JP2012234961A - 薄膜太陽電池一体型遮光シート - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池一体型遮光シートを敷設した際に、風に煽られることにより生じる様々な問題を解決することを課題とする。
【解決手段】 遮光シートの一方の面上に薄膜太陽電池モジュールを備えた薄膜太陽電池一体型遮光シートであって、前記遮光シートは、薄膜太陽電池モジュールが備えられていない部分に、風抜き機構を有することを特徴とする、薄膜太陽電池一体型遮光シートにより課題を解決する。
【選択図】図３

Description

本発明は遮光シートに関し、特に薄膜太陽電池と一体化した遮光シートに関する。

太陽電池は、太陽光がありさえすれば発電が可能な、ＣＯ₂などの温室効果ガスを発生しないクリーンなエネルギー源である。そのため、一般家屋、ビルディングなど、様々な個所への設置が検討されている。

また、地上への設置も検討がなされており、特許文献１には、地面上に架台を設けることなく、太陽電池を地面に設置する方法が提案されている。この方法によると、光遮断性を有する透水シートを用いることで、雑草をブロックすることができる。

特開２００６−２６９６１０号公報

特許文献１で提案されている太陽電池モジュールは、地面上に架台を設けることなく直接設置するものである。しかしながら、太陽電池の発電効率を向上させるためには、太陽光に対して適切な角度となるように設置する必要がある。
一方で、太陽光に対して適切な角度となるように設置する場合、地面に対して角度を有するように設置することとなり、太陽電池と地面との間に空間が生じる。架台を設ける場合のように、太陽電池が強固に固定されている場合には、地面に対して角度を有するように設置したところで問題は生じないが、フレキシブルなシート状の太陽電池の場合、具体的には、防草機能を有する遮光シートに薄膜太陽電池を備えた薄膜太陽電池一体型遮光シートの場合には、太陽電池一体型遮光シートが風に煽られて、シートがばたつくこととなる。その結果、太陽光に対する太陽電池の受光面の角度が変化し安定な発電が困難となり、更にはシートがばたつくことで太陽電池が破損したり、複数の太陽電池をつなぐ配線が断線することで太陽電池の機能を失うという問題が生じた。本発明の課題は、太陽電池一体型遮光シートを用いた場合に生じる上記問題を解決することである。

上記課題を解決すべく本発明者が検討したところ、太陽電池一体型遮光シートのうち、薄膜太陽電池モジュールが備えられていない部分に風抜き機構を設けることで上記課題を解決できることに想到し、本発明を完成させた。

本発明は、遮光シートの一方の面上に薄膜太陽電池モジュールを備えた薄膜太陽電池一体型遮光シートであって、
前記遮光シートは、薄膜太陽電池モジュールが備えられていない部分に、風抜き機構を有することを特徴とする、薄膜太陽電池一体型遮光シートである。

また、前記遮光シートは複数の薄膜太陽電池モジュールを備え、前記風抜き機構が薄膜太陽電池モジュール間に配置されることが好ましく、前記風抜き機構はスリット状であることが好ましく、前記スリット状の風抜き機構は少なくともその一部に補強部材を備えることが好ましい。

また、前記薄膜太陽電池一体型遮光シートは、薄膜太陽電池モジュールの正極、及び負極から電気を取り出す出力端子を備え、該出力端子は薄膜太陽電池一体型遮光シートの受光面と反対の面に配置されることが好ましい。

また、前記薄膜太陽電池一体型遮光シートは、受光面の最表面にフッ素系樹脂からなる耐侯層を備えることが好ましい。
また、前記薄膜太陽電池一体型遮光シートは、防草シートであることが好ましい。

また、本発明の別の態様は、薄膜太陽電池一体型遮光シートの敷設方法であって、上記薄膜太陽電池一体型遮光シートを、該薄膜太陽電池一体型遮光シートの地面への対向面が地面に対して角度を有するように設置することを特徴とする薄膜太陽電池一体型遮光シートの敷設方法である。

本発明によれば、風による薄膜太陽電池一体型遮光シートのばたつきを抑えることができ、結果シートのばたつきによる不安定な発電、太陽電池の破損、配線の断線を防止することができる。

本発明の薄膜太陽電池一体型遮光シートの断面を表す模式図である。 本発明の薄膜太陽電池一体型遮光シートの全体を受光面側から見た模式図である。 本発明の薄膜太陽電池一体型遮光シートの全体を受光面側から見た模式図である。 （ａ）、（ｂ）は本発明の薄膜太陽電池一体型遮光シートの風抜き機構の補強部材の一態様を表す模式図である。（ｃ）は本発明の薄膜太陽電池一体型遮光シートの風抜き機構の減光シートを設けた態様を表す模式図である。 本発明の薄膜太陽電池一体型遮光シートを横断幕に適用した一態様を表す模式図である。

本発明の薄膜太陽電池一体型遮光シートは、遮光シートの一方の面上に薄膜太陽電池モジュールを備えてなる。薄膜太陽電池モジュールは薄膜型の太陽電池を備えたモジュールである。薄膜型の太陽電池は曲げ応力により多少曲がった場合でも割れない太陽電池であり、柔軟性に富むため、施工の自由度が高い太陽電池である。

薄膜型の太陽電池としては、薄膜型であればどのような太陽電池を用いてもよい。薄膜太陽電池の素子としては、一対の電極で発電層（光電変換層）を挟んだものを用いることができる。また、これらを複数個、直列又は並列に接続したものを用いることができる。
発電層としては、薄膜単結晶シリコン、薄膜多結晶シリコン、アモルファスシリコン、微結晶シリコン、球状シリコンなどのシリコン系半導体材料、ＣＩＳ系、ＣＩＧＳ系、ＧａＡｓ系などの化合物半導体材料、有機色素材料、有機半導体材料等が挙げられる。
本発明において、薄膜太陽電池とは、柔軟性に富んだ曲げても割れない太陽電池であるが、通常太陽電池素子の膜厚が０．０２μｍ以上、好ましくは０．０５μｍ以上、より好ましくは０．１μｍ以上である。また、通常５００μｍ以下、好ましくは３００μｍ以下、より好ましくは１００μｍ以下である。

本発明に用いる遮光シートは、遮光機能を有するシートであれば特段限定されないが、防草機能を有する防草シートとして用いる場合には、ＪＩＳ Ｌ１０９６に準拠して測定した遮光率が８０％以上のものが好ましく、９０％以上のものがより好ましく、９５％以
上のものが更に好ましい。遮光性が高い遮光シートを採用しない場合には、雑草に日光が到達してしまい、防草性能が十分に発揮されない。

また、遮光シートは、ＪＩＳ Ｌ１０９６に準拠して測定した引張強度が、通常８０Ｎ／５ｃｍ以上であり、１００Ｎ／５ｃｍ以上であることが好ましく、３００Ｎ／５ｃｍ以上であることがより好ましく、８００Ｎ／５ｃｍ以上であることが更に好ましい。加えて、ＪＩＳ Ｌ１０９６に準拠して測定した引裂強度が、通常５０Ｎ以上であり、８０Ｎ以上であることが好ましく、１００Ｎ以上であることがより好ましい。遮光シートの引張強度や引裂強度が弱い場合には、遮光シートが強風時に破れる場合がある。

また、遮光シートは、ＪＩＳ Ｌ１０９６に準拠して測定した伸び率が、通常５％以上であり、８％以上であることが好ましく、１０％以上であることがより好ましい。また、通常１００％以下であり、８０％以下であることが好ましく、６０％以下であることがより好ましい。ほとんど伸びない遮光シートを採用した場合には、敷設しにくく、かつ応力が作用した場合に応力集中により破損してしまう恐れがある。また、大きく伸びる遮光シートを採用した場合には、容易に変形してしまう恐れがある。

また、遮光シートは、ＪＩＳ Ａ１２１８に準拠して測定した透水性が、通常１０^-4ｃｍ／ｓｅｃ以上であり、１０^-3ｃｍ／ｓｅｃ以上であることが好ましい。また、通常１ｃｍ／ｓｅｃ以下であり、０．１ｃｍ／ｓｅｃ以下であることが好ましく、０．０５ｃｍ／ｓｅｃ以下であることがより好ましい。遮光シートの透水性が低過ぎると、遮光シート上に水溜りができやすく汚れやすい。

また、遮光シートの膜厚は、通常５０μｍ以上であり、１００μｍ以上がより好ましい。また、通常５ｍｍ以下であり、１ｍｍ以下であることが好ましく、８００μｍ以下であることがより好ましく、５００μｍ以下であることが更に好ましい。薄すぎる場合には、遮光シートの機械強度や遮光性が不足しがちであり、厚すぎる場合にはシート重量が増加してしまい、敷設が困難となる場合がある。

遮光シートの構造としては、フィルム、織布、不織布およびこれらを組み合わせた積層シートを例示できる。なかでも、機械強度と遮光性および隙間がないために高い防草効果が得られる点から、不織布シート、フィルム・織布の積層シートが好ましく、さらに透水性が良好な点から、不織布が特に好ましい。また、機械強度向上のためにガラス、プラスチック等の補強繊維を含んでも良い。

遮光シートの構成材料は、例えばポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂、ナイロンなどのポリアミド樹脂、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリルなどのアクリル樹脂、ポリウレタン、ポリ塩化ビニルなどが挙げられる。このうち、ポリオレフィン樹脂及びポリエステル樹脂が、機械強度の観点から好ましい。また、遮光シートは上記の性質のものであれば単一の材料からなるものでなくても良く、上記材料の複合体、または積層体とすることもできる。

本発明の薄膜太陽電池一体型遮光シートは、遮光シートのうち薄膜太陽電池モジュールが備えられていない部分に、風抜き機構を有するものである。太陽電池はその発電効率を上げるために、太陽光に対して適切な角度となるよう地面に対して角度を有するように設置する場合があり、その場合には薄膜太陽電池一体型遮光シートの地面への対向面と地面との間に空間が生じる。太陽電池と地面との間に空間がある場合、フレキシブルなシート状の太陽電池は風に煽られて、シートがばたつくこととなる。このシートのばたつきが、太陽電池の出力低下、太陽電池の破損等の問題を引き起こす。薄膜でない太陽電池を用い
た場合には、少しの曲げ応力で太陽電池が割れてしまうため、フレキシブルな太陽電池とすることはできない。そのため、風に煽られてもこのような問題は生じ得ず、本発明の課題は、薄膜太陽電池とシートを一体化させたことにより新たに生じた課題である。

本発明者らはこのようなシートのばたつきの問題に対し、シートに風抜き機構を設けることで、風がシートに対して及ぼす力を風抜き機構から逃がすことが可能になり、ばたつきによる太陽電池の損傷等の問題を解決できることに想到した。

本発明の風抜き機構としては、遮光シート上の太陽電池モジュールが配置されていない部分に設けられていれば、その数、形状、大きさ等は特段限定されない。形状としては、ドット形状、スリット形状などが挙げられる。
本発明の風抜き機構は、遮光シートのばたつきを抑えるために風を遮光シートから抜くものであり、風が抜けやすいほど効果が高いものである。一方、遮光シートの強度との関係では、風抜き機構が多ければ良いというものでもない。好ましくは風抜き機構がスリット状であることが好ましい。スリット状とは、直線状に伸びる切れ目を意味しており、円型のドット形状と区別するものである。ただし、単なる切れ目のみではなく、幅方向の長さがあっても良い。風抜き機構をスリット状とすることで、風によりシートが変形して風抜き機構が大きく開くため風の抜ける量が大きくなり、本発明の効果が大きい。また、スリット状の風抜き機構はドット状の風抜き機構と比較して必要となる面積が小さいため、太陽電池モジュールを配置することができる面積が大きくなり、効率的な発電が見込まれる。

スリット状の風抜き機構の大きさは特段限定されないが、ある程度の風抜けを確保するために、長手方向の長さが通常５ｃｍ以上であり、１０ｃｍ以上であることが好ましく、３０ｃｍ以上であることがより好ましい。また、風抜けのためのシートの変形が薄膜太陽電池に与える影響を考慮すると、スリット状風抜き機構から太陽電池モジュールまでは、通常２ｃｍ以上距離をあけて設定し、５ｃｍ以上距離をあけることがより好ましい。１０ｃｍ以上距離をあけることがもっとも好ましい。また、スリットの場合には、スリットの長手方向が遮光シートの長手方向と略垂直となるように設けることが好ましい。このように設けることで遮光シートの変形が大きくなり、風が抜けやすくなる。
スリット状の風抜き機構の長手方向の長さが長すぎるとシートの変形が大きくなりすぎるため、スリット状の風抜き機構の長手方向の長さはその延長線上にある遮光シートの両端間の長さに対して通常０．９９以下、好ましくは０．９５以下、より好ましくは０．９以下、更に好ましくは０．８以下、最も好ましくは０．７以下である。
一方、短すぎると風が抜けづらくなるため、通常０．０５以上、好ましくは０．１以上、より好ましくは０．２以上、更に好ましくは０．３以上、最も好ましくは０．５以上である。
ドット状の風抜き機構の形状は、真円に限られず略真円もドット状に含まれる。大きさは特段限定されないが、風抜けの効果を考えると、通常直径が１ｃｍ以上であり、３ｃｍ以上であることが好ましく、５ｃｍ以上であることがより好ましい。

また、薄膜太陽電池一体型遮光シートの効率的な発電と、シートの変形による太陽電池の損傷等の問題の解決の両立の観点からは、遮光シート上に複数の太陽電池モジュールを配置することで太陽電池アレイを形成し、太陽電池モジュール間に風抜き機構を設けることが好ましい。

本発明の風抜き機構は、少なくともその一部に補強部材を備えることが好ましい。補強部材は、シートの風抜き機構から風が抜ける際にシートの形状が変形することによる応力で、シートが裂けたり破れたりすることを防止する部材である。
風抜き機構がスリット状の場合には、特に長手方向の端部に対して非常に強い引裂き力
がかかる場合がある。そのため、少なくとも長手方向の両端部に補強部材を有することが好ましい。
風抜き機構がドット状の場合には、スリット状とした場合ほど強い引裂き力がかかることはないが、シートが破れる可能性はあり、補強部材を備えることが好ましい。

補強部材の具体的態様としては、シート、クロスなどの樹脂による補強、ガラスクロスによる補強、金属による補強、テープによる補強などが例示される。

また、風抜き機構は遮光シート上に設けられるが、風抜き機構部分については遮光機能は失われる。しかしながら、風抜き機構をスリット状とした場合には、一日のうちで太陽の高度（位置）が移動することから、風抜き機構から差込む光の領域は移動する。そのため、遮光シートの下の草は育ちにくく防草機能を十分に有することとなる。
一方、スリット状であっても短辺方向に大きさを有する場合や、ドット形状の場合には、風抜き機構から差込む光を減らす目的で、風抜き機構に減光シートを備えてもよい。減光シートは、風抜き機構の機能を阻害しないよう風を通す必要がある。具体的には樹脂やガラスのメッシュが挙げられる。

本発明の遮光シートは、その周縁部に、地面との固定のための複数の貫通孔を有する場合がある。これらの固定用貫通孔は、本発明の風抜き機構とは区別されるものであり、本発明の風抜き機構は周縁部には存在しない。周縁部とは、通常遮光シートの端部から２０ｃｍ以内を表すものであり、３０ｃｍ以内であることが好ましく、４０ｃｍ以内であることがより好ましい。また、シートの固定用貫通孔から雑草などが生育する可能性がある場合には、遮光シートの左右両長手方向端部に、接着または溶着等の手段によって一体化された、２つの帯状の固定用シートを介して、固定具により固定することもできる。

次に、本発明に用いられる薄膜太陽電池モジュールが有してもよい、その他の構造を説明する。
薄膜太陽電池素子は、そのまま薄膜太陽電池として使用すると薄膜太陽電池の設置環境による性能劣化が早いシートが得られてしまう。そのため、薄膜太陽電池素子は通常、その周りを封止層にて覆われており、また、封止層の受光面側に耐侯層を設ける態様が好ましい。耐侯層を設けることで、薄膜太陽電池一体型遮光シートの受光面上に溜まった雨水や埃が流れるため、太陽電池への耐水劣化を抑制できる。

耐侯層としては、その材料の例を挙げると、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ＡＳ（アクリロニトリル−スチレン）樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フッ素系樹脂、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリアクリル系樹脂、各種ナイロン等のポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド−イミド樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。

中でも好ましくはフッ素系樹脂が挙げられ、その具体例を挙げるとポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、４−フッ化エチレン−パークロロアルコキシ共重合体（ＰＦＡ）、４−フッ化エチレン−６−フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、２−エチレン−４−フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリ３−フッ化塩化エチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）及びポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）等が挙げられる。耐侯層にフッ素系樹脂を採用することで、雨水による自己洗浄効果も発現するため、太陽電池モジュールからの目的とする出力特性を安定して得ることができる。

また、本発明の薄膜太陽電池一体型遮光シートは太陽光にさらされるものであり、耐侯
層には耐熱性を有していることが好ましい。そのため、耐侯層の構成材料としては、その融点が通常１００℃以上、好ましくは１２０℃以上、より好ましくは１３０℃以上であり、また、通常３５０℃以下、好ましくは３２０℃以下、より好ましくは３００℃以下の材料を使用するべきである。加えて、耐候層に、紫外線遮断、熱線遮断、防汚性、防曇性、耐擦性、導電性、反射防止、防眩性、光拡散、光散乱、波長変換、ガスバリア性等の機能を付与してもよい。特に、太陽電池モジュールは太陽光からの強い紫外線にさらされるので、耐候層に、紫外線遮断機能を持たせてもよい。紫外線遮断機能を有する層を塗工製膜等により耐候層上に積層したり、紫外線遮断機能を発現する材料を溶解・分散させるなどして耐候層に含有させることにより、紫外線遮断機能を耐候層に付与できる。

また、耐侯層は日光の透過率が高い方が、より多くの発電量を得ることができるため、耐侯層の日光透過率が通常７５％であり、好ましくは８０％以上、より好ましくは８５％以上、さらに好ましくは９０％以上とすべきである。なお、耐候層は１種の材料で形成されていてもよく、２種以上の材料で形成されていても良い。また、耐候層は単層であってもよく、２層以上の積層体であってもよい。また、耐候層は、他の層との接着性の改良のために、コロナ処理、プラズマ処理等の表面処理を行なってもよい。

また、耐侯層の厚みは特に限定されないが、樹脂材料の場合には、通常１０μｍ以上、好ましくは１５μｍ以上、より好ましくは２０μｍ以上であり、また、通常２００μｍ以下、好ましくは１８０μｍ以下、より好ましくは１５０μｍ以下である。
加えて、耐候層は、太陽電池モジュールにおいてできるだけ外側に設けることが好ましい。太陽電池モジュールの構成部材のうちより多くのものを保護できるようにするためである。したがって耐候層は太陽電池モジュールの最表面に設けておくことが好ましい。

封止層は、薄膜太陽電池素子の周囲に配置され、薄膜太陽電池素子を保護するものである。構成材料としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）フィルム、プロピレン・エチレン・α−オレフィン共重合体などのポリオレフィン樹脂フィルム、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、合成ゴム等を使用できる。なお、各封止層は、１種の材料で形成されていてもよく、２種以上の材料で形成されてよい。また、各封止層は、単層フィルムであっても、２層以上のフィルムであっても良い。

薄膜太陽電池素子の受光面側に設ける封止層としては、発電量が低くなることを防止するために、光透過率が高いものが好ましい。通常、封止層の日光透過率が７５％であり、好ましくは８０％以上、より好ましくは８５％以上、さらに好ましくは９０％以上とすべきである。当然、薄膜太陽電池素子の受光面と反対側に設ける封止層は、光を透過するものである必要はなく、不透明なものであってもよい。

さらに、封止層も耐侯層と同様に耐熱性を有するものであることが好ましい。封止層の構成材料としては、その融点が通常１００℃以上、好ましくは１２０℃以上、より好ましくは１３０℃以上であり、また、通常３５０℃以下、好ましくは３２０℃以下、より好ましくは３００℃以下の材料を使用するべきである。

また、各封止層の厚みは特に限定されないが、通常５０μｍ以上、好ましくは１００μｍ以上、より好ましくは１５０μｍ以上であり、また、通常１０００μｍ以下、好ましくは８００μｍ以下、より好ましくは６００μｍ以下である。封止層に、紫外線遮断、熱線遮断、導電性、易接着性、防眩性、光反射、光拡散、光散乱、波長変換、ガスバリア性等の機能を付与してもよい。特に、太陽電池モジュールは太陽光からの強い紫外線にさらされるので、太陽電池素子の受光面側の封止層には、紫外線遮断機能を持たせることが好ましい。なお、紫外線遮断機能の封止層への付与は、紫外線遮断機能を有する層を塗工製膜等により封止層上に積層することや、紫外線遮断機能を発現する材料を溶解・分散させる
などして封止層に含有させることにより行うことができる。

本発明に用いられる太陽電池モジュールは、薄膜太陽電池素子と遮光シートとの間に、絶縁層、補強層、接着層、防湿層などを積層してもよい。
絶縁層としては、絶縁性を有する材料から構成され、太陽電池素子からの電気の漏洩を絶縁層により防止することができる。絶縁層に用いることができる材料は、絶縁性を有するものであれば特段限定されず、例えばアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などが挙げられる。

補強層としては、線膨張が低い材料から構成され、太陽電池モジュールの曲がりにくさを補強することができる。特に、風に煽られて遮光シートが変形した場合、その変形につられて薄膜太陽電池が変更しないようにするものである。補強層に用いる材料としては線膨張率が低いものであれば特段限定されず、例えば、ポリエステルシート、無機系繊維または有機系繊維からなるメッシュ、ガラスクロスメッシュ、並びに金属ホイールなどが挙げられる。

接着層としては、接着力を有する材料から構成され、太陽電池モジュールと遮光シートを接着することができる。接着層に用いる材料としては、接着力を有するものであれば特段限定されず、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂などの熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、並びに熱可塑性樹脂が挙げられる。

防湿層としては、防湿性を有する材料から構成され、遮光シート側からの水分により薄膜太陽電池素子が劣化することを防止するための層である。防湿層に用いる材料としては、防湿性を有するものであれば特段限定されず、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリ塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、各種のナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリールフタレート系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系樹脂等が挙げられる。また、金属材料からなるシートを用いることができる。

本発明の薄膜太陽電池一体型遮光シートは、薄膜太陽電池素子の正極、及び負極から電気を取り出す出力端子を備えているが、該出力端子は薄膜太陽電池一体型遮光シートの受光面と反対の面に位置することが好ましい。
防草シートの機能を有する遮光シートは、地面に直接設置する場合が多く、その場合には太陽電池からの光を取り出す出力端子は受光面側から取り出すこととなる。しかしながらその場合には、外部環境にさらされることとなり、光を取り出す出力端子の耐侯劣化が問題となる。

一方、本発明の薄膜太陽電池一体型遮光シートは、太陽光に対して太陽電池の角度を調整する場合には、薄膜太陽電池一体型遮光シートの地面への対向面が地面に対して角度を有するように設置する。その場合には薄膜太陽電池一体型遮光シートの受光面と反対の面に出力端子を配置することで上記問題を解決できるため好ましい。出力端子の設置態様は特に限定されず、太陽電池モジュールが複数存在する場合には、太陽電池一体型遮光シートの受光面と反対の面に複数の出力端子を設置しても良く、複数の太陽電池モジュールを連結して１つの出力端子から電気を取り出すこともできる。出力端子を複数設置する場合には、最終的な太陽電池からの出力（電圧や電流）を任意に設定でき、一方複数の太陽電
池モジュールを連結した場合には、施工がし易い。

また、本発明の薄膜太陽電池一体型遮光シートは、薄膜太陽電池と遮光シートが一体となることで、防草効果が向上するという利点がある。太陽電池は、発電効率があまり高くないため、発電と同時に熱を生じる。そのため、本発明の薄膜太陽電池一体型遮光シートは、日光が出ている日中に発電が行われている間は、通常の遮光シートと比較してその裏面（受光面と反対の面）が外気温よりも高温となる。
高温となった薄膜太陽電池一体型遮光シートの裏面は、水分が蒸発し易くなり防草効果が向上する。さらに、薄膜太陽電池一体型遮光シートと地面の間のスペース、及び遮光シートに設けたスリットのため、水分を積極的に除去することができ、防草効果が向上する。
このような更なる防草効果は、太陽電池の効率が高すぎる場合には十分な発熱を伴わず、また効率が低すぎる場合には、発電が十分できず本来の目的に合致しない。具体的には、発電効率が通常２０％以下であり、１５％以下であることが好ましく、１０％以下であることがより好ましい。また通常３％以上であり、４％以上であることが好ましく、５％以上であることがより好ましい。

本発明の薄膜太陽電池一体型遮光シートはその敷設方法は特段限定されないが、一般的には遮光シートの周縁部に固定用の穴を設け、ピンや杭などの固定具で地面に敷設できる。また、遮光シートの周縁部の固定用の穴から雑草などが生育する可能性がある場合には、遮光シートの左右両長手方向端部に、接着または溶着等の手段によって一体化された、２つの帯状の固定用シートを介して、固定具により固定することもできる。
また、ガードレール建物などの固定物を利用して敷設する場合には、固定用の穴にワイヤーや紐を通し、固定物に固定することができる。
本発明の薄膜太陽電池一体型遮光シートを、薄膜太陽電池一体型遮光シートの地面への対向面が地面に対して角度を有するように設置する場合には、地面に対する角度は特段限定されないが、風により煽られる状況である場合に本発明の効果がより発揮されるため、通常、地面とシートとの間の角度が０度より大きく、好ましくは２度以上、より好ましくは５度以上である。また、通常９０度以下であり、好ましくは８５度以下、より好ましくは８０度以下である。

本発明の薄膜太陽電池一体型遮光シートは、その製造方法は特段限定されず、例えば薄膜太陽電池モジュールを構成する各構成要素については熱ラミネート（真空ラミネート）により溶着固定すること、粘着剤・テープなどによる粘着固定すること、ステープラー、縫い合わせ、アンカー、ピンなどで機械的に固定すること、などが挙げられる。薄膜太陽電池モジュールは、各構成要素を一体として熱ラミネートにより製造することが簡単で好ましい。

熱ラミネートの温度は、各層が固定される限り特段限定されないが、通常１３０℃以上、好ましくは１４０℃以上であり、通常１８０℃以下、好ましくは１７０℃以下である。また、加熱時間は通常１０分以上、好ましくは２０分以上であり、通常１００分以下、好ましくは９０分以下である。圧力は通常０．００１ＭＰａ以上、好ましくは０．０１ＭＰａ以上であり、通常０．２ＭＰａ以下、好ましくは０．１ＭＰａ以下である。圧力をこの範囲とすることで封止を確実に行うことができる。

遮光シートと太陽電池モジュール間の固定方法としては、接着層を用いる方法や、縫い付ける方法が挙げられる。接着層を構成する接着材としては、例えばポリ酢酸ビニル系接着剤、ポリアクリル酸エステル系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、エチレン共重合体系接着剤、セルロース系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリアミド系接着剤、ポリイミド系接着剤、アミノ樹脂系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリ
ウレタン系接着剤、反応型（メタ）アクリル系接着剤、シリコーン系接着剤等が挙げられる。なお、接着剤は１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。縫い合わせる方法としては、太陽電池モジュールの周辺のみを縫うことが挙げられる。

また、本発明の薄膜太陽電池一体型遮光シートは、横断幕としての利用も可能である。横断幕は、高速道路及びサービスエリア等に設置されるものであるが、横方向に設置される「横断幕」だけでなく、縦方向に設置される「懸垂幕」も含むものである。

本発明の薄膜太陽電池一体型遮光シートを横断幕として用いる場合には、遮光シートのうち、表示面の文字が存在しない両端部に太陽電池モジュールを設け、薄膜太陽電池一体型遮光シートを製造することが好ましい。この場合には、風抜き機構は表示面の文字の視認性を落とさないような位置に設けることが好ましい。具体的には文字と文字の間に風抜き機構を配置することが好ましい。

以下、本発明の薄膜太陽電池モジュールについて、図を用いて更に詳細に説明する。
図１は、本発明の薄膜太陽電池一体型遮光シートの断面を表した模式図であり、層構成の一態様を表している。遮光シート８上に接着層を介して薄膜太陽電池モジュール７を接着する。薄膜太陽電池モジュール７は、受光面側から耐候層１、封止層３、薄膜太陽電池素子２、封止層３、防湿層４、補強層５の順に積層される。

本発明の薄膜太陽電池モジュール７は、太陽電池素子２が薄膜であるため、多少の曲げ応力では太陽電池素子が破壊されないフレキシブルな動きが可能な太陽電池であることから、様々な場所への施工が容易である。
薄膜太陽電池素子２は通常封止層３に覆われており、封止層３により薄膜太陽電池素子２への機械的ダメージや環境ダメージが軽減される。さらなる環境ダメージの軽減のために、特に屋外で太陽電池を施工する際には、耐侯層１を備えることが好ましい。
また、受光面と反対の面からの水分が薄膜太陽電池素子２の劣化に及ぼす影響を防ぐために、薄膜太陽電池素子２の受光面と反対の面には、防湿層４を設けることが好ましい。また、薄膜太陽電池一体型遮光シートの施工性を向上させるために、薄膜太陽電池モジュールに補強層５を設けることも好ましい態様である。
そして、薄膜太陽電池モジュール７は遮光シート８に固定されるが、固定手段としては接着層６を設けて固定することが容易である。

薄膜太陽電池モジュール７は、図２に示すように、遮光シート８上に１つのみ設置してもよく、図３に示すように遮光シート８上に複数設置してもよい。遮光シート８に設ける風抜き機構１０は、薄膜太陽電池モジュール７が備えられていない部分に適宜設けることが可能である。例えば図２では遮光シート８のやや右寄りに薄膜太陽電池モジュール７が備えられ、遮光シート８のやや左よりに風抜き機構１０が設けられているが、薄膜太陽電池モジュールと風抜き機構の配置を交換してもよく、また、遮光シートの右半分に全ての構成を配置してもよい。また、太陽電池モジュールの大きさ、風抜き機構の大きさも適宜選択することができる。
一方、図３のように、薄膜太陽電池モジュール７を複数設置して、その間に風抜き機構を設ける態様は、発電効率の観点からも、風による太陽電池への影響の観点からも好ましい。

本発明の薄膜太陽電池一体型遮光シートの敷設は、遮光シート８が有する固定穴１１にロープを通したり、杭を用いたりすることで敷設する。また、図示していないが、遮光シートの左右両長手方向端部に、接着または溶着等の手段によって一体化された、２つの帯状の固定用シートを介して、固定具により固定することもできる。
固定穴１１は敷設する場所、必要な固定強度に応じて個数・大きさを適宜選択することができる。固定穴１１は、風抜き機構１０とは区別されるものであり、風抜き機構は遮光シートの周縁部には存在しない。周縁部とは、通常遮光シートの端部から２０ｃｍ以内を表すものであり、３０ｃｍ以内であることが好ましく、４０ｃｍ以内であることがより好ましい。
また、敷設時には、所望の電力が取り出せるように、太陽電池の正極、及び負極から電気を取り出す出力端子１２とケーブル１３を接続しておくが、出力端子１２は耐侯性の観点から遮光シートの受光面と反対の面に設けられることが好ましい。出力端子１２には端子箱などの耐侯性を向上させるカバー等を取り付けることができる。

風抜き機構１０は、シートが風に煽られることで変形して空気を抜けやすくなるため、スリット状に形成されることが好ましい。しかしながら、スリット状に形成された場合には、その長手方向の両端には強い引裂き力が作用することとなり、遮光シート自体が裂ける場合がある。そのため、スリットの一部、好ましくは端部、より好ましくは両端に、スリットの補強部材を備えることが好ましい。図４に（ａ）、（ｂ）には、補強部材の位置態様を示す。図４（ａ）にあるように、風抜き機構１０の周囲をシート、クロスなどの樹脂、ガラスクロス、金属、及びテープなどにより補強できる。また、図４（ｂ）のように、その端部のみに補強部材を備えることでもよい。
また、風抜き機構１０は遮光機能を有しないため、図４（ｃ）のように風抜き機構上を、風を通す減光シートで覆うこともできる。

本発明の薄膜太陽電池一体型遮光シートは防草機能を有し、地面付近に防草シートとして使用されることが好ましい。一方、別の実施態様として、高速道路などの横断幕として使用することも可能である。図５には、横断幕として使用した実施態様を示す。遮光シート８に、ドライバー等に伝えたい文字が表記されている。その両端には太陽電池モジュール７を配置し、中央に風抜き機構１０を設けることができる。横断幕は、ドライバーからの視認性が重要となってくるが、高速道路上の歩道などに固定される場合には、風により煽られて視認性が低下する場合や、強風により固定部が破壊される場合がある。また、風の影響により固定部に太陽電池モジュールが細かく衝突を繰り返し、機械的なダメージを与える場合がある。

本発明の構成を横断幕に適用することにより、適度に風が抜けることで横断幕が風に煽られて摺動することを防ぐことができ、視認性の悪化、太陽電池モジュールへの機械的ダメージを防止することが可能となる。

１ 耐候層
２ 薄膜太陽電池素子
３ 封止層
４ 防湿層
５ 補強層
６ 接着層
７ 太陽電池モジュール
８ 遮光シート
１０ 風抜き機構
１１ 固定穴
１２ 出力端子
１３ ケーブル
１４ 補強部材
１５ 減光シート

Claims (8)

1. 遮光シートの一方の面上に薄膜太陽電池モジュールを備えた薄膜太陽電池一体型遮光シートであって、
   前記遮光シートは、薄膜太陽電池モジュールが備えられていない部分に風抜き機構を有することを特徴とする、薄膜太陽電池一体型遮光シート。
2. 前記遮光シートは複数の薄膜太陽電池モジュールを備え、前記風抜き機構が薄膜太陽電池モジュール間に位置することを特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池一体型遮光シート。
3. 前記風抜き機構は、スリット状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜太陽電池一体型遮光シート。
4. 前記風抜き機構は、少なくともその一部に補強部材を備えることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の薄膜太陽電池一体型遮光シート。
5. 前記薄膜太陽電池一体型遮光シートは、薄膜太陽電池モジュールの正極、及び負極から電気を取り出す出力端子を備え、該出力端子は薄膜太陽電池一体型遮光シートの受光面と反対の面に位置することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄膜太陽電池一体型遮光シート。
6. 前記薄膜太陽電池一体型遮光シートは、受光面の最表面にフッ素系樹脂からなる耐侯層を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の薄膜太陽電池一体型遮光シート。
7. 前記薄膜太陽電池一体型遮光シートは、防草シートであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の薄膜太陽電池一体型遮光シート。
8. 薄膜太陽電池一体型遮光シートの敷設方法であって、
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の薄膜太陽電池一体型遮光シートを、該薄膜太陽電池一体型遮光シートの地面への対向面が地面に対して角度を有するように設置することを特徴とする薄膜太陽電池一体型遮光シートの敷設方法。