(57)【要約】      （修正有）【課題】板状太陽電池セルの周囲へ入射する光を有効に利用できる太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】太陽電池モジュール１は、光透過基板１１と、光反射基板１４と、前記光透過基板と前記光反射基板との間に充填された封止樹脂１３と、前記封止樹脂１３の内部に配置された複数の板状太陽電池セル１２とを備えた太陽電池モジュールであって、前記複数の板状太陽電池セル１２は、面内において所定の間隔に配置されたセルマトリクスを形成してなり、前記光反射基板１４は、前記セルマトリクスの外周領域に入射した光を反射する外周部と、前記板状太陽電池セル間に入射した光を反射する格子部とを備え、前記外周部は白色反射層を備え、前記格子部は金属膜反射層を備え、前記金属膜反射層の反射面の少なくとも９０％の領域に凹凸形状を有する。【選択図】図１
2013004948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過基板と、光反射基板と、前記光透過基板と前記光反射基板との間に充填された封止樹脂と、前記封止樹脂の内部に配置された複数の板状太陽電池セルとを備えた太陽電池モジュールであって、前記複数の板状太陽電池セルは、面内において所定の間隔に配置されたセルマトリクスを形成してなり、前記光反射基板は、前記セルマトリクスの外周領域に入射した光を反射する外周部と、前記板状太陽電池セル間に入射した光を反射する格子部とを備え、前記外周部は白色反射層を備え、前記格子部は金属膜反射層を備え、前記金属膜反射層の反射面の少なくとも９０％の領域に凹凸形状を有することを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
凹凸形状は、長方形または正方形の底面を有する錘状体が、複数配列してなることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
錘状体が、底面の中心における垂線上に頂部を有する請求項２記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
錘状体が、周期的に配列してなる請求項２または３記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
隣接した２つの錘状体の側面の境界線と板状太陽電池セル周囲の辺とは、４２°〜４８°で交わるように設置されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
光透過基板の光入射面から金属膜反射層までの距離をt１、前記光透過基板の光入射面から板状太陽電池セル表面までの距離をt２、錘状体の頂角をαとしたとき、等間隔に並べられた前記板状太陽電セルの配列間隔Ｌが、下式（１）を満たしていることを特徴とする請求項５記載の太陽電池モジュール。
【数１】
2013004948.tif 000011
【請求項７】
錘状体の頂角αが、下式（２）の角度であることを特徴とする請求項６記載の太陽電池モジュール。
１１５°＜α≦１４０°                  ・・・（２）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光反射基板を太陽電池セル背面に設置することによって、太陽電池セル表面に入射する光を増加する太陽電池モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境問題および省エネルギーへの関心の高まりとともに、自然エネルギーを利用した新エネルギー技術が注目されている。そのひとつとして、太陽エネルギーを利用する太陽光発電への関心が高くなり普及が加速されてきている。
【０００３】
太陽光発電に使用される太陽電池モジュールは、太陽の光エネルギーを直接電気エネルギーに変換する太陽光発電システムの心臓部を構成するものである。太陽電池モジュールに使われる太陽電池セルとしては、結晶シリコンが知られている。結晶シリコンは、シリコンインゴットからスライスしたウェハを原料としているため、太陽電池セルの大きさはシリコンインゴットにより制限される。そのため結晶シリコンの太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルを並べて直並列に接続し、光透過基板・封止樹脂・光反射基板で挟持する構造が一般であり、隣り合う太陽電池セル同士の間はある程度間隔が空いている。また、太陽電池モジュールの端部には、雨水などの浸食を防ぐため太陽電池セルを配していない余白部分が設けられている。これらの隙間および端部の余白部分には太陽電池セルが無いため、これらの領域に光が照射されても発電されず損失となっている。
【０００４】
図１９は、従来の太陽電池モジュールの概略を示す断面模式図である。太陽電池モジュール１は、受光する側から光透過基板１１、封止樹脂１３および光反射基板１４の順に積層されており、封止樹脂１３の層内に板状太陽電池セル１２が互いに間隔をおいて隣接した状態で固定されて配置されている。
【０００５】
光反射基板１４が、平坦な白色顔料を用いた白色樹脂フィルムの場合、太陽電池モジュール１に入射した光Ｉ０は、板状太陽電子セル１２の隙間およびよび端部の余白部分を通過して、光反射基板１４でランダムな方向へ反射されて、その大部分が光透過基板１１から出射する光路を進む。入射した光Ｉ０が、かかる光路を進むと太陽電池モジュール１から光が漏れるので太陽電池の発電効率に寄与しなく、板状太陽電池セル１２の隙間および端部の余白部分を通過した光を有効利用することができない。
【０００６】
この損失を減らす技術として、太陽電池セルを配していない隙間および端部の余白部分に照射された光を、光反射基板に設けられた凹凸光反射構造で反射させ、次いで光透過基板の表面で反射させて、太陽電池セルに入射させる技術が知られている（特許文献１〜３参照。）。
【０００７】
しかしながら、従来の太陽電池モジュールでは、光反射基板の凹凸光反射構造が、隣り合う太陽電池セル同士の間の隙間と太陽電池モジュールの端部の太陽電池セルを配していない余白部分とを区別することなく設計されており、光の有効利用が十分ではなかった。さらに、凹凸光反射構造の設計は、太陽電池セルの配列間隔に基づいていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３６１６５６８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２３７２０号公報
【特許文献３】特開２０１０−１４７４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上のように、これまで知られた技術では、太陽電池モジュールの端部の太陽電池セルを配していない余白部分があるため、セルマトリクスの周囲へ入射する光を有効に利用できていなかった。また、近年狭い傾向にある太陽電池セルの配列間隔が考慮されておらず、凹凸光反射構造の有効的利用に結びついていなかった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、光反射基板の外周部に白色反射層を備え、光反射基板の格子部に反射面全面に凹凸形状を有する金属膜反射層を備えることにより、太陽電池セルの周囲へ入射する光を有効に利用できる太陽電池モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決せんとするものであり、本発明の太陽電池モジュールは、光透過基板と、光反射基板と、前記光透過基板と前記光反射基板との間に充填された封止樹脂と、前記封止樹脂の内部に配置された複数の板状太陽電池セルとを備えた太陽電池モジュールであって、前記複数の板状太陽電池セルは、面内において所定の間隔に配置されたセルマトリクスを形成してなり、前記光反射基板は、前記セルマトリクスの外周領域に入射した光を反射する外周部と、前記板状太陽電池セル間に入射した光を反射する格子部とを備え、前記外周部は白色反射層を備え、前記格子部は金属膜反射層を備え、前記金属膜反射層の反射面の少なくとも９０％の領域に凹凸形状を有することを特徴とする太陽電池モジュールである。
【００１２】
本発明の太陽電池モジュールの好ましい態様によれば、前記の凹凸形状は、長方形または正方形の底面を有する錘状体が、複数配列してなることである。
【００１３】
本発明の太陽電池モジュールの好ましい態様によれば、前記の錘状体が、底面の中心における垂線上に頂部を有することである。
【００１４】
本発明の太陽電池モジュールの好ましい態様によれば、前記の錘状体が、周期的に配列してなることである。
【００１５】
本発明の太陽電池モジュールの好ましい態様によれば、前記の隣接した２つの錘状体の側面の境界線と前記の板状太陽電池セル周囲の辺とが、４２°〜４８°で交わるように設置されていることである。
【００１６】
本発明の太陽電池モジュールの好ましい態様によれば、前記の光透過基板の光入射面から前記の金属膜反射層までの距離をt１、前記の光透過基板の光入射面から前記の板状太陽電池セル表面までの距離をt２、前記の錘状体の頂角をαとしたとき、等間隔に並べられた前記板状太陽電セルの配列間隔Ｌが、下式（１）を満たしていることである。
【００１７】
【数１】
2013004948.tif 000003
【００１８】
本発明の太陽電池モジュールの好ましい態様によれば、前記の錘状体の頂角αは、下式（２）の角度である。
１１５°＜α≦１４０°                  ・・・（２）
【発明の効果】
【００１９】
本発明の太陽電池モジュールによれば、光反射基板の外周部に白色反射層を備え、光反射基板の格子部に反射面の少なくとも９０％の領域に凹凸形状を有する金属膜反射層を備えることにより、板状太陽電池セルの周囲へ入射し、本来なら損失してしまう光を太陽電池の発電に寄与することができる。
【００２０】
また、太陽電池セルの配列間隔と凹凸形状の設計とを結びつけることにより、凹凸光反射構造を有効的に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の太陽電池モジュールの概略を示す断面模式図である。
【図２】図２は、本発明の太陽電池モジュールの概略およびそれに入射する光の反射経路の一例を示す断面模式図である。
【図３】図３は、本発明の太陽電池モジュールの概略を示す平面模式図である。
【図４】図４は、本発明の太陽電池モジュールおよびそれに用いられる第１構成例の光反射基板の一例を示す断面模式図である。
【図５】図５は、図４に示す光反射基板の平面模式図である。
【図６】図６は、本発明の太陽電池モジュールおよびそれに用いられる第１構成例の光反射基板の別の例を示す断面模式図である。
【図７】図７は、本発明の太陽電池モジュールおよびそれに用いられる第２構成例の光反射基板の一例を示す断面模式図である。
【図８】図８は、図７に示す光反射基板の平面模式図である。
【図９】図９は、本発明の太陽電池モジュールおよびそれに用いられる第２構成例の光反射基板の別の例を示す断面模式図である。
【図１０】図１０は、本発明の太陽電池モジュールおよびそれに用いられる第２構成例の光反射基板のさらに別の例を示す断面模式図である。
【図１１】図１１は、本発明の太陽電池モジュールおよびそれに用いられる第３構成例の光反射基板の一例を示す断面模式図である。
【図１２】図１２は、図１１に示す光反射基板の平面模式図である。
【図１３】図１３は、本発明の太陽電池モジュールおよびそれに用いられる第３構成例の光反射基板の別の例を示す断面模式図である。
【図１４】図１４は、本発明の太陽電池モジュールおよびそれに用いられる第３構成例の光反射基板の、さらに別の例を示す断面模式図である。
【図１５】図１５は、本発明の実施形態における太陽電池モジュールの平面模式図である。
【図１６】図１６は、本発明の太陽電池モジュールに用いられる光反射基板が有する格子部の、一例を示す平面模式図および断面模式図である。
【図１７】図１７は、本発明の太陽電池モジュールに用いられる光反射基板が有する格子部の凹凸形状の作用を説明する断面模式図である。
【図１８】図１８は、本発明の太陽電池モジュールに入射する光の経路の一例を説明する平面模式図および断面模式図である。
【図１９】図１９は、従来の太陽電池モジュールの概略を示す断面模式図である。
【図２０】図２０は、実施例２と比較例２の対比を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、本発明の太陽電池モジュールについて、図面に基づき詳細に説明する。
【００２３】
［太陽電池モジュールの構成の概略］
図１は、本発明の太陽電池モジュールの概略を示す断面模式図であり、図２は、本発明の太陽電池モジュール概略およびそれに入射する光の反射経路の一例を示す断面模式図である。図では太陽電池モジュール１の一部のへりｅを示し、一部は省略している。
【００２４】
図１と図２において、太陽電池モジュール１は、光が入射する側から光透過基板１１、封止樹脂１３および光反射基板１４の順に積層構成を有しており、封止樹脂１３の内部に複数の板状太陽電池セル１２が配置されている。これらの板状太陽電池セル１２は、光透過基板１１と平行な同一平面内に所定の間隔に並べられ、これらが相互にリード線（図示しない）でつながれたセルマトリクスとなっている。
【００２５】
図１に示す配列間隔Ｌと、光透過基板１１の光入射面ａから光反射基板１４内部の金属膜反射層までの距離ｔ１および光透過基板１１の光入射面ａから板状太陽電池セル１２の表面ｂまでの距離ｔ２との関係については、後述する。
【００２６】
（光透過基盤板）
本発明で用いられる光透過基板１１の材質は、一般に光透過率が高い透明な材料であるガラスや樹脂を用いることが多く、特にその耐久性と強度からガラスが用いられることが多い。ガラスの市販品として、ＡＧＣ製のｓｏｌｉｔｅが挙げられる。これら光透過基板１１は、屈折率が通常約１．５〜１．６であり、光透過率は９０％以上であることが多く、またガラスの場合その強度から厚みが約２〜５ｍｍのものが用いられることが多い。
【００２７】
（封止樹脂）
本発明で用いられる封止樹脂１３の材質としては、ＥＶＡ（エチレン・ビニル・アセテート）やＰＶＢ（ポリ・ビニル・ブチラール）などが挙げられる。ＥＶＡの市販品として、三井ファブロ（株）の“ソーラーエバ”（登録商標）が挙げられる。封止樹脂の屈折率は一般的に光透過基板と差が無く、通常約１．４〜１．６であり、封止樹脂１３の層としての厚みは０．５〜１ｍｍのものを用いることが多い。
【００２８】
（板状太陽電池セル）
本発明で用いられる板状太陽電池セル１２は、その表面ｂに受光した光のエネルギーを電気のエネルギーに変換する装置であり、単結晶シリコン型、多結晶シリコン型、シリコン系薄膜型およびＣＩＧＳ（Ｃｕ・Ｉｎ・Ｇａ・Ｓｅの化合物）系薄膜型など多くの種類が存在するが、本発明の太陽電池モジュール１においてはその種類は限定されない。しかしながら、板状太陽電池セル１２の形状は、おおよそ正方形をなした板状であり、四隅が丸みを帯びていることが多い。
【００２９】
一般に、上記のような実質的に同一形状の複数の板状太陽電池セルが１直線上に並べられ、それらが相互にリード線でつながれたものをストリングスと呼び、複数のストリングスを正方形あるいは長方形に配列し、ストリング間を配線したものをマトリクスと呼んでおり、本発明で用いられるセルマトリクスも同様である。
【００３０】
板状太陽電池セル１２の相互をつなぐ配線材の材質は、銅線が主流である。一般的に、板状太陽電池セル１２が約２〜３ｍｍ間隔で約６〜１０枚つながっているストリングスを、約３〜８本用いてセルマトリクスをなすことが主流であるが、本発明においては板状太陽電池セル１２の間隔は、上記２〜３ｍｍ間隔でもよいが、好ましくは約５〜３０ｍｍを想定している。
【００３１】
本発明において、封止樹脂１３の内部に配置された複数の板状太陽電池セル１２は、面内において上記のように互いに平行になるように秩序をもって所定の間隔にて並べられ、より好ましくは、最も好ましいセル間隔で等間隔に並べられる。
【００３２】
［光反射基板の構成］
本発明の太陽電池モジュール１に用いられる光反射基板１４は、図２に示されるように、セルマトリクスの外周領域に入射した光Ｉ１を反射する外周部Ａ１と、板状太陽電池セル１２の隙間に入射した光Ｉ２を反射する格子部Ａ２とを備えており、外周部Ａ１に入射する光Ｉ１はランダムな方向へ反射され、格子部Ａ２に入射する光Ｉ２は太陽電池モジュール１から光が漏れないような特定方向へ反射される。
【００３３】
本発明において、光反射基板１４は、上記のとおりセルマトリクスの外周領域に入射した光を反射する外周部Ａ１と、板状太陽電池セル１２間に入射した光を反射する格子部Ａ２とを備え、外周部Ａ１は白色反射層を備え、格子部Ａ２は金属膜反射層を備え、その金属膜反射層の反射面の少なくとも９０％の領域に凹凸形状を有するものである。９０％より少ないと、格子部Ａ２に入射して金属膜反射層で反射される光のうち光透過基板１１から太陽電池モジュール１の外に漏れる光量が多くなり、多くの光を有効利用できない。好ましくは９５％以上の領域に凹凸形状を有することであるが、必ずしも金属膜反射層の全面にある必要はなく、少なくとも、９０％以上の領域に凹凸形状を有すれば本発明の効果を得ることができる。なお、図１と図２にこれらの凹凸形状等の構成については省略しており図示されていない。後述する。
【００３４】
図３は、本発明の太陽電池モジュール１の概略を示す平面模式図である。上記外周部Ａ１と格子部Ａ２の境界は、境界線fによって示される。
【００３５】
本発明の太陽電池モジュール１に用いられる光反射基板１４において、少なくとも格子部Ａ２は凹凸形状（図示せず）を有しており、この凹凸形状は実質的に同一の錘状体が周期的に複数配列してなっていることが好ましい。この錘状体については後述する。
【００３６】
（第１構成例）
図４は、本発明の太陽電池モジュール１に用いられる光反射基板１４の第１構成例の一例を示す断面模式図であり、図５は、図４の光反射基板１４の平面模式図である。
【００３７】
図４と図５において、光反射基板１４の全領域は、基材層１０３、凹凸層１０２、透明保護層１０１がこの順に積層されており、加えて、光反射基板１４の外周部Ａ１以外の領域において、凹凸層１０２の形状表面に金属膜反射層１０４が設けられている。
【００３８】
基材層１０３は、凹凸層１０２、金属膜反射層１０４および透明保護層１０１を支持するフィルム状物であり、例えばさらに、長時間使用された場合でも太陽電池モジュール１を保護する機能を有したフィルムを用いることもできる。また、基材層１０３は、光が入射する側の面が白色であることが好ましい。
【００３９】
基材層１０３として、太陽電池モジュール１を保護する機能としては、例えば、耐加水分解機能や水蒸気バリア機能や電気絶縁機能を挙げることができるが、これに限定されることなく太陽電池モジュール１を保護する機能であれば好適に組み合わせて使用しても良い。また、異なる機能を持つフィルムを積層して基材層１０３を構成しても良い。複数のフィルムを積層して基材層１０３を構成する場合、白色を有するフィルムが最も透明保護層１０１側に配されることが望ましい。
【００４０】
耐加水分解機能は、高温高湿下において長時間使用された場合においても、樹脂の加水分解が抑制されるために、機械特性を実用上問題のないレベルに保持する機能である。耐加水分解機能フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステル樹脂フィルムやポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレートおよびフッ素樹脂フィルム等の樹脂フィルムが挙げられる。また、これらのフィルムには、必要に応じて、例えば、帯電防止剤、紫外線吸収剤、安定剤、酸化防止剤、可塑剤、滑剤および充填剤等の添加剤を添加した樹脂フィルム等も用いることができる。
【００４１】
また、水蒸気バリア機能は、長時間使用された場合においても、太陽電池モジュール内部への水含有が抑制されるために、水蒸気透過率を実用上問題のないレベルに保持する機能である。水蒸気バリア機能フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステル樹脂フィルムの少なくとも一方の表面に、蒸着法等により少なくとも一層の無機酸化物層を設けた積層フィルムなどが挙げられる。また、これらのフィルムには、必要に応じて、例えば、帯電防止剤、紫外線吸収剤、安定剤、酸化防止剤、可塑剤、滑剤および充填剤等の添加剤を添加した樹脂フィルム等も用いることができる。
【００４２】
上記の無機酸化物層を構成する金属酸化物としては、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化錫、酸化インジウム合金および酸化珪素等を例示することができ、また金属窒化酸化物としては、酸化窒化珪素等を例示することができる。特に、水蒸気遮断性および生産効率の点などから、酸化アルミニウム、酸化珪素および酸化窒化珪素などの無機酸化物やこれらの混合物が好ましく用いられる。
【００４３】
電気絶縁機能は、長時間使用された場合においても、太陽電池モジュールの電気的な安定性を保つために、絶縁破壊電圧を実用上問題のないレベルに保持する機能である。電気絶縁機能フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、延伸硬質塩ビ（ＰＶＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、トリアセテート（ＴＡＣ）、ポリイミド（ＰＩ）およびフッ素樹脂フィルム等の樹脂フィルムが挙げられる。
【００４４】
さらに、白色を有するフィルムとしては、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステル樹脂に、白色顔料を練り込んだ樹脂原料を製膜したフィルムが挙げられる。白色顔料としては、酸化チタンや酸化亜鉛を利用することができ、白色顔料を混練することにより白色樹脂フィルムとすることができる。
【００４５】
光反射基板１４を構成する凹凸層１０２は、光が入射する側の面に、錘状体が周期的に複数配列してなる凹凸形状が形成されており、外周部Ａ１以外の領域において、金属膜反射層１０４に光変角反射機能を与える。
【００４６】
凹凸形状を形成する方法としては、（ａ）金型を用いた金型転写方法や（ｂ）基材表面を直接加工する方法等が挙げられる。
【００４７】
上記の（ａ）金型転写方法についてさらに詳述すると、（ａ１）金型または／および上記基材を加熱した状態で金型を加圧、圧着させ賦形する方法、（ａ２）上記基材の表面に光または熱硬化性樹脂を積層し、その表面に金型を押しあて、活性エネルギー線の照射または加熱により樹脂を硬化させて賦形する方法、および（ａ３）予め金型の凹部に充填された樹脂を、基材上に転写する方法等が挙げられる。
【００４８】
また、上記の（ｂ）基材表面を直接加工する方法としては、（ｂ１）機械的に切削冶具などを用いて所望形状に削る方法、（ｂ２）サンドブラスト法により削る方法、（ｂ３）レーザーにより削る方法、および（ｂ４）基材表面に光硬化性樹脂を積層し、該基材の表面をリソグラフィーや光干渉露光法などの手法を用いて所望形状に加工する方法等が挙げられる。
【００４９】
これらの方法のうちでは、生産性の観点から、上記の（ａ）金型転写方法がより好ましい製造方法であるが、これらのプロセスを組み合わせることも可能であり、適宜プロセスを選択することで、求める凹凸層を得ることができる。
【００５０】
上記の（ａ１）金型また／および上記基材を加熱した状態で金型を加圧、圧着させ賦形する方法に用いられる材料として、熱可塑性樹脂が挙げられる。成型用の熱可塑性樹脂は、金属膜反射層１０４を形成時に過熱する場合があるので、耐熱性に優れたものであれば特に指定はなく、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２、６−ナフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂やポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリエステルアミド系樹脂、ポリエーテルエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、あるいはポリ塩化ビニル系樹脂などの熱可塑性樹脂からなるものである。適度の耐熱性とコストを考慮すると、ポリエチレンテレフタレートが好ましく用いられる。
【００５１】
また、（ａ２）上記基材の表面に光又は熱硬化性樹脂を積層し、その表面に金型を押しあて、活性エネルギー線の照射、または加熱により樹脂を硬化させて賦形する方法に用いられる材料として、光硬化性樹脂と熱硬化性樹脂が挙げられる。光硬化性樹脂の例としては、分子内に少なくとも一つのラジカル重合性を有する化合物またはカチオン重合性を有する化合物等が挙げられる。
【００５２】
ラジカル重合性を有する化合物としては、活性エネルギー線によりラジカルを発生する重合開始剤の存在下に、活性エネルギー線照射により高分子化または架橋反応する化合物で、例えば、構造単位中にエチレン性の不飽和結合を少なくとも１個以上含むものであり、１官能であるビニルモノマーの他に多官能ビニルモノマーを含むものであり、またこれらのオリゴマー、ポリマーおよび混合物であってもよい。
【００５３】
また、分子内に少なくとも一つのカチオン重合性を有する化合物としては、オキシラン環を有する化合物、オキセタン環を有する化合物およびビニルエーテル化合物から選ばれる一つあるいは２種以上の化合物から選ばれるもの等が挙げられる。熱硬化性樹脂の例としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ユリア・メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂およびシリコン樹脂等が挙げられ、これらより選択される１種類もしくは２種類以上の混合物を用いることができる。
【００５４】
光硬化性樹脂および熱硬化性樹脂には、重合開始剤が用いられる。光硬化性樹脂の場合には、感光波長および重合形式に合わせ、活性エネルギー線の照射によりラジカル種またはカチオン種を発生する光重合開始剤を、また熱重合開始剤の場合にはプロセス温度に合わせた熱重合開始剤を用いることが好ましい。
【００５５】
また、金型転写方法に用いる金型は、その転写面に微細なパターンを有するものである。金型にパターンを形成する方法としては、機械加工、レーザー加工、フォトリソグラフィおよび電子線描画方法等がある。設計された多角形形状を精度良く加工する観点からは、設計形状を刃先に持つ切削バイトを用いた機械加工が好ましい。金型の材質としては、所望の凹凸形成時の強度、パターン加工精度およびフィルムの離型性が得られるものであればよく、例えば、ステンレス、ニッケルおよび銅等を含んだ金属材料や、シリコン、ガラス、セラミックス、樹脂、もしくは、これらの表面に離型性を向上させるための有機膜を被覆させたものが好ましく用いられる。金型のパターンは、シート状の樹脂基材の表面に付与したい凹凸パターンに対応して形成されているものである。
【００５６】
光反射基板１４を構成する透明保護層１０１は、凹凸層１０２の凹凸形状や金属膜反射層１０４を封止し、経時劣化から保護する機能をもつ。その材料としては、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリウレタン系、フッ素樹脂系、エポキシ系、フェノール系、（メタ）アクリル系、ポリ酢酸ビニル系、ポリエチレンあるいはポリプロピレン等のポリオレフィン系およびセルロース系などの樹脂が挙げられる。これらの中でも、金属膜反射層１０４との接着強度が高く、表面保護および欠陥の封止等に寄与するポリエステル系樹脂が特に好ましく用いられる。上述の材料には、密接着性向上のためのシランカップリング剤、耐候性等を向上させるための紫外線吸収剤および耐熱性等を向上させるための無機フィラー等の各種添加剤を適宜混合することができる。
【００５７】
ここで、透明保護層１０１は、金属膜反射層１０４よりも板状太陽電池セル１２に近い側に配されるため透光性であることが必要であり、板状太陽電池セル１２が光電変換する波長域で光吸収の少ない透光性であることが好ましい。ここでいう透光性は、分光光度計を用いて光反射基板１４の格子部Ａ２に対して透明保護層１０１側から垂直入射した光量に対して、反射光の全光量を計測することにより確認することができる。板状太陽電池セル１２が最も良く光電変換する波長での、入射光量に対する反射光量の割合平均が８０％以上の高反射率であることが好ましく、より好ましくは９０％以上である。
【００５８】
また、透明保護層１０１と封止樹脂１３の屈折率差は、０．３以下であることが好ましい。屈折率差が０．３を超えると、透明保護層１０１と封止樹脂１３の界面で反射される光量が１％を超えるため、光透過基板１１から太陽電池モジュール１の外に漏れる光が多くなる。
【００５９】
光反射基板１４を構成する金属膜反射層１０４は、格子部Ａ２に入射する光Ｉ２（図２参照。）を太陽電池モジュール１から漏れない方向に光を反射させることを目的とする光反射層である。金属膜反射層１０４に用いられる金属としては、光反射性を有しかつ蒸着が可能であればよく、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、スズ（Ｓｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等、およびこれらを主体とする合金が挙げられる。これらの中でも、反射性が非常に高い金属膜反射層１０４を得ることができる銀（Ａｇ）、もしくは反射率が比較的高く材料が安価であるアルミニウム（Ａｌ）が好ましく用いられる。
【００６０】
また、金属膜反射層１０４は、凹凸層１０３を基材として凹凸形状が形成された面に沿って、第１構成例においては、外周部Ａ１以外の領域に、金属を蒸着することにより形成される。蒸着手段としては、基材に収縮や黄変等の劣化を招来することなく、また所定の領域に金属が蒸着できればよく、例えば、（ａ）真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法およびイオンクラスタービーム法等の物理気相成長法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法  ＰＶＤ法）や、（ｂ）プラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法および光化学気相成長法等の化学気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法  ＣＶＤ法）が採用される。これらの蒸着法の中でも、生産性が高く良質な金属膜反射層１０４が形成できる真空蒸着法やイオンプレーティング法が好ましく用いられる。
【００６１】
また、金属膜反射層１０４は、単層構造でもよく２層以上の多層構造でもよい。金属膜反射層１０４を多層構造とすることにより、蒸着の際に懸かる熱負担の軽減により基材となる凹凸層１０２の劣化が低減され、さらに凹凸層１０２と金属膜反射層１０４や、透明保護層１０１と金属膜反射層１０４との密着性等を改善することができる。このとき、金属反射層１０４の上に、酸化金属層を設けても良い。また、上述の物理気相成長法および化学気相成長法における蒸着条件は、基材の樹脂種類や金属膜反射層１０４厚さ等に応じて適宜設計される。
【００６２】
金属膜反射層１０４の厚さの下限としては、１０ｎｍが好ましく、より好ましくは２０ｎｍである。一方、厚さの上限としては、２００ｎｍが好ましく、より好ましくは１００ｎｍである。厚さが１０ｎｍ下限より小さいと、光を十分に反射することができない。一方、厚さが２００ｎｍを超えると、光反射性金属層１０２にクラックが発生することがある。
【００６３】
本発明において、基材層１０３／凹凸層１０２／透明保護層１０１をこの順に、また、外周部Ａ１以外の領域においては、基材層１０３／凹凸層１０２／金属膜反射層１０４／透明保護層１０１をこの順に積層させてシート状に加工する手法としては、既知のドライラミネート法を利用することができる。ドライラミネート法を用いた貼り合わせには、ポリエーテルポリウレンタン系、ポリエステルポリウレタン系、ポリエステル系およびポリエポキシ系の樹脂などを主剤とし、ポリイソシアネート系樹脂を硬化剤とする公知のドライラミネート用接着剤を用いることができる。
【００６４】
図６は、本発明の太陽電池モジュールおよびそれに用いられる第１構成例の光反射基板の別の例を示す断面模式図である。具体的に、図６は、本発明の太陽電池モジュール１に用いられる光反射基板１４の第１構成例の別の例を示す断面模式図である。ここでは、図６の光反射基板１４の外周部Ａ１において、凹凸層１０２の形状表面に白色要素１０５を設けてもよく、特に、凹凸層１０２の透明度が小さい場合、あるいは凹凸層の透明度が大きくても基材層１０３の白度が小さい場合、白色要素１０５を設けることが特に望ましい態様である。
【００６５】
外周部Ａ１における凹凸層１０２の形状表面に白色要素１０５を設ける方法としては、白色塗料をコーティングする方法等が挙げられる。
【００６６】
外周部Ａ１において、基材層１０３／凹凸層１０２／白色要素１０５／透明保護層１０１をこの順に積層させてシート状に加工する手法としては、上記した既知のドライラミネート法を利用することができる。
【００６７】
（第２構成例）
図７は、本発明の太陽電池モジュールおよびそれに用いられる第２構成例の光反射基板の一例を示す断面模式図であり、図８は、その図７に示す光反射基板の平面模式図である。具体的に、図７と図８は、本発明の太陽電池モジュール１に用いられる光反射基板１４の第２構成例の一例を示す断面模式図と平面模式図である。
【００６８】
図７において、光反射基板１４は、外周部Ａ１以外の領域においては第１構成例と同様の構造であるが、外周部Ａ１においては、凹凸層１０２は凹凸形状をもたず、平坦である。
【００６９】
この第２構成例でも、第１構成例と同様に、基材層１０３は、光が入射する側の面が白色であることが好ましい。第２構成例においても、透明保護層１０１、凹凸層１０２、基材層１０３および金属膜反射層１０４の材料と構造は、第１構成例に基づき、凹凸層１０２の形成および金属膜反射層１０４の蒸着は、所定の領域に形成および蒸着できれば特に限定されない。
【００７０】
図９と図１０は、それぞれ本発明の太陽電池モジュールおよびそれに用いられる第２構成例の光反射基板の別の例を示す断面模式図である。
【００７１】
図９に示されるように、太陽電池モジュール１の外周部Ａ１においては、光反射基板１４は基材層１０３および透明保護層１０１の二層構成でもよく、さらに、図１０に示されるように、透明保護層１０１の代わりに白色要素１０５を用いて、基材層１０３および白色要素１０５の２層構成でもよい。
【００７２】
（第３構成例）
図１１は、本発明の太陽電池モジュールおよびそれに用いられる第３構成例の光反射基板の一例を示す断面模式図であり、図１２は、その図１１に示す光反射基板の平面模式図である。具体的に、図１１と図１２は、本発明の太陽電池モジュール１に用いられる光反射基板１４の第３構成例の一例を示す断面模式図と平面模式図である。ここでの第３構成例の光反射基板１４は、太陽電池モジュール１の格子部Ａ２において、第１構成例の外周部Ａ１以外の領域と同様の構造であるが、格子部Ａ２以外の領域においては、凹凸層１０２は凹凸形状をもたず、平坦である。
【００７３】
ここでも、第１構成例と同様に、基材層１０３は光が入射する側の面が白色であることが好ましい。第３構成例においても、透明保護層１０１、凹凸層１０２、基材層１０３および金属膜反射層１０４の材料および構造は、第１構成例に基づき、凹凸層１０２の形成および金属膜反射層１０４の蒸着は、所定の領域に形成および蒸着できれば特に限定されない。
【００７４】
図１３と図１４も、本発明の太陽電池モジュールおよびそれに用いられる第３構成例の光反射基板の別の例を示す断面模式図である。
【００７５】
図１３に示されるように、太陽電池モジュール１の格子部Ａ２以外の領域において、光反射基板１４は基材層１０３および透明保護層１０１の二層構成でもよく、さらに、図１４に示されるように、透明保護層１０１の代わりに白色要素１０５を用いてもよい。
【００７６】
光反射基板１４の層構成は、上記の第１〜第３構成例に例示した層構成に限られるものではなく、例示した層構成以外にも、要求特性に応じて様々な変形が可能である。
【００７７】
[光反射基板と光路]
本発明の太陽電池モジュール１に用いられる光反射基板１４において、少なくとも格子部Ａ２は凹凸形状を有しており、この凹凸形状は実質的に同一の錘状体（ピラミッド型凸形状）が周期的に複数配列してなっている。本発明において、錘状体（ピラミッド型凸形状）とは、長方形または正方形、好ましくは正方形の底面と、底面の中心における垂線上に存在する頂部と有する形状のことをいう。この錘状体については、図１６に基づいて後述する。
【００７８】
図１５は、本発明の実施形態における太陽電池モジュールの平面模式図である。
【００７９】
本発明の太陽電池モジュール１において、光反射基板１４は、図１５に示されるように、隣接した２つの錘状体の側面の境界線と板状太陽電池セル１２の周囲の辺とが、好ましくは４２°〜４８°で交わるように設置されている。図１５において、矢印Ｒ２０は、図２に示される光反射基板１４から格子部Ａ２に入射した光Ｉ２が、ピラミッド型凸形状の錘状体の反射面で反射し、板状太陽電池セル１２に向かう方向を示している。
【００８０】
仮に、上記の錘状体の側面の境界線と板状太陽電池セル１２の周囲の辺とのなす角が４２°〜４８°からかい離している場合、特に０°の場合は、錘状体の反射面で反射した反射光の向きは、板状太陽電池セル１２の周囲の辺と垂直な方向と平行な方向の２種類であり、隣り合う２枚の板状太陽電池セル１２に挟まれた領域に入射した光の反射光において、その内の５０％は板状太陽電池セル１２に向かい、残りの５０％は格子部Ａ２もしくは外周部Ａ１に向かう。したがって、錘状体の側面の境界線と板状太陽電池セル１２の周囲の辺とのなす角が０°の場合、反射光を板状太陽電池セル１２の方向へ向けるという機能を発揮する格子部Ａ２の領域は５０％以下である。そして、錘状体の側面の境界線と板状太陽電池セル１２の周囲の辺とのなす角を０°から大きくしていくと、その機能を発揮する格子部Ａ２における領域の割合は増えていき、４５°でその割合は最大となる。実際は、４５°から±３°程度ずれても光の再利用効果としては大きく変わらないので、前記の錘状体の側面の境界線と板状太陽電池セル１２の周囲の辺とのなす角度は４２°〜４８°が好ましく、さらに好ましくは４５°である。
【００８１】
（外周部）
光反射基板１４の外周部Ａ１に入射する光は、光透過基板１１から入射する光Ｉ１の他に、光透過基板１１から格子部Ａ２に入射した光Ｉ２が金属膜反射層１０４で外周部Ａ１に向かう方向Ｒ２１へ反射した後（図１５）、光透過基板１１と空気層との間で全反射し外周部Ａ１に入射する光と、外周部Ａ１に入射した光Ｉ１が白色反射層で外周部Ａ１に向かう方向、例えばＲ１１のような方向へ反射した後、光透過基板１１と空気層との間で全反射し外周部Ａ１に入射する光とがあり、これらの入射角度は様々である（図２）。
【００８２】
外周部Ａ１に入射する光Ｉ１は、その入射角度に関わらず、ランダムな方向へ反射する（図２）。外周部Ａ１に入射しランダムな方向へ反射する光は、光透過基板１１から空気層へ透過する光と、光透過基板１１と空気層との間で全反射する光とがあり、後者の光は、全反射した後、再度外周部Ａ１に入射する光と、板上太陽電池セル１２の表面ｂに入射する光と、格子部Ａ２に入射する光とがある。光反射基板１４の外周部Ａ１に入射する光の内、最終的に板状太陽電池セル１２の表面ｂに入射する光は半分程度となる。
【００８３】
しかしながら仮に、外周部Ａ１に、格子部Ａ２のような凹凸形状を形成し、垂直入射する光を金属膜反射層で特定の方向へ反射させる機能を与えても、光透過基板１１から外周部Ａ１に入射する光の内、最終的に板状太陽電池セル１２の表面ｂに入射する光は半分未満であり、光透過基板１１から格子部Ａ２に入射した光Ｉ２が金属膜反射層１０４でＲ２１方向へ反射した後、光透過基板１１と空気層との間で全反射し外周部Ａ１に入射する光は全て、反射面で反射した後、空気層へ透過する。したがって、外周部Ａ１には、錘状体を有した反射層よりも白色反射層を設置するべきである。
【００８４】
外周部Ａ１の幅、すなわち、セルマトリクスの外周と太陽電池モジュール１のへりｅとの幅としては、１５ｍｍ以下であることが好ましい。理由は定かではないが、セルマトリクスの外周と太陽電池モジュール１のへりｅとの幅を１５ｍｍより大きくしても光再利用の効果は増大しないと推定される。また、セルマトリクスの外周と太陽電池モジュール１のへりｅとの幅としては、太陽電池ジュール１の内外部との絶縁性を確保するため、５ｍｍ以上とすることが望ましい。
【００８５】
（格子部）
図１６は、本発明の太陽電池モジュールに用いられる光反射基板が有する格子部の一例を示す平面模式図と断面模式図である。
【００８６】
図１６において、格子部Ａ２は金属膜反射層１０４を備え、金属膜反射層１０４の反射面の少なくとも９０％の領域は、錘状体（ピラミッド型凸形状）が周期的に複数配列してなる凹凸形状を有している。ここでいう錘状体は、底面が正方形、長方形、菱形あるいは平行四辺形のいずれかであることが好ましく、好適には底面の中心を通る垂線状に頂点をもつ。また、錘状体の側面は、複数の平面で囲まれているか、なめらかな曲線で囲まれていても良い。ここで錘状体の頂角αは、図１６に示すように定義される。錘状体の最も好ましい形状は、図１６に示されるように底面が正方形の四角錐である。
【００８７】
図１６は、これまで挙げた他の平面模式図と４５°傾けて図示されている。
【００８８】
図１７は、本発明の太陽電池モジュールに用いられる光反射基板が有する格子部の凹凸形状の作用を説明するための断面模式図である。具体的に、図１７は、格子部Ａ２の反射面において、最も好ましい錘状体、すなわち底面が正方形である四角錐の作用を説明する断面模式図である。図１７において、光透過基板１１から格子部Ａ２に垂直入射する光Ｉ２ａは、金属膜反射層１０４に届き、光透過基板１１と平行な平面Ｓに対しφ０の角度で反射する（図１７、Ｉ２０ａ）。ここで、角度φ０と錘状体の頂角αの関係式は、下式（３）となる。
角度φ０＝錘状体の頂角α―９０°                ・・・（３）。
【００８９】
錘状体の頂角αの角度は、１１５°以上１４０°以下であることが好ましい。頂角αが１１５°より小さいと、光透過基板１１より格子部Ａ２に入射した光が隣接する錘状体の斜辺により多重反射を起こす割合が多くなる。また、錘状体の頂角αが１４０°より大きいと、反射面で反射した光が光透過基板１１で全反射せず、空気層へ透過してしまう割合が多くなる。頂角αのより好ましい範囲は、１２０°〜１３５°であり、最も好ましい角度は１２０°である。頂角αが１２０°のとき最も多重反射を起こさず、また、最も反射光を全反射させることができる。
【００９０】
四角錐等の錘状体の高さは、例えば、好ましくは１００μｍ以上５００μｍ以下である。また、頂角αが１２０°である四角錐の高さが上記の範囲を満たす場合、底面の四角形の辺の長さは、好ましくは約３５０μｍ以上１７３０μｍ以下である。
【００９１】
（光路長）
図１８は、本発明の太陽電池モジュール１に入射する光の経路の一例を説明するための平面模式図および断面模式図である。図１８も、これまで挙げた他の平面模式図と４５°傾けて図示されている。
【００９２】
図１８において、光透過基板１１から格子部Ａ２に入射する光Ｉ２は、光反射基板１４で平面Ｓ（図１７）に対しφ１の角度で反射し、反射光Ｉ２０は光透過基板１１と空気層との間で全反射し、その反射光Ｉ２００は、主に、板状太陽電池セル１２の表面ｂに角度φ２で入射する。ここで、平面Ｓに対する反射光Ｉ２０およびＩ２００の角度φ１と角度φ２の関係式は、下式（４）となる。
角度φ１＝角度φ２                          ・・・（４）。
【００９３】
反射光Ｉ２０の方向は、主に、図１５および図１８の平面模式図に示すように、板状太陽電池セル１２の周囲の辺と４５°で交わるＲ２０方向である（図１５）。格子部Ａ２において、反射光Ｉ２０の、光反射基板１４における反射地点から光透過基板１１で全反射する地点までの光路長を、平面Ｓに投影したときの長さＸ１、および、反射光Ｉ２００の、光透過基板１１における全反射地点から板状太陽電池セル１２の表面ｂに入射する地点までの光路長を、平面Ｓに投影したときの長さＸ２は、下式（５）、（６）となる。
長さＸ１＝ｔ１／ｔａｎφ１                        ・・・（５）
長さＸ２＝ｔ２／ｔａｎφ２＝ｔ２／ｔａｎφ１      ・・・（６）。
【００９４】
格子部Ａ２において、光透過基板１１から入射した光Ｉ２の光反射基板１４における反射地点から、その光が板状太陽電池セル１２の表面ｂに入射する地点までの距離を平面Ｓに投影した長さに関し、これをさらに板状太陽電池セル１２の周囲の辺の垂直方向に投影した長さＸ０は、下式（７）となる。
【００９５】
【数２】
2013004948.tif 000004
【００９６】
［板状太陽電池セルの配列間隔］
板状太陽電池セル１２の配列間隔Ｌ（図１、図３）は、長さＸ０（図１８）と等しいことが望ましい。配列間隔Ｌが長さＸ０より小さい範囲では、配列間隔Ｌと板状太陽電池セル１２に入射する反射光の絶対量は比例し、配列間隔Ｌが大きくなるほど太陽電池モジュールの発電量は上昇する。また、配列間隔Ｌが長さＸ０より大きい範囲では、配列間隔Ｌを大きくしても板状太陽電池セル１２に入射する反射光の絶対量は一定で、太陽電池モジュール１の発電量は上昇しない。したがって、効率的な光の再利用効果が最も期待できるのは、配列間隔Ｌと長さＸ０とが等しいときである。
【００９７】
ここで、光透過基板１１から入射する光Ｉ２が、全て垂直入射光Ｉ２ａである場合は、下式（８）が成り立つ（図１７、図１８）。
角度φ１＝角度φ０                                  ・・・（８）。
【００９８】
しかしながら、多くの場合、光を太陽電池モジュール１に垂直入射をさせることを狙っても、散乱光など傾斜をもった光が混ざり、光透過基板１１の入射表面における垂線において、ある角度β１の入射角で入射する光Ｉ２ｂが存在する。入射角β１で光透過基板１１に入射した光Ｉ２ｂはβ１より小さい角度β２の屈折角で屈折し太陽電池モジュール１内を進み、格子部Ａ２まで到達した光は、光透過基板１１に垂直入射した光Ｉ２ａの反射光Ｉ２０ａから角度β２だけずれた反射光Ｉ２０ｂあるいはＩ２０ｃとなる（図１７）。このとき、角度φ１は下式（９）となる（図１７、図１８）。
角度φ１＝角度φ０±角度β２                            ・・・（９）。
【００９９】
一般に、太陽電池モジュールの性能を検査測定する際、ソーラーシミュレータで擬似的な太陽光を人工的に発生させ、太陽電池モジュール１に垂直な光をあてる。このソーラーシミュレータについて、日本工業規格ＪＩＳ Ｃ８９１２では、有効照射面（ソーラーシミュレータに規定された光学的仕様を満足している照射面）に対するソーラーシミュレータ光の最大入射角度を１５°以内と規定しており、ここでもそれを採用し、角度β１の大きさを１５°以内とする。この場合、光透過基板１１の屈折率は約１．５であるため、角度β２の大きさは約１０°以内となる。したがって、長さＸ０の範囲は、下式（１０）となる。
【０１００】
【数３】
2013004948.tif 000005
【０１０１】
配列間隔Ｌは、上式（１０）の範囲内であることが望ましい。しかしながら、任意の長さＸ０である反射光の再利用効果は、配列間隔Ｌが長さＸ０より大きい範囲では配列間隔Ｌの大きさに関わらず同等であるが、配列間隔Ｌが長さＸ０より小さい範囲では配列間隔Ｌが小さいほど小さくなる。したがって、入射光の多くは垂直入射光であることから、反射光の多くは下式（１１）を満たすので、配列間隔Ｌはこれより大きいことが望ましい。また、配列間隔Ｌを上式（１０）の右辺より大きくしていくと、得られる光の再利用効果は飽和する一方で、モジュール面積は広がってしまうので、面積当たりの発電量が下がってしまう。したがって、配列間隔Ｌとしては、下式（１２）の範囲が望ましい。
【０１０２】
【数４】
2013004948.tif 000006
【０１０３】
【数５】
2013004948.tif 000007
【０１０４】
ここで、上式（１２）に式（３）を代入すると、下式（１）となる。すなわち、配列間隔Ｌは、この下式（１）の範囲が好ましい。
【０１０５】
【数６】
2013004948.tif 000008
【実施例】
【０１０６】
以下、実施例１および比較例１において、外周部には凹凸形状を有する金属膜反射層を配置した場合より白色反射層を配置した場合の方が太陽電池の発電寄与が大きいという例を示し、また、実施例２および比較例２においては、格子部には白色反射層を配置した場合より凹凸形状を有する金属膜反射層を配置した場合の方が太陽電池の発電寄与が大きいという例を示す。
【０１０７】
〔太陽電池モジュールの評価方法〕
２５℃の温度の雰囲気中で、ソーラーシミュレータによってＡＭ１．５、１００±５ｍＷ／ｃｍ２の擬似太陽光を作り出し、これを作製した太陽電池モジュールサンプルに照射し、太陽電池モジュールサンプルに掃引電圧を印加しながら電流値を測定することによってＩＶ特性曲線を得る。実施例および比較例では、電圧０Ｖのときの電流値、すなわち短絡電流Ｉｓｃを評価値とした。
【０１０８】
〔実施例１〕
光透過基板１１として厚みが３．２ｍｍである１８０ｍｍ角の白板ガラス板を準備して、厚み約０．５８ｍｍの封止樹脂１３（ＥＶＡ、エチレン・ビニル・アセレート）２枚の間に、１５６ｍｍ角の板状太陽電池セル１２（結晶シリコン型）を１枚配置して、さらに透明フィルムを配置して真空ラミネートすることで光反射基板１４を備えていない、格子部をもたないとみなせる太陽電池モジュールを作製した。この太陽電池モジュールの背面に、本発明の太陽電池モジュールの外周部と同等の効果が期待できる白色シート（チタン分散ＰＥＴフィルム）を光反射基板１４として密着させると、短絡電流Ｉｓｃは、白色シートを設置する前を基準にすると６．２％上昇した。また、１２５ｍｍ角の板状太陽電池セル１２を用いて同様に作製した太陽電池モジュールにおいて、同様の実験を行ったところ、短絡電流Ｉｓｃは、白色シートを設置する前を基準にすると６．３％上昇した。
【０１０９】
〔比較例１〕
正方形を底面とする頂角１２０°の四角錐が配列してなる凹凸形状表面に、銀を蒸着したシートを準備し、これを上記作製太陽電池モジュールの背面に、凹稜線（錘状体の側面の境界線）が太陽電池セル周辺の辺と４５°で交わるように配置し、実施例１と同様の実験をおこなった結果、太陽電池セルが１５６ｍｍのモジュールにおいては、このシートを設置する前を基準にすると５．６％しか上昇しなかった。太陽電池セルが１２５ｍｍのモジュールにおいては、このシートを設置する前を基準にすると５．８％しか上昇しなかった。
【０１１０】
表１に実施例１と比較例１の対比を示す。この結果より、外周部には白色反射層が適切であることが確認された。
【０１１１】
【表１】
2013004948.tif 000009
【０１１２】
〔実施例２〕
光透過基板１１として厚みが３．２ｍｍである１８０ｍｍ角の白板ガラス板を準備して、厚み約０．５８ｍｍの封止樹脂１３（ＥＶＡ、エチレン・ビニル・アセレート）２枚の間に、１２５ｍｍ×６２．５ｍｍの板状太陽電池セル１２（結晶シリコン型）を２枚配置して、外周部には黒色フィルムを配置し、さらに透明フィルムを配置して真空ラミネートすることで、光反射基板１４を備えていない、外周部をもたないとみなせる太陽電池モジュールを、太陽電池セル１２の配列間隔Ｌを３．５、７．１、１０．６、１４．１、１７．７ｍｍと変え、４台作製した。正方形を底面とする頂角１２０°の四角錐が配列してなる凹凸形状表面に、銀を蒸着したシートを準備し、これを本発明の太陽電池モジュールの格子部と同等の効果が期待できるシートとし、上記作製太陽電池モジュールそれぞれの背面に、凹稜線（錘状体の側面の境界線）が太陽電池セル周辺の辺と約４５°で交わるように配置し光反射基板１４として密着させ評価を行った。その結果、シートを設置する前を基準にした短絡電流Ｉｓｃの上昇は、配列間隔Ｌ３．５ｍｍ、７．１ｍｍ、１０．６ｍｍ、１４．１ｍｍ、１７．７ｍｍの順に、１．１％、１．８％、２．４％、２．７％、２．８％となった。
【０１１３】
〔比較例２〕
白色シートを準備し、これを実施例２に記載の太陽電池モジュール背面の透明フィルムに密着させ、実施例２と同様の実験をおこなった。その結果、白シートを設置する前を基準にした短絡電流Ｉｓｃの上昇は、配列間隔Ｌ３．５ｍｍ、７．１ｍｍ、１０．６ｍｍ、１４．１ｍｍ、１７．７ｍｍの順に、０．８％、２．０％、２．３％、２．３％、２．４％となった。
【０１１４】
表２および図２０に、実施例２と比較例２の結果を対比して示す。図２０は、格子部における光再利用効果の配列間隔依存性について、実施例２と比較例２におけるＩｓｃ上昇を対比して示すグラフである。ここで、作製した太陽電池モジュールにおいて、ｔ１は約４．０ｍｍ、ｔ２は約３．８ｍｍであり、金属膜反射層が有するピラミッド型凸形状の頂角αは１２０°であるので、好ましい配列間隔Ｌは約９．６ｍｍ以上、１５．２ｍｍ以下である。実験結果より、格子部には凹凸形状を有した金属膜反射層設置し、セルの配列間隔を好ましい範囲に設計することが適切であると確認された。
【０１１５】
【表２】
2013004948.tif 000010
【符号の説明】
【０１１６】
１  太陽電池モジュール
１１  光透過基板
１２  板状太陽電池セル
１３  封止樹脂
１４  光反射基板
１０１  透明保護層
１０２  凹凸層
１０３  基材層
１０４  金属膜反射層
１０５  白色要素
Ａ１  外周部
Ａ２  格子部
ａ  光透過基板１１の光入射面
ｂ  板上太陽電池セル１２の表面
ｅ  太陽電池モジュール１のへり
ｆ  外周部と格子部の境界
ｔ１  光透過基板１１の光入射面ａから金属膜反射層までの距離
ｔ２  光透過基板１１の光入射面ａから板状太陽電池セル表面ｂまでの距離
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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