(57)【要約】【課題】集光板を介して太陽電池セルに効率的に光を取り込むことが可能な太陽電池モジュール及びこれを用いた太陽光発電装置を提供する。【解決手段】外部からの光を第１主面から入射させ内部で伝播させて端面から射出させる集光板と、集光板の端面に設置され、端面から射出された光を受光して電力を発生する太陽電池素子と、集光板に設けられる第１アライメントマークと、太陽電池素子に対応して設けられる第２アライメントマークと、を含み、第１アライメントマーク及び第２アライメントマークを基準として、太陽電池素子及び集光板が互いに位置合わせされた状態で設置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの光を第１主面から入射させ内部で伝播させて端面から射出させる集光板と、
前記集光板の前記端面に設置され、前記端面から射出された光を受光して電力を発生する太陽電池セルと、
前記集光板及び前記太陽電池セルの少なくとも一方に対応するアライメントマークと、を含み、
前記アライメントマークを基準として、前記太陽電池セル及び前記集光板が互いに位置合わせされた状態で設置される太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記アライメントマークは、前記集光板に対応する第１アライメントマークと、前記太陽電池セルに対応する第２アライメントマークと、を含み、
前記第１アライメントマーク及び前記第２アライメントマークを基準として、前記太陽電池セル及び前記集光板が互いに位置合わせされた状態で設置される請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記第１アライメントマークは、前記光を反射する反射特性を有する請求項２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記第１アライメントマークは積層構造を有し、少なくとも前記集光板に接する層が反射層である請求項３に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記第２アライメントマークは、前記太陽電池セルの電極に形成された開口を含む請求項２〜４のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
複数の前記太陽電池セルを支持するとともに前記集光板に貼りつけられる支持プレートをさらに備え、
前記複数の太陽電池セルは、前記支持プレートに形成された前記第２アライメントマークと、前記第１アライメントマークとを基準として、前記集光板に位置合わせされた状態で設置される請求項２〜５のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記第２アライメントマークは、前記支持プレートを貫通する貫通孔を含む請求項６に記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】
前記支持プレートは、透光性材料から構成される請求項６又は７に記載の太陽電池モジュール。
【請求項９】
前記第１アライメントマークの設置場所は、前記集光板における前記光の集光効率に基づいて設定される請求項２〜８のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１０】
前記集光板が、入射した光を吸収して蛍光を発する蛍光体を含有する蛍光集光板である請求項１〜９のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールを備えた太陽光発電装置。
【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及び太陽光発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
集光板の端面に太陽電池セルを設置し、集光板の内部を伝播した光を太陽電池セルに入射させて発電を行う太陽光発電装置として、特許文献１に記載の太陽光エネルギー変換器が知られている。この太陽光エネルギー変換器は、集光板内に入射した太陽光によって蛍光体を発光させ、蛍光体から放射された蛍光を集光板の端面に設置された太陽電池セルに伝播させることで発電している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５８−４９８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術においては、太陽電池セルが集光板の端面に設置される際に位置ずれが生じると、蛍光（光）を効率的に太陽電池セルに伝播させることができず、発電量の低下を招くおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、集光板を介して太陽電池セルに効率的に光を取り込むことが可能な太陽電池モジュール及びこれを用いた太陽光発電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の第一態様に係る太陽電池モジュールは、外部からの光を第１主面から入射させ内部で伝播させて端面から射出させる集光板と、前記集光板の前記端面に設置され、前記端面から射出された光を受光して電力を発生する太陽電池セルと、前記集光板及び前記太陽電池セルの少なくとも一方に対応するアライメントマークと、を含み、前記アライメントマークを基準として、前記太陽電池セル及び前記集光板が互いに位置合わせされた状態で設置されることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の第一態様に係る太陽電池モジュールにおいては、前記アライメントマークは、前記集光板に対応する第１アライメントマークと、前記太陽電池セルに対応する第２アライメントマークと、を含み、前記第１アライメントマーク及び前記第２アライメントマークを基準として、前記太陽電池セル及び前記集光板が互いに位置合わせされた状態で設置されることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の第一態様に係る太陽電池モジュールにおいては、前記第１アライメントマークは、前記光を反射する反射特性を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の第一態様に係る太陽電池モジュールにおいては、前記第１アライメントマークは積層構造を有し、少なくとも前記集光板に接する層が反射層であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の第一態様に係る太陽電池モジュールにおいては、前記第２アライメントマークは、前記太陽電池素子の電極に形成された開口を含むことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の第一態様に係る太陽電池モジュールにおいては、複数の前記太陽電池セルを支持するとともに前記集光板に貼りつけられる支持プレートをさらに備え、前記複数の太陽電池セルは、前記支持プレートに形成された前記第２アライメントマークと、前記第１アライメントマークとを基準として、前記集光板に位置合わせされた状態で設置されることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の第一態様に係る太陽電池モジュールにおいては、前記第２アライメントマークは、前記支持プレートを貫通する貫通孔を含むことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の第一態様に係る太陽電池モジュールにおいては、前記支持プレートは、透光性材料から構成されることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の第一態様に係る太陽電池モジュールにおいては、前記第１アライメントマークの設置場所は、前記集光板における前記光の集光効率に基づいて設定されることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の第一態様に係る太陽電池モジュールにおいては、前記集光板が、入射した光を吸収して蛍光を発する蛍光体を含有する蛍光集光板であることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の第二態様に係る太陽光発電装置は、上記第一態様に係る太陽電池モジュールを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、集光板を介して太陽電池に効率的に光を取り込むことが可能な太陽電池モジュール及びこれを用いた太陽光発電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態に係る太陽電池モジュールを示す分解斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る太陽電池モジュールを示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った太陽電池モジュールの断面図である。
【図４】太陽電池素子の構成を示す平面図である。
【図５】集光板と太陽電池素子とのアライメントを説明するための図である。
【図６】（ａ）は第１実施形態の第１変形例に係る太陽電池モジュールを示す断面図であり、（ｂ）は第１変形に係る集光板の太陽電池素子の配置面の平面図であり、（ｃ）は集光板の端面に配置された太陽電池素子の平面図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態の第２変形例に係る太陽電池モジュールの要部構成を示す図である。
【図８】第１実施形態の第３変形例に係る太陽電池素子の要部拡大図である。
【図９】第３変形例に係る太陽電池モジュールのアライメントを説明するための図である。
【図１０】シミュレーションに用いた集光板の概略斜視構成を示す図である。
【図１１】集光板の下面における光強度の２次元的な分布を示す図である。
【図１２】集光板の下面における光強度の３次元的な分布を示す図である。
【図１３】集光板の下面における光強度を示すグラフである。
【図１４】第２実施形態に係る太陽電池モジュールを示す断面図である。
【図１５】集光板に対する太陽電池セルのアライメント方法を説明するための図である。
【図１６】太陽電池セルのアライメント方法の変形例を説明するための図である。
【図１７】第２実施形態の変形例に係る太陽電池モジュールを示す断面図である。
【図１８】変形例における集光板に対する太陽電池セルのアライメント方法を説明するための図である。
【図１９】太陽光発電装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態の具体例としての実施例を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
【００２０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態の太陽電池モジュール１を示す分解斜視図である。図２は、太陽電池モジュール１を示す平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【００２１】
図１、２に示すように、太陽電池モジュール１は、集光板２と、太陽電池素子３と、フレーム４と、を備えている。
【００２２】
集光板２は平面視長方形の板部材である。集光板２は、図３に示すように、第１主面２ａと、第２主面２ｂと、端面２ｃと、を有している。第１主面２ａは、光入射面である。第２主面２ｂは、第１主面２ａとは反対側の面である。端面２ｃは、光反射面である。なお、集光板２のサイズは、一例として、長辺の長さが１００ｃｍ程度、短辺の長さが９０ｃｍ程度、厚みが４ｍｍ程度である。
【００２３】
本実施形態においては、集光板２の端面２ｃは、集光板２の第２主面２ｂに対して鋭角に傾斜している。集光板２の端面２ｃと集光板２の第２主面２ｂとのなす角度は、例えば４５°程度である。
【００２４】
集光板２は、図２に示すように、透明基材２０中に、蛍光体２１を分散させた蛍光集光板である。透明基材２０は、ＰＭＭＡ等のアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂などの透明性の高い有機材料、もしくはガラスなどの透明性の無機材料からなる。本実施形態では、透明基材２０としてＰＭＭＡ樹脂（屈折率１．４９）を用いる。集光板２は、このＰＭＭＡ樹脂中に蛍光体２１を分散させて形成されている。なお、この集光板２の屈折率は、分散させている蛍光体２１の量が少ないため、ＰＭＭＡ樹脂と同程度の１．５０となっている。
【００２５】
蛍光体２１は、紫外光または可視光を吸収して可視光または赤外光を発光し放射する光機能材料である。光機能材料としては、有機蛍光体が挙げられる。
このような有機蛍光体としては、クマリン系色素、ペリレン系色素、フタロシアニン系色素、スチルベン系色素、シアニン系色素、ポリフェニレン系色素，キサンテン系色素，ピリジン系色素、オキサジン系色素、クリセン系色素、チオフラビン系色素、ペリレン系色素、ピレン系色素、アントラセン系色素、アクリドン系色素、アクリジン系色素、フルオレン系色素、ターフェニル系色素、エテン系色素、ブタジエン系色素、ヘキサトリエン系色素、オキサゾール系色素、クマリン系色素、スチルベン系色素、ジ−およびトリフェニルメタン系色素、チアゾール系色素、チアジン系色素、ナフタルイミド系色素、アントラキノン系色素等が好適に使用され、具体的には、３−（２’−ベンゾチアゾリル）−７−ジエチルアミノクマリン（クマリン６）、３−（２’−ベンゾイミダゾリル）−７−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノクマリン（クマリン７）、３−（２’−Ｎ−メチルベンゾイミダゾリル）−７−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノクマリン（クマリン３０）、２，３，５，６−１Ｈ，４Ｈ−テトラヒドロ−８−トリフルオロメチルキノリジン（９，９ａ，１−ｇｈ）クマリン（クマリン１５３）などのクマリン系色素や、クマリン色素系染料であるベーシックイエロー５１や、ソルベントイエロー１１、ソルベントイエロー１１６などのナフタルイミド系色素や、ローダミンＢ、ローダミン６Ｇ、ローダミン３Ｂ、ローダミン１０１、ローダミン１１０、スルホローダミン、ベーシックバイオレット１１、ベーシックレッド２などのローダミン系色素、１−エチル−２−〔４−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−１，３−ブタジエニル〕ピリジニウム−パークロレート（ピリジン１）などのピリジン系色素、さらには、シアニン系色素、あるいはオキサジン系色素などが用いられる。
【００２６】
なお、蛍光体として無機蛍光体を用いることもできる。
さらに、各種染料（直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料など）も、蛍光性があれば本発明の蛍光体として使用可能である。
【００２７】
本実施形態の場合、集光板２の内部には、１種類の蛍光体２１が分散されている。蛍光体２１は、橙色光を吸収して赤色の蛍光を放射する。本実施形態では、蛍光体２１としてBASF社製LumogenＲ３０５（商品名）を用いる。蛍光体２１は、概ね６００ｎｍ以下の波長の光を吸収する。蛍光体２１の発光スペクトルは、６１０ｎｍにピーク波長を有する。
【００２８】
なお、１種類の蛍光体を用いる場合に限らず、複数種類（２種類もしくは３種類以上）の蛍光体を用いてもよい。
【００２９】
図１に示すように、集光板２の４つの端面２ｃには反射層５が設けられている。反射層５は、集光板２の内部からその外部に向けて進行する光（蛍光体２１から放射された光）を集光板２の内部に向けて反射する。反射層５としては、ＥＳＲ（Enhanced Specular Reflector）反射フィルム（３Ｍ社製）等の誘電体多層膜からなる反射層を用いることができる。本材料を用いれば、可視光下において９８％以上の高い反射率を実現できる。なお、反射層５としては、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）等の金属膜からなる反射層を用いてもよい。
【００３０】
反射層５は、図３に示すように、集光板２の端面２ｃに透明接着剤６により接合されている。透明接着剤６は、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤、ポリイミド系接着剤等の熱硬化性接着剤が好適である。なお、透明接着剤６の屈折率は、集光板２と同程度の１．５０となっている。
【００３１】
なお、反射層５は、集光板２の端面２ｃに直接形成されていてもよい。また、反射層５は、フレーム４の内壁面と集光板２の端面２ｃとの間に挟み込まれることにより保持されていてもよい。これによれば、反射層５と端面２ｃとの間に配置される透明接着剤６を無くすことができる。
【００３２】
太陽電池素子３は、図１に示すように、集光板２の４辺に沿って配置されている。太陽電池素子３の受光面は、集光板２の端部の第２主面２ｂに対向している。
なお、図１では、太陽電池素子３を集光板２の４辺に沿って設置した例を示したが、太陽電池素子３を集光板２の１辺ないし３辺に沿って設置してもよい。
【００３３】
太陽電池素子３は、複数の太陽電池セル３０と、これら複数の太陽電池セル３０を支持する支持プレート３１と、を有する。複数の太陽電池セル３０は、集光板２に固定されており、フレーム４には固定されていない。具体的に太陽電池セル３０は、図３に示すように、支持プレート３１と反対側の面が集光板２の第２主面２ｂに透明接着剤７により接合されている。なお、支持プレート３１は、例えばガラスエポキシ等の透光性材料から構成される。
【００３４】
透明接着剤７は、上記透明接着剤６と同様、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を用いることができる。透明接着剤７の屈折率は、集光板２と同程度の１．５０となっている。なお、透明接着剤７としては、エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤、ポリイミド系接着剤等の熱硬化性接着剤を用いてもよい。
【００３５】
フレーム４は、図２に示すように、平面視矩形枠状である。フレーム４は、集光板２の端部を保持するものである。フレーム４は、太陽電池素子３を覆って配置されている。フレーム４の肉厚は２ｍｍ程度である。フレーム４の形成材料は、Ａｌ等の金属である。この他にも、フレーム４の形成材料としては種々の材料を用いることができる。特に、高強度かつ軽量な材料を用いることが好ましい。
【００３６】
本実施形態において、フレーム４は、図１に示すように、集光板２の各辺ごとに分割されている。フレーム４は、第１サブフレーム４１と、第２サブフレーム４２と、を有する。第１サブフレーム４１は、集光板２の短辺に沿って配置されている。第１サブフレーム４１は、互いに対向する２つの短辺にそれぞれ１つずつ、計２つ配置されている。第２サブフレーム４２は、集光板２の長辺に沿って配置されている。第２サブフレーム４２は、互いに対向する２つの長辺にそれぞれ１つずつ、計２つ配置されている。
【００３７】
図３に示すように、フレーム４は、集光板２を第１主面２ａの側と第２主面２ｂの側とから挟み込んで保持している。ここでは、フレーム４の構成として、第１サブフレーム４１の図を挙げて説明する。第１サブフレーム４１は、天板部４１ａと、底板部４１ｂと、側壁部４１ｃと、を備えている。なお、第２サブフレーム４２の構成は、これと同様の構成を有する。
【００３８】
天板部４１ａと、底板部４１ｂと、側壁部４１ｃと、は一体に構成されている。天板部４１ａは、太陽電池素子３を覆って配置されている。天板部４１ａの一端部は側壁部４１ｃに接続されている。天板部４１ａの他端部は、太陽電池素子３を超える部分まで延在している。天板部４１ａの他端部は厚肉になっている。底板部４１ｂは、集光板２を挟んで天板部４１ａと対向して配置されている。底板部４１ｂの一端部は側壁部４１ｃに接続されている。底板部４１ｂの他端部は集光板２の天板部４１ａの他端部と重なる部分まで延在している。底板部４１ｂの集光板２の長手方向の長さは、天板部４１ａの集光板２の長手方向の長さと概ね等しくなっている。
【００３９】
図１に示すように、第１サブフレーム４１の端部には、貫通孔４１ｈが設けられている。第２サブフレーム４２の端部において第１サブフレーム４１の貫通孔４１ｈに重なる部分には、ネジ穴４２ｈが設けられている。ネジ穴４２ｈにはネジ等の固定部材４３が貫通孔４１ｈを介して固定される。これにより、第１サブフレーム４１の端部が第２サブフレーム４２の端部に固定される。
【００４０】
図３に示すように、フレーム４の天板部４１ａの他端部と集光板２の第１主面２ａとの間には、反射層８及び緩衝層９が設けられている。
【００４１】
反射層８は、集光板２の内部からその外部に向けて進行する光（蛍光体２１から放射された光）を集光板２の内部に向けて反射する。反射層８としては、ＥＳＲ等の誘電体多層膜からなる反射層、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ等の金属膜からなる反射層を用いることができる。
【００４２】
反射層８は、集光板２の第１主面２ａに透明接着剤１０により接合されている。透明接着剤１０は、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤、ポリイミド系接着剤等の熱硬化性接着剤が好適である。なお、透明接着剤１０の屈折率は、集光板２からの導波光をロスなく伝播するために、集光板２と同程度の１．５０であることが望ましい。具体的には、硬化後の屈折率が１．５１である、稲畑産業（株）の一液性透明エポキシ樹脂ＥＨ１６００−Ｇ２を本実施形態の透明接着剤１０として用いた。もちろん、本接着剤に限定するものではない。
【００４３】
なお、反射層８は、集光板２の第１主面２ａに直接形成されていてもよい。また、反射層８は、フレーム４の天板部４１ａの他端部と集光板２の第１主面２ａとの間に挟み込まれることにより保持されていてもよい。これにより、透明接着剤１０を配置する必要がなくなる。
【００４４】
緩衝層９は、フレーム４の天板部４１ａの他端部と集光板２の第１主面２ａとの間に加わる応力を吸収する。緩衝層９としては、シリコンゴムシート等のゴムシートを用いることができる。この他にも、緩衝層９の形成材料としては種々の材料を用いることができる。特に、高い防水性を兼ね備えた材料を用いることが好ましい。
【００４５】
緩衝層９は、フレーム４の天板部４１ａの他端部に接着剤１１により接合されている。
接着剤１１は、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤、ポリイミド系接着剤等の熱硬化性接着剤が好適である。なお、緩衝層９は接着剤１１により完全に固定されていなくてもよい。フレーム４により集光板２を挟み込んで保持するときに緩衝層９の位置がずれなければよい。
【００４６】
フレーム４の底板部４１ｂの他端部と集光板２の第２主面２ｂとの間には、反射層１２及び緩衝層１３が設けられている。
【００４７】
反射層１２は、集光板２の内部からその外部に向けて進行する光（蛍光体２１から放射された光）を集光板２の内部に向けて反射する。反射層１２としては、反射層８と同様のものを用いることができる。
【００４８】
反射層１２は、集光板２の第２主面２ｂに透明接着剤１４により接合されている。透明接着剤１４は、透明接着剤１０と同様のものを用いることができる。
【００４９】
なお、反射層１２は、集光板２の第２主面２ｂに直接形成されていてもよい。また、反射層１２は、フレーム４の底板部４１ｂの他端部と集光板２の第２主面２ｂとの間に挟み込まれることにより保持されていてもよい。これにより、透明接着剤１４を配置する必要がなくなる。
【００５０】
緩衝層１３は、フレーム４の底板部４１ｂの他端部と集光板２の第２主面２ｂとの間に加わる応力を吸収する。緩衝層１３としては、緩衝層９と同様のものを用いることができる。
【００５１】
緩衝層１３は、フレーム４の底板部４１ｂの他端部に接着剤１５により接合されている。接着剤１５は、接着剤１１と同様のものを用いることができる。なお、緩衝層１３は接着剤１５により完全に固定されていなくてもよい。フレーム４により集光板２を挟み込んで保持するときに緩衝層１３の位置がずれなければよい。
【００５２】
なお、フレーム４の底板部４１ｂと集光板２の第２主面２ｂとの間の反射層１２及び緩衝層１３が配置されていない部分には空気層が介在している。
【００５３】
図３に示すように、フレーム４（第１サブフレーム４１）の内壁面４ｓ（内壁面４１ｓ）と集光板２の端面２ｃとが離間している。なお、第２サブフレーム４２の側壁部の内壁面と集光板２の端面２ｃとの配置関係は、これと同様の配置関係を有するため詳細な説明は省略する。
【００５４】
第１サブフレーム４１の天板部４１ａの内壁面４１ｓと太陽電池素子３との間には空間４０が設けられている。空間４０には空気層が介在している。
第１サブフレーム４１の天板部４１ａの内壁面４１ｓには、乾燥剤１８が設けられている。乾燥剤１８は、シリカゲルを用いることができる。この他にも、乾燥剤１８としては、モレキュラーシーブを用いることができる。なお、空間４０に乾燥窒素を充填してもよい。
【００５５】
上記太陽電池セル３０としては、シリコン系太陽電池、化合物系太陽電池、量子ドット太陽電池、有機系太陽電池などの公知の太陽電池を使用することができる。中でも、化合物半導体を用いた化合物系太陽電池や量子ドット太陽電池は、高効率な発電が可能であることから、太陽電池セル３０として好適である。特に、蛍光体２１の発光スペクトルのピーク波長（６１０ｎｍ）において高効率を示す化合物系太陽電池であるＧａＡｓ太陽電池が望ましい。他にも、化合物系太陽電池として、ＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＡｓ，ＡｌＧａＡｓ、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓｅ，Ｓ）２、ＣｕＩｎＳ２、ＣｄＴｅ、ＣｄＳ等を用いてもよい。また、量子ドット太陽電池として、Ｓｉ、ＩｎＧａＡｓ等を用いてもよい。ただし、価格や用途に応じて、Ｓｉ系や有機系など他の種類の太陽電池を用いることもできる。
【００５６】
太陽電池セル３０の寸法の一例としては、縦幅が８ｍｍ、横幅が４９ｍｍである。支持プレート３１の寸法の一例としては、縦幅が１５ｍｍ、横幅が２００ｍｍである。本実施形態では、集光板２の第２主面２ｂにおける外形をなす長辺にそれぞれ複数（５枚）の支持プレート３１が配置され、集光板２の第２主面２ｂにおける外形をなす短辺にそれぞれ複数（４枚）の支持プレート３１が配置されている（図１、２参照）。
【００５７】
図１、２に示すように、各支持プレート３１には、長辺方向に沿って太陽電池セル３０が複数（４つ）配置されている。支持プレート３１において、各太陽電池セル３０は不図示の配線を介して直列状態で電気的に接続されている。すなわち、集光板２は、第２主面２ｂの長辺方向に沿って合計で２０個の太陽電池セル３０が配置され、第２主面２ｂの短辺に沿って合計で１６個の太陽電池セル３０が配置されている。
【００５８】
ところで、太陽電池セル３０に蛍光を効率的に導いて良好な発電効率を得るためには、太陽電池セル３０が集光板２の第２主面２ｂの所定の位置に配置されている必要がある。そこで、本実施形態に係る太陽電池モジュール１では、太陽電池セル３０及び集光板２が互いに高精度でアライメント（位置合わせ）されたものとしている。
【００５９】
具体的に、太陽電池モジュール１は、第１アライメントマーク及び第２アライメントマークを基準として、太陽電池セル３０及び集光板２が互いに位置合わせされた状態で配置されたものとなっている。これにより、太陽電池モジュール１は、集光板２内を伝播した蛍光が太陽電池セル３０に効率的に導かれるようになっている。
【００６０】
第１アライメントマークＡＭ１は、集光板２の第２主面２ｂに例えば印刷等により形成されている。第１アライメントマークＡＭ１は、集光板２に対応するものであり、アライメント時に該集光板２の相対的な位置情報を規定する。つまり、第１アライメントマークＡＭ１は、後述のように太陽電池素子３側とのアライメント時の指標として利用される。
【００６１】
第１アライメントマークＡＭ１の形状としては、円形状、三角形状、四角形状、十字形状等の各種形状を採用することができる。また、第１アライメントマークＡＭ１の形状は、後述する第２アライメントマークＡＭ２と同一（相似形状を含む）であっても良いし、異なる形状であってもよい。すなわち、第１アライメントマークＡＭ１の形状は、支持プレート３１及び太陽電池素子３のアライメントが可能であればどのような形状であっても構わない。
【００６２】
本実施形態において、第１アライメントマークＡＭ１は、例えば幅が３００μｍで、横、高さが１ｍｍの十字形状から構成されている（図５（ａ）参照）。第１アライメントマークＡＭ１は、集光板２の全体の面積から考慮すると非常に小さな面積であるが、太陽電池素子３に導波される蛍光をロスする要因となる可能性もあり得る。これに対し、本実施形態においては、第１アライメントマークＡＭ１の形成材料（印刷材料）として光反射特性を有するものを用いている。これにより、第１アライメントマークＡＭ１による蛍光のロスを抑制することができる。
【００６３】
本実施形態に係る第１アライメントマークＡＭ１は、複数の材料が積層された積層構造を有しており、少なくとも集光板２に接する最表層ＡＭ１´が光反射特性を有するアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）等の金属材料から構成されている（図５（ｂ）参照）。なお、第１アライメントマークＡＭ１は、上述のような光反射特性を有する金属材料の１層のみから構成されていてもよいし、集光板２に接しない層が光反射特性を有しない樹脂材料等から構成されていてもよい。
【００６４】
一方、上記第２アライメントマークＡＭ２は、例えば、印刷等により支持プレート３１に形成されている。第２アライメントマークＡＭ２は太陽電池セル３０に対応するものであり、アライメント時に該太陽電池セル３０の相対的な位置情報を規定する。つまり、第２アライメントマークＡＭ２は、後述のように集光板２側とのアライメント時の指標として利用される。
【００６５】
図４は太陽電池素子３の構成を示す平面図である。
図４に示すように、支持プレート３１には、上記第２アライメントマークＡＭ２が５つ設けられている。第２アライメントマークＡＭ２は、支持プレート３１の端部３１ａから１０ｍｍだけ内側に入り込んだ位置に形成されている。第２アライメントマークＡＭ２の形状としては、円形状、三角形状、四角形状、十字形状等の各種形状を採用することができ、第１アライメントマークＡＭ１と同一形状であっても良いし、異なる形状であってもよい。
【００６６】
本実施形態に係る第２アライメントマークＡＭ２は、図４に示すように、例えば直径が３００μｍ程度の円形状から構成されている。第２アライメントマークＡＭ２は、十字形状からなる第１アライメントマークＡＭ１の中心部における交差部分と平面的に概ね重なる大きさとされている。これによれば、例えば第２アライメントマークＡＭ２が第１アライメントマークＡＭ１の中央部に位置するように支持プレート３１及び集光板２を相対移動させることでアライメント作業を容易に行うことができる。
【００６７】
本実施形態において、複数の太陽電池セル３０は、上記第２アライメントマークＡＭ２を基準として支持プレート３１上の所定位置にアライメントされているものとする。そのため、太陽電池モジュール１は、上記第１アライメントマークＡＭ１及び第２アライメントマークＡＭ２を基準に支持プレート３１及び集光板２が互いに所定の位置にアライメントされると、複数の太陽電池セル３０が集光板２に対して所定の位置にアライメントされた状態とすることができる。
【００６８】
ここで、複数の太陽電池セル３０を支持プレート３１上にアライメントする方法について説明する。
図４に示すように、各太陽電池セル３０には位置合わせ用のマークＭが２個ずつ設けられている。マークＭは、太陽電池セル３０を構成する電極部分の両端に形成されている。太陽電池セル３０は、接続用の電極３０ａと、光が照射されて発生した電荷を収集するコレクト電極３０ｂとから構成されている。具体的にマークＭは、例えば、パターニングして電極３０ａを形成する際の抜き部分から構成される。本実施形態では、マークＭとして、十字形状の抜きパターンを形成した。なお、電極３０ａは、抵抗値を稼ぐために、金（Ａｕ）や銀（Ａｇ）で形成されているため、上述のような抜き部分を形成したとしても特に問題無い。
【００６９】
ここで、上記マークＭが形成された太陽電池セル３０が配置される支持プレート３１には、５つの第２アライメントマークＡＭ２が所定の位置に形成されている。以下、説明の都合上、５つの第２アライメントマークＡＭ２をそれぞれ第２アライメントマークＡＭ２ａ、ＡＭ２ｂ、ＡＭ２ｃ、ＡＭ２ｄ、ＡＭ２ｅと称す場合もある。また、支持プレート３１上に配置される４つの太陽電池セル３０における各マークＭを左から順にＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６、Ｍ７、Ｍ８と称す場合もある。
【００７０】
支持プレート３１に対する太陽電池セル３０の貼り付けを行う貼付装置（不図示）は、太陽電池セル３０を支持プレート３１にアライメントする際、上記マークＭ及び第２アライメントマークＡＭ２を利用する。
【００７１】
貼付装置は、例えば、支持プレート３１上に設定されたセル設置領域に太陽電池セル３０を移動した際、ＣＣＤカメラ等の撮像部により上記マークＭ及び第２アライメントマークＡＭ２を撮像する。そして、貼付装置は、これらマークＭ及び第２アライメントマークＡＭ２の座標位置が所定の閾値（所定の許容範囲）内に収まるように太陽電池セル３０の位置を調整し、太陽電池セル３０を支持プレート３１上に配置する。
【００７２】
貼付装置は、太陽電池セル３０の各マークＭについて、少なくとも２つの第２アライメントマークＡＭ２に対する座標位置が２％以内の誤差（許容範囲）に収まるように位置合わせし、支持プレート３１上に配置し、接着剤を介して貼り付ける。
【００７３】
ここで、図４における支持プレート３１上の最も左側に貼付装置が太陽電池セル３０をアライメントする場合を例に挙げる。この場合、貼付装置は太陽電池セル３０のマークＭ１，Ｍ２及び支持プレート３１の第２アライメントマークＡＭ２ａ、ＡＭ２ｂの座標位置の誤差がそれぞれ±２％以内に収まるように支持プレート３１上での太陽電池セル３０の位置を調整する。
【００７４】
なお、上記説明では、太陽電池セル３０に形成したマークＭを用いることで支持プレート３１上に該太陽電池セル３０をアライメントする場合を例に挙げたが、太陽電池セル３０を支持プレート３１に対してアライメントする方法はこれに限定されることはない。例えば、支持プレート３１上の各太陽電池セル３０の配置領域に太陽電池セル３０の外形に対応したマークを形成し、該マークに太陽電池セル３０を重ねるように配置することでアライメントを行うようにしてもよい。これによれば、太陽電池セル３０を該マークに重ねるように支持プレート３１上に配置することで太陽電池セル３０と支持プレート３１とのアライメントを簡便且つ精度良く行うことができる。
【００７５】
このようなアライメント動作が繰り返されることで、太陽電池素子３は、支持プレート３１上に複数（４つ）の太陽電池セル３０が第２アライメントマークＡＭ２に対し、所定の誤差で配置されたものとされている。つまり、支持プレート３１に設けられた第２アライメントマークＡＭ２は、集光板２とのアライメント時に該太陽電池セル３０の相対的な位置を規定する指標として利用することが可能である。
【００７６】
このような構成に基づき、本実施形態に係る太陽電池モジュール１においては、第１アライメントマークＡＭ１及び第２アライメントマークＡＭ２を基準として、支持プレート３１と集光板２とのアライメントが行われることにより、該集光板２上に配置された各太陽電池セル３０と集光板２とを位置合わせすることが可能とされている。
【００７７】
続いて、太陽電池素子３及び集光板２をアライメントする方法について、図５を参照しながら説明する。図５（ａ）は太陽電池素子３及び集光板２をアライメントする際の平面図であり、図５（ｂ）はアライメント時の断面図である。
【００７８】
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、支持プレート３１の裏面（太陽電池セル３０の配置面と反対面）側から第２アライメントマークＡＭ２及び第１アライメントマークＡＭ１の位置を確認しつつ、太陽電池素子３及び集光板２の位置合わせを行う。なお、支持プレート３１は、光透過性を有するガラスエポキシから構成されているため、裏面側から上記マークＡＭ１、ＡＭ２の位置を確認することができる。
【００７９】
本実施形態において、複数の太陽電池セル３０は、上述のように第２アライメントマークを基準として支持プレート３１上に精度良くアライメントされている。そのため、太陽電池モジュール１においては、第１アライメントマークＡＭ１及び第２アライメントマークＡＭ２を基準として、支持プレート３１と集光板２との位置合わせが行われることにより、該集光板２上に配置された各太陽電池セル３０と集光板２とをアライメントすることができる。集光板２にアライメントされた太陽電池セル３０は、透明接着剤７を介して支持プレート３１に接着される。
【００８０】
このように本実施形態に係る太陽電池モジュール１は、第１アライメントマークＡＭ１及び第２アライメントマークＡＭ２を基準とすることで集光板２及び太陽電池素子３が互いに精度良く位置合わせされた状態で設置された構造を提供することができる。
【００８１】
以上説明したように、本実施形態における太陽電池モジュール１によれば、太陽電池セル３０が集光板２の第２主面２ｂの所定位置にアライメントされた状態で配置されているので、集光板２内を伝播した蛍光を太陽電池セル３０に良好に導くことができる。よって、高い発電効率を得ることができる。
【００８２】
また、本実施形態によれば、第１アライメントマークＡＭ１の最表層ＡＭ１´が光反射特性を有する材料から構成されるので、集光板２の第２主面２ｂに形成される第１アライメントマークＡＭ１による蛍光のロスを抑制することができる。
【００８３】
また、本実施形態によれば、支持プレート３１を介して集光板２に接合することで、複数の太陽電池セル３０と第２主面２ｂとのアライメントを簡便に行うことができる。また、支持プレート３１が透光性材料から構成されるため、アライメント時に該支持プレート３１の裏面側から直接第１アライメントマークＡＭ１及び第２アライメントマークＡＭ２を確認することができる。よって、アライメント作業を容易なものとすることができる。
【００８４】
また、本実施形態によれば、太陽電池素子３が集光板２の第１主面２ａに固定され、フレーム４には固定されていない。そのため、集光板２とフレーム４の相対位置のずれにより太陽電池素子３に応力が加わることを抑制できる。よって、太陽電池素子３の損傷を抑制することができる。
【００８５】
また、本実施形態によれば、フレーム４の底板部４１ｂと集光板２の第２主面２ｂとの間の反射層１２及び緩衝層１３が配置されていない部分には空気層が介在している。集光板２の屈折率と空気層の屈折率と間の屈折率差が大きいため、集光板２を伝播する光が集光板２と空気層との界面で全反射しやすくなる。よって、光の損失を低減できる。例えば、集光板２の屈折率を１．５、空気層の屈折率を１．０とすると、集光板２と空気層との界面における臨界角は、Snellの法則から４２°程度となる。当該界面への光の入射角が臨界角である４２°よりも大きい間は臨界角条件を満たすため、光は当該界面で全反射する。
【００８６】
また、本実施形態によれば、フレーム４が太陽電池素子３を覆って形成されているため、塵埃等の異物や雨水が太陽電池素子３に浸入することを抑制できる。
【００８７】
また、本実施形態によれば、フレーム４が集光板２の端部を第１主面２ａの側及び第２主面２ｂの側から挟み込んで保持されている。そのため、外力によってフレーム４がずれることを抑制し、太陽電池素子３に衝撃が加わることを抑制できる。よって、太陽電池素子３の損傷を抑制することができる。
【００８８】
また、本実施形態によれば、空間４０に乾燥剤１８が設けられているため、空間４０の湿気を取り除くことができる。よって、湿度により太陽電池素子３の品質が劣化することを抑制できる。
【００８９】
なお、本実施形態の集光板２は、入射した光を吸収して蛍光を発する蛍光体を含有する蛍光集光板で構成されているが、これに限らない。例えば、蛍光体を含有していない集光板で構成されていてもよい。また、入射した光を反射させて当該光の進行方向を変更する反射面が設けられた形状集光板であってもよい。
【００９０】
また、本実施形態では、集光板２の第２主面２ｂに太陽電池素子３を設ける場合を説明したが、太陽電池素子３が第１主面２ａに設けられていてもよい。
【００９１】
また、本実施形態では、反射層１２がフレーム４の一部に設けられている例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、反射層がフレームの内面全体に設けられていてもよい。
【００９２】
（第１実施形態の第１変形例）
続いて、第１実施形態に係る第１変形例について説明する。本変形例と第１実施形態との違いは、太陽電池素子３が配置されている位置及び集光板２の形状であり、それ以外の構成は同一である。本説明では、上記実施形態と同一の構成及び部材については、同じ符号を付し、詳細な説明については省略若しくは簡略化するものとする。
【００９３】
図６（ａ）は第１変形に係る太陽電池モジュールを示す断面図であり、（ｂ）は第１変形に係る集光板２の端面の平面図であり、（ｃ）は集光板の端面にアライメントされた太陽電池素子を示す平面図である。なお、図６（ａ）は、第１実施形態における図３に対応する断面構成を示すものである。
【００９４】
本変形例に係る集光板２は、図６（ａ）に示すように、端面２ｃが第１主面２ａ及び第２主面２ｂに対して直交している。すなわち、集光板２の端面２ｃと集光板２の第２主面２ｂ（第１主面２ａ）とのなす角度が９０°である。図６（ｂ）に示すように、集光板２は、端面２ｃの上部側（第１主面２ａ側）に第１アライメントマークＡＭ１が設けられている。
【００９５】
本変形例においても、図６（ｃ）に示すように、支持プレート３１に設けられた第２アライメントマークＡＭ２及び集光板２に設けられた第１アライメントマークＡＭ１を基準として、太陽電池素子３が集光板２の端面２ｃにアライメントされた状態で設置されている。太陽電池セル３０は、支持プレート３１と反対側の面が集光板２の端面２ｃに透明接着剤７により接合されている。
【００９６】
本変形例に係るアライメントにおいても、光透過性を有するガラスエポキシからなる支持プレート３１を介し、裏面（太陽電池セル３０の配置面と反対面）側から第２アライメントマークＡＭ２及び第１アライメントマークＡＭ１の位置を確認しつつ、太陽電池素子３及び集光板２の位置合わせを行う。
【００９７】
上記実施形態と同様に複数の太陽電池セル３０は支持プレート３１上に精度良くアライメントされた状態に配置されているため、第１アライメントマークＡＭ１及び第２アライメントマークＡＭ２を基準として、支持プレート３１と集光板２との位置合わせを行えば、該集光板２上に配置された各太陽電池セル３０と集光板２とをアライメントすることができる。
【００９８】
本変形例によれば、太陽電池セル３０が集光板２の端面２ｃの所定位置に精度良くアライメントされた状態で配置されているので、集光板２内を伝播した光を端面２ｃに配置された太陽電池セル３０に良好に導くことができる。よって、上記実施形態と同様、高い発電効率を得ることができる。
【００９９】
（第１実施形態の第２変形例）
続いて、第１実施形態に係る第２変形例について説明する。本変形例と第１実施形態との違いは、第２アライメントマークの構成であり、それ以外の構成は同一である。本説明では、上記実施形態と同一の構成及び部材については、同じ符号を付し、詳細な説明については省略若しくは簡略化するものとする。
【０１００】
図７（ａ）は第２変形に係る太陽電池素子の平面構成を示す図であり、（ｂ）は第２変形に係る集光板２及び太陽電池素子のアライメントを説明するための断面図である。なお、図７（ｂ）は、第１実施形態における図５（ｂ）に対応する図である。
【０１０１】
本変形例においては、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、支持プレート３１に貫通孔Ｋが形成されており、該貫通孔Ｋの開口端（円形）が第２アライメントマークＡＭ２を構成している。
本変形例において、太陽電池素子３及び集光板２にアライメントする場合、支持プレート３１に形成された貫通孔Ｋから構成される第２アライメントマークＡＭ２及び集光板２に設けられた第１アライメントマークＡＭ１を基準として、太陽電池セル３０及び集光板２の位置合わせを行う。
【０１０２】
集光板２に設けられた第１アライメントマークＡＭ１は、支持プレート３１に形成された貫通孔Ｋを介して確認することが可能である。そのため、貫通孔Ｋを介して第１アライメントマークＡＭ１が確認可能なように支持プレート３１及び集光板２の位置を調整することができる。つまり、貫通孔Ｋは、支持プレート３１における位置情報を規定する第２アライメントマークＡＭ２を構成しているといえる。
【０１０３】
このように本変形例においては、第２アライメントマークＡＭ２が支持プレート３１に形成された貫通孔Ｋによって構成されることから、貫通孔Ｋを介して第１アライメントマークＡＭ１を確認することができる。そのため、支持プレート３１が上記第１実施形態のように光透過性を有する材料から構成されていなくてもよい。
【０１０４】
本変形例においても、複数の太陽電池セル３０は支持プレート３１上に精度良くアライメントされた状態に配置されているため、第１アライメントマークＡＭ１及び第２アライメントマークＡＭ２（貫通孔Ｋ）を基準として、支持プレート３１と集光板２との位置合わせを行えば、該集光板２上に配置された各太陽電池セル３０と集光板２とをアライメントすることができる。よって、集光板２内を伝播した光を端面２ｃに配置された太陽電池セル３０に良好に導くことができ、高い発電効率を備えた太陽電池モジュール１を得ることができる。
【０１０５】
（第１実施形態の第３変形例）
続いて、第１実施形態に係る第３変形例について説明する。本変形例と第１実施形態との違いは、第２アライメントマークの構成であり、それ以外の構成は同一である。本説明では、上記実施形態と同一の構成及び部材については、同じ符号を付し、詳細な説明については省略若しくは簡略化するものとする。
【０１０６】
図８は第３変形例に係る太陽電池素子の平面構成を示す図であり、図９は第３変形例に係る集光板２及び太陽電池素子のアライメントを説明するための断面図である。なお、図９は、第１実施形態における図５（ｂ）に対応する図である。
【０１０７】
本変形例においては、図８に示すように、第２アライメントマークＡＭ２が太陽電池セル３０の一部である電極３０ａから構成されている。第２アライメントマークＡＭ２は、例えば、パターニングして電極３０ａを形成する際の抜き部分（電極３０ａが無い部分）から構成される。
【０１０８】
本変形例では、太陽電池セル３０の中に１．５ｍｍ幅の接続用の電極３０ａを形成し、該電極３０ａの中に５００μｍ角の正方形状の抜け部分を複数形成した。また、第１アライメントマークＡＭ１は、第２アライメントマークＡＭ２と同じ大きさの正方形状のものを用いた。
【０１０９】
本変形例において、太陽電池素子３及び集光板２にアライメントする場合、図９に示すように、集光板２の第１主面２ａ側から第１アライメントマークＡＭ１及び第２アライメントマークＡＭ２の位置を確認して、太陽電池セル３０及び集光板２の位置合わせを行う。集光板２は、光透過性を有するため、第１アライメントマークＡＭ１及び第２アライメントマークＡＭ２を観察することができる。第１アライメントマークＡＭ１及び第２アライメントマークＡＭ２を重ねるように太陽電池セル３０及び集光板２の位置を合わせることでアライメント作業を容易に行うことができる。
【０１１０】
本変形例によれば、第２アライメントマークＡＭ２が太陽電池セル３０の一部（電極３０ａ）から構成されるので、支持プレート３１にマークを設置する必要が無い。また、第２アライメントマークＡＭ２は、太陽電池セル３０に入射した光が発電に使用されない電極３０ａに形成されるので、アライメントマークを設けることによる光のロスの発生を防止することができる。
【０１１１】
ところで、集光板２は、光（例えば、太陽光）が入射すると内部に分散された蛍光体２１が光を吸収し等方的に蛍光を放射するようになっている。等方的に放射された蛍光は、集光板２の内部を導光し、端面２ｃに設けられた反射層８で第２主面２ｂに向けて反射される。しかしながら、集光板２に光が一様に入射した場合であっても、集光板２の端面２ｃ（反射層５）に蛍光が一様に集光されるわけではなく、反射層５で反射されて第２主面２ｂに照射される光には強度分布が生じてしまう。
【０１１２】
本変形例では、上述のように太陽電池セル３０の一部（電極３０ａ）で第２アライメントマークＡＭ２を構成しているため、第１アライメントマークＡＭ１は、集光板２の第２主面２ｂのうち、太陽電池セル３０の配置領域Ａと平面的に重なる領域に配置される（図９参照）。第１アライメントマークＡＭ１は、少なからず集光板２内を伝搬する蛍光をロスする要因となり得るため、第１アライメントマークＡＭ１は出来るだけ端面２ｃ（反射層５）による反射光の強度が低い領域に配置することが好ましい。これによれば、第１アライメントマークＡＭ１による光のロスを最小限に抑えることが可能となるからである。
【０１１３】
本変形例では、後述するようなシミュレーション結果に基づいて、第１アライメントマークＡＭ１の配置位置が設定されたものとしている。また、第１アライメントマークＡＭ１の配置位置に基づいて、太陽電池セル３０における第２アライメントマークＡＭ２を形成する電極３０ａの位置を適宜調整している。
【０１１４】
本願発明者は、集光板の太陽電池セルの設置面である下面に入射する光の強度分布をシミュレーションで確認した。以下、シミュレーションの結果について、図面を用いて説明する。
【０１１５】
図１０は、シミュレーションに用いた集光板の概略斜視構成を示す図である。
図１１はシミュレーションから導き出された集光板の下面（太陽電池セルの設置面）における光強度の２次元的な分布を示す図であり、図１２はシミュレーションから導き出された光強度の３次元的な分布を示す図である。なお、図１０におけるＸ方向は、集光板における太陽電池セルの設置領域の短辺方向に対応し、Ｙ方向は集光板における太陽電池セルの配置領域の長辺方向に対応する。つまり、＋Ｘ方向は集光板の端部から離間する方向を示している。
【０１１６】
本シミュレーションにおいては、集光板の第２主面に対する端面の傾斜角度θを４５°とし、太陽電池セルの配置領域のＸ方向の寸法ｄ１を４ｍｍ、Ｙ方向の寸法ｄ２を１５ｃｍ、集光板の厚みを２ｍｍとした。なお、シミュレーションに用いた集光板の寸法は、上記実施形態に係る集光板２の寸法とは異なる。
【０１１７】
シミュレーションの結果、図１１、１２に示されるように、集光板の端部（Ｘ＝０）から離れるに従って光の強度が一旦上昇し、その後、端部から離間するに従って光の強度が低下していくことが確認できた。また、Ｙ方向においては、光の強度分布は中心で強度が最大となり、中心から離間するにつれて強度が低下する傾向を示すことが確認できた。
【０１１８】
図１３（ａ）は図１１のＢ−Ｂ´線に対応する集光板の太陽電池セルの設置領域の断面の光強度分布（図１２の面ＢＢ´と交差する光強度の交点Ｐ）をグラフにしたものである。なお、図１３（ａ）において、横軸は集光板の端部からの距離（すなわち、Ｘの値）であり、縦軸は光強度の値である。なお、縦軸においては、光強度の最大値が１．０を示すように規格化したものである。
【０１１９】
シミュレーション結果からは、図１３（ａ）に示されるように、太陽電池セルの設置領域の光の強度は、集光板の端部から離れるに従って上昇した後、次第に低下することが確認できる。具体的には、端部から３．３ｍｍの付近で最も光の強度（０．５程度）が小さくなることが確認できる。すなわち、本シミュレーション結果に基づけば、第１アライメントマークＡＭ１を設置する位置（マーク設置ラインＭＬ）が集光板の端部から寸法ｄ３（３．３ｍｍ）だけ内側に設定されるのが好ましいことが確認できる。このように第１アライメントマークＡＭ１の設置場所は、集光板における太陽電池セルの設置領域に入射する光強度の分布（すなわち、集光板における光の集光効率）に基づいて設定することができる。これによれば、光の強度が弱い領域に第１アライメントマークＡＭ１が配置されるので、第１アライメントマークＡＭ１による光のロスを抑えることができる。よって、集光板で集光した光の利用効率を向上させることができる。
【０１２０】
また、図１３（ｂ）は、上記シミュレーション条件のうち、図１０に示した集光板の端面の傾斜角度θのみを６０°に変更した場合の太陽電池セルの設置領域の断面の光強度分布を示すものである。図１３（ｂ）に示されるように、集光板の端面の傾斜角度は、光強度の分布に大きく影響しないことが確認できた。
【０１２１】
なお、本シミュレーション結果は一例であり、第１アライメントマークＡＭ１の設置位置はシミュレーションの条件に応じて変化する光強度分布に応じて適宜設定される。すなわち、上記図１３（ｂ）では、集光板の端面の傾斜角度を４５°から６０°に変更した場合でも光強度の分布に大きく影響しなかったが、集光板の形状等によっては傾斜角度によって光強度の分布が変化する場合も考えられる。例えば、上記シミュレーションでは、端面の傾斜角度によらず、端部から離れるに従って光強度が小さくなったが、集光板の形状等によっては端部に近づくほど光強度が小さい場合もあり得る。この場合、集光板の端部の近傍にマーク設置ラインＭＬを設定すればよい。
【０１２２】
（第２実施形態）
続いて、第２実施形態に係る太陽電池モジュールについて説明する。本実施形態と第１実施形態との違いは、太陽電池セル３０が支持プレート３１を用いることなく、集光板２に直接接合されている点である。本説明では、上記実施形態と同一の構成及び部材については、同じ符号を付し、詳細な説明については省略若しくは簡略化するものとする。
【０１２３】
図１４は、本実施形態に係る太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。図１５は集光板に対する太陽電池セルのアライメント方法を説明するための図である。
本実施形態において、集光板２は、図１４に示すように、端面２ｃが第１主面２ａ及び第２主面２ｂに対して直交している。すなわち、集光板２の端面２ｃと集光板２の第２主面２ｂ（第１主面２ａ）とのなす角度が９０°である。
【０１２４】
太陽電池セル３０は、集光板２の端面２ｃに透明接着剤７により接合されている。本実施形態において、第１アライメントマークＡＭ１は集光板２の端面２ｃに設けられ、第２アライメントマークＡＭ２は太陽電池セル３０に直接設けられている。本実施形態においても、第１アライメントマークＡＭ１及び第２アライメントマークＡＭ２を基準として、太陽電池セル３０及び集光板２は互いが位置合わせされた状態で配置されている。これにより、集光板２内を伝播する蛍光が端面２ｃに接合された太陽電池セル３０に良好に取り込まれるようになっている。
【０１２５】
第１アライメントマークＡＭ１は、図１５に示すように、集光板２の端面２ｃに設けられている。第１アライメントマークＡＭ１は、端面２ｃにおける太陽電池セル３０の配置領域Ａに重ならない位置に設けられている。本実施形態において、第１アライメントマークＡＭ１は、配置領域Ａの四隅に対応する位置に設けられている。第１アライメントマークＡＭ１の形成材料として光反射特性を有するものが用いられる。
【０１２６】
第２アライメントマークＡＭ２は、太陽電池セル３０における光が入射する面と反対の裏面３２に設けられている。第２アライメントマークＡＭ２は、印刷等によるマークであってもよいし、太陽電池セル３０を直接加工することで形成した凹凸形状であってもよい。
【０１２７】
例えば、太陽電池セル３０は、貼付装置（不図示）によって集光板２の端面２ｃにアライメントされた状態で配置される。貼付装置は、太陽電池セル３０を集光板２の端面２ｃにアライメントする際、第１アライメントマークＡＭ１及び第２アライメントマークＡＭ２を利用する。
【０１２８】
貼付装置は、例えば、端面２ｃ上に設定された配置領域Ａに太陽電池セル３０を移動した際、ＣＣＤカメラ等の撮像部により上記第１アライメントマークＡＭ１及び第２アライメントマークＡＭ２を撮像する。そして、貼付装置は、これら第１アライメントマークＡＭ１及び第２アライメントマークＡＭ２の座標位置が所定の閾値（所定の許容範囲）内に収まるように太陽電池セル３０の位置を調整し、太陽電池セル３０を端面２ｃの所定位置（配置領域Ａ）に透明接着剤７により接合する。
【０１２９】
このように本実施形態によれば、複数の太陽電池セル３０が集光板２の端面２ｃ（配置領域Ａ）に精度良くアライメントされているため、集光板２内を伝播した光を端面２ｃに配置された太陽電池セル３０に良好に導くことができ、高い発電効率を備えた太陽電池モジュール１を提供できる。
【０１３０】
なお、集光板２の端面２ｃに複数の太陽電池セル３０を配置する方法は、上記方法に限られることは無い。例えば、図１６（ａ）に示すように集光板２に設けられた第１アライメントマークＡＭ１のみを用いて、太陽電池セル３０を端面２ｃにアライメントするようにしてもよい。第１アライメントマークＡＭ１は、第１アライメントマークＡＭ１は、配置領域Ａの四隅を囲むＬ字形状に形成され、Ｌ字形状の交点部分が配置領域Ａの角部に対応する。この場合において、貼付装置は、例えば、端面２ｃ上に設定された第１アライメントマークＡＭ１に太陽電池セル３０の４隅を沿わせるように太陽電池セル３０の位置を調整し、集光板２に対する太陽電池セル３０のアライメントを行うことができる。
【０１３１】
また、図１６（ｂ）に示すように太陽電池セル３０の裏面３２のみに設けられた第２アライメントマークＡＭ２のみを基準に用いて、太陽電池セル３０を端面２ｃにアライメントするようにしてもよい。この場合において、貼付装置は、例えば、ＣＣＤカメラ等の撮像部により集光板２の位置座標を取得し、予め該集光板２における４隅の位置座標を記憶しておく。貼付装置は、端面２ｃに設定された配置領域Ａに太陽電池セル３０を移動した際、太陽電池セル３０に設けられている第１アライメントマークＡＭ１を撮像部で撮像し、上述の記憶される集光板２の４隅の位置座標と第１アライメントマークＡＭ１との座標位置の誤差がそれぞれ±２％以内に収まるように集光板２上での太陽電池セル３０の位置を調整する。
【０１３２】
このように、本発明は、第１アライメントマークＡＭ１及び第２アライメントマークＡＭ２が、太陽電池セル３０及び集光板２の少なくとも一方のみに設けられている場合であっても、一方のマークＡＭ１、ＡＭ２を基準として、太陽電池セル３０及び集光板２のアライメントを行うことができる。
【０１３３】
（第２実施形態の変形例）
続いて、第２実施形態に係る変形例について説明する。本変形例と第２実施形態との違いは、太陽電池セル３０が集光板２の端面２ｃではなく、第２主面２ｂに直接接合されている点である。本説明では、上記実施形態と同一の構成及び部材については、同じ符号を付し、詳細な説明については省略若しくは簡略化するものとする。
【０１３４】
図１７は本変形例に係る太陽電池モジュールを示す断面図であり、図１８は本変形例に係る集光板に対する太陽電池セルのアライメント方法を説明するための図である。
【０１３５】
本変形例では第１実施形態と同様、図１７に示すように、集光板２の端面２ｃと集光板２の第２主面２ｂとのなす角度が例えば４５°程度に設定されている。また、複数の太陽電池セル３０が集光板２の第２主面２ｂ（第１主面２ａ）に透明接着剤７を介して直接接合されている。
【０１３６】
本変形例において、第１アライメントマークＡＭ１は集光板２の第２主面２ｂに設けられ、第２アライメントマークＡＭ２は太陽電池セル３０に直接設けられている。本変形例においても、第１アライメントマークＡＭ１及び第２アライメントマークＡＭ２を基準として、太陽電池セル３０及び集光板２は互いが位置合わせされた状態で配置されている。これにより、集光板２内を伝播する蛍光が端面２ｃに接合された太陽電池セル３０に良好に取り込まれるようになっている。
【０１３７】
図１８に示すように、第１アライメントマークＡＭ１は、集光板２の第２主面２ｂにおける太陽電池セル３０の配置領域Ａに重ならない位置であり、該配置領域Ａに対向するように配置されている。第１アライメントマークＡＭ１の形成材料として光反射特性を有するものが用いられる。
【０１３８】
第２アライメントマークＡＭ２は、太陽電池セル３０における光が入射する面と反対の裏面３２に設けられている。第２アライメントマークＡＭ２は、印刷等によるマークであってもよいし、太陽電池セル３０を直接加工することで形成した凹凸形状であってもよい。
【０１３９】
具体的に本変形例では、１枚の太陽電池セル３０につき、第２アライメントマークＡＭ２を３つ設けている。また、各配置領域Ａには、太陽電池セル３０に対応して、第１アライメントマークＡＭ１が３つずつ配置されている。
【０１４０】
例えば、太陽電池セル３０は、貼付装置（不図示）によって集光板２の第２主面２ｂにアライメントされた状態で配置される。貼付装置は、太陽電池セル３０を集光板２の第２主面２ｂにアライメントする際、第１アライメントマークＡＭ１及び第２アライメントマークＡＭ２を利用する。
【０１４１】
ここで、説明の都合上、第２主面２ｂに設けられた３つの第１アライメントマークＡＭ１を上から順にそれぞれ第１アライメントマークＡＭ１ａ、ＡＭ１ｂ、ＡＭ１ｃと称する。また、太陽電池セル３０に設けられた３つの第２アライメントマークＡＭ２を上から順にそれぞれ第２アライメントマークＡＭ２ａ、ＡＭ２ｂ、ＡＭ２ｃと称する。
【０１４２】
貼付装置は、例えば、第２主面２ｂに設定された配置領域Ａに太陽電池セル３０を移動した際、ＣＣＤカメラ等の撮像部により上記第１アライメントマークＡＭ１及び第２アライメントマークＡＭ２を撮像する。そして、貼付装置は、これら第１アライメントマークＡＭ１及び第２アライメントマークＡＭ２の座標位置が所定の閾値（所定の許容範囲）内に収まるように太陽電池セル３０の位置を調整し、太陽電池セル３０を第２主面２ｂの所定位置（配置領域Ａ）に透明接着剤７により接合する。
【０１４３】
貼付装置は、図１８に示すように、例えば、太陽電池セル３０に設けられた第２アライメントマークＡＭ２ａ、ＡＭ２ｂ、ＡＭ２ｃ及び集光板２の第２主面２ｂに設けられた第２アライメントマークＡＭ２ａ、ＡＭ２ｂ、ＡＭ２ｃの座標位置の誤差が±２％以内に収まるように太陽電池セル３０の位置を調整する。
これにより、複数の太陽電池セル３０が集光板２の第２主面２ｂ（配置領域Ａ）に精度良くアライメントされたものとなる。
【０１４４】
このように本変形例によれば、複数の太陽電池セル３０が第２主面２ｂの配置領域Ａに精度良くアライメントされるため、集光板２内を伝播した光を第２主面２ｂに配置された太陽電池セル３０に良好に導くことができ、高い発電効率を備えた太陽電池モジュール１を提供できる。
【０１４５】
なお、本変形例では、複数の太陽電池セル３０が集光板２の第２主面２ｂに配置される場合を例に挙げたが、太陽電池セル３０が集光板２の第１主面２ａに配置されていてもよい。
【０１４６】
また、本実施形態では、太陽電池素子３（複数の太陽電池セル３０）が集光板２の第２主面２ｂに配置される場合を例に挙げたが、太陽電池素子３が集光板２の第１主面２ａに配置されていてもよい。
【０１４７】
また、本変形例においても、図１６（ａ）に示したように、集光板２に設けられた第１アライメントマークＡＭ１のみを用いて、太陽電池セル３０を第２主面２ｂにアライメントするようにしてもよい。また、図１６（ｂ）に示したように、太陽電池セル３０の裏面３２のみに設けられた第２アライメントマークＡＭ２のみを基準に用いて、太陽電池セル３０を第２主面２ｂにアライメントするようにしてもよい。
【０１４８】
（太陽光発電装置）
図１９は、太陽光発電装置１０００の概略構成図である。
図１９に示すように、太陽光発電装置１０００は、太陽光のエネルギーを電力に変換する太陽電池モジュール１００１と、太陽電池モジュール１００１から出力された直流電力を交流電力に変換するインバータ（直流／交流変換器）１００４と、太陽電池モジュール１００１から出力された直流電力を蓄える蓄電池１００５と、を備えている。
【０１４９】
太陽電池モジュール１００１は、太陽光を集光する集光部材（集光板）１００２と、集光部材１００２によって集光された太陽光によって発電を行う太陽電池素子１００３とを備えている。このような太陽電池モジュール１００１としては、例えば、上記実施形態及び変形例で説明した太陽電池モジュールが好適に用いられる。
【０１５０】
太陽光発電装置１０００は、外部の電子機器１００６に対して電力を供給する。電子機器１００６には、必要に応じて補助電力源１００７から電力が供給される。
このような構成の太陽光発電装置１０００は、前述した本発明に係る太陽電池モジュールを備えているため、集光板の光を太陽電池セルに効率的に導くことができ、高い発電効率を得ることが可能なものとなる。
【０１５１】
以上、図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されないことは言うまでもない。上記の実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
その他、太陽電池モジュールの各構成要素の形状、数、配置、材料、形成方法等に関する具体的な記載は、上記の実施形態に限定されることなく、適宜変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１５２】
本発明は、太陽電池モジュール及び太陽光発電装置に利用可能である。
【符号の説明】
【０１５３】
１，１００１…太陽電池モジュール、２…集光板、２ａ…第１主面、２ｂ…第２主面、２ｃ…端面、３…太陽電池素子、５…反射層、６…透明接着剤、Ｋ…貫通孔、２１…蛍光体、３０…太陽電池セル、３１…支持プレート、ＡＭ１…第１アライメントマーク、ＡＭ２…第２アライメントマーク、１００１…太陽電池モジュール
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図１】
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