(57)【要約】  いくつかの実施形態では、少なくとも２つの細長い太陽電池モジュールの保定を補助するための装置が、少なくとも第１および第２の隣接するソケットを有する支持体を含む。各ソケットは、少なくとも１つの細長い太陽電池モジュールと係合可能であり、支持体は、第１および第２のソケットの間で可動である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの細長い太陽電池モジュールを保定するための装置であって、各細長い太陽電池モジュールが、第１および第２の端部を含み、前記装置が、
少なくとも第１および第２の支持体を備え、
前記第１の支持体が、少なくとも第１および第２の隣接するソケットを含み、各前記ソケットが、少なくとも１つの細長い太陽電池モジュールの第１のそれぞれの端部と係合可能であり、前記第１の支持体が、前記少なくとも第１および第２のソケットの間で可動であり、
前記第２の支持体が、少なくとも第１および第２の隣接するソケットを含み、各前記ソケットが、少なくとも１つの細長い太陽電池モジュールの第２のそれぞれの端部と係合可能であり、前記第２の支持体が、前記少なくとも第１および第２のソケットの間で可動であり、
前記第１の支持体が、少なくとも２つの細長い太陽電池モジュールの前記第１のそれぞれの端部と係合され、前記第２の支持体が、少なくとも２つの細長い太陽電池モジュールの前記第２のそれぞれの端部と係合されるときに、前記装置が、前記少なくとも２つの細長い太陽電池モジュールを保定することができ、前記第１および第２の支持体が、前記少なくとも２つの細長い太陽電池モジュールの間で同時に可動である装置。
【請求項２】
前記第１の支持体が、前記第１の支持体の前記少なくとも第１および第２のソケットの間で湾曲可能であり、前記第２の支持体が、前記第２の支持体の前記少なくとも第１および第２のソケットの間で湾曲可能である請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１および第２の支持体がそれぞれ、複数の隣接するソケットを含み、前記隣接するソケットの間でそれぞれ湾曲可能である請求項２に記載の装置。
【請求項４】
各前記支持体が、各隣接する前記ソケットの間に配設されたブリッジ部分を含み、各前記ブリッジ部分が、少なくとも部分的に、可撓性の非導電性材料から構成される請求項３に記載の装置。
【請求項５】
各前記ブリッジ部分が、プラスチックとゴムとの少なくとも一方から構成される請求項４に記載の装置。
【請求項６】
各前記支持体が、前記支持体と係合される前記細長い太陽電池モジュールに電気的に接続することができる少なくとも１つの導電線を含む請求項２に記載の装置。
【請求項７】
各細長い太陽電池モジュールが、その第１および第２の端部それぞれに、少なくとも１つの電気出力コンタクトを含み、各前記支持体が、複数の出力コンタクト・コネクタを含み、各前記出力コンタクト・コネクタが、少なくとも１つの細長い太陽電池モジュールの少なくとも１つの出力コンタクト、および少なくとも１つの前記導電線と電気的に接続可能である請求項６に記載の装置。
【請求項８】
各前記出力コンタクト・コネクタが、鋸歯状部材とリーフ部材との少なくとも一方であり、各前記鋸歯状部材およびリーフ部材が、少なくとも１つの細長い太陽電池モジュールの少なくとも１つの出力コンタクトと電気的に接続可能であり、かつ機械的に係合可能である請求項７に記載の装置。
【請求項９】
各前記ソケットが、非導電性材料から構成され、少なくとも１つの細長い太陽電池モジュールの端部の１つに近接して前記少なくとも１つの細長い太陽電池モジュールに把持係合することができるシェル部分を含む請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
各前記第１および第２の支持体が、前記それぞれの少なくとも第１および第２の隣接するソケットの間に配設された少なくとも１つのヒンジ部分を含み、各前記ヒンジ部分が、前記それぞれの支持体を、前記少なくとも第１および第２の隣接するソケットの間で可動にすることができる請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
各前記支持体が、前記支持体と係合された前記細長い太陽電池モジュールに電気的に接続することができる少なくとも１つの導電線を含む請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
各細長い太陽電池モジュールが、その第１および第２の端部それぞれに、少なくとも１つの電気出力コンタクトを含み、各前記支持体が、複数の出力コンタクト・コネクタを含み、各前記出力コンタクト・コネクタが、少なくとも１つの細長い太陽電池モジュールの少なくとも１つの出力コンタクト、および少なくとも１つの前記導電線と電気的に接続可能であり、かつ機械的に係合可能である請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
各前記ソケットが、非導電性材料から構成され、少なくとも１つの細長い太陽電池モジュールの端部の１つに近接して前記少なくとも１つの細長い太陽電池モジュールに把持係合することができるシェル部分を含む請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
複数の細長い太陽電池モジュールを保定することができる支持体アセンブリであって、各細長い太陽電池モジュールが、第１および第２の端部を含み、前記装置が、
少なくとも第１および第２の支持体を備え、
前記第１の支持体が、複数のソケットを含み、各前記ソケットが、少なくとも１つの細長い太陽電池モジュールの第１の端部と係合可能であり、前記第１の支持体が、隣接する前記ソケットの間で可動であり、
前記第１の支持体が、さらに、前記第１の支持体と係合される前記細長い太陽電池モジュールに電気的に接続することができる少なくとも１つの導電線を含み、
前記第２の支持体が、複数のソケットを含み、各前記ソケットが、少なくとも１つの細長い太陽電池モジュールの第２の端部と係合可能であり、前記第２の支持体が、隣接する前記ソケットの間で可動であり、
前記第２の支持体が、さらに、前記第２の支持体と係合される前記細長い太陽電池モジュールに電気的に接続することができる少なくとも１つの導電線を含む支持体アセンブリ。
【請求項１５】
さらに、第３の前記支持体を含み、前記第３の支持体が、複数のソケットを含み、各前記ソケットが、少なくとも１つの細長い太陽電池モジュールの第１の端部と係合可能であり、前記第３の支持体が、それぞれの長手方向軸に沿って前記第１の支持体と相互接続可能である請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
各前記支持体が、表面と裏面とを有し、前記第１および第２の支持体それぞれの各前記ソケットが、前記それぞれの支持体の前記表面に配設され、前記装置が、さらに、第３の前記支持体を含み、前記第３の支持体が、複数のソケットを含み、各前記ソケットが、少なくとも１つの細長い太陽電池モジュールの第２の端部と係合可能であり、前記第３の支持体が、それぞれの裏面で前記第１の支持体と相互接続可能である請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
さらに、第３の前記支持体を含み、前記第３の支持体が、第１および第２の組のソケットを含み、前記第１および第２の組のソケットが、反対方向を向き、前記第１の組のソケットがそれぞれ、少なくとも１つの細長い太陽電池モジュールの第２の端部と係合可能であり、前記第２の組のソケットがそれぞれ、少なくとも１つの細長い太陽電池モジュールの第１の端部と係合可能である請求項１４に記載の装置。
【請求項１８】
複数の細長い太陽電池モジュールを保定することができる支持体アセンブリで有用な可撓性支持体であって、各細長い太陽電池モジュールが、第１および第２の端部と、第１および第２の端部それぞれにある少なくとも１つの電気出力コンタクトとを含み、前記可撓性支持体が、
複数のソケットと、
複数のブリッジ部分と、
複数の出力コンタクト・コネクタと、
前記複数の出力コンタクト・コネクタに電気的に接続することができる少なくとも１つの導電線と
を備え、
各前記ソケットが、少なくとも１つの細長い太陽電池モジュールの一端に被さって着脱可能に係合することができ、
各前記ブリッジ部分が、隣接する前記ソケットの間に配設され、各前記ブリッジ部分が、一方の前記隣接するソケットと他方の前記隣接するソケットとの互いの位置または関係を変化させることができるように十分に可動であり、前記可撓性支持体が、隣接する前記ソケットの間で可動であり、
少なくとも１つの前記出力コンタクト・コネクタが、各前記ソケットと関連付けられ、各前記出力コンタクト・コネクタが、少なくとも１つの細長い太陽電池モジュールの少なくとも１つの出力コンタクトと電気的に接続可能である可撓性支持体。
【請求項１９】
全ての前記ソケットが、一列に配設され、同じ方向を向いた請求項１８に記載の可撓性支持体。
【請求項２０】
前記複数のソケットの少なくともいくつかが、少なくとも１つの隣接する前記ソケットに対して、前記可撓性支持体の上部と底部の間で千鳥配置にされる請求項１８に記載の可撓性支持体。
【請求項２１】
前記複数のソケットのいくつかが、前記複数のソケットの他のものとは反対方向を向いた請求項１８に記載の可撓性支持体。
【請求項２２】
各前記ブリッジ部分が、少なくとも部分的に、可撓性の非導電性材料から構成される請求項１８に記載の可撓性支持体。
【請求項２３】
各前記ブリッジ部分が、少なくとも１つのヒンジ部分を含む請求項１８に記載の可撓性支持体。
【請求項２４】
電気エネルギーを発生するための装置であって、
第１の端部と第２の端部とを有する少なくとも２つの細長い太陽電池モジュールと、
前記少なくとも２つの細長い太陽電池モジュールそれぞれの前記第１の端部に結合された第１のモジュール支持体と、
前記少なくとも２つの細長い太陽電池モジュールそれぞれの前記第２の端部に結合された第２のモジュール支持体と
を備え、
各前記細長い太陽電池モジュールが、
活性光起電力デバイスと、
前記活性光起電力デバイスを取り囲む保護構造とを備え、
前記活性光起電力デバイスが、
剛性基材と、
前記剛性基材の上に配設された裏面電極と、
前記裏面電極の上に配設された光起電力層であって、電位および電流を発生するように動作可能な光起電力層と、
前記光起電力層の上に配設された透明導電性酸化物とを備え、
前記第１および第２のモジュール支持体がそれぞれ、
第１の前記細長い太陽電池モジュールの一方の端部に係合するように動作可能な第１のソケットであって、前記第１の細長い太陽電池モジュールへの電気的な接続機構を含む第１のソケットと、
第２の前記細長い太陽電池モジュールの一方の端部に係合するように動作可能な第２のソケットであって、前記第２の細長い太陽電池モジュールへの電気的な接続機構を含む第２のソケットと、
前記第１および第２のソケットの間に配設されたブリッジ部分であって、前記第１および第２の細長い太陽電池モジュールに電気的に結合するブリッジ部分と
を備え、
前記第１および第２のソケットと前記ブリッジ部分とがそれぞれ、少なくとも部分的に非導電性材料から構成された外面を含み、前記ブリッジ部分が、重力を受けるときに湾曲可能である装置。
【請求項２５】
複数の細長い太陽電池モジュールに係合して電気的に接続することができる可撓性支持体を製造する方法であって、
前記可撓性支持体のための鋳型を形成するステップであって、前記鋳型が、前記可撓性支持体と係合することができる少なくとも１つの細長い太陽電池モジュールと各出力コンタクト・コネクタが電気的に接続することができるように、長手方向に整列された複数の出力コンタクト・コネクタを保持するための部分を含み、前記鋳型が、さらに、前記可撓性支持体の長手方向軸に沿って延在して前記出力コンタクト・コネクタに電気的に接続する少なくとも１つの導電線を保持するための少なくとも１つの部分を含むステップと、
少なくとも１つの導電線と複数の出力コンタクト・コネクタとを前記鋳型の中に配置するステップと、
溶融された非導電性の可撓性材料を前記鋳型の中に入れるステップとを含み、前記非導電性の可撓性材料が、冷却されるときに、少なくとも１つの導電線および複数の出力コンタクト・コネクタをそれらの所望の位置で保定し、隣接する出力コンタクト・コネクタの間で可動である方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許は、太陽エネルギー吸収／収集技術に関し、特に、複数の細長い太陽電池モジュールを保定するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ソーラーパネルなど、様々な既知の太陽エネルギー吸収／収集デバイスは、厚さに比べて過度に大きい長さおよび幅を有する箱形ハウジング内に並べて配列された太陽電池モジュールのアレイを含む。有用な光量を収集または吸収するために、これらの構造は、典型的には非常に大きく、重い。これらのデバイスは、デバイスのサイズ、重量、および扱い難い形状により、取扱い、輸送、およびそれらの最終的な仕向け地での設置が非常に難しいことが多い。
【０００３】
上述した例、特徴、および／または欠点は、例示の目的で提示したものにすぎず、本特許出願、あるいは本特許出願に対する優先権を主張する任意の特許または特許出願の特許請求の範囲または主題を限定する意図はないことを理解すべきである。したがって、添付の特許請求の範囲、あるいは任意の関連出願または関連特許の特許請求の範囲は、どれも、上述の議論によって限定すべきではなく、ここに挙げる例、特徴、および／または欠点に対処し、それらを包含し、またはそれらを除外するものと解釈すべきではない（任意の特定の特許請求項で、それに関してのみ明示的に記載されている場合を除く）。
【０００４】
以下の図面は、本明細書の一部であり、背景を示すために、または本開示の実施形態の特定の態様を例示するために含まれ、本明細書での詳細な説明において言及される。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】本開示に従って製造され、複数の細長い太陽電池モジュールを保持して図示された支持体アセンブリの一実施形態の斜視図である。
【図２】線２−２に沿った図１に示される例示的な細長い太陽電池モジュールの断面図である。
【図３】線３−３に沿った図１に示される支持体アセンブリの支持体の１つの例示的なソケットの断面図である。
【図４】一部折り畳まれた状態で示される本開示による支持体の一実施形態の側面図である。
【図５】図４に示される例示的な支持体の一部分の分解図である。
【図６】本開示に従って製造され、複数の太陽電池モジュールを保持して図示された支持体アセンブリの別の実施形態の斜視図である。
【図７】本開示に従って製造され、複数の太陽電池モジュールを保持して図示された支持体アセンブリのさらに別の実施形態の上面図である。
【図８】図７に示される支持体アセンブリの前面図である。
【図９】本開示に従って製造されたコネクタの一実施形態の単独での図である。
【図１０】本開示に従って製造されたコネクタの別の実施形態の単独での図である。
【図１１】本開示に従って製造されたコネクタのさらに別の実施形態の単独での図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本開示の特徴および利点、ならびに追加の特徴および利益は、以下の詳細な説明を考察し、添付図面を参照すれば、当業者には容易に明らかになろう。本明細書での説明および添付の図面は、様々な例示的実施形態であり、添付の特許請求の範囲、または本特許出願に対する優先権を主張する任意の特許または特許出願の特許請求の範囲を限定する意図はないことを理解すべきである。逆に、本旨は、特許請求の範囲の趣旨および範囲に含まれる全ての修正、均等物、および代替形態を網羅することである。そのような趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書で開示される特定の実施形態および詳細に多くの変更を加えることができる。
【０００７】
以下の説明および添付図面では、共通または同様の要素を識別するために同様または同一の参照符号が使用される。図面は、必ずしも縮尺通りに描かれてはおらず、図面のいくつかの図は、縮尺を誇張して示される、または明瞭簡潔にするために概略的に示されることがある。また、本明細書および添付の特許請求の範囲における構成要素および態様に関する単数形での言及は、本開示または特許請求の範囲を必ずしもただ「１つ」のそのような構成要素または態様には限定せず、各特定の場合に適切であり望まれることがあるときには、広く「１つまたは複数」を意味するものと解釈すべきであることに留意すべきである。
【０００８】
初めに図１を参照すると、本開示の一実施形態に従って製造された支持体アセンブリ１０が、少なくとも２つの細長い光電池、または太陽電池モジュール１６を保持して図示される少なくとも１つの支持体１２を含む。各支持体１２が、少なくとも２つの隣接するソケット２０を含み、それらのソケット２０の間で可動である。本明細書で用いる際、用語「可動」およびその変化形は、隣接するソケットの互いの位置または関係を変えることができるように十分に撓み可能である、湾曲可能である、折畳み可能である、ヒンジ式に動くなどといったことを意味する。各ソケット２０は、少なくとも１つの細長い太陽電池モジュール１６の端部１８にしっかり係合することができる。例示的な支持体アセンブリ１０が、図１の実施形態のように、少なくとも２つの細長い太陽電池モジュール１６の両端部１８と係合された支持体１２を含む場合、これらの支持体１２は、細長い太陽電池モジュール１６を保持するためのフレームワークを形成し、それぞれの隣接する係合された細長い太陽電池モジュール１６の間で同時に可動である。
【０００９】
本開示の支持体アセンブリ１０は、任意の適切な細長い太陽電池モジュール１６と共に使用することができる。したがって、本開示および添付の特許請求の範囲は、細長い太陽電池モジュール１６によって限定されない（任意の特定の特許請求項で、それに関してのみ明示的に記載されている場合を除く）。さらに、同じ支持体アセンブリ１０内で、異なるタイプおよび形状の細長い太陽電池モジュール１６が使用されることもある。
【００１０】
ここでの説明では、細長い太陽電池モジュール１６は、長手方向寸法と幅寸法とを有することによって特徴付けられる。例えば、いくつかの実施形態では、細長い太陽電池モジュール１６（または単に「モジュール１６」）の長手方向寸法は、幅寸法よりも少なくとも４倍、少なくとも５倍、または少なくとも６倍大きい。いくつかの実施形態では、モジュール１６の長手方向寸法は、１０センチメートル（ｃｍ）以上、２０ｃｍ以上、または１００ｃｍ以上である。いくつかの実施形態では、モジュール１６の幅寸法は、直径が５００ｍｍ以上、１ｃｍ以上、２ｃｍ以上、５ｃｍ以上、または１０ｃｍ以上である。しかし、本開示および添付の特許請求の範囲は、いかなるそのような例によっても限定されない（任意の特定の特許請求項で、それに関してのみ明示的に記載されている場合を除く）。
【００１１】
図１の例では、例示される各モジュール１６は、ほぼ円柱形の全体形状と、ほぼ円形の断面形状とを有して、任意の方向から光を捕捉する。他の例では、モジュール１６は、円柱のような形状であり、二面または多面の構成を有することがあり、あるいは、何らかの他の形で、初期光源に向いた面でも向いていない面でも光を捕捉するように設計されることがある。モジュール１６の１つの例示的な多面トポロジーは、その上面と底面とがどちらも光を受け取る二面構成を含み、その光に応答して電力を発生することができる。別の例示的な多面トポロジーは、モジュール１６の裏面および／または側面での反射光、および支持体アセンブリ１０の平面向き以外の任意の方向からモジュール１６に当たる光を収集することができる。しかし、モジュール１６は、必ずしも多面トポロジーを有することができる（例えば２つ以上の方向からの光を吸収することができる）必要はない。したがって、モジュール１６は、正方形、長方形、楕円形、多角形など任意の適切な断面形状を有することができ、または、変化する断面形状、および任意の所望の全体形状および構成を有することもできる。
【００１２】
同様に、モジュール１６は、任意の適切な構造を有することもできる。例示される図１の各モジュール１６は、活性光起電力デバイス１７（図２）と、光起電力デバイス１７を少なくとも部分的に取り囲む外側保護構造２１とを含む。外側保護構造２１は、例えば光起電力デバイス１７を保護するため、光エネルギーをモジュール１６の外部から光起電力デバイス１７に通すため、他の適切な目的のため、またはそれらの目的の組合せのために、例えば、中に光起電力デバイス１７が収容される内部体積を画定するシェルであってよい。多くの実施形態で、外側保護構造２１は、プラスチック、ガラス、および透明なセラミックなど、かなりの光エネルギーを通す材料から構成されることがある。１つの例示的な外側保護構造２１は、管状のガラス・ケーシングである。
【００１３】
引き続き図２の例を参照すると、例示されるモジュール１６の活性光起電力デバイス１７は、少なくとも１つの光電池１７ａを含み、この光電池１７ａは、光エネルギーを電気エネルギーに変換するように動作可能であり、少なくとも１つの基材１７ｂの上に配設される。基材１７ｂは、任意の適切な形態を有することがある。例えば、基材は、細長いことも、細長くないこともあり、剛性であることも、一部剛性であることも、非剛性であることもあり、中実であることも、中空であることも、それらの組合せであることもあり、一端または両端で閉じていることも、両端で開いていることもある。１つの例示的な基材１７ｂは、中実であり剛性の細長いガラス・ロッドである。
【００１４】
材料の剛性は、ヤング係数を含めた、しかしそれに限定されない複数の異なる基準を用いて測定することができる。固体力学では、ヤング係数（Ｅ）（ヤング率、弾性係数、弾性率、または引張係数としても知られている）が、所与の材料の剛さの尺度である。ヤング係数は、小さな歪に関しては、応力と歪との変化率の比と定義され、これは、材料の試料に対して行われる引張試験中に得られる応力歪曲線の傾きから実験的に求めることができる。様々な材料に関するヤング係数を、以下の表に挙げる。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
いくつかの実施形態では、構成要素または要素（例えば図２の基材１７ｂ）は、２０ＧＰａ以上、３０ＧＰａ以上、４０ＧＰａ以上、５０ＧＰａ以上、６０ＧＰａ以上、または７０ＧＰａ以上のヤング係数をもつ材料から構成されるときに、剛性とみなされる。様々な実施形態で、材料に関するヤング係数がある範囲の歪にわたって一定であるときに、その材料は剛性とみなされる。そのような材料は、「線形」と表されることがあり、フックの法則に従うと言われる。したがって、いくつかの実施形態では、基材は、フックの法則に従う線形材料から形成される。そのような線形材料の例として、鋼、炭素繊維、およびガラスが挙げられ、しかしそれらに限定されない。非線形材料の例は、ゴムおよび土（非常に低い歪の場合を除く）である。他の実施形態では、材料と寸法との組合せが、９．８ｍ／ｓ２の力の作用を受けたときに材料が実質的に変形しないようなものであるときに、その材料は剛性とみなされる。
【００１７】
適切な基材１７ｂのいくつかの実施形態は、中実ロッドなど剛性の円柱形状を有するが、細長い基材の全体または一部分が、任意の所望の形状によって画定された断面を有することもある。基材１７ｂの画定形状は、円形、卵形、または１つまたは複数の滑らかな湾曲した輪郭部分によって特徴付けられる別の形状、または滑らかな湾曲した輪郭部分の任意の継ぎ合わせであってよく、あるいは直線性を有していてもよく、３つ、４つ、５つ、６つ、または任意の他の数の直線状の線分を有する輪郭部分を含み、あるいはｎ角形（ここで、ｎは３、５、またはそれよりも大きい）であってもよく、あるいは少なくとも１つの弧状の周縁部分を含んでいてもよく、あるいは直線状の輪郭部分、弧状の輪郭部分、または湾曲した輪郭部分の任意の組合せを含んでいてもよい。
【００１８】
いくつかの実施形態では、基材１７ｂの第１の部分が第１の断面形状によって特徴付けられ、基材１７ｂの第２の部分が第２の断面形状によって特徴付けられ、第１の断面形状と第２の断面形状とは、同じであることも異なることもある。いくつかの例として、基材１７ｂの長さの少なくとも１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、または１００パーセントが、第１の断面形状によって特徴付けられることがある。いくつかの実施形態では、基材１７ｂの第１の断面形状が平坦であり（例えば弧状ではない辺を有し）、第２の断面形状が少なくとも１つの弧状の辺を有する。
【００１９】
図２の例に戻って参照すると、光電池１７ａも同様に、任意の適切な形態を有することができる。いくつかの実施形態では、光電池１７ａは、基材１７ｂを円周方向で被覆する複数の材料層を含む。例えば、光起電力層２５が、導電性材料の下層２６と、透明導電性材料層の外層２７との間に挿まれることがある。１つの例示的な導電性材料２６は、基材１７ｂの上に配設された裏面電極（図示せず）である。
【００２０】
光起電力層２５は、導電性材料層２６の上に配設され、電位および電流を発生するように動作可能であることがある。光起電力層２５は、光起電力効果を生み出す任意の材料または材料の組合せを含むことができる。例えば、光起電力層２５は、互いに重なる、電荷が異なる半導体材料の層を含むことがある。半導体材料は、使用されるとき、例えばヘテロ接合半導体として、すなわち逆にドープされた特性をもつ対置する層を有する共通の物質から形成された半導体接合として形成されることがある。光電気化学電池、ポリマー太陽電池、有機ベース光起電力材料、ナノ結晶太陽電池、マルチスペクトル層を形成するために一体に混合されたナノ粒子を含むポリマーなど、任意の他の適切な光起電力材料が使用されることもある。
【００２１】
１つの例示的な透明導電性材料２７は、光起電力層２５の上に配設された透明導電性酸化物（図示せず）である。別の例として、透明導電性材料２７は、光起電力材料に被せて配置された「ネット」または他の形状の、そうでなければ不透明の導電性材料であってよく、光起電力層２５全体を覆っていないことがある。
【００２２】
所望の場合には、光起電力デバイス１７と外側保護構造２１との間の環状体積が、光起電力材料１７の保護を補助する材料、すなわち非反応性ガスまたは他の適切な物質を含むこともできる。
【００２３】
いくつかの実施形態では、モジュール１６は、細長い構造で、モノリシック基材１７ｂの上に一体に電気的に結合された複数の光起電力太陽電池１７ａの一体構造を有する。例えば、モジュール内の各光電池１７ａが、太陽電池モジュール１６全体に共通の下層基材１７ｂの一部分を占めることがあり、電池１７ａは、直列または並列に一体に電気的に結合される。他の実施形態では、モジュール１６は、基材１７ｂの上に配設された単一の光電池１７ａを有することがある。さらに他の例では、モジュール１６は、複数の光電池１７ａを含むことがあり、それぞれ、それら独自の個別の基材１７ｂの上に形成され、互いに電気的に連係する。個々の電池１７ａは、直列、並列、またはそれらの組合せで結合されることがある。例えば、太陽電池モジュール１６は、１個、２個、３個、４個、５個以上、２０個以上、または１００個以上のそのような光電池１７ａを有することがある。
【００２４】
図１の例に戻って参照すると、例示される各モジュール１６は、封止され、端部キャップ２８（例えば図３）と、各端部１８にある少なくとも１つの電気出力コンタクト１９とを含む。出力コンタクト１９は、モジュール１６によって発生された電気を供給する。端部キャップ２８は、モジュール１６の端部の周りに耐水性シールを提供し、出力コンタクト１９を電気的に絶縁する。図１の特定の構成では、モジュール１６の第１の端部１８ａ（例えば図３）にある出力コンタクト１９がアノードであり、モジュール１６の第２の端部１８ｂにある出力コンタクト１９がカソードであり、しかし任意の他の構成を採用することもできる。各モジュール１６は、任意の所望の位置（例えば両端部の中間）に単一の出力コンタクト１９または複数の出力コンタクト１９を含むこともある。
【００２５】
本開示の支持体アセンブリ１０と共に使用できる可能性がある細長い太陽電池モジュールおよび他の構成要素の様々な例に関する、構成要素、構造、および動作の追加の説明および詳細は、米国特許出願第１１／３７８，８３５号明細書、米国仮特許出願第６０／８５９，２１３号明細書、同第６０／８５９，２１２号明細書、同第６０／８５９，１８８号明細書、同第６０／８５９，０３３号明細書、同第６０／８５９，２１５号明細書、同第６０／８６１，１６２号明細書、同第６０／９０１，５１７号明細書、同第６１／００１，６０５号明細書、同第６０／９９４，６９６号明細書、およびそれらの出願に対する優先権を主張する全ての米国特許出願および特許で見ることができ、それら全てを、本出願と同一の譲受人が所有しており、それらの全体を参照により本明細書に援用する。ここでも、本開示および添付の特許請求の範囲は、太陽電池モジュールの構造、構成要素、動作、または他の態様によって限定されない（任意の特定の特許請求項で、それに関してのみ明示的に記載されている場合を除く）。
【００２６】
図１の例示的なモジュール１６は、概して固定または硬直した関係で支持体アセンブリ１０内に係合され、したがって荷重支持要素である。他の構成では、１つまたは複数のモジュール１６は可動であってよい。例えば、モジュール１６は、例えば太陽の移動を追跡するために、アセンブリ１０に対して角度を付けて個別にまたは一括で旋回または傾斜することができるように支持体アセンブリ１０内に係合されることがある。
【００２７】
本開示によれば、支持体１２は、任意の適切な形態、構造、および構成を有することができる。さらに、支持体１２は、任意の所望の様式で、隣接するソケット２０の間で可動にすることができる。例えば、支持体１２は、少なくとも部分的に可撓性材料から構成されることがあり、それにより、隣接するソケット２０の間で、撓みまたは湾曲などによって可動である。そのような材料のいくつかの例として、ゴム、形状記憶複合材料、および様々なプラスチックおよびプラスチック系複合材料が挙げられる。場合によっては、支持体１２は、本質的にソケット２０と一体につながることがあり、それにより、「ロープ梯子」またはクリスマス・ツリー・ライト構造のように、隣接するソケット２０の間で緩んでいる、または弛んでいる。
【００２８】
所望の場合には、例えばモジュール１６との係合を容易にするため、電気絶縁を提供するため、モジュール１６に加えられる応力の減少を補助するため、強度および耐久性を提供するため、可動でない支持体１２の一部に剛性を提供するため、または任意の他の所望の目的など、１つまたは複数の追加の目的のために支持体１２の少なくとも一部分の材料組成を選択することもできる。図１の実施形態では、支持体１２は、ゴムなど非導電性材料から構成され、成形または押出成形プロセスによって形成される。例示される支持体１２は、各隣接するソケット２０の間に延在するブリッジ部分２４を含み、このブリッジ部分２４は、望みに応じて湾曲できるように十分に可撓性がある。図４に、例示的な支持体１２が、様々なブリッジ部分２４で湾曲されて示され、図５には、例示されたブリッジ部分２４の（概略的な推定の）変形が示される。他の例では、支持体１２は、一部のみ、非導電性の湾曲可能な材料から構成されることがあり、または、いくつかのブリッジ部分２４のみが湾曲可能である、または他の様式で可動であることがある。したがって、支持体１２は、適切なブリッジ部分２４で湾曲することによって、その元の形状（例えば図１）と、１つまたは複数の所望の折り畳まれた形状、巻かれた形状、または他の全体的に異なる形状との間で可動となりうる。
【００２９】
ソケット２０の間で支持体１２を動かすのに必要とされることがある力、圧力、または（もしあれば）他の作用の大きさは、支持体１２の材料組成および寸法、および支持体アセンブリ１０の他の設計上の特徴、ならびに支持体１２の特定の所望の移動性に依存すると考えられる。いくつかの実施形態では、ブリッジ部分２４は、重力を受けるときにのみ湾曲可能であることがある。
【００３０】
様々な実施形態において、ソケット２０の間で支持体１２が動けるようにするために、可動機構（図示せず）が、ソケット２０の間で支持体１２に含まれることがある。可動機構は、本明細書では「ヒンジ部分」と呼び、これは、支持体１２の湾曲または撓みのみによるもの以外に、支持体１２の１つのソケット２０が支持体１２の隣接するソケット２０に対して移動できるようにする、支持体１２と関連付けられる任意の構成要素またはデバイス、あるいは支持体１２の１つまたは複数の構成要素の構成を含む。可動機構は、任意の適切な形態を取ることができる。いくつかの実施形態では、可動機構は、支持体１２の一部として一体形成されることがあり、または任意の所望の様式で支持体１２と接続されることもある。隣接するソケット２０の間で支持体１２に配設されることがあるいくつかの例示的な可動機構は、継手およびヒンジ（図示せず）である。
【００３１】
ソケット２０の間で支持体１２を動かす、または折り畳むことができることは、係合されたモジュール１６を有する個々の支持体１２または支持体アセンブリ１０の保管、輸送、配達、および／または取扱いを容易にするなど、任意の所望の目的に有用となることがある。例えば、いくつかの実施形態では、支持体１２は、例えば保管および発送のために、モジュール１６を有する組立て後の支持体アセンブリ１０よりもはるかに小さい容器内に「折り畳まれる」ことがある。その後、支持体１２は、例えば「ロープ梯子」または一連のクリスマス・ツリー・ライトと同様にして、その設置場所で簡単に広げる、または容器から取り出すことができる。
【００３２】
図１に戻って参照すると、任意の所望の数の支持体１２を任意の所望の構成で含むことができる。図示される実施形態では、２つの同一の向かい合う支持体１３、１４が使用される。第１の支持体１３は、例示された各モジュール１６の第１の端部１８ａと係合されて示され、一方、第２の支持体１４は、各モジュール１６の第２の（反対側の）端部１８ｂと係合されて示される。
【００３３】
他の実施形態では、例えば支持体アセンブリ１０の太陽エネルギー収集を向上させるために、または任意の他の所望の目的のために、２つ以上の隣接する支持体１２が含まれることがある。例えば、図６で、例示される支持体１２は、長さ方向で（それらの長手方向軸に沿って）相互接続可能であり、それにより複数の支持体１２が、モジュール１６の片側または両側１８ａ、１８ｂで整列されることがある。この実施形態における整列された支持体１３ａ、１３ｂの組および支持体１４ａ、１４ｂの組は、それぞれ、クリップ３４を使用することによって相互接続される。しかし、例えば噛合、嵌合またはスナップ係合、摩擦継手、ねじまたは他のコネクタによるものなど、支持体１２を相互接続するために任意の他の適切な構成要素または技法を使用することができる。
【００３４】
別の例として、図７の支持体アセンブリ１０は、第１の支持体１３と、第２の支持体１４と、中央の支持体１５とを使用することによって、２列のモジュール１６を並べて保持することができる。図８に示されるように、中央の支持体１５は、反対方向に向いたソケット２０ａ、２０ｂを含む。それにより、中央の支持体１５は、その左側では、第１の組のモジュール１６の第２の端部１８ｂを保持し、その右側では、第２の組のモジュール１６の第１の端部１８ａを保持することができる。この実施形態では、中央の支持体１５は、第１および第２の支持体１３、１４と同様に、隣接するソケット２０の間で可動であり、それにより、支持体アセンブリ１０全体がソケット２０の間で可動である。しかし、中央の支持体１５ではなく、代わりに、相互接続する背中合わせの１組の支持体１２を使用することによって並置配列を構成することもできる。背中合わせの支持体（図示せず）は、噛合、嵌合またはスナップ係合、摩擦継手によって、および／またはねじ、クリップまたは他のコネクタ、あるいは任意の他の適切な方法によって、それらの外面３６で相互接続可能であることがある。隣接する支持体のさらに別の例示的な配置として、複数の支持体１２が、相互接続可能であり、重ね合わせて層状化されて、多段の支持体アセンブリ（図示せず）を形成することもできる。
【００３５】
再び図１を参照すると、各ソケット２０が少なくとも１つのモジュール１６に係合することができる限り、ソケット２０も、任意の適切な形態、構造、および構成を有することができる。いくつかの実施形態では、支持体１２は、複数のモジュール１６に係合することができるソケット２０を備えて設計されることがある。図１の実施形態では、各ソケット２０は、ただ１つのモジュール１６に係合する。図３に示されるように、例示されるソケット２０は、内腔または開口４２を取り囲むシェル部分４０を含み、内腔４２の内部にモジュール１６の端部１８を挿入でき、かつ取外し可能である。この例では、シェル部分４０は、内腔４２内でのモジュール１６の保持を補助するために、モジュール１６の外面１６ａに把持係合することができる。例えば、シェル部分４０は、円錐形状など、モジュール１６の把持を補助するように成形されることがあり、かつ／またはゴムなどの把持材料から構成されることがある。しかし、シェル部分４０は、必ずしもモジュール１６の保持を補助するように設計または構成される必要はない。
【００３６】
ソケット２０は、任意の所望の構成で配置することができる。例えば、図１の実施形態では、複数のソケット２０が、各支持体１３、１４の長さの少なくとも一部に沿って、互いに間隔を空けて一列に整列される。しかし、ソケット２０が２つだけ支持体１２に含まれることもある。別の例として、複数の列（図示せず）のソケット２０が支持体１２に提供されることもある。所望の場合には、例えば最適な吸光、または任意の他の所望の目的のために、隣接する列にある隣接するソケットが互いに千鳥配置にされた状態で、複数の列のソケット２０を異なる高さで支持体２０に位置させることもできる。
【００３７】
再び図３を参照すると、支持体１２はまた、そのソケット２０内に係合されたモジュール１６に電気的に接続可能であることがある。含まれる場合には、係合されたモジュール１６に支持体１２を電気的に接続するための任意の適切な構成要素および技法を使用することができる。図示される実施形態では、支持体１２は、少なくとも１つの導電線（ＥＣＬ）４４を含み、この導電線４４は、その様々なソケット２０内に配設されたモジュール１６に電気的に接続する。本明細書および添付の特許請求の範囲で用いる際、用語「導電線」およびその変化形は、少なくとも２つの細長い太陽電池モジュールに電気的に接合することができる任意の材料または構成要素を意味する。
【００３８】
導電線４４は、任意の適切な構造および構成を有することができる。例えば、ＥＣＬ４４は、金属リボンまたはストリップ、またはその連なりであることがある。別の例として、ＥＣＬ４４は、一連の導電ワイヤ、ストリップ、または他の部材を含むことがある。図１および図３の実施形態では、ＥＣＬ４４は、バス型の接続線であり、これは、例えば可撓性および耐久性のためにプラスチックで被覆された細い可撓性の金属ワイヤ４６を含む。第１の支持体１３にあるＥＣＬ４４は、モジュール１６の全ての（アノード）出力コンタクト１９を、例えば市販の雄型または雌型の電気プラグまたはソケットなど共通のアノード端子（図示せず）に接続する。同様に、第２の支持体１４にあるＥＣＬ４４は、全ての（カソード）出力コンタクト１９を共通のカソード端子（図示せず）に接続する。それにより、例示されるモジュール１６は、並列に接続される。このようにして、この例のモジュール１６間の電気的な接続は、支持体アセンブリ１０での２つのバス型の接続によって定義される。別の例として、モジュール１６は、直列に接続されるように配置されることもある（図示せず）。
【００３９】
ＥＣＬ４４は、任意の所望の様式でモジュール１６に電気的に接続することができる。例えば、ＥＣＬ４４は、モジュール１６の出力コンタクト１９に直接はんだ付けされることがある（図示せず）。図１の実施形態では、ＥＣＬ４４は、（ブリッジ部分２４を含む）支持体１２の長さにわたり延在し、各ソケット２０で、支持体１２の内部に配設された出力コンタクト・コネクタ５０（例えば図３）に電気的に接続し、このコネクタ５０が、中にあるモジュール１６の出力コンタクト１９に係合する。
【００４０】
ＥＣＬ４４とコネクタ５０とは、任意の適切な様式で、一体に電気的に接続し、支持体１２の内部に配設することができる。例えば、ＥＣＬ４４とコネクタ５０とは、はんだ、噛合、嵌合せまたはスナップ係合、摩擦継手によって、または１つまたは複数のコネクタ、例えばクリップの使用によって接続されて、単一ユニットとして一体形成されることがある。図３の実施形態では、ＥＣＬ４４とコネクタ５０とは、スポット溶接によって接続され、支持体１２内に埋め込まれる。例えば、ＥＣＬ４４とコネクタ５０とは、支持体１２を製造するために使用される鋳型枠の中に配置されることがあり、その後、ゴムまたはゴム複合材料が射出成形または押出成形される。いくつかの実施形態では、ＥＣＬ４４は、支持体１２にある通路４８内に配設される。所望の場合には、通路４８は、ＥＣＬ４４よりも広くすることもでき、ＥＣＬ４４の撓みを可能にし、ＥＣＬ４４の損傷または断線の防止を補助する。
【００４１】
含まれる場合には、コネクタ５０は、任意の適切な形態および構造を有することができ、任意の所望の様式でモジュール１６に電気的に接続することができる。図３の例では、例示されるコネクタ５０は、支持体１２内に埋め込まれた導電性の変形可能なリーフ部材５８である。リーフ部材５８は、複数のリーフ６２（例えば図９）を含み、これらのリーフ６２は、モジュール１６の出力コンタクト１９がリーフ部材５８の開口６４に押圧係合される、または開口６４に押し入れられるときに、モジュール１６の出力コンタクト１９と係合するように圧着または変形する。
【００４２】
別の例として、図１０で、コネクタ５０は、モジュール１６の出力コンタクト１９に対して圧着または変形する鋸歯状部分６８を有する導電性の変形可能なグリッパ６６である。さらに別の例として、図１１で、コネクタ５０は、経路７０を含み（典型的な天井蛍光灯照明器具のソケットに類似する）、経路７０内で、モジュール１６の１つまたは複数の出力コンタクト１９が、回転して固定係合する。さらなる例では、コネクタ（図示せず）は、１つまたは複数の出力コネクタ１９とねじ留め、圧入、スナップ係合または嵌合するように設計されることがある。
【００４３】
所望の場合には、１つまたは複数のモジュール１６との電気的な接続を提供することに加えて、コネクタ５０は、ソケット２０内でのモジュール１６の機械的な係合または保持を補助することもできる。例えば、図１〜１１の各コネクタ５０は、モジュール１６の出力コンタクト１０を着脱可能に把持することができ、それにより支持体１２のソケット２０内でのモジュール１６の保持を補助する。
【００４４】
場合によっては本開示の支持体アセンブリ１０と共に使用されることがあるＥＣＬおよびコネクタの他の例および詳細、ならびにそれらの構造および動作の詳細は、米国特許出願第１１／３７８，８３５号明細書、米国仮特許出願第第６０／８５９，２１３号明細書、同第６０／８５９，２１２号明細書、同第６０／８５９，１８８号明細書、同第６０／８５９，０３３号明細書、同第６０／８５９，２１５号明細書、同第６０／８６１，１６２号明細書、同第６０／９０１，５１７号明細書、同第６１／００１，６０５号明細書、同第６０／９９４，６９６号明細書、およびそれらの特許出願に対する優先権を主張する全ての米国特許出願および特許に記載されていることがあり、それら全てを、本出願と同一の譲受人が所有しており、それら全体を参照により本明細書に援用する。
【００４５】
したがって、いくつかの実施形態では、本開示は、少なくとも２つの細長い太陽電池モジュールを保定するための装置であって、少なくとも第１および第２の支持体を含む装置に関する。第１の支持体が、少なくとも第１および第２の隣接するソケットを含み、各ソケットが、少なくとも１つの細長い太陽電池モジュールの第１の端部と係合可能である。第２の支持体も、少なくとも第１および第２の隣接するソケットを含み、各ソケットが、少なくとも１つの細長い太陽電池モジュールの第２の端部と係合可能である。第１および第２の支持体は、それぞれの第１および第２のソケットの間でそれぞれ可動である。第１の支持体が、少なくとも２つの細長い太陽電池モジュールの第１の端部と係合され、第２の支持体が、第２の端部と係合されるとき、装置は、第１および第２の支持体を保定することができ、支持体は、細長い太陽電池モジュールの間で同時に可動である。
【００４６】
様々な実施形態で、各支持体は、それと係合される細長い太陽電池モジュールに電気的に接続することができる少なくとも１つの導電線を含む。また、複数の細長い太陽電池モジュールを保定することができる支持体アセンブリで有用な可撓性支持体に関する本開示の実施形態も存在する。この支持体は、複数のソケット、ブリッジ部分、および出力コンタクト・コネクタ、ならびに少なくとも１つの導電線を含む。各ソケットは、少なくとも１つの細長い太陽電池モジュールと着脱可能に係合することができる。各ブリッジ部分は、隣接するソケットの間に配設され、一方の隣接するソケットと他方の隣接するソケットとの互いの位置または関係を変えることができるように十分に可動であり、それにより支持体は、隣接するソケットの間で可動である。少なくとも１つの出力コンタクト・コネクタが、各ソケットと関連付けられる。各出力コンタクト・コネクタは、少なくとも１つの細長い太陽電池モジュールの少なくとも１つの出力コンタクトと電気的に接続可能である。導電線が、出力コンタクト・コネクタに電気的に接続することができる。
【００４７】
いくつかの実施形態では、本開示は、電気エネルギーを発生するための装置に関する。前記装置は、少なくとも２つの細長い太陽電池モジュールと、少なくとも第１および第２のモジュール支持体とを含む。各細長い太陽電池モジュールは、活性光起電力デバイスと、光起電力デバイスを取り囲む保護構造とを含む。光起電力デバイスは、剛性基材と、剛性基材の上に配設された裏面電極と、裏面電極の上に配設された（電位および電流を発生するように動作可能な）光起電力層と、光起電力層の上に配設された透明導電性酸化物とを含む。
【００４８】
第１および第２のモジュール支持体は、それぞれ、各モジュールの第１および第２の端部に結合される。各支持体は、少なくとも２つのソケットと、それらの間に配設されたブリッジ部分とを含む。各支持体の第１のソケットは、第１のモジュールの端部に係合するように動作可能であり、第１のモジュールへの電気的な接続機構を含む。各支持体の第２のソケットは、第２のモジュールの端部に係合するように動作可能であり、第２のモジュールへの電気的な接続機構を含む。ブリッジ部分は、第１および第２のモジュールに電気的に結合する。第１および第２のソケットとブリッジ部分とはそれぞれ、少なくとも部分的に非導電性材料から構成された外面を含み、ブリッジ部分は、重力を受けるときに湾曲可能である。
【００４９】
本開示の多くの実施形態は、複数の細長い太陽電池モジュールに係合して電気的に接続することができる可撓性支持体を製造する方法に関する。この方法は、支持体と係合することができる少なくとも１つの細長い太陽電池モジュールと各出力コンタクト・コネクタが電気的に接続することができるように、長手方向で整列された複数の出力コンタクト・コネクタを保持するための部分を有する、支持体のための鋳型を形成するステップを含む。また、鋳型は、支持体の長手方向軸に沿って延在して出力コンタクト・コネクタに電気的に接続する少なくとも１つの導電線を保持するための少なくとも１つの部分も含む。少なくとも１つの導電線と、複数の出力コンタクト・コネクタとが、鋳型の中に配置される。溶融された非導電性の可撓性材料が、鋳型の中に入れられる。非導電性の可撓性材料は、冷却されると、導電線および出力コンタクト・コネクタをそれらの所望の位置で保定し、隣接する出力コンタクト・コネクタの間で湾曲可能である。
【００５０】
したがって、本開示は、上述し、かつ添付の特許請求の範囲に記述し、かつ／または添付図面に示す特徴および利点、ならびに本特許を考察すれば当業者に明らかになる追加の特徴および利点を含めた、太陽エネルギー吸収または収集技術を進歩させることができると考えられる特徴および利点を含む。しかし、添付の特許請求の範囲はそれぞれ、上述して図面に示す各構成要素および作用を必ずしも必要とせず、組立ておよび動作に関する上述した例および方法に決して限定されない。そのような構成要素、特徴、およびプロセスの任意の１つまたは複数を、他のそのような構成要素、特徴、およびプロセスを包含せずに、任意の適切な構成で採用することができる。さらに、本開示は、本明細書で具体的には取り扱わなかったが本明細書での説明、添付図面、および特許請求の範囲から明らかである、または明らかになる追加の特徴、能力、機能、方法、使用法、および用途を含む。
【００５１】
上述した、ここで特許請求することができる方法、および添付の特許請求の範囲内に含めることができる任意の他の方法は、任意の所望の適切な順序で実施することができ、本明細書で説明した手順、あるいは任意の特許請求項に記載されることがある手順に必ずしも限定されない。さらに、本開示の方法は、本明細書で図示して説明した特定の例の使用を必ずしも必要とせず、構成要素の任意の他の適切な構造、形態、および構成でも同様に適用できる。
【００５２】
例を図示して説明してきたが、例えば構成要素、構造および動作の詳細、部品の配置および／または使用方法について、本明細書におけるシステム、装置、および方法の多くの変形、修正、および／または変更が可能であり、添付の特許請求の範囲内で本出願人によって企図され、本開示の趣旨または教示および添付の特許請求の範囲から逸脱することなく当業者が実施して使用することができる。したがって、本明細書に記載した、または添付図面に示した全てのことを例とみなすべきであり、本開示および添付の特許請求の範囲は、本明細書に説明して図示した例に限定されるべきではない。
【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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【国際調査報告】
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