(57)【要約】      （修正有）【課題】表面に模様や情報が表示されていると共に、防眩性、防汚性、放熱性、除雪の機能が付与された保護カバーを備える太陽電池モジュール及びそれを用いた太陽電池アレイを提供する。【解決手段】太陽電池モジュール１の保護カバーの表面の一部に、硬質微粒子の衝突によって微細な凹凸が形成された凹凸部２１を設け、前記凹凸部２１と未処理部２２の外観の相違により保護カバーの表面に装飾模様及び／又は情報を表示する。前記凹凸部２１に形成される凹凸は、前記凹凸部２１を所定サイズの微小な区画に分割して各区画の凹凸における谷の最深部からの高さを測定して得た測定値から成る母集団の最頻値の確率密度が１０〜３０％で、且つ、標準偏差σが０．６μm以下のばらつきとなるように形成する。【選択図】図１
0003188125.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池モジュールの保護カバーの表面の一部に，硬質微粒子の衝突によって微細な凹凸が形成された凹凸部を設け，前記凹凸部と未処理部の外観の相違により保護カバーの表面に装飾模様及び／又は情報を表示しており，
前記凹凸部に形成された凹凸が，
前記凹凸部を所定サイズの微小な区画に分割して各区画の凹凸における谷の最深部からの高さを測定して得た測定値から成る母集団の最頻値の確率密度が１０〜３０％で，且つ，標準偏差σが０．６μm以下のばらつきとなるように形成されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
太陽電池モジュールの保護カバーの表面の少なくとも一部に，硬質微粒子の衝突によって微細な凹凸が形成された凹凸部を設け，
前記凹凸部が形成された太陽電池モジュールを複数枚組み合わせることにより，又は，
前記凹凸部が形成された太陽電池モジュールと，前記凹凸部を備えない太陽電池モジュールを組み合わせることにより，
前記凹凸部と未処理部の外観の相違により，前記太陽電池モジュールの組み合わせによって構成されたアレイの表面に装飾模様及び／又は情報を表示しており，
前記凹凸部に形成された凹凸が，
前記凹凸部を所定サイズの微小な区画に分割して各区画の凹凸における谷の最深部からの高さを測定して得た測定値から成る母集団の最頻値の確率密度が１０〜３０％で，且つ，標準偏差σが０．６μm以下のばらつきとなるように形成されていることを特徴とする太陽電池アレイ。
【請求項３】
前記凹凸部の表面粗さが，Ｒａで０．５μm以下，又は，Ｒｚで３μm以下である請求項１記載の太陽電池モジュール又は請求項２記載の太陽電池アレイ。
【請求項４】
前記凹凸部の平行透過率が２０％以上，ヘイズ値２０〜７０％であると共に，反射率が全角度において７％以下である請求項１記載の太陽電池モジュール，又は請求項２記載の太陽電池アレイ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は太陽電池モジュール及び太陽電池アレイに関し，より詳細には，保護カバーの表面に装飾模様や，文字，図形，記号等の情報を表示した太陽電池モジュール又は太陽電池アレイに関する。
【０００２】
なお，本明細書において「太陽電池モジュール」とは太陽電池のセルを必要枚配列して，樹脂や強化ガラスなどの保護カバーで保護してパッケージ化したものを言い，また，「太陽電池アレイ」とは，前述した太陽電池モジュールを更に複数枚直列あるいは並列に接続して配列したものを言う。
【背景技術】
【０００３】
環境問題に対する社会の関心が高まりつつある今日において，環境に対する負荷の少ない水力，風力，地熱，波力，太陽光等といった「自然エネルギー」あるいは「再生可能エネルギー」と呼ばれるエネルギーの利用が注目を集めている。
【０００４】
このような自然エネルギー利用の一環として，今日，太陽光エネルギーを利用して発電を行う太陽光発電が盛んに行われるようになっており，採石場，塩田，廃棄物最終処分場の跡地等を利用して大規模な商業発電を行うメガソーラー発電や，住宅や公共建築物の屋上，屋根，壁面等に設置した太陽電池アレイによって自家発電等を目的として行う比較的小規模の発電，その他，街路塔，警告灯，道路標識，街路時計等における独立した電源として太陽電池を備えた屋外設置機器も普及しており，日常生活において太陽電池のモジュールやアレイを目にする機会も増えている。
【０００５】
このような太陽電池は，太陽光を受けて発電するものである以上，物陰に設置することはできず，前述したように採石場跡地や塩田跡地等のような開けた土地，建物の屋根や屋上，壁面等の高所，路肩に立設した街灯やポール等に取り付けられる等，比較的人目に付き易い場所に設置される。
【０００６】
そのため，このような太陽電池モジュールや太陽電池アレイに対し，発電装置としての機能のみでなく，その表面に装飾模様を施し，或いは店名，広告，市区町村名，道案内等の文字，図形，記号等から成る情報を表示して，看板あるいは情報の表示媒体としての機能を持たせることができるようにすることの要望も存在している。
【０００７】
このように，太陽電池モジュールや太陽電池アレイに対する装飾として，あるいは太陽電池モジュールや太陽電池アレイに看板や表示媒体としての機能を発揮きさせるために，太陽電池モジュールの保護カバーにスクリーン印刷等を用いてドット等の表示パターンを印刷することが提案されている（後掲の「先行技術文献１」参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−３３８４３号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００９】
前述した特許文献１に記載の発明のように，太陽電池モジュールの透明な保護カバー上に所定の表示パターンを印刷することで，太陽電池モジュールを装飾し，あるいは，所望の文字や図形を表示する表示媒体として使用することは可能である。
【００１０】
しかし，太陽電池モジュールは，透明な保護カバーを透過した太陽光が，保護カバーの下層に設けられている太陽電池のセルが備える半導体に入射することにより初めて発電を行うものであり，そのため，保護カバーに印刷を施せば，この印刷によって半導体に対する光の入射が遮られてしまい，発電効率は大きく低下することとなる。
【００１１】
このような発電効率の低下という問題に対し，前掲の特許文献１に記載の発明では，太陽光の遮蔽面積を低減する非印刷面を設ける構成を採用することで対処するものとしており（特許文献１［0009］欄），この構成では，発電効率の低下を一定の範囲に止めることができたとしても，発電効率の低下自体を抑えることができないため，問題の根本的な解決を得られるものとはなっていない。
【００１２】
なお，太陽電池モジュールの保護カバーに対しては，保護カバーの表面で反射した光が視界に入ることにより感じる眩しさを軽減する目的で，保護カバーの表面に反射防止フィルムを貼着する等して保護カバー表面における反射光を乱反射させて一定方向に対して反射される光量を低減させることや，屋外設置により汚れ易い保護カバーの防汚を目的として保護カバーの表面に防汚用のコーティングを施すことも行われている。
【００１３】
しかし，これらの防眩や防汚を目的とした反射防止フィルムの貼着やコーティング剤の塗布は，前述した装飾や広告を目的として行う文字や図形の印刷とは別個に行う必要がある処理であるため，これらの処理を複数組み合わせて行おうとした場合，処理工数や処理労力が増えるために，太陽電池モジュールの価格を押し上げることとなる。
【００１４】
また，上記で例示した反射防止フィルムの貼着と防汚コーティングの塗布は両立が困難であるために，保護カバーに対し複数の機能を同時に付与することが難しく，また，反射防止ファルムの貼着等は，保護カバーの透光率の低下をもたらすため，太陽電池モジュールの発電効率を低減させる原因ともなる。
【００１５】
しかも，反射防止フィルムの貼着や，コーティング剤の塗布によって防汚の効果を得る場合，経年劣化等によって反射防止フィルムやコーティング剤が剥離すれば，防眩や防汚の効果は失われることとなり，また，反射防止フィルムやコーティング剤が剥離しなかった場合であっても，長年太陽光に含まれる紫外線の照射を受け続けることで，反射防止フィルムやコーティング剤に白化や変色が生じれば，保護カバーの透光率を更に低下させることとなり，これに伴い発電効率も低下することとなる。
【００１６】
そこで本考案は，上記従来技術における欠点を解消するためになされたもので，保護カバーに対する装飾模様や文字，図形，記号等の情報の表示が，同時に防眩性，防汚性，放熱性，除雪機能等の機能を複合的に発揮すると共に，これらの機能の発揮にも拘わらず，発電効率が低下しないばかりか，むしろ発電効率を向上させることのできる表面加工が保護カバーに施された太陽電池モジュール及び太陽電池アレイ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】
【００１７】
以下に，課題を解決するための手段を，考案を実施するための形態で使用する符号と共に記載する。この符号は，実用新案登録請求の範囲の記載と考案を実施するための形態の記載との対応を明らかにするためのものであり，言うまでもなく，本願考案の技術的範囲の解釈に制限的に用いられるものではない。
【００１８】
上記目的を達成するための，本考案の太陽電池モジュール１は，太陽電池モジュール１の保護カバー２の表面の一部に，硬質微粒子の衝突によって微細な凹凸が形成された凹凸部２１を設け，前記凹凸部２１と未処理部２２の外観の相違により保護カバー２の表面に装飾模様及び／又は情報を表示しており，
前記凹凸部２１に形成された凹凸が，
前記凹凸部２１を所定サイズの微小な区画に分割して各区画の凹凸における谷の最深部からの高さを測定して得た測定値から成る母集団の最頻値の確率密度が１０〜３０％で，且つ，標準偏差σが０．６μm以下のばらつきとなるように形成されていることを特徴とする（請求項１，図１参照）。
【００１９】
また，本考案の太陽電池アレイ１０は，
太陽電池モジュール１の保護カバー２の表面の少なくとも一部に，硬質微粒子の衝突によって微細な凹凸が形成された凹凸部２１を設け，
前記凹凸部２１が形成された太陽電池モジュール１（１ａ，１ｂ）を複数枚組み合わせることにより，又は，
前記凹凸部２１が形成された太陽電池モジュール１（１ａ，１ｂ）と，前記凹凸部２１を備えない太陽電池モジュール１（１ｃ）を組み合わせることにより，
前記凹凸部２１と未処理部２２の外観の相違により，前記太陽電池モジュールの組み合わせによって構成されたアレイの表面に装飾模様及び／又は情報を表示しており，
前記凹凸部２１に形成された凹凸が，
前記凹凸部２１を所定サイズの微小な区画に分割して各区画の凹凸における谷の最深部からの高さを測定して得た測定値から成る母集団の最頻値の確率密度が１０〜３０％で，且つ，標準偏差σが０．６μm以下のばらつきとなるように形成されていることを特徴とする（請求項２，図３参照）。
【００２０】
上記構成の太陽電池モジュール１又は太陽電池アレイ１０において，前記凹凸部２１の表面粗さは，Ｒａで０．５μm以下，又は，Ｒｚで３μm以下とすることが好ましい（請求項３）。
【００２１】
また，前記凹凸部２１は，平行透過率が２０％以上，ヘイズ値２０〜７０％であると共に，反射率が全角度において７％以下とすることが好ましい（請求項４）。
【考案の効果】
【００２２】
以上で説明した本考案の構成により，本考案の太陽電池モジュール１又は太陽電池アレイ１０によれば，以下の優れた効果を得ることができた。
【００２３】
太陽電池モジュール１の保護カバーの表面の一部に，硬質微粒子の衝突によって形成された，高さのばらつきが所定の範囲に調整された微細な凹凸が形成された凹凸部２１を設け，前記保護カバー２上における前記凹凸部２１と未処理部２２の外観の相違により，所定の装飾模様，及び／又は，文字，図形，記号等の情報を表出させたことで，太陽電池モジュールを装飾模様や情報の表示媒体として利用することができた。
【００２４】
また，同様に保護カバー２の全部又は一部に凹凸部２１が形成された太陽電池モジュール１ａ，１ｂを複数組み合わせることにより，又は，凹凸部２１が形成された太陽電池モジュール１ａと，凹凸部２１を備えていない太陽電池モジュール１ｃとを組み合わせることにより，太陽電池アレイ１０についても，装飾模様や情報を表示する大型の表示媒体として使用することができた。
【００２５】
また，上記のようにして装飾を施し，及び／又は情報を表示することで，同時に，保護カバー２表面の防眩，防汚を図ることができると共に，太陽電池モジュール１の発電効率の向上，放熱性の向上，及び，降雪時における積雪の防止という効果を同時に得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本考案の太陽電池モジュールの平面図，
【図２】本考案の太陽電池モジュールの要部断面図，
【図３】本考案の太陽電池アレイの概略斜視図，
【図４】凹凸部における光の入射，反射，透過の様子を示した説明図，
【図５】凹凸部における防汚原理の説明図である。
【考案を実施するための形態】
【００２７】
次に，本考案の実施形態につき添付図面を参照しながら以下説明する。
【００２８】
図１中，符合１は，本考案の太陽電池モジュールである。
【００２９】
この太陽電池モジュール１は，図２に示すように，背面板６上に太陽電池のセル３を必要枚配列してインターコネクタ４で接続すると共に，このようにして配列されたセル３の前面を，樹脂や強化ガラスなどの透明な材料で形成された保護カバー２で覆うと共に，フレーム５で固定してパッケージ化したもので，その表面は，前述した保護カバー２によって覆われている。
【００３０】
本考案の太陽電池モジュール１にあっては，この保護カバー２の表面に硬質微粒子を衝突させることにより形成した微細な凹凸が形成された部分である凹凸部２１を設けることで，保護カバー２上の凹凸部２１が形成された部分と，このような凹凸が形成されていない，平坦な状態に維持された未加工部２２との外観の相違により，所定の幾何学模様や連続模様等の装飾模様や，文字や図形，記号等の情報を表示できるようにした。
【００３１】
なお，このような装飾模様や情報は，図１に示すように単一の太陽電池モジュール１の保護カバー２上に，未処理部２２（図１の例では文字部分）と凹凸部２１（図１の例では文字以外の網掛けで示す部分）を同時に設けることで，単一の太陽電池モジュール１のみで完結する模様や情報を表示するものとしても良く，又は，図３中に凹凸部２１を網掛けで示すように，保護カバー２上の全面に凹凸部２１が形成された太陽電池モジュール１ａ，保護カバー上の一部に凹凸部２１が形成された太陽電池モジュール１ｂ，及び，凹凸部２１が全く形成されていない太陽電池モジュール１ｃを組み合わせて太陽電池アレイ１０を形成し，この太陽電池アレイ１０の表面全体で，連続模様や幾何学模様，キャラクター図形等の装飾模様や，文字，図形，記号等からなる情報を表示できるようにしても良く，一例として，図３では，メガソーラーを構成する太陽電池アレイ１０の全体で，キャラクター図形を表示している。
【００３２】
このような装飾模様や，文字，図形，記号等からなる情報を表出可能とする前述の凹凸部２１は，前述したように，保護カバー２の表面に対し硬質微粒子を衝突させることにより形成することができ，このような硬質微粒子の衝突に使用する機器としては，サンドブラスト処理やショットピーニング処理を行う際に使用されている，既知のブラスト加工装置を使用することができる。
【００３３】
このようなブラスト加工装置としては，既知の各種の構成のものが使用可能で，遠心力によって投射材を投射する遠心式，回転するインペラによる打撃によって投射材を投射するインペラ式，圧縮気体と共に投射材を噴射するエア式等の各種方式のものを使用可能であり，本実施形態にあっては，一例としてエア式のブラスト加工装置を使用して凹凸部２１を形成した。
【００３４】
保護カバー２の一部に対し前述の凹凸部２１を形成する場合には，凹凸を形成しない，未処理部２２として残す部分をマスク材によってマスキングして，硬質微粒子の噴射を行い，凹凸部２１を形成する。
【００３５】
噴射する硬質微粒子としては，一例としてセラミック系の砥粒として市販されているアランダム（アルミナ），ホワイトアランダム（高純度アルミナ），カーボランダム（炭化ケイ素）緑色カーボランダム（炭化ケイ素）等を使用することができ，粒径＃８００〜＃６，０００（平均粒子径４〜１２μm）のグリッドあるいはショットを使用することができる。
【００３６】
形成する凹凸は，高さのばらつきが，前記凹凸部２１を所定サイズの微小な区画に分割して各区画の凹凸における谷の最深部からの高さを測定して得た測定値から成る母集団の最頻値の確率密度が１０〜３０％で，且つ，標準偏差σが０．６μm以下となるように形成する。
【００３７】
このような凹凸のばらつきの測定は，例えば，凹凸面を撮影した画像の１ピクセルに対応した区画毎の高さを求めることにより行うことができ，一例として本実施形態にあっては，凹凸部２１を撮影した１０００倍画像における１ピクセルに対応した区画，一例として実際の凹凸部２１における０．２９１３μm四方の正方形の区画を測定して求めた。
【００３８】
また，形成する凹凸は，Ｒａで０．５μm以下，好ましくは０．３μm以下，より好ましくは０．２３μm以下，又はＲｚで３μm以下，好ましくは２μm以下，より好ましくは１．６μm以下であり，また，平行透過率が２０％以上，ヘイズ値２０〜７０％であると共に，反射率が全角度において７％以下とすることが好ましい。
【００３９】
一例として，本実施形態にあっては，このような凹凸部の形成を，以下の加工条件によって得た。
【００４０】
【表１】
0003188125.tif 000003
【００４１】
以上のようにして，凹凸部２１を形成することで，本考案の太陽電池モジュール１又は太陽電池アレイ１０にあっては，未処理部２２との視覚上の相違によって所望の幾何学模様や連続模様，文字，図形，記号，及びこれらの組み合わせからなる装飾模様や情報を表示することができるだけでなく，以下の効果が得られることが確認された。
【００４２】
〔防眩及び発電効率の向上〕
図４（Ａ）に示すように，平坦に形成された保護カバーの表面では，入射した光の一部は正反射して，反射後においても平行光線となるために，このような反射光が視界に入ると不快な眩しさを感じる。
【００４３】
また，保護カバーの表面で反射した反射光は，保護カバーの下層に配置された太陽電池のセルに対し入射することがなく，発電に利用することができない。
【００４４】
これに対し，本願考案のように硬質微粒子の衝突によって保護カバーの表面に微細な凹凸を形成した構成では，図４（Ｂ）に模式的に示したように，保護カバーの表面に入射した太陽光のうち，凹凸の側面に入射した光は下向きの反射光を生じさせることとなるため，この反射光は視界に入ることがなく，不快な眩しさが低減される。
【００４５】
しかも，このように下向きの反射光が生じる結果，この反射光は保護カバーを透過して，その下層に配置された太陽電池のセルに到達することができるようになっていることから，従来の太陽電池モジュールでは発電に利用できなかった反射光についても発電に利用することができるものとなっており，防眩の作用が得られるのみならず，発電効率の向上が得られるものとなっている。
【００４６】
〔防汚〕
一般に，防眩等の目的で保護カバーの表面に凹凸を形成した場合，凹凸面は平坦面に比較して汚れが付き易く，しかも，一旦汚れが付着すると，降雨等によって洗い流され難いものとなる。
【００４７】
また，一旦付着した汚れは除去されずに堆積していくことから，付着した汚れが保護カバーの透光率を低下させ，発電効率を低下させる原因となる。
【００４８】
しかし，本考案の太陽電池モジュールにおいて，保護カバー２の表面に設けた凹凸部にあっては，凹凸を形成したことでむしろ汚れが付き難く，また，降雨等により汚れが洗い流され易いものとなっていることが確認されており，前述した装飾や情報の表示，防眩の効果のみならず，防汚効果をも付与できるものであることが確認された。
【００４９】
このような効果が得られる理由については必ずしも明らかではないが，一般に凹凸を形成した表面に対し汚れが付き易く，且つ，一旦付着した汚れが除去し難い原因は，汚染の原因となる物質の粒子が，凹凸に形成された表面の凹部内に入り込むことにより生じるものと考えられる。
【００５０】
これに対し，本願の太陽電池モジュールにおいて保護カバーの表面に形成した凹凸は微細なものであるために，図５に模式的に示すように汚染物質である微粒子は，凹凸部２１に形成された凹部内に入り込むことができずに山頂間に点で支えられた状態で付着することとなるため，保護カバー２の表面との接触面積が小さく，容易に除去できるため，汚れが付きにくいものと考えられる。
【００５１】
また，汚染物質の粒子は，山頂間に点で支えられた状態で付着していることから，降雨等により保護カバーの表面が濡れた際，水が保護カバー表面の凹部内にも流れ込み，また，保護カバーの表面を流れる水が凹凸に衝突して複雑な流れを形成するために，汚染物質の粒子を浮かせて洗い流す，「セルフクリーニング」とも呼べるような効果が得られるものと考えられる。
【００５２】
〔放熱〕
保護カバー２には前述した凹凸部２１が設けられたことで，表面積が大幅に増大している。その結果，保護カバーを介した放熱性が向上し，セルの冷却性能が向上し，この点も発電効率の向上に貢献しているものと考えられる。
【００５３】
また，このように保護カバーを介した放熱が促進するため，比較的少量の降雪であれば，保護カバー上に落下した雪は発電時におけるセルの発熱によって溶けるため，保護カバー上への積雪が生じ難いものとなっている。
【００５４】
〔除雪〕
前述した凹凸部を保護カバーの一部に形成した本考案の太陽電池モジュール１や太陽電池アレイ１０にあっては，激しい降雪によって保護カバー上に雪が積もった場合であっても，積もった雪が落下し易くなっていることが確認できた。
【００５５】
このような，雪の落下が生じ易くなっている原因については必ずしも明らかではないが，太陽電池モジュール１，あるいは太陽電池アレイ１０上に形成された凹凸部２１と，このような凹凸が存在しない未処理部２２とが併存していることで，雪との接触抵抗が異なる部分が混在することで，雪が保護カバー上に留まろうとするバランスが崩れやすくなっている結果，雪を落下させ易い構造が得られているものと考えられる。
【００５６】
〔耐久性〕
このように，保護カバー２に前述した凹凸部２１を設けることで，本考案の太陽電池モジュール１や太陽電池アレイ１０では，これらに装飾模様を施し，又は，これらを情報の表示媒体として利用できるだけでなく，前述した防眩，防汚，放熱，除雪等の機能を付与できると共に，発電効率の向上についても得られるものとなっている。
【００５７】
しかも，これらの機能は，保護カバーの表面に直接，凹凸部を形成することにより得られるものであることから，反射防止フイルムの貼着やコーティング剤の塗布等によってこれらの機能を付与する場合のように，経時に伴う効果の低下が無く，前述した機能を反永久的に発揮させることができるものとなっている。
【符号の説明】
【００５８】
１  太陽電池モジュール
１ａ  太陽電池モジュール（凹凸部を全体に形成）
１ｂ  太陽電池モジュール（凹凸部を一部に形成）
１ｃ  太陽電池モジュール（凹凸部の形成なし）
２  保護カバー
２１  凹凸部
２２  未処理部
３  太陽電池のセル
４  インターコネクタ
５  フレーム
６  背面板
１０  太陽電池アレイ
【図１】
0003188125.tif 000004
【図２】
0003188125.tif 000005
【図３】
0003188125.tif 000006
【図４】
0003188125.tif 000007
【図５】
0003188125.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成25年11月6日(2013.11.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
0003188125.tif 000009