JP2974513B2 - 屋根材一体型太陽電池モジュール - Google Patents

屋根材一体型太陽電池モジュール

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    • Y10S136/291—Applications

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、屋根材一体型太陽電池
モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、クリーンなエネルギーとして太陽
電池の開発が熱心に行われている。なかでも、パワーモ
ジュールとしての太陽電池は、ガラス等に挟持されたタ
イプの太陽電池モジュールやステンレス等の基板上に薄
膜の太陽電池素子を形成し、高分子樹脂で密封した太陽
電池モジュールを屋根等に設置する。建築物の屋根上に
設置する場合には、屋根の突起部等や新たに固定部を作
りこの突起部や固定部を利用して固定された太陽電池設
置用架台上に太陽電池モジュールを固定設置され利用さ
れている。
【０００３】その一例を、図８を参照に以下に簡単に説
明する。
【０００４】図８は太陽電池設置用架台を用いた太陽電
池の設置法の一例を示すものであり、３４は本従来例の
太陽電池設置用架台で、固定部材３５を用いて屋根材の
ハゼ部である突起部３６に固定されている。ここで、ハ
ゼ部とは、隣接する金属製屋根材を互いの端部を曲げて
固定した部分である。３７はアルミニウム製フレームを
有する太陽電池モジュールであり、この太陽電池モジュ
ールは、前記太陽電池設置用架台３４に不図示の固定具
を用い固定されているものである。
【０００５】また、前記太陽電池モジュール間の電気的
接続は、コネクタ３８により太陽電池モジュール３７の
裏面側で行われているものである。
【０００６】以上説明したように、太陽電池設置用架台
を用いる方法においては、コネクタ及びリード線が太陽
電池モジュールの裏面側にあるので、コネクタ及びリー
ド線は直接太陽光にさらされることはなく、そのため、
特に耐候性のある材料を選んでコネクタ及びリード線を
形成しなくとも良く、コネクタ部のコスト低減において
は有利である。また、コネクタが太陽電池モジュールの
下に隠れているので、外観上美しく設置することができ
る。しかしながら、この設置法においては、太陽電池設
置用架台の材料費、製作費のコストがかかり、コネクタ
部のコスト低減を考慮しても、全体として、コストの高
い設置法となってしまう。又、建築物の屋根上への架台
は美観上好ましくなく、ガラスを用いた太陽電池モジュ
ールにおいては、平方メートルの面積あたり１３〜１５
ｋｇの重量になり、屋根などの上に設置する場合には重
量が重いため取扱いが容易ではなく、重装な架台を設置
した上に太陽電池モジュールをボルトなどの固定具を用
いて固定する必要があった。このため、設置時間、及び
危険性、架台コストがかかっていた。
【０００７】一方上記問題点を解決する為に、太陽電池
モジュールを直接固定する方法を、図９に示すように行
った。
【０００８】図９は両面テープ等を用い、太陽電池モジ
ュールを屋根材に直接固定する一例であり、以下図９に
従って簡単に説明する。
【０００９】３９は金属製屋根材、４０は太陽電池モジ
ュール、４１は両面テープ、４２、４３及び４４はモジ
ュール間の電気的接続材であるコネクタ、リード線及び
端子取り出し用のジャンクションボックスである。
【００１０】この太陽電池モジュールは、金属製屋根材
に直接固定し、構造強度は屋根材が支持するために、フ
レーム等を有せず、樹脂封止されたのみ等の可とう性を
有したモジュールである。該太陽電池モジュールを両面
テープを用い金属製屋根材に接着固定した後、モジュー
ル表面側に設けられた前記コネクタ４２によりモジュー
ル間の電気的接続を行っている。
【００１１】両面テープ等を用い、太陽電池モジュール
を金属製屋根材に直接固定する方法は、太陽電池設置用
架台が必要でないため、その分のコストが低減できる。
しかしながら、この方法においては上記のように、フレ
ーム等を有せず、樹脂封止されたのみ等の可とう性を有
した太陽電池モジュールが用いられ、そのモジュール周
縁部は固定部材により固定及び保護されていないため、
太陽電池設置作業時に作業者が工具をぶつけてしまう、
あるいは靴底の突起物を引っかけるなどの事故等によ
り、モジュールの周縁部において、モジュールの表面被
覆材がはがれてしまう等のモジュールの破壊が発生する
可能性があり、この点に関して長期信頼性を向上させる
ためには、モジュール周縁部の固定及び保護を行う部材
を有する必要があった。
【００１２】さらに、図９よりわかるように、太陽電池
モジュールと金属製屋根材の間には両面テープの厚み１
ｍｍ程度により形成される空間しかなく、コネクタを配
置することは不可能であり、太陽電池モジュールにより
隠すことはできない。このため、風の強い地域に太陽電
池を設置する場合等、コネクタ部が暴れないように、コ
ネクタあるいはリード線をテープ等により固定する必要
がある場合があった。
【００１３】また、コネクタ部が隠れていないので、ユ
ーザーによっては、外観上好まれない場合があった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の太陽電池設置方法においては、コストが安く、か
つ、太陽電池モジュールの周縁部及び電気的接続部の固
定及び保護対策が充分で、特にモジュールの保護という
点に関して長期信頼性を向上させた設置方法がないのが
現状であり、建築物の屋根上への太陽電池の設置方法に
おいて、コストが安く、かつ、特にモジュールの保護と
いう点に関して長期信頼性を向上させた設置方法の開発
が強く望まれている。
【００１５】
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、
四角い板状の形状を有し、２組の互いに対向する２辺の
一方の２辺が、底部を挟んで両側に立ち上がり部が構成
されるように折り曲げられている屋根材と、可とう性を
有する基体上に半導体層を備えた四角い太陽電池モジュ
ールであって、該太陽電池モジュールの２組の互いに対
向する２辺の一方の２辺が、前記立ち上がり部に沿った
形状に変形するように前記屋根材上に重ねられた太陽電
池モジュールと、該太陽電池モジュール上に配置され、
太陽電池モジュールの他方の２辺を前記屋根材との間に
挟み込んで支持する帯板状の固定部材であって、前記屋
根材の立ち上がり部に沿った形状に折り曲げられ、且
つ、立ち上がり部において前記屋根材に固定された固定
部材とから成ることを特徴とする屋根材一体型太陽電池
モジュールによって解決される。
【００１７】また、前記屋根材がその断面形状におい
て、底部と立ち上がり部を有しており、前記太陽電池モ
ジュール固定部材が該立ち上がり部に固定されているこ
とが好ましく、更に、前記太陽電池モジュールが可とう
性を有し、前記屋根材の底部と立ち上がり部の両部分に
おいて挟持固定されていることが好ましい。
【００１８】また、前記太陽電池モジュール固定部材と
前記太陽電池モジュールの間に防水シール部材が配置さ
れていることや、前記太陽電池モジュールが磁石により
前記屋根材に補助固定されていることを特徴とする。
【００１９】また、前記太陽電池モジュールが両面テー
プにより前記屋根材に補助固定されていることが好まし
い。
【００２０】本発明の屋根材一体型太陽電池モジュール
は以下の作用を有する。
【００２１】太陽電池設置用架台が不要となり、作業
性、安全性が格段に向上し、架台のコスト分が削減でき
る。また、太陽電池モジュールの周縁部がモジュール固
定部材により固定及び保護されていることにより、モジ
ュールが機械的に破壊される可能性がなく、長期信頼性
が向上する。
【００２２】さらに、屋根材がその断面形状において、
底部と立ち上がり部を有しており、太陽電池モジュール
固定部材をこの屋根材の立ち上がり部に固定することに
より、屋根材に穴をあけずに容易に固定することができ
る。
【００２３】また、前記太陽電池モジュールが可とう性
を有し、前記屋根材の底部と立ち上がり部の両部分にお
いて挟持固定されることにより、少なくとも２つの違っ
た方向の力により挟持されることになるので、より確実
な固定となる。
【００２４】一方、前記太陽電池モジュール固定部材の
下側に、コネクタ等の太陽電池モジュール間の電気的接
続材を配置し、太陽光にさらされることを防ぐことがで
きるので、特に耐候性を有した材料を採用する必要がな
く、その分コストを低減することができ、また、外観上
も美しく設置することができる。
【００２５】さらに、前記太陽電池モジュール固定部材
と前記太陽電池モジュールの間に防水シール部材が配置
されることにより、太陽電池モジュールの周縁部から雨
水が侵入し太陽電池素子に悪影響を与えることを防止で
き、その上、上記のようにモジュール固定部材の下側
に、コネクタ等の太陽電池モジュール間の電気的接続材
を配置している場合には、雨水に濡れることがないので
接続材での漏電及び材質劣化等を防止することができ
る。
【００２６】（実施態様例）以下、本発明の実施態様例
を図１を参照しながら説明する。
【００２７】図１、図２、図３は、太陽電池モジュール
固定部材を用いて、太陽電池モジュールを金属製屋根材
に挟持固定した例である。図１は斜視図、図２は図１の
Ａ−Ａ´断面図、図３は屋根材の立ち上がり部の状態を
示す部分拡大断面図である。
【００２８】図１、図２、図３において、１は太陽電池
モジュール、２は金属製屋根材、３は太陽電池モジュー
ル固定部材、４及び５は太陽電池モジュール間の電気的
接続材であるコネクタ及びリード線、６はキャップ、７
は吊子、８はタイトフレーム、９は緊定ボルト、１０は
母屋である。
【００２９】本実施態様例において用いた屋根材２は、
既存の屋根材の折板工法に準じた施工法により施工され
るものであり、その点も含め、本実施態様例の屋根材一
体型太陽電池モジュールの作製手順を以下に簡単に述べ
る。
【００３０】まず初めに、屋根材２の底部２ａ及び立ち
上がり部２ｂ上に、可とう性を有した太陽電池モジュー
ル１を載置し、コネクタ４を接続することにより、モジ
ュール間の電気的接続を行う。
【００３１】次に、各々モジュールの隣接部に、太陽電
池モジュール固定部材３を、その中央部に有したコネク
タ収納部１１下に前記コネクタ４がうまく配置されるよ
うに載置し、図３に示すようにその周縁部１２におい
て、前記屋根材２の立ち上がり部２ｂの周縁部と一緒に
折曲げることによって、太陽電池モジュール固定部材３
を屋根材２に固定する。これにより、太陽電池モジュー
ル１を屋根材２と太陽電池モジュール固定部材３により
挟持固定することができる。ただし、本実施態様例にお
いては、軒部に載置固定されたモジュールの電気的接続
は屋根を貫通させ、軒の下側で接続しているので、モジ
ュール隣接部にコネクタを配置していない軒部において
は、コネクタ収納部１１を有していないモジュール固定
部材を用いているものである。
【００３２】そして、上記屋根材及びモジュール固定部
材の周縁部を吊子７によりおさえ、該吊子７を緊定ボル
ト９でタイトフレーム８に固定しているものである。こ
こで、タイトフレーム８は不図示のボルトにより、母屋
１０に固定されているものである。そして最後に、キャ
ップ６を上記屋根材及びモジュール固定部材の周縁部を
包むようにはめ込むものである。
【００３３】ここで、図３に示すように、太陽電池モジ
ュール１は矢印Ｂに示す方向だけではなく、矢印Ｃ及び
不図示のこれと対称となる方向の力により挟持されるの
で、より確実に固定されるものである。
【００３４】また、図２に示すように、上記太陽電池モ
ジュール固定部材３の下側には防水シール材１３が設け
られているので、空間１４内に雨水が侵入することがな
いので、最も水分が侵入しやすい太陽電池モジュールの
周縁部１５から雨水が侵入し太陽電池素子に悪影響を与
えることを防止でき、また、コネクタ及びリード線での
漏電及び材質劣化等を防止することができる。
【００３５】本実施態様例においては、前記防水シール
材１３として、基体部分が厚さ１ｍｍの独立気泡を有す
るアクリルフォームである両面テープを用いている。気
泡が連通していない該両面テープを用いることにより、
防水シール材として充分な防水機能を果たすことができ
る。また、防水シール材１３が両面テープであることに
より、太陽電池モジュール固定部材３と太陽電池モジュ
ール１が粘着固定され、太陽電池モジュール１の固定は
より一層確実なものとなる。
【００３６】本発明は、以上述べた例に限られるもので
はなく、各構成要素について以下に説明する。
【００３７】（太陽電池モジュール）本発明に用いられ
る太陽電池モジュールは、上記のように、屋根材の底部
と立ち上がり部の両部分において挟持固定されることが
好ましいので、可とう性を有していることが望まれる。
このため、本発明に使用する太陽電池モジュールには、
可とう性を有した導電性基体上に、光電変換部材とし
て、非晶質シリコン半導体層を形成した太陽電池素子を
用いるのが好ましく、光入射側の表面層は耐候性、可と
う性のある透光性材料で覆われている。例えば、フッ素
樹脂フィルム／ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合
体）の二層構造のもの（光入射側はフッ素樹脂フィル
ム）、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、アクリルシリコ
ン、ポリエステル、ナイロン等が挙げられる。またモジ
ュール保護の為、ガラス不織布を上記樹脂に挟んで形成
してもよい。
【００３８】また、裏面材については、ＥＶＡ等の可と
う性を有した材料であれば、特に限定するものではな
い。
【００３９】ここで、本実施態様例に用いた太陽電池モ
ジュールにおいては、斜線部５０で示す発電可能領域が
屋根材の底部に配置されるように作製されているが、屋
根材の立ち上がり部にも発電可能領域が配置されるよう
に作製してもよい。
【００４０】（太陽電池モジュールの載置方法）本発明
に用いられる太陽電池モジュールの載置方法に関して、
本実施態様例においては、１つの屋根材に対して、複数
の太陽電池モジュールを１列に並べて配置しているが、
複数列に並べて配置することもある。
【００４１】また、隣接する太陽電池モジュールにおい
て、棟側に配置する太陽電池モジュールをその軒側に配
置する太陽電池モジュールの上に重ね合わせて配置する
こともある。このとき、軒側のモジュールの棟側周縁部
は棟側のモジュールによりおさえつけられるため、棟側
のモジュールの軒側周縁部のみをモジュール固定部材に
より挟持固定すればよいことになる。
【００４２】また、太陽電池モジュールの周縁部におい
て、棟−軒方向に平行となる周縁部５１は屋根材の立ち
上がり部に設けられるキャップ等の部材に保護されるよ
うに太陽電池モジュールを載置することが好ましい。
【００４３】（屋根材）本発明に用いられる屋根材の材
質は、耐候性を有するものであれば、特に限定はなく、
例えば、亜鉛鉄板やガルバナイズド鋼板やそれらの上に
さらにフッ素樹脂や塩化ビニルなどの耐候性物質を有し
た鋼板やチタン、ステンレス鋼板、セラミックや耐候性
を有する樹脂などがある。
【００４４】また、本発明の屋根材の形態としては、上
記のように、その断面形状において底部と立ち上がり部
を有していることが好ましく、例えば折板、瓦棒等の縦
葺工法により施工される長尺タイプの屋根材の形態が好
ましいが、この限りではない。
【００４５】（太陽電池モジュール固定部材）本発明に
用いられる太陽電池モジュール固定部材の材質は、耐候
性を有し、モジュールを挟持固定することのできる剛性
を持ったもので、上記のように、折曲げ加工ができるも
のが好ましく、耐候性を有した金属が好ましい。例え
ば、亜鉛鉄板やガルバナイズド鋼板やそれらの上にさら
にフッ素樹脂や塩化ビニルなどの耐候性物質を有した鋼
板やチタン、ステンレス鋼板などを用いることができ
る。
【００４６】また、折曲げ加工を行なわず、固定部材の
屋根材への固定を行う場合にはこの限りではなく、耐候
性を有し、上記のようにある程度の剛性を持った材料で
あれば良い。例えば、シリコン樹脂等の耐候性を有した
樹脂、ガラス、セラミック、カーボンファイバー等があ
る。
【００４７】次に、本発明の太陽電池モジュール固定部
材の形態としては、上記のように、屋根材の底部と立ち
上がり部において、太陽電池モジュールを挟持すること
ができ、かつ、屋根材の立ち上がり部に固定できる形態
が望まれ、さらに屋根材底部を流れる雨水のながれを停
滞させることのないように、屋根材の断面形状と同一形
状をした板材が好ましい。
【００４８】また、本発明の太陽電池モジュール固定部
材は、１つの屋根材に対して、１つの固定部材が用いら
れるとは限らず、隣接する複数の屋根材に対して長尺の
１つの固定部材を用いることもある。
【００４９】さらに、太陽電池モジュール固定部材の下
側にコネクタを配置する場合の、コネクタ収納部の位置
及びその形状は、図１に示すところの固定部材の中央部
に局部的に凸状に設けたものに限るものではない。例え
ば、コネクタの配置場所を屋根材の底部と立ち上がり部
の境界部とすることによって、コネクタ収納部を固定部
材の中央部に設ける必要がなくなり、外観上美しくな
る。また、コネクタを配置するところの屋根材に凹状の
溝を形成することよって、コネクタ収納部の凸状部を小
さく、あるいはなくすことができる。さらに、隣接する
複数の屋根材に対して長尺の１つの固定部材を用いる場
合には、屋根材の立ち上がり部にコネクタを配置し、そ
こに固定部材のコネクタ収納部を設けることもできる。
【００５０】（太陽電池モジュール固定部材の屋根材へ
の固定方法）本発明に用いられる太陽電池モジュール固
定部材の、屋根材への固定方法としては、屋根材の立ち
上がり部において機械的に確実に固定されることが好ま
しく、本実施態様例のように固定することよって、屋根
材に穴をあけることなく容易に固定できる。しかし、固
定方法はこれに限るものではなく、固定部材と屋根材を
さらに挟持固定部材を用い、挟持固定してもよいし、ま
た、屋根材の固定のために用いられているボルト等の固
定具を利用し固定してもよいし、あるいは、固定部材と
屋根材を溶接により固定する等の方法もある。
【００５１】（太陽電池モジュールの固定においての補
助固定方法）太陽電池モジュールの固定をより確実とす
るために、本発明に用いられる太陽電池モジュール固定
部材と屋根材による挟持固定に対して、補助の固定方法
として、屋根材と太陽電池モジュールの固定及び太陽電
池モジュール固定部材と太陽電池モジュールの固定にお
いて、以下のような固定方法がある。
【００５２】両面テープを用いる方法、リベット等の固
定部材を用いて機械的に固定する方法、シリコン樹脂系
の接着剤等を用い、接着剤により接着固定する方法、あ
るいは、太陽電池モジュールの外あるいは内に磁石を埋
め込み磁石により固定する方法等があり、さらに、前記
固定方法の組み合わせにより固定する方法がある。
【００５３】（防水シール材）本発明に用いられる防水
シール材は特に限定するものではなく、材質としては、
シリコン樹脂、アクリル樹脂等の樹脂などが用いられ、
太陽電池モジュール固定部材あるいは太陽電池モジュー
ルのいずれか一方に、あるいはその両方に接着するよう
なものでもよい。
【００５４】また、シーリング材あるいは接着剤のよう
な、硬化前は液状であり、硬化後に固体状になるものを
用いてもよい。
【００５５】（光起電力素子）本発明の屋根材一体型太
陽電池モジュールに使用する太陽電池モジュールは、少
なくともひとつ以上の光起電力素子から成り、タンデム
カル、トリプルカルとすることも出来る。一例として図
１０の概略断面図に示した構成になっている。図１０に
おいて、４９は導電性基体、４８は裏面電極層、４７光
電変換部材としての半導体層、４６は透明導電層、４５
は集電電極である。４８の裏面反射層は４９の導電性基
体で兼ねることもできる。
【００５６】上記導電性基体４９としては、モリブデ
ン、タングステン、コバルト、クムロ、鉄、タンタル、
ジルコニウム、ステンレス、アルミニウム、銅、チタ
ン、カーボンシート、または、それらの合金亜鉛メッキ
鋼板、導電層が形成してあるポリイミド、ポリエステ
ル、ポリエチレンナフタライド、エポキシなどの樹脂フ
ィルム、板状体等が挙げられる。
【００５７】上記薄膜半導体層４７としては、非晶質シ
リコン系半導体、結晶シリコン、銅インジウムセレナイ
ドなどの化合物半導体が用いられ特に非晶質シリコン系
半導体が適当である。非晶質シリコン半導体の場合は、
シランガスと所望の導電体にする為の形成ガスなどをプ
ラズマＣＶＤ法により反応させ形成する。また、多結晶
シリコン半導体の場合は、溶融シリコンのシート化ある
いは非晶質シリコン半導体の熱処理により形成する。Ｃ
ｕＩｎＳｅ2／ＣｄＳ の場合は、電子ビーム蒸着やス
パッタリング、電析（電解液の電気分解による析出）な
どの方法で形成する。半導体層の構成としては、ｐｉｎ
接合、ｐｎ接合ショットキー型接合が用いられる。該半
導体層は少なくとも裏面電極層４８と透明電極層４６に
サンドイッチされた構造になっている。該裏面電極層４
８には、金属層あるいは金属酸化物、あるいは金属層と
金属酸化物の複合層が用いられる。金属層の材質として
は、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｏ
などが用いられ、金属酸化物としてＺｎＯ、ＴｉＯ2、
ＳｎＯ2、ＩＴＯなどが採用される。上記金属層及び金
属酸化物層の形成方法としては抵抗加熱蒸着、電子ビー
ム蒸着、スパッタリング法、スプレー法、ＣＶＤ法、不
純物拡散法などがある。さらに、透明導電層の上の光起
電力によって発生した電流を効率よく集電するための、
格子（グリッド）上の集電電極４５の材料としては、Ｔ
ｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｎや
銀ペーストなどの導電性ペーストが用いられる。グリッ
ド電極の形成方法にはマスクパターンを用いたスパッタ
リング、抵抗加熱、ＣＶＤなどの蒸着方法、あるいは全
面に金属層を蒸着した後にエッチングしてパターニング
する方法、光ＣＶＤにより直接グリッド電極パターンを
形成する方法、グリッド電極のネガパターンのマスクを
形成したあとにメッキにより形成する方法、導電性ペー
ストを印刷して形成する方法などがある。導電性ペース
トは、通常、微粉末状の金、銀、銅、ニッケル、カーボ
ン及びそれらの合金、混合物などをバインダーポリマー
と分散させたものが使用される。上記バインダーポリマ
ーとしては、ポリエステル、エポキシ、アクリル、アル
キド、ポリビニルアセテート、ゴム、ウレタン、フェノ
ールなどの樹脂がある。
【００５８】グリッド電極で集電した電流をさらに集め
て輸送するためのバスバーの材料としてはスズ、あるい
はハンダコーティングした銅、ニッケルなどを用いる。
バスバーのグリッド電極への接続は、導電性接着剤ある
いはハンダで行う。
【００５９】
【実施例】以下、実施例により本発明を説明するが、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６０】（実施例１）本実施例は、瓦棒タイプの金
属製屋根材上に太陽電池モジュールを載置し、太陽電池
モジュール固定部材により挟持固定した例である。
【００６１】図４、図５は本実施例の屋根材一体型太陽
電池モジュールの図であり、図４は棟−軒方向に直角な
断面をみせる断面図、図５は棟−軒方向に平行な断面を
みせる断面図である。
【００６２】本実施例において、１６ａ、１６ｂは太陽
電池モジュール、１７ｃ，１７ａ，１７ｂは金属製屋根
材、１８は太陽電池モジュール固定部材、１９は防水シ
ール材、２０はコネクタ、２１は野地板である。
【００６３】金属製屋根材１７は瓦棒タイプの屋根であ
り、材料は０．４ｍｍ厚のガルバナイズド鋼板（５５％
アルミ−亜鉛合金鉄板）を用いた。太陽電池モジュール
１６は可とう性を有したモジュールであり、ステンレス
基板上に作製された非晶質シリコン半導体素子を樹脂封
止したものである。太陽電池モジュールの光入射側表面
にはフッ素樹脂フィルムを、裏面側にはフッ素樹脂フィ
ルムの間にアルミニウム箔がサンドイッチされたような
ラミネートフィルムを用い、それぞれ、表、裏面のフィ
ルムと非晶質シリコン半導体素子の間にはＥＶＡ（エチ
レン−酢酸ビニル共重体）が接着層として充填してあ
り、これらは真空ラミネート方法により作製した。
【００６４】この太陽電池モジュール１６を棟側の太陽
電池モジュール１６ａが軒側の太陽電池モジュール１６
ｂの上に重なり、かつ、１６ａ、１６ｂともに屋根材の
立ち上がり部１７ｂにも存在するように載置した。
【００６５】このとき、本実施例においては、太陽電池
モジュール１６の発電可能領域が図４に示すＤの領域に
存在するようにモジュール作製を行った。
【００６６】そして、両太陽電池モジュール間の電気的
接続を円筒形状をした防水コネクタ２０により行い、コ
ネクタ２０を屋根材の底部１７ａと立ち上がり部１７ｂ
の境界部に配置した。
【００６７】次に、基体部分が厚さ１ｍｍの独立気泡を
有するアクリルフォームである両面テープを防水シール
材１９として用い、予め太陽電池モジュール固定部材１
８に接着しておき、この固定部材１８を、コネクタ２０
をコネクタ収納部２２内にうまく収納できるように載置
し、屋根材の立ち上がり部１７ｂと一緒に折曲げること
によって、固定した。
【００６８】後は、通常の瓦棒タイプの屋根材の施工法
に準じて施工したものである。
【００６９】本実施例においては、固定部材１８とし
て、厚さ１ｍｍのガルバナイズド鋼板（５５％アルミ−
亜鉛合金鉄板）を用いた。
【００７０】なお、光起電力素子は以下の手順で作製し
た。
【００７１】０．１２５ｍｍ厚のステンレス基板上にス
パッタ法によって裏面反射層であるＡｌ／ＺｎＯを形成
したあと、プラズマＣＶＤ法によりｎ型ａ−Ｓｉ層、ｉ
型ａ−Ｓｉ層、ｐ型微結晶Ｓｉ層の半導体層を形成し、
次に透明電極層としてのＩｎ 2Ｏ3を、Ｏ2雰囲気下でＩ
ｎを抵抗加熱法で蒸着することによって形成した。さら
に集電電極として銀ペーストをスクリーン印刷して非晶
質シリコン光起電力素子を作成した。
【００７２】（実施例２）本実施例は、図６に示すよう
に、実施例１と同様の瓦棒タイプの金属製屋根材上に太
陽電池モジュールを配置し、隣接する２つの屋根材に対
して１つの太陽電池モジュール固定部材により、挟持固
定した例である。
【００７３】本実施例の太陽電池モジュール固定部材２
３は、隣接する金属製屋根材２４ａ及び２４ｂに対し
て、その上に載置されたそれぞれの太陽電池モジュール
２５ａ、２５ｂ及び２５ｃ、２５ｄを挟持固定してい
る。
【００７４】このとき、太陽電池モジュール２５ａと２
５ｂの電気的接続は防水コネクタ２０ａにより、同２５
ｂと２５ｃの接続は２０ｂにより、同２５ｃと２５ｄの
接続は２０ｃにより行ない、図６に示すように防水コネ
クタ２０ｂにおいては、屋根材の立ち上がり部に設けら
れるキャップ２６上に配置し、かつ、固定部材２３内に
収納している。
【００７５】なお、屋根材の材料等、ここに特筆してい
ない内容については、実施例１と同様である。
【００７６】（実施例３）本実施例は、図７に示すよう
に、スタンディングシーム葺タイプの金属製屋根材上に
太陽電池モジュールを配置し、太陽電池モジュール固定
部材により、挟持固定した例である。
【００７７】本実施例において、３２ａ、３２ｂは太陽
電池モジュール、３３は防水コネクタであり、実施例１
と同様である。本実施例における太陽電池モジュール固
定部材２７は、金属製屋根材２９の立ち上がり部に設け
られた吊子３０及びキャップ３１とともに、挟持固定部
材２８により金属製屋根材２９に固定されている。
【００７８】ここで、挟持固定部材２８は、アルミ製の
挟持固定台２８ａに固定用ボルト２８ｂが取り付けられ
たものであり、ボルト２８ｂを締め込むことによって、
挟持できるように構成されている。
【００７９】なお、屋根材の材料等、ここに特筆してい
ない内容については、実施例１と同様である。
【００８０】
【発明の効果】本発明の屋根材一体型太陽電池モジュー
ルは以下の効果を有する。
【００８１】太陽電池設置用架台が不要となり、作業
性、安全性が格段に向上し、架台のコスト分が削減でき
た。また、太陽電池モジュールの周縁部がモジュール固
定部材により固定及び保護されていることにより、モジ
ュールが機械的にはがされる可能性がなく、長期信頼性
が向上した。
【００８２】さらに、屋根材がその断面形状において、
太陽電池モジュール固定部材をこの屋根材の立ち上がり
部に固定することにより、屋根材に穴をあけずに容易に
固定することができた。
【００８３】また、前記太陽電池モジュールが可とう性
を有し、前記屋根材の底部と立ち上がり部の両部分にお
いて挟持固定されることにより、より確実な固定となっ
た。
【００８４】一方、前記太陽電池モジュール固定部材の
下側に、コネクタ等の太陽電池モジュール間の電気的接
続材を配置し、太陽光にさらされることを防ぐことがで
きたので、特に耐候性を有した材料を採用する必要がな
く、その分コストを低減することができ、また、外観上
も美しく設置することができた。
【００８５】さらに、前記太陽電池モジュール固定部材
と前記太陽電池モジュールの間に防水シール部材が配置
されることにより、太陽電池モジュールの周縁部から雨
水が侵入し太陽電池素子に悪影響を与えることを防止で
き、その上、上記のようにモジュール固定部材の下側
に、コネクタ等の太陽電池モジュール間の電気的接続材
を配置している場合には、雨水に濡れることがないので
接続材での漏電及び材質劣化等を防止することができ
た。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の屋根材一体型太陽電池モジュールの斜
視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ′断面図である。
【図３】図１における屋根材の立ち上がり部を示す断面
図である。
【図４】本発明の実施例１の断面図である。
【図５】図４の軒−棟方向の断面図である。
【図６】本発明の実施例２の断面図である。
【図７】本発明の実施例３の断面図である。
【図８】太陽電池設置用架台を用いた従来の太陽電池の
設置法の一例を示す斜視図である。
【図９】太陽電池を屋根材に直接固定する従来の設置法
の一例を示す斜視図である。
【図１０】本発明の屋根材一体型太陽電池モジュールを
構成する光起電力素子の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１、１６ａ、１６ｂ、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５
ｄ、３２ａ、３２ｂ、４０ 太陽電池モジュール ２、２ａ、２ｂ、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、２４ａ、２
４ｂ、２９、３９ 屋根材 ３、１２、１８、２３、２７ 太陽電池モジュール固定
部材 ４、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、３３、３８、４２ コネ
クタ ５、４３ リード線 ６、２６、３１ キャップ ７、３０ 吊子 ８ タイトフレーム ９ 緊定ボルト １０ 母屋 １１、２２ コネクタ収納部 １３、１９ 防水シール材 １４ 空間 １５、５１ 太陽電池モジュールの周縁部 ２１ 野地板 ２８ 挟持固定部材 ２８ａ 挟持固定台 ２８ｂ 固定用ボルト ３４ 太陽電池設置用架台 ３５ 固定具 ３６ ハゼ部 ３７ フレームを有した太陽電池モジュール ４１ 両面テープ ４４ ジャンクションボックス ４５ 集電電極 ４６ 透明導電層 ４７ 半導体層 ４８ 裏面反射層 ４９ 導電性基体 ５０ 太陽電池モジュールの発電可能領域

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 四角い板状の形状を有し、２組の互いに
    対向する２辺の一方の２辺が、底部を挟んで両側に立ち
    上がり部が構成されるように折り曲げられている屋根材
    と、可とう性を有する基体上に半導体層を備えた四角い
    太陽電池モジュールであって、該太陽電池モジュールの
    ２組の互いに対向する２辺の一方の２辺が、前記立ち上
    がり部に沿った形状に変形するように前記屋根材上に重
    ねられた太陽電池モジュールと、該太陽電池モジュール
    上に配置され、太陽電池モジュールの他方の２辺を前記
    屋根材との間に挟み込んで支持する帯板状の固定部材で
    あって、前記屋根材の立ち上がり部に沿った形状に折り
    曲げられ、且つ、立ち上がり部において前記屋根材に固
    定された固定部材とから成ることを特徴とする屋根材一
    体型太陽電池モジュール。
  2. 【請求項２】 前記固定部材が電気接続部材を収納する
    凸状部を有することを特徴とする請求項１記載の屋根材
    一体型太陽電池モジュール。
  3. 【請求項３】 前記屋根材上に、複数の太陽電池モジュ
    ールが並んで配置され、前記固定部材はこれらの太陽電
    池モジュールの互いに隣接した辺にまたがって配置され
    たことを特徴とする請求項１記載の屋根材一体型太陽電
    池モジュール。
  4. 【請求項４】 前記屋根材上に、複数の太陽電池モジュ
    ールが互いに隣接した辺が重なるように並んで配置さ
    れ、前記固定部材はこれらの太陽電池モジュールの重な
    り部分の上に配置されたことを特徴とする請求項１記載
    の屋根材一体型太陽電池モジュール。
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