(57)【要約】【課題】形状が異なる複数の蛍光集光板を用いても、太陽電池のための配線は複雑とならないようにする。【解決手段】蛍光集光板（３）を用いた太陽電池装置（１）は、細長の回路基板（１０）に複数の太陽電池セル（１１）が配置された太陽電池モジュール（２）を備えており、複数の太陽電池セル（１１）の受光面には、複数の蛍光集光板（３）が配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光集光板を用いた太陽電池装置であって、
細長の回路基板に複数の太陽電池が配置された太陽電池モジュールを備えており、
前記複数の太陽電池の受光面には、複数の前記蛍光集光板が配置されていることを特徴とする太陽電池装置。
【請求項２】
前記受光面と接する前記複数の蛍光集光板の各形状に合わせた配線を有する配線部材をさらに備えており、
前記太陽電池モジュールは、前記配線部材の配線と接続する接続部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池装置。
【請求項３】
前記配線部材は、前記蛍光集光板に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池装置。
【請求項４】
前記配線部材は、前記太陽電池モジュールおよび前記蛍光集光板から分離可能な分離型配線部材として構成されており、
前記蛍光集光板および前記分離型配線部材の移動を規制する規制部材をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池装置。
【請求項５】
前記配線部材は、前記太陽電池モジュールおよび前記蛍光集光板から分離可能な分離型配線部材として構成されており、
前記分離型配線部材は、前記蛍光集光板の移動を規制するものであることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光集光板を用いた太陽電池装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、蛍光集光板を利用した太陽電池装置である蛍光集光型太陽電池装置が知られており、例えば、特許文献１に記載されている。上記蛍光集光板は、蛍光体が分散された透明樹脂の板であり、上記蛍光集光型太陽電池装置は、上記蛍光集光板の周縁に太陽電池を設置したものである。
【０００３】
上記蛍光集光板に分散された蛍光体は、入射光によって励起され、蛍光を発光する。この蛍光は、上記蛍光集光板内を全反射しながら、該蛍光集光板の周縁に導光され、上記周縁に設置された太陽電池に入射する。これにより、上記太陽電池が発電する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−６８８１号公報（１９８８年１月２１日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常、１個の太陽電池セルの発電量は小さいので、複数の太陽電池セルを直並列接続して利用することになる。上記蛍光集光型太陽電池装置においても、複数個を電気的に接続して利用することが考えられる。
【０００６】
一方、上記蛍光集光板は、半透明の板状部材であるため、文字、図形など、種々の形状への加工が容易である。出願人は、この点に着目し、種々の形状の蛍光集光板を用いた蛍光集光型太陽電池装置の開発を進めている。しかしながら、上記蛍光集光板の周縁に太陽電池を設置する構成の場合、太陽電池の配置および配線は、上記蛍光集光板の形状に応じて変更する必要がある。このため、形状が異なる複数の蛍光集光板をそれぞれ用いた複数の蛍光集光型太陽電池装置どうしを電気的に接続する場合、該接続のための配線が複雑になる。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、形状が異なる複数の蛍光集光板を用いても、太陽電池のための配線は複雑とならないような太陽電池装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る太陽電池装置は、蛍光集光板を用いた太陽電池装置であって、上記課題を解決するために、細長の回路基板に複数の太陽電池が配置された太陽電池モジュールを備えており、前記複数の太陽電池の受光面には、複数の前記蛍光集光板が配置されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様によれば、形状が異なる複数の蛍光集光板を用いても、太陽電池のための配線は複雑とはならないとの効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る蛍光集光型太陽電池装置の概略構成を示す図である。
【図２】上記蛍光集光型太陽電池装置における太陽電池モジュールの概略構成を示す平面図である。
【図３】上記蛍光集光型太陽電池装置におけるコネクタの概略構成を示す正面図および側面図である。
【図４】上記蛍光集光型太陽電池装置における蛍光集光板とコネクタとの対応関係を示す断面図である。
【図５】本発明の別の実施形態に係る蛍光集光型太陽電池装置の概略構成を示す正面図および断面図である。
【図６】本発明のさらに別の実施形態に係る蛍光集光型太陽電池装置の概略構成を示す断面図である。
【図７】上記蛍光集光型太陽電池装置における蛍光集光板および接続部材の概略構成を示す正面図および側面図である。
【図８】上記蛍光集光型太陽電池装置における太陽電池モジュールの概略構成を示す断面図および平面図である。
【図９】本発明のさらに別の実施形態に係る蛍光集光型太陽電池装置における蛍光集光板および接続部材の概略構成を示す正面図および断面図である。
【図１０】本発明のさらに別の実施形態に係る蛍光集光型太陽電池装置における蛍光集光板の概略構成を示す正面図である。
【図１１】本発明のさらに別の実施形態に係る蛍光集光型太陽電池装置の概略構成を示す断面図である。
【図１２】上記蛍光集光型太陽電池装置における摺動部材の概略構成を示す平面図および断面図である。
【図１３】上記蛍光集光型太陽電池装置における太陽電池モジュールの概略構成を示す断面図および平面図である。
【図１４】本発明の他の実施形態に係る蛍光集光型太陽電池装置の概略構成を示す断面図である。
【図１５】蛍光集光型太陽電池の概略的な構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各実施形態に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付記し、適宜その説明を省略する。
【００１２】
〔実施形態１〕
まず、本発明の一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
【００１３】
（蛍光集光型太陽電池の概要）
本実施形態の太陽電池モジュールは、蛍光集光型太陽電池装置に用いられるものである。はじめに、太陽電池モジュールの詳細な説明に先立ち、蛍光集光型太陽電池の概要について簡単に述べる。
【００１４】
図１５は、蛍光集光型太陽電池の概略的な構成を示す斜視図である。以下、図１５の蛍光集光型太陽電池を、蛍光集光型太陽電池１００と称する。蛍光集光型太陽電池１００は、蛍光集光板１１０および太陽電池１２０を備えている。また、蛍光集光型太陽電池１００は、光源１９０からの入射光Ｌ１を受光するように配置されている。
【００１５】
図１５では、蛍光集光型太陽電池１００が屋外に配置されている場合が例示されている。このため、光源１９０は太陽であり、入射光Ｌ１は太陽光である。但し、後述するように、蛍光集光型太陽電池１００は屋内に配置されていてもよい。このため、光源は太陽のみに限定されず、室内の照明装置等であってもよい。
【００１６】
蛍光集光板１１０には、入射光Ｌ１によって励起される蛍光体が含まれている。この蛍光体は、励起光としての入射光Ｌ１を吸収し、入射光Ｌ１よりも長い波長を有する蛍光Ｌ２を発する。このため、蛍光集光板１１０は、入射光Ｌ１を受光して蛍光Ｌ２を発する部材として機能する。なお、蛍光体の材料は、蛍光集光型太陽電池１００の仕様に応じて、公知のものが適宜用いられてよい。
【００１７】
図１５に示されるように、蛍光集光板１１０は、横長の長方形状の４つの側面を有する。そして、蛍光集光板１１０の４つの側面それぞれには、太陽電池１２０が設けられている。但し、蛍光集光板１１０の側面の数は、必ずしも４つに限定されなくともよい。
【００１８】
そして、蛍光集光板１１０は、４つの太陽電池１２０のそれぞれに向けて、蛍光Ｌ２を導光するように構成されている。一例として、蛍光集光板１１０は、透明なアクリル板に蛍光体を分散させたものとして製作されてよい。
【００１９】
太陽電池１２０は、蛍光集光板１１０によって導光された蛍光Ｌ２のエネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換素子である。すなわち、太陽電池１２０は、蛍光Ｌ２を受光し、発電を行う。太陽電池１２０は、例えば、公知の太陽電池アレイであってよい。
【００２０】
なお、太陽電池アレイとは、複数の太陽電池モジュールを直列または並列に接続した回路を意味する。また、太陽電池モジュールとは、複数の太陽電池セルを直列または並列に接続した回路を意味する。
【００２１】
蛍光集光型太陽電池１００は、主に以下の（１）〜（４）の利点を有している。
【００２２】
（１）太陽電池１２０に替えて、蛍光集光板１１０によって入射光Ｌ１を受光することができる。このため、通常の太陽電池パネル（非集光型の太陽電池）に比べて、太陽電池の面積を低減することが可能となる。
【００２３】
また、上述の蛍光集光板１１０を除いては、レンズまたは反射鏡等の付加的な光学部材が設けられていないため、これらの付加的な光学部材が設けられた集光型太陽電池と比較しても、より薄型かつ軽量な太陽電池を実現することができる。
【００２４】
（２）蛍光集光板１１０によって入射光Ｌ１を吸収し、太陽電池１２０に蛍光Ｌ２を与えることができる。このため、入射光Ｌ１が蛍光集光板１１０の受光面に対してほぼ垂直に入射しない場合でも、太陽電池１２０による発電を行うことが可能となる。それゆえ、上述の付加的な光学部材が設けられた集光型太陽電池と比較しても、受光面に入射する光の入射角に対する発電量の依存性を低減することができる。
【００２５】
（３）蛍光集光板１１０のいずれの面においても、入射光を受光することができる。例えば、入射光Ｌ１を受光する面とは反対側の面においても、入射光を受光することができる。このように、上述の付加的な光学部材が設けられた集光型太陽電池と比較しても、蛍光集光板１１０のより様々な面において入射光を受光し、太陽電池１２０による発電を行うことができる。
【００２６】
（４）それゆえ、蛍光集光板１１０の形状の自由度を向上させることが可能となる。例えば、球形の蛍光集光板１１０を実現することもできるし、湾曲した蛍光集光板１１０を実現することも可能である。また、蛍光集光板１１０に対して穴あけ等の加工を施すことも可能である。いずれの場合であっても、太陽電池１２０は、蛍光集光板１１０によって導光された蛍光Ｌ２を受光できるように配置されていればよい。
【００２７】
（蛍光集光型太陽電池装置）
図１は、本実施形態に係る蛍光集光型太陽電池装置（太陽電池装置）１の概略構成を示す図である。同図の（ａ）は、正面図であり、同図の（ｂ）は、同図の（ａ）におけるＡ−Ａ線の矢視断面図である。図示のように、蛍光集光型太陽電池装置１は、太陽電池モジュール２、複数の蛍光集光板３、および複数のコネクタ（配線部材、分離型配線部材）４を備える構成である。太陽電池モジュール２の上面には、複数の蛍光集光板３が配置され、太陽電池モジュール２の正面には、複数の蛍光集光板３にそれぞれ対応する位置に、複数のコネクタ４が着脱可能（分離可能）に取り付けられている。
【００２８】
（太陽電池モジュール）
図２は、太陽電池モジュール２の概略構成を示す平面図である。図示のように、太陽電池モジュール２は、細長の回路基板１０に複数の太陽電池セル（太陽電池）１１を配列したものである。太陽電池セル１１は、上面が受光面となるように回路基板１０に配置される。なお、本実施形態の太陽電池セル１１としては、公知の太陽電池を利用することができるが、蛍光集光板３に用いられる蛍光体の蛍光波長領域において高い発電効率を有する太陽電池を利用することが望ましい。例えば、可視光領域４００〜７００ｎｍの蛍光スペクトルをもつ蛍光体を使用した蛍光集光板３を用いる場合、ＧａＡｓ系太陽電池、結晶Ｓｉ太陽電池などを利用することが望ましい。
【００２９】
（蛍光集光板）
図１に示すように、蛍光集光板３は、その出射面（周端面）と太陽電池セル１１の受光面とが接するように、太陽電池セル１１上に配置される。これにより、蛍光集光板３に入射した光は、蛍光し、該蛍光の一部が太陽電池セル１１に入射し、その結果、太陽電池セル１１にて発電する。なお、以下では、蛍光集光板３の出射面のうち、太陽電池セル１１と接する部分を「接触面」と称し、その他の部分を「露出面」と称する。
【００３０】
本実施形態では、蛍光集光板３は、色付き半透明の板状部材であり、文字、図形など、種々の形状に形成されている。従って、本実施形態の蛍光集光型太陽電池装置１は、ポップ（ＰＯＰ，Point of Purchase）広告に適している。さらに、本実施形態では、蛍光集光板３の露出面から蛍光が外部に出射するので、上記ポップ広告の視覚効果を向上することができる。
【００３１】
（回路基板）
図１に示すように、回路基板１０の上面には、太陽電池セル１１の負極に接続するための負極用接続パッド１２と、太陽電池セル１１の正極に接続するための正極用接続パッド１３とが、太陽電池セル１１ごとに形成されている。
【００３２】
負極用接続パッド１２は、太陽電池セル１１が設けられる領域に近い位置に形成されている。太陽電池セル１１の負極と、負極用接続パッド１２とは、ワイヤボンディングによりワイヤ１４を介して接続されている。
【００３３】
一方、正極用接続パッド１３は、太陽電池セル１１の正極と対向する位置に形成されている。太陽電池セル１１の正極と、正極用接続パッド１３とは、ハンダリフロー工程により接続されている。
【００３４】
本実施形態では、回路基板１０の正面側端部における上面および下面には、外部のコネクタ４と接続するための負極用接続端子（接続部）１５および正極用接続端子（接続部）１６が、太陽電池セル１１ごとに形成されている。負極用接続端子１５は、負極用接続パッド１２と電気的に接続される一方、正極用接続端子１６は、スルーホール１７および配線１８を介して、正極用接続パッド１３と電気的に接続されている。
【００３５】
（コネクタ）
図３は、コネクタ４の概略構成を示す正面図および側面図である。図示のように、コネクタ４は、断面が略コの字形の可撓体であり、蛍光集光板３の幅と同程度の幅を有するものである。コネクタ４は、長板状の基部２０と、該基部の上端および下端から後方にそれぞれ突出した長板状の突部２１・２２と、を備えている。基部２０の中央部は、樹脂等の絶縁体である一方、基部２０の上部および下部と、突部２１・２２とは、鉄等の導電体である。突部２１・２２の間隔は、基端から先端に向かうにつれて狭くなっている。これにより、コネクタ４が回路基板１０から容易には取り外せないようにすることができる。
【００３６】
また、突部２１・２２の対向面には、それぞれ、負極用接続端子（配線）２３および正極用接続端子（配線）２４が設けられている。負極用接続端子２３および正極用接続端子２４の個数および位置は、蛍光集光板３の形状に依存する。
【００３７】
図４は、図１の（ｂ）におけるＢ−Ｂ線の矢視断面図であり、蛍光集光板３とコネクタ４との対応関係を示している。なお、図４では、太陽電池モジュール２は、一点鎖線で示し、その詳細な構成を省略している。
【００３８】
図４に示すように、負極用接続端子２３および正極用接続端子２４は、蛍光集光板３の接触面に対応するように設けられる。例えば、負極用接続端子２３は、Ｘ字形の蛍光集光板３に対しては２個配置され、Ｙ字形の蛍光集光板３に対しては１個配置される。なお、正極用接続端子２４も同様である。
【００３９】
さらに、図４に示すように、コネクタ４は、突部２１・２２の対向面の両側には、それぞれ、隣り合うコネクタ４どうしを接続するため、或いは外部に電力を取り出すための負極用接続端子（配線）２５および正極用接続端子（配線）２６が設けられている。隣り合うコネクタ４の負極用接続端子２５どうしを接続し、正極用接続端子２６どうしを接続すると、並列接続になる。一方、隣り合うコネクタ４どうしの一方の負極用接続端子２５と他方の正極用接続端子２６とを接続すると、直列接続になる。
【００４０】
（本実施形態の作用・効果）
図１に示すように、太陽電池モジュール２に対し、蛍光集光板３を適所に配置し、当該蛍光集光板３に対応するコネクタ４を、当該蛍光集光板３の位置に対応して取り付ける。これにより、蛍光集光板３と接する太陽電池セル１１の負極は、ワイヤ１４、負極用接続パッド１２、および負極用接続端子１５・２３を介して、コネクタ４の上側突部２１に電気的に接続される。同様に、当該太陽電池セル１１の正極は、正極用接続パッド１３、スルーホール１７、配線１８、および正極用接続端子１６・２４を介して、コネクタ４の下側突部２２に電気的に接続される。蛍光集光板３と接する太陽電池セル１１が複数個であれば、複数の太陽電池セル１１が並列接続されることになる。
【００４１】
そして、コネクタ４どうしをワイヤ等で直列接続または並列接続することにより、太陽電池モジュール２にて発電された電力を取り出すことができる。なお、太陽電池モジュール２に配置する蛍光集光板３を、別の形状の蛍光集光板３に交換した場合には、上記別の形状の蛍光集光板３に対応するコネクタ４に交換すればよく、太陽電池モジュール２を交換する必要が無い。
【００４２】
ところで、蛍光集光板３と接していない非接触領域の太陽電池セル１１も発電は可能であるが、蛍光集光板３と接している接触領域の太陽電池セル１１に比べて、光の入射量が著しく少ないので、発生する電流が著しく低い。このため、上記非接触領域の太陽電池セル１１と、上記接触領域の太陽電池セル１１とを直列接続すると、上記接触領域の太陽電池セル１１にて発生した電流が上記非接触領域の太陽電池セル１１によって制限されるという問題点が発生する。
【００４３】
これに対し、本実施形態では、上記接触領域の太陽電池セル１１が発電した電力のみが取り出されることになる。従って、上記問題点を回避することができ、その結果、蛍光集光型太陽電池装置１の性能低下を回避することができる。なお、取り出した電力は、蛍光集光板３を照明したり、蛍光集光型太陽電池装置１の周囲を照明したりするための光源に供給されてもよいし、各種の情報を無線送信するための無線通信装置に供給されてもよい。
【００４４】
さらに、太陽電池モジュール２は、太陽電池セル１１が線状に配列されているので、コネクタ４も線状に配列されることになり、隣り合うコネクタ４どうしを容易に接続することができる。
【００４５】
（変形例）
なお、蛍光集光板３の露出面には、上記蛍光の一部を反射する反射板または反射膜を出射面に設けてもよい。この場合、太陽電池セル１１に入射する蛍光の量が増加するので、太陽電池セル１１の発電量が増加する。
【００４６】
（付記事項）
また、太陽電池モジュール２は、破損防止のため、負極用接続端子１５および正極用接続端子１６以外の領域を透明な樹脂(例えば、ＥＶＡ（エチレン・酢酸ビニル共重合）樹脂など)で封止してもよい。また、太陽電池セル１１の受光面と蛍光集光板３の接触面との少なくとも一方には、光学的に両者を接合させるために、蛍光集光板３の屈折率に近い或いは大きい部材が設けられてもよい。当該部材の例としては、透明のゲル、樹脂、弾性体などが挙げられる。これにより、太陽電池セル１１および蛍光集光板３が熱等により撓んで破損することを防止できる。
【００４７】
〔実施形態２〕
本発明の別の実施形態について、図５を参照して説明する。
【００４８】
図５は、本実施形態に係る蛍光集光型太陽電池装置１ａの概略構成を示す正面図および断面図である。なお、同図では、蛍光集光板３は、一点鎖線で示し、その詳細な構成を省略している。また、同図の正面図では、太陽電池モジュール２は、一点鎖線で示し、その詳細な構成を省略している。図示の蛍光集光型太陽電池装置１ａは、図１〜図４に示す蛍光集光型太陽電池装置１に比べて、規制部材３０が追加されている点が異なり、その他の構成は同様である。
【００４９】
規制部材３０は、太陽電池セル１１上に配置した蛍光集光板３が前後左右方向に移動することを規制するものであり、蛍光集光板３に対応するように形成されている。具体的には、規制部材３０は、図５に示すように、樹脂等で形成される絶縁体であり、太陽電池モジュール２の前面、背面、および上方を覆うように形成される。規制部材３０の上面部には、蛍光集光板３が嵌合するための開口部３１が形成されており、規制部材３０の前面部には、コネクタ４の上側突部２１が嵌合するための開口部３２が形成されている。
【００５０】
ところで、図１〜図４に示す蛍光集光型太陽電池装置１の場合、太陽電池セル１１上に配置した蛍光集光板３が前後方向に移動すると、ワイヤ１４を破損したり、蛍光集光板３の接触面が太陽電池セル１１の受光面から外れて、当該太陽電池セル１１の発電量が低下したりする虞がある。また、太陽電池セル１１上に配置した蛍光集光板３が左右方向に移動すると、対応するコネクタ４も左右方向に移動させる必要がある。この問題点を回避するには、蛍光集光板３を太陽電池セル１１上に接着剤等で固定すればよいが、太陽電池セル１１から蛍光集光板３を取り外すことが困難となる。
【００５１】
これに対し、本実施形態では、図５に示すように、蛍光集光板３が規制部材３０の開口部３１に嵌合しているので、蛍光集光板３が前後左右方向に移動することを防止できる。その結果、蛍光集光板３を太陽電池セル１１上に固定する必要がなくなる。さらに、コネクタ４の上側突部２１が規制部材３０の開口部３２に嵌合しているので、蛍光集光板３に接する太陽電池セル１１とコネクタ４との位置合せが容易になる。
【００５２】
〔実施形態３〕
本発明のさらに別の実施形態について、図６〜図８を参照して説明する。
【００５３】
図６は、本実施形態に係る蛍光集光型太陽電池装置１ｂの概略構成を示す断面図である。図示の蛍光集光型太陽電池装置１ｂは、図１〜図４に示す蛍光集光型太陽電池装置１に比べて、太陽電池モジュール２に代えて太陽電池モジュール２ｂが設けられている点と、コネクタ４に代えて、蛍光集光板３に接続部材（配線部材）４０が設けられている点とが異なり、その他の構成は同様である。
【００５４】
図７は、蛍光集光型太陽電池装置１ｂにおける蛍光集光板３および接続部材４０の概略構成を示す正面図および側面図である。図示のように、接続部材４０は、蛍光集光板３の正面下部に設けられた２つの配線４１・４２を備える構成であり、上側が正極用接続配線４１であり、下側が負極用接続配線４２である。正極用接続配線４１および負極用接続配線４２は、蛍光集光板３ｂの接触面に平行に設けられている。
【００５５】
図８は、蛍光集光型太陽電池装置１ｂにおける太陽電池モジュール２ｂの概略構成を示す図であり、同図の（ａ）は断面図であり、同図の（ｂ）は平面図である。図６および図８に示す太陽電池モジュール２ｂは、図１および図２に示す太陽電池モジュール２に比べて、負極用接続端子１５ｂおよび正極用接続端子１６ｂの配置が異なる点と、これに伴う回路基板１０ｂの構成が異なる点と、回路基板１０ｂにカンチレバー６０が追加されている点が異なり、その他の構成は同様である。
【００５６】
図６に示すように、正極用接続端子１６ｂおよび負極用接続端子１５ｂは、蛍光集光板３を太陽電池セル１１上に配置した場合に、蛍光集光板３に設けられた接続部材４０の正極用接続配線４１および負極用接続配線４２とそれぞれ接触する位置に設けられる。これに伴い、回路基板１０ｂには、構造が追加されている。
【００５７】
具体的には、負極用接続端子１５ｂは、図１の（ｂ）に示す負極用接続端子１５を上方に延在したものである。また、回路基板１０ｂは、前方に延在した後、上方に突出した突出部５０を備える。突出部５０の前面および背面には、配線５１・５２がそれぞれ設けられている。配線５１は回路基板１０ｂの下面の配線１８と接続され、配線５１・５２どうしは、スルーホール５３を介して電気的に接続されている。そして、配線５２の上部に正極用接続端子１６ｂが後方へ形成されている。なお、負極用接続端子１５ｂおよび正極用接続端子１６ｂの間は、図８の（ａ）に示すように、絶縁層が形成され、或いは絶縁性の樹脂が充填されることが望ましい。
【００５８】
カンチレバー６０は、太陽電池モジュール２ｂの背面に設けられる可撓体である。カンチレバー６０は、基端部６１が回路基板１０ｂの後面に固定され、先端部６２が前方に屈曲している。
【００５９】
（本実施形態の作用・効果）
図８に示す太陽電池モジュール２ｂに対し、図７に示す接続部材４０を備えた蛍光集光板３を適所に配置することにより、蛍光集光板３は太陽電池モジュール２ｂに嵌合し、図６に示す蛍光集光型太陽電池装置１となる。このとき、蛍光集光板３は、カンチレバー６０の先端部６２により前方に押圧されるので、接続部材４０の正極用接続配線４１および負極用接続配線４２が、正極用接続端子１６ｂおよび負極用接続端子１５ｂにそれぞれ接触する。これにより、蛍光集光板３は固定される。
【００６０】
従って、蛍光集光板３と接する太陽電池セル１１の負極は、ワイヤ１４、負極用接続パッド１２、および負極用接続端子１５ｂを介して、負極用接続配線４２に電気的に接続される。同様に、当該太陽電池セル１１の正極は、正極用接続パッド１３、スルーホール１７、配線１８、配線５１、スルーホール５３、配線５２、および正極用接続端子１６ｂを介して、正極用接続配線４１に電気的に接続される。蛍光集光板３と接する太陽電池セル１１が複数個であれば、複数の太陽電池セル１１が並列接続されることになる。
【００６１】
そして、接続部材４０どうしをワイヤ等で直列接続または並列接続することにより、太陽電池モジュール２にて発電された電力を取り出すことができる。従って、本実施形態の蛍光集光型太陽電池装置１ｂは、図１〜図４に示す蛍光集光型太陽電池装置１と同様の効果を奏する。
【００６２】
さらに、本実施形態の蛍光集光型太陽電池装置１ｂは、図１〜図４に示す蛍光集光型太陽電池装置１に比べて、太陽電池モジュール２ｂに対し、接続部材４０を備えた蛍光集光板３を適所に配置すればよく、コネクタ４の取付けおよび位置合せが不要である。従って、蛍光集光型太陽電池装置１ｂの組み立てが容易である。さらに、蛍光集光板３は、カンチレバー６０により太陽電池モジュール２ｂに取り付けられているのみなので、太陽電池モジュール２ｂから容易に着脱することができる。
【００６３】
〔実施形態４〕
本発明のさらに別の実施形態について、図９を参照して説明する。本実施形態に係る蛍光集光型太陽電池装置１ｂは、図６〜図８に示す蛍光集光型太陽電池装置１ｂに比べて、接続部材４０に代えて、接続部材４０ｃが設けられている点が異なり、その他の構成は同様である。
【００６４】
図６〜図８に示す蛍光集光型太陽電池装置１ｂでは、複数の太陽電池セル１１が蛍光集光板３と接する場合、当該複数の太陽電池セル１１は、接続部材４０により並列接続されている。これに対し、本実施形態では、上記複数の太陽電池セル１１は、接続部材４０ｃにより直列接続される。
【００６５】
図９は、本実施形態に係る蛍光集光型太陽電池装置１ｂにおける蛍光集光板３および接続部材４０ｃの概略構成を示す正面図および断面図である。図示の例では、接続部材４０ｃは、蛍光集光板３に３個設けられている。
【００６６】
接続部材４０ｃは、接続用配線（配線）４３および絶縁部４４を備える構成である。接続用配線４３は、Ｌ字形であり、中央部に凹部が形成されており、該凹部に絶縁部４４が設けられている。
【００６７】
接続用配線４３の上側端部４５は、隣り合う太陽電池セル１１の一方に電気的に接続された正極用接続端子１６ｂと接触し、接続用配線４３の下側端部４６は、隣り合う太陽電池セル１１の他方に電気的に接続された負極用接続端子１５ｂと接触するように、接続部材４０ｃは蛍光集光板３に配置されている。これにより、上記一方の太陽電池セル１１の正極と、上記他方の太陽電池セル１１の負極とが電気的に接続されることになる。すなわち、上記一方の太陽電池セル１１と、上記他方の太陽電池セル１１とが直列接続されることになる。
【００６８】
なお、３つの接続部材４０ｃにおける両側の端部４７・４８は、隣り合う蛍光集光板３に設けられた接続部材４０ｃとの接続に利用される。また、図１〜図４に示す蛍光集光型太陽電池装置１のコネクタ４も、上記複数の太陽電池セル１１を直列接続する構成に容易に変更することができる。
【００６９】
〔実施形態５〕
本発明のさらに別の実施形態について、図１０を参照して説明する。
【００７０】
図１０は、本実施形態に係る蛍光集光型太陽電池装置１ｂにおける蛍光集光板３の概略構成を示す正面図である。図示のように、本実施形態に係る蛍光集光型太陽電池装置１ｂは、図６〜図８に示す蛍光集光型太陽電池装置１ｂに比べて、蛍光集光板３の露光面に複数の太陽電池セル（太陽電池）７０が新たに貼付されている点が異なり、その他の構成は同様である。
【００７１】
上記複数の太陽電池セル７０は、直並列に接続され、下端両側の太陽電池セル７０は、それぞれ、ワイヤ７１・７２を介して正極用接続配線４１および負極用接続配線４２に接続される。上記の構成によると、蛍光集光板３の露光面から出射した蛍光により、複数の太陽電池セル７０は発電する。該複数の太陽電池セル７０で発電した電力は、正極用接続配線４１および負極用接続配線４２にて容易に取り出すことができる。なお、複数の太陽電池セル７０は、透明の樹脂またはゲルを介して蛍光集光板３の露光面に接着させることにより、蛍光集光板３と光学的に接続することが望ましい。
【００７２】
〔実施形態６〕
本発明のさらに別の実施形態について、図１１〜図１３を参照して説明する。
【００７３】
図１１は、本実施形態に係る蛍光集光型太陽電池装置１ｄの概略構成を示す断面図である。図示の蛍光集光型太陽電池装置１ｄは、図６〜図８に示す蛍光集光型太陽電池装置１ｂに比べて、太陽電池モジュール２ｂに代えて太陽電池モジュール２ｄが設けられている点と、接続部材４０に代えて、摺動部材（配線部材、分離型配線部材）８０が設けられている点とが異なり、その他の構成は同様である。
【００７４】
図１２は、蛍光集光型太陽電池装置１ｄにおける摺動部材８０の概略構成を示す図であり、同図の（ａ）は平面図であり、同図の（ｂ）は断面図である。摺動部材８０は、太陽電池モジュール２ｄに対して、摺動可能に設けられたものである。
【００７５】
図１２に示すように、摺動部材８０は、蛍光集光板３が嵌合可能な絶縁性の枠部８１と、該枠部８１の上面の前部に設けられた正極用接続配線８２と、該枠部８１の下面の前部に設けられた負極用接続配線８３とを備える構成である。正極用接続配線８２および負極用接続配線８３は、枠部８１の上面および下面に平行に設けられている。さらに枠部８１の上面後部には、摺動溝８４が形成されている。
【００７６】
図１３は、蛍光集光型太陽電池装置１ｄにおける太陽電池モジュール２ｄの概略構成を示す図であり、同図の（ａ）は断面図であり、同図の（ｂ）は平面図である。図１１および図１３に示す太陽電池モジュール２ｄは、図６および図８に示す太陽電池モジュール２ｂに比べて、回路基板１０ｂに代えて回路基板１０ｄが設けられている点と、負極用接続端子１５ｄが導電性のバネ９０を介して設けられている点と、回路基板１０ｄの背面に固定部材９１が追加されている点が異なり、その他の構成は同様である。
【００７７】
図１３に示すように、回路基板１０ｄは、突出部５０の上部からさらに後方に延在しており、これにより、断面がコの字形となっている。固定部材９１は、回路基板１０ｄと略対称な形状に形成された基部９２と、該基部９２の内側下面に設けられたバネ９３と、該バネ９３上に設けられた押圧板９４と、該基部９２の内側上面に設けられた凸部９５と、を備える構成である。回路基板１０ｄと固定部材９１の基部９２とによって、摺動部材８０が太陽電池モジュール２ｄ内を摺動する空間が形成される。
【００７８】
なお、固定部材９１は、絶縁性の材料によって形成されることが望ましい。また、バネ９０・９３は、ゴムなどの弾性体であってもよい。
【００７９】
（本実施形態の作用・効果）
図１２に示す摺動部材８０に蛍光集光板３を取り付けたユニットを、図１３に示す太陽電池モジュール２ｄの側面部から内部に挿入する。次に、上記ユニットを下方に押圧しつつ、太陽電池セル１１の配列方向に摺動させ、適所に配置する。これにより、図１１に示す蛍光集光型太陽電池装置１ｄとなる。従って、複数の蛍光集光板３を太陽電池モジュール２ｄ上に容易に配列することができる。
【００８０】
また、このとき、摺動部材８０の摺動溝８４に太陽電池モジュール２ｄの凸部９５が嵌合するので、上記摺動を適切な位置で容易に行うことができる。また、摺動部材８０は、バネ９０・９３により上方へ押圧されるので、摺動部材８０の正極用接続配線８２および負極用接続配線８３が、負極用接続端子１５ｄおよび正極用接続端子１６ｄにそれぞれ接触する。これにより、摺動部材８０が固定され、摺動部材８０の枠部８１に嵌合している蛍光集光板３が固定される。
【００８１】
従って、蛍光集光板３と接する太陽電池セル１１の負極は、ワイヤ１４、負極用接続パッド１２、バネ９０、および負極用接続端子１５ｄを介して、負極用接続配線８３に電気的に接続される。同様に、当該太陽電池セル１１の正極は、正極用接続パッド１３、スルーホール１７、配線１８、配線５１、スルーホール５３、配線５２、および正極用接続端子１６ｄを介して、正極用接続配線８２に電気的に接続される。従って、摺動部材８０と、蛍光集光板３に接する太陽電池セル１１との位置合せが容易となる。なお、蛍光集光板３と接する太陽電池セル１１が複数個であれば、複数の太陽電池セル１１が並列接続されることになる。
【００８２】
そして、摺動部材８０どうしをワイヤ等で直列接続または並列接続することにより、太陽電池モジュール２ｄにて発電された電力を取り出すことができる。従って、本実施形態の蛍光集光型太陽電池装置１ｄは、図６〜図８に示す蛍光集光型太陽電池装置１ｂと同様の効果を奏する。
【００８３】
また、図６〜図８に示す蛍光集光型太陽電池装置１ｂに比べて、以下の効果を奏することができる。すなわち、蛍光集光板３に力が加わった場合に、該蛍光集光板３に設けられた接続部材４０の配線４１・４２と太陽電池モジュール２ｂの接続端子１５ｂ・１６ｂとの接続が歪んだり破損したりすることを防止できる。
【００８４】
また、蛍光集光板３の形状によっては、該蛍光集光板３に接続部材４０を設けることが困難であったり、接続部材４０の配置に制約を受けたりすることがあり得る。これに対し、本実施形態では、蛍光集光板３とは別の摺動部材８０に配線８２・８３を設けているので、上記のような問題点が発生せず、その結果、配線８２・８３の自由度を向上できる。なお、これらの効果と同様の効果を、図１〜図４に示す蛍光集光型太陽電池装置１においても奏する。
【００８５】
（付記事項）
なお、本実施形態では、正極用接続配線８２を摺動部材８０の上面の前部に設けているが、摺動部材８０の下面の後部に設けてもよい。この場合、固定部材９１におけるバネ９３および押圧板９４を導電性部材に変更し、バネ９３と正極用接続パッド１３とを電気的に接続すればよい。これにより、押圧板９４が正極用接続端子１６ｄとなる。また、配線５１・５２およびスルーホール１７・５３を省略することができる。
【００８６】
〔実施形態７〕
本発明の他の実施形態について、図１４を参照して説明する。
【００８７】
図１４は、本実施形態に係る蛍光集光型太陽電池装置１ｅの概略構成を示す断面図である。図示の蛍光集光型太陽電池装置１ｅは、図１１〜図１３に示す蛍光集光型太陽電池装置１ｄに比べて、太陽電池モジュール２ｄに代えて、太陽電池モジュール２ｅが設けられている点が異なり、その他の構成は同様である。
【００８８】
図１４に示す太陽電池モジュール２ｅは、図１３に示す太陽電池モジュール２ｄに比べて、バネを上方に移動させている点が異なる。具体的には、負極用接続端子１５ｅは、図８の（ａ）に示す負極用接続端子１５ｂと同様に配置され、正極用接続端子１６ｅがバネ９０を介して設けられている。また、固定部材９１では、凸部９５が省略されると共に、バネ９３および押圧板９４が基部９２の内側上面に設けられている。
【００８９】
本実施形態によると、摺動部材８０に蛍光集光板３を取り付けたユニットを上方に引っ張りつつ、太陽電池セル１１の配列方向に摺動させることになる。従って、摺動中に上記ユニットが太陽電池セル１１と接触し難くなるので、スムーズに摺動することができる。
【００９０】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る太陽電池装置は、蛍光集光板（３）を用いた太陽電池装置（蛍光集光型太陽電池装置１）であって、細長の回路基板（１０）に複数の太陽電池（太陽電池セル１１）が配置された太陽電池モジュール（２）を備えており、前記複数の太陽電池の受光面には、複数の前記蛍光集光板が配置されている。
【００９１】
上記構成によれば、太陽電池に蛍光集光板が配置され、該蛍光集光板の表面および裏面の少なくとも一方から光が入射すると、入射した光により蛍光を発し、該蛍光が上記蛍光集光板の周縁に導光される。上記蛍光集光板の周縁の一部からは上記蛍光が出射して上記太陽電池の上面に入射する。これにより、該太陽電池は発電する。上記構成の場合、太陽電池の配置および配線は蛍光集光板の形状に依存しない。従って、形状が異なる複数の蛍光集光板を用いても、太陽電池のための配線は複雑とならない。
【００９２】
なお、上記蛍光集光板の周端面のうち、上記受光面と接する面を除く他の周端面からは、蛍光が外部に出射されてもよいし、該他の周端面に設けられた反射部材により反射されて、上記蛍光集光板内を再び導光してもよい。前者の場合、蛍光集光板の視覚効果が向上する。また、後者の場合、太陽電池に入射する蛍光の量が増加するので、太陽電池の発電量が増加する。
【００９３】
ところで、上記構成の太陽電池モジュールの場合、蛍光集光板が接する接触領域と、蛍光集光板が接していない非接触領域と、が存在することになる。上記非接触領域の太陽電池は、上記接触領域の太陽電池に比べて、光の入射量が著しく少ないので、発生する電流が著しく低い。このため、上記非接触領域の太陽電池と、上記接触領域の太陽電池とを直列接続すると、上記接触領域の太陽電池にて発生した電流を上記非接触領域の太陽電池が制限するという問題点が発生する。
【００９４】
そこで、本発明の態様２に係る太陽電池装置は、上記態様１において、前記受光面と接する前記複数の蛍光集光板の各形状に合わせた配線を有する配線部材（コネクタ４、接続部材４０、摺動部材８０）をさらに備えており、前記太陽電池モジュールは、前記配線部材の配線と接続する接続部（負極用接続端子１５、正極用接続端子１６）をさらに備えることが好ましい。この場合、上記太陽電池モジュールの接続部に上記配線部材の配線が接続されることにより、上記接触領域の太陽電池のみを接続することができるので、上記問題点を回避することができる。
【００９５】
本発明の態様３に係る太陽電池装置は、上記態様２において、前記太陽電池モジュールの接続部は、前記太陽電池ごとに、該太陽電池とそれぞれ電気的に接続した接続端子を備えており、前記配線部材の配線は、該当する蛍光集光板が接する複数の太陽電池について、直列接続および並列接続の少なくとも一方を行うように、前記接続端子と接続するようになっていてもよい。この場合、上記接触領域の太陽電池のみを直並列接続して、電力を取り出すことができる。
【００９６】
本発明の態様４に係る太陽電池装置は、上記態様２または３において、前記配線部材は、前記蛍光集光板に設けられていてもよい。この場合、前記配線部材を備えた新たな部材を設ける必要がなく、また、当該新たな部材を、該当する蛍光集光板が接する複数の太陽電池と電気的に接続するように位置合せを行う必要がない。
【００９７】
本発明の態様５に係る太陽電池装置は、上記態様４において、前記蛍光集光板は、周端面のうち、前記太陽電池の受光面と接する面を除く他の周端面に受光面が接する追加の太陽電池（太陽電池セル７０）が設けられており、該追加の太陽電池は、前記蛍光集光板に設けられた配線部材の配線に接続されていてもよい。この場合、上記追加の太陽電池と上記配線とは、上記蛍光集光板に設けられているので、接続が容易である。従って、上記追加の太陽電池からの電力を容易に取り出すことができる。
【００９８】
本発明の態様６に係る太陽電池装置は、上記態様２または３において、前記配線部材は、前記太陽電池モジュールおよび前記蛍光集光板から分離可能な分離型配線部材（コネクタ４、摺動部材８０）として構成されていてもよい。この場合、配線部材が蛍光集光板に設けられている構成と比較した効果が生まれる。すなわち、上記蛍光集光板に力が加わった場合に、該蛍光集光板に設けられた配線部材の配線と上記太陽電池モジュールの接続部との接続が歪んだり破損したりすることを防止できる。また、蛍光集光板の形状によっては、該蛍光集光板に配線部材を設けることが困難であったり、配置に制約を受けたりすることがあり得る。これに対し、本態様では、配線部材を蛍光集光板とは別の部材に設けているので、上記のような問題点が発生せず、その結果、配線の自由度を向上できる。
【００９９】
本発明の態様７に係る太陽電池装置は、上記態様６において、前記蛍光集光板および前記分離型配線部材の移動を規制する規制部材をさらに備えていてもよい。
【０１００】
また、本発明の態様８に係る太陽電池装置は、上記態様６において、前記分離型配線部材は、前記蛍光集光板の移動を規制するものであってもよい。
【０１０１】
この場合、蛍光集光板と、上記分離型配線部材を介して当該蛍光集光板と接する太陽電池との位置関係が、規制部材によって決められるので、蛍光集光板と分離型配線部材と太陽電池との位置合せが容易になる。
【０１０２】
本発明の態様９に係る太陽電池装置は、上記態様８において、前記分離型配線部材は、前記太陽電池モジュールに対して摺動可能に設けられていてもよい。この場合、上記分離型配線部材と上記蛍光集光板とを組み合わせたユニットを上記太陽電池モジュール上で摺動することにより、複数の上記蛍光集光板を容易に配列することができる。
【０１０３】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明は、太陽電池の配置および配線は蛍光集光板の形状に依存しないことにより、形状が異なる複数の蛍光集光板を用いても、太陽電池のための配線は複雑とならないことから、種々の形状の蛍光集光板を用いた任意の蛍光集光型太陽電池装置に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１  蛍光集光型太陽電池装置（太陽電池装置）
２  太陽電池モジュール
３  蛍光集光板
４  コネクタ（配線部材、分離型配線部材）
１０  回路基板
１１  太陽電池セル（太陽電池）
１５  負極用接続端子（接続部）
１６  正極用接続端子（接続部）
２０  基部
２１・２２  突部
２３・２５  負極用接続端子（配線）
２４・２６  正極用接続端子（配線）
３０  規制部材
３１  開口部
３２  開口部
４０  接続部材（配線部材）
４１  正極用接続配線（配線）
４２  負極用接続配線（配線）
４３  接続用配線（配線）
４４  絶縁部
６０  カンチレバー
７０  太陽電池セル（太陽電池）
７１・７２  ワイヤ
８０  摺動部材（配線部材、分離型配線部材）
８１  枠部
８２  正極用接続配線
８３  負極用接続配線
８４  摺動溝
９０・９３  バネ
９１  固定部材
９２  基部
９４  押圧板
９５  凸部
【図１】
2016207946.tif 000003
【図２】
2016207946.tif 000004
【図３】
2016207946.tif 000005
【図４】
2016207946.tif 000006
【図５】
2016207946.tif 000007
【図６】
2016207946.tif 000008
【図７】
2016207946.tif 000009
【図８】
2016207946.tif 000010
【図９】
2016207946.tif 000011
【図１０】
2016207946.tif 000012
【図１１】
2016207946.tif 000013
【図１２】
2016207946.tif 000014
【図１３】
2016207946.tif 000015
【図１４】
2016207946.tif 000016
【図１５】
2016207946.tif 000017