(57)【要約】【課題】  太陽電池セル間の配線を利用して太陽光発電を阻害することなく電磁波の反射波を減衰制御できる太陽電池を用いた電磁波の反射波制御装置を提供する。【解決手段】  複数の太陽電池セル１と、太陽電池セル１間の接続をする配線２と、太陽電池セル１及び配線を覆う樹脂層５と、を含む太陽電池モジュールにおいて、隣り合う太陽電池セル１同士が長さの異なる複数の配線２ａ，２ｂで接続され、配線２ａと配線２ｂの長さの差Ｌ、及び配線２ａと配線２ｂの間隔Ｗを調整して、太陽電池モジュールに入射する電磁波の反射波を減少させ、また反射波の反射方向を制御する。配線２ａと配線２ｂの長さの差Ｌは樹脂層６における実効波長の１／４以下である。【選択図】      図１
2005039101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池セルと、該複数の太陽電池セルの同極性電極間を接続する複数の配線と、上記太陽電池セル及び上記配線を覆う樹脂層とを含む太陽電池モジュールにおいて、
隣り合う上記太陽電池セルの正極同士及び負極同士が２本の配線で接続され、該２本の配線の長さの差と間隔が上記太陽電池セルに入射する電磁波の反射波を減少させるように、又は、反射波を減少させ且つ反射波の反射方向を制御するように調節されていることを特徴とする、太陽電池を用いた電磁波の反射波制御装置。
【請求項２】
前記複数の太陽電池セルは列間隔が一定なマトリクス状に配設され、このマトリクスの行内の隣り合う太陽電池セル間が前記２本の配線で接続され、該２本の配線の長さと間隔は上記マトリクス中ですべて同一であることを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池を用いた電磁波の反射波制御装置。
【請求項３】
前記複数の太陽電池セルは列間隔が異なったマトリクス状に配設され、このマトリクスの行内の隣り合う太陽電池セル間が前記２本の配線で接続され、該２本の配線の長さの差は、周波数の異なった複数の電磁波の反射波を減少させるように上記列間隔に対応して調節されていることを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池を用いた電磁波の反射波制御装置。
【請求項４】
前記複数の太陽電池セルが列間隔が一定なマトリクス状に配設され、このマトリクスの行内の隣り合う太陽電池セル間が前記２本の配線で接続され、該２本の配線の長さの差が上記マトリクスの行毎に同一であり、この行毎に同一な長さの差が上記マトリクスの列方向に連続的に増加又は減少するように調節されており、前記入射する電磁波の反射波の指向性を制御することを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池を用いた電磁波の反射波制御装置。
【請求項５】
前記複数の太陽電池セルが、列間隔が連続的に増大又は減少するマトリクス状に配設され、このマトリクスの行内の隣り合う太陽電池セル間が前記２本の配線で接続され、該２本の配線の長さの差が上記マトリクスの列方向に同一であり、この列方向に同一な長さの差が前記マトリクスの行方向に連続的に増加又は減少するように調節されており、前記入射する電磁波の反射波の指向性を制御することを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池を用いた電磁波の反射波制御装置。
【請求項６】
前記隣り合う太陽電池セル同士を接続する前記配線の長さの差が、前記入射する電磁波の前記樹脂層内の実効波長の１／４以下であることを特徴とする、請求項１〜５の何れかに記載の太陽電池を用いた電磁波の反射波制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池を用いた電磁波の反射波制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電磁波障害の一つとして、テレビ放送局から直線的に届いた直接波のほかに、高層ビル等の建築物の壁面から反射された時間遅れの、所謂、遅延波が受信されることにより、テレビ映像が二重写しになるというゴースト現象がある。特にビルなどの高層建造物付近の住宅などで、このゴースト現象による多くの障害が発生している。
今後、開始が予定されている地上波デジタル放送では、現状のテレビ放送が主としてＶＨＦ帯（９０〜３００ＭＨｚ）の周波数を使用しているのに対して、より周波数の高いＵＨＦ帯（４７１．２５ＭＨｚ〜７６５．２５ＭＨｚ）が使用されることになるので、電波の直進性が一層高くなることで反射波の強度が増し、よりゴースト現象等の電磁波障害が発生し易くなる。テレビ受像機の回路における信号処理によりある程度ゴースト現象を緩和することは可能であるが、ＵＨＦ帯使用により電波の直進性が高くなるので、遠方からの反射波については緩和することが現状よりも、より困難になる。
【０００３】
また、近年クリーンエネルギーが注目され、それに伴い太陽電池が普及してきており、一般家庭だけではなく、ビルなどの高層建造物の屋上や壁面にも太陽電池が取り付けられるようになってきている。ここで、太陽電池のインピーダンスは、図１０に示すように、約１００ｋＨｚ以上の周波数においては、インピーダンスが０、即ち、完全導体になることが、本発明者により計算されている（非特許文献１参照）。
したがって、太陽電池を多数枚配置した場合には、太陽電池モジュールは、金属反射板と同様に作用して、電磁波をよく反射するようになる。このことから、太陽電池の有無で比較した場合、太陽電池が付いている方が、テレビなどの電磁波の反射が大きくなり、電磁波障害を引き起こす大きな原因となる可能性が高い。
【０００４】
ゴースト現象を無くす方法には、上記の受信側で対策する方法もあるが、基本的には、高層ビル等の壁面が電磁波を反射しないようにすることが重要である。特に携帯電話等の電波が氾濫する昨今においては、これらの電波によるおもわぬ災害も予測され、電波を反射させない技術が求められている。
従来より、ＶＨＦ帯テレビのゴースト現象を解決する方法として、高層ビル等の壁面で電波を吸収する方法と、高層ビル等の窓部に設けた反射低減構造などが知られている。電波吸収方法としては、ビルの壁面に用いるコンクリートの主成分中に導電性物質を混合した電波吸収体（特許文献１参照）や、ビルの壁面にフェライトタイルを埋め込んだフェライト型電波吸収壁（特許文献２参照）が用いられてきた。また、ビルの窓部に、電波反射ガラスを斜め上方に傾けて配設し、外部から到来してくるテレビ電波を斜め上方に反射して、ゴーストなどのテレビ電波受信障害を低減させる反射低減構造も開示されている（特許文献３参照）。
【０００５】
太陽電池を使用したときの電波吸収方法としては、太陽電池の表面側若しくは裏面側にフェライトなどを用いた電波吸収体を設ける構造（特許文献４参照）、太陽電池の裏面側にフェライトパネルを用いた電波吸収体を設ける構造（特許文献４、５参照）などが開示されている。また、太陽電池における電波吸収方法として、太陽電池パネルの太陽電池セルのインピーダンス等を調整する方法が本発明者らにより開示されている（特許文献６参照）。さらに、太陽電池パネルにアンテナを設け、特定の周波数の電波を受信する装置も開示されている（特許文献７参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平０５−７０９３号（図１）
【特許文献２】特開平１０−３３１２９０号（図１）
【特許文献３】特開平１０−３１７８３６号（図１）
【特許文献４】特開平０２−１４３４６９号（第１図）
【特許文献５】特開平０８−２５３９１３号（図３）
【特許文献６】特開２００２−３２９８８２号（図１）
【特許文献７】特開平２００１−１１９２２６（図１８）
【非特許文献１】桜井、黒川、「太陽光発電アレイ分布定数回路シミュレーション」、太陽電池／風力エネルギー講演論文集、２０００年、ｐ．３０７〜３１０
【非特許文献２】宇野亨著、「ＦＤＴＤ法による電磁界およびアンテナ解析」、１９９８年、コロナ社
【非特許文献３】P. Monk and E. Suli,“Error Estimates for Yee's Method on uniform Grides", Dec. 1994, IEEE Trans. Magn., Vol. 30, No. 12, pp. 3200-3203
【非特許文献４】本郷廣平著、「電波工学の基礎」、１９８３年、実教出版株式会社
【非特許文献５】安達三郎、佐藤太一著、「電波工学」、１９９８年、コロナ社
【非特許文献６】新井宏之著、「新アンテナ工学」、１９９６年、総合電子出版社
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、フェライトやコンクリートなどを用いた電波吸収壁は、ＵＨＦ帯の電波を吸収することができず、また、重量が大きい、施工性もよくない、コストがかさむと言った理由により、一般のビル等においてはほとんど普及していないという課題がある。
【０００８】
一方、地球環境を保全するために太陽エネルギーの利用が進み、一般のビルの壁面にも太陽電池パネルの敷設が進みつつある。しかしながら、Ｓｉ（シリコン）等からなる太陽電池は、電波の反射体として作用するので、フェライトなどを用いた電波吸収壁を併用する反射防止法は、従来の電波吸収壁と同様の理由により普及できないという課題がある。また、太陽電池や窓ガラスを斜め上方へ傾けて取り付けて、反射方向を変える方法では、その取り付けに、設置スペースを要することや建造物のデザイン性が損なわれるという課題がある。さらに、アンテナなどを用いて電磁波を吸収する場合には、電磁波の１波長または１／２波長とするために配線寸法が大きくなり、太陽電池を密に配置できないなどの課題がある。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑み、太陽電池セル間の配線を利用して太陽光発電を阻害することなく電磁波の反射波を制御できる、太陽電池を用いた新規な電磁波の反射波制御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】
【００１０】
上記目的を解決するため、本発明の太陽電池を用いた電磁波の反射波制御装置は、複数の太陽電池セルと、該複数の太陽電池セルの同極性電極間を接続する複数の配線と、上記太陽電池セル及び上記配線を覆う樹脂層とを含む太陽電池モジュールにおいて、隣り合う上記太陽電池セルの正極同士及び負極同士が２本の配線で接続され、該２本の配線の長さの差と間隔が上記太陽電池セルに入射する電磁波の反射波を減少させるように、又は、反射波を減少させ且つ反射波の反射方向を制御するように調節されていることを特徴とするものである。
ここで、前記複数の太陽電池セルは列間隔が一定なマトリクス状に配設され、このマトリクスの行内の隣り合う太陽電池セル間が前記２本の配線で接続され、該２本の配線の長さと間隔は上記マトリクス中ですべて同一であるよう構成することができる。
或いは、前記複数の太陽電池セルは列間隔が異なったマトリクス状に配設され、このマトリクスの行内の隣り合う太陽電池セル間が前記２本の配線で接続され、該２本の配線の長さの差は、周波数の異なった複数の電磁波の反射波を減少させるように上記列間隔に対応して調節されているように構成してもよい。
【００１１】
この構成によれば、ＵＨＦ、ＶＨＦ帯の電磁波の波長に対して、太陽電池を構成する樹脂層内の配線は分布定数線路として作用するから、太陽電池セル間を接続する２本の配線の長さの差と２本の配線の間隔を調整することによって、反射波と反射波の入射波に対する相対位相を調整することができる。
また、複数の太陽電池セルの列間隔が一定なマトリクス状に配設され、マトリクスの行内の隣り合う太陽電池セル間が２本の配線で接続され、２本の配線の各々の長さと間隔がマトリクス中ですべて同一である構成であれば、特定の周波数の入射電磁波の反射波を容易に低減化できる。
また、複数の太陽電池セルの列間隔が異なった状に配設され、マトリクスの行内の隣り合う太陽電池セル間が２本の配線で接続され、２本の配線の各々の長さの差が、周波数の異なった複数の電磁波の反射波を減少させるように列間隔に対応して調整される構成であれば、複数の周波数の入射電磁波の反射波を低減できる。
【００１２】
また、本発明において、複数の太陽電池セルの列間隔が一定のマトリクス状に配設され、マトリクスの行内の隣り合う太陽電池セル間が２組の配線で接続され、２本の配線の各々の長さの差がマトリクスの行毎に同一であり、行毎に同一な長さの差がマトリクスの列方向に連続的に増加又は減少するように調節されていれば、行毎に生起される反射波の相対位相差を連続的に変化させることができるので、反射波に指向性を持たせることができる。反射波に指向性を持たせることができることで、反射波を電波障害の生じない方向に向けることができる。
さらに本発明において、複数の太陽電池セルの列間隔が連続的に増大又は減少するマトリクス状に配設され、マトリクスの行内の隣り合う太陽電池セル間が２本の配線で接続され、２本の配線の各々の長さの差がマトリクスの列方向に同一であり、列方向に同一な長さの差がマトリクスの行方向に連続的に増加又は減少するように調節されていれば、列毎に生起される反射波の相対位相差を連続的に変化させることができるので、反射波に指向性を持たせることができる。かくして、反射波を電波障害の生じない方向に向けることができる。
また、隣り合う太陽電池セル同士を接続する２本の配線の長さの差が、入射する電磁波の樹脂層内の実効波長の１／４以下であれば、２本の配線の各々から生起する反射波間の位相差をπに調整することができる。
【００１３】
本発明の反射波制御装置によれば、太陽電池セルの正極と負極が直流的に短絡しないから、太陽電池による太陽光発電に何ら影響を与えること無く、入射電磁波の反射を著しく低減でき、また、反射波の方向を電波障害の生じない方向に向けることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の太陽電池を用いた電磁波の反射波制御装置によれば、太陽電池を用いて、太陽光発電を阻害することなく、電磁波の反射の低減化が可能になる。また、反射波を任意の方向に制御することができ、電波障害を防止することができる。したがって、現状の太陽電池に代えて、本発明の太陽電池を用いた電磁波の反射波制御装置を使用すれば、太陽光発電ができると共に、テレビ映像のゴースト等の電磁波障害が無くなり、ひいては、太陽電池の普及が進み地球環境の保全を促進することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
初めに本発明の第１の実施の形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態を説明する模式図であり、図１（ａ）は平面図、（ｂ）はその断面透視図である。（ａ）及び（ｂ）に示すように、本発明の太陽電池を用いた電磁波の反射波制御装置１０は、ｐｎ接合、ｐｉｎ接合、またはショットキー接合等からなる複数の太陽電池セル１が列間隔ｄのマトリクス状に配列されている。任意の行に於いて、隣り合う太陽電池セル１同士は、太陽電池セル１の正極３同士を接続する折れ曲がり配線２ｂ、及び太陽電池セル１の負極４同士を接続する直線配線２ａにより電気的に接続されている。直線配線２ａは太陽電池セル１間を最短距離で接続するように、すなわち太陽電池セル１の側壁に垂直に配線されている。折れ曲がり配線２ｂは、折れ曲がり部２ｃを除いて直線配線２ａと平行である。従って、直線配線２ａの長さはマトリクスの列間隔ｄに等しく、折れ曲がり配線２ｂの長さは、折れ曲がり部２ｃの長さをＬとし、ｄ＋２Ｌであり、折れ曲がり配線２ｂと直線配線２ａの長さの差は２Ｌである。また、間隔Ｗとは、直線配線２ａと折れ曲がり配線２ｂとの最短距離で定義する。また、下記の説明を簡潔にするため、直線配線２ａと折れ曲がり配線２ｂを合わせて配線２と呼ぶ。
【００１６】
なお、直線配線２ａ及び折れ曲がり配線２ｂは説明のための一例であって、上記２本の配線間で長さの差が生じる形状であればどのような形状でもよい。また、配線２は、直線配線２ａ及び折れ曲がり配線２ｂの２本の配線からなる場合を示したが、太陽電池セルの発電出力電流が十分に流せる配線とするため、直線配線２ａ及び折れ曲がり配線２ｂのそれぞれが複数本の配線で構成されていてもよい。また、この例では、行内の隣り合う太陽電池セルのみを接続する例を示しているが、もちろん他の構成も可能であり、例えば太陽電池セル２個の配線を単位とし、任意の形状の並列接続、直列接続、または並列接続と直列接続の混合が可能である。
【００１７】
図１（ｂ）に示すように、太陽電池セル１及び配線２の全体が樹脂層５中に固定されている。樹脂層５は、透明且つ入射電磁波に対する誘電率が高い樹脂を用いれば好ましく、その場合には、入射電磁波の樹脂層５中における実効波長が短縮され、太陽電池セル１をより高密度に配設できる。また、光入射面はガラス層６で被覆され、環境ストレス及び機械的ストレスから保護される。
【００１８】
この構成によれば、直線配線２ａと折れ曲がり配線２ｂの長さの差２Ｌと、これらの配線の間隔Ｗを調整することによって反射波と反射波の相対位相を調整することができる。  ところで、反射波の低減作用は、計算例については後述するが、定性的には以下のように説明される。
樹脂層５内に配設された太陽電池セル１の配線２を構成する直線配線２ａと折れ曲がり配線２ｂは分布定数線路と考えることができ、分布定数線路の境界条件を調節することで、反射波及び反射波の相対位相を任意に制御することができ、反射係数Ｒが実質的に０となれば入射電磁波は太陽電池１を透過する。反射係数Ｒを実質的に０とするには、直線配線２ａと折れ曲がり配線２ｂの長さの差２Ｌを、入射電磁波１２の樹脂層５の誘電率により決まる実効波長の１／４以下の適切な値とすることによって実現できる。
【００１９】
次に本発明の第２の実施の形態を説明する。
図２は、本発明の第２の実施の形態を説明する図である。図に示すように、本発明の太陽電池を用いた電磁波の反射波制御装置２０は、太陽電池セル１が、列間隔ｄ1 、ｄ2 、ｄ3 ・・が互いに異なるマトリクス状に配設されている。任意の行において、列間隔ｄ1 を介して隣り合う太陽電池セル１，１は、図１と同様の形状の直線配線２ａ1 と折れ曲がり配線２ｂ1 とで接続され、列間隔ｄ2 を介して隣り合う太陽電池セル１，１は、直線配線２ａ2 と折れ曲がり配線２ｂ2 とで接続され、列間隔ｄ3 を介して隣り合う太陽電池セル１，１は、直線配線２ａ3 と折れ曲がり配線２ｂ3 とで接続され、以下同様である。直線配線２ａ1 と折れ曲がり配線２ｂ1 の長さの差２Ｌ1 、直線配線２ａ2 と折れ曲がり配線２ｂ2 の差２Ｌ2 、直線配線２ａ3 と折れ曲がり配線２ｂ3 の長さの差２Ｌ3 、・・は、周波数ｆ1 、ｆ2 、ｆ3 、・・の入射する複数の電磁波それぞれの反射波を減衰させる長さに調節される。なお、他の構成は図１に示した構成と同等である。
【００２０】
この構成によれば、周波数の異なる複数の電磁波の反射波を同時に減衰させることができる。例えば、テレビ放送と携帯電話との周波数に対応して反射波を減衰した場合には、テレビ放送のゴースト障害を無くすことができると共に、本装置を設置した建物内で携帯電話が使用できる。
【００２１】
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。
図３は、本発明の第３の実施の形態を説明する図である。図に示すように、本発明の太陽電池を用いた電磁波の反射波制御装置３０は、複数の太陽電池セル１がマトリクス状に配設され、行内の隣り合う太陽電池セル１，１が、図１と同様の形状の直線配線２ａと折れ曲がり配線２ｂとで接続され、さらに、直線配線２ａと折れ曲がり配線２ｂの長さの差Ｌ1 、Ｌ2 、Ｌ3 ・・はそれぞれの行内で同一であり、マトリクスの列の下方向に沿って連続的に増加するように調節されている。なお、他の構成は図１に示した構成と同等である。
【００２２】
この構成によれば、入射電磁波の反射波を減衰できると共に、各行で生起される反射波の相対位相が連続的に変化するから、反射波の反射方向を制御することができる。すなわち、長さの差Ｌ1 、Ｌ2 、Ｌ3 ・・を連続的に変化させて反射方向を制御すると共に、各行の直線配線２ａと折れ曲がり配線２ｂの間隔Ｗを調節して、各行の反射波を減衰させてやればよい。この装置をマトリクスの列方向が鉛直下方向となるようにして鉛直面内に配設し、長さの差Ｌ1 、Ｌ2 、Ｌ3 ・・を鉛直下方向に増大させれば、この装置に垂直に入射する電磁波の反射波は減衰すると共に、垂直方向から上向き方向に傾いて反射する。この反射方向を適切に選べばテレビゴースト等の電波障害を防ぐことができる。
【００２３】
次に、本発明の第４の実施の形態を説明する。
図４は本発明の第４の実施の形態を説明する図である。図に示すように、本発明の太陽電池を用いた電磁波の反射波制御装置４０は、複数の太陽電池セル１が列間隔ｄ1 、ｄ2 、ｄ3 ・・が連続的に増大するマトリクス状に配設されている。行内の隣り合う太陽電池セル１，１が、図１と同様の形状の直線配線２ａ1 と折れ曲がり配線２ｂ1 とで接続され、列間隔ｄ2 を介して隣り合う太陽電池セル１，１は、直線配線２ａ2 と折れ曲がり配線２ｂ2 とで接続され、さらに、列間隔ｄ3 を介して隣り合う太陽電池セル１，１は、直線配線２ａ3 と折れ曲がり配線２ｂ3 とで接続され、以下同様である。直線配線２ａ1 と折れ曲がり配線２ｂ1 の長さの差２Ｌ1 C 、直線配線２ａ2 と折れ曲がり配線２ｂ2 の差２Ｌ2 C 、直線配線２ａ3 と折れ曲がり配線２ｂ3 の長さの差２Ｌ3 C 、・・は、行方向に連続的に増大するように調節されている。なお、他の構成は図１に示した構成と同等である。
【００２４】
この構成によれば、図３の構成の場合と同様に、入射電磁波の反射波を減衰できると共に、各列で生起される反射波の相対位相が連続的に変化するから、反射波の反射方向を制御することができる。例えば、長さの差Ｌ1 C 、Ｌ2 C 、Ｌ3 C ・・を連続的に変化させて反射方向を制御すると共に、各列の直線配線２ａと折れ曲がり配線２ｂの間隔Ｗを調節して、各列の反射波を減衰させることができる。この装置をマトリクスの行方向が鉛直下方向となるようにして鉛直面内に配設し、長さの差Ｌ1 C 、Ｌ2 C 、Ｌ3 C ・・を鉛直下方向に増大させれば、この装置に垂直に入射する電磁波の反射波は、減衰すると共に垂直方向から上向き方向に傾いて反射する。この反射方向を適切に選べばテレビ・ゴースト等の電波障害を防ぐことが可能になる。
【００２５】
次に、本発明の太陽電池を用いた電磁波の反射波制御装置における反射係数Ｒの計算例について説明する。
計算は、太陽電池モジュールが太陽電池セルを縦方向及び横方向に一様に配列させた構造の無限平面マトリクスであるとし、各太陽電池セル同士の配線形状を変化させたときの反射係数の計算を、ＦＤＴＤ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ）法を用いた電磁界解析により行った（非特許文献２参照）。ＦＤＴＤ法は、電磁界を表わすマクスウェル方程式を、空間及び時間領域において差分化して、直接解くことで、電磁界（Ｅ，Ｈ）を求める手法である。この方法は、任意の形状のアンテナの解析などができるという特徴があるので、本発明の太陽電池セルの配線の反射係数を求めるのに適した解析方法である。
【００２６】
図５は、ＦＤＴＤ法における差分計算に用いたメッシュの構成図である。Δｙcell及びΔｚcellはそれぞれ、太陽電池セルを設定する際の不均一メッシュ（非特許文献３参照）を示している。吸収境界条件については、水平偏波の入射する面にＰＭＬ（Ｐｅｒｆｅｃｔ  Ｍａｔｃｈｉｎｇ  Ｌａｙｅｒ）吸収境界条件を用い、その他は完全電気壁（ＰＥＣ）および完全磁気壁（ＰＭＣ）による周期条件を用いて解析を行った。この際、太陽電池端子間のインピーダンスは、一般に太陽光が入射する日中と光が入射しない夜間とを比べた場合、図１０に示すように高周波帯においてはどちらの状況でもセルがほぼ導体となるため、完全導体として解析を行った（非特許文献１参照）。
【００２７】
図６は、ＦＤＴＤ法を用いた電磁界解析に用いたパラメータを示す図である。図中のΔｔはステップ時間であり、６．５×１０-13 秒とし、また、Δｘ，Δｙ，Δｚは解析空間のセルサイズであり、全て１．１８ｃｍとした。
Δｚeva は樹脂層５、Δｚglass はガラス層６を設定する際の不均一メッシュであり、Δｚeva は０．０００２ｍ、Δｚglass は０．００２ｍとした。また、Δｙcell及びΔｚcellは０．００２３６ｍとした。
電磁波の入射は、７００ＭＨｚの水平偏波が太陽電池セルに垂直に入射するものとした。なお、反射波の相対位相は、太陽電池セル間の配線が直線配線１本の場合、すなわち折り曲げ部分の長さＬ＝０、且つ配線間隔Ｗ＝０の場合の入射電磁波に対する相対位相を基準とした。
【００２８】
図７は、第１の実施の形態における反射係数Ｒの計算結果を示す図であり、図７（ａ）は直線配線と折れ曲がり配線の形状を示す図、（ｂ）は直線配線と折れ曲がり配線のそれぞれから生起する反射波の相対位相差を示す図、（ｃ）は反射係数Ｒの絶対値を示す図である。図７（ａ）に示すように、太陽電池は一辺が１１８ｍｍの正方形であり、隣り合う太陽電池セルの間隔は３３ｍｍであり、太陽電池セル間における配線の太さは２ｍｍとし、太陽電池の厚さは非常に薄いものとして無視した。また、直線配線と折れ曲がり配線の間隔Ｗを２３．６ｍｍとして、直線配線と折れ曲がり配線の長さの差Ｌを０から４７．２ｍｍまで変化させている。さらに、樹脂層５はＥＶＡ（エチレン・ビニル・アセテート）とし、その厚さと比誘電率（εr ）はそれぞれ、１．２ｍｍ、３．９とした。ガラス層６の厚さと比誘電率（εr ）はそれぞれ、６ｍｍ、３．６とした。
【００２９】
次に、図７の（ｂ）及び（ｃ）について説明する。図７（ｂ），（ｃ）において横軸は直線配線と折れ曲がり配線の長さの差Ｌ（ｍ）を示し、（ｂ）の縦軸は相対位相差（°）を示し、（ｃ）の縦軸は反射係数Ｒの絶対値を示す。図７（ｂ）及び（ｃ）からわかるように、Ｌが０．０２ｍから０．０２５ｍの範囲において、相対位相が約１８０度の大きな変化を示し、反射係数Ｒの絶対値が約０．０３（約−３０ｄＢ）となり、反射がほとんど起こらない。
また反射係数Ｒが最も低下するとき、すなわちＬが０．０２ｍから０．０２５ｍの範囲のとき、折れ曲がり配線と直線配線の長さの差２Ｌは０．０４ｍから０．０５ｍとなり、この長さは７００ＭＨｚにおける樹脂層内実効波長の１／４（約２３．６ｃｍ×１／４＝０．０５９ｍ）以下であることがわかる。また、図示しないが、配線間隔Ｗを調整することでも、反射係数をさらに下げることができ、ゴースト対策に必要とされる２０ｄＢ（電力表示）の減衰が実現できることが分かった。
【００３０】
次に、本発明の太陽電池を用いた電磁波の反射波制御装置における反射波の指向性制御について説明する。太陽電池モジュールの反射係数Ｒの計算は、上記のＦＤＴＤ法を用いた電磁界解析により行い、指向性は以下に示す（１）式を用いて計算した（非特許文献５参照）。
【数１】
2005039101.tif 000003
ここで、Ｅｍは素子パターン、δｍは反射係数Ｒの相対位相、Ｎは垂直方向に配列した太陽電池セルの数、ｄは垂直方向の太陽電池セル間の間隔である。
また、（１）式のＥｍは下記（２）式に示すように、ダイポールアンテナの素子パターンとした（非特許文献５及び６参照）。
【数２】
2005039101.tif 000004
ここで、Ｒｍは反射係数Ｒの絶対値である。
【００３１】
（計算例２）
図８は、第３の実施の形態における太陽電池セルの配線の形状と、その形状に基づく相対位相差及び反射係数の計算結果を示す図である。太陽電池モジュールは、最下段の行を＃１とした４行構成とした。太陽電池セルの間隔ｄは０．０１３ｍであり、直線配線と折れ曲がり配線の長さの差Ｌは０．０２００ｍから０．０２４２ｍまで変化している。直線配線と折れ曲がり配線の間隔Ｗは０．０２３６ｍである。
図８からわかるように、＃１〜＃４の各行の反射係数Ｒは０．０３〜０．０８の範囲にあり、＃１〜＃４の相対位相差は、＃１を基準として順次増加し、最上段の＃４で１８０度の相対位相差が得られる。
【００３２】
図９は、図８で示した第３の実施の形態の配線の形状における反射波の垂直面内指向性を示す図である。図において、太陽電池セルは左側に配設され、太陽電池セル面に右側から７００ＭＨｚの水平偏波が垂直に入射するとし、太陽電池セルからなるマトリクスの列方向を含む太陽電池セル面に垂直な面内の反射波強度（ｄＢ）分布を示している。角度θは、このマトリクスの列の上方向を基準とし、時計回り方向に定義している。図においてＡで示したグラフは、図８で示したように列方向に相対位相差が増大する場合の反射波強度分布を示しており、Ｂで示したグラフは比較のために示したものであり、図１（ａ）に示した構成の場合のように、各行の反射波の位相が同一である場合の反射波強度分布を示している。
図から、各行の反射波の位相が同一である場合には、反射波が電磁波の入射方向（θ＝９０°）に減衰しないで反射するのに対して、列方向に相対位相差が増大する場合には、電磁波の入射方向よりも上方（θ＝５７°）に反射する、すなわち指向性を制御できることがわかる。また、同時に、反射強度が２０ｄＢ（電力で１／１００）以上減衰した反射波となっていることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上の説明から理解されるように、本発明の太陽電池を用いた電磁波の反射波制御装置は、太陽光発電を阻害することなく、入射電磁波の反射波を減衰、及び反射波の反射方向を制御できるから、電磁波障害を心配することなく設置することができる。従って、現状の太陽電池に代えて、本発明の太陽電池を用いた電磁波の反射波制御装置を使用すれば、太陽光発電ができると共に、テレビ映像のゴースト等の電磁波障害が無くなり、ひいては、太陽電池の普及が進み地球環境の保全を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施の形態を説明する模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はその断面透視図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を説明する図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態を説明する図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態を説明する図である。
【図５】ＦＤＴＤ法における差分計算に用いたメッシュの構成図である。
【図６】ＦＤＴＤ法を用いた電磁界解析に用いたパラメータを示す図である。
【図７】第１の実施の形態における反射係数Ｒの計算結果を示す図であり、（ａ）は直線配線と折れ曲がり配線の形状を示し、（ｂ）は直線配線と折れ曲がり配線のそれぞれから生起する反射波の相対位相差を示し、（ｃ）は反射係数Ｒの絶対値を示す。
【図８】第３の実施の形態における太陽電池セルの配線の形状と、その形状に基づく相対位相差及び反射係数の計算結果を示す図である。
【図９】図８で示した第３の実施形態の配線の形状における反射波の垂直面内指向性を示す図である。
【図１０】太陽電池の明暗状態における端子間インピーダンスの周波数特性を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  太陽電池セル
２，２ａ，２ａ1 ，２ａ2 ，２ａ3   直線配線
２ｂ，２ｂ1 ，２ｂ2 ，２ｂ3   折れ曲がり配線
３  太陽電池セルの正極電極
４  太陽電池セルの負極電極
５  樹脂層
６  ガラス層
【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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