(57)【要約】【課題】出力特性を維持しながら、反射光による眩しさを軽減可能とする太陽電池モジュールを得ること。【解決手段】太陽電池セル３と、太陽電池セル３を封止する封止材である受光面封止材２および裏面封止材５と、封止材に封止されている太陽電池セル３に対して光入射側に設けられ、光を透過させる透光性基板１と、透光性基板１の入射側表面に設けられ、第１の方向を振動方向とする第１の直線偏光成分を通過させ、第１の方向に垂直な第２の方向を振動方向とする第２の直線偏光成分を吸収する偏光シート７と、を有し、入射側表面における第２の直線偏光成分の反射率は、入射側表面における第１の直線偏光成分より高い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池セルと、
前記太陽電池セルを封止する封止材と、
前記封止材に封止されている前記太陽電池セルに対して光入射側に設けられ、光を透過させる透光性基板と、
前記透光性基板の入射側表面に設けられ、第１の方向を振動方向とする第１の直線偏光成分を通過させ、前記第１の方向に垂直な第２の方向を振動方向とする第２の直線偏光成分を吸収する偏光シートと、を有し、
前記入射側表面における前記第２の直線偏光成分の反射率は、前記入射側表面における前記第１の直線偏光成分より高いことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記透光性基板の前記入射側表面の法線ベクトルと入射光の波動ベクトルとを含む面を入射面とすると、前記第１の方向は、前記入射面に平行な方向である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】
前記第１の方向が、前記太陽電池モジュールを設置したときの鉛直方向であることを特徴とする請求項１または２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】
従来、住宅等の屋根に設置される太陽電池モジュールが多く普及している。太陽電池モジュールには、受光面側の表面を保護するための透光性基板が設けられている。太陽電池モジュールが太陽光を効率良く取り込めるように、透光性基板は、透過率が高い部材を使用して構成されている。高い透過率を持たせた透光性基板を適用しても、太陽電池モジュールへ入射する太陽光の一部が透光性基板の界面において反射するために、太陽電池モジュールは反射光を生じさせることになる。太陽電池モジュールからの反射光は、眩しさとなって近隣や通行者へ影響を及ぼすことがあり得る。
【０００３】
太陽電池モジュールは、太陽光の反射を抑制するために、透光性基板の表面に反射防止膜（ＡＲコート）が設けられることがある。また、太陽電池モジュールについて、眩しさを軽減させるための技術の一つとして、透光性基板の表面に微小な凹凸を設けるものがある。透光性基板の表面の凹凸としては、例えば、梨地や、エンボス加工によるものが適用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−７４５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
太陽電池モジュールは、表面に微小な凹凸が設けられた透光性基板を適用することで反射光を好適に拡散できる。凹凸の粗さを高めることで、高い拡散効果によって眩しさが軽減可能となる一方、塵や水垢などの付着物が凹凸に溜まり易くなる。また、凹凸の粗さを高めることで、太陽電池モジュール内に封止されている電極線からの反射光と、透光性基板の表面からの反射光との干渉によるモアレ（干渉縞）が生じ易くなることで、意匠性が損なわれる可能性がある。透光性基板の表面にＡＲコートを施すことで、ある程度は反射率を低減することはできる一方、微小な凹凸を設ける場合に比べて、十分な防眩効果を得ることが困難である。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、出力特性を維持しながら、反射光による眩しさを軽減可能とする太陽電池モジュールを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、太陽電池セルと、前記太陽電池セルを封止する封止材と、前記封止材に封止されている前記太陽電池セルに対して光入射側に設けられ、光を透過させる透光性基板と、前記透光性基板の入射側表面に設けられ、第１の方向を振動方向とする第１の直線偏光成分を通過させ、前記第１の方向に垂直な第２の方向を振動方向とする第２の直線偏光成分を吸収する偏光シートと、を有し、前記入射側表面における前記第２の直線偏光成分の反射率は、前記入射側表面における前記第１の直線偏光成分より高いことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、偏光シートは、第１および第２の直線偏光成分のうち、透光性基板での反射率が低い、すなわち透過率が高いほうの第１の直線偏光成分を通過させる。太陽電池モジュールは、透光性基板での透過率が高い第１の直線偏光成分を、偏光シートでの通過によって取り込むことで、太陽電池モジュールの出力特性へ及ぶ影響を少なくすることができる。太陽電池モジュールは、透光性基板での反射率が高い第２の直線偏光成分を偏光シートで吸収することで、太陽光の反射を軽減させる。これにより、太陽電池モジュールは、太陽光を効率良く取り込んで出力特性を維持するとともに、反射光による眩しさを軽減させることができる。太陽電池モジュールの受光面は、反射光を低減させることで、黒い色調の外観となる。太陽電池モジュールは、黒い色調とすることで、例えば、太陽電池モジュールが設置される建造物や地域の景観に適応させ易くできることや、外観における高級感が備わるという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュールの概略構成を示す要部断面図である。
【図２】図２は、偏光シートにおける光の透過および吸収について説明する図である。
【図３】図３は、透光性基板へ直接光が入射した場合における光の透過および反射について説明する図である。
【図４】図４は、物質間の界面へ入射する入射光と、界面からの透過光および反射光とを示す図である。
【図５】図５は、屈折率が１（ｎ＝１）である媒体から屈折率が３（ｎ＝３）である媒体に入射する光の、界面におけるｐ偏光（ｐ波）の反射率とｓ偏光（ｓ波）の反射率をスネルの法則およびフレネルの式より計算したグラフである。
【図６】図６は、屈折率が１（ｎ＝１）である媒体から屈折率が１．５（ｎ＝１．５）である媒体に入射する光の、界面におけるｐ偏光（ｐ波）の反射率とｓ偏光（ｓ波）の反射率をスネルの法則およびフレネルの式より計算したグラフである。
【図７】図７は、偏光シートを介して透光性基板へ光が入射した場合における光の透過および反射について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明にかかる太陽電池モジュールの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュールの概略構成を示す要部断面図である。実施の形態にかかる太陽電池モジュールは、例えば、住宅等の屋根に設置される。太陽電池モジュールは、電気的に接続された複数の太陽電池セル３からなるアレイ（アレイについては図示省略）を有する。太陽電池セル３は、例えば、結晶系の太陽電池セルである単結晶シリコン太陽電池セルや多結晶シリコン太陽電池セルなど、いずれの太陽電池セルであっても良い。
【００１２】
太陽電池セル３は、光入射側を受光面封止材２、光入射側とは反対側を裏面封止材５によってそれぞれ覆われている。受光面封止材２および裏面封止材５は、太陽電池セル３を封止する封止材である。受光面封止材２および裏面封止材５は、例えば、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合樹脂）である。
【００１３】
太陽電池セル３同士は、セル間接続線であるインターコネクタ４を介して、電気的に直列に接続されている。インターコネクタ４同士、あるいは太陽電池セル３とインターコネクタ４との間は、半田付けによって互いに接続されている。インターコネクタ４は、受光面封止材２および裏面封止材５によって、太陽電池セル３とともに封止されている。
【００１４】
透光性基板１は、受光面封止材２および裏面封止材５に封止されている太陽電池セル３に対して光入射側に設けられている。透光性基板１は、光を透過させるとともに、太陽電池モジュールの受光面側を保護する。透光性基板１は、例えばガラス基板である。透光性基板１として、透光性を有する材料であれば例えば樹脂板などを使用しても良い。
【００１５】
バックシート６は、太陽電池モジュールの裏面側を保護する。太陽電池モジュールは、太陽電池セル３を封止する受光面封止材２および裏面封止材５が、透光性基板１およびバックシート６によって挟持された構造をなしている。透光性基板１の入射側表面には、偏光シート７が設けられている。
【００１６】
図２は、偏光シートにおける光の透過および吸収について説明する図である。偏光シート７は、特定の方向に偏光した光だけを通過させる性質を備える。ここで、直線偏光の向きとは、通常、電場の向きを指すものとする。第１の偏光は、第１の方向を振動方向とする第１の直線偏光成分とする。第２の偏光は、第２の方向を振動方向とする第２の直線偏光成分とする。第２の方向は、第１の方向に垂直であるものとする。
【００１７】
偏光シート７は、入射光８のうちの第１の偏光を、透過光９として透光性基板１へ進行させる。また、偏光シート７は、入射光８のうちの第２の偏光を、吸収によって遮断する。図中実線矢印で示す上下の方向は、第１の偏光の振動方向である第１の方向とする。図中二重丸は、紙面に垂直な方向を表すものとする。紙面に垂直な方向は、第２の偏光の振動方向である第２の方向とする。
【００１８】
図３は、透光性基板へ直接光が入射した場合における光の透過および反射について説明する図である。図４は、物質間の界面へ入射する入射光と、界面からの透過光および反射光とを示す図である。ここで、透光性基板１の入射側表面の法線ベクトルと入射光の波動ベクトルとを含む面を、入射面とする。入射光は、入射面に対して平行な偏光成分であるｐ偏光と、入射面に対して垂直な偏光成分であるｓ偏光に分解できる。図中、ｐ偏光を、実線矢印として示す。図中、ｓ偏光を、二重丸として示す。空気中から屈折率が異なる媒体（例えばガラス）へ光が入射したとき、界面におけるｓ偏光（ｓ波）の反射率は、ｐ偏光（ｐ波）の反射率に対して高くなる。
【００１９】
図５は、屈折率が１（ｎ＝１）である媒体から屈折率が３（ｎ＝３）である媒体に入射する光の、界面におけるｐ偏光（ｐ波）の反射率とｓ偏光（ｓ波）の反射率をスネルの法則およびフレネルの式より計算したグラフである。図６は、屈折率が１（ｎ＝１）である媒体から屈折率が１．５（ｎ＝１．５）である媒体に入射する光の、界面におけるｐ偏光（ｐ波）の反射率とｓ偏光（ｓ波）の反射率をスネルの法則およびフレネルの式より計算したグラフである。図５および図６によると、入射角０度から９０度のいずれの入射光に対しても、ｓ偏光は、ｐ偏光に比べてほぼ同じか高い反射率を示している。
【００２０】
透光性基板１の界面である入射側表面において、ｓ偏光の反射率は、ｐ偏光の反射率より高くなる。また、これにより、透光性基板１におけるｐ偏光の透過率は、ｓ偏光の透過率より高くなる。透光性基板１へ直接入射光８を入射させた場合において、透過光９におけるｐ偏光の割合は、透光性基板１の入射側表面からの反射光１０におけるｐ偏光の割合より高くなる。また、反射光１０におけるｓ偏光の割合は、透過光９におけるｓ偏光の割合より高くなる。
【００２１】
図７は、偏光シートを介して透光性基板へ光が入射した場合における光の透過および反射について説明する図である。偏光シート７は、透光性基板１の表面に、鉛直方向の偏光を通過させ、水平方向の偏光を吸収するような向きで貼り付けられる。図７は、受光面を鉛直面として太陽電池モジュールが設置され、正午前後に太陽が南中した時の光の入射状態を示している。上述の第１の方向は、太陽電池モジュールを設置したときの鉛直方向であるものとする。入射光８が、太陽電池モジュールに対して、図７で示すように右斜め上方から左斜め下方へ入射する場合、ｓ偏光は紙面に垂直な横方向（水平方向）、ｐ偏光は紙面に平行な縦方向（鉛直方向）を向いていることになるので、偏光シート７は、入射光８のうちのｓ偏光を吸収する。したがって、透過光９と反射光１０は、ｐ偏光のみとなる。図７では、太陽電池モジュールは、透光性基板１の入射側表面における反射率が高いｓ偏光を偏光シート７にて吸収することで、受光面側における太陽光の反射を効果的に軽減させることができる。
【００２２】
また、偏光シート７は、入射光８のうち、ｐ偏光を通過させる。太陽電池モジュールは、透光性基板１における透過率が高いｐ偏光については偏光シート７を通過させ、透光性基板１へと進行させて取り込むことで、太陽電池モジュールの出力特性へ及ぶ影響を少なくすることができる。
【００２３】
これにより、太陽電池モジュールは、太陽光を効率良く取り込んで出力特性を維持するとともに、反射光による眩しさを軽減させることができるという効果を奏する。
【００２４】
太陽電池モジュールの受光面は、反射光を低減させることで、黒い色調の外観となる。太陽電池モジュールは、黒い色調とすることで、例えば、太陽電池モジュールが設置される建造物や地域の景観に適応させ易くできることや、外観における高級感が備わるという効果も得られる。本発明にかかる太陽電池モジュールは、例えば、景観に関する条例等により建造物等の色調に制限が課せられている地域での使用にも適している。また、太陽電池モジュールは、黒い色調とするためにバックシートを黒にするという措置も不要にできる。
【００２５】
太陽電池モジュールは、生産工程において、透光性基板１から、受光面封止材２、太陽電池セル３のアレイ（インターコネクタ４を含む）、裏面封止材５およびバックシート６の順に積層される。通常、太陽電池モジュールの製造ラインでは、透光性基板１の側を下にして製造が行われる。このため、偏光シート７は、例えば、太陽電池モジュールのＩ−Ｖ測定（出力特性測定）を行う直前に、透光性基板１に貼り付けることとするのが望ましい。偏光シート７は、太陽電池モジュールの製造時のほか、太陽電池モジュールの設置時あるいは設置後のいずれかにおいて、透光性基板１に貼り付けることとしても良い。
【符号の説明】
【００２６】
１  透光性基板、２  受光面封止材、３  太陽電池セル、４  インターコネクタ、５  裏面封止材、６  バックシート、７  偏光シート、８  入射光、９  透過光、１０  反射光。
【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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