JP2009290037A - Solar cell module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、変換効率を向上できる集光型太陽電池モジュールに関する。 The present invention relates to a concentrating solar cell module that can improve conversion efficiency.
太陽電池は、電卓、家庭の屋根、車、発電所などに広く利用されている。太陽電池の変換効率を高くするには、太陽電池表面における光の反射率を小さくし、多くの光を太陽電池に導く事が重要である。光が太陽電池表面に入射する角度が大きくなれば、反射率が大きくなり効率が低下する。斜めから入射する光も、太陽電池表面にできる限り垂直に近く入射する様に変換する事が望まれる。 Solar cells are widely used in calculators, home roofs, cars, power plants and the like. In order to increase the conversion efficiency of a solar cell, it is important to reduce the reflectance of light on the surface of the solar cell and guide a large amount of light to the solar cell. If the angle at which light is incident on the surface of the solar cell increases, the reflectance increases and the efficiency decreases. It is desirable to convert light incident from an angle so that it is incident as close to the solar cell surface as possible.
変換効率を改善するために、集光レンズを設けて効率を改善する太陽電池が提案されている(特許文献1および特許文献2を参照)。しかしながら、集光レンズだけでは、光の入射角度がある程度大きくなれば、太陽電池表面への入射角も大きくなり、反射率が大きくなる。 In order to improve the conversion efficiency, a solar cell is proposed in which a condenser lens is provided to improve the efficiency (see Patent Document 1 and Patent Document 2). However, with the condenser lens alone, if the incident angle of light increases to some extent, the incident angle to the surface of the solar cell also increases and the reflectance increases.
そこで、太陽電池表面の上に、図5に示す様な光学素子を設置して、変換効率をより改善するモジュールが提案されている(特許文献3を参照)。図5において、501は光学素子、502はその光軸、503および504は屈折面、505は太陽電池、506は被覆剤である。図5の光線Aの様に、斜めから入射した光は、屈折面503および504で屈折する事で、太陽電池505には小さい角度で入射する。従って、変換効率を高める事ができる。
Therefore, a module has been proposed in which an optical element as shown in FIG. 5 is installed on the surface of the solar cell to further improve the conversion efficiency (see Patent Document 3). In FIG. 5, 501 is an optical element, 502 is its optical axis, 503 and 504 are refractive surfaces, 505 is a solar cell, and 506 is a coating agent. Like the light ray A in FIG. 5, the light incident from an oblique direction is refracted by the
しかしながら、図5の光線Bの様な入射光は、屈折面504への入射角が大きくなり透過率が低下する。また、入射角があまり大きくなれば(一般には45度程度)全反射により光が透過しない。すなわち、光が屈折面503に入射する位置によっては変換効率が低下する。屈折面504に反射防止膜を設けても、広い角度範囲で反射率を低下させるには限界がある。入射位置によらず変換効率の高い太陽電池モジュールが求められる。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、入射角度にも入射位置にもよらず変換効率の高い太陽電池モジュールを提供する事を目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a solar cell module having high conversion efficiency regardless of an incident angle and an incident position.
本発明の太陽電池モジュールは、透明板の片面に第1レンズアレイを有し、前記透明板の他面に第2レンズアレイを有し、前記第1レンズアレイの各々のレンズの光軸と前記第2レンズアレイの各々のレンズの光軸が略一致し、前記第2レンズアレイの表面に接して太陽電池を設ける事を特徴とする。これにより、入射角度にも入射位置にもよらず変換効率の高い集光型太陽電池モジュールを提供できる。 The solar cell module of the present invention has a first lens array on one side of a transparent plate, a second lens array on the other side of the transparent plate, and the optical axis of each lens of the first lens array The optical axes of the lenses of the second lens array are substantially coincident, and a solar cell is provided in contact with the surface of the second lens array. Thereby, it is possible to provide a concentrating solar cell module with high conversion efficiency regardless of the incident angle and the incident position.
本発明の太陽電池モジュールは、第1レンズアレイに入射した光は、屈折して集光され、小さい角度で第2レンズ面に入射する。太陽電池は第2レンズアレイに接して形成されているので、入射角は小さく変換効率を高くする事ができる。 In the solar cell module of the present invention, the light incident on the first lens array is refracted and collected, and enters the second lens surface at a small angle. Since the solar cell is formed in contact with the second lens array, the incident angle is small and the conversion efficiency can be increased.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
(実施形態1)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
図1は、本発明の実施形態1における太陽電池モジュールの断面図である。図1において、101は光学素子、102は光軸、103は第1レンズアレイ、104は第2レンズアレイである。第1レンズアレイ103の光軸と第2レンズアレイ104の光軸は略一致している。105は太陽電池であり、第2レンズアレイ表面104に接して設置されている。あるいは、表面104の上に直接に太陽電池が形成される。104の様な曲面にも薄膜太陽電池は形成する事ができる。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a solar cell module according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, 101 is an optical element, 102 is an optical axis, 103 is a first lens array, and 104 is a second lens array. The optical axis of the
図1の光線AおよびBは、第1レンズ表面への入射位置が異なるが、共にレンズ表面103で屈折して、表面104に向かって集光される。表面104、すなわち、太陽電池表面もレンズ形状をしているので、光線AおよびBは小さい角度で太陽電池に入射する。従って、反射率が小さく変換効率を高くする事ができる。
Although the incident positions on the first lens surface are different, the light rays A and B in FIG. 1 are both refracted by the
第2レンズアレイと太陽電池の間に反射防止膜を設ける場合も、余り広い範囲の角度を考慮する必要がないので、膜設計や膜形成が比較的容易になる。 Also in the case of providing an antireflection film between the second lens array and the solar cell, it is not necessary to consider a very wide range of angles, so that film design and film formation are relatively easy.
図2は、本発明の実施形態1の太陽電池モジュールの斜視図である。第1レンズアレイも第2レンズアレイも単レンズのアレイである。この図2の構成では、東西南北のどの方向から入射する光に対しても変換効率を向上できる。
(実施形態2)
FIG. 2 is a perspective view of the solar cell module according to Embodiment 1 of the present invention. Both the first lens array and the second lens array are single lens arrays. In the configuration of FIG. 2, the conversion efficiency can be improved with respect to light incident from any direction of east, west, south, and north.
(Embodiment 2)
図3は、本発明の実施形態2の太陽電池モジュールの斜視図である。第1レンズアレイも第2レンズアレイもシリンドリカルレンズのアレイである。この図3の構成では、東西のどの方向から入射する光に対しても変換効率を向上できる。南北方向の入射光の変化には効果がないが、単純な平面太陽電池よりは変換効率を向上できる。
(実施形態3)
FIG. 3 is a perspective view of the solar cell module according to Embodiment 2 of the present invention. Both the first lens array and the second lens array are arrays of cylindrical lenses. In the configuration of FIG. 3, the conversion efficiency can be improved with respect to light incident from any direction of east and west. Although there is no effect on the change of incident light in the north-south direction, the conversion efficiency can be improved as compared with a simple planar solar cell.
(Embodiment 3)
従来の図5と同様に、第1レンズアレイ表面に被覆剤を設ける事もできる。図4に、実施形態3の太陽電池モジュールの断面図を示す。図4において、図1と同じ構成要素には同じ符号を付け説明を省略する。106は被覆剤である。光学素子101がポリカーボネートでできていれば屈折率は約1.58である。その場合は被覆剤にはPMMAなどを用いる事ができ、屈折率は約1.5である。図4の光線AおよびBに示す様に、図1と同様に太陽電池表面への入射角を小さくして、変換効率を向上できる。
Similarly to the conventional FIG. 5, a coating agent can be provided on the surface of the first lens array. In FIG. 4, sectional drawing of the solar cell module of Embodiment 3 is shown. In FIG. 4, the same components as those in FIG. 106 is a coating agent. If the
以上に開示した実施形態1〜3はいずれも本発明の一例を示したに過ぎず、本発明はこれらの実施形態により制限的に解釈されない。本発明の範囲は上記の実施形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The first to third embodiments disclosed above are merely examples of the present invention, and the present invention is not construed as being limited by these embodiments. The scope of the present invention is shown not by the above embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
本発明の太陽電池モジュールの利用分野は特に限定はないが、一般家庭の屋根、車、発電所に設置する太陽電池に有用である。また、光の方向を気にせずに電力を得られるので、電卓などの携帯機器に対しても応用できる。 The field of application of the solar cell module of the present invention is not particularly limited, but is useful for solar cells installed on roofs, cars, and power plants in general homes. Moreover, since electric power can be obtained without worrying about the direction of light, it can be applied to portable devices such as a calculator.
101 光学素子
102 光軸
103 第1レンズアレイ
104 第2レンズアレイ
105 太陽電池
106 被覆剤
501 光学素子
502 光軸
503 屈折面
504 屈折面
505 太陽電池
506 被覆剤
DESCRIPTION OF
Claims (3)
The solar cell module according to claim 1, wherein the first lens array and the second lens array are cylindrical lens arrays.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008141852A JP2009290037A (en) | 2008-05-30 | 2008-05-30 | Solar cell module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008141852A JP2009290037A (en) | 2008-05-30 | 2008-05-30 | Solar cell module |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2009290037A true JP2009290037A (en) | 2009-12-10 |
Family
ID=41458950
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2008141852A Pending JP2009290037A (en) | 2008-05-30 | 2008-05-30 | Solar cell module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009290037A (en) |
-
2008
- 2008-05-30 JP JP2008141852A patent/JP2009290037A/en active Pending
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