太陽電池モジュール
【課題】三角形又は台形状の太陽電池モジュールであって、システムに応じて出力を設定することのできるものを提供する。
【解決手段】三角形状又は台形状の基板上に、ＣＩＳ系薄膜太陽電池デバイスが形成された太陽電池サブモジュール１と、太陽電池サブモジュール１上に３箇所以上形成された帯状の電極Ｓ１〜Ｓ４とを有する太陽電池モジュールであって、上記ＣＩＳ系薄膜太陽電池デバイスは、パターニングにより互いに平行に形成された複数の帯状の単位セル１ａを電気的に直列接続してなり、電極Ｓ１〜Ｓ４は、夫々の電極Ｓ１〜Ｓ４との間に一つ以上の単位セル１ａを挟んで、上記複数の単位セル１ａのうちの一つをはつって形成されており、３箇所以上の電極Ｓ１〜Ｓ４のうちの任意の２箇所の電極が出力端として外部負荷に電気的に接続されて、太陽電池サブモジュール１において発生した電力が当該外部負荷に導出される太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】三角形状又は台形状の基板上に、ＣＩＳ系薄膜太陽電池デバイスが形成された太陽電池サブモジュール１と、太陽電池サブモジュール１上に３箇所以上形成された帯状の電極Ｓ１〜Ｓ４とを有する太陽電池モジュールであって、上記ＣＩＳ系薄膜太陽電池デバイスは、パターニングにより互いに平行に形成された複数の帯状の単位セル１ａを電気的に直列接続してなり、電極Ｓ１〜Ｓ４は、夫々の電極Ｓ１〜Ｓ４との間に一つ以上の単位セル１ａを挟んで、上記複数の単位セル１ａのうちの一つをはつって形成されており、３箇所以上の電極Ｓ１〜Ｓ４のうちの任意の２箇所の電極が出力端として外部負荷に電気的に接続されて、太陽電池サブモジュール１において発生した電力が当該外部負荷に導出される太陽電池モジュールを提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三角形状、又は台形状の太陽電池モジュールにおいて、所定の範囲内で、任意に出力値を設定することができる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池を屋根等の取付面上に設置する際には、複数の太陽電池モジュールを接続させて太陽電池アレイを構成する。その際、取付面の形状等に合わせて太陽電池モジュールを配置するが、限られた取付面上で発電効率や見栄えを良くするために、標準的に用いられる長方形状の太陽電池モジュールに加え、部分的に三角形状や台形状の太陽電池モジュールを組み合わせることが行われている。
【０００３】
ここで、例えば、長方形状の太陽電池モジュールを千鳥状に配置し、これらの端部に三角形状の太陽電池モジュールを電気的に接続して取り付ける場合、当該長方形状の太陽電池モジュールの出力に応じた出力を備える三角形状の太陽電池モジュールを用いる必要がある。
【０００４】
この点、特許文献１には、複数個の太陽電池単位セルを直列接続してなる太陽電池モジュールにおいて、太陽電池単位セルが組み合わされて三角形あるいは四辺形の形状からなるユニットを形成し、さらに、当該ユニットを組み合わせた太陽電池モジュールの形状が、当該ユニットの三角形あるいは四辺形の相似形からなる太陽電池モジュールが提案されている。
また、特許文献２には、ガラス基板上に第１電極膜、半導体膜及び第２電極膜を順次形成して単位セルを構成し、単位セルが複数個接続された長方形型集積化太陽電池を長方形の対角線でニ分割してできた２つの三角形型太陽電池を、その斜辺が屋根の境界稜線に平行となるように配置し、２つの三角形型太陽電池の間で第２の電極膜同士を電気的に接続した三角形型集積化太陽電池モジュールであって、接続される単位セルの合計面積が全て同じであるように接続したものが提案されている。
また、特許文献３には、電気絶縁性可撓性基板の表面に下電極層、光電変換層、透明電極層を順次積層してなる光電変換部と、前記基板の裏面に形成した接続電極層とを備え、前記光電変換部および接続電極層は互いに位置をずらして単位部分に順次分離してなり、前記透明電極層形成領域外に形成した電気的直列接続用の接続孔、および前記透明電極層形成領域内に形成した集電孔を介して、前記表面上の互いに分離されて隣り合う単位光電変換部分を電気的に直列接続してなる薄膜太陽電池モジュールであって、モジュール主面の輪郭が三角形もしくは台形からなるものが提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−６５１９８号公報
【特許文献２】特開２０００−２０８８０４号公報
【特許文献３】特開２００１−１１１０８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１〜３記載の太陽電池モジュールは、いずれも、一定値の出力を備えたものに過ぎず、太陽電池モジュールを複数接続する場合には、その仕様に応じた出力を備える太陽電池モジュールを生産する必要がある。そのため、複数の太陽電池モジュールからなるシステムごとに専用の太陽電池モジュールを用意する必要があり、生産管理が面倒な上、生産性が悪かった。
【０００７】
上記問題を解決するため、本発明は、三角形又は台形状の太陽電池モジュールであって、システムに応じて出力を設定することのできるものを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る太陽電池モジュールは、三角形状又は台形状の基板上に、ＣＩＳ系薄膜太陽電池デバイスが形成された太陽電池サブモジュールと、上記太陽電池サブモジュール上に３箇所以上形成された帯状の電極と、を有する太陽電池モジュールであって、上記ＣＩＳ系薄膜太陽電池デバイスは、パターニングにより互いに平行に形成された複数の帯状の単位セルを電気的に直列接続してなり、上記電極は、夫々の電極との間に一つ以上の単位セルを挟んで、上記複数の単位セルのうちの一つをはつって形成されており、上記３箇所以上の電極のうちの任意の２箇所の電極が出力端として外部負荷に電気的に接続されて、上記太陽電池サブモジュールにおいて発生した電力が当該外部負荷に導出されることを特徴とする。
【０００９】
また、任意に選択された２箇所の上記電極を出力端として上記外部負荷と電気的に接続させるスイッチ、をさらに有するものとしてもよい。
【００１０】
また、上記３箇所以上ある電極のうち、最も長く単位セルをはつって形成された電極が、上記外部負荷と電気的に固定接続されており、上記スイッチは、上記外部負荷と電気的に固定的接続されている電極以外の電極のうちの任意の１箇所を出力端として上記外部負荷と電気的に接続させるものとしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、様々な形状の太陽電池アレイを組む場合に、見栄えよく、また発電効率を上げることのできる三角形又は台形状の太陽電池モジュールが提供される。また、太陽電池アレイの仕様に応じて簡易に出力を設定することができるため、システム毎の仕様に応じた専用の太陽電池モジュールを製造する必要がなく、工程管理が容易で生産性が良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の第一の実施形態について、図を参照して説明する。
本実施形態に係る太陽電池モジュールは、図１及び図２に示されるように、受光により発電する太陽電池サブモジュール１、発電した電力を導出するリボンワイヤ３１、３２、３３、３４、リボンワイヤ３１、３２、３３、３４を集約する端子箱４１の各構成からなる構造を有している。この太陽電池モジュールは、４本の電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のうちの任意の２本を選択して外部負荷６と接続させることができ、これにより太陽電池サブモジュール１において発生した電力を、用途や仕様に応じた電流値ないしは電力値に合わせて外部負荷６に供給することができる。
【００１３】
本実施形態においては、太陽電池サブモジュール１は、図１に示されるように、直角二等辺三角形状に構成されている。
この太陽電池サブモジュール１は、図３及び図４に示されるように、青板ガラス等のガラス基板２０上に、太陽光等を受光して発電する太陽電池デバイス１０を形成してなる。
【００１４】
太陽電池デバイス１０は、いわゆるＣＩＳ系薄膜太陽電池デバイスであって、図４に示されるように、モリブデン（Ｍｏ）等の金属からなる裏面電極層１０Ａ、ｐ型ＣＩＳ系光吸収層１０Ｂ、高抵抗バッファ層１０Ｃ、ｎ型窓層（透明導電膜）１０Ｄを順次積層したサブストレート構造からなり、この太陽電池デバイス１０が太陽光等の光を受けることにより発電する。
【００１５】
ここで、ｐ型ＣＩＳ系光吸収層１０Ｂは、ｐ型の導電性を有するI−III −VI2 族カルコパイライト構造の厚さ１〜３μｍの薄膜であり、例えば、ＣｕＩｎＳｅ２
、Ｃｕ（ＩｎＧａ）Ｓｅ2 、Ｃｕ（ＩｎＧａ）（ＳＳｅ）2 等の多元化合物半導体薄膜である。ｐ型ＣＩＳ系光吸収層１０Ｂとしては、その他、セレン化物系ＣＩＳ系光吸収層、硫化物系ＣＩＳ系光吸収層及びセレン化・硫化物系ＣＩＳ系光吸収層があり、前記セレン化物系ＣＩＳ系光吸収層は、ＣｕＩｎＳｅ2
、Ｃｕ（ＩｎＧａ）Ｓｅ2 又はＣｕＧａＳｅ2 からなり、前記硫化物系ＣＩＳ系光吸収層は、ＣｕＩｎＳ2
、Ｃｕ（ＩｎＧａ）Ｓ2 、ＣｕＧａＳ2 からなり、前記セレン化・硫化物系ＣＩＳ系光吸収層は、ＣｕＩｎ（ＳＳｅ）2
、Ｃｕ（ＩｎＧａ）（ＳＳｅ）2 、ＣｕＧａ（ＳＳｅ）2 、また、表面層を有するものとしては、ＣｕＩｎ（ＳＳｅ）2
を表面層として持つＣｕＩｎＳｅ2 、ＣｕＩｎ（ＳＳｅ）2 を表面層として持つＣｕ（ＩｎＧａ）Ｓｅ2
、ＣｕＩｎ（ＳＳｅ）2 を表面層として持つＣｕ（ＩｎＧａ）（ＳＳｅ）2 、ＣｕＩｎ（ＳＳｅ）2
を表面層として持つＣｕＧａＳｅ2 、Ｃｕ（ＩｎＧａ）（ＳＳｅ）2 を表面層として持つＣｕ（ＩｎＧａ）Ｓｅ2
、Ｃｕ（ＩｎＧａ）（ＳＳｅ）2 を表面層として持つＣｕＧａＳｅ2 、ＣｕＧａ（ＳＳｅ）2 を表面層として持つＣｕ（ＩｎＧａ）Ｓｅ2
又はＣｕＧａ（ＳＳｅ）2 を表面層として持つＣｕＧａＳｅ2 がある。
このｐ型ＣＩＳ系光吸収層１０Ｂは、セレン化／硫化法や多元同時蒸着法により製膜されている。
【００１６】
また、太陽電池デバイス１０には、メカニカルスクライビング装置やレーザースクライビング装置等により、電気的接続を確保するためのパターニングが、太陽電池サブモジュール１の直角二等辺三角形の直角な角を挟む一辺と平行に施されている。
図１に示されるように、パターニングにより、互いに対して平行に、且つ隣り合って形成された複数の帯状の単位セル１ａは、電気的に直列接続しており、この単位セル１ａと直交する向きに、単位セル１ａの数に比例した電位が形成される。
【００１７】
なお、パターニングは、太陽電池サブモジュール１の縁辺との関係においては、太陽電池サブモジュール１の直角二等辺三角形の直角な角を挟む一辺に限らず、斜辺と平行に施されていてもよいほか、太陽電池サブモジュール１の縁辺を形成する一辺と平行でなくてもよい。
【００１８】
さらに、太陽電池デバイス１０（パターニングにより形成された単位セル１ａ）は、図３及び図４に示されるように、ｐ型ＣＩＳ系光吸収層１０Ｂ、高抵抗バッファ層１０Ｃ、及びｎ型窓層（透明導電膜）１０Ｄが帯状にはつられており、これにより露出した裏面電極層１０Ａは、電極Ｓ（電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のいずれかを示す。）を構成している。
【００１９】
なお、電極Ｓを形成する方法は、スクライビング装置に限らず、化学的エッチング等によってもよく、特に限定されない。
また、電極Ｓは、複数形成された単位セル１ａのうちの一つを、ｐ型ＣＩＳ系光吸収層１０Ｂ、高抵抗バッファ層１０Ｃ、及びｎ型窓層（透明導電膜）１０Ｄをはつることにより形成されているが、後述の通り、当該はつった箇所は、リボンワイヤ３１、３２、３３、３４を取り付けるにあたってハンダ５で埋められるため、太陽電池デバイス１０全体の電気的接続が確保されている。 また、単位セル１ａをはつって形成された電極Ｓの横幅は、電極Ｓに取り付けられるリボンワイヤ３１、３２、３３、３４と略同じか若干広く設けられ、これにより、リボンワイヤ３１、３２、３３、３４の横幅が電極Ｓの横幅からはみ出ることなく取り付けられる。この結果、ハンダ５を介して接着される電極Ｓとリボンワイヤ３１、３２、３３、３４との接着強度が確保されている。
【００２０】
電極Ｓ１は、太陽電池サブモジュール１の直角二等辺三角形の直角な角を挟む一辺の縁辺部上において、太陽電池デバイス１０の単位セル１ａと平行に、かつ、太陽電池サブモジュール１の一端部から他端部にかけて帯状に形成されている。そして、この電極Ｓ１ないし単位セル１ａと平行に、かつ、少なくとも一つ以上の単位セル１ａを挟んで、順次帯状の電極Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４が形成されている。なお、電極Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のいずれについても、電極Ｓ１と同様に、太陽電池サブモジュール１の一端部から他端部にかけて形成されている。
【００２１】
なお、本実施形態においては、電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は、一定の間隔毎に形成されており、電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の長さの比率は、４：３：２：１（Ｓ１：Ｓ２：Ｓ３：Ｓ４）となっている。なお、電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の長さとは、夫々、これらの電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を形成するために太陽電池デバイス１０（単位セル１ａ）をはつった長さを示す。
【００２２】
リボンワイヤ３１、３２、３３、３４は、図１及び図３に示されるように、それぞれ電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４にハンダ５により取り付けられていると共に、太陽電池サブモジュール１の側端部を介して端子箱４１に集約されている。
【００２３】
このリボンワイヤ３１、３２、３３、３４は、例えば、アルミニウム、銀、銅、あるいはすずメッキした銅からなる厚み８０〜１５０μｍ程度、幅１．５〜２．０ｍｍ程度の帯状金属製薄板により構成することができる。
【００２４】
端子箱４１は、太陽電池サブモジュール１の背面に取り付けられており、太陽電池サブモジュール１の側端部を介して背面に引き回されたリボンワイヤ３１、３２、３３、３４を集約している。
【００２５】
また、この端子箱４１は、外部負荷６と接続させるリボンワイヤ３１、３２、３３、３４を、いずれか２本に任意に切り替えて接続させることができる切替スイッチ４１ａ、４１ｂを有している。この切替スイッチ４１ａ、４１ｂにより、リボンワイヤ３１、３２、３３、３４のうちの任意の２本を外部負荷６と接続させることができ、これにより、外部負荷６と接続されたリボンワイヤ３１、３２、３３、３４が取り付けられている２箇所の電極ＳＸｍ、ＳＸｎ（以下、ＳＸｍ及びＳＸｎは夫々電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のいずれかを示しており、ＸｍとＸｎはＸｍ＜Ｘｎなる１〜４のいずれかの数値を示す。）の一方を正極、他方を負極として外部負荷６と接続させることができる。
【００２６】
次に、本実施形態に係る太陽電池モジュールの使用例と、各使用例における出力について説明する。
図５は、標準的なサイズの太陽電池サブモジュール７と、太陽電池サブモジュール１のサイズの関係を示している。
太陽電池サブモジュール７は、縦６０ｃｍ（以下、「ｈ」とする）、横１２０ｃｍ（以下、「ｌ」とする）の長方形状からなり、以下において、この太陽電池サブモジュール７の出力値を、電流Ｉ［Ａ（アンペア）］、電圧Ｖ［Ｖ（ボルト）］とする。なお、太陽電池サブモジュール７は、太陽電池サブモジュール１と同様の構成からなる太陽電池デバイス１０により、電力を発生させる。
これに対して、太陽電池サブモジュール１は、縦ｈ、横１/２・ｌの直角二等辺三角形状からなる。
【００２７】
ここで、電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のうちから任意に選択された２箇所の電極ＳＸｍ、ＳＸｎによる出力については、帯状の電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４がパターニングにより形成された単位セル１ａと平行に形成されていることから、電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４と直交する向きに電位差を生じる。したがって、選択された２箇所の電極ＳＸｍ、ＳＸｎ間の電位差は、当該選択された電極ＳＸｍ、ＳＸｎ間の距離に比例し、選択された電極ＳＸｍ、ＳＸｎ同士による短絡電流の値は、当該選択された電極ＳＸｍ、ＳＸｎのうち、短い方の電極ＳＸｎの長さに比例する。
そのため、外部負荷６と接続させるリボンワイヤ３１、３２、３３、３４を２本選択する場合、即ち、電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４から、２箇所の電極ＳＸｍ、ＳＸｎを選択する場合、互いと距離が離れた電極ＳＸｍ、ＳＸｎを選べば高い電圧値を得ることができ、選択する電極ＳＸｍ、ＳＸｎのうち短い方の電極ＳＸｎとしてより長いものを選べば大きな電流値を得ることができる。
【００２８】
図６〜９は、端子箱４１の切替スイッチ４１ａ、４１ｂにより、リボンワイヤ３１、３２、３３、３４のうちの２本が外部負荷６と接続された場合に、当該接続されたリボンワイヤ３１、３２、３３、３４を介して電気的に接続された電極ＳＸｍ、ＳＸｎから外部負荷６に有効に供給される電力の発生領域（以下、「有効領域」という）を示している。
【００２９】
図６は、リボンワイヤ３１、３２（電極Ｓ１、Ｓ２）が外部負荷６と接続された場合を示しており、この場合の有効領域Ｒ１による出力は、縦１/４・ｈ、横３/８・ｌの太陽電池サブモジュール１による出力に等しい。
上述の通り、出力は、電圧値が電極Ｓ１、Ｓ２間の距離に比例し、電流値が短い方の電極Ｓ２の長さに比例するから、この場合、太陽電池サブモジュール１は有効領域Ｒ１により、電圧１/４・Ｖ［Ｖ］、電流３/８・Ｉ［Ａ］の電力を出力する。
【００３０】
また、図７は、リボンワイヤ３１、３３（電極Ｓ１、Ｓ３）が外部負荷６と接続された場合を示しており、この場合の有効領域Ｒ２による出力は、縦１/２・ｈ、横１/４・ｌの太陽電池サブモジュール１による出力に等しい。
上記同様、この場合、太陽電池サブモジュール１は有効領域Ｒ２により、電圧１/２・Ｖ［Ｖ］、電流１/４・Ｉ［Ａ］の電力を出力する。
【００３１】
また、図８は、リボンワイヤ３１、３４（電極Ｓ１、Ｓ４）が外部負荷６と接続された場合を示しており、この場合の有効領域Ｒ３による出力は、縦３/４・ｈ、横１/８・ｌの太陽電池サブモジュール１による出力に等しい。
上記同様、この場合、太陽電池サブモジュール１は有効領域Ｒ３により、電圧３/４・Ｖ［Ｖ］、電流１/８・Ｉ［Ａ］の電力を出力する。
【００３２】
さらに、同様に、図９（ａ）はリボンワイヤ３２、３３（電極Ｓ２、Ｓ３）が外部負荷６と接続された場合の有効領域Ｒ４（縦１/４・ｈ、横１/４・ｌ）を、図９（ｂ）はリボンワイヤ３２、３４（電極Ｓ２、Ｓ４）が外部負荷６と接続された場合の有効領域Ｒ５（縦１/２・ｈ、横１/８・ｌ）を、図９（ｃ）はリボンワイヤ３３、３４（電極Ｓ３、Ｓ４）が外部負荷６と接続された場合の有効領域Ｒ６（縦１/４・ｈ、横１/８・ｌ）を示している。
これらの場合の出力は、Ｒ４によれば電圧１/４・Ｖ［Ｖ］、電流１/４・Ｉ［Ａ］、Ｒ５によれば電圧１/２・Ｖ［Ｖ］、電流１/８・Ｉ［Ａ］、Ｒ６によれば電圧１/４・Ｖ［Ｖ］、電流１/８・Ｉ［Ａ］となる。
【００３３】
以上の通り、本実施形態においては、リボンワイヤ３１、３２、３３、３４を介して電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のいずれか２箇所を選択して外部負荷６に出力する方法は６通りある。そして、それぞれの場合における有効領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６については、リボンワイヤ３１、３２（電極Ｓ１、Ｓ２）を接続した有効領域Ｒ１により出力する場合、電流値が最も大きい。また、リボンワイヤ３１、３３（電極Ｓ１、Ｓ３）を接続した有効領域Ｒ２により出力する場合、太陽電池サブモジュール１の発電領域を最も広く使っており、電力量も最大である。また、リボンワイヤ３１、３４（電極Ｓ１、Ｓ４）を接続した有効領域Ｒ３により出力する場合、電圧値が最も大きい。
【００３４】
本発明により、複数の太陽電池モジュールにより仕様の異なる太陽電池アレイを組む場合であっても、切替スイッチ４１ａ、４１ｂを切り換えるだけで、各種の太陽電池アレイの仕様に応じた出力に設定することができる。そのため、システム毎の仕様に応じた専用の太陽電池モジュールを製造する必要がなく、工程管理が容易で生産性が良い。
【００３５】
続いて、本発明の第二の実施形態について図１０を参照して説明する。
本実施形態に係る太陽電池サブモジュール８は、第一の実施形態と同様の太陽電池サブモジュール１と、リボンワイヤ３１、３２、３３、３４と共に、本実施形態に固有の端子箱４２を有している。
【００３６】
端子箱４２は、リボンワイヤ３１、３２、３３、３４を集約すると共に、切替スイッチ４２ａを有している。
切替スイッチ４２ａは、リボンワイヤ３２、３３、３４を介して、外部負荷６と、電極Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のいずれかとを任意に切り換えて電気的に接続させることができる。
一方、電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のうち最も長い電極Ｓ１に取り付けられているリボンワイヤ３１は、外部負荷６に直接、固定的に接続されている。
【００３７】
本実施形態に係る太陽電池モジュールにおいては、リボンワイヤ３１が固定的に接続されているため、図６、７、８に示される有効領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３のいずれかによる出力のみを行うことができる。
有効領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、それぞれ、最大の電流値、電力量、電圧値を出力するものであるから、システムに応じて発電効率のよい出力を選択することができる。
【００３８】
なお、以上の本発明の実施形態においては、太陽電池サブモジュール１、８の形状は、直角二等辺三角形状としたが、これに限らず、図１１（ａ）に示すように、他の三角形状、図１１（ｂ）、（ｃ）に示すような台形状であってもよい。
【００３９】
なお、以上の本発明の実施形態においては、切替スイッチ４１ａ、４１ｂ、４２ａにより、リボンワイヤ３１、３２、３３、３４を介して、外部負荷６と電気的に接続させる電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を切り換えることができるようにしているが、切替スイッチ４１ａ、４１ｂ、４２ａを設けず、太陽電池モジュールを設置する際に、リボンワイヤ３１、３２、３３、３４のうちのいずれか２本を出力端子として、外部負荷６と固定的に接続させるようにしてもよい。
【００４０】
また、以上の本発明の実施形態においては、電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を４箇所設けているが、これに限らず、３箇所以上設けることで、出力の切り替えが可能な太陽電池サブモジュール１、８を構成することができる。
さらに、電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を形成する間隔は、一定間隔でもよいほか、変則的な間隔とすることもでき、各種の仕様に応じた出力を選択できるように間隔を調整して形成させればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る太陽電池モジュールが有する構造を示す平面図である。
【図２】本実施形態において、太陽電池サブモジュールの結線構造を示す結線図である。
【図３】本実施形態に係る太陽電池モジュールが有する構造を示す断面図である。
【図４】本実施形態において、太陽電池サブモジュールの積層構造を示す模式図である。
【図５】本実施形態に係る太陽電池モジュールと、標準的なサイズの太陽電池モジュールとの関係を示す平面図である。
【図６】本実施形態に係る太陽電池モジュールにおいて、一の使用例における発電の有効領域を示す図である。
【図７】本実施形態に係る太陽電池モジュールにおいて、別の使用例における発電の有効領域を示す図である。
【図８】本実施形態に係る太陽電池モジュールにおいて、別の使用例における発電の有効領域を示す図である。
【図９】本実施形態に係る太陽電池モジュールにおいて、別の使用例における発電の有効領域を示す図である。
【図１０】本発明の第二の実施形態において、太陽電池サブモジュールの結線構造を示す結線図である。
【図１１】本発明の別の実施形態に係る太陽電池モジュールが有する太陽電池サブモジュールの構造であって、（ａ）は二等辺三角形状、（ｂ）は台形状、（ｃ）等脚台形状のものを示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１ 太陽電池サブモジュール
１ａ 単位セル
１０ 太陽電池デバイス
１０Ａ 裏面電極層
１０Ｂ ｐ型ＣＩＳ系光吸収層
１０Ｃ 高抵抗バッファ層
１０Ｄ ｎ型窓層（透明導電膜）
２０ ガラス基板
３１ リボンワイヤ
３２ リボンワイヤ
３３ リボンワイヤ
３４ リボンワイヤ
４１ 端子箱
４１ａ 切替スイッチ
４１ｂ 切替スイッチ
４２ 端子箱
４２ａ 切替スイッチ
５ ハンダ
６ 外部負荷
７ 太陽電池サブモジュール
８ 太陽電池サブモジュール
Ｒ１ 有効領域
Ｒ２ 有効領域
Ｒ３ 有効領域
Ｒ４ 有効領域
Ｒ５ 有効領域
Ｒ６ 有効領域
Ｓ 電極
Ｓ１ 電極
Ｓ２ 電極
Ｓ３ 電極
Ｓ４ 電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三角形状、又は台形状の太陽電池モジュールにおいて、所定の範囲内で、任意に出力値を設定することができる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池を屋根等の取付面上に設置する際には、複数の太陽電池モジュールを接続させて太陽電池アレイを構成する。その際、取付面の形状等に合わせて太陽電池モジュールを配置するが、限られた取付面上で発電効率や見栄えを良くするために、標準的に用いられる長方形状の太陽電池モジュールに加え、部分的に三角形状や台形状の太陽電池モジュールを組み合わせることが行われている。
【０００３】
ここで、例えば、長方形状の太陽電池モジュールを千鳥状に配置し、これらの端部に三角形状の太陽電池モジュールを電気的に接続して取り付ける場合、当該長方形状の太陽電池モジュールの出力に応じた出力を備える三角形状の太陽電池モジュールを用いる必要がある。
【０００４】
この点、特許文献１には、複数個の太陽電池単位セルを直列接続してなる太陽電池モジュールにおいて、太陽電池単位セルが組み合わされて三角形あるいは四辺形の形状からなるユニットを形成し、さらに、当該ユニットを組み合わせた太陽電池モジュールの形状が、当該ユニットの三角形あるいは四辺形の相似形からなる太陽電池モジュールが提案されている。
また、特許文献２には、ガラス基板上に第１電極膜、半導体膜及び第２電極膜を順次形成して単位セルを構成し、単位セルが複数個接続された長方形型集積化太陽電池を長方形の対角線でニ分割してできた２つの三角形型太陽電池を、その斜辺が屋根の境界稜線に平行となるように配置し、２つの三角形型太陽電池の間で第２の電極膜同士を電気的に接続した三角形型集積化太陽電池モジュールであって、接続される単位セルの合計面積が全て同じであるように接続したものが提案されている。
また、特許文献３には、電気絶縁性可撓性基板の表面に下電極層、光電変換層、透明電極層を順次積層してなる光電変換部と、前記基板の裏面に形成した接続電極層とを備え、前記光電変換部および接続電極層は互いに位置をずらして単位部分に順次分離してなり、前記透明電極層形成領域外に形成した電気的直列接続用の接続孔、および前記透明電極層形成領域内に形成した集電孔を介して、前記表面上の互いに分離されて隣り合う単位光電変換部分を電気的に直列接続してなる薄膜太陽電池モジュールであって、モジュール主面の輪郭が三角形もしくは台形からなるものが提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−６５１９８号公報
【特許文献２】特開２０００−２０８８０４号公報
【特許文献３】特開２００１−１１１０８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１〜３記載の太陽電池モジュールは、いずれも、一定値の出力を備えたものに過ぎず、太陽電池モジュールを複数接続する場合には、その仕様に応じた出力を備える太陽電池モジュールを生産する必要がある。そのため、複数の太陽電池モジュールからなるシステムごとに専用の太陽電池モジュールを用意する必要があり、生産管理が面倒な上、生産性が悪かった。
【０００７】
上記問題を解決するため、本発明は、三角形又は台形状の太陽電池モジュールであって、システムに応じて出力を設定することのできるものを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る太陽電池モジュールは、三角形状又は台形状の基板上に、ＣＩＳ系薄膜太陽電池デバイスが形成された太陽電池サブモジュールと、上記太陽電池サブモジュール上に３箇所以上形成された帯状の電極と、を有する太陽電池モジュールであって、上記ＣＩＳ系薄膜太陽電池デバイスは、パターニングにより互いに平行に形成された複数の帯状の単位セルを電気的に直列接続してなり、上記電極は、夫々の電極との間に一つ以上の単位セルを挟んで、上記複数の単位セルのうちの一つをはつって形成されており、上記３箇所以上の電極のうちの任意の２箇所の電極が出力端として外部負荷に電気的に接続されて、上記太陽電池サブモジュールにおいて発生した電力が当該外部負荷に導出されることを特徴とする。
【０００９】
また、任意に選択された２箇所の上記電極を出力端として上記外部負荷と電気的に接続させるスイッチ、をさらに有するものとしてもよい。
【００１０】
また、上記３箇所以上ある電極のうち、最も長く単位セルをはつって形成された電極が、上記外部負荷と電気的に固定接続されており、上記スイッチは、上記外部負荷と電気的に固定的接続されている電極以外の電極のうちの任意の１箇所を出力端として上記外部負荷と電気的に接続させるものとしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、様々な形状の太陽電池アレイを組む場合に、見栄えよく、また発電効率を上げることのできる三角形又は台形状の太陽電池モジュールが提供される。また、太陽電池アレイの仕様に応じて簡易に出力を設定することができるため、システム毎の仕様に応じた専用の太陽電池モジュールを製造する必要がなく、工程管理が容易で生産性が良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の第一の実施形態について、図を参照して説明する。
本実施形態に係る太陽電池モジュールは、図１及び図２に示されるように、受光により発電する太陽電池サブモジュール１、発電した電力を導出するリボンワイヤ３１、３２、３３、３４、リボンワイヤ３１、３２、３３、３４を集約する端子箱４１の各構成からなる構造を有している。この太陽電池モジュールは、４本の電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のうちの任意の２本を選択して外部負荷６と接続させることができ、これにより太陽電池サブモジュール１において発生した電力を、用途や仕様に応じた電流値ないしは電力値に合わせて外部負荷６に供給することができる。
【００１３】
本実施形態においては、太陽電池サブモジュール１は、図１に示されるように、直角二等辺三角形状に構成されている。
この太陽電池サブモジュール１は、図３及び図４に示されるように、青板ガラス等のガラス基板２０上に、太陽光等を受光して発電する太陽電池デバイス１０を形成してなる。
【００１４】
太陽電池デバイス１０は、いわゆるＣＩＳ系薄膜太陽電池デバイスであって、図４に示されるように、モリブデン（Ｍｏ）等の金属からなる裏面電極層１０Ａ、ｐ型ＣＩＳ系光吸収層１０Ｂ、高抵抗バッファ層１０Ｃ、ｎ型窓層（透明導電膜）１０Ｄを順次積層したサブストレート構造からなり、この太陽電池デバイス１０が太陽光等の光を受けることにより発電する。
【００１５】
ここで、ｐ型ＣＩＳ系光吸収層１０Ｂは、ｐ型の導電性を有するI−III −VI2 族カルコパイライト構造の厚さ１〜３μｍの薄膜であり、例えば、ＣｕＩｎＳｅ２
、Ｃｕ（ＩｎＧａ）Ｓｅ2 、Ｃｕ（ＩｎＧａ）（ＳＳｅ）2 等の多元化合物半導体薄膜である。ｐ型ＣＩＳ系光吸収層１０Ｂとしては、その他、セレン化物系ＣＩＳ系光吸収層、硫化物系ＣＩＳ系光吸収層及びセレン化・硫化物系ＣＩＳ系光吸収層があり、前記セレン化物系ＣＩＳ系光吸収層は、ＣｕＩｎＳｅ2
、Ｃｕ（ＩｎＧａ）Ｓｅ2 又はＣｕＧａＳｅ2 からなり、前記硫化物系ＣＩＳ系光吸収層は、ＣｕＩｎＳ2
、Ｃｕ（ＩｎＧａ）Ｓ2 、ＣｕＧａＳ2 からなり、前記セレン化・硫化物系ＣＩＳ系光吸収層は、ＣｕＩｎ（ＳＳｅ）2
、Ｃｕ（ＩｎＧａ）（ＳＳｅ）2 、ＣｕＧａ（ＳＳｅ）2 、また、表面層を有するものとしては、ＣｕＩｎ（ＳＳｅ）2
を表面層として持つＣｕＩｎＳｅ2 、ＣｕＩｎ（ＳＳｅ）2 を表面層として持つＣｕ（ＩｎＧａ）Ｓｅ2
、ＣｕＩｎ（ＳＳｅ）2 を表面層として持つＣｕ（ＩｎＧａ）（ＳＳｅ）2 、ＣｕＩｎ（ＳＳｅ）2
を表面層として持つＣｕＧａＳｅ2 、Ｃｕ（ＩｎＧａ）（ＳＳｅ）2 を表面層として持つＣｕ（ＩｎＧａ）Ｓｅ2
、Ｃｕ（ＩｎＧａ）（ＳＳｅ）2 を表面層として持つＣｕＧａＳｅ2 、ＣｕＧａ（ＳＳｅ）2 を表面層として持つＣｕ（ＩｎＧａ）Ｓｅ2
又はＣｕＧａ（ＳＳｅ）2 を表面層として持つＣｕＧａＳｅ2 がある。
このｐ型ＣＩＳ系光吸収層１０Ｂは、セレン化／硫化法や多元同時蒸着法により製膜されている。
【００１６】
また、太陽電池デバイス１０には、メカニカルスクライビング装置やレーザースクライビング装置等により、電気的接続を確保するためのパターニングが、太陽電池サブモジュール１の直角二等辺三角形の直角な角を挟む一辺と平行に施されている。
図１に示されるように、パターニングにより、互いに対して平行に、且つ隣り合って形成された複数の帯状の単位セル１ａは、電気的に直列接続しており、この単位セル１ａと直交する向きに、単位セル１ａの数に比例した電位が形成される。
【００１７】
なお、パターニングは、太陽電池サブモジュール１の縁辺との関係においては、太陽電池サブモジュール１の直角二等辺三角形の直角な角を挟む一辺に限らず、斜辺と平行に施されていてもよいほか、太陽電池サブモジュール１の縁辺を形成する一辺と平行でなくてもよい。
【００１８】
さらに、太陽電池デバイス１０（パターニングにより形成された単位セル１ａ）は、図３及び図４に示されるように、ｐ型ＣＩＳ系光吸収層１０Ｂ、高抵抗バッファ層１０Ｃ、及びｎ型窓層（透明導電膜）１０Ｄが帯状にはつられており、これにより露出した裏面電極層１０Ａは、電極Ｓ（電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のいずれかを示す。）を構成している。
【００１９】
なお、電極Ｓを形成する方法は、スクライビング装置に限らず、化学的エッチング等によってもよく、特に限定されない。
また、電極Ｓは、複数形成された単位セル１ａのうちの一つを、ｐ型ＣＩＳ系光吸収層１０Ｂ、高抵抗バッファ層１０Ｃ、及びｎ型窓層（透明導電膜）１０Ｄをはつることにより形成されているが、後述の通り、当該はつった箇所は、リボンワイヤ３１、３２、３３、３４を取り付けるにあたってハンダ５で埋められるため、太陽電池デバイス１０全体の電気的接続が確保されている。 また、単位セル１ａをはつって形成された電極Ｓの横幅は、電極Ｓに取り付けられるリボンワイヤ３１、３２、３３、３４と略同じか若干広く設けられ、これにより、リボンワイヤ３１、３２、３３、３４の横幅が電極Ｓの横幅からはみ出ることなく取り付けられる。この結果、ハンダ５を介して接着される電極Ｓとリボンワイヤ３１、３２、３３、３４との接着強度が確保されている。
【００２０】
電極Ｓ１は、太陽電池サブモジュール１の直角二等辺三角形の直角な角を挟む一辺の縁辺部上において、太陽電池デバイス１０の単位セル１ａと平行に、かつ、太陽電池サブモジュール１の一端部から他端部にかけて帯状に形成されている。そして、この電極Ｓ１ないし単位セル１ａと平行に、かつ、少なくとも一つ以上の単位セル１ａを挟んで、順次帯状の電極Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４が形成されている。なお、電極Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のいずれについても、電極Ｓ１と同様に、太陽電池サブモジュール１の一端部から他端部にかけて形成されている。
【００２１】
なお、本実施形態においては、電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は、一定の間隔毎に形成されており、電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の長さの比率は、４：３：２：１（Ｓ１：Ｓ２：Ｓ３：Ｓ４）となっている。なお、電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の長さとは、夫々、これらの電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を形成するために太陽電池デバイス１０（単位セル１ａ）をはつった長さを示す。
【００２２】
リボンワイヤ３１、３２、３３、３４は、図１及び図３に示されるように、それぞれ電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４にハンダ５により取り付けられていると共に、太陽電池サブモジュール１の側端部を介して端子箱４１に集約されている。
【００２３】
このリボンワイヤ３１、３２、３３、３４は、例えば、アルミニウム、銀、銅、あるいはすずメッキした銅からなる厚み８０〜１５０μｍ程度、幅１．５〜２．０ｍｍ程度の帯状金属製薄板により構成することができる。
【００２４】
端子箱４１は、太陽電池サブモジュール１の背面に取り付けられており、太陽電池サブモジュール１の側端部を介して背面に引き回されたリボンワイヤ３１、３２、３３、３４を集約している。
【００２５】
また、この端子箱４１は、外部負荷６と接続させるリボンワイヤ３１、３２、３３、３４を、いずれか２本に任意に切り替えて接続させることができる切替スイッチ４１ａ、４１ｂを有している。この切替スイッチ４１ａ、４１ｂにより、リボンワイヤ３１、３２、３３、３４のうちの任意の２本を外部負荷６と接続させることができ、これにより、外部負荷６と接続されたリボンワイヤ３１、３２、３３、３４が取り付けられている２箇所の電極ＳＸｍ、ＳＸｎ（以下、ＳＸｍ及びＳＸｎは夫々電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のいずれかを示しており、ＸｍとＸｎはＸｍ＜Ｘｎなる１〜４のいずれかの数値を示す。）の一方を正極、他方を負極として外部負荷６と接続させることができる。
【００２６】
次に、本実施形態に係る太陽電池モジュールの使用例と、各使用例における出力について説明する。
図５は、標準的なサイズの太陽電池サブモジュール７と、太陽電池サブモジュール１のサイズの関係を示している。
太陽電池サブモジュール７は、縦６０ｃｍ（以下、「ｈ」とする）、横１２０ｃｍ（以下、「ｌ」とする）の長方形状からなり、以下において、この太陽電池サブモジュール７の出力値を、電流Ｉ［Ａ（アンペア）］、電圧Ｖ［Ｖ（ボルト）］とする。なお、太陽電池サブモジュール７は、太陽電池サブモジュール１と同様の構成からなる太陽電池デバイス１０により、電力を発生させる。
これに対して、太陽電池サブモジュール１は、縦ｈ、横１/２・ｌの直角二等辺三角形状からなる。
【００２７】
ここで、電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のうちから任意に選択された２箇所の電極ＳＸｍ、ＳＸｎによる出力については、帯状の電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４がパターニングにより形成された単位セル１ａと平行に形成されていることから、電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４と直交する向きに電位差を生じる。したがって、選択された２箇所の電極ＳＸｍ、ＳＸｎ間の電位差は、当該選択された電極ＳＸｍ、ＳＸｎ間の距離に比例し、選択された電極ＳＸｍ、ＳＸｎ同士による短絡電流の値は、当該選択された電極ＳＸｍ、ＳＸｎのうち、短い方の電極ＳＸｎの長さに比例する。
そのため、外部負荷６と接続させるリボンワイヤ３１、３２、３３、３４を２本選択する場合、即ち、電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４から、２箇所の電極ＳＸｍ、ＳＸｎを選択する場合、互いと距離が離れた電極ＳＸｍ、ＳＸｎを選べば高い電圧値を得ることができ、選択する電極ＳＸｍ、ＳＸｎのうち短い方の電極ＳＸｎとしてより長いものを選べば大きな電流値を得ることができる。
【００２８】
図６〜９は、端子箱４１の切替スイッチ４１ａ、４１ｂにより、リボンワイヤ３１、３２、３３、３４のうちの２本が外部負荷６と接続された場合に、当該接続されたリボンワイヤ３１、３２、３３、３４を介して電気的に接続された電極ＳＸｍ、ＳＸｎから外部負荷６に有効に供給される電力の発生領域（以下、「有効領域」という）を示している。
【００２９】
図６は、リボンワイヤ３１、３２（電極Ｓ１、Ｓ２）が外部負荷６と接続された場合を示しており、この場合の有効領域Ｒ１による出力は、縦１/４・ｈ、横３/８・ｌの太陽電池サブモジュール１による出力に等しい。
上述の通り、出力は、電圧値が電極Ｓ１、Ｓ２間の距離に比例し、電流値が短い方の電極Ｓ２の長さに比例するから、この場合、太陽電池サブモジュール１は有効領域Ｒ１により、電圧１/４・Ｖ［Ｖ］、電流３/８・Ｉ［Ａ］の電力を出力する。
【００３０】
また、図７は、リボンワイヤ３１、３３（電極Ｓ１、Ｓ３）が外部負荷６と接続された場合を示しており、この場合の有効領域Ｒ２による出力は、縦１/２・ｈ、横１/４・ｌの太陽電池サブモジュール１による出力に等しい。
上記同様、この場合、太陽電池サブモジュール１は有効領域Ｒ２により、電圧１/２・Ｖ［Ｖ］、電流１/４・Ｉ［Ａ］の電力を出力する。
【００３１】
また、図８は、リボンワイヤ３１、３４（電極Ｓ１、Ｓ４）が外部負荷６と接続された場合を示しており、この場合の有効領域Ｒ３による出力は、縦３/４・ｈ、横１/８・ｌの太陽電池サブモジュール１による出力に等しい。
上記同様、この場合、太陽電池サブモジュール１は有効領域Ｒ３により、電圧３/４・Ｖ［Ｖ］、電流１/８・Ｉ［Ａ］の電力を出力する。
【００３２】
さらに、同様に、図９（ａ）はリボンワイヤ３２、３３（電極Ｓ２、Ｓ３）が外部負荷６と接続された場合の有効領域Ｒ４（縦１/４・ｈ、横１/４・ｌ）を、図９（ｂ）はリボンワイヤ３２、３４（電極Ｓ２、Ｓ４）が外部負荷６と接続された場合の有効領域Ｒ５（縦１/２・ｈ、横１/８・ｌ）を、図９（ｃ）はリボンワイヤ３３、３４（電極Ｓ３、Ｓ４）が外部負荷６と接続された場合の有効領域Ｒ６（縦１/４・ｈ、横１/８・ｌ）を示している。
これらの場合の出力は、Ｒ４によれば電圧１/４・Ｖ［Ｖ］、電流１/４・Ｉ［Ａ］、Ｒ５によれば電圧１/２・Ｖ［Ｖ］、電流１/８・Ｉ［Ａ］、Ｒ６によれば電圧１/４・Ｖ［Ｖ］、電流１/８・Ｉ［Ａ］となる。
【００３３】
以上の通り、本実施形態においては、リボンワイヤ３１、３２、３３、３４を介して電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のいずれか２箇所を選択して外部負荷６に出力する方法は６通りある。そして、それぞれの場合における有効領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６については、リボンワイヤ３１、３２（電極Ｓ１、Ｓ２）を接続した有効領域Ｒ１により出力する場合、電流値が最も大きい。また、リボンワイヤ３１、３３（電極Ｓ１、Ｓ３）を接続した有効領域Ｒ２により出力する場合、太陽電池サブモジュール１の発電領域を最も広く使っており、電力量も最大である。また、リボンワイヤ３１、３４（電極Ｓ１、Ｓ４）を接続した有効領域Ｒ３により出力する場合、電圧値が最も大きい。
【００３４】
本発明により、複数の太陽電池モジュールにより仕様の異なる太陽電池アレイを組む場合であっても、切替スイッチ４１ａ、４１ｂを切り換えるだけで、各種の太陽電池アレイの仕様に応じた出力に設定することができる。そのため、システム毎の仕様に応じた専用の太陽電池モジュールを製造する必要がなく、工程管理が容易で生産性が良い。
【００３５】
続いて、本発明の第二の実施形態について図１０を参照して説明する。
本実施形態に係る太陽電池サブモジュール８は、第一の実施形態と同様の太陽電池サブモジュール１と、リボンワイヤ３１、３２、３３、３４と共に、本実施形態に固有の端子箱４２を有している。
【００３６】
端子箱４２は、リボンワイヤ３１、３２、３３、３４を集約すると共に、切替スイッチ４２ａを有している。
切替スイッチ４２ａは、リボンワイヤ３２、３３、３４を介して、外部負荷６と、電極Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のいずれかとを任意に切り換えて電気的に接続させることができる。
一方、電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のうち最も長い電極Ｓ１に取り付けられているリボンワイヤ３１は、外部負荷６に直接、固定的に接続されている。
【００３７】
本実施形態に係る太陽電池モジュールにおいては、リボンワイヤ３１が固定的に接続されているため、図６、７、８に示される有効領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３のいずれかによる出力のみを行うことができる。
有効領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、それぞれ、最大の電流値、電力量、電圧値を出力するものであるから、システムに応じて発電効率のよい出力を選択することができる。
【００３８】
なお、以上の本発明の実施形態においては、太陽電池サブモジュール１、８の形状は、直角二等辺三角形状としたが、これに限らず、図１１（ａ）に示すように、他の三角形状、図１１（ｂ）、（ｃ）に示すような台形状であってもよい。
【００３９】
なお、以上の本発明の実施形態においては、切替スイッチ４１ａ、４１ｂ、４２ａにより、リボンワイヤ３１、３２、３３、３４を介して、外部負荷６と電気的に接続させる電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を切り換えることができるようにしているが、切替スイッチ４１ａ、４１ｂ、４２ａを設けず、太陽電池モジュールを設置する際に、リボンワイヤ３１、３２、３３、３４のうちのいずれか２本を出力端子として、外部負荷６と固定的に接続させるようにしてもよい。
【００４０】
また、以上の本発明の実施形態においては、電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を４箇所設けているが、これに限らず、３箇所以上設けることで、出力の切り替えが可能な太陽電池サブモジュール１、８を構成することができる。
さらに、電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を形成する間隔は、一定間隔でもよいほか、変則的な間隔とすることもでき、各種の仕様に応じた出力を選択できるように間隔を調整して形成させればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る太陽電池モジュールが有する構造を示す平面図である。
【図２】本実施形態において、太陽電池サブモジュールの結線構造を示す結線図である。
【図３】本実施形態に係る太陽電池モジュールが有する構造を示す断面図である。
【図４】本実施形態において、太陽電池サブモジュールの積層構造を示す模式図である。
【図５】本実施形態に係る太陽電池モジュールと、標準的なサイズの太陽電池モジュールとの関係を示す平面図である。
【図６】本実施形態に係る太陽電池モジュールにおいて、一の使用例における発電の有効領域を示す図である。
【図７】本実施形態に係る太陽電池モジュールにおいて、別の使用例における発電の有効領域を示す図である。
【図８】本実施形態に係る太陽電池モジュールにおいて、別の使用例における発電の有効領域を示す図である。
【図９】本実施形態に係る太陽電池モジュールにおいて、別の使用例における発電の有効領域を示す図である。
【図１０】本発明の第二の実施形態において、太陽電池サブモジュールの結線構造を示す結線図である。
【図１１】本発明の別の実施形態に係る太陽電池モジュールが有する太陽電池サブモジュールの構造であって、（ａ）は二等辺三角形状、（ｂ）は台形状、（ｃ）等脚台形状のものを示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１ 太陽電池サブモジュール
１ａ 単位セル
１０ 太陽電池デバイス
１０Ａ 裏面電極層
１０Ｂ ｐ型ＣＩＳ系光吸収層
１０Ｃ 高抵抗バッファ層
１０Ｄ ｎ型窓層（透明導電膜）
２０ ガラス基板
３１ リボンワイヤ
３２ リボンワイヤ
３３ リボンワイヤ
３４ リボンワイヤ
４１ 端子箱
４１ａ 切替スイッチ
４１ｂ 切替スイッチ
４２ 端子箱
４２ａ 切替スイッチ
５ ハンダ
６ 外部負荷
７ 太陽電池サブモジュール
８ 太陽電池サブモジュール
Ｒ１ 有効領域
Ｒ２ 有効領域
Ｒ３ 有効領域
Ｒ４ 有効領域
Ｒ５ 有効領域
Ｒ６ 有効領域
Ｓ 電極
Ｓ１ 電極
Ｓ２ 電極
Ｓ３ 電極
Ｓ４ 電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三角形状又は台形状の基板上に、ＣＩＳ系薄膜太陽電池デバイスが形成された太陽電池サブモジュールと、
上記太陽電池サブモジュール上に３箇所以上形成された帯状の電極と、を有する太陽電池モジュールであって、
上記ＣＩＳ系薄膜太陽電池デバイスは、パターニングにより互いに平行に形成された複数の帯状の単位セルを電気的に直列接続してなり、
上記電極は、夫々の電極との間に一つ以上の単位セルを挟んで、上記複数の単位セルのうちの一つをはつって形成されており、
上記３箇所以上の電極のうちの任意の２箇所の電極が出力端として外部負荷に電気的に接続されて、上記太陽電池サブモジュールにおいて発生した電力が当該外部負荷に導出される、
ことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
任意に選択された２箇所の上記電極を出力端として上記外部負荷と電気的に接続させるスイッチ、をさらに有する、
請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
上記３箇所以上ある電極のうち、最も長く単位セルをはつって形成された電極が、上記外部負荷と電気的に固定接続されており、
上記スイッチは、上記外部負荷と電気的に固定的接続されている電極以外の電極のうちの任意の１箇所を出力端として上記外部負荷と電気的に接続させる、
請求項２記載の太陽電池モジュール。
【請求項１】
三角形状又は台形状の基板上に、ＣＩＳ系薄膜太陽電池デバイスが形成された太陽電池サブモジュールと、
上記太陽電池サブモジュール上に３箇所以上形成された帯状の電極と、を有する太陽電池モジュールであって、
上記ＣＩＳ系薄膜太陽電池デバイスは、パターニングにより互いに平行に形成された複数の帯状の単位セルを電気的に直列接続してなり、
上記電極は、夫々の電極との間に一つ以上の単位セルを挟んで、上記複数の単位セルのうちの一つをはつって形成されており、
上記３箇所以上の電極のうちの任意の２箇所の電極が出力端として外部負荷に電気的に接続されて、上記太陽電池サブモジュールにおいて発生した電力が当該外部負荷に導出される、
ことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
任意に選択された２箇所の上記電極を出力端として上記外部負荷と電気的に接続させるスイッチ、をさらに有する、
請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
上記３箇所以上ある電極のうち、最も長く単位セルをはつって形成された電極が、上記外部負荷と電気的に固定接続されており、
上記スイッチは、上記外部負荷と電気的に固定的接続されている電極以外の電極のうちの任意の１箇所を出力端として上記外部負荷と電気的に接続させる、
請求項２記載の太陽電池モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−２６７０９３（Ｐ２００９−２６７０９３Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１５１２１（Ｐ２００８−１１５１２１）
【出願日】平成２０年４月２５日（２００８．４．２５）
【出願人】（０００１８６９１３）昭和シェル石油株式会社 (322)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月２５日（２００８．４．２５）
【出願人】（０００１８６９１３）昭和シェル石油株式会社 (322)
【Ｆターム（参考）】
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