JP2010045178A - 太陽電池パネル - Google Patents

Abstract

【課題】光の利用効率を大きなものとして発電効率を向上させつつ、前面に文字や絵柄等を自由に付与することができる太陽電池パネルを提供する。
【解決手段】光電変換層３と、該光電変換層３の光取り込み側に積層される光学部材１０とを有する太陽電池パネル１において、光学部材１０に、その面に沿った方向に配列した複数の凹凸部１３からなる凹凸構造１２を形成するとともに、該凹凸構造１２の光反射特性が互いに異なる少なくとも２つのパターン領域を形成する。パターン領域の光反射特性を異なるものとするには、凹凸部１３の形状を異なるものとしたり、該凹凸部１３の配列構造を異なるものとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、光電変換層に光学部材を積層してなる太陽電池パネルに関し、特に前記光学部材に凹凸構造を設けた太陽電池パネルに関する。

近年、太陽電池パネルの普及は大きな広がりを見せ、電卓等の小型電子機器に搭載される比較的小さなものから、家庭用として住宅に取り付けられる太陽電池パネルや大規模な発電施設に用いられる大面積の太陽電池発電システム、さらには人工衛星の電源まで、様々な分野で利用が促進されている（例えば、特許文献１参照）。

このような太陽電池は、主に光が照射される面積に比例して発電量が増加する。したがって、発電効率を向上させるには封止技術、製膜技術等の製造技術を改善することに加え、いかにして太陽電池パネルの開口率（全面積に対する発電可能な面積の割り合い）を大きくするかが重要な課題となっている。
よって、太陽電池パネルは、その前面（光取り込み面）に光線透過率の高いガラスや耐熱性のあるフレキシブル材料が使用されており、集電電極などの配線や結晶のムラ等のモジュール構成起因がなす模様を除けば無柄なものとなっている。

上記のように太陽電池の普及が広がりを見せるにつれ、その外観も重要な構成要素となってきており、太陽電池パネル前面の大面積を発電以外にも生かす方法、即ち、太陽電池パネル前面に文字や絵柄等を入れることにより、宣伝・広告等の情報伝達媒体として利用する方法も要求されつつある。
特開２００１−２９５４３７号公報

しかしながら、上記従来の太陽電池パネルにおいては、その全面に企業広告の文字や絵柄等を入れたくても、一般的な方法である印刷によって太陽電池前面への模様付けをした場合には、太陽電池パネルの開口率の低下を招き、発電効率を悪化させてしまうという問題があった。
また、太陽電池においては、さらに発電効率を向上させるべく、光取り込み側の面から入射する光の利用効率を増大させることが要求されている。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、光の利用効率を大きなものとして発電効率を向上させつつ、前面に文字や絵柄等を自由に付与することができる太陽電池パネルを提供することにある。

本発明は上記課題を解決するために以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係る太陽電池パネルは、 光電変換層と、該光電変換層に積層された光学部材とを備え、該光学部材側から入射した光を光電変換層にて電力に変換する太陽電池パネルにおいて、前記光学部材の光取り込み側の面あるいは該光取り込み側の面とは反対側の面の少なくとも一方に、複数の凹凸部を二次元的に配列してなる凹凸構造が形成されるとともに前記光学部材が、前記凹凸構造の光反射特性を互いに異にする少なくとも２つ以上のパターン領域を有していることを特徴とする。

このような特徴の太陽電池パネルによれば、光取り込み側に配置された光学部材に凹凸構造が形成されたことから、該光学部材に入射した光が光電変換層に達する前に反射して太陽電池パネル外に射出してしまうのを防止することができる。即ち、凹凸構造により光反射防止効果を付与することができるため、無駄に反射してしまう光をなくして光の利用効率を向上させることが可能となる。
また、それぞれのパターン領域において凹凸構造の光反射特性を異なるものとしたことから、観察者には各パターン領域毎の視覚効果が異なるものとして認識される。よって、このような光反射特性の違いにより模様を付けることができるため、太陽電池パネルの開口率を低下させずして自由に文字や絵柄等を付与することが可能となる。
なお、光電変換層とは、太陽電池パネルへの外光導入部となる光学部材以外の部材である光電変換用セル、電極及び封止材料（例えばＥＶＡ樹脂）等からなるものであり、バックシートやバックリフレクタを備えたものであってもよい。

また、本発明に係る太陽電池パネルにおいては、前記パターン領域毎に前記凹凸部の形状が異なることにより、各前記パターン領域の光反射特性が異なるものであってもよい。さらに、本発明の太陽電池パネルにおいては、各前記パターン領域毎に前記凹凸部の配列構造が異なることにより、各前記パターン領域の光反射特性が互いに異なるものであってもよい。なお、ここでの配列構造とは、複数の凹凸部の配列方向やピッチにより定まるものである。
このように凹凸部の形状や配列構造を異なるものとすることによって、各パターン領域毎の光反射特性を容易に異なるものとすることが可能となる。

また、本発明の太陽電池パネルにおいては、前記凹凸部が、プリズム形状、多角錐形状、円錐形状、マイクロレンズ形状のいずれかをなすことを特徴とする。
さらに、本発明の太陽電池パネルにおいては、前記凹凸部が、プリズム形状、多角錐形状、円錐形状、マイクロレンズ形状を２種類以上組み合わせた複合レンズ形状をなすものであってもよい。
さらにまた、本発明の太陽電池パネルにおいては、少なくとも一の前記パターン領域における前記凹凸部が、プリズム形状、多角錐形状、円錐形状、マイクロレンズ形状のいずれかの形状から、これらプリズム形状、多角錐形状、円錐形状、マイクロレンズ形状のいずれかの形状の分だけ切り欠くようにして形成された切り欠きレンズ形状をなすものであってもよい。
これにより、高い光反射防止効果を得ることが可能となる。

また、本発明に係る太陽電池パネルにおいては、少なくとも一の前記パターン領域における前記凹凸構造が、前記凹凸部を微細形成してなる回折格子構造をなしているものであってもよい。
これにより、高い光反射防止効果を得ることができるとともに回折光による色彩を付与することが可能となる。

さらに、本発明に係る太陽電池パネルにおいては、少なくとも一の前記パターン領域における前記凹凸構造が、前記凹凸部がランダムに配列されてなるランダム構造をなしているものであってもよい。これにより、上記同様、より高い光反射防止効果を得ることが可能となる。

さらに、本発明に係る太陽電池パネルは、少なくとも一の前記パターン領域における前記凹凸構造に、該凹凸構造とは屈折率の異なる材質からなる屈折率調整層が被覆されているものであってもよい。
これにより、光反射の要因となる屈折率を調整することができるため、より高い光反射防止効果を得ることが可能となる。

また、本発明に係る太陽電池パネルにおいては、、少なくとも一の前記パターン領域における前記凹凸構造に、前記凹凸部のそれぞれの一部又は全部を被覆する金属層が設けられたものであってもよい。
これにより、金属層による光遮断効果および光反射効果を得ることができるため、光電変換層側から光学部材側に反射した光を、再び光電変換層側へと反射することが可能となる。したがって、一旦入射された光を太陽電池パネル内に閉じ込めることができるため、光の利用効率を向上させることが可能となる。

さらに、本発明に係る太陽電池パネルは、少なくとも一の前記パターン領域における前記凹凸構造が前記光学部材の光取り込み側の面とは反対側の面に形成されているとともに、この凹凸構造を構成する凹凸部が光取り込み側に窪む凹状のマイクロレンズ形状であって、該マイクロレンズ形状を埋めるようにして、前記凹凸構造とは屈折率の異なる屈折率調整部が設けられ、隣接する前記マイクロレンズ同士の境界のそれぞれに光反射部が設けられていることを特徴とする。

このような特徴の太陽電池パネルによれば、屈折率調整部により光反射の要因となる屈折率を調整することができるため、より高い光反射防止効果を得ることが可能となる。
また、光反射部によって光電変換層側から光学部材側に反射した光を再び光電変換層内へと反射することができるため、光の利用効率を向上させて、発電効率を高めることが可能となる。

また、本発明に係る太陽電池パネルは、少なくとも一の前記パターン領域における前記凹凸構造が前記光学部材の光取り込み側の面に形成されているとともに、この凹凸構造を構成する凹凸部が光取り込み側に凸となるマイクロレンズ形状であって、隣接する前記マイクロレンズ同士の境界に対応する、前記光学部材の光取り込み側の面とは反対側の面のそれぞれの箇所に、光反射部が設けられていることを特徴とする。

このような特徴の太陽電池パネルによれば、光反射部によって光電変換層側から光学部材側に反射した光を再び光電変換層内へと反射することができるため、光の利用効率を向上させて、発電効率を高めることが可能となる。

本発明の太陽電池パネルによれば、凹凸構造による光反射防止効果によって光の利用効率を向上させることができるとともに、凹凸構造の光反射特性の違いによる視覚効果を利用することにより、開口率を低下させずしてに自由に模様を付与することができる。
したがって、光の利用効率を大きなものとして発電効率を向上させつつも、太陽電池パネル前面に文字や絵柄等を自由に付与することが可能となる。

以下、本発明の太陽電池パネルの実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態である太陽電池パネルの縦断面模式図、図２は本発明の実施形態である太陽電池パネルの平面図である。
図１に示すように、本実施形態の太陽電池パネル１は、バックシート（バックリフレクタ）２上に光電変換層３及び光学部材１０がこの順序で積層されて構成されており、光取り込み側（図１における上側）から入射された光Ａを光電変換層３にて電力に変換するものである。なお、本実施形態においては、上記バックシート２、光電変換層３及び光学部材１０は、例えば蒸着等によって積層一体化されている。

バックシート２は、光反射性の高い材質からなる略板状の部材であって、太陽電池パネル１の最も背面側（光取り込み側の反対側）に設けられることにより、光学部材１０及び光電変換層３を通過した光Ａを光取り込み側に再帰反射する。これにより、当該バックシート２で再帰反射された光が再度光電変換層３を通過することになり、光の利用効率が高められる。

光電変換層３は、例えば複数のシリコン層が積層されてなるシリコンウェハ（光電変換セル）がその光取り込み側及び背面側からＥＶＡ樹脂で挟み込まれるように封止されることで、上記バックシート２と同様略板状に形成されている。この光電変換層３においては、光起電力効果を利用して入射する光による光エネルギーを直接的に電力に変換する。

そして、このような光電版乾燥３の光取り込み側に配置される光学部材１０は、入射する光Ａが光電変換層３に到達する前に反射して太陽電池パネル１外に射出されるのを防止するとともに、太陽電池パネル１に模様を付与する役割を有するものである。本実施形態においてこの光学部材１０は、略板状をなす基材１１と、該基材１１の光取り込み側の面に形成された凹凸構造１２とによって構成されている。

基材１１は、光線透過率が高く、耐熱性をもつ材料により構成されている。この条件を満たす材料としては、ガラス素材やポリエステル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、透明ポリイミド、透明フッ素系、ポリ乳酸系樹脂、シリコーン、ポリスルフォン系樹脂、ポリエチレンナフタレート系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、エポキシなどのフレキシブル素材等が挙げられる。

そして、このような材料からなる基材１１の光取り込み側の面に、凹凸構造１２が形成されている。この凹凸構造１２の形成方法としては、金型を用いたプレス法・キャスティング法・射出成形法等により基材１１と一体成形する方法が挙げられる。この金型としては機械切削により作製されたものを用いる他、レジストなどの感光性材料を使用してレーザ露光、現像によりマスクを作製しエッチングするなどして作成された版をもとにスパッタ工程、電鋳工程を経て作製された電鋳板を用いることも可能である。

その他、凹凸構造１２の作製方法として、平面スタンパやロールスタンパの凹凸形成面に熱硬化型樹脂、紫外線硬化型樹脂や電子線硬化型樹脂等を塗布または注入し、その上に基材１１を配置して、硬化処理後にスタンパから離型するといった方法も挙げられる。
また、基材１１がガラス素材からなるものの場合には、マスクを用いたウエットあるいはドライエッチング法などにより凹凸構造１２を付形することも可能である。

そして、本実施形態においては、光学部材１０における凹凸構造１２の光反射特性を部分的に異なるものとすることによって、図１及び図２に示すように、２つのパターン領域１４Ａ、１４Ｂが形成されている。
即ち、上記凹凸構造１２は、基材１１の光取り込み側の面の全面に複数の凹凸部１３が配列されることによって構成されており、詳しくは図２に示すように、凹凸部１３の形状や配列構造（即ち、配列方向やピッチ）がパターン領域１４Ａ，１４Ｂ毎に異なることによって、これらパターン領域１４Ａ，１４Ｂの光反射特性が異なるものとされている。
これによって、太陽電池パネル１を前面（即ち、光取り込み側）から見る観察者にとっては、２つのパターン領域１４Ａ，１４Ｂで異なる視覚効果を得ることになり、この視覚効果の差異による模様を付することが可能となる。

上記のようなパターン領域１４Ａ，１４Ｂを構成する凹凸構造１２としては、例えば図３に示すように、凹凸部１３として基材１１の光取り込み側の面に沿った一方向に延びるプリズム形状が複数並設されたものであってもよく、また、図４に示すように、凹凸部１３がマイクロレンズ形状をなして基材１１の光取り込み側の面にマトリックス状に配置されたものであってもよい。
なお、この他、凹凸部１３が多角錐形状や円錐形状をなして、これらが基材１１の光取り込み側の面にマトリックス状に配置されたものであってもよい。

さらに、凹凸部１３が、上記のようなプリズム形状、多角錐形状、円錐形状、マイクロレンズ形状を２種類以上組み合わせた複合レンズ形状をなすものであってもよい。この一例としては、図５に示すように、マイクロレンズ形状の頂部に円錐形状が付加されたものが挙げられる。

さらにまた、この凹凸部１３が上記のようなプリズム形状、多角錐形状、円錐形状、マイクロレンズ形状のいずれかの形状から、これらプリズム形状、多角錐形状、円錐形状、マイクロレンズ形状のいずれかの形状の分だけ切り欠くようにして形成された切り欠きレンズ形状をなすものであってもよい。この一例としては、図６に示すように、マイクロレンズ形状の頂部から円錐形状の分だけ切り欠いた形状が上げられる。

凹凸構造１２は、凹凸部１３が微細形成された回折格子構造をなすものであってもよい。この場合、凹凸構造１２への光Ａの入射角度によって波長ごとに回折光が発生するため、該回折光による色彩を付すことが可能となる。なお、このような回折光の射出を抑えて色彩を付加しないことを意図する場合、凹凸構造１２のピッチを３００ｎｍ以下とし、さらに、凹凸深さをアスペクト比１以上にするとよい。
さらに、凹凸構造１２は、凹凸部１３がランダムに配列されたランダム構造をなすものであってもよい。

なお、パターン領域１４Ａ，１４Ｂの光反射特性を異なるものとするためには、これらパターン領域１４Ａ，１４Ｂの凹凸構造１２の構成を図３から図８に示したものの中から異なるものを選択する方法の他、パターン領域１４Ａ，１４Ｂの凹凸構造１２の構成が同一のものを選択した場合であっても、配列構造（配列方向やピッチ）を異なるものとする方法が挙げられる。

以上のような構成の太陽電池パネル１においては、光電変換層３の光取り込み側の面に配置された光学部材１０に凹凸構造１２が形成されたことから、該光学部材１０に入射した光が光電変換層３に達する前に反射して太陽電池パネル１外に射出してしまうのを防止することができる。
即ち、凹凸構造１２によって光学部材１０に光反射防止効果が付与され、これにより該光学部材１０に入射した光が反射することなく光電変換層３に達することとなるため、光の利用効率を向上し、発電効率の高い太陽電池パネル１を提供することが可能となる。

また、凹凸構造１２を上記図３から図８に示した態様に形成することで、光学部材１０による光反射防止効果を高いものとすることができ、発電効率をさらに向上させることが可能となる。

ここで、太陽電池パネル１の前面（光取り込み側の面）に文字や絵柄等を入れて、当該太陽電池パネル１を宣伝・広告等の情報伝達媒体として利用することを意図した場合、例えば、印刷等によって太陽電池パネル１の前面に模様を付加すると開口率が低下して発電量が低下してしまう。

この点、本実施形態の太陽電池パネル１においては、それぞれのパターン領域１４Ａ，１４Ｂにおける凹凸構造１２の光反射特性が異なることから、観察者は各パターン領域１４Ａ，１４Ｂによる視覚効果を異なるものとして認識する。即ち、このような視覚効果の違いから太陽電池パネル１に模様を付与することができるため、太陽電池パネル１の開口率を低下させずして自由に文字や絵柄等を設けることが可能となる。

また、特に上記のように凹凸構造１２を回折格子構造とした場合には、回折光による色彩を付加することが可能となるため、太陽電池パネル１の前面により多彩な文字・絵柄を設けることができる。
なお、回折角度を調整して回折光による色彩を制御する場合、回折格子のピッチを大きくすることも考えられるが、このようにすると単位面積当りの凹凸数が少なくなるため光反射防止効果が低くなってしまう。この点、回折格子を構成する凹凸部１３の凹凸深さを深くすることで光反射防止効果を高く維持することが可能となる。

以上、本発明の実施形態である太陽電池パネル１について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、第１変形例として、図９に示すような太陽電池パネル２０であってもよい。この太陽電池パネル２０においては、上記の太陽電池パネル１と同様に光学部材１０の光取り込み側の面に凹凸構造１２（図９においてはランダム構造）が形成されているのに加えて、該光学部材１０の背面側にも凹凸構造（図９においてはマイクロレンズ形状）２１が形成されている。

このように、光学部材１０の光取り込み側の面及び背面の両方に凹凸構造１２、２１を備えることにより、光学部材１０における光反射防止効果をさらに向上させることができるため、より発電効率を向上させることが可能となる。
また、上記凹凸構造２１を設けることによって光電変換層３と蒸着による接合強度を向上させることができるため、光学部材１０と光電変換層３との界面剥離防止の効果を期待することができる。特に、光学部材１０の基材１１の材料としてフレキシブル素材を用いた場合には、他の材料との密着性が弱いため、凹凸構造２１を形成して接合強度を高めることが好ましい。

また、第２の変形例として、図１０に示すような太陽電池パネル３０であってもよい。この太陽電池パネル３０においては、光学部材１０の光取り込み側の面に形成された凹凸構造１２の表面に、該凹凸構造１２とは屈折率の異なる材質からなる屈折率調整層３１が被覆されている。
これによって、光反射の要因となる屈折率を調整することができるため、より高い光反射防止効果を得ることが可能となる。また、屈折率調整層３１に低反射コート機能を付与する他、紫外線吸収層、ハードコート層などの機能を付与することにより、設計の幅を広げ、多機能の光学部材１０とすることが可能となる。

さらに、第３の変形例として、図１１に示すような太陽電池パネル４０であってもよい。この太陽電池パネル４０においては、第一の変形例の太陽電池パネル２０と同様に、光学部材１０の光取り込み側の面及び背面の両方に凹凸構造１２、４１を備えている。そして前記背面の凹凸構造４１を構成する複数の凹凸部４２は光取り込み側に向かって窪む凹曲面状をなしており、これら凹曲面の一部を被覆するように金属層４３が付加されている。
なお、この金属層４３は、単一の金属又は合金から形成された薄膜状をなしている。

このような構成にすることにより、金属層４３による光遮断効果および光反射効果を得ることができ、光学部材１０及び光電変換層３を通過してバックシート２により再帰反射された光を光電変換層３内に閉じ込めることが可能となる。よって、光の利用効率をさらに向上させて発電効率を高めることが可能となる。
なお、図１１においては、金属層４３は凹曲面をなす凹凸部４２の一部を被覆しているが、これに限定されることはなく、該凹凸部４２の全面を被覆するものであってもよい。この場合、金属層４３を構成する金属として酸化金属等の透明なものを採用しない限り、光を透過させないため好ましくない。

さらにまた、第４の変形例のとして、図１２に示すような太陽電池パネル５０であってもよい。この太陽電池パネル５０においては、光学部材１０の背面にのみ凹凸構造５２が形成されており、該凹凸構造５２を構成する凹凸部５１は光取り込み側に向かって窪む凹状のマイクロレンズ形状をなしている。そして、このマイクロレンズの凹部を埋めるようにして凹凸構造５２とは異なる屈折率を有する屈折率調整部５３が埋設されており、さらにこのマイクロレンズ同士の境界には光反射部５４が設けられている。屈折率調整部５３はシリコン樹脂からなり、光反射部はＡｇペーストをストライプ状に印刷したＡｇストライプから構成されている。
なお、ここでは、マイクロレンズとは、レンチキュラーレンズを含む微細レンズの総称のことを示している。

このような構成とすることによって、屈折率調整部５３により光反射の要因となる屈折率を調整することができるため、より高い光反射防止効果を得ることが可能となる。また、光反射部５４が凹凸部５１としてのマイクロレンズ同士の境界に設けられていることにより、当該境界における光遮断効果および光反射効果を得ることができる。即ち、光電変換層３から光学部材１０側に射出される光を光反射部５４で光電変換層３の内部に再帰させることができるため、光の利用効率をさらに向上させて発電効率を高いものとすることが可能となる。
また、光反射部５４であるＡｇストライプの大きさを調整することにより、凹レンチキュラーレンズにより集光された光を透過させて、再帰反射する光をは光電変換層３内へ反射し返すように開口率を定めることができる。

また、第５の変形例として、例えば、図１３に示すような太陽電池パネル７０であってもよい。この太陽電池パネル７０においては、光学部材１０の光取り込み側の面にのみ凹凸構造７１が形成されており、該凹凸構造７１を構成する凹凸部７２は光取り込み側に向かって凸状をなすマイクロレンズ形状をなしている。そして、このマイクロレンズ同士の境界に対応する光学部材１０の背面のそれぞれの箇所には光反射部７３が設けられている。
なお、ここでも、マイクロレンズとは、レンチキュラーレンズを含む微細レンズの総称のことを示している。

このような太陽電池パネル７０においては、光反射部７３が凹凸部７２としてのマイクロレンズ同士の境界に設けられていることにより、当該境界における光遮断効果および光反射効果を得ることができる。即ち、光電変換層３から光学部材１０側に射出される光を光反射部７３で光電変換層３の内部に再帰させることができるため、光の利用効率をさらに向上させて発電効率を高いものとすることが可能となる。

なお、第４変形例の太陽電池パネル５０及び第５変形例の太陽電池パネル７０においては、光学部材１０が複層構造をなすものであってもよい。

さらに、第６の変形例として、図１４に示すような太陽電池パネル６０であってもよい。この太陽電池パネル６０においては、光学部材１０の背面に凹凸構造６１（第５の変形例においてはプリズム形状）が形成されているとともに、平坦状をなす光取り込み側の面に、ＡＲ膜（無反射防止膜）、ＬＲ膜（低反射防止膜）のコーティング層６２が付加されている。これにより、光学部材１０の反射防止効果をさらに向上させることが可能となる。
なお、このようなコーティング層６２を付加することに変えて、平坦状をなす光学部材１０の背面にコロナ処理等を施すことによりある程度の粗さを付与したり、もしくは、低屈折率材料を付与することにより光学部材１０の光取り込み側の面における反射を抑制してもよい。
また、光学部材１０に紫外線吸収材をコートあるいは成形材料に混入することにより耐ＵＶ性を高めることも可能である。

なお、上記のように図９から図１４に示した第１から第５の変形例は、図示された形態に限定されずそれぞれの特徴と組み合わせたものであってもよい。

光学部材に凹凸構造を設けることて発電効率が向上することを証明すべく、以下のような３つの太陽電池パネルを作製して反射率を測定する試験を行った。

実施例１として、光学部材の背面側にのみ凹凸構造を有するの太陽電池パネルを作製した。より詳細には、第１のパターン領域における凹凸構造が、凹凸深さ約３５０ｎｍの略四角錐の凸型形状をなす凹凸部がピッチ３３８ｎｍで配置されることで構成されており、第２のパターン領域における凹凸構造が、凹凸深さ約３５０ｎｍの略四角錐の凹型形状をなす凹凸部がピッチ３３８ｎｍで配置されることで構成されているものを用意した。また、第１のパターン領域と第２のパターン領域の配列方向は４５°異なる構成とした。
なお、このような凹凸構造はマスクを用いたエッチング方式により付形され、光学部材の光取り込み側の面にはサンドブラストによって表面粗さを付加した。

実施例２として、上記第５の変形例に対応する太陽電池パネルを作製した。より詳細には、第５の変形例において、凹レンチキュラーレンズの凹凸深さを約５６ｎｍとするとともにピッチを６０μｍとした。また、このような凹レンチキュラーレンズ内にシリコン樹脂を埋設し、Ａｇペーストをストライプ状に印刷することで光反射部を設けた。そして、第１のパターン領域と第２のパターン領域とで配列方向が４５°異なる構成とした。

また、凹凸構造を有さない光学部材を備えた太陽電池パネルを比較例として作製した。

そして、このような実施例１、２及び比較例の太陽電池パネルを、その光取り込み側から白色光（ハロゲンランプ）を光源として照射して、分光式変角測色計ＧＣ５０００装置（日本電色製）を用いて入射角度０〜８０°の範囲で反射光強度を測定した。この結果を図１５に示す。

図１５から分かるように、実施例１、２においては、光学部材に凹凸構造を設けていない比較例に比べて、光の表面反射率が大きく低下している。これは、太陽電池パネルに入射した光が効率良く利用されていることを示している。
以上から、太陽電池パネルにおける光学部材に凹凸構造を形成することで光の利用効率を向上させて、発電効率を高められることが分かった。

実施形態に係る太陽電池パネルの縦断面模式図である。 実施形態に係る太陽電池パネルの平面図である。 光学部材の一態様を説明する図である。 光学部材の一態様を説明する図である。 光学部材の一態様を説明する図である。 光学部材の一態様を説明する図である。 光学部材の一態様を説明する図である。 光学部材の一態様を説明する図である。 太陽電池パネルの第１の変形例の縦断面模式図である。 太陽電池パネルの第２の変形例の縦断面模式図である。 太陽電池パネルの第３の変形例の縦断面模式図である。 太陽電池パネルの第４の変形例の縦断面模式図である。 太陽電池パネルの第５の変形例の縦断面模式図である。 太陽電池パネルの第６の変形例の縦断面模式図である。 実施例１、２及び比較例の太陽電池パネルの反射光強度の測定結果である。

符号の説明

１ 太陽電池パネル
２ バックシート
３ 光電変換層
１０ 光学部材
１１ 基材
１２ 凹凸構造
１３ 凹凸部
１４Ａ パターン領域
１４Ｂ パターン領域
２０ 太陽電池パネル
２１ 凹凸構造
３０ 太陽電池パネル
３１ 屈折率調整層
４０ 太陽電池パネル
４１ 凹凸構造
４２ 凹凸部
４３ 金属層
５０ 太陽電池パネル
５１ 凹凸部
５２ 凹凸構造
５３ 屈折率調整部
５４ 光反射部
６０ 太陽電池パネル
６１ 凹凸構造
６２ コーティング層
７０ 太陽電池パネル
７１ 凹凸構造
７２ 凹凸部
７３ 光反射部

Claims (12)

1. 光電変換層と、該光電変換層に積層された光学部材とを備え、該光学部材側から入射した光を光電変換層にて電力に変換する太陽電池パネルにおいて、
   前記光学部材の光取り込み側の面あるいは該光取り込み側の面とは反対側の面の少なくとも一方に、複数の凹凸部を二次元的に配列してなる凹凸構造が形成されるとともに
   前記光学部材が、前記凹凸構造の光反射特性を互いに異にする少なくとも２つ以上のパターン領域を有していることを特徴とする太陽電池パネル。
2. 前記パターン領域毎に前記凹凸部の形状が異なることにより、各前記パターン領域の光反射特性が異なることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池パネル。
3. 各前記パターン領域毎に前記凹凸部の配列構造が異なることにより、各前記パターン領域の光反射特性が互いに異なることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池パネル。
4. 少なくとも一の前記パターン領域における前記凹凸部が、プリズム形状、多角錐形状、円錐形状、マイクロレンズ形状のいずれかをなすことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の太陽電池パネル。
5. 少なくとも一の前記パターン領域における前記凹凸部が、プリズム形状、多角錐形状、円錐形状、マイクロレンズ形状を２種類以上組み合わせた複合レンズ形状をなすことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の太陽電池パネル。
6. 少なくとも一の前記パターン領域における前記凹凸部が、プリズム形状、多角錐形状、円錐形状、マイクロレンズ形状のいずれかの形状から、これらプリズム形状、多角錐形状、円錐形状、マイクロレンズ形状のいずれかの形状の分だけ切り欠くようにして形成された切り欠きレンズ形状をなすことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の太陽電池パネル。
7. 少なくとも一の前記パターン領域における前記凹凸構造が、前記凹凸部を微細形成してなる回折格子構造をなしていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の太陽電池パネル。
8. 少なくとも一の前記パターン領域における前記凹凸構造が、前記凹凸部をランダムに形成してなるランダム構造をなしていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の太陽電池パネル。
9. 少なくとも一の前記パターン領域における前記凹凸構造に、該凹凸構造とは屈折率の異なる材質からなる屈折率調整層が被覆されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の太陽電池パネル。
10. 少なくとも一の前記パターン領域における前記凹凸構造に、前記凹凸部のそれぞれの一部又は全部を被覆する金属層が設けられたことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の太陽電池パネル。
11. 少なくとも一の前記パターン領域における前記凹凸構造が前記光学部材の光取り込み側の面とは反対側の面に形成されているとともに、この凹凸構造を構成する凹凸部が光取り込み側に窪む凹状のマイクロレンズ形状であって、
    該マイクロレンズ形状を埋めるようにして、前記凹凸構造とは屈折率の異なる屈折率調整部が設けられ、
    隣接する前記マイクロレンズ同士の境界のそれぞれに光反射部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池パネル。
12. 少なくとも一の前記パターン領域における前記凹凸構造が前記光学部材の光取り込み側の面に形成されているとともに、この凹凸構造を構成する凹凸部が光取り込み側に凸となるマイクロレンズ形状であって、
    隣接する前記マイクロレンズ同士の境界に対応する、前記光学部材の光取り込み側の面とは反対側の面のそれぞれの箇所に、光反射部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池パネル。
    
    

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