(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過性絶縁基板上に透明電極層、光電変換層及び裏面電極層がこの順で積層されており、上記透明電極層、光電変換層及び裏面電極層のうち少なくとも裏面電極層と光電変換層とを貫く複数の開口部を有する薄膜太陽電池と、
上記薄膜太陽電池の受光面とは反対側に設けられた不透明な裏面封止材料とを備えて、
上記受光面側から見た時に上記開口部が所望の色を呈する薄膜太陽電池モジュールにおいて、
上記複数の開口部は、直線の幅あるいは直線間の距離を異ならせた複数の直線形状の開口部を含み、これらの直線形状の開口部によって、階調的に色を表示することを特徴とする薄膜太陽電池モジュール。
【請求項２】
上記複数の開口部が組み合わさってパターンを形成していることを特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池モジュール。
【請求項３】
上記薄膜太陽電池の有効受光面積に対する上記開口部の面積比が５０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池モジュール。
【請求項４】
上記開口部が呈する色は、上記不透明な裏面封止材料の色、あるいはこの裏面封止材料を裏面電極層に接着するための接着剤の色、あるいは上記裏面電極層および開口部内に塗布された着色レジスト膜あるいは塗料の色であることを特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池モジュール。
【請求項５】
上記受光面の反対側に光を乱反射させる手段を有することを特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池モジュール。
【請求項６】
薄膜太陽電池モジュールを複数個配列して形成した薄膜太陽電池パネルにおいて、
上記複数の薄膜太陽電池モジュールの少なくとも一部は、請求項１乃至５のいずれか１つに記載の薄膜太陽電池モジュールであることを特徴とする薄膜太陽電池パネル。
【請求項７】
薄膜太陽電池の有効受光面積に対する上記開口部の面積比が０〜５０％の範囲で異なる薄膜太陽電池モジュールを組み合わせて、表側にパターンを表示したことを特徴とする請求項６に記載の薄膜太陽電池パネル。
【請求項８】
薄膜太陽電池の有効受光面積に対する上記開口部の面積比が同じ薄膜太陽電池モジュール同士を直列接続し、薄膜太陽電池の有効受光面積に対する上記開口部の面積比の異なる薄膜太陽電池モジュール同士を並列接続したことを特徴とする請求項７に記載の薄膜太陽電池パネル。
【請求項９】
上記開口部の呈する色が異なる薄膜太陽電池モジュールを用いて表側にパターンを表示したことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１つに記載の薄膜太陽電池パネル。
【請求項１０】
薄膜太陽電池モジュールを複数個配列して形成した薄膜太陽電池パネルにおいて、
上記複数の薄膜太陽電池モジュールの少なくとも一部はそれぞれ、
透過性絶縁基板上に透明電極層、光電変換層及び裏面電極層がこの順で積層されており、上記透明電極層、光電変換層及び裏面電極層のうち少なくとも裏面電極層と光電変換層とを貫く複数の開口部を有する薄膜太陽電池と、
上記薄膜太陽電池の受光面とは反対側に設けられた不透明な裏面封止材料とを備えて、
受光面側から見た時に上記開口部が所望の色を呈しており、
上記少なくとも一部の薄膜太陽電池モジュールは、薄膜太陽電池の有効受光面積に対する上記開口部の面積比が異なっており、これらの薄膜太陽電池モジュールにより、階調的に色を表示し、
上記少なくとも一部の薄膜太陽電池モジュールそれぞれの複数の開口部は直線形状を有しており、直線の幅あるいは直線間の距離をこれらの薄膜太陽電池モジュール間で異ならせることにより、薄膜太陽電池の有効受光面積に対する上記開口部の面積比をこれらの薄膜太陽電池モジュール間で異ならせていることを特徴とする薄膜太陽電池パネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は表面の見栄えを考慮した薄膜太陽電池モジュールおよび薄膜太陽電池パネルに関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来、太陽電池モジュールの表面色は、例えば太陽電池が結晶系の場合は黒や青紫、アモルファス系の場合は茶色等に限定されていて、そのパネル面(受光面）が１色で構成されているのが通常である。その結果、それらの太陽電池モジュールで構成した太陽電池パネルは、非常に殺風景で味気ない印象しか人に与えず、無味乾燥なものとなっているという現状があった。そこで、様々な工夫がなされてきた。
【０００３】
例えば、結晶系の太陽電池では、太陽電池セルを一定の間隔に並べて、裏面封止材などに着色することにより色彩をもたせた太陽電池モジュールが発明されている。しかし、太陽電池セル自体のサイズが大きく、受光面側つまり表面側から見た場合、セル自体の色も有り、裏面封止材を着色している効果はさほど大きくなかった。さらに、結晶セル自体に着色する場合は、セル表面の反射防止膜の膜厚を変えて、光の干渉効果により着色効果をもたした太陽電池モジュールを得る方法においても、外観状の見栄えが優れているとは言えなかった。また、アモルファス系の薄膜太陽電池モジュールでも、光透過型太陽電池を用いて、受光面とは反対側つまり裏面側に様々な方法で着色して裏面側に色彩を持たせ、文字や模様等を表示していた。しかし最近、建材一体型の薄膜太陽電池モジュールの開発が盛んになってきて、建築物全体のデザイン性の向上や建物の景観との調和の目的により、表面側から見た時の意匠性が重要になってきている。しかし、前記の光透過型の太陽電池では、表側から見た時、色彩的にも意匠性に富んだものになっていなかったのが現状である。
【０００４】
たとえば、図１２に示すように、実開平１−７１４５３号公報に記載された薄膜太陽電池では、文字などを描くために透明導電膜１０２が除去された後に、アモルファスSi系半導体からなる光電変換層１０４が成膜されるため、透明導電膜１０２の除去部１０３が赤褐色を呈し、除去部１０３以外の領域が若干黒っぽい赤褐色を呈する。しかし、赤褐色系以外の色は示せず、外観上意匠性に優れているとは言えない。また、透明導電膜１０２を最初に除去するため、電気的に孤立する領域も生じ易く、前記領域をなくそうとすると配線が複雑になるし、はじめからそのような孤立領域を形成しないようにすると、薄膜太陽電池を作製する工程で、複雑さを招く結果になる。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、表側から見た時に所望の色に着色された文字や記号や模様等を有する外観上意匠性に優れた薄膜太陽電池モジュール及び薄膜太陽電池パネルを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の薄膜太陽電池モジュールは、
透過性絶縁基板上に透明電極層、光電変換層及び裏面電極層がこの順で積層されており、上記透明電極層、光電変換層及び裏面電極層のうち少なくとも裏面電極層と光電変換層とを貫く複数の開口部を有する薄膜太陽電池と、
上記薄膜太陽電池の受光面とは反対側に設けられた不透明な裏面封止材料とを備えて、
上記受光面側から見た時に上記開口部が所望の色を呈する薄膜太陽電池モジュールにおいて、
上記複数の開口部は、直線の幅あるいは直線間の距離を異ならせた複数の直線形状の開口部を含み、これら直線形状の開口部によって、階調的に色を表示することを特徴としている。
この構成により、太陽電池表面(受光面）を太陽電池用枠材や周囲の環境に調和した外観にできる。任意の色を表示可能なので、外観上優れたデザインを提供できる。
【０００７】
上記開口部は複数個が組み合さってパターンを形成できる。ここで言う「パターン」には、各種の文字、各種の符号、各種の図形、そして、それらの組合せが含まれる。
【０００８】
前記直線形状の開口部の直線の幅あるいは直線間の距離を異ならせているので、開口部の色合いの強い色から光電変換層自体の色合いの強い色まで階調的に変化する色を表示することができる。
【０００９】
前記複数の開口部は非連続的な形状の開口部を含んでいてもよい。非連続な形状の例としては、長方形、正方形、楕円、円がある。これらの形状を適宜組み合わせてもよい。非連続な形状は、直線の場合と比較して、同じ開口率でも、太陽電池全体で一層色彩感を見るものに与えることができる。また、様々な模様を表現できる。
【００１０】
直線形状の開口部とこのような非連続な形状の開口部を組み合わせるようにすれば、設計の自由度が大きく向上する。
【００１１】
上記開口部の呈する色を人間の目が確実に認識できるためには、上記開口部の幅は望ましくは７５μm以上、より望ましくは１５０μm以上である。ここで、「開口部の幅」とは、開口部が直線形状を有する場合には直線の幅を、開口部が非連続的な形状の場合には、短い方の長さ(径）を言う。
【００１２】
薄膜太陽電池の性能を考慮すると、薄膜太陽電池の有効受光面積に対する上記開口部の面積比は望ましくは５０％以下である。
【００１３】
一実施形態では、上記開口部の呈する色は上記不透明な裏面封止材料の色である。この場合、裏面封止材料として、所望の色に着色されたポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと記す。）フィルムやフッ素系フィルム等の耐候性フィルムを用いることができる。あるいは、従来より耐防湿機能や延焼防止等の理由で裏面封止材料に含まれる金属の色を利用することもできる。いずれにしても、裏面封止材を上記開口部のための所謂着色材料として利用するので、製造工程を複雑化することなく、開口部を着色できる。
【００１４】
一実施形態では、上記開口部の呈する色は裏面封止材料を裏面電極層に接着するための接着剤の色である。このような接着剤として、着色されたエチレンビニールアセテート（以下、ＥＶＡと記す。）フィルムがある。この場合も、開口部の着色は太陽電池モジュールの製造工程を複雑化することなく実現できる。
【００１５】
裏面電極層上および開口部に着色レジスト膜を塗布することにより、上記開口部に所望の色を表示させるようにしてもよい。レジスト膜の塗布工程は薄膜太陽電池の製造工程において、裏面電極の酸化防止等のために用いられる場合もあるので、レジストに顔料を加えた着色レジストによる開口部の着色は製造工程を複雑化するものではない。また、着色レジスト膜に代えて、塗料を使用してもよい。塗料は色の種類が豊富であり、安価な上、簡易に着色が可能である。
【００１６】
上記薄膜太陽電池モジュールは、上記受光面の反対側（裏面側）に光を乱反射させる手段を有していてもよい。裏面側で光を乱反射させることにより、薄膜太陽電池自体の色の度合いを低減することができ、また、文字等を表示させた時、遠方からでもより明瞭に文字が確認できる。また、乱反射させるための手段として使用される材料や色により、光電変換層での光吸収量を増加させ、特性を向上させることができる。このような乱反射のための手段として、金属を用いることができる。従来より金属は耐防湿機能や延焼防止等の理由で、積層型の裏面封止材の一部に使用されているため製造工程を複雑化するものではない。また、格子状に加工された耐候性フィルムを使用してもよい。例えば、ＰＥＴフィルムやフッ素系フィルム等が挙げられる。従来よりこれらは裏面封止材として使用されているため製造工程を複雑化するものではない。
【００１７】
薄膜太陽電池モジュールを多数縦横方向に配列させてアレイ構成した太陽電池パネルにおいて、これらの薄膜太陽電池モジュールの少なくとも一部を上述したいずれかの構成を有する薄膜太陽電池モジュールとすることにより、パネル表面に所望のパターンを表示することができる。
【００１８】
薄膜太陽電池の有効受光面積に対する上記開口部の面積比（以下、開口率と言う。）が０〜５０%の範囲で開口率の異なる太陽電池を組み合わせることにより、開口率の大きいパネル領域では着色した色の色合いが強くなり、開口率の小さい領域では光電変換層の色の色合が強くなることを利用し、階調（濃淡）を有する色でデザインを表現することができる。
【００１９】
更に、上記開口部の呈する色が異なる薄膜太陽電池モジュールを用いて表側（受光面側）にパターンを表示してもよい。
【００２０】
薄膜太陽電池モジュールの開口部の呈する色と開口率を任意に変化させることで、多種の異なった色とその濃淡を組み合わすことが可能となり、より緻密なフルカラーでのデザインを表現することができる。
【００２１】
セルを集積してなる薄膜太陽電池の動作電流は単一セル面積に比例して変化するために、開口率が異なる薄膜太陽電池は、セルの集積段数が等しい場合は、動作電流が開口率に応じて異なる。したがって、これら開口率の異なる薄膜太陽電池を直列接続すると、各薄膜太陽電池の動作点が最大動作点からずれることになる。従って、前記開口率の異なった薄膜太陽電池モジュールを多数縦横方向に配列させてアレイ構成した太陽電池パネルにおいては、開口率の同じ薄膜太陽電池モジュールを直列接続し、開口率の異なる薄膜太陽電池モジュールを並列接続することにより、各薄膜太陽電池の最大電力を得ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明を詳細に説明するが、図示された実施例はほんの一例であって、本発明はかかる実施例にのみ限定されるものではない。
【００２３】
＜参考例１＞
以下、図１〜４を用いて参考例１の薄膜太陽電池モジュールを説明する。図１は参考例１の薄膜太陽電池モジュールの正面図、図２及び３はそれぞれ図１のII-II線断面図及びIII-III線断面図である。これらの図において、１は透過性絶縁基板、２は透明電極層としての透明導電膜、３は光電変換層、４は裏面電極層、５は接着材料、６は不透明な裏面封止材、７は透明導電膜２の分離ライン、８は光電変換層３の分離ライン、９は裏面電極層４の分離ライン、１０は開口部である。透過性絶縁基板１から裏面電極層４までによって薄膜太陽電池１１ａが構成される。また、上記分離ラインによって互いに分離された薄膜太陽電池１１ａの領域がそれぞれセルを構成している。この薄膜太陽電池モジュールは次のようにして製作されたものである。
【００２４】
まず、透過性絶縁基板１として厚さ４.０mm程度のガラス基板（サイズ６５０mm×４５５mm）を用い、上記ガラス基板１上に、透明導電膜２として、熱ＣＶＤ法でSnO２（酸化錫）を成膜した。次に、ＹＡＧレーザーの基本波を用いて透明導電膜２のパターニングを行った。レーザー光をガラス面から入射させることにより、透明導電膜２は短冊状に分離され、分離ライン７が形成される。
【００２５】
この後、透明導電膜が分離された基板を純水で超音波洗浄し、プラズマＣＶＤ法により、光電変換層３である水素化非晶質シリコン膜を形成した。光電変換層３は、p型のアモルファスシリコンカーバイド、i型アモルファスシリコン、n型のアモルファスシリコンの３層からなり、合計の厚みは１００nmから６００nm程度である。次に、レーザーを用いて光電変換層３のパターニングを行った。レーザー光をガラス面から入射させることにより、光電変換層３は短冊状に分離され、分離ライン８が形成される。この際、レーザーによる透明導電膜２へのダメージを避けるため、レーザーには、透明導電膜２に対して透過性の良いＹＡＧレーザーの第二高調波等を使用するのがよい。
【００２６】
次に、マグネトロンスパッタ法により、裏面電極層４であるZnO（酸化亜鉛）/Agを成膜した。この際、裏面電極層４の厚みは、３００nmから１μm程度である。ZnOの代わりに、ITOやSnO２等の透光性が高い膜を用いても良いし、Agの代わりに、Al等の反射率の高い金属を用いても良い。また、裏面電極層４を形成する方法は電子ビーム蒸着法でも良い。その後、レーザーを用いて裏面電極層４のパターニングを行った。レーザー光をガラス面から入射させることにより、裏面電極層４は短冊状に分離され、分離ライン９が形成される。この際、光電変換層３のパターニングと同様に、レーザーによる透明導電膜２へのダメージを避けるため、レーザーには、透明導電膜２の透過性の良いＹＡＧレーザーの第二高調波等を使用するのがよい。
【００２７】
次に、ＹＡＧレーザーの基本波を用いて、開口部１０のパターニングを行った。各開口部１０を分離ライン７、８、９が延びる方向とは垂直な方向に連続する直線となるようにし、直線の幅４５０μm、直線間距離１．１３mmとし、図４に示したような文字部１３がレーザーにより加工されるパターンマスク１４を用いて、レーザー光をガラス面から入射させることにより、透明導電膜２及び光電変換層３及び裏面電極層４を除去して、分離ライン７、８、９が延びる方向に配列された多数の開口部１０を形成する。該マスク１４はレーザー光を透過しないステンレス、鉄等のような材料であれば良いが、該マスクがＹＡＧレーザーの基本波を乱反射したりしないように表面処理を施すのが好ましい。また、ＹＡＧレーザーの基本波エネルギーでパターンマスク１４自体が歪んだり加工破壊されないだけの厚みをもたせる配慮が必要である。この際、開口部１０の直線の加工方向を、分離ライン７、８、９が延びる方向に対して垂直ではなく平行としても良いし、ＹＡＧレーザーの基本波ではなく第二高調波を用いて、光電変換層３及び裏面電極層４のみを除去し、開口部１０を形成しても良い。また、開口部１０の形成方法として、レーザー加工を用いる代わりに、フォトレジストと化学的なエッチングの工程等を用いて形成しても良い。
【００２８】
その後、純水中で超音波洗浄を行い、乾燥後、電気を取り出すためのバスバーを正極、負極に取り付けた。
【００２９】
その後、接着材料５として透明なＥＶＡを用いて、上記の工程により得られた薄膜太陽電池１１ａの裏面に、真空ラミネート装置で不透明な裏面封止材６を接着して、図２、３に示す断面構造を有する積層体１１を得た。この時、不透明な裏面封止材６として、白色ＰＥＴ/アルミニウム/ＰＥＴの積層フィルムを用いた。この際、接着材料５として、ＰＶＢ（ポリビニルビチラール）等でも良い。また、不透明な裏面封止材６として、一フッ化ポリエチレンの積層フィルム等を用いても良い。表面側から見た時に、開口部１０が白色を呈し、文字ＸＹＺを表示できた。この時、本実施例では文字部に開口部１０を設けたが、文字部以外の領域に開口部１０を設けて、文字を浮かびあがらせても良い。端子は正極、負極をそれぞれ不透明な裏面封止材６の穴から取り、裏板に接着した端子ボックスを経由して取り出せるようにした。最後に上記積層体１１にアルミ枠１２を取り付け、薄膜太陽電池モジュールを完成した。
【００３０】
なお、本参考例では、開口部１０が白色を呈する例であって、周囲の環境との調和や個人の希望等に応じて色を変えることは可能である。また、開口部１０の着色の方法として、不透明な裏面封止材６のフィルムの着色を行なったが、接着材料５であるＥＶＡ等に色をつけても良い。この時、裏面封止材のフィルムはＥＶＡの着色の色を妨げない白色が好ましい。また、不透明な裏面封止材６として、透明な耐候性フィルム例えば透明ＰＥＴ/金属/ＰＥＴの積層フィルムを用いて、金属色を呈するようにしても良い。この時、金属としては、アルミニウム、銀、金、亜鉛メッキ鋼板等が用いられる。太陽電池モジュールの枠は、一般に良く用いられていることとコスト面を考慮してアルミニウムが好ましく、本実施例においてもアルミ枠１２を用いている。また、開口部１０を形成した後に、裏面電極層４上および開口部１０内に着色レジストや塗料を塗布しても良い。この時、塗布方法として、スプレー方式、ロールコーターや印刷による方法を用いることができる。
【００３１】
ところで、パターンマスク１４を用いずに、ガラス基板上に開口部１０の線幅が２５μm、５０μm、７５μm、１００μm、１２５μm、１５０μm、２００μm、３００μm、４００μmとなるようにレーザーで加工し、不透明な裏面封止材６に黒色ＰＥＴ/アルミニウム/ＰＥＴを用いた以外は上述したのと同じ方法で薄膜太陽電池モジュールを作成した。その結果、開口部１０において黒色を確認できたのは、７５μm以上であった。より鮮明に開口部１０の着色を確認するには、１５０μm以上であった。この実験結果より、開口部１０の線幅は好ましくは７５μm以上、より好ましくは１５０μm以上にするのがよいことが分かった。さらに、開口部１０を長方形や円等の非連続的な形状にした場合でも、短い方の長さ（径）が７５μm以上あれば、裏面側の着色した色を認識できた。
【００３２】
＜実施例１＞
図５は実施例１に係る薄膜太陽電池モジュールの正面図である。参考例１では、パターンマスク１４を用いて文字を表示するようにすると共に、文字部における直線状の開口部１０はいずれも同じ幅を有するように形成したが、実施例１では、パターンマスク１４を用いずに、異なる幅を有する直線状の開口部１０を組み合わせて使用している。具体的には、１５cmを一つの加工条件の領域として、開口部１０を、領域２５ａでは１００μm幅、領域２５ｂでは５００μｍ幅、領域２５ｃでは１５０μｍ幅、領域２５ｄでは３００μｍ幅を有するように作製した。この時、異なる線幅を有する各々の領域２５ａ〜２５ｄで、同じ開口率になるようにした。その他は、参考例１と同じである。この実施例では、直線の幅を変えることにより、全体として縞模様を有する薄膜太陽電池モジュールを作製できた。
【００３３】
＜実施例２＞
図６は実施例２の薄膜太陽電池モジュールの正面図である。パターンマスク１４を用いずに、約５cmの幅を一つの加工条件の領域として、開口部１０の直線の幅を４００μmと一定にし、１ｍｍの直線間距離の領域１５a、２ｍｍの直線間距離の領域１５b、４mmの直線間距離の領域１５c、８ｍｍの直線間距離の領域１５dを作製した。その他は、参考例１と同じである。直線間の距離を変えることにより、直線間の距離が短い領域では白ぽっく、直線間の距離が長い領域では赤褐色ぽく見える階調的なデザインを有する薄膜太陽電池モジュールを作製できた。
【００３４】
＜参考例２＞
図７は参考例２の薄膜太陽電池モジュールの正面図である。パターンマスク１４を用いずに、レーザーにより、開口部１０の形状が直径が約１７５μmの円になるように加工し、開口率は約３０%程度とした。その他は、参考例１と同じである。そうすることにより、薄膜太陽電池モジュールの表面全体が、より白ぽっくなった。本実施例では、開口部１０の形状は円を用いたが、楕円や長方形や正方形等でもよく、それらの形状を適宜組み合わせても良い。また、このような形状と直線状のラインを組み合わせても趣が異なって良い。
【００３５】
＜参考例３＞
パターンマスク１４を用いずに、開口部１０の直線の幅を４００μm、直線間距離を１．１３ｍｍとし、不透明な裏面封止材６として、黒色ＰＥＴ/アルミニウム/ＰＥＴの積層フィルムを用いた薄膜太陽電池モジュール１６を５６枚と、同様に開口部１０の直線の幅を４００μm、直線間距離を１．１３ｍｍとはするが、不透明な裏面封止材６として、白色ＰＥＴ/アルミニウム/ＰＥＴの積層フィルムを用いた薄膜太陽電池モジュール１７を１７８枚作製した。これらの薄膜太陽電池モジュールの構成は、その他の点では、参考例１と同じである。そして、これらの薄膜太陽電池モジュール１６、１７を図８に示すように１３×１８に配列して、アレイ構成にした薄膜太陽電池パネルを設置した。図８に示した例では、薄膜太陽電池パネルは表面側に文字ＡＢＣを表示している。
【００３６】
＜実施例３＞
パターンマスク１４を用いずに、開口部の直線の幅を４００μmと一定とし、直線の本数を変更して、開口率が０%の薄膜太陽電池モジュール１８、開口率が１５%の薄膜太陽電池モジュール１９、開口率が３０%の薄膜太陽電池モジュール２０をそれぞれ、５２枚、１０４枚、５２枚作製した。これらの薄膜太陽電池モジュールの構成は、その他の点では、参考例１と同じである。そして、このようにして作製した薄膜太陽電池モジュール１８〜２０を図９に示すように１３×１６に配列して、アレイ構成した薄膜太陽電池パネルを設置した。図９に示した例では、薄膜太陽電池パネルは表面側に階調的な色表示による縞模様を表示している。
【００３７】
＜実施例４＞
不透明な裏面封止材６として、ＰＥＴの色を赤色および白色にしたものを用いた。また、パターンマスク１４を用いずに、開口部１０の本数を変更して開口率を５，１０，１５，３０%とした薄膜太陽電池モジュールをそれぞれ作製した。これらの薄膜太陽電池モジュールの構成は、その他の点では、参考例１と同じである。開口率３０%でＰＥＴの色が赤色の薄膜太陽電池モジュール２１を２０枚、開口率１０%でＰＥＴの色が赤色の薄膜太陽電池モジュール２２を２０枚、開口率３０%でＰＥＴの色が白色の薄膜太陽電池モジュール２３を１１０枚、開口率１５%でＰＥＴの色が白色の薄膜太陽電池モジュール２４を６０枚、開口率５%でＰＥＴの色が白色の薄膜太陽電池モジュール２５を３０枚、合計２４０枚用いて、図１０に示すように１５×１６に配列させてアレイ構成した太陽電池パネルを設置した。図１０に示した例では、太陽電池パネルは表面側に記号（〒）と縞模様を表示している。
【００３８】
ところで、上記実施例３、４においては、開口率の異なった数種類の薄膜太陽電池を用いて、太陽電池アレイつまり太陽電池パネルを構成している。セルを集積してなる薄膜太陽電池の動作電流は単一セル面積に比例して変化するために、開口率が異なる薄膜太陽電池は、集積段数が等しい場合は、動作電流が開口率に応じて異なる。したがって、これら開口率の異なる薄膜太陽電池を直列接続すると、各薄膜太陽電池の動作点が最大動作点からずれることになる。従って、前記開口率の異なった薄膜太陽電池モジュールを多数縦横方向に配列させてアレイ構成した太陽電池パネルにおいては、各薄膜太陽電池の最大電力を得るために、前記開口率の同じ薄膜太陽電池モジュールを直列接続し、開口率の異なる薄膜太陽電池モジュールを並列接続することが最適である。
【００３９】
また、図１１に示すように、開口率の異なった薄膜太陽電池モジュール３１、３２、３３を縦横に自由に配置することも可能で、配線２６によって、同じ開口率の太陽電池モジュール同士を直列に接続し、太陽電池モジュール群４１（３個の太陽電池モジュール３１、３１、３１同士を配線２６で接続してなるもの）、太陽電池モジュール群４２（３個の太陽電池モジュール３２、３２、３２同士を配線２６で接続してなるもの）および太陽電池モジュール群４３（３個の太陽電池モジュール３３、３３、３３同士を配線２６で接続してなるもの）を形成し、それらを並列に接続する。このようにして、自由に文字や模様等を表示可能な薄膜太陽電池パネルを提供できる。
【００４０】
なお、実施例３、４の薄膜太陽電池パネルは開口部１０を有する薄膜太陽電池モジュールのみを用いて作製したものであるが、開口部１０を持たない従来の薄膜太陽電池モジュール（開口率０％）を組み合わせてもよい。
【００４１】
＜参考例４＞
参考例４の太陽電池モジュールでは、不透明な裏面封止材料６として、ＥＶＡ/透明ＰＥＴ/ＥＶＡ/アルミ箔（光沢有り）/ＥＶＡ/ＰＥＴの順に用意し、真空ラミネート装置を用いて、薄膜太陽電池１１ａに接着させた。このような構造にすることにより、ラミネートの際にアルミ箔にしわが寄るので、光を乱反射させることができ、またＰＥＴとアルミ箔の界面での気泡の混入を防ぐことができる。参考例４は、その他の点では、参考例１と同じである。乱反射させることにより、ＸＹＺを表す文字部がより鮮明になった。特に、屋外で太陽光があたる場所では、効果が高くなる。また、光電流が、乱反射させないアルミ箔（光沢有り）を用いた場合より、平均で約２%程度向上した。
【００４２】
なお、裏面封止材料６中の金属にアルミを用いたが、銀やクロムや金等を用いて良い。但し、コスト面や反射率を考慮するとアルミが好ましい。また、乱反射させる材料として、格子状に加工された耐候性フィルムの積層フィルムを用いても良い。例えば、ＰＥＴフィルムやフッ素系フィルム等が挙げられる。この時、ＰＥＴの色は、反射率の高い白色が好ましい。また、参考例４の薄膜太陽電池モジュールを複数枚配列して薄膜太陽電池パネルとした場合にも、上記効果が得られるのは言うまでもない。
【００４３】
実施例１〜４においては、光電変換層がシングル構造であるが、タンデム構造あるいはトリプル構造のように積層されたものでも良い。また、上記実施例を示した図面は概要図であり、実際の薄膜太陽電池モジュール及び薄膜太陽電池パネルにおいては、本発明の効果（デザイン性）はより鮮明であることは言うまでもない。
【００４４】
【発明の効果】
以上より明らかなように、本発明によれば、薄膜太陽電池に形成する開口部を介して表示される色を任意に変更することができ、また、開口部の形状あるいは開口部による開口率を変化させることにより、同じ色であっても色調を変化させることができるので、周囲の環境に調和させたり、人の目を和ませたり、宣伝や広告のための看板（会社名やロゴや都市のシンボルマーク等）等の様々な工夫が可能なディスプレイ機能を付加した多機能な薄膜太陽電池モジュール及び薄膜太陽電池パネルを実現できる。また、本発明を携帯電話のバッテリー充電器等に搭載されている太陽電池に適用して、所有者の名前などを表示することができる。故に、本発明の利用用途は多岐にわたり、利用価値は高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】  一参考例に係る薄膜太陽電池モジュールの概略正面図である。
【図２】  図１のII-II線概略断面図である。
【図３】  図１のIII-III線概略断面図である。
【図４】  上記薄膜太陽電池モジュールを作製する際に使用されるパターンマスクを示す図である。
【図５】  本発明に係る薄膜太陽電池モジュールの一実施例の概略正面図である。
【図６】  本発明に係る薄膜太陽電池モジュールの別の実施例の概略正面図である。
【図７】  別の参考例に係る薄膜太陽電池モジュールの概略正面図である。
【図８】  一参考例に係る薄膜太陽電池パネルの概略正面図である。
【図９】  本発明に係る薄膜太陽電池パネルの一実施例の概略正面図である。
【図１０】  本発明に係る薄膜太陽電池パネルの別の実施例の概略正面図である。
【図１１】  本発明に係る薄膜太陽電池パネルの一実施例における薄膜太陽電池モジュールの接続方法を説明する概略図である。
【図１２】  従来技術を用いた薄膜太陽電池の構造を表す概略断面図である。
【符号の説明】
１：透過性絶縁基板
２：透明導電膜
３：光電変換層
４：裏面電極層
５：接着材料
６：不透明な裏面封止材
７：透明導電膜の分離ライン
８：光電変換層の分離ライン
９：裏面電極層の分離ライン
１０：開口部
１１ａ：薄膜太陽電池
１１：薄膜太陽電池を含む積層体
１２：アルミ枠
１３：文字部
１４：パターンマスク
１８〜２３、３１〜３３：薄膜太陽電池モジュール
２６：配線
【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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【図１２】
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