JP5826880B2 - 太陽電池モジュール、太陽電池パネル、並びに太陽電池アレイ - Google Patents

Description

本発明は、家屋に設置される太陽電池アレイを構成するための太陽電池モジュール、並びに、当該太陽電池モジュールにより構成される太陽電池アレイに関する。

近年、太陽電池パネルを有する太陽電池モジュールを建物の屋根等に敷設してその建物で消費する電力をまかなうと共に、余剰電力を電力会社に売却する太陽光発電システムが増加している。太陽電池パネルは、集積型太陽電池であり、ガラス基板に導電膜や半導体膜が積層され、これに複数の溝を設けて所定数の単体電池（太陽電池セル）を形成し、各太陽電池セルを電気的に直列接続させたものであり、１００［Ｖ］以上の電圧を得ることができるものも知られている。以下の特許文献１には、このような太陽電池パネルの製造方法が開示されている。

上記したような太陽電池モジュールは、直列接続される太陽電池セルの数量を調整することにより所望の電圧を得ることができる。しかし、敷設や製造の利便性を考慮すると、太陽電池モジュールの大きさに制限があり、単一の太陽電池モジュールにおいて直列接続可能な太陽電池セルの数量や、出力電圧にも一定の制限が加わる。また、太陽電池モジュールは、単一では出力電流がさほど大きくない。そのため、従来技術では、複数の太陽電池モジュールを電気的に並列に接続した太陽電池ブロックを複数形成し、この太陽電池ブロックを互いに直列接続して太陽電池アレイを形成することにより、出力電圧および出力電流が実用的なレベルになるように調整している。

上記したように、太陽電池モジュールを電気的に並列に接続して太陽電池ブロックを形成すると共に、このようにして形成された太陽電池ブロックを用いて太陽電池アレイを構成した場合、直列接続されている各太陽電池モジュールの出力が同程度であれば、仮に一部の太陽電池モジュールが陰に設置される等して出力が低下しても、太陽電池アレイ全体の出力はさほど低下しない。

特開平１１−２９８０１７号公報

ここで、上記したような接続構造で太陽電池アレイを構成した場合は、一部の太陽電池モジュールが陰に設置されるなどして出力低下する場合と同様に、各太陽電池モジュールの出力性能に個体差があっても、太陽電池ブロック毎の出力が同程度であれば太陽電池アレイ全体としてはさほど大きな出力低下にはならない。しかし、太陽電池モジュールの出力性能のバラツキや、設置場所の日照条件などの種々の条件が複合的に作用すると、各太陽電池ブロック間の出力特性にバラツキが生じ、正常に作動している太陽電池モジュールの出力を有効利用できず、太陽電池アレイ全体としての出力も期待される程度に至らなくなってしまうという問題があった。そのため、太陽電池モジュールが陰に設置されるなどして一時的に予期せぬ出力低下が起こることを考慮すると、太陽電池モジュールの出力性能についての個体差を最小限に抑制しておきたいという要望があった。

また上述したように多数の太陽電池セルを直列接続した太陽電池モジュールでは、陰に差し掛かるなどして特定の太陽電池セルの一部分が発電しなくなると、当該部位の電気抵抗が大きくなって熱を発生する現象（ホットスポット現象）が起こることがある。ホットスポット現象が起こると、太陽電池モジュールが劣化したり破損するといった不具合が起こる可能性がある。このような現象が起こると、太陽電池モジュール固有の出力が後発的に低下し、太陽電池アレイや太陽電池ブロックを構成する各太陽電池モジュールの出力にバラツキが生じることとなり、他の太陽電池モジュールで発生した電気エネルギーの一部を有効利用できなくなる可能性がある。

そこで、本発明は、仮に特定の電池セルの一部分が陰に差し掛かるなどして発電しなくなったとしても、ホットスポット現象によって電池モジュールが劣化したり破損するのを回避できる太陽電池モジュール、並びに、当該太陽電池モジュールを採用することで安定した出力特性を発現可能な太陽電池アレイの提供を目的とした。

上記した課題を解決すべく提供される本発明は、傾斜した屋根に敷設され、太陽電池モジールの棟側の上に他の太陽電池モジールの軒側が重ねられた状態で敷設される太陽電池モジュールであり、複数の太陽電池モジュールを電気的に並列接続することにより形成された太陽電池ブロックを複数、電気的に直列接続することにより形成される太陽電池アレイ構成用の太陽電池モジュールであって、略長方形の面状に形成された太陽電池パネルを備え、前記太陽電池モジュールの大きさは、前記太陽電池パネルとほぼ同等あるいは太陽電池パネルよりも一回り大きい程度であり、当該太陽電池パネルの長手方向が家屋の桁行方向に向き、前記太陽電池パネルの短手方向が家屋の棟行方向に向くように設置されるものであり、前記太陽電池パネルが、複数の太陽電池セルを有し、前記太陽電池セルを電気的に直列接続したものであり、前記太陽電池セルは帯状のものであり、前記太陽電池パネルの短手方向に長辺が向き、前記太陽電池パネルの長手方向に短辺が向いた状態で、前記太陽電池パネルの長手方向に並ぶように設けられ、前記太陽電池パネルには太陽電池モジュールの長手方向に伸び、前記太陽電池セルの有効発電領域を分割する分割線が一又は複数設けられており、前記分割線は、太陽電池モジュールの短手方向の棟側に偏在した位置に設けられていて分割線から前記棟側に至る太陽電池セルの面積が反対側の面積よりも小さいものとなり、前記分割線によって区切られた棟側の領域の面積は、分割線で区切られた他の領域の中で最大の領域の面積に比べて２分の１未満であり、前記分割線は、前記他の電池モジュールによって陰になる棟側の部分にホットスポット現象が発生することによって電池モジュールが劣化したり破損するのを防止するものであることを特徴とする太陽電池モジュールである。
前記分割線は、太陽電池モジュールの短手方向の軒側に偏在した位置にも設けられていて分割線から前記軒側に至る太陽電池セルの面積が反対側の面積よりも小さいものとなり、前記分割線によって区切られた棟側の領域の面積は、分割線で区切られた他の領域の中で最大の領域の面積に比べて２分の１未満であることが望ましい。

太陽電池モジュールは全体として一つの太陽電池を構成し、二組のコネクタを有し、前記二組のコネクタはいずれも独立した二以上の端子を備え、各コネクタの一つの端子は太陽電池の正極に接続され、各コネクタの他の一つの端子は太陽電池の負極に接続されていることが望ましい。

隣接する太陽電池モジュールのコネクタが接合された状態において両コネクタの正極側端子同士と、負極側端子同士が接続された状態となることが望ましい。

太陽電池モジュールは全体として一つの太陽電池を構成し、二組のコネクタを有し、前記二組のコネクタはいずれも太陽電池モジュールの長手方向中央から延出された２系統以上の導線を有するケーブルに接続されており、前記二組のコネクタの内の一方のコネクタに接続されたケーブルは、他方のコネクタに接続されたケーブルよりも短く、前記ケーブルの長さの関係は太陽電池モジュールを列状に並べたとき短いケーブルが接続されたコネクタ同士は長さ不足の状態であって接続させることが不能となるものであることが望ましい。
また本発明は、傾斜した屋根に敷設され、太陽電池パネルの棟側の上に他の太陽電池パネルの軒側が重ねられた状態で敷設される太陽電池パネル太陽電池モジュールであり、略長方形の面状に形成された太陽電池パネルであって、当該太陽電池パネルの長手方向が家屋の桁行方向に向き、前記太陽電池パネルの短手方向が家屋の棟行方向に向くように設置されるものであり、前記太陽電池パネルが、複数の太陽電池セルを有し、前記太陽電池セルを電気的に直列接続したものであり、前記太陽電池セルは帯状のものであり、前記太陽電池パネルの短手方向に長辺が向き、前記太陽電池パネルの長手方向に短辺が向いた状態で、前記太陽電池パネルの長手方向に並ぶように設けられ、前記太陽電池パネルには太陽電池モジュールの長手方向に伸び、前記太陽電池セルの有効発電領域を分割する分割線が一又は複数設けられており、前記分割線は、太陽電池パネルの短手方向の一端側に偏在した位置に設けられていて分割線から前記一端側に至る太陽電池セルの面積が反対側の面積よりも小さいものとなっており、前記分割線によって区切られた棟側の領域の面積は、分割線で区切られた他の領域の中で最大の領域の面積に比べて２分の１未満であり、前記分割線は、前記他の太陽電池パネルによって陰になる棟側の部分にホットスポット現象が発生することによって太陽電池パネルが劣化したり破損するのを防止するものであることを特徴とする太陽電池パネルである。

複数の太陽電池モジュールを電気的に並列接続することにより形成された太陽電池ブロックを複数、電気的に直列接続することにより形成される太陽電池アレイ構成用の太陽電池モジュールである。本発明の太陽電池モジュールは、長手方向の長さが９００〜１１００［ｍｍ］であり、略長方形の面状に形成された太陽電池パネルを備え、当該太陽電池パネルの長手方向が家屋の桁行方向に向き、前記太陽電池パネルの短手方向が家屋の棟行方向に向くように設置されるものである。また、本発明の太陽電池は、前記太陽電池パネルが、複数の太陽電池セルを有し、開放電圧が１００〜１８０［Ｖ］となるように前記太陽電池セルを電気的に直列接続したものであり、前記太陽電池セルが、帯状で短辺の長さが７〜１２［ｍｍ］のものであり、前記太陽電池パネルの短手方向に長辺が向き、前記太陽電池パネルの長手方向に短辺が向いた状態で、前記太陽電池パネルの長手方向に並ぶように設けられていることが望ましい。

本態様の太陽電池モジュールは、長手方向の長さが９００〜１１００［ｍｍ］であり、建物の屋根などのような敷設作業の作業性が悪い場所にも容易に搬入し、施工することができる。また、本発明の太陽電池モジュールは、長手方向の長さが、一般的に使用されている瓦の２倍程度の大きさであるため、瓦を葺くのとさほど大差ない作業効率で家屋に設置することができる。

本態様の太陽電池モジュールを構成する太陽電池パネルは、幅が７〜１２［ｍｍ］で帯状の太陽電池セルを複数、電気的に直列接続したものであると共に、前記太陽電池セルが前記太陽電池パネルの長手方向に並ぶように設けられており、構成が画一的である。また、本発明の太陽電池モジュールは、上記したような画一的な構成を採用することにより、出力のバラツキを最小限に抑制できる。さらに、本発明の太陽電池モジュールを構成する太陽電池パネルは、開放電圧が１００〜１８０［Ｖ］であるため、これを電気的に並列接続して太陽電池ブロックを形成すると共に、太陽電池ブロック同士を直列接続することで、従来公知のＡＣパワーコンディショナ（AC power conditioner）のような機器類に入力するのに適した電圧で出力可能な太陽電池アレイを構築することができる。

本態様の太陽電池モジュールでは、太陽電池パネルの短手方向に前記太陽電池セルの長辺が向き、前記太陽電池パネルの長手方向に前記太陽電池セルの短辺が向いた状態で、前記太陽電池セルが前記太陽電池パネルの長手方向に並ぶように設けられている。また、本発明の太陽電池モジュールは、前記太陽電池パネルの長手方向が家屋の桁行方向に向き、前記太陽電池パネルの短手方向が家屋の棟行方向に向く姿勢とされ、設置される。ここで、瓦を葺くのと同様にして家屋に太陽電池モジュールを設置する場合、日照条件によっては棟行方向上方側に他の太陽電池モジュールの陰ができたり、棟行方向下方側の部分が他の太陽電池モジュールと重なるなどして、発電しない部分ができたり、出力が大幅に低下する部分が形成され、電気抵抗となる可能性がある。しかし、このような部分ができたとしても、他の部分においては各太陽電池セルが通常に機能し、全ての太陽電池セルが電気的に導通した状態を維持することができる。従って、本発明の太陽電池モジュールによれば、日照条件などの影響により出力が低下することがあっても、これにより太陽電池アレイ全体の出力低下に及ぼす影響を最小限に抑制することができる。

上述した本態様の太陽電池モジュールは、太陽電池セルの開放電圧が、１．２〜１．５［Ｖ］であることが望ましい。

かかる構成によれば、太陽電池アレイの構築にあたり必要とされる開放電圧を出力可能な太陽電池モジュールを提供できる。

また、上述した本態様の太陽電池モジュールは、短手方向の長さが、２４０〜４８０［ｍｍ］であることが望ましい。

かかる構成によれば、従来より家屋に葺かれている瓦に代えて設置可能な太陽電池モジュールを提供できる。

上述した態様の太陽電池モジュールは、太陽電池セルが、タンデム型であってもよい。

かかる構成によれば、入射光が持つエネルギーを最大限有効利用可能であり、エネルギー変換効率の高い太陽電池モジュールを提供できる。

上述した態様の太陽電池モジュールは、太陽電池パネルの短絡電流値が、９〜１５［ｍＡ／ｃｍ² ］であるものであることが好ましい。

ここで、上述したように多数の太陽電池セルを直列接続した太陽電池モジュールでは、陰に差し掛かるなどして特定の太陽電池セルの一部分が発電しなくなると、当該部位の電気抵抗が大きくなって熱を発生する現象（ホットスポット現象）が起こることがある。ホットスポット現象が起こると、太陽電池モジュールが劣化したり破損するといった不具合が起こる可能性がある。このような現象が起こると、太陽電池モジュール固有の出力が後発的に低下し、太陽電池アレイや太陽電池ブロックを構成する各太陽電池モジュールの出力にバラツキが生じることとなり、他の太陽電池モジュールで発生した電気エネルギーの一部を有効利用できなくなる可能性がある。

そこで、かかる知見に基づくと、上述した本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池セルが、受光により発電する有効発電領域を有し、太陽電池モジュールの長手方向に伸び、前記太陽電池セルの有効発電領域を分割する分割線が一又は複数設けられていることが望ましい。

かかる構成によれば、仮に特定の太陽電池セルの一部分が陰に差し掛かるなどして発電しなくなったとしても、当該部位に極度に大きな電力が作用せず、ホットスポット現象による太陽電池モジュールの劣化や破損を回避できる。従って、上述した構成によれば、太陽電池アレイの敷設後にホットスポット現象によって各太陽電池モジュールの出力性能に個体差が生じるのを最小限に抑制することができる。

本発明の太陽電池アレイは、上述した本発明の太陽電池モジュールを複数、電気的に並列接続することにより形成された太陽電池ブロックを２つ、直列接続することにより形成されたものである。

本発明では、上述した本発明の太陽電池モジュールを採用しているため、各太陽電池モジュール毎の出力特性についての個体差が小さい。また、本発明の太陽電池アレイは、太陽電池モジュールを並列接続することで太陽電池ブロックを複数形成し、これらを直列接続したものであるため、仮に一部の太陽電池モジュールにおいて出力低下があったとしても、これによるエネルギーロスを最小限に抑制し、安定した出力特性を発揮することができる。

上述した本発明の太陽電池アレイは、太陽電池ブロックが、太陽電池モジュールを２０以上、電気的に並列接続して形成されたものであることが望ましい。

また、略長方形状であって内部に複数の太陽電池セルが形成され全体として一つの太陽電池を構成する太陽電池モジュールを使用し、当該太陽電池モジュールを構造物に敷設する太陽電池モジュールの敷設構造において、太陽電池モジュールは、二組のコネクタを有し、前記二組のコネクタはいずれも独立した二以上の端子を備え、前記二組のコネクタはいずれも太陽電池モジュールの長手方向中央から延出された２系統以上の導線を有するケーブルに接続されており、各コネクタの一つの端子は太陽電池の正極に接続され、各コネクタの他の一つの端子は太陽電池の負極に接続され、前記二組のコネクタの内の一方のコネクタに接続されたケーブルは、他方のコネクタに接続されたケーブルよりも短く、前記ケーブルの長さの関係は太陽電池モジュールを列状に並べたとき短いケーブルが接続されたコネクタ同士は長さ不足の状態であって接続させることが不能となるものであり、前記太陽電池モジュールは構造物に列状に並べて設置され、隣接する太陽電池モジュールのコネクタは長いケーブルが接続されたコネクタと短いケーブルが接続されたコネクタが接合され、両者が接合された状態において両コネクタの正極側端子同士と、負極側端子同士が接続された状態となり、複数の太陽電池モジュールが電気的に並列に接続された構成とすることも可能である。

上記した太陽電池モジュールの敷設構造では、隣接する太陽電池モジュールのコネクタは、長いケーブルが接続されたコネクタと短いケーブルが接続されたコネクタが接合される。上記した太陽電池モジュールの敷設構造は、この様に長いケーブルが接続されたコネクタと短いケーブルが接続されたコネクタが接合された状態が正規の接合状態である。上記した敷設構造では、この様に隣接する太陽電池モジュールの長いケーブルのコネクタと短いケーブルのコネクタとを接合すると、両コネクタの正極側端子同士と、負極側端子同士が接続された状態となり、複数の太陽電池モジュールが電気的に並列に接続されることとなる。
また上記した太陽電池モジュールの敷設構造では、作業者がコネクタを誤接続することはない。すなわち上記した太陽電池モジュールの敷設構造では、この様にケーブルの長さに長短があるので、太陽電池モジュールを列状に並べたとき、短いケーブルが接続されたコネクタ同士は長さ不足の状態であって接続させることができない。そのため屋根の上等に太陽電池モジュールを敷設した際に、隣接する太陽電池モジュールの短いケーブル同士を接続することは物理的にできず、作業者がコネクタを誤接続することはない。

上記した態様によれば、構造が画一的でありつつ、安定した出力特性を発揮可能であり、敷設時に容易に取り回し可能な大きさの太陽電池モジュール、並びに、当該太陽電池モジュールを採用することで安定した出力特性を発現可能な太陽電池アレイを提供できる。

本発明によれば、仮に特定の太陽電池セルの一部分が陰に差し掛かるなどして発電しなくなったとしても、当該部位に極度に大きな電力が作用せず、ホットスポット現象による太陽電池モジュールの劣化や破損を回避できる。従って、上述した構成によれば、太陽電池アレイの敷設後にホットスポット現象によって各太陽電池モジュールの出力性能に個体差が生じるのを最小限に抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールを示す斜視図である。 図１の太陽電池モジュールの裏面側の構造を示す斜視図である。 図１に示す太陽電池モジュールで採用されている太陽電池パネルの断面図である。 図１の太陽電池モジュールのコネクタの断面図である。 太陽電池モジュールの敷設構造の作業手順を示すフローチャートである。 太陽電池モジュールを建物の屋根に敷設した状態を示す説明図である。 太陽電池モジュールが正しく配線されたモジュール段を示す概念図である。 太陽電池モジュールが誤って配線されたモジュール段を示す概念図である。 太陽電池モジュールが正しく配線された場合の回路図である。 太陽電池アレイを示す概念図である。 （ａ）は、引込ケーブルの正面図であり、（ｂ）は、引込ケーブルのモールド部の断面図である。 端子保護部材の平面図である。 （ａ）は、両極が雄片であるコネクタの平面図であり、（ｂ）は、両極が雌片であるコネクタの平面図である。 図１に示す太陽電池モジュールの変形例を示す斜視図である。

続いて、本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュール１０、並びに、太陽電池アレイ１について、図面を参照しつつ詳細に説明する。太陽電池モジュール１０（以下、単に電池モジュール１０とも称す）は、新築又は既築の建物の屋根Ｒにおいて瓦に代替して敷設されるものである。図１や図２に示すように、電池モジュール１０は、太陽電池パネル１２（以下、単に電池パネル１２とも称す）と、電池パネル１２の裏面に取り付けられる端子ボックス１４と、端子ボックス１４から延設される二本の第一ケーブル１６、第二ケーブル１８と、これらのそれぞれに接続される第一コネクタ２０（以下、コネクタ２０とも称す）および第二コネクタ２２（以下、コネクタ２２とも称す）とを備えている。

電池モジュール１０は、図１や図２に示すようにほぼ長方形の面状に形成されている。電池モジュール１０は、敷設時に外部に露出する部分の大半の面積を電池パネル１２が占めている。そのため、電池モジュール１０の大きさは、電池パネル１２とほぼ同等あるいは電池パネル１２よりも一回り大きい程度である。本実施形態の電池モジュール１０は、出力を確保しつつ、家屋への設置作業の作業性を確保することを考慮し、長手方向の長さＬ１が１２００［ｍｍ］より小さいものとされている。本実施形態では、電池モジュール１０の敷設施工時に設置される一般的な足場の間隔や、施工作業者の取り回しやすさ等を考慮し、長さＬ１が、９００〜１１００［ｍｍ］の範囲とされている。また、電池モジュール１０は、一般的な平板瓦のサイズなどを考慮し、短手方向の長さＬ２が２４０〜４８０［ｍｍ］の範囲とされている。本実施形態では、一般的な平板瓦の働き幅と同程度としつつ、日照条件によって陰になる部分を最小限に抑制することで光電変換効率を向上させることに配慮し、長さＬ２が２８０〜３６０［ｍｍ］の範囲内に調整されている。

電池パネル１２は、図１や図２に示すようにほぼ長方形の面状に形成されている。電池パネル１２は、長手方向が家屋の桁行方向に向き、短手方向が家屋の棟行方向に向く姿勢で敷設される。電池パネル１２は、長手方向に短冊状の太陽電池セル１００（以下、単に電池セル１００とも称す）を多数、電気的に直列接続した状態になるように並べて形成したものであり、一枚で約１００［Ｖ］の電圧を得ることができる。

電池パネル１２は、２種類以上の光電変換層を組み合わせた、いわゆるタンデム型の太陽電池であり、光電変換効率が高い。本実施形態では、タンデム型の一体系であるハイブリッド型の太陽電池を電池パネル１２として採用している。さらに具体的には、図３に示すように、電池パネル１２は、透明基板１０２上に、透明前面電極層１０４、第１，２の薄膜光電変換ユニット１０６ａ，１０６ｂ（以下、それぞれを非晶質光変換ユニット１０６ａ、結晶質光変換ユニット１０６ｂとも称す）、金属裏面電極層１０８、封止樹脂層１１０、有機保護層１１２を順次積層した構造の、いわゆるハイブリッド型の太陽電池である。透明基板１０２は、例えば、ガラス板や透明樹脂フィルムなどのような透光性を有する素材によって形成されており、電池モジュール１０の設置時に最も光の入射側に位置する面を構成する。

また、透明前面電極層１０４は、透明基板１０２に隣接する位置に形成された単層構造あるいは多層構造の層である。透明前面電極層１０４は、ＩＴＯ膜や、ＳｎＯ₂ 膜、ＺｎＯ膜のような透明で導電性を有する酸化物等を透明基板１０２に対して層状に積層することで形成されている。透明前面電極層１０４は、従来公知の蒸着法や、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）法、ＥＶＤ（Electrochemical Vapor Deposition）法、スパッタリング法に代表される気相堆積法等を用いて形成される。

薄膜光電変換ユニット１０６ａは、非晶質光電変換層を備えたものであり、上述した透明前面電極層１０４に対して光の入射方向（図３では上方）に隣接する位置に設けられている。薄膜光電変換ユニット１０６ａは、例えば透明前面電極層１０４側からｐ型シリコン系半導体層、ｉ型シリコン系非晶質光電変換層、及びｎ型シリコン系半導体層を順次積層した構造とすることができる。これらのｐ型シリコン系半導体層、ｉ型シリコン系非晶質光電変換層、及びｎ型シリコン系半導体層についても、上述した透明前面電極層１０４と同様にプラズマＣＶＤ法等、適宜の方法により形成することができる。薄膜光電変換ユニット１０６ａは、０．０１μｍ〜０．５μｍの厚さであることが好ましく、０．１μｍ〜０．３μｍの厚さであることがより好ましい。

薄膜光電変換ユニット１０６ｂは、結晶質光電変換層を備えたものであり、上述した薄膜光電変換ユニット１０６ａに対して光の入射方向に隣接している。薄膜光電変換ユニット１０６ｂは、例えば薄膜光電変換ユニット１０６ａ側からｐ型シリコン系半導体層、ｉ型シリコン系結晶質光電変換層、及びｎ型シリコン系半導体層を順次積層した構造とすることができる。薄膜光電変換ユニット１０６ｂを構成するｐ型シリコン系半導体層や、ｉ型シリコン系結晶質光電変換層、ｎ型シリコン系半導体層についても、薄膜光電変換ユニット１０６ａのものと同様に、いずれもプラズマＣＶＤ法などによって形成することができる。

ここで、薄膜光電変換ユニット１０６ｂを構成する結晶質光電変換層は、上述した薄膜光電変換ユニット１０６ａを構成する非晶質光電変換層に比べて光吸収系数が小さい。そのため、結晶質薄膜光電変換ユニット１０６ｂの厚さは、非晶質薄膜光電変換ユニット１０６ａの厚さの数倍から１０倍程度であることが好ましい。より具体的には、薄膜光電変換ユニット１０６ｂは、０．１μｍ〜１０μｍの厚さであることが好ましく、０．１μｍ〜５μｍの厚さであることがより好ましい。

上述した光電変換ユニット１０６ａ，１０６ｂを構成するｐ型半導体層は、例えば、シリコンまたはシリコンカーバイドやシリコンゲルマニウム等のシリコン合金に、ボロンやアルミニウム等のｐ導電型決定不純物原子をドープすることにより形成することができる。また、非晶質光電変換層及び結晶質光電変換層は、非晶質シリコン系半導体材料及び結晶質シリコン系半導体材料でそれぞれ形成することができる。具体的には、非晶質光電変換層や結晶質光電変換層は、真性半導体のシリコン（水素化シリコン等）やシリコンカーバイド及びシリコンゲルマニウム等のシリコン合金等によって構成することができる。また、非晶質光電変換層や結晶質光電変換層は、光電変換機能を備えているものであればよく、例えば微量の導電型決定不純物を含む弱ｐ型もしくは弱ｎ型のシリコン系半導体材料を用いて構成することも可能である。非晶質光電変換層や結晶質光電変換層のｎ型半導体層は、シリコンまたはシリコンカーバイドやシリコンゲルマニウム等のシリコン合金に、燐や窒素等のｎ導電型決定不純物原子をドープすることにより形成することができる。

また、上述した薄膜光電変換ユニット１０６ａ，１０６ｂは、互いに吸収波長域が異なっている。具体的には、薄膜光電変換ユニット１０６ａの光電変換層を非晶質シリコンで構成した場合は、５５０ｎｍ程度の光成分を最も効率的に吸収させることができるのに対し、薄膜光電変換ユニット１０６ｂの光電変換層を結晶質シリコンで構成した場合には、９００ｎｍ程度の光成分を最も効率的に吸収させることができる。

金属裏面電極層１０８は、薄膜光電変換ユニット１０６ｂに対して、入射光の進行方向に隣接した位置に設けられている。金属裏面電極層１０８は、銀やアルミニウム等により構成され、従来公知の蒸着法やスパッタリング法等によって２００ｎｍ〜４００ｎｍ程度の厚さに形成された層である。金属裏面電極層１０８と薄膜光電変換ユニット１０６ｂとの間には、両者の間の接着性の向上などを考慮し、ＺｎＯのような非金属材料からなる透明電導性薄膜（図示せず）を適宜設けることができる。金属裏面電極層１０８は、電池パネル１２の電極としての機能に加え、透明基板１０２から入射し、薄膜光電変換ユニット１０６ａ，１０６ｂを通過してきた光を反射し、薄膜光電変換ユニット１０６ａ，１０６ｂ内に再入射させるための反射層としての機能も有する。

電池モジュール１０は、上述した金属裏面電極層１０８に対して入射光の進行方向に隣接した位置、すなわち家屋等への設置時に裏側となる位置において、封止樹脂層１１０を介して有機保護層１１２が形成されている。封止樹脂層１１０は、有機保護層１１２と金属裏面電極層１０８とを接着する層であり、例えば、ＥＶＡ（エチレン・ビニルアセテート共重合体）や、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）、ＰＩＢ（ポリイソブチレン）、及びシリコーン樹脂等によって構成されている。また、有機保護層１１２は、電池モジュール１０の裏面側を封止する層である。有機保護層１１２には、例えばポリフッ化ビニルフィルムなどのフッ素樹脂系フィルムや、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製のフィルムのように、耐湿性や耐水性に優れた絶縁フィルムや、これらを積層したもの。アルミニウム等からなる金属箔をこれらのフィルムで挟持した構造のものなどを好適に採用することができる。

図３に示すように、電池モジュール１０には、上述したようにして積層して形成された薄膜を第１，２の分割溝１１４ａ，１１４ｂや、接続溝１１６で分割することにより、複数の電池セル１００が形成されている。すなわち、第１，２の分割溝１１４ａ，１１４ｂや、接続溝１１６は、隣接する電池セル１００同士の間において、透明前面電極層１０４や薄膜光電変換ユニット１０６ａ，１０６ｂ、金属裏面電極層１０８などを構成する薄膜を分割するように設けられている。第１，２の分割溝１１４ａ，１１４ｂや、接続溝１１６は、それぞれ直線状であり、図３において紙面に対して垂直な方向、すなわち電池モジュール１０の短手方向に沿って伸びるように形成されている。また、第１，２の分割溝１１４ａ，１１４ｂや、接続溝１１６は、互いにほぼ平行になるように形成されている。

第１の分割溝１１４ａは、透明前面電極層１０４を各電池セル１００毎に分割するように設けられている。第１の分割溝１１４ａは、透明前面電極層１０４と薄膜光電変換ユニット１０６ａとの界面に開口を有し、基板２の表面を底面とする溝である。第１の分割溝１１４ａには、非晶質のシリコンなどの薄膜光電変換ユニット１０６ａを構成するものが埋め込まれている。そのため、電池セル１００の透明前面電極層１０４は、第１分割溝１１４ａに埋め込まれた非晶質のシリコンなどによって、電池モジュール１０の長手方向に隣接する位置に設けられた他の電池セル１００の透明前面電極層１０４と電気的に絶縁されている。

第２の分割溝１１４ｂは、隣り合う電池セル１００間の境界を規定する溝である。第２の分割溝１１４ｂは、第１の分割溝１１４ａに対して電池モジュール１０の長手方向に外れた位置に設けられている。第２の分割溝１１４ｂは、薄膜光電変換ユニット１０６ａ，１０６ｂ、及び金属裏面電極層１０８をそれぞれの電池セル１００毎に分割するように形成されている。第２の分割溝１１４ｂは、金属裏面電極層１０８と樹脂封止層６との界面に開口を有し、透明前面電極層１０４の表面を底面としている。第２の分割溝１１４ｂには、上述したＥＶＡ（エチレン・ビニルアセテート共重合体）などのような封止樹脂層１１０を構成する樹脂が埋め込まれている。そのため、電池セル１００の金属裏面電極層１０８は、第２の分割溝１１４ｂに埋め込まれた樹脂により、隣接する位置に設けられた他の電池セル１００の金属裏面電極層１０８と電気的に絶縁されている。

接続溝１１６は、第１，２の分割溝１１４ａ，１１４ｂの間に設けられている。接続溝１１６は、薄膜光電変換ユニット１０６ａ，１０６ｂを各電池セル１００毎に分割する溝である。接続溝１１６は、薄膜光電変換ユニット１０６ｂと金属裏面電極層１０８との界面に開口を有し、透明前面電極層１０４の表面を底面としている。接続溝１１６には、銀やアルミニウムのような金属裏面電極層１０８を構成する金属材料が埋め込まれており、隣り合う電池セル１００の一方の金属裏面電極層１０８と他方の透明前面電極層１０４とを電気的に接続している。すなわち、電池モジュール１０に多数形成された電池セル１００は、接続溝１１６に埋め込まれた金属材料により、隣接する電池セル１００に対して電気的に直列接続されている。

各電池セル１００は、製造時の精度や容易さ、出力のバラツキを最小限に抑制する等の観点から、幅（短辺）Ｌ３が７〜１２［ｍｍ］となるように形成することが望ましく、幅Ｌ３が８〜１０［ｍｍ］となるように形成することがより一層望ましい。また、各電池セル１００は、長辺の長さＬ４が電池パネル１２の短手方向の長さよりもやや短く、長さＬ４の３／４程度とされている。そのため、各電池セル１００は、透明基板１０２側から見て帯状の外観形状を有する。また、各電池セル１００は、薄膜光電変換ユニット１０６ａ，１０６ｂを備えたタンデム型（ハイブリッド型）の太陽電池であり、二つのユニットの開放電圧が加算されることで、一つのユニットで構成される太陽電池より電圧が高くなり、開放電圧が１．２〜１．５［Ｖ］の範囲にある。電池パネル１２は、５０〜１５０個程度の電池セル１００を直列接続したものであり、全体として１００〜１８０［Ｖ］の開放電圧を出力できる構成とされている。本実施形態の電池パネル１２は、全体として約１００［Ｖ］の開放電圧を出力可能なように電池セル１００が多数、直列接続されている。また、電池パネル１２は、短絡電流値が、９〜１５［ｍＡ／ｃｍ² ］の範囲となるように形成することが望ましく、１０〜１３［ｍＡ／ｃｍ² ］の範囲となるように形成することがより一層望ましい。

また、各電池セル１００の長辺は電池パネル１２の短手方向に向き、各電池セル１００の短辺は電池パネル１２の長手方向に向いている。そのため、電池パネル１２において、各電池セル１００の接続部として機能する部分、具体的には第１，２の分割溝１１４ａ，１１４ｂや接続溝１１６の部分の面積を抑制することができる。また、電池パネル１２における各電池セル１００を前述したような配置とすることにより、電池パネル１２の一部が陰に差し掛かったり、電池パネル１２の下辺（軒側の辺）等にホコリやゴミが堆積したとしても、いわゆるホットスポット現象が発生するのを防止できる。

図２に示すように、電池モジュール１０は、上述した電池パネル１２の裏面側に、端子ボックス１４と、この端子ボックス１４から取り出された第一，第二ケーブル１６，１８とを有する。端子ボックス１４は、電池パネル１２の正極が接続されるプラス側電極接続端子（図示せず）と、電池パネル１２の負極が接続されるマイナス側電極接続端子（図示せず）とが内部に設けられている。端子ボックス１４内において、プラス側電極接続端子には、黒色の被覆導線であるプラス側芯線２４が二本接続されており、マイナス側電極接続端子には、白色の被覆導線であるマイナス側芯線２６が二本接続されている。

第一，第二ケーブル１６，１８は、それぞれ電池モジュール１０を敷設して太陽電池アレイ１を構築する際に、他の電池モジュール１０と電気的に接続するために使用されるものである。図１に示すように、第一ケーブル１６は、二本のプラス側芯線２４，２４のうちの一方のプラス側芯線２４と、二本のマイナス側芯線２６，２６のうちの一方のマイナス側芯線２６とを束ねて形成されたものである。また第二ケーブル１８は、二本のプラス側芯線２４，２４のうちの他方のプラス側芯線２４と、二本のマイナス側芯線２６，２６のうちの他方のマイナス側芯線２６とを束ねて形成されたものである。

図１に示すように、第一ケーブル１６および第二ケーブル１８は色彩が相違しており、第一ケーブル１６は、白色の絶縁チューブ１６ａ内にプラス側芯線２４およびマイナス側芯線２６が配されており、第二ケーブル１８は、黒色の絶縁チューブ１８ａ内にプラス側芯線２４およびマイナス側芯線２６が配されている。

また、第一ケーブル１６および第二ケーブル１８は、長さに長短があり、一方が長く、他方が短い。具体的には、第一ケーブル１６が第二ケーブル１８よりも短い。第一ケーブル１６の全長は、長方形状の電池パネル１２の長辺の長さの５０パーセント未満の長さであり、第二ケーブル１８の全長は、電池パネル１２の長辺の長さの５０パーセント以上である。

図１に示すように、第一ケーブル１６および第二ケーブル１８のそれぞれの端部には、第一コネクタ２０および第二コネクタ２２が設けられている。第一コネクタ２０および第二コネクタの色彩は相違しているが、構造は同一である。本実施形態において、第一コネクタ２０は白色であり、第二コネクタ２２は黒色である。

図４に示すように、第一コネクタ２０および第二コネクタ２２は、ピン状端子２８およびソケット状端子３０を備えている。また第一コネクタ２０および第二コネクタ２２は、雌片３２と雄片３４とを有し、前記したピン状端子２８は、雌片３２内にあり、ソケット状端子３０は、雄片３４内にある。

図１に示すように、本実施形態において、第一コネクタ２０のピン状端子２８にはプラス側芯線２４が接合されており、第一コネクタ２０のソケット状端子３０にはマイナス側芯線２６が接合されている。また、第二コネクタ２２のピン状端子２８にはマイナス側芯線２６が接合されており、第二コネクタ２２のソケット状端子３０にはプラス側芯線２４が接合されている。すなわち、第一コネクタ２０では、ピン状端子２８が正極であり、ソケット状端子３０が負極である。これに対し、第二コネクタ２２では、ピン状端子２８が負極であり、ソケット状端子３０が正極である。そのため、第一コネクタ２０と第二コネクタ２２とは、一方の雌片３２と他方の雄片３４とを嵌合させて一方のピン状端子２８を他方のソケット状端子３０に接続させることにより、同極同士を電気的に並列接続することが可能である。

次に、上記した電池モジュール１０を用いて構成される太陽電池アレイ１について、図５に示す建物の屋根Ｒに敷設する際の作業手順に言及しつつ説明する。電池モジュール１０を敷設する場合、まず敷設対象である建物の屋根Ｒに軒先水切りや所定のルーフィング材が取り付けられ、ステップ１において、作業の進行に必要な線や形、寸法を屋根Ｒに表示する墨出しが行われる。その後のステップ２では、縦桟木（流し桟）が所定の間隔で取り付けられ、ステップ３において広小舞（瓦座）や横桟木（瓦桟）が取り付けられる。横桟木は、所定の登り間隔で取り付けられる。次にステップ４において、電池モジュール１０が吹き上がるのを防止する吹上防止金具を所定の位置に取り付けた後、作業はステップ５に移行する。

ステップ５では、電池モジュール１０が屋根Ｒの軒先側から棟側にかけて順次取り付けられ、隣接する電池モジュール１０，１０が第一ケーブル１６および第二ケーブル１８によって接続される。詳しく説明すると、電池モジュール１０の取り付けは、図６に示すように、複数の電池モジュール１０の短辺同士を隣り合わせて列状に配置することでモジュール段３６を形成すると共に、ビス等で各電池モジュール１０を屋根Ｒに固定することで行われる。本実施形態において、モジュール段３６は、偶数段（図６では１４段）が屋根Ｒに設置される。

図７に示すように、モジュール段３６の形成中、隣接する電池モジュール１０，１０において、一方の電池モジュール１０の第一コネクタ２０と、隣接する他方の電池モジュール１０の第二コネクタ２２とを接続させると、隣接する二つの電池モジュール１０，１０を電気的に並列接続させることができる。すなわち、白色の第一ケーブル１６に取り付けられた白色の第一コネクタ２０と、黒色の第二ケーブル１８に取り付けられた黒色の第二コネクタ２２とを接続させることで、隣接する電池モジュール１０，１０の並列接続が可能になる。従って、本実施形態の電池モジュール１０は、左右の隣接する電池モジュール１０，１０を、第一ケーブル１６および第二ケーブル１８を用いて接続させることにより、モジュール段３６に含まれる全ての電池モジュール１０を順次並列に接続させることができる（図９）。

ここで、上記したように、本実施形態の電池モジュール１０では、第一ケーブル１６が第二ケーブル１８よりも短く形成されている。そのため、電池モジュール１０は、作業者が第一ケーブル１６および第二ケーブル１８の長さを確認することによって、これらに取り付けられたコネクタ２０，２２が第一コネクタ２０であるのか、あるいは第二コネクタ２２であるのかを瞬時に判断することができる。

また、本実施形態の電池モジュール１０において、第一ケーブル１６の全長は、長方形状の電池パネル１２の長辺の長さの５０パーセント未満の長さであり、第二ケーブル１８の全長は、電池パネル１２の長辺の長さの５０パーセント以上である。そのため、図７に示すように、短辺同士を突き合わせて隣接する電池モジュール１０，１０間においては、第一ケーブル１６に取り付けられたコネクタ２０，２０同士を接続させることができない。従って、本実施形態の電池モジュール１０は、隣接する電池モジュール１０，１０間における、第一コネクタ２０，２０同士の誤接続を確実に防止することができる。

また、本実施形態の電池モジュール１０は、第一ケーブル１６を白色とし、第二ケーブル１８を黒色としている。そのため電池モジュール１０は、作業者が第一ケーブル１６および第二ケーブル１８の色彩を確認することで容易にこれらに取り付けられたコネクタ２０，２２の種類を判別することが可能である。

電池モジュール１０は、第一コネクタ２０が白色、第二コネクタ２２が黒色に形成されており、第一コネクタ２０と第二コネクタ２２とで色彩が相違している。従って、本実施形態の電池モジュール１０は、作業者が電池モジュール１０のコネクタ２０，２２の色彩を確認することによって、そのコネクタ２０，２２の種類を迅速に判別することができる。従って本実施形態の電池モジュール１０は、作業者による迅速で適切なコネクタの選択が可能であり、配線の誤接続が少なく、作業効率が高い。

図１０に示すように、電池モジュール１０を多数敷設して形成される太陽電池アレイ１は、軒側（下側）から奇数段目のモジュール段３６ａ，３６ｃと、偶数段目のモジュール段３６ｂ，３６ｄとで第一ケーブル１６および第二ケーブル１８の接続順序が左右逆転している。すなわち、奇数段目のモジュール段３６ａ，３６ｃは、右側の電池モジュール１０の第二コネクタ２２と、左側の電池モジュール１０の第一コネクタ２０とを接続させて、第二ケーブル１８と第一ケーブル１６とを接続させている。これに対し、偶数段目のモジュール段３６ｂ，３６ｄは、右側の電池モジュール１０の第一コネクタ２０と、左側の電池モジュール１０の第二コネクタ２２とを接続させて、第一ケーブル１６と第二ケーブル１８とを接続させている。

また、モジュール段３６を構成する電池モジュール１０が全て第一ケーブル１６および第二ケーブル１８で接続されると、図７に示すように、モジュール段３６を構成する複数の電池モジュール１０の両端部に配置された電池モジュール１０，１０のうち、一方の電池モジュール１０の第一コネクタ２０が未使用（未接続）の状態になり、他方の電池モジュール１０の第二コネクタ２２が未使用の状態になる。これらの未使用の第一コネクタ２０および第二コネクタ２２は、上下に配されたモジュール段３６，３６の電気的接続に用いられる。

例えば、図１０に示す太陽電池アレイ１では、奇数段目のモジュール段３６ａ，３６ｃと、偶数段目のモジュール段３６ｂ，３６ｄとが接続され、太陽電池ブロック３８ａ，３８ｂ（以下、単に電池ブロック３８ａ，３８ｂとも称す）が形成されている。具体的には、奇数段目のモジュール段３６ａ，３６ｃの左端に配された電池モジュール１０ａ，１０ｃの第二ケーブル１８が、偶数段目のモジュール段３６ｂ，３６ｄの左端に配された電池モジュール１０ｂ，１０ｄの電池パネル１２の裏面を通され、電池モジュール１０ａ，１０ｃの第二コネクタ２２と、電池モジュール１０ｂ，１０ｄの第一コネクタ２０とが接続される。

これにより、モジュール段３６ａおよびモジュール段３６ｂに含まれる全ての電池モジュール１０が並列に接続され、電池ブロック３８ａが形成される。また、モジュール段３６ｃおよびモジュール段３６ｄに含まれる全ての電池モジュール１０についても並列に接続され、電池ブロック３８ｂが形成される。電池ブロック３８ａ，３８ｂは、それぞれ電池モジュール１０を２０以上、電気的に並列接続して形成されたものである。また、電池ブロック３８ａ，３８ｂは、それぞれ構成する電池モジュール１０の数量が同一とされている。以上のように形成された電池ブロック３８ａ，３８ｂは、引込ケーブル４０によって電気的に直列に接続される。これにより、太陽電池アレイ１が構築される。

図１１（ａ）に示すように、引込ケーブル４０は、第一直列コネクタ４２と、第二直列コネクタ４４と、出力コネクタ４６と、第一屋外ケーブル４８と、第二屋外ケーブル５０と、屋内側ケーブル５２と、モールド部５４と、を備えている。第一直列コネクタ４２は、電池モジュール１０の第一コネクタ２０に接続されるものであり、第二直列コネクタ４４は、電池モジュール１０の第二コネクタ２２に接続されるものである。出力コネクタ４６は、屋内のパワーコンダクター（図示せず）に接続されて電池モジュール１０の電池パネル１２で変換された電力を出力するものである。第一屋外ケーブル４８は、第一直列コネクタ４２に接続されるものであり、第二屋外ケーブル５０は、第二直列コネクタ４４に接続されるものである。屋内側ケーブル５２は、出力コネクタ４６に接続されるものである。

第一直列コネクタ４２、第二直列コネクタ４４、および出力コネクタ４６は、電池モジュール１０の第一コネクタ２０および第二コネクタ２２と同一の構造である。また第一直列コネクタ４２および出力コネクタ４６は黒色であり、第二直列コネクタ４４は白色である。

第一屋外ケーブル４８、第二屋外ケーブル５０、および屋内側ケーブル５２は、電池モジュール１０の第一ケーブル１６および第二ケーブル１８と同様に、絶縁チューブ４８ａ，５０ａ，５２ａ内にプラス側芯線２４とマイナス側芯線２６が一本ずつ配されている。第一屋外ケーブル４８および屋内側ケーブル５２の絶縁チューブ４８ａ，５２ａは黒色であり、第二屋外ケーブル５０の絶縁チューブ５０ａは白色である。また、屋内側ケーブル５２の出力コネクタ４６近傍には、白色のビニールテープ５６が巻き付けられている。これにより、屋内側ケーブル５２および出力コネクタ４６を瞬時に判別することが可能になる。

図１１（ｂ）に示すように、モールド部５４においては、第一屋外ケーブル４８、第二屋外ケーブル５０、および屋内側ケーブル５２が接続されている。さらに説明すると、第一屋外ケーブル４８のプラス側芯線２４と、第二屋外ケーブル５０のマイナス側芯線２６とが電気的に接続され、第一屋外ケーブル４８のマイナス側芯線２６と、屋内側ケーブル５２のマイナス側芯線２６とが電気的に接続され、第二屋外ケーブル５０のプラス側芯線２４と、屋内側ケーブル５２のプラス側芯線２４とが電気的に接続されている。

図１０に示すように、引込ケーブル４０を用いて、電池ブロック３８ａと電池ブロック３８ｂとを直列に接続させる場合、引込ケーブル４０の白色の第二直列コネクタ４４は、電池ブロック３８ａを構成するモジュール段３６ｂの右端の電池モジュール１０ｆの黒色の第二コネクタ２２に接続される。また引込ケーブル４０の黒色の第一直列コネクタ４２は、電池ブロック３８ｂを構成するモジュール段３６ｃの右端の電池モジュール１０ｇの白色の第一コネクタ２０に接続される。

すなわち、引込ケーブル４０と、電池ブロック３８ａ，３８ｂとの接続は、隣接する電池モジュール１０，１０の接続と同様に、色彩の異なるコネクタ同士を接続させればよく、配線の誤接続が生じにくい。また上記のように、引込ケーブル４０の電池ブロック３８ａ，３８ｂへの接続は、所定のコネクタ４４，２２，４２，２０を所定の組み合わせで接続させるだけであり、屋根Ｒの上で容易に作業を行うことができる。

ここで、本実施形態の電池ブロック３８ａ，３８ｂは、一枚で約１００［Ｖ］の電圧を得ることができる電池モジュール１０を複数、並列に接続したものである。そのため、電池ブロック３８ａ，３８ｂ全体から得られる電圧も約１００［Ｖ］である。太陽電池アレイ１は、２つの電池ブロック３８ａ，３８ｂを引込ケーブル４０を用いて直列接続したものであり、様々な機器の定格電圧である約２００［Ｖ］の電圧を出力可能である。

図１０に示すように、電池ブロック３８ａ，３８ｂが直列に接続された状態で、モジュール段３６ａの右端の電池モジュール１０ｅの第一コネクタ２０、およびモジュール段３６ｄの右端の電池モジュール１０ｈの第二コネクタ２２は、未使用（未接続）の状態である。本実施形態の電池モジュール１０の太陽電池アレイ１では、これらの第一コネクタ２０や第二コネクタ２２に図１１に示す端子保護部材５８が取り付けられている。端子保護部材５８は、ケーブルが接続されていない点を除き、電池モジュール１０の第一コネクタ２０や第二コネクタ２２と略同一の構造である。本実施形態の電池モジュール１０の太陽電池アレイ１は、端子保護部材５８を未使用のコネクタ２０，２２に取り付けることで、未使用の第一コネクタ２０や第二コネクタ２２の端子２８，３０にゴミや水が付着するのを防止することができる。

また、上記したようにして実施される太陽電池アレイ１の敷設作業が中断した場合にも、未接続の第一コネクタ２０又は第二コネクタ２２に端子保護部材５８を取り付けることにより、コネクタ２０，２２の端子２８，３０にゴミや水が付着するのを防止することが可能である。

以上のようにして図５に示すステップ５の作業が完了すると、作業者は、ステップ６において、引き込みケーブル４０の屋内側ケーブル５２を建物の屋内に引き込む。その後、周辺役物瓦の施工を行い（ステップ７）、屋根Ｒの掃除（ステップ８）を終えると、点検（ステップ９）を行った後、屋内で引込ケーブル４０の結束を行い（ステップ１０）、出力コネクタ４６を図示しないパワーコンダクターの接続箱に接続させて（ステップ１１）、一連の作業が終了する。

上記したように、本実施形態の電池モジュール１０は、長手方向の長さが９００〜１１００［ｍｍ］であり、短手方向の長さが、２４０〜４８０［ｍｍ］である。そのため、電池モジュール１０は、建物の屋根などのような敷設作業の作業性が悪い場所にも容易に搬入し、施工することができる。また、本実施形態の電池モジュール１０は、長手方向の長さが、一般的な瓦の２倍程度の大きさであり、短手方向の長さが瓦と同程度である。そのため、上記した電池モジュール１０は、横長（桁行方向に長い）の姿勢で屋根に配置することにより、瓦を横方向に順次並べて葺くのと同様の作業で設置でき、屋根への施工に適している。

上記したように、電池パネル１２は、幅が７〜１２［ｍｍ］で帯状の電池セル１００を複数、並べて形成し、電気的に直列接続したものであり、構成が画一的である。また、このように形成することにより、電池パネル１２は、その出力の個体差が少ない。そのため、上述したようにして太陽電池アレイ１を構築した場合に、各電池パネル１２の出力の個体差に起因する太陽電池アレイ１全体の出力低下を最小限に抑制することができる。

上述したように、太陽電池パネル１２を構成する各電池セル１００は、幅が７〜１２［ｍｍ］であり、その開放電圧が１．２〜１．５［Ｖ］とされている。そのため、電池パネル１２や電池モジュール１０の大きさを上述したような大きさとした場合に、その出力電圧を太陽電池アレイ１を構成するのに適した電圧とすることができる。

上記した太陽電池セル１００は、薄膜光電変換ユニット１０６ａ，１０６ｂを積層したタンデム型のものであるため、入射光が持つエネルギーを最大限有効利用することができる。なお、上記実施形態では、太陽電池セル１００として、薄膜光電変換ユニット１０６ａ，１０６ｂを積層した２段タンデム型（ハイブリッド型）のものを採用した例を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、さらに多段のｎ段タンデム型（ｎ＝３以上の整数）としてもよい。また、太陽電池セル１００は、タンデム型のものに限らず、薄膜光電変換ユニット１０６ａ，１０６ｂのいずれか一方のみを備えた単層のものであってもよい。

上記実施形態では、９〜１５［ｍＡ／ｃｍ² ］の範囲で短絡電流を出力可能なものを太陽電池パネル１２に採用した例を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、当該範囲を外れた短絡電流を出力可能なものであってもよい。

上記したように、本実施形態では、電池ブロック３８ａ，３８ｂのそれぞれが電池モジュール１０を２０以上、電気的に並列接続して構成されているため、仮に一部の電池モジュール１０の出力が低下したとしても、太陽電池アレイ１全体の出力低下に及ぼす影響が小さい。そのため、上述した太陽電池アレイ１は、一部の電池モジュール１０において出力低下があってもその影響を殆ど受けることなく、安定した出力性能を示すことができる。なお、上記実施形態では、電池モジュール１０を２０以上並列接続して電池ブロック３８ａ，３８ｂを構成した例を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電池ブロック３８ａ，３８ｂを構成する電池モジュール１０の数は２０よりも少なくてもよい。

上記した太陽電池アレイ１は、２つの電池ブロック３８を直列接続することにより形成されたものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、さらに多数の電池ブロック３８を構成し、これらを直列接続したものであってもよい。

上記した電池モジュール１０には、電池セル１００において受光により発電する領域（有効発電領域）を電気的に絶縁するように分割する分割線が設けられていないが、本発明はこれに限定されるものではなく、図１４に示すように電池モジュール１０の長手方向に伸びる分割線１１８を一又は複数設けた構成としてもよい。かかる構成によれば、仮に特定の電池セル１００の一部分が陰に差し掛かるなどして発電しなくなったとしても、ホットスポット現象によって電池モジュール１０が劣化したり破損するのを回避できる。また、分割線１１８を設ければ、太陽電池アレイ１の敷設後にホットスポット現象によって各電池モジュール１０の出力性能に個体差が生じ、これに起因して太陽電池ブロック３８ａ，３８ｂの出力バランスが崩れるのを防止し、正常に機能している電池モジュール１０における出力を有効利用可能とすることができる。

分割線１１８は、電池セル１００のいかなる場所を通過するように設けられてもよいが、家屋への設置状態において電池モジュール１０の上端側（棟側）となる部分や、下端側（軒側）となる部分、すなわち電池モジュール１０の短手方向一端側および下端側に偏在した位置に設けることが好ましい。かかる構成によれば、上方に配された他の電池モジュール１０や瓦などによって陰になる棟側の部分や、ホコリやゴミが溜まりやすい軒側の部分においてホットスポット現象が発生するのを防止することができる。

以下さらに本発明の実施例について説明する。
図１は、本発明の実施形態で採用する瓦型太陽電池モジュールの斜視図である。図４は、図１の太陽電池モジュールのコネクタの断面図である。

瓦型太陽電池モジュール１０は、集積型太陽電池であり、内部に複数の太陽電池セルが形成され全体として一つの太陽電池を構成するものである。
すなわち瓦型太陽電池モジュール１０は、ガラス基板に導電膜や半導体膜が積層され、さらにこれに複数の溝を設けて多数の単体電池（セル）に分割し、各セルを電気的に直列に接続したものである。

瓦型太陽電池モジュール１０は、図の様に長方形をしており、長手方向の中心部から二本のケーブル１６，１８が延設されている。
またケーブル１６，１８にはそれぞれコネクタ２０，２２が接続されている。
ケーブル１６，１８は長さに長短があり、一方が長く、他方が短い。具体的には、長い方のケーブル１８は、その全長が瓦型太陽電池モジュール１０の全長の５０パーセント以上であり、短い方のケーブル１６は、その全長が瓦型太陽電池モジュール１０の全長の５０パーセント未満である。
またケーブル１６，１８は色が違う。ケーブル１６，１８はいずれも電気的に絶縁された２系統の導線２４，２６（プラス側芯線２４，マイナス側芯線２６）を有するものである。より具体的には、２条の被覆導線２４，２６が同一の絶縁チューブ内に配されたケーブルである。

二本のケーブル１６，１８にはそれぞれコネクタ２０，２２が接続されている。コネクタ２０，２２は、色違いであるが構造は同一であり、図４の様に２本の端子２８，３０（ピン状端子２８，ソケット状端子３０）を持っている。
２本の端子２８，３０の内、一方のピン状端子２８は、ピンであり、他方のソケット状端子３０は、ソケットである。
またコネクタ２０，２２は、雌片３２と雄片３４とを有し、前記したピン状端子２８は、雌片３２内にあり、ソケット状端子３０は雄片３４にある。
コネクタ２０，２２は、互いに接続可能であり、一方の雌片３２と他方の雄片３４とが接合される。そのとき、各雌片３２と雄片３４の内部では、一方のピン状端子２８と他方のソケット状端子３０とが接続される。

そして本実施形態では、二本のケーブル１６，１８の２条の被覆導線２４，２６は、それぞれ瓦型太陽電池モジュール１０内の太陽電池（以下端に太陽電池）の正極と負極に接続されている。すなわちケーブル１８内の一方の被覆導線２４は太陽電池の正極に接続され、他方の被覆導線２６は太陽電池の負極に接続されている。同様にケーブル１６内の一方の被覆導線２４は太陽電池の正極に接続され、他方の被覆導線２６は太陽電池の負極に接続されている。
したがって、コネクタ２２の２本の端子２８，３０の一方は、太陽電池の正極に接続され、他方の被覆導線は太陽電池の負極に接続されている。同様にコネクタ２０の２本の端子２８，３０の一方は、太陽電池の正極に接続され、他方の被覆導線は太陽電池の負極に接続されている。
ただしコネクタ２０，２２の２本の端子２８，３０の極性を比較すると、両者は反対極となっている。すなわち一方のコネクタ２２では、ピン状端子２８が正極であり、ソケット状端子３０が負極であるのに対し、他方のコネクタ２０では、ピン状端子２８が負極であり、ソケット状端子３０が正極である。

次に、上記した瓦型太陽電池モジュール１０の敷設構造について説明する。
図７は、瓦型太陽電池モジュールを正確に配線した場合の概念図である。図８は、瓦型太陽電池モジュールを誤って配線した場合の概念図である。図９は、瓦型太陽電池モジュールを正確に配線した場合の回路図である。
上記した瓦型太陽電池モジュール１０は、図７，８に示すように、横に並べて屋根等の構造物に敷設する。
そして隣接する瓦型太陽電池モジュール１０のコネクタ２０，２２を接続する。一つの瓦型太陽電池モジュール１０に注目すると、当該瓦型太陽電池モジュール１０のコネクタ２２と左隣の瓦型太陽電池モジュール１０のコネクタ２０とを接続する。また瓦型太陽電池モジュール１０のコネクタ２０と右隣の瓦型太陽電池モジュール１０のコネクタ２２とを接続する。
ケーブルの長短に注目して説明すると、当該瓦型太陽電池モジュール１０の長いケーブル１８のコネクタ２２と左隣の瓦型太陽電池モジュール１０の短いケーブル１６のコネクタ２０とを接続する。また瓦型太陽電池モジュール１０の短いケーブル１６のコネクタ２０と右隣の瓦型太陽電池モジュール１０の長いケーブル１８のコネクタ２２とを接続する。
その結果、図９に示すように、太陽電池が並列に接続される。

これに対して、接続方法を誤り、図８に示すように、長いケーブル１８のコネクタ２２同士を接続すると、他のコネクタ２０が物理的に接続できなくなるので、作業者は接続の誤りに気づくこととなる。すなわち他方のコネクタ２０は、短いケーブル１６に接続されており、短いケーブル１６は、瓦型太陽電池モジュール１０の全長の半分に満たない。またケーブル１６，１８は、瓦型太陽電池モジュール１０の中心部分から延びているので、短いケーブル１６同士を接続しようとしても長さが足りず、両者を接続することができない。
したがって本実施形態の瓦型太陽電池モジュール１０は、配線の誤りが起きえない。

次に本発明の瓦型太陽電池モジュール１０を実際に屋根に敷設する際の手順について説明する。本発明の瓦型太陽電池モジュール１０は、以下のマニュアルに則って屋根に敷設することが望ましい。

１ 太陽電池アレイ
１０ 太陽電池モジュール
１２ 太陽電池パネル
３８ 太陽電池ブロック
１００ 太陽電池セル（電池セル）
１１８ 分割線

Claims (7)

1. 傾斜した屋根に敷設され、太陽電池モジールの棟側の上に他の太陽電池モジールの軒側が重ねられた状態で敷設される太陽電池モジュールであり、
   複数の太陽電池モジュールを電気的に並列接続することにより形成された太陽電池ブロックを複数、電気的に直列接続することにより形成される太陽電池アレイ構成用の太陽電池モジュールであって、
   略長方形の面状に形成された太陽電池パネルを備え、前記太陽電池モジュールの大きさは、前記太陽電池パネルとほぼ同等あるいは太陽電池パネルよりも一回り大きい程度であり、
   当該太陽電池パネルの長手方向が家屋の桁行方向に向き、前記太陽電池パネルの短手方向が家屋の棟行方向に向くように設置されるものであり、
   前記太陽電池パネルが、複数の太陽電池セルを有し、前記太陽電池セルを電気的に直列接続したものであり、
   前記太陽電池セルは帯状のものであり、前記太陽電池パネルの短手方向に長辺が向き、前記太陽電池パネルの長手方向に短辺が向いた状態で、前記太陽電池パネルの長手方向に並ぶように設けられ、
   前記太陽電池パネルには太陽電池モジュールの長手方向に伸び、前記太陽電池セルの有効発電領域を分割する分割線が一又は複数設けられており、
   前記分割線は、太陽電池モジュールの短手方向の棟側に偏在した位置に設けられていて分割線から前記棟側に至る太陽電池セルの面積が反対側の面積よりも小さいものとなり、 前記分割線によって区切られた棟側の領域の面積は、分割線で区切られた他の領域の中で最大の領域の面積に比べて２分の１未満であり、
   前記分割線は、前記他の電池モジュールによって陰になる棟側の部分にホットスポット現象が発生することによって電池モジュールが劣化したり破損するのを防止するものであることを特徴とする太陽電池モジュール。
2. 前記分割線は、太陽電池モジュールの短手方向の軒側に偏在した位置にも設けられていて分割線から前記軒側に至る太陽電池セルの面積が反対側の面積よりも小さいものとなり、
   前記分割線によって区切られた棟側の領域の面積は、分割線で区切られた他の領域の中で最大の領域の面積に比べて２分の１未満であ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。
3. 太陽電池モジュールは全体として一つの太陽電池を構成し、二組のコネクタを有し、前記二組のコネクタはいずれも独立した二以上の端子を備え、各コネクタの一つの端子は太陽電池の正極に接続され、各コネクタの他の一つの端子は太陽電池の負極に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール。
4. 隣接する太陽電池モジュールのコネクタが接合された状態において両コネクタの正極側端子同士と、負極側端子同士が接続された状態となることを特徴とする請求項３に記載の太陽電池モジュール。
5. 太陽電池モジュールは全体として一つの太陽電池を構成し、二組のコネクタを有し、前記二組のコネクタはいずれも太陽電池モジュールの長手方向中央から延出された２系統以上の導線を有するケーブルに接続されており、前記二組のコネクタの内の一方のコネクタに接続されたケーブルは、他方のコネクタに接続されたケーブルよりも短く、前記ケーブルの長さの関係は太陽電池モジュールを列状に並べたとき短いケーブルが接続されたコネクタ同士は長さ不足の状態であって接続させることが不能となるものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の太陽電池モジュールを複数、電気的に並列接続することにより形成された太陽電池ブロックを２つ、直列接続することにより形成されていることを特徴とする太陽電池アレイ。
7. 傾斜した屋根に敷設され、太陽電池パネルの棟側の上に他の太陽電池パネルの軒側が重ねられた状態で敷設される太陽電池パネル太陽電池モジュールであり、
   略長方形の面状に形成された太陽電池パネルであって、当該太陽電池パネルの長手方向が家屋の桁行方向に向き、前記太陽電池パネルの短手方向が家屋の棟行方向に向くように設置されるものであり、
   前記太陽電池パネルが、複数の太陽電池セルを有し、前記太陽電池セルを電気的に直列接続したものであり、
   前記太陽電池セルは帯状のものであり、前記太陽電池パネルの短手方向に長辺が向き、前記太陽電池パネルの長手方向に短辺が向いた状態で、前記太陽電池パネルの長手方向に並ぶように設けられ、
   前記太陽電池パネルには太陽電池モジュールの長手方向に伸び、前記太陽電池セルの有効発電領域を分割する分割線が一又は複数設けられており、
   前記分割線は、太陽電池パネルの短手方向の一端側に偏在した位置に設けられていて分割線から前記一端側に至る太陽電池セルの面積が反対側の面積よりも小さいものとなっており、
   前記分割線によって区切られた棟側の領域の面積は、分割線で区切られた他の領域の中で最大の領域の面積に比べて２分の１未満であり、
   前記分割線は、前記他の太陽電池パネルによって陰になる棟側の部分にホットスポット現象が発生することによって太陽電池パネルが劣化したり破損するのを防止するものであることを特徴とする太陽電池パネル。

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