(57)【要約】【課題】太陽電池セルの光電変換効率を向上させる太陽電池モジュールを提供することを目的とする。【解決手段】結晶系シリコン（Ｓｉ）で形成された太陽電池セル１の背面に、太陽光エネルギーを光電変換して電気を取り出すためのアルミニウム等の背面電極２を配設し、背面電極２と共に太陽光エネルギーを光電変換して電気を取り出すための銀等を材質とし高反射率性を有する表面電極４を太陽電池セル１の太陽光の受光側表面に配設し、そして、この表面電極４を覆うように波長変換層５を設けた。【選択図】図２
2010225977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池セルと、
該太陽電池セルに設置された表面電極と、
該表面電極の少なくとも一部の表面を被覆する波長変換層と、
を備え、
該波長変換層は、入射した太陽光の波長より長い波長の光に変換する
ことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記表面電極は、前記太陽電池セルの受光側表面に設置された
ことを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記波長変換層は、
前記表面電極の表面のうち、前記太陽電池セルとの設置面以外の全体を覆うように形成され、
前記表面電極の上面側から前記設置面側にかけて幅が広くなるように形成された
ことを特徴とする請求項１及び請求項２記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記表面電極は、その上面側から前記太陽電池セルとの設置面側にかけて幅が広くなるように形成された
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記太陽電池セルは、その受光面側に凹部領域を有し、
前記表面電極は、前記凹部領域の内側面又は底面に設置された
ことを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記太陽電池セルは、その受光面側に逆三角状の凹部領域を有し、
前記表面電極は、前記凹部領域の底部に設置された
ことを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記表面電極が設置された前記凹部領域全体が、前記波長変換層によって充填された
ことを特徴とする請求項５又は請求項６記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】
前記表面電極は、前記波長変換層による波長変換光及び非波長変換光に対して高反射率性を有する
ことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【請求項９】
前記波長変換層の表面のうち、前記太陽電池セル及び前記表面電極に接触していない面は、微細な凹凸形状となっている
ことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【請求項１０】
前記太陽電池セルの周囲を覆う透光性封止樹脂と、
該透光性封止樹脂の受光側表面に配設された表面保護カバーと、
前記透光性封止樹脂の受光側表面、又は、前記表面保護カバーの前記透光性封止樹脂との接触面に微細なドット状に配設された波長変換層と、
を備えた
ことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【請求項１１】
前記波長変換層は、蛍光体を含む透光性樹脂材料で形成された
ことを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【請求項１２】
前記太陽電池セルは、複数であり、
その複数の前記太陽電池セルの受光側とは逆側の面に備えられたバックシートと、
該バックシートの受光側表面のうち、複数の前記太陽電池セルのうち少なくとも２つの前記太陽電池セルの間において前記バックシートの受光側表面が露出する部分を被覆する波長変換層と、
を備えた
ことを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【請求項１３】
前記露出する部分は、受光側に向かって凸形状となっている
ことを特徴とする請求項１２記載の太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギー及びクリーンエネルギーの観点から太陽電池への期待が大きく、その光電変換効率向上を目的とした技術開発が加速している。太陽電池の性能を示す光電変換効率は、太陽電池モジュールに入射した光エネルギーが電気エネルギーに変換された割合を示し、これは太陽電池セル又はモジュールでの太陽光の吸収量に関係する。現在の光電変換効率は多結晶シリコン（Ｓｉ）タイプのモジュールで約１６％程度、アモルファスタイプで８％程度である。
【０００３】
最近では結晶系Ｓｉ太陽電池等を対象にその光電変換効率を高める構造として、太陽電池セル表面にテクスチャ構造と呼ぶ表面微細凹凸（凹凸構造の例として、ランダム凹凸、又は、規則的に四角錐（ピラミッド状）、半球状若しくはハニカム状の凹部が配列したパタン等がある）の加工を施しセル表面の反射率を低減している。この凹凸構造はアルカリエッチング、反応性イオンエッチング、機械加工又はレーザ加工等により成形され、凹凸表面に到達した光をその表面で多重反射させ吸収効率を向上させるように作用する。しかしながら、太陽光が約３００ｎｍ〜の広域波長を含む光源であるのに対し、結晶系Ｓｉの吸収の強い波長帯が、その物性値（分光屈折率及び分光吸収係数）に従って５５０〜９００ｎｍ程度にあり、上記のテクスチャ構造を付加しても短波長領域（特に紫外線〜近紫外線領域）の吸収効果を大きく改善するまでには至らない。
【０００４】
また、従来の結晶系Ｓｉの太陽電池においては低反射化を目的として反射防止膜（ＡＲ膜）を蒸着等によりコーティングしている。しかしながら、このコーティング層は太陽電池セルを安価な構成とするため窒化シリコン等の薄膜単層とすることが多く、単層膜では多結晶Ｓｉセルにおける吸収の強い波長領域とその低反射ピーク波長領域（前者より短波長領域にある）とのミスマッチが大きく発電効率の損失要因となっていた。このような波長領域のミスマッチの解消を目的とし、例えば反射防止膜の形成を多層膜化し低反射ピーク波長とセル強吸収波長領域をマッチングさせる試みもなされているが、生産コスト面から一般的とはいい難い。
一方、それ以外の方法でそのような波長ミスマッチを解消し発電効率を高める目的で、ＥＶＡ（エチルビニルアセテート）等を主材とする封止樹脂や反射防止膜に、太陽光の短波長光をＳｉセル吸収の強い長波長光に変換する波長変換材料を混合するものがある（例えば、特許文献１〜特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−２００５７６号公報（第４頁、図１）
【特許文献２】特開２００２−２２２９７４号公報（第３頁、図１）
【特許文献３】特開平７−２０２２４３号公報（第３頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の発明の方法では、太陽電池セル表面に並行してセル全域にわたるように波長変換層を設ける、又は、太陽電池セルを覆う透光性樹脂全体に波長変換材料を含有させる構成としているため、波長変換効果を与える一方で波長変換層（又は透明材料に混合される波長変換材料）自体が太陽光の透過を妨げる働きをしてしまい（透過率の低下）、その結果、直接降り注ぐ太陽光のセル吸収量を低下させてしまうという問題がある。
また、セル封止樹脂や反射防止膜内部に波長変換材料を均一に混合分散させるため、所定の波長変換効果を得るためには少なからずの混合量が必要であり、コスト的な負担が大きくなる等の問題がある。
【０００７】
一方、多くの結晶系太陽電池で設けられている表面電極は、それが銀材料等の光を透過しない反射性材料で構成されている。そのため、太陽光のうち電極表面に照射されたものは、その表面で反射され、その反射光の一部は、封止樹脂表面で反射する等してセル表面に入射し若干の電気変換が行われるものの、ほとんど光電変換効率の改善への寄与はない。この表面電極面積は、例えば、汎用的な１５ｃｍ×１５ｃｍのモジュール表面において、横方向に幅２ｍｍの広幅電極が２本、それと交差するように縦方向に細幅電極を約７０本配置した構成にすると、細線電極幅が１００μｍで構成した場合でモジュール面積に対して７％強、将来的に５０μｍの幅で構成した場合にも約５％もの面積を占める。そこで、吸収効果をあげるため、できるだけセル表面で直接吸収に寄与しない表面電極の占める領域の小面積化も進んでいる。例えば、結晶系Ｓｉ太陽電池では従来の一般的構成として銀主材の表面電極をグリッド状に表面形成するが、従来では表面グリッド電極幅を百数十μｍであったものを数十μｍ程度（従来モジュール表面積の５〜１０％程度）で実現するまでになっている。しかしながら、この表面電極は電気を取り出すためには不可欠な存在であるが、セル吸収という観点においては取り除きたい部材であり、依然としてその表面電極は太陽光のセル吸収にはほとんど寄与しないという問題がある。
【０００８】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、太陽電池セルの光電変換効率を向上させる太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る太陽電池モジュールは、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池セルと、該太陽電池セルに設置された表面電極と、該表面電極の少なくとも一部の表面を被覆する波長変換層と、を備え、該波長変換層は、入射した太陽光の波長より長い波長の光に変換することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、表面電極の表面の少なくとも一部を波長変換層によって被覆することで、表面電極に入射される短波長太陽光、及び、表面電極によって反射された短波長太陽光を波長変換し長波長変換光とすることによって、長波長領域側で吸収が強い太陽電池セルによって吸収されやすくすることができ、太陽電池セルの光電変換効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュールの構成の例を示す図である。
【図２】太陽電池セルの吸収スペクトルと、波長変換作用を説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュールにおける表面電極上に設けた波長変換層の構成例と光電変換の動作を示す図である。
【図４】蛍光体の一例であるＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ2+の励起スペクトル及び発光スペクトルを示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る太陽電池モジュールにおける表面電極上に設けた波長変換層の構成例と光電変換の動作を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る太陽電池モジュールにおける上側に凸形状の表面電極の構成を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る太陽電池モジュールの構成の例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る太陽電池モジュールの構成の例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る太陽電池モジュールの構成の例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る太陽電池セルの凹部を波長変換層で充填した構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る太陽電池セルの凹部を波長変換層で充填した構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態３に係る太陽電池セルの凹部を波長変換層で充填した構成を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態４に係る太陽電池モジュールの構成の例を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態４に係る太陽電池モジュールにおいて透光性封止樹脂の受光側表面に微細なドット状の波長変換層を配設した構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
（太陽電池モジュールの構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュールの構成の例を示す図である。
図１において、太陽光の受光側表面が、例えば、微細凹凸テクスチャ構造を有する結晶系シリコン（Ｓｉ）で形成された太陽電池セル１の背面に、太陽光エネルギーを光電変換して電気を取り出すためのアルミニウム等の背面電極２が配設されている。また、太陽電池セル１の太陽光の受光側表面は、入射する太陽光の反射を防止する反射防止膜（ＡＲ膜）３によって被覆されている。また、背面電極２と共に太陽光エネルギーを光電変換して電気を取り出すための銀等を材質とし高反射率性を有する表面電極４が、太陽電池セル１の太陽光の受光側表面に配設されている。この表面電極４は、配設されている太陽電池セル１と隣合う別の太陽電池セル１における背面電極２と、セル間接続線４ａによって電気的に接続されている。また、表面電極４を覆うように波長変換層５が設けられている。背面電極２、反射防止膜３、表面電極４及びそれを被覆する波長変換層５をそれぞれ備えた太陽電池セル１は、全体を透光性封止樹脂１０によって覆われている。この透光性封止樹脂１０で覆われた太陽電池セル１のうち、透光性封止樹脂１０の周囲端側に位置する太陽電池セル１におけるその表面電極４から延びるセル間接続線４ａは、太陽電池セル１において発電された電力を取り出すための電源供給コネクタ９に接続されており、この電源供給コネクタ９を介して外部に電力が供給される。また、透光性封止樹脂１０において、その背面は保護フィルムであるバックシート８、そして、その太陽光の受光側はガラス等の表面保護カバー１１によって覆われている。このバックシート８は、耐候性、水蒸気バリヤー性及び電気絶縁性等を有する。以上のような構成によって太陽電池モジュール１００が構成されている。
【００１３】
（太陽電池セルの吸収スペクトルと波長変換作用）
図２は、太陽電池セルの吸収スペクトルと、波長変換作用を説明する図である。
図２で示されるように、吸収スペクトル１５は、一般的な結晶系Ｓｉの太陽電池セル１の光の吸収スペクトルを示し、太陽光スペクトル１４と比較すると、短波長の領域（特に５００ｎｍ以下）においては吸収が弱く、長波長の領域（特に約５５０〜７００ｎｍ）においては吸収が強いという特性を有する。ここで、太陽電池セル１における上記の吸収スペクトル１５の特性を利用して、太陽光のうち図２で示される短波長領域１６における短波長のものを、同様に図２で示される長波長領域１７側に波長変換して太陽電池セル１に照射させるようにすることで、光電変換効率の改善効果が期待できる。
【００１４】
（太陽電池モジュールの光電変換動作）
図３は、本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュールにおける表面電極上に設けた波長変換層の構成例と光電変換の動作を示す図である。
図３（ａ）で示されるように、前述したように太陽光を反射し光電変換効率を低下させる表面電極４の表面は、特に太陽光の短波長光を長波長光に変換する波長変換層５によって被覆されている。その波長変換層５は、例えば、透光性樹脂６に蛍光体７を混合した材料によって形成されている。この蛍光体７は、微細凹凸を有する数ｎｍ〜数十ｎｍの粒状であり、その蛍光体７に入射する光を、主に蛍光体７表面近傍内側において波長変換させるため拡散特性を有する。また、波長変換層５は粒状の蛍光体７をまとめるとともに、表面電極４上への加工を施しやすいように、例えば透光性樹脂６をバインダとして蛍光体７を混合し、それを電極上に塗布、噴霧又は印刷し、熱硬化処理又は紫外線硬化処理をする等して形成する。また、ナノサイズの蛍光体７を用いる場合には、表面電極４にのみ蒸着処理で形成するようにしてもよい。
【００１５】
このような表面電極４の表面を被覆する波長変換層５に入射する短波長の太陽光（以下、短波長太陽光１２という）のうち、あるものは、波長変換層５における蛍光体７によって波長変換されて、長波長の変換光（以下、長波長変換光１３という）となり、そのまま、透光性樹脂６を介して、波長変換層５の外部へ拡散し放射される。また、あるものは、蛍光体７によって波長変換され長波長変換光１３となった後、表面電極４の表面で反射され透光性樹脂６を介して、波長変換層５の外部に放射される。さらに、あるものは、蛍光体７に当たらずに一度表面電極４の表面で反射した後、蛍光体７に入射し波長変換され長波長変換光１３となり、透光性樹脂６を介して、波長変換層５の外部へ拡散し放射される。
【００１６】
上記のように図３（ａ）で説明した波長変換層５から放射された長波長変換光１３のうち、図３（ｂ）で示されるように、あるものは、直接、太陽電池セル１に向かい、多重反射効果によりあらゆる方角からの光に対しても吸収効率が高い傾向を有する微細凹凸テクスチャ構造を有するその表面を介して吸収され光電変換に寄与される（波長変換光１３ａ）。また、長波長変換光１３のうち、表面保護カバー１１に対して大きい入射角で入射するものも確率的に多く存在し、それらは表面保護カバー１１表面で反射し、太陽電池セル１方向に向かい、その表面を介して吸収され光電変換に寄与される（波長変換光１３ｂ及び１３ｃ）。
【００１７】
図３（ｃ）は、図３（ａ）で示されるように表面電極４の全体が波長変換層５によって被覆されるのではなく、表面電極４の上面のみが波長変換層５によって被覆された構成を示すものである。図３（ｃ）で示される構成においても、上記と同様に、短波長太陽光１２が、蛍光体７によって長波長変換光１３に波長変換され、太陽電池セル１に吸収されて光電変換に寄与される。
【００１８】
（蛍光体の発光スペクトル）
図４は、蛍光体の一例であるＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ2+の励起スペクトル及び発光スペクトルを示す図である。
図４で示されるように、蛍光体７の一例であるＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ2+は、入射された短波長の太陽光によって、太陽電池セル１における吸収感度の高い長波長側で発光する。
【００１９】
なお、ＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ2+は、蛍光体７としての一例であり、その他に、励起波長帯、発光波長ピーク及び発光半値幅はそれぞれ異なるが、発光波長ピークが約５５０〜９００ｎｍにあるようなものとして、 (Ｓｒ，Ｂａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+、(Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+、(Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ2+ 、ＣａＡｌ12Ｏ19：Ｍｎ4+、ＣａＳ：Ｅｕ、ＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ2+（赤色）、ＬｉＥｕ1-x０．９６ＳｍxＷ2Ｏ8、Ｌａ2Ｏ2Ｓ2：Ｅｕ、ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕ、(Ｓｒ，Ｂａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+、ＺｎＳ；Ｃｕ，Ａｌ、(Ｙ，Ｇｄ）3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、サイアロンα(ＣａpＳｉ12-(m+n)Ａｌ(m+n)ＯnＮ16-n：Ｅｕq）、及び、βサイアロン蛍光体等があり、これらも同様に蛍光体７として利用できる。また、以上に示した蛍光体７の例は無機物であるが、これに限られるものではなく、同様の波長変換作用があれば有機材料又は色素材料等を用いてもよい。
【００２０】
（実施の形態１の効果）
以上の構成及び動作のように、表面電極４の表面の少なくとも一部を波長変換層５によって被覆することで、表面電極４に入射される短波長太陽光、及び、表面電極４によって反射された短波長太陽光を波長変換し長波長変換光とすることができる。したがって、太陽電池セル１の長波長吸収を高めることができ、太陽電池モジュール１００の光電変換効率を向上させることができる。
また、反射防止膜３又は透光性封止樹脂１０内部に波長変換材料を混合させる必要もなく、表面電極４を被覆する波長変換層５にのみ波長変換材料（ここでは、蛍光体７）を混合させればよいので、製造コストを低減させることができる。
【００２１】
実施の形態２．
（太陽電池モジュールの構成及び光電変換動作）
図５は、本発明の実施の形態２に係る太陽電池モジュールにおける表面電極上に設けた波長変換層の構成例と光電変換の動作を示す図である。以下、太陽電池モジュールの構成及び光電変換の動作について実施の形態１と相違する点を中心に説明する。
図５（ａ）で示されるように、波長変換層５は、表面電極４の上面側から、表面電極４の太陽電池セル１への設置される面にかけて幅が広くなるように、すなわち、上側に凸となるように形成されている。このような構成にすることで、図５（ｂ）で示されるように、表面電極４に入射する短波長太陽光１２が波長変換層５における蛍光体７によって波長変換された長波長変換光１３は、波長変換層５から太陽電池セル１の表面に沿って拡散放射する割合が高められる。さらに、この太陽電池セル１の表面に沿って拡散放射された長波長変換光１３は、表面保護カバー１１に対して大きい入射角によって入射するので、表面保護カバー１１の表面において全反射され太陽電池セル１へ向かう割合が高くなる。その太陽電池セル１に向かう長波長変換光１３は、微細凹凸テクスチャ構造を有する太陽電池セル１の表面から効率よく吸収される。
【００２２】
（実施の形態２の効果）
以上の構成及び動作のように、波長変換層５における蛍光体７によって波長変換された長波長変換光１３は、太陽電池セル１の表面に沿って拡散放射し、表面保護カバー１１の表面において全反射され太陽電池セル１へ向かう割合が高められることによって、太陽電池セル１の表面から効率よく吸収され、光電変換効率を向上させることができる。
【００２３】
なお、図５（ａ）で示されるような上記の波長変換層５の形状は、実施の形態１における図３（ａ）で示される直方体状に形成された波長変換層５の表面にさらに、蛍光体７が混合された透光性樹脂６を付加することで形成することもできる。
また、波長変換層５の形状については、上記で示したものに限られるものではなく、例えば、図５（ｃ）で示されるように、波長変換層５の表面に微細凹凸を形成してもよい。この微細凹凸における凹内の多重反射によって、太陽光の波長変換層５への入射効率を向上させることができ、さらに、蛍光体７によって波長変換された長波長変換光１３を、その波長変換層５表面の微細凹凸によってさらに拡散放射することができる。
また、図６で示されるように、表面電極４が、その上面側から、表面電極４の太陽電池セル１への設置される面にかけて幅広くなるように、すなわち、上側に凸となるように形成するものとしてもよい。このようにすることで、例えば、銀材料で形成されている表面電極４は正反射機能を有するため、その表面での反射光は、波長変換されていない太陽光、あるいは、波長変換された長波長変換光１３に問わず、表面電極４の凸形状に従った形で反射される。そのため、図５（ｂ）で示されたような長波長変換光１３と同様に、太陽電池セル１の表面に沿って拡散放射する割合が高められ、太陽電池セル１の表面から効率よく吸収され、光電変換効率を向上させることができる。
さらに、図６で示される表面電極４及び波長変換層５の構成はいずれも、それらの上面側から、表面電極４の太陽電池セル１への設置される面にかけて幅広くなるように形成されているが、この構成に限られるものではなく、表面電極４のみ、その上面側から、表面電極４の太陽電池セル１への設置される面にかけて幅広くなるように形成される構成としてもよい。
【００２４】
実施の形態３．
（太陽電池モジュールの構成）
図７〜図９は、本発明の実施の形態３に係る太陽電池モジュールの構成の例を示す図である。以下、太陽電池モジュールの構成及び光電変換の動作について実施の形態１と相違する点を中心に説明する。
図７で示される太陽電池モジュール１００においては、太陽電池セル１の太陽光の受光側表面に表面電極４配置用の凹部２０が形成されている。この凹部２０の側面に表面電極４が設置されており、その表面電極４の少なくとも一部を被覆するように波長変換層５が形成されている。なお、請求項記載の「凹部領域」は、凹部２０に相当する。
【００２５】
図８で示される太陽電池モジュール１００においては、その凹部２０の底面に表面電極４が設置されており、その表面電極４の少なくとも一部をその上面から被覆するように波長変換層５が形成されている。
【００２６】
図９で示される太陽電池モジュール１００においては、その凹部２０は逆三角状に設けられており、その底面に表面電極４が設置されている。その表面電極４の少なくともその一部をその上面から被覆するように波長変換層５が形成されている。
【００２７】
（実施の形態３の効果）
以上の構成のように、実施の形態１と同様に、表面電極４の表面の少なくとも一部を波長変換層５によって被覆することで、表面電極４に入射される短波長太陽光、及び、表面電極４によって反射された短波長太陽光を波長変換し長波長変換光とすることによって、長波長領域側で吸収が強い太陽電池セル１によって吸収されやすくすることができ、太陽電池セル１の光電変換効率を向上させることができる。
【００２８】
なお、太陽電池セル１の受光側表面に形成された凹部２０に表面電極４を設置した図７〜図９のそれぞれの構成に対応して、図１０〜図１２で示されるように、表面電極４が設置された凹部２０全体を波長変換層５で充填する構成としてもよい。このような構成によって、波長変換層５と太陽電池セル１との接触面が拡大するので、波長変換層５によって波長変換された長波長変換光１３が、その接触面を介して太陽電池セル１に直接吸収されやすくなり、さらに光電変換効率を向上させることができる。また、図７〜図９で示されるような表面電極４の少なくとも一部を波長変換層５によって被覆する構成よりも、凹部２０を波長変換層５によって充填する構成の方が、製作方法上容易であるという利点がある。
また、上記の波長変換層５において透光性封止樹脂１０に接する表面は、実施の形態２における図５（ｃ）で示されるような微細凹凸を形成する構成としてもよい。この微細凹凸における凹内の多重反射によって、太陽光の波長変換層５への入射効率を向上させることができ、さらに、蛍光体７によって波長変換された長波長変換光１３を、その波長変換層５表面の微細凹凸によってさらに拡散放射することができる。
【００２９】
実施の形態４．
（太陽電池モジュールの構成）
図１３は、本発明の実施の形態４に係る太陽電池モジュールの構成の例を示す図である。以下、太陽電池モジュールの構成及び光電変換の動作について実施の形態１と相違する点を中心に説明する。
図１３で示されるように、太陽電池セル１の全体を覆う透光性封止樹脂１０の背面を覆うバックシート８は、太陽電池セル１と隣合う別の太陽電池セル１との間の隙間において太陽光の受光側に向けて露出する領域（以下、露出領域２１という）がある。この露出領域２１についても、表面電極４と同様に、太陽電池モジュール１００において直接的に太陽光の吸収に係わる部分ではないが、この露出領域２１から反射される反射光を太陽電池セル１における吸収に寄与させるために、バックシート８は光吸収損失を抑えるため高反射率面としている。また、この露出領域２１の受光側の面は、少なくともその一部が波長変換層５によって被覆される構成としている。さらに、この露出領域２１及びそれを被覆する波長変換層５は、太陽光の受光側に凸形状となるように形成されている。なお、請求項記載の「バックシートの受光側表面が露出する部分」は、露出領域２１に相当する。
【００３０】
（太陽電池モジュールのバックシートの露出領域における波長変換動作）
上記のような構成を有する太陽電池モジュール１００において、バックシート８における露出領域２１に入射した短波長太陽光、あるいは、バックシート８によって反射された短波長太陽光は、露出領域２１を被覆する波長変換層５によって波長変換され長波長変換光となり、バックシート８上から放射される。このバックシート８から放射された長波長変換光は、直接、露出領域２１の上方の太陽電池セル１の側面部から吸収され、又は、透光性封止樹脂１０内を進み、少なくとも一部は表面保護カバー１１において反射して太陽電池セル１へ向かいその受光側表面で吸収される。さらに、露出領域２１及びそれを被覆する波長変換層５は、太陽光の受光側に凸形状となっているので、バックシート８上から放射された長波長変換光が太陽電池セル１の側面部へ向かって吸収される比率が高められる。
【００３１】
（実施の形態４の効果）
以上のような構成及び動作によって、直接、太陽光の吸収に寄与しないバックシート８の露出領域２１に波長変換層５を備えることで、短波長太陽光を波長変換し、長波長変換光として太陽電池セル１への吸収に寄与することができ、光電変換効率を向上させることができる。
さらに、波長変換層５によって被覆された露出領域２１を、太陽光の受光側に凸形状とすることで、長波長変換光を太陽電池セル１の側面へ向かう比率を高めることができ、さらに光電変換効率向上させることができる。
【００３２】
なお、上記の構成に加えて、図１４で示されるように、透光性封止樹脂１０の太陽光の受光側表面に、微細なドット状に波長変換層５を配設してもよい。ただし、透光性封止樹脂１０の受光側表面全域に配設すると透過性及びコスト面で支障が生じるので、例えば、直径数百μｍ〜数ｍｍ程度の微細円形ドット状の波長変換層５として配設するように構成する。このような構成とすることで、太陽光の透過性を保持しつつ、入射する短波長太陽光、波長変換されずに表面電極４で反射された反射光、及び、波長変換されずにバックシート８における露出領域２１によって反射された反射光の一部を波長変換して長波長変換光とすることができ、光電変換効率の向上に寄与することができる。
また、上記では波長変換層５を微細円形ドット状としたが、これに限られるものではなく、四角形、長方形その他の形状としてもよい。
また、上記の構成では、微細なドット状の波長変換層５を透光性封止樹脂１０の太陽光の受光側表面に配設する構成としたが、これに限られるものではなく、この透光性封止樹脂１０の受光側表面と接する表面保護カバー１１のその接触面に配設する構成としてもよい。
さらに、図１３で示されるバックシート８の露出領域２１に波長変換層５を設ける構成、及び、図１４で示される透光性封止樹脂１０の太陽光の受光側表面、又は、透光性封止樹脂１０の受光側表面と接する表面保護カバー１１のその接触面に波長変換層５をドット状に配設する構成は、実施の形態１〜実施の形態３に係る太陽電池モジュール１００に適用してもよく、その場合、太陽電池セル１における光電変換効率をさらに向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、以上のように説明したように太陽光エネルギーを効率よく電気エネルギー変換する太陽電池モジュールに係わるものであり、住宅、施設、工場設置用の発電装置、及び、小型電気機器向け供給電源としても利用可能なものである。
【符号の説明】
【００３４】
１  太陽電池セル、２  背面電極、３  反射防止膜、４  表面電極、４ａ  セル間接続線、５  波長変換層、６  透光性樹脂、７  蛍光体、８  バックシート、９  電源供給コネクタ、１０  透光性封止樹脂、１１  表面保護カバー、１２  短波長太陽光、１３  長波長変換光、１３ａ〜１３ｃ  波長変換光、１４  太陽光スペクトル、１５  吸収スペクトル、１６  短波長領域、１７  長波長領域、２０  凹部、２１  露出領域、１００  太陽電池モジュール。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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