JPH06318729A

JPH06318729A - 太陽電池モジュールアレイ

Info

Publication number: JPH06318729A
Application number: JP5107833A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Mori; 昌宏森; Kimitoshi Fukae; 公俊深江
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-05-10
Filing date: 1993-05-10
Publication date: 1994-11-15
Anticipated expiration: 2015-07-10
Also published as: JP3061508B2

Abstract

(57)【要約】【目的】軽量で製造コストの安い太陽電池モジュール
を、設置作業が簡便で、かつ設置完了後の外観が美し
く、モジュール周縁部の保護性に優れた設置方法によっ
て設置する。【構成】周縁部にフレーム材を有しない太陽電池モジ
ュール１を、キャップ材２と支持部材４により挟持固定
する。キャップ材２の一対の差し込み部２ｂは、それら
の間に形成される開口２ｄが開閉する方向に変位可能な
弾性を有する。または支持部材４の一対の係止部４ｃ
が、それらの間に形成される開口４ｄが開閉する方向に
変位可能な弾性を有する。

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ア
レイに関し、さらに詳しくは、その設置方法において、
コストが安く、簡便で且つ、外観上も優れた太陽電池モ
ジュールアレイに関する。

【０００２】

【従来の技術】太陽エネルギーを利用する太陽電池は、
クリーンで非枯渇性のエネルギー供給源として期待され
ており、一般家庭から大規模発電用までの広範囲な利用
が期待されている。また太陽電池は屋外で使用されるケ
ースが多く、温度や湿度あるいは雨風などの外部環境か
らの影響に対する耐久性を持たせるため、太陽電池素子
を樹脂で封止する等して太陽電池モジュールとする構成
が通常採られる。更に太陽電池モジュールを複数組合わ
せて太陽電池モジュールアレイとする構造も採られる。

【０００３】ところで、この太陽電池は、太陽電池自体
の開発研究だけでなく、その設置方法についても種々開
発がなされている。例えば太陽電池モジュールアレイの
設置方法としては、従来は以下のような２つの方法があ
る。

【０００４】第１の設置方法は、図１３のように、太陽
電池モジュール１に、その周縁部の保護および機械的構
造強度の補強を目的として、アルミニウム等の材料で作
ったフレーム材８が設けられている場合に採られる方法
である。この場合、太陽電池モジュール１は、図１３
（ａ）のようにフレーム材８を固定具９によって架台７
に挟持固定するか、または図１３（ｂ）に示すようにフ
レーム材８をボルト６により直接固定することで、設置
される。

【０００５】第２の設置方法は、太陽電池モジュールの
基板材料の構造強度が充分に強い場合、あるいはモジュ
ールの軽量化や低コスト化を追求する等の理由によりフ
レーム材を設けない場合に採られる方法である。この場
合、図１４に示すように、太陽電池モジュール１はその
周縁部に設けた取り付け用の孔によって、ボルト６によ
り架台７に直接固定される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
１の設置方法では、太陽電池モジュールにフレーム材が
組合わされるため、モジュール重量が重くなり、また製
造コストが高いという問題があった。

【０００７】また、太陽電池モジュールを設置する際、
例えば固定具を用いる場合は、固定具を太陽電池モジュ
ールにあてがい、架台のネジ穴の位置に合わせ、ボルト
締めを行う等の手順を要するため、設置作業が非常に煩
雑になる。また、固定具を用いない図１３（ｂ）の方法
では、太陽電池モジュールの下側でボルト締めを行うた
めに、作業はさらに煩雑である。つまり、建物の屋根上
に設置する場合等、モジュール下側に充分な空間がない
場合には、太陽電池モジュールの下側に手が入らず、設
置作業が物理的に不可能となる。

【０００８】更に、設置後の状態において、図１３
（ａ）の固定具９を用いる設置方法では、この固定具９
のために隣接する太陽電池モジュール１の間に隙間１０
ができる。そして、この隙間１０の個所は、太陽電池に
よる発電が実質的にできないため、発電ロスとなる。ま
た、固定具９及びボルト６の頭部が外から見えるため、
外観上好ましくないという問題もあった。

【０００９】一方、上記第２の設置方法の場合は、第１
の設置方法と同様に、架台のネジ穴の位置に合わせてボ
ルト締めを行うという手順を取るので、設置作業が非常
に煩雑であるという問題があった。また、ボルトの頭部
が見えるので外観上好ましくないという問題もあった。

【００１０】更に、太陽電池モジュールは、例えば図１
５（ａ）に示すように、太陽電池素子１３をＥＶＡ（エ
チレン−酢酸ビニル共重合体）樹脂１２により封止し、
また表面側に保護材としてフッ素樹脂フィルム１１を、
更に裏面側に金属補強板１４を一体に設ける構成が採ら
れる。そして、第２の設置方法では太陽電池モジュール
の周縁部保護のためのフレーム材がないことから、フッ
素樹脂フィルム１１やＥＶＡ樹脂１２の端部が露出して
しまう。この状態で太陽電池モジュールが屋外に設置し
ておかれた場合、モジュール周縁部に小石等の物がぶつ
かること等の機械的な外的ストレスが加わることで、図
１５（ｂ）のように「保護材のはがれ」という太陽電池
モジュールの破壊が発生する場合があるという問題があ
った。

【００１１】よって、本発明の目的は、軽量で製造コス
トの安い太陽電池モジュールを、簡便な設置作業で、か
つ設置完了後の外観が美しく、モジュール周縁部の保護
性に優れた設置方法により設置できる、太陽電池モジュ
ールアレイを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の太陽電池モジュ
ールアレイは、少なくとも先端に鈎状の係止部を有する
一対の差し込み部と、太陽電池モジュールを挟持するた
めの挟持部とを有したキャップ材、および少なくとも太
陽電池モジュールを支持するための支持部と、前記キャ
ップ材を固定させるための一対の係止部とを有した支持
部材によって、太陽電池モジュールを挟持固定する太陽
電池モジュールアレイであって、キャップ材の前記一対
の差し込み部が、前記一対の差し込み部の間に形成され
る開口が開閉する方向に変位可能な弾性を有することを
特徴とする。

【００１３】また、本発明の太陽電池モジュールアレイ
は、少なくとも先端に鈎状の係止部を有する一対の差し
込み部と、太陽電池モジュールを挟持するための挟持部
とを有したキャップ材、および少なくとも太陽電池モジ
ュールを支持するための支持部と、前記キャップ材を固
定させるための一対の係止部とを有した支持部材によっ
て、太陽電池モジュールを挟持固定する太陽電池モジュ
ールアレイであって、支持部材の前記一対の係止部が、
前記一対の係止部の間に形成される開口が開閉する方向
に変位可能な弾性を有することを特徴とする。

【００１４】上記の各構成において、前記支持部材の支
持部が凹形状もしくは凸形状に形成され、かつ前記太陽
電池モジュールの周縁がこれらの形状に合致するように
形成されていることが好ましい。

【００１５】また、支持部材の前記係止部の中央部に、
キャップ材の前記鈎状部が係止できる仮止め用係止部を
設けることが好ましい。

【００１６】更に、キャップ材の前記挟持部と前記太陽
電池モジュールの表面との間に、弾性材料により形成さ
れたガスケット材を設けることが好ましい。前記ガスケ
ット材の断面形状は中空形状であることが好ましい。

【００１７】また、前記支持部材の前記太陽電池モジュ
ールの支持部分と前記太陽電池モジュールの裏面との間
に、表裏両面に粘着材を有した部材を設けることが好ま
しい。

【００１８】（実施態様例）次に本発明の実施態様例を
説明する。図１〜４に、周縁部にフレーム材を有しない
太陽電池モジュールを支持部材とガスケット材を有した
キャップ材で挟持固定した例を示した。なお、図１〜３
は、図４においてＣ矢視方向からの太陽電池モジュール
の設置手順を示す側面図であり、図４はその斜視図であ
る。

【００１９】この例は、図１の通り、フレーム材を有し
ない太陽電池モジュール１、図示しない両面粘着テープ
により中空部分を有したガスケット材３を予め設けたキ
ャップ材２、太陽電池モジュールの支持部材４、固定部
材５、ボルト６、架台７等を用いて構成される。支持部
材４には固定部材５が溶接され、また固定部材５はボル
ト６によって架台７に固定される。

【００２０】次に、太陽電池モジュール１の設置手順を
図１〜３により説明する。

【００２１】まず、図１において、支持部材４をボルト
６によって架台７に固定した後、支持部材４の支持部４
ａ上に太陽電池モジュール１の周縁部を載せる。次い
で、キャップ材２の差し込み部２ｂを支持部材４の開口
部４ｄヘと押し込む。このとき、キャップ材２の差し込
み部２ｂの開口幅αは、支持部材４の開口部４ｄの開口
幅βより小さく、かつ開口部４ｄが上部から下部へと徐
々に狭くなる構造であるために、キャップ材２を下方へ
押し込むことにより、弾性を有する差し込み部２ｂを閉
じることができる。

【００２２】図２に、キャップ材２の差し込み部２ｂの
先端の鈎状部２ｃが支持部材４の仮止め用係止部４ｅに
係止されている状態を示した。この状態では、差し込み
部２ｂが上述の通り初期の開口幅αより小さく閉じられ
て係止されているため、キャップ材２は上方へ抜けるこ
とはない。また、この時のガスケット材３の押しつぶさ
れる変形量は小さく、太陽電池モジュール１は弱い力で
挟持されているだけであるので、太陽電池モジュール１
は矢印Ａの方向への移動が可能である。このため、太陽
電池モジュール１が所望の設置位置からズレている場合
には、この状態で調整移動させることができる。

【００２３】図３に、キャップ材２を支持部材４内に完
全に押し込んで設置完了した状態を示した。このとき、
ガスケット材３の中空部分が押しつぶされるため、ガス
ケット材３の元の状態ヘ戻ろうとする力Ｂによって、太
陽電池モジュール１は下方へ、またキャップ材２は上方
へと押され続けられる。これにより、太陽電池モジュー
ル１は、支持部材４とキャップ材２により挟持固定され
る。

【００２４】上記のように、ガスケット材３の存在によ
り、キャップ材２の挟持部２ａと太陽電池モジュール１
とが不均一に接触することを防止し、かつ太陽電池モジ
ュール１に均一な力を加えることができる。なお、ガス
ケット材３がない場合には、太陽電池モジュール１は図
３のようにキャップ材２と面接触しないで、偏当たりし
て点接触となり、均一な力で抑えられない場合もある。

【００２５】また、ガスケット材３により雨水の浸入を
防げるため、太陽電池モジュール１の下側へは雨水を漏
らさない、雨仕舞構造を有した設置方法となっている。

【００２６】なお、本発明はこの例に限られるものでは
ない。また、上記各構成要素について以下に説明する。

【００２７】（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、軽量かつ低コストで製造する
ために、モジュール周縁部にフレーム材を有しないもの
である。

【００２８】また、モジュール周縁部が折り曲げ加工可
能なものが好ましく、これにより図８〜１０に示すよう
に、太陽電池モジュール２１の周縁部を折り曲げてその
挟持固定をより確実とする固定方法となる。

【００２９】更に、光入射側の表面層は耐候性と可とう
性のある透光性材料で覆われ、裏面側には耐候性を有し
た金属製補強板が設けられたものが好ましい。この場
合、例えば表面層は、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。更に、モジュール保護のため、ガラス不織
布を上記樹脂に挟んで形成してもよい。また、裏面側に
用いる上記の金属製補強板としては、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、ステンレス鋼板等
が挙げられる。

【００３０】このように、表面層に可とう性のある透光
性材料を用いる場合には、太陽電池素子は可とう性、耐
衝撃性に優れたものが要求される。この種の太陽電池素
子としては、可とう性を有した導電性基体上に非晶質シ
リコン系半導体層を形成したものが好ましい。

【００３１】ここで、太陽電池モジュールの構成は以上
説明したものに限定されない。上記のようにモジュール
周縁においての折り曲げ加工ができる構成は必須ではな
い。例えば、実施例で後述するように、ガラスやセラミ
ック等の剛体を太陽電池モジュールの基体として、モジ
ュール単体で機械的構造強度が充分な剛体として作製し
たものも、本発明の太陽電池モジュールアレイに充分適
合可能である。この場合の太陽電池素子は、単結晶シリ
コン、多結晶シリコン、銅インジウムセレナイドなどの
化合物半導体によるものも適用可能である。

【００３２】更に、図１２のように、太陽電池モジュー
ル３９の周縁４辺のうちの向かい合う一対の周縁２辺３
９ａ、３９ｂのみを挟持固定する場合、モジュール単体
の機械的構造強度をあげるために、その他の２辺３９
ｃ、３９ｄを折り曲げることも可能である。

【００３３】図１２に示す例では、挟持固定されるモジ
ュール周縁の２辺３９ａ、３９ｂの長さが１２０ｃｍ、
折り曲げられるモジュール周縁の２辺３９ｃ、３９ｄの
長さが３０ｃｍのモジュールサイズである。またモジュ
ールの構成としては、表面保護層としてフッ素樹脂フィ
ルム／ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）の二層
構造を、また裏面側には厚さ０．８ｍｍの亜鉛メッキ鋼
板を用いたものである。そしてこの太陽電池モジュール
３９が、その２辺３９ｃ、３９ｄを折り曲げた状態で、
２辺３９ａ、３９ｂを挟持固定されることで、モジュー
ル周縁の４辺全てを固定しなくとも、風力等の耐荷重の
点においても十分であるように、太陽電池モジュール３
９を設置することができる。

【００３４】また、上記モジュール折り曲げ形状は、図
１２に示す下方への１回曲げに限らない。例えば、モジ
ュールの裏面側に雨水を漏らさない折り曲げ形状とする
ことで、雨仕舞構造を有した太陽電池モジュールの設置
構造とすることもできる。

【００３５】（光起電力素子）本発明に使用する太陽電
池モジュールは、少なくとも１つ以上の光起電力素子か
ら構成される。その一例は図１１に示した通りで、導電
性基体３４、裏面電極層３５、光電変換部材としての半
導体層３６、透明電極層３７、集電電極３８からなる構
成となっている。裏面電極層３５は導電性基体３４によ
り兼用することもできる。

【００３６】導電性基体３４としては、ステンレス、モ
リブデン、タングステン、コバルト、クロム、鉄、タン
タル、ニオブ、ジルコニウム、アルミニウム、アルミニ
ウム合金、銅、チタン等からなるものが用いられる。

【００３７】半導体層３６としては、非晶質シリコン系
半導体、単結晶シリコン、多結晶シリコン、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。非晶質シリコン系半
導体の場合は、シランガスと、所望の導電体にするため
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。ＣｕＩｎＳｅ_２／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、タンデム、トリプル等の複層構成とすることが
できる。半導体層３６は少なくとも裏面電極層３５と透
明電極層３７にサンドイッチされた構造になっている。

【００３８】裏面電極層３５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，Ｎ
ｉ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｍｏ等が用いられ、金属酸化物
としてＺｎＯ，ＴｉＯ_２，ＳｎＯ_２，ＩＴＯ等が採
用される。上記金属層及び金属酸化物の形成方法として
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、不純物拡散法等がある。

【００３９】更に、透明電極層３７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３８の材料としては、Ｔｉ，Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｓｕや銀ペー
スト等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等の蒸着方法、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後
にメッキにより形成する方法、導電性ペーストを印刷し
て形成する方法等がある。導電性ペーストは、通常、微
粉末状の金、銀、銅、ニッケル、及びそれらの合金、混
合物カーボン等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、フェノール等の樹脂があ
る。また、上記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、ニッケル等を用いる。
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。

【００４０】（キャップ材）本発明に使用するキャップ
材は、単一の部材で構成する必要はなく、複数の部材に
よりキャップ材を構成しても良い。例えば図６に示すも
のである。図６（ａ）のものは、機械的強度を有したス
テンレス製板からなる挟持部材１５に、バネ弾性を有し
たステンレス材料により作製された差し込み部材１６を
溶接したものである。図６（ｂ）のものは、アルミニウ
ムを引き抜き加工により作製した挟持部材１７に、上記
同様のステンレス製の差し込み部材１８をネジにより止
めたものである。図６（ｃ）のものは、亜鉛メッキ鋼板
をスリットができるように折り曲げた挟持部材１９に、
予め溶接してある差し込み部材２０を上記スリットヘ差
し込んだものである。

【００４１】また、キャップ材の長尺方向に関しては、
図５に示すように、挟持部材に対して差し込み部材が全
域ではなくて断続的に存在するようであっても良い。

【００４２】更に、挟持部材の挟持部下側は平滑な面で
はなく、挟持力及び摩擦力の増加を目的として様々な形
状としても良い。例えば、図６（ａ）に示すように下方
に凸状にしたり、図６（ｂ）のように断面波形状とする
ことができる。

【００４３】（ガスケット材）本発明の太陽電池モジュ
ールアレイにおいて、ガスケット材の使用は必須ではな
いが、上記のように、太陽電池モジュールを面接触で均
一な力で抑え込むため、あるいは太陽電池モジュールア
レイの雨仕舞を考慮する場合において、非常に有利であ
る。

【００４４】ガスケット材を用いるときは、両面粘着テ
ープ等により予めキャップ材に接着させておくことが作
業性の点において好ましいが、これに限定されない。ま
たガスケット材の下側に両面粘着テープ等を設け、ガス
ケット材と太陽電池モジュール表面との接着を計ること
も考えられる。ガスケット材の材質は、耐水性、耐候
性、耐熱性に優れたものが好ましく、例えば、エチレン
・プロピレンゴム、シリコンゴム等が挙げられる。更
に、ガスケット材の形状においては、図６（ｃ）のよう
に中空部分を設けることで、ガスケット材の変形量を大
きくでき、ガスケット材による太陽電池モジュールヘの
押しつけ力を大きくできるので好ましいが、この限りで
はない。ガスケット材に用いる材質により、その弾性力
に応じた適切な形状とすることができる。ガスケット材
の使用数は１辺に１個とは限らず、複数個としてもよ
い。

【００４５】（支持部材）本発明に使用する支持部材の
材質は、機械的強度、耐候性に優れたものが好ましく、
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チタン、ス
テンレス鋼板等が挙げられる。また、支持部材は１個の
部材のみで構成するのではなく、複数の部材により構成
しても良い。更に、支持部材の支持部は、平滑な面に限
らず、凹形状、凸形状等の様々な形状に形成される。

【００４６】

【作用】本発明において、太陽電池モジュールは、周縁
部にフレーム材を有しないものを用いる。そして、請求
項１、２に記載の発明では、この太陽電池モジュールア
レイを、少なくとも先端に鈎状の係止部を有する一対の
差し込み部と太陽電池モジュールを挟持するための挟持
部を有したキャップ材と、少なくとも太陽電池モジュー
ルを支持するための支持部と前記キャップ材を固定させ
るための一対の係止部とを有した支持部材により挟持固
定する。この場合、前記キャップ材の一対の差し込み部
は、これら差し込み部の間に形成される開口が開閉する
方向に変位可能な弾性を有する。または前記支持部材の
一対の係止部は、これら係止部が開口が開閉する方向に
変位可能な弾性を有する。この構成により、太陽電池モ
ジュールをキャップ材と支持部材との間で挟持固定でき
る。

【００４７】そして、太陽電池モジュール自体に関して
は、モジュール周縁部にフレーム材を有していないモジ
ュールを用いることで、フレーム材料費が削減でき、製
造コストが低く抑えられる。また、太陽電池モジュール
の軽量化が計れるので、太陽電池モジュールの運搬費用
を安くすることができる。更に、太陽電池モジュールの
設置作業時においてその作業性を大幅に向上する。

【００４８】更に、設置方法においては、太陽電池モジ
ュールをボルトによる固定ではなく上記のようにキャッ
プ部材を押し込む等による挟持固定を行っているので、
設置作業が非常に簡便となる。よって、設置完了後の外
観に関しては、ボルトの頭が見えるということがないの
で、美しく仕上げることができる。

【００４９】また、太陽電池モジュールの周縁部をキャ
ップ材により挟持保護するため、「保護材のはがれ」と
いう太陽電池モジュールの破壊を防止することができ
る。

【００５０】更に、請求項３記載のように、太陽電池モ
ジュールの周縁が形状に合致するように支持部材の支持
部を凹形状もしくは凸形状に形成することで、太陽電池
モジュール単体では剛性強度が十分とは言えないモジュ
ールにおいても、強固に固定することができる。

【００５１】また、請求項４記載のように、支持部材の
係止部の中央部に、キャップ材の差し込み部先端の鈎状
部が係止できる仮止め用係止部を設けることで、弱い力
による太陽電池モジュールの仮固定ができ、その状態で
の所望の設置位置ヘの調整移動ができる。

【００５２】更に、請求項５記載のように、キャップ材
の挟持部と太陽電池モジュール表面との間に弾性材料に
より形成されたガスケット材を設けることで、キャップ
材の挟持部と太陽電池モジュールが不均一に接触するこ
とが防止される。また均一な力を加えることができるの
で、強固に固定することができる。更にガスケット材に
より雨水の浸入を防ぐことができるので、太陽電池モジ
ュールの下側へは雨水を漏らさない、雨仕舞構造を有し
た設置方法とできる。

【００５３】また、請求項６記載のように、支持部材の
太陽電池モジュールの支持部分と太陽電池モジュール裏
面の間に表裏両面に粘着材を有した部材を設けること
で、所望の設置位置への仮固定ができる。これにより、
キャップ材を押し込み、完全に挟持固定する瞬間に、太
陽電池モジュールが移動し、不完全な挟持固定状態とな
ることを防止できる。

【００５４】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明するが、本発明
はこれらの実施例に限定されるものではない。（実施例１）図７に実施例１の太陽電池モジュールアレ
イの断面図を、また図８はその部分拡大図をそれぞれ示
した。この実施例１は、要するに、支持部材２４の支持
部を凹形状に形成し、またこれに合致するように周縁部
を形成した太陽電池モジュール２１を、支持部材２４と
キャップ材２２によって挟持固定した構成のものであ
る。

【００５５】この実施例１の太陽電池モジュールアレイ
は、フレーム材を有しない太陽電池モジュール２１、図
示しない両面粘着テープによりガスケット材２３を予め
設けたキャップ材２２、太陽電池モジュールの支持部材
２４、ボルト２５、架台２６から構成される。支持部材
２４は、ボルト２５によって、架台２６に固定されてい
る。

【００５６】太陽電池モジュール２１は、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、裏面側に金属製の補強板を設けたものである。光入
射側表面には厚さ５０μｍのフッ素樹脂フィルムを用
い、上記の非晶質シリコン半導体素子とフッ素樹脂フィ
ルム及び金属製補強板の間にはＥＶＡ（エチレン−酢酸
ビニル共重合体）を接着層としてそれぞれ約１ｍｍの厚
みで充填してある。これらは真空ラミネート方法により
作製される。また、上記の金属補強板は、建物の屋根材
として多く使われている亜鉛メッキ鋼板の板厚０．３ｍ
ｍのものを使用した。

【００５７】この実施例１では、図８に示すように太陽
電池モジュール２１の周縁部を凹形状（図のＤ部分）に
折曲げ加工した。キャップ材２２のモジュール挟持部２
２ａには厚さ２ｍｍのステンレス鋼板を、また差し込み
部には厚さ０．４ｍｍの低温焼きなまし処理を施したス
テンレス鋼板をそれぞれ使用し、これらを溶接により接
合した。更に、シリコンゴムによってガスケット材２３
を作製し、これを図示しない両面粘着テープにより、前
記厚さ２ｍｍのステンレス鋼板に接着した。なお、キャ
ップ材２２は、太陽電池モジュール２１の凹形状部（Ｄ
部分）に沿って抑え込める形状に作製した。支持部材２
４は、板厚１．６ｍｍの亜鉛メッキ鋼板を用い、また断
面形状が図８に示すように、支持部が凹形状（Ｄ部分）
となるように作製したものである。

【００５８】なお、光起電力素子（非晶質シリコン半導
体素子）は次の手順で作製した。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を形成した後、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_２Ｏ
_３を、Ｏ_２雰囲気下でＩｎを抵抗加熱法で蒸着する
事によって形成した。更に、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半導体素子を作製
した。

【００５９】本実施例の太陽電池モジュール２１の設置
手順としては、その概略は上記の実施態様例で述ベたと
同様である。但し、実施例１においては、支持部材２４
に形成された凹形状部に太陽電池モジュール２１の凹形
状部を合わせて載置するので、微調整をするための仮止
め機構は用いなかった。

【００６０】本実施例における太陽電池モジュール２１
は、上記のように、フレーム材を有せず、板厚０．３ｍ
ｍの金属製補強板を有するのみであるので、モジュール
の剛性という点に関しては、十分強いとは言えない。こ
のため、風力等により図７の矢印Ｅ方向にモジュールが
湾曲して、矢印Ｆ方向にモジュールが抜け出ようとす
る。ところが、実施例１においては、上記したように太
陽電池モジュール２１の周縁を凹形状に形成したので、
太陽電池モジュール２１は図８で矢印で示すような３種
類の方向の力で挟持固定されており、このため太陽電池
モジュール２１が抜け出ることはない。つまり、実施例
１のような太陽電池モジュール２１の設置方法を採るこ
とで、太陽モジュールの剛性が弱い場合でも強固な設置
を行うことが可能となるのである。

【００６１】（実施例２）実施例２は、表面をガラスで
覆った剛性を有する太陽電池モジュールを、仮止め用係
止部を有した支持部材を用いて、挟持固定した例であ
る。

【００６２】図９に実施例２の太陽電池モジュールアレ
イの断面図を示した。太陽電池モジュール２７は、表面
に厚さ２ｍｍのガラスを、また裏面においてフッ素樹脂
フィルムの間にアルミニウム箔がサンドイッチされたラ
ミネートフィルムを用いた以外は、上記実施例１と同様
に作製されたものである。また、実施例２では、仮止め
用係止部２８ｅを有した支持部材２８を用いたので、上
記の実施態様例において述べたように、太陽電池モジュ
ール２７の仮止め状態で微調整を行った後に、最終のモ
ジュール固定を行う。

【００６３】実施例２に使用される太陽電池モジュール
２７は、厚さ２ｍｍのガラスを用いていることにより、
モジュール単体としては充分な剛性がある。このため風
力等により太陽電池モジュール２７は湾曲することがな
いので、実施例１のような矢印Ｇで示す水平方向への太
陽電池モジュール２７が抜けようとする力が加わらな
い。よって、実施例２の太陽電池モジュール２７は、図
９に示すようなその端部を凹形状とする等の処理をする
ことなく設置することができる。なお、支持部材２８の
材質等のその他の具体的な内容は、実施例１と同様であ
る。

【００６４】（実施例３）実施例３は、太陽電池モジュ
ールの支持部材の支持部を凸形状に形成し、それに合致
するように周縁部を形成した太陽電池モジュールを支持
部材とキャップ材により挟持固定した例である。

【００６５】図１０は実施例３の太陽電池モジュールア
レイの特徴を示す断面図である。実施例３における支持
部材３１の支持部は凸形状（Ｈ部）に形成し、ここに、
厚さ１ｍｍのアクリルフォームが基材である両面粘着テ
ープ２９を接着させた。そこへ、凸形状（図のＨ部分）
に合致するように周縁部を形成した太陽電池モジュール
２７を載置し、上記の両面粘着テープ２９により仮固定
した。その後、キャップ材３０と支持部材３１により太
陽電池モジュール２７を完全に挟持固定した。

【００６６】ここで、実施例３において、上記の両面粘
着テープ２９は、キャップ材３０と支持部材３１による
太陽電池モジュール２７の挟持固定を補助固定するため
ではなく、太陽電池モジュール２７の仮固定を主目的と
している。つまり、キャップ材３０を押し込み、完全に
挟持固定する瞬間に、太陽電池モジュール２７が移動し
て各部材の凸形状部（Ｈ部）が合致しないことが発生す
るのを防止しているものである。よって、実施例３にお
いて、両面粘着テープ２９は、長尺方向全域に用いるの
ではなく、部分的にのみ使用した。

【００６７】なお、実施例３のキャップ材３０はアルミ
ニウム材を引き抜き加工により作製し、実施例１と同様
に作製した差し込み部材３０ｂをネジ３２により固定し
たものである。また、ガスケット材３３は実施例１と同
様にシリコンゴムにより作製し、キャップ材３０に予め
接着しておいた。更に実施例３においては、ガスケット
材３３が均一に抑えられるように、上記凸形状部の頂点
部での使用は避けて２分割して使用した。また、太陽電
池モジュール２７等のその他の具体的な内容は、実施例
１と同様である。

【００６８】そして実施例３では、上記のように各部材
を凸形状（Ｈ部）に形成し、それが合致するように挟持
固定したので、図１０に矢印で示すような２種類の方向
からの力によって挟持されていることになる。よって、
実施例１と同様に剛性の弱い太陽電池モジュールであっ
ても、実施例３の設置方法とすることで強固に太陽電池
モジュールを固定することができる。

【００６９】

【発明の効果】以上の通り、請求項１、２記載の本発明
では、太陽電池モジュールを、少なくとも先端に鈎状の
係止部を有する一対の差し込み部と太陽電池モジュール
を挟持するための挟持部を有したキャップ材と、少なく
とも太陽電池モジュールを支持するための支持部と固定
部と上記キャップ材を固定させるための一対の係止部と
を有した支持部材により挟持固定する太陽電池モジュー
ルアレイにおいて、上記キャップ材の一対の差し込み部
が、これら差し込み部の間に形成される開口が開閉する
方向に変位可能な弾性を有すること、あるいは上記支持
部材の一対の係止部が、これら一対の係止部の間に形成
される開口が開閉する方向に変位可能な弾性を有するよ
うにしたものである。そして、太陽電池モジュールとし
てその周縁部にフレーム材を有していないものを用いる
ことで、フレーム材料費を削減することで製造コストを
低く抑えることができる。更に、太陽電池モジュールの
軽量化が図れるので、太陽電池モジュールの運搬費用を
安くすることができ、また設置作業時においてはその作
業性を大幅に向上させることができる。

【００７０】また、設置方法において、キャップ部材を
押し込むことで太陽電池モジュールの挟持固定が行われ
るので、設置作業が非常に簡便となった。更に、設置完
了後の外観に関しては、ボルトの頭が見えるということ
がないので、美しく仕上げることができる。また、モジ
ュール周縁部をキャップ材により挟持保護していること
により、「保護材のはがれ」という太陽電池モジュール
の破壊を防止することができる。

【００７１】更に、請求項３記載のように支持部材の支
持部を太陽電池モジュールアレイの周縁の形状に合致す
るように凹形状もしくは凸形状に形成することにより、
太陽電池モジュールが単体では剛性強度が十分ではない
場合でも、強固に固定することができる。

【００７２】また、請求項４記載のように支持部材の係
止部中央部に、キャップ材の差し込み部先端の鈎状部が
係止できる仮止め用係止部を設けることで、弱い力によ
る太陽電池モジュールの仮固定ができ、その状態での所
望の設置位置への調整移動ができる。

【００７３】更に、請求項５記載のように、キャップ材
挟持部と太陽電池モジュール表面の間にガスケット材を
設けることで、キャップ材支持部と太陽電池モジュール
の不均一な接触の発生が防止され、均一な力を加えるこ
とができ、これらを強固に固定することができる。そし
て、ガスケット材により雨水の浸入を防ぐことができる
ので、太陽電池モジュールの下側へは雨水を漏らさな
い、雨仕舞構造を有した設置方法とすることができる。

【００７４】また、請求項６記載のように、支持部材の
太陽電池モジュール支持部と太陽電池裏面の間に、表裏
両面に粘着材を有した部材を設けることにより、所望の
設置位置への仮固定ができる。これにより、キャップ材
を押し込み、完全に挟持固定する瞬間に、太陽電池モジ
ュールが移動し、不完全な挟持固定状態となることを防
止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の太陽電池モジュールアレイの実施態様
例を示す断面図である。

【図２】本発明の太陽電池モジュールアレイの実施態様
例を示す断面図である。

【図３】本発明の太陽電池モジュールアレイの実施態様
例を示す断面図である。

【図４】本発明の太陽電池モジュールアレイの実施態様
例を示す斜視図である。

【図５】本発明のキャップ材の一例を示す斜視図であ
る。

【図６】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明のキャップ材
の一例を示す断面図である。

【図７】本発明の太陽電池モジュールアレイの実施例１
の断面図である。

【図８】本発明の太陽電池モジュールアレイの実施例１
の断面図である。

【図９】本発明の太陽電池モジュールアレイの実施例２
の断面図である。

【図１０】本発明の太陽電池モジュールアレイの実施例
３の断面図である。

【図１１】本発明の太陽電池モジュールアレイに用いる
光起電力素子の一例を示す断面図である。

【図１２】本発明の太陽電池モジュールアレイに用いる
太陽電池モジュールの設置例を示す斜視図である。

【図１３】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ太陽電池モジュー
ルアレイの従来の設置方法の一例を示す断面図である。

【図１４】太陽電池モジュールアレイの従来の設置方法
の一例を示す断面図である。

【図１５】（ａ）、（ｂ）はフレーム材を有しない従来
の太陽電池モジュールの周縁部の部分拡大断面図であ
る。

【符号の説明】

１、２１、２７、３９太陽電池モジュール、２、２２、３０キャップ材、３、２３、３３ガスケット材、４、２４、２８、３１、４０支持部材、５固定部材、６ボルト、７、２６架台、８フレーム材、９固定具、１０隙間、１１フッ素樹脂フィルム、１２ＥＶＡ樹脂、１３太陽電池素子、１４金属補強板、１５、１７、１９挟持部材、１６、１８、２０差し込み部材、２９両面粘着テープ、３２ネジ、３４導電性基体、３５裏面電極層、３６半導体層、３７透明電極層、３８集電電極。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも先端に鈎状の係止部を有する
一対の差し込み部と、太陽電池モジュールを挟持するた
めの挟持部とを有したキャップ材、および少なくとも太
陽電池モジュールを支持するための支持部と、前記キャ
ップ材を固定させるための一対の係止部とを有した支持
部材によって、太陽電池モジュールを挟持固定する太陽
電池モジュールアレイであって、キャップ材の前記一対の差し込み部が、前記一対の差し
込み部の間に形成される開口が開閉する方向に変位可能
な弾性を有することを特徴とする太陽電池モジュールア
レイ。
【請求項２】少なくとも先端に鈎状の係止部を有する
一対の差し込み部と、太陽電池モジュールを挟持するた
めの挟持部とを有したキャップ材、および少なくとも太
陽電池モジュールを支持するための支持部と、前記キャ
ップ材を固定させるための一対の係止部とを有した支持
部材によって、太陽電池モジュールを挟持固定する太陽
電池モジュールアレイであって、支持部材の前記一対の係止部が、前記一対の係止部の間
に形成される開口が開閉する方向に変位可能な弾性を有
することを特徴とする太陽電池モジュールアレイ。
【請求項３】支持部材の前記支持部が凹形状もしくは
凸形状に形成され、かつ、前記太陽電池モジュールの周
縁が前記凹形状もしくは凸形状に合致するように形成さ
れていることを特徴とする請求項１または２に記載の太
陽電池モジュールアレイ。
【請求項４】支持部材の前記係止部の中央部に、キャ
ップ材の前記鈎状部が係止できる仮止め用係止部を設け
たことを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池
モジュールアレイ。
【請求項５】キャップ材の前記挟持部と前記太陽電池
モジュール表面の間に、弾性材料により形成されたガス
ケット材を設けたことを特徴とする請求項１または２に
記載の太陽電池モジュールアレイ。
【請求項６】前記支持部材の前記太陽電池モジュール
の支持部分と前記太陽電池モジュールの裏面との間に、
表裏両面に粘着材を有した部材を設けたことを特徴とす
る請求項１または２に記載の太陽電池モジュールアレ
イ。
【請求項７】前記ガスケット材の断面形状が、中空形
状であることを特徴とする請求項５に記載の太陽電池モ
ジュールアレイ。