(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外装材であり、全体が導電性の基材上に直接に順次半導体薄膜と透明導電膜とが積層され、その外面側に窒化物系の水分拡散防止膜が積層され、更に前記透明導電膜と前記基材が電極として構成されていることを特徴とする太陽電池。
【請求項２】
窒化物系水分拡散防止膜は、窒化珪素膜と窒化炭化ケイ素膜の少なくとも一種から構成されることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
基材は、鉄、アルミニウム、亜鉛、および銅の元素単体もしくはその合金、もしくは表面処理製品から選ばれ、鉄系の合金としては炭素鋼、ステンレス鋼、鉄系表面処理製品としては、亜鉛メッキ鋼板，ガルバニウム鋼板、アルミニウム系の合金としてはジュラルミン、銅‐アルミニウム合金、アルミニウム系表面処理製品としては、アルマイト、さらに銅系の合金としては真鍮、洋白、青銅であることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池。
【請求項４】
基材の導電性の表面を、大気中で超音波洗浄，酸洗浄を行なう他に、真空中で水素ガスを流した状態で高周波を印加して、プラズマ状態で処理して電極としていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項５】
半導体薄膜は、シリコン、炭素、ゲルマニウムのいずれか一つ又はそれらの複合材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項６】
透明導電膜の主材料が、酸化亜鉛、インジウム・錫酸化物、酸化錫であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物、土木構造物等の構造物、または車両、自動車等の各種の輸送機器の表面に設置できる安価な太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、薄膜太陽電池は発電効率，耐久性、コスト等の問題があった。また、建物に太陽電池を設置する場合、従来、一般的には、パネル状等の太陽電池ユニット（裏面側絶縁材、負電極、発電素子、透明電極および表面保護層を含む）を屋根等の外装部に架台等に後施工で取り付けていた。また後施工を不要とするために、屋根材等の太陽電池に太陽電池を接着剤等で一体化したものが種々提案されている。
【０００３】
例えば特許文献１には、屋根材を構成する鋼板と太陽電池セルとを一体化した太陽電池として、表面がフッ素系樹脂フィルム等の保護層にて覆われており、以下、太陽光を吸収しやすくするための反射防止膜、ＰＮ接合型シリコン又はアモルファスシリコン等からなる多重積層構造の太陽電池セル、これらを集合した太陽電池セルを鋼板に貼り付けるための接着層、鋼板と張り合わせる際に絶縁を取るための塗膜と、鋼板を保護し絶縁を取るための塗膜とから構成された屋根材が記載されている。
【０００４】
また特許文献２には、表面に曲面を有する窯業系屋根基材、例えばセメント、石膏等の水硬性原料や無機質原料を成分として焼成された瓦等の表面にシート状の可撓性を有する太陽電池モジュールを接着剤で接着して一体化した構成の屋根材が記載されている。
【０００５】
更に特許文献３には、太陽電池パネルの裏面と建材パネルとを両者の端縁部を除いて接着剤によって固定した建材一体型太陽電池モジュールが記載されている。
【０００６】
更に、特許文献４には、アルミ複合板上にポリイミドフィルムを裏面封止層として貼り付け、その上に銀又はアルミニウムの負極電極を形成して、さらにその上に薄膜太陽電池を取り付けた事例が示されている。この場合には、アルミ複合板のアルミニウムを直接負極電極として使用する記載はない。また、表面の保護層にはフッ素樹脂フィルムが使用されている。
【０００７】
更に、特許文献５では、基板にメッキ鋼板や塗装鋼板を使用しているが、負電極の裏面側、つまり鋼板表面に、絶縁材としてポリエステル樹脂やフッ素樹脂を使用し、その上に光起電素子を構成して、全体をフッ素樹脂フィルムでラミネーションして一体化するする方法が記載されている。この事例でも、メッキ鋼板や塗装鋼板を直接負電極として利用していない。また、表面の保護層にはフッ素樹脂フィルムが使用されている。
【特許文献１】特開平１１−１６６３０４号公報
【特許文献２】特開２０００−１４５０７４号公報
【特許文献３】特開２００２−４５２９号公報
【特許文献４】特開２００２−１５１７１８号公報
【特許文献５】特開２００１−２６７６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上に説明した従来技術においては、アルミニウム板や鋼板からなる金属系建材を基材に使用した事例（特許文献４）では、金属面を直接太陽電池の負電極として利用していない。さらに、従来、セラミックスのような絶縁材（特許文献５）の場合には、その上に樹脂材料による絶縁ないし封止層を介在させ、さらにその上に負電極を形成している。しかし、セラミックス上に直接太陽電池の負電極を形成した事例はない。また、太陽電池に直接薄膜太陽電池を積層するのではなく、別にパネル状等の太陽電池ユニット（絶縁材、負電極、発電素子、透明電極および表面保護材）を作り、外装部に後施工で取り付けるものでは、施工コストがかかるという欠点がある。従来、導電性の基材を直接負電極に使用しようとしても、その表面に酸化物が存在して、その上に直接成膜した太陽電池との間の電気抵抗が大きく、発電効率を低下させるという問題もあった。
【０００９】
一方、上述したように薄膜太陽電池を屋根材等の基材に直接形成して一体化できれば、後施工のものと比較して、施工コストは低減される。しかし、従来技術の一体化とは、上記特許文献１〜５にも示されるように、予め別体として製造された太陽電池ユニットを、接着剤等により基材の表面に取り付けるということである。このような一体化の方法では、基材の表面に亘って最大限に太陽電池を構成することが困難であり、また材料の面からのコストダウンを図ることはできない。また、基材上に薄膜太陽電池を形成する場合には、最表面には透明電極があるが、これは光や水によって劣化されやすいという問題もある。本発明は、このような薄膜太陽電池の発電効率，耐久性、コスト等の課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１は、外装材である基材上に直接に順次半導体薄膜と透明導電膜とが積層され、その外面側に窒化物系の水分拡散防止膜が積層され、更に前記透明導電膜と前記基材が電極として構成されていることを特徴とする太陽電池を提案する。
【００１１】
請求項２は、窒化物系水分拡散防止膜は、窒化珪素膜と窒化炭化ケイ素膜の少なくとも一種から構成されることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池を提供する。
【００１２】
請求項３は、基材は、全体が導電性であり、鉄、アルミニウム、亜鉛、および銅の元素単体もしくはその合金、もしくは表面処理製品から選ばれ、鉄系の合金としては炭素鋼、ステンレス鋼、鉄系表面処理製品としては、亜鉛メッキ鋼板，ガルバニウム鋼板、アルミニウム系の合金としてはジュラルミン、銅‐アルミニウム合金、アルミニウム系表面処理製品としては、アルマイト、さらに銅系の合金としては真鍮、洋白、青銅であることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池を提供する。
【００１３】
請求項４は、基材が非導電性の材料の表面に予め導電性膜を直接付けたものであり、非導電性の材料としては、プラスチック、セラミックス、石材、ガラス、スレート、合成スレート、珪酸カルシウムからなる群から選択される材料であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池を提供する。
【００１４】
請求項５は、非導電性の基材の材料に予め付ける導電性膜は、金属あるいは炭素材料自体もしくはそれらの化合物を用い、ＣＶＤ、ＰＶＤ、溶射、塗布、無電解メッキからなる群から選択される方法を用いて形成されていることを特徴とする請求項１、２又は４に記載の太陽電池を提供する。
【００１５】
請求項６は、基材の導電性の表面を、大気中で超音波洗浄，酸洗浄等を行なう他に、真空中で水素ガスを流した状態で高周波を印加して、プラズマ状態で処理して電極としていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池を提供する。
【００１６】
請求項７は、半導体薄膜は、シリコン、炭素、ゲルマニウムのいずれか一つ又はそれらの複合材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池を提供する。
【００１７】
請求項８は、透明導電膜の主材料が、酸化亜鉛、インジウム・錫酸化物、酸化錫であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池を提供する。
【００１８】
請求項９は、基材が，屋根材、タイル、サイジング材、スレート板、アルミ板等の建築用材料であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の太陽電池を提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の太陽電池は、基材自体を基板として薄膜太陽電池を構成して太陽電池を一体化する場合に課題となっていた基板と薄膜太陽電池間の電気抵抗の低減と，透明電極の耐久性の向上が図れる。その結果，この太陽電池を例えば建築用外装材に適用すると，従来技術で，別体に構成した太陽電池ユニットを接着剤等で基材に取り付けて一体化するものと比較して、太陽電池としての受光部を最大限に確保することができる。さらに、別体としての太陽電池ユニットを構成するための基板、例えばシリコン基板やガラス基板等が不要となり、材料の面からのコストダウンを図ることができる。
【００２０】
本発明の太陽電池では、裏面側は太陽電池の基材そのものであるから、例えばセラミックスを基材にする場合，太陽電池を構成する要素である電極を有機系材料等で保護する必要はない。
【００２１】
また、太陽光を受光する表面側は、透明導電膜の表面側に耐久性のよい窒化ケイ素膜および窒化炭素ケイ素膜の少なくとも一種から構成される水分散膜防止膜を形成することによって、太陽電池の要素薄膜を保護できる。
【００２２】
また本発明の太陽電池は、例えばセラミックスを基材にする場合は、別に作ったパネル状等の太陽電池を、外装材へのはめ込みや接着により後施工で取り付けるものと比較して施工コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る太陽電池の第１の実施形態を示すものである。
図１において、符号１は太陽電池を構成する基材であり、この基材１は導電性のものである。この導電性の基材の材料としては、全体が導電性であり、鉄、アルミニウム、亜鉛、および銅の元素単体もしくはその合金、もしくは表面処理製品から選ばれ、鉄系の合金としては炭素鋼、ステンレス鋼など、鉄系表面処理製品としては、亜鉛メッキ鋼板，ガルバニウム鋼板など、アルミニウム系の合金としてはジラルミン、銅‐アルミニウム合金など、アルミニウム系表面処理製品としては、アルマイトなど、さらに銅系の合金としては真鍮、洋白、青銅など適宜の材料が使用できる。導電性の基材、例えばアルミニウムや鋼板を使用する場合には，表面に酸化膜が形成されており，導電性が失われていることが多い。
【００２４】
本願発明では，これら導電性の基材の材料を電極として使用するために表面の酸化物を除去して、その上に，薄膜太陽電池を形成したことを特徴とする太陽電池を構成する。
表面の酸化膜を除去は、大気中で超音波洗浄，酸洗浄等を行なう他に、真空中で水素ガスを流した状態で高周波を印加して、プラズマ状態で処理することによって行なう。
【００２５】
この際、導電性基材の裏面（薄膜太陽電池を積層した面の反対側）は、酸化劣化を防止するために，製膜工程前に裏面にメッキ、溶射等を施すか，製膜工程終了後に塗装やフィルムの貼り付け等によって保護することが好ましい。このような基板の裏面の処理は、他の実施の形態においても同様である。
【００２６】
本発明で採用する半導体薄膜は、シリコン、炭素、ゲルマニウムのいずれか一つ又はそれらの複合材料を含む。符号２は基材１の表面側に、基材１自体を基板として薄膜太陽電池を構成するべく積層された要素薄膜のうち、基材１側の複数層から成る半導体薄膜を示すものであり、また３は外面側の透明電極膜を示すものである。
【００２７】
上述したとおり半導体薄膜２は複数層から成るものであり、この実施の形態では、基材１の表面側から、ｎ型半導体薄膜２ａ、ｉ型半導体薄膜２ｂ、ｐ型半導体薄膜２ｃの３つの層から構成されている。即ち、この実施の形態の太陽電池は、アモルファスシリコン太陽電池で一般に採用されているｐｉｎ接合構造の太陽電池を示している。
【００２８】
以上の複数層から成る半導体薄膜２（２ａ、２ｂ、２ｃ）は、通常のアモルファスシリコン太陽電池における半導体薄膜を形成する方法と同様に、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いて、基材１の表面から順次ｎ型半導体薄膜２ａ、ｉ型半導体薄膜２ｂ、ｐ型半導体薄膜２ｃを積層して形成することができる。
【００２９】
また上記半導体薄膜２と共に太陽電池を構成する透明電極膜３は、半導体薄膜２と同様にＣＶＤ法を用いて行うほか、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法を用いて、ｐ型半導体薄膜２ｃの外面側に積層して構成することができる。この時の成膜温度は、基材１の耐熱温度及び堆積した透明電極膜３と基材１が相互拡散しない程度の温度以下に設定する。
【００３０】
透明電極膜３の外面側には水分拡散防止膜４が積層されており、またその外面側には板状の透明保護層材としての透明保護板５が封止材６により固定封止されている。ここで、水分拡散防止膜４はＣＶＤ法を用いて透明電極膜３の外面側に積層して形成する。従来、電極上に半導体薄膜２と透明電極３を形成して、薄膜太陽電池を作る方法に於いては、透明導電膜３を含めて要素薄膜の水分や光による劣化が問題であったが、本願発明では、水分拡散防止膜４を、透明導電膜３の受光面に施すことによって、要素薄膜の劣化を防止し、その耐久性を向上することができる。
【００３１】
また、透明保護板５は、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の封止材６により固定封止することができる。
【００３２】
そして基材１には電極材、この場合には、負電極用の電極材７ａが接続され、透明導電膜３には正電極用の電極材７ｂが封止材を介して接続されている。透明導電膜である透明電極３と電極材７ｂの接触を良好にするために、透明電極３の端部に蒸着等により金属膜を取り付け、ハンダを使用して電極材７ｂを取り付けることもできる。
【００３３】
この場合、透明保護板５として導電体の網入りガラスを用いることにより、電極材として兼用することができる。
【００３４】
一方、基材１がフレキシブルのアルミシートや鋼板の場合には、透明保護層材５として、フィルム状の透明保護層材８、即ち、樹脂の保護フィルムを使用することもできる。
【００３５】
即ち、図２は、本発明に係る太陽電池の第２の実施形態を示すもので、この第２の実施の形態は、第１の実施形態の透明保護層材としての透明保護板５に代えて、フィルム状の透明保護層材８、即ち樹脂の保護フィルムを用いた他は、第１の実施の形態と同様である。そのため、共通する構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
この実施の形態では、図に示すように、樹脂の保護フィルムにより発電素子全体をカバーしてラミネートする方法を採ることができる。
【００３６】
こうした保護フィルムに使用できる高分子材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、エチレン・（メタ）アクリル酸共重合樹脂，エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂、フッ素樹脂等が好ましい。
【００３７】
次に図３は本発明に係る太陽電池の第３の実施形態を示すもので、この第３の実施の形態は、第１の実施形態の水分拡散防止膜４を要素薄膜２の側面にまで施したものであり、その他の構成は、第１の実施の形態と同様である。そのため、共通する構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００３８】
この第３の実施の形態においては、水分拡散防止膜４を要素薄膜２の側面にまで施すことにより、要素薄膜２の劣化を防止して、耐久性を向上することができる。尚、このように水分拡散防止膜４を要素薄膜２の側面にまで施すことは、上記第２の実施の形態及び次に説明する第４の実施の形態にも適用できることは勿論である。
【００３９】
次に、図４は本発明に係る太陽電池の第４の実施形態を示すものである。
図において符号１１は、第１の実施形態の基材１と同様に、構造物の太陽電池を構成する基材であり、この基材１１は、基材１とは異なり、非導電性のものである。この非導電性の基材１１の材料としては、コンクリート、セラミックス、プラスチックス、石材、木材、紙，ガラス、非導電性フェライト、スレート、合成スレート、珪酸カルシウム等の適宜の材料が使用できる。
【００４０】
基材が非導電性の材料の場合には、その表面に予め導電性膜を直接付ける。
非導電性の基材の材料に予め付ける導電性膜は、上記段落００２３に記載の導電性材料自体もしくはそれらの化合物を用い、ＣＶＤ、ＰＶＤ、溶射、塗布、無電解メッキからなる群から選択される方法を用いて形成されている。上記化合物の形態としては，導電性材料の酸との塩，有機金属化合物がある。
【００４１】
この実施の形態では、まず基材１１の表面に導電性膜１２を形成し、その後、その表面側に、導電性膜１２側の複数層から成る半導体薄膜２（２ａ、２ｂ、２ｃ）と、外面側の透明電極膜３を形成して薄膜太陽電池を構成する。
【００４２】
また、第１〜第３の実施の形態と同様に、透明電極膜３の外面側には水分拡散防止膜４が積層されており、またその外面側には透明保護板５が封止材６により固定封止されている。そして基材１１の表面に形成した導電性膜１２には電極材、この場合には、負電極用の電極材７ａが接続され、透明電極膜３には正電極用の電極材７ｂが封止材を介して接続されている。
【００４３】
この第２の実施の形態における半導体薄膜２（２ａ、２ｂ、２ｃ）と透明電極膜３、及び水分拡散防止膜４と透明保護板５の構成は、第１の実施の形態と同様であるので、同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００４４】
以上の第４の実施の形態において、導電性膜１２は、例えば金属、金属酸化物、金属窒化物、導電性高分子等の導電性材料を、ＣＶＤ、ＰＶＤ、溶射、塗布、無電解メッキ等の方法を用いて形成することができる。この時の成膜温度は、基材１の耐熱温度及び堆積した透明電極膜３と基材１が相互拡散しない程度の温度以下に設定する。
【００４５】
以上の第１、第２の実施の形態に示すように、本発明では、太陽電池を構成する基材１又は導電性膜１２を形成した基材１１自体を基板として、それに直接に薄膜太陽電池を構成して一体化するものであり、このような構成の太陽電池を用いることにより、上述した建築物、土木構造物、車両、航空機、船舶、人工衛星等、各種の構造物の表面に太陽電池を構成することができる。その際、本発明の太陽電池は、その使用個所に応じて、平板状、シート状、曲面板状等の形状に構成することができ、予め、所定の寸法、形状のものを構成して組み合わせることにより、複雑な表面形状の構造物の表面材としても使用することができる。
【００４６】
こうして本発明の太陽電池は、基材１（又は基材１１）自体を基板として薄膜太陽電池を構成することにより、太陽電池を一体化したため、別体に構成した太陽電池を接着剤で基材に取り付けて一体化するものと比較して、太陽電池としての受光部を最大限に確保することができると共に、別体の太陽電池を構成するためのシリコン基板やガラス基板が不要となり、材料の面からのコストダウンを図ることができる。
【００４７】
次に本発明の太陽電池の構成及びその形成プロセスの実施例１〜３を説明する。
【実施例１】
【００４８】
１．基材１
構成：アルミニウム板  厚さ 5ｍｍ  表面に50μｍの凹凸
プロセス：サンドブラスト処理後、洗浄処理
洗浄処理：ロールブラシによる物理洗浄
↓
アルカリ洗浄液による超音波洗浄（５分）
↓
純水による超音波洗浄（３分）
↓
オゾン水による超音波洗浄（５分）
↓
純水によるリンス
さらに下記のようにして、酸化膜を除去した。
さらに、プラズマによる酸化膜除去は次のようにして行なった。1段シャワープレート型マイクロ波励起高密度プラズマ装置（非特許文献１参照）にArを１SLM、H2を100sccm流した状態でマイクロ波パワーを3kW投入することにより、Hラジカルを効率よく反応させ、Alの酸化物および表面の水分を除去する。
あるいは、２段シャワープレート型マイクロ波励起高密度プラズマ装置（参考文献*1）の上段シャワープレートからArを1SLM流し、マイクロ波パワーを3kW投入し、プラズマを励起した後、基板にRF（13.56MHz）パワーを投入し、100V程度の基板バイアスを発生させて、プラズマ中のイオンを表面に照射することにより、Alの酸化物および表面の水分を除去する。このとき、Arは他の希ガスであってもかまわない。また、RFの周波数とパワーは、基板周辺で独立したプラズマが形成されないものであれば、かまわない。
上記の酸化膜除去を行なうことによって、半導体薄膜と負電極間の電気抵抗を低減させることが出来、起電力を有効に取り出すことができる。
（非特許文献１）  T. Ohmi、 M. Hirayama、 and A. Teramoto、
“New era of silicon technologies due to radical reaction based
semiconductor manufacturing”、J. Phys. D: Appl. Phys.、 39、 R1-R17、 January 2006.
２．ｎ型半導体薄膜２ａ
構成：Ｐドープシリコン薄膜  厚さ 1000ｎｍ
プロセス：ＣＶＤ処理（マイクロ波  40W/cm2圧力  100mTorr ref.
ＣＶＤ装置）
ガス流量：Ar 540cc/min
SiH4 1.5cc/min
PH3 0.03cc/min
H2 10cc/min
３．ｉ型半導体薄膜２ｂ
構成：シリコン薄膜  厚さ 2μｍ
プロセス：ＣＶＤ処理（マイクロ波  40W/cm2圧力  100mTorr ref.
ＣＶＤ装置）
ガス流量：Ar 540cc/min
SiH4 1.5cc/min
H2 10cc/min
４．ｐ型半導体薄膜２ａ
構成：Ｂドープシリコン薄膜  厚さ 1000ｎｍ
プロセス：ＣＶＤ処理（マイクロ波  40W/cm2圧力  100mTorr ref.
ＣＶＤ装置）
ガス流量：Ar 540cc/min
SiH4 1.5cc/min
B2H6 0.03cc/min
H2 10cc/min
５．透明電極３
構成：ZnO  厚さ1 μｍ
プロセス：100mTorr下でのＰＶＤ処理とＣＶＤ処理（マイクロ波  40W/cm2）
ガス流量：Ar 200cc/min
O2 20cc/min
Znを含有する有機金属
Zn(MOPD)2/C18H30O6Zn
DIPZ/C6H14Zn
DMZn/Zn(CH3)2
DEZn/Zn(C2H5)2
６．水分拡散防止膜４
構成：窒化珪素(SiN)薄膜および/または窒化炭化ケイ素(SiCN)膜
膜形成の具体的順序は、下記の通りに行なった。
2段シャワープレート型マイクロ波励起高密度プラズマ装置（非特許文献１）の上段シャワープレートにArガスを1SLM、NH3ガスを100sccm流し、マイクロ波パワー３ｋWを投入し、プラズマを励起する。その後、下段シャワープレートにSiH4を20sccm流し、SiN膜を100nm堆積する。引き続き、SiH4を19sccmトリメチルシラン（SiH(CH3)3）を1sccm流し、SiCN膜を100nm堆積する。これを、5回繰り返すことにより、1μmのSiN/SiCNを堆積することにより、応力の小さい水分拡散防止膜を成膜する。このとき、Arは、他の希ガスでもよく、NH3ガスは、N2とH2の混合ガスでもかまわない。また、それぞれの膜厚は下地の特性により、変化させ、応力を発生させなくすることができる。
このように水分拡散防止膜４は、透明電極膜３の表面（受光面）全面をカバーして耐久性を向上させることができる。さらに、上記第３の実施の形態に示すように水分拡散防止膜４を透明電極膜３の受光面のみならず、要素薄膜２の全ての側面をカバーすることによって、太陽電池としての耐久性をいっそう向上することができる。
７．保護透明材料５
構成：透明ガラス  厚さ5ｍｍ
プロセス：封止材６としてのシリコーン樹脂で封止固定
８．正電極７ｂ
構成：樹脂被覆銅線
プロセス：透明電極に半田で接続
９．負電極７ａ
構成：樹脂被覆銅線
プロセス：基材のアルミニウム板に半田で接続
１０．なお、アルミニウム基板の裏面（太陽電池積層面の反対側）に、アクリル系塗料を塗布した。
【実施例２】
【００４９】
１．基材１
構成：鋼板  厚さ 5ｍｍ  亜鉛／アルミメッキ
プロセス：亜鉛／アルミメッキ処理後、洗浄処理
洗浄処理：負電極面：プロセス：サンドブラスト処理後、洗浄処理
洗浄処理：ロールブラシによる物理洗浄
↓
アルカリ洗浄液による超音波洗浄（５分）
↓
純水による超音波洗浄（３分）
↓
オゾン水による超音波洗浄（５分）
↓
純水によるリンス
２．ｎ型半導体薄膜２ａ
実施例１と同様
３．ｉ型半導体薄膜２ｂ
実施例１と同様
４．ｎ型半導体薄膜２ａ
実施例１と同様
５．透明電極３
構成：ITO  厚さ1 μｍ
プロセス：100mTorr下でのＰＶＤ処理：ITOをターゲットとしてAr/O2(希ガス/O2)のリアクティブスパッタ）
６．水分拡散防止膜４
実施例１と同様に製膜した。
７．保護透明材料５
構成：網入り透明ガラス  厚さ3ｍｍ
プロセス：封止材６としてのウレタン樹脂で封止固定
８．正電極７ｂ
実施例１と同様
９．負電極７ａ
実施例１と同様
１０．鋼板基板の裏面（太陽電池積層面の反対側）に、必要におおじて、塗料を塗布しても良い。
【実施例３】
【００５０】
１．基材１１
構成：セラミックタイル  厚さ 15ｍｍ  表面に金属導電膜
プロセス：基材の表面を洗浄処理後、溶射法によりアルミニウムを膜を形成
洗浄処理：実施例１と同様
２．ｎ型半導体薄膜２ａ
実施例１と同様
３．ｉ型半導体薄膜２ｂ
実施例１と同様
４．ｎ型半導体薄膜２ａ
実施例１と同様
５．透明電極３
実施例１と同様
６．水分拡散防止膜４
実施例１と同様
７．保護透明材料５
構成：透明ガラス  厚さ7ｍｍ
プロセス：実施例１と同様
８．正電極７ｂ
実施例１と同様
９．負電極７ａ
構成：樹脂被覆銅線
プロセス：基材１１の表面の導電性膜１２に半田で接続
【００５１】
尚、以上に説明した実施例１〜３におけるＣＶＤ処理又はＰＶＤ処理におけるプロセス温度は、基材１又は１１の耐熱性を考慮して、例えば100℃〜400℃の範囲で適宜に設定することができる。
【００５２】
以上に説明した発明を実施するための最良の形態及び実施例１〜３では、太陽電池の構成としてｐｉｎ接合構造のアモルファスシリコン太陽電池を説明しているが、本発明における太陽電池は、基材自体を基板として構成するものであれば、その他、ゲルマニウムや、化合物半導体材料を用いた適宜の太陽電池を適用することができる。
３−５族：GaAs、InP、AlGaAs
２−６族：CdS、CdTe、Cu2S
１−３−６族：CuInSe2、CuInS2
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の構造物の太陽電池は、基材自体を基板として薄膜太陽電池を構成することにより、太陽電池を一体化したため、別体に構成した太陽電池を接着剤で基材に取り付けて一体化するものと比較して、太陽電池としての受光部を最大限に確保することができると共に、別体としての太陽電池を構成するための基板、例えばシリコン基板やガラス基板等が不要となり、材料の面からのコストダウンを図ることができる。
【００５４】
また別に作ったパネル状等の太陽電池ユニットを太陽電池に後施工で取り付けるものと比較して施工コストを低減することができる。
【００５５】
また、太陽光を受光する表面側には、透明導電膜の表面側に耐久性のよい窒化ケイ素膜および/又は窒化炭化ケイ素膜からなる水分散膜防止膜を形成することによって、太陽電池の要素薄膜を保護でき、耐久性を向上することができる。更に、水分拡散防止膜を透明電極膜の受光面のみならず、要素薄膜の全ての側面をカバーすることによって、太陽電池としての耐久性をいっそう向上することができる。
【００５６】
こうして本発明の太陽電池は、殆どの材料の表面に太陽電池を一体化して形成でき、特に建築物、土木構造物の用途に適している。さらに車両、航空機、船舶、人工衛星等、各種の運送機器の表面に構成する太陽電池として利用することができ、省エネルギーに資すること多大である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係る太陽電池の第１の実施の形態を示す説明的断面図である。
【図２】本発明に係る太陽電池の第２の実施の形態を示す説明的断面図である。
【図３】本発明に係る太陽電池の第３の実施の形態を示す説明的断面図である。
【図４】本発明に係る太陽電池の第４の実施の形態を示す説明的断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１          基材
２          半導体薄膜
２ａ      ｎ型半導体薄膜
２ｂ      ｉ型半導体薄膜
２ｃ      ｐ型半導体薄膜
３          透明電極膜
４          水分拡散防止膜
５          透明保護板（板状の透明保護層材）
６          封止材
７ａ        負電極用電極材
７ｂ        正電極用電極材
８          透明保護フィルム（フィルム状の透明保護層材）
１１        基材
１２        導電性膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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