JP2004087769A

JP2004087769A - 屋根材一体型太陽電池モジュールおよびその敷設方法

Info

Publication number: JP2004087769A
Application number: JP2002246449A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yoshida; 吉田　　隆
Original assignee: Fuji Electric Holdings Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2002-08-27
Filing date: 2002-08-27
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2022-08-27
Also published as: JP4136541B2

Abstract

【課題】外形寸法の限られた屋根材の表面積を最大限有効に生かして屋根材一枚当たりの発電量の増量化を図る。
【解決手段】前端に前壁部１ａを形成した瓦形屋根材１に対してその表面に薄膜太陽電池４を敷設し、屋根に照射する太陽光のエネルギーを電気エネルギーに変換して発電する屋根材一体型太陽電池モジュールにおいて、薄膜太陽電池４の敷設面域を屋根材１の上面および前壁部１ａの両面域にまたがるように敷設し、限られた外形寸法の屋根材表面積を最大限有効に生かして発電面域を拡大し、屋根材一枚当たりの発電量増加を図る。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、横葺き式屋根材（瓦）の表面に薄膜太陽電池を敷設した屋根材一体型太陽電池モジュール，およびその敷設方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
頭記の屋根材一体型太陽電池モジュールとして、横葺き式瓦の屋根材に薄膜太陽電池を直接敷設し、その太陽電池の出力端子リードを一段上に並ぶ屋根材の裏面側に引き出してここに配線した給電ケーブルに接続するように構成したものが本発明と同じ出願人より特開２０００−９１６１８号として先に出願されており、その構成を図１１，１２に示す。
【０００３】
まず、図１１（ａ）　〜（ｃ）　は瓦形状になる屋根材の表面に太陽電池モジュールを敷設した屋根材１枚分のユニット、図１２は前記ユニットを建屋の屋根に葺いて太陽電池モジュールを給電ケーブルに接続した状態を表す図であり、図において、１は屋根材、２は屋根材の表面に敷設した太陽電池モジュール、３は屋根材１を葺く屋根の野地板である。
【０００４】
ここで、屋根材１は防錆処理を施した通常の鋼板，ステンレス鋼板，アルミ板あるいはセメント，モルタル，スレート，陶磁器などの不燃性の建材を素材として、図示のように前端から下向きに屈曲して垂下延在する前壁部１ａを形成した断面Ｌ字形の瓦になる。なお、屋根材１の前壁部１ａは、図１２に示す使用状態で、一段下に並ぶ屋根材１との間との隙間から雨が内側に浸入するのを防ぐ役目を果たす。一方、太陽電池モジュール２は、詳細構造を後記する薄膜太陽電池４，および薄膜太陽電池４の出力端子に導電性テープ５などで接続して左右両側縁から後方に引き出したプラス極（＋），マイナス極（−）の箔状端子リード６，７をサンドイッチ状に挟んでその表裏両面を透明なシート状の封止材８で封止し、さらに耐候性の高い表面保護材９を積層してラミネートした構造になり、前記屋根材１の上面面域に接着剤で貼り付けてその端子リード６，７を屋根材１の後縁から適宜な長さを持たせて背後に引き出し、さらに各端子リード６，７にコネクタ６ａ．７ａを取付けた構成になる。なお、封止材８は例えばＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）、表面保護材９にはＥＴＦＥなどのフッ素系樹脂フィルムが採用される。
【０００５】
そして、図１２で示すように、屋根材１を野地板３の傾斜面に沿い前後端が重なるように配列して葺いた状態で、個々の屋根材１から背後に引き出した端子リード６，７のコネクタ６ａ，７ａを一段上に並ぶ屋根材１の裏面側に引回して配線した給電ケーブル１０に接続するようにしている。なお、屋根材１を野地板３に固定するには、図１１（ａ）　で示すように屋根材の後部側に開けた穴１ｂに針金を通して野地板３に固定する。
【０００６】
次に、前記した太陽電池モジュール２の薄膜太陽電池４の詳細構造を図１３で説明する。この薄膜太陽電池はフレシキブルなプラスチックシートを基板として、この基板上にアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）形の光電変換素子，透明電極，裏面電極，および接続電極をパターンニングした直列接続構造になり、本発明と同一出願人よりＳＣＡＦ（Ｓｅｒｉｅｓ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　ｔｈｒｏｕｇｈ　Ａｐｅｒｔｕｒｅｓ　ｏｎ　Ｆｉｌｍ）と名付けて特開平１０−２３３５１７号公報，特開２０００−２２３７２７号公報などで出願されている。
【０００７】
すなわち、図１３に示す薄膜太陽電池４において、１１はフレキシブルなシート状のプラスチック基板、１２はプラスチック基板１１の受光面側に形成した光電変換層（ａ−Ｓｉ）、１３は光電変換層１２の受光面に形成した透明電極、１４は光電変換層２の裏面電極、１５はプラスチック基板１１の裏面に形成した背面電極（接続電極）、１６はプラスチック基板１１を貫通して透明電極１３と背面電極１５との間を導通する集電ホール（スルーホール）、１７は背面電極１５と裏面電極１４との間を導通する直列ホールであり、透明電極１３，光電変換層１２および裏面電極１４には定ピッチ間隔おきにセル分割溝１８をレーザースクライブしてアレイ状に並ぶ複数の短冊状ユニットセル２０に分離し、さらにユニットセル２０の配列と半ピッチずらして、プラスチック基板１１の裏面側に形成した背面電極１５にセル分割溝１９をレーザースクライブしている。
【０００８】
かかる構成で、太陽電池の受光面に照射した太陽光は透明電極１３を透過して光電変換層１２に入射し、各ユニットセル２０の領域で光電変換層１２に発生した電流が透明電極１３に集められる。また、透明電極１３は集電ホール１６→背面電極１５→直列ホール１７を経て隣接するユニットセル２０の裏面電極１４に接続されており、これによりユニットセル２０の相互間が直列接続される。
【０００９】
前記したプラスチックフィルム基板型の薄膜太陽電池は、電池製造のための材料入手の制約が少なくて量産性（Ｒｏｌｌ　ｔｏ　Ｒｏｌｌ　方式）　にも優れているおり、さらにこの薄膜太陽電池を先述のように樹脂封止材８，表面保護材９で封止した太陽電池モジュール２は軽量で柔軟性があることから、その特長を活かして様々な用途への応用が提案されており、その応用の一つとして住宅などの屋根に葺く瓦などの屋根材に太陽電池モジュールを敷設し、屋根に照射する太陽光のエネルギーを利用して電力を得るようにした太陽電池発電システムの普及化が進んでいる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記した屋根材一体形太陽電池を普及させるには、限られた屋根材の設置面積を如何に有効利用して太陽電池の発電量を増やすかが大きな課題となる。
【００１１】
かかる観点から図１１に示した従来の屋根材一体形太陽電池モジュールを検討すると、従来構造では太陽電池モジュール２が屋根材１の上面面域にのみ敷設されている。一方、図１２のように屋根材１を屋根に葺いた使用状態では、瓦形の屋根材１に対して太陽光Ｓは屋根材１の上面域のみならず前面壁１ａにも照射する。この場合に、屋根材１の上面域，前壁部１ａは太陽光Ｓに対する相対角度が異なるために各面域の日射量は時々刻々変わるが、従来構造の屋根材一体形太陽電池モジュールでは、屋根材の前面壁１ａが非発電面域となっていて該面域に照射する太陽光のエネルギーは全く利用されてない。
【００１２】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は外形寸法の限られた屋根材の表面積を最大限有効に生かして屋根材一枚当たりの発電量の増量化を図り、併せてこの瓦形屋根材の形状に適合した太陽電池モジュールのセル構造，およびその敷設方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明によれば、横葺き式屋根材の表面に太陽電池モジュールを敷設した屋根材一体型太陽電池モジュールであって、屋根材はその前端から下向きに延在する前壁部を形成した瓦であり、太陽電池モジュールはフレシキブルな基板としてその受光面側に光電変換層として短冊状のセルユニットおよび各電極層をアレイ状に配列してその相互間を直列接続した薄膜太陽電池、ならびに薄膜太陽電池の出力端子に接続して左右側縁から後方に引き出したプラス極およびマイナス極のコネクタ付き端子リードをシート状の封止材および耐候性のある表面保護材で封止した構成になり、該太陽電池モジュールを前記屋根材の表面に貼り付けてその端子リードを屋根材の背後に引き出したものにおいて、前記薄膜太陽電池を屋根材の上面および前壁面の両面域にまたがって敷設し、限られた寸法の屋根材の表面積を最大限有効に生かして屋根材一枚当たりの発電量増加を図るようにする（請求項１）。
【００１４】
また、本発明によれば、前記構成を基本として、太陽電池モジュールを折り曲げて屋根材の上面および前面壁にまたがるよう敷設した使用状態で、太陽電池の発電機能低下を防ぐために、その具体的な実施態様として屋根材および薄膜太陽電池のセル構造を次記のように構成するものとする。
【００１５】
（１）　屋根材に対して、薄膜太陽電池のセルユニットのアレイを屋根材の幅（左右）方向に配列して敷設し、太陽電池モジュールを屋根材に敷設した状態での薄膜太陽電池の各セルユニットにおける発電量のバランスを確保し、太陽電池モジュールとしての発電機能が極端に低下するのを防ぐようにする（請求項２）。
【００１６】
（２）　また、屋根材の上面から前壁部に移行するコーナー部分の屈曲面を円弧状の面（Ｒ面）に形成し（請求項３）、かつこのＲ面の曲率半径を少なくとも１０ｍｍ以上にして（請求項４）、薄膜太陽電池の折り曲げ面域に集中して加わる応力の緩和を図るようにする。
【００１７】
（３）　一方、前記太陽電池モジュールのフレシキブルな基板はプラスチックシートとし、また後記するように屋根材を鋼板製とし、その鋼板の平板状態で太陽電池モジュールを敷設した後に、曲げ加工を施して前壁部を屈曲形成する敷設方法を採用する場合のセル構造として、屋根材のコーナー部分に対応する太陽電池モジュールの面域に薄膜太陽電池本体を貫通して左右方向にスリットを形成し（請求項５）、太陽電池モジュールの曲げ方向に対する伸びに自由度を確保するようにした構成とする、具体的には前記スリットを断続的に分散して千鳥状に形成し、かつ個々のスリット長さを薄膜太陽電池のセルユニット幅よりも小に設定する（請求項６）ことで、セルユニットの通電機能を阻害せずに屋根材の曲げ加工に伴って薄膜太陽電池の曲げコーナー部に加わる応力集中の緩和が図れる。
【００１８】
（４）　さらに、前項（３）　において、スリット加工に伴って光電変換層，電極層のせん断面に生じた返り，変形などが原因で薄膜太陽電池の光電変換層が電気的に短絡する危惧がある場合には、そのバックアップ手段として、スリットの形成領域を囲んで薄膜太陽電池の基板上に形成した光電変換層および電極層に分離溝を成形してスリット形成領域を他のセル領域と電気的に分断し（請求項７）、スリットの加工が原因で太陽電池の発電能に支障を来すことがないようにすることができる。
【００１９】
（５）　また、前記の各項のように太陽電池モジュールを折り曲げて屋根材に敷設する際に柔軟な撓み性を確保するためには、太陽電池モジュールの封止材を厚さ１ｍｍ以下，表面保護材の厚さを１００μｍ以下とするのがよい（請求項８）。
【００２０】
（６）　また、屋根材に敷設した太陽電池モジュールの剥離を防いで長期使用の信頼性を高めるために、屋根材の後部側に水返しを形成した上で、屋根材に敷設した太陽電池モジュールの前縁を屋根材の前壁部の下縁側に折り返して貼り付けようにすることができる（請求項９）。
【００２１】
また、前記構成の屋根材一体型太陽電池モジュールの敷設方法として、本発明によれば、あらかじめ瓦形に成形された屋根材に対して、その上面および前壁部にまたがって太陽電池モジュールを貼り付ける敷設方法（請求項１０）のほかに、屋根材を鋼板製としてその前壁部を曲げ加工する以前の平板状態で太陽電池モジュールを貼り付け、その後に屋根材に曲げ加工を施して瓦形状に成形する敷設方法（請求項１１）がある。
【００２２】
なお、上記した二つの敷設方法はそれぞれ一長一短があるが、屋根材に太陽電池モジュールを貼り付ける作業性を考えた場合には、鋼板（板厚１ｍｍ以下の薄鋼板）の平板状態でその表面に太陽電池モジュールを貼り付けた後、曲げ加工を施す方法を採用すれば貼り付け作業が簡単に行えて量産性が向上する。また、太陽電池モジュールを貼り付けた後に屋根材を曲げ加工して前壁部を形成するには、例えば太陽電池モジュールにクッション材などを重ねて保護しながらロール曲げ，あるいは型曲げ加工を施すことで容易に対応できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図１０に示す実施例に基づいて説明する。なお、各実施例の図中で図１１，図１２に対応する部材には同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００２４】
〔実施例１〕
まず、本発明の実施例による屋根材一体型太陽電池モジュールの基本構造を図１〜図３に示す。この実施例においては、図１（ａ），（ｂ）　で示すように前端側に下向きに延在する前壁部１ａを形成した瓦形の屋根材１に対して、太陽電池モジュール２の薄膜太陽電池４が、屋根材１の上面域からさらに延長して前壁部１ａの前面を覆う面域にまたがって敷設されている。
【００２５】
ここで、図示例の屋根材１は鋼板（板厚１ｍｍ以下）を板金加工して前壁部１ａを成形した瓦形状になり、その上面域から前壁部１ａに移行するコーナー部１ｃを円弧状のＲ面として、そのＲ面の曲率半径は少なくとも１０ｍｍ以上に設定して形成されている。
【００２６】
また、太陽電池モジュール２は基本的に図１１〜図１３に示した従来のものと同様な構造であるが、その面積は前記のように屋根材１の上面および前壁部１ａを含めた全表面域に敷設するように拡大した上で、さらにモジュールに柔軟な曲げ性を付与して太陽電池のセルに与える曲げ応力の影響を低く抑えるために、この実施例では薄膜太陽電池４の表裏両面に被着したシート状封止材（例えばＥＶＡ）８の厚さを１ｍｍ以下，好ましくは０．５ｍｍ以下とし、表面保護材（ＥＴＦＥ）９の厚さを１００μｍ以下，好ましくは５０μｍ以下とする。
【００２７】
なお、図１（ａ）　の図中に表示したＡ〜Ｄのうち、Ａは屋根材１の前後方向に対応する太陽電池モジュール２の全長，Ｂは屋根材１の上面に対応する面域長さ，Ｃは前壁部１ａに対応する面域長さ、Ｄは屋根材の１の上面から前壁部１ａに移行するコーナー部１ｃに対応する面域長さを表している。
【００２８】
図２は上記構成の屋根材一体型太陽電池モジュールを使用して屋根を葺いた状態を表しており、太陽光Ｓは図１（ａ）　に示した太陽電池モジュール２の敷設面域Ａ（Ａ＝Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）に照射するので、図１２に示した従来構成（太陽電池モジュール２の敷設面域は図１のＢ面域に対応する）と比べて屋根材一枚当たりの発電量が増加する。
【００２９】
また、図３は前記太陽電池モジュール２の薄膜太陽電池４にパターン形成したユニットセル２０（図１３参照）の配列を表した展開図であり、この実施例では図示のようにプラスチック基板１１の受光面側に配列してアレイ状にパターン形成したユニットセル２０について、屋根材の幅（左右）方向をＸ，上下方向をＹとして、個々のユニットセル２０はそのセルの長辺をＹ方向に沿わせてＡ面域の全長に延在させ、Ｘ方向に配列した各ユニットセル２０の間を図１３で述べたように電極層，直列ホールを介して電気的に直列接続している。
【００３０】
これにより、太陽電池モジュール２を図１のように瓦形屋根材１の上面および前壁部１ａの両面域にまたがって敷設し、図１２のように屋根に葺いた状態で太陽光Ｓの照射を受けた場合に、上面域Ｂと前面域Ｃの相対角度の相違から太陽光Ｓの入射量が異なっても、左右にアレイ配列した各セルユニット２０の発電量は常にバランスする。
【００３１】
これに対して、薄膜太陽電池のセルユニット２０を図４で示すようにＸ，Ｙに対する向きを変えて上下方向にアレイ配列すると、屋根材の上面に対応するＢ面域のセルユニット２０と、屋根材の前壁部に対応するＣ面域のセルユニット２０とでは、太陽光入射量の相違から発電量が異なるために、太陽電池モジュール全体としての発電性能が極端に低下するような状況が生じる。例えば、太陽が真上に来て屋根材１の前壁部１ａ（Ｃ面域）に殆ど太陽光が当たらない状態になると、Ｃ面域に配列したユニットセル２０は自由電子，自由ホールの発生がなくて出力が殆どゼロとなるとともに、そのユニットセル自身はシリコン材料，電極材料により大きな電気抵抗を呈し、その結果として太陽電池モジュール全体の出力が極端に低下して太陽電池としての発電機能を十分に発揮できなくなる。
【００３２】
かかる点、薄膜太陽電池のセルユニット２０を図３のような向きに合わせて配列すれば、各セルユニット２０の発電量が常にバランスするので、太陽電池モジュール全体で発電機能が極端に低下する不具合を回避できる。
【００３３】
〔実施例２〕
次に、屋根材１に太陽電池モジュール２を敷設する方法について、本発明の請求項１１に対応する実施例を図５で説明する。すなわち、先記の実施例１では、鋼板を板金加工して瓦形に成形した屋根材１に対して、太陽電池モジュール２を後貼りしているが、屋根材１の先端形状がＬ字形に屈曲しているために貼り付けがやり難いといった作業上の問題がある。
【００３４】
そこで、この実施例では図５（ａ）　で示すように屋根材１の鋼板を曲げ加工する以前の平板状態で、太陽電池モジュール２を屋根材１の表面に貼り付け、その後に鋼板にロール曲げあるいは型曲げ加工を施して、図５（ｂ）に示すように前壁部１ａを形成するようにしている。なお、この曲げ加工の際に太陽電池モジュール２に、図示しないクッション材を重ね合わせるか、あるいは曲げ加工の治具側にクッション材を取付けて曲げ加工することで、太陽電池に損傷を与えることなく曲げ加工が行える。
【００３５】
この敷設方法によれば、太陽電池モジュール２の貼り付け作業が容易となるので機械作業でも簡単に対応できて量産性が向上する。
【００３６】
〔実施例３〕
次に、実施例２で述べた敷設方法の適用に好適な本発明の請求項５〜７に対応する太陽電池モジュールのセル構造を図６，図７に示す。
【００３７】
すなわち、図５で述べたように平板の鋼板に太陽電池モジュール２を貼り付けた状態で屋根材１の前壁部１ａを曲げ加工すると、太陽電池モジュール２の薄膜太陽電池４には折り曲げコーナーに対応する面域Ｄに大きな曲げ応力が加わり、特にプラスチック基板の受光面側に形成した光電変換層および電極層に対しては引張応力として作用してセルが損傷するおそれがある。
【００３８】
そこで、この実施例では、屋根材１の曲げコーナー部分に対応する太陽電池モジュール２の面域Ｄに薄膜太陽電池４を貫通して左右方向にスリット２１を形成するものとし、そのスリット２は図示のように断続的に分散させて千鳥状に形成している。また、個々のスリット長さは薄膜太陽電池４における各セルユニット２０（図１３参照）の横幅よりも小に設定してセルの通電機能を確保するようにしている。
【００３９】
このように、折り曲げコーナー部分の面域Ｄに対応して薄膜太陽電池２にスリット２１を千鳥状に形成しておくことにより、この領域は前後方向への伸びに対してある程度の自由度が確保される。したがって、実施例２で述べた敷設方法を採用して、太陽電池モジュール２を平板の鋼板に貼り付けた後に屋根材１に曲げ加工を施しても、薄膜太陽電池４の曲げコーナー部分に過大な応力が集中するのを回避できる。
【００４０】
また、薄膜太陽電池４にスリット加工を施すと、スリット２１のせん断面に返り，変形が生じて光電変換層１２が短絡状態（透明電極１３と裏面電極１４とが物理的に接触する）となるおそれがあることから、図示実施例ではそのバックアップ手段として、スリット２１の形成領域を囲んで薄膜太陽電池４のプラスチック基板１１上に形成した光電変換層１２および透明電極１３，裏面電極１４に分離溝２２をレーザースクライブし、スリット２１の形成領域を他のセル領域から電気的に分断するようにしている。これにより、スリット加工の際にスリット形成領域内で太陽電池に局部的なセルの短絡状態が生じても、その影響が他のセル領域に及ぶことがないので太陽電池としての発電機能を確保できる。
【００４１】
〔実施例４〕
次に、先記の各実施例で述べた屋根材一体型太陽電池モジュールの応用実施例として、耐久性，信頼性の向上を図った実施例の構成を図８〜図１０に示す。
【００４２】
まず、図８の実施例では、屋根材１の後部上面に左右方向に延在する水の侵入を防ぐための水返し１ｄを形成した上で、さらに屋根材の表面に貼り付けた太陽電池モジュール２の先端を屋根材１の前壁部１ａの下縁に折り返し、この折り返し部２ａを前壁部１ａの裏面に接着している。これにより、屋根材１を上下段に組み合わせて屋根に葺いた状態で、水返し１ｄが太陽電池モジュール２の上面と一段上に並ぶ屋根材との間の隙間から雨水が内側に浸入するのを阻止する。また、屋根材１に貼り付けた太陽電池モジュール２の折り返し部２ａが一段下に並ぶ屋根材との間に挟まれるので、長期使用中に太陽電池モジュール２が屋根材１から剥離するといった不具合が防げて信頼性が高まる。
【００４３】
また、図９，図１０は鋼板製の屋根材に適用した例であり、この構成では屋根材１の後縁部分を上向きに湾曲状に折り返して水返し１ｄを曲げ加工により形成した上で、この水返し１ｄの壁面に沿って太陽電池モジュール２の端子リード６，７を背後に引き出すようにし、さらに太陽電池モジュール２の先端部分は屋根材１の前壁部１ａと重ね合わせて内側に折り曲げている。この構成により、図８で述べた構成と同様に雨水の浸入および太陽電池モジュールの剥離を防止して信頼性，耐久性を高めることができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、断面Ｌ字状の瓦形屋根材に対し、その表面に薄膜太陽電池を敷設した屋根材一体型太陽電池モジュールにおいて、薄膜太陽電池を屋根材の上面および前壁の両面域にまたがって敷設したことにより、外形寸法の限られた屋根材の表面積を最大限有効に生かして発電面域を拡大し、屋根材一枚当たりの発電量増加を図ることができる。
【００４５】
また、その実施の態様として請求項２〜１１のセル構造および敷設方法を採用することにより、薄膜太陽電池の発電機能を損なうことなしに、信頼性，耐久性の高い屋根材一体型太陽電池モジュールを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による屋根材１枚分の屋根材一体形太陽電池モジュールの基本的なユニット構造図で、（ａ），（ｂ）　はそれぞれ側面図，および平面図
【図２】図１のユニットを屋根の野地板に沿って葺いた状態を表す側面図
【図３】図１における薄膜太陽電池にパターン形成したセルユニットのアレイ配列を表した太陽電池モジュールの展開図
【図４】図３と異なる向きにセルユニットを配列した太陽電池モジュールの展開図
【図５】本発明の実施例２に対応する太陽電池モジュール敷設方法の説明図で、（ａ），（ｂ）　はそれぞれ屋根材に太陽電池モジュールを貼り付ける前，および太陽電池モジュールを貼り付けて屋根材を曲げ加工した状態を表す図
【図６】本発明の実施例３に対応して折り曲げ領域にスリットを形成した薄膜太陽電池の平面図
【図７】図６における矢視Ｘ−Ｘの拡大断面図
【図８】本発明の実施例４に対応する屋根材一体型太陽電池モジュールの側視断面図
【図９】図８と異なる実施例を示す屋根材一体型太陽電池モジュールの側視断面図
【図１０】図９の太陽電池モジュールを屋根に葺いた状態を表す側面図
【図１１】従来における屋根材一体形太陽電池モジュールのユニット構造で、（ａ）　は平面図、（ｂ）　は側面図、（ｃ）　は太陽電池モジュールの断面図
【図１２】図１１に示した太陽電池モジュールのユニットを屋根に葺いた状態を表す側面図
【図１３】図１１における薄膜太陽電池の詳細構造図
【符号の説明】
１　　屋根材
１ａ　前壁部
１ｃ　コーナー部
１ｄ　水返し
２　　太陽電池モジュール
２ａ　折り返し部
４　　薄膜太陽電池
６，７　端子リード
６ａ，７ａ　コネクタ
８　　封止材
９　　表面保護材
１１　　薄膜太陽電池のプラスチック基板
１２　　光電変換層
１３　　透明電極
１４　　裏面電極
１５　　背面電極
１８，２２　分離溝
２０　　セルユニット
２１　　スリット

Claims

横葺き式屋根材の表面に太陽電池モジュールを敷設した屋根材一体型太陽電池モジュールであって、屋根材はその前端から下向きに延在する前壁部を形成した瓦であり、太陽電池モジュールはフレシキブルな基板としてその受光面側に光電変換層として短冊状のセルユニットおよび各電極層をアレイ状に配列してその相互間を直列接続した薄膜太陽電池、ならびに薄膜太陽電池の出力端子に接続して左右側縁から後方に引き出したプラス極およびマイナス極のコネクタ付き端子リードをシート状の封止材および耐候性の表面保護材で封止した構成になり、前記屋根材の表面に貼り付けてその端子リードを屋根材の背後に引き出したものにおいて、
前記薄膜太陽電池を屋根材の上面および前壁の両面域にまたがって敷設したことを特徴とする屋根材一体型太陽電池モジュール。
請求項１記載の屋根材一体型太陽電池モジュールにおいて、屋根材に対して、薄膜太陽電池のセルユニットのアレイを屋根材の幅（左右）方向に配列して敷設したことを特徴とする屋根材一体型太陽電池モジュール。
請求項１または２記載の屋根材一体型太陽電池モジュールにおいて、屋根材の上面から前壁部に移行するコーナー部分の屈曲面を円弧状の面（Ｒ面）に形成したことを特徴とする屋根材一体型太陽電池モジュール。
請求項３記載の屋根材一体型太陽電池モジュールにおいて、Ｒ面の曲率半径を少なくとも１０ｍｍ以上としたことを特徴とする屋根材一体型太陽電池モジュール。
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の屋根材一体型太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池モジュールのフレシキブルな基板はプラスチックシートとし、さらに屋根材のコーナー部分に対応する太陽電池モジュールの面域に薄膜太陽電池本体を貫通して左右方向にスリットを形成したことを特徴とする屋根材一体型太陽電池モジュール。
請求項５記載の屋根材一体型太陽電池モジュールにおいて、スリットを断続的に分散して千鳥状に形成し、かつ個々のスリット長さを薄膜太陽電池のセルユニット幅よりも小に設定したことを特徴とする屋根材一体型太陽電池モジュール。
請求項６記載の屋根材一体型太陽電池モジュールにおいて、スリットの形成領域を囲んで薄膜太陽電池の基板上に形成した光電変換層および電極層に分離溝を成形し、スリット形成領域を他のセル領域と電気的に分断したことを特徴とする屋根材一体型太陽電池モジュール。
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の屋根材一体型太陽電池モジュールにおいて、太陽電池モジュールの封止材は厚さが１ｍｍ以下，表面保護材は厚さが１００μｍ以下であることを特徴とする屋根材一体型太陽電池モジュール。
請求項１記載の屋根材一体型太陽電池モジュールにおいて、屋根材の後部側に水返しを形成し、さらに屋根材に敷設した太陽電池モジュールの前縁を屋根材の前壁部の下縁側に折り返して貼着してなることを特徴とする屋根材一体型太陽電池モジュール。
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の屋根材一体型太陽電池モジュールの敷設方法であって、あらかじめ瓦形に成形された屋根材に対して、その上面および前壁部にまたがって太陽電池モジュールを貼り付けたことを特徴とする屋根材一体型太陽電池モジュールの敷設方法。
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の屋根材一体型太陽電池モジュールの敷設方法であって、屋根材を鋼板製としてその平板状態で太陽電池モジュールを貼り付け、その後に屋根材に前壁部を曲げ加工を施して瓦形状に成形したことを特徴とする屋根材一体型太陽電池モジュールの敷設方法。