(57)【要約】【課題】高効率な軽量化太陽電池モジュールを製作するにあたり、モジュールを構成する支柱によって太陽電池セル上に影ができ、それによりホットスポット現象が発生して太陽電池モジュールの信頼性が低下すること。【解決手段】第１の基材１０４と第２の基材１０５の間に空間を保有するために設置する支柱１０２の周辺にブレーズド回折格子の回折構造１０３を設置し、回折構造の回折ピッチ及びブレーズ角の適時設計により、太陽光線１０８太陽電池セル１０１上で支柱１０２の裏面で影になる部分にも光を導くことで光を均一化させて、太陽電池の信頼性を向上させる。【選択図】図１
2015146400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池セルが電気的に接続されてなるストリングスが複数並列され、
前記ストリングスが充填材に包含されかつ表面側に水分と酸素の遮断層として第２の基材が配置され、その上に支柱が配置される構造において、
前記支柱により前記第２の基材と接着された第１の基材を保持し、かつ、前記第２の基材上の前記支柱の周辺にはブレーズド回折が形成されてなること
を特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記ブレーズド回折は、ＵＶ硬化型樹脂を用いてが金型により形成されていることを特徴とする、請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記ブレーズド回折は、回折ピッチが０．８〜１．２μｍ、ブレーズ角が２３度〜２９度の回折構造であることを特徴とする、請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記ブレーズド回折は、回折ピッチが外部に行くほど細かくなることを特徴とする、請求項１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の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、従来の化石燃料を用いた発電方式に対して、クリーンで新しいエネルギー源として注目されている。太陽電池は、メガソーラーのような広大な面積を必要する発電所方式以外にも、様々な環境条件を有するどのような場所にでも設置して発電ができるようにしていくことが今後の普及促進には必要である。
【０００３】
しかし、一般的な太陽電池の構造では太陽電池モジュール自身の重量が大きいため、設置場所の耐加重強度が課題となり、設置できる場所が限定されてしまう。
【０００４】
ここで、一般的な太陽電池モジュールの構造を図１１に示す。
【０００５】
この太陽電池モジュールは、太陽光を受けて発電する太陽電池セル１０１を持ち、この太陽電池セル１０１は隣接する太陽電池セル１０１’と導電タブ１１０２によって電気的に接続されており、太陽電池セル１０１が直列に接続された構造となっている。
【０００６】
この直列の太陽電池セル群をストリングス１１０３と呼ぶ。太陽電池セル１０１の表面側には透光性で機械的強度を有する板状の基材１１０１が配置され、裏面側には電気的絶縁性を有するバックシート１０７が配置されている。
【０００７】
太陽電池セル１０１は透光性を有する充填材１０６により封止されており、表面側から基材１１０１、充填材１０６、太陽電池セル１０１、充填材１０６、バックシート１０７の順に積層された構造となっている。
【０００８】
ここで基材１１０１は一般的に３〜４ｍｍ程度のガラスが用いられている。太陽電池モジュールはこの表面側のガラス基材によって強度を保つ構造となっており、太陽電池モジュールは一般的に１０ｋｇ／ｍ２程度の重量であるが、そのうち８０％以上はガラスの重さが占めている。
【０００９】
そのため、積載強度の不足する建築基準で建てられた屋根への設置や燃費が求められる自動車やバスなどの輸送手段への搭載には軽量化されたモジュールが求められる。
【００１０】
また基材１１０１には、太陽電池セル１０１や導電タブ１１０２へ水分や酸素の影響を遮断する機能も求められる。基材１１０１を水分・酸素が透過してしまうと、ストリングス１１０３を構成する太陽電池セル１０１と導電タブ１１０２に腐食や回路ショートが発生する。
【００１１】
それにより、太陽電池モジュールの発電効率は低下し、また導電タブ１１０２においては日々の温度サイクルによる引っ張りと圧縮の繰り返しによる疲労破断に対して弱くなる。そのため、ガラスは水分や酸素の透過率がほぼゼロのため、遮断材料という意味でも用いられている。
【００１２】
軽量化を実現するには基材１１０１として用いるガラスが担保している機能を他の構造部材で分割することが考えられる。
【００１３】
すなわち、図１１における基材１１０１を図１２（ａ）に示すように第１の基材１０４と第２の基材１０５に分割し、第１の基材１０４には強度を持たせる機能、第２の基材１０５には水分や酸素を透過させない機能を担保させる。
【００１４】
第１の基材１０４は、ポリカーボネートなどの透光性があり強度の高い樹脂を用いることで軽量化を行うことが可能となり、第２の基材１０５にはガラスなどの透光性のある無機材料の薄い膜、或いは、薄板を用いることで水分と酸素の遮断機能を持たせることができる。第１の基材１０４と第２の基材１０５の間は、耐候性が高く弾性を持ったクロロプレンゴムや二トリルプレンゴムなど合成ゴムなどの支柱１０２で保持されて、その間に空間を有する構造となる。
【００１５】
この空間を有することで、第１の基材１０４に用いられている樹脂が周辺環境の温度変化によって発生する熱膨張の影響を太陽電池セル１０１に伝えることがない。また、外力に対する変形により第２の基材１０５に干渉することがないようになる。
【００１６】
図１２（ａ）は模式図のため、第１の基材１０４の変形が小さいように見えるが、実際の寸法に近い形にすると図１２（ｂ）のようになる。
【００１７】
この場合、第１の基材１０４の変形による干渉を避けるためには、支柱１０２の設置位置と個数が重要になる。支柱１０２を高くすることは太陽電池モジュールの厚みが増すために容積が増えるデメリットがあり、特に自動車などの輸送手段に積載する場合は、極力、支柱による厚みと容積の増加を減らす必要がある。
【００１８】
従って、支柱１０２は一定数の配置することが必要となり、太陽電池セル１０１の上に設置することが必然となるが、支柱１０２は、耐候性を持たせるために補強材のカーボンブラックを混入させた合成ゴム材料となるため透光性は有しておらず、支柱１０２の裏面は影になる。
【００１９】
太陽電池セル１０１の一部が遮光されることによって、その部分は影になり、発電量が低下するだけでなく、その部分は相対的に電気抵抗値が高くなり、そこに電流が流れ込むため発熱し、製品寿命に影響する。
【００２０】
そのため、その影の部分に他から光を導くことで均一化する必要がある。その手段としてモジュール内に反射部材を設けたものがある（例えば、特許文献１を参照）。
【００２１】
図１３は、特許文献１に記載された従来の反射構造を持つ太陽電池モジュールの断面図である。
【００２２】
図１３において太陽電池モジュールは、基材１３０１とバックシート１３０４の間に複数の太陽電池セル１３０３を直列に接続し、更に太陽電池セル１３０３を配置していない間隙に反射部材１３０５を配置して、これらを受光面側の充填材１３０２と裏面側の充填材１３０２で封止する構造である。
【００２３】
反射部材１３０５は、複数の四角錐をその底面同士が連続面を形成するようになっており、太陽電池セル１３０３の隙間に配置していることで、反射部材１３０５は太陽電池セル１３０３以外の間隙に入射する光を反射させて、太陽電池セル１３０３に再入射させる機能を有している。反射部材１３０５の傾斜角によって、太陽電池セル１３０３に再入射する位置と光量が決めることができ、特定の方向に光を導くことができる。
【００２４】
また、ホットスポットによる電流の低下に対しては、バイパスダイオードなどの電気的な保護回路機構で太陽電池モジュールを保護するものがある（例えば、特許文献２を参照）。
【００２５】
図１４は、特許文献２に記載された太陽電池セルとバイパスダイオードを含む回路構造の模式図である。
【００２６】
複数の太陽電池セル群３８（３８ａ〜３８ｄ）は、二つ以上の太陽電池セル３０（３８ａにおいては３０ａａ〜３０ａｅ）をそれぞれ含む。複数のバイパスダイオード３６（３６ａ〜３６ｄ）のそれぞれは、複数の太陽電池セル群３８のそれぞれに対応して設けられる。
【００２７】
複数の太陽電池セル群３８のそれぞれにおいて、二つ以上の太陽電池セル３０が直列に接続されていると共に、複数の太陽電池セル群３８は、並列に接続されている。複数のバイパスダイオード３６のそれぞれは、対応した太陽電池セル群３８に並列に接続される。
【００２８】
このように直列と整列を組合せ及びバイパスダイオード３６の選定により、ホットスポットが発生した場合は、バイパスダイオード３６を経由することで、ホットスポットの発生した太陽電池セル３０を含む太陽電池セル群３８を経由することがなくなり、より効率的な発電量を保持することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２９】
【特許文献１】特開２００９−０１０２２２号公報
【特許文献２】特開２０１３−０３３８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
しかしながら、現状の太陽電池モジュールは発電効率を向上させるためにセルのない部分ができないように密接に敷き詰められている。そのため、反射構造を設置するためにはそのための場所の確保が必要となり、その分太陽電池モジュールの厚みを増やすことや、セルの間隔を大きく取る、或いはセルの形状を小さくするなどの配置の見直しが必要などの設計制約が課される。
【００３１】
結果的にホットスポットの影響を回避できても当初の太陽電池モジュールに比して十分な発電電力量を得られないという課題を有している。
【００３２】
また、バイパスダイオードによる回避手段では一時的に発生するホットスポットは回避可能だが、恒久的に発生しているホットスポットには対応できないという課題を有している。
【００３３】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、軽量化太陽電池モジュールにおいて、その構造上発生する太陽電池セル上の部分的な電力低下と発熱現象であるホットスポットの課題を解決することで、発電量が大きく信頼性の高い太陽電池モジュール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】
【００３４】
前記課題を解決するために、本発明の太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルが電気的に接続されてなるストリングスが複数並列され、前記ストリングスが充填材に包含されかつ表面側に水分と酸素の遮断層として第２の基材が配置され、またその上に支柱が配置され、前記支柱により前記第２の基材と接着された第１の基材を持ち、前記第２の基材上の前記支柱の周辺にブレーズド回折構造を有することを特徴とする。
【００３５】
これにより、第１の基材と第２の基材を保持する支柱の周辺のブレーズド回折格子の回折構造により、回折構造の回折ピッチ及びブレーズ角の設計により、太陽電池セルの上で支柱の裏面で太陽光線が影になる部分にも光を導くことにより支柱周辺の光を均一化させて、太陽電池の信頼性を向上させることが可能となる。
【００３６】
また本発明の太陽電池モジュールは、前記ブレーズド回折構造が、ＵＶ硬化型樹脂を用いて金型により形成されていることを特徴とする。
【００３７】
これにより、コストの面と生産時間の面から回折構造を容易に多数個形成することが可能となる。また、本発明の太陽電池モジュールは、前記ブレーズド回折構造が、回折ピッチが０．８〜１．２μｍ、ブレーズ角が２３度〜２９度の回折構造であることを特徴とする。
【００３８】
これにより、支柱の裏面に光を導くのに対して、発電量の高い波長帯域を中心として効率的に行うことが可能となり、これによりホットスポットを低減し信頼性を向上させることが可能となる。
【００３９】
また本発明の太陽電池モジュールは、前記ブレーズド回折構造は、回折ピッチが外部に行くほど細かくなることを特徴とする。
【００４０】
これにより、より効率的に光を導くことが可能となり、これによりホットスポットを低減し信頼性を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明を用いることによって、軽量化太陽電池モジュールにおいて、その構造上発生する太陽電池セル上の部分的な電力低下と発熱現象であるホットスポットの課題を解決することで、発電量が大きく信頼性の高い太陽電池モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の太陽電池モジュールの支柱周辺の拡大断面図
【図２】本発明の太陽電池モジュールの支柱周辺の拡大俯瞰図
【図３】本発明の太陽電池モジュールの太陽電池セル配置の俯瞰図
【図４】本発明の太陽電池モジュールの異なる太陽電池セル配置の俯瞰図
【図５】本発明の太陽電池モジュールの効果を示す断面図と発電量・抵抗値の模式図
【図６】本発明の太陽電池モジュールの効果がない場合の比較のための断面図と発電量・抵抗値の模式図
【図７】本発明の太陽電池モジュールの太陽光スペクトルに対する発電量スペクトルの図
【図８】本発明の太陽電池モジュールの回折格子ピッチと回折角度の図
【図９】本発明の太陽電池モジュールの製造フロー図
【図１０】本発明の太陽電池モジュールの製造工程の説明図
【図１１】一般的な太陽電池モジュールを示す断面図
【図１２】本発明の軽量化太陽電池モジュールの断面図
【図１３】従来の太陽電池モジュールで反射構造を持つモジュールの断面図
【図１４】従来の太陽電池モジュールでバイパスダイオードの回路構造を持つモジュールの断面図
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、同一構成には同一符号を付して説明を省略する。
【００４４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態における太陽電池モジュールの支柱周辺の構造を示す図である。本発明の全体の構造は図１２に示すものであるが、その中の本発明の特徴である支柱周辺を図１で示している。
【００４５】
図１及び図１２において、太陽電池モジュールは、太陽光を受けて発電する太陽電池セル１０１を持ち、この太陽電池セル１０１は隣接する太陽電池セル１０１’と導電タブ１１０２により電気的に接続されており、太陽電池セルが直列に接続された構造となっている。
【００４６】
この時、太陽電池セル１０１は、結晶型や多結晶型、薄膜型や結晶と薄膜の併用型のいずれでも構わない。この直列の太陽電池セル群をストリングス１１０３と呼ぶ。太陽電池セル１０１の表面側には透光性で水分と酸素の遮断性能を有する板状の第２の基材１０５が配置され、裏面側には電気的絶縁性を有するバックシート１０７が配置されている。
【００４７】
太陽電池セル１０１は、透光性を有する充填材１０６により封止されており、表面側から第２の基材１０５、充填材１０６、太陽電池セル１０１、充填材１０６、バックシート１０７の順に積層された構造となっている。
【００４８】
ここで第２の基材１０５は、例えば厚み１．１ｍｍ以下の薄ガラスや樹脂と珪素など無機物の積層薄膜によるシート状のもので構成される。これにより水分や酸素の影響を遮断することで、ストリングス１１０３を構成する太陽電池セル１０１と導電タブ１１０２に腐食や回路ショートが発生することがなくなり、太陽電池モジュールの発電効率が低下することを防ぎ、信頼性を向上させる。
【００４９】
ここまでの構造で太陽電池の発電機能としては果たすことができるが、外部環境に設置するためには外力に対する機械的強度は不十分であるため、上述の太陽電池構造は第１の基材１０４を表面側に設置することにより外力から保護することが必要である。
【００５０】
ここで第１の基材１０４は第２の基材１０５の機能により、水分と酸素の遮断機能は不要なため、水分の透過率は高くても軽量な樹脂材料を用いることが可能となる。ここで樹脂材料としては、ポリカーボネートやアクリルなどを用いることができるが、耐候性と機械強度の観点から厚みが２ｍｍ〜５ｍｍ程度のポリカーボネートが望ましい。
【００５１】
また、ポリカーボネート表面は樹脂特有の細かい傷がつきやすいため、無機物を使ったハードコーティングがされていることが望ましい。一方で樹脂材料の特性として、熱膨張係数が大きく、概ね７０×１０-6／℃程度であり、ガラスが概ね９×１０-6／℃程度、太陽電池セル１０１の材質であるシリコンが３×１０-6／℃程度であるので１桁分の大きな差異がある。
【００５２】
第１の基材１０４と第２の基材１０５を直接貼り付けた場合は、１００℃近くまで温度上昇する設置条件を想定しないとならないため、この熱膨張の差による界面の剥離や破壊が発生する。そのため、干渉構造として支柱１０２により、第１の基材１０４と第２の基材１０５の間に空間を設けることにより、熱膨張の差による影響を伝えない構造とすることが可能となる。
【００５３】
ここで支柱１０２は、前記熱膨張の差を吸収する機能と環境変化に対する耐性を保持していなければならないため、耐候性が高く弾性を持ったクロロプレンゴムや二トリルプレンゴムなど合成ゴムなどが用いられる。
【００５４】
ここで支柱１０２のサイズとして、第１の基材１０４が２〜５ｍｍ、第２の基材１０５が１．１ｍｍ以下、充填材が１〜２ｍｍ程度とこれらの合計の厚みは７ｍｍ程度であり、太陽電池モジュールとして厚みが増すことは容積が増えるデメリットがあり、特に車などの輸送手段に積載する場合は極力薄い方が望ましく、支柱１０２の厚みは１０ｍｍ以下が望ましい。
【００５５】
一方で、鋼球落下試験などの外力に対して、第１の基材１０４にたわみが生じて第２の基材１０５に干渉することがないようにすることが必要であるが、支柱１０２の高さを上げることが前記理由によりできないため、ある程度の密度で配置することが必要になる。そのため、太陽電池セル１０１の上に支柱１０２が影にならないような配置にすることは不可能となる。
【００５６】
以上により、支柱１０２の裏面に太陽光線１０８を導き、影になることで発生するホットスポットの影響を低減することが重要となる。そのために、支柱１０２の周辺に回折構造１０３を設置することで実現させる。
【００５７】
回折構造１０３は回折パターンが格子状に形成されており、この回折格子は入射した光を回折させて光の方向を変える作用があり、その回折角度はその回折格子の格子ピッチと入射した光の波長に依存する。回折格子には反射型と透過型があるがここでは透過型を用いている。
【００５８】
回折格子の構造には矩形状溝構造のラミナーグレーティングや正弦波状溝構造のホログラフィックグレーティングがあるが、回折方向が＋（プラス）側と−（マイナス）側の左右２方向に回折をするため、特定の一方向に光を曲げるには適さない。そのため、ここでは格子の断面形状が鋸歯状になっているブレーズド回折格子（または、ブレーズドホログラフィックグレーティング）を用い、回折方向を制御している。
【００５９】
ブレーズド回折格子の設計パラメータは回折格子のピッチｄとブレーズド角θｂ、及び回折格子材料の屈折率ｎである。ピッチｄと光の波長λとの関数で回折角度βを決定することができる。
【００６０】
また、ブレーズド角θｂにより光の波長のうちもっとも回折効率を高くする波長λｍを決めることができる。
【００６１】
ここで回折角度βは（式１）となっている。
【００６２】
【数１】
2015146400.tif 000003
【００６３】
また、ブレーズド角θｂは（式２）となっている。
【００６４】
【数２】
2015146400.tif 000004
【００６５】
第２の基材１０５と充填材１０６の厚みの幅を回折により曲がり光が入射するため、支柱１０２の直径が大きすぎると導く光の量が制限されるため、支柱１０２の高さは第２の基材１０５と充填材１０６の厚みの和の２０倍以下が望ましい。
【００６６】
次に図２を用いて説明する。ここでは、支柱１０２及び回折構造１０３を表面側から見ている。支柱１０２の形状は円柱や角柱、その他どのような形状でもよいが、外力に対して応力集中の発生しにくい円柱が望ましいため、これを用いて説明する。
【００６７】
回折構造１０３は、支柱１０２の周辺に円周状に設置しており、表面側から入射した太陽光線を支柱１０２の中心側に光を回折により導く構造となっている。ここで回折構造１０３の大きさは直径で支柱１０２の直径に対して２倍〜３倍が望ましい。
【００６８】
この回折構造１０３の材料としては、ＵＶ硬化型樹脂を金型による第２の基材１０５上に成形することが好適である。この場合、ＵＶ硬化型樹脂が各格子溝に充填してヒケが発生しないために、ＵＶ硬化型樹脂が流動するランナー部２０１が必要となる。
【００６９】
また、回折構造１０３をＵＶ樹脂以外で作ることも可能であり、第２の基材１０５の作成時に型押しして回折構造１０３を形成することや、後から直接加工で切削し、図１に示す回折構造１０３が凸ではなく、凹とすることでも可能である。その場合、ランナー部２０１は不要となる。
【００７０】
図３には太陽電池モジュール上での支柱１０２の配置例を示している。ここでは太陽電池セル１０１は一般的なサイズの１５６ｍｍ角の正方セルをセル間隔２〜３ｍｍで敷き詰めた条件で示している。
【００７１】
ここでは支柱１０２の直径を３０ｍｍ程度と想定して設置している。太陽電池セル１０１の四隅に設置しているが、セル間隔が狭いため、必ず太陽電池セル１０１の上に支柱１０２の影がかかる。また、四隅だけでは強度が不足するため、太陽電池セル１０１の上にも設置が必要となり、何れにしても、支柱１０２がセルの上に来ることが無く設置することができないことがわかる。
【００７２】
また、太陽電池セルの四隅でも中央でも影になる影響はほぼ同じであるため、支柱１０２の周囲に設置する回折構造１０３は全ての支柱１０２において同じ設計でよい。
【００７３】
仮に比較のため、これを支柱１０２が太陽電池セル１０１の影にならないように配置することを検討した状態が図４となる。
【００７４】
ここでは太陽電池セル１０１’の四隅に支柱１０２が置けるように、１２５ｍｍ角と仮定し、またＣコーナーを持ったタイプとしている。図４から分かるように、支柱１０２’の影にはならないようになっているが、太陽電池セル１０１’の太陽電池モジュール上で占める面積が図３の太陽電池セル１０１と比べて大きく減少しており、発電量がその分低下する。
【００７５】
そのため、図３のような太陽電池セル１０１の上に支柱１０２を設置する構造にしなければならないことが分かる。
【００７６】
この回折構造１０３を用いることによる効果を図５と図６で示す。図５は、回折構造１０３がある場合、図６がない場合を示している。
【００７７】
図５で支柱１０２周辺の入った太陽光線１０８は回折構造１０３により回折され、支柱１０２の裏面に光を導くことができる。これによる支柱１０２周辺に当たる光の量を平均的にすることで発電量も平均化することが可能となる。発電量が小さいほど電気抵抗値は低くなるが、平均化されていることで抵抗値及びそれに比例する発熱量も均一化することでホットスポットを緩和することができる。
【００７８】
図６に示すように回折構造１０３がない場合は、発電量の差が顕著となり、抵抗値と発熱量を大きくなり、製品寿命に影響する信頼性が大きく低下する。
【００７９】
ここで、回折構造１０３を用いて制御する太陽光スペクトルについて説明する。
【００８０】
図７には、地上に到達する太陽光スペクトルと波長ごとの太陽電池モジュールでの電気変換効率を掛け合わせることで求められた、太陽光スペクトルの発電量分布となる。前述の（式１）から分かるように回折角度βは波長λの関数となるため、全ての波長を任意に一方向に導くことはできない。そのため、発電に対して効果の高い波長を選択することが重要である。図７からもっとも発電に寄与する波長７００ｎｍを中心波長とすることが有効と判断できる。
【００８１】
また、７００ｎｍのピークに対して、有効な波長帯域としてはピーク比５０％以上が有効と判断し、下限５００ｎｍ、上限９００ｎｍで設計するのが有効であり、本発明ではこれに基づき回折構造１０３の特徴について提示を行う。
【００８２】
補足として１０００ｎｍ付近にも発電量を大きい領域があるが、この領域は太陽電池セル１０１の吸収率が低いため、太陽電池セル１０１内を何度も反射・拡散しながら、徐々に吸収される領域であるため、支柱１０２があっても太陽電池モジュール全体に拡散されてその影響がほとんど発生しないため、設計上考慮しなくてよい。
【００８３】
図８は前述（式１）に基づき、上記した波長５００ｎｍ、７００ｎｍ、９００ｎｍでの回折格子ピッチｄに対する回折角度を示している。波長が長い方が回折角度βが大きくなり、支柱１０２のより内側まで入る込むことが可能ということが分かる。ここで回折角度９０度は真横に回折する回折限界であり、以上より回折格子ピッチｄは０．８μｍ〜１．２μｍ程度が望ましいと判断できる。
【００８４】
ここで回折格子ピッチｄを１μｍと設定した場合には、中心波長λｍを７００ｎｍとするとブレーズ角θｂは前述（式２）から２６．９°となる。従って、２３〜２９°になるように回折構造１０３を設計すれば望ましい効果を得ることができる。
【００８５】
次に図９、及び図１０を用いて図１２における支柱１０２の製作工程について説明する。図９は製作工程の工程フローを示す図であり、その中で特徴的な工程を図１０に示している。以下、図１０における各ステップをＳｔｅｐ  １〜５  として説明する。
【００８６】
Ｓｔｅｐ１：太陽電池セル作成工程。ここではシリコン基板にエッチング工程でテクスチャ構造の形成、拡散工程でＰＮ構造の形成、成膜工程で電極及びパッシベーション膜の形成によって太陽電池セル１０１の作成が行われるが、一般的な内容のため詳細は省略する。
【００８７】
Ｓｔｅｐ２：ストリングス作成工程。太陽電池セル１０１同士を導電タブ１１０２によって接合して直列につなげてストリングス１１０３を作成するが、一般的な内容のため詳細は省略する。
【００８８】
Ｓｔｅｐ３：基板作成工程。太陽電池モジュールの表面側構造を作成する。
【００８９】
Ｓｔｅｐ３−１：材料供給工程。回折構造１０３のメス型が形成されたスタンプ金型１００１を用いる。スタンプ金型１００１は支柱１０２部分が中空となっており、支柱１０２を保持できる機構を備えており、位置決めを行う稼動ロボットに取り付けられているため、別ステーションに設置された支柱１０２を取りにいくことが可能となる（図１０ａ）。
【００９０】
このスタンプ金型１００１が支柱１０２を真空吸着などの方法で保持する。一方、回折構造１０３の元になるＵＶ硬化型樹脂１００２は、別ステーションにて供給される（図１０ｂ）。
【００９１】
Ｓｔｅｐ３−２：ＵＶ硬化樹脂塗布工程。スタンプ金型１００１と支柱１０２はＵＶ硬化型樹脂１００２に接触することで表面に適量を付けることができる。ここで回折構造１０３を形成するに当たりＵＶ硬化型樹脂１００２は、流動性の高くものが好適で、粘性係数が０．１〜１Ｐａ・ｓが望ましい。（図１０ｃ）。
【００９２】
適量のＵＶ硬化型樹脂１００２が付けられたスタンプ金型１００１と支柱１０２は第２の基材１０５上の支柱設置位置まで位置決めされて（図１０ｄ）、表面まで降ろして密着させる。
【００９３】
Ｓｔｅｐ３−３：支柱形成工程。裏面側からＵＶ光源１００３を照射する（図１０ｅ）。支柱１０２の保持を外し、スタンプ金型１００１を上方へ外して離型することで第２の基材１０５上に回折構造１０３が形成される。またこの時同時に支柱１０２上面にもＵＶ硬化型樹脂１００２をノズルなどで塗布することで後から塗布する工程を短縮することが可能となる（図１０ｆ）。
【００９４】
Ｓｔｅｐ３−４  表面側構造形成工程。  以上の工程を太陽電池モジュールに必要な柱１０２の数だけ繰り返し、最後に第１の基材１０４を表面側から設置し、ＵＶ光源１００３でＵＶ光を照射することで、太陽電池モジュールの表面側構造が完成する。
【００９５】
ここではスタンプ金型１００１は１個で形成する想定で記載したが、製造時間の短縮のために複数のスタンプ金型１００１を並列で用いても構わない。
【００９６】
Ｓｔｅｐ４：ラミネート工程。ストリングス１１０３及びＳｔｅｐ３により作成された表面側構造と、充填材１０６のシート、バックシート１０７を図１２のように積層し、真空引きしながらラミネートすることで太陽電池モジュールを作成するが、一般的な内容のため詳細は省略する。
【００９７】
Ｓｔｅｐ５：キュア工程：ＵＶ硬化型樹脂１００２及び充填材１０６を完全に硬化させるために高温の炉に長時間放置し、太陽電池モジュールを完成させるが、一般的な内容のため詳細は省略する。
【００９８】
（実施の形態２）
上記実施の形態１においては、図８から、回折格子のピッチｄ及びブレーズ角θｂを一意に設定したが、回折構造１０３の外側の方がより大きな回折角度を持っている方が支柱１０２の裏面に回りこみやすくなる。そのため、内側と外側で徐々に回折ピッチをかえることでより効果を上げることが可能となる。
【００９９】
一例として表１に回折構造１０３の設計例を挙げる。
【０１００】
【表１】
2015146400.tif 000005
【０１０１】
設計値の内側から外側への変化量については連続的な変化でも、離散的な変化でもどちらでも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明の太陽電池モジュールは、ホットスポット発生の課題を解決し、発電量が多く信頼性の高い、軽量化された太陽電池モジュールを提供することが可能となる。
【符号の説明】
【０１０３】
１０１  太陽電池セル
１０２  支柱
１０３  回折構造
１０４  第１の基材
１０５  第２の基材
１０６  充填材
１０７  バックシート
１０８  太陽光線
１１０１  基材
１１０２  導電タブ
１１０３  ストリングス
１３０１  基材
１３０２  充填材
１３０３  太陽電池セル
１３０４  バックシート
１３０５  反射部材
３０  太陽電池セル
３６  バイパスダイオード
３８  太陽電池セル群
【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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【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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