(57)【要約】      （修正有）【課題】取り付けられた車両と意匠を調和させつつ、出力の損出を抑制することができる車載用太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】車載用太陽電池モジュール１０は、車両８の一部を構成し、光を反射するフレーム部１４と、複数の太陽電池を接続した太陽電池ストリングを、受光面側保護部材と裏面側保護部材との間に、受光面側封止材と裏面側封止材とを用いて固定して形成される太陽電池パネル１２と、太陽電池パネルを固定する保持部材と、を有する。そして、裏面側保護材と裏面側封止材は、透明であり、フレーム部に入射した光は、裏面側保護材と裏面側充填材を介して入射する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の一部を構成し、光を反射するフレーム部と、
複数の太陽電池を接続した太陽電池ストリングを、受光面側保護部材と裏面側保護部材との間に、受光面側封止材と裏面側封止材とを用いて固定して形成される太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルを固定する保持部材と、を有し、
前記受光面側保護部材、前記裏面側保護部材、前記受光面側封止材、及び前記裏面側封止材は、透明であり、
前記フレーム部に入射した光は、前記裏面側保護材と前記裏面側充填材を介して入射する、車載用太陽電池モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の車載用太陽電池モジュールにおいて、
前記フレーム部は、凹部を有する、車載用太陽電池モジュール。
【請求項３】
請求項２に記載の車載用太陽電池モジュールにおいて、
前記凹部は、大きなくぼみの中に前記底面を有する小さなくぼみを有し、
前記大きなくぼみの底面は、太陽電池パネルと接着される支持面である、車載用太陽電池モジュール。
【請求項４】
請求項３に記載の車載用太陽電池モジュールにおいて、
前記支持面に、前記受光面側保護材が接着される、車載用太陽電池モジュール。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１に記載の車載用太陽電池モジュールにおいて、
前記太陽電池は、両面発電型である、車載用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、車載用太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュールを車両に搭載することが検討されている。特許文献１には、車両の曲面上の外板の外面に形成された凹部に嵌め込む光電変換素子が開示されている。ここでは、ｐｎ接合を有する半導体結晶粒子をアルミニウム等の導電性基板に接合し、半導体結晶粒子の上部側に透光板を配置し、導電性基板の裏面側にバックシートを配置する。バックシートは、樹脂、樹脂フィルムにアルミニウム箔や金属酸化膜を挟んで貼りあわせたシート、ステンレス等の金属シートが用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１３４５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
取り付けられた車両と意匠を調和させつつ、出力の損出を抑制した車載用太陽電池モジュールを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る車載用太陽電池モジュールは、車両の一部を構成し、光を反射するフレーム部と、複数の太陽電池を接続した太陽電池ストリングを、受光面側保護部材と裏面側保護部材との間に、受光面側封止材と裏面側封止材とを用いて固定して形成される太陽電池パネルと、凹部形状の太陽電池パネルを固定する保持部材と、を有する。そして、裏面側保護材と裏面側封止材は、透明であり、フレーム部に入射した光が裏面側保護材と裏面側充填材を介して入射する構成を備える。
【発明の効果】
【０００６】
上記構成によれば、取り付けられた車両と意匠を調和させつつ、出力の損出を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施の形態において、車両に搭載される太陽電池モジュールを示す図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】図1の構成において、発電効率の向上を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に図面を用いて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。以下では、全ての図面において一または対応する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【０００９】
図１は、車両８に搭載された太陽電池モジュール１０を示す図である。以下では、車両８に搭載される太陽電池モジュール１０を、特に断らない限り太陽電池モジュール１０と呼ぶことにする。太陽電池モジュール１０は、太陽電池パネル１２が車両８の車体におけるルーフ部の外板１４に設けられた凹部１６に嵌め込まれて構成される。なお、本願発明のフレーム部は、本実施形態の外板１４に対応する。
【００１０】
図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。太陽電池モジュール１０は、太陽電池パネル１２と、太陽電池パネル１２が嵌め込まれる凹部１６を有する車体の一部を構成する外板１４と、太陽電池パネル１２を外板１４の凹部１６に嵌め込んで保持する保持部材１８を含んで構成される。
【００１１】
太陽電池パネル１２は、複数の太陽電池２０が配線材２２，２４で互いに接続された太陽電池ストリング２６を有する。太陽電池パネル１２は、受光面側保護部材４０、受光面側封止材２８、太陽電池ストリング２６、裏面側封止材３８、裏面側保護部材４２を順次積層して構成される。
【００１２】
太陽電池２０は、太陽光等の光を受光することで正孔および電子の光生成キャリアを生成する光電変換部を備える。光電変換部は、例えば、結晶性シリコン（ｃ−Ｓｉ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、インジウム燐（ＩｎＰ）等の半導体材料の基板を有する。光電変換部の構造は、広義のｐｎ接合である。例えば、ｎ型単結晶シリコン基板と非晶質シリコンのヘテロ接合を用いることができる。この場合、受光面側の基板上に、ｉ型非晶質シリコン層と、ボロン（Ｂ）等がドープされたｐ型非晶質シリコン層と、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）の透光性導電酸化物で構成される透明導電膜（ＴＣＯ）を積層し、基板の裏面側に、ｉ型非晶質シリコン層と、燐（Ｐ）等がドープされたｎ型非晶質シリコン層と、透明導電膜を積層する構造とできる。
【００１３】
光電変換部は、太陽光等の光を電気に変換する機能を有すれば、これ以外の構造であってもよい。例えば、ｐ型多結晶シリコン基板と、その受光面側に形成されたｎ型拡散層と、その裏面側に形成されたアルミニウム膜とを備える構造であってもよい。
【００１４】
配線材２２，２４は、光電変換部上に導電ペースト等を用いて形成された接続用電極に接着剤を介して接続される導電性部材である。配線材２２，２４としては、銅等の導電性材料で構成される薄板が用いられる。薄板に代えて撚り線状のものを用いることもできる。導電性材料としては、銅の他に、銀、アルミニウム、ニッケル、錫、金、あるいはこれらの合金を用いることができる。
【００１５】
接着剤としては、アクリル系、柔軟性の高いポリウレタン系、あるいはエポキシ系等の熱硬化性樹脂接着剤を用いることができる。接着剤には、導電性粒子が含まれる。導電性粒子としては、ニッケル、銀、金コート付ニッケル、錫メッキ付銅等を用いることができる。接着剤として、絶縁性の樹脂接着剤を用いることもできる。この場合には、配線材２２，２４と接続用電極の互いに対向する面は、部分的に接触して電気的接続を取るようにする。
【００１６】
受光面側封止材２８と裏面側封止材３８は、太陽電池２０を受光面側保護部材４０と裏面側保護部材４２の間に固定するための部材である。これらの封止材２８，３８は、耐熱性、接着性、柔軟性、成形性、耐久性等を考慮して材質が選定される。受光面側封止材２８及び裏面側封止材３８は、入射した光を吸収したり反射することなく透過させることができる透明封止材が用いられる。例えば、ポリエチレン系のオレフィン樹脂やエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）等が用いられる。ＥＶＡ以外には、ＥＥＡ、ＰＶＢ、シリコーン系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等を用いることもできる。
【００１７】
受光面側保護部材４０は、外部から光を取り入れることができる透明な板体またはフィルムである。受光面側保護部材４０としては、ガラス板、樹脂板、樹脂フィルム等の透光性を有する部材を用いることができる。
【００１８】
裏面側保護部材４２は、裏面側の外部から入射する光を透過することができる透明な板体またはシートである。裏面側保護部材４２としては、受光面側保護部材４０同様、ガラス板、樹脂板、樹脂フィルム等の透光性を有する部材を用いることができる。
【００１９】
外板１４は、車両８の車体の少なくとも一部を形作るもので、金属色や塗装色によって、光を反射する表面を有する。外板１４には、凹部１６が設けられる。凹部１６は、太陽電池パネル１２を嵌め込むために、ルーフ部の外板１４の外表面の一部をくぼませた部分である。凹部１６は、太陽電池パネル１２の受光面側保護部材４０の裏面４４の周縁部を支持する支持面３０と、太陽電池パネル１２の裏面側の空間とが形成されるように、大きなくぼみの中に底面４６を有する小さなくぼみが形成された形状となるように構成される。なお、くぼみの底面４６は、外板１４の表面であるので、光反射性を有する。
【００２０】
保持部材１８は、外板１４の凹部１６に太陽電池パネル１２を嵌め込んで保持するための樹脂材である。保持部材１８は、凹部１６の大きなくぼみの底面である支持面３０と太陽電池パネル１２の受光面側保護部材４０との間に配置され、太陽電池パネル１２と外板１４を接着する。保持部材１８としては、樹脂ゴムを用いることができる。樹脂ゴムとしては、イソプレンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、ブチルゴム、シリコーン樹脂等を用いることができる。樹脂ゴム以外で、外板１４の金属材料の弾性率よりも小さな弾性率を有する樹脂を用いてもよい。例えば、セルロースアセテート、フエノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル系フォーム等を用いることができる。
【００２１】
保持部材１８で太陽電池パネル１２の受光面側保護部材４０と外板１４を接着する。これにより、裏面側保護部材４２と外板１４の支持面３０を接着した場合に比べ、接着強度を強めることができる。更には、太陽電池パネル１２の受光面側封止材２８と裏面側封止材３８の端面を、太陽電池パネル１２と外板１４の接着界面から離隔することができる。この結果、太陽電池パネル１２の受光面側封止材２８と裏面側封止材３８から水分が侵入することにより生じる太陽電池２０の特性低下を抑制することができる。
【００２２】
また図２に示されるように、外板１４は、２段階のくぼみである凹部１６が構成され、凹部１６内に形成された段差が支持面３０となるように構成される。これによって、太陽電池モジュール１０の受光面側保護部材４０の受光面と、外板１４の凹部１６外周部の面との間の段差を小さくなるように太陽電池モジュール１０を車両８に設置することができる。この結果、意匠性を向上させることができるだけでなく、車両８の走行時における騒音の抑制を図ることができる。なお、図２では太陽電池モジュール１０の受光面側保護部材４０の上面が平坦面として示した。しかし、凹部１６が設けられる外板１４が流線型の曲面を有する場合は、太陽電池モジュール１０に可撓性を持たせることで、受光面側保護部材４０の上面と、凹部外周部の上面とが一つの面形状を構成するようにできる。
【００２３】
図２に示されるように、裏面側保護部材４２の裏面４４と凹部１６の底面４６との間は、間隔４８が設けられる。この間隔４８を介して、太陽電池モジュール１２の出力を取り出すための図示しない配線は、車内に引き込まれる。
【００２４】
図３は、外部からの光が太陽電池パネル１２を透過し、凹部１６に入射し、底面４６で反射され、太陽電池２０の裏面に再度、入射する様子を示す図である。このように、太陽電池パネル１２において、受光面側封止材２８と裏面側封止材３８、受光面側保護部材４０と裏面側保護部材４２を透明とし、光を反射することができる底面４６とすることで、太陽電池２０で吸収されなかった光を再度太陽電池２０に入射させることができ、太陽電池パネル１２の発電効率を向上させることができる。
【００２５】
また、図２の構成では、太陽電池パネル１２は、太陽電池２０と配線材２２，２４以外、受光面側封止材２８と裏面側封止材３８、及び受光面側保護部材４０と裏面側保護部材４２は透明である。このため、車両８の外板１４の凹部１６に嵌め込まれた太陽電池パネル１２においても外板１４の色が視認でき、車両８と太陽電池パネル１２を調和させることが可能となり、意匠性が向上する。
【００２６】
このように、太陽電池モジュール１０を車両８に搭載することで、車両８の外板１４の色をそのまま太陽電池ストリング２６の背景色とすることができる。
【００２７】
上記では、太陽電池モジュールとして、太陽電池パネル１２が車両８の車体のルーフ部に凹部１６を設けた例を説明したが、ルーフ部以外であってもよい。例えば、車両のボンネット部、トランク部、ドア部を含む側面に嵌め込んでもよい。
【００２８】
また、太陽電池パネル１２が車体の外板１４の凹部１６に嵌め込まれるものとしたが、これ以外に、外板１４の外側に太陽電池パネル１２を取り付けるものとしてもよい。例えば、車体の外板１４のルーフ部から浮かせて取り付けてもよい。その場合には、車体の外板１４上に太陽電池パネル１２を一定の間隔を隔てて配置されるように金具等からなる保持部材を用いて固定される。
【００２９】
さらには、太陽電池を両面発電型として述べたが、片面発電型の太陽電池であってもよい。
【００３０】
また上記説明で記載した材質、厚さ、寸法等は説明のための例示であって、太陽電池モジュールの仕様に応じ、適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００３１】
８  車両、１０  太陽電池モジュール、１２  太陽電池パネル、１４  外板、１６  凹部、１８  保持部材、２０  太陽電池、２２，２４  配線材、２６  太陽電池ストリング、３０  支持面、２８，３８  封止材、４０，４２  保護部材、４４  （保護部材の）裏面、４６  底面、４８  隙間間隔。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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