(57)【要約】【課題】太陽光の有効利用波長範囲が広い、変換効率に優れた太陽電池モジュールおよびその製造方法を提供すること。【解決手段】光電変換素子１０１と、光電変換素子１０１に接続された電極１０４と、光電変換素子１０１を保護する透明樹脂１０２と、光電変換素子１０１と透明樹脂１０２を外部環境から保護する保護ガラス１０５と、バックシート１０３と、保護ガラス１０５において透明樹脂１０２と反対方向に、蛍光体が含有されたエアロゲル層１０６を備えた太陽電池モジュールを用いる。さらにエアロゲルにより蛍光体が保護されている太陽電池モジュールを用いる。【選択図】  図１
2015130369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換素子と、
前記光電変換素子と電気的に接続された電極と、
前記光電変換素子を内部に保持する透明樹脂と、
前記透明樹脂の下部に位置するバックシートと、
前記透明樹脂の上部の保護ガラスと、
前記保護ガラスに設けられたエアロゲル層と、
前記エアロゲル層に含有された蛍光体を備えた太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記蛍光体が、前記エアロゲルの一次粒子の表面に固定された請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記蛍光体が、前記エアロゲルの一次粒子内に固定された請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記エアロゲルの屈折率が前記保護ガラスよりも小さいことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記エアロゲルが、前記保護ガラスの光入射面上に配置された請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
保護ガラスの表面に、エアロゲルを形成し、その後、前記エアロゲルの表面に、蛍光体を含む溶液を塗布する膜形成工程と、
光電変換素子と、前記光電変換素子と電気的に接続される電極と、前記光電変換素子を保護する透明樹脂と、前記透明樹脂の下部に位置させるバックシートと、前記透明樹脂の上部に位置させる前記膜形成工程の後の前記保護ガラスと、を積層し合体化させる積層工程と、を含む太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項７】
保護ガラスの表面に、蛍光体が表面に固定されたエアロゲル一次粒子を含む溶液を、前記エアロゲルの表面に塗布する膜形成工程と、
光電変換素子と、前記光電変換素子と電気的に接続される電極と、前記光電変換素子を保護する透明樹脂と、前記透明樹脂の下部に位置させるバックシートと、前記透明樹脂の上部に位置させる前記膜形成工程の後の前記保護ガラスと、を積層し合体化させる積層工程と、を含む太陽電池モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換素子の前面に蛍光体を配置してなる太陽電池モジュールとその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は一般に短波長領域において感度特性が低く、太陽光に含まれる紫外線などの短波長領域の光を有効に利用できていない。その課題を解決する手段として、従来からこの短波長領域の光を吸収し、長波長領域の蛍光を発する蛍光体、いわゆる波長変換材料を利用し、感度特性の高い長波長領域の光量を増加させ、太陽電池の変換効率を向上させる取組みが行われてきた。
【０００３】
例えば、特許文献１や特許文献２においては、ポリアクリレート系の透明樹脂中に有機蛍光体を溶解し得られる重合体を短波長部の光をより長波長の光へ効率よく変換できる優れた成形体として提案している。
【０００４】
また、特許文献３では太陽電池モジュールにおいて光電変換素子の保護樹脂であるエチレン−酢酸ビニル共重合体中に、レアアース系の蛍光体を配合し、効率向上を行う提案がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５７−２８１４９号公報
【特許文献２】特開昭５７−１８９号公報
【特許文献３】ＷＯ２００８／０４７４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のような課題解決に向けた取組みは知られているものの、上記従来技術では波長変換層に含有させる蛍光体には屋外使用という観点から高い耐候性が求められる。特に有機化合物からなる蛍光体の場合、透明な波長変換層に溶解させることにより透明性の高い層とすることができるが、酸素や水などとの反応による劣化が早く、その性能を十分に維持することができない。
【０００７】
また、一般に耐候性が高いとされる無機蛍光体では、透明な波長変換層に透明分散させることが困難であり、しばしば入射光を散乱させる、または入射光を散乱させない程度に小さな蛍光体粒子であっても凝集により十分な透明性が確保できないなどの課題があった。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みて発明者らの鋭意努力の結果なされたものであり、その目的とするところは、水や酸素との反応性の高い蛍光体を疎水性が高く、空気が透過できないエアロゲル中に含有させた構成とすることにより、従来、膜へ拡散侵入した水や酸素との反応性が高く化学的に不安定であった有機系の蛍光体を長寿命で使用することのできる太陽電池とその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、光電変換素子と、光電変換素子と電気的に接続された電極と、光電変換素子を保護する透明樹脂と、透明樹脂の下部に位置するバックシートと、透明樹脂の上部の保護ガラスと、保護ガラスに設けられたエアロゲルと、前記エアロゲルに含有された蛍光体を備えた太陽電池モジュールを用いる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の太陽電池モジュールでは、アルコキシシラン化合物を原料とした、細孔を多く含むエアロゲルを太陽電池のガラス表面に形成し、エアロゲルを構成する１次粒子表面に蛍光体が吸着、もしくは１次粒子内部に蛍光体を含有させることで、蛍光体を水や酸素による反応劣化から保護することにより長寿命の波長変換膜とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態の断面図
【図２】第１の実施形態におけるエアロゲルの１次粒子に蛍光体が付着していることを表す模式図
【図３】（ａ）〜（ｃ）第１の実施形態の製造プロセスの組立工程を表す各工程の断面図
【図４】第２の実施形態の断面図
【図５】（ａ）〜（ｃ）本発明の第２の実施形態の製造プロセスの組立工程を表す各工程の断面図
【図６】第２の実施形態におけるエアロゲルの１次粒子の内部に蛍光体が取り込まれていることを表す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュールの構造を示す断面図である。実施の形態１の太陽電池モジュールでは、少なくとも光電変換素子１０１と、光電変換素子１０１を保護する透明樹脂１０２と、バックシート１０３と、光電変換素子同士を接続し、かつ、外部へ得られた電流を送り出す電極１０４と、保護ガラス１０５と、保護ガラス上に形成され、その細孔中の表面に吸着する形で蛍光体を含むエアロゲル層１０６を備えている。
【００１３】
電極１０４としては、公知の金属材料や合金材料とすることができる。透明樹脂１０２としては、特に限定するものではないが、エチレン酢酸ビニル共重合体、ビスフェノールエポキシ樹脂硬化物、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリカーボネート樹脂などとすることができる。
【００１４】
透明樹脂１０２は、光電変換素子１０１にとって、感度特性が低く劣化の原因となる３５０ｎｍ以下の光を吸収する公知の紫外線吸収剤が含有されていても良い。
【００１５】
保護ガラス１０５は、特に限定するものではなく、透光性および遮水性を有する公知の板状ガラスとすることができる。保護ガラス１０５上に配置された、蛍光体を含有したエアロゲル層１０６は本発明の骨子となる重要な部位であり、その詳細を以下に述べる。
＜エアロゲル層１０６＞
エアロゲル層１０６は、エアロゲルからなり、疎水化されており、かつ、含まれる細孔径が気体分子の平均自由工程より小さい。このため、空気が透過することができず、その細孔表面に吸着されている蛍光体を、水や酸素から保護することができる。また、エアロゲルの屈折率は１．２〜１．３程度であり、入射光に対する反射防止効果による高効率化が期待できる。蛍光体による波長変換効果と併せて、さらに、光電変換効率を高くすることができる。
【００１６】
光電変換素子１０１は、特に限定されるものではないが、単結晶シリコン系、多結晶シリコン系、アモルファスシリコン系などのシリコン半導体、ガリウム砒素、カドミウムテルルなどの化合物半導体などとすることができる。
＜エアロゲル層１０６の製法＞
エアロゲル層１０６としては、限定するものではないが、アルコキシシランを出発原料とする、無機ナノ多孔体であり、液相反応であるゾル−ゲル法により合成される。すなわち、まず塩基性触媒の存在下でアルコキシシランを加水分解・重合することによりアルカリ性ゾルを調製、これに酸性触媒を添加してさらに加水分解とそれに続く脱水縮合することにより第一の酸性ゾルを調整する。
【００１７】
次に、アルコキシシランを酸性触媒の存在下で加水分解し、続く脱水縮合より第二の酸性ゾルを調製する。最後に、第一及び第二の酸性ゾルを混合し、得られた混合ゾルをガラスに塗布し、乾燥する。このような２種類のゾルを混合し、乾燥させて得られるエアロゲルは、耐擦傷性に優れている。
【００１８】
第一の酸性ゾル用には４官能のアルコキシシランで比較的大きな平均粒径を有するコロイド状シリカ粒子のゾルを得やすいという観点から、Ｓｉ（ＯＲ）４により表されるテトラアルコキシシランのモノマーもしくはオリゴマーが好ましい。
【００１９】
ここでＲは限定するものではないが、炭素数１〜５のアルキル基とすることができ、具体的には、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、ジエトキシジメトキシシラン等が挙げられる。中でも加水分解が容易に起こり、反応を制御し易いという観点からテトラメトキシシラン及びテトラエトキシシランが好ましい。
【００２０】
第二の酸性ゾル用のアルコキシシランとしては、そのアルコキシ基数が２〜４とすることができ、Ｓｉ（ＯＲ１）ｘ（Ｒ２）４−ｘにより表される（ｘは２〜４の整数である。）。Ｒ１は上記と同じ炭素数１〜５のアルキル基が好ましい。Ｒ２としては限定するものではないが、例えば炭素数が１〜１０の有機官能基とすることができる。メチル基、エチル基、ビニル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、フェニル基、シクロヘキシル基、オクチル基、デシル基、アリル等の炭化水素基、及びγ−クロロプロピル、およびこれらの、水素がフッ素に置き換わったフルオロ炭化水素基、γ−グリシドキシプロピル、γ−メルカプトプロピル、γ−メタクリロイルオキシプロピル等の置換炭化水素基が挙げられる。
【００２１】
図２にこのときの状態を示す。エアロゲルの１次粒子１０９（粒子の集合体）の表面に蛍光体１０８が位置している。
【００２２】
ここでエアロゲルの１次粒子１０９とは、シリカが網目状に繋がった塊で、大きさは数ｎｍ〜数１０ｎｍの径である。このエアロゲルの１次粒子１０９が繋がっているのがエアロゲルである。
＜太陽電池の製造方法＞
実施の形態１の製造プロセスとしては限定するものではないが、例えば、次に説明するような、工法が可能である。図３（ａ）から図３（ｃ）は、実施の形態１の組立プロセスを表す各工程の断面図であり、まずはシリカエアロゲルの第一の酸性ゾルと第二の酸性ゾルをそれぞれ調整し、これらを混合した混合ゾルを調整する。
【００２３】
エアロゲルの具体的な製法を以下に述べる。
（１）第一の酸性ゾルの調製
テトラエトキシシラン８．５３ｇとメタノール３４．５７ｇの混合溶液を作製し、さらに３規定のアンモニア水溶液１．９４ｇを加えて室温で１５時間撹拌し、塩基性触媒下における加水分解とそれにつづく重合を行い、アルカリ性ゾルとする。さらにこのように調整したアルカリ性ゾル２０．０１ｇに、メタノール１．２５ｇおよび１２規定塩酸０．８５ｇを添加して室温で２０分間撹拌し、酸性触媒下での加水分解とそれにつづく重合を行い第一の酸性ゾルとした。
（２）第二の酸性ゾルの調製
室温でテトラエトキシシラン１４．１ｇ、エタノール１１．８４ｇ、水１．２ｇの混合溶液に、１規定塩酸０．１ｍｌを添加し、６０℃で９０分間撹拌し、第二の酸性ゾルとした。
（３）混合ゾルの調製
第一の酸性ゾル１５ｇと第二の酸性ゾル０．０１１ｇを添加し、室温で１０分間攪拌して混合ゾルを調製する。
（４）エアロゲル膜の形成
混合ゾルを太陽電池用保護ガラスにスピンコート塗布し、８０℃で６０分間加熱し、さらに１６０℃で６０分間加熱し、エアロゲル層１０６を形成した。このようにして得られたエアロゲル層１０６はナノサイズの均一な微細孔を有し、高い透明性を有する多孔質膜となる。エアロゲル層１０６の膜厚は１５０ｎｍ、比重は０．９、屈折率は１．２５となる。
【００２４】
次に、以下に示す蛍光体を、以下に示す溶媒に溶解させた蛍光体溶液を作製し、前述のエアロゲル層１０６に噴霧塗布する。蛍光体としては組成、系統共に限定されるものではないが、無機化合物、有機化合物、無機−有機錯体化合物などを単独もしくは併用などし、適宜使用することができる。
【００２５】
実施の形態１においては、太陽電池の感度特性の低い波長の光を吸収し、感度特性の高い波長の光を蛍光として発し、光電変換効率を向上させるという観点から、４００ｎｍ以下の紫外光を吸収し、４００ｎｍより長い波長の蛍光を発することが好ましい。
【００２６】
実施の形態１では、Ｅｕ（ＩＩＩ）錯体である（１，１０−Ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）ｔｒｉｓ［４，４，４−ｔｒｉｆｌｕｏｒｏ−１−（２−ｔｈｉｅｎｙｌ）−１，３−ｂｕｔａｎｅｄｉｏｎａｔｏ］ｅｕｒｏｐｉｕｍ（ＩＩＩ）をジメチルホルムアミドに０．６重量％配合している。
【００２７】
また、２種類の蛍光体を使用する際には、第一の蛍光体が発した蛍光波長と第二の蛍光体の吸収波長が重なるように蛍光体を選択すると、より広い範囲の波長の蛍光を発することになり、光電変換効率向上の観点から好ましい。
【００２８】
また、蛍光体の濃度としては、蛍光体の各波長における吸光係数や第二の透明樹脂の厚みにもよるが、例えば各蛍光体の吸収ピーク波長における吸光度が０．１より大きく１０より小さくなる濃度とすることができる。吸光度が０．１より小さいと蛍光の光量として十分な光量が得られず、また吸光度が１０より大きいと蛍光体自身の吸収による濃度消光によって発光効率が低減するためである。
【００２９】
無機蛍光体としては、特に限定するものではなく公知のものを使用することができ、一般的には母結晶に金属元素が発光イオンとして賦活した酸化物や窒化物、硫化物などとすることができる。Ｂ、Ｇｄ、Ｏ、Ｓ、Ａｌ、Ｇａ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｋ、Ｖ、Ｌａ、Ｃｌ、Ｐ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｙ、Ｃａ、Ｍｇ等の元素を１種類以上用い、発光イオンとしてＺｎ、Ｈｏ、Ｔｂ、Ｎｄ、Ａｇ、Ｍｎ、Ｃｅ、Ｅｕ、Ｄｙ、Ｔｍ等が１種類以上賦活され用いられている無機蛍光体が挙げられる。尚、本発明に無機蛍光体を使用する際には、その粒径としては３００ｎｍより小さく、３０ｎｍより大きいことが望ましい。
【００３０】
３００ｎｍ以上の場合、光電変換素子にとって感度特性の高い波長の光を前記無機蛍光体の粒子による散乱で損失する。３０ｎｍ以下であると無機蛍光体の表面欠陥の影響が大きくなり、発光効率が低下するためである。
【００３１】
有機蛍光体としては、特に限定するものではないが、例えば炭化水素系を使用することができる。一般に炭化水素は、ａ、ｂ、ｃをそれぞれ、構造式に含まれる環の数、炭素同士の２重結合の数、炭素同士の３重結合の数として、ＣｎＨ２ｎ＋２−２ａ−２ｂ−４ｃで表されるが、ｎが５より大きく４０より小さくかつ、蛍光を発するものを使用することができる。
【００３２】
５以下の場合には、炭化水素として紫外線を吸収し、感度特性の高い４００ｎｍより長波長の蛍光体を発する蛍光体として機能するものが少ない。
【００３３】
４０以上の場合には吸収波長が長波長側にシフトし、感度特性の高い光をも吸収することとなり、光電変換素子の光電変換効率の低下を招くことになる。
【００３４】
尚、前記構造式の中で炭素に該当する箇所が適宜、酸素原子や窒素原子、硫黄原子に置き換わってもよく、イオン化されたものであるか否かは限定するものではないが、化学的安定性の観点から、例えばアントラセン、フェナントレン、ペンタセン、ピレン、ペリレン、ベンツピレン、コロネンといった縮合環化合それ自身またはこれらの誘導体を好適に使用することが出来る。
【００３５】
その他有機蛍光体の具体例としては、ローダミン類、クマリン誘導体、キナクリドン誘導体ベンゾオキサゾール誘導体、アリールアミン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、カルバゾール誘導体、シロール誘導体、スピロ化合物、トリフェニルアミン誘導体、ナフタルイミド誘導体、トリフマニルアミン誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ヒドラゾン誘導体、ピリジン環化合物、フルオレン誘導体、ベンゾオキサジノン誘導体、フェナントロリン誘導体、キナゾリノン誘導体、キノフタロン誘導体、フェニレン化合物、ペリノン誘導体、ルブレン誘導体、スチリル誘導体（ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、スチルベン誘導体）、チオフェン誘導体（オリゴチオフェン誘導体）、ジエン系（シクロペンタジエン誘導体、テトラフェニルブタ誘導体）、アゾール誘導体（オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾアザトリアゾール誘導体）、ピラゾール誘導体（ピラゾリン誘導体）、ピロール誘導体（ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体）を１種類以上含む蛍光体等が挙げられる。
【００３６】
ここで述べる錯体蛍光体は、特に限定されるものではないが一般的な定義にもとづく、少なくとも１種以上の配位子が少なくとも１種類以上の中心金属原子に、配位結合、または、水素結合により少なくとも１つ以上配位されてなりかつ中心金属原子が発光中心となっている分子性化合物であり、中心金属原子がイオンであるか否かは限定されない。
【００３７】
発光中心となる中心金属原子としては、例えばＦｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ａｕなどの遷移金属が挙げられるが、特にランタノイド系に属するＧｄ、Ｙｂ、Ｙ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｙｂ、Ｎｄ、Ｅｒ、Ｓｍ、Ｄｙ、Ｃｅなどでは吸収する光の波長と、発光する光の波長の差が大きく蛍光の再吸収などによる発光効率の低下が小さい、量子効率が高いなどの利点があり好ましい。
【００３８】
蛍光体を溶解させる溶媒としては限定するものではないが、蛍光体が溶解し、シリカエアロゲル膜表面と親和性を有しまた噴霧後に常温放置もしくは蛍光体の分解温度以下で揮発するものが好ましく、エアロゲルと相溶性のある溶媒とすることにより蛍光体溶液はエアロゲル層１０６内へと浸透することができ、塗布された蛍光体溶液は、エアロゲル層１０６膜中に浸透することができる。このような溶剤として、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉ−プロパノール、ブタノール等のアルコール類やジメチルホルムアミドなどといった公知の溶媒を使用することができる。
【００３９】
実施の形態１では、ジメチルホルムアミドを使用している。適切な溶液の濃度と噴霧量は、使用する蛍光体の内部量子効率などによって変化するが、面積１ｍ２、厚み１５０ｎｍのシリカエアロゲル膜に対して、１．２７×１０−５（ｍｏｌ／Ｌ）の溶液を１．５ｍｌ噴霧することができる。面積の変更や厚みの変更に対しては噴霧量を比例変更させればよい。
【００４０】
蛍光体溶液を噴霧させた後、溶媒を常温もしくは加熱により乾燥させることにより図２に示したように、蛍光体分子を、エアロゲルを構成する１次粒子表面に吸着させた構成とすることにより、図３（ａ）に示すような蛍光体を含有したエアロゲル層１０６がその表面に配置された保護ガラス１０５を作製することができる。
【００４１】
次に、図３（ｂ）において、蛍光体を含有したエアロゲル層１０６が配置された保護ガラス１０５を、太陽電池における光電変換素子１０１の表側に配置する透明樹脂１０２ａと裏側に配置する透明樹脂１０２ｂを公知の方法で電極１０４が電気的に接合された光電変換素子１０１およびバックシート１０３と共に公知の方法でラミネート処理する。
【００４２】
このことにより、エアロゲルにより、蛍光体が保護され、長寿命となる。さらに、保護ガラス１０５よりも屈折率の低いエアロゲル層１０６が入射面に配置されていることにより、反射防止効果が生じ、発電効率の高い太陽電池モジュールとすることができる（図３（ｃ））。
（実施の形態２）
図４は、実施の形態２に係る太陽電池モジュールの構造を示す断面図である。第１の実施形態と異なる点は、蛍光体がシリカエアロゲルの細孔表面に吸着している構造ではなく、エアロゲル中に蛍光体粒子が均質に分布している点である。その他は第１の実施の形態と同様である。エアロゲル作製中に蛍光体を入れこみ、均質に分布させる。
【００４３】
実施の形態２の太陽電池モジュールでは、少なくとも光電変換素子１０１と、光電変換素子１０１を保護する透明樹脂１０２と、バックシート１０３と、光電変換素子同士を接続しかつ外部へ得られた電流を取り出す電極１０４と、保護ガラス１０５と、蛍光体をその内に均質を分散させたエアロゲル層１０７を備えている。
【００４４】
実施の形態２では、蛍光体が疎水化されたエアロゲル層１０７の組成中に分散されている構成とすることにより、蛍光体はさらに信頼性が高く長期にわたって保護されることになる。
＜製造方法＞
実施の形態２の製造プロセスとしては、限定するものではないが、例えば、次に説明するような、工法が可能である。図５（ａ）から図５（ｃ）は、実施の形態２の組立プロセスを表す各工程の断面図であり、まずは、エアロゲルの第一の酸性ゾルと第二の酸性ゾルをそれぞれ調整し、これらを混合した混合ゾルを調整する。
【００４５】
組成中に蛍光体を含有したエアロゲルの具体的な製法を以下に述べる。
エアロゲルの具体的な製法を以下に述べる。
（１）蛍光体を含有した第一の酸性ゾルの調製
テトラエトキシシラン８．５３ｇとメタノール３４．５７ｇの混合溶液を作製し、さらに３規定のアンモニア水溶液１．９４ｇを加えて室温で１５時間撹拌し、塩基性触媒下における加水分解とそれにつづく重合を行い、アルカリ性ゾルとする。さらに、このように調整したアルカリ性ゾル２０．０１ｇに、メタノール１．２５ｇおよび１２規定塩酸０．８５ｇを添加して室温で２０分間撹拌し、酸性触媒下での加水分解とそれにつづく重合を行い第一の酸性ゾルとする。
【００４６】
さらに、第一の酸性ゾルに蛍光体の有機溶剤溶液を添加し、酸性ゾルが蛍光体の有機溶剤溶液に膨潤させ、蛍光体を含有した第一の酸性ゾルとする。蛍光体としては、本発明の第一の実施形態と同様とすることができる。また有機溶剤としては、選定した蛍光体を溶解することができ、かつ、第一の酸性ゾルを膨潤させることができ、さらに、後述する１６０℃乾燥プロセスで揮発させることができるものであれば、限定するものではない。しかし、本実施例では、Ｅｕ（ＩＩＩ）錯体である（１，１０−Ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）ｔｒｉｓ［４，４，４−ｔｒｉｆｌｕｏｒｏ−１−（２−ｔｈｉｅｎｙｌ）−１，３−ｂｕｔａｎｅｄｉｏｎａｔｏ］ｅｕｒｏｐｉｕｍ（ＩＩＩ）をジメチルホルムアミドに０．６重量％配合したものとしている。その他有機溶剤としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉ−プロパノール、ブタノール等のアルコール類、トルエン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサン、スチレンなどとすることができる。
（２）第二の酸性ゾルの調製
室温でテトラエトキシシラン１４．１ｇ、エタノール１１．８４ｇ、水１．２ｇの混合溶液に、１規定塩酸０．１ｍｌを添加し、６０℃で９０分間撹拌し、第二の酸性ゾルとした。
（３）混合ゾルの調製
蛍光体を含有した第一の酸性ゾル１５ｇと第二の酸性ゾル０．０１１ｇを添加し、室温で１０分間攪拌して混合ゾルを調製する。
（４）エアロゲル層１０７の膜の形成
混合ゾルを太陽電池用保護ガラスにスピンコート塗布し、８０℃で６０分間加熱し、さらに１６０℃で６０分間加熱し、蛍光体を含有したシリカエアロゲル膜を形成した。このようにして得られたエアロゲル層１０７はナノサイズの均一な微細孔を有し、高い透明性を有する多孔質膜となる。エアロゲル層１０７の膜厚は１５０ｎｍ、比重は０．９、屈折率は１．２５となる。
【００４７】
以上の工程より、図５（ａ）に示すような蛍光体をその１次粒子内部に取り込んだエアロゲル層１０７がその表面に配置された保護ガラス１０５を作製することができる。また、エアロゲル層１０７において、蛍光体がそのエアロゲルの１次粒子１０９の内部に取り込まれている模式図を図６に示す。エアロゲルの１次粒子１０９とは、シリカが網目状に繋がった塊で、大きさは数ｎｍ〜数１０ｎｍの径である。シリカの網目構造の内部に蛍光体が取り込まれている。
【００４８】
次に、図５（ｂ）において、蛍光体を含有したエアロゲル層１０７が配置された保護ガラス１０５を、太陽電池における光電変換素子１０１の表側に配置する透明樹脂１０２ａと裏側に配置する透明樹脂１０２ｂを公知の方法で電極１０４が電気的に接合された光電変換素子１０１およびバックシート１０３と共に公知の方法でラミネート処理する。
【００４９】
このことにより、エアロゲルにより、蛍光体が保護され、長寿命に効率よく光電変換素子１０１に到達する。さらに、保護ガラス１０５よりも屈折率の低いエアロゲル層１０６が入射面に配置されていることによる、反射防止効果により、発電効率の高い太陽電池モジュールとすることができる（図５（ｃ））。
＜実施の形態１，２の比較、効果＞
実施の形態１では、蛍光体は図２に示したように、エアロゲルの１次粒子１０９の表面に位置している。一方、実施の形態２では、蛍光体は図６に示したようにエアロゲルの１次粒子１０９の内部に取り込まれている。以上のことから、
（１）実施の形態１，２の構造とも、従来の太陽電池セルと比較すると、同じ光量を照射した場合、従来と比べて電流値が約２％以上向上する。ただし、実施の形態１の構造より、実施の形態２の構造の方が、可視域における透明度が高く、より好ましい。
【００５０】
（２）実施の形態１，２の構造とも、従来の太陽電池セルと比較すると、同じ条件下では、従来と比べて約１割寿命が向上する。たとえば、約１７年であるものが、約２０年となる。または、劣化が１割抑えられる。ただし、実施の形態２の方が、実施の形態１より、外部環境からの保護の効果が高く好ましい。そのため、たとえば、実施の形態２の構造では、実施の形態１の構造では、使用することのできない昇華性を有する蛍光体を使用することができる。なお、気温８５℃、湿度８５％の環境下、実施の形態１では約２％の電流値向上が１５００時間、実施の形態２では１７００時間維持することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上説明したように、本発明の太陽電池モジュールは、耐候性が高く、反射率の低いシリカエアロゲル膜に蛍光体が含有された層が、光の入射面に配置されており、蛍光体により波長変換された感度特性の高い波長の光をより効率よく光電変換素子に導き、また蛍光体がシリカエアロゲル膜に保護されることで、太陽電池モジュールの光電変換効率を長寿命に向上させることができ、産業上の利用可能性は高い。
【符号の説明】
【００５２】
１０１  光電変換素子
１０２、１０２ａ、１０２ｂ  透明樹脂
１０３  バックシート
１０４  電極
１０５  保護ガラス
１０６、１０７  エアロゲル層
１０８  蛍光体
１０９  エアロゲルの１次粒子
【図１】
2015130369.tif 000003
【図２】
2015130369.tif 000004
【図３】
2015130369.tif 000005
【図４】
2015130369.tif 000006
【図５】
2015130369.tif 000007
【図６】
2015130369.tif 000008