(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性基板上に設けられた太陽電池を有する太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池に対して光入射側と反対の側に透光性材料が設けられ、前記太陽電池と前記透光性材料との間に所望のパターンを有する印刷物を備えたことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記印刷物は前記透光性材料の太陽電池側の面に直接印刷されたことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記太陽電池はａ−Ｓｉあるいは化合物半導体からなる薄膜太陽電池であることを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記太陽電池は集積され、前記太陽電池を構成する半導体層の一部が集積方向と平行に、複数の断続的なライン状に除去されていることを特徴とする請求項３に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記太陽電池は集積され、前記太陽電池を構成する半導体層の一部が集積方向と垂直に、複数のライン状に除去されていることを特徴とする請求項３に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記太陽電池は結晶Ｓｉ系太陽電池基板を並べたものであることを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記太陽電池と印刷物との間に反射層を備えたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】
前記太陽電池モジュールから外部へ電流を取り出すための端子ボックスを備え、前記端子ボックスは太陽電池モジュールの側面に備えられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は太陽電池モジュールに関し、特に光透過性の太陽電池モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽電池モジュールは、結晶Ｓｉ系であれば表面色が黒若しくは青、アモルファスＳｉ系であれば、茶、紫などに限定されており、その表面が同じ色で構成されているのが一般的である。その結果、従来の太陽電池モジュールは非常に殺風景で味気ない印象しか人に与えず、無味乾燥なものとなっていた。そこで、特開平８−１０７２３０号公報には、太陽電池モジュールにおいて、光入射面側に形成される反射防止膜の厚みや屈折率を変えたりして、反射防止膜を多層形成することにより、太陽電池モジュールの表面の色を様々なものにし、表面に文字、図形など表示した太陽電池モジュールが記載されている。
【０００３】
しかし、このように光入射側面の反射防止膜の物性値の最適値をずらすことになり、発電効果の低下をもたらす問題がある。
【０００４】
また、本願発明が対象としているような、発電機能に加え、採光機能を有した光透過型の太陽電池モジュールを用いたシステムでは、窓や屋根などに設置した場合、裏面が屋内から見えるため、特に太陽電池モジュールの裏面側のデザインが重視されることになる。しかしながら、従来は置面側には太陽電池の四角い形や白又は黒一色のモジュールしかなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来にはなかった太陽電池モジュールの裏面側のデザインを改善し、これまで隠れていた裏面側を積極的に見せることができ、太陽電池モジュールを裏面側から、絵や写真、文字などの所定のパターンを見ることができるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の太陽電池モジュールは、透光性基板上に設けられた太陽電池を有する太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池に対して光入射側と反対の側に透光性材料が設けられ、前記太陽電池と前記透光性材料との間に所望のパターンを有する印刷物を備えたことを特徴とする。
【０００７】
この時、透光性材料として、ガラス基板や、フィルムからなる基板、あるいは透明な保護層であってもよい。また、所望のパターンを有する印刷物は、フィルムや紙に印刷されたものや、ＥＶＥ（エチレンビニルアセテート）などの接着材に印刷されたものであっても構わない。
【０００８】
また、本発明では、前記印刷物は前記透光性材料の太陽電池側の面に直接印刷されたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の太陽電池モジュールは、前記太陽電池がａ−Ｓｉあるいは化合物半導体からなる薄膜太陽電池であることを特徴とする。
【００１０】
また、前記太陽電池は集積され、前記太陽電池を構成する半導体層の一部が集積方向と平行に、複数の断続的なライン状に除去されていることを特徴とする。
【００１１】
或いは、前記太陽電池は集積され、前記太陽電池を構成する半導体層の一部が集積方向と垂直に、複数のライン状に除去されていることを特徴とする。
【００１２】
また、前記太陽電池は結晶Ｓｉ系太陽電池基板を並べたものであることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の太陽電池モジュールでは、前記太陽電池と印刷物との間に反射層を備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の太陽電池モジュールは、前記太陽電池モジュールから外部へ電流を取り出すための端子ボックスを備え、前記端子ボックスは太陽電池モジュールの側面に備えられていることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
ａ−Ｓｉ薄膜太陽電池の場合について、以下の実施例を示す。本発明の太陽電池モジュールの構造図を図１に示す。ガラス基板１上に、透明電極、ａ−Ｓｉ：Ｈからなるｐ層、ａ−Ｓｉ：Ｈからなるｉ層、ａ−Ｓｉ：Ｈからなるｎ層、透明電極、金属電極を順次形成した太陽電池２が形成する。太陽電池２の上に、透明なＥＶＥ３（エチレンビニルアセテート）、フィルム４、ＥＶＥ３、ガラス１を順次積層し、１５０℃の温度で圧力をかけながら張り合せる。
【００１６】
この時、フィルムには、絵、写真、文字、紋様などのデザイン性のある所望のパターンの印刷物を印刷してある。このようにすることによって、光入射側と反対側になるガラス１を通して、裏面側からフィルムの印刷物を見ることが可能となる。従って、従来には殺風景であった太陽電池モジュールの裏面側の美観を著しく改善することができる。
【００１７】
この時、従来には裏面にあった端子ボックスなどがあると美観を損ねるので、裏面には設置せず、側面から外部へ電流を取り出すことが好ましい。また、従来裏面に張りつけていた太陽電池モジュールの製造番号、電気特性、メーカー名、商標などが記載された銘板シールは美観を損ねるので、目立たぬようにフィルムに印字しておくことも好ましい。
【００１８】
本実施例では、印字はフィルムの場合について示したが、紙などに印字した印刷物でもなんら問題なく張り合せることが可能である。ただし、印刷する材料として１５０℃程度の熱をかけた場合に、気泡が発生したりして外観上問題になるような材料は避けることが好ましい。
【００１９】
本実施例では、基板としてガラス基板を用いたが、透光性を有する基板であれば別の材料でも構わない。また、ＥＶＥについても透光性を有する接着材であれば別の材料でも構わない。
【００２０】
また、一例として、ａ−Ｓｉ太陽電池の場合について示したが、化合物半導体からなる薄膜太陽電池などでも構わなく、裏面側から太陽電池モジュール内に設置した印刷物が見える構造であればよい。このような構造をもつ様々な例を図２〜図７に示す。
【００２１】
図２は、ガラス基板１、太陽電池２、ＥＶＥ３、所望のパターンが印刷されたフィルム４が順次形成後、透明な樹脂で表面を保護する保護膜５を形成している構造を有した太陽電池モジュールである。
【００２２】
また、図３は、ガラス基板１、太陽電池２、ＥＶＥ３、フィルム４の順に形成されており、フィルム４の太陽電池側の面に印刷されている構造を示している。フィルム４の代わりにガラスに印刷してもよい。この時の印刷面も太陽電池２側が好ましい。
【００２３】
また、図４は、ガラス基板１、太陽電池２、ＥＶＥ３、フィルム４の構造であるが、ＥＶＥ３自身に直接印刷して、フィルムのような透明なものを接着した構造としている。この場合のフィルムもガラスに置き換えても構わない。
【００２４】
図５は、金属あるいはフィルムなどの基板６の上にａ−Ｓｉ太陽電池を形成した場合の構造図である。金属あるいはフィルムなどの基板６上に、太陽電池２、保護膜５を形成している。また、金属あるいはフィルムなどの基板の太陽電池を形成した面の反対側、つまり、裏面にＥＶＥ３、印刷物を印刷したフィルム４、ＥＶＥ３、ガラス１を張り合わせた構造とした。当然のことながら、図２〜図４の構造と同様の構造も可能である。金属或いはフィルムなどの基板を用いた場合には、フレキシブルな太陽電池を作製できるので、曲面での使用が可能となる。
【００２５】
図６は、金属あるいはフィルムなどの基板６、太陽電池２、保護膜５を積層してなる構造であり、金属あるいはフィルムなどの裏面側に絵、写真、紋様、文字などの所望のパターンが印刷された構造となっている。印刷面は保護膜で保護することが好ましい。
【００２６】
また、図７は結晶Ｓｉ系太陽電池基板を並べてモジュールとする構造である。図１に示す構造とほぼ同じであるが、太陽電池２は結晶系Ｓｉ基板を並べた構成としている。つまり、ガラス基板１、結晶Ｓｉ系太陽電池基板からなる太陽電池２、ＥＶＥ３、フィルム４、ＥＶＥ３、ガラス１を順次積層した構造であり、上記薄膜太陽電池と同様に裏面のデザインが可能である。
【００２７】
（実施形態２）
また、別の本発明に係る太陽電池モジュールの構造図を図８に示す。ガラス基板１上に、ａ−Ｓｉ：Ｈからなるｐ層、ａ−Ｓｉ：Ｈからなるｉ層、ａ−Ｓｉ：Ｈからなるｎ層、透明電極、金属電極を順次形成した後、レーザを用いて太陽電池の一部を光が透過するように太陽電池２を加工しておく。ガラス基板を用いたａ−Ｓｉ薄膜太陽電池の場合、一般に集積構造がとられているが、この集積ラインと平行に光透過部分を形成する場合には、光透過部分で電流が妨げられないように複数の断続的なライン、例えば点線状に形成する必要がある。それに対し、集積ラインと垂直に形成する場合にはこのような断続的なラインにする必要はなく、前面に均一な光透過部分を形成することができる。どちらが好ましいかはデザイン状の問題であり、太陽電池としてはいずれも製造可能である。
【００２８】
このようにして形成した太陽電池２上に、ＥＶＥ３、フィルム４、ＥＶＥ３、ガラス１を順次積層し、１５０℃の温度で圧力をかけながら張り合せる。
【００２９】
このようにして形成した太陽電池モジュールは裏面の美観が向上するばかりではなく、ステンドグラスのような外観を持つことから、様々な用途に使用できる。
【００３０】
（実施形態３）
また、別の本発明に係る太陽電池モジュールの構造図を図９に示す。ガラス基板１上に、ａ−Ｓｉ：Ｈからなるｐ層、ａ−Ｓｉ：Ｈからなるｉ層、ａ−Ｓｉ：Ｈからなるｎ層、透明電極、金属電極を順次形成した後、レーザを用いて太陽電池の一部を光が透過するように太陽電池２を加工しておく。ガラス基板用いたａ−Ｓｉ薄膜太陽電池の場合、一般に集積構造がとられているが、この集積ラインと平行に光透過部分を形成する場合には、光透過部分で電流が妨げられないように断続的なライン、例えば点線状に形成する必要がある。それに対し、集積ラインと垂直に形成する場合にはこのような断続的なラインにする必要はなく、前面に均一な光透過部分を形成することができる。どちらが好ましいかはデザイン状の問題であり、太陽電池としてはいずれも製造可能である。
【００３１】
このようにして形成した太陽電池２上に、ＥＶＥ３、フィルム４、ＥＶＥ３、Ａｌなどからなる高反射金属７を表面にコーティングしたガラス１を順次積層し、１５０℃の温度で圧力をかけながら張り合せる。
【００３２】
この場合、表面から入射した光は反射層で反射され、再び表面に戻るため、表面側からフィルムに印刷した絵、写真、紋様、文字などを見ることができ、裏面だけなく、表面での美観向上も可能となる。
【００３３】
（実施形態４）
また、別の本発明に係る太陽電池モジュールの構造図を図１０に示す。本実施例の太陽電池モジュールは、結晶Ｓｉ系太陽電池などの半導体基板を並べてモジュールを形成するタイプの場合であって、表面側にフィルム等の印刷物を設けた場合である。構造としては、ガラス基板１上に、ＥＶＥ３、フィルム４、ＥＶＥ３、結晶Ｓｉ太陽電池基板を並べた太陽電池２、ガラス１の順に積層して張り合わせたものである。この場合には、印刷物を通して太陽電池に光が入射するため、効率が低下するという問題があるが、太陽電池表面のデザインが可能という点ではメリットがある。
【００３４】
（実施形態５）
上述した太陽電池は、裏面や表面に絵、写真、文字などが見えるようにした太陽電池モジュールであるが、絵、写真、文字が複数枚のモジュールで組み合わせて表現する太陽電池アレイを形成することができる。太陽光発電システムは屋根の南側に設置され、かなり大きな面積を占有するものであるが、１枚毎に模様が描かれていても遠くからみると認識できないものとなりうる。幾何学的な模様であるが問題がないが、細かい図柄であればはっきりしないため、デザインを生かすことができなくなる。そのため、太陽電池モジュールを複数枚を組み合わせた太陽電池アレイ全体で、１つのデザインを表現するような構成が好ましい。
【００３５】
（実施例６）
また、本発明の太陽電池は様々なところへ設置されるが、太陽電池モジュールのサイズは通常１種類のサイズで構成される。そのため、屋根全体のデザインを統一したい場合がある。そのため、太陽電池を設置していない部分であっても外観上、違和感をなくすため、ダミーモジュールが必要となる。太陽電池のそっくりの印刷物を挿入したダミーモジュールによりこのような目的は達成される。
【００３６】
ダミーモジュールの構造はこれまで上述した太陽電池モジュールの構造と基本的に同じであるが、太陽電池部分がなく、その代わりに太陽電池が印刷されたフィルムあるいは紙等を挿入した構造である。
【００３７】
また、天窓などで採光が必要な場合には、様々な絵、写真、紋様、文字などを挿入したことにより、優れた美観を与えることができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明のような構成とすることによって、これまで殺風景であった太陽電池モジュールの裏面側のデザインを改善し、積極的に見せることが可能となる。
【００３９】
また、太陽電池を構成する半導体層の一部をライン状に除去することによって、光入射面から入射した光が裏面側へ透過する部分を含むことができ、そのため、絵、写真、紋様などの印刷物が美しく照らし出すことが可能となる。
【００４０】
また、従来裏面側に設けられていた端子ボックスを太陽電池モジュールの側面に設けることによって、裏面側の美観を損ねないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る太陽電池モジュールの構造を示す図である。
【図２】本発明に係る太陽電池モジュールの構造を示す図である。
【図３】本発明に係る太陽電池モジュールの構造を示す図である。
【図４】本発明に係る太陽電池モジュールの構造を示す図である。
【図５】本発明に係る太陽電池モジュールの構造を示す図である。
【図６】本発明に係る太陽電池モジュールの構造を示す図である。
【図７】本発明に係る太陽電池モジュールの構造を示す図である。
【図８】本発明に係る太陽電池モジュールの構造を示す図である。
【図９】本発明に係る太陽電池モジュールの構造を示す図である。
【図１０】本発明に係る太陽電池モジュールの構造を示す図である。
【符号の説明】
１  ガラス基板
２  太陽電池
３  ＥＶＥ
４  フィルム
５  保護層
６  金属或いはフィルムからなる基板
７  高反射金属
【図１】
0003717372.tif 000002
【図２】
0003717372.tif 000003
【図３】
0003717372.tif 000004
【図４】
0003717372.tif 000005
【図５】
0003717372.tif 000006
【図６】
0003717372.tif 000007
【図７】
0003717372.tif 000008
【図８】
0003717372.tif 000009
【図９】
0003717372.tif 000010
【図１０】
0003717372.tif 000011