(57)【要約】【課題】  着色によって美観の向上を図り、かつ、変換効率の低下を防止する太陽電池モジュールおよびそのような太陽電池モジュールによって外面が覆われた建物を提供する。【解決手段】  太陽電池モジュール１０において、複数の太陽電池セル１２は、適当な間隔をおいて配置され、インターコネクタ２０によって接続される。各太陽電池セル１２は、透明かつ無着色の前面ガラス１４と着色された透光性の背面ガラス１６との間に挟みこまれ、透明かつ無着色の封止材１８によって封入される。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
着色された第１の透光性部材と、
前記第１の透光性部材と対向する面を非受光面とし、各々が所定の間隔をおいて前記第１の透光性部材上に配置される少なくとも１つの太陽電池セルと、
前記少なくとも１つの太陽電池セルの受光面と対向し、前記第１の透光性部材に併設される透明かつ無着色の第２の透光性部材とを備える太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記少なくとも１つの太陽電池セルは、当該太陽電池モジュールが所定値以上の変換効率を有し、かつ、所望の着色効果を有するように、前記第１の透光性部材に対する面積率を有する、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記面積率は、５０％以上８０％以下である、請求項２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
透明かつ無着色の第１の透光性部材と、
前記第１の透光性部材と対向する面を非受光面とし、各々が所定の間隔をおいて前記第１の透光性部材上に配置される少なくとも１つの太陽電池セルと、
前記少なくとも１つの太陽電池セルの受光面と対向し、前記第１の透光性部材に併設される透明かつ無着色の第２の透光性部材と、
前記第１の透光性部材の側面から前記第１の透光性部材の内部を照明する少なくとも１つの発光手段とを備え、
前記第１の透光性部材は、前記少なくとも１つの発光手段からの照射光が前記第２の透光性部材側に反射されるように、前記少なくとも１つの太陽電池セルの非受光面と対向する第１の面に対向する第２の面が凹凸形状に加工される、太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記第２の面は、当該太陽電池モジュールを前記第２の透光性部材側から見たときに前記少なくとも１つの太陽電池セルによって覆われない部分のみ加工される、請求項４に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記凹凸形状は、前記少なくとも１つの発光手段からの照射光が前記第２の透光性部材側に全反射されるように設けられる、請求項４または請求項５に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記凹凸形状は、前記少なくとも１つの発光手段からの距離に応じて山高さが高くなる、請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】
前記少なくとも１つの発光手段の発光を制御する制御回路をさらに備え、
前記制御回路は、前記少なくとも１つの発光手段の各々を所定のタイミングで選択的に発光させる、請求項４から請求項７のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項９】
基板と、
前記基板と対向する面を非受光面とし、各々が所定の間隔をおいて前記基板上に配置される少なくとも１つの太陽電池セルと、
前記少なくとも１つの太陽電池セルの受光面と対向し、前記基板に併設される透明かつ無着色の透光性部材と、
当該太陽電池モジュールを前記透光性部材側から見たときに前記少なくとも１つの太陽電池セルによって覆われない部分の前記基板上に配設される少なくとも１つの発光手段とを備える太陽電池モジュール。
【請求項１０】
前記基板は、ガラスエポキシ樹脂からなり、前記少なくとも１つの太陽電池セルの非受光面と対向する面にカラー樹脂が塗布される、請求項９に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１１】
前記基板は、前記少なくとも１つの発光手段に接続される配線が前記少なくとも１つの太陽電池セルの非受光面と対向する面に形成された透光性のポリエチレンテレフタラート樹脂からなる、請求項９に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの発光手段の発光を制御する制御回路をさらに備え、
前記少なくとも１つの発光手段は、前記基板に行列状に配設され、
前記制御回路は、前記少なくとも１つの発光手段の各々を所定のタイミングで選択的に発光させる、請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の複数の太陽電池モジュールと、
前記複数の太陽電池モジュールによって外面が覆われた建造物とを備え、
前記複数の太陽電池モジュールは、前記建造物の全面または所定の位置に所望の色彩または模様を表示する、建物。
【請求項１４】
透光性の複数の太陽電池モジュールと、
前記複数の太陽電池モジュールによって外面が覆われた建造物とを備え、
前記複数の太陽電池モジュールの各々は、
少なくとも１つの太陽電池セルと、
着色された着色部とを含み、
前記複数の太陽電池モジュールは、各々に含まれる前記着色部によって前記建造物の全面または所定の位置に所望の色彩または模様を表示する、建物。
【請求項１５】
前記着色部は、前記少なくとも１つの太陽電池セルの背面側に設けられ、
前記複数の太陽電池モジュールの各々は、当該太陽電池モジュールに対する前記少なくとも１つの太陽電池セルの面積率および前記着色部の色彩に応じて所定の色彩を表示する、請求項１４に記載の建物。
【請求項１６】
透光性の複数の太陽電池モジュールと、
前記複数の太陽電池モジュールによって外面が覆われた建造物とを備え、
前記複数の太陽電池モジュールの各々は、
少なくとも１つの太陽電池セルと、
少なくとも１つの発光手段とを含み、
前記複数の太陽電池モジュールは、各々に含まれる前記少なくとも１つの発光手段によって前記建造物の全面または所定の位置に所望の色彩または模様を表示する、建物。
【請求項１７】
前記複数の太陽電池モジュールの各々は、当該太陽電池モジュールに対する前記少なくとも１つの太陽電池セルの面積率および前記少なくとも１つの発光手段による発光色に応じて所定の色彩を表示する、請求項１６に記載の建物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、太陽電池モジュールおよび建物に関し、特に、建物の美観に配慮した太陽電池モジュールおよびそのような太陽電池モジュールによって外面が覆われた建物に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、太陽光エネルギーを直接電気エネルギーに変換するものであり、近年の地球環境問題に対する意識の高まりを背景に、地球温暖化の原因とされる二酸化炭素を排出しないクリーンな発電装置としてますます注目されてきている。
【０００３】
太陽電池は、日射量の多いビルの屋上や家屋の屋根などに一般に設置され、より多くの発電量を得るためにビルの外壁などに設置されたりすることもある。太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池のセル部分は、集光性を高めるため一般に黒色系であるところ、太陽電池パネルで構成されたカーテンウォールなどでビルなどの建物全体を覆う場合には、建物内部に採光するために透光型の太陽電池モジュール（以下「シースルー太陽電池」とも称する。）を用いる必要がある。
【０００４】
シースルー太陽電池としては、たとえば、適当な間隔で配置された複数の結晶型太陽電池セルを２枚のガラス板で挟み、各太陽電池セルの隙間から採光可能としたガラスパッケージ型の太陽電池モジュールなどが一般に知られている。
【０００５】
そして、特開平９−２７９７９１号公報には、太陽電池セルと透光性を有する板材とを備えるシースルー型の太陽電池モジュールにより建物の屋根や外壁を構成することによって、建物外部の明かりを建物内部へ取入れることができる太陽電池利用建物に関する技術が開示されている（特許文献１参照）。
【０００６】
また、特許第２９４２７０７号公報には、黒色系の太陽電池パネルによって建物が覆われた場合の美観性の問題に配慮して、透光性を大きく阻害しない着色部材を太陽電池セルの前面に設けることによって、発電効率の大きな低下を防止しつつ、太陽電池モジュールを着色する技術が開示されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平９−２７９７９１号公報
【特許文献２】特許第２９４２７０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、太陽電池は、地球環境を破壊しないクリーンエネルギーとして期待されており、たとえば、電力需要量の多い都市部などにおいて多数建造されているビルをシースルー太陽電池で覆えば、相当量の電力を発電することができる。
【０００８】
そして、特開平９−２７９７９１号公報で開示される太陽電池モジュールは、建物内部に採光可能なシースルー型の太陽電池モジュールであり、この太陽電池モジュールでビル全体を覆うことは可能であるが、この太陽電池モジュールは着色されていないため、多数の人目に触れるビルなどにこの太陽電池モジュールを利用すると、外観が著しく損なわれ、美観上問題となる。
【０００９】
一方、特許第２９４２７０７号公報で開示される太陽電池モジュールは、簡単な構造で太陽電池モジュールの表面を着色でき、美観性を有するものであるが、太陽光の入射角度によっては、着色部材によって太陽光が一部遮光される。したがって、太陽電池モジュールとしては、必ずしも変換効率が優れたものとは言えない。
【００１０】
さらに、発光可能な太陽電池モジュールとすれば、夜間におけるビルの美観性もさらに向上させることができる。
【００１１】
そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、着色によって美観の向上を図り、かつ、変換効率の低下を防止する太陽電池モジュールを提供することである。
【００１２】
また、この発明の別の目的は、着色によって美観の向上を図り、かつ、変換効率の低下を防止した太陽電池モジュールによって外面が覆われる建物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明によれば、太陽電池モジュールは、着色された第１の透光性部材と、第１の透光性部材と対向する面を非受光面とし、各々が所定の間隔をおいて第１の透光性部材上に配置される少なくとも１つの太陽電池セルと、少なくとも１つの太陽電池セルの受光面と対向し、第１の透光性部材に併設される透明かつ無着色の第２の透光性部材とを備える。
【００１４】
好ましくは、少なくとも１つの太陽電池セルは、当該太陽電池モジュールが所定値以上の変換効率を有し、かつ、所望の着色効果を有するように、第１の透光性部材に対する面積率を有する。
【００１５】
好ましくは、面積率は、５０％以上８０％以下である。
【００１６】
また、この発明によれば、太陽電池モジュールは、透明かつ無着色の第１の透光性部材と、第１の透光性部材と対向する面を非受光面とし、各々が所定の間隔をおいて第１の透光性部材上に配置される少なくとも１つの太陽電池セルと、少なくとも１つの太陽電池セルの受光面と対向し、第１の透光性部材に併設される透明かつ無着色の第２の透光性部材と、第１の透光性部材の側面から第１の透光性部材の内部を照明する少なくとも１つの発光手段とを備え、第１の透光性部材は、少なくとも１つの発光手段からの照射光が第２の透光性部材側に反射されるように、少なくとも１つの太陽電池セルの非受光面と対向する第１の面に対向する第２の面が凹凸形状に加工される。
【００１７】
好ましくは、第２の面は、当該太陽電池モジュールを第２の透光性部材側から見たときに少なくとも１つの太陽電池セルによって覆われない部分のみ加工される。
【００１８】
好ましくは、凹凸形状は、少なくとも１つの発光手段からの照射光が第２の透光性部材側に全反射されるように設けられる。
【００１９】
好ましくは、凹凸形状は、少なくとも１つの発光手段からの距離に応じて山高さが高くなる。
【００２０】
好ましくは、太陽電池モジュールは、少なくとも１つの発光手段の発光を制御する制御回路をさらに備え、制御回路は、少なくとも１つの発光手段の各々を所定のタイミングで選択的に発光させる。
【００２１】
また、この発明によれば、太陽電池モジュールは、基板と、基板と対向する面を非受光面とし、各々が所定の間隔をおいて基板上に配置される少なくとも１つの太陽電池セルと、少なくとも１つの太陽電池セルの受光面と対向し、基板に併設される透明かつ無着色の透光性部材と、当該太陽電池モジュールを透光性部材側から見たときに少なくとも１つの太陽電池セルによって覆われない部分の基板上に配設される少なくとも１つの発光手段とを備える。
【００２２】
好ましくは、基板は、ガラスエポキシ樹脂からなり、少なくとも１つの太陽電池セルの非受光面と対向する面にカラー樹脂が塗布される。
【００２３】
好ましくは、基板は、少なくとも１つの発光手段に接続される配線が少なくとも１つの太陽電池セルの非受光面と対向する面に形成された透光性のポリエチレンテレフタラート樹脂からなる。
【００２４】
好ましくは、太陽電池モジュールは、少なくとも１つの発光手段の発光を制御する制御回路をさらに備え、少なくとも１つの発光手段は、基板に行列状に配設され、制御回路は、少なくとも１つの発光手段の各々を所定のタイミングで選択的に発光させる。
【００２５】
また、この発明によれば、建物は、上述したいずれかの複数の太陽電池モジュールと、複数の太陽電池モジュールによって外面が覆われた建造物とを備え、複数の太陽電池モジュールは、建造物の全面または所定の位置に所望の色彩または模様を表示する。
【００２６】
また、この発明によれば、建物は、透光性の複数の太陽電池モジュールと、複数の太陽電池モジュールによって外面が覆われた建造物とを備え、複数の太陽電池モジュールの各々は、少なくとも１つの太陽電池セルと、着色された着色部とを含み、複数の太陽電池モジュールは、各々に含まれる着色部によって建造物の全面または所定の位置に所望の色彩または模様を表示する。
【００２７】
好ましくは、着色部は、少なくとも１つの太陽電池セルの背面側に設けられ、複数の太陽電池モジュールの各々は、当該太陽電池モジュールに対する少なくとも１つの太陽電池セルの面積率および着色部の色彩に応じて所定の色彩を表示する。
【００２８】
また、この発明によれば、建物は、透光性の複数の太陽電池モジュールと、複数の太陽電池モジュールによって外面が覆われた建造物とを備え、複数の太陽電池モジュールの各々は、少なくとも１つの太陽電池セルと、少なくとも１つの発光手段とを含み、複数の太陽電池モジュールは、各々に含まれる少なくとも１つの発光手段によって建造物の全面または所定の位置に所望の色彩または模様を表示する。
【００２９】
好ましくは、複数の太陽電池モジュールの各々は、当該太陽電池モジュールに対する少なくとも１つの太陽電池セルの面積率および少なくとも１つの発光手段による発光色に応じて所定の色彩を表示する。
【発明の効果】
【００３０】
この発明によれば、太陽電池モジュールの前面側に配置される部材を無着色とし、太陽電池モジュールの背面側に配置される部材を着色するか、または、発光手段によって照明するようにしたので、変換効率の減少を防止し、かつ、太陽電池モジュールを着色することができる。したがって、効率良く発電することができ、かつ、太陽電池モジュールによって外面が覆われたビルが建ち並ぶ街並みの美観も向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００３２】
［実施の形態１］
図１は、この発明による太陽電池モジュールによって外面が覆われた建物を模式的に示した斜視図である。
【００３３】
図１を参照して、建物１は、各々が透光性かつ所定の色に着色された複数の太陽電池モジュール１０によって、屋上および側面が覆われている。なお、図示の関係上、符号は、全ての太陽電池モジュールに付されていない。太陽電池モジュール１０は、後述するように、結晶型太陽電池セルが２枚のガラス板によって挟みこまれたガラスパッケージ型の太陽電池モジュールである。そして、各太陽電池モジュール１０は、所望の色彩または模様が建物１に表示されるように所定の色に着色されている。この建物１においては、建物１の側面に敷設される各太陽電池モジュール１０によって、建物１の側面全体にグラディエーションを有するカラー模様が表示される。
【００３４】
この建物１は、透光性の太陽電池モジュール１０によって覆われているので、太陽電池モジュール１０の太陽電池セルによって集光されなかった光を建物の内部に採光することができる。そして、太陽電池モジュール１０によって太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換して発電できるとともに、建物１は、所望の色彩または模様を表示することができ、外観にファッション性を持たせることができる。
【００３５】
図２は、この発明による太陽電池モジュールによって外面が覆われた他の建物を模式的に示した斜視図である。
【００３６】
図２を参照して、建物１Ａの側面に敷設された各太陽電池モジュール１０の全部または一部を着色することによって、図に示されるような絵を表示することもできる。
【００３７】
図３は、この発明による太陽電池モジュールが建物に設置された様子を概念的に示した建物の断面図である。なお、図３では、建物の側面に設置された太陽電池モジュールのみが示されている。
【００３８】
図３を参照して、建物１は、内部に設けられる梁２によって構造的に支持されており、建物１の外面にカーテンウォール４が設けられている。そして、カーテンウォール４は、複数の太陽電池モジュール１０が平面的に接続されて構成されている。すなわち、各太陽電池モジュール１０は、発電装置として機能するのみならず、カーテンウォールに用いられる建材としても機能し、さらに、着色されることによってデザイン性を兼ね備えた建築意匠材料として機能する。
【００３９】
図４は、図１に示した太陽電池モジュール１０の構成を概略的に示す斜視図である。
【００４０】
図４を参照して、太陽電池モジュール１０は、行列状に配置された複数の太陽電池セル１２と、前面ガラス１４と、背面ガラス１６と、封止材１８とを含む。
【００４１】
太陽電池セル１２は、結晶型の太陽電池セルであり、太陽電池セル１２単体で０．６Ｖ程度の電圧を発生する。そして、太陽電池セル１２は、適当な間隔をおいて行列状に配置され、図示されないインターコネクタによって複数個が直列に接続される。これによって、太陽電池モジュール１０は、接続された太陽電池セル１２の数に応じた電圧を発生することができる。
【００４２】
前面ガラス１４は、太陽電池セル１２の受光面側に設けられる無着色の透明ガラスである。背面ガラス１６は、太陽電池セル１２の非受光面側に設けられ、所定の色に着色された透光性の着色ガラスである。封止材１８は、前面ガラス１４と背面ガラス１６との間に設けられる無色透明の樹脂であって、太陽電池セル１２を封入する。封止材１８には、たとえばＥＶＡ（Ethylene Vinyl Acetate）樹脂などが用いられる。
【００４３】
ここで、背面ガラス１６は、「第１の透光性部材」を構成し、前面ガラス１４は、「第２の透光性部材」を構成する。
【００４４】
図５は、図４に示した太陽電池モジュール１０の断面Ｖ−Ｖの構成を示す断面図である。
【００４５】
図５を参照して、太陽電池セル１２は、適当な間隔をおいて配置され、インターコネクタ２０によって直列に接続される。そして、各太陽電池セル１２は、前面ガラス１４と背面ガラス１６との間に挟みこまれ、封止材１８によって封入される。
【００４６】
この太陽電池モジュール１０においては、太陽光は、無色透明の前面ガラス１４および封止材１８によって吸収されることなくその前面ガラス１４および封止材１８を透過し、太陽電池セル１２によって吸収される。そして、太陽電池セル１２によって吸収された太陽光は、太陽電池セル１２によって電気エネルギーに変換される。
【００４７】
ここで、上述のように、各太陽電池セル１２は、適当な間隔をおいて配置されているので、各太陽電池セル１２の隙間を通って背面ガラス１６に太陽光の一部が入射される。背面ガラス１６に入射された太陽光は、一部が透過して建物１の内部に取込まれ、残りは吸収または反射される。そして、反射光の一部は、各太陽電池セル１２の隙間を通り、前面ガラス１４を介して建物１の外部へ出ていく。したがって、建物１は、背面ガラス１６によって反射された反射光によって、建物外部から見ると背面ガラス１６の色に着色されて見える。
【００４８】
また、太陽電池モジュール１０における太陽電池セル１２の面積率に応じて、遠目から太陽電池モジュール１０を全体として見たときの色調に差異を設けることもできる。ここで、太陽電池セル１２の面積率については、太陽電池モジュール１０の発電効率と着色効果とのバランスを考慮する必要がある。
【００４９】
図６は、太陽電池モジュール１０における太陽電池セル１２の面積率が相対的に小さい場合を示す図である。なお、図６では、図示の関係上、全ての太陽電池セルに符号が付されていない。
【００５０】
図６を参照して、斜線で示される部分は、背面ガラス１６によって着色効果を有する部分である。図に示されるように、太陽電池モジュール１０における太陽電池セル１２の面積率が小さくなると、着色効果は優れるが、太陽電池モジュール１０としての変換効率は落ちるため、発電コストが高くなる。たとえば、太陽電池モジュール１０を太陽電池セル１２で全面敷き詰めた場合における変換効率の５０％未満になると、発電コストが高くなりすぎ太陽電池の導入メリットが小さくなるため、太陽電池セル１２の面積率は、５０％以上であることが望ましい。
【００５１】
図７は、太陽電池モジュール１０における太陽電池セル１２の面積率が相対的に大きい場合を示す図である。なお、図７でも、図示の関係上、全ての太陽電池セルに符号が付されていない。
【００５２】
図７を参照して、図６と同様に、斜線で示される部分は、背面ガラス１６によって着色効果を有する部分である。図に示されるように、太陽電池モジュール１０における太陽電池セル１２の面積率が大きくなると、太陽電池セル１２に吸収される太陽光が多くなるので、太陽電池モジュール１０としての変換効率は優れるが、着色効果は落ちる。着色効果および発電効率の関係から、太陽電池セル１２の面積率は、８０％以下であることが望ましい。
【００５３】
なお、上記では、１つの太陽電池モジュール１０について２０個の太陽電池セル１２が行列状に配置されているが、１つの太陽電池モジュール１０における太陽電池セル１２の数は、これに限られるものではなく、また、太陽電池セル２０の配列も図４に示される配列に限られるものではない。建物の形状に応じて、適切な太陽電池セル１２の数および配列を選択することができる。
【００５４】
また、上記において、太陽電池モジュール１０の背面ガラス１６は、全面が着色されてもよく、また、背面ガラス１６の一部が着色されてもよい。さらに、背面ガラス１６の着色は、１色に限られず、複数の色によって着色され、所望の模様が構成されるようにしてもよい。
【００５５】
また、上記では、背面ガラス１６を着色するものとしたが、ガラス自体を着色するのではなく、インクやその他着色剤によって着色効果を持たせるようにしてもよい。
【００５６】
また、上記では、太陽電池モジュール１０は、カーテンウォール４を構成する建材パネルとして用いられるものとしたが、建物の外壁の外側に設置されるベランダや非常階段などのスペースの外側に建物を覆うように太陽電池モジュール１０を敷設するようにしてもよい。なお、建物にベランダや非常階段などのスペースが設けられていない場合には、外壁の外面に建物を覆うように直接太陽電池モジュール１０を敷設するようにしてもよい。
【００５７】
また、上記では、太陽電池セル１２は、結晶型の太陽電池セルとしたが、太陽電池セルは、結晶系に限られるものではなく、アモルファス系や有機系の太陽電池セルであってもよい。
【００５８】
以上のように、この実施の形態１によれば、太陽電池セル１２の受光面側に設けられる前面ガラス１４を無色透明とし、太陽電池セル１２の背面に設けられる背面ガラス１６を着色するようにしたので、太陽電池モジュール１０の変換効率を落とすことなく、太陽電池モジュール１０を着色することができる。したがって、この太陽電池モジュール１０で建物を覆うことによって、十分な発電量を確保しつつ、建物にファッション性を持たせることができる。
【００５９】
また、この実施の形態１における太陽電池モジュール１０によれば、透光性のガラス材によって太陽電池セル１２を挟みこむようにしたので、太陽電池モジュール１０の強度が確保される。さらに、背面ガラス１６は、太陽光を一部吸収するので、この太陽電池モジュール１０は、断熱効果も有する。
【００６０】
［実施の形態２］
図８は、実施の形態２による太陽電池モジュール１０Ａの構成を示す断面図である。
【００６１】
図８を参照して、太陽電池モジュール１０Ａは、図５に示した実施の形態１における太陽電池モジュール１０の構成において、背面ガラス１６に代えて背面ガラス２２を含み、発光ダイオード２４と、制御回路２５とをさらに含む。背面ガラス２２は、封止材１８との接合面の対向面が１〜３ｍｍ程度の凹凸形状にエンボス加工される。発光ダイオード２４は、背面ガラス２２を照明するための丸型発光ダイオードであって、背面ガラス２２の側面から背面ガラス２２の内部を照明する。制御回路２５は、発光ダイオード２４の発光を制御する。
【００６２】
なお、太陽電池モジュール１０Ａのその他の構成は、太陽電池モジュール１０と同じであるので、その説明は繰返さない。
【００６３】
図９は、図８に示した発光ダイオード２４からの照射光が散乱される様子を示した図である。
【００６４】
図９を参照して、背面ガラス２２の側面から背面ガラス２２の内部に入射された照射光は、エンボス加工によって形成された凹凸部によって太陽電池モジュール１０Ａの前面側に反射される。したがって、太陽電池モジュール１０Ａをその前面から見ると、太陽電池モジュール１０Ａが着色されているように見える。
【００６５】
なお、発光ダイオード２４からの照射光を全反射させるように凹凸形状を設けることによって、着色効果をより高めることができる。
【００６６】
また、図１０に示すように、発光ダイオード２４からの距離に応じて凹凸高さが高くなるように凹凸形状を設けることによって、発光ダイオード２４からの照射光を太陽電池モジュール１０Ａの面内でより均一に反射させることができる。
【００６７】
再び図８を参照して、この太陽電池モジュール１０Ａにおいては、太陽光は、無色透明の前面ガラス１４および封止材１８によって吸収されることなくその前面ガラス１４および封止材１８を透過し、太陽電池セル１２によって吸収される。そして、太陽電池セル１２によって吸収された太陽光は、太陽電池セル１２によって電気エネルギーに変換される。ここで、上述のように、各太陽電池セル１２は、適当な間隔をおいて配置されているので、各太陽電池セル１２の隙間を通って背面ガラス２２に太陽光の一部が入射され、そのの一部は、背面ガラス２２を透過する。
【００６８】
一方、発光ダイオード２４によって背面ガラス２２の側面から照射された光は、エンボス加工部によって反射され、その反射光の一部は、各太陽電池セル１２の隙間を通り、前面ガラス１４を介して外部へ出ていく。したがって、この太陽電池モジュール１０Ａを前面から見ると、太陽電池モジュール１０Ａは、発光ダイオード２４の発光色によって着色されているように見える。
【００６９】
そして、各太陽電池モジュール１０Ａごとに発光ダイオード２４の発光色を適当に設定することによって、複数の太陽電池モジュール１０Ａによって覆われた建物の外面を所望に彩ることができ、所望の模様を表示することができる。また、発光ダイオード２４の発光色が同じであっても、太陽電池モジュール１０Ａにおける太陽電池セル１２の面積率に応じて、遠目から太陽電池モジュール１０を全体として見たときの色調に差異を設けることもできる。
【００７０】
なお、設けられる発光ダイオード２４は、１つに限られず、赤色、緑色および青色にそれぞれ発光する３つの発光ダイオードが設けられてもよい。そして、制御回路２５によりそれらを選択的に発光させることによって、太陽電池モジュール１０Ａは、多彩な色を表示することができる。
【００７１】
また、発光ダイオード２４から照射された光は、背面ガラス２２のエンボス加工部によって散乱反射されるので、発光ダイオード２４は、背面ガラス２２の側面のどこに設置してもよく、また、背面ガラス２２と太陽電池セル１２との間の封止材１８からなる層の側面に設置してもよい。
【００７２】
また、上記では、発光手段として発光ダイオードを用いたが、発光手段はこれに限られるものではなく、その他の発光体を用いることもできる。しかしながら、発光ダイオードは、一般に、長寿命であり、かつ、発光効率も優れているので、発光体として発光ダイオードを用いることは望ましい。
【００７３】
以上のように、実施の形態２によれば、前面ガラス１４を無色透明とし、発光ダイオード２４によって背面ガラス２２を照明するようにしたので、太陽電池モジュール１０Ａの変換効率を落とすことなく、太陽電池モジュール１０を着色することができる。したがって、この太陽電池モジュール１０Ａで建物を覆うことによって、十分な発電量を確保しつつ、建物にファッション性を持たせることができる。
【００７４】
また、この実施の形態２における太陽電池モジュール１０Ａによれば、発光ダイオード２４が発光するので、夜間においても着色効果を有する。
【００７５】
［実施の形態３］
図１１は、実施の形態３による太陽電池モジュール１０Ｂの構成を示す断面図である。
【００７６】
図１１を参照して、この太陽電池モジュール１０Ｂは、図８に示した実施の形態２における太陽電池モジュール１０Ａの構成において、背面ガラス２２に代えて背面ガラス２６を含む。背面ガラス２６は、前面ガラス１４側から太陽電池モジュール１０Ｂを見たときに太陽電池セル１２によって覆われない部分のみエンボス加工が施される。
【００７７】
この太陽電池モジュール１０Ｂにおいては、発光ダイオード２４によって背面ガラス２６の側面から照射された光は、背面ガラス２６のエンボス加工が施された面における非加工部とアルミ光沢加工された太陽電池セル１２の裏面との間を全反射しながら進む。そして、照射光は、太陽電池セル１２によって覆われない部分のみ加工が施されたエンボス加工部において集中的に前面ガラス１４側へ反射され、各太陽電池セル１２の隙間を通り抜けて外部へ出ていく。
【００７８】
このように、この太陽電池モジュール１０Ｂは、発光ダイオード２４による照射光をエンボス加工部において効率的に前面ガラス１４側へ反射させることができるので、実施の形態２における太陽電池モジュール１０Ａよりも着色効果が高い。具体的には、太陽電池モジュール１０Ａ，１０Ｂの前面ガラス１４側での明度をある同じ条件で比較した結果、太陽電池モジュール１０Ｂの明度は、太陽電池モジュール１０Ａに比べて約２０％程度向上した。
【００７９】
なお、この背面ガラス２６においても、発光ダイオード２４からの照射光を全反射させるように凹凸形状を設けることによって、着色効果をさらに高めることができる。
【００８０】
以上のように、実施の形態３によれば、前面ガラス１４側から太陽電池モジュール１０Ｂを見たときに太陽電池セル１２によって覆われない部分のみ背面ガラス２６にエンボス加工を施したので、エンボス加工部において反射された発光ダイオード２４からの照射光がより効率的に前面ガラス１４側へ通り抜け、着色効果をさらに高めることができる。
【００８１】
［実施の形態４］
図１２は、実施の形態４による太陽電池モジュール１０Ｃの構成を示す断面図である。
【００８２】
図１２を参照して、この太陽電池モジュール１０Ｃは、図５に示した実施の形態１における太陽電池モジュール１０の構成において、背面ガラス１６に代えて背面ガラス２８を含み、ガラスエポキシ基板３０と、白色シルク印刷層３２と、カラー樹脂層３４と、複数の発光ダイオード２４と、制御回路２５Ａとをさらに含む。
【００８３】
背面ガラス２８は、無着色の透明ガラスである。ガラスエポキシ基板３０は、ガラスエポキシ樹脂からなる基板であって、発光ダイオード２４を制御回路２５Ａと電気的に接続する配線が表面に形成される。また、ガラスエポキシ基板３０は、発光ダイオード２４が配置される面において白色シルク印刷が施され、その上層にカラー樹脂が塗布される。発光ダイオード２４は、ガラスエポキシ基板３０上に複数設けられ、前面ガラス１４側から太陽電池モジュール１０Ｃを見たときに太陽電池セル１２によって覆われない部分に配置される。制御回路２５Ａは、複数設けられる発光ダイオード２４の各々の発光を制御する。
【００８４】
この太陽電池モジュール１０Ｃにおいては、背面から前面へ向けて各太陽電池セル１２の隙間から発光ダイオード２４によって直接照明するため、照明光のロスが小さく、着色効果が高い。また、ガラスエポキシ基板３０における発光ダイオード２４の設置面にカラー樹脂が塗布されているので、太陽光の反射光による着色効果も有する。そして、これまでの実施の形態と同様に、前面ガラス１４は、透明かつ無着色であるので、太陽電池モジュール１０Ｃの変換効率を落とすことなく太陽電池モジュール１０Ｃを着色することができる。
【００８５】
ここで、複数配置される発光ダイオード２４の発光色は、太陽電池モジュール１０Ｃにおいて統一してもよく、また、赤・緑・青の３色を混在させてもよい。赤・緑・青の３色の各発光ダイオードを隣接して配置し、制御回路２５Ａによってそれらを選択的に発光させればさらに多彩な色を表示することができる。
【００８６】
図１３は、図１２に示した複数の発光ダイオード２４を選択的に発光させる制御回路２５Ａの構成を示す回路図である。
【００８７】
図１３を参照して、制御回路２５Ａは、ＰＮＰバイポーラトランジスタＴＲｎと、ＮＰＮバイポーラトランジスタＴＬｍＲ，ＴＬｍＧ，ＴＬｍＢとを含む。発光ダイオードＲ（ｍ，ｎ），Ｇ（ｍ，ｎ），Ｂ（ｍ，ｎ）は、ガラスエポキシ基板３０上に行列状に配置される上述の複数の発光ダイオード２４を構成する。ここで、ｍ，ｎは自然数であり、図１３では、ｍ，ｎがそれぞれ１〜１６までの場合が一例として示されている。
【００８８】
ＰＮＰバイポーラトランジスタＴＲｎは、エミッタおよびコレクタがそれぞれ電源ノード５０および配線ＬＮｎに接続され、ＬＥＤ点灯制御部（図示せず）から出力される信号Ｒｎをベースに受ける。ＮＰＮバイポーラトランジスタＴＬｍＲは、コレクタおよびエミッタがそれぞれ配線ＬＭＲｍおよび接地ノード５２に接続され、ＬＥＤ点灯制御部から出力される信号ＬｍＲをベースに受ける。ＮＰＮバイポーラトランジスタＴＬｍＧは、コレクタおよびエミッタがそれぞれ配線ＬＭＧｍおよび接地ノード５２に接続され、ＬＥＤ点灯制御部から出力される信号ＬｍＧをベースに受ける。ＮＰＮバイポーラトランジスタＴＬｍＢは、コレクタおよびエミッタがそれぞれ配線ＬＭＢｍおよび接地ノード５２に接続され、ＬＥＤ点灯制御部から出力される信号ＬｍＢをベースに受ける。
【００８９】
発光ダイオードＲ（ｍ，ｎ），Ｇ（ｍ，ｎ），Ｂ（ｍ，ｎ）は、電流が流されるとそれぞれ赤色，緑色，青色に点灯する。発光ダイオードＲ（ｍ，ｎ）は、アノードおよびカソードがそれぞれ配線ＬＮｎおよび配線ＬＭＲｍに接続される。発光ダイオードＧ（ｍ，ｎ）は、アノードおよびカソードがそれぞれ配線ＬＮｎおよび配線ＬＭＧｍに接続される。発光ダイオードＢ（ｍ，ｎ）は、アノードおよびカソードがそれぞれ配線ＬＮｎおよび配線ＬＭＢｍに接続される。
【００９０】
この制御回路２５Ａにおいては、ＬＥＤ点灯制御部によって信号Ｒｎ，ＬｍＲ，ＬｍＧ，ＬｍＢの論理レベルを制御することにより、任意の発光ダイオードを点灯させることができる。すなわち、たとえば、発光ダイオードＲ（１，１）を点灯させるには、信号Ｒ１，Ｌ１ＲをそれぞれＬ（論理ロー）レベルおよびＨ（論理ハイ）レベルにすればよい。そうすると、ＰＮＰバイポーラトランジスタＴＲ１、発光ダイオードＲ（１，１）およびＮＰＮバイポーラトランジスタＴＬ１Ｒを介して電源ノード５０から接地ノード５２へ電流が流れ、発光ダイオードＲ（１，１）が赤色に点灯する。
【００９１】
そして、発光ダイオードＲ（ｍ，ｎ），Ｇ（ｍ，ｎ），Ｂ（ｍ，ｎ）を１組としてガラスエポキシ基板３０上に隣接して配置すれば、各発光ダイオードから発光される色の調和によってより多彩な色を表示することができる。
【００９２】
以上のように、この実施の形態４によれば、背面から前面へ向けて各太陽電池セル１２の隙間から発光ダイオード２４によって直接照明するようにしたので、照明光のロスを小さくすることができ、着色効果をさらに高めることができる。
【００９３】
また、赤・緑・青の３色からなる発光ダイオードを１組として隣接して配置し、その１組からなる発光ダイオード群をガラスエポキシ基板３０上に多数配置すれば、より多彩な色を表示することができる。そして、この太陽電池モジュール１０Ｃによって建物の外面を覆うことにより、建物の美観性をさらに向上させることができる。
【００９４】
［実施の形態５］
実施の形態４による太陽電池モジュール１０Ｃは、発光ダイオードを配置するため裏面側にガラスエポキシ基板が設けられるが、ガラスエポキシ樹脂は、一般に不透明であるため、太陽光を建物内部に採光することができない。そこで、実施の形態５では、透光性のポリエチレンテレフタラート樹脂（以下「ＰＥＴ樹脂」とも称する。）からなる基板が用いられる。
【００９５】
図１４は、実施の形態５による太陽電池モジュール１０Ｄの構成を示す断面図である。
【００９６】
図１４を参照して、太陽電池モジュール１０Ｄは、図５に示した実施の形態１による太陽電池モジュール１０の構成において、背面ガラス１６に代えてＰＥＴ樹脂基板３６を含み、複数の発光ダイオード３８と、制御回路２５Ａとをさらに含む。
【００９７】
ＰＥＴ樹脂基板３６は、透光性のＰＥＴ樹脂からなる基板であり、発光ダイオード３８を制御回路２５Ａと電気的に接続する銅配線が表面に形成される。発光ダイオード３８は、ＰＥＴ樹脂基板３６上に配置されるチップ型発光ダイオードである。ここで、ＰＥＴ樹脂は、耐熱性に劣るため、発光ダイオード３８は、たとえば銀ペーストなどによってＰＥＴ樹脂基板３６上の銅配線と接続される。
【００９８】
この太陽電池モジュール１０Ｄにおいても、背面から前面へ向けて各太陽電池セル１２の隙間から発光ダイオード３８によって直接照明するため、照明光のロスが小さく、着色効果が高い。そして、ＰＥＴ樹脂基板３６は、透光性であるため、建物の外面を太陽電池モジュール１０Ｄで覆ったときに建物内部へ太陽光を採光することができる。また、着色効果をより高めるためにＰＥＴ樹脂基板３６を着色してもよい。さらに、発光ダイオード３８は、チップ型であるため、丸型発光ダイオードに比べて薄く、太陽電池モジュール１０Ｄを薄くすることができる。
【００９９】
また、さらに、実施の形態４と同様に、複数配置される発光ダイオード３８の発光色は、太陽電池モジュール１０Ｄにおいて統一してもよく、また、赤・緑・青の３色の各発光ダイオードを隣接して配置し、制御回路２５Ａによってそれらを選択的に発光させるようにしてもよい。
【０１００】
以上のように、この実施の形態５によれば、透光性のＰＥＴ樹脂基板３６上に配置されたチップ型の発光ダイオード３８によって各太陽電池セル１２の隙間から直接照明するようにしたので、着色効果が高いうえ、建物内部に太陽光を採光することができる。
【０１０１】
また、実施の形態４と同様に、赤・緑・青の３色からなる発光ダイオードを１組として隣接して配置し、その１組からなる発光ダイオード群をＰＥＴ樹脂基板３６上に多数配置すれば、より多彩な色を表示することができ、建物の美観性をさらに向上させることができる。
【０１０２】
なお、上記の実施の形態２〜５では、発光ダイオードによって建物の外面に色彩または模様を施すものとしたが、発光ダイオードの発光タイミングを建物全体で制御することによって、建物全体を大型ディスプレイとして利用することもできる。
【０１０３】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
この発明は、特に、設置面積が大きく、かつ、人目につきやすいビルなどを太陽電池モジュールで覆う場合などに適用することができる。また、一般家庭やマンションなどにも適用することができる。これによって、環境に配慮したクリーンな太陽光発電を行ないつつ街並みの美観を向上させることができ、街の活性化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】この発明による太陽電池モジュールによって外面が覆われた建物を模式的に示した斜視図である。
【図２】この発明による太陽電池モジュールによって外面が覆われた他の建物を模式的に示した斜視図である。
【図３】この発明による太陽電池モジュールが建物に設置された様子を概念的に示した建物の断面図である。
【図４】図１に示す太陽電池モジュールの構成を概略的に示す斜視図である。
【図５】図４に示す太陽電池モジュールの断面Ｖ−Ｖの構成を示す断面図である。
【図６】太陽電池モジュールにおける太陽電池セルの面積率が相対的に小さい場合を示す図である。
【図７】太陽電池モジュールにおける太陽電池セルの面積率が相対的に大きい場合を示す図である。
【図８】実施の形態２による太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。
【図９】図８に示す発光ダイオードからの照射光が散乱される様子を示した図である。
【図１０】図８に示す発光ダイオードからの照射光が散乱される他の様子を示した図である。
【図１１】実施の形態３による太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。
【図１２】実施の形態４による太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。
【図１３】図１２に示す複数の発光ダイオードを選択的に発光させる制御回路の構成を示す回路図である。
【図１４】実施の形態５による太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１，１Ａ  建物、２  梁、４  カーテンウォール、１０，１０Ａ〜１０Ｄ  太陽電池モジュール、１２  太陽電池セル、１４  前面ガラス、１６，２２，２６，２８  背面ガラス、１８  封止材、２０  インターコネクタ、２４，３８  発光ダイオード、２５，２５Ａ  制御回路、３０  ガラスエポキシ基板、３２  白色シルク印刷層、３４  カラー樹脂塗装層、３６  ＰＥＴ樹脂基板、５０  電源ノード、５２  接地ノード、Ｒ（ｍ，ｎ）  赤色発光ダイオード、Ｇ（ｍ，ｎ）  緑色発光ダイオード、Ｂ（ｍ，ｎ）  青色発光ダイオード、ＴＲｎ  ＰＮＰバイポーラトランジスタ、ＴＬｍＲ，ＴＬｍＧ，ＴＬｍＢ  ＮＰＮバイポーラトランジスタ、ＬＮｎ，ＬＭＲｍ，ＬＭＧｍ，ＬＭＢｍ  配線。
【図１】
2005093923.tif 000003
【図２】
2005093923.tif 000004
【図３】
2005093923.tif 000005
【図４】
2005093923.tif 000006
【図５】
2005093923.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005093923.tif 000009
【図８】
2005093923.tif 000010
【図９】
2005093923.tif 000011
【図１０】
2005093923.tif 000012
【図１１】
2005093923.tif 000013
【図１２】
2005093923.tif 000014
【図１３】
2005093923.tif 000015
【図１４】
2005093923.tif 000016