JP2000150948A - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板同士を強固に接着する。曲げによる半導
体層のはがれを回避する。製造コストを低減する。 【解決手段】 導電性基板と、該基板上に設けられた光
電変換活性領域を構成する半導体層と、該半導体層上に
設けられた透明導電膜と、該透明導電膜上に設けられた
複数の集電電極とからなる太陽電池を、複数個、直列接
続した太陽電池モジュールにおいて、一方の太陽電池１
０ａの集電電極と他方の太陽電池１０ｂの導電性基板１
とを、導電性接着剤５および絶縁性接着剤６を介して接
着して、太陽電池の直列の接続をなし、また、絶縁性接
着剤の接する部位の半導体層、透明導電膜および集電電
極を除去してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】また、本発明は太陽電池モジュー
ルに係り、特に家屋の屋根等の建築物あるいは構造物に
取り付ける太陽電池モジュールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】まず、本発明の太陽電池に係る従来技術
について説明する。太陽光を電気エネルギーに変換する
光電変換素子である太陽電池は、石油代替エネルギーと
して注目されている。従来、太陽電池として開発が行な
われ実用化されているものは、シリコンウエハーを価電
子制御し、該ウエハー上に前記価電子制御されたウエハ
ーの導電型と反対の導電型を持つ層を形成する事でｐｎ
接合を設けた単結晶シリコン太陽電池、基板上に価電子
制御された層と、中性の層と、前記価電子制御された層
の導電型と反対の導電型を持つ層を積層した構成を持つ
ｐｉｎ型のアモルファスシリコン太陽電池、ｎ型のＣｄ
Ｓとｐ型ＣｄＴｅを用いたII-VI族太陽電池、ｎ型のＧ
ａＡｓとｐ型ＧａＡｓを用いたIII -Ｖ族太陽電池など
が上げられる。このような太陽電池は、光の入射側に反
射防止層を積層することにより太陽電池表面での光の反
射を防ぎ太陽光を有効に利用することが通常行なわれて
いる。単結晶シリコン太陽電池に於ては、このような反
射防止層の材料としてＳｉＯ ₂，ＴｉＯ₂，ＴａＯ₅など
が用いられている。一方、アモルファスシリコンなどを
用いたｐｉｎ型または、ｐｎ型の太陽電池に於ては、表
面層となるｐ層またはｎ層の比抵抗ρが１０²Ωｃｍ位
であり、単結晶シリコン太陽電池の０．１〜１Ωｃｍに
比べて高抵抗であるためシート抵抗Ｒｓが大きくなって
しまいｐ層またはｎ層表面上を電流が平行に流れる構成
は用いる事が出来ない。シート抵抗Ｒｓの望ましい値
は、グリッドの設計にもよるが通常約１００Ω／□であ
る。このため、光の入射側のｐ層またはｎ層の上にシー
ト抵抗Ｒｓの低い透明導電膜を積層するのが一般的であ
る。このような透明導電膜は同時に反射防止膜として機
能するように設計される。このような機能を有する材料
としてはインジュウムとスズの酸化物であるＩＴＯやＳ
ｎＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃等が好適に用いられている。これらの
透明導電膜の作製方法は、基板の形状、大きさや、量産
規模、所望の電気的特性及び光学特性などにより好適な
方法が選択されるものであり、通常、スパッタリング
法、エレクトロンビーム法、蒸着法、イオンプレーティ
ング法などが工業的に用いられている。このような透明
導電膜を太陽電池に積層する場合には、アモルファスシ
リコン薄膜太陽電池のスペクトル感度は通常５００ｎｍ
から６００ｎｍの波長に対して最大値を取るため、この
波長で反射率が最小となり反射防止層として有効に機能
するように透明導電膜の厚みが設計される。この厚みは
具体的には、透明導電膜材料の屈折率にもよるが約数１
００Åである。さらに、前述の集電電極としての所望の
シート抵抗Ｒｓと反射防止層としての好適な厚みの関係
から透明導電膜に求められる比抵抗ρは１０^-2Ωｃｍ以
下である。

【０００３】次に本発明の太陽電池モジュールに係る第
１の従来技術について説明する。光エネルギーを直接、
電気エネルギーに変換する光起電力装置、即ち太陽電池
は、無尽蔵な太陽光を主たるエネルギー源としているた
めに、近時、エネルギー資源の枯渇が問題となる中で脚
光を浴びている。太陽電池による太陽光発電システム
は、無公害、無騒音なクリーンエネルギーであることか
ら、様々な分野への応用が期待されている。これは、例
えば、時計、電卓などの電気製品から、無人電波中継
器、家屋の屋根上での発電システム、電力用大規模発電
システムなど様々である。

【０００４】特に、屋根上での発電システムとして、一
般に市販されている太陽電池パネルを屋根上に取り付け
ることが考えられたが、この場合は、特別の取り付け治
具を必要とし、また、専門的な工事を要し、更に、家屋
としての美観を損ねるという問題があった。そこで、屋
根瓦状の基板に太陽電池を形成した太陽電池瓦が、既
に、例えば、特開昭６０−３１２５９号公報などに提示
されている。しかして、従来の屋根瓦に代わって、この
太陽電池瓦を屋根に敷き詰めることにより、美観を損な
わず、しかも、特別の取り付け治具も不要となった。

【０００５】図２３には、このような太陽電池瓦の従来
例が示されている。ここで示されている太陽電池モジュ
ール７０１は、薄膜太陽電池セル７０３を屋根瓦状基板
７０２に形成支持するもので、家屋の屋根上に取り付け
る場合には、複数の太陽電池モジュール７０１を直列又
は並列に接続しながら屋根上に並べて行くのである。

【０００６】次に、本発明の太陽電池モジュールに係る
第２の従来技術について説明する。世界規模で、環境問
題が重要視されるようになってきた昨今、クリーンなエ
ネルギー源としての太陽電池に対する期待が、極めて高
くなってきている。しかし、通常の太陽電池ユニットの
出力電圧は、例えば、アモルファスシリコンが一層のみ
から構成される太陽電池の場合、０．７Ｖと低いため、
モジュールとして実用する場合には、数個から数百個を
直列に接続して用いなければならない。このため、従来
から、多種多様な手段がとられている。

【０００７】例えば、上述のような太陽電池モジュール
を構成するのに、図２４に示されるように、太陽電池の
集電電極４に導線７を半田で接続し、更にその導線を導
電性基板１に溶接あるいは半田で接着して、各太陽電池
間の直列接続を行っている。

【０００８】しかるに、この方法は、非常に手間がかか
り、また導線の抵抗を下げるために比較的太い導線を用
いなければならず、太陽電池モジュールの製造コストを
引き上げていた。そこで、導線を用いずに太陽電池を直
列接続し、モジュールにする方法として、特開昭６２−
１９５１８５号公報に所載のものなどが提唱された。こ
こでは、図２５，２６に示すように、複数の太陽電池１
０ａ，１０ｂを導電性接着層１７を介して接着して、そ
れらの直列接続を行うため、導線が不要であり、また、
電池間の配線部分がその下部に隠れるため、電池のデッ
ドエリアが無くなり、また、電池間の間隙も小さくなる
ため、太陽電池モジュールの受光面が増し、変換効率が
高まると考えられている。

【０００９】次に、本発明の太陽電池モジュールに係る
第３の従来技術について説明する。近年、深刻なエネル
ギー問題が叫ばれるなか、太陽エネルギーは、石油、石
炭等の化石エネルギーのように枯渇せず、また大気汚
染、炭酸ガス発生等環境を破壊しない、いわゆるクリー
ンエネルギーの一つとして注目を集めている。

【００１０】なかでも太陽電池発電は、将来、火力、原
子力、ヂーゼル発電といった在来の方式に代わる代替エ
ネルギーとして期待されている。

【００１１】この太陽電池の材質としては様々なものが
あるが、シリコンを用いたものが多数市販されており、
これらは大別して単結晶シリコン、多結晶シリコンを用
いた結晶系シリコン太陽電池と、非晶質（アモルファ
ス）シリコン太陽電池に分けられる。

【００１２】結晶系シリコン太陽電池は、光（太陽）エ
ネルギーを電気エネルギーに変換する性能を表わす変換
効率が、非晶質シリコン太陽電池に比して高いが、反
面、素子自体が応力に弱く割れ易いため、強固な封止構
造やフレームを必要とする。また、現状では、単位電力
量当りのコストが高いという特徴がある。

【００１３】一方非晶質シリコン太陽電池は、現在のと
ころ変換効率が結晶系シリコン太陽電池より低いが、光
吸収性が高く、比較的厚さの薄い膜の堆積によって太陽
電池を形成可能であることや、アモルファスの性質を生
かし、基板としてガラスやステンレススチールや、さら
にポリイミド系シート等様々な材料が選択できること、
さらに大面積化が容易であること等の特徴がある。更に
製造コストも結晶系に比して比較的低くできる可能性が
あると言われており、将来、一般家庭のレベルから大規
模な発電所レベルまで広範囲に渡る普及が予想されてい
る。

【００１４】現在市販されている太陽電池モジュール
は、電卓等の部品として用いられるものを除くと、大別
してその外形が１０ｃｍ角程度の比較的小型のものと３
０ｃｍ以上の大型のものとに分けられる。

【００１５】小型のものは屋外、屋内用のものがある
が、大型のものは主として屋外での使用が目的であり、
地上あるいは建築物の屋根上や、壁面に設置して使用さ
れることが多い。特に建築物の屋根上に設置される場
合、現在まで多くの場合、屋根上に一旦金属製の架台を
組み、その架台上に太陽電池モジュールを設置して使用
するのが通例であった。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】以下、本発明の太陽電
池に係る従来技術の課題（第１の課題）について説明す
る。透明導電膜は、上述したように膜厚を薄くしなけれ
ばならないが、量産装置で大面積の基板上に均一な厚さ
で作製することは非常に困難であり、収率を損なう原因
となっている。また、通常、基板温度が高い方が良質の
透明導電膜が作製できるが、ステンレスなどの基板上に
ｐｉｎの各層を作製した後に透明導電膜を作製する構成
の場合は、先に形成したｐ、ｉ、ｎ各層に温度による悪
影響を与えないようにするため、透明導電膜作製時の基
板温度をできるだけ低くすることが要求されるため良質
の透明導電膜が形成できないという問題がある。また、
透明導電膜に含有されるＩｎはアモルファスシリコン中
に拡散していき太陽電池特性に悪影響を及ぼすと言われ
ている。

【００１７】本発明の太陽電池は基板上に堆積するｐｉ
ｎ型またはｐｎ型太陽電池に於ける上述した問題を解決
して、大面積に亘り均一でかつ、良好な特性を有する太
陽電池を提供することを目的とするものである。

【００１８】次に本発明の太陽電池モジュールに係る第
１の従来技術の課題（第２の課題）について説明する。

【００１９】既設の家屋の屋根上などに、従来例で示す
ような太陽電池瓦を設置しようとすると、以下のような
問題点があった。即ち、今まで敷かれていた古い瓦を全
部交換する必要があり、既設瓦が全て無駄となり、非常
に高価になってしまう。また、瓦の交換に際しても、太
陽電池瓦一個一個を電気的に接続する必要があるため、
工事にかなりの時間を要し、また、一箇所でも接続不良
があれば、正常に動作しなくなるなど工事面での難しさ
もあった。一方、太陽電池瓦を製造するに際しても、瓦
上に太陽電池を形成するため、特別の製造設備が必要
で、太陽電池瓦自体のコスト高をもたらしてしまう。更
に、建築材料の一部となるため、取扱う業者のことを考
慮すると、ある程度の機械的強度を上記太陽電池モジュ
ール自体に確保しておく必要性もあり、これも高価とな
る一因となっていた。

【００２０】本発明者は、従来の屋外用太陽電池モジュ
ールにおける前述の諸問題を克服して、上述の本発明の
目的を達成すべく鋭意研究を重ねたところ、可撓性基盤
上に非晶質半導体太陽電池を形成したユニットを、屋外
用太陽電池モジュールに応用することが、既設家屋の屋
根に施工する場合に工事を容易にし、また、太陽電池の
保護効果などの実用上、極めて有利であることを知見し
得た。

【００２１】本発明は、上記事情に基いてなされたもの
であり、従来の屋外用太陽電池モジュールに於ける問題
点を解決し、家屋としての美観を損ねることなく、しか
も、簡便に屋根などに取り付け可能で、安価な屋外用太
陽電池モジュールを提供することを目的とするものであ
る。

【００２２】次に本発明の太陽電池モジュールに係る第
２の従来技術における課題（第３の課題）について説明
する。

【００２３】前述した方法では、導電性接着層１７を電
池表面の集電電極取出部に直接、接続しているため、接
続部位の強度が弱く、太陽電池モジュールに曲げ応力が
加わると、半導体層を導電性基板から引き剥して、壊し
てしまったり、接着部位が離れてしまうおそれがある。
また、このような構成では、高価な導電性接着剤を多量
に使用しなければならないという欠点もある。

【００２４】本発明は、上記欠点を克服するためになさ
れたもので、高効率で安価、かつ堅牢な太陽電池モジュ
ールを提供することを目的としている。

【００２５】本発明の太陽電池モジュールに係る第３の
従来技術における課題（第４の課題）について説明す
る。

【００２６】前述した屋根上に太陽電池を設置するため
の架台は、安全上十分な強度をもった構造が必要とさ
れ、さらに建築物に関する法律上の規定を満足すること
が要求されるため、架台本体の価格や設置工費が大きく
なるという問題がある。

【００２７】また、現状では、架台として金属製の骨組
みを組み合わせた構造体を屋根上に設置して用いるもの
が多いが、これらは景観を考えたデザインのものは少な
く、地域の景観を乱す原因になるという問題がある。ま
た複数個の太陽電池モジュールを屋根上に設置する場
合、個々の出力ケーブルのモジュール外部での配線の接
続方法が、システムとして考えられていない場合が多
く、そのため出力ケーブルの接続が煩雑となり、これに
よっても景観を損ねるという問題がある。

【００２８】これらの問題を解決する方法のひとつとし
て、屋根材に直接太陽電池を取り付ける方法が考えられ
ている。この方法は、架台が不要になる点で有効ではあ
るが、出力ケーブル及び出力接続部材を、雨水や湿気そ
の他の外的環境から保護するための保護カバーを必要と
するものが多い。しかしながら、屋根との視覚的な違和
感のないように考えてデザインされた保護カバーは少な
く、やはり景観を損ねてしまうという問題がある。

【００２９】さらに、この保護カバーが太陽電池モジュ
ールの受光面よりも突出していると、保護カバーの作り
出す陰によって、新たな問題が発生することがある。

【００３０】図２７は従来の屋根上に設置された太陽電
池の一例を示す平面図である。図において、５０１は並
列接続された太陽電池素子の最大単位（以下、並列太陽
電池素子と言う）であり、本従来例では１３枚の並列太
陽電池素子５０１を直列に接続して太陽電池パネル２１
とし、この太陽電池パネル１を８枚、更に直列に接続し
て、１つの太陽電池モジュールとしている。

【００３１】図において、２３はこれらの太陽電池パネ
ル２１の接続部を保護する継目カバー部材（保護カバ
ー）であり、３０はこの継目カバー部材２３により入射
光が遮られて生じた陰である。図に示されるように本例
では、並列太陽電池素子５０１は、その長手方向を継目
カバー部材２３の長手方向と平行な方向に配列して、電
気的に直列に接続されて構成されている。ところが、こ
の配列方法では、図に示されるように並列太陽電池素子
５０１の内、５枚の全体が陰に入ってしまい、その部分
の並列太陽電池素子５０１からの出力は、ほとんど期待
出来ない。その結果、入射光量の低下による出力電流の
減少のみならず、出力電圧が減少する。このため例え
ば、太陽電池の出力を、直接、蓄電池に充電しようとす
るような場合、出力電圧が蓄電池の充電電圧を越えない
為、太陽電池モジュール全体の出力は０でないにもかか
わらず、充電されないという問題が生じる。

【００３２】図２８は、このような太陽電池モジュール
によって蓄電池に充電する場合の概略構成を示す図であ
るが、仮に１枚の太陽電池パネル２１の出力が２５Ｗ、
１６Ｖであるとすると、８枚で１６×８＝１２８Ｖとな
り、これは１２０Ｖ用の蓄電池を充電するには十分な電
圧となる。ところが、前述の図２７に示したように、１
３枚の並列太陽電池素子５０１の内の５枚が出力０Ｖと
なると、１枚の太陽電池パネル１の出力は、１６×（１
３−５）／１３＝約９．８５Ｖに低下してしまう。これ
が８枚の太陽電池パネル２１に対して発生したとする
と、本来１２８Ｖの電圧が期待されるところに、約９．
８５×８＝７８．８Ｖしか出力されず、１２０Ｖ用の蓄
電池の充電は不可能となってしまう。

【００３３】

【課題を解決するための手段】上述した第１の課題を解
決し、本発明の目的を達成するために、本発明の太陽電
池は、基板上に堆積するｐｉｎ型またはｐｎ型太陽電池
に於て、光入射側に位置するｐ型またはｎ型の半導体層
が非単結晶であって、該半導体層のシート抵抗が１０Ω
／□以上５００Ω／□以下であることを特徴とする。ま
た前記半導体層が粒径３００オングストローム以上の非
単結晶からなることが好ましい。

【００３４】なお、非単結晶とは、単結晶を除く、微結
晶，多結晶，非晶質を意味する。

【００３５】また上述した第２の課題を解決し、本発明
の目的を達成するために、本発明第１の太陽電池モジュ
ールは、可撓性基板の上に設けられた非晶質半導体太陽
電池ユニットと、上記太陽電池ユニット各々から独立に
電力を外部に取り出すためのリード部と、所要間隔を置
いて設けられた、可撓性基板上の太陽電池ユニット全て
の光入射表面全面を連続的に覆うとともに上記太陽電池
ユニット全ての面積より大きく形成された前面ラミネー
トシートと、太陽電池ユニット全ての光入射表面とは反
対側における表面全面を連続的に覆うとともに上記太陽
電池ユニット全ての面積より大きく形成された後面ラミ
ネートシートと、上記後面ラミネートシートの太陽電池
側とは反対の表面に全面的あるいは部分的に設けられた
未硬化のホットメルト接着剤とを具備してなり、前記接
着剤表面を建築物あるいは構造物の表面に密着させて熱
硬化処理を施すことにより、取り付けられるように構成
したことを特徴とする。

【００３６】なお、本発明により提供される上記太陽電
池モジュールにおいて、太陽電池ユニットは、単位セル
でも、複数のセルを直列または並列にしたものでもよ
い。また、上記太陽電池ユニットは、可撓性基板上に形
成することが可能な非晶質太陽電池であれば、どのよう
な構成のものでも良いのであり、例えば、非晶質シリコ
ン太陽電池、非晶質シリコンゲルマニウム太陽電池、非
晶質シリコン炭素太陽電池、および、これらの積層型太
陽電池などが挙げられる。

【００３７】本発明により提供される上記可撓性基板に
は、例えばステンレス鋼、アルミニウム、銅などの金属
基板、あるいはポリアミド、ポリイミド、ＰＥＴなどの
高分子基板が挙げられる。

【００３８】本発明により提供される上記前面ラミネー
トシートは、太陽電池表面を機械的・電気的・化学的に
保護し、防水し、また、可視光に対して透明である材料
ならどのようなものでもよく、例えば、ＰＶＦフィル
ム、ＦＥＰフィルム、ＰＦＡフィルム、ＶＤＦフィル
ム、ＥＴＦＥフィルムなどの弗素樹脂、ガラス繊維など
の充填材料、ＥＶＡ、ポリアミド、ポリエステル、熱可
塑性ゴムなどのホットメルト接着剤シートを用いた複合
材料が挙げられる。

【００３９】本発明により提供される上記後面ラミネー
トシートは、太陽電池表面を機械的・電気的・化学的に
保護し、防水する材料ならどのようなものでもよく、例
えばポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、
ポリスチレンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ
塩化ビニリデンフィルム、ポリビニルアルコールフィル
ム、弗素樹脂フィルム、ポリカーボネートフィルム、ア
セテートフィルム、ポリエステルフィルム、ポリアミド
フィルム、塩酸ゴムフィルム、イオノマーフィルム、ポ
リイミドフィルム、ポリウレタンフィルム等のプラスチ
ックフィルム、ガラス繊維、カーボン繊維、有機合成繊
維などの充填材料、ＥＶＡ、ポリアミド、ポリエステ
ル、熱可塑性ゴムなどのホットメルト接着剤シートを用
いた複合材料が挙げられる。

【００４０】本発明により提供される上記ホットメルト
接着剤は、例えば、シ−ト状をなしており、また、その
組成は過熱処理により液化し更に硬化する接着剤であれ
ば、何でも良く、これには、例えば、ＥＶＡ系ホットメ
ルト接着剤、ポリアミド系ホットメルト接着剤、ポリエ
ステル系ホットメルト接着剤、熱可塑性ゴム系ホットメ
ルト接着剤などが挙げられる。

【００４１】また上述した第３の課題を解決し、本発明
の目的を達成するために、本発明第２の太陽電池モジュ
ールは、導電性基板と、該基板上に設けられた光電変換
活性領域を構成する半導体層と、上記半導体層上に設け
られた透明導電膜と、上記透明導電膜上に設けられた複
数の集電電極とからなる太陽電池を、複数個、直列接続
した太陽電池モジュールにおいて、一方の太陽電池の集
電電極と他方の太陽電池の導電性基板とを、導電性接着
剤および絶縁性接着剤を介して接着して、上記太陽電池
の直列の接続をなし、また、絶縁性接着剤の接する部位
の半導体層、透明導電膜および集電電極を除去してある
ことを特徴とする。

【００４２】なお、本発明で用いられる導電性基板に
は、ステンレス，アルミニウム，銅，チタン，カーボン
シートなどが用いられる。また、金属電極層の材質とし
ては、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉなどが
適用され、形成方法としては抵抗加熱蒸着，電子ビーム
蒸着，スパッタリング法などが採用される。

【００４３】光電変換部材としての半導体層には、ｐｉ
ｎ接合非晶質シリコン，ｐｎ接合多結晶シリコン，Ｃｕ
ＩｎＳｅ₂／Ｃｄｓなどの化合物半導体が挙げられる。
上記半導体層は、それが非晶質シリコンの場合、シラン
ガスなどを用いたプラズマＣＶＤ法により、また、多結
晶シリコンの場合、溶融シリコンのシート化により、更
には、ＣｕＩｎＳｅ₂／Ｃｄｓの場合、電子ビーム蒸
着，スパッタリング，電析（電解液の電気分解による析
出）などの方法で、積層、形成される。

【００４４】透明電極に用いる材料としては、Ｉｎ
₂Ｏ₃，ＳｎＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂，ＺｎＯ，Ｔｉ
Ｏ₂，Ｃｄ₂ＳｎＯ₄，高濃度不純物をドープした結晶性
半導体層などがあり、その形成方法としては、抵抗加熱
蒸着，電子ビーム蒸着，スパッタリング法，スプレー
法，ＣＶＤ法，不純物拡散法などがある。

【００４５】また、本発明の太陽電池モジュールを構成
するには、接着代を十分に確保するため、上記材料によ
って構成された太陽電池の一部の半導体層、透明導電
膜、集電電極の一部を除去しなければならない。このた
めには、グラインダ、サンドブラストなどの物理的な方
法、あるいはエッチングなどの化学的な方法が採用でき
る。その除去する面積は、大きいほど接着強度が高くな
るが、同時に太陽電池モジュールとしての性能を落とし
てしまうため、モジュールの用途、大きさなどを勘案し
て決める必要がある。

【００４６】上記太陽電池モジュ−ルは、更に、半導体
層、透明導電膜および集電電極の除去された面に、ディ
スペンサー、刷毛などを用いて、絶縁性接着剤を塗布
し、また、半導体層、透明導電膜および集電電極が残さ
れている面に導電性接着剤を塗布し、他の太陽電池の導
電性基板に直接、接着させることによって構成される。
この際、導電性接着剤と絶縁性接着剤とは、多少、混じ
り合っても差し支えないが、可能な限り混ざらないよう
にすることが電気的性能、機械的強度の点で望ましい。
また、絶縁性接着剤が除去部位の周辺に少々はみ出すこ
とは、一向に差障りがなく、寧ろ、同一太陽電池の上部
集電電極と下部導電性基板との間での導電性接着剤によ
る短絡を妨げるため、有効である。なお、導電性接着剤
の塗布にあたっては、これを太陽電池のエッジ部まで塗
布してしまうと、上記短絡が生じやすい点に特別な注意
を払わなければならない。そこで、例えば、異方性導電
性接着剤と呼ばれる、特定方向にしか導電性の無い接着
剤を使用すれば、これを防ぐことができる。

【００４７】導電性接着剤としては、金、銀、銅、炭
素、ニッケルなどの導電性基質とフェノール系、アクリ
ル系、エポキシ系などの有機バインダで構成されている
液状のもの、並びに固形のテープ形態のものが使用でき
る。

【００４８】絶縁性の接着剤は、金属を強力に接着で
き、薄く塗布できるものならどんなものでも良く、出来
れば、エポキシ系、アクリル系、フェノール系のものが
望ましい。

【００４９】また上述した第４の課題を解決し、本発明
の目的を達成するために、本発明第３の太陽電池モジュ
ールは、太陽電池パネルを搭載した複数の矩形板状部材
と、隣接する前記矩形板状部材の結合部及び前記太陽電
池の接続部の保護を行なう継目カバー部材と、前記継目
カバー部材を押さえる複数の継目カバー押え部材とを有
し、前記太陽電池パネルを構成する、電気的に並列接続
された太陽電池素子の最大単位の長手方向を、前記継目
カバー部材の長手方向と実質的に垂直な方向になるよう
に配列し、該最大単位を電気的に直列接続したことを特
徴とする。

【００５０】また、前記太陽電池パネルが、少なくとも
その表面保護材と裏面保護材と太陽電池素子とを接着剤
を用いて真空ラミネート加工して構成されたことを特徴
とする。また、前記太陽電池パネルを、接合部材及び／
又は接着剤によって、直接前記矩形板状部材に固定した
ことを特徴とする。

【００５１】本発明のｐ型半導体膜は、１００オングス
トローム〜２０００オングストロームの範囲の結晶粒径
を持つ非単結晶であって、結晶性のシリコン、結晶性の
シリコンゲルマニウム、または結晶性のシリコン炭素を
有し、５００Ω／□以下のシート抵抗値を持つことを特
徴とする。

【００５２】本発明のｎ型半導体膜は、１００オングス
トローム〜２０００オングストロームの範囲の結晶粒径
を持つ非単結晶であって、結晶性のシリコン、結晶性の
シリコンゲルマニウム、または結晶性のシリコン炭素を
有し、５００Ω／□以下のシート抵抗値を持つことを特
徴とする。

【００５３】本発明の光電変換素子は、ｐ型半導体膜、
ｉ型半導体膜及びｎ型半導体膜を有する光電変換素子に
おいて、前記ｐ型半導体膜は、１００オングストローム
〜２０００オングストロームの範囲の結晶粒径を持つ非
単結晶であって、結晶性のシリコン、結晶性のシリコン
ゲルマニウム、または結晶性のシリコン炭素を有し、５
００Ω／□以下のシート抵抗値を持つことを特徴とす
る。

【００５４】本発明の光電変換素子は、ｐ型半導体膜、
ｉ型半導体膜及びｎ型半導体膜を有する光電変換素子に
おいて、前記ｎ型半導体膜は、１００オングストローム
〜２０００オングストロームの範囲の結晶粒径を持つ非
単結晶であって、結晶性のシリコン、結晶性のシリコン
ゲルマニウム、または結晶性のシリコン炭素を有し、５
００Ω／□以下のシート抵抗値を持つことを特徴とす
る。

【００５５】

【作用】以下、本発明の太陽電池の作用について説明す
る。

【００５６】本発明の太陽電池においては、前記微結晶
または多結晶の半導体層は、シート抵抗Ｒｓが低く特性
の良いものであるため、透明導電膜の機能を果たすこと
が可能であり、大面積に亘って均一に作製することが難
しくまた拡散の問題が生じる恐れのあるＩＴＯ等の材料
を使用する必要がなくなる。従って、上述の薄膜太陽電
池の層構成により、従来考案され実用に供されている太
陽電池の構成要素である透明導電膜を微結晶または、多
結晶の半導体層によって置き換える構成とすることが可
能である。即ち、ガラス基板を用いる場合には、まず、
価電子制御された微結晶または多結晶の半導体層を堆積
し、次に、イントリンジック層、前記価電子制御された
層と反対の伝導型に価電子制御された層を堆積する層構
成とする。この場合、表面層での抵抗成分を少なくする
ため金属の集電電極を形成しても良い。また、必要に応
じ、反射防止層を形成しても良い。金属性基板を用いる
場合には、第１のドーピング層を堆積し、その後、イン
トリンジック層、第１のドーピング層と反対の価電子制
御された第２のドーピング層としてシート抵抗Ｒｓの低
い微結晶または、多結晶の半導体層を積層する。更に表
面層の抵抗を下げるための集電電極としてアルミニュウ
ム、クロム、銀などの金属電極を堆積する層構成とす
る。また、必要に応じて反射防止層を形成しても良い。
プラスチックフィルムやセラミックスなどの絶縁性基板
を用いる場合には、まず、基板上にアルミニュウムなど
の金属薄膜を堆積し下部電極を形成する。その後上述し
た方法で作製することが可能である。

【００５７】また、これらのｐｉｎ構造またはｐｎ構造
を２層または３層に積層した構成に於ても本発明が適応
できることは言うまでもない。

【００５８】また、前記の微結晶または、多結晶の半導
体層の厚みを入射光の反射が最小となるように設計し反
射防止層を兼ねるようにしてもよい。

【００５９】前記の微結晶または、多結晶の半導体層を
形成する方法は、層構成や用いる基板の種類に応じて至
適な方法を選択するものでありガラスやセラミックスの
ように高温に耐えられる基板を用いる場合であれば、熱
ＣＶＤ法を用いることができる。ステンレスや、プラス
チックフィルムの基板の場合には、低温で微結晶シリコ
ンを成長させる方法が用いられるが、そのような成膜方
法としてはＲＦプラズマＣＶＤ法、マイクロ波プラズマ
ＣＶＤ法、ＥＣＲ法等の他、特開昭６０−４１０４７号
公報に開示されたＨＲ−ＣＶＤ法を用いることができ
る。上述した方法で堆積した膜が結晶粒径が小さいため
充分な導電性が無いときは適当な方法で結晶粒径を成長
させることもできる。そのような方法としてはレーザー
アニール法などがある。

【００６０】ところで、前記ＨＲ−ＣＶＤ法には、成膜
空間内にシリコンとハロゲンを含む化合物を分解するこ
とにより生成される活性種と該活性種と化学的相互作用
をする成膜用の化学物質より生成される活性種とを各々
別に導入し、これらを化学反応させることによって、基
板上にシリコンの堆積膜を形成する方法であり、成膜空
間内部あるいは外部に配設された励起エネルギー発生手
段を介して、堆積されつつある前記堆積膜を熱処理しな
がら結晶質のシリコンを形成することが可能である。ま
た、特開昭６３−５７７７８号公報に開示されたように
ＨＲ−ＣＶＤ法を用いることにより良質のｐ型およびｎ
型の微結晶シリコンおよび多結晶シリコン膜が作製可能
であり、これらを用いて高変換効率の太陽電池が得られ
ている。

【００６１】ＨＲ−ＣＶＤ法に於いて活性化空間（Ａ）
に導入されるシリコンとハロゲンを含む化合物として
は、例えば、鎖状または環状シラン化合物の水素原子の
一部乃至全部をハロゲン原子で置換した化合物が用いら
れ、具体的には、例えば、Ｓｉ _uＹ_2u+2（ｕは１以上の
整数、ＹはＦ，Ｃｌ，ＢｒまたはＩである）で示される
鎖状ハロゲン珪素、Ｓｉ_vＨ_xＹ_y（ｖは３以上の整数、
Ｙは前述の意味を有する。）で示される環状ハロゲン珪
素、Ｓｉ_uＨ_xＹ_y（ｕおよびＹは前述の意味を有する。
ｘ＋ｙ＝２ｕまたは２ｕ＋２である。）で示される鎖状
または環状化合物などが上げられる。

【００６２】具体的には例えばＳｉＨ₄ ，ＳｉＦ₄ ，
（ＳｉＦ₂）₅ ，（ＳｉＦ₂）₆ ，（ＳｉＦ₂）₄ ，Ｓｉ₂
Ｆ₆ ，Ｓｉ₃Ｆ₈ ，ＳｉＨＦ₃ ，ＳｉＨ₂Ｆ₂ ，Ｓｉ₂Ｈ₂
Ｆ₄ ，Ｓｉ₂Ｈ₃Ｆ₃ ，ＳｉＣｌ₄ ，（ＳｉＣｌ₂）₅ ，
ＳｉＢｒ₄ ，（ＳｉＢｒ₂）₅ ，ＳｉＣｌ₆ ，ＳｉＨＣ
ｌ₃ ，ＳｉＨＢｒ₂ ，ＳｉＨ₂Ｃｌ₂ ，ＳｉＣｌ₃Ｆ₃ な
どのガス状態のまたは容易にガス化し得るものが上げら
れる。これらの珪素化合物は１種用いても２種以上用い
てもよい。

【００６３】価電子制御剤となる成分を構成要素として
含む化合物としては、常温常圧でガス状態であるか、あ
るいは少なくとも堆積膜形成条件下で気体であり、適宜
の気化装置で容易に気化し得る化合物を選択するのが好
ましい。

【００６４】シリコンの堆積膜を得る場合、原料ガスと
して周期律表第III 、Ｖ族の元素を含む化合物を有効な
ものとして上げることができる。具体的にはIII 族を含
む化合物としては、ＢＸ₃ ，Ｂ₂Ｈ₆ ，Ｂ₄Ｈ₁₀ ，Ｂ₅Ｈ
₉ ，Ｂ₅Ｈ₁₁ ，Ｂ₆Ｈ₁₀ ，Ｂ（ＣＨ₃）₃ ，Ｂ（Ｃ
₂Ｈ₅）₃ ，Ｂ₆Ｈ₁₂ ，ＡｌＸ₃ ，Ａｌ（ＣＨ₃）₂Ｃｌ，
Ａｌ（ＣＨ₃）₃ ，Ａｌ（ＯＣＨ₃）₂Ｃｌ，Ａｌ（Ｃ
Ｈ₃）Ｃｌ₂ ，Ａｌ（Ｃ₂ Ｈ₅）₃ ，Ａｌ（ＯＣ
₂Ｈ₅）₃ ，Ａｌ（ＣＨ₃）₃Ｃｌ₃ ，Ａｌ（ｉ−Ｃ₄Ｈ₉）
₅ ，Ａｌ（Ｃ₃Ｈ₇）₃ ，Ａｌ（ＯＣ₄Ｈ₉）₃ ，Ｇａ
Ｘ₃ ，Ｇａ（ＯＣＨ₃）₃ ，Ｇａ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃ ，Ｇａ
（ＯＣ₃Ｈ₇）₃ ，Ｇａ（ＣＨ₃）₃ ，Ｇａ₂Ｈ₆ ，ＧａＨ
（Ｃ ₂Ｈ₅）₂ ，Ｇａ（ＯＣ₂Ｈ₅），（Ｃ₂Ｈ₅）₂ ，Ｉｎ
（ＣＨ₃）₃ ，Ｉｎ（Ｃ₃Ｈ₇）₃ ，Ｉｎ（Ｃ₄Ｈ₉）₃ ，
Ｖ族元素を含む化合物としては、ＮＨ₃ＨＮ₃ ，Ｎ₂Ｈ ₅
Ｎ₃ ，Ｎ₂Ｈ₄ ，ＮＨ₄Ｎ₃ ，ＰＸ₃ ，Ｐ（ＯＣ
Ｈ₃）₃ ，Ｐ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃ ，Ｐ（Ｃ₃Ｈ₇）₃ ，Ｐ（Ｏ
Ｃ₄Ｈ₉）₃ ，Ｐ（ＣＨ₃）₃ ，Ｐ（Ｃ₂Ｈ₅）₃ ，Ｐ（Ｃ₃
Ｈ ₇）₃ ，Ｐ（Ｃ₄Ｈ₉）₃ ，Ｐ（ＯＣＨ₃）₃ ，Ｐ（ＯＣ
₂Ｈ₅）₃ ，Ｐ（ＯＣ₃Ｈ₇） ₃ ，Ｐ（ＯＣ₄Ｈ₉）₃ ，Ｐ
（ＳＣＮ）₃ ，Ｐ₂Ｈ₄ ，ＰＨ₃ ，ＡｓＨ₃ ，ＡｓＸ₃ ，
Ａｓ（ＯＣＨ₃）₃ ，Ａｓ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃ ，Ａｓ（ＯＣ₃
Ｈ₇）₃ ，Ａｓ（ＯＣ ₄Ｈ₉）₃ ，Ａｓ（ＣＨ₃）₃ ，Ａｓ
（ＣＨ₃）₃ ，Ａｓ（Ｃ₂Ｈ₅）₃ ，Ａｓ（Ｃ₆Ｈ₅）₃ ，
ＳｂＸ₃ ，Ｓｂ（ＯＣＨ₃）₃ ，Ｓｂ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃ ，
Ｓｂ（ＯＣ₃Ｈ₇）₃ ，Ｓｂ（ＯＣ₄Ｈ₉）₃ ，Ｓｂ（ＣＨ
₃）₃ ，Ｓｂ（Ｃ₃Ｈ₇）₃ ，Ｓｂ（Ｃ₄Ｈ ₉）₃ 等が挙げ
られる。

【００６５】上記に於て、Ｘはハロゲン（Ｆ，Ｃｌ，Ｂ
ｒ，Ｉ）を示す。

【００６６】もちろん、これらの原料物質は１種であっ
ても良いが、２種またはそれ以上を併用してもよい。

【００６７】前記した原料物質が常温、常圧下で気体状
態である場合にはマスフローコントローラーなどによっ
て成膜空間または活性化空間への導入量を制御し、液体
状態である場合は、Ａｒ，Ｈｅなどの希ガスまたは水素
ガスをキャリアーガスとして、必要に応じ温度制御が可
能なバブラーを用いてガス化し、また固体状態である場
合には、Ａｒ，Ｈｅなどの希ガスまたは水素ガスをキャ
リアーガスとして加熱昇華炉を用いてガス化して、主に
キャリアーガス流量と温度制御により導入量を制御す
る。ＨＲ−ＣＶＤ法に於いて励起状態の水素原子を生成
させるためには、水素ガスまたは水素ガスと希ガスとの
混合ガスが用いられる。水素ガスのみではマイクロ波プ
ラズマが安定しなかったり、プラズマが生起しない場合
には希ガスを適宜混合させることが効果的である。ＨＲ
−ＣＶＤ法に於て用いられる希ガスとしては、Ｈｅ，Ｎ
ｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｒｎが好適なものとして挙げら
れる。

【００６８】本発明に於て好適に使用される基板は、金
属、ガラス、セラミックス、プラスチックフィルムなど
である。金属基板の場合は、例えば、ステンレス、アル
ミニウムなどの工業的に安定して供給され、安価で加工
し易い材質が好ましい。また、形状については、作製上
も、製品としての取扱の上でも使いやすい角型にしても
良いし、工業的規模で連続生産する場合は、前記金属基
板は、シート状に形成された長尺基板であって、ロール
状に巻き取ることができ、充分に柔軟であることが望ま
しく、このため基板の厚みとしては、１ｍｍから１００
μｍ程度が好適である。また、絶縁性基板としては、耐
熱性、加工性の点からガラスやセラミックスが好適に用
いられる。ガラス基板の場合、透明性が良く、成膜中
や、使用中に半導体層と反応しない材質が好ましく、こ
のような材料としてコーニング社の７０５９ガラスが用
いられる。セラミックス基板の場合には、アルミナ、ジ
ルコニアなどのいわゆるニューセラミックスが好適に用
いられる。プラスチックの基板としてはポリエステル、
ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポ
リアミド等が好適に用いられる。これらの基板材料の表
面処理は、照射された光を有効に光電変換するためと、
半導体としての接合を良くすることに重要な工程であ
り、所望に応じて平滑な面にしたり、粗面にしたりし
て、必要に応じて機械的な研磨や電解研磨等の処理をし
て用いる。光起電力発生層は、ｎ型の導電性を持つ非晶
質半導体層とイントリンジックな非晶質半導体層及びｐ
型の導電性を持つ非晶質半導体層を積層したｐｉｎ型の
構成が望ましく、またこの層を２層あるいは３層積層し
たスタック構造でも良い。各層は非晶質シリコン、非晶
質シリコンゲルマニュウム、非晶質炭化珪素などのテト
ラヘドラル系の非晶質半導体が用いられる。非晶質半導
体層は、所望の電気的物理特性や用途の諸点に鑑みて相
応の成膜方法が採用されている。例えば、プラズマＣＶ
Ｄ法、反応性スパッタリング法、イオンプレーテイング
法、光ＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ
法、などが試みられており、これらのうちいくつかの方
法が半導体デバイスを形成する上で至適なものとして採
用され、企業化されている。とりわけＳｉＨ ₄ ガスをプ
ラズマで分解して作製するプラズマＣＶＤ法が利用され
ている。この場合ドーピング層は、ＳｉＨ₄ ガスとドー
ピング剤のＰＨ₃ ガスまたは、Ｂ₂ Ｈ ₆ ガスとをプラズ
マで分解して作製する。前記ドーピング層は、光電流の
発生に寄与しないデッドレイヤーであるため、光の吸収
が少ないことが要求され、かつ、光に依って発生する起
電力を大きくするためにｐ層に於てはフェルミレベルが
価電子帯に近い程良く、ｎ層に於いては伝導帯に近い程
良く、このため、効率良くドーピングが可能な微結晶に
よって形成されることが一般に行なわれている。また、
前記ドーピング層を微結晶化することによりセルの直列
抵抗が下がる効果も生じる。

【００６９】本発明の太陽電池の構成に於いて、微結晶
シリコンのシート抵抗Ｒｓは従来の透明電極に匹敵する
物であるが、このような微結晶シリコンの所望の物性は
次の実験によって確認した。 （実験）図８にＨＲ−ＣＶＤ法によって微結晶膜及び多
結晶膜を作製するに好適な装置を示す。図に於て２０１
は成膜室であり、基板ホルダー２０２上に基板２０３が
置かれている。２０４は基板加熱用のヒーターであり、
導線２０５を介して給電され、発熱する。２０６はガス
を排気するための排気管、２０７は真空ポンプである。
２０８乃至２１２は原料ガスを励起するためのマイクロ
波エネルギーの供給系であり、２０８はマイクロ波電
源、２０９はマイクロ波の電力をモニターするための方
向性結合器とパワーモニター、２１０はスリースタブチ
ューナー、２１１は矩型導波管、２１２はマイクロ波の
漏れを防止するための円筒である。２１３及び２１４は
原料ガスが分解される同軸型の反応管である。２２０乃
至２７０は、ガス供給系である。それぞれ、２２０，２
３０，２４０，２５０はガス供給用ボンベ、２２１，２
３１，２４１，２５１はレギュレータ、２２２，２３
２，２４２，２５２，２２４，２３４，２４４，２５４
はバルブ、２２３，２３３，２４３，２５３はマスフロ
ーコントローラー、２６０及び、２７０はガス供給管を
示す。

【００７０】図８の装置を用いて以下のようにしてｐ型
シリコン膜を形成した。まず、５ｃｍ×５ｃｍの大きさ
のコーニング社製７０５９基板２０３を基板ホルダー２
０２上に置き、真空ポンプ２０７を用いて成膜室２０１
内を約１０^-6Ｔｏｒｒに排気した。ついで、基板加熱用
ヒーター２０４により基板２０３を３５０℃に加熱保持
した基板温度が安定した後、ガス供給用ボンベ２４０よ
りＳｉＦ₄ ガス１０ｓｃｃｍ及びガス供給用ボンベ２５
０よりＢＦ₃ ガス（１０％水素希釈）１０ｓｃｃｍをガ
ス導入管２６０を介して反応管２１３に導入した。他
方、ガス供給用ボンベ２２０よりＨ₂ ガス１００ｓｃｃ
ｍ及びガス供給用ボンベ２３０よりＡｒガス１０ｓｃｃ
ｍをガス導入管２７０を介して反応管２１４に導入し
た。

【００７１】成膜室２０１の内圧を０．４Ｔｏｒｒに保
ちマイクロ波電源２０８より１００Ｗのパワーを投入し
た。反応管２１３及び２１４でプラズマが生成し、基板
２０３上にシリコンの薄膜が堆積した。

【００７２】成膜開始と同時に、成膜室２０１の上部に
設置した不図示のルビーレーザー（波長６９４ｎｍ、ビ
ーム径１０ｍｍ）より、エネルギー密度０．５Ｊ／ｃｍ
² 、パルス幅４０ｎｓでレーザー光を基板表面に照射
し、また、基板ホルダーをＸＹ方向に１ｃｍ／ｓｅｃの
速度で走査し約１５分間成膜を行なった。成膜終了後得
られた試料をＳ−１として取り出し、基板を替えて上述
と同様の方法を用いてルビーレーザーのエネルギー密度
を１Ｊ／ｃｍ² 、１．５Ｊ／ｃｍ² 、２Ｊ／ｃｍ ² 、
２．５１Ｊ／ｃｍ² 、に変えて成膜を行ないそれぞれの
試料をＳ−２、Ｓ−３、Ｓ−４、Ｓ−５とした。得られ
た各堆積膜試料について、電子線回折法（以下ＲＨＥＥ
Ｄと表記する）により堆積膜の結晶性の評価を行なった
ところすべて良好な結晶性があった。各試料についてＸ
線回折を行いシェラー法で結晶粒径を求めたところ約１
００オングストロームから約２０００オングストローム
であった。レーザーのエネルギー密度と結晶粒径の関係
を図５に示す。各試料を４探針法により測定し、シート
抵抗Ｒｓ（Ω／□）を算出した。結晶粒径とシート抵抗
Ｒｓとの関係を図６に示した。図６から粒径が３００オ
ングストローム以上の時、シート抵抗Ｒｓが約１００Ω
／□以下になり透明電極として使用できる抵抗値となる
ことがわかる。

【００７３】次に、上述のｐ型シリコン層を用いて図１
に示す層構成の太陽電池を以下のようにして作製し、そ
の後、電気特性を測定した。

【００７４】まず、表面を鏡面研磨した３０ｃｍ角の大
きさのステンレス製（ＳＵＳ３０４）基板１０１に不図
示の蒸着器を用いて下部電極１０２を堆積した。その
後、不図示のグロー放電プラズマ反応室に入れＳｉＨ₄
ガスとＰＨ₃ ガスを導入してｎ層１０３を４００Å堆積
した。ガス供給をやめた後、反応室を真空排気し、Ｓｉ
Ｈ₄ ガスとＨ₂ ガスを導入してｉ層１０４を４０００Å
堆積した。ガス供給をやめた後、反応室を真空に排気
し、基板１０１を図８の堆積装置に真空搬送した後、上
述したＨＲ−ＣＶＤ法によりｐ層１０５を７００Å堆積
した。この時のルビーレーザーのエネルギー密度は０．
５Ｊ／ｃｍ² とした。成膜後試料を取り出し、不図示
のドライエッチング装置でエッチングを行い１ｃｍ×１
ｃｍの大きさのサブセルを縦横各１０個ずつ作製し合計
１００個に分離し、４探針法を用いてｐ層のシート抵抗
を測定した。次に、試料を不図示の別の蒸着装置に移
し、エレクトロンビーム蒸着法によりアルミの集電電極
１０７を形成した。さらに不図示のスパッタ装置により
ＳｉＯ₂ 反射防止層１０８を約７００Å堆積した。得ら
れた試料をＮｏ．１とした。

【００７５】次にルビーレーザーのエネルギー密度を１
Ｊ／ｃｍ² 、１．５Ｊ／ｃｍ² 、２Ｊ／ｃｍ² 、２．５
Ｊ／ｃｍ² 、に変えて成膜を行ないそれぞれの試料をＮ
ｏ．１−２、Ｎｏ．１−３、Ｎｏ．１−４、Ｎｏ．１−
５とした。次に、比較試料として上記と同様の手順で図
９に示す従来の太陽電池を作製した。まず、基板３０１
上に下部電極３０２、ｎ層３０３、ｉ層３０４、ｐ層３
０５の順で堆積し、不図示のスパッタ装置を用いてＩＴ
Ｏ層３０６を約７００Å堆積した。その後上述した方法
と同様に試料を作成し、１００個のサブセルに分離し、
Ｒ−１とした。

【００７６】以上の試料にキセノンランプによる疑似太
陽光源（以下シミュレータと呼ぶ）を用いてＡＭ−１の
太陽光スペクトルを１００ｍＷ／ｃｍ² の強度で照射
し、太陽電池特性を測定した。シート抵抗と変換効率の
関係を図７に示した。変換効率は比較試料Ｒ−１の平均
値で規格化した平均の値を示した。図７から、シート抵
抗が１０Ω／□以上５００Ω／□以下の時太陽電池特性
は従来のものに比較して良好であることがわかった。

【００７７】次に本発明第１の太陽電池モジュールの作
用について説明する。本発明第１の太陽電池モジュール
は、該モジュール自体が機械的強度を必要とせず、可撓
性を有するままでよいため、安価に製造することができ
る。また、太陽電池モジュールが非常に大きくなって
も、単位モジュールの大きさに折り畳めるので、商品と
しての梱包、設置現場までの運搬、作業者が屋根などへ
持ち上げる作業が非常に容易になるなどの効果が得られ
る。更に、熱を加えなければ接着力を持たないので、屋
根上に取り付ける際など、位置合わせが容易に出来る。
また、衣類にアイロンを掛けるように、単に熱を加える
ことによって、建造物表面に上記太陽電池モジュ−ルを
取り付けられるので、取り付け工事が非常に容易にな
り、更に、隣合う単位モジュール間は、連続的にラミネ
ートシートにより覆われているので、水分の侵入を防止
する上で、構造的に有利であり、完全に防水でき、太陽
電池の特性劣化を抑えられる。

【００７８】次に本発明第２の太陽電池モジュールの作
用について説明する。

【００７９】本発明第２の太陽電池モジュールは、太陽
電池相互の接着および直列接続を、導電性接着剤と絶縁
性の接着剤とを併用して行い、かつ絶縁性接着剤の接す
る部位の集電電極と半導体層とを除去してある。このた
め、基板相互を強力且つ安価な絶縁性の接着剤で接着す
ることができ、曲げによる半導体層の剥れを起こすこと
なく、また、電池相互が分離してしまうこともない。し
かも、高価な導電性接着剤を節約でき、かつ、電気的に
太陽電池相互を直列接続する工程も簡略化が可能で、太
陽電池モジュールの製造原価を下げることが可能であ
る。また、導線で太陽電池相互を接続するスペースも不
要であり、太陽電池の集光面を密に並べられるため、モ
ジュール効率を向上することが期待できる。

【００８０】次に本発明第３の太陽電池モジュールの作
用について説明する。

【００８１】本発明第３の太陽電池モジュールは、その
太陽電池を構成する電気的に並列接続された太陽電池素
子の最大単位（並列太陽電池素子）の長手方向を、継目
カバー部材の長手方向とは、実質的に垂直になる方向に
配列して形成されているため、継目カバー部材による陰
が生じても、並列太陽電池素子単位の１枚全体を覆い隠
すことは少なくなる。

【００８２】また、接続部が継目カバー部材の内部に格
納されるため、デザイン上も美しくまとまる。また太陽
電池パネルを真空ラミネート加工により一体的に形成す
ることにより、ハトメ等の接合部材や接着剤を用いて矩
形板状部材への固定が容易にできる。

【００８３】

【実施例】以下、実施例により、本発明の太陽電池を更
に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例により限
定されるものではない。 （実施例１）図２に示すガラス基板を用いた層構成の太
陽電池を以下のようにして作製した。まず、３０ｃｍ角
の大きさのコーニング社製７０５９ガラス基板１０１
を、図８の堆積装置の基板ホルダー２０２上に置き、成
膜室２０１を真空ポンプ２０７を用いて約１０^-6Ｔｏｒ
ｒに排気した。ついで、ルビーレーザーのエネルギー密
度を１．５Ｊ／ｃｍ² としてｐ層１０６を２０００Å作
製した。成膜後、成膜室２０１内を真空に排気し、実験
例と同様に不図示のグロー放電プラズマ反応室に真空搬
送し、ｐ層１０５、ｉ層１０４、ｎ層１０３の順に堆積
した。試料を取り出し、別の蒸着装置に移し下部電極１
０２を形成し、エッチングにより格子状の位置に縦１０
個、横１０個の１ｃｍ×１ｃｍのサブセル１００個に分
離し、得られた試料をＮｏ．２とした。

【００８４】次に、比較試料としてｐ層１０６の代わり
に不図示のスパッタ装置を用いてＩＴＯを約２０００Å
堆積した後上記と同様の手順でｐ層１０５、ｉ層１０
４、ｎ層１０３の順に堆積し、下部電極１０２を形成
し、縦１０個、横１０個の１ｃｍ×１ｃｍのサブセルに
分離し、Ｒ−１とした。

【００８５】この試料にガラス基板１０１側からシミュ
レータを用いてＡＭ−１、１００ｍＷ／ｃｍ² の光を照
射し、それぞれの太陽電池特性を測定した。平均値とば
らつきの結果を表１に示した。交換効率は比較試料Ｒ−
１の値で規格化してある。比較試料に比べて、得られた
試料の太陽電池特性は良好であり、ばらつきが少なく大
面積に均一に堆積できることがわかる。

【００８６】

【表１】

【００８７】（実施例２）実施例１に於いて、ＢＦ₃ ガ
スの替わりに不図示のガス供給ボンベに充填されている
ＰＨ₃ ガス（２０％Ｈ₂ ガス希釈）を用いて図３の太陽
電池を以下のようにして作製した。

【００８８】ＰＨ₃ ガス（２０％Ｈ₂ ガス希釈）を流量
４ｓｃｃｍで導入し、ルビーレーザーのエネルギー密度
を１．５Ｊ／ｃｍ² とした以外は同じ成膜条件でｎ型の
微結晶シリコン層１０６を堆積し、成膜後、成膜室２０
１内を真空に排気した後実施例１と同様に不図示のグロ
ー放電プラズマ反応室に真空搬送しＳｉＨ₄ ガスとＰＨ
₃ ガスを導入してｎ層１０３、ｉ層１０４、ｐ層１０５
の順に堆積した。試料を取り出し別の蒸着装置に移しア
ルミの集電電極１０７を形成した後エッチングにより格
子状の位置に縦１０個、横１０個の１ｃｍ×１ｃｍのサ
ブセルに分離し、得られた試料をＮｏ．２とした。

【００８９】次に、比較試料として微結晶シリコン層１
０６の代わりに不図示のスパッタ装置を用いてＩＴＯを
約２０００Å堆積した後上記と同様の手順でｎ層１０
３、ｉ層１０４、ｐ層１０５の順に堆積し、集電電極１
０７を形成し、縦１０個、横１０個の１ｃｍ×１ｃｍの
サブセルに分離し、Ｒ−２とした。この試料にガラス基
板１０１側からシミュレータを用いてＡＭ−１、１００
ｍＷ／ｃｍ² の光を照射し、それぞれの太陽電池特性を
測定した。変換効率の平均値とばらつきの結果を表２に
示した。変換効率は比較試料Ｒ−２の値で規格化してあ
る。比較試料に比べて、得られた試料の太陽電池特性は
良好であり、ばらつきが少なく大面積に均一に堆積でき
ることがわかる。

【００９０】

【表２】

【００９１】（実施例３）次に図２に示す層構成の太陽
電池を以下のようにして作製した。この場合成膜装置は
図８の装置を用いるがマイクロ波放電はせずに熱ＣＶＤ
法で薄膜を堆積させた。

【００９２】まず、３０ｃｍ角の大きさのコーニング社
製７０５９ガラス基板１０１を、図８の成膜装置の基板
ホルダー２０２上に置き成膜室２０１を真空ポンプ２０
７を用いて約１０^-6Ｔｏｒｒに排気した。ついで、基板
加熱用ヒーター２０４により基板２０３を６００℃に加
熱保持した。基板温度が安定した後、ガス供給用ボンベ
２２０よりＨ₂ ガス１００ｓｃｃｍ及び不図示のガス供
給用ボンベに充填されているＳｉＨ₄ ガスをガス導入管
２７０および２６０を介して成膜室２０１に導入した。
成膜空間２０１の内圧を８Ｔｏｒｒに保ちシリコンの薄
膜を堆積した。

【００９３】約３０分間成膜を行なった後、成膜室２０
１内を真空に排気し不図示のイオン打ち込み装置に搬送
し、１ｃｍ² 当り３×１０²⁰個のＢ⁺イオンを２５ｋｅ
Ｖで注入しｐ型シリコン層１０６を形成した。その後熱
アニールを行ない、試料を不図示のグロー放電プラズマ
反応室に搬送し、実施例１に示した方法と同様にしてｉ
層１０４、ｎ層１０３を堆積した。試料を取り出し不図
示の蒸着装置に移しエレクトロンビーム法でアルミ集電
電極１０７を形成したのちエッチングにより１ｃｍ×１
ｃｍの大きさの１００個のサブセルに分離し、得られた
試料をＮｏ．３とした。この試料にガラス基板側からシ
ミュレータを用いてＡＭ−１、１００ｍＷ／ｃｍ² の光
を照射して太陽電池特性を測定した。得られた特性を実
施例１で作製した比較試料Ｒ−１の特性で規格化して結
果を表３に示した。表３から試料の太陽電池特性は良好
であり大面積に亘り均一な特性が得られることがわか
る。

【００９４】

【表３】

【００９５】以上説明した実施例１〜３においては、ｐ
ｉｎ接合型の太陽電池を取り上げたが、本発明はｐｎ接
合型の太陽電池に於ても実施可能である。例えば図３の
場合、基板１０１にステンレスを用い、ｎ層は液相法を
用いた薄膜の多結晶シリコン、ｐ層は実施例１と同様に
作製することができる。

【００９６】また、本発明は、図４のように反射防止膜
１０８を取り除いた構造の太陽電池に於いても実施可能
である。

【００９７】次に本発明第１の太陽電池モジュールの実
施例について図面を参照して詳しく説明する。

【００９８】図１０，図１１及び図１２は、本発明の屋
外用、特に、屋根用の太陽電池モジュールを示してい
る。同図において、符号４０６は、本発明の屋根用太陽
電池モジュール全体を示しており、その可撓性基板上に
は非晶質太陽電池ユニット４０１が設けられ、各太陽電
池ユニット４０１毎に外部に電力を取り出すためのリー
ド部４０２が設けられている。

【００９９】このような非晶質太陽電池ユニット４０１
の光入射表面を機械的・電気的・化学的に保護し、防水
し、更には入射光を透過させるための前面ラミネートシ
ート４０３は、複数の上記太陽電池ユニット４０１を所
要の間隔をあけて配置した状態で、これらを覆うような
大きさに形成されている。また、上記非晶質太陽電池ユ
ニット４０１の光入射面とは反対側における表面を機械
的・電気的・化学的に保護し、防水するための後面ラミ
ネートシート４０４は、これらユニット４０１の裏側を
覆うように、上記前面ラミネートシート４０３に重ねら
れ、上記リード部の取出し口を除いて、上記太陽電池ユ
ニット全体を、外部から遮断している。そして、上記後
面ラミネートシート４０４の太陽電池側とは反対の表面
に全面的あるいは部分的に未硬化のホットメルト接着剤
シート４０５が設けられていて、このようにして構成さ
れた太陽電池モジュールを、家屋の屋根上などの建築物
外表面に接着する働きをするようになっている。

【０１００】なお、図１０に示したような構成の太陽電
池モジュールは、図１２に示すように非晶質太陽電池ユ
ニット毎に折り畳むことが出来る。

【０１０１】以下に、本発明の屋外用太陽電池モジュー
ルの実施態様について具体的に説明する。しかし、本発
明の技術的範囲は、これにより、何等、限定されるもの
ではない。 （実施態様１）上述のような構成の太陽電池モジュール
を、家屋の屋根上に取り付けるとすると、非晶質太陽電
池ユニット４０１には、３０ｃｍ×１２０ｃｍのタンデ
ム型アモルファスシリコン太陽電池を用いるのが、寸法
的に有利である。ここでは、太陽電池モジュール４０６
は、１０枚の非晶質太陽電池ユニット４０１より構成さ
れている。また、前面ラミネートシート４０３は、ＰＶ
Ｆフィルム／ガラス繊維の積層構造とし、ＥＶＡフィル
ムを接着剤として用いる。後面ラミネートシート４０４
は、ガラス繊維／塩化ビニルフィルムの積層構造とし、
ＥＶＡフィルムを接着剤として用いる。また、ホットメ
ルト接着剤４０５としては、ポリアミド系接着剤シート
を用いる。

【０１０２】上記太陽電池モジュール４０６を屋根に取
付けるには、これを屋根の上にセットし、位置合わせを
した後、屋根の表面に接した接着剤シート４０５を加
熱、硬化するために、加熱送風器によって熱風を吹き掛
ける。従って、従来に比べて、施工が非常に簡単にな
る。施工後、晴天時に太陽電池モジュールの出力電力を
測定したところ約２３０Ｗであった。そして、更に１ヵ
月間、上記太陽電池モジュールを屋外に放置したが、ラ
ミネートシートの剥れや特性劣化などは全く見られなか
った。 （実施態様２）実施態様１と同様に、本発明の太陽電池
モジュール４０６を、屋外広告用看板に取り付ける場合
には、非晶質太陽電池ユニット４０１に３０ｃｍ×６０
ｃｍのトリプル型アモルファスシリコン／アモルファス
シリコン／アモルファスシリコンゲルマニウム太陽電池
を用いるのが良い。上記太陽電池モジュール４０６は、
５枚のユニット４０１より構成されている。また、前面
ラミネートシート４０３は、テフセルフィルム／ガラス
繊維の積層構造とし、ＥＶＡフィルムを接着剤として用
いる。後面ラミネートシート４０４は、炭素繊維／塩化
ビニルフィルムの積層構造とし、ＥＶＡフィルムを接着
剤として用いる。更に、ホットメルト接着剤４０５とし
ては、ポリアミド系接着剤シートを用いる。

【０１０３】太陽電池モジュール４０６を屋外広告用看
板に取り付ける場合には、これを看板の裏面にセット
し、位置合わせをした後、加熱送風器によって熱風を吹
き掛ける。これによって、接着剤が加熱・硬化すること
で、非常に簡単に、太陽電池モジュール４０６を看板に
取り付けることが出来た。

【０１０４】看板に取り付けた後に、晴天時に太陽電池
モジュールの出力電力を測定したところ約７０Ｗであっ
た。そして、更に１ヵ月間、太陽電池モジュールを屋外
に放置したが、ラミネートシートの剥れや特性劣化など
は全く見られなかった。 （実施態様３）実施態様１と同様に、本発明の太陽電池
モジュール４０６を、自動車の屋根に取り付ける場合、
上記非晶質太陽電池ユニット４０１には３０ｃｍ×６０
ｃｍのシングル型アモルファスシリコン太陽電池を用い
る。上記太陽電池モジュール４０６は、３枚のユニット
４０１より構成されている。また、前面ラミネートシー
ト４０３は、テドラーフィルム／ガラス繊維の積層構造
とし、ＥＶＡフィルムを接着剤として用いる。後面ラミ
ネートシート４０４は、炭素繊維／塩化ビニルフィルム
の積層構造とし、ＥＶＡフィルムを接着剤として用い
る。また、ホットメルト接着剤４０５としては、ポリエ
ステル系接着剤シートを用いる。

【０１０５】太陽電池モジュール４０６を自動車の屋根
に取り付ける場合には、これをセットし、位置合わせを
した後、加熱アイロンによってラミネートシートを介し
て、接着剤に伝熱し、これを硬化する。従って、この場
合も、施工が非常に簡単に行える。

【０１０６】自動車に取り付けた後に、晴天時に太陽電
池モジュールの出力電力を測定したところ約４０Ｗであ
った。そして、更に１ヵ月間太陽電池モジュールを屋外
に放置したが、ラミネートシートの剥れや特性劣化など
は全く見られなかった。

【０１０７】次に本発明第２の太陽電池モジュールの実
施例についてを図面を参照して詳しく説明する。

【０１０８】本発明を図１３ないし図１６に示す実施例
に基づき具体的に説明する。

【０１０９】（実施態様１）本発明に係る太陽電池モジ
ュールは、例えば、厚さ０．２ｍｍのステンレス基板１
の上にアモルファスシリコンからなる光電変換活性半導
体層２を形成し、更に、酸化インジウムによって、透明
導電膜３を形成し、その上に集電電極４を付けたもの
で、太陽電池１０ａ（１０ｃｍ×１０ｃｍ）は、他のセ
ル１０ｂに、交互に塗布された導電性接着剤５と絶縁性
接着剤６によって、接着され、相互に直列接続されてい
る。この場合の接着幅Ｗは、５ｍｍとし、導電性接着剤
としては、藤倉化成（株）製の銀ペースト、絶縁性接着
剤としては、スリーボンド（株）製のエポキシ系の接着
剤を用いる。キュアは室温で行い、５分間放置する。上
記接着幅Ｗは、大きいほど強度が高まるが、基板相互の
重なりが大きくなって、基板面の利用率が低くなるた
め、この点を考慮して決めなければならない。絶縁性接
着剤の接する部位の集電電極とアモルファスシリコン半
導体層とは、予め、グラインダによって、接着前に除去
してあり、また、上記絶縁性接着剤は、２つの太陽電池
の基板相互を強力に接着している。また、導電性接着剤
は、太陽電池１０ａの集電電極（＋極）と太陽電池１０
ｂの導電性基板（−極）を電気的に接続している。上記
導電性接着剤と絶縁製接着剤とが混じり合わないよう
に、接着剤相互の間には、例えば、０．５ｍｍ程度の隙
間を明けるとよい。また、導電性接着剤によって、太陽
電池の上部電極と下部電極の短格が生じないように、エ
ッジ部を上記絶縁性接着剤で０．５ｍｍ程度、保護して
いる。なお、このエッジ部における上記絶縁性接着剤の
下面については、集電電極などを除去しない。これは、
少しぐらいならば、絶縁性接着剤の下面に集電電極など
があっても差し支えないからで、寧ろ、上記絶縁製接着
剤の大部分で導電性基板相互を接着しておくことの方が
肝要なのである。この様子を図１６に示した。

【０１１０】このようにして構成した基板を、直径１５
ｃｍのパイプに１００回押し付けて曲げ、その前後で発
電効率を測定したところ、この時の効率は５．０％で、
曲げ操作の前に比べて、変化は全く見られず、接合部位
の分離も見られなかった。

【０１１１】（比較例）比較例として、導電性接着剤の
みを使用して、電池を接続したモジュールおよび絶縁性
接着部位の半導体層および集電電極を除去しないで接着
したモジュールを作製して、上述同様の曲げテストを試
みた。

【０１１２】前者のモジュールは数回から十数回の曲げ
によって壊れ、また、後者のモジュールでは、数十回の
曲げによって殆どの半導体層が剥がれ、壊れてしまっ
た。壊れたものは、むろん起電力を失っており、太陽電
池モジュールとして機能しなくなっていた。

【０１１３】（実施態様２）次に、絶縁性接着剤として
アクリル系接着剤、導電性接着剤としてより安価な炭素
系のペーストを用いた場合を挙げる。キュアとして、室
温で１分間放置する。その結果、上述同様の曲げテスト
を行ったところ、銀ペーストを用いた場合に比べ、効率
に変化がなかった。これによれば、高価な銀ペーストを
用いずともモジュールを作れることが明らかで、このた
め、製造原価を更に引き下げることができると思われ
る。

【０１１４】（実施態様３）さらに、最初の実施例と同
じ材料で、銀ペーストの使用量を半分にして、モジュー
ルを構成した。このような導電性接着剤を節約した構成
でも、太陽電池の効率は、最初の実施例と変わらない
５．０％であった。一般に、太陽電池モジュールを大型
にした場合、強度を保つ為に、接着幅を大きくとる必要
があるが、その場合には、この実施態様のようにすれ
ば、導電性接着剤の節約効果が大であると期待される。

【０１１５】次に本発明第３の太陽電池モジュールの実
施例についてを図面を参照して詳しく説明する。 （実施例１）以下、本発明の実施例について説明する。
但し、本発明は、以下に述べた太陽電池の製法、構造、
外形、工程、手順、及び屋根材の材質、構造、外形、工
程、手順に限られるものではない。

【０１１６】図１７は本実施例の太陽電池モジュールの
部分的な斜視図であり、図において、５０１は電気的に
並列接続された太陽電池素子の最大単位（並列太陽電池
素子）である。また２１はこれらの並列太陽電池素子５
０１を直列に接続して構成した太陽電池パネルであり、
また２２は太陽電池パネル２１を載置するための矩形板
状部材であり、２３は各太陽電池パネル２１の接続部を
保護するための継目カバー部材である。また２４は継目
カバー押え部材、２５は接合部材としてのハトメ、２６
は出力ケーブル、２７はコネクター等の出力接続部材で
ある。

【０１１７】また図１８は、本実施例の太陽電池モジュ
ールの全体を示す平面図であり、図１８に示すように本
実施例の太陽電池モジュールは、電気的に並列接続され
た最大単位である並列太陽電池素子５０１を、その長手
方向を継目カバー部材２３の長手方向とは実質的に垂直
な向きに１３枚配列し、この１３枚を電気的に直列に接
続して１枚の太陽電池パネル２１を構成し、更に８枚の
太陽電池パネル２１を電気的に直列に接続して構成され
ている。

【０１１８】本実施例では、図１８に示されるように、
継目カバー部材２３による陰３０が生じても、並列太陽
電池素子５０１の１枚分の面積全体が覆われることはな
い。そのため、それぞれの並列太陽電池素子５０１の出
力電流は減少しても、出力電圧が減少することはなく、
全体として期待どおりの出力電圧を得ることができる。

【０１１９】本実施例に用いる太陽電池としては、非晶
質太陽電池素子を用い、ステンレススチール基板上に非
晶質シリコン薄膜をＲＦグロー放電法を用いて、基板側
からｎ，ｉ，ｐ，ｎ，ｉ，ｐの順に堆積し、透明電極を
蒸着した後、小部分に分離し、櫛形電極を付け、各小部
分を電気的に並列接続し、縦約１００ｍｍ、横約３００
ｍｍの並列太陽電池素子５０１とした。次にこれを、縦
方向に１３枚、約１ｍｍの間隔で隣接するように配列さ
せ、銅製テープを用いて電気的に直列接続したものを一
組として太陽電池パネル２１とし、これを８組作製し
た。

【０１２０】また、本実施例では、最終的に８枚の太陽
電池パネル２１を電気的に直列接続することを考慮し、
太陽電池を屋根材に接合した時点で、太陽電池パネル２
１の下側左端の素子の形成されていない部分に陰極、下
側右端の同様の部分に陽極の出力端子を設置できるよう
に、前記の銅製テープを用いて太陽電池パネル２１の裏
面に配線を施した。またその際、ステンレススチール製
基板と銅製テープの絶縁の為、ポリエステルテープを用
いた。

【０１２１】また上記の太陽電池パネル２１の表面及び
裏面保護材として、予め表面をプラズマ処理された厚さ
１００μｍ、縦１５００ｍｍ、横３２０ｍｍのシート状
のテドラーフィルムを、また接着剤としてシート状のＥ
ＶＡ（エチレン・ビニル・アセテート）を用いて、約１
００℃で真空ラミネート加工し、一枚の太陽電池パネル
２１とした。

【０１２２】そして太陽電池パネル２１の余白部分（素
子の形成されていない部分）の左右端部に出力端子を設
けて、出力ケーブル２６として断面積１．２５ｍｍ² 、
長さ１ｍの銅製のケーブルをプラス、マイナスの各出力
端子に半田付けし、シリコンゴムを用いて半田付け部分
を絶縁防水した。出力ケーブル２６のもう一方の端には
出力接続部材２７としてプラス側には雄型、マイナス側
には雌型の１００Ｖ，１５Ａの２Ｐの防水コネクタを取
り付けた。こうして作製した太陽電池パネル２１の一枚
分の最大出力は約２５Ｗであった。

【０１２３】次に屋根材として以下のものを用意した。
まず矩形板状部材２２は一方の表面をガルバリウム処理
された鋼板製で、厚さ０．３５ｍｍ、長さ３０００ｍ
ｍ、幅約３５０ｍｍのものである。これを図２０のよう
に、向かい合う２辺の端から約１５ｍｍ折り曲げ、短手
方向の断面が「コ」の字になるようにしたものを８個用
いた。

【０１２４】継目カバー部材２３は、矩形板状部材２２
と同じ材質で厚さ０．３５ｍｍ、長さ３０００ｍｍ、幅
９０ｍｍの板状鋼板を図１９（ｂ）のように、短手方向
の断面幅が約３０ｍｍの「コ」の字となるように折り曲
げ、さらに長手方向の辺を端から約５ｍｍ内側へ折り曲
げたものを９個用いた。但しこれらの部材の長手方向の
端部は、図１９（ａ）に示すように蓋状に形成されてい
る。

【０１２５】継目カバー押え部材２４は、矩形板状部材
２２及び継目カバー部材２３と同じ材質で厚さ０．３５
ｍｍ、長さ１００ｍｍ、幅８５ｍｍの板状鋼板を、図２
１のように短手方向の断面が「コ」の字になるように両
端から各々３０ｍｍ折り曲げ、さらに外側へ１５ｍｍ折
り曲げ、さらに内側へ約５ｍｍ折り曲げたものを３６個
用いた。

【０１２６】以下に太陽電池パネル２１と矩形板状部材
２２の接合手順を示す。

【０１２７】用意した矩形板状部材２２の表面には、各
々予め作製しておいた太陽電池パネル２１を１枚ずつ、
但し前述の並列接続された縦約１０ｃｍ、横約３０ｃｍ
の並列太陽電池素子５０１の長手方向（横方向）が、矩
形板状部材２２の長手方向に実質的に垂直になるように
配置し、矩形板状部材２２の折り曲げられた部分のうち
太陽電池２１の出力ケーブル２６にあたる部分には、図
２０に示すように、各々出力ケーブル２６が通るだけの
切り欠き６０１を設け、出力ケーブル２６を外側に出し
た。

【０１２８】次に裏面保護材のテドラーの表面に、市販
のシリコン系接着剤を塗布して太陽電池パネル２１を矩
形板状部材２２の表面に接着した後、さらにラミネート
された太陽電池パネル２１の太陽電池素子以外の部分の
四隅に、直径約１０ｍｍのハトメ２５を用いて、矩形板
状部材２２と太陽電池パネル２１を接合した。

【０１２９】これらの屋根材及び太陽電池を、屋根を模
した縦３ｍ、横１５ｍの傾斜した木製の板上に、矩形板
状部材２２の長手方向が屋根の上下方向に一致し、折り
曲げた部分が上方を向き、隣接する矩形板状部材２２と
各々２５ｍｍの間隔をもつように配置して固定した。そ
の後それらの間隔部分の長手方向に約１０００ｍｍに一
個の割合で継目カバー押え部材２４を配置し、固定し
た。

【０１３０】太陽電池の出力接続部材２７として雄型及
び雌型防水コネクタは、隣接する矩形板状部材２２の間
隔部分に配置し、直列接続のために雄型と隣の雌型、雌
型と隣の雄型をはめ込んだ。

【０１３１】最後にこれらの継目カバー押え部材２４に
は、前述の継目カバー部材２３が上方からはめ込まれ、
屋根材の継目が形成され、本発明の太陽電池モジュール
が完成した。図２２は、この継目部分の構成を示す断面
図である。

【０１３２】なお、本実施例の部材の上述した長さ、厚
さ等の数値は、特にこれらに限られるものではない。 （実験例１）実施例１で作製した本発明の太陽電池素子
の配列を有する太陽電池モジュールを用いて、本発明の
並列太陽電池素子５０１の配列の有効性を確認する実験
を行なった。本実験例に用いた太陽電池素子は、実施例
１と同様にステンレススチール基板上に非晶質シリコン
薄膜をＲＦグロー放電法を用いて基板側からｎ，ｉ，
ｐ，ｎ，ｉ，ｐの順に堆積し、透明電極を蒸着した後、
小部分に分離し、櫛形電極を付け、それぞれの小部分を
電気的に並列接続して、縦約１００ｍｍ、横３００ｍｍ
の並列太陽電池素子５０１としたものを用いた。

【０１３３】本実験例においては、前記の並列太陽電池
素子の単位５０１を、図１８に示すように、その長手方
向が継目カバー部材２３の長手方向に、実質的に垂直に
なるようにして配列し、合計１３枚を電気的に直列接続
し、これを一組として８組用意した。

【０１３４】以下、上記の太陽電池素子の真空ラミネー
トの材料、手順と、出力端子、出力ケーブル及び防水コ
ネクタの材質、取り付けは実施例１と同様とした。各々
の太陽電池パネル２１の出力は約２５Ｗだった。

【０１３５】本実験は、太陽の高度が一年を通じて最も
低く、従って物体の作る影がもっとも長い１２月に行な
った。まず実施例１の屋根を模した木製板及び太陽電池
モジュールを水平面に対して３０度傾斜し、かつ太陽電
池が真南を向いた状態で、周囲に障害物のない平地に設
置した。そして実施例１で直列接続した太陽電池の出力
を、図２８に示すような逆流防止手段を備えた１２０Ｖ
用蓄電池システムに接続して、充電される電圧及び電流
を常時測定記録した。同時に、今回用いた個々の太陽電
池パネル２１を構成する縦約１０ｃｍ、横約３０ｃｍの
並列太陽電池素子５０１が、継目カバー部材２３の作る
影によって、どの程度覆われるかを目視で観察した。

【０１３６】その結果、前述のいずれの並列太陽電池素
子５０１も継目カバー部材２３の作る影によって１枚分
の面積が完全に覆われることは観測されず、また、太陽
電池の出力が急激に著しく減少することも観測されず、
当初の目的が達せられた。 （比較例１）実験例１に対する比較例として、並列太陽
電池素子５０１の配列が本発明の配列とは異なる太陽電
池モジュールを試作し、実験例１と同様の実験を行なっ
た。この実験では、個々の太陽電池パネル２１の電気的
に並列接続された太陽電池素子の最大単位５０１の長手
方向を、継目カバー部材２３の長手方向に平行な方向に
一致させて配置した。

【０１３７】本比較例に用いた並列太陽電池素子５０１
は、実験例１で用いたものと同じものを用い、図２７に
示すように、その長手方向が継目カバー部材２３の長手
方向に平行になるように５枚並べ、その側方に同様に４
枚、さらにその側方に同様に４枚、各々の間隔が約１ｍ
ｍとなるように、合計１３枚配列し、これら１３枚を電
気的に直列接続して太陽電池パネル２１とし、これを一
組として８組用意した。

【０１３８】以下、上記の太陽電池素子の真空ラミネー
トの材料、手順と、出力端子、出力ケーブル及び防水コ
ネクタの材質、取り付けは実験例１と同様とした。各々
の太陽電池パネル２１の出力は約２５Ｗだった。また屋
根材も実験例１と同様のものを同数用いた。

【０１３９】これらの屋根材及び太陽電池を、実験例１
と同様の屋根を模した木製板上に、実験例１と同様の方
法で固定し、太陽電池パネル８枚を直列接続し、最後に
継目カバー２３をはめ込んで太陽電池モジュールを完成
させた。

【０１４０】次に、この太陽電池モジュールを用いて、
実験例１と同様に、１２月に、屋根を模した木製板及び
太陽電池モジュールを、水平面に対して３０度傾斜し、
かつ太陽電池が真南を向いた状態で、周囲に障害物のな
い平地に設置した。

【０１４１】そして本比較例で作製した太陽電池モジュ
ールの出力を、実験例１と同じ、図２８に示す逆流防止
手段を備えた１２０Ｖ用蓄電池システムに接続し、充電
される電圧及び電流を常時測定記録した。また同時に、
個々の並列太陽電池素子の単位５０１の受光面にできる
継目カバー２３による影のかかり方を目視で観察した。

【０１４２】その結果、太陽南中時前後の約２時間を除
いて、継目カバー２３の影は、各々の矩形板状部材２２
上の太陽電池パネル２１の１枚につき、少なくとも１枚
以上の前記の並列太陽電池素子の単位５０１を完全に覆
っており、それに対応して、蓄電池に充電される電力が
低下し、さらに充電が行われない場合も観測された。

【０１４３】これは前記の並列太陽電池素子の単位５０
１が、１枚あるいは複数枚完全に継目カバー部材２３の
作った影に覆われたことにより、出力電流のみならず出
力電圧が著しく低下し、蓄電池システムの充電電圧を満
足することが困難となったことを示すものである。

【０１４４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の太
陽電池によれば、基板上に堆積する薄膜のｐｉｎ型また
はｐｎ型太陽電池に於て、光入射側の価電子制御された
半導体層を非単結晶とし、該半導体層のシート抵抗Ｒｓ
を１０Ω／□以上５００Ω／□以下とすることで、大面
積に亘って均一でかつ良好な特性の薄膜太陽電池が作製
できる。なお、前記半導体層は粒径３００オングストロ
ーム以上の非単結晶とすることが望ましい。

【０１４５】また、本発明第１の太陽電池モジュールに
よれば、該モジュール自体が機械的強度を必要とせず、
可撓性を有するままでよいため、安価に製造することが
できる。また、太陽電池モジュールが非常に大きくなっ
ても、単位モジュールの大きさに折り畳めるので、商品
としての梱包、設置現場までの運搬、作業者が屋根など
へ持ち上げる作業が非常に容易になるなどの効果が得ら
れる。更に、熱を加えなければ接着力を持たないので、
屋根上に取り付ける際など、位置合わせが容易に出来
る。また、衣類にアイロンを掛けるように、単に熱を加
えることによって、建造物表面に上記太陽電池モジュー
ルを取り付けられるので、取り付け工事が非常に容易に
なり、更に、隣合う単位モジュール間は、連続的にラミ
ネートシートにより覆われているので、水分の侵入を防
止する上で、構造的に有利であり、完全に防水でき、太
陽電池の特性劣化を抑えられる。

【０１４６】また、本発明第２の太陽電池モジュールに
よれば、太陽電池相互を直列接続するのに、両者の接着
を、導電性接着剤と絶縁性の接着剤との併用で行い、か
つ絶縁性接着剤の接する部位の集電電極と半導体層とを
除去しているから、基板相互を強力且つ安価な絶縁性の
接着剤で接着することができ、曲げによる半導体層の剥
がれを回避し、また、太陽電池相互が分離してしまうこ
とがない。しかも、高価な導電性接着剤を節約でき、ま
た、太陽電池の直列接続の工程も簡略化が可能なので、
太陽電池モジュールの製造原価を下げることが可能であ
る。また、従来のように導線で太陽電池相互を電気的に
接続するためのスペースも不要であり、太陽電池の受光
面を密に並べられるため、モジュール効率も向上するこ
とが期待できる。特に、強度面および製造原価の縮小の
効果が大きいため、その工業的価値は究めて大である。

【０１４７】また、本発明第３の太陽電池モジュールに
よれば、太陽電池モジュールを設置する架台が不要とな
るため、架台費用が不要となるのみでなく、屋根上への
設置作業が簡略化し、作業者の安全性も向上する。

【０１４８】さらに架台が不要になることと合わせて、
出力ケーブル及び出力接続部材が屋根材の継目カバー部
材の内側に収納されることによって、デザイン的に美し
くまとまり、地域の景観に及ぼす悪影響も除去すること
ができる。

【０１４９】また出力ケーブル及び出力接続部材が屋根
材の継目カバー部材の内側に収納されることは、雨水や
積雪等の外的環境からの出力ケーブル及び出力接続部材
の長期的な保護が可能であり、漏電や感電、断線の防止
に役立つ。

【０１５０】また各々の太陽電池において、電気的に並
列接続された太陽電池素子の最大単位（並列太陽電池素
子）の長手方向を、屋根材の継目カバー部材の長手方向
に実質的に垂直な方向に配置することによって、屋根材
の継目カバー部材が作り出す影が、個々の並列太陽電池
素子の少なくとも一枚の受光面を完全に覆い、結果とし
て太陽電池モジュールの出力が著しく減少することを防
ぐことができる。

【０１５１】さらに前記の太陽電池において、少なくと
も表面保護材と裏面保護材と非晶質シリコン太陽電池素
子とを接着剤を用いて真空ラミネート加工したことによ
り、例えば裏面保護材の表面に接着剤を塗布したり、太
陽電池素子以外の余白部分にハトメ等を用いることがで
き、前記矩形板状部材に接合することが容易になるとい
う効果が得られる。

【０１５２】加えて、この真空ラミネート加工により、
外的環境に対する耐久性を十分満足し、かつ強固なフレ
ームを必要としない為、太陽電池の生産工程を減少さ
せ、結果として生産性の向上、生産コストの低下が可能
となる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の太陽電池の構成を模式的に示す図であ
る。

【図２】本発明の太陽電池の構成を模式的に示す図であ
る。

【図３】本発明の太陽電池の構成を模式的に示す図であ
る。

【図４】本発明の太陽電池の構成を模式的に示す図であ
る。

【図５】レーザービームのエネルギー密度と微結晶の粒
径との関係を示す図である。

【図６】微結晶の粒径とシート抵抗との関係を示す図で
ある。

【図７】シート抵抗と変換効率の関係を示す図である。

【図８】本発明の太陽電池を作成するに好適な成膜装置
を模式的に示す図である。

【図９】従来の太陽電池の構成を模式的に示す図であ
る。

【図１０】本発明の太陽電池モジュールの一実施例を示
す概略平面図である。

【図１１】図１０の太陽電池モジュールの概略断面図で
ある。

【図１２】図１０の太陽電池モジュールを折り畳んだ場
合の概略断面図である。

【図１３】本発明に係るモジュールの一実施例の平面図
である。

【図１４】図１３のＡ−Ａ’線に沿った縦断面図であ
る。

【図１５】図１３のＢ−Ｂ’線に沿った横断面図であ
る。

【図１６】接着面の拡大図である。

【図１７】本発明の実施例の屋根材と太陽電池の設置状
態を示した概略斜視図である。

【図１８】本発明の実施例の太陽電池モジュールの概略
平面図である。

【図１９】実施例で用いた屋根材のうち、継目カバー部
材の外形及び長手方向に垂直な面の断面を示した概略斜
視図である。

【図２０】実施例で用いた屋根材のうち、矩形板状部材
の外形を示した概略斜視図である。

【図２１】実施例で用いた屋根材のうち、継目カバー押
え部材の外形を示した概略斜視図である。

【図２２】実施例で用いた各屋根材、及び各太陽電池の
接続箇所の構造を示す概略断面図である。

【図２３】従来の屋根用太陽電池モジュールを示す概略
斜視図である。

【図２４】従来の太陽電池モジュールを示す平面図であ
る。

【図２５】太陽電池の基板相互を接着する形の従来例の
側面図である。

【図２６】太陽電池の基板相互を接着する形の従来例の
平面図である。

【図２７】従来例の配列による太陽電池モジュールを示
す概略平面図である。

【図２８】太陽電池モジュールを用いた蓄電池充電シス
テムの一例を説明するための図である。

【符号の説明】

１０１，３０１ 基板、 １０２，３０２ 下部電極、
１０３，３０３ ｎ型半導体層、 １０４，３０４ ｉ
型半導体層、１０５，３０５ ｐ型半導体層、 ３０６
透明導電膜、１０７，３０７ 集電電極、 １０８
反射防止膜、 ２０１ 成膜室、２０２ 基板ホルダ
ー、 ２０３ 基板、 ２０４ 基板加熱用ヒーター、
２０５ 導線、 ２０６ 排気管、 ２０７ 真空ポン
プ、２０８ マイクロ波電源、 ２０９ パワーモニタ
ー、２１０ チューナー、 ２１１ 矩形導波管、 ２
１２ 円筒、２１３，２１４ 反応管、２２０，２３
０，２４０，２５０ ガス供給ボンベ、２２１，２３
１，２４１，２５１ レギュレータ、２２２，２３２，
２４２，２５２ バルブ、２２３，２３３，２４３，２
５３ マスフローコントローラー、２２４，２３４，２
４４，２５４ バルブ、２６０，２７０ ガス供給管、
４０１ 非晶質太陽電池ユニット、 ４０２ リード
部、４０３ 前面ラミネートシート、 ４０４ 後面ラ
ミネートシート、４０５ ホットメルト接着剤シート、
４０６ 屋外用太陽電池モジュール、１ 導電性基
板、 ２ 半導体層、 ３ 透明導電膜、 ４ 集電電
極、５ 導電性接着剤、 ６ 絶縁性接着剤、 ７ 接
続用導線、８ 上部電極取出部、 ９ 下部電極取出
部、 １０ａ，１０ｂ 太陽電池、１７ 導電性接着
層、２１ 太陽電池パネル、２２ 矩形板状部材、２３
継目カバー部材、 ２４ 継目カバー押え部材、２５
接合部材（ハトメ）、 ２６ 出力ケーブル、２７
出力接続部材（コネクタ）、 ２８ 屋根または構造
部、３０ 継目カバー部材による陰、５０１ 電気的に
並列接続された最大単位の太陽電池素子（並列太陽電池
素子） ６０１ 出力ケーブルを通す切り欠き。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年２月１０日（２０００．２．１
０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 太陽電池モジュール

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】また、本発明は太陽電池モジュー
ルに係り、特に家屋の屋根等の建築物あるいは構造物に
取り付ける太陽電池モジュールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】世界規模で、環境問題が重要視されるよ
うになってきた昨今、クリーンなエネルギー源としての
太陽電池に対する期待が、極めて高くなってきている。
しかし、通常の太陽電池ユニットの出力電圧は、例え
ば、アモルファスシリコンが一層のみから構成される太
陽電池の場合、０．７Ｖと低いため、モジュールとして
実用する場合には、数個から数百個を直列に接続して用
いなければならない。このため、従来から、多種多様な
手段がとられている。

【０００３】例えば、上述のような太陽電池モジュール
を構成するのに、図５に示されるように、太陽電池の集
電電極４に導線７を半田で接続し、更にその導線を導電
性基板１に溶接あるいは半田で接着して、各太陽電池間
の直列接続を行っている。

【０００４】しかるに、この方法は、非常に手間がかか
り、また導線の抵抗を下げるために比較的太い導線を用
いなければならず、太陽電池モジュールの製造コストを
引き上げていた。そこで、導線を用いずに太陽電池を直
列接続し、モジュールにする方法として、特開昭６２−
１９５１８５号公報に所載のものなどが提唱された。こ
こでは、図６，図７に示すように、複数の太陽電池１０
ａ，１０ｂを導電性接着層１７を介して接着して、それ
らの直列接続を行うため、導線が不要であり、また、電
池間の配線部分がその下部に隠れるため、電池のデッド
エリアが無くなり、また、電池間の間隙も小さくなるた
め、太陽電池モジュールの受光面が増し、変換効率が高
まると考えられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述した
方法では、導電性接着層１７を電池表面の集電電極取出
部に直接、接続しているため、接続部位の強度が弱く、
太陽電池モジュールに曲げ応力が加わると、半導体層を
導電性基板から引き剥して、壊してしまったり、接着部
位が離れてしまうおそれがある。また、このような構成
では、高価な導電性接着剤を多量に使用しなければなら
ないという欠点もある。

【０００６】本発明は、上記欠点を克服するためになさ
れたもので、高効率で安価、かつ堅牢な太陽電池モジュ
ールを提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
ために、本発明の太陽電池モジュールは、導電性基板
と、該基板上に設けられた光電変換活性領域を構成する
半導体層と、上記半導体層上に設けられた透明導電膜
と、上記透明導電膜上に設けられた複数の集電電極とか
らなる太陽電池を、複数個、直列接続した太陽電池モジ
ュールにおいて、一方の太陽電池の集電電極と他方の太
陽電池の導電性基板とを、導電性接着剤および絶縁性接
着剤を介して接着して、上記太陽電池の直列の接続をな
し、また、絶縁性接着剤の接する部位の半導体層、透明
導電膜および集電電極を除去してあることを特徴とす
る。

【０００８】なお、本発明で用いられる導電性基板に
は、ステンレス，アルミニウム，銅，チタン，カーボン
シートなどが用いられる。また、金属電極層の材質とし
ては、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉなどが
適用され、形成方法としては抵抗加熱蒸着，電子ビーム
蒸着，スパッタリング法などが採用される。

【０００９】光電変換部材としての半導体層には、ｐｉ
ｎ接合非晶質シリコン，ｐｎ接合多結晶シリコン，Ｃｕ
ＩｎＳｅ₂／Ｃｄｓなどの化合物半導体が挙げられる。
上記半導体層は、それが非晶質シリコンの場合、シラン
ガスなどを用いたプラズマＣＶＤ法により、また、多結
晶シリコンの場合、溶融シリコンのシート化により、更
には、ＣｕＩｎＳｅ₂／Ｃｄｓの場合、電子ビーム蒸
着，スパッタリング，電析（電解液の電気分解による析
出）などの方法で、積層、形成される。

【００１０】透明電極に用いる材料としては、Ｉｎ
₂Ｏ₃，ＳｎＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂，ＺｎＯ，Ｔｉ
Ｏ₂，Ｃｄ₂ＳｎＯ₄，高濃度不純物をドープした結晶性
半導体層などがあり、その形成方法としては、抵抗加熱
蒸着，電子ビーム蒸着，スパッタリング法，スプレー
法，ＣＶＤ法，不純物拡散法などがある。

【００１１】また、本発明の太陽電池モジュールを構成
するには、接着代を十分に確保するため、上記材料によ
って構成された太陽電池の一部の半導体層、透明導電
膜、集電電極の一部を除去しなければならない。このた
めには、グラインダ、サンドブラストなどの物理的な方
法、あるいはエッチングなどの化学的な方法が採用でき
る。その除去する面積は、大きいほど接着強度が高くな
るが、同時に太陽電池モジュールとしての性能を落とし
てしまうため、モジュールの用途、大きさなどを勘案し
て決める必要がある。

【００１２】上記太陽電池モジュールは、更に、半導体
層、透明導電膜および集電電極の除去された面に、ディ
スペンサー、刷毛などを用いて、絶縁性接着剤を塗布
し、また、半導体層、透明導電膜および集電電極が残さ
れている面に導電性接着剤を塗布し、他の太陽電池の導
電性基板に直接、接着させることによって構成される。
この際、導電性接着剤と絶縁性接着剤とは、多少、混じ
り合っても差し支えないが、可能な限り混ざらないよう
にすることが電気的性能、機械的強度の点で望ましい。
また、絶縁性接着剤が除去部位の周辺に少々はみ出すこ
とは、一向に差障りがなく、寧ろ、同一太陽電池の上部
集電電極と下部導電性基板との間での導電性接着剤によ
る短絡を妨げるため、有効である。なお、導電性接着剤
の塗布にあたっては、これを太陽電池のエッジ部まで塗
布してしまうと、上記短絡が生じやすい点に特別な注意
を払わなければならない。そこで、例えば、異方性導電
性接着剤と呼ばれる、特定方向にしか導電性の無い接着
剤を使用すれば、これを防ぐことができる。

【００１３】導電性接着剤としては、金、銀、銅、炭
素、ニッケルなどの導電性基質とフェノール系、アクリ
ル系、エポキシ系などの有機バインダで構成されている
液状のもの、並びに固形のテープ形態のものが使用でき
る。

【００１４】絶縁性の接着剤は、金属を強力に接着で
き、薄く塗布できるものならどんなものでも良く、出来
れば、エポキシ系、アクリル系、フェノール系のものが
望ましい。

【００１５】

【作用】本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池相互
の接着および直列接続を、導電性接着剤と絶縁性の接着
剤とを併用して行い、かつ絶縁性接着剤の接する部位の
集電電極と半導体層とを除去してある。このため、基板
相互を強力且つ安価な絶縁性の接着剤で接着することが
でき、曲げによる半導体層の剥れを起こすことなく、ま
た、電池相互が分離してしまうこともない。しかも、高
価な導電性接着剤を節約でき、かつ、電気的に太陽電池
相互を直列接続する工程も簡略化が可能で、太陽電池モ
ジュールの製造原価を下げることが可能である。また、
導線で太陽電池相互を接続するスペースも不要であり、
太陽電池の集光面を密に並べられるため、モジュール効
率を向上することが期待できる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を図１ないし図４に示す実施例
に基づき具体的に説明する。

【００１７】（実施例１）本発明に係る太陽電池モジュ
ールは、例えば、厚さ０．２ｍｍのステンレス基板１の
上にアモルファスシリコンからなる光電変換活性半導体
層２を形成し、更に、酸化インジウムによって、透明導
電膜３を形成し、その上に集電電極４を付けたもので、
太陽電池１０ａ（１０ｃｍ×１０ｃｍ）は、他のセル１
０ｂに、交互に塗布された導電性接着剤５と絶縁性接着
剤６によって、接着され、相互に直列接続されている。
この場合の接着幅Ｗは、５ｍｍとし、導電性接着剤とし
ては、藤倉化成（株）製の銀ペースト、絶縁性接着剤と
しては、スリーボンド（株）製のエポキシ系の接着剤を
用いる。キュアは室温で行い、５分間放置する。上記接
着幅Ｗは、大きいほど強度が高まるが、基板相互の重な
りが大きくなって、基板面の利用率が低くなるため、こ
の点を考慮して決めなければならない。絶縁性接着剤の
接する部位の集電電極とアモルファスシリコン半導体層
とは、予め、グラインダによって、接着前に除去してあ
り、また、上記絶縁性接着剤は、２つの太陽電池の基板
相互を強力に接着している。また、導電性接着剤は、太
陽電池１０ａの集電電極（＋極）と太陽電池１０ｂの導
電性基板（−極）を電気的に接続している。上記導電性
接着剤と絶縁製接着剤とが混じり合わないように、接着
剤相互の間には、例えば、０．５ｍｍ程度の隙間を明け
るとよい。また、導電性接着剤によって、太陽電池の上
部電極と下部電極の短格が生じないように、エッジ部を
上記絶縁性接着剤で０．５ｍｍ程度、保護している。な
お、このエッジ部における上記絶縁性接着剤の下面につ
いては、集電電極などを除去しない。これは、少しぐら
いならば、絶縁性接着剤の下面に集電電極などがあって
も差し支えないからで、寧ろ、上記絶縁製接着剤の大部
分で導電性基板相互を接着しておくことの方が肝要なの
である。この様子を図４に示した。

【００１８】このようにして構成した基板を、直径１５
ｃｍのパイプに１００回押し付けて曲げ、その前後で発
電効率を測定したところ、この時の効率は５．０％で、
曲げ操作の前に比べて、変化は全く見られず、接合部位
の分離も見られなかった。

【００１９】（比較例）比較例として、導電性接着剤の
みを使用して、電池を接続したモジュールおよび絶縁性
接着部位の半導体層および集電電極を除去しないで接着
したモジュールを作製して、上述同様の曲げテストを試
みた。

【００２０】前者のモジュールは数回から十数回の曲げ
によって壊れ、また、後者のモジュールでは、数十回の
曲げによって殆どの半導体層が剥がれ、壊れてしまっ
た。壊れたものは、むろん起電力を失っており、太陽電
池モジュールとして機能しなくなっていた。

【００２１】（実施例２）次に、絶縁性接着剤としてア
クリル系接着剤、導電性接着剤としてより安価な炭素系
のペーストを用いた場合を挙げる。キュアとして、室温
で１分間放置する。その結果、上述同様の曲げテストを
行ったところ、銀ペーストを用いた場合に比べ、効率に
変化がなかった。これによれば、高価な銀ペーストを用
いずともモジュールを作れることが明らかで、このた
め、製造原価を更に引き下げることができると思われ
る。

【００２２】（実施例３）さらに、最初の実施例と同じ
材料で、銀ペーストの使用量を半分にして、モジュール
を構成した。このような導電性接着剤を節約した構成で
も、太陽電池の効率は、最初の実施例と変わらない５．
０％であった。一般に、太陽電池モジュールを大型にし
た場合、強度を保つ為に、接着幅を大きくとる必要があ
るが、その場合には、この実施例のようにすれば、導電
性接着剤の節約効果が大であると期待される。

【００２３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の太
陽電池モジュールによれば、太陽電池相互を直列接続す
るのに、両者の接着を、導電性接着剤と絶縁性の接着剤
との併用で行い、かつ絶縁性接着剤の接する部位の集電
電極と半導体層とを除去しているから、基板相互を強力
且つ安価な絶縁性の接着剤で接着することができ、曲げ
による半導体層の剥がれを回避し、また、太陽電池相互
が分離してしまうことがない。しかも、高価な導電性接
着剤を節約でき、また、太陽電池の直列接続の工程も簡
略化が可能なので、太陽電池モジュールの製造原価を下
げることが可能である。また、従来のように導線で太陽
電池相互を電気的に接続するためのスペースも不要であ
り、太陽電池の受光面を密に並べられるため、モジュー
ル効率も向上することが期待できる。特に、強度面およ
び製造原価の縮小の効果が大きいため、その工業的価値
は究めて大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るモジュールの一実施例の平面図で
ある。

【図２】図１ のＡ−Ａ’線に沿った縦断面図である。

【図３】図１ のＢ−Ｂ’線に沿った横断面図である。

【図４】 接着面の拡大図である。

【図５】 従来の太陽電池モジュールを示す平面図であ
る。

【図６】 太陽電池の基板相互を接着する形の従来例の側
面図である。

【図７】 太陽電池の基板相互を接着する形の従来例の平
面図である。

【符号の説明】１ 導電性基板 ２ 半導体層 ３ 透明導電膜 ４ 集電電極 ５ 導電性接着剤 ６ 絶縁性接着剤 ７ 接続用導線 ８ 上部電極取出部 ９ 下部電極取出部 １０ａ，１０ｂ 太陽電池 １７ 導電性接着層

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

フロントページの続き (72)発明者 山本 浩史 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 竹原 信善 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 (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性基板と、該基板上に設けられた光
   電変換活性領域を構成する半導体層と、上記半導体層上
   に設けられた透明導電膜と、上記透明導電膜上に設けら
   れた複数の集電電極とからなる太陽電池を、複数個、直
   列接続した太陽電池モジュールにおいて、一方の太陽電
   池の集電電極と他方の太陽電池の導電性基板とを、導電
   性接着剤および絶縁性接着剤を介して接着して、上記太
   陽電池の直列の接続をなし、また、絶縁性接着剤の接す
   る部位の半導体層、透明導電膜および集電電極を除去し
   てあることを特徴とする太陽電池モジュール。
2. 【請求項２】 前記半導体層がアモルファスシリコンか
   らなる請求項１に記載の太陽電池モジュール。
3. 【請求項３】 前記導電性基板がステンレスであり、前
   記絶縁性接着剤としてエポキシ系、またはアクリル系を
   使用した請求項１に記載の太陽電池モジュール。
4. 【請求項４】 前記導電性基板がステンレスであり、前
   記絶縁性接着剤としてエポキシ系、またはアクリル系を
   使用した請求項２に記載の太陽電池モジュール。