JP2008258301A

JP2008258301A - 太陽電池パネル

Info

Publication number: JP2008258301A
Application number: JP2007097167A
Authority: JP
Inventors: Tatsuhiro Okano; 達広岡野
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2007-04-03
Filing date: 2007-04-03
Publication date: 2008-10-23
Anticipated expiration: 2027-04-03
Also published as: JP5056120B2

Abstract

【課題】
本発明の課題は、安価にて光−電気変換効率の高い太陽電池パネルを得る方法を提供することである。
【解決手段】
太陽電池受光面に、グリット状および／或いはパターン状の疎水性エリアを形成すること。
疎水性エリア上に水滴からなるレンズ層を形成すること。
疎水性エリアの材料として、フッ素樹脂化合物を含んだ感光性樹脂を用いること。
疎水性エリアの上部に散水パイプとノズルを設置し、該ノズルから疎水性エリアに散水することにより、疎水性エリア表面の塵埃を除去すること。
【選択図】図３

Description

本発明は、屋外に設置される太陽電池パネルに関する。

近年、地球温暖化や環境問題がクローズアップされ、風力エネルギーや太陽エネルギーを使用した発電方式が盛んに使われるようになってきており、太陽電池は、一般家庭の屋根や工場の屋上などに設置されだしている。（例えば、特許文献１、２参照）

太陽電池（例えば、図４参照）の光−電気変換効率は２０％程度であり、更なる効率化が望まれている。

太陽電池の光−電気変換効率を上げるために、太陽電池の上部にレンズを形成する方法が提案されている。（例えば、特許文献３参照）

特開２００３−２５８２９１号公報特開２００３−０４６１０９号公報特開２０００−２８０３６７号公報

しかしながら、太陽電池の上部にレンズを形成する方法は、コストが高くなりレンズの透過率によっては効率を上げることができないという問題、および、太陽電池温度を上昇させてしまい光−電気変換効率を低下させてしまうという問題、並びに、大気中の塵埃が堆積し易く、該塵埃によって太陽電池への受光が不十分になり、光−電気変換効率を低下させてしまうという問題が生じている。

本発明の課題は、安価にて光−電気変換効率の高い太陽電池パネルを得る方法を提供することである。

請求項１に記載の発明は、パネル表面に、グリット状および／或いはパターン状の疎水性エリアを形成したことを特徴とする太陽電池パネルである。

請求項２に記載の発明は、前記疎水性エリアの内側に水滴からなるレンズ層を形成することを特徴とする請求項１記載の太陽電池パネルである。

請求項３に記載の発明は、前記疎水性エリアの上方に散水ノズルを配置したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の太陽電池パネルである。

請求項４に記載の発明は、前記疎水性エリアが、フッ素樹脂化合物を含んだ感光性樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の太陽電池パネルである。

疎水性エリアに水が接触すると、疎水性エリア表面に水滴から成るレンズが形成される。
該レンズは、太陽光入射角が変化しても、太陽光を効率良く集光し、その結果、太陽電池の光−電気変換効率が向上する。

また、疎水性エリアの上部に散水パイプとノズルを設置し、該ノズルから疎水性エリアに散水することにより、疎水性エリア表面の塵埃を除去することが可能となり、且つ、太陽電池を冷却する事が可能となり、その結果、太陽電池の光−電気変換効率が向上する。

また、屋外でメンテナンスが難しい屋根のパネルを散水によって洗浄することができ、メンテナンスを容易にすることができる。

本発明の実施形態の一例を、図１から図６を基に説明する。
図４は、一般家庭に設置された太陽電池パネルの配置例を示した図である。
図３は、本発明の太陽電池パネルの設置例である。
図１および図２は、本発明の太陽電池パネルの模式図である。
本発明の太陽電池パネルは、図４のように一般家庭の屋根などの屋外に設置することを考えて発明した。
図３は、本発明の太陽電池パネルの設置例であるが、屋根３０に設置された太陽電池パネル１０の上方に散水パイプ２１と散水ノズル２０を配置した構造となっている。

図６は、従来の太陽電池パネルに水を掛けた場合であるが、該水はレンズ上にならず水膜となって、集光効果は得られない。

図１は、本発明の太陽電池パネルの傾斜図である。
太陽電池の半導体素子１１と電極をつなぐ配線部１３を保護するために、太陽電池パネルは、ガラス１２で覆われた形状を有する。
本発明の特徴は、素子と素子の境目に疎水性エリア１５を形成していることである。

疎水性エリア１５の材料としては、酸化チタンの透明膜などを用いることができる。

疎水性エリア１５の材料としては、水をはじく物であれば特に制限されないが、防汚性の観点から、フッ素樹脂化合物を含んだ感光性樹脂が好ましい。

疎水性エリア１５の形成方法としては、スクリーン印刷やグラビア印刷を用いることができる。

疎水性エリア１５の形成方法としては、太陽電池受光面（例えば、ガラス板）に微細な凹凸を形成する方法を用いても良い。

図５は、疎水性エリアに水を掛けたときの状態を示した図である。
疎水性エリア上に水滴１４ａが形成される。
疎水性エリア１５のパターン形状により、水滴レンズの高さが変化するため、素子１１の大きさに合わせて疎水性エリア１５のパターンサイズを変えることにより水滴レンズの集光効果を最適化することができる。

疎水性エリアの開口サイズを小さくするほど水滴レンズの高さは高くなり、略半球状のレンズと同様の効果が生まれる。

図３は、太陽電池パネルの上方に散水用の配管２１と散水用のノズル２０を設置した状態を示している。ノズルの数量や噴射角度は、パネルのサイズによって最適化することができる。

また、太陽電池パネルに温度計を内蔵させて、パネル温度が７０℃を超えるようであれば散水し、冷却することにより、太陽電池の光変換効率を高い水準で維持することができる。

また、太陽電池パネルに照度計を設置して、太陽光が得られない場合には、散水する必要がないため、散水を停止する機能を持たせても良い。

図２は、上記パネルに水を掛けた場合の模式図である。
疎水性パターンを形成した太陽電池パネルの疎水部に沿って水滴１４ａが形成される。
この水滴（レンズ）によって太陽光が集光し、太陽電池素子１１に通常よりも３％以上高い効率で光を集めることが可能となる。

太陽光が傾斜して斜めから光が太陽電池パネルに当たった場合にも、上記レンズ効果によって太陽電池パネルに集光することが可能となる。

まず、太陽電池受光面上となる保護ガラスパネル上に、フッ素樹脂化合物を含んだ感光性樹脂をコーティングした。
次に、該感光性樹脂を、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングすることにより、各々の太陽電池素子間にグリット状の疎水性パターンを形成し、太陽電池パネルを得た。

本発明による太陽電池パネルを使用することにより、安価に光−電気変換効率を向上させることが可能となった。

本発明の形態ならびに実施例を示す上面図である。本発明の形態ならびに実施例を示す上面図である。本発明の形態ならびに実施例を示す上面図である。従来技術の形態を示す模式図である。従来技術の形態を示す模式図である。従来技術の形態を示す模式図である。

符号の説明

１０・・・・太陽電池パネル
１１・・・・太陽電池
１２・・・・保護部材
１３・・・・電極配線、配線
１４・・・・水
１４ａ・・・水滴
１５・・・・疎水性エリア
１７・・・・還元槽
２０・・・・散水ノズル
２１・・・・散水配管、散水パイプ
３０・・・・屋根

Claims

パネル表面に、グリット状および／或いはパターン状の疎水性エリアを形成したことを特徴とする太陽電池パネル。
前記疎水性エリアの内側に水滴からなるレンズ層を形成することを特徴とする請求項１記載の太陽電池パネル。
前記疎水性エリアの上方に散水ノズルを配置したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の太陽電池パネル。
前記疎水性エリアが、フッ素樹脂化合物を含んだ感光性樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の太陽電池パネル。