JP2002076421A - 太陽電池モジュール及びその太陽電池モジュールを屋根材として使用した建造物 - Google Patents

太陽電池モジュール及びその太陽電池モジュールを屋根材として使用した建造物

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JP2002076421A
JP2002076421A JP2000261057A JP2000261057A JP2002076421A JP 2002076421 A JP2002076421 A JP 2002076421A JP 2000261057 A JP2000261057 A JP 2000261057A JP 2000261057 A JP2000261057 A JP 2000261057A JP 2002076421 A JP2002076421 A JP 2002076421A
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cell module
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generation unit
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Kiyokazu Miyaji
清和 宮地
Kazumi Sugaya
和巳 菅谷
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MIYACHI KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 専用のフレームや架台を用いることなく、簡
単且つ低コストに設置することができる太陽電池モジュ
ール及びその太陽電池モジュールを屋根材として使用し
た建造物を提供すること。 【解決手段】 樹脂フィルム２０と発電ユニット３１と
は、ガラス材４０と比較して非常に薄いので、ガラス材
４０に樹脂フィルム２０と発電ユニット３１とを貼着し
て構成される太陽電池モジュール１０であっても、通常
のガラス板と同じように扱うことができる。しかも、こ
の太陽電池モジュール１０は光透過性を有しているの
で、内部に太陽光を入れることができる。よって、専用
のフレームや架台を用いることなく、温室５０等の屋根
材として、太陽電池モジュール１０を使用することがで
きるので、太陽電池モジュール１０の特別な設置スペー
スが不要になると共に、簡単で且つ低コストに、この太
陽電池モジュール１０を設置することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、太陽電池モジュ
ール及びその太陽電池モジュールを屋根材として使用し
た建造物に関し、特に、専用のフレームや架台を用いる
ことなく、簡単かつ低コストに設置することができる太
陽電池モジュール及びその太陽電池モジュールを屋根材
として使用した建造物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】 自然なエネルギーである太陽エネルギ
ーは、太陽光により発電する太陽電池モジュールや、太
陽熱を集熱する太陽集熱モジュールによって利用されて
いる。例えば、パネル状の太陽電池モジュールを住宅等
の建造物の屋根上に設置して、その太陽電池モジュール
により、クリーンな太陽エネルギーから直接電力を取り
出す太陽光発電が地球環境への関心の高まりと共に盛ん
に進められている。
【０００３】この太陽電池モジュール６０は、農作物を
栽培する温室７０においては、図８に示すように使用さ
れる。即ち、温室７０付近の空き地に、架台６１及びフ
レーム６２を固設し、その架台６１及びフレーム６２上
に、太陽電池モジュール６０を設置するのである。太陽
電池モジュール６０によって発電された電力は、図示し
ない配線で温室７０へ導かれ、その温室７０の夜間照明
や空調設備の駆動電力として使用される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、太陽
電池モジュール６０で効率よく電力を得るためには受光
面積を広くしなければならず、そのため大きな設置スペ
ースが必要になるという問題点があった。また、設置の
ためには架台６１やフレーム６２が必要になるので、設
置コストが高くなると共に、温室等では屋根より光を透
過させる必要があるため、普通の住宅のように屋根を設
置スペースとすることができず、大がかりな設置作業が
必要になるという問題点があった。
【０００５】本発明は上述した問題点を解決するために
なされたものであり、専用のフレームや架台を用いるこ
となく、簡単かつ低コストに設置することができる太陽
電池モジュール及びその太陽電池モジュールを屋根材と
して使用した建造物を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】 この目的を達成するた
めに請求項１記載の太陽電池モジュールは、光を受光し
て発電する発電ユニットと、その発電ユニットと電気的
に接続されるリードとを備えており、前記発電ユニット
の非受光面と前記リードとが貼着される光透過性を有す
る樹脂フィルムを備えている。この請求項１記載の太陽
電池モジュールによれば、発電ユニットの非受光面とリ
ードとが光透過性を有する樹脂フィルムに貼着されて形
成されている。
【０００７】請求項２記載の太陽電池モジュールは、請
求項１記載の太陽電池モジュールにおいて、前記樹脂フ
ィルムの前記発電ユニットが貼着される側の面には、接
着剤又は粘着材が塗布されているものである。
【０００８】請求項３記載の太陽電池モジュールは、請
求項１又は２に記載の太陽電池モジュールにおいて、光
透過性を有すると共に、前記発電ユニットの受光面側で
その発電ユニット及びリードを前記樹脂フィルムとの間
に層状に挟装するガラス材を備えているものである。
【０００９】請求項４記載の太陽電池モジュールは、請
求項３記載の太陽電池モジュールにおいて、前記ガラス
材の非発電ユニット側面一端部に設けられると共に前記
リードと電気的に接続された第１コネクタと、前記樹脂
フィルムの非発電ユニット側面他端部に設けられると共
に前記リードと電気的に接続された第２コネクタとを備
えている。
【００１０】この請求項４記載の太陽電池モジュールに
よれば、請求項３記載の太陽電池モジュールと同様に作
用する上、第１コネクタはガラス材の非発電ユニット側
面一端部に設けられ、第２コネクタは樹脂フィルムの非
発電ユニット側面他端部に設けられているので、複数枚
の太陽電池モジュールを瓦葺き状に重ね合わせることに
より、１の太陽電池モジュールの第１コネクタが、別の
太陽電池モジュールの第２コネクタに当接され、両太陽
電池モジュールが電気的に接続される。
【００１１】請求項５記載の建造物は、請求項１から４
のいずれかに記載の太陽電池モジュールを屋根材として
使用した建造物であり、その建造物の梁には前記太陽電
池モジュールと電気的に接続されるコネクタが配設され
ている。
【００１２】
【発明の実施の形態】 以下、本発明の好ましい実施例
について、添付図面を参照して説明する。図１は、本実
施例の太陽電池モジュール１０の斜視図である。この太
陽電池モジュール１０は、樹脂フィルム２０と、リード
３０と、発電ユニット３１と、第１コネクタ３２と、第
２コネクタ３３と、ガラス材４０とから構成されてい
る。このうち、発電ユニット３１と、第１コネクタ３２
と、第２コネクタ３３とは、リード３０により電気的に
接続されている。
【００１３】図２は、かかる太陽電池モジュール１０を
構成毎に分解して示した分解斜視図である。図２に示す
ように、太陽電池モジュール１０は、樹脂フィルム２０
の片面に接着剤又は粘着材を塗布し、その面に、リード
３０、発電ユニット３１の非受光面およびガラス材４０
を順に積層して貼着することにより構成されている。リ
ード３０の一端部には第１コネクタ３２が配設され、ま
た、そのリード３０の他端部には第２コネクタ３３が配
設されている。
【００１４】第１コネクタ３２は、ガラス材４０の非貼
着面（非樹脂フィルム２０面）に露出して配設されるよ
うに、リード３０の一端をガラス材４０の側面に沿って
曲折させて構成されている。同様に、第２コネクタ３３
は、樹脂フィルム２０の接着剤又は粘着材が塗布されて
いない面に露出して配設されるように、リード３０の他
端を樹脂フィルム２０の側面に沿って曲折させて構成さ
れている。即ち、リード３０を側面視Ｓ字状に曲折させ
て、その一端に第１コネクタ３２をガラス材４０の非樹
脂フィルム２０面に露出させて配設し、リード３０の他
端に第２コネクタ３３を樹脂フィルム２０の非貼着面に
露出させて配設して構成されている。
【００１５】このように、第１および第２コネクタ３
２．３３は構成されているので、図３（ｂ）に示すよう
に、１の太陽電池モジュール１０の一端のガラス材４０
側と、別の太陽電池モジュール１０の他端の樹脂フィル
ム側とを重ね合わせることにより、即ち、２以上の太陽
電池モジュール１０を瓦葺き状に重ね合わせることによ
り、各太陽電池モジュール１０を電気的に接続すること
ができるのである。
【００１６】樹脂フィルム２０は強度の面を考慮して約
１０ミクロンから約１５０ミクロンの厚さで構成されて
いる。材質としては、透明な光透過性を有する、例え
ば、アクリル、ポリカーボネイト、塩化ビニール、ポリ
エステル、ポリイミド、ポリアミド、ポリエチレン、ポ
リスチレン、ポリオレフィン系樹脂、シリコン系樹脂、
エンジニアプラスティック等が用いられる。また、発電
ユニット３１は、シリコン、ガリウム・ヒ素、硫化カド
ミウム等からｐ型とｎ型との半導体で構成されており、
その厚さは数ミクロン〜数百ミクロンである。
【００１７】これに対し、ガラス材４０は、透明で光透
過性を有している。その厚さは、ガラス材４０の大きさ
（面積）にもよるが、家庭用のガラスや強化ガラス等の
通常の規格品を用いる場合、通常３ミリから２０ミリで
ある。よって、ガラス材４０の厚さを最も薄い３ミリと
した場合であっても、太陽電池モジュール１０の厚さは
最大３．３ミリ（３ミリのガラス材４０、０．１５ミリ
の樹脂フィルム２０および発電ユニット３１）となるだ
けであるので、即ち、ガラス材４０の厚さに比べて、樹
脂フィルム２０および発電ユニット３１の厚さは極めて
薄いので、太陽電池モジュール１０を通常のガラス板と
同様に施工することができるのである。なお、樹脂フィ
ルム２０およびガラス材４０は、共に透明で光透過性を
有しているので、太陽電池モジュール１０自体に光透過
性を持たせることができる。
【００１８】図３に、かかる太陽電池モジュール１０を
屋根材として使用した建造物を示す。図３（ａ）は、太
陽電池モジュール１０を屋根材として使用した建造物の
展開斜視図である。この建造物はガラス張りの温室５０
で構成されており、その屋根材に太陽電池モジュール１
０が使用されている。なお、屋根材に限らず、温室５０
の側壁材として、この太陽電池モジュール１０を使用す
る用にしても良い。
【００１９】図３（ｂ）は、図３（ａ）のＩＩＩ−ＩＩ
Ｉ線の拡大断面図である。図３（ｂ）に示すように、太
陽電池モジュール１０は、温室５０の屋根部分に、１の
太陽電池モジュール１０の一端に配設された第１コネク
タ３２と、別の太陽電池モジュール１０の他端に配設さ
れた第２コネクタ３３とが当接するように、瓦葺き状に
重ね合わされて敷設されている。これにより、両太陽電
池モジュール１０は、余分な配線を用いることなく、電
気的に接続されるのである。
【００２０】図４は、図３に示す温室５０の側面図であ
る。上述したように、この温室５０は、複数本の梁５１
によって組み立てられている。各梁５１の接合部分に
は、コネクタ５２が設けられており、この各コネクタ５
２は梁５１内に収容された配線（図示せず）を介して、
バッテリ５３に電気的に接続されている。よって、太陽
電池モジュール１０をコネクタ５２に接続することによ
り、煩雑な配線をすることなく、各太陽電池モジュール
１０で発電された電力をバッテリー５３に蓄えることが
できる。バッテリ５３に蓄えられた電力は、温室５０内
の機器を駆動するための電力として使用される。なお、
コネクタ５２を梁５１の内部に設ければ、太陽電池モジ
ュール１０とコネクタ５２との接続を一層見栄え良く行
うことができる。
【００２１】以上説明したように、本実施例の太陽電池
モジュール１０によれば、樹脂フィルム２０と発電ユニ
ット３１とは、ガラス材４０と比較して非常に薄いの
で、ガラス材４０に樹脂フィルム２０と発電ユニット３
１とを貼着して構成される太陽電池モジュール１０であ
っても、通常のガラス板と同じように扱うことができ
る。よって、専用のフレームや架台を用いることなく、
太陽電池モジュール１０を設置することができる。即
ち、太陽電池モジュール１０をガラス板と同様に扱うこ
とにより、太陽電池モジュール１０を設置するための特
別な設置スペースが不要になるばかりでなく、ガラス板
のように、簡単で且つ低コストに、太陽電池モジュール
１０を設置することができるのである。
【００２２】また、この太陽電池モジュール１０は光透
過性を有しているので、太陽電池モジュール１０を設置
した状態において、内部に太陽光を入れることができ
る。よって、図３および図４に示すように、この太陽電
池モジュール１０を屋根材（又は壁材）として温室５０
を構成することができるのである。この場合、発電ユニ
ット３１の受光面側にガラス材４０が貼着され、その発
電ユニット３１の反対面（非受光面）側に樹脂フィルム
２０が貼着されているので、太陽電池モジュール１０
は、ガラス材４０を外側に、樹脂フィルム２０を温室５
０の内面に向けて設置される。よって、何らかの原因で
ガラス材４０が割れたとしても、その割れたガラス材４
０の温室５０内部への散乱を、樹脂フィルム２０によっ
て防止することができるのである。
【００２３】ここで、温室５０等では、単に太陽光を透
過させれば良いという訳ではなく、その透過量を調整す
ることが必要になる。この点、従来技術では図８に示す
ように、温室７０内に遮光シート７１を設けて、その遮
光シート７１により、温室７０内への太陽光の透過量を
調整している。
【００２４】これに対し、本実施例の太陽電池モジュー
ル１０では、太陽光の透過量の異なる太陽電池モジュー
ル１０を複数種類用意し、かかる太陽電池モジュール１
０を取捨選択して使用することにより、温室５０内への
太陽光の透過量を調整するようにしている。図５は、か
かる太陽電池モジュール１０ａ〜１０ｄの斜視図であ
り、太陽光の透過量の異なる４種類の太陽電池モジュー
ル１０ａ〜１０ｄが図示されている。図５に示すよう
に、太陽電池モジュール１０ａ〜１０ｄは、使用する発
電ユニット３１の枚数を異ならせることにより、太陽光
の透過量を異ならせている。
【００２５】具体的には、図５（ａ）は、使用する発電
ユニット３１が３２枚であり、光の透過量が２０パーセ
ントの太陽電池モジュール１０ａとされている。図５
（ｂ）は、使用する発電ユニット３１が２４枚であり、
光の透過量が４０パーセントの太陽電池モジュール１０
ｂと、図５（ｃ）は、使用する発電ユニット３１が１６
枚であり、光の透過量が６０パーセントの太陽電池モジ
ュール１０ｃと、図５（ｄ）は、使用する発電ユニット
３１が８枚であり、光の透過量が８０パーセントの太陽
電池モジュール１０ｄとされている。これら４種類の太
陽電池モジュール１０ａ〜１０ｄを適宜選択して使用す
ることにより、温室５０内への太陽光の透過量を、その
温室５０に適したものに調整することができるのであ
る。
【００２６】次に、図６および図７を参照して、第２実
施例について説明する。第２実施例の太陽電池モジュー
ル１１は、前記した第１実施例の太陽電池モジュール１
０のガラス材４０を除くと共に、そのガラス材４０の外
面に配設される第１コネクタ３２の構成を変更したもの
である。以下、第１実施例と同一の部分には、同一の符
号を付してその説明は省略し、異なる部分についてのみ
説明する。
【００２７】図６は、第２実施例の太陽電池モジュール
１１の分解斜視図である。第２実施例の太陽電池モジュ
ール１１は、樹脂フィルム２０と、リード３０と、発電
ユニット３１と、第１コネクタ３２ａと、第２コネクタ
３３とで構成されている。リード３０の一端部に形成さ
れる第１コネクタ３２ａは、第１実施例のように曲折さ
れず、真っ直ぐのまま樹脂フィルム２０上に配設されて
いる。
【００２８】この太陽電池モジュール１１は、ガラス材
４０が除かれているので、樹脂フィルム２０上に塗布さ
れた接着剤又は粘着材が発電ユニット３１の受光面側に
露出された状態となっている。よって、かかる露出面を
様々な場所に貼着することにより、新たな接着剤又は粘
着材を用いることなく、太陽電池モジュール１１を容易
に設置することができるのである。
【００２９】図７は、かかる第２実施例の太陽電池モジ
ュール１１を、一般家屋５５のガラス窓４１に貼着した
状態を示す斜視図である。この図７に示すように、太陽
電池モジュール１１は、単に貼着するだけで、既存の家
屋５５に、容易に且つ余分な設置スペースを取ることな
く、設置することができる。太陽電池モジュール１１を
ガラス窓４１などに設置することにより、設置された家
屋５５の内外で使用される電力の一部又はすべてを賄う
ことが可能となる。
【００３０】また、この太陽電池モジュール１１は、ガ
ラス窓４１の内側から貼着されると共に、樹脂フィルム
２０により覆われているので、太陽電池モジュール１１
を貼着したガラス窓４１のガラスが何らかの原因により
割れても、割れたガラスの家屋５５内部への散乱を、樹
脂フィルム２０により防止（抑制）することができるの
である。
【００３１】更に、第２実施例の太陽電池モジュール１
１も、第１実施例の太陽電池モジュール１０と同様に、
１の太陽電池モジュール１１の第１コネクタ３２ａと、
別の太陽電池モジュール１０の第２コネクタ３３とが当
接するように、両太陽電池モジュール１１を瓦葺き状に
重ね合わせることにより、余分な配線をすることなく、
両太陽電池モジュール１１を電気的に接続することがで
きる。
【００３２】なお、前記した通り、樹脂フィルム２０に
は透明な光透過性を有するものが用いられているので、
ガラス窓４１に太陽電池モジュール１１を貼着しても、
家屋５５の室内への採光を全く遮ってしまうことはな
い。この樹脂フィルム２０に色付け等を施せば、家屋５
５の装飾性を向上させることもできる。
【００３３】以上、実施例に基づき本発明を説明した
が、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではな
く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良変形が
可能であることは容易に推察できる。
【００３４】例えば、本実施例の太陽電池モジュール１
０を設置するガラス窓のフレーム等に、その太陽電池モ
ジュール１０が接続されるコネクタを配設するようにし
ても良い。このように、該コネクタを配設することによ
り、煩雑な配線を用いることなく、その太陽電池モジュ
ール１０から得られた電力をバッテリ５３に蓄え、有効
に利用することができる。
【００３５】また、第２実施例の太陽電池モジュール１
１を、ビニールハウスや、アクリル材や強化プラスティ
ック材を屋根材として使用した車庫などの建造物に使用
するようにしても良い。この場合、太陽電池モジュール
１１は、第２実施例の場合と同様に、ビニールハウスや
車庫などの内側から貼着することにより、容易に施工す
ることができるのである。
【００３６】
【発明の効果】 請求項１記載の太陽電池モジュールに
よれば、発電ユニットの非受光面とリードとは光透過性
を有する樹脂フィルムに貼着されているので、その樹脂
フィルムを温室やガラス窓の内面から発電ユニットの受
光面を外面に向けて貼着することにより、専用のフレー
ムや架台を用いることなく、太陽電池モジュールを設置
することができる。即ち、設置スペースを取ることな
く、簡単で且つ低コストに、太陽電池モジュールを設置
することができるという効果がある。また、樹脂フィル
ムは光透過性を有するので、この太陽電池モジュールを
設置しても、内部に太陽光を入れることができるという
効果がある。
【００３７】請求項２記載の太陽電池モジュールによれ
ば、請求項１記載の太陽電池モジュールの奏する効果に
加え、樹脂フィルムの発電ユニットが貼着される側の面
には接着剤又は粘着材が塗布されているので、その接着
剤又は粘着材により、発電ユニットとリードとを樹脂フ
ィルムに貼着できるとともに、新たな貼着材を用いるこ
となく、太陽電池モジュール自体を様々な場所に貼着す
ることができるという効果がある。
【００３８】請求項３記載の太陽電池モジュールによれ
ば、請求項１又は２に記載の太陽電池モジュールの奏す
る効果に加え、発電ユニットは透過性を有するガラス材
と樹脂フィルムとの間に、その受光面をガラス材側に向
けて挟装されているので、太陽光を通過させつつ、発電
することができる。よって、温室等の光を必要とする建
造物などに適用できるという効果がある。また、ガラス
材には発電ユニットを挟装しつつ樹脂フィルムが貼着さ
れているので、そのガラス材が割れた場合に、樹脂フィ
ルムにより、ガラス材の散乱を防止することができると
いう効果がある。しかも、その樹脂フィルムは発電ユニ
ットの非受光面側に貼着されているので、この太陽電池
モジュールは、ガラス材を外側に樹脂フィルムを内側に
して設置される。よって、設置場所の内側へのガラス材
の散乱を防止することができるという効果がある。
【００３９】請求項４記載の太陽電池モジュールによれ
ば、請求項３記載の太陽電池モジュールの奏する効果に
加え、複数枚の太陽電池モジュールを瓦葺き状に重ねあ
わせることにより、１の太陽電池モジュールの第１コネ
クタを、別の太陽電池モジュールの第２コネクタに当接
させて、両太陽電池モジュールを電気的に接続すること
ができる。よって、各太陽電池モジュールの接続を容易
に行うことができるという効果がある。
【００４０】請求項５記載の建造物によれば、請求項１
から４のいずれかに記載の太陽電池モジュールの奏する
効果に加え、建造物の梁には太陽電池モジュールと電気
的に接続されるコネクタが設けられているので、その建
造物の屋根材として用いられる太陽電池モジュールの配
線を簡略化して、その太陽電池モジュールで発電した電
力を有効に利用することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例の太陽電池モジュールの斜
視図である。
【図２】 太陽電池モジュールの構成を示す分解斜視図
である。
【図３】 （ａ）は、太陽電池モジュールを屋根材とし
て使用した建造物（温室）の展開斜視図であり、（ｂ）
は、（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線における拡大断面図であ
る。
【図４】 図３（ａ）の建造物（温室）の側面図であ
る。
【図５】 太陽電池モジュールの光の透過量を調整する
ため、使用される発電ユニットの枚数を異ならせた太陽
電池モジュールの斜視図であり、（ａ）は発電ユニット
が３２枚で光の透過量が２０パーセントのものであり、
（ｂ）は発電ユニットが２４枚で光の透過量が４０パー
セントのものであり、（ｃ）は発電ユニットが１６枚で
光の透過量が６０パーセントのものであり、（ｄ）は発
電ユニットが８枚で光の透過量が８０パーセントのもの
である。
【図６】 第２実施例の太陽電池モジュールの構成を示
す分解斜視図である。
【図７】 第２実施例の太陽電池モジュールを使用した
建造物の斜視図である。
【図８】 従来の太陽電池モジュールを使用した建造物
（温室）の断面図である。
【符号の説明】
１０，１０ａ〜１０ｄ，１１ 太陽電池モジュール ２０ 樹脂フィルム ３０ リード ３１ 発電ユニット ３２，３２ａ 第１コネクタ ３３ 第２コネクタ ４０ ガラス材 ４１ ガラス窓 ５０ 温室（建造物） ５１ 梁 ５２ コネクタ ５３ バッテリ ５５ 家屋（建造物）

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光を受光して発電する発電ユニットと、
    その発電ユニットと電気的に接続されるリードとを備え
    た太陽電池モジュールにおいて、 前記発電ユニットの非受光面と前記リードとが貼着され
    る光透過性を有する樹脂フィルムを備えていることを特
    徴とする太陽電池モジュール。
  2. 【請求項２】 前記樹脂フィルムの前記発電ユニットが
    貼着される側の面には、接着剤又は粘着材が塗布されて
    いることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュ
    ール。
  3. 【請求項３】 光透過性を有すると共に、前記発電ユニ
    ットの受光面側でその発電ユニット及びリードを前記樹
    脂フィルムとの間に層状に挟装するガラス材を備えてい
    ることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池モ
    ジュール。
  4. 【請求項４】 前記ガラス材の非発電ユニット側面一端
    部に設けられると共に前記リードと電気的に接続された
    第１コネクタと、前記樹脂フィルムの非発電ユニット側
    面他端部に設けられると共に前記リードと電気的に接続
    された第２コネクタとを備えたことを特徴とする請求項
    ３に記載の太陽電池モジュール。
  5. 【請求項５】 請求項１から４のいずれかに記載の太陽
    電池モジュールを屋根材として使用した建造物であっ
    て、その建造物の梁には前記太陽電池モジュールと電気
    的に接続されるコネクタが配設されていることを特徴と
    する太陽電池モジュールを屋根材として使用した建造
    物。
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