(57)【要約】      （修正有）【課題】効率良く太陽電池の光電変換部（セル）に光を入射することができ、優れた耐候性、耐衝撃性、防汚性、その他要求される諸特性を満足し、構造再現性の高い光再利用高反射シートを提供する。【解決手段】高反射シート表面７に、反射光に指向性をもたせるため、プリズム７ａを太陽電池モジュール１の設置短辺に対し、平行かつ一直線状になるよう配す。プリズム形状はプリズム稜線とプリズム底面の２辺からなる一対のプリズム底角を対称、もしくは非対称とする。また、高反射シート７の基材に、少なくとも１種類の拡散フィラー及びペレット状の無機もしくは有機材料の混合物からなる成形品を用い、本基材上部には撥水層を形成し、更に基材下部に補強層と対設置面接着層を順に形成した構造とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
等間隔に一定の角度かつ高さをもって傾斜配置された太陽電池モジュール間の設置面に敷設される高反射シートであって、
表面にプリズムを配した一対のシートの間に、表面が拡散平面であるシートを挟みこむよう並置した構造であること、
を特徴とする高反射シート。
【請求項２】
前記高反射シートは、シート表面にシート厚の１／２から１／３の高さのプリズムが太陽電池モジュールの設置短辺に対し、平行かつ一直線状に等間隔で複数列、配された構造である、
請求項１記載の高反射シート。
【請求項３】
前記プリズムの断面は、山型形状であり、
プリズム稜線とプリズム底面の２辺からなる一対のプリズム底角が対称、もしくは非対称のいずれかである、請求項１又は２に記載の高反射シート。
【請求項４】
前記高反射シートは、少なくとも１種類の拡散フィラー及びペレット状の無機もしくは有機材料の混合物からなる成形品を基材とし、
前記基材の上部に撥水層を、更に基材下部に補強層と対設置面接着層を順に形成した、請求項１〜３の何れか一項に記載の高反射シート。
【請求項５】
前記基材に含まれる拡散フィラーは、
酸化チタン、酸化マグネシウム、硫酸バリウム、シリカ、などの無機物からなる平均粒子径が０．１〜５０ｕｍ微粒子であり、かつ前記基材に対する含有量は１０〜３０ｗｔ％である、請求項４記載の高反射シート。
【請求項６】
太陽電池セルの受光面及び裏面側に封止材を介し、かつ透明基材を備える両面受光型太陽電池モジュールと、請求項１〜５の何れか一項に記載の高反射シートと、で構成された太陽電池モジュールシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に無数のプリズムが配された光再利用高反射シート、及びその高反射シートを用いた太陽電池モジュールシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュールは、小片サイズの太陽電池セル（光電変換部：以下「セル」という）を複数電極で直列あるいは並列に接続し構成する。また屋外で使用されるため、その構成、材質構造などにおいて、十分な耐熱性、耐候性、耐水性、耐酸性、防汚性、耐風圧性、などの諸特性が要求される。特にセル受光面を覆う基材は、耐候性と共に、水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）の小さいことが要求される。
【０００３】
これは水分の透過によるモジュール内封止材（ＥＶＡ：Ｅｔｈｙｌｅｎｅ−Ｖｉｎｙｌ  Ａｃｅｔａｔｅ  エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂）の剥離、改質（変色）や、イオンマイグレーション（温湿度や電圧印加により、配線構成金属などが電気化学反応を起こし、絶縁部に導電性物質が溶出してショートが発生する現象）などによる配線腐食で、モジュール出力が低下するのを抑制するためである。
【０００４】
シリコン結晶系の太陽電池モジュールは、隣り合うセル同士の間にある程度の間隔（菱形領域、列間間隔）が空いており、モジュールの端部には、セルを長期間に亘り、雨水などの浸食から防ぐため、セルを配していない余白部分を数ｍｍから数十ｍｍ設けている。これらの領域には、先述したモジュール内封止材であるＥＶＡが充填されており、ＥＶＡは基材ガラスとセルを接着して固定し、セルの衝撃吸収層となる。同時に光を透過する紫外光を遮蔽すると言った役割も果たす。
【０００５】
一方で、これらの隙間及び余白部分にはセルがないため、これらの領域に光が照射されても発電にはつながらず、損失となってしまう。
【０００６】
このようなセルの隙間及び余白に注ぐ光が損失となっていることについて、以下のような対策が提案されている。例えば、結晶系の太陽電池モジュールにおいては、以下のような、損失抑制と同時に効率改善が図られている（特許文献１及び２参照）。
【０００７】
〔１〕裏面に配すシートを光反射材とし、光を再びセル側に戻し、前面板であるガラス板などにより全反射しセルの受光面に入射させる。
【０００８】
〔２〕裏面に配すシート上に凹凸構造を設け、凹凸構造上で反射した光を散乱しやすくし、セルの受光面に導く確率を向上させる。
【０００９】
〔３〕モジュール出力は光の照射面積にほぼ比例して増加することから、太陽電池モジュールの開口率（全面積に対する発電可能な面積の割合）を大きくする。
【００１０】
また、表面に凹凸がある光反射機能を備えた裏面に配すシートの製造には、熱ロールなどによる転写、金型の空隙部への溶融材料注入によるインジェクション成形、更にはバイト等による切削加工、などが用いられる。
【００１１】
一方、光反射機能を凹凸基材に付与するための手段として、基材表面に蒸着やスパッタリング、化学気相成長法（ＣＶＤ）などで膜を堆積する乾式成膜法や、光反射材を分散させた溶液を塗布・焼成するなどで膜を堆積する湿式成膜法、などが用いられる。
【００１２】
特許文献１に記載の光再利用シートは、基材にポリアクリル系やポリエステル系樹脂などのポリマー組成物に散乱反射体を分散させたものを用い、表面に凹凸が形成された円筒状の金型を基材に圧着させることで、金型凹凸形状を基材に転写させたものである。凹凸構造上で反射した光が散乱しやすく、セルの受光面に導かれる確率が向上することで、発電効率もそれに乗じて向上する点が特徴である。また、特許文献３及び特許文献４のような内容も知られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０１１−２１３０３８号公報
【特許文献２】特開平１０−２８４７４７号公報
【特許文献３】特開２０１０−０７４０５７号公報
【特許文献４】特開２００６−２１０５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、先述した従来の技術で基材表面に形成された凹凸形状は、規則性のないランダムなものになっており、再現性に乏しく品質管理が難しいだけでなく、光散乱性の制御などによる調光機能を付与しにくい。
【００１５】
更に凹凸形状が形成された基材上に膜を堆積させる構造は溝を埋めてしまったり、光反射材分散溶液を塗布する際、光反射材の凝集や液内の濃度勾配、更に基材面内の親撥水性分布により厚みムラを形成しやすく、これにより光反射機能に偏りが出たり、外観が損なわれる懸念がある。
【００１６】
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。例えば、先述にあるような表面に凹凸がついた裏面シートは、組立工場へ輸送される際に塵や埃を巻き込みやすく、これらの付着が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。
【００１７】
また、従来の技術における光再利用シートは、金属光沢を有する反射層上に粘・接着層を介して保護層が積層された構造を有しているが、シート基材にポリマー組成物を用いているため、本シートを長期に亘り日射暴露すると、紫外線や熱線、更には酸性雨等により、基材の変色による反射率低下や、収縮による層間剥離など、経年劣化を引き起こす懸念がある。
【００１８】
経年劣化の中でも、基材改質は特に発生懸念が高く、モジュール出力への影響も大きい。
【００１９】
基材改質の発生メカニズムとしては、紫外線をはじめとする高エネルギー粒子入射により、分子の主鎖や側鎖の切断、または架橋が生じ、化学構造や分子配向に経時的不可逆な変化が生じること、などが考えられる。
【００２０】
一方、高反射を実現させるため、均質性の高い金属薄膜を構造層上に形成する手段の一つとして、蒸着法やスパッタリング法、化学気相成長法などの真空プロセスが用いられているが、真空プロセスを採用する場合は、大判基材への均質成膜における歩留り低下、プロセス時の温度上昇に伴う有機ポリマーからのアウトガス、熱変形発生懸念などを十分考慮しておく必要がある。
【００２１】
本発明はこれら課題を解決するために、光利用効率向上を目的として、外光（天空散乱光＋直達光）があらゆる方向から入射した場合でも、効率良く太陽電池の光電変換部に光を入射させることを、また良好な凹凸形状を再現性良く、簡便に形成できることを、更には耐熱性、耐候性向上により長期信頼性の高い光再利用高反射シート、及びその高反射シートを用いた太陽電池モジュールシステムを、それぞれ提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は上記課題を解決させるために、太陽電池セルの受光面及び裏面側に封止材を介し、かつ透明基材を備える両面受光型太陽電池モジュールと、等間隔に一定の角度かつ高さをもって傾斜配置された前記太陽電池モジュール間の設置面に敷設された高反射シートを提供するものであって、本高反射シートは、表面にプリズムを配した一対のシートの間に、表面が拡散平面であるシートを挟みこむよう並置した一体構造であることを特徴とする。
【００２３】
これにより、モジュール受光面より入射した光のうち、セル間に形成された菱形領域などを介して透過した光や、モジュール間を介して設置面に到達した光を、高反射シート表面で受光し拡散させ、この拡散光を太陽電池セルの裏面側に再入射させることで、セルのトータル受光量が増加する点に特徴がある。
【００２４】
また、本高反射シートには、反射光に指向性をもたせるため、表面にプリズムが太陽電池モジュールの設置短辺に対し、平行かつ一直線状に、等間隔で複数列、配されており、プリズム形状はプリズム稜線とプリズム底面の２辺からなる一対のプリズム底角が対称、もしくは非対称となっている。
【００２５】
本高反射シートは、少なくとも１種類の拡散フィラー及びペレット状の無機もしくは有機材料の混合物からなる成形品を基材とし、本基材上に撥水層を形成し、更に基材下部に補強層と対設置面接着層を順に形成した構造となっている。
【００２６】
特に高反射シート基材に含まれる拡散フィラーは、酸化チタン、酸化マグネシウム、硫酸バリウム、シリカ、などの無機物からなる微粒子であり、本微粒子が散乱反射体として基材内に凝集することなく、均一分散している点、基材に用いられるペレット状の無機物（フリット）と拡散フィラーの屈折率が大きく異なる点にも特徴がある。
【発明の効果】
【００２７】
シート基材に拡散フィラーを散乱反射体として均一分散させることで、シートへの入射光を基材内に閉じ込めることなく、反射させることができ、また、シート表面にプリズムを平行かつ一直線状に、等間隔で複数列、配すことで反射光に指向性が付与され、反射光が効率良くモジュール裏面側に向かい、裏面ガラス基材及び封止材を介して、セル受光面に再入射される。
【００２８】
更に基材を無機物主体の構成とすることで、日射暴露に伴う、基材改質（変色）による反射率低下や、収縮による層間剥離など、経年劣化を抑制することも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本願発明に基づく、高反射シートを含む太陽電池モジュール（両面受光型）システムの一例を示す断面模式図
【図２】本願発明に基づく、高反射シートの一例を示す構造断面図
【図３】（ａ）は本願発明に基づく、プリズム（底）角が非対称な高反射シート（プリズム部）の一例を示す斜視図であり、（ｂ）はプリズム（底）角が対称な高反射シート（プリズム部）の一例を示す斜視図であり、（ｃ）はプリズム（底）角が対称な一対のプリズム部からなるシートの間に、拡散平面部からなるシートを挟みこむよう並置した高反射シートの一例を示す斜視図
【図４】（ａ）は本願発明に基づく、高反射シートの透過光反射効果を検証するための太陽電池モジュール実効出力評価システムの一例を示す正面模式図であり、（ｂ）は（ａ）における側面模式図
【図５】本願発明に基づく、太陽電池モジュール内に配されたセルを含む太陽電池モジュールの模式図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３１】
図１は、本実施の形態に係る、高反射シートを含む太陽電池モジュール（両面受光型）システムの一例を示す断面模式図である。
【００３２】
本図における太陽電池モジュール１は、断面奥行き方向をモジュール短辺としている。
【００３３】
太陽電池モジュール１の構成は、前面板及び裏面板として配された一対の光線透過率の高いガラス１ａの間に、光線透過率及び難燃性の高いＥＶＡ１ｂで、ストリング配線により連結されたセル１ｃをクラッドした積層体が挟み込まれた構造となっており、両面受光が可能である。
【００３４】
ＥＶＡ１ｂはエチレンと酢酸ビニルのモノマーをランダム共重合した樹脂として、一般にポリエチレンの一種として扱われており、酢酸ビニル含有量は２５〜３５ｗｔ％で、他に有機過酸化物やシランカップリング剤などが添加されている。また、ＥＶＡ１ｂは熱可塑性であるため、加熱により架橋構造を持つことで耐熱性が向上する。
【００３５】
本来、セル受光面と反対側に配す裏面板には、バックシートと呼ばれる、プラスチックフィルムで金属箔を挟み込んだシートが用いられ、太陽電池モジュールは片面受光型となる。バックシートの構造例としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）／アルミシート／ＰＥＴの３層構造などが挙げられ、アルミシートは特に、水分・酸素をはじめ、裏面からの紫外光に対するバリア層としての役割を果たす。
【００３６】
一方でバックシートの変わりに強化ガラスを配すことで、セル間菱形領域３５などを介して透過した光は、アルミシートで遮光されることなく、モジュール外部に取り出されるとともに、外部取り出し光が設置面に敷設された高反射シート７で反射され、反射光の一部がモジュール裏面側に再帰入射される。これにより、モジュール裏面側での入射光量分、実効出力が向上する。
【００３７】
また、モジュール構造の変更（バックシート→強化ガラス）は重量アップにつながるものの、ガラスの薄肉化、もしくは光線透過率の高い耐候性樹脂材料とバリア性の高い無機材料の積層体、などを代用することで、モジュール軽量化が可能である。
【００３８】
両面受光型の太陽電池モジュール１は、先述したガラス１ａ、ＥＶＡ１ｂ、セル１ｃからなる積層構造体を真空プレス機等で加熱圧着（ラミネート）した後、キュア炉で１２０〜１３０℃で本焼成（ポストベーク）することで得られる。これによりＥＶＡ１ｂの架橋反応が進み、白色から透明体へと改質する。
【００３９】
太陽電池モジュール１は、セル１ｃの受光強度が最大化されるべく、一定のモジュール設置角度１１、設置高さ１０にてモジュール設置台１７に傾斜搭載され、コンクリート床などからなる陸屋根（設置面）１５上に等間隔に複数枚、設置される。
【００４０】
高反射シート７は、傾斜搭載された太陽電池モジュール１の直下に、太陽電池モジュール１のセル間菱形領域３５などを介してモジュール裏面側に透過した光を、効率良く裏面側に再入射されるるように配置される。高反射シート７は、拡散平面部７ｂとプリズム部７ａとで構成される。拡散平面部７ｂは、拡散性フィラー２０が分散された無機成形構造体からなる部材である。プリズム部７ａは、傾斜状に平行配置されている太陽電池モジュール１間に、シート表面にシート厚の１／２から１／３の高さのＶ溝（プリズム）が、一定のピッチ（隣接するＶ溝底部間距離）２４を成しながら、太陽電池モジュール１の設置短辺に対し、平行かつ一直線状に複数列、配された構造を有するものである。拡散平面部７ｂとプリズム部７ａとが、それぞれ配されるよう、一体化かつ並置した状態で敷設されている。
【００４１】
高反射シート７の大きさは、拡散平面部７ｂにおいては、設置短辺は太陽電池モジュール短辺（モジュール断面奥行き方向）と同等、もしくはそれ以上の長さを有し、設置長辺はモジュール設置角をΘ、モジュール長辺をＬとしたとき、ＬｃｏｓΘ、もしくはそれ以上の長さを有している。
【００４２】
プリズム部７ａにおいては、設置短辺は拡散平面部７ｂと同じく、太陽電池モジュール短辺と同等、もしくはそれ以上の長さを有し、設置長辺はモジュール設置間隔１２と同等、もしくはそれ以下の長さを有している。これにより、セル１ｃに到達しない低入射角をもつ表面入射光５が、高反射シート７で反射され、モジュール裏面側に再入射し、受光光量アップに繋がる。
【００４３】
なお、高反射シート７は、一体化したものでなくても良く、プリズム部が複数に等分割されたものを組み合せて用いても良い。プリズム断面は、山型形状であり、かつプリズム稜線とプリズム底面の２辺からなるプリズム底角が対称、もしくは非対称のいずれかであることが特徴である。プリズム部の頂角（Ｖ溝底角）、プリズムピッチ２５は反射光量及び指向性（反射拡散係数）が最大化されるよう、月毎の平均日射量の変化、及び光学シミュレーションに基づき設計され、その有効範囲は１２０〜１６０°である。
【００４４】
図２は、本実施の形態に係る、高反射シートの一例を示す構造断面図である。
【００４５】
高反射シート７作製に用いられる基材１９は、主成分がＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、Ｈ３ＢＯ３、ＫＮＯ３、Ｋ２ＣＯ３、Ｌｉ２ＣＯ３、ＭｇＯ、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７、ＢａＣＯ３、ＣａＣＯ３、ＺｎＯ、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ、Ａｇ２Ｏ、Ａｇ２ＣＯ３、ＳｒＣＯ等からなる非鉛低融点のガラスフリット（粉末）に、拡散フィラー２０として、酸化チタン、酸化マグネシウム、硫酸バリウム、シリカ、などの無機物を混合させたものである。これらの無機物は、平均粒子径が０．１〜５０ｕｍ微粒子を、ガラスフリットに対し、重量比で１０〜３０ｗｔ％であるとよい。
【００４６】
なお、拡散フィラー２０は成形後、光散乱による反射光強度分布、及び分光特性などの光学特性を調整するため、粒径が揃った状態で基材内に凝集なく均一に分散しており、特にアナターゼ型と呼ばれる結晶構造を有す酸化チタンを用いた場合は、酸化チタンの持つ光触媒作用から基材に防汚性が付与される。
【００４７】
防汚性が発現するメカニズムを以下に述べる。
【００４８】
光触媒作用を有す物質は、比較的長波長の紫外線で容易に光励起し、結果、ヒドロキシラジカル（活性酸素と呼ばれる化学種の中で最も反応性・酸化力が高い。一般環境では長時間存在することが出来ず、生成後速やかに消滅）と、スーパーオキサイドアニオン（活性酸素の一種で酸素分子の一電子還元により生成される。フリーラジカルであり、常磁性を有す）を表面に発生させる。
【００４９】
これらにより、表面に付着した汚れは、付着部分の有機成分が分解されることで付着力が低下し、降雨等の自然現象によりセルフクリーニングされるというものである。このことから、拡散フィラーとガラスフリット材質の組合せによっては、基材１９上層への撥水層１８形成が不要になり、製造コストが抑えられるともに、シート表面の洗浄頻度（メンテナンスサイクル）も大幅に軽減される。
【００５０】
先述したガラスフリット及び拡散フィラー２０の混合体を、内部にプリズム溝が平行かつ一直線状に等間隔で複数列、配された構造を有す成形金型に適量充填し、４００℃程度で加熱処理（低温焼結）した後、離型することで、付形された基材（無機成形構造体）が得られる。拡散フィラーにはバインダー成分としてポリビニルアルコールなどが添加されているものがあるが、加熱処理の段階で熱分解される。
【００５１】
本基材１９の上層には、基材表面の雨水等付着に伴う汚れで、シートの反射性能が低下するのを抑制するため、撥水層１８が設けられており、本層はゾルゲル法により形成される。
【００５２】
ゾルゲル法とは、金属アルコキシド（アルコールの共役塩基であるアニオン）等の有機金属化合物を含む溶液（ゾル）から、有機金属化合物の加水分解、脱水縮合反応により金属酸化物を得る方法である。
【００５３】
具体的には、ゾルは溶媒乾燥に乗じて反応が進行し、ゲル化物を生成する機構を利用し、ゾルを基材に塗布した後、焼成することで金属酸化膜が得られるというものである。反応の制御性に優れることから、有機金属化合物としては、シリコンアルコキシドが良く用いられる。他にＴｉ、Ｚｒ、Ａｌ、またはこれらの合金等、様々な金属酸化膜を得ることも可能である。なお、ゾルゲル法により得られた撥水層１８は、接触角が１００°前後の撥水性を有す。
【００５４】
本基材１９の下層には、高反射シート７の強度保証のため、メッシュ状のグラスファイバーシートからなる補強層２１が形成されている。更にその下層には、コンクリート床などにシートを固定するための裏面接着層２２として、１液もしくは２液混合型のエポキシ系接着剤などがローラーなどのコーターを用いて塗布形成されている。
【００５５】
図３の（ａ）は、本実施の形態に係る、プリズム（底）角が非対称な高反射シート（プリズム部７ａ）の一例を示す斜視図であり、（ｂ）はプリズム（底）角が対称な高反射シート（プリズム部７ａ）の一例を示す斜視図であり、（ｃ）はプリズム（底）角が対称な一対のプリズム部７ａからなるシートの間に、拡散平面部７ｂからなるシートを挟みこむよう並置した高反射シート７の一例を示す斜視図である。
【００５６】
本図に示すように、撥水層１８はプリズム列間でなされたＶ溝を埋めることなく、シート面内に均一に形成されている。また拡散平面部７ｂ及びプリズム部７ａは（ｃ）に示すように一体化し、かつ並置された構造となっている。
拡散平面部７ｂ及びプリズム部７ａの組合せとして、
１．プリズム底角が非対称なプリズム部からなる一対のシート（ａ）間に拡散平面部から  なるシートを挟んだもの
２．プリズム底角が非対称なプリズム部からなるシート（ａ）と、プリズム底角が対称な  プリズム部からなるシート（ｂ）の間に拡散平面部からなるシートを挟んだもの
３．プリズム底角が対称なプリズム部からなる一対のシート（ｂ）間に拡散平面部からな  るシートを挟んだもの、などが挙げられる。
【００５７】
図４の（ａ）は、本実施の形態に係る、高反射シート７の透過光反射効果を検証するための太陽電池モジュール実効出力評価システムの一例を示す正面模式図であり、（ｂ）は（ａ）における側面模式図である。
【００５８】
本図に示すように、太陽電池モジュール実効出力評価システムには、上部にモジュール評価用光源２６として高演色型のメタルハライドランプが、高反射シートを設置、未設置のモジュール（基準モジュール）２８、２９に対し、垂直照射されるよう設置されており、モジュール自体はＡＭ（エアマス：太陽光が大気通過する路程長）１．５相当の入射角約４２°と同等の４０°で架台上に傾斜設置されている。なお、モジュール設置架台３４の傾斜角は、年間を通じた太陽の挙動（入射角変化）を模するため、可変（同期）できるようになっている。
【００５９】
モジュール内のセルに、光源より照射された光が当たることで直流電圧が発生し、モジュール端子部に負荷抵抗を接続することで電流が流れる。照射光量を一定にした状態で負荷抵抗を変化させることで得られた電流、電圧から、電力カーブが得られ、各モジュールの最大出力（実効出力）が導出される。各出力値はモジュール実効出力表示モニター３０に表示される。
【００６０】
この評価システムではモジュール最大出力の他に、短絡電流、開放電圧、曲線因子、変換効率などが得られる。
・短絡電流は、低インピーダンスで短絡状態にある電流で、電圧が０のときの電流。
・開放電圧は、モジュール（セル）を流れる電流が０になったときの電圧。
・曲線因子は、最大出力（最大出力動作電流×最大出力動作電圧）に対する短絡電流と開放電圧の積（理論出力）の比であり、太陽電池の性能の目安。
・変換効率は、モジュール（セル）への光照射エネルギーの入力値に対する電気出力の比。
【００６１】
図５は、本実施の形態に係る、太陽電池モジュール内に配されたセルを含む太陽電池モジュールの模式図である。
【００６２】
本図に示すように、太陽電池モジュール内には小片サイズのセル１ｃがストリング配線（バスバー：出力外部引出し配線）３６を介して、直列に接続されており、更に直列に連結したセル列が渡り配線３８を介し、一定間隔を開けた状態で接続されている。
【００６３】
先述した状態で接続された各セルの周囲には、菱形領域３４と、モジュール端部から雨水などの浸食を防止するための余白が設けられているが、これら領域に光が照射されても、ほとんどの成分が透過または反射してしまうため、発電には寄与しない。これに対し、光拡散板などをモジュール内に具備することで、照射光を拡散板を介してセル側へ導波させ、発電に寄与させることができる。
【００６４】
また、モジュール周囲には補強用フレーム３９が具備されている。補強用フレーム３９は、一般的に耐食性が高く、高強度なアルミ合金材が用いられることが多いが、本フレームに照射した光は反射されて、発電には寄与しない。これに対し、フレーム材に透明なＦＲＰ（繊維強化プラスチック）などを用いることで、照射光をフレームで反射させずに、内部拡散板を介してセル側へ導波させることができる。更にフレーム材をＦＲＰに変更することで、強度を保持したまま、モジュール軽量化も可能になる。
【実施例】
【００６５】
次に本発明の実施例について説明する。
【００６６】
高反射シートの基材として、ＳｉＯ２からなるガラス粉末と拡散フィラーとして平均粒子径が０．２ｕｍのＴｉＯ２微粒子を９：１の混合比となるよう配合し、この混合物を内部に頂角１４０°（底角２０°：対称）、深さ：１ｍｍ、幅：５．５ｍｍの溝が等間隔に複数列設けられた金型に充填し、４００℃で加熱焼結して無機成形構造体を得た。
【００６７】
なお、高反射シートのプリズム形状に関しては、モジュール裏面側でのセル受光量が、プリズムを介し、拡散指向性を持つことで最大化されるよう、月毎の平均日射量の変化を踏まえ、光学解析ソフトによるシミュレーションに基づき、構造設計を行った。
【００６８】
得られた構造体に対し、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）で形状計測を行った結果、プリズム角精度は１４０°±０．３°、プリズム表面粗さＲａは１０ｕｍ以下であった。更に可視分光光度計にて反射率計測を行った結果、４００〜１１００ｎｍ（≒Ｓｉ吸収波長）において９０％以上であった。
【００６９】
次に単結晶系シリコンからなるセルを、ストリング配線及び渡り配線にて３直３列で９セル接続したものを、一対からなるＥＶＡ及び強化ガラスで挟み、真空プレス機にて１２０℃で加熱圧着させることで９セルタイプの両面受光型太陽電池モジュールを得た。
【００７０】
この両面受光型太陽電池モジュールの一つを、先述した高反射シート上に設置高さ２０ｃｍ、設置角度４０°になるよう傾斜配置させ、もう一つの同型モジュールをコンクリートシート（アルベド約０．３：入射光と反射光の比）上に、同じ設置高さ、設置角度にて傾斜配置させ、両者を比較することで、高反射シートの実効出力向上効果の検証を行った。
【００７１】
結果、高反射シートを設置した側の太陽電池モジュールの実効出力が１４０Ｗ程度であったのに対し、高反射シートを設置していない側の太陽電池モジュールの実効出力は１２０Ｗ程度となり、シートによる出力向上効果は約１３％であった。
【００７２】
次に高反射シートの耐候性評価として、陸屋根上にシートを１週間放置し、日射暴露及び大気中のダスト付着等の影響により、反射性能及び外観に変化があるか、可視分光光度計による反射率計測にて検証を行った。
【００７３】
結果、放置前の高反射シートの反射率が８５％程度であったのに対し、放置後の反射率も８５％程度であり、目視レベルでは表面の変色、キズ、ピンホールなども確認されなかった。
【００７４】
以上より、本発明の構造からなる光再利用高反射シートは、セル間に設けられた菱形領域やモジュール端部の余白を介してモジュール裏面側に透過した光を、拡散指向性を向上させるために設けたプリズムにより、効率良くセル側へ導くことができ、それに伴いセルのトータル受光量が増加して、実効出力が向上した。
【００７５】
また、屋外に放置し、日射暴露を行っても、基材表面に変色、キズ、ピンホールなどの欠陥が見られなかったことから、基材の主成分を無機材料とすることは、樹脂材料などに見られる紫外線照射による表面・構造改質を抑制（耐候性向上）するとともに、強度アップに繋がった。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明の光再利用高反射シートは、太陽電池モジュールシステムに関するものである。
【００７７】
等間隔に傾斜配置された太陽電池モジュール間の設置面に高反射シートを敷設することで、モジュール受光面より入射した光のうち、セル間に形成された菱形領域などを介して透過した光や、モジュール間を介して設置面に到達した光を、高反射シート表面で受光し拡散させ、この拡散光を透明な裏面ガラス側に再入射させるものである。これによりセルへの入射光量が増加し、実効出力が向上するものである。
【符号の説明】
【００７８】
１  太陽電池モジュール
１ａ  ガラス
１ｂ  封止材（ＥＶＡ）
１ｃ  セル
５  表面入射光
７  高反射シート
７ａ  プリズム部
７ｂ  拡散平面部
１１  モジュール設置角度
１２  モジュール設置間隔（ピッチ）
１７  モジュール設置台
【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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