DE60213461T2

DE60213461T2 - Deckglas für eine solarblatterie

Info

Publication number: DE60213461T2
Application number: DE60213461T
Authority: DE
Inventors: Junichi Yokohama-shi KAGEYAMA; Asahi Glass Company Kazuo Yokohama-shi SATO; Asahi Glass Company Mika Yokohama-shi KAMBE
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2001-12-13
Filing date: 2002-12-12
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2022-12-13
Also published as: WO2003054974A1; TWI281962B; AU2002366923B2; US20040173256A1; TW200301332A; US7026542B2; DE60213461D1; CN1602553A; AU2002366923A1; ES2268134T3; EP1454365B1; CN100391011C; ATE334481T1; EP1454365A1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Deckglas für eine Solarbatterie, ein Verfahren zur Herstellung des Deckglases und ein Solarbatteriemodul unter Verwendung des Deckglases. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Deckglas für eine Solarbatterie, die auf ein Hausdach aufgebracht werden soll, um eine Solarerzeugung zu erreichen, ein Verfahren zur Herstellung des Deckglases und ein Solarbatteriemodul unter Verwendung des Deckglases.
Stand der Technik
In letzter Zeit ist aufgrund von Umweltproblemen wie des CO₂-Anstieges und der Erschöpfung von Rohstoffen neue Energieformen Beachtung geschenkt worden. Unter diesen wird die Solarerzeugung als zukunftsträchtig angesehen. Ein vorherrschendes Solarbatteriemodul umfaßt ein Modul vom Kristalltyp und ein Modul vom Dünnfilmtyp.
Das Solarbatteriemodul vom Kristalltyp wird durch Anordnen einer Vielzahl von kristallisierten Platten (Wafern) mit einer kleinen Fläche auf einer Glasplatte (einem Deckglas) mit einer Größe, die so groß wie das Modul ist, Verbinden dieser Platten mit Drähten und Abdichten zu deren Schutz unter Verwendung eines Füllmittels wie EVA (Ethylen-Vinylacetat-Copolymer) und eines Rückflächenschutzmaterials wie Tedler (Warenzeichen) aufgebaut.
Bei dem Solarbatteriemodul vom Dünnfilmtyp (ein Solarbatteriemodul mit integriertem Substrat) werden eine transparente Elektrodenschicht, eine Dünnfilmhalbleiterschicht und eine Rückflächenelektrode nacheinander direkt auf einer Glasplatte mit einer Größe, die so groß wie das Modul ist, gebildet, wobei jede Schicht durch eine Musterungstechnik wie Laserritzen getrennt werden und Abschnitte verbunden wer den, wodurch eine vorbestimmte Spannung und ein vorbestimmter Strom erhalten werden. Bei dem Abdichten zum Schutz wird das gleiche Füllmittel und Rückflächenschutzmaterial wie für das Solarbatteriemodul vom Kristalltyp verwendet.
Andererseits ist im Hinblick auf die neue Tendenz hinsichtlich der Installation von Solarbatteriemodulen häufig festgestellt worden, daß diese auf Häuserdächern oder als ein im Dach integriertes Solarbatteriemodul installiert werden, so daß sie dieselbe Funktionalität wie das Dach bereitstellen.
Wenn das Solarbatteriemodul auf dem Hausdach installiert wird, treten Probleme wie „Blenden" oder „grelles Scheinen" auf, die durch den Spiegeleffekt an der Vorderfläche des Solarbatteriemoduls, an welcher das Sonnenlicht reflektiert wird, verursacht werden, und es tritt das Problem auf, das die Landschaft oder der Himmel an der Vorderfläche des Solarbatteriemoduls reflektiert werden, wodurch die Schönheit des Hauses selbst oder der umgebenden Häuser beeinträchtigt wird.
In bezug auf diese Probleme ist die folgende Lösung auf herkömmliche Weise gefunden worden. In bezug auf das Solarbatteriemodul vom Kristalltyp ist beispielsweise die Verwendung eines Profilglases als Deckglas, das eine ungleichmäßige Reflektion oder Diffusion von Licht auf der Vorderfläche des Deckglases verursacht, vorgeschlagen worden. Derzeit wird ein Profilglas zur ausschließlichen Verwendung als Deckglas, das für diesen Zweck verwendbar ist, auf den Markt gebracht.
Außerdem wurde bei der 16th IEEE Photovoltaic Specialists Conference (Protokolle S. 828 bis S. 833) 1982, GE (General Electric Company), offenbart, daß ein solches Profilglas für ein Dach-Solarbatteriemodul verwendet wurde.
Andererseits ist das Solarbatteriemodul vom Dünnfilmtyp untersucht worden, wobei festgestellt wurde, daß Submodule mit einer kleinen Fläche mit der gleichen Struktur abgedichtet werden wie das Solarbatteriemodul vom Kristalltyp, um das obenerwähnte Profilglas zur ausschließlichen Verwendung herzustellen. Außerdem wird in der Veröffentlichung JP-A-6-45628 vorgeschlagen, daß ein Kügelchen-enthaltende Harz, das Licht streuen kann, beispielsweise auf die Vorderfläche eines fertigen Solarbatteriemoduls beschichtet wird.
Das obenerwähnte Verfahren ist jedoch entwickelt worden, um das Problem wie „Blenden" oder „grelles Scheinen", das durch die Reflektion von Sonnenlicht auf einer spiegelartigen Oberfläche des Solarbatteriemoduls verursacht wird, zu lösen und eine Form der Vorderfläche mit einem Antiblendeffekt zu erhalten. Die vorgeschlagene Form ist nicht immer zum Verbessern der Leistung der Solarbatterie geeignet.
In dem Fall des Bildens einer Lichtstreuungsschicht auf dem Vorderseiten-Deckglas unter Verwendung eines organischen Harzes, wie in der Veröffentlichung JP-A-6-45628 offenbart, tritt beispielsweise das Problem auf, daß aufgrund des Unterschieds des Brechungsindexes zwischen dem Harz und dem Glas einfallendes Licht an der Grenzfläche reflektiert wird, was eine Minderung der Menge des einfallenden Lichts zur Folge hat.
Da der Reflexionsgrad der Oberfläche des Solarbatteriemoduls zum großen Teil von dem Winkel des einfallenden Lichts abhängt, besteht außerdem das Problem, daß eine große Lichtmenge morgens oder abends reflektiert wird, da das Sonnenlicht schräg einfällt, wodurch die Leistung einer Solarbatterie stark abnimmt.
Außerdem enthalten alle bisher erhältlichen Informationen, wie die Veröffentlichung JP-A-11-330508, keine spezielle Beschreibung der Form der Vorderfläche. Obwohl die Form der Vorderfläche quantitativ bestimmt ist, wird nur der arithmetische Durchschnitt der Rauheit Ra wie in JP-A-11-74552 angegeben, und jeglicher Verweis auf die spezielle Form für die Vermarktung der Produkte fehlt.
Die vorliegende Erfindung soll die obenerwähnten Probleme lösen und ein Deckglas für eine Solarbatterie, das die Leistung stärker verbessern kann, als dies mit herkömmlichen Techniken möglich ist, und das eine Form der Vorderfläche aufweist, die wirksam das durch die Reflektion von Licht an einer Lichteintrittsseite verursachte Umweltproblem verhindern kann, ein Verfahren zur Herstellung des Deckglases und ein Solarbatteriemodul unter Verwendung des Deckglases bereitstellen.
Offenbarung der Erfindung
Um den obenerwähnten Gegenstand zu erreichen, soll die vorliegende Erfindung ein Deckglas für eine Solarbatterie bereitstellen, dadurch gekennzeichnet, daß hemisphärische konkave Abschnitte in der nahezu gesamten Oberfläche an einer Lichteintrittsseite eines Deckglases gebildet sind, wobei das Verhältnis d/D der Tiefe d des zentralen Abschnitts jedes konkaven Abschnitts zu dem Radius D der Öffnung des konkaven Abschnitts von 0,10 bis 0,50 beträgt, und der Anteil eines Bereichs eines flachen Abschnitts, an welchem kein konkaver Abschnitt gebildet ist, zu der Oberfläche der Lichteintrittsseite nicht mehr als 40 % beträgt.
Wenn das Deckglas eine solche Form der Vorderfläche aufweist, kann die Leistung stärker verbessert werden, als es mit der herkömmlichen Technik möglich ist, und das durch die Reflektion von Licht an einer Lichteintrittsseite verursachte Umweltproblem kann wirksam verhindert werden.
Außerdem soll die vorliegende Erfindung das obenerwähnte Deckglas für eine Solarbatterie bereitstellen, wobei die Anzahl der konkaven Abschnitte pro Flächeneinheit mindestens 160 Stück/cm² beträgt.
Die vorliegende Erfindung soll außerdem ein Verfahren zur Herstellung des oben beschriebenen Deckglases für eine Solarbatterie bereitstellen, welches durch Beschicken von geschmolzenem Glas zwischen einer Walzeneinheit mit einer äußeren Oberfläche, worin konkave/konvexe Abschnitte gebildet sind, und einer weiteren Walzeneinheit zur Durchführung eines Auswalzverarbeitens gekennzeichnet ist.
Die andere Walzeneinheit kann eine flache Vorderfläche oder eine Vorderfläche, worin konkav-konvexe Abschnitte gebildet sind, aufweisen.
Unter Verwendung des Auswalzverarbeitungsverfahrens ist es möglich, kontinuierlich ein Deckglas mit stabiler Qualität herzustellen. Das Verfahren ist für eine Großproduktion geeignet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Draufsicht auf eine Solarbatterietafel, auf welche das Deckglas der vorliegenden Erfindung aufgebracht wird.
2 ist eine Querschnittsdarstellung in Querrichtung der in 1 gezeigten Solarbatterietafel.
3 ist eine graphische Darstellung des Deckglases für eine Solarbatterie nach einer Ausführungsform, wobei (a) eine Draufsicht und (b) eine vergrößerte Querschnittsdarstellung in Querrichtung ist.
4 ist eine graphische Darstellung des Deckglases für eine Solarbatterie nach einer anderen Ausführungsform, wobei (a) eine Draufsicht und (b) eine vergrößerte Querschnittsdarstellung in Querrichtung ist.
5 ist eine graphische Darstellung des Deckglases für eine Solarbatterie nach einer anderen Ausführungsform, wobei (a) eine Draufsicht und (b) eine vergrößerte Querschnittsdarstellung in Querrichtung ist.
6 ist eine graphische Darstellung des Deckglases für eine Solarbatterie nach einer anderen Ausführungsform, wobei (a) eine Draufsicht und (b) eine vergrößerte Querschnittsdarstellung in Querrichtung ist.
7 ist eine graphische Darstellung des Deckglases für eine Solarbatterie nach einem Vergleichsbeispiel, wobei (a) eine Draufsicht und (b) eine vergrößerte Querschnittsdarstellung in Querrichtung ist.
8 ist ein Diagramm, das das Lichtdurchlässigkeitsverhalten des Deckglases für eine Solarbatterie zeigt.
9 ist eine graphische Strukturdarstellung einer Vorrichtung zur Herstellung eines Profilglases.
Erläuterung der Referenzzahlen

10 Solarbatterietafel, 12 Deckglas für eine Solarbatterie, 14 EVA-Film, 16 Polykristallzelle, 17 Rückflächenschutzmaterial, 18 Anschlußkasten, 20 Vorrichtung zur Herstellung von Profilglas, 22 Schmelzwanne, 24, 26 wassergekühlte Walze, 28 Trägerwalze, 30 Glasstrang, 40 konkaver Abschnitt, 42 Rahmenteil, 44 Leitungsdraht

Bestes Verfahren zur Durchführung der Erfindung
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen des Deckglases für eine Solarbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung mit Verweis auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
1 ist eine Draufsicht, die den Aufbau einer Solarbatterietafel 10 graphisch darstellt, und 2 ist eine Querschnittsdarstellung davon. Die Solarbatterietafel 10 wird in die Form eines Fensterrahmens durch Laminieren von Polykristallzellen 16, 16... in 7 Reihen × 6 Säulen auf eine flache Rückfläche eines Deckglases 12 für eine Solarbatterie unter Dazwischenbringen eines EVA-Films 14, Laminieren eines Rückflächenschutzmaterials 17 auf den Polykristallzellen 16, 16 ... und Halten des Umfangskantenabschnitts mit einem Rahmenteil 42 gebildet. Die Polykristallzellen 16, 16 ... werden wechselseitig in parallelen Reihen unter Verwendung von Leitungsdrähten 44 zusammengefaßt, so daß die Leistung von einem Anschlußkasten 18, der an der Rückseite des Rückflächenschutzmaterials 17 angebracht ist, abgenommen werden.
Das Rückflächenschutzmaterial 17 soll die Polykristallzellen 16 vor einer Befeuchtung schützen, weshalb es sich aus einem Material, umfassend eine Aluminiumfolie und ein Fluorharz, das auf der Vorder- und Rückfläche der Aluminiumfolie beschichtet ist und das eine hohe Wetterbeständigkeit aufweist (im folgenden als ein Aluminium-Fluorharzlaminat bezeichnet), zusammensetzt.
Bei dem Deckglas 12 sind hemisphärische konkave Abschnitte 40 in der nahezu gesamten Oberfläche an einer Lichteintrittsseite des Deckglases gebildet (siehe 3 bis 6), so daß am ganzen Tag eine größere Menge an einfallendem Licht erhalten werden kann, wodurch sich die Leistung erhöht; das Deckglas behält seinen schmutzfreien Zustand, und die Antiblendleistung erhöht sich, wobei das Verhältnis d/D der Tiefe d des zentralen Abschnitts jedes konkaven Abschnitts 40 zu dem Radius D der Öffnung des konkaven Abschnitts 40 in 3 bis 5 0,457 und in 6 0,267 beträgt. Außerdem beträgt der Anteil eines Bereichs eines flachen Abschnitts, an welchem kein konkaver Abschnitt 40 gebildet ist, zu der Oberfläche der Lichteintrittsseite in 3 9,3 %, in 4 36 %, in 5 5,0 % bzw. in 6 25 %. Die ausführliche Beschreibung des Deckglases 12 wird im folgenden gegeben.
3 bis 6 sind graphische Darstellungen des Deckglases für eine Solarbatterie. In jeder Figur zeigt (a) eine Draufsicht und (b) eine vergrößerte Querschnittsdarstellung in Querrichtung. 8 ist ein Diagramm, das das Lichtdurchlässigkeitsverhalten des Deckglases für eine Solarbatterie zeigt.
Wie in 3(b), 4(b) und 5(b) gezeigt, beträgt der Radius D der Öffnung des konkaven Abschnitts 40 350 μm, und die Tiefe d des zentralen Abschnitts des konkaven Abschnitts 40 beträgt 160 μm, wodurch d/D 0,457 beträgt. Wie in 6(b) gezeigt, beträgt außerdem der Radius D der Öffnung des konkaven Abschnitts 40 300 μm, und die Tiefe d des zentralen Abschnitts des konkaven Abschnitts 40 beträgt 80 μm, wodurch d/D 0,267 beträgt.
In 3(a), die die Anordnung der konkaven Abschnitte 40 in einer Draufsicht darstellt, sind diese Abschnitte in einem Muster von Kreisen in Punktberührung angeordnet. Das heißt, die konkaven Abschnitte 40, 40 sind lateral angeordnet, und die konkaven Abschnitte 40, 40 auf den oberen und unteren Stufen sind lateral mit einer Verschiebung von einem Halbkreis angeordnet. Außerdem sind auch die konkaven Abschnitte 40, 40 auf den oberen und unteren Stufen aneinander angrenzend angeordnet. Somit stellt die Anordnung eine enggepackte Struktur bereit.
Der Abstand in lateraler Richtung beträgt 700 μm, und der Abstand in vertikaler Richtung beträgt 606 μm. Außerdem beträgt, wie zuvor beschrieben, der Radius D der Öffnung 350 μm. Entsprechend beträgt der Anteil eines Bereichs eines flachen Abschnitts, an welchem kein konkaver Abschnitt 40 gebildet ist, zu der Oberfläche der Lichteintrittsseite 9,3 %. Außerdem beträgt die Anzahl der konkaven Abschnitte pro Flächeneinheit 240 Stück/cm².
In 4(a) sind die konkaven Abschnitte 40 in Draufsicht so angeordnet, daß ein gitterartiges Anordnungsmuster um 45° gedreht ist. Der Abstand in einer lateralen Richtung beträgt 550 μm, und der Abstand in einer vertikalen Richtung beträgt 550 μm. Außerdem beträgt, wie zuvor beschrieben, der Radius D der Öffnung 350 μm. Entsprechend beträgt der Anteil eines Bereichs eines flachen Abschnitts, an welchem kein konkaver Abschnitt gebildet ist, zu der Oberfläche der Lichteintrittsseite 36 %. Außerdem beträgt die Anzahl der konkaven Abschnitte pro Flächeneinheit 170 Stück/cm².
In 5(a) stellt die Anordnung der konkaven Abschnitte 40 in einer Draufsicht ein Muster von Kreisen in Punktberührung in der gleichen Weise wie in 3(a) dar. Demzufolge beträgt der Abstand in einer lateralen Richtung 700 μm, und der Abstand in einer vertikalen Richtung beträgt 606 μm. Außerdem beträgt, wie zuvor beschrieben, der Radius D des Öffnungsabschnitts 350 μm. Diese Struktur ist so, daß der Bereich des flachen Abschnitts durch Bilden von konkaven Abschnitten 40a mit einem kleineren Durchmesser in dem flachen Abschnitt, an welchem kein konkaver Abschnitt 40 gebildet ist, verringert werden kann. Entsprechend beträgt der Anteil eines Bereichs eines flachen Abschnitts, an welchem kein konkaver Abschnitt 40 gebildet ist, zu der Oberfläche der Lichteintrittsseite 5,0 %. Außerdem beträgt die Anzahl der konkaven Abschnitte pro Flächeneinheit 707 Stück/cm².
In 6(a) ist die Anordnung der konkaven Abschnitte 40 in einer Draufsicht so, daß das Anordnungsmuster in 3(a) leicht verteilt ist. Das heißt, benachbarte konkave Abschnitte 40 sind mit einem kleinen Abstand zueinander (40 μm × 2 in 6) angeordnet. Das Sechseck, das jeden konkaven Abschnitt 40 umgibt, dient zur Bequemlichkeit, um die Anordnung der konkaven Abschnitte 40 leicht sichtbar zu machen, ohne daß das Vorliegen einer Rinne oder eines Vorsprungs angedeutet wird. Außerdem beträgt der Radius D der Öffnung 300 μm, und die Tiefe d des zentralen Abschnitts des konkaven Abschnitts 40 beträgt 80 μm, wodurch d/D 0,267 beträgt. Außerdem beträgt der Anteil eines Bereichs des flachen Abschnitts, an welchem kein konkaver Abschnitt 40 gebildet ist, zu der Oberfläche der Lichteintrittsseite 25 %. Außerdem beträgt die Anzahl der konkaven Abschnitte pro Flächeneinheit 270 Stück/cm².
In 7, die als Vergleichsbeispiel gezeigt wird, beträgt der Radius D der Öffnung eines konkaven Abschnitts 40 350 μm, und die Tiefe d des zentralen Abschnitts des konkaven Abschnitts 40 beträgt 80 μm, wodurch d/D 0,229 beträgt (siehe 7(b)). Außerdem sind in 7(a) die konkave Abschnitte 40 in Draufsicht so angeordnet, daß ein gitterartiges Anordnungsmuster um 45° gedreht ist. Der Abstand in lateraler Richtung beträgt 620 μm, und der Abstand in vertikaler Richtung beträgt 620 μm. Außerdem beträgt, wie zuvor beschrieben, der Radius D der Öffnung 350 μm. Entsprechend beträgt der Anteil eines Bereichs eines flachen Abschnitts, an welchem kein konkaver Abschnitt 40 gebildet ist, zu der Oberfläche der Lichteintrittsseite 50 %. Außerdem beträgt die Anzahl der konkaven Abschnitte pro Flächeneinheit 130 Stück/cm².
Das Lichtdurchlässigkeitsverhalten des obenerwähnten Deckglases 12 für eine Solarbatterie wird mit Verweis auf das Diagramm in 8 beschrieben. In 8 stellt Beispiel 1 das Verhalten des Deckglases 12 mit der in 3 gezeigten Struktur dar, und Beispiel 2 stellt das Verhalten des Deckglases 12 mit der in 4 gezeigten Struktur dar. Außerdem sind die Beispiele 4 und 5 Vergleichsbeispiele, wobei Beispiel 4 das Verhalten einer flachen Glasplatte ohne konkaven Abschnitt 40 darstellt, und Beispiel 5 stellt das Verhalten des Deckglases mit der in 7 gezeigten Struktur dar.
In jedem der obenbeschriebenen Beispiele stellt die Lichtdurchlässigkeit einen Wert von nicht weniger als 95 % bei einem Lichteinfallwinkel von 0° bis etwa 40° dar; die Verringerung nimmt bei oder unter einem Winkel von etwa 60° zu, und sie ist bei 90° am höchsten. Das Gefälle der Verringerung ist in dem Bereich eines Lichteinfallwinkels von etwa 65° oder mehr in den Beispielen 1 und 2 der vorliegenden Erfindung jedoch kleiner als in den Beispielen 4 und 5, die Vergleichsbeispiele sind. Das heißt, das erfindungsgemäße Deckglas bietet den Vorteil einer geringen Einfallwinkelabhängigkeit, wodurch Licht in die Solarbatterie eintreten kann, auch wenn das Licht aus irgendeinem Winkel einfällt.
Entsprechend unterscheidet sich der Koeffizient der Lichtausnutzung in dem Bereich des Lichteinfallwinkels von etwa 65° oder mehr in den Beispielen der vorliegenden Erfindung stark von demjenigen in den Vergleichsbeispielen. Die so aus der Solarzelle erhältliche elektrische Leistung wird später beschrieben.
Verschiedene andere Bedingungen als die obenerwähnten sind in bezug auf d/D, den Anteil eines Bereichs, der von dem flachen Abschnitt eingenommen wird, und die Anzahl der konkaven Abschnitte pro Flächeneinheit untersucht worden, um den optimalen Bereich, wie unten beschrieben, herauszufinden.
Wenn der Wert von d/D weniger als 0,10 beträgt, kann kein gutes Ergebnis erhalten werden. Andererseits ist es bei einem Wert von d/D von mehr als 0,5 schwierig, das Deckglas herzustellen. Der Wert von d/D beträgt im Hinblick auf das Lichtdurchlässigkeitsverhalten vorzugsweise 0,15 bis 0,50, stärker bevorzugt 0,30 bis 0,50 und außerdem bevorzugt 0,45 bis 0,50.
Wenn der Anteil eines Bereichs des flachen Abschnitts, an welchem kein konkaver Abschnitt 40 gebildet ist, 40 % überschreitet, nimmt die Durchlässigkeit bei einem großen Lichteinfallswinkel ab, wodurch die Leistung der Solarbatterie abnimmt. Der Anteil eines Bereichs, der von dem flachen Abschnitt, an welchem kein konkaver Abschnitt 40 gebildet ist, eingenommen wird, beträgt im Hinblick auf das Lichtdurchlässigkeitsverhalten vorzugsweise 30 % oder weniger, stärker bevorzugt 20 % oder weniger und außerdem vorzugsweise 10 % oder weniger.
Außerdem nimmt bei einer Anzahl der konkaven Abschnitte 40 pro Flächeneinheit von weniger als 160 Stück/cm² die Durchlässigkeit bei einem großen Lichteinfallswinkel ab, wodurch die Austauschleistung einer Solarbatterie abnimmt. Es ist bevorzugt, daß die Anzahl der konkaven Abschnitte 40 pro Flächeneinheit im Hinblick auf das Lichtdurchlässigkeitsverhalten mindestens 170 Stück/cm², stärker bevorzugt mindestens 200 Stück/cm² beträgt. Die Anzahl der konkaven Abschnitte 40 pro Flächeneinheit kann durch Zählen der konkaven Abschnitte, die in einem optischen Bereich von 1 cm × 1 cm in der Vorderfläche des Deckglases angeordnet sind, erhalten werden.
Das Deckglas 12 wird durch eine Vorrichtung zur Herstellung von Profilglas 20, wie in 9 gezeigt, hergestellt. Die Vorrichtung zur Herstellung von Profilglas 20 umfaßt eine Schmelzwanne 22, ein Paar einer oberen und einer unteren wassergekühlten Walze 24, 26, Trägerwalzen 28, 28 ... und so weiter. Das geschmolzene Glas G in der Schmelzwanne 22 wird kontinuierlich zwischen die wassergekühlten Walzen 24, 26 durch den Wall der Schmelzwanne 22 geführt, wodurch es zu einem Glasstrang 30 mit einer Dicke, die im wesentlichen dem Spalt zwischen den wassergekühlten Walzen 24, 26 gleicht, geformt wird. Außerdem wird der Glasstrang 30 gemäß der Umdrehung der wassergekühlten Walzen 24, 26 herausgezogen und mittels Trägerwalzen 28, 28 ... in einen Kühlofen (nicht gezeigt) überführt, in welchem er allmählich auf Raumtemperatur abgekühlt wird. Somit ist das Deckglas 12 hergestellt.
Bei der Herstellung weist die äußere Oberfläche einer wassergekühlten Walze 26 (oder einer wassergekühlten Walze 24) ein gleichmäßig angeordnetes konvexes Muster auf, so daß hemisphärische konkave Abschnitte in der nahezu gesamten Oberfläche an einer Lichteintrittsseite des Deckglases 12 gebildet werden, wobei das Verhältnis d/D der Tiefe des zentralen Abschnitts jedes konkaven Abschnitts zu dem Radius D der Öffnung des konkaven Abschnitts von 0,10 bis 0,50 beträgt, und der Anteil eines Bereichs eines flachen Abschnitts, an welchem kein konkaver Abschnitt gebildet ist, zu der Oberfläche der Lichteintrittsseite nicht mehr als 40 % beträgt. Da das gleichmäßig angeordnete konvexe Muster der wassergekühlten Walze 26 auf eine Oberfläche (die der Oberfläche der Lichteintrittsseite 13 des Deckglases 12 entspricht) des Glasstranges 30 übertragen wird, ist es nicht nötig, eine Verarbeitung wie Polieren, Ätzen, Abstrahlen und so weiter durchzuführen, und das Deckglas 12 mit ausgezeichneter Qualität kann hergestellt werden.
Das Deckglas 12 für eine Solarbatterie kann nicht nur für ein Deckglas für eine Solarbatterie, die auf dem Dach von Gebäuden installiert werden soll, sondern auch für ein Deckglas für eine Solarbatterie, die auf einem Zaun oder einer Mauer installiert werden soll, verwendet werden. Außerdem kann jede Art von polykristallinem, monokristallinem oder amorphen Material für die Solarbatterie verwendet werden. Ein konkav-konvexes Muster kann ebenso in der Oberfläche, die entgegengesetzt zu der Lichteintrittsseite des Deckglases 12 für eine Solarbatterie angeordnet ist, gebildet werden. In den zuvor beschriebenen Ausführungsformen wird das Rückflächenschutzmaterial 17, das sich aus einem filmartigen Aluminium-Fluorharzlaminat zusammensetzt, verwendet. Es kann jedoch auch ein anderes organisches Filmmaterial, ein organisches Plattenmaterial, ein anorganisches Material (beispielsweise Glas), ein organisch-anorganisches Verbundmaterial oder dergleichen verwendet werden.
Beispiele
Polykristallzellen 16 werden beispielsweise durch Bilden eines pn-Übergangs (nicht gezeigt) in einem Siliciumsubstrat und Bereitstellen einer kammförmigen Elektrode, hergestellt aus Silber oder dergleichen, sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückfläche gebildet. Die Polykristallzellen 16 werden in Reihen mit Leitungsdrähten, hergestellt aus Kupfer oder dergleichen, verbunden. Außerdem werden Polykristallzellen 16 an den Kantenabschnitten in parallelen Reihen mit Leitungsdrähten verbunden, so daß eine vorbestimmte Leistung erhalten wird, und eine elektromotorische Kraft wird von einem Anschlußkasten 18 entnommen, der einen Anschlußbereich darstellt, welcher an einer Rückflächenseite eines Solarbatteriemoduls, das eine Solarbatterietafel 10 darstellt, bereitgestellt wird.
Ein Rückflächenschutzmaterial 17 wird an einer Rückflächenseite der Polykristallzellen 16 angeordnet. An einer Vorderflächenseite der Polykristallzellen 16 wird ein Deckglas 12 für eine Solarbatterie angeordnet. Ein transparentes Harz wie ein Ethylen-Vinylacetatfilm (EVA-Film) 14 wird zwischen das Deckglas 12 für eine Solarbatterie und das Rückflächenschutzmaterial 17 gefüllt und dort gebunden. Ein Rahmenteil 42, hergestellt aus Aluminium oder dergleichen, wird an einem Umfangsabschnitt des Deckglases 12 für eine Solarbatterie und der Schutzfolie bereitgestellt.
Die Dicke des Deckglases 12 für eine Solarbatterie beträgt 3,2 mm, und die Durchlässigkeit für sichtbares Licht beträgt etwa 91 %. Außerdem wird ein Modul mit dem Deckglas 12 für eine Solarbatterie als ein Prüfkörper unter Verbinden von 42 150 mm² großen Polykristallzellen in parallelen Reihen auf einer 1.000 mm² großen Glasplatte, wie in 1 gezeigt, hergestellt. Als Verfahren zur Herstellung wird das Laminat mit der in 1 gezeigten Struktur in einen Gummibeutel gegeben, wobei es dekomprimiert wird und bei 150 °C 30 min in einem Ofen erwärmt wird, und dann abgekühlt wird, wodurch es eine modulare Struktur bildet. Nach dem Abkühlen wird der Anschlußkasten an das Modul angebracht.
Das so hergestellte Solarbatteriemodul wurde im Freien in der Präfektur Kanagawa installiert, so daß es genau nach Süden zeigte und einen Neigungswinkel von etwa 30° aufwies, und der Energieerzeugungstest wurde über ein Jahr durchgeführt.
Außerdem wurde ein Test hinsichtlich der Antiblendeigenschaft durchgeführt. In dem Test wurde das Modul an einen Rahmen bei einem Winkel von 30° angebracht, um visuell den Reflektionsgrad des Sonnenlichts genau im Süden an schönen Tagen zu beobachten (Sensortest).
Die Ergebnisse der Auswertung sind in Tabelle 1 gezeigt.
In Tabelle 1 zeigt Beispiel 1 das Verhalten des Deckglases 12 mit der in 3 gezeigten Struktur, Beispiel 2 zeigt das Verhalten des Deckglases 12 mit der in 4 gezeigten Struktur, und Beispiel 3 zeigt das Verhalten des Deckglases 12 mit der in 6 gezeigten Struktur. Die Beispiele 4 bis 6 sind Vergleichsbeispiele, wobei Beispiel 4 das Verhalten einer flachen Glasplatte ohne konkaven Abschnitt 40 zeigt, Beispiel 5 das Verhalten des Deckglases mit der in 7 gezeigten Struktur zeigt und Beispiel 6 das Verhalten einer Glasplatte, das eine rauhe birnenschalenähnliche Oberfläche aufweist.
Die Form der Oberfläche jedes Deckglases 12 für eine Solarbatterie wird durch die Tiefe d des zentralen Abschnitts eines konvexen Abschnitts, den Radius D der Öffnung des konvexen Abschnitts, das Verhältnis beider Parameter d/D, den Anteil eines Bereichs, der von einem flachen Abschnitt, an welchem kein konkaver Abschnitt gebildet ist, eingenommen wird, und der Anzahl des konkaven Abschnitts 40 pro Flächeneinheit dargestellt.
Es gibt zwei Arten elektrischer Leistung aus einer Solarbatterie: die Gesamtmenge im Juni, wobei sich der Einfallwinkel des Sonnenlichts einer senkrechten Stellung nähert, und die gesamte elektrische Leistung, die über das Jahr zur Verfügung steht. Für jeden Fall ist ein Wert (Einheit: %) aufgeführt, der die Verbesserung im Vergleich zu dem Wert von Beispiel 4 (unter Verwendung des Glases mit einer flachen Oberfläche (Spiegeloberfläche)) angibt.
Die Antiblendeigenschaft wurde basierend auf dem folgenden Standard bestimmt.

⊙: ausreichende Antiblendeigenschaft und keine Reflektion.
O: etwas Reflektion, aber kein Problem bei der praktischen Verwendung.
X: ungenügende Antiblendeigenschaft und Blenden durch Reflektion von Sonnenlicht.

Wie aus den experimentellen Ergebnissen verständlich wird, zeigte im Vergleich zu dem herkömmlichen Produkt (Beispiel 4) das Deckglas 12 für eine Solarbatterie in Beispiel 1, Beispiel 2 und Beispiel 3, wobei das Verhältnis d/D der Tiefe d des zentralen Abschnitts jedes konkaven Abschnitts zu dem Radius D der Öffnung des konkaven Abschnitts von 0,10 bis 0,50 beträgt und der Anteil eines Bereichs eines flachen Abschnitts, an welchem kein konkaver Abschnitt gebildet ist, zu der Oberfläche der Lichteintrittsseite nicht mehr als 40 % beträgt, in bezug auf die elektrische Leistung im Juni eine Verbesserung von 5,0 %, 3,4 % bzw. 4,2 % und in bezug auf die gesamte elektrische Leistung über das Jahr 1,92 %, 1,28 % bzw. 1,54 %. Außerdem konnten diese Deckgläser 12 die Antiblendeigenschaft verbessern.
Andererseits zeigten die Deckgläser 12 in Beispiel 5 und Beispiel 6 als herkömmliche Produkte in bezug auf die Energieerzeugungsmenge im Juni eine Verbesserung von 2,5 % und 0,8 % und in bezug auf die gesamte elektrische Leistung über das Jahr eine Verbesserung von 0,83 % und 0,32 %.
Die obenerwähnten Beispiele der vorliegenden Erfindung sind durch das Beispiel eines Solarbatteriemoduls vom Kristalltyp erläutert worden. Die vorliegende Erfindung beschränkt sich allerdings nicht auf ein derartiges Solarbatteriemodul, sondern kann auf ein Solarbatteriemodul vom über-geraden („super-straight") oder unter-geraden („sub-straight") Typ, das sich aus einem amorphen Material zusammensetzt, angewendet werden.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie oben beschrieben, kann gemäß dem erfindungsgemäßen Solarbatteriemodul die Quantität von einfallendem Licht auf das Solarbatteriemodul am Tag oder über das Jahr erhöht werden, um die elektrische Leistung zu erhöhen, da halbkugelförmige konkave Abschnitte so angeordnet sind, daß eine enggepackte Struktur in einer Vorderfläche eines durchlässigen Glases, das an einer Lichteintrittsseite eines Solarbatterieelements angeordnet ist, erhalten wird. Außerdem kann, da Sonnenlicht gestreut reflektiert wird, die Reflektion von Sonnenlicht verringert werden, wodurch es eher unwahrscheinlich ist, daß benachbarte Anwohner verärgert und Autofahrer durch das Reflektionslicht von dem Solarbatteriemodul geblendet werden. Außerdem kann eine schöne Umgebung erhalten werden.

Claims

Deckglas für eine Solarbatterie, dadurch gekennzeichnet, daß die hemisphärischen konkaven Abschnitte in der nahezu gesamten Oberfläche an einer Lichteintrittsseite eines Deckglases gebildet sind, wobei das Verhältnis d/D der Tiefe d des zentralen Abschnitts jedes konkaven Abschnitts zu dem Radius D der Öffnung des konkaven Abschnitts von 0,10 bis 0,50 beträgt, und der Anteil eines Bereichs eines flachen Abschnitts, an welchem kein konkaver Abschnitt gebildet ist, zu der Oberfläche der Lichteintrittsseite nicht mehr als 40% beträgt.
Deckglas für eine Solarbatterie gemäß Anspruch 1, wobei die Anzahl der konkaven Abschnitte pro Flächeneinheit mindestens 160 Anzahl/cm² beträgt.
Verfahren zur Herstellung des Deckglases für eine Solarbatterie, wie in Anspruch 1 oder 2 beschrieben, welches durch Beschicken von geschmolzenem Glas zwischen einer Walzeneinheit mit einer äußeren Oberfläche, worin konkave/konvexe Abschnitte gebildet sind, und einer weiteren Walzeneinheit zur Durchführung eines Auswalzverarbeitens gekennzeichnet ist.
Solarbatteriemodul, gebildet unter Verwendung des Deckglases für eine Solarbatterie, wie in Anspruch 1 oder 2 beschrieben.