JP3363690B2 - 集熱パネル及びパッシブソーラーシステム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は太陽光エネルギー変
換装置に関し、特に太陽電池モジュールを用いることに
より電気出力も得ることのできる集熱パネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】地球環境問題が深刻化するなかで、太陽
光エネルギーは火力発電、原子力発電などの有害な副産
物を生成しないクリーンエネルギーとして近年、非常に
注目されるようになった。また限りある地球上の資源に
対し、枯渇することのない無限エネルギーとしても太陽
光エネルギーの有効活用が望まれている。

【０００３】また一方で既存の１元型エネルギーシステ
ムでは震災等の災害がおきた場合、エネルギー供給が断
絶したり、またその復旧に非常に時間がかかったりとい
った問題がある。太陽光エネルギーは晴れている地域で
あればエネルギーとしていつでも利用できることから、
分散型の独立エネルギー源としての利用価値が高い。

【０００４】これらのニーズから住宅向けの屋根一体型
太陽光エネルギー変換装置の開発が促進され、現在はそ
の実用化が急速に進んでいる。

【０００５】太陽光エネルギーの利用方法として半導体
素子を用いた太陽光発電システムや太陽光を断熱箱内に
取り込み、その熱を利用して温水や温風をつくる太陽光
発熱システム等が挙げられる。

【０００６】特に寒冷地では熱に対する関心が高く、屋
根一体型太陽光発熱システムとして、光吸収が良い黒色
鉄板を利用したパッシブソーラーシステムが実用化され
ている（特公平７−２８０３５８号公報）。

【０００７】上記パッシブソーラーシステムを利用した
住宅を図１を用いて説明する。概略全体図を図１
（ａ）、集熱パネルの詳細図を図１（ｂ）に示す。

【０００８】パッシブソーラーシステム住宅は太陽熱集
熱部として屋根材１０１と断熱材１０２に挟まれた空気
流通路１０３及び集熱パネル１０４内の空間を確保して
おり、その他、熱媒である空気の取り入れ口として軒先
に外気取り入れ口１０５、温風を住宅屋内に引き込むた
めのダクト１０６及びファン１０７、更に畜熱するため
のコンクリート１０８、室内に温風を取り入れるための
吹き出し口１０９より構成されている。

【０００９】軒先に設けた外気取り入れ口１０５より侵
入した空気は屋根材１０１と断熱材１０２の間に形成さ
れた空気流通路１０３をゆっくり棟部に向けて流れる。
その間、日照により昇温している屋根材１０１より熱を
受けて昇温する。屋根材１０１は一般的に日照により８
０〜９０℃の温度になるが、外気へ放熱するため、空気
流通路１０３の空気はせいぜい６０℃ぐらいにしか昇温
しない。また風がある日は日照がどんなに強くても放熱
が大きくなる事から、空気流通路１０３の空気はほとん
ど昇温しない。

【００１０】空気流通路１０３の空気を更に昇温させる
ために、棟近くに集熱パネル１０４を配置している。屋
根直下の空気流通路１０３を上昇してきた空気はこの集
熱パネル１０４内に流入する。集熱パネル１０４は図１
（ｂ）に示す様に熱源である黒色鉄板１１５が受けた日
照熱を外気へ放熱しないようにガラス箱内１１７に閉じ
込めた構成になっており、取り込まれた空気は黒色鉄板
１１５から熱を受けて昇温し、８０℃以上の温風にな
る。黒色鉄板１１５をガラスで覆う事で、熱源である黒
色鉄板１１５が日照で加熱される時に、風が吹いても、
冷却されずに集熱が行える。

【００１１】また集熱パネル１０４内の空気流通路１０
３として熱源である黒色鉄板１１５の非受光面側を利用
しているのは、受光面側のガラスと非受光面側のパネル
底板である断熱材とでは外気への熱損失が断熱材である
非受光面側の方が小さいからである。

【００１２】屋根材１０１下の空気流通路１０３及び集
熱パネル１０４で暖められた８０℃以上の温風はファン
１０７により住宅屋内に引き込まれ、ダクト１０６を通
り、床下のコンクリート１０８に畜熱され、必要に応じ
て吹き出し口１０９により、その熱を利用出来るように
なっている。

【００１３】またファン１０７を逆転することで床下の
熱を外に排気することもできる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記システムは温風を
住宅内に送り込むファンを動作するための電気が必要で
あり、本発明者等はその電源として太陽電池モジュール
を前記屋根材に設置し、利用するシステムを以前、提案
した。

【００１５】しかしながら寒冷地においては、積雪によ
り太陽電池モジュールが日影となり、システムが動作し
ないといった問題が発生した。

【００１６】また一方でシステムが有効に動作するため
には高い温度（８０℃以上）の温風が必要であり、集熱
パネルは屋根上には欠かす事ができなく、そのため屋根
上の太陽電池設置スペースが少なくなり、例えばファン
以外への余剰電力を、電力会社等に売却する系統連係を
行うことができなくなる等の問題も発生した。

【００１７】両者を解決する手段として、集熱パネルの
中に太陽電池を設置する必要に迫られた。

【００１８】そうすれば積雪しても集熱システムのファ
ンを逆転してやれば、畜熱されていた床下の温風で集熱
パネルを暖めて融雪することができ、パネル内の太陽電
池は日照を得ることが出来るし、一方で集熱パネルは通
常、日射量が一番多いとされる南面の棟付近に配置され
ているため、その面積に太陽電池を設置できれば多大な
電力も得られる。

【００１９】更には、パッシブソーラーシステムの施工
作業も太陽電池と集熱パネルの両方を施工する必要がな
く、太陽電池付き集熱パネルを施工するだけで良くな
り、施工作業も軽減できる。

【００２０】上記課題を解決するためには、特開昭５８
−３１２５３号公報にみられるように単に集熱パネル内
に太陽電池素子を設置すれば良い。しかしながら、それ
だけでは実用的な集熱パネルは実現しえない。

【００２１】なぜならば、まず熱媒に対する太陽電池素
子の耐候性を確保するため、不活性ガス等を封入したり
と、箱の気密性等の課題が多くなりかえってコスト高と
なり、実用的でなくなる。また太陽電池は電源であり、
その絶縁性を確保しなくてはならず、太陽電池素子をそ
のまま用いる事で集熱パネルの絶縁性の確保といった課
題も出てくる。

【００２２】更には、集熱パネルの組み立てにおいて、
作業性の低下、コスト高が問題となった。つまり太陽電
池素子を集熱パネル内に配置する為の組立工程が増加
し、また取り付け部品や、その他付随する部品が必要と
なって、組み立てコストが高くなり、実用的でなくなっ
た。

【００２３】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、その具体的手段を提供するものである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】第１に、本発明は、少な
くとも一部に太陽光が入射可能な窓を有する保温構造の
箱、前記箱に設けられ、流体である熱媒を前記箱内に流
入させるための取入れ口、前記箱に設けられ、流体であ
る熱媒を前記箱内より流出させるための取出し口、前記
箱内に配置された集熱板を有する集熱パネルであって、
前記集熱板は、前記箱内の空間を受光面側と非受光面側
とに２分割するように配置されており、前記集熱板の一
部に太陽電池素子が一体形成され、前記太陽電池素子
は、少なくとも被覆フィルムにより被覆されていて、前
記熱媒が前記集熱板の非受光面側を通り、受光面側が密
封されていることを特徴とする集熱パネルを含むもので
あり、好ましくは、少なくとも前記太陽電池素子と前記
被覆フィルムとの間に充填材層を有すること、更に好ま
しくは、前記太陽電池素子が、前記取入れ口側に一体形
成されていることである。また、少なくとも一部に太陽
光が入射可能な窓を有する保温構造の箱、前記箱に設け
られ、流体である熱媒を前記箱内に流入させるための取
入れ口、前記箱に設けられ、流体である熱媒を前記箱内
より流出させるための取出し口、前記箱内に配置された
集熱板を有する集熱パネルであって、前記集熱板は、前
記箱内の空間を受光面側と非受光面側とに２分割するよ
うに配置されており、前記集熱板は、前記取入れ口側に
太陽電池素子が一体形成されていて、前記熱媒が前記集
熱板の非受光面側を通り、受光面側が密封されているこ
とを特徴とする集熱パネルを含むものである。上記第１
の発明は、更に、前記集熱板の受光面側の熱抵抗より非
受光面側の熱抵抗が小さいこと、更に、前記集熱板が、
前記非受光面側に放熱構造を有する事、を好ましい態様
として含むものである。

【００２５】第２に、本発明は、少なくとも一部に太陽
光が入射可能な窓を有する保温構造の箱、前記箱に設け
られ、流体である熱媒を前記箱内に流入させるための取
入れ口、前記箱に設けられ、流体である熱媒を前記箱内
より流出させるための取出し口、前記箱内に太陽光に晒
されるように配置された集熱板、を有する集熱パネルで
あって、前記集熱板は、前記箱内の空間を受光面側と非
受光面側とに２分割するように配置されており、前記窓
の少なくとも一部に太陽電池素子が一体形成され、前記
太陽電池素子は、少なくとも前記窓及び被覆フィルムに
より被覆されていて、前記熱媒が前記集熱板の非受光面
側を通り、受光面側が密封されていることを特徴とする
集熱パネルを含むものであり、好ましくは、少なくとも
前記太陽電池素子と前記被覆フィルムとの間に充填材層
を有すること、更に好ましくは、前記太陽電池素子が、
前記取り入れ口付近に位置していることである。また、
少なくとも一部に太陽光が入射可能な窓を有する保温構
造の箱、前記箱に設けられ、流体である熱媒を前記箱内
に流入させるための取入れ口、前記箱に設けられ、流体
である熱媒を前記箱内より流出させるための取出し口、
前記箱内に配置された集熱板、を有する集熱パネルであ
って、前記集熱板は、前記箱内の空間を受光面側と非受
光面側とに２分割するように配置されており、前記窓
は、前記取入れ口側に太陽電池素子を有し、前記熱媒が
前記集熱板の非受光面側を通り、受光面側が密封されて
いることを特徴とする集熱パネルを含むものである。上
記第２の発明は、更に、前記窓が少なくとも２枚の窓板
からなり、太陽電池素子付き窓と太陽電池素子の付いて
ない窓からなること、更に、前記太陽電池素子付き窓は
白板ガラスからなり、前記太陽電池素子の付いてない窓
は青板ガラスからなることを好ましい態様として含むも
のである。

【００２６】上記第１、第２の本発明は、前記太陽電池
素子で発生した電気を取り出すためのケーブルコネクタ
ーを有し、該ケーブルコネクターは、前記取入れ口から
前記箱の外部に取り出されていることを好ましい態様と
して含むものである。

【００２７】第３に、本発明は、少なくとも一部に太陽
光が入射可能な窓を有する保温構造の箱、前記箱に設け
られ、流体である熱媒を前記箱内に流入させるための取
入れ口、前記箱に設けられ、流体である熱媒を前記箱内
より流出させるための取出し口、前記箱内の一部に配置
された集熱板、を有する集熱パネルであって、前記集熱
板は、前記箱内の空間を２分割するように配置されてお
り、太陽光が入射可能な前記箱の底板に太陽電池素子が
一体形成され、前記太陽電池素子は、少なくとも被覆フ
ィルムにより被覆されていて、前記熱媒が前記集熱板の
非受光面側を通り、受光面側が密封されていることを特
徴とする集熱パネルを含むものであり、好ましくは、少
なくとも前記太陽電池素子と前記被覆フィルムとの間に
充填材層を有すること、更に好ましくは、前記太陽電池
素子が、前記取入れ口付近に配置されていることであ
る。また、少なくとも一部に太陽光が入射可能な窓を有
する保温構造の箱、前記箱に設けられ、流体である熱媒
を前記箱内に流入させるための取入れ口、前記箱に設け
られ、流体である熱媒を前記箱内より流出させるための
取出し口、前記箱内の一部に配置された集熱板、を有す
る集熱パネルであって、前記集熱板は、前記箱内の空間
を２分割するように配置されており、太陽光が入射可能
な前記箱の底板の前記取入れ口付近に太陽電池素子が一
体形成されていて、前記熱媒が前記集熱板の非受光面側
を通り、受光面側が密封されていることを特徴とする集
熱パネルを含むものである。上記第３の発明は、更に、
前記底板が、前記太陽電池素子を配置した板と配置して
いない板とからなること、更に、前記窓が、前記太陽電
池素子上は白板ガラスからなり、非太陽電池素子上は青
板ガラスからなること、更に、前記集熱板は、屈曲形状
を有することをその好ましい態様として含むものであ
る。

【００２８】更に、本発明は、上記第１から第３の本発
明において、前記太陽電池素子が、非単結晶半導体を用
いたものであること、前記非単結晶半導体が、アモルフ
ァスシリコン半導体であることを好ましい形態として含
むものである。

【００２９】また、本発明は、上記本発明の集熱パネル
を利用したことを特徴とするパッシブソーラーシステム
を含むものであり、好ましくは、前記集熱パネルの前記
取出し口に連結され、屋内に前記熱媒を導入するダクト
を有すること、更には、前記ダクトの途中にファンを有
することである。

【００３０】その上、太陽電池素子は非単結晶光起電力
素子を用い、集熱板が非受光面側に放熱構造を有する事
がさらに好ましい。

【００３１】上記構成としたことにより、太陽光を熱に
変える熱源となる基板部分と太陽光を電気に変える太陽
電池素子が一体化されているので、太陽光を熱に変える
熱源と太陽光を電気に変える太陽電池素子を集熱パネル
内に別々に取り付ける必要がないので、取り付け作業性
が非常に良い。

【００３２】つまり、集熱パネル内の一部に太陽電池素
子を取り付け、かつ、集熱のための熱源となる黒色鉄板
を取り付けるという必要がなく、次のような作業性の問
題を解消できる。

【００３３】一つには、太陽電池素子を集熱パネル内に
取り付けた後、黒色鉄板を取り付けようとするとき、太
陽電池素子を傷付けないように必要となる注意、及び、
既に太陽電池素子が取り付けられていることにより、手
を入れにくいなどの作業性の悪さを解消できる。

【００３４】逆に、黒色鉄板を取り付けた後、太陽電池
素子を取り付ける場合の、既に黒色鉄板が取り付けられ
ていることによる、太陽電池素子からの電気出力ケーブ
ルの取り回しなどの作業性の悪さを解消できる。

【００３５】また、二つめには、太陽電池素子と黒色鉄
板により、集熱パネル内を２分割する場合に問題とな
る、太陽電池素子と黒色鉄板の間にできるスキ間を埋め
るために必要となる新しい部材による、コストアップと
その取り付け作業を解消できる。

【００３６】またこれにより、この集熱パネルより所望
の電気出力と所望の温度を有した空気の両方を得ること
ができる。

【００３７】ここで、太陽電池素子を取り入れ口側に一
体形成したことにより、太陽電池素子は集熱パネル内で
の温度の低い場所に存在することになり、問題となるほ
どの電気出力低下をきたすほどに高温化することなく、
所望の電気出力を得ることができる。

【００３８】また、太陽電池素子が一体形成されていな
い集熱板部分において、受光面側の熱抵抗より非受光面
側の熱抵抗が小さいことにより、集熱板の非受光面側を
流れる空気へ伝導する熱量が増え、さらに高温な空気を
得ることができる。

【００３９】さらに、太陽電池素子が一体形成されてい
る集熱板部分において、受光面側の熱抵抗より非受光面
側の熱抵抗が小さいことにより、この太陽電池素子が一
体形成されている部分でも集熱板の非受光面側を流れる
空気へ伝導する熱量が増え、さらに高温な空気を得るこ
とができる。

【００４０】

【００４１】太陽電池素子を窓に一体に樹脂で封止した
構成にすることで、従来の集熱パネルの組立作業と同じ
工数で行うことができた。つまり従来の様に、まず準備
した箱に集熱板を固定し、太陽電池と一体となった窓を
取りつけるだけで集熱パネルの組立て作業が完了する。
また素子の耐候性を考慮して集熱パネル内に不活性ガス
を充填する等の集熱パネルの厳密な気密性や、集熱パネ
ルの取り入れ口にフィルター等を要求する必要がなく、
また太陽電池素子の絶縁性を確保しやすいといった面で
の利点も大きい。また太陽電池素子側から見ても、従来
からのモジュール化の形成プロセスをそのまま利用でき
るため、新たな作業等の必要がなくコストを最小限に抑
えられる。

【００４２】更に、集熱板に太陽電池素子を設置する必
要がなく、集熱板の集熱効果を高めるために、単なる平
板形状ではなく折り曲げられた形状を採用できる。

【００４３】集熱パネルの取り入れ口付近の空気温度は
高くても６０℃前後であり、この付近のみに太陽電池素
子を配備すれば、太陽電池素子に安価な封止材料や配線
材料等が使用可能となりコスト削減ができ、また必要な
温風も残った黒色鉄板で加熱生成することができる。

【００４４】

【００４５】太陽電池素子を集熱パネル底面に一体化さ
せた太陽電池素子を集熱パネル内に設置することで、次
のようなメリットがある。

【００４６】具体的には太陽電池を集熱パネル底面に一
体化させる事により、集熱パネルの組立を、太陽電池素
子を組み込まない従来の集熱パネルの組立作業と同じ工
数で行うことが出来た。また、端子箱は底板に一体的に
形成できる為、内部での配線作業が不要となり、作業工
数を減少させる効果がある。このようにすることで組立
工程を大幅に削減すると共に、製造コストを押さえるこ
とが出来る。

【００４７】これまで集熱パネル内での電気配線には、
箱内が高温となる為、電気配線及び接続方法等に高価な
配線材料、絶縁材料、接着剤等が必要であった。しか
し、太陽電池素子を集熱パネル底面に一体化させ、これ
を比較的温度が低温である空気取り入れ口付近に配備す
ることで、前記材料の耐熱グレードを落とすことが可能
となり、材料費の削減が可能になった。また、集熱箱内
の太陽電池素子を配備しない空間は、従来からの集熱板
が使用出来る為、必要な温度の温風はそこで加温して生
成することもできる。

【００４８】太陽電池の電気取り出し部としての端子箱
は、太陽電池の非受光面側に付けることができる。集熱
パネル底面に太陽電池を一体化させる事により、集熱パ
ネル底面に直接太陽電池の電気取り出し部を設置するこ
とが出来、集熱パネル底面から直接電気を取り出せると
いった面でのメリットが大きい。具体的には、集熱パネ
ル内に複数の太陽電池を配置した場合、集熱パネル内に
ある太陽電池間でまず電気接続し、更にそこからの配線
を集熱パネル外に出さなければならなかった。しかし、
集熱パネル底板に太陽電池を一体形成させることによ
り、端子箱が太陽電池の裏面に配置されているいる為、
集熱パネル底板の裏面に端子箱を設置することで、配線
を直接集熱パネル外へ出すことができるというメリット
がある。

【００４９】その上、太陽電池素子として非単結晶光起
電力素子を用いることにより、次の作用がある。

【００５０】非単結晶半導体は結晶シリコン半導体より
も温度依存性が優れており、例えば本発明に用いたアモ
ルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）半導体の温度特性は、−
０．２％／℃であり、１００℃の温度上昇に対しても当
初の効率に対して２０％のダウンにしかならない。ま
た、高温下における特性低下が少ない。更には、集熱パ
ネル等の高い温度下で使用する事で非単結晶半導体特有
のステブラーロンスキー劣化を抑えられることが最近報
告されており、トータルでは長期間に取り出せる電力の
増大をもたらすことができる。

【００５１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の集熱パネルの実施
の形態について図を用いて説明する。尚、本発明はこの
例に限られるものではない。

【００５２】（１）形態１ 図２は本発明の集熱板を熱源とする集熱パネルの斜視図
（図２（ａ））とその断面図（図２（ｂ））である。箱
２０１に空気が通過できる取入れ口２０２と取出し口２
０３が設けられている。箱２０１の一面は窓２０４にな
っており、太陽光２０５が入射できる様になっている。
集熱板２０６は入射光に晒され、箱２０１内の空間を２
分割するように取りつけられている。集熱板２０６は太
陽光２０５を吸収して、後述する太陽電池素子部分によ
り発電する。そして、これもまた後述する基板部分が熱
源となり、非受光面側の空気２０７に熱量を伝える。取
入れ口２０２より流入してきた空気２０７は集熱板２０
６により暖められて温風となり、取出し口２０３より流
出する。ここで受光面側の空気を熱媒として利用しない
のは、受光面側はガラス窓２０４部からの熱放熱がある
ため、十分な昇温ができないためである。

【００５３】また太陽電池素子において発電した電気は
集熱板２０６の非受光面側から取り出され、ケーブルコ
ネクター２０８等により、外部へ取り出す構成になって
いる。

【００５４】以下に各構成材料について述べる。

【００５５】（箱）箱２０１の材料は断熱性が高いもの
が好ましく、例えば、木、ポリスチレン、珪化カルシウ
ム、発泡スチロールなどが使用できる。また箱２０１は
気密構造とする。

【００５６】（窓）窓２０４の材料は光透過性と断熱性
が高いものが好ましく、例えば、ガラス、ポリカーボネ
ート、ポリエチレンテレフタレート、アクリル、ナイロ
ンなどが使用できる。また窓２０４の取り付けは箱２０
１にゴム、シリコン、アクリル等の接着剤により取り付
け、エッチカバーを設けてもよい。

【００５７】（取入れ口）取入れ口２０２は少なくとも
箱２０１に１つあり、空気や水などが流入できる構造で
ある。ゴミ等の混入を防ぐためのフィルターや酸性の物
質を含む空気に対する化学フィルターを設けてもよい。
また空気の流入量を調整できる様に絞りを設けてもよ
い。

【００５８】（取出し口）取出し口２０３は少なくとも
箱２０１に１つあり、空気や水などが流入できる構造で
ある。ゴミ等の混入を防ぐためのフィルターや酸性の物
質を含む空気に対する化学フィルターを有してもよい。
また空気の流入量を調整できる様に絞りを設けてもよ
い。更に住宅内に送り込む空気温度を制御するための温
度計を設けてもよい。

【００５９】（集熱板）以下に本発明の一部に太陽電池
素子を一体形成した集熱板について図を用いて説明す
る。

【００６０】図３は本発明の集熱板３０１の斜視図（図
３（ａ））とその線ＡＡでの断面図（図３（ｂ））であ
る。

【００６１】図３（ｂ）は上記集熱板３０１の一部が太
陽電池素子３０２、保護膜３０３、表面被覆フィルム３
０４、裏面被覆フィルム３０５、基板３０６、充填材３
０７より構成されていることを示している。

【００６２】更に各材料及びモジュール形成方法につい
て詳しく述べる。

【００６３】ａ）太陽電池素子 太陽電池素子３０２は図４に示すように、導電性基体４
０１、裏面反射層４０２、半導体層４０３、透明導電層
４０４、集電電極４０５から構成されている。

【００６４】導電性基体４０１は太陽電池素子３０２の
基板であり、発電に寄与しなかったり、反射された光以
外のエネルギーを熱エネルギーにかえる熱源としての役
割をしている。また非受光面の電極の役割を持つ。裏面
反射層４０２はより多くの光起電力を得ようと光を半導
体層４０３に反射させる役割を持つ。半導体層４０３は
光を吸収し電気エネルギーにかえる役割を持つ。透明電
極層４０４は受光面側の電極であり、集電電極４０５は
透明電極４０４上に発生した電流を効率よく集電するた
めの電極である。

【００６５】導電性基体４０１としては、例えばステン
レス、アルミニウム、銅、チタン、カーボンシート、亜
鉛メッキ鋼板、導電層が形成されているポリイミド、ポ
リエステル、ポリエチレンナフタライド、エポキシ等の
樹脂フィルムやガラス等のセラミックが挙げられる。

【００６６】裏面反射層４０２としては金属層、金属酸
化物層、金属層と金属酸化物の複合層が用いられる。金
属の材料としては、例えばチタン、クロム、モリブデ
ン、タングステン、アルミニウム、銀、ニッケル等が用
いられる。金属酸化物材料としては、例えば酸化亜鉛、
酸化チタン、酸化錫等が利用される。金属層及び金属酸
化物層の形成方法としては抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸
着、スパッタリング等がある。非単結晶半導体として
は、アモルファスシリコン、アモルファスシリコンゲル
マニウム、アモルファスシリコンカーバイド、アモルフ
ァスシリコンナイトライド、更にこれらが微結晶化した
マイクロクリスタル、多結晶シリコン等が挙げられる。

【００６７】半導体層４０３としては、例えば非単結晶
半導体、結晶シリコン、銅インジウムセレナイド、サン
セラム等の化合物半導体が挙げられる。

【００６８】製法としては、非単結晶半導体の場合は、
例えばシランガス、ゲルマンガス、炭化水素等のプラズ
マＣＶＤにより形成する。結晶シリコンの場合は溶融シ
リコンのシート化、あるいはアモルファスシリコンの熱
処理により形成する。また化合物半導体の場合は、例え
ば電子ビーム蒸着、スパッタリング、電析、印刷等によ
り形成する。

【００６９】構成としては、ｐｉｎ接合、ｐｎ接合、シ
ョットキー型接合が用いられる。

【００７０】透明導電層４０４としては、例えば酸化イ
ンジウム、酸化錫、ＩＴＯ、酸化亜鉛、酸化チタン、硫
酸カドミウム等が挙げられる。形成方法としては、例え
ば抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング等が
ある。

【００７１】集電電極４０５としては、例えば金属であ
るチタン、クロム、モリブデン、タングステン、アルミ
ニウム、銀、ニッケル、銅、錫等の導電性ペーストが用
いられる。導電性ペーストは、例えばポリエステル、エ
ポキシ、フェノール、アクリル、アルキシド、ポリビニ
ルアセテート、ゴム、ウレタン、フェノール等のバイン
ダーポリマーと上記金属の粉末を分散させて用いる。形
成方法としては、例えばマスクによるスクリーン印刷法
等がある。

【００７２】ｂ）保護膜 保護膜３０３は太陽電池素子３０２表面を保護し、複数
の素子の組み上げ工程での製造歩留りを上げるため、耐
スクラッチ性が必要とされる。光透性、耐候性、接着性
も必要であり、材料としては、例えばアクリルシリコ
ン、アクリル、シリコン等の樹脂を用いる。

【００７３】ｃ）表面被覆フィルム 表面被覆フィルム３０４は表面を保護し絶縁性を確保す
る必要があり、絶縁性、透光性、耐候性、汚れが付着し
にくいことが要求される。材料としては、例えばポリエ
チレンテトラフルオロエチレン、ポリ３フッ化エチレ
ン、ポリフッ化ビニル等のフッ素樹脂フィルムがある。
通常はフッ素樹脂フィルムは接着性が乏しいため、接着
面はコロナ処理やプライマー処理を施すのが好ましい。

【００７４】ｄ）裏面被覆フィルム 裏面被覆フィルム３０５には太陽電池素子３０２と基板
３０６との絶縁性を確保するために、絶縁性を要求され
る。材料としては、例えばナイロン、ポリエチレンテレ
フタレート等がある。また裏面被覆フィルム３０５は基
板３０６上にコートされた一体型でも構わない。

【００７５】ｅ）基板 基板３０６は、太陽光を熱に換える熱源としての機能を
有すること、そして、太陽電池素子３０２を支持するこ
とのできる構造強度を有する以外特に限定はない。例え
ば、塗装亜鉛メッキ鋼板のような絶縁処理した金属、カ
ーボンファイバー、ＦＲＰ（ガラスファイバー強化プラ
スチック）、セラミック、ガラス等を用いる。

【００７６】ｆ）充填材 充填材３０７は上記各材料を接着する役割があり、接着
性、柔軟性、光透性、耐候性を要求される。材料として
は、例えばＥＶＡ（酢酸ビニル−エチレン共重合体）、
ブチラール樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂
を使用する。また集熱板３０１の耐スクラッチ性を上げ
るためガラス繊維を含浸したり、半導体層４０３を劣化
させる紫外線を吸収する紫外線吸収剤を含有させてもよ
い。

【００７７】（２）形態２ 図１６は本発明の太陽電池付き集熱パネルの斜視図であ
り、図１７はその断面図である。箱１６０１、１７０１
に空気が通過できる取り入れ口１６０２、１７０２と取
り出し口１６０３、１７０３が設けられている。箱１６
０１、１７０１の一面は太陽電池付き窓１６０４、１７
０４になっており、太陽光１７０８が入射できるように
なっている。光起電力素子１６０５、１７０５は入射光
に晒され、窓１６０４、１７０４と一体形成するように
樹脂封止されている。集熱板１６０６、１７０６は入射
光に晒され、箱１６０１、１７０１内の空間を２分割す
るように取りつけられている。集熱板１６０６、１７０
６は太陽光を吸収して発熱し、非受光面側の空気に熱量
を伝える。取り入れ口１６０２、１７０２より流入して
きた空気１７０９は取り入れ口１６０２、１７０２から
取り出し口１６０３、１７０３へ進むにつれて除々に集
熱板１６０６、１７０６により暖められて温風となり、
取り出し口１６０３、１７０３より流出する。

【００７８】ここで集熱板１６０６、１７０６の受光面
側の空気を熱媒として利用しないのは、受光面側は太陽
電池付き窓１６０４、１７０４部からの放熱があるた
め、十分な昇温ができないためである。

【００７９】また光起電力素子１６０５、１７０５を部
分的に窓１６０４、１７０４に一体形成しているのは、
全面に形成すると日射が集熱板１６０６、１７０６に照
射せず、窓は放熱が大きいため十分な昇温ができないた
めである。

【００８０】また光起電力素子１６０５、１７０５は当
然ながら発電しており、発生した電気は太陽電池の非受
光面側から取り出され、ケーブルコネクター１６０７、
１７０７等により、外部へ取り出す構成になっている。

【００８１】空気の取り入れ口１６０２、１７０２の近
くの温度は高温時でも６０〜８０℃であり、ケーブルコ
ネクター１６０７、１７０７の取り出し位置を取り入れ
口１６０２、１７０２の近くにする事で、ケーブルコネ
クター１６０７、１７０７の耐熱性が必要なく、従来の
ケーブルコネクターを使用することができる。

【００８２】取り入れ口１６０２、１７０２から取り出
されたケーブルコネクター１６０７、１７０７は必要に
応じて、隣接する集熱パネルからのケーブルコネクター
と接続される。

【００８３】以下に各構成材料について述べる。

【００８４】箱１６０１、取入れ口１６０２、取出し口
１６０３については、前述の形態１と同様である。

【００８５】（集熱板）集熱板１６０６は集熱パネルの
熱源の働きをする。日射を受けて暖められ、その熱を熱
媒に伝達する作用を持つ。このましくは輻射の抵抗が低
い黒色の鉄板が望ましく、その他黒色のアルミ板、黒色
のステンレス板、選択吸収板などが用いられる。

【００８６】（太陽電池付き窓）以下に太陽電池付き窓
１６０４について図を用いて説明する。

【００８７】図１８は本発明の太陽電池付き窓の斜視図
であり、窓板１８０１上に太陽電池が形成されているこ
とを示している。光起電力素子１８０２は窓の一部分に
形成されている。更に光起電力素子１８０２からケーブ
ルコネクター１８０３により端子取り出しを行ってい
る。図１９はその断面図である。図１９は上記太陽電池
付き窓が光起電力素子１９０１、窓板１９０２、裏面被
覆フィルム１９０３、充填材１９０４、ケーブルコネク
ター１９０５より構成されていることを示している。

【００８８】更に各材料及び一体形成方法について詳し
く述べる。

【００８９】ａ）光起電力素子 光起電力素子１９０１は、導電性基体、裏面反射層、半
導体層、透明導電層、集電電極から構成されている。

【００９０】導電性基体は光起電力素子の基板であり、
非受光面の電極である。裏面反射層はより多くの光起電
力を得ようと光を半導体層に反射させる反射層である。
半導体層は光を吸収し電気エネルギーにかえる役割を持
つ光起電力層である。透明電極層は受光面側の電極層で
ある。集電電極は透明電極上に発生した電流を効率よく
集電するための電極である。

【００９１】導電性基体としては、例えばステンレス、
アルミニウム、銅、チタン、カーボンシート、亜鉛メッ
キ鋼板、導電層が形成されているポリイミド、ポリエス
テル、ポリエチレンナフタライド、エポキシ等の樹脂フ
ィルムやガラス等のセラミックが挙げられる。

【００９２】裏面反射層としては金属層、金属酸化物
層、金属層と金属酸化物の複合層が用いられる。金属の
材料としては、例えばチタン、クロム、モリブデン、タ
ングステン、アルミニウム、銀、ニッケル等が用いられ
る。金属酸化物材料としては、例えば酸化亜鉛、酸化チ
タン、酸化錫素等が利用される。金属層及び金属酸化物
層の形成方法としては抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、
スパッタリング等がある。

【００９３】半導体層としては、例えば非単結晶半導
体、結晶シリコン、銅インジウムセレナイド、サンセラ
ム等の化合物半導体が挙げられる。非単結晶半導体とし
ては、アモルファスシリコン、アモルファスシリコンゲ
ルマニウム、アモルファスシリコンカーバイド、アモル
ファスシリコンナイトライド、更にこれらが微結晶化し
たマイクロクリスタル、多結晶シリコン等が挙げられ
る。

【００９４】製法としては、非単結晶半導体の場合は、
例えばシランガス、ゲルマンガス、炭化水素等のプラズ
マＣＶＤにより形成する。結晶シリコンの場合は溶融シ
リコンのシート化、あるいはアモルファスシリコンの熱
処理により形成する。また化合物半導体の場合は、例え
ば電子ビーム蒸着、スパッタリング、電析、印刷等によ
り形成する。

【００９５】構成としては、ｐｉｎ接合、ｐｎ接合、シ
ョットキー型接合が用いられる。

【００９６】透明導電層としては、例えば酸化インジウ
ム、酸化錫、ＩＴＯ、酸化亜鉛、酸化チタン、硫酸カド
ミウム等が挙げられる。形成方法としては、例えば抵抗
加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング等がある。

【００９７】集電電極としては、例えば金属であるチタ
ン、クロム、モリブデン、タングステン、アルミニウ
ム、銀、ニッケル、銅、錫等の導電性ペーストが用いら
れる。導電性ペーストは、例えばポリエステル、エポキ
シ、フェノール、アクリル、アルキシド、ポリビニルア
セテート、ゴム、ウレタン、フェノール等のバインダー
ポリマーと上記金属の粉末を分散させて用いる。形成方
法としては、例えばマスクによるスクリーン印刷法等が
ある。

【００９８】ｂ）窓板 窓板１９０２の材料は光透過性と断熱性と耐荷重性が高
いものが好ましく、例えば、ガラス、ポリカーボネー
ト、ポリエチレンテレフタレート、アクリル、ナイロン
などが使用できる。また窓１９０２の取り付けは箱にゴ
ム、シリコン、アクリル等の接着剤により取り付け、エ
ッチカバーを設け端部を保護してもよい。

【００９９】ｃ）裏面被覆フィルム 裏面被覆フィルム１９０３は光起電力素子１９０１から
裏面側の絶縁を確保する必要があり、絶縁性を要求され
る。また窓板１９０２全体を被覆する場合は光透過性も
要求される。材料としては、例えばナイロン、ポリエチ
レンテレフタレート、ＥＴＦＥ（エチル−テトラフルオ
ロエチレン）等がある。

【０１００】ｄ）充填材 充填材１９０４は上記各材料を接着する役割があり、接
着性、柔軟性、光透性、耐候性を要求される。材料とし
ては、例えばＥＶＡ（酢酸ビニル−エチレン共重合
体）、ブチラール樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂等
の樹脂を使用する。また太陽電池の耐スクラッチ性を上
げるためガラス繊維を含浸したり、半導体層を劣化させ
る紫外線を吸収する紫外線吸収剤を含有させてもよい。

【０１０１】ｅ）ケーブルコネクター ケーブルコネクター１９０５は太陽電池から電気エネル
ギーを取り出し、外部の配線等に接続するためのもので
あり、ケーブルとコネクターから構成されている。

【０１０２】ケーブルは軟質銅等の導体である芯線を絶
縁被覆し、更に外部から保護するため保護被覆されてい
る。絶縁被覆材としては、例えば塩化ビニル、架橋ポリ
エチレン、天然ゴム、エチレンプロピレン、シリコン樹
脂、フッ素樹脂、無機絶縁体等が用いられる。保護被覆
材としては塩化ビニル、クロロプレン、ポリエチレン、
ポリウレタン、シリコン樹脂、フッ素樹脂、金属等が用
いられる。

【０１０３】コネクターは正極、負極の２種類あり、そ
れぞれが互いに接続出来るようになっており、例えばポ
リエチレン、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタ
レート等が使用される。

【０１０４】（３）形態３ 図２４は、本発明の太陽電池付集熱パネルの斜視図（図
２４（ａ））とその断面図（図２４（ｂ））である。箱
２４０１には、空気が通過できる取入れ口２４０２と取
出し口２４０３が設けられている。箱２４０１の一面は
窓２４１１になっており、太陽光２４０５が入射できる
様になっている。光起電力素子２４０６は、入射光に晒
される領域の箱底板２４０７に一体形成されて、太陽電
池付底板２５０１（図２５参照）を構成している。集熱
体２４０４は太陽光を吸収して発熱し、非受光面側の空
気に熱量を伝える。取入れ口２４０２より流入してきた
空気２４１０は、光起電力素子２４０６を箱底板２４０
７に一体形成した太陽電池上を通り、熱源である集熱体
２４０４により暖められて温風となり、取出し口２４０
３より流出する。また、起電力素子２４０６は当然なが
ら発電しており、発生した電気は起電力素子２４０６非
受光面側、すなわち箱底板２４０７裏面に取り付けられ
た端子取り出し部２４０９より外部へ取り出す構成にな
っている。尚、２４０８は断熱材である。

【０１０５】以下に各構成材料について述べる。

【０１０６】箱２４０１、まど２４１１、取入れ口２４
０２、取出し口２４０３については、前述の形態１と同
様である。また、集熱体２４０４については、前述の形
態２と同様である。

【０１０７】（太陽電池付底板）以下に箱底板２４０７
と一体に太陽電池を設けた太陽電池付底板２５０１につ
いて図を用いて説明する。

【０１０８】図２５（ａ）は本発明における太陽電池付
底板２５０１の斜視図であり、箱底板２４０７上の一部
に太陽電池が形成されていることを示している。図２５
（ｂ）は上記太陽電池付底板２５０１が光起電力素子２
５０２、保護膜２５０３、表面被覆フィルム２５０４、
裏面被覆フィルム２５０５、裏面補強材２５０６、充填
材２５０７、断熱材２５０８、及びケーブルコネクタ２
５０９、端子箱２５１０より構成されていることを示し
ている。この太陽電池付底板２５０１は、組立後集熱パ
ネルの底板として機能するものである。

【０１０９】更に各材料及び太陽電池形成方法について
詳しく述べる。

【０１１０】ａ）光起電力素子 光起電力素子２５０２は、導電性基体、裏面反射層、半
導体層、透明導電層、集電電極から構成されている。導
電性基体は光起電力素子の基板であり、発電に寄与しな
かったり、反射された光以外のエネルギーを熱エネルギ
ーにかえる熱源としての役割をなす。また、非受光面の
電極の役割を持つ。裏面反射層は、より多くの光起電力
を得るために、光を半導体層に反射させる役割を持つ反
射層である。半導体層は、光を吸収して電気エネルギー
にかえる役割を持つ。透明電極層は、受光面側の電極で
あり、集電電極は、透明電極上に発生した電流を効率よ
く集電するための電極である。

【０１１１】上記導電性基体として用いる材料として
は、例えばステンレス、アルミニウム、銅、チタン、カ
ーボンシート、亜鉛メッキ鋼板、導電層が形成されてい
るポリイミド、ポリエステル、ポリエチレンナフタライ
ド、エポキシ等の樹脂フィルムやガラス等のセラミック
が挙げられる。

【０１１２】上記裏面反射層としては、例えば金属層、
金属酸化物層、金属層と金属酸化物の複合層が用いられ
る。金属の材料としては、例えばチタン、クロム、モリ
ブデン、タングステン、アルミニウム、銀、ニッケル等
が用いられる。金属酸化物材料としては、例えば酸化亜
鉛、酸化チタン、酸化錫素等が利用される。

【０１１３】上記金属層及び金属酸化物層の形成方法と
しては、例えば抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッ
タリング等を用いることができる。

【０１１４】上記半導体層を構成する材料としては、例
えば非単結晶半導体、結晶シリコン、銅インジウムセレ
ナイド、サンセラム等の化合物半導体を挙げることがで
きる。非単結晶半導体としては、アモルファスシリコ
ン、アモルファスシリコンゲルマニウム、アモルファス
シリコンカーバイド、アモルファスシリコンナイトライ
ド、更にこれらが微結晶化したマイクロクリスタル、多
結晶シリコン等が挙げられる。

【０１１５】製法としては、非単結晶半導体の場合はシ
ランガス、ゲルマンガス、炭化水素等のプラズマＣＶＤ
により形成することができる。結晶シリコンの場合は溶
融シリコンのシート化、あるいはアモルファスシリコン
の熱処理により形成することができる。化合物半導体の
場合は電子ビーム蒸着、スパッタリング、電析、印刷等
により形成することができる。

【０１１６】構成としては、ｐｉｎ接合、ｐｎ接合、シ
ョットキー型接合が用いられる。

【０１１７】透明導電層を構成する材料としては、例え
ば酸化インジュウム、酸化錫、ＩＴＯ、酸化亜鉛、酸化
チタン、硫酸カドミウム等を挙げることができる。形成
方法としては、例えば抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、
スパッタリング等を用いることができる。

【０１１８】集電電極を構成する材料としては、例えば
金属であるチタン、クロム、モリブデン、タングステ
ン、アルミニウム、銀、ニッケル、銅、錫等の導電性ペ
ーストを用いることができる。導電性ペーストは、例え
ばポリエステル、エポキシ、フェノール、アクリル、ア
ルキシド、ポリビニルアセテート、ゴム、ウレタン、フ
ェノール等のバインダーポリマーに上記金属の粉末を分
散させることで得ることができる。形成方法としては、
例えばマスクによるスクリーン印刷法等を用いることが
できる。

【０１１９】ｂ）保護膜 保護膜２５０３は光起電力素子２５０２の表面を保護
し、複数の素子の組み上げ工程での製造歩留りを上げる
ため、耐スクラッチ性が必要とされる。光透性、耐候
性、接着性も必要であり、材料としては、例えばアクリ
ルシリコン、アクリル、シリコン等の樹脂を用いること
ができる。

【０１２０】ｃ）表面被覆フィルム 表面被覆フィルム２５０４は表面を保護し絶縁性を確保
する必要があり、絶縁性、透光性、耐候性、耐熱性、汚
れが付着しにくいことが要求される。材料としては、例
えばポリエチレンテトラフルオロエチレン、ポリ三フッ
化エチレン、ポリフッ化ビニル等のフッ素樹脂フィルム
等を用いることができる。フッ素樹脂フィルムの場合
は、接着性が乏しいため、通常背着面にコロナ処理やプ
ライマー処理を施して用いる。

【０１２１】ｄ）裏面被覆フィルム 裏面被覆フィルム２５０５は上記光起電力素子２５０２
と裏面補強材２５０６との絶縁性を確保する必要があ
り、絶縁性を要求される。材料としては、例えばナイロ
ン、ポリエチレンテレフタレート等を用いることができ
る。また、裏面被覆フィルム２５０５は、裏面補強材２
５０６上にコートされた一体型とすることもできる。

【０１２２】ｅ）裏面補強材 裏面補強材２５０６は、太陽電池モジュールの強度を増
すために場合によって使用される板状ものであり。耐候
性、耐熱性、耐荷重性が要求される。材料としては、金
属の他に、例えば塗装亜鉛鋼板のような絶縁処理した金
属、カーボンファイバー、ＦＲＰ（ガラスファイバー強
化プラスチック）、セラミック、ガラス等を用いること
ができる。

【０１２３】ｆ）充填材 充填材２５０７は、上記各材料を接着する役割があり、
接着性、柔軟性、光透性、耐候性を要求される。材料と
しては、例えばＥＶＡ（酢酸ビニル−エチレン共重合
体）、ブチラール樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂等
の樹脂を使用することができる。また、太陽電池モジュ
ールの耐スクラッチ性を上げるためガラス繊維を含浸さ
せたり、前記半導体層を劣化させる紫外線を吸収する紫
外線吸収剤を含有させることが好ましい。

【０１２４】

【実施例】以下に本発明の実施例を図を用いて詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。

【０１２５】（実施例１−１）本実施例における集熱パ
ネルに配置する集熱板は、太陽電池素子として非単結晶
光起電力素子を、基板として塗装亜鉛メッキ鋼板を用い
た。そして、太陽電池素子の配置位置は図１２に示すよ
うに、集熱パネルに取り付けた場合に、取り入れ口側に
のみ配置した。

【０１２６】以下に図を用い、詳細に説明する。

【０１２７】まず最初に太陽電池素子について説明す
る。

【０１２８】最初に図５のように非単結晶光起電力基板
５０５を作成した。洗浄した０．１２７ｍｍ厚の長尺ス
テンレス基板５０１上に、スパッタ法で裏面反射層５０
２としてＳｉを１％含有するＡｌ層（膜厚５０００オン
グストローム）とＺｎＯ層（膜厚５０００オングストロ
ーム）を順次形成する。次にプラズマＣＶＤ法により、
ＳｉＨ₄とＰＨ₃とＨ₂の混合ガスからｎ型ａ−Ｓｉ層
を、ＳｉＨ₄とＨ₂の混合ガスからｉ型ａ−Ｓｉ層を、Ｓ
ｉＨ₄とＢＦ₃とＨ₂の混合ガスからｐ型微結晶μｃ−Ｓ
ｉ層を形成し、ｎ層膜厚１５０オングストローム／ｉ層
膜厚４０００オングストローム／ｐ層膜厚１００オング
ストローム／ｎ層膜厚１００オングストローム／ｉ層膜
厚８００オングストローム／ｐ層膜厚１００オングスト
ロームの層構成のタンデム型ａ−Ｓｉの半導体層５０３
を形成した。

【０１２９】最後に透明導電層５０４として、Ｉｎ₂Ｏ₃
薄膜（膜厚７００オングストローム）を、Ｏ₂雰囲気下
でＩｎを抵抗加熱法で蒸着する事によって形成した。

【０１３０】次に、図６のように上記長尺の光起電力基
板５０５を縦３００ｍｍ×横８０ｍｍの大きさでプレス
マシンを用いて打ち抜き複数の光起電力素子片６０１を
作成した。しかしながら、プレスマシンにより切断され
た光起電力素子片６０１の切断面では、透明導電層５０
４とステンレス基板５０１が短絡した状態になってい
る。

【０１３１】そこで次に、図７のようにこの短絡をリペ
アーするために透明導電層７０１であるＩｎ₂Ｏ₃電極の
周辺をエッチングした。ここで、Ｉｎ₂Ｏ₃電極の周辺の
エッチングは、Ｉｎ₂Ｏ₃を溶解するが非単結晶半導体は
溶解しない選択性を持つエッチング剤（ＦｅＣｌ₃溶
液）を、各太陽電池素子の切断面よりやや内側のＩｎ₂
Ｏ₃の周囲にスクリーン印刷しＩｎ₂Ｏ₃を溶解した後、
水洗浄することにより行い、Ｉｎ₂Ｏ₃電極の素子分離部
７０２を形成した。

【０１３２】さらに、図８のように正極側の集電電極を
以下の手順により形成した。まずグリッド８０１形成は
透明導電層にポリマー型銀メッキ銅ペーストをスクリー
ン印刷機により、パターン印刷をおこない、これを２０
０℃±２０℃に調整されたＩＲ加熱炉により５分間の加
熱をおこなった。次に同じくスクリーン印刷機で導電ペ
ースト上にクリーム半田を印刷し、２５０℃±１０℃に
調整されたリフロオブンで、クリーム半田を加熱溶融さ
せた。そしてクリーム半田に含まれているフラックスを
洗浄するために、イオン交換樹脂により余分なイオンを
取り除いた純水を用いたシャワーに、基板ごと５分間投
入し、約８０℃に調整された温風を電極面にあて、５分
程度乾燥させた。

【０１３３】次にグリッド８０１の集電を行うバスバー
８０２の形成は錫メッキ銅線をグリッド８０１と直交さ
せる形で配置した後、グリッド８０１との交点に接着性
銀インク８０３を滴下し、１５０℃で３０分間乾燥し
て、グリッド電極８０１と錫メッキ銅線８０２とを接続
した。その際、錫メッキ銅線８０２とステンレス基板の
端面が接触しないように、錫メッキ銅線８０２の下にポ
リイミドテープ８０４を貼りつけた。

【０１３４】次に、図９のように負極側の電極を以下の
手順により形成した。銅タブ９０１は非発電領域の一部
を、グラインダーで除去してステンレス基板を露出させ
た後、その部分に銅箔をスポット溶接器で溶接９０２し
た。グラインダーで除去するのは透明電極層や半導体層
等の高抵抗膜が存在する状態でスポット溶接を行うと、
溶接時に火花が散って、製品に悪影響を及ぼす可能性が
高いためである。

【０１３５】以上で太陽電池素子である非単結晶光起電
力素子の単位セルの作成が終了した。

【０１３６】次に、図１０のように単位セル１００１を
１．０ｍｍの間隔をあけて配列し、隣接する単位セル１
００１のバスバー１００２と銅箔タブ１００３とを半田
付け１００４することにより直列接続し、同様に１０枚
の単位セル１００１を直列接続した。

【０１３７】次に、図１１のように正極及び負極の端子
取り出し用配線の形成を行った。正極側の配線は、１０
番目の単位セル１１０１の裏面中央部に絶縁性ポリエス
テルテープ１１０２を貼りつけた上に銅箔１１０３を重
ね、次に、銅箔１００３と裏側に向けて折り返されたバ
スバー１１０４を半田付け１１０５することによって行
った。また、負極側の配線は１番目の単位セル１１０６
の裏面に図１１のように銅箔１１０７を貼り付け、次に
スポット溶接された銅タブ１１０８を裏側に向けて折り
返し銅箔１１０７と半田付け１１０９することによって
行った。

【０１３８】以上で太陽電池素子である非単結晶光起電
力素子の作成が完成した。大きさはは縦３００ｍｍ、横
８０９ｍｍの大きさである。

【０１３９】次に、図１２に示したような集熱板１２０
１を作成する。

【０１４０】まず最初に図１３のように上記の太陽電池
素子１３０１表面に保護膜１３０２を形成する。アクリ
ルシリコン原液をシンナーに溶かし（固形分８０％）、
シランカップリング剤を固形分に対して３％混合したも
のを塗料液として調合し、図１３のように太陽電池素子
表面に均一に塗料を圧液の噴射により塗布し、８０℃±
３℃に調整された熱風乾燥路で５分間乾燥させた後、２
００℃±１０℃に調整された熱風乾燥路に移し替え、３
０分間硬化させる。

【０１４１】上記アクリルシリコンは熱伝導率が０．１
８ｋｃａｌ／ｍｈ℃である一般的なものを用い、厚みは
１００μｍとした。厚みに関しては塗布できる最高膜厚
を用いており、表面保護性を高めた。１００μｍ以上塗
布すると硬化中に発砲が生じ、均一な膜形成が不可能と
なる。

【０１４２】次に基板１２０２として塗装亜鉛メッキ鋼
板を準備する。表裏ともに黒色の塗料がコートしてあ
り、熱伝導率が３８ｋｃａｌ／ｍｈ℃であるものを用
い、厚みは４００μｍのものを用いた。寸法は横８６６
ｍｍ×縦１４５６ｍｍに切断した。厚みに関しては通
常、屋根材として塗装亜鉛メッキ鋼板が使用される場合
の厚みである４００μｍのものをそのまま用いた。集熱
パネル内に配置するので強度、耐荷重等の特性が必要な
いため、更に薄いものを使用しても構わない。非受光面
側に黒色の塗料がコートされているものを用いたのは集
熱板裏面側への熱の輻射を良くするためである。

【０１４３】基板１２０２の適当な位置には太陽電池素
子１２０７から取り出される正極、負極の端子取り出し
穴を設けておく。

【０１４４】次に第１充填材１２０３としてＥＶＡ（エ
チレン−酢酸ビニル共重合ポリマー耐候性グレード）を
基板１２０２の上に太陽電池素子１２０７を配置する予
定部分に太陽電池素子１２０７より周囲２ｃｍ大きくな
るように積層した。ＥＶＡはポリエチレン系の樹脂であ
るので熱伝導率は０．２８ｋｃａｌ／ｍｈ℃であり、受
光面側は市販されている２３０μｍの樹脂の枚葉を用い
た。厚みに関しては特に制約はないが接着力を長期に渡
り確保しなければならず、現在実績のある２３０μｍ厚
のものを用いている。

【０１４５】次に裏面被覆フィムル１２０４としてＰＥ
Ｔフィルム（ポリエチレンテレフタレート）を上記第１
充填剤１２０３の上に太陽電池素子１２０７を配置する
予定部分に太陽電池素子１２０７より周囲１ｃｍ大きく
なるように積層した。ＰＥＴフィムルは熱伝導率が０．
１８ｋｃａｌ／ｍｈ℃である。厚みとしては５０μｍの
ものを用いた。厚みに関しては太陽電池素子１２０７と
基板１２０２との絶縁性を確保できる最少の厚みを用い
ている。

【０１４６】次に第２充填材１２０５としてＥＶＡ（エ
チレン−酢酸ビニル共重合ポリマー耐候性グレード）を
上記第１充填剤１２０３と同様に上記裏面被覆フィルム
１２０４の上に積層した。ＥＶＡはポリエチレン系の樹
脂であるので熱伝導率は０．２８ｋｃａｌ／ｍｈ℃であ
り、受光面側は市販されている２３０μｍの樹脂の枚葉
を用いた。厚みに関しては接着力を長期に渡り確保しな
ければならい事と太陽電池素子１２０７の非受光面の凹
凸が２００μｍ程度あり、それを充填するために、現在
実績のある２３０μｍ厚のものを用いている。

【０１４７】次に上記で作成済の保護膜１２０６付きの
太陽電池素子１２０７を配置して、上記第２充填材１２
０５の上に非受光面が基板１２０２側になるように積層
した。

【０１４８】次に第３充填材１２０８としてＥＶＡ（エ
チレン−酢酸ビニル共重合ポリマー耐候性グレード）を
上記保護膜１２０６付きの太陽電池素子１２０７の上に
周囲１ｃｍ大きくなるように積層した。ＥＶＡはポリエ
チレン系の樹脂であるので熱伝導率は０．２８ｋｃａｌ
／ｍｈ℃であり、受光面側は市販されている４６０μｍ
の樹脂の枚葉を用いた。厚みに関しては受光面側の熱抵
抗を上げるために必要な膜厚を考慮した。

【０１４９】最後に表面被覆フィルム１２０９としてＥ
ＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン）を上記第３
充填材１２０８の上に太陽電池素子１２０７より周囲３
ｃｍ大きくなるように積層した。また、表面被覆フィル
ム１２０９にはＥＶＡとの接着性を高めるためにあらか
じめ接着面にプラズマ処理が施してある。熱伝導率は
０．２８ｋｃａｌ／ｍｈ℃であり、厚みは５０μｍであ
る。厚みに関しては表面の耐スクラッチ性に必要な膜厚
を用いている。

【０１５０】これら一体積層体を真空ラミネーターを用
いて、加圧脱泡しながら、１５０℃で充填材を溶融させ
ることにより樹脂どうしの接着を行い集熱板を作成す
る。表面被覆フィルム１２０９であるＥＴＦＥの余った
部分は切り取った。

【０１５１】更に基板１２０２に予め開けておいた端子
取り出し穴より、ケーブルコネクター１２１０等を半田
付けし、正極と負極の端子を取り出す。半田付け部は絶
縁性、端子引っ張り強度を持たせるために、端子箱１２
１１内で端子台に止められており、端子箱１２１１内は
更にシリコンシーラントにより充填した構成になってい
る。

【０１５２】次にこの集熱板を用いた集熱パネルについ
て図１４を参考に説明する。

【０１５３】集熱パネルは光を透過する窓１４０６を有
する箱１４０１、空気取り入れ口１４０２、空気取り出
し口１４０３、熱源である上記集熱板１４０５により構
成されている。

【０１５４】箱１４０１は強度を出すため、鉄板で枠及
び面を作成している。更に内部は熱を逃がさないよう
に、２０ｍｍ厚の断熱材１４０８で被覆している。断熱
材１４０８はポリスチレンを用いている。寸法は屋根が
尺を単位とした寸法が多いため、尺寸法９１０ｍｍを幅
にし１５００ｍｍの長さ、８０ｍｍの高さである。内部
は断熱材１４０８の厚み分だけ、狭くなっており、幅が
８７０ｍｍ、長さが１４６０ｍｍ、深さが６０ｍｍであ
る。

【０１５５】窓１４０６としては強化ガラスを用い、厚
みが４ｍｍのものを使用する事で、耐荷重性、断熱性を
高め、外気への熱損失をできるだけ抑えた構成になって
いる。寸法はできるだけ多くの太陽光を得るため、８９
０ｍｍ×１４８０ｍｍとほぼ箱１４０１の一面を形成し
ている。

【０１５６】空気取り入れ口１４０２は上記箱１４０１
の幅方向の側面に位置し、集熱板１４０５の非受光面側
の空間と連絡できるように設けられている。寸法は３０
ｍｍ×３００ｍｍである。

【０１５７】空気取り出し口１４０３は箱１４０１の裏
面でかつ、空気取り入れ口１４０２と対向する側面の近
くに位置する。寸法は直径が１５０ｍｍの穴である。こ
れは住宅屋内に温風を引き込むダクトと連結されるた
め、そのダクトに合わせた大きさが選択できる。また防
塵フィルターが備えつけられており、住宅屋内へ塵の侵
入を防いでいる。

【０１５８】箱１４０１内には集熱板１４０５がガラス
１４０６と平行に設置されており、側面の壁にＬアング
ル１４０９にビス打ちし、部分的にスペーサー１４１０
により集熱板１４０５を支えている。

【０１５９】集熱板１４０５を取りつける高さは箱の底
面の断熱材１４０８より３０ｍｍとし集熱板１４０５の
受光面側には３０ｍｍ厚の空気層ができるようにしてい
る。空気は断熱性が高く、この空気層を確保する事で窓
からの放熱を防ぐ働きをする。また非受光面側の空気層
は３０ｍｍであり熱媒体となる空気体積を約３８０００
ｃｍ³としている。

【０１６０】集熱板１４０５で発生した電気はケーブル
コネクター１４１１により、空気取り入れ口１４０２と
空気取り出し口１４０３から外に取り出されている。ケ
ーブルコネクター１４１１は熱媒の中に位置する事か
ら、耐熱性のあるシリコン被覆電線を使用している。

【０１６１】このように作製した集熱パネルの集熱板に
おいては、上記太陽電池素子は所望の電気を出力するこ
とができ、かつ、上記太陽電池素子が配置されていない
集熱板部分は、太陽光を熱に換える熱源としての機能を
果たし、非受光面側の空気を暖めることができる。これ
により、従来例で説明したパッシブソーラーシステムへ
の対応が図れる。

【０１６２】また、上記説明したように、上記集熱板を
集熱パネル内に取り付けることにより、太陽電池素子お
よび熱源となる基板を同時に取り付けることができるの
で、非常に作業性が良い。もし、太陽電池素子と熱源で
ある鉄板を別々に取り付けた場合には、太陽電池素子と
熱源である鉄板のスキ間部を埋める部材も、その取り付
け作業も必要となる。

【０１６３】また、太陽電池素子を配置した部分におい
ても、以下の理由により集熱効果に貢献している。

【０１６４】上記実施例１の集熱板の受光面側と非受光
面側の熱伝導抵抗を表１に計算した。これは太陽電池素
子を配置した部分において、太陽電池素子である非単結
晶光起電力素子を熱源としたときの受光面側と非受光面
側の熱伝導抵抗を示している。受光面側熱伝導抵抗２．
３８ｍ²ｈ℃／ｃａｌに対して非受光面側熱伝導抵抗は
１．９３ｍ²ｈ℃／ｃａｌであり、受光面側の熱伝導抵
抗と非受光面側の熱伝導抵抗の比が１．２である。

【０１６５】

【表１】

【０１６６】なお、本実施例では、熱対流抵抗に関して
は集熱板は板状であり、集熱板の受光面側と非受光面側
とも放熱面積は同面積であるため等しいと考えられる。
また熱輻射抵抗に関しては集熱板の受光面側も非受光面
側も同色系であるため等しいと考えられる。そのため、
熱抵抗としては単に熱伝導抵抗のみを考えればよい。

【０１６７】つまり、太陽電池素子が太陽光を吸収し、
発電した以外のエネルギーは熱となり、熱伝導抵抗の小
さい非受光面側に多く熱を伝導することとなる。これに
より、集熱板において、太陽電池素子が配置されている
部分においても、集熱に貢献していることがわかる。

【０１６８】（実施例１−２）本実施例の集熱パネルの
集熱板は、太陽電池素子の配置されていない部分の基板
の受光面側に、上記充填材であるＥＶＡおよび表面被覆
フィルムであるＥＴＦＥを設けたことを特徴とする。こ
こで特記しない部分については、実施例１と同様に作製
した。

【０１６９】以下、図１５をもとに説明する。

【０１７０】集熱板を作製するときに、基板１５０２の
直上に積層する充填材であるＥＶＡ１５０３と表面被覆
フィルムＥＴＦＥ１５０９を基板１５０２の端から４辺
ともに５ｍｍ小さく設けた。

【０１７１】よって、図１５（ｂ）に示すように、断面
ＣＣにおいては、基板１５０２、ＥＶＡ１５０３、ＰＥ
Ｔフィルム１５０４、ＥＶＡ１５０５、太陽電池素子１
５０７、ＥＶＡ１５０８、ＥＴＦＥ１５０９の順に積層
されており、図１５（ｃ）に示すように、断面ＤＤにお
いては、基板１５０２、ＥＶＡ１５０３、ＥＴＦＥ１５
０９の順に積層されている。

【０１７２】以上のように作製した集熱板において、図
１５（ｃ）に示す基板部分では、表２に示すように受光
面側にのみ０．９９ｍ²ｈ℃／ｃａｌの熱伝導抵抗が増
えることになり、上記説明したように、その分、非受光
面側の空気に熱が伝えられ、集熱効果が向上する。

【０１７３】

【表２】

【０１７４】（実施例２−１）本実施例における集熱パ
ネルの窓は非単結晶太陽電池素子を、白板ガラス上に樹
脂被覆した構成の太陽電池付き窓を用いている。尚、太
陽電池素子は集熱パネルの取り入れ口が設けられた側面
から、４００ｍｍ以内に配置されている。

【０１７５】まず最初に太陽電池付き窓について説明す
る。

【０１７６】最初に図５のように非単結晶光起電力基板
を作成した。洗浄した０．１２７ｍｍ厚の長尺ステンレ
ス基板５０１上に、スパッタ法で裏面反射層５０２とし
てＳｉを１％含有するＡｌ層（膜厚５０００オングスト
ローム）とＺｎＯ層（膜厚５０００オングストローム）
を順次形成する。次にプラズマＣＶＤ法により、ＳｉＨ
₄とＰＨ₃とＨ₂の混合ガスからｎ型ａ−Ｓｉ層を、Ｓｉ
Ｈ₄とＨ₂の混合ガスからｉ型ａ−Ｓｉ層を、ＳｉＨ₄と
ＢＦ₃とＨ₂の混合ガスからｐ型微結晶μｃ−Ｓｉ層を形
成し、ｎ層膜厚１５０オングストローム／ｉ層膜厚４０
００オングストローム／ｐ層膜厚１００オングストロー
ム／ｎ層膜厚１００オングストローム／ｉ層膜厚８００
オングストローム／ｐ層膜厚１００オングストロームの
層構成のタンデム型ａ−Ｓｉの半導体層５０３を形成し
た。

【０１７７】最後に透明導電層５０４として、Ｉｎ₂Ｏ₃
薄膜（膜厚７００オングストローム）を、Ｏ₂雰囲気下
でＩｎを抵抗加熱法で蒸着する事によって形成した。

【０１７８】次に、図６のように上記長尺の光起電力基
板を縦３００ｍｍ×横８０ｍｍの大きさでプレスマシン
を用いて打ち抜き複数の光起電力基板片６０１を作成し
た。しかしながら、プレスマシンにより切断された光起
電力基板片６０１の切断面では、透明導電層５０４とス
テンレス基板５０１が短絡した状態になっている。

【０１７９】そこで次に、図７のようにこの短絡をリペ
アーするために透明導電層７０１であるＩｎ₂Ｏ₃電極の
周辺をエッチングした。ここで、Ｉｎ₂Ｏ₃電極の周辺の
エッチングは、Ｉｎ₂Ｏ₃を溶解するが非単結晶半導体は
溶解しない選択性を持つエッチング剤（ＦｅＣｌ₃溶
液）を、各光起電力素子片の切断面よりやや内側のＩｎ
₂Ｏ₃の周囲にスクリーン印刷しＩｎ₂Ｏ₃を溶解した後、
水洗浄することにより行い、Ｉｎ₂Ｏ₃電極の素子分離部
７０２を形成した。

【０１８０】さらに、図８のように正極側の集電電極を
以下の手順により形成した。まずグリッド８０１形成は
透明導電層にポリマー型銀メッキ銅ペーストをスクリー
ン印刷機により、パターン印刷をおこない、これを２０
０℃±２０℃に調整されたＩＲ加熱炉により５分間の加
熱をおこなった。次に同じくスクリーン印刷機で導電ペ
ースト上にクリーム半田を印刷し、２５０℃±１０℃に
調整されたリフローオーブンで、クリーム半田を加熱溶
融させた。そしてクリーム半田に含まれているフラック
スを洗浄するために、イオン交換樹脂により余分なイオ
ンを取り除いた純水を用いたシャワーに、基板ごと５分
間投入し、約８０℃に調整された温風を電極面にあて、
５分程度乾燥させた。

【０１８１】次にグリッド８０１の集電を行うバスバー
８０２の形成は錫メッキ銅線をグリッド８０１と直交さ
せる形で配置した後、グリッド８０１との交点に接着性
銀インク８０３を滴下し、１５０℃で３０分間乾燥し
て、グリッド電極８０１と錫メッキ銅線８０２とを接続
した。その際、錫メッキ銅線８０２とステンレス基板の
端面が接触しないように、錫メッキ銅線８０２の下に絶
縁テープ８０４としてポリイミドテープを貼りつけた。

【０１８２】次に、図９のように負極側の電極を以下の
手順により形成した。銅タブ９０１は非発電領域の一部
を、グラインダーで除去してステンレス基板を露出させ
た後、その部分に銅箔をスポット溶接器で溶接９０２し
た。グラインダーで除去するのは透明電極層や半導体層
等の高抵抗膜が存在する状態でスポット溶接を行うと、
溶接時に火花が散って、製品に悪影響を及ぼす可能性が
高いためである。

【０１８３】以上で太陽電池素子の単位セルの作成が終
了した。

【０１８４】次に、図１０のように単位セル１００１を
１．０ｍｍの間隔をあけて配列し、隣接する単位セル１
００１のバスバー１００２と銅箔タブ１００３とを半田
付け１００４することにより直列接続し、同様に１０枚
の単位セル１００１を直列接続した。

【０１８５】次に、図１１のように正極及び負極の端子
取り出し用配線の形成を行った。正極側の配線は、１０
番目の単位セル１１０１の裏面中央部に絶縁テープ１１
０２としてポリエステルテープを貼りつけた上に銅箔１
１０３を重ね、次に、銅箔１１０３と裏側に向けて折り
返されたバスバー１１０４を半田付け１１０５すること
によって行った。また、負極側の配線は１番目の単位セ
ル１１０６の裏面に図１１のように銅箔１１０７を貼り
付け、次にスポット溶接された銅タブ１１０８を裏側に
向けて折り返し銅箔１１０７と半田付け１１０９するこ
とによって行った。

【０１８６】以上で太陽電池素子の作成が完成した。大
きさは縦３００ｍｍ、横８０９ｍｍの大きさである。

【０１８７】次に、図２０に示したような太陽電池付き
窓を作成する。

【０１８８】最初に窓板２００２として白板ガラスを準
備する。厚みは４ｍｍ、寸法は８９０ｍｍ×２０８０ｍ
ｍに形成されたものである。集熱パネルの表面に位置す
るので強度、耐荷重等の特性、及び光透過性が必要なた
め、白板ガラスを用いている。

【０１８９】次に第１充填材２００４としてＥＶＡ（エ
チレン−酢酸ビニル共重合ポリマー耐候性グレード）を
上記窓板２００２の上に積層した。太陽電池素子２００
１は集熱パネルの取り入れ口が設けられた側面から、４
００ｍｍ以内に配置するため、第１充填材２００４もそ
の部分に配置した。市販されている４６０μｍの樹脂の
枚葉を用いており、１００℃での耐熱性を確保するため
に、架橋剤として有機過酸化物を１．５ｗｔ％含んでい
る。厚みに関しては特に制約はないが太陽電池素子２０
０１を封止するため、太陽電池素子２００１の凹凸を吸
収できる量が必要であり、経験上の上記厚みを利用して
いる。

【０１９０】次に上記で作成済の太陽電池素子２００１
を第１充填材２００４の上に受光面を窓板２００２向き
になるように積層した。太陽電池素子２００１は集熱パ
ネルの取り入れ口が設けられた側面から、４００ｍｍ以
内となうるように配置した。窓板２００２上の位置は図
の様に片側に偏った位置に配置した。

【０１９１】次に第２充填材２００５としてＥＶＡ（エ
チレン−酢酸ビニル共重合ポリマー耐候性グレード）を
太陽電池素子２００１の上に積層した。市販されている
４６０μｍの樹脂の枚葉を用いており、１００℃での耐
熱性を確保するために、架橋剤として有機過酸化物を
１．５ｗｔ％含んでいる。厚みに関しては特に制約はな
いが太陽電池素子２００１を封止するため、太陽電池素
子２００１の凹凸を吸収できる量が必要であり、経験上
の上記厚みを利用している。

【０１９２】次に裏面被覆フィムル２００３としてＰＥ
Ｔフィルム（ポリエチレンテレフタレート）を上記第２
充填剤２００５の上に積層した。ここで用いたＰＥＴフ
ィルムは耐熱温度が１２０℃である一般的なものを用い
た。厚みとしては５０μｍのものを用いた。厚みに関し
ては太陽電池素子２００１の裏面側への絶縁性を確保で
きる最少の厚みを用いている。

【０１９３】これら一体積層体を真空ラミネーターを用
いて、加圧脱泡しながら、１５０℃で充填材を溶融させ
ることにより樹脂の架橋及び、接着を行い太陽電池付き
窓を作成する。真空ラミネーターは８９０ｍｍ×２０８
０ｍｍの窓板が入るような大きなアルミプレートが必要
となる。

【０１９４】最後に裏面被覆フィルム２００３、第２充
填材２００５に予め開けておいた端子取り出し穴より、
ケーブルコネクター２００６を半田付けし、正極と負極
の端子を取り出す。ケーブルコネクター２００６として
は軟質銅を芯線とし、架橋ポリエチレンで絶縁被覆、塩
化ビニルにより保護被覆したケーブルとポリブチレンテ
レフタレートからなるコネクターで構成されたものを用
いた。このケーブルコネクター２００６の使用可能温度
は９０℃であり、ＪＩＳ Ｃ ３６０５に準じている。

【０１９５】以上で太陽電池付き窓の作成が終了した。
次にこの太陽電池付き窓を用いた集熱パネルについて図
２１を参考に説明する。

【０１９６】集熱パネルは箱２１０１、太陽電池付き窓
２１０４、熱媒の取り入れ口２１０２、取り出し口２１
０３、熱源である集熱板２１０５により構成されてい
る。

【０１９７】箱２１０１は強度を出すため、鉄板で枠及
び面を形成している。更に内部は熱を逃がさないよう
に、２０ｍｍ厚の断熱材２１０８で被覆している。断熱
材２１０８としてポリスチレンを用いている。寸法は屋
根が尺を単位とした寸法が多いため、尺寸法９１０ｍｍ
を幅にし２１００ｍｍの長さ、８０ｍｍの高さである。
内部は断熱材２１０８の厚み分だけ、狭くなっており、
幅が８７０ｍｍ、長さが２０６０ｍｍ、深さが６０ｍｍ
である。

【０１９８】窓としては先に作成した太陽電池付き窓２
１０４を用いている。

【０１９９】寸法はできるだけ多くの太陽光を得るた
め、８９０ｍｍ×２０８０ｍｍとほぼ箱２１０１の一面
を形成している。太陽電池素子２１１０が形成されてい
る部分を取り入れ口２１０２側に位置する様に配置し
た。

【０２００】取り入れ口２１０２は箱２１０１の幅方向
の側面に位置し、集熱板２１０５の非受光面側の空間と
連絡できるように設けられている。寸法は３０ｍｍ×３
００ｍｍである。

【０２０１】取り出し口２１０３は箱２１０１の裏面で
かつ、取り入れ口２１０２と対向する側面の近くに位置
する。寸法は直径が１５０ｍｍの穴である。これは住宅
屋内に温風を引き込むダクトと連結されるため、そのダ
クトに合わせた大きさが選択できる。

【０２０２】箱２１０１内には集熱板２１０５として黒
色鉄板がガラスと平行に設置されており、側面の壁にＬ
アングルにビス打ちし、部分的にスペーサー２１０９に
より集熱板２１０５を支えている。

【０２０３】集熱板２１０５を取りつける高さは箱２１
０１の底面の断熱材より３０ｍｍとし集熱板の受光面側
には３０ｍｍ厚の空気層ができるようにしている。空気
は断熱性が高く、この空気層を確保する事で窓からの放
熱を防ぐ働きをする。

【０２０４】太陽電池素子２１１０で発生した電気はケ
ーブルコネクター２１０７により、取り入れ口２１０２
から外に取り出されている。

【０２０５】本実施例の集熱パネルの取り入れ口が設け
られた側面から４００ｍｍ以内においては高くとも６０
〜８０℃の温度であることから、太陽電池の各構成材料
は耐熱グレードが８０℃以上のものを利用した。

【０２０６】（実施例２−２）本実施例における集熱パ
ネルの窓は非単結晶太陽電池素子を、白板ガラス上に樹
脂被覆した構成の太陽電池付き窓と青板ガラスを用いた
窓の２枚で構成されている。尚、前記太陽電池付き窓は
集熱パネルの取り入れ口が設けられた側面から４００ｍ
ｍ以内に配置されており、それより上は青板ガラスを用
いている。

【０２０７】まず最初に太陽電池付き窓について説明す
る。

【０２０８】最初に図５のように非単結晶光起電力基板
を作成した。洗浄した０．１２７ｍｍ厚の長尺ステンレ
ス基板５０１上に、スパッタ法で裏面反射層５０２とし
てＳｉを１％含有するＡｌ層（膜厚５０００オングスト
ローム）とＺｎＯ層（膜厚５０００オングストローム）
を順次形成する。次にプラズマＣＶＤ法により、ＳｉＨ
₄とＰＨ₃とＨ₂の混合ガスからｎ型ａ−Ｓｉ層を、Ｓｉ
Ｈ₄とＨ₂の混合ガスからｉ型ａ−Ｓｉ層を、ＳｉＨ₄と
ＢＦ₃とＨ₂の混合ガスからｐ型微結晶μｃ−Ｓｉ層を形
成し、ｎ層膜厚１５０オングストローム／ｉ層膜厚４０
００オングストローム／ｐ層膜厚１００オングストロー
ム／ｎ層膜厚１００オングストローム／ｉ層膜厚８００
オングストローム／ｐ層膜厚１００オングストロームの
層構成のタンデム型ａ−Ｓｉの半導体層５０３を形成し
た。

【０２０９】最後に透明導電層５０４として、Ｉｎ₂Ｏ₃
薄膜（膜厚７００オングストローム）を、Ｏ₂雰囲気下
でＩｎを抵抗加熱法で蒸着する事によって形成した。

【０２１０】次に、図６のように上記長尺の光起電力基
板を縦３００ｍｍ×横８０ｍｍの大きさでプレスマシン
を用いて打ち抜き複数の光起電力基板片６０１を作成し
た。しかしながら、プレスマシンにより切断された光起
電力基板片６０１の切断面では、透明導電層５０４とス
テンレス基板５０１が短絡した状態になっている。

【０２１１】そこで次に、図７のようにこの短絡をリペ
アーするために透明導電層７０１であるＩｎ₂Ｏ₃電極の
周辺をエッチングした。ここで、Ｉｎ₂Ｏ₃電極の周辺の
エッチングは、Ｉｎ₂Ｏ₃を溶解するが非単結晶半導体は
溶解しない選択性を持つエッチング剤（ＦｅＣｌ₃溶
液）を、各光起電力素子片の切断面よりやや内側のＩｎ
₂Ｏ₃の周囲にスクリーン印刷しＩｎ₂Ｏ₃を溶解した後、
水洗浄することにより行い、Ｉｎ₂Ｏ₃電極の素子分離部
７０２を形成した。

【０２１２】さらに、図８のように正極側の集電電極を
以下の手順により形成した。まずグリッド８０１形成は
透明導電層にポリマー型銀メッキ銅ペーストをスクリー
ン印刷機により、パターン印刷をおこない、これを２０
０℃±２０℃に調整されたＩＲ加熱炉により５分間の加
熱をおこなった。次に同じくスクリーン印刷機で導電ペ
ースト上にクリーム半田を印刷し、２５０℃±１０℃に
調整されたリフローオーブンで、クリーム半田を加熱溶
融させた。そしてクリーム半田に含まれているフラック
スを洗浄するために、イオン交換樹脂により余分なイオ
ンを取り除いた純水を用いたシャワーに、基板ごと５分
間投入し、約８０℃に調整された温風を電極面にあて、
５分程度乾燥させた。

【０２１３】次にグリッド８０１の集電を行うバスバー
８０２の形成は錫メッキ銅線をグリッド８０１と直交さ
せる形で配置した後、グリッド８０１との交点に接着性
銀インク８０３を滴下し、１５０℃で３０分間乾燥し
て、グリッド電極８０１と錫メッキ銅線８０２とを接続
した。その際、錫メッキ銅線８０２とステンレス基板の
端面が接触しないように、錫メッキ銅線８０２の下に絶
縁テープ８０４としてポリイミドテープを貼りつけた。

【０２１４】次に、図９のように負極側の電極を以下の
手順により形成した。銅タブ９０１は非発電領域の一部
を、グラインダーで除去してステンレス基板を露出させ
た後、その部分に銅箔をスポット溶接器で溶接９０２し
た。グラインダーで除去するのは透明電極層や半導体層
等の高抵抗膜が存在する状態でスポット溶接を行うと、
溶接時に火花が散って、製品に悪影響を及ぼす可能性が
高いためである。

【０２１５】以上で太陽電池素子の単位セルの作成が終
了した。

【０２１６】次に、図１０のように単位セル１００１を
１．０ｍｍの間隔をあけて配列し、隣接する単位セル１
００１のバスバー１００２と銅箔タブ１００３とを半田
付け１００４することにより直列接続し、同様に１０枚
の単位セル１００１を直列接続した。

【０２１７】次に、図１１のように正極及び負極の端子
取り出し用配線の形成を行った。正極側の配線は、１０
番目の単位セル１１０１の裏面中央部に絶縁テープ１１
０２としてポリエステルテープを貼りつけた上に銅箔１
１０３を重ね、次に、銅箔１１０３と裏側に向けて折り
返されたバスバー１１０４を半田付け１１０５すること
によって行った。また、負極側の配線は１番目の単位セ
ル１１０６の裏面に図１１のように銅箔１１０７を貼り
付け、次にスポット溶接された銅タブ１１０８を裏側に
向けて折り返し銅箔１１０７と半田付け１１０９するこ
とによって行った。

【０２１８】以上で太陽電池素子の作成が完成した。大
きさは縦３００ｍｍ、横８０９ｍｍの大きさである。

【０２１９】次に、図２２に示したような太陽電池付き
窓を作成する。

【０２２０】最初に窓板２２０２として白板ガラスを準
備する。厚みは３ｍｍ、寸法は８９０ｍｍ×４００ｍｍ
に形成されたものである。集熱パネルの表面に位置する
ので強度、耐荷重等の特性が必要であり、更には光透過
率が必要なため白板ガラスを用いている。

【０２２１】次に第１充填材２２０４としてＥＶＡ（エ
チレン−酢酸ビニル共重合ポリマー耐候性グレード）を
窓板２２０２の上に積層した。市販されている４６０μ
ｍの樹脂の枚葉を用いており、１００℃での耐熱性を確
保するために、架橋剤として有機過酸化物を１．５ｗｔ
％含んでいる。厚みに関しては特に制約はないが太陽電
池素子２２０１を封止するため、太陽電池素子２２０１
の凹凸を吸収できる量が必要であり、経験上の上記厚み
を利用している。

【０２２２】次に上記で作成済の太陽電池素子２２０１
を第１充填材２２０４の上に受光面を窓板２２０２向き
になるように積層した。

【０２２３】次に第２充填材２２０５としてＥＶＡ（エ
チレン−酢酸ビニル共重合ポリマー耐候性グレード）を
太陽電池素子２２０１の上に積層した。市販されている
４６０μｍの樹脂の枚葉を用いた。厚みに関しては特に
制約はないが太陽電池素子２２０１を封止するため、太
陽電池素子２２０１の凹凸を吸収できる量が必要であ
り、経験上の上記厚みを利用している。

【０２２４】次に裏面被覆フィムル２２０３としてＰＥ
Ｔフィルム（ポリエチレンテレフタレート）を第２充填
剤２２０５の上に積層した。ここで用いたＰＥＴフィル
ムは耐熱温度が１２０℃である一般的なものを用いた。
厚みとしては５０μｍのものを用いた。厚みに関しては
太陽電池素子２２０１の裏面側への絶縁性を確保できる
最少の厚みを用いている。

【０２２５】これら一体積層体を真空ラミネーターを用
いて、加圧脱泡しながら、１５０℃で充填材を溶融させ
ることにより樹脂どうしの接着を行い太陽電池付き窓を
作成する。真空ラミネーターは８９０ｍｍ×４００ｍｍ
の窓板が入るようなアルミプレートが必要である。実施
例２−１で用いるアルミプレートを用いれば、本実施例
の太陽電池付き窓は５枚同時に作成できることになる。

【０２２６】最後に裏面被覆フィルム２２０３、第２充
填材２２０５に予め開けておいた端子取り出し穴より、
ケーブルコネクター２２０６を半田付けし、正極と負極
の端子を取り出す。ケーブルコネクター２２０６として
は軟質銅を芯線とし、架橋ポリエチレンで絶縁被覆、塩
化ビニルにより保護被覆したケーブルとポリブチレンテ
レフタレートからなるコネクターで構成されたものを用
いた。このケーブルコネクター２２０６の使用可能温度
は９０℃であり、ＪＩＳ Ｃ ３６０５に準じている。

【０２２７】以上で太陽電池付き窓の作成が終了した。
次にこの太陽電池付き窓を用いた集熱パネルについて図
２３を参考に説明する。

【０２２８】集熱パネルは箱２３０１、太陽電池付き窓
２３０４、窓２３１１、熱媒の取り入れ口２３０２、取
り出し口２３０３、熱源である集熱板２３０５により構
成されている。

【０２２９】箱２３０１は強度を出すため、鉄板で枠及
び面を形成している。更に内部は熱を逃がさないよう
に、２０ｍｍ厚の断熱材２３０８で被覆している。断熱
材２３０８としてポリスチレンを用いている。寸法は屋
根が尺を単位とした寸法が多いため、尺寸法９１０ｍｍ
を幅にし２１００ｍｍの長さ、８０ｍｍの高さである。
内部は断熱材２３０８の厚み分だけ、狭くなっており、
幅が８７０ｍｍ、長さが２０６０ｍｍ、深さが６０ｍｍ
である。

【０２３０】窓としては先に作成した太陽電池付き窓２
３０４と窓２３１１を用いている。

【０２３１】太陽電池付き窓２３０４の寸法は８９０ｍ
ｍ×４００ｍｍで上記作成したものを用い、窓２３１１
の寸法は８９０ｍｍ×１６８０ｍｍ、厚み３ｍｍで安価
な青板ガラスを用い。両方でほぼ箱２３０１の一面を形
成している。更に太陽電池素子２３１０が形成されてい
る部分、つまり太陽電池付き窓２３０４は取り入れ口２
３０２側に位置する様に配置した。

【０２３２】２枚の窓板２３０４、２３１１の間は角パ
イプ上でシリコンシーラントで埋められて固定されてい
る。

【０２３３】取り入れ口２３０２は箱２３０１の幅方向
の側面に位置し、集熱板２３０５の非受光面側の空間と
連絡できるように設けられている。寸法は３０ｍｍ×３
００ｍｍである。

【０２３４】取り出し口２３０３は箱２３０１の裏面で
かつ、取り入れ口２３０２と対向する側面の近くに位置
する。寸法は直径が１９０ｍｍの穴である。これは住宅
屋内に温風を引き込むダクトと連結されるため、そのダ
クトに合わせた大きさが選択できる。

【０２３５】箱２３０１内には集熱板２３０５として黒
色鉄板がガラスと平行に設置されており、側面の壁にＬ
アングルにビス打ちし、部分的にスペーサー２３０９に
より集熱板２３０５を支えている。

【０２３６】集熱板２３０５を取りつける高さは箱２３
０１の底面の断熱材より３０ｍｍとし集熱板２３０５の
受光面側には３０ｍｍ厚の空気層ができるようにしてい
る。空気は断熱性が高く、この空気層を確保する事で窓
からの放熱を防ぐ働きをする。

【０２３７】太陽電池素子２３１０で発生した電気はケ
ーブルコネクター２３０７により、取り入れ口２３０２
から外に取り出されている。

【０２３８】本実施例の集熱パネルの取り入れ口が設け
られた側面から４００ｍｍ以内においては高くとも６０
〜８０℃の温度であることから、太陽電池の各構成材料
は耐熱グレードが８０℃以上のものを利用した。

【０２３９】また窓は太陽電池付き窓２３０４と通常の
窓２３１１で窓板材料を使い分けた。

【０２４０】太陽電池付き窓２３０４用のガラスは実施
例２−１と同様に、光透過性を重視し高価な白板ガラス
を使用して太陽電池の発電量を上げているが、太陽電池
が付いてない部分の窓２３１１は面積が大きく、安価な
青板ガラスを使用することで、実施例２−１よりもコス
ト削減を行った。

【０２４１】また本実施例は太陽電池付き窓２３０４の
寸法が実施例２−１に比べて５分の１であることから製
造効率がよく、低コストが更に促進された。

【０２４２】（実施例３−１）本実施例における集熱パ
ネルは、非単結晶光起電力素子を亜鉛メッキ鋼板上に設
けてプラスチック被覆した構成の太陽電池付底板を用い
ている。尚、太陽電池素子は集熱パネルの下側から４０
０ｍｍ以内に配置されている。

【０２４３】まず最初に太陽電池モジュールについて説
明する。

【０２４４】最初に図５に示されるような非単結晶光起
電力基板５０５を作成した。洗浄した０．１２７ｍｍ厚
の長尺ステンレス基板５０１上に、スパッタ法で裏面反
射層５０２としてＳｉを１％含有するＡｌ層（膜厚５０
００オングストローム）とＺｎＯ層（膜厚５０００オン
グストローム）を順次形成した。

【０２４５】次に、プラズマＣＶＤ法により、ＳｉＨ₄
とＰＨ₃とＨ₂の混合ガスからｎ型ａ−Ｓｉ層を、ＳｉＨ
₄とＨ₂の混合ガスからｉ型ａ−Ｓｉ層を、ＳｉＨ₄とＢ
Ｆ₃とＨ₂の混合ガスからｐ型微結晶μｃ−Ｓｉ層を形成
し、ｎ層（膜厚１５０オングストローム）／ｉ層（膜厚
４０００オングストローム）／ｐ層（膜厚１００オング
ストローム）／ｎ層（膜厚１００オングストローム）／
ｉ層（膜厚８００オングストローム）／ｐ層（膜厚１０
０オングストローム）の層構成のタンデム型ａ−Ｓｉの
半導体層５０３を形成した。

【０２４６】最後に透明導電層５０４として、Ｉｎ₂Ｏ₃
薄膜（膜厚７００オングストローム）を、Ｏ₂雰囲気下
でＩｎを抵抗加熱法で蒸着する事によって形成した。

【０２４７】次に、上記長尺の光起電力基板を縦３００
ｍｍ×横８０ｍｍの大きさでプレスマシンを用いて打ち
抜き、図６に示されるような形状の複数の光起電力素子
片６０１を作成した。しかし、プレスマシンにより切断
された光起電力素子片６０１の切断面は、透明導電層５
０４とステンレス基板５０１（図５参照）が短絡した状
態になっていた。

【０２４８】そこで次に、図７のように、この短絡をリ
ペアーするために、透明導電層７０１であるＩｎ₂Ｏ₃電
極の周辺をエッチングした。ここで、Ｉｎ₂Ｏ₃電極の周
辺のエッチングは、Ｉｎ₂Ｏ₃を溶解するが非単結晶半導
体は溶解しない選択性を持つエッチング剤（ＦｅＣｌ₃
溶液）を、各太陽電池素子の切断面よりやや内側のＩｎ
₂Ｏ₃の周囲にスクリーン印刷し、Ｉｎ₂Ｏ₃を溶解した後
水洗浄することにより行い、Ｉｎ₂Ｏ₃極の素子分離部７
０２を形成した。

【０２４９】更に、図８に示される正極側の集電電極を
次の手順により形成した。まずグリッド８０１の形成
は、透明導電層にポリマー型銀メッキ銅ペーストをスク
リーン印刷機によりパターン印刷し、これを２００℃±
２０℃に調整されたＩＲ加熱炉により５分間加熱した。
次に同じくスクリーン印刷機で導電ペースト上にクリー
ム半田を印刷し、２５０℃±１０℃に調整されたリフロ
ーオーブンで、クリーム半田を加熱溶融させた。そし
て、クリーム半田に含まれているフラックスを洗浄する
ために、イオン交換樹脂により余分なイオンを取り除い
た純水を用いたシャワーに基板ごと５分間投入し、約８
９０℃に調整された温風を電極面にあて、５分程度乾燥
させた。

【０２５０】グリッド８０１の集電を行うバスバー８０
２の形成は、錫メッキ銅線をグリッド８０１と直交させ
る形で配置した後、グリッド８０１との交点に接着性銀
インク８０３を滴下し、１５０℃で３０分間乾燥して、
グリッド電極と錫メッキ銅線とを接続することで行っ
た。その際、錫メッキ銅線とステンレス基板の端面が接
触しないように、錫メッキ銅線の下にポリイミドテープ
８０４を貼り付けた。

【０２５１】次に、図８に示される負極側の電極を以下
の手順により形成した。銅タブ８０１は、非発電領域の
一部をグラインダーで除去してステンレス基板を露出さ
せた後、その部分に銅箔をスポット溶接器で溶接８０２
した。グラインダーで除去するのは、透明電極層や半導
体層等の高抵抗膜が存在する状態でスポット溶接を行う
と、溶接時に火花が散って、製品に悪影響を及ぼす可能
性が高いためである。

【０２５２】以上で光起電力素子の単位セルの作成が終
了した。

【０２５３】次に、図１０に示されるように、単位セル
１００１を１．０ｍｍの間隔をあけて配列し、隣接する
単位セル１００１のバスバー１００２と銅箔タブ１００
３とを半田付け１００４することにより直列接続し、同
様に１０枚の単位セル１００１を直列接続した。

【０２５４】次に、図１１に示されるように、正極及び
負極の端子取り出し用配線の形成を行った。正極側の配
線は、１０番目の単位セル１１０１の裏面中央部に絶縁
性ポリエステルテープ１１０２を貼り付け、その上に銅
箔１１０３を重ね、更に銅箔と、裏側に向けて折り返さ
れたバスバー１１０４とを半田付け１１０５することに
よって行った。また、負極側の配線は、１番目の単位セ
ル１１０６の裏面に、図のように銅箔１１０７を貼り付
け、スポット溶接された銅タブ１１０８を裏側に向けて
折り返して銅箔１１０７と半田付け１１０９することに
よって行った。

【０２５５】以上で光起電力素子の作成が完成した。大
きさは縦３００ｍｍ、横８０９ｍｍの大きさである。

【０２５６】次に、図２６に示したような太陽電池付底
板を作成する。

【０２５７】まず最初に、上記のようにして作成した光
起電力素子２６０２の表面に保護膜２６０３を形成し
た。アクリルシリコン原液をシンナーに溶かし（固形分
８０％）、シランカップリング剤を固形分に対して３％
混合したものを塗料液として調合し、この塗料液を、光
起電力素子２６０２の表面に均一に圧液の噴射により塗
布し、８０℃±３℃に調整された熱風乾燥炉で５分間乾
燥させた後、２００℃±１０℃に調整された熱風乾燥炉
に移し替え、３０分間硬化させる。

【０２５８】上記アクリルシリコンは、熱伝導率が０．
１８ｋｃａｌ／ｍｈ℃である一般的なものを用い、厚み
は１００μｍとした。厚みに関しては、塗布できる最高
膜厚を用いており、これによって表面保護性を高めた。
１００μｍ以上塗布すると硬化中に発砲が生じ、均一な
膜形成が困難となる。

【０２５９】裏面補強材２６０４として、厚み４００μ
ｍの亜鉛メッキ鋼板を準備し、８９０ｍｍ×２０８０ｍ
ｍの寸法に切断した。厚みに関しては通常、屋根材とし
て亜鉛メッキ鋼板が使用される場合の厚みである４００
μｍのものをそのまま用いた。裏面補強材の適当な位置
には光起電力素子から取り出される正極、負極の端子取
り出し穴を設けておいた。

【０２６０】第１充填材２６０５としてＥＶＡ（エチレ
ン−酢酸ビニル共重合ポリマー耐候性グレ−ド）を上記
裏面補強材２６０４の上に積層した。このＥＶＡとして
は、市販されている２３０μｍの樹脂の枚葉で、１００
℃での耐熱性を確保する為に、架橋材として有機過酸化
物を１．５ｗｔ％含んでいるものを用いた。厚みに関し
ては特に制約はないが、接着力の長期に渡り確保するた
めに、２３０μｍ厚のものを用いた。

【０２６１】裏面被覆フィムルとしてＰＥＴフィルム
（ ポリエステルテレフタレート）２６０６上記第１充
填材２６０５の上に積層した。ここで用いたＰＥＴフィ
ルムは、耐熱温度が１２０℃である一般的なものを用い
た。厚みとしては５０μｍのものを用いた。厚みに関し
ては光起電力素子と裏面補強材との絶縁性を確保できる
最少の厚みを用いた。

【０２６２】箱の底板として機能する底板一体型太陽電
池として、箱の底側から熱を逃がさないことが重要であ
る為、断熱材２６０７としてのクロロプレンゴムを厚さ
２０ｍｍで上記裏面被覆フィルム２６０６の上に積層し
た。

【０２６３】第２充填材２６０８としてＥＶＡ（エチレ
ン−酢酸ビニル共重合ポリマ−耐候性グレ−ド）を上記
断熱材２６０７の上に積層した。市販されている２３０
μｍの樹脂の枚葉を用いており、１００℃での耐熱性を
確保する為に架橋材として有機過酸化物を１．５ｗｔ％
含んでいる。厚みに関しては特に制約はないが前記光起
電力素子２６０２を封止する為、前記光起電力素子２６
０２の凹凸を吸収できる量が必要であり、経験上の上記
厚みを利用している。

【０２６４】次に上記で作成済の保護膜２６０３付きの
光起電力素子２６０２を、上記第２充填材２６０８の上
に非受光面が裏面補強材２６０４側になるように積層し
た。

【０２６５】次に第３充填材２６０９としてＥＶＡ（エ
チレン−酢酸ビニル共重合ポリマ−耐候性グレ−ド）を
上記保護膜２６０３付きの光起電力素子２６０２の上に
積層した。このＥＶＡとしては、市販されている２３０
μｍの樹脂の枚葉で、１００℃での耐熱性を確保する為
に架橋材として有機過酸化物を１．５ｗｔ％含んでいる
ものを用いた。厚みに関しては特に制約はないが、接着
力を長期に渡り確保するために、８０μｍ厚のものを用
いた。

【０２６６】最後に表面被覆フィルム２６１０としてＥ
ＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン）を上記第３
充填材２６０９の上に積層した。この表面被覆フィルム
にはＥＶＡとの接着性を高めるためにあらかじめ接着面
にプラズマ処理を施した。厚みは５０μｍである。厚み
に関しては表面の耐スクラッチ性に必要な膜厚を用いて
いる。

【０２６７】これら一体積層体を真空ラミネーターを用
い、加圧脱泡しながら、１５０℃で充填材を溶融させる
ことにより、樹脂の架橋及び接着を行い、太陽電池付底
板を作製した。真空ラミネータとしては、８９０ｍｍ×
２０８０ｍｍの底板が入るような大きなアルミプレート
のものを用いた。

【０２６８】更に、裏面補強材２６０４、第１充填材２
６０５、裏面被覆フィルム２６０６、断熱材２６０７及
び第２充填材２６０８に予め開けておいた端子取り出し
穴より、ケーブルコネクター２６１１等を半田付けし、
正極と負極の端子を取り出した。半田付け部は絶縁性、
端子引っ張り強度を持たせるために、端子箱２６１２内
で端子台に止め、端子箱内は更にシリコンシーラントに
より充填された構成とした。

【０２６９】以上で太陽電池付底板の作製が終了した。
次に、この太陽電池付底板を用いた集熱パネルについて
図２７を用いて説明する。

【０２７０】集熱パネルは、光を透過する窓２７０６
と、太陽電池モジュール２７０５を一体形成した底板２
７０７と、空気取り入れ口２７０２と、空気取り出し口
２７０３と、熱源である集熱体２７０４を有する箱２７
０１により構成されている。

【０２７１】箱２７０１は、強度を出すため、鉄板で枠
及び面が作成されている。更に内部は熱を逃がさないよ
うに、２０ｍｍ厚の断熱材２７０８で被覆されている。
断熱材２７０８はポリスチレンを用いている。寸法は屋
根が尺を単位とした寸法が多いため、尺寸法９１０ｍｍ
幅にし、１５００ｍｍの長さ、８０ｍｍの高さである。
内部は断熱材２７０８の厚み分だけ狭くなっており、幅
が８７０ｍｍ、長さが１４６０ｍｍ、深さが６０ｍｍで
ある。

【０２７２】窓２７０６としては、強化白板ガラスを用
い、厚みが４ｍｍのものを使用する事で、耐荷重性、断
熱性を高め、外気への熱損失をできるだけ抑えた構成に
なっている。寸法はできるだけ多くの太陽光を得るた
め、８９０ｍｍ×２０８０ｍｍとほぼ箱２７０１の一面
を形成している。

【０２７３】空気取り入れ口２７０２は、上記箱２７０
１の幅方向の側面に位置し、熱源である黒色鉄板２７０
４の非受光面側の空間と連絡できるように設けられてい
る。寸法は３０ｍｍ×３００ｍｍである。

【０２７４】空気取り出し口２７０３は、上記箱２７０
１の裏面でかつ、空気取り入れ口２７０２と対向する側
面の近くに位置する。寸法は直径が１５０ｍｍの穴であ
る。これは住宅屋内に温風を引き込むダクトと連結され
るため、そのダクトに合わせて大きさが選択される。ま
た、防塵フィルターが備え付けられており、住宅屋内へ
塵の侵入を防いでいる。

【０２７５】集熱体２７０４としては黒色鉄板が用いら
れている。受光面を入射角と垂直に近くする効果と、非
受光面側への熱放出を大きくする効果を上げる為に、斜
辺の長さ３２０ｍｍで、６０°の角を鋏んだ辺の長さが
１６０ｍｍである直角三角形に沿う形に段状に曲げ加工
した黒色鉄板を、斜辺をモジュールと平行に非受光面側
に、また屋根下方向に鋭角３０°の角を向けた形で設置
した。集熱体２７０４を取り付ける高さは、箱２７０１
の底面の断熱材２７０８より３０ｍｍとし、集熱体２７
０４の受光面側に空気層が出来るようにしている。空気
は断熱性が高く、この空気層を確保することで窓２７０
６からの放熱を防ぐ働きをする。

【０２７６】太陽電池２７０５で発生した電気は、裏面
に取り付けられた電気取り出し部としての端子箱２７０
９を通して外に出される。

【０２７７】尚、本実施例の集熱パネルは、下側から４
００ｍｍ以内においては高くとも６０〜８０℃の温度で
あることから、太陽電池の各構成材料は耐熱グレードが
８０℃以上のものを利用した。

【０２７８】（実施例３−２）本実施例における集熱パ
ネルは、非単結晶光起電力素子を亜鉛メッキ鋼板上に設
けてプラスチック被覆した構成の太陽電池素子と底板の
一部を一体化した太陽電池付底板と、太陽電池の付いて
いない底板を別々に構成した形を用いている。尚、太陽
電池付底板は、集熱パネルの下側から４００ｍｍ以内に
配置されており、太陽電池付底板の上部に位置する窓に
は白板ガラスを、また太陽電池の付いていない底板の上
部には青板ガラスを用いた。

【０２７９】まず最初に太陽電池付底板について説明す
る。

【０２８０】最初に、図５に示されるような非単結晶光
起電力基板５０５を作成した。洗浄した０．１２７ｍｍ
厚の長尺ステンレス基板５０１上に、スパッタ法で裏面
反射層５０２としてＳｉを１％含有するＡｌ層（膜厚５
０００オングストローム）とＺｎＯ層（膜厚５０００オ
ングストローム）を順次形成した。次に、プラズマＣＶ
Ｄ法により、ＳｉＨ₄とＰＨ₃とＨ₂の混合ガスからｎ型
ａ−Ｓｉ層を、ＳｉＨ₄とＨ₂の混合ガスからｉ型ａ−Ｓ
ｉ層を、ＳｉＨ₄とＢＦ₃とＨ₂の混合ガスからｐ型微結
晶μｃ−Ｓｉ層を形成し、ｎ層（膜厚１５０オングスト
ローム）／ｉ 層（膜厚４０００オングストローム）／
ｐ層（膜厚１００オングストローム）／ｎ層（膜厚１０
０オングストローム）／ｉ層（膜厚８０００オングスト
ローム／ｐ層（膜厚１０００オングストロームの層構成
のタンデム型ａ−Ｓｉの半導体層５０３を形成した。

【０２８１】最後に、透明導電層５０４として、Ｉｎ₂
Ｏ₃薄膜（膜厚７０００オングストローム）を、Ｏ₂雰囲
気下でＩｎを抵抗加熱法で蒸着する事によって形成し
た。

【０２８２】次に、上記長尺の光起電力基板を縦３００
ｍｍ×横８０ｍｍの大きさでプレスマシンを用いて打ち
抜き、図６に示されるような形状の複数の光起電力素子
片６０１を作成した。しかし、プレスマシンにより切断
された光起電力素子片６０１の切断面は、透明導電層５
０４とステンレス基板５０１（図５参照）が短絡した状
態になっていた。

【０２８３】そこで次に、図７のように、この短絡をリ
ペアーするために、透明導電層７０１であるＩｎ₂Ｏ₃電
極の周辺をエッチングした。ここで、Ｉｎ₂Ｏ₃電極の周
辺のエッチングは、Ｉｎ₂Ｏ₃を溶解するが非単結晶半導
体は溶解しない選択性を持つエッチング剤（ＦｅＣｌ₃
溶液）を、各太陽電池素子の切断面よりやや内側のＩｎ
₂Ｏ₃の周囲にスクリーン印刷し、Ｉｎ₂Ｏ₃を溶解した後
水洗浄することにより行い、Ｉｎ₂Ｏ₃極の素子分離部７
０２を形成した。

【０２８４】更に、図８に示される正極側の集電電極を
以下の手順により形成した。まずグリッド８０１形成
は、透明導電層７０１（図７参照）にポリマー型銀メッ
キ銅ペーストをスクリーン印刷機によりパターン印刷
し、これを２００℃±２０℃に調整されたＩＲ加熱炉に
より５分間加熱した。次に同じくスクリーン印刷機で導
電ペースト上にクリーム半田を印刷し、２５０℃±１０
℃に調整されたリフローオーブンで、クリーム半田を加
熱溶融させた。そして、クリーム半田に含まれているフ
ラックスを洗浄するために、イオン交換樹脂により余分
なイオンを取り除いた純水を用いたシャワーに基板ごと
５分間投入し、約８０℃に調整された温風を電極面にあ
て、５分程度乾燥させた。

【０２８５】グリッド８０１の集電を行うバスバー８０
２の形成は、錫メッキ銅線をグリッド８０１と直交させ
る形で配置した後、グリッド８０１との交点に接着性銀
インク８０３を滴下し、１５０℃で３０分間乾燥して、
グリッド電極と錫メッキ銅線とを接続することで行っ
た。その際、錫メッキ銅線とステンレス基板の端面が接
触しないように、錫メッキ銅線の下にポリイミドテープ
８０４を貼り付けた。

【０２８６】次に、図９に示される負極側の電極を以下
の手順により形成した。銅タブ９０１は、非発電領域の
一部をグラインダーで除去してステンレス基板を露出さ
せた後、その部分に銅箔をスポット溶接器で溶接９０２
することで形成した。グラインダーで除去するのは、透
明電極層や半導体層等の高抵抗膜が存在する状態でスポ
ット溶接を行うと、溶接時に火花が散って、製品に悪影
響を及ぼす可能性が高いためである。

【０２８７】以上で光起電力素子の単位セルの作成が終
了した。

【０２８８】次に、図１０に示されるように、単位セル
１００１を１．０ｍｍの間隔をあけて配列し、隣接する
単位セル１００１のバスバー１００２と銅箔タブ１００
３とを半田付け１００４することにより直列接続し、同
様に１０枚の単位セル１００１を直列接続した。

【０２８９】次に、図１１に示されるように、正極及び
負極の端子取り出し用配線の形成を行った。正極側の配
線は、１０番目の単位セル１１０１の裏面中央部に絶縁
性ポリエステルテープ１１０２を貼り付け、その上に銅
箔１１０３を重ね、更に銅箔と、裏側に向けて折り返さ
れたバスバー１１０４とを半田付け１１０５することに
よって行った。また、負極側の配線は、１番目の単位セ
ル１１０６の裏面に、図のように銅箔１１０７を貼り付
け、スポット溶接された銅タブ１１０８を裏側に向けて
折り返して銅箔１１０７と半田付け１１０９することに
よって行った。

【０２９０】以上で光起電力素子の作成が完成した。大
きさは縦３００ｍｍ、横８０９ｍｍの大きさである。

【０２９１】次に、図２６に示したような太陽電池付き
底板を作成する。

【０２９２】まず最初に、上記のようにして作成した光
起電力素子２６０２の表面に保護膜２６０３を形成し
た。アクリルシリコン原液をシンナーに溶かし（固形分
８０％）、シランカップリング剤を固形分に対して３％
混合したものを塗料液として調合し、この塗料液を、光
起電力素子２６０２の表面に均一に圧液の噴射により塗
布し、８０℃±３℃に調整された熱風乾燥炉で５分間乾
燥させた後、２００℃±１０℃に調整された熱風乾燥炉
に移し替え、３０分間硬化させる。

【０２９３】上記アクリルシリコンは、熱伝導率が０．
１８ｋｃａｌ／ｍｈ℃である一般的なものを用い、厚み
は１００μｍとした。厚みに関しては塗布できる最高膜
厚を用いており、これによって表面保護性を高めた。１
００μｍ以上塗布すると硬化中に発砲が生じ、均一な膜
形成が困難となる。

【０２９４】裏面補強材２６０４として、厚み４００μ
ｍの亜鉛メッキ鋼板を準備し、８９０ｍｍ×２０８０ｍ
ｍの寸法に切断した。厚みに関しては通常、屋根材とし
て亜鉛メッキ鋼板が使用される場合の厚みである４００
μｍのものをそのまま用いた。裏面補強材の適当な位置
には光起電力素子から取り出される正極、負極の端子取
り出し穴を設けておいた。

【０２９５】第１充填材２６０５としてＥＶＡ（エチレ
ン−酢酸ビニル共重合ポリマ−耐候性グレ−ド）を上記
裏面補強材２６０４の上に積層した。このＥＶＡとして
は、市販されている２３０μｍの樹脂の枚葉で、１００
℃での耐熱性を確保する為に、架橋材として有機過酸化
物を１．３ｗｔ％含んでいるものを用いた。厚みに関し
ては特に制約はないが、接着力を長期に渡り確保するた
めに、２３０μｍ厚のものを用いた。

【０２９６】次に裏面被覆フィムルとしてＰＥＴフィル
ム（ポリエチレンテレフタレート）２６０６を上記第１
充填材２６０５の上に積層した。ここで用いたＰＥＴフ
ィムルは耐熱温度が１２０℃である一般的なものを用い
た。厚みとしては５０μｍのものを用いた。厚みに関し
ては光起電力素子と裏面補強材との絶縁性を確保できる
最少の厚みを用いている。

【０２９７】箱の底板として機能する底板一体型太陽電
池として、箱の底側から熱を逃がさないことが重要であ
る為、断熱材２６０７としてのクロロプレンゴムを厚さ
２０ｍｍで上記裏面被覆フィルム２６０６の上に積層し
た。

【０２９８】第２充填材２６０８としてＥＶＡ（エチレ
ン−酢酸ビニル共重合ポリマ−耐候性グレ−ド）を上記
断熱材２６０７の上に積層した。市販されている２３０
μｍの樹脂の枚葉を用いており、１００℃での耐熱性を
確保する為に架橋材として有機過酸化物を１．５ｗｔ％
含んでいる。厚みに関しては特に制約はないが前記太陽
電池素子２６０２を封止する為、前記太陽電池素子２６
０２の凹凸を吸収できる量が必要であり、経験上の上記
厚みを利用している。

【０２９９】次に上記で作成済の保護膜２６０３付きの
光起電力素子２６０２を、上記第２充填材２６０８の上
に非受光面が裏面補強材２６０４側になるように積層し
た。

【０３００】次に第３充填材２６０９としてＥＶＡ（エ
チレン−酢酸ビニル共重合ポリマ−耐候性グレ−ド）を
上記保護膜２６０３付きの光起電力素子２６０２の上に
積層した。このＥＶＡとしては、市販されている２３０
μｍの樹脂の枚葉で、１００℃での耐熱性を確保する為
に架橋材として有機過酸化物を１．５ｗｔ％含んでいる
ものを用いた。厚みに関しては特に制約はないが、接着
力の長期に渡り確保するために、８０μｍ厚のものを用
いた。

【０３０１】最後に表面被覆フィルム２６１０としてＥ
ＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン）を上記第３
充填材２６０９の上に積層した。この表面被覆フィルム
にはＥＶＡとの接着性を高めるためにあらかじめ接着面
にプラズマ処理を施した。厚みは５０μｍである。厚み
に関しては表面の耐スクラッチ性に必要な膜厚を用いて
いる。

【０３０２】これら一体積層体を真空ラミネーターを用
い、加圧脱泡しながら、１５０℃で充填材を溶融させる
ことにより、樹脂の架橋及び接着を行い太陽電池付き底
板を作製した。真空ラミネータとしては、８９０ｍｍ×
４００ｍｍの底板が入るような大きなアルミプレートの
ものを用いた。実施例３−１で用いたアルミプレートを
有するものとすれば、太陽電池付き底板を同時に５枚作
製できる。

【０３０３】更に、裏面補強材２６０４、第１充填材２
６０５、裏面被覆フィルム２６０６、断熱材２６０７及
び第２充填材２６０８に予め開けておいた端子取り出し
穴より、ケーブルコネクター２６１１等を半田付けし、
正極と負極の端子を取り出した。半田付け部は絶縁性、
端子引っ張り強度を持たせるために、端子箱２６１２内
で端子台に止め、端子箱内は更にシリコンシーラントに
より充填された構成とした。

【０３０４】以上で太陽電池付き底板の作製が終了し
た。次に、この太陽電池付き底板を用いた集熱パネルに
ついて図２８を用いて説明する。

【０３０５】集熱パネルは、太陽電池付き第１底板２８
０８及び太陽電池の付いていない第２底板２８１０と、
空気取り入れ口２８０２と、空気取り出し口２８０３及
び熱源である集熱体２８０４と、太陽電池付き第１底板
２８０８の上部に位置する第１窓２８０６と、集熱体２
８０４の上部に位置する第２窓２８１１とを有する箱２
８０１により構成されている。第１底板２８０８の寸法
は８９０ｍｍ×４００ｍｍ×２１．４ｍｍで、第２底板
２８１０は、厚さ４００μｍの亜鉛メッキ鋼板に厚さ２
０ｍｍのポリスチレンの断熱材２８１３が接着されてお
り、寸法は８９０ｍｍ×１６８０ｍｍ×２０．４ｍｍで
ある。第１及び第２底板２８０８，２８１０間の継ぎ目
は、角パイプ２８１４上でシリコンシーラントによって
埋められ固定されている。

【０３０６】箱２８０１は、強度を出すため、鉄板で枠
及び面が構成されている。更に内部は熱を逃がさないよ
うに、２０ｍｍ厚の断熱材２８０８で被覆されている。
断熱材２８０８はポリスチレンを用いている。寸法は屋
根が尺を単位とした寸法が多いため、尺寸法９１０ｍｍ
幅にし１５００ｍｍの長さ、８０ｍｍの高さである。内
部は断熱材２８０８の厚み分だけ狭くなっており、幅が
８７０ｍｍ、長さが１４６０ｍｍ、深さが６０ｍｍであ
る。

【０３０７】窓は、太陽電池付きの第１底板２８０８上
部の第１窓２８０６と集熱体２８０４上部の第２窓２８
１１とから構成されている。太陽電池付きの第１底板２
８０８の上部に位置する第１窓２８０６は、強化白板ガ
ラスを用いる事で、太陽光の短波長を通しやすく、発電
効率をより高めることができるものとなっている。ま
た、集熱体２８０４の上部に位置する第２窓２８１１と
しては青板ガラスを用いる事で、コスト低減を計ってい
る。第１窓２８０６の寸法は８９０ｍｍ×４００ｍｍ、
厚み４ｍｍの強化白板ガラスを用い、第２窓２８１１の
寸法は８９０ｍｍ×１６８０ｍｍ、厚み４ｍｍで安価な
青色ガラスを用い、両方でほぼ箱２８０１の一面を形成
している。尚、第１窓２８０６は取り入れ口２８０２
側、すなわち集熱箱の下側に位置するように配置した。
第１及び第２窓２８０６，２８１１の間は角パイプ２８
１２上でシリコンシーラントで埋められ固定されてい
る。

【０３０８】空気取り入れ口２８０２は上記箱２８０１
の幅方向の側面に位置し、熱源である黒色鉄板の集熱体
２８０４の非受光面側の空間と連絡できるように設けら
れている。寸法は３０ｍｍ×３００ｍｍである。

【０３０９】空気取り出し口２８０３は、上記箱の裏面
でかつ、空気取り入れ口２８０２と対向する側面の近く
に位置する。寸法は直径が１５０ｍｍの穴である。これ
は住宅屋内に温風を引き込むダクトと連結されるため、
そのダクトに合わせて大きさが選択される。また防塵フ
ィルターが備え付けられており、住宅屋内へ塵の侵入を
防いでいる。

【０３１０】集熱体２８０４としては黒色鉄板が用いら
れている。受光面を入射角と垂直に近くする効果と、非
受光面側への熱放出を大きくする効果を上げる為に、斜
辺の長さ３２０ｍｍで、６０°の角を鋏んだ辺の長さが
１６０ｍｍである直角三角形に沿う形に段状に曲げ加工
した黒色鉄板を、斜辺をモジュールと平行に非受光面側
に、また屋根下方向に鋭角３０°の角を向けた形で設置
した。集熱体２８０４を取り付ける高さは、箱２８０１
の底面の断熱材２８１３より３０ｍｍとし、集熱体２８
０４の受光面側に空気層が出来るようにしている。空気
は断熱性が高く、この空気層を確保することで第２窓２
８１１からの放熱を防ぐ働きをする。

【０３１１】太陽電池２８０５で発生した電気は、裏面
に取り付けられた電気取り出し部としての端子箱２８０
９を通して外に出される。

【０３１２】本実施例の集熱パネルは、下側から４００
ｍｍ以内においては高くとも６０〜８０℃の温度である
ことから、太陽電池の各構成材料は耐熱グレードが８０
℃以上のものを利用した。

【０３１３】また、底板２８０７としては、太陽電池付
き第１底板２８０８と太陽電池の付いていない第２底板
２８１０との２種類を併設した。このことによりラミネ
ーションの作業効率を上げることが可能となった。

【０３１４】さらに窓板材料を使い分け、太陽電池の上
部に位置する第１窓２８０６には光透過性を重視し、白
板ガラスを使用し太陽電池の発電量を上げた。一方、面
積の大きい通常の窓部である第２窓２８１１には安価な
青板ガラスを使用することで更なるコスト削減が可能と
なった。

【０３１５】

【発明の効果】太陽電池を集熱パネルの構成部材の一部
に配置することで、寒冷地における積雪時のパッシブソ
ラーシステムが停止するといった問題が解決した。つま
り集熱パネル内に太陽電池を設置する事が可能になった
ので、積雪をパッシブソラーシステムの熱で融雪するこ
とで、太陽電池が日射を得られ、発電が可能となった。

【０３１６】また太陽電池を集熱パネルが設置される南
面の棟付近に設置することになるため、十分な日射が得
られ、その結果、より大きな電力が得られるようになっ
た。これによりパッシブソラーシステム用の電源だけで
なく、電力会社へ電気の売却も可能となる一層充実した
パッシブソーラーシステムの提供を促進できた。

【０３１７】更に施工性の問題も太陽電池付き集熱パネ
ルが実現したため、太陽電池と集熱パネルの両方を設置
しなくてよく、太陽電池付き集熱パネルだけを設置すれ
ば済むようになった。このため作業が大幅に軽減でき、
施工の問題も解決できた。

【０３１８】太陽電池素子として非単結晶光起電力素子
を用いることにより、次の効果を得た。

【０３１９】非単結晶光起電力素子は結晶シリコン光起
電力素子よりも温度依存性が優れており、高温下におけ
る特性劣化が少ないのみならず、高い温度で使用する事
で非単結晶光起電力素子特有のステブラーロンスキー劣
化を抑えられることができ、トータルでは長期間に取り
出せる電力の増大をもたらすことができた。

【０３２０】太陽電池素子を集熱板の一部に一体形成し
たことにより、太陽光を熱に変える熱源となる基板部分
と太陽光を電気に変える太陽電池素子が一体化されてい
るので、太陽光を熱に変える熱源と太陽光を電気に変え
る太陽電池素子を集熱パネル内に別々に取り付ける必要
がないので、取り付け作業性が非常に良いものが実現し
た。

【０３２１】またこれにより、この集熱パネルより所望
の電気出力と所望の温度を有した空気の両方を得ること
ができた。

【０３２２】集熱板上の一部に一体形成する太陽電池素
子を取り入れ口側にのみ配置したことにより、太陽電池
素子は集熱箱パネル内での温度の低い場所に存在するこ
とになり、電気出力低下をきたすほどに高温化すること
なく、所望の電気出力を得ることができた。

【０３２３】集熱板の太陽電池素子が一体形成されてい
ない集熱板部分において、受光面側の熱抵抗より非受光
面側の熱抵抗が小さいことにより、集熱板から非受光面
側を流れる空気へ伝導する熱量が増え、さらに高温な空
気を得ることができた。

【０３２４】集熱板の太陽電池素子が一体形成されてい
る部分において、受光面側の熱抵抗より非受光面側の熱
抵抗が小さいことにより、この太陽電池素子の配置され
ている部分でも集熱板から非受光面側を流れる空気へ伝
導する熱量が増え、さらに高温な空気を得ることができ
た。

【０３２５】また、太陽電池素子を窓ガラスに一体にモ
ジュール化することで、集熱パネルの組立工程を増やす
必要がなく、また従来と同様のプロセスで太陽電池もモ
ジュール化できることから、集熱パネルと太陽電池のあ
わせたコスト削減ができた。

【０３２６】更に太陽電池素子の位置を集熱パネルの取
り入れ口側に配備することで、使用する材料の耐熱グレ
ードを下げることができるので、更にコスト低減が実現
できた。

【０３２７】同時に樹脂封止することで太陽電池素子の
絶縁性、耐候性を確保することもできた。

【０３２８】更なる効果としては、太陽電池を窓に一体
形成することで日射の集熱パネル内の空気表面での反射
がなくなり、日射損失を最少とできたので、より多大な
電力が得られるという格別な効果も得られた。

【０３２９】また、箱底板一体型太陽電池を用いた集熱
パネルはその組立が簡易で且つ低コストであり、実用的
な集熱パネルが提供出来る。

【０３３０】また太陽電池素子でなく、樹脂で封止した
底板一体型太陽電池を使用することで、太陽電池素子の
耐候性を考慮したり、集熱パネルの絶縁性を考慮したり
する必要がなくなる。さらに底板一体型としたことで高
温になる集熱パネル内の配線や、耐熱性の電気接続等を
廃止でき、作業の大幅な削減が出来、低コストで安全な
集熱パネルを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】パッシブソーラーシステム住宅を表す概略図。

【図２】集熱板を熱源とした集熱パネルを表す図。

【図３】集熱板の実施態様例を表す図。

【図４】太陽電池素子の実施態様例を表す断面図。

【図５】実施例の光起電力基板の断面図。

【図６】実施例の光起電力素子片の上面図。

【図７】実施例のエッチング後の光起電力素子片の上面
図。

【図８】実施例の集電電極の形成後の光起電力素子片の
上面図。

【図９】実施例の負極電極の形成後の光起電力素子片の
上面図。

【図１０】実施例の単位セルを直列接続した太陽電池素
子の上面図。

【図１１】実施例の正極及び負極の端子取り出し部形成
後の太陽電池素子の上面図。

【図１２】実施例１−１の集熱板を表す図。

【図１３】実施例の保護膜形成後の太陽電池素子の上面
図。

【図１４】実施例１−１及び実施例１−２の集熱パネル
を表す図。

【図１５】実施例１−２の集熱板を表す図。

【図１６】本発明の集熱パネルの実施態様例を表す斜視
図。

【図１７】本発明の集熱パネルの実施態様例を表す断面
図。

【図１８】本発明の窓一体型太陽電池モジュールの実施
態様例を表す斜視図。

【図１９】本発明の窓一体型太陽電池モジュールの実施
態様例を表す断面図。

【図２０】実施例２−１の太陽電池付き窓の断面図。

【図２１】実施例２−１の集熱パネルの断面図。

【図２２】実施例２−２の太陽電池付き窓の断面図。

【図２３】実施例２−２の集熱パネルの断面図。

【図２４】本発明の底板一体型太陽電池モジュール内蔵
集熱パネルの説明図である。

【図２５】本発明の太陽電池付底板の例を表す図であ
る。

【図２６】本発明の実施例３−１及び３−２で作成した
太陽電池付底板を示す図である。

【図２７】本発明の実施例３−１で作成した集熱パネル
の断面図である。

【図２８】本発明の実施例３−２で作成した集熱パネル
の断面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩見 哲 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 深江 公俊 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−66051（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−42081（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−244445（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−104151（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−168672（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−119013（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 31/04 - 31/078

Claims (25)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一部に太陽光が入射可能な窓
   を有する保温構造の箱： 前記箱に設けられ、流体である熱媒を前記箱内に流入さ
   せるための取入れ口： 前記箱に設けられ、流体である熱媒を前記箱内より流出
   させるための取出し口： 前記箱内に配置された集熱板： を有する集熱パネルであって、前記集熱板は、前記箱内
   の空間を受光面側と非受光面側とに２分割するように配
   置されており、前記集熱板の一部に太陽電池素子が一体
   形成され、前記太陽電池素子は、少なくとも被覆フィル
   ムにより被覆されていて、前記熱媒が前記集熱板の非受
   光面側を通り、受光面側が密封されていることを特徴と
   する集熱パネル。
2. 【請求項２】 少なくとも前記太陽電池素子と前記被覆
   フィルムとの間に充填材層を有することを特徴とする請
   求項１に記載の集熱パネル。
3. 【請求項３】 前記太陽電池素子が、前記取入れ口側に
   一体形成されていることを特徴とする請求項１又は２に
   記載の集熱パネル。
4. 【請求項４】 少なくとも一部に太陽光が入射可能な窓
   を有する保温構造の箱： 前記箱に設けられ、流体である熱媒を前記箱内に流入さ
   せるための取入れ口： 前記箱に設けられ、流体である熱媒を前記箱内より流出
   させるための取出し口： 前記箱内に配置された集熱板： を有する集熱パネルであって、前記集熱板は、前記箱内
   の空間を受光面側と非受光面側とに２分割するように配
   置されており、前記集熱板は、前記取入れ口側に太陽電
   池素子が一体形成されていて、前記熱媒が前記集熱板の
   非受光面側を通り、受光面側が密封されていることを特
   徴とする集熱パネル。
5. 【請求項５】 前記集熱板の受光面側の熱抵抗より非受
   光面側の熱抵抗が小さいことを特徴とする請求項１〜４
   のいずれか一項に記載の集熱パネル。
6. 【請求項６】 前記集熱板が、前記非受光面側に放熱構
   造を有する事を特徴とする請求項１〜５のいずれか一項
   に記載の集熱パネル。
7. 【請求項７】 少なくとも一部に太陽光が入射可能な窓
   を有する保温構造の箱： 前記箱に設けられ、流体である熱媒を前記箱内に流入さ
   せるための取入れ口： 前記箱に設けられ、流体である熱媒を前記箱内より流出
   させるための取出し口： 前記箱内に太陽光に晒されるように配置された集熱板： を有する集熱パネルであって、前記集熱板は、前記箱内
   の空間を受光面側と非受光面側とに２分割するように配
   置されており、前記窓の少なくとも一部に太陽電池素子
   が一体形成され、前記太陽電池素子は、少なくとも前記
   窓及び被覆フィルムにより被覆されていて、前記熱媒が
   前記集熱板の非受光面側を通り、受光面側が密封されて
   いることを特徴とする集熱パネル。
8. 【請求項８】 少なくとも前記太陽電池素子と前記被覆
   フィルムとの間に充填材層を有することを特徴とする請
   求項７に記載の集熱パネル。
9. 【請求項９】 前記太陽電池素子が、前記取り入れ口付
   近に位置していることを特徴とする請求項７又は８に記
   載の集熱パネル。
10. 【請求項１０】 少なくとも一部に太陽光が入射可能な
    窓を有する保温構造の箱： 前記箱に設けられ、流体である熱媒を前記箱内に流入さ
    せるための取入れ口： 前記箱に設けられ、流体である熱媒を前記箱内より流出
    させるための取出し口： 前記箱内に配置された集熱板： を有する集熱パネルであって、前記集熱板は、前記箱内
    の空間を受光面側と非受光面側とに２分割するように配
    置されており、前記窓は、前記取入れ口側に太陽電池素
    子を有し、前記熱媒が前記集熱板の非受光面側を通り、
    受光面側が密封されていることを特徴とする集熱パネ
    ル。
11. 【請求項１１】 前記窓が少なくとも２枚の窓板からな
    り、太陽電池素子付き窓と太陽電池素子の付いてない窓
    からなることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一
    項に記載の集熱パネル。
12. 【請求項１２】 前記太陽電池素子付き窓は白板ガラス
    からなり、前記太陽電池素子の付いてない窓は青板ガラ
    スからなることを特徴とする請求項１１に記載の集熱パ
    ネル。
13. 【請求項１３】 前記太陽電池素子で発生した電気を取
    り出すためのケーブルコネクターを有し、該ケーブルコ
    ネクターは、前記取入れ口から前記箱の外部に取り出さ
    れていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一
    項に記載の集熱パネル。
14. 【請求項１４】 少なくとも一部に太陽光が入射可能な
    窓を有する保温構造の箱： 前記箱に設けられ、流体である熱媒を前記箱内に流入さ
    せるための取入れ口： 前記箱に設けられ、流体である熱媒を前記箱内より流出
    させるための取出し口： 前記箱内の一部に配置された集熱板： を有する集熱パネルであって、前記集熱板は、前記箱内
    の空間を２分割するように配置されており、太陽光が入
    射可能な前記箱の底板に太陽電池素子が一体形成され、
    前記太陽電池素子は、少なくとも被覆フィルムにより被
    覆されていて、前記熱媒が前記集熱板の非受光面側を通
    り、受光面側が密封されていることを特徴とする集熱パ
    ネル。
15. 【請求項１５】 少なくとも前記太陽電池素子と前記被
    覆フィルムとの間に充填材層を有することを特徴とする
    請求項１４に記載の集熱パネル。
16. 【請求項１６】 前記太陽電池素子が、前記取入れ口付
    近に配置されていることを特徴とする請求項１４又は１
    ５に記載の集熱パネル。
17. 【請求項１７】 少なくとも一部に太陽光が入射可能な
    窓を有する保温構造の箱： 前記箱に設けられ、流体である熱媒を前記箱内に流入さ
    せるための取入れ口： 前記箱に設けられ、流体である熱媒を前記箱内より流出
    させるための取出し口： 前記箱内の一部に配置された集熱板： を有する集熱パネルであって、前記集熱板は、前記箱内
    の空間を２分割するように配置されており、太陽光が入
    射可能な前記箱の底板の前記取入れ口付近に太陽電池素
    子が一体形成されていて、前記熱媒が前記集熱板の非受
    光面側を通り、受光面側が密封されていることを特徴と
    する集熱パネル。
18. 【請求項１８】 前記底板が、前記太陽電池素子を配置
    した板と配置していない板とからなることを特徴とする
    請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の集熱パネル。
19. 【請求項１９】 前記窓が、前記太陽電池素子上は白板
    ガラスからなり、非太陽電池素子上は青板ガラスからな
    ることを特徴とする請求項１４〜１８のいずれか一項に
    記載の集熱パネル。
20. 【請求項２０】 前記集熱板は、屈曲形状を有すること
    を特徴とする請求項１４〜１９のいずれか一項に記載の
    集熱パネル。
21. 【請求項２１】 前記太陽電池素子が、非単結晶半導体
    を用いたものであることを特徴とする請求項１〜２０の
    いずれか一項に記載の集熱パネル。
22. 【請求項２２】 前記非単結晶半導体が、アモルファス
    シリコン半導体であることを特徴とする請求項２１に記
    載の集熱パネル。
23. 【請求項２３】 請求項１〜２２のいずれか一項に記載
    の集熱パネルを利用したことを特徴とするパッシブソー
    ラーシステム。
24. 【請求項２４】 前記集熱パネルの前記取出し口に連結
    され、屋内に前記熱媒を導入するダクトを有することを
    特徴とする請求項２３に記載のパッシブソーラーシステ
    ム。
25. 【請求項２５】 前記ダクトの途中にファンを有するこ
    とを特徴とする請求項２４に記載のパッシブソーラーシ
    ステム。