2022-014760

本願は、２０１７年（平成２９年）６月２７日（優先権主張２０１６年（平成２８年）９月２３日、２０１７年（平成２９年）３月２２日）を出願日とする特願２０１７－１２５１２１号の一部を令和３年３月４日に新たな特許出願としたものであって、その手続の概要は、以下のとおりである。

同年 ６月 ７日付け：拒絶査定（以下「原査定」という。）

同年 ９月１６日 ：審判請求書の提出

（１）引用文献１について

ア 引用文献１の記載事項

原査定の拒絶の理由で引用された本願の優先日前に頒布された刊行物である又は電気通信回線を通じて公衆に利用可能となった文献である引用文献１（特開２００３－３３３７５７号公報）には、図面とともに、次の記載がある。（下線は当審が付した。以下同じ。）

（ア）「【請求項１】 出力特性の異なる複数の電池が互いに並置され、前記複数の電池の各出力が互いに同一の電圧に調節され、これらの出力が共通の端子から取り出されるように構成された電源装置。

・・・略・・・

【請求項５】 前記複数の電池が光電変換素子である、請求項１に記載した電源装置。

【請求項６】 前記複数の電池が、光の透過方向に積層され、かつ互いに異なる光吸収特性をもつ光電変換素子である、請求項５に記載した電源装置。」

（イ）「【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池（光電変換装置）や化学電池等の電池からなる電源装置に関するものである。」

（ウ）「【００２６】

【発明が解決しようとする課題】タンデム型太陽電池では、積層された各タンデム光電変換素子の電気出力を直列に接続し、各素子の出力電流が互いに等しくなるように、各素子が吸収する波長範囲を分割することが多い。

【００２７】この方式では、標準となる太陽光の波長分布に対しては各素子からの出力電流が等しくなるように設定されているとしても、夏期と冬期、日中と朝夕など、太陽光の波長分布が標準の分布から大きく偏る場合には、積層された各素子からの出力電流に大きな差が生じる。このような状態で各素子を直列につなぐと、光量不足で出力電流が小さい素子が電池全体の内部抵抗を増大させ、出力電流を制限してしまう不都合が生じる。

【００２８】かといって、各タンデム光電変換素子を並列につなぐと、各素子の出力電圧が異なるため、最大電圧を出力する素子の電気エネルギーがそれ以外の素子の中を逆流して一部が消滅してしまうと言う問題点が生じる。

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【００２９】他の問題点は、各タンデム光電変換素子からの出力電流を等しくする波長分割パターンが、太陽光を最大効率で利用するための波長分割パターンと、一般に一致しないことである。上記の方式では、直列接続という出力の取り出し方が、各タンデム光電変換素子に割り当てる光吸収波長特性を制限し、太陽光を最大効率で利用する上での障害になっている。

【００３０】本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、出力特性の異なる複数の電池の出力が共通の端子から取り出され、しかも、電池間の接続によるエネルギー効率の低下が極力抑えられるように構成された電源装置を提供することにある。

【００３１】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、出力特性の異なる複数の電池が互いに並置され、前記複数の電池の各出力が互いに同一の電圧に調節され、これらの出力が共通の端子から取り出されるように構成された電源装置に係わる。

【００３２】本発明によれば、出力電圧及び出力電流が異なる前記複数の電池の出力が、互いに同一の出力電圧に調節された後、並列の関係を満たすように共通の端子に出力される。

【００３３】前記複数の電池の出力が並列の関係を満たすように出力されるので、直列接続の場合と異なり、出力電流が小さい電池が電源全体の内部抵抗を増大させ、出力電流を制限してしまうという不都合がない。

【００３４】また、同一の出力電圧に調節された上で共通の端子に出力されるので、異なる出力電圧の出力を並列に接続した場合に生じる逆流等の問題点が生じることもない。」

（エ）「【００６９】実施の形態３

図４は、各光電変換層のタンデム光電変換素子１０ａ～１０ｃがあらかじめ同じ大きさの多数の小型セルに分割され、小型セルの接続関係の設定のみで各層ごとに互いに同一の出力電圧が形成され、それらが並列の関係で共通の端子１と２の間に出力されるように構成された、実施の形態３の電源装置を示す概略構成図である。ここでは、実施の形態１や２と異なり、昇降圧回路等の電圧調節回路は用いなくてよい。

【００７０】図４中の二重線の接続線は、直列と並列の併用により小型セルがマトリックス的に接続されていることを表し、実際には、小型セルが一定個数直列に接続されたものが複数あり、それらが互いに並列の関係で接続されている（以下、このマトリックス的に接続された小型セル全体を電池マトリックスと呼ぶことにする）。

【００７１】電池マトリックスの出力電圧は、各層の起電力と小型セルの直列接続段数の積となる。各層の電池マトリックスの出力電圧を互いに同一になるようにするには、各層の起電力を考慮して、適切な直列段数及びそれを可能とする小型セルへの分割数を決めなければならない。

【００７２】以下、その決定の順序を説明する。例えば、１層目の起電力が０．６Ｖ、２層目の起電力が０．４Ｖ、３層目の起電力が０．３Ｖであるとする。６と４と３の最小公倍数は１２であるから、共通の出力電圧を１．２Ｖ又はその整数倍１．２ｎＶ（ｎは整数）と定める。

【００７３】説明を簡単にするため、出力電圧を１．２Ｖと定めたとする。その出力電圧を形成するために、１層目の小型セルは２個、２層目の小型セルは３個、３層目の小型セルは４個を直列に接続する必要があるから、各光電変換層のタンデム光電変換素子１０ａ～１０ｃをあらかじめ（２と３と４の最小公倍数である）１２個の小型セルに分割しておけばよいことになる。

【００７４】図５は、各光電変換層のタンデム光電変換素子１０ａ～１０ｃが１２個の小型セル６ａ～６ｃに分割され、各電池マトリックスが同一の出力電圧１．２Ｖを出力するように配線された状態を示す概略平面図である。各層の電池マトリックスの出力は、それぞれ、出力端子７ａ～７ｃ及び８ａ～８ｃから取り出される。

【００７５】直列段数の設定方法には２種類の方法がある。簡単なのは、上記のようにしてあらかじめ決定しておいた直列／並列配線パターンを使い、これに固定して以後は変更しない方法である。もう一つの方法は、入射光の波長分布の変化や電池の経年変化等により各層の起電力が変化した場合でも、電池マトリックスが同一の出力電圧を維持できるように、小型セルの直列／並列配線パターンを変化させ、直列接続段数を変化させる方法である。」

（オ）「【図４】

［図：0001403355000001.jpg］

【図５】

［図：0001403355000002.jpg］

」

イ 引用文献１の記載から読み取れる技術的事項

上記アの記載から、引用文献１には、実施の形態３（図４及び５）に係る電源装置であって、あらかじめ決定しておいた直列／並列配線パターンを使い、これに固定して以後は変更しない方法（【００７５】）に係るものについて、次の技術的事項が記載されているものと認められる。

（ア）上記電源装置は、請求項１及び５を引用する請求項６に記載された電源装置に係るものであること。（【００６９】、請求項１、請求項５、請求項６）

（イ）当該請求項６に記載された電源装置における「光の透過方向に積層され、かつ互いに異なる光吸収特性をもつ光電変換素子」から構成された各「電池」は、それぞれ、「（＋の）出力端子１」及び「（－の）出力端子２」のみからなる出力端子を有すること。（請求項６、図４）

（ウ）当該請求項６に記載された電源装置における「光の透過方向に積層され、かつ互いに異なる光吸収特性をもつ光電変換素子」から構成された各「電池」は、複数個の小型セルに分割されて構成されており、各「電池」では、各小型セルが一定個数直列に接続されたものが複数あり、それらが互いに並列の関係で接続されていること。（【００６９】、【００７０】）

ウ 引用発明

上記ア及びイによれば、引用文献１には、上記イで説示したとおりの、実施の形態３に係る電源装置であって、あらかじめ決定しておいた直列／並列配線パターンを使い、これに固定して以後は変更しない方法（【００７５】）に係るものについて、次の発明（以下「引用発明」という。）が記載されていると認められる（引用発明等の認定に用いた段落の段落番号等を参考までに括弧内に付してある。以下同じ。）。

「出力特性の異なる複数の電池が互いに並置され、前記複数の電池の各出力が互いに同一の電圧に調節され、これらの出力が共通の端子から取り出されるように構成された電源装置であって、（【請求項１】）

前記複数の電池が、光の透過方向に積層され、かつ互いに異なる光吸収特性をもつ光電変換素子であり、（【請求項５】、【請求項６】）

前記複数の電池における各電池は、それぞれ、＋の出力端子１及び－の出力端子２のみからなる出力端子を有し、（上記イ（イ））

前記複数の電池における各電池は、数個の小型セルに分割されて構成されており、（上記イ（ウ））

前記各電池では、各小型セルが一定個数直列に接続されたものが複数あり、それらが互いに並列の関係で接続されており、（上記イ（ウ））

あらかじめ決定しておいた直列／並列配線パターンを使い、これに固定して以後は変更しない、（【００７５】）

電源装置。」

（２）引用文献２について

ア 引用文献２の記載事項

原査定の拒絶の理由で引用された本願の優先日前に頒布された刊行物である又は電気通信回線を通じて公衆に利用可能となった文献である引用文献２（特開２００６－２１６６０８号公報）には、図面とともに、次の記載がある。

（ア）「【技術分野】

【０００１】

本発明は、複数個の単位セル同士を互いに電気的に直列接続して設けられる太陽電池モジュールに関する。」

（イ）「【００１１】

また、単位セルの個数を低減した太陽電池モジュールは、通常の太陽電池モジュールと同一設備・工程で製造することができない。すなわち、低電圧用太陽電池モジュールを製造するための設備を別途設ける必要があり、このため、設備投資が高騰してしまう。」

（ウ）「【発明の効果】

【００１８】

本発明によれば、電流が互いに逆方向に流れるセル列を設け、且つこれらのセル列を並列接続するようにしているので、セル列の個数を低減することなく低電圧用の太陽電池モジュールを構成することができる。しかも、この太陽電池モジュールは、優れた発電特性を示す。

【００１９】

そして、セル列の個数を低減する必要がないので、既存の設備を用いて太陽電池モジュールを作製することができる。換言すれば、新たな設備投資を特に必要としないので、太陽電池モジュールを低コストで作製することもできる。」

（エ）「【００２１】

本実施の形態に係る太陽電池モジュールの概略全体平面説明図を図１に示す。この場合、太陽電池モジュール１０においては、ケーシング１２内で３２個の単位セル１４が互いに隣接して配列されている。なお、ケーシング１２内には図示しない樹脂がモールドされており、これによりすべての単位セル１４が保護されている。

【００２２】

ここで、単位セル１４は、８個同士が電気的に直列接続されて第１セル列１６及び第２セル列１８を構成している。すなわち、この太陽電池モジュール１０においては、第１セル列１６及び第２セル列１８がともに２個ずつ存在し、第１セル列１６と第２セル列１８とが隣接するように配置されている。

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【００２３】

第１セル列１６の左端、右端には、それぞれ、カソード用配線２０、アノード用配線２２が縦方向Ｘ全体にわたって設けられており、一方、第２セル列１８の左端、右端には、それぞれ、アノード用配線２２、カソード用配線２０が縦方向Ｘ全体にわたって設けられている。すなわち、太陽電池モジュール１０全体としては、３本のカソード用配線２０と２本のアノード用配線２２が設けられた形態となっている。

・・・（略）・・・

【００２６】

その一方で、図２から諒解されるように、第１セル列１６を構成する単位セル１４における透明電極層３０と、第２セル列１８を構成する単位セル１４における透明電極層３０とは同一のガラス基板２４上に互いに左右対称形状に設けられており、このため、電流は、図１においてｉで表すように、第１セル列１６では左方から右方に流れ、第２セル列１８では右方から左方に流れる。すなわち、第２セル列１８のカソードは、該第２セル列１８の右方の第１セル列１６のカソードを兼ねる。同様に、第１セル列１６のアノードは、該第１セル列１６の右方の第２セル列１８のアノードを兼ねる（図１参照）。

【００２７】

そして、２個の第１セル列１６、及び２個の第２セル列１８は、すべて電気的に並列接続されている。具体的には、３本のカソード用配線２０は、図３に示すように、ガラス基板２４の上端面を経由して背面に延在し、１本の束線に纏められた後、該背面に設置された端子ボックス３２に電気的に接続されている。一方、２本のアノード用配線２２は、ガラス基板２４の下端面を経由して背面に存在し、カソード用配線２０と同様に、１本の束線に纏められて端子ボックス３２に電気的に接続されている。

・・・（略）・・・

【００３０】

この際、第１セル列１６、第２セル列１８内では、単位セル１４同士がそれぞれ直列接続されているので、電流は、カソードからアノード、ひいてはカソード用配線２０からアノード用配線２２へ向かって流れる。すなわち、図１において、第１セル列１６では左方から右方へ、第２セル列１８では右方から左方へ電流が流れる。」

（オ）「【００３６】 また、単位セル１４の個数は３２個に特に限定されるものではなく、第１セル列１６及び第２セル列１８の個数も２個ずつに特に限定されるものではない。さらに、第１セル列１６と第２セル列１８は、同数である必要は特にない。」

（カ）「【図１】

［図：0001403355000003.jpg］

」

イ 引用文献２に記載された技術的事項

上記アによれば、引用文献２には、次の技術的事項（以下「引用文献２に記載された技術的事項」という。）が記載されていると認められる。

「電流が互いに逆方向に流れるセル列を設け、且つこれらのセル列を並列接続するようにしているので、セル列の個数を低減することなく低電圧用の太陽電池モジュールを構成することができるという技術的事項であって、（【００１８】）

セル列には、複数の第１セル列と複数の第２セル列とがあり、第１セル列と第２セル列とが隣接するように配置されており、（【００２２】、【００２７】、【００３６】）

各セル列内では、単位セル同士がそれぞれ直列接続されており、（【００２２】、【００３０】）

第１セル列及び第２セル列のすべてが並列接続されており、（【００２７】）

第１セル列の左端、右端には、それぞれ、カソード用配線、アノード用配線が縦方向全体にわたって設けられており、一方、第２セル列の左端、右端には、それぞれ、アノード用配線、カソード用配線が縦方向全体にわたって設けられており、（【００２３】）

第２セル列のカソード用配線は、その右方の第１セル列のカソード用配線を兼ねており、当該第１セル列のアノード用配線は、その右方の第２セル列のアノード用配線を兼ねている、（【００２６】）

という技術的事項。」