JP2000199302A

JP2000199302A - 太陽電池一体型屋根板、その製造方法および施工方法

Info

Publication number: JP2000199302A
Application number: JP11001551A
Authority: JP
Inventors: Makoto Sasaoka; 誠笹岡
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-01-07
Filing date: 1999-01-07
Publication date: 2000-07-18

Abstract

(57)【要約】【課題】一般屋根板と同様の施工方法を用いることが
でき、別途、雪止め部材を設けることなく雪止め機能を
有し、端子取出部および屋根板裏の配線部材を保護する
構造を備えた太陽電池一体型屋根板を提供する。【解決手段】光起電力素子を補強板に絶縁封止した構
造を有する太陽電池一体型屋根板６１において、受光面
側では凸状となるとともに非受光面側では凹状となる凸
部４１が、屋根板本体の少なくとも一個所に設けられて
いる。凸部４１には、端子取出部（端子取出部保護部４
７）が収納されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池と一体化
した屋根板に関するとともに、その太陽電池一体型屋根
板の製造方法および施工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球環境問題が深刻化するなか
で、太陽光エネルギーは、火力発電、原子力発電等の有
害な副生産物を生成しないクリーンなエネルギーとし
て、非常に注目されるようになってきている。また、太
陽光エネルギーは、限りある地球上の資源に対し、枯渇
することのない無限なエネルギーとして、その有効活用
が望まれている。

【０００３】また一方で、既存の１元型エネルギーシス
テムでは、震災等の災害がおきた場合に、エネルギー供
給が断絶したり、復旧に非常に時間がかかるという問題
がある。この点においても、太陽光エネルギーは、晴れ
ている地域であれば、太陽光をエネルギーとして利用で
きることから、分散型の独立エネルギー源としての利用
価値が高い。

【０００４】上述した様々なニーズにより、住宅向けの
太陽電池モジュールの開発が促進され、その実用化が急
速に進んでいる。

【０００５】また、太陽電池を住宅に設置する場合に
は、日当たりのよい屋根に設置することが好ましく、屋
根に対して太陽電池を設置する方法が注目されている。

【０００６】屋根に対する太陽電池の設置方法には、大
きくわけると二通りの方法がある。その一つは、既設屋
根に太陽電池を取り付ける方法であり、他の一つは太陽
電池自体を屋根として葺く方法である。

【０００７】前者の方法は、既設の屋根の上に何らかの
架台を用いて太陽電池を設置するため、従来から用いら
れている太陽電池モジュールをそのまま流用することが
できる。しかし、前者の方法では、設置コストが高くつ
き、また外観も悪くなるため、最近では後者の方法に注
目が集まっている。

【０００８】ところで、屋根の施工方法は、古くから様
々なものが知られており、代表的な方法としては、平葺
き、立てはぜ葺き、瓦棒葺き、波板葺き、折り板葺き、
横葺き、瓦葺き、溶接葺き等がある。また、屋根板の材
料としては、金属、セラミック、プラスチック、木材
等、さまざまな材料が使われている。

【０００９】従来から、太陽電池自体を屋根として葺く
方法として、例えば、特開平５−１８０５１号公報（ス
レート瓦葺き）、特開平７−３０２９２４号公報（横葺
き）、特開平７−２１１９３２号公報（瓦棒葺き）等
に、その施工方法が開示されている。さらに、各施工方
法や、太陽電池の性質に応じた様々な開発が行われてい
る。

【００１０】また、近年では、太陽電池を屋根板と一体
化した太陽電池一体型屋根板が、降雪地帯においても施
工されるようになってきた。降雪地帯においては、屋根
からの自然落雪に対して何ら対策を講じない場合には、
軒下を通る人に落雪による被害が生じる可能性が高い。
したがって、屋根上に積雪を保持して落雪を防止すると
ともに、雪降しを行い易い屋根とするために、屋根の随
所に雪止め設備を設置している。

【００１１】従来から、一般屋根板用の雪止め方法とし
て、実用新案登録３００１９３２号公報（スレート瓦葺
き用）、特開平５−０７９１３５号公報（横葺き用）、
実公平６−１２１０５号公報（瓦棒葺き用）等に、その
技術が開示されている。これらの技術は、いずれも、雪
止め金具を、屋根板や下地材に釘（ビス）等で直接打ち
込み固定する方法を採用している。

【００１２】また、特異な雪止め設備として、実開平４
−６２７１７号公報に開示された技術のように、金属製
の屋根板の一部を、壁状に屋根板の上面に立ち上げて、
雪止め部とすることにより、落雪を防止する方式のもの
がある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような一般屋根板用の雪止め方法を、太陽電池一体型
屋根板に用いた場合には、以下のような問題点がある。

【００１４】すなわち、雪止め金具を、屋根板や下地材
に釘（ビス）等で直接打ち込んで固定する方法にあって
は、雪止め金具と屋根板が別体となっているため、作業
が煩雑になる。また、屋根面に露出している釘打ち部か
ら雨水が浸入するおそれがあり、雨水が浸入した場合に
は、太陽電池が破損してしまう。また、太陽電池の表面
は、特殊ガラスや特殊樹脂により被覆されており、雪止
め金具の下側に太陽電池を設置した場合には、表面被覆
材が損傷するおそれがある。

【００１５】また、太陽電池一体屋根板は、非受光面側
に端子箱や電線が設けられているため、施工時の不注意
により、端子箱や電線が破損して、太陽電池の性能を低
下させるおそれがある。

【００１６】また、雪止め部周辺の屋根板は、積雪によ
り相当な荷重を受けるため、雪止め部周辺の屋根板は、
野地板に接触する構造とすることが好ましい。しかし、
上述したように、太陽電池一体型屋根板には、非受光面
側に端子箱、電線、コネクタ等の配線部材が設けられる
ている。したがって、積雪荷重に耐え得るように、野地
板上に桟木等のスペーサ部材を設け、屋根板と野地板と
の間に存在する屋根板裏の空間に、配線部材を逃がす必
要がある。このため、材料費が嵩むとともに、施工費用
も嵩んでしまい、全体的なコストが上昇することは避け
られなかった。

【００１７】また、施工時において、配線部材が野地板
に接触しないように設計した場合であっても、積雪時の
積雪荷重により屋根板が撓み、配線部材が屋根板と野地
板に挟まれて変形し、破損してしまうおそれがあった。

【００１８】本発明は、上述した事情に鑑み提案された
もので、一般屋根板と同様の施工方法を用いることがで
き、別途、雪止め部材を設けることなく雪止め機能を有
し、端子取出部および屋根板裏の配線部材を保護する構
造を備えた太陽電池一体型屋根板を提供することを目的
とする。

【００１９】また、このような太陽電池一体型屋根板の
製造方法および施工方法を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る太陽電池一
体型屋根板は、上述した目的を達成するため、光起電力
素子を補強板に絶縁封止した構造を有する太陽電池一体
型屋根板において、受光面側では凸状となるとともに非
受光面側では凹状となる凸部が、屋根板本体の少なくと
も一個所に設けられており、前記凸部には、端子取出部
が収納されていることを特徴とするものである。

【００２１】上記太陽電池一体型屋根板において、前記
凸部は、屋根板本体の桁方向に沿って設けられているこ
とが好ましく、前記凸部の棟側に、立ち上がり傾斜面も
しくは立直面を有していることが好ましい。

【００２２】上記太陽電池一体型屋根板において、前記
凸部には、端子取出部保護部、電線、コネクタ、アース
接地部、アース線、アース用コネクタのうち少なくとも
一つが収納されていることが好ましい。

【００２３】上記太陽電池一体型屋根板において、前記
補強板は、隣接する太陽電池一体型屋根板同士を係合さ
せるための係合部を有していることが好ましく、凸部
は、太陽電池一体型屋根板の端部に跨って設けられてい
ることが好ましい。

【００２４】上記太陽電池一体型屋根板において、前記
補強板は、金属板であることが好ましく、前記凸部に
は、光起電力素子が絶縁封止されていることが好まし
く、光起電力素子は、可撓性を有する光起電力素子であ
ることが好ましい。

【００２５】上記太陽電池一体型屋根板において、前記
凸部内には、その残空問部の少なくとも一部に断熱材を
設けることが好ましい。

【００２６】上記太陽電池一体型屋根板において、太陽
電池一体型屋根板の少なくとも一部は、その施工時にお
いて、野地板に接触する構造を有することが好ましい。

【００２７】また、上記太陽電池一体型屋根板の製造方
法は、光起電力素子を補強板に絶縁封止する工程と、前
記補強板の一部を曲げ加工することにより凸部を形成す
る工程とを有することを特徴とするものである。

【００２８】上記太陽電池一体型屋根板の製造方法にお
いて、補強板の少なくとも一部を曲げ加工することによ
り太陽電池一体型屋根板の係合部を形成する工程を有す
ることが好ましく、補強板は、可撓性を有する金属板か
らなることが好ましい。

【００２９】上記太陽電池一体型屋根板の製造方法にお
いて、前記凸部を形成する工程は、プレス成形機を用い
て行うことが好ましく、前記係合部を形成する工程は、
ベンダー、プレス成形機、ロール成形機のいずれかを用
いて行うことが好ましい。

【００３０】また、上記太陽電池一体型屋根板の施工方
法は、その施工時に、隣接する太陽電池一体型屋根板と
の結線、あるいは結線後の配線設置を、凸部と野地板間
の空間内で行うことを特徴とするものである。

【００３１】上記太陽電池一体型屋根板の施工方法にお
いて、その施工時に、隣接する太陽電池一体型屋根板の
結線、あるいは結線後の設置を、前記凸部と前記野地板
間の空間内で行うとともに、ケラバ内空間、軒先空間、
棟空間のいずれかで行うことが好ましい。

【００３２】

【作用】本発明に係る太陽電池一体型屋根板は、上述し
た構成を備えているため、以下に説明するような作用・
効果を奏することができる。また、本発明に係る太陽電
池一体型屋根板の製造方法および設置方法を使用するこ
とより、以下に説明するような作用・効果を奏すること
ができる。

【００３３】すなわち、本発明に係る太陽電池一体型屋
根板は、光起電力素子を補強板に絶縁封止した構造を有
する太陽電池一体型屋根板において、受光面側では凸状
となるとともに非受光面側では凹状となる凸部が、屋根
板本体の少なくとも一個所に設けられており、凸部に
は、端子取出部が収納されている。

【００３４】したがって、凸部が雪止め部材としての機
能を果たし、屋根板と雪止め部材とを別個に取り付ける
必要がないとともに、雪止め部を太陽電池パネルの下面
に潜り込ませる作業がなくなるので、煩雑な設置作業を
簡略化して、雪止め部を容易に設けることができる。

【００３５】また、屋根板と雪止め部材である凸部が一
体となっているため、通常の雪止め効果に加えて、雪止
め部材である凸部を施工時の足場として使用することが
できるので、作業者の滑落事故を防止することができ
る。

【００３６】また、通常の雪止め部材を取り付ける際に
必要であった釘（ビス）等を使用していないので、雪止
め金具が屋根板や太陽電池を損傷するおそれがない。こ
のため、釘打ち部から雨水が侵入するおそれがなく、屋
根板や太陽電池の腐食を防止することができる。

【００３７】また、端子取出部を凸部内に設けることに
より、運搬や施工に際して、端子取出部が損傷を受ける
おそれがない。

【００３８】また、凸部を屋根板の桁方向に沿って設け
たり、凸部の棟側に、立ち上がり傾斜面、もしくは立直
面を有していることにより、雪止め効果がさらに向上す
る。

【００３９】また、凸部内に、端子取出部保護部、電
線、コネクタ、アース接地部、アース線、アース用コネ
クタ等の配線部材を収納することにより、施工時におい
て、配線部材を屋根板と野地板との屋根板裏空間に逃が
ず必要がなくなり、材料費を低減することができるとと
もに、施工コストも低減することができ、全体として大
幅なコストダウンを図ることができる。さらに、凸部内
に配線部材を収納することにより、積雪荷重による屋根
板の撓みのために、配線部材が屋根板と野地板に挟まれ
るおそれがなくなった。

【００４０】また、補強板が、隣接する屋根板同士を係
合するための係合部を有しており、凸部が、太陽電池一
体型屋根板の端部に跨って設けられていることにより、
隣接する太陽電池同士を電気接続する際に、非受光面側
に突出を生じることなく凸部内において電気接続を行う
ことができる。

【００４１】また、補強板を金属板により構成すること
により、太陽電池モジュールの加工を容易に行うことが
できる。

【００４２】また、凸部内に、光起電力素子を絶縁封止
することにより、屋根面積の制約のある建築物へ適用し
た場合に、発電量を増加させることができる。

【００４３】また、光起電力素子に可撓性を持たせるこ
とにより、光起電力素子が若干撓んだ場合であっても、
光起電力素子の破損を防止することができる。

【００４４】また、凸部内の残空間部の少なくとも一部
に断熱材を設けることにより、凸部内における結露を抑
制することができる。

【００４５】また、施工時において、屋根板の少なくと
も一部が野地板に接触する構造を有することにより、積
雪荷重、風荷重、搭乗荷重を直接野地板に伝達すること
ができ、太陽電池の撓みを最小限に抑えて、太陽電池の
損傷を防止することができる。

【００４６】また、上述した太陽電池一体型屋根板の製
造工程において、屋根板自体が可撓性を有することによ
り、従来から用いられている屋根板に対してプレス加工
を行うだけで、容易に太陽電池一体型屋根板を製造する
ことができる。

【００４７】また、太陽電池自体に可撓性がない場合に
は、屋根板の働き幅部分に、非発電領域を設けて、この
非発電領域に対してプレス加工等を行って、湾曲部を形
成することにより、容易に太陽電池一体型屋根板を製造
することができる。

【００４８】また、屋根板をセラミック板等により構成
して、屋根板自身に可撓性がない場合には、予め屋根板
自身を所望の形に形成した後に、太陽電池を屋根板上に
封止することにより、可撓性を有しない屋根板に対して
も本発明に係る太陽電池一体型屋根板の製造方法を適用
することができる。

【００４９】また、端子取出部は、配線の引き回し等の
手間を考えて、太陽電池一体型屋根板の両端部に最も近
い部分に配置されることが好ましい。すなわち、太陽電
池一体型屋根板の両端部に端子取出部を配置することに
より、電線の長さを最も短くすることができるので、施
工作業時に電線が邪魔になることがない。

【００５０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る太陽電池一体
型屋根板の実施形態の構成と、その製造方法および施工
方向について、図１〜図６を参照しつつ説明する。

【００５１】図１〜６は、本発明に係る太陽電池一体型
屋根板の実施形態を示すもので、図１は、太陽電池素子
の概略構成を示す斜視図、図２（ａ）は、直列接続され
た太陽電池素子の斜視図、図２（ｂ）は、図２（ａ）の
Ａ部詳細図、図３（ａ）は、太陽電池モジュールの作成
手順を説明するための平面図、図３（ｂ）は、図３
（ａ）におけるＢ−Ｂ’線での断面図、図４は、太陽電
池一体型屋根板の一部斜視図、図５は、施工手順を説明
するための太陽電池一体型屋根板の斜視図、図６は、端
部用太陽電池一体型屋根板の斜視図をそれぞれ示す。

【００５２】なお、以下に説明する実施形態では、ステ
ンレス基板上に作成したアモルファスシリコン太陽電池
素子（光起電力素子）を直列接続した太陽電池素子ブロ
ックを、補強板となる亜鉛メッキ鋼板に絶縁封止するこ
とにより太陽電池モジュールを作成している。そして、
この太陽電池モジュールを横葺き屋根状に折り曲げ加工
し、さらに端子取出部を収納する凸部の加工を施して、
太陽電池一体型屋根板を製造している。

【００５３】さらに、断熱性を有する野地板上に、この
太陽電池一体型屋根板を多数枚設置することにより、屋
根を施工している。

【００５４】まず、アモルファスシリコン太陽電池素子
の作成手順を、図１に基づいて説明する。

【００５５】図１に示すように、アモルファスシリコン
太陽電池素子を作成するには、洗浄した０．１ｍｍのロ
ール状の長尺ステンレス基板（導電性基体１１）上に、
ＡｌとＺｎＯの積層膜（裏面反射層１２）を、スパッタ
法により膜厚５０００Åとなるよう形成した。

【００５６】次に、ｎ／ｉ／ｐ型非晶質シリコン半導体
層（半導体層１３）を形成する。ｎ型半導体を形成する
には、ＰＨ₃、ＳｉＨ₄、Ｈ₂のガスを使用し、ｉ型半導
体を形成するには、ＳｉＨ₄、Ｈ₂のガスを使用し、Ｐ型
半導体を形成するには、Ｂ₂Ｈ₆、ＳｉＨ₄、Ｈ₂のガスを
使用して、プラズマＣＶＤ法により、順次、ｎ型半導体
層を３００Å、ｉ型半導体層を４０００Å、ｐ型半導体
層を１００Åとなるように形成した。

【００５７】その後、膜厚８００ÅのＩＴＯ（透明導電
層１４）を、スパッタ法により形成することにより、ア
モルファスシリコン太陽電池素子を製造した。

【００５８】次に、上述した手順により製造した長尺の
太陽電池素子を、プレスマシンを用いて、縦３０ｃｍ×
横３０ｃｍの大きさとして、図２（ａ）に示す正方形形
状に打ち抜き、複数個の太陽電池素子を製造した。

【００５９】ここで、プレスマシンにより切断された太
陽電池素子の切断面では、太陽電池素子がつぶされて、
ＩＴＯ電極とステンレス基板が短絡した状態となってい
る。また、アモルファス太陽電池は、その膜厚が極めて
薄いため、半導体内に若千の短絡個所を有している。

【００６０】したがって、この短絡をリペアーするため
に、図２（ｂ）に示すように、各太陽電池素子２１のＩ
ＴＯ電極の周辺に素子分離部２２を設け、基板端部周辺
の短絡箇所の除去を行った。

【００６１】基板端部周辺に生じた短絡箇所の除去は、
具体的には、次のようにして行う。

【００６２】まず、太陽電池素子２１を塩化アルミニウ
ム６水和物８％の水溶液に浸し、この太陽電池素子２１
の透明電極から、太陽電池素子２１より１ｍｍ狭くかつ
０．５ｍｍ幅でパターニングされた対抗極を、１ｍｍ離
して対峙させ、シーケンスコントローラーにより、０．
５Ｓ、２５Ａの直流電流を印加して、素子分離部２２を
形成する。

【００６３】次に、対抗極を太陽電池素子２１と同サイ
ズのステンレス平板に代え、４．０ｃｍ離して対峙させ
て、シーケンスコントローラーを用いて４．５Ｖのバイ
アスを印加することにより、成膜時に発生した短絡個所
上のＩＴＯ電極の除去を行った。

【００６４】上述した手順により、短絡個所が修復され
た大陽電池素子２１を製造することができる。

【００６５】その後、上述した太陽電池素子２１に対し
て、水洗浄工程、乾燥工程を行った。

【００６６】次に、ＩＴＯ上に集電用グリッド電極とし
て、銀をコートした１００ミクロンの銅線２３を熱可塑
性のカーボン導電接着材２４で固定する（図１参照）。
その際、銅線２３とステンレス基板１１の端面が接触し
ないように、ポリイミドテープ２５を、太陽電池素子２
１周辺の非発電領域に貼り付け、このポリイミドテープ
２５上に、バスバー銅テープ２６を接着して、太陽電池
素子のプラス極を形成した。

【００６７】次に、太陽電池素子２１に貼り付けたバス
バー銅テープ２６を、隣接する太陽電池素子２１’の裏
面ステンレス基板側に回し込み、レーザー溶接により、
太陽電池素子２１’のステンレス基板と直列接続した。
なお、このようにして作成した太陽電池素子２１では、
予め各最終出力を有する太陽電池素子２１の裏面に、絶
縁部材をステンレス基板との間に挟むことにより、バス
バー銅テープ２６を回し込んでリード線を取り出してい
る。また、ステンレス基板に銅テープを半田付けするこ
とによって、マイナス極を形成する。

【００６８】次に、図３に示すように、０．８ｍｍの厚
みを有する塗装亜鉛メッキ鋼板３１に、充填材３２／絶
縁フィルム３３／充填材３２／ガラス繊維３４／太陽電
池素子ブロック３５／ガラス繊維３４／充填材３２／フ
ッ素樹脂フィルム３６を順次重ね合わせ、真空ラミネー
ターを用いて、１５０℃、３０分の条件で充填材を溶融
させることにより、樹脂封止した平面形状の太陽電池モ
ジュールを製造する。

【００６９】次に、上述した手順により製造した太陽電
池モジュールを、図４に示すような形状に折り曲げ加工
することにより、太陽電池一体型屋根板６１を製造す
る。

【００７０】すなわち、太陽電池一体型屋根板６１は、
図４に示すように、軒側係合部４２において、太陽電池
の面板部から垂下させるとともに、棟側に折り返されて
いる。また、棟側係合部４３において、太陽電池の面板
部から９０度立ち上げるとともに軒側に折り込まれてい
る。さらに、桁方向端部に跨る凸部４１が形成されてい
る。

【００７１】この凸部４１の高さは、屋根の傾斜、積雪
量、凸部４１の巾、凸部４１の数、凸部４１の形状等に
よって異なるが、１０〜１５ｍｍ以上とすることによ
り、雪止め部材としての効果を得ることができる。ま
た、凸部４１を桁方向に沿って設けるとともに、凸部４
１の棟側には、立直面を設けることにより雪止め部材と
しての効果を向上させている。さらに、凸部４１の根元
にＲを付けることにより、強度を増加させることができ
る。

【００７２】上記各係合部４２，４３は、周知のローラ
ー成形機等により容易に加工することができる。しかし
ながら、凸部４１は、ローラー成形機により加工するこ
とができないため、ローラー成形機で各係合部４２，４
３を加工した後、周知のプレス加工機等により成形を行
う必要がある。この際、複数回に分けてプレス成形を行
うことにより、強度的に優れた凸部４１を形成すること
ができる。

【００７３】上述した加工成形を行った後、端子取出部
保護部４７の取り付けと、電線４５の取り付けを行う。
なお、太陽電池素子２１の裏面に設けた凸部４１内に
は、予め亜鉛鋼板３１に対して穴４４が開設されてい
る。

【００７４】また、端子取出部保護部４７は、配線の引
き回し等の手間を考えて、太陽電池一体型屋根板６１の
両端部に最も近い部分に配置されることが好ましい。す
なわち、太陽電池一体型屋根板６１の両端部に端子取出
部保護部４７を配置することにより、電線４５の長さを
最も短くすることができるので、施工作業時に電線が邪
魔になることがない。

【００７５】太陽電池素子２１に対して、端子取出部保
護部４７および電線４５を取り付けるには、まず、太陽
電池素子２１の裏面のプラス極およびマイナス極にそれ
ぞれ電線４５を半田付けし、穴４４を介して電線４５を
取り出す。そして、半田付け部の上に端子取出部保護部
４７を貼り付けて、機械的補強を行う。次に、凸部４１
から電線４５を引き出して、先端部にコネクタ４６を取
り付ける。

【００７６】このように、凸部４１内に端子取出部保護
部４７を設け、配線部材を凸部４１内に納めて保護して
いるため、施工時あるいは施工後において、端子取出部
が損傷するおそれがない。

【００７７】上述した工程を行った後、太陽電池一体型
屋根板６１の非受光面側に、バックアップ材４９を取り
付けた。

【００７８】次に、太陽電池一体型屋根板６１を用いた
屋根の施工手順の一例を、図５を用いて説明する。

【００７９】なお、説明の便宜上、図５には、既に下段
の太陽電池一体型屋根板６１が施工された状態を示して
ある。

【００８０】（１）まず、下段に既に設置済の太陽電池
一体型屋根板６１に、継ぎ手水きり板６４を係合させ
る。

【００８１】（２）上段に施工すべき太陽電池一体型屋
根板６１を、下段に施工済の太陽電池一体型屋根板６１
に係合させるとともに、両側に設置されている継ぎ手水
切り板６４の上にはめ込む。この際、電線４５同士をコ
ネクタ４６により結線し、電線４５とコネクタ４６を凸
部４１内に納める。

【００８２】（３）吊り子６３を用いて、上段に施工す
べき太陽電池一体型屋根板６１を野地板に固定する。

【００８３】（４）上述した（１）〜（３）の手順を繰
り返すことにより、二列目の屋根の施工作業が完了す
る。

【００８４】さらに上段の列においても、（１）〜
（４）の手順で施工し、屋根全体の施工を完了させる。

【００８５】このように、屋根板と野地板の空間内では
なく、凸部４１内において配線を行うことにより、電気
配線を屋外環境から保護することができる。

【００８６】また、太陽電池は、バックアップ材４９を
介して野地板に接触しているため、積雪荷重等により太
陽電池が撓むことがない。

【００８７】なお、上述した施工方法の説明において、
太陽電池一体型屋根板６１同士の電気接続は、横方向の
みで説明しているが、縦方向における電気接続は、上下
段それぞれの列端部の電線４５を、ケラバ等の内部で結
線すればよい。

【００８８】また、図６に示すような端部用太陽電池一
体型屋根板６２を用いることにより、さらに容易に電気
接続を行うことができる。すなわち、図６に示す端部用
太陽電池一体型屋根板６２を利用することにより、任意
の場所において、直列方向の接続のみならず、並列方向
の接続を容易に実現することができるので、配線の自由
度が大幅に向上する。

【００８９】また、平面板への太陽電池素子２１の封止
は量産性に優れているため、上述した製造方法を利用し
て太陽電池素子２１を製造するとともに、太陽電池素子
２１を製造した後に、凸部４１および係合部４２，４３
の加工作業を行うことにより、コスト低減を図ることが
できる。

【００９０】また、可撓性を有する補強板を使用するこ
とにより、予め平面板の標準品を作成しておけば、その
時々のニーズに対して、容易に凸部４１や係合部４２，
４３のデザインを変更することができる。したがって、
商品の不良在庫を減らすことができるため、商業上、お
おきなメリットを有している。

【００９１】さらに、可撓性の太陽電池素子２１を使用
することにより、凸部４１にも太陽電池素子２１を配設
することが可能となる。したがって、屋根面積の制約の
ある建築物へ適用した場合に、発電量を増加させること
ができる。

【００９２】なお、上述した実施形態では、横葺き屋根
板と太陽電池素子２１とを一体化させた太陽電池一体型
屋根板６１，６２について説明しているが、本発明は、
このような横葺き屋根板に限られるものではなく、屋根
板の非受光面側で配線を行うタイプの全ての太陽電池一
体型屋根板に適用可能である。

【００９３】以下に、太陽電池一体型屋根板６１，６２
を形成する各部材について、さらに詳しく説明する。

【００９４】［太陽電池一体型屋根板］本発明に係る太
陽電池一体型屋根板とは、既設屋根の上に、架台を介さ
ずに太陽電池を設置することができる太陽電池モジュー
ルのことであり、屋根の外観部を形成する屋根板と太陽
電池とを一体化させたものをいう。

【００９５】［補強板］本発明に係る太陽電池一体型屋
根板を形成する代表的な補強板は、金属である。すなわ
ち、従来からの金属屋根と同様に、強度のある鋼板類
と、耐食性に優れた非鉄類を使用することができる。

【００９６】鋼板には、表面処理あるいは塗覆した鋼
板、他の元素を配合した合金、あるいは特殊鋼の他、断
熱材等を張り合せた複合鋼板があり、一般的には、溶融
亜鉛メッキ鋼板，ガルファン，ガルバリウム鋼板，溶融
アルミニウムメッキ鋼板，銅メッキ鋼板，塩化ビニル被
覆鋼板，フッ素樹脂鋼板，ステンレス鋼板，制振鋼板，
断熱亜鉛鉄板，耐候性鋼板，塗装鋼板が使用される。ま
た、非鉄類としては、銅板，アルミニウム合金板，亜鉛
合金板，鉛板，チタニウム板，塗装カラー板が使用され
る。

【００９７】なお、上述した実施形態においては、金属
を補強板として用いているが、本発明に係る太陽電池一
体型屋根板に用いる補強板は、これに限るものではな
く、従来から屋根に広く使用されているセラミックやプ
ラスチックを用いて補強板を形成することもできる。

【００９８】［太陽電池素子］本発明に係る太陽電池一
体型屋根板に用いる太陽電池素子は、特に種類に限定は
ない。好ましくは、太陽電池の受光面積を湾曲させた部
分にも確保することができるという利点から、ステンレ
スや樹脂等の可撓性を有する基板上に形成された可撓性
太陽電池素子が有効である。

【００９９】このような可撓性を有する太陽電池素子の
代表例は、図１に示す非晶質シリコン太陽電池である。
この非晶質シリコン太陽電池の基板１１は、半導体層を
機械的に支持する部材であり、場合によっては電極とし
て用いられる。

【０１００】また、非晶質シリコン太陽電池の基板１１
には、半導体層を成膜するときの加熱温度に耐え得る耐
熱性が要求されるが、導電性を有していても、電気絶縁
性を有していてもよい。

【０１０１】導電性の材料としては、Ｆｅ，ＮＬＣｒ，
ＡｌＭｏ，Ａｕ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｐｂ，
Ｔｉ等の金属またはこれらの合金が使用される。具体的
には、真輪，ステンレス鋼等の薄板およびその複合体
や、カーボンシート，亜鉛メッキ鋼板等が使用される。

【０１０２】電気絶縁性材料としては、ポリエステル，
ポリエチレン，ポリカーボネート，セルロースアセテー
ト，ポリプロピレン，ポリ塩化ビニル，ポリ塩化ビニリ
デン，ポリスチレン，ポリアミド，ポリイミド，エポキ
シ等の耐熱性合成樹脂のフィルムあるいはシートが使用
される。また、電気絶縁性材料として、これらとガラス
フアイバー，カーボンファイバー，ホウ素ファイバー，
金属織維等との複合体を使用することができる。また、
電気絶縁性材料として、これらの金属の薄板，樹脂シー
ト等の表面に、異種材質の金属薄膜、あるいはＳｉ
Ｏ₂，Ｓｉ₃Ｎ₄，Ａｌ₂Ｏ₃，ＡｌＮ等の絶縁性薄膜の少
なくとも一種類を、スパッタ法、蒸着法、鍍金法等によ
り表面コーティング処理を行ったものを使用することが
できる。さらに、電気絶縁性材料として、ガラス，セラ
ミックスを使用することができる。

【０１０３】下部電極（裏面反射層）１２は、半導体層
で発生した電力を取り出すための一方の電極であり、半
導体層に対してオーミックコンタクトとなるような仕事
関数を持つことが要求される。下部電極１２の材料とし
ては、Ａｌ，Ａｇ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｍｏ，
Ｗ，Ｆｅ，Ｖ，Ｃｒ，Ｃｕ，ステンレス，真ちゅう，ニ
クロム，ＳｎＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃，ＺｎＯ，ＩＴＯ等のいわ
ゆる金属単体または合金、および透明導電性酸化物（Ｔ
ＣＯ）等が使用される。下部電極１２の表面は、平滑で
あることが好ましいが、光の乱反射を起こさせる場合に
はテクスチャー化してもよい。また、基板が導電性であ
る場合には、下部電極１２を特に設ける必要はない。

【０１０４】下部電極１２を作成するには、メッキ，蒸
着，スパッタ等の方法を用いることができる。また、上
部電極１４を作成するためには、抵抗加熱熱蒸着法，電
子ビーム加熱蒸着法，スパッタリング法，スプレー法等
を用いることができ、所望に応じてこれらが適宜選択さ
れる。

【０１０５】光電変換素子である半導体層１３として
は、非晶質シリコン，非晶質シリコンゲルマニウム，非
晶質シリコンカーボン等が使用される。ｉ層を構成する
半導体材料としては、ａ−Ｓｉ：Ｈ，ａ−Ｓｉ：Ｆ，ａ
−Ｓｉ：Ｈ：Ｆ，ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ，ａ−ＳｉＧｅ：
Ｆ，ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ：Ｆ，ａ−ＳｉＣ：Ｈ，ａ−Ｓｉ
Ｃ：Ｆ，ａ−ＳｉＣ：Ｈ：Ｆ等のいわゆる４族および４
族合金系非晶質半導体が使用される。ｐ層またはｎ層を
構成する半導体材料は、前述したｉ層を構成する半導体
材料に、価電子制御剤をドーピングすることによって得
られる。また、ｐ型半導体を得るための価電子制御剤と
しては、周期律表第３の元素を含む化合物が使用され
る。周期律表第３の元素としては、Ｂ，ＡｌＧａ，Ｉｎ
を挙げることができる。ｎ型半導体を得るための価電子
制御剤としては、周期律表第５の元素を含む化合物が用
いられる。周期律表第５の元素としては、Ｐ，Ｎ，Ａ
ｓ，Ｓｂを挙げることがでできる。

【０１０６】非晶質シリコン半導体層の成膜法として
は、蒸着法，スパッタ法，ＲＦプラズマＣＶＤ法，マイ
クロ波プラズマＣＶＤ法，ＥＣＲ法，熱ＣＶＤ法，ＬＰ
ＣＶＤ法等の公知の方法を所望に応じて使用することが
できる。工業的に採用されている方法としては、原料ガ
スをＲＦプラズマで分解し、基板上に堆積させるＲＦプ
ラズマＣＶＤ法が好んで使用される。なお、ＲＦプラズ
マＣＶＤにおいては、原料ガスの分解効率が約１０％と
低いことや、堆積速度が１Å／ｓｅｃから１０Å／ｓｅ
ｃ程度と遅いことが問題であるが、この点を改良できる
成膜法としてマイクロ波プラズマＣＶＤ法が注目されて
いる。上述した成膜法を行うための反応装置としては、
バッチ式の装置や連続成膜装置等の公知の装置を所望に
応じて使用することができる。

【０１０７】また、本発明に係る太陽電池一体型屋根板
では、分光感度や電圧の向上を目的として、半導体接合
を２以上積層するような、いわゆるタンデムセルやトリ
プルセルの太陽電池を用いることができる。

【０１０８】上部電極（透明導電膜）１４は、半導体層
で発生した起電力を取り出すための電極であり、上述し
た下部電極１２と対をなすものである。上部電極１４
は、光入射側に位置するため、透明であることが必要で
あり、透明導電膜とも呼ばれる。

【０１０９】また、上部電極１４は、太陽や白色蛍光灯
等からの光を半導体層内に効率良く吸収させるために、
光の透過率が８５％以上であることが好ましい。さら
に、電気的には、発生した電流を半導体層に対して横方
向に流れるようにするために、シート抵抗値が１００Ω
／□以下であることが好ましい。このような特性を備え
た材料としては、ＳｎＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃，ＺｎＯ，Ｃｄ
Ｏ，ＣｄＳｎＯ₄，ＩＴＯ（Ｉｎ₂Ｏ₃＋ＳｎＯ₂）等の金
属酸化物を挙げることができる。

【０１１０】上述した光電変換素子において、発電のア
クティブエリアを決定するために、公知のエッチング技
術、例えば、化学エッチング，印刷エッチング，電気化
学エッチング等の方法を用いて、透明導電膜１４をエッ
チング除去し、集電電極２３のエッチングラインを形成
した。

【０１１１】その後、金属や導電性ペーストを透明導電
膜１４上に介在させ、スパッタ，蒸着，印刷，接着等方
法を用いて集電電極２３を形成する。

【０１１２】このようにして製造された非晶質太陽電池
は、それ自体大きな可撓性を有しており、本発明の太陽
電池一体型屋根板に好適な特性を有した可撓性太陽電池
となる。

【０１１３】なお、屋根板上における太陽電池の配置
は、働き幅内のみにとどめることが、屋根板と同時に太
陽電池を加工する上で好ましい。また、太陽電池の集電
電極２３と透明導電膜１４の界面は、最も接着強度の弱
い部分であるため、プレス加工等により太陽電池素子自
体を曲げ加工する場合には、集電電極２３の長手方向と
曲げ方向を平行とすることが好ましい。

【０１１４】［封止材料］上述した手順により製造され
た太陽電池は、屋外使用に対する性能が要求されるとと
もに、屋根としての性能も要求される。具体的には、屋
根としての性能を満足させる封止材料としては、以下の
ものを挙げることができる。

【０１１５】すなわち、接着層（充填材）については、
太陽電池との接着性、耐候性、緩衝効果の点でＥＶＡ
（エチレンビニールアセテート），ＥＥＡ（エチレンエ
チルアクリレート），ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）
等が好適である。また、機械的特性を向上させるため、
ガラス不織布やシリカ等の補強材と合わせて使用するこ
とが好ましい。さらに、耐湿性や耐傷性を向上させるた
めに、表面保護層としてフッ素系の樹脂が積層される。
フッ素系の樹脂としては、例えば４フッ化エチレンの重
合体ＴＦＥ（デュポン製ＴＥＦＬＯＮ等），４フッ化エ
チレンとエチレンの共重合体ＥＴＦＥ（デュポン製ＴＥ
ＦＺＥＬ等），ポリフッ化ビニル（デュポン製ＴＥＤＬ
ＡＲ等），ポリクロロフルオロエチレンＣＴＦＥ（ダイ
キン工業製ネオフロン）等を挙げることができる。

【０１１６】また、これらの樹脂に対して、公知の紫外
線吸収剤を加えることにより、耐候性を向上させてもよ
い。また、接着層との接着性を向上させるためには、コ
ロナ放電処理等の方法で表面を荒らしたフィルムがより
好適である。さらに、種々の折り曲げ加工に対応できる
ように、無延伸型であることがより好適である。

【０１１７】封止の方法としては、例えば真空ラミネー
ターのような公知の装置を用いて、補強板（金属板，ガ
ラス，セラミック，プラスチック等）と太陽電池基板と
樹脂フィルムとを、真空中で加熱圧着する方法がよく知
られている。

【０１１８】［端子取出部保護部］本発明に係る太陽電
池一体型屋根板で用いられる端子取出部保護部は、端子
箱を含んでおり、太陽電池素子から取り出した電線を機
械的外力から保護すると同時に、水や挨等の異物から電
線と太陽電池素子の接合部を保護する役目を有してい
る。そのため、耐熱性、耐水性、電気絶縁性、老化性に
優れたものが要求される。また、好ましくは充填材との
接着性に優れた材質であることが好ましい。

【０１１９】このような要素を考慮すると、端子部材と
しては、プラスチックが好ましく、特に、難燃性プラス
チックやセラミックス等が好ましい。このようなプラス
チックとしては、例えば、ノリル，ポリカーボネート，
ポリアミド，ポリアセタール，変性ＰＰＥ，ポリエステ
ル，ポリアリレート，不飽和ポリエステル，フェノール
樹脂，エポキシ樹脂等の強度、耐衝撃性、耐熱性、硬
度、老化性に優れたエンジニアリング・プラスチック等
を挙げることができる。また、ＡＢＳ樹脂，ＰＰ，ＰＶ
Ｃ等の熱可塑性プラスチックを使用することもできる。

【０１２０】［シール材］本発明に係る太陽電池一体型
屋根板において、端子箱の内部充填に用いられるシール
材は、万一漏水した際にも漏電を発生させないために使
用されるものであり、その材料に特に限定はない。シー
ル材としては、電気絶縁性の良いエポキシ樹脂系接着
剤，シリコン系ポッティング剤，シリコン系接着シール
剤等が好ましく、柔軟性等を考慮した場合には、シリコ
ン系の樹脂の方が好ましい。また、作業性を考慮した場
合には、１液型で硬化時間が短く、さらに粘度が低く細
部まで充填され易いものが好ましい。さらに、シリコー
ン１液型ＲＴＶゴムを用いる場合には、電極を侵食させ
ないために、脱アセトンタイプ、あるいは脱アルコール
タイプの硬化方式を採用したものであることが好まし
い。

【０１２１】例えば、ＴｈｒｅｅＢｏｎｄＣｏ，Ｌｔ
ｄ．のエポキシ樹脂系接着剤では、商品名「Ｊ２００
１」，「２００２Ｈ」，「２００３」，「２０１６
Ｂ」，「２０２２」等を使用することができる。また、
上記エポキシ樹脂は、商品名「２１０２Ｂ」，「２１０
３」，「２１０４」，「２１０５Ｆ」，「２１０５
Ｃ」，「２１０６」，「２１３１Ｂ」，「２１３１
Ｄ」，「２１３１Ｆ」，「２１６３」等の硬化剤と所定
の割合で混合して使用することができる。

【０１２２】［電線］屋根板の裏面で配線する構造をと
る場合には、耐水性や耐侯性についての条件が緩和され
るため、ＪＩＳ等で規格されている公知の安価な材料で
構成された電線を使用することができるという利点があ
る。なお、上述した実施形態のように、コネクタを使用
して電線を結線すれば、配線をチェックする際に、容易
に配線を取り外すことができるため、配線のチャック作
業が容易となる。

【０１２３】なお、配線部材とは、上述した電線に加
え、太陽電池一体型屋根板を接地するためのアース接地
部や、アース線、それらを接続するためのコネクタ等も
含んでいる。

【０１２４】［屋根下地板］本発明に係る太陽電池一体
型屋根板に用いられる屋根下地板は、一般的な屋根に使
用されるものであれば、特に限定はないが、断熱性能を
有する板が好ましい。一般的な屋根の施工時には、この
屋根下地材の上に、防水性を有する下葺き材を貼り付
け、この下葺き材上に、吊り子等を利用して屋根板が固
定される。

【０１２５】代表的な屋根下地材には、上述した実施形
態に使用した野地板がある。また、この他にも、モルタ
ル，木毛セメント板，合板，木片セメント板，ポリスチ
レンフォーム，ポリウレタンフォーム，ポリエチレンフ
ォーム，グラスウール，ロックウール，インシュレーシ
ョンボード等を使用することができる。また、下葺き材
としては、アスファルトルーフィング等の公知の材料を
使用することができる。

【０１２６】［吊り子］吊り子は、屋根板を屋根の下地
に固定する金具の代表であり、従来から屋根板の形状に
合わせて様々な形状のものが知られている。吊り子は、
実質的に耐風圧強度を支える部材であるため、その厚み
は屋根板より厚く、機械的強度を有する鋼部材が使用さ
れる。

【０１２７】

【実施例】以下、実施例１〜４に基づき、本発明に係る
太陽電池一体型屋根板の具体的構成を説明する。なお、
本発明に係る太陽電池一体型屋根板は、これらの実施例
に限定されるものではない。

【０１２８】［実施例１］図７は、実施例１に係る太陽
電池一体型屋根板の斜視図である。なお、上述した実施
形態に係る太陽電池一体型屋根板と同様の部材には、同
一の符号を付して説明を行う。

【０１２９】以下、図７に基づいて、実施例１に係る太
陽電池一体型屋根板６１を説明する。

【０１３０】実施例１に係る太陽電池一体型屋根板６１
は、アモルファスシリコン光起電力素子を、ガルバリウ
ム鋼板上に封止材で封止した構成となっている。上述し
た実施形態の太陽電池モジュールに対して、凸部４１を
桁方向にわたって設けたことを特徴とする。

【０１３１】実施例１に係る太陽電池一体型屋根板６１
の光起電力素子は、ステンレス基板を有するアモルファ
スシリコン光起電力素子を使用し、それらを上述した実
施形態と同様に複数組み上げて、光起電力素子ブロック
を形成した。また、表面被覆フィルムとして、無延伸タ
イプのＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共
重合体：デュポン製『テフゼル』）を使用し、充填材と
して、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）とガラス繊
維不織布を使用し、絶縁フィルムとして、ＰＥＴ（ポリ
エチレンテレフタレート）を使用した。太陽電池モジュ
ールは、表面被覆フィルム、充填材、絶縁フィルムによ
り、光起電力素子ブロックを絶縁封止して、補強材の上
に充填材で接着した構成となっている。また、補強材と
して、周知のガルバリウム鋼板（大同鋼板製『耐摩カラ
ーＧＬ』）を使用した。

【０１３２】このようにして製造した平面状太陽電池モ
ジュールに対して、ロール成形機を用いて、係合部４
２，４３と凸部４１を同時に成形した。

【０１３３】凸部４１は、軒側係合部直上に、桁方向に
わたって設けられている。また、係合部４２，４３と凸
部４１の加工成形を行った後に、凸部４１の長手方向端
部の鋼板裏面に開設した穴４４から、電力取出用の電線
４５を取り出した。このように、電線４５を屋根板端部
から取り出すことにより、電線４５を最も短くすること
ができる。なお、光起電力素子ブロックにおいて、端子
取出部に当接する部分の補強材には、予め穴が開設され
ており、この穴からプラス極およびマイナス極の電線を
取り出している。

【０１３４】さらに、電線の取出部には、絶縁保護を行
うとともに防水性を高めるために、変性ＰＰＥ製の端子
箱４７が設けられている。また、電線４５は、ＣＶケー
ブルを使用しており、電線４５の先端にはコネクタ４６
が取り付けられている。

【０１３５】最後に、非受光面側にバックアップ材４９
を取り付けて、太陽電池一体型屋根板６１を製造した。

【０１３６】実施例１に係る太陽電池一体型屋根板６１
の施工は、上述した実施形態と同様にして行うことがで
きる。

【０１３７】実施例１に係る太陽電池一体型屋根板６１
によれば、上述した実施形態に対して、凸部４１が桁方
向にわたって設けられているため、雪止め効果を向上さ
せることができる。

【０１３８】また、形状が簡単であるため、ローラー成
形機のみを使用したり、あるいは折り曲げ機のみを使用
することにより加工を行うことができる。

【０１３９】なお、実施例１に係る太陽電池一体型屋根
板６１と、上述した実施形態に係る屋根板とを交互に混
ぜ葺きすることもできる。

【０１４０】［実施例２］図８は、実施例２に係る太陽
電池一体型屋根板の一部斜視図である。なお、上述した
実施形態に係る太陽電池一体型屋根板と同様の部材に
は、同一の符号を付して説明を行う。

【０１４１】以下、図８に基づいて、実施例２に係る太
陽電池一体型屋根板６１を説明する。

【０１４２】実施例２に係る太陽電池一体型屋根板６１
は、アモルファスシリコン光起電力素子を、ガルバリウ
ム鋼板上に封止材で封止した構成となっている。上述し
た実施形態の太陽電池モジュールに対して、係合部と凸
部以外の屋根板が野地板と接触する構造となっている。

【０１４３】実施例２に係る太陽電池一体型屋根板６１
の光起電力素子は、ステンレス基板を有するアモルファ
スシリコン光起電力素子を使用し、それらを上述した実
施形態と同様に複数組み上げて、光起電力素子ブロック
を形成した。また、表面被覆フィルムとして、無延伸タ
イプのＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共
重合体：デュポン製『テフゼル』）を使用し、充填材と
して、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）とガラス繊
維不織布を使用し、裏面被覆フィルムとして、ＰＥＴ
（ポリエチレンテレフタレート）を使用した。太陽電池
モジュールは、表面被覆フィルム、充填材、裏面被覆フ
ィルムにより、光起電力素子ブロックを絶縁封止して、
補強材の上に充填材で接着した構成となっている。ま
た、補強材として、周知のガルバリウム鋼板（大同鋼板
製『耐摩カラーＧＬ』を使用した。

【０１４４】このようにして製造した平面状太陽電池モ
ジュールに対して、ロール成形機を用いて、係合部４
２，４３を成形し、プレス成形機を用いて、曲面からな
る凸部４１を成形した。

【０１４５】係合部４２，４３と凸部４１以外の屋根板
本体５１は、野地板と接触する構造となっている。

【０１４６】また、係合部４２，４３と凸部４１の加工
成形を行った後に、上述した実施例１と同様にして、電
線４５、コネクタ４６、端子箱（図示せず）を取り付け
た。

【０１４７】実施例２に係る太陽電池一体型屋根板６１
の施工は、上述した実施形態と同様にして行うことがで
きる。

【０１４８】実施例２に係る太陽電池一体型屋根板６１
によれば、上述した実施形態に対して、係合部４２，４
３と凸部４１以外の屋根板本体５１が野地板と接触して
いるため、太陽電池一体型屋根板６１に積雪荷重が加わ
った場合であっても、積雪荷重が直接野地板に伝わり、
太陽電池が撓むことがなく、太陽電池一体型屋根板６１
自体の耐荷重に対する強度を増加することができる。ま
た、バックアップ材等が不要となり、コストを低減する
ことができる。さらに、凸部４１が曲面状となっている
ため、凸部４１の強度も増加している。

【０１４９】［実施例３］図９は、実施例３に係る太陽
電池一体型屋根板の斜視図である。なお、上述した実施
形態に係る太陽電池一体型屋根板と同様の部材には、同
一の符号を付して説明を行う。

【０１５０】以下、図９に基づいて、実施例３に係る太
陽電池一体型屋根板６１を説明する。

【０１５１】実施例３に係る太陽電池一体型屋根板６１
は、アモルファスシリコン光起電力素子を、湾曲させた
セラミック補強板に封止材で封止した構成となってい
る。上述した実施形態の太陽電池モジュールとは異な
り、補強板が可撓性を有しておらず、また、補強板が絶
縁性を有するとともに、補強板自体がかなりの厚みを有
していることを特徴する。

【０１５２】実施例３に係る太陽電池一体型屋根遺体６
１の光起電力素子は、ステンレス基板を有したアモルフ
ァスシリコン光起電力素子を使用し、それらを上述した
実施形態と同様に複数組み上げて、光起電力素子ブロッ
クを形成した。また、表面被覆フイルムとして、無延伸
タイプのＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン
共重合体：デュポン製『テフゼル』）を、充填材とし
て、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）とガラス繊維
不織布を使用した。太陽電池モジュールは、表面被覆フ
ィルと、充填材を用いて、光起電力素子ブロックを周知
の真空ラミネート法により絶縁封止して、セラミック補
強板の上に封止材で接着した構成となっている。

【０１５３】セラミック補強板には、軒側係合部４２に
対して横方向の係合部４８と凸部４１を予め形成した型
を用いて、粘土等を焼き固めたものを使用した。

【０１５４】なお、使用したセラミック補強板には、そ
の両端部に、予め電線取付穴（図示せず）を設けてお
き、電線取付穴から電線４５を取り出すことにより、プ
ラス極およびマイナス極の出力を取り出している。

【０１５５】さらに、電線４５の取出部には、絶縁保護
を行うとともに防水性を高めるために、シリコン樹脂等
のシール材が注入されている。また、電線４５の先端に
は、コネクタ４６が取り付けられている。

【０１５６】実施例３に係る太陽電池一体型屋根板６１
の施工は、上述した実施形態と同様にして行うことがで
きる。

【０１５７】実施例３に係る太陽電池一体型屋根板６１
によれば、より安価な補強板を用いて太陽電池一体型屋
根板６１を製造することができる。また、補強板自体に
より厚みを確保することができるため、端子箱を設ける
必要がない。また、補強板自体に絶縁性を有しているた
め、絶縁フィルムを省略することができる。さらに、従
来の瓦と互換性のとれた施工方法を用いて施工すること
ができる。

【０１５８】したがって、材料費と施工コストの両面に
おいて、コストダウンを実現することができる。

【０１５９】［実施例４］図１０は、実施例４に係る太
陽電池一体型屋根板の一部斜視図である。なお、上述し
た実施形態に係る太陽電池一体型屋根板と同様の部材に
は、同一の符号を付して説明を行う。

【０１６０】以下、図１０に基づいて、実施例４に係る
太陽電池一体型屋根板６１を説明する。

【０１６１】実施例４に係る太陽電池一体型屋根板６１
は、アモルファスシリコン光起電力素子を、ガルバリウ
ム鋼板上に被覆材で被覆した構成となっている。

【０１６２】また、上述した実施形態が横葺き屋根板に
本発明を適用した例であったのに対して、実施例４に係
る太陽電池一体型屋根板６１は、瓦棒葺き等の縦葺き屋
根に適用した例を示している。

【０１６３】実施例４に係る太陽電池一体型屋根板６１
の光起電力素子は、ステンレス基板を有するアモルファ
スシリコン光起電力素子を使用し、それらを上述した実
施形態と同様に複数組み上げて、光起電力素子ブロック
を形成した。また、表面被覆フィルムとして、無延伸タ
イプのＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共
重合体：デュポン製『テフゼル』）を使用し、充填材と
して、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）とガラス繊
維不織布を使用し、裏面被覆フィルムとして、ＰＥＴ
（ポリエチレンテレフタレート）を使用した。太陽電池
モジュールは、表面被覆フィルム、充填材、裏面被覆フ
ィルムにより、光起電力素子ブロックを絶縁封止して、
補強材の上に充填材で接着した構成となっている。ま
た、補強材として、周知のガルバリウム鋼板（大同鋼板
製『耐摩カラーＧＬ』）を使用した。

【０１６４】そして、ベンダーにより、屋根の流れ方向
に対する屋根板の係合機能である係合部４８を成形し、
プレス加工により、凸部４１を成形し、補強材裏面部か
ら、電線４５を取り出した。

【０１６５】なお、光起電力素子ブロックにおいて、端
子取出部に当接する部分の補強材には、予め穴が開設さ
れており、この穴からプラス極およびマイナス極の電線
を取り出している。

【０１６６】さらに、電線の取出部には、絶縁保護を行
うとともに防水性を高めるために、変性ＰＰＥ製の端子
箱４７が設けられている。また、電線４５の先端には、
コネクタ４６が取り付けられている。

【０１６７】なお、実施例４の太陽電池一体型屋根板６
１の施工作業では、従来から用いられている瓦棒葺きの
屋根と同様の施工が可能となる。また、電線４５の結線
作業についても、図１０に示すよう、上板と下板とを結
線することができるので、上述した実施形態と同様に、
結線作業を簡略化することができるとともに、配線の自
由度を確保することができる。

【０１６８】実施例４に係る太陽電池一体型屋根板６１
によれば、雪止め機能を満たしつつ、横葺きに対し優れ
た雨仕舞い性能を有する縦葺きの屋根と太陽電池とを一
体化しているので、施工作業を簡略化することができ
る。また、縦葺きの屋根の施工は、一般的に、横葺きの
屋根に比較して容易であるため、施工コストの低い太陽
電池一体型屋根板を実現することができる。

【０１６９】

【発明の効果】以上説明のように、本発明に係る太陽電
池一体型屋根板によれば、一般屋根板と同様の施工方法
を用いて、別途雪止め部材を設けることなく、雪止め機
能を有するとともに、端子取出部および屋根板の裏側に
存在する配線部材を保護する構造を持たせることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る太陽電池一体型屋根板に用いる太
陽電池素子の概略構成を示す斜視図である。

【図２】本発明に係る太陽電池一体型屋根板に用いる直
列接続された太陽電池素子の斜視図で、（ａ）は斜視
図、（ｂ）は、（ａ）のＡ部詳細図である。

【図３】本発明に係る太陽電池一体型屋根板に用いる太
陽電池モジュールを示すもので、（ａ）は、作成手順を
説明するための平面図、（ｂ）は、（ａ）におけるＢ−
Ｂ’線での断面図である。

【図４】本発明に係る太陽電池一体型屋根板の一部斜視
図である。

【図５】本発明に係る太陽電池一体型屋根板の施工手順
を説明するための太陽電池一体型屋根板の斜視図であ
る。

【図６】本発明に係る端部用太陽電池一体型屋根板の斜
視図である。

【図７】実施例１に係る太陽電池一体型屋根板の斜視図
である。

【図８】実施例２に係る太陽電池一体型屋根板の一部斜
視図である。

【図９】実施例３に係る太陽電池一体型屋根板の斜視図
である。

【図１０】実施例４に係る太陽電池一体型屋根板の一部
斜視図である。

【符号の説明】

１１ステンレス基板（導電性基体）１２下部電極（裏面反射層）１３半導体層１４上部電極（透明導電層）２１太陽電池素子２２素子分離部２３集電電極（銅線）２４カーボン導電接着剤２５ポリイミドテープ２６バスバー銅テープ３１亜鉛メッキ鋼板３２接着層（充填剤）３３絶縁フィルム３４ガラス繊維３５太陽電池素子ブロック３６フッ素樹脂フィルム４１凸部４２軒側係合部４３棟側係合部４４穴４５電線４６コネクタ４７端子取出部保護部（端子箱）４８係合部４９バックアップ材５１屋根板本体６１太陽電池一体型屋根板６２端部用太陽電池一体型屋根板６３吊り子６４継手水切り板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光起電力素子を補強板に絶縁封止した構
造を有する太陽電池一体型屋根板において、受光面側では凸状となるとともに非受光面側では凹状と
なる凸部が、屋根板本体の少なくとも一個所に設けられ
ており、前記凸部には、端子取出部が収納されていることを特徴
とする太陽電池一体型屋根板。
【請求項２】前記凸部は、屋根板本体の桁方向に沿っ
て設けられていることを特徴とする請求項１記載の太陽
電池一体型屋根板。
【請求項３】前記凸部の棟側には、立ち上がり傾斜面
もしくは立直面を有していることを特徴とする請求項１
または２記載の太陽電池一体型屋根板。
【請求項４】前記凸部には、端子取出部保護部、電
線、コネクタ、アース接地部、アース線、アース用コネ
クタのうち少なくとも一つが収納されていることを特徴
とする請求項１〜３のいずれか１項記載の太陽電池一体
型屋根板。
【請求項５】前記補強板は、隣接する太陽電池一体型
屋根板同士を係合させるための係合部を有していること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の太陽電
池一体型屋根板。
【請求項６】前記凸部は、太陽電池一体型屋根板の端
部に跨って設けられていることを特徴とする請求項１〜
５のいずれか１項記載の太陽電池一体型屋根板。
【請求項７】前記補強板は、金属板からなることを特
徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の太陽電池一
体型屋根板。
【請求項８】前記凸部には、光起電力素子が絶縁封止
されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１
項記載の太陽電池一体型屋根板。
【請求項９】前記光起電力素子は、可撓性を有する光
起電力素子であることを特徴とする請求項８記載の太陽
電池一体型屋根板。
【請求項１０】前記凸部内には、その残空間部の少な
くとも一部に断熱材を設けたことを特徴とする請求項１
〜９のいずれか１項記載の太陽電池一体型屋根板。
【請求項１１】前記太陽電池一体型屋根板の少なくと
も一部は、その施工時において、野地板に接触する構造
を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１
項記載の太陽電池一体体型屋根板。
【請求項１２】光起電力素子を補強板に絶縁封止する
工程と、補強板の一部を曲げ加工することにより凸部を形成する
工程と、を有することを特徴とする太陽電池一体型屋根板の製造
方法。
【請求項１３】前記補強板の少なくとも一部を曲げ加
工することにより、太陽電池一体型屋根板の係合部を形
成する工程を有することを特徴とする請求項１２記載の
太陽電池一体型屋根板の製造方法。
【請求項１４】前記補強板は、可撓性を有する金属板
からなることを特徴とする請求項１２または１３記載の
太陽電池一体型屋根板の製造方法。
【請求項１５】前記凸部を形成する工程は、プレス成
形機を用いて行うことを特徴とする請求項１４記載の太
陽電池一体型屋根板の製造方法。
【請求項１６】前記係合部を形成する工程は、ベンダ
ー、プレス成形機、ロール成形機のいずれかを用いて行
うことを特徴とする１３〜１５のいずれか１項記載の太
陽電池一体型屋根板の製造方法。
【請求項１７】施工時において、隣接する太陽電池一
体型屋根板との結線、あるいは結線後の配線設置を、屋
根板本体に形成した凸部と野地板間の空間内で行うこと
を特徴とする太陽電池一体型屋根板の施工方法。
【請求項１８】施工時において、隣接する太陽電池一
体型屋根板の結線、あるいは結線後の設置を、前記凸部
と前記野地板間の空間内で行うとともに、ケラバ内空
間、軒先空間、棟空間のいずれかで行うことを特徴とす
る太陽電池一体型屋根板の施工方法。