(57)【要約】【課題】太陽電池セル表面での光の反射を低減し、太陽電池セルに光閉じ込めを有効に行なうことができる光閉じ込め構造を有する太陽電池部材、および、太陽電池部材シートを提供すること。【解決手段】太陽電池のセル部の外側に積層して用いられ、少なくとも１層以上のフィルムからなり、かつ、該フィルムの少なくとも１層として光封込層４を有する太陽電池部材であって、前記光封込層４が、凹凸構造６を有し、該凹凸構造６の高低差が０．１ｎｍ〜４００μｍであることを特徴とする太陽電池部材と、該太陽電池部材の表面に、接着層７が形成されていることを特徴とする太陽電池部材シート。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池のセル部の外側に積層して用いられ、少なくとも１層以上のフィルムからなり、かつ、該フィルムの少なくとも１層として光封込層を有する太陽電池部材であって、
前記光封込層が、凹凸構造を有し、該凹凸構造の高低差が０．１ｎｍ〜４００μｍであることを特徴とする太陽電池部材。
【請求項２】
前記凹凸構造の表面に、さらに、高低差が０．１ｎｍ〜５００ｎｍの微小凹凸部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池部材。
【請求項３】
前記太陽電池部材の少なくとも１層が、耐候性および耐熱性を有するフィルムからなる層であることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池部材。
【請求項４】
前記太陽電池部材の少なくとも１層が、ガスバリア層であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池部材。
【請求項５】
前記ガスバリア層が、無機酸化物を含有することを特徴とする請求項４に記載の太陽電池部材。
【請求項６】
ＳｉＯ２からなる充填層を、前記凹凸構造における凹部を埋めるようにして設けたことを特徴とする請求項５に記載の太陽電池部材。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の太陽電池部材の表面に、接着層が形成されていることを特徴とする太陽電池部材シート。
【請求項８】
前記接着層が、ホットメルト接着剤からなることを特徴とする請求項７に記載の太陽電池部材シート。
【請求項９】
前記ホットメルト接着剤が、共重合アクリル樹脂であることを特徴とする請求項８に記載の太陽電池部材シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池部材および太陽電池部材シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池は屋外発電、ポータブル発電などに広く使用されている。
【０００３】
太陽電池の構造としては、太陽電池のセル部に光を効果的に取り込み、この光を基板外に逃すことなく、セル部内に閉じ込めることにより、入射光を有効に利用できる構造が望まれている。
【０００４】
光を太陽電池のセル部の外部に逃さない方法としては、太陽電池のセル部表面での光の反射率の低減、および、太陽電池のセル部に入射した光の閉じ込めが重要である。
【０００５】
太陽電池のセル部表面での入射光の反射率を低減する方法としては、微細なＳｉＯ２やＭｇＦ２粒で形成された表面微細凹凸を有する反射防止膜を用いる方法が用いられている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平４−２８９８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、太陽電池のセル部に入射した光には、発電に寄与できるものと、一旦太陽電池セル部に入射したもののその表面で反射してセル部の外部に散逸してしまうものとがあり、太陽電池のセル部に入射した光の利用効率の点では、なお充分ではないという問題があった。
【０００７】
本発明の課題は、太陽電池のセル部表面での光の反射を低減し、セル部に光閉じ込めを有効に行なうことができる光閉じ込め構造を有する太陽電池部材および太陽電池部材シートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、太陽電池のセル部の外側に積層して用いられ、少なくとも１層以上のフィルムからなり、かつ、該フィルムの少なくとも１層として光封込層を有する太陽電池部材であって、
前記光封込層が、凹凸構造を有し、該凹凸構造の高低差が０．１ｎｍ〜４００μｍであることを特徴とする太陽電池部材である。
請求項２に記載の発明は、前記凹凸構造の表面に、さらに、高低差が０．１ｎｍ〜５００ｎｍの微小凹凸部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池部材である。
請求項３に記載の発明は、前記太陽電池部材の少なくとも１層が、耐候性および耐熱性を有するフィルムからなる層であることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池部材である。
請求項４に記載の発明は、前記太陽電池部材の少なくとも１層が、ガスバリア層であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池部材である。
請求項５に記載の発明は、前記ガスバリア層が、無機酸化物を含有することを特徴とする請求項４に記載の太陽電池部材である。
請求項６に記載の発明は、ＳｉＯ２からなる充填層を、前記凹凸構造における凹部を埋めるようにして設けたことを特徴とする請求項５に記載の太陽電池部材である。
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の太陽電池部材の表面に、接着層が形成されていることを特徴とする太陽電池部材シートである。
請求項８に記載の発明は、前記接着層が、ホットメルト接着剤からなることを特徴とする請求項７に記載の太陽電池部材シートである。
請求項９に記載の発明は、前記ホットメルト接着剤が、共重合アクリル樹脂であることを特徴とする請求項８に記載の太陽電池部材シートである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、光封込層が凹凸構造を有し、該凹凸構造の高低差が０．１ｎｍ〜４００μｍであるので、太陽電池に入射した光を繰り返し太陽電池のセル部の内部に入射させることが可能となり、発電効率が高い太陽電池を得ることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、前記凹凸構造の表面に、さらに、高低差が０．１ｎｍ〜５００ｎｍの微小凹凸部を形成したので、太陽電池のセル部外部に散逸しようとする光を反射および屈折させ、太陽電池のセル部内部に再入射させることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、太陽電池部材の少なくとも１層が、耐候性および耐熱性を有するフィルムからなる層であるので、太陽電池の保護材としての機能を付与することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、太陽電池部材の少なくとも１層が、ガスバリア層であるので、多結晶および微結晶シリコンの水や酸素による劣化を防止することができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明によれば、前記ガスバリア層が、無機酸化物を含有し、珪素酸化物等の無機酸化物は、水および酸素バリア性が優れた物質であることから、多結晶および微結晶シリコンの水や酸素による劣化をさらに防止することができる。
【００１４】
請求項６に記載の発明によれば、ＳｉＯ２からなる充填層を、前記凹凸構造における凹部を埋めるようにして設けたことにより、さらに発電効率が高い太陽電池を得ることができる。
【００１５】
請求項７に記載の発明によれば、前記の太陽電池部材の表面に、接着層を形成した太陽電池部材シートであるので、当該シートを太陽電池セルに接着することが可能となる。
【００１６】
請求項８に記載の発明によれば、前記接着層が、ホットメルト接着剤からなるので、太陽電池部材シートを太陽電池セルに接着する工程を簡略化することができる。
【００１７】
請求項９に記載の発明によれば、前記ホットメルト接着剤が共重合アクリル樹脂であるので、太陽電池発電時の急激な温度変化が生じても、太陽電池部材と太陽電池セルの剥離を防止することができる。
【００１８】
したがって本発明によれば、太陽電池に入射した光を繰り返し太陽電池セル内部に再入射でき、太陽電池を外部環境から保護できる太陽電池部材および太陽電池部材シートを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
太陽電池部材、および、太陽電池部材シートの作製方法を、図１を基に説明する。
【００２０】
まず、基材１に凹凸構造６を形成する（図１（ａ）参照）。
【００２１】
基材１の材料としては、例えばアクリル樹脂板を用いることができる。
【００２２】
凹凸構造６の形成方法としては、基材１に熱可塑性樹脂を用い、該熱可塑性樹脂層を加熱軟化させて、凹凸構造のレリーフ構造を電気鋳造法により型取った母型に圧着し、その後、冷却する方法を用いることができる。
【００２３】
凹凸構造の形状は、断面が三角形、台形、半円形である錐形、および、該錐形の上部をカットした台形、および、ドーム形が好ましく、特に、四角錐形であって、対向する斜面同士のなす角度（頂角）が図１に示すように７０〜９０°のものが好ましい。
【００２４】
本発明において、凹凸構造６の高低差は、０．１ｎｍ〜４００μｍであることが必要であり、好ましくは１００ｎｍ〜３００μｍであり、さらに好ましくは１０μｍ〜１００μｍである。ここでいう凹凸構造の高低差とは、凹凸構造が図１に示したような断面が三角形状である場合は、該三角形の頂点から底辺までの高さである。
【００２５】
次に、前記凹凸構造６の表面に、さらに、微小凹凸部２を形成するのが好ましい（図１（ｂ）参照）。
【００２６】
微小凹凸部２の材料としては、ＳｎＯ２やＺｎＯを用いることができる。
【００２７】
微小凹凸部２の形成方法としては、スパッタ法やＣＶＤ法を用いることができる。
【００２８】
微小凹凸部２は、高低差が０．１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましい。さらに好ましくは１ｎｍ〜１０ｎｍである。ここでいう微小凹凸部の高低差とは、微小凹凸部が図１に示したような断面が三角形状である場合は、該三角形の頂点（凹凸構造６と接していない頂点）から底辺（凹凸構造６と接している底辺）までの高さである。
【００２９】
次に、充填層３を、凹凸構造６を埋めるように充填することにより、光封込層４を形成するのがよい（図１（ｃ））。
【００３０】
充填層３は、ＳｉＯ２を材料としたＣＶＤ法により形成できる。
【００３１】
次に、保護材５を積層することにより、太陽電池部材を得る（図１（ｄ））。
【００３２】
保護材５の材料としては、耐熱性、耐候性に優れる、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン等を用いることができ、これらは単独で使用しても良く、二種以上を積層した複合フィルムとして使用しても良い。
【００３３】
また、保護材５に、少なくとも１層のガスバリア層を設けても良い。ガスバリア層は、珪素酸化物等の無機酸化物を含有するのが好ましい。
【００３４】
最後に、接着層７を形成することにより、太陽電池部材シートを得る（図１（ｅ））。
【００３５】
接着層７の材料としては、共重合アクリル樹脂を用いることができる。具体的には
アクリルポリオールが挙げられる。
【００３６】
接着層７の形成方法としては、押し出しコート法を用いることができる。
【実施例】
【００３７】
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明するが、本発明は下記例に制限されるものではない。
【００３８】
実施例１
図１（ｅ）に示したような太陽電池部材シートを作成した。
まず、金属平板、アクリル樹脂フィルム（住友化学工業社製（登録商標）テクノロイＳ００１）、母型の順番になるように配置し、その後、２６０℃下においてプレス圧力５〜１５Ｋｇｆ／ｃｍ２にて成型することにより、高低差が２００ｎｍの凹凸構造が形成されたアクリル樹脂フィルムを得た。
【００３９】
次に、ＳｎＯ２を、ＣＶＤ法を用いて蒸着することにより、凹凸構造の表面に、高低差が８０ｎｍの断面三角形状の微小凹凸部を得た。
【００４０】
次に、ＳｉＯｘ（ｘ＝１．７）を、ＣＶＤ法を用いて蒸着することにより、厚さ７０ｎｍの充填層を形成した。
【００４１】
次に、厚さ１２μｍのポリエチレンテレフタレートをアクリル系の接着剤を用いて充填層上に積層することにより、太陽電池部材を得た。
【００４２】
最後に、共重合アクリル樹脂をアクリル樹脂板に押し出しコートし、接着層を形成することにより、太陽電池部材シートを得た。
【００４３】
次に、ソーラーシュミレーターを用い、上記で得られた太陽電池部材シートの接着層を、市販されている太陽電池に接着し、その後光を照射することにより、電池特性を評価した。
【００４４】
開放電圧は０．５Ｖ、短絡電流は２４ｍＡ／ｃｍ２、形状因子は０．７５、変換効率は９．０％であった。
【００４５】
比較例１
実施例１において、凹凸構造および微小凹凸部を設けなかったこと以外は、実施例１と同様に太陽電池を作製し、実施例１と同様に電池特性を測定した。
【００４６】
開放電圧は０．５Ｖ、短絡電流は１８ｍＡ／ｃｍ２、形状因子は０．７５、変換効率は７．２％であった。
【００４７】
比較例２
実施例１において、凹凸構造の高低差を４１０ｎｍに設定したこと以外は、実施例１と同様に太陽電池を作製し、実施例１と同様に電池特性を測定した。
【００４８】
開放電圧は０．５Ｖ、短絡電流は１９ｍＡ／ｃｍ２、形状因子は０．７５、変換効率は６．５％であった。
【００４９】
比較例の太陽電池よりも実施例の太陽電池の方が、光電電流が大きく、変換効率が高い事が確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の、太陽電池部材、および、太陽電池部材シートは、電気自動車、携帯電話、自動販売機、宇宙船用電源等に用いる太陽電池に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の太陽電池部材、および、太陽電池部材シートの製造方法を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１……基材、２……微小凹凸部、３……充填層、４……光封込層、５……保護材、６……凹凸構造、７……接着層。
【図１】
2008047792.tif 000003