(57)【要約】      （修正有）【課題】波板形状をしたトタン板の表面上に、上面には集光形太陽電池及び集熱器、且つ下面には金属空気電池を形成した、ハイブリットソーラー発電・集熱・蓄電システムを提供する。【解決手段】薄型鋼板２８に亜鉛鍍金２７，２９をした表面にて、マグネシウムを主成分とするアルミニウムなどの表面保護膜２５，３０を形成した、波板形状のトタン板１の表面に於いて、当該トタン板の上部を研磨して太陽光反射率を向上して、樋型に複合放物形状の反射鏡２に加工して、トタン板の上部には透明電極ZAO膜付の円筒形集光形のアモルファス太陽電池１６、及びヒートパイプなどの円筒形集熱管２２を配置して発電するとともに温水２０をも提供する。さらに、トタン板の下面を疎状に加工して、マグネシウムやアルミニウムなどの薄型合金負電極付の金属空気電池２１を形成して、トタン板を反射鏡とする水冷集光太陽電池及び空気電池の一体化取付構造とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波板形状をしたトタン板の裏面に垂木を使用してトタン板を固定した後に、トタン板の上面の上部の焦点に太陽電池を形成するために、薄型鋼板に亜鉛鍍金をした表面にて表面保護膜を形成した波板形状のトタン板の表面に於いて、当該トタン板の上部を研磨して太陽光反射率を向上して、樋型に反射鏡に加工して、トタン板の上面には円筒形太陽電池及び水冷集熱管を配置して発電すると共に温水を提供し、トタン板の下面を疎状に加工して金属空気電池を形成して、トタン板を反射鏡とする集光太陽電池及び空気電池の一体化構造を特徴とするハイブリットソーラー発電・集熱・蓄電システム。
【請求項２】
請求項１において、マグネシウムを主成分とするアルミニウムなどの表面保護膜を形成した波板形状のトタン板の表面に於いて、当該トタン板の上部を１ミクロン以下に研磨して太陽光反射率を向上して、樋型に複合放物形状(ＣＰＣ，Ｃｏｍｐｏｕｎｄ  Ｐａｒａｂｏｌａ  Ｃｕｒｖｅ)の反射鏡に加工して、トタン板の上面には円筒形集光形太陽電池及び集熱管を配置して発電すると共に温水をも提供するソーラー発電・集熱コゼネレーション・システム。
【請求項３】
請求項１において、円筒形水冷集熱管の表面にアモルファスシリコン太陽電池セルをグロー放電で製造するに当たり、円筒形水冷金属管基板にセル形成と同時に、複数個のセルを直列につなぐことにより、容易に多様な電圧(0.5 Volt の倍数)の電池を作ることができ、セル表面のITO膜、又は良好な光散乱能を有するZAO（Al−doped Zinc Oxide）膜による透明電極を有する円筒形アモルファスシリコン太陽電池。
【請求項４】
請求項１において、トタン板反射鏡の下面保護層を１0ミクロン以上疎状に加工して、マグネシウム合金などの薄型金属空気電池の負電極を形成するとともに、当該負電極の下部に電解質及び炭素正電極ハイブリット一体化取り付け構造を特徴とするハイブリットソーラー蓄電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
波板形状をしたトタン板（以下略して、トタン板とする）の表面上に、集熱と同時に集光形太陽電池による発電及びマグネシウムなどの金属空気電池を形成する方法に関するもので、円筒形状の当該太陽電池内部を冷却し集熱し、トタン板下面に金属空気電池を設置する一体化したハイブリットソーラー発電・集熱・蓄電コジェネレーションシステムである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池では、光起電力効果により日射エネルギーを電気エネルギーに変換するために利用される。この目的に使用される太陽電池は、主として従来のｐｎ接合が実現されるプレーナ型ウェハーで作られる。このｐｎ接合と他の機能層を生産するためには、個々の連続した層の表面をフラット平面に形成して処理することに加え、球状や円筒状のフォームにて半導体物質を形成することが、多くの利点を有するということから、実用的であることが実証されている。標準的なシリコン（Ｓｉ）太陽電池は半導体のpn接合に基づいている。 nドープおよびpドープ層の接触は、ｐｎ接合を形成し、ドーピングは、純粋な半導体に不純物を導入するプロセスのことである。当該ｎ型半導体は、過剰な価電子を持つ不純物原子をドーピングすることによって得られる。 Ｓｉ（周期表のIV族の元素）の場合には、ｎ型半導体では、グループVの要素のいずれかを使用してドーピングの結果であり、これらの不純物原子が電子供与体と呼ばれている。 一方、p型半導体は、周囲の原子よりも小さい1価電子を持つ不純物原子（グループIIIからのSiの場合）でドーピングすることによって得られる。 また、これは単にそうでなければ存在しているでしょう電子の不在である過剰な穴を持つ原子と見なすことができます。I族の元素の原子は、この場合、アクセプターで呼び出される。一般的に、リンはn型層を作成するためにドープシリコンに使用されており、ホウ素をドープしたシリコンは、p型層に使用される。
【０００３】
太陽光利用効率が最も高くなるように、集熱及び集光がバランスされたソーラーハイブリッドコジェネレーションシステムが提供される。光熱ハイブリッドシステムは、単一の装置により電気と熱との両方を収集することを目的とした、太陽電池素子と集光装置の組み合わせで構成される太陽エネルギー利用機器である。このような光熱ハイブリッドシステムは、太陽電池素子により発電を行うと同時に集光装置により集熱を行うことが可能なので、太陽光発電のみでは10％程度の効率であった太陽エネルギーの利用率を大幅に高めることが可能である。さらに、温度上昇に対して敏感な太陽電池素子を冷却することにより太陽電池の発電効率を向上させることができると同時に、太陽電池素子から回収された冷却熱を熱エネルギーとして利用することが可能である。さらにまた、太陽電池と集光装置を一体化することにより、ハウジング等の部材費、施工費、設置面積等が共通化され、低コスト化を図ることも可能である。このように、太陽熱コジェネレーションシステムは、高効率低コストの装置であり、しかも環境に対して優しくクリーンなシステムである。
【０００４】
太陽電池素子は、日射量に比例した発生電流（起電力）を得ることができる発電設備であるので、大きな発電量を得るためには、太陽電池の設置面積を拡大するか、光熱ハイブリッドシステム自体を日射量の高い場所に設置することが好ましい。しかしながら、設置可能面積には限界があるし、単位面積当たりに照射される日射量の最大値は緯度により決定されるため、システムの設置面積及び設置場所のみの操作によって、所望の発電量を得ることは困難である。ソーラーシステムの効率を高めるためには、集光装置を設けて、日射量を増幅することが効果的であることが知られているが、集光装置により日射量を増幅すると、太陽電池自体の温度の上昇も増加してしまうため、太陽電池モジュールの最大出力が著しく低下し、発電量（発電効率）の低下を招くことになる。そのため、太陽電池素子の余剰熱の放熱装置などを設置する必要が生じていた。
【０００５】
結晶形太陽電池の場合には、集光装置の集光位置に結晶形太陽電池が平板面状アレイに配列され、一次熱交換系が平板面状アレイに配列された太陽電池アレイの裏面に冷媒を循環させて冷却熱を回収する。アモルファス形太陽電池の場合には、集光装置の集光位置にアモルファス形太陽電池が円筒面状アレイに配列され、一次熱交換系が円筒面状アレイに配列された太陽電池アレイの円筒軸に沿って冷媒を循環させて冷却熱を回収する。シリコン薄膜系に属するアモルファス太陽電池は、大面積セルの大量生産による製造コストの低減が期待されている。アモルファスシリコンは、シリコン原子の配列が不規則で、4本ある結合手が隣同士のシリコンと完全に結合できず、遊んだ手をもつ原子も存在するので、水素を結合させ性能劣化を抑えている。光をある時間照射すると、水素結合が切れ出力が若干（約10%程度）低下する現象がある。また太陽電池の温度が上昇すると、また水素が結合し出力はほぼ初期値に戻る現象（アニール現象）もある。出力：アモルファス太陽電池の出力は、光劣化後の安定化した出力で表示している。従って、アモルファス太陽電池は設置してから、安定化するまでの数ヶ月の間は表示以上の発電出力を行う。アモルファス系はアニール現象があり出力低下が少なくなるので、同じ定格容量の太陽電池の場合、アモルファス系の年間発電量は結晶系よりも10%程多くなる傾向にある。非常に薄いため柔軟性がある。 アモルファス系は薄膜のため、しなやかで簡単に割れることはない。セルの製造に当たり、セルメーカーにより剛性のあるガラスに製膜する方法と柔軟性のあるステンレス箔やプラスチックフィルムに製膜する方法がある。ガラスに製膜した場合は、結晶系と同じような形態になる。フレキシブル性のある箔やフィルムに製膜した場合は、フレキシブル性を活かすためにフレキシブル性のある鋼板やプラスチック等と貼り合わせている。結晶系に比べセル電圧が高く、更に直列数が多く電圧は高くなるが、結晶系に比べセル面積が小さく電流は小さくなる。
【０００６】
集光装置を設けたことにより、システムの設置面積及び設置場所にかかわらずシステムが受光する日射量を増幅することが可能である。日射量が増幅すると、太陽電池自体の温度も上昇し、太陽電池素子の相対出力が著しく低下し、発電量（発電効率）の低下を招くことになる。しかしながら、セルの温度上昇に対して感度の高い結晶形太陽電池については、相対的にセルの過熱が生じ難く排熱も容易な平板状配列により集光及び集熱できる。これに対して、セルの温度が上昇しても効率の落ちにくいアモルファス形太陽電池については、集光集熱率が高い円筒状配列を用いて、高い光熱総合性能を得ることが可能である。現在市販されている太陽電池モジュールは、結晶系電池とアモルファス電池の２種類であるが、温度上昇による変換効率の低下の程度は、これら２種の太陽電池の間で大きく異なっているのである。すなわち、電気出力の温度変化係数の値は電池の種類に応じて大きく異なっており、一般的に結晶系では0.5%／℃、アモルファス系では0.2%／℃とされている。従って、結晶形太陽電池とアモルファス形太陽電池の間では、素子の温度の上昇に対する感度において２倍以上の差があるため、最適の光熱総合性能を有する光熱ハイブリッドシステムを実際に設計する場合にはこの相違に考慮する必要がある。
【０００７】
太陽電池（１）を設置するのには、例えば、家屋の屋根の表面上に太陽電池（１）を設置する構造物を形成して、この家屋の屋根の表面上に形成をした構造物に太陽電池（１）を取り付けているのが現状である。また、波板形状をしたトタン板（２）の表面上に太陽電池（１）を形成したあと、波板形状をしたトタン板（２）を家屋の屋根を構成している垂木（３）に、釘（４）を使用して垂木（３）に太陽電池（１）を表面上に形成をしている、波板形状をしたトタン板（２）を垂木（３）に釘（４）を使用して打ち付けると、垂木（３）に釘（４）を使用して波板形状をしたトタン板（２）を打ち付けている部分から雨水が進入をして、波板形状をしたトタン板（２）の表面上に形成をしている太陽電池（１）が剥離をする欠点があるのが、従来の波板形状をしたトタン板（２）の表面上に太陽電池（１）を形成した太陽電池である。
【０００８】
さらに、波板形状をしたトタン板（２）を家屋の屋根を構成している垂木（３）に取り付ける場合、釘（４）を使用して波板形状をしたトタン板（２）の表面上から釘（４）を使用して、波板形状をしたトタン板（２）を家屋を構成している屋根の垂木（３）に釘（４）を使用して波板形状をしたトタン板（２）の表面上から釘（４）を使用して、垂木（３）に釘（４）を使用して波板形状をしたトタン板（２）を垂木（３）に打ち付けている。
【０００９】
複合パラボラ型集熱器CPC(Compound Parabolic Concentrator)は二つの放物面を組み合わせて、高温集熱を目的としたものであり、1974年シカゴ大学のウィンストン博士らから提案された。太陽が高いときも、低いときも複合パラボラ反射鏡にあたった全ての光は集熱管に集まるように設計されている。 例えば、冬でも集熱効率が約４０％と、これまで冬期間の太陽熱利用をあきらめていた地域でも太陽エネルギーの高効率利用が期待できる。反射鏡を複合放物面鏡とすれば、それらを回転させなくても太陽高度に対応が可能で、太陽光入射許容角度（太陽光が反射鏡に入射可能な角度の限界）を天頂より±３０°程度とすると約３倍の集光比が得られる。太陽光入射許容角度をこれよりも拡大すると太陽光を受け易くなるが集光比は小さくなり、太陽光の集中する割合は減少するので集熱部の加熱温度は低くなる。また、太陽光入射許容角度をこれよりも縮小すると太陽光を受け難くなるが集光比は大きくなり、太陽光の集中する割合は増加するので集熱部の加熱温度は高くなる。複合放物面鏡は、放物面状の反射鏡に比較して太陽の高度に対して１日の中で長時間、太陽光を入射することができる。
【００１０】
トタンは鉄に亜鉛を鍍金したもので、鋼板には、１亜鉛系、２アルミニウム系、３亜
鉛・アルミニウム系の鍍金が主に用いられている。亜鉛（９１％）-アルミニウム（６％）-マグネシウム（３％）の鍍金層を持つ新しいＺＡＭ鋼板(日新製鋼)は、耐食性が従来の溶融亜鉛めっき鋼板（１）に比べ１０〜２０倍、溶融亜鉛-５％アルミニウム合金めっき鋼板（３）に比べ５〜８倍優れています。厳しい腐食環境下でも優れた耐食性を示すことから、溶かした亜鉛に鋼材を漬けてめっきを施す「溶融亜鉛めっき」や、電気亜鉛めっきを施した後に、クロムを含む溶液に漬けて、耐食性向上や外観(装飾性）向上を図るクロメート処理を代替することが可能です。さらに、めっき層が硬いため優れた耐傷付き性を有するとともに様々な加工にも対応できる。
【００１１】
特許文献１(株)クリーンベンチャー２１  特許公開２０１０−１９９２３８  「集光型太陽電池およびこれを用いた追尾型太陽電池装置」 
本発明の集光型太陽電池は、球状の第１半導体およびその表面に形成された第２半導体層を有する複数のほぼ球状の光電変換素子、並びに、前記光電変換素子を個々に分離して支持する支持体を具備し、前記支持体が、上部を開口し前記各光電変換素子の側面を囲む反射鏡を有する光反射部材、前記第１半導体と電気的に接続された第１導電部材、および前記第２半導体層と電気的に接続された第２導電部材を含み、前記反射鏡の前記光電変換素子に面する内面が放物面状を呈し、前記放物面の焦点が前記光電変換素子の内部に位置するように、前記光電変換素子が配置されていることを特徴とするものである。上記の本発明による代表的形態の集光型太陽電池は、前記光電変換素子の第２半導体層は、第１半導体の一部を露出させる開口部を有し、前記第２導電部材が、前記光電変換素子を収容し、かつ底部の孔から前記光電変換素子の第１半導体の露出部を当該第２導電部材の裏面側に臨ませる凹部を有し、前記第１半導体の露出部が前記第１導電部材に電気的に接続され、前記凹部の内面が前記反射鏡を構成することにより、前記第２導電部材が前記光反射部材を兼ねているものである。
【００１２】
亜鉛又はマグネシウムなどを使う金属空気電池では、プラス極側で電子を奪う物質として、空気中の酸素を活用して、表１のようにリチウムイオン電池より高いエネルギー密度を達成できる可能性がある。
【表１】
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大気中にほぼ無尽蔵に存在する酸素を活用するためプラス極の反応物質の重量を理論上はゼロにできる。電池の重量は、反応物質とこの反応を仲介する電解質の重さが大部分を占めるので、片方の重量をゼロにできる金属空気電池は、エネルギー密度を飛躍的に向上できるために注目を集めている。マグネシウム空気電池では、負極活物質は金属マグネシウム、正極活物質は空気中の酸素である。負極のマグネシウムは、電子を放出してマグネシウムイオンとなり、電解液の中に溶け出す。正極では酸素と水が電子を受け取り、水酸化イオンとなります。全体で見ると、マグネシウムと酸素、水から水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）が生成される。
【００１３】
特許文献２  特許公開２０１１−２４９１７５
「マグネシウム電池用電極材料とその製造方法、および該電極材料を用いた電極を用いる電池」  
マグネシウムMgと共晶物を含む鋳造材等の初晶の選択的腐食反応を利用し、表面から所定の深さまで粒界に残存したネットワーク状の共晶物からなる多孔質状Mg合金表面を有する電極材料とその製造方法。この電極材料を用いた電極を負極とし、この負極上に電解質及びセパレータを介して対向して設けられる正極を収容したハウジングからなるMg電池である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
波板形状をしたトタン板（２）に屋根としての強度と耐久性を維持して、トタン板の上面を高い反射率の樋形反射鏡にして、円筒形状集光形太陽電池（１）設置し発電すると共に、当該円筒内部を冷却し集熱し、トタン板下面に金属空気電池を設置する一体化したハイブリットソーラー発電・集熱・蓄電システムを提供する。
【発明の効果】
【００１５】
薄型鋼板に亜鉛鍍金をした表面にて、マグネシウムを主成分とするアルミニウムなどの表面保護膜を形成した、波板形状をしたトタン板の上面を研磨（凹凸1ミクロン以下Ｐｏｌｉｓｈ）して高反射率樋形反射鏡として集光し、円筒形状太陽電池を設置し発電すると共に、当該円筒内部を不凍水冷却して集熱して熱効率を５０％に向上し、表面を疎（凹凸1ミクロン以上Ｌａｐｐｉｎｇ）にしたトタン板下面を金属空気電池の負極とすることを特徴として、一体化したハイブリットソーラー発電・集熱・蓄電システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】波板形状をしたトタン板（２）の表面上に太陽電池（１）を取り付ける目的のために、波板形状をしたトタン板（２）と太陽電池（１）との中間に、発泡スチロール製板（１１）で出来ている両側面が平板形状で出来ている発泡スチロール製板（１１）を、波板形状をしたトタン板（２）と太陽電池（１）との中間に介在をさせたモジュールを波板形状にしたトタン板（２）の表面上に溶接部分（１３）、又は金属接着剤部分（１３）を使用して接合をしているボルト（５）、及びナット（６）を使用して、発泡スチロール製板（１１）により出来ている両側面が平板形状で出来ている発泡スチロール製板（１１）を中間に介在をさせて、この発泡スチロール製板（１１）の表面上に太陽電池（１）を接着層（１０）を形成して接合をさせたあと、さらに、ボルト（５）、及びナット（６）を使用して波板形状をしたトタン板（２）に太陽電池（１）を取り付けたあと、波板形状をしたトタン板（２）の裏面にパッドアイ（７）を溶接部分（１３）、又は金属接着剤部分（１３）を形成して、波板形状をしたトタン板（２）の裏面にパッドアイ（７）を取り付けたあと、このパッドアイ（７）に先端部分がｎ字形状をしたナット（６）付きＬ棒（１４）を使用して、家屋を構成している垂木（３）に波板形状をしたトタン板（２）と、発泡スチロール製板（１１）とを介在させて接合させた太陽電池（１）を形成したモジュールを、家屋を構成している垂木（３）に波板形状をしたトタン板（２）の裏面から家屋を構成している垂木（３）に、先端部分がｎ字形状をしたナット（６）付きＬ棒（１４）を使用して取り付けている縦断面図を、図１に示している。
【図２】波板形状をしたトタン板（２）、例えば、日新鋼板（株）が製造販売をしている商品名がＺＡＭ鋼板を使用した波板形状をしたトタン板の表面上に、約1mm球形太陽電池面（１６）、強化ガラス（１８）と反射鏡（１７）からなる集光形太陽電池（１）を設置して、太陽電池の温度過熱を抑制するために、太陽電池下部（１９）を波板形状トタン板（２）の山部に密着して、トタン板（２）からも放熱することを特徴とした集光形太陽電池（１）、及びトタン板（２）の縦断面図である。
【図３】波板形状をしたトタン板（２）、例えば、日新鋼板（株）が製造販売をしている商品名がＺＡＭ鋼板を使用した波板形状をしたトタン板を桶型の反射鏡（１７）として、約1cm円筒形太陽電池面（１６）ｐｎ接合と強化ガラス（１８）と反射鏡（１７）負電極からなる集光形太陽電池（１）を一体的に形成して、太陽電池の温度過熱を抑制するために、円筒太陽電池面の内側から水冷して放熱する。さらに、太陽電池下部（１９）を負電極とした太陽電池（１）と波板形状をしたトタン板を一体化した縦断面図である。波板形状をしたトタン板（２）に垂木（３）をボルト（５）、及びナット（６）を使用して、波板形状をしたトタン板の裏面にボルト（５）、及びナット（６）を使用して垂木（３）を取り付けたあと、家屋を構成している屋根材の垂木（３）に再度取り付けることを目的とした、波板形状をしたトタン板（２）に垂木（３）を取り付けている縦断面図を図３に示している。
【図４】薄型鋼板（２８）の両面に亜鉛鍍金（２７，２９）をした表面にてマグネシウムを主成分とするアルミニウムなどの表面保護膜（２５，３０）を形成した、波板形状のトタン板（２）の表面に於いて、当該トタン板の上部を研磨（凹凸１ミクロン下Ｐｏｌｉｓｈ）して太陽光反射率を向上して、樋型に複合放物形状(ＣＰＣ，Ｃｏｍｐｏｕｎｄ  Ｐａｒａｂｏｌａ  Ｃｕｒｖｅ)の反射鏡（２）に加工して、トタン板の上面には円筒形集光形太陽電池（１６）pn接合（２３，２４）、及び透明電極ZAO（Al−doped Zinc Oxide）膜付の銅製集熱管（２２）を配置して発電するとともに温水（２０）をも提供する。さらに、トタン板の下面を疎状（凹凸１0ミクロン以上Ｌａｐｐｉｎｇ）に加工して、マグネシウムなどの薄型の金属空気電池（２１）を形成して、トタン板を反射鏡とする水冷集光太陽電池及び空気電池の一体化取付構造とするハイブリットソーラー発電集熱蓄電システムを図４に示している。マグネシウムMg空気電池は、空気中の酸素を正極活物質（３４）、Mgを負極活物質（３１）、セパレータ（３３）に電解液(３２)を含浸するものである。
【図５】マグネシウムMg空気電池は、空気中の酸素を正極活物質（電子を受け取る物質）、Mgを負極活物質（電子を出す物質）、セパレータに電解液を含浸するもので、この電池の反応式と両極の標準電極電位および起電力を表２に示す。
【表２】
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【図６】波板形状のトタン板（１）の表面に於いて、当該トタン板の上部を研磨して太陽光反射率を向上して、樋型に複合放物形状(ＣＰＣ)の反射鏡（２）に加工して、トタン板の上面には円筒形集光形太陽電池（１６）及び六本の銅製集熱管を配置して発電するとともに温水（２０）をも提供する。さらに、トタン板の下面を疎状に加工して、マグネシウムなどの薄型の金属空気電池を形成して、トタン板を反射鏡とする水冷集光太陽電池及び空気電池を強化ガラスと筐体（３５）で一体化した取付構造とするハイブリットソーラー発電集熱蓄電システムの平面図を図６に示している。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１７】
波板形状をしたトタン板（２）（以下略して、トタン板とする）の表面上に太陽電池（１）を形成した、太陽電池（１）の表面上を一切損傷させることなく、家屋の屋根材として太陽電池（１）を形成している波板形状をしたトタン板（２）の裏面の垂木（３）に、釘（４）、又はボルト（５）、又はナット（６）、又はフック（７）、又はパッドアイ（７）、又はロングアイ（７）、又はオープンパッドアイ（７）、又はアイストラップ（７）、又はＵＫターンバックル（７）、又はナット付Ｌ棒、（以下略して、ナット、又はフック、又はアイとする）、又はその他の手段を使用して、家屋の屋根を構成している垂木（３）に波板形状をしたトタン板（２）の裏面から垂木（３）に取り付けることにより、波板形状をしたトタン板（２）の表面上に形成をした太陽電池（１）を一切損傷させることなく、太陽電池（１）を家屋の屋根材として取り付けることが出来るので、太陽電池（１）を一切損傷させることなく家屋の屋根材として使用をすることが出来る。
【実施例２】
【００１８】
波板形状をしたトタン板（２）、例えば、日新鋼板（株）が製造販売をしている商品名がＺＡＭ鋼板を使用した波板形状をしたトタン板の表面上に、(株)クリーンベンチャー２１の約直径の1mm球形シリコンｐｎ接合太陽電池面（１６）、導電性反射防止膜付の強化ガラス（１８）負電極と反射鏡（１７）からなる集光形太陽電池（１）を設置して、太陽電池の温度過熱を抑制するために、正電極の太陽電池下部（１９）を波板形状トタン板（２）の山部に密着して、トタン板（２）からも放熱することを特徴とした太陽電池（１）を形成した波板形状をしたトタン板（２）に取り付けることを実施例２とする。
【実施例３】
【００１９】
波板形状をしたトタン板（２）、例えば、日新鋼板（株）が製造販売をしている商品名がＺＡＭ鋼板を使用した波板形状をしたトタン板を反射鏡（１７）として、約1cm外径の円筒形シリコンｐｎ接合太陽電池面（１６）と強化ガラス（１８）と反射鏡（１７）正電極からなる集光形太陽電池（１）を一体的に形成して、太陽電池の温度過熱を抑制するために、トタン板（２）から放熱することを特徴として、太陽電池下部（１９）を正電極とした太陽電池（１）と波板形状をしたトタン板を一体化したことを実施例１８する。円筒形太陽電池面（１６）の内部に水を流すか、又はヒートパイブにして放熱すると、温水も得られる。アモルファスシリコンは1μm以下の厚みで光を吸収することが出来るので、結晶系シリコン太陽電池ほど変換効率が良くないが、価格が安い太陽電池として期待されている。アモルファスシリコン太陽電池は、使用するシリコンの量が結晶系に比べ数百分の一で、製造温度は低く、原料ガスの制御により膜の性質を制御できることから、連続製造プロセスによる低コスト大量生産が期待されている。アモルファス系は薄膜のため、しなやかで簡単に割れることはない。セルの製造に当たり、剛性のあるガラスに製膜する方法と柔軟性のあるステンレス箔やプラスチックフィルムに製膜する方法がある。ガラスに製膜した場合は、結晶系と同じような形態になる。フレキシブル性のある箔やフィルムに製膜した場合は、フレキシブル性を活かすためにフレキシブル性のある鋼板やプラスチック等と貼り合わせている。
夏場の太陽電池モジュールの表面は70℃近くまで温度が高くなり、結晶シリコンの温度係数はマイナス0.45％であるため、結晶シリコン太陽電池の基準温度25℃に対して20パーセントほどさがる。アモルファスシリコンの温度係数はマイナス0.3％のため出力低下が10パーセント程度で、夏場の出力は結晶系シリコンに比べて10パーセントくらい大きくなる。7月から9月の夏場時期の差が大きく、具体的にはマイナス0.45パーセントとは１℃上昇することによって、太陽電池の変動効率が0.45パーセント低下することになる。例えば、結晶シリコンの場合40℃上昇すると仮定すると、定格100Wの太陽電池のモジュールが25℃から65℃に上昇すると出力が82Wに低下する。アモルファスシリコンの場合は温度係数がマイナス0.3パーセントなので、同じ条件で65℃まで上昇しても90Wまでしか低下しない。
【実施例４】
【００２０】
波板形状をしたトタン板の表面上に、集光形太陽電池及びマグネシウム空気電池を形成する方法に関するものである。トタン板屋根に、トタン板を凹凸１ミクロン以下の反射鏡とする水冷集光太陽電池、及び反射鏡下面に金属空気電池を設置する、ハイブリッドソーラーシステム一体化取付方法に関する。波板形状をしたトタン板、例えば、日新鋼板（株）が製造販売をしている商品名がＺＡＭ鋼板を使用した波板形状をしたトタン板を反射鏡（１７）として、約1cm円筒形太陽電池面（１６）ｐｎ接合と強化ガラスと反射鏡負電極からなる集光形太陽電池（１）を一体的に形成して、トタン板（２）から放熱することを特徴として、太陽電池下部（１９）を負電極とした太陽電池と波板形状をしたトタン板を一体化した縦断面図である。フラットパネルとパラボラ式集光器とを組み合わせる試みとして、複合型パラボラ式集光器（以下、ＣＰＣ）がある。該ＣＰＣでは、反射器を使って集光し（ＣＲ）、２次元関係に従って、限定された受光角（ＡＯＡ）に渡って周辺光を集める。この際、ＣＲ＝１／ｓｉｎ（ＡＯＡの半分）が成り立つ。このＣＰＣ反射器の高さは平頭型であり、ＣＲの値が減るが、ＡＯＡの範囲外の光をも集めることが出来る。円筒形水冷集熱管(２２)表面にアモルファスシリコン太陽電池セルｐｎ接合（２３，２４）をグロー放電などで製造するに当たり、円筒形水冷金属管基板にセル形成と同時に、複数個のセルを直列につなぐことができるため、容易に多様な電圧(0.5 Volt の倍数)の電池を作ることができる。太陽電池セルｐｎ表面（２３）に追加した導電性ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）保護膜には、膜厚２００ｎｍ以下でも高信頼性が得られるため、フレキシブル基板を用いた太陽電池を中心に使用されている。赤外領域を高透過率化するために錫添加量を調整したＳｎＯ２を約5重量％だけ添加したITO膜が用いられる。新しいZAO（Al−doped Zinc Oxide）膜は、ITO膜よりも優れた透明性を示すことから、薄膜シリコン系太陽電池化合物系太陽電池の透明電極材料として広く利用されてきている。基板温度200℃、膜厚1000nmで加熱成膜したAO膜は、Al添加量を低減することで赤外領域の透過率を向上させることが可能である。しかしながら、赤外領域の透過率の向上とともに信頼性が困難であった。このZAO膜は赤外領域の透過率を向上させても、信頼性（温度85℃−相対湿度85％の環境下）の悪化を抑止し、赤外領域の高透過率と高信頼性の両立を実現した。さらに、ZAO−X膜は希塩酸を用いた湿式エッチングにより、広い波長領域に渡って高ヘイズ率の表面テクスチャ構造を形成することが可能であり、極めて良好な光散乱能を有することが判明した。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
波板形状をしたトタン板（２）の表面上に太陽電池（１）を形成することにより、従来、同じ形状の波板形状をしたトタン板（２）を使用している、例えば、ニワトリ小屋の屋根材として使用をしている、同じ縦×横の寸法が全く同じ波板形状をしたトタン板と取り換えることにより、波板形状をしたトタン板（２）の表面上に太陽電池（１）を形成した、発電機能がある波板形状をしたトタン板（２）と取り換えることにより、太陽電池を取り付けるための構造物を形成することなく、容易に発電機能がある波板形状をしたトタン板（２）と取り換えることが出来る。
波板形状をしたトタン板（２）をボルト（５）、又はナット（６）、又はフック（７）、又はパッドアイ（７）、又はロングアイ（７）、又はオープンパッドアイ（７）、又はアイストラップ（７）、又はＵＫターンバックル（７）、又はナット付Ｌ棒、（以下、略して、ナット、又はフック、又はアイとする）、又はその他の手段を使用して、家屋の屋根を構成している垂木（３）に波板形状をしたトタン板（２）の裏面から垂木（３）を取り付けることにより、波板形状をしたトタン板（２）の表面上に釘（４）を打ち付けることで発生をする傷口を一切損傷させることなく、家屋を構成している屋根材の垂木（３）に波板形状をしたトタン板（２）を、裏面から垂木（３）に取り付けて固定をするので、波板形状をしたトタン板（２）の表面上には一切傷口を発生させることなく波板形状をしたトタン板（２）を屋根材として使用することが出来るので、例えば、上記にて説明をした、商品名がガルバスター（ＺＧ）鋼板、又はＺＡＭ鋼板を使用して波板形状をしたトタン板（２）を形成すると耐用年数が、ガルバスター（ＺＧ）鋼板、又はＺＡＭ鋼板を製造販売している日新鋼板（株）が保証をしている、保証期間の１０年間の保証期間の３倍から５倍の３０年から５０年間、一切腐蝕をしない波板形状をしたトタン板（２）、及び平板で出来ているトタン板（８）を形成することが出来る。
さらに、波板形状をしたトタン板（２）、例えば、日新鋼板（株）の商品名がＺＡＭ鋼板を使用した波板形状をしたトタン板を反射鏡（１７）として、1cm円筒形シリコンｐｎ接合太陽電池面（１６）と強化ガラス（１８）と反射鏡（１７）負電極からなる集光形太陽電池（１）を一体的に形成して、トタン板（２）から放熱するため、太陽電池下部（１９）を正電極とした太陽電池（１）と波板形状をしたトタン板を一体化して、円筒形太陽電池面（１６）の内部に水を流すか、又はヒートパイブにして放熱すると、温水も得られる。円筒形状太陽電池を設置し発電すると共に、当該円筒内部を不凍水冷却して集熱して発電・熱効率を５０％に向上し、表面を疎にしたトタン板下面を金属空気電池の負電極として、一体化したハイブリットソーラー発電・集熱・蓄電システムを提供できる。
【符号の説明】
【００２２】
１  波板で出来ているトタン板、又はスレート波板(以下略して、トタン板)
２  波型トタン板の反射鏡
３  垂木
４  釘
５  ボルト
６  ナット
７  フック、又はパッドアイ
８  平板で出来ているトタン板
９  発泡スチロール、又はウレタン
１０  接着剤、又は接着層（以下略して、接着層）
１１  発泡スチロール製板
１２  雨水が進入をして漏水するのを防止する目的のパッキング
１３  溶接部分、又は金属接着剤部分
１４  先端部分がｎ字形状をしたナット付きＬ棒
１５  鋲（リベット）を使用して２枚の鉄板を接合している部分
１６  太陽電池面
１７  反射鏡
１８  反射防止膜付の強化ガラス又はプラスチック板（ＰＥＮ）
１９  太陽電池下部
２０  温水
２１  薄型の金属空気電池
２２  銅製円筒集熱管
２３  太陽電池Ｐ接合
２４  太陽電池ｎ接合
２５  表面保護層  Ｍｇ
２６  保護層  Ａｌ
２７  保護層  Ｚｎ
２８  薄型鋼板
２９  下面保護層  Ｚｎ
３０  下面保護層  Ａｌ
３１  最下面保護層、Ｍｇ合金負極活物質    
３２  電解液
３３  セパレータ
３４  正極活物質
３５  筐体
３６  透明電極（ＩＴ０，ＺＡＯ）
【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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