(57)【要約】  本発明に係る太陽電池パネルは、少なくとも１つのガラス板及び太陽電池セルを有する太陽電池モジュール（１０）と、少なくとも１つのガラス板を有するガラス体（３）と、前記太陽電池モジュール（１０）とガラス体（３）との間に配置され、両者の間に空隙層（５）を形成するスペーサ（４）と、を備え、前記太陽電池モジュール（１０）の可視光透過率が、０．５〜５０％であり、熱貫流率が１．５〜２．９Ｗ／ｍ2Ｋであり、前記太陽電池モジュール（１０）側から測定した日射熱取得率が０．１〜０．５である。
2019176861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのガラス板、及び太陽電池セルを有する太陽電池モジュールと、  少なくとも１つのガラス板を有するガラス体と、  前記太陽電池モジュールとガラス体との間に配置され、両者の間に空隙層を形成するスペーサと、を備え、  前記太陽電池モジュールの可視光透過率が、０．５〜５０％であり、  熱貫流率が１．５〜２．９Ｗ／ｍ2Ｋであり、  前記太陽電池モジュール側から入射光を入射させて測定した日射熱取得率が０．１〜０．５である、太陽電池パネル。
【請求項２】
可視光透過率が０．５〜５０％である、請求項１に記載の太陽電池パネル。
【請求項３】
前記太陽電池モジュール側から入射光を入射させて測定した可視光反射率が３〜１０％であり、  前記ガラス体側から入射光を入射させて測定した可視光反射率が５〜１２％である、請求項１または２に記載の太陽電池パネル。
【請求項４】
前記太陽電池モジュールは、前記空隙層側の面に形成された、第１Ｌｏｗ−Ｅ膜を備えている、請求項１から３のいずれかに記載の太陽電池パネル。
【請求項５】
前記第１Ｌｏｗ−Ｅ膜は、透明導電性酸化物層を含有する、請求項４に記載の太陽電池パネル。
【請求項６】
前記第１Ｌｏｗ−Ｅ膜は、銀を主成分とする銀層を含有する、請求項４に記載の太陽電池パネル。
【請求項７】
前記第１Ｌｏｗ−Ｅ膜は、銀を主成分とする銀層が２層積層されている、請求項４に記載の太陽電池パネル。
【請求項８】
前記ガラス体は、前記空隙層側の面に形成された、第２Ｌｏｗ−Ｅ膜を備えている、請求項１から７のいずれかに記載の太陽電池パネル。
【請求項９】
前記第２Ｌｏｗ−Ｅ膜は、透明導電性酸化物層を含有する、請求項８に記載の太陽電池パネル。
【請求項１０】
前記第２Ｌｏｗ−Ｅ膜は、銀を主成分とする銀層を含有する、請求項８に記載の太陽電池パネル。
【請求項１１】
前記第２Ｌｏｗ−Ｅ膜は、銀を主成分とする銀層が２層積層されている、請求項８に記載の太陽電池パネル。
【請求項１２】
前記太陽電池モジュールは、  第１ガラス板と、  第２ガラス板と、  前記第１ガラス板及び第２ガラス板の間に配置される中間膜と、  前記中間膜と接するように配置される前記太陽電池セルと、を備えている、請求項１から１１のいずれかに記載の太陽電池パネル。
【請求項１３】
前記太陽電池モジュールは、一枚の前記ガラス板と、当該ガラス板に支持される前記太陽電池セルと、を備え、  前記太陽電池セルが、前記空隙層側を向くように配置される、請求項１から１１のいずれかに記載の太陽電池パネル。
【請求項１４】
前記ガラス体は、一枚の前記ガラス板により構成されている、請求項１から１３のいずれかに記載の太陽電池パネル。
【請求項１５】
前記ガラス体は、合わせガラスにより構成されており、  前記合わせガラスは、  第１ガラス板と、  第２ガラス板と、  前記第１ガラス板及び第２ガラス板の間に配置される中間膜と、を備えている、請求項１から１３のいずれかに記載の太陽電池パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、太陽電池パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】  近年、ビルなどの建築物には、太陽電池パネルが窓ガラスとして採用されることが多くなってきている（例えば、特許文献１）。これにより、窓ガラスでの発電を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−９２２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  ところで、ビルなどの建築物では、年中に亘って冷房または暖房の空調が稼働しているが、近年のエコ政策を考慮して、これらの空調のエネルギ負荷の低減が求められている。そして、そのようなエネルギ負荷の低減のために、窓ガラスの改良が要望されている。このような要望は、窓ガラスとして用いられる太陽電池パネルにも求められている。本発明は、この問題を解決するためになされたものであり、エネルギ負荷の低減が可能な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】
【０００５】項１．少なくとも１つのガラス板、及び太陽電池セルを有する太陽電池モジュールと、  少なくとも１つのガラス板を有するガラス体と、  前記太陽電池モジュールとガラス体との間に配置され、両者の間に空隙層を形成するスペーサと、を備え、  前記太陽電池モジュールの可視光透過率が、０．５〜５０％であり、  熱貫流率が１．５〜２．９Ｗ／ｍ2Ｋであり、  前記太陽電池モジュール側から入射光を入射させて測定した日射熱取得率が０．１〜０．５である、太陽電池パネル。【０００６】項２．可視光透過率が０．５〜５０％である、請求項１に記載の太陽電池パネル。【０００７】項３．前記太陽電池モジュール側から入射光を入射させて測定した可視光反射率が３〜１０％であり、  前記ガラス体側から入射光を入射させて測定した可視光反射率が５〜１２％である、項１または２に記載の太陽電池パネル。【０００８】項４．前記太陽電池モジュールは、前記空隙層側の面に形成された、第１Ｌｏｗ−Ｅ膜を備えている、項１から３のいずれかに記載の太陽電池パネル。【０００９】項５．前記第１Ｌｏｗ−Ｅ膜は、透明導電性酸化物層を含有する、項４に記載の太陽電池パネル。【００１０】項６．前記第１Ｌｏｗ−Ｅ膜は、銀を主成分とする銀層を含有する、項４に記載の太陽電池パネル。【００１１】項７．前記第１Ｌｏｗ−Ｅ膜は、銀を主成分とする銀層が２層積層されている、項４に記載の太陽電池パネル。【００１２】項８．前記ガラス体は、前記空隙層側の面に形成された、第２Ｌｏｗ−Ｅ膜を備えている、項１から７のいずれかに記載の太陽電池パネル。【００１３】項９．前記第２Ｌｏｗ−Ｅ膜は、透明導電性酸化物層を含有する、項８に記載の太陽電池パネル。【００１４】項１０．前記第２Ｌｏｗ−Ｅ膜は、銀を主成分とする銀層を含有する、項８に記載の太陽電池パネル。【００１５】項１１．前記第２Ｌｏｗ−Ｅ膜は、銀を主成分とする銀層が２層積層されている、項８に記載の太陽電池パネル。【００１６】項１２．前記太陽電池モジュールは、  第１ガラス板と、  第２ガラス板と、  前記第１ガラス板及び第２ガラス板の間に配置される中間膜と、  前記中間膜と接するように配置される前記太陽電池セルと、を備えている、項１から１１のいずれかに記載の太陽電池パネル。【００１７】項１３．前記太陽電池モジュールは、一枚の前記ガラス板と、当該ガラス板に支持される前記太陽電池セルと、を備え、  前記太陽電池セルが、前記空隙層側を向くように配置される、項１から１１のいずれかに記載の太陽電池パネル。【００１８】項１４．前記ガラス体は、一枚の前記ガラス板により構成されている、項１から１３のいずれかに記載の太陽電池パネル。【００１９】項１５．前記ガラス体は、合わせガラスにより構成されており、  前記合わせガラスは、  第１ガラス板と、  第２ガラス板と、  前記第１ガラス板及び第２ガラス板の間に配置される中間膜と、を備えている、項１から１３のいずれかに記載の太陽電池パネル。
【発明の効果】
【００２０】  本発明に係る太陽電池パネルによれば、エネルギ負荷の低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る太陽電池パネルの一例を示す断面図である。
【図２】第１太陽電池モジュールの一例を示す断面図である。
【図３】第２太陽電池モジュールの一例を示す断面図である。
【図４】太陽電池パネルに用いる合わせガラスの一例を示す断面図である。
【図５】比較例に用いた減圧断熱複層ガラスの一例を示す断面図である。
【図６】本発明の実施例及び比較例のエネルギ負荷の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】  ＜１．太陽電池パネルの概要＞  以下、本発明に係る太陽電池パネルの一実施形態について、説明する。図１に示すように、本実施形態に係る太陽電池パネルは、ほぼ同じ矩形の外形を有する太陽電池モジュール１０と、ガラス体３とを有しており、これらは、その周縁部に配置されたスペーサ４によって互いに連結されている。このスペーサ４により、太陽電池モジュールとガラス体２との間には第１空隙層５が形成される。また、図示を省略するが、スペーサ４よりも外側に配置されたシール材により、第１空隙層５は密閉されている。以下、各部材について説明する。
【００２３】  ＜２．太陽電池モジュール＞  太陽電池モジュールは、種々の構成を取ることができるが、ここでは、２つの太陽電池モジュール、つまり第１太陽電池モジュール１及び第２太陽電池モジュール２について説明する。
【００２４】  ＜２−１．第１太陽電池モジュール＞  図２に示すように、第１太陽電池モジュール１は、第１ガラス板１１、第２ガラス板１２、これらの間に配置される複数層からなる透明の中間膜１３、及び中間膜１３の層の間に配置される太陽電池セル１４、を備えている。また、第２ガラス板１２において、第１空隙層５側を向く面には、必要に応じて、Ｌｏｗ−Ｅ膜を積層することができる。以下、各部材について説明する。
【００２５】  ＜２−１−１．ガラス板＞  第１ガラス板１１及び第２ガラス板１２は、特には限定されず、公知のガラス板を用いることができる。例えば、熱線吸収ガラス、クリアガラス、高透過率ガラス、グリーンガラス、ＵＶグリーンガラス、ソーダライムガラスなど種々のガラス板を用いることができるが、太陽電池セルの発電のために光を入射させる側に相対するガラス板は、クリアガラスや高透過率ガラスであることが好ましい。それら好ましいガラスを用いることで、太陽電池セルにおける発電量が増大するからである。ガラス板の厚みは、特には限定されないが、例えば、２〜１５ｍｍであることが好ましく、２．５〜８ｍｍであることがさらに好ましい。
【００２６】  ＜２−１−２．太陽電池セル＞  太陽電池セル１４は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する。太陽電池セル１４は、特には限定されないが、例えば、シリコン系(結晶系、薄膜系)、化合物系(ＣＩＧＳ、ＧａＡＳ、ＣｄＴｅなど)、有機系(色素増感、有機薄膜、ペロブスカイトなど)などを採用することができる。そのうち、第１太陽電池モジュール１においては、シリコン系、特に結晶系の太陽電池セルを用いるのが好ましい。それはウェハ形状で単独で取り扱うことができ、太陽電池モジュールでの配置や電気的な接続の自由度が高いからである。また、太陽電池セル１４は、複数設けられ、導線１８によって直列や並列に接続される。なお、各太陽電池セルの形状は特には限定されず、矩形状、円形状など種々の形状に形成することができる。
【００２７】  ＜２−１−３．中間膜＞  中間膜１３は透明の樹脂で形成された複数の層を有しており、いずれか２つの層の間に、上述した太陽電池セルが封止される。各層を構成する材料は、特には限定されないが、例えば、ポリビニルブチラール樹脂（ＰＶＢ）、エチレンビニルアセテート樹脂（ＥＶＡ）、オレフィン系樹脂、アイオノマー樹脂、シリコーン樹脂などで形成することができる。
【００２８】  また、中間膜１３の総厚は、特に規定されないが、０．３〜６．０ｍｍであることが好ましく、０．５〜４．０ｍｍであることがさらに好ましく、０．６〜２．０ｍｍであることが特に好ましい。各層の厚みは、０．１〜２．０ｍｍであることが好ましく、０．１〜０．６ｍｍであることがさらに好ましく、０．１〜１．０ｍｍであることが特に好ましい。その他、中間膜１３の総厚を一定とし、２以上の層からなる中間膜１３を用いてもよい。
【００２９】  ＜２−１−４．Ｌｏｗ−Ｅ膜＞  Ｌｏｗ−Ｅ膜（低放射膜）の構成は特に限定されず、公知のＬｏｗ−Ｅ膜を適用できる。
【００３０】  Ｌｏｗ−Ｅ膜は、例えば、Ａｇ層のような金属層を含む膜である。この膜は、例えば、ガラス板の主平面側から順に、誘電体層／金属層／犠牲層／誘電体層が積層された構造を有する。換言すれば、このＬｏｗ−Ｅ膜は、金属層と、金属層における上記主平面側とは反対側の面に当該金属層と接して配置された犠牲層と、金属層および犠牲層を挟持する誘電体層のペアとを含む第１積層構造を有する。また、このＬｏｗ−Ｅ膜は２以上の金属層を含んでいてもよく、これにより太陽電池モジュールのＵ値（熱貫流率）をより小さくする設計が可能となる。この場合、Ｌｏｗ−Ｅ膜は、例えば、ガラス板の主平面側から順に、誘電体層／金属層／犠牲層／誘電体層／金属層／犠牲層／誘電体層が積層された構造を有しうる。すなわち、Ｌｏｗ−Ｅ膜は２以上の金属の第１積層構造を有していてもよく、この場合、犠牲層と金属層との間に挟まれた誘電体層を２つの第１積層構造で共有することができる。
【００３１】  誘電体層、金属層および犠牲層の各層は、１つの材料から構成される１つの層であっても、互いに異なる材料から構成される２以上の層の積層体であってもよい。
【００３２】  第１積層構造において金属層および犠牲層を挟持する一対の誘電体層は、同じ材料から構成されていても、互いに異なる材料から構成されていてもよい。
【００３３】  金属層を含むＬｏｗ−Ｅ膜は、当該金属層の数をｎとすると当該金属層を挟持する誘電体層の数がｎ＋１以上となるため、通常、２ｎ＋１またはそれ以上の数の層から構成されている。
【００３４】  金属層は、例えば、Ａｇ層である。Ａｇ層は、Ａｇを主成分とする層であってＡｇからなる層であってもよい。本明細書において「主成分」とは、当該層において最も含有率が大きな成分のことであり、その含有率は、通常５０重量％以上であり、７０重量％以上、８０重量％以上、９０重量％以上の順により好ましい。金属層には、Ａｇの代わりに、パラジウム、金、インジウム、亜鉛、スズ、アルミニウムおよび銅などの金属をＡｇにドープした材料を使用してもよい。
【００３５】  Ｌｏｗ−Ｅ膜が金属層を含む場合、Ｌｏｗ−Ｅ膜における金属層の厚さの合計は、例えば１８〜３４ｎｍであり、好ましくは２２〜２９ｎｍである。
【００３６】  犠牲層は、例えば、チタン、亜鉛、ニッケル、クロム、亜鉛／アルミニウム合金、ニオブ、ステンレス、これらの合金およびこれらの酸化物から選ばれる少なくとも１種を主成分とする層であり、チタン、チタン酸化物、亜鉛および亜鉛酸化物から選ばれる少なくとも１種を主成分とする層が好ましい。犠牲層の厚さは、例えば０．１〜５ｎｍであり、好ましくは０．５〜３ｎｍである。
【００３７】  誘電体層は、例えば、酸化物または窒化物を主成分とする層であり、このような誘電体層のより具体的な例は、ケイ素、アルミニウム、亜鉛、錫、チタン、インジウムおよびニオブの各酸化物ならびに各窒化物から選ばれる少なくとも１種を主成分とする層である。誘電体層の厚さは、例えば８〜１２０ｎｍであり、好ましくは１５〜８５ｎｍである。
【００３８】  金属層、犠牲層および誘電体層の形成方法は限定されず、公知の薄膜形成手法を利用できる。例えば、スパッタリング法によりこれらの層を形成できる。すなわち、金属層を含むＬｏｗ−Ｅ膜は、例えば、スパッタリング法により形成できる。酸化物または窒化物から構成される誘電体層は、例えば、スパッタリング法の一種である反応性スパッタリングにより形成できる。犠牲層は、金属層上に誘電体層を反応性スパッタリングにより形成するために必要な層（反応性スパッタリング時に自らが酸化することによって金属層の酸化を防ぐ層）であり、犠牲層との名称は当業者によく知られている。
【００３９】  Ｌｏｗ−Ｅ膜の別の一例は、透明導電性酸化物層を含む積層膜である。この膜は、例えば、ガラス板の主平面側から順に、下地層／透明導電性酸化物層が積層された第２積層構造を有する。換言すれば、このＬｏｗ−Ｅ膜は、透明導電性酸化物層と、透明導電性酸化物層を挟持する下地層とを含む第２積層構造を有する。このＬｏｗ−Ｅ膜は、２以上の透明導電性酸化物層を含んでいてもよい。
【００４０】  下地層、透明導電性酸化物層の各層は、１つの材料から構成される１つの層であっても、互いに異なる材料から構成される２以上の層の積層体であってもよい。
【００４１】  下地層は、例えば、ケイ素、アルミニウム、亜鉛およびスズの各酸化物から選ばれる少なくとも１種を主成分とする層であり、ケイ素、アルミニウムおよび亜鉛の各酸化物から選ばれる少なくとも１種を主成分とする層でありうる。下地層は、ガラス板に含まれるナトリウムイオンなどのアルカリ金属イオンが透明導電性酸化物層に移動することを抑制し、これにより当該酸化物層の機能の低下が抑制される。下地層の厚さは、例えば２５〜９０ｎｍであり、好ましくは３５〜７０ｎｍである。下地層は、屈折率が互いに異なる２以上の層から構成されていてもよく、この場合、各層の厚さを調整することにより、Ｌｏｗ−Ｅ膜の反射色を中性色に近づけることが可能である。２以上の層、例えば２つの層、から構成される下地層では、ガラス板の主平面側から順に、酸化スズまたは酸化チタンを主成分とする第１の下地層、および酸化ケイ素または酸化アルミニウムを主成分とする第２の下地層とすることが好ましい。
【００４２】  透明導電性酸化物層は、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛アルミニウム、アンチモンドープ酸化スズ（ＳｎＯ：Ｓｂ）およびフッ素ドープ酸化スズ（ＳｎＯ2：Ｆ）から選ばれる少なくとも１種を主成分とする層である。透明導電性酸化物層の厚さは、例えば１００〜３５０ｎｍであり、好ましくは１２０〜２６０ｎｍである。
【００４３】  第２積層構造の具体的な一例では、透明導電性酸化物層が厚さ１２０ｎｍ以上のフッ素ドープ酸化スズ層を含む。この例において、第２のＬｏｗ−Ｅ膜の放射率εは、例えば０．３４以下である。
【００４４】  下地層、透明導電性酸化物層の形成方法は限定されず、公知の薄膜形成手法を利用できる。例えば、ＣＶＤ法によりこれらの層を形成できる。すなわち、透明導電性酸化物層を含むＬｏｗ−Ｅ膜は、例えば、ＣＶＤ法により形成できる。ＣＶＤ法による薄膜の形成は、ガラス板の製造工程、より具体的な例としてフロート法によるガラス板の製造工程において「オンライン」にて実施可能である。
【００４５】  ＜２−１−５．可視光透過率及び可視光反射率＞  太陽電池モジュール１の可視光透過率は、０．５〜５０％とすることができ、０．３〜３０％であることが好ましく、１〜１０％であることがさらに好ましい。この可視光透過率は、太陽電池モジュール１の開口率と関連がある。太陽電池セル１４は可視光の光吸収が大きく、黒などの濃色を呈するため、太陽電池モジュール１において、太陽電池セル１４が配置されている箇所を可視光は透過しない。したがって、太陽電池セル１４が配置されていない領域を可視光が通過し、室内に入射する。ここで、太陽電池モジュール１の第１ガラス板１１の主面の面積に占める、太陽電池セル１４が配置されていない領域の面積が開口率となり、太陽電池モジュール全体での可視光透過率に影響を与える。
【００４６】  また、一般に可視光透過率は、後述する日射熱取得率とのある程度の相関があり、可視光透過率が低いと、日射熱取得率も低い傾向があることが知られている。しかし、本発明の太陽電池パネルにおいてはガラス体の可視光透過率よりはむしろ太陽電池モジュールの可視光透過率が低い場合に冷暖房のエネルギー負荷を低減できるという効果を奏する。また、太陽電池モジュール１の室外側からの可視光の反射率は、３〜１０％であることが好ましい。一方、太陽電池モジュール１の室内側からの可視光の反射率は、５〜２０％であることが好ましい。可視光透過率及び可視光反射率の測定方法は、ＪＩＳ  Ｒ３１０６：１９９８に基づくことができる。
【００４７】  ＜２−１−６．日射透過率及び日射反射率＞  太陽電池モジュール１の日射透過率は、０．５〜５０％とすることができ、０．５〜３０％であることが好ましく、１〜１０％であることがさらに好ましい。また、太陽電池モジュール１の室外側からの日射の反射率は、５〜２０％であることが好ましい。一方、太陽電池モジュール１の室内側からの日射の反射率は、５〜４０％であることが好ましい。日射透過率および日射反射率の測定方法もまたＪＩＳ  Ｒ３１０６：１９９８に基づくことができる。
【００４８】  ＜２−２．第２太陽電池モジュール＞  図３に示すように、第２太陽電池モジュール２は、ガラス板２１及びこのガラス板上に配置される太陽電池セル２４、を備えている。以下、各部材について説明する。
【００４９】  ＜２−２−１．ガラス板＞  ガラス板２１は、上述したガラス板と同じものを用いることができるが、その中でもクリアガラスや高透過率ガラスであることが好ましい。それら好ましいガラスを用いることで、太陽電池セルにおける発電量が増大するからである。
【００５０】  ＜２−２−２．太陽電池セル＞  図３に示すように、太陽電池セル２４は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する。太陽電池セル２４は、特には限定されないが、例えば、シリコン系(結晶系、薄膜系)、化合物系(ＣＩＧＳ、ＧａＡＳ、ＣｄＴｅなど)、有機系(色素増感、有機薄膜、ペロブスカイトなど)などを採用することができる。そのうち、第２太陽電池モジュールにおいては、薄膜系、たとえばアモルファスシリコン系、微結晶シリコン系、アモルファスシリコンゲルマニウム系、微結晶シリコンゲルマニウム系、化合物系の太陽電池セルを用いるのが好ましい。
【００５１】  これら薄膜系の太陽電池セル２４は、ｐ型半導体層・必要に応じて真性半導体層（ｉ層）・ｎ型半導体層からなる光電変換層２４４を、光入射側となる透明電極層２４３と、背面電極層２４５との間に積層してなる構造を有することができる。例えば、アモルファスシリコン系太陽電池セル２４は、ガラス板２１の上に下地層２４１，２４２を形成し、その上に透明導電酸化物層２４３を形成する。さらにその上に、プラズマＣＶＤ法により上述した光電変換層２４４、つまり、ｐ層・ｉ層・ｎ層を形成し、さらに背面電極層２４５としてＡｌ，Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕ，ＰｔおよびＣｒから選ばれる少なくとも１種の金属層をスパッタリング法や蒸着法で形成することにより形成することができる。そして、形成された太陽電池セル２４の一部をレーザーなどで除去し、この除去部分２９からガラス板を露出させる。太陽電池セルは、導線（図示省略）によって直列や並列に接続される。なお、各太陽電池セル２４の形状は特には限定されず、矩形状、短冊状など種々の形状に形成することができる。また、下地層２４１，２４２は、上述したＬｏｗ−Ｅ膜の下地層と同じものとすることができる。
【００５２】  ＜２−２−３．光学特性＞  可視光透過率、可視光反射率、日射透過率、及び日射反射率は、第１太陽電池モジュール１と同じである。
【００５３】  ＜３．ガラス体＞  ガラス体３は、一枚のガラス板、合わせガラス、または複層ガラスにより形成することができる。また、ガラス体３を構成するガラス板には、必要に応じて、低放射膜（Ｌｏｗ−Ｅ膜）を形成することができる。  ＜３−１．ガラス板＞  ガラス体３に含まれるガラス板は、特には限定されず、上述したように、太陽電池モジュールに用いられるガラス板と同じものを用いることができる。
【００５４】  ＜３−２．合わせガラス＞  ガラス体３は、上記ガラス板により形成されるほか、これらのガラス板を用いた合わせガラスにより形成することができる。図４に示すように、合わせガラス１は、２枚のガラス板３１，３２の間に樹脂製の中間膜３３を配置したものである。
【００５５】  中間膜３３は一層または複数の層で形成することができる。一層（単層）の中間膜１３の材料は、熱可塑性樹脂であり、合わせガラスとした際のガラス板との接着度の観点より、ポリビニルアセタール系またはエチレン−酢酸ビニル共重合体系の熱可塑性樹脂を好適に用いることができる。中でもポリビニルブチラール系（ＰＶＢ系）の熱可塑性樹脂が好ましい。上記熱可塑性樹脂と公知の可塑剤とからなる熱可塑性樹脂組成物を、例えば混練して成形することで、中間膜１３が得られる。なお、中間膜１３は、市販される熱可塑性樹脂フィルムをそのまま使用することもできる。
【００５６】  中間膜３３を複数層で形成する場合には、例えば、軟質のコア層を硬質の一対のアウター層で挟むことで中間膜を形成することができる。各層を構成する材料は、特には限定されないが、例えば、コア層が軟質となるような材料で形成することができる。例えば、アウター層は、ポリビニルブチラール樹脂（ＰＶＢ）によって構成することができる。ポリビニルブチラール樹脂は、各ガラス板との接着性や耐貫通性に優れるので好ましい。一方、コア層は、エチレンビニルアセテート樹脂（ＥＶＡ）、またはアウター層を構成するポリビニルブチラール樹脂よりも軟質なポリビニルアセタール樹脂によって構成することができる。軟質なコア層を間に挟むことにより、単層の樹脂中間膜３３と同等の接着性や耐貫通性を保持しながら、遮音性能を大きく向上させることができる。
【００５７】  また、中間膜３３の総厚は、特に規定されないが、０．３〜６．０ｍｍであることが好ましく、０．５〜４．０ｍｍであることがさらに好ましく、０．６〜２．０ｍｍであることが特に好ましい。一方、コア層の厚みは、０．１〜２．０ｍｍであることが好ましく、０．１〜０．６ｍｍであることがさらに好ましい。０．１ｍｍよりも小さくなると、軟質なコア層の影響が及びにくくなり、また、２．０ｍｍや０．６ｍｍより大きくなると総厚があがりコストアップとなるからである。一方、アウター層の厚みは特に限定されないが、例えば、０．１〜２．０ｍｍであることが好ましく、０．１〜１．０ｍｍであることがさらに好ましい。その他、中間膜３３の総厚を一定とし、この中でコア層の厚みを調整することもできる。
【００５８】  中間膜３３の製造方法は特には限定されないが、例えば、上述したポリビニルアセタール樹脂等の樹脂成分、可塑剤及び必要に応じて他の添加剤を配合し、均一に混練りした後、各層を一括で押出し成型する方法、この方法により作成した２つ以上の樹脂膜をプレス法、ラミネート法等により積層する方法が挙げられる。プレス法、ラミネート法等により積層する方法に用いる積層前の樹脂膜は単層構造でも多層構造でもよい。
【００５９】  ガラス体３の可視光透過率、可視光反射率、日射透過率、及び日射反射率については、太陽電池モジュール１と同じでなくてもよく、例えば、より高い透過率にすることができる。
【００６０】  ＜３−３．Ｌｏｗ-Ｅ膜＞  上記のようなＬｏｗ−Ｅ膜は、ガラス体３のいずれの面にも積層することができる。ガラス体３が１枚のガラス板である場合には、屋外側（第１空隙層５側）または屋内側のいずれの面にも形成することができる。この点は、合わせガラスでも同様であり、合わせガラスの屋外側または屋内側（第１空隙層側）のいずれの面にも形成することができる。したがって、一枚のガラス板または合わせガラスの場合には、２つの面からＬｏｗ−Ｅ膜を形成する面を選択することができる。
【００６１】  ＜４．第１空隙層＞  第１空隙層５は、太陽電池モジュール１０及びガラス体３の間にスペーサ４を配置することで、両者１０，３の間に形成されるものである。スペーサ４は、公知のものを利用することができ、両者１０，２の周縁に配置することができる。好ましいスペーサとしては、例えば、スペーサ内部の空間に乾燥剤を保持したものをもちいることができる。これにより、第１空隙層３の気体の乾燥状態を長期間にわたって保つことができる。また、スペーサ４よりさらに外側にシール材（図示省略）を配置し、第１空隙層５を気密にすることができる。第１空隙層５は、例えば、４〜１６ｍｍとすることができ、６〜１６ｍｍとすることがさらに好ましい。第１空隙層５には、乾燥空気のほか、アルゴン、クリプトンのような不活性ガスを充填することができる。
【００６２】  ＜５．太陽電池パネルの物性＞  太陽電池パネルの熱貫流率（Ｕ値）は、１．５〜２．９Ｗ／ｍ2Ｋであることが好ましく、１．６〜２．８Ｗ／ｍ2Ｋであることがさらに好ましい。熱貫流率が低いと断熱性能が高くなる。但し、熱貫流率が１．５よりも低いと、冷房時に室内に熱が溜まりやすくなるため、エネルギ消費量が多くなる傾向にあり、好ましくない。一方、熱貫流率が２．９より大きいと、熱が放射されやすくなり、暖房時のエネルギ消費量が多くなる傾向にあり、好ましくない。熱貫流率は、例えば、ＪＩＳ  Ｒ３１０７：１９９８により測定することができる。
【００６３】  太陽電池パネルの日射熱取得率は、０．１〜０．５であることが好ましく、０．３以下であることがより好ましく、０．２５以下であることがさらに好ましい。このように日射熱取得率が低いと、冷暖房の負荷を軽減することができる。日射熱取得率が０．５より大きいと、夏季において入射する日射による冷房への負荷が非常に大きくなり、一方０．１未満だと太陽電池パネルの可視光透過率も非常に小さくなり、屋内から屋外の景色を見通すことが困難で、窓としての機能に劣る。日射熱取得率は、例えば、ＪＩＲ  Ｒ３１０６：１９９８により測定することができる。
【００６４】  また、太陽電池パネルの可視光透過率は、０．５〜５０％とすることができ、０．５〜３０％であることが好ましく、１〜１０％であることがさらに好ましい。また、室外側からの可視光の反射率は、３〜１０％であることが好ましい。一方、室内側からの可視光の反射率は、５〜１２％であることが好ましい。
【００６５】  ＜６．変形例＞  以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。
【実施例】
【００６６】  以下、本発明の実施例について説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されない。【００６７】  ＜１．実施例及び比較例の準備＞以下の通り、実施例１〜１１に係る太陽電池パネルと、比較例１〜７に係る単板ガラスまたは複層ガラスパネルを準備した。なお、以下の評価では、比較例として、太陽電池パネルではなく、単板ガラスまたは複層ガラスパネルを用いているが、太陽電池セルが設けられていなくても、エネルギ負荷は評価できるため、評価を簡易にするために、このような比較例を用いている。【００６８】（比較例１）  比較例１として、厚さ８ｍｍの一枚の単板からなるフロートガラス（日本板硝子製）を用いた。古くからあるビルの窓や壁面に用いられているものと同様である。【００６９】（比較例２）  比較例２として、第１ガラス体及び第２ガラス体を有する複層ガラスパネルを準備した。両ガラス体の間には、スペーサにより厚さ１２ｍｍの第１空隙層を形成した。空隙層には乾燥空気が充填されている。第１ガラス体は、厚みが６ｍｍのオンラインコーティングＬｏｗ−Ｅガラス（日本板硝子製、Energy-Advantage）により形成されている。つまり、この第１ガラス体は、一枚のガラス板と、このガラス板の第１空隙層側の面に積層されたＬｏｗ−Ｅ膜とを有している。第２ガラス体は、厚みが６ｍｍの１枚の透明フロートガラス（日本板硝子製）により形成した。【００７０】（比較例３）  比較例３として、第１ガラス体及び第２ガラス体を有する複層ガラスパネルを準備した。両ガラス体の間には、スペーサにより厚さ１２ｍｍの第１空隙層を形成した。第１空隙層には乾燥空気が充填されている。第１ガラス体は、厚みが６ｍｍのスパッタコーティングＬｏｗ−Ｅガラス（日本板硝子製）により形成されている。この第１ガラス体は、一枚のガラス板の第１空隙層側の面に、誘電体層、銀を主成分とする層、誘電体層、銀を主成分とする層、及び誘電体層をこの順で含む薄膜（Ｌｏｗ−Ｅ膜）をスパッタリング法により形成したものである。銀を主成分とする２層は、それぞれが厚さ約１０ｎｍである。第２ガラス体は、厚みが６ｍｍの１枚の透明フロートガラス（日本板硝子製）により形成されている。【００７１】（比較例４）  比較例４として、第１ガラス体及び第２ガラス体を有する複層ガラスパネルを準備した。両ガラス体の間には、スペーサにより厚さ１２ｍｍの第１空隙層を形成した。第１空隙層にはアルゴンガスが充填されている。第１ガラス体は、厚みが３ｍｍのオンラインコーティングＬｏｗ−Ｅガラス（日本板硝子製、Energy-Advantage）により形成されている。つまり、この第１ガラス体は、一枚のガラス板と、このガラス板の第１空隙層側の面に積層されたＬｏｗ−Ｅ膜とを有している。【００７２】  第２ガラス体として、Ｌｏｗ−Ｅ膜付き減圧断熱複層ガラスを用いた。減圧断熱複層ガラスは、図５で説明すると、通常の透明フロート板ガラス３１と、スパッタコーティングＬｏｗ−Ｅガラス３２と、これらの間に配置される厚さ０．２ｍｍのスペーサ３８とを有し、Ｌｏｗ−Ｅコーティングが施された面をスペーサ３８側に配置した。これら２枚のガラス板３１，３２の全周縁部は、封着剤３５で封着されており、両ガラス板３１，３２の間には、真��引きした第２空隙層３６が形成されている。スパッタコーティングＬｏｗ−Ｅガラス３２は、厚さが６ｍｍの透明フロート板ガラス（日本板硝子製）に、誘電体層、銀を主成分とする層、誘電体層をこの順で含む薄膜（Ｌｏｗ−Ｅ膜）をスパッタリング法により形成したものである。銀を主成分とする層は、厚さが約１０ｎｍである。また、この第２ガラス体３は、スパッタコーティングＬｏｗ−Ｅガラス３２が、第１ガラス体とは反対側になるように配置した。【００７３】（比較例５）  比較例５として、第１ガラス体及び第２ガラス体を有する複層ガラスパネルを準備した。両ガラス体の間には、スペーサにより厚さ０．２ｍｍの第１空隙層を形成した。第１ガラス体は、厚みが３ｍｍのオンラインコーティングＬｏｗ−Ｅガラス（日本板硝子製、Energy-Advantage）により形成されている。つまり、この第１ガラス体は、一枚のガラス板と、このガラス板の第１空隙層側の面に積層されたＬｏｗ−Ｅ膜とを有している。第２ガラス体は、厚みが３ｍｍの１枚の透明フロートガラス（日本板硝子製）により形成されている。【００７４】  これら２枚のガラス体の全周縁部は、公知の封着材で封着されており、第１空隙層は、真空引きされている。また、第１ガラス体のＬｏｗ−Ｅ膜は、第１空隙層側を向くように配置されている。【００７５】（比較例６）  比較例６として、第１ガラス体及び第２ガラス体を有する複層ガラスパネルを準備した。この複層ガラスパネルは、図５のごとく減圧断熱複層ガラスであり、通常の透明フロート板ガラス３１と、スパッタコーティングＬｏｗ−Ｅガラス３２と、これらの間に配置される厚さ０．２ｍｍのスペーサ３８とを有し、Ｌｏｗ−Ｅコーティングが施された面をスペーサ３８側に配置した。これら２枚のガラス板３１，３２の全周縁部は、封着剤３５で封着されており、両ガラス板３１，３２の間には、真空引きした第２空隙層３６が形成されている。【００７６】（比較例７）  比較例７は、厚さ８ｍｍのオンラインコーティングＬｏｗ−Ｅガラス（日本板硝子製、Energy-Advantage）により形成されている。つまり、比較例７は、一枚のガラス板と、このガラス板の屋内側の面に積層されたＬｏｗ−Ｅ膜とを有している。【００７７】（実施例１）  実施例１は、上記第２太陽電池モジュールとガラス体とを有する建材用の太陽電池パネルであり、両者の間に、乾燥空気を充填した厚さ１２ｍｍの第１空隙層が形成されている。【００７８】  第２太陽電池モジュールは、次のように作製した。まず、オンラインコーティング法で透明電極層を作製したフロート板ガラスの全面に、プラズマＣＶＤ法でアモルファスシリコンからなる光電変換層、スパッタリング法でＡｇからなる背面電極層を形成し、太陽電池セルを形成した。そして、ガラス板上で太陽電池セルの占める面積のうち１％について太陽電池セルを除去し、フロート板ガラスのガラス表面を露出させたものである。一方、ガラス体としては、厚さ６ｍｍの通常の透明フロート板ガラス（日本板硝子製）を用いた。【００７９】（実施例２）  実施例２は、実施例１と同様の太陽電池パネルである。相違点は、太陽電池セルの除去面積であり、実施例２では、５％の太陽電池セルを除去した。【００８０】（実施例３）  実施��３は、実施例１と同様の太陽電池パネルである。相違点は、太陽電池セルの除去面積であり、実施例３では、１０％の太陽電池セルを除去した。【００８１】（実施例４）  実施例４は、実施例１と同様の太陽電池パネルである。相違点は、太陽電池セルの除去面積であり、実施例２では、３０％の太陽電池セルを除去した。【００８２】（実施例５）  実施例５は、実施例１と同様の太陽電池パネルである。相違点は、太陽電池セルの除去面積であり、実施例５では、５０％の太陽電池セルを除去した。【００８３】（実施例６）  実施例６は、実施例１と同様の太陽電池パネルである。相違点は、ガラス体として、比較例３で用いたスパッタコーティングＬｏｗ−Ｅガラスを用いた点である。そして、ガラス体のＬｏｗ−Ｅ膜は、第１空隙層を向くように配置した。【００８４】（実施例７）  実施例７は、上記第１太陽電池モジュールとガラス体とを有する建材用の太陽電池パネルであり、両者の間に、乾燥空気を充填した厚さ１２ｍｍの第１空隙層が形成されている。【００８５】  第１太陽電池モジュールは、次のように作製した。まず、厚さ３ｍｍの透明フロートガラス（日本板硝子製）を２枚準備し、その間に合わせガラス用の２層からなる中間膜を配置した。また、この中間膜の２つの層の間には、単結晶シリコン太陽電池セルを２枚配置した。このとき、フロートガラスの主面において、太陽電池セルが占める面積の割合を９５％とした。つまり、開口率が５％となるようにした。一方、ガラス体としては、厚さ６ｍｍの通常の透明フロート板ガラス（日本板硝子製）を用いた。【００８６】（実施例８）  実施例８は、実施例７と同様の太陽電池パネルである。相違点は、太陽電池モジュールの開口率であり、実施例８では、開口率が１０％となるように太陽電池セルを配置した。【００８７】（実施例９）  実施例９は、実施例７と同様の太陽電池パネルである。相違点は、太陽電池モジュールの開口率であり、実施例９では、開口率が３０％となるように太陽電池セルを配置した。【００８８】（実施例１０）  実施例１０は、実施例７と同様の太陽電池パネルである。相違点は、太陽電池モジュールの開口率であり、実施例１０では、開口率が５０％となるように太陽電池セルを配置した。（実施例１１）  実施例１１は、実施例７と同様の太陽電池パネルである。相違点は、ガラス体として、比較例２で用いたスパッタコーティングＬｏｗ−Ｅガラスを用いた点である。そして、ガラス体のＬｏｗ−Ｅ膜は、第１空隙層を向くように配置した。【００８９】  上記のように準備した比較例及び実施例の太陽電池モジュール、ガラス板、または複層ガラスパネルの光学特性は、以下の通りである。但し、比較例１，７は、一枚のガラス板により形成されているため、その物性を示している。【表１】
2019176861.tif 000003
【００９０】  また、比較例及び実施例のガラス板、複層ガラスパネル、または太陽電池パネルの光学特性等は、以下の通りである。【表２】
2019176861.tif 000004
【００９１】  なお、上記表１及び表２は、室外側反射率及び室内側反射率を示しているが、これは図１に示すように、第１ガラス体を室外側、第２ガラス体を室外側としたときに、室外側及び室内側から入射光を入射させて測定したことを示している。また、次に説明する実施例及び比較例の評価も同じく、図１のように第１ガラス体を室外側、第２ガラス体を室内側とした太陽電池パネル、及び複層ガラスパネルを用いて評価を行った。【００９２】＜２．実施例及び比較例の評価＞  次に、上記のように準備された実施例及び比較例の評価を行った。以下では、比較例１を用いたビルの１フロアにおける一次エネルギー消費量を１００％とし、これに対する比較例２〜７、実施例１〜１１の一次エネルギ消費量をエネルギ負荷としてシミュレーションにより算出した。一次エネルギ消費量及びエネルギ負荷の算出は、以下の通りである。【００９３】  (ビルの設定)  主方位が南、幅４０ｍ、奥行２０ｍ、高さ３．７ｍの５階建てのビルの３階の部屋を対象とした。この３階の壁面に対する窓の面積率は、９０％とした。【００９４】  (地域)  岡山県を対象とした。つまり、岡山県の１年の平均の気象データを用いた。【００９５】  (空調設定)・暖房：設定温度２２℃、湿度成り行き・冷房：設定温度２６℃、湿度５０％【００９６】  (内部発熱)・部屋の在籍者：０．１人／ｍ2・照明発熱：２０Ｗ／ｍ2・機器発熱：なし・取入外気量：４ｍ3／ｍ2ｈ【００９７】  (計算方法)  ソフトウエアとしてＨＡＳＰＥＸを用い、一次エネルギー消費量の算出を行った。上記部屋のペリメータゾーン（壁面から５ｍの枠形の領域：５００ｍ2）の冷暖房負荷を元に一次エネルギー消費量を算出した。また、エネルギ負荷は、比較例１を１００％としたときの割合である。・一次エネルギ消費量＝Σ（各種エネルギー使用量×一次エネルギー原単位）・各種エネルギー使用量＝冷暖房負荷／機器効率／発熱原単位・機器効率：暖房２．７、冷房３．７・発熱原単位：３．６ＭＪ／ｋＷｈ・一時エネルギ原単位：９．７６ＭＪ／ｋＷｈ【００９８】  結果は、以下の通りである。また、図６は、実施例及び比較例に係る熱貫流率と日射熱取得率との関係を示すバブルチャートである。その中で、１００の数値が記載されているマーカーが比較例１を表している。また、外縁が着色されているマーカーが実施例１〜１１を示している。マーカー中の数値は、エネルギ負荷を示している。【表３】
2019176861.tif 000005
【００９９】  表１〜３及び図６に示すように、実施例は、いずれも比較例よりも高いエネルギ負荷を示してている。特に、実施例１，２，６，１１は、エネルギ負荷が、比較例１の５０％以下となっている。比較例４，６のように熱貫流率が低すぎると、熱が室内に溜まり、冷房時の一次エネルギー消費量が大きくなっている。したがって、熱貫流率は低すぎないことが好ましい。一方、日射熱取得率は低いことが好ましい。また、比較例３は、熱貫流率及び日射熱取得率がともに低いが、第１ガラス体の可視光透過率が高いことが影響して、一次エネルギー消費量が高くなっていると考えられる。【０１００】  これらのことから、太陽電池モジュールの可視光透過率が低く、かつ熱貫流率と日射熱取得率の両者がバランスよく低い場合に、エネルギ負荷を低くすることができることが分かった。さらに、上記においては、太陽電池モジュールが生み出す電力が考慮されていない。太陽電池による電力もまた一次エネルギー消費量を低減することに効果があるので、本発明による太陽電池パネルはさらに一次消費エネルギーを削減することができることが分かった。
【符号の説明】
【０１０１】１  第１太陽電池モジュール２  第２太陽電池モジュール３  ガラス体４  スペーサ５  第１空隙層
【図１】
2019176861.tif 000006
【図２】
2019176861.tif 000007
【図３】
2019176861.tif 000008
【図４】
2019176861.tif 000009
【図５】
2019176861.tif 000010
【図６】
2019176861.tif 000011
【国際調査報告】
2019176861.tif 000012
2019176861.tif 000013
2019176861.tif 000014
2019176861.tif 000015