(57)【要約】【課題】局所的な温度上昇を抑制し、太陽電池セルの破壊を防止できる太陽電池パネル及び太陽電池発電システムを提供する。【解決手段】透光性基板１と、前記透光性基板１の非受光面側に設けられた太陽電池素子９と、前記透光性基板１の非受光面側に、前記太陽電池素子９を被覆するように設けられた充填材２と、金属製であり、前記透光性基板１の非受光面側に前記太陽電池素子９とは絶縁されて設けられた均熱板３と、を具備する。【選択図】図２
2007201280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性基板と、
前記透光性基板の非受光面側に設けられた太陽電池素子と、
前記透光性基板の非受光面側に、前記太陽電池素子を被覆するように設けられた充填材と、
金属製であり、前記透光性基板の非受光面側に前記太陽電池素子とは絶縁されて設けられた均熱板と、
を具備する
太陽電池パネル。
【請求項２】
請求項１に記載された太陽電池パネルであって、
更に、
前記充填材の非受光面側に設けられ、防水性を有するバックシート
を具備し、
前記均熱板は、前記バックシートの非受光面側に密着して設けられている
太陽電池パネル。
【請求項３】
請求項２に記載された太陽電池パネルであって、
更に、
断熱性を有し、前記均熱板の非受光面側に、前記均熱板と密着して設けられた保温層を具備する
太陽電池パネル。
【請求項４】
請求項２又は３に記載された太陽電池パネルであって、
前記均熱板は、第１の板と、前記第１の板の非受光面側中央部に設けられた第２の板と、を有する
太陽電池パネル。
【請求項５】
請求項１に記載された太陽電池パネルであって、
更に、
前記均熱板を２枚の樹脂シートで挟持した均熱バックシート
を具備し、
前記均熱バックシートは、前記充填材の非受光面側に前記充填材に密着して設けられ、
前記均熱板の厚みは、１ｍｍ〜２ｍｍの範囲である
太陽電池パネル。
【請求項６】
請求項１に記載された太陽電池パネルであって、
更に、
前記充填材の非受光面側に設けられたバックシート
を具備し、
前記均熱板は、前記充填材と前記バックシートとの間に設けられている
太陽電池パネル。
【請求項７】
請求項６に記載された太陽電池パネルであって、
更に、
断熱性を有し、前記均熱板と前記バックシートとの間に設けられた保温層
を具備した
太陽電池パネル。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載された太陽電池であって、
前記均熱板は、アルミニウム板、亜鉛めっきした鉄板、真鍮板、及び防錆めっき処理した銅板からなる集合から選択される少なくとも一の部材である
太陽電池パネル。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載された太陽電池であって、
前記均熱板の厚さは、１ｍｍ〜２ｍｍの間である
太陽電池パネル。
【請求項１０】
請求項２又は３に記載された太陽電池パネルと、
受光面側を上向きにした状態で前記太陽電池パネルを端部で保持するフレームと、
前記均熱板を支える支持部材と、
を具備する
太陽電池発電システム。
【請求項１１】
請求項２又は３に記載された太陽電池パネルと、
受光面側を上向きにした状態で前記太陽電池パネルを端部で保持するフレームと、
を具備し、
前記均熱板は前記フレームと一体に結合している
太陽電池発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
透光性基板上に太陽電池素子を形成させ、その太陽電池素子を充填材で被覆した太陽電池パネルが知られている。このような太陽電池パネルは、屋外で架台に固定されて、太陽電池発電システムとして機能する。
【０００３】
太陽電池素子が単一の太陽電池セルであった場合には、十分な発電量が得られないために、通常、太陽電池素子は複数の太陽電池セルが直列に接続されて形成される。図１に示されるように、太陽電池パネルが屋外に設置された際、周囲の建物の影や、ごみの付着などにより、一部の太陽電池セルでは受光量が減少することがある。影部において、太陽電池パネルの温度は基本的には低下している。ところが、受光量が減少したセルでは、光起電力が低下して、極めて大きい抵抗値を示す。受光量が減少した部分で、比較的電流が流れ易い箇所があった場合には、その箇所に集中して電流が流れる場合がある。抵抗となったセルに大量の電流が流れ込んだ場合、そのセルは発熱する。即ち、図１に示されるように、一部のセルの発熱により局所的な温度上昇が起こる。このような現象はホットスポット現象と呼ばれている。
【０００４】
発熱によって温度が上昇し続けた太陽電池セルは破壊されることがある。よって、ホットスポット現象による太陽電池セルの破壊を防止する技術の提供が望まれる。
【０００５】
また、一部の太陽電池セルが発熱すると、透光性基板も局所的に温度が上昇した状態となる。この局所的な温度上昇によって、熱膨張の差から透光性基板が割れてしまうことがある。即ち、ホットスポット現象による透光性基板の破壊を防止する技術の提供が望まれる。
【０００６】
上記と関連して、特許文献１は、透光性基板と、受光面側充填材と太陽電池素子と裏面側充填材と裏面シートとを重ねるように順次配設してなる太陽電池モジュールであって、前記裏面側充填材に熱伝導率を大きくするための粒子を含有したことを特徴とする太陽電池モジュール、を開示している。
【０００７】
また、特許文献２は、透光性基板と裏面シートとの間に受光面側充填材と裏面側充填材で挟持した太陽電池素子を配設した太陽電池モジュールにおいて、その太陽電池素子と裏面側充填材との間に熱伝導率の大きなシート材を配設することが記載されている。また、そのシート材として、熱伝導率が２〜５（Ｗ／ｍＫ）程度のものを使用することが記載されている。
【０００８】
ところで、太陽電池としては、結晶シリコン型太陽電池やアモルファスシリコン型太陽電池等、が挙げられる。アモルファスシリコン系の薄膜太陽電池では、低温において受光すると光劣化と呼ばれる光電変換効率の低下を招くことが知られている。よって、アモルファスシリコン系の薄膜太陽電池においては、光劣化を抑制するための技術の提供が望まれる。
【０００９】
これに関連して、特許文献３は、透光板の受光面とは反対側の面側に少なくとも太陽電池素子と出力端子を設けた太陽電池パネルと、太陽電池パネルに取り付けられ、太陽電池パネルの受光面とは反対側の面を覆うとともに、太陽電池パネルとの間に空間を形成する裏面側蓋材と、出力端子に接続するとともに裏面側蓋材の外部にまで延設した出力線と、太陽電池パネルと裏面側蓋材との間の空間に充填した発泡性合成樹脂と、を備えた太陽電池モジュール、を開示している。
【００１０】
また、特許文献４は、透光基板上に非晶質シリコン系半導体層を形成した太陽電池素子の受光面とは反対側の面に、断熱材を密着させた太陽電池パネル、を開示している。
【特許文献１】特開２００４−３２７６３０号  公報
【特許文献２】特開２００４−３１１４５５号  公報
【特許文献３】特開平８−１１６０８２号  公報
【特許文献４】特開平７−２９７４３５号  公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来の手法では、ホットスポット現象による局所的な温度上昇を抑制する観点で未だ不十分であった。例えば、熱伝導率が２〜５（Ｗ/ｍＫ）のシート材を用いたとしても、そのシート材を伝わる熱量は透光性基板を伝わる熱量と同程度であった。大面積の太陽電池パネルの温度を均一化するためには、透光性基板と同程度の熱伝導では不十分であった。
【００１２】
即ち、本発明の目的は、ホットスポット現象による太陽電池セルの破壊を防止できる太陽電池パネル及び太陽電池発電システムを提供することにある。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、ホットスポット現象による透光性基板の破壊が防止された太陽電池パネル及び太陽電池発電システムを提供することにある。
【００１４】
本発明の更に他の目的は、光劣化が抑制された太陽電池パネル及び太陽電池発電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
その課題を解決するための手段が、下記のように表現される。その表現中に現れる技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号等が添記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複数の形態又は複数の実施例のうちの少なくとも１つの実施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現されている技術的事項に付せられている参照番号、参照記号等に一致している。このような参照番号、参照記号は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このような対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されることを意味しない。
【００１６】
本発明に係る太陽電池パネル（１０）は、透光性基板（１）と、透光性基板（１）の非受光面側に設けられた太陽電池素子（９）と、透光性基板（１）の非受光面側に、太陽電池素子（９）を被覆するように設けられた充填材（２）と、金属製であり、透光性基板（１）の非受光面側に、太陽電池素子（９）とは絶縁されて設けられた均熱板（３）と、を備える。
【００１７】
金属製の均熱板を設けることによって、ホットスポット現象が発生しある太陽電池セルが発熱したとしても、発熱した熱は周囲へ分散する。局所的な温度上昇が抑制されるので、太陽電池セルの破壊や、透光性基板の割れが防止される。
【００１８】
本発明に係る太陽電池パネル（１０）は、更に、充填材（２）の非受光面側に設けられ、防水性を有するバックシート（５）を備え、均熱板（３）は、バックシート（５）の非受光面側に、バックシート（５）と密着して設けられている。
【００１９】
本発明に係る太陽電池パネル（１０）は、更に、断熱性を有し、均熱板（３）の非受光面側に均熱板（３）と密着して設けられた保温層（８）を備える。
【００２０】
保温層（８）を有していることにより、太陽電池パネル（１０）の温度は高温で保たれる。これにより、太陽電池、特にアモルファス型の太陽電池において、低温状態で光を受光したときに生じる光劣化現象が抑制される。
【００２１】
本発明に係る太陽電池パネル（１０）において、均熱板（３）は、第１の板（１２）と、第１の板（１２）の非受光面側中央部に設けられた第２の板（１１）と、を有する。
【００２２】
第２の板（１１）を有していることによって、均熱板（３）の中央部における強度が向上される。均熱板（３）の中央部における強度が向上するので、太陽電池パネル（１０）の撓みが抑制される。
【００２３】
本発明に係る太陽電池パネル（１０）は、更に、均熱板（３）を２枚の樹脂シート（５１、５２）で挟持した均熱バックシート（５０）を備え、均熱バックシート（５０）は、充填材（２）の非受光面側に密接して設けられ、均熱板（３）の厚みは、１ｍｍ〜２ｍｍの範囲である。
【００２４】
太陽電池パネル（１０）においては、通常、バックシート（５）として、アルミニウム等の金属シートを２枚の樹脂シートで挟持させたものが使用される。その金属シートの厚みは２０μｍ程度である。この金属シートとして厚さが１ｍｍ〜２ｍｍの均熱板（３）を用いることで、均熱効果を得ることができる。また、均熱バックシート（５０）では、バックシート（５）本来の目的である防水性、物理的衝撃に対する耐性も、厚みが厚くなっていることにより向上されている。
【００２５】
本発明に係る太陽電池パネル（１０）は、更に、充填材（２）の非受光面側に設けられたバックシート（５）を備え、均熱板（３）は、充填材（２）とバックシート（５）との間に設けられている。
【００２６】
上述の構成によれば、均熱板と太陽電池素子の形成された透光性基板との間には、充填材が介在するのみである。均熱板が太陽電池素子および透光性基板の近傍に配置されるので、太陽電池素子が形成された透光性基板に対して、高い均熱作用を与えることができる。
【００２７】
本発明に係る太陽電池パネル（１０）は、更に、断熱性を有し、均熱板（３）とバックシート（５）との間に設けられた保温層（８）を備える。
【００２８】
保温層（８）を有していることにより、太陽電池パネル（１０）の温度は高温で保たれる。これにより、太陽電池、特にアモルファス型の太陽電池においては、低温状態で受光したときに発生する光劣化現象が抑制される。
【００２９】
本発明に係る太陽電池パネル（１０）において、均熱板（３）は、アルミニウム板、亜鉛めっきした鉄板、真鍮板、及び防錆めっき処理した銅板からなる集合から選択される少なくとも一の部材であることが好ましい。
【００３０】
本発明に係る太陽電池パネル（１０）において、均熱板（３）の厚さは、１ｍｍ〜２ｍｍの間である。
【００３１】
均熱板（３）の厚さが１ｍｍより薄くなると、十分な均熱効果が得られないことがある。一方、２ｍｍより厚くなると、ハンドリング性が悪化することがある。
【００３２】
本発明に係る太陽電池発電システム（２０）は、太陽電池パネル（１０）と、太陽電池受光面側を上向きにした状態で太陽電池パネル（１０）を端部で保持し、太陽電池パネル（１０）を支えるフレーム（４）と、を備える。均熱板（３）は支持部材（７）を介して固定されている。
【００３３】
太陽電池パネルは屋外に設置されるので、風圧に対する耐性を確保するために十分な厚さを持つ透光性基板を用いる必要がある。上述のように、均熱板（３）を架台（６）に固定させることで、均熱板（３）を太陽電池パネル（１０）を支える強度メンバーの一部とすることができる。よって、透光性基板（１）は従来ほどの強度を必要とせず、その厚みを薄くできる。透光性基板（１）の厚みを薄くできるので、透光性基板（１）に要する材料費が低減できる。
【００３４】
本発明に係る太陽電池発電システム（２０）は、太陽電池パネル（１０）と、架台（６）に固定され、受光面側を上向きにした状態で太陽電池パネル（１０）の端部を保持し、太陽電池パネル（１０）を架台（６）から浮かせて支えるフレーム（４）と、を備え、均熱板（３）はフレーム（４）と一体に形成されている。
【００３５】
均熱板（３）をフレーム（４）と一体にすることで、均熱板（３）を太陽電池パネル（１０）を支える強度メンバーの一部にすることができる。さらに、フレーム（４）に太陽電池パネル（１０）を取り付ける際に、均熱板（３）もともに取り付けられることになる。すなわち、均熱板（３）を取り付けるにあたり、新たな工程を追加する必要がない。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、ホットスポット現象による太陽電池セルの破壊を防止できる太陽電池パネル及び太陽電池発電システムが提供される。
【００３７】
本発明によれば、さらに、ホットスポット現象による透光性基板の破壊が防止された太陽電池パネル及び太陽電池発電システムが提供される。
【００３８】
本発明によれば、さらに、光劣化が抑制された太陽電池パネル及び太陽電池発電システムが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
（第１の実施形態）
（構成）
図２は、本実施の形態にかかる太陽電池発電システム２０の断面構成を示す。太陽電池発電システム２０は、太陽電池パネル１０、フレーム４、及び架台６を有している。本実施の形態においては、アモルファスシリコン半導体を用いた場合の太陽電池発電システム２０について説明する。
【００４０】
架台６は、太陽電池パネル１０およびフレーム４を固定するためのものである。太陽電池パネル１０及びフレーム４の下側に配置されている。
【００４１】
フレーム４は、断面がコの字型の嵌合部４１を有している。フレーム４は、太陽電池パネル１０の端部をその嵌合部４１に嵌合させて保持する。フレーム４によって、太陽電池パネル１０は、架台６から浮いた位置に保持される。フレーム４の材質としては、アルミニウム製のものが挙げられる。
【００４２】
太陽電池パネル１０は、透光性基板１、太陽電池素子９、充填材２、均熱板３、及びバックシート５を有している。太陽電池パネル１０は、受光面側が上向きになるようにフレーム４に保持される。
【００４３】
透光性基板１としては、ソーダガラスの基板が用いられる。大きさが１．１ｍ×１．４ｍの大型の基板が用いられる。基板厚みは４ｍｍである。透光性基板は、太陽電池パネル１０の受光面側となるように配置されている。
【００４４】
太陽電池素子９は、透光性基板１の非受光面側に形成されている。太陽電池素子は、短冊状の太陽電池セルが、複数個、直列に接続されて形成されている。
【００４５】
太陽電池セルは、透明電極層、発電層、及び裏面電極層がこの順で透光性基板上に積層されて構成されている。隣り合う太陽電池セル間において、一方のセルの裏面電極層が、他方のセルの透明電極層と一部で接続することにより、複数の太陽電池セルが直列に接続されている。透明電極層としては、酸化錫膜などが挙げられる。透光性基板と透明電極層との間には、アルカリバリア層が設けられる場合もある。発電層としては、アモルファスシリコン半導体層、微結晶シリコン半導体層、及びアモルファスシリコン半導体層と微結晶シリコン半導体層とが直列に接続したタンデム型のものが挙げられる。発電層は、光の入射に応じて発電する。裏面電極層としては、酸化亜鉛膜を透明反射層とし、さらに銀を透明反射層に積層させた構造が挙げられる。
【００４６】
充填材２は、太陽電池素子を覆うように透光性基板上に設けられている。充填材２としては絶縁性のものが用いられる。このような充填材として、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）樹脂が挙げられる。
【００４７】
バックシート５は、充填材２の非受光面側に配置されている。すなわち、バックシート５は、充填材を介して太陽電池素子の形成された透光性基板の非受光面側に設けられている。バックシート５は、２枚の樹脂シートに金属シートが挟持された構造を有している。その２枚の樹脂シートとしては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）シートが挙げられる。その金属シートとしては、厚さ２０μｍ程度のアルミニウムシートが挙げられる。このような構造により、バックシート５は太陽電池内部へ浸入しようとする水分に対しての防水効果を発揮する。
【００４８】
均熱板３は、バックシート５の非受光面側に密着して設けられる。均熱板３としては、金属製であり、厚さが１〜２ｍｍのものが用いられる。このような均熱板３における熱伝導率は１６（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上となる。一方、ガラス製の透光性基板１の熱伝導率は０．７９（Ｗ／ｍ・Ｋ）である。均熱板３の厚みが１ｍｍ〜２ｍｍであるので、厚みを換算すると、均熱板３は４ｍｍの厚みを有する透光性基板１に対して５倍〜１０倍の熱伝導を有することになる。透光性基板１に対して５倍以上も大きい熱伝導を有するので、ホットスポット現象により一部の太陽電池セルが発熱しても、その熱はすぐに分散される。よって、透光性基板１の局所的な温度上昇を十分に抑制することができる。ここで、均熱板の厚みが１ｍｍより薄い場合には、十分な熱伝導性が得られないことがある。一方、２ｍｍより厚い場合には、ハンドリング性が悪くなることがある。
【００４９】
均熱板３の材質としては、アルミニウム板、亜鉛めっきした鉄板、真鍮板、及び防錆めっき処理した銅板が挙げられる。その防錆めっきとしては、ニッケルめっきが挙げられる。特にアルミニウム板は、安価であり、腐食が生じにくいので好ましい。
【００５０】
均熱板３は、基板全体にわたって均熱効果を発揮させるために、透光性基板１と略同じ面積のものを用いることが好ましい。
【００５１】
均熱板３は、接着剤等によってバックシート５に固定させてもよいが、本実施の形態では、何も介さずにバックシートに密着される。接着剤等を介さずに脱着自在に取り付けた場合、万一均熱板３が腐食した場合にも簡単に取り替えることが可能である。
【００５２】
均熱板３には温度センサを取り付けてもいい。アモルファス型の太陽電池では、低温時に発電層に光が入射すると、光劣化が生じる。一方、発電層は半導体であるために、高温状態では光電変換効率が悪化する。よって、太陽電池パネル１０は適当な温度に保たれていることが望ましい。太陽電池パネル１０の温度を監視することができれば太陽電池パネル１０を適当な温度に保つための一助となる。しかしながら、透光性基板１側に温度センサを取り付けた場合には、温度センサが影となってホットスポット現象の原因となる恐れがある。非受光面側である均熱板３に温度センサを取り付けることで、影となる恐れがなく、太陽電池パネル１０の温度をモニタリングすることができる。また、均熱板３は高い熱伝導率を有しており温度分布が均一化されるので、安定してモニタリングを行うことができる。
【００５３】
尚、図示されていないが、太陽電池素子９には電力取出し用配線が接続されている。その取出し用配線を取出すために、上述の充填材２、バックシート５、均熱板３には必要に応じて開口が設けられる場合もある。太陽電池素子９に接続された取出し用配線は、外部へ引き出されて出力用ケーブル等に接続される。
【００５４】
また、充填材２やバックシート５の端部には、必要に応じて防水性をもたせたシール材や、水蒸気透過性を有するシール材が配置される場合もある。
【００５５】
（製造方法）
続いて、本実施の形態にかかる太陽電池発電システム２０の製造方法について説明する。
【００５６】
ステップ；太陽電池素子の形成
まず、透光性基板１上に太陽電池素子９が形成される。太陽電池素子を形成するステップは、透明電極層を形成するステップ、発電層を形成するステップ、及び裏面電極層を形成するステップを有している。
【００５７】
ステップ；透明電極層の形成
透光性基板上に透明電極層が形成される。透光性基板１上に、熱ＣＶＤ法、スパッタリング法などによって、例えば酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）のような金属酸化物が形成される。また、これらの金属酸化物を形成させる前にアルカリバリア層を形成させてもよい。透明電極層が形成された後に所定のレーザーパターニングが施されて、透明電極層が複数の領域に分割される。
【００５８】
ステップ；発電層の形成
続いて、発電層が形成される。発電層としては、アモルファスシリコン型半導体のｐ層、ｉ層、及びｎ層がこの順番で積層される。発電層の形成はプラズマＣＶＤ法などによって行われる。発電層が形成された後に、所定のレーザーパターニングが施されて、発電層が複数の領域に分割される。
【００５９】
ステップ；裏面電極層の形成
続いて、裏面電極層が形成される。裏面電極層としては、ＡｌやＡｇ膜が挙げられる。なお、裏面電極層が形成される前に、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの透明電極を形成させてもよい。これらの膜はスパッタリング法などによって形成される。このとき、発電層にレーザーパターニングにより設けられた溝にも裏面電極層が埋め込まれる。溝に埋め込まれた裏面電極層によって、裏面電極層が隣の太陽電池セルの透明電極層と接続される。裏面電極層が形成された後に、所定のレーザーパターニングが施されて、太陽電池セル単位に分割される。これにより、複数の太陽電池セルが直列に接続した太陽電池素子９が形成される。
【００６０】
ステップ；充填材及びバックシートの形成
続いて、ＥＶＡなどの充填材２が太陽電池素子９を被覆するように配置される。さらに、充填材２の上にバックシート５が配置される。この状態で真空ラミネートが実施される。太陽電池素子９の形成された透光性基板上に充填材２とバックシート５が密着する。なお、充填材２及びバックシート５が形成された後に、充填材２端部またはバックシート５端部に所定の機能を有するシール材が配置されることもある。また、太陽電池素子９に接続された取出し用配線も所定の手順により外部へ引き出され、出力ケーブルなどに接続される。
ステップ；均熱板、フレームの取り付け
続いて、均熱板３がバックシート５の非受光面側から配置される。バックシート５までが形成された基板と均熱板との端部をフレームの嵌合部４１に嵌合させ、これを架台６に固定させる。このとき、透光性基板１側が受光面となるように、透光性基板１側を上向きとして設置される。これにより、太陽電池パネル１０が固定されて太陽電池発電２０システムが完成する。
【００６１】
（作用・効果）
本実施の形態によれば、金属製の均熱板を設ける事により、透光性基板に対して５倍以上の熱伝導を有する均熱部材が配置された構造とすることができる。均熱板により、ホットスポット現象で一部の太陽電池セルにおいて発熱が生じても、その発熱は周囲に分散される。よって、透光性基板の局所的な温度上昇が確実に抑制される。ホットスポット現象などによる太陽電池素子の破壊や、局所的な温度上昇による基板の割れ、が防止される。
【００６２】
また、均熱板を配置するにあたって、バックシートに接触させて基板の端部とともにフレームの嵌合部４１に嵌合させるだけでよい。均熱板を接着剤などによって他の構造物に密着させる必要がなく、均熱板を設ける際に追加される工程も簡略である。
【００６３】
（第２の実施形態）
続いて、第２の実施形態について説明する。図４は、本実施の形態にかかる太陽電池発電システム２０の概略構成を示している。本実施の形態にかかる太陽電池発電システム２０は、第１の実施の形態に対して支持部材７が追加されている。これ以外の構成は第１の実施の形態と同様であり、説明は省略される。
【００６４】
支持部材７は、架台６と太陽電池パネル１０との間に配置されている。支持部材７は、一端で均熱板の中央部に固定され、他端で架台に固定されている。
【００６５】
支持部材７の取り付けは、予め架台の所定の位置に支持部材７を固定しておき、その上に載置することで行われる。また、支持部材７を太陽電池パネル１０の均熱板側に予め取り付けておき、続いて架台に支持部材７の他端を固定させることで行われてもよい。
【００６６】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態による効果に加えて、次の作用・効果を奏する。従来のように均熱板３を設けない場合は、フレーム４の嵌合部４１において嵌合された太陽電池パネル１０端部で透光性基板１が太陽電池パネル１０を支持していた。一方、本実施の形態においては、均熱板３が支持部材７を介して架台６に固定されるので、均熱板３も太陽電池パネル１０を支える強度メンバーの一部とすることができる。太陽電池パネル１０端部において透光性基板１が支えるべき重量の一部を均熱板３が負担するので、透光性基板１に対する重量負担が低減される。透光性基板１の重量負担が低減されるので、厚みを薄くすることができ、材料コストの低減が可能である。
【００６７】
（第３の実施形態）
第３の実施形態について説明する。本実施の形態において、均熱板３はフレーム４と一体に結合している。透光性基板１からバックシート５までの積層構造は第１の実施形態と同様であるので、説明は省略される。図６は、本実施の形態にかかる太陽電池発電システム２０の概略構成を示す。
【００６８】
均熱板３は、フレーム４の嵌合部４１の下部に、フレーム４と一体に結合している。このような構成の太陽電池発電システム２０は、透光性基板１にバックシート５までが積層された構造体を予め作成しておき、これを均熱板３に載せて端部をフレーム４の嵌合部４１に嵌め込むことで設置される。
【００６９】
本実施の形態によれば、第１の実施形態に加えて次のような効果を奏する。フレーム４と均熱板３が一体に形成されているために、太陽電池パネル１０の重量および太陽電池パネル１０に作用する荷重は均熱板３がほぼすべて負担することになる。透光性基板１が負担すべき重量はほとんど無いので、透光性基板１の厚みを更に低減することができる。
【００７０】
また、均熱板３の設置は、太陽電池パネル１０の端部をフレーム４に取り付けるステップと同一ステップで行うことができるので、追加の作業を必要としない。均熱板３を簡便に設けることができる。
【００７１】
（第４の実施形態）
第４の実施形態について説明する。本実施の形態においては、第１の実施形態の太陽電池発電システム２０に対して、保温層８が追加されている。保温層８以外の構成は、第１の実施形態と同様であり、説明は省略される。図７は、本実施の形態にかかる太陽電池発電システム２０の概略構成を示す図である。
【００７２】
保温層８は、均熱板３の非受光面側に設けられている。保温層８は、均熱板と略同一面積で、均熱板の前面に密着するように設けられている。
【００７３】
保温層８は、断熱効果を有している。断熱性を有していることにより、均熱板３の熱を外部に逃すことがなく、均熱板３を保温することができる。
【００７４】
保温層８は、撥水効果を有していることが好ましい。撥水性を有していることにより、太陽電池内部への水分の浸入が防止される。
【００７５】
保温層８は、水が入らないような材料であれば、所定の空隙率を有する多孔質性の材料でもよい。保温層８の材質としては、保温性に優れ、且つ安価な材料が好ましい。このようなものとしては、発泡性樹脂が挙げられる。また、ガラスウールや石膏などの難燃性に優れる材料、ポリスチレンフォーム、ポリエチレンフォーム、硬質ポリウレタンフォーム、軟質ポリウレタンフォーム、硬質塩化ビニルフォーム、ユリアフォーム、フェノールフォーム、ラバーフォーム、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、パーライト、バーミキュライト、泡ガラス、ロックウール、グラスウール、セラミックファイバー、動植物繊維、軟質繊維材、炭素質繊維、チタン酸カリウム繊維などの繊維材料、ケイ酸カルシウム、塩基性炭酸マグネシウム、珪藻土、珪藻土質断熱れんが、耐火断熱レンガ、キャスタブル耐火断熱材、コルク、炭素粉末などの粒状材料や、アルミニウム箔などからなる多層箔材料や、硬質ラバーフォーム、発泡クロロプレンゴムなどの発泡ゴム材料や、軽量気泡コンクリートや、アルミニウム等を挙げることができる。
【００７６】
保温層８は、均熱板３まで取り付けた透光性基板１に対して、接着剤を用いて均熱板３に接着されることで形成される。尚、ここで均熱板３に対して保温層８を接着させたものを予め用意しておき、これをバックシート５まで形成させた透光性基板１に対して取り付けても、同様の構成を有する太陽電池パネル１０が形成される。
【００７７】
本実施の形態によれば、第１の実施形態における効果に加えて、次の効果を奏する。保温層８を有していることにより、太陽電池パネル１０の温度を高温で保つことができる。よって、特にアモルファス型の太陽電池において、低温状態で光を受光したときに生じる光劣化現象が抑制される。
【００７８】
尚、第２の実施形態と同様に、支持部材７を追加して均熱板を固定してもよい。この場合、バックシート５に開口を設け、支持部材７をその開口を介して配置することで、均熱板３を固定することができる。
【００７９】
（第５の実施形態）
第５の実施形態について説明する。図５は本実施の形態にかかる太陽電池発電システム２０の構成を示す概略図である。
【００８０】
太陽電池発電システム２０は、太陽電池パネル１０、フレーム４、及び架台６を有している。フレーム４、架台６の構成は第１の実施形態と同様であり、説明は省略される。
【００８１】
太陽電池パネル１０は、透光性基板１、太陽電池素子９、充填材２、均熱バックシート５０を有している。透光性基板１、太陽電池素子９、及び充填材２の積層構造は第１の実施形態と同様である。
【００８２】
均熱バックシート５１は、充填材２の非受光面側に、充填材２に接着して設けられている。
【００８３】
均熱バックシート５１は、均熱板３が２枚の樹脂製シート２枚に厚さが１ｍｍ〜２ｍｍの金属シートが挟持された構造を有している。その金属シートは、第１の実施形態における均熱板３と同様の材質である。樹脂シートとしては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等が挙げられる。
【００８４】
バックシートは、通常厚さが２０μｍ程度の金属シートを２枚の樹脂シートで挟んだ構造のものが用いられる。バックシートは、防水性や、衝撃に対するダメージを低減するために用いられる。本実施の形態では、金属シートの厚みが１〜２ｍｍである均熱バックシート５１を用いるので、通常のバックシートに対して更に均熱作用が付加される。また、従来のバックシートでは、２０μｍ程度の金属シートを用いているので、製造途中の取扱時などに物理的衝撃か加わると傷が生じることがある。その傷から太陽電池パネル内部へ水が浸入することがある。本実施の形態に依れば、金属シートの厚みが厚いために、少々の物理的衝撃が加わっても水分の浸入を許すほどの傷とはならない。即ち、物理的衝撃に対する耐性が向上されている。
【００８５】
本実施の形態によれば、均熱バックシート５１の金属シートが、第１の実施形態と同様における均熱板３として作用する。局所的な温度上昇による、太陽電池素子９や透光性基板１の破壊が防止される。
【００８６】
更に、このような均熱バックシート５１を作成するにあたっては、通常のバックシートを作成する際に金属シートの厚みが１ｍｍ〜２ｍｍのものを選択するだけでよい。即ち、均熱効果が付与された太陽電池発電システム２０を製造する工程において、新たなステップを追加する必要がない。
【００８７】
（第６の実施形態）
第６の実施形態について説明する。図８は、本実施の形態にかかる太陽電池発電システム２０の概略構成を示す図である。本実施の形態においては、第１の実施形態と比較して、均熱板３の配置される位置が変更されている。均熱板３の材質や、そのほかの構成部材については、第１の実施形態と同様であるので、説明は省略される。
【００８８】
均熱板は、充填材２とバックシート５との間に設けられている。均熱板は、充填材２に接着している。また、バックシート５とは、接着シートによって密着している。
【００８９】
このような構成の太陽電池パネルの製造方法は、透光性基板上に太陽電池素子９を形成させるステップまでは第１の実施形態と同様である。太陽電池素子９が形成された後、充填材２、均熱板３、接着シート、カバーシート５が、太陽電池素子側からこの順で配置される。続いて、真空ラミネートが実施されて均熱板３及びカバーシート５がそれぞれ充填材によって密着する。その接着シートは充填材２と同様の材質であってもよいし、接着性を有するものであれば異なる材質でもよい。真空ラミネートによって、本実施の形態における太陽電池パネル１０が作成される。その後、太陽電池パネル１０をフレーム４、架台６に取り付けることで、太陽電池発電システム２０が完成する。
【００９０】
本実施の形態によれば、第１の実施形態と同様に、均熱板３の均熱効果により透光性基板１の局所的な温度上昇が低減される。即ち、太陽電池素子９や透光性基板１の破壊が防止される。また、均熱板３と透光性基板１との間には充填材２が介在するのみであり、透光性基板１に与える均熱効果は第１の実施形態よりも更に向上されている。よって、より確実に太陽電池素子や透光性基板１の破壊が防止される。
【００９１】
尚、第２の実施形態と同様に、支持部材７を追加して均熱板３を固定してもよい。この場合、バックシート５に開口を設け、支持部材７をその開口を介して配置することで、均熱板３を固定することができる。
【００９２】
（第７の実施形態）
第７の実施形態について説明する。図３は本実施の形態にかかる太陽電池発電システム２０の概略構成を示す図である。本実施の形態では、第６の実施形態に対して、保温層８が追加されている。これ以外の構成は第６の実施形態と同様であり、説明は省略される。
【００９３】
保温層８は、均熱板３の非受光面側に接着シートを介して設けられている。さらに、保温層８の非受光面側には、別の接着シートを介してバックシート５が設けられている。
【００９４】
保温層８は、水が入らないような材料であれば、所定の空隙率を有する多孔質性の材料でもよい。保温層８の材質としては、樹脂製のものが挙げられる。保温層８の材質としては、第４の実施形態と同様のものを挙げることができる。
【００９５】
保温層８は、太陽電池素子９の形成された透光性基板１に充填材２、均熱板３、及びバックシート５を真空ラミネートによって接着させる際に、均熱板とバックシートの間に介在させることで形成される。
【００９６】
本実施の形態によれば、第６の実施形態における効果に加えて、次の効果を奏する。保温層８を有していることにより、太陽電池パネル１０の温度を高温で保つことができる。よって、特にアモルファス型の太陽電池において、低温状態で光を受光したときに生じる光劣化現象が抑制される。
【００９７】
（第８の実施形態）
第８の実施形態について説明する。図９は本実施の形態にかかる太陽電池発電システム２０の概略構成を示す図である。本実施の形態では、第１の実施形態に対して、均熱板３の形状が工夫されている。均熱板３の形状以外は第１の実施形態と同様であり、説明は省略される。
【００９８】
均熱板３は、第１の板１２と第２の板１１とを有している。第１の板１２は、透光性基板１と略同一形状の板であり、第１の実施形態における均熱板３そのものと同じである。
【００９９】
第２の板１１は、第１板１２の非受光面側中央部において、第１の板１２に接触して設けられている。端部をフレームによって支持された太陽電池パネルでは、太陽電池パネルの自重や、風圧、積雪などの太陽電池パネルに作用する荷重により下側に撓むことがある。第２の板１１を設けることで、このような撓みが抑制される。
【０１００】
第２の板１１は、厚みが１ｍｍ程度の矩形の平板である。第２の板１１の各辺の長さは、対応する第１の板１２の各辺の長さに対して０．８５倍以上であることが好ましい。０．８５倍より小さいと、太陽電池パネルの撓み抑制効果が不十分となることがある。
【０１０１】
第２の板１１の材質は、第１の板１２と同様の材質のものを用いることができる。即ち、第２の板１１としてはアルミニウム板、亜鉛めっきした鉄板、真鍮板、及び防錆めっき処理した銅板が挙げられる。
【０１０２】
このような均熱板３は、第２の板１１を第１の板１２にスポット溶接で接合させることで作成することができる。
【０１０３】
図１０は、第１の板１２の板厚（ｔ１）が１ｍｍ、第２の板１１の板厚をｔ２、第１の板１２の辺の長さをＬ１、第２の板１１の辺の長さをＬ２として、太陽電池パネル１０の変位量を示すパラメータ「δ／δ０」と第２の板１１の大きさ（Ｌ２／Ｌ１）との関係を示すシミュレーション結果である。第２の板１１を設けない場合の変位量が、δ０である。ｔ２＝０．５、１．０、２．０ｍｍの各々の場合について結果を示している。
【０１０４】
図１０に示されるように、第２の板１１が大きくなる（Ｌ２／Ｌ１が大きくなる）に従い、太陽電池パネル１０の変位量「δ／δ０」が減少している。即ち、撓みが抑制される。
【０１０５】
即ち、本実施の形態に依れば、第２の板１１によって、第１の板１２の中央部の強度が補強される。よって太陽電池パネル１０の中央部の撓みを抑制することができる。
【０１０６】
なお、第１〜８の実施形態は、それぞれ独立したものではなく、必要に応じて複数の実施形態を組み合わせて実施することもできる。また、これらの実施の形態では、非晶質型の太陽電池について説明したが、結晶型太陽電池に対しても同様に適用できる事は、当業者にとっては自明的であろう。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】従来の太陽電池発電システムの構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る太陽電池発電システム２０の断面構成を示す図である。
【図３】第７の実施形態に係る太陽電池発電システム２０の断面構成を示す図である。
【図４】第２の実施形態に係る太陽電池発電システム２０の断面構成を示す図である。
【図５】第５の実施形態に係る太陽電池発電システム２０の断面構成を示す図である。
【図６】第３の実施形態に係る太陽電池発電システム２０の断面構成を示す図である。
【図７】第４の実施形態に係る太陽電池発電システム２０の断面構成を示す図である。
【図８】第６の実施形態に係る太陽電池発電システム２０の断面構成を示す図である。
【図９】第８の実施形態に係る太陽電池発電システム２０の断面構成を示す図である。
【図１０】第８の実施形態において、第２の板の大きさと撓みとの関係を示すシミュレーション結果である。
【符号の説明】
【０１０８】
１      透光性基板
２      充填材
３      均熱板
４      フレーム
５      バックシート
６      架台
７      支持部材
８      保温層
９      太陽電池素子
１０    太陽電池パネル
１１    第２の板
１２    第１の板
２０    太陽電池発電システム
４１    嵌合部
【図１】
2007201280.tif 000003
【図２】
2007201280.tif 000004
【図３】
2007201280.tif 000005
【図４】
2007201280.tif 000006
【図５】
2007201280.tif 000007
【図６】
2007201280.tif 000008
【図７】
2007201280.tif 000009
【図８】
2007201280.tif 000010
【図９】
2007201280.tif 000011
【図１０】
2007201280.tif 000012