支持部材及び光電変換モジュール
【課題】光電変換素子を個別に交換することのできる支持部材及び光電変換モジュールを提供することにある。
【解決手段】支持体２０の外周面２０ａ全体を覆う中心電極２１を形成して、太陽電池素子１３をソケット１２に挿入すると、中心電極２１の挟入部２１ａがチューリップ形状の挟持板１９に挟持されて、中心電極２１の基端部２１ｂが陽極端子１８のフランジ部１８ｂに接触し、陽極端子１８と中心電極２１とが電気的に接続されるようにした。また、ソケットケース１４の内周面１４ａに、全周方向にわたって突出する断面凸曲面状の陰極端子１５を形成して、太陽電池素子１３をソケット１２に挿入すると、外周電極２４が陰極端子１５の表面を摺動して、陰極端子１５と外周電極２４とが電気的に接続されるようにした。
【解決手段】支持体２０の外周面２０ａ全体を覆う中心電極２１を形成して、太陽電池素子１３をソケット１２に挿入すると、中心電極２１の挟入部２１ａがチューリップ形状の挟持板１９に挟持されて、中心電極２１の基端部２１ｂが陽極端子１８のフランジ部１８ｂに接触し、陽極端子１８と中心電極２１とが電気的に接続されるようにした。また、ソケットケース１４の内周面１４ａに、全周方向にわたって突出する断面凸曲面状の陰極端子１５を形成して、太陽電池素子１３をソケット１２に挿入すると、外周電極２４が陰極端子１５の表面を摺動して、陰極端子１５と外周電極２４とが電気的に接続されるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持部材及び光電変換モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光の光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池は、多種の太陽電池が開発されており、その中でもシリコンを用いた太陽電池が注目を集めている。特に、多結晶シリコンを用いた太陽電池やアモルファスシリコンを用いた太陽電池が、産業用や家庭用として実用化されている。
【０００３】
一般的な太陽電池モジュールは、導電性部材からなる接続線によって互いに接続された、Ｐ型及びＮ型等の半導体層からなる光電変換層を有する複数個の太陽電池素子が、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）等から形成されて光透過性及び絶縁性を有する封止材によって封止されている。そして、この封止材が、光透過性を有するガラス等からなる裏面部材と、光透過性を有する樹脂フィルム等からなる表面部材とによって挟持されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−３１５１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に記載の太陽電池モジュールでは、表面部材と裏面部材との間で複数の太陽電池素子を封止材によって封止した構造であるため、各部材を分離することは容易ではなかった。すなわち、封止材によって封止された複数の太陽電池素子を、個別に交換することは困難であった。そのため、個々の太陽電池素子の光電変換効率が低下しても、太陽電池モジュール全体を交換するようにしていた。あるいは、光電変換効率が低下した光電変換素子をそのまま使用し続けるようにしていた。その結果、太陽電池モジュール全体を交換する場合には、光電変換効率の低下していない光電変換素子まで廃棄するという無駄が生じてしまっていた。また、光電変換効率の低下した光電変換素子を使用し続ける場合には、太陽電池モジュール全体の発電電力が低下してしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、前述した上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、光電変換素子を取付け・取り外しができ、光電変換素子を交換することのできる支持部材及び光電変換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】
【０００６】
本発明にかかる支持部材は、第１電極と第２電極との間に光電変換層が挟まれた光電変換素子の一端部を着脱自在に保持して、前記一端部の前記第１電極と接続する第１接続端子を備えた。
【０００７】
これによれば、第１接続端子が光電変換素子の一端部を保持するだけで、第１電極を第１接続端子に電気的に接続させることができる。また、光電変換素子の一端部を、第１接続端子から取り外すだけで、第１電極を第１接続端子から離間することができる。従って、光電変換素子を取付け・取り外しができ、光電変換素子を交換することができる。
【０００８】
この支持部材において、前記第１接続端子が前記光電変換素子の一端部を保持するときに前記第２電極と接触して、前記光電変換素子の一端部を前記第１接続端子から取り外すときに前記第２電極から離間する第２接続端子をさらに備えるようにしてもよい。
【０００９】
これによれば、第１接続端子が光電変換素子の一端部を保持するだけで、第１電極及び第２電極を、それぞれ第１接続端子及び第２接続端子に電気的に接続させることができる。さらに、光電変換層の一端部を第１接続端子から取り外すだけで、第１電極及び第２電極を、それぞれ第１接続端子及び第２接続端子から離間させることができる。従って、光電変換素子をより容易に取り外し・取付けすることができる。
【００１０】
この支持部材において、前記光電変換素子の他端部を着脱自在に保持する保持部をさらに備えるようにしてもよい。
これによれば、光電変換素子を一端部と他端部との２点で保持することができるため、光電変換素子をより安定して保持することができる。
【００１１】
本発明にかかる支持部材は、第１電極と第２電極との間に光電変換層が挟まれた光電変換素子の一端部を着脱自在に保持して、前記一端部の前記第１電極と接続する第１接続端子と、前記光電変換素子の他端部を着脱自在に保持して、前記他端部の前記第２電極と接続する第２接続端子とを備えた。
【００１２】
これによれば、第１接続端子が光電変換素子の一端部を保持するだけで、第１電極を第１接続端子に電気的に接続させることができる。また、第２接続端子が光電変換素子の他端部を保持するだけで、第２電極を第２接続端子に電気的に接続させることができる、そして、光電変換素子の一端部及び他端部を、それぞれ第１接続端子及び第２接続端子から取り外すだけで、第１電極及び第２電極を、それぞれ第１接続端子及び第２接続端子から離間することができる。従って、光電変換素子を取付け・取り外しができ、光電変換素子を交換することができる。また、光電変換素子を一端部と他端部との２点で保持することができるため、光電変換素子をより安定して保持することができる。
【００１３】
本発明にかかる光電変換モジュールは、上記の支持部材を複数備え、前記支持部材に着脱可能に支持される複数の光電変換素子を備えた。
これによれば、光電変換素子を取付け・取り外しすることのできる支持部材を複数設けたため、例えば不良になった光電変換素子を個別に交換することができる。これによって、従来のように光電変換モジュール全体を交換したり、不良になった光電変換素子を使用し続けたりすることを回避することができる。
【００１４】
この光電変換モジュールにおいて、前記各光電変換素子は、棒状に形成されて、管状の前記光電変換層の内側面に前記第１電極が形成されるとともに、前記管状の光電変換層の外側面に管状の前記第２電極が形成されるようにしてもよい。
【００１５】
これによれば、各光電変換素子の光電変換層が管状構造になっているため、第１電極を挟んで２層構造となる。従って、太陽光を受光する面積を増大させることができ、効率的に太陽光を受光することができる。そのため、各光電変換素子の発電電力を増大させることができる。
【００１６】
この光電変換モジュールにおいて、前記各支持部材は、前記光電変換素子が嵌合される凹部を備えるようにしてもよい。
これによれば、支持部材の凹部に光電変換素子が嵌合されるようにしたため、この凹部によっても光電変換素子を保持することができる。従って、光電変換素子を好適に保持することができる。
【００１７】
この光電変換モジュールにおいて、前記各光電変換素子は、管状に形成されて、管状の前記光電変換層の内側面に管状の前記第１電極が形成されるとともに、前記管状の光電変換層の外側面に管状の前記第２電極が形成されるようにしてもよい。
【００１８】
これによれば、各光電変換素子の光電変換層が管状構造になっているため、第１電極を挟んで２層構造となる。従って、太陽光を受光する面積を増大させることができ、効率的に太陽光を受光することができる。そのため、各光電変換素子の発電電力を増大させることができる。
【００１９】
この光電変換モジュールにおいて、前記各支持部材は、前記光電変換素子の中央に形成される空洞部に嵌合して、前記光電変換素子を保持する嵌合部を備えるようにしてもよい。
【００２０】
これによれば、支持部材の嵌合部が光電変換素子の空洞部に嵌合されるようにしたため、この嵌合部によっても光電変換素子を保持することができる。従って、光電変換素子を好適に保持することができる。
【００２１】
この光電変換モジュールにおいて、前記光電変換層は、ケイ素化合物を含有する液体材料から形成されるようにしてもよい。
これによれば、ケイ素化合物の含有する液体材料から光電変換層を形成するようにした。液体材料中に不純物が略均一に分布しているため、不純物が略均一に分布された光電変換層を形成することができる。従って、光電変換素子のどの面で太陽光を受光しても略一定の光電変換効率を得ることができる。その結果、各光電変換素子の品質を向上させることができる。
【００２２】
この光電変換モジュールにおいて、前記光電変換層は、前記第１電極と接して形成される第１導電型半導体層と、前記第１導電型半導体層と前記第２電極とに挟まれて形成される第２導電型半導体層とを備えるようにしてもよい。
【００２３】
これによれば、第１導電型半導体層及び第２導電型半導体層を備えた光電変換素子を、個別に交換することができる。
この光電変換モジュールにおいて、前記光電変換層は、前記第１導電型半導体層と前記第２導電型半導体層とに挟まれて形成される真性半導体層をさらに備えるようにしてもよい。
【００２４】
これによれば、第１導電型半導体層、第２導電型半導体層及び真性半導体層を備えた光電変換素子を、個別に交換することができる。また、真性半導体層により、第１導電型半導体層と第２導電型半導体層とによって形成される内部電界領域の幅を拡張することができる。これによって、太陽光の受光により光電変換層内に生じる電子−正孔対が、その内部電界領域によって分離されて再結合されることなく、第１導電型半導体層及び第２導電型半導体層に移動することができるため、広範な光スペクトルを利用した高効率な発電を行うことができる。
【００２５】
本発明にかかる光電変換モジュールは、導電体と、前記導電体を包む光電変換層と、前記光電変換層を包む導電膜とを含む光電変換素子を基台に固定する光電変換モジュールであって、前記基台上に第１端子と第２端子を有し、前記第２端子が挟持板を含み、前記第１端子が前記光電変換素子の前記導電体に接し、前記第２端子が前記光電変換素子の前記導電膜に接し、前記挟持板が前記導電膜の外周の少なくとも２箇所に接触することを特徴とするものであってもよい。
【００２６】
これによれば、導電体と、前記導電体を包む光電変換層と、前記光電変換層を包む導電膜とを含む光電変換素子の基台への着脱が自在となるため、例えばこの光電変換素子が損傷した場合に、交換が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図１〜図７に従って説明する。図１は、太陽電池モジュール１０を説明するための概略斜視図であって、図２は、ソケット１２を説明するための断面図である。
【００２８】
図１に示すように、太陽電池モジュール１０の四角板状の基台１１の太陽光Ｌを受光する受光面１１ａには、格子状に配列された複数のソケット１２と、各ソケット１２に挿着された光電変換素子としての複数の太陽電池素子１３が備えられている。
【００２９】
図２に示すように、ソケット１２には、それぞれアルミニウム等の光反射性を有する導電性材料で形成された有底筒状のソケットケース１４が備えられている。ソケットケース１４の内周面１４ａは、光反射性を高めるために光鏡面仕上げされて、その内周面１４ａの一部には、その全周方向にわたってソケットケース１４の軸心Ｃ側に突出する断面凸曲面状の第２接続端子を構成する陰極端子１５が形成されている。図３に示すように、陰極端子１５は、太陽電池素子１３がソケット１２に挿入されるときに、その表面が太陽電池素子１３の外周面（後述する外周電極２４：図３参照）と摺接可能なサイズで形成されている。
【００３０】
ソケットケース１４の底部１４ｂには、ソケットケース１４の軸心Ｃを中心軸とする円形孔１４ｈが形成されて、底部１４ｂの外側には、外方に延びる接続端子１６が一体形成されている。そして、各ソケット１２の接続端子１６が、図示しない共通の陰極線に電気的に接続されて、その陰極線が外部負荷に電気的に接続されている。
【００３１】
ソケットケース１４の底部１４ｂに形成された円形孔１４ｈには、絶縁性樹脂等から形成されて円板状に形成された絶縁板１７が嵌合されている。絶縁板１７の中心位置には、貫通孔１７ｈが形成されている。その貫通孔１７ｈには、十字状に形成されて第１接続端子を構成する陽極端子１８が挿通されている。陽極端子１８は、絶縁板１７の貫通孔１７ｈに挿通される基端部１８ａと、基端部１８ａに形成されて貫通孔１７ｈよりも大きい径からなるフランジ部１８ｂと、フランジ部１８ｂの受光面１１ａ側の面に延出形成された嵌合部としての先端部１８ｃとから構成されている。先端部１８ｃは、後述する太陽電池素子１３の支持体２０の空洞部２０ｈに嵌合可能なサイズに形成されている。そして、各ソケット１２の陽極端子１８の基端部１８ａが、図示しない共通の陽極線に電気的に接続されて、その陽極線が外部負荷に電気的に接続されている。
【００３２】
ソケットケース１４の内側には、陽極端子１８のフランジ部１８ｂと絶縁板１７との間に挟持されたチューリップ形状の挟持板１９が、受光面１１ａ側に延びるように取付けられている。
【００３３】
太陽電池素子１３には、その中央に軸心Ｃを中心軸とする円筒状に形成された支持体２０が備えられている。支持体２０は、例えば各種ガラス材料等の無機材料、あるいはポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート等の可撓性樹脂材料で形成されている。そして、太陽電池素子１３がソケット１２に挿入されると、支持体２０の空洞部２０ｈに、陽極端子１８の先端部１８ｃが嵌合されて、太陽電池素子１３がソケット１２に保持されるようになっている。
【００３４】
その支持体２０の外周面２０ａには、軸心Ｃ側から順に、第１電極としての中心電極２１、第１導電型半導体層としてのＰ型半導体層２２、第２導電型半導体層としてのＮ型半導体層２３及び第２電極としての外周電極２４が積層されている。
【００３５】
中心電極２１は、支持体２０の外周面２０ａ全体にわたって均一な膜厚で積層された導電体である。また、中心電極２１は、仕事関数の大きい導電性材料（例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＳｎＯ２、Ｓｂ含有ＳｎＯ２、Ｓｂ含有ＳｎＯ２、Ａｌ含有ＺｎＯ等の無機酸化物、あるいはポリチオフェンやポリピロール等の透明導電樹脂等）によって形成されている。
【００３６】
この中心電極２１は、導電性材料を利用した蒸着法やスパッタ法等の気相プロセスによって形成してもよく、あるいは導電性材料を含む液状体に、支持体２０を浸漬する液相プロセスを利用し、外周面２０ａの全体に形成した液状膜を乾燥することによって中心電極２１を形成するようにしてもよい。
【００３７】
そして、太陽電池素子１３がソケット１２に挿入されると、中心電極２１の一端部（挟入部）２１ａが、前記挟持板１９に着脱自在に挟持されて、太陽電池素子１３がソケット１２に保持されるようになっている。また、太陽電池素子１３がソケット１２に挿入されると、支持体２０及び中心電極２１の各基端部２０ｂ，２１ｂが、陽極端子１８のフランジ部１８ｂの上面に接触して、陽極端子１８と中心電極２１とが電気的に接続されるようになっている。
【００３８】
なお、中心電極２１は、太陽電池素子１３をソケット１２に着脱するとき、すなわち中心電極２１の挟入部２１ａを、挟持板１９及び陽極端子１８に対して摺動させるときに、その中心電極２１が、支持体２０から剥離しない程度の膜密度や膜厚によって形成されている。
【００３９】
Ｐ型半導体層２２は、中心電極２１の挟入部２１ａを除く外周面全体にわたって均一な膜厚で積層されたシリコン層である。本実施形態のＰ型半導体層２２を構成するＰ型半導体層材料は、周期表の３Ｂ族元素を含むシラン化合物の液体材料である。詳述すると、Ｐ型半導体層材料は、一般式ＳｉｎＸｍで表される環系を有する液状体の前記シラン化合物に、ホウ素（Ｂ）を含有する化合物を添加し、これに紫外線を照射した後、トルエン等の溶媒で希釈し、フィルタを通した液体材料である。
【００４０】
ここで、前記一般式ＳｉｎＸｍのＸは水素元素及びハロゲン元素のうち少なくとも一種の元素を表し、ｎは５以上の整数を表し、ｍはｎ、２ｎ−２または２ｎの整数を表す。また、ホウ素を含有する化合物としては、例えばホウ素原子を含有するシラン化合物、ジボラン、テトラボラン、ペンタボラン、ヘキサボラン、デカボラン、トリメチルホウ素、トリエチルホウ素、トリフェニルホウ素等を利用することができる。また、希釈に使用する溶媒としては、シラン化合物及びホウ素の少なくとも１種を含有する化合物を溶解し、ホウ素単体又はホウ素を含有する化合物を溶解し、且つ溶質と反応しないものであれば特に限定されない。
【００４１】
また、シラン化合物としては、具体的には、１個の環状構造を有するものとして、シクロトリシラン、シクロテトラシラン、シクロペンタシラン、シクロヘキサシラン、シクロヘプタシラン等を利用することができる。また、２個の環状構造を有するものとして、１、１’−ビシクロブタシラン、１、１’−ビシクロペンタシラン、１、１’−ビシクロヘキサシラン、１、１’−ビシクロヘプタシラン、１、１’−シクロブタシリルシクロペンタシラン、１、１’−シクロブタシリルシクロヘキサシラン、１、１’−シクロブタシリルシクロヘプタシラン、 １、１’−シクロペンタシリルシクロヘキサシラン、１、１’−シクロペンタシリルシクロヘプタシラン、１、１’−シクロヘキサシリルシクロヘプタシラン、スピロ［２、２］ペンタシラン、スピロ［３、３］ヘプタタシラン、スピロ［４、４］ノナシラン、スピロ［４、５］デカシラン、スピロ［４、６］ウンデカシラン、スピロ［５、５］ウンデカシラン、スピロ［５、６］ウンデカシラン、スピロ［６、６］トリデカシラン等を利用することができる。その他には、上記化合物の骨格の水素原子を部分的にＳｉＨ３基やハロゲン原子に置換したシラン化合物を利用することができる。また、これらのうちの２種以上を混合して利用することもできる。
【００４２】
これらのシラン化合物は、不活性ガス雰囲気中で焼成することによって、シリコン膜に変換される。この際の焼成温度としては、一般に到達温度が約５５０℃以下の温度ではアモルファス状のシリコン膜が、それ以上の温度では多結晶状のシリコン膜が得られる。アモルファス状のシリコン膜を得たい場合は、到達温度を、３００℃〜５５０℃程度にすることが好ましく、３５０℃〜４５０℃程度にすることがより好ましい。到達温度が３００℃未満の場合は、シラン化合物の熱分解が十分に進行せず、十分な特性のシリコン膜を形成できない場合がある。焼成を行う場合の雰囲気は窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガス、もしくは水素等の還元性ガスを混入したものが好ましい。
【００４３】
Ｎ型半導体層２３は、Ｐ型半導体層２２の外周面全体にわたって均一な膜厚で積層されたシリコン層である。本実施形態のＮ型半導体層２３を構成するＮ型半導体層材料は、周期表の５Ｂ族元素を含むシラン化合物の液体材料である。詳述すると、Ｎ型半導体層材料は、一般式ＳｉｎＸｍで表される環系を有する液状体のシラン化合物に、リンを含有する化合物を添加し、これに紫外線を照射した後、トルエン等の溶媒で希釈してフィルタを通した液体材料である。
【００４４】
ここで、リンを含有する化合物としては、例えばリン原子を含有するシラン化合物、リン原子を含有する変性シラン化合物、ホスフィン、ジホスフィン、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリフェニルホスフィン等を利用することができる。また、希釈に使用する溶媒としては、シラン化合物及び黄リン等のリン単体またはリンを含有する化合物を溶解し、且つ溶質と反応しないものであれば特に限定されない。また、シラン化合物については、Ｐ型半導体層２２に利用されるものと同様である。
【００４５】
外周電極２４は、Ｎ型半導体層２３の外周面全体にわたって均一な膜厚で積層された導電膜である。また、外周電極２４は、中心電極２１と同様に、仕事関数の大きい導電性材料（例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＳｎＯ２、Ｓｂ含有ＳｎＯ２、Ｓｂ含有ＳｎＯ２、Ａｌ含有ＺｎＯ等の無機酸化物、あるいはポリチオフェンやポリピロール等の透明導電樹脂等）によって形成されている。
【００４６】
この外周電極２４は、導電性材料を利用した蒸着法やスパッタ法等の気相プロセスによって形成してもよく、あるいは導電性材料を含む液状体に、Ｎ型半導体層２３を形成した支持体２０を浸漬する液相プロセスを利用して、Ｎ型半導体層２３の外周面全体を覆う液状膜を乾燥することによって形成するようにしてもよい。そして、太陽電池素子１３がソケット１２に挿入されると、外周電極２４が前記陰極端子１５に接触して、陰極端子１５と外周電極２４とを電気的に接続するようになっている。そして、前述のように各ソケット１２の陰極端子１５（接続端子１６）が、図示しない共通の陰極線に電気的に接続されて、その陰極線が外部負荷に電気的に接続されている。
【００４７】
なお、外周電極２４は、太陽電池素子１３をソケット１２に着脱するとき、すなわち外周電極２４を陰極端子１５に対して摺動させるときに、その外周電極２４が、支持体２０（Ｎ型半導体層２３）から剥離しない程度の膜密度や膜厚によって形成されている。
【００４８】
また、太陽電池素子１３は、その先端部１３ａが受光面１１ａ及びソケット１２の先端面１２ａよりも突出されるサイズに形成されている。図４に示すように、太陽光Ｌは、各太陽電池素子１３の先端部１３ａから太陽電池素子１３内部に入射されて、ソケットケース１４によって反射されるようになっている。そして、太陽光Ｌは、ソケットケース１４内で内部反射を繰り返して、絶縁板１７側に出射されるようになっている。
【００４９】
このように、太陽電池素子１３内に太陽光Ｌが入射されると、大部分の太陽光Ｌは光電変換層（Ｐ型半導体層２２及びＮ型半導体層２３）で吸収される。すると、光電変換層内において光励起キャリア、すなわち電子−正孔対が生成され、その電子がＮ型半導体層２３側に、正孔がＰ型半導体層２２側に移動することにより太陽電池素子１３の光電変換層内に電界が生じる。そして、Ｎ型半導体層２３側に移動した電子が外周電極２４によって収集され、Ｐ型半導体層２２に移動した正孔が中心電極２１によって収集されるようになっている。さらに、各太陽電池素子１３の外周電極２４は、陰極端子１５を介して接続端子１６と電気的に接続され、外周電極２４で収集された電子が、全てのソケット１２の接続端子１６に電気的に接続される陰極線（図示しない）によって収集されるようになっている。また、各太陽電池素子１３の中心電極２１は、陽極端子１８と電気的に接続され、中心電極２１で収集された正孔が、全てのソケット１２の陽極端子１８に電気的に接続される陽極線（図示しない）によって収集されるようになっている。そして、その陰極線と陽極線を外部負荷（図示しない）に接続することにより、その外部回路に電流が流れて太陽電池モジュール１０全体で発電した電力を外部負荷に供給できるようになっている。
【００５０】
続いて、太陽電池素子１３を長期間にわたって使用し、例えば太陽電池素子１３の光電変換効率が所定の値以下に低下したときには、図５に示すように、太陽電池素子１３の先端部１３ａを把持して、太陽電池素子１３をＺ方向に移動させて中心電極２１の挟入部２１ａを挟持板１９から抜脱する。また、太陽電池素子１３をＺ方向に移動させて、陽極端子１８の先端部１８ｃと、太陽電池素子１３の支持体２０の空洞部２０ｈとの嵌合状態を解除する。これによって、中心電極２１及び外周電極２４を、それぞれ陽極端子１８及び陰極端子１５から離間させることができ、太陽電池素子１３をソケット１２から取り外すことができる。
【００５１】
そして、新しい太陽電池素子１３をソケット１２に挿入して、中心電極２１の挟入部２１ａを挟持板１９に挟入させるととともに、陽極端子１８の先端部１８ｃを支持体２０の空洞部２０ｈに嵌合させる。すると、太陽電池素子１３の中心電極２１及び外周電極２４が、それぞれ陽極端子１８及び陰極端子１５に接触して電気的に接続される。これによって、複数の太陽電池素子１３のうち、不良になった太陽電池素子１３をそれぞれ個別に新しい太陽電池素子１３に交換することができる。さらに、口金や配線等を要することなく、太陽電池素子１３を抜差しするだけで、陽極端子１８及び陰極端子１５との接続・離間が可能であるため、より簡単に太陽電池素子１３を交換することができる。従って、個々の太陽電池素子１３が不良となった場合に、従来のように太陽電池モジュール１０全体を交換する必要がなく、不良になった太陽電池素子１３を個別に交換することができるため、コストを低減することができる。また、太陽電池素子１３を光電変換効率が低下したまま使用し続けることを回避することができるため、太陽電池モジュール１０全体の光電変換効率を所定の値に維持することができる。その結果、安定した発電電力を外部負荷に供給することができる。
【００５２】
次に、上記のように構成した本実施形態の効果を以下に記載する。
（１）本実施形態によれば、太陽電池モジュール１０に、太陽電池素子１３を個別に支持して、太陽電池素子１３の中心電極２１及び外周電極２４とそれぞれ電気的に接続される陽極端子１８及び陰極端子１５を形成したソケット１２を設けた。これによって、複数の太陽電池素子１３のうち、不良になった太陽電池素子１３をそれぞれ個別に新しい太陽電池素子１３に交換することができる。従って、個々の太陽電池素子１３が不良となった場合に、従来のように太陽電池モジュール１０全体を交換する必要がなく、不良になった太陽電池素子１３を個別に交換することができるため、コストを低減することができる。また、太陽電池素子１３を光電変換効率が低下したまま使用し続けることを回避することができるため、太陽電池モジュール１０全体の光電変換効率を所定の値に維持することができる。その結果、安定した発電電力を外部負荷に供給することができる。
【００５３】
（２）本実施形態によれば、支持体２０の外周面２０ａ全体を覆う中心電極２１を形成した。そして、太陽電池素子１３をソケット１２に挿入すると、中心電極２１の挟入部２１ａが挟持板１９に挟持されて、中心電極２１の基端部２１ｂが陽極端子１８のフランジ部１８ｂの上面に接触し、中心電極２１と陽極端子１８とが電気的に接続されるようにした。
【００５４】
従って、太陽電池素子１３をソケット１２に挿入し、挟持板１９に挟入部２１ａを挟持させるだけで、中心電極２１と陽極端子１８とを電気的に接続させることができる。その結果、口金や配線等を要することなく、太陽電池素子１３を交換可能にすることができる。
【００５５】
（３）本実施形態によれば、ソケットケース１４の内周面１４ａに、全周方向にわたって突出する断面凸曲面状の陰極端子１５を形成した。そして、太陽電池素子１３をソケット１２に挿入すると、外周電極２４が陰極端子１５の表面を摺動して、外周電極２４と陰極端子１５とが電気的に接続されるようにした。
【００５６】
従って、太陽電池素子１３をソケット１２に挿入するだけで、外周電極２４と陰極端子１５を、確実に電気的に接続することができる。その結果、外周電極２４と陰極端子１５を接続するための配線等を要することなく、より簡単な構成で太陽電池素子１３を交換することができる。
【００５７】
（４）本実施形態によれば、陽極端子１８を、基端部１８ａと、フランジ部１８ｂと、先端部１８ｃとから構成した。そして、太陽電池素子１３をソケット１２に挿入すると、陽極端子１８の先端部１８ｃが支持体２０の空洞部２０ｈに嵌合されるようにした。これによって、挟持板１９に加えて、陽極端子１８によって太陽電池素子１３を支持することができるため、より好適に太陽電池素子１３を支持することができる。
【００５８】
（５）本実施形態によれば、ソケットケース１４を光反射性部材で形成した。従って、太陽光Ｌが太陽電池素子１３内部に入射されると、太陽光Ｌは、ソケットケース１４内で内部反射を繰り返すようになっている。その結果、太陽電池素子１３の長さ分だけ、太陽光Ｌを受光する面積（有効面積）を増大させることができる。
【００５９】
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態を図６及び図７に従って説明する。図６は、太陽電池モジュール３０を説明するための概略斜視図であって、図７は、太陽電池素子１３の支持構造を説明するための断面図である。なお、第２実施形態でも、長さは異なるが、第１実施形態で説明した太陽電池素子１３と同様の構造を有する太陽電池素子を使用するため、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６０】
図６に示すように、太陽電池モジュール３０の基台３１は、四角板状のベース部３２と、そのベース部３２の両側に形成された左側取付板３３，右側取付板３４とから構成されている。左側取付板３３の右側取付板３４と対向する対向面３３ａには、所定の間隔を置いてＸ方向に並設された複数のソケット３６が形成されている。また、右側取付板３４の左側取付板３３と対向する対向面３４ａには、図７に示すように、ソケット３６と対向する位置にそれぞれ挟持体３８が形成されている。
【００６１】
そして、太陽電池素子１３の基端部１３ｂ（支持体２０の基端部２０ｂ）側がソケット３６に挿着されるとともに、太陽電池素子１３の先端部１３ａ側が挟持体３８によって保持されるようになっている。
【００６２】
詳述すると、ソケット３６には、それぞれ絶縁性樹脂で形成された有底筒状のソケットケース４０が備えられている。ソケットケース４０の底部４０ｂには、ソケットケース４０の軸心Ｃを中心軸とする円形孔４０ｈが形成されている。その円形孔４０ｈには、十字状に形成される第１接続端子を構成する陽極端子４２が嵌合されている。陽極端子４２は、ソケットケース４０の円形孔４０ｈに挿通される基端部４２ａと、基端部４２ａの先端側に形成されて円形孔４０ｈよりも大きい径からなるフランジ部４２ｂと、フランジ部４２ｂの先端側の面に形成された嵌合部としての先端部４２ｃとから構成されている。先端部４２ｃは、太陽電池素子１３の支持体２０の空洞部２０ｈに嵌合可能なサイズに形成されている。そして、各ソケット３６の陽極端子４２の基端部４２ａが、図示しない共通の陽極線に電気的に接続されて、その陽極線が外部負荷に電気的に接続されている。
【００６３】
ソケットケース４０の内側には、陽極端子４２のフランジ部４２ｂとソケットケース４０の底部４０ｂとの間に挟持されたチューリップ形状の左側挟持板４３が、右側取付板３４側（Ｙ矢印方向）に延びるように取付けられている。
【００６４】
そして、太陽電池素子１３の基端部１３ｂ側がソケット３６に挿入されると、支持体２０の空洞部２０ｈに陽極端子４２の先端部４２ｃが嵌合されるとともに、左側挟持板４３に中心電極２１の挟入部２１ａが着脱自在に挟持されて、太陽電池素子１３がソケット３６に保持されるようになっている。また、太陽電池素子１３がソケット３６に挿入されると、支持体２０及び中心電極２１の各基端部２０ｂ，２１ｂが、陽極端子４２のフランジ部４２ｂの上面に接触して、陽極端子４２と中心電極２１とが電気的に接続されるようになっている。
【００６５】
一方、ソケット３６と対向する位置に設けられる挟持体３８は、導電性材料から構成されるとともに、断面四角柱状のベース部３８ａと、左側取付板３３側（反Ｙ矢印方向）に延びるようにベース部３８ａの先端側に取付けられた第２接続端子を構成するチューリップ形状の右側挟持板３８ｂとから構成されている。右側挟持板３８ｂは、太陽電池素子１３が挿入されると、その太陽電池素子１３の外周電極２４を着脱自在に挟持するとともに、その外周電極２４と電気的に接続するようになっている。そして、各挟持体３８のベース部３８ａの基端が、図示しない共通の陰極線に電気的に接続されており、その陰極線が外部負荷に電気的に接続されている。
【００６６】
太陽光Ｌは、太陽電池素子１３の外周面の上半分部分１３ｃから太陽電池素子１３内部に入射されて、各種層（外周電極２４、Ｎ型半導体層２３、Ｐ型半導体層２２及び中心電極２１）を通過して太陽電池素子１３の外周面の下半分部分１３ｄ側から出射されるようになっている。
【００６７】
このように、太陽電池素子１３内に太陽光Ｌが入射されると、大部分の太陽光Ｌは光電変換層（Ｐ型半導体層２２及びＮ型半導体層２３）で吸収される。すると、光電変換層内において光励起キャリア、すなわち電子−正孔対が生成され、その電子がＮ型半導体層２３側に、正孔がＰ型半導体層２２側に移動することにより太陽電池素子１３の光電変換層内に電界が生じる。そして、Ｎ型半導体層２３側に移動した電子が外周電極２４によって収集され、Ｐ型半導体層２２に移動した正孔が中心電極２１によって収集されるようになっている。さらに、各太陽電池素子１３の外周電極２４は、右側挟持板３８ｂを介してベース部３８ａと電気的に接続され、外周電極２４で収集された電子が、全ての挟持体３８のベース部３８ａに電気的に接続される陰極線（図示しない）によって収集されるようになっている。また、各太陽電池素子１３の中心電極２１は、陽極端子４２と電気的に接続され、中心電極２１で収集された正孔が、全てのソケット３６の陽極端子４２に電気的に接続される陽極線（図示しない）によって収集されるようになっている。そして、その陰極線と陽極線とを外部負荷（図示しない）に接続することにより、その外部回路に電流が流れて太陽電池モジュール１０全体で発電した電力を外部負荷に供給できるようになっている。
【００６８】
続いて、太陽電池素子１３を長期間にわたって使用し、例えば太陽電池素子１３の光電変換効率が所定の値以下に低下したときには、太陽電池素子１３を把持して図７においてＹ矢印方向に太陽電池素子１３を移動させて、挟持体３８の右側挟持板３８ｂの底部３８ｃに当接させる。すると、中心電極２１の挟入部２１ａが左側挟持板４３から抜脱されるとともに、陽極端子４２の先端部４２ｃと、太陽電池素子１３の支持体２０の空洞部２０ｈとの嵌合状態を解除される。これによって、太陽電池素子１３の基端部１３ｂをソケット３６から取り外すことができる。次に、太陽電池素子１３を傾斜させて、反Ｙ矢印方向に移動させると、太陽電池素子１３の先端部１３ａを挟持体３８の右側挟持板３８ｂから抜脱させることができる。
【００６９】
そして、新しい太陽電池素子１３を、その先端部１３ａが挟持体３８の右側挟持板３８ｂの底部３８ｃに当接するまで右側挟持板３８ｂに挟入する。次に、太陽電池素子１３を水平にして、その基端部１３ｂをソケット３６に挿入して、中心電極２１の挟入部２１ａを左側挟持板４３に挟入させるととともに、陽極端子１８の先端部１８ｃを支持体２０の空洞部２０ｈに嵌合させる。すると、太陽電池素子１３の中心電極２１及び外周電極２４が、それぞれ陽極端子４２及び右側挟持板３８ｂに接触して電気的に接続される。これによって、複数の太陽電池素子１３のうち、不良になった太陽電池素子１３をそれぞれ個別に新しい太陽電池素子１３に交換することができる。さらに、口金や配線等を要することなく、太陽電池素子１３を抜差しするだけで、陽極端子４２及び右側挟持板３８ｂとの接続・離間が可能であるため、より簡単に太陽電池素子１３を交換することができる。従って、個々の太陽電池素子１３が不良となった場合に、従来のように太陽電池モジュール１０全体を交換する必要がなく、不良になった太陽電池素子１３を個別に交換することができるため、コストを低減することができる。また、太陽電池素子１３を光電変換効率が低下したまま使用し続けることを回避することができるため、太陽電池モジュール３０全体の光電変換効率を所定の値に維持することができる。その結果、安定した発電電力を外部負荷に供給することができる。
【００７０】
従って、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態によれば、太陽電池モジュール３０に、太陽電池素子１３を個別に支持するソケット３６及び挟持体３８を設けた。また、そのソケット３６には、太陽電池素子１３の中心電極２１と電気的に接続される陽極端子４２を形成するとともに、挟持体３８には、太陽電池素子１３の外周電極２４と電気的に接続される右側挟持板３８ｂを形成した。これによって、複数の太陽電池素子１３のうち、不良になった太陽電池素子１３をそれぞれ個別に新しい太陽電池素子１３に交換することができる。従って、個々の太陽電池素子１３が不良となった場合に、従来のように太陽電池モジュール３０全体を交換する必要がなく、不良になった太陽電池素子１３を個別に交換することができるため、コストを低減することができる。また、太陽電池素子１３を光電変換効率が低下したまま使用し続けることを回避することができるため、太陽電池モジュール３０全体の光電変換効率を所定の値に維持することができる。その結果、安定した発電電力を外部負荷に供給することができる。
【００７１】
（２）本実施形態によれば、太陽電池素子１３を、その先端部１３ａ及び基端部１３ｂが挟持体３８及びソケット３６によってそれぞれ支持されるようにした。これによって、太陽電池素子１３を、先端部１３ａ及び基端部１３ｂの２点で支持することができるため、図６におけるＹ方向に長く延設された太陽電池素子１３でも安定して支持することができる。
【００７２】
なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記第１実施形態では、陰極端子１５を、ソケットケース１４の内周面１４ａに形成する構成にした。これに限らず、例えば、陰極端子１５を、挟持板１９や陽極端子１８の近傍に形成してもよく、太陽電池素子１３をソケット１２に挿入するときに、陰極端子１５と外周電極２４とが接触する位置であればよい。
【００７３】
・上記第１実施形態におけるソケット１２を図８に示す支持部材５０のように変更してもよい。すなわち、ソケット１２のソケットケース１４を省略してもよい。詳述すると、例えば上記第１実施形態と同様に、陽極端子１８の先端部１８ｃが支持体２０の空洞部２０ｈに嵌合されるとともに、中心電極２１の基端部２１ｂと陽極端子１８のフランジ部１８ｂ上面とが接触されて電気的に接続されるようになっている。また、フランジ部１８ｂの下面には、絶縁性樹脂からなる絶縁層５１が形成されている。絶縁層５１は、陽極端子１８の基端部１８ａが嵌合される円形孔５１ｈが形成されている。その絶縁層５１には、その両側から突出されてＺ方向に延びるように形成されるチューリップ形状の挟持板５２が形成されて、その挟持板５２によって太陽電池素子１３の外周電極２４が着脱自在に挟持されるようになっている。また、挟持板５２を導電性材料によって形成することによって、外周電極２４と挟持板５２が電気的に接続されるようになっている。そして、挟持板５２の反Ｚ矢印方向側の一端には、外方に延びる接続端子５４が一体形成されて、その接続端子５４が、図示しない共通の陰極線に電気的に接続されて、その陰極線が外部負荷に電気的に接続されるようになっている。これによって、太陽電池素子１３のより広い面積を、基台１１の受光面１１ａよりも上側に露出させることができるため、より多くの太陽光Ｌを直接受光することができる。なお、接続端子５４には少なくとも２つの挟持板５２が設けられており、これらが太陽電池素子１３の外周電極２４である導電膜を挟む、すなわち、導電膜の少なくとも２箇所に接触することで、太陽電池素子１３を基台１１に固定することが好ましい。
【００７４】
・上記第２実施形態におけるソケット３６を、図９に示すように、ソケットケース４０と左側挟持板４３とを省略して形成するようにしてもよい。また、ソケットケース４０のみを省略して形成するようにしてもよい。これによって、部品点数を低減することができるため、生産コストを低減することができ、さらに太陽電池モジュール３０の生産性を向上させることができる。
【００７５】
あるいは、図１０に示すように、太陽電池素子１３の基端部１３ｂを図８に示す支持部材５０によって支持するようにして、太陽電池素子１３の先端部１３ａを絶縁性樹脂からなる保持部としての挟持体５６によって支持するようにしてもよい。すなわち、中心電極２１及び外周電極２４と、支持部材５０（陽極端子１８及び挟持板５２）との電気的な接続部を、基端部１３ｂ側に集中させて配置するようにしてもよい。
【００７６】
・上記各実施形態では、支持体２０を管状に形成するようにしたが、これに限らず、例えば支持体２０を棒状に形成するようにしてもよい。なお、太陽電池素子１３を一点で支持する場合には、例えば図１１に示すように、断面略Ｔ字状に形成された陽極端子５８の先端面５８ａに凹部５９を形成して、その凹部５９に太陽電池素子１３の基端部１３ｂを嵌合させて太陽電池素子１３を保持することが好ましい。また、太陽電池素子１３を二点で支持する場合には、図１２に示すように、断面矩形状に形成された陽極端子６０の先端面６０ａに凹部６１を形成して、その凹部６１に太陽電池素子１３の基端部１３ｂを嵌合させて太陽電池素子１３を保持することが好ましい。
【００７７】
・上記各実施形態では、支持体２０の断面及び外形を、それぞれ断面が円形状であって、外形が棒状に具体化した。これに限らず、断面形状が楕円形状であってもよい。また、断面形状が多角形状や一部に平面を有する形状であってもよい。あるいは、外形が螺旋形に曲折した形状であってもよい。なお、これらの場合、太陽電池素子１３の形状に合わせて、太陽電池素子１３を支持するソケットや挟持体の形状を変更する必要がある。
【００７８】
・上記第１実施形態では、陽極端子１８と挟持板１９を別部材で構成したが、これら陽極端子１８と挟持板１９を一体形成して、挟持板１９に外部負荷に接続される陽極線（図示しない）を接続する構成にしてもよい。
【００７９】
・上記第１実施形態では、ソケットケース１４を光反射性を有する導電性材料で形成するようにしたが、これに限らず、例えばソケットケース１４を光透過性を有する導電性材料で形成するようにしてもよい。
【００８０】
・上記第１実施形態における太陽電池素子１３の先端部１３ａ（基台１１の受光面１１ａ側）を平面状に形成したが、これに限らず、例えば太陽電池素子１３の先端部１３ａを半球面状に形成するようにしてもよい。すなわち、支持体２０を棒状として、その先端部側を半球面状に形成する。そして、その支持体２０の外周面に、中心電極２１、Ｐ型半導体層２２、Ｎ型半導体層２３及び外周電極２４を形成して、先端部側が半球面状に形成された中心電極２１、Ｐ型半導体層２２、Ｎ型半導体層２３及び外周電極２４を形成する。これによって、光電変換層（Ｐ型半導体層２２及びＮ型半導体層２３）は、太陽が移動して太陽光Ｌの入射角度が変化しても、効率的に太陽光Ｌを受光することができる。また、太陽光Ｌが入射される太陽電池素子１３の先端部１３ａ側の表面積を、上記第１実施形態の場合の受光表面積に比べてπ／２倍、すなわち約１．５倍に増大させることができる。その結果、上記第１実施形態の場合に比べて各太陽電池素子１３の発電電力を増大させることができる。
【００８１】
・上記第２実施形態における基台３１を、アルミニウム等の光反射性を有する金属材料から構成するようにしてもよい。これによって、基台３１のベース部３２の太陽光Ｌと対向する面に入射した太陽光Ｌを太陽電池素子１３に反射させることができる。これによって、太陽光Ｌを効率的に太陽電池素子１３に入射させることができるため、発電電力を増大させることができる。
【００８２】
・上記各実施形態では、支持体２０の外周面２０ａに、中心電極２１、Ｐ型半導体層２２、Ｎ型半導体層２３及び外周電極２４の順に積層するようにした。これに限らず、支持体２０の外周面２０ａに、中心電極２１、Ｎ型半導体層２３、Ｐ型半導体層２２及び外周電極２４の順に積層するようにしてもよい。
【００８３】
・上記各実施形態では、中心電極２１の外周面に、光電変換層（Ｐ型半導体層２２及びＮ型半導体層２３）を一層形成するようにした。これに限らず、例えば光電変換層を多層に積層した、いわゆるタンデム構造にしてもよい。この場合、特に、禁制帯幅の異なる複数の光電変換層を積層することによって、太陽光Ｌの入射側の光電変換層から順に短波長の光を利用して発電し、より長波長の光はより内周の光電変換層で利用することができる。その結果、太陽光Ｌの各波長域の光エネルギー、特に長波長までの光エネルギーを電気エネルギーに変換することができるため、上記実施形態の単結合の場合に比べてより高い光電変換効率を得ることができる。
【００８４】
・上記各実施形態では、光電変換層をＰ型半導体層２２及びＮ型半導体層２３からなるｐｎ接合構造としたが、これに限らず、例えばＰ型半導体層２２とＮ型半導体層２３との間に真性半導体層を挟んでｐｉｎ接合構造としてもよい。この真性半導体によって、Ｐ型半導体層２２及びＮ型半導体層２３のｐｎ接合の実質的な幅、すなわち内部電界領域を拡張することができる。従って、太陽光Ｌの受光により真性半導体層内に生じる電子−正孔対が、その内部電界領域によって分離されて再結合されることなく、それぞれＮ型半導体層２３及びＰ型半導体層２２に移動することができるため、広範な光スペクトルを利用した高効率な発電を行うことができる。
【００８５】
・上記各実施形態では、支持体２０を絶縁材料によって構成したが、これに限らず、支持体２０を導電性材料、例えば中心電極材料によって構成してもよい。これによれば、支持体２０の外周面２０ａに、別途中心電極２１を形成する必要がなく、部品点数も減らすことができることから、太陽電池素子１３を小型化することができる。
【００８６】
・上記各実施形態では、支持体２０の外周面２０ａ全体に光透過性を有する中心電極２１を形成するようにしたが、これに限らず、例えば中心電極２１に代えて光反射性を有する電極を支持体２０の外周面２０ａに形成するようにしてもよい。
【００８７】
・上記各実施形態では、Ｐ型半導体層材料及びＮ型半導体層材料をシラン化合物から構成したが、これに限らず、例えばシリコン及びカーボンからなる高分子化合物から構成するようにしてもよい。また、シリコン及びゲルマニウムからなる高分子化合物から構成するようにしてもよい。あるいは、シリコン、カーボン及びゲルマニウムからなる高分子化合物から構成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】第１実施形態における太陽電池モジュールを説明するための概略斜視図。
【図２】同じく、ソケットを説明するための断面図。
【図３】同じく、ソケットと太陽電池素子を説明するための断面図。
【図４】同じく、太陽電池素子の受光を説明するための断面図。
【図５】同じく、太陽電池素子の脱着を説明するための断面図。
【図６】第２実施形態における太陽電池モジュールを説明するための概略斜視図。
【図７】同じく、太陽電池素子の支持構造を説明するための断面図。
【図８】別例における太陽電池素子の支持構造を説明するための断面図。
【図９】別例における太陽電池素子の支持構造を説明するための断面図。
【図１０】別例における太陽電池素子の支持構造を説明するための断面図。
【図１１】別例における太陽電池素子の支持構造を説明するための断面図。
【図１２】別例における太陽電池素子の支持構造を説明するための断面図。
【符号の説明】
【００８９】
Ｌ…太陽光、１０，３０…太陽電池モジュール、１１，３１…基台、１２…支持部材としてのソケット、１３…光電変換素子としての太陽電池素子、１５…第２接続端子を構成する陰極端子、１８，４２，５８，６０…第１接続端子を構成する陽極端子、１９…挟持板、２０…支持体、２０ｈ…空洞部、２１…第１電極としての中心電極、２２…第１導電型半導体層としてのＰ型半導体層、２３…第２導電型半導体層としてのＮ型半導体層、２４…第２電極としての外周電極、３８…挟持体、３８ｂ…右側挟持板、４３…左側挟持板、５０…支持部材、５２…第２接続端子を構成する挟持板、５６…保持部としての挟持体、５９，６１…凹部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持部材及び光電変換モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光の光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池は、多種の太陽電池が開発されており、その中でもシリコンを用いた太陽電池が注目を集めている。特に、多結晶シリコンを用いた太陽電池やアモルファスシリコンを用いた太陽電池が、産業用や家庭用として実用化されている。
【０００３】
一般的な太陽電池モジュールは、導電性部材からなる接続線によって互いに接続された、Ｐ型及びＮ型等の半導体層からなる光電変換層を有する複数個の太陽電池素子が、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）等から形成されて光透過性及び絶縁性を有する封止材によって封止されている。そして、この封止材が、光透過性を有するガラス等からなる裏面部材と、光透過性を有する樹脂フィルム等からなる表面部材とによって挟持されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−３１５１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に記載の太陽電池モジュールでは、表面部材と裏面部材との間で複数の太陽電池素子を封止材によって封止した構造であるため、各部材を分離することは容易ではなかった。すなわち、封止材によって封止された複数の太陽電池素子を、個別に交換することは困難であった。そのため、個々の太陽電池素子の光電変換効率が低下しても、太陽電池モジュール全体を交換するようにしていた。あるいは、光電変換効率が低下した光電変換素子をそのまま使用し続けるようにしていた。その結果、太陽電池モジュール全体を交換する場合には、光電変換効率の低下していない光電変換素子まで廃棄するという無駄が生じてしまっていた。また、光電変換効率の低下した光電変換素子を使用し続ける場合には、太陽電池モジュール全体の発電電力が低下してしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、前述した上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、光電変換素子を取付け・取り外しができ、光電変換素子を交換することのできる支持部材及び光電変換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】
【０００６】
本発明にかかる支持部材は、第１電極と第２電極との間に光電変換層が挟まれた光電変換素子の一端部を着脱自在に保持して、前記一端部の前記第１電極と接続する第１接続端子を備えた。
【０００７】
これによれば、第１接続端子が光電変換素子の一端部を保持するだけで、第１電極を第１接続端子に電気的に接続させることができる。また、光電変換素子の一端部を、第１接続端子から取り外すだけで、第１電極を第１接続端子から離間することができる。従って、光電変換素子を取付け・取り外しができ、光電変換素子を交換することができる。
【０００８】
この支持部材において、前記第１接続端子が前記光電変換素子の一端部を保持するときに前記第２電極と接触して、前記光電変換素子の一端部を前記第１接続端子から取り外すときに前記第２電極から離間する第２接続端子をさらに備えるようにしてもよい。
【０００９】
これによれば、第１接続端子が光電変換素子の一端部を保持するだけで、第１電極及び第２電極を、それぞれ第１接続端子及び第２接続端子に電気的に接続させることができる。さらに、光電変換層の一端部を第１接続端子から取り外すだけで、第１電極及び第２電極を、それぞれ第１接続端子及び第２接続端子から離間させることができる。従って、光電変換素子をより容易に取り外し・取付けすることができる。
【００１０】
この支持部材において、前記光電変換素子の他端部を着脱自在に保持する保持部をさらに備えるようにしてもよい。
これによれば、光電変換素子を一端部と他端部との２点で保持することができるため、光電変換素子をより安定して保持することができる。
【００１１】
本発明にかかる支持部材は、第１電極と第２電極との間に光電変換層が挟まれた光電変換素子の一端部を着脱自在に保持して、前記一端部の前記第１電極と接続する第１接続端子と、前記光電変換素子の他端部を着脱自在に保持して、前記他端部の前記第２電極と接続する第２接続端子とを備えた。
【００１２】
これによれば、第１接続端子が光電変換素子の一端部を保持するだけで、第１電極を第１接続端子に電気的に接続させることができる。また、第２接続端子が光電変換素子の他端部を保持するだけで、第２電極を第２接続端子に電気的に接続させることができる、そして、光電変換素子の一端部及び他端部を、それぞれ第１接続端子及び第２接続端子から取り外すだけで、第１電極及び第２電極を、それぞれ第１接続端子及び第２接続端子から離間することができる。従って、光電変換素子を取付け・取り外しができ、光電変換素子を交換することができる。また、光電変換素子を一端部と他端部との２点で保持することができるため、光電変換素子をより安定して保持することができる。
【００１３】
本発明にかかる光電変換モジュールは、上記の支持部材を複数備え、前記支持部材に着脱可能に支持される複数の光電変換素子を備えた。
これによれば、光電変換素子を取付け・取り外しすることのできる支持部材を複数設けたため、例えば不良になった光電変換素子を個別に交換することができる。これによって、従来のように光電変換モジュール全体を交換したり、不良になった光電変換素子を使用し続けたりすることを回避することができる。
【００１４】
この光電変換モジュールにおいて、前記各光電変換素子は、棒状に形成されて、管状の前記光電変換層の内側面に前記第１電極が形成されるとともに、前記管状の光電変換層の外側面に管状の前記第２電極が形成されるようにしてもよい。
【００１５】
これによれば、各光電変換素子の光電変換層が管状構造になっているため、第１電極を挟んで２層構造となる。従って、太陽光を受光する面積を増大させることができ、効率的に太陽光を受光することができる。そのため、各光電変換素子の発電電力を増大させることができる。
【００１６】
この光電変換モジュールにおいて、前記各支持部材は、前記光電変換素子が嵌合される凹部を備えるようにしてもよい。
これによれば、支持部材の凹部に光電変換素子が嵌合されるようにしたため、この凹部によっても光電変換素子を保持することができる。従って、光電変換素子を好適に保持することができる。
【００１７】
この光電変換モジュールにおいて、前記各光電変換素子は、管状に形成されて、管状の前記光電変換層の内側面に管状の前記第１電極が形成されるとともに、前記管状の光電変換層の外側面に管状の前記第２電極が形成されるようにしてもよい。
【００１８】
これによれば、各光電変換素子の光電変換層が管状構造になっているため、第１電極を挟んで２層構造となる。従って、太陽光を受光する面積を増大させることができ、効率的に太陽光を受光することができる。そのため、各光電変換素子の発電電力を増大させることができる。
【００１９】
この光電変換モジュールにおいて、前記各支持部材は、前記光電変換素子の中央に形成される空洞部に嵌合して、前記光電変換素子を保持する嵌合部を備えるようにしてもよい。
【００２０】
これによれば、支持部材の嵌合部が光電変換素子の空洞部に嵌合されるようにしたため、この嵌合部によっても光電変換素子を保持することができる。従って、光電変換素子を好適に保持することができる。
【００２１】
この光電変換モジュールにおいて、前記光電変換層は、ケイ素化合物を含有する液体材料から形成されるようにしてもよい。
これによれば、ケイ素化合物の含有する液体材料から光電変換層を形成するようにした。液体材料中に不純物が略均一に分布しているため、不純物が略均一に分布された光電変換層を形成することができる。従って、光電変換素子のどの面で太陽光を受光しても略一定の光電変換効率を得ることができる。その結果、各光電変換素子の品質を向上させることができる。
【００２２】
この光電変換モジュールにおいて、前記光電変換層は、前記第１電極と接して形成される第１導電型半導体層と、前記第１導電型半導体層と前記第２電極とに挟まれて形成される第２導電型半導体層とを備えるようにしてもよい。
【００２３】
これによれば、第１導電型半導体層及び第２導電型半導体層を備えた光電変換素子を、個別に交換することができる。
この光電変換モジュールにおいて、前記光電変換層は、前記第１導電型半導体層と前記第２導電型半導体層とに挟まれて形成される真性半導体層をさらに備えるようにしてもよい。
【００２４】
これによれば、第１導電型半導体層、第２導電型半導体層及び真性半導体層を備えた光電変換素子を、個別に交換することができる。また、真性半導体層により、第１導電型半導体層と第２導電型半導体層とによって形成される内部電界領域の幅を拡張することができる。これによって、太陽光の受光により光電変換層内に生じる電子−正孔対が、その内部電界領域によって分離されて再結合されることなく、第１導電型半導体層及び第２導電型半導体層に移動することができるため、広範な光スペクトルを利用した高効率な発電を行うことができる。
【００２５】
本発明にかかる光電変換モジュールは、導電体と、前記導電体を包む光電変換層と、前記光電変換層を包む導電膜とを含む光電変換素子を基台に固定する光電変換モジュールであって、前記基台上に第１端子と第２端子を有し、前記第２端子が挟持板を含み、前記第１端子が前記光電変換素子の前記導電体に接し、前記第２端子が前記光電変換素子の前記導電膜に接し、前記挟持板が前記導電膜の外周の少なくとも２箇所に接触することを特徴とするものであってもよい。
【００２６】
これによれば、導電体と、前記導電体を包む光電変換層と、前記光電変換層を包む導電膜とを含む光電変換素子の基台への着脱が自在となるため、例えばこの光電変換素子が損傷した場合に、交換が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図１〜図７に従って説明する。図１は、太陽電池モジュール１０を説明するための概略斜視図であって、図２は、ソケット１２を説明するための断面図である。
【００２８】
図１に示すように、太陽電池モジュール１０の四角板状の基台１１の太陽光Ｌを受光する受光面１１ａには、格子状に配列された複数のソケット１２と、各ソケット１２に挿着された光電変換素子としての複数の太陽電池素子１３が備えられている。
【００２９】
図２に示すように、ソケット１２には、それぞれアルミニウム等の光反射性を有する導電性材料で形成された有底筒状のソケットケース１４が備えられている。ソケットケース１４の内周面１４ａは、光反射性を高めるために光鏡面仕上げされて、その内周面１４ａの一部には、その全周方向にわたってソケットケース１４の軸心Ｃ側に突出する断面凸曲面状の第２接続端子を構成する陰極端子１５が形成されている。図３に示すように、陰極端子１５は、太陽電池素子１３がソケット１２に挿入されるときに、その表面が太陽電池素子１３の外周面（後述する外周電極２４：図３参照）と摺接可能なサイズで形成されている。
【００３０】
ソケットケース１４の底部１４ｂには、ソケットケース１４の軸心Ｃを中心軸とする円形孔１４ｈが形成されて、底部１４ｂの外側には、外方に延びる接続端子１６が一体形成されている。そして、各ソケット１２の接続端子１６が、図示しない共通の陰極線に電気的に接続されて、その陰極線が外部負荷に電気的に接続されている。
【００３１】
ソケットケース１４の底部１４ｂに形成された円形孔１４ｈには、絶縁性樹脂等から形成されて円板状に形成された絶縁板１７が嵌合されている。絶縁板１７の中心位置には、貫通孔１７ｈが形成されている。その貫通孔１７ｈには、十字状に形成されて第１接続端子を構成する陽極端子１８が挿通されている。陽極端子１８は、絶縁板１７の貫通孔１７ｈに挿通される基端部１８ａと、基端部１８ａに形成されて貫通孔１７ｈよりも大きい径からなるフランジ部１８ｂと、フランジ部１８ｂの受光面１１ａ側の面に延出形成された嵌合部としての先端部１８ｃとから構成されている。先端部１８ｃは、後述する太陽電池素子１３の支持体２０の空洞部２０ｈに嵌合可能なサイズに形成されている。そして、各ソケット１２の陽極端子１８の基端部１８ａが、図示しない共通の陽極線に電気的に接続されて、その陽極線が外部負荷に電気的に接続されている。
【００３２】
ソケットケース１４の内側には、陽極端子１８のフランジ部１８ｂと絶縁板１７との間に挟持されたチューリップ形状の挟持板１９が、受光面１１ａ側に延びるように取付けられている。
【００３３】
太陽電池素子１３には、その中央に軸心Ｃを中心軸とする円筒状に形成された支持体２０が備えられている。支持体２０は、例えば各種ガラス材料等の無機材料、あるいはポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート等の可撓性樹脂材料で形成されている。そして、太陽電池素子１３がソケット１２に挿入されると、支持体２０の空洞部２０ｈに、陽極端子１８の先端部１８ｃが嵌合されて、太陽電池素子１３がソケット１２に保持されるようになっている。
【００３４】
その支持体２０の外周面２０ａには、軸心Ｃ側から順に、第１電極としての中心電極２１、第１導電型半導体層としてのＰ型半導体層２２、第２導電型半導体層としてのＮ型半導体層２３及び第２電極としての外周電極２４が積層されている。
【００３５】
中心電極２１は、支持体２０の外周面２０ａ全体にわたって均一な膜厚で積層された導電体である。また、中心電極２１は、仕事関数の大きい導電性材料（例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＳｎＯ２、Ｓｂ含有ＳｎＯ２、Ｓｂ含有ＳｎＯ２、Ａｌ含有ＺｎＯ等の無機酸化物、あるいはポリチオフェンやポリピロール等の透明導電樹脂等）によって形成されている。
【００３６】
この中心電極２１は、導電性材料を利用した蒸着法やスパッタ法等の気相プロセスによって形成してもよく、あるいは導電性材料を含む液状体に、支持体２０を浸漬する液相プロセスを利用し、外周面２０ａの全体に形成した液状膜を乾燥することによって中心電極２１を形成するようにしてもよい。
【００３７】
そして、太陽電池素子１３がソケット１２に挿入されると、中心電極２１の一端部（挟入部）２１ａが、前記挟持板１９に着脱自在に挟持されて、太陽電池素子１３がソケット１２に保持されるようになっている。また、太陽電池素子１３がソケット１２に挿入されると、支持体２０及び中心電極２１の各基端部２０ｂ，２１ｂが、陽極端子１８のフランジ部１８ｂの上面に接触して、陽極端子１８と中心電極２１とが電気的に接続されるようになっている。
【００３８】
なお、中心電極２１は、太陽電池素子１３をソケット１２に着脱するとき、すなわち中心電極２１の挟入部２１ａを、挟持板１９及び陽極端子１８に対して摺動させるときに、その中心電極２１が、支持体２０から剥離しない程度の膜密度や膜厚によって形成されている。
【００３９】
Ｐ型半導体層２２は、中心電極２１の挟入部２１ａを除く外周面全体にわたって均一な膜厚で積層されたシリコン層である。本実施形態のＰ型半導体層２２を構成するＰ型半導体層材料は、周期表の３Ｂ族元素を含むシラン化合物の液体材料である。詳述すると、Ｐ型半導体層材料は、一般式ＳｉｎＸｍで表される環系を有する液状体の前記シラン化合物に、ホウ素（Ｂ）を含有する化合物を添加し、これに紫外線を照射した後、トルエン等の溶媒で希釈し、フィルタを通した液体材料である。
【００４０】
ここで、前記一般式ＳｉｎＸｍのＸは水素元素及びハロゲン元素のうち少なくとも一種の元素を表し、ｎは５以上の整数を表し、ｍはｎ、２ｎ−２または２ｎの整数を表す。また、ホウ素を含有する化合物としては、例えばホウ素原子を含有するシラン化合物、ジボラン、テトラボラン、ペンタボラン、ヘキサボラン、デカボラン、トリメチルホウ素、トリエチルホウ素、トリフェニルホウ素等を利用することができる。また、希釈に使用する溶媒としては、シラン化合物及びホウ素の少なくとも１種を含有する化合物を溶解し、ホウ素単体又はホウ素を含有する化合物を溶解し、且つ溶質と反応しないものであれば特に限定されない。
【００４１】
また、シラン化合物としては、具体的には、１個の環状構造を有するものとして、シクロトリシラン、シクロテトラシラン、シクロペンタシラン、シクロヘキサシラン、シクロヘプタシラン等を利用することができる。また、２個の環状構造を有するものとして、１、１’−ビシクロブタシラン、１、１’−ビシクロペンタシラン、１、１’−ビシクロヘキサシラン、１、１’−ビシクロヘプタシラン、１、１’−シクロブタシリルシクロペンタシラン、１、１’−シクロブタシリルシクロヘキサシラン、１、１’−シクロブタシリルシクロヘプタシラン、 １、１’−シクロペンタシリルシクロヘキサシラン、１、１’−シクロペンタシリルシクロヘプタシラン、１、１’−シクロヘキサシリルシクロヘプタシラン、スピロ［２、２］ペンタシラン、スピロ［３、３］ヘプタタシラン、スピロ［４、４］ノナシラン、スピロ［４、５］デカシラン、スピロ［４、６］ウンデカシラン、スピロ［５、５］ウンデカシラン、スピロ［５、６］ウンデカシラン、スピロ［６、６］トリデカシラン等を利用することができる。その他には、上記化合物の骨格の水素原子を部分的にＳｉＨ３基やハロゲン原子に置換したシラン化合物を利用することができる。また、これらのうちの２種以上を混合して利用することもできる。
【００４２】
これらのシラン化合物は、不活性ガス雰囲気中で焼成することによって、シリコン膜に変換される。この際の焼成温度としては、一般に到達温度が約５５０℃以下の温度ではアモルファス状のシリコン膜が、それ以上の温度では多結晶状のシリコン膜が得られる。アモルファス状のシリコン膜を得たい場合は、到達温度を、３００℃〜５５０℃程度にすることが好ましく、３５０℃〜４５０℃程度にすることがより好ましい。到達温度が３００℃未満の場合は、シラン化合物の熱分解が十分に進行せず、十分な特性のシリコン膜を形成できない場合がある。焼成を行う場合の雰囲気は窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガス、もしくは水素等の還元性ガスを混入したものが好ましい。
【００４３】
Ｎ型半導体層２３は、Ｐ型半導体層２２の外周面全体にわたって均一な膜厚で積層されたシリコン層である。本実施形態のＮ型半導体層２３を構成するＮ型半導体層材料は、周期表の５Ｂ族元素を含むシラン化合物の液体材料である。詳述すると、Ｎ型半導体層材料は、一般式ＳｉｎＸｍで表される環系を有する液状体のシラン化合物に、リンを含有する化合物を添加し、これに紫外線を照射した後、トルエン等の溶媒で希釈してフィルタを通した液体材料である。
【００４４】
ここで、リンを含有する化合物としては、例えばリン原子を含有するシラン化合物、リン原子を含有する変性シラン化合物、ホスフィン、ジホスフィン、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリフェニルホスフィン等を利用することができる。また、希釈に使用する溶媒としては、シラン化合物及び黄リン等のリン単体またはリンを含有する化合物を溶解し、且つ溶質と反応しないものであれば特に限定されない。また、シラン化合物については、Ｐ型半導体層２２に利用されるものと同様である。
【００４５】
外周電極２４は、Ｎ型半導体層２３の外周面全体にわたって均一な膜厚で積層された導電膜である。また、外周電極２４は、中心電極２１と同様に、仕事関数の大きい導電性材料（例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＳｎＯ２、Ｓｂ含有ＳｎＯ２、Ｓｂ含有ＳｎＯ２、Ａｌ含有ＺｎＯ等の無機酸化物、あるいはポリチオフェンやポリピロール等の透明導電樹脂等）によって形成されている。
【００４６】
この外周電極２４は、導電性材料を利用した蒸着法やスパッタ法等の気相プロセスによって形成してもよく、あるいは導電性材料を含む液状体に、Ｎ型半導体層２３を形成した支持体２０を浸漬する液相プロセスを利用して、Ｎ型半導体層２３の外周面全体を覆う液状膜を乾燥することによって形成するようにしてもよい。そして、太陽電池素子１３がソケット１２に挿入されると、外周電極２４が前記陰極端子１５に接触して、陰極端子１５と外周電極２４とを電気的に接続するようになっている。そして、前述のように各ソケット１２の陰極端子１５（接続端子１６）が、図示しない共通の陰極線に電気的に接続されて、その陰極線が外部負荷に電気的に接続されている。
【００４７】
なお、外周電極２４は、太陽電池素子１３をソケット１２に着脱するとき、すなわち外周電極２４を陰極端子１５に対して摺動させるときに、その外周電極２４が、支持体２０（Ｎ型半導体層２３）から剥離しない程度の膜密度や膜厚によって形成されている。
【００４８】
また、太陽電池素子１３は、その先端部１３ａが受光面１１ａ及びソケット１２の先端面１２ａよりも突出されるサイズに形成されている。図４に示すように、太陽光Ｌは、各太陽電池素子１３の先端部１３ａから太陽電池素子１３内部に入射されて、ソケットケース１４によって反射されるようになっている。そして、太陽光Ｌは、ソケットケース１４内で内部反射を繰り返して、絶縁板１７側に出射されるようになっている。
【００４９】
このように、太陽電池素子１３内に太陽光Ｌが入射されると、大部分の太陽光Ｌは光電変換層（Ｐ型半導体層２２及びＮ型半導体層２３）で吸収される。すると、光電変換層内において光励起キャリア、すなわち電子−正孔対が生成され、その電子がＮ型半導体層２３側に、正孔がＰ型半導体層２２側に移動することにより太陽電池素子１３の光電変換層内に電界が生じる。そして、Ｎ型半導体層２３側に移動した電子が外周電極２４によって収集され、Ｐ型半導体層２２に移動した正孔が中心電極２１によって収集されるようになっている。さらに、各太陽電池素子１３の外周電極２４は、陰極端子１５を介して接続端子１６と電気的に接続され、外周電極２４で収集された電子が、全てのソケット１２の接続端子１６に電気的に接続される陰極線（図示しない）によって収集されるようになっている。また、各太陽電池素子１３の中心電極２１は、陽極端子１８と電気的に接続され、中心電極２１で収集された正孔が、全てのソケット１２の陽極端子１８に電気的に接続される陽極線（図示しない）によって収集されるようになっている。そして、その陰極線と陽極線を外部負荷（図示しない）に接続することにより、その外部回路に電流が流れて太陽電池モジュール１０全体で発電した電力を外部負荷に供給できるようになっている。
【００５０】
続いて、太陽電池素子１３を長期間にわたって使用し、例えば太陽電池素子１３の光電変換効率が所定の値以下に低下したときには、図５に示すように、太陽電池素子１３の先端部１３ａを把持して、太陽電池素子１３をＺ方向に移動させて中心電極２１の挟入部２１ａを挟持板１９から抜脱する。また、太陽電池素子１３をＺ方向に移動させて、陽極端子１８の先端部１８ｃと、太陽電池素子１３の支持体２０の空洞部２０ｈとの嵌合状態を解除する。これによって、中心電極２１及び外周電極２４を、それぞれ陽極端子１８及び陰極端子１５から離間させることができ、太陽電池素子１３をソケット１２から取り外すことができる。
【００５１】
そして、新しい太陽電池素子１３をソケット１２に挿入して、中心電極２１の挟入部２１ａを挟持板１９に挟入させるととともに、陽極端子１８の先端部１８ｃを支持体２０の空洞部２０ｈに嵌合させる。すると、太陽電池素子１３の中心電極２１及び外周電極２４が、それぞれ陽極端子１８及び陰極端子１５に接触して電気的に接続される。これによって、複数の太陽電池素子１３のうち、不良になった太陽電池素子１３をそれぞれ個別に新しい太陽電池素子１３に交換することができる。さらに、口金や配線等を要することなく、太陽電池素子１３を抜差しするだけで、陽極端子１８及び陰極端子１５との接続・離間が可能であるため、より簡単に太陽電池素子１３を交換することができる。従って、個々の太陽電池素子１３が不良となった場合に、従来のように太陽電池モジュール１０全体を交換する必要がなく、不良になった太陽電池素子１３を個別に交換することができるため、コストを低減することができる。また、太陽電池素子１３を光電変換効率が低下したまま使用し続けることを回避することができるため、太陽電池モジュール１０全体の光電変換効率を所定の値に維持することができる。その結果、安定した発電電力を外部負荷に供給することができる。
【００５２】
次に、上記のように構成した本実施形態の効果を以下に記載する。
（１）本実施形態によれば、太陽電池モジュール１０に、太陽電池素子１３を個別に支持して、太陽電池素子１３の中心電極２１及び外周電極２４とそれぞれ電気的に接続される陽極端子１８及び陰極端子１５を形成したソケット１２を設けた。これによって、複数の太陽電池素子１３のうち、不良になった太陽電池素子１３をそれぞれ個別に新しい太陽電池素子１３に交換することができる。従って、個々の太陽電池素子１３が不良となった場合に、従来のように太陽電池モジュール１０全体を交換する必要がなく、不良になった太陽電池素子１３を個別に交換することができるため、コストを低減することができる。また、太陽電池素子１３を光電変換効率が低下したまま使用し続けることを回避することができるため、太陽電池モジュール１０全体の光電変換効率を所定の値に維持することができる。その結果、安定した発電電力を外部負荷に供給することができる。
【００５３】
（２）本実施形態によれば、支持体２０の外周面２０ａ全体を覆う中心電極２１を形成した。そして、太陽電池素子１３をソケット１２に挿入すると、中心電極２１の挟入部２１ａが挟持板１９に挟持されて、中心電極２１の基端部２１ｂが陽極端子１８のフランジ部１８ｂの上面に接触し、中心電極２１と陽極端子１８とが電気的に接続されるようにした。
【００５４】
従って、太陽電池素子１３をソケット１２に挿入し、挟持板１９に挟入部２１ａを挟持させるだけで、中心電極２１と陽極端子１８とを電気的に接続させることができる。その結果、口金や配線等を要することなく、太陽電池素子１３を交換可能にすることができる。
【００５５】
（３）本実施形態によれば、ソケットケース１４の内周面１４ａに、全周方向にわたって突出する断面凸曲面状の陰極端子１５を形成した。そして、太陽電池素子１３をソケット１２に挿入すると、外周電極２４が陰極端子１５の表面を摺動して、外周電極２４と陰極端子１５とが電気的に接続されるようにした。
【００５６】
従って、太陽電池素子１３をソケット１２に挿入するだけで、外周電極２４と陰極端子１５を、確実に電気的に接続することができる。その結果、外周電極２４と陰極端子１５を接続するための配線等を要することなく、より簡単な構成で太陽電池素子１３を交換することができる。
【００５７】
（４）本実施形態によれば、陽極端子１８を、基端部１８ａと、フランジ部１８ｂと、先端部１８ｃとから構成した。そして、太陽電池素子１３をソケット１２に挿入すると、陽極端子１８の先端部１８ｃが支持体２０の空洞部２０ｈに嵌合されるようにした。これによって、挟持板１９に加えて、陽極端子１８によって太陽電池素子１３を支持することができるため、より好適に太陽電池素子１３を支持することができる。
【００５８】
（５）本実施形態によれば、ソケットケース１４を光反射性部材で形成した。従って、太陽光Ｌが太陽電池素子１３内部に入射されると、太陽光Ｌは、ソケットケース１４内で内部反射を繰り返すようになっている。その結果、太陽電池素子１３の長さ分だけ、太陽光Ｌを受光する面積（有効面積）を増大させることができる。
【００５９】
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態を図６及び図７に従って説明する。図６は、太陽電池モジュール３０を説明するための概略斜視図であって、図７は、太陽電池素子１３の支持構造を説明するための断面図である。なお、第２実施形態でも、長さは異なるが、第１実施形態で説明した太陽電池素子１３と同様の構造を有する太陽電池素子を使用するため、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６０】
図６に示すように、太陽電池モジュール３０の基台３１は、四角板状のベース部３２と、そのベース部３２の両側に形成された左側取付板３３，右側取付板３４とから構成されている。左側取付板３３の右側取付板３４と対向する対向面３３ａには、所定の間隔を置いてＸ方向に並設された複数のソケット３６が形成されている。また、右側取付板３４の左側取付板３３と対向する対向面３４ａには、図７に示すように、ソケット３６と対向する位置にそれぞれ挟持体３８が形成されている。
【００６１】
そして、太陽電池素子１３の基端部１３ｂ（支持体２０の基端部２０ｂ）側がソケット３６に挿着されるとともに、太陽電池素子１３の先端部１３ａ側が挟持体３８によって保持されるようになっている。
【００６２】
詳述すると、ソケット３６には、それぞれ絶縁性樹脂で形成された有底筒状のソケットケース４０が備えられている。ソケットケース４０の底部４０ｂには、ソケットケース４０の軸心Ｃを中心軸とする円形孔４０ｈが形成されている。その円形孔４０ｈには、十字状に形成される第１接続端子を構成する陽極端子４２が嵌合されている。陽極端子４２は、ソケットケース４０の円形孔４０ｈに挿通される基端部４２ａと、基端部４２ａの先端側に形成されて円形孔４０ｈよりも大きい径からなるフランジ部４２ｂと、フランジ部４２ｂの先端側の面に形成された嵌合部としての先端部４２ｃとから構成されている。先端部４２ｃは、太陽電池素子１３の支持体２０の空洞部２０ｈに嵌合可能なサイズに形成されている。そして、各ソケット３６の陽極端子４２の基端部４２ａが、図示しない共通の陽極線に電気的に接続されて、その陽極線が外部負荷に電気的に接続されている。
【００６３】
ソケットケース４０の内側には、陽極端子４２のフランジ部４２ｂとソケットケース４０の底部４０ｂとの間に挟持されたチューリップ形状の左側挟持板４３が、右側取付板３４側（Ｙ矢印方向）に延びるように取付けられている。
【００６４】
そして、太陽電池素子１３の基端部１３ｂ側がソケット３６に挿入されると、支持体２０の空洞部２０ｈに陽極端子４２の先端部４２ｃが嵌合されるとともに、左側挟持板４３に中心電極２１の挟入部２１ａが着脱自在に挟持されて、太陽電池素子１３がソケット３６に保持されるようになっている。また、太陽電池素子１３がソケット３６に挿入されると、支持体２０及び中心電極２１の各基端部２０ｂ，２１ｂが、陽極端子４２のフランジ部４２ｂの上面に接触して、陽極端子４２と中心電極２１とが電気的に接続されるようになっている。
【００６５】
一方、ソケット３６と対向する位置に設けられる挟持体３８は、導電性材料から構成されるとともに、断面四角柱状のベース部３８ａと、左側取付板３３側（反Ｙ矢印方向）に延びるようにベース部３８ａの先端側に取付けられた第２接続端子を構成するチューリップ形状の右側挟持板３８ｂとから構成されている。右側挟持板３８ｂは、太陽電池素子１３が挿入されると、その太陽電池素子１３の外周電極２４を着脱自在に挟持するとともに、その外周電極２４と電気的に接続するようになっている。そして、各挟持体３８のベース部３８ａの基端が、図示しない共通の陰極線に電気的に接続されており、その陰極線が外部負荷に電気的に接続されている。
【００６６】
太陽光Ｌは、太陽電池素子１３の外周面の上半分部分１３ｃから太陽電池素子１３内部に入射されて、各種層（外周電極２４、Ｎ型半導体層２３、Ｐ型半導体層２２及び中心電極２１）を通過して太陽電池素子１３の外周面の下半分部分１３ｄ側から出射されるようになっている。
【００６７】
このように、太陽電池素子１３内に太陽光Ｌが入射されると、大部分の太陽光Ｌは光電変換層（Ｐ型半導体層２２及びＮ型半導体層２３）で吸収される。すると、光電変換層内において光励起キャリア、すなわち電子−正孔対が生成され、その電子がＮ型半導体層２３側に、正孔がＰ型半導体層２２側に移動することにより太陽電池素子１３の光電変換層内に電界が生じる。そして、Ｎ型半導体層２３側に移動した電子が外周電極２４によって収集され、Ｐ型半導体層２２に移動した正孔が中心電極２１によって収集されるようになっている。さらに、各太陽電池素子１３の外周電極２４は、右側挟持板３８ｂを介してベース部３８ａと電気的に接続され、外周電極２４で収集された電子が、全ての挟持体３８のベース部３８ａに電気的に接続される陰極線（図示しない）によって収集されるようになっている。また、各太陽電池素子１３の中心電極２１は、陽極端子４２と電気的に接続され、中心電極２１で収集された正孔が、全てのソケット３６の陽極端子４２に電気的に接続される陽極線（図示しない）によって収集されるようになっている。そして、その陰極線と陽極線とを外部負荷（図示しない）に接続することにより、その外部回路に電流が流れて太陽電池モジュール１０全体で発電した電力を外部負荷に供給できるようになっている。
【００６８】
続いて、太陽電池素子１３を長期間にわたって使用し、例えば太陽電池素子１３の光電変換効率が所定の値以下に低下したときには、太陽電池素子１３を把持して図７においてＹ矢印方向に太陽電池素子１３を移動させて、挟持体３８の右側挟持板３８ｂの底部３８ｃに当接させる。すると、中心電極２１の挟入部２１ａが左側挟持板４３から抜脱されるとともに、陽極端子４２の先端部４２ｃと、太陽電池素子１３の支持体２０の空洞部２０ｈとの嵌合状態を解除される。これによって、太陽電池素子１３の基端部１３ｂをソケット３６から取り外すことができる。次に、太陽電池素子１３を傾斜させて、反Ｙ矢印方向に移動させると、太陽電池素子１３の先端部１３ａを挟持体３８の右側挟持板３８ｂから抜脱させることができる。
【００６９】
そして、新しい太陽電池素子１３を、その先端部１３ａが挟持体３８の右側挟持板３８ｂの底部３８ｃに当接するまで右側挟持板３８ｂに挟入する。次に、太陽電池素子１３を水平にして、その基端部１３ｂをソケット３６に挿入して、中心電極２１の挟入部２１ａを左側挟持板４３に挟入させるととともに、陽極端子１８の先端部１８ｃを支持体２０の空洞部２０ｈに嵌合させる。すると、太陽電池素子１３の中心電極２１及び外周電極２４が、それぞれ陽極端子４２及び右側挟持板３８ｂに接触して電気的に接続される。これによって、複数の太陽電池素子１３のうち、不良になった太陽電池素子１３をそれぞれ個別に新しい太陽電池素子１３に交換することができる。さらに、口金や配線等を要することなく、太陽電池素子１３を抜差しするだけで、陽極端子４２及び右側挟持板３８ｂとの接続・離間が可能であるため、より簡単に太陽電池素子１３を交換することができる。従って、個々の太陽電池素子１３が不良となった場合に、従来のように太陽電池モジュール１０全体を交換する必要がなく、不良になった太陽電池素子１３を個別に交換することができるため、コストを低減することができる。また、太陽電池素子１３を光電変換効率が低下したまま使用し続けることを回避することができるため、太陽電池モジュール３０全体の光電変換効率を所定の値に維持することができる。その結果、安定した発電電力を外部負荷に供給することができる。
【００７０】
従って、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態によれば、太陽電池モジュール３０に、太陽電池素子１３を個別に支持するソケット３６及び挟持体３８を設けた。また、そのソケット３６には、太陽電池素子１３の中心電極２１と電気的に接続される陽極端子４２を形成するとともに、挟持体３８には、太陽電池素子１３の外周電極２４と電気的に接続される右側挟持板３８ｂを形成した。これによって、複数の太陽電池素子１３のうち、不良になった太陽電池素子１３をそれぞれ個別に新しい太陽電池素子１３に交換することができる。従って、個々の太陽電池素子１３が不良となった場合に、従来のように太陽電池モジュール３０全体を交換する必要がなく、不良になった太陽電池素子１３を個別に交換することができるため、コストを低減することができる。また、太陽電池素子１３を光電変換効率が低下したまま使用し続けることを回避することができるため、太陽電池モジュール３０全体の光電変換効率を所定の値に維持することができる。その結果、安定した発電電力を外部負荷に供給することができる。
【００７１】
（２）本実施形態によれば、太陽電池素子１３を、その先端部１３ａ及び基端部１３ｂが挟持体３８及びソケット３６によってそれぞれ支持されるようにした。これによって、太陽電池素子１３を、先端部１３ａ及び基端部１３ｂの２点で支持することができるため、図６におけるＹ方向に長く延設された太陽電池素子１３でも安定して支持することができる。
【００７２】
なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記第１実施形態では、陰極端子１５を、ソケットケース１４の内周面１４ａに形成する構成にした。これに限らず、例えば、陰極端子１５を、挟持板１９や陽極端子１８の近傍に形成してもよく、太陽電池素子１３をソケット１２に挿入するときに、陰極端子１５と外周電極２４とが接触する位置であればよい。
【００７３】
・上記第１実施形態におけるソケット１２を図８に示す支持部材５０のように変更してもよい。すなわち、ソケット１２のソケットケース１４を省略してもよい。詳述すると、例えば上記第１実施形態と同様に、陽極端子１８の先端部１８ｃが支持体２０の空洞部２０ｈに嵌合されるとともに、中心電極２１の基端部２１ｂと陽極端子１８のフランジ部１８ｂ上面とが接触されて電気的に接続されるようになっている。また、フランジ部１８ｂの下面には、絶縁性樹脂からなる絶縁層５１が形成されている。絶縁層５１は、陽極端子１８の基端部１８ａが嵌合される円形孔５１ｈが形成されている。その絶縁層５１には、その両側から突出されてＺ方向に延びるように形成されるチューリップ形状の挟持板５２が形成されて、その挟持板５２によって太陽電池素子１３の外周電極２４が着脱自在に挟持されるようになっている。また、挟持板５２を導電性材料によって形成することによって、外周電極２４と挟持板５２が電気的に接続されるようになっている。そして、挟持板５２の反Ｚ矢印方向側の一端には、外方に延びる接続端子５４が一体形成されて、その接続端子５４が、図示しない共通の陰極線に電気的に接続されて、その陰極線が外部負荷に電気的に接続されるようになっている。これによって、太陽電池素子１３のより広い面積を、基台１１の受光面１１ａよりも上側に露出させることができるため、より多くの太陽光Ｌを直接受光することができる。なお、接続端子５４には少なくとも２つの挟持板５２が設けられており、これらが太陽電池素子１３の外周電極２４である導電膜を挟む、すなわち、導電膜の少なくとも２箇所に接触することで、太陽電池素子１３を基台１１に固定することが好ましい。
【００７４】
・上記第２実施形態におけるソケット３６を、図９に示すように、ソケットケース４０と左側挟持板４３とを省略して形成するようにしてもよい。また、ソケットケース４０のみを省略して形成するようにしてもよい。これによって、部品点数を低減することができるため、生産コストを低減することができ、さらに太陽電池モジュール３０の生産性を向上させることができる。
【００７５】
あるいは、図１０に示すように、太陽電池素子１３の基端部１３ｂを図８に示す支持部材５０によって支持するようにして、太陽電池素子１３の先端部１３ａを絶縁性樹脂からなる保持部としての挟持体５６によって支持するようにしてもよい。すなわち、中心電極２１及び外周電極２４と、支持部材５０（陽極端子１８及び挟持板５２）との電気的な接続部を、基端部１３ｂ側に集中させて配置するようにしてもよい。
【００７６】
・上記各実施形態では、支持体２０を管状に形成するようにしたが、これに限らず、例えば支持体２０を棒状に形成するようにしてもよい。なお、太陽電池素子１３を一点で支持する場合には、例えば図１１に示すように、断面略Ｔ字状に形成された陽極端子５８の先端面５８ａに凹部５９を形成して、その凹部５９に太陽電池素子１３の基端部１３ｂを嵌合させて太陽電池素子１３を保持することが好ましい。また、太陽電池素子１３を二点で支持する場合には、図１２に示すように、断面矩形状に形成された陽極端子６０の先端面６０ａに凹部６１を形成して、その凹部６１に太陽電池素子１３の基端部１３ｂを嵌合させて太陽電池素子１３を保持することが好ましい。
【００７７】
・上記各実施形態では、支持体２０の断面及び外形を、それぞれ断面が円形状であって、外形が棒状に具体化した。これに限らず、断面形状が楕円形状であってもよい。また、断面形状が多角形状や一部に平面を有する形状であってもよい。あるいは、外形が螺旋形に曲折した形状であってもよい。なお、これらの場合、太陽電池素子１３の形状に合わせて、太陽電池素子１３を支持するソケットや挟持体の形状を変更する必要がある。
【００７８】
・上記第１実施形態では、陽極端子１８と挟持板１９を別部材で構成したが、これら陽極端子１８と挟持板１９を一体形成して、挟持板１９に外部負荷に接続される陽極線（図示しない）を接続する構成にしてもよい。
【００７９】
・上記第１実施形態では、ソケットケース１４を光反射性を有する導電性材料で形成するようにしたが、これに限らず、例えばソケットケース１４を光透過性を有する導電性材料で形成するようにしてもよい。
【００８０】
・上記第１実施形態における太陽電池素子１３の先端部１３ａ（基台１１の受光面１１ａ側）を平面状に形成したが、これに限らず、例えば太陽電池素子１３の先端部１３ａを半球面状に形成するようにしてもよい。すなわち、支持体２０を棒状として、その先端部側を半球面状に形成する。そして、その支持体２０の外周面に、中心電極２１、Ｐ型半導体層２２、Ｎ型半導体層２３及び外周電極２４を形成して、先端部側が半球面状に形成された中心電極２１、Ｐ型半導体層２２、Ｎ型半導体層２３及び外周電極２４を形成する。これによって、光電変換層（Ｐ型半導体層２２及びＮ型半導体層２３）は、太陽が移動して太陽光Ｌの入射角度が変化しても、効率的に太陽光Ｌを受光することができる。また、太陽光Ｌが入射される太陽電池素子１３の先端部１３ａ側の表面積を、上記第１実施形態の場合の受光表面積に比べてπ／２倍、すなわち約１．５倍に増大させることができる。その結果、上記第１実施形態の場合に比べて各太陽電池素子１３の発電電力を増大させることができる。
【００８１】
・上記第２実施形態における基台３１を、アルミニウム等の光反射性を有する金属材料から構成するようにしてもよい。これによって、基台３１のベース部３２の太陽光Ｌと対向する面に入射した太陽光Ｌを太陽電池素子１３に反射させることができる。これによって、太陽光Ｌを効率的に太陽電池素子１３に入射させることができるため、発電電力を増大させることができる。
【００８２】
・上記各実施形態では、支持体２０の外周面２０ａに、中心電極２１、Ｐ型半導体層２２、Ｎ型半導体層２３及び外周電極２４の順に積層するようにした。これに限らず、支持体２０の外周面２０ａに、中心電極２１、Ｎ型半導体層２３、Ｐ型半導体層２２及び外周電極２４の順に積層するようにしてもよい。
【００８３】
・上記各実施形態では、中心電極２１の外周面に、光電変換層（Ｐ型半導体層２２及びＮ型半導体層２３）を一層形成するようにした。これに限らず、例えば光電変換層を多層に積層した、いわゆるタンデム構造にしてもよい。この場合、特に、禁制帯幅の異なる複数の光電変換層を積層することによって、太陽光Ｌの入射側の光電変換層から順に短波長の光を利用して発電し、より長波長の光はより内周の光電変換層で利用することができる。その結果、太陽光Ｌの各波長域の光エネルギー、特に長波長までの光エネルギーを電気エネルギーに変換することができるため、上記実施形態の単結合の場合に比べてより高い光電変換効率を得ることができる。
【００８４】
・上記各実施形態では、光電変換層をＰ型半導体層２２及びＮ型半導体層２３からなるｐｎ接合構造としたが、これに限らず、例えばＰ型半導体層２２とＮ型半導体層２３との間に真性半導体層を挟んでｐｉｎ接合構造としてもよい。この真性半導体によって、Ｐ型半導体層２２及びＮ型半導体層２３のｐｎ接合の実質的な幅、すなわち内部電界領域を拡張することができる。従って、太陽光Ｌの受光により真性半導体層内に生じる電子−正孔対が、その内部電界領域によって分離されて再結合されることなく、それぞれＮ型半導体層２３及びＰ型半導体層２２に移動することができるため、広範な光スペクトルを利用した高効率な発電を行うことができる。
【００８５】
・上記各実施形態では、支持体２０を絶縁材料によって構成したが、これに限らず、支持体２０を導電性材料、例えば中心電極材料によって構成してもよい。これによれば、支持体２０の外周面２０ａに、別途中心電極２１を形成する必要がなく、部品点数も減らすことができることから、太陽電池素子１３を小型化することができる。
【００８６】
・上記各実施形態では、支持体２０の外周面２０ａ全体に光透過性を有する中心電極２１を形成するようにしたが、これに限らず、例えば中心電極２１に代えて光反射性を有する電極を支持体２０の外周面２０ａに形成するようにしてもよい。
【００８７】
・上記各実施形態では、Ｐ型半導体層材料及びＮ型半導体層材料をシラン化合物から構成したが、これに限らず、例えばシリコン及びカーボンからなる高分子化合物から構成するようにしてもよい。また、シリコン及びゲルマニウムからなる高分子化合物から構成するようにしてもよい。あるいは、シリコン、カーボン及びゲルマニウムからなる高分子化合物から構成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】第１実施形態における太陽電池モジュールを説明するための概略斜視図。
【図２】同じく、ソケットを説明するための断面図。
【図３】同じく、ソケットと太陽電池素子を説明するための断面図。
【図４】同じく、太陽電池素子の受光を説明するための断面図。
【図５】同じく、太陽電池素子の脱着を説明するための断面図。
【図６】第２実施形態における太陽電池モジュールを説明するための概略斜視図。
【図７】同じく、太陽電池素子の支持構造を説明するための断面図。
【図８】別例における太陽電池素子の支持構造を説明するための断面図。
【図９】別例における太陽電池素子の支持構造を説明するための断面図。
【図１０】別例における太陽電池素子の支持構造を説明するための断面図。
【図１１】別例における太陽電池素子の支持構造を説明するための断面図。
【図１２】別例における太陽電池素子の支持構造を説明するための断面図。
【符号の説明】
【００８９】
Ｌ…太陽光、１０，３０…太陽電池モジュール、１１，３１…基台、１２…支持部材としてのソケット、１３…光電変換素子としての太陽電池素子、１５…第２接続端子を構成する陰極端子、１８，４２，５８，６０…第１接続端子を構成する陽極端子、１９…挟持板、２０…支持体、２０ｈ…空洞部、２１…第１電極としての中心電極、２２…第１導電型半導体層としてのＰ型半導体層、２３…第２導電型半導体層としてのＮ型半導体層、２４…第２電極としての外周電極、３８…挟持体、３８ｂ…右側挟持板、４３…左側挟持板、５０…支持部材、５２…第２接続端子を構成する挟持板、５６…保持部としての挟持体、５９，６１…凹部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と第２電極との間に光電変換層が挟まれた光電変換素子の一端部を着脱自在に保持して、前記一端部の前記第１電極と電気的に接続する第１接続端子を備えたことを特徴とする支持部材。
【請求項２】
請求項１に記載の支持部材において、
前記第１接続端子が前記光電変換素子の一端部を保持するときに前記第２電極と接触して、前記光電変換素子の一端部を前記第１接続端子から取り外すときに前記第２電極から離間する第２接続端子をさらに備えたことを特徴とする支持部材。
【請求項３】
請求項２に記載の支持部材において、
前記光電変換素子の他端部を着脱自在に保持する保持部をさらに備えたことを特徴とする支持部材。
【請求項４】
第１電極と第２電極との間に光電変換層が挟まれた光電変換素子の一端部を着脱自在に保持して、前記一端部の前記第１電極と電気的に接続する第１接続端子と、
前記光電変換素子の他端部を着脱自在に保持して、前記他端部の前記第２電極と接続する第２接続端子とを備えたことを特徴とする支持部材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の支持部材を複数備え、前記支持部材に着脱可能に支持される複数の光電変換素子を備えたことを特徴とする光電変換モジュール。
【請求項６】
請求項５に記載の光電変換モジュールにおいて、
前記各光電変換素子は、棒状に形成されて、管状の前記光電変換層の内側面に前記第１電極が形成されるとともに、前記管状の光電変換層の外側面に管状の前記第２電極が形成されることを特徴とする光電変換モジュール。
【請求項７】
請求項６に記載の光電変換モジュールにおいて、
前記各支持部材は、前記光電変換素子が嵌合される凹部を備えたことを特徴とする光電変換モジュール。
【請求項８】
請求項５に記載の光電変換モジュールにおいて、
前記各光電変換素子は、管状に形成されて、管状の前記光電変換層の内側面に管状の前記第１電極が形成されるとともに、前記管状の光電変換層の外側面に管状の前記第２電極が形成されることを特徴とする光電変換モジュール。
【請求項９】
請求項８に記載の光電変換モジュールにおいて、
前記各支持部材は、前記光電変換素子の中央に形成される空洞部に嵌合して、前記光電変換素子を保持する嵌合部を備えたことを特徴とする光電変換モジュール。
【請求項１０】
請求項５〜９のいずれか１つに記載の光電変換モジュールにおいて、
前記光電変換層は、ケイ素化合物を含有する液体材料から形成されることを特徴とする光電変換モジュール。
【請求項１１】
請求項５〜１０のいずれか１つに記載の光電変換モジュールにおいて、
前記光電変換層は、前記第１電極と接して形成される第１導電型半導体層と、前記第１導電型半導体層と前記第２電極とに挟まれて形成される第２導電型半導体層とを備えたことを特徴とする光電変換モジュール。
【請求項１２】
請求項１１に記載の光電変換モジュールにおいて、
前記光電変換層は、前記第１導電型半導体層と前記第２導電型半導体層とに挟まれて形成される真性半導体層をさらに備えたことを特徴とする光電変換モジュール。
【請求項１３】
導電体と、前記導電体を包む光電変換層と、前記光電変換層を包む導電膜とを含む光電変換素子を基台に固定する光電変換モジュールであって、
前記基台上に第１端子と第２端子を有し、
前記第２端子が挟持板を含み、
前記第１端子が前記光電変換素子の前記導電体に接し、
前記第２端子が前記光電変換素子の前記導電膜に接し、
前記挟持板が前記導電膜の外周の少なくとも２箇所に接触することを特徴とする光電変換モジュール。
【請求項１】
第１電極と第２電極との間に光電変換層が挟まれた光電変換素子の一端部を着脱自在に保持して、前記一端部の前記第１電極と電気的に接続する第１接続端子を備えたことを特徴とする支持部材。
【請求項２】
請求項１に記載の支持部材において、
前記第１接続端子が前記光電変換素子の一端部を保持するときに前記第２電極と接触して、前記光電変換素子の一端部を前記第１接続端子から取り外すときに前記第２電極から離間する第２接続端子をさらに備えたことを特徴とする支持部材。
【請求項３】
請求項２に記載の支持部材において、
前記光電変換素子の他端部を着脱自在に保持する保持部をさらに備えたことを特徴とする支持部材。
【請求項４】
第１電極と第２電極との間に光電変換層が挟まれた光電変換素子の一端部を着脱自在に保持して、前記一端部の前記第１電極と電気的に接続する第１接続端子と、
前記光電変換素子の他端部を着脱自在に保持して、前記他端部の前記第２電極と接続する第２接続端子とを備えたことを特徴とする支持部材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の支持部材を複数備え、前記支持部材に着脱可能に支持される複数の光電変換素子を備えたことを特徴とする光電変換モジュール。
【請求項６】
請求項５に記載の光電変換モジュールにおいて、
前記各光電変換素子は、棒状に形成されて、管状の前記光電変換層の内側面に前記第１電極が形成されるとともに、前記管状の光電変換層の外側面に管状の前記第２電極が形成されることを特徴とする光電変換モジュール。
【請求項７】
請求項６に記載の光電変換モジュールにおいて、
前記各支持部材は、前記光電変換素子が嵌合される凹部を備えたことを特徴とする光電変換モジュール。
【請求項８】
請求項５に記載の光電変換モジュールにおいて、
前記各光電変換素子は、管状に形成されて、管状の前記光電変換層の内側面に管状の前記第１電極が形成されるとともに、前記管状の光電変換層の外側面に管状の前記第２電極が形成されることを特徴とする光電変換モジュール。
【請求項９】
請求項８に記載の光電変換モジュールにおいて、
前記各支持部材は、前記光電変換素子の中央に形成される空洞部に嵌合して、前記光電変換素子を保持する嵌合部を備えたことを特徴とする光電変換モジュール。
【請求項１０】
請求項５〜９のいずれか１つに記載の光電変換モジュールにおいて、
前記光電変換層は、ケイ素化合物を含有する液体材料から形成されることを特徴とする光電変換モジュール。
【請求項１１】
請求項５〜１０のいずれか１つに記載の光電変換モジュールにおいて、
前記光電変換層は、前記第１電極と接して形成される第１導電型半導体層と、前記第１導電型半導体層と前記第２電極とに挟まれて形成される第２導電型半導体層とを備えたことを特徴とする光電変換モジュール。
【請求項１２】
請求項１１に記載の光電変換モジュールにおいて、
前記光電変換層は、前記第１導電型半導体層と前記第２導電型半導体層とに挟まれて形成される真性半導体層をさらに備えたことを特徴とする光電変換モジュール。
【請求項１３】
導電体と、前記導電体を包む光電変換層と、前記光電変換層を包む導電膜とを含む光電変換素子を基台に固定する光電変換モジュールであって、
前記基台上に第１端子と第２端子を有し、
前記第２端子が挟持板を含み、
前記第１端子が前記光電変換素子の前記導電体に接し、
前記第２端子が前記光電変換素子の前記導電膜に接し、
前記挟持板が前記導電膜の外周の少なくとも２箇所に接触することを特徴とする光電変換モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００７−２５０８５７（Ｐ２００７−２５０８５７Ａ）
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−７２６６１（Ｐ２００６−７２６６１）
【出願日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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