(57)【要約】【課題】  既存の建築物に太陽電池モジュールを組み込む際に施工しやすく、太陽電池モジュールの交換が容易な壁面用太陽電池装置を提供する。【解決手段】  薄膜太陽電池モジュールを、透光性を有する壁材と、該壁材に並設される板材との間に介在させた構造を有する壁面用太陽電池装置であって、前記壁材の、対向する側面に設置された少なくとも１組の枠材と、前記枠材に着脱可能に取り付けられ、かつ、前記板材と前記枠材とを係止する係止部材とを有することを特徴とする、壁面用太陽電池装置である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜太陽電池モジュールを、透光性を有する壁材と、該壁材に並設される板材との間に介在させた構造を有する壁面用太陽電池装置であって、
前記壁材の、対向する側面に設置された少なくとも１組の枠材と、
前記枠材に着脱可能に取り付けられ、かつ、前記板材と前記枠材とを係止する係止部材とを有することを特徴とする、壁面用太陽電池装置。
【請求項２】
前記枠材が、前記壁材の全側面に設けられている、請求項１に記載の壁面用太陽電池装置。
【請求項３】
前記薄膜太陽電池モジュールが、表面保護層および裏面保護層により、薄膜太陽電池素子を挟持した構造を有する、請求項１または２に記載の壁面用太陽電池装置。
【請求項４】
前記表面保護層および／または前記裏面保護層が、剛性を有する材料からなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の壁面用太陽電池装置。
【請求項５】
前記薄膜太陽電池素子が有機薄膜太陽電池素子である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の壁面用太陽電池装置。
【請求項６】
前記壁材の材質が、ガラス又は樹脂である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の壁面用太陽電池装置。
【請求項７】
前記係止部材の材質が、金属である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の壁面用太陽電池装置。
【請求項８】
前記板材が、透光性を有する板材である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の壁面用太陽電池装置。
【請求項９】
前記薄膜太陽電池モジュールが、透光性を有する薄膜太陽電池モジュールである、請求項１〜８のいずれか１項に記載の壁面用太陽電池装置。
【請求項１０】
前記透明な壁材と前記太陽電池モジュールの間に光干渉防止部材を有する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の壁面用太陽電池装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カーテンウォールに太陽電池モジュールを一体化させるために、専用枠付きの太陽光発電モジュールを用いる方法が知られている。（特許文献１）
また、前記特許文献１によれば太陽電池モジュールの背面の端子箱や接続ケーブルを保護・隠蔽するためのカバー材が必要であった。そこで、カバー材などの付帯設備を必要としない太陽光発電モジュールとして、端子ボックスを、モジュール本体の外周部に突出させて有する、太陽電池モジュールの設置構造が知られている。（特許文献２）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１３１３０号公報
【特許文献２】特開２００２−１６４５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの特許文献に開示された技術は、基本的に建物の躯体に設置した建築構造体に組み込むことを前提とした技術であり、建物に太陽電池モジュールの設置するためには建築構造体を専用に設計する必要があった。従って、既存の建築物に太陽電池モジュールを組み込もうとすると施工が煩雑で、また、専用に設計された部材を調達する必要がある等、コスト高を招いていた。
【０００５】
また、近年は太陽電池モジュール、特に薄膜太陽電池の発電性能は日々向上しており、既設の太陽電池モジュールを最新の太陽電池モジュールに交換することで建築物全体としての発電性能が向上させることができる。しかし、太陽電池モジュールが建築構造体に組み込まれていると取り外すだけでも煩雑な工事が必要であり、交換するためのコストが高くなってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、従来は建築構造体と堅固に固定することを前提とした技術開発が行われてきたが、薄膜太陽電池モジュールは軽量であるため、必ずしも堅固な固定が必要ではなく、また、直接風圧等の外力を受けない特定の固定構造とすることにより、上記課題を解決し、本発明を達成するに至った。すなわち、本発明は以下を要旨とする。
【０００７】
［１］  薄膜太陽電池モジュールを、透光性を有する壁材と、該壁材に並設される板材との間に介在させた構造を有する壁面用太陽電池装置であって、
前記壁材の、対向する側面に設置された少なくとも１組の枠材と、
前記枠材に着脱可能に取り付けられ、かつ、前記板材と前記枠材とを係止する係止部材とを有することを特徴とする、壁面用太陽電池装置。
［２］  前記枠材が、前記壁材の全側面に設けられている、［１］に記載の壁面用太陽電池装置。
［３］  前記薄膜太陽電池モジュールが、表面保護層および裏面保護層により、薄膜太陽電池素子を挟持した構造を有する、［１］または［２］に記載の壁面用太陽電池装置。
［４］  前記表面保護層および／または前記裏面保護層が、剛性を有する材料からなる［１］〜［３］のいずれか１に記載の壁面用太陽電池装置。
［５］  前記薄膜太陽電池素子が有機薄膜太陽電池素子である、［１］〜［４］のいずれか１に記載の壁面用太陽電池装置。
［６］  前記壁材の材質が、ガラス又は樹脂である、［１］〜［５］のいずれか１に記載の壁面用太陽電池装置。
［７］  前記係止部材の材質が、金属である、［１］〜［６］のいずれか１に記載の壁面用太陽電池装置。
［８］  前記板材が、透光性を有する板材である、［１］〜［７］のいずれか１に記載の壁面用太陽電池装置。
［９］  前記薄膜太陽電池モジュールが、透光性を有する薄膜太陽電池モジュールである、［１］〜［８］のいずれか１に記載の壁面用太陽電池装置。
［１０］  前記透明な壁材と前記薄膜太陽電池モジュールの間に光干渉防止部材を有する、［１］〜［９］のいずれか１に記載の壁面用太陽電池装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、建築構造体に組み込む必要はなく、簡便に施工でき、取り外しも容易な太陽電池装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態としての壁面薄膜太陽電池装置の構成を表す断面模式図（１）である。
【図２】本発明の一実施形態としての壁面用太陽電池装置の構成を表す外観模式図（１）である。
【図３】本発明の一実施形態としての壁面用太陽電池装置の構成を表す断面模式図（２）及び外観模式図（２）である。
【図４】本発明の一実施形態としての壁面用太陽電池装置の構成を表す外観模式図（３）である。
【図５】本発明の一実施形態としての壁面薄膜太陽電池装置の構成を表す断面模式図（４）である。
【図６】本発明の一実施形態としての壁面薄膜太陽電池装置の構成を表す断面模式図（５）である。
【図７】本発明に係る枠材と係止部材が脱着可能に取り付けられた構造を表す断面模式図である。
【図８】本発明に係る薄膜太陽電池モジュールの構成を表す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施形態の一例（代表例）であり、本発明はその要旨を超えない限り、これらの内容に限定されない。
【００１１】
１．壁面用太陽電池装置１０
図１は、薄膜太陽電池モジュール１を、透光性を有する壁材２と、該壁材に並設される板材３との間に介在させた構造を有する壁面用太陽電池装置１０の断面図である。前記壁材２は、対向する側面に少なくとも１組の枠材４を有し、枠材４により支持される。前記枠材４に、係止部材５が着脱可能に取り付けられており、係止部材は前記板材３と前記枠材４とを係止する。
【００１２】
本発明の構成によれば、前記壁材２と、該壁材に並設される前記板材３とが所定の距離に保たれるため、前記板材３と前記壁材２と間に薄膜太陽電池モジュール１を保持することができる。薄膜太陽電池モジュール１は、枠材４と接することなしに壁材２と板材３により保持されても、薄膜太陽電池モジュール１の下面が枠材４に接して、壁材２、板材３および枠材４により保持されてもよい。
【００１３】
壁材２の対向する側面とは、例えば壁材２が長方形または正方形の場合には、壁材２の上下の側面又は左右の側面である。但し、対向する側面に有する枠材４に取り付けられた係止部材５が枠材４と板材３とを係止することにより、薄膜太陽電池モジュール１が透光性を有する壁材２と、該壁材に並設される板材３との間に介在できれば、これに限定されない。
【００１４】
壁材２の側面に枠材４を有する具体的な方法は限定されない。例えば、壁材２と枠材４とはシーリング材等を介して固定されていても、嵌合により固定されていてもよい。壁材を側面からの振動や衝撃による破損から保護するためには、壁材２と枠材４とがシーリング材を介して固定されているのが好ましい。
【００１５】
本発明は、枠材４と板材３とを係止部材５により係止する点に一つの特徴を有するものであり、これにより、薄膜太陽電池モジュール１の着脱を容易にし、施工性を向上することができる。
【００１６】
通常、本発明の壁面用太陽電池装置１０に含まれる薄膜太陽電池モジュール１は透光性を有する壁材２を透過した太陽光を受光して発電する。薄膜太陽電池モジュール１１が壁材２側と板材３側のいずれの面で受光した面でも発電できる場合には、板材３も透光性を有する部材で形成することにより、室外および室内の光により発電することができる。
【００１７】
図２は、壁面用太陽電池装置１０の板材側の外観模式図である。なお、前述の図１は、図２のＡ−Ａ’における断面図である。図２においては、枠材４が長方形の壁材２の四辺、すなわち壁材２の全側面に設けられているが、枠材４は壁材２の対向する側面に少なくとも１組有していればよい。枠材４と壁材２とを固定するためには壁材２の全側面に枠材４を有するのが好ましい。全側面に枠材４を有する場合、予め全側面が一体となった枠材を用いても、複数の枠材４を用いてもよい。複数の枠材４を用いる場合は、相互に固定されていることが好ましい。
【００１８】
図２において、薄膜太陽電池モジュール１の受光面の面積は板材３よりも小さく、壁面用太陽電池装置１０を板材側から見ると薄膜太陽電池モジュール１は板材３に完全に覆われているが、薄膜太陽電池モジュール１および板材３の大きさは、薄膜太陽電池モジュール１が壁材２と板材３との間に介在できる限り限定されない。
【００１９】
薄膜太陽電池モジュール１が枠材４の内周に接する大きさであると、受光面の面積を最大にできる点で好ましい。薄膜太陽電池モジュール１の形状は、壁材２の薄膜太陽電池モジュール１側の表面に、枠材４の内周により形成される領域に収まる形状が好ましい。また、その大きさは、当該領域の面積よりも小さいことが好ましい。薄膜太陽電池モジュール１を壁材および板材３の間に介在させやすいためである。薄膜太陽電池モジュール１と板材３のいずれが大きくてもよいが、薄膜太陽電池モジュール１が可撓性を有する場合には、薄膜太陽電池モジュール１よりも板材３が大きい方が、薄膜太陽電池モジュール１の全体を固定できる点で好ましい。薄膜太陽電池モジュール１が剛性を有する場合にはその限りではなく、必要に応じて板材３の大きさを設定すればよい。
【００２０】
板材の曲げ応力が弱い場合には、板材に補強材６を設置してもよい（図３（ａ）、図３（ｂ））。図３（ａ）は図３（ｂ）のＡ−Ａ’における断面図である。補強材６としてはパイプやアングル等を用いることができる。補強材６を用いることで、板材の厚さを薄くしたり、係止部材５の個数を減らすことができる。
【００２１】
板材３が不透明な材料の場合には、室内の採光のために、枠材４と板材３の側面との隙間を大きくしてもよい。具体的には、透光性を有する壁材１の面積に対して、板材３の面積を通常３０％以上、好ましくは５０％以上、より好ましくは６０％以上であって、通常９５％以下、好ましくは９０％以下、より好ましくは８０％以下とすることで、壁材１を通った外光を室内に導入することができる。
【００２２】
上記の通り、薄膜太陽電池モジュール１および板材３の大きさおよび形状は任意に設定できるが、板材３は、係止部材５を取り付けた一対の枠材４の方向の長さは、前記一対の枠材間の距離に対して通常９０％以上、好ましくは９５％以上、より好ましくは９８％以上であって、通常１００％以下、好ましくは９９％以下である。係止部材５と板材３とが接する面積が大きい方が、板材３を安定して係止できるためである。
【００２３】
係止部材５は、図２に例示した様に壁材２の上下の枠材４に取り付けても、図４の様に壁材２の左右の枠材４に取り付けてもよい。また、壁材２の対面する一組の枠材４だけでなく、全側面の枠材４に取り付けてもよい。
【００２４】
枠材４に取り付ける係止部材５の数は限定されず、係止部材５を取り付ける枠材４において、壁材２の1辺が有する枠材４における係止部材５の数は、通常１個以上、好ましくは２個以上、より好ましくは３個以上、更に好ましくは５個以上であって、通常５０個以下、好ましくは４０個以下、より好ましくは３０個以下、更に好ましくは２０個以下である。本発明の壁面用太陽電池装置が有する係止部材５の数は、通常２個以上、好ましくは４個以上、より好ましくは６個以上であり、通常２００個以下、好ましくは１６０個以下、より好ましくは１２０個以下、更に好ましくは８０個以下である。係止部材の数が上記下限以上であると枠材４と板材３との係止を確実に行える点で好ましく、上記上限以下であると、薄膜太陽電池モジュール１の着脱が簡便になる点で好ましい。
【００２５】
係止部材５の中心の間隔は、通常１０ｃｍ以上、好ましくは２０ｃｍ以上、より好ましくは３０ｃｍ以上であって、通常２ｍ以下、好ましくは１．５ｍ以下、より好ましくは１ｍ以下である。係止部材５の中心の間隔が上記下限以上であると、係止部材の取り付けが容易になる点で好ましく、上記上限以下であると、壁材３の剛性が低くても壁材を係止することができる点で好ましい。
【００２６】
本発明の壁面用太陽電池装置は、壁材２と薄膜太陽電池モジュール１との間に、光干渉防止部材６を有しても良い。光干渉防止部材は薄膜太陽電池モジュール１の壁材側の面（以下、受光面と言うことがある）の全面に位置するように設けることも（図５（ａ））、薄膜太陽電池モジュール１の外周部のみに設けることも（図５（ｂ））できる。光干渉防止部材を設けることにより、壁材２と薄膜太陽電池モジュール１の表面で反射される光の干渉により発生しうるニュートンリングを防止したり、薄膜太陽電池モジュール１を安定して保持することができる。
【００２７】
係止部材５は、前記枠材４に前記板材３を係止できる限り、取り付ける場所も形状も限定されず、枠材４と板材２との位置関係に応じて、枠材４のどの場所に取り付けても、どのような形状を有しても良い。図１および図６により、本発明の壁面用太陽電池装置における係止部材の形状および取り付け位置のバリエーションの例を説明する。
【００２８】
図１に例示される様に、枠材４の、壁材２と接する面が板材側に突出している場合、例えばＬ字型の断面を有する係止部材５の一辺を、枠材４の壁材２と接する側の面に取り付け、もう一辺で板材を押さえる態様が挙げられる。
【００２９】
図６（ａ）に例示される様に、枠材４の板材側の面が、壁材２の板材側の面と略同一平面上にある場合や、図６（ｂ）に例示される様に、枠材４の板材側の面が板材の係止される面よりも壁材側にあるときは、例えば、クランク形状の断面を有する係止部材５を用い、該係止部材５が有する２つの並行な辺のうち一方を枠材４に取り付け、他方の辺で板材を押さえる態様が挙げられる。
【００３０】
図６（ｃ）に例示される様に、枠材４の、壁材２と接する面が板材側に突出している長さが、薄膜太陽電池モジュール１の厚さと板材３の厚さの和と同一の場合には、例えば、一本の直線状の断面を有する係止部材５を板材３に接触するように取り付ける態様が挙げられる。
【００３１】
枠材を係止部材に取り付ける方法は、着脱可能であれば限定されず、ボルト（図７(a)）、タッピングビス（図７（ｂ））、嵌合（図７（ｃ））による取り付け方法等が挙げられる。取り付けの信頼性の点ではボルトおよびタッピングビスが好ましく、着脱の容易の点では嵌合が好ましい。ボルトやタッピングビスにより固定する場合には、係止部材５はルーズホールを有するのが好ましい。板材を押さえる方向に移動できるようにルーズホールを有すると、板材を押さえる力の大きさを調整でき、薄膜太陽電池モジュールの破損を防止することができ、また、ボルトやタッピングビスを完全に外さなくても係止部材５の位置を変えて板材３や薄膜太陽電池モジュール１を交換できるため好ましい。
【００３２】
２．薄膜太陽電池モジュール１
図８は、表面保護層１１および裏面保護層１２により、薄膜太陽電池素子１３、及び前記薄膜太陽電池素子１３に電気的に接続された集電線１４を、封止材１５を介して挟持した薄膜太陽電池モジュール１の模式図である。封止材１５は必要に応じて用いられ、必須の構成ではない。
【００３３】
薄膜太陽電池モジュールの厚さは、通常０．２ｍｍ以上、好ましくは０．５ｍｍ以上、より好ましくは１ｍｍ以上であり、通常４ｍｍ以下、好ましくは３．５ｍｍ以下、より好ましくは３ｍｍ以下である。上記下限以上であることによりモジュールの機械強度が得られる点で好ましい。上記上限以下であることにより、モジュール軽量化できる点で好ましい。
【００３４】
薄膜太陽電池モジュールは、透光性を有するのが好ましい。薄膜太陽電池モジュールの透光性は、ＪＩＳ  Ｒ  ３１０６に準じた方法で測定した可視光線透過率が通常３％以上、好ましくは５％以上、より好ましくは８％以上、更に好ましくは１０％以上、特に好ましくは２０％以上であって、通常８０％以下、好ましくは６０％以下、より好ましくは５０％以下である。上記下限以上であると採光性を向上することができる点で好ましい。上記上限以下であることにより発電効率を向上することができる点で好ましい。
【００３５】
透光性を有する薄膜太陽電池モジュールは、例えば、薄膜太陽電池素子の電極として透明電極を使用し、表面保護層や裏面保護層等のモジュールの構成部材が透光性を有することで実現できる。
以下、本発明の各構成について詳細に説明する。
【００３６】
２−１．表面保護層１１
薄膜太陽電池モジュールの表面保護層は、多くの太陽光を薄膜太陽電池素子に供給する観点から、ＪＩＳ  Ｋ  ７３６１−１に準じた方法で測定した全光線透過率は、通常８０％以上、好ましくは８５％以上である。上限は特に限定されないが、通常９９％以下である。
【００３７】
表面保護層の材質としては、ガラス、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂、ポリスチレン、環状ポリオレフィン、ポリブチレン、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等のポリオレフィン、等が挙げられる。好ましくは、ガラス、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂が挙げられる。
【００３８】
表面保護層の厚さは通常０．０２ｍｍ以上である。好ましくは０．０３ｍｍ以上であり、より好ましくは０．０５ｍｍ以上である。一方上限は特段限定されないが、通常２ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以下、更に好ましくは０．３ｍｍ以下である。上記範囲とすることで、耐衝撃性と軽量性を両立することができる。
【００３９】
また、本発明の太陽電池モジュールでは、表面保護層の外側（太陽光側）に表面保護シートを備えてもよい。本発明において表面保護シートを備えることは表面保護層の傷つきや劣化を抑制し、全光線透過率を維持するため好ましい。表面保護シートを構成する材料は、耐候性フィルムが好ましく、通常使用される公知のものを使用することができる。
【００４０】
耐候性フィルムの材料となる樹脂としては、例えばエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、シリコーン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリ塩化ビニル等が挙げられる。これらの中でもエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリ塩化ビニルが好ましい。
【００４１】
耐候性保護フィルムの厚さは特に制限されないが、通常１０μｍ以上、好ましくは２０μｍ以上であり、通常２００μｍ以下、好ましくは１５０μｍ以下である。
【００４２】
表面保護シートと表面保護層との間に接着層を備えてもよい。接着層の材質等は特に制限されないが、通常例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）樹脂、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）樹脂、マレイン酸またはシラン等で変性した変性ポリエチレン樹脂、変性ポリプロピレン樹脂、またエポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤等の、光透過性の材料が用いられる。接着層の厚さは特に制限されないが例えば２０〜５００μｍが好ましい。接着層は、表面保護シート以外の層の接着にも用いることができる。
【００４３】
また、表面保護層は、ガスバリア性を有しているのが好ましい。
【００４４】
ガスバリア性を有する表面保護層で薄膜太陽電池素子１３を被覆することにより、太陽電池素子３を水及び酸素から保護し、発電能力を高く維持することができる。
【００４５】
ガスバリア性を有する表面保護層の防湿能力の程度は、薄膜太陽電池素子１３の種類等に応じて様々であるが、単位面積（１ｍ2）の１日あたりの水蒸気透過率が１００μｍ厚み換算で、通常１×１０-1ｇ／ｍ2／ｄａｙ以下であることが好ましく、下限に制限はない。
【００４６】
酸素透過性の程度は、薄膜太陽電池素子１３の種類等に応じて様々であるが、単位面積（１ｍ2）の１日あたりの酸素透過率が１００μｍ厚み換算で、通常１×１０-1ｃｃ／ｍ2／ｄａｙ／ａｔｍ以下であることが好ましく、下限に制限はない。
【００４７】
ガスバリア性を有する表面保護層の具体的な構成は、薄膜太陽電池素子１３を水から保護できる限り任意である。ただし、表面保護層を透過しうる水蒸気や酸素の量を少なくできるフィルムほど製造コストが高くなるため、これらの点を総合的に勘案して適切なものを使用することが好ましい。
【００４８】
ガスバリア性の点で好適な表面保護層としては、例えば、ガラス、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）或いはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の基材フィルムに酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）を真空蒸着したフィルム等が挙げられる。
【００４９】
なお、ガスバリア性を有する表面保護層は１種の材料で形成されていてもよく、２種以上の材料で形成されていてもよい。また、ガスバリアフィルム３は単層フィルムにより形成されていてもよいが、２層以上のフィルムを備えた積層フィルムであってもよい。
【００５０】
２−２．裏面保護層１２
裏面保護層としては、表面保護層と同様の層を用いることができる。
【００５１】
但し、裏面保護層は必ずしも透光性を有さなくてもよいことから、透光性と材質についてはその限りではない。
【００５２】
例えば、表面保護層に例示した樹脂以外の樹脂、金属箔、樹脂中に繊維等を分散させたフィルム、または樹脂含浸された織布または不織布等、ガラスを用いることができる。
【００５３】
表面保護層に例示した樹脂以外の樹脂としては、ポリ塩化ビニル、ポリアセタール、ポリアミド樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、これらの共重合体、ＰＶＤＦ、シリコーン樹脂、セルロース、ニトリル樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、アイオノマー、ポリブタジエン、ポリブチレン、ポリメチルペンテン、ポリビニルアルコール、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン等の樹脂が挙げられる。
【００５４】
金属箔としては、アルミニウム、ステンレス、金、銀、銅、チタン、ニッケル、鉄、それらの合金からなる箔が挙げられる。
【００５５】
繊維等を分散した樹脂、および樹脂含浸された織布または不織布の、樹脂としては、表面保護層に用いる樹脂が挙げられる。繊維としては、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、ガラス繊維、ナイロン繊維、セルロース繊維、炭素繊維、および／またはアクリル繊維、等が挙げられ、織布または不織布としては、これらの繊維からなる織布または不織布が挙げられる。
【００５６】
裏面保護層として表面保護層と同様の透光性の層を用いると、薄膜太陽電池が透光性を有する場合には、シースルーの太陽電池を提供することができる点で好ましい。
【００５７】
また、表面保護層と裏面保護層とは同一の材料、厚さであることが好ましい。製造過程における加熱や、薄膜太陽電池モジュールを使用する際の太陽光等により熱膨張するが、その際に生じる応力を相殺して、薄膜太陽電池モジュールの変形を抑制することができる。
【００５８】
２−３．薄膜太陽電池素子１３
薄膜太陽電池素子は、太陽光を電気に変換する太陽電池と、太陽電池の形状変化を抑制するための太陽電池基材から構成されている。
【００５９】
上記薄膜太陽電池素子は、耐候層側から入射される太陽光に基づき発電を行う素子である。薄膜太陽電池素子の種類は、光エネルギーを電気エネルギーに変換することができ、変換によって得られた電気エネルギーを外部に取り出せるものであれば、特に限定されない。
【００６０】
本発明においては、太陽電池素子が薄膜太陽電池素子である。薄膜太陽電池素子であることで、モジュール自体の軽量化も可能となり、モジュール固定にも制約が少なくなり、設置場所も多様となる。
【００６１】
薄膜太陽電池素子としては、一対の電極で発電層（光電変換層、光吸収層）を挟んだもの、一対の電極で発電層と他層（バッファ層等）との積層体を挟んだもの、そのようなものを複数個、直列接続したものを用いることができる。発電層に用いられる材料としては、薄膜単結晶シリコン、薄膜多結晶シリコン、アモルファスシリコン、微結晶シリコン、球状シリコン、無機半導体材料、有機色素材料、または有機半導体材料が挙げられる。これらの材料を用いることで、発電効率が比較的高く、薄い（軽量な）太陽電池を実現できる。さらに効率を上げる観点から、これらを積層したＨＩＴ型、タンデム型でもよい。
【００６２】
発電層を薄膜多結晶シリコン層とした場合、太陽電池は間接光学遷移を利用するタイプの素子となる。そのため、発電層を薄膜多結晶シリコン層とする場合には、光吸収を増加させるために、後述する太陽電池基材又はその表面に凸凹構造を形成するなど十分な光閉じ込め構造を設けておくことが好ましい。
【００６３】
発電層をアモルファスシリコン層とした場合、可視域での光学吸収係数が大きく、厚さ１μｍ程度の薄膜でも太陽光を十分に吸収できる太陽電池素子を実現できる。しかも、アモルファスシリコンは、非結晶質の材料であるが故に、変形にも耐性を有している。そのため、発電層をアモルファスシリコン層とした場合、特に軽量な、変形に対してもある程度の耐性を有する太陽電池モジュールを実現できる。
【００６４】
発電層を無機半導体材料（化合物半導体）層とした場合、発電効率が高い太陽電池を実現することが出来る。なお、発電効率（光電変換効率）の観点からは、発電層をＳ、Ｓｅ、Ｔｅなどカルコゲン元素を含むカルコゲナイド系発電層とすることが好ましく、Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ2族半導体系（カルコパイライト系）発電層としておくことがより好ましく、Ｉ族元素としてＣｕを用いたＣｕ−ＩＩＩ−ＶＩ2族半導体系発電層、特に、ＣＩＳ系半導体〔ＣｕＩｎ（Ｓｅ(1-y)Ｓy）2；０≦ｙ≦１〕層やＣＩＧＳ系半導体〔Ｃｕ（Ｉｎ(1-x)Ｇａx）（Ｓｅ(1-y)Ｓy）2；０＜ｘ＜１、０≦ｙ≦１〕〕層としておくことが、好ましい。
【００６５】
発電層として、酸化チタン層及び電解質層などからなる色素増感型発電層を採用しても、発電効率が高い太陽電池を実現することができる。
【００６６】
発電層として有機半導体層（ｐ型の半導体とｎ型の半導体を含む層）を採用することもできる。有機半導体層は、形成が効率的に行える点や、発電層が多様な色を有するため意匠性に優れる点で好ましい。
【００６７】
上記理由によりこれらの前記薄膜太陽電池素子が、発電層として有機半導体層を採用した有機薄膜太陽電池素子であるのが好ましい。
以下有機半導体層について説明する。
【００６８】
有機半導体層の具体的な構成例としては、ｐ型半導体とｎ型半導体が層内で相分離した層（ｉ層）を有するバルクヘテロ接合型、それぞれｐ型半導体を含む層（ｐ層）とｎ型半導体を含む層（ｎ層）を積層した積層型（ヘテロｐｎ接合型）、ＰＩＮ型、ショットキー型およびそれらの組み合わせを挙げることができる。中でも、バルクヘテロ接合型が好ましい。
【００６９】
ｐ型半導体化合物とは、その膜が正孔を輸送できるｐ型半導体として動作する材料であるが、π共役高分子材料やπ共役低分子有機化合物などが好ましく用いられ、一種の化合物でも複数種の化合物の混合物でもよい。共役高分子材料は単一あるいは複数のπ共役モノマーを重合したものであり、そのモノマーとしては、置換基を有してもよいチオフェン、フルオレン、カルバゾール、ジフェニルチオフェン、ジチエノチオフェン、ジチエノシロール、ジチエノシクロヘキサン、ベンゾチアジアゾール、チエノチオフェン、イミドチオフェン、ベンゾジチオフェン等が挙げられ、分子量は1万以上の材料である。これらのモノマーは直接結合するか、ＣＨ＝ＣＨやＣ≡Ｃ、ＮやＯを介して結合していてもよい。低分子有機半導体材料としてはペンタセンやナフタセン等の縮合芳香族炭化水素、チオフェン環を４個以上結合したオリゴチオフェン類、ポルフィリン化合物やテトラベンゾポルフィリン化合物及びその金属錯体、並びにフタロシアニン化合物及びその金属錯体等、が挙げられる。
【００７０】
ｎ型半導体化合物としては、特段の制限はないが、フラーレン化合物及びその誘導体、縮合環テトラカルボン酸ジイミド類が挙げられる。フラーレンとしてはＣ６０又はＣ７０等があげられ、そのフラーレンの２個の炭素に置換基を付加したもの、４個の炭素に置換基を付加したもの、さらには６個の炭素に置換基を付加したものが挙げられる。フラーレン化合物は、塗布法に適用できるようにするためには、当該フラーレン化合物が何らかの溶媒に対して溶解性が高く溶液として塗布可能であることが好ましい。
【００７１】
発電層に有機半導体層を使用する場合には、正孔取出層および／または電子取出層を積層するのが好ましい。
【００７２】
正孔取出層の材料は、ポリチオフェン、ポリピロール、又はポリアニリンなどに、スルホン酸及び／又はハロゲンなどがドーピングされた導電性ポリマーや、酸化モリブデンや酸化ニッケルのような、仕事関数の大きな金属酸化物が用いられる。
【００７３】
電子取出層の材料は特に限定されないが、具体的には、無機化合物又は有機化合物が挙げられる。無機化合物としては、ＬｉＦ等のアルカリ金属の塩や酸化チタン（ＴｉＯｘ）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）のようなｎ型の酸化物半導体が挙げられる。有機化合物としては、バソキュプロイン（ＢＣＰ）、バソフェナントレン（Ｂｐｈｅｎ）のようなフェナントレン誘導体や、Ｐ＝ＯあるいはＰ＝Ｓ構造を有するホスフィン化合物が挙げられ、中でも、リン原子に芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基ホスフィン化合物が好ましい。
【００７４】
太陽電池の各電極は、導電性を有する任意の材料を１種又は２種以上用いて形成することができる。電極材料（電極の構成材料）としては、例えば、白金、金、銀、アルミニウム、クロム、ニッケル、銅、チタン、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ナトリウム等の金属、あるいはそれらの合金；酸化インジウムや酸化錫等の金属酸化物、あるいはその合金（ＩＴＯ：酸化スズインジウム）；ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン等の導電性高分子；そのような導電性高分子に、塩酸、硫酸、スルホン酸等の酸、ＦｅＣｌ３等のルイス酸、ヨウ素等のハロゲン原子、ナトリウム、カリウム等の金属原子などのドーパントを含有させたもの；金属粒子、カーボンブラック、フラーレン、カーボンナノチューブ等の導電性粒子をポリマーバインダー等のマトリクスに分散した導電性の複合材料などが挙げられる。
【００７５】
電極材料は、正孔又は電子を捕集するのに適した材料としておくことが好ましい。なお、正孔の捕集に適した電極材料（つまり、高い仕事関数を有する材料）としては、金、ＩＴＯ等を例示できる。また、電子の捕集に適した電極材料（つまり、低い仕事関数を有する材料）としては、銀、アルミニウムを例示できる。
【００７６】
太陽電池の各電極は、発電層とほぼ同サイズのものであっても、発電層よりも小さなものであっても良い。ただし、太陽電池の，受光面側（耐候層側）の電極を、比較的に大きなもの（その面積が、発電層面積に比して十分に小さくないもの）とする場合には、当該電極を、透明な（透光性を有する）電極、特に、発電層が効率良く電気エネルギーに変換できる波長の光の透過率が比較的に高い（例えば、５０％以上）電極、としておくべきである。なお、透明な電極材料としては、ＩＴＯ、ＩＺＯ（酸化インジウム−亜鉛酸化物）等の酸化物；金属薄膜などを、例示できる。
【００７７】
太陽電池の各電極の厚さ及び発電層の厚さは、必要とされる出力等に基づき、決定することが出来る。さらに電極に接するように補助電極を設置してもよい。特に、ＩＴＯなど導電性のやや低い電極を用いる場合には効果的である。補助電極材料としては、導電性が良好ならば上記金属材料と同じ材料を用いることができるが、銀、アルミニウム、銅が例示される。
【００７８】
上記太陽電池基材は、その一方の面上に、太陽電池が形成される部材である。そのため太陽電池基材は、機械的強度が比較的に高く、耐候性、耐熱性、耐薬品性等に優れ、且つ軽量なものであることが望まれる。また、太陽電池基材は、変形に対して或る程度の耐性を有するものであることも望まれる。そのため、太陽電池基材としては、金属箔や、融点が８５〜３５０℃の樹脂フィルム、幾つかの金属箔／樹脂フィルムの積層体を採用することが好ましく、太陽電池基材が樹脂フィルム、すなわち樹脂基材であることがより好ましいい。
【００７９】
太陽電池基材（又は、その構成要素）として使用し得る金属箔としては、アルミニウム、ステンレス、金、銀、銅、チタン、ニッケル、鉄、それらの合金からなる箔を、例示できる。
【００８０】
また、融点が８５〜３５０℃の樹脂フィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアセタール、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、これらの共重合体、ＰＶＤＦ、ＰＶＦなどのフッ素樹脂、シリコーン樹脂、セルロース、ニトリル樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、アイオノマー、ポリブタジエン、ポリブチレン、ポリメチルペンテン、ポリビニルアルコール、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホンなどからなるフィルムを、例示できる。なお、太陽電池基材として使用する樹脂フィルムは、上記のような樹脂中に、ガラス繊維、有機繊維、炭素繊維等を分散させたフィルムであってもよい。
【００８１】
なお、太陽電池基材（又は、その構成要素）として使用する樹脂フィルムの融点が８５〜３５０℃の範囲である場合には、太陽電池基材の変形が生じず太陽電池との剥離が生じないため、好ましい。また、太陽電池基材（又は、その構成要素）として使用する樹脂フィルムの融点は、１００℃以上であることがより好ましく、１２０℃以上であることがさらに好ましく、１５０℃以上であることが特に好ましく、１８０℃以上であることが最も好ましい。また、当該樹脂フィルムの融点は、３００℃以下であることがより好ましく、２８０℃以下であることがさらに好ましく、２５０℃以下であることが特に好ましい。
【００８２】
２−４．集電線１４
本発明において集電線とは、太陽電池素子の電極と電気的に接続された導電性部材である。
【００８３】
集電線の材料としては、金属や合金などが挙げられ、中でも抵抗率の低い銅やアルミ、銀、金、ニッケルなどを用いることが好ましく、銅やアルミが安価であることから、特に好ましい。また、錆防止のため、集電線の周囲をスズや銀などでメッキしたり、表面を樹脂などでコートしてあったり、フィルムをラミネートしてあってもよい。集電線の形状としては、平角線、箔、平板、ワイヤー状のものがあるが、接着面積の確保などの理由から、平角線や、箔、平板状のものを用いることが好ましい。また、集電線を電気取出端子として使用することができるため、平板状であることがより好ましい。
【００８４】
なお、本発明でいう「箔」は厚みが１００μｍ未満のものをいい、「板」は厚みが１００μｍ以上のものをいう。また「平角線」とは、断面が円形のワイヤーを圧延して、断面の形状を四角形にしたものをいう。
【００８５】
また集電線は、導電性を有する限り特段の限定はされないが、接続する上部電極や下部電極よりも抵抗値が低いものが好ましく、特に、上部電極や下部電極より厚さを厚くすることによって、抵抗値を低減させることが好ましい。集電線の厚さとしては、５μｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１０μｍ以上である。また、２ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１ｍｍ以下、さらに好ましくは５００μｍ以下、特に好ましくは３００μｍ以下である。集電線の厚さが上記下限以上であることで、集電線の抵抗値の上昇を抑制し、発電した電力を効率よく外部に取り出すことができる。また、上記上限以下であることで、有機薄膜太陽電池モジュールの重量が増加するとともに可撓性が減少したり、薄膜太陽電池モジュール表面に凹凸が発生しやすくなったり、生産コストが増加するなどの問題が生じる恐れがある。
【００８６】
また、集電線の幅は、通用０．５ｍｍ以上、好ましくは１ｍｍ以上、より好ましくは２ｍｍ以上であり、通常５０ｍｍ以下、好ましくは２０ｍｍ以下、より好ましくは１０ｍｍ以下である。集電線の幅が上記下限以上であることで、集電線の抵抗値の上昇を抑制し、発電した電力を効率よく取り出すことができる。また、集電線の機械強度を維持し、破断等を抑制することができる。上記上限以下であることで、モジュール全体における開口率を維持し、モジュールの発電量の低下を抑制することができる。
【００８７】
２−５．封止層１５
太陽陽電池素子と裏面保護層との間に少なくとも一層の封止層を有するのが好ましく、表面保護層と薄膜太陽電池素子との間、および薄膜太陽電池素子と裏面保護層との間に少なくとも一層の封止層を有するのがより好ましい。このような封止層を設けることで、上述した太陽電池を封止するとともに、耐衝撃性等を太陽電池モジュールに付与することができる。
【００８８】
本発明の薄膜太陽電池モジュールにおいては、太陽電池素子を挟むように封止層が積層される態様が好ましい。
【００８９】
封止層の材料には、全光線透過率が比較的高い樹脂材料が好ましい。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、プロピレン−エチレン−α−オレフィン共重合体などのポリオレフィン樹脂、ブチラール樹脂、スチレン樹脂、エポキシ樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、合成ゴム等を使用することができ、これらの１種以上の混合体、若しくは共重合体を使用できる。
【００９０】
封止層の厚さは、１層あたり１０μｍ以上であることが好ましく、２０μｍ以上であることがより好ましく、３０μｍ以上であることが更に好ましい。一方、１０００μｍ以下であることが好ましく、８００μｍ以下であることがより好ましく、５００μｍ以下であることが更に好ましい。すなわち、好ましい態様である表面保護層と薄膜太陽電池素子との間、および薄膜太陽電池素子と裏面保護層との間に少なくとも一層の封止層を有する場合には、薄膜太陽電池モジュールあたりの封止層の厚さは、２００μｍ以上であることが好ましく、４００μｍ以上であることがより好ましく、６００μｍ以上であることが更に好ましい。一方、２０００μｍ以下であることが好ましく、１６００μｍ以下であることがより好ましく、１０００μｍ以下であることが更に好ましい。
封止層の厚さを上記範囲とすることで、適度な耐衝撃性を得ることができると共に、コストおよび重量の観点からも好ましく、発電特性も十分に発揮することができる。
【００９１】
太陽電池モジュールの封止層には、紫外線吸収剤が添加されていてもよい。そのような紫外線吸収剤としては、市販されているものを含め、特段の限定なく用いることができる。例えば、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、トリアジン系化合物等が挙げられる。封止層に紫外線吸収剤を添加する場合には、封止層全量に対して０．０１重量％以上であることが好ましく、０．０５重量％以上であることがより好ましい。一方、この含有量は１重量％以下であることが好ましく、０．８重量％以下であることがより好ましく、０．６重量％以下であることが特に好ましい。０．０１重量％未満であると、紫外線吸収効果を発揮することが難しくなり、１重量％を超えるとブリードアウトの原因となるからである。
【００９２】
また、上記封止層がシランカップリング剤を含むことが好ましい。シランカップリング剤が含まれていることで、封止層とそれに接する層との接着性が向上する。シランカップリング剤としては、官能基としてアルキル基を有するものが好ましく例示でき、具体的には、エポキシ基、メタクリル基、ビニル基等が挙げられる。封止材とシランカップリング剤の重量比は、封止材の重量を１００としたとき、０．１〜２．０であることが好ましく、０．３〜１．０であることがより好ましく、０．５〜０．７であることが特に好ましい。このような範囲とすることで、接着性を好適なものとすることができる。ここでいうシランカップリング剤を含むとは、封止材にシランカップリング剤を添加ないしは混合することを意味し、シランカップリング剤は太陽電池モジュールの積層前に予め封止材に添加ないし混合しておいてもよいし、積層時に封止材に添加ないし混合してもよい。
【００９３】
２−６．その他の層
表面保護層と裏面保護層の間には、上記以外に紫外線カット層、ガスバリア層、ゲッター材層などの層を有しても良い。これらの層を形成する材料は公知の材料を用いることができ、大きさや厚さ等は、本発明の効果を奏する限り限定されない。
【００９４】
中でもガスバリア層で薄膜太陽電池素子１３を被覆することにより、太陽電池素子３を水および／または酸素から保護し、発電能力を高く維持することができる。
【００９５】
ガスバリア層の防湿能力の程度は、薄膜太陽電池素子１３の種類等に応じて様々であるが、単位面積（１ｍ2）の１日あたりの水蒸気透過率が１００μｍ厚み換算で、通常１×１０-1ｇ／ｍ2／ｄａｙ以下であることが好ましく、下限に制限はない。
【００９６】
酸素透過性の程度は、薄膜太陽電池素子１３の種類等に応じて様々であるが、単位面積（１ｍ2）の１日あたりの酸素透過率が１００μｍ厚み換算で、通常１×１０-1ｃｃ／ｍ2／ｄａｙ／ａｔｍ以下であることが好ましく、下限に制限はない。
【００９７】
ガスバリア層の具体的な構成は、薄膜太陽電池素子１３を水から保護できる限り任意である。ただし、表面保護層を透過しうる水蒸気や酸素の量を少なくできるフィルムほど製造コストが高くなるため、これらの点を総合的に勘案して適切なものを使用することが好ましい。
【００９８】
ガスバリア層としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）或いはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の基材フィルムに酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）を真空蒸着したフィルム等が挙げられる。
【００９９】
なお、ガスバリア性を有する表面保護層は１種の材料で形成されていてもよく、２種以上の材料で形成されていてもよい。また、ガスバリアフィルム３は単層フィルムにより形成されていてもよいが、２層以上のフィルムを備えた積層フィルムであってもよい。
【０１００】
２−７．薄膜太陽電池モジュールの製造方法
以下、本発明に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法について説明するが、本発明に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法は以下に限定されるものではなく、本発明に係る薄膜太陽電池モジュールが製造できる限りにおいては、どのように製造してもよい。
【０１０１】
まず、薄膜太陽電池素子と集電線との電気的接続と、集電線と電気取出端子との電気的接続を行う。これらの電気的接続の方法は限定されず、導電性の熱硬化性樹脂組成物、導電性粒子を含む熱可塑性塑性物、はんだ、金属ペースト、等を用いることができる。薄膜太陽電池素子の変形や劣化を抑制しやすい点で、導電性の熱硬化性樹脂組成物、導電性粒子を含む熱可塑性塑性組成物、および金属ペーストが好ましい。中でも、外観不良を起こしづらい導電性の熱硬化性樹脂組成物、導電性粒子を含む熱可塑性塑性組成物が好ましい。
【０１０２】
次に、表面保護層、必要に応じて封止層、集電線と電気取り出し端子を電気的に接続した太陽電池素子、封止層、裏面保護層を積層する。これらを積層した後、真空ラミネーション、ホットプレス、またはロールラミネーション等により一体化することで本発明の薄膜太陽電池モジュールを得ることができる。以下一例として真空ラミネーションの例を説明する。
【０１０３】
真空ラミネーションは、前述の積層の後、真空ラミネーション装置内へ配置し、真空引きの後、加熱しながら加圧し、一定時間経過後に冷却することにより行う。
【０１０４】
上記真空引きは、真空度が通常３０Ｐａ以上、好ましくは５０Ｐａ以上、より好ましくは８０Ｐａ以上である。一方上限は、通常１５０Ｐａ以下、好ましくは１２０Ｐａ以下、より好ましくは１００Ｐａ以下である。上記範囲とすることで、モジュール内の各層において気泡の発生を抑制することができ、生産性も向上するため好ましい。
【０１０５】
真空時間は、通常１分以上、好ましくは２分以上、より好ましくは３分以上である。一方上限は、通常８分以下、好ましくは６分以下、より好ましくは５分以下である。真空時間を上記範囲とすることで、真空ラミネーション後の太陽電池モジュールの外観が良好となり、またモジュール内の各層において気泡の発生を抑制することができるため好ましい。
【０１０６】
加熱温度は、通常８０℃以上、好ましくは１００℃以上、より好ましくは１１０℃以上である。一方上限値は、通常１８０℃以下、好ましくは１６０℃以下、より好ましくは１５０℃以下である。上記温度範囲とすることで、封止層とガラス板との十分な接着強度を得ることができる。
【０１０７】
加圧条件は、通常圧力が５０ｋＰａ以上、好ましくは７０ｋＰａ以上、より好ましくは９０ｋＰａ以上である。一方上限値は、１０１ｋＰａ以下であることが好ましい。上記範囲の加圧条件とすることで、太陽電池モジュールを損傷することなく、また適度な接着性を得ることができるため、耐久性の観点からも好ましい。
【０１０８】
上記圧力の保持時間は、通常１分以上、好ましくは３分以上、より好ましくは５分以上である。一方上限は、通常３０分以下、好ましくは２０分以下、より好ましくは１５分以下である。上記保持時間とすることで、封止層の太陽電池を保護する機能を十分に発揮することができ、また十分な接着強度を得ることができる。
【０１０９】
３．壁材２
壁材は透光性を有する平面上の材であれば特に限定されないが、通常はガラスまたは樹脂を用いる。ガラスとしては、フロートガラス、強化ガラス、耐熱ガラス、防火ガラス、合わせガラス、色ガラス、すりガラス、など必要に応じて任意のガラスを用いることができる。ガラスの表面に反射防止層や熱線吸収層、熱線反射層、ＵＶ吸収層、ＵＶ反射層等、機能を付与する層を有しても良い。
【０１１０】
壁材の透光性は、ＪＩＳ  Ｋ  ７３６１−１に準じた方法で測定した全光線透過率が、通常７５％以上、好ましくは８５％以上であり、通常１００％未満、好ましくは９９％以下、より好ましくは９８％以下である。上記下限以上であることにより、室外光による太陽電池の発電効率を上げることができる。
【０１１１】
樹脂としては、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、ポリスチレン、環状ポリオレフィン、ポリブチレン、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等のポリオレフィン、等が挙げられる。好ましくは、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂、が挙げられる。
【０１１２】
これらの中でも、熱膨張率が小さい点でガラスが好ましい。ガラスとしてはフロートガラス、強化ガラス、耐熱ガラス、が好ましい。
【０１１３】
厚さは、壁材として使用しうる限り限定されないが、通常０．５ｍｍ以上、好ましくは１ｍｍ以上、より好ましくは３ｍｍ以上であり、通常１２ｃｍ以下、好ましくは６ｃｍ以下、より好ましくは３ｃｍ以下、更に好ましくは２．４ｃｍ以下である。上記下限以上であると壁材の強度を担保しやすく、上記上限以下であると壁材を軽量化することができ、施工性に優れる点で好ましい。
【０１１４】
大きさは、特に限定されないが、幅が、通常３０ｃｍ以上、好ましくは６０ｃｍ以上、より好ましくは９０ｃｍ以上であって、通常１０ｍ以下、好ましくは５ｍ以下、より好ましくは３ｍ以下、更に好ましくは２ｍ以下である。長さが、通常３０ｃｍ以上、好ましくは６０ｃｍ以上、より好ましくは９０ｃｍ以上であって、通常１０ｍ以下、好ましくは５ｍ以下、より好ましくは３ｍ以下、更に好ましくは２ｍ以下である。
【０１１５】
上記下限以上であると太陽電池モジュールの受光面を大きくしやすく、上記上限以下であると、壁材の強度を担保しやすく、また、壁材を軽量化することができ、施工性に優れる点で好ましい。
【０１１６】
４．板材３
板材は、係止部材により係止され、壁材２との間に太陽電池モジュールを介在できるものであれば限定されない。
【０１１７】
板材の材質は特に限定されず、金属、木材、樹脂、ガラス、および紙等を用いることができ、耐久性の点で金属、木材、樹脂、およびガラスが好ましい。また、強度と軽量で強度が高い点で金属および木材が好ましい。放熱性が高い点で金属が好ましい。
【０１１８】
板材が透光性を有する板材であると、前述の通り室内の光で発電できると共に、薄膜太陽電池モジュールが透光性を有する場合には室内の採光が可能となるため、好ましい。
【０１１９】
板材の透光性は、ＪＩＳ  Ｒ  ３１０６に準じた方法で測定した可視光線透過率が通常１０％以上、好ましくは３０％以上、より好ましくは５０％以上、更に好ましくは７０％以上であって、通常１００％未満、好ましくは９９％以下、好ましくは９５％以下である。上記下限以上であることにより、採光の効率を上げることができる。
【０１２０】
また、ＪＩＳ  Ｋ  ７３６１−１に準じた方法で測定した全光線透過率が通常１０％以上、好ましくは３０％以上、より好ましくは５０％以上、更に好ましくは７０％以上であって、通常１００％未満、好ましくは９９％以下、好ましくは９５％以下である。上記下限以上であることにより、室内光による太陽電池の発電効率を上げることができる。
【０１２１】
厚さは、通常０．５ｍｍ以上、好ましくは１ｍｍ以上、より好ましくは１．５ｍｍ以上、であり、通常１０ｃｍ以下、好ましくは５ｃｍ以下、より好ましくは３ｃｍ以下、更に好ましくは２ｃｍ以下である。上記下限以上であると板材の強度を担保しやすく、上記上限以下であると板材を軽量化することができ、施工性に優れる。
【０１２２】
板材の大きさや形状は、枠材の内周により形成された面積よりも小さく、対面する一組の枠材に取り付けられた係止部材により係止されるものであれば、限定されない。
【０１２３】
施工のしやすさの点から、係止部材が取り付けられていない枠材との間に隙間を形成できる大きさが好ましい。
【０１２４】
板材は、軽量化のために穴を有していても良い。穴は板材を貫通していてもしていなくても良いが、貫通していると太陽電池モジュールの放熱の点で好ましい。穴の数や大きさは板材の機能を損なわない限り限定されないが、通常１以上、好ましくは１０以上、より好ましくは１００以上であって、通常１００００以下、好ましくは５０００以下、より好ましくは１０００以下である。
【０１２５】
板材は、補強材６を有しても良い。補強材６は板材の、太陽電池モジュールと接する面と反対側の面に設ける。補強材は板材が撓むことによる係止部材からの脱着を防止するものである。従って、補強材は、一組のそれぞれの枠材に設けられた係止部材と接するように設けるのが好ましい。板材が補強材を介して係止部材により係止されるように設けるのが更に好ましい。補強材は通常板材に固定するが、固定されていなくても良い。板材と補強材との固定は通常接着または溶接により行う。
【０１２６】
補強材の材質は通常、金属、木材が挙げられる。パイプ等、中空構造を有すると、軽量化できる点で好ましい。
【０１２７】
５．枠材４
枠材は、壁材を保持でき、枠材に取り付けられた係止部材が板材を係止できる形状と強度を有するものであれば限定されない。枠材は一つの部材から形成されても、複数の部材から形成されてもよく、複数の部材から形成される場合には、壁材の側面に設置された部材と、係止部材を取り付けられた部材を含む。
【０１２８】
枠材の材質は特に限定されず、金属、樹脂、木等を用いることができる。断熱性能の点では樹脂及び木が好ましく、耐久性の点で金属が好ましい。軽量化の点で中空構造を有することが好ましい。
【０１２９】
金属としては、鉄、アルミニウム等、建材として用いられる金属であれば限定されず、軽量なためアルミニウムが好ましい。樹脂としては、硬質塩化ビニル等が挙げられる。
【０１３０】
６．係止部材５
係止部材の材質は、特に限定されず、金属、樹脂、ガラス等を用いることができる。金属としては、鉄、アルミニウム等が挙げられる。熱や酸素による劣化が少ない点で金属が好ましく、錆による劣化が少ないことからアルミニウムおよびステンレススチールが好ましく、軽量であることからアルミニウムが好ましい。
【０１３１】
係止部材が透光性を有すると、室内の採光が可能となる点で好ましい。また、板材、薄膜太陽電池モジュールがいずれも透光性を有する場合には、透光性を有する係止部材を用いることで意匠性が向上する点で好ましい。
【０１３２】
係止部材の形状は特に限定されないが、Ｌ字アングルが好適に用いられる。
【０１３３】
係止部材の係止部の幅は、通常５ｍｍ以上、好ましくは１ｃｍ以上であり、通常２０ｃｍ以下、好ましくは１５ｃｍ以下、より好ましくは１０ｃｍ以下である。係止部材の板材と接する長さは通常１ｃｍ以上、好ましくは３ｃｍ以上、通常５０ｃｍ以下、好ましくは３０ｃｍ以下である。上記下限以上であることにより、板材の係止を確実に行える点で好ましく、上記上限以下であることにより、意匠性を向上できる点で好ましい。
【０１３４】
係止部材５の、板材３と接触する側に弾性部材を有しても良い。弾性部材を有すると、板材３を、壁材１側に押し付けやすくなる点で好ましい。弾性部材の材質は、天然ゴム、ブタジエンゴム、シリコン樹脂、フッ素樹脂等、目的に応じて任意の材質が用いられる。
【０１３５】
７．光干渉防止部材７
光干渉防止部材７は、壁材と薄膜太陽電池モジュールによるニュートンリングの発生を低減できれば限定されない。ニュートンリングは、壁材および／または薄膜太陽電池が撓むこと等により、接触する箇所と接触しない箇所があることに起因して発生する。従って、壁材と薄膜太陽電池モジュールとが密着しているか、一切接触しないかの、いずれかの態様により、ニュートンリングの発生を防止できる。
【０１３６】
光干渉防止部材を介して壁材および薄膜太陽電池モジュールが密着する場合には、光干渉防止部材は薄膜太陽電池モジュールの受光面を覆うことになる。従って、フッ素系樹脂等の弾性率の低い樹脂や、粘着性または接着性の樹脂が好ましい。大きさは、薄膜太陽電池モジュールの受光面側の面を全て覆う大きさであると外観の意匠性の点で好ましいが、一部のみを覆う大きさであってもよい。薄膜太陽電池モジュールは光干渉防止部材を介して受光するため、光干渉防止部材の透過率は高い方が好ましく、通常７５％以上好ましくは８５％以上であって、通常９９％以下、好ましくは９８％以下である。透過率を上げるためには薄い方がよい。厚さは通常０．０１ｍｍ以上、好ましくは０．０５ｍｍ以上、より好ましくは０．１ｍｍ以上であり、通常３ｍｍ以下、好ましくは２ｍｍ以下、より好ましくは１ｍｍ以下である。
【０１３７】
一方、光干渉防止部材を薄膜太陽電池モジュールの外周部にのみ設ける場合には、光干渉防止部材により壁材と薄膜太陽電池モジュールとが接触しない距離に保持することにより、ニュートンリングの発生を抑制できる。その場合、比較的硬質な材質が好ましく、ガラス、ポリカーボネート樹脂、（メタ）アクリレート樹脂等が例示される。また、壁材に押しつけられる際の薄膜太陽電池モジュールの破損を防止する観点からは、比較的柔軟な材質が好ましく、シリコーン、合成ゴム、軟質ポリ塩化ビニル等が例示される。光干渉防止部材を用いることで薄膜太陽電池モジュールの受光を妨げづらいため、受光面と重なる位置に設置できる。
【０１３８】
大きさと厚さは、目的を達成できれば限定されないが、壁材と薄膜太陽電池モジュールとが接触しないためには、通常厚さは０．５ｃｍ以上、好ましくは１ｃｍ以上であり、通常５ｃｍ以下、好ましくは３ｃｍ以下である。大きさは薄膜太陽電池モジュールの枠材の内周面の法線方向の長さが、薄膜太陽電池モジュールの該方向の長さに対して、例えば１％以上、１０％以下である。通常１ｃｍ以上、好ましくは２ｃｍ以上、より好ましくは３ｃｍ以上であり、通常３０ｃｍ以下、好ましくは２０ｃｍ以下、より好ましくは１０ｃｍ以下である。
【０１３９】
８．用途
本発明の壁面用太陽電池装置は、ガラスカーテンウォール等のビルの壁面に太陽電池を設置するために好適に用いることができる。
【符号の説明】
【０１４０】
１  薄膜太陽電池モジュール
２  壁材（ガラス）
３  板材
４  枠材
５  係止部材
６  補強材
７  光干渉防止部材
１０  壁面用太陽電池装置
１１  表面保護層
１２  裏面保護層
１３  薄膜太陽電池素子
１４  集電線
１５  封止材
【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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