(57)【要約】本発明は、担体と太陽電池ユニットとを含む光起電性屋根パネルであって、該太陽電池ユニットは、少なくとも２つの太陽電池が直列に接続された個々の太陽電池に分割され、少なくとも１の太陽電池が隣接しない太陽電池に直列に接続されているところの太陽電池ユニットを含む光起電性屋根パネルに関する。好ましくは、直列に接続されている各電池は本質的に同じ量の電流を供給する。より好ましくは、本発明は、担体と太陽電池ユニットとを含む光起電性屋根パネルであって、担体が繰り返すパターンの長さｌ及び輪郭の長さｋを有する繰り返す輪郭を有し、輪郭の長さｋは繰り返すパターンの長さｌの輪郭の長さであり、該担体は太陽電池ユニットを具備されており、該太陽電池ユニットは繰り返すパターンの長さｌに対して垂直に、幅ｗ1・・・ｗn（ｗ1・・・ｗnの合計は輪郭の長さｋに等しい）を有するところの太陽電池ｃ1・・・ｃnに分割され、少なくとも１の電池ｃ1・・・ｃnがもう１つの繰り返す輪郭の対応する太陽電池ｃ1・・・ｃnと直列に接続され、ｎは２以上の値を有する整数であるところの屋根パネルに関する。本発明はさらに、少なくとも２つの太陽電池が直列に接続された個々の太陽電池に分割された太陽電池ユニットを含む、可撓性のある太陽電池箔であって、少なくとも１の太陽電池が隣接しない太陽電池に直列に接続されているところの太陽電池箔に関する。
2005513801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
担体と太陽電池ユニットとを含む光起電性屋根パネルであって、該太陽電池ユニットは、少なくとも２つの太陽電池が直列に接続されている個々の太陽電池に分割され、少なくとも１の太陽電池が隣接しない太陽電池に直列に接続されているところの太陽電池ユニットを含む光起電性屋根パネル。
【請求項２】
直列に接続された各電池が本質的に同じ量の電流を供給するところの、請求項１に記載の光起電性屋根パネル。
【請求項３】
該担体は繰り返すパターンの長さｌ及び輪郭の長さｋを有する繰り返す輪郭を有し、輪郭の長さｋは繰り返すパターンの長さｌにおける輪郭の長さであり、該担体は太陽電池ユニットを具備されており、該太陽電池ユニットは繰り返すパターンの長さｌに対して垂直に、幅ｗ1・・・ｗn（ｗ1・・・ｗnの合計は輪郭の長さｋに等しい）を有するところの太陽電池ｃ1・・・ｃnに分割され、電池ｃ1・・・ｃnの少なくとも１がもう１つの繰り返す輪郭の対応する太陽電池ｃ1・・・ｃnと直列に接続され、ｎは２以上の値を有する整数であるところの、請求項１又は２のいずれか１項に記載の、担体及び太陽電池ユニットを含む光起電性の屋根パネル。
【請求項４】
太陽電池ユニットが可撓性のある太陽電池箔を含むところの、請求項１〜３のいずれか１項に記載の屋根パネル。
【請求項５】
電池の幅ｗ1・・・ｗnが一定であるところの、請求項３又は４のいずれか１項に記載の屋根パネル。
【請求項６】
１つの繰り返すパターンの長さｌの幅を有する独立した複数のユニットからなる、請求項３〜５のいずれか１項に記載の屋根パネル。
【請求項７】
繰り返すパターンの長さｌの少なくとも２倍、より好ましくは繰り返すパターンの長さｌの４〜２０倍の幅を有するところの、請求項３〜５のいずれか１項に記載の屋根パネル。
【請求項８】
直列に接続された太陽電池を有する太陽電池箔を含む１の太陽電池ユニットによりその幅全体に渡って覆われているところの、請求項７に記載の屋根パネル。
【請求項９】
１以上の行又は列のタイルの形状を有し、タイルの少なくとも１行又は１列が太陽電池ユニットを具備されているところの、請求項１〜８のいずれか１項に記載の屋根パネル。
【請求項１０】
１の太陽電池ユニット内で、すべての電池ｃ1・・・ｃnが上記太陽電池ユニット内のすべての対応する電池ｃ1・・・ｃnと直列に接続されているところの、請求項３〜９のいずれか１項に記載の屋根パネル。
【請求項１１】
セットｃ1・・・ｃnからの少なくとも１の電池ｃが、直列に接続された隣接するサブセルｓ1・・・ｓmのセットからなるところの、請求項３〜１０のいずれか１項に記載の屋根パネル。
【請求項１２】
少なくとも２つの太陽電池が直列に接続されている個々の太陽電池に分割された太陽電池ユニットを含む、可撓性のある太陽電池箔であって、少なくとも１の太陽電池が隣接しない太陽電池に直列に接続されているところの太陽電池箔。
【請求項１３】
個々の太陽電池に分割された太陽電池ユニットを含む可撓性のある太陽電池箔であって、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の屋根パネルに搭載された後に、直列に接続された各電池が本質的に同じ量の電流を供給するように、太陽電池が直列に接続されている太陽電池箔。
【請求項１４】
幅ｗ1・・・ｗnを有する個々の太陽電池ｃ1・・・ｃnの複数のセットに分割された太陽電池ユニットを含む可撓性のある太陽電池箔であって、少なくとも１の太陽電池ｃ1・・・ｃnが対応する電池ｃ1・・・ｃnと直列に接続されており、ｎは２以上の値を有する整数である太陽電池箔。
【請求項１５】
絶縁スペーサーを具備された請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の太陽電池であって、直列接続を確立する配線がスペーサーを通過されている太陽電池箔。
【請求項１６】
太陽光入射面から下方へ、前面電極、光起電層、背面電極、及び電気絶縁性材料を具備された相互に絶縁された導電性ストライプｐ1・・・ｐnを含む配線層を含む個々の太陽電池ｃ1・・・ｃnのセットに分割された太陽電池ユニットを含む太陽電池箔であって、少なくとも１の電池ｃ1・・・ｃnは対応する電池ｃ1・・・ｃnと導電性ストライプｐ1・・・ｐnの１つにより直列に接続されており、ｎは２以上の値を有する整数である太陽電池箔。
【請求項１７】
配線層のストライプが太陽電池箔部位に対して本質的に垂直であり、かつ直列接続が、１つの電池ｃ1・・・ｃnのＴＣＯ層と配線層との間、及び電池の隣接するセットからの対応する電池ｃ1・・・ｃnの背面電極と配線層との間に導電性接続を“突き刺す”ことにより確立されるところの、請求項１６に記載の太陽電池箔。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輪郭化された(profiled)光起電性の屋根パネル、より詳細には、担体と太陽電池ユニット(直列に接続された太陽電池を含む)とを含む輪郭化された光起電性の屋根パネルに関する。本発明は、輪郭化された屋根パネルに搭載された後、直列に接続された各電池が本質的に同じ量の電流を供給するように直列に接続された個々の太陽電池を含む、少なくとも１の太陽電池ユニットを含む、可撓性のある太陽電池箔にさらに関する。本明細書において、用語太陽電池ユニットは個々の太陽電池のユニットを表し、そのうちの少なくとも２個が直列に接続されている。本明細書において、可撓性のある太陽電池箔は、１以上の太陽電池ユニットを具備する、可撓性のある担体を含む。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、一般的に、(電池の前における)前面電極及び(電池の裏における)背面電極の間に具備された光起電性物質からなる光起電層を含む。前面電極は、透明であるかあるいはできるだけ小さく、入射光が光起電物質に到達することを可能にし、光起電物質において入射光が電気エネルギーに変換される。このようにして、光は電流を生み出すために使用され得、例えば化石燃料又は核エネルギーの興味深い代替物を提供する。
【０００３】
現在、太陽電池はしばしば平らなシートの形において使用されている。しかし、太陽電池が住宅の上で使用されるときは特に、審美的な観点から、太陽電池は輪郭(profile)の形、より詳細には繰り返す輪郭の形で使用することが望まれる。この方法で、太陽電池の外観は、例えばタイルあるいは波状のシートで覆われた屋根の残りの外観に統一されることができる。この目的を達成するため、国際特許出願公開第９９／６６５６３号はタイルの多くの行及び／又は列の形を有する屋根パネルを記載し、該屋根パネルは少なくとも１の太陽電池を具備されている。
【０００４】
米国特許第４６７０２９３号は、平らではない表面を有する基材、例えば屋根タイルの上に半導体フィルムを作る方法を記載する。半導体フィルムは個々の太陽電池に分割され得、慣用の方法において隣接する電池に直列に接続される。
【０００５】
ドイツの公開公報３６２６４５０号は可撓性のある太陽電池シートを具備するガラスの屋根タイルを記載する。
【０００６】
Ｙ．イチカワら(プラスチックフィルム基材を有する可撓性のあるａ−Ｓｉをベースとする太陽電池、Ｍａｔ．Ｒｅｓ．Ｓｏｃ．Ｓｙｍｐ．Ｐｒｏｃ．第５７７巻、７０３〜７１２ページ（１９９９年）)は、屋根外被部材に可撓性のある太陽電池箔の使用を記載する。
【０００７】
欧州特許出願公開第８８４４３２号は、太陽電池シートを具備する曲げられた屋根外被部材について記載する。太陽電池は、従来の方法で直列に接続され得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
輪郭化された屋根外被部材上の太陽電池の使用に関連する問題は、太陽のある位置においては、太陽電池の照射の角度は、輪郭上のその位置共に、その表面領域に渡って変化する（その効果はシャドーイングと呼ばれる）という事実にある。従って、太陽電池のすべての部分が同じ量の入射光を受けるわけではなく、従って、太陽電池の様々な部分により発生される電流は輪郭上の位置に従って変動する。これは太陽電池ユニットの電流発生の性質に全体として不利益に影響する。
【０００９】
従来、モジュールの電圧を上げるため、太陽電池箔はたくさんの個々の電池に分割され、個々の電池は、１つの電池の前面電極を隣接する電池の背面電極と接続することにより直列に接続される。またこの場合、シャドーイングは太陽電池ユニットの性能に問題を起こす、なぜならユニットの輪郭のため、太陽のある位置においては、すべての電池が同じ量の入射光を受けるわけでないからである。最も少ない光を有する電池がどのぐらいの電流が発生するかを決める。その上、最も少ない光を有する電池は、直列に接続された抵抗器として機能し始める可能性があり、そのことは太陽電池の出力をさらに下げる。
【００１０】
従って、これらの問題が解決されている太陽電池ユニットを含む輪郭化された光起電性の屋根パネルに対する需要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に従ってこれは、担体と太陽電池ユニットとを含む光起電性屋根パネルであって、該太陽電池ユニットは、少なくとも２つが直列に接続された個々の太陽電池に分割され、ここで少なくとも１の太陽電池が隣接しない太陽電池に直列に接続されているところの太陽電池ユニットを提供することにより達成される。好ましくは、直列に接続された各太陽電池は本質的に同じ量の電流を供給する。より好ましくは、本発明は担体と太陽電池ユニットとを含み、該担体は繰り返すパターンの長さｌ及び輪郭の長さｋを有する繰り返す輪郭を有し、輪郭の長さｋは繰り返すパターンの長さｌの輪郭の長さであり、担体は太陽電池ユニットを具備されており、該太陽電池ユニットは繰り返すパターンの長さに対して垂直に、幅ｗ1・・・ｗn（ｗ1・・・ｗnの合計は輪郭の長さｋに等しい）を有するところの太陽電池ｃ1・・・ｃnに分割され、少なくとも１の電池ｃ1・・・ｃnがもう１つの繰り返す輪郭の対応する太陽電池ｃ1・・・ｃnと直列に接続され、ｎは２以上の値を有する整数であるところの光起電性の屋根パネルに向けられる。
【００１２】
繰り返す輪郭の各電池ｃ1・・・ｃnは太陽電池ユニット内の他の繰り返す輪郭の対応する電池ｃ1・・・ｃnと同じ量の入射光を捕らえるので、本発明で使用される直列接続の方法は本質的に同じ量の電量を発生させる電池が直列に接続されることを保証する。これにより、本発明の下に横たわる問題は解決された。先行技術の屋根パネルと対照的に、本発明の屋根パネルの太陽ユニットにおいては少なくとも１の太陽電池が隣接しない太陽電池に直列に接続されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
繰り返すパターンの長さに対して垂直な方向に太陽電池ユニットを個別の太陽電池に分割することにより、電池の表面全体にわたる基本的に均一な瞬間放射が各個々の電池に対して行われ、そのことは電池の電流発生の性質を改善する。電池の表面全体にわたる基本的に均一な瞬間放射により、この場合、電池の表面全体にわたって放射の最大偏差（Ｗ／ｍ2で表される）が、電池の表面全体にわたる平均放射のせいぜい２０％、好ましくはせいぜい１０％、より好ましくはせいぜい５％、より一層好ましくはせいぜい１％、最も好ましくは０．５％であることが意味される。
【００１４】
少なくとも１の電池ｃ1・・・ｃnをもう１つの繰り返す輪郭の対応する電池ｃ1・・・ｃnと直列に接続することは、本質的に同じ量の光を受け、その結果本質的に同じ量の電流を発生させるところの電池が直列に接続されることを達成することを意味する。電池が本質的に同じ量の電流を発生させる、によりこの場合、直列に接続された電池群の電池１につき発生される電流の量における最大偏差（アンペアで表される）が、直列に接続された電池群により発生される平均電流のせいぜい２５％、好ましくはせいぜい１０％、より好ましくはせいぜい５％、より一層好ましくはせいぜい２％、最も好ましくはせいぜい１％であることが意味される。
【００１５】
本発明のパネルは屋根パネルとして示されるが、それが屋根のために使用されるだけでなく、壁及び太陽電池ユニットが具備された輪郭化されたパネルの使用が魅力的である任意の他の用途において使用され得る。
【００１６】
本発明は図を参照してさらに説明される。
【００１７】
図１は本発明の屋根パネルの断面の見取り図を表し、繰り返すパターンの長さｌ、輪郭化された長さｋ、電池ｃ1・・・ｃn、電池の幅ｗ1・・・ｗnが示される。屋根パネルは正弦曲線の輪郭を有する。第１の輪郭の長さの電池ｃ1・・・ｃnの少なくとも１は、隣接する輪郭の長さの電池ｃ1・・・ｃnと、配線(示されていない)により直列に接続されている。
【００１８】
図２は、本発明の異なる屋根パネルの断面を示し、鋸の歯のタイプの輪郭を有するものである。示されているのは繰り返すパターンの長さｌ，輪郭の長さｋ、及び電池ｃ1・・・ｃnの電池の幅ｗ1・・・ｗnである。最初の輪郭の長さの電池ｃ1・・・ｃnの少なくとも１は、隣接する輪郭の長さの電池ｃ1・・・ｃnと直列に接続されている。
【００１９】
図３は、また、異なる輪郭を有する、さらにもう１つの本発明の屋根パネルの一片の断面を示す。示されているのは、繰り返すパターンの長さｌ，輪郭の長さｋ、及び電池ｃ1・・・ｃnの電池の幅ｗ1・・・ｗnである。最初の輪郭の長さの電池ｃ1・・・ｃnの少なくとも１は、隣接する輪郭の長さの電池ｃ1・・・ｃnと直列に接続されている。
【００２０】
図４は、平らな部分に隆起部を有する図３の屋根パネルの変形を示す。電池への分割は図３において示されたのと同じである。
【００２１】
図５は、タイルの多数の行及び列の形をとる屋根パネルを示し、タイルの行は太陽電池箔を具備している。
【００２２】
これらの図は本来的に概要的であることが指摘される。これらの図は例えば繰り返しのパターンの長さについての電池の数、あるいは電池の長さあるいは幅についてなんらの情報を提供するものではない。
【００２３】
上に示されたように、目的は、本発明の屋根パネルにおいて、各電池の表面領域に渡る放射が本質的に均一であることである。これは電池表面領域の不規則性が全体として許しがたいことを意味するわけではない。このように図４の実施態様の電池ｃ3における隆起部の存在は、光の入射に依存して、電池ｃ3にある種の影の効果をもたらし、その結果、電池ｃ3のすべての表面領域が同じ量の光を集めるわけではない。しかし隆起部は十分低いのでその存在の結果は許容できる。
【００２４】
前に述べたように、本発明の屋根パネルは、担体及び少なくとも１の太陽電池ユニットを含む。太陽電池ユニットは、担体上で直接的に、例えばガラス担体上への太陽電池ユニットの様々な層、例えば背面電極、光起電性の層、及び前面電極の直接的な堆積により製造され得る。しかし、より魅力的な選択肢は、太陽電池ユニットが、可撓性のある太陽電池箔の形で別に製造され、それが次に担体の上に施与されることである。この利点は、太陽電池箔の製造（直列の接続の確立を含めて）が平らな位置において太陽電池箔を用いて行われ得、太陽電池箔の可撓性が輪郭上でのそれの使用を可能にすることである。その理由のために本発明は、電池の幅ｗ1・・・ｗnを有する個々の太陽電池ｃ1・・・ｃnのセットに分割された少なくとも１の太陽電池ユニット（少なくとも１の電池ｃ1・・・ｃnは対応する電池ｃ1・・・ｃnと直列に接続されており、ｎは２以上の整数である）を具備された可撓性のある太陽電池箔にもまた関する。この直列の接続は、例えば、太陽電池が絶縁スペーサーを具備される結果、スペーサーを通された直列の接続をもたらす配線で確立されることができる。この実施態様の好ましい選択肢は下により詳細に説明される。明らかに、担体を通る直列接続、すなわち担体を通された直列接続をもたらす配線で実行することもまた可能である。
【００２５】
繰り返しのパターンの長さｌの中の太陽電池ｃ1・・・ｃnの数は、とりわけ繰り返しのパターンの長さｌ、繰り返しのパターンの長さｌの輪郭における変形、そして電池ｃ1・・・ｃnの所望されるサイズに依存する。原則として、繰り返しのパターンの長さｌが大きい程、及び／又は輪郭が複雑であるほど、繰り返しのパターンの長さｌ当たりに所望される電池の数は大きくなる。より複雑な輪郭は繰り返しのパターンの長さ当たりのより多くの電池に繋がるという事実は、個々の太陽電池中にわたる入射光の均一性が許容できる限界内に留まることを保証する。太陽電池のサイズは幅ｗ1・・・ｗnに依存するが、もちろんその長さにもまた依存する。
【００２６】
太陽電池の適切な長さは、屋根パネルの輪郭に依存する、なぜならもし太陽電池ユニットが一方向、即ち繰り返しのパターンの長さｌの方向にのみ輪郭されていることが好ましいからである。太陽電池ユニットを２つの方向に輪郭することは、これが太陽電池の上に置く必要条件のためにあまり好ましくない。適切な長さは、選択された電池の幅及び所望される電池の表面積にもまた依存する。先に述べられたように、電池ｃ1・・・ｃnの幅ｗ1・・・ｗnの合計は輪郭の長さｋに等しくあるべきである。この接続において、直列の接続の幅自身は電池の幅ｗ1・・・ｗnに含まれることが注意されるべきである。
【００２７】
屋根パネルによって、電池の幅ｗ1・・・ｗnは同じであるか又はないことが可能である。先に述べられたように、個々の電池全体に渡る光の入射の均一性は許容できる限界内に留まることが重要である。その理由のため、屋根パネルの鋭く曲がる部分ではより狭い太陽電池を使用することが時々賢明であるが、あまり曲がっていない部分はより広い電池の使用を許す。しかし、もし輪郭が適切であるならば、加工の理由のため、一定の電池幅ｗ1・・・ｗnを選択することが好ましい。
【００２８】
屋根パネルの繰り返しパターンの長さｌは、一般的に５〜１００ｃｍ、好ましくは１０〜６０ｃｍ、より好ましくは１５〜４５ｃｍである。
【００２９】
繰り返しパターンの長さごとの電池の数ｎは一般的に２〜１００、好ましくは５〜５０である。
【００３０】
輪郭のある部分において隣接する電池が同じ放射を有するような輪郭を有する屋根形成パネルの場合、同じ放射を有する隣接する電池は直列に接続されることができ、直列に接続された電池のこのセットは今度は輪郭の対応する部分の直列に接続された電池の対応するセットと直列に接続されることができる。この記述の専門用語  において、同じ放射を有する隣接する電池は、サブセルｓ1・・・ｓmとして示されることができる。その場合の直列に接続された電池ｓ1・・・ｓmのセットは、幅ｗ1・・・ｗnを有するセットｃ1・・・ｃnからの幅ｗを有する電池ｃに対応する。
【００３１】
本発明の屋根パネルは、担体及び特定の方法で直列に接続されている太陽電池を具備された太陽電池ユニットを含む。単体は１以上のサブパネルでできていてもよく、屋根パネルは１以上の太陽電池ユニットを含むことができる。
【００３２】
本発明の屋根パネルは、太陽電池を具備する１つの繰り返しパターンの長さｌの幅を有する別のユニットから構成されることができ、ユニットが屋根の上に敷設されたとき１つのユニット上の電池ｃ1・・・ｃnの少なくとも１と他のユニット上の対応する電池ｃ1・・・ｃnとの間の直列の接続が確立されることができる。この実施態様が魅力的であるか否かは概ね、ユニットの大きさに依存する。ユニットが従来の屋根タイルのサイズであるならば、各ユニットの接続に関連する労働コストは止めるのに十分である。他方、より大きいユニット、例えば少なくとも１５ｃｍの幅で、少なくとも１メートルの長さのユニットの場合、好ましくは隆起部から溝までの屋根の長さに合う長さを有するユニットの場合、これは本発明の好ましい実施態様であり得る。
【００３３】
本発明のもう１つの実施態様は、繰り返しのパターンの長さｌの少なくとも２倍の幅を有する屋根パネル、より好ましくは繰り返しのパターンの長さｌの４〜２０倍の幅を有する屋根パネルである。屋根パネルは好ましくは３０〜２５０ｃｍ、好ましくは３０〜１５０ｃｍの幅を有する。その幅全体に渡って屋根パネルはいくつかの太陽電池ユニットで覆われていることができるが、もし太陽電池ユニットが太陽電池箔の上に存在すれば、屋根パネルがその幅に渡って、パネルの幅に渡って直列に接続された太陽電池を有する１の太陽電池ユニットを含む太陽電池箔で覆われているとき好まれる。箔は、屋根パネルの高さに渡っていくつかのユニットを具備されていてもよい。
【００３４】
屋根パネルの幅により、本明細書の文脈内において、輪郭の方向における屋根パネルの幅が意味される。屋根パネルの高さは幅に対して垂直な方向である。
【００３５】
本発明の屋根パネルの高さは重要ではなく、一般的に従来の建築サイズに依存する。屋根パネル上の縦方向に具備される太陽電池ユニットの数は状況に応じて変動し得る。屋根パネルが例えばタイルの細長い形を有するとき、恐らく、１つの太陽電池ユニットが高さ方向には十分であると思われる。屋根パネルがより高いとき、例えば波型シート又はアルミニウム屋根構成プロフィルの場合、パネルの高さに沿ってより多くの太陽電池ユニットを具備することが所望され得る。これは太陽電池ユニットの高さがそれを要求するから所望され得る。あるいは、屋根パネルがその方向にもまた輪郭を有するとき、それは所望され得る。例えばなぜなら屋根パネルが上下にタイルの段数の形を有するからである。特により高い屋根パネルの場合、多くの太陽電池ユニットを具備された可撓性のある太陽電池箔を利用することが魅力的であり得る。
【００３６】
本発明の屋根パネルの好ましい態様は、タイルの少なくとも１の行又は列が本発明に従って直列に接続された太陽電池ユニットを具備されている１以上の行又は列のタイルを有する屋根パネルである。この実施態様は図５に示される。この図は、外観はそれぞれ５のタイルの５の行の形をとり、長さ方向の５のタイルの太陽電池ユニットはそれぞれの行の上に付与される（斜線を施されている）ところの屋根パネルを示す。電池への分割及び直列接続は示されていない。この実施態様の利点は、外観に関して、それが従来のタイルで覆われた屋根の外観とよく適合するが、そのサイズは容易な搭載に役立つことである。個々の行又は列に太陽電池ユニットを付与することは、太陽電池ユニットが２方向において輪郭を示すことを妨げる。このタイプの屋根パネルの場合、一般的に扱いやすさのために、幅が１〜１０の“タイル”分であり、高さが１〜８の“タイル”分であり、タイルの合計数が少なくとも４、より好ましくは少なくとも８、より一層好ましくは少なくとも１２であるパネルが好ましい。“タイル”の数の好ましい最大値は“タイル”のサイズ及び最終ユニットの所望されるサイズに依存する。
【００３７】
本発明の屋根パネルにおける直列接続の核心は、直列に接続されるべき電池の選択である。直列の接続そのものは、単に１の電池の背面電極を他の電池の前面電極と接続することを含む。要求される配線を設計し、及び搭載することは当業者の能力のうちである。
【００３８】
前に述べられたように、本発明は、個々の太陽電池に分割された少なくとも１の太陽電池ユニットを具備された可撓性のある太陽電池箔にもまた関し、該太陽電池は輪郭化された屋根パネルに搭載された後に、直列接続において各電池が本質的に同じ量の電流を供給するように直列に接続される。直列接続を確立する１つの魅力的な方法は、配線層の方法による。配線層は、その原理は半導体産業から公知であり、互いに絶縁された導電性ストライプのパターンからなる。電池ｃ1・・・ｃnのセットからの少なくとも１の電池は、隣接する電池のセットからの対応する電池ｃ1・・・ｃnの背面電極を有する配線層における導電性ストライプにより接続される。対応する電池ｃ1は配線層の最初のストライプにより接続され、対応する電池ｃ2は第２のストライプをにより接続される。電池のＴＣＯが同じ電池の背面電極と接続されることを防ぐため、配線層の導電性ストライプは電気的に絶縁する材料により遮断される。この遮断はストライプを切断すること又は絶縁物質を別々に与えることにより実行され得る。
【００３９】
本発明は、従って太陽光入射面から下方へ、前面電極、光起電層、背面電極、及び電気的に絶縁する材料を具備された、相互に絶縁された導電性ストライプｐ1・・・ｐnを含む配線層を含む個々の太陽電池ｃ1・・・ｃnのセットに分割された太陽電池ユニットを具備された太陽電池箔にもまた関し、ここで少なくとも１の電池ｃ1・・・ｃnは対応する電池ｃ1・・・ｃnと導電性ストライプｐ1・・・ｐnの１つにより直列に接続されており、ｎは２以上の値を有する整数である。
【００４０】
この太陽電池箔の簡単な実施態様は、配線層のストライプが太陽電池箔部位に対してある角度における箔である。角度は好ましくは６０〜１２０°、より好ましくは８０〜１００°、より一層好ましくは８８〜９２°である。最も好ましくは、配線層のストライプは太陽電池ユニット部に対して本質的に垂直である。この実施態様において、直列接続は、１つの電池ｃ1・・・ｃnのＴＣＯ層及び配線層と、隣接する電池のセットからの対応する電池ｃ1・・・ｃnの背面電極及び配線層との間に導電性接続を突き刺すことにより極めて簡単に確立され得る。
【００４１】
直列接続を実行するもう１つの方法は、被覆された導電性の細長い片又は線（それは１の電池の前面電極に接続され、太陽電池ユニットの面に沿って電池まで通され、該電池にそれは接続される）の方法による。
【００４２】
本発明の屋根パネルの担体物質は重要ではない。担体が透明であるとき、例えばガラス又は合成物質でできているとき、太陽電池ユニットは任意的に担体の底に具備されてもよく、太陽電池ユニットに対する戸外の影響に対する適当な保護を確保する。太陽電池ユニットが担体の上に具備されるとき、担体は透明である必要はない。その場合の適切な材料は、慣用の屋根構成材料、なかんずくセラミック材料、例えばコンクリート、石など、及び合成材料、任意的にリサイクルされた合成材料をベースとしてもよく、金属例えばスチール、亜鉛及びアルミニウムを含む。
【００４３】
本発明の屋根パネルにおいて使用される太陽電池ユニットは、後ろから前に、背面電極、光起電層、及び前面電極を含む。しばしば担体が、太陽電池ユニットに固有の力を与えるためにもまた存在する。これらの材料の性質は本発明の屋根パネルにとって重要ではない。以下の記述は説明の目的のためだけに役立つ。
【００４４】
太陽電池ユニットの担体は、もし存在するならば、任意の公知の担体であり得る。担体が前面電極の面に存在するならば、それは透明でなければならない。担体は、例えばガラス、又は透明なポリマーでできていてもよい。担体が背面電極の面に配列されるならば、太陽電池ユニットの予想される用途に依存して、それは透明であってもなくてもよい。適する材料はロール・ツー・ロール法における使用に適切な可撓性のある材料、例えばポリマー箔又は金属箔を含む。
【００４５】
前面電極は一般的に透明導電性酸化物（ＴＣＯ）である。適切なＴＣＯは、インジウムスズ酸化物、酸化亜鉛、アルミニウムでドープされた酸化亜鉛、フッ素又はホウ素、カドミウムスルフィド、酸化カドミウム、酸化スズ、及びＦでドープされたＳｎＯ2を含む。
【００４６】
光起電層は、当業者に公知である任意の適切な系、例えばアモルファスのシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）、微結晶シリコン、多結晶シリコン、モノ結晶シリコン、非晶質シリコンカーバイド（ａ−ＳｉＣ）及びａ−ＳｉＣ：Ｈ、非晶質シリコン−ゲルマニウム（ａ−ＳｉＧｅ）及びａ−ＳｉＧｅ：Ｈ、ａ−ＳｉＳｎ：Ｈ、ａ−ＳｉＳｎ：Ｈを含み得る。また、ＣＩＳ（銅インジウムジセレナイド、ＣｕＩｎＳｅ2）、カドミウムテルライド、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ、ＺｎＳｅ／ＣＩＳ，ＺｎＯ／ＣＩＳ，及びＭｏ／ＣＩＳ／ＣｄＳ／ＺｎＯも使用され得る。
【００４７】
例えば非晶質又は微結晶シリコンの薄膜太陽電池の使用が好ましい。背面電極（太陽電池の用途に依存して、反射板としてもまた役立つ）は、例えばアルミニウム、銀、又はその２つの組み合わせでできていてもよい。
【００４８】
もしそのように所望されるならば、太陽電池ユニットは追加的な公知の成分、例えばユニットを環境の効果に対して保護するためのカプセルの材料を含み得る。
【００４９】
もし、それは好ましいのであるが、太陽電池ユニットを具備された可撓性のある太陽電池箔が本発明の屋根パネルにおいて使用されるならば、これは好ましくは連続法、好ましくはロール・ツー・ロール法により製造された可撓性のある太陽電池箔である。国際特許出願公開第９８／１３８８２号又は国際特許出願公開第９９／４９４８３号に記載されるように製造された、可撓性のある太陽電池箔は、特に好ましい。これらの刊行物は、可撓性のある太陽電池箔を製造する方法及びそこで使用される材料に関して本明細書に参照することにより取り込まれるが、ただし該刊行物に開示された直列接続法は本発明の屋根パネルにおける使用のための太陽電池ユニットにおいて使用されるのに適切でない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の屋根パネルの断面の見取り図
【図２】本発明の異なる屋根パネルの断面の見取り図
【図３】本発明のまた異なる屋根パネルの断面の見取り図
【図４】図３の屋根パネルの変形
【図５】屋根タイルの多数の行列の形をとる屋根パネル
【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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【国際調査報告】
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