(57)【要約】      （修正有）【課題】薄膜型太陽電池による大規模発電設備を設置するに当たり、設置場所の制約を可能な限り受けない、簡便な太陽電池装置を提供する。【解決手段】太陽電池装置１０は、柔軟な帯または紐状の集電部を含む。集電部にはそれぞれの長手方向の適宜の間隔で枝部１６が設けられ、各枝部１６に太陽電池部１４が接続される。太陽電池部１４で発電した電力は、出力線によって取り出され、枝部１６の枝線を介して、集電部の集電線に流入する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が太陽電池素子を内蔵しかつこの太陽電池素子で発電した電力を出力するための１対または複数対の出力線を有する、複数の太陽電池部、および
柔軟性を有し、各々の太陽電池部の出力線が接続される１対または複数対の集電線とその集電線を被覆する外被を含む集電部を備える、太陽電池装置。
【請求項２】
前記集電部には枝部が設けられ、前記枝部は前記集電線に接続される各１対または複数対の枝線との枝線を被覆する外被を有し、
各々の太陽電池部の前記出力線を前記枝線に接続することによって、前記出力線が前記集電線に接続される、請求項１記載の太陽電池装置。
【請求項３】
前記太陽電池素子は、１つの光入射面と、前記光入射面から入射した光で発電する発電層と、前記発電層で発電した電力を取り出すかつ前記１対の出力線に個別に接続されたアノードおよびカソードとを含む、請求項１または２記載の太陽電池装置。
【請求項４】
前記太陽電池素子は、２つの光入射面と、前記光入射面から入射したそれぞれの光で発電する２つの発電層と、前記発電層で発電した電力を取り出すかつ前記１対の出力線に個別に接続されたアノードおよびカソードとを含む、請求項１または２記載の太陽電池装置。
【請求項５】
前記２つの入射面は前記太陽電池部の表側の入射面と裏側の入射面であり、前記２つの発電層の一方は前記表側の入射面からの光で発電し、前記２つの発電層の他方は前記裏側の入射面からの光で発電する、請求項４記載の太陽電池装置。
【請求項６】
前記発電層は非晶質シリコンで形成される、請求項３ないし５のいずれかに記載の太陽電池装置。
【請求項７】
前記発電層は化合物半導体で形成される、請求項３ないし５のいずれかに記載の太陽電池装置。
【請求項８】
前記発電層は有機半導体で形成される、請求項３ないし５のいずれかに記載の太陽電池装置。
【請求項９】
前記太陽電池部は１０ｃｍ×１０ｃｍ以下のサイズを有する、請求項１ないし８のいずれかに従属する太陽電池装置。
【請求項１０】
前記集電部はメッシュを形成する、請求項1ないし９のいずれかに従属する太陽電池装置。
【請求項１１】
太陽電池装置の製造方法であって、
各々が、両端がコネクタで終端された集電部と前記集電部に接続された複数の太陽電池部とを含む、複数の基本太陽電池装置を準備するステップ、および
前記コネクタを用いて基本太陽電池装置どうしを接続するステップを含む、製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は太陽電池装置に関し、特にたとえば、比較的簡単に設置できる、新規な太陽電池装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池を設置する場合、周囲に日陰を作る物体がない場所（空間）を必要とし、また発電量を稼ぐためには広大な土地に隙間なく敷設する必要がある。特に現在主流の結晶シリコン系太陽電池は光吸収係数が小さいため光電変換層の厚みが数百μｍと厚く、パネル等にモジュール化されて設置されている。しかし、モジュール自体に柔軟性に乏しいため設置場所が限定され、たとえば埋立地や工場の屋根等が利用されている。
【０００３】
一方、非晶質シリコン系太陽電池、化合物系太陽電池は、結晶シリコン系太陽電池に比べて光吸収係数が大きいため光電変換層の厚みを数μｍ程度にすることが可能であり、そのためモジュールを柔軟性を有するシート状にすることが可能である。また、有機系太陽電池においても、光電変換層の厚みが数十〜数百nm程度であり、また電極部を除きほとんど有機物から成立しているため、モジュールを柔軟性を有するシート状にすることが可能である。ここで、上記のような非晶質シリコン系太陽電池や化合物系太陽電池や有機系太陽電池（以下、これらを総称して「薄膜型太陽電池」と言うことがある。）は、結晶シリコン系太陽電池に比べて軽量であるため、設置場所の自由度も広い。たとえば、従来の埋立地や工場の屋根の他に、ビル等の構造物の壁面や窓など非有機系太陽電池の設置場所としては不向きな場所にも設置が可能である。
【０００４】
さらに、特許文献１のロールスクリーンシステムのように室内に差し込む太陽光をエネルギ資源として有効に利用する方法が提案されている。この方法は、有機太陽電池のシートを複数枚スクリーン上に配置して室内窓際に太陽電池を設置可能としたものである。この方法により、構造物の壁面だけでなく窓の内側も太陽電池の設置場所として有効利用可能となる。
【特許文献１】特開２０１１−２５４０７３号公報［Ｈ０１Ｌ  ３１／０４２］
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、薄膜型太陽電池を利用した大規模発電設備を設置する場合、シートを構造物の屋根や壁面等の支持体に貼るという方法では、構造物の数、構造物の種類、太陽光照射面の範囲および照射角度などを考慮すると設置場所に制約が生じる。また、従来の結晶シリコン系太陽電池の太陽電池装置と同様に設置に際して工事が必要であるとともに、構造物内の系統電源や蓄電システムとの接続性を検討する必要があり、設置が容易ではない。このように、シート型の薄膜型太陽電池を設置する場合においても、設置場所に制約を受けることと設置の容易性の面で問題がある。
【０００６】
それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、太陽電池装置を提供することである。
【０００７】
この発明の他の目的は、薄膜型太陽電池による大規模発電設備を設置するに当たり、設置場所の制約を可能な限り受けない、簡便な太陽電池装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号および補足説明などは、本発明の理解を助けるために後述する実施の形態との対応関係を示したものであって、この発明を何ら限定するものではない。
【０００９】
第１の発明は、各々が太陽電池素子（３２）を内蔵しかつこの太陽電池素子で発電した電力を出力するための１対の出力線（３４ｐ，３４ｍ）有する、複数の太陽電池部（１４）、および柔軟性を有し、各々の太陽電池部の出力線が接続される１対の集電線（２２ｐ，２２ｍ）とその集電線を被覆する外被（２４）を含む集電部（１２）を備える、太陽電池装置である。
【００１０】
第１の発明によれば、集電部が柔軟性を有するので、たとえば木に巻き掛けるようにして設置できる。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明に従属し、集電部（１２）には枝部（１６）が設けられ、枝部は集電線（２２ｐ，２２ｍ）に接続される各１対の枝線（２６ｐ，２６ｍ）との枝線を被覆する外被（２８）を有し、各々の太陽電池部の出力線（３４ｐ，３４ｍ）を枝線に接続することによって、出力線が集電線に接続される、太陽電池装置である。
【００１２】
第３の発明は、第１または第２の発明に従属し、太陽電池素子（３２）は、１つの光入射面と、光入射面から入射した光で発電する発電層（５２，６６）と、発電層で発電した電力を取り出すかつ１対の出力線に個別に接続されたアノード（５８，６８）およびカソード（５０，６２，６４）とを含む、太陽電池装置である。
【００１３】
第４の発明は、第１または第２の発明に従属し、太陽電池素子（３２）は、２つの光入射面と、光入射面から入射したそれぞれの光で発電する２つの発電層（６６）と、発電層で発電した電力を取り出すかつ１対の出力線に個別に接続されたアノード（６８）およびカソード（６２，６４）とを含む、太陽電池装置である。
【００１４】
第５の発明は、第４の発明に従属し、２つの入射面は太陽電池部の表側の入射面と裏側の入射面であり、２つの発電層の一方は表側の入射面からの光で発電し、２つの発電層の他方は裏側の入射面からの光で発電する、太陽電池装置である。
【００１５】
第６の発明は、第３ないし第５の発明のいずれかに従属し、発電層は非晶質シリコンで形成される、太陽電池装置である。
【００１６】
第７の発明は、第３ないし第５の発明のいずれかに従属し、発電層は化合物半導体で形成される、太陽電池装置である。
【００１７】
第８の発明は、第３ないし第５の発明のいずれかに従属し、発電層は有機半導体で形成される、太陽電池装置である。
【００１８】
第９の発明は、第１ないし第８の発明のいずれかに従属し、太陽電池部は１０ｃｍ×１０ｃｍ以下のサイズを有する、太陽電池装置である。
【００１９】
第１０の発明は、第１ないし第９の発明のいずれかに従属し、集電部はメッシュを形成する、太陽電池装置である。
【００２０】
第１１の発明は、太陽電池装置の製造方法であって、各々が、両端がコネクタで終端された集電部と集電部に接続された複数の太陽電池部とを含む、複数の基本太陽電池装置を準備するステップ、およびコネクタを用いて基本太陽電池装置どうしを接続するステップを含む、製造方法である。
【００２１】
第１１の発明によれば、基本太陽電池装置を用いて任意のサイズの太陽電池装置を得ることができるので、生産効率がよく、コストを抑えられる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によれば、たとえば山や公園などの木に巻きつけて設置できるので、比較的簡単に設置できる。
【００２３】
また、他の木と木との間で発電装置を連結できるようにしたり、または複数の発電装置をネット状に連結できるようにしたりすれば、大規模発電設備を比較的簡単でかつ安価に設置することができる。このような設置方法を採るならば、たとえば今まで太陽光発電設備の設置場所として不適切であった山の斜面や河川の上部空間等も利用可能となり、設置場所の自由度を格段に広げることができる。
【００２４】
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う後述の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１はこの発明の一実施例を示す図解図である。
【図２】図２は図１実施例の要部を詳細に示す図解図であり、図２（ａ）は平面図解図を示し、図２（ｂ）は図２（ａ）における線IIｂ−IIｂにおける断面図解図を示す。
【図３】図３は図１実施例に用いる太陽電池構造の一例を示す図解図である。
【図４】図４は図１実施例に用いる太陽電池構造の他の一例を示す図解図である。
【図５】図５は図１実施例に用いる太陽電池構造のさらに他の一例を示す図解図である。
【図６】図６は図１実施例に用いる太陽電池構造のさらに他の一例を示す図解図である。
【図７】図７は図１実施例に用いる太陽電池構造のさらに他の一例を示す図解図である。
【図８】図８は図１実施例における集電部と制御部および蓄電池との接続を説明するため図解図である。
【図９】図９は図１実施例の太陽電池装置の設置状態の一例を示す図解図である。
【図１０】図１０はこの発明の他の実施例を示す図解図である。
【図１１】図１１は図１０実施例の太陽電池装置を複数接続した状態の太陽電池装置を示す図解図である。
【図１２】図１２は図１１に示す実施例の太陽電池装置設置状態の一例を示す図解図である。
【図１３】図１３はこの発明の各実施例における出力線と枝線との接続の他の例を示す図解図である。
【図１４】図１４はこの発明の各実施例における集電線と枝線との接続の他の例を示す図解図である。
【図１５】図１５はこの発明の各実施例における出力線、枝線、集電線の接続の他の例を示す図解図である。
【図１６】図１６はこの発明の各実施例に利用可能な太陽電池部の形状の別の例を示す図解図である。
【図１７】図１７はこの発明の各実施例に利用可能な太陽電池部の形状のさらに別の例を示す図解図である。
【図１８】図１８はこの発明の別の実施例の要部を示す図解図である。
【図１９】図１９はこの発明の他の実施例の要部を示す図解図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１を参照して、この発明の一実施例である太陽電池装置１０は、柔軟で長尺の、たとえば細長い帯状または紐状の集電部１２、および枝部１６を通してこの集電部１２に電気的に接続される太陽電池部１４を含む。集電部１２は基本的には長さの制限はなく、集電部１２に接続される太陽電池部１４の数にも制限はない。
【００２７】
ただし、太陽電池部１４は、発明者等の実験では、１０ｃｍ×１０ｃｍ以下の大きさであることが望ましいことが分かった。太陽電池部１４のサイズがそれより大きければ、屋外に設置したとき、太陽電池部１４が風による過大な力を受けることがあり、それに耐えるためには、太陽電池部１４だけでなく、全体に強度を高める必要があり、コスト高になる可能性があるからである。
【００２８】
なお、各太陽電池部１４と集電部１２とは、図２に詳細に示すように、枝部１６の先端に設けられたコネクタ１８と、太陽電池部１４の基端に設けられたコネクタ２０とによって電気的かつ機械的に接続される。ただし、この実施例の太陽電池装置１０が、一例として、屋外の木に巻きつけられた状態で設置される可能性があることを考慮すれば、コネクタ１８および２０は、防水構造を有するものである必要がある。
【００２９】
また、コネクタ１８および２０は、丸型、矩形型など任意の形状の接続部分を持つものでよい。
【００３０】
集電部１２は、互いに絶縁されて設けられた正極（＋：プラス）用の集電線２２ｐおよび負極（−：マイナス）用の集電線２２ｍと、それらの集電線２２ｐおよび２２ｍを被覆する、耐候性の絶縁材料からなる外被２４とを含む。なお、耐候性を有する絶縁材料は、集電線２２ｐ及び２２ｍを保護することができるものであれば任意である。その材料の例を挙げると、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ＡＳ（アクリロニトリル‐スチレン）樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン）樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フッ素系樹脂、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリアクリル系樹脂、各種ナイロン等のポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド−イミド樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。
【００３１】
集電部１２には枝部１６が形成されていて、この枝部１６は、集電部１４の集電線２２ｐおよび２２ｍに個別に接続されかつ互いに絶縁された正極用の枝線２６ｐおよび負極用の枝線２６ｍと、それらの枝線２６ｐおよび２６ｍを被覆する、たとえば塩化ビニル樹脂のような、耐候性の絶縁材料からなる外被２８とを含む。
【００３２】
枝部１６の先端には前述のコネクタ１８が設けられ。このコネクタ１８は、この実施例では雌型であり、一例として、正極用の凹電極３０ｐおよび負極用の凹電極３０ｍを含み、凹電極３０ｐおよび３０ｍは上記の枝線２６ｐおよび２６ｍに個別に接続される。なお、コネクタ１８を枝部１６の先端に装着する場合、当然防水構造を付与する必要がある。
【００３３】
太陽電池部１４には、図２（ａ）では点線で示す平面形状を有する太陽電池素子３２が設けられ、この太陽電池素子３２の２つの電極（後述）には、正極用の出力線３４ｐおよび負極用の出力線３４ｍが接続される。なお、出力線３４ｐおよび３４ｍは、それぞれ、１本の線または２本以上の線の集合からなり、末端において、コネクタ２０の凸電極３６ｐおよび３６ｍに個別に接続される。つまり、この実施例ではコネクタ２０は雄型であり、このコネクタ２０には前述のコネクタ１８の凹電極３０ｐおよび３０ｍにそれぞれ挿入かつ固定可能な凸電極３６ｐおよび３６ｍが設けられ、この凸電極３６ｐおよび３６ｍが、太陽電池素子３２の出力線３４ｐおよび３４ｍにそれぞれ接続されるのである。ただし、コネクタ２０を枝部１６のコネクタ１８に装着する場合、当然防水構造を付与する必要がある。
【００３４】
また、コネクタ１８および２０には上述のように防水性が必要であるが、耐候性も必要であり、上述の凹電極３０ｐ、３０ｍおよび３６ｐ、３６ｍを内部に収納するコネクタハウジングも耐候性を有する樹脂で形成される。
【００３５】
なお、太陽電池部１４の平面形状がこの実施例では木の葉形状であり、それに応じて太陽電池素子３２の平面形状も図２（ａ）において点線で示すような木の葉形状としているが、太陽電池部１４および太陽電池素子３２の平面形状は必ずしも同一または類似形状である必要はない。たとえば、太陽電池部１４の平面形状は木の葉形状であっても、太陽電池素子３２の平面形状としては、正方形、長方形、円形などの変形例が考えられる。しかしながら、限られた面積の太陽電池部１４の中で太陽電池素子３２の面積はできるだけ大きい方がよいことは自明であろう。
【００３６】
また、屋外に設置された太陽電池装置１０には、風により太陽電池部１４にせん断力等の力が掛る可能性があり、そのような場合でも出力を途絶えさせないために、図２（ａ）に示す各出力線３４ｐおよび３４ｍをそれぞれ２本以上の導電線の集合で形成するようにしてもよい。これにより、出力線３４ｐおよび３４ｍの断線を有効に回避できるという利点があり、通電状態を維持し続けることができる。
【００３７】
同じ理由で、集電部１２の集電線２２ｐおよび２２ｍや枝部１６の枝線２６ｐおよび２６ｍを、それぞれ、複数の線の集合（たとえば銅などの撚り線の形態で）を用いて構成することも可能である（後述：図１４）。
【００３８】
図２（ｂ）を参照して、太陽電池部１４には太陽電池素子３２が内蔵されるが、この太陽電池素子３２は、たとえばエポキシ樹脂のような透明の絶縁材料からなる封止部３８によって封止される。その他の封止材の例としては、エチレン‐酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン‐アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）や、エチレン−アクリル酸メチル共重合体（ＥＭＡ）、エチレン‐メチルメタクリレート共重合体（ＥＭＭＡ）、エチレン‐メタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）、プロピレン・エチレン・α‐オレフィン共重合体、エチレン・α‐オレフィン共重合体、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、ブチラール樹脂、アイオノマー樹脂、あるいはシリコーン樹脂などが挙げられる。
【００３９】
そして、封止部３８の上下面（表裏面）には、たとえばアクリル樹脂フィルムのような、透明でかつ耐候性の絶縁材料からなる、保護フィルム４０が積層される。２枚の保護フィルム４０間では封止部３８の樹脂が露出することになるので、それらの保護フィルム４０の端縁どうしをシール材４２でシールする必要がある。シール材４２を構成する材料としては、たとえば、フッ素系樹脂、シリコーン樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂等が挙げられる。
【００４０】
ただし、このようなシール材４２を用いず、保護フィルム４０の端縁どうしをたとえば熱圧着によって直接封止するようにしてもよい。
【００４１】
なお、上述の耐候性保護フィルム４０としては、太陽電池素子３２における光吸収を妨げないものを用いる必要があり、さらには、必要に応じて、紫外線遮断、熱線遮断、防汚性等の機能を付与してもよい。特に、太陽電池素子３２は太陽光からの強い紫外線にさらされるので、耐候性層に、紫外線遮断機能を持たせることが望ましい。なお、保護フィルム４０の材料は、太陽電池素子３２を保護することができるものであれば任意である。その材料の例を挙げると、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ＡＳ（アクリロニトリル−スチレン）樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン）樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フッ素系樹脂、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリアクリル系樹脂、各種ナイロン等のポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド−イミド樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。
【００４２】
また、太陽電池部１４の太陽電池素子３２は、一例として、化合物半導体で光電変換部を形成した化合物系太陽電池素子であり、具体的な構造は、図３に示す構造を持つ。ただし、この図示の構造に限定されるものではなく、任意の構造の化合物系薄膜太陽電池素子を利用可能なことを予め指摘しておく。
【００４３】
図３を参照して、この実施例の太陽電池素子３２は、最下層と最上層にそれぞれ絶縁材料からなるバリア層４４ａおよび４４ｂを含み、バリア層４４ａの上およびバリア層４４ｂの下にそれぞれ、透明フィルム基板４６ａおよび４６ｂが形成される。そして、透明フィルム基板４６ａおよび４６ｂの間に、光電変換層４８が設けられる。
【００４４】
光電変換層４８においては、下層フィルム基板４６ａの上に、たとえばモリブデンの蒸着膜として形成されたカソード５０が形成される。カソード５０上には、化合物半導体からなる発電層５２が形成される。発電層５２においては、図示は省略するが、銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、セレン（Ｓｅ）を原料としたＣＩＧＳ薄膜（化合物系薄膜）５４が３段階多元蒸着法などによって形成されるとともに、そのＣＩＧＳ薄膜５４の上に、硫化カドミウム薄膜５６が科学薬品浸透（ＣＢＤ）法などによって形成される。そして、発電層５２上には、たとえば有機金属気相化学堆積（ＭＯＣＶＤ）法などによって酸化亜鉛のような透明電極からなるアノード５８が設けられる。
【００４５】
図３の実施例の太陽電池素子３２では、図３の右側の等価回路に示すように１個の太陽電池が形成される。等価回路中の抵抗の記号は外部負荷を示す。図３の実施例において、上側のバリア層４６ｂから入射した太陽光が光電変換層４８で吸収され、それによって発電層５２から直流電力を生じる。発電された直流電力は、アノード５８に接続された出力線３４ｐ（図２）およびカソード５０に接続された出力線３４ｍ（図２）から出力され、コネクタ２０および１８から枝線２６ｐおよび２６ｍを通して、集電部１２の集電線２２ｐおよび２２ｍに流入する。つまり、集電部１２が太陽電池部１４の太陽電池素子３２で発電した直流電力を集電する。
【００４６】
なお、太陽電池素子３２の他の一例として、太陽電池素子３２は、有機半導体で光電変換部を形成した有機太陽電池素子であってもよく、具体的な構造は、図４‐図７などに示す構造を持つ。ただし、これら図示の構造に限定されるものではなく、任意の構造の有機太陽電池素子を利用可能なことを予め指摘しておく。
【００４７】
図４を参照して、この実施例の太陽電池素子３２は、最下層と最上層にそれぞれ絶縁材料からなるバリア層４４ａおよび４４ｂを含み、バリア層４４ａの上およびバリア層４４ｂの下にそれぞれ、透明フィルム基板４６ａおよび４６ｂが形成される。そして、透明フィルム基板４６ａおよび４６ｂの間に、光電変換層６０が設けられる。
【００４８】
光電変換層６０においては、下層フィルム基板４６ａの上に、たとえばアルミニウムの蒸着膜として形成された第１カソード６２と、第１カソード６２の上に同じくアルミニウムによってメッシュ状に形成される第２カソード６４が順次形成される。第１および第２カソード６２および６４上に、有機半導体からなる発電層６６が形成される。発電層６６は、図示しないが、一例として、カソード側にｎ型半導体層が設けられ、その上に、ｎ型半導体とｐ型半導体の混合層（活性層）およびｐ型半導体層が順次積層される。発電層６６上には、たとえばＩＴＯのような透明電極からなるアノード６８が設けられる。
【００４９】
図４の実施例の太陽電池素子３２では、図４の右側の等価回路に示すように１個の太陽電池が形成される。等価回路中の抵抗の記号は外部負荷を示す。図４の実施例において、上側のバリア層４６ｂから入射した太陽光が光電変換層６０で吸収され、それによって発電層６６から直流電力を生じる。
【００５０】
発電された直流電力は、アノード６８に接続された出力線３４ｐ（図２）およびカソード６２，６４に接続された出力線３４ｍ（図２）から出力され、コネクタ２０および１８から枝線２６ｐおよび２６ｍを通して、集電部１２の集電線２２ｐおよび２２ｍに流入する。つまり、集電部１２が太陽電池部１４の太陽電池素子３２で発電した直流電力を集電する。
【００５１】
さらに、図５に示す太陽電池素子３２は、図４に示す太陽電池素子を両面タイプに変更したものである。つまり、下層のバリア層４４ａの上の下層の透明フィルム基板４６ａと上層のバリア層４４ｂの下の上層の透明フィルム基板４６ｂとの間に、２つの光電変換層６０ａおよび６０ｂが背中合わせの態様で積層される。上側の光電変換層６０ｂでは、図４と同様に、下層から順に、第１カソード６２、第２カソード６４、発電層６６およびアノード６８が積層される。下側の光電変換層６０ａでは、上層から順に、図３と同様の、第１カソード６２、第２カソード６４、発電層６６およびアノード６８が積層される。ただし、図５の実施例では、第１カソード６２は上下の光電変換層６０ｂおよび６０ａで共用されている。したがって、この実施例では、図５の右側の等価回路のように２つの太陽電池の並列接続が形成される。そして、この実施例では、光電変換層６０ｂおよび６０ａの第１カソード６２および第２カソード６４を出力線３４ｍ（図２）に接続し、光電変換層６０ａおよび６０bのアノード６８を出力線３４ｐ（図２）に接続する。
【００５２】
図５の実施例の太陽電池素子３２では、上のバリア層４６ｂから入射した太陽光が光電変換層６０bで吸収されかつ下のバリア層４６ａから入射した太陽光が光電変換層６０ａで吸収され、それによって２つの発電層６６からそれぞれ逆極性の直流電力を生じる。各発電層で発生した直流電力は出力線３４ｐおよび３４ｍから、図４の実施例と同様に、コネクタ２０および１８から枝線２６ｐおよび２６ｍを通して、集電部１２の集電線２２ｐおよび２２ｍに集電される。
【００５３】
図５に示すような両面タイプの太陽電池素子３２は、特に図１実施例や後述の図１０、図１１実施例の太陽電池装置に好適する。すなわち、これらの実施例において、太陽電池部１４は比較的小さい（１０ｃｍ×１０ｃｍ）サイズのものでありしかも木に巻き付けられるような設置状態で使用されることもあるので、各太陽電池部１４の太陽光入射面が確実に外側に向くように設置するのは必ずしも容易ではない。そればかりでなく、当初は入射面が外側に向くように設置していたとしても、風やその他の要因で、太陽電池部１４は容易に裏返しになったりする。このような場合、太陽光入射面が内側に向いた状態が発生する。したがって、太陽電池部１４に図４のような両面タイプの太陽電池素子３２を利用するようにしていれば、太陽電池部１４のどちらの面が外側に向いていても、一定の発電量は確保できる。そのため、設置に際して太陽電池部１４の太陽光入射面を確実に外側にしなければならない煩瑣から解放されるだけでなく、仮に太陽電池部１４が途中で裏返しになったとしても、発電量の低下はほとんどなく、安定した発電量を得ることができる。
【００５４】
さらに、図６に示す太陽電池素子３２は、図４に示す太陽電池素子をタンデムタイプに変更したものである。つまり、下層のバリア層４４ａの上の下層の透明フィルム基板４６ａと上層のバリア層４４ｂの下の上層の透明フィルム基板４６ｂとの間に、４つの光電変換層６０ａ、６０ｂ、６０ｃおよび６０ｄが積層的に形成される。各層の光電変換層６０ａ、６０ｂ、６０ｃおよび６０ｄのそれぞれでは、下層から順に、第１カソード６２、第２カソード６４、発電層６６およびアノード６８が積層されている。したがって、この実施例では、図６の右側の等価回路のように４つの太陽電池の直列接続が形成される。つまり、この実施例では、最下層の光電変換層６０ａの第１カソード６２および第２カソード６４を出力線３４ｍに接続し、最上層の光電変換層６０ｄのアノード６８を出力線３４ｐに接続する。
【００５５】
図６の実施例の太陽電池素子３２では、上のバリア層４６ｂから入射した太陽光が光電変換層６０ａ、６０ｂ、６０ｃおよび６０ｄで順次吸収され、それによって４つの発電層６６からそれぞれ直流電力を生じる。各発電層で発生した直流電力は出力線３４ｐおよび３４ｍから、図４の実施例と同様に、コネクタ２０および１８から枝線２６ｐおよび２６ｍを通して、集電部１２の集電線２２ｐおよび２２ｍに集電される。
【００５６】
なお、図６のようなタンデムタイプの太陽電池素子３２においては、太陽光は最上層から入射されるだけであるので、下層の光電変換層へ十分な量の太陽光が届くための工夫をする必要がある。そこで、図５の実施例では、少なくとも上３層の光電変換層６０ｄ、６０ｃ、６０ｂの第１カソード６２および第２カソード６４を、透明電極で形成するようにしている。透明なカソードは、アノード６８と同様にＩＴＯで形成することも考えられるが、さらにＺＡＯ（Ａｌ添加ＺｎＯ）のような透明電極材料で形成するようにしてもよい。逆に、アノード６８もＺＡＯで形成するようにしてもよい。
【００５７】
さらに、図７に示す太陽電池素子３２は、図６に示すタンデムタイプの太陽電池素子の変形例である。つまり、図６の実施例では、４つの同じ構造の光電変換層６０ａ、６０ｂ、６０ｃおよび６０ｄを下から順に積層したが、この実施例では、各光電変換層６０ａ、６０ｂ、６０ｃおよび６０ｄの間にインターコネクタ（セパレータ材；たとえば異方性導電シート（厚み方向にのみ導電性を有し、面方向は絶縁性を示すシート））７０を介挿している。
【００５８】
そして、最下層のバリア層４４ａの上の下層の透明フィルム基板４６ａと上層のバリア層４４ｂの下の上層の透明フィルム基板４６ｂとの間に、このような４つの光電変換層６０ａ、６０ｂ、６０ｃおよび６０ｄが積層的に形成される。したがって、この実施例でも、図６実施例と同じように、４つの太陽電池のタンデムタイプの太陽電池素子３２が得られる。
【００５９】
図７の実施例において、上のバリア層４６ｂから入射した太陽光が光電変換層６０ｄ、６０ｃ、６０ｂおよび６０ａで順次吸収され、それによって４つの発電層６６からそれぞれ直流電力を生じる。各発電層で発生した直流電力は出力線３４ｐおよび３４ｍから、図４の実施例と同様に、コネクタ２０および１８から枝線２６ｐおよび２６ｍを通して、集電部１２の集電線２２ｐおよび２２ｍに集電される。
【００６０】
上述のように、図５の実施例においては、太陽電池素子３２が両面タイプの太陽電池部を構成する一方で、図４、図６および図７の実施例においては、太陽電池素子３２が、１つの光入射面（最上層のバリア層４４ｂ側の面）と、この１つの光入射面から入射した光で各発電層６６が発電する片面タイプの太陽電池部を構成し、また、図３の実施例においても、太陽電池素子３２が、１つの光入射面（最上層のバリア層４４ｂ側の面）と、この１つの光入射面から入射した光で発電層５２が発電する片面タイプの太陽電池部を構成する。ただし、いずれにしても、この発明の太陽電池部は、片面タイプのものでも両面タイプのものでもよい。さらに、図示は省略するが、太陽電池素子３２は、非晶質シリコンで光電変換部を形成した非晶質シリコン系太陽電池素子であってもよく、さらに、この非晶質シリコン系太陽電池素子が構成する太陽電池部は、片面タイプのものでも両面タイプのものでもよい。
【００６１】
上述のように、各太陽電池部１４で発電した電力は、集電部１２によって集電されるが、集電された電力は、図８に示すように、制御部７２を経て、蓄電池７４に入力される。詳しく言うと、集電部１２の集電線２２ｐおよび２２ｍは図２のコネクタ２０と同様の雄型コネクタ７６によって終端され、この雄型コネクタ７６は、制御部７２から延びる電源線７８ｐおよび７８ｍを終端する図２のコネクタ１８と同様の雌型コネクタ８０に接続される。これらコネクタ７６および８０は、既に説明したコネクタ１８および２０と同様に、丸型、角型など任意形状の防水型コネクタである。ただし、制御部７２や蓄電池７４が室内に設置される場合には、防水構造のコネクタでなくてもよい。
【００６２】
集電線２２ｐおよび２２ｍがコネクタ７６および８０によって電源線７８ｐおよび７８ｍにそれぞれ接続されるので、集電された直流電力が電源線７８ｐおよび７８ｍから制御部７２に入力される。制御部７２はたとえば電圧調整器などを含み、刻々与えられる直流電力を安定したかつ蓄電池７４に適合する電圧、電流の直流電力に調整して、蓄電池７４に与える。したがって、蓄電池７４が、各太陽電池部１４で発電した電力によって、充電される。
【００６３】
図１に示す実施例の太陽電池装置１０は、たとえば、図９に示すように、屋外に自生する木８２の上に巻き付けて設置することができる。先に説明したように、集電部１２は柔軟な長尺部材であり、たとえばクリスマスツリーの飾り物のように、木８２の枝に巻き付けることができる。そして、必要に応じて、集電部１２の所々で、インシュロック（商品名）のような結束バンドを用いて、木８２の枝に固定するだけで、太陽電池装置１０を設置することができる。
【００６４】
なお、このように太陽電池装置１０を木８２に巻き掛けて設置した場合、太陽電池装置１０には風によってそれほど大きな力はかからないと考えられる。なぜなら、風は木８２全体に当たり、力は各枝や葉っぱによって分散して負担されるので、木８２の一部のように設置した太陽電池装置１０の太陽電池部１４にも過大な力がかかりにくいのである。
【００６５】
ただし、図９に示した設置方法は単なる一例であり、もっと別の形態で設置することも可能である。
【００６６】
図１０はこの発明の他の実施例の太陽電池装置２００を示す図解図である。ただし、図１−図９に示す先の実施例と同一または類似の部分には各参照数字の先頭に１００の位を表す数字「２」を付加している点に留意されたい。
【００６７】
図１の実施例の太陽電池装置１０では、複数の木の葉型の太陽電池部１４が、１本の柔軟な帯状または紐状の集電部１２に接続されていたが、この実施例の太陽電池装置２００では、木の葉型の太陽電池部２１４は、メッシュ状に組み込まれた各集電部２１２に、先の図２に示す接続態様と同様の接続態様で、接続される。
【００６８】
詳しく言うと、この実施例では、それぞれが有限の所定長さを有する集電部２１２が縦横に間隔を隔てて格子状に配置され、対応する集電部２１２どうしが図１０では「×」印で示す固定具８４で固定され、図１０に示す「組格子」のような太陽電池装置２００が形成される。ただし、集電部２１２と各太陽電池部２１４との接続は、図２に示すものと同様の、枝部２１６からコネクタ２１８および２２０を通して行われる。
【００６９】
各集電部２１２は先の実施例と同様に、互いに絶縁されている２本の集電線２２２ｐおよび２２２ｍを外被２２４で被覆したものであり、両端に雄型コネクタ２６４ａおよび雌型コネクタ２６４ｂが取り付けられ、各コネクタ２６４ａおよび２６４ｂの各電極（図示せず）が対応する集電線２２２ｐおよび２２２ｍに接続される。
【００７０】
雄型コネクタ２６４ａは雌型コネクタ２６４ｂに挿入接続可能であり、したがって、図１０の実施例によれば、各集電部２１２のコネクタ２６４ａおよび２６４ｂを用いて、図１１に示すように、必要な数（たとえば、図１１では４つ）の太陽電池装置２００を縦横につなぎ合わせて、より大きいサイズの太陽電池装置３００を作ることができる。ただし、図１１では、図面が煩雑になるのを防止するために、太陽電池部２１４や枝部の図示を省略している。なお、図１１では、先の実施例と同一または類似の部分には各参照数字の先頭に１００の位を表す数字「３」を付加している点に留意されたい。
【００７１】
このように、複数の太陽電池装置２００を用いて太陽電池装置３００を形成する場合、太陽電池装置２００を「単位太陽電池装置」と呼ぶことがある。また、このような単位太陽電池装置２００を作る、１本の集電線２１２とそれに接続された複数の太陽電池部２１４を含む太陽電池装置を「基本太陽電池装置」と呼ぶこともできる。
【００７２】
そして、別の集電部３１２ａおよび３１２ｂを準備する。集電部３１２ａは互いに絶縁されている２本の集電線３２２ｐおよび３２２ｍを外被３２４で被覆したものであり、途中に、分岐部または枝部を設けて、その分岐部ないし枝部に図２のコネクタ２０と同様の雄型コネクタ３６４ａを接続している。コネクタ３６４ａの２つの電極（図示せず）が集電線３２２ｐおよび３２２ｍにそれぞれ接続される。集電部３１２ａの基端にも雄型コネクタ３６４ａが設けられ、それの２つの電極（図示せず）が集電線３２２ｐおよび３２２ｍに個別に接続される。集電部３１２ｂは互いに絶縁されている２本の集電線３２２ｐおよび３２２ｍを外被３２４で被覆したものであり、途中に、分岐部または枝部を設けて、その分岐部ないし枝部に図２のコネクタ１８と同様の雌型コネクタ３６４ｂを接続している。コネクタ３６４ｂの２つの電極（図示せず）が集電線３２２ｐおよび３２２ｍにそれぞれ接続される。なお、集電部３１２ｂの基端にも雌型コネクタ３６４ｂが設けられ、それの２つの電極（図示せず）が集電線３２２ｐおよび３２２ｍに個別に接続される。
【００７３】
集電部３１２ａの基端の雄型コネクタ３６４ａは、図８に示す雌型コネクタ８０に接続され、したがって、すべての単位太陽電池装置２００で発電した電力が、コネクタ３６４ａおよび８０を介して、制御部７２によって制御されながら、蓄電池７４（ともに図８）に蓄積される。
【００７４】
このようなメッシュネット状の太陽電池装置３００も図１実施例の太陽電池装置１０と同様に、図１２に示すように、木８２に掛けて、必要なら結束バンドのようなもので固定して、設置することができる。ただし、図１２は設置方法を図解するだけの目的であり、図１２ではメッュネット状の集電部だけを特に図示している。
【００７５】
図１０の実施例の上述の説明では、両端がコネクタ２６４ａおよび２６４ｂで終端された定尺の集電部２１２とそれに接続された太陽電池部２１４を有する、基本太陽電池装置を準備し、複数の基本太陽電池装置を固定具８４で格子状に組み上げた、単位太陽電池装置２００を形成するようにした。したがって、同じ形態の基本太陽電池装置を多数準備し、それらを最終的に図１１に示す太陽電池装置３００として組み立てることができる。
【００７６】
つまり、基本太陽電池装置を準備し、その基本太陽電池装置（図１０の１本の集電部２１２とそれに接続されている複数の太陽電池部２１４を含むもの）を格子状に組み合わせることによってメッシュ状の太陽電池装置２００（図１０）を形成し、必要に応じて、複数のメッシュ状の単位太陽電池装置２００をつなぎ合わせることによって、図１１に示すより大きなメッシュ状の太陽電池装置３００を得ることができる。その場合、図１０に示すように各基本太陽電池装置の集電部２１２の両端をコネクタ２６４ａおよび２６４ｂで終端しておれば、図１１の太陽電池装置３００を作るときに便利である。
【００７７】
なお、図１のような長尺の太陽電池装置を構成する場合には、上述の基本太陽電池装置を直列に接続すればよい。つまり、このように基本太陽電池装置（有限長の集電部に複数の太陽電池部が接続されているもの）を１種類準備するだけで、異なる形態の太陽電池装置を得ることができる。
【００７８】
ただし、図１０の実施例の太陽電池装置２００を得る場合、予め格子状に形成された集電部を用いるようにしてもよい。
【００７９】
なお、図１０や図１１の実施例においても、設置形態は図１２に図示した形態に限られるものではない。
【００８０】
そして、集電部１２と枝部１６とにおいて、図１３のように集電線２２ｐと正極用枝線２６ｐ及び集電線２２ｍと負極用枝線２６ｍは配線基板８６上で結合させ、当該配線基板８６を防水被覆８８により被覆してもよい。
【００８１】
つまり、太陽電池部１４の出力線３４ｐおよび３４ｍと枝線２６ｐおよび２６ｍをコネクタを用いずに接続する方法として、図１３に示すように、配線基板８６を用い、この配線基板８６上で、出力線３４ｐおよび３４ｍと枝線２６ｐおよび２６ｍを、プリント配線を介して接続し、そのような配線基板８６を含む接続部分を熱収縮チューブのような防水被覆８８で被覆する方法も考えられる。
【００８２】
なお、配線基板８６は好ましくはフィルム基板のような可撓性のある基板を用いる。柔軟性確保のためである。
【００８３】
さらに、図１４に示すように、図１３の実施例の配線基板８６と同様の配線基板９０を用いて、集電線２２ｐおよび２２ｍと枝線２６ｐおよび２６ｍを接続し、それらを外被２４で被覆するようにしてもよい。この場合、この配線基板９０のプリント配線によって集電線２２ｐおよび２２ｍの連続性が確保される。つまり、配線基板９０を用いるためには集電線２２ｐおよび２２ｍの途中に配線基板９０を挿入する必要があるので、集電線２２ｐおよび２２ｍはそれぞれ途中で切断されるが、切断された集電線２２ｐおよび２２ｍはそれぞれ配線基板９０の対応するプリント配線を通して連続的に接続されることとなる。
【００８４】
なお、図１４に示す実施例において、枝部１６と太陽電池部１４との接続のためには、図１３のような接続構造に代えて、図２に示すようなコネクタ２０および１８またはそれに類するコネクタを用いるようにしてもよい。
【００８５】
さらに、集電線２２ｐおよび２２ｍ、枝線２６ｐおよび２６ｍのいずれか若しくは全てを複数の導電線の集合（たとえば銅などの撚り線の形態）とし、それらを配線基板９０で接続するようにした実施例を図１５（本図は全ての複数の導電線の集合の場合の例）に示す。
【００８６】
この実施例において、集電線２２ｐは配線基板９０上の端子９２ｐ，９２ｐとそれら端子間のプリント配線で接続し、集電線２２ｍは配線基板９０上の端子９２ｍ，９２ｍとそれら端子間のプリント配線とで接続し、端子９４ｐおよび９４ｍに枝線２６ｐおよび２６ｍを接続する。配線基板９０上で、端子９４ｐが端子９２ｐに接続され、端子９４ｍが端子９２ｍに接続されているので、結局、枝線２６ｐおよび２６ｍがそれぞれ、集電線２２ｐおよび２２ｍに接続される。
【００８７】
さらに、上述の実施例では、集電部１２の枝部１６と太陽電池部１４とを接続するために、コネクタ１８および２０を用いた。しかしながら、図示しないが、コネクタを用いず、太陽電池部１４の出力線３４ｐおよび３４ｍと枝部１６の枝線２６ｐおよび２６ｍとを直接はんだ付けし、そのはんだ付け部分をたとえば熱収縮チューブのような防水被覆８８（図１３や図１４のような）するようにしてもよい。ただし、防水被覆は熱収縮チューブに限らない。
【００８８】
同じような考えで、図８に示す集電部１２と制御部７２および蓄電池７４とを接続するコネクタ７６および８０、図１１に示す集電部２１２どうしを接続するためのコネクタ２６４ａおよび２６４ｂ、集電部２１２と集電部３１２ａおよび３１２ｂとを接続するためのコネクタ３６４ａおよび３６４ｂなども、直接のはんだ付けと防水被覆とに代えることができる。
【００８９】
さらにまた、先の実施例ではいずれも、太陽電池部１４、２１４を木の葉型のものとした。しかしながら、太陽電池部の平面形状は、図１６および図１７に示すように、矩形や円形など、任意の形成であってよい。
【００９０】
図１８はこの発明の他の実施例の要部を示す図解図であり、図２に相当する。この実施例は、太陽電池部１４に積雪があったとき、雪を溶かして発電機能を回復させるようにした実施例である。詳しく言うと、図１８の実施例では、太陽電池部１４の、太陽電池素子３２の外側に、電熱線９８を埋め込む。この電熱線９８の両端は電線１００ａおよび１００ｂにそれぞれ接続される。他方、この電線１００ａおよび１００ｂに対応する電線１０２ａおよび１０２ｂが枝部１６に設けられ、この電線１０２ａおよび１０２ｂが、集電部１２に互いに絶縁して設けられる電線１０４ａおよび１０４ｂに個別に接続される。集電部１２においては、これら電線１０４ａおよび１０４ｂは、集電線２２ｐおよび２２ｍとともに、外被２４に被覆される。
【００９１】
コネクタ２０および１８の端子の番号は煩雑さを回避するために記入していないが、電線１００ａと電線１０２ａ、および電線１００ｂと電線１０２ｂがそれぞれ、コネクタ２０および１８の対応する端子を介して接続される。したがって、電線１０４ａおよび１０４ｂが、電線１０２ａと電線１００ａおよび電線１０２ｂと電線１００ｂを経て、電熱線９８の両端に接続される。そのため、電線１０４ａおよび１０４ｂに電力を供給すれば、電熱線９８が発熱し、太陽電池部１４の面上の雪が溶かされる。
【００９２】
つまり、電熱線９８とそれに電力を与える電線が太陽電池部１４のための融雪手段を構成する。なお、電熱線９８に供給する電力は、直流でも交流でもよい。直流の場合、蓄電池７４（図８）に蓄えた電力を利用することも考えられる。
【００９３】
ただし、融雪手段の構成は、図１８の実施例に限られるものではなく、多くの変形が可能である。
【００９４】
図１９はこの発明の他の実施例の要部を示し、この実施例では、太陽電池部１４の上下主面および側面に、たとえば酸化チタンを練り込んだ防汚層１０６ａ，１０６ｂおよび１０６ｃを形成している。この防汚層１０６ａ，１０６ｂおよび１０６ｃの光触媒効果によって、太陽電池部１４の表面状の汚れが除去でき、発電効率の低下を防止できる。
【００９５】
図１９の実施例では太陽電池部１４の上下主面および側面に防汚層１０６ａ，１０６ｂおよび１０６ｃを形成したが、たとえば上主面（表面）の防汚層１０６ａだけを形成するようにしてもよい。
【００９６】
このように、上述の実施例ではいずれも、木に巻き掛けあるいは巻き付けるという設置方法が利用できるので、山に自生している木や公園に自生している木、あるいは個人の庭に自生している木を設置場所として利用することができ、いわゆるメガソーラーで要求されるような大面積の土地を手当てする必要がない。さらに、木に巻き掛けあるいは巻き付ける設置方法では、太陽電池装置を立体的（木の上から下まで）に設置できるので、設置のための平地面積は小さくてよく、占積率を高くすることができる。
【符号の説明】
【００９７】
１０、２００、３００  …太陽電池装置
１２、２１２、３１２  …集電部
１４、２１４  …太陽電池部
１６  …枝部
１８、２０、６４、６４ａ、６４ｂ、２６４ａ、２６４ｂ、３６４ａ、３６４ｂ  …コネクタ
２２ｐ、２２ｍ、２２２ｐ、２２２ｍ、３２２ｐ、３２２ｍ  …集電線
２４、２８  …外被
２６ｐ、２６ｍ  …枝線
３２  …太陽電池素子
３４ｐ、３４ｍ  …出力線
７４  …蓄電池
８２  …木
８４  …固定具
８６、９０  …配線基板
９８  …電熱線
１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ  …防汚層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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