(57)【要約】【課題】本願発明は、効率よく太陽電池の光電変換部に光を入射することができ、良好な構造再現性およびハンドリング性を実現した太陽電池裏面シート、その製造方法および太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】太陽電池モジュール１５は、受光面を有し該受光面に受光した光を電気に変換して出力する太陽電池セル１２と、前記太陽電池セルの受光面とは逆側に充填材１１を介し裏面シート１０を備える太陽電池モジュールであって、裏面シート１０は受光面側から順に構造層２４、光反射材２１と基材３０からなる。前記構造層２４は片面の一部もしくは全面にレリーフ構造２６を形成しており、前記光反射材２１は前記レリーフ構造２６上に配され、構造層２４と基材３０の間を充填している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面を有し該受光面に受光した光を電気に変換して出力する太陽電池セルと、前記太陽電池セルの受光面とは逆側に充填材を介し裏面シートを備える太陽電池モジュールであって、前記裏面シートは前記受光面側から順に構造層と、光反射材と、基材と、からなり、
前記構造層は片面の一部もしくは全面にレリーフ構造を具備し、
前記光反射材は前記レリーフ構造上に配され、もう一方の前記光反射材の面に前記基材を配することを特徴とする太陽電池裏面シート。
【請求項２】
受光面を有し該受光面に受光した光を電気に変換して出力する太陽電池セルと、前記太陽電池セルの受光面とは逆側に充填材を介し裏面シートを備える太陽電池モジュールであって、前記裏面シートは前記受光面側から順に構造層、光反射材、中間層、基材からなり、
前記構造層は片面の一部もしくは全面にレリーフ構造を具備し、
前記光反射材は前記レリーフ構造上に配され、前記中間層を介して前記基材と接着していることを特徴とする太陽電池裏面シート。
【請求項３】
受光面を有し該受光面に受光した光を電気に変換して出力する太陽電池セルと、前記太陽電池セルの受光面とは逆側に充填材を介し裏面シートを備える太陽電池モジュールであって、前記裏面シートは前記受光面側から順に構造層、光反射材からなり、
前記構造層は片面の一部もしくは全面にレリーフ構造を具備し、
前記光反射材は前記レリーフ構造上に配することを特徴とする太陽電池裏面シート。
【請求項４】
前記レリーフ構造は、Ｖ字溝、多角錐形状あるいはこれらの逆型のいずれかであることを特徴とする請求項１から請求項３に記載の太陽電池裏面シート。
【請求項５】
前記構造層は、前記レリーフ構造を有する面と逆の面にも凹凸構造を具備することを特徴とする請求項１から請求項４に記載の太陽電池裏面シート。
【請求項６】
前記構造層は、少なくとも１種類の拡散フィラー混入材料を含むことを特徴とする請求項１から請求項５に記載の太陽電池裏面シート。
【請求項７】
請求項１から請求項６に記載の太陽電池裏面シートを用いることを特徴とした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、太陽電池に使用する裏面シート、その製造方法及びそれを用いた太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
石油等の化石燃料は、将来における需給が懸念され、かつ地球温暖化現象の原因となる二酸化炭素排出の問題があるので、当該化石燃料の代替エネルギー源として太陽電池が注目されている。
【０００３】
太陽電池は光エネルギーを電力に変換する光電変換部としてｐｎ接合を有する半導体を用いており、このｐｎ接合を構成する半導体として一般的にはシリコンが最もよく用いられている。一般に太陽電池に用いられる上述のシリコンには結晶系のものと非結晶のものに分けられる。
これらの光電変換部の上には、空気や不純物から光電変換部を保護する封止基材として一般に透明な強化ガラス等のガラス基板が設けられている。
なお、本明細書においては、このような光電変換部を含む少なくとも１つの太陽電池セルを封止材料を用いて封止してパッケージ化したものを太陽電池モジュールという。
【０００４】
太陽電池モジュールは、小片サイズの太陽電池セルを複数電極で接続させ構成する。シリコン結晶系の太陽電池は、隣り合う太陽電池セル同士の間にはある程度間隔が空いている。また、太陽電池モジュールの端部は雨水などの浸食を防ぐため、太陽電池セルを配していない余白部分を数ミリから数十ミリ設けている。これらの隙間及び余白部分は太陽電池セルが無いため、これらの領域に光が照射されても発電にはつながらず、損失となっている。
【０００５】
このような、太陽電池セルの隙間および余白に注ぐ光が損失となっていることについて、従来、以下のような対応が提案されている。
【０００６】
例えば、結晶系の太陽電池（光電変換部）を有する太陽電池モジュールにおいては、裏面に配すシートを光反射材とし、光を再び太陽電池セル側に戻し、前面板であるガラス板などにより全反射し、太陽電池セルの受光面に入射させ効率を上げるものがある。さらに裏面に配すシート上に凹凸構造をつけ、凹凸構造上で反射した光を散乱し易くし太陽電池セルの受光面に導く確率を向上させ効率を上げた構造などがある（特許文献１及び２参照）。さらに、裏面のシートに凹凸をつけることにより光を散乱させ、さらに太陽電池セルの両方の面が受光面となるものを使用し効率を上げる構成も存在する（特許文献３参照）。
【０００７】
表面に凹凸がある光反射機能を備えた裏面に配するシート（裏面シート）の製造方法には、たとえば、光反射材を基材につける際に蒸着などによりランダムな凹凸を形成したり、微粒子を含む材料により微粒子をランダムに表面に突出させることで凹凸を形成あるいは、樹脂により基材上に凹凸を付形し、それらの凹凸の上に光反射材を塗布したり、光反射材料に凹凸構造を型押ししたりするものがある。しかし、ランダムな形状は再現性に乏しく品質管理が難しいだけでなく、散乱性の制御などの調光機能をつけにくい。凹凸構造上に光反射材を積層させる構成は、構造を埋めてしまったり、光反射材塗布時に液垂れなどの厚みムラができたりしやすく性能に偏りが出たり、外観が損なわれたりする。
【０００８】
また太陽電池業界では、太陽電池モジュールメーカーが、外部業者から前面に配すガラス板や裏面シート、封止材料などの各部材を取り寄せ、それらを組み立てて太陽電池モジュールを製造することが多い。たとえば、上述にあるような表面に凹凸がついた裏面シートは、組み立てる工場へ輸送される際に埃や塵を巻き込み易い。ゴミの付着があると部材間での剥離などのトラブルの原因となる可能性がある。
【特許文献１】実開昭６２‐１０１２４７号公報
【特許文献２】特開平１０‐２８４７４７号公報
【特許文献３】特許第３６７０８３５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のように、太陽電池の裏面側で光反射をおこすことにより発電効率を向上させることができることは明白である。特に、薄膜系の太陽電池では発電部での光吸収率が、その薄さ故多く、裏面での再帰反射は発電の効率を向上させるためには重要である。薄膜系の太陽電池は、蒸着などの方法により発電部を薄膜で生成するため、シリコンウエハを使用する結晶系よりも発電部を薄く作ることができ、材料コストの面、フレキシブル性がある面で有利な構成である。しかし、薄膜であると受光面入射光を吸収しきることができず、透過する光成分も発生する。そのため、裏面側にリフレクターを設け再帰反射させることや、散乱によって太陽電池モジュール内部での光路長を長くする工夫をすることにより発電効率は向上する。
また、その他のタイプの太陽電池においても絶縁性やバリア性を得るために、太陽電池モジュールにセルが配置されない余白部分を作る必要があり、この余白部分に注ぐ光の多くは発電には用いられないが、面積辺りの発電効率を向上させるためには、この余白領域に注ぐ光も有効に活用する手段が望まれている。多くが裏面に配すシートを反射材としたり、表面に凹凸をつけたりしているが、凹凸構造の訛り、裏面シート輸送の際に埃や塵を巻き込み易いなどのハンドリング性が課題として残る。
本願発明においては、光利用効率の向上を目的として、外光があらゆる方向から入射した場合でも効率よく太陽電池の光電変換部に光を入射することができ、良好な凹凸構造再現性およびハンドリング性を実現し、設計通りの形状を製造することができる太陽電池裏面シート、その製造方法および太陽電池モジュールの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題を解決するために、以下の発明を実施する。
請求項１に記載の発明は、受光面を有し該受光面に受光した光を電気に変換して出力する太陽電池セルと、前記太陽電池セルの受光面とは逆側に充填材を介し裏面シートを備える太陽電池モジュールであって、前記裏面シートは構造層、光反射材と基材からなり、前記構造層は片面の一部もしくは全面にレリーフ構造を具備し、前記光反射材は前記レリーフ構造上に配され、もう一方の前記光反射材の面に前記基材を配することを特徴とする。
言い換えると、裏面シートにレリーフ構造を設けることにより、裏面シートにより再帰反射する光は散乱性をもち、太陽電池セルの受光面に到達する確率が上がることにより効率も向上させることができる。また、レリーフ構造面を光反射材で埋めることで、レリーフ構造上に薄く光反射層を設ける方法では訛ってしまう形状を保持し、レリーフ構造面が裏面シートの内部に位置することにより、裏面シート両面には構造がない状態となり、塵埃の構造への巻き込みが低減し、ハンドリング性に優れる。
請求項２に記載の発明は、受光面を有し該受光面に受光した光を電気に変換して出力する太陽電池セルと、前記太陽電池セルの受光面とは逆側に充填材を介し裏面シートを備える太陽電池モジュールであって、前記裏面シートは構造層、光反射材、中間層、基材からなり、前記構造層は片面の一部もしくは全面にレリーフ構造を具備し、前記光反射材は前記レリーフ構造上に配され、前記中間層を介して前記基材と接着していることを特徴とする。
中間層を設けることで、基材、光反射材および構造層では不足する性能を補うことができる。たとえば、耐久性、クッション性などを高めるためにシリコーン系樹脂を用いたり、裏面シートに太陽光の熱による反りの発生を抑えるために基材３０の反り方向とは逆に反る樹脂材料を用いたりする。特に屋外使用の太陽電池の場合、日照時の太陽電池の熱上昇は著しく、樹脂材料から作製した裏面シートに反りが発生し、太陽電池の思わぬ故障を招く恐れもある。そのほか、高い発電効率を維持するために重要な高バリア性を有するために金属層を用いることもある。また、光反射材がアルミ膜のように薄い場合、光反射材と基材を一体化できるよう中間層として接着材を用いることができる。
請求項３に記載の発明は、受光面を有し該受光面に受光した光を電気に変換して出力する太陽電池セルと、前記太陽電池セルの受光面とは逆側に充填材を介し裏面シートを備える太陽電池モジュールであって、前記裏面シートは構造層、光反射材からなり、前記構造層は片面の一部もしくは全面にレリーフ構造を具備し、前記光反射材は前記レリーフ構造上に配することを特徴とする。
部材数を減らすことによるコストダウン効果がある。
請求項４に記載の発明は、前記レリーフ構造は、Ｖ字溝、多角錐形状あるいはこれらの逆型のいずれかであることを特徴とする。
上述のようなプリズム形状は反射率が良好である。たとえば、高アスペクト比の非球面レンズでは、散乱性はあるが構造による光の吸収が起こり、再帰反射率の低下を招く可能性がある。
請求項５に記載の発明は、前記構造層は、前記レリーフ構造を有する面と逆の面にも凹凸構造を具備することを特徴とする。
構造層のレリーフ構造を有する面と逆側は、太陽電池セル封止のため設けている充填材との界面となる。この充填材は現在、ＥＶＡ（エチレン・ビニル・  アセチレート）が広く使用されている。充填材との密着性を考慮し、レリーフ構造面の逆面にも凹凸構造をつけることにより接着面の表面積が大きくなるため密着性が向上する。
請求項６の発明は、前記構造層は、少なくとも１種類の拡散フィラー混入材料を含むことを特徴とする。
拡散フィラーを含む材料を使用することにより、光の反射角度はレリーフ構造により調整し、この反射光の散乱性を拡散フィラーにより調整することができ、適した散乱反射性を実現することができる。
請求項７に記載の発明は、上記太陽電池裏面シートを用いることを特徴とする太陽電池モジュールである。
【発明の効果】
【００１１】
本願発明によれば、効率良く太陽電池の光電変換部に光を入射することができ、良好な凹凸構造再現性およびハンドリング性を有する太陽電池裏面シート、その製造方法および太陽電池モジュールを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下では、本発明の実施の形態に係る太陽電池裏面シート、その製造方法及びそれを用いた太陽電池モジュールについて添付図面を参照して説明する。
【００１３】
まず、本発明に係る太陽電池モジュールについて説明する。
図１に示すのは本発明の太陽電池モジュール一様態に係る概略図である。光線１４は、太陽光や、室内灯などの人工照明の光を指す。前面板１３は外光１４を入射するものであり、一般的で光線透過率が高い透明な材料が用いられ、具体的には強化ガラス、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）などの樹脂シートが使用されている。
前面板１３の厚みは強化ガラスであれば約５ｍｍ、樹脂シートであれば数十〜数百μｍである。
【００１４】
前面板１３に入射した光１４は充填材１１へと入射する。充填材１１は、太陽電池セルを封止する役割があり、前面板１３から入射した外光１４を透過させるため光線透過率が高い材料が用いられ、難燃性をもつＥＶＡ（エチレン・ビニル・アセテート）が広く使用されている。
【００１５】
充填材１１を透過した光１４は太陽電池セル１２へと入射する。太陽電池セル１２は、光電効果により受光部に入射した光を電気へと変換する機能を持ち、単結晶シリコン型、多結晶シリコン型、薄膜シリコン型、ＣＩＧＳ（Ｃｕ・Ｉｎ・Ｇａ・Ｓｅの化合物）系薄膜型など多くの種類が存在する。
太陽電池セル１２は、複数個を電極で接続し、モジュールを形成する。
【００１６】
太陽電池セル１２を透過した光１４は充填材１１を介して裏面シート１０へ入射する。裏面シート１０は、入射した光をレリーフ構造および光反射層により受光面側へと散乱、反射する機能を有し、たとえば、レリーフ構造を有する構造層２４、光反射材２１、基材３０から構成される。反射された光は前面板１３と大気との界面などでさらに反射され、太陽電池１２の受光面に照射され光電変換されることにより光利用効率が向上する効果がある。
レリーフ構造は、構造層２４の片面の一部、もしくは全面に配される。一部分にのみレリーフ構造を有することにより、レリーフ構造版作製及び構造層形成時のタクトタイムを短縮することができる。太陽電池モジュール１５とは、図１によると前面板１３、充填材１１、太陽電池セル１２、裏面シート１０の全ての部材を総合したものを指す。
【００１７】
図２は、本実施の形態に係る太陽電池の裏面シート１０の構成の一例を示す側面図である。裏面シート１０は、基材３０、光反射材２１、構造層２４から成る。
構造層２４はレリーフ構造を有し、光反射材２１は構造層２４のレリーフ構造の隙間を埋めるように充填されるものであり、基材３０と構造層２４とを接着させている。基材３０は封止機能を付与したり、耐久性を高めたりする機能を持つものである。
【００１８】
光反射材２１を構造層２４のレリーフ構造上に充填する製造方法をとることにより、光反射材２１によるレリーフ構造形状の訛りは発生せず、製造し易いメリットがある。
太陽電池セルの受光面を通り抜けた光（光線１４）は、まずレリーフ構造面と光反射材２１の界面で反射される。反射された光線１４は、レリーフ構造によって裏面シート１０への入射角度とは異なる方向へ射出され、この多くが前面板もしくは前面板に付与されている透明電極層により再度太陽電池セル受光面側へ反射される。裏面シート１０上で反射した光の中には、太陽電池セルの裏面に当たったり、前面板付近で再反射されず外部へ射出したりする成分も発生するが、裏面シートにレリーフ構造を設けることにより調光機能があるので、太陽電池セル受光面へ光を導く確率が高くなり、ひいては変換効率向上へとつながる。また、該裏面シート１０はレリーフ構造が内側に位置する構成となるため、構造にゴミなどが巻き込まれることはなく、ハンドリング性も向上する。
【００１９】
構造層２４の作製に用いられる材料としては、ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネート、アクリル系樹脂以外にも、耐熱性と透明性を併せ持つポリエステル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、透明ポリイミド、フッ素系樹脂、ポリ乳酸系樹脂、シリコーン、ポリスルフォン系樹脂、ポリエチレンナフタレート系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、エポキシ樹脂などがある。
【００２０】
光反射材２１としては、上記材料をバインダーとして酸化チタン、シリコン微粒子を混合した白インキ、顔料があり、もしくは上述の構造層成形材料とは屈折率がおよそ０．４以上異なる材料をレリーフ構造上に設け屈折率差により光反射を行ったり、アルミなどの金属膜により光反射を行ったりする。
【００２１】
基材３０は構造層形成材料と同様で、フィルム上に加工してあるものを使用すると製造し易い。なお、基材は複層構成でもよく、バリア性を上げるためにアルミ薄膜を含む多層部材を基材として使用することもある。そのほか、ハードコート、アンチグレアコートなどのコーティング膜を有するものであってもよい。
【００２２】
図３は、本実施の形態に係る太陽電池裏面シートの構成の一例を示す側面図である。上述の裏面シート１０に中間層４０が追加された構成である。
【００２３】
中間層４０は、光反射材２１と基材３０を接着する機能をもち、耐久性、クッション性などの諸特性を補うために用いられる。たとえば、シリコーン系樹脂などを用いる。中間層４０を設けることで、基材３０、光反射材２１および構造層２４では不足する性能を補うことができる。
【００２４】
図４は、本実施の形態に係る太陽電池裏面シートの構成の一例を示す側面図である。裏面シート１０は構成を構造層２４と光反射材２１で構成される。光線１４を構造層と光反射材２１の界面で反射、散乱させることができ、図２、図３に示す構成と同等な光利用効率向上効果を有する。光反射材２１の材質、太陽電池モジュールの使用環境により、図４に示す形態が利用できない場合もある。特に高バリア性が要求される場合は、別途、光反射材２１の構造層接着面もしくはその裏面にバリア強化効果のある材料をコーティングするなど、何らかの工夫が必要となる。また、図４に示す構成は、使用する部材が少ないため材料コストダウン効果が得られる。
【００２５】
図５は、本実施の形態に係る太陽電池裏面シートの構成の一例を示す側面図である。
構造層２４は単層である必要は無く、成形樹脂２２および成形基材２３からなる複層構成であってもよい。たとえば成形基材２３上に紫外線硬化性の成形樹脂２２を注入し、レリーフ構造が刻印された成形版とラミネート後、紫外線照射し、成型版から離型させ、構造層を得ることが可能である。レリーフ構造の形状によっては、構造の高さが大きく、熱圧方式などによる単層での成形が難しい場合が起こりうるので、成形樹脂２２と成形基材２３を用い、ラミネート後紫外線硬化する方法の方が成形性、作業効率、コスト性が良い場合がある。
【００２６】
成形樹脂２２および成形基材２３の材料としては、ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネート、アクリル系樹脂以外にも、耐熱性と透明性を併せ持つポリエステル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、透明ポリイミド、フッ素系樹脂、ポリ乳酸系樹脂、シリコーン、ポリスルフォン系樹脂、ポリエチレンナフタレート系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、エポキシ樹脂などがある。
【００２７】
成形基材２３は、フィルム状に加工してあるものを使用すると製造し易い。なお、基材は複層構成でもよく、バリア性を上げるために多層部材を基材として使用することもあるが、酸化金属箔膜などを使用し光線透過率を低下させない構成とする必要がある。そのほか、ハードコート、アンチグレアコートなどのコーティング膜を有するものであってもよい。
【００２８】
また図６は、本実施の形態に係る太陽電池裏面シートの構成の一例を示す側面図である。
拡散フィラー１００は、光を散乱させる効果を持ち、調光効果を高めるには図６に示すような拡散フィラー１００を構造層に含む構成とすると良い。調光効果とは、裏面シートに入射した光を反射する際の、反射角度、散乱性、分光特性などの諸光学特性を調整することができる効果を指す。拡散フィラー１００を有することで、裏面シートでの光反射角度はレリーフ構造により調整し、反射光の散乱性は拡散フィラー１００により調整することで、太陽電池モジュールの内部に光を閉じ込める確率を向上させることができる。光を太陽電池モジュール内に閉じ込めるには少なくとも前面板と大気の境界でモジュール側へ全反射させなければならない。材質の屈折率から決まる臨界角を基準に、全反射するかが決まるので裏面シート上での反射角度は重要である。さらに発電効率向上には、発電部でいかに光を吸収できるかがポイントであり、各種太陽電池により効果的な配光が異なる。拡散フィラーを入れることにより拡散性は増加し、拡散フィラーがない構成よりも拡がった反射光となる。たとえば薄膜系の太陽電池は平行光よりも散乱光での発電効率が良いので、前記の臨界角も考慮しながら拡散度を大きくする方がよい。拡散フィラー１００は酸化チタン、シリコン微粒子、ガラスビーズなどが例として挙げられる。
【００２９】
図７は、本実施の形態に係る太陽電池裏面シートの構成の一例を示す側面図である。レリーフ構造２６は構造層２４の片面一部にのみ有しても良い。設置場所によっては太陽電池セル１２の真下にあたる構造層表面部分Ａには、光が入射しない。光が入射しない部分にはレリーフ構造２６があってもなくてもよいので、構造層２４の生産性を向上させるために無構造としてもよい。凹凸が多いほど、高い成形性を維持するには成型版からの剥離速度や、光反射材作製速度などを遅くする必要があり、レリーフ構造の面積を減らせば、タクトタイムを押さえることができ結果として作業効率の向上やコストダウンをすることが可能となる。
【００３０】
図８（ａ）および（ｂ）は、本実施の形態に係るレリーフ構造２６の一例を示す斜視図である。レリーフ構造２６は構造層２４の片面に設けられ、光線１４を調光する機能がある。太陽電池の種類及び設置場所にもよるが、図８（ａ）に示すようなピラミッド型、図８（ｂ）に示すＶ溝型などが効果的な形状の例として挙げられる。レリーフ構造２６は光１４を光反射材２１との界面で反射および散乱させるので、レリーフ構造の凹凸が訛ることがなく、良好な光利用効率を実現することができる。主に太陽電池の光源となるのは、太陽光である。太陽は太陽電池モジュールから無限遠に位置する光源に近似されるので、太陽光は、太陽電池が設置されるような屋上、屋根などでは平行光として太陽電池へ入射することになる。ただし、全て平行光ということではなく、周辺物に当たり反射する散乱光も存在するが、大部分が平行光として入射する。平行光の調光には、平面をもつプリズム形状が有効である。
また、Ｖ溝型やピラミッド型はマイクロレンズなどの球面、非球面の形状と比べ、作製しやすい利点がある。
【００３１】
図９は、本実施の形態に係るレリーフ構造一例の頂角を示す側面図である。レリーフ構造の頂角θは、レリーフ構造を形成する２つの対向する側面にそれぞれ平行な線Ｌ１およびＬ２に挟まれる角度を指す。
【００３２】
図１０は、従来構成と比較を行った実施例１及び実施例２の結果を示す説明図である。
【００３３】
図１１は、本実施の形態に係るレリーフ構造製造方法の一例を示す概略図であり、成形ロールを用いたロールアウト法で製造する製造方法を示す。
すなわち、ノズル８２から成形樹脂２２を成型版８０のレリーフ構造が生成されている面へと適量注入し液溜まりを設ける。成形樹脂２２の上には成形基材２３をロールで送っており、ラミネートロール８１で加圧しながら圧延し、続いて紫外線を照射し成形樹脂２２を硬化させ、成型版から剥離し構造層２４を生成する。もしくは、成形基材２３にレリーフ構造が刻設された成型版を押し付け、加熱・加圧により成形基材２３に付形し、成型版から剥離する方法もある。これらは成型版を用いた付形方法の一例であり、その他の方法でレリーフ構造を作製することもできる。
【００３４】
図１２は、本実施の形態に係る裏面シートの製造方法の一例を示す概略図であり、成形ロールを用いたロールアウト法で製造する製造方法を示す。
すなわち、ノズル９２から光反射材２１もしくは光反射材溶液を構造層２４のレリーフ構造が生成されている面へと適量注入し液溜まりを設ける。光反射材２１上には基材３０をロールで送っており、ラミネートロール９１で加圧しながら圧延し、レリーフ構造の隙間にも光反射材２１を充填させ、続いて紫外線を照射し光反射材２１を硬化する。この他にも、コーターバーを用いて光反射材をレリーフ構造上に充填させる方法もあり、この方法では基材３０が不要であるため、図４に示すような構成を実現することができる。これらは構造層作製方法の一例であり、その他の方法で構造層を作製することもできる。
【００３５】
図３に示すような中間層４０を含む構成とする場合の製法は、光反射材２１をレリーフ構造上に設けた後、同様にロールアウト法で基材３０と一体化させる方法や、シート状になった中間層４０を基材３０と合わせてラミネートにより貼合させる方法などがある。
【００３６】
図１３は、従来の太陽電池裏面シートの構成の一例を示す側面図である。従来の太陽電池裏面シートについて説明すると、構造層上に光反射材を設けており、光反射財の厚みにより形状が訛っている。塗工方法による光反射材付与は特に形状の訛りが大きく、形状の溝部分に多く溜まり、形状高さが浅くなってしまう傾向がある。蒸着方法で光反射材として金属膜を付ける場合は、薄膜であるため形状の訛りはそれほど気にしないが、表面に金属膜がある状態では傷が付き易く、金属薄膜であるがゆえに充填材との接着においても密着性、反射性維持など気をつける必要が出てくる。または、微細フィラーを用いた凹凸面を形成し、表面を光反射材で覆っている。形状がランダムでかつ訛りが生じやすい。
【００３７】
（実施例１）
次に本発明の実施例について説明する。  実施例１では、本発明の図２に示す構成と従来の裏面シートの性能を比較した。性能評価には、特定光源を設け、設計通りに裏面シートの反射光が配光するかを比較するため、前面板表面で全反射した（外部へ透過しない）光を、Ｔｒａｃｅ  Ｐｒｏを用いシミュレーションし、測定した。特定光源として正午の太陽光を想定し、入射角度は約０度の平行光を測定光源として採用した。太陽電池モジュールに使用される充填材１１および前面板１３にはそれぞれＥＶＡ，ガラスが主に使用され、これらの屈折率はだいたい１．５である。すくなくとも前面板１３と大気の境界で、裏面シートで散乱、反射された光が全反射されれば光をモジュール内で多重反射でき、受光面ａへ入射する光量も増加する。ただ裏面シートで散乱、反射させただけでは、前面板１３から大気中へと透過してしまう光が増え、裏面シートによる発電効率向上効果は薄くなってしまう。いかに正確に散乱、反射できるかが重要である。
本発明の実施内容は、構造層２４はＰＥＴフィルムを成形基材として、紫外線硬化型のアクリル系樹脂を用いて作製した。作製したレリーフ構造２６はＶ溝形状のピッチ３００μｍである。光反射材２１としてアルミペーストを塗工し、レリーフ構造上に光反射層を作製し、基材３０は粘着材付きのＰＥＴフィルムを用い、光反射層と接着する。充填材１１（ＥＶＡ）及び前面板１３（ガラス板）の屈折率はだいたい１．５である。受光面ａへの光線入射率を高めるには、裏面シートで散乱反射させた光が前面板と大気との界面で全反射するように設計するとよい。前面板１３の屈折率を１．５と仮定すると、前面板と大気との界面での臨界角は約４１．８１０度となる。裏面シートの成形基材起因の散乱が±２度程度あるとすると、反射光の強度ピーク成分の前面板への入射角度が約４３．８１０°であれば、裏面シートの反射光の内、再度反射される成分が多くなる。つまり、レリーフ構造２６の形状は、頂角が約１３６．１８９°以下のＶ溝形状であるとよい。これを考慮し、実施したレリーフ構造２６は頂角１３６°としてモデリングを行った。
また、比較する従来の裏面シートとして、上記と同様の方法で作製したレリーフ構造上にアルミペーストを塗工し光反射層を形成、光反射層と充填材の界面で光を反射させる構成のモデルを作成した。
これらのサンプルを用いて測定した結果を図１０中の“従来のバックシート１”および“頂角１３６°１”に示した。従来よりも全反射しモジュール内部に光を閉じ込める効果が高くなったことが分かる。これにより、光の利用効率が向上し、発電効率を増加させることができる。
【００３８】
（実施例２）
実施例２では、上記実施例１の構成を変化させ、光反射材２１として酸化チタンが混入している白インキを用い、同様のシミュレーションを行った。比較対照となる従来の裏面シートの構成は、構造層のレリーフ構造上に酸化チタンが混入している白インキを塗工し、白インキ塗布表面を光反射面として比較を行った。測定結果は図１０の“従来のバックシート２”および“頂角１３６°２”に示した。従来よりも全反射しモジュール内部に光を閉じ込める効果が高くなったことが分かる。これにより、光の利用効率が向上し、発電効率を増加させることができる。実施例１よりも従来比の大きくなっているのは、酸化チタンから成る白インキがアルミ膜よりも散乱性が強く、塗工面に凹凸ができやすいため、差が大きくなったことが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本実施の形態に係る太陽電池裏面シートの構成の一例を示す側面図である。
【図２】本実施の形態に係る太陽電池裏面シートの構成の一例を示す側面図である。
【図３】本実施の形態に係る太陽電池裏面シートの構成の一例を示す側面図である。
【図４】本実施の形態に係る太陽電池裏面シートの構成の一例を示す側面図である。
【図５】本実施の形態に係る太陽電池裏面シートの構成の一例を示す側面図である。
【図６】本実施の形態に係る太陽電池裏面シートの構成の一例を示す側面図である。
【図７】本実施の形態に係る太陽電池裏面シートの構成の一例を示す側面図である。
【図８】（ａ）は、本実施の形態に係るレリーフ構造の一例を示す斜視図であり、（ｂ）は、本実施の形態に係るレリーフ構造の一例を示す斜視図である。
【図９】本実施の形態に係るレリーフ構造における頂角θを示す説明図である。
【図１０】従来構成と比較を行った実施例１及び実施例２の測定結果を示す説明図である。
【図１１】本実施の形態に係る構造層の製造方法の一例を示す概略図である。
【図１２】本実施の形態に係る裏面シート製造方法の一例を示す概略図である。
【図１３】従来の太陽電池裏面シートの構成の一例を示す側面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０……裏面シート、１１……充填材、１２……太陽電池セル、１３……．前面板、
１４……光線、１５……太陽電池モジュール、２１……光反射材、２２……成形樹脂、
２３……成形基材、２４……構造層、２５……微細フィラー、３０……基材、
ａ……受光面、４０……中間層、２６……レリーフ構造、８０……成型版、
８１……ラミネートロール、８２……ノズル、９１……ラミネートロール、
９２……ノズル、１００……拡散フィラー、Ｌ……レリーフ構造側面の平行線、
θ……レリーフ構造の頂角、Ａ……
【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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