(57)【要約】【課題】太陽電池モジュールを被設置物に設置した後であっても、モジュール内の集電線と接続ケーブルとを容易に接続できる太陽電池モジュールを提供することを課題とする。【解決手段】光電変換素子及び該光電変換素子が変換した電気を外部に取出す集電線を少なくとも備え、該集電線が接続ケーブル端子と電気的に接続された太陽電池モジュールであって、前記接続ケーブル端子を前記集電線に押圧して、接続ケーブル端子と集電線が電気的に接続される太陽電池モジュールにより、課題を解決する。【選択図】図３
2016047003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換素子及び該光電変換素子が変換した電気を外部に取出す集電線を少なくとも備え、該集電線が接続ケーブル端子と電気的に接続された太陽電池モジュールであって、
前記接続ケーブル端子を前記集電線に押圧して、接続ケーブル端子と集電線が電気的に接続される太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記接続ケーブル端子は、前記太陽電池モジュールに固定される端子カバーを有しており、
前記端子カバーと前記太陽電池モジュールを固定することで、接続ケーブル端子と集電線が電気的に接続される、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記接続ケーブル端子と前記集電線が太陽電池モジュールの封止構造の内部で接続される、請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記接続ケーブル端子と前記集電線は太陽電池モジュールの封止構造の外部で接続され、
前記集電線の太陽電池モジュール外に存在する箇所のうち少なくとも一部が絶縁樹脂被覆されている、請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記端子カバーと太陽電池モジュールは、接着層により固定される請求項３または４に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記端子カバーと太陽電池モジュールは、嵌合構造により固定される請求項３または４に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
薄膜太陽電池モジュールである、請求項１〜６のいずれか１項に記載の、太陽電池モジュール。
【請求項８】
可撓性を有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項９】
太陽電池モジュールが有する集電線と接続ケーブル端子の接続方法であって、
光電変換素子及び該光電変換素子が変換した電気を外部に取出す集電線を少なくとも備えた太陽電池モジュール、及び該太陽電池モジュールの集電線に電気的に接続し得る接続ケーブル端子を準備する工程、及び
前記接続ケーブル端子を前記集電線に押圧して、接続ケーブルと集電線とを電気的に接続する工程、
と含む方法。
【請求項１０】
前記太陽電池モジュールは、可撓性を有する薄膜太陽電池モジュールである、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールに関し、特に太陽電池から電気を取り出す集電線と、電気取り出しケーブルの接続構造に特徴を有する太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、クリーンなエネルギー源として注目が高まっており、様々な研究が進められている。メガソーラなどの高出力の太陽電池として結晶系の太陽電池が用いられる一方、アモルファスシリコン太陽電池や有機薄膜太陽電池などの薄膜太陽電池も存在する。薄膜太陽電池は、軽量で薄く可撓性を有し、製造コストも安いため、電力供給用以外に建築物の外壁や窓に取り付けられたり、カーテンなどのインテリアに取り付けられたりする。
【０００３】
太陽電池では通常、光電変換素子により変換された電気は集電線により集められ、ジャンクションボックスと呼ばれる端子カバー内で外部ケーブルと接続され、電気を取り出すこととなる（例えば特許文献１参照）。端子カバーは、太陽電池の裏側（非受光面側）に設置されるのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２３５１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電気取り出し構造をカバーする端子カバーは、その中において集電線とケーブル端子とが電気的に接続される構造を有するため、ある程度嵩高くなる。一方で、薄膜太陽電池モジュールはフレキシブルなフィルム状の太陽電池モジュールであり、外壁、窓、屋根材、およびインテリアなどに貼ることが行われている。本発明者らが実際にフレキシブルなフィルム状の太陽電池モジュールの設置を試みたところ、端子カバーや電気取出用のケーブルなどの存在により設置作業に支障をきたすことがあった。つまりは、特に、外壁、窓、およびインテリアなどに太陽電池モジュールを設置する際には意匠性が重要となり、綺麗にシワなく設置するための作業において、端子カバーや電気取出用のケーブルなどの存在が邪魔になる場合があった。
本発明はこのような問題を解決するものであり、太陽電池モジュールを被設置物に設置した後であっても、太陽電池モジュールの集電線と電気取出用の接続ケーブルとを簡単に接続できる太陽電池モジュールを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは上記課題を解決すべく検討した結果、接続ケーブルの端子を集電線に押圧して、接続ケーブル端子と集電線が電気的に接続される構造を採用することで、太陽電池モジュールを被設置物に設置した後であっても、容易に太陽電池モジュールの集電線と接続ケーブルとを接続できることに想到した。
【０００７】
本発明は、光電変換素子及び該光電変換素子が変換した電気を外部に取出す集電線を少なくとも備え、該集電線が接続ケーブル端子と電気的に接続された太陽電池モジュールであって、前記接続ケーブル端子を前記集電線に押圧して、接続ケーブル端子と集電線が電気的に接続される太陽電池モジュールである。
【０００８】
また、前記接続ケーブル端子は前記太陽電池モジュールに固定される端子カバーを有し
ており、前記端子カバーと前記太陽電池モジュールを固定することで、接続ケーブル端子と集電線が電気的に接続されることが好ましい。
また、前記接続ケーブル端子と前記集電線が太陽電池モジュールの封止構造の内部で接続される態様が好ましく、また、前記接続ケーブル端子と前記集電線は太陽電池モジュール外で接続され、前記集電線の、太陽電池モジュールの封止構造の外部に存在する箇所のうち少なくとも一部が絶縁樹脂被覆されている態様が好ましい。
【０００９】
また、前記端子カバーと太陽電池モジュールは、接着層により固定されることが好ましく、また、前記端子カバーと太陽電池モジュールは、嵌合構造により固定されることが好ましい。
また、薄膜太陽電池モジュールであることが好ましく、可撓性を有することが好ましく、有機薄膜太陽電池であることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の別の実施態様は、太陽電池モジュールが有する集電線と接続ケーブル端子の接続方法であって、光電変換素子及び該光電変換素子が変換した電気を外部に取出す集電線を少なくとも備えた太陽電池モジュール、及び該太陽電池モジュールの集電線に電気的に接続し得る接続ケーブル端子を準備する工程、及び前記接続ケーブル端子を前記集電線に押圧して、接続ケーブルと集電線とを電気的に接続する工程、と含む方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の太陽電池モジュールによれば、太陽電池モジュールを被設置物に設置した後であっても、モジュール内の集電線と接続ケーブルとを容易に接続できる太陽電池モジュールを提供できる。特に、従来は端子カバー内において、挟み込み構造やネジ構造などにより集電線と接続ケーブルを接続していたため接続にある程度の作業を有した。しかしながら本発明の構造を採用することで、接続ケーブル端子を集電線に押圧するのみで接続が可能となり、接続が極めて容易となる。また、本発明の太陽電池モジュールによれば、集電線と接続ケーブルとの接続にハンダを用いる必要がなく、ハンダフリーの太陽電池モジュールを提供できる。
また、太陽電池モジュールを設置した後に接続ケーブル端子との接続を行うことから、外壁や窓に貼着する際に綺麗にシワなく設置することが容易となる。加えて、特に本発明の一態様では、集電線における外部ケーブル端子との接続部分が集電線の端部ではないため、意匠性を考慮して太陽電池モジュールを貼着する際にヘラにより気泡を抜く作業を行っても、その際に発生する応力による集電線の損傷を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１及び第２の実施形態において、端子カバーを固定する前の太陽電池モジュールを、上面からみた模式図である。
【図２】図１のＡ−Ａ´の断面構造を示す模式図である
【図３】本発明の第１の実施形態を説明する断面模式図である。（ａ）は、太陽電池モジュールと端子カバーが固定される前の状態、（ｂ）は、太陽電池モジュールと端子カバーが固定された状態を示す。
【図４】本発明の第２の実施形態を説明する断面模式図である。（ａ）は、太陽電池モジュールと端子カバーが固定される前の状態、（ｂ）は、太陽電池モジュールと端子カバーが固定された状態を示す。
【図５】本発明の第３及び第４の実施形態において、端子カバーを固定する前の太陽電池モジュールを、上面からみた模式図である。
【図６】図５のＡ−Ａ´の断面構造を示す模式図である
【図７】本発明の第３の実施形態を説明する断面模式図である。（ａ）は、太陽電池モジュールと端子カバーが固定される前の状態、（ｂ）は、太陽電池モジュールと端子カバーが固定された状態を示す。
【図８】本発明の第４の実施形態を説明する断面模式図である。（ａ）は、太陽電池モジュールと端子カバーが固定される前の状態、（ｂ）は、太陽電池モジュールと端子カバーが固定された状態を示す。
【図９】本発明の第５及び第６の実施形態において、端子カバーを固定する前の太陽電池モジュールを、上面からみた模式図である。
【図１０】図９のＡ−Ａ´の断面構造を示す模式図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態を説明する断面模式図である。（ａ）は、太陽電池モジュールと端子カバーが固定される前の状態、（ｂ）は、太陽電池モジュールと端子カバーが固定された状態を示す。
【図１２】本発明の第６の実施形態を説明する断面模式図である。（ａ）は、太陽電池モジュールと接続ケーブル端子が接続される前の状態、（ｂ）は、太陽電池モジュールと接続ケーブル端子が接続された状態を示す。
【図１３】本発明の第７の実施形態を説明する断面模式図である。（ａ）は、太陽電池モジュールと接続ケーブル端子が接続される前の状態、（ｂ）は、太陽電池モジュールと接続ケーブル端子が接続された状態を示す。
【図１４】本発明の応用例を示す、太陽電池モジュールの上面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の太陽電池モジュールは、光電変換素子及び該光電変換素子が変換した電気を外部に取り出す集電線を少なくとも備え、該集電線が接続ケーブル端子と電気的に接続された太陽電池モジュールである。一実施態様においては、前記接続ケーブル端子は前記太陽電池モジュールに固定される端子カバーを有する。
本発明は、外壁や窓やインテリアにも設置できる薄膜太陽電池モジュールの設置に、好適に適用できることから、薄膜太陽電池モジュールであることが好ましく、可撓性を有することが好ましく、有機薄膜太陽電池であることがより好ましい。
【００１４】
＜光電変換素子＞
光電変換素子は太陽光に基づき発電を行う素子である。光電変換素子の種類は、光エネルギーを電気エネルギーに変換することができ、変換によって得られた電気エネルギーを外部に取り出せるものであれば、特に限定されない。
本発明においては、光電変換素子が薄膜光電変換素子であることが好ましく、有機薄膜光電変換素子であることがより好ましい。薄膜光電変換素子であることで、フレキシブル性を活かした用途、つまり曲げた状態で設置、曲げ延ばしして収納、設置状態で変形するような場所にも設置することができる。
【００１５】
光電変換素子としては、一対の電極で光電変換層を挟んだもの、一対の電極で光電変換層と他層（バッファ層等）との積層体を挟んだもの、そのようなものを複数個、直列接続したものを用いることができる。光電変換層に用いられる材料としては、薄膜単結晶シリコン、薄膜多結晶シリコン、アモルファスシリコン、微結晶シリコン、球状シリコン、無機半導体材料、有機色素材料、または有機半導体材料が挙げられる。これらの材料を用いることで、発電効率が比較的高く、薄い（軽量な）光電変換素子を実現できる。さらに効率を上げる観点から、これらを積層したＨＩＴ型、タンデム型でもよい。
【００１６】
光電変換層を薄膜多結晶シリコン層とした場合、光電変換素子は間接光学遷移を利用するタイプの素子となる。そのため、光電変換層を薄膜多結晶シリコン層とする場合には、光吸収を増加させるために、後述する素子基材又はその表面に凸凹構造を形成するなど十分な光閉じ込め構造を設けておくことが好ましい。
【００１７】
光電変換層をアモルファスシリコン層とした場合、可視域での光学吸収係数が大きく、厚さ１μｍ程度の薄膜でも太陽光を十分に吸収できる光電変換素子を実現できる。しかも
、アモルファスシリコンは、非結晶質の材料であるが故に、変形にも耐性を有している。そのため、光電変換層をアモルファスシリコン層とした場合、特に軽量な、変形に対してもある程度の耐性を有する太陽電池モジュールを実現できる。
【００１８】
光電変換層を無機半導体材料（化合物半導体）層とした場合、発電効率が高い光電変換素子を実現することが出来る。なお、発電効率（光電変換効率）の観点からは、発電層をＳ、Ｓｅ、Ｔｅなどカルコゲン元素を含むカルコゲナイド系光電変換層とすることが好ましく、Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ２族半導体系（カルコパイライト系）光電変換層としておくことがより好ましく、Ｉ族元素としてＣｕを用いたＣｕ−ＩＩＩ−ＶＩ２族半導体系発電層、特に、ＣＩＳ系半導体〔ＣｕＩｎ（Ｓｅ1-yＳy）2；０≦ｙ≦１〕層やＣＩＧＳ系半導体〔Ｃｕ（Ｉｎ1-xＧx）（Ｓｅ1-yＳy）2；０＜ｘ＜１、０≦ｙ≦１〕層としておくことが、好ましい。
【００１９】
光電変換層として、酸化チタン層及び電解質層などからなる色素増感型光電変換層を採用しても、発電効率が高い光電変換素子を実現することができる。
光電変換層として有機半導体層（ｐ型の半導体とｎ型の半導体を含む層）を採用することもできる。有機半導体層は、形成が効率的に行える点や、光電変換層が多様な色を有するため意匠性に優れる点で好ましい。
上記理由により光電変換素子が、光電変換層として有機半導体層を採用した有機薄膜光電変換素子であることが好ましい。以下有機半導体層について説明する。
【００２０】
有機半導体層の具体的な構成例としては、ｐ型半導体とｎ型半導体が層内で相分離した層（ｉ層）を有するバルクヘテロ接合型、それぞれｐ型半導体を含む層（ｐ層）とｎ型半導体を含む層（ｎ層）を積層した積層型（ヘテロｐｎ接合型）、ＰＩＮ型、ショットキー型およびそれらの組み合わせを挙げることができる。中でも、バルクヘテロ接合型が好ましい。
【００２１】
ｐ型半導体化合物とは、その膜が正孔を輸送できるｐ型半導体として動作する材料であるが、π共役高分子材料やπ共役低分子有機化合物などが好ましく用いられ、一種の化合物でも複数種の化合物の混合物でもよい。共役高分子材料は単一あるいは複数のπ共役モノマーを重合したものであり、そのモノマーとしては、置換基を有してもよいチオフェン、フルオレン、カルバゾール、ジフェニルチオフェン、ジチエノチオフェン、ジチエノシロール、ジチエノシクロヘキサン、ベンゾチアジアゾール、チエノチオフェン、イミドチオフェン、ベンゾジチオフェン等が挙げられ、分子量は１万以上の材料である。これらのモノマーは直接結合するか、ＣＨ＝ＣＨやＣ≡Ｃ、ＮやＯを介して結合していてもよい。低分子有機半導体材料としてはペンタセンやナフタセン等の縮合芳香族炭化水素、チオフェン環を４個以上結合したオリゴチオフェン類、ポルフィリン化合物やテトラベンゾポルフィリン化合物及びその金属錯体、並びにフタロシアニン化合物及びその金属錯体等、が挙げられる。
【００２２】
ｎ型半導体化合物としては、特段の制限はないが、フラーレン化合物及びその誘導体、縮合環テトラカルボン酸ジイミド類が挙げられる。フラーレンとしてはＣ６０又はＣ７０等があげられ、そのフラーレンの２個の炭素に置換基を付加したもの、４個の炭素に置換基を付加したもの、さらには６個の炭素に置換基を付加したものが挙げられる。フラーレン化合物は、塗布法に適用できるようにするためには、当該フラーレン化合物が何らかの溶媒に対して溶解`性が高く溶液として塗布可能であることが好ましい。
発電層に有機半導体層を使用する場合には、正孔取出層および／または電子取出層を積層するのが好ましい。
【００２３】
正孔取出層の材料は、ポリチオフェン、ポリピロール、又はポリアニリンなどに、スル
ホン酸及び／又はハロゲンなどがドーピングされた導電性ポリマーや、酸化モリブデンや酸化ニッケルのような、仕事関数の大きな金属酸化物が用いられる。
【００２４】
電子取出層の材料は特に限定されないが、具体的には、無機化合物又は有機化合物が挙げられる。無機化合物としては、ＬｉＦ等のアルカリ金属の塩や酸化チタン（ＴｉＯｘ）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）のようなｎ型の酸化物半導体が挙げられる。有機化合物としては、バソキュプロイン（ＢＣＰ）、バソフェナントレン（Ｂｐｈｅｎ）のようなフェナントレン誘導体や、Ｐ＝ＯあるいはＰ＝Ｓ構造を有するホスフィン化合物が挙げられ、中でも、リン原子に芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基ホスフィン化合物が好ましい。
【００２５】
光電変換素子の各電極は、導電性を有する任意の材料を１種又は２種以上用いて形成することができる。電極材料（電極の構成材料）としては、例えば、白金、金、銀、アルミニウム、クロム、ニッケル、銅、チタン、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ナトリウム等の金属、あるいはそれらの合金；酸化インジウムや酸化錫等の金属酸化物、あるいはその合金（ＩＴＯ：酸化スズインジウム）；ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン等の導電`性高分子；そのような導電性高分子に、塩酸、硫酸、スルホン酸等の酸、ＦｅＣｌ3等のルイス酸、ヨウ素等のハロゲン原子、ナトリウム、カリクム等の金属原子などのドーパントを含有させたもの；金属粒子、カーボンブラック、フラーレン、カーボンナノチューブ等の導電性粒子をポリマーバインダー等のマトリクスに分散した導電性の複合材料などが挙げられる。
【００２６】
電極材料は、正孔又は電子を捕集するのに適した材料としておくことが好ましい。なお、正孔の捕集に適した電極材料（つまり、高い仕事関数を有する材料）としては、金、ＩＴＯ等を例示できる。また、電子の捕集に適した電極材料（つまり、低い仕事関数を有する材料）としては、銀、アルミニウムを例示できる。
【００２７】
光電変換素子の各電極は、光電変換層とほぼ同サイズのものであっても、光電変換層よりも小さなものであっても良い。ただし、光電変換素子の受光面側の電極を、比較的に大きなもの（その面積が、光電変換層面積に比して十分に小さくないもの）とする場合には、当該電極を、透明な（透光性を有する）電極、特に、光電変換層が効率良く電気エネルギーに変換できる波長の光の透過率が比較的に高い（例えば、５０％以上）電極としておくべきである。なお、透明な電極材料としては、ＩＴＯ、ＩＺＯ（酸化インジウム−亜鉛酸化物）等の酸化物金属薄膜などを例示できる。
【００２８】
光電変換素子の各電極の厚さ及び光電変換層の厚さは、必要とされる出力等に基づき、適宜決定することが出来る。さらに電極に接するように補助電極を設置してもよい。特に、ＩＴＯなど導電性のやや低い電極を用いる場合には効果的である。補助電極材料としては、導電性が良好ならば上記金属材料と同じ材料を用いることができ、銀、アルミニクム、銅が例示される。
【００２９】
上記素子基材は、その一方の面上に、光電変換素子が形成される部材である。そのため素子基材は、機械的強度が比較的に高く、耐侯性、耐熱性、耐薬品性等に優れ、且つ軽量なものであることが望まれる。また、素子基材は、変形に対して或る程度の耐性を有するものであることも望まれる。そのため、素子基材としては、金属箔や、融点が８５〜３５０℃の樹脂フィルム、幾つかの金属箔／樹脂フィルムの積層体を採用することが好ましく、素子基材が樹脂フィルム、すなわち樹脂基材であることがより好ましい。
【００３０】
素子基材（又は、その構成要素）として使用し得る金属箔としては、アルミニウム、ステンレス、金、銀、銅、チタン、ニッケル、鉄、それらの合金からなる箔を、例示できる。
また、融点が８５〜３５０℃の樹脂フィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアセタール、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、これらの共重合体、ＰＶＤＦ、ＰＶＦなどのフッ素樹脂、シリコン樹脂、セルロース、ニトリル樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、アイオノマー、ポリブタジエン、ポリブチレン、ポリメチルペンテン、ポリビニルアルコール、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリ エーテルケトン、ポリエーテルスルホンなどからなるフィルムを、例示できる。なお、素子基材として使用する樹脂フィルムは、上記のような樹脂中に、ガラス繊維、有機繊維、炭素繊維等を分散させたフィルムであってもよい。
【００３１】
なお、素子基材（又は、その構成要素）として使用する樹脂フィルムの融点が８５〜３５０℃ の範囲である場合には、素子基材の変形が生じず光電変換素子との剥離が生じないため、好ましい。また、素子基材（又は、その構成要素）として使用する樹脂フィルムの融点は、１００℃以上であることがより好ましく、１２０℃以上であることがさらに好ましく、１５０℃以上であることが特に好ましく、１８０℃以上であることが最も好ましい。また、当該樹脂フィルムの融点は、３００℃以下であることがより好ましく、２８０℃以下であることがさらに好ましく、２５０℃以下であることが特に好ましい。
【００３２】
＜集電線＞
集電線は、光電変換素子の電極と接続され、光電変換素子により変換された電気を外部に取出す導線である。集電線の少なくとも一部は、接続ケーブル端子と接続される。
集電線の材料としては、金属や合金などがよく用いられ、その中でも抵抗率の低い銅やアルミ、銀、金、ニッケルなどを用いることが好ましい。その中でも銅やアルミが安価であることから、特に好ましい。また、錆防止のため、集電線の周囲をスズや銀などでメッキしたり、表面を樹脂などでコートしてあったり、フィルムをラミネートしてあってもよい。集電線の形状としては、平角線、箔、平板、ワイヤー状、メッシュ状のものがあるが、接着面積の確保などの理由から、平角線や、箔、平板状のものを用いることが好ましい。
なお、「箔」は厚みが１００μｍ未満のものをいい、「板」は厚みが１００μｍ以上のものをいう。また「平角線」とは、断面が円形のワイヤーを圧延して、断面の形状を四角形にしたものをいう。
【００３３】
集電線の厚みとしては、５μｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１０μｍ以上である。また、２ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１ｍｍ以下、特に好ましくは３００μｍ以下である。上記範囲より厚みが薄いと、集電線の抵抗値が上昇し、発電した電力を効率よく外部に取り出すことができない。また、上記範囲より厚みが厚いと、太陽電池モジュールの重量が増加するとともに可撓性が減少したり、モジュール表面に凹凸が発生しやすくなったり、生産コストが増加するなどの問題が生じる恐れがある。
また、集電線の幅としては、０．５ｍｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１ｍｍ以上、特に好ましくは２ｍｍ以上である。また、集電線の幅は、５０ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは２０ｍｍ以下、特に好ましくは１０ｍｍ以下である。上記範囲より集電線の幅が狭いと、集電線の抵抗値が上昇し、発電した電力を効率よく取り出すことができない。また、集電線の機械強度が減少し、破断等の原因になる恐れがある。また、上記範囲より集電線の幅が広いと、モジュール全体における開口率が減少し、モジュールの発電量の低下に繋がる恐れがある。
【００３４】
集電線は、光電変換素子と接続しており、光電変換素子との接続部分は通常太陽電池モジュールの封止構造の内部に存在するが、その一部は接続ケーブル端子との接続のため太陽電池モジュールの封止構造の外部に露出している。施工時に集電線がむき出しである場
合には、破損の可能性が出ることから、当該露出部分を絶縁樹脂により被覆してもよい。
絶縁樹脂の種類は特段限定されず、既知のものを用いることができ、また、被覆の方法についても特段限定されない。なお、集電線のうち接続ケーブル端子との接続部分が絶縁樹脂により被覆されている場合には、接続時に接続部分の被覆を剥ぐ必要がある。
なお、集電線のうち接続ケーブル端子との接続部分には、接続を確実にする目的で導電性の接着材を設けてもよい。導電性を有する接着材としては、繊維系両面導電性テープ、金属箔系両面導電性テープ、ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ、異方性導電フィルム）等が挙げられる。この中でも、接着工程に加熱が不要であり、プロセスが簡易であることから両面導電性テープが好ましく用いられる。
【００３５】
太陽電池モジュールにおいては、集電線と接続ケーブル端子の接続部を保護するため、端子カバーが備えられ得る場合もある。端子カバーは通常用いられているものを用いることができ、ボックス状であっても、単に被覆部材やパッチテープであってもよい。また、端子カバーは絶縁樹脂により封止されてもよい。
【００３６】
＜表面保護層＞
表面保護層は、太陽電池モジュールに、機械的強度、耐侯性、耐スクラッチ性、耐薬品性、ガスバリア性などを付与するための層である。表面保護層は、光電変換素子の光吸収を妨げないもの、すなわち、光電変換素子が効率良く電気エネルギーに変換できる波長の光を透過させるものであることが好ましく、例えば、日射透過率が８０％以上であることが好ましく、８５％以上であることがより好ましい。
【００３７】
また、太陽電池モジュールは、太陽光により熱せられるものであるため、表面保護層は、耐熱性を有することが好ましい。従って、表面保護層の構成材料の融点は、１００℃以上であることが好ましく、１２０℃以上であることがより好ましい。
表面保護層の構成材料の融点は、３２０℃以下であることが好ましく、３００℃以下であることがより好ましい。
【００３８】
表面保護層の構成材料は、各種観点から選ぶことができ、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ＡＳ（アクリロニトリル−スチレン）樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フッ素系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリアクリル系樹脂、（水添）エポキシ樹脂、各種ナイロン等のポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド−イミド樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース系樹脂、シリコン系樹脂、ポリカーボネート樹脂などを、表面保護層の構成材料とすることが出来る。なお、耐候性を重視する場合には、ＥＴＦＥなどのフッ素系樹脂を表面保護層の構成材料として用いておくことが好ましい。
表面保護層は、２種以上の材料からなるものであってもよい。また、単層であっても、２層以上からなる積層体であってもよい。
【００３９】
表面保護層の厚みは特に規定されないが、厚みを厚くすることで機械的強度が高まる傾向にあり、薄くすることで柔軟性が高まる傾向にある。そのため、表面保護層の厚みは、通常１０μｍ以上、好ましくは１５μｍ以上、より好ましくは２０μｍ以上であり、また、通常２００μｍ以下、好ましくは１８０μｍ以下、より好ましくは１５０μｍ以下である。
【００４０】
＜裏面保護層＞
太陽電池モジュールは、裏面保護層を有する。裏面保護層は耐候性や耐衝撃性の機能を有する層である。
本実施形態に係る太陽電池モジュールは可撓性を有することが好ましく、裏面保護層と
しては、樹脂シートであることが好ましい。
樹脂シートとしては、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）として、ポリオレフィンエラストマー、ポリエステルエラストマー等が好ましく、特に機械特性と耐光性が良いことから、ＥＴＦＥ、ＰＣ、ＰＶＣ、ＴＰＯ、ＰＭＭＡが望ましい。
【００４１】
裏面保護層の厚みは、軽量性や可撓性を付与できる観点から、通常１０μｍ以上、好ましくは５０μｍ以上であり、通常５ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以下である。
裏面保護層は、要求される性能を付与するため、積層体としてもよい。
なお、裏面保護層とは別に、モジュール基板を設けることができる。モジュール基板として、金属層を含む基板や鋼板を用いてもよいが、可撓性が要求される場合には、ポリカなどの樹脂基板を用いることができる。
【００４２】
＜封止材層＞
封止材層は、光電変換素子を封止すること等を目的として、太陽電池モジュールに設けられる層である。
封止材層は、機械的強度、耐侯性、ガスバリア性などの向上にも寄与している。また、封止材層は受光面側に位置するので、可視光を透過させる、耐熱性の高いものであることが好ましい。この封止材層に他の光学的機能、若しくは機械的機能を付加することも可能である。封止材層に付加可能な光学的機能としては光閉じ込め機能や波長変換機能を例示でき、機械的機能としてはクッション機能を例示できる。
【００４３】
封止材層の材料は、上記事項を考慮して選ぶべきものである。封止材層の材料の具体例としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ＡＳ（アクリロニトリル−スチレン）樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フッ素系樹脂、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリメタクリル系樹脂、クロロプレン系樹脂、（水添）エポキシ樹脂、各種ナイロン等のポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド−イミド樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース系樹脂、シリコン系樹脂、ポリカーボネート樹脂などを挙げられる。
【００４４】
中でも、好ましいものとしてはエチレン系共重合体樹脂が挙げられ、より好ましいものとしては、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）樹脂またはエチレンと他のオレフィンとの共重合体からなるポリオレフィン系樹脂（プロピレン・エチレン・α−オレフィン共重合体、エチレン・α−オレフィン共重合体等）が挙げられる。
【００４５】
封止材層の厚みは、通常３０μｍ以上であり、５０μｍ以上が好ましく、１２０μｍ以上であることがより好ましく、１５０μｍ以上であることが最も好ましく、２００μｍ以上であることが更に好ましい。また、通常８００μｍ以下であり、７００μｍ以下であることが好ましく、６００μｍ以下であることがより好ましい。２８０μｍ以下であることが最も好ましい。下限値を下回ると外壁や窓などに貼着する際の変形で、太陽電池を破損する恐れがある。一方、上限値を超えた場合は、接続ケーブル端子と集電線が電気的に接続する際、太陽電池を破損する恐れがある。なお、上記範囲は、封止材層が複数存在する場合には、個々の封止材層の厚みを意味する。
【００４６】
＜接着層＞
本発明の太陽電池モジュールは、最外層に接着層を有する態様が好ましい。接着層を有することで、外壁に簡易に設置できる他、室内インテリアとして窓などに貼着して使用することができる。接着層としては、接着性があり、透明なものであれば特に限定されず、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）樹脂、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）樹脂、マレイン酸またはシラン等で変性した変性ポリエチレン樹脂、変性ポリプロピレン樹脂、またはエポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤等の光透過性の材料が用いられる。
接着層の膜厚は、太陽電池モジュールを外壁や窓などの設置物に貼着させるのに十分な厚さであれば特段限定されないが、通常１０μｍ以上であり、好ましくは５０μｍ以上であり、より好ましくは８０μｍ以上であり、また、通常５００μｍ以下であり、好ましくは３００μｍ以下、より好ましくは２００μｍ以下である。
【００４７】
＜その他の層＞
太陽電池モジュールには、必要に応じその他の層を備えることもできる。例としては、絶縁層、緩衝層、補強層、ガスバリア層、紫外線カット層、などが挙げられる。
【００４８】
＜太陽電池モジュールの製造方法＞
太陽電池モジュールの製造方法は、公知の方法を用い得るが、例えば表面保護層、封止材層、光電変換素子、封止材層、裏面保護層を含み、光電変換素子に集電線を接続させた多層シートを、真空ラミネーション装置内へ配置し、真空引きの後、加熱し、一定時間経過後に冷却することにより、太陽電池モジュールを得ることができる。
【００４９】
上記熱プレス条件は特に限定されず、通常行う条件で実施することができる。
真空条件で行うことが好ましく、通常真空度が３０Ｐａ以上、好ましくは５０Ｐａ以上、より好ましくは８０Ｐａ以上である。一方上限は、通常１５０Ｐａ以下、好ましくは１２０Ｐａ以下、より好ましくは１００Ｐａ以下である。上記範囲とすることで、モジュール内の各層において気泡の発生を抑制することができ、生産性も向上するため好ましい。
【００５０】
真空時間としては、通常１分以上、好ましくは２分以上、より好ましくは３分以上である。一方上限は、通常３０分以下、好ましくは２０分以下、より好ましくは１０分以下である。真空時間を上記範囲とすることで、熱プレス後の太陽電池モジュールの外観が良好となり、またモジュール内の各層において気泡の発生を抑制することができるため好ましい。
【００５１】
熱プレスの加圧条件は、通常圧力が５０ｋＰａ以上、好ましくは７０ｋＰａ以上、より好ましくは９０ｋＰａ以上である。一方上限値は、１０１ｋＰａ以下であることが好ましい。上記範囲の加圧条件とすることで、太陽電池モジュールを損傷することなく、また適度な接着性を得ることができるため、耐久性の観点からも好ましい。
【００５２】
上記圧力の保持時間は、通常１分以上、好ましくは３分以上、より好ましくは５分以上である。一方上限は、通常３０分以下、好ましくは２０分以下、より好ましくは１５分以下である。上記保持時間とすることで、封止層の発電素子を保護する機能を十分に発揮することができ、また十分な接着強度を得ることができる。
【００５３】
熱プレスの温度条件は、通常１２０℃以上、好ましくは１３０℃以上、より好ましくは１４０℃以上である。一方上限値は、通常１８０℃以下、好ましくは１６０℃以下、より好ましくは１５０℃以下である。上記温度範囲とすることで、十分な接着強度を得ることができる。
【００５４】
また、上記温度の加熱時間は、通常１０分以上、好ましくは１２分以上、より好ましく
は１５分以上である。一方上限は６０分以下、好ましくは４５分以下、より好ましくは３０分以下である。上記加熱時間とすることで、封止材の架橋が適度に行われるため耐久性能が向上し、適度な柔軟性を有することができるため、好ましい。
【００５５】
以下、図を用いて本発明の太陽電池モジュールについてより具体的に説明するが、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、説明に用いる図面は、いずれも本発明による太陽電池モジュール又はその構成部材を模式的に示すものであって、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、又は省略等を行っており、各構成部材の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。更に、図面を用いた説明に用いる様々な数値は、いずれも一例を示すものであり、必要に応じて様々に変更することができる。
【００５６】
図１は、本発明の第１、及び第２の実施形態に係る太陽電池モジュールの上面模式図である。
図１に示す太陽電池モジュールは、光電変換素子として、複数の有機半導体セルがモノリシックに接続された有機半導体セル１４が用いられ、その両端（上下）には集電線１５が配置され、ラミネートされて製造された有機薄膜太陽電池モジュール１０である。
集電線１５は有機半導体セル１４と接続された状態でラミネートされるため、ラミネート直後は封止材層や表面保護層により被覆されている。一方で集電線１５の端部は、図示しない接続ケーブルの端子と電気的に接続される。接続ケーブルとの接続のために、集電線１５を露出させる必要があり、集電線の一端には露出部１６が設けられる。
【００５７】
図１のＡ−Ａ´における断面模式図を図２に示す。
図２に示す有機薄膜太陽電池モジュール１０では、太陽光１が図中下方向から入射し、太陽光の入射面から、表面保護層１１、封止材層１２、有機半導体セル１４、集電線１５、封止材層１２、裏面保護層１３の順に積層されている。そして、集電線１５の端部が露出するように露出部１６が設けられる。
露出部１６は、集電線１５の端部が、接続ケーブルの端子と接続できる程度に設ければよく、その形状も特に限定されず、円状、楕円状、矩形状、多角形状等例示できる。また、露出部の大きさも特段限定されず、接続ケーブルの端子と接続するのに十分な大きさであればよい。露出部１６を設ける方法も特段限定されず、カッター等を用いて必要領域部分の裏面保護層、封止材層を除けばよい。
【００５８】
次に、図１及び図２に示した有機薄膜太陽電池モジュール１０と接続ケーブル１７との電気的接続について説明する。
図３は、本発明の第１の実施形態を説明する断面模式図である。（ａ）は、有機薄膜太陽電池モジュール１０と端子カバー１８が固定される前の状態、（ｂ）は、有機薄膜太陽電池モジュール１０と端子カバー１８が固定された状態を示す。
【００５９】
接続ケーブル１７は、その先端に接続ケーブル端子１７ｂを備え、接続ケーブル端子１７ｂは端子カバー１８により保護されている。
接続ケーブル端子１７ｂは、接続ケーブル端子１７ｂの先端部に対し、図中下から上へと応力が生じた際に、端子の折れ曲がり部が弾性変形することで、図中上から下へと弾性力が生じる構造となっている。
そのため、端子カバー１８と有機薄膜太陽電池１０とを、図中鎖線で示す固定部１９で固定することで、弾性力が生じた接続ケーブル端子１７ｂが集電線１５を、図中矢印の方向に押圧して、接続ケーブル端子１７ｂと集電線１５が電気的に接続される。
【００６０】
接続ケーブル端子１７ｂは、通常導電性の材料により形成され、弾性変形しやすい材料・厚さとすることが好ましい。
また、端子カバー１８と有機薄膜太陽電池１０との固定の方法は、例えば固定部１９に両面テープなどの接着層を設けてもよく、別途固定治具等を用いて固定してもよい。意匠性の観点や、ハンドリングの観点から、接着層による固定とすることが好ましい。
接続ケーブル端子１７ｂが集電線１５を押圧することで電気的な接続を達成することができるが、接続をより強固なものとするため、接続ケーブル端子１７ｂと集電線１５との間に導電性接着層を設けてもよい。
なお、集電線１５の一端のみにおいて、接続ケーブル端子１７ｂと電気的に接続されていてもよく、両端において接続ケーブル端子１７ｂと電気的に接続されていてもよい。
【００６１】
一方で図４は、本発明の第２の実施形態を説明する断面模式図である。（ａ）は、有機薄膜太陽電池モジュール２０と端子カバー２８が固定される前の状態、（ｂ）は、有機薄膜太陽電池モジュール２０と端子カバー２８が固定された状態を示す。
【００６２】
接続ケーブル２７は、その先端に接続ケーブル端子２７ｂを備え、接続ケーブル端子２７ｂは端子カバー２８により保護されている。
接続ケーブル端子２７ｂは、その先端部分が集電線２５と接触することで電気的に接続するが、端子ケーブル端子２７ｂのうち、端子カバー２８から露出している部分の長さが、露出部２６における固定部材２９と集電線２５との距離よりも、若干長くなっている。そのため、端子カバー２８と有機薄膜太陽電池２０とを固定部材２９で固定することで、接続ケーブル端子２７ｂが集電線２５を、図中矢印の方向に押圧して、接続ケーブル端子２７ｂと集電線２５が電気的に接続される。
【００６３】
接続ケーブル端子２７ｂの材質は、導電性の材料であれば特段限定されない。
また、端子カバー２８の先が凹凸構造となっており、一方固定部材２９も凹凸構造が設けられており、両者はこれらの凹凸構造からなる嵌合構造により固定されている。図中の構造とする場合、端子カバー２８と固定部材２９は、例えばシリコン樹脂から製造される。
接続ケーブル端子２７ｂが集電線２５を押圧することで電気的な接続を達成することができるが、接続をより強固なものとするため、接続ケーブル端子２７ｂと集電線２５との間に導電性接着層を設けてもよい。
【００６４】
上記説明した、本発明の第１及び第２の実施形態は、図３（ｂ）及び図４（ｂ）から明らかなように、接続ケーブル端子と集電線が太陽電池モジュール内で接続されている。太陽電池モジュール内とは、太陽電池モジュールを形成する最表面と最裏面の層、例えば表面保護層と裏面保護層との間を意味する。
このように、太陽電池モジュール内で集電線と接続ケーブル端子が接続されることで太陽電池モジュールの意匠性が向上し、また、モジュールと端子の位置決めが簡便となり施工性が向上するので、好ましい。
【００６５】
図５は、本発明の第３、及び第４の実施形態に係る太陽電池モジュールの上面模式図である。
図５に示す太陽電池モジュール３０は、図１に示す太陽電池モジュールと同様、光電変換素子として、複数の有機半導体セルがモノリシックに接続された有機半導体セル３４が用いられる。
集電線３５は有機半導体セル３４と接続された状態でラミネートされるため、封止材層や表面保護層により被覆されている。一方で集電線３５の端部は、図示しない接続ケーブルの端子と電気的に接続される。接続ケーブル端子との接続のために、ラミネートされた太陽電池モジュールから集電線３５を取り出す必要があるため、集電線の一端には集電線取出部３６が設けられる。
【００６６】
図５のＡ−Ａ´における断面模式図を図６に示す。
図６に示す有機薄膜太陽電池モジュール３０では、太陽光１が図中下方向から入射し、太陽光の入射面から、表面保護層３１、封止材層３２、有機半導体セル３４、集電線３５、封止材層３２、裏面保護層３３の順に積層されている。そして、集電線取出部３６から、集電線３５の端部が太陽電池モジュールから取り出される。なお、太陽電池モジュールから取り出された集電線３５は、絶縁樹脂による被覆部３５ｂが設けられる。集電線のうち太陽電池モジュール外への露出部を絶縁樹脂により被覆することで、施工時における集電線の破損を軽減することができる。
【００６７】
集電線取出部３６は、集電線３５を取り出すことができればよく、その形状も特に限定されない。通常スリット状であるが、楕円状、矩形状としてもよい。また、集電線取出部３６の大きさも特段限定されないが、有機半導体セルの、大気への露出を極力減らすために、集電線取出部３６は小さい方が好ましい。集電線取出部３６を設ける方法は特段限定されず、カッター等を用いて必要領域部分の裏面保護層、封止材層に対し、切り込みを入れればよい。
【００６８】
次に、図５及び図６に示した有機薄膜太陽電池モジュール３０と接続ケーブル３７との電気的接続について説明する。
図７は、本発明の第３の実施形態を説明する模式図である。（ａ）は、有機薄膜太陽電池モジュール３０と端子カバー３８が固定される前の状態、（ｂ）は、有機薄膜太陽電池モジュール３０と端子カバー３８が固定された状態を示す。
【００６９】
接続ケーブル３７は、その先端に接続ケーブル端子３７ｂを備え、接続ケーブル端子３７ｂは端子カバー３８により保護されている。
接続ケーブル端子３７ｂは、接続ケーブル端子３７ｂの先端部に対し、図中下から上へと応力が生じた際に、端子の折れ曲がり部が弾性変形することで、図中上から下へと弾性力が生じる構造となっている。
そのため、端子カバー３８と有機薄膜太陽電池３０とを固定部３９で固定することで、弾性力が生じた接続ケーブル端子３７ｂが集電線３５を、図中矢印の方向に押圧して、接続ケーブル端子３７ｂと集電線３５が電気的に接続される。
【００７０】
接続ケーブル端子３７ｂは、通常導電性の材料により形成され、弾性変形しやすい材料・厚さとすることが好ましい。
また、端子カバー３８と有機薄膜太陽電池３０との固定の方法は、例えば固定部３９に両面テープなどの接着層を設けてもよく、別途固定治具等を用いて固定してもよい。意匠性の観点や、ハンドリングの観点から、接着層による固定とすることが好ましい。
接続ケーブル端子３７ｂが集電線３５を押圧することで電気的な接続を達成することができるが、接続をより強固なものとするため、接続ケーブル端子３７ｂと集電線３５との間に導電性接着層を設けてもよい。
なお、集電線３５の一端のみにおいて、接続ケーブル端子３７ｂと電気的に接続されていてもよく、両端において接続ケーブル端子３７ｂと電気的に接続されていてもよい。
【００７１】
一方で図８は、本発明の第４の実施形態を説明する模式図である。（ａ）は、有機薄膜太陽電池モジュール４０と端子カバー４８が固定される前の状態、（ｂ）は、有機薄膜太陽電池モジュール４０と端子カバー４８が固定された状態を示す。
【００７２】
接続ケーブル４７は、その先端に接続ケーブル端子４７ｂを備え、接続ケーブル端子４７ｂは端子カバー４８により保護されている。
接続ケーブル端子４７ｂは、その先端部分が集電線４５と接触することで電気的に接続するが、端子ケーブル端子４７ｂのうち、端子カバー４８から露出している部分の長さが
、固定部４９の上部と集電線４５との長さよりも、若干長くなっている。そのため、端子カバー４８と有機薄膜太陽電池４０とを固定部材４９で固定することで、接続ケーブル端子４７ｂが集電線４５を、図中矢印の方向に押圧して、接続ケーブル端子４７ｂと集電線４５が電気的に接続される。
【００７３】
接続ケーブル端子４７ｂの材質は、導電性の材料であれば特段限定されない。
また、端子カバー４８の先が凹凸構造となっており、一方固定部材４９も凹凸構造が設けられており、両者はこれらの凹凸構造からなる嵌合構造により固定されている。図中の構造とする場合、端子カバー４８と固定部材４９は、例えばシリコン樹脂から製造される。
接続ケーブル端子４７ｂが集電線４５を押圧することで電気的な接続を達成することができるが、接続をより強固なものとするため、接続ケーブル端子４７ｂと集電線４５との間に導電性接着層を設けてもよい。
【００７４】
上記説明した、本発明の第３及び第４の実施形態は、図７（ｂ）及び図８（ｂ）から明らかなように、接続ケーブル端子と集電線が太陽電池モジュール外で接続されている。太陽電池モジュール外とは、太陽電池モジュールを形成する最表面と最裏面の層、例えば表面保護層と裏面保護層の外側であることを意味する。また、太陽電池モジュール外で集電線と接続ケーブル端子が接続される場合、集電線の、太陽電池モジュール外に存在する箇所のうち少なくとも一部が絶縁樹脂被覆されていることが、施工時における集電線の破損を軽減する観点から好ましい。
このように、太陽電池モジュール外で集電線と接続ケーブル端子が接続されることで接続ケーブル端子の防水処理を簡便化することができるので、好ましい。
【００７５】
図９は、本発明の第５、及び第６の実施形態に係る太陽電池モジュールの上面模式図である。
図９に示す太陽電池モジュール５０は、図１に示す太陽電池モジュールと同様、光電変換素子として、複数の有機半導体セルがモノリシックに接続された有機半導体セル５４が用いられる。
集電線５５は有機半導体セル５４と接続された状態でラミネートされるため、封止材層や表面保護層により被覆されている。一方で、図中一点鎖線５５ｃで示す集電線５５の特定部分はラミネートされておらず、図示しない接続ケーブルの端子と電気的に接続される箇所である。ここで、本実施形態では、集電線の端部ではない箇所において接続ケーブルの端子と接続される点で、先に説明した実施形態と異なる。このように、集電線の端部ではない箇所で、接続ケーブル端子と電気的に接続される箇所を設けることで、意匠性を考慮して太陽電池モジュールを貼着する際にヘラにより気泡を抜く作業を行っても、その際に発生する応力による集電線の損傷を防ぐことができる。
なお、接続ケーブル端子との接続のために、ラミネートされた太陽電池モジュールから集電線５５を取り出す必要があるため、集電線には集電線取出部５６が設けられる。
【００７６】
図９のＡ−Ａ´における断面模式図を図１０に示す。
図１０に示す有機薄膜太陽電池モジュール５０では、太陽光１が図中下方向から入射し、太陽光の入射面から、接着層５１ｂ、表面保護層５１、封止材層５２、有機半導体セル５４、集電線５５、封止材層５２、裏面保護層５３の順に積層されている。そして、集電線取出部５６から、集電線５５の一部が太陽電池モジュールから露出され、集電線端部は再度封止構造により封止される。なお、太陽電池モジュールから露出された集電線５５は、絶縁樹脂による被覆部５５ｂが設けられる。集電線のうち太陽電池モジュール外への露出部を絶縁樹脂により被覆することで、施工時における集電線の破損を軽減することができる。
【００７７】
集電線取出部５６は、集電線５５を取り出すことができればよく、その形状も特に限定されない。通常スリット状であるが、楕円状、矩形状としてもよい。また、集電線取出部５６の大きさも特段限定されないが、有機半導体セルの、大気への露出を極力減らすために、集電線取出部５６は小さい方が好ましい。集電線取出部５６を設ける方法は特段限定されず、カッター等を用いて必要領域部分の裏面保護層、封止材層に対し、切り込みを入れればよい。
【００７８】
次に、図９及び図１０に示した有機薄膜太陽電池モジュール５０と接続ケーブル５７との電気的接続について説明する。
図１１は、本発明の第５の実施形態を説明する模式図である。（ａ）は、有機薄膜太陽電池モジュール５０と端子カバー５８が固定される前の状態、（ｂ）は、有機薄膜太陽電池モジュール５０と端子カバー５８が固定された状態を示す。
【００７９】
接続ケーブル５７は、その先端に接続ケーブル端子５７ｂを備え、接続ケーブル端子５７ｂは端子カバー５８により保護されている。
接続ケーブル端子５７ｂは、接続ケーブル端子５７ｂの先端部に対し、図中下から上へと応力が生じた際に、端子の折れ曲がり部が弾性変形することで、図中上から下へと弾性力が生じる構造となっている。
そのため、端子カバー５８と有機薄膜太陽電池５０とを固定部５９で固定することで、弾性力が生じた接続ケーブル端子５７ｂが集電線５５を、図中矢印の方向に押圧して、接続ケーブル端子５７ｂと集電線５５が電気的に接続される。
【００８０】
接続ケーブル端子５７ｂは、通常導電性の材料により形成され、弾性変形しやすい材料・厚さとすることが好ましい。
また、端子カバー５８と有機薄膜太陽電池５０との固定の方法は、例えば固定部５９に両面テープなどの接着層を設けてもよく、別途固定治具等を用いて固定してもよい。意匠性の観点や、ハンドリングの観点から、接着層による固定とすることが好ましい。
接続ケーブル端子５７ｂが集電線５５を押圧することで電気的な接続を達成することができるが、接続をより強固なものとするため、接続ケーブル端子３５ｂと集電線５５との間に導電性接着層を設けてもよい。
【００８１】
一方で図１２は、本発明の第６の実施形態を説明する模式図である。（ａ）は、有機薄膜太陽電池モジュール６０と接続ケーブル端子６７ｂとが接続される前の状態、（ｂ）は、有機薄膜太陽電池モジュール６０と接続ケーブル端子６７ｂとが接続された状態を示す。
【００８２】
接続ケーブル６７は、その先端に接続ケーブル端子６７ｂを備える。第１乃至第５の実施形態と異なり、接続ケーブル６７は端子カバーを有さない。
接続ケーブル端子６７ｂは集電線との接続部に嶮山構造を有し、接続ケーブル端子６７ｂを集電線６５に押圧することで嶮山構造が集電線６５に埋め込まれ、接続ケーブル端子６７ｂと集電線６５が電気的に接続し、かつその導通が強固なものとなる。
【００８３】
接続ケーブル端子６７ｂの材質は、導電性の材料であれば特段限定されない。また、接続ケーブル端子６７ｂの嶮山構造は、押圧によりその先端が集電線に埋め込まれ、導通を確保できる構造であればよい。
接続ケーブル端子６７ｂが集電線６５を押圧することで電気的な接続を達成することができるが、接続をより強固なものとするため、接続ケーブル端子６７ｂと集電線６５との間に導電性接着層を設けてもよい。
また、接続をより強固にし、かつ、接続箇所の保護のために、接続箇所を絶縁樹脂により被覆しても、更に端子カバーを設置してもよい。
【００８４】
図１３には、本発明の第７の実施形態を示し、その電気的接続を説明する。
図１３は、本発明の第７の実施形態を説明する模式図である。（ａ）は、有機薄膜太陽電池モジュール７０と接続ケーブル端子７７ｂが電気的に接続される前の状態、（ｂ）は、有機薄膜太陽電池モジュール７０と接続ケーブル端子７７ｂが電気的に接続された状態を示す。
接続ケーブル７７は、その先端に端子カバー７８を有し、端子カバー７８の先端部分には、集電線を挟みこむ構造を有する接続ケーブル端子７７ｂを有する。端子カバー７８において、接続ケーブル端子が存在する上下部分の部材は、プラスチック等の弾性力を有する部材からなる。
有機薄膜太陽電池モジュール７０は、有機薄膜太陽電池セルの存在しない箇所において、その封止構造が取り除かれて集電線７５が露出されている。集電線７５の露出箇所は、絶縁樹脂による被覆部７５ｂが設けられている。
端子カバー７８を上下に開いた状態で、接続ケーブル端子７７ｂを露出した集電線部分まで移動し、元の状態に戻すことで、接続ケーブル端子７７ｂは集電線を押圧し、接続端子ケーブル７７ｂと集電線７５は電気的に接続される。
なお、端子カバーにより、集電線の露出部分を密閉できるような構造とすることが、耐久性の観点から好ましい。
また、本発明の第６の実施態様および第７の実施態様の接続ケーブル端子は表面保護層や封止層を貫通することができるため、有機薄膜太陽電池セルの存在しない箇所において、その封止構造を取り除かずとも、接続ケーブル端子と集電線とを電気的に接続することができる。すなわち、接続ケーブル端子と集電線とを太陽電池モジュールの封止構造の内部で接続することができる。封止構造の内部で接続する場合には、接続ケーブル端子と集電線との接触面積が大きくなるように、接続箇所の集電線の厚さを厚くしたり、集電線に金属等の導電性材料を設置しておくことが好ましい。
そして、本発明の第６の実施態様および第７の実施態様の接続ケーブル端子は、その一部が集電線を貫通して接続する構造を有するため、集電線と接続ケーブル端子との確実な導通を得やすく、長期間安定して導通させることができる点でも好ましい。
【００８５】
図１４に、本発明の応用例である太陽電池モジュール８０を示す。
図１４は、有機薄膜太陽電池モジュール８０の上面模式図である。本実施形態では、有機半導体セル８４の上端部及び下端部に集電線８５が配置されており、有機半導体セル８４の上下端に配置された集電線８５は、有機半導体セル８４の右部分で会合する。
２本の集電線の会合部において図示しない集電線露出部を設けることで、集電線と接続ケーブル端子を一度に接続することが可能であり、効率的である。会合した集電線と接続ケーブル端子とは、個々に接続してもよく、二本の接続ケーブル端子を会合した集電線の位置に合わせて固定することで、二本を同時に接続してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明の太陽電池モジュールによれば、太陽電池モジュールを被設置物に設置した後であっても、モジュール内の集電線と接続ケーブルとを容易に接続できる。また、本発明の太陽電池モジュールによれば、集電線と接続ケーブルとの接続にハンダを用いる必要がなく、ハンダフリーの太陽電池モジュールとなる。また、本発明の太陽電池モジュールの一態様によれば、意匠性を考慮して太陽電池モジュールを貼着する際にヘラにより気泡を抜く作業を行っても、その際に発生する応力による集電線の損傷を防ぐことができる。
【符号の説明】
【００８７】
１    太陽光
１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０    有機薄膜太陽電池モジュール
１１、２１、３１、４１、５１、６１、７１    表面保護層
５１ｂ、６１ｂ      接着層
１２、２２、３２、４２、５２、６２、７２    封止材層
１３、２３、３３、４３、５３、６３、７３    裏面保護層
１４、２４、３４、４４、５４、６４、７４、８４    有機半導体セル
１５、２５、３５、４５、５５、６５、７５、８５    集電線
３５ｂ、４５ｂ、５５ｂ、６５ｂ、７５ｂ            樹脂被覆集電線
１６、２６                露出部
３６                      集電線取出部
１７、２７、３７、４７、５７、６７、７７    接続ケーブル
１７ｂ、２７ｂ、３７ｂ、４７ｂ、５７ｂ、６７ｂ、７７ｂ    接続ケーブル端子
１８、２８、３８、４８、５８、７８    端子カバー
１９、３９、５９                固定部
２９、４９                固定部材
【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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【図１３】
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【図１４】
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