太陽電池モジュール
【課題】 出っ張り等がなく、厚さが均一な太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】 本発明の太陽電池モジュールは、光から電力を得る機能ならびに正極および負極とを備えた光電変換部が設けられたサブモジュールを有する太陽電池モジュール本体と、この光電変換部の負極に接続された第１の導電部材と、光電変換部の正極に接続された第２の導電部材と、第１の導電部材と第２の導電部材とが接続される接電箱とを有する。この接電箱は太陽電池モジュール本体内に取り付けられており、接電箱の厚さは太陽電池モジュール本体の厚さと略等しい。
【解決手段】 本発明の太陽電池モジュールは、光から電力を得る機能ならびに正極および負極とを備えた光電変換部が設けられたサブモジュールを有する太陽電池モジュール本体と、この光電変換部の負極に接続された第１の導電部材と、光電変換部の正極に接続された第２の導電部材と、第１の導電部材と第２の導電部材とが接続される接電箱とを有する。この接電箱は太陽電池モジュール本体内に取り付けられており、接電箱の厚さは太陽電池モジュール本体の厚さと略等しい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄型の薄膜型太陽電池モジュールに関し、特に、出っ張り等がなく、厚さが均一な太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、太陽電池の研究が盛んに行われている。太陽電池を構成する太陽電池モジュールは、光吸収により電流を発生する半導体の光電変換層を裏面電極（下部電極）と透明電極（上部電極）とで挟んだ積層構造の光電変換素子を基板上に多数直列に接続してなる太陽電池サブモジュールを有する。従来から太陽電池サブモジュールが種々提案されている。
【０００３】
図５に示すように、太陽電池モジュール１００においては、太陽電池サブモジュール１０２の裏面にガラス基板１０４を設け、この太陽電池サブモジュール１０２およびガラス基板１０４の表面側に、封止接着層として機能するＥＶＡ樹脂層（エチレンビニルアセテート樹脂層）１０６によりカバーガラス１０８が取り付けられている。また、このガラス基板１０４の裏面側にＥＶＡ樹脂層１０６によりバックシート１１０が取り付けられている。
【０００４】
このバックシート１１０には、更に太陽電池サブモジュール１０２が取り出された内部配線を接続する接電箱１１２が取り付けられる。この接電箱１１２にはケーブル１１４が設けられており、これにより、太陽電池モジュール１００は、外部と接続することができる。
また、太陽電池サブモジュール１０２およびガラス基板１０４にカバーガラス１０８およびバックシート１１０が取り付けられた状態で、シール材１１６を介してフレーム１１８に固定されている。
なお、太陽電池モジュール１００においては、ガラス基板１０４を設けることなく、更にはカバーガラス１０８に代えて保護層を設ける構成のものもある。
【０００５】
太陽電池モジュール１００は、例えば、図６（ａ）〜（ｄ）に示すようにして製造される。
まず、図６（ａ）に示すように、光吸収により電流を発生する半導体の光電変換層を裏面電極と透明電極とで挟んだ積層構造の光電変換素子を基板の表面上に多数直列に接続してなる太陽電池サブモジュール１０２を用意する。
次に、図６（ｂ）に示すように、太陽電池サブモジュール１０２の両端部の各電極の端子に、例えば、銅箔を用いた配線１２０を設ける。そして、両端の配線１２０から、それぞれ、太陽電池サブモジュール１０２の裏面に折り返されて太陽電池サブモジュール１０２の略中央部迄伸びる配線１２２を設ける。この配線１２２は、例えば、銅リボンにより構成される。
【０００６】
次に、図６（ｃ）に示すように、太陽電池サブモジュール１０２の表面１０２ａ側にＥＶＡ樹脂層１０６およびカバー層１２４を配置し、太陽電池サブモジュール１０２の裏面１０２ｂ側にＥＶＡ樹脂層１０６およびバックシート１１０を配置する。このとき、配線１２２は、裏面側のＥＶＡ樹脂層１０６およびバックシート１１０に設けられた穴（図示せず）から突出している。この状態で真空ラミネート法により、これらを一体化する。
次に、トリミング加工を施し、そして、バックシート１１０から突出している配線１２２を折り返す等して、図６（ｄ）に示すように、端子箱１１２と接続させて、更に端子箱１１２がバックシート１１０に接着剤等を用いて取り付ける。
【０００７】
また、上述の太陽電池サブモジュール以外にも種々のものが提案されている（特許文献１、２参照）。
特許文献１に記載された太陽電池モジュールにおいては、表面保護部材（ＥＴＦＥ）、接着性樹脂（ＥＶＡ）を重ね合わせ、この上に太陽電池が載置されている。この太陽電池には電力取り出し端子が取り付けられ、半田でリード線と接続されている。この上に接着性樹脂（ＥＶＡ）、切り欠き加工をした裏面保護部材としての鋼板が配置されている。
リード線は、裏面保護部材の切り欠き部において、裏面保護部材の側面を経由して裏面保護部材の非受光面側に引き出されている。裏面保護部材の非受光面に引き出されたリード線は、この裏面保護部材の非受光面に配設された端子箱に導入され、外部出力されるように配線される。このように、特許文献１においても、端子箱は、太陽電池モジュールの裏面側に配置されている。
【０００８】
また、特許文献２に記載された太陽電池モジュールは、太陽電池モジュールで発電された電力を端子部まで導く内部リード線と当該電力を太陽電池モジュールの外部へ取り出すためのケーブルとが、裏面補強板上の接続部で半田付けにより接続されている。このケーブルが、裏面補強板の表面の円筒状に成形された樹脂で固められている。特許文献２の太陽電池モジュールでは、この樹脂が端子部として機能する。このように、特許文献２においても、端子部として機能するものは、太陽電池モジュールの裏面側に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３９７２２４５号公報
【特許文献２】特開２００６−２１０４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
太陽電池サブモジュールは薄いものであり、本来、太陽電池モジュールも薄型化が図れるはずである。しかしながら、従来の太陽電池モジュール１００においては、バックシート１１０の中央部近傍に接電箱１１２が取り付けられており、太陽電池モジュール１００の厚さが厚くなり、しかも、接電箱が出っ張るため、厚さも不均一である。
また、特許文献１および特許文献２においても、端子箱、端子部が太陽電池モジュールの裏面に設けられており、太陽電池モジュールの厚さが厚くなり、しかも、端子箱、端子部が出っ張るため、厚さも不均一である。
このようなことから、従来の太陽電池モジュールにおいては、輸送時に重ねて運搬するときに接電箱等の部分をへこませたスペーサ、治具等が必要であり、輸送コストが嵩むという問題点がある。
【００１１】
また、太陽電池モジュールの接電箱等が設置時に邪魔になり、取り扱いにくく、設置コストが嵩むという問題点がある。さらには、接電箱等がぶつかって破損する恐れもあり、太陽電池モジュールの信頼性を低下させる恐れもある。
このように、従来の太陽電池モジュールは、輸送コスト、または設置コストが嵩み、ひいては、太陽電池モジュールのコストの増加を招く恐れもある。
【００１２】
本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題点を解消し、出っ張り等がなく、厚さが均一な太陽電池モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は、光から電力を得る機能ならびに正極および負極とを備えた光電変換部が設けられたサブモジュールを有する太陽電池モジュール本体と、前記光電変換部の負極に接続された第１の導電部材と、前記光電変換部の正極に接続された第２の導電部材と、前記第１の導電部材と前記第２の導電部材とが接続される接電箱とを有し、前記接電箱は前記太陽電池モジュール本体内に取り付けられており、前記接電箱の厚さは、前記太陽電池モジュール本体の厚さと略等しいことを特徴とする太陽電池モジュールを提供するものである。
【００１４】
本発明においては、前記接電箱は、前記太陽電池モジュール本体の一部が切り欠かれた領域に設けられていることが好ましい。
また、本発明においては、前記第１の導電部材および前記第２の導電部材は、前記サブモジュールの一方の端部に略直線状に配置されており、前記第１の導電部材および前記第２の導電部材は、前記接電箱に略直線状を維持した状態で接続されていることが好ましい。
さらに、本発明においては、前記サブモジュールは、前記光電変換部が設けられる基板を備え、前記光電変換部は、前記正極が一方の端部に前記負極が他方の端部に設けられており、前記正極または前記負極と前記基板とを接続させて前記基板を導体として用い、前記基板に接続されていない負極または正極側の端部に隣接する位置における前記基板に、第１の導電部材または前記第２の導電部材が設けられていることが好ましい。
【００１５】
さらにまた、本発明においては、前記基板は、導体部の少なくとも片面に絶縁層が形成されたものであり、前記光電変換部は前記絶縁層上に形成されており、前記正極または前記負極と前記導体部とを接続させて前記導体部を導体として用い、前記基板に接続されていない負極または正極側の端部に隣接する位置における前記導体部に、第１の導電部材または前記第２の導電部材が設けられていることが好ましい。
【００１６】
また、本発明においては、前記サブモジュールは、薄膜太陽電池サブモジュールであることが好ましい。
さらにまた、本発明においては、前記サブモジュールは、集積型薄膜太陽電池サブモジュールであることが好ましい。
また、本発明においては、前記サブモジュールは、グリッド型太陽電池サブモジュールであることが好ましい。
【００１７】
また、本発明においては、前記光電変換部は、ＣＩＳ系薄膜型太陽電池セル、ＣＩＧＳ系薄膜型太陽電池セル、薄膜シリコン系薄膜型太陽電池セル、ＣｄＴｅ系薄膜型太陽電池セル、III−Ｖ属系薄膜型太陽電池セル、色素増感系薄膜型太陽電池セル、および有機系薄膜型太陽電池セルのいずれか１つの薄膜型太陽電池セルを有することが好ましい。
さらに、本発明においては、前記絶縁層は、陽極酸化処理されたアルミニウムからなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、接電箱を太陽電池モジュール本体内に取り付けるものとし、この接電箱の厚さを太陽電池モジュール本体の厚さと略等しくすることにより、太陽電池モジュールは出っ張りがない構成となる。このため、太陽電池モジュールの輸送時および設置の際における作業性が良好となる。しかも、従来の太陽電池モジュールでは輸送時に重ねて運搬するときに接電箱等の部分をへこませたスペーサ、治具等が必要であったが、本発明の太陽電池モジュールでは、そのようなスペーサ、治具等が不要となる。このため、輸送コストも低減することができる。
【００１９】
また、太陽電池モジュールは出っ張りがないため、太陽電池モジュールの取り扱いが容易となり作業性が向上するため、設置コストも低減することができ、さらには、接電箱等がぶつかって破損する恐れもなく、太陽電池モジュールの信頼性を向上させることもできる。このように、輸送コストおよび設置コストを低減することができ、太陽電池モジュールのコストを低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態の太陽電池モジュールの接電箱の配置状態を拡大して示す模式的断面図である。
【図２】（ａ）は、本発明の第１の実施形態の太陽電池モジュールの太陽電池サブモジュールを示す平面図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の太陽電池モジュールにおける接電箱の配置状態を拡大して示す模式的平面図であり、（ｃ）は、本発明の第１の実施形態の太陽電池モジュールと接電箱との厚さを示す模式的側面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の太陽電池モジュールの太陽電池サブモジュールを示す模式的断面図である。
【図４】（ａ）は、本発明の第２の実施形態の太陽電池モジュールの太陽電池サブモジュールを示す平面図であり、（ｂ）は、本発明の第２の実施形態の太陽電池モジュールにおける接電箱の配置状態を拡大して示す模式的平面図であり、（ｃ）は、本発明の第２の実施形態の太陽電池モジュールと接電箱との厚さを示す模式図である。
【図５】従来の太陽電池モジュールを示す模式的断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、従来の太陽電池モジュールの製造方法を工程順に示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の太陽電池モジュールを詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態の太陽電池モジュールの接電箱の配置状態を拡大して示す模式的断面図である。図２（ａ）は、本発明の第１の実施形態の太陽電池モジュールの太陽電池サブモジュールを示す平面図であり、図２（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の太陽電池モジュールにおける接電箱の配置状態を拡大して示す模式的平面図であり、図２（ｃ）は、本発明の第１の実施形態の太陽電池モジュールと接電箱との厚さを示す模式的側面図である。図３は、本発明の第１の実施形態の太陽電池モジュールの太陽電池サブモジュールを示す模式的断面図である。
【００２２】
図１に示すように、本発明の第１の実施形態の太陽電池モジュール１０は、太陽電池サブモジュール１２と、太陽電池サブモジュール１２の表面側に配置された封止接着層１４、および表面保護層（保護層）１６と、この太陽電池サブモジュール１２の裏面側に配置された封止接着層１８およびバックシート（保護層）２０と、接電箱２２とを有する。
ここで、太陽電池サブモジュール１２の表面側とは、電力を得るための光を受ける側の面のことであり、裏面側とは、その表面の反対側のことである。
【００２３】
太陽電池サブモジュール１２と、太陽電池サブモジュール１２の表面側に配置された封止接着層１４および表面保護層１８と、この太陽電池サブモジュール１２の裏面側に配置された封止接着層１８およびバックシート２０とは、例えば、真空ラミネート法により、ラミネート加工されて一体化されている。本実施形態においては、太陽電池サブモジュール１２、封止接着層１４、表面保護層１６、封止接着層１８およびバックシート２０を合わせて太陽電池モジュール本体１０ａという。この太陽電池モジュール本体１０ａに接電箱２２が取り付けられて太陽電池モジュール１０が構成される。
【００２４】
太陽電池サブモジュール１２は、光から電力を得る機能を有する光電変換部４８（図２（ａ）参照）を備えている。なお、太陽電池サブモジュール１２については後に詳細に説明する。
【００２５】
封止接着層１４は、太陽電池サブモジュール１２を封止して保護するとともに、表面保護層１８と接着させるためのものである。
この封止接着層１４には、例えば、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）、またはＰＶＢ（ポリビニルブチラール）が用いられる。
【００２６】
表面保護層１８は、汚れ、水分等から太陽電池サブモジュール１２を守るとともに、汚れ等による太陽電池サブモジュール１２への入射光量の低下を抑制するものである。この表面保護層１８としては、例えば、フッ素系樹脂フィルムが用いられる。このフッ素系樹脂としては、例えば、ＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン）が用いられる。また、表面保護層１８の厚さは、例えば、２０〜２００μｍである。
【００２７】
なお、封止接着層１４と、表面保護層１８との間には、例えば、水蒸気バリア層を設けてもよい。この水蒸気バリア層は、太陽電池サブモジュール１２を水分から保護するためのものである。水蒸気バリア層には、例えば、ＰＥＴまたはＰＥＮ等の透明フィルムにＳｉＯ２、ＳｉＮ等からなる無機層が形成されたもの、またはＰＥＴまたはＰＥＮ等の透明フィルムでＳｉＯ２、ＳｉＮ等からなる無機層を挟んだ構成のものが用いられる。
なお、水蒸気バリア層は、水蒸気透過率、酸素透過率等が所定の性能を満たすものであれば、その構成については特に限定されるものではない。
【００２８】
太陽電池サブモジュール１２の裏面側に設けられる封止接着層１８は、表面側に設けられる封止接着層１４と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
バックシート２０は、太陽電池モジュール１０を裏側から保護するとともに、太陽電池モジュール１０の絶縁性を確保するためのものである。このバックシート２０には、例えば、ＰＥＴまたはＰＥＮ等の樹脂フィルムで、アルミニウム箔を挟んだ構造のものが用いられる。なお、バックシート２０においても、その構成については特に限定されるものではない。
【００２９】
接電箱２２は、太陽電池サブモジュール１２の光電変換部４８で得られた電力を、太陽電池モジュール１０の外部に取り出すためのものであり、後に詳細に説明するように第１の導電部材５０、第２の導電部材５２と、外部機器（図示せず）または他の太陽電池モジュールに接続されるケーブル６６、６８とを接続させるものである。なお、接電箱２２については、後に詳細に説明する。
【００３０】
次に、本実施形態の太陽電池サブモジュール１２について説明する。
本実施形態の太陽電池サブモジュール１２は、図２（ａ）に示すように、例えば、全体形状が矩形状であり、光電変換部４８が矩形状の金属基板３０に形成されている。
この金属基板３０は、例えば、図３に示すように、例えば、ステンレス鋼板（導体部）３２を芯材として、その表面３２ａおよび裏面３２ｂにアルミニウム層（導体部）３４、３５が形成されている。このため、金属基板３０の表面および裏面は、それぞれアルミニウム層３４、３５の表面となる。
この金属基板３０のアルミニウム層３４、３５には、それぞれ絶縁層３６、３７が形成されている。絶縁層３６は、表面側のアルミニウム層３４の両端部３４ａ、３４ｂには形成されていない。また、絶縁層３７も、裏面側のアルミニウム層３５の両端部３５ａ、３５ｂには形成されていない。
【００３１】
このような絶縁層３６、３７が形成されていない領域は、絶縁層３６、３７を形成した後、例えば、レーザースクライブにより絶縁層３６、３７を除去することにより、形成することができる。
また、陽極酸化により絶縁層３６、３７を形成する場合、金属基板３０の両端部および側面部をマスクして絶縁層３６、３７が形成されていない領域を形成することができる。
本実施形態においては、絶縁層３６の表面３６ａに、例えば、後述する光電変換素子（太陽電池セル）４６が複数、直列に接続されて形成されている。複数の直列に接続された光電変換素子４６により、光電変換部４８が構成される。
【００３２】
図３に示す太陽電池サブモジュール１２は、サブストレート型と呼ばれるものであり、太陽電池サブモジュール１２に設けられる後述の光電変換素子４６は薄膜型のものである。この太陽電池サブモジュール１２は、絶縁層３６の表面３６ａに裏面電極３８と光電変換層４０とバッファ層４２と透明電極４４とが順次積層されており、裏面電極３８、光電変換層４０、バッファ層４２および透明電極４４により光電変換素子４６が構成されている。
【００３３】
裏面電極３８は、隣り合う裏面電極３８と分離溝（Ｐ１）４１を設けて絶縁層３６の表面３６ａに形成されている。分離溝（Ｐ１）４１を埋めつつ光電変換層４０が裏面電極３８の上に形成されている。この光電変換層４０の表面にバッファ層４２が形成されている。これらの光電変換層４０とバッファ層４２とは、裏面電極３８にまで達する溝（Ｐ２）４３により、他の光電変換層４０とバッファ層４２と離間されている。この溝（Ｐ２）４３は、裏面電極３８の分離溝（Ｐ１）４１とは異なる位置に形成されている。
【００３４】
また、この溝（Ｐ２）４３を埋めつつバッファ層４２の表面に透明電極４４が形成されている。
透明電極４４、バッファ層４２および光電変換層４０を貫き裏面電極３８に達する開口溝（Ｐ３）４５が形成されている。各光電変換素子４６は、裏面電極３８と透明電極４４により、直列に接続されている。本実施形態においては、図１に示す左側の端部の裏面電極３９は、絶縁層３６が形成されていない端部３４ｂに接続されており、裏面電極３９は金属基板３０と導通されている。
【００３５】
本実施形態の光電変換素子４６は、集積型のＣＩＧＳ系光電変換素子（ＣＩＧＳ系太陽電池セル）と呼ばれるものであり、例えば、裏面電極３８がモリブデン電極で構成され、光電変換層４０がＣＩＧＳで構成され、バッファ層４２がＣｄＳで構成され、透明電極４４がＺｎＯで構成される。
なお、光電変換素子４６は、図２（ａ）に示すように、金属基板３０の辺に平行に、一方向に長く伸びて形成されている。このため、裏面電極３９等も金属基板３０の辺に平行な一方向に長い電極である。
【００３６】
図３に示すように、右側の端の裏面電極３８ａ上に第１の導電部材５０が接続されている。この第１の導電部材５０は、後述する負極からの出力を外部に取り出すためのものである。本来、裏面電極３８ａ上には光電変換素子４６が形成されるが、例えば、レーザースクライブまたはメカニカルスクラブにより、光電変換素子４６を取り除いて、裏面電極３８ａを表出させている。
【００３７】
第１の導電部材５０は、例えば、細長い帯状の部材であり、図２（ａ）に示すように、金属基板３０の辺に平行に一方向に略直線状に伸びて、裏面電極３８ａ上に接続されている。また、図３に示すように、第１の導電部材５０は、例えば、銅リボン５０ａがインジウム銅合金の被覆材５０ｂで被覆されたものである。この第１の導電部材５０は、例えば、超音波半田により裏面電極３８ａに接続される。
【００３８】
また、絶縁層３６が形成されていない端部３４ａに、第２の導電部材５２が略直線状に接続されており、第２の導電部材５２は金属基板３０と導通されている。第２の導電部材５２は、裏面電極３９と金属基板３０（アルミニウム層３４およびステンレス鋼板３２）を導体として接続されている。
【００３９】
この第２の導電部材５２は、後述する正極からの出力を外部に取り出すためのものである。第２の導電部材５２も、第１の導電部材５０と同様に細長い帯状の部材であり、図２（ａ）に示すように、金属基板３０の辺に平行に一方向に略直線状に伸びて、端部３４ａに接続されている。
太陽電池サブモジュール１２では、一方の端部に第１の導電部材５０と第２の導電部材５２とが隣接して、かつ略平行に略直線状に配置されている。
【００４０】
第２の導電部材５２は、第１の導電部材５０と同様の構成のものであり、例えば、銅リボン５２ａがインジウム銅合金の被覆材５２ｂで被覆されたものである。
第１の導電部材５０と第２の導電部材５２とは、錫メッキ銅リボンでもよい。また、第１の導電部材５０および第２の導電部材５２、それぞれの接続も超音波半田に限定されるものではなく、例えば、導電性接着剤、導電性テープを用いて接続してもよい。
【００４１】
なお、本実施形態の光電変換素子４６は、例えば、公知のＣＩＧＳ系の太陽電池の製造方法により製造することができる。また、裏面電極３８の分離溝（Ｐ１）４１、裏面電極３８にまで達する溝（Ｐ２）４３、裏面電極３８に達する開口溝（Ｐ３）４５は、レーザースクライブまたはメカニカルスクライブにより形成することができる。
【００４２】
光電変換部４８では、光電変換素子４６に、透明電極４４側から光が入射されると、この光が透明電極４４およびバッファ層４２を通過し、光電変換層４０で起電力が発生し、例えば、透明電極４４から裏面電極３８に向かう電流が発生する。なお、図３に示す矢印は、電流の向きを示すものであり、電子の移動方向は、電流の向きとは逆になる。このため、光電変換部４８では、図３中、左側の端の裏面電極３９が正極（プラス極）になり、右側の端の裏面電極３８ａが負極（マイナス極）になる。
【００４３】
本実施形態においては、裏面電極３９を金属基板３０のアルミニウム層３４に接続させて更に第２の導電部材５２を金属基板３０のアルミニウム層３４に接続させている。このことにより、裏面電極３９と第２の導電部材５２との間を金属基板３０のアルミニウム層３４およびステンレス鋼板３２を導体として導通することができる。また、第１の導電部材５０を裏面電極３８ａに接続している。これらのことにより、太陽電池サブモジュール１２で発生した電力を、隣接した第１の導電部材５０と第２の導電部材５２から、太陽電池サブモジュール１２の外部に取り出すことができる。
なお、第１の導電部材５０が負極であり、第２の導電部材５２が正極である。また、第１の導電部材５０と第２の導電部材５２とは極性が逆であってもよく、光電変換素子４６の構成、太陽電池モジュール１０構成等に応じて、適宜変わるものである。
【００４４】
本実施形態においては、図２（ａ）に示すように、第１の導電部材５０および第２の導電部材５２は、互いに平行に、金属基板３０の辺に沿って一方向に長いものである。
また、図２（ｂ）に示すように、金属基板３０の１つの辺の長さをＬとするとき、少なくとも第２の導電部材５２と導通される裏面電極３９の長さＸは、金属基板３０の辺の長さＬの１／２以上であることが好ましい。これにより、裏面電極３９と金属基板３０との良好な導通を確保することができる。
【００４５】
また、本実施形態においては、第２の導電部材５２は、直列接続された光電変換素子４６の正極側の端部の光電変換素子４６に、金属基板３０を介して接続されている。このため、第２の導電部材５２は、光電変換部４８内の全ての光電変換素子４６の最高電位のものに接続されている。これにより、第２の導電部材５２から取り出される電位は、最高電位となる。
【００４６】
なお、本実施形態では、金属基板３０、例えば、アルミニウム層３４およびステンレス鋼板３２を導体として利用している。金属基板３０は、ステンレス鋼板３２とアルミニウム層３４、３５のクラッド基板であるものの、ステンレス鋼板３２およびアルミニウム層３４、３５は、いずれも導電率が十分に高いため、太陽電池サブモジュール１２で発生した電流を金属基板３０で消耗することがない。
【００４７】
次に、接電箱２２について詳細に説明する。
図２（ａ）に示すように、接電箱２２は、外形が略矩形状である。太陽電池サブモジュール１２においては、第１の導電部材５０および第２の導電部材５２が設けられた側の辺の一方の端部、すなわち、４隅のうち、１つの角部が、接電箱２２の外形の大きさの領域２４分だけ、略矩形状に金属基板３０が切り欠かれている。
この領域２４は、太陽電池サブモジュール１２が組み込まれた太陽電池モジュール本体１０ａにおいても存在している。太陽電池モジュール本体１０ａに対して、接電箱２２が領域２４に厚さ方向を一致させて取り付けられる。接電箱２２が取り付けられた状態で、接電箱２２は金属基板３０の切り欠かれる前の元々の外周面からはみ出すことがない。
図２（ｂ）に示すように、接電箱２２の幅Ｗ１は、例えば、金属基板３０の端部３０ｃから、金属基板３０の光電変換部４８が形成されていない領域と、第１の導電部材５０、第２の導電部材５２の幅の合計と、光電変換素子４８、１個分の幅との合計である。
【００４８】
また、図２（ｃ）に示す接電箱２２の厚さｔは、図１に示すように、太陽電池モジュール本体１０ａの厚さＴと略同じである。この太陽電池モジュール本体１０ａの厚さＴとは、太陽電池モジュール本体１０ａを構成する太陽電池サブモジュール１２、封止接着層１４、表面保護層１６、封止接着層１８およびバックシート２０を合わせた積層方向の厚さのことである。
このように、接電箱２２は、その厚さｔが太陽電池モジュール本体１０ａの厚さＴと略同じであり、しかも、太陽電池サブモジュール１２の金属基板３０のもともとの外形からはみ出すことなく太陽電池モジュール１０内に取り付けられている。
【００４９】
図１に示すように、接電箱２２は、筐体６０と、筐体６０内に形成された台部６１とを有する。筐体６０の表面６０ｂから裏面６０ｃまでの長さが接電箱２２の厚さｔと同じであって、上述のように、太陽電池モジュール本体１０ａの厚さＴと略等しい。
この接電箱２２は、太陽電池モジュール本体１０ａと厚さ方向を一致させて取り付けられるが、このとき、筐体６０の表面６０ｂが表面保護層１６の表面１６ａと略面一になり、筐体６０の裏面６０ｃがバックシート２０の表面２０ａと略面一になる。
【００５０】
筐体６０は、内部６０ａに台部６１が形成されている。この台部６１の台面６１ａに、リード線６２と、かしめ部６４と、ケーブル６６とが設けられている。
リード線６２は、例えば、導電性接着剤７０により第１の導電部材５０と接続されている。また、リード線６２は、かしめ部６４により、ケーブル６６の芯線６６ａと機械的に接合されている。このケーブ６６は、台部６１に設けられた固定部６９により、台面６１ａに固定されている。なお、かしめ部６４としては、リード線６２とケーブル６６の芯線６６ａと機械的に接合することができれば、特に限定されるものではなく、例えば、圧着端子が用いられる。
【００５１】
接電部２２においては、第１の導電部材５０が折曲げられることなく、配置されたとおり、直線状態を維持したままの状態でリード線６２と接続されるように、台部６１の台面６１ａの高さが設定されている。
なお、図１には、第１の導電部材５０とケーブル６６との接続状態だけを示しているが、第２の導電部材５２についても、第１の導電部材５０と同様に、台面６１ａに設けられたリード線６２と導電性接着剤７０によりリード線６２に接続されて、かしめ部６４により、このリード線６２がケーブル６８の芯線と機械的に接合される。また、第２の導電部材５２も折曲げられることなく、配置されたとおり、直線状態を維持したままの状態で、リード線６２と接続される。
【００５２】
本実施形態において、接電部２２は、例えば、筐体６０の上半分が取り外せる構成とする。この場合、接電箱２２を、太陽電池モジュール本体１０ａと接続するには、まず、上半分が取り外し、第１の導電部材５０および第２の導電部材５２を、それぞれリード線６２に導電性接着剤７０で接続して、ケーブル６６、６８と接続する。その後、筐体６０の内部６０ａに封止接着剤７２を充填し、上半分を取り付ける。これにより、接電箱２２は内部６０ａが封止されて、第１の導電部材５０および第２の導電部材５２が、それぞれケーブル６６、６８に接続された状態が保持されるともに、太陽電池モジュール本体１０ａと接続されて、太陽電池モジュール１０が構成される。
【００５３】
本実施形態の太陽電池モジュール１０においては、太陽電池サブモジュール１２の角部を切り欠いた領域２４に接電箱２２を設け、この接電箱２２の厚さｔを、太陽電池モジュール本体１０ａの厚さＴと略同じにしている。これにより、太陽電池モジュール１０は、周面に出っ張りがなく、しかも厚さが均一なものとなり、従来の太陽電池モジュールのように接電箱が出っ張ることがない。このため、太陽電池モジュール１０の輸送時および設置の際における作業性が良好となる。
しかも、従来の太陽電池モジュールでは輸送時に重ねて運搬するときに接電箱等の部分をへこませたスペーサ、治具等が必要であったが、本実施形態の太陽電池モジュール１０では、そのようなスペーサ、治具等が不要となる。これにより、輸送コストも低減することができる。
【００５４】
また、本実施形態の太陽電池モジュール１０は、出っ張りがないため、太陽電池モジュール１０の取り扱いが容易となり、設置作業等の作業性も向上する。このため、設置コストも低減することができ、さらには、接電箱等がぶつかって破損する恐れもなく、太陽電池モジュールの信頼性を向上させることもできる。
このように、輸送コストおよび設置コストを低減することができ、太陽電池モジュールのコストを低下させることができる。
【００５５】
さらには、本実施形態においては、第１の導電部材５０および第２の導電部材５２に折曲げる等のストレスをかけることなく、略直線状態を維持したまま、第１の導電部材５０および第２の導電部材５２を接電箱２２に接続することができる。このため、折曲げ等によって生じる断線等の配線トラブルを抑制することができ、太陽電池モジュール１０の耐久性等、信頼性を高くすることができる。
また、第１の導電部材５０および第２の導電部材５２を折曲げることなく、直線状態を維持したままの状態で各リード線６２と接続することができるため、第１の導電部材５０および第２の導電部材５２と各リード線６２との接続作業も容易になり、作業性も良好なものとなる。
【００５６】
また、本実施形態においては、金属基板３０の一部を切り欠く構成としたが、これに限定されるものではない。太陽電池モジュール本体１０ａに、太陽電池モジュール１０になったときに周囲から出っ張ることなく接電箱２２を取り付けることができれば、例えば、接電箱２２を取り付ける部分を、予め切り欠いた金属基板を用いることもできる。
また、本実施形態においては、接電箱２２を太陽電池サブモジュール１２の角部に取り付けることにより、金属基板をフレキシブルなものとした場合、従来のように太陽電池モジュールの略中央に接電箱がないので、例えば、凹状に曲げても、凸状に曲げても、接電箱が、その曲げの妨げにならない。
【００５７】
さらには、本実施形態においては、第１の導電部材５０および第２の導電部材５２を、太陽電池サブモジュール１２の一方の端部に、隣接して配置したが、これに限定されるものではない。例えば、金属基板の一方の端部（裏面電極３８ａ）に第１の導電部材５０を設け、他方の端部（裏面電極３９）に第２の導電部材５２を設けてもよい。この場合、接電箱２２の位置が図２（ａ）に示す位置であるとき、第２の配線部材５２を、例えば、光電変換部４８に沿って金属基板３０の絶縁層３６に延設して接電箱２２に接続させる。
【００５８】
なお、太陽電池サブモジュール１２の構成についても、本実施形態の構成に、特に限定されるものではない。しかしながら、本実施形態の太陽電池サブモジュール１２のように、一方の端部に第１の導電部材５０および第２の導電部材５２を配置することができれば、上述のように、接電箱２２への接続が容易であるとともに、第２の配線部材５２を引き回すことがなく、配線長さを短くすることができる。
【００５９】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図４（ａ）は、本発明の第２の実施形態の太陽電池モジュールの太陽電池サブモジュールを示す平面図であり、（ｂ）は、本発明の第２の実施形態の太陽電池モジュールにおける接電箱の配置状態を拡大して示す模式的平面図であり、（ｃ）は、本発明の第２の実施形態の太陽電池モジュールと接電箱との厚さを示す模式図である。
なお、本実施形態において、図１〜３に示す第１の実施形態の太陽電池モジュール１０と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００６０】
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態の太陽電池サブモジュール１２ａは、第１の実施形態の太陽電池サブモジュール１２（図２（ａ）、（ｂ）参照）に比して、接電箱２２ａの大きさが異なり、それ以外の構成は第１の実施形態の太陽電池サブモジュール１２（図２（ａ）、（ｂ）参照）と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
【００６１】
本実施形態の接電箱２２ａは、第１の実施形態の接電箱２２に比して、厚さｔは同じであるものの、その幅Ｗ２は、接電箱２２の幅Ｗ１よりも狭い。本実施形態の接電箱２２ａの幅Ｗ２は、第１の導電部材５０および第２の導電部材５２の幅の合計に余裕をもたせた程度のものであり、光電変換素子４８の２つ分の幅程度である。このように、接電箱２２ａを小さくすることもできる。この接電箱２２ａの内部構造は、接電箱２２と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
本実施形態においては、第１の実施形態に比して、接電箱２２ａの幅Ｗ２が狭いだけであるため、本実施形態についての詳細な説明は省略するが、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
なお、上述のいずれの実施形態においても、金属基板３０には、上述のように、芯材のステンレス鋼板３２と被覆層のアルミニウム層３４、３５のクラッド基板を用いた。ステンレス鋼板３２としては、例えば、絶縁層、および光電変換素子と材料特性から応力計算結果により適宜選択することができる。光電変換素子全体の熱膨張係数を制御するためにステンレス鋼板３２としては、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼（熱膨張係数：１７×１０−６１／℃）、炭素鋼およびフェライト系ステンレス鋼（１０×１０−６１／℃）を用いることができる。
また、金属基板３０は、芯材として、ステンレス鋼板３２以外にも、例えば、軟鋼等の鋼、４２インバー合金、コバール合金（５×１０−６１／℃）、または３６インバー合金（＜１×１０−６１／℃）からなる板材を用いることができる。
【００６３】
ステンレス鋼板３２の厚さは、光電変換素子の製造プロセス時、稼動時のハンドリング性（強度と可撓性）により、任意に設定可能であるが、１０μｍ〜１ｍｍであることが好ましい。
【００６４】
ステンレス鋼板３２の剛性は、塑性変形をしない弾性限界応力が重要であるため、降伏応力若しくは０．２％耐力値によって定義する。ステンレス鋼板３２の０．２％耐力値とその温度依存性は、「鉄鋼材料便覧」，日本金属学会，日本鉄鋼協会編，丸善株式会社、または「ステンレス鋼便覧（第３版）」，ステンレス協会編，日刊工業新聞社に記載されている。鋼の機械加工度と調質にもよるが、ステンレス鋼板３２の０．２％耐力値は室温で２５０〜９００ＭＰａであることが好ましい。そして、太陽電池モジュールにおける光電変換素子（光電変換部）の製造時は高温（５００℃以上）になるが、鋼の５００℃における耐力は、一般に７０％程度は維持される。一方、アルミニウムの室温における耐力は機械加工度と調質にもよるが３００ＭＰａ以上であるものの、３５０℃以上では１／１０以下に低下する。したがって、高温時の金属基板３０の弾性限界応力および熱膨張は、ステンレス鋼板３２の高温特性が支配的となる。応力計算に必要なアルミニウムとステンレス鋼のヤング率とその温度依存性は、「金属材料の弾性係数」，日本機械学会に記載されている。
【００６５】
アルミニウム層３４、３５には、例えば、日本工業規格（ＪＩＳ）の１０００系純Ａｌ、Ａｌ−Ｍｎ系合金、Ａｌ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｍｎ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｚｒ系合金、Ａｌ-Ｓｉ系合金、およびＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金等のＡｌと他の金属元素との合金を用いることができる（「アルミニウムハンドブック第４版」（１９９０年、軽金属協会発行）を参照）。アルミニウム層３４、３５には、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｎｉ、およびＴｉ等の各種微量金属元素が含まれていてもよい。
【００６６】
アルミニウム層３４、３５の厚さは、太陽電池モジュールの全体の層構成と材料特性から応力計算結果により適宜選択できるが、金属基板３０とした形体において０．１〜５００μｍである。ステンレス鋼板３２と陽極酸化膜からなる絶縁層３６、３７との間にアルミニウム層３４、３５が介在することにより、温度変化によって熱膨張が生じた際の絶縁層３６、３７の応力が緩和される。なお、金属基板３０の絶縁層３６、３７を形成する際、アルミニウム層３４、３５は陽極酸化および陽極酸化の事前洗浄または研磨により厚さが減少するため、それを見越した厚さとしておく必要がある。
【００６７】
アルミニウム層３４、３５は、ステンレス鋼板３２とアルミニウム層３４、３５との密着性を確保することができれば、その形成方法は、特に限定されるものではない。アルミニウム層３４、３５は、例えば、蒸着、スパッタ等の気相成膜法、アルミニウムの溶融金属浴中に浸漬する溶融めっき法、表面清浄化後のロール圧延等による加圧接合等で接合する接合方法により、ステンレス鋼板３２に形成することができる。
なお、溶融めっき法の場合、ステンレス鋼板３２とアルミニウム層３４、３５との界面に、脆弱な金属間化合物ができないようにすること必要である。コストと量産性の観点からアルミニウム層３４、３５の形成方法は、ロール圧延等による加圧接合法が好ましい。
【００６８】
絶縁層３６、３７は、例えば、アルミニウム層３４、３５の陽極酸化による複数の細孔を有する陽極酸化膜である。この陽極酸化膜は高い絶縁性が確保されている。
【００６９】
陽極酸化は、金属基板３０を陽極とし、陰極と共に電解液に浸漬させ、陽極陰極間に電圧を印加することで実施できる。また、陽極酸化は、必要に応じてアルミニウム層３４、３５の表面に洗浄処理・研磨平滑化処理等を施す。陰極としてはカーボンおよびアルミニウム等が使用される。電解質としては制限されず、硫酸、リン酸、クロム酸、シュウ酸、スルファミン酸、ベンゼンスルホン酸およびアミドスルホン酸等の酸を、１種又は２種以上含む酸性電解液が好ましく用いられる。陽極酸化条件は、使用する電解質の種類にもより特に制限されない。条件としては、例えば、電解質濃度１〜８０質量％、液温５〜７０℃、電流密度０．００５〜０．６０Ａ／ｃｍ２、電圧１〜２００Ｖ、電解時間３〜５００分の範囲にあれば適当である。電解質としては、硫酸、リン酸、シュウ酸、またはこれらの混合液が好ましい。このような電解質を用いる場合、電解質濃度４〜３０質量％、液温１０〜３０℃、電流密度０．０５〜０．３０Ａ／ｃｍ２、および電圧３０〜１５０Ｖが好ましい。
【００７０】
アルミニウム層３４、３５を陽極酸化すると、表面から略垂直方向に酸化反応が進行し、陽極酸化膜が生成する。前述の酸性電解液を用いた場合、陽極酸化膜は、多数の平面視略正六角形状の微細柱状体が隙間なく配列し、各微細柱状体の中心部には微細孔があり、底面は丸みを帯びた形状となる。微細柱状体の底部にはバリア層（通常、厚み０．０２〜０．１μｍ）が形成される。なお、酸性電解液とは異なり、ホウ酸等の中性電解液で電解処理することで、ポーラスな微細柱状体が配列した陽極酸化膜でなく緻密な陽極酸化膜を得ることが出来る。またバリア層の層厚を大きくする目的で、酸系電解液でポーラスな陽極酸化膜を生成後に、中性電解液で再電解処理するポアフィリング法等も使用可能である。
【００７１】
絶縁層３６、３７の厚さは特に制限されず、絶縁性とハンドリング時の機械衝撃による損傷を防止する表面硬度を有しておれば良いが、厚すぎると可撓性の観点で問題を生じる場合がある。このことから、絶縁層３６、３７の好ましい厚さは０．５〜５０μｍであり、厚さの制御は定電流電解、および定電圧電解とともに、電解時間により制御することができる。
なお、絶縁層３６、３７を陽極酸化法で形成する場合には、ステンレス鋼板３２とアルミニウム層３４、３５との局部電池の形成を防ぐため、金属基板３０（ステンレス鋼板３２）の側面をマスクして絶縁する必要がある。アルミニウム層３４、３５の一方に陽極酸化膜を形成する場合には、金属基板３０（ステンレス鋼板３２）の側面に加えて、アルミニウム層３４、３５の他方の面もマスクして絶縁する必要がある。
【００７２】
また、絶縁層３６、３７は、陽極酸化によるアルミニウム酸化膜に限定されるものではない。絶縁層３６、３７としては、例えば、アルミニウム酸化膜、シリコン酸化膜が挙げられる。絶縁層３６、３７は、例えば、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、またはゾルゲル法により形成することができ、その厚さは、１〜１００μｍであり、望ましくは１０〜５０μｍである。
【００７３】
光電変換素子４６において、裏面電極３８および透明電極４４は、いずれも光電変換層４０で発生した電流を取り出すためのものである。裏面電極３８および透明電極４４は、いずれも導電性材料からなる。光入射側の透明電極４４は透光性を有する必要がある。
【００７４】
裏面電極３８は、例えば、Ｍｏ、Ｃｒ、またはＷ、およびこれらを組合わせたものにより構成される。この裏面電極３８は、単層構造でもよいし、２層構造等の積層構造でもよい。
裏面電極３８は、厚さが１００ｎｍ以上であることが好ましく、０．４５〜１．０μｍであることがより好ましい。
また、裏面電極３８の形成方法は、特に制限されるものではなく、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法等の気相成膜法により形成することができる。
【００７５】
透明電極４４は、例えば、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、Ｓｂ等が添加されたＺｎＯ、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、またはＳｎＯ２およびこれらを組合わせたものにより構成される。この透明電極４４は、単層構造でもよいし、２層構造等の積層構造でもよい。また、透明電極４４の厚さは、特に制限されるものではなく、０．３〜１μｍが好ましい。
また、透明電極４４の形成方法は、特に制限されるものではなく、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法等の気相成膜法により形成することができる。
【００７６】
バッファ層４２は、透明電極４４の形成時の光電変換層４０を保護すること、透明電極４４に入射した光を光電変換層４０まで透過させるために形成されている。
このバッファ層４２は、例えば、ＣｄＳ、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＺｎＭｇＯ、またはＺｎＳ（Ｏ、ＯＨ）およびこれらの組合わせたものにより構成される。
バッファ層４２は、厚さが、０．０３〜０．１μｍが好ましい。また、このバッファ層４２は、例えば、ＣＢＤ（ケミカルバス）法により形成される。
【００７７】
光電変換層４０は、透明電極４４およびバッファ層４２を通過して到達した光を吸収して電流が発生する層である。本実施形態において、光電変換層４０の構成は、特に制限されるものではなく、例えば、少なくとも１種のカルコパイライト構造の化合物半導体である。また、光電変換層４０は、Ｉｂ族元素とＩＩＩｂ族元素とＶＩｂ族元素とからなる少なくとも１種の化合物半導体であってもよい。
【００７８】
さらに光吸収率が高く、高い光電変換効率が得られることから、光電変換層４０は、ＣｕおよびＡｇからなる群より選択された少なくとも１種のＩｂ族元素と、Ａｌ、ＧａおよびＩｎからなる群より選択された少なくとも１種のＩＩＩｂ族元素と、Ｓ、Ｓｅ、およびＴｅからなる群から選択された少なくとも１種のＶＩｂ族元素とからなる少なくとも１種の化合物半導体であることが好ましい。この化合物半導体としては、ＣｕＡｌＳ２、ＣｕＧａＳ２、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＡｌＳｅ２、ＣｕＧａＳｅ２、ＣｕＩｎＳｅ２（ＣＩＳ）、ＡｇＡｌＳ２、ＡｇＧａＳ２、ＡｇＩｎＳ２、ＡｇＡｌＳｅ２、ＡｇＧａＳｅ２、ＡｇＩｎＳｅ２、ＡｇＡｌＴｅ２、ＡｇＧａＴｅ２、ＡｇＩｎＴｅ２、Ｃｕ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）Ｓｅ２（ＣＩＧＳ）、Ｃｕ（Ｉｎ１−ｘＡｌｘ）Ｓｅ２、Ｃｕ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）（Ｓ、Ｓｅ）２、Ａｇ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）Ｓｅ２、およびＡｇ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）（Ｓ、Ｓｅ）２等が挙げられる。
【００７９】
光電変換層４０は、ＣｕＩｎＳｅ２（ＣＩＳ）、および／又はこれにＧａを固溶したＣｕ（Ｉｎ、Ｇａ）Ｓｅ２（ＣＩＧＳ）を含むことが特に好ましい。ＣＩＳおよびＣＩＧＳはカルコパイライト結晶構造を有する半導体であり、光吸収率が高く、高い光電変換効率が報告されている。また、光照射等による効率の劣化が少なく、耐久性に優れている。
【００８０】
光電変換層４０には、所望の半導体導電型を得るための不純物が含まれる。不純物は隣接する層からの拡散、および／又は積極的なドープによって、光電変換層４０中に含有させることができる。光電変換層４０中において、Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ族半導体の構成元素および／又は不純物には濃度分布があってもよく、ｎ型、ｐ型、およびｉ型等の半導体性の異なる複数の層領域が含まれていても構わない。
例えば、ＣＩＧＳ系においては、光電変換層４０中のＧａ量に厚み方向の分布を持たせると、バンドギャップの幅／キャリアの移動度等を制御でき、光電変換効率を高く設計することができる。
【００８１】
光電変換層４０は、Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ族半導体以外の１種又は２種以上の半導体を含んでいてもよい。Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ族半導体以外の半導体としては、Ｓｉ等のＩＶｂ族元素からなる半導体（ＩＶ族半導体）、ＧａＡｓ等のＩＩＩｂ族元素およびＶｂ族元素からなる半導体（ＩＩＩ−Ｖ族半導体）、およびＣｄＴｅ等のＩＩｂ族元素およびＶＩｂ族元素からなる半導体（ＩＩ−ＶＩ族半導体）等が挙げられる。光電変換層４０には、特性に支障のない限りにおいて、半導体、所望の導電型とするための不純物以外の任意成分が含まれていても構わない。
また、光電変換層４０中のＩ−ＩＩＩ−ＶＩ族半導体の含有量は、特に制限されるものではない。光電変換層４０中のＩ−ＩＩＩ−ＶＩ族半導体の含有量は、７５質量％以上が好ましく、９５質量％以上がより好ましく、９９質量％以上が特に好ましい。
【００８２】
本実施形態の光電変換層４０をＣＩＧＳ層とした場合、ＣＩＧＳ層の成膜方法としては、１）多源同時蒸着法、２）セレン化法、３）スパッタ法、４）ハイブリッドスパッタ法、及び５）メカノケミカルプロセス法等が知られている。
【００８３】
１）多源同時蒸着法としては、
３段階法（J.R.Tuttle et.al,Mat.Res.Soc.Symp.Proc.,Vol.426(1996)p.143.等）と、ＥＣグループの同時蒸着法（L.Stolt et al.：Proc.13th ECPVSEC(1995,Nice)1451.等）とが知られている。
前者の３段階法は、高真空中で最初にＩｎ、Ｇａ、及びＳｅを基板温度３００℃で同時蒸着し、次に５００〜５６０℃に昇温してＣｕ及びＳｅを同時蒸着後、Ｉｎ、Ｇａ、及びＳｅをさらに同時蒸着する方法である。後者のＥＣグループの同時蒸着法は、蒸着初期にＣｕ過剰ＣＩＧＳ、後半でＩｎ過剰ＣＩＧＳを蒸着する方法である。
【００８４】
ＣＩＧＳ膜の結晶性を向上させるため、上記方法に改良を加えた方法として、
ａ）イオン化したＧａを使用する方法（H.Miyazaki, et.al, phys.stat.sol.(a),Vol.203（2006）p.2603.等）、
ｂ）クラッキングしたＳｅを使用する方法（第６８回応用物理学会学術講演会講演予稿
集（２００７秋 北海道工業大学）７Ｐ−Ｌ−６等）、
ｃ）ラジカル化したＳｅを用いる方法（第５４回応用物理学会学術講演会講演予稿集
（２００７春 青山学院大学）２９Ｐ−ＺＷ−１０等）、
ｄ）光励起プロセスを利用した方法（第５４回応用物理学会学術講演会 講演予稿集（２００７春 青山学院大学）２９Ｐ−ＺＷ−１４等）等が知られている。
【００８５】
２）セレン化法は２段階法とも呼ばれ、最初にＣｕ層／Ｉｎ層または（Ｃｕ−Ｇａ）層／Ｉｎ層等の積層膜の金属プレカーサをスパッタ法、蒸着法、または電着法などで成膜し、これをセレン蒸気またはセレン化水素中で４５０〜５５０℃程度に加熱することにより、熱拡散反応によってＣｕ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）Ｓｅ２等のセレン化合物を生成する方法である。この方法を気相セレン化法と呼ぶ。このほか、金属プリカーサ膜の上に固相セレンを堆積し、この固相セレンをセレン源とした固相拡散反応によりセレン化させる固相セレン化法がある。
【００８６】
セレン化法においては、セレン化の際に生ずる急激な体積膨張を回避するために、金属プリカーサ膜に予めセレンをある割合で混合しておく方法（T.Nakada et.al,, Solar Energy Materials and Solar Cells 35(1994)204-214.等）、及び金属薄層間にセレンを挟み（例えばＣｕ層／Ｉｎ層／Ｓｅ層…Ｃｕ層／Ｉｎ層／Ｓｅ層と積層する）多層化プリカーサ膜を形成する方法（T.Nakada et.al,, Proc. of 10th European Photovoltaic Solar Energy Conference(1991)887-890. 等）が知られている。
【００８７】
また、グレーデッドバンドギャップＣＩＧＳ膜の成膜方法として、最初にＣｕ−Ｇａ合金膜を堆積し、その上にＩｎ膜を堆積し、これをセレン化する際に、自然熱拡散を利用してＧａ濃度を膜厚方向で傾斜させる方法がある（K.Kushiya et.al, Tech.Digest 9th Photovoltaic Science and Engineering Conf. Miyazaki, 1996(Intn.PVSEC-9，Tokyo，1996)p.149.等）。
【００８８】
３）スパッタ法としては、
ＣｕＩｎＳｅ２多結晶をターゲットとした方法、Ｃｕ２ＳｅとＩｎ２Ｓｅ３をターゲットとし、スパッタガスにＨ２Ｓｅ／Ａｒ混合ガスを用いる２源スパッタ法（J.H.Ermer,et.al, Proc.18th IEEE Photovoltaic SpecialistsConf.(1985)1655-1658.等）、および
Ｃｕターゲットと、Ｉｎターゲットと、ＳｅまたはＣｕＳｅターゲットとをＡｒガス中でスパッタする３源スパッタ法（T.Nakada,et.al, Jpn.J.Appl.Phys.32(1993)L1169-L1172.等）が知られている。
【００８９】
４）ハイブリッドスパッタ法としては、前述のスパッタ法において、ＣｕとＩｎ金属は直流スパッタで、Ｓｅのみは蒸着とするハイブリッドスパッタ法（T.Nakada,et.al., Jpn.Appl.Phys.34(1995)4715-4721.等）が知られている。
【００９０】
５）メカノケミカルプロセス法は、ＣＩＧＳの組成に応じた原料を遊星ボールミルの容器に入れ、機械的なエネルギーによって原料を混合してＣＩＧＳ粉末を得、その後、スクリーン印刷によって基板上に塗布し、アニールを施して、ＣＩＧＳの膜を得る方法である（T.Wada et.al, Phys.stat.sol.(a), Vol.203（2006）p2593等）。
【００９１】
その他のＣＩＧＳ成膜法としては、スクリーン印刷法、近接昇華法、ＭＯＣＶＤ法、及びスプレー法などが挙げられる。例えば、スクリーン印刷法またはスプレー法等で、Iｂ族元素、IIIｂ族元素、及びVIｂ族元素を含む微粒子膜を基板上に形成し、熱分解処理（この際、VIｂ族元素雰囲気での熱分解処理でもよい）を実施するなどにより、所望の組成の結晶を得ることができる（特開平９−７４０６５号公報、特開平９−７４２１３号公報等）。
【００９２】
なお、太陽電池サブモジュール１２の金属基板の構成は、本実施形態のステンレス鋼板３２の両面にアルミニウム層３４、３５が形成されたクラッド基板に限定されるものではない。金属基板としては、例えば、ステンレス鋼板３２の表面３２ａだけ、すなわち、片面だけにアルミニウム層３４が形成されており、このアルミニウム層３４に絶縁層３６が形成されたものであってもよい。
また、金属基板としては、例えば、ステンレス鋼板３２の全面にアルミニウム層が形成された構成でもよい。この場合、アルミニウム層は、本実施形態のアルミニウム層３４と同様の構成とすることができる。
また、金属基板としては、アルミニウム基板だけで構成されており、このアルミニウム基の表面および裏面の少なくとも１面に、アルミニウムの陽極酸化膜からなる絶縁層が形成されたものであってもよい。
【００９３】
また、金属基板は、矩形状であり、少なくとも２辺の端部には絶縁層が形成されていない領域があり、金属基板が表出していることが好ましい。この場合、少なくとも２辺とは、対向する２辺であることが好ましい。
さらには、金属基板は、矩形状であり、少なくとも２辺の端部には金属基板の導体部に接続された導体が設けられていてもよい。この場合においても、少なくとも２辺とは、対向する２辺であることが好ましい。
【００９４】
上述のいずれの実施形態においても、太陽電池サブモジュールは、薄膜型薄膜太陽電池サブモジュール、集積型太陽電池サブモジュールまたはグリッド型太陽電池サブモジュールであってもよい。
また、上述のいずれの実施形態においても、太陽電池サブモジュールの光電変換部の構成は、ＣＩＧＳ系薄膜型光電変換素子（ＣＩＧＳ系薄膜型太陽電池セル）を有するものに、特に限定されるものではない。太陽電池サブモジュールの光電変換部としては、例えば、ＣＩＳ系薄膜型太陽電池セル（ＣＩＳ系薄膜型光電変換素子）、薄膜シリコン系薄膜型太陽電池セル（薄膜シリコン系薄膜型光電変換素子）、ＣｄＴｅ系薄膜型太陽電池セル（ＣｄＴｅ系薄膜型光電変換素子）、色素増感系薄膜型太陽電池セル（色素増感系薄膜型光電変換素子）、または有機系薄膜型太陽電池セル（有機系薄膜型光電変換素子）を有するものであってもよい。
【００９５】
本発明は、基本的に以上のようなものである。以上、本発明の太陽電池モジュールについて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００９６】
１０ 太陽電池モジュール
１０ａ 太陽電池モジュール本体
１２ 太陽電池サブモジュール
１４、１８ 封止接着層
１６ 表面保護層
２０ バックシート
３０ 金属基板
３２ ステンレス鋼板）
３４、３５ アルミニウム層
３６、３７ 絶縁層
３８ 裏面電極
４０ 光電変換層
４２ バッファ層
４４ 透明電極
４６ 光電変換素子
４８ 光電変換部
５０ 第１の導電部材
５２ 第２の導電部材
６０ 筐体
６２ リード線
６４ かしめ部
６６、６８ ケーブル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄型の薄膜型太陽電池モジュールに関し、特に、出っ張り等がなく、厚さが均一な太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、太陽電池の研究が盛んに行われている。太陽電池を構成する太陽電池モジュールは、光吸収により電流を発生する半導体の光電変換層を裏面電極（下部電極）と透明電極（上部電極）とで挟んだ積層構造の光電変換素子を基板上に多数直列に接続してなる太陽電池サブモジュールを有する。従来から太陽電池サブモジュールが種々提案されている。
【０００３】
図５に示すように、太陽電池モジュール１００においては、太陽電池サブモジュール１０２の裏面にガラス基板１０４を設け、この太陽電池サブモジュール１０２およびガラス基板１０４の表面側に、封止接着層として機能するＥＶＡ樹脂層（エチレンビニルアセテート樹脂層）１０６によりカバーガラス１０８が取り付けられている。また、このガラス基板１０４の裏面側にＥＶＡ樹脂層１０６によりバックシート１１０が取り付けられている。
【０００４】
このバックシート１１０には、更に太陽電池サブモジュール１０２が取り出された内部配線を接続する接電箱１１２が取り付けられる。この接電箱１１２にはケーブル１１４が設けられており、これにより、太陽電池モジュール１００は、外部と接続することができる。
また、太陽電池サブモジュール１０２およびガラス基板１０４にカバーガラス１０８およびバックシート１１０が取り付けられた状態で、シール材１１６を介してフレーム１１８に固定されている。
なお、太陽電池モジュール１００においては、ガラス基板１０４を設けることなく、更にはカバーガラス１０８に代えて保護層を設ける構成のものもある。
【０００５】
太陽電池モジュール１００は、例えば、図６（ａ）〜（ｄ）に示すようにして製造される。
まず、図６（ａ）に示すように、光吸収により電流を発生する半導体の光電変換層を裏面電極と透明電極とで挟んだ積層構造の光電変換素子を基板の表面上に多数直列に接続してなる太陽電池サブモジュール１０２を用意する。
次に、図６（ｂ）に示すように、太陽電池サブモジュール１０２の両端部の各電極の端子に、例えば、銅箔を用いた配線１２０を設ける。そして、両端の配線１２０から、それぞれ、太陽電池サブモジュール１０２の裏面に折り返されて太陽電池サブモジュール１０２の略中央部迄伸びる配線１２２を設ける。この配線１２２は、例えば、銅リボンにより構成される。
【０００６】
次に、図６（ｃ）に示すように、太陽電池サブモジュール１０２の表面１０２ａ側にＥＶＡ樹脂層１０６およびカバー層１２４を配置し、太陽電池サブモジュール１０２の裏面１０２ｂ側にＥＶＡ樹脂層１０６およびバックシート１１０を配置する。このとき、配線１２２は、裏面側のＥＶＡ樹脂層１０６およびバックシート１１０に設けられた穴（図示せず）から突出している。この状態で真空ラミネート法により、これらを一体化する。
次に、トリミング加工を施し、そして、バックシート１１０から突出している配線１２２を折り返す等して、図６（ｄ）に示すように、端子箱１１２と接続させて、更に端子箱１１２がバックシート１１０に接着剤等を用いて取り付ける。
【０００７】
また、上述の太陽電池サブモジュール以外にも種々のものが提案されている（特許文献１、２参照）。
特許文献１に記載された太陽電池モジュールにおいては、表面保護部材（ＥＴＦＥ）、接着性樹脂（ＥＶＡ）を重ね合わせ、この上に太陽電池が載置されている。この太陽電池には電力取り出し端子が取り付けられ、半田でリード線と接続されている。この上に接着性樹脂（ＥＶＡ）、切り欠き加工をした裏面保護部材としての鋼板が配置されている。
リード線は、裏面保護部材の切り欠き部において、裏面保護部材の側面を経由して裏面保護部材の非受光面側に引き出されている。裏面保護部材の非受光面に引き出されたリード線は、この裏面保護部材の非受光面に配設された端子箱に導入され、外部出力されるように配線される。このように、特許文献１においても、端子箱は、太陽電池モジュールの裏面側に配置されている。
【０００８】
また、特許文献２に記載された太陽電池モジュールは、太陽電池モジュールで発電された電力を端子部まで導く内部リード線と当該電力を太陽電池モジュールの外部へ取り出すためのケーブルとが、裏面補強板上の接続部で半田付けにより接続されている。このケーブルが、裏面補強板の表面の円筒状に成形された樹脂で固められている。特許文献２の太陽電池モジュールでは、この樹脂が端子部として機能する。このように、特許文献２においても、端子部として機能するものは、太陽電池モジュールの裏面側に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３９７２２４５号公報
【特許文献２】特開２００６−２１０４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
太陽電池サブモジュールは薄いものであり、本来、太陽電池モジュールも薄型化が図れるはずである。しかしながら、従来の太陽電池モジュール１００においては、バックシート１１０の中央部近傍に接電箱１１２が取り付けられており、太陽電池モジュール１００の厚さが厚くなり、しかも、接電箱が出っ張るため、厚さも不均一である。
また、特許文献１および特許文献２においても、端子箱、端子部が太陽電池モジュールの裏面に設けられており、太陽電池モジュールの厚さが厚くなり、しかも、端子箱、端子部が出っ張るため、厚さも不均一である。
このようなことから、従来の太陽電池モジュールにおいては、輸送時に重ねて運搬するときに接電箱等の部分をへこませたスペーサ、治具等が必要であり、輸送コストが嵩むという問題点がある。
【００１１】
また、太陽電池モジュールの接電箱等が設置時に邪魔になり、取り扱いにくく、設置コストが嵩むという問題点がある。さらには、接電箱等がぶつかって破損する恐れもあり、太陽電池モジュールの信頼性を低下させる恐れもある。
このように、従来の太陽電池モジュールは、輸送コスト、または設置コストが嵩み、ひいては、太陽電池モジュールのコストの増加を招く恐れもある。
【００１２】
本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題点を解消し、出っ張り等がなく、厚さが均一な太陽電池モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は、光から電力を得る機能ならびに正極および負極とを備えた光電変換部が設けられたサブモジュールを有する太陽電池モジュール本体と、前記光電変換部の負極に接続された第１の導電部材と、前記光電変換部の正極に接続された第２の導電部材と、前記第１の導電部材と前記第２の導電部材とが接続される接電箱とを有し、前記接電箱は前記太陽電池モジュール本体内に取り付けられており、前記接電箱の厚さは、前記太陽電池モジュール本体の厚さと略等しいことを特徴とする太陽電池モジュールを提供するものである。
【００１４】
本発明においては、前記接電箱は、前記太陽電池モジュール本体の一部が切り欠かれた領域に設けられていることが好ましい。
また、本発明においては、前記第１の導電部材および前記第２の導電部材は、前記サブモジュールの一方の端部に略直線状に配置されており、前記第１の導電部材および前記第２の導電部材は、前記接電箱に略直線状を維持した状態で接続されていることが好ましい。
さらに、本発明においては、前記サブモジュールは、前記光電変換部が設けられる基板を備え、前記光電変換部は、前記正極が一方の端部に前記負極が他方の端部に設けられており、前記正極または前記負極と前記基板とを接続させて前記基板を導体として用い、前記基板に接続されていない負極または正極側の端部に隣接する位置における前記基板に、第１の導電部材または前記第２の導電部材が設けられていることが好ましい。
【００１５】
さらにまた、本発明においては、前記基板は、導体部の少なくとも片面に絶縁層が形成されたものであり、前記光電変換部は前記絶縁層上に形成されており、前記正極または前記負極と前記導体部とを接続させて前記導体部を導体として用い、前記基板に接続されていない負極または正極側の端部に隣接する位置における前記導体部に、第１の導電部材または前記第２の導電部材が設けられていることが好ましい。
【００１６】
また、本発明においては、前記サブモジュールは、薄膜太陽電池サブモジュールであることが好ましい。
さらにまた、本発明においては、前記サブモジュールは、集積型薄膜太陽電池サブモジュールであることが好ましい。
また、本発明においては、前記サブモジュールは、グリッド型太陽電池サブモジュールであることが好ましい。
【００１７】
また、本発明においては、前記光電変換部は、ＣＩＳ系薄膜型太陽電池セル、ＣＩＧＳ系薄膜型太陽電池セル、薄膜シリコン系薄膜型太陽電池セル、ＣｄＴｅ系薄膜型太陽電池セル、III−Ｖ属系薄膜型太陽電池セル、色素増感系薄膜型太陽電池セル、および有機系薄膜型太陽電池セルのいずれか１つの薄膜型太陽電池セルを有することが好ましい。
さらに、本発明においては、前記絶縁層は、陽極酸化処理されたアルミニウムからなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、接電箱を太陽電池モジュール本体内に取り付けるものとし、この接電箱の厚さを太陽電池モジュール本体の厚さと略等しくすることにより、太陽電池モジュールは出っ張りがない構成となる。このため、太陽電池モジュールの輸送時および設置の際における作業性が良好となる。しかも、従来の太陽電池モジュールでは輸送時に重ねて運搬するときに接電箱等の部分をへこませたスペーサ、治具等が必要であったが、本発明の太陽電池モジュールでは、そのようなスペーサ、治具等が不要となる。このため、輸送コストも低減することができる。
【００１９】
また、太陽電池モジュールは出っ張りがないため、太陽電池モジュールの取り扱いが容易となり作業性が向上するため、設置コストも低減することができ、さらには、接電箱等がぶつかって破損する恐れもなく、太陽電池モジュールの信頼性を向上させることもできる。このように、輸送コストおよび設置コストを低減することができ、太陽電池モジュールのコストを低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態の太陽電池モジュールの接電箱の配置状態を拡大して示す模式的断面図である。
【図２】（ａ）は、本発明の第１の実施形態の太陽電池モジュールの太陽電池サブモジュールを示す平面図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の太陽電池モジュールにおける接電箱の配置状態を拡大して示す模式的平面図であり、（ｃ）は、本発明の第１の実施形態の太陽電池モジュールと接電箱との厚さを示す模式的側面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の太陽電池モジュールの太陽電池サブモジュールを示す模式的断面図である。
【図４】（ａ）は、本発明の第２の実施形態の太陽電池モジュールの太陽電池サブモジュールを示す平面図であり、（ｂ）は、本発明の第２の実施形態の太陽電池モジュールにおける接電箱の配置状態を拡大して示す模式的平面図であり、（ｃ）は、本発明の第２の実施形態の太陽電池モジュールと接電箱との厚さを示す模式図である。
【図５】従来の太陽電池モジュールを示す模式的断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、従来の太陽電池モジュールの製造方法を工程順に示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の太陽電池モジュールを詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態の太陽電池モジュールの接電箱の配置状態を拡大して示す模式的断面図である。図２（ａ）は、本発明の第１の実施形態の太陽電池モジュールの太陽電池サブモジュールを示す平面図であり、図２（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の太陽電池モジュールにおける接電箱の配置状態を拡大して示す模式的平面図であり、図２（ｃ）は、本発明の第１の実施形態の太陽電池モジュールと接電箱との厚さを示す模式的側面図である。図３は、本発明の第１の実施形態の太陽電池モジュールの太陽電池サブモジュールを示す模式的断面図である。
【００２２】
図１に示すように、本発明の第１の実施形態の太陽電池モジュール１０は、太陽電池サブモジュール１２と、太陽電池サブモジュール１２の表面側に配置された封止接着層１４、および表面保護層（保護層）１６と、この太陽電池サブモジュール１２の裏面側に配置された封止接着層１８およびバックシート（保護層）２０と、接電箱２２とを有する。
ここで、太陽電池サブモジュール１２の表面側とは、電力を得るための光を受ける側の面のことであり、裏面側とは、その表面の反対側のことである。
【００２３】
太陽電池サブモジュール１２と、太陽電池サブモジュール１２の表面側に配置された封止接着層１４および表面保護層１８と、この太陽電池サブモジュール１２の裏面側に配置された封止接着層１８およびバックシート２０とは、例えば、真空ラミネート法により、ラミネート加工されて一体化されている。本実施形態においては、太陽電池サブモジュール１２、封止接着層１４、表面保護層１６、封止接着層１８およびバックシート２０を合わせて太陽電池モジュール本体１０ａという。この太陽電池モジュール本体１０ａに接電箱２２が取り付けられて太陽電池モジュール１０が構成される。
【００２４】
太陽電池サブモジュール１２は、光から電力を得る機能を有する光電変換部４８（図２（ａ）参照）を備えている。なお、太陽電池サブモジュール１２については後に詳細に説明する。
【００２５】
封止接着層１４は、太陽電池サブモジュール１２を封止して保護するとともに、表面保護層１８と接着させるためのものである。
この封止接着層１４には、例えば、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）、またはＰＶＢ（ポリビニルブチラール）が用いられる。
【００２６】
表面保護層１８は、汚れ、水分等から太陽電池サブモジュール１２を守るとともに、汚れ等による太陽電池サブモジュール１２への入射光量の低下を抑制するものである。この表面保護層１８としては、例えば、フッ素系樹脂フィルムが用いられる。このフッ素系樹脂としては、例えば、ＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン）が用いられる。また、表面保護層１８の厚さは、例えば、２０〜２００μｍである。
【００２７】
なお、封止接着層１４と、表面保護層１８との間には、例えば、水蒸気バリア層を設けてもよい。この水蒸気バリア層は、太陽電池サブモジュール１２を水分から保護するためのものである。水蒸気バリア層には、例えば、ＰＥＴまたはＰＥＮ等の透明フィルムにＳｉＯ２、ＳｉＮ等からなる無機層が形成されたもの、またはＰＥＴまたはＰＥＮ等の透明フィルムでＳｉＯ２、ＳｉＮ等からなる無機層を挟んだ構成のものが用いられる。
なお、水蒸気バリア層は、水蒸気透過率、酸素透過率等が所定の性能を満たすものであれば、その構成については特に限定されるものではない。
【００２８】
太陽電池サブモジュール１２の裏面側に設けられる封止接着層１８は、表面側に設けられる封止接着層１４と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
バックシート２０は、太陽電池モジュール１０を裏側から保護するとともに、太陽電池モジュール１０の絶縁性を確保するためのものである。このバックシート２０には、例えば、ＰＥＴまたはＰＥＮ等の樹脂フィルムで、アルミニウム箔を挟んだ構造のものが用いられる。なお、バックシート２０においても、その構成については特に限定されるものではない。
【００２９】
接電箱２２は、太陽電池サブモジュール１２の光電変換部４８で得られた電力を、太陽電池モジュール１０の外部に取り出すためのものであり、後に詳細に説明するように第１の導電部材５０、第２の導電部材５２と、外部機器（図示せず）または他の太陽電池モジュールに接続されるケーブル６６、６８とを接続させるものである。なお、接電箱２２については、後に詳細に説明する。
【００３０】
次に、本実施形態の太陽電池サブモジュール１２について説明する。
本実施形態の太陽電池サブモジュール１２は、図２（ａ）に示すように、例えば、全体形状が矩形状であり、光電変換部４８が矩形状の金属基板３０に形成されている。
この金属基板３０は、例えば、図３に示すように、例えば、ステンレス鋼板（導体部）３２を芯材として、その表面３２ａおよび裏面３２ｂにアルミニウム層（導体部）３４、３５が形成されている。このため、金属基板３０の表面および裏面は、それぞれアルミニウム層３４、３５の表面となる。
この金属基板３０のアルミニウム層３４、３５には、それぞれ絶縁層３６、３７が形成されている。絶縁層３６は、表面側のアルミニウム層３４の両端部３４ａ、３４ｂには形成されていない。また、絶縁層３７も、裏面側のアルミニウム層３５の両端部３５ａ、３５ｂには形成されていない。
【００３１】
このような絶縁層３６、３７が形成されていない領域は、絶縁層３６、３７を形成した後、例えば、レーザースクライブにより絶縁層３６、３７を除去することにより、形成することができる。
また、陽極酸化により絶縁層３６、３７を形成する場合、金属基板３０の両端部および側面部をマスクして絶縁層３６、３７が形成されていない領域を形成することができる。
本実施形態においては、絶縁層３６の表面３６ａに、例えば、後述する光電変換素子（太陽電池セル）４６が複数、直列に接続されて形成されている。複数の直列に接続された光電変換素子４６により、光電変換部４８が構成される。
【００３２】
図３に示す太陽電池サブモジュール１２は、サブストレート型と呼ばれるものであり、太陽電池サブモジュール１２に設けられる後述の光電変換素子４６は薄膜型のものである。この太陽電池サブモジュール１２は、絶縁層３６の表面３６ａに裏面電極３８と光電変換層４０とバッファ層４２と透明電極４４とが順次積層されており、裏面電極３８、光電変換層４０、バッファ層４２および透明電極４４により光電変換素子４６が構成されている。
【００３３】
裏面電極３８は、隣り合う裏面電極３８と分離溝（Ｐ１）４１を設けて絶縁層３６の表面３６ａに形成されている。分離溝（Ｐ１）４１を埋めつつ光電変換層４０が裏面電極３８の上に形成されている。この光電変換層４０の表面にバッファ層４２が形成されている。これらの光電変換層４０とバッファ層４２とは、裏面電極３８にまで達する溝（Ｐ２）４３により、他の光電変換層４０とバッファ層４２と離間されている。この溝（Ｐ２）４３は、裏面電極３８の分離溝（Ｐ１）４１とは異なる位置に形成されている。
【００３４】
また、この溝（Ｐ２）４３を埋めつつバッファ層４２の表面に透明電極４４が形成されている。
透明電極４４、バッファ層４２および光電変換層４０を貫き裏面電極３８に達する開口溝（Ｐ３）４５が形成されている。各光電変換素子４６は、裏面電極３８と透明電極４４により、直列に接続されている。本実施形態においては、図１に示す左側の端部の裏面電極３９は、絶縁層３６が形成されていない端部３４ｂに接続されており、裏面電極３９は金属基板３０と導通されている。
【００３５】
本実施形態の光電変換素子４６は、集積型のＣＩＧＳ系光電変換素子（ＣＩＧＳ系太陽電池セル）と呼ばれるものであり、例えば、裏面電極３８がモリブデン電極で構成され、光電変換層４０がＣＩＧＳで構成され、バッファ層４２がＣｄＳで構成され、透明電極４４がＺｎＯで構成される。
なお、光電変換素子４６は、図２（ａ）に示すように、金属基板３０の辺に平行に、一方向に長く伸びて形成されている。このため、裏面電極３９等も金属基板３０の辺に平行な一方向に長い電極である。
【００３６】
図３に示すように、右側の端の裏面電極３８ａ上に第１の導電部材５０が接続されている。この第１の導電部材５０は、後述する負極からの出力を外部に取り出すためのものである。本来、裏面電極３８ａ上には光電変換素子４６が形成されるが、例えば、レーザースクライブまたはメカニカルスクラブにより、光電変換素子４６を取り除いて、裏面電極３８ａを表出させている。
【００３７】
第１の導電部材５０は、例えば、細長い帯状の部材であり、図２（ａ）に示すように、金属基板３０の辺に平行に一方向に略直線状に伸びて、裏面電極３８ａ上に接続されている。また、図３に示すように、第１の導電部材５０は、例えば、銅リボン５０ａがインジウム銅合金の被覆材５０ｂで被覆されたものである。この第１の導電部材５０は、例えば、超音波半田により裏面電極３８ａに接続される。
【００３８】
また、絶縁層３６が形成されていない端部３４ａに、第２の導電部材５２が略直線状に接続されており、第２の導電部材５２は金属基板３０と導通されている。第２の導電部材５２は、裏面電極３９と金属基板３０（アルミニウム層３４およびステンレス鋼板３２）を導体として接続されている。
【００３９】
この第２の導電部材５２は、後述する正極からの出力を外部に取り出すためのものである。第２の導電部材５２も、第１の導電部材５０と同様に細長い帯状の部材であり、図２（ａ）に示すように、金属基板３０の辺に平行に一方向に略直線状に伸びて、端部３４ａに接続されている。
太陽電池サブモジュール１２では、一方の端部に第１の導電部材５０と第２の導電部材５２とが隣接して、かつ略平行に略直線状に配置されている。
【００４０】
第２の導電部材５２は、第１の導電部材５０と同様の構成のものであり、例えば、銅リボン５２ａがインジウム銅合金の被覆材５２ｂで被覆されたものである。
第１の導電部材５０と第２の導電部材５２とは、錫メッキ銅リボンでもよい。また、第１の導電部材５０および第２の導電部材５２、それぞれの接続も超音波半田に限定されるものではなく、例えば、導電性接着剤、導電性テープを用いて接続してもよい。
【００４１】
なお、本実施形態の光電変換素子４６は、例えば、公知のＣＩＧＳ系の太陽電池の製造方法により製造することができる。また、裏面電極３８の分離溝（Ｐ１）４１、裏面電極３８にまで達する溝（Ｐ２）４３、裏面電極３８に達する開口溝（Ｐ３）４５は、レーザースクライブまたはメカニカルスクライブにより形成することができる。
【００４２】
光電変換部４８では、光電変換素子４６に、透明電極４４側から光が入射されると、この光が透明電極４４およびバッファ層４２を通過し、光電変換層４０で起電力が発生し、例えば、透明電極４４から裏面電極３８に向かう電流が発生する。なお、図３に示す矢印は、電流の向きを示すものであり、電子の移動方向は、電流の向きとは逆になる。このため、光電変換部４８では、図３中、左側の端の裏面電極３９が正極（プラス極）になり、右側の端の裏面電極３８ａが負極（マイナス極）になる。
【００４３】
本実施形態においては、裏面電極３９を金属基板３０のアルミニウム層３４に接続させて更に第２の導電部材５２を金属基板３０のアルミニウム層３４に接続させている。このことにより、裏面電極３９と第２の導電部材５２との間を金属基板３０のアルミニウム層３４およびステンレス鋼板３２を導体として導通することができる。また、第１の導電部材５０を裏面電極３８ａに接続している。これらのことにより、太陽電池サブモジュール１２で発生した電力を、隣接した第１の導電部材５０と第２の導電部材５２から、太陽電池サブモジュール１２の外部に取り出すことができる。
なお、第１の導電部材５０が負極であり、第２の導電部材５２が正極である。また、第１の導電部材５０と第２の導電部材５２とは極性が逆であってもよく、光電変換素子４６の構成、太陽電池モジュール１０構成等に応じて、適宜変わるものである。
【００４４】
本実施形態においては、図２（ａ）に示すように、第１の導電部材５０および第２の導電部材５２は、互いに平行に、金属基板３０の辺に沿って一方向に長いものである。
また、図２（ｂ）に示すように、金属基板３０の１つの辺の長さをＬとするとき、少なくとも第２の導電部材５２と導通される裏面電極３９の長さＸは、金属基板３０の辺の長さＬの１／２以上であることが好ましい。これにより、裏面電極３９と金属基板３０との良好な導通を確保することができる。
【００４５】
また、本実施形態においては、第２の導電部材５２は、直列接続された光電変換素子４６の正極側の端部の光電変換素子４６に、金属基板３０を介して接続されている。このため、第２の導電部材５２は、光電変換部４８内の全ての光電変換素子４６の最高電位のものに接続されている。これにより、第２の導電部材５２から取り出される電位は、最高電位となる。
【００４６】
なお、本実施形態では、金属基板３０、例えば、アルミニウム層３４およびステンレス鋼板３２を導体として利用している。金属基板３０は、ステンレス鋼板３２とアルミニウム層３４、３５のクラッド基板であるものの、ステンレス鋼板３２およびアルミニウム層３４、３５は、いずれも導電率が十分に高いため、太陽電池サブモジュール１２で発生した電流を金属基板３０で消耗することがない。
【００４７】
次に、接電箱２２について詳細に説明する。
図２（ａ）に示すように、接電箱２２は、外形が略矩形状である。太陽電池サブモジュール１２においては、第１の導電部材５０および第２の導電部材５２が設けられた側の辺の一方の端部、すなわち、４隅のうち、１つの角部が、接電箱２２の外形の大きさの領域２４分だけ、略矩形状に金属基板３０が切り欠かれている。
この領域２４は、太陽電池サブモジュール１２が組み込まれた太陽電池モジュール本体１０ａにおいても存在している。太陽電池モジュール本体１０ａに対して、接電箱２２が領域２４に厚さ方向を一致させて取り付けられる。接電箱２２が取り付けられた状態で、接電箱２２は金属基板３０の切り欠かれる前の元々の外周面からはみ出すことがない。
図２（ｂ）に示すように、接電箱２２の幅Ｗ１は、例えば、金属基板３０の端部３０ｃから、金属基板３０の光電変換部４８が形成されていない領域と、第１の導電部材５０、第２の導電部材５２の幅の合計と、光電変換素子４８、１個分の幅との合計である。
【００４８】
また、図２（ｃ）に示す接電箱２２の厚さｔは、図１に示すように、太陽電池モジュール本体１０ａの厚さＴと略同じである。この太陽電池モジュール本体１０ａの厚さＴとは、太陽電池モジュール本体１０ａを構成する太陽電池サブモジュール１２、封止接着層１４、表面保護層１６、封止接着層１８およびバックシート２０を合わせた積層方向の厚さのことである。
このように、接電箱２２は、その厚さｔが太陽電池モジュール本体１０ａの厚さＴと略同じであり、しかも、太陽電池サブモジュール１２の金属基板３０のもともとの外形からはみ出すことなく太陽電池モジュール１０内に取り付けられている。
【００４９】
図１に示すように、接電箱２２は、筐体６０と、筐体６０内に形成された台部６１とを有する。筐体６０の表面６０ｂから裏面６０ｃまでの長さが接電箱２２の厚さｔと同じであって、上述のように、太陽電池モジュール本体１０ａの厚さＴと略等しい。
この接電箱２２は、太陽電池モジュール本体１０ａと厚さ方向を一致させて取り付けられるが、このとき、筐体６０の表面６０ｂが表面保護層１６の表面１６ａと略面一になり、筐体６０の裏面６０ｃがバックシート２０の表面２０ａと略面一になる。
【００５０】
筐体６０は、内部６０ａに台部６１が形成されている。この台部６１の台面６１ａに、リード線６２と、かしめ部６４と、ケーブル６６とが設けられている。
リード線６２は、例えば、導電性接着剤７０により第１の導電部材５０と接続されている。また、リード線６２は、かしめ部６４により、ケーブル６６の芯線６６ａと機械的に接合されている。このケーブ６６は、台部６１に設けられた固定部６９により、台面６１ａに固定されている。なお、かしめ部６４としては、リード線６２とケーブル６６の芯線６６ａと機械的に接合することができれば、特に限定されるものではなく、例えば、圧着端子が用いられる。
【００５１】
接電部２２においては、第１の導電部材５０が折曲げられることなく、配置されたとおり、直線状態を維持したままの状態でリード線６２と接続されるように、台部６１の台面６１ａの高さが設定されている。
なお、図１には、第１の導電部材５０とケーブル６６との接続状態だけを示しているが、第２の導電部材５２についても、第１の導電部材５０と同様に、台面６１ａに設けられたリード線６２と導電性接着剤７０によりリード線６２に接続されて、かしめ部６４により、このリード線６２がケーブル６８の芯線と機械的に接合される。また、第２の導電部材５２も折曲げられることなく、配置されたとおり、直線状態を維持したままの状態で、リード線６２と接続される。
【００５２】
本実施形態において、接電部２２は、例えば、筐体６０の上半分が取り外せる構成とする。この場合、接電箱２２を、太陽電池モジュール本体１０ａと接続するには、まず、上半分が取り外し、第１の導電部材５０および第２の導電部材５２を、それぞれリード線６２に導電性接着剤７０で接続して、ケーブル６６、６８と接続する。その後、筐体６０の内部６０ａに封止接着剤７２を充填し、上半分を取り付ける。これにより、接電箱２２は内部６０ａが封止されて、第１の導電部材５０および第２の導電部材５２が、それぞれケーブル６６、６８に接続された状態が保持されるともに、太陽電池モジュール本体１０ａと接続されて、太陽電池モジュール１０が構成される。
【００５３】
本実施形態の太陽電池モジュール１０においては、太陽電池サブモジュール１２の角部を切り欠いた領域２４に接電箱２２を設け、この接電箱２２の厚さｔを、太陽電池モジュール本体１０ａの厚さＴと略同じにしている。これにより、太陽電池モジュール１０は、周面に出っ張りがなく、しかも厚さが均一なものとなり、従来の太陽電池モジュールのように接電箱が出っ張ることがない。このため、太陽電池モジュール１０の輸送時および設置の際における作業性が良好となる。
しかも、従来の太陽電池モジュールでは輸送時に重ねて運搬するときに接電箱等の部分をへこませたスペーサ、治具等が必要であったが、本実施形態の太陽電池モジュール１０では、そのようなスペーサ、治具等が不要となる。これにより、輸送コストも低減することができる。
【００５４】
また、本実施形態の太陽電池モジュール１０は、出っ張りがないため、太陽電池モジュール１０の取り扱いが容易となり、設置作業等の作業性も向上する。このため、設置コストも低減することができ、さらには、接電箱等がぶつかって破損する恐れもなく、太陽電池モジュールの信頼性を向上させることもできる。
このように、輸送コストおよび設置コストを低減することができ、太陽電池モジュールのコストを低下させることができる。
【００５５】
さらには、本実施形態においては、第１の導電部材５０および第２の導電部材５２に折曲げる等のストレスをかけることなく、略直線状態を維持したまま、第１の導電部材５０および第２の導電部材５２を接電箱２２に接続することができる。このため、折曲げ等によって生じる断線等の配線トラブルを抑制することができ、太陽電池モジュール１０の耐久性等、信頼性を高くすることができる。
また、第１の導電部材５０および第２の導電部材５２を折曲げることなく、直線状態を維持したままの状態で各リード線６２と接続することができるため、第１の導電部材５０および第２の導電部材５２と各リード線６２との接続作業も容易になり、作業性も良好なものとなる。
【００５６】
また、本実施形態においては、金属基板３０の一部を切り欠く構成としたが、これに限定されるものではない。太陽電池モジュール本体１０ａに、太陽電池モジュール１０になったときに周囲から出っ張ることなく接電箱２２を取り付けることができれば、例えば、接電箱２２を取り付ける部分を、予め切り欠いた金属基板を用いることもできる。
また、本実施形態においては、接電箱２２を太陽電池サブモジュール１２の角部に取り付けることにより、金属基板をフレキシブルなものとした場合、従来のように太陽電池モジュールの略中央に接電箱がないので、例えば、凹状に曲げても、凸状に曲げても、接電箱が、その曲げの妨げにならない。
【００５７】
さらには、本実施形態においては、第１の導電部材５０および第２の導電部材５２を、太陽電池サブモジュール１２の一方の端部に、隣接して配置したが、これに限定されるものではない。例えば、金属基板の一方の端部（裏面電極３８ａ）に第１の導電部材５０を設け、他方の端部（裏面電極３９）に第２の導電部材５２を設けてもよい。この場合、接電箱２２の位置が図２（ａ）に示す位置であるとき、第２の配線部材５２を、例えば、光電変換部４８に沿って金属基板３０の絶縁層３６に延設して接電箱２２に接続させる。
【００５８】
なお、太陽電池サブモジュール１２の構成についても、本実施形態の構成に、特に限定されるものではない。しかしながら、本実施形態の太陽電池サブモジュール１２のように、一方の端部に第１の導電部材５０および第２の導電部材５２を配置することができれば、上述のように、接電箱２２への接続が容易であるとともに、第２の配線部材５２を引き回すことがなく、配線長さを短くすることができる。
【００５９】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図４（ａ）は、本発明の第２の実施形態の太陽電池モジュールの太陽電池サブモジュールを示す平面図であり、（ｂ）は、本発明の第２の実施形態の太陽電池モジュールにおける接電箱の配置状態を拡大して示す模式的平面図であり、（ｃ）は、本発明の第２の実施形態の太陽電池モジュールと接電箱との厚さを示す模式図である。
なお、本実施形態において、図１〜３に示す第１の実施形態の太陽電池モジュール１０と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００６０】
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態の太陽電池サブモジュール１２ａは、第１の実施形態の太陽電池サブモジュール１２（図２（ａ）、（ｂ）参照）に比して、接電箱２２ａの大きさが異なり、それ以外の構成は第１の実施形態の太陽電池サブモジュール１２（図２（ａ）、（ｂ）参照）と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
【００６１】
本実施形態の接電箱２２ａは、第１の実施形態の接電箱２２に比して、厚さｔは同じであるものの、その幅Ｗ２は、接電箱２２の幅Ｗ１よりも狭い。本実施形態の接電箱２２ａの幅Ｗ２は、第１の導電部材５０および第２の導電部材５２の幅の合計に余裕をもたせた程度のものであり、光電変換素子４８の２つ分の幅程度である。このように、接電箱２２ａを小さくすることもできる。この接電箱２２ａの内部構造は、接電箱２２と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
本実施形態においては、第１の実施形態に比して、接電箱２２ａの幅Ｗ２が狭いだけであるため、本実施形態についての詳細な説明は省略するが、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
なお、上述のいずれの実施形態においても、金属基板３０には、上述のように、芯材のステンレス鋼板３２と被覆層のアルミニウム層３４、３５のクラッド基板を用いた。ステンレス鋼板３２としては、例えば、絶縁層、および光電変換素子と材料特性から応力計算結果により適宜選択することができる。光電変換素子全体の熱膨張係数を制御するためにステンレス鋼板３２としては、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼（熱膨張係数：１７×１０−６１／℃）、炭素鋼およびフェライト系ステンレス鋼（１０×１０−６１／℃）を用いることができる。
また、金属基板３０は、芯材として、ステンレス鋼板３２以外にも、例えば、軟鋼等の鋼、４２インバー合金、コバール合金（５×１０−６１／℃）、または３６インバー合金（＜１×１０−６１／℃）からなる板材を用いることができる。
【００６３】
ステンレス鋼板３２の厚さは、光電変換素子の製造プロセス時、稼動時のハンドリング性（強度と可撓性）により、任意に設定可能であるが、１０μｍ〜１ｍｍであることが好ましい。
【００６４】
ステンレス鋼板３２の剛性は、塑性変形をしない弾性限界応力が重要であるため、降伏応力若しくは０．２％耐力値によって定義する。ステンレス鋼板３２の０．２％耐力値とその温度依存性は、「鉄鋼材料便覧」，日本金属学会，日本鉄鋼協会編，丸善株式会社、または「ステンレス鋼便覧（第３版）」，ステンレス協会編，日刊工業新聞社に記載されている。鋼の機械加工度と調質にもよるが、ステンレス鋼板３２の０．２％耐力値は室温で２５０〜９００ＭＰａであることが好ましい。そして、太陽電池モジュールにおける光電変換素子（光電変換部）の製造時は高温（５００℃以上）になるが、鋼の５００℃における耐力は、一般に７０％程度は維持される。一方、アルミニウムの室温における耐力は機械加工度と調質にもよるが３００ＭＰａ以上であるものの、３５０℃以上では１／１０以下に低下する。したがって、高温時の金属基板３０の弾性限界応力および熱膨張は、ステンレス鋼板３２の高温特性が支配的となる。応力計算に必要なアルミニウムとステンレス鋼のヤング率とその温度依存性は、「金属材料の弾性係数」，日本機械学会に記載されている。
【００６５】
アルミニウム層３４、３５には、例えば、日本工業規格（ＪＩＳ）の１０００系純Ａｌ、Ａｌ−Ｍｎ系合金、Ａｌ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｍｎ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｚｒ系合金、Ａｌ-Ｓｉ系合金、およびＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金等のＡｌと他の金属元素との合金を用いることができる（「アルミニウムハンドブック第４版」（１９９０年、軽金属協会発行）を参照）。アルミニウム層３４、３５には、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｎｉ、およびＴｉ等の各種微量金属元素が含まれていてもよい。
【００６６】
アルミニウム層３４、３５の厚さは、太陽電池モジュールの全体の層構成と材料特性から応力計算結果により適宜選択できるが、金属基板３０とした形体において０．１〜５００μｍである。ステンレス鋼板３２と陽極酸化膜からなる絶縁層３６、３７との間にアルミニウム層３４、３５が介在することにより、温度変化によって熱膨張が生じた際の絶縁層３６、３７の応力が緩和される。なお、金属基板３０の絶縁層３６、３７を形成する際、アルミニウム層３４、３５は陽極酸化および陽極酸化の事前洗浄または研磨により厚さが減少するため、それを見越した厚さとしておく必要がある。
【００６７】
アルミニウム層３４、３５は、ステンレス鋼板３２とアルミニウム層３４、３５との密着性を確保することができれば、その形成方法は、特に限定されるものではない。アルミニウム層３４、３５は、例えば、蒸着、スパッタ等の気相成膜法、アルミニウムの溶融金属浴中に浸漬する溶融めっき法、表面清浄化後のロール圧延等による加圧接合等で接合する接合方法により、ステンレス鋼板３２に形成することができる。
なお、溶融めっき法の場合、ステンレス鋼板３２とアルミニウム層３４、３５との界面に、脆弱な金属間化合物ができないようにすること必要である。コストと量産性の観点からアルミニウム層３４、３５の形成方法は、ロール圧延等による加圧接合法が好ましい。
【００６８】
絶縁層３６、３７は、例えば、アルミニウム層３４、３５の陽極酸化による複数の細孔を有する陽極酸化膜である。この陽極酸化膜は高い絶縁性が確保されている。
【００６９】
陽極酸化は、金属基板３０を陽極とし、陰極と共に電解液に浸漬させ、陽極陰極間に電圧を印加することで実施できる。また、陽極酸化は、必要に応じてアルミニウム層３４、３５の表面に洗浄処理・研磨平滑化処理等を施す。陰極としてはカーボンおよびアルミニウム等が使用される。電解質としては制限されず、硫酸、リン酸、クロム酸、シュウ酸、スルファミン酸、ベンゼンスルホン酸およびアミドスルホン酸等の酸を、１種又は２種以上含む酸性電解液が好ましく用いられる。陽極酸化条件は、使用する電解質の種類にもより特に制限されない。条件としては、例えば、電解質濃度１〜８０質量％、液温５〜７０℃、電流密度０．００５〜０．６０Ａ／ｃｍ２、電圧１〜２００Ｖ、電解時間３〜５００分の範囲にあれば適当である。電解質としては、硫酸、リン酸、シュウ酸、またはこれらの混合液が好ましい。このような電解質を用いる場合、電解質濃度４〜３０質量％、液温１０〜３０℃、電流密度０．０５〜０．３０Ａ／ｃｍ２、および電圧３０〜１５０Ｖが好ましい。
【００７０】
アルミニウム層３４、３５を陽極酸化すると、表面から略垂直方向に酸化反応が進行し、陽極酸化膜が生成する。前述の酸性電解液を用いた場合、陽極酸化膜は、多数の平面視略正六角形状の微細柱状体が隙間なく配列し、各微細柱状体の中心部には微細孔があり、底面は丸みを帯びた形状となる。微細柱状体の底部にはバリア層（通常、厚み０．０２〜０．１μｍ）が形成される。なお、酸性電解液とは異なり、ホウ酸等の中性電解液で電解処理することで、ポーラスな微細柱状体が配列した陽極酸化膜でなく緻密な陽極酸化膜を得ることが出来る。またバリア層の層厚を大きくする目的で、酸系電解液でポーラスな陽極酸化膜を生成後に、中性電解液で再電解処理するポアフィリング法等も使用可能である。
【００７１】
絶縁層３６、３７の厚さは特に制限されず、絶縁性とハンドリング時の機械衝撃による損傷を防止する表面硬度を有しておれば良いが、厚すぎると可撓性の観点で問題を生じる場合がある。このことから、絶縁層３６、３７の好ましい厚さは０．５〜５０μｍであり、厚さの制御は定電流電解、および定電圧電解とともに、電解時間により制御することができる。
なお、絶縁層３６、３７を陽極酸化法で形成する場合には、ステンレス鋼板３２とアルミニウム層３４、３５との局部電池の形成を防ぐため、金属基板３０（ステンレス鋼板３２）の側面をマスクして絶縁する必要がある。アルミニウム層３４、３５の一方に陽極酸化膜を形成する場合には、金属基板３０（ステンレス鋼板３２）の側面に加えて、アルミニウム層３４、３５の他方の面もマスクして絶縁する必要がある。
【００７２】
また、絶縁層３６、３７は、陽極酸化によるアルミニウム酸化膜に限定されるものではない。絶縁層３６、３７としては、例えば、アルミニウム酸化膜、シリコン酸化膜が挙げられる。絶縁層３６、３７は、例えば、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、またはゾルゲル法により形成することができ、その厚さは、１〜１００μｍであり、望ましくは１０〜５０μｍである。
【００７３】
光電変換素子４６において、裏面電極３８および透明電極４４は、いずれも光電変換層４０で発生した電流を取り出すためのものである。裏面電極３８および透明電極４４は、いずれも導電性材料からなる。光入射側の透明電極４４は透光性を有する必要がある。
【００７４】
裏面電極３８は、例えば、Ｍｏ、Ｃｒ、またはＷ、およびこれらを組合わせたものにより構成される。この裏面電極３８は、単層構造でもよいし、２層構造等の積層構造でもよい。
裏面電極３８は、厚さが１００ｎｍ以上であることが好ましく、０．４５〜１．０μｍであることがより好ましい。
また、裏面電極３８の形成方法は、特に制限されるものではなく、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法等の気相成膜法により形成することができる。
【００７５】
透明電極４４は、例えば、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、Ｓｂ等が添加されたＺｎＯ、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、またはＳｎＯ２およびこれらを組合わせたものにより構成される。この透明電極４４は、単層構造でもよいし、２層構造等の積層構造でもよい。また、透明電極４４の厚さは、特に制限されるものではなく、０．３〜１μｍが好ましい。
また、透明電極４４の形成方法は、特に制限されるものではなく、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法等の気相成膜法により形成することができる。
【００７６】
バッファ層４２は、透明電極４４の形成時の光電変換層４０を保護すること、透明電極４４に入射した光を光電変換層４０まで透過させるために形成されている。
このバッファ層４２は、例えば、ＣｄＳ、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＺｎＭｇＯ、またはＺｎＳ（Ｏ、ＯＨ）およびこれらの組合わせたものにより構成される。
バッファ層４２は、厚さが、０．０３〜０．１μｍが好ましい。また、このバッファ層４２は、例えば、ＣＢＤ（ケミカルバス）法により形成される。
【００７７】
光電変換層４０は、透明電極４４およびバッファ層４２を通過して到達した光を吸収して電流が発生する層である。本実施形態において、光電変換層４０の構成は、特に制限されるものではなく、例えば、少なくとも１種のカルコパイライト構造の化合物半導体である。また、光電変換層４０は、Ｉｂ族元素とＩＩＩｂ族元素とＶＩｂ族元素とからなる少なくとも１種の化合物半導体であってもよい。
【００７８】
さらに光吸収率が高く、高い光電変換効率が得られることから、光電変換層４０は、ＣｕおよびＡｇからなる群より選択された少なくとも１種のＩｂ族元素と、Ａｌ、ＧａおよびＩｎからなる群より選択された少なくとも１種のＩＩＩｂ族元素と、Ｓ、Ｓｅ、およびＴｅからなる群から選択された少なくとも１種のＶＩｂ族元素とからなる少なくとも１種の化合物半導体であることが好ましい。この化合物半導体としては、ＣｕＡｌＳ２、ＣｕＧａＳ２、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＡｌＳｅ２、ＣｕＧａＳｅ２、ＣｕＩｎＳｅ２（ＣＩＳ）、ＡｇＡｌＳ２、ＡｇＧａＳ２、ＡｇＩｎＳ２、ＡｇＡｌＳｅ２、ＡｇＧａＳｅ２、ＡｇＩｎＳｅ２、ＡｇＡｌＴｅ２、ＡｇＧａＴｅ２、ＡｇＩｎＴｅ２、Ｃｕ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）Ｓｅ２（ＣＩＧＳ）、Ｃｕ（Ｉｎ１−ｘＡｌｘ）Ｓｅ２、Ｃｕ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）（Ｓ、Ｓｅ）２、Ａｇ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）Ｓｅ２、およびＡｇ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）（Ｓ、Ｓｅ）２等が挙げられる。
【００７９】
光電変換層４０は、ＣｕＩｎＳｅ２（ＣＩＳ）、および／又はこれにＧａを固溶したＣｕ（Ｉｎ、Ｇａ）Ｓｅ２（ＣＩＧＳ）を含むことが特に好ましい。ＣＩＳおよびＣＩＧＳはカルコパイライト結晶構造を有する半導体であり、光吸収率が高く、高い光電変換効率が報告されている。また、光照射等による効率の劣化が少なく、耐久性に優れている。
【００８０】
光電変換層４０には、所望の半導体導電型を得るための不純物が含まれる。不純物は隣接する層からの拡散、および／又は積極的なドープによって、光電変換層４０中に含有させることができる。光電変換層４０中において、Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ族半導体の構成元素および／又は不純物には濃度分布があってもよく、ｎ型、ｐ型、およびｉ型等の半導体性の異なる複数の層領域が含まれていても構わない。
例えば、ＣＩＧＳ系においては、光電変換層４０中のＧａ量に厚み方向の分布を持たせると、バンドギャップの幅／キャリアの移動度等を制御でき、光電変換効率を高く設計することができる。
【００８１】
光電変換層４０は、Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ族半導体以外の１種又は２種以上の半導体を含んでいてもよい。Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ族半導体以外の半導体としては、Ｓｉ等のＩＶｂ族元素からなる半導体（ＩＶ族半導体）、ＧａＡｓ等のＩＩＩｂ族元素およびＶｂ族元素からなる半導体（ＩＩＩ−Ｖ族半導体）、およびＣｄＴｅ等のＩＩｂ族元素およびＶＩｂ族元素からなる半導体（ＩＩ−ＶＩ族半導体）等が挙げられる。光電変換層４０には、特性に支障のない限りにおいて、半導体、所望の導電型とするための不純物以外の任意成分が含まれていても構わない。
また、光電変換層４０中のＩ−ＩＩＩ−ＶＩ族半導体の含有量は、特に制限されるものではない。光電変換層４０中のＩ−ＩＩＩ−ＶＩ族半導体の含有量は、７５質量％以上が好ましく、９５質量％以上がより好ましく、９９質量％以上が特に好ましい。
【００８２】
本実施形態の光電変換層４０をＣＩＧＳ層とした場合、ＣＩＧＳ層の成膜方法としては、１）多源同時蒸着法、２）セレン化法、３）スパッタ法、４）ハイブリッドスパッタ法、及び５）メカノケミカルプロセス法等が知られている。
【００８３】
１）多源同時蒸着法としては、
３段階法（J.R.Tuttle et.al,Mat.Res.Soc.Symp.Proc.,Vol.426(1996)p.143.等）と、ＥＣグループの同時蒸着法（L.Stolt et al.：Proc.13th ECPVSEC(1995,Nice)1451.等）とが知られている。
前者の３段階法は、高真空中で最初にＩｎ、Ｇａ、及びＳｅを基板温度３００℃で同時蒸着し、次に５００〜５６０℃に昇温してＣｕ及びＳｅを同時蒸着後、Ｉｎ、Ｇａ、及びＳｅをさらに同時蒸着する方法である。後者のＥＣグループの同時蒸着法は、蒸着初期にＣｕ過剰ＣＩＧＳ、後半でＩｎ過剰ＣＩＧＳを蒸着する方法である。
【００８４】
ＣＩＧＳ膜の結晶性を向上させるため、上記方法に改良を加えた方法として、
ａ）イオン化したＧａを使用する方法（H.Miyazaki, et.al, phys.stat.sol.(a),Vol.203（2006）p.2603.等）、
ｂ）クラッキングしたＳｅを使用する方法（第６８回応用物理学会学術講演会講演予稿
集（２００７秋 北海道工業大学）７Ｐ−Ｌ−６等）、
ｃ）ラジカル化したＳｅを用いる方法（第５４回応用物理学会学術講演会講演予稿集
（２００７春 青山学院大学）２９Ｐ−ＺＷ−１０等）、
ｄ）光励起プロセスを利用した方法（第５４回応用物理学会学術講演会 講演予稿集（２００７春 青山学院大学）２９Ｐ−ＺＷ−１４等）等が知られている。
【００８５】
２）セレン化法は２段階法とも呼ばれ、最初にＣｕ層／Ｉｎ層または（Ｃｕ−Ｇａ）層／Ｉｎ層等の積層膜の金属プレカーサをスパッタ法、蒸着法、または電着法などで成膜し、これをセレン蒸気またはセレン化水素中で４５０〜５５０℃程度に加熱することにより、熱拡散反応によってＣｕ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）Ｓｅ２等のセレン化合物を生成する方法である。この方法を気相セレン化法と呼ぶ。このほか、金属プリカーサ膜の上に固相セレンを堆積し、この固相セレンをセレン源とした固相拡散反応によりセレン化させる固相セレン化法がある。
【００８６】
セレン化法においては、セレン化の際に生ずる急激な体積膨張を回避するために、金属プリカーサ膜に予めセレンをある割合で混合しておく方法（T.Nakada et.al,, Solar Energy Materials and Solar Cells 35(1994)204-214.等）、及び金属薄層間にセレンを挟み（例えばＣｕ層／Ｉｎ層／Ｓｅ層…Ｃｕ層／Ｉｎ層／Ｓｅ層と積層する）多層化プリカーサ膜を形成する方法（T.Nakada et.al,, Proc. of 10th European Photovoltaic Solar Energy Conference(1991)887-890. 等）が知られている。
【００８７】
また、グレーデッドバンドギャップＣＩＧＳ膜の成膜方法として、最初にＣｕ−Ｇａ合金膜を堆積し、その上にＩｎ膜を堆積し、これをセレン化する際に、自然熱拡散を利用してＧａ濃度を膜厚方向で傾斜させる方法がある（K.Kushiya et.al, Tech.Digest 9th Photovoltaic Science and Engineering Conf. Miyazaki, 1996(Intn.PVSEC-9，Tokyo，1996)p.149.等）。
【００８８】
３）スパッタ法としては、
ＣｕＩｎＳｅ２多結晶をターゲットとした方法、Ｃｕ２ＳｅとＩｎ２Ｓｅ３をターゲットとし、スパッタガスにＨ２Ｓｅ／Ａｒ混合ガスを用いる２源スパッタ法（J.H.Ermer,et.al, Proc.18th IEEE Photovoltaic SpecialistsConf.(1985)1655-1658.等）、および
Ｃｕターゲットと、Ｉｎターゲットと、ＳｅまたはＣｕＳｅターゲットとをＡｒガス中でスパッタする３源スパッタ法（T.Nakada,et.al, Jpn.J.Appl.Phys.32(1993)L1169-L1172.等）が知られている。
【００８９】
４）ハイブリッドスパッタ法としては、前述のスパッタ法において、ＣｕとＩｎ金属は直流スパッタで、Ｓｅのみは蒸着とするハイブリッドスパッタ法（T.Nakada,et.al., Jpn.Appl.Phys.34(1995)4715-4721.等）が知られている。
【００９０】
５）メカノケミカルプロセス法は、ＣＩＧＳの組成に応じた原料を遊星ボールミルの容器に入れ、機械的なエネルギーによって原料を混合してＣＩＧＳ粉末を得、その後、スクリーン印刷によって基板上に塗布し、アニールを施して、ＣＩＧＳの膜を得る方法である（T.Wada et.al, Phys.stat.sol.(a), Vol.203（2006）p2593等）。
【００９１】
その他のＣＩＧＳ成膜法としては、スクリーン印刷法、近接昇華法、ＭＯＣＶＤ法、及びスプレー法などが挙げられる。例えば、スクリーン印刷法またはスプレー法等で、Iｂ族元素、IIIｂ族元素、及びVIｂ族元素を含む微粒子膜を基板上に形成し、熱分解処理（この際、VIｂ族元素雰囲気での熱分解処理でもよい）を実施するなどにより、所望の組成の結晶を得ることができる（特開平９−７４０６５号公報、特開平９−７４２１３号公報等）。
【００９２】
なお、太陽電池サブモジュール１２の金属基板の構成は、本実施形態のステンレス鋼板３２の両面にアルミニウム層３４、３５が形成されたクラッド基板に限定されるものではない。金属基板としては、例えば、ステンレス鋼板３２の表面３２ａだけ、すなわち、片面だけにアルミニウム層３４が形成されており、このアルミニウム層３４に絶縁層３６が形成されたものであってもよい。
また、金属基板としては、例えば、ステンレス鋼板３２の全面にアルミニウム層が形成された構成でもよい。この場合、アルミニウム層は、本実施形態のアルミニウム層３４と同様の構成とすることができる。
また、金属基板としては、アルミニウム基板だけで構成されており、このアルミニウム基の表面および裏面の少なくとも１面に、アルミニウムの陽極酸化膜からなる絶縁層が形成されたものであってもよい。
【００９３】
また、金属基板は、矩形状であり、少なくとも２辺の端部には絶縁層が形成されていない領域があり、金属基板が表出していることが好ましい。この場合、少なくとも２辺とは、対向する２辺であることが好ましい。
さらには、金属基板は、矩形状であり、少なくとも２辺の端部には金属基板の導体部に接続された導体が設けられていてもよい。この場合においても、少なくとも２辺とは、対向する２辺であることが好ましい。
【００９４】
上述のいずれの実施形態においても、太陽電池サブモジュールは、薄膜型薄膜太陽電池サブモジュール、集積型太陽電池サブモジュールまたはグリッド型太陽電池サブモジュールであってもよい。
また、上述のいずれの実施形態においても、太陽電池サブモジュールの光電変換部の構成は、ＣＩＧＳ系薄膜型光電変換素子（ＣＩＧＳ系薄膜型太陽電池セル）を有するものに、特に限定されるものではない。太陽電池サブモジュールの光電変換部としては、例えば、ＣＩＳ系薄膜型太陽電池セル（ＣＩＳ系薄膜型光電変換素子）、薄膜シリコン系薄膜型太陽電池セル（薄膜シリコン系薄膜型光電変換素子）、ＣｄＴｅ系薄膜型太陽電池セル（ＣｄＴｅ系薄膜型光電変換素子）、色素増感系薄膜型太陽電池セル（色素増感系薄膜型光電変換素子）、または有機系薄膜型太陽電池セル（有機系薄膜型光電変換素子）を有するものであってもよい。
【００９５】
本発明は、基本的に以上のようなものである。以上、本発明の太陽電池モジュールについて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００９６】
１０ 太陽電池モジュール
１０ａ 太陽電池モジュール本体
１２ 太陽電池サブモジュール
１４、１８ 封止接着層
１６ 表面保護層
２０ バックシート
３０ 金属基板
３２ ステンレス鋼板）
３４、３５ アルミニウム層
３６、３７ 絶縁層
３８ 裏面電極
４０ 光電変換層
４２ バッファ層
４４ 透明電極
４６ 光電変換素子
４８ 光電変換部
５０ 第１の導電部材
５２ 第２の導電部材
６０ 筐体
６２ リード線
６４ かしめ部
６６、６８ ケーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光から電力を得る機能ならびに正極および負極とを備えた光電変換部が設けられたサブモジュールを有する太陽電池モジュール本体と、
前記光電変換部の負極に接続された第１の導電部材と、
前記光電変換部の正極に接続された第２の導電部材と、
前記第１の導電部材と前記第２の導電部材とが接続される接電箱とを有し、
前記接電箱は前記太陽電池モジュール本体内に取り付けられており、前記接電箱の厚さは、前記太陽電池モジュール本体の厚さと略等しいことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記接電箱は、前記太陽電池モジュール本体の一部が切り欠かれた領域に設けられている請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記第１の導電部材および前記第２の導電部材は、前記接電箱に折曲げられることなく接続されている請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記第１の導電部材および前記第２の導電部材は、前記サブモジュールの一方の端部に略直線状に配置されており、前記第１の導電部材および前記第２の導電部材は、前記接電箱に略直線状を維持した状態で接続されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記サブモジュールは、前記光電変換部が設けられる基板を備え、前記光電変換部は、前記正極が一方の端部に前記負極が他方の端部に設けられており、
前記正極または前記負極と前記基板とを接続させて前記基板を導体として用い、前記基板に接続されていない負極または正極側の端部に隣接する位置における前記基板に、第１の導電部材または前記第２の導電部材が設けられている請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記基板は、導体部の少なくとも片面に絶縁層が形成されたものであり、前記光電変換部は前記絶縁層上に形成されており、
前記正極または前記負極と前記導体部とを接続させて前記導体部を導体として用い、前記基板に接続されていない負極または正極側の端部に隣接する位置における前記導体部に、第１の導電部材または前記第２の導電部材が設けられている請求項５に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記サブモジュールは、薄膜太陽電池サブ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】
前記サブモジュールは、集積型薄膜太陽電池サブモジュールである請求項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】
前記サブモジュールは、グリッド型太陽電池サブモジュールである請求項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１０】
前記光電変換部は、ＣＩＳ系薄膜型太陽電池セル、ＣＩＧＳ系薄膜型太陽電池セル、薄膜シリコン系薄膜型太陽電池セル、ＣｄＴｅ系薄膜型太陽電池セル、III−Ｖ属系薄膜型太陽電池セル、色素増感系薄膜型太陽電池セル、および有機系薄膜型太陽電池セルのいずれか１つの薄膜型太陽電池セルを有する請求項１〜９のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１１】
前記絶縁層は、陽極酸化処理されたアルミニウムからなる請求項６に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１】
光から電力を得る機能ならびに正極および負極とを備えた光電変換部が設けられたサブモジュールを有する太陽電池モジュール本体と、
前記光電変換部の負極に接続された第１の導電部材と、
前記光電変換部の正極に接続された第２の導電部材と、
前記第１の導電部材と前記第２の導電部材とが接続される接電箱とを有し、
前記接電箱は前記太陽電池モジュール本体内に取り付けられており、前記接電箱の厚さは、前記太陽電池モジュール本体の厚さと略等しいことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記接電箱は、前記太陽電池モジュール本体の一部が切り欠かれた領域に設けられている請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記第１の導電部材および前記第２の導電部材は、前記接電箱に折曲げられることなく接続されている請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記第１の導電部材および前記第２の導電部材は、前記サブモジュールの一方の端部に略直線状に配置されており、前記第１の導電部材および前記第２の導電部材は、前記接電箱に略直線状を維持した状態で接続されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記サブモジュールは、前記光電変換部が設けられる基板を備え、前記光電変換部は、前記正極が一方の端部に前記負極が他方の端部に設けられており、
前記正極または前記負極と前記基板とを接続させて前記基板を導体として用い、前記基板に接続されていない負極または正極側の端部に隣接する位置における前記基板に、第１の導電部材または前記第２の導電部材が設けられている請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記基板は、導体部の少なくとも片面に絶縁層が形成されたものであり、前記光電変換部は前記絶縁層上に形成されており、
前記正極または前記負極と前記導体部とを接続させて前記導体部を導体として用い、前記基板に接続されていない負極または正極側の端部に隣接する位置における前記導体部に、第１の導電部材または前記第２の導電部材が設けられている請求項５に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記サブモジュールは、薄膜太陽電池サブ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】
前記サブモジュールは、集積型薄膜太陽電池サブモジュールである請求項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】
前記サブモジュールは、グリッド型太陽電池サブモジュールである請求項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１０】
前記光電変換部は、ＣＩＳ系薄膜型太陽電池セル、ＣＩＧＳ系薄膜型太陽電池セル、薄膜シリコン系薄膜型太陽電池セル、ＣｄＴｅ系薄膜型太陽電池セル、III−Ｖ属系薄膜型太陽電池セル、色素増感系薄膜型太陽電池セル、および有機系薄膜型太陽電池セルのいずれか１つの薄膜型太陽電池セルを有する請求項１〜９のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１１】
前記絶縁層は、陽極酸化処理されたアルミニウムからなる請求項６に記載の太陽電池モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−７７３０１（Ｐ２０１１−７７３０１Ａ）
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２７２８４（Ｐ２００９−２２７２８４）
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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