JP2016183473A - 屋根材一体型太陽電池および屋根一体型太陽電池 - Google Patents

Abstract

【課題】融雪機能を備えた太陽電池を提供する。【解決手段】金属鋼板からなる屋根材１１と、屋根材１１上に積層された発熱シート１２と、発熱シート１２上に積層された太陽電池素子１３と、発熱シート１２及び太陽電池素子１３を屋根材１１上に一体となるように封止する封止材層１４と、を有することを特徴とする屋根材一体型太陽電池１０が提供される。【選択図】図２

Description

本発明は、屋根材一体型太陽電池および屋根一体型太陽電池に関する。

従来、太陽電池パネルを屋根上に配置して太陽光発電を行う装置として、太陽電池パネル自体を屋根材として用い、瓦と同様に野地板上に太陽電池パネルを葺いていく方法が知られている。例えば、特許文献１には、屋根材ブロックの上面に太陽電池を設けた構成になり、その複数枚をアレイ状に並べて屋根面に横葺きする屋根材一体型太陽電池モジュールが記載されている。

特開２００４−２３８９９７号公報

ところで、積雪地帯では、屋根上の積雪が太陽電池パネルの受光面を覆うため、太陽光発電が困難になる。このため、太陽電池パネル上の積雪を効率良く融雪し、且つ、太陽光発電が可能な技術が求められる。
本発明の目的は、融雪機能を備えた太陽電池を提供することにある。

本発明によれば、金属鋼板からなる屋根材と、前記屋根材上に積層された発熱シートと、前記発熱シート上に積層された太陽電池素子と、前記発熱シート及び前記太陽電池素子を前記屋根材上に一体となるように封止する封止材層と、を有することを特徴とする屋根材一体型太陽電池が提供される。
ここで、前記発熱シートは、カーボンナノチューブ層を有し、当該カーボンナノチューブ層に通電することにより発熱することが好ましい。
前記発熱シートの前記カーボンナノチューブ層は、予めカーボンナノチューブを分散させたカーボンナノチューブ分散配合液を、所定の基板の表面に塗布またはスプレーして形成されることが好ましい。
また、前記封止材層は、フッ素系樹脂から構成されることが好ましい。
さらに、本発明によれば、金属鋼板からなる屋根材上に積層した発熱シートと太陽電池素子とを封止材層により一体化した屋根材一体型太陽電池を備え、前記屋根材は、その周縁に形成された係合部を介して隣接する屋根材一体型太陽電池と連結して建造物の屋根に敷設されていることを特徴とする屋根一体型太陽電池が提供される。

本発明の屋根材一体型太陽電池を積雪地帯の家屋の屋根上に取り付けることにより、冬季においても太陽光発電が可能となる。

屋根一体型太陽電池の一例を説明する図である。 屋根材一体型太陽電池の一例を説明する概略図である。 屋根材一体型太陽電池の連結状態の一例を説明する概略図である。 図２（ａ）に示す屋根材一体型太陽電池のＡ−Ａ’断面図である。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。すなわち、実施の形態の例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に記載がない限り、本発明の範囲を限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。また、使用する図面は、本実施の形態を説明するための一例であり、実際の大きさを表すものではない。各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。また、本明細書において、「層上」等の「上」は、必ずしも上面に接触して形成される場合に限定されず、離間して上方に形成される場合や、層と層の間に介在層が存在する場合も包含する意味で使用する。

＜融雪太陽電池パネル付き屋根＞
図１は、本実施の形態が適用される屋根一体型太陽電池２０の一例を説明する図である。屋根一体型太陽電池２０は、建物２の上部の切妻型屋根１００に施工される。本実施の形態では、屋根一体型太陽電池２０は、５０枚の屋根材一体型太陽電池１０から構成され、切妻型屋根１００の野地板（図示せず）に直接取り付けられている。
後述するように、屋根材一体型太陽電池１０は、横葺き式屋根材ブロック上に積層した発熱シートと太陽電池素子を封止材層により一体化し、太陽電池素子の出力リード線を引き出した構造を有している。屋根材一体型太陽電池１０は、それぞれ横葺き式屋根材ブロックの周縁に沿って形成された係合部を介して隣接する屋根材一体型太陽電池１０の屋根材ブロックとの間を連結し、屋根瓦と同様な雨仕舞の機能を有するように敷設されている。

屋根一体型太陽電池２０を構成する屋根材一体型太陽電池１０を備えた発電システムは、例えば、屋根材一体型太陽電池１０が発電した直流電圧を一つにまとめる接続箱３と、分電設備として、屋根材一体型太陽電池１０が発電した直流電圧を交流電圧に変換するパワーコンディショナ（直流交流変換器）４と、パワーコンディショナ４により変換された交流電圧を建物２内の家電製品Ｅ等に供給する分電盤５とを有している。パワーコンディショナ４を介して分電盤５に供給された電力は、建物２外の給電設備７にも供給される。ここで、給電設備７は、発電所にて発電した電力を供給する設備である。また、給電設備７から供給された電力は、分電盤５を含む分電設備に供給され、さらに、建物２内の家電製品Ｅ等に供給される。建物２外の給電設備７に供給される電力と、給電設備７から供給された電力は、それぞれ、売電メータ６ａと買電メータ６ｂにより表示される。

接続箱３は、屋根一体型太陽電池２０と分電設備（パワーコンディショナ４，分電盤５）との間を接続するコネクタ等の接続部を収納し、屋根一体型太陽電池２０からの電流は接続箱３を経由してパワーコンディショナ４へ流れている。また、パワーコンディショナ４には、屋根一体型太陽電池２０から建物２外の給電設備７へ供給する電力を変調するいわゆるインバーター機能等を搭載することも可能である。

図２は、屋根材一体型太陽電池１０の一例を説明する概略図である。図２（ａ）は、屋根材一体型太陽電池１０の受光面側の概略図であり、図２（ｂ）は、屋根材一体型太陽電池１０の屋根側（裏面）の概略図である。
図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、本実施の形態が適用される屋根材一体型太陽電池１０は、金属鋼板からなる屋根材１１と、屋根材１１上に積層された発熱シート１２と、発熱シート１２上に積層された太陽電池素子１３と、発熱シート１２及び太陽電池素子１３を屋根材１１上に一体となるように封止し且つ太陽電池素子１３の受光面側の表面を被覆する封止材層１４とを有している。
屋根材１１は、屋根葺きに使用される横葺き式屋根材ブロック（平方瓦等）と同様に、隣接する屋根材と連結するための周縁に沿って形成された棟側係合部１５ａ及び軒側係合部１５ｂを有している。太陽電池素子１３は集電電極１６ａ，１６ｂと、接続端子１７ａ，１７ｂを備えている。さらに、屋根材１１の屋根側（裏面）には、発熱シート１２に通電するための接続コネクタを備えた発熱体用ケーブル１８ａ及び発熱体用接続箱１９ａが設けられている。また、太陽電池素子１３と接続する接続コネクタを備えた太陽電池素子用ケーブル１８ｂ及び太陽電池素子用接続箱１９ｂが設けられている。

図３は、屋根材一体型太陽電池１０の連結状態の一例を説明する概略図である。図３に示すように、本実施の形態では、屋根材一体型太陽電池１０の屋根材１１を、横葺き式屋根材ブロック（平方瓦等）と同様に、切妻型屋根１００の棟及び軒と平行に（横向きに）敷設して、複数の太陽電池素子１３が直列に結合した屋根一体型太陽電池２０を構成している。この場合、屋根材一体型太陽電池１０は、屋根材１１の周縁に形成された棟側係合部１５ａと棟側に隣接する他の屋根材１１の軒側係合部１５ｂとを連結し、さらに、軒側係合部１５ｂと軒側に隣接する他の屋根材１１の棟側係合部１５ａとを連結している。
尚、横葺き式屋根材ブロック（平方瓦等）とは異なる実施の形態として、屋根材１１を縦葺き式屋根材ブロックと同様に使用し、切妻型屋根１００の棟及び軒と直交する（縦向きに）ように屋根に敷設することも可能である。

図４は、図２（ａ）に示す屋根材一体型太陽電池１０のＡ−Ａ’断面図である。尚、接続箱１９ａ，１９ｂや集電電極１６ａ，１６ｂ等は省略している。図４を用いて、屋根材一体型太陽電池１０の層構造を説明する。
図４に示すように、本実施の形態が適用される屋根材一体型太陽電池１０は、金属鋼板からなる屋根材１１上に、発熱シート１２及び太陽電池素子１３を積層した構造を有し、封止材層１４により、屋根材１１、発熱シート１２及び太陽電池素子１３が一体となるように封止されている。
発熱シート１２は、２枚のＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル）シート１２１，１２２に上下から挟まれている。次に、ＥＶＡシート１２２上に、ポリエステル樹脂等からなるバックシート１３１が置かれ、さらに、バックシート１３１上に２枚のＥＶＡシート１３２，１３３に上下から挟まれた太陽電池素子１３が積層されている。

本実施の形態では、図４に示すように、封止材層１４は、屋根材１１と発熱シート１２の下側のＥＶＡシート１２１との間（屋根材側封止材層１４１）、発熱シート１２の上側のＥＶＡシート１２２と太陽電池素子１３の下側のＥＶＡシート１３２との間（中間封止材層１４２）、太陽電池素子１３の上側のＥＶＡシート１３３と受光面表面との間（受光面側封止材層１４３）に形成されている。尚、中間封止材層１４２を設けない場合もある。また、ＥＶＡシート１２１により絶縁性が確保される場合は、屋根材側封止材層１４１を設けない場合もある。

屋根材側封止材層１４１を設けることにより、屋根材側封止材層１４１を設けない場合と比較して、屋根材１１と発熱シート１２との絶縁性を向上させることができる。また、中間封止材層１４２を設けることにより、中間封止材層１４２を設けない場合と比較して、発熱シート１２と太陽電池素子１３との絶縁性を向上させることができる。受光面側封止材層１４３により、太陽電池素子１３と外気との絶縁性が保たれている。このように、封止材層１４は、屋根材１１と発熱シート１２及び太陽電池素子１３の絶縁性を保つとともに、発熱シート１２と太陽電池素子１３とを屋根材１１上に一体となるように封止し且つ太陽電池素子１３の受光面側の表面を被覆している。
封止材層１４により発熱シート１２と太陽電池素子１３とを屋根材１１上に一体となるように封止した場合、屋根材表面から封止材層１４の受光面側表面までの高さ（厚さ）は、本実施の形態では、１０μｍ〜５ｍｍの範囲で、適宜選択される。
次に、本実施の形態が適用される屋根材一体型太陽電池１０の構成について説明する。

（屋根材１１）
屋根材１１としては、例えば金属板が挙げられる。具体的には、鉄、アルミニウム、銅、亜鉛、チタン、アルミニウム・亜鉛合金めっき鋼板であるガルバリウム鋼板等が採用される。熱伝導性に優れる点では、銅、アルミニウムまたはそれらの合金が好ましく、施工性、耐久性、価格等の面ではガルバリウム鋼板が適切である。
屋根材１１の厚さは特に限定されず、本実施の形態では、０．３ｍｍ〜１ｍｍの範囲で適宜選択される。また、屋根材１１の幅は、本実施の形態では、２００ｍｍ〜１０００ｍｍの範囲で適宜選択される。さらに、屋根材１１の長さは、本実施の形態では、７００ｍｍ〜５０００ｍｍの範囲で適宜選択される。

（発熱シート１２）
本実施の形態で使用する発熱シート１２は、所定の基板と、当該基板上に積層されたカーボンナノチューブ層を有する。
発熱シート１２に使用する基板の材料は特に限定されず、一般に、フィルム、各種成形体等の材料として用いられる熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ゴム材料等から適宜選択される。具体的には、熱可塑性樹脂としては、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリメタクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）等が挙げられる。また、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）樹脂、スチレン−イソプレンースチレン（ＳＩＳ）、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレンブロック熱可塑性樹脂（ＳＥＢＳ）等の熱可塑性エラストマーも用いられる。

熱硬化性樹脂としては、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ユリア系樹脂、メラミン系樹脂等が挙げられる。ゴム材料としては、天然ゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、ポリクロロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンモノマーゴム（ＥＰＤＭ）、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム等が挙げられる。

本実施の形態では、基板としてポリエステル樹脂が好ましい。なかでもフィルム状に成形されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用いている。基板としてのＰＥＴフィルムの厚さは特に限定されず、通常、５０μｍ以上、好ましくは、７５μｍ以上である。但し、通常、厚さは、１５０μｍ以下、好ましくは、１００μｍ以下である。

本実施の形態におけるカーボンナノチューブ層を構成するカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、炭素６員環構造を主構造とする黒鉛（グラファイト）シートが円筒状に閉じた構造を有するチューブ状の炭素多面体である。一般に平均繊維径０．１ｎｍ〜３００ｎｍ、アスペクト比１０〜１０００の中空繊維状である。ＣＮＴは、流動触媒化学気相成長法（ＣＣＶＤ法）、化学気相成長法（ＣＶＤ法）、レーザーアブレーション法、アーク放電法等によって製造することができる。

ＣＮＴには、１層の黒鉛シートが円筒状に閉じた構造を有する単層カーボンナノチューブと、黒鉛シートが何層も同心筒状に閉じた多層構造を有する多層カーボンナノチューブとが挙げられる。本実施の形態では、平均繊維径５ｎｍ〜２００ｎｍ、特に平均繊維径１０ｎｍ〜１００ｎｍの単層又は多層カーボンナノチューブが好ましい。

多層カーボンナノチューブとして商品化されているものは、例えば、マルチウォール、ＶＧＣＦＩＩＩ、ＶＧＣＦＩＶ、ＶＧＣＦ−Ｈ、ＶＧＣＦ−Ｓ（昭和電工株式会社製）；Ｇｒａｐｈｉｔｅ Ｆｉｂｒｉｌｓ Ｇｒａｄｅｓ ＢＮ（ハイペリオン・カタリシス・インターナショナル社製）；ＭＷＣＮＴ（日機装株式会社製）；カルベール（ＧＳＩクレオス社製）；ＭＷＮＴ−７（保土ヶ谷化学工業社製）；さらに、本荘ケミカル株式会社製のカーボンナノチューブ、バイエル社製のＣＮＴ、等が挙げられる。

本実施の形態では、発熱シート１２のカーボンナノチューブ層を形成する方法としては、例えば、予めカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を所定の媒体中に分散させたカーボンナノチューブ分散配合液を、基板としてのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムの表面に塗布またはスプレーし、その後、媒体を乾燥して形成する方法が挙げられる。

上記カーボンナノチューブ分散配合液を調製する際に使用する媒体としては、特に制限されず、例えば、水、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、エーテル系溶媒、芳香族系溶媒（トルエン等）、及びポリオール等が挙げられる。
アルコール系溶媒としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、第３級ブタノール、イソブタノール、ジアセトンアルコール等；ケトン系溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン等；エーテル系溶媒としては、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、環状エーテル等が例示される。上記の媒体は、単独で又は二種以上を混合して用いることができる。

カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、上記媒体１００重量部に対して０．２５重量部以上、好ましくは０．４重量部以上添加することが好ましい。
カーボンナノチューブ分散配合液を調製する場合、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の媒体中での分散に、超音波を使用することが好ましい。照射する超音波の周波数は特に制限されず、例えば、２０ｋＨｚ〜１５０ｋＨｚの範囲で選択される。超音波の照射回数は限定されず、１回〜複数回から選択される。また、例えば、２０ｋＨｚ〜４０ｋＨｚ程度の低周波数の超音波を照射する工程と、５０ｋＨｚ〜１５０ｋＨｚ程度の高周波数の超音波を照射する工程とを組み合わせてもよい。

発熱シート１２は、上述したように、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等の基板の表面にカーボンナノチューブ層を形成し、形成したカーボンナノチューブ層上に所定の電極（図示せず）を設けることにより、通電可能な導電性シートとして形成される。発熱シート１２のカーボンナノチューブ層の厚さは特に限定されない。
また、発熱シート１２の他の実施の形態としては、例えば、それぞれ基板上にカーボンナノチューブ層を形成した２枚の導電性シートを調製し、次いで、各導電性シートのカーボンナノチューブ層が対向するように、所定の電極を２枚の導電性シートで挟むことにより発熱シート１２が形成される。

本実施の形態では、発熱シート１２に通電すると、発熱シート１２は高温に発熱することなく、積層されたカーボンナノチューブ層から遠赤外線が放射される。これにより、例えば、冬季には、放射された遠赤外線が太陽電池素子１３の受光面側の積雪を融雪することができる。このような屋根材一体型太陽電池１０は、融雪完了時には太陽光発電も可能になり、積雪地帯であっても太陽光発電の効率が高まる。

本実施の形態が適用される屋根材一体型太陽電池１０から構成された屋根一体型太陽電池２０（図１参照）は、積雪の無い通常の使用では、太陽光発電した電力が、分電設備である分電盤５にて建物２内の家電製品Ｅ等あるいは給電設備７へ供給される。一方、積雪時では、所定の切換スイッチ（図示せず）を操作してパワーコンディショナ４の機能を切り換え、給電設備７から屋根一体型太陽電池２０へ給電する。これにより、発熱シート１２に通電され、発熱シート１２に積層されたカーボンナノチューブ層から放射された遠赤外線により、太陽電池素子１３の受光面の積雪を融雪することができる。尚、発熱シート１２への通電は、パワーコンディショナ４の機能を、切り換えを行うことなく、独立して外部電源から行うことも可能である。
また、図示しないが、パワーコンディショナ４の機能を切り換える場合は、例えば、所定の降雪センサを取り付け、水と温度により降雪を検知することにより作動させる。

（太陽電池素子１３）
本実施の形態で使用する太陽電池素子１３の構造は特に限定されず、例えば、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）型太陽電池が挙げられる。一般に、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）型太陽電池は、標準青板ガラス基板上にＳｉＯ_２とＳｎＯ_２の２層からなる透明電極、ｐ／ｉ／ｎ（又はｎ／ｉ／ｐ）型のアモルファスシリコンからなる発電膜及びＡｌからなる裏面電極を順次積層した構成となっている。このようなａ−Ｓｉ型太陽電池を複数個備えた屋根材一体型太陽電池１０は、互いに電気的に接続されている。
太陽電池素子１３の厚さは、本実施の形態では、１００μｍ〜２２０μｍの範囲である。太陽電池素子１３の幅と長さは、それぞれ１００ｍｍ〜２５０ｍｍの範囲で選択される。また、太陽電池素子１３の形状は、通常、一辺が１００ｍｍ〜２５０ｍｍの範囲の四辺形である。

尚、バックシート１３１としては、例えば、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリスチレン、塩化ビニル、フェノール、ポリウレタン等からなる硬質の発泡剤からなる樹脂フォーム、ポリカーボネート樹脂等が使用できる。

また、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）型太陽電池に採用される太陽電池セルのアモルファスシリコン層の積層数としては、前述した２層構造以外、１層、３層、４層以上も可能である。また、太陽電池セルとしてシリコン結晶層を採用することも可能である。シリコン結晶層としては、シリコン単結晶、シリコン多結晶のいずれをも適用可能である。 さらに、太陽電池セルには化合物半導体層を備えることも可能である。化合物半導体の組成としては、例えば、２元系ではＧａＡｓやＣｄＳ等、３元系ではＣｕＩｎＳｅ_２等が挙げられる。

（封止材層１４）
本実施の形態では、封止材層１４は絶縁性フッ素系樹脂から構成されることが好ましい。フッ素系樹脂としては、例えば、フッ素化合物をモノマーとするホモポリマー、コポリマー、タ−ポリマー等が挙げられる。モノマーの具体例は、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、クロロトリフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、ビニリデンフルオリド、ビニルフルオリド、ペルフルオロプロピルビニルエーテル、ペルフルオロメチルビニルエーテルまたはそれらの任意の組合せが挙げられる。

また、フッ素系樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ素化エチレンプロピレンコポリマー（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレンとペルフルオロプロピルビニルエーテルのコポリマー（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレンとペルフルオロメチルビニルエーテルのコポリマー（ＭＦＡ）、エチレンとテトラフルオロエチレンのコポリマー（ＥＴＦＥ）、エチレンとクロロトリフルオロエチレンのコポリマー（ＥＣＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンおよびビニリデンフロライドを含むターポリマー（ＴＨＶ）またはそれらの任意の配合物または任意のアロイが例示される。
これらの中でも、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ＰＦＡ、ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）またはそれらの任意の組合せが好ましい。

（遠赤外線反射膜）
尚、本実施の形態が適用される屋根材一体型太陽電池１０では、発熱シート１２の裏側（屋根側）に遠赤外線反射膜を配置することが好ましい。遠赤外線反射膜を配置することにより、発熱シート１２に積層したカーボンナノチューブ層から放射された遠赤外線が太陽電池素子１３の受光面側に反射される。これにより、冬季の太陽電池素子１３の受光面側の融雪が促進される。遠赤外線反射膜の材料は、遠赤外線を反射することができるものであれば特に限定されず、例えば、アルミニウム等の金属膜が挙げられる。

（屋根材一体型太陽電池１０の製造方法）
本実施の形態が適用される屋根材一体型太陽電池１０の製造方法としては、例えば、先ず、発熱シート１２と太陽電池素子１３とを、それぞれ所定の真空ラミネーターを用いて製造する。この場合、発熱シート１２については、（封止材／ＥＶＡシート／発熱シート１２／ＥＶＡシート／封止材）を積層し、これらを真空中にて加熱し、圧着封止する。また、太陽電池素子１３については、（封止材／バックシート／ＥＶＡシート／太陽電池素子１３／ＥＶＡシート／封止材）を積層し、これらを真空中にて加熱し、圧着封止する。次に、これらを、真空ラミネーターを用いて一体構造とする方法（２回ラミネート）を採用することが可能である。

また、図４に示した屋根材一体型太陽電池１０の断面概略図において、屋根材側封止材層１４１と中間封止材層１４２を設けない場合は、例えば、屋根材１１上に、２枚のＥＶＡシートに挟まれた発熱シート１２と、バックシート１３１と２枚のＥＶＡシートに挟まれた太陽電池素子１３および封止材層等を積層し、これらを真空中にて加熱し、圧着封止する一体成型加工（ラミネーション）が挙げられる。
一体成型加工の条件は、特に限定されないが、本実施の形態では、成型温度は、通常、１２０℃〜３８０℃の範囲で適宜選択される。また、成型時間は、通常、２０分間〜９０分間の範囲から適宜選択される。

本実施の形態が適用される屋根材一体型太陽電池１０は、金属屋根材に用いられるガルバリウム鋼板等を発熱シート１２及び太陽電池素子１３の裏面補強材とし、且つ融雪機能を備えた金属屋根一体型の太陽電池である。このような構造を有することにより、通常の金属屋根と同様な施工方法により、屋根一体型太陽電池２０を施工することができる。このため、屋根自体が備える融雪機能により、太陽電池素子１３の受光面に積雪がある場合でも、効率良く融雪することができる。また、屋根材一体型太陽電池１０自体が金属屋根材の一部となり、発熱シート１２及び太陽電池素子１３が搭載されていない通常の金属屋根部分とも調和する。
本実施の形態が適用される屋根材一体型太陽電池１０は、受光面側の保護材としてガラスに代えてフッ素系樹脂を保護材としたことにより、軽量でフレキシブルな太陽電池が得られる。
尚、本実施の形態が適用される屋根材一体型太陽電池１０は、太陽光の照射量が少ない北側の屋根に敷設する場合は、太陽電池素子１３を取り外し、屋根材１１と発熱シート１２を封止材層１４により封止して一体化したものが使用される。

２…建物、３…接続箱、４…パワーコンディショナ、５…分電盤、６ａ…売電メータ、６ｂ…買電メータ、７…給電設備、１０…屋根材一体型太陽電池、１１…屋根材、１２…発熱シート、１３…太陽電池素子、１４…封止材層、１５ａ…棟側係合部、１５ｂ…軒側係合部、１６ａ，１６ｂ…集電電極、１７ａ，１７ｂ…接続端子、１８ａ…発熱体用ケーブル、１８ｂ…太陽電池素子用ケーブル、１９ａ…発熱体用接続箱、１９ｂ…太陽電池素子用接続箱、２０…屋根一体型太陽電池、１００…切妻型屋根、１２１，１２２，１３２，１３３…ＥＶＡシート、１３１…バックシート、１４１…屋根材側封止材層、１４２…中間封止材層、１４３…受光面側封止材層

Claims (5)

1. 金属鋼板からなる屋根材と、
   前記屋根材上に積層された発熱シートと、
   前記発熱シート上に積層された太陽電池素子と、
   前記発熱シート及び前記太陽電池素子を前記屋根材上に一体となるように封止する封止材層と、
   を有することを特徴とする屋根材一体型太陽電池。
2. 前記発熱シートは、カーボンナノチューブ層を有し、当該カーボンナノチューブ層に通電することにより発熱することを特徴とする請求項１に記載の屋根材一体型太陽電池。
3. 前記発熱シートの前記カーボンナノチューブ層は、予めカーボンナノチューブを分散させたカーボンナノチューブ分散配合液を、所定の基板の表面に塗布またはスプレーして形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の屋根材一体型太陽電池。
4. 前記封止材層は、フッ素系樹脂から構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の屋根材一体型太陽電池。
5. 金属鋼板からなる屋根材上に積層した発熱シートと太陽電池素子とを封止材層により一体化した屋根材一体型太陽電池を備え、
   前記屋根材は、その周縁に形成された係合部を介して隣接する屋根材一体型太陽電池と連結して建造物の屋根に敷設されている
   ことを特徴とする屋根一体型太陽電池。

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