(57)【要約】      （修正有）【課題】優れた出力特性を有する太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】第１の保護部材１２は、太陽電池１０とは反対側の主面に第１の凹凸を有する。配線材１４は、第１の保護部材１２側の表面に第２の凹凸を有する。第１の凹凸の表面での垂線と、第２の凹凸の表面での垂線とが平面視において交差するように第１及び第２の凹凸が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池と、
前記複数の太陽電池を電気的に接続している配線材と、
前記太陽電池の受光面側に配された第１の保護部材と、
前記太陽電池の裏面側に配された第２の保護部材と、
前記第１の保護部材と前記第２の保護部材との間に配されており、太陽電池を封止する封止材と、
を備え、
前記第１の保護部材は、前記太陽電池とは反対側の主面に第１の凹凸を有し、
前記配線材は、前記第１の保護部材側の表面に第２の凹凸を有し、
前記第１の凹凸の表面での垂線と、前記第２の凹凸の表面での垂線とが平面視において交差するように前記第１及び第２の凹凸が設けられている、太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記第１の凹凸は、マトリクス状に配された四角錐状の複数の凸部により構成されており、
前記第２の凹凸は、横断面が三角形状である少なくとも一つの線状凸部により構成されており、
前記前記第１の凹凸の表面での垂線と、前記第２の凹凸の表面での垂線との平面視におけるなす角の大きさが４０°〜５０°である、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記第１の凹凸は、前記第１の保護部材の主面と前記第１の凹凸の表面とのなす角で規定される第１の角の角度が複数の所定角度を有するように形成された、請求項２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記第１の保護部材の主面と前記第１の凹凸の表面とのなす角で規定される第１の角の大きさは、４０°〜７０°である、請求項２または３に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記第１及び第２の凹凸は、それぞれ、横断面が三角形状である少なくとも一つの線状凸部により構成されており、
前記前記第１の凹凸の表面の垂線と、前記第２の凹凸の表面の垂線との平面視におけるなす角の大きさが８０°〜９０°である、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記第１の凹凸は、前記第１の保護部材の主面と前記第１の凹凸の表面とのなす角で規定される第１の角の角度が複数の所定角度を有するように形成された、請求項５に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記第１の保護部材の主面と前記第１の凹凸の表面とのなす角で規定される第３の角の大きさは、４０°〜７０°である、請求項５または６に記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】
前記配線材が固定される前記太陽電池の受光面と前記第２の凹凸の表面とのなす角で規定される第２の角の大きさ、２０°〜４０°である、請求項２〜７のいずれか１項に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、太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境負荷が低いエネルギー源として、太陽電池モジュールに対する注目が高まってきている。特許文献１に記載のように、太陽電池モジュールは、配線材により電気的に接続された複数の太陽電池と、太陽電池の受光面側に配された第１の保護部材と、太陽電池の裏面側に配された第２の保護部材と、第１の保護部材と第２の保護部材との間に配されており、太陽電池を封止する封止材とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１７５０６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
太陽電池モジュールの出力特性を改善したいという要望がある。
【０００５】
本発明の主な目的は、優れた出力特性を有する太陽電池モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る太陽電池モジュールは、複数の太陽電池と、配線材と、第１の保護部材と、第２の保護部材と、封止材とを備える。配線材は、複数の太陽電池を電気的に接続している。第１の保護部材は、太陽電池の受光面側に配されている。第２の保護部材は、太陽電池の裏面側に配されている。封止材は、第１の保護部材と第２の保護部材との間に配されている。封止材は、太陽電池を封止している。第１の保護部材は、太陽電池とは反対側の主面に第１の凹凸を有する。配線材は、第１の保護部材側の表面に第２の凹凸を有する。第１の凹凸の表面での垂線と、第２の凹凸の表面での垂線とが平面視において交差するように第１及び第２の凹凸が設けられている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、優れた出力特性を有する太陽電池モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
【図２】図２は、第１の実施形態における第１の保護部材の略図的断面図である。
【図３】図３は、第１の実施形態における第１の保護部材の略図的平面図である。
【図４】図４は、第１の実施形態における太陽電池及び配線材の略図的平面図である。
【図５】図５は、図４のＶ部分の略図的平面図である。
【図６】図６は、図５の線ＶＩ−ＶＩ部分の略図的断面図である。
【図７】図７は、第２の実施形態における第１の保護部材の略図的断面図である。
【図８】図８は、図７の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ部分の略図的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
【００１０】
また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１に示されるように、太陽電池モジュール１は、複数の太陽電池１０を備える。複数の太陽電池１０は、配線材１４により電気的に接続されている。太陽電池１０は、受光面１０ａと、裏面１０ｂとを有する。ここで、受光面１０ａとは、一対の主面のうち、受光量が相対的に多い方の主面であり、他方の受光量が相対的に少ない方の主面が裏面１０ｂである。太陽電池１０は、裏面１０ｂ側に第１及び第２の電極の両方が設けられた裏面接合型の太陽電池であってもよいし、受光面１０ａに第１の電極が設けられており、裏面１０ｂに第２の電極が設けられた太陽電池であってもよい。なお、以下の説明では、ｘ軸方向は、配線材１４によって接続される太陽電池１０の配列方向とする。またｙ軸方向は、ｘ軸方向と直交し、ｘ軸方向とともに受光面１０ａと平行な面を形成する軸の延在方向とする。またｚ軸方向は、ｘ−ｙ平面と直交した太陽電池モジュールの厚さ方向とする。
【００１２】
太陽電池１０の受光面１０ａ側には、第１の保護部材１２が配されている。太陽電池１０の裏面１０ｂ側には、第２の保護部材１３が設けられている。第１の保護部材１２と第２の保護部材１３との間には、封止材１１が設けられている。太陽電池１０は、この封止材１１により封止されている。なお、封止材１１は、例えば、架橋性樹脂により構成されていてもよいし、非架橋性樹脂により構成されていてもよい。封止材１１は、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）やポリオレフィンなどにより構成することができる。第１の保護部材１２は、例えば、ガラス板、セラミック板、樹脂板等の透光性を有する部材により構成することができる。第２の保護部材１３は、例えば、ガラス板、セラミック板、樹脂板、樹脂シート、金属層を含む樹脂シート等により構成することができる。
【００１３】
図２及び図３に示されるように、第１の保護部材１２は、太陽電池１０とは反対側の主面に第１の凹凸１２ａを有する。第１の凹凸１２ａは、どのような形状のものであってもよい。本実施形態では、第１の凹凸１２ａは、マトリクス状に配された四角錐状の複数の凸部により構成されている。第１の保護部材１２の主面と第１の凹凸１２ａの表面とのなす角で規定される第１の角の大きさは、３０°〜８０°であることが好ましく、４０°〜７０°であることがより好ましい。第１の凹凸１２ａは、平面視において（ｚ軸方向からｘ−ｙ平面を視た際に）、垂線が第１の方向ｄ１を向く第１の面１２ａ１と、垂線が第２の方向ｄ２を向く第２の面１２ａ２と、垂線が第３の方向ｄ３を向く第３の面１２ａ３と、垂線が第４の方向ｄ４を向く第４の面１２ａ４とを有する。第１の方向ｄ１と第２の方向ｄ２とのｘ−ｙ平面成分は、平行であり、１８０°異なる。第３の方向ｄ３と第４の方向ｄ４とのｘ−ｙ平面成分は、平行であり、１８０°異なる。第１及び第２の方向ｄ１，ｄ２と、第３及び第４の方向ｄ３，ｄ４とのｘ−ｙ平面成分は、９０°異なる。第１〜第４の方向ｄ１〜ｄ４は、それぞれ、平面視において、ｘ軸方向及びｙ軸方向のそれぞれに対して傾斜している。なお、「四角錐」には、角部や稜線部が丸められた形状を有する四角錐が含まれるものとする。
【００１４】
図４に示されるように、配線材１４は、ｘ軸方向に延びる細長形状を有する。図５に示されるように、配線材１４は、第１の保護部材１２側の表面に第２の凹凸１４ａを有する。第２の凹凸１４ａは、どのような形状のものであってもよい。本実施形態では、第２の凹凸１４ａは、ｘ軸方向に沿って延び、横断面が三角形状である少なくともひとつの線状凸部により構成されている。配線材１４が固定される太陽電池１０の受光面１０ａと線状凸部の反射面とのなす角で規定される第２の角の大きさは、２０°〜４０°であることが好ましく、２５°〜３０°であることがより好ましい。第２の凹凸１４ａは、平面視において、垂線が第５の方向ｄ５を向く第５の面１４ａ５と、垂線が第６の方向ｄ６を向く第６の面１４ａ６とを有する。第５の方向ｄ５と第６の方向ｄ６とのｘ−ｙ平面成分は、平行であり、１８０°異なる。第４及び第５の方向ｄ５，ｄ６は、それぞれ、平面視において、ｙ軸方向と平行である。なお、「三角形」には、角部が丸められた形状の三角形が含まれるものとする。
【００１５】
上述のように、太陽電池モジュール１では、第１の保護部材１２の太陽電池１０とは反対側の主面に第１の凹凸１２ａが設けられている。このため、第１の保護部材１２の主面における光の反射率を低くすることができる。このため、太陽電池モジュール１への光の入射率を高めることができ、ひいては、太陽電池１０の受光効率を高めることができる。従って、優れた出力特性を実現することができる。
【００１６】
ところで、例えば、配線材の表面に設けられた線状凸部と同じ方向に延びる線状凸部を第１の保護部材の表面に設けた場合、第１の保護部材の線状凸部の表面と、配線材の表面の線状凸部の反射面とのなす角度が小さくなり、平行に近くなる。このため、第１の保護部材を透過し、配線材の表面において反射された光が第１の保護部材を再び透過し、十分に太陽電池モジュール内に光を閉じ込めることができない。それに対して、太陽電池モジュール１では、第１の凹凸１２ａを構成している第１〜第４の面１２ａ１〜１２ａ４の垂線の伸びる方向ｄ１〜ｄ４のｘ−ｙ平面成分それぞれと、第２の凹凸１４ａを構成している第５及び第６の面１４ａ５，１４ａ６の垂線の伸びる方向ｄ５，ｄ６のｘ−ｙ平面成分それぞれとが平面視において異なるように、第１及び第２の凹凸１２ａ、１４ａが設けられている。このため、第１の保護部材１２を透過し、配線材１４の表面において反射した光の第１の凹凸１２ａにおける反射率が高い。よって、配線材１４において反射した光を太陽電池モジュール１内により閉じ込めることができる。従って、さらに優れた出力特性を実現することができる。
【００１７】
より優れた出力特性を実現する観点からは、方向ｄ１〜ｄ４と、方向ｄ５，ｄ６との平面視におけるなす角の大きさは、３０°〜６０°であることが好ましく、４０°〜５０°であることがより好ましい。
【００１８】
以下、本発明の好ましい実施形態の他の例について説明する。以下の説明において、上記第１の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。また、第２の実施形態において、図１、図２、図４〜図６を第１の実施形態と共通に参照する。
【００１９】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、図７に示されるように、第１の凹凸１２ａも、第２の凹凸１４ａと同様に、横断面が三角形状の複数の線状凸部により構成されている。第１の凹凸１２ａにおいて、第１の保護部材１２の主面と第１の凹凸１２ａの表面とのなす角で規定される第３の角の大きさは、３０°〜８０°であることが好ましく、４０°〜７０°であることがより好ましい。第１の凹凸１２ａは、垂線が第７の方向ｄ７を向く第７の面１２ａ７と、垂線が第８の方向ｄ８を向く第８の面１２ａ８とを有する。第７の方向ｄ７と、第８の方向ｄ８とのｘ−ｙ平面成分は、平行であり、１８０°異なる。第７及び第８の方向ｄ７，ｄ８は、それぞれ、ｙ軸方向に沿って延びる。このため、第２の実施形態においても、平面視において、第１の凹凸１２ａを構成している表面の垂線の伸びる方向ｄ７，ｄ８と、第２の凹凸１４ａを構成している表面の垂線の伸びる方向ｄ５，ｄ６とが異なる。よって、第１の実施形態と同様に、配線材１４の表面における反射光の第１の凹凸１２ａにおける反射率が高い。よって、配線材１４において反射した光を太陽電池モジュール１内により閉じ込めることができる。従って、さらに優れた出力特性を実現することができる。
【００２０】
第２の実施形態のように、第１及び第２の凹凸１２ａ、１４ａのそれぞれが横断面三角形状の線状凸部により構成されている場合は、方向ｄ７，ｄ８と、方向ｄ５，ｄ６とのなす角の大きさは、７０°〜９０°であることが好ましく、８０°〜９０°であることがより好ましい。
【００２１】
（比較例１）
第１の保護部材の主面に第１の凹凸を設けなかったこと以外は、第１の実施形態と実質的に同様の構成を有する太陽電池モジュールを、配線材が固定される太陽電池の受光面と線状凸部の反射面とのなす角で規定される第２の角が３０°となるように作製し、出力を測定した。
【００２２】
（比較例２）
第１及び第２の面の垂線の方向がｘ方向を向き、第３及び第４の面の垂線の方向が平面視においてｙ方向を向くようにしたこと以外は、第１の実施形態と実質的に同様の構成を有する太陽電池モジュールを作製し、出力を測定した。なお、配線材の線状凸部の第２の角は、比較例１と同様に３０°とした。第１の角は、６０°とした。
【００２３】
（実施例１）
第１の実施形態と実質的に同様の構成を有する太陽電池モジュールを作製し、出力を測定した。なお、第２の角は、比較例１，２と同様に３０°とした。第１の角は、比較例１と同様に、６０°とした。第１〜第４の方向と、第５，第６の方向とのなす角の大きさは、４５°とした。
【００２４】
（実施例２）
第２の実施形態と実質的に同様の構成を有する太陽電池モジュールを作製し、出力を測定した。なお、第２の角は、比較例１，２及び実施例１と同様に３０°とした。第１の凹凸を構成している線状凸部第１の角は、６０°とした。第７，第８の方向と、第５，第６の方向とのなす角の大きさは、９０°とした。
【００２５】
表１〜表３に、比較例１，２及び実施例１，２において作製した太陽電池モジュールにｚ軸方向から受光面に光を照射した際の出力を示す。なお、表１〜表３に示される出力は、比較例１の出力を１００として規格化した値である。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
【表２】
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【００２８】
【表３】
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【００２９】
表１に示すように、第１及び第２の方向または第３及び第４の方向と、第５及び第６の方向とが平面視において平行となるように、複数の四角錐状の凸部により構成された第１の凹凸を設けた場合は、出力が３．４％向上した。それに対して、表２に示すように、第１〜第４の方向と、第５，第６の方向とが平面視において傾斜するように複数の四角錐状の凸部により構成された第１の凹凸を設けた場合は、出力が３．７％向上した。また、表３に示すように、第７及び第８の方向と第５及び第６の方向とが平面視において傾斜するように複数の線状凸部により構成された第１の凹凸を設けた場合は、出力が４．３％向上した。以上の結果から、太陽電池モジュールに垂直入射光を照射した場合、第１の凹凸を構成している表面の垂線の伸びる方向と、第２の凹凸を構成している表面の垂線の伸びる方向とが平面視において異なるように第１及び第２の凹凸を設けることにより出力を向上できることが分かる。
【００３０】
なお、太陽電池モジュールの取付場所及び方法等により、太陽電池モジュールへの光の入射角度は異なり、太陽光で発電する場合にあっては、光の入射角度は変化する。このように太陽電池モジュールに入射する光の角度が太陽電池モジュールに対して垂直でない場合、又は一定でない場合においては、第１の実施形態では第１の角度を、また第２の実施形態では第３の角度を、一の所定の角度とせず、複数の所定角度を有するように第１保護部材を形成することが好ましい。換言すると、第１の実施形態では設けられる四角錘の、また第２の実施形態では設けられる線状凸部のｚ方向における高さを複数異なった高さとすることが好ましい。
【符号の説明】
【００３１】
１…太陽電池モジュール
１０…太陽電池
１０ａ…受光面
１０ｂ…裏面
１１…封止材
１２…第１の保護部材
１２ａ…第１の凹凸
１３…第２の保護部材
１４…配線材
１４ａ…第２の凹凸
【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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