JP3098695B2 - 太陽電池モジュール - Google Patents

太陽電池モジュール

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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽電池モジュールに
関し、詳しくは、受光面に任意の文字・記号等の表示を
有する太陽電池モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、太陽電池は、クリーンで非枯
渇性のエネルギー供給源として汎用されており、また、
それ自体の開発研究も多種多様に行われているが、地上
及び屋根上等への設置にうまく適合する太陽電池モジュ
ールの開発が盛んに行われている。このような太陽電池
モジュールは、多様な用途に使われ始め、それに伴って
各種の要望がある。そうした要望の一つに、特に屋根材
一体型太陽電池モジュールについて、その受光面側に任
意の文字・記号等の表示を容易にできるようにすること
への要望がある。
【０００３】屋根材一体型太陽電池モジュールは、太陽
電池モジュール自体が屋根材としての機能も兼ねること
のできるものであり、例えば、図１３（斜視図）及び図
１４（断面図）に示すものが知られている。この太陽電
池モジュール３５は、従来より屋根施工法の「瓦棒葺
き」の施工法に適合できるモジュールである。その構造
を図１３及び図１４に徴して説明する。即ち、太陽電池
モジュール３５は裏面側に金属製補強版３７を有し、太
陽電池素子３６は表面フィルム３８と透光性樹脂３９に
より封止されている。電気出力は、太陽電池モジュール
の長手方向両端部付近の金属製補強版に穴を設け、そこ
より+極及び−極のそれぞれに、電気取り出し箱４０と
電線４１を用いることにより、行う。この電線の先には
ワンタッチ式のコネクタが設けられており、これにより
太陽電池モジュール間の電気配線を実施する。そして、
通常の「瓦棒葺き」施工法に適合するように、その長辺
側両端部が上側に９０度折り曲げ加工されている。
【０００４】設置現場では、当該太陽電池モジュールを
「瓦棒葺き」工法に従って設置し、かつ、その電気設計
仕様に合致するように配線接続しなければならない。そ
のような作業時においては、太陽電池モジュールを受光
面側から見ただけで、どちらが＋極側であるか、あるい
は−極側であるかがわかる表示が付いていることが強く
望まれている。太陽電池モジュールをわざわざひっくり
返し、その裏面側を見て、＋、−極を確認してから設置
するという作業は、大きな負荷となる。
【０００５】また当該太陽電池モジュールについては、
そのモジュールが確かにその顧客のものであると認識で
きる文字・記号を表示することが望まれる。これは主と
して盗難防止を意図したものである。即ち、常に人目に
さらされる太陽電池モジュールの受光面側に、その所有
者を示すものが表示してあることにより、盗難が抑止さ
れることを期待するものである。また、太陽電池モジュ
ールは建物の屋根、壁等に建物の一部もしくは建材とし
て使われることも多く、デザイン上の観点からも、文字
・記号等を表示することのできる太陽電池モジュールが
望まれている。以上述べたように受光面側に、任意の文
字・記号等を表示した好適な太陽電池モジュールの提供
が切望されている。
【０００６】こうした要望に対して以下に述べるような
提案がなされている。即ち、実公昭６１−４１２６１号
公報には、太陽電池（即ち、太陽電池モジュール）にお
いて、光電変換領域に任意の文字・記号等の貫通パター
ン部を設け、その貫通パターン部に所望の色の絶縁体を
充填させ、この所望の色の絶縁体と半導体層の色の違い
により、任意の文字・記号等を表示認識させる技術が記
載されている。しかし、この提案においては、任意の文
字・記号等を表示する上記貫通パターン部は非発電領域
である。そのため、任意の文字・記号等の表示部が大き
くなれば、それだけ非発電領域が増えることになり、し
たがって発電効率は低下し、そのため、表示部の大きさ
はおのずと制限されてしまうという問題がある。
【０００７】また、実公平６−２７９６４号公報には、
太陽電池（即ち、太陽電池モジュール）において、太陽
電池素子とカラー散乱反射板とをモザイク状に配置し
て、上記モザイク状のカラー散乱反射板により、任意の
文字・記号等を表示認識させる技術が記載されている。
しかし、この提案においても、任意の文字・記号等を表
示するカラー散乱反射板は非発電領域である。そのた
め、上記実公昭６１−４１２６１号公報と同様の問題が
存在する。これらの提案とは別に、特公平５−３８４６
４号公報には、色つきの太陽電池モジュールが記載され
ている。当該太陽電池モジュールは、太陽電池の発電に
寄与する波長域の光を透過するカラーフィルタと、カラ
ーフィルタにより透過した光の一部を透過し、残りを四
方に散乱する散乱層からなるカラー拡散層とを、太陽電
池前面に設けたものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】以上述べた従来技術に
おいては、任意の文字・記号等の表示形成を実現するこ
とはできるものの、大幅な発電効率の低下は免れない。
即ち、上記実公昭６１−４１２６１号公報及び実公平６
−２７９６４号公報に記載の技術はともに、任意の文字
・記号等を表示形成するために、太陽電池素子の発電領
域以外に非発電領域を設け、その非発電領域と発電領域
の色の違いにより文字・記号等を認識させるものであ
る。よって、太陽電池モジュールの全表面のうち、文字
・記号等の表示部分の面積比率が大きくなると、その
分、発電効率の低下は増大するという問題がある。
【０００９】ところで、非発電領域を設けないで任意の
文字・記号等を表示形成する方法としては、上記特公平
５−３８４６４号公報に記載の色つきの太陽電池モジュ
ールの技術を応用することが考えられる。その場合、太
陽電池素子の発電に寄与する波長域の光を透過するカラ
ーフィルタと、カラーフィルタにより透過した光の一部
を透過し、残りを四方に散乱する散乱層からなるカラー
拡散層とを、太陽電池素子前面に設け、該カラーフィル
タ及びカラー拡散層を任意の文字・記号等の形状にし、
これと太陽電池素子との色の違いにより任意の文字・記
号等を表示認識させることが可能であると考えられる。
【００１０】この方法は上記実公昭６１−４１２６１号
公報及び実公平６−２７９６４号公報に記載の、非発電
領域を設ける方法とは異なり、任意の文字・記号等の表
示部も発電領域であり、発電に貢献することができると
いえる。しかしながら、このようにしたところで、特公
平５−３８４６４号公報に明記されているように、太陽
光の３０〜５０％程度を反射することになり大幅な発電
効率の低下は免れないという問題がある。こうしたこと
から、任意の文字・記号等の表示形成を実現した太陽電
池モジュールについては、それはデザイン用の太陽電池
モジュールであるとして、発電効率の低下はやむなしと
して割り切って考えるのが実情である。因に、受光面側
に任意の文字・記号等を表示形成することと、発電効率
を低下させないことを両立する望ましい太陽電池モジュ
ールは未だ提供されていない。よって、本発明は、発電
効率を低下させることなく、受光面側に任意の文字・記
号等を表示することのできる太陽電池モジュールを提供
することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は従来の課題を解
決し、上述の目的を達成するものである。即ち、本発明
は、光起電力素子の受光面側にある表面被覆材として、
少なくとも透光性樹脂と、それに接してその外側の最表
面にある透光性表面保護フィルム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の受光面側に任意
の文字・記号等を表示形成する手段として、任意の文字
・記号等を表示形成する領域の前記被覆材の表面形状
と、それに隣接する領域の前記被覆材の表面形状を異に
したことを特徴とする太陽電池モジュールにある。本発
明の太陽電池モジュールにおいては、受光面に表示する
任意の文字・記号等が、太陽電池モジュールの＋極もし
くは−極を認識することのできるものであることが好ま
しく、また同様に、太陽電池モジュールの所有者を認識
することのできるものであることが好ましい。
【００１２】
【作用】本発明においては、光起電力素子の受光面側に
ある表面被覆材として、少なくとも透光性樹脂と、それ
に接してその外側の最表面にある透光性表面保護フィル
ムを有する太陽電池モジュールにおいて、太陽電池モジ
ュールの受光面側に任意の文字・記号等を表示形成する
手段として、任意の文字・記号等を表示形成する領域の
前記被覆材の表面形状と、それに隣接する領域の前記被
覆材の表面形状を異にしたことにより、太陽電池モジュ
ールの受光面側に任意の文字・記号等が三次元的に浮か
び上がり、容易にその表示内容を認識することができる
ようになる。これは、発電効率の低下を生じることなく
実現できる。このとき、任意の文字・記号等を表示形成
する領域の前記被覆材の表面形状と、それに隣接する領
域の被覆材の表面形状を異にした太陽電池モジュールの
製造方法としては、以下の実施例に述べるように、非常
に安価で容易に実施でき、その結果作製された太陽電池
モジュールはその発電効率において、実使用上で問題と
なる効率低下を生じることなく実現できるものである。
また、太陽電池モジュールの＋極側、−極側を認識でき
る文字・記号等を受光面に表示形成することで、受光面
側から見ただけで＋極側、−極側を容易に判断すること
ができ、設置施工の作業工数を大幅に削減することがで
きる。
【００１３】その上、屋根上での太陽電池モジュールの
設置する場所の位置を容易に確認して設置することがで
きる。つまり、屋根上に太陽電池モジュールのアドレス
を設定して、そのアドレスが太陽電池モジュールの受光
面に表示形成されていることにより、所望の太陽電池モ
ジュールを所望の位置に間違いなく確実に設置すること
ができる。そのため、設計仕様どおりの太陽電池モジュ
ールの設置状態及び電気接続状態を、設置現場での混乱
を全く発生させることなく実現できる。また、太陽電池
モジュールの所有者を認識することのできる文字・記号
等を、容易に消すことのできない状態で、かつ、人目に
さらされる受光面側に表示することができる。これによ
り、盗難を抑止することができる。加えて、デザイン上
の観点で優れた太陽電池モジュールとなり、建築物等多
様な用途に用いられることが可能となる。
【００１４】
【実施態様例】以下、本発明の実施態様例を図１、図２
を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施態様例
の太陽電池モジュールの受光面側から見た斜視図であ
り、図２は、図１の線ＡＡ′での断面図である。本実施
態様例の太陽電池モジュールは、アルミフレームを有し
た汎用性のパネルタイプの太陽電池モジュールである。
【００１５】該太陽電池モジュール１は図２に示すよう
に、裏面側に金属製補強板３を、受光面側表面に透光性
表面保護フィルム４を有し、ステンレス製基板上にアモ
ルファスシリコンを製膜して作製した太陽電池素子２を
透光性樹脂５により樹脂封止することにより作製したも
のである。そして、太陽電池モジュールの周縁部には、
太陽電池モジュールの構造強度の向上と、設置架台への
取り付けのために、アルミフレーム６を設けている。本
実施態様例の太陽電池モジュールの特徴は、表面被覆材
の表面形状の違いにより、受光面側に表示例としての
「ＸＹＺ０１２」なる表示が施してあることである。
「ＸＹＺ０１２」表示のある領域７においては、その表
面形状は凹部となっており、隣接する領域８は微細な凹
凸を有する表面形状となっている。この表面形状の違い
により、「ＸＹＺ０１２」を容易に認識することができ
る。この表面形状の違いは以下のようにして作製する。
前記太陽電池モジュールは、太陽電池素子をシート状に
形成した透光性樹脂を用いて、真空状態で加熱圧着して
樹脂封止することにより作製するのであるが、この太陽
電池モジュールの樹脂封止による作製と同時に、上記表
面形状を作製する。具体的には、例えば、以下のように
して作製する。
【００１６】即ち、まず太陽電池素子を樹脂封止して太
陽電池モジュールを作製するための被覆材料として、次
のものを用意する。太陽電池素子の表裏面を被覆し、か
つ、その外側の被覆材を接着する働きをする透光性樹脂
として、例えばＥＶＡ樹脂（エチレン−酢酸ビニル共重
体）を厚さ９００μｍのシート状に形成したものを用意
し、表面保護フィルムとして、厚さ５０μｍのフッ素樹
脂フィルムを用意し、太陽電池モジュールの裏面側に設
ける金属製補強板として、厚さ０．４ｍｍのガルバナイ
ズド鋼板を用意する。太陽電池素子としては、例えば、
アモルファスシリコン太陽電池素子を用意する。ここで
用いるアモルファスシリコン太陽電池素子としては、例
えば図７（ａ）、図７（ｂ）に示す構成のものであるこ
とができる。図７（ａ）は該アモルファスシリコン太陽
電池素子の断面図であり、図７（ｂ）は同平面図であ
る。
【００１７】図７（ａ）及び図７（ｂ）において、１９
は厚さ１２５μｍのステンレス基板であり太陽電池素子
の下部電極の役割も果たす。２０は裏面反射層としての
金属酸化物ＺｎＯ、２１は半導体光活性層としてのｐｉ
ｎ接合型一層のアモルファスシリコン層、２２は上部電
極の役目を果たしている透明導電層Ｉｎ2Ｏ3である。透
明導電層２２の上には電流を効率よく集電するために、
格子状の集電電極２３を銀ペーストにより形成してい
る。そして、起電力を取り出すために、出力端子２４
（ａ），２４（ｂ）を導電性ペースト２５を介して取り
付けている。
【００１８】かくして用意したものを加熱圧着用の治具
を用いて加熱圧着に付す。図８は当該治具の斜視図であ
り、図９は治具の上に太陽電池モジュールを作製するた
めの材料を載せていく過程を示すところの、図８の線Ｃ
Ｃ′部分相当となる断面図である。治具２６は、アルミ
ニウム製の板で作られており、その上に上記太陽電池素
子及びその被覆材となるべきものを載せて用いられる。
そしてそのアルミニウム製の板には、治具としての機能
を果たすために、太陽電池素子及び被覆材を載せる領域
を囲むようにその外側に溝２７が設けられ、溝２７には
耐熱性の樹脂により作製されたＯリング２８がおかれ
る。Ｏリング２８のすぐ内側には、真空にするための吸
気口２９が設けられ、それは管３０につながり、管３０
はさらに不図示の真空ポンプにつながる。
【００１９】当該治具を使用しての太陽電池モジュール
の作製は、例えばつぎのように行われる。まず、治具２
６の上に上記用意したものを次のように積み重ねる。即
ち、最初に、離型用のテフロンフィルム３１を一番下に
敷く。これは、透光性樹脂がはみ出して、治具にくっつ
かないようにするためである。次に、上記説明したよう
に太陽電池素子と一体的に接着して太陽電池モジュール
を形成するものを順次積み重ねる。即ち、一番下に金属
製補強板として、厚さ０．４ｍｍのガルバナイズド鋼
板、その上に透光性樹脂として、厚さ９００μｍのシー
トに成形したＥＶＡ樹脂、アモルファスシリコン太陽電
池素子、同ＥＶＡ樹脂、厚さ５０μｍのフッ素樹脂フィ
ルムと順に積み重ねる。このとき、フッ素樹脂フィルム
は、ＥＶＡ樹脂のシートサイズより大きいものを用い
る。これにより、一番下に敷いた離型用のテフロンフィ
ルム３１と同様に、透光性樹脂がはみ出してその他の材
料部材にくっつかないようにするためである。
【００２０】そして、「ＸＹＺ０１２」のそれぞれの文
字形状に切りとられた厚さ０．６ｍｍのステンレス鋼板
３２を所望の位置に置き、その上にアルミニウム製メッ
シュ３３（１６×１８メッシュ、線径０．０１１イン
チ）を全体を覆うように置く。このように積み重ねた上
に最後にシリコンラバー３４を載せる。これで、治具２
６上への材料部材の積み重ねは終わる。この状態で不図
示の真空ポンプを動作させ、バルブ３５を開く。そうす
ると、シリコンラバー３４はＯリング２８と密着して、
シリコンラバー３４とＯリング２８と治具２６のアルミ
ニウム製の板との間で密閉された空間が形成され、その
中は真空状態となる。これにより、金属製補強板、透光
性樹脂、太陽電池素子、透光性樹脂、透光性表面保護フ
ィルム、及び文字形状に切りとられた厚さ０．６ｍｍの
ステンレス鋼板、アルミニウム製メッシュは、シリコン
ラバー３４を介して、一様に大気圧により治具２６に押
しつけられる。このような状態にある治具を、真空ポン
プを動作させ、真空状態を保持したまま加熱炉内に投入
する。加熱炉内の温度は、上記透光性樹脂の融点を超え
る温度に保持されている。加熱炉内で透光性樹脂が融点
を超えて柔らかくなり、かつ、充分な接着力を発揮する
ための化学変化が完了する時間が経過した後、加熱炉よ
り、上記真空状態に保持したままの治具を取り出す。こ
れを室温まで冷却した後、真空ポンプの動作を停止し、
シリコンラバー３４を取り除くことにより真空状態より
開放する。
【００２１】かくして太陽電池モジュールを得ることが
できる。得られる太陽電池モジュールは、上記加熱炉内
で透光性樹脂が融点を超えて柔らかくなっている状態
で、上記文字形状に切りとられたステンレス鋼板に大気
圧で押圧され続けるため、表面形状はそのステンレス鋼
板の形状どおりに凹部となる。その後室温にもどされた
状態では、該透光性樹脂は硬化していて、押し圧から開
放された状態でも上記凹部形状は保持されたままとな
る。そのため、上記文字形状に切りとられたステンレス
鋼板が存在した部分は凹部となり、その他の領域はアル
ミニウム製メッシュにより微細な凹凸が形成される。
【００２２】以下に述べる実験において、上述した手法
により本発明の太陽電池モジュールを作製し、その発電
効率について評価したところ、実使用上で問題となるよ
うな発電効率の低下がないことを確認することができ
た。
【００２３】
【実験】
１．太陽電池モジュールの作製 太陽電池モジュールとして、以下の４タイプのモジュー
ルを作製した。 （１）図１に示した「ＸＹＺ０１２」を受光面表面の一
部に表示形成した太陽電池モジュール（以後「表示モジ
ュール」と呼ぶ）、（２）「ＸＹＺ０１２」の表示が表
面全面に収まるように拡大して表示形成した太陽電池モ
ジュール（以後「全面表示モジュール」と呼ぶ）、
（３）「ＸＹＺ０１２」を表示形成しない太陽電池モジ
ュール（以後「表示なし凹凸モジュール」と呼ぶ）［な
お、「ＸＹＺ０１２」を表示形成しない太陽電池モジュ
ールというのは、太陽電池モジュール表面全体に上記
「ＸＹＺ０１２」以外の領域に形成した微細な凹凸を形
成した太陽電池モジュールである］、そして、（４）太
陽電池モジュール表面全面を凹凸のない平滑面とした太
陽電池モジュール（以後「表示なし平滑モジュール」と
呼ぶ）。
【００２４】これらの４タイプの太陽電池モジュール
は、それぞれ以下に述べる手法で１０個づつ作製した。
「表示モジュール」（１）は次のようにして作製した。
即ち上述した手法と全く同様に、フッ素樹脂フィルムの
上に、文字形状に切りとられた厚さ０．６ｍｍのステン
レス鋼板を所望の位置に置き、その上にアルミニウム製
メッシュ（１６×１８メッシュ、線径０．０１１イン
チ）を置き、加熱圧着することにより、作製を実施し
た。これにより、上記文字形状に切りとられたステンレ
ス鋼板が存在した部分は凹部となり、その他の領域はア
ルミニウム製メッシュにより微細な凹凸が形成された。
【００２５】「ＸＹＺ０１２」の表示が表面全面に収ま
るように拡大して表示形成した「全面表示モジュール」
（２）は次のようにして作製した。即ち、「ＸＹＺ０１
２」のそれぞれの文字形状に切りとられた厚さ０．６ｍ
ｍのステンレス鋼板を、太陽電池モジュールの表面全面
に収まるように拡大して作製し、それを太陽電池モジュ
ール作製時に使用することによって、「全面表示モジュ
ール」を作製した。この太陽電池モジュールの作製時の
様子を示す図が図１０である。図１０からわかるよう
に、太陽電池モジュール表面全面に収まるように拡大さ
れた「ＸＹＺ０１２」のそれぞれの文字形状に切りとら
れた厚さ０．６ｍｍのステンレス鋼板３２は、表面の幅
方向いっぱいに広がっている。これが「全面表示モジュ
ール」作製時の特徴であり、その他の部分、つまり、太
陽電池素子等の使用する材料部材及び作製手順は、上記
「表示モジュール」におけるのと全く同様にした。
【００２６】「ＸＹＺ０１２」を表示の形成はなく、太
陽電池モジュール表面全体に微細な凹凸を形成した太陽
電池モジュールである「表示なし凹凸モジュール」
（３）は次のようにして作製した。即ち、「ＸＹＺ０１
２」のそれぞれの文字形状に切りとられた厚さ０．６ｍ
ｍのステンレス鋼板を使用せず作製した。その作製時の
様子を示す図が図１１である。この図１１からわかるよ
うに、文字形状に切りとられた厚さ０．６ｍｍのステン
レス鋼板を使用せず、フッ素樹脂フィルムの上に直接ア
ルミニウム製メッシュ３３（１６×１８メッシュ、線径
０．０１１インチ）を置いて作製した。このように、太
陽電池モジュール表面全面が一様に微細な凹凸を有する
ことがこのタイプの「表示なし凹凸モジュール」の特徴
であり、その他の部分、つまり、太陽電池素子等の使用
する材料部材及び作製手順は、上記「表示モジュール」
におけるのと全く同様にした。
【００２７】太陽電池モジュール表面全面を凹凸のない
平滑面とした太陽電池モジュールである「表示なし平滑
モジュール」（４）は次のようにして作製した。即ち、
透光性表面保護フィルムの上に特に何も配置することな
く治具にセットして加熱圧着することにより作製した。
この太陽電池モジュールの作製時の様子を示す図が図１
２である。図１２からわかるように、文字形状に切りと
られた厚さ０．６ｍｍのステンレス鋼板とアルミニウム
製メッシュ（１６×１８メッシュ、線径０．０１１イン
チ）をともに使用せず、フッ素樹脂フィルムの上に直接
シリコンラバー３４を置いて作製した。シリコンラバー
３４の表面は凹凸のない鏡面仕上げとなっているので、
作製された太陽電池モジュールの表面は、凹凸のない平
滑面となった。これが「表示なし平滑モジュール」作製
時の特徴であり、その他の部分、つまり太陽電池素子等
の使用する材料部材及び作製手順は、上記「表示モジュ
ール」におけるのと全く同様にした。
【００２８】なお、上記４タイプのそれぞれの太陽電池
モジュールの作製においては、太陽電池素子はもとより
使用する材料部材全ては、全く同一ロットのものを使用
した。もちろん太陽電池素子の形状も全く等しく、上記
説明したステンレス基板上に形成したアモルファスシリ
コン太陽電池素子（４００ｍｍ×２５０ｍｍの形状）５
枚を直列接続して作製したものである。金属製補強板は
４５０ｍｍ×１３００ｍｍのものを使用して、透光性樹
脂及び透光性表面保護フィルムは金属製補強板の端部に
揃えて切断した。
【００２９】２．性能評価 上記１で作製した４タイプのそれぞれの太陽電池モジュ
ールについて発電性能を評価した。得られた結果を表１
にまとめて示す。即ち、各太陽電池モジュールについ
て、ソーラーシュミレーターを使用し評価を行った。評
価は、アモルファスシリコン太陽電池素子の性能が劣化
する前の製造直後の初期性能について行った。ソーラー
シュミレーターはＳＰＩＲＥ社の「ＳＰＩ−ＳＵＮ Ｓ
ＩＭＵＬＡＴＯＲ ２４０Ａ」を使用した。同装置は、
太陽電池モジュールに擬似太陽光を当てて、その太陽電
池モジュールからの電気出力が最も大きくなる最適動作
時の電気出力を自動的に測定するものである。その結
果、１個あたりの平均発電力がそれぞれ、「表示モジュ
ール」は３４．１９Ｗ、「全面表示モジュール」は３
４．２３Ｗ、「表示なし凹凸モジュール」は３４．２５
Ｗ、「表示なし平滑モジュール」は３４．２７Ｗであっ
た。このとき、各４タイプの太陽電池モジュールの最大
値が４タイプともに３４．５Ｗ程度であり、最小値が４
タイプともに３３．９Ｗ程度であり、その最大値と最小
値の差が０．６Ｗ程度あることを考えれば、この４タイ
プの太陽電池モジュールの発電力に有意差はないと考え
られた。
【００３０】次に、上記発電性能を評価した４タイプの
太陽電池モジュール計４０個に対して、全てを屋外に設
置して１年間実際に発電させて使用した。その４０個の
太陽電池モジュールをもう一度上記と全く同じ方法で発
電力を測定した。得られた結果を表２にまとめて示す。
表２に示した結果よりつぎのことが理解される。即ち、
１個あたりの平均発電力がそれぞれ、「表示モジュー
ル」は２９．６７Ｗ、「全面表示モジュール」は２９．
４Ｗ、「表示なし凹凸モジュール」は２９．７１Ｗ、
「表示なし平滑モジュール」は２９．７６Ｗである。こ
のとき、各４タイプの太陽電池モジュールの最大値が４
タイプともに３０．１Ｗ程度であり、同最小値が４タイ
プともに２９．５Ｗ程度である。その最大値と最小値の
差が０．６Ｗ程度あることを考えれば、この４タイプの
太陽電池モジュールを１年間実使用した後のアモルファ
スシリコン太陽電池素子の発電性能劣化後の発電力にお
いても有意差はないと考えられた。つまり、これら４０
個の太陽電池モジュールについては、その初期及び１年
間の使用による性能劣化後の両方の発電力において有意
差がないと考えられた。
【００３１】ここで、上記４タイプ各１０個の太陽電池
モジュール計４０個の受光面の面積は上述したように同
一である。よって、これら４０個の太陽電池モジュール
について、その発電効率について考察する場合、その発
電力を全く同一の受光面面積で割算を行うことになるの
で、上記発電力の考察をそのまま適用することができ
る。つまり、上記４タイプの太陽電池モジュールについ
て、その発電効率について有意差がないことを確認でき
た。以上の結果より、本発明の特徴とするところの透光
性樹脂と透光性表面保護フィルムによる表面被覆材の表
面形状において、任意の文字・記号等を表示形成する領
域の表面形状と、それに隣接する領域の表面形状を異な
らしても、太陽電池の発電効率において実使用上で問題
となる効率低下は生じないという結果が得られた。
【００３２】表面被覆材の表面形状において、任意の文
字・記号等を表示形成する領域の表面形状と、それに隣
接する領域の表面形状を異としても、太陽電池の発電効
率において実使用上で問題となる効率低下は生じない理
由としては、以下のように考えられる。本発明において
は、発電効率低下を生じる次のような要因がない。即
ち、一つには、本発明においては、表示形成を実施する
ために、非発電領域を形成することはない。実公昭６１
−４１２６１号公報及び実公平６−２７９６４号公報に
記載の従来よりの考案はともに、任意の文字・記号等を
表示形成するために、太陽電池素子の発電領域以外に非
発電領域を設け、その非発電領域と発電領域の色の違い
により文字・記号等を認識させるものであり、そのた
め、太陽電池モジュールの全表面のうち、文字・記号等
の表示部分の面積比率が大きくなると、その分、発電効
率の低下は増大する。しかし、本発明はその非発電領域
を設けないので、発電効率の低下は発生しない。
【００３３】二つには、本発明においては、色の違いに
より表示形成を実施するために、意図的に太陽光の特定
波長域を反射させ、その特定波長域の太陽光を発電のた
めに活用できないようにしてしまうということはない。
本発明で表面被覆材の表面形状をどのようにしたとして
も、太陽電池素子に入射する太陽光の量に有意差を見い
だせるほどの変化はない。色の違いにより表示形成を実
施するために、意図的に太陽光の特定波長域を反射させ
ることはないので、太陽電池モジュール表面全体へ入射
する太陽光の入射総量は、実使用上問題となるような変
化は起こっていない。なお、表面形状の違いにより、表
面被覆材の厚みが微小に変化し、そこを透過する太陽光
の透過損失には変化は生じると考えられるが、それも非
常に微小で、実使用上問題となる発電効率の低下を発生
させるに至らない。
【００３４】ところで、上述した太陽電池モジュールの
受光面に表示形成された「ＸＹＺ０１２」は個々の太陽
電池モジュールに固有な番号であり、顧客名簿により管
理され、その所有者は記録されている。このように、常
に人目にさらされる受光面側に、シール等のように取れ
たり、剥がれたりしない方法により所有者を識別できる
表示が施されていることにより、盗難を抑止する効果が
ある。さらに、番号を入れるという遠回しな方法をとら
ず、所有者の名前を直接表示したりすることも考えら
れ、その場合効果はよりあがる。また、本発明において
は、所望の表示を有する太陽電池モジュールを、上述し
たように例えば「ＸＹＺ０１２」のそれぞれの文字形状
に切りとられた厚さ０．６ｍｍのステンレス鋼板を所望
の位置に配置するだけで容易に製造することができる。
それに該ステンレス鋼板は何度も使用できる。したがっ
て本発明は所望の表示を有し所望の太陽電池性能を有す
る太陽電池モジュールを安価に製造する方法を提供す
る。以下に、本発明の太陽電池モジュールの各構成要素
について説明する。
【００３５】
【太陽電池素子】本発明の太陽電池モジュールにおける
太陽電池素子については特に限定はない。それらの例と
して結晶シリコン太陽電池素子、多結晶シリコン太陽電
池素子、アモルファスシリコン太陽電池素子、銅インジ
ウムセレナイド太陽電池素子、化合物半導体太陽電池素
子等が挙げられる。好ましくは、可とう性を有する太陽
電池であり、特に好ましくは、ステンレス基板上に形成
されたアモルファスシリコン太陽電池である。可とう性
を有した太陽電池素子を用いることにより、上記した屋
根材一体型太陽電池モジュールに適合でき、非常に好適
である。即ち、屋根上での設置作業等で、太陽電池モジ
ュールの上に載ったりすることがあっても、太陽電池素
子が割れて破壊するようなことがない。
【００３６】
【太陽電池モジュール】本発明の太陽電池モジュール
は、太陽電池素子を被覆保護する働きの表面被覆材とし
て、少なくとも透光性樹脂と、それに接してその外側の
最表面にある透光性表面保護フィルムを有する以外に特
に限定はないが、太陽電池モジュール作製の方法とし
て、上記透光性樹脂に接着剤としての役割を持たせ、加
熱圧着することにより、前記透光性樹脂と透光性表面保
護フィルムで、太陽電池素子を一体的に樹脂封止するこ
とにより作製することが好ましい。このような作製方法
をとることにより、上記説明したように、太陽電池モジ
ュール作製と同時に、その受光面の表面形状形成を行う
ことができる。また、上記実施態様例のように、モジュ
ール裏面側に金属製補強板を有することにより、モジュ
ールとしての構造強度が向上し、多くの用途に使用可能
となり、非常に好適である。その一例として、曲げ加工
を実施することにより既存の屋根設置施工法に適合する
屋根材一体型太陽電池モジュールを作製することもでき
る。
【００３７】
【透光性樹脂封止用】本発明の太陽電池モジュールの透
光性樹脂としては、例えば、エチレン一酢酸ビニル共重
合体（ＥＶＡ）、ポリビニルブチロール、シリコン樹脂
等が挙げられる。なお、これらは例示にすぎない。しか
し、上記説明したように太陽電池モジュールを加熱圧着
して作製するためには、熱可塑性で、接着性を有する材
料が好適である。
【００３８】
【透光性表面保護フィルム】本発明の太陽電池モジュー
ルの表面保護フィルムは、耐候性を有するものが好まし
く、例えば、フッ素樹脂フィルム等が例示できる。さら
に、曲げ加工によりフィルムが延ばされる時に、フィル
ムに破断及び亀裂が発生しないように、フィルムの伸び
率が２５０％以上あるものが好ましい。２５０％未満で
は、太陽電池を折り曲げる際に亀裂が入るおそれがあ
る。
【００３９】
【金属製補強板】本発明の太陽電池モジュールの金属製
補強板については、必須のものではないが、用いる場合
には、耐候性、折り曲げ加工性に優れ、かつ、通常の金
属製屋根材としても長期信頼性において実績のあるもの
が好ましい。例えば、亜鉛メッキ鋼板やそれらの上にさ
らにフッ素樹脂や塩化ビニル等の耐候性物質を有した鋼
板や、ステンレス鋼板等が挙げられる。
【００４０】
【受光面の表面形状の形成】本発明の太陽電池モジュー
ルの受光面表面に、例えば凹凸形状等の表面形状を形成
する方法については特に限定はないが、上記説明したよ
うに、前記透光性樹脂と透光性表面保護フィルムで、太
陽電池素子を一体的に樹脂封止することにより太陽電池
モジュールを作製すると同時に、その受光面の表面形状
形成を行うことが望ましい。加熱圧着により太陽電池モ
ジュールを作製するために、専用の治具の上に透光性樹
脂、太陽電池素子、透光性表面保護フィルムを載せた上
に、表面形状を形成するための型となる任意の文字・記
号等の形状を切りとった鋼板を載せたり、表面に凹凸形
状を形成したい場合には、アルミニウム製のメッシュを
載せたりすることにより、受光面の表面形状の形成を行
う方法が安価で容易に実現できて、非常に好適である。
また、上記方法により太陽電池モジュールの受光面表面
に凹凸形状を形成するために使用する、凹凸形状を有す
るシート状の部材は、特に限定されるものではないが、
耐熱性、耐久性、可とう性等の性質を有したものが好適
であり、特にアルミニウム製メッシュ、ステンレス製メ
ッシュ、ガラス繊維不織布、ガラス繊維織布、有機樹脂
繊維不織布、有機樹脂繊維織布が好適である。
【００４１】
【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。
【００４２】
【参考例１】本参考例の太陽電池モジュールは、「ＸＹ
Ｚ０１２」の表示をする領域を凹部とし、その凹部表面
に微細な凹凸の形状も設けたものである。当該太陽電池
モジュールは、特記しない点に関しては、実施態様例と
同様に作製した。以下、本参考例の太陽電池モジュール
の断面図である図３を用いて説明する。太陽電池素子９
としては、実施態様例に述べたと同一のステンレス基板
を有したアモルファスシリコン太陽電池を用いた。表面
フィルム１０としては厚さ５０μｍの無延伸タイプのフ
ッ素樹脂フィルム（デュポン社製『テフゼル』）を、透
光性樹脂１１としてはＥＶＡ（太陽電池素子の表裏にそ
れぞれ厚さ９００μｍを設ける）を、金属製補強板１２
としては厚さ０．４ｍｍのガルバナイズド鋼板（大同鋼
板（株）製の『耐摩カラーＧＬ』）をそれぞれ使用し
た。前記太陽電池モジュールの作製においては、フッ素
樹脂フィルム１０を積層するところまでは実施態様例と
同一に行った。その後、本実施例においては次のように
して太陽電池モジュールを作製した。上記フッ素樹脂フ
ィルム１０を載せた上に、「ＸＹＺ０１２」の文字形状
にそれぞれ成形されたステンレス製メッシュ（１６×１
６メッシュ、線径０．２７ｍｍ）を載せ、その上に実施
態様例と同様にシリコンラバーを載せた。
【００４３】次に排気速度が１５０Ｌ／ｍｉｎの能力を
有する真空ポンプを動作させ、真空ポンプ近傍に取り付
けた真空計の表示で真空度が３ｔｏｒｒ以下になったこ
とを確認後安定させるために１０分間待ち、真空ポンプ
をそのまま動作させて、治具を加熱炉内に投入した。そ
して、治具と真空ポンプをつなぐ排気管だけを残して加
熱炉の扉を閉じた。ここで、排気管のせいで扉が完全に
閉じないすき間部は、そのための部材を作製し、加熱炉
内の熱風が外に逃げないように、すき間部を塞いだ。加
熱炉内は治具を投入する前に予め１５０℃に調整されて
おり、この温度を維持するものである。上記のように投
入した治具は７０分後に取り出した。このようにするこ
とにより、上記太陽電池モジュールを作製するために治
具内に置かれている透光性樹脂であるＥＶＡ樹脂は、１
５０℃の温度状態で３０分以上保持されたことになる。
これは、治具が１５０℃に達するに必要とする４０分間
の時間を考慮したもので、予め実験を何度も繰り返して
決定された加熱時間の条件である。またこれは、ＥＶＡ
樹脂が充分な接着力を発揮するための化学変化を完了す
るために、上記１５０℃の温度状態で３０分以上保持さ
れる条件が必要なためである。
【００４４】加熱炉より取り出した治具は、真空ポンプ
を動作させたまま空冷して室温程度まで冷やした。この
状態で初めて真空ポンプの動作を止めて、治具の一番上
に載っているシリコンラバーを取り外し、太陽電池モジ
ュールを取り出した。このように作製した太陽電池モジ
ュールは、「ＸＹＺ０１２」の表示をする領域１３が凹
部となり、かつ、その凹部表面は微細な凹凸形状となっ
た。そして、なにも置かなかった他の領域１４は平滑な
表面形状に成形された。この表面形状の違いにより、
「ＸＹＺ０１２」の表示を容易に認識できる太陽電池モ
ジュールとなった。これにより、太陽電池モジュールに
固有な番号を表示形成することができた。得られた太陽
電池モジュールを評価したところ、実施態様例と同様の
効果を奏するものであることがわかった。
【００４５】
【参考例２】本参考例の太陽電池モジュールは、「ＸＹ
Ｚ０１２」の表示をする領域と、その他の領域も共に、
表面に微細な凹凸形状を設け、その両者の凹凸形状のパ
ターンを異にしたものである。当該太陽電池モジュール
は、参考例１と同様に作製した。本参考例の太陽電池モ
ジュールは図４において、「ＸＹＺ０１２」の表示をす
る領域１３は、凹凸の小さな形状パターン（隣接する凹
部と凸部の高低差の平均が５０μｍ程度）であり、隣接
するその他の領域１４は、凹凸の大きな形状パターン
（隣接する凹部と凸部の高低差の平均が５００μｍ程
度）のものである。該太陽電池モジュールは次のように
して作製した。治具の上にフッ素樹脂フィルム１０を載
せるところまでは参考例１と全く同一に行った。次に、
フッ素樹脂フィルム１０の上に、「ＸＹＺ０１２」の文
字形状に切りとられた厚さ１５０μｍのＰＥＴフィルム
を置き、さらにその上に、太陽電池モジュール表面全体
を覆うことのできる大きさのステンレス製メッシュ（１
６×１６メッシュ、線径０．２７ｍｍ）を置き、一番上
にシリコンラバーを置いた。その後の工程は参考例１と
全く同一に行った。得られた太陽電池モジュールは、Ｐ
ＥＴフィルムを置いた場所、つまり「ＸＹＺ０１２」の
表示領域は、ステンレス製メッシュの押しつけ力が緩和
され、凹凸の小さな形状パターン（隣接する凹部と凸部
の高低差の平均が５０μｍ程度）であり、隣接するその
他の領域１４は、凹凸の大きな形状パターン（隣接する
凹部と凸部の高低差の平均が５００μｍ程度）であっ
た。
【００４６】
【実施例１】本実施例の太陽電池モジュールは、「瓦棒
葺き」工法に適合する屋根材一体型太陽電池モジュール
である。当該太陽電池モジュールは、実施態様例と同様
に作製した。太陽電池素子９としては、参考例１に述べ
たと同一のステンレス基板を有したアモルファスシリコ
ン太陽電池を用い、表面フィルム１０としては、厚さ５
０μｍの無延伸タイプのフッ素樹脂フィルム（デュポン
社製『テフゼル』）を、透光性樹脂１１としては、ＥＶ
Ａ（太陽電池素子の表裏にそれぞれ厚さ９００μｍを設
ける）を、金属製補強板１２としては、厚さ０．４ｍｍ
のガルバナイズド鋼板（大同鋼板（株）製の『耐摩カラ
ーＧＬ』）を使用した。
【００４７】このように作製した太陽電池モジュール
は、アルミフレームを取り付けるのではなく、長辺側端
部を上側に９０°折り曲げた（１６）ものである。この
ような形状であることにより、上記「瓦棒葺き」工法に
適合する。太陽電池モジュールの受光面側には、表面被
覆材の表面形状の違いにより、「＋」及び「−」という
表示形成を行った。これにより、上記従来よりの要望例
に述べたとおりに、設置作業において、太陽電池モジュ
ールをわざわざひっくり返し、その裏面側を見て＋、−
極を確認する必要がないので、作業工数を低減すること
ができた。本実施例においては、次のようにして「＋」
及び「−」という表示を作製した。治具の上にフッ素樹
脂フィルム１０を載せるところまでは参考例１と全く同
一に行った。次に、フッ素樹脂フィルム１０の上に、
「＋」及び「−」の文字形状に該当する部分が切りとら
れて無いステンレス製メッシュ（１６×１６メッシュ、
線径０．２７ｍｍ）を置き、一番上にシリコンラバーを
置いた。その後の工程は参考例１と全く同一に行った。
これにより、図５におけるＢＢ′線での断面図である図
６に示すように、「＋」及び「−」を表示する領域１７
は凸部となり、隣接するその他の領域１８には微細な凹
凸形状が形成された。
【００４８】
【表１】
【００４９】
【表２】
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
太陽電池モジュールの受光面側に任意の文字・記号等を
容易に表示することができる。その製造方法としては非
常に安価で容易に実施でき、この方法により作製される
太陽電池モジュールはそのその発電効率において、実使
用上で問題となる効率低下を生じることはない。また、
当該太陽電池モジュールは、＋極側、−極側を受光面側
から見ただけで容易に判断することができ、設置施工の
作業工数を大幅に削減することができる。その上、屋根
上での太陽電池モジュールの設置する場所の位置を容易
に確認して設置することが可能である。即ち、屋根上に
太陽電池モジュールのアドレスを設定して、そのアドレ
スが太陽電池モジュールの受光面に表示形成されている
ことにより所望の太陽電池モジュールを所望の位置に間
違いなく確実に設置することが可能である。そのため、
設計仕様どおりの太陽電池モジュールの設置状態及び電
気接続状態を、設置現場での混乱を全く発生させること
なく実現できる。また、太陽電池モジュールの所有者を
認識することのできる文字・記号等を、容易に消すこと
のできない状態で、かつ、人目にさらされる受光面側に
表示することができる。これにより、盗難を抑止するこ
とができる。加えて、デザイン上の観点で優れた太陽電
池モジュールとなったので、建築物等多用な用途に用い
られることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の太陽電池モジュールの実施態様例を示
す受光面側から見た斜視図。
【図２】本発明の太陽電池モジュールの実施態様例を示
す断面図。
【図３】本発明の太陽電池モジュールの参考例１を示す
断面図。
【図４】本発明の太陽電池モジュールの参考例２を示す
断面図。
【図５】本発明の太陽電池モジュールの実施例１を示す
受光面側から見た斜視図。
【図６】本発明の太陽電池モジュールの実施例１を示す
断面図。
【図７】本発明の実施態様例の太陽電池モジュールに用
いる太陽電池素子を示す断面図。
【図８】本発明の実施態様例の太陽電池モジュールの作
製に用いる治具を示す斜視図。
【図９】本発明の実施態様例の太陽電池モジュールの作
製工程を示す断面図。
【図１０】本発明の実施態様例の太陽電池モジュールの
作製工程を示す断面図。
【図１１】本発明の実施態様例の太陽電池モジュールの
作製工程を示す断面図。
【図１２】本発明の実施態様例の太陽電池モジュールの
作製工程を示す断面図。
【図１３】従来の屋根材一体型太陽電池モジュールを示
す受光面側から見た斜視図。
【図１４】従来の屋根材一体型太陽電池モジュールを示
す断面図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 深江 公俊 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−289969（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−76269（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−236737（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−29979（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−176951（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 31/04 - 31/078

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】光起電力素子の受光面側に少なくとも透光
    性樹脂からなる表面被覆材を有する太陽電池モジュール
    において、該太陽電池モジュールの受光面側に任意の文
    字・記号等を表示形成する手段として、任意の文字・記
    号等を表示形成する領域の前記被覆材の表面形状が凸部
    であり、前記領域とそれに隣接する領域の前記被覆材の
    一方が平滑な表面形状を有し、他方が微細な凹凸を有す
    ることを特徴とする太陽電池モジュール。
  2. 【請求項２】前記被覆材表面の微細な凹凸は、前記透光
    性樹脂を加熱圧着して太陽電池モジュールを作製する際
    に、表面に凹凸形状を有するシート状の部材を介在させ
    ることにより形成されたものである請求項１に記載の太
    陽電池モジュール。
  3. 【請求項３】前記表面に凹凸形状を有するシート状の部
    材が、アルミニウム製メッシュ、ステンレス製メッシ
    ュ、ガラス繊維不織布、ガラス繊維織布、有機樹脂繊維
    不織布、及び有機樹脂繊維織布の中から選択されるもの
    である請求項２に記載の太陽電池モジュール。
  4. 【請求項４】 前記太陽電池モジュールの受光面側に表
    示形成する任意の文字・記号等が、太陽電池モジュール
    の +極若しくは−極を認識することのできるものである
    請求項１乃至３のいずれかに記載の太陽電池モジュー
    ル。
  5. 【請求項５】 前記太陽電池モジュールの受光面側に表
    示形成する任意の文字・記号等が、太陽電池モジュール
    の所有者を認識することのできるものである請求項１乃
    至３のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
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