JPH11204820A

JPH11204820A - 太陽電池モジュール、その製造方法、施工方法、太陽電池発電システム、及び太陽電池モジュールアレイ

Info

Publication number: JPH11204820A
Application number: JP10004762A
Authority: JP
Inventors: Ayako Shiozuka; 綾子塩塚; Kenji Takada; 健司高田; Masahiro Mori; 昌宏森; Masaaki Matsushita; 正明松下; Meiji Takabayashi; 明治高林
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-01-13
Filing date: 1998-01-13
Publication date: 1999-07-30

Abstract

(57)【要約】【課題】施工中や、設置後に外部からの荷重・圧力が
かかっても変形することのない太陽電池モジュールと
し、施工性を向上させることを目的とする。また、この
ように変形することのない太陽電池モジュールとするこ
とにより、光起電力素子に折れ目が生じることもないた
め、変換効率の低下も起こらず、信頼性の高い太陽電池
モジュールを得ることを目的とする。【解決手段】本発明は、光起電力素子１０１、光起電
力素子の非受光面側に設けられた補強板１０７、前記光
起電力素子を封止し、かつ前記補強板上に固定するため
の被覆材１０２、１０５を有した太陽電池モジュールに
おいて、前記補強板１０７の非受光面側の少なくとも一
部に形状保持部材１０８を備えたことを特徴とする太陽
電池モジュール。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光起電力素子、光起
電力素子の非受光面側に設けられた補強板、前記光起電
力素子を封止し、かつ前記補強板上に固定するための被
覆材を有した太陽電池モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、エネルギー資源の保護や環境問題
に対する意識の高まりが、世界的に広がりを見せてい
る。中でも、石油等の枯渇や、CO2排出に伴う地球の温
暖化現象に対する危惧感は深刻である。そこで、太陽エ
ネルギーを直接電力に変換でき、しかもクリーンなエネ
ルギーである太陽電池エネルギーには、大きな期待が寄
せられている。

【０００３】現在広く使用されている太陽電池の種類と
しては、結晶系シリコンを使用したもの、アモルファス
シリコンを使用したものがあげられる。

【０００４】特に、導電性金属基板上にシリコンを堆積
し、その上に透明導電層を形成したアモルファスシリコ
ン太陽電池は、結晶系シリコンを使用した太陽電池より
も安価かつ軽量であり、また耐衝撃性・フレキシブル性
に富んでいる事から有望視されている。最近では、アモ
ルファスシリコン太陽電池の特徴である、軽量で耐衝撃
性にも優れフレキシブルであるという点をいかして、建
築物の屋根・壁などへの設置が行なわれている。この場
合、太陽電池の非受光面側に接着剤を介して補強材を貼
り合わせることにより建築材として使用されている。こ
のように補強材を貼り合わせることにより、太陽電池モ
ジュールの機械的強度が増し、温度変化による反りや歪
みを防止できる。特に、太陽光をより多く取り入れるこ
とが可能なため屋根への設置が積極的に行われている。
屋根として使用する場合、従来は、太陽電池にフレーム
を取り付け、屋根の上に架台を設置し、さらにその上に
太陽電池を設置するという工程手順をとっていたのに対
し、補強材を貼り合わせた太陽電池モジュールは、補強
材を曲げ加工することにより、屋根材として直接設置す
ることが可能となる。これによって、大幅な原材料コス
トの削減・作業工程数の削減が行なえるため安価な太陽
電池モジュールを提供する事が可能となる。また、フレ
ームや架台が必要ないため非常に軽量な太陽電池とする
ことができる。すなわち、施工性に優れること、軽量で
あり、耐震性に優れることなどから近年注目されている
金属屋根として太陽電池を扱うことが可能となる。

【０００５】さらに、最近は、個々のオリジナル性を重
視する傾向にあり、これは建材や太陽電池においても例
外ではない。さまざまなニーズに答えた多種多様な形状
をもった太陽電池あるいは建材が要求されている。この
点でも、加工性に富む金属屋根は注目されている。

【０００６】一方、アモルファスシリコン太陽電池は、
一般的には、そのフレキシブル性をいかし、軽量な太陽
電池とするために、最表面をフッ素フィルム、その内側
に充填材として様々な有機高分子樹脂を使用した被覆が
行なわれてきた。しかし、表面をフィルムで被覆した場
合、ガラスで被覆した場合に比べ、外部からの衝撃や傷
つき（耐スクラッチ性）に弱くなる。これらの欠点を解
決するため充填材の中にガラス繊維不織布などの繊維状
無機化合物を含浸させ、受光面側の強度を確保する工夫
がされている。

【０００７】図16は、このような太陽電池モジュールの
被覆構成を示す従来例である。図16に於いて、16０３は
フッ化物重合体薄膜層、16０２は透明有機高分子樹脂、
16０１は光起電力素子16０４は絶縁フィルム、16０５は
補強板である。より具体的には、フッ化物重合体薄膜層
16０３はＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン
共重合体）フィルム、ＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）フィ
ルム等のフッ素樹脂フィルムであり、透明有機高分子樹
脂16０２はＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）、
ブチラール樹脂等である。絶縁フィルム16０４は、ナイ
ロンフィルム、PET(ポリエステル)フィルム、アルミラ
ミネートテドラーフィルム等の有機樹脂フィルムであ
る。補強板16０５としては、塗装亜鉛鋼板のような絶縁
処理した金属、カーボンファイバー、FRP(ガラス繊維強
化プラスチック)等である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来、屋根を施工する
際には、屋根の軒側から棟側に向かって施工して行く。
したがって、軒側に職人がたって施工する場合には、先
に葺いた軒側の屋根材の上を踏みつけることになる。ま
た、棟側に立って施工する場合にも、屋根の施工中には
何度も、軒側と棟側を往復する必要があるため、その移
動の際には、施工した屋根材の上を何度も踏みつけるこ
とになる。このような踏みつけを繰り返すうちに、施工
中に金属屋根の一部を変形させてしまうことがある。従
来の施工方法の場合は、変形部分を裏面側から叩くなど
の方法で、初期形状に戻してそのまま使用していた。

【０００９】建材一体型太陽電池モジュールを、屋根材
として使用する際にも、一般金属屋根材と同様に施工さ
れる。すなわち、従来の施工方法で建材一体型太陽電池
モジュールを施工した場合、太陽電池モジュール上を踏
みつけ変形させる可能性がある。しかし、この場合の太
陽電池モジュールに対する影響、あるいは、この場合の
長期信頼性については全く認識されていない。

【００１０】このようなことが起こらないためには施工
時に太陽電池モジュールを踏みつけて、変形させること
がなければ良いが、実際の施工の際にはどうしても何度
も屋根上を往復する必要が生じるため非常に難しい。

【００１１】そこで、我々は太陽電池モジュールを踏み
つけて変形させた場合にどのようなことが起こるのかを
検討した。その結果、太陽電池モジュールの光起電力素
子上に目視で確認できる折れ目がついた場所では、光起
電力素子表面に多数のひび割れが観察されることを発見
した。すなわち、施工中に太陽電池モジュールを踏みつ
けて折れ目をつけた場合、光起電力素子が割れてしま
い、長期信頼性に影響するという、従来は、認識されて
いなかった新たな課題があることがわかった。

【００１２】このようなことから、万が一、施工中に踏
みつけて太陽電池モジュールに折れ目がついてしまった
場合、その太陽電池モジュールを取り外し交換する必要
が生じる。しかし、前記したとおり、屋根は軒側から重
ねあわせて施工していくため、軒側の太陽電池モジュー
ルを取り外すためには、その太陽電池モジュールより棟
側に施工したモジュールをすべて取り外さなければなら
ず、非常に手間がかかり、効率が悪い。

【００１３】そこで、本発明は以下のような課題を解決
しようとしている。施工中に、施工した太陽電池モジュール上を踏みつけ
ると折れ目がついてしまう。太陽電池モジュールが折れ
目がついた場合、太陽電池モジュールの長期信頼性の低
下、しいては、変換効率の低下を来す可能性がある。そこで、施工中に太陽電池モジュールに折れ目がつい
た場合、その太陽電池モジュールのみを取り外し交換し
なくてはならず非常に手間がかかり、屋根施工の効率を
低下させる。太陽電池モジュールを踏みつけずに施工しようとした
場合、細心の注意が要求され施工性が低下する。

【００１４】また、公開特許公報特開平９−１３５７
６８には、屋根の一部あるいは全部に連続して敷設され
た金属板上に、少なくとも断熱材と太陽電池パネルが積
層された、屋根上への太陽電池取り付け構造が開示され
ている。しかし、この公報中に記載されている効果とし
ては、断熱材による太陽電池パネルの温度の上昇による
光劣化の抑制および回復である。また、屋内外の断熱性
を向上させるため室内温度の安定化、さらには金属板を
太陽電池パネルの下に敷設することにより防火性を向上
させることが記載されている。施工性や、太陽電池モジ
ュールを施工する際の踏みつけに対する強度への記載は
まったくされていない。また、前記公報中の太陽電池パ
ネルは受光面側最表面がガラスであるため、これらに対
する認識や記載は全くされていない。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を解
決するために鋭意研究開発を重ねた結果、次のような方
法が最良であることを見いだした。

【００１６】光起電力素子、光起電力素子の非受光面側
に設けられた補強板、前記光起電力素子を封止し、かつ
前記補強板上に固定するための被覆材を有した太陽電池
モジュールにおいて、前記補強板の非受光面側の少なく
とも一部に形状保持部材を備えた太陽電池モジュールと
すること。

【００１７】(作用)上述した構成を基本とする太陽電池
モジュールは以下のような態様を包含し、顕著な効果を
奏する。

【００１８】光起電力素子、光起電力素子の非受光面側
に設けられた補強板、前記光起電力素子を封止し、かつ
前記補強板上に固定するための被覆材を有した太陽電池
モジュールにおいて、前記補強板の非受光面側の少なく
とも一部に形状保持部材を備えたことにより、１．施工中に、太陽電池モジュールを踏みつけても太陽
電池モジュールに折れ目がつくことがないため、施工性
が向上する。２．光起電力素子に折れ目がつくこともないため、変換
効率の低下も起こらず、信頼性の高い太陽電池モジュー
ルとすることができる。３．豪雪地帯等での使用においても、雪の重みで太陽電
池モジュールに折れ目がつくことがなくなる。

【００１９】前記形状保持部材が、光起電力素子の背面
側に位置することにより、４．上述の、、の効果をより確実なものとするこ
とができる。

【００２０】前記補強板の非受光面側の一部あるいは全
部に、非受光面側に対して凹となるような形状を有する
ことにより、５．個々のオリジナル性を重視した美観性に優れた太陽
電池モジュールとすることができる。

【００２１】前記補強板の凹部の空間に、前記形状保持
部材を配置したことにより、６．補強板が非受光面側に対して凹になっている部分
は、特に踏みつけに弱いため、この部分の空間に形状保
持部材を配置することは、太陽電池モジュールに折れ目
がつくことを防止する点で非常に効果がある。

【００２２】前記太陽電池モジュールの受光面側最表面
に透明樹脂フィルム層を設けることにより、７．軽量な太陽電池モジュールとすることができるため
耐震性に優れる。８．可撓性をもった太陽電池モジュールとすることがで
きるため、意匠性・加工性が向上する。９．長期屋外使用の際の外部からの汚れを防止し、太陽
電池モジュールの変換効率の低下を防止する。

【００２３】前記光起電力素子が可撓性基板上に形成さ
れた薄膜半導体であることにより、１０．加工性に優れた太陽電池モジュールとなる。

【００２４】前記薄膜半導体層がアモルファス半導体層
であることにより、１１．安価で軽量かつフレキシブルな太陽電池モジュー
ルとなる。

【００２５】前記形状保持部材が、前記太陽電池モジュ
ールの変形する荷重強度よりも大きい圧縮強度をもつこ
とにより、１２．太陽電池モジュールに折れ目がつくことを防止す
ることができる。

【００２６】前記形状保持部材の圧縮強度が、1.0kgf/c
m²以上であることを特徴とすることにより、１３．通常の施工において太陽電池モジュールにかかる
荷重に絶えうる圧縮強度であるため太陽電池モジュール
に折れ目がつくことを確実に防止することができる。

【００２７】前記形状保持部材が、断熱材であることに
より、１４．光起電力素子としてアモルファスシリコンを使用
した場合、その光劣化を抑制、回復させることができる
ため、高い変換効率を得ることができる。

【００２８】前記断熱材が、ポリスチレン系樹脂、ポリ
ウレタン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アスファルト系樹
脂のいずれかであることにより、１５．軽量で、加工も容易なため、施工する際の手直し
も容易であり取り扱いやすい。１６．断熱性・耐熱性・耐圧縮性にもすぐれている。

【００２９】前記形状保持部材が、木材、鋼板、ゴム、
その他の建築部材のいずれかであることをにより、１７．通常使用している部材、また市販されている安価
な部材を使用できるため低コストな太陽電池モジュール
とすることができる。

【００３０】前記太陽電池モジュールが建材一体型太陽
電池モジュールであることにより、１８．従来の建材の上に太陽電池モジュールを設置する
タイプと比べ、建材が不要となるため低コストな太陽電
池モジュールとすることができる。１９．さらに、建築物の屋根や壁などに建材として使用
することにより、設置場所を有効に使用できるため、効
率よく発電することができる。

【００３１】前記補強板上に前記形状保持部材を接着剤
を用いて固定したことにより、２０．太陽電池モジュールの製造方法に関わらず、完成
した製品に容易に貼り付けることができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】図１に、本発明の条件をみたす太
陽電池モジュールの一例の平面図・断面図をしめす。図
１において、１０１は光起電力素子、１０２は繊維状無
機化合物、１０３は透明有機高分子化合物、１０４は最
表面に位置する透明な樹脂フィルム、１０５は裏面充填
材、１０６は裏面絶縁フィルム、１０７は補強板、１０
８は形状保持部材をしめす。太陽光は、最表面のフィル
ム１０３から入射し、光起電力素子１０１に到達し、生
じた起電力は出力端子（不図示）より外部に取り出され
る。光起電力素子１０１及び被覆材料については、後述
する。

【００３３】図３に、図１に示したような本発明に用い
た太陽電池モジュールを屋根に葺いたときの断面図をし
めす。

【００３４】３０１は本発明の太陽電池モジュール、３
０２は補強板、３０３は形状保持部材、３０４は屋根の
野地板を示す。屋根の野地板３０４上に軒側から太陽電
池モジュール３０１を取り付け、順次棟側に、重ねあわ
せて葺いて行く。この際、太陽電池モジュール３０１と
野地板３０４の間には従来空間がみられ、この部分を施
工時に踏みつけると太陽電池モジュール３０１がたわ
み、折れ目がついたが、本発明の太陽電池モジュール
は、補強板３０２の非受光面側にに形状保持部材３０３
を備えているため空間が存在せず、施工時に踏みつける
ことがあっても太陽電池モジュール３０１はたわみ折れ
目がつくようなことはない。

【００３５】（形状保持部材）補強材の裏面側（非受光
面側）には、施工時にも、太陽電池モジュールの形状を
保持するために、形状保持部材１０８を配する。材料と
しては、安価で、入手が容易であること、形状保持部材
自身の加工が容易であること、施工時等にかかる荷重に
よって形状が変化しない（耐圧縮性に優れている）こと
等の条件を満たす材料が望ましい。形状保持部材の耐圧
縮性としては、太陽電池モジュールの荷重強度よりも大
きい圧縮強度をもつことが望ましい。ここで、荷重強度
とは、太陽電池モジュールに荷重をかけたときに光起電
力素子が塑性変形する力（kgf/cm²）、圧縮強度とは、J
IS K 7220により定められた圧縮試験において、0.1歪み
における荷重を試験片の初期の断面積で除した値（kgf/
cm²）とする。

【００３６】具体的な材料としては、木材、鋼板、建築
部材、ゴム、あるいは、ポリスチレン系樹脂、ポリウレ
タン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アスファルト系樹脂等
の断熱材が好ましい。とくに、光起電力素子としてアモ
ルファスシリコンを使用した場合には、断熱材を、形状
保持部材として使用することにより、その光劣化を抑
制、回復させることができる。また、断熱材は軽量であ
るため、屋根材として使用する際には、耐震性に優れた
太陽電池モジュールとすることができ、特に、表面を樹
脂フィルムで封止した軽量な太陽電池モジュールに取り
付けた場合はその効果は大きい。

【００３７】また、これらの形状保持部材を補強材の裏
面側に配する手段としては、粘着テープ、ホットメル
ト、接着剤等で貼り付けることが出来る。

【００３８】形状保持部材は、補強材に貼り付ける面は
補強材の形状と同じ形状を持ち、貼り付けた際には、補
強材と形状保持部材との間に隙間ができないことが好ま
しい。隙間がある場合には、形状保持部材の働きが十分
に発揮されず太陽電池モジュールに折れ目がつく原因と
なる。また、野地板側の形状保持部材も、野地板と形状
保持部材との間に隙間がないことが望ましい。形状保持
部材の表面にリブがある場合には、そのリブの凸部の形
状が補強板・野地板と一致していることが望ましい。形
状保持部材の大きさは光起電力素子と同等あるいはそれ
以上のものが好ましい。一部にのみ形状保持部材を設け
たものは光起電力素子の長辺側または／かつ短辺側より
も大きいことが望ましい。このようにすることにより、
光起電力素子全体を均一に保持することができるため施
工中の太陽電池モジュールの折れ等を効果的に防止でき
る。

【００３９】（平板太陽電池モジュール）光起電力素
子、充填材、表面樹脂フィルム、裏面被覆材、補強板を
用いて平板太陽電池付きモジュールを作成する方法を次
に説明する。

【００４０】光起電力素子受光面を被覆するには、シー
ト状に成型した透明高分子樹脂４０３を作製しこれを素
子の表裏に加熱圧着する方法が一般的である。太陽電池
モジュールの作成時の積層構成は、図４に示されるよう
な構成である。すなわち、光起電力素子４０１、繊維状
無機化合物４０２、透明有機高分子樹脂４０３、表面樹
脂フィルム４０４、裏面充填材４０５、絶縁フィルム４
０６、補強板４０７が図の順、あるいは逆の順で積層
し、加熱圧着して太陽電池モジュール４０８を得る。な
お、圧着時の加熱温度及び加熱時間は架橋反応が十分に
進行する温度・時間をもって決定する。

【００４１】（平板太陽電池モジュールの加工）平板太
陽電池モジュールを屋根材としての機能を持たせるため
に、係合部や屋根としてのデザイン性を付加するような
加工をおこなう。これらを加工する方法は、特に限定さ
れる方法はない。ローラーフォーマー機、ベンダー機、
プレス機など従来の屋根材を加工するような機械を用い
て行われる。特にローラーフォーマー機、プレス機等を
用いれば量産性にも優れるため好ましい。

【００４２】（形状保持部材の貼り付け）加工された太
陽電池モジュールに形状保持部材を貼り付ける。加工し
た太陽電池モジュールの裏面形状にあわせて形状保持部
材を加工して、補強材上に粘着材、ホットメルト、粘着
テープ等を用いて貼り付ける。この際に、太陽電池モジ
ュールを屋根などに設置した際に野地板と太陽電池モジ
ュール間の空間を埋没できるような形状に加工すること
が必要である。

【００４３】以下、本発明のその他の構成要素を説明す
る。本発明に於ける代表的な光起電力素子は、基板上に
裏面反射層、半導体活性層、透明導電層、集電電極が積
層された構成となっている。その一例としての概略構成
図を図２に示すが、この図に於いて２０１は導電性基
板、２０２は裏面反射層、２０３は半導体光活性層、２
０４は透明導電層、２０５は集電電極、２０６は出力端
子である。

【００４４】基板としては、金属、樹脂、ガラス、セラ
ミックス、半導体バルクなどが用いられる。その表面に
は微細な凹凸を有しても良い。透明基板を用いて基板側
から光が入射する構成としてもよい。

【００４５】ただし、アモルファスシリコンの可撓性を
最大限に生かすためにも基板も可撓性の物を使用するこ
とが望ましい。すなわち、金属や樹脂を使用することが
望ましい。金属や樹脂等は長尺形状とすることによっ
て、連続成膜に対応させることができる。樹脂基板の材
料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレ
ンナフタレート、芳香族ポリエステル、芳香族ポリアミ
ド、ポリスルホン酸、ポリイミド、ポリアリレート、ポ
リエーテルエーテルケトンなどがある。また、基板を導
電性基板とすることにより光起電力素子の基板になると
同時に、下部電極の役割も果たすことができるためより
好ましい。導電性基板の材料としては、シリコン、タン
タル、モリブデン、タングステン、ステンレス鋼、アル
ミニウム、銅、チタン、カーボンシート、鉛メッキ鋼
板、導電層が形成してある樹脂フィルムやセラミックス
などがある。上記導電性基板２０１上には裏面反射層２
０２として、金属層、あるいは金属酸化物層、あるいは
金属層と金属酸化物層を形成しても良い。これらの役割
は基板にまで到達した光を反射して半導体層で再利用さ
せる反射層となる。これらの表面に凹凸を設けることに
より反射光を半導体層内での光路長を延ばし、短絡電流
を増大させる働きがある。金属層には、例えば、Ｔｉ，
Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｕなどが
用いられ、金属酸化物層には、例えば、ＺｎＯ，ＴｉＯ
₂，ＳｎＯ₂などが用いられる。上記金属層及び金属酸化
物層の形成方法としては、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム
蒸着法、スパッタリング法、めっき、印刷などがある。

【００４６】半導体光活性層２０３は光電変換を行う部
分で、具体的な材料としては、ｐｎ接合型多結晶シリコ
ン、ｐｉｎ接合型アモルファスシリコン、あるいはＣｕ
ＩｎＳｅ₂，ＣｕＩｎＳ₂，ＧａＡｓ，ＣｄＳ／Ｃｕ
₂Ｓ，ＣｄＳ／ＣｄＴｅ，ＣｄＳ／ＩｎＰ，ＣｄＴｅ／
Ｃｕ₂Ｔｅをはじめとする化合物半導体などが挙げられ
る。上記半導体光活性層の形成方法としては、多結晶シ
リコンの場合は溶融シリコンのシート化か非晶質シリコ
ンの熱処理、アモルファスシリコンの場合はシランガス
などを原料とするマイクロ波プラズマＣＶＤ法、高周波
プラズマＣＶＤ法、化合物半導体の場合はイオンプレー
ティング、イオンビームデポジション、真空蒸着法、ス
パッタ法、電析法などがある。

【００４７】透明導電層２０４は太陽電池の上部電極の
役目を果たしている。同時に入射光および反射光の乱反
射を増大し、半導体層内での光路長をのばす。また、金
属層の元素が半導体層へ拡散あるいはマイグレーション
をおこし、光起電力素子がシャントすることを防止す
る。さらに、適度な抵抗を持つことにより、半導体層の
ピンホール等の欠陥によるショートを防止する。比抵抗
が10E-5（Ωcm）以上、10E-2（Ωcm）以下であることが
望ましい。さらに、金属層と同様にその表面に凹凸を有
していることが好ましい。用いる材料としては、例え
ば、Ｉｎ₂Ｏ₃，ＳｎＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂（ＩＴ
Ｏ），ＺｎＯ，ＴｉＯ₂，Ｃｄ₂ＳｎＯ₄，高濃度不純物
ドープした結晶性半導体層などがある。形成方法として
は抵抗加熱蒸着、スパッタ法、スプレー法、ＣＶＤ法、
不純物拡散法などがある。

【００４８】透明導電層の上には電流を効率よく集電す
るために、格子状の集電電極２０５（グリッド）を設け
てもよい。集電電極２０５の具体的な材料としては、例
えば、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｃ
ｕ，Ｓｎ、あるいは銀ペーストをはじめとする導電性ペ
ーストなどが挙げられる。集電電極２０５の形成方法と
しては、マスクパターンを用いたスパッタリング、抵抗
加熱、ＣＶＤ法や、全面に金属膜を蒸着した後で不必要
な部分をエッチングで取り除きパターニングする方法、
光ＣＶＤにより直接グリッド電極パターンを形成する方
法、グリッド電極パターンのネガパターンのマスクを形
成した後にメッキする方法、導電性ペーストを印刷する
方法などがある。導電性ペーストは、通常微粉末状の
銀、金、銅、ニッケル、カーボンなどをバインダーポリ
マーに分散させたものが用いられる。バインダーポリマ
ーとしては、例えば、ポリエステル、エポキシ、アクリ
ル、アルキド、ポリビニルアセテート、ゴム、ウレタ
ン、フェノールなどの樹脂が挙げられる。

【００４９】最後に起電力を取り出すためにプラス側出
力端子206ａおよびマイナス側出力端子206bを導電性基
板と集電電極に取り付ける。導電性基板へは銅タブ等の
金属体をスポット溶接や半田で接合する方法が取られ、
集電電極へは金属体を導電性ペースト207や半田によっ
て電気的に接続する方法が取られる。なお集電電極205
に取り付ける際、出力端子が導電性金属基板や半導体層
と接触して短絡するのを防ぐ為に絶縁フィルム208を設
けることが望ましい。

【００５０】次に本発明に用いられる被覆材材料につい
て詳しく説明する。

【００５１】（繊維状無機化合物）次に、表面充填材中
に含浸されている繊維状無機化合物１０２について以下
に述べる。まず、アモルファスシリコンを使用した太陽
電池はその可撓性を十分にいかすためにその表面を高分
子樹脂フィルムで被覆する。しかし、この場合最表面を
ガラスで被覆した場合に比べて外部からの傷に非常に弱
くなる。

【００５２】また、太陽電池モジュール、特に住宅の屋
根、壁に設置されるモジュールには難燃性が求められて
いる。ところが、透明有機高分子樹脂の量が多いと非常
に燃えやすい表面被覆材となり、またその量が少ないと
外部からの衝撃から内部の光起電力素子を保護すること
ができなくなる。そこで、少ない樹脂で光起電力素子を
外部環境から十分に保護するために、表面被覆材として
繊維状無機化合物を含浸した透明高分子樹脂を使用す
る。

【００５３】繊維状無機化合物としては、具体的にはガ
ラス繊維不織布、ガラス繊維織布、ガラスフィラー等が
あげられる。特に、ガラス繊維不織布を用いることが好
ましい。ガラス繊維織布は、コストが高く、含浸もされ
にくい。ガラスフィラーを用いることは、耐スクラッチ
性があまり向上しない為、より少量の透明有機高分子樹
脂で光起電力素子を被覆することが難しい。また、長期
使用にかんして、十分な密着力を確保するために透明有
機高分子樹脂に使用したものと同様に、シランカップリ
ング剤や有機チタネート化合物で繊維状無機化合物を処
理しておくことが望ましい。

【００５４】（充填材）表面充填材１０３として用いら
れている透明有機高分子樹脂は、光起電力素子の凹凸を
樹脂で被覆し、素子を温度変化、湿度、衝撃などの過酷
な外部環境から守りかつ表面フィルムと素子との接着を
確保するために必要である。したがって、耐候性、接着
性、充填性、耐熱性、耐寒性、耐衝撃性が要求される。
これらの要求を満たす樹脂としてはエチレン−酢酸ビニ
ル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−アクリル酸メチル共
重合体（ＥＭＡ）、エチレン−アクリル酸エチル共重合
体（ＥＥＡ）、ブチラール樹脂などのポリオレフィン系
樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられ
る。なかでも、ＥＶＡは太陽電池用途としてバランスの
とれた物性を有しており、好んで用いられる。

【００５５】また、ＥＶＡはそのままでは熱変形温度が
低いために容易に高温使用下で変形やクリープを呈する
ので、架橋して耐熱性を高めておくことが望ましい。Ｅ
ＶＡの場合は有機過酸化物で架橋するのが一般的であ
る。有機過酸化物による架橋は有機過酸化物から発生す
る遊離ラジカルが樹脂中の水素やハロゲン原子を引き抜
いてＣ−Ｃ結合を形成することによって行われる。有機
過酸化物の活性化方法には、熱分解、レドックス分解お
よびイオン分解が知られている。一般には熱分解法が好
んで行われている。有機過酸化物の化学構造の具体例と
しては、ヒドロペルオキシド、ジアルキル（アリル）ペ
ルオキシド、ジアシルペルオキシド、ペルオキシケター
ル、ペルオキシエステル、ペルオキシカルボネートおよ
びケトンペルオキシドに大別される。

【００５６】なお、有機過酸化物の添加量は充填材樹脂
100重量部に対して0.5乃至５重量部である。

【００５７】上記有機過酸化物を充填材に併用し、加圧
加熱しながら架橋および熱圧着を行うことが可能であ
る。加熱温度ならびに時間は各々の有機過酸化物の熱分
解温度特性で決定することができる。一般には熱分解が
９０％より好ましくは９５％以上進行する温度と時間を
もって加熱加圧を終了する。これによる充填材のゲル分
率が８０％以上が好ましい。ここで、ゲル分率とは以下
の式で求められる。

【００５８】ゲル分率＝（未溶解分の重量／試料の元の
重量）×１００（％）

【００５９】すなわち、透明有機高分子樹脂をキシレン
等の溶媒で抽出した場合、架橋してゲル化した部分は溶
出せず架橋していないゾル部分のみ溶出する。ゲル分率
１００％とは、完全に架橋が完了したことを示す。抽出
後残った試料を取り出したキシレンを蒸発させることに
より未溶解のゲル分のみを得ることができる。

【００６０】ゲル分率が８０％未満である場合、耐熱性
や耐クリープ性に劣るため、夏などの高温下での使用の
際に問題が生じる。

【００６１】上記架橋反応を効率良く行うためには、架
橋助剤と呼ばれるトリアリルイソシアヌレート(TAIC)を
用いることが望ましい。一般には充填材樹脂100重量部
に対して１乃至５重量部の添加量である。

【００６２】本発明に用いられる充填材の材料は耐候性
において優れたものであるが、更なる耐候性の改良、あ
るいは、充填材下層の保護のために、紫外線吸収剤を併
用することもできる。紫外線吸収剤としては、公知の化
合物が用いられるが、太陽電池モジュールの使用環境を
考慮して低揮発性の紫外線吸収剤を用いることが好まし
い。紫外線吸収剤の他に光安定化剤も同時に添加すれ
ば、光に対してより安定な充填材となる。具体的な化学
構造としてはサリチル酸系、ベンゾフェノン系、ベンゾ
トリアゾール系、シアノアクリレート系に大別される。
これらの紫外線吸収剤を少なくとも１種以上添加するこ
とが好ましい。

【００６３】上記紫外線吸収剤以外に耐候性を付与する
方法としてはヒンダードアミン系光安定化剤を使用でき
ることが知られている。ヒンダードアミン系光安定化剤
は紫外線吸収剤のようには紫外線を吸収しないが、紫外
線吸収剤を併用することによって著しい相乗効果を示
す。添加量は樹脂１００重量部に対して０．１〜０．３
重量部程度が一般的である。もちろんヒンダードアミン
系以外にも光安定化剤として機能するものはあるが、着
色している場合が多く本発明の充填材には望ましくな
い。

【００６４】さらに、耐熱性・熱加工性改善のために酸
化防止剤を添加することも可能である。添加量は樹脂１
００重量部に対して０．１〜１重量部が適正である。酸
化防止剤の化学構造としてはモノフェノール系、ビスフ
ェノール系、高分子型フェノール系、硫黄系、燐酸系に
大別される。

【００６５】さらに、より厳しい環境下で太陽電池モジ
ュールの使用が想定される場合には充填材と光起電力素
子あるいは表面フィルムとの密着力を向上することが好
ましい。シランカップリング剤や有機チタネート化合物
を充填材に添加することで前記密着力を改善することが
可能である。添加量は、充填材樹脂100重量部に対して
0.1乃至3重量部が好ましく、0.25乃至1重量部がより好
ましい。さらに、含浸している繊維状無機化合物と透明
有機高分子化合物の密着力を向上させるためにもシラン
カップリング剤や有機チタネート化合物を透明有機高分
子中に添加することは効果がある。

【００６６】一方、光起電力素子に到達する光量の減少
をなるべく抑えるために、表面充填材は透明でなくては
ならず、具体的には光透過率が４００ｎｍ以上８００ｎ
ｍ以下の可視光波長領域において８０％以上であること
が望ましく、９０％以上であることがより望ましい。ま
た、大気からの光の入射を容易にするために、摂氏２５
度における屈折率が１．１から２．０であることが好ま
しく、１．１から１．６であることがより好ましい。

【００６７】（表面樹脂フィルム）本発明で用いられる
表面樹脂フィルム１０４は太陽電池モジュールの最表層
に位置するため耐候性、耐汚染性、機械強度をはじめと
して、太陽電池モジュールの屋外暴露における長期信頼
性を確保するための性能が必要である。本発明に用いら
れる樹脂フィルムとしてはフッ素樹脂、アクリル樹脂な
どがある。なかでもフッ素樹脂は耐候性、耐汚染性に優
れているため好んで用いられる。具体的にはポリフッ化
ビニリデン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂あるは四フッ化
エチレン−エチレン共重合体などがある。耐候性の観点
ではポリフッ化ビニリデン樹脂が優れているが、耐候性
および機械的強度の両立と透明性では四フッ化エチレン
−エチレン共重合体が優れている。

【００６８】前記充填材との接着性の改良のために、コ
ロナ処理、プラズマ処理、オゾン処理、ＵＶ照射、電子
線照射、火炎処理等の表面処理を表面フィルムに行うこ
とが望ましい。具体的には、光起電力素子側の、ぬれ指
数が３４dyne乃至４５dyneであることが好ましい。ぬれ
指数が３４dyne以下であると、樹脂フィルムと充填材と
の接着力が十分ではないため、充填剤と樹脂フィルムの
剥離がおこる。また、樹脂フィルムとして、四フッ化エ
チレン−エチレン共重合体樹脂フィルムを用いる場合、
ぬれ指数45dyne以上にすることは難しい。

【００６９】さらに、樹脂フィルムは、延伸処理された
フィルムはクラックを生じる。すなわち、本発明のよう
に太陽電池モジュールの端部を折り曲げ加工する際に
は、折り曲げ部分でフィルムが切れるため、その部分で
の被覆材の剥離および水分の侵入を促し信頼性の低下を
きたす。このことより、延伸処理されていないフィルム
のほうが望ましい。具体的には、ASTM D-882試験法に
おける、引っ張り破断伸びが縦方向、横方向ともに200%
乃至800%であることが好ましい。

【００７０】（絶縁フィルム）絶縁フィルム１０６は、
光起電力素子１０１の導電性金属基板と外部との電気的
絶縁を保つために必要である。材料としては、導電性金
属基板と充分な電気絶縁性を確保でき、しかも長期耐久
性に優れ熱膨張、熱収縮に耐えられる、柔軟性を兼ね備
えた材料が好ましい。好適に用いられるフィルムとして
は、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、、ポリカ
ーボネートが挙げられる。

【００７１】（裏面充填材）裏面の充填材１０５は光起
電力素子１０１と裏面の絶縁フィルム１０６との接着を
図るためのものである。材料としては、導電性基板と充
分な接着性を確保でき、しかも長期耐久性に優れ熱膨
張、熱収縮に耐えられる、柔軟性を兼ね備えた材料が好
ましい。好適に用いられる材料としては、ＥＶＡ、エチ
レン−アクリル酸メチル共重合（ＥＭＡ）、エチレン−
アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）、ポリエチレン、
ポリビニルブチラール等のホットメルト材、両面テー
プ、柔軟性を有するエポキシ接着剤が挙げられる。ま
た、補強板および絶縁フィルムとの接着力を向上するた
めにこれらの接着剤表面に粘着付与樹脂を塗布してもよ
い。これら充填材が、表面の充填材１０３として使用さ
れている透明高分子樹脂と同じ材料であることも多い。
さらには、工程の簡略化の為、絶縁フィルムの両側に、
上記の接着剤層をあらかじめ一体積層した材料を用いて
もよい。

【００７２】（補強板）裏面の被覆フィルムの外側に
は、太陽電池モジュールの機械的強度を増すために、あ
るいは、温度変化による歪、ソリを防止するために、ま
た、屋根材一体型太陽電池モジュールとするために補強
板１０７を張り付ける。例えば、耐候性、耐錆性にすぐ
れた有機高分子樹脂で被覆された塗装亜鉛鋼板、プラス
チック板、ＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）板な
どが好ましい。

【００７３】

【実施例】以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。

【００７４】(実施例1) 〔光起電力素子〕まず、アモルファスシリコン（ａ−Ｓ
ｉ）太陽電池（光起電力素子）を製作する。作製手順を
図2を用いて説明する。

【００７５】洗浄したステンレス基板２０１上に、スパ
ッタ法で裏面反射層２０２としてＡｌ層（膜厚５０００
Å）とＺｎＯ層（膜厚５０００Å）を順次形成する。つ
いで、プラズマＣＶＤ法により、ＳｉＨ₄とＰＨ₃とＨ₂
の混合ガスからｎ型ａ−Ｓｉ層を、ＳｉＨ₄とＨ₂の混合
ガスからｉ型ａ−Ｓｉ層を、ＳｉＨ₄とＢＦ₃とＨ₂の混
合ガスからｐ型微結晶μｃ−Ｓｉ層を形成し、ｎ層膜厚
１５０Å／ｉ層膜厚４０００Å／ｐ層膜厚１００Å／ｎ
層膜厚１００Å／ｉ層膜厚８００Å／ｐ層膜厚１００Å
の層構成のタンデム型ａ−Ｓｉ光電変換半導体層２０３
を形成した。次に、透明導電層２０４として、Ｉｎ₂Ｏ₃
薄膜（膜厚７００Å）を、Ｏ₂雰囲気下でＩｎを抵抗加
熱法で蒸着する事によって形成した。さらに、集電用の
グリッド電極２０５を銀ペーストのスクリーン印刷によ
り形成し、最後にマイナス側出力端子２０６ｂとして銅
タブをステンレス基板に半田２０７を用いて取り付け、
プラス側出力端子２０６aとしては錫箔のテープを半田
２０７にて集電電極２０５に取り付け出力端子とし、光
起電力素子を得た。

【００７６】〔セルブロック〕上記素子を８直列に接続
して太陽電池セルブロックを作製する方法を図５を用い
て説明する。

【００７７】８つの素子501を横一列に並べた後、隣り
合う素子501の一方の素子501のプラス側端子503aと他方
の素子のマイナス側端子503bとを半田504を用いて接続
する。この際、光起電力素子基板よりも外側にまで長く
伸びているプラス側端子をマイナス側端子にまわして接
続した。さらに、これにより８個の素子を直列化し、直
列済セルブロックを作成した。一番端の素子の出力端子
に接続した銅タブは裏面に回して後に述べる裏面被覆層
の穴から出力を取り出せるように裏面集電電極を作成し
た(不図示)。

【００７８】このようにして、太陽電池セルブロックを
完成した。

【００７９】〔モジュール化〕上記素子を被覆して太陽
電池モジュールを作成する方法を図６を用いて説明す
る。

【００８０】セルブロック６０１、繊維状無機化合物(4
0g/m²)６０２、受光面側透明有機高分子樹脂６０３、表
面樹脂フィルム６０４、裏面一体積層フィルム６０５、
補強板６０６を用意し、これらを図６の順序で積層する
ことにより作成した。

【００８１】また、セルブロックのプラス側出力端子６
０７上には化粧テープ６０８を積層した。

【００８２】＜繊維状無機化合物＞繊維状無機化合物(4
0g/m²) 目付け量４０ｇ／ｍ²、厚さ２００μｍ、結着剤アクリ
ル樹脂４.0％含有、線径１０μｍ、繊維長13ｍｍのガラ
ス繊維不織布を準備した。

【００８３】＜受光面側透明有機高分子樹脂＞充填材と
してエチレン−酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル２５重
量％）と、架橋剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定
化剤を混合して処方組された、４６０μｍのＥＶＡシー
トを準備した。

【００８４】＜表面樹脂フィルム＞表面樹脂フィルムと
して、無延伸のエチレンーテトラフルオロエチレンフィ
ルム（ＥＴＦＥ）５０μｍを準備した。なお、充填材と
接する面にはあらかじめプラズマ処理を施した。

【００８５】＜裏面一体積層フィルム＞一体積層フィル
ムとして、接着層として、受光面側有機高分子樹脂とし
て使用した処方ぐみされたエチレンー酢酸ビニル共重合
体（酢酸ビニル２５重量％、厚さ225μm）と絶縁フィル
ムとして２軸延伸のポリエチレンテレフタレートフィル
ム（ＰＥＴ）（厚さ１００μｍ）を、ＥＶＡ／ＰＥＴ／
ＥＶＡの順で一体積層した総厚５５０μｍとした一体積
層フィルムを用意した。

【００８６】＜補強板＞補強板としては、ガルバリウム
鋼板（アルミニウム５５％、亜鉛43.4％、シリコン1.6
％が一体となったアルミ・亜鉛合金メッキ鋼板）に一方
にはポリエステル系塗料をもう一方にはガラス繊維を添
加したポリエステル系塗料をコートした鋼板を用意し
た。厚みは４００μｍの鋼板とした。

【００８７】＜化粧テープ＞化粧テープとしては、ポリ
エチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（厚さ５０
μｍ、色黒色）のテープを準備した。

【００８８】＜平板太陽電池モジュール＞この積層体
を、１重真空方式のラミネート装置を用いて真空加熱し
平板太陽電池モジュールを作成した。その際の真空条件
は、排気速度76Torr/sec.、真空度５Ｔｏｒｒで３０分
間排気。

【００８９】その後、１６０度の熱風オーブンにラミネ
ート装置を投入し、５０分間加熱した。この際のＥＶＡ
は、１４０度以上１５分間以上という環境におかれる。
これにより、ＥＶＡを溶融、架橋させた。

【００９０】〔ローラーフォーマー加工〕次に図７のよ
うに、ローラーフォーマー成形機でもって光起電力素子
７０１を含まない太陽電池モジュールの端部を折り曲げ
加工した。この時、光起電力素子７０１部分にはローラ
ーがあたらないように成形する。

【００９１】〔プレス加工〕次に図８に示すように、プ
レス成型機により、光起電力素子の有無によらず補強板
を曲げ加工した。プレス加工は、凸部をもつ下型と凹部
を持つ上型により太陽電池モジュールを挟み込む形でお
こなった。

【００９２】〔端子箱の設置〕図９に示すように、太陽
電池モジュール裏面901から電力取り出し用の電線903お
よび端子箱902を取り付ける。光起電力素子群の端子取
りだし部に当たるところの補強材には予め穴が開けられ
ており(不図示)、そこから正極903aおよび負極903bの出
力端子を取り出している。更に取り出し部には絶縁保護
と防水のためにポリカーボネイト製の端子箱902を設け
ている。またケーブルとしては先端にコネクターを有す
るケーブル線を用いている。

【００９３】〔形状保持部材の貼り付け〕図１０に示す
ように、太陽電池モジュール裏面側1001に形状保持部材
1004を貼り付ける。形状保持部材としては、断熱材であ
るポリスチレンフォームを使用し、補強材上ほぼ全面に
貼り付けた。表面形状は、補強材の形状と同じ物とし、
形状保持部材と補強板の間に隙間ができないように密着
させて貼り付けた。また、これを貼り付ける手段として
は、エチレンー酢酸ビニル（ＥＶＡ）系のホットメルト
を使用して、補強材の裏面側に貼り付けた。

【００９４】〔設置〕上記のように作成した形状保持部
材を配置した太陽電池モジュール1101を３枚準備する。
図11−1に１枚目の太陽電池モジュールを設置した際の
平面図、図11-2に3枚の太陽電池モジュールを設置した
際の断面図を示す。模擬的に準備した屋根勾配をもつ野
地板1107の上に、アスファルトルーフィング材1106を敷
き、タッカー1105で固定した。アスファルトルーフィン
グ材を敷いた野地板の上に１枚目の太陽電池モジュール
を配置し、端から順に吊子1103を嵌め込み、吊子と野地
板をドリルビス1104で固定した。この際、野地板と形状
保持部材との間に隙間ができないように密着させて固定
する。さらに、２枚目の太陽電池モジュールを１枚目の
太陽電池モジュールと嵌合させ、同様にして固定、３枚
目も同様にして固定した。このようにして、太陽電池モ
ジュールユニットを作成した。

【００９５】（実施例２）実施例１において、プレス加
工を行わず、係合部以外の場所は平板のままとしたこと
以外は同様にして、太陽電池モジュールを作成した。こ
れらの太陽電池モジュール3枚を使用して、実施例１と
同様な方法で設置し、太陽電池モジュールユニットとし
た。

【００９６】（実施例３）図１２に示すように、実施例
１において、太陽電池モジュールの山部の一部にのみ形
状保持部材（硬質ポリスチレンフォーム）1204を配置し
たこと以外は同様にして太陽電池モジュールを作成し
た。これらの太陽電池モジュール3枚を使用して、実施
例１と同様な方法で設置し、太陽電池モジュールユニッ
トとした。

【００９７】（実施例４）実施例３において、形状保持
部材として、木材を使用したこと以外は同様にして太陽
電池モジュールを作成した。これらの太陽電池モジュー
ル3枚を使用して、実施例１と同様な方法で設置し、太
陽電池モジュールユニットとした。

【００９８】（実施例５）実施例１に使用したのと同様
な光起電力素子を使用し、その素子を１０直列に接続し
て図13に示すようなセルブロックを作成した。そのセル
ブロックを実施例１と同様の手順にしたがって平板太陽
電池モジュールとした。本例ではプラス側出力端子1303
aとマイナス側出力端子1303bの接続を2辺で行った。こ
の太陽電池モジュールの長辺側端部を受光面側に対して
９０°ローラーフォーマー加工機により折り曲げた。そ
の後図１４に示すような形状に太陽電池モジュールをプ
レス加工した。この太陽電池モジュールの非受光面側か
ら見た凹部に形状保持部材1501として、硬質ポリスチレ
ンフォームを埋め込み、実施例１を同様に設置を行い、
太陽電池モジュールユニットを作成した。この図を図１
５に示す。

【００９９】（比較例１）実施例１において、形状保持
部材を配置しなかったこと以外は同様に太陽電池モジュ
ールを作成した。これらの太陽電池モジュール3枚を使
用して、実施例１と同様な方法で設置し、太陽電池モジ
ュールユニットとした。

【０１００】（比較例２）実施例２において、形状保持
部材を配置しなかったこと以外は同様にして太陽電池モ
ジュールを作成した。これらの太陽電池モジュール3枚
を使用して、実施例２と同様な方法で設置し、太陽電池
モジュールユニットとした。

【０１０１】（比較例３）実施例５において、形状保持
部材を配置しなかったこと以外は同様にして太陽電池モ
ジュールを作成した。これらの太陽電池モジュール3枚
を使用して、実施例５と同様な方法で設置し、太陽電池
モジュールユニットとした。

【０１０２】（比較例４）実施例１において、形状保持
部材の表面形状が補強材の裏面側と一致していないた
め、形状保持部材と補強材の間に隙間が生じていること
以外は同様にして太陽電池モジュールを作成した。これ
らの太陽電池モジュール3枚を使用して、実施例１と同
様な方法で、太陽電池モジュールユニットとした。

【０１０３】（比較例５）実施例１と同様にして太陽電
池モジュールを作成した。これらの太陽電池モジュール
3枚を使用して、実施例１と同様な方法で、太陽電池モ
ジュールユニットとした。ただし、野地板と形状保持部
材の形状が一致していないため、形状保持部材と野地板
の間に隙間が生じている。

【０１０４】下記項目の評価を行った。結果を表1に示
す。

【０１０５】●初期外観太陽電池モジュールユニットとした後の太陽電池モジュ
ールの折れ目等がついていないか外観を評価した。

【０１０６】評価結果は、以下の評価基準で表1に示
す。 ◎：外観上の欠陥が全く、屋根としての美観性にも優れ
ている場合、○：外観上の欠陥が多少あるが実用上さし
つかえない場合、×：表面への傷・変形等が著しく外観
上の欠陥が非常に大きく、屋根材としての美観を著しく
損ねている場合。また、その外の欠陥については、その
都度コメントを書き添えた。

【０１０７】●高温高湿度試験太陽電池モジュールユニットを、８５度／８５％（相対
湿度）の環境に３０００時間投入した後、太陽電池モジ
ュールを取り出し、外観の変化を目視により観察した。
この際、太陽電池モジュール表面の欠陥と同時に、裏面
の形状保持部材の縮みや剥がれなどの欠陥についても観
察した。評価結果は、以下の評価基準で表1に示す。外観）◎：外観上の欠陥が全くない場合、○：外観上の
欠陥が多少あるが実用上さしつかえない場合、×：剥離
などが著しく外観上の欠陥が非常に大きい場合

【０１０８】●温湿度サイクル試験太陽電池モジュールを、-40度/0.5時間:85度/85%(相対
湿度)/２０時間の温湿度サイクル試験を１００回繰り返
した後、太陽電池モジュールを取り出し、外観の変化を
目視により観察した。この際、太陽電池モジュール表面
の欠陥と同時に、裏面の形状保持部材の縮みや剥がれな
どの欠陥についても観察した。評価結果は、以下の評価
基準で表1に示す。外観）◎：外観上の欠陥が全くない場合、○：外観上の
欠陥が多少あるが実用上さしつかえない場合、×：剥離
などが著しく外観上の欠陥が非常に大きい場合

【０１０９】●繰り返し荷重試験ＵＬ１７０３準拠の動荷重試験装置に、太陽電池モジュ
ールユニットを取り付ける。太陽電池モジュールに146.
5kg/m²の荷重が均等に加えられるように試験装置を設定
し、表面側1回、裏面側１回を１サイクルとして１００
００サイクル連続して荷重をかける。なお、荷重印可速
度は、２０サイクル/min以下であることとする。このよ
うに試験を行った太陽電池モジュールが、折れ目・剥離
・変色などの外観上の変化がないか、またＰＶ回路の断
線がないか、さらに太陽電池モジュールのPmaxを測定し
た。

【０１１０】評価結果は、表１に以下の基準でしめす。
なお、Pmaxについては、初期値からの変化率を数値で表
中に示すものとする。 ◎ :折れ目などの外観上の変化、ＰＶ回路の断線は全く
ない場合。○:一部折れ目が生じている場所はあるが、
３ｍ離れたらわからず屋根での実使用上は問題無いと思
われる場合。ＰＶ回路の断線はないものとする。×：著
しい折れ目・剥離等がおこり、３ｍ離れた地点からでも
はっきりと認識できるため実使用にも問題を来すと思わ
れる場合。または、ＰＶ回路の断線が発生した場合。

【０１１１】●人荷重試験太陽電池モジュールユニットの真ん中に設置した太陽電
池モジュールの凸部または中央部に７５kg重の体重の人
がのる。このときの外観上の変化およびPmaxの変化を評
価した。評価結果は、表１に以下の基準で示す。 ◎踏みつけても全く変形をしない場合。○：踏みつけた
ときは変形するが、踏みつけを止めると初期状態に戻る
場合。×：完全に折れ目がついて、踏みつけを止めても
折れ目が戻らない場合。

【０１１２】表１に示したとおり、実施例１〜５の太陽
電池モジュールは初期外観はもちろんのこと高温高湿試
験および温湿度サイクル試験においても剥離、変色など
の欠陥はない。形状保持部材として、断熱材を使用した
実施例１〜３および５の太陽電池モジュールについて
は、断熱材の収縮、剥がれ等の問題もなく良好な結果を
示した。形状保持部材として、木材を一部にのみ使用し
た実施例４については、高温高湿度試験において、水分
を非常に多く含んでしまい一部補強板と、木材が剥離し
ている場所が見うけられたが実使用上は問題無い。

【０１１３】繰り返し荷重試験では、実施例の太陽電池
モジュールはすべて良好な結果である。形状保持部材を
備えており、補強材・形状保持部材・野地板の各界面に
隙間ができないようにな形状としているため、この荷重
試験による変形が少ないためであると考えられる。

【０１１４】人荷重試験では、裏面側全面に形状保持材
を設けた実施例１、２、５は全く変形せず、良好な結果
をしめした。山の一部にのみ形状保持部材を設けた実施
例３、４は形状保持部材のない部分等で若干の変形を示
したが、もともと荷重を止めると初期状態に戻ってお
り、その後のPmaxの変化率も０.９９と安定しているた
め問題無い。

【０１１５】一方、比較例の太陽電池モジュールは繰り
返し荷重、人荷重のそれぞれの荷重試験において、折れ
目がついてPmaxの低下等を起こしている。特に、太陽遠
地モジュールの光起電力素子を含む部分を凸状に加工
し、その裏面側に何の形状保持部材も備えていない比較
例１、３では、この部分に集中した過重に耐え切れず太
陽電池モジュールに折れ目がついている。また、比較例
４、５では形状保持部材は備えてはいるが、その形状が
太陽電池モジュールおよび野地板と一致していないので
隙間が生じているため外部からの荷重により折れ目が生
じた。このように折れ目が生じた太陽電池モジュール
は、その折れ目がひどいと光起電力素子にダメージを与
えてPmaxの低下を引き起こしている。

【０１１６】試験の基準値は、Pmaxの変化率が０.９５
未満であること記載されているため、比較例に示したよ
うに０.６８〜０.８２ではすべてＮＧとなる。

【０１１７】

【表１】

【０１１８】

【発明の効果】本発明によれば、光起電力素子、光起電
力素子の非受光面側に設けられた補強板、前記光起電力
素子を封止し、かつ前記補強板上に固定するための被覆
材を有した太陽電池モジュールにおいて、前記補強板の
非受光面側の少なくとも一部に形状保持部材を備えたこ
とにより、施工中に、太陽電池モジュールを踏みつけて
も太陽電池モジュール折れ目が生じることはないため、
施工性が向上する。また、光起電力素子にも折れ目が生
じないため、変換効率の低下も起こらず、信頼性の高い
太陽電池モジュールとすることができる。さらに、豪雪
地帯などに設置しても、雪の重みで太陽電池モジュール
が変形する心配もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の太陽電池モジュールの平面図・断面図

【図２】図１の太陽電池モジュールで使用する、光起電
力素子の基本構成を示す概略断面図

【図３】図１の太陽電池モジュールを屋根に葺いたとき
の断面図

【図４】太陽電池モジュールの積層構成

【図５】実施例１のセルブロックの平面図・断面図

【図６】実施例1の太陽電池モジュールの概略断面図

【図７】実施例１のロールフォーマ成型後の太陽電池モ
ジュール概略図

【図８】実施例１のプレス成型後の太陽電池モジュール
概略図

【図９】実施例１の端子箱取り付け後の太陽電池モジュ
ール概略図

【図１０】実施例１の形状保持部材貼り付け後の太陽電
池モジュール概略図

【図１１】実施例１の設置後の太陽電池モジュールユニ
ット

【図１２】実施例３の形状保持部材貼り付け後の太陽電
池モジュール概略図

【図１３】実施例５のセルブロックの平面図・断面図

【図１４】実施例５のプレス成型後の太陽電池モジュー
ル概略図

【図１５】実施例５の形状保持部材貼り付け後の太陽電
池モジュール概略図

【図１６】従来の太陽電池モジュールの被覆構成を示す
断面図

【符号の説明】

１０１，４０１，５０１，１３０１，１６０１光起電
力素子１０２，４０２，６０２繊維状無機化合物１０３，４０３，６０３，１６０２透明有機高分子樹
脂１０４，４０４，６０４，１６０３表面樹脂フィルム１０５，４０５裏面充填材１０６，４０６，１６０４裏面絶縁フィルム１０７，３０２，４０７，６０６，１６０５補強板１０８，３０３，１００４，１１０２，１２０４，１５
０１形状保持部材２０１導電性基板２０２裏面反射層２０３半導体光活性層２０４透明導電層２０５集電電極２０６ａ，５０３ａ，６０７，１３０３ａプラス側出
力端子２０６ｂ，５０３ｂ，１３０３ｂマイナス側出力端子２０７導電性ぺースト２０８，５０２，１３０２絶縁フィルム３０１，４０８，７０２，８０２，９０１，１００１，
１１０１，１２０１，１４０２，１５０２太陽電池モ
ジュール３０４，１１０７野地板５０４，１３０４半田６０１，７０１，８０１，１４０１セルブロック６０５裏面一体積層フィルム６０８化粧テープ９０２，１００２，１２０２端子箱９０３ａ，１００３ａ，１２０３ａ正極側ーブル９０３ｂ，１００３ｂ，１２０３ｂ負極側ケーブル１１０３吊子１１０４ドリルビス１１０５タッカー１１０６アスファルトルーフィング材

フロントページの続き (72)発明者松下正明東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者高林明治東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光起電力素子、光起電力素子の非受光面
側に設けられた補強板、前記光起電力素子を封止し、か
つ前記補強板上に固定するための被覆材を有した太陽電
池モジュールにおいて、前記補強板の非受光面側に形状
保持部材を備えたことを特徴とする太陽電池モジュー
ル。
【請求項２】前記形状保持部材が、光起電力素子の背
面側に位置することを特徴とする請求項１記載の太陽電
池モジュール。
【請求項３】前記形状保持部材が、光起電力素子と同
等またはそれ以上の大きさであることを特徴とする請求
項1記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】前記補強板が非受光面側に対して凹とな
るような形状を有する請求項１記載の太陽電池モジュー
ル。
【請求項５】前記補強板の凹部の空間に、前記形状保
持部材を配置したことを特徴とする請求項４記載の太陽
電池モジュール。
【請求項６】前記太陽電池モジュールの受光面側最表
面に透明樹脂フィルム層を設けることを特徴とする請求
項1記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】前記光起電力素子が可撓性基板上に形成
された薄膜半導体であることを特徴とする請求項1記載
の太陽電池モジュール。
【請求項８】前記薄膜半導体層がアモルファス半導体
層であることを特徴とする請求項7記載の太陽電池モジ
ュール。
【請求項９】前記形状保持部材が、前記太陽電池モジ
ュールの変形する荷重強度よりも大きい圧縮強度をもつ
ことを特徴とする請求項1記載の太陽電池モジュール。
【請求項１０】前記形状保持部材の圧縮強度が、1.0k
gf/cm²以上であることを特徴とする請求項１記載の太陽
電池モジュール。
【請求項１１】前記形状保持部材が、断熱材であるこ
とを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項１２】前記形状保持部材が、ポリスチレン系
樹脂、ポリウレタン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アスフ
ァルト系樹脂のいずれかであることを特徴とする請求項
1記載の太陽電池モジュール。
【請求項１３】前記形状保持部材が、木材、鋼板、ゴ
ム、その他の建築部材のいずれかであることを特徴とす
る請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項１４】前記太陽電池モジュールが建材一体型
太陽電池モジュールであることを特徴とする請求項1記
載の太陽電池モジュール。
【請求項１５】前記補強板上に前記形状保持部材を接
着剤を用いて固定したことを特徴とする請求項1記載の
太陽電池モジュール。
【請求項１６】光起電力素子、光起電力素子の非受光
面側に設けられた補強板、前記光起電力素子を封止し、
かつ前記補強板上に固定するための被覆材を有した太陽
電池モジュールの製造方法において、前記補強板の非受
光面側の少なくとも一部に形状保持部材を固定すること
を特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１７】前記形状保持部材が、光起電力素子の
背面側に位置することを特徴とする請求項16記載の太陽
電池モジュールの製造方法。
【請求項１８】前記形状保持部材が、光起電力素子と
同等またはそれ以上の大きさであることを特徴とする請
求項16記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１９】前記補強板の非受光面側の一部あるい
は全部に、非受光面側に対して凹となるような形状を形
成する工程を有することを特徴とする請求項16記載の太
陽電池モジュールの製造方法。
【請求項２０】前記補強板の凹部の空間に、前記形状
保持部材を固定することを特徴とする請求項19記載の太
陽電池モジュールの製造方法。
【請求項２１】前記太陽電池モジュールは受光面側最
表面に透明樹脂フィルム層を有することを特徴とする請
求項16記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項２２】前記光起電力素子が可撓性基板上に形
成された薄膜半導体であることを特徴とする請求項16記
載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項２３】前記薄膜半導体層がアモルファス半導
体層であることを特徴とする請求項22記載の太陽電池モ
ジュールの製造方法。
【請求項２４】前記形状保持部材が、前記太陽電池モ
ジュールの変形する荷重強度よりも大きい圧縮強度をも
つことを特徴とする請求項16記載の太陽電池モジュール
の製造方法。
【請求項２５】前記形状保持部材の圧縮強度が、1.0k
gf/cm²以上であることを特徴とする請求項16記載の太陽
電池モジュールの製造方法。
【請求項２６】前記形状保持部材が、断熱材であるこ
とを特徴とする請求項16記載の太陽電池モジュールの製
造方法。
【請求項２７】前記断熱材が、ポリスチレン系樹脂、
ポリウレタン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アスファルト
系樹脂のいずれかであることを特徴とする請求項16記載
の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項２８】前記形状保持部材が、木材、鋼板、ゴ
ム、その他の建築部材のいずれかであることを特徴とす
る請求項16記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項２９】前記太陽電池モジュールが建材一体型
太陽電池モジュールであることを特徴とする請求項16記
載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項３０】前記補強板上に前記形状保持部材を接
着剤を用いて固定したことを特徴とする請求項16記載の
太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項３１】請求項１記載の太陽電池モジュール
を、野地板上に固定部材で固定し、且つ隣り合う太陽電
池モジュール同士を固定することを特徴とする太陽電池
モジュールの施工方法。
【請求項３２】前記形状保持部材の底部が前記野地板
上に接していることを特徴とする請求項31記載の太陽電
池モジュールの施工方法。
【請求項３３】前記太陽電池モジュールを前記野地板
上に設置する際に、前記形状保持部材を前記太陽電池モ
ジュール補強板の非受光面側の少なくとも一部に固定す
ることを特徴とする請求項31記載の太陽電池モジュール
の施工方法。
【請求項３４】請求項１記載の太陽電池モジュール
と、前記太陽電池モジュールに接続された電力変換装置
とを有することを特徴とする太陽電池発電システム。
【請求項３５】請求項１記載の複数の太陽電池モジュ
ールを各々設置部材上に固定したことを特徴とする太陽
電池モジュールアレイ。
【請求項３６】前記形状保持部材の底部が、前記設置
部材上に接していることを特徴とする請求項35記載の太
陽電池モジュールアレイ。
【請求項３７】前記太陽電池モジュール設置部材が屋
根野地板であることを特徴とする請求項35記載の太陽電
池モジュールアレイ。
【請求項３８】前記形状保持部材の前記設置部材側の
表面の包絡面形状が、前記設置部材の前記太陽電池モジ
ュール側の表面形状と概ね同一であることを特徴とする
請求項35記載の太陽電池モジュールアレイ。