JP2018163958A - 太陽電池モジュール付きスラット、発電ブラインド、及び太陽電池モジュール付きスラットの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池モジュールを備えたスラットの生産性を向上させることで、製造コストの低減を図ることができる。【解決手段】太陽電池モジュール１０における第２電池方向Ｘ２の両端部には、電気的な接続が可能な配線接続部１９が設けられ、複数の太陽電池モジュール１０Ａは、それぞれのセルＣの配列方向をスラット基板２２の縦方向ｘ２に向けて配列させた状態で貼り付けられ、且つ縦方向ｘ２に隣り合う太陽電池モジュール１０Ａ、１０Ａの配線接続部１９同士が接続されている構成の太陽電池モジュール付きスラットを提供する。【選択図】図２

Description

本発明は、太陽電池モジュール付きスラット、発電ブラインド、及び太陽電池モジュール付きスラットの製造方法に関する。

従来、色素増感太陽電池は、一般に、光電極と、対向電極と、電解液又は電解液層とを備えて構成され、また、光電極としては、少なくとも、透明導電層、半導体層、色素を有して構成されることが知られている。このような色素増感太陽電池においては、例えば、光電極側に光が照射されると、半導体層に吸着された色素が光を吸収し、色素分子内の電子が励起され、その電子が半導体へ渡される。そして、光電極側で発生した電子が外部回路を通じて対向電極側に移動し、この電子が電解液を通じて光電極側に戻る。このような過程が繰り返されることで、電気エネルギーが生じる構成となっている。

また、近年では、色素増感太陽電池を日除け用のブラインドに応用し、ブラインドの羽根板（スラット）の上に、色素増感太陽電池からなる太陽電池モジュールのセルを複数枚配置した構造のものが例えば特許文献１に提案されている。
特許文献１には、スラット上に、長尺矩形の複数枚のセルがその長辺がスラットの長辺と平行になるようにして一列に配置され、電気的に直列、又は並列に結線されて電気的に接続された構成の太陽電池モジュールを備えたブラインドについて開示されている。

特許第４７５５８８２号公報

しかしながら、従来の太陽電池モジュールを備えたブラインドでは、以下のような問題があった。
すなわち、特許文献１に記載のブラインドでは、スラット用の基板上に複数のセルを１つずつ貼り付けた後、それぞれのセル間を金属導線等で配線作業を行う工程となる。そのため、製造にかかる工数が増え、製造コストが高くなってしまうことから、効率よく製造することができる太陽電池モジュール付きのスラットが求められていた。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、太陽電池モジュールを備えたスラットの生産性を向上させることで、製造コストの低減を図ることができる太陽電池モジュール付きスラット、及び太陽電池モジュール付きスラットの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る太陽電池モジュール付きスラットは、スラット基板と、該スラット基板の少なくとも一方の表面に貼り付けられているフィルム型の太陽電池モジュールと、を備えた太陽電池モジュール付きスラットであって、前記太陽電池モジュールは、第一基材の表面に透明導電膜が成膜され、前記第一基材の前記透明導電膜の表面に第一の方向に延在する色素が吸着した帯状の半導体層が複数形成された第一電極と、第二基材の表面に前記第一電極に対向するように対向導電膜が成膜された第二電極と、前記第一電極と前記第二電極との間で電解液を封止し、平面視で前記第一の方向に直交する第二の方向に複数のセルを配列する封止材と、隣り合う前記セル同士の間に配置され前記第一基材に形成された第一絶縁部、及び前記第二基材に形成された第二絶縁部の間で前記封止材に覆われた状態で設けられ、前記第一電極と前記第二電極とを電気的に接続する導通材と、を備え、前記太陽電池モジュールにおける前記第二の方向の両端部には、電気的な接続が可能な配線接続部が設けられ、複数の前記太陽電池モジュールは、それぞれの前記セルの配列方向を前記スラット基板の縦方向に向けて配列させた状態で貼り付けられ、且つ前記縦方向に隣り合う前記太陽電池モジュールの前記配線接続部同士が接続されていることを特徴としている。

また、本発明に係る発電ブラインドは、上述した太陽電池モジュール付きスラットが電気的に接続されて複数設けられていることを特徴としている。

また、本発明に係る太陽電池モジュール付きスラットの製造方法は、上述した太陽電池モジュール付きスラットの製造方法であって、前記第一基材及び前記第二基材の間で前記第二の方向に配列された前記複数のセルが直列配線に接続された前記太陽電池モジュールをロール・ツー・ロール方式により連続的に製造する第１工程と、前記太陽電池モジュールにおける前記第二の方向の両端部に電気的な接続が可能な配線接続部を設ける第２工程と、前記第一電極及び前記第二電極に対して前記第二の方向に延在する融着部を形成し、前記第一の方向に絶縁され分割された複数のサブモジュールを形成する第３工程と、前記第３工程で製造された複数の前記太陽電池モジュールを前記配線接続部同士で接続する第４工程と、前記第４工程で製造された前記太陽電池モジュールを前記スラット基板の少なくとも一方の表面に貼り付ける第５工程と、前記融着部の位置で前記融着部の延在方向に沿って切断する第６工程と、を有することを特徴としている。

本発明では、セルの配列方向（第二の方向）を同一方向に向けて配列された複数の太陽電池モジュールのうち隣り合う太陽電池モジュールの配線接続部同士が接続されるので、各太陽電池モジュールの複数のセル同士が直列配線により電気的に接続されるとともに、複数の太陽電池モジュール同士もそれぞれの配線接続部の接続によって直列配線により電気的に接続された構造となる。そして、これら電気的に直列配線された複数の太陽電池モジュールを、これらの配列方向をスラット基板の表面に縦方向に向けて貼り付けることにより発電ブラインド用のスラットを容易に製造することができる。
つまり、スラット基板に対して太陽電池モジュールを貼り付ける作業のみとなり、従来のようなスラット基板の表面に複数のセルを貼り付けた後にそれらセル同士を電気的に接続するといった配線作業が不要になるため、製造効率を向上させることができる。このように、作業工数を減らすことが可能となることから、製造コストの低減を図ることができる。

また、本発明では、複数のセルを直列配線によりモジュール化し、さらに複数の太陽電池モジュールを直列配線により接続した状態でスラット基板の表面に貼り付けることができるので、フィルムで作製するときの特徴であるロール・ツー・ロール方式の製造方法を採用して、太陽電池モジュールを連続的に生産することができ、製造効率を向上させることができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュール付きスラットは、前記太陽電池モジュールは、前記第一電極及び前記第二電極に対して前記第二の方向に延在する融着部によって、前記第一の方向に絶縁され分割された複数のサブモジュールが形成され、前記スラット基板に貼り付けられた複数の前記太陽電池モジュールは、それぞれの前記融着部の延在方向を前記縦方向に一致させた状態で配置され、前記縦方向に沿って直線状に並ぶ前記サブモジュール同士が前記配線接続部を介して接続されていることを特徴としてもよい。

この場合には、融着部によって第一の方向に分割された複数のサブモジュールを有する太陽電池モジュールにおいて、太陽電池モジュール毎に縦方向に直線状に並ぶサブモジュール同士が配線接続部によって直列配線により電気的に接続された構成の太陽電池モジュール付きスラットを容易に製造することができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュール付きスラットは、複数の前記太陽電池モジュールのうち前記縦方向の両側に位置する前記太陽電池モジュールの少なくとも一方には、前記第一の方向に隣り合う前記サブモジュールの前記第二の方向の一端同士を直列配線により電気的に接続する直列接続部が形成され、前記縦方向に沿って配置される前記サブモジュールを流れる電流の向きは、前記第一の方向に配列される前記サブモジュール毎に交互に入れ替わることが好ましい。

このような構成とすることにより、縦方向の一方の太陽電池モジュールにおけるサブモジュールの第二の方向の一端同士が直列接続部によって直列配線により電気的に接続される。そのため、縦方向に並ぶ一方の列のサブモジュールにおいて縦方向の他端から一端に電気が流れるとともに、その一端側で第一の方向に隣り合う他方の列のサブモジュールに直列接続部を介して電気が流れ、さらに縦方向に並ぶ他方の列のサブモジュールにおいて縦方向の一端から他端に電気が流れる回路構成を実現することができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュール付きスラットは、前記セルは、長尺矩形状に形成され、前記太陽電池モジュールは、前記スラット基板において前記セルの長手方向を前記縦方向に直交する幅方向に向けた状態で配置されていることが好ましい。

この場合には、複数の太陽電池モジュール付きスラットを縦型のブラインドとして使用する際に、スラット基板に貼り付けられた太陽電池モジュールのセルの長手方向が横向きとなることから、セルの長手方向を縦方向に向けて配置する場合に比べて、セル中の電解液が下部に偏って溜まることを防ぐことができる。そのため、電解液がセル全体での均一性が保たれた状態となり、発電効率の低下を抑えることができる。

また、本発明に係る発電ブラインドは、複数の前記太陽電池モジュールは、それぞれ前記スラット基板における前記縦方向で同一側の端部に電気取出し部が設けられていることを特徴としてもよい。

本発明では、複数の太陽電池モジュール付きスラットにおける縦方向で同じ側に電気取出し部を設けることができるため、例えば部屋等の現場で複数の太陽電池モジュール付きスラット間を配線する場合に、全て同じ側に電気取出し部（取り出し電極）があることで配線距離が近くなり現場での配線作業を容易に行うことができる。

本発明の太陽電池モジュール付きスラット、発電ブラインド、及び太陽電池モジュール付きスラットの製造方法によれば、太陽電池モジュールを備えたスラットの生産性を向上させることで、製造コストの低減を図ることができる。

本発明の実施の形態による複数の太陽電池モジュール付きスラットを備えた発電ブラインドの構成を示す斜視図である。 太陽電池モジュール付きスラットの概略構成を示す平面図である。 図２に示すＡ−Ａ線断面図であって、太陽電池モジュールを第１電池方向から見た部分断面図である。 図２に示すＢ−Ｂ線断面図であって、太陽電池モジュールを第２電池方向から見た部分断面図である。 太陽電池モジュールの製造装置の全体構成を示す斜視図である。 製造装置を用いた製造過程の太陽電池モジュールの平面図であって、第一基材に光電極を形成した状態を示す図である。 製造装置を用いた製造過程の太陽電池モジュールの平面図であって、第一基材に絶縁加工を施した状態を示す図である。 切込み加工装置で絶縁加工を施している状態を示す斜視図である。 切込み加工装置で絶縁加工を施している状態を示す図であって、切込み加工装置を長手方向から見た正面図である。 製造装置を用いた製造過程の太陽電池モジュールの平面図であって、第二基材に絶縁加工を施した状態を示す図である。 製造装置を用いた製造過程の太陽電池モジュールの平面図であって、基材同士を貼り合せた状態を示す図である。 製造装置を用いた製造過程の太陽電池モジュールの平面図であって、融着部を形成した状態を示す図である。 太陽電池モジュール付きスラットの製造過程において、複数の太陽電池モジュールを配線接続部を介して接続した状態を示す平面図である。 太陽電池モジュール同士を配線接続部を介して接続する接続構成を示す図２に対応する断面図であって、（ａ）は接続前の状態を示す図、（ｂ）は接続後の状態を示す図である。 太陽電池モジュール付きスラットの製造過程において、太陽電池モジュールをスラット基板に貼り付けた状態を示す平面図である。 図１５において、融着部の切断位置を示した図である。 図１６において、切断後の太陽電池モジュール付きスラットに配線部を設けた状態を示す平面図である。 複数の太陽電池モジュール付きスラット同士を接続した構成を示す平面図である。 第１変形例による太陽電池モジュール付きスラットの概略構成を示す平面図である。 第２変形例による太陽電池モジュール付きスラットの概略構成を示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態による太陽電池モジュール付きスラット、発電ブラインド、及び太陽電池モジュール付きスラットの製造方法について、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明で用いる図面は模式的なものであり、長さ、幅、及び厚みの比率、構造等は実際のものと同一とは限らず、適宜変更できる。

図１に示すように、本実施の形態の太陽電池モジュール付きスラット１は、設置場所であるビルや家屋内の窓際等において光発電を行うことが可能な縦型の発電ブラインド２に設けられる複数のスラットに適用されたものである。
発電ブラインド２は、ハンガーレール２１と、ハンガーレール２１に沿って摺動可能な複数のランナーのそれぞれに吊り下げられて支持されたスラット（太陽電池モジュール付きスラット１）と、を備えている。

太陽電池モジュール付きスラット１は、図２に示すように、長尺のスラット基板２２と、スラット基板２２の表面に貼り付けられ、後述するロール・ツー・ロール方式（以下、ＲｔｏＲ方式と記載する）による製造装置４（図５参照）を用いて作製された太陽電池モジュール１０（１０Ａ）と、を備えている。

太陽電池モジュール１０は、一方向（第１電池方向Ｘ１）に長く延在するフィルム型の色素増感太陽電池をその第１電池方向Ｘ１に適宜な長さに切断したもの（単体の太陽電池モジュール１０Ａ）を、太陽電池モジュール１０における平面視で第１電池方向Ｘ１に直交する第２電池方向Ｘ２に向けて複数（ここでは４つ）を電気的に接続して配列させた構成となっている。図２において、矢印Ｅは電気の流れを示し、記号＋（プラス）、−（マイナス）はそれぞれ正極、負極を示している（他の図も同様）。

ここで、太陽電池モジュール１０において、上述したように、平面視でＲｔｏＲ方式で製造されるロール長さ方向を示す第１電池方向Ｘ１に直交する方向を第２電池方向Ｘ２とする。また、太陽電池モジュール付きスラット１において、スラット基板２２の長尺方向を縦方向ｘ２といい、太陽電池モジュール１０がスラット基板２２に貼り付けられた状態で上述した太陽電池モジュール１０における第２電池方向Ｘ２と同じ方向となり、またスラット基板２２の短手方向を幅方向ｘ１といい、上述した太陽電池モジュール１０における第１電池方向Ｘ１と同じ方向となる。

単体の太陽電池モジュール１０Ａは、第一基材３Ａ及び第二基材３Ｂに対して第２電池方向Ｘ２に延在する融着部１８によって、第１電池方向Ｘ１に絶縁され分割された一対のサブモジュールＲ、Ｒが形成されている。そして、太陽電池モジュール付きスラット１は、スラット基板２２に貼り付けられた複数の太陽電池モジュール１０Ａが、それぞれの融着部１８の延在方向を縦方向ｘ２に一致させた状態で配置され、縦方向ｘ２に沿って直線状に並ぶサブモジュールＲ、Ｒ同士が後述する配線接続部１９を介して接続された構成となっている。

本実施の形態の太陽電池モジュール１０（１０Ａ）は、図３に示すように、光電極１１と、該光電極１１と対向して設けられる対向電極１２とを有する色素増感太陽電池セル（以下、単にセルＣという）が、一対の基材３Ａ、３Ｂの間に介挿された構造を有してなる。そして、太陽電池モジュール１０は、一対の基材３Ａ、３Ｂのそれぞれの内面が導電性を有する導電膜１１Ａ、１２Ａが成膜されており、この導電膜１１Ａ、１２Ａに対して光電極１１の半導体層１１Ｂ及び対向電極１２の触媒層１２Ｂが電気的に接続され、概略構成される。

太陽電池モジュール１０は、上述したように光電極１１と対向電極１２とが封止機能付きの導通材１４を介して対向配置され、第一基材３Ａ及び第二基材３Ｂの間に形成された複数のセルＣ，Ｃ，…が第２電池方向Ｘ２に沿って電気的に直列接続されている。

具体的に太陽電池モジュール１０は、第一基材３Ａと、第二基材３Ｂと、光電極１１（第一電極）と、対向電極１２（第二電極）と、電解液１３と、導通材１４と、封止材１５と、第一絶縁部１６と、第二絶縁部１７と、融着部１８と、を備えている。
光電極１１は、第一基材３Ａ上に積層された透明導電膜１１Ａと、透明導電膜１１Ａ上に積層された多孔質の半導体層１１Ｂと、を備えている。対向電極１２は、第二基材３Ｂ上に積層された対向導電膜１２Ａと、対向導電膜１２Ａ上に積層された触媒層１２Ｂと、を備えている。

第一基材３Ａ及び第二基材３Ｂの材質は、特に限定されず、例えば、フィルム状の樹脂等の絶縁体、半導体、金属、ガラス等が挙げられる。前記樹脂としては、例えば、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリイミド、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド等が挙げられる。薄くて軽いフレキシブルな太陽電池モジュール１０を製造する観点からは、基材は透明樹脂製であることが好ましく、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム又はポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムであることがより好ましい。なお、第一基材３Ａの材質と第二基材３Ｂの材質とは、異なっていても構わない。

光電極１１は、第一基材３Ａの表面に透明導電膜１１Ａが成膜され、第一基材３Ａの透明導電膜１１Ａの表面に第１電池方向Ｘ１に延在する色素が吸着した帯状の半導体層１１Ｂが複数形成されている。対向電極１２は、光電極１１に対向するように対向導電膜１２Ａが成膜されている。

透明導電膜１１Ａ、対向導電膜１２Ａの種類や材質は、特に限定されず、公知の色素増感太陽電池に使用される導電膜が適用可能であり、例えば、金属酸化物で構成される薄膜が挙げられる。前述の金属酸化物としては、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、アルミドープ酸化亜鉛（ＡＴＯ）、酸化インジウム／酸化亜鉛（ＩＺＯ）、ガリウムドープ酸化亜鉛（ＧＺＯ）等が例示できる。

半導体層１１Ｂは、吸着した光増感色素から電子を受け取ることが可能な材料によって構成され、通常は多孔質であることが好ましい。半導体層１１Ｂを構成する材料は特に限定されず、公知の半導体層１１Ｂの材料が適用可能であり、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ等の金属酸化物半導体が挙げられる。
半導体層１１Ｂに担持される光増感色素は特に限定されず、例えば有機色素、金属錯体色素等の公知の色素が挙げられる。前述の有機色素としては、例えば、クマリン系、ポリエン系、シアニン系、ヘミシアニン系、チオフェン系等が挙げられる。前記金属錯体色素としては、例えば、ルテニウム錯体等が好適に用いられる。

触媒層１２Ｂを構成する材料は、特に限定されず、公知の材料を適用可能であり、例えば、白金、カーボンナノチューブ等のカーボン類、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の導電性ポリマー等が挙げられる。

電解液１３は、光電極１１の半導体層１１Ｂと対向電極１２との間に封止されている。電解液１３としては、公知の色素増感太陽電池で使用されている電解液を適用でき、例えばヨウ素とヨウ化ナトリウムが有機溶媒に溶解された電解液等が挙げられる。電解液１３が接触する半導体層１１Ｂにおいて多孔質内部を含む表面には、図示しない公知の光増感色素が吸着している。

封止材１５は、電解液１３を封止するとともに、第２電池方向Ｘ２に分割された複数のセルＣを配列する構成となっている。封止材１５は、対向する第一基材３Ａ及び第二基材３Ｂを接着し、且つこれら基材３Ａ、３Ｂ間に形成されたセルＣを封止することが可能な非導電性の部材であれば特に制限されない。

封止材１５の材料としては、例えば、ホットメルト接着剤（熱可塑性樹脂）、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、並びに、紫外線硬化性樹脂及び熱硬化性樹脂を含んだ樹脂等、一時的に流動性を有し、適当な処理により固化される樹脂材料等が挙げられる。前記ホットメルト接着剤としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。前記熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾオキサゾン樹脂等が挙げられる。前記紫外線硬化性樹脂としては、例えば、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等の光重合性のモノマーを含むものが挙げられる。

導通材１４は、封止材１５によって第２電池方向Ｘ２の両側が覆われた状態で設けられ、光電極１１の透明導電膜１１Ａと対向電極１２の対向導電膜１２Ａとに直接接触し、光電極１１と対向電極１２とを電気的に接続する。

導通材１４は、光電極１１と対向電極１２との間で互いに平行に配され、第一基材３Ａ上の光電極１１と第二基材３Ｂ上の対向電極１２とに接している。導通材１４は、例えば、導線、導電チューブ、導電箔、導電板および導電メッシュ、導電ペースト、導電粒子から選ばれる１種以上が用いられる。ここで導電ペーストとは、比較的剛性が低く、柔らかい形態の導電性材料であり、例えば固形の導通材が有機溶媒、バインダー樹脂等の粘性を有する分散媒に分散された形態を有し得る。

導通材１４に用いる導電材料としては、例えば、金、銀、銅、クロム、チタン、白金、ニッケル、タングステン、鉄、アルミニウム等の金属、或いはこれらの金属のうち２種以上の合金等が挙げられるが、特に限定されない。また、導電性の微粒子（例えば、前記金属又は合金の微粒子、カーボンブラックの微粒子等）が分散された、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の樹脂組成物等も前記材料として挙げられる。
なお、導通材１４は、両面接着タイプの銅テープのように、導通と接着の両方の機能を有していても良い。

導通材１４の第２電池方向Ｘ２の両側には封止材１５，１５が配され、導通材１４と封止材１５とにより、光電極１１と対向電極１２との間を接着している。また、太陽電池モジュール１０には、図２及び図４に示すように、第１電池方向Ｘ１に複数のサブモジュールＲ、Ｒ、…を画成するように、第２電池方向Ｘ２に沿って延びる融着部１８が形成されている。融着部１８は、超音波融着等の手段（図５に示す超音波融着手段４６参照）により絶縁及び接着されることにより形成される。
このようにして、それぞれに半導体層１１Ｂを有するセルＣは、導通材１４によって、光電極１１と対向電極１２の間に形成される厚み方向の間隙内に電解液１３が液密に封止された状態で形成されている。

透明導電膜１１Ａ及び対向導電膜１２Ａの所定の箇所には、それぞれ例えば刃物を備えた切込み装置やレーザー照射装置等を用いて絶縁処理された複数のパターニング部（第一絶縁部１６、第二絶縁部１７）が設けられている。つまり、図３に示すように、第一絶縁部１６は、透明導電膜１１Ａにおける所定の封止材１５に接触する位置において、上述した絶縁処理により第１電池方向Ｘ１に延びて形成されている（図７参照）。第二絶縁部１７は、対向導電膜１２Ａにおける所定の封止材１５に接触する位置において、上述した絶縁処理により第１電池方向Ｘ１に延びて形成されている（図１０参照）。
そして、本実施の形態の太陽電池モジュール１０では、第２電池方向Ｘ２に隣り合うセルＣ、Ｃのうち一方のセルＣ（図３のＣ１）における第一基材３Ａに形成される隣り合う第一絶縁部１６、１６同士の間の透明導電膜１１Ａと、他方のセルＣ（図３のＣ２）における第二基材３Ｂに形成される隣り合う第二絶縁部１７、１７同士の間の対向導電膜１２Ａとが、一方のセルＣ１と他方のセルＣ２との間に配置される導通材１４に接続されている。

また、隣り合うサブモジュールＲのうち一方のサブモジュールＲの第一絶縁部１６と、他方のサブモジュールＲの第一絶縁部１６とは、第２電池方向Ｘ２にずれた位置にパターニングされている（図７参照）。これは、第二絶縁部１７についても同様である（図１０参照）。
図３に示すように、第一絶縁部１６及び第二絶縁部１７は、第２電池方向Ｘ２に配置されるセルＣ、Ｃ同士の間において、融着部１８によって絶縁されるサブモジュールＲ毎に第２電池方向Ｘ２で導通材１４を挟んで交互にずれた位置に配置されている。

次に、上述した本実施の形態のＲｔｏＲ方式の製造装置４を使用して電気的な直列回路を構成した太陽電池モジュール１０と、この太陽電池モジュール１０を構成する太陽電池モジュール付きスラットの製造方法について、図面を用いて具体的に説明する。

先ず、図５に示す製造装置４を用いて太陽電池モジュール１０を作製する。
図６に示すように、太陽電池モジュール１０を製造方法は、先ず、半導体電極形成部（図示省略）において、例えばエアロゾルデポジション(ＡＤ)法を用いることにより、透明導電膜１１Ａが成膜された第一基材３Ａ上にＴｉＯ２を積層することで半導体層１１Ｂを第２電池方向Ｘ２に間隔をあけて形成した後、半導体層１１Ｂ上に色素を一般的な手法によって吸着させることで、光電極１１を形成する。また、対向電極形成部（図示省略）において、スパッタリング法により対向導電膜１２Ａが成膜された第二基板３Ｂ上に白金（Ｐｔ）を積層して触媒層１２Ｂを形成することで、対向電極１２を形成する。

半導体電極形成部で作製された光電極１１を形成し第一移動方向Ｐ１に移動する第一基材３Ａでは、切込み加工装置５０において、半導体層１１Ｂと半導体層１１Ｂとの間の位置で半円刃５２の回転により第１電池方向Ｘ１と平行に延びる第一絶縁部１６を形成する絶縁加工が行われる。このとき、第一絶縁部１６は、図７に示すように、一定の間隔（サブモジュールＲの第１電池方向Ｘ１の長さ）毎に第２電池方向Ｘ２に交互にずれた位置となる規則的な絶縁加工パターンが形成される。このように交互に絶縁加工パターンを配置することで、サブモジュールＲ毎に＋極（正極）と−極（負極）を規則的に入れ替えることができる。

ここで、第一絶縁加工部４１は、図８及び図９に示すように、本実施の形態では複数の半円刃５２を備えた切込み加工装置５０を採用している。切込み加工装置５０は、軸Ｏ１を中心にして回転自在に設けられた回転軸５１と、回転軸５１の周囲に軸Ｏ１方向に所定間隔をあけて配置された半円刃５２と、を備え、回転軸５１の軸Ｏ１方向を第２電池方向Ｘ２に向けて配置されている。
半円刃５２は、回転軸５１の外周面の円周方向に沿って１８０°の範囲に連続して設けられ、軸Ｏ１方向から見て全周のうち所定の半周部分の領域に配置された第一半円刃５２Ａと、第一半円刃５２Ａが配置されていない別の半周部分の領域に配置された第二半円刃５２Ｂと、からなる。これら複数の第一半円刃５２Ａは、融着部１８によって第１電池方向Ｘ１に画成される第一基材３ＡのサブモジュールＲのうち隣接する一方のサブモジュールＲの複数の絶縁部１６を同時に形成する。また、複数の第二半円刃５２Ｂは、前記隣接するサブモジュールＲのうち他方の領域の複数の絶縁部１６を同時に形成する。半円刃５２の周長（外周長）は、サブモジュールＲにおいて絶縁加工される絶縁部１６の第１電池方向Ｘ１の長さに一致するように設定されている。

軸Ｏ１方向に隣り合う第一半円刃５２Ａ同士の間隔と、軸Ｏ１方向に隣り合う第二半円刃５２Ｂ同士の間隔は、等距離に設定されている。また、第一半円刃５２Ａと第二半円刃５２Ｂとは、同一円周上には配置されず、軸Ｏ１方向にずれた位置に設けられている。
また、半円刃５２（５２Ａ、５２Ｂ）は、導電膜１１Ａ、１２Ａが成膜された基材３Ａ、３Ｂの表面に対して回転軸５１とともに回転されたときに、導電膜１１Ａ、１２Ａのみに溝状の切込みを形成する。つまり、導電膜１１Ａ、１２Ａは厚さ方向に切込みが形成され、基材３Ａ、３Ｂの厚さ方向の一部が切り込まれても全体が切り込まれないように設定されている。
なお、半円刃５２の軸Ｏ１方向の間隔、周長、第一半円刃５２Ａと第二半円刃５２Ｂの軸Ｏ１方向のずれ量は、絶縁部１６の設定に応じて適宜変更することができる。

次に、図５に示すように、光電極１１の第一絶縁部１６の加工後、封止材塗工部４２によって第一基材３Ａの所定領域に形成された光電極１１に封止材１５を塗工する。このとき、半導体層１１Ｂに封止材１５が被覆されないように塗布される。
そして、導通材配置部４３において封止材１５同士の間に導通材１４を配置した後、電解液塗工部４４において第一基材３Ａにおける封止材１５の未塗工領域に電解液１３を塗工する。

一方で、対向電極形成部で作製された対向電極１２を形成し第二移動方向Ｐ２に移動する第二基材３Ｂでは、切込み加工装置５０において、触媒層１２Ｂと触媒層１２Ｂとの間の位置で半円刃５２の回転により第１電池方向Ｘ１と平行に延びる第二絶縁部１７を形成する絶縁加工が行われる（図８及び図９参照）。このとき、第二絶縁部１７は、図１０に示すように、一定の間隔（サブモジュールＲの第１電池方向Ｘ１の長さ）毎に第２電池方向Ｘ２に交互にずれた位置となる規則的な絶縁加工のパターンが形成される。このように交互に配置することで、サブモジュールＲ毎に＋極と−極を規則的に入れ替えることができる。

次いで、基材貼合せ部４５において、硬化処理部（図示省略）によって封止材１５が硬化されるとともに、絶縁加工された第一基材３Ａと第二基材３Ｂとを重ね合わせた状態で一対の貼合せローラー４５Ａ、４５Ｂを通過させることで、両基材３Ａ、３Ｂを接着して貼り合せる。このとき、貼り合わされた状態で、図１１に示すように、第一基材３Ａの第一絶縁部１６と第二基材３Ｂの第二絶縁部１７とが第２電池方向Ｘ２にずれた位置となり、これにより導通材１４（図３参照）を介して第２電池方向Ｘ２に分割して配列される複数のセルＣが電気的に直列に接続された状態になる。

次に、図５及び図１２に示すように、貼り合せをした後、超音波融着手段４６において、第１電池方向Ｘ１に一定間隔をあけて第一基材３Ａと第二基材３Ｂを超音波振動により融着させて第２電池方向Ｘ２に沿って延びる融着部１８を形成し、複数のサブモジュールＲ、Ｒ、…に分割される。

その後、貼り合わされた基材３Ａ、３Ｂにおける任意の融着部１８の位置で、その融着部１８の長さ方向（第２電池方向Ｘ２）に沿って切断され、これにより単体の太陽電池モジュール１０Ａが製造される。なお、本実施の形態では、切断後の太陽電池モジュール１０Ａとして、図１３に示すように１０個のサブモジュールＲ、Ｒ、…が形成されるように切断されている。
さらに、両基材３Ａ、３Ｂの第２電池方向Ｘ２の両端部に、第１電池方向Ｘ１に沿うように配線接続部１９（図１４（ａ）、（ｂ）参照）を形成する。

ここで、配線接続部１９Ａ、１９Ｂの具体的な構造について説明する。図１４（ａ）、（ｂ）に示す左側の太陽電池モジュール１０Ａは正極における取出し電極用の配線接続部１９Ａを示し、右側の太陽電池モジュールの１０Ａは負極における取出し電極用の配線接続部１９Ｂを示している。正極をなす配線接続部１９Ａとしては、例えば第二基材３Ｂの対向導電膜１２Ａに対して銅テープや半田付けにより貼り付けられたものであり、第２電池方向Ｘ２で第一基材３Ａよりも張り出した形状となっている。なお、本実施の形態では、負極をなす配線接続部１９Ｂは、第一基材３Ａの透明導電膜１１Ａであり、第２電池方向Ｘ２で第二基材３Ｂよりも張り出した形状となっている。

次に、図１３に示すように、複数（ここでは４つ）の単体の太陽電池モジュール１０Ａ、１０Ａ、…を、それぞれのセルＣの配列方向（第２電池方向Ｘ２）を同一方向に向けて配列させた状態で、隣り合う太陽電池モジュール１０Ａ、１０Ａを第２電池方向Ｘ２の両端に形成された配線接続部１９（１９Ａ、１９Ｂ）同士で接続する。なお、この配線接続部１９による単体の太陽電池モジュール１０Ａ、１０Ａ同士の接続工程は、上述した製造装置４（図５）に組み込んでもよいし、製造装置４を使用しない作業としてもよい。

次いで、図１５に示すように、上述した工程により製造した太陽電池モジュール１０をスラット基板２２の表面に例えば接着剤等で貼り付ける。続いて、図１６に示すように、一つ置きの融着部１８の位置（図１６の切断線Ｌ１）で融着部１８の延在方向（縦方向ｘ２）に沿って切断することで縦方向ｘ２に２列で延びるサブモジュールＲが形成され太陽電池モジュール１０がスラット基板２２に貼り付けられた太陽電池モジュール付きスラット１が製造される（図１７参照）。つまり、本実施の形態では、４箇所の切断線Ｌ１で４分割することにより、５個の太陽電池モジュール付きスラット１が形成されることになる。

さらに、図１７に示すように、製造された太陽電池モジュール付きスラット１において、幅方向ｘ１に隣り合うサブモジュールＲ１、Ｒ２の縦方向ｘ２の一端１０ａ（ここでは下端）同士を配線材２０（直列接続部）によって直列配線により電気的に接続する。これにより、縦方向ｘ２に沿って配置されるサブモジュールＲ１、Ｒ２を流れる電流の向きは、幅方向ｘ１に配列される一対のサブモジュールＲ１、Ｒ２の一端１０ａで折り返して逆になっている。つまり、縦方向ｘ２に並ぶ一方の列（紙面右側の列）の第１サブモジュールＲ１において縦方向ｘ２の他端１０ｂから一端に電気が流れるとともに、その一端１０ａ側で幅方向ｘ１に隣り合う他方の列（紙面左側の列）の第２サブモジュールＲ２に配線材２０を介して電気Ｅが流れ、さらに縦方向ｘ２に並ぶ他方の列の第２サブモジュールＲ２において縦方向ｘ２の一端１０ａから他端１０ｂに電気Ｅが流れる回路構成を実現することができる。

これにより太陽電池モジュール付きスラット１は、図１８に示すように、太陽電池モジュール１０の縦方向ｘ２の他端１０ｂ（紙面の上側）に電気取出し部１ａが設けられる。ここで、図１８に示すように示す符号１ｃは、太陽電池モジュール付きスラット１をハンガーレール２１（図１参照）に支持するための支持孔を示している。これにより複数の太陽電池モジュール付きスラット１において、それぞれの他端１０ｂの電気取出し部１ａ同士を接続線１ｂで配線することにより電気的に接続することができる。そのため、複数の太陽電池モジュール付きスラット１における縦方向ｘ２で同じ側に電気取出し部１ａを設けることができるため、例えば部屋等の現場で複数の太陽電池モジュール付きスラット１、１間を配線する場合に、全て同じ側に電気取出し部１ａ（取り出し電極）があることで配線距離が近くなり現場での配線作業を容易に行うことができる。

次に、上述した太陽電池モジュール付きスラット、発電ブラインド、及び太陽電池モジュール付きスラットの製造方法の作用について図面を用いて詳細に説明する。
本実施の形態では、図２に示すように、セルＣの配列方向（第２電池方向Ｘ２）を同一方向に向けて配列された複数の太陽電池モジュール１０Ａのうち隣り合う単体の太陽電池モジュール１０Ａの配線接続部１９同士が接続されるので、各太陽電池モジュール１０Ａの複数のセルＣ同士が直列配線により電気的に接続されるとともに、複数の太陽電池モジュール１０Ａ同士もそれぞれの配線接続部１９の接続によって直列配線により電気的に接続された構造となる。そして、これら電気的に直列配線された複数の太陽電池モジュール１０Ａを、これらの配列方向をスラット基板２２の表面に縦方向ｘ２に向けて貼り付けることにより発電ブラインド用のスラットを容易に製造することができる。
つまり、スラット基板２２に対して太陽電池モジュール１０を貼り付ける作業のみとなり、従来のようなスラット基板の表面に複数のセルを貼り付けた後にそれらセル同士を電気的に接続するといった配線作業が不要になるため、製造効率を向上させることができる。このように、作業工数を減らすことが可能となることから、製造コストの低減を図ることができる。

また、本実施の形態では、複数のセルＣを直列配線によりモジュール化し、さらに複数の太陽電池モジュール１０Ａを直列配線により接続した状態でスラット基板２２の表面に貼り付けることができるので、本実施の形態のようにフィルムで作製するときの特徴であるロール・ツー・ロール方式の製造方法を採用して、太陽電池モジュール１０を連続的に生産することができ、製造効率を向上させることができる。

また、本実施の形態では、融着部１８によって第１電池方向Ｘ１に分割された一対のサブモジュールＲを有する太陽電池モジュール１０Ａにおいて、これら単体の太陽電池モジュール１０Ａ毎に縦方向ｘ２に直線状に並ぶサブモジュールＲ同士が配線接続部１９によって直列配線により電気的に接続された構成の太陽電池モジュール付きスラット１を容易に製造することができる。

また、本実施の形態では、セルＣが長尺矩形状に形成され、太陽電池モジュール１０Ａスラット基板２２においてセルＣの長手方向を幅方向ｘ１に向けた状態で配置されているので、複数の太陽電池モジュール付きスラット１を縦型のブラインドとして使用する際に、スラット基板２２に貼り付けられた太陽電池モジュール１０のセルＣの長手方向が横向きとなることから、セルＣの長手方向を縦方向ｘ２に向けて配置する場合に比べて、セルＣ中の電解液が下部に偏って溜まることを防ぐことができる。そのため、電解液がセル全体での均一性が保たれた状態となり、発電効率の低下を抑えることができる。

以上、本発明による太陽電池モジュール付きスラット、発電ブラインド、及び太陽電池モジュール付きスラットの製造方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では、単体の太陽電池モジュール１０Ａにおいて、一対のサブモジュールＲ、Ｒを有するものを採用しているが、これに限定されることはない。例えば、図１９に示す第１変形例のように１つのサブモジュールＲのみから構成される太陽電池モジュール１０Ｂであってもよいし、図２０に示す第２変形例のように３つのサブモジュールＲから構成される太陽電池モジュール１０Ｃであってもよい。また、４つ以上のサブモジュールＲから構成される太陽電池モジュールであっても勿論かまわない。
なお、図２０に示す第２変形例の場合には、縦方向ｘ２に連続する列をなすサブモジュールＲ同士を接続する配線材２０（直列接続部）の位置が、縦方向Ｘ２の一端１０ａと他端１０ｂで交互に配置される。そのため、縦方向ｘ２に沿って配置されるサブモジュールＲを流れる電流Ｅの向きは、幅方向ｘ１に配列されるサブモジュールＲ毎に交互に入れ替わる構成となる。

また、単体の太陽電池モジュールにおいて、複数のサブモジュールＲの一端同士が配線材２０（直列接続部）によって直列配線で電気的に接続されることに限定されることはなく、それぞれ電気的な接続のない独立したサブモジュールとすることも可能である。

さらに、スラット基板２２に貼り付けられる太陽電池モジュール１０の大きさ、位置、形状、単体の太陽電池モジュール１０Ａの配列数などの構成は、適用する発電ブラインドの大きさ等の構成に対応させて適宜設定することができる。

また、例えば、上述の実施の形態では、絶縁加工部４１、４７により絶縁加工する手段として切込み加工装置５０を採用しているが、これに限定されることはなく、複数のレーザー照射装置を第２電池方向Ｘ２に所定の間隔をあけて配列し、融着部１８によって画成されるサブモジュールＲ毎に対応してレーザーを照射し、このようなレーザー加工により上述した実施の形態の切込み加工装置５０と同様に、第一基材３Ａの透明導電膜１１Ａに対して第一絶縁部１６を形成し、第二基材３Ｂの対向導電膜１２Ａに対して第二絶縁部１７を形成するようにしてもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

１ 太陽電池モジュール付きスラット
２ 発電ブラインド
４ 製造装置
１０ 太陽電池モジュール
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 単体の太陽電池モジュール
１１ 光電極（第一電極）
１１Ａ 透明導電膜
１１Ｂ 半導体層
１２ 対向電極（第二電極）
１２Ａ 対向導電膜
１２Ｂ 触媒層
３Ａ 第一基材
３Ｂ 第二基材
１８ 融着部
１９、１９Ａ、１９Ｂ 配線接続部
２０ 配線材（直列接続部）
２２ スラット基板
Ｃ セル
Ｒ サブモジュール
Ｘ１ 第１電池方向（第一の方向）
Ｘ２ 第２電池方向（第二の方向）
ｘ１ 幅方向
ｘ２ 縦方向

Claims (7)

1. スラット基板と、該スラット基板の少なくとも一方の表面に貼り付けられているフィルム型の太陽電池モジュールと、を備えた太陽電池モジュール付きスラットであって、
   前記太陽電池モジュールは、
   第一基材の表面に透明導電膜が成膜され、前記第一基材の前記透明導電膜の表面に第一の方向に延在する色素が吸着した帯状の半導体層が複数形成された第一電極と、
   第二基材の表面に前記第一電極に対向するように対向導電膜が成膜された第二電極と、
   前記第一電極と前記第二電極との間で電解液を封止し、平面視で前記第一の方向に直交する第二の方向に複数のセルを配列する封止材と、
   隣り合う前記セル同士の間に配置され前記第一基材に形成された第一絶縁部、及び前記第二基材に形成された第二絶縁部の間で前記封止材に覆われた状態で設けられ、前記第一電極と前記第二電極とを電気的に接続する導通材と、
   を備え、
   前記太陽電池モジュールにおける前記第二の方向の両端部には、電気的な接続が可能な配線接続部が設けられ、
   複数の前記太陽電池モジュールは、それぞれの前記セルの配列方向を前記スラット基板の縦方向に向けて配列させた状態で貼り付けられ、且つ前記縦方向に隣り合う前記太陽電池モジュールの前記配線接続部同士が接続されていることを特徴とする太陽電池モジュール付きスラット。
2. 前記太陽電池モジュールは、前記第一電極及び前記第二電極に対して前記第二の方向に延在する融着部によって、前記第一の方向に絶縁され分割された複数のサブモジュールが形成され、
   前記スラット基板に貼り付けられた複数の前記太陽電池モジュールは、それぞれの前記融着部の延在方向を前記縦方向に一致させた状態で配置され、前記縦方向に沿って直線状に並ぶ前記サブモジュール同士が前記配線接続部を介して接続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付きスラット。
3. 複数の前記太陽電池モジュールのうち前記縦方向の両側に位置する前記太陽電池モジュールの少なくとも一方には、前記第一の方向に隣り合う前記サブモジュールの前記第二の方向の一端同士を直列配線により電気的に接続する直列接続部が形成され、
   前記縦方向に沿って配置される前記サブモジュールを流れる電流の向きは、前記第一の方向に配列される前記サブモジュール毎に交互に入れ替わることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュール付きスラット。
4. 前記セルは、長尺矩形状に形成され、
   前記太陽電池モジュールは、前記スラット基板において前記セルの長手方向を前記縦方向に直交する幅方向に向けた状態で配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール付きスラット。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール付きスラットが電気的に接続されて複数設けられていることを特徴とする発電ブラインド。
6. 複数の前記太陽電池モジュールは、それぞれ前記スラット基板における前記縦方向で同一側の端部に電気取出し部が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の発電ブラインド。
7. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール付きスラットの製造方法であって、
   前記第一基材及び前記第二基材の間で前記第二の方向に配列された前記複数のセルが直列配線に接続された前記太陽電池モジュールをロール・ツー・ロール方式により連続的に製造する第１工程と、
   前記太陽電池モジュールにおける前記第二の方向の両端部に電気的な接続が可能な配線接続部を設ける第２工程と、
   前記第一電極及び前記第二電極に対して前記第二の方向に延在する融着部を形成し、前記第一の方向に絶縁され分割された複数のサブモジュールを形成する第３工程と、
   前記第３工程で製造された複数の前記太陽電池モジュールを前記配線接続部同士で接続する第４工程と、
   前記第４工程で製造された前記太陽電池モジュールを前記スラット基板の少なくとも一方の表面に貼り付ける第５工程と、
   前記融着部の位置で前記融着部の延在方向に沿って切断する第６工程と、
   を有することを特徴とする太陽電池モジュール付きスラットの製造方法。

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