(57)【要約】【課題】容易に取り付けることが可能な太陽電池ユニット等を提供する。【解決手段】可撓性を有する太陽電池セルと、前記太陽電池セルの受光面側を覆い可撓性を有する表面保護部材と、前記太陽電池セルの反受光面側を覆い可撓性を有する裏面保護部材と、前記表面保護部材と前記裏面保護部材との間にて前記太陽電池セルを被覆するとともに、前記表面保護部材、前記裏面保護部材、及び、前記太陽電池セルを接着する柔軟性を有する接着材と、前記裏面保護部材に接着された可撓性を有する構造用ファスナーと、を有する。【選択図】図１
2010263089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する太陽電池セルと、
前記太陽電池セルの受光面側を覆い可撓性を有する表面保護部材と、
前記太陽電池セルの反受光面側を覆い可撓性を有する裏面保護部材と、
前記表面保護部材と前記裏面保護部材との間にて前記太陽電池セルを被覆するとともに、前記表面保護部材、前記裏面保護部材、及び、前記太陽電池セルを接着し、柔軟性を有する接着材と、
前記裏面保護部材に接着された可撓性を有する構造用ファスナーと、
を有することを特徴とする太陽電池ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池ユニットであって、
前記表面保護部材は、フッ素系樹脂であることを特徴とする太陽電池ユニット。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の太陽電池ユニットであって、
前記裏面保護部材は、フッ素系樹脂であることを特徴とする太陽電池ユニット。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の太陽電池ユニットであって、
前記構造用ファスナーは、表面活性化処理が施された前記フッ素系樹脂の前記裏面保護部材に接着されていることを特徴とする太陽電池ユニット。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の太陽電池ユニットであって、
前記構造用ファスナーは、弾性接着材あるいは、ゴム系またはアクリル樹脂系粘着剤にて前記裏面保護部材に接着されていることを特徴とする太陽電池ユニット。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の太陽電池ユニットであって、
前記裏面保護部材の接着面にはエンボスが形成されていることを特徴とする太陽電池ユニット。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の太陽電池ユニットが有する前記構造用ファスナーと、建物の外装材に取り付けられた構造用ファスナーとを係合させて前記太陽電池ユニットを前記建物に取り付けることを特徴とする太陽電池ユニットの取付方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池ユニット、及び、太陽電池ユニットの取付方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュールの一例として、太陽電池素子（セル）が設けられている補強板と透光フィルムとの間にエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）が充填された太陽電池モジュールが知られている。この太陽電池モジュールには、補強板としてステンレス板、メッキ鋼板、ガルバニウム鋼板等が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７５２８６１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記太陽電池モジュールに用いられている補強板は、ステンレス板、メッキ鋼板、ガルバニウム鋼板等であり剛性が高い。ところが、太陽電池モジュールを取り付けられる建物の屋根や外装材は、必ずしも平坦ではないため、剛性が高い補強板を有する太陽電池モジュールは、施工箇所に対する適応性が悪い。このため、施工箇所に取り付け台や取り付け治具を備えることが余儀なくされ、取り付け作業が煩雑で取り付け難いという課題がある。
【０００５】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、容易に取り付けることが可能な太陽電池ユニット、及び、この太陽電池ユニットの取付方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するために本発明の建具は、可撓性を有する太陽電池セルと、前記太陽電池セルの受光面側を覆い可撓性を有する表面保護部材と、前記太陽電池セルの反受光面側を覆い可撓性を有する裏面保護部材と、前記表面保護部材と前記裏面保護部材との間にて前記太陽電池セルを被覆するとともに、前記表面保護部材、前記裏面保護部材、及び、前記太陽電池セルを接着する柔軟性を有する接着材と、前記裏面保護部材に接着された可撓性を有する構造用ファスナーと、を有することを特徴とする太陽電池ユニットである。  
このような太陽電池ユニットによれば、太陽電池ユニットを構成する太陽電池セル、表面保護部材、裏面保護部材、及び、構造用ファスナーのいずれもが可撓性を有し、表面保護部材と裏面保護部材との間にて太陽電池セルを被覆する接着材が柔軟性を有しているので、太陽電池ユニットとしても柔軟性を備えている。このため、太陽電池ユニットが取り付けられる建物などの屋根や外装材の表面の凹凸に太陽電池ユニットを沿わせて取り付けることが可能である。
【０００７】
また、太陽電池ユニットの反受光面側である裏面保護部材には構造用ファスナーが取り付けられているので、太陽電池ユニットが取り付けられる建物などの屋根や外装材等にも構造用ファスナーを取り付けておくことにより、容易に着脱可能な太陽電池ユニットを提供することが可能である。
【０００８】
かかる太陽電池ユニットであって、前記表面保護部材は、フッ素系樹脂であることが望ましい。  
太陽電池ユニットは、屋外に設置されて日光に直接晒されることはもちろん、雨や風にも晒されるので、耐候性に優れたフッ素系樹脂にて形成された表面保護部材を備えることにより、耐侯性に優れた太陽電池ユニットを提供することが可能である。
【０００９】
かかる太陽電池ユニットであって、前記裏面保護部材は、フッ素系樹脂であることが望ましい。  
太陽電池ユニットは、屋外に設置されるので、太陽電池セルの裏面側であっても日光や風雨に晒されることになる。このため、耐候性に優れたフッ素系樹脂にて形成された裏面保護部材を備えることにより、より耐侯性に優れた太陽電池ユニットを提供することが可能である。
【００１０】
かかる太陽電池ユニットであって、前記構造用ファスナーは、表面活性化処理が施された前記フッ素系樹脂の前記裏面保護部材に接着されていることが望ましい。  
フッ素系樹脂は、難接着材料なので、単に接着しただけでは高い接着力が得られないが、表面活性化処理が施されたフッ素系樹脂の裏面保護部材に構造用ファスナーが接着されているので、十分な接着強度にて接着された構造用ファスナーを備えた太陽電池ユニットを提供することが可能である。このため、屋根や外装材の表面の凹凸に沿って取り付けられる太陽電池ユニットが屈曲されて取り付けられたとしても構造用ファスナーが剥がれ難いので、より確実に太陽電池ユニットを取り付けることが可能である。
【００１１】
かかる記載の太陽電池ユニットであって、前記構造用ファスナーは、弾性接着材あるいは、ゴム系またはアクリル樹脂系粘着剤にて前記裏面保護部材に接着されていることが望ましい。  
このような太陽電池ユニットによれば、構造用ファスナーが弾性接着剤あるいは、ゴム系またはアクリル樹脂系粘着剤にて接着されているので、太陽電池ユニットが屈曲された状態にて取り付けられたとしても、接着剤あるいは粘着剤が弾性変形するので、裏面保護部材と構造用ファスナーとが剥がれることなく、確実に太陽電池ユニットを取り付けることが可能である。
【００１２】
かかる太陽電池ユニットであって、前記裏面保護部材の接着面にはエンボスが形成されていることが望ましい。  
このような太陽電池ユニットによれば、裏面保護部材の接着面にエンボスが形成されているので、裏面保護部材と構造用ファスナーとがより強固に接着された太陽電池ユニットを提供することが可能である。
【００１３】
また、前記太陽電池ユニットが有する前記構造用ファスナーと、建物の外装材に取り付けられた構造用ファスナーとを係合させて前記太陽電池ユニットを前記建物に取り付けることを特徴とする太陽電池ユニットの取付方法である。  
このような太陽電池ユニットの取付方法によれば、屋根や外装材の表面が凸凹していてもその不陸に沿わせて太陽電池ユニットを容易に取り付けることが可能であるとともに、より確実に取り付けることが可能であり、また、容易に交換することも可能である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、容易に取り付けることが可能な太陽電池ユニット、及び、この太陽電池ユニットの取付方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る太陽電池ユニットの構成を示す断面の模式図である。
【図２】太陽電池ユニットに取り付けられた面ファスナーの変形例を示す断面の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係る太陽電池ユニットの構成を示す断面の模式図である。  
図１に示すように、太陽電池ユニット１０は、可撓性を有する太陽電池セル１２と、太陽電池セル１２の受光面１２ａ側を覆い可撓性を有する表面保護部材としての表面保護シート１４と、太陽電池セル１２の反受光面側を覆い可撓性を有する裏面保護部材としての裏面保護シート１６と、柔軟性を有し、表面保護シート１４と裏面保護シート１６との間にて太陽電池セル１２を被覆するとともに、表面保護シート１４、裏面保護シート１６、及び、太陽電池セル１２を接着する接着材としてのエチレン−酢酸ビニル重合体（ＥＶＡ）樹脂１８と、裏面保護シート１６に接着される可撓性を有する構造用ファスナーとしての面ファスナー２０と、を有している。
【００１８】
太陽電池セル１２は、薄い板状をなす光電変換素子であり、例えばシリコーン等にて形成されて可撓性を有している。本太陽電池ユニット１０は、複数の太陽電池セル１２が平面状に接合されて一体に形成されている。
【００１９】
表面保護シート１４と裏面保護シート１６は、いずれもフッ素樹脂、たとえば、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）にて形成され、厚さが２０〜１００μｍのシートである。フッ素系樹脂であるエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）は、光透過性を有するとともに耐候性に優れる一方で、難接着性を有する。このため、表面保護シート１４と裏面保護シート１６の太陽電池セル１２側の接着面１４ａ、１６ａと裏面保護シート１６の反太陽電池セル側の接着面１６ｂとには、表面活性化処理として金属ナトリウム処理が施されている。この金属ナトリウム処理により、接着面１４ａ、１６ａ、１６ｂのフッ素原子が飛ばされて炭素骨格が構築され接着性が高められている。金属ナトリウム処理された接着面１４ａ、１６ａ、１６ｂは、トルエン等を用いて脱脂処理されている。ここで、表面活性化処理として、コロナ放電処理、プラズマ処理またはスパッタリング処理が施されていても良い。
【００２０】
エチレン−酢酸ビニル重合体（ＥＶＡ）樹脂１８は、透明で柔軟性があり、弾性及び接着性にも優れている。このため、エチレン−酢酸ビニル重合体（ＥＶＡ）樹脂１８は、太陽電池セル１２を保護するように被覆した状態にて、表面保護シート１４と裏面保護シート１６との間に介在されて、表面保護シート１４、裏面保護シート１６、及び、太陽電池セル１２を接着している。
【００２１】
面ファスナー２０は、対をなす２つの部材が互いの表面を対向させて押圧することにより、各々の対面する部位に設けられた係合部分２０ａが係合されて接合される面ファスナーである。太陽電池ユニット１０には、対をなす面ファスナー２０の一方が、裏面保護シート１６の反太陽電池セル側に設けられている。
【００２２】
面ファスナー２０は、表面活性化処理及び脱脂処理が施された裏面保護シート１６の反太陽電池セル側の接着面１６ｂに、弾性接着剤としてのアクリル変成シリコーン系弾性接着剤２２にて接着されている。このとき、裏面保護シート１６と面ファスナー２０との接着面１６ｂ、２０ｂに塗布されるアクリル変成シリコーン系弾性接着剤２２の塗布量は、例えば１２０〜２００ｇ／ｍ２である。
【００２３】
図２は、太陽電池ユニットに取り付けられた面ファスナーの変形例を示す断面の模式図である。面ファスナー２０としては、図１に示したような一方がフック状をなし、他方がループ状をなす形態の面ファスナー２０だけでなく、図２に示すように、接合される面ファスナー２１のいずれもが、先端が拡径された突起２１ａを有し、突起２１ａ同士が係合する形態の面ファスナー２１であっても構わない。ここで面ファスナーの例としては、例えば、住友スリーエム株式会社製Ｓｃｏｔｃｈｉｍａｔｅ（登録商標）Ｈｏｏｋ＆Ｌｏｏｐ  ＦａｓｔｅｎｅｒやＤｕａｌ  Ｌｏｃｋ（登録商標）Ｆａｓｔｅｎｅｒ等が挙げられる。
【００２４】
本実施形態の太陽電池ユニット１０の製造方法は、平面状に接合された複数の太陽電池セル１２を被覆するエチレン−酢酸ビニル重合体（ＥＶＡ）樹脂１８にて表面保護シート１４と裏面保護シート１６が接着されたシート状の太陽電池モジュール１１の裏面保護シート１６の接着面１６ｂとなる外面に金属ナトリウム処理及び脱脂処理を施す。この金属ナトリウム処理及び脱脂処理は、太陽電池モジュール１１の製造時に面ファスナー２０を接着する場合には、表面保護シート１４と裏面保護シート１６の太陽電池セル１２側の接着面１４ａ、１６ａに金属ナトリウム処理及び脱脂処理を施す際に、同時に行っても良い。
【００２５】
次に、金属ナトリウム処理及び脱脂処理を施した裏面保護シート１６と面ファスナー２０の接着面２０ｂとにアクリル変成シリコーン系弾性接着剤２２を塗布する。そして、アクリル変成シリコーン系弾性接着剤２２を塗布した後に、たとえば約１１分オープンタイムを取り裏面保護シート１６と面ファスナー２０とを接着する。このとき、ローラーにより圧着すると、裏面保護シート１６と面ファスナー２０との接着力を高められ、接着信頼性が向上する。
【００２６】
本実施形態の太陽電池ユニット１０は、両面テープ３２等にて面ファスナー２０が予め取り付けられている建物等の屋根や外装材３０に取り付けられる。すなわち、太陽電池ユニット１０の取付方法は、設置場所となる建物等の屋根や外装材３０に予め設けられた面ファスナー２０と、太陽電池ユニット１０に設けられた面ファスナー２０を接合するだけ完了する。このとき、面ファスナー２０は、必ずしもシート状の太陽電池モジュール１１の全面に設けられている必要はなく、取り付けられる屋根や外装材３０等に設けられた面ファスナー２０との間にて、太陽電池ユニット１０が保持されるだけの接合強度が確保されていれば構わない。
【００２７】
本実施形態の太陽電池ユニット１０によれば、太陽電池ユニット１０を構成するシート状をなす複数の太陽電池セル１２、表面保護シート１４、裏面保護シート１６、及び、面ファスナー２０のいずれもが可撓性を有し、表面保護シート１４と裏面保護シート１６との間にて太陽電池セル１２を被覆する接着材としてのエチレン−酢酸ビニル重合体（ＥＶＡ）樹脂１８が柔軟性を有しているので、太陽電池ユニット１０が柔軟性を備えている。このため、太陽電池ユニット１０が取り付けられる建物などの屋根や外装材３０の表面の凹凸に拘わらず、太陽電池ユニット１０を屋根や外装材３０の表面に沿わせて取り付けることが可能である。このため、太陽電池ユニット１０を設置する場所が平坦な場所に限定されず、また、太陽電池ユニット１０の設置場所に取り付け台や取り付け治具を備える等、平坦な下地を設ける必要がないので、汎用性及び施工性に優れた太陽電池ユニット１０を提供することが可能である。また、太陽電池ユニット１０を取り付けるための取り付け台や取り付け治具を備えないので、大幅な軽量化を図ることが可能であり屋根や外装材３０に作用する荷重の増大を抑えることが可能である。
【００２８】
また、太陽電池ユニット１０の反受光面側である裏面保護シート１６には面ファスナー２０が取り付けられているので、太陽電池ユニット１０が取り付けられる建物などの屋根や外装材３０等にも面ファスナー２０を取り付けておくことにより、容易に着脱可能な太陽電池ユニット１０を提供することが可能である。このため、太陽電池ユニット１０の取り付けだけでなく、万一、太陽電池ユニット１０の交換が必要となった場合であっても、容易に交換することが可能である。
【００２９】
また、太陽電池ユニット１０は、屋外に設置されて日光に直接晒されることはもちろん、雨や風にも晒されるので、耐候性に優れたフッ素系樹脂であるエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）にて形成された表面保護シート１４を備えることにより、耐侯性に優れた太陽電池ユニット１０を提供することが可能である。さらに、裏面保護シート１６もフッ素系樹脂のエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）としたので、より耐侯性に優れた太陽電池ユニット１０を提供することが可能である。
【００３０】
ところで、フッ素系樹脂であるエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）は、難接着材料なので、単に接着しただけでは高い接着力が確保できないが、金属ナトリウム処理及び脱脂処理が施されたエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）の裏面保護シート１６に面ファスナー２０が接着されているので、十分な接着強度にて接着された面ファスナー２０を備えた太陽電池ユニット１０を提供することが可能である。このため、屋根や外装材３０の表面の凹凸に沿って取り付けられる太陽電池ユニット１０が屈曲した状態にて取り付けられたとしても面ファスナー２０は剥がれ難いので、より確実に太陽電池ユニット１０を取り付けることが可能である。
【００３１】
また、面ファスナー２０が弾性を有するアクリル変成シリコーン系弾性接着剤２２にて接着されているので、太陽電池ユニット１０が屈曲された状態にて取り付けられたとしても、アクリル変成シリコーン系弾性接着剤２２も弾性変形するので、裏面保護シート１６と面ファスナー２０とが剥がれることなく、確実に太陽電池ユニット１０を取り付けることが可能である。
【００３２】
上記実施形態においては、面ファスナー２０が接着される裏面保護シート１６の接着面１６ｂに金属ナトリウム処理及び脱脂処理を施した例について説明したが、裏面保護シート１６の接着面１６ｂに更にエンボスを形成しておいても良い。裏面保護シート１６の接着面１６ｂにエンボスが形成されている場合には、裏面保護シート１６と面ファスナー２０とがより強固に接着された太陽電池ユニット１０を提供することが可能である。
【００３３】
また、本実施形態の太陽電池ユニット１０の取付方法によれば、太陽電池ユニット１０が有する面ファスナー２０と、建物の外装材３０に取り付けられた面ファスナー２０とを係合させるだけで、屋根や外装材３０の表面の凹凸に沿わせるとともに、より確実にかつ容易に太陽電池ユニット１０を取り付けること、及び、交換することが可能である。特に、太陽電池ユニット１０を面ファスナー２０にて着脱可能とし、取り付け作業には特別な施工技術を必要としないので、専門の作業者でなくとも太陽電池ユニット１０を容易に取り付け及び交換することが可能である。
【００３４】
また、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００３５】
１０  太陽電池ユニット
１１  太陽電池モジュール
１２  太陽電池セル
１２ａ  受光面
１４  表面保護シート
１４ａ  接着面
１６  裏面保護シート
１６ａ  接着面
１６ｂ  接着面
１８  エチレン−酢酸ビニル重合体（ＥＶＡ）樹脂
２０  面ファスナー
２０ａ  係合部分
２０ｂ  接着面
２１  面ファスナー
２１ａ  突起
２２  アクリル変成シリコーン系弾性接着剤
３０  外装材
３２  両面テープ
【図１】
2010263089.tif 000003
【図２】
2010263089.tif 000004