CN102292832A - 太阳能电池 - Google Patents

Abstract

基于本发明的太阳能电池(1)的特征在于，包括：前面板(2)；位于前面板(2)的背面侧且以预定的间距(P)沿着排列方向排列的太阳能发电构件(3a)；以及将太阳光反射至上述太阳能发电构件(3a)的背面的反射构件(4、5)，反射构件包括反射板(5)和背面板(4)，从与太阳能发电构件(3a)的正面方向和排列方向垂直的垂直方向观察，反射板(5)以间距(P)的一半亦即一半间距作为一个周期构成有朝正面侧突出的峰部和朝背面侧凹陷的谷部，使太阳能发电构件(3a)的在排列方向上的中心线(B)的位置、以及邻接的太阳能发电构件(3a)之间的中央线(A)的在排列方向上的位置与峰部的在上述排列方向上的位置一致，在与中央线(A)一致的峰部形成第一圆弧加工部(5a)，构成第一圆弧加工部(5a)的第一半径(R1)大于0.05mm且小于间距(P)的1/5。

Description

太阳能电池

技术领域

本发明涉及有效地活用作为石油替代能量的太阳光进行发电的太阳能电池。

背景技术

近年来，削减认为是诱发温室效应的主要原因的二氧化碳的排放的要求高。因此，作为代替利用石油、煤的基于火力的发电、使用内燃机的动力发动机的替代能源，推荐进行与有效地活用太阳光进行发电的太阳能电池相关的研究、开发。这种太阳能电池作为能源使用不会枯竭的太阳光，不会排放二氧化碳，因此，作为能够在人造卫星用、自发电用、商业电力供给用等能够在各种各样的领域应用的部件，将来可用性提高的可能性高。

作为这种太阳能电池的一般的构造，例如存在如下的构造：串联地连接多个由多晶或者单晶的结晶硅形成的太阳能发电用的电池单元，并利用树脂或者玻璃等夹持而封入电池单元，从而构成平板状的电池单元串(cell strings)。在该电池单元串中，将多个电池单元沿纵向或者横向的排列方向以大致等间隔的间距排列，并在该电池单元串的正面侧配置由透明的树脂或者玻璃等形成的前面板。此外，位于电池单元串所包括的多个电池单元的背面侧以及上述多个电池单元的正面侧与前面板之间的上述的透明的树脂或者玻璃等构成背面板，在该背面板的背面侧设置有将太阳光聚光于多个电池单元的反射板。作为该反射板，例如提出有设置如专利文献1～3所记载的那样的具备波纹状的波浪面的反射板的结构。

专利文献1：日本特开2001-119054号公报

专利文献2：日本特开平11-307791号公报

专利文献3：日本特开平11-074552号公报

然而，在这种太阳能电池中，由于形成为将电池单元沿排列方向大致等间隔地排列，并在背面侧设置反射板的构造，因此，越是为了提高发电效率的目的而使反射板的光反射率高，越是会产生如下的问题。即，由于从前面板射入的太阳光由背面侧的反射板反射而产生的散射光以各种各样的角度反射，因此会招致电池单元的表面的黑色与反射板的银白色之间的差显著的情况。由此，会招致损害作为太阳能电池整体的外观性、美观性、构思性的情况。特别地，由于太阳能电池假想是搭载于住宅的屋顶上、汽车的车顶上的人眼容易观察到的场所，因此也存在招致损害太阳能电池以及搭载有太阳能电池的住宅、汽车的商品性的情况的忧虑。

除此之外，在早晨、黄昏时的时间带的日照条件下，由于太阳光相对于太阳能电池的前面板所成的平面以极浅的角度射入，因此，难以充分地使太阳光聚光而到达光电转换效率高的电池单元的特别是背面。因此，也存在招致发电效率下降的情况的忧虑。并且，在四季中的冬季的日照条件下，相对于太阳能电池的前面板所成的平面，在通过正午的整个白天时间带中，太阳光相对于太阳能电池的前面板所成的平面以极浅的角度射入。由此，难以充分地使太阳光聚光而到达光电转换效率高的电池单元的特别是背面。因此，也存在招致发电效率下降的情况的忧虑。

这样，在现有技术的太阳能电池中，当满足将太阳光更高效地引导至电池单元而提高发电的效率、使反射的太阳光合适而提高商品性双方的条件时，会产生无法充分地提供适合更恰当地反射太阳光的太阳能电池的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种能够更恰当地反射太阳光的太阳能电池。

为了解决上述的问题，本发明所涉及的太阳能电池的特征在于，

上述太阳能电池包括：

前面板；

太阳能发电构件，该太阳能发电构件位于上述前面板的背面侧，且以预定的间距沿着排列方向排列；以及

反射构件，该反射构件将太阳光反射至上述太阳能发电构件的背面，

上述反射构件包括反射板和背面板，

从与上述太阳能发电构件的正面方向和上述排列方向垂直的垂直方向观察，上述反射板以上述间距的一半亦即一半间距作为一个周期构成有朝上述正面侧突出的峰部和朝上述背面侧凹陷的谷部，

使上述太阳能发电构件的在上述排列方向上的中心线的位置、以及邻接的上述太阳能发电构件之间的中央线的在上述排列方向上的位置，与上述峰部的在上述排列方向上的位置一致，

在与上述中央线一致的上述峰部形成第一圆弧加工部，构成上述第一圆弧加工部的第一半径大于0.05mm且小于上述间距的1/5。

另外，上述太阳能电池优选从太阳光的射入方向起依次即从前面侧到背面侧包括：前面板、密封材料、上述太阳能发电构件亦即多个电池单元、密封材料、以及构成上述反射构件的背面板。此外，上述太阳能电池优选包括对相同的构成上述反射构件的上述反射板进行上述层压成形后构成的基本材料，例如蒸镀有Ag的反射膜、高反射率的Al基板、高反射率的白色发泡树脂薄膜等。

此处，上述电池单元优选使用两面感光型的两面发电效率比即背面相对于正面的发电性能比率在0.7以上的电池单元。并且，所谓圆弧加工是指，利用切削等适宜的方法对由具有不同的垂线方向的两个平面的交线构成的棱部或者角部进行倒角，从而形成具有一定半径的曲面状。(以A mm的半径倒圆角)

根据本发明的上述太阳能电池，即便太阳光射入至构成上述反射板的弯曲部位的上述峰部，因上述峰部具备上述第一圆弧加工部、且构成上述第一圆弧加工部的上述第一半径是大于0.05mm且小于上述间距的1/5的值，所以能够得到以下的作用效果。即，能够避免上述峰部使太阳光多重散射，即便是在太阳光照射至上述太阳能电池的情况下，也能够防止呈条纹状地闪光而损害外观性，能够提高搭载有上述太阳能电池的住宅、汽车的商品性。另外，当上述第一半径在上述间距的1/5以上时，反射光在上述峰部处的跳跃变大，当上述第一半径在0.05mm以下时，反射光散射的范围变大，从而条纹状的亮线增加。本发明是基于这种见解而完成的。

另外，构成上述第一圆弧加工部的上述第一半径最好位于大于0.05mm、且小于上述间距的1/5的范围的原因在以下叙述。当从前面观察上述太阳能电池时，作为产生难看的条纹状的亮线的原因之一，能够举出产生以图12的箭头所示的光路飞出至模块的太阳光的情况。在欲降低成本、提高聚光倍率的情况下，特别容易产生该现象，当欲实现低成本化而使电池单元变细时，会陷入外观性恶化的窘境。

对于不产生这种光路下的太阳光的条件，需要满足以下所示的数式1的关系。此处，假定图9中的电池单元配置在厚度t的中心部。并且，将电池单元的配置的间距设定为P，将聚光倍率设定为a，将斜向射入的太阳光的射入角度设定为s，将构成模块的透明材质的折射率设定为n，将上述反射板即反射镜相对于上述前面板或者上述电池单元所构成的平面的倾斜角度设定为φ。

[数式1]

数式1中所示的关系的左边的函数为φ相对于从斜向方向射入的太阳光的减少函数，换言之，越是使上述第一圆弧加工部附近的上述第一半径尽可能大(加宽φ小的区域)，越是能够抑制成为以如图12的模式产生的条纹状的散射原因的损失光。

另一方面，对于由像上述第一圆弧加工部那样从电池单元远离的部位反射的太阳光，需要使其在上述前面板的表面经全反射过程射入至上述太阳能电池的上述电池单元。但是，根据由上述反射板即反射镜转换方向的反射光的路径不同，存在像图13那样成为飞出至模块外的损失光的光束，这是与上述不同的模式的外观性恶化的主要原因。为了抑制这种模式下的外观性恶化，只要使由上述反射板转换的太阳光满足全反射条件即可。即，需要满足以下所示的数式2的关系。

[数式2]

$2\mathrm{\φ}+\arcsin \left(\frac{\sin s}{n}\right)-\arcsin \frac{1}{n}>0$

数式2所示的关系的左边的函数为φ的增加函数，换言之，越是使上述第一圆弧加工部附近的上述第一半径尽可能小(缩窄φ小的区域)，越是能够抑制成为以如图13的模式产生的散射原因的损失光。

这样，在上述第一圆弧加工部的上述第一半径存在最佳的范围，在实用方面并不是由上述的数式1以及数式2的模型式限定的狭窄的范围，而是根据外观质量和光学效率的平衡来决定上述第一半径。具体而言，优选至少大于0.05mm且不足上述间距P的1/5。

与此同时，即便是在太阳光相对于上述太阳能电池的上述前面板所成的平面以浅角度射入的情况下，也能够避免由上述反射板反射的太阳光并不聚光至上述太阳能发电构件的背面而是经由上述前面板漏出至外部而产生损失光的情况。即，在太阳光照射至上述太阳能电池的情况下，能够提供聚光性能而提高发电效率。

并且，根据本发明的上述太阳能电池，上述太阳能电池的两面发电效率比高，且使上述反射板的上述峰部和上述背面板的正面方向的厚度最薄的部分位于上述太阳能发电构件的上述排列方向上的上述中心线的正下即背面侧，由此能够得到以下的作用效果。即，在从外部目视确认上述太阳能电池的情况下，因上述太阳能发电构件的背面倒映于上述反射板的效果而导致能够目视确认黑色的外观，能够防止从外部目视确认上述太阳能电池的人感到晃眼，能够使上述太阳能电池的外观性良好，能够使其具备高级感。

另外，对于构成上述第一圆弧加工部的上述第一半径的数值限定，代替使其大于上述的0.05mm大且不足上述间距的1/5，还能引出抑制衍射光的效果，为了使从正面观察的外观性最佳，优选使上述第一半径大于0.10mm且不足上述间距P的1/8。此外，对于上述第一半径的数值限定，为了完全消除由衍射现象引起的晃眼感，使模块强度保持高强度，极其优选为大于0.15mm且不足上述间距P的1/15。

此处，在上述太阳能电池中，优选为，其特征在于，

从上述垂直方向观察，中央线峰谷间距比中心线峰谷间距大，上述中央线峰谷间距是与上述中央线一致的上述峰部和邻接的上述谷部之间的在上述排列方向上的间隔，上述中心线峰谷间距是与上述中心线一致的上述峰部和邻接的上述谷部之间的在上述排列方向上的间隔。

根据上述太阳能电池，上述反射板的上述谷部偏向比邻接的上述太阳能发电构件之间的上述中央线与上述太阳能发电构件的上述排列方向的上述中心线之间的中间点更接近上述中心线的方向配置。因此，在太阳光以浅角度射入至上述太阳能电池的情况下，能够首先利用构成在与上述反射板的上述中央线一致的上述峰部和上述谷部之间的第一反射面对所射入的太阳光进行反射。此外，能够利用构成在上述反射板的上述谷部和与上述中心线一致的上述谷部之间的第二反射面对反射后的上述太阳光进行反射，通过两个阶段的反射过程将太阳光更适当且确切地诱导并聚光至上述太阳能发电构件的背面。

即，根据上述太阳能电池，能够将早晨、黄昏时、冬季等以浅角度射入的太阳光更高效地聚光至上述太阳能发电构件背面，因此，整个白天以及整个四季都能够维持并确保高的聚光性能和发电效率。并且，能够提高上述太阳能电池的发电量的时间推移上的积分强度，能够提高能量效率。

此外，根据上述太阳能电池，即便使在上述排列方向上隔开上述间距排列的多个上述太阳能发电构件的间隔即上述间距更大，也能够防止射入的太阳光由上述峰部散射反射，能够防止被上述谷部反射而并不聚光至上述太阳能发电构件的背面而是漏出至外部。由此，能够极力防止发生损失光，能够同时提高聚光效率以及聚光性能，能够降低从正面观察上述太阳能电池的情况下的上述太阳能发电构件所占有的面积的比率，从而能够实现低成本化。

除此之外，在上述太阳能电池中，优选为，其特征在于，

在与上述中心线一致的上述峰部邻接的上述谷部形成第二圆弧加工部，并且，构成上述第二圆弧加工部的第二半径比上述第一半径大。

根据上述太阳能电池，在射入的太阳光到达上述谷部的情况下，能够防止太阳光由上述谷部散射反射，能够更高效地将该太阳光的方向转换成指向上述太阳能发电构件的背面的方向。因此，在从外部斜向地目视确认上述太阳能电池的情况下，能够避免对从外部目视确认上述太阳能电池的人赋予晃眼的感觉，能够使上述太阳能电池的外观性好，能够使其具备高级感。

此外，在上述太阳能电池中，优选为，其特征在于，

对于由上述间距、从上述垂直方向观察时上述反射板与上述排列方向所成的倾斜角度、上述前面板的正面和上述反射板的与上述中央线一致的峰部之间的在正面方向上的厚度、上述间距除以上述太阳能发电构件的在上述排列方向上的长度所得的聚光倍率、以及上述反射板的总光线反射率确定的预定函数，以从上述倾斜角度自0度到90度变化的情况下上述预定函数取得最大值时的上述倾斜角度的值减去15度后的值作为下限值，以对上述预定函数取得上述最大值时的上述倾斜角度的值加上15度后的值作为上限值，上述倾斜角度比上述下限值大且比上述上限值小。

此处，以下对上述预定函数的导出方法以及数值限定的考虑方法进行说明。对于射入至构成上述太阳能发电构件的聚光元件亦即上述反射板的、每个单位组件亦即上述电池单元中的两面感光型的上述太阳能电池的上述电池单元的光能I(z，θ)，在以正南时刻为最佳角度的方式设置的上述太阳能电池所构成的面板中，用以下示出的数式3所示的关系式表示。另外，将射入太阳光的仰角设定为z，将考虑到射入至上述前面板的单位区域的菲涅耳损失(Fresnel loss)后的射入光能量设定为i(z)。并且，将上述反射板亦即聚光用的反射镜的任意的倾斜角度设定为θ，将上述电池单元的配置的间距设定为P，将聚光倍率设定为a，将上述聚光反射镜的反射率设定为r。

[数式3]

$I(z,\mathrm{\θ})=2\·i\left(z\right)\·[\frac{P}{2a}+r\·\{\frac{1}{2}\·\frac{a\·t\·\tan 2\mathrm{\θ}+a\·P\·\tan 2\mathrm{\θ}\·\sin \mathrm{\θ}+P}{a\·(1+\tan 2\mathrm{\θ}\·\tan \mathrm{\θ})}-\frac{P}{2a}\left\}\right]$

根据数式3，正午从太阳光注入而到达上述电池单元的光能的总积分强度Itot用以下示出的数式4所示的关系式表示。

[数式4]

$I_{\mathrm{tot}}=2\·\underset{0}{\overset{\mathrm{\π}}{\∫}}i\left(z\right)\·\{(1-r)\frac{P}{2a}+\frac{r}{2}\·\frac{a\·t\·\tan 2\mathrm{\θ}+a\·P\·\tan 2\mathrm{\θ}\·\sin \mathrm{\θ}+P}{a\·(1+\tan 2\mathrm{\θ}\·\tan \mathrm{\θ})}\}\mathrm{dz}$

并且，在不存在聚光元件即上述反射板的标准的太阳能电池模块中，每同一模块面积的到达上述电池单元的光能的总积分强度Inoc用以下示出的数式5所示的关系式表示。

[数式5]

$I_{\mathrm{noc}}=P\·\underset{0}{\overset{\mathrm{\π}}{\∫}}i\left(z\right)\·\mathrm{dz}$

因此，当设光学效率为Ω(θ)时，Ω(θ)是Itot除以Inoc的值，用数式6所示的关系式表示。

[数式6]

$\mathrm{\Ω}\left(\mathrm{\θ}\right)=\frac{1-r}{a}+\frac{r}{P}\·\frac{a\·t\·\tan 2\mathrm{\θ}+a\·P\·\tan 2\mathrm{\θ}\·\sin \mathrm{\θ}+P}{a\·(1+\tan 2\mathrm{\θ}\·\tan \mathrm{\θ})}$

该数式6所示的关系式能够作为上述预定函数使用。通过作为上述反射板即聚光用的反射镜的倾斜角度φ选择对该效率Ω(θ)赋予最大值的倾斜角度θ的值φmax，能够解出最高的聚光效率。实用中，考虑上述太阳能电池相对于住宅、车辆的设置角度、设置方位的制约、外观性的制约来确定上述反射板即聚光用的反射镜的倾斜角度，因此，对于本发明的上述反射板即聚光用的反射镜的倾斜角度φ，以上述Ω(θ)为从0度到90度之间的最大值Ωmax时的倾斜角度θ＝值φmax作为基准，优选满足以下示出的数式7。

[数式7]

Φmax-15°≤Φ≤Φmax+15°

(优选为Φmax-10°≤Φ≤Φmax+10°

更优选为Φmax-7°≤Φ≤Φmax+7°)

另外，对于数式7中的15度的角度，为了提高直达光多的地域的转换效率，优选为10度。此外，为了实现包括扩散光束的高转换效率，最优选为7度。并且，上述反射板的总光线反射率例如使用波长550nm处的值。

根据上述太阳能电池，经由上述反射板反射的太阳光均匀地照射至上述太阳能发电构件的背面，能够防止照射至上述背面的太阳光的强度在上述背面内的部位分散而产生不均，能够避免招致因照射的太阳光的强度的偏向而引起的发电效率的下降。

除此之外，能够更高效地利用上述前面板的表面处的基于斯涅耳定律的全反射光，因此，能够使未聚光至上述太阳能电池的上述太阳能发电构件的背面、而是漏出至上述太阳能电池的外部的太阳光少，而不依赖于上述太阳能电池所应用的住宅的房顶上、汽车的车顶等的设置方位，整个全年都能够保持高的发电效率。

此外，根据上述太阳能电池，能够使上述太阳能发电构件的背面处的背面内的各个位置的太阳光的强度的偏差小，因此能够极力防止产生因提高聚光性即聚光化而导致的构成密封材料的树脂的热劣化的情况。因此，能够防止在上述密封材料与上述太阳能发电构件之间产生剥离或产生裂纹，从而能够将发生不良情况的情况防范于未然。由此，能够使构成上述太阳能电池的模块的耐久寿命与未实现聚光化的普通的模块的耐久寿命同等。

根据本发明，能够提供一种能够更适当地反射太阳光的太阳能电池。

附图说明

图1是示出本发明所涉及的太阳能电池的一个实施方式的示意图。

图2是示出本发明所涉及的太阳能电池的一个实施方式的示意图。

图3是示出以往的太阳能电池的一个实施方式的示意图。

图4是示出本发明所涉及的太阳能电池的一个实施方式的示意图。

图5是示出本发明所涉及的太阳能电池的一个实施方式的示意图。

图6是示出本发明所涉及的太阳能电池的一个实施方式的示意图。

图7是示出本发明所涉及的太阳能电池的一个实施方式的示意图。

图8是示出本发明所涉及的太阳能电池的一个实施方式的示意图。

图9是示出本发明所涉及的太阳能电池的一个实施方式的示意图。

图10是示出本发明所涉及的太阳能电池的一个实施方式的示意图。

图11是示出本发明所涉及的太阳能电池的一个实施方式的效果的表。

图12是示出以往的太阳能电池的一个实施方式的示意图。

图13是示出以往的太阳能电池的一个实施方式的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的实施方式进行说明。

实施例1

图1是示出本发明所涉及的太阳能电池的一个实施方式的示意图，图2是示出本发明所涉及的太阳能电池的一个实施方式的示意图。

图1所示的太阳能电池(模块)1构成为包括：前面板2、电池单元串3、密封材料4、背面板4、以及反射镜5。

前面板2由透过太阳光的玻璃材料或者合成树脂等形成，构成太阳光射入的最外层侧的基板。前面板2的尺寸为：150mm×150mm，厚度为2mm。作为玻璃材料例如能够使用白玻璃、耐热玻璃、强化玻璃、钢化玻璃、热线反射玻璃等各种玻璃。并且，作为合成树脂，例如能够使用聚碳酸酯树脂等。

电池单元串3是将由多晶或者单晶的结晶硅形成的多个太阳能发电用的电池单元3a以图1中横方向作为排列方向按照相同的间距P、此处为30mm排列，从而邻接的电池单元3a大致等间隔地排列而成的。将上述的多个、此处为3个电池单元3a多个串联地连接。更具体地说，在使用锡-银-铜类的无铅钎料对宽度2mm的实施了镀镍的铜内部连线(inter-connector)进行钎焊、并引出未图示的输出端子的状态下，利用树脂或者玻璃等从上下方向夹持3个串联地连接的多个电池单元3a以及输出端子，由此，电池单元串3构成为平板状。电池单元3a构成太阳能发电构件。

电池单元3a以p型硅晶片作为基板，且具有通过磷扩散和硼扩散形成了n层、p层的n+/p/p+的接合构造，两面发电效率比(bifaciality，正面和背面的两面的发电效率的比率)为0.85，电池单元尺寸为15mm×125mm，厚度为200μm，表面转换效率为15％，是两面感光型的电池单元。在电池单元3a的表面实施了基于光学薄膜的防反射加工和纹理加工(texturing processing)，电池单元3a具有减少由表面反射损耗造成的发电量损失的构造。

此处，未图示的密封材料是分别被封入电池单元串3与前面板2之间、以及电池单元串3与背面板4之间的封装树脂薄膜。封装树脂薄膜例如由EVA(Ethylene Vinyl Acetate Copolymer：乙烯-醋酸乙烯共聚物)构成，防止在电池单元串3与前面板2之间的间隙、以及电池单元串3与背面板4之间的间隙中产生空隙。与此同时，封装树脂薄膜是利用预定的压力和温度使电池单元串3、前面板2、背面板4分别与EVA树脂交联硬化，从而相对于电池单元串3、前面板2、背面板4牢固地接合的部分。另外，所谓基于EVA的交联的接合是不需要粘接剂等中间材料的接合方法，但当然也可以采用使用了粘接剂的接合。

背面板4构成为，能够透过太阳光，并且能够在背面侧接合具有波纹状的波浪面形状的反射镜5。背面板4的尺寸为150mm×150mm，厚度为10mm，利用使用金刚石刀具的立铣加工对耐热玻璃基板的背面侧进行切削，进一步，利用抛光研磨加工进行研磨，使表面粗糙度Rz＝0.5μm，制作形成有与电池单元3a对应的光学元件形状的背面板4。

反射镜5构成具有波纹状的波浪面形状的反射板，此处，该反射镜5通过下述方法构成：在背面板4的背面侧，利用溅射加工以厚度为120nm的膜厚层叠反射膜，进一步，在所层叠的反射膜的背面侧，作为外涂层(overcoat)涂覆丙烯酸树脂材料。反射镜5具备波纹状的波浪面形状，具有对从前面板2射入的太阳光进行反射，并将太阳光聚光于电池单元串3所具备的多个电池单元3a的功能。

电池单元串3的多个太阳能发电用的电池单元3a基于从前面板2射入而由反射镜5反射并聚光的太阳光进行太阳能发电，在未图示的输出端子产生预定的电压。

电池单元串3和背面板4，以邻接的电池单元3a的排列方向上的中心线A与在背面板4的正面方向上厚度最薄的部分一致的方式配置。此外，以附着有反射镜5的背面板4、密封材料、电池单元串3、密封材料、前面板2的顺序层叠而重叠，然后，在膜片型真空干式层压机中以135度、15分钟的热压条件进行真空干式层压。由此，构成太阳能电池1。

如图1所示，对于反射镜5，在邻接的两个电池单元3a的排列方向上的中央线A处构成峰部，在电池单元3a的排列方向上的中心线B处也构成峰部、在中央线A与中心线B的排列方向上的中间点部构成谷部。中央线A与中心线B的排列方向上的间隔距离是间距P的1/2，与中央线A一致的峰部和谷部之间的排列方向上的间隔距离＝中央线峰谷间距为间距P的1/4。谷部和与中心线B一致的峰部之间的排列方向上的间隔距离＝中心线峰谷间距为间距P的1/4。

即，对于反射镜5，从与如图1所示的电池单元3的正面方向和排列方向垂直的垂直方向观察，以间距P的一半亦即一半间距1/2P作为一个周期构成朝正面侧突出的峰部和朝背面侧凹陷的谷部，从而构成波纹状的波浪面形状。

进一步，使反射镜5的峰部的排列方向上的位置与电池单元3a的排列方向上的中心线B的位置以及邻接的电池单元3a之间的中央线A的排列方向上的位置一致，并且，在与中央线A一致的峰部形成第一圆弧加工部5a。并且，使构成第一圆弧加工部5a的第一半径R1大于0.05mm且比间距P的1/5亦即1/5×P小，此处，使R1＝0.8mm。第一圆弧加工部5a的与背面板4对应的槽部分通过使用圆弧刀具的铣削加工形成。

根据本实施例1的太阳能电池1，即便太阳光射入至构成反射镜5的弯曲部位的峰部中的与中央线A一致的峰部附近，也能够避免位于中央线A的峰部使太阳光多重散射。该情况是由以下原因引起的：峰部具备第一圆弧加工部5a，形成第一圆弧加工部5a的第一半径R1是大于0.05mm且比间距P的1/5小的值。以下，使用附图对防止该多重散射的效果进行说明。图2是示出本发明所涉及的太阳能电池的一个实施方式的示意图。图3是示出以往的太阳能电池的位置实施方式的示意图。

在太阳光从外部射入至太阳能电池1、并透过前面板2而到达位于中心线A的反射镜5的峰部的情况下，在太阳光射入至不具备第一圆弧加工部5a的具有锐角形状的峰部的情况下，因衍射效应，反射光广范围地反射。因此，如图2所示，能够具备上述的数值范围的第一圆弧加工部5a而使峰部处的衍射尽可能小。由此，能够防止反射光L2～L4相对于射入光L1朝广范围的多个方向散射，能够防止对从外部观察的视认者呈条纹状地闪光而损害外观性，能够提高搭载有太阳能电池1的住宅、汽车的商品性。

此外，即便是在太阳光相对于形成于本实施例1的太阳能电池1的反射镜5的排列方向上的峰部与谷部之间的平面以浅的角度射入的情况下，在如图3所示的使谷部与电池单元3a的中心线B一致的现有技术中，由反射镜5反射后的太阳光并不聚光至电池单元3a的背面。因此，射入的太阳光由反射镜5所具有的位于峰部与谷部之间的构成V字的两个反射面反射，并经由位于从正面侧观察不是电池单元3a所坐落的部分的前面板2漏出至外部，能够避免产生所谓的损失光。即，即便是在太阳光以浅角度照射至太阳能电池1的情况下，也能够提高聚光性能而提高发电效率。

此外，由于第一圆弧加工部5a形成为上述的R值，因此，如图12所示的跨过电池单元而逃逸至模块外的损失光、如图13所示的不满足全反射条件而逃逸至模块外的损失光被限制在最小限度。

并且，根据本实施例1的太阳能电池1，太阳能电池1是两面发电效率比高的两面感光型的太阳能电池，使反射镜5的峰部位于电池单元3a的排列方向上的中心线B的正下即背面侧，使背面板4的正面方向的厚度最薄的部分位于电池单元3a的排列方向上的中心线B的正下即背面侧。因此，在从外部目视确认太阳能电池1的情况下，因电池单元3a的背面倒映于反射镜5的效果而导致能够目视确认黑色的外观，能够防止从外部目视确认太阳能电池1的人感到晃眼，能够使太阳能电池1的外观性良好，能够使其具备高级感。

另外，对于构成第一圆弧加工部5a的第一半径R1的数值限定，代替上述的大于0.05mm且不足间距P的1/5，优选为比0.10mm大且不足间距P的1/8。此外，优选为比0.15mm大且不足间距P的1/15。由此，能够提高当在具有波纹状的波浪面形状的反射镜5加工第一圆弧加工部5a时的加工性。

在上述的实施例1中，使位于中央线A的峰部与谷部之间的排列方向的间隔距离亦即中央线峰谷间距、和位于中心线B的峰部与谷部之间的排列方向的间隔距离亦即中心线峰谷间距均为1/4P而相等，但在实施例1中残留有以下的问题。以下，使用附图对该问题进行说明。图4是示出本发明所涉及的太阳能电池的一个实施方式的示意图。

如图4所示，在使峰部位于电池单元3a的中心线B的情况下，当太阳光射入至形成于该峰部和与该峰部的右侧邻接的谷部之间的指向右上的反射面的情况下、即射入光束透过前面板2、背面板4以浅角度射入的情况下，会产生以下的问题。即，由于反射面指向右上或者左上，且该反射面遍及从电池单元3a的中心线B越过两侧端的范围延伸，因此，反射光束并未被诱导至电池单元3a的背面，而是透过背面板4、前面板2漏出至外部，成为损失光。因此，能够通过变更中央线峰谷间距和中心线峰谷间距的尺寸关系来削减损失光从而提高聚光性能。以下对与此相关的实施例2进行叙述。

实施例2

图5是示出本发明所涉及的太阳能电池的一个实施方式的示意图，图6是示出本发明所涉及的太阳能电池的一个实施方式的示意图。图7是示出基于本发明所涉及的太阳能电池的一个实施方式的作用效果的示意图，图8是示出基于本发明所涉及的太阳能电池的一个实施方式的作用效果的示意图。

图5所示的太阳能电池(模块)21构成为包括：前面板2、电池单元串3、密封材料4、背面板4、以及反射镜5。各构成要素的基本结构与实施例1所示的构成要素同等，因此省略重复的说明，仅对与实施例1的不同点进行详细说明。

如图5所示，反射镜5所形成的峰部以与邻接的电池单元3a的排列方向上的中央线A、和电池单元3a的排列方向上的中心线B一致的方式形成，谷部以位于邻接的峰部之间的方式排列。此外，位于中心线B的峰部与谷部之间的排列方向的间隔距离亦即中心线峰谷间距Q1＝5.0mm，位于中央线A的峰部与谷部之间的排列方向的间隔距离亦即中央线峰谷间距Q2＝10.0mm，中央线峰谷间距Q2比中心线峰谷间距Q1大。即，使谷部以与中央线A相比更接近中心线B的方式从中央线A与中心线B之间的中间点偏心。

此外，如图5所示，反射镜5所形成的谷部具备第二圆弧加工部5b，构成第二圆弧加工部5b的第二半径R2＝1.7mm，比构成第一圆弧加工部5a的第一半径R1＝1.0mm大。

根据以上所述的本实施例2的太阳能电池21，与实施例1所示的太阳能电池同样，具备第一圆弧加工部5a，由此，如图7所示，防止因峰部而导致反射光散射，从而能够极力防止如图8所示那样产生条纹状亮线。除此之外，根据本实施例2的太阳能电池21，还能够得到如下的作用效果。即，在射入的太阳光到达具备由比第一半径R1大的第二半径R2构成的第二圆弧加工部5b的谷部的情况下，能够防止该太阳光由谷部散射反射，能够更有效地将反射的太阳光的指向方向转换成指向电池单元3a的背面的方向。

此外，图4所示的实施例1中的反射镜5的、形成于位于电池单元3a的中心线B的谷部和邻接的峰部之间的第二反射面5d，形成指向右上或者左上的反射面，且其延伸范围从电池单元3a的中心线B的两侧越过电池单元3a的两侧端，由此能够得到以下的作用效果。即，导致以浅角度射入的太阳光不会被反射而被诱导至电池单元3a的背面，而是透过背面板4以及前面板2射出至外部。在本实施例2中，通过使中心线峰谷间距Q1＜中央线峰谷间距Q2，使第二反射面5d的延伸范围的两端位于比电池单元3a的两侧端更接近中心线B的位置，由此，能够如图6所示的光束B那样，将如图4所示的以浅角度射入的太阳光更高效地诱导至电池单元3a的背面。

此外，能够使形成于与中央线A一致的峰部与邻接的谷部之间的第一反射面5c相对于排列方向所成的角度成为比图4所示的第一反射面5c相对于排列方向所成的角度浅的角度。因此，能够将如图6所示的射入至与中央线A邻接的第一反射面5c的光束A诱导至与中心线B邻接的反射面，并由与中心线B邻接的第二反射面5d反射，能够利用双重反射结构将其诱导而引导至电池单元3a的背面。

由此，在从外部斜着目视确认本实施例2的太阳能电池21的情况下，能够避免对从外部目视确认太阳能电池21的人赋予晃眼的感觉，能够使太阳能电池21的外观性良好，能够使其具备高级感。

即，根据本实施例2的太阳能电池21，能够将早晨、黄昏时、冬季等以浅角度射入的太阳光更高效地聚光至电池单元3a的背面，因此，整个白天以及整个四季都能够维持并确保高的聚光性能和发电效率。此外，能够提高太阳能电池21的发电量的时间推移、季节推移上的积分强度，能够提高能量效率。

此外，根据本实施例2的太阳能电池21，即便使在排列方向上隔开间距P排列的多个电池单元3a的间隔即间距P比实施例1更大，也能够防止射入的太阳光由峰部散射反射，能够防止被谷部、第二反射面5d反射并不聚光至电池单元3a的背面而是漏出至外部。由此，能够极力防止发生损失光，能够同时提高聚光效率以及聚光性能，能够降低从正面观察太阳能电池21的情况下的电池单元3a的投影面积相对于太阳能电池21整体的投影面积所占有的比率，从而能够实现太阳能电池21自身的低成本化。

在上述的实施例2中，虽然并未预定与中央线A邻接的第一反射面5c相对于排列方向的倾斜角度，但也可以对该倾斜角度进行数值限定。以下对与此相关的实施例3进行叙述。

实施例3

图9是示出本发明所涉及的太阳能电池的一个实施方式的示意图，图10是示出本发明所涉及的太阳能电池的一个实施方式的示意图。

图9所示的太阳能电池(模块)31构成为包括：前面板2、电池单元串3、密封材料4、背面板4、以及反射镜5。各构成要素的基本结构与实施例2所示的构成要素同等，因此省略重复的说明，仅对与实施例2的不同点进行详细说明。

如图9所示，对于反射镜5，太阳光的波长为550nm时的总光线反射率为r，电池单元3a的排列方向的电池单元宽度为x，间距P除以电池单元宽度x而得的聚光倍率a＝P/x，从前面板的正面到反射镜5的峰部的正面方向的厚度为t。此外，如图10所示，将反射镜5的与中央线A邻接的第一反射面5c相对于以虚线所示的排列方向的倾斜角度设定为φ，将该倾斜角度φ作为θ，以数式6定义预定函数Ω。

[数式6]

$\mathrm{\Ω}\left(\mathrm{\θ}\right)=\frac{1-r}{a}+\frac{r}{P}\·\frac{a\·t\·\tan 2\mathrm{\θ}+a\·P\·\tan 2\mathrm{\θ}\·\sin \mathrm{\θ}+P}{a\·(1+\tan 2\mathrm{\θ}\·\tan \mathrm{\θ})}$

对于以该数式6定义的预定函数Ω，在使θ从0度变化至90度的情况下具有朝上凸出的拐点而获得最大值Ωmax的情况下，使用此时的倾斜角度θ＝值φmax，如数式7所示对φ进行数值限定。

[数式7]

Φmax-15°≤Φ≤Φmax+15°

(优选为Φmax-10°≤Φ≤Φmax+10°

更优选为Φmax-7°≤Φ≤Φmax+7°)

即，使倾斜角度φ在从值φmax减去15度后的值以上，且在对值φmax加上15度后的值以下。另外，所谓15度的值优选为10度，更优选为7度。此处，当导出φmax时，使用Ω(θ)的关于θ的4次以上的泰勒展开式、并使用θ微分算出φmax的方法计算负担少，是实用的。

根据本实施例3所示的太阳能电池31，除了能够得到与实施例2所示的太阳能电池同样的作用效果之外，还能够得到以下的作用效果。即，能够对将经由反射镜5反射的太阳光均匀地照射至电池单元3a的背面的情况进行引导，能够防止照射至电池单元3a的背面的太阳光的强度因背面内的部位产生偏差而导致强度的不均匀。由此，能够预先避免招致因所照射的太阳光的强度的偏向引起的电池单元3a进而太阳能电池31整体的发电效率的下降。

此外，能够更高效地利用前面板2的表面处的基于斯涅耳定律的全反射光，因此，能够使未聚光至太阳能电池31的电池单元3a的背面、而是漏出至太阳能电池31的外部的太阳光少，而不依赖于太阳能电池31所应用到的住宅的房顶上、汽车的车顶等的设置方位，整个全年都能够保持高的发电效率。

除此之外，根据太阳能电池31，能够使电池单元3a的背面处的背面内的各个位置的太阳光的强度的偏差小，因此能够极力防止产生因提高聚光性即聚光化而导致的构成密封材料的树脂的热劣化的情况。

因此，能够防止在密封材料与电池单元3a之间产生剥离或产生裂纹，从而能够将在太阳能电池31内部发生不良情况的情况防范于未然。由此，能够使构成太阳能电池31的模块的耐久寿命与未实现聚光化的以前的模块的耐久寿命同等，能够更有利地实现聚光化。

以下，对上述的实施例1～2和作为现有技术的比较例1～3相互之间进行比较，图11的表中示出太阳光照射下的从正面以及斜向观察的构成太阳能电池的模块的外观性，和有效的发电区域为90mm×125mm时的、利用太阳模拟器(solar simulator)评估的发电效率。

另外，比较例1～3具有如下所述的诸元。比较例1使用与实施例1相同的电池单元串3，相对于电池单元3a的中心线B使背面板4的峰部的排列方向上的偏移量为7mm。

比较例2使用与实施例1相同的电池单元串3，使第一圆弧加工部5a的第一半径R1为超过间距P＝30mm的1/5即6mm的8.0mm，在谷部设置第二圆弧加工部5b，使构成第二圆弧加工部5b的第二半径R2为8.0mm，R2＞R1的条件不成立。

比较例3使用与实施例2相同的电池单元串3，背面板4的厚度最厚的点并非位于电池单元3a的中心线B，而是以接近邻接的电池单元3a的中央线A的方式偏置。即，使中央线峰谷间距Q1＝5.0mm，使中心线峰谷间距Q2＝10.0mm，中央线峰谷间距Q1＞中心线峰谷间距Q2的条件不成立。

如图11的表所示，在模块外观性中，在正面的外观性中，与比较例1～3相比较，实施例1以及实施例2均显示出极其良好的效果，在斜向外观性中，与比较例1～3相比也大致显示出良好的效果。特别是在实施例2中显示出抑制晃眼的效果高。在条纹状亮线的产生中，与比较例1～3相比较，实施例1以及实施例2均能够抑制条纹状亮线的产生，特别是在实施例2中显示出抑制条纹状亮线的效果高。

在基于太阳模拟器的发电效率即转换效率中，与比较例1～3相比较，实施例1以及实施例2均能够实现良好的发电效率，特别是在实施例2中能够实现更高的发电效率。

以上对本发明的优选实施例进行了详细说明，但是，本发明并不局限于上述实施例，能够在不脱离本发明的范围的前提下对上述的实施例附加各种变形以及替换。

例如，也可以并不是仅在间距P方向设置间隙而一维地聚光的形态，而是提高相对于与间距P垂直的方向(图1中的纸面的法线方向)也以间距P2设置间隙从而进行二维地聚光的电池单元的利用效率的形态。

产业上的利用可能性

本发明涉及太阳能电池，提供一种通过比较轻微的变更就能够更恰当地反射太阳光的太阳能电池，能够提高太阳能电池的发电效率，并且能够提高太阳能电池以及搭载有太阳能电池的住宅、汽车的商品性，因此能够应用于在产业上的各种领域中使用的太阳能电池，是有益的。

本国际申请基于2009年1月23日提出申请的日本国特许出愿2009-013508主张优先权，此处，在本国际申请中援引2009-013508号的所有内容。

标号说明

1：太阳能电池(模块)；2：前面板；3：电池单元串；3a：电池单元(太阳能发电构件)；4：背面板；5：反射镜(反射板、4+5：反射构件)；5a：第一圆弧加工部；21：太阳能电池(模块)；5b：第二圆弧加工部；31：太阳能电池(模块)。

Claims (4)

1.一种太阳能电池，其特征在于，

所述太阳能电池包括：

前面板；

太阳能发电构件，该太阳能发电构件位于所述前面板的背面侧，且以预定的间距沿着排列方向排列；以及

反射构件，该反射构件将太阳光反射至所述太阳能发电构件的背面，

所述反射构件包括反射板和背面板，

从与所述太阳能发电构件的正面方向和所述排列方向垂直的垂直方向观察，所述反射板以所述间距的一半亦即一半间距作为一个周期构成有朝所述正面侧突出的峰部和朝所述背面侧凹陷的谷部，

使所述太阳能发电构件的在所述排列方向上的中心线的位置、以及邻接的所述太阳能发电构件之间的中央线的在所述排列方向上的位置，与所述峰部的在所述排列方向上的位置一致，

在与所述中央线一致的所述峰部形成第一圆弧加工部，构成所述第一圆弧加工部的第一半径大于0.05mm且小于所述间距的1/5。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，

从所述垂直方向观察，中央线峰谷间距比中心线峰谷间距大，所述中央线峰谷间距是与所述中央线一致的所述峰部和邻接的所述谷部之间的在所述排列方向上的间隔，所述中心线峰谷间距是与所述中心线一致的所述峰部和邻接的所述谷部之间的在所述排列方向上的间隔。

3.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，

在与所述中心线一致的所述峰部邻接的所述谷部形成第二圆弧加工部，并且，构成所述第二圆弧加工部的第二半径比所述第一半径大。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的太阳能电池，其特征在于，

对于由所述间距、从所述垂直方向观察时所述反射板与所述排列方向所成的倾斜角度、所述前面板的正面和所述反射板的与所述中央线一致的峰部之间的在正面方向上的厚度、所述间距除以所述太阳能发电构件的在所述排列方向上的长度所得的聚光倍率、以及所述反射板的总光线反射率确定的预定函数，以从所述倾斜角度自0度到90度变化的情况下所述预定函数取得最大值时的所述倾斜角度的值减去15度后的值作为下限值，以对所述预定函数取得所述最大值时的所述倾斜角度的值加上15度后的值作为上限值，所述倾斜角度比所述下限值大且比所述上限值小。

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