JP2005116834A

JP2005116834A - 太陽光発電装置

Info

Publication number: JP2005116834A
Application number: JP2003350031A
Authority: JP
Inventors: Masami Kurosawa; 正美黒澤
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2003-10-08
Filing date: 2003-10-08
Publication date: 2005-04-28

Abstract

【課題】発光体による表示や装飾に対し、コントラストを高めた太陽光発電装置を提供する。
【解決手段】複数個の太陽電池素子１６を面状に並べ、これら各太陽電池素子１６の間に発光体２３を配置して、これらの太陽電池素子１６を背面にして発光体２３を発光させるように成した太陽電池モジュール１５を備えた太陽光発電装置である。さらに太陽電池素子１６と発光体２３との間に着色化もしくは白色化した遮光部材Ｓを配する。
【選択図】図１

Description

本発明は複数個の太陽電池素子を面状に並べて成る太陽光発電装置に関し、とくにこれら太陽電池素子を背面にしてＬＥＤなどの発光体を配し、そして、表示性や装飾性を得るようにした太陽光発電装置に関するものである。

一般的に太陽光発電装置は、住宅の屋根などに太陽電池アレイを配置し、そして、太陽光を光電変換し、電力を得るというものである。

この使用例を図６と図７により説明する。

図６は住宅１の屋根などに太陽光発電装置２を配置した場合を示し、図７はこの太陽光発電装置２において、その太陽電池アレイ３を構成する個々の太陽電池モジュール４の概略断面図である。

図６に示す太陽光発電装置２によれば、太陽電池モジュール４を複数配設して太陽電池アレイ３となし、そして、この太陽電池アレイ３で発電された電力を送電ケーブル５および接続箱６を通して系統連系インバータ７へ送電する。

さらに詳しく述べると、この太陽電池アレイ３によれば、複数枚の太陽電池モジュール４を直列に接続してストリングとするが、このストリングを１列にしたり、もしくは２列以上集めている。

上記送電ケーブル５の電線は、このようなストリングの数に応じて設けるが、送電ケーブル５の電線を接続箱６で並列接続し、そして、太陽電池アレイ３で発電された直流電力を交流電力に変換する系統連系インバータ７に入力し、一般の交流負荷に供給したり、もしくは系統連系により電力会社へ売電することができる。

図７に示す太陽電池モジュール４によれば、８は太陽電池素子であり、たとえばシリコン等から成る半導体の光電変換効果を利用して電力が得られるように構成したものであって、このような太陽電池素子８を複数個直列および並列に電気的に接続し、そして、耐候性のある素材で覆うように成し、所要の出力電圧や出力電流を得るようにしている。

かかる太陽電池モジュール４においては、太陽電池素子８の受光面にはガラス板や合成樹脂板などの光透過板９を配置し、その裏面である非受光面にはテフロン（R)フィルムやＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）、ＰＥＴ（ポレエチレンテレフタレート）などの耐候性フィルム１０を被着し、そして、これら光透過板９、太陽電池素子８および耐候性フィルム１０の重ね構造の矩形状の本体に対し、その各辺周囲をアルミニウム金属やＳＵＳ等から成る枠体１１を挟み込むように装着し、太陽電池モジュール４全体の強度を高めている。

また、太陽電池モジュール４の裏面には、すなわち耐候性フィルム１０の上にはＡＢＳ樹脂などの合成樹脂やアルミニウム金属などで構成したジャンクションボックス１２を接着し、太陽電池モジュール４の出力電力を取り出すターミナルと成す。

以上のとおり、一般的には太陽光発電装置２は、太陽光を電気に変換する発電用として用いる。

しかしながら、近年、上記のごとく、太陽電池モジュールの内部に複数個の同形の太陽電池素子を並べた構成を利用し、一部の太陽電池素子の色を他の素子の色と違えることで、太陽電池モジュール（または太陽電池アレイ）上に文字や模様を構築し、意匠性を備えさせる技術が提案されている。さらに特許文献１によれば、夜間において視認できるように、受光面側にガラス板を配置し、その端部にＬＥＤを設け、そして、このＬＥＤにて太陽電池モジュールの受光面を発光させる技術も提案されている。

図８に特許文献１に記載した太陽電池モジュールのごとく、受光面側のガラス板の端部にＬＥＤを設けた構成を示す。

同図はこの太陽電池モジュール１３の概略断面図である。なお、図７に示す太陽電池モジュール４と同一箇所には同一符号を記す。

この太陽電池モジュール１３においては、光透過板９の端面に向かってＬＥＤ１４を配置しており、その他の構成は図７に示す太陽電池モジュール４と同じである。

上記構成の太陽電池モジュール１３によれば、ＬＥＤ１４にて光透過板９の端面を照射したことで、太陽電池素子８に対し夜間にてライトアップができる。

参考までに意匠性を備えた太陽電池モジュールではないが、ＬＥＤなどの発光体を太陽電池モジュールに組み込んだ公知技術を述べる。

特許文献２に示す安全警告灯においては、省電力の発光ダイオ−ドを用いることで、そして、蓄電池と組み合わせることで、その発光ダイオ−ドに対し蓄電池からの電気を供給させ発光させることが記載されている。

また、特許文献３によれば、太陽電池モジュール内に発光体を組み込み、そして、太陽電池モジュールの故障が生じた場合に、その発光体の発光でもって故障を表示し、これにより、異常が生じている太陽電池モジュールを特定する作業が容易になり、その結果、従来のごとく、正常な発電への迅速な回復することに対し、多くの時間と労力を要するという課題を解消できたことが提案されている。
特開２００３−９２００８号公報実開平６−８６１８７号公報特開平９−１４８６１３号公報

上述した特許文献１の太陽電池モジュールによれば、受光面側のガラス板の端部にＬＥＤを設けることで、太陽電池素子に対し夜間にてライトアップができるという技術であって、ＬＥＤ自体でもって表示する機能を備えていない。

このように太陽電池モジュールに対し、ＬＥＤを用いる場合には、かかる太陽電池素子に対するライトアップや、特許文献２や特許文献３のごとく信号表示にて用いるのであって、複数個のＬＥＤを配列することで、表示性や装飾性を高めるように工夫する技術は、いまだ提案されていないのである。

本発明者は上記事情に鑑みて鋭意研究に努めた結果、複数個の太陽電池素子を面状に並べた太陽電池素子群に対し、さらにこれら各太陽電池素子の間に発光体を配置することで、個々の発光体の点灯に対し、その傍に配置した太陽電池素子群が背面と成り、それらの点灯がより顕著になり、コントラストを高め、優れた表示性や装飾性が得られることを見出した。

したがって本発明は上記知見により完成されたものであり、その目的は発光体による表示や装飾に対し、コントラストを高めた太陽光発電装置を提供することにある。

本発明の他の目的は昼間でも優れた表示性や装飾性が得られる太陽光発電装置を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は輝度を高めた太陽光発電装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は太陽電池モジュールが設置される建築物やその周囲の環境と調和させ、受光面側の外観を所望どおりにした太陽光発電装置を提供することにある。

本発明の太陽光発電装置は、複数個の太陽電池素子を面状に並べ、これら各太陽電池素子の間の受光面とは反対側に発光体を配置して、隣接する太陽電池素子の隙間を通して発光体を発光させるように成した太陽電池モジュールを備え、さらに複数個の太陽電池素子と発光体との間に、この発光体の配置部位に対応して光透過孔を形成して成る着色化もしくは白色化した遮光性シートもしくは遮光板を配設したことを特徴とする。

本発明の他の太陽光発電装置は、前記複数個の太陽電池素子をマトリックス状に配列したことを特徴とする。

本発明の他の太陽光発電装置は、前記複数個の太陽電池素子を千鳥状に配列したことを特徴とする。

また、本発明の太陽光発電装置は、前記太陽電池モジュールおよびこの太陽電池モジュールを支持する枠体を備えたことを特徴とする。

さらにまた、本発明の太陽光発電装置は、前記太陽電池モジュールが三角形状、矩形状、台形状もしくは多角形状であることを特徴とする。

本発明の太陽光発電装置は、前記太陽電池モジュールが円形もしくは楕円形であることを特徴とする。

本発明の他の太陽光発電装置は、前記発光体がＬＥＤであることを特徴とする。

以上のとおり、本発明の太陽光発電装置によれば、上記構成のごとく、複数個の太陽電池素子を面状に並べ、これら各太陽電池素子の間に発光体を配置したことで、その太陽電池素子の青色などの色調が背面となって、発光体の輝度を高め、コントラストを向上させる。

また、本発明によれば、太陽電池素子と発光体との間に、この発光体の配置部位に対応して光透過孔を形成して成る遮光性シートもしくは遮光板を配設したことで、このような光透過孔により光照射を絞ることができ、これに伴って輝度をさらに高めることができる。

とくに本発明の太陽光発電装置によれば、着色化もしくは白色化した遮光性シートもしくは遮光板を用いたことで、受光面側の外観が良好な太陽電池モジュールが得られ、太陽電池モジュール自体の色調に対し、美観や装飾性を所要どおりに設定することができ、その結果、太陽電池モジュールを設置する載置体、たとえば住宅や建築物、さらにはその周囲の環境と調和させることができる。

また、本発明によれば、複数個の太陽電池素子をマトリックス状に並べたり、もしくは千鳥状に並べたことで、あるいは太陽電池モジュールを三角形状、矩形状、台形状もしくは多角形状にしたり、円形もしくは楕円形にしたことで、その外観をさまざまな様相にでき、そして、これら様相を背面にし、さらに発光体を各太陽電池素子の間に配置することで、表示性や装飾性が得られる。

以下に、本発明に係る太陽光発電装置の実施形態について、模式的に図示した図面に基づき詳細に説明する。

図１は本発明の太陽光発電装置の太陽電池モジュール１５を模式的に説明する概略断面図、図２はこの太陽電池モジュール１５の要部拡大図、図３は太陽電池モジュール１５において発光体の取り付け可能な領域（同図中、斜線部分にて示す）を示す上面図である。

また、図４は本発明の太陽光発電装置の太陽電池モジュール１５において、外来光が太陽電池素子で遮られる様子を説明する一部透視図である。さらに図５は本発明に係る太陽光発電装置の発光体への配線を説明する配線図である。

本発明の太陽光発電装置においても、たとえば、図６に示すごとく、住宅１の屋根などに太陽光発電装置を配置する。

つぎに、この太陽光発電装置を構成する太陽電池モジュール１５について述べる。

図１に示すように、太陽電池モジュール１５は主にシリコン等から成る太陽電池素子１６（１６ａ〜１６ｅ）を所定の枚数を直列および並列に接続して成り、任意の出力電圧，出力電流を得るようにしている。

本例においては、複数個の太陽電池素子１６（１６ａ〜１６ｅ）をマトリックス状に配列する。この太陽電池素子は単結晶や多結晶シリコンなどの結晶系太陽電池や、薄膜系太陽電池などにより構成する。

これら太陽電池素子１６の受光面にはガラス板や合成樹脂板などの光透過板１７を配置し、他方の非受光面（裏面）には光透過性のあるテフロン（R)フィルムやＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）、ＰＥＴ（ポレエチレンテレフタレート）などの耐候性フィルム１８を被着する。このような合成樹脂材を用いる代わりに、ガラス板を用いてもよい。

そして、光透過板１７と耐候性フィルム１８との間には、たとえばＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂）などから成る透明な合成樹脂を介在し、充填材１９と成している。

このような構成の太陽電池モジュール１５において、さらに非受光面（裏面）側の耐候性フィルム１８の外側には、ＡＢＳ樹脂やアルミニウム金属などから成るジャンクションボックス２０を接着している。そして、このジャンクションボックス２０を通して出力電力を取り出すようにターミナルとしている。

また、かかる太陽電池モジュール１５によれば、通常、矩形状を成すが、その本体の周囲四方を挟み込む枠体２１を設け、そして、枠体２１でもって太陽電池モジュール１５の本体を支持し、全体の強度を向上させている。

このような枠体２１は、たとえばアルミニウム金属やＳＵＳ等により構成する。

上述したごとく、太陽電池素子１６（１６ａ〜１６ｅ）を所定の枚数を直列および並列に接続して成るが、所定の出力電力を得るために直列および並列数を定める。

そして、このような配列においては、隣り合う太陽電池素子１６（１６ａ〜１６ｅ）同士の正極、負極の配線や短絡防止のために隙間２２が設けられる。

たとえば、太陽電池素子１６ａと太陽電池素子１６ｂとの間には間隙２２ａ、太陽電池素子１６ｂと太陽電池素子１６ｃとの間には間隙２２ｂ、太陽電池素子１６ｃと太陽電池素子１６ｄとの間には間隙２２ｃ、太陽電池素子１６ｄと太陽電池素子１６ｅとの間には間隙２２ｄが存在する。

本発明の太陽光発電装置によれば、このように複数個の太陽電池素子１６（１６ａ〜１６ｅ）を面状に並べた太陽電池モジュール１５において、さらにこれら各太陽電池素子１６（１６ａ〜１６ｅ）の間に発光体２３を配置し、これらの太陽電池素子１６を背面にして発光体２３を発光させるように成し、そして、さらにこれら複数個の太陽電池素子１６（１６ａ〜１６ｅ）と発光体２３との間に、この発光体２３の配置部位に対応して光透過孔Ｈを形成して成る遮光性シートもしくは遮光板を配設している。

以下、遮光性シートもしくは遮光板を総称して遮光部材Ｓと呼ぶ。

遮光部材Ｓが遮光性シートである場合には、合成樹脂材やアルミニウムなどの金属材でもって薄膜化し、遮光性を保持させながら薄膜化すればよい。

遮光部材Ｓが遮光板である場合には、遮光性を備えた金属板やセラミック板あるいは合成樹脂板を用いればよい。

そして、このような部材の遮光部材Ｓに対し、発光体２３の配置部位に対応して光透過孔Ｈを形成する。

本例によれば、間隙２２ａに対応して発光体２３ａを、間隙２２ｂに対応して発光体２３ｂを、間隙２２ｃに対応して発光体２３ｃを、間隙２２ｄに対応して発光体２３ｄを配置する。

これら発光体２３（２３ａ〜２３ｅ）は、たとえばＬＥＤ（発光ダイオード）やランプがある。

また、間隙２２ａ（発光体２３ａ）に対応して光透過孔Ｈａを、間隙２２ｂ（発光体２３ｂ）に対応して光透過孔Ｈｂを、間隙２２ｃ（発光体２３ｃ）に対応して光透過孔Ｈｃを、間隙２２ｄ（発光体２３ｄ）に対応して光透過孔Ｈｄを配置する。

そして、これら発光体２３（２３ａ〜２３ｅ）を遮光部材Ｓ上に、アクリル系両面接着テープや、アクリル系接着剤、シリコン系接着材（樹脂）などから成る接着部材にて取り付ける。これら接着材は、耐候性が良く、しかも、後の取り外しが容易であるという点でよい。たとえば、３Ｍ社のＶＨＢテープが好適である。

図２に示すように、発光体２３から照射された光が遮光部材Ｓの光透過孔Ｈを通過した後、太陽電池素子１６（１６ａ〜１６ｅ）の隙間２２（２２ａ〜２２ｄ）に充填された光透過性の充填材１９を透過し、さらに光透過板１７を透過し、この発光体２３の発光（輝度）が視認できる。

本発明によれば、複数個の太陽電池素子１６（１６ａ〜１６ｅ）をマトリックス状に配列した太陽電池モジュール１５であることで、各太陽電池素子１６（１６ａ〜１６ｅ）の隙間２２は、図３に示すごとく、格子状（同図中、斜線部分）に成る。また、図１６は図３に示す構成において用いる遮光部材Ｓの平面図である。

かくして本発明の太陽光発電装置の太陽電池モジュール１５によれば、格子状の隙間２２に対し、どの部位に発光体２３を配置してもよく、これによって所要どおりの表示や装飾性が得られた。

また、表示や装飾のための発光体２３において、その発光の背面に非発光の太陽電池素子１６（１６ａ〜１６ｅ）を配置したことで、その輝度が高くなった。とくに青色や濃青色の太陽電池素子１６を、その発光の背面に配置した構成にしたことで、その輝度が顕著になった。

さらにまた、上記のごとく格子状の隙間２２によれば、発光体２３を配置した部位以外の領域においては、遮光部材Ｓにより発光体２３の発光が遮られているので、その分、輝度をさらに高めることができる。

本発明によれば、上記のような遮光部材Ｓを、発光体２３の輝度を高めるべく、たとえば灰色や黒っぽい色にしたことで、このような領域と比べても発光体２３の輝度が、よりいっそう顕著になる。

太陽電池素子１６と枠体２１と間にも間隙２２を設けた構成の太陽電池モジュール１５においては、そのような間隙２２に対しても発光体２３を配置し、これによって、さらに表示性や装飾性を高めてもよい。

この点を図４により説明する。

図４は図３に示す切断面線Ａ−Ａによる断面図である。

外来光の光路を示す図４によれば、矢印（破線）で示した外来光は光透過板１７を通過した後、太陽電池素子１６により遮られ、間隙２２の下にまで光が到達しにくくなり、これにより、間隙２２において、発光体２３の前面に周囲よりも暗い部分を作り出し、その結果、コントラストが生じ、発光体２３の発する光をより明るく視認させることができる。

しかも、遮光部材Ｓの光透過孔Ｈにより、発光体２３の発光を絞っているので、その分、輝度をさらに高めることができる。

以上のとおり、昼間などの外来光がある場合、発光体２３の輝度だけであれば、その発光が弱くなるが、さらに本発明のごとく、発光体２３の前方に遮光物（本発明における太陽電池素子１６や遮光部材Ｓに相当する）を配することで、発光体２３の発光が顕著になる。よって、発光体２３の数量を増やすこともなく、明るさを向上させ、これによって部品点数が削減でき、消費電力の低減化がはかられる。

参考までに、もし、発光体２３の前方に遮光物がない構造を想定した場合、すなわち、通常、ＬＥＤや電球などの発光体が発光した光を、外部に効率よく取り出すために、その発光体の周りに透明もしくは透光性のガラス材や樹脂材などで作成したカバーを設けることが考えられる。

しかしながら、昼間の太陽光の光などを受けた場合には、発光体が太陽光で照らされ、発光体全体の照度が高くなり、これにより、発光体の発光と周囲の明るさとの間にて差が少なくなり、その結果、コントラストが低くなるばかりか、ＬＥＤなどのように構造上発光部に反射鏡面を有するものでは、ＬＥＤの発光輝度よりも輝度の高い太陽光（散乱光を含む）も反射させることになり、より一層視認が低下する。

また、本発明の太陽光発電装置によれば、上記の遮光部材Ｓを着色化もしくは白色化させ、これにより、受光面側の外観が良好な太陽電池モジュール１５が得られ、太陽電池モジュール自体の色調に対し、美観や装飾性を所要どおりに設定することができ、その結果、太陽電池モジュール１５を設置する載置体、たとえば住宅や建築物、さらにはその周囲の環境と調和させるとことができる点も特徴である。

また、とくにビルの屋上や工場の屋根部分などあまり人目につかないところに設置される太陽電池モジュールでは、太陽電池モジュールの太陽電池素子１６と太陽電池素子１６の間の間隙などの太陽電池素子１６の無い部分に入射した光を反射させ、この反射した光を光透過板１７で再び反射し、太陽電池素子１６に入射させ、発電効率を向上させるとよい。そのように発電効率を向上させる点で、光反射し易いよう（光の吸収や透過が起こりにくいよう）に白色化もしくは着色化させてもよい。

たとえば、遮光部材Ｓを酸化チタン等により白色にすることで、太陽電池素子１６と太陽電池素子１６の間隙に入射した光などを、この白色のＥＶＡ樹脂で反射させることができ、この反射した光を、再度、ガラスなどの光透過板１７の面で反射させ、太陽電池素子１６に入射させ、太陽電池素子１６の発電効率を向上させることができる。

なお、このような発電効率の向上という点については、遮光部材Ｓを白色化するのが望ましいが、白色以外に、光反射性が得られるような色調であれば、たとえば黄色、緑色、薄青色などに着色させてもよい。

遮光部材Ｓが遮光性シートである場合には、合成樹脂材やアルミニウムなどの金属材でもって薄膜化し、遮光性を保持させながら薄膜化するが、これに対し、ＰＥＴ樹脂やテフロン（R)樹脂などの合成樹脂材に酸化チタンなどの顔料を混ぜたりして、かかる素材に顔料を混ぜることで、着色化もしくは白色化させる。

また、遮光部材Ｓが遮光板である場合には、遮光性を備えた金属板やセラミック板あるいは合成樹脂板を用いればよいが、これに対し、かかる素材に顔料を混ぜる、顔料を表面に塗布（印刷）、もしくは蒸着することで、着色化もしくは白色化させる。

なお、遮光シートなどの遮光部材は金属材のように透明でない素材では着色面を太陽光の受光面側に配置するのが望ましい。また、樹脂材の多くは素材の状態では透過性があるので、単一の素材で作られる以外にＰＥＴ樹脂−テフロン（R)樹脂−ＰＥＴ樹脂の積層やＰＥＴ樹脂（防水処理）−ＰＥＴ樹脂（無色）−ＰＥＴ樹脂（着色）のような同一素材でも処理工程の異なるものの積層、さらにはアルミニウム箔を樹脂でサンドイッチして酸化防止と耐水性を持たせる積層構造などがあり、どの部分に着色化もしくは白色化を用いても同様の効果を得られる。

このように遮光部材Ｓを着色化もしくは白色化させることで、太陽電池モジュールを固定する載置体、たとえば建物の壁や屋根等との色調面での調和を図ることができる。そして、受光面側外観や、太陽電池モジュールを設置する載置体、たとえば住宅や建築物、さらにはその周囲環境と調和させながら、色調を決めればよい。

以下、色調を決める例を述べる。

シリコン結晶系の太陽電池素子１６の受光面側には、光反射を極力少なくするために反射防止膜（図示せず）を成膜するが、このような反射防止膜は、青色、紺色、黒色を呈していることが多い。

これらを使用して太陽電池モジュールを作製した場合、遮光部材Ｓに白色のものを使用したりすると、青色等の太陽電池素子１６の間に白色がみえることになり、これを建物の屋上などに設置したときには、この太陽電池素子１６の間のこの白色が目立ち、建物全体の外観が低下するというように見なされる場合があった。

これに対し、たとえば、遮光部材Ｓを太陽電池素子１６の受光面とほぼ同様の色調もしくは近似した色調にすることにより、太陽電池モジュールが目立つことが無くなり、太陽電池モジュールと建物の調和を図ることができる。

さらに建物の外壁や屋根部分の色調が茶色や緑色、灰色、赤紫などの場合には、これらの色調に対応して、上述の太陽電池素子１６の反射防止膜の屈折率や膜厚を調整することにより、太陽電池素子１６の受光面の色を茶色や緑色、灰色、赤紫にさせることができ、これらの色調に合わせて遮光部材Ｓを好みどおりに着色し、太陽電池モジュールを設置する建物との調和を図り、その装飾性を高めることができる。

反射防止膜については、たとえば、太陽電池素子を制作するに当たり、その工程中に設ける。

すなわち、太陽電池素子の受光面に設ける反射防止膜は、一例としてＰ型の太陽電池用シリコン基板に燐などのＮ型不純物を熱拡散させ、ＰＮ接合を形成した後であって、電極を形成する前に成膜する。

反射防止膜には、一例として窒化シリコンが用いられる。この窒化シリコン膜は、モノシランガスやアンモニアガスなどを原料ガスとして、プラズマＣＶＤ装置を用いて成膜する。また、このような層は、たとえば単層膜である。

かかる窒化シリコン膜を多結晶シリコン基板上に成膜したときの色調は、その屈折率と膜厚により決定される。すなわち、窒化シリコンを成膜するときの、プラズマＣＶＤにおけるガス条件（一般にモノシランガスの比率を上げると成膜した窒化シリコン膜の屈折率は上がる）や成膜時間などが要因になって、その屈折率と膜厚を決めることができ、これにより所要どおりの種々の色調を作り出すことができる。

上記のごとく、一例として、着色するその色調は、遮光部材Ｓの色調と同じか同じ系統の色調であることが、太陽電池モジュール全体の色調を統一することができ、その外観が良好なものとなる。

たとえば、遮光部材Ｓを青色にした場合、太陽電池素子１６と太陽電池素子１６の間や端にある太陽電池素子１６とモジュール枠２１の間などから見えるのは、遮光部材Ｓの青色となる。この場合では、遮光部材Ｓの色調は太陽電池素子１６と同じ青色や同じ系統の紺色や空色とすることで、太陽電池モジュール全体の色調を統一することができる。

他方、遮光部材Ｓを赤色とした場合は、太陽電池素子１６と太陽電池素子１６の間や端にある太陽電池素子１６とモジュール枠２１の間などから見えるのは、遮光部材Ｓの赤色となる。そして、太陽電池素子１６の受光面の色を同様に赤色や同じ系統のオレンジ色やピンク色とすることで、太陽電池モジュール全体の色調を統一することができる。

かくして本発明の太陽電池モジュールによれば、遮光部材Ｓを所望どおりに着色化し、太陽電池モジュールの装飾性や美観を高めることができ、その結果、太陽電池モジュールを設置する載置体、たとえば住宅や建築物、さらにはその周囲環境と調和させることができた。

つぎに図５にて太陽光発電装置の発光体２３への配線を説明する。

同図においては、図６に示すごとく、住宅１の屋根などに本発明の太陽光発電装置を配置した場合でもって述べる。

太陽電池モジュール１５（１５ａ〜１５ｄ）を有する太陽光発電装置では、家屋の屋根上から接続箱６に引き回される送電ケーブル２４（２４ａ〜２４ｄ）や接続箱６とパワーコンディショナ７とを接続する送電ケーブル２５とは別に、さらに発光体２３に電力を供給する送電線２６を設ける。

具体的には商用電力系統２７からの交流電力を点灯制御回路２８に送り、さらに点灯制御回路２８から発光体２３を点灯（もしくは点滅）させる電力を送電線２６で送るものである。

このような構成によれば、発光体２３への電力供給に対し、専用の電力線を使用しているので、発光体２３は直流による駆動でも、あるいは交流による駆動でもよい。

したがって、発光体２３を電球からＬＥＤに変更したり、その逆への変更が容易におこなうことができる。

なお、本例では商用電力系統２７から電力を取っているが、この商用電力系統に代えて、バッテリーや燃料電池などの直流電力源、もしくは昼間の発光であれば、太陽電池の発電電力から電力を取るようにしてもよい。

つぎに本発明者はミノルタ株式会社製の色彩色差計を用いて、本発明の太陽光発電装置の受光面上に配し、昼間にて光源を点灯し、そして、輝度を測定した。

本例においては、この色彩色差計の配置を発光させた発光体２３上、および太陽電池素子１６上に設定することで、それぞれの輝度を求め、さらにコントラストを評価した。

この評価結果によれば、コントラストが顕著に高くなり、これによって昼間でも優れた表示性や装飾性が得られることがわかった。

本発明者は、上記構成のごとく、複数個の太陽電池素子１６（１６ａ〜１６ｅ）をマトリックス状に配列した太陽電池モジュール１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄを使用した太陽光発電装置の実施例を（例１）〜（例４）にて説明する。これらの例を図９〜図１２に示す。

また、複数個の太陽電池素子１６（１６ａ〜１６ｅ）を千鳥状に配列した太陽電池モジュール１５ｅを使用した太陽光発電装置の実施例を（例５）にて説明する。この例を図１３に示す。なお、これら各図は太陽光発電装置の正面図である。

（例１）
本例を図９と図１７に示す。

図９は本発明の太陽光発電装置を一枚の太陽電池モジュール１５ａにて構成し、そして、１太陽電池モジュール中に複数の文字や数字を７セグメントなどの表示方法で表示させる。

この太陽光発電装置（太陽電池モジュール１５ａ）によれば、複数個の太陽電池素子１６をマトリックス状に配列し、枠体２１でもって太陽電池モジュール１５ａの本体を支持している。また、図１７はこれに用いる白色化もしくは着色化した遮光部材Ｓである。

そして、これら太陽電池素子１６の間の隙間２２に発光体２３を配列し、所要の表示に応じて点灯する。

上記構成の太陽光発電装置の太陽電池モジュール１５ａによれば、格子状の隙間２２に対し、その隙間２２にそって発光体２３を配列し、７セグメント表示させる。

図９は日時を表示するように成している。この太陽電池モジュール１５ａの上段に日付「１２日」を示し、下段に時間「１９：００」を示す。

これら表記には、７セグメントなどの表示方法にしたがって発光体を配置し、本例によれば、黒点にて発光体２３の発光を示す。

なお、格子状の隙間２２には、これら黒点にて点灯した発光体２３を示すが、これら以外にも非点灯の発光体２３が配列されているが、明記していない。

かくして本発明の太陽光発電装置によれば、７セグメント表示の発光体２３に対し、その発光の背面に非発光の太陽電池素子１６を配置したことで、その輝度が高くなった。とくに青色や濃青色の太陽電池素子１６を、その発光の背面に配置した構成にしたことで、昼間でも、その輝度が顕著になった。

なお、本例では枠体２１を有する太陽電池モジュールとしているが、枠体を廃し、支持部材に固定カバー等で固定される取り付け構造としてもよい。

（例２）
本例を図１０と図１８に示す。

図１０に示す太陽光発電装置によれば、複数の太陽電池モジュール１５ｂを配列し、それぞれの太陽電池モジュール１５ｂでもって、個々の文字や数字、アルファベットなどを表記する。図１８は白色化もしくは着色化した遮光部材Ｓである。

本例においては、４枚の太陽電池モジュール１５ｂにて構成し、そして、「ＫＯＢＥ」と表記した場合である。

この太陽光発電装置によれば、複数個の太陽電池素子１６をマトリックス状に配列した太陽電池モジュール１５ｂを、４個配列し、それぞれの太陽電池モジュール１５ｂに対し、表示文字に対応して発光体２３の配置部位を固定している。

かくして本発明の太陽光発電装置によれば、表示文字に対応して配置した発光体２３に対し、その発光の背面に非発光の太陽電池素子１６を配置したことで、その輝度が高くなった。とくに青色や濃青色の太陽電池素子１６を、その発光の背面に配置した構成にしたことで、昼間でも、その輝度が顕著になった。

（例３）
本例を図１１と図１９に示す。

図１１に示す太陽光発電装置によれば、複数の太陽電池モジュール１５ｃを配列し、これらにて一つの文字や数字、アルファベットなどを表記する。図１９は白色化もしくは着色化した遮光部材Ｓである。

本例においては、複数個の太陽電池素子１６をマトリックス状に配列した２枚の太陽電池モジュール１５ｃにて構成し、そして、「京」と表記した場合である。なお、表示文字に対応して発光体２３の配置部位を固定している。

本例の太陽光発電装置においては、複数の太陽電池モジュール１５ｃに跨って１文字を表示していることで、複雑な漢字などの表示が容易になる。

また、本例では枠体を廃し、支持部材に固定カバー等で固定される取り付け構造としたが、このような構造にしたことで、複数の太陽電池モジュールの文字が連続して見え、文章を作るのに好適である。

（例４）
上述した（例１）〜（例３）の太陽光発電装置においては、矩形状の太陽電池モジュールを用いたが、これに代えて三角形状の太陽電池モジュールを用いた太陽光発電装置を図１２にて説明する。

同図に示す太陽光発電装置によれば、一個の三角形状の太陽電池モジュール１５ｄに対し、その内部に複数個の太陽電池素子１６をマトリックス状に配列し、さらに、枠体２１でもって太陽電池モジュール１５ｄの本体を支持している。

なお、同図において、発光体２３の配置部位は略記する。

かくして本発明の太陽光発電装置によれば、表示性や装飾性のある発光体２３に対し、その発光の背面に非発光の太陽電池素子１６を配置したことで、その輝度が高くなった。とくに青色や濃青色の太陽電池素子１６を、その発光の背面に配置した構成にしたことで、昼間でも、その輝度が顕著になった。

また、本例の太陽光発電装置においては、三角形状の太陽電池モジュール１５ｄを用いたことで、その表示性能が高くなり、装飾性が向上し、さまざまな機能に適用できた。

（例５）
上述した（例１）〜（例３）の太陽光発電装置においては、矩形状の太陽電池モジュールを用いたが、これに代えて図１３に示すごとく、円形状の太陽電池モジュール１５ｅを製作し、さらに複数個の太陽電池素子１６を千鳥状に配列し、さらに、枠体２１でもって太陽電池モジュール１５ｅの本体を支持している。

なお、同図において、発光体２３の配置部位は略記する。

また、本例の太陽光発電装置においては、円形状の太陽電池モジュール１５ｅを用いたことで、その表示性能が高くなり、装飾性が向上し、さまざまな機能に適用できた。

（例６：比較例）
本例を図１４と図１５に示す。

図１４は本例の太陽光発電装置に用いる太陽電池モジュール２９の斜視図であり、図１５はその要部拡大断面図である。

本例によれば、前述したごとく、上記構成の太陽電池モジュール１５において、発光体２３をこれら各太陽電池素子１６の間に配置しないで、図１４に示すように、これらマトリックス状の太陽電池素子１６の外側に発光体２３を配置した太陽電池モジュール２９を複数個作製した。

たとえば各太陽電池モジュール２９の間だけに配置した場合において、さらに図１５に示すように、光透過板１７の上に発光体２３を配置している。

このような構成の太陽光発電装置によれば、各太陽電池モジュール２９に対し、矢印のように太陽光が照射し、そして、反射され、発光体２３の周辺や発光体２３の内部にも高輝度の部分を作り出すが、このような高輝度部分でもって、発光体２３はその発光に照らされる。

かくして本例の太陽光発電装置によれば、マトリックス状の太陽電池素子１６の外側に発光体２３を配置したことで、本発明のごとく、その発光の背面に非発光の太陽電池素子１６を配置した構成にならず、これにより、その輝度の向上が望めなかった。

加えて、本例によれば、発光体２３を光透過板１７の上に配置したことで、上述のごとく、発光体２３が照らされ、これにより、発光体２３に対し、これら太陽電池素子１６がコントラストが高められる程度にまで十分に近接しないことで、発光体２３の輝度の向上が望めなかった。

（例７）
本例の太陽光発電装置においては、（例１）〜（例５）に示す各太陽光発電装置に対し、図１５に示すごとく、発光体２３の配置を受光面側に、すなわち発光体２３を光透過板１７の上に配置している。なお、その他の構成については、これら各例に示すとおりである。

このように発光体２３を光透過板１７の上に配置したことで、発光体２３が照らされたが、他方、各太陽電池素子１６の間に太陽電池素子１６を背面にして発光体２３を配置したことで、その太陽電池素子１６の色調が背面となって、発光体２３の輝度を高めることでき、このような輝度向上によりコントラストを向上させることができた。

また、本発明に用いる太陽電池素子によれば、青色や濃青色の太陽電池素子１６を、その発光の背面に配置した構成にしたことで、昼間でも、その輝度が顕著になったが、これに代えて本発明者は茶色、赤色、紺色、黒色、灰色、緑色、金色、紫色、赤紫色などを呈した太陽電池素子を用いても本発明の作用効果を奏することを実験により確認した。

本発明者は、上述した（例１）〜（例５）に対し、さらにユーザの好みに応じた色調を決める、その一例を述べる。

（例８）
太陽光発電装置の載置体である建物の外壁や屋根の上に固定し、遮光部材Ｓを着色し、太陽電池モジュールを設置する建物との調和を図り、その装飾性を高めることができた。

たとえば、シリコン結晶系の太陽電池素子１６の受光面側に成膜した反射防止膜について、それを青色、紺色、黒色の幾とおりにも着色して、さらに遮光部材Ｓについては、従来周知の顔料などを混入させて、同様に青色、紺色、黒色に着色したことで、外観や装飾性を向上させることができた。

（例９）
（例８）の太陽電池モジュールについて、前記載置体である建物の外壁や屋根に固定するに当り、その建物の外壁や屋根部分の色調が茶色や緑色、灰色、赤紫などの場合に、これらの色調に対応して、上述の太陽電池素子１６の反射防止膜の屈折率や膜厚を調整することにより、太陽電池素子１６の受光面の色を茶色や緑色、灰色、赤紫、あるいはそれらに近似した色調にして、さらにこれらの色調に合わせて遮光部材Ｓも従来周知の顔料などを混入させて所望どおりに着色し、その結果、太陽電池モジュールを設置する建物の外壁や屋根との調和を図り、その装飾性を高めることができた。

たとえば、遮光部材Ｓを茶色や緑色、灰色、赤紫、あるいはそれらに近似した色調にしてもよい。

（例１０）
（例８）と（例９）については、色調を同様にすることで、美観や装飾性が得られるというものであるが、これに代えて、遮光部材Ｓ、載置体、太陽電池素子１６の面（反射防止膜）の３者間を好みで、さまざまな色調に設定してもよい。そして、このようにして色調に調和を保ちながら、色合いをマッチさせ、美観や装飾性を高めてもよい。

たとえば、太陽電池素子の反射防止膜を赤紫色にして、さらに太陽電池モジュールに使用する遮光部材Ｓの色を赤色にして全体の色調を赤色にして、その上、太陽電池モジュールを住宅の黒色の屋根などに設置することで、シックな感じを出してもよい。

あるいは、緑色の住宅の屋根に全体が茶色の太陽電池モジュールを設置し、落ち着いた感じを出してもよい。

さらにまた、白色系もしくは明るい遮光部材Ｓを用いた場合には、そこでの光反射が増大し、太陽電池モジュールの発電効率が上がるが、さらには意匠という観点で、さらに有効に成すことができる。

たとえば、灰色の太陽電池素子を使用し、白色の遮光部材Ｓを用いた場合、灰色の太陽電池素子の間から遮光部材Ｓの白色が見えるが、載置体を構成するコンクリート材の色合いが灰色に近いことで、太陽電池モジュールが浮き出たり、突出した様相にならず、調和させることができる。

なお、本発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更や改良等はなんら差し支えない。

たとえば（例４）や（例７）の太陽光発電装置においては、三角形状の太陽電池モジュールを用いたが、これに代えて台形状もしくは多角形状にしてもよい。

さらに（例５）や（例７）の太陽光発電装置においては、円形状の太陽電池モジュールを用いたが、これに代えて楕円形状にしてもよい。

さらにまた、（例１）〜（例４）の太陽光発電装置においては、太陽電池素子１６をマトリックス状に配列したが、これに代えて千鳥状に配列してもよく、あるいは（例５）の太陽光発電装置においては、太陽電池素子１６を千鳥状に配列したが、これに代えてマトリックス状に配列してもよい。（例７）の太陽光発電装置についても同様に配列変更してもよい。

また、載置体、太陽電池素子１６の面（反射防止膜）、遮光部材Ｓの３者における色調については、上述した実施例は一例にすぎず、これら以外にも、さらにさまざまな色調にしてもよく、利用者の好みにて種々選択することができる。

本発明の太陽光発電装置の太陽電池モジュールを模式的に説明する概略断面図である。本発明に係る太陽電池モジュールの要部拡大図である。本発明に係る太陽電池モジュールにおける発光体の取り付け可能な領域を示す正面図である。図３に示す太陽電池モジュールにおいて、切断面線Ａ−Ａによる断面図である。本発明の太陽光発電装置に係る発光体への配線を説明する配線図である。住宅の屋根に本発明の太陽光発電装置を配置した斜視図である。従来の太陽光発電装置に係る太陽電池モジュールの概略断面図である。従来の他の太陽光発電装置に係る太陽電池モジュールの概略断面図である。本発明の太陽光発電装置に係る太陽電池モジュールにおいて表示例を示す正面図である。本発明の太陽光発電装置に係る太陽電池モジュールにおいて他の表示例を示す正面図である。本発明の太陽光発電装置に係る太陽電池モジュールにおいて、さらに他の表示例を示す正面図である。本発明の太陽光発電装置に係る太陽電池モジュールにおいて、三角形状の太陽電池モジュールを示す正面図である。本発明の太陽光発電装置に係る太陽電池モジュールにおいて、円形状の太陽電池モジュールを示す正面図である。比較例の太陽光発電装置に用いる太陽電池モジュールの斜視図である。太陽光発電装置に用いる太陽電池モジュールの要部拡大断面図である。遮光部材の一例を示す平面図である。遮光部材の一例を示す平面図である。遮光部材の一例を示す平面図である。遮光部材の一例を示す平面図である。

符号の説明

２・・・太陽光発電装置
４、１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ・・・太陽電池モジュール
８、１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ・・・太陽電池素子
９、１７・・・光透過板
１１、２１・・・枠体
１８・・・耐候性フィルム
１９・・・充填材
２０・・・ジャンクションボックス
２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ・・・間隙
２３、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ・・・発光体
Ｓ・・・遮光部材
Ｈ・・・光透過孔

Claims

複数個の太陽電池素子を面状に並べ、これら各太陽電池素子の間の受光面とは反対側に発光体を配置して、隣接する太陽電池素子の隙間を通して発光体を発光させるように成した太陽電池モジュールを備え、さらに複数個の太陽電池素子と発光体との間に、この発光体の配置部位に対応して光透過孔を形成して成る着色化もしくは白色化した遮光性シートもしくは遮光板を配設したことを特徴とする太陽光発電装置。
前記複数個の太陽電池素子をマトリックス状に配列したことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置。
前記複数個の太陽電池素子を千鳥状に配列したことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置。
前記太陽電池モジュールおよび該太陽電池モジュールを支持する枠体を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の太陽光発電装置。
前記太陽電池モジュールが三角形状、矩形状、台形状もしくは多角形状であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の太陽光発電装置。
前記太陽電池モジュールが円形もしくは楕円形であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の太陽光発電装置。
前記発光体がＬＥＤであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の太陽光発電装置。