CN102576755A - 太阳能电池模块和太阳光发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供设计自由度高、能够廉价且容易地制造的太阳能电池模块。太阳能电池模块(10)包括：导光板(1)；粘接剂层(4)，其粘贴在导光板(1)的表面的至少1个面；和太阳能电池元件(3)，其设置在导光板(1)的与粘贴有粘接剂层(4)的面交叉的面。此外，还包括经粘接剂层(4)粘贴于导光板(1)的透光性膜(2)。而且，粘接剂层(4)含有荧光体。因此，不需要准备分散有荧光体的导光板，此外，能够对粘接剂层(4)自由地进行图案化、叠层。

Description

太阳能电池模块和太阳光发电装置
技术领域
本发明涉及太阳能电池模块和包括该太阳能电池模块的太阳光发电装置。
背景技术
以太阳能的高效率的利用为目的，在现有技术中使用的一般的太阳光发电装置，以将太阳能面板朝向太阳的方向整面地铺满的状态使用。这样的太阳能面板，因为一般来说由不透明的半导体构成，所以不能够进行叠层配置。因此，为了充分地聚集太阳光，有必要使用大面积的太阳能面板，并且增大设置面积。以这样的太阳光发电装置为例，在专利文献1中记载有：在太阳能电池模块的受光面上形成荧光物质膜，以增大入射的太阳光的能量效率的技术。
作为实现太阳能面板的小面积化并且高效率地利用太阳能的技术，在专利文献2中记载有：在与分散有荧光体的吸光-发光板的采光面成直角的侧面粘贴太阳能电池，并将该吸光-发光板作为建筑物的窗面来使用的技术。由此，从采光面入射的太阳光在吸光-发光板内导光而聚光于太阳能电池。
此外，在专利文献3中记载有：通过在建筑物、汽车等使用通过液相沉积法(Liquid Phase Deposition)在表面形成有含有荧光的二氧化硅薄膜的玻璃基板的端部设置太阳能电池的太阳能回收窗，从而高效地回收太阳能的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国公开专利公报“特开2001-7377号公报(2001年1月12日公开)”
专利文献2：日本国公开实用新型公报“实开昭61-136559号公报(1986年8月25日公开)”
专利文献3：日本国公开专利公报“特开平3-273686号公报(1991年12月4日公开)”
发明内容
发明要解决的问题
但是，专利文献2所记载的技术，与专利文献1所记载的技术不同，虽然不需要为了太阳光的聚光而增大太阳能面板的面积，但因使用大量的混入荧光体的板材所以增大制造成本。此外，当入射的光在吸光-发光板内重复地进行全反射时，因光多次与荧光体接触所以效率降低。此外，在专利文献3所记载的技术中，因为通过液相沉积法在玻璃基板的表面形成有含有荧光的二氧化硅薄膜，所以设计的自由度低，且在该膜产生缺陷而进行修理或改造时，需要替换整个玻璃基板。
因此，期望开发实现省空间化的同时更加廉价且能够容易制造，并且设计自由度高的太阳能电池模块。
本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于：提供设计自由度高、能够廉价且容易制造的太阳能电池模块，和具备该太阳能电池模块的太阳光发电装置。
用于解决课题的技术方案
为了解决上述的课题，本发明的太阳能电池模块，其特征在于，具备：导光板；粘接剂层，其设置在上述导光板的表面的至少一个面，含有荧光体；和太阳能电池元件，其设置在上述导光板的与设置有上述粘接剂层的面交叉的面。此外，本发明的太阳光发电装置的特征在于具备上述太阳能电池模块。
根据上述的结构，通过将荧光体分散至粘接剂层中而粘贴在导光板，不需要准备分散有荧光体的导光板，此外，能够对粘接剂层自由地进行图案化、叠层。此外，因为在与导光板的采光面交叉的面设置太阳能电池元件，所以能够保持小面积的同时得到充分的发电效率。
这样，能够提供不但能维持充分的发电效率，而且设计自由度高、能够廉价且容易地制造的太阳能电池模块。因此，具备该太阳能电池模块的太阳光发电装置，能够作为建筑物、汽车的窗或建筑物的屋顶的太阳光发电系统优选利用。
发明的效果
本发明的太阳能电池模块，具备：导光板；粘接剂层，其设置在上述导光板的表面的至少一个面，含有荧光体；和太阳能电池元件，其设置在上述导光板的与设置有上述粘接剂层的面交叉的面，因此设计自由度高、能够廉价且容易地制造。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的太阳能电池模块的立体图。
图2是表示本发明的一实施方式的太阳能电池模块的截面图。
图3是表示用于说明本发明的一实施方式的太阳能电池模块的导光的附图。
图4是表示本发明的其他实施方式的太阳能电池模块的截面图。
图5是表示本发明的其他实施方式的太阳能电池模块的截面图。
图6是表示太阳能电池的灵敏度分布和太阳光的能量分布的图表。
图7是表示本发明的一实施方式的太阳能电池模块的荧光光谱与太阳能电池的灵敏度分布和太阳光的能量分布的关系的图表。
图8是表示本发明的一实施方式的太阳能电池模块的荧光光谱与太阳能电池的灵敏度分布和太阳光的能量分布的关系的图表。
图9是表示本发明的其他实施方式的太阳能电池模块的立体图。
具体实施方式
[第一实施方式]
(太阳能电池模块10)
对本发明的太阳能电池模块的一实施方式，参照图1至图3进行以下说明。图1是表示太阳能电池模块10的立体图，图2是表示太阳能电池模块10的截面图，图3是用于说明太阳能电池模块10的导光的附图。
如图1和图2所示，太阳能电池模块10具备：导光板1；含有荧光体的粘接剂层4；和太阳能电池元件3。而且，太阳能电池模块10还具备经粘接剂层4粘贴在导光板1的透光性膜2。在导光板1的太阳光入射的采光面，在整个面，经粘接剂层4粘贴透光性膜2。在本实施方式中，在与粘贴有透光性膜2的采光面背对的面，也同样地经粘接剂层4粘贴透光性膜2，构成为通过两个透光性膜2和粘接剂层夹着导光板1。
透光性膜2和粘接剂层4也可以只粘贴在采光面，但通过粘贴在采光面和与其背对的面，能够进一步提高太阳光的转换效率，因此优选。此外，太阳能电池元件3设置在导光板1的与采光面交叉的面(端面)，在本实施方式中，在与采光面交叉的全部的4个端面设置多个太阳能电池元件3。
(导光板1)
导光板1只要使从采光面入射的光扩散，并聚光到设置在端面的太阳能电池元件3即可。作为这样的导光板1，能够使用现有技术中公知的导光板，例如能举出丙烯酸基板、玻璃基板、聚碳酸酯基板等，但不限定于此。此外，导光板1的厚度没有特别限定，但优选大于等于可视光的波长，即大于等于1μm，当考虑重量、在端面上配置的太阳能电池的接触部分的面积时，优选10cm以下。
导光板1，使入射的光在其内部导光，优选不包含荧光体的透明的板状体，但在制造工序中，可以是不进行以导光板1内的波长转换为目的荧光体等的分散处理而制造的导光板。即，即使是不打算在导光板1内进行波长转换、部分地包含荧光体的不完全透明的导光板1，也能够优选使用。
在将太阳能电池模块10安装在建筑物的窗框中而使用的情况下，导光板1能够安装在窗框中，由如能够作为窗面起作用的大小和厚度的丙烯酸基板等构成。此外，在将太阳能电池模块设置在屋顶上而使用的情况下，可以根据设置面积等的各条件，适当地设定导光板1的大小和厚度。
(粘接剂层4)
粘接剂层4，是使荧光体分散在透光性的粘接剂中而形成的，使入射到粘接剂层4的光的波长转换，使其为在太阳能电池元件3的光电转换中有效的波长区域。粘接剂层4能够由在现有技术中公知的粘接剂形成。作为这样的粘接剂层4，能够使用将荧光体分散在现有技术中公知的丙烯酸类粘接剂中而形成的粘接剂层，但不限定于此，能够优选使用将荧光体分散在α-烯烃类粘接剂、聚氨酯类粘接剂、环氧树脂类粘接剂、乙烯醋酸乙烯酯树脂类粘接剂、硅类粘接剂等而形成的粘接剂层。
在粘接剂层4中，能够含有多种荧光体，作为这样的荧光体，例如能举出稀土类络合物，作为稀土类络合物的例子，能举出[Tb(bpy)2]Cl3络合物，[Tb(terpy)2]Cl3络合物，[Eu(phen)2]Cl3络合物，Ca-α-SiAlON:Eu等的赛隆荧光体等，但不限定于此。此外，作为分散在粘接剂层4的荧光体，可以使用钐、铽、铕、钆、镝等的稀土类金属的盐酸盐或硫酸盐；钼酸钙、钨酸钙等的过渡金属酸盐；苯、萘等的芳香族烃；曙红、荧光素(fluorescein)等的酞类色素等。
分散在粘接剂层4的荧光体的粒径优选5至10μm，由此，能够高效率地得到荧光发光。此外，粘接剂层4的荧光体的含有量，优选10重量％以下，由此，能够抑制由荧光体引起的多重散射、吸收消光，实现高效的荧光发光。
粘接剂层4，能够通过将分散有荧光体的上述粘接剂层状地涂敷在导光板1或透光性膜2上，粘合导光板1与透光性膜2而形成。此时，粘接剂层的厚度优选10至1000μm，进一步优选20至100μm。由此，当将透光性膜2粘合到导光板1时能够抑制气泡混入。
(透光性膜2)
作为透光性膜2，只要能够使入射的光透过即可，能够使用在现有技术中公知的透光性膜2。作为这样的透光性膜2，例如能举出包含丙烯酸树脂、聚丙烯树脂、环烯烃树脂、聚碳酸酯树脂、三乙酰纤维素树脂、PET树脂等的薄膜，但不限定于此。
此外，透光性膜2的厚度优选1μm至3000μm，进一步优选100μm至1000μm。由此，能够作为适合于使透光性膜2粘合在导光板1的厚度，使透光性膜2容易地贴合于导光板1。
在太阳能电池模块10中，构成为粘接剂层4的折射率n(a)与导光板1的折射率n(s)的关系满足n(a)≤n(s)。进一步优选导光板1的折射率n(s)比粘接剂层4的折射率n(a)大。由此，入射到太阳能电池模块1的光，能够在导光板1与粘接剂层4的界面不发生全反射地、高效率地导光到导光板1。因此，能够使入射到太阳能电池模块10的太阳光更加高效率地聚光到太阳能电池元件3。
此外，可以构成为导光板1的折射率n(s)、粘接剂层4的折射率n(a)与透光性膜2的折射率n(f)的关系满足n(a)≤n(f)和n(a)≤n(s)。由此，能够抑制粘接剂层4与透光性膜2的界面的反射，使入射的太阳光更加高效率地导光，并聚光于太阳能电池元件3。
作为太阳能电池元件3，能够使用公知的太阳能电池，例如能举出非晶态硅(a-Si)太阳能电池、多晶硅太阳能电池、单晶硅太阳能电池等，但不限定于此。太阳能电池元件3，通过在现有技术中公知的透过性的粘接剂、固定部件等，被安装在与导光板1的采光面交叉的面。太阳能电池元件3的大小不作特别限定，但该受光部的宽度优选与导光板1的厚度相同。由此，能够高效率地接受导光到导光板1内而到达其侧面的光。
下面，对入射到太阳能电池模块10的太阳光的在导光板1内的导光进行说明。光，在从折射率高的区域入射向低的区域时，根据其入射角而发生全反射现象。如图3所示，例如在折射率为1.5的导光板(丙烯酸基板)1内，来自荧光体的光，当以相对于导光板1的面(将法线方向作为0度)0度至约41度入射时，出射到导光板1的外部。另一方面，以约41度以上入射的光，在导光板1导光而重复进行全反射。相对于出射到导光板1的外部的光，在导光板1内导光的光的比例，即使在将折射率为1.5的丙烯酸基板作为导光板1使用的情况下，也存在约75％。
此处，制作如图1和图2所示的太阳能电池模块10，并对其发电效率进行调查。首先，制作在丙烯酸粘接剂中分散约5重量％的以紫外线发光的稀土类络合物([Tb(bpy)2]Cl3络合物、[Tb(terpy)2]Cl3络合物、[Eu(phen)2]Cl3络合物等5至10μm的粒子)的粘接剂。使用该粘接剂作为粘接剂层4，将PET膜(厚度：200μm)粘贴在厚度10mm的丙烯酸基板(1m×1m)的两面。粘接剂层4的厚度设为100μm。
在该丙烯酸基板的周围，受光部设置10mm宽的太阳能电池元件3。将这些的丙烯类材料的折射率全部设为1.5。当对这样制作的太阳能电池模块10照射太阳光时的发电量约为500W，与此相对，当将现有技术中的太阳能电池模块排列在一面照射太阳光时的发电量约为145W。此处，现有技术中的太阳能电池模块，与照射聚集的光的本发明的太阳能电池模块不同，是直接照射太阳光的类型的太阳能电池模块。
此外，按照以下方法所述制作太阳能电池模块10的其他方式，并对其发电效率进行调查。首先，在折射率n(a)为1.50的丙烯酸类粘接剂中分散荧光体，制作粘接剂。使用该粘接剂作为粘接剂层4，在折射率n(s)为1.54的玻璃基板(导光板1)的两面，粘贴包含折射率n(f)为1.49的聚丙烯树脂的透光性膜2。将玻璃基板(1m×1m)的厚度设为5mm。然后，在玻璃基板的未粘贴透光性膜2的面中的两个面，配置5mm宽度的太阳能电池元件3。当对这样制作的太阳能电池模块10照射太阳光时的发电量约为90W，与此相对，当将现有技术中的太阳能电池模块排列在一面照射太阳光时的发电量约为35W。
如上所述，根据太阳能电池模块10，因为具有在导光板1经分散有荧光体的粘接剂层4粘贴透光性膜2的结构，所以只要重新粘贴粘接剂层4和透光性膜2就能够进行修理或改造，设计自由度非常高，制造也容易。此外，因为不使用分散有荧光体的导光板而是使用能够更加廉价地制造的分散有荧光体的粘接剂层4，所以能够抑制制造成本。此外，由于使粘接剂层4含有荧光体，因此能够形成容易混入荧光体且能容易地作为荧光层发挥功能的粘接剂层4。
而且，因为将太阳能电池元件3设置在与导光板1的采光面交叉的面，所以保持小面积的同时得到充分的发电效率，且能够廉价地制造。而且，因为对导光板1与粘接剂层4的折射率的关系进行控制，所以能够将由太阳光激励的来自荧光体的光高效率地导光到导光板1内。因此，太阳能电池模块10，通过安装在建筑物、汽车的窗框进行使用，或安装在屋顶上进行使用，能够实现高效率的太阳光发电系统。
还能够将本发明的太阳能电池模块10表现为，具备：导光板1；设置在导光板1的表面的至少1个面，并含有荧光体的荧光层；和在导光板1的与设置有上述荧光层的面交叉的面设置的太阳能电池元件3，上述荧光层包括透光性膜2和粘接剂层4。
(太阳光发电装置)
本发明的太阳光发电装置具备上述的太阳能电池模块10。本发明的太阳光发电装置例如可以具备多个太阳能电池模块10和积蓄来自太阳能电池模块10的输出的蓄电池。本发明的太阳光发电装置，因为具备太阳能电池模块10，所以能够在建筑物的窗或者屋顶、汽车的窗等高效率地将太阳光能量转换为电力。
[第二实施方式]
在本实施方式中，在将红外线吸收剂分散在第一实施方式的太阳能电池模块10的粘接剂层4中这一点，与第一实施方式的太阳能电池模块10不同。在本实施方式中，只对与第一实施方式不同的点进行说明，省略其他详情。
在本实施方式中，作为分散在太阳能电池模块10的粘接剂层4中的红外线吸收剂，能够举出氮化铝粒子，但不限定于此。通过在粘接剂层4分散红外线吸收剂，吸收后述图6的图表所示的太阳光能量的分布之中的区域Y的红外线光，不使其透过。
红外线吸收剂的粒径优选1至100μm，由此能够高效率地吸收红外线的光线。此外，粘接剂层4的红外线吸收材料的含有量优选10重量％以下，由此能够防止导光板1中的光的散射。另外，红外线吸收剂，可以分散在透光性膜2，也可以分散在透光性膜2和粘接剂层4这双方。此外，也可以取代红外线吸收剂，分散反射红外线而防止红外线的透过的红外线反射剂。红外线吸收，由于不论是在透光性膜2还是粘接剂层4都能够进行，因此以下对使用透光性膜2的情况进行说明。
此处，除在透光性膜2中分散1重量％的氮化铝的粒子之外，其余与第一实施方式同样地制作如图1和图2所示的太阳能电池模块10。该太阳能电池模块10能够阻挡80％的波长约800μm的红外光。因此，在将该太阳能电池模块安装在窗框作为窗玻璃使用的情况下，太阳光发电能够高效率地进行的同时，还能够有效地阻挡使室内温度上升的红外线。
另外，在本实施方式中，通过在透光性膜2内分散红外线吸收剂来抑制红外线的透过，但在透光性膜2的任何一个面或两面设置红外线反射层也能够得到同样的效果。此时，作为红外线反射层，能使用胆甾型液晶层、电介质多层膜等。
[第三实施方式]
对本发明的太阳能电池模块的其他的实施方式，参照图4进行以下说明。如图4所示，太阳能电池模块40与第一实施方式的太阳能电池模块10的不同点在于：在导光板1的与经粘接剂层4粘贴有透光性膜2的面交叉的方向的厚度中，导光板1端部侧的厚度比中心部侧厚度大。在本实施方式中，只对与第一实施方式不同的点进行说明，其他详情省略。
在太阳能电池模块40中，导光板1，是采光面和其相对面自中央部向端部各自扩展为锥状的形状，与其采光面交叉的方向的厚度，自中央部向端部连续地变厚。这样，与导光板1的采光面交叉的方向的厚度在导光板1的端部最厚，因此能够容易地安装太阳能电池元件3。
此处，制作如图4所示的太阳能电池模块40。首先，制作在折射率n(a)为1.50的丙烯酸类粘接剂中分散荧光体的粘接剂。将该粘接剂作为粘接剂层4使用，并将由折射率n(f)为1.50的包含环烯烃聚合物树脂的透光性膜2粘贴在折射率n(s)为1.59的聚碳酸酯基板(导光板1)的表面的两面。在聚碳酸酯基板(1m×1m)的厚度中，其端部为5mm，中央部为3mm，自中央部向端部厚度连续地增加。此外，在聚碳酸酯基板的没有粘贴透光性膜2的全部的面(4个面)，配置宽度为5mm的太阳能电池元件3。这样，聚碳酸酯基板的厚度自中央部向周围连续地变厚，由此能够容易地将太阳能电池安装在基板周围。
[第四实施方式]
对本发明的太阳能电池模块的其他的实施方式，参照图5进行以下说明。图5是表示本发明的其他实施方式的太阳能电池模块50的截面图。如图5所示，太阳能电池模块50与第一实施方式的太阳能电池模块10不同点在于：具备2个导光板1，其间通过粘接剂层4粘接。在本实施方式中，只对与第一实施方式不同的点的进行说明，其他详情省略。另外，导光板1的数量没有特别限定，可以设为：具备多个导光板1，粘接剂层4位于多个导光板1的各个之间，通过粘接剂层4粘接相邻的导光板1间。
在太阳能电池模块50中，构成为粘接剂层4夹在2个导光板1之间。这样，能够作为多层玻璃而构成，因此能够实现高效率的太阳光发电系统，而且能够作为绝热性优秀的窗玻璃而适用，且能够提高窗玻璃的强度。
[第五实施方式]
对本发明的太阳能电池模块的其他实施方式，参照图6至8进行以下说明。图6是表示太阳能电池的灵敏度分布和太阳光的能量分布的图表。图7是表示本发明的一实施方式的太阳能电池模块的荧光光谱与太阳能电池的灵敏度分布和太阳光的能量分布的关系的图表。图8是表示本发明的一实施方式的太阳能电池模块的荧光光谱与太阳能电池的灵敏度分布和太阳光的能量分布的关系的图表。
在本实施方式中，与第一实施方式的太阳能电池模块10的不同点在于：在粘接剂层4含有最大荧光波长与太阳能电池元件3的最大灵敏度波长大致相同的荧光体。在本实施方式中，只对与第一实施方式不同的点的进行说明，其他详情省略。
本实施方式的太阳能电池模块的粘接剂层4所含有的荧光体，其最大荧光波长与太阳能电池元件3的最大灵敏度波长大致相同。此处，如图6所示，太阳光能量广范围地分布，扩展到作为太阳能电池元件3所使用的非晶态硅太阳能电池(a-Si)的灵敏度分布外。于是，为了使图6的区域X的太阳光能量处于太阳能电池元件3的灵敏度分布内，使用在粘接剂层4含有的荧光体来转换波长。
这时，如图7的荧光光谱所示，如果粘接剂层4的荧光体的最大荧光波长与太阳能电池元件3的最大灵敏度波长一致，则能够进行更加高效率的光电转换，因此优选。在本实施方式中，因为使粘接剂层4含有最大荧光波长与太阳能电池元件3的最大灵敏度波长大致相同的荧光体，所以能够更加高效率地将太阳光能量转换为电能。
在本说明书中，所谓荧光体的最大荧光波长与太阳能电池元件3的最大灵敏度波长大致相同或大约一致，不仅包括荧光体的最大荧光波长与太阳能电池元件3的最大灵敏度波长完全一致的情况，而且还包括荧光体的荧光光谱与太阳能电池元件3的灵敏度波长分布部分地互相重合、且它们的峰值接近的情况。因此，也能够包含这样部分重合且峰值接近的情况而表示为“是相同的”。
此处，制作除了使粘接剂层4含有赛隆荧光体(Ca-α-SiAlON:Eu)之外其余与第一实施方式相同的太阳能电池模块。首先，在折射率n(a)为1.50的丙烯酸类粘接剂中分散赛隆荧光体(Ca-α-SiAlON:Eu)而制作粘接剂。下面，将该粘接剂作为粘接剂层4来使用，并将包含折射率n(f)为1.50的丙烯酸树脂的透光性膜2粘贴在折射率n(s)为1.59的聚碳酸酯基板(导光板1)的两面。使聚碳酸酯基板的厚度为5mm，平面的尺寸为1m×1m。在聚碳酸酯基板的端面(4个面)配置宽度为5mm的太阳能电池元件3。作为太阳能电池元件使用a-Si太阳能电池。因为a-Si太阳能电池的最大灵敏度波长与赛隆荧光体的最大荧光波长如图7所示大约一致，所以能够高效率地将太阳光能量转换为电能。
此外，也可以通过将含有的荧光体的吸光波长各自不同的粘接层进行叠层而形成粘接剂层4。而且，多个粘接层分别如图8所示地构成为含有的荧光体的最大荧光波长变得与太阳能电池元件3的最大灵敏度波长大致相同。由此，能够将多种频带的光转换为太阳能电池元件3的灵敏度范围内的波长，能够提高发电的效率。
作为吸光波长各自不同的粘接层的荧光体，能够组合使用Lumogen F Violet 570(最大吸收波长：378nm，最大发光波长：413nm)、Lumogen F Yellow 083(最大吸收波长：476nm，最大发光波长：490nm)、Lumogen F Orange 240(最大吸收波长：524nm，最大发光波长：539nm)和Lumogen F Red 305(最大吸收波长：578nm，最大发光波长：613nm)(全都来自BASF公司)。
或者，通过将含有的荧光体的吸光波长互相不同的粘接剂层4的一个用于与粘贴在导光板1的采光面的透光性膜的粘接，并将另一个用于与粘贴在其相对面的透光性膜的粘接，能够将多种频带的光转换为太阳能电池元件3的灵敏度范围内的波长，能够提高发电的效率。
[第六实施方式]
对本发明的太阳能电池模块的其他实施方式，参照图9进行以下说明。图9是表示本发明的其他实施方式的太阳能电池模块90的立体图。在本实施方式中，与第一实施方式的太阳能电池模块10的不同点在于：透光性膜2经粘接剂层4设置在导光板1的采光面的一部分。在本实施方式中，只对与第一实施方式不同的点的进行说明，其他详情省略。
在太阳能电池模块90中，透光性膜2为心形，同样地经心形的粘接剂层4粘贴在导光板1的采光面。即，在太阳能电池模块90中，透光性膜2和含有荧光体的粘接剂层4没有粘贴在导光板1的采光面的整个面，而只是部分地粘贴在其一部分。这样，根据太阳能电池模块90，通过将透光性膜2和粘接剂层4设为希望的形状，能够提高作为窗玻璃使用的情况等的设计性。而且，因为粘接剂层4没有粘贴在导光板1的采光面的整个面，所以能够使在导光板1内导光的光与荧光体冲撞的概率降低而高效率地对光进行导光，提高发电效率。
此处，制作如图9所示的太阳能电池模块90。首先，将荧光体分散在折射率n(a)为1.50的丙烯酸类粘接剂中，制作心形的粘接剂层4。然后，使用制作的粘接剂层4，将包含折射率n(f)为1.49的聚丙烯树脂的透光性膜2，粘合于折射率n(s)为1.54的玻璃基板(导光板1)的一个面。将玻璃基板的厚度设为5mm，将平面的尺寸设为1m×1m。在玻璃基板的与经粘接剂层2粘合透光性膜2的面交叉的端面(4个面)配置宽度为5mm的太阳能电池元件3。这样，在太阳能电池模块90中，能够实现设计性优良的太阳光发电系统窗，因为没有在采光面的整个面粘合粘接剂层4，所以变得能够使在导光板1内导光的光与荧光体冲撞的概率降低，并高效率地进行发电。
本发明不限定于上述的各实施方式，在权利要求所示的范围内能够进行各种变更，将在不同的实施方式中分别公开的技术方案适当地组合而得到的实施方式，也包含在本发明的技术范围中。
在本发明的太阳能电池模块中，优选还具备经上述粘接剂层粘贴于上述导光板的透光性膜。根据上述的结构，因为经分散有荧光体的粘接剂层在导光板粘贴透光性膜，所以能够将经透光性膜入射至粘接剂层的光导光到太阳能电池元件。这样，因为能够在粘接剂中含有荧光体而形成，所以容易混入荧光体，而容易制作太阳能电池模块。
而且，本发明的太阳能电池模块优选：具备多个上述导光板，并且上述粘接剂层位于多个上述导光板的各个之间，对相邻的上述导光板之间进行粘接。
根据上述的结构，构成为粘接剂层夹在多个导光板之间。这样，因为能够作为多层玻璃而构成太阳能电池模块，所以不但能够实现高效率的太阳光发电系统，而且例如还能够作为绝热性优良的窗玻璃而适用，且能够提高窗玻璃的强度。
此外，在本发明的太阳能电池模块中，优选上述导光板的折射率大于等于上述粘接剂层的折射率。由此，入射到粘接剂层的光能够在与导光板的界面不发生全反射地在导光板内高效率地导光。因此，将入射到太阳能电池模块10的太阳光更加高效率地聚集于太阳能电池元件，提高发电效率。
此外，在本发明的太阳能电池模块中，上述粘接剂层，优选分别粘贴在上述导光板的背对的2个表面的各个表面。由此提高太阳光的转换效率。
此外，在本发明的太阳能电池模块中，上述粘接剂层优选还含有红外线吸收剂或红外线反射剂。由此，在阻挡红外线的光线的透射而将该太阳能电池模块安装在窗框作为窗玻璃使用的情况下，能够在高效率地进行太阳光发电的同时，抑制室内温度的上升。
此外，在本发明的太阳能电池模块的上述导光板中，在与粘贴有上述粘接剂层的面交叉的方向的厚度中，优选上述导光板的端部侧的厚度比中心部侧的厚度大。由此，能够容易地在导光板上安装太阳能电池元件。
此外，在本发明的太阳能电池模块中，优选上述荧光体的最大荧光波长与上述太阳能电池元件的最大灵敏度波长大致相同。由此，能够将太阳能电池元件的灵敏度范围外的光转换为波长范围内的波长，能够高效率地将太阳光能量转换为电能。
此外，在本发明的太阳能电池模块中，上述粘接剂层，优选通过将所含有的上述荧光体的吸光波长各自不同的多个粘接层进行叠层而构成，包含于上述多个粘接层中的各个上述荧光体的最大荧光波长，与上述太阳能电池元件的最大灵敏度波长大致相同。由此，能够将多种频带的光转换为太阳能电池元件的灵敏度范围内的波长，提高发电的效率。
此外，在本发明的太阳能电池模块中，上述粘接剂层优选设置在上述导光板的表面的至少一部分。根据上述的结构，对粘接剂层能够不将其设置在导光板的一个表面的整个面地、进行希望的图案化而部分地设置，因此设计性优良。而且，能够使在导光板内导光的光与荧光体冲撞的概率降低而高效率地进行导光，提高发电效率。
此外，在本发明的太阳能电池模块中，优选上述粘接剂层的折射率小于等于上述透光性膜的折射率，上述导光板的折射率大于等于上述粘接剂层的折射率。由此，入射到太阳能电池模块的光，能够在导光板与粘接剂层的界面不发生全反射地高效率地在导光板内导光的同时，能够抑制粘接剂层与透光性膜之间的界面反射，使太阳光高效率地在导光板内导光。因此，能够更加高效率地将入射的太阳光聚集到太阳能电池模块，提高发电效率。
产业上的可利用性
本发明能够提供设计自由度高、廉价且容易制造的太阳能电池模块，因此能够优选利用于在建筑物、汽车的窗，或建筑物的屋顶的太阳光发电系统。
符号说明
1：导光板
2：透光性膜
3：太阳能电池元件
4：粘接剂层
10：太阳能电池模块

Claims (12)

1.一种太阳能电池模块，其特征在于，包括：
导光板；
粘接剂层，其设置在所述导光板的表面的至少一个面，含有荧光体；和
太阳能电池元件，其设置在所述导光板的与设置有所述粘接剂层的面交叉的面。
2.如权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于：
还包括经所述粘接剂层粘贴于所述导光板的透光性膜。
3.如权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于：
包括多个所述导光板，
所述粘接剂层位于多个所述导光板的各个之间，对相邻的所述导光板之间进行粘接。
4.如权利要求1至3中的任意一项所述的太阳能电池模块，其特征在于：
所述导光板的折射率大于等于所述粘接剂层的折射率。
5.如权利要求1至4中的任意一项所述的太阳能电池模块，其特征在于：
所述粘接剂层粘贴在所述导光板的背对的2个表面的各个表面。
6.如权利要求1至5中的任意一项所述的太阳能电池模块，其特征在于：
所述粘接剂层还含有红外线吸收剂或红外线反射剂。
7.如权利要求1至6中的任意一项所述的太阳能电池模块，其特征在于：
在所述导光板的与粘贴有所述粘接剂层的面交叉的方向的厚度中，所述导光板的端部侧的厚度比中心部侧的厚度大。
8.如权利要求1至7中的任意一项所述的太阳能电池模块，其特征在于：
所述荧光体的最大荧光波长与所述太阳能电池元件的最大灵敏度波长大致相同。
9.如权利要求1至8中的任意一项所述的太阳能电池模块，其特征在于：
所述粘接剂层，通过将所含有的所述荧光体的吸光波长各自不同的多个粘接层进行叠层而构成，
包含于所述多个粘接层中的各个所述荧光体的最大荧光波长，与所述太阳能电池元件的最大灵敏度波长大致相同。
10.如权利要求1至9中的任意一项所述的太阳能电池模块，其特征在于：
所述粘接剂层设置在所述导光板的表面的至少一部分。
11.如权利要求2所述的太阳能电池模块，其特征在于：
所述粘接剂层的折射率小于等于所述透光性膜的折射率，所述导光板的折射率大于等于所述粘接剂层的折射率。
12.一种太阳光发电装置，其特征在于：
包括权利要求1至11中的任意一项所述的太阳能电池模块。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9082904B2 (en) 2009-09-18 2015-07-14 Sharp Kabushiki Kaisha Solar cell module and solar photovoltaic system
PT2726919T (pt) * 2011-07-01 2019-02-04 Tropiglas Tech Ltd Um painel seletivo em termos espetrais
JP2015099807A (ja) * 2012-03-07 2015-05-28 シャープ株式会社 導光体、太陽電池モジュールおよび太陽光発電装置
TW201504698A (zh) * 2013-07-24 2015-02-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 導光板的製造方法及導光板
US20180158380A1 (en) * 2015-04-27 2018-06-07 Sharp Kabushiki Kaisha Fluorescent concentrator solar cell
CN107346793A (zh) * 2017-06-29 2017-11-14 联想(北京)有限公司 一种光电转换装置、方法及设备
JPWO2019065920A1 (ja) * 2017-09-29 2020-09-17 積水化学工業株式会社 太陽電池システム
US11287162B2 (en) * 2018-01-25 2022-03-29 GlowShop, LLC Solar power system using luminescent paint

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4149902A (en) * 1977-07-27 1979-04-17 Eastman Kodak Company Fluorescent solar energy concentrator
US4488047A (en) * 1981-11-25 1984-12-11 Exxon Research & Engineering Co. High efficiency multiple layer, all solid-state luminescent solar concentrator
JP2001077399A (ja) * 1999-09-03 2001-03-23 Ntt Power & Building Facilities Inc 太陽光発電装置
CN101138101A (zh) * 2005-02-16 2008-03-05 荷兰科学技术基金会 发光物体及其应用

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4173495A (en) * 1978-05-03 1979-11-06 Owens-Illinois, Inc. Solar collector structures containing thin film polysiloxane, and solar cells
US4140544A (en) * 1978-06-05 1979-02-20 Atlantic Richfield Company Divergent luminescent collector for photovoltaic device
US4199376A (en) * 1978-11-06 1980-04-22 Atlantic Richfield Company Luminescent solar collector
US6441551B1 (en) * 1997-07-14 2002-08-27 3M Innovative Properties Company Electroluminescent device and apparatus
WO2006088370A2 (en) * 2005-02-16 2006-08-24 Stichting Voor De Technische Wetenschappen Luminescent object comprising aligned polymers having a specific pretilt angle
JP4639337B2 (ja) * 2006-02-17 2011-02-23 国立大学法人長岡技術科学大学 太陽電池および太陽集熱器
US20080223438A1 (en) * 2006-10-19 2008-09-18 Intematix Corporation Systems and methods for improving luminescent concentrator performance
US9082904B2 (en) * 2009-09-18 2015-07-14 Sharp Kabushiki Kaisha Solar cell module and solar photovoltaic system
WO2011086747A1 (ja) * 2010-01-13 2011-07-21 シャープ株式会社 太陽電池モジュール及び太陽光発電装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4149902A (en) * 1977-07-27 1979-04-17 Eastman Kodak Company Fluorescent solar energy concentrator
US4488047A (en) * 1981-11-25 1984-12-11 Exxon Research & Engineering Co. High efficiency multiple layer, all solid-state luminescent solar concentrator
JP2001077399A (ja) * 1999-09-03 2001-03-23 Ntt Power & Building Facilities Inc 太陽光発電装置
CN101138101A (zh) * 2005-02-16 2008-03-05 荷兰科学技术基金会 发光物体及其应用

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