太陽能電池模塊的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發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】
[0002] 太陽光發電是典型的可再生能源，進入了廣泛的普及期。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體中來發電的太陽能電池。染料敏化太陽能電池像結晶 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置成本。此外，雖然存在轉換效率低的缺點，但像專利文獻 1?4中所公開的那樣，提出了通過將整體設置成圓筒形來提高轉換效率的方案，作為下一 代的太陽能電池之一期待實現實用化。
[0004] 專利文獻1 :日本專利4840540號公報
[0005] 專利文獻2 :日本特開2003-77550號公報
[0006] 專利文獻3 :日本特開2007-12545號公報
[0007] 專利文獻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，都發揮基本同樣的發電性能，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，從一天的總發電量來看，圓筒型的轉換效率高。
[0010] 圖16是表示以染料敏化太陽能電池為例確認圓筒型的優越性的模擬實驗的結果 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為相同，面板的寬度和圓筒的直徑設為相同。光電極及其他基本 構造相同。
[0011] 圖16的縱軸是每單位時間的發電量（相對值），橫軸是時刻。另外，在該實驗中， 作為太陽光的強度，假設日本的春分這一天且AM(空氣質量）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電量進行模擬。如圖16所示，在圓筒型 的情況下，與面板型相比，整體上發電量增多，尤其是在太陽高度低的早晨和晚上的時刻發 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良。與垂直入射 相比傾斜入射的情況下轉換效率低這一點對結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，根據發明人的研究，在模塊整體的轉換效率這一點上，沒有充分激活圓筒型 太陽能電池的潛力。若對模塊整體進行分析，圓筒型太陽能電池存在進一步提高轉換效率 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階段，還沒有具體提出實用化時的模塊的構造。若對實用 化時的模塊的構造方面進行分析，則搬運及設置的難易度是重要的。
[0015] 關于搬運及設置，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構成為將多張面板排列固定的構造，因 此一般情況下操作方面容易大規模化。若為了取得某一程度的發電量而使得模塊大型化， 則在從面板的制造場所向設置（使用）場所搬運時，包裝變得大規模化，需要準備大型的運 輸設備及保管場所，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 所設置是比較容易的，但難以設置在不是平面狀的設置部位例如曲面狀的屋頂及壁面上。 例如，若要設置在曲面狀的屋頂上，則需要將由保持模塊的腿及梁構成的構造物設置在屋 頂上，并在該構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置在不是平 面狀的設置部位上的情況下，設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，因此容易受到風的影響。因 此，從防止臺風等強風引起的破損的觀點考慮，需要牢固地進行設置，設置費用高昂。這一 點在像設置在建筑物的屋頂上那樣以從屋頂及壁面漂浮的狀態設置模塊的情況下是很明 顯的。設置由腿部及梁構成的構造物并在構造物上設置模塊，但模塊容易被風推動，因此需 要更牢固的構造物。
【發明內容】
[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，設置部位的選擇自由度高，容易搬 運及設置且廉價。
[0020] 為了解決上述課題，本發明的技術方案1記載的發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下通過保持構件保 持兩端而連結，保持構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，保持并連結各圓筒型太陽能電池單體。
[0021] 此外，為了解決上述課題，技術方案2記載的發明在上述技術方案1的結構中，上 述保持構件具備發送由上述圓筒型太陽能電池單體產生的電力的送電線路。
[0022] 此外，為了解決上述課題，技術方案3記載的發明在上述技術方案1或2的結構 中，上述圓筒型太陽能電池單體裝卸自如地保持并連結在保持構件上。
[0023] 此外，為了解決上述課題，技術方案4記載的發明在上述技術方案1至3中任一項 的結構中，上述保持構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件。
[0024] 此外，為了解決上述課題，技術方案5記載的發明在上述技術方案4的結構中，上 述保持構件是線材。
[0025] 此外，為了解決上述課題，技術方案6記載的發明在上述技術方案1至5中任一項 的結構中，上述多個圓筒型太陽能電池單體中的某兩個是串聯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 進行轉換的轉換器形成單體單元，通過上述保持構件保持并連結單體單元。
[0026] 此外，為了解決上述課題，技術方案7記載的發明在上述技術方案1至6中任一項 的結構中，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] 發明效果
[0028] 如下面的說明那樣，根據本申請的技術方案1記載的發明，由于多個圓筒型太陽 能電池單體保持成分離的狀態，因此設置區域的每單位區域的轉換效率升高。此外，光能夠 通過各圓筒型太陽能電池單體之間，因此適合設置于需要采光的場所。此外，風能夠通過各 圓筒型太陽能電池單體之間，因此與面板型的模塊相比，難以受到風的影響，能夠降低設置 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，因此與設置部位的形狀相關的自由度增高，即使是彎曲的面 也能夠以低廉的成本進行設置。
[0030] 此外，根據技術方案2記載的發明，除了上述效果以外，由于具有發送由上述圓筒 型太陽能電池單體產生的電力的送電線路，因此不需要另行設置送電路徑，構造簡單化，成 本降低。
[0031] 此外，根據技術方案3記載的發明，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在保持構件上，因此在圓筒型太陽能電池單體劣化或發生故障的 情況下，能夠僅更換該單體，不需要更換模塊整體。