JP2005033035A - 太陽電池モジュール及びこれを用いた面状発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 発光面を大きくした面状発光装置を提供する。
【解決手段】 太陽電池モジュール１のカバープレート３が光導入部を備えたことにより、カバープレート３は、太陽電池セルへの太陽光の入射を許容しつつ、その前面３Ｅを発光させることができるため、これを用いた面状発光装置は、昼間は太陽電池セルが太陽光を受光して発電可能であり、夜間は発光面を大きくとって、面状発光することができる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、太陽電池モジュールに関し、また、太陽電池モジュールと、投光手段とを備えた面状発光装置に関する。

従来、面状発光装置について、特開平２０００−２９０９４５公報に示すようなものがある。
これに示された発光タイルは、その透明な面部の裏側に太陽電池モジュールと面状発光手段とを配置し、この太陽電池モジュールと面状発光手段の下側に蓄電手段と発光制御手段を備えたものである。ここで、面状発光手段は、タイル表面に対して面平行に配置された透明プレートと、この透明プレートに向けて光を入射する投光手段と、透明プレートの前面側を光散乱面とする光散乱手段と、透明プレートの裏面側を光反射面とする光反射手段とを有する。一方、太陽電池モジュールは、太陽光を電気に変換する複数個の太陽電池セルと、この太陽電池セル上に配置され、その表面を保護する光透過性のあるカバープレートとを備えている。

そして、昼間は太陽電池モジュールに太陽光が入射することにより、太陽電池モジュールが発電し、その発電電力が蓄電手段に蓄積される。夜間は、発光制御手段が周囲照度の低下を検出することにより、蓄電手段に蓄積された電力を面状発光手段に自動的に供給する。蓄電手段から電力供給されることにより、面状発光手段の投光手段が発光する。投光手段から照射された光は、面状発光手段の透明プレートに入射される。透明プレートに入射された光は、散乱手段によって散乱されて面状発光手段の前面から外部へ放射される。
特開２０００−２９０９４５号公報

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、面状発光手段を設置できる面積に制約があり、面状発光手段の面積を大きくしようとすると、太陽電池モジュールに使用できる面積が小さくなり、結果、面状発光装置の前面全体に大きく配置することはできない問題があった。

この問題は、以下の理由による。すなわち、従来の装置において、光反射手段を有する面状発光手段は太陽光を遮断するため、面状発光手段の背面側に太陽電池モジュールを配置すると発電することはできない。逆に、面状発光手段を太陽電池モジュールの背面側に配置すると面状発光装置としての機能が害されるのは明らかである。したがって、面状発光手段と太陽電池モジュールとを同一面内あるいは面平行に配置する場合は、いずれも最前面側に設置すべき部品であり、結局両者の設置スペースを調整する必要があった。このように従来の部品の配置にあっては、必要な太陽電池モジュールの設置スペースの分だけ、面状発光手段の設置スペースを縮小しなければならず、発光面を大きくすることができなかったのである。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、発光面を大きくすることができる面状発光装置を提供することを目的とする。また、この発明の他の目的は、面状発光装置の構成を簡素化できる太陽電池モジュールを提供することにある。

本発明は、このような課題を解決するために、次のような構成をとる。すなわち、請求項１に記載の太陽電池モジュールは、太陽光を電気に変換する複数個の太陽電池セルと、太陽電池セル上に配置され、その表面を保護する光透過性のあるカバープレートとを備えた太陽電池モジュールであって、カバープレートに光の入射を許容する光導入部を備えることを特徴とするものである。

請求項１記載の発明の作用は次のとおりである。請求項１記載の太陽電池モジュールの場合、昼間においては、太陽電池セルは、カバープレートを透過した太陽光を受光できるため、発電する。一方、カバープレートの光導入部に光が照射すると、光がカバープレート内に入射できる。したがって、夜間等、光導入部が光を受光するときは、入射した光がカバープレートの前面側から周囲に放出することで、カバープレートの前面が発光し得る。

このように、太陽電池モジュールのカバープレートは、太陽電池セルを保護する本来の機能に加えて、その前面を発光させる機能を備えるものとすることができる。

従って、このような作用を有する太陽電池モジュールを備えた面状発光装置の場合、発光時においては、投光手段による光を太陽電池モジュールのカバープレートの光導入部に入射すればよいこととなり、従来面状発光手段としてのみに用いていた光透過性のあるプレート等を省略することができ、簡便な構造となる。

一方、発電時においては、太陽電池セルは、従来のように面状発光手段に用いる部品によって太陽光が遮断されることがなくなったため、太陽電池モジュールの設置スペースが、制限される問題が完全に解消される。すなわち、太陽電池モジュールを面状発光装置の前面全体に敷き詰めることも可能となる。このことは、逆に、面状発光装置の発光面を前面全体に大きく配置することも可能となることを意味する。

以上により、カバープレートに光導入部を備えた太陽電池モジュールとすることで、カバープレートは、太陽電池セルへの太陽光の入射を許容しつつ、その前面を発光させることができるため、これを用いた面状発光装置は、その発光面を大きくすることができる。しかも、太陽電池モジュールのカバープレートが、面状発光装置の透明プレートの役目を兼ねるので、面状発光装置の構成の簡素化や薄型化を達成することができる。

なお、請求項１に記載するカバープレートの語は、主として太陽電池セル表面を保護するために用いるカバーガラスを包含するものであるが、実施される素材がガラスだけに限定されるものではないため、他の素材、例えば樹脂等をも包含するカバープレートの語を用いる。

請求項２に記載の太陽電池モジュールは、請求項１記載の太陽電池モジュールにおいて、前記光導入部は、カバープレートの端面に形成された平滑な平坦面であるものである。

請求項２記載の発明では、光導入部をカバープレートの端面に形成した平滑な平坦面とするため、簡易な形状とすることができる。

請求項３に記載の太陽電池モジュールは、請求項１記載の太陽電池モジュールにおいて、前記光導入部は、カバープレートの端面に沿って形成された溝部であるものである。

請求項３記載の発明では、光導入部をカバープレートの端面に沿って形成された溝部とするため、光がカバープレート内へ容易に入射することができる。

請求項４に記載の太陽電池モジュールは、請求項１記載の太陽電池モジュールにおいて、前記光導入部は、カバープレートの端面に沿って形成された傾斜面であるものである。

請求項４記載の発明では、光導入部をカバープレートの端面に沿って形成された傾斜面とするため、光が一定の向きに屈折しながらカバープレート内に入射することができる。

請求５に記載の太陽電池モジュールは、請求項１記載の太陽電池モジュールにおいて、前記光導入部は、カバープレートの端面に沿って形成された、二以上の異なる角度の面からなる複合面であるものである。

請求項５記載の発明では、光導入部をカバープレートの端面に沿って形成された、二以上の異なる角度の面からなる複合面とするため、光の一部が一定の向きに屈折しながら、カバープレート内に入射することができる。

請求項６に記載の太陽電池モジュールは、請求項１記載の太陽電池モジュールにおいて、前記光導入部は、カバープレートの端面に形成された孔であるものである。

請求項６記載の発明では、光導入部をカバープレートの端面に形成された孔であるとするため、投光手段が点光源である場合に、光がカバープレート内に効率よく入射することができる。

請求項７に記載の太陽電池モジュールは、請求項１記載の太陽電池モジュールにおいて、前記光導入部は、カバープレートの端面に沿って並べて形成された断面三角形状の畝状突起であるものである。

請求項７記載の発明では、光導入部をカバープレートの端面に沿って並べて形成された断面三角形状の畝状突起であるとするため、光がカバープレート内に種々の方向に入射することができる。

請求項８に記載の太陽電池モジュールは、請求項１から請求項７のいずれかに記載の太陽電池モジュールにおいて、前記カバープレートは、光散乱性を有する微粒子を混入したものである。

請求項８記載の発明では、太陽電池モジュールが光散乱性を有するカバープレートを備えることで、入射した光が散乱を受けて、カバープレートの前面がむらなく均一に発光することができる。また、太陽電池セルの外観表面が、外部から光散乱性を有するカバープレートを介して容易に見えなくなる。したがって、このような太陽電池モジュールを用いた面状発光装置は、むらなく均一に面発光することができ、また太陽電池セルが外部から視認できるという不都合を回避できる。

請求項９に記載の太陽電池モジュールは、請求項１から請求項７のいずれかに記載の太陽電池モジュールにおいて、前記カバープレートは、前面、または背面に光散乱性を有する粗面を形成したものとするものである。

請求項９記載の発明では、太陽電池モジュールが光散乱性を有する粗面を形成したカバープレートを備えることで、カバープレートの前面がむらなく均一に発光し得る。また、太陽電池セルを外部から視認できなくすることができる。

請求項１０に記載の太陽電池モジュールは、請求項１から請求項７のいずれかに記載の太陽電池モジュールにおいて、さらに、前記カバープレートと前記太陽電池セルとの間に、または前記カバープレートの前面側に光散乱性を有するシート状物を備えているものである。

請求項１０記載の発明では、太陽電池モジュールが光散乱性を有するシート状物を備えることで、カバープレートの前面がむらなく均一に発光し得る。また、太陽電池セルを外部から視認できなくすることができる。

請求項１１に記載の太陽電池モジュールは、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の太陽電池モジュールにおいて、前記カバープレートは、光導入部以外の部分に光反射面を形成したものとするものである。

請求項１１記載の発明では、太陽電池モジュールが光反射面を備えることで、光導入部より光が入射すると、カバープレートの前面がより明るく発光することができる。

請求項１２に記載の太陽電池モジュールは、請求項１から請求項１１のいずれかに記載の太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池セルは、表面を白色、灰色、または銀色とするものである。

請求項１２記載の発明では、太陽電池モジュールが目立たない色の太陽電池セルを備えることで、太陽電池セルの外観表面を外部から容易に視認できないようにすることができる。ここで、太陽電池セルは、着色工程を経ていないものであってもよい。

請求項１３に記載の太陽電池モジュールは、請求項１から請求項１２のいずれかに記載の太陽電池モジュールにおいて、前記カバープレートに、文字、図形、記号などの表記が施されているものである。

請求項１３記載の発明では、太陽電池モジュールが文字、図形、記号などの表記が施されているものとすることで、太陽電池モジュールが表示機能を備えることができる。

請求項１４に記載の面状発光装置は、請求項１から請求項１３のいずれかに記載の太陽電池モジュールと、前記太陽電池モジュールのカバープレート内に光を入射する投光手段とを備えたことを特徴とするものである。

請求項１４記載の発明の作用は次のとおりである。夜間においては、投光手段による光が太陽電池モジュールのカバープレートの光導入部よりカバープレート内に入射する。この光が、カバープレート前面側から放出されることで、面状発光装置の発光機能が果たされる。一方、昼間においては、太陽電池セルが、カバープレートを透過した太陽光を受光して、投光手段に供給する電力を発電する。

このように、太陽電池モジュールのカバープレートの前面を発光させることにより、従来のように発光面が、太陽電池セルの受光のために制約をうける問題が解消されたため、発光面を大きくすることができる。

請求項１５に記載の面状発光装置は、請求項１４に記載の面状発光装置において、前記装置はさらに、前記太陽電池モジュールに発生した電力を蓄積する蓄電手段と、周囲照度が予め定めた設定照度以下の場合には蓄電手段の蓄積電力を投光手段へ自動的に供給する発光制御手段とを備えているものである。

請求項１５に記載の面状発光装置ではさらに、蓄電手段と、発光制御手段を備えるものとして、設置取付時の施工の省力化を図ることができる。

以上の説明から明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、太陽電池モジュールのカバープレートが光導入部を備えたことにより、カバープレートは、太陽電池セルへの太陽光の入射を許容しつつ、その前面を発光させることができるため、これを用いた面状発光装置は、その発光面を大きくすることができるとともに、その構成の簡素化、および薄型化を図ることができる。

続いて、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

図１は、第一実施例にかかる太陽電池モジュールを斜め上方より見た状態を示す斜視図である。図２は、第一実施例にかかる太陽電池モジュールの分解斜視図である。図３は、第一実施例にかかる太陽電池モジュールの平面図である。

第一実施例にかかる太陽電池モジュール１は、図２に示すように、太陽光を電気に変換する複数個の太陽電池セル２を有する。また、太陽電池モジュール１は、その受光面側から順に、カバープレート３、透明充填樹脂フィルム７、太陽電池セル２、透明充填樹脂フィルム７、耐候性フィルム８が積層されてなる。ここで、図１においては、太陽電池セル２、透明充填樹脂フィルム７、耐候性フィルム８を積層したものを符号Ｔで示している。

本実施例の場合、カバープレート３として、光透過率や耐衝撃性に優れた強化ガラス３を用いている。

第一実施例にかかる太陽電池モジュール１の場合、図３に示すように強化ガラス３の対向する一対の端面３Ａ、３Ｃを平滑な平坦面とし、強化ガラス３内の光の入射を許容する光導入部としている。

本実施例の場合、光導入部となる平滑な平坦面は、端面３Ａ、３Ｃを鏡面処理し、無反射コーティング３Ｇを施して形成している。

一方、第一実施例にかかる太陽電池モジュール１の場合、強化ガラス３の光導入部となっていない残りの端面３Ｂ、３Ｄを、光反射面としている。

本実施例の場合、光反射面は、端面３Ｂ、３Ｄを白色塗膜３Ｈ、および白色シート３Ｉを積層することにより形成している。

なお、この太陽電池モジュール１については、特定の寸法に限られるものではなく、用途に応じて選ばれることは言うまでもない。また、太陽電池セル２は電気的に直列または並列に接続されているが、勿論これら太陽電池セル２の個数、および直並列の接続数も、特定のものに限られず負荷に応じて選ばれるものである。

次に、第一実施例の太陽電池モジュール１の作用を説明する。
昼間においては、太陽電池セル２が、強化ガラス３を透過した太陽光を受光して発電する。
一方、強化ガラス３の光導入部が光を受光するときは、以下のようになる。まず、光は、光導入部である端面３Ａおよび３Ｃを通じて強化ガラス内に入射すると、他の端面３Ｂ、３Ｄの光反射面で反射を受けながら直進する。結局、入射された光は、強化ガラス３に吸収されるか、また強化ガラス３の背面側に配置させる太陽電池セル２等に向いて進むほかは、強化ガラス３の前面３Ｅから周囲に放出される。結局、発光に寄与するのはこの強化ガラス３の前面３Ｅから周囲に放出される光であり、強化ガラス３の前面３Ｅはこの光によって発光することになる。

このように、太陽電池モジュール１の強化ガラス３は、太陽電池セル２を保護する本来の機能に加えて、その前面３Ｅを発光させる機能を備えるものとすることができる。さらに、これを用いた面状発光装置は従来に比べて、非常に有利な実施形態を採りうる。このことを、第二実施例を示して説明する。

図４は、第二実施例にかかる面状発光装置本体を斜め上方より見た状態を示す斜視図である。図５は、第二実施例にかかる面状発光装置の内部構成を示す垂直断面図である。

第二実施例にかかる面状発光装置本体１０は、図４、または図５に示すように、平箱を立てたような形状のケース１０Ａを有する。ケース１０Ａの一面は、開口が形成されており、この面を便宜的に開口面Ｆとよぶ。

本実施例の場合、このケース１０Ａの開口面Ｆの縁は、太陽電池モジュール１を固定できるように、コの字型の形状で成型されている。また、ケース１０Ａは、金属製あるいは合成樹脂製である。

第二実施例にかかる面状発光装置に必要な部品類は、太陽電池モジュール１と投光手段４であり、ケース１０Ａ内の空間Ｓ１に収容される。太陽電池モジュール１は、図５に示すように、太陽電池モジュールが開口面Ｆに面平行（向かい合う面が平行）であって、強化ガラス３の前面３Ｅがケースの開口面Ｆから外部に露出するように設置されている。

以下、第二実施例にかかる面状発光装置１０について、図を用いて詳しく説明する。なお、第一実施例と同じ構成については、同符号を付すことで詳細な説明を省略する。

図６は、第二実施例の面状発光装置１０における太陽電池モジュール１および投光手段４の平面図である。図７は、第二実施例の面状発光装置１０における太陽電池モジュール１および投光手段４の垂直断面図である。

図６、または図７に示すように、投光手段４は、太陽電池モジュール１の強化ガラス３の端面３Ａ、３Ｃ側に配置されている。

第二実施例における投光手段４は、図６に示すように、４個の発光ダイオード４Ａ〜４Ｄからなり、太陽電池モジュール１の強化ガラス３の光導入部となっている端面３Ａ、３Ｃの側から、それぞれ強化ガラス３内へ光を面方向に光を入射する。

本実施例の場合、発光ダイオード４Ａ〜４Ｄは、図６に二点鎖線で示すように、強化ガラス３への光の入射方向が互い違いとなる位置に配置されている。これら発光ダイオード４Ａ〜４Ｄの取り付けは、図６、および図７に示すように、強化ガラス３の端面３Ａ、３Ｃに密着配置された長細い白色の不透明樹脂ピース４ａ、４ｂの孔に挿入固定することにより行われている。これにより、強化ガラス３の端面３Ａ、３Ｃにおいて発光ダイオード以外の部分は、不透明樹脂ピース４ａ、４ｂの白色表面により光反射面が形成されることになる。

第二実施例の面状発光装置本体１０は、太陽電池モジュール１が発生する電力を蓄積するための蓄電手段や、周囲照度が予め定めた設定照度以下の場合には蓄電手段の蓄積電力を投光手段に自動的に供給する発光制御手段を備えていない。これは、蓄電手段、および発光制御手段は、面状発光装置に必要であるが、別置きすることも可能であるため、本実施例の場合、小容量化のため、これらをケース１０Ａ内の外部に別置きするという形態をとっていることによる。もちろん、上記のような蓄電手段や発光制御手段を面状発光装置１０に組み込むことを可能である。この場合、蓄電手段や発光制御手段は、ケース１０Ａ内の空間Ｓ１内であって、太陽電池モジュール１の背面側に配置される。

図８は、第二実施例の面状発光装置の電気回路図である。図８に示すように、太陽電池セル２は、互いに所定の直列数、並列数に接続され、別置きされる電気二重層コンデンサ５に接続されており、この間に過電圧保護回路６Ａ、逆流防止ダイオード６Ｂ、電圧安定化回路６Ｃを備えている。ここで、電気二重層コンデンサ５は、前記蓄電手段に相当する。さらに、電気二重層コンデンサ５は発光ダイオード４Ａ〜４Ｄに電気的に接続されており、この間には周囲照度を検出して発光ダイオード４Ａ〜４Ｄの点滅を制御する発光制御回路６Ｄのほか昇圧回路６Ｅを備えている。なお、本実施例において、周囲照度を検出するセンサーの役割は、太陽電池セル２が果たしているが、これに限られず、ケース１０Ａの内部又は外部に別途太陽電池セルやＣｄＳ等の光センサーを配置して、周囲照度を検出してもよい。また、回路６Ａ〜６Ｅは前記発光制御手段に相当し、ケース１０Ａの外部に別置きされている。

次に、第二実施例の面状発光装置の作用を説明する。
昼間においては、太陽電池セル２は、強化ガラス３を透過した太陽光を受光することができ、通常通りに発電する。そして、発生した電力を、電気二重層コンデンサ５が蓄積する。

一方、夜間においては、発光制御回路６Ｄが、周囲照度のセンサーを兼ねる太陽電池セル２の起電力を監視することによって、予め定めた設定の照度以下であることを検出すると、蓄電手段５に蓄えられた電力を発光ダイオード４Ａ〜４Ｄに給電する。これにより、面状発光装置１０は、発光状態となる。

発光時においては、発光ダイオード４Ａ〜４Ｄが点灯し、光が、光導入部である端面３Ａ、３Ｃより、強化ガラス３内に入射する。光は、強化ガラスの端面において反射を受けながら直進する。そして、強化ガラス３に吸収され、または強化ガラス３の背面３Ｆ側に進み、あるいは強化ガラス３の前面３Ｅから周囲に放出される。結局、発光に寄与するのは、この強化ガラス３の前面３Ｅから周囲に放出される光であり、強化ガラス３の前面３Ｅはこの光によって発光することになる。

従って、第二実施例の面状発光装置の場合、発光時においては、発光ダイオード４Ａ〜４Ｄの光を太陽電池モジュール１の強化ガラス３内に入射すればよいこととなり、従来、面発光をするためのみに用いていた光透過性のあるプレート等を省略することができ、簡便な構造となり、また、装置全体を薄型化することができる。
一方、発電時においては、太陽電池セル２は、従来のように発光機能を果たすための部品によって太陽光が遮断されることがなくなったため、太陽電池モジュール１の設置スペースが、制限される問題が完全に解消される。すなわち、太陽電池モジュール１を面状発光装置１０の前面Ｆ全体に敷き詰めることも可能となる。
このことは、逆に、面状発光装置１０の発光面を前面Ｆ全体に配置することも可能となることを意味する。

このように、強化ガラス３に光導入部を備えた太陽電池モジュール１とすることで、強化ガラス３は太陽電池セル２への太陽光の入射を許容しつつ、その前面３Ｅを発光させることができる。よって、第二実施例にかかる太陽電池モジュール１を用いた面状発光装置１０は、その発光面を大きくすることができる。

上述した第一実施例、または第二実施例は、上記実施の形態に限られることなく、下記のように変形実施することができる。まず、第一実施例の変形実施例について説明する。

（１ カバープレートの材質について） 上記の第一実施例の太陽電池モジュール１の場合、カバープレート３として強化ガラス３を用いたものであったが、その他のガラス素材や、ガラス素材でないもの、例えば無色透明のアクリル板等、樹脂素材のものやゴム質のものでもよい。

（２ カバープレートの厚さについて） 上記の第一実施例の太陽電池モジュール１の場合、強化ガラス３の厚みは特に示していなかったが、従来のカバーガラスに多い約３ｍｍ程度の厚さでもよく、さらに、光の入射を容易にするため７ｍｍ〜１０ｍｍ程度の厚さとしてもよい。

（３ 端面の光導入部の形状について−１） 上記の第一実施例の太陽電池モジュール１の場合、光導入部は強化ガラス３の端面を平滑な平坦面とするものであったが、強化ガラス３の端面に沿って形成された溝部としてもよい。図９は、第一実施例の変形実施例（１）にかかる太陽電池モジュール１を斜め上方より見た状態を示す斜視図である。これにより、強化ガラス３内への光の入射を容易にし、また投光手段として冷陰極蛍光灯等の線光源を用いる場合に適する。

（４ 端面の光導入部の形状について−２） 光導入部は、強化ガラス３の端面に沿って形成された傾斜面としてもよい。図１０は、第一実施例の変形実施例（２）にかかる太陽電池モジュール１を斜め上方より見た状態を示す斜視図である。これにより、強化ガラス３内の光の進む方向を一定の向きに屈折させながら、光の入射を許容することができる。

（５ 端面の光導入部の形状について−３） 光導入部は、強化ガラス３の端面に沿って形成された、二以上の角度の異なる傾斜面からなる複合面としてもよい。図１１は、第一実施例の変形実施例（３）にかかる太陽電池モジュール１を斜め上方より見た状態を示す斜視図である。これにより、強化ガラス３内に入射する一部の光を一定の向きに屈折させながら、光の入射を許容することができる。

（６ 端面の光導入部の形状について−４） 光導入部は、強化ガラス３の端面に形成された孔としてもよい。図１２は、第一実施例の変形実施例（４）にかかる太陽電池モジュール１を斜め上方より見た状態を示す斜視図である。これにより、投光手段として発光ダイオード等の点光源を用いた場合に、点光源を孔に挿入固定でき、強化ガラス３内に効率よく光の入射を許容することができる。

（７ 端面の光導入部の形状について−５） 光導入部は、強化ガラス３の端面に沿って並べて形成された断面三角形状の畝状突起としてもよい。図１３は、第一実施例の変形実施例（５）にかかる太陽電池モジュール１を斜め上方より見た状態を示す斜視図である。これにより、強化ガラス３内に光を種々の方向に入射することを許容することができる。

（８ カバープレートの散乱機能−１） 上記の第一実施例の太陽電池モジュール１の場合、カバープレート３は強化ガラス３であったが、太陽電池モジュールは光散乱性を有するカバープレートを備えるものとしてもよい。例えば、光散乱性を有する微粒子を混入した光透過性のあるカバープレートが挙げられる。この場合、光が光導入部より入射すると、光は散乱を受け、かかるカバープレートの前面がむらなく均一に発光することができる。また、太陽電池セル２の外観表面が、光散乱性を有するカバープレートを介して容易に見えなくなる。したがって、この変形実施例にかかる太陽電池モジュールを用いた面状発光装置は、むらのない均一な面発光を実現でき、太陽電池セル２の外観表面が外部から視認できるという不都合を回避できる。

（９ カバープレートの散乱機能−２） また、光散乱性を備えるために、強化ガラス３の前面３Ｅあるいは背面３Ｆに光散乱性を有する粗面を形成してもよい。なお、強化ガラス３の表面の粗面形成は、サンドブラスト処理や、弗化水素による腐食処理等、その他のいずれの方法でもよい。

（１０ カバープレートの散乱機能−３） さらに、光散乱性を備えるために、強化ガラス３の前面３Ｅあるいは背面３Ｆに光散乱性を有するシート状物を配設してもよい。ここで、光散乱性を有するシート状物は、乳白色膜や、光散乱性を有する微粒子を含んだ膜、和紙等、その他の光散乱性を有するいずれのシート状物でもよい。シート状物の光散乱特性に応じてさまざまな雰囲気の発光を実現することができ、かかる太陽電池モジュールを用いた面状発光装置の用途をさらに広げることができる。

（１１ 反射手段の手当て−１） 上記の第一実施例の太陽電池モジュール１の場合、強化ガラス３の端面に光反射面を形成していたが、この光反射面を傾斜させてもよい。

図１４は、この変形実施例（６）にかかる太陽電池モジュール１と投光手段４の垂直断面図において、強化ガラス３内の光の振る舞いを示す模式図である。図１４に示すように、発光ダイオード４Ａ〜４Ｄによる光が、強化ガラス３の前面３Ｅ側の方向に向くように反射し、より多くの光が強化ガラス３の前面３Ｅから周囲に放出される。したがって、この変形実施例に示す太陽電池モジュールを用いた面状発光装置は、発光面をより明るくすることができる。

この他、反射面を端面に沿った溝によって形成するものとしてもよい。また、さらに上記反射面を乱反射面とすることとしてもよい。

（１２ 反射手段の手当て−２） 上記の第一実施例の太陽電池モジュール１の場合、強化ガラス３の端面に光反射面を形成していたが、強化ガラス３の背面３Ｆ側に形成することも可能である。なお、この場合の光反射面は、太陽電池セル２が太陽光を受光することを許容するため、強化ガラス内に入射する光の一部を反射させるものである。

図１５は、この変形実施例（７）にかかる太陽電池モジュール１と投光手段４の垂直断面図において、強化ガラス３内に入射した光の振る舞いを示す模式図である。図１５の拡大図に示すように強化ガラス３の背面３Ｆに断面三角形状の溝を形成し、この溝の強化ガラス内側の面を光反射面３Ｊとするものである。本変形実施例では、この溝の反射面は金属膜３Ｋにより形成することとしている。また、溝と溝の間の表面は光を透過する鏡面３Ｌとなっている。このような変形実施例の場合、図１５に示すように、強化ガラス３の背面３Ｆ側に進む光の一部が、強化ガラス３の前面３Ｅ側に反射する。よって、より多くの投光手段の光が強化ガラス３の前面３Ｅから周囲に放出される。したがって、この変形実施例に示す太陽電池モジュール１を用いた面状発光装置は、発光面をより明るくすることができる。

なお、この変形実施例において、さらに、光反射面３Ｊを光乱反射面としてもよい。この場合、強化ガラス３の前面３Ｅはむらなく均一に発光することができる。

（１３ 太陽電池セルの原色） 上記の第一実施例の太陽電池モジュール１の場合、太陽電池セル２の色は特に示していなかったが、いずれの色としてもよく、また、白色や銀色の目立たない色の太陽電池セル２とすることで、強化ガラス３を介して太陽電池セル２を容易に視認できないようにすることができる。また、着色工程を経ていない太陽電池セル２の色が、灰色や銀色であれば、そのまま使用して太陽電池モジュール１を構成してもよい。

（１４ 表記を付した太陽電池モジュール） 上記の第一実施例の太陽電池モジュール１の場合、さらに、強化ガラス３の前面３Ｅ、あるいは背面３Ｆに文字、図形、記号などの表記が施してもよい。これら表記は、印刷、蒸着その他の手法により、またはディスプレイプレートを積層する等により表示させることを含む。これにより、太陽電池モジュール１は表示機能を備えることができる。なお、表記は、無地のものであってもよく、これによって、外部から強化ガラス３を介して太陽電池セル２を目立たないようにすることもできる。

また、かかる表記が光散乱性を有するものである場合は、上記変形例で示した光散乱性を備えるための手段を省略することができる。

次に、第二実施例の変形実施例について説明する。ただし、上記した太陽電池モジュール１の変形実施例を備えた面状発光装置については、省略する。

（１５ 投光手段） 上記の第二実施例の面状発光装置の場合、投光手段は発光ダイオード４Ａ〜４Ｄであったが、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子や冷陰極や無電極等の蛍光灯等、いずれの種類の光源を用いてもよい。
また、上記の第二実施例の面状発光装置１０の場合、投光手段４は、強化ガラス３の対向する一対の端面３Ａ、３Ｃの両側から光を入射したが、強化ガラス３の端面一面のみから光を入射するものとしてもよい。
さらには、上記の第二実施例の面状発光装置１０の場合、発光ダイオード４Ａ〜４Ｄの光が、強化ガラス３内へ面方向に入射したが、放射線状に入射してもよいし、強化ガラス３の前面３Ｅから周囲に放射し易くするため傾斜した角度で入射してもよい。

（１６ 蓄電手段、発光制御手段の別置） 上記の第二実施例の面状発光装置の場合、蓄電手段、および発光制御手段は、面状発光装置本体１０の外部に別置きされていたが、面状発光装置本体１０のケース１０Ａ内の空間Ｓ１にこれらを収容してもよい。これにより、設置取付時の施工省力化を図ることができる。

（１７ 表示器、看板、表札、タイル等の用途） 以上に示す第二実施例、または変形実施例は、地上に据え置くほかに、外壁に取り付けられ、地面に埋設されて、演出用照明、表示装置、看板、表札、タイル等の用途に使用される。

第一実施例にかかる太陽電池モジュールを斜め上方より見た状態を示す斜視図である。 第一実施例にかかる太陽電池モジュールの分解斜視図である。 第一実施例にかかる太陽電池モジュールの平面図である。 第二実施例にかかる面状発光装置を斜め上方より見た状態を示す斜視図である。 第二実施例にかかる面状発光装置の内部構成を示す垂直断面図である。 第二実施例の面状発光装置における太陽電池モジュールおよび投光手段の平面図である。 第二実施例の面状発光装置における太陽電池モジュールおよび投光手段の垂直断面図である。 第二実施例の面状発光装置の電気回路図である。 第一実施例の変形実施例（１）にかかる太陽電池モジュールを斜め上方より見た状態を示す斜視図である。 第一実施例の変形実施例（２）にかかる太陽電池モジュールを斜め上方より見た状態を示す斜視図である。 第一実施例の変形実施例（３）にかかる太陽電池モジュールを斜め上方より見た状態を示す斜視図である。 第一実施例の変形実施例（４）にかかる太陽電池モジュールを斜め上方より見た状態を示す斜視図である。 第一実施例の変形実施例（５）にかかる太陽電池モジュールを斜め上方より見た状態を示す斜視図である。 この変形実施例（６）にかかる太陽電池モジュールと投光手段の垂直断面図において、強化ガラス３内の光の振る舞いを示す模式図である。 この変形実施例（７）にかかる太陽電池モジュールと投光手段の垂直断面図において、強化ガラス３内に入射した光の振る舞いを示す模式図である。

符号の説明

１ …太陽電池モジュール
２ …太陽電池セル
３ …カバープレート（強化ガラス）
３Ａ〜３Ｄ …端面
４ …投光手段
５ …蓄電手段
６ …発光制御手段
１０ …面状発光装置本体

Claims (15)

1. 太陽光を電気に変換する複数個の太陽電池セルと、太陽電池セル上に配置され、その表面を保護する光透過性のあるカバープレートとを備えた太陽電池モジュールであって、
   カバープレートに光の入射を許容する光導入部を備えることを特徴とする太陽電池モジュール。
2. 請求項１記載の太陽電池モジュールにおいて、
   前記光導入部は、カバープレートの端面に形成された平滑な平坦面である太陽電池モジュール。
3. 請求項１記載の太陽電池モジュールにおいて、
   前記光導入部は、カバープレートの端面に沿って形成された溝部である太陽電池モジュール。
4. 請求項１記載の太陽電池モジュールにおいて、
   前記光導入部は、カバープレートの端面に沿って形成された傾斜面である太陽電池モジュール。
5. 請求項１記載の太陽電池モジュールにおいて、
   前記光導入部は、カバープレートの端面に沿って形成された、二以上の異なる角度の面からなる複合面である太陽電池モジュール。
6. 請求項１記載の太陽電池モジュールにおいて、
   前記光導入部は、カバープレートの端面に形成された孔である太陽電池モジュール。
7. 請求項１記載の太陽電池モジュールにおいて、
   前記光導入部は、カバープレートの端面に沿って並べて形成された断面三角形状の畝状突起である太陽電池モジュール。
8. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の太陽電池モジュールにおいて、
   前記カバープレートは、光散乱性を有する微粒子を混入したものである太陽電池モジュール。
9. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の太陽電池モジュールにおいて、
   前記カバープレートは、前面、または背面に光散乱性を有する粗面を形成したものである太陽電池モジュール。
10. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の太陽電池モジュールにおいて、さらに、
    前記カバープレートと前記太陽電池セルとの間に、または前記カバープレートの前面側に光散乱性を有するシート状物を備えている太陽電池モジュール。
11. 請求項１から請求項１０のいずれかに記載の太陽電池モジュールにおいて、
    前記カバープレートは、光導入部以外の部分に光反射面を形成したものである太陽電池モジュール。
12. 請求項１から請求項１１のいずれかに記載の太陽電池モジュールにおいて、
    前記太陽電池セルは、表面を白色、灰色、または銀色とする太陽電池モジュール。
13. 請求項１から請求項１２のいずれかに記載の太陽電池モジュールにおいて、
    前記カバープレートに、文字、図形、記号などの表記が施されている太陽電池モジュール。
14. 請求項１から請求項１３のいずれかに記載の太陽電池モジュールと、
    前記太陽電池モジュールのカバープレート内に光を入射する投光手段と
    を備えたことを特徴とする面状発光装置。
15. 請求項１４に記載の面状発光装置において、前記装置はさらに、
    前記太陽電池モジュールに発生した電力を蓄積する蓄電手段と、
    周囲照度が予め定めた設定照度以下の場合には蓄電手段の蓄積電力を投光手段へ自動的に供給する発光制御手段と
    を備えている面状発光装置。

Images