(57)【要約】【課題】吸着材の使用により、シール材の使用を省き、簡単且つ低コストな構造又は製造方法により水分、酸素等のガスを吸収し、太陽電池モジュールの劣化を防止し、耐久性を向上させる。【解決手段】上下２枚のガラス板、即ち、カバーガラス４と太陽電池サブモジュール（発電層）３が形成されているガラス基板２Ａ、の周端部に、吸着材９を設置することにより、ガラス板周端の開口部から侵入及び／又は前記２枚のガラス板内部空間で発生する水分又は酸素その他のガスを吸収すると共に、シール効果を有するので、太陽電池モジュールの劣化を防止する。そして、下側のガラスを使用しない裏面に充填材タイプに、太陽電池デバイスの種類は、ＣＩＳ系薄膜を含む全てのデバイスに適合する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池デバイス（又はセル）部が導電パターンにより電気的に接続された太陽電池サブモジュールが２枚のガラス板間に挟まれて設置された構造の太陽電池モジュールであって、
前記２枚のガラス板に挟まれて形成される内部空間の周端部に、シール作用を有し、且つ吸湿機能（乾燥機能、吸水機能）、ガス吸収機能（酸素吸収機能、酸素補足機能）の何れか１つ又はこれらの組合せからなる機能を有する吸着材を設置したことを特徴とする吸着材を利用した太陽電池モジュール。
【請求項２】
複数の太陽電池デバイス（又はセル）部が導電パターンにより電気的に接続された太陽電池サブモジュールの上面にカバーガラスを設置し、前記太陽電池サブモジュールの裏面に充填材を介してバックシートを設置した構造からなる太陽電池モジュールであって、
前記カバーガラス周端部下面と充填材（又はバックシート）周端部上面により形成される空間内に前記サブモジュールと隣接して、シール作用を有し、且つ吸湿機能（乾燥機能、吸水機能）、ガス吸収機能（酸素吸収機能、酸素補足機能）の何れか１つ又はこれらの組合せからなる機能を有する吸着材を設置したことを特徴とする吸着材を利用した太陽電池モジュール。
【請求項３】
ガラス基板上に、アルカリバリア層（省略してもよい。）、金属裏面電極層、ＣＩＳ系光吸収層、バッファ層、窓層の順に積層された複数のＣＩＳ系薄膜太陽電池デバイス部が導電パターンにより電気的に接続されたＣＩＳ系薄膜太陽電池サブモジュールの上面にカバーガラスを設置した構造からなる太陽電池モジュールであって、
前記上面のカバーガラスと下面のガラス基板とにより挟まれて形成される空間の周端部に、シール作用を有し、且つ吸湿機能（乾燥機能、吸水機能）、ガス吸収機能（酸素吸収機能、酸素補足機能）の何れか１つ又はこれらの組合せからなる機能を有する吸着材を設置したことを特徴とする吸着材を利用した太陽電池モジュール。
【請求項４】
ガラス基板上に、アルカリバリア層（省略してもよい。）、金属裏面電極層、ＣＩＳ系光吸収層、バッファ層、窓層の順に積層された複数のＣＩＳ系薄膜太陽電池デバイス部が導電パターンにより電気的に接続されたＣＩＳ系薄膜太陽電池サブモジュールの上面にカバーガラスを設置し、前記ガラス基板裏面に充填材を介してバックシートを設置した構造からなる太陽電池モジュールであって、
前記カバーガラス周端部下面と充填材（又はバックシート）周端部上面により形成される空間内に前記サブモジュールと隣接して、シール作用を有し、且つ吸湿機能（乾燥機能、吸水機能）、ガス吸収機能（酸素吸収機能、酸素補足機能）の何れか１つ又はこれらの組合せからなる機能を有する吸着材を設置したことを特徴とする吸着材を利用した太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湿気（水分）及び／又はガス吸着材を利用した改良型太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
環境問題解決の一方法として、クリーンなエネルギーである太陽電池は、有望視されているが、太陽電池の劣化による耐用年数の減少という問題があった。太陽電池の劣化の原因の１つとして、外部から太陽電池モジュール内に侵入する水分によるもの、モジュール内部で化学反応等により発生する水分又は酸素等の発生ガスによるもの等があり、太陽電池の耐用年数を向上するには、前記水分又は酸素等の発生ガスにより、太陽電池デバイス又はこれらを電気的に接続する接続導電膜（導電体）等が腐蝕又は変質して劣化するのを抑制する必要がある。
【０００３】
吸着材を設置していない一般的なＣＩＳ系薄膜太陽電池モジュール１Ｄは、図６に示すように、ガラス基板２Ａ上に形成したＣＩＳ系薄膜太陽電池サブモジュール３（図２に図示のデバイス２をパターニングにより電気的に接続したもの）に充填材８を介してカバーガラス４を貼着（装着）した構造体の周端部にシール材６を介してアルミフレーム５を装着した構造であり、光発電に最も重要な部分である前記ＣＩＳ系薄膜太陽電池サブモジュール３は上面のカバーガラス４と下面のガラス基板２Ａに挟まれており、ガラスは湿気、酸素等のガスを通さず、自身から湿気を放出しないという性質を有するため、２枚のガラスの周端開放部からの湿気の侵入、ガラスの内部空間の部材から発生する湿気又は反応ガスに対する劣化対策を行う必要がある。
【０００４】
吸着材を設置していない一般的な結晶Ｓｉ系太陽電池モジュール１Ｅは、図７に示すように、複数の結晶Ｓｉセル２’を電気的に接続したものを充填材８で封止し、この上にカバーガラス４を装着し、裏面にバックシート７を貼着した構造体の周端部をシール材６を介してアルミフレーム５を装着した構造であり、複数の結晶Ｓｉセル２’の上面はガラスで覆われているが、下面は、ガラスと比較して、湿気又はその他のガスを通し易く、また自身からも反応ガスが発生し易い充填材８や、バックシート（テドラーフィルム等）７により被覆されるため、前記ＣＩＳ系薄膜太陽電池モジュール１Ａと比較して、より一層の湿気又は反応ガスに対する劣化対策を行う必要がある。
【０００５】
また、太陽電池の水分の侵入防止策としては、太陽電池モジュールの表面被覆材と太陽電池との間に設けられた、充填材の保持機能及び太陽電池の保護機能を有する透光性の不織布又は織布の水平方向のサイズを小さくして、前記不織布又は織布の端部を太陽電池モジュールの端部より内側に位置させることにより、不織布又は織布の端部からの水分の侵入を防止するもの（例えば、特許文献１参照。）があり、これは、太陽電池モジュール内に不織布又は織布を使用するという特殊な構造であり、一般的な太陽電池モジュールの水分又は酸素等の発生ガスによる劣化対策に適用できるものではない。
【０００６】
また、太陽電池以外の電池、電子部品又は電子デバイス等における湿度劣化、例えば、組立工程中に吸収した水分によるものや、外部環境の相対湿度の変化に応じてシール材を通過する水分によるもの等、を防止するために、調湿複合材を内蔵させるもの（例えば、特許文献２参照。）があり、その調湿複合材の基本組成は、乾燥剤（潮解性、腐蝕性のない、アルカリ土類金属の酸化物）又はガス吸収剤（多孔性シリカ、ゼオライト、モレキュラシープ等）で、これら微細な粉末状物質を樹脂の表面に固定化するものである。
【０００７】
また、同様に、太陽電池以外の電池、電子部品又は電子デバイス等に侵入した水分吸収する吸湿剤を含んだ吸湿性樹脂成形体（例えば、特許文献３）があり、吸湿剤としては、アルカリ土類金属酸化物（ＣａＯ、ＢａＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯ）及び硫酸塩の少なくとも１種が好ましい。樹脂は高分子材料の中でも、フッ素系、ポリオレフィン系等が好ましい。樹脂の形状はシート状、ペレット状、板状、フィルム状、粒状（造粒体）であり、必要に応じて樹脂成形体内にガス吸着剤（シリカ、アルミナ、合成ゼオライト等の無機多孔質材料）を配合することができる。
【０００８】
また、同様に、太陽電池以外の電池、電子部品又は電子デバイス等に侵入した水分吸収する吸湿性成形体に貫通孔を設けたもの（例えば、特許文献４）もある。
【０００９】
また、表示装置において、その基板と封止キャップとの封止部界面の近傍に水分又は酸素のうち少なくとも一方を吸収するゲッター剤層を設け、更に、このゲッター剤層を覆うように封止層を設けたもの（例えば、特許文献５）もある。水分を吸収するゲッター剤として、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｉＯ、ＣａＣｌ2 、アルカリ金属、アルカリ土類金属を、酸素吸収するゲッター剤として、活性化された金属材料、例えば、Ｃａ、Ｂａ、Ｔｉ等を夫々用いることが開示されている。そして、前記ゲッター剤層中の水分を吸収するゲッター剤、酸素吸収するゲッター剤をマイクロカプセルに内包したもの（例えば、特許文献６）もある。
【００１０】
前記のように従来の水分を吸収する吸着剤、酸素等のガスを吸収する吸着剤を用いた技術は、電池、電子部品又は電子デバイス等の比較的屋内で使用される装置に利用されるもので、太陽電池のように屋外での過酷な環境で使用され、且つ長期の耐用年数を要求される装置に、直ちに転用することは難しい。
【００１１】
【特許文献１】特開平７−２８８３３３号公報
【特許文献２】特開２００１−３２１６３１号公報
【特許文献３】国際公開Ｗ００１／０８８０４１号公報
【特許文献４】特開２００１−３５４７８０号公報
【特許文献５】特開２００２−１２４３７４号公報
【特許文献６】特開２００２−２７０３６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は前記問題点を解消するもので、本発明の目的は、上下２枚のガラス板間に太陽電池デバイスが形成される太陽電池モジュールの構造を生かして、シール材の使用を省く簡単且つ低コストな構造又は製造方法により、外部から太陽電池モジュール内に侵入する水分、組立工程中に吸収した水分、モジュール内部で化学反応等により発生する水分又は酸素その他を吸収し、太陽電池モジュールの劣化を防止し、耐用年数を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
（１）本発明は、複数の太陽電池デバイス（又はセル）部が導電パターンにより電気的に接続された太陽電池サブモジュールが２枚のガラス板間に挟まれて設置された構造の太陽電池モジュールであって、
前記２枚のガラス板に挟まれて形成される内部空間の周端部にシール作用を有し、且つ吸湿機能（乾燥機能、吸水機能）、ガス吸収機能（酸素吸収機能、酸素補足機能）の何れか１つ又はこれらの組合せからなる機能を有する吸着材を設置した吸着材を利用した改良型太陽電池モジュールである。
【００１４】
（２）本発明は、複数の太陽電池デバイス（又はセル）部が導電パターンにより電気的に接続された太陽電池サブモジュールの上面にカバーガラスを設置し、前記太陽電池サブモジュールの裏面に充填材を介してバックシートを設置した構造からなる太陽電池モジュールであって、
前記カバーガラス周端部下面と充填材（又はバックシート）周端部上面により形成される空間内に前記サブモジュールと隣接してシール作用を有し、且つ吸湿機能（乾燥機能、吸水機能）、ガス吸収機能（酸素吸収機能、酸素補足機能）の何れか１つ又はこれらの組合せからなる機能を有する吸着材を設置したことを特徴とする吸着材を利用した太陽電池モジュール。
【００１５】
（３）本発明は、ガラス基板上に、アルカリバリア層（省略してもよい。）、金属裏面電極層、ＣＩＳ系光吸収層、バッファ層、窓層の順に積層された複数のＣＩＳ系薄膜太陽電池デバイス部が導電パターンにより電気的に接続されたＣＩＳ系薄膜太陽電池サブモジュールの上面にカバーガラスを設置した構造からなる太陽電池モジュールであって、
前記上面のカバーガラスと下面のガラス基板とにより挟まれて形成される空間の周端部にシール作用を有し、且つ吸湿機能（乾燥機能、吸水機能）、ガス吸収機能（酸素吸収機能、酸素補足機能）の何れか１つ又はこれらの組合せからなる機能を有する吸着材を設置した吸着材を利用した改良型太陽電池モジュールである。
【００１６】
（４）本発明は、ガラス基板上に、アルカリバリア層（省略してもよい。）、金属裏面電極層、ＣＩＳ系光吸収層、バッファ層、窓層の順に積層された複数のＣＩＳ系薄膜太陽電池デバイス部が導電パターンにより電気的に接続されたＣＩＳ系薄膜太陽電池サブモジュールの上面にカバーガラスを設置し、前記ガラス基板裏面に充填材を介してバックシートを設置した構造からなる太陽電池モジュールであって、
前記カバーガラス周端部下面と充填材（又はバックシート）周端部上面により形成される空間内に前記サブモジュールと隣接してシール作用を有し、且つ吸湿機能（乾燥機能、吸水機能）、ガス吸収機能（酸素吸収機能、酸素補足機能）の何れか１つ又はこれらの組合せからなる機能を有する吸着材を設置した吸着材を利用した改良型太陽電池モジュールである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、上下２枚のガラス板間に太陽電池デバイスが形成される太陽電池モジュールの構造を生かして、ガラス板周端部に、シール材の使用を省き、吸湿及び／又はガス吸着材を設置することにより、ガラス板周端開口部から侵入する湿気又は２枚のガラス板間内部空間で発生する水分又は酸素その他のガスを吸収し且つシール効果を有することにより、簡単且つ低コストな構造又は製造方法により太陽電池モジュールの劣化を防止して、耐用年数を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明の太陽電池モジュールは、水分又は酸素その他のガスを吸収する吸着材を利用した改良型太陽電池モジュールであり、更に、詳細には、モジュールの上下２枚のガラス周端部に、外部から太陽電池モジュール内に侵入する水分、組立工程中に吸収した水分、モジュール内部で化学反応等により発生する水分又は酸素その他のガスを吸収する吸着のみを設置した簡略構造の吸着材を利用したである。
【００１９】
本発明の吸着材を利用した改良型太陽電池モジュール１の基本構成は、図１に示すように、パターンニングにより複数個のＣＩＳ系薄膜太陽電池デバイス２（図２参照。）を電気的に接続したＣＩＳ系薄膜太陽電池サブモジュール３を接着剤である加熱、架橋したＥＶＡ樹脂フィルム（図示省略。）を介してカバーカラス４を貼着し、裏面側は、ガラス基板２Ａに、加熱、架橋したＥＶＡ樹脂フィルム（図示省略。）を介してバックシート７を貼着した構造であり、この構造体の外周囲にシール材６を介してアルミフレーム５を取り付けたものである。
【００２０】
前記ＣＩＳ系薄膜太陽電池デバイス２は、図２に示すような基本構造であり、青板ガラス等からなるガラス基板２Ａ、その上に、アルカリバリア層２Ｂ（省略してもよい。）、金属裏面電極層（一般的には、Mo）２Ｃ、ｐ形ＣＩＳ系光吸収層２Ｄ、高抵抗バッファ層２Ｅ、ｎ形窓層（透明導電膜）２Ｆの順で高品質薄膜層が順次積層されたサブストレート構造のｐｎヘテロ接合デバイスである。前記光吸収層２Ｃは、多元化合物半導体薄膜、特に、I-III-VI2 族カルコパイライト半導体、例えば、２セレン化銅インジウム(CuInSe2：以下、ＣＩＳｅと略称する。) 、２セレン化銅インジウム・ガリウム(CuInGaSe2：以下、ＣＩＧＳｅと略称する。) 、２セレン化銅ガリウム(CuGaSe2：以下、ＣＧＳｅと略称する。) 、２セレン・イオウ化銅インジウム・ガリウム(Cu(InGa)(SSe)2 ：以下、ＣＩＧＳＳｅと略称する。) 、２イオウ化銅インジウム(CuInS2 ：以下、ＣＩＳと略称する。))、２イオウ化銅ガリウム(CuGaS2 ：以下、ＣＧＳと略称する。) ) 、２イオウ化銅インジウム・ガリウム(CuInGaS2 ：以下、ＣＩＧＳと略称する。) 、薄膜の２セレン・イオウ化銅インジウム・ガリウム(Cu(InGa)(SSe)2 ：ＣＩＧＳＳｅ) を表面層として有する２セレン化銅インジウム・ガリウム(CuInGaSe2：ＣＩＧＳｅ) のようなｐ形半導体からなる。
【００２１】
以下に本発明の吸着材を利用した改良型太陽電池モジュールとして、ＣＩＳ系薄膜太陽電池モジュールの場合について説明する。
ＣＩＳ系薄膜太陽電池モジュール１は、図１に示すように、ガラス基板２Ａ上に、アルカリバリア層２Ｂ（省略してもよい。）、金属裏面電極層２Ｃ、ｐ形ＣＩＳ系光吸収層２Ｄ、高抵抗バッファ層２Ｅ、ｎ形窓層（透明導電膜）２Ｆの順に積層された複数のＣＩＳ系薄膜太陽電池デバイス部２が導電パターンにより電気的に接続されたＣＩＳ系薄膜太陽電池サブモジュール３に、加熱して重合反応を起こさせて架橋したエチレンビニルアセテート（以下、ＥＶＡという。）樹脂フィルム（又はシート）を接着剤として、白板半強化ガラス等からなるカバーガラス４を設置し、その周端部にシール材６を介してアルミフレーム５を取り付けた構造であり、前記上面のカバーガラス４と下面のガラス基板２Ａとにより挟まれて形成される空間の周端部にシール作用を有し、且つ吸湿機能（乾燥機能、吸水機能）、ガス吸収機能（酸素吸収機能、酸素補足機能）の何れか１つ又はこれらの組合せからなる機能を有する吸着材９を設置した構造である。図１では、シール材６を使用しているが、吸着材９はシール機能を有するため、シール材６を省略することができる。
また、前記モジュールは、前記ガラス基板裏面に充填材を介してバックシート７を貼着した構造のものでもよい。
【００２２】
また、図３に示すように、ガラス基板２Ａ上に形成されたＣＩＳ系薄膜太陽電池サブモジュール３上面にカバーガラス４を貼着し、前記ガラス基板裏面に充填材８を介してバックシート７を貼着した構造のＣＩＳ系薄膜太陽電池モジュール１Ａの場合は、前記カバーガラス周端部下面と充填材８（又はバックシート７）の周端部上面により形成される空間内に前記サブモジュール３と隣接してシール作用を有し、且つ吸湿機能（乾燥機能、吸水機能）、ガス吸収機能（酸素吸収機能、酸素補足機能）の何れか１つ又はこれらの組合せからなる機能を有する吸着材９を設置することにより、湿気（水分）及び／又はガス吸収効果を奏する。
【００２３】
本発明は、前記ＣＩＳ系薄膜太陽電池モジュールに限定することなく、結晶系（サブストレートタイプ、スーパーストレイトタイプ）、アモルフアスシリコン等の太陽電池モジュールであっても、図４に示すような、複数の太陽電池デバイス（又はセル）部が導電パターンにより電気的に接続された非ＣＩＳ系太陽電池サブモジュール３が、２枚のガラス板間に挟まれて設置された構造の非ＣＩＳ系太陽電池モジュール１Ｂであれば、適応できるものであり、その場合は、前記２枚のガラス板に挟まれて形成される内部空間の周端部にシール作用を有し、且つ吸湿機能（乾燥機能、吸水機能）、ガス吸収機能（酸素吸収機能、酸素補足機能）の何れか１つ又はこれらの組合せからなる機能を有する吸着材を設置することにより、湿気（水分）・ガス吸収効果を奏する。
【００２４】
更に、本発明は、前記ＣＩＳ系薄膜太陽電池モジュールに限定することなく、結晶系（サブストレートタイプ、スーパーストレイトタイプ）、アモルフアスシリコン等の太陽電池モジュールに適応できるものであり、具体的には、図５に示すように、複数の非ＣＩＳ系の太陽電池デバイス（又はセル）２’が導電パターンにより電気的に接続された太陽電池サブモジュールの上面に白板半強化ガラス等からなるカバーガラス４を設置し、前記太陽電池サブモジュールの裏面に充填材８を介してバックシート７を設置した構造からなる太陽電池モジュール１Ｃにおいて、前記カバーガラス４の周端部下面と充填材８（又はバックシート７）周端部上面により形成される空間内に前記サブモジュールと隣接してシール作用を有し、且つ吸湿機能（乾燥機能、吸水機能）、ガス吸収機能（酸素吸収機能、酸素補足機能）の何れか１つ又はこれらの組合せからなる機能を有する吸着材を設置することにより、装着湿気（水分）・ガス吸収効果を奏する。
【００２５】
そして、本発明の吸着材９を使用することにより、ＣＩＳ系薄膜太陽電池モジュールの製造工程においても、以下のように、製造工程の簡略化及びコスト削減の効果が得られる。
カバーガラス４を被覆する工程、即ち、ガラス基板２Ａ上にＣＩＳ系薄膜太陽電池サブモジュール３が形成された構造体にカバーガラス４を被覆する工程、その前に、前記ガラス基板２Ａ又はカバーガラス４の周端部に前記吸着材９を予め接着しておき、（ＥＶＡ樹脂を介して）加熱圧着によりカバーガラス４を被覆する際に、同時に前記吸着材９もガラス基板２Ａとカバーガラス４の周端部近傍で溶融固着される。前記簡単な方法により、吸着材９を装着することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ）本発明の吸着剤を利用した改良型太陽電池モジュール（ＣＩＳ系薄膜太陽電池モジュール、２枚ガラス板間）の構成図（断面図）である。（ｂ）同太陽電池モジュールの構成図（平面図）である。
【図２】本発明の吸着剤を利用した改良型太陽電池モジュールの構成の一部であるＣＩＳ系薄膜太陽電池デバイスの構成図（断面図）である。
【図３】本発明の吸着剤を利用した改良型太陽電池モジュールの他の実施例（ＣＩＳ系薄膜太陽電池モジュール、裏面充填材）の構成図（断面図）である。
【図４】本発明の吸着剤を利用した改良型太陽電池モジュール他の実施例（非ＣＩＳ系太陽電池モジュール、２枚ガラス板間）の概略構成図（断面図）である。
【図５】本発明の吸着剤を利用した改良型太陽電池モジュール他の実施例（非ＣＩＳ系太陽電池モジュール、裏面充填材）の概略構成図（断面図）である。
【図６】従来の吸着剤を利用しないＣＩＳ系薄膜太陽電池モジュールの概略構成図（断面図）である。
【図７】従来の吸着剤を利用しない結晶Ｓｉ系太陽電池モジュールの概略構成図（断面図）である。
【符号の説明】
【００２７】
１    本発明のＣＩＳ系薄膜太陽電池モジュール
１Ａ  本発明のＣＩＳ系薄膜太陽電池モジュール（他の実施例）
１Ｂ  本発明の非ＣＩＳ系薄膜太陽電池モジュール（他の実施例）
１Ｃ  本発明の非ＣＩＳ系薄膜太陽電池モジュール（他の実施例）
１Ｄ  従来のＣＩＳ系薄膜太陽電池モジュール
１Ｅ  従来の結晶Ｓｉ系太陽電池モジュール
２    ＣＩＳ系薄膜太陽電池デバイス
２’  太陽電池セル
２’  結晶Ｓｉ太陽電池セル
２Ａ  ガラス基板
２Ａ’  ガラス板
２Ｂ  アルカリバリア層
２Ｃ  金属裏面電極層
２Ｄ  ｐ形ＣＩＳ系光吸収層
２Ｅ  高抵抗バッファ層
２Ｆ  ｎ形窓層（透明導電膜）
２’  結晶シリコン系太陽電池モジュール
３    ＣＩＳ系薄膜太陽電池サブモジュール
４    カバーガラス
５    アルミフレーム
６    シール材
７    バックシート
８    充填材
９    吸着材
【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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