JP2002314114A

JP2002314114A - 太陽電池モジュール

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Publication number: JP2002314114A
Application number: JP2001116986A
Authority: JP
Inventors: Akira Shimizu; 彰清水; Hitoshi Sannomiya; 仁三宮
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-04-16
Filing date: 2001-04-16
Publication date: 2002-10-25
Anticipated expiration: 2021-04-16
Also published as: JP3981244B2

Abstract

(57)【要約】【課題】単体で透過光量を調整可能で、かつ意匠性に優
れた太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】透光性絶縁基板上に透明導電膜、薄膜光電
変換膜および裏面電極膜を積層して、該裏面電極膜およ
び該薄膜光電変換膜を部分的に除去した透光性開口部２
１を有する薄膜太陽電池１１の表面および裏面の少なく
とも一方に対して平行移動可能に近接して、透光性開口
部２１に入射した光を、遮断する遮光領域２３および透
過する透光領域２２を有する遮光部材１３を設けて、薄
膜太陽電池１１が発電した電力によって動作可能な電気
駆動部１６で遮光部材１３を移動させて、透光性開口部
２１に入射した光の透過光量を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入射光の一部を透
過する薄膜太陽電池に、採光量可変、採光色可変、絵柄
可変の機能のうち少なくとも１つを追加した太陽電池モ
ジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に太陽電池は、光を吸収して電力に
変換するという光電特性故に、入射光の大部分を太陽電
池自体が吸収し、光を透過しない構造になっている。し
かしながら、近年、太陽電池の用途拡大に伴い、太陽電
池モジュールの一部に光透過部分を設けて、入射光の一
部を透過させる光透過型の太陽電池が実用化されてい
る。光透過型太陽電池は、主に発電と採光が同時に可能
という機能性やその意匠性に優れているため、しばしば
用いられるようになってきており、その用途の１つとし
て採光窓がある。

【０００３】従来の採光窓は、開閉が可能であるととも
に採光量の調整が可能である。一方、光透過型太陽電池
は、いずれも光の透過率が製造時に設定された値に固定
されており、使用中に透過光量を変えることが出来な
い。よって、光透過型太陽電池を採光窓の窓部分に採用
した場合、採光量の調整を諦めるか、シャッタやブライ
ンドなどの採光量調整装置と組み合わせて使用する必要
があった。

【０００４】このような問題に対して、従来様々な解決
方法が提案されている。例えば、特開昭６０−７３９９
０号公報には、電源として太陽電池を使用し、調光用に
液晶シャッタを使ったオートブラインド窓ガラスについ
ての技術が開示されている。また、特開平６−２００６
８０号公報には、ブラインドの少なくとも一部を太陽電
池で形成するか、またはブラインドの外面に太陽電池を
配置した太陽電池ブラインドについての技術が開示され
ている。

【０００５】また、採光窓を屋根に設けた場合、採光窓
の開閉する度に屋根裏まで使用者が行ったり、天井まで
登ったりするのは煩わしいため、電動で採光窓を開閉す
る機構を備えたものがあった。しかしながら、採光窓を
開閉する為の電力を供給する電線を屋根裏または天井ま
で配線する必要があり、採光窓自体の取り付け以外にも
多くの作業工程が必要であった。この問題に対する解決
方法として、例えば、特開平５−７１１９４号公報に
は、採光窓付き屋根パネル体についての技術が開示され
ている。この従来技術は、建物の屋根に設けられる採光
窓を電動にて開閉させるための電源として太陽電池を用
いている。これにより、採光窓付き屋根パネル体に対し
て電力を供給する電線の布設が不要となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６０−７３９９０号公報のオートブラインド窓ガラス
は、太陽電池の起電力によって液晶層をオンまたはオフ
することで直射日光を遮るものであるため、光量調整は
２段階でしか行うことができないという問題があった。

【０００７】また、特開平６−２００６８０号公報の太
陽電池ブラインドは、採光窓に取り付けることで光量調
整を行うことはできるが、窓、電力供給部、遮光部をそ
れぞれ独立して設置する必要がある。そのため、これら
の設置時には工程数の増加を招くため、これらを一体化
して設置時の工程数を削減することが課題となってい
た。

【０００８】さらに、特開平５−７１１９４号公報の採
光窓付き屋根パネル体は、窓の開閉は電動で行うことが
できるが、光量調整機構を備えていない。よって、この
従来技術においては、採光窓にブラインドを設けること
で採光量の調整は可能であるが、取り付ける部品点数が
増加するため、設置時の工程数の増加を招くという問題
があった。また、採光量の調整を容易に行うためには、
ブラインドの回動を調整するための電動機構を設ける必
要があった。

【０００９】そこで、本発明は上記の問題を解決するた
めに創作したものであり、単体で透過光量を調整可能
で、かつ意匠性に優れた太陽電池モジュールを提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するための手段として、以下の構成を備えてい
る。

【００１１】(1) 透光性絶縁基板上に透明導電膜、薄膜
光電変換膜および裏面電極膜を積層して、該裏面電極膜
および該薄膜光電変換膜を部分的に除去した透光性開口
部を有する薄膜太陽電池の表面および裏面の少なくとも
一方に対して平行移動可能に近接して、該透光性開口部
に入射した光を、遮断する遮光領域および透過する透光
領域を有する遮光部材を設けたことを特徴とする。

【００１２】この構成において、太陽電池モジュールに
は、透光性絶縁基板上に透明導電膜、薄膜光電変換膜お
よび裏面電極膜を積層して、該裏面電極膜および該薄膜
光電変換膜を部分的に除去した透光性開口部を有する薄
膜太陽電池の表面および裏面の少なくとも一方に対して
平行移動可能に近接して、該透光性開口部に入射した光
を、遮断する遮光領域および透過する透光領域を有する
遮光部材が設けられている。したがって、遮光部材を移
動させることで、透光性開口部の透過光量を調整するこ
とが可能となる。

【００１３】(2) 前記薄膜太陽電池と前記遮光部材との
間に、透明の板状部材を備えたことを特徴とする。

【００１４】この構成において、太陽電池モジュール
は、透明の板状部材を薄膜太陽電池と遮光部材との間に
備えている。したがって、遮光部材を移動させた際に、
摩擦によって薄膜太陽電池と傷つけるのを防止すること
が可能となる。

【００１５】(3) 前記遮光部材に代えて、前記透光性開
口部における開口面積以上の複数の領域を、隣り合う領
域が異なる色となるように、１色または複数色で透光可
能に彩色したカラーフィルタを設けたことを特徴とす
る。

【００１６】この構成において、太陽電池モジュール
は、透光性開口部における開口面積以上の複数の領域
を、隣り合う領域が異なる色となるように、１色または
複数色で透光可能に彩色したカラーフィルタを、遮光部
材の代わりに備えている。したがって、カラーフィルタ
を移動させることで、透光性開口部の透過光の色を変化
させることが可能となり、太陽電池モジュールの意匠性
を高めることが可能となる。

【００１７】(4) 前記薄膜太陽電池は、前記遮光部材に
近接する面における透光性開口部以外の領域の一部また
は全体に、彩色または描画を施した第１の絵柄部を備
え、前記遮光部材の透光領域は、前記透光性開口部に入
射した光を遮断した際に、該第１の絵柄部に対向するこ
とを特徴とする。

【００１８】この構成において、太陽電池モジュールの
薄膜太陽電池は、遮光部材に近接する面における透光性
開口部以外の領域の一部または全体に、彩色または描画
を施した第１の絵柄部を備え、透光性開口部に入射した
光を遮断した際にはこの第１の絵柄部に遮光部材の透光
領域が対向する。したがって、透過光量の調整だけでな
く、薄膜太陽電池の裏面の絵柄をも変化させることを可
能とし、意匠性を向上させることが可能となる。

【００１９】(5) 前記遮光部材は、前記薄膜太陽電池と
近接する面の反対側の面における前記遮光領域の一部ま
たは全体に、彩色または描画を施した第２の絵柄部を備
えたことを特徴とする。

【００２０】この構成において、太陽電池モジュールの
遮光部材は、薄膜太陽電池と近接する面の反対側の面に
おける遮光領域の一部または全体に、彩色または描画を
施した第２の絵柄部を備えている。したがって、第１の
絵柄部と第２の絵柄部とに関連付けした絵柄を描くこと
で、変化に富んだ絵柄にすることが可能となり、さらに
意匠性を向上させることが可能となる。

【００２１】(6) 前記薄膜太陽電池を電源として、前記
遮光部材または前記カラーフィルタを動作させる機構を
有する電気駆動部を備えたことを特徴とする。

【００２２】この構成において、太陽電池モジュール
は、遮光部材またはカラーフィルタを動作させる機構を
有する電気駆動部を備えており、薄膜太陽電池を電源と
して電気駆動部は動作する。したがって、透過光量を調
整する機構と、その電気的駆動機構と、を同一のモジュ
ール内に内蔵し、その動力源に太陽電池で発電した電力
を用いることにより、施工時の部品点数を削減し、電力
供給用の電線の引き込みをなくし、設置工程数の削減お
よび設置面積の縮小による設置の容易さが実現可能とな
る。

【００２３】(7) 前記薄膜太陽電池の出力電力を検出す
る検出部と、該検出部の検出値に応じて電気駆動部の動
作を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。

【００２４】この構成において、太陽電池モジュール
は、薄膜太陽電池の出力電力を検出する検出部と、検出
部の検出値に応じて電気駆動部の動作を制御する制御部
と、を備えている。したがって、太陽電池を照度センサ
として用いることにより照度による採光量や採光色、太
陽電池表面の模様の自動制御を可能とし、太陽電池モジ
ュールのみで完結した自動調節機能付き太陽電池として
の機能を実現しており、これにより設置工程数の削減な
どが実現できる。

【００２５】(8) 操作装置から送信される信号を受信す
る信号受信部、および電気駆動部を操作する操作部を備
え、前記制御部は、信号受信部または操作部から送られ
てきた信号に応じて前記電気駆動部を動作させることを
特徴とする。

【００２６】この構成において、太陽電池モジュール
は、操作装置から送信される信号を受信する信号受信
部、および電気駆動部を操作する操作部を備え、信号受
信部または操作部から送られてきた信号に応じて、制御
部は電気駆動部を動作させる。したがって、太陽電池モ
ジュールの遮光部材またはカラーフィルタを容易に移動
させることが可能となり、透過光量調整が容易となる。

【００２７】

【発明の実施の形態】〔第１実施形態〕図１は、本発明
の第１実施形態に係る太陽電池モジュールの主要部の概
略構成を示した側面断面図及び裏面図である。（Ａ）
は、薄膜太陽電池の透光性開口部への入射光の透過時の
状態であり、（Ｂ）は、薄膜太陽電池の透光性開口部へ
の入射光の遮断時の状態である。

【００２８】図１に示したように、太陽電池モジュール
１ａは、薄膜太陽電池１１、透明の板状部材である透明
保護シート１２、遮光部材である遮光板１３、透明基板
１４をこの順番に積層した構成であり、透過光量調整機
能を備えている。

【００２９】薄膜太陽電池１１としては、幅１ｍｍ、ピ
ッチ３ｍｍ、長さが遮光板１３の全幅と略同様であるス
リット状の透光性開口部２１を、複数形成した光透過型
薄膜太陽電池を用いた。この薄膜太陽電池１１の受光面
の裏面（反対側の面）全体に、透明保護シート１２を取
り付けている。透明保護シート１２は、遮光板１３をス
ライドさせた際に、薄膜太陽電池１１が損傷しないよう
に設けたものである。また、透明保護シート１２に近接
して、薄膜太陽電池１１の透光性開口部２１と同様の形
状である幅１ｍｍ、ピッチ３ｍｍ、長さが遮光板１３の
全幅でスリット状の透光領域（光透過パターン）である
開口部２２と、幅２ｍｍ、ピッチ３ｍｍ、長さが遮光板
１３の全幅である複数の遮光領域２３と、を有する遮光
板１３を設置する。さらに、遮光板１３に対向して透明
基板１４を設けることにより、遮光板１３の固定および
保護を行う。透明基板１４には、充分な透明度および強
度を有する基板として、例えばガラス基板、プラスチッ
ク基板などを使用する。

【００３０】入射光の向きは、使用する薄膜太陽電池１
の設置方向によって決定される。また、遮光板１３は、
薄膜太陽電池１１に対して平行にスライド可能である。
図１（Ａ）に示したように、遮光板１３を薄膜太陽電池
１１と平行方向にスライドさせて、薄膜太陽電池１１の
透光性開口部２１と遮光板１３の開口部２２が一致した
時には、透光性開口部２１に入射した光は、透光性開口
部２１および開口部２２を通過して太陽電池モジュール
１ａの受光面と反対側の面へ抜ける。よって、図１
（Ａ）に示した状態の時に、透過光量は最大になる。

【００３１】また、図１（Ｂ）に示したように、遮光板
１３を薄膜太陽電池１１と平行方向にスライドさせ、薄
膜太陽電池１１の透光性開口部２１と遮光板１３の開口
部２２とが一致しない様にした時には、薄膜太陽電池１
１の透光性開口部２１と遮光板１３の遮光領域２３とが
一致する。よって、薄膜太陽電池１１の透光性開口部２
１に入射した光は、遮光板１３を通過できない。よっ
て、図１（Ｂ）に示した状態の時に、透過光量は最小と
なる。

【００３２】次に、太陽電池モジュール１ａの遮光板１
３をスライドさせる機構について説明する。図２は、遮
光板の電気駆動部と制御部とを備えた太陽電池モジュー
ルの概略構成を示した裏面図である。太陽電池モジュー
ル１は、薄膜太陽電池１１の透光性開口部２１に入射し
た光の透過光量を調整可能とするために、太陽電池モジ
ュール１ａ、電気駆動部１６、制御回路基板１７、透明
基板１５、スペーサ１８を備えた構成である。

【００３３】太陽電池モジュール１は、ガラスまたはプ
ラスチック製の透明基板１５における一方の面上に、図
１に示した太陽電池モジュール１ａの薄膜太陽電池１１
の受光面を透明基板１５に当接させた状態で固定されて
いる。また、太陽電池モジュール１ａの端部近傍には、
遮光板１３をスライドさせるための電気駆動部１６およ
び制御部である制御回路基板１７が設置されている。さ
らに、透明基板１５の外周近傍には、全周に亘ってスペ
ーサ１８が取り付けられている。スペーサ１８の両面に
は接着剤が塗布されており、太陽電池モジュール１ａの
透明基板１４と透明基板１５とをスペーサ１８を介して
接着することで、太陽電池モジュール１ａ、電気駆動部
１６および制御回路基板１７を封止した構造になってい
る。

【００３４】遮光板１３の両端部には、遮光板１３をス
ライドさせるために、バー１３ａ、バー１３ｂが設けら
れている。

【００３５】電気駆動部１６は、モータ３１、図外のギ
ヤ（以下、ギヤ３２と称する。）、シャフト３３、駆動
シャフト３４、及び遮光板３の両端部に設置されたバー
１３ａ，１３ｂによって構成されている。

【００３６】モータ３１の回転軸の先端には、ギヤ３２
が取り付けられている。また、モータ３１の回転軸に対
して略垂直に設けられたシャフト３３と、ギヤ３２と、
が螺接している。また、モータ３１の回転軸と略平行に
設けられた駆動シャフト３４は、シャフト３３と螺接し
ている。さらに、両端部に螺旋状の溝が形成された駆動
シャフト３４は、バー１３ａ，バー１３ｂと螺接してい
る。

【００３７】モータ３１は、電源として薄膜太陽電池１
から電力の供給を受ける。また、モータ３１の回転数制
御は、制御回路基板１７の制御回路によって行われる。

【００３８】モータ３１の回転は、モータ３１の回転軸
の先端に取り付けられたギヤ３２及びシャフト３３を介
して駆動シャフト３４に伝達される。また、駆動シャフ
ト３３が回転することで、バー１３ａ，１３ｂとともに
遮光板３がスライドするように構成されている。

【００３９】図３は、太陽電池モジュールの制御系を説
明するためのブロック図である。太陽電池モジュール１
の制御系は、電気駆動部１６、電力検出部４１、操作部
４２、信号受信部４４及び制御部４５によって構成され
ている。

【００４０】前記のように遮光板１３は、電気駆動部１
６によってスライドされる。また、薄膜太陽電池１１が
発電した電力量は、電力検出部４１で検出される。さら
に、ユーザが遮光板１３をスライドさせるために、操作
部４２および操作装置４３の操作信号を受信する信号受
信部４４を備えている。操作装置４３は、太陽電池モジ
ュール１を遠隔操作するためのものであり、ユーザによ
る操作部４３ａの操作に応じた信号として、例えば赤外
光、可視光または電波などのいずれかの信号を信号送信
部４３ｂから送信する。信号受信部４４は、操作装置４
３の信号送信部４３ｂから送信された信号を受信する。
操作部４２は、太陽電池モジュール１を直接操作するた
めのものであり、操作装置４３で太陽電池モジュール１
を遠隔操作できない場合などに使用する。

【００４１】電力検出部４１で検出した太陽電池１１が
発明した電力量に応じて出力した信号、操作部４２がユ
ーザの操作に応じて出力した信号、および信号受信部４
４が受信した信号に応じて出力した信号は、制御部４５
に送られる。制御部４５は、これらの信号が送られてく
ると、その信号に応じて電気駆動部１６を動作させて、
遮光板１３のスライド量を制御する。これにより、太陽
電池モジュール１の透過光量を制御することができる。

【００４２】上記のように制御系が構成されることによ
り、太陽電池モジュール１は、薄膜太陽電池１１の発電
量に応じて透過光量を調整することができる。すなわ
ち、薄膜太陽電池１１の発電量が多い場合は、光（太陽
光）の照射が強いため、透過光量を小さくなるように、
その発電量に応じて遮光板１３をスライドさせて遮光す
るように制御部４５に設定しておく。また、発電量が少
ない場合は、遮光板１３をスライドさせて透光するよう
に設定しておく。これにより、自動的に透過光量を調整
・制御することができる。

【００４３】以上のように太陽電池モジュール１を構成
することで、透過光量が可変で、かつ電気駆動部、制御
部、電源、検出部（センサ）が一体的に構成された透過
光量調整機能付き光透過型太陽電池が実現できる。

【００４４】次に、太陽電池モジュール１の実施例を説
明する。太陽電池モジュール１の薄膜太陽電池１１は、
以下の方法で作成した。先ず、外形寸法６５０ｍｍ×４
５５ｍｍ、厚さ４ｍｍのガラス板に酸化錫透明導電膜を
約０．９μｍ厚で堆積した基板上に、公知のプラズマＣ
ＶＤ法によってｐｉｎ構造のアモルファスシリコンから
なる薄膜を堆積した。そして、裏面電極として酸化亜鉛
および銀を、公知のＤＣマグネトロンスパッタ法で堆積
して薄膜太陽電池素子を形成した。

【００４５】次に、この薄膜太陽電池素子にレーザビー
ム加工を施し、半導体薄膜および裏面電極を部分的に除
去して、幅１ｍｍ、ピッチ３ｍｍ、長さが遮光板１３の
全幅と略同様のスリット状の透光性開口部２１を複数形
成して、薄膜太陽電池１１とした。

【００４６】遮光板１３としては、厚さ１．８ｍｍのガ
ラス板の片面に幅２ｍｍ、ピッチ３ｍｍ、長さが遮光板
１３の全幅である黒色の遮光領域２３をストライプ状に
形成したものを使用した。

【００４７】上記の薄膜太陽電池１１と遮光板１３を使
用した太陽電池モジュール１に、ＡＭ１．５，１００ｍ
Ｗ／ｃｍ² の擬似太陽光を照射したところ、太陽電池モ
ジュール１の電気出力は変換効率約５％であった。ま
た、遮光板１３をスライドさせて位置を変えることによ
って、薄膜太陽電池１を透過する透過光量を、照射光の
３０％から０％まで変化させることができた。

【００４８】なお、上記の説明では、遮光板を薄膜太陽
電池１１の受光面の裏面に設けた場合を説明したが、こ
れに限るものではない。例えば、薄膜太陽電池１１の受
光面側に遮光板３を設けることで、太陽電池モジュール
１の透過光量を調整するとともに、薄膜太陽電池１１の
発電量を制御することができる。また、薄膜太陽電池１
１の両面に遮光板３を設けることでも、太陽電池モジュ
ール１の透過光量を調整するとともに、薄膜太陽電池１
１の発電量をさらに細かく制御することができる。

【００４９】〔第２実施形態〕図４は、本発明の第２実
施形態に係る太陽電池モジュールの主要部の概略構成を
示した側面断面図及び裏面図である。（Ａ）は、薄膜太
陽電池の透光性開口部への入射光が第１の色のフィルタ
を透過時の状態であり、（Ｂ）は、薄膜太陽電池の透光
性開口部への入射光が第２の色のフィルタを透過時の状
態である。

【００５０】図４に示した太陽電池モジュール２ａは、
図１に示した太陽電池モジュール１ａの遮光板１３の代
わりにカラーフィルタ５３を用いたものである。なお、
図１と同一部分には、同一符号を付して、詳細な説明を
省略する。

【００５１】カラーフィルタ５３は、幅１．５ｍｍ、ピ
ッチ３ｍｍ、長さが遮光板１３の全幅である領域を第１
の色で透光可能に彩色した透光領域６２と、幅１．５ｍ
ｍ、ピッチ３ｍｍ、長さが遮光板１３の全幅である領域
を第２の色で透光可能に彩色した透光領域６３と、を備
え、透光領域６２と透光領域６３とは、隣接して交互に
配置されている。

【００５２】図４（Ａ）に示したように、薄膜太陽電池
１１の透光性開口部２１とカラーフィルタ５３の透光領
域６２とを一致させた場合、透過光は、太陽電池の透光
性開口部を透過する光の色と、透光領域６２を彩色した
第１の色と、によって決まる色となる。また、図３
（Ｂ）に示したように、薄膜太陽電池１１の透光性開口
部２１とカラーフィルタ５３の透光領域６３とを一致さ
せた場合、透過光は、太陽電池の透光性開口部を透過す
る光の色と、透光領域６３を彩色した第２の色と、によ
って決まる色となる。

【００５３】なお、カラーフィルタ５３の２つの透光領
域６２，６３のうち、一方をある色で透光可能に彩色
し、他方は彩色せずに透明のままにしておくことも可能
である。このように彩色することで、カラーフィルタ５
３をスライドさせた際の透過光量の変化率を上げること
ができる。

【００５４】また、図４には、一例としてカラーフィル
タ５３を２色で彩色した場合を示したが、薄膜太陽電池
１１の透光性開口部２１とその他の部分との開口比率に
よっては、さらに多くの色でカラーフィルタを透光可能
に彩色することが可能である。

【００５５】図５は、カラーフィルタの電気駆動部と制
御部とを備えた太陽電池モジュールの概略構成を示した
裏面図である。太陽電池モジュール２において、カラー
フィルタ５３をスライドさせる機構は、図２に示した太
陽電池モジュール１と同じ構成であるため、同一部分に
は同一符号を付して詳細な説明を省略する。カラーフィ
ルタ５３の両端部には、カラーフィルタ５３をスライド
させるために、バー５３ａ、バー５３ｂが設けられてい
る。よって、第１実施形態と同様に、電気駆動部１６に
よってカラーフィルタ５３をスライドさせることができ
る。

【００５６】また、太陽電池モジュール２の制御系は、
図３に示した構成と同様であるため、詳細な説明を省略
する。

【００５７】以上のように太陽電池モジュール２を構成
することで、透過光色可変で、かつ電気駆動部、制御
部、電源、検出部（センサ）が一体的に構成された透過
光色自動切り替え式光透過型太陽電池が実現できる。

【００５８】次に、太陽電池モジュール２の実施例を説
明する。太陽電池モジュール２の薄膜太陽電池１１は、
第１実施形態でその製法を説明した外形寸法６５０ｍｍ
×４５５ｍｍの薄膜太陽電池１１を使用した。

【００５９】カラーフィルタ５３としては、厚さ１．８
ｍｍのガラス板の片面に幅１．５ｍｍ、ピッチ３ｍｍ、
長さが遮光板１３の全幅であり、隣接して交互に配置さ
れている２つの透光領域６２，６３のうち、一方を赤色
で透光可能に彩色し、他方は青色で透光可能に彩色した
ものを使用した。

【００６０】上記の薄膜太陽電池１１とカラーフィルタ
５３を使用した太陽電池モジュール２に、第１実施形態
と同様、ＡＭ１．５，１００ｍＷ／ｃｍ² の擬似太陽光
を照射したところ、太陽電池モジュール１の電気出力は
変換効率約５％であった。また、カラーフィルタ５３を
スライドさせて位置を変えることによって、透過光の色
が青色と赤色とに変化することが確認された。

【００６１】なお、上記の説明では、カラーフィルタ５
３を薄膜太陽電池１１の受光面の裏面に設けた場合を説
明したが、これに限るものではない。例えば、薄膜太陽
電池１１の受光面側にカラーフィルタ５３を設けること
で、太陽電池モジュール１の透過光色を変化させるとと
もに、薄膜太陽電池１１の発電量を制御することができ
る。また、薄膜太陽電池１１の両面に遮光板３を設ける
ことでも、太陽電池モジュール１の透過光量を調整する
とともに、薄膜太陽電池１１の発電量を制御することが
できる。

【００６２】〔第３実施形態〕図６は、本発明の第３実
施形態に係る太陽電池モジュールの主要部の概略構成を
示した側面断面図及び裏面図である。（Ａ）は、薄膜太
陽電池の透光性開口部への入射光の透過時の状態であ
り、（Ｂ）は、薄膜太陽電池の透光性開口部への入射光
の遮断時の状態である。

【００６３】図６に示したように、太陽電池モジュール
３ａは、薄膜太陽電池１９、透明の板状部材である透明
保護シート１２、遮光部材である遮光板７３、透明基板
１４をこの順番に積層した構成であり、透過光量調整機
能と裏面の絵柄切り替え機能を一体的に備えている。

【００６４】薄膜太陽電池１９としては、幅１，５ｍ
ｍ、ピッチ３ｍｍ、長さが遮光板７３の全幅と略同様で
あるスリット状の透光性開口部８１を、複数形成した光
透過型薄膜太陽電池を用いた。この薄膜太陽電池１９の
受光面の裏面（反対側の面）全体に、透明保護シート１
２を取り付けている。透明保護シート１２は、遮光板７
３をスライドさせた際に、薄膜太陽電池１９が損傷しな
いように設けたものである。また、透明保護シート１２
に近接して、薄膜太陽電池１９の透光性開口部８１と同
様の形状である幅１．５ｍｍ、ピッチ３ｍｍ、長さが遮
光板７３の全幅でスリット状の透光領域（光透過パター
ン）である開口部８２と、幅１．５ｍｍ、ピッチ３ｍ
ｍ、長さが遮光板７３の全幅である複数の遮光領域８３
と、を有する遮光板７３を取り付ける。さらに、遮光板
７３に対向して透明基板１４を取り付けることにより、
遮光板７３の固定および保護を行う。透明基板１４に
は、充分な透明度および強度を有する基板として、例え
ばガラス基板、プラスチック基板などを使用する。

【００６５】太陽電池モジュール３ａにおいては、薄膜
太陽電池１９の受光面の裏面側における透光性開口部８
１以外の部分、すなわち、太陽電池素子８４の裏面側に
彩色を施して、第１の絵柄部８５を設けている。図６
（Ｂ）では、一例としてアルファベットのＳを描いてい
る。

【００６６】遮光板７３を薄膜太陽電池１９に対して平
行にスライドすることで、図６（Ａ）に示したように、
薄膜太陽電池１１の透光性開口部２１と遮光板１３の開
口部２２が一致した時には、薄膜太陽電池１１の透光性
開口部２１に入射した光は、透光性開口部２１および開
口部２２を通過して太陽電池モジュール１ａの受光面と
反対側の面へ抜ける。よって、図６（Ａ）に示した状態
の時に、透過光量は最大になるとともに、第１の絵柄部
８５をユーザが見ることができない。

【００６７】一方、図６（Ｂ）に示したように、遮光板
７３を薄膜太陽電池１９と平行方向にスライドさせ、薄
膜太陽電池１９の透光性開口部８１と遮光板７３の開口
部８２とが一致しない様にした時には、薄膜太陽電池１
９の透光性開口部８１と遮光板７３の遮光領域８３とが
略一致する。また、薄膜太陽電池１１の透光性開口部２
１に入射した光は、遮光板７３を通過できない。よっ
て、図６（Ｂ）に示した状態の時に、透過光量は最小と
なる。この時、遮光板７３の開口部８２は、薄膜太陽電
池１１の太陽電池素子８４と略一致するので、太陽電池
モジュール３を裏面方向から見た場合、図６（Ｂ）に示
したように、第１の絵柄部８５としてアルファベットの
Ｓをユーザは見ることができる。

【００６８】太陽電池素子８４の裏面側には、その一部
または全体に彩色または描画を施すことで、第１の絵柄
部として様々な絵柄、模様、文字等を描くことができ
る。これにより、太陽電池モジュール３の意匠性を高め
ることができる。

【００６９】また、遮光板の薄膜太陽電池１９に対向し
ない面に第２の絵柄部として、彩色や描画を施すこと
で、太陽電池素子８４の裏面に施した彩色や描画と相ま
って、さらに太陽電池モジュール３の意匠性を高めるこ
とが可能となる。

【００７０】図７は、遮光板の電気駆動部と制御部とを
備えた太陽電池モジュールの概略構成を示した裏面図で
ある。太陽電池モジュール３において、遮光板７３をス
ライドさせる機構は、図２に示した太陽電池モジュール
１と同じ構成であるため、同一部分には同一符号を付し
て詳細な説明を省略する。遮光板７３の両端部には、遮
光板７３をスライドさせるために、バー７３ａ、バー７
３ｂが設けられている。よって、第１実施形態と同様
に、電気駆動部１６によって遮光板７３をスライドさせ
ることができる。

【００７１】また、太陽電池モジュール３の制御系は、
図３に示した構成と同様であるため、詳細な説明を省略
する。

【００７２】以上のように太陽電池モジュール３を構成
することで、絵柄が可変で、かつ電気駆動部、制御部、
電源、検出部（センサ）が一体的に構成された絵柄切り
替え機能付き光透過型太陽電池が実現できる。

【００７３】次に、太陽電池モジュール３の実施例を説
明する。太陽電池モジュール３の薄膜太陽電池１９は、
第１実施形態で説明した方法と同じ方法で作成される
が、薄膜太陽電池素子にレーザビーム加工を施し、半導
体薄膜および裏面電極を部分的に除去する際には、幅
１．５ｍｍ、ピッチ３ｍｍ、長さが遮光板７３の全幅と
略同様のスリット状の透光性開口部２１を複数形成し
た。

【００７４】また、遮光板７３としては、厚さ１．８ｍ
ｍのガラス板の片面に幅１．５ｍｍ、ピッチ３ｍｍ、長
さが遮光板７３の全幅である黒色の遮光領域８３を、ス
トライプ状に形成したものを使用した。

【００７５】上記の薄膜太陽電池１９と遮光板７３とを
使用した太陽電池モジュール３に、ＡＭ１．５，１００
ｍＷ／ｃｍ² の擬似太陽光を照射したところ、太陽電池
モジュール３の電気出力は変換効率約５％であった。ま
た、遮光板７３をスライドさせて位置を変えることによ
って、薄膜太陽電池１９を透過する光透過量は、照射光
の３０％から０％まで変化させることができた。さら
に、遮光板７３の移動により太陽電池モジュール３の裏
面には、光透過時には無地に、光遮断時にはアルファベ
ットのＳが見えることが確認できた。

【００７６】なお、上記の説明では、遮光板を薄膜太陽
電池１１の受光面の裏面に設けた場合を説明したが、こ
れに限るものではない。例えば、薄膜太陽電池１１の受
光面側に遮光板３を設けるとともに、薄膜太陽電池１９
の受光面側の太陽電池素子８４上に彩色、描画を施すこ
とで、薄膜太陽電池１９の発電量は多少減少するが、太
陽電池モジュール１の透過光量を調整するとともに、太
陽電池モジュールの表面（受光面）側に絵柄などを表示
することができる。

【００７７】また、薄膜太陽電池１１の両面に遮光板３
を設けることでも、太陽電池モジュール１の透過光量を
調整するとともに、薄膜太陽電池１１の発電量を制御す
ることができ、さらに、太陽電池モジュール３の両面に
絵柄などを表示することができる。

【００７８】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。

【００７９】(1) 太陽電池モジュールには、透光性絶縁
基板上に透明導電膜、薄膜光電変換膜および裏面電極膜
を積層して、該裏面電極膜および該薄膜光電変換膜を部
分的に除去した透光性開口部を有する薄膜太陽電池の表
面および裏面の少なくとも一方に対して平行移動可能に
近接して、該透光性開口部に入射した光を、遮断する遮
光領域および透過する透光領域を有する遮光部材が設け
られているので、遮光部材を移動させることで、透光性
開口部の透過光量を調整することができる。

【００８０】(2) 太陽電池モジュールは、透明の板状部
材を薄膜太陽電池と遮光部材との間に備えているため、
遮光部材を移動させた際に、摩擦によって薄膜太陽電池
と傷つけるのを防止することができる。

【００８１】(3) 太陽電池モジュールは、透光性開口部
における開口面積以上の複数の領域を、隣り合う領域が
異なる色となるように、１色または複数色で透光可能に
彩色したカラーフィルタを、遮光部材の代わりに備えて
いるので、カラーフィルタを移動させることで、透光性
開口部の透過光の色を変化させることが可能となり、太
陽電池モジュールの意匠性を高めることができる。

【００８２】(4) 太陽電池モジュールの薄膜太陽電池
は、遮光部材に近接する面における透光性開口部以外の
領域の一部または全体に、彩色または描画を施した第１
の絵柄部を備え、透光性開口部に入射した光を遮断した
際にはこの第１の絵柄部に遮光部材の透光領域が対向す
るため、透過光量の調整だけでなく、薄膜太陽電池の裏
面の絵柄をも変化させることを可能とし、意匠性を向上
させることができる。

【００８３】(5) 太陽電池モジュールの遮光部材は、薄
膜太陽電池と近接する面の反対側の面における遮光領域
の一部または全体に、彩色または描画を施した第２の絵
柄部を備えているので、第１の絵柄部と第２の絵柄部と
に関連付けした絵柄を描くことで、変化に富んだ絵柄に
することが可能となり、さらに意匠性を向上させること
ができる。

【００８４】(6) 太陽電池モジュールは、遮光部材また
はカラーフィルタを動作させる機構を有する電気駆動部
を備えており、薄膜太陽電池を電源として電気駆動部を
動作させることにより、施工時の部品点数を削減し、電
力供給用の電線の引き込みをなくし、設置工程数の削減
および設置面積の縮小による設置の容易さが実現でき
る。

【００８５】(7) 太陽電池モジュールは、薄膜太陽電池
の出力電力を検出する検出部と、検出部の検出値に応じ
て電気駆動部の動作を制御する制御部と、を備えている
ので、太陽電池を照度センサとして用いることにより照
度による採光量や採光色、太陽電池表面の模様の自動制
御を可能とし、太陽電池モジュールのみで完結した自動
調節機能付き太陽電池としての機能を実現しており、こ
れにより設置工程数の削減などが実現できる。

【００８６】(8) 太陽電池モジュールは、操作装置から
送信される信号を受信する信号受信部、および電気駆動
部を操作する操作部を備え、信号受信部または操作部か
ら送られてきた信号に応じて、制御部は電気駆動部を動
作させることによって、太陽電池モジュールの遮光部材
またはカラーフィルタを容易に移動させることが可能と
なり、透過光量調整を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュー
ルの主要部の概略構成を示した側面断面図及び裏面図で
ある。（Ａ）は、薄膜太陽電池の透光性開口部への入射
光の透過時の状態であり、（Ｂ）は、薄膜太陽電池の透
光性開口部への入射光の遮断時の状態である。

【図２】遮光板の電気駆動部と制御部とを備えた太陽電
池モジュールの概略構成を示した裏面図である。

【図３】太陽電池モジュールの制御系を説明するための
ブロック図である。

【図４】本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュー
ルの主要部の概略構成を示した側面断面図及び裏面図で
ある。（Ａ）は、薄膜太陽電池の透光性開口部への入射
光が第１の色のフィルタを透過時の状態であり、（Ｂ）
は、薄膜太陽電池の透光性開口部への入射光が第２の色
のフィルタを透過時の状態である。

【図５】カラーフィルタの電気駆動部と制御部とを備え
た太陽電池モジュールの概略構成を示した裏面図であ
る。

【図６】本発明の第３実施形態に係る太陽電池モジュー
ルの主要部の概略構成を示した側面断面図及び裏面図で
ある。（Ａ）は、薄膜太陽電池の透光性開口部への入射
光の透過時の状態であり、（Ｂ）は、薄膜太陽電池の透
光性開口部への入射光の遮断時の状態である。

【図７】遮光板の電気駆動部と制御部とを備えた太陽電
池モジュールの概略構成を示した裏面図である。

【符号の説明】

１，１ａ，２，２ａ，３，３ａ−太陽電池モジュール１１，１９−薄膜太陽電池１３，７３−遮光部材１６−電気駆動部２１，８１−透光性開口部２２，８２−透光領域２３，８３−遮光領域５３−カラーフィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2E108 NN07 5F051 FA02 GA03 JA02 JA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透光性絶縁基板上に透明導電膜、薄膜光
電変換膜および裏面電極膜を積層して、該裏面電極膜お
よび該薄膜光電変換膜を部分的に除去した透光性開口部
を有する薄膜太陽電池の表面および裏面の少なくとも一
方に対して平行移動可能に近接して、該透光性開口部に
入射した光を、遮断する遮光領域および透過する透光領
域を有する遮光部材を設けたことを特徴とする太陽電池
モジュール。
【請求項２】前記薄膜太陽電池と前記遮光部材との間
に、透明の板状部材を備えたことを特徴とする請求項１
に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】前記遮光部材に代えて、前記透光性開口
部における開口面積以上の複数の領域を、隣り合う領域
が異なる色となるように、１色または複数色で透光可能
に彩色したカラーフィルタを設けたことを特徴とする請
求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】前記薄膜太陽電池は、前記遮光部材に近
接する面における透光性開口部以外の領域の一部または
全体に、彩色または描画を施した第１の絵柄部を備え、
前記遮光部材の透光領域は、前記透光性開口部に入射し
た光を遮断した際に、該第１の絵柄部に対向することを
特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュー
ル。
【請求項５】前記遮光部材は、前記薄膜太陽電池と近
接する面の反対側の面における前記遮光領域の一部また
は全体に、彩色または描画を施した第２の絵柄部を備え
たことを特徴とする請求項４に記載の太陽電池モジュー
ル。
【請求項６】前記薄膜太陽電池を電源として、前記遮
光部材または前記カラーフィルタを動作させる機構を有
する電気駆動部を備えたことを特徴とする請求項１乃至
５のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】前記薄膜太陽電池の出力電力を検出する
検出部と、該検出部の検出値に応じて電気駆動部の動作
を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする請求項
６に記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】操作装置から送信される信号を受信する
信号受信部、および電気駆動部を操作する操作部を備
え、前記制御部は、信号受信部または操作部から送られ
てきた信号に応じて前記電気駆動部を動作させることを
特徴とする請求項７に記載の太陽電池モジュール。