JP6692375B2 - 太陽電池モジュール及び屋根構造 - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池モジュールに関するものであり、より詳細には、屋根上に設置した場合に周囲の屋根材との一体感を出すことが可能な太陽電池モジュールに関するものである。また、そのような太陽電池モジュールを敷設して形成される屋根構造に関するものである。

太陽光を受けて発電を行う太陽光発電システムが広く普及しており、一般家庭においても導入が進んでいる。このような太陽光発電システムでは、通常、屋根上に配設した太陽電池モジュールによって発電を実施し、電力を供給する構造となっている。

ここで、屋根上に太陽電池モジュールを載置すると、屋根の外観が変化し、それに伴って住宅の印象が変わってしまうという問題がある。例えば、太陽電池モジュールの色と周囲の屋根材の色を比べたとき、明度や彩度が大きく異なる場合には、太陽電池モジュールが目立って見えてしまう。また、太陽電池モジュールとその下側に位置する屋根材の間に大きな隙間が形成される場合には、太陽電池モジュールが浮いているように見え、やはり太陽電池モジュールが目立って見えてしまう。
これらの場合、屋根全体で一体感のある外観美を作り出すことができないので、屋根を眺める人によっては、その外観を不格好と感じる人もいる。

そこで、そのような問題を解決するための技術として、例えば、特許文献１に開示された技術が知られている。

特許文献１に開示されている太陽電池モジュールは、屋根下地上にパイプ状の取付用部材を固定し、この取付用部材に太陽電池モジュールの裏面側に設けた環状部材を挿通することで、屋根下地上に太陽電池モジュールを一体に固定している。すなわち、瓦等の屋根材の替わりに太陽電池モジュールを配置する構成となっている。
そして、太陽電池モジュールの棟側部分には、上段側の太陽電池モジュールの軒側部分を載置するための領域を設けており、太陽電池モジュール同士が一部重なった状態で敷設される構造となっている。つまり、階段状に並列する太陽電池モジュールの段差部分に隙間が形成されない構造となっている。

このように、屋根材の替わりに太陽電池モジュールを屋根上に隙間なく敷き詰めていく構造によると、太陽電池モジュールとその下側に位置する屋根材の間に隙間が形成されることがなく、外観が美しく見える。

特開平０７−０２６６６４号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、屋根の全体に太陽電池モジュールを敷き詰める場合は問題ないが、屋根上に屋根材と太陽電池モジュールを併存させる場合には、太陽電池モジュールが目立ってしまう可能性がある。すなわち、上記したように、屋根材と太陽電池モジュールの色合いの違いから、屋根上の太陽電池モジュールを敷設した部分が目立ってしまう可能性がある。

また、特許文献１の技術では、太陽電池モジュールの裏面側に取付用部材が位置するので、取付用部材が見え難い位置にある。すなわち、取付用金具やフレーム部材が太陽電池モジュールの縁部分に位置するような構造に比べて、取付用部材が目立ちにくくなっている。しかしながら、特許文献１に開示された構造では、軒側端部側や棟側端部側において、太陽電池モジュールと屋根下地の間に形成される隙間から、取付用部材の一部が露出してしまう可能性がある。通常は、このような隙間を覆うために、軒側端部側と棟側端部側にそれぞれ軒先金具や雨仕舞板等を取り付けるものであるが、この場合、軒先金具そのものや雨仕舞板そのものが屋根上で際立って見えてしまうという新たな問題が生じてしまう。
つまり、特許文献１に開示されている技術は、屋根の外観を美しくする上で改善の余地がある。

そこで本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑み、周囲の屋根材との間でより一体感を出すことが可能であり、屋根全体の外観をさらに美しくすることが可能な太陽電池モジュールを提供することを課題とする。
また、そのような太陽電池モジュールを敷設して形成される美しい外観の屋根構造を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための本発明の一つの様相は、表面側透明板と裏面部材との間に太陽電池が封入された太陽電池部を有する太陽電池モジュールにおいて、段差形成板を有し、前記段差形成板は前記表面側透明板の一部に重なった状態で前記表面側透明板の表面側に設置され、前記太陽電池部と段差形成板との間に段差があることを特徴とする太陽電池モジュールである。

裏面部材は、シート等の樹脂製であっても良い。裏面部材は、薄くて剛性の低いものであってもよい。また裏面部材は、ガラス等の剛性を有するものであってもよい。「重なった状態」とは、両者が直接接している場合の他、両者の間にシートや樹脂等が介在されている場合を含む。段差形成板は、化粧ガラスであることが望ましい。
この好ましい様相によると、太陽電池の表面側に位置する表面側透明板と、段差形成板とが重なっており、これらの間に段差が形成されることとなる。すなわち、太陽電池の採光面である表面側透明板の上側に段差が形成されることとなる。
ここで、屋根上に屋根材を敷き詰めていくとき、軒・棟方向で隣接する屋根材の重なり部分には、一般的に、段差が形成される。
つまり、太陽電池モジュールの露出部分に屋根材の重なり部分に形成されているような段差を形成することで、太陽電池モジュールと屋根材とを併存させた際に、太陽電池モジュールが位置する部分と屋根材が位置する部分の見分けがつきにくい状態としている。このことにより、太陽電池モジュールと周囲の屋根材との間でより一体感のある屋根が提供される。

段差形成板は透光性を有することが望ましい。

透光性を有する段差形成板を採用することにより、太陽電池モジュールと周囲の屋根材との間でより一体感のある屋根の提供が可能となる。

太陽電池は、複数の結晶型太陽電池セルによって構成されており、前記複数の結晶型太陽電池セルは表面側透明板と裏面部材との間に平面的に偏在して分布し、前記複数の結晶型太陽電池セルが一定以下の間隔をおいてあるいは隣接する結晶型太陽電池セルが接触する状態で配置されたセル設置領域と、太陽電池セルが存在しない余剰領域があり、段差形成板は透光性を有し、段差形成板はセル設置領域の一部と余剰領域に跨がって設置されていることが望ましい。

段差形成板はセル設置領域の一部に載置された状態である。ここで段差形成板は透光性を有するから、段差形成板の下に位置する結晶型太陽電池セルも発電に寄与することができる。

前記した各様相において、段差形成板は、前記太陽電池の受光面に対して３０パーセント以上重なった状態で前記表面側透明板の表面側に設置されていることが望ましい。

また前記した各様相において、段差形成板と太陽電池部にはそれぞれ貫通孔が設けられており、それらが連通して連通孔が設けられるものであって、当該連通孔に締結要素を挿入して太陽電池モジュールを外部部材に固定可能であることが望ましい。

さらに前記連通孔の内部に管状部材が設けられており、管状部材の先端は裏面部材から太陽電池モジュールの裏面側に突出し、当該管状部材の前記突出部は前記外部部材に突入可能であることが望ましい。

また前記連通孔の内部に管状部材が設けられており、管状部材は連通孔に埋め込まれた状態であって、管状部材は少なくとも太陽電池モジュールの表面側には突出しないことが望ましい。

また前記表面側透明板はガラス板であり、前記表面側透明板の表面に粗面化された粗面化部位と、平滑さを保った平滑部位があり、前記粗面化部位は平面的に分布し、前記平滑部位は縦及び／又は横に向かって線状に延び、前記平滑部位によって前記粗面化部位が複数の四角形に区画されていることが好ましい。

この好ましい様相によると、太陽電池の上側に位置する表面側透明板の表面を、あたかも屋根材の表面のような質感にすることが可能となる。すなわち、表面側透明板と屋根材の表面における色や表面粗さを非常に似通った状態とすることができる。
このことから、太陽電池モジュールと屋根材とを併存させた際、太陽電池モジュールが位置する部分と屋根材が位置する部分の見分けがつきにくい状態にできるので、屋根全体の一体感を向上させることが可能となる。

また前記した様相において、太陽電池モジュールは、他の構造の屋根材と併用して一つの屋根に敷設されるものであり、太陽電池モジュールは、前記他の構造の屋根材の一部に、棟方向に隣接する他の構造の屋根材を重ねた形状を模した外観を呈することが望ましい。

また前記した様相において、他の構造の屋根材は発電機能を有しない無機能瓦材であり、無機能瓦材はその一部に棟方向に隣接する他の無機能瓦材を重ねその他の領域を露出させた状態で敷設されるものであり、太陽電池モジュールの表面側透明板であって段差形成板が重なっていない表面側透明板露出領域の軒・棟方向の幅は、無機能瓦材の前記露出部分の軒・棟方向の幅と略等しいことが望ましい。

ここで「略等しい」とは、屋根上に設置し、地上から観察した場合に違いが判らない程度に等しい状態を指す。

また前記した各様相において、他の構造の屋根材は発電機能を有しない無機能瓦材であり、無機能瓦材はその一部に棟方向に隣接する他の無機能瓦材を重ねその他の領域を露出させた状態で敷設されるものであり、太陽電池モジュールは、段差形成板の一部に棟方向に隣接する他の太陽電池モジュール又は無機能瓦材を重ねその他の領域を露出させた状態で敷設されるものであり、太陽電池モジュールの段差形成板であって他の太陽電池モジュール又は無機能瓦材が重なっていない段差形成板露出領域の軒・棟方向の幅は、無機能瓦材の前記露出部分の軒・棟方向の幅と略等しいことが望ましい。

本発明の他の様相は、上記した太陽電池モジュールが建屋の天面に敷設された屋根構造において、一つの太陽電池モジュールの余剰領域の上に、他の太陽電池モジュールの前記表面側透明板に相当する領域が重ねて設置されている屋根構造である。

本様相においても、取付用部材が目立つことのない美しい外観の屋根を提供可能であり、雨漏りの発生をより確実に防止できる。

また前記した各様相において、防水性を有して一定形状に成形された屋根材と、前記太陽電池モジュールとが併用されており、前記屋根材が敷設されていて前記太陽電池モジュールが敷設されていない領域と、前記太陽電池モジュールが敷設されていて前記屋根材が敷設されていない領域がある屋根構造であることが好ましい。

本発明の他の様相は、上記した太陽電池モジュールが建屋の天面に敷設された屋根構造において、一つの太陽電池モジュールの段差形成板上に、他の太陽電池モジュールの太陽電池部に相当する領域をずらした状態で重ねて設置されていることを特徴とする屋根構造である。

これらの様相においても、太陽電池モジュールの露出部分に屋根材の重なり部分に形成されているような段差を形成することにより、太陽電池モジュールと屋根材とを併存させた際に、太陽電池モジュールが位置する部分と屋根材が位置する部分の見分けがつきにくい状態とすることができる。このため、太陽電池モジュールと周囲の屋根材との間でより一体感のある屋根の提供が可能となる。

本発明の他の様相は、連通孔の内部に管状部材が設けられており、管状部材の先端は裏面部材から太陽電池モジュールの裏面側に突出し、当該管状部材の前記突出部は前記外部部材に突入可能である太陽電池モジュールを採用し、建屋の天面には桟が設けられ、太陽電池モジュールは前記桟の上に載置されていると共に、管状部材の突出部が前記桟にくい込んでおり、さらに締結要素が管状部材から突出して前記桟に接合されて太陽電池モジュールが前記桟に固定されていることを特徴とする屋根構造である。

本様相によると、太陽電池モジュールを建屋に強固に取り付けることができる。

管状部材を有する太陽電池モジュールが建屋の天面に敷設された屋根構造においては、前記管状部材に締結要素が挿通されて太陽電池モジュールが建屋に固定されており、前記締結要素は、太陽電池モジュールの表面側には突出しないことが望ましい。

本発明によると、太陽電池モジュールと周囲の屋根材との間でより一体感を出すことが可能であり、屋根全体の外観をさらに美しくすることが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る屋根構造であり、スレート瓦と太陽電池モジュールとを混在させた屋根構造を示す斜視図である。 図１の屋根構造で採用するスレート瓦の斜視図である。 図１の屋根構造で採用する太陽電池モジュールの斜視図である。 図３の太陽電池モジュールの分解斜視図であり、太陽電池モジュールを電池部と段差形成板及び端子ボックスを分離した状態を示す。 図３の太陽電池モジュールを構成する各部材の積層関係を示す斜視図であり、太陽電池モジュールと段差形成板は表面処理を施す前の状態を図示している。 図４のブッシング部材を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。 太陽電池部にＥＶＡシートを介して化粧ガラスを積層していく際のブッシング部材周辺を示す断面図であり、（ａ）はＥＶＡシートと化粧ガラス積層前を示し、（ｂ）はＥＶＡシートと化粧ガラスの積層後を示す。 太陽電池モジュールの組み立て手順を示す説明図であり、太陽電池部に化粧ガラスが積層された状態を示す。 太陽電池モジュールの組み立て手順を示す説明図であり、図８の状態からマスキングテープを貼りつけていく様子を示す。 図８で示される積層体に対してマスキングテープを貼りつけた状態を示す模式図である。 本実施形態の屋根構造の施工手順を示す斜視図であり、軒側第１段目のスレート瓦を取り付けた状態を示す。 図１１に続いて、軒側第２段目のスレート瓦と太陽電池モジュールを取り付けていく様子を示す斜視図である。 図１２で示される状態の屋根構造を示すＢ−Ｂ断面図と、要部のみを拡大して示す断面図である。 太陽電池モジュールを母屋部材に対して固定する際のブッシング部材周辺を示す断面図であり、（ａ）は締結要素の挿通前を示し、（ｂ）は締結要素の挿通後を示す。 図１２に続いて、軒側第３段目のスレート瓦と上段側の太陽電池モジュールを取り付けていく様子を示す斜視図である。 図１５で示される状態の屋根構造のＣ−Ｃ断面図と、要部のみを拡大して示す断面図である。 図１のＡ部分を拡大して示す斜視図である。 本発明の第２実施形態の太陽電池モジュールの斜視図である。 本発明の第３実施形態の太陽電池モジュールの斜視図である。 図１９の太陽電池モジュールの分解斜視図であり、太陽電池モジュールを電池部と段差形成板及び端子ボックスを分離した状態を示す。 図１９の太陽電池モジュールの組み立て手順を示す説明図であり、太陽電池部に化粧ガラスが積層された状態を示す。 図１９の太陽電池モジュールを取り付けて形成される屋根構造を示す断面図である。

以下、本発明の第１実施形態に係る屋根構造１について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明において、前後方向、上下方向、並びに左右方向は、特に断りのない限り図１で示される通常の設置状態を基準として説明する。

本実施形態の屋根構造１は、図１で示されるように、軒・棟方向（軒先から棟側へ向かう方向）で所定間隔を空けて並列配置される複数の母屋部材２（桟、外部部材）に対し、スレート瓦３（屋根材）及び太陽電池モジュール４を固定して形成されたものである。

母屋部材２は、角柱状の木製部材であり、水平方向（軒・棟方向と直交する方向）に延びている。そして、所定の間隔を空けて並列する母屋部材２のそれぞれは、図示しない棟木や軒桁と互いに平行となるように配置されている。すなわち、母屋部材２は、建屋の屋根部分（天面）に複数取り付けられ、互いに平行となるように並列している。

スレート瓦３は、切り出した天然石を成形して形成された略長方形平板状の屋根材である。スレート瓦３は、人工的に合成された素材を成形したものであってもよい。
スレート瓦３は、発電機能を有しない無機能瓦材である。
スレート瓦３は、図２で示されるように、幅Ｌ１に比べて軒・棟方向の長さＬ２が長くなっており、より詳細には、幅Ｌ１が２５０ｍｍ、軒・棟方向の長さＬ２が５００ｍｍ、厚さが４ｍｍ程度となっており、軒・棟方向の長さＬ２は幅Ｌ１の略２倍程度の長さとなっている。

このスレート瓦３には、スレート瓦３そのものを厚さ方向に貫通する取付用孔８が形成されている。取付用孔８は、軒・棟方向の中心よりも棟側に位置する部分であって、幅方向（水平方向）の端部からやや中心側に位置する部分に形成されている。本実施形態では、幅方向の両端部それぞれの近傍に１つずつ、合計２つの取付用孔８が設けられており、この２つの取付用孔８が幅方向で間隔を開けて並列した状態となっている。換言すると、本実施形態のスレート瓦３では、複数の取付用孔８が幅方向で並列するように形成されている。

太陽電池モジュール４の外観形状は、スレート瓦３を重ねた形状を模した外観を模している。
スレート瓦３だけで構成される屋根は、スレート瓦３の一部の上に、棟方向に隣接するスレート瓦３を重ねて敷設される。本実施形態の太陽電池モジュール４は、スレート瓦３の一部に棟方向に隣接するスレート瓦３を重ねた形状に似せて作られている。

太陽電池モジュール４は、図４で示されるように、太陽電池部１４と化粧ガラス１６（段差形成板）によって構成されている。
また太陽電池部１４は、略長方形平板状の部材であり、平面視した形状は略四角形状である。太陽電池部１４は、図５の様に、カバーガラス２８（表面側透明板）と裏面部材１３との間に太陽電池１５が封入されたものである。
本実施形態では、太陽電池１５は多数の太陽電池セル３１によって構成されている。
太陽電池セル３１は、結晶シリコンを主体とする結晶型太陽電池セル３１である。本実施形態では、ヘテロ接合太陽電池が採用されている。
本実施形態では、結晶型太陽電池セル３１の形状は、概ね正方形である。また本実施形態では、１２個の太陽電池セル３１がカバーガラス２８（表面側透明板）と裏面部材１３との間に封入されている。

裏面部材１３は、保護シートであり、アルミ箔等の金属箔を中心とし、その両側に樹脂で挟んだものである。裏面部材１３には金属箔の両側を樹脂でコーティングしたものや、金属箔に樹脂フィルムを接着したり、金属箔の周囲に樹脂が取り巻く様に押し出し成形したものがある。
裏面部材１３は、外形が略長方形平板状となるシート又はフィルムであり、太陽電池部１４の裏面側を封止する封止材としての機能と裏面保護部材としての機能を有する。
裏面部材１３としては、ＰＥＴ／アルミニウム／ＰＶＦ、ＰＥＴ／アルミニウム／ＰＥＴ等の積層フィルムが利用可能である。

カバーガラス２８（表面側透明板）と裏面部材１３との間には他に封止用シート１７，１８が介在されている。
封止用シート１７，１８は、樹脂製シートであり、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）、ＰＶＢ、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマー、熱可塑性エラストマー等のいずれかまたはそれらの混合物から成る封止用樹脂シートである。
本実施形態では、封止用シート１７，１８としてＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）シートが採用されている。なおＥＶＡシート層は一部又は全部が太陽電池部１４に溶融し、接着層としても機能している。
太陽電池部１４は正確には、図５の様に、表面側からカバーガラス２８、封止用シート１７の層、平面的に分布させた１２個の太陽電池セル３１からなる太陽電池１５、封止用シート１８の層、裏面部材１３が順次積層されたものである。

本実施形態の太陽電池モジュール４では、太陽電池セル３１の分布は一様ではなく、カバーガラス２８及び裏面部材１３の一方の長辺側に偏在している。具体的には、太陽電池セル３１はカバーガラス２８及び裏面部材１３の軒側の領域に二列に渡って並べられている。太陽電池部１４の棟側の領域には、太陽電池セル３１は無く、単にカバーガラス２８と裏面部材１３が重ねられているだけである。

本実施形態では、太陽電池セル３１は一定以下の小さい間隔を開けて平面的に並べられている。なお太陽電池セル３１は密に並べてもよい。即ち隣接する結晶型太陽電池セルが接触する状態で配置されていてもよい。
以下、太陽電池部１４の太陽電池セル３１が封入された軒側の領域をセル設置領域２０と称する。また太陽電池部１４の太陽電池セル３１が無い棟側の領域を外側領域（余剰領域）２１と称する。
セル設置領域２０は、太陽電池セル３１が一定以下の小さい間隔を開けて平面的に並べられているか、あるいは隣接する結晶型太陽電池セルが接触する状態で配置された領域である。
「余剰領域」は太陽電池部１４の内で前記したセル設置領域２０以外の部分である。本実施形態では、棟側の長方形の領域Ｌ４が「余剰領域」である。なお太陽電池セル３１同士の隙間は「余剰領域」ではない。また太陽電池セル３１と太陽電池部１４の水平方向端部との隙間、及び太陽電池セル３１と太陽電池部１４の軒方向端部との隙間についても「余剰領域」ではない。
本実施形態では「余剰領域」は、新たに太陽電池セル３１を配置し得るだけの空間を残している。
本実施形態で採用する太陽電池部１４は、軒側に位置するセル設置領域２０と、棟側に位置する外側領域（余剰領域）２１とに区画されている。

セル設置領域２０は、太陽電池部１４の平面のうちの半分以上を占める部分であり、軒側端部から、軒・棟方向長さの７０パーセントから９０パーセント程度の範囲がセル設置領域２０である。

外側領域２１は、太陽電池部１４の平面のうち、セル設置領域２０の棟側端部から太陽電池部１４の棟側端部に至るまでの部分である。より詳細には、太陽電池部１４の棟側端部から、軒・棟方向長さの１０パーセントから３０パーセント程度の範囲が外側領域（余剰領域）２１である。

すなわち図４の様に、セル設置領域２０の軒・棟方向の長さＬ３は、外側領域２１の軒・棟方向の長さＬ４のよりも長くなっている。本実施形態では、セル設置領域２０の軒・棟方向の長さＬ３は、太陽電池部１４の軒・棟方向の長さ（Ｌ３＋Ｌ４）の８６パーセント程度の長さとなっており、外側領域２１の面積は、セル設置領域２０の面積の１７パーセント程度の面積となっている。

裏面部材１３及び封止用シート１８のセル設置領域２０には、図５の様にリード線挿通孔２３が設けられている。リード線挿通孔２３は、裏面部材１３等を厚さ方向に貫通する貫通孔である。

裏面部材１３等のリード線挿通孔２３は、太陽電池部１４から外部に延びるケーブル（図示しない）を挿通するための孔である。このリード線挿通孔２３は、セル設置領域２０の棟側端部よりもやや下方側であって、幅方向の中心近傍に形成されている。

太陽電池部１４の外側領域２１には、締結要素挿通孔２４（貫通孔）が設けられている。締結要素挿通孔２４は、締結要素（詳しくは後述する）を挿通するための孔であり、外側領域２１の軒側端部よりやや棟側に形成されている。より詳細に説明すると、外側領域２１には、軒・棟方向における位置が同一となる３つの締結要素挿通孔２４が形成されている。そして、３つの締結要素挿通孔２４は、幅方向で所定の間隔を空けて並列した状態となっている。３つの締結要素挿通孔２４のうちの１つは、太陽電池部１４の幅方向の中心（又は中心近傍）に形成されている。また、他の２つは、太陽電池部１４の幅方向における片側端部からやや中心側に離れた位置と、幅方向における他方端部からやや中心側に離れた位置にそれぞれ形成されている。これらはいずれも開口形状が円形の貫通孔である。

太陽電池部１４は、カバーガラス２８（表面側透明板）と裏面部材１３の間に複数の太陽電池セル３１が挟み込まれ、この複数の太陽電池セル３１を図示しない導線によって電気的に直列接続した状態になっている。
太陽電池部１４は、後述する端子ボックス５２（端子箱）と接続されており、発電した電力を外部に取り出し可能となっている。

太陽電池部１４では、カバーガラス２８の表面（上面）が受光面となり、カバーガラス２８を透過した光が太陽電池セル３１に到達し、発電が行われる構造となっている。

後記する様に太陽電池部１４の上には、段差形成板たる化粧ガラス１６が重ねられる。化粧ガラス１６の面積は、太陽電池部１４の面積よりも小さく、化粧ガラス１６は太陽電池部１４の棟側に寄った位置に重ねられる。そのため太陽電池部１４の軒側には化粧ガラス１６は乗らず、太陽電池部１４の表面が露出することとなる。一方、太陽電池部１４の棟側には化粧ガラス１６が乗るため太陽電池部１４の表面は露出しない。
前記した様に太陽電池セル３１の分布は一様ではなく、軒側のセル設置領域２０に偏在している。化粧ガラス１６はセル設置領域２０の一部に乗り、セル設置領域２０の一部を覆う。
従って太陽電池部１４のセル設置領域２０には、図４の様に直接表面が露出する部分と、化粧ガラス１６に覆われる部分とがある。
そのため太陽電池部１４のセル設置領域２０には、軒側に位置する露出領域３４と、棟側に位置する透過光受光領域３５とがある。

太陽電池部１４の露出領域３４は、太陽電池部１４のセル設置領域２０のうち、軒側端部から軒・棟方向の中心近傍に至るまでの部分である。より詳細には、当該部分の幅方向全域（水平方向全域）が露出領域３４に該当する。
ここで、太陽電池部１４の露出領域３４には図４の様に表面処理が施されており、その外観がスレート瓦３の外観と極めて似通った状態となっている。この表面処理については、詳しくは後述する。

太陽電池部１４の透過光受光領域３５は、太陽電池部１４の平面のうち、露出領域３４の棟側端部から太陽電池部１４に至るまでの部分である。より詳細には、当該部分の幅方向全域（水平方向全域）が透過光受光領域３５に該当する。

次に太陽電池部１４に載置される化粧ガラス１６について説明する。
化粧ガラス１６は、段差形成板として機能する部材である。化粧ガラス１６は、外形が略長方形平板状となるガラス製の部材であり、平面視した形状が略四角形状となっている。そして、化粧ガラス１６は、その表面が軒側領域４４と棟側領域４５とに区画されている。この化粧ガラス１６の幅方向（水平方向）の長さは、太陽電池部１４の長さと同一である。化粧ガラス１６の軒・棟方向の長さは、太陽電池部１４の長さよりも短い。

軒側領域４４は、組み立て時に太陽電池部１４における透過光受光領域３５の上側に位置する部分である。この軒側領域４４にもまた表面処理が施されており、その外観がスレート瓦３の外観と極めて似通った状態となっている。この表面処理についても詳しくは後述する。

化粧ガラス１６の棟側領域４５は、太陽電池モジュール４として組み立て時に太陽電池部１４の外側領域（余剰領域）２１の上側に位置する部分である。化粧ガラス１６には３つのブッシング挿通孔４８が設けられている。このブッシング挿通孔４８は、いずれも開口形状が円形であり、化粧ガラス１６を厚さ方向に貫通する貫通孔である。３つのブッシング挿通孔４８は、軒・棟方向における位置が同一であり、幅方向で所定の間隔を空けて並列した状態となっている。そして、１つのブッシング挿通孔４８は、化粧ガラス１６の幅方向における中心（又は中心近傍）に形成され、他の２つは、幅方向の中心よりも片側端部よりの位置と、幅方向の中心よりも他方端部よりの位置にそれぞれ形成されている。

なお、太陽電池モジュール４は、図３で示されるように、ブッシング挿通孔４８にブッシング部材４９（緩衝材）を嵌め込んで形成されている。

次にブッシング部材４９について説明する。ブッシング部材４９は、プラスチック材料から製造される管状部材であり、図４、図５、図６で示されるように、上側に位置するフランジ部７０と、下側に位置する円筒状部７１が一体となっている。

フランジ部７０は、ブッシング部材４９の頭部に相当する。フランジ部７０は、外形が略円盤状の部分であり、図６で示されるように、その中心部分にフランジ部７０を厚さ方向に貫通する上側貫通孔７２が形成されている。この上側貫通孔７２は、下側に向かうにつれて狭径となる略すり鉢状の貫通孔であり、その中心軸がフランジ部７０の中心（ブッシング部材４９の中心）に位置するように形成されている。

ブッシング部材４９の円筒状部７１は、フランジ部７０の下面から下方に突出する部分であり、その中心部分に下側貫通孔７３が形成されている。この下側貫通孔７３は、その中心軸が円筒状部７１の中心（ブッシング部材４９の中心）に位置するように形成され、円筒状部７１の長手方向に沿って延びる貫通孔となっている。

ここで、フランジ部７０の上側貫通孔７２と、円筒状部７１の下側貫通孔７３は、上下方向で連続し、一体の貫通孔である締結要素挿通孔５０を形成している。この締結要素挿通孔５０は、上下方向に沿って延びる貫通孔であり、ブッシング部材４９の上端面と下端面とにそれぞれ開口を有する孔である。つまり、締結要素挿通孔５０は、ブッシング部材４９の全体を厚さ方向に貫通する貫通孔となっている。ブッシング部材４９は、全体を貫く貫通孔を有する管状部材である。

太陽電池モジュール４は、太陽電池部１４の上に化粧ガラス１６（段差形成板）が一体に載置されたものである。本実施形態では、図５、図７の様に化粧ガラス１６は化粧ガラス用ＥＶＡシート５７の層を介して太陽電池部１４に接着されている。化粧ガラス用ＥＶＡシート層は化粧ガラス用ＥＶＡシート５７が溶融したものであり、接着層である。
前記した様に化粧ガラス１６の面積は、太陽電池部１４の面積よりも小さく、化粧ガラス１６は太陽電池部１４の棟側に寄った位置に重ねられている。そのため段差形成板たる化粧ガラス１６は、太陽電池部１４のカバーガラス（表面側透明板）２８の一部に重なった状態でカバーガラス２８の表面側に設置されている。具体的には、化粧ガラス１６は太陽電池部１４の透過光受光領域３５の一部と外側領域（余剰領域）２１の略全部を覆う。太陽電池部１４の露出領域３４上には化粧ガラス１６は無い。
そのため太陽電池部１４と化粧ガラス１６の間に段差２５がある。

太陽電池部１４の上に化粧ガラス１６が固定された状態においては、太陽電池部１４の締結要素挿通孔２４と化粧ガラス１６のブッシング挿通孔４８が連通する。そして当該連通孔にブッシング部材４９（緩衝材）が取り付けられている。
ブッシング部材４９は、化粧ガラス用ＥＶＡシート５７を介して化粧ガラス１６及び太陽電池部１４に一体的に固定されている。
ブッシング部材４９は、太陽電池部１４及び化粧ガラス１６の中に埋め込まれた状態であって、頭部のフランジ部７０は、化粧ガラス１６の中に埋没している。そのためブッシング部材４９は、太陽電池モジュール４の表面側には突出しない。なお図７では、ブッシング部材４９の頭部（ランジ部７０）の表面の高さは、段差形成板たる化粧ガラス１６の高さに揃えられているが、ブッシング部材４９の頭部は高さは、化粧ガラス１の表面よりも低くてもよい。

太陽電池部１４の２つの締結要素挿通孔２４と化粧ガラス１６のブッシング挿通孔４８は、その中心軸が同一となるように重なっている。そして、２つの締結要素挿通孔２４とブッシング挿通孔４８は一連の連通孔を形成している。また、２つの締結要素挿通孔２４の孔径が同一となっており、ブッシング挿通孔４８の孔径がこの締結要素挿通孔２４の孔径よりも大きくなっている。

このため、製造時において、ブッシング挿通孔４８の内側にブッシング部材４９を配し、化粧ガラス１６を化粧ガラス用ＥＶＡシート５７の上側に載置すると、ブッシング部材４９は、図７（ｂ）で示されるように、頭部のフランジ部７０がブッシング挿通孔４８の内側に位置した状態となる。また、円筒状部７１が、２つの締結要素挿通孔２４によって形成される連通孔の内側に位置した状態となっている。そして、ブッシング部材４９に形成された締結要素挿通孔５０が、２つの締結要素挿通孔２４とブッシング挿通孔４８によって形成される一連の連通孔の内側に位置した状態となる。

また、ブッシング挿通孔４８の内側に位置するブッシング部材４９のフランジ部７０は、下面の大部分が太陽電池部１４の上側に載置された状態となり、化粧ガラス用ＥＶＡシート５７の上面と密着した状態となる。すなわち、化粧ガラス１６及びフランジ部７０と、太陽電池部１４との間に化粧ガラス用ＥＶＡシート５７の層が介在した状態となる。そして、化粧ガラス用ＥＶＡシート５７の接着力により、化粧ガラス１６とフランジ部７０のそれぞれと、太陽電池部１４とが一体的に固定されている。

太陽電池モジュール４の製造時においては、ブッシング挿通孔４８の内側にブッシング部材４９が配され、化粧ガラス１６を化粧ガラス用ＥＶＡシート５７の上側に載置することで、化粧ガラス１６とフランジ部７０のそれぞれと、太陽電池部１４とを一体に固定している。すなわち、本実施形態では、化粧ガラス１６を化粧ガラス用ＥＶＡシート５７の上に積層させる際に、同時にブッシング部材４９を固定している。

言い換えると、化粧ガラス１６を太陽電池部１４の上側に載置するとき、化粧ガラス１６の裏面側が化粧ガラス用ＥＶＡシート（ＥＶＡシート）５７によってラミネート加工された状態となる。つまり、ブッシング部材４９をブッシング挿通孔４８の内側に配したまま、化粧ガラス１６の裏面側にラミネート加工を施すことにより、ブッシング部材４９を太陽電池部１４に一体に固定している。

ところで、ブッシング部材４９は、フランジ部７０の径がブッシング挿通孔４８の内径よりも十分に小さく、円筒状部７１の径が２つの締結要素挿通孔２４の内径よりも十分に小さくなっている。このことから、ブッシング挿通孔４８と２つの締結要素挿通孔２４からなる一連の連通孔の内側にブッシング部材４９を配すとき、連通孔の内周面とブッシング部材４９の間に空隙が形成されることとなる。このようにすると、ブッシング部材４９を連通孔の内部に挿入するとき、ブッシング部材４９が連通孔の内周面を傷つけるといったことがない。

具体的に説明すると、例えば、ブッシング部材が連通孔よりもやや大きく、ブッシング部材を可撓変形させつつ連通孔に押し入れるような構造であったとする。この場合、ブッシング部材を押し入れる際に、ブッシング部材と連通孔の内周面が接触した状態で力が加わることで、連通孔の内周面が破損してしまうおそれがある。これに対し、本実施形態では、ブッシング部材４９を連通孔よりも十分に小さいものとし、ブッシング部材４９の挿通時にブッシング部材４９が連通孔の内周面に接触し難い構造としている。このことにより、ブッシング部材４９が連通孔の内周面を傷つけるといったことがなく、太陽電池部１４及び化粧ガラス１６等を傷つけてしまうことがない。

そして、ブッシング部材４９が固定された状態では、図７（ｂ）で示されるように、ブッシング部材４９の下端が裏面部材１３の下面より下方側に位置している。より具体的には、円筒状部７１の長さ（ブッシング部材４９の軸長さ）は、太陽電池部１４、化粧ガラス用ＥＶＡシート５７の層の合計厚さよりも長くなっている。そして、円筒状部７１の下端部分が、ブッシング挿通孔４８と２つの締結要素挿通孔２４によって形成される連通孔の下端開口から下方に突出した状態となっている。このことにより、太陽電池モジュール４を母屋部材２に固定する際、裏面部材１３の損傷を防止可能であり、太陽電池モジュール４の姿勢を安定させることが可能となる（詳しくは後述する）。

図８で示されるように、太陽電池部１４と化粧ガラス１６が一体に固定された状態となっている。また太陽電池部１４の棟側に位置する透過光受光領域３５の上側に、化粧ガラス１６の軒側領域４４が重なった状態となっている。
そのため太陽電池モジュール４は、太陽電池部１４と化粧ガラス１６の間には段差２５があり、あたかも一つのスレート瓦３の上に棟側に隣接するスレート瓦３が乗ったかの様な外観形状を呈する。
化粧ガラス１６によって形成される段差２５は、あたかも一つのスレート瓦３の棟側の上に重ねられた他のスレート瓦の端面の様に見える。

化粧ガラス１６は太陽電池部１４のカバーガラス２８の表面側に位置しており、化粧ガラス１６の軒側領域４４が太陽電池部１４の透過光受光領域３５の上側に重なる。また化粧ガラス１６の棟側領域４５が太陽電池部１４の外側領域（余剰領域）２１の上側に位置している。言い換えると、化粧ガラス１６は、太陽電池部１４のセル設置領域２０と外側領域２１に跨がって設置され、一部がセル設置領域２０の一部と重なり、残りの部分がセル設置領域２０から棟側にはみ出した状態となっている。また、化粧ガラス１６のはみ出した部分が位置する領域と、太陽電池部１４の外側領域２１が重なっているともいえる。
また化粧ガラス１６は遠くから肉眼で確認できる程度の厚さを有し、その厚さはスレート瓦３に匹敵するから、遠くからでも確認できる段差２５が形成され、化粧ガラス１６が軒側に重なったスレート瓦３に見える。

また化粧ガラス１６の面積（上面又は下面の面積）は、太陽電池部１４のセル設置領域２０の面積よりも小さい。セル設置領域２０のうち、化粧ガラス１６と重なった部分の面積は、セル設置領域２０の面積の略２分の１（略整数分の１）となっている。

化粧ガラス１６の棟側は、太陽電池部１４の棟側から少しはみ出している。化粧ガラス１６の棟側部分の下方側であって、太陽電池部１４の棟側端部よりも棟側に位置する部分に空間８０が形成されている。
このことにより、太陽電池モジュール４の裏面側であって棟側の端部近傍には、段差状の部分が形成された状態となっている。

本実施形態では、カバーガラス２８の露出領域３４と化粧ガラス１６の軒側領域４４に対して、表面処理が施されており、当該部分の表面が微小な凹凸形状となっている。
表面処理は、化粧ガラス１６を太陽電池部１４に取り付けた状態で実施される。

具体的に説明すると、図９で示されるように、まず、カバーガラス２８の露出領域３４の表面と、化粧ガラス１６の軒側領域４４の表面の所定の部分にマスキングテープ６０を貼りつけていく。なお、各部に貼りつけられたマスキングテープ６０は、いずれも軒・棟方向に沿って線状に延びた状態となっている。

化粧ガラス１６の軒側領域４４には、図１０で示されるように、幅方向の片側端部から所定距離Ｌ５だけ離れた位置に、１つ目のマスキングテープ６０が貼りつけられている。そして、１つ目のマスキングテープ６０から幅方向に所定距離Ｌ５だけ離れた位置に２つ目のマスキングテープ６０が、２つ目のマスキングテープ６０から幅方向に所定距離Ｌ５だけ離れた位置に３つ目のマスキングテープ６０が貼りつけられている。つまり、化粧ガラス１６の軒側領域４４では、複数のマスキングテープ６０がそれぞれ所定距離Ｌ５ずつ間隔を空けて並列した状態となっている。さらに、化粧ガラス１６の軒側領域４４の幅方向における片側端部からこの端部に最も近接するマスキングテープ６０までの距離と、他方端部からこの端部に最も近接するマスキングテープ６０までの距離もまた、所定距離Ｌ５となっている。

対して、カバーガラス２８の露出領域３４では、マスキングテープ６０同士の間隔は同じく所定距離Ｌ５となっているが、カバーガラス２８の露出領域３４の幅方向における片側端部からこの端部に最も近接するマスキングテープ６０までの距離と、他方端部からこの端部に最も近接するマスキングテープ６０までの距離が、所定距離Ｌ５とは異なる距離Ｌ６となっている。そして、この距離Ｌ６は、所定距離Ｌ５の略２分の１の長さとなっている。

すなわち、化粧ガラス１６の軒側領域４４とカバーガラス２８の露出領域３４では、いずれもマスキングテープ６０同士の間隔が所定距離Ｌ５となるように複数のマスキングテープ６０が並列した状態となっている。しかしながら、幅方向の端部からその端部に最も近接するマスキングテープ６０までの距離が、一方のみ他方の２分の１の長さとなっている。このことから、化粧ガラス１６の軒側領域４４に形成される複数のマスキングテープ６０による列と、カバーガラス２８の露出領域３４に形成される複数のマスキングテープ６０による列とは、化粧ガラス１６の軒側領域４４及びカバーガラス２８の露出領域３４の幅方向に配置間隔の２分の１の距離だけずれている。

このように、マスキングテープ６０を貼りつけた状態で、化粧ガラス１６の軒側領域４４とカバーガラス２８の露出領域３４の表面に対し、サンドブラストを実行し、その後に、コーティング剤を塗布する表面処理を施す。そして、マスキングテープ６０を剥がすことにより、図３で示されるように、太陽電池モジュール４が完成する。

この表面処理を施すことにより、施した部分の表面における色や質感（表面粗さ）がスレート瓦３と非常に類似した状態となる。すなわち、本実施形態では、平滑なガラス表面を粗くする処理を行うことで、天然石を切り出して形成されたスレート瓦３の表面に近しい表面を形成している。このことにより、屋根上に敷設したときに太陽電池モジュール４とスレート瓦３との間で外観上の区別がつきにくく、屋根全体で一体感のある外観美を作り出すことが可能となる（詳しくは後述する）。

ところで、ガラス表面を粗くすると、ガラス表面をスレート瓦３の表面に近しい表面とすることができる反面、ガラス表面の凹凸に塵や埃等が入り込み易くなる。そこで、本実施形態では、サンドブラスト後にコーティング剤を塗布することで、粗くしたガラス表面を汚れにくくしている。

また、表面処理を実施する前の太陽電池部１４は、全体が黒みがかって見えている。そして、図８で示されるように、太陽電池部１４の上に化粧ガラス１６を載置した際、化粧ガラス１６が透明であることから、化粧ガラス１６が位置する部分でも下方の太陽電池部１４が透けて見えることとなる。すなわち、図８で破線で示している太陽電池部１４が透けて見えることにより、化粧ガラス１６の軒側部分（軒側領域４４）もまた黒みがかって見えることとなる。

ここで、マスキングテープ６０を貼りつけていた部分には、表面処理が実施されないので、表面処理の実施後においても以前と同様に黒みがかってみえる。このことから、化粧ガラス１６の軒側領域４４とカバーガラス２８の露出領域３４の表面には、図３で示されるように、ライン状に黒く見える部分６４が形成されることとなる。

つまり、化粧ガラス１６の軒側領域４４とカバーガラス２８の露出領域３４の表面には、粗面化された粗面化部位６１と、平滑さを保った平滑部位６２が形成されることとなる。そして、平滑部位６２は黒みがかって見えるため、あたかも軒・棟方向に延びる黒い線のように見えることとなる。このライン状に黒く見える部分６４は、横に並列に並べられたスレート瓦３の境目に見える。

太陽電池部１４の全面積は当該太陽電池部１４のセル設置領域２０の面積の１．１７倍となっている。そして、余剰領域の面積はカバーガラス２８の上面の面積の１７パーセントとなっている。この太陽電池部１４の全面積はセル設置領域２０の面積１．１倍以上４倍以下が好ましい。また、余剰領域の面積は、カバーガラス２８の上面の面積の１０パーセント以上３００パーセント以下であることが好ましい。

本実施形態の太陽電池モジュール４と前記したスレート瓦（無機能瓦材）３は、同一の屋根状に敷設される。
ここで太陽電池モジュール４とスレート瓦３の外観について説明する。
太陽電池モジュール４は、スレート瓦３を重ねた形状を模して作られている。
ここでスレート瓦３は図１２の様に、その一部に棟方向に隣接する他のスレート瓦３を重ねて敷設される。そのためスレート瓦３には、敷設された際に図１２、図２の様に、棟方向に隣接する他のスレート瓦３が重なる重ね合わせ部８１と、スレート瓦３自身が露出する露出部分８２がある。

本実施形態の太陽電池モジュール４は、太陽電池部１４の露出領域３４をスレート瓦３の露出部分８２に似せて作られている。
太陽電池部１４の露出領域３４は、太陽電池モジュール４のカバーガラス（表面側透明板）２８であって化粧ガラス１６（段差形成板）が重なっていない表面側透明板露出領域である。そして表面側透明板露出領域の軒・棟方向の幅をスレート瓦３の露出部分８２に似せるために、スレート瓦３の露出部分８２の幅に略一致させている。即ち太陽電池部１４の露出領域３４の軒・棟方向の幅は、スレート瓦３の露出部分８２の軒・棟方向の幅と略等しい。
即ち両者の差は３ｃｍ以下、より望ましくは３ｃｍ以下であり、屋根に敷設して地上から見ると、両者の差がほとんど判らない程度である。

さらに本実施形態の太陽電池モジュール４は、化粧ガラス１６の軒側領域４４をスレート瓦３の露出部分８２に似せて作られている。
化粧ガラス（段差形成板）１６の軒側領域４４は、化粧ガラス１６の一部であって他の太陽電池モジュールが重なっていない段差形成板露出領域である。そして段差形成板露出領域の軒・棟方向の幅をスレート瓦３の露出部分８２に似せるために、スレート瓦３の露出部分８２の幅に略一致させている。即ち化粧ガラス１６の軒側領域４４の軒・棟方向の幅は、スレート瓦３の露出部分８２の軒・棟方向の幅と略等しい。
両者の差についても３ｃｍ以下、より望ましくは３ｃｍ以下であり、屋根に敷設して地上から見ると、両者の差がほとんど判らない程度である。

また太陽電池モジュール４のライン状に黒く見える部分６４の水平方向の幅は、スレート瓦３の水平方向の幅と等しい。
また太陽電池モジュール４の屋根に敷設された際に表面の露出する部分の色は、スレート瓦３に近い色である。
そのため太陽電池モジュール４の屋根に敷設された状態における外観は、スレート瓦３と似ている。

続いて、本実施形態の屋根構造１の施工方法について説明する。
まず、図１１で示されるように、軒側第１段目のスレート瓦３を固定していく。すなわち、それぞれのスレート瓦３の取付用孔８と母屋部材２とを重ね合わせ、取付用孔８に木ネジや釘等の締結要素を挿通し、スレート瓦３と母屋部材２とを一体に固定する。このことにより、屋根の軒側端部では、複数のスレート瓦３が水平方向に沿って隙間なく並列した状態となる。
なお、締結要素とは、ネジ、釘、ビス等の上位概念とする。
スレート瓦３は、発電機能を有しない無機能瓦材である。

次に、図１２で示されるように、軒側第２段目のスレート瓦３を固定していく。この軒側第２段目のスレート瓦３もまた、軒側第１段目のスレート瓦３と同様に、取付用孔８に締結要素を挿通して母屋部材２と一体に固定する。

ここで、軒側第１段目のスレート瓦３の棟側部分と、軒側第２段目のスレート瓦３の軒側部分とは重なり合った状態となっている。より詳細には、軒側第１段目で隣り合うスレート瓦３の境界となる部分のうちで棟側に位置する部分の上側に、軒側第２段目に配されるスレート瓦３の幅方向の中心近傍となる部分であって、且つ、軒側よりの部分が位置し、これらが重なり合っている。

このとき、軒側第１段目に配されるスレート瓦３の取付用孔８を、軒側第２段目に配されるスレート瓦３が覆った状態となっている。
より詳細には、軒側第２段目に配される１つのスレート瓦３が、軒側第１段目で隣り合う２つのスレート瓦３のうち、片側のスレート瓦３に形成される２つの取付用孔８の内の１つと、もう一方のスレート瓦３に形成される２つの取付用孔８の内の１つとを覆った状態となっている。より詳細には、それぞれのスレート瓦３に形成される取付用孔８のうち、２つのスレート瓦３の境界となる部分に最も近接する取付用孔８が、軒側第２段目のスレート瓦３に覆われた状態となっている。

つまり、軒側第２段目のスレート瓦３は、軒側第１段目のスレート瓦３に対して瓦幅Ｌ１（図２参照）の半分だけ幅方向にずれた位置に敷設されている。すなわち、本実施形態の屋根構造１では、その大半の部分において、隣り合う段のスレート瓦３が幅方向にずれた位置に敷設される構造となっている。換言すると、本実施形態の屋根構造１は、複数のスレート瓦３が段状且つ千鳥状に配置された状態となっている。

このため、第１段目のスレート瓦３の棟側部分のうち、幅方向の中心から一方側の端部に至るまでの部分と、第２段目のスレート瓦３の軒側部分のうち、幅方向の中心から他方側の端部に至るまでの部分とが重なった状態となっている。

以降同様に、軒側第３段目以降のスレート瓦３を固定していく。

ここで、軒側第２段目及び軒側第３段目のスレート瓦３と並列する位置に、太陽電池モジュール４を固定する。
より具体的には、図１２で示すように、太陽電池モジュール４のうち、太陽電池部１４のカバーガラス２８の露出領域３４が軒側第２段目のスレート瓦３の露出部分と幅方向（水平方向）で並列する位置であり、化粧ガラス１６の軒側領域４４が軒側第３段目のスレート瓦３の露出部分と幅方向（水平方向）で並列する位置となるように、太陽電池モジュール４を固定する。

ここで、太陽電池モジュール４では、上記したように、２つの締結要素挿通孔２４と、ブッシング挿通孔４８が連通して一連の連通孔を形成しており、その連通孔の内側にブッシング部材４９が固定されている（図９等参照）。すなわち、図１３でも示されるように、太陽電池モジュール４を厚さ方向に貫通する連通孔の内側に、ブッシング部材４９が固定されている。

そして、太陽電池モジュール４を固定する際には、ブッシング部材４９の締結要素挿通孔５０に対して締結要素１２０を挿通する。すなわち、図１４で示されるように、締結要素挿通孔５０にネジ、釘等の締結要素１２０を挿通し、締結要素１２０の頭部１２１が上側貫通孔７２の内側に、軸部が下側貫通孔７３の内側にそれぞれ位置した状態とする。このことにより、太陽電池モジュール４と母屋部材２とを一体に固定する。

具体的に説明すると、ブッシング部材４９の下方端部は、上記したように、２つの締結要素挿通孔２４と、ブッシング挿通孔４８から構成される連通孔の下側開口から下方に突出している。換言すると、円筒状部７１の突出方向における先端側の部分は、裏面部材１３の下面から下方へ僅かに突出した状態となっている。このため、太陽電池モジュール４を母屋部材２の上側に載置すると、図１４（ａ）で示されるように、ブッシング部材４９の下端が母屋部材２の上面と接触し、裏面部材１３の裏面が母屋部材２から上方に離れた位置に配置されることとなる。

この状態で、締結要素挿通孔５０に締結要素を挿通すると、図１４（ｂ）で示されるように、締結要素挿通孔５０の下側開口から突出する締結要素の下端部分が母屋部材２の内部に入り込む。また、これに伴って、太陽電池モジュール４の下面、すなわち、裏面部材１３の下面が母屋部材２の上面と接触した状態となる。このとき、ブッシング部材４９の下端部分であり、連通孔の下側開口から下方に突出した部分は、母屋部材２に減り込んだ状態となる。すなわち、ブッシング部材４９が押し付けられることで母屋部材２に窪みが形成され、その窪み部分にブッシング部材４９の下端部分が入り込んだ状態となる。

かかる構成によると、裏面部材１３の下面と母屋部材２の上面が接触した状態で締結要素を捩じ込む（又は打ち込む）場合とは異なり、締結要素の捩じ込み（又は打ち込み）によって生じる衝撃が裏面部材１３に伝わり難くなっている。そのため、太陽電池モジュール４の固定作業時に発生するガラスの損傷を抑制できる。
また、締結要素に加え、ブッシング部材４９の下端を母屋部材２に入り込ませることにより、固定時の太陽電池モジュール４をより安定させることができる。すなわち、太陽電池モジュール４と母屋部材２をより強固に固定することができる。

なお本実施形態の太陽電池モジュール４によると、締結要素１２０の頭部１２１は、化粧ガラス１６の中に埋没し、太陽電池モジュール４の上には突出しない。
前記した様にブッシング部材４９の頭部は、化粧ガラス１の中に埋没しており、且つ上側貫通孔７２の深さ及び径は締結要素１２０の頭部１２１よりも大きい。そのため締結要素１２０の頭部１２１は、化粧ガラス１６に隠され、太陽電池モジュール４の上には突出しない。

本実施形態の太陽電池モジュール４は、取り付け用の孔を母屋部材２と重ね合わせて締結要素を挿通するというスレート瓦３と全く同様の方法で屋根上に固定することが可能となっている。すなわち、取付用の金具を母屋部材２やスレート瓦３に固定するといったような、太陽電池モジュール４を取り付けるための専用の作業を行う必要がなく、屋根上への固定作業が容易である。

また、本実施形態の太陽電池モジュール４は、予め２つの締結要素挿通孔２４と、ブッシング挿通孔４８から構成される連通孔の内側にブッシング部材４９を配し、このブッシング部材４９の締結要素挿通孔５０に締結要素を挿通して固定している。このことにより、締結要素を捩じ込んでいく（又は押し込んでいく）とき、締結要素の先端部分が締結要素挿通孔２４の内周面と接触することがなく、締結要素挿通孔２４の内周面を傷つけてしまうことがない

そして、図１５で示されるように、太陽電池モジュール４のさらに上段側にもまた、別途太陽電池モジュール４を固定する。

このとき、上段側の太陽電池モジュール４ｂは、下段側の太陽電池モジュール４ａに対してスレート瓦３の幅寸法Ｌ１（図２参照）だけ水平方向（太陽電池モジュール４の幅方向）にずれた位置に固定されている。

ここで、下段側の太陽電池モジュール４ａのうち、化粧ガラス１６の軒側領域４４（図３参照）よりも棟側に位置する部分の上側に、上段側の太陽電池モジュール４ｂや軒側第３段目のスレート瓦３が重なった状態となる。

まず、上段側の太陽電池モジュール４ｂが重なっている部分について説明する。
図１５、図１６で示されるように、下段側の太陽電池モジュール４ａの化粧ガラス１６の棟側領域４５の上側に、上段側の太陽電池モジュール４ｂの軒側部分が重なった状態となる。言い換えると、下段側の太陽電池モジュール４ａの棟側領域４５における軒側端部のライン上に、上段側の太陽電池モジュール４ｂの全体における軒側端部のラインが重なるように、下段側の太陽電池モジュール４ａと上段側の太陽電池モジュール４ｂとが軒・棟方向にずれた状態で重なっている。
このことにより、図１６で示されるように、ブッシング部材４９が位置する締結要素１２０が挿通される連通孔の上側が、上段側の太陽電池モジュール４ｂの軒側部分によって覆われた状態となっている。

続いて、下段側の太陽電池モジュール４ａの化粧ガラス１６の棟側領域４５の上側に、スレート瓦３が重なった部分について説明する。この場合も、上段側の太陽電池モジュール４ｂが重なっている場合と同様に、締結要素１２０が挿通される連通孔の上側が、スレート瓦３によって覆われた状態となっている（図１５）。

ここで、本実施形態の太陽電池モジュール４では、図１６で示されるように、裏面部材１３の裏面側に端子ボックス５２が固定された状態となっている。より詳細には、締結要素が挿通される連通孔の中心部分から所定距離Ｌ７だけ軒側に離れた位置に、端子ボックス５２の棟側端部が位置するように、固定されている。そして、この端子ボックス５２は、裏面部材１３の裏面から下方に突出した状態となっている。

そして、本実施形態の太陽電池モジュール４は、軒・棟方向で所定間隔を空けて並列配置する母屋部材２の間に形成される空間に端子ボックス５２が収まるように、母屋部材２に対して固定されている。

また、裏面部材１３よりも棟側に位置する空間８０に母屋部材２の一部（少なくとも一部）が配された状態となっている。

続いて、図１５で示される状態から、上段側の太陽電池モジュール４ｂのさらに上側にスレート瓦３を敷き詰めていく。このことにより、屋根構造１が形成されることとなる（図１参照）。

本実施形態の屋根構造１では、図１で示されるように、スレート瓦３のみが敷き詰められていて、太陽電池モジュール４が配置されていない領域（以下、屋根材敷設領域とも称す）と、太陽電池モジュール４のみが敷き詰められていて、スレート瓦３が敷き詰められていない領域（以下、モジュール敷設領域とも称す）が形成されている。
そして、屋根材敷設領域では、下段側のスレート瓦３は、一部が上段側のスレート瓦３の下方側に位置しており、他の部分のみが外部に露出した状態となっている。また、モジュール敷設領域では、太陽電池モジュール４は、カバーガラス２８の露出領域３４と、化粧ガラス１６の軒側領域４４のみが外部に露出した状態となっている。

本実施形態の太陽電池モジュール４は、図１７等でも示されるように、太陽電池部１４の表面であるカバーガラス２８の露出領域３４と、化粧ガラス１６の軒側領域４４の間には段差２５が形成された状態となっている。この段差２５は、カバーガラス２８の露出領域３４の幅方向の側方に位置するスレート瓦３と、化粧ガラス１６の軒側領域４４の幅方向の側方に位置するスレート瓦３の段差と同様の段差となっている。

すなわち、カバーガラス２８の露出領域３４の上面と化粧ガラス１６の軒側領域４４の上面の間に形成される高低差と、露出領域３４の幅方向の側方に位置するスレート瓦３の上面と軒側領域４４の幅方向の側方に位置するスレート瓦３の上面の間の高低差とが同じ（又は略同じ）となっている。

さらに、上記したように、カバーガラス２８の露出領域３４と化粧ガラス１６の軒側領域４４には、表面処理を施されて粗面化された粗面化部位６１が形成されており、粗面化部位６１の縁端部分に表面処理が施されていない平滑部位６２が位置した状態となっている。そして、平面的に分布する粗面化部位６１は、表面における色や質感（表面粗さ）がスレート瓦３と非常に類似した状態となっており、平滑部位６２は黒い線状に見える状態となっている。

このため、カバーガラス２８の露出領域３４と化粧ガラス１６の軒側領域４４を見たとき、あたかもスレート瓦３が敷き詰められているような外観となる。

すなわち、平面視した形状が略四角形状の面である粗面化部位６１は、屋根材敷設領域に配置するスレート瓦３の外部に露出した部分と略同一の形状となっている。さらに、カバーガラス２８の露出領域３４に形成される粗面化部位６１と、化粧ガラス１６の軒側領域４４に形成される粗面化部位６１もまた、屋根材敷設領域に配置するスレート瓦３の露出部分のように段差を介して連続した状態となっている。さらに、平滑部位６２が黒い線のように見えることから、あたかも隣接配置されたスレート瓦３同士の境界部分に形成される影のように見える。

このことから、本実施形態の屋根構造１では、屋根材敷設領域とモジュール敷設領域とが非常に見分けにくく、一見すると同一に見える。すなわち、屋根全体で一体感のある外観美を有する屋根を形成することが可能となる。

上記した実施形態では、太陽電池部１４の幅方向の長さと、化粧ガラス１６の幅方向の長さとを同一の長さとした。本実施形態では、化粧ガラス１６の軒側は、太陽電池部１４からはみ出している。すなわち太陽電池部１４よりも棟側の部分に、空間８０を形成した。
また上記した実施形態では、太陽電池部１４の裏面部材１３として、保護シートを採用した。
しかしながら、本発明はこれらに限るものではない。

裏面部材１３として、ガラスや金属等の剛性を有するものを使用することもできる。例えば、図１８で示されるように、裏面部材１３として背面ガラス１１３を使用し、背面ガラス１１３の軒・棟方向の長さを長くし、背面ガラス１１３の棟側端部がカバーガラス２８及び化粧ガラス１６の棟側端部よりもさらに棟側に位置する太陽電池モジュール１０４であってもよい。
この太陽電池モジュール１０４では、化粧ガラス１６の棟側端部が太陽電池部１４の棟側部分から棟側に突出した状態となっている。そして、背面ガラス１１３の棟側部分には、その上側（表面側）に、太陽電池部１４及びカバーガラス２８、化粧ガラス１６のいずれもが存在しない領域が形成されている。

また、背面ガラス１１３の幅方向の長さを、カバーガラス２８、化粧ガラス１６の幅方向の長さよりも長くしてもよい。すなわちカバーガラス２８、化粧ガラス１６のいずれかの幅方向端部よりもさらに外側に、カバーガラス２８、太陽電池セル３１のいずれもが存在しない領域を形成してもよい。換言すると、太陽電池モジュール４のうち、水平方向における端部周辺の領域が、カバーガラス２８、太陽電池セル３１のいずれもが存在しない領域であってもよい。

上記した実施形態では、結晶型と称される太陽電池部１４を採用した。
これに代わって薄膜型の太陽電池部を採用してもよい。すなわちカバーガラス２８の裏面側に導電膜や半導体膜を積層し、さらにその裏面側を裏面部材１３の一部で封止した太陽電池部を備えた太陽電池モジュールであってもよい。例えば表面側からカバーガラス２８、薄膜型の太陽電池セル、セル用ＥＶＡシート、裏面部材１３の順に積層される積層体が形成される太陽電池部であってもよい。
本発明の太陽電池部は、裏面側を背面ガラスで封止する構造のものであればよく、結晶シリコン太陽電池や、ＧａＡｓ等のシリコン以外の半導体基板が用いられる太陽電池、非晶質シリコン系薄膜や結晶質シリコン系薄膜のｐｉｎ接合あるいはｐｎ接合上に透明電極層が形成されたシリコン系薄膜太陽電池、ＣＩＳ，ＣＩＧＳ等の化合物半導体太陽電池、色素増感太陽電池や有機薄膜（導電性ポリマー）等の有機薄膜太陽電池のような各種の太陽電池であってもよい。

上記した実施形態では、平滑部位６２が軒・棟方向（縦方向）に線状に延びた領域である例を示したが、本発明はこれに限るものではない。
例えば、マスキングテープ６０を水平方向（横方向）に延びるように貼り付け、水平方向（横方向）に延びる領域である平滑部位を形成してもよい。また、軒・棟方向（縦方向）に延びる平滑部位と、水平方向（横方向）に延びる平滑部位を混在させてもよく、いずれか一方のみを形成してもよい。

上記した実施形態では、平面視した形状が四角形となる粗面化部位６１の縁端に平滑部位６２が位置する構成とした。換言すると、平面処理を施したカバーガラス２８の露出領域３４と化粧ガラス１６の軒側領域４４の上面を、平滑部位６２によって複数の四角形状の領域に区画した。しかしながら、本発明はこれに限るものでない。
粗面化部位６１は、平面視した形状が略四角形状となるものに限るものではなく、屋根材敷設領域に配置するスレート瓦３の露出部分の形状に合わせて、適宜その形状を変更してもよい。

上記した実施形態では、サンドブラストを実行し、その後に、コーティング剤を塗布する表面処理を実行する例を示した。しかしながら、本発明はこれに限るものではない。
例えば、上記した表面処理に代わりに、カバーガラス２８や化粧ガラス１６の表面に微粒子入りの樹脂を塗布してもよい。すなわち、サンドブラストを実行せず、微粒子入りの樹脂を塗布することでガラス表面に凹凸を形成し、表面における色や質感（表面粗さ）をスレート瓦３と非常に類似した状態としてもよい。

上記した実施形態では、化粧ガラス１６の棟側端部の下方側であって、太陽電池部１４の棟側に空間８０を形成し、太陽電池モジュール４の棟側端部側の裏面に段差を形成する例を示した（図１６等参照）。

上記したように、太陽電池モジュール４の太陽電池部１４の棟側に空間８０を形成し、空間８０に母屋部材２の一部を配する構成とすると（図１６等参照）、太陽電池モジュール４の表面の高さをより低く抑えることが可能であるので好ましい。すなわち、上記した太陽電池モジュール４は、軒・棟方向で所定間隔を空けて並列する母屋部材２の間に端子ボックス５２を収め、且つ、空間８０に母屋部材２の一部を配する構成とすることで、太陽電池モジュール４をより低い位置に固定する構造としている。

しかしながら、本発明はこれに限るものではない。
図２０、図２１に示す太陽電池モジュール２０４では、化粧ガラス１６の棟側の辺は、太陽電池部１４の棟側と揃っている。そのため太陽電池モジュール２０４は、棟側端部側の裏面に段差が無い。
太陽電池モジュール２０４の他の部分の構造は、第１実施形態の太陽電池モジュール４と同一である。

太陽電池モジュール２０４の様に化粧ガラス１６の棟側の辺を太陽電池部１４の棟側の辺に一致させた構造は、太陽電池モジュール２０４の剛性を高めるという点で推奨される。特に、裏面部材１３として、シート状の部材を採用する場合に推奨する構成である。裏面部材１３として、シート状の部材を使用し、且つその厚さが薄く、剛性が低い場合には、図２０に示す太陽電池モジュール２０４の様に化粧ガラス１６の棟側の辺と太陽電池部１４の棟側と揃え、両者の間に実質的に段差が無いものとすることが望ましい。
太陽電池モジュール２０４の製造方法は、前記した太陽電池モジュール４と大差無いので、図２２の太陽電池モジュールの組み立て手順を示す説明図に対し、先の実施形態と同一の部材に同一の番号を付して重複する説明を省略する。

太陽電池モジュール２０４は、裏面部材１３（背面ガラス又は保護シートの裏面部材）の棟側端部と、化粧ガラス１６の棟側端部とで、軒・棟方向の位置が同一（略同一）の位置となっている。つまり、この太陽電池モジュール２０４では、太陽電池部１４の棟側辺と、化粧ガラス１６の表面（又は裏面）の棟側辺とが重なった状態となっている。

そして、このような太陽電池モジュール２０４を母屋部材２に固定する場合、太陽電池モジュール２０４と母屋部材２の間にスペーサ１５０を配した状態でこれらを一体に固定することが推奨される。

上記した実施形態では、上段側の太陽電池モジュール４ｂを下段側の太陽電池モジュール４ａに対してスレート瓦３の幅寸法Ｌ１（図２参照）だけ水平方向にずれた位置に固定する例を示した。すなわち、上段側の太陽電池モジュール４ｂと下段側の太陽電池モジュール４ａの水平方向におけるずれ幅を、スレート瓦３の幅寸法Ｌ１と同一とした例を示した。しかしながら、本発明はこれに限るものではない。例えば、ずれ幅を２枚分のスレート瓦３の幅寸法（Ｌ１×２）、又はスレート瓦の幅寸法の１／２としてもよい。これらは、太陽電池モジュール４を敷設する屋根の形状や面積、敷設する太陽電池モジュール４の数に応じて変更してよい。しかしながら、屋根全体の美観を向上させるという観点から、ずれ幅をスレート瓦３の幅寸法Ｌ１の１／２の整数倍とすることが好ましい。

上記した実施形態では、裏面部材１３の裏面側に端子ボックス５２を固定した状態で表面処理を実施する例を示したが、本発明はこれに限るものではない。当然のことながら、表面処理の実施後に端子ボックス５２を固定し、太陽電池モジュール４を形成してもよい。

１ 屋根構造
２ 母屋部材（桟、外部部材）
３ スレート瓦（屋根材）
４，１０４，２０４ 太陽電池モジュール
１３，１１３，２１３ 背面ガラス（裏面部材）
１６ 化粧ガラス（段差形成板）
２１ 外側領域（余剰領域）
２４ 締結要素挿通孔（貫通孔）
２５ 段差
２８ カバーガラス（表面側透明板）
３１ 太陽電池セル（太陽電池）
４８ ブッシング挿通孔（貫通孔）
４９ ブッシング部材（緩衝材）
５２ 端子ボックス（端子箱）
６１ 粗面化部位
６２ 平滑部位

Claims (16)

1. 表面側透明板と裏面部材との間に太陽電池が封入された太陽電池部を有する太陽電池モジュールにおいて、
   段差形成板を有し、前記段差形成板は前記表面側透明板の一部に重なった状態で前記表面側透明板の表面側に設置され、前記太陽電池部と段差形成板との間に段差があることを特徴とする太陽電池モジュール。
2. 段差形成板は透光性を有す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. 太陽電池は、複数の結晶型太陽電池セルによって構成されており、前記複数の結晶型太陽電池セルは表面側透明板と裏面部材との間に平面的に偏在して分布し、前記複数の結晶型太陽電池セルが一定以下の間隔をおいてあるいは隣接する結晶型太陽電池セルが接触する状態で配置されたセル設置領域と、太陽電池セルが存在しない余剰領域があり、
   段差形成板は透光性を有し、段差形成板はセル設置領域の一部と余剰領域に跨がって設置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. 段差形成板は、前記太陽電池の受光面に対して３０パーセント以上重なった状態で前記表面側透明板の表面側に設置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
5. 段差形成板と太陽電池部にはそれぞれ貫通孔が設けられており、それらが連通して連通孔が設けられるものであって、当該連通孔に締結要素を挿入して太陽電池モジュールを外部部材に固定可能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. 前記連通孔の内部に管状部材が設けられており、管状部材の先端は裏面部材から太陽電池モジュールの裏面側に突出し、当該管状部材の前記突出部は前記外部部材に突入可能であることを特徴とする請求項５に記載の太陽電池モジュール。
7. 前記連通孔の内部に管状部材が設けられており、管状部材は連通孔に埋め込まれた状態であって、管状部材は少なくとも太陽電池モジュールの表面側には突出しないことを特徴とする請求項５又は６に記載の太陽電池モジュール。
8. 前記表面側透明板はガラス板であり、前記表面側透明板の表面に粗面化された粗面化部位と、平滑さを保った平滑部位があり、前記粗面化部位は平面的に分布し、前記平滑部位は縦及び／又は横に向かって線状に延び、前記平滑部位によって前記粗面化部位が複数の四角形に区画されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
9. 太陽電池モジュールは、他の構造の屋根材と併用して一つの屋根に敷設されるものであり、太陽電池モジュールは、前記他の構造の屋根材の一部に、棟方向に隣接する他の構造の屋根材を重ねた形状を模した外観を呈することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
10. 他の構造の屋根材は発電機能を有しない無機能瓦材であり、無機能瓦材はその一部に棟方向に隣接する他の無機能瓦材を重ねその他の領域を露出させた状態で敷設されるものであり、
    太陽電池モジュールの表面側透明板であって段差形成板が重なっていない表面側透明板露出領域の軒・棟方向の幅は、無機能瓦材の前記露出部分の軒・棟方向の幅と略等しいことを特徴とする請求項９に記載の太陽電池モジュール。
11. 他の構造の屋根材は発電機能を有しない無機能瓦材であり、無機能瓦材はその一部に棟方向に隣接する他の無機能瓦材を重ねその他の領域を露出させた状態で敷設されるものであり、
    太陽電池モジュールは、段差形成板の一部に棟方向に隣接する他の太陽電池モジュール又は無機能瓦材を重ねその他の領域を露出させた状態で敷設されるものであり、太陽電池モジュールの段差形成板であって他の太陽電池モジュール又は無機能瓦材が重なっていない段差形成板露出領域の軒・棟方向の幅は、無機能瓦材の前記露出部分の軒・棟方向の幅と略等しいことを特徴とする請求項９又は１０に記載の太陽電池モジュール。
12. 請求項３に記載の太陽電池モジュールが建屋の天面に敷設された屋根構造において、一つの太陽電池モジュールの余剰領域の上に、他の太陽電池モジュールのセル設置領域に相当する領域の一部が重ねて設置されている屋根構造。
13. 防水性を有して一定形状に成形された屋根材と、前記太陽電池モジュールとが併用されており、前記屋根材が敷設されていて前記太陽電池モジュールが敷設されていない領域と、前記太陽電池モジュールが敷設されていて前記屋根材が敷設されていない領域があることを特徴とする請求項１２に記載の屋根構造。
14. 請求項１乃至１１のいずれかに記載の太陽電池モジュールが建屋の天面に敷設された屋根構造において、
    一つの太陽電池モジュールの段差形成板上に、他の太陽電池モジュールの太陽電池部に相当する領域をずらした状態で重ねて設置されていることを特徴とする屋根構造。
15. 請求項６に記載の太陽電池モジュールが建屋の天面に敷設された屋根構造において、
    建屋の天面には桟が設けられ、太陽電池モジュールは前記桟の上に載置されていると共に、管状部材の突出部が前記桟にくい込んでおり、さらに締結要素が管状部材から突出して前記桟に接合されて太陽電池モジュールが前記桟に固定されていることを特徴とする屋根構造。
16. 請求項７に記載の太陽電池モジュールが建屋の天面に敷設された屋根構造において、
    前記管状部材に締結要素が挿通されて太陽電池モジュールが建屋に固定されており、前記締結要素は、太陽電池モジュールの表面側には突出しないことを特徴とする屋根構造。

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