽能電池單元3重疊的背面?zhèn)戎丿B部19b的寬度變大。 其它的結(jié)構(gòu)與實施方式I相同。這樣，在列間引線19中，通過使位于太陽能電池單元3背面的部分的寬度變大，不會導(dǎo)致組件外形尺寸的增加而能夠減小引線的電阻值，通過削減電阻損耗而實現(xiàn)太陽能電池組件的發(fā)電量以及發(fā)電效率的提高。另一方面，在列間引線19中，通過使位于太陽能電池單元3表面的部分的寬度變小，能夠抑制由于太陽能電池單元3的受光面積的減少所致的組件發(fā)電量的降低。實施方式3.圖7是將與本發(fā)明有關(guān)的實施方式3的太陽能電池組件的太陽能電池陣列進行放大而從背面?zhèn)扔^看的放大背面圖。在本實施方式中，第2單元列IOB在第I方向上錯開，以使配置列間引線9的一側(cè)的端成為與第I單元列IOA的端相比向組件中央側(cè)退縮的位置。 并且，列間引線9在第I單元列IOA的端部中配置成在太陽能電池單元3的背面?zhèn)扰c太陽能電池單元3重疊，但是在第2單元列IOB的端部中沒有與太陽能電池單元3重疊。S卩，本實施方式的列間引線9在太陽能電池單元3的背面?zhèn)扰c太陽能電池單元3重疊，在太陽能電池單元3的受光面?zhèn)炔慌c太陽能電池單元3重疊。其它的結(jié)構(gòu)與實施方式I相同。此外， 由于圖7僅示出太陽能電池陣列的一部分，因此無法進行確認，但是多個單元列10以包括圖中未示出的部分在內(nèi)使整個端部凹凸的方式在第I方向上交替錯開地排列。這樣，根據(jù)本實施方式的太陽能電池組件，在第I方向上錯開地排列以使列間引線9中的向某一方的單元列10的太陽能電池單元3的背面?zhèn)妊由斓牟糠峙c太陽能電池單元3重疊、并且不與另一方的單元列10的太陽能電池單元3重疊，因此組件外形尺寸的縮小化比實施方式I還差，但是能夠在維持了太陽能電池單元3的受光面積的狀態(tài)下減少太陽能電池組件的外形尺寸，能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能電池組件發(fā)電效率的提高。如以上那樣，與本發(fā)明有關(guān)的太陽能電池組件適用于在建筑物的屋頂?shù)忍幵O(shè)置的太陽能電池組件，特別是適合縱橫地排列多個具有受光面電極和背面電極的太陽能電池單元、并利用引線依次連接所相鄰的太陽能電池單元的受光面電極和背面電極而成的太陽能電池組件。
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池組件，是縱橫地排列多個呈平板狀且在受光面?zhèn)染哂惺芄饷骐姌O并在背面?zhèn)染哂斜趁骐姌O的太陽能電池單元、并利用引線依次連接所相鄰的太陽能電池單元的所述受光面電極與所述背面電極而成的太陽能電池組件，其特征在于，具備第I單元列，該第I單元列是多個太陽能電池單元在第I方向上排列而成的；第I單元間引線，在排列方向上連接形成所述第I單元列的多個太陽能電池單元；第2單元列，該第2單元列是多個太陽能電池單元與所述第I單元列并行地排列而成的；第2單元間引線，在排列方向上連接形成所述第2單元列的多個太陽能電池單元；以及列間引線，在與所述第I方向正交的方向上延伸，將所述第I單元間引線與所述第2單元間引線進行電連接，其中，所述列間引線與所述第I單元列的太陽能電池單元以及所述第2單元列的太陽能電池單元中的至少某一方的太陽能電池單元重疊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能電池組件，其特征在于，所述列間引線中的向太陽能電池單元的受光面?zhèn)妊由斓氖芄饷鎮(zhèn)戎丿B部的寬度比向太陽能電池單元的背面?zhèn)妊由斓谋趁鎮(zhèn)戎丿B部窄。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能電池組件，其特征在于，所述第I單元列與所述第2單元列在所述第I方向上錯開地排列，以使所述列間引線中的向某一方的單元列的太陽能電池單元的背面?zhèn)妊由斓牟糠峙c太陽能電池單元重疊、且不與另一方的單元列的太陽能電池單元重疊。
4.一種太陽能電池組件的制造方法，該太陽能電池組件是縱橫地排列多個呈平板狀且在受光面?zhèn)染哂惺芄饷骐姌O并在背面?zhèn)染哂斜趁骐姌O的太陽能電池單元、并利用引線依次連接所相鄰的太陽能電池單元的所述受光面電極與所述背面電極而成的太陽能電池組件， 所述太陽能電池組件的制造方法的特征在于，在第I方向上排列多個太陽能電池單元而形成第I單元列，與所述第I單元列并行地排列多個太陽能電池單元而形成第2單元列，利用第I單元間引線在排列方向上連接形成所述第I單元列的多個太陽能電池單元， 利用第2單元間引線在排列方向上連接形成所述第2單元列的多個太陽能電池單元， 利用向與所述第I方向正交的方向延伸、并與所述第I單元列以及所述第2單元列中的至少某一方的太陽能電池單元重疊的列間引線，連接所述第I單元間引線與所述第2單元間引線。
全文摘要
太陽能電池組件具備在第1方向(X)上排列多個太陽能電池單元(3)而成的第1單元列(10A)；在排列方向上連接第1單元列(10A)的太陽能電池單元(3)的第1單元間引線(8A)；與第1單元列(10A)并行地排列多個太陽能電池單元(3)而成的第2單元列(10B)；在排列方向上連接形成第2單元列(10B)的多個太陽能電池單元(3)的第2單元間引線(8B)；以及向與第1方向正交的方向(Y)延伸并將第1單元間引線8A與第2單元間引線(8B)進行電連接的列間引線(9)，其中，列間引線(9)中的至少一部分與太陽能電池單元(3)重疊。
文檔編號H01L31/05GK102598306SQ20098016236
公開日2012年7月18日 申請日期2009年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月9日
發(fā)明者宇都宮敬一郎, 石垣辰也 申請人:三菱電機株式會社