专利名称：太阳能电池组件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种纵横地排列多个呈平板状且在受光面侧具有受光面电极并在背面侧具有背面电极的太阳能电池单元、并利用引线依次连接所相邻的太阳能电池单元的受光面电极与背面电极而成的太阳能电池组件及其制造方法。
背景技术：
太阳光发电是将太阳光直接转换为电力的发电，环保并可无穷地供给，因此近年来作为新能源而受到关注。由于每个太阳能电池单元的输出小，因此一般串联地连接多个太阳能电池单元来取出实用的电输出。构成太阳能电池组件的层叠体是从受光面侧起，将由玻璃等透明构件构成的透光性基板、由透明树脂构成的受光面侧密封构件(第I树脂层)、对排列为棋盘格状的多个太阳能电池单元以及串联地连接这些多个太阳能电池单元的引线进行布线而成的太阳能电池阵列、由透明树脂构成的背面侧密封构件(第2树脂层)、以及耐气候性优良的后板(back sheet)依次进行层叠而构成的。由多晶硅构成的太阳能电池单元的厚度为O. 16mnT0. 3mm程度。另外，相邻的太阳能电池单元与太阳能电池单元的间隙为2mnT4mm。排列的太阳能电池单元的列与列的间隙为 2mm 4mmο作为将多个太阳能电池单元进行电连接的引线，使用了被镀锡了的扁铜线 (rectangular copper wire)。为了提高太阳能电池组件的性能,需要降低该引线的电阻值来削减电阻损耗。因此进行了例如增加引线的截面积的研究。然而，为了增加引线的截面积而增加引线的宽度时，导致太阳能电池组件的外形尺寸变大，导致透光性基板、密封构件、后板等的成本上升，并且还涉及太阳能电池组件的发电效率的降低。另一方面，当增加引线的厚度时，作为绝缘层的密封构件的厚度变薄，导致绝缘性能降低。为了将绝缘层的厚度确保为规定量而实施增加密封构件、后板的厚度的对策时，会导致成本上升。以往，将排列为一列的2个太阳能电池单元群(单元列)彼此进行连接的引线突出地布线于太阳能电池阵列的周围的非发电区域。该非发电区域对发电没有贡献，因此如果减少该部分的面积，就能够实现太阳能电池组件的发电效率的提高。另一方面，在上述结构的太阳能电池组件中具有一般连接到太阳能电池阵列并用于将功率从太阳能电池阵列取出到外部的正负一对取出布线。在这种太阳能电池组件中， 在太阳能电池组件的背面配置一个接线盒，正负一对取出布线分别沿着太阳能电池阵列的外周(非发电区域)从连接了太阳能电池阵列的端部的位置延伸至容易引出到接线盒的位置。在这种太阳能电池组件中，以往将从太阳能电池阵列向接线盒延伸的取出布线重叠到太阳能电池单元的背面而进行设置。由此，取出布线不会延伸到太阳能电池阵列的周围的非发电区域，能够减少非发电区域的面积而实现发电效率的提高(例如，参照专利文献I)。专利文献I :日本特开2008-300449号公报
发明内容
然而，在上述专利文献I中提出的太阳能电池组件中，取出布线沿着太阳能电池阵列的外周而延伸的区域是非发电区域的极少一部分，并且在该非发电区域中依然布线了将相邻的太阳能电池单元群(单元列)彼此进行电连接的引线，由于将该单元列间进行连接的引线，实质上无法减少太阳能电池单元周围的非发电区域的面积。因此，存在不能指望实质上提高发电效率这样的问题。本发明是鉴于以上而作出的，其目的在于提供一种太阳能电池组件及其制造方法，能够减小分布在太阳能电池阵列的外周部的非发电区域，由此能够减少外形尺寸，能够实现发电效率的提闻。为了解决上述问题并实现目的，本发明的太阳能电池组件是纵横地排列多个呈平板状且在受光面侧具有受光面电极并在背面侧具有背面电极的太阳能电池单元、并利用引线依次连接所相邻的太阳能电池单元的受光面电极与背面电极而成的太阳能电池组件，其特征在于，具备第I单元列，该第I单元列是多个太阳能电池单元在第I方向上排列而成的；第I单元间引线，在排列方向上连接形成第I单元列的多个太阳能电池单元；第2单元列，该第2单元列是多个太阳能电池单元与第I单元列并行地排列而成的；第2单元间引线，在排列方向上连接形成第2单元列的多个太阳能电池单元；以及列间引线，在与第I方向正交的方向上延伸，将第I单元间引线与第2单元间引线进行电连接，其中，列间引线与第I单元列的太阳能电池单元以及第2单元列的太阳能电池单元中的至少某一方的太阳能电池单元重叠。另外，在本发明的太阳能电池组件的制造方法中，该太阳能电池组件是纵横地排列多个呈平板状且在受光面侧具有受光面电极并在背面侧具有背面电极的太阳能电池单元、并利用引线依次连接所相邻的太阳能电池单元的受光面电极与背面电极而成的太阳能电池组件，所述太阳能电池组件的制造方法的特征在于，在第I方向上排列多个太阳能电池单元而形成第I单元列，与第I单元列并行地排列多个太阳能电池单元而形成第2单元列，利用第I单元间引线在排列方向上连接形成第I单元列的多个太阳能电池单元，利用第 2单元间引线在排列方向上连接形成第2单元列的多个太阳能电池单元，利用向与第I方向正交的方向延伸、并与第I单元列以及第2单元列中的至少某一方的太阳能电池单元重叠的列间引线，连接第I单元间引线与第2单元间引线。根据本发明的太阳能电池组件，将以往在单元列的外周部布线的列间引线配置成与太阳能电池单元重叠，因此能够减小向太阳能电池阵列的外周部扩展的非发电区域， 所以能够减小太阳能电池组件的外形尺寸，并且能够实现太阳能电池组件的发电效率的提闻。另外，根据本发明的太阳能电池组件的制造方法，利用与第I单元列以及第2单元列中的至少某一方的太阳能电池单元重叠的列间引线来连接第I单元间引线与第2单元间引线，因此能够减小向太阳能电池阵列的外周部扩展的非发电区域，能够制造外形尺寸小且发电效率高的太阳能电池组件。
图I是从背面侧观看与本发明有关的实施方式I的太阳能电池组件的主要部分的立体图。图2是图I的太阳能电池组件的主要部分的分解立体图。图3是将图2的太阳能电池阵列进行放大而从背面侧观看的放大背面图。4是从背面侧观看为了比较而示出的以往的太阳能电池组件的主要部分的立图体图。图5是将图4的太阳能电池阵列进行放大而从背面侧观看的放大背面图。图6是将与本发明有关的实施方式2的太阳能电池组件的太阳能电池阵列进行放大而从背面侧观看的放大背面图。图7是将与本发明有关的实施方式3的太阳能电池组件的太阳能电池阵列进行放大而从背面侧观看的放大背面图。(附图标记说明)I :透光性基板；2 :受光面侧密封构件；3 :太阳能电池单元；5 :背面侧密封构件； 6 :后板；7 :太阳能电池阵列；8 :单元间引线；8A :第I单元间引线；8B :第2单元间引线;9、 19 :列间引线；19a :受光面侧重叠部；19b :背面侧重叠部；10 :单元列；10A :第I单元列； IOB :第2单元列；50 :太阳能电池组件。
具体实施例方式下面根据附图详细地说明与本发明有关的太阳能电池组件及其制造方法的实施方式。此外,并非通过本实施方式来限定本发明。实施方式I.图I是从背面侧观看与本发明有关的实施方式I的太阳能电池组件的主要部分 (层叠体)的立体图。图2是图I的太阳能电池组件的主要部分的分解立体图。图3是将图 2的太阳能电池阵列进行放大而从背面侧观看的放大背面图。在图广图3中，构成太阳能电池组件50的主要部分的层叠体是从受光面侧起将由玻璃等透明构件构成的透光性基板I、由透明树脂构成的受光面侧密封构件(第I树脂层)2、对排列为棋盘格状的多个太阳能电池单元3以及串联地连接这些多个太阳能电池单元3的引线8、9进行布线而成的太阳能电池阵列7、由透明树脂构成的背面侧密封构件(第 2树脂层)5、以及耐气候性优良的后板6依次进行层叠而构成的。此外，受光面侧密封构件 2与背面侧密封构件5通过热处理而成为一体，对太阳能电池阵列7进行树脂密封而形成树脂密封层。这种结构的层叠体的外周缘部的整个一圈被未图示的框架覆盖从而制作太阳能电池组件50。太阳能电池单元3由厚度为O. 16mnT0. 3mm程度的单晶硅、多晶硅基板等构成，排列为棋盘格状。在太阳能电池单元3内部形成有PN结，在其受光面和背面设置有电极，而且在受光面设置有反射防止膜。关于太阳能电池单元3的大小，在多晶硅太阳能电池中I 个边的长度为150mnTl56mm程度。太阳能电池单元3在受光面侧具有受光面电极(正)，并在背面侧具有背面电极(负)。
在太阳能电池阵列7中，多个太阳能电池单元3在第I方向(X方向)上排列而成的单元列10在与第I方向正交的方向(Y方向)上平行地配置有多列。此外，这里将在第I 方向上排列的多个单元列10中的相邻的规定的2个单元列作为第I单元列IOA与第2单元列IOB来进行说明，但是其它的单元列10也是同样的结构。将多个太阳能电池单元3进行连接的引线包括将各个太阳能电池单元3间进行串联连接的多个单元间引线8、以及将利用单元间引线8连接的单元列(太阳能电池单元群)10彼此进行串联连接的多个列间引线9。此外，这里把将形成第I单元列IOA的多个太阳能电池单元3进行连接的单元间引线8特别地设为第I单元间引线8A。另外，把将形成第2单元列IOB的多个太阳能电池单元3进行连接的单元间引线8特别地设为第2单元间引线8B，但是其它的单元间引线8也是同样的结构。第I单元间引线8A、第2单元间引线SB以及列间引线9由实施了厚度为
O.ImnTO. 4mm程度的镀锡的扁铜线构成。第I单元间引线8A以及第2单元间引线SB通过锡焊而接合到太阳能电池单元3，将各太阳能电池单元3的背面电极(负)与受光面电极(正) 进行电连接。单元间引线8A、8B在太阳能电池组件50的长度方向上将排列为棋盘格状的太阳能电池单元3的背面侧电极与受光面侧电极依次进行连接。在相邻的单元列10中，连接的方向相反。并且，在单元列10的端部中，以使相邻的单元列10的列端的太阳能电池单元3彼此折回的方式连接列间引线9。这样，排列为棋盘格状的太阳能电池单元3全体被串联连接。此外，虽然本实施方式的单元间引线8是连续的一条线，但也可以在太阳能电池单元3的受光面侧与背面侧分割为2条来进行连接。进一步详细进行说明。如上所述，形成第I单元列IOA的多个太阳能电池单元3 通过多个第I单元间引线8A而被串联连接。多个第I单元间引线8A分别设置在排列为I 列的多个太阳能电池单元3的相邻的太阳能电池单元3之间。各个第I单元间引线8A将太阳能电池单元3的受光面电极(正)与背面电极(负)进行连接以使其列具有规定的极性。 即，在图2中，将规定的太阳能电池单元3的背面电极与在右侧相邻的太阳能电池单元3的受光面电极进行连接。另一方面，形成第2单元列IOB的多个太阳能电池单元3通过多个第2单元间引线8B而被串联连接。多个第2单元间引线SB分别设置在排列为I列的多个太阳能电池单元3的相邻的太阳能电池单元3之间。各个第2单元间引线SB将太阳能电池单元3的受光面电极与背面电极进行连接以使其列具有与第I单元列IOA相反的极性。S卩，在图2中， 将规定的太阳能电池单元3的背面电极与在左侧相邻的太阳能电池单元3的受光面电极进行连接。这样连接的第I单元列IOA与第2单元列IOB在图2的右端通过列间引线9而被连接。即，第I单元列IOA的右端的太阳能电池单元3的背面电极与第2单元列IOB的右端的太阳能电池单元3的受光面电极通过列间引线9而被连接。这样，所有的太阳能电池单元3被串联连接。并且，作为本实施方式的特点，列间引线9被配置成重叠到第I单元列 IOA和第2单元列IOB的各自图2的右端的太阳能电池单元3。说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树脂等合成树脂材料。而且作为玻璃材料，使用白板玻璃(white plate glass)、强化玻璃、热反射玻璃等，一般大多使用厚度为3mnT4mm程度的白板强化玻璃。另一方面，关于聚碳酸酯树月旨，大多使用厚度为5mm左右的树脂。在受光面侧密封构件2中使用具有透光性、耐热性、电绝缘性、柔软性的原材料， 优选以乙烯乙烯基醋酸酯(EVA)、聚乙烯基丁醛(PVB)等为主成分的热可塑性的合成树脂材料。使用厚度为O. 6mnTl. Omm程度的薄片状形态的构件。在背面侧密封构件5中使用与受光面侧密封构件2同样地具有透光性、耐热性、电绝缘性、柔软性的原材料，优选以乙烯乙烯基醋酸酯(EVA)、聚乙烯基丁醛(PVB)等为主成分的热可塑性的合成树脂材料。使用厚度为O. Wl. Omm程度的薄片状形态的构件。受光面侧密封构件2和背面侧密封构件5通过气压O. 5atnTl. Oatm程度的减压下的层压工序来进行热交联(thermalIy cross linked)而与透光性基板I、太阳能电池阵列
7、后板6熔接从而一体化。后板6使用透湿性、耐气候性、耐加水分解性、绝缘性优良的原材料，使用氟系树脂薄片、蒸镀了氧化铝或者二氧化硅的聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate, PET)薄片等。图4是从背面侧观看为了比较而示出的以往的太阳能电池组件的主要部分的立体图。图5是将图4的太阳能电池阵列进行放大而从背面侧观看的放大背面图。以往的列间引线49在从各单元列10的端部的太阳能电池单元3突出的位置(非发电区域)处连接了第I单元间引线8A以及第2单元间引线SB。因此，与本实施方式相比，太阳能电池组件的外径尺寸变大与单元间引线8A、8B以及列间引线49从太阳能电池单元3突出的部分相应的量。根据本实施方式的太阳能电池组件50，将列间引线9在与太阳能电池单元3重叠的位置处配置成从太阳能电池单元3的背面侧延伸到受光面侧。由此，去除列间引线9所占的面积，实现组件外形尺寸的缩小化，从而能够实现部件成本的削减和组件发电效率的提闻。而且还能够缩短将太阳能电池单元3与列间引线9进行连接的第I单元间引线8A 以及第2单元间引线SB，能够通过削减电阻损耗来实现组件发电量的提高。实施方式2.图6是将与本发明有关的实施方式2的太阳能电池组件的太阳能电池阵列进行放大而从背面侧观看的放大背面图。本实施方式的列间引线19与实施方式I的列间引线9 相比，向第2单元列IOB的太阳能电池单元3的受光面侧延伸而与太阳能电池单元3重叠的受光面侧重叠部19a的宽度变小。另一方面，列间引线19中的向第I单元列IOA的太阳能电池单元3的背面侧延伸而与太阳能电池单元3重叠的背面侧重叠部19b的宽度变大。 其它的结构与实施方式I相同。这样，在列间引线19中，通过使位于太阳能电池单元3背面的部分的宽度变大，不会导致组件外形尺寸的增加而能够减小引线的电阻值，通过削减电阻损耗而实现太阳能电池组件的发电量以及发电效率的提高。另一方面，在列间引线19中，通过使位于太阳能电池单元3表面的部分的宽度变小，能够抑制由于太阳能电池单元3的受光面积的减少所致的组件发电量的降低。实施方式3.图7是将与本发明有关的实施方式3的太阳能电池组件的太阳能电池阵列进行放大而从背面侧观看的放大背面图。在本实施方式中，第2单元列IOB在第I方向上错开，以使配置列间引线9的一侧的端成为与第I单元列IOA的端相比向组件中央侧退缩的位置。 并且，列间引线9在第I单元列IOA的端部中配置成在太阳能电池单元3的背面侧与太阳能电池单元3重叠，但是在第2单元列IOB的端部中没有与太阳能电池单元3重叠。S卩，本实施方式的列间引线9在太阳能电池单元3的背面侧与太阳能电池单元3重叠，在太阳能电池单元3的受光面侧不与太阳能电池单元3重叠。其它的结构与实施方式I相同。此外， 由于图7仅示出太阳能电池阵列的一部分，因此无法进行确认，但是多个单元列10以包括图中未示出的部分在内使整个端部凹凸的方式在第I方向上交替错开地排列。这样，根据本实施方式的太阳能电池组件，在第I方向上错开地排列以使列间引线9中的向某一方的单元列10的太阳能电池单元3的背面侧延伸的部分与太阳能电池单元3重叠、并且不与另一方的单元列10的太阳能电池单元3重叠，因此组件外形尺寸的缩小化比实施方式I还差，但是能够在维持了太阳能电池单元3的受光面积的状态下减少太阳能电池组件的外形尺寸，能够实现太阳能电池组件发电效率的提高。如以上那样，与本发明有关的太阳能电池组件适用于在建筑物的屋顶等处设置的太阳能电池组件，特别是适合纵横地排列多个具有受光面电极和背面电极的太阳能电池单元、并利用引线依次连接所相邻的太阳能电池单元的受光面电极和背面电极而成的太阳能电池组件。
权利要求
1.一种太阳能电池组件，是纵横地排列多个呈平板状且在受光面侧具有受光面电极并在背面侧具有背面电极的太阳能电池单元、并利用引线依次连接所相邻的太阳能电池单元的所述受光面电极与所述背面电极而成的太阳能电池组件，其特征在于，具备第I单元列，该第I单元列是多个太阳能电池单元在第I方向上排列而成的；第I单元间引线，在排列方向上连接形成所述第I单元列的多个太阳能电池单元；第2单元列，该第2单元列是多个太阳能电池单元与所述第I单元列并行地排列而成的；第2单元间引线，在排列方向上连接形成所述第2单元列的多个太阳能电池单元；以及列间引线，在与所述第I方向正交的方向上延伸，将所述第I单元间引线与所述第2单元间引线进行电连接，其中，所述列间引线与所述第I单元列的太阳能电池单元以及所述第2单元列的太阳能电池单元中的至少某一方的太阳能电池单元重叠。
2.根据权利要求I所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述列间引线中的向太阳能电池单元的受光面侧延伸的受光面侧重叠部的宽度比向太阳能电池单元的背面侧延伸的背面侧重叠部窄。
3.根据权利要求I所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述第I单元列与所述第2单元列在所述第I方向上错开地排列，以使所述列间引线中的向某一方的单元列的太阳能电池单元的背面侧延伸的部分与太阳能电池单元重叠、且不与另一方的单元列的太阳能电池单元重叠。
4.一种太阳能电池组件的制造方法，该太阳能电池组件是纵横地排列多个呈平板状且在受光面侧具有受光面电极并在背面侧具有背面电极的太阳能电池单元、并利用引线依次连接所相邻的太阳能电池单元的所述受光面电极与所述背面电极而成的太阳能电池组件， 所述太阳能电池组件的制造方法的特征在于，在第I方向上排列多个太阳能电池单元而形成第I单元列，与所述第I单元列并行地排列多个太阳能电池单元而形成第2单元列，利用第I单元间引线在排列方向上连接形成所述第I单元列的多个太阳能电池单元， 利用第2单元间引线在排列方向上连接形成所述第2单元列的多个太阳能电池单元， 利用向与所述第I方向正交的方向延伸、并与所述第I单元列以及所述第2单元列中的至少某一方的太阳能电池单元重叠的列间引线，连接所述第I单元间引线与所述第2单元间引线。
全文摘要
太阳能电池组件具备在第1方向(X)上排列多个太阳能电池单元(3)而成的第1单元列(10A)；在排列方向上连接第1单元列(10A)的太阳能电池单元(3)的第1单元间引线(8A)；与第1单元列(10A)并行地排列多个太阳能电池单元(3)而成的第2单元列(10B)；在排列方向上连接形成第2单元列(10B)的多个太阳能电池单元(3)的第2单元间引线(8B)；以及向与第1方向正交的方向(Y)延伸并将第1单元间引线8A与第2单元间引线(8B)进行电连接的列间引线(9)，其中，列间引线(9)中的至少一部分与太阳能电池单元(3)重叠。
文档编号H01L31/05GK102598306SQ20098016236
公开日2012年7月18日 申请日期2009年11月9日 优先权日2009年11月9日
发明者宇都宫敬一郎, 石垣辰也 申请人:三菱电机株式会社