JPH11135813A - 太陽電池モジュールおよびその製造方法、設置方法およびその外部リード接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】一様な明るさの透過光の太陽電池モジュールお
よびその製造方法、屋根や窓などへの取付け容易な設置
方法、接続作業が容易な外部リードの接続方法を提供す
る。 【解決手段】太陽電池の受光面側より、耐候性の第１の
保護フィルム15a 、第１の接着材フィルム14、およびフ
レキシブルな基板状とその上に形成された太陽電池セル
からなり、所定の間隔で配列された複数個の太陽電池素
子11と、これらの太陽電池素子を接続する主配線13とを
第１の接着材フィルムと挟む第２の接着材フィルム15b
、および第２の保護フィルムまたは補強板15c または
第２の保護フィルムと補強板の両者が積層されてなる太
陽電池モジュールにおいて、少なくとも前記太陽電池素
子の間隔部分は透明であり、またこの間隔部分を透過し
た太陽光を発散光または拡散光に変換できる形状（レン
ズL ）とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、採光可能なフレキ
シブルな太陽電池モジュールとその製造方法、その設置
方法およびその接続方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】太陽電池は、クリーンエネルギー源とし
て期待されている。太陽電池は、一般に屋外で用いられ
るため、太陽電池セル（以下セルと記す）を樹脂フィル
ムにより封止して太陽電池モジュール（以下モジュール
と記す）とし、耐久性を向上させている。図１０は従来
の太陽電池モジュールを示し、（ａ）は平面図であり、
（ｂ）は（ａ）におけるＸＸ断面図である。フレキシブ
ルで透明なフィルム状基板とその上に形成された太陽電
池セルとからなる太陽電池素子１１の複数個はその異な
る極性の出力をそれぞれ補助配線１２を介して２本の主
配線１３に並列接続されている。これらは２枚の接着材
フィルム１４に挟まれ、さらに、この接着材フィルム４
を介してそれぞれ透明な耐候性の第１の保護フィルム１
５ａおよび第２の保護フィルム１５ｂが被覆、接着され
ている。

【０００３】太陽電池素子１１は不透明であるが、太陽
電池素子１１同志の間（間隔部分）および太陽電池素子
１１と配線１２、１３の間などは透明であり、太陽光は
透過するので、このような太陽電池モジュール１を倉庫
や駐車場など高照度を必要としない建物の屋根又は窓に
用い、透過光を利用することがある。このような太陽電
池モジュールを屋根または窓に設置する場合、太陽電池
モジュールはフレキシブルであるので、風などに煽られ
ないように補強板に接着してから屋根または窓に取り付
ける必要がある。補強板はガラス板やプラスチック板で
あり、特に曲面を必要とする場合はプラスチック板が用
いられる。図１１は従来のフレームにはめ込まれた補強
板に接着された太陽電池モジュールの要部破断斜視図で
ある。太陽電池モジュール１は接着剤２により補強板３
に全面接着されている。補強板にＥＶＡのフィルム状接
着材等を用いて全面を接着する方法が知られているが、
架橋温度が100 ℃以下では十分な接着力が得られない欠
点がある。また、100 ℃以上の接着温度を用いた場合
は、アクリル板やポリカーボネート板の変形する問題が
ある。また他の接着方法として、溶剤を含む接着材を塗
布乾燥後、ロール圧接するいわゆるドライラミネート法
が知られているが、屋外使用に対しては十分な接着強度
および耐久性が得られないのが実状である。

【０００４】この積層板はゴムなどの弾性体からなる押
さえ部材５とともにフレーム４にはめ込まれている。フ
レーム４は図示してない屋根または窓などに取り付けら
れている。また、従来は、太陽電池モジュールの出力電
力を取り出す外部リードの接続方法においては、太陽電
池モジュールの端部で主配線端部の接着材フィルムおよ
び保護フィルムを剥離し、主配線端部と外部リード端部
とを、例えば、はんだ付けなどにより接続していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の採光方法
では、太陽光は平行光であるので、太陽電池素子の影と
透明な間隔部分の縞模様であり、照度は一様でなく物が
みにくいという問題があった。また、設置方法では、太
陽電池モジュールを補強板に接着する際皺ができ易く、
皺の部分で導通が損なわれることがある。また補強板の
曲げ強度が大きくなり、曲面に曲げる作業が困難になる
などの問題もあった。また、フレームは完全に太陽電池
を囲んでおり、傾斜面の下部にくるフレームと太陽電池
モジュールのなす角部（図１１符号Ｃ）に雨水が溜ま
り、押さえ部材５があるものの、水は浸透して太陽電池
を損なう危険性があった。

【０００６】また、太陽電池モジュールへの外部リード
の接続は設置現場で行う必要があり、上記の様な煩雑な
作業は困難でありまた時間も要するので、より簡便な接
続方法が求められていた。上記の問題点に鑑み、本発明
の目的は、採光窓を通過した光が縞状でなく一様な明る
さの光となるような太陽電池モジュールおよびその製造
方法、および屋根や窓などに太陽電池モジュールを容易
に取付け可能な設置方法、および太陽電池モジュールへ
の接続作業が容易な外部リードの接続方法を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、太陽電池の受光面側より、耐候性の第１の保護フ
ィルム、第１の接着材フィルム、およびフレキシブルな
基板状とその上に形成された太陽電池セルからなり、所
定の間隔で配列された複数個の太陽電池素子と、これら
の太陽電池素子を接続する主配線とを第１の接着材フィ
ルムと挟む第２の接着材フィルム、および第２の保護フ
ィルムまたは補強板または第２の保護フィルムと補強板
の両者が積層されてなる太陽電池モジュールにおいて、
少なくとも前記太陽電池素子の間隔部分は透明であり、
またこの間隔部分は透過した太陽光を発散光または拡散
光に変換できる形状であることとする。

【０００８】前記間隔部分は長手方向が軸であるシリン
ドリカルな、凹レンズまたは凸レンズ、または両レンズ
の交互の配列であると良い。前記レンズの曲面は、少な
くとも太陽電池モジュールの１つの面に形成されている
と良い。前記間隔部分の受光面の反対側の面は粗面であ
ると良い。

【０００９】上記の太陽電池モジュールの製造方法にお
いて、前記レンズは太陽電池素子を前記保護フィルムお
よび前記接着材フィルムで封止する加熱加圧工程時に形
成されると良い。太陽電池の受光面側より、耐候性の第
１の保護フィルム、第１の接着材フィルム、およびフレ
キシブルな基板状とその上に形成された太陽電池セルか
らなり、所定の間隔で配列された複数個の太陽電池素子
と、これらの太陽電池素子を接続する主配線とを第１の
接着材フィルムと挟む第２の接着材フィルム、および第
２の保護フィルムからなる太陽電池モジュールがフレー
ムの溝に防水性弾性体により押しつけられてフレームに
固定される太陽電池モジュールの設置方法において、前
記太陽電池モジュールの少なくとも対向する２辺のみを
可撓性の補強板に接着固定した後、この補強板を反らせ
ながらこの２辺を既に位置が固定されている前記フレー
ムの溝に差し込むこととする。

【００１０】前記接着部位２辺のうちの少なくとも１辺
を支持する防水性弾性体付フレームの一部を切り欠き雨
水などが滞留しないようにすると良い。太陽電池の受光
面側より、耐候性の第１の保護フィルム、第１の接着材
フィルム、およびフレキシブルな基板状とその上に形成
された太陽電池セルからなり、所定の間隔で配列された
複数個の太陽電池素子と、これらの太陽電池素子を接続
する主配線とを第１の接着材フィルムと挟む第２の接着
材フィルム、および第２の保護フィルムからなる太陽電
池モジュールの外部リード接続方法において、前記外部
リードは少なくとも２枚の金属箔をプラスチックフィル
ムで被覆したフラットケーブルであり、このフラットケ
ーブルと前記主配線とを重ねて接続金具を金属箔と前記
主配線とを貫通させた後、接続金具をかしめることによ
り、両者の機械的接続と電気的接続とを同時に行うこと
とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る太陽電池モジ
ュールを示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）
におけるＸＸ断面図である。本発明に係る太陽電池モジ
ュールの構成部材は、図１０に示した従来の太陽電池モ
ジュールのそれと殆ど同じであるので、異なっている点
のみ説明する。太陽電池素子１１同志の間の透明な間隔
部分を間隔部分の長手方向を軸としたシリンドリカルな
凹レンズＬとしてある。平行光線である太陽光はこの凹
レンズに入射して、発散光となり太陽電池素子の方へ回
り込むため、平行光線では生ずる太陽電池素子の影と間
隔部分の明部の縞模様は生じない。

【００１２】凹レンズは他の部材に形成される場合もあ
る。図２は凹レンズが補強板に形成されている太陽電池
モジュールの断面図である。この例では、第２の保護フ
ィルム１５ｂは透明なプラスチックからなる補強板であ
る。凹レンズはプラスチック板に形成されており、上記
と同じ作用により影は生じない。上記の凹レンズを凸レ
ンズに換えても良い。凸レンズを透過した太陽光は太陽
電池モジュールに近い位置に一旦集光するがその後は発
散光となるので、凹レンズの場合と同じく太陽電池素子
の影は生じない。

【００１３】太陽光が透過後発散光になればよく、これ
らのレンズは他の形状であっても良い。図３は他の形状
のレンズの例を示す斜視図であり、（ａ）は複数のシリ
ンドリカルレンズの場合、（ｂ）は多数の円形の微小レ
ンズの場合である。細いシリンドリカルレンズＬｔまた
は微小レンズＬｓが太陽電池素子間の透明部分を覆って
いる。レンズ１個の面積が小さいとモジュールの厚さ方
向の凹凸は小さくモジュールの強度の低下は小さい。

【００１４】また、レンズの曲面は太陽電池モジュール
の両面に形成されていても作用にはなんら変わりはな
い。また、レンズが受光面の反対側の面にある場合は面
全体に密に形成されていてもよく、この場合はレンズと
太陽電池素子の間隔部分とを位置合わせする必要はなく
製造が容易となる。

【００１５】以下本発明が適用できる太陽電池モジュー
ルの構成を図１に基づいて説明する。 保護フィルム 本発明に用いた太陽電池モジュールの表面の保護フィル
ム１５ａ、１５ｂとしては、四フッ化エチレン−エチレ
ン共重合体（以下ＥＴＦＥと記す）、四フッ化エチレン
−六フッ化プロピレン共重合体( 以下ＦＥＰと記す）等
のフッ素系樹脂フィルムが用いられる。これらのフィル
ムの片面もしくは、両面に封止樹脂との接着性向上、表
面側の雨水による洗浄効果の観点から親水化のための表
面処理が行われる。これら親水化表面処理の方法として
は、コロナ放電処理、プラズマ放電処理、アルカリ処
理、紫外線照射処理等が行われる。

【００１６】接着材フィルム 接着材フィルム１４としては、エチレン−酢酸ビニル共
重合体（以下ＥＶＡと記す）、テトラフルオロエチレン
−ヘキサフルオロプロビレン−ビニリデンフロライド共
重合体、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹
脂、アクリル樹脂、ポリイソブチレン等を用いることが
できる。この内特に、高耐候性、低コストの点ではＥＶ
Ａが良好である。また耐候性、作業性の観点からはテト
ラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロビレン−ビニ
リデンフロライド共重合体（以下ＴＨＶと記す）が良好
である。ＴＨＶを除く、これらの接着材には、紫外線吸
収剤、酸化防止剤、架橋剤、カップリング剤が配合され
ていることが必要である。

【００１７】接着においては、カップリング剤の選定が
重要である。受光面側の接着材フィルムには、次のカッ
プリング剤を用いることができる。 ビニルトリス（βメトキシエトキシ）シラン ビニルトリエトキシシラン ビニルトリメトキシシラン γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン β−（３、４−エポキシエポキシシクロヘキシル）エ
チルトリメトキシシラン メトキシシラン シランカップリング剤は、通常ＥＶＡをフィルム化後、
塗布または、含侵により表面に付着さられる。この選定
で注意することは、太陽電池素子と直接接するため、イ
オン化しやすい、クロル等のハロゲン、アミノ基、メル
カプト基を含有するものは、a-Si、金属電極に影響を与
えるため使用しない方が良い。

【００１８】ＴＨＶは自己接着性があり耐候性が良好で
あるためカップリング剤の併用は必ずしも必要ないが、
接着性を高める目的で太陽電池側にカップリング剤、プ
ライマー等の接着性向上剤が、塗布される。太陽電池に
おいては、特に透明導電膜であるＩＴＯの屈折率1.70よ
り小さく、ＴＨＶの屈折率1.36より大きい屈折率の接着
性向上剤が、セル表面での反射を少なくする手段として
有望である。

【００１９】接着性向上剤としては、シラン系カップリ
ング剤、チタネート系カップリング剤、アルミ系カップ
リング剤が知られている。また、ＴＨＶは、架橋せずに
140 ℃以上の熱融着のみで、太陽電池素子との実用上十
分な接着力を有する。また必要により、ＴＨＶは、電子
線架橋して用いることにより耐熱性が向上する。

【００２０】太陽電池素子 図４は本発明に用いた太陽電池素子を示し、（ａ）は平
面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＸＸ断面図であ
る。フレキシブルなプラスチック製の基板１ａとして、
ポリパラフェニレンテレフタルアミド（アラミドフィル
ム、光透過率35%）厚さ50μm 、幅500mm 、長さ200 m
のフィルムに直径1.5 φの孔ｈ１を抜き加工により開け
た。次いで、プラスチック基板１ａの両面に銀その上の
ZnO よりなる第１電極層１ｂおよび第２電極層１ｃを連
続的に蒸着した。貫通孔ｈ２を開孔後、さらにa-Siの光
電変換層１ｄ、第３電極層１ｅ（透明導電膜ＩＴＯ） 、
第４電極層（ニッケル）１ｆを形成した。

【００２１】次いで、レーザー加工により、分離線１ｉ
による個別の太陽電池素子の形成および分離線１ｊによ
る第３電極１ｃ、第４電極１ｆの個別化を行い、同時に
太陽電池セルの直列接続を形成した。次いで、切断後の
素子の変形防止のため、ａ−Si側にＥＶＡフィルムをロ
ールラミネートした。さらに約40cm×80cmに切断して太
陽電池素子が完成する。

【００２２】フレキシブルなプラスチック基板として
は、芳香族ポリアミド（アラミド）、ポリイミド、ポリ
アミドイミドが好適である。これらの材料としては、こ
れらのうち特に熱膨張係数が 2×10^-5以下が好ましく、
より好ましくは、3 ×10^-6以下がである。200 ℃以上の
高温でのフィルムとしての熱収縮率が小さい材料が良
く、好ましくは0.2%以下、より好ましくは0.12％以下で
ある。これ以上の熱膨張係数、加熱収縮率になると、フ
レキシブル基板上に構成された金属電極との接着性が悪
くなる。

【００２３】a-Si太陽電池の形成法の代表例として、シ
ランガスなどのプラズマCVD により構成する。本発明に
用いられるa-Si太陽電池の構造としては、本出願人によ
り先に出願された特開平6-342924号公報に記載のフィル
ム上で直列接続を形成した太陽電池が特に好ましく、ま
た電極構成も信頼性上の重要な因子である。好ましい層
構成としては、受光面側から順に、受光面の透明集電電
極である第３電極としてはＩＴＯ、a-Si層、反射膜であ
る第１電極としては銀／ZnO （銀が基板側）、フレキシ
ブルプラスチック基板として芳香族ポリアミド、第２電
極（銀／ZnO ）および第４電極（Ni）の複合電極が特に
優れている。本発明の光拡散面からの拡散光をさらに反
射させるためには、最背面( 受光面の反対側の最も外側
の面）の第４電極は、光反射率の高いことが好ましく、
蒸着し易い材料としては、Ni、Al、Ag、Cr等が挙げられ
る。

【００２４】a-Si太陽電池の各構成要素とフレキシブル
プラスチック基板との接着強度の安定性もまたモジュー
ルの信頼性への影響が大きい。フレキシブルプラスチッ
ク基板と銀、クロム、ニッケル等の蒸着金属との初期接
着強度は、通常蒸着温度が高い方が良く、150 ℃から35
0 ℃の基板温度で蒸着される。通常のプラスチック基板
では、その熱膨張係数が大きいため、高温で蒸着した場
合、太陽電池が通常使用される20℃から100 ℃の温度範
囲では、その初期接着強度は、冷却により発生する熱応
力のため、顕著に低くなる。このためフレキシブルプラ
スチック基板の好ましい熱膨張係数（室温から150 ℃の
範囲) としては、 2×10^-5以下、より好ましくは、 3×
10^-6以下である。金属の熱膨張係数は、150 ℃〜300 ℃
の範囲では、 2×10^-5前後であるが、プラスチックの場
合は、200 ℃以上で急激に熱膨張が大きくなるためと推
定される。またフレキシブルプラスチック基板に要求さ
れる基板として、重要なことは、イオン性不純物が少な
いことである。好ましい温水抽出性イオン性不純物量と
しては、ハロゲン化合物等の陰イオン抽出物の合計が、
試料１ｇ当たり20μｇ以下、ナトリウム、カリウム、ア
ンモニウムとうの陽イオン抽出物の合計が、試料１ｇ当
たり40μｇ以下であることが好ましい。

【００２５】第２の保護フィルム 第２の保護フィルム１５ａとしては透明で透湿率が小さ
いが好ましい。具体例としては、一フッ素化ビニル樹
脂、ポリエステル樹脂、四フッ化エチレン−エチレン共
重合体、フッ化ビニリデン樹脂、三フッ化塩化エチレン
樹脂、、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロ
ビレン−ビニリデンフロライド共重合体、アクリル樹
脂、３フッ化塩化エチレン樹脂コートアクリル樹脂、ポ
リエステル樹脂で構成したもの、四フッ化エチレン樹
脂、四フッ化エチレン−六フッ弗化プロピレン共重合体
が挙げられるが、巻き取り性等伸びが必要な場合は、四
フッ化エチレン−エチレン共重合体、四フッ化エチレン
−六フッ化プロピレン共重合体が好ましい。

【００２６】上記の各部材を積層接着して一体化するた
めにラミネート装置（後述）により加熱加圧することに
より、部材間は脱気され、強固に一体化され、高信頼性
が達成される。 補強板 本発明に用いられる太陽電池モジュールには、機械的強
度を増加させるため、補強板が積層されてもよい。補強
板は上記の第２の保護フィルムに換えて接着材フィルム
により接着されるか、または第２の保護フィルムに接着
される。

【００２７】補強板用の材料としては、ポリエステル
板、アクリル板、ポリカーボネート板、ガラス板等透明
板材料、ＦＥＰ、ＴＨＶ、ＥＴＦＥ、ポリエチレン、塩
化ビニル等の透明フィルム材が用いられる。さらにこれ
らの材料中にガラス繊維等の無機繊維、あるいはアラミ
ド繊維、ポリエステル繊維等の有機繊維、TiO2、SiO2等
の粒径0.１〜50μm の無機粒子、または四フッ化エチレ
ン、アクリル、ナイロン等の粒径0.１〜5 μm のプラス
チック粒子が分散されていても良い。

【００２８】配線材料 主配線１３として幅3mm 〜25mm、厚さ、0.01〜0.25mmの
ハンダメッキ銅箔、錫メッキ銅箔が用いられる。主配線
が厚くなりすぎると巻き取り性が低下する。さらに加圧
された時、切断時のバリ、または、エッジで絶縁層を損
傷する恐れが出てくる。また厚さが0.02mm以下になると
配線強度が低下し切断し易くなる。また半田メッキ、錫
メッキが行われないと、補助配線材料との接続抵抗の増
加をもたらす。補助配線１２として、幅 2〜15mmの導電
性粘着剤付きアルミ箔または、Ni箔等の金属箔を用いる
ことができる、さらにこれら金属箔の強度向上の目的で
ポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム等のプラス
チックフィルムの裏打ちタイプを用いることができる。

【００２９】太陽電池モジュールの製造方法 上記の太陽電池モジュールの製造方法について説明す
る。長尺の太陽電池モジュールの製造にはロール搬送式
ラミネータ装置を用いると良い。図５は本発明に係る太
陽電池モジュールの製造に用いるロール搬送式ラミネー
タ装置の概略を示す断面図である。

【００３０】保護フィルム１５ａおよび１５ｂと接着材
フィルム１４を予めそれぞれ積層化したフィルムＦ１お
よびＦ２を準備しておく。ロールＲ１より捲き出された
フィルムＦ１の接着材フィルム上に太陽電池素子１は10
mm間隔に配置され、補助配線１２およびロールＲ３から
送り出される主配線１３が所定位置に配置される。そし
て、ロールＲ２より捲き出されたフィルムＦ２が被せら
れる。そして、ラミネーター部Ｌ１で加圧加熱されてラ
ミネートされ太陽電池モジュールとされた後、ロールＲ
４に巻き取られる。

【００３１】本発明に係る凹レンズの形成は、上記のラ
ミネートの際に行う。ラミネーターＬ１の表面に凹レン
ズの逆型（凸）の型Ｐ１（太陽電池モジュールの両面を
曲面とする場合は型Ｐ２）を取り付けておき、加圧する
ことにより接着材フィルム１４にレンズの形状を付与す
ることができる。凹部の深さはモジュールの厚さの1/10
〜1/2 が良い。浅過ぎると凹レンズ効果が小さくなり、
深すぎるとモジュール強度が低下する。真空ラミネート
装置でのＥＶＡの硬化条件は、通常150 ℃、15分であ
る。ＥＶＡの架橋時間は、配合された架橋剤である過酸
化物の種類により、異なり架橋温度としては、100 ℃か
ら150 ℃の間である。

【００３２】太陽電池モジュールの設置方法 次に、他の補強材を用いた場合の太陽電池モジュールの
設置方法について説明する。図６は本発明に係る太陽電
池モジュールの設置方法を示す要部破断斜視図である。
構成は従来の設置方法と殆ど変わらないので、異なる点
のみを説明する。先ず、太陽電池モジュール１の対向す
る２辺をアクリル等の透明プラスチックからなる同じ面
寸法の補強板３の２辺に両面粘着テープ２により固定す
る。次いで、この２辺に平行に補強板を反らせ、既に建
築物等の所定位置に固定してある防水性弾性体である押
さえ部材５の貼付されたフレーム４ａの溝に差し込む。
太陽電池モジュール補強板の２辺にしか固定されていな
いので、補強板は反らせやすく溝への差し込み作業は容
易にできる。その後、他の２辺を押さえ部材５を貼り付
けたアルミフレーム４ｂを固定用ネジ等で固定した。

【００３３】ただし水切りのため４辺の内の最も下側の
フレーム（粘着テープで固定した内の１辺の差し込まれ
た）の一部を切除しておき、雨水や塵埃の滞留や汚れを
回避できるようにした。上記で使用できる粘着接着材と
しては、アクリル系の両面粘着テープが知られている。
これらの両面粘着テープは、例えば住友スリーエム
（株）製の商品名ＶＨＢアクリルフォーム構造用接合テ
ープ、および日東電工（株）製の両面テープ（ＨＪ−０
２４０）等が知られている。これらのテープのうち特に
本発明に用いられるテープとしては、厚さ0.6mm 以下の
ものが良い。厚さが厚くなると貼付け部と貼付けなしの
部分の境界の防水性が悪くなる問題がある。

【００３４】太陽電池モジュールへの外部リードの接続
方法 次に、本発明に係る太陽電池モジュールへの外部リード
の接続方法について説明する。図７は本発明に係る外部
リードの接続された太陽電池モジュールを示し、（ａ）
は平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＸＸ断面図で
ある。

【００３５】絶縁被覆材料として、テトラフロロエチレ
ン−ヘキサフロロプロピレン−ビニリデンフロライド、
ＦＥＰ、塩化ビニルまたはポリエチレン等からなる被覆
６２で２芯線６１が被覆されたフラットケ−ブル６を用
いた。芯線は厚さ0.01mm〜0.2mm の半田メッキ薄銅板で
ある。このフラットケーブル６を太陽電池モジュール１
の主配線１３の端部に直角に添わせ、直交する部分に接
続金具７を貫通させ、両端を曲げまたは潰してフラット
ケーブル６および太陽電池モジュール１の表面にかしめ
た。

【００３６】接続金具はホチキス針、ハトメ鋲または爪
を有するハトメ鋲等を用いることができる。その後、接
続金具７、フラットケーブル６および太陽電池モジュー
ル１の表面、および主配線の端部を粘着テープまたは接
着剤などの被覆部材８により被覆し、水分の侵入などを
防止した。

【００３７】上記のかしめは、接続部材に対応する専用
工具を用いることができるので、極めて簡便であり、ま
たフラットケーブルなので厚さは余りなく被覆作業は容
易であり、太陽電池モジュールの設置現場での実施は容
易となった。 実施例１ 本発明に係る太陽電池モジュールおよび太陽電池素子の
構成は、すでに説明した図１および図２に同じであり、
太陽電池モジュールの製造装置もすでに説明した図３と
同じ装置である。またり太陽電池モジュールの設置方法
もすでに説明した図７に同じである。従って、実施例に
係る部分を除いて説明は省略する。

【００３８】太陽電池素子のフレキシブルなプラスチッ
ク基板（図４符号１ａ）として、ポリパラフェニレンテ
レフタルアミド（アラミドフィルム、光透過率35% ）厚
さ50μm 、幅500mm 、長さ200 m に直径1.5 φ孔ｈ１を
抜き加工により連続的に設けた。次いでプラスチック基
板の両面に銀電極層である第１電極１ｂ、第２電極１ｃ
を連続的に蒸着法により構成した。貫通孔ｈ２を開孔
後、第１電極層をレーザー加工し、切断部１ｊを形成し
た。さらに太陽電池層１ｄ、第３電極層（透明導電膜Ｉ
ＴＯ）１ｅ 、第４電極層（ニッケル）１ｆを形成した。

【００３９】次いでレーザー加工により分離線をいれ太
陽電池セルの分離と直列接続を完成した。そして、次い
で太陽電池層側にＥＶＡをロールラミネートし、切断後
の素子の変形を防止した。切断寸法は、40cm×60cmとし
た。太陽電池モジュールの第１および第２の保護フィル
ムとして、厚さ25μm 、幅1000mm、長さ111mのＥＴＦＥ
フィルム（旭硝子 (株) 製、片面特殊コロナ処理のアフ
レックス）を用いた。

【００４０】接着材フィルムとして、ＥＶＡフィルム
（スプリングボーン社製、エチレン−酢酸ビニル共重合
体、品番＃15295P）を用いた。厚さは第１の保護フィル
ム側は0.26mm、第２の保護フィルム側は0.46mmとした。
この接着材フィルムは、酢酸ビニル含有率が約10% のＥ
ＶＡに酸化防止剤として、トリス（モノ−ノニルフェニ
ル）ホスファイト、紫外線吸収剤として、２−ハイドロ
キシ−４−ｎ−オクチルベンゾフェノン、シランカップ
リング剤として、メトキシシランを配合した後、押し出
し機によりフィルム成形されたものである。

【００４１】主配線として幅10mm、厚さ0.15mmのハンダ
メッキ銅箔、補助配線として、導電性粘着剤付きアルミ
箔（ポリエステルフィルム裏打ちタイプ）幅10mmを用い
た。太陽電池素子の間隔は10mmとし、４素子毎に素子間
を150 mmと広げ、その中央で切断し個別モジュールと
し、この端部を外部リードの接続領域とした。レンズの
形成は、太陽電池モジュールのラミネ−トの際にレンズ
形状の逆型の表面形状の加圧板（図５符号Ｐ１、Ｐ２）
を用いることにより行った。凹部の深さはモジュール厚
さの1/5 程度とした。ラミネート装置でのＥＶＡの硬化
条件は、150 ℃、15分とした。

【００４２】１個の太陽電池モジュールは幅760mm 、長
さ1700mmであり、４個の太陽電池素子が封止されてい
る。 実施例２ 実施例１における、補強板を透過率８５％、厚さ２mmの
ポリカーボネート板に換え、その外側表面をサンドブラ
スト処理し散乱機能を持たせた。 比較例１ 真空ラミネータの押し板として、表面を研磨したアルミ
板を用い、補強板としてガラスを用いた以外は、実施例
１と同様のモジュールを作製した。

【００４３】上記の、実施例１、２および比較例１の太
陽電池モジュールの透過光の広がりを以下の方法により
評価した。図１０は本発明に係る太陽電池モジュールの
透過光の評価装置を示す断面図である。暗箱Ｄの上に太
陽電池モジュールを置き、太陽光Ｌをその上から垂直に
入射させ、太陽電池素子間の光透過部の中央直下（位置
Ｓ１）、および太陽電池素子の中央直下（位置Ｓ２）15
0cm に照度計のセンサＳを置いて照度を測定した。測定
結果を表１に示す。表１では、位置Ｓ２での照度の位置
Ｓ２での照度に対する比（％）で表してある。

【００４４】

【表１】

【００４５】表１より、比較例１では照度比は３０％で
あるのに対し、実施例１、実施例２共に照度比は９０％
以上であり、レンズにより、太陽電池素子間の細い透明
部からの光は発散しており、縞模様はなく一様な明るさ
が得られたことが判る。 実施例３ 補強板として、寸法が760mm ×1700mm、厚さが2mm で光
透過率90％の表面の平坦なアクリル板を用いた。太陽電
池モジュールの対向する両片をアクリル板の両片に厚さ
0.2 mm、幅25mmの両面粘着テープの（住友スリーエム
(株) 製、ＶＨＢアクリルフォーム構造用接合テープ
（品番Ｙ−４９１４））で固定した。そして、この固定
辺に平行に反らせながら、この両辺をすでに構造物に固
定してあるアルミニウムフレームの溝に差し込み、固定
した。次いで、他の両辺をアルミニウムフレームまたは
アルミニウム板で固定した。アルミニウムフレームおよ
びアルミニウム板と太陽電池モジュールの間には防水性
弾性体を貼り付け雨水などの浸水を防止した。ただし雨
水などが滞留しないように水切りとして、４辺の内の最
も下側となる辺（粘着テープで固定した内の１辺）で
は、アルミフレームの一部を切除した（図６参照）。そ
のため、雨水は滞留せず、雨水の蒸発に伴って残る塵埃
の付着などはなくなった。 実施例４ 太陽電池モジュールへの外部リードの接続は、すでに図
７に示す接続方法により行った。絶縁材料として、テト
ラフロロエチレン−ヘキサフロロプロピレン−ビニリデ
ンフロライドを用いた２芯のフラットケーブルを用い、
接続金具として爪を有するハトメ鋲を用い、住友電気第
１２３号（昭和５８年９月）Ｐ８２に記載の専用工具を
用いた。図９は本発明に係る外部リードの接続方法で用
いた接続部材と専用工具の一部を示す断面図である。専
用工具のラム７ｒとダイ７ｄにより加圧されて、先端部
７ｔは外側にめくれ、鍔とめくれた部分がフラットケー
ブルと太陽電池モジュールとを押さえ固定する。接続金
具はフラットケーブルの芯線と主配線とを押し広げて貫
通するので電気的接続も強固である。

【００４６】接続後、接続金具やその周縁部をブチルゴ
ムテープの貼付により絶縁封止処理して、太陽電池モジ
ュール内部への浸水を防止した。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、太陽電池モジュールの
不透明な太陽電池素子の間の透明部分にレンズを形成し
レンズを透過した光を発散光とし、または、透明部分の
表面を粗面化して透過した光を散乱光としたため、太陽
電池モジュールを屋根や窓に設置した際の、採光々は縞
模様とならず一様となり物がみやすくなる。

【００４８】また、太陽電池モジュールの少なくとも対
向する２辺のみを可撓性の補強板に接着固定した後、こ
の補強板を反らせながらこの２辺を既に位置が固定され
ているフレームの溝に差し込むようにしたため、補強板
に全面接着した場合に較べ接着作業が容易になり、また
可撓性が損なわれないので設置作業も容易となる。また
最も下のフレームの一部を切り欠いたので雨水や塵埃は
滞留せず太陽電池モジュール内部への浸水や表面の汚れ
による発電量の低下は少なくなる。

【００４９】また、太陽電池モジュールの電力取り出し
用の外部リードを芯線が金属箔のフラットケーブルと
し、主配線との接続を両者を貫通した接続金具をかしめ
て行ったため、従来のようにモジュールの被覆を剥離し
たりする作業は不要となり、接続作業は簡単になる。ま
た、ケーブルは薄いので接続部の被覆は容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る太陽電池モジュールを示し、
（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＸＸ断
面図

【図２】凹レンズが他の部材に形成されている太陽電池
モジュールの断面図

【図３】他の形状のレンズが透明部に形成されている例
を示す斜視図であり、（ａ）は複数のシリンドリカルレ
ンズの場合、（ｂ）は多数の円形の微小レンズの場合

【図４】本発明に用いた太陽電池素子を示し、（ａ）は
平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＸＸ断面図

【図５】本発明に係る太陽電池モジュールの製造に用い
るロール搬送式ラミネータ装置の概略を示す断面図

【図６】本発明に係る太陽電池モジュールの設置方法を
示す要部破断斜視図

【図７】本発明に係る外部リードの接続された太陽電池
モジュールを示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は
（ａ）におけるＸＸ断面図

【図８】本発明の外部リードの接続方法で用いた接続部
材と専用工具の一部を示す断面図

【図９】レンズの効果の評価装置を示す断面図

【図１０】従来の太陽電池モジュールを示し、（ａ）は
平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＸＸ断面図

【図１１】従来のフレームにはめ込まれた補強板に接着
された太陽電池モジュールの要部破断斜視図

【符号の説明】

１ 太陽電池モジュール １ａ 基板 １ｂ 第１電極層 １ｃ 第２電極層 １ｄ 光電変換層 １ｅ 第３電極層 １ｆ 第４電極層 １ｉ 分離線 １ｊ 分離線 ｈ１ 貫通孔 ｈ２ 貫通孔 １１ 太陽電池素子 １２ 補助配線 １３ 主配線 １４ 接着材フィルム １５ａ 第１の保護フィルム １５ｂ 第２の保護フィルム １５ｃ 補強板 Ｌ レンズ ＬＬ 太陽光 Ｌｔ 細いシリンドリカルレンズ Ｌｓ 微小レンズ Ｐ１ 加圧板 Ｐ２ 加圧板 Ｓ 照度計 Ｓ１ 照度計の位置 Ｓ２ 照度計の位置 Ｄ 暗箱 ２ 両面粘着テープ ３ 補強板 ４ フレーム ４ａ フレーム ４ｂ フレーム ５ 押さえ部材 ６ フラットケーブル ６１ 芯線 ６２ 被覆 ７ 接続金具 ７ｔ 接続金具の先端部 ７ｒ ラム ７ｄ ダイ ８ 被覆部材

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】太陽電池の受光面側より、耐候性の第１の
   保護フィルム、第１の接着材フィルム、およびフレキシ
   ブルな基板状とその上に形成された太陽電池セルからな
   り、所定の間隔で配列された複数個の太陽電池素子と、
   これらの太陽電池素子を接続する主配線とを第１の接着
   材フィルムと挟む第２の接着材フィルム、および第２の
   保護フィルムまたは補強板または第２の保護フィルムと
   補強板の両者が積層されてなる太陽電池モジュールにお
   いて、少なくとも前記太陽電池素子の間隔部分は透明で
   あり、またこの間隔部分は透過した太陽は発散光または
   拡散光に変換できる形状であることを特徴とする太陽電
   池モジュール。
2. 【請求項２】前記間隔部分は長手方向が軸であるシリン
   ドリカルな、凹レンズまたは凸レンズ、または両レンズ
   の交互の配列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. 【請求項３】前記レンズの曲面は、少なくとも太陽電池
   モジュールの１つの面に形成されていることを特徴とす
   る請求項２に記載の太陽電池モジュール。
4. 【請求項４】前記間隔部分の受光面の反対側の面は粗面
   であることを特徴とする請求項１ないし３に記載の太陽
   電池モジュール。
5. 【請求項５】前記レンズは太陽電池素子を前記保護フィ
   ルムおよび前記接着材フィルムで封止する加熱加圧工程
   時に形成されることを特徴とする請求項２または３に記
   載の太陽電池モジュールの製造方法。
6. 【請求項６】太陽電池の受光面側より、耐候性の第１の
   保護フィルム、第１の接着材フィルム、およびフレキシ
   ブルな基板状とその上に形成された太陽電池セルからな
   り、所定の間隔で配列された複数個の太陽電池素子と、
   これらの太陽電池素子を接続する主配線とを第１の接着
   材フィルムと挟む第２の接着材フィルム、および第２の
   保護フィルムからなる太陽電池モジュールがフレームの
   溝に防水性弾性体により押しつけられてフレームに固定
   される太陽電池モジュールの設置方法において、前記太
   陽電池モジュールの少なくとも対向する２辺のみを可撓
   性の補強板に接着固定した後、この補強板を反らせなが
   らこの２辺を既に位置が固定されている前記フレームの
   溝に差し込むことを特徴とする太陽電池モジュールの設
   置方法。
7. 【請求項７】前記接着部位２辺のうちの少なくとも１辺
   を支持する防水性弾性体付フレームの一部を切り欠き雨
   水などが滞留しないようにすることを特徴とする太陽電
   池モジュールの設置方法。
8. 【請求項８】太陽電池の受光面側より、耐候性の第１の
   保護フィルム、第１の接着材フィルム、およびフレキシ
   ブルな基板状とその上に形成された太陽電池セルからな
   り、所定の間隔で配列された複数個の太陽電池素子と、
   これらの太陽電池素子を接続する主配線とを第１の接着
   材フィルムと挟む第２の接着材フィルム、および第２の
   保護フィルムからなる太陽電池モジュールへの外部リー
   ド接続方法において、前記外部リードは少なくとも２枚
   の金属箔をプラスチックフィルムで被覆したフラットケ
   ーブルであり、このフラットケーブルと前記主配線とを
   重ねて接続金具を金属箔と前記主配線とを貫通させた
   後、接続金具をかしめることにより、両者の機械的接続
   と電気的接続とを同時に行うことを特徴とする太陽電池
   モジュールへの外部リード接続方法。