(57)【要約】【課題】安価なシングルセル構造においても、高い効率で発電することができる太陽光発電装置の提供。【解決手段】基材上に太陽電池セルが配置された太陽電池モジュールを複数備える太陽光発電装置において、各々の前記太陽電池モジュールには、異なる波長領域の光を吸収して発電する複数種類の太陽電池セルが並べて配置され、隣り合う２つの前記太陽電池モジュールは、光源から見て、その一部が重なるように配置され、下流側に配置された前記太陽電池モジュールの前記重なる領域には、上流側に配置された前記太陽電池モジュールを透過した光を吸収して発電可能な太陽電池セルが配置されている。【選択図】図１
2012028679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に太陽電池セルが配置された太陽電池モジュールを複数備える太陽光発電装置において、
各々の前記太陽電池モジュールには、異なる波長領域の光を吸収して発電する複数種類の太陽電池セルが並べて配置され、
隣り合う２つの前記太陽電池モジュールは、光源から見て、その一部が重なるように配置され、
下流側に配置された前記太陽電池モジュールの前記重なる領域には、上流側に配置された前記太陽電池モジュールを透過した光を吸収して発電可能な太陽電池セルが配置されている、ことを特徴とする太陽光発電装置。
【請求項２】
各々の前記太陽電池モジュールには、前記基材上に、第１の波長領域の光を吸収して発電する第１の太陽電池セルと、前記第１の波長領域とは異なる第２の波長領域の光を吸収して発電する第２の太陽電池セルと、が同じ順序で配置され、
複数の前記太陽電池モジュールは、互いに平行に配置され、
光源から見て、各々の前記太陽電池モジュールの前記第２の太陽電池セルと、その直上に配置された前記太陽電池モジュールの前記第１の太陽電池セルと、の少なくとも一部が重なるように、複数の前記太陽電池モジュールの位置が設定されている、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置。
【請求項３】
前記第１の波長領域は、前記第２の波長領域よりも短い波長領域である、ことを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電装置。
【請求項４】
各々の前記太陽電池モジュールには、前記基材上に、第１の波長領域の光を吸収して発電する第１の太陽電池セルと、前記第１の波長領域とは異なる第２の波長領域の光を吸収して発電する第２の太陽電池セルと、前記第１の波長領域及び前記第２の波長領域とは異なる第３の波長領域の光を吸収して発電する第３の太陽電池セルと、が同じ順序で配置され、
複数の前記太陽電池モジュールは、互いに平行に配置され、
光源から見て、各々の前記太陽電池モジュールの前記第３の太陽電池セルと、その直上に配置された前記太陽電池モジュールの前記第２の太陽電池セルと、更にその直上に配置された前記太陽電池モジュールの前記第１の太陽電池セルと、の少なくとも一部が重なるように、複数の前記太陽電池モジュールの位置が設定されている、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置。
【請求項５】
前記第１の波長領域は、前記第２の波長領域よりも短い波長領域であり、
前記第２の波長領域は、前記第３の波長領域よりも短い波長領域である、ことを特徴とする請求項４に記載の太陽光発電装置。
【請求項６】
各々の前記太陽電池モジュールは、前記基材の面方向に移動可能なスライド機構に保持されており、
前記スライド機構により、各々の前記太陽電池モジュールが、光源の位置に応じて移動する、ことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一に記載の太陽光発電装置。
【請求項７】
各々の前記太陽電池モジュールは、前記基材の長手方向の軸を中心にして回転可能な回転機構に保持されており、
前記回転機構により、各々の前記太陽電池モジュールが、光源の位置に応じて回転する、ことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一に記載の太陽光発電装置。
【請求項８】
各々の前記太陽電池モジュールの前記基材は、ブラインド又はルーバーの羽板として機能する、ことを特徴とする請求項２乃至７のいずれか一に記載の太陽光発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電装置に関し、特に、ブラインドやルーバーなどに搭載可能な太陽光発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光発電が注目されており、例えば、下記特許文献１には、透明樹脂基材上に太陽電池セルを形成する技術が開示されている。また、太陽電池セルの低価格化に伴って様々な機器への応用が提案されており、例えば、下記特許文献２には、ブラインドのスラット（羽板）に搭載するスラット一体型の太陽電池発電装置が開示されている。更に、太陽光発電の発電効率を向上させる技術に関して、例えば、下記特許文献３には、発電に使用する波長域が異なる複数の太陽電池セルを積層するタンデム型の太陽光発電装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２１６６９２号公報
【特許文献２】特開２０１０−２１５０１号公報
【特許文献３】特開昭６３−７７１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
基材上に太陽電池セルを単層で配置した発電装置（シングルセル型発電装置と呼ぶ。）は、太陽電池セルの構造が簡単で安価であるという特徴があるが、光源が発する広い波長領域の中の特定の波長領域（例えば、短波長領域）を利用するため、発電に使えない波長領域が多く、発電効率が低いという問題がある。
【０００５】
一方、基材上に太陽電池セルを複数積層した発電装置（複層セル型発電装置と呼ぶ。特に２層積層したものをタンデムセル型発電装置と呼び、３層積層したものをトリプルセル型発電装置と呼ぶ。）は、異なる波長領域を利用する複数種類の太陽電池セルを積層することにより、光源が発する広い波長領域を有効に利用できるため、発電効率が高いという特徴があるが、太陽電池セルの構造が複雑で高価になるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、安価なシングルセル構造においても、高い効率で発電することができる太陽光発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、基材上に太陽電池セルが配置された太陽電池モジュールを複数備える太陽光発電装置において、各々の前記太陽電池モジュールには、異なる波長領域の光を吸収して発電する複数種類の太陽電池セルが並べて配置され、隣り合う２つの前記太陽電池モジュールは、光源から見て、その一部が重なるように配置され、下流側に配置された前記太陽電池モジュールの前記重なる領域には、上流側に配置された前記太陽電池モジュールを透過した光を吸収して発電可能な太陽電池セルが配置されているものである。
【０００８】
本発明においては、各々の前記太陽電池モジュールには、前記基材上に、第１の波長領域の光を吸収して発電する第１の太陽電池セルと、前記第１の波長領域とは異なる第２の波長領域の光を吸収して発電する第２の太陽電池セルと、が同じ順序で配置され、複数の前記太陽電池モジュールは、互いに平行に配置され、光源から見て、各々の前記太陽電池モジュールの前記第２の太陽電池セルと、その直上に配置された前記太陽電池モジュールの前記第１の太陽電池セルと、の少なくとも一部が重なるように、複数の前記太陽電池モジュールの位置が設定されている構成とすることができる。
【０００９】
また、本発明においては、各々の前記太陽電池モジュールには、前記基材上に、第１の波長領域の光を吸収して発電する第１の太陽電池セルと、前記第１の波長領域とは異なる第２の波長領域の光を吸収して発電する第２の太陽電池セルと、前記第１の波長領域及び前記第２の波長領域とは異なる第３の波長領域の光を吸収して発電する第３の太陽電池セルと、が同じ順序で配置され、複数の前記太陽電池モジュールは、互いに平行に配置され、光源から見て、各々の前記太陽電池モジュールの前記第３の太陽電池セルと、その直上に配置された前記太陽電池モジュールの前記第２の太陽電池セルと、更にその直上に配置された前記太陽電池モジュールの前記第１の太陽電池セルと、の少なくとも一部が重なるように、複数の前記太陽電池モジュールの位置が設定されている構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の太陽光発電装置によれば、安価なシングルセル構造においても、高い効率で発電することができる。
【００１１】
その理由は、基材上に太陽電池セルが配置された２枚の太陽電池モジュールを少なくとも備える太陽光発電装置において、光源から見て、２枚の太陽電池モジュールの一部が重なるように配置され、かつ、下流側の太陽電池モジュールの上記重なる領域に、上流側の太陽電池モジュールを透過した光を吸収して発電可能な太陽電池セルが配置されているからである。
【００１２】
これにより、複数の波長領域の光を有効に利用することができ、発電効率を向上させることができる。また、各々の太陽電池モジュールは構造が単純なシングルセル構造を採用するため、コストの低減を図ることができる。
【００１３】
また、光の入射方向が変わっても角度や位置を可変できる構造を採用することにより、光源の光を複数の太陽電池モジュールで効率的に利用することができ、最適な発電を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施例に係るシングルセル型発電装置の太陽電池モジュールの構造及び配置例を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施例に係るシングルセル型発電装置を搭載した機器の構造及び動作を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施例に係るシングルセル型発電装置を搭載した機器の構造及び動作を示す図である。
【図４】本発明の第４の実施例に係るシングルセル型発電装置を搭載した機器の構造及び動作を示す図である。
【図５】本発明の第５の実施例に係るシングルセル型発電装置の太陽電池モジュールの構造及び配置例を示す図である。
【図６】本発明の第６の実施例に係るシングルセル型発電装置の太陽電池モジュールの構造及び配置例を示す図である。
【図７】従来のシングルセル型発電装置の太陽電池モジュールの構造及び配置例を示す図である。
【図８】従来のタンデムセル型発電装置の太陽電池モジュールの構造及び配置例を示す図である。
【図９】太陽電池セルの発電量の波長依存性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
背景技術で示したように、太陽光発電装置の構造として、基材上に単層の太陽電池セルを配置するシングルセル型と、基材上に複数の太陽電池セルを積層するタンデムセル型とがある。
【００１６】
まず、従来のシングルセル型発電装置について説明する。図７は、従来のシングルセル型発電装置１１０をブラインドや日除けルーバーに適用した例である。図７に示すように、シングルセル型発電装置１１０の太陽電池モジュール１２０は、基材１２１上にシングル太陽電池セル１２２を配置した構造であり、複数の太陽電池モジュール１２０が太陽などの光源を向き、かつ、互いにずれた位置に配置される。また、基材１２１は、発電機能を持たない通常のブラインドやルーバーのスラット（短冊状の羽根部分）として機能している。
【００１７】
ここで、搭載するシングル太陽電池セル１２２は、特定範囲の波長領域を中心に発電する。本例では、図９に示すように、短波長側の光（例えば、380nm〜700nm、中心周波数500nm（図９の左側の山の領域））で主に発電するものとする。
【００１８】
上記構造において、光源からの光を受けた太陽電池モジュール１２０は、光源が発する全波長成分の内の、シングル太陽電池セル１２２が発電可能な短波長側の成分を使用して発電を行う。長波長側（例えば、700nm以上）の光成分は、セルで反射したり、セルを透過したり、あるいはセル内で熱に変換されたりして、発電に使用されることはない。また、上流側の太陽電池モジュール１２０の透過光が下流側の太陽電池モジュール１２０に照射される場合であっても、透過光は発電に使用できない長波長側の光であるため、発電に使用することはできない。
【００１９】
このように、太陽電池セルを単層で配置したシングルセル型発電装置１１０の場合、光源が発する光成分を無駄なく有効に発電に利用しきれないため、発電効率が悪くなってしまうという問題があった。また、太陽電池モジュール１２０相互の位置関係によっては、図７の様に下流側の太陽電池モジュール１２０に上流側の太陽電池モジュール１２０の影（陰部）が発生し、装置としての発電効率が低下するという問題もあった。
【００２０】
次に、従来のタンデムセル型太陽電池について説明する。図８は、従来のタンデムセル型発電装置２１０をブラインドや日除けルーバーに適用した例である。図８に示すように、タンデムセル型発電装置２１０の太陽光モジュール２２０は、基材２２１上にタンデム太陽電池セル２２２が配置された構造であり、複数の太陽電池モジュール２２０が太陽などの光源を向き、かつ、互いにずれた位置に配置される。
【００２１】
搭載するタンデム太陽電池セル２２２は、発電できる波長領域が異なる発電部材を２段に重ねた構造であり、通常のシングル太陽電池セル１２２が、電極、発電層、電極の基本構造であるのに対し、タンデム太陽電池セル２２２は、電極、第１の発電層、中間電極、第２の発電層、電極と層数が多く、構成材料が多いだけでなく、製造工程も複雑なため、シングル太陽電池セル１２２よりも高価である。
【００２２】
多くの場合、タンデム太陽電池セル２２２は、上層側に短波長側の光で主に発電するセルが搭載され、下層側に長波長側の光で主に発電するセルが搭載される。このように配置する理由は、短波長側の太陽光の方がエネルギーが高いため、エネルギーの高い短波長側で先に発電する方がトータルで高い効率を得られるためであるが、上下の配置はどちらでも良い。ここで言う短波長とは、図９に示すように、例えば、380nm〜700nm、中心周波数500nm（図９の左側の山の領域）で、長波長とは、例えば、500nm〜1000nm、中心周波数750nm（図９の右側の山の領域）である。
【００２３】
この構造では、図７と同様に、光源からの光を受けた太陽電池モジュール２２０は、上層側の太陽電池セルが短波長側の成分を使用して発電を行い、下層側の太陽電池セルが透過した長波長側の成分を使用して発電を行う。
【００２４】
このように、太陽電池セルを積層したタンデムセル型発電装置２１０の場合、光源が発する光成分を無駄なく有効に発電に利用できるが、上述したように、セルそのものが高価になってしまうという問題があった。また、図７と同様に、太陽電池モジュール２２０相互の位置関係によっては、図８の様に下流側の太陽電池モジュール２２０に上流側の太陽電池モジュール２２０の影（陰部）が発生し、装置としての発電効率が低下するという問題もあった。
【００２５】
そこで、本発明の一実施の形態では、シングルセル構造を採用し、光源から見て、２枚の太陽電池モジュールの一部が重なるように配置される構造において、下流側の太陽電池モジュールの上記重なる領域に、上流側の太陽電池モジュールを透過した光を吸収して発電可能な太陽電池セルを配置する。
【００２６】
この構造では、太陽電池セルを積層する構造に比べて、安価に製造することができる。また、上流側の太陽電池モジュールの透過光が下流側の太陽電池モジュールに照射されるため、上流側の太陽電池モジュールによる影が発生することがなく、高効率の発電を実現することができる。
【００２７】
なお、太陽電池モジュールは少なくとも上流側と下流側の２枚を備えていればよいが、３枚以上を備える構成としてもよい。また、上流側と下流側の２枚の太陽電池モジュールは、必ずしも平行である必要はない。また、太陽電池モジュールの基材は、少なくとも、上流側の太陽電池モジュールの上記重なる領域は、太陽電池セルで利用されなかった光を透過する部材とするが、それ以外の領域では光を透過する材料でも透過しない材料でもよい。また、ブラインドやルーバーに適用する場合、太陽電池モジュールの基材を、発電機能を持たない通常のブラインドやルーバーのスラットとして機能させてもよいし、基材とは別に強度を確保するために補助部材上に、太陽電池モジュールを搭載する構成としてもよい。
【実施例１】
【００２８】
上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の第１の実施例に係る太陽光発電装置について、図１を参照して説明する。図１は、本実施例のシングルセル型発電装置の太陽電池モジュールの構造及び配置例を示す図である。
【００２９】
図１に示すように、本実施例のシングルセル型発電装置１０は、太陽電池モジュール２０と太陽電池モジュール２０から電力を取り出す回路部（図示せず）とを含み、各々の太陽電池モジュール２０は、基材２１と太陽電池セルとを含む。
【００３０】
なお、本発明は、発電装置を構成する太陽電池セルの配置に特徴を有するものであり、太陽電池セル自体の構造や形状、太陽電池モジュール２０から電力を取り出す構造などは特に限定されない。例えば、太陽電池セルとしては、透明なガラスやフィルムの間に有機色素を挟み、光に当たった色素が電子を放出して陽イオンとなり、別の電極から電子を受け取ることを繰り返すことで電流が発生する色素増感型太陽電池や、珪素（シリコン）を基板上に非結晶質状態で薄膜形成して作るシリコン型太陽電池などがあるが、任意の構造の太陽電池セルに対して本発明は適用可能である。
【００３１】
以下、図１を参照して詳細に説明する。本実施例のシングルセル型発電装置１０は、２以上の太陽電池モジュール２０が、太陽などの光源に向くように設置され、かつ、各々の太陽電池モジュール２０は、互いにずれた位置に配置されており、光源（本実施例では太陽）から見て、上流側（光源に近い側）の太陽電池モジュール２０と下流側（光源から遠い側）の太陽電池モジュール２０の一部が重なるように配置されている。
【００３２】
太陽電池モジュール２０は、基材２１の上に、利用する波長領域が異なる複数種類の太陽電池セル（本実施例では、短冊状の長波長域発電用太陽電池セル２２と短波長域発電用太陽電池セル２３）を備え、上流側の太陽電池モジュール２０に搭載された所定の太陽電池セル（本実施例では、短波長域発電用太陽電池セル２３）の透過光が基材２１を透過し、下流側の太陽電池モジュール２０に搭載された所定の太陽電池セル（本実施例では、長波長域発電用太陽電池セル２２）に投影する位置関係になっている。また、基材２１は、少なくとも一部の領域（上記重なる領域）または全てが、光を透過可能な透明性（透過性）を有する材料で形成されている。なお、各々の太陽電池セルの発電領域は、図９の波長領域（左側の山の領域と右側の山の領域）である。
【００３３】
この構成によれば、安価なシングルセル構造の太陽電池モジュール２０でありながら、光源に含まれる短波長領域の光成分も長波長領域の光成分も共に無駄にすることなく発電に利用できるため、高い発電効率を有する発電装置を提供することができる。また、透過光を使用することにより、図７及び図８で発生していた影（陰部）による、発電効率低下も防止することができる。
【００３４】
なお、図１では、光を透過する側に短波長域発電用太陽電池セル２３を配置し、透過した光を吸収する側に長波長域発電用太陽電池セル２２を配置しているが、その理由は、多くのタンデム太陽電池で採用している理由と同様、エネルギーの高い短波長側で先に発電する方が高い効率を得られるからであるが、この配置は逆にしてもよい。
【００３５】
また、図１では、全ての太陽電池モジュール２０を同じ構造としたが、光源から見て、少なくとも２枚の太陽電池モジュール２０が、その一部が重なるように配置されている構造において、下流側の太陽電池モジュール２０に重なる領域に、上流側の太陽電池モジュール２０を透過した光を吸収して発電する太陽電池セルが配置されていればよく、各々の太陽電池モジュール２０における太陽電池セルの配置は異なっていてもよいし、複数の太陽電池モジュール２０は平行に配置されていなくてもよい。
【実施例２】
【００３６】
次に、本発明の第２の実施例に係る太陽光発電装置について、図２を参照して説明する。図２は、シングルセル型発電装置を搭載した機器の構造及び動作を示す図である。
【００３７】
前記した第１の実施例では、本発明のシングルセル型発電装置の基本構造について説明したが、本実施例では、シングルセル型発電装置を、ブラインドやルーバーなどの複数の羽板が平行に配置される機器に搭載した構造について説明する。
【００３８】
図２に示すように、本実施例では、各々の太陽電池モジュール２０は水平方向のスライド機構によって保持されており、光源である太陽の角度に応じて、上下流の太陽電池モジュール２０の相対位置を変更できるようになっている。
【００３９】
このスライド機構は、例えば、ガイドレバーと太陽電池モジュール２０を保持するレールとツマミとを備え、レールは固定軸やフリー軸によりガイドレバーに取り付けられ、ツマミを押し引きすることによって、ガイドレバーの傾きが変化し、各々のレールが水平を保ったまま移動する構造になっている。このスライド機構は、太陽電池モジュール２０の側面に取り付けられ、太陽電池モジュール２０はスライド機構と同じ動きをする。
【００４０】
このような構造において、光源である太陽が高い位置、例えば、ほぼ垂直方向にある場合は、図２（ａ）に示すように、上流側の太陽電池モジュール２０に搭載されている短波長域発電用太陽電池セル２３の真下に、下流側の太陽電池モジュール２０に搭載されている長波長域発電用太陽電池セル２２が配置される位置関係となる。この配置状態では、上流側に配置されている太陽電池モジュール２０の短波長域発電用太陽電池セル２３の透過光が、透明の基材２１を透過した後、真下に配置されている下流側の太陽電池モジュール２０の長波長域発電用太陽電池セル２２に投影されて利用されるため、効率のよい発電状態を保つことができる。
【００４１】
また、光源である太陽が斜め方向の位置にある場合は、図２（ｂ）に示すように、上流側の太陽電池モジュール２０に搭載されている短波長域発電用太陽電池セル２３の斜め下に、下流側の太陽電池モジュール２０に搭載されている長波長域発電用太陽電池セル２２が配置される位置関係となる。この配置状態でも、上流側に配置されている太陽電池モジュール２０の短波長域発電用太陽電池セル２３の透過光が透明の基材２１を透過した後、斜め下に配置されている下流側の太陽電池モジュール２０の長波長域発電用太陽電池セル２２に投影されて利用されるため、効率のよい発電状態を保つことができる。
【００４２】
なお、太陽は一日の間で朝夕は低い位置に移動し、昼前後は最も高い位置に移動するため、一日の間中、常に最適な発電効率を得るためには、光源の位置に応じて複数の太陽電池モジュール２０の位置関係を調整することが重要である。上記スライド機構では、ツマミを操作するだけで、全ての太陽電池モジュール２０を同時に同一方向に移動させることができるため、簡便に最適な発電効率を得ることができる。
【実施例３】
【００４３】
次に、本発明の第３の実施例に係る太陽光発電装置について、図３を参照して説明する。図３は、シングルセル型発電装置を搭載した機器の構造及び動作を示す図であり、太陽電池モジュール相互の位置可変構造の別の例である。
【００４４】
前記した第２の実施例では、太陽電池モジュール２０を水平方向にスライドさせる構造としたが、本実施例では、図３に示すように、各々の太陽電池モジュール２０は軸回転機構によって保持されており、光源である太陽の角度に応じて、上下流の太陽電池モジュール２０の相対位置を変更できるようになっている。
【００４５】
この回転機構は、例えば、支柱と太陽電池モジュール２０を保持するレールとガイドレバーとツマミとを備え、レールは固定軸により支柱及びガイドレバーに取り付けられ、ツマミを上げ下げすることによって、ツマミに接続されたガイドレバーが上下し、レールの傾きが変化する構造になっている。そして、太陽電池モジュール２０の側面をレール上に固定することで、太陽電池モジュール２０の設置角度を光源の入射角に応じて最適に調整することができる。
【００４６】
このような構造において、光源である太陽が高い位置となる夏場は、図３（ａ）に示すように、太陽電池モジュール２０は水平からやや傾いた方向に配置され、上流側の太陽電池モジュール２０に搭載されている短波長域発電用太陽電池セル２３の透過光が、下流側の太陽電池モジュール２０に搭載されている長波長域発電用太陽電池セル２２に投影される位置関係となり、かつ、光源からの光がほぼ垂直に太陽電池セルに投射されるため、効率のよい発電状態を保つことができる。
【００４７】
また、光源である太陽が低い位置となる冬場は、図３（ｂ）に示すように、各々の太陽電池モジュール２０はほぼ垂直の方向に配置され、上流側の太陽電池モジュール２０に搭載されている短波長域発電用太陽電池セル２３が、下流側の太陽電池モジュール２０に搭載されている長波長域発電用太陽電池セル２２と重なる位置関係となり、かつ、光源からの光がほぼ垂直に太陽電池セルに投射されるため、効率のよい発電状態を保つことができる。
【００４８】
このように、上記位置可変機構を採用することにより、季節や期間によって変化する太陽の角度が変化しても、良好な発電効率を得ることができる。
【実施例４】
【００４９】
次に、本発明の第４の実施例に係る太陽光発電装置について、図４を参照して説明する。図４は、シングルセル型発電装置を搭載した機器の構造及び動作を示す図であり、太陽電池モジュール相互の位置可変構造の別の例である。
【００５０】
前記した第２の実施例では、太陽電池モジュール２０間の間隔を一定に保った状態で平行移動させる構造とし、第３の実施例では、太陽電池モジュール２０間の間隔を一定に保った状態で回転させる構造としたが、本実施例では、図４に示すように、各々の太陽電池モジュール２０は垂直方向のスライド機構と軸回転機構によって保持されており、光源である太陽の角度に応じて、上下流の太陽電池モジュールの相対位置を変更できるようになっている。
【００５１】
この機構（フリー固定機構）は、スリット付きの支柱とレールと固定ネジで構成されている。レールは、支柱に対して上下位置と固定角度を任意に変更でき、固定ネジにて支柱のスリットに固定される構造となっている。太陽電池モジュール２０の側面を図のレール上に固定することで、光源の入射角に応じて、太陽電池モジュール２０の相互位置や角度を最適に調整することができる。本実施例の機構では、それぞれの太陽電池モジュール２０は連動して移動や回転ができない代わりに、それぞれの太陽電池モジュール２０を任意の位置と角度に調整することができる。
【００５２】
このような構造において、光源である太陽が高い位置となる夏場は、図４（ａ）に示すように、太陽電池モジュール２０は水平からやや傾いた方向に配置され、かつ太陽電池モジュール間隔も長く配置され、上流側の太陽電池モジュール２０に搭載されている短波長域発電用太陽電池セル２３の透過光が、下流側の太陽電池モジュール２０に搭載されている長波長域発電用太陽電池セル２２に投影される位置関係となり、かつ、光源からの光がほぼ垂直に太陽電池セルに投射されるため、効率のよい発電状態を保つことができる。
【００５３】
また、光源である太陽が低い位置となる冬場は、図４（ｂ）に示すように、個々の太陽電池モジュール２０はほぼ垂直の方向に配置され、かつ太陽電池モジュール間隔も短く配置され、上流側の太陽電池モジュール２０に搭載されている短波長域発電用太陽電池セル２３が、下流側の太陽電池モジュール２０に搭載されている長波長域発電用太陽電池セル２２と重なる位置関係となり、かつ、光源からの光がほぼ垂直に太陽電池セルに投射されるため、効率のよい発電状態を保つことができる。
【００５４】
このように、上記位置可変機構を採用することにより、季節や期間によって変化する太陽の角度が変化しても、最良の発電効率を得ることができる。
【実施例５】
【００５５】
次に、本発明の第５の実施例に係る太陽光発電装置について、図５を参照して説明する。図５は、本実施例のシングルセル型発電装置の太陽電池モジュールの構造及び配置例を示す図である。
【００５６】
図１〜４の構成において、太陽電池モジュールの基材が透明であるため、裏側から見た場合、太陽電池セルの透過光が太陽電池モジュールの色となり、例えば多くの場合、黒または濃色となる。そのため、本発明の太陽電池モジュールをブラインドやルーバーなどの機器に搭載した場合、見栄えがあまり良いとは言えない。そこで、本実施例では、ブラインドやルーバーなどの機器に搭載した場合の見栄えを改善し、機器の価値を高める構造を提案する。
【００５７】
具体的には、図５に示すように、本実施例の太陽電池モジュール３０は、基材３１の上に、利用する波長領域が異なる複数の太陽電池セル（本実施例では、短冊状の長波長域発電用太陽電池セル３２と短波長域発電用太陽電池セル３３）を備え、更に、基材３１の裏側の一部（長波長域発電用太陽電池セル３２に対応する部分、すなわち、光源から見て、上流側の太陽電池モジュール３０と重なる部分）に有色部材３４を貼り付けた構成となっている。
【００５８】
なお、有色部材３４の色は特に限定されない。また、有色部材３４は１色で構成してもよいし、複数色で構成してもよいし、太陽電池モジュール３０毎に変えてもよい。また、有色部材３４は、人体に有害な紫外線や不快な熱線である赤外線等、特定の波長光を遮断する特性のある、透過性部材であってもよい。この場合は、見栄えが良くなると共に快適性も提供できる。また、有色部材３４は基材３１に貼りつける構成としてもよいし、基材３４の一部を有色にしても良い。
【００５９】
図５の左下は太陽電池モジュール３０を斜めに寝かせた状態の例であり、右下は太陽電池モジュール３０を立てて重ねた状態である。どちらの状態であっても、裏側からの本実施例の太陽電池モジュール３０を見た場合、有色部材３４が太陽電池モジュール３０の全てまたは大部分を占めて見えるため、有色部材３４の色を使用者の趣向に適合する色、例えば白やパステルカラーなどにすることで、見栄えのよい太陽光発電装置を実現することができる。
【実施例６】
【００６０】
次に、本発明の第６の実施例に係る太陽光発電装置について、図６を参照して説明する。図６は、本実施例のシングルセル型発電装置の太陽電池モジュールの構造及び配置例を示す図である。
【００６１】
前記した第１乃至第５の実施例では、２種類の太陽電池セルを太陽電池モジュールに搭載した例を示したが、３種類以上の太陽電池セルを搭載した太陽電池モジュールでも、同様の効果を得ることができる。
【００６２】
具体的には、図６に示すように、本実施例の太陽電池モジュール４０は、基材４１の上に、発電する波長領域の異なるシングル太陽電池セルを領域別に複数搭載（本実施例では、短冊状の長波長域発電用太陽電池セル４２と中波長域発電用太陽電池セル４４と短波長域発電用太陽電池セル４３を搭載）した構成で、基材４１は少なくとも一部の領域または全てが、光を透過可能な透明性（透過性）を有している。また、必要に応じて、基材４１の裏側の一部（長波長域発電用太陽電池セル４２に対応する部分、すなわち、光源の方向から見て、上流側の２つの太陽電池モジュール４０と重なる部分）に有色部材４５を貼り付けた構成となっている。
【００６３】
一般に、太陽電池セルは、一種類のセルでは、短波長から長波長までの広い帯域の光を全て効率的に発電することは技術的に難しく、３種類の太陽電池セルが別々の発電領域をカバーすることで、光源の光に含まれる波長域を無駄なく発電に使用することができる。
【００６４】
長波長域発電用太陽電池セル４２は、長波長領域、例えば、700nm〜1200nmの光だけを高い効率で発電できる特性を有している。中波長域発電用太陽電池セル４４は、中波長領域、例えば、500nm〜850nmの光だけを高い効率で発電できる特性を有している。短波長域発電用太陽電池セル４３は、短波長領域、例えば、300nm〜600nmの光だけを高い効率で発電できる特性を有している。
【００６５】
このような構造において、上流側の太陽電池モジュール４０に搭載された所定の太陽電池セル（本実施例では、短波長域発電用太陽電池セル４３）からの透過光が基材４１を透過し、下流側の太陽電池モジュール４０に搭載された所定の太陽電池セル（本実施例では、中波長域発電用太陽電池セル４４）に投影させる位置関係になっている。更に、中波長域発電用太陽電池セル４４の透過光が基材４１を透過し、更に下流側の太陽電池モジュール４０に搭載された所定の太陽電池セル（本実施例では、長波長域発電用太陽電池セル４２）に投影させる位置関係になっている。なお、ここでは、太陽光が、短波長域発電用太陽電池セル４３、中波長域発電用太陽電池セル４４、長波長域発電用太陽電池セル４２の順番で吸収される構成としたが、この順番は任意である。
【００６６】
この構成によれば、安価なシングルセルを搭載した太陽電池モジュール４０でありながら、光源に含まれる短波長領域の光成分も中波長領域の光成分も長波長領域の光成分も無駄にすることなく有効に発電に利用できるため、高い発電効率を有する発電装置を提供することができる。
【００６７】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、その構成は適宜変更可能である。
【００６８】
例えば、上記実施例では、同じ構成の複数の太陽電池モジュールを平行に配置した構成について説明したが、本発明は、光源から見て、上流側の太陽電池モジュールと下流側の太陽電池モジュールとが重なり合う領域を有し、かつ、下流側の太陽電池モジュールの上記重なり合う領域に、上流側の太陽電池モジュールを透過した光を利用可能な太陽電池セルが配置されていればよく、複数の太陽電池モジュールは同じ構成でなくてもよいし、平行に配置されていなくてもよい。
【００６９】
また、上記実施例では、太陽光を利用する場合について説明したが、照明機器から放射される光を利用する場合に対しても、同様に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、遮光や調光のためのブラインドやルーバーなどの、複数の羽板を備える機器に利用可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１０  シングルセル型発電装置
２０  太陽電池モジュール
２１  基材
２２  長波長域発電用太陽電池セル
２３  短波長域発電用太陽電池セル
３０  太陽電池モジュール
３１  基材
３２  長波長域発電用太陽電池セル
３３  短波長域発電用太陽電池セル
３４  有色部材
４０  太陽電池モジュール
４１  基材
４２  長波長域発電用太陽電池セル
４３  短波長域発電用太陽電池セル
４４  中波長域発電用太陽電池セル
４５  有色部材
１１０  シングルセル型発電装置（従来）
１２０  太陽電池モジュール
１２１  基材
１２２  シングル太陽電池セル
２１０  タンデムセル型発電装置（従来）
２２０  太陽電池モジュール
２２１  基材
２２２  タンデム太陽電池セル
【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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