太陽能電池模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及具備多個圓筒型的太陽能電池的太陽能電池模塊。
【背景技術(shù)】
[0002] 太陽光發(fā)電是典型的可再生能源，進(jìn)入了廣泛的普及期。太陽能電池分類為以多 晶硅為代表的結(jié)晶系、利用非晶或微晶的硅薄膜的薄膜系、CIGS這樣的化合物系、有機(jī)系 等。這些太陽能電池的整體形狀基本上是面板型（平板型），還存在圓筒型。其中之一為圓 筒型的染料敏化太陽能電池。
[0003] 染料敏化太陽能電池是將附著在半導(dǎo)體表面上的敏化染料通過太陽光來激勵，并 將通過激勵放出的電子注入到半導(dǎo)體中來發(fā)電的太陽能電池。染料敏化太陽能電池像結(jié)晶 系及薄膜系的太陽能電池那樣不利用真空工藝，因此能夠大幅削減制造成本，并且容易搬 運及處理，因此能夠大幅降低設(shè)置成本。此外，雖然存在轉(zhuǎn)換效率低的缺點，但像專利文獻(xiàn) 1?4中所公開的那樣，提出了通過將整體設(shè)置成圓筒形來提高轉(zhuǎn)換效率的方案，作為下一 代的太陽能電池之一期待實現(xiàn)實用化。
[0004] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利4840540號公報
[0005] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2003-77550號公報
[0006] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2007-12545號公報
[0007] 專利文獻(xiàn)4 :日本專利48772426號公報
[0008] 圖15是表示像圓筒型染料敏化太陽能電池這樣的圓筒型太陽能電池的優(yōu)點的概 略圖，是將面板型（平板型）太陽能電池和圓筒型太陽能電池的太陽光的受光狀況進(jìn)行對 比來表示的圖。圖15(1-1) (2-1)表示太陽光從正上方入射的情況，（1-2) (2-2)表示太陽 光從斜上方入射的情況。
[0009] 眾所周知，在面板型的情況下，與垂直入射（圖15(1-1))的情況相比，在傾斜入射 (圖15(1-2))的情況下轉(zhuǎn)換效率下降。而在圓筒型的情況下，無論從360度的任何位置入 射，都發(fā)揮基本同樣的發(fā)電性能，因此即使在傾斜入射（圖15(2-2))的情況下也能夠得到 與垂直入射（圖15(2-1))的情況同等的轉(zhuǎn)換效率。因此，在相同的占用空間配置了太陽能 電池的情況下，從一天的總發(fā)電量來看，圓筒型的轉(zhuǎn)換效率高。
[0010] 圖16是表示以染料敏化太陽能電池為例確認(rèn)圓筒型的優(yōu)越性的模擬實驗的結(jié)果 的圖。在該實驗中，制作了面板型的染料敏化太陽能電池和圓筒型的染料敏化太陽能電池。 面板型和圓筒型的長度設(shè)為相同，面板的寬度和圓筒的直徑設(shè)為相同。光電極及其他基本 構(gòu)造相同。
[0011] 圖16的縱軸是每單位時間的發(fā)電量（相對值），橫軸是時刻。另外，在該實驗中， 作為太陽光的強(qiáng)度，假設(shè)日本的春分這一天且AM(空氣質(zhì)量）1. 5的情況，通過太陽模擬器 每1隔小時對從日出至日落為止的每單位時間的發(fā)電量進(jìn)行模擬。如圖16所示，在圓筒型 的情況下，與面板型相比，整體上發(fā)電量增多，尤其是在太陽高度低的早晨和晚上的時刻發(fā) 電量尤其增多。
[0012] 這樣，圓筒型太陽能電池與面板型相比，太陽光的入射角度特性優(yōu)良。與垂直入射 相比傾斜入射的情況下轉(zhuǎn)換效率低這一點對結(jié)晶系及薄膜系的面板型太陽能電池而言是 普遍的。因此，入射角度特性優(yōu)良的圓筒型太陽能電池在入射角度始終變化的1天的（或 1年的）總發(fā)電效率這一點上，存在匹敵面板型太陽能電池的可能性。
[0013] 然而，根據(jù)發(fā)明人的研究，在模塊整體的轉(zhuǎn)換效率這一點上，沒有充分激活圓筒型 太陽能電池的潛力。若對模塊整體進(jìn)行分析，圓筒型太陽能電池存在進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)換效率 的余地。
[0014] 另外，染料敏化太陽能電池中的面板型已有一部分得到了實用化，但圓筒型染料 敏化太陽能電池尚處于研究開發(fā)階段，還沒有具體提出實用化時的模塊的構(gòu)造。若對實用 化時的模塊的構(gòu)造方面進(jìn)行分析，則搬運及設(shè)置的難易度是重要的。
[0015] 關(guān)于搬運及設(shè)置，面板型存在以下課題。
[0016] (1)將面板型的太陽能電池作成模塊的結(jié)構(gòu)成為將多張面板排列固定的構(gòu)造，因 此一般情況下操作方面容易大規(guī)?；?。若為了取得某一程度的發(fā)電量而使得模塊大型化， 則在從面板的制造場所向設(shè)置（使用）場所搬運時，包裝變得大規(guī)?；枰獪?zhǔn)備大型的運 輸設(shè)備及保管場所，存在搬運費用高昂的課題。
[0017] (2)面板型的太陽能電池的模塊是將多張面板排列在同一平面上的構(gòu)造，因此模 塊整體也是平板狀，通過剛性高的框架來保持平板狀的形狀。在像平面狀的屋頂這樣的場 所設(shè)置是比較容易的，但難以設(shè)置在不是平面狀的設(shè)置部位例如曲面狀的屋頂及壁面上。 例如，若要設(shè)置在曲面狀的屋頂上，則需要將由保持模塊的腿及梁構(gòu)成的構(gòu)造物設(shè)置在屋 頂上，并在該構(gòu)造物上固定模塊的框架。因此，在將面板型的太陽能電池模塊設(shè)置在不是平 面狀的設(shè)置部位上的情況下，設(shè)置費用容易變得高昂。
[0018] (3)面板型的太陽能電池模塊由于整體上是平板狀，因此容易受到風(fēng)的影響。因 此，從防止臺風(fēng)等強(qiáng)風(fēng)引起的破損的觀點考慮，需要牢固地進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置費用高昂。這一 點在像設(shè)置在建筑物的屋頂上那樣以從屋頂及壁面漂浮的狀態(tài)設(shè)置模塊的情況下是很明 顯的。設(shè)置由腿部及梁構(gòu)成的構(gòu)造物并在構(gòu)造物上設(shè)置模塊，但模塊容易被風(fēng)推動，因此需 要更牢固的構(gòu)造物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019] 因此，在將像圓筒型染料敏化太陽能電池這種圓筒型的太陽能電池模塊化時，也 要求克服上述的面板型太陽能電池模塊的缺點。本發(fā)明是考慮這一點而做出的，其目的在 于提供一種使用圓筒型太陽能電池的太陽能電池模塊，設(shè)置部位的選擇自由度高，容易搬 運及設(shè)置且廉價。
[0020] 為了解決上述課題，本發(fā)明的技術(shù)方案1記載的發(fā)明的太陽能電池模塊，具備多 個圓筒型太陽能電池單體，各圓筒型太陽能電池單體在彼此分離的狀態(tài)下通過保持構(gòu)件保 持兩端而連結(jié)，保持構(gòu)件以相對于一個圓筒型太陽能電池單體能夠使相鄰的圓筒型太陽能 電池單體相對位移的狀態(tài)，保持并連結(jié)各圓筒型太陽能電池單體。
[0021] 此外，為了解決上述課題，技術(shù)方案2記載的發(fā)明在上述技術(shù)方案1的結(jié)構(gòu)中，上 述保持構(gòu)件具備發(fā)送由上述圓筒型太陽能電池單體產(chǎn)生的電力的送電線路。
[0022] 此外，為了解決上述課題，技術(shù)方案3記載的發(fā)明在上述技術(shù)方案1或2的結(jié)構(gòu) 中，上述圓筒型太陽能電池單體裝卸自如地保持并連結(jié)在保持構(gòu)件上。
[0023] 此外，為了解決上述課題，技術(shù)方案4記載的發(fā)明在上述技術(shù)方案1至3中任一項 的結(jié)構(gòu)中，上述保持構(gòu)件是能夠使得模塊在整體上卷曲、上述多個圓筒型太陽能電池單體 能夠以被捆扎的方式位移的構(gòu)件。
[0024] 此外，為了解決上述課題，技術(shù)方案5記載的發(fā)明在上述技術(shù)方案4的結(jié)構(gòu)中，上 述保持構(gòu)件是線材。
[0025] 此外，為了解決上述課題，技術(shù)方案6記載的發(fā)明在上述技術(shù)方案1至5中任一項 的結(jié)構(gòu)中，上述多個圓筒型太陽能電池單體中的某兩個是串聯(lián)連接的兩個圓筒型太陽能電 池單體，由該兩個圓筒型太陽能電池單體以及對該兩個圓筒型太陽能電池單體的輸出電壓 進(jìn)行轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換器形成單體單元，通過上述保持構(gòu)件保持并連結(jié)單體單元。
[0026] 此外，為了解決上述課題，技術(shù)方案7記載的發(fā)明在上述技術(shù)方案1至6中任一項 的結(jié)構(gòu)中，上述圓筒型太陽能電池單體是染料敏化太陽能電池單體。
[0027] 發(fā)明效果
[0028] 如下面的說明那樣，根據(jù)本申請的技術(shù)方案1記載的發(fā)明，由于多個圓筒型太陽 能電池單體保持成分離的狀態(tài)，因此設(shè)置區(qū)域的每單位區(qū)域的轉(zhuǎn)換效率升高。此外，光能夠 通過各圓筒型太陽能電池單體之間，因此適合設(shè)置于需要采光的場所。此外，風(fēng)能夠通過各 圓筒型太陽能電池單體之間，因此與面板型的模塊相比，難以受到風(fēng)的影響，能夠降低設(shè)置 費用。
[0029] 此外，各圓筒型太陽能電池單體能夠相對于圓筒型太陽能電池單體所相鄰的其他 圓筒型太陽能電池單體位移，因此與設(shè)置部位的形狀相關(guān)的自由度增高，即使是彎曲的面 也能夠以低廉的成本進(jìn)行設(shè)置。
[0030] 此外，根據(jù)技術(shù)方案2記載的發(fā)明，除了上述效果以外，由于具有發(fā)送由上述圓筒 型太陽能電池單體產(chǎn)生的電力的送電線路，因此不需要另行設(shè)置送電路徑，構(gòu)造簡單化，成 本降低。
[0031] 此外，根據(jù)技術(shù)方案3記載的發(fā)明，除了上述效果以外，由于圓筒型太陽能電池單 體裝卸自如地保持并連結(jié)在保持構(gòu)件上，因此在圓筒型太陽能電池單體劣化或發(fā)生故障的 情況下，能夠僅更換該單體，不需要更換模塊整體。