(57)【要約】【課題】薄型軽量で取り扱いが容易な集光型太陽電池パネルを提供する。【解決手段】本発明に係る集光型太陽電池パネル１は、複数の太陽電池ユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ及び太陽電池セル１２から構成され、太陽電池ユニット１１は、光を集光させる集光部と、集光した光を太陽電池セル１２まで導光し入射させる導光部とから構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池ユニット、及び太陽電池セルから構成される集光型太陽電池パネルであって、
前記太陽電池ユニットは、光を集光させる集光部と、集光した前記光を前記太陽電池セルまで導光し入射させる導光部とからなることを特徴とする集光型太陽電池パネル。
【請求項２】
前記集光部の入射面は、前記集光型太陽電池パネルの入射面を分割して設けられており、前記集光部の入射面の各々は重複しないことを特徴とする請求項１に記載の集光型太陽電池パネル。
【請求項３】
前記集光部の背面側には入射光を集光する凹凸構造が配置されており、
前記凹凸構造の断面形状は、直角三角形であり、前記直角三角形を構成する斜辺と隣辺とがなす鋭角θは、以下のように設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の集光型太陽電池パネル。
・φ１＝ａｒｃｔａｎ（ｘ／２／ｙ１）≧ａｒｃｓｉｎ（ｎ２／ｎ１）のとき
θ＝φ１／２
・φ１＝ａｒｃｔａｎ（ｘ／２／ｙ１）＜ａｒｃｓｉｎ（ｎ２／ｎ１）のとき
θ＝φ２／２
φ２＝ａｒｃｔａｎ（ｘ／ｙ２）
ただし、φ１は前記集光部の前記入射面への裏面からの入射角であり、φ２は前記導光部の前記集光部側端部上面への入射角であり、ｙ１は前記集光部の高さであり、ｙ２は前記導光部の高さであり、ｎ１は前記太陽電池ユニットの屈折率であり、ｎ２は前記太陽電池ユニットの外部雰囲気の屈折率であり、ｘは前記集光部における前記導光部までの距離である。
【請求項４】
前記凹凸構造は、当該凹凸構造に沿って反射層が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の集光型太陽電池パネル。
【請求項５】
前記導光部の出射面は、前記太陽電池セル側の出射面を分割して設けられており、前記導光部の出射面の各々は重複しないことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の集光型太陽電池パネル。
【請求項６】
前記太陽電池ユニットのうち少なくとも前記導光部は、空気層を介して配置されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の集光型太陽電池パネル。
【請求項７】
前記導光部は、前記空気層を形成する突起部を有しており、前記突起部の高さは、１００μｍ以上１ｍｍ以下の範囲内に設定されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の集光型太陽電池パネル。
【請求項８】
前記集光部と前記導光部を兼ねる太陽電池ユニットを少なくとも１層含むことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の集光型太陽電池パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集光型太陽電池パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池パネルの普及は大きな広がりを見せ、電卓等の小型電子機器に搭載される比較的小さなものから、家庭用として住宅に取り付けられる太陽電池パネルや大規模な発電施設に用いられる大面積の太陽電池発電システム、さらには人工衛星の電源まで、様々な分野で利用が促進されている（例えば、特許文献１参照）。
太陽電池は入射した光エネルギーを電気エネルギーに変換するものであり、様々な方式が知られている。例えば太陽電池セルの使用材料の種類によって結晶シリコン系、アモルファスシリコン系、化合物系（ＣＩＳ系、ＣｄＴｅ系、ＧａＡｓ系等）、有機系（色素増感、有機薄膜等）等に分類され、用途により使い分けられている。
【０００３】
また、例えばシステムの形態によって、結晶シリコン系（太陽電池セルを複数配列）、薄膜系（パネル全体に発電層を薄く形成）、集光型（集光レンズと高効率セルの組み合わせ）等に分類され、材料や用途により使い分けられている。
太陽電池パネルの課題の一つに発電コストの低減があり、様々な試みがなされている。発電コストが高い原因の一つとして、太陽電池セルの材料が高価であることが挙げられる。この問題の解決策として集光型が注目されている。集光型は、集光によって太陽電池セルの使用量を減らすことが出来るため、高効率セルを使用しても発電コストの低減が可能となる。（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
しかしながら、従来の集光型太陽光パネルは、集光させるために必要な焦点距離を確保するために、集光レンズと太陽電池セルとを離して配置する必要があり、かなりの厚みが必要となってしまう。また、集光レンズと太陽電池セルの配置が不適切だと性能が低下するため、適切な位置に保持するために、強固な筐体を用いて固定する必要があり、重量が重くなる、組み立てが難しい、コストが増加するなどの問題が生じてしまう。
特許文献３に示される技術は、集光と導光を同時に行うため、構造体の構造が複雑になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２９５４３７号公報
【特許文献２】特開２００９−２７２５６７号公報
【特許文献３】特開２０１０−５２５５８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、従来の集光型太陽電池パネルは、太陽電池セルの使用量を減らすことで発電コストの低減が可能であるとされているが、集光レンズと太陽電池セルを離して配置する必要があるためにパネルが厚くなる、集光レンズと太陽電池セルの固定のために強固な筐体が必要であるために、重い、組み立てが難しい、コストが増加するなどの課題があり、さらなる改善が望まれている。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、薄型軽量で取り扱いが容易な集光型太陽電池パネル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】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明の一態様に係る集光型太陽電池パネルは、複数の太陽電池ユニット、及び太陽電池セルから構成される集光型太陽電池パネルであって、前記太陽電池ユニットは、光を集光させる集光部と、集光した前記光を前記太陽電池セルまで導光し入射させる導光部とからなることを特徴としている。
【０００９】
このような特徴の太陽電池パネルによれば、導光部の端部に太陽電池セルを設置するため、太陽電池パネルの薄型化が可能となり、強固な筐体を用いないため軽量化が可能となる。
本発明の一態様に係る集光型太陽電池パネルは、前記集光部の入射面は、前記集光型太陽電池パネルの入射面を分割して設けられており、前記集光部の入射面の各々は重複しないことを特徴としている。
【００１０】
このような特徴の太陽電池パネルによれば、太陽電池パネルに入射する光を最大限に利用できるため、集光効率を高めることが可能となる。
本発明の一態様に係る集光型太陽電池パネルは、前記集光部の背面側には入射光を集光する凹凸構造が配置されており、前記凹凸構造の断面形状は、直角三角形であり、前記直角三角形を構成する斜辺と隣辺とがなす鋭角θは、以下のように設定されていることを特徴としている。
・φ１＝ａｒｃｔａｎ（ｘ／２／ｙ１）≧ａｒｃｓｉｎ（ｎ２／ｎ１）のとき
θ＝φ１／２
・φ１＝ａｒｃｔａｎ（ｘ／２／ｙ１）＜ａｒｃｓｉｎ（ｎ２／ｎ１）のとき
θ＝φ２／２
φ２＝ａｒｃｔａｎ（ｘ／ｙ２）
ただし、φ１は前記集光部の前記入射面への裏面からの入射角であり、φ２は前記導光部の前記集光部側端部上面への入射角であり、ｙ１は前記集光部の高さであり、ｙ２は前記導光部の高さであり、ｎ１は前記太陽電池ユニットの屈折率であり、ｎ２は前記太陽電池ユニットの外部雰囲気の屈折率であり、ｘは前記集光部における前記導光部までの距離である。
【００１１】
このような特徴の太陽電池パネルによれば、形状が適切に設定された凹凸構造により、集光効率を高めることが可能となる。
本発明の一態様に係る集光型太陽電池パネルは、前記凹凸構造は、当該凹凸構造に沿って反射層が形成されていることを特徴としている。
このような特徴の太陽電池パネルによれば、凹凸構造に沿って反射層が形成されているために、集光効率を高めることが可能となる。
【００１２】
本発明の一態様に係る集光型太陽電池パネルは、前記導光部の出射面は、前記太陽電池セル側の出射面を分割して設けられており、前記導光部の出射面の各々は重複しないことを特徴としている。
このような特徴の太陽電池パネルによれば、太陽電池パネルを出射する光を、太陽電池セルに入射する光として最大限に利用できるため、集光効率を高めることが可能となる。
【００１３】
本発明の一態様に係る集光型太陽電池パネルは、前記太陽電池ユニットのうち少なくとも前記導光部は、空気層を介して配置されていることを特徴としている。
このような特徴の太陽電池パネルによれば、少なくとも導光部が空気層を介して積層されているため、導光効率を高めることが可能となる。
本発明の一態様に係る集光型太陽電池パネルは、前記導光部は、前記空気層を形成する突起部を有しており、前記突起部の高さは、１００μｍ以上１ｍｍ以下の範囲内に設定さ
れていることを特徴としている。
【００１４】
このような特徴の太陽電池パネルによれば、簡便かつ確実に導光部を空気層を介して積層させることが可能となり、導光効率を高めることが可能となる。
本発明の一態様に係る集光型太陽電池パネルは、前記集光部と前記導光部を兼ねる太陽電池ユニットを少なくとも１層含むことを特徴としている。
このような特徴の集光型太陽電池パネルによれば、太陽光パネルの入射面の全面積を集光部として利用することができ、かつ、太陽光パネルの出射面の全面積を利用できるため、集光効率を高めることが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る太陽電池パネルによれば、集光部に設けられた凹凸構造によって効率よく導光部に集光することが可能であり、導光部は凹凸構造が設けられておらず、かつ空気層を介して積層されていることによって、より確実に光を導光し、太陽電池セルに入射させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態の太陽電池パネルの概略構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施形態の太陽電池パネルの概略構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態の太陽電池パネルの概略構成を示す平面図及び断面図である。
【図４】本発明の実施形態の太陽電池ユニットの概略構成を示す縦断面図である。
【図５】本発明の実施形態の凹凸構造の一例を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施形態の太陽電池パネルの概略構成を示す平面図及び断面図である。
【図７】本発明の実施形態の太陽電池パネルの概略構成を示す平面図及び断面図である。
【図８】導光部からの距離の違いによる集光作用を説明する模式的な光路図である。
【図９】凹凸構造の鋭角の違いによる作用を説明する模式的な光路図である。
【図１０】凹凸構造の頂角の違いによる作用を説明する模式的な光路図である。
【図１１】導光部からの距離の違いによる導光作用を説明する模式的な光路図である。
【図１２】本発明の実施形態の太陽電池パネルの概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の太陽電池パネルの実施形態について添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態の太陽電池パネルの概略構成を示す縦断面図である。図２は、本発明の実施形態の太陽電池パネルの概略構成を示す斜視図である。図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の実施形態の太陽電池パネルの概略構成を示す平面図及び断面図である。図４は、本発明の実施形態の太陽電池ユニットの概略構成を示す縦断面図である。図５は、本発明の実施形態の凹凸構造の一例を示す斜視図である。図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の実施形態の太陽電池パネルの概略構成を示す平面図及び断面図である。図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の実施形態の太陽電池パネルの概略構成を示す平面図及び断面図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態の太陽電池パネル１は、複数の太陽電池ユニット１１と、太陽電池セル１２と、複数の空気層１３とを備え、太陽電池パネル１の外部側に配置された光源Ｌからの光を受光することにより発電を行なう装置である。
なお、光源Ｌとしては、例えば、太陽や、室内灯の人工照明などを採用することができ
る。
【００１９】
太陽電池パネル１は、太陽電池ユニット１１の積層体である。
例えば、図２及び図３に示すように、５つの太陽電池ユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅにより形成されている。ユニットの数は５に限らないが、ここではユニット数が５の場合を例に説明する。
太陽電池ユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅは太陽電池パネル１の入射面をそれぞれ５分割しており、かつ太陽光パネル１の太陽電池セル１２への出射面を５分割している。
【００２０】
太陽電池ユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、ＸＹ断面が概Ｌ字形状を為しており、図４に示すように、集光部１１１と、導光部１１２と、突起部１０３とを備え、集光部１１１は、凹凸構造１０１と、反射層１０２をさらに備えている。
代表的な例として、ここでは太陽電池ユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの集光部１１１の幅（Ｘ方向）はそれぞれ等しいこととする。なお、集光部１１１の幅は必ずしも等しくなくても良く、他の設計を考慮して適宜設定することが出来る。
【００２１】
また、導光部１１２の高さ（Ｙ方向）は、ここでは代表的な例として、それぞれ等しいこととする。なお、導光部１１２の高さは必ずしも等しくなくても良く、他の設計を考慮して適宜設定することが出来る。
集光部１１１の高さ（Ｙ方向）は、導光部１１２の高さ（Ｙ方向）によって異なり、太陽電池ユニット１１ａが一番高く、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの順に低くなる。
【００２２】
太陽電池ユニット１１ｅ、すなわち入射面を５分割した中で最も太陽電池セル１２への出射面に近いユニットは、導光部１１１及び突起部１０３を持たず、集光部１１１のみから構成されており、ＸＹ断面は概Ｌ字形状ではなく長方形状を為している。集光部１１１は、他のユニットと同様に凹凸構造１０１と反射層１０２をさらに備えている。
ここでは、集光部１１１の幅（Ｘ方向）は太陽電池ユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄと等しいこととする。なお、集光部１１１の幅は、必ずしも等しくなくても良く他の設計を考慮して適宜設定することが出来る。
【００２３】
太陽電池ユニット１１ｅの集光部１１１の高さ（Ｙ方向）は、ここでは、太陽電池ユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄにおける導光部１１２の高さ（Ｙ方向）と等しくなっている。
太陽電池ユニット１１は、光源Ｌからの光を内部で集光及び導光させるため、透過率が高い透明な材料から形成されている。
【００２４】
太陽電池ユニット１１に使用する材料としては、透光性を有し、後述する凹凸構造１０１の形状を形成することができれば、特に限定されない。例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等を採用することができる。
太陽電池ユニット１１に使用する熱可塑性樹脂もしくは熱硬化性樹脂の種類は特に限定されるものではなく、例えばポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、アクリロニトリル−（ポリ）スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）等のポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリールフタレート系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、リエチレンナフタレート系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系樹脂等が挙げられ、これらの樹脂を１種又は２
種以上混合して使用することができる。
【００２５】
また、上述の樹脂の他に例えば、硬化剤、可塑剤、分散剤、各種レベリング剤、紫外線吸収剤、抗酸化剤、粘性改質剤、潤滑剤、光安定化剤等の各種添加剤が適宜配合されてもよい。
なかでも、透光性に優れ安価なＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）等のアクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等のポリエチレン系樹脂が好適である。
【００２６】
凹凸構造１０１、及び突起部１０３を有する太陽電池ユニット１１の作製方法としては、金型を用いたプレス法・キャスティング法・押し出し成形法・射出成形法などが挙げられる。
なかでも、射出成型法は凹凸構造１０１と突起部１０３を同時に形成することができるため好適である。
【００２７】
ここでは、太陽電池ユニット１１を射出成型法で作製する方法について説明する。
使用する金型は、フライス加工、ワイヤー放電加工、研磨加工など既知の方法により作製することができる。
特に凹凸構造１０１部分については、バイト切削やエッチングなどにより直接加工する方法と、別に作製したスタンパを組み込む方法とのいずれかによって作製することができる。スタンパは金属板の切削加工や、バイト切削及び電子ビームによる描画やエッチングによって得られた母型の電鋳加工等により得ることができる。スタンパを組み込む方法は、スタンパを金型とは別に作製するため、加工方法の選択肢が多くなり、より微細な構造の形成も可能であることから好適である。
【００２８】
このような加工により作製された金型には、凹凸構造１０１及び突起部１０３の逆型構造が形成されている。
凹凸構造１０１は、本実施形態では、図５に模式的に示すように、斜辺と隣辺が為す角度である鋭角θを有する直角三角形状の断面が一方向に延ばされた形状の単位構成が、各頂部の稜線Ｑが平面に整列するように延在する方向と直交する方向に複数隣接された凹凸形状となっている。頂部が配列されたピッチは一定値Ｐである。
【００２９】
凹凸構造１０１の頂部のピッチＰは、５０μｍ以上５００μｍ以下の範囲内であることが好ましい。ピッチＰが５０μｍよりも小さいと、凹凸構造１０１に沿う反射層１０２で光が反射する際に光の回折が起こる場合がある。この回折光は、分光し広がった光となるため制御が難しく、特定方向に反射する上で好ましくない。さらに、凹凸構造１０１を製造する金型を切削する時間が長くなり、これにより製造タクトが延びて生産効率が悪くなるため好ましくない。
【００３０】
これに対してピッチＰが５０μｍ以上であれば、回折が起こらないため光を設計通りに適確に特定方向に反射することができるため好ましい。
ピッチＰが５００μｍより大きいと、凹凸構造１０１を成型するときに金型の凹凸形状の先端部分に樹脂が十分に入らないため成型性が悪い、すなわち形状の再現性が低いために光を設計通りに反射させることが難しく好ましくない。上述の構造のピッチが、５００μｍ以下であれば比較的粘度の高い樹脂でも成型が可能となるため好ましい。
【００３１】
反射層１０２は、凹凸構造１０１上に、凹凸構造１０１に追従した層状になるように形成され、凹凸構造層１０１を透過して入射する光を凹凸構造層１０１側に反射する反射面を構成する金属含有層である。
反射層１０２に用いる金属としては、金属光沢を有し反射面を形成できるものであれば
特に限定されない。例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、スズ（Ｓｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、等の単体もしくは合金が挙げられる。
【００３２】
反射層１０２は、単層で形成してもよく複数の金属、合金を積層して用いてもよい。中でも、アルミニウムは、反射性が高く、緻密な金属層が比較的容易に形成でき、安価でもあるため、特に好適である。
反射層１０２の厚さは、３０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲内であることが好ましい。この範囲内では、４０ｎｍ以上、または９０ｎｍ以下、または４０ｎｍ以上９０ｎｍ以下がより好ましい範囲である。
【００３３】
反射層１０２の厚さが３０ｎｍより小さいと、反射層１０２に入射する光を十分に反射することができない。４０ｎｍ以上の厚さがあれば、より確実に反射層１０２に入射する光を反射することができる。
反射層１０２の厚さが１００ｎｍを超えると、反射層１０２に目視でも確認できるクラックが発生しやすくなる。９０ｎｍ以下であれば、目視で確認できないようなクラックも発生しにくくなるためより好ましい。
【００３４】
このような構成の反射層１０２は、凹凸構造１０１に追従した断面が直角三角形状の反射面になっているため、凹凸構造層１０１を透過した光が入射すると、この光を入射方向に応じた特定の方向へ反射する機能を有する。この反射光を効率よく特定の方向に反射するためには、反射層１０２による反射面が鏡面反射面であることが望ましい。
反射層１０２を鏡面反射面に形成するためには、凹凸構造１０１における直角三角状の平面を鏡面に対応する面精度を有する滑らかな平面に形成するとともに、反射層１０２を構成する金属または合金を、凹凸構造１０１に密着する緻密な膜に形成すればよい。
【００３５】
反射層１０２の形成手段としては、均一に金属層が形成できれば特に限定されるものではない。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、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）、（ｂ）プラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法、光化学気相成長法等の化学気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法；ＣＶＤ法）などを採用することができる。
【００３６】
これらの中でも、生産性が高く良質な金属層が形成できる真空蒸着法が特に好ましい。真空蒸着法による真空蒸着装置の加熱手段としては電子線加熱方式、抵抗加熱方式、誘導加熱方式のいずれかを適宜用いればよい。
これらの形成手段によれば、金属または合金の微粒子を緻密に積層させることができるため、鏡面反射面の形成が容易である。
【００３７】
反射層１０２の他の形成手段としては、例えば、凹凸構造１０１上に、金属や合金の微粒子やフレークを含有した樹脂をコーティングする等の方法も挙げられる。このとき、アルミニウムのフレークを使用すると、反射率も高く安価であり好ましい。特に、リーフィングタイプのフレークは、表面張力によってアルミフレークが塗膜表面に浮いて並行配列するために鏡面反射面に近い光沢が得られるため好ましい。ノンリーフィングタイプのフレークは、フレークが塗膜中に一様に分散配列するために反射面が鏡面反射面ではなく散乱を生じる反射面となるため不適である。
【００３８】
突起部１０３の高さは、１００μｍ以上１ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。
突起部１０３の高さが１００μｍより小さいと、導光部１１２同士が密着し、空気層１３の形成が阻害される可能性が考えられ、好ましくない。
また、突起部１０３の高さが１ｍｍより大きいと、導光部１１２の高さに対して突起部１０３の高さが高い、すなわち空気層１３が厚いために空洞の比率の高い構造体となり、強度が低下するため、好ましくない。
【００３９】
太陽電池ユニット１１を積層する手段としては、接着層（図示せず）による集光部１１１の貼り合わせを採用することができる。太陽電池パネル１は屋外で長期使用される用途が想定されるため、接着層には、接着強度が長期間の屋外使用で劣化しデラミネーションなどを生じないこと、黄変の程度が小さいことなどが要求される。
これらの要求を満たすため、接着層としては、ポリウレタン系、ポリアクリル系、ポリエステル系、エポキシ系、ポリ酢酸ビニル系、セルロース系の樹脂を１種又は２種以上混合したラミネート用接着剤を使用することができる。
【００４０】
また、接着層には、長期間の屋外暴露による接着剤の劣化を防止するために劣化防止剤を添加しても良い。劣化防止剤としては、例えば、カルボジイミン、エポキシなどの添加剤が挙げられる。
また、さらに、例えば、硬化剤、可塑剤、分散剤、各種レベリング剤、紫外線吸収剤、抗酸化剤、粘性改質剤、潤滑剤、光安定化剤等の各種添加剤が適宜配合されてもよい。
【００４１】
なお、反射層１０２の形成手段として金属フレーク等を含有した樹脂をコーティングする方法を採用する場合、接着層に金属フレーク等を含有させることで、接着層が反射層１０２を兼ねる構成とすることも可能である。この場合、反射層１０２を別途形成する工程を省くことが出来るため、好適である。
貼り合わせ方法としては、例えば、ドライラミネーション方法、ノンソルベントドライラミネーション方法、ホットメルトラミネーション方法、エクストルージョンラミネーション方法を利用したサンドイッチ・エクストルージョンラミネーション方法などの公知の方法を適宜使用することができる。
【００４２】
太陽電池セル１２は、光電効果により受光面に入射した光を電気へと変換する機能を有する部材である。太陽電池セル１２の種類としては、単結晶シリコン、多結晶シリコンなどの結晶系シリコン型、アモルファスシリコン型、ＣＩ（Ｇ）Ｓ、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ等の化合物系薄膜型、有機系色素増感型、有機系薄膜型等を採用することができる。
なかでも、化合物系薄膜型は変換効率も高く形状の自由度もある程度高いと考えられることから好適である。なお、本実施形態の太陽電池パネル１においては太陽電池セル１２の使用面積が小さいために、変換効率が高いが高コストである化合物系薄膜型の多接合セルを用いることも可能である。
【００４３】
太陽電池セル１２は、封止材によって貼り合わせることが望ましい。
封止材には、太陽電池ユニット１１から射出し太陽電池セル１２に入射する光を透過させるため光線透過率が高い材料が用いられ、さらに耐候性、耐高温、耐高湿、耐候性等の耐久性、電気絶縁性を有する素材が好適である。この条件を満たす材料として、例えば、酢酸ビニルの含有量が２０〜３０％であるＥＶＡ（エチレンビニルアセテート共重合体）やＰＶＢ（ポリビニルブチラール）等を主成分とする熱可塑性の合成樹脂材が使用される。
【００４４】
なお、太陽電池パネル１の形態については、図６に示すように、既述の太陽電池パネル１を太陽電池セル１２に対して左右対称に配置したものであっても良い。この形態とすることで、集光効率をさらに高めることが可能となる。
また、太陽電池パネル１の形状については、図７に示すように、円形としても良い。この形状とすることで、太陽電池セル１２の面積をさらに少なくすることが出来、低コスト化が可能となる。
各太陽電池パネル１は、単独で使用することも可能であるが、大きな出力を得るために複数個配列したモジュールとして使用することが望ましい。
【００４５】
次に、本実施形態の太陽電池ユニット１１および太陽電池パネル１の作用について、説明する。
図８（ａ）、（ｂ）は、導光部１１２からの距離の違いによる集光作用を説明する模式的な光路図である。図９（ａ）、（ｂ）は、凹凸構造１０１の鋭角の違いによる作用を説明する模式的な光路図である。図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、凹凸構造１０１の頂角の違いによる作用を説明する模式的な光路図である。図１１（ａ）、（ｂ）は、導光部１１２からの距離の違いによる導光作用を説明する模式的な光路図である。図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の実施形態の太陽電池パネルの概略構成を示す断面図である。
【００４６】
以下に、太陽電池ユニット１１ａを例にとって入射光の光路及び作用を説明する。
図８に示すように、光源Ｌから発される光のうち、太陽電池ユニット１１ａの最外面である入射面１１０に垂直に入射する光Ｈ０は、太陽電池ユニット１１ａに入射後、太陽電池ユニット１１ａ内を透過して凹凸構造１０１に入射する。なお、入射面１１０の法線ＮＧは、例えば水平面に平行な平面Ｓ上に太陽電池ユニット１１ａを載置した状態における平面Ｓの法線ＮＳと平行な方向とする。
【００４７】
凹凸構造１０１に入射した光Ｈ１は、反射層１０２に入射して、入射方向に対する反射層１０２の傾斜方向に応じた斜めの特定方向に向かって、反射光Ｈ２として反射される。このとき、図８（ａ）に示すように、反射光Ｈ２が導光部１１２に向かって進む場合と、図８（ｂ）に示すように、反射光Ｈ２が太陽電池ユニット１１ａ内を入射面１１０に向かって斜め方向に進み、少なくとも一部の光が、入射面１１０で裏面反射され、反射光Ｈ３として太陽電池ユニット１１ａ内を導光部１１２側に向かって進む場合が考えられる。
【００４８】
なお、最適な設定は導光部１１２までの距離ｘに応じて変化し、導光部１１２近傍のエリアでは、図８（ａ）に示すように反射光Ｈ２が導光部１１２に直接入射するように凹凸構造１０１の鋭角θを設定するのが好ましい。一方、導光部１１２から離れたエリアでは、図８（ｂ）に示すように反射光Ｈ２が一度入射面１１０で裏面反射され、反射光Ｈ３として導光部１１２に入射するように凹凸構造１０１の鋭角θを設定するのが好ましい。
【００４９】
ここで、凹凸構造１０１の鋭角θの作用について説明する。
なお、ここでは入射面１１０へ入射する光Ｈ０の入射角が０°の場合について説明する。
まず、反射光Ｈ２が導光部１１２に直接入射する場合、鋭角θは次式（２）及び（３）で表される。
θ＝φ２／２    ・・・（２）
φ２＝ａｒｃｔａｎ（ｘ／ｙ２）  ・・・（３）
φ２：導光部１１２の集光部側端部上面への入射角
ｘ：導光部１１２までの距離
ｙ２：導光部１１２の高さ
なお、鋭角θは導光部１１２までの距離ｘに応じて変化し、距離ｘが長くなるにつれて鋭角θは大きくなる。このとき、図９に示すように反射光Ｈ２の水平面Ｓとの角度βが小さくなる。角度βが小さくなると、隣り合う凹凸構造にぶつかってしまう割合が増える。隣り合う凹凸構造１０１にぶつかってしまう成分Ｈ４は進行方向が変わってしまうため、有効に利用することが出来ない。すなわち、距離ｘが長くなるにつれて有効に利用できる成分が減少し、集光効率が低下してしまう。
【００５０】
一方、反射光Ｈ２が一度入射面１１０で裏面反射され、反射光Ｈ３として導光部１１２に入射する場合、鋭角θは次式（１）で表される。
φ１＝ａｒｃｔａｎ（ｘ／２／ｙ１）
θ＝φ１／２    ・・・（１）
φ１：集光部１１１の入射面１１０への裏面からの入射角
ｘ：導光部１１２までの距離
ｙ１：集光部１１１の高さ
なお、反射光Ｈ２が導光部１１２に直接入射する場合と同様に、鋭角θは導光部１１２までの距離ｘ２に応じて変化し、距離ｘが長くなるにつれて鋭角θは大きくなるため、距離ｘが長くなるにつれて有効に利用できる成分が減少し、集光効率が低下してしまう。
【００５１】
ここで、導光部１１２からの距離ｘが同じであれば、反射光Ｈ２が導光部１１２に直接入射する場合よりも、反射光Ｈ２が一度入射面１１０で裏面反射され反射光Ｈ３として導光部１１２に入射する場合の方が鋭角θが小さくなる、すなわち、隣り合う凹凸構造１０１にぶつかってしまい有効に利用出来ない成分Ｈ４が少なくなるため、集光効率が高くなる。
【００５２】
しかしながら、反射光Ｈ２を一度入射面１１０で裏面反射し反射光Ｈ３として導光部１１２に入射させる場合には、反射光Ｈ２が入射面１１０に裏面入射する際に臨界角γ以上の角度で入射し全反射する条件でなければ、かえって集光効率が低下してしまう。
以下に反射光Ｈ２を一度入射面１１０で裏面反射し反射光Ｈ３として導光部１１２に入射させる場合の光の挙動について説明する。
【００５３】
図１０（ｃ）に示すように、光Ｈ１は、凹凸構造１０１に到達すると、凹凸構造１０１の裏面に対して、入射角αで入射する。凹凸構造１０１の裏面側には反射層１０２が密着しているため、光Ｈ１の出射角αで反射される。すなわち、反射光Ｈ２は、光Ｈ１の入射方向に対しては角度２αをなす方向に反射される。
鋭角θと出射角αとの間には、それぞれの単位を度で表したとき、次式（４）が成り立つ。
α＝θ                                                          ・・・（４）
【００５４】
反射光Ｈ２は、図８に示すように、太陽電池ユニット１１ａと、太陽電池ユニット１１ａが設置される外部環境の雰囲気、例えば大気、との間の界面である入射面１１０で裏面反射されて反射光Ｈ３が形成される。このとき、入射面１１０に対する反射光Ｈ２の入射角φ１は２αである。
【００５５】
ここで、図１０（ａ）に示すように、２αが入射面１１０の裏面における臨界角γ以上の場合には、入射面１１０で全反射されるため、反射光Ｈ２はロスが極めて少なく反射光Ｈ３となる。
一方、図１０（ｂ）に示すように、２αが臨界角γより小さい場合には、反射光Ｈ３の他に入射面１１０を外部側に透過する透過光Ｈ５が発生する。この透過光Ｈ５が発生すると有効に利用できる反射光Ｈ３の光量が減少するため、反射光Ｈ２の入射角２αが臨界角γ以上となることが望ましい。
【００５６】
なお、臨界角γは、太陽電池ユニット１１ａの屈折率ｎ１と外部環境の雰囲気の屈折率ｎ２（ただし、ｎ１＞ｎ２）によって決定され、次式（５）で表される。
ｓｉｎγ＝ｎ１／ｎ２                                            ・・・（５）
例えば、太陽電池ユニット１１ａにアクリルなどの樹脂を用いた場合には、屈折率ｎ１は約１．５、外部環境の雰囲気を大気とすると屈折率ｎ２は約１．０であるため、臨界角γは約４２°となる。
【００５７】
以上から、入射面１１０に対する反射光Ｈ２の入射角φ１、すなわち２αが臨界角γ以上であれば、反射光Ｈ２を一度入射面１１０で裏面反射し反射光Ｈ３として導光部１１２に入射させることが可能となる。このとき、上記のように臨界角γが４２°の際には凹凸構造１０１を為す反射層１０２での反射角αが２１°以上であること、すなわち凹凸構造１０１の鋭角θが２１°以上であることが好ましい。
【００５８】
一方、２αが臨界角γより小さくなってしまう領域では、反射光Ｈ２を一度入射面１１０で裏面反射し反射光Ｈ３として導光部１１２に入射させようとしても、透過光Ｈ５が発生してしまうために集光効率が低下してしまうために、反射光Ｈ２を導光部１１２に直接入射させる設計とするのが好ましい。この場合には、導光部１１２の集光部側端部上面への入射角φ２が臨界角γ以上となるように設計すれば良い。
【００５９】
以上から、凹凸構造１０１の鋭角θの設計は次式（１）、（２）、及び（３）で表される。
φ１＝ａｒｃｔａｎ（ｘ／２／ｙ１）≧ａｒｃｓｉｎ（ｎ２／ｎ１）のとき
θ＝φ１／２  ・・・（１）
φ１＝ａｒｃｔａｎ（ｘ／２／ｙ１）＜ａｒｃｓｉｎ（ｎ２／ｎ１）のとき
θ＝φ２／２  ・・・（２）
φ２＝ａｒｃｔａｎ（ｘ／ｙ２）  ・・・（３）
φ１：集光部１１１の入射面１１０への裏面からの入射角
φ２：導光部１１２の集光部側端部上面への入射角
ｘ：導光部１１２までの距離
ｙ１：集光部１１１の高さ
ｙ２：導光部１１２の高さ
ｎ１：太陽電池ユニット１１の屈折率
ｎ２：太陽電池ユニット１１の外部雰囲気の屈折率
なお、入射面１１０で裏面反射した反射光Ｈ３が凹凸構造１０１に入射してしまうと、光の進行方向が変わり、有効に利用できない成分となってしまい集光効率が低下するため、反射光Ｈ３が確実に導光部１１２に入射するように導光部１１２までの距離ｘを設定することが望ましい。  
【００６０】
ここで、上記のように設計した角度で光を集光させるために、反射層１０２は、鏡面反射面に形成することが望ましい。鏡面反射面にしておけば、反射時の散乱が抑制され、反射光Ｈ２を特定の反射方向により向けやすくなるため、光の集光効率をさらに向上させることができる。
なお、以上は太陽電池ユニット１１ａを例にとって説明したが、太陽電池ユニット１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅについても、それぞれのユニットの集光部１１１の高さｙ１を用いることで同様に設計可能である。
【００６１】
次に導光部１１２内での光の挙動について説明する。
図１１（ａ）に示すように、凹凸構造１０１における反射光Ｈ２が導光部１１２に直接入射する場合、入射角φ２が臨界角γ以上であるため、導光部１１２に入射した光Ｈ２は、全反射を繰り返しながら導光部１１２内を導光し、太陽電池セル１２側の端部に達する
。
【００６２】
一方、図１１（ｂ）に示すように、凹凸構造１０１における反射光Ｈ２が一度入射面１１０で裏面反射され反射光Ｈ３として導光部１１２に入射する場合、入射面１１０への入射角φ１が臨界角γ以上であるため、反射光Ｈ３は臨界角γ以上の角度で導光部の集光部側端面下面に入射する。導光部１１２に入射した光は、全反射を繰り返しながら導光部１１２内を導光し、太陽電池セル１２側の端部に達する。
【００６３】
このとき、導光部１１２の上面及び下面の外部雰囲気が大気であることが望ましい。例えば、外部に接着層等の樹脂が接しているときと、外部雰囲気が大気であるときを比較すると、一般的に樹脂材料の屈折率は１．５前後であるのに対して大気の屈折率は約１．０であるため、導光部１１２、すなわち太陽電池ユニット１１の屈折率との差が大きく、臨界角γが小さい。臨界角γが小さければ、より広い角度範囲の光を導光させることが可能になるため、屈折率の小さく利用が簡便な大気を外部雰囲気として選択するのが好ましい。
【００６４】
外部雰囲気を大気とするために、太陽電池ユニット１１には突起部１０３を設けるのが望ましい。突起部１０３を設けることで、簡便に導光部１１２の外部雰囲気を大気とすることが可能となり、また、突起部１０３は太陽電池ユニット１１と一体化させて設けることができるため作製方法も容易である。
なお、太陽電池ユニット１１ｅは、導光部１１２を持たないが、集光部１１１の端部に太陽電池セル１２が設置されているため、凹凸構造１０１で反射した光が太陽電池セル１２に集光するため、他のユニットと同様の集光効果を有している。
【００６５】
また、本実施形態の太陽電池パネル１は、光源Ｌから入射面１１０への入射光が垂直であるときに、最も集光及び導光効率が高い。光源Ｌが太陽である場合には、季節や時間によって太陽の位置が変化するため、太陽の動きに合わせて太陽電池パネル１の向きを調整できる追尾装置と組み合わせて使用することが望ましい。
このとき、複数の太陽電池パネル１を配列した太陽電池モジュールの向きを調整できる機構としても良いし、個々の太陽電池パネル１の向きを調整できる機構としても良い。また、太陽電池モジュール内で複数のエリアに分割し各エリアごとに向きを調整できる機構としても良い。
【００６６】
なお、本実施形態の太陽電池パネル１は、光源Ｌから入射面１１０への入射光が垂直であるときに最も集光及び導光効率が高いが、複数の太陽電池ユニット１１それぞれを、異なる入射角度に対して最適であるように設計しても良い。このような設計とすることによって、広い入射角度範囲に対応させることが可能であり、追尾装置の簡素化が可能となる。
【００６７】
例えば、太陽電池ユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅの５つのユニットからなる太陽電池パネル１では、太陽電池ユニット１１ａを入射角度０°、太陽電池ユニット１１ｂを入射角度５°、太陽電池ユニット１１ｃを入射角度１０°、太陽電池ユニット１１ｄを入射角度１５°、太陽電池ユニット１１ｅを入射角度２０°に対して最適となるように設計すれば、入射角度０〜２０°の範囲内で高い集光効率が得られる。
【００６８】
以上に説明したように、本実施形態の太陽電池ユニット１１及び太陽電池パネル１によれば、集光部１１１に設けられた凹凸構造１０１の凹凸形状に沿う凹凸構造を有する反射層１０２によって、凹凸構造１０１に入射する光を反射して、導光部１１２に集光して入射した後、導光部１１２内を導光することで端部に設置された太陽電池セル１２に入射させることで、発電が可能となる。このとき凹凸構造１０１の鋭角θを適切に設計すること
で集光及び導光効率を向上させることが可能となる。
【００６９】
［実施例１］
実施例１として、図１２に示した太陽電池パネル２、即ち、凹凸構造１０１及び反射層１０２が設けられた集光部１１１、導光部１１２、及び突起部１０３をそれぞれ備える太陽電池ユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅを順に積層し、端部に太陽電池セル１２を配置した太陽電池パネルを作製した。なお、太陽電池ユニット１１ｅは集光部が導光部を兼ねた形状とした。
【００７０】
凹凸構造１０１の鋭角θは次式（１）、（２）、及び（３）によって設定した。
φ１＝ａｒｃｔａｎ（ｘ／２／ｙ１）≧ａｒｃｓｉｎ（ｎ２／ｎ１）のとき
θ＝φ１／２  ・・・（１）
φ１＝ａｒｃｔａｎ（ｘ／２／ｙ１）＜ａｒｃｓｉｎ（ｎ２／ｎ１）のとき
θ＝φ２／２  ・・・（２）
φ２＝ａｒｃｔａｎ（ｘ／ｙ２）  ・・・（３）
φ１：集光部の入射面への裏面からの入射角
φ２：導光部の集光部側端部上面への入射角
ｘ：導光部までの距離
ｙ１：集光部の高さ
ｙ２：導光部の高さ
ｎ１：太陽電池ユニットの屈折率
ｎ２：太陽電池ユニットの外部雰囲気の屈折率
なお、太陽電池ユニット１１ａの集光部の高さｙ１は１０ｍｍ、太陽電池ユニット１１ｂの集光部の高さｙ１は８ｍｍ、太陽電池ユニット１１ｃの集光部の高さｙ１は６ｍｍ、太陽電池ユニット１１ｄの集光部の高さｙ１は４ｍｍ、太陽電池ユニット１１ｅの集光部の高さｙ１は２ｍｍとした。
【００７１】
また、太陽電池ユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅの導光部の高さｙ２はすべて２ｍｍとした。
ここで、太陽電池パネル２の長さＸは３０ｍｍ、太陽電池ユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅの集光部の長さＸａ、Ｘｂ、Ｘｃ、Ｘｄ、Ｘｅはすべて６ｍｍとした。また、太陽電池パネル２の高さＹは１０ｍｍ、太陽電池パネル２の幅Ｚは４ｍｍとした。太陽電池セル１２のサイズは、太陽電池パネル２の高さＹ、及び幅Ｚと等しく、高さＹは１０ｍｍ、幅Ｚは４ｍｍとした。
【００７２】
太陽電池ユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅは、屈折率が１．５のＰＭＭＡで作製した。
太陽電池ユニットの外部雰囲気は空気であり、屈折率は１．０とした。
太陽電池セル１２は、変換効率が１５％の単結晶シリコンセルを使用した。
【００７３】
［比較例１］
比較例１として、図３に示した太陽電池パネル１から突起部１０３を省いた太陽電池パネル（図示せず）、即ち、凹凸構造１０１及び反射層１０２が設けられた集光部１１１、及び導光部１１２をそれぞれ備える太陽電池ユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅを順に積層し、端部に太陽電池セル１２を配置した太陽電池パネルを作製した。なお、太陽電池ユニット１１ｅは集光部が導光部を兼ねた形状とした。
【００７４】
このとき、各導光部１１２も貼り合わせて積層し、空気層１３が存在しない状態とした以外は、太陽電池パネル２の各サイズ、用いた太陽電池セル等は同様とし、凹凸構造１０１の鋭角θも実施例１と同様に設定した。
［比較例２］
比較例２として、図３に示した太陽電池パネル１、即ち、凹凸構造１０１及び反射層１０２が設けられた集光部１１１、導光部１１２、及び突起部１０３をそれぞれ備える太陽電池ユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅを順に積層し、端部に太陽電池セル１２を配置した太陽電池パネルを作製した。なお、太陽電池ユニット１１ｅは集光部が導光部を兼ねた形状とした。
【００７５】
本比較例の凹凸構造１０１の鋭角θは次式（１）及び（６）によって設定した。
θ＝φ１／２  ・・・（１）
φ１＝ａｒｃｔａｎ（ｘ／２／ｙ１）    ・・・（６）
φ１：集光部の入射面への裏面からの入射角
ｘ：導光部までの距離
ｙ１：集光部の高さ
すなわち、φ１＝ａｒｃｔａｎ（ｘ／２／ｙ１）＜ａｒｃｓｉｎ（ｎ２／ｎ１）のときにも、式（１）及び（６）にて鋭角θを設定した以外は、太陽電池パネル２の各サイズ、用いた太陽電池セル等は同様とした。
【００７６】
［比較例３］
比較例３として、図３に示した太陽電池パネル１、即ち、凹凸構造１０１及び反射層１０２が設けられた集光部１１１、導光部１１２、及び突起部１０３をそれぞれ備える太陽電池ユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅを順に積層し、端部に太陽電池セル１２を配置した太陽電池パネルを作製した。なお、太陽電池ユニット１１ｅは集光部が導光部を兼ねた形状とした。
【００７７】
本比較例の凹凸構造１０１の鋭角θは次式（２）及び（３）によって設定した。
θ＝φ２／２  ・・・（２）
φ２＝ａｒｃｔａｎ（ｘ／ｙ２）  ・・・（３）
φ２：導光部の集光部側端部上面への入射角
ｘ：導光部までの距離
ｙ２：導光部の高さ
すなわち、φ１＝ａｒｃｔａｎ（ｘ／２／ｙ１）≧ａｒｃｓｉｎ（ｎ２／ｎ１）のときにも、式（２）及び（３）にて鋭角θを設定した以外は、太陽電池パネル２の各サイズ、用いた太陽電池セル等は同様とした。
【００７８】
［評価］
評価を行うため、実施例１、比較例１〜３の各太陽電池パネルを作製し、変換効率測定のための配線をはんだ付けによって取り付けた。以下、実施例１を用いた太陽電池パネルを評価用パネル１、比較例１〜３を用いた太陽電池パネルを評価用パネル２〜４と称する。
【００７９】
評価としては、各評価用パネルの変換効率を測定した。
出力の測定は、ソーラーシミュレータ（Ｎｅｗｐｏｒｔ製  ３４９０３Ａ）、ＩＶカーブトレーサー（ＡＤＣＭＴ製  ６２４４）を用いて行った。
これらの評価結果について、変換効率を下記表１に示す。
【００８０】
【表１】
2013239577.tif 000003
【００８１】
凹凸構造１０１の鋭角θを適切に設定した実施例１の評価用パネル１では、凹凸構造１０１の鋭角θを臨界角γを考慮しないで設定した比較例２の評価用パネル３、及び凹凸構造の鋭角θを導光部１１２への直接入射のみとなるように設定した比較例３の評価用パネル４と比べて高い変換効率が得られることを確認した。
【００８２】
この結果より、既述の式（１）、（２）、及び（３）を満たすように適切に鋭角θを設定することで集光効率が高まり、より高い変換効率が得られることが確認できた。
また、導光部１１２の外層が空気層となるように突起部１０３を設けた実施例１の評価用パネル１では、突起部１０３を設けず導光部１１３の外層に空気層１３が存在しない比較例１の評価用パネル２と比べて高い変換効率が得られることを確認した。
この結果より、導光部１１２の外層を空気層１３とし、導光効率を高めることで、より高い変換効率が得られることが確認できた。
【符号の説明】
【００８３】
１  太陽電池パネル
２  太陽電池パネル
１１  太陽電池ユニット
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ  太陽電池ユニット
１２  太陽電池セル
１３  空気層
１０１  凹凸構造
１０２  反射層
１０３  突起部
１１０  入射面
１１１  集光部
１１２  導光部
Ｐ  ピッチ
Ｑ  稜線
θ  鋭角
φ１  集光部の入射側界面への入射角
φ２  導光部の集光部側端部上面への入射角
Ｈ０、Ｈ１  入射光
Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４  反射光
Ｈ５  透過光
Ｘ  太陽電池パネルの長さ
Ｘａ、Ｘｂ、Ｘｃ、Ｘｄ、Ｘｅ  太陽電池ユニットの集光部の長さ
ｘ  導光部までの距離
Ｙ  太陽電池パネルの高さ
ｙ１  太陽電池ユニットの集光部の高さ
ｙ２  太陽電池ユニットの導光部の高さ
Ｚ  太陽電池パネルの幅
ｎ１  太陽電池ユニットの屈折率
ｎ２  太陽電池ユニットの外部雰囲気の屈折率
Ｌ  光源
ＮＧ  入射面の法線
Ｓ  水平面に平行な平面
ＮＳ  平面の法線
γ  臨界角
【図１】
2013239577.tif 000004
【図２】
2013239577.tif 000005
【図３】
2013239577.tif 000006
【図４】
2013239577.tif 000007
【図５】
2013239577.tif 000008
【図６】
2013239577.tif 000009
【図７】
2013239577.tif 000010
【図８】
2013239577.tif 000011
【図９】
2013239577.tif 000012
【図１０】
2013239577.tif 000013
【図１１】
2013239577.tif 000014
【図１２】
2013239577.tif 000015