JP2001210847A - 集光型太陽光発電装置及びその製造方法 - Google Patents
集光型太陽光発電装置及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】低コストの集光型太陽光発電装置を提供するこ
と。 【解決手段】透明カバーがラス１の上に、表面に凹み５
を有するエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）２が
配置された部材１１を準備し、ＥＶＡ２の凹み５内に光
発電素子３を配置し、この光発電素子３の上に、ＥＶＡ
６を介して断面がＶ字形状をした光反射板４を配置し、
これらを一体に接着した集光型太陽光発電装置。
と。 【解決手段】透明カバーがラス１の上に、表面に凹み５
を有するエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）２が
配置された部材１１を準備し、ＥＶＡ２の凹み５内に光
発電素子３を配置し、この光発電素子３の上に、ＥＶＡ
６を介して断面がＶ字形状をした光反射板４を配置し、
これらを一体に接着した集光型太陽光発電装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽光を集光し、
太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する集光型太陽
光発電装置及びその製造方法に関する。
太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する集光型太陽
光発電装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の太陽光発電装置は、約１０センチ
角のシリコン発電素子をできるだけ隙間なく配列し、隙
間に入射した光のロスを極力小さくする構造とするか、
或いは素子間にわずかな隙間を設け、そこに入射した光
をその隙間に配置した光散乱板により散乱させてその一
部を素子でとらえ、発電に寄与させる構造としている。
いずれも、シリコン素材の発電素子をほぼ全面に敷き詰
めており、その分高価な素子を多数必要としている。な
お、これらの技術は、例えば、特開平１０−２８４７４
７号公報に開示されている。
角のシリコン発電素子をできるだけ隙間なく配列し、隙
間に入射した光のロスを極力小さくする構造とするか、
或いは素子間にわずかな隙間を設け、そこに入射した光
をその隙間に配置した光散乱板により散乱させてその一
部を素子でとらえ、発電に寄与させる構造としている。
いずれも、シリコン素材の発電素子をほぼ全面に敷き詰
めており、その分高価な素子を多数必要としている。な
お、これらの技術は、例えば、特開平１０−２８４７４
７号公報に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、高
価なシリコン発電素子を全面に敷き詰めており、発電装
置の製造コストは高く、広く一般に普及させるためには
コスト低減させることが好ましいといわれている。
価なシリコン発電素子を全面に敷き詰めており、発電装
置の製造コストは高く、広く一般に普及させるためには
コスト低減させることが好ましいといわれている。
【０００４】本発明の第１の目的は、低コストの集光型
太陽光発電装置を提供することにある。本発明の第２の
目的は、低コストの集光型太陽光発電装置の製造方法を
提供することにある。
太陽光発電装置を提供することにある。本発明の第２の
目的は、低コストの集光型太陽光発電装置の製造方法を
提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明の集光型太陽光発電装置は、透明基板
と、その上に配置された表面に凹部を有する光透過性素
材と、光透過性部素材の凹部内に配置された光発電素子
と、光発電素子上に配置された、断面がＶ字形状をした
光反射板とより構成するようにしたものである。
るために、本発明の集光型太陽光発電装置は、透明基板
と、その上に配置された表面に凹部を有する光透過性素
材と、光透過性部素材の凹部内に配置された光発電素子
と、光発電素子上に配置された、断面がＶ字形状をした
光反射板とより構成するようにしたものである。
【０００６】この太陽光発電装置で光発電素子とそれに
隣接する光発電素子の間隔は、光発電素子の幅１に対し
て０．３から１の範囲とすることが好ましく、０．５か
ら０．７の範囲とすることがより好ましい。また、光反
射板のＶ字の開き角度は、１１５度から１２５度の範囲
とすることが好ましく、１１８度から１２２度の範囲と
することがより好ましい。
隣接する光発電素子の間隔は、光発電素子の幅１に対し
て０．３から１の範囲とすることが好ましく、０．５か
ら０．７の範囲とすることがより好ましい。また、光反
射板のＶ字の開き角度は、１１５度から１２５度の範囲
とすることが好ましく、１１８度から１２２度の範囲と
することがより好ましい。
【０００７】上記第２の目的を達成するために、本発明
の集光型太陽光発電装置の製造方法は、透明基板の上
に、表面に凹部を有する第１の光透過性素材が配置され
た部材を準備し、第１の光透過性素材の上記凹部内に光
発電素子を配置し、この光発電素子上に、第２の光透過
性素材を介して断面がＶ字形状をした光反射板を配置
し、これらを一体に接着させるようにしたものである。
の集光型太陽光発電装置の製造方法は、透明基板の上
に、表面に凹部を有する第１の光透過性素材が配置され
た部材を準備し、第１の光透過性素材の上記凹部内に光
発電素子を配置し、この光発電素子上に、第２の光透過
性素材を介して断面がＶ字形状をした光反射板を配置
し、これらを一体に接着させるようにしたものである。
【０００８】この太陽光発電装置の製造方法で、光発電
素子とそれに隣接する光発電素子との間隔の好ましい範
囲や、光反射板のＶ字の開き角度の好ましい範囲は、上
述と同じである。第１の光透過性部素材、第２の光透過
性素材は、いずれもエチレン−酢酸ビニル共重合体（以
下、ＥＶＡという）からなることが好ましい。また、接
着にもＥＶＡを用いることが好ましい。透明性に優れ、
太陽光に照射されても耐久性に優れるからである。ま
た、各部品を一体に接着させるのはどのような順に行な
ってもよい。上記の全部を一度に接着させてもよいし、
一部を先に接着させ、残りをその後で接着してもよい。
素子とそれに隣接する光発電素子との間隔の好ましい範
囲や、光反射板のＶ字の開き角度の好ましい範囲は、上
述と同じである。第１の光透過性部素材、第２の光透過
性素材は、いずれもエチレン−酢酸ビニル共重合体（以
下、ＥＶＡという）からなることが好ましい。また、接
着にもＥＶＡを用いることが好ましい。透明性に優れ、
太陽光に照射されても耐久性に優れるからである。ま
た、各部品を一体に接着させるのはどのような順に行な
ってもよい。上記の全部を一度に接着させてもよいし、
一部を先に接着させ、残りをその後で接着してもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明は、高価な光発電素子使用
量を少なくするため、光発電素子をまばらに配置して、
光発電素子と素子の間に入射した太陽光を光反射板によ
り光発電素子に導くことで、光を有効に利用しながら低
価格化を図ったものである。そのポイントは、光発電素
子をまばらに配置する際の光発電素子の位置ずれを防止
するために予め凹みを設けた透明樹脂層を用いることで
ある。
量を少なくするため、光発電素子をまばらに配置して、
光発電素子と素子の間に入射した太陽光を光反射板によ
り光発電素子に導くことで、光を有効に利用しながら低
価格化を図ったものである。そのポイントは、光発電素
子をまばらに配置する際の光発電素子の位置ずれを防止
するために予め凹みを設けた透明樹脂層を用いることで
ある。
【００１０】実施例１ 図１は、凹みを設けた透明な部材１１を使用し、集光型
太陽光発電装置を作製する手順について詳しく説明する
ための製造工程説明図である。図１（Ａ）に示すよう
に、透明カバーガラス１の上に、架橋温度が１５０℃の
ＥＶＡ（ハイシート社のＳＣ−２８）２で凹み５を予め
形成した部材１１を用意し、さらに凹みの上に架橋温度
が１５０℃のＥＶＡ６と光発電素子３を置き、さらにそ
の光発電素子３の上にＥＶＡ６とＶ字形状光反射板４を
セットし、全体をロータリーポンプで真空排気できるラ
ミネーション装置内でＥＶＡ内に泡の巻き込みをしない
ようにしながら１５０℃に加熱し、ＥＶＡを溶融して、
各部品を接着して冷却後取り出し、図１（Ｂ）に示すよ
うに、光発電素子をＥＶＡの中に入れた状態で固められ
た製品が完成した。このように凹部内に光発電素子を入
れることにより光発電素子がＥＶＡの中で移動したり傾
いたり回転したりするというようなことがなく、素子を
所定の目的の位置にきちんと位置決めできた。
太陽光発電装置を作製する手順について詳しく説明する
ための製造工程説明図である。図１（Ａ）に示すよう
に、透明カバーガラス１の上に、架橋温度が１５０℃の
ＥＶＡ（ハイシート社のＳＣ−２８）２で凹み５を予め
形成した部材１１を用意し、さらに凹みの上に架橋温度
が１５０℃のＥＶＡ６と光発電素子３を置き、さらにそ
の光発電素子３の上にＥＶＡ６とＶ字形状光反射板４を
セットし、全体をロータリーポンプで真空排気できるラ
ミネーション装置内でＥＶＡ内に泡の巻き込みをしない
ようにしながら１５０℃に加熱し、ＥＶＡを溶融して、
各部品を接着して冷却後取り出し、図１（Ｂ）に示すよ
うに、光発電素子をＥＶＡの中に入れた状態で固められ
た製品が完成した。このように凹部内に光発電素子を入
れることにより光発電素子がＥＶＡの中で移動したり傾
いたり回転したりするというようなことがなく、素子を
所定の目的の位置にきちんと位置決めできた。
【００１１】光発電素子３の幅は２４ｍｍ、間隔は７．
２ｍｍから２４ｍｍの範囲とした。このように光発電素
子の幅１に対し、間隔は０．３から１の範囲とすること
が好ましく、０．５から０．７の範囲とすることがより
好ましい。光発電素子の縦方向（紙面と垂直方向）は連
続した１つの光発電素子であるが、複数の光発電素子を
並べてもよい。Ｖ字形状光反射板４の反射面の開き角度
は１２０度であり、そのピッチは０．２ｍｍとした。こ
の角度は、１１５度から１２５度の範囲とすることが好
ましく、１１８度から１２２度の範囲とすることがより
好ましい。
２ｍｍから２４ｍｍの範囲とした。このように光発電素
子の幅１に対し、間隔は０．３から１の範囲とすること
が好ましく、０．５から０．７の範囲とすることがより
好ましい。光発電素子の縦方向（紙面と垂直方向）は連
続した１つの光発電素子であるが、複数の光発電素子を
並べてもよい。Ｖ字形状光反射板４の反射面の開き角度
は１２０度であり、そのピッチは０．２ｍｍとした。こ
の角度は、１１５度から１２５度の範囲とすることが好
ましく、１１８度から１２２度の範囲とすることがより
好ましい。
【００１２】太陽光は図１（Ｂ）の下方向から入射し、
透明カバーガラス１に入射された光は直接光発電素子３
に到達するものと、Ｖ字形状光反射板４に直接入射した
光はＶ字表面で反射されてその反射角度で規定される方
向に進み、透明カバーガラス１で全反射され最終的には
光発電素子３に到達する。なお、光発電素子からの電気
取り出しケーブルは図示省略した。図１（Ｂ）に示すよ
うに光発電素子は断片的に配置され、少ない発電素子数
にもかかわらず、カバーガラスに入射した太陽光は有効
に利用され発電を行なうことができた。光発電素子間隔
が１２ｍｍのとき、本実施例の集光型太陽光発電装置の
発電量は、従来のそれに対して約９０％程度であった。
透明カバーガラス１に入射された光は直接光発電素子３
に到達するものと、Ｖ字形状光反射板４に直接入射した
光はＶ字表面で反射されてその反射角度で規定される方
向に進み、透明カバーガラス１で全反射され最終的には
光発電素子３に到達する。なお、光発電素子からの電気
取り出しケーブルは図示省略した。図１（Ｂ）に示すよ
うに光発電素子は断片的に配置され、少ない発電素子数
にもかかわらず、カバーガラスに入射した太陽光は有効
に利用され発電を行なうことができた。光発電素子間隔
が１２ｍｍのとき、本実施例の集光型太陽光発電装置の
発電量は、従来のそれに対して約９０％程度であった。
【００１３】図２は、前述の凹みを設けた透明な部材１
１の作成方法を示した図である。図２（Ａ）に示すよう
に、透明カバーガラス１の上に架橋温度が１５０℃のＥ
ＶＡ２を置き、真空排気しながら、１５０℃に加熱して
ＥＶＡを溶融し、上から凸型２１を押付け、冷却後取り
出すと、図２（Ｂ）に示すように凹み５を有する部材１
１が完成した。この凹みは先に説明したように、光発電
素子を落し込む穴である。凸型２１は金属アルミ材料を
目的の凸型に機械加工し、その表面に２０ミクロン厚さ
のテフロンコートをしておくと、溶融ＥＶＡが凸型に付
着せず、凸型とＥＶＡとの離型性を容易にしている。
１の作成方法を示した図である。図２（Ａ）に示すよう
に、透明カバーガラス１の上に架橋温度が１５０℃のＥ
ＶＡ２を置き、真空排気しながら、１５０℃に加熱して
ＥＶＡを溶融し、上から凸型２１を押付け、冷却後取り
出すと、図２（Ｂ）に示すように凹み５を有する部材１
１が完成した。この凹みは先に説明したように、光発電
素子を落し込む穴である。凸型２１は金属アルミ材料を
目的の凸型に機械加工し、その表面に２０ミクロン厚さ
のテフロンコートをしておくと、溶融ＥＶＡが凸型に付
着せず、凸型とＥＶＡとの離型性を容易にしている。
【００１４】ＥＶＡは架橋温度に達すると溶融、架橋が
内部で始まり、架橋結合してしまう。そうなると再度架
橋温度に達しても、軟化はするがその形状は維持してお
り先に形成した凹みが大きく移動変形することはない。
従って、図１で説明した工程を経ても、光発電素子の相
対的位置関係がずれることはなく、所定の位置及び間隔
を保持したまま光発電素子は接着固定され、集光型太陽
光発電装置を製作することができた。
内部で始まり、架橋結合してしまう。そうなると再度架
橋温度に達しても、軟化はするがその形状は維持してお
り先に形成した凹みが大きく移動変形することはない。
従って、図１で説明した工程を経ても、光発電素子の相
対的位置関係がずれることはなく、所定の位置及び間隔
を保持したまま光発電素子は接着固定され、集光型太陽
光発電装置を製作することができた。
【００１５】次に本実施例のＶ字形状光反射板の形成に
ついて説明する。Ｖ字形状光反射板の詳細構造は図３に
示す構成となっている。すなわち、反射板のベースとな
るポリカーボネート或いはポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）等のプラスチック基板３１の上に、紫外線硬
化樹脂等からなるＶ字形状転写樹脂３２の上に、アルミ
や銀等からなる光反射蒸着金属層３３を積層し、さらに
この光反射蒸着金属層３３の上に適当な厚さのＳｉＯ2
等の無機物の反射促進層３４を積層した構造でもよい。
基板３１は透明でも不透明でもよい。さらにその上にキ
ズなどから反射膜を守る保護膜を形成してもよい。
ついて説明する。Ｖ字形状光反射板の詳細構造は図３に
示す構成となっている。すなわち、反射板のベースとな
るポリカーボネート或いはポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）等のプラスチック基板３１の上に、紫外線硬
化樹脂等からなるＶ字形状転写樹脂３２の上に、アルミ
や銀等からなる光反射蒸着金属層３３を積層し、さらに
この光反射蒸着金属層３３の上に適当な厚さのＳｉＯ2
等の無機物の反射促進層３４を積層した構造でもよい。
基板３１は透明でも不透明でもよい。さらにその上にキ
ズなどから反射膜を守る保護膜を形成してもよい。
【００１６】図４は、Ｖ字形状光反射板の他の例とし
て、反射板のベースとして金属アルミ板４１を使用した
例を挙げた。金属アルミ板の上にＥＶＡ等からなるＶ字
形状転写樹脂４２を形成した例を示す。その上に光反射
金属、例えばアルミ又は銀蒸着膜を積層した（図示省
略）。
て、反射板のベースとして金属アルミ板４１を使用した
例を挙げた。金属アルミ板の上にＥＶＡ等からなるＶ字
形状転写樹脂４２を形成した例を示す。その上に光反射
金属、例えばアルミ又は銀蒸着膜を積層した（図示省
略）。
【００１７】図５は、Ｖ字形状光反射板のＶ字形状作製
方法を示した図である。図５（Ａ）に示すように、基板
４１の上にＥＶＡからなるＶ字形状転写樹脂４２を置
き、真空排気しながら、１５０℃に加熱してＥＶＡを溶
融し、上からＶ字メス型５１を押付け、冷却後取り出す
と図５（Ｂ）に示すようなＶ字形状を有するＶ字形状光
反射基板ができ、その上に先に述べた光反射金属等を積
層（図示省略）してＶ字形状光反射板４が完成した。な
お、反射金属、保護膜は、すでに説明したので図示は省
略する。Ｖ字メス型は前述の凸型２１と同様に、金属ア
ルミ材料を目的の形状に機械加工し、その表面に２０ミ
クロン厚さのテフロンコートをしておくと、溶融ＥＶＡ
がＶ字メス型に付着せず、Ｖ字メス型とＥＶＡとの離型
性に優れる。
方法を示した図である。図５（Ａ）に示すように、基板
４１の上にＥＶＡからなるＶ字形状転写樹脂４２を置
き、真空排気しながら、１５０℃に加熱してＥＶＡを溶
融し、上からＶ字メス型５１を押付け、冷却後取り出す
と図５（Ｂ）に示すようなＶ字形状を有するＶ字形状光
反射基板ができ、その上に先に述べた光反射金属等を積
層（図示省略）してＶ字形状光反射板４が完成した。な
お、反射金属、保護膜は、すでに説明したので図示は省
略する。Ｖ字メス型は前述の凸型２１と同様に、金属ア
ルミ材料を目的の形状に機械加工し、その表面に２０ミ
クロン厚さのテフロンコートをしておくと、溶融ＥＶＡ
がＶ字メス型に付着せず、Ｖ字メス型とＥＶＡとの離型
性に優れる。
【００１８】なお、本実施例で開示した温度条件は使用
するＥＶＡの特性によるものであり、別のＥＶＡを使用
した場合はこの限りではない。
するＥＶＡの特性によるものであり、別のＥＶＡを使用
した場合はこの限りではない。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、透明基板の上に高価な
光発電素子をまばらに配置することができ、安価な太陽
光発電装置及びその製造方法を提供することができた。
光発電素子をまばらに配置することができ、安価な太陽
光発電装置及びその製造方法を提供することができた。
【図１】本発明の一実施例の太陽光発電装置の製造工程
説明図。
説明図。
【図２】本発明の一実施例の太陽光発電装置の製造に用
いる凹み付き部材の製造工程説明図。
いる凹み付き部材の製造工程説明図。
【図３】本発明の太陽光発電装置に用いるＶ字形状光反
射板の一例の断面図。
射板の一例の断面図。
【図４】本発明の太陽光発電装置に用いるＶ字形状光反
射板の他の例の断面図。
射板の他の例の断面図。
【図５】本発明の太陽光発電装置に用いるＶ字形状光反
射板の一例の製造工程説明図。
射板の一例の製造工程説明図。
１…透明カバーガラス ２、６…エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ） ３…光発電素子 ４…Ｖ字形状光反射板 ５…凹み １１…部材 ２１…凸型 ３１…プラスチック基板 ３２、４２…Ｖ字形状転写樹脂 ３３…光反射蒸着金属層 ３４…反射促進層 ４１…基板 ５１…Ｖ字メス型
フロントページの続き (72)発明者 上松 強志 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 筒井 謙 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 Ｆターム(参考） 5F051 AA01 JA05 JA14 JA20
Claims (5)
- 【請求項１】透明基板と、該透明基板上に配置された表
面に凹部を有する光透過性素材と、該光透過性部素材の
凹部内に配置された光発電素子と、該光発電素子上に配
置された、断面がＶ字形状をした光反射板とよりなるこ
とを特徴とする集光型太陽光発電装置。 - 【請求項２】上記光発電素子とそれに隣接する上記光発
電素子の間隔は、上記光発電素子の幅１に対して０．３
から１の範囲であることを特徴とする請求項１記載の集
光型太陽光発電装置。 - 【請求項３】上記光反射板のＶ字の開き角度は、１１５
度から１２５度の範囲であることを特徴とする請求項１
又は２記載の集光型太陽光発電装置。 - 【請求項４】透明基板の上に、表面に凹部を有する第１
の光透過性素材が配置された部材を準備し、該第１の光
透過性素材の上記凹部内に光発電素子を配置し、該光発
電素子上に、第２の光透過性素材を介して断面がＶ字形
状をした光反射板を配置し、これらを一体に接着させた
ことを特徴とする集光型太陽光発電装置の製造方法。 - 【請求項５】上記光発電素子は、それに隣接する上記光
発電素子との間隔を、上記光発電素子の幅１に対して
０．３から１の範囲として配置されることを特徴とする
請求項４記載の集光型太陽光発電装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000018044A JP3409007B2 (ja) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | 集光型太陽光発電装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000018044A JP3409007B2 (ja) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | 集光型太陽光発電装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001210847A true JP2001210847A (ja) | 2001-08-03 |
| JP3409007B2 JP3409007B2 (ja) | 2003-05-19 |
Family
ID=18544948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000018044A Expired - Fee Related JP3409007B2 (ja) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | 集光型太陽光発電装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3409007B2 (ja) |
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